低劑量CT在頜面部軟硬組織三維模型重建中的應用研究.pdf

1、頜面部缺損不僅造成患者生理功能的障礙,而且由于損壞容貌,往往造成嚴重的心理疾患。部分頜面部缺損可通過頜面外科及整形外科的方法進行修復,而缺損嚴重無法手術重建或無法獲得滿意效果的需采用贗復體修復。傳統(tǒng)的贗復體制作方法步驟繁瑣、制作周期長,對醫(yī)師要求高,制約了顏面贗復技術的發(fā)展。近年來,CAD/CAM技術應用于顏面贗復領域,為頜面部缺損的快速仿真修復提供了一條新途徑。頜面部三維數(shù)據的獲取是贗復體CAD/CAM技術的基礎,直接影響著最終的修復

2、效果。CT掃描作為數(shù)據獲取的主要方法之一,在耳贗復體設計及顱骨種植設計方面占據優(yōu)勢,但其存在最大的缺點是會對患者造成潛在的放射性危害。如何在保證獲取精度的同時,盡量降低放射劑量,成為CT掃描獲取頜面部三維數(shù)據的重要安全性問題。低劑量CT概念的提出,為解決CT輻射安全性問題提供了新途徑。已有學者們開展了LDCT在頜面部應用的研究,但是目前尚未見到頜面部軟硬組織三維數(shù)據獲取中LDCT應用的報道。
　　本研究首先分析不同掃描參數(shù)下獲取的

3、頜面部軟硬組織三維模型表面形態(tài)的差異,及去噪算法對改善模型表面形態(tài)的作用,對LDCT掃描用于重建頜面部軟硬組織三維模型的可行性進行研究,最終篩選出適宜的掃描參數(shù)及去噪算法;通過掃描標準頭部劑量模體,檢測該掃描參數(shù)下的實際放射劑量;然后對臨床實際應用進行評價,從而探索出頜面部軟硬組織三維模型重建中CT掃描的最佳參數(shù)與去噪算法,初步建立頜面軟硬組織三維模型重建中LDCT掃描規(guī)范。在此基礎上,分別以常規(guī)劑量及低劑量參數(shù)掃描標準性能模體,測量對

4、應的圖像性能檢測指標,分析低劑量掃描參數(shù)對各項指標的影響,初步建立適用于LDCT掃描獲取頜面部軟硬組織三維模型的檢測指標。
　　主要研究結果如下:
　　1、應用Lightspeed16排螺旋CT機采用不同管電流參數(shù)掃描成人尸頭標本,分析不同掃描參數(shù)及去噪算法下獲取的頜面部軟硬組織三維模型表面形態(tài)的差異。結果顯示:隨著管電流的降低,模型表面逐漸變粗糙,與280mA掃描結果相比,降至35mA時模型表面仍較光順,但降至25mA以下

5、時模型表面粗糙,難以確定其準確形態(tài);經去噪處理后,25mA模型表面較光順,15mA與5mA雖然表面粗糙程度降低,但仍無法確定其準確形態(tài);模型配準后表面形態(tài)檢測得出相同的結果。根據結果初步篩選出Lightspeed16排螺旋CT機低劑量掃描參數(shù)可設置為:管電流35mA,管電壓120kV,掃描層厚1.25mm,螺距1.0,掃描野為head模式。結合小波系數(shù)自適應法和局部自適應閾值去噪法后,管電流可進一步降低至25mA。且兩種方法去噪效果明顯

6、、一致。
　　2、在實驗一已篩選出低劑量掃描參數(shù)的基礎上應用頭部劑量模體準確測量該參數(shù)下的實際放射劑量。結果顯示:低劑量掃描較常規(guī)劑量掃描的三項放射劑量指標(CTDIvol、DLP、ED)均明顯降低,35mA時CTDIvol值、DLP值及ED值分別為10.43mGy、156.45mGy·cm、0.36mSv,僅為280mA的20.10％,25mA時CTDIvol值、DLP值及ED值則降至8.06mGy、120.90mGy·cm、0

7、.28mSv,僅為280mA的16.23%。且掃描劑量模體的計算值與CT工作站自測值無明顯差異。由此表明LDCT掃描獲取頜面部軟硬組織三維模型與常規(guī)掃描相比,大大降低了患者所受的放射劑量。因此在顏面贗復體CAD/CAM技術中應用LDCT獲取數(shù)據較常規(guī)CT掃描更安全,對患者造成放射危害的可能性更小。
　　3、對頜面缺損患者應用上述低劑量掃描參數(shù)進行掃描,評價其實際應用效果。結果顯示:常規(guī)劑量(280mA)和低劑量(35mA)掃描兩組

8、間CTDIvol值和DLP值的差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05);軟硬組織三維模型配準后3D比較生成彩虹圖顯示其表面形態(tài)的差異不大于0.5mm,軟硬組織三維模型對應各標記點坐標值無統(tǒng)計學差異(P>0.05);且采用35mA掃描獲取的頜面部軟組織模型進行贗復體的設計與制作,取得很好的修復效果。表明應用低劑量參數(shù)掃描在獲取滿意的頜面部軟硬組織三維模型的同時,能顯著減少患者所受的放射劑量。
　　4、采用常規(guī)參數(shù)(280mA)與低劑量參

9、數(shù)(35mA、25mA)掃描76-410-4130CT性能模體,分析低劑量掃描參數(shù)對各項性能檢測指標的影響。結果顯示:35mA掃描時空間分辨力為0.75mm,密度分辨力為4.5mm,CT值均勻性為5.6HU,噪聲為10.916%;25mA掃描結合小波系數(shù)自適應法和局部自適應閾值去噪法后,空間分辨力為1.00mm,密度分辨力為5.5mm,CT值均勻性為7.8HU,噪聲為19.315%,由此說明Lightspeed16排螺旋CT機低劑量掃描