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1、1下颌骨骨密度的测量方法【摘要】 骨密度的测量方法不断更新，但由于颌骨形态的特殊性及周围解剖结构的复杂性，限制了许多测量方法的应用。目前对颌骨密度的测量仍处于探索阶段，许多测量方法还不是很完善和成熟。本文介绍几种下颌骨骨密度测量常用的方法，并对下颌骨骨密度测量方法及其进展做一综述。 【关键词】 骨密度；X 线片；双能 X 线骨密度测量法；CT；超声Abstract The measurements of bone density is improving，but the application of them is confined because of the particularity o
2、f jaw bones.Jaw bone density measurements is imperfect，the article reviewed several measure methods and some improvements.Key words bone density; X-ray film; dual energy X-ray absorptiometry; CT;ultrasound在过去数十年中，全身骨密度的测量方法不断更新，许多骨密度的测量方法已广泛应用于口腔科学，颌骨密度的测量尤其是下颌骨密度测量有重要的临床价值。下颌骨密度测量在口腔修复学、牙周病学、口腔种植学、
3、口腔基础医学以及全身骨质代谢等方面都有着广泛的应用。但因口腔空间有限，下颌骨的形状又较为特殊，周围又有较多的肌肉及软组织，使得下颌骨骨密度的测量变得复杂，再加上某些测量技术成本高、价格昂贵，使许多方法在测量下颌骨密度时受到限制。目前对颌骨骨密度的测量尚处于探索阶段，本文介绍下颌骨骨密度的几种非侵入性测量方法。1 X 线片X 线平片测量是最早测量颌骨骨密度的方法。它是依据骨量不同对 X 线吸收的2差异，在 X 线片上形成不同灰度来测量骨密度。口腔医学中用来测量下颌骨密度的主要有牙片和曲面断层片。运用 X 线片可以对下颌骨进行定性和定量测量。1.1 定性测量 又可以称为 X 线片肉眼骨密度分析法。
4、通常是用肉眼直接观察 X线片，根据骨纹理的多少、粗细及其显微结构来判断颌骨的密度以及皮质骨和骨小梁的吸收情况。但因骨密度的量值需降低 3050才能用肉眼鉴别出来1，同时 X 线并不总是与颌骨弧度垂直，因而不可避免地产生影像失真。此法又受投照剂量、胶片质量、冲洗条件、读片者的主观判断等因素影响，敏感性较差，是一种较为粗略的测量方法。1.2 定量测量 将对照物（通常为金属，常用为铝制阶梯或镍制阶梯）与骨组织同时摄像，得到标准的 X 线片。通过已知对照物的密度和厚度，估算出被测颌骨的密度2。该法又称为 X 线光密度测量法，是一种间接测量法，需要在有对照物的情况下才能进行，且对照物的厚度应与之相当。近
5、年来，曲面断层片由于价格低廉、方法简单、使用方便等优点得以普及。曲面断层下颌指数（panommic mandibular index，PMI）为一个反映下颌骨皮质骨量变化的指标。Klemetti3利用曲面断层片对双侧颏孔远中下颌骨下缘的骨皮质形态进行分类。国内也有学者依据曲面断层片，对下颌骨的形态，包括牙槽骨的高度、牙槽骨骨小梁、下颌管管壁、下颌骨下缘皮质骨等进行了分类。虽然 X 线片可以直观地反映颌骨密度，但它是二维扫描测量，测量结果是将三维结构成像于二维平面上，所得的图像是三维影像的二维重叠结果，而不是真正的骨密度，故敏感性较差。X 线片没有足够高的分辨率去精细观察小梁骨的厚度、3数目等特
6、征4，故不能深入研究小梁骨的形态学特征。它的精确度还受 X 线曝光条件、对照物、胶片质量、冲洗条件等影响，且辐射量较大。为了克服 X 线片测量的弊端，进一步满足临床测量的需求，X 线片测量方法不断地改进和发展，出现了许多更先进、更准确的 X 线测量方法。自 1969 年 Ando首次描述了将牙科 X 线片转换成数字模式的技术以来5，基于数字化牙片的骨密度测量技术，如牙科数字减影放射照相术、计算机辅助图像密度分析技术、直接数字化摄影技术等新的测量技术相继出现，大大提高了测量的精确度，数字化影像技术在口腔医学中的应用日益广泛，这为准确测量骨密度的变化提供了前提条件，使得 X 线片的应用有了更广阔的
7、发展前景。2 双能 X 线骨密度测量法（dual energy ray absorptiometry,DEXA）DEXA 建立在 20 世纪 70 年代发展的分光光度测定法的基础上。它使用 X 线管球作为光子源，由一种超稳定 X 线发生器发射一束宽波长的射线束，经滤过板滤过，产生两个光子峰，以此对检测部位扫描，再由探测器测出光子能量吸收衰减值6。经过计算机处理后，得到 X 线吸收图像及数据。1993 年，Corten7首先将DEXA 用于活体上测量下颌骨骨密度。双能 X 线骨密度仪利用两种能量的 X 射线对一个部位进行投射测量，可校正软组织偏差。采用 X 线球管作为光子源，能产生更多的光子流而
8、使扫描时间缩短，减小辐射剂量并使图像更清晰。Denisen 等8进行的动物实验表明：DEXA 能够在面积很小的下颌骨骨组织切片中发现 1 %的骨密度变化，其精密性误差1%。因此，DEXA 能够成为测量下颌骨密度的一种准确可靠的方法。Denisen4的动物实验还表明了 DEXA 可以精确测定小范围内牙槽骨的骨密度及牙槽骨骨矿含量的微小变化，实验者预计其在口腔种植体周围牙槽骨密度的测量中将得到广泛应用。双能 X 线吸收测量技术具有扫描速度快、精密度与准确度高、放射剂量低、既可对全身又可对局部骨密度进行定量测定等优点9，但 DEXA 是二维骨密度测量，用于测量颌骨骨密度时，由于颌骨结构重叠，必须寻找
9、一种恰当的投照角度，避开重叠。DEXA 不能区分皮质骨和松质骨，它测量的是松质骨和皮质骨密度的总和，测量结果是下颌骨的平均密度，目前还不能测量下颌骨特定部位的密度。而且DEXA 不能测量骨骼的动态变化，限制了它在纵向测量中的应用10。它不能排除骨质增生、局部软组织钙化等的影响，且其测量结果还受到测量面积的影响，因此不能反映骨量的真实变化。3 电子计算机体层摄影（computed tomography,CT）CT 于 1972 年由英国物理学家研制成功，它是从 X 线机发展而来的。CT 是用 X线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描，X 射线对不同组织具有不同的穿透能力，因此检测器会接收到
10、有差异的射线信号并将其转变为数字信息，由计算机进行处理后输出图像信息11。CT 重建技术主要有最大强度投影（maximum intensity projection，MIP）、容积重建（volume rendering，VR）和多平面重建（multi-planner reconstruction，MPR）。三维重建主要运用 VR 技术，二维重建主要运用 MIP 技术12。CT 的特点是操作简便、无痛苦、具有良好的定位能力及更高的分辨率，能够精5确地测量任一特定部位的骨矿密度，精密度误差2%13，且不受骨体积大小的影响。CT 是目前唯一可以在三维空间分布上测量骨密度而得出真实体积骨密度的方法，也
11、是唯一可分别测量松质骨和密质骨密度值的非侵入性方法14。目前公认较为先进的骨密度测量方法是定量 CT。定量 CT 是 Genant 等在 20 世纪 80 年代研究成功的一种真实的体积骨密度测量技术，能够精确地测量任一特定部位的骨矿密度，不受骨体积大小的影响，精确度高，误差小。其最大的优点是能够分别测量骨皮质和骨松质的密度，也可以测量整个骨组织的密度13，它测量的结果通常被认为是真正的体积骨密度。此外，它还有三维体积测量功能，被认为是最有前途的骨密度测量技术之一。定量 CT 在临床上观察颌骨骨密度变化较X 线及双能 X 线骨密度测量仪具有较大的优越性，对骨密度变化敏感、测量精确、检查过程快捷方
12、便、剂量相对安全，已得到大家的认可13。随着 CT 测量的普及，可以作为首选的下颌骨密度测量工具。CT 是目前常用的下颌骨骨密度测量方法之一,特别适于种植前颌骨的检查。Peterson 等亦主张种植前应用 CT 检查颌骨密度。尽管 CT 对骨密度变化敏感及诊断能力强，仍然有 06%的失真15，且仪器设备价格高昂、费用高、技术要求高、放射剂量大等限制了 CT 的使用。随着医药卫生事业的发展，医疗器械不断更新，相继出现了显微 CT、超显微CT、高显微分辨率 CT 等精度更高的 CT 机4。这些 CT 机分辨率更高，可更加清晰显示骨小梁的三维结构，同时，对骨密度的测量也更加精确。CT 检查已经成为骨
13、密度测量的一种有效手段。锥形束 CT 是近几年新出现的牙科专业 CT。目前已应用于口腔正畸、种植、牙体6科和颌面外科。它是根据锥形 X 线束原理研制，应用影像增强技术，对 X 线非常敏感，所需射线量低，而且空间分辨率可以调整。测量下颌骨密度时，可以根据不同的需要调整分辨率。锥形束 CT 技术是整个口腔影像学的一个革命，是一个很有前途的技术，是未来几年口腔影像学的发展方向。 4 定量超声（quantitive ultrasonic，QUS）QUS 是近几年发展起来的新技术，是一种经济而有效的骨密度测量的新方法。该方法利用超声的穿透性来测量，超声波在介质中传播时一部分声波能量衰减，超声波在松质骨的
14、衰减机制主要是散射，在皮质骨为吸收16。超声波在穿过不同物质时，物质的密度越高，其通过时的传导速度就越快，同时超声波振幅减小的也越多，即其衰减系数就越大。当超声穿过待测部位时，记录其超声传播速度和超声振幅衰减这两个参数。超声振幅衰减平均值不仅可提供骨量的指标，而且可以对骨结构即骨的形状、大小、骨小梁间距及其连接进行评价17，超声传播速度则可以很好地反映骨组织密度18。QUS 主要用于骨质疏松的诊断、鉴别诊断和随访观察，其测量结果与双能 X 线吸收仪（DXA）骨密度有良好的相关性。QUS 法具有价廉、携带方便、无辐射、测量时间短等特点，是一种比较经济的方法。但骨结构及其组成成分对测量值有一定的影
15、响，由于颌骨的特殊形态及周围结构的复杂性，限制了超声测量在颌骨密度测量方面的应用。5 磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）MRI 是通过骨与软组织的对比间接进行骨影像分析，骨和牙釉质等硬组织在MRI 影像中表现为黑色，而水、软组织等表现为浅色。MRI 虽然是间接检查骨组7织的方法，但有较高的空间分辨率，尤其对于软组织和松质骨有很好的显示效果。定量 MRI 是评价骨小粱空间排列的新方法。Choel 等19应用 MRI 对牙槽骨骨小梁进行研究，以探讨牙槽骨骨小梁的细微结构的改变与牙种植体骨整合及其与全身情况的相关性。Suei 等20利用 MRI 对颌骨囊肿进行
16、研究。MRI 虽不能直接提供骨密度的信息，但可通过骨髓内的信号显示内在的松质骨结构。由于 MRI 技术要求高，价格昂贵，限制了它的临床应用，目前用 MRI 测量骨密度仅处于研究阶段，但它有很大的完善和发展空间。6 小结骨密度测量技术的出现和发展为口腔临床医生和科研工作者进一步了解骨质代谢、研究颌相关疾病的发生、发展及治疗、评价口腔种植体、牙周病的防治等提供依据。X 线片、DEXA、CT 是目前常用的测量下颌骨密度的方法，颌骨密度测量方法还远不够成熟和完善，有很大的发展空间。随着骨密度检测方法的发展，继 X 线片、DEXA、CT、QUS、MRI 等之后又相继出现了中子活化分析及 Compton 散射法定量测量等一系列的测量方法。但这些骨密度检测方法还未成熟，且由于颌骨的结构特殊性，目前还不能用于下颌骨密度的测量。数字化概念在口腔专业是一个全新的应用领域，数字化影像诊断技术是未来口腔影像的发展趋势。下颌骨皮质和松质分开研究、软组织对颌骨密度的影响、如何解决影像重叠并提高测量精
