CT扫描结合Mimics三维成像软件对上颌第二磨牙的三维重建(1)

现代口腔医学杂志2008年第22卷第5期 JModernSomato,lSeptember2008,Vol22,No.5

CT扫描结合Mmiics三维成像软件对上颌第二磨牙的三维重建

李 健 杨冬茹 董福生 陈淑媛 胡万宁 李晓阳 张 晗 马福军

临床上一般要通过牙片来了解牙体解剖形态的,但是牙片仅提供二维图像,不能提供牙齿内部和外部的立体结构,所以牙齿的三维重建越来越受到口腔专业人士的重视。本研究旨在通过对上颌第二磨牙的三维重建,来探讨牙齿三维重建的方法,并对进一步了解上颌第二磨牙解剖形态探索一种新的研究途径。

一、材料与方法

1.试验器材与软件环境:计算机(IntelP43.06GHZ,内存1GB,硬盘:160GB);螺旋CT(GE,美国);Mimics10.0(Materialise,Belgium)。

2.建模步骤:¹螺旋CT扫描离体上颌第二磨牙:参考中国人牙体测量和统计数据表

[1]

上颌第二磨牙一颗,用藻酸盐弹性印模材将其直立包埋固定,使用美国螺旋CT扫描机进行扫描,扫描条件如下:选择骨组织窗扫描,层厚为0.6mm,单层扫描时间为0.75s,牙体长轴与CT扫描线平行,将CT扫描图像在CT工作站中转为BMP格式,图像记录并存入电脑。º数据处理及三维重建原理:CT扫描得到数字图像,使用Housfied单位,灰阶为-1024-3072HU。不同的组织有不同的灰阶区间,所以使用不同的灰度值区间就可以把不同的组织分割出来。提取牙齿的灰度值区间为:226HU-3071HU。根管组织使用的是填充的算法提取出来。在每张断层扫描图像上分割提取组织之后,使用面重建的方法,使用三角片作为基本几何单元表征进行三维模型重建。

,选择完整无龋,磨耗少的

3.透明牙标本的制作:将CT扫描以后的上颌第二磨牙开髓、拔髓,经脱钙、脱水、二甲苯透明处理,制备出该牙的透明牙标本。

二、结果

本研究的上颌第二磨牙为融合根,近中颊根与腭根融合,近、远中颊根部分融合,透明牙结果显示该牙为颊腭二根管。通过CT扫描共得到37张CT扫描横断片,经Mimics软件处理重建出上颌第二磨牙的三维图像,并根据不同的灰阶

图8 髓腔显示 图9 髓腔的三维重建

值,对髓腔及根管进行三维重建,所建三维图像可根据研究目的不同进行任意旋转和切割,三维重建后的髓腔及根管形态与透明牙显示的髓腔及根管形态完全一致。

(转523页)

作者单位:063001唐山市人民医院口腔科(李健、陈淑媛、胡万宁、李晓阳);河北医科大学口腔医学院(杨冬茹、董福生);承德市中心医院口腔科(张晗);唐山市路南医院口腔科(马福军)

现代口腔医学杂志2008年第22卷第5期 JModernSomato,lSeptember2008,Vol22,No.5

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颈淋巴清扫术后,患者常出现/肩综合征0

[4]

)肩部

神经缺损,并通过不同方式修复副神经,以期通过动物实验,比较两种不同修复方法,带有血供和游离神

经移植在神经再生和移植效果方面的差异。为临床选用一种较好的神经移植方法,提供较可靠的实验依据。

参 考 文 献

1 TongXJ,HiraiK,

ShimadaH,

eta.l

Sciaticnerveregeneration

疼痛、垂肩、活动受限等功能障碍,严重影响患者的

自理能力和生活质量,甚至使其丧失工作能力。因此,在提高肿瘤治愈率的同时,如何修复副神经缺损,重建斜方肌功能,有效的减轻/肩综合征0,成为一个亟待解决的临床问题。

目前国内外报道的副神经的修复方法有多种,虽然取得了一定的临床效果,但是仍缺乏大样本量的研究。而临床上,不可能应用一些理论上疗效不确切的方法对患者进行实验对照研究。因此动物实验就成为了替代临床患者的探索不同神经移植修复效果的研究方法。但是,目前应用动物实验研究副

[5]

神经缺损修复方法的报道还很少见,国内王峰等曾利用大鼠作为实验动物,研究颈丛深支对斜方肌运动功能的神经支配,术中找到副神经之后将其切断,未做特殊的手术操作。

本实验充分应用家兔颈部与人类相近之处,设计手术方法,模拟临床根治性颈淋巴清扫术中的副

navigatedbylaminin-fibronectindoublecoatedbiodegradable

eta.l

Lackoftopographical

ScandJPlast

collagengraftsinrats.BrainRes,1994,663:155-162.2 IwabuchiY,MakiY,YoshizuT,

specificityinperipheralnerveregenerationinrats.ReconstrHandSurg,1999,33:181-185.

3 杨安峰,主编.兔的解剖.第一版.北京:科学出版社,1979,39-40.

4 NahumAM,MullallyW,MarmorL.Asyndromeresultingfrom

radicalneckdissection.ArchOtolaryngo,l1961,74:424-428.5 王峰,温玉明,李龙江,等.颈神经丛深支对斜方肌运动功能的影响.华西口腔医学杂志,2003,21:186-188.

(本文编辑 王植三) (收稿日期 2007-06-08)

(接550页)

进行三维重建,用本方法建立的牙齿三维模型与天然牙齿具有高度的几何相似性,符合实际情况,为今后的牙齿的三维建模进行了有益的探索,为研究牙齿的解剖结构提供了一种新的方法。总之随着螺旋CT扫描精度的不断提高特别是将来显微CT[7]的普及应用,必将得出更加精确的三维图像来。

参 考 文 献

1 皮昕.口腔解剖生理学.北京:人民卫生出版社,2005,40.2 韩科,吕培军,张毫,等.牙齿三维数据模型的建立.中国图像图形学报,1996,1(5,6):433-436.

3 邹波,严伟浩,梁钦业,等.数字化标准牙冠在牙体解剖教学中的应用.口腔材料器械杂志,2006,15(1):11-13.

4 张晓娟,李忠科,赵静,等.牙冠的三维点云数据重建技术研究.计算机测量与控制,2006,14(10):1401-1407.

5 林川,杜莉,钟小君,等.CT扫描结合逆向工程软件建立下颌第一磨牙桩核冠的三维有限元模型.临床口腔医学杂志,2006,22(12):723-725.

6 黄湘雅.三维重建影像技术在根管形态研究中的应用.国际口腔医学杂志,2006,33(5):352-354.7 OiT,

SakaH,

IdeY.Three-dimensionalobservationofpulp

Int

cavitiesinthemaxillaryfirstpremolartoothusingmicro-CT.EndodJ,2004,37(1):46-51.

(本文编辑 王植三) (收稿日期 2007-06-02)

(修回日期 2007-08-14)

图1~2为上颌第二磨牙离体牙的近中面和腭侧面照片;图3为该离体牙的髓腔及根管系统的透明观察;图4~6为该离体牙螺旋CT扫描的不同断面;图7~9为三维重建后的上颌第二磨牙。

三、讨论

牙齿的外形复杂,而且髓腔及根管系统被包被在坚硬的牙体硬组织里面,一般通过测量、数据统计,根尖片观察等方法来研究牙齿的解剖结构,但是这些方法都不能立体的全方位的反映牙齿的解剖信息,透明牙虽然能立体的观察,但是制作复杂,而且由于透明处理后牙体硬组织会损失也只能用来观察髓腔及根管的形态。

牙齿的三维重建一般应用磨片[2]、激光扫描[3,4]等方法,磨片法费时,操作复杂,原始数据容易丢失,激光扫描虽然精度可以达到要求,但是因为有扫描盲区、不能对内部髓腔结构扫描建模、成本高也不能广泛应用。目前随着CT扫描精度的不断提高以及功能强大的计算机软件的开发,使我们作出精确的牙齿三维重建模型成为了可能。Mimics[5]即为Materialisesinteractivemedicalimagecontrolsystem的简称,Mimics是一套高度整合而且易用的3D图像生成及编辑处理软件,它能输入各种扫描的数据(CT、MRI),建立3D模型进行编辑。对牙齿进行三维重建以后可以从任意角度对其外部和内部结构进行观察,被认为是研究牙齿结构的理想工具,具有广阔的应用前景[6]。本研究采用螺旋CT扫描和Mimics三维成像软件相结合的技术能够迅速准确的对牙齿