专利名称：一种用于口腔ct系统的测量颌骨密度的装置及方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械技术领域，具体是一种用于口腔CT系统的测量颌骨密度的装置及方法。
背景技术：
在进行种植牙手术前，医生需要对种植部位的颌骨密度进行评估，才能正确判断是否可以手术，以及选择手术方式。目前医生主要通过X光片来判断颌骨密度是稀疏还是较硬，但这极大依赖于医生本人的经验，对于经验不足的医生来说，很容易进行误判，致使手术失败。口腔X射线计算机体层摄影系统(口腔CT)是当今口腔头颅影像设备中最有前途和实用性的设备，口腔CT的应用给口腔及头颅部临床领域中的诊断和治疗带来了革命性的变化。近年来在临床中的应用越来越广泛。在口腔诊断影像设备中，口腔CT较X光片以及常规CT具有诸多优点。因此，一种在口腔CT下可测量颌骨密度的装置，将会为医生进行种植牙手术带来极大方便。牙齿是人类咀嚼食物的重要器官，并且很大程度影响着外貌笑容的美观。当人们发生缺牙等问题时，常进行种植牙手术将缺牙的部位以人工的方式种植上新的牙齿。种植牙指的是一种以植入骨组织内的下部结构为基础来支持、固位上部牙修复体的缺牙修复方式。它包括下部的支持种植体(dental implant)和上部的牙修复体(dental prosthesis,implant-supported)两部分。它采用人工材料(如金属、陶瓷等)制成种植体(一般类似牙根形态)，经手术方法植入组织内(通常是上下颌)并获得骨组织牢固的固位支持，通过特殊的装置和方式连接支持上部的牙修复体。种植牙可以获得与天然牙功能、结构以及美观效果十分相似的修复效果，已经成为越来越多缺牙患者的首选修复方式。但种植牙前需做多方面的评估，例如牙床空间、颌骨硬度，牙龈情况等等，才能正确地制定手术方案。其中，颌骨硬度是影响手术成功率的一个重要因素，牙种植术前的种植区骨密度评估是取得牙种植术成功的关键步骤。对于骨质密度正常与骨质密度疏松或较硬的病患，医生在制定手术方案时会根据具体情况有所调整。如何得知骨质密度的高低，目前常用的方法是医生根据病患术前拍摄的牙部X光片，通过观察颌骨部位的高度，来推测骨密度的高低，对于经验不足的医生，容易造成判断上的误差；而且，X光片是二维成像，颌骨部位的亮度还叠加了口腔中其它组织的影响，所以颌骨的亮度不能准确反映骨密度的高低，造成较大的误差，影响手术成功率。中国专利CN201752440UK植牙用钻孔参考杆 > 提出一种利用参考杆帮助医生判断颌骨密度的方法。该参考杆分为三个部分，分别代表不同的颌骨密度，从上到下为稀疏，正常，密质，将参考杆放入患者缺失的牙的位置接受X平片成像，医生根据参考杆判断颌骨密度属于什么范围。这种测量方法较单纯通过平片判断骨密度有所提高，它为医生提供了密度参照物，可以减少判断上的误差。但是，这种方法是二维成像，受到口腔中其它组织的叠加影响，没有进行定量分析。为了避免X平片这种二维成像方式对于骨密度测量的影响，口腔部位需要进行三维的影像学检查技术，以便对颌骨部位进行定量分析，减小误差，提高准确率。CT是计算机断层摄影术(computed tomography, CT)的简称,它从多个角度拍摄X线片,采集被拍摄物体的三维信息，全面观察其内部结构，从而获得物体内部的所有信息。与X线平片相比，CT可以得到真正的断面图像， 具有较高的密度分辨率，并且能够准确地测量各组织的X射线吸收衰减值，不受骨体积大小的影响，进行定量分析。文章〈应用螺旋CT及Simplant软件测量种植区颌骨骨密度 > (李凤波，俞立英，蔡意达，解春。应用螺旋CT及Simplant软件测量种植区颌骨骨密度，上海口腔医学，2009年2月，第18卷，第I期，52-55)中提到，将人体进行螺旋CT扫描，利用颌骨位置的CT值大小来判断骨密度的高低。这种方法利用三维图像进行测量，避免了二维图像的误差，可以直接对骨组织进行定量分析。但是，CT值的大小并不能反映颌骨密度的实际值。中国专利0吧01263682￥〈定量(1'(0(1')测量人体骨密度等效体模〉中，提出一种定量CT (QCT)测量人体骨密度的等效体模。该等效体模是一系列对比液。将该等效体模与人体同步扫描，在得到的图像中，根据测量体模获得的密度与CT值的转换关系，将得到的CT值转换为骨密度。该方法只介绍了等效体模，没有说明具体的测量方法。口腔CT(CBCT)是一种较新的影像学检查手段，在过去的10年时间有了飞速的发展，其对颅面部骨骼良好的成像效果，使其越来越多地被应用于口腔颅面各种疾病的诊断和治疗计划的制定，CBCT很适合用于颅面部的成像，它能够提供高分辨率的影像，且对于骨的成像特别好。与普通CT相比，它有扫描时间短、照射剂量低、成像精度高、应用方便等优点。现有的骨密度测量方法中还没有专门应用于颌骨密度测量的方法。目前为止，在颌骨密度测量中主要挪用人体其它部位的测量方法，这些方法在准确度、成像方式、影像清晰度、辐射剂量以及操作简易度等方面有各自的优缺点和局限性，针对以上方面，将现有三种骨密度测量方法进行对比分析，三种技术分别是X光片直接观察法、X光片下使用参考杆法以及螺旋CT定量分析法，颌骨密度测量技术优缺点分析见表1，
表I颌骨密度测量技术优缺点分析
权利要求
1.一种用于口腔CT系统的测量颌骨密度的装置，包括口腔CT系统，其特征在于还包括头部固定机构、定标体模和显示及测量装置； 所述头部固定机构包括托体和支撑杆；支撑杆一端与口腔CT系统的机架或滑动机架连接，另一端与托体连接； 所述定标体模包括至少3个定标模块，且均固定在托体上，并置于CT成像视野范围内； 所述定标模块为圆柱体塑料容器，容器内装有骨组织等效物质的水溶液，且每个定标模块内的水溶液中骨组织等效物质的浓度不同； 所述显示及测量装置与口腔CT系统连接。
2.根据权利要求I所述的用于口腔CT系统的测量颌骨密度的装置，其特征在于所述骨组织等效物质是有效原子序数为16. 62 土 2. OO的物质，16. 62为骨矿物质Ca10 (PO4) 6 (OH) 2有效原子序数。
3.根据权利要求I所述的用于口腔CT系统的测量颌骨密度的装置，其特征在于所述定标模块中的骨组织等效物质的含量分布在(T300mg/cm3范围内，至少有一个定标模块中骨组织等效物质的含量在(Γ100 mg/cm3，至少有一个定标模块中骨组织等效物质的含量在100^200 mg/cm3,至少有一个定标模块中骨组织等效物质的含量在20(T300 mg/cm3,且各定标模块中骨组织等效物质的含量顺序增大。
4.采用权利要求I所述的用于口腔CT系统的测量颌骨密度的装置测量颌骨密度的方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I :受检者将头部固定在托体上； 步骤2 : 口腔CT系统对待测颌骨和定标体模进行扫描并成像，获得具有待测颌骨和定标体模的三维图像，通过显示和测量装置进行三维显示； 步骤3:操作人员在获得的三维图像中选取任意带有定标体模的截面，在该截面上顺序手动圈选每个定标模块区域，计算体模区域中每个定标模块CT值的平均值；然后选择待测区域所在的截面，在该截面上手动圈选待测区域，计算该CT值的平均值； 步骤4 :采用最小二乘法将每个定标模块的CT值平均值及其相应的骨组织等效物质的浓度线性回归，得到CT值与骨组织等效物质的浓度的线性关系； 步骤5 :根据步骤4得出的CT值与骨组织等效物质的浓度的线性关系和待测颌骨的CT值平均值，得到待测颌骨的骨密度，完成测量。
全文摘要
本发明提供一种用于口腔CT系统的测量颌骨密度的装置及方法，涉及医疗器械技术领域，该装置包括口腔CT系统、头部固定机构、定标体模和显示及测量装置；头部固定机构包括托体和支撑杆；定标体模包括至少3个定标模块，定标模块为圆柱体塑料容器，容器内装有骨组织等效物质的水溶液，且每个定标模块内的水溶液中骨组织等效物质的浓度不同显示及测量装置与口腔CT系统连接。本发明利用定量CT原理，测量颌骨密度，可用做CT扫描时的受检者的头部固定机构，为病患进行扫描时提供头部的支撑和固定，实现定标体模与患者一同成像，实现骨密度的定量测量。本发明能有效提高种植牙等手术的成功率，为口腔CT成像提供更多信息。
文档编号A61B6/14GK102940503SQ20121042667
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者康雁, 陈晓朝, 孝大宇 申请人:东北大学