两种不同分辨率下CBCT诊断下颌第一恒磨牙近中根管形态的研究

邱吟枫 屠淑贞 周培刚 刘 超 沈忆芬 顾永春

（苏州市第九人民医院口腔科·中心实验室*，苏州 215200）

下颌第一恒磨牙一般有3个根管：近中根2个根管，远中根1个根管；近中2个根管之间可以相互独立，也会出现相互融合或再次分叉，形成各种类型的复杂根管[1]；此外近中根内还会出现近中中央根管（mesial middle canal， MM）[2]、管间交通支、根管侧支、根尖分歧等细小的结构，忽视了这些结构将导致根管治疗失败[3]。传统的X线根尖片在显示复杂的根管系统时具有局限性，因为X线片只能提供二维影像，会受到牙槽骨和周围软、硬组织影像的干扰，以及投照角度的限制，从而导致图像重叠或失真。锥形束计算机断层扫描（cone-beam computed tompgraphy， CBCT）具有无破坏性、放射剂量小和分辨率高的特点，可以提供牙齿的三维影像，是目前临床诊断根管形态的有效手段[4]。然而，分辨率设置越高，放射剂量就越大，因此，临床最常使用的CBCT分辨率为200～300 μm[5,6]。显微CT分辨率可以达到10 μm以下，但其辐射剂量大，扫描视野小，只能扫描离体牙[7]。本研究以离体下颌第一恒磨牙的近中根为研究对象，以显微CT分析作为标准，评价牙科CBCT在不同分辨率下诊断根管系统形态的准确性，为CBCT的临床应用提供依据。

1 材料和方法

1.1 离体牙采集

收集苏州市第九人民医院口腔科门诊2016年1月至2019年1月拔除的下颌第一恒磨牙，患者均知情同意。纳入标准：（1）牙根基本完整；（2）牙根发育完成，根尖孔闭合；（3）根管未经过预备及充填；（4）无牙根折裂；（5）无桩钉、银汞等产生伪影的材料。共有31个下颌第一恒磨牙纳入本研究。

1.2 CBCT扫描

将离体牙按照牙弓曲线的走向固定于蜡块上，每组固定牙齿10～11个。用CBCT（Kavo 3D eXame i，Kavo公司，德国）对离体牙分别以300 μm和200 μm分辨率进行扫描，扫描参数分别为：（1）分辨率300 μm，FOV 大小为8.5 cm，电 压120 kVp，电 流5 mA，曝 光 时 间3 s；（2）分辨率大小 200 μm，FOV 大小为8.5 cm，电压120 kVp，电流5 mA，曝光时间6 s。利用eXam Vision软件（Kavo公司，德国）读取图像，观察者从冠状面、矢状面及水平面综合判断近中根根管形态；之后进一步根据牙根的倾斜方向，重新定义近中根的颊舌向纵剖平面，从而确定根管系统类型及侧副根管发生情况。

1.3 显微CT扫描

将牙齿固定于显微CT（Skyscan1174，布鲁克斯，比利时）样品台上。扫描参数设为：电压 50 kV，电流800 μA，体素大小9 μm × 9 μm × 9 μm，扫描旋转角度180°，旋转步长0.7°，1 mm厚铝箔过滤射线。NRecon software软件进行三维重建。CT An及DataViewer v.1.5.1再对牙齿外形及内部结构进行详细观测。通过从不同角度观察牙齿根管系统的二维及三维图像判断根管的类型。

1.4 根管系统形态的观察

由两位牙体牙髓病科医师（观察者A：顾永春，主任医师，从事临床工作20年；观察者B：邱吟枫，住院医师，从事临床工作6年）根据CBCT及显微CT提供的图像判断下颌第一磨牙近中根根管的解剖形态。判读按照分辨率由低到高顺序进行（CBCT 300 μm → CBCT 200 μm → 显微CT 9 μm），每个分辨率观察2次，每次间隔2周。如果2次不一致，间隔2周后再进行第3次诊断，并以第3次诊断为准。根管的分类按照Weine法[8]：1个根管口1个根尖孔为1-1型；1个根管口2个根尖孔为1-2型；2个根管口1个根尖孔为2-1型；2个根管口2个根尖孔为2-2型。为避免检测复杂化，在本研究中未将MM根管独立于Weine分型之外另设一类根管，而是将MM根管视为侧副根管的一型。本研究中侧副根管还包括根管侧支及根尖分歧，但不包括管间交通支及峡部。在诊断侧副根管的发生情况时，由两位观察者共同作出诊断。

1.5 统计学处理

运用卡方检验及Fisher精确计算法进行率的比较，Kappa试验检验观察者间及观察者内部的一致性、 CBCT与标准显微CT诊断的一致性。P＜0.05视为差异有统计学意义。

2 结果

显微CT（分辨率为9 μm）观察者内部及观察者间的一致性检验显示，Kappa值均为1.0；提示显微CT可以作为本研究的标准。CBCT及显微CT观察31颗离体下颌第一恒磨牙近中根的根管形态见表1；显微CT分析显示近中根根管以2-2型为主，占67.7%（21/31），其次为2-1型根管，占22.6%（7/31），1-2、1-1型根管只有1例。不同分辨率下（显微CT及CBCT）及2观察者之间观察到的各型根管的构成比，差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表1 CBCT对下颌第一磨牙近中根根管形态观察结果与显微CT的比较（n）

CBCT在300 μm分辨率时，2次观测之间Kappa值为0.706（观察者A）及0.801（观察者B）；分辨率在200 μm时，2次观测之间Kappa值为0.757（观察者A）及0.786（观察者B）；提示2个观察精度下，观察者内部的一致性均较好。

表2提示CBCT在300 μm分辨率时，2个观察者之间Kappa值较低，为0.640；当分辨率提高到200 μm时，2个观察者之间Kappa值显著提高到0.757。表3～4及图1提示，与显微CT分析相比较，CBCT在300 μm分辨率时一致性较差，Kappa值分别为0.621（观察者A）及0.559（观察者B）；将CBCT分辨率提高到200 μm时，与显微CT的一致性明显提高，Kappa值达到0.757（观察者A）及0.843（观察者B）。

表2 CBCT不同分辨率时观察者之间的一致性（n）

此外，显微CT共观察到23例磨牙其近中根含有侧副根管（MM根管6支、根管侧支及根尖分歧40支），占74.2%（23/31 牙）。MM根管有2例为独立型，其余4例位于牙根某段水平，与主根管有融合（标本3，见图1）。根管侧支位于根颈及根中1/3者只有4支，均到达根分叉；其余36支侧副根管均位于根尖部。CBCT在300 μm分辨率时观察不到任何侧副根管结构；在200 μm分辨率时，可以观察到一部分较粗的侧副根管（图2）：在9例磨牙的近中根内共观察到10支侧副根管（MM根管3支，根管侧支及根尖分歧7支）。

表3 CBCT分析与显微CT分析的一致性（观察者A）（n）

表4 CBCT分析与显微CT分析的一致性（观察者B）（n）

图2 CBCT及显微CT不同分辨率下下颌第一磨牙 近中根侧副根管的形态

3 讨论

下颌第一磨牙萌出早，龋坏率高，易发生牙髓炎、根尖周炎、隐裂等疾病，是根管治疗最频繁的牙齿[9]。然而下颌第一磨牙根管系统复杂，传统二维的X线根尖片难以精确显示其三维形态。近年来，随着牙科CBCT在临床上的普及以及其性能的不断提升，对根管系统三维形态的临床诊断也越来越精准。然而，CBCT仍会受到分辨率、操作者拍摄技术、患者配合程度、口腔解剖状况等因素的影响[10]。我们推测，当解剖结构小于或接近CBCT的分辨率时，其准确性将大大降低。此外，临床上在实际应用CBCT时并不能一味追求达到设备的最高精度（目前在75 μm左右），而是必须遵循ALARA原则（as low as reasonably achievable），即尽可能的低剂量原则[10]。本研究评估了CBCT在300 μm及200 μm这两个常用分辨率下诊断下颌第一恒磨牙近中根根管系统形态的准确性和重复性。我们发现，显微CT在9 μm分辨率时能够十分清楚地显示各型主根管及侧副根管的精细形态，Kappa检验提示两个观察者之间，以及同一观察者的两次观察结果一致率为100%，Kappa值均为1，提示显微CT可以作为评判CBCT诊断是否准确的标准。

表1提示CBCT与显微CT在不同分辨率下观察到的各型根管的构成比无显著差别，各型根管的数目相差不超过2例，但这并不意味着CBCT的准确性与显微CT相同；因为有时2-2型根管在根尖部靠得较近，当CBCT分辨率不高时容易误诊为2-1型或其他型根管，而一些非2-2型根管也会被误诊为2-2型根管（图1），如果两种误判概率相近，则总的构成比可以保持不变。

CBCT在300 μm及200 μm 分辨率下观察主根管的形态，观察者2次观察的重复性均较好，Kappa值大致在0.7～0.8的范围之内。而在评估观察者之间的一致性时，随着CBCT分辨率的提高，Kappa值也随之从0.64提高到0.76，一致性明显得到提高。需要指出的是，在诊断根管形态时，除了CT设备的分辨率，临床医师的经验及对根管解剖的知识水平也十分重要。在CBCT图像不清晰时，根据牙根横截面是否呈8字形，是否有根尖切迹或2个根尖顶（以往研究提示约1/4的近中根存在根尖切迹而形成2个根尖[11]），横截面上牙根颊舌径与近远中径之比，以及文献中各型根管的发生率（本文近中根2-2型根管比例高达66.7%），也能对根管类型做出正确判断。由于医师在诊断时会形成自己固有的习惯或偏好，故同一观察者自身一致性较好；但由于医师之间的经验及专业水平有所差异，在CT分辨率较低时，观察者间的一致性较差；而通过提高CBCT的分辨率，可以减小主观判断带来的差异。

表4提示，与标准显微CT相比较，CBCT分辨率提升到在200 μm时能明显提高诊断的准确性，诊断一致率可以达到90%以上（仅有2～3例错误诊断），Kappa值可以提高到0.76及0.85（观察者A和B）；而分辨率在300 μm时Kappa值仅为0.62及0.56，错误诊断增加了近1倍（5～6例）。我们还发现，当根管较为细小时（尤其在根尖段），CBCT在横截面图像往往不能清楚显示根管的形态与数目，但同样分辨率下，牙根的矢状面面积更大，可以展示更多的解剖信息；根管的分叉、融合通常均发生在矢状面，且根管颊舌径往往大于近远中径，因此当根管直径接近CT分辨率时，矢状剖面就更有优势。然而，由于近中根有个朝向远中的固有弯曲，矢状面常常不能完整纵剖整个根管及牙根，当弯曲的近中根邻面的凹陷进入剖面时，容易误判为一个宽大的根管，临床医师需要予以注意。

临床根管治疗时，经常会出现主根管充填良好，但根尖或根侧阴影始终不能消退，叩痛、窦道等根尖周炎症状迁延不愈的情况；侧副根管的存在可能是根管治疗失败的重要原因之一[11]。本研究发现，CBCT在300 μm分辨率时无法诊断侧副根管；而在200 μm分辨率下，能诊断39.1%的含侧副根管牙根；其中MM因直径较粗而诊断率较高，达到50%，而对根尖分歧或根管侧支的诊断率非常低，仅能诊断其中的17.5% （7/40支）；大多数根管侧支直径低于200 μm而被漏诊。要提高侧副根管的诊断率，需进一步提高CBCT的扫描分辨率及扫描时间，并采用小视野投照技术以减小放射剂量，这对放射医师的操作技术及CBCT的性能提出更高的要求。

需要指出的是，本研究采用了离体牙，与临床CBCT活体检查存在一定差别。离体牙被稳定地固定于蜡块，周围无其他物体阻挡；而CBCT在扫描活体牙列时，患者头位会有轻微的移动。此外，活体牙周围有牙槽骨、邻牙、修复牙科材料的影响，因此，CBCT在诊断活体牙根管系统形态时受到的干扰因素会更多。本研究所使用CBCT机型最高体素为125 μm，受客观条件的限制，医师所能获得的CBCT图像资料有时并不能达到上述精度，这对临床医师的专业水平和经验提出了更高的要求。

4 结论

综上所述，CBCT在200 μm分辨率下对下颌第一恒磨牙近中根主根管的形态的诊断具有良好的准确性和重复性，而对侧副根管的诊断仍显不足；在300 μm分辨率下对根管系统的诊断准确性、重复性较差。