颌面骨螺旋CT扫描和三维重建参数的研究
作者：宋志巍 范家栋 胡碧芳
单位：宋志巍(北京医科大学第三临床医学院放射科 100083)； 范家栋(北京医科大学第三临床医学院放射科 100083)； 胡碧芳(浙江省义乌市人民医院放射科 322000)
关键词：颅骨；三维重建；表面阴影显示法
颌面骨螺旋CT扫描和三维重建参数的研究 摘 要：目的 通过对颅骨螺旋CT扫描和三维重建参数的选择，以获得最佳三维图像。材料与方法 采用干颅、尸头颅各2个及2位正常志愿者，采用不同层厚和床速的螺旋CT扫描，并行不同间隔、不同阈值的表面阴影显示法(surface shaded display,SSD)三维重建。结果 比较不同扫描参数获得的三维图像，发现层厚越薄，三维图像越接近实物的实际大小，提高螺距不会影响图像的质量，且能达到降低层厚的目的，用非层厚的整除数间隔重叠重建，选择软组织不能成像的最低阈值，图像效果最佳。结论 薄的层厚、重叠重建、适当的阈值可获得最佳的颅骨三维图像。
, http://www.100md.com
Study on the Scanning and 3-Dimensional Reconstruction Parameters of Skull Spiral CT
SONG Zhiwei,FAN Jiadong, HU Bifang)
(Department of Radiology, No.3 Clinical Hospital of Beijing Medical University, Beijing 100083, P.R.China
ABSTRACT：Objective To obtain the best 3-D images by optimizing the scanning and reconstruction parameters of skull spiral CT.Materials and Methods Spiral CT scanning with different collimations, bed speed and pitch was performed in 2 dry skulls, 2 cadaveric heads and 2 normal volunteers. 3-D images were obtained by surface shaded display (SSD) with different thresholds, and were compared with each other.Results The comparison of 3-D images using different scanning parameters showed that the thinner the collimation was, the closer to the actual size of the skull the 3-D image would be. Higher pitches did not affect the image and, when used, collimation could be further reduced. When the lowest threshold, at which soft tissue couldn't show up, was used, and when reconstruction was done by interval which was non-integer of collimation, the best quality images could be obtained. Conclusion Thinner collimation scanning, denser overlapping reconstruction and appropriate threshold are the key technical points for obtaining ideal 3-D skull images.
, 百拇医药
Key words：Skull 3-D CT image Surface shaded display▲
三维CT(three-dimensional CT,3DCT)技术已广泛应用于临床，而骨的表面阴影显示法(surface shaded display,SSD)展示了颅骨、椎体、髋关节、腕骨及颌面部等复杂的解剖结构及各骨之间的空间立体关系[1～3]。3DCT图像不仅有助于放射科医生的诊断，同时也给临床医生提供了更丰富的信息，从而可更精确地制定治疗计划。具有方便、准确、快捷优势的螺旋CT的应用，使3DCT图像更趋完美。由于SSD重建受多种参数的影响，为寻求最佳图像，使所重建图像和实物更接近，笔者进行如下研究，旨在探讨最佳螺旋CT扫描及三维成像技术参数。
1 材料与方法
本组采用干颅骨2具、尸头2具及2位正常志愿者使用Sinmens-Plus CT机行螺旋CT扫描，扫描范围自眶上缘至下颌骨下缘。对干颅骨和尸头分别选择的床速和层厚为(为叙述方便，将床速5mm、层厚3mm缩写表示为5/3，下同)3/3、5/3、5/5、8/5、8/8，螺距为1～2。重建间隔：各扫描方式均行间隔2mm重建；5/3、5/5组再行间隔1mm、3mm间隔重建；8/5组再行1mm、2mm、3mm、4mm重建。2位活体志愿者3/3、5/3、5/5 三种方式扫描，1mm、2mm、3mm、4mm间隔重建。
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采用SSD行三维重建。阈值选择：取干颅组5/3，2mm组重建图像在不同阈值下250HU、200HU、150HU、100HU、-200HU、-500HU建SSD图像(文中所述阈值为阈值的下限，上限取最大值)。尸头及活体5/3，2mm组重建阈值选择为300HU、200HU、150HU、60HU，其他组阈值为150HU。
2 结果
在不同扫描方式及重建参数影响下，菲薄的骨质会由于容积效应而出现眶上裂增大或“假孔”，如筛板、上颌窦前壁等。选择固定的骨性标志，测定其大小的变化，进行比较，在干颅组同时和颅骨进行比较。根据测定数据对不同的扫描方式、重建间隔、阈值对图像质量的影响以及图像的整体质量进行评价。
2.1 螺距不同，不同床速、相同层厚图像比较(表1)
在实验中3/3与5/3、5/5与8/5两组图像(2mm间隔重建，阈值150HU)分别进行比较，螺距分别为1，1.67；1，1.6。所测数据表明5/3、8/5组图像“眶上裂”、上颌窦前壁骨质出现的“假孔”分别较3/3、5/5组图像有轻微的扩大(图1、2)。而眼眶大小在以上各组变化均不明显。
, 百拇医药
表1 干颅SSD重建，采用相同阈值(150HU)、相同重建间隔(层厚2mm)，不同扫描方式(床速/层厚)对选定区域的测量(单位：mm)
床速/层厚
3/3
5/3
5/5
8/5
8/8
实物测量
螺 距
1
1.67
1
, 百拇医药
1.6
1
眶内“假孔”
干颅1
20.7×17.8
22.9×17.9
31.8×22.6
34.0×24.1
40.1×26.1
13.9×5.2
干颅2
19.6×17.3
, 百拇医药
21.5×17.4
30.1×22.1
32.5×43.5
39.1×25.7
12.1×4.5
上颌窦前壁“假孔”
干颅1
14.7×3.5
15.0×3.6
17.8×6.4
18.1×9.8
19.2×11.2
, 百拇医药
无
干颅2
15.7×4.5
15.9×4.9
17.9×7.1
19.1×10.1
19.9×11.3
无
眼眶
干颅1
35.1×34.1
35.4×33.2
, 百拇医药 39.0×38.0
39.0×37.8
41.0×39.1
35.0×33.0
干颅2
36.1×35.2
36.5×35.4
40.2×39.1
40.3×39.2
42.5×40.8
34.1×33.2
2.2 螺距均为1时，不同床速和层厚对图像的影响(表1)
, 百拇医药
螺距均为1，扫描3/3、5/5、8/5，进行图像比较。3种方式比较，3/3组明显优于5/5组，主要表现为：相同间隔(1mm、2mm、3mm)在同样阈值的图像中，干颅组3/3图像最接近干颅大小，而5/5组图像“眶上裂”增宽(图3)，8/8出现较多“假孔”，并出现“假骨折”。在尸头组及活体组也看到了同样的表现。
2.3 相同床速不同层厚图像的比较(表1～3)
5/3与5/5、8/5与8/8两组图像进行比较，螺距分别为1.67，1；1.6，1两种扫描方式分别比较，5/3组明显优于5/5组，主要表现为：间隔2mm重建在同样阈值的图像中，5/3组图像更接近实物，而5/5组图像“眶上裂”较大，并在上颌骨的前壁出现较大“假孔”(图3)；在尸头组也看到了同样的表现。8/5、8/8两组均见“假孔”，相比之下8/8组比8/5组“假孔”更大、更多，且有类似于骨折的条状伪影。
表2 尸头SSD重建，采用相同阈值(150HU)、相同重建间隔(层厚2mm)，不同扫描方式(床速/层厚)对选定区域的测量(单位：mm)
, 百拇医药
床速/层厚
3/3
5/3
5/5
8/5
8/8
螺 距
1
1.67
1
1.6
1
眶内“假孔”
, 百拇医药
尸头1
5.8×6.0
6.1×6.0
8.89×6.17
14.2×12.1
14.2×13.5
尸头2
4.8×4.1
5.2×4.2
7.3×5.7
13.2×11.1
13.4×11.2
, 百拇医药
上颌窦前壁“假孔”
尸头1
9.7×8.8
10.2×8.9
13.4×10.4
14.5×12.2
19.2×14.9
尸头2
7.1×4.3
7.2×4.4
10.7×9.5
11.4×11.2
, 百拇医药
15.3×14.1
眼眶
尸头1
40.5×33.0
40.6×33.0
40.2×35.3
41.5×35.8
45.1×38.8
尸头2
41.1×34.2
41.2×34.1
42.2×34.9
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43.2×36.2
46.8×39.1
表3 相同扫描方式(床速5mm/层厚3mm)及重建间隔
(2mm)不同阈值对干颅1选定区域的测量(单位：mm)
材 料
干 颅
实物测量
阈 值
250
200
150
100
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-200
-500
眶内“假孔”
23.1×18.5
23.1×18.5
22.9×17.9
20.9×16.5
16.3×12.7
14.0×12.4
13.8×12.0
上颌窦前壁“假孔”
16.4×3.9
, 百拇医药
15.5×3.6
15.0×3.6
12.5×2.7
6.5×2.3
无
无
眼眶
35.5×33.4
35.5×33.1
35.4×33.2
35.4×33.0
35.6×33.1
, 百拇医药
35.5×33.1
35.0×33.0
注：其余测量数值略
2.4 相同的扫描方式、相同的层厚、不同的阈值所重建图像进行比较(表3)
在干颅组，随着CT值的降低，各“假孔”变小，阈值为-500HU时，上颌窦前“假孔”消失，“眶上裂”明显变小并接近实际大小(图4)。尸头组，阈值选择100HU时，大量软组织成像，遮挡部分骨组织。选择150HU时，无软组织成像。随着所选阈值的提高，所见“假孔”及“眶上裂”逐渐增大。
2.5 相同的扫描方式和阈值不同的重建间隔所重建图像进行比较
5/3、5/5、8/5组分别以不同间隔重建，随着间隔的减小图像变得细腻，“假孔”及“眶上裂”略变小，能被间隔整除的层面有与扫描平面平行的条状伪影(图5、6)。没有重叠重建的三维图像出现较大的“假孔”。
, 百拇医药
对所有图像观察颅底骨组织变化，均发现枕骨出现阶梯样变化。在各组中，随着间隔的变小，阶梯样改变有所改善。
尸头组高分辨率扫描后，3D重建图像效果差，大量软组织成像，即使选择较高的阈值500HU时仍有部分软组织成像(图7)。
图1 干颅骨SSD，床速3mm，层厚3mm，2mm间隔重建，阈值150。▲所示为上颌窦前壁“假孔”及眶内“假孔” 图2 干颅骨SSD，床速5mm，层厚3mm，2mm间隔重建，阈值150。上颌窦前壁“假孔”及眶内“假孔”和图1比较略有增大 图3 干颅骨SSD，床速5mm，层厚5mm，2mm间隔重建，阈值150。上颌窦前壁“假孔”及眶内“假孔”和图2比较有明显增大 图4 干颅骨SSD，床速5mm，层厚3mm，2mm间隔重建，阈值-500。上颌窦前壁无“假孔”；眶内“假孔”较图2明显减小 图5 志愿者颌面SSD，床速5mm，层厚3mm，2mm间隔重建，阈值150。▲所示为上颌窦前壁“假孔” 图6 志愿者颌面SSD，床速5mm，层厚3mm，1mm间隔重建，阈值150。上颌窦前壁“假孔”与图5比较略有变小。但可见和扫描平面平行的条状影 图7 干颅骨实物
, 百拇医药
3 讨论
在常规工作中，CT有两种扫描方法，即单层连续扫描及螺旋扫描。常规CT单层连续扫描，每扫描一次得到一幅图像，如要扫描10～20cm范围的区域层厚为2mm，则需扫描50～100层。尽管随着技术的改进，逐渐缩短了扫描时间，但单层连续扫描所需时间仍远远超过螺旋扫描，易受患者移动影响。若增加层厚来缩短扫描时间，重建出的3D图像会出现不光滑的“锯齿”样边缘，影响效果。螺旋CT一次扫描，完成兴趣区的检查，很少受患者移动的影响，且所需时间较短，X线辐射少。扫描时床速可等于或大于层厚，即螺距≥1。由此可见螺旋CT扫描较常规CT有明显的优势。
三维重建方法有多种，其中SSD法应用较广泛。SSD法是被扫描物体表面象素的数字模拟成像，在图像中阈值范围以内的象素做等密度处理并成像，小于阈值的象素则不能显示，位于外侧的阈值以上的象素会遮挡内侧的象素。SSD图像通过不同角度“打光”，使在器官不规则的表面上离光源近侧的部位较亮，远侧部位较暗而产生立体感。此法成像的立体感强，可很好地显示骨质的表面形态，影像逼真。
, 百拇医药
SSD成像阈值十分重要，不同的阈值会使不同大小CT值的组织成像[4]，由于骨皮质的CT值>250HU，软组织CT值常<100HU，阈值下限在100～250HU之间选择时(骨成像可忽略阈值上限)，对于大部分骨成像并无影响；而菲薄的骨质(如：眶顶、筛板、上颌窦前壁等)会由于CT值降低而出现“假孔”。主要原因是由于CT容积效应的影响[5]，干颅组骨质脱水且周围有空气的存在，故容积效应对薄的骨质影响更大，3D成像“假孔”多而且大。尸头组及活体组眶顶和筛板骨质内含有一定的水分且周围有软组织，和干颅组比较减小了容积效应对CT值的影响，“假孔”相对较小。这些菲薄的骨质对图像的质量反应最敏感，故选为评定图像质量的参照。
在同一象素内含有两种以上组织时CT值不能反映其中任何一种组织的CT值，而是所有组织的算术平均值，称为部分容积效应。故当扫描物体表面和扫描平面垂直时，部分容积效应对物体表面CT值的影响最小，这是导致水平扫描3D重建时颌面骨正面观骨质光滑、连续，而枕骨却出现阶梯状变化的原因。而被扫描物体表面和扫描平面越接近垂直图像的质量越好。
, 百拇医药
从本组资料得知，固定层厚的扫描，螺距小则图像较好；而固定床速时，螺距大则图像质量明显提高，这是因为，提高螺距降低了层厚。由于CT图像本身的分辨率很高，但在Z轴(和扫描平面垂直)上分辨率较低，三维重建要求数据在Z轴上有足够的分辨率。薄层扫描可以减小容积效应，增加容积分辨率，减少阶梯状伪影，故应尽可能选择薄层扫描。由于各种CT机设备不同，最大扫描时间或扫描层数会有不同限制，为了使病变范围包全，首先确定扫描的理想区域，在此基础上提高螺距达到降低层厚的目的，便可取得最佳图像。除非特殊需要，层厚3mm，床速5mm的扫描即能满足绝大部分疾病诊断的需要。
重建间隔小于层厚的重叠重建加强了图像信息，减少了图像“阶梯”状边缘。间隔越小所得到的图像表面越光滑，越接近实物。
CT三维图像无疑为临床提供了更多的信息，但是SSD因受CT层厚的限制，降低了Z轴的分辨率，而产生假像，如“假孔”、“假骨折”等。故我们认为，3D图像必须和二维图像结合才能更好地发挥作用。
, 百拇医药
颌面骨成像选择阈值的原则是： 使周围软组织不能成像的最低值为最佳阈值，不必确定上限。这样的3D图像能够最接近实物的真实大小。尽管在干颅组实验中降低阈值至负值会使图像更接近实物，但在尸头组<100HU的阈值会使部分软组织成像，而无临床意义。
高分辨力CT由于提高了空间分辨率，从而降低了密度分辨率，降低了骨和周围软组织之间CT值的差异，不仅很难找到合适的阈值，而且即使能够找到仅有骨成像的阈值，也会因阈值较高使骨的成像失真。3D图像效果差，本组资料证实了这一点。
本组虽然只采用了2个干颅、2个尸头及2位活体志愿者，但所得的结论相同，有一定代表性。我们认为在实际工作中，确定扫描区域后，提高螺距、非层厚的整除数间隔重叠重建、选择软组织不能成像的最低阈值，所获得的将是最佳的骨SSD三维图像。同样，以上扫描参数也适用于三维重建的其他方法，如最大强度投影、最小强度投影、CT仿真内镜及容积再现。■
, http://www.100md.com 参考文献：
[1]Marden E, Alder D, Thomas D,et al. Clinical usefulness of two-dimensional reformatted and three-dimensionally rendered computerized tomographic images. J Oral Maxillofac Surg, 1995, 53:375
[2]Lamber PM, Ohio DD. Three-dimensional computed tomography and anatomic replical treatment planning. Oral Surg Oral Med Oral Pathol, 1989, 68:782
[3]James Z. 3-D reconstruction for evaluation of facial trauma. ANJR, 1992, 13:893
, http://www.100md.com
[4]Jeffrey LM, Michael WW. The “third” dimension in craniofacial surgery. Plastic and Reconstruction Surgery, 1983, 71:759
[5]David CH, Paul LT. CT of dry skulls with craniofacial deformities: Accuracy of three-dimensional reconstruction. Radiology, 1985, 157:113
收稿日期：1999-05-05
修稿日期：1999-08-13, http://www.100md.com
单位：宋志巍(北京医科大学第三临床医学院放射科 100083)； 范家栋(北京医科大学第三临床医学院放射科 100083)； 胡碧芳(浙江省义乌市人民医院放射科 322000)
关键词：颅骨；三维重建；表面阴影显示法
颌面骨螺旋CT扫描和三维重建参数的研究 摘 要：目的 通过对颅骨螺旋CT扫描和三维重建参数的选择，以获得最佳三维图像。材料与方法 采用干颅、尸头颅各2个及2位正常志愿者，采用不同层厚和床速的螺旋CT扫描，并行不同间隔、不同阈值的表面阴影显示法(surface shaded display,SSD)三维重建。结果 比较不同扫描参数获得的三维图像，发现层厚越薄，三维图像越接近实物的实际大小，提高螺距不会影响图像的质量，且能达到降低层厚的目的，用非层厚的整除数间隔重叠重建，选择软组织不能成像的最低阈值，图像效果最佳。结论 薄的层厚、重叠重建、适当的阈值可获得最佳的颅骨三维图像。
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Study on the Scanning and 3-Dimensional Reconstruction Parameters of Skull Spiral CT
SONG Zhiwei,FAN Jiadong, HU Bifang)
(Department of Radiology, No.3 Clinical Hospital of Beijing Medical University, Beijing 100083, P.R.China
ABSTRACT：Objective To obtain the best 3-D images by optimizing the scanning and reconstruction parameters of skull spiral CT.Materials and Methods Spiral CT scanning with different collimations, bed speed and pitch was performed in 2 dry skulls, 2 cadaveric heads and 2 normal volunteers. 3-D images were obtained by surface shaded display (SSD) with different thresholds, and were compared with each other.Results The comparison of 3-D images using different scanning parameters showed that the thinner the collimation was, the closer to the actual size of the skull the 3-D image would be. Higher pitches did not affect the image and, when used, collimation could be further reduced. When the lowest threshold, at which soft tissue couldn't show up, was used, and when reconstruction was done by interval which was non-integer of collimation, the best quality images could be obtained. Conclusion Thinner collimation scanning, denser overlapping reconstruction and appropriate threshold are the key technical points for obtaining ideal 3-D skull images.
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Key words：Skull 3-D CT image Surface shaded display▲
三维CT(three-dimensional CT,3DCT)技术已广泛应用于临床，而骨的表面阴影显示法(surface shaded display,SSD)展示了颅骨、椎体、髋关节、腕骨及颌面部等复杂的解剖结构及各骨之间的空间立体关系[1～3]。3DCT图像不仅有助于放射科医生的诊断，同时也给临床医生提供了更丰富的信息，从而可更精确地制定治疗计划。具有方便、准确、快捷优势的螺旋CT的应用，使3DCT图像更趋完美。由于SSD重建受多种参数的影响，为寻求最佳图像，使所重建图像和实物更接近，笔者进行如下研究，旨在探讨最佳螺旋CT扫描及三维成像技术参数。
1 材料与方法
本组采用干颅骨2具、尸头2具及2位正常志愿者使用Sinmens-Plus CT机行螺旋CT扫描，扫描范围自眶上缘至下颌骨下缘。对干颅骨和尸头分别选择的床速和层厚为(为叙述方便，将床速5mm、层厚3mm缩写表示为5/3，下同)3/3、5/3、5/5、8/5、8/8，螺距为1～2。重建间隔：各扫描方式均行间隔2mm重建；5/3、5/5组再行间隔1mm、3mm间隔重建；8/5组再行1mm、2mm、3mm、4mm重建。2位活体志愿者3/3、5/3、5/5 三种方式扫描，1mm、2mm、3mm、4mm间隔重建。
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采用SSD行三维重建。阈值选择：取干颅组5/3，2mm组重建图像在不同阈值下250HU、200HU、150HU、100HU、-200HU、-500HU建SSD图像(文中所述阈值为阈值的下限，上限取最大值)。尸头及活体5/3，2mm组重建阈值选择为300HU、200HU、150HU、60HU，其他组阈值为150HU。
2 结果
在不同扫描方式及重建参数影响下，菲薄的骨质会由于容积效应而出现眶上裂增大或“假孔”，如筛板、上颌窦前壁等。选择固定的骨性标志，测定其大小的变化，进行比较，在干颅组同时和颅骨进行比较。根据测定数据对不同的扫描方式、重建间隔、阈值对图像质量的影响以及图像的整体质量进行评价。
2.1 螺距不同，不同床速、相同层厚图像比较(表1)
在实验中3/3与5/3、5/5与8/5两组图像(2mm间隔重建，阈值150HU)分别进行比较，螺距分别为1，1.67；1，1.6。所测数据表明5/3、8/5组图像“眶上裂”、上颌窦前壁骨质出现的“假孔”分别较3/3、5/5组图像有轻微的扩大(图1、2)。而眼眶大小在以上各组变化均不明显。
, 百拇医药
表1 干颅SSD重建，采用相同阈值(150HU)、相同重建间隔(层厚2mm)，不同扫描方式(床速/层厚)对选定区域的测量(单位：mm)
床速/层厚
3/3
5/3
5/5
8/5
8/8
实物测量
螺 距
1
1.67
1
, 百拇医药
1.6
1
眶内“假孔”
干颅1
20.7×17.8
22.9×17.9
31.8×22.6
34.0×24.1
40.1×26.1
13.9×5.2
干颅2
19.6×17.3
, 百拇医药
21.5×17.4
30.1×22.1
32.5×43.5
39.1×25.7
12.1×4.5
上颌窦前壁“假孔”
干颅1
14.7×3.5
15.0×3.6
17.8×6.4
18.1×9.8
19.2×11.2
, 百拇医药
无
干颅2
15.7×4.5
15.9×4.9
17.9×7.1
19.1×10.1
19.9×11.3
无
眼眶
干颅1
35.1×34.1
35.4×33.2
, 百拇医药 39.0×38.0
39.0×37.8
41.0×39.1
35.0×33.0
干颅2
36.1×35.2
36.5×35.4
40.2×39.1
40.3×39.2
42.5×40.8
34.1×33.2
2.2 螺距均为1时，不同床速和层厚对图像的影响(表1)
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螺距均为1，扫描3/3、5/5、8/5，进行图像比较。3种方式比较，3/3组明显优于5/5组，主要表现为：相同间隔(1mm、2mm、3mm)在同样阈值的图像中，干颅组3/3图像最接近干颅大小，而5/5组图像“眶上裂”增宽(图3)，8/8出现较多“假孔”，并出现“假骨折”。在尸头组及活体组也看到了同样的表现。
2.3 相同床速不同层厚图像的比较(表1～3)
5/3与5/5、8/5与8/8两组图像进行比较，螺距分别为1.67，1；1.6，1两种扫描方式分别比较，5/3组明显优于5/5组，主要表现为：间隔2mm重建在同样阈值的图像中，5/3组图像更接近实物，而5/5组图像“眶上裂”较大，并在上颌骨的前壁出现较大“假孔”(图3)；在尸头组也看到了同样的表现。8/5、8/8两组均见“假孔”，相比之下8/8组比8/5组“假孔”更大、更多，且有类似于骨折的条状伪影。
表2 尸头SSD重建，采用相同阈值(150HU)、相同重建间隔(层厚2mm)，不同扫描方式(床速/层厚)对选定区域的测量(单位：mm)
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床速/层厚
3/3
5/3
5/5
8/5
8/8
螺 距
1
1.67
1
1.6
1
眶内“假孔”
, 百拇医药
尸头1
5.8×6.0
6.1×6.0
8.89×6.17
14.2×12.1
14.2×13.5
尸头2
4.8×4.1
5.2×4.2
7.3×5.7
13.2×11.1
13.4×11.2
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上颌窦前壁“假孔”
尸头1
9.7×8.8
10.2×8.9
13.4×10.4
14.5×12.2
19.2×14.9
尸头2
7.1×4.3
7.2×4.4
10.7×9.5
11.4×11.2
, 百拇医药
15.3×14.1
眼眶
尸头1
40.5×33.0
40.6×33.0
40.2×35.3
41.5×35.8
45.1×38.8
尸头2
41.1×34.2
41.2×34.1
42.2×34.9
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43.2×36.2
46.8×39.1
表3 相同扫描方式(床速5mm/层厚3mm)及重建间隔
(2mm)不同阈值对干颅1选定区域的测量(单位：mm)
材 料
干 颅
实物测量
阈 值
250
200
150
100
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-200
-500
眶内“假孔”
23.1×18.5
23.1×18.5
22.9×17.9
20.9×16.5
16.3×12.7
14.0×12.4
13.8×12.0
上颌窦前壁“假孔”
16.4×3.9
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15.5×3.6
15.0×3.6
12.5×2.7
6.5×2.3
无
无
眼眶
35.5×33.4
35.5×33.1
35.4×33.2
35.4×33.0
35.6×33.1
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35.5×33.1
35.0×33.0
注：其余测量数值略
2.4 相同的扫描方式、相同的层厚、不同的阈值所重建图像进行比较(表3)
在干颅组，随着CT值的降低，各“假孔”变小，阈值为-500HU时，上颌窦前“假孔”消失，“眶上裂”明显变小并接近实际大小(图4)。尸头组，阈值选择100HU时，大量软组织成像，遮挡部分骨组织。选择150HU时，无软组织成像。随着所选阈值的提高，所见“假孔”及“眶上裂”逐渐增大。
2.5 相同的扫描方式和阈值不同的重建间隔所重建图像进行比较
5/3、5/5、8/5组分别以不同间隔重建，随着间隔的减小图像变得细腻，“假孔”及“眶上裂”略变小，能被间隔整除的层面有与扫描平面平行的条状伪影(图5、6)。没有重叠重建的三维图像出现较大的“假孔”。
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对所有图像观察颅底骨组织变化，均发现枕骨出现阶梯样变化。在各组中，随着间隔的变小，阶梯样改变有所改善。
尸头组高分辨率扫描后，3D重建图像效果差，大量软组织成像，即使选择较高的阈值500HU时仍有部分软组织成像(图7)。
图1 干颅骨SSD，床速3mm，层厚3mm，2mm间隔重建，阈值150。▲所示为上颌窦前壁“假孔”及眶内“假孔” 图2 干颅骨SSD，床速5mm，层厚3mm，2mm间隔重建，阈值150。上颌窦前壁“假孔”及眶内“假孔”和图1比较略有增大 图3 干颅骨SSD，床速5mm，层厚5mm，2mm间隔重建，阈值150。上颌窦前壁“假孔”及眶内“假孔”和图2比较有明显增大 图4 干颅骨SSD，床速5mm，层厚3mm，2mm间隔重建，阈值-500。上颌窦前壁无“假孔”；眶内“假孔”较图2明显减小 图5 志愿者颌面SSD，床速5mm，层厚3mm，2mm间隔重建，阈值150。▲所示为上颌窦前壁“假孔” 图6 志愿者颌面SSD，床速5mm，层厚3mm，1mm间隔重建，阈值150。上颌窦前壁“假孔”与图5比较略有变小。但可见和扫描平面平行的条状影 图7 干颅骨实物
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3 讨论
在常规工作中，CT有两种扫描方法，即单层连续扫描及螺旋扫描。常规CT单层连续扫描，每扫描一次得到一幅图像，如要扫描10～20cm范围的区域层厚为2mm，则需扫描50～100层。尽管随着技术的改进，逐渐缩短了扫描时间，但单层连续扫描所需时间仍远远超过螺旋扫描，易受患者移动影响。若增加层厚来缩短扫描时间，重建出的3D图像会出现不光滑的“锯齿”样边缘，影响效果。螺旋CT一次扫描，完成兴趣区的检查，很少受患者移动的影响，且所需时间较短，X线辐射少。扫描时床速可等于或大于层厚，即螺距≥1。由此可见螺旋CT扫描较常规CT有明显的优势。
三维重建方法有多种，其中SSD法应用较广泛。SSD法是被扫描物体表面象素的数字模拟成像，在图像中阈值范围以内的象素做等密度处理并成像，小于阈值的象素则不能显示，位于外侧的阈值以上的象素会遮挡内侧的象素。SSD图像通过不同角度“打光”，使在器官不规则的表面上离光源近侧的部位较亮，远侧部位较暗而产生立体感。此法成像的立体感强，可很好地显示骨质的表面形态，影像逼真。
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SSD成像阈值十分重要，不同的阈值会使不同大小CT值的组织成像[4]，由于骨皮质的CT值>250HU，软组织CT值常<100HU，阈值下限在100～250HU之间选择时(骨成像可忽略阈值上限)，对于大部分骨成像并无影响；而菲薄的骨质(如：眶顶、筛板、上颌窦前壁等)会由于CT值降低而出现“假孔”。主要原因是由于CT容积效应的影响[5]，干颅组骨质脱水且周围有空气的存在，故容积效应对薄的骨质影响更大，3D成像“假孔”多而且大。尸头组及活体组眶顶和筛板骨质内含有一定的水分且周围有软组织，和干颅组比较减小了容积效应对CT值的影响，“假孔”相对较小。这些菲薄的骨质对图像的质量反应最敏感，故选为评定图像质量的参照。
在同一象素内含有两种以上组织时CT值不能反映其中任何一种组织的CT值，而是所有组织的算术平均值，称为部分容积效应。故当扫描物体表面和扫描平面垂直时，部分容积效应对物体表面CT值的影响最小，这是导致水平扫描3D重建时颌面骨正面观骨质光滑、连续，而枕骨却出现阶梯状变化的原因。而被扫描物体表面和扫描平面越接近垂直图像的质量越好。
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从本组资料得知，固定层厚的扫描，螺距小则图像较好；而固定床速时，螺距大则图像质量明显提高，这是因为，提高螺距降低了层厚。由于CT图像本身的分辨率很高，但在Z轴(和扫描平面垂直)上分辨率较低，三维重建要求数据在Z轴上有足够的分辨率。薄层扫描可以减小容积效应，增加容积分辨率，减少阶梯状伪影，故应尽可能选择薄层扫描。由于各种CT机设备不同，最大扫描时间或扫描层数会有不同限制，为了使病变范围包全，首先确定扫描的理想区域，在此基础上提高螺距达到降低层厚的目的，便可取得最佳图像。除非特殊需要，层厚3mm，床速5mm的扫描即能满足绝大部分疾病诊断的需要。
重建间隔小于层厚的重叠重建加强了图像信息，减少了图像“阶梯”状边缘。间隔越小所得到的图像表面越光滑，越接近实物。
CT三维图像无疑为临床提供了更多的信息，但是SSD因受CT层厚的限制，降低了Z轴的分辨率，而产生假像，如“假孔”、“假骨折”等。故我们认为，3D图像必须和二维图像结合才能更好地发挥作用。
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颌面骨成像选择阈值的原则是： 使周围软组织不能成像的最低值为最佳阈值，不必确定上限。这样的3D图像能够最接近实物的真实大小。尽管在干颅组实验中降低阈值至负值会使图像更接近实物，但在尸头组<100HU的阈值会使部分软组织成像，而无临床意义。
高分辨力CT由于提高了空间分辨率，从而降低了密度分辨率，降低了骨和周围软组织之间CT值的差异，不仅很难找到合适的阈值，而且即使能够找到仅有骨成像的阈值，也会因阈值较高使骨的成像失真。3D图像效果差，本组资料证实了这一点。
本组虽然只采用了2个干颅、2个尸头及2位活体志愿者，但所得的结论相同，有一定代表性。我们认为在实际工作中，确定扫描区域后，提高螺距、非层厚的整除数间隔重叠重建、选择软组织不能成像的最低阈值，所获得的将是最佳的骨SSD三维图像。同样，以上扫描参数也适用于三维重建的其他方法，如最大强度投影、最小强度投影、CT仿真内镜及容积再现。■
, http://www.100md.com 参考文献：
[1]Marden E, Alder D, Thomas D,et al. Clinical usefulness of two-dimensional reformatted and three-dimensionally rendered computerized tomographic images. J Oral Maxillofac Surg, 1995, 53:375
[2]Lamber PM, Ohio DD. Three-dimensional computed tomography and anatomic replical treatment planning. Oral Surg Oral Med Oral Pathol, 1989, 68:782
[3]James Z. 3-D reconstruction for evaluation of facial trauma. ANJR, 1992, 13:893
, http://www.100md.com
[4]Jeffrey LM, Michael WW. The “third” dimension in craniofacial surgery. Plastic and Reconstruction Surgery, 1983, 71:759
[5]David CH, Paul LT. CT of dry skulls with craniofacial deformities: Accuracy of three-dimensional reconstruction. Radiology, 1985, 157:113
收稿日期：1999-05-05
修稿日期：1999-08-13, http://www.100md.com