根據(jù)瑞士Straumann年報(bào)，韓國(guó)和以色列種植牙滲透率全球最高，高達(dá)到600顆/每萬(wàn)人，而中國(guó)則僅為25顆/每萬(wàn)人，種植牙滲透率僅高于印度。與種植牙量不匹配的是，大部分國(guó)人都存在口腔問(wèn)題。我國(guó)種植牙滲透率低是因?yàn)槠鋬r(jià)格過(guò)高，“一口牙，一輛車”所言非虛，目前國(guó)內(nèi)單種植牙費(fèi)用8000元至20000元之間。

2023年1月11日，在國(guó)家醫(yī)保局指導(dǎo)和協(xié)調(diào)下，全國(guó)各省份超1.8萬(wàn)家口腔機(jī)構(gòu)參與，被業(yè)內(nèi)稱為“史上最難集采”正式開(kāi)標(biāo)，此次集采的是種植牙最核心的耗材：種植體，其平均價(jià)格降至900余元，降幅高達(dá)55%。通過(guò)本次集采，種植一顆牙的整體費(fèi)用有望降低50%左右，預(yù)計(jì)每年可為患者節(jié)約40億元左右。

我們知道，口腔種植的費(fèi)用主要包括種植體、牙冠和醫(yī)療服務(wù)三塊，隨著種植體集采，以及下一步的牙冠競(jìng)價(jià)掛網(wǎng)，加之口腔種植機(jī)器人的出現(xiàn)，口腔種植市場(chǎng)將迅速擴(kuò)大。而作為種植牙最重要的輔助工具，我國(guó)各級(jí)口腔醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)高精度口腔CBCT的需求將被進(jìn)一步打開(kāi)。

一、為什么種植牙必需口腔CBCT？

對(duì)于口腔內(nèi)疾病的影像診斷，通常采用牙片機(jī)、全景機(jī)、CBCT這三類設(shè)備確診，由此也發(fā)展出了口腔頜面醫(yī)學(xué)影像學(xué)。其中，牙片機(jī)主要用于牙體、牙髓和牙周等領(lǐng)域，受限于成像視野，不會(huì)被用于正畸或種植相關(guān)診療。

在實(shí)地調(diào)研中，我們發(fā)現(xiàn)部分診所種植牙時(shí)，會(huì)采用全景機(jī)圖像作為定位依據(jù)，盡管這也算一種解決方案，但其實(shí)全景機(jī)適合于觀察所有牙齒的形態(tài)、位置及頜骨內(nèi)情況，并不適合于對(duì)牙齒結(jié)構(gòu)成像清晰度要求非常高的領(lǐng)域，比如正畸、種植、口腔頜面外科等。因?yàn)?，全景機(jī)是曲線體層成像，圖像有較嚴(yán)重的畸變失真，容易出現(xiàn)漏診或誤診根裂的情況。

口腔CBCT由于實(shí)現(xiàn)了從三維角度顯示病變組織和正常組織結(jié)構(gòu)，大大提高口腔頜面疾病診斷能力。近年來(lái)更是出現(xiàn)了 “四合一CT”，集CBCT、全景、頭側(cè)和口內(nèi)攝影(牙片)，滿足了口腔臨床診斷的所有需要。客觀的說(shuō)，口腔CBCT替代全景機(jī)已是必然。

二、種植牙對(duì)CBCT提出新的要求

當(dāng)前，我國(guó)大部分地區(qū)口腔門(mén)診仍然是以傳統(tǒng)種植方案為主，但其實(shí)數(shù)字化種植早已成為必然趨勢(shì)，借助于影像的數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)口掃-CBCT-種植牙三位一體的有機(jī)融合。

比如，如今的種植牙手術(shù)，規(guī)劃頜骨復(fù)位與植入物的位置，尤其是非靜態(tài)植入時(shí)術(shù)中要重新規(guī)劃計(jì)劃的場(chǎng)景，所依據(jù)的重要參考之一就是CBCT影像，其對(duì)位置精度的要求至少達(dá)到0.5mm，部分優(yōu)秀者可達(dá)0.05-0.3mm。

2021年4月，在發(fā)表于《口腔醫(yī)學(xué)》上的“錐形束CT在牙槽外科定量測(cè)量中精準(zhǔn)性及應(yīng)用的研究進(jìn)展”一文中，曾討論過(guò)CBCT影像學(xué)測(cè)量的準(zhǔn)確性：Tarazona結(jié)果顯示CBCT測(cè)量值的誤差在大于100mm的距離和低密度區(qū)域具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，F(xiàn)lores-Mir發(fā)現(xiàn)CBCT縮小了牙體長(zhǎng)度達(dá)4%。”

可見(jiàn)，傳統(tǒng)CBCT影像，與真實(shí)人體存在不同程度的位置與尺寸偏差，且CBCT固有的散射等會(huì)影響CT值的一致性，降低同一組織材料的圖像分割精度等問(wèn)題，無(wú)法應(yīng)對(duì)高精度種植帶來(lái)的挑戰(zhàn)。此外，圖像清晰度、偽影的抑制程度等都有改進(jìn)空間。那么，何種口腔CBCT才能滿足臨床高精度需求呢？

三、 CBCT如何應(yīng)對(duì)種植牙高精度挑戰(zhàn)？

總體來(lái)說(shuō)，圖像精準(zhǔn)度是一個(gè)綜合性結(jié)果，其影響因素較多，主要包括：圖像的空間分辨率，決定圖像精細(xì)度；圖像的CT值，決定圖像在數(shù)據(jù)層面的穩(wěn)定度；圖像的?何形變，決定圖像在空間位置層面的準(zhǔn)確度；圖像的硬化偽影和金屬偽影等成像偽影，決定圖像真實(shí)度。

圖像夠不夠“細(xì)”？
空間分辨率是評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量最重要的客觀參數(shù)之一，直接反映圖像清晰度，其是CBCT多部件協(xié)同作用的結(jié)果，如射線焦點(diǎn)尺寸、探測(cè)器像素尺寸、掃描范圍內(nèi)投影數(shù)量，機(jī)電掃描精度和圖像重建計(jì)算法等。

更高的空間分辨率，能更清晰顯示牙周膜、牙槽神經(jīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)。對(duì)于種植牙來(lái)說(shuō)，高空間分辨率能帶來(lái)更佳的三維細(xì)節(jié)效果，也對(duì)建模、微小結(jié)構(gòu)的提取、以及手術(shù)路徑規(guī)劃都意義重大。

《中華人民共和國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的YY/T-0795-2022 “口腔頜面錐形束計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備專用技術(shù)條件”中，明確定義了空間分辨率的測(cè)量方法。其中，最重要的斷層平面空間分辨率模塊(XY、Z)空間分辨率為1.0LP/mm、1.3LP/mm、1.55LP/cm、1.7LP/mm、2.0LP/mm、2.5LP/mm、2.8LP/mm、3.5LP/mm、4.0LP/mm，即上述國(guó)標(biāo)中的數(shù)值才是符合規(guī)范的。

截至目前，國(guó)標(biāo)下國(guó)內(nèi)口腔CT空間分辨率的最高水平是2.8LP/mm，也有廠家在嘗試突破更高一檔的3.5LP/mm。

圖像夠不夠“穩(wěn)”？

近年來(lái)，隨著CBCT在牙科領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，市面上出現(xiàn)了小視野、中視野、大視野等不同視野的CBCT。視野越大，其臨床應(yīng)用范圍也越廣泛。但大視野CBCT不是“萬(wàn)能”的，也存在圖像準(zhǔn)確度的問(wèn)題。

我們知道口腔CBCT是錐形束CT，根據(jù)三維下傅里葉切片定理，在Radon域都會(huì)存在一個(gè)空值空間（null space），錐形束CT的成像范圍越大，Radon域中的空值空間越大，錐束偽影也就越嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)CT值漂移等現(xiàn)象，這就是著名的錐束偽影問(wèn)題，也是錐形束CT的固有問(wèn)題，在128排及以上高端CT，其“屋頂”效應(yīng)更為明顯。

在口腔CT領(lǐng)域亦是如此，當(dāng)口腔頜面種植手術(shù)需要16cm×9cm，甚至16×15cm大范圍成像時(shí)，大視野CBCT由于投照容積大，錐束問(wèn)題更為嚴(yán)重，圖像準(zhǔn)確度與CBCT固有的錐形束偽影之間的矛盾就會(huì)凸顯出來(lái)。

因此，錐束校正一直是大視野CBCT的技術(shù)難點(diǎn)，目前常規(guī)解決方案是減小成像視野或者算法部分糾正，但這樣不僅無(wú)法體現(xiàn)大視野CBCT的視野優(yōu)勢(shì)，也不能從物理特性的根源上糾正。

眾所周知，在螺旋CT領(lǐng)域，西門(mén)子雙源CT的出現(xiàn)極大提高了CT時(shí)間分辨率，解決了任意心率的心臟冠脈掃描問(wèn)題。在牙科領(lǐng)域，其實(shí)也出現(xiàn)了類似的“雙源”技術(shù)。

有方醫(yī)療的CBCT創(chuàng)造性使用“雙球管+單探測(cè)器”架構(gòu)，一方面無(wú)需掃描兩次即可實(shí)現(xiàn)大視野成像，滿足了臨床的大視野成像需求；更重要的是，由于單X光源僅覆蓋成像視野中的部分容積，一方面提高了圖像的空間分辨率，另一方面將散射信號(hào)降低至傳統(tǒng)小視野成像水平，克服了錐形束效應(yīng)，減少了CT值漂移，保證了圖像的穩(wěn)定性和一致性。

圖像夠不夠“準(zhǔn)”？
通常，在口腔手術(shù)前，患者CBCT數(shù)據(jù)要被用于數(shù)字化規(guī)劃頜骨復(fù)位和植入物的位置。CBCT圖像要具備“形變小，邊界清晰”的特點(diǎn)，這是因?yàn)榭谇环N植牙手術(shù)對(duì)圖像幾何形變極其敏感，會(huì)影響手術(shù)計(jì)劃與植入物置入的準(zhǔn)確度，更小的幾何形變可以提高計(jì)劃精度，減少種植誤差，對(duì)種植牙手術(shù)有重要意義。

在臨床上，幾何誤差產(chǎn)生的偽影和運(yùn)動(dòng)偽影非常相似，故也被歸到運(yùn)動(dòng)偽影范疇。通常，CBCT重建算法默認(rèn)掃描軌跡是圓形。然而，實(shí)際上由于系統(tǒng)誤差及設(shè)備配重等多種原因，CBCT運(yùn)動(dòng)軌跡類似“類圓軌跡”，和理想圓形存在差距，難免存在誤差甚至偏差。因此，必須在出廠前和現(xiàn)場(chǎng)裝機(jī)時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行幾何校正。

從研發(fā)角度，每臺(tái)機(jī)器都有個(gè)性化的幾何參數(shù)，相當(dāng)于每臺(tái)機(jī)器的“指紋”，對(duì)每臺(tái)機(jī)器的幾何校正相當(dāng)于獲取“指紋”信息的過(guò)程，進(jìn)而可以“開(kāi)門(mén)”，以進(jìn)行后續(xù)重建操作。

傳統(tǒng)口腔CT在建立幾何模型時(shí)，僅采用SID等10余個(gè)幾何參數(shù)來(lái)描述設(shè)備運(yùn)動(dòng)過(guò)程。然而，要想詳盡地描述類圓軌跡，需要像螺旋CT那樣對(duì)數(shù)百甚至上千個(gè)投影進(jìn)行校正。這種類似于“機(jī)器指紋”特征的幾何偽影校正算法，盡管一定程度上提高了幾何模型的復(fù)雜度，但是獲得的益處是顯而易見(jiàn)的。

目前，基于投影的幾何校正在口腔CT中并未普及，國(guó)內(nèi)僅有方醫(yī)療等品牌的口腔CT具備該技術(shù)，進(jìn)一步降低了圖像偽影，提高了圖像質(zhì)量。

此外，從外因角度，患者運(yùn)動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)偽影，常采用頜托、頭架、綁帶等方式固定以來(lái)減少運(yùn)動(dòng)偽影。不過(guò)，更重要的是機(jī)器本身內(nèi)部原因?qū)е碌倪\(yùn)動(dòng)偽影。

我們知道，機(jī)械設(shè)計(jì)一定程度上決定了CBCT掃描的精度，與固定于機(jī)架上的螺旋CT不同，口腔CBCT的“懸吊式”架構(gòu)在旋轉(zhuǎn)時(shí)難免機(jī)械晃動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)不夠精準(zhǔn)。近年來(lái)出現(xiàn)了落地式帶底座的旋架，一定程度減小了機(jī)械振動(dòng)，提升了CBCT運(yùn)動(dòng)中數(shù)據(jù)采集精度。

此外，甚至還有部分口腔CBCT采用類似螺旋CT的滑環(huán)結(jié)構(gòu)，不僅機(jī)械運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，更無(wú)需歸位，提高了掃描速度與穩(wěn)定性，大幅降低運(yùn)動(dòng)偽影發(fā)生的可能性。

圖像夠不夠“真”？

與螺旋CT不同，口腔CT面對(duì)的是高密度骨質(zhì)、牙釉質(zhì)及金屬植體，更容易產(chǎn)生硬化偽影和金屬偽影，嚴(yán)重時(shí)甚至影響CT值準(zhǔn)確性。在CBCT成像中，相較于數(shù)據(jù)不完備，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確對(duì)圖像質(zhì)量的影響更為顯著。

在臨床上，I類骨、II類骨及III類骨的CT值范圍較寬，允許一定誤差，真正重要的是抑制偽影能力， 這是衡量口腔CBCT圖像質(zhì)量的另一關(guān)鍵指標(biāo)，其重要性不亞于“空間分辨率”，這需要更先進(jìn)的重建算法，甚至迭代重建，以保持感興趣區(qū)域內(nèi)CT值的穩(wěn)定性和一致性。比如，可以通過(guò)對(duì)成像系統(tǒng)的物理建模以及利用骨組織與軟組織化學(xué)構(gòu)成的先驗(yàn)信息，有助于獲得更好的硬化偽影校正效果。

四、高端CBCT是趨勢(shì)

從精準(zhǔn)種植角度，更先進(jìn)的機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)、更高端的螺旋CT滑環(huán)技術(shù)，提高了口腔CT的穩(wěn)定性、掃描速度和圖像準(zhǔn)確度；“雙源”技術(shù)兼顧了大視野、圖像穩(wěn)定性和高空間分辨率；加上更佳的圖像重建算法、以及基于機(jī)器“指紋”特征的幾何偽影校正算法，使CBCT圖像偽影得以抑制，空間分辨率進(jìn)一步提升。

上述技術(shù)革新使CBCT的成像質(zhì)量得以跨越式提升，以勝任數(shù)字化種植技術(shù)所需的診斷、評(píng)估、計(jì)劃、隨訪等需求。在此過(guò)程當(dāng)中，我們也看到了國(guó)產(chǎn)口腔CT已越來(lái)越好，媲美全球頂級(jí)CBCT。隨著種植牙技術(shù)的普及，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，國(guó)產(chǎn)高端CBCT會(huì)做出更多技術(shù)革新與進(jìn)步，以領(lǐng)先的姿態(tài)在口腔影像市場(chǎng)脫穎而出。。。