当前位置: 首页 > 期刊 > 《牙体牙髓牙周病学杂志》 > 2000年第1期
编号:10283390
Digora数字化X线摄影系统在口腔科的应用
http://www.100md.com 《牙体牙髓牙周病学杂志》 2000年第1期
     作者:刘丹 石四箴

    单位:刘丹(铁道大学儿童口腔医学研究所,上海 200072);石四箴(铁道大学儿童口腔医学研究所,上海 200072)

    关键词:数字化X线摄影术;影像板;辉尽性荧光物质;放射诊断

    Digora数字化X线摄影系统在口腔科的应用分类号:R780.41 文献标识码:A

    文章编号:1005-2593(2000)01-0049-04▲

    Digora数字化X线摄影系统(orion corporation, soredex, Finland)是为口腔科开发的,用于直接获取数字化X线影像的数字成像系统。本文就Digora系统的基本工作原理、在口腔科的应用研究、诊断质量及其系统特性作一概述。
, 百拇医药
    1 Digora系统背景回顾、组成及工作原理

    1.1 背景回顾

    在口内数字化X线摄影系统中,传统X线胶片被CCD(charge-coupled device)探测器或影像板(image plate,IP)代替。80年代末,第一个口内直接数字化X线摄影系统RVG(radio visiography)问世。RVG及其后开发的FlashDent均以感受可见光的CCD探测器为基础,利用稀士屏把X线信号转化为光信号,光信号通过光导纤维及光学透镜传至CCD探头后转化为电信号,再经数字化后呈像。而后出现的Sens-A-Ray及Visualix/Vixa是以能直接感受X线信号的CCD探测器为基础,直接把X线信号转换为电信号后进行数字化呈像。因而RVG、FlashDent、Sens-A-Ray、Vixa通称为CCD系统。可存贮荧光X线摄影术在1981年首先由日本Fuji公司开发出来。由于口内解剖特点,这一技术最初在口腔科的应用较其它医学领域少,只用于颌面影像,包括全景片和头颅X线片。为了显示口内的细小解剖结构如牙槽骨的硬骨板、牙周间隙等,一种采用较其它领域更高分辨率的可存贮荧光数字化X线摄影系统——Digora于1994年被开发出来。
, 百拇医药
    1.2 组成及工作原理

    Digora系统硬件包括:①可重复使用的IP,有两种规格(35mm×45mm×1.7mm和26mm×35mm×1.7mm,有效面积分别为30mm×40mm及21mm×30mm);②与计算机相连的扫描器;③接口板,可插于大部分与IBM兼容的个人计算机。投照设备及方法与普通X线胶片相同,用IP代替胶片及增感屏。当IP被投照时,穿过投照区组织的X线能作为最新影像存贮在IP表面的可存贮荧屏上。将IP从口内取出后置于扫描器中,一束特定波长的激光扫描IP,使存贮的能量以可见光形式释放,可见光被转化为模拟电信号后再转换为8位2进制数字的数字信号。每个数字信号对应一个象素(pixel),因而象素具有256个灰度。扫描在25s内完成,图像直接呈现在计算屏幕上。当投照量不足或过量时,在扫描读出过程中灰度可自动调节至密度与对比度的最佳值,因而其投照宽容度大于传统X线片。

    2 Digora系统临床应用研究
, 百拇医药
    2.1 龋病研究

    Digora系统对龋病诊断可靠性的研究大部分为体外研究。因为体内研究难以获得可靠的龋蚀程度指标,而体外研究可通过组织学检查获得。因而迄今唯一的口内研究只能以Ektaspeed plus胶片(E-P-film)对邻面龋的放射诊断结果作为参照值。因为有研究表明,该胶片的敏感度高于Ektaspeed胶片(E-flim),对邻面龋的诊断质量优于其它胶片。该研究结果显示,Digora对龋蚀程度的估计低于参照值[1]。而在体外研究中,Digora与E-P-film对邻面龋的诊断无显著差异[2]。体内、体外研究结果的不同可能由于体内研究环境所致,如软组织的存在[1]。因而在一些体外研究中应用有机聚合物和水来模拟口腔软组织[3,4]。几个体外研究证明了Digora对邻、牙 合面龋诊断结果的可靠性[2,5]。对于原发龋损的诊断,Digora与普通胶片及CCD系统无统计学差异[5]
, 百拇医药
    2.1.1 不同投照量对龋蚀程度判断的影响

    Borg等[6]研究表明,Digora在所有口腔X线摄影系统中对X线最为敏感,即使很小投照量也能获得可接受的影像。有体外研究表明,当投照量降至普通胶片投照量的6%时,对原发龋的诊断正确率仍无影响[1]。Nielsen等[7]用普通胶片投照量的10%对乳牙邻面龋摄取Digora影像并与胶片进行比较,发现两者诊断结果无统计学差异。当投照量与E-P-film相同时,Digora对初期邻面龋的诊断效果优于E-P-film。

    2.1.2 影像增强设施对龋评估的影响

    Digora系统可提供亮度、密度、对比度、边缘增强等影像增强设施。Moystad等[2]比较增强影像、未增强影像、普通胶片对邻面龋的诊断质量,结果表明,增强影像较后两者正确率高,而后两者间无差异。可见影像增强可提高邻面龋的检出率。Gotfredsen等[8]研究证明增强手段对阅片有帮助。
, 百拇医药
    2.1.3 影像压缩对龋病诊断的影响

    当Digora影像的象素基质以全分辨率存贮在计算机中时占100~250kb,占有的贮存空间大,且信息传送时间长。影像的可逆压缩(Lempel-Ziv-Welch,LZW compression)及不可逆压缩(Joint photographic expert group, JPEG compression)都可减少贮存空间,不可逆压缩减少更多。Wenzel等[5]运用于JPEG5时贮存空间与原空间比为1:12,对邻面龋诊断率无影响,对牙 合面龋压缩比可降至1:20。压缩影像质量与原图像质量相关。对压缩影像进行阅片时,影像增强手段运用明显增多[8]。影像压缩有利于病历管理及网上信息传递,因而可履行一个常规,当一些影像在一段时间内不用就自动被压缩[4]

    2.1.4 影像放大对龋病诊断的影响
, 百拇医药
    Svanaes等[3]在不运用影像增强设施情况下考察影像放大对龋损诊断的影响,结果表明,放大4倍的影像使邻面龋诊断正确率明显提高。Moystad等[3]研究也表明影像放大对邻面龋诊断有意义。3、12、16倍为适宜放大率,当放大18、30倍时诊断率反而下降。通常放大6倍就足以适用于所有病例。

    2.1.5 对充填物下层残余龋的诊断

    Wenzel 等运用E-P-film与10%其投照量的Digora对比研究显示,对充填物下层残余龋诊断的敏感性、特异性、阳性期望值、阴性期望值两者无显著差异。当假阳性率增高时,Digora诊断的残余龋更多。可能因其运用了对比增强而更易作出残余龋的诊断,这说明应用对比增强应遵循一定原则。该研究显示两系统对残余龋的敏感度均很低:Digora为0.32,E-P-film为0.25,假阳性率与假阴性率均较高。因而充填后立即进行残余龋的X线检查意义不大。
, 百拇医药
    2.2 根管测量

    Borg等[4]在体外使用Digora对根尖及15号根管锉(Hedstrom)尖端进行测量,结果显示,锉尖至根尖距离较常规胶片测量值长2.0%~3.8%,锉尖与根尖至参照线的距离在观察者间无统计学差异。而Okano等[9]用常规胶片研究表明观察者对根尖定位比对锉尖更为准确。两项研究结果的不同,可能由于Digora系统在研究时运用对比增强而提高了对锉尖的可视度[4]。不同投照时间(16、32、63、125、250、500、1000ms)下所得两尖距离值无统计学差异。在16ms时,锉、根长度较其它投照时间短,可能由于过低投照时量子噪音增强,使尖端清晰度降低[10]。Velders等[11]用不同投照量对010、015、020、025号根管锉(K-file, Colorinox, Maillefer, Switzerland)进行长度测量表明:当测量020及更粗锉时,投照量降至常规胶片的6%,所得结果与常规胶片一致;当测量015号锉时投照量可降至25%,当降至5%时锉长度减少0.5mm;当测量010号时,无论何种投照量锉长度都下降至少1mm,配合灰度调节则长度只减少未调节时减少的一半,可见灰度调节对细小锉长度的测量有积极作用。但当投照量低于6%时,伴灰度调节锉长度减少更多,因为此时256个灰度中有120个用于影像调节,其它灰度自动变为黑(0)或白(1),此时锉、根均呈白色,对比消失,测量误差增大。该研究同时显示Digora对牙根长度的测量值较常规胶片略大,可能与测量精度不同有关:常规胶片为0.5mm,而Digora以象素(0.0685mm)为单位,伴有5%波动范围。
, 百拇医药
    2.3 牙槽骨水平高度的测量

    口内X线摄影术在评价牙周炎边缘性骨丧失程度及疗效上有重要作用,但通过X线影像对牙槽骨水平丧失高度通常低估2~3mm[12],而骨丧失越多则低估越多[13]。Borg等[14]研究表明,Digora对第一磨牙骨丧失水平低估0.4~0.7mm,第二磨牙低估0.8~1.4mm,不同投照量(160、200、250、300、400ms)间无差异。用常规X线片研究显示对第一磨牙低估2.6mm,对第二磨牙低估3.4mm[13]。可见对于牙槽骨水平吸收程度,Digora较常规X线片更接近于真实情况。

    2.4 用于口腔科数字减影系统

    数字减影系统可用于显示矿化组织发生的变化,普通胶片应用于放射减影必须先进行数字化,而Digora影像是数字化文件,因而可直接用于数字减影。Ellwood RP等[15]实验证明,借助于Digora系统呈像的牙科数字减影能从质、量两方面为临床应用提供准确参考。
, 百拇医药
    3 Digora系统特性

    3.1 与传统胶片摄影比较

    Digora系统用IP代替胶片,在扫描器内25s成像,无需暗室冲洗。影像储存于计算机中便于管理、查询、研究。但IP质硬,放于口内时其不适感大于普通胶片。Digora的投照宽容度大,可在0.02~2.32s之间,而胶片只能在0.38~1.8s间,因而减少了投照不足或过度而引起的重照。Digora用普通胶片投照量的6%、10%[7]就能获得相同的诊断率,因而减少了患者的辐射剂量。系统的后处理功能(如对比度、亮度、边缘增强、三维影像、放大等)及线距、角度、密度的测量能提高其应用价值。Digora的分辨力为5 lines/mm,略低于E-film的6 lines/mm,但不影响诊断[16]。Digora对比分辨力高,而空间分辨力低,可能会影响对细微结构的观察[1]

    3.2 与其它数字化X线摄影(CCD系统)比较
, http://www.100md.com
    Digora与传统胶片摄影投照方法相同,无导线与计算机相连,因而较CCD系统操作方便。CCD系统影像显示面积小于Digora,且CCD探头过厚(12mm),尤其后牙放置困难,1/4的RVG片被丢弃就因为目的区未能照及。Digora系统在40%CCD投照量下就可获得与之相同的诊断价值[14]。Digora系统特有的密度测量的功能有利于临床及基础研究工作。Digora影像由8位2进制数字对应的象素构成,有256个灰度。而CCD系统是由12位2进制数字对应的4096个灰度,因而Digora对细微结构的测量比CCD差,但对于诊断来讲两者影像质量相同[17]

    4 结语

    Digora由于其系统特性给口腔科临床病例的诊断、管理、研究分析带来便利,并因其投照宽容度大而提高了投照成功率,大大降低了X线辐射量。其影像管理及后处理功能为正常及病理口腔组织的基础研究提供了一个新手段。其密度测量功能可反应骨及牙体组织矿化程度的微小变化,可用于牙体组织结构、牙周病及种植体周围骨质密度变化的观测。
, 百拇医药
    综上所述,Digora系统的开发利用将有利于口腔科临床及基础研究的发展。但由于临床应用时间短,尤其在我国尚待普及,其影像可信度及诊断质量仍需进一步考察研究。■

    参考文献:

    [1] Versteeg KH,Sanderink GC, Velders XL, et al. In vivo study of approximal caries depth on storage phosphor plate images compared with dental X-ray film. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 1997,84(2):210

    [2] Moystad A, Svanaes DB, Risnes S, et al. Detection of approximal caries with a storage phosphor system:a comparison of enhanced digital images with dental X-ray film. Dentomaxillofac Radiol, 1996,25:202
, 百拇医药
    [3] Svanaes DB, Moystad A, Risnes S, et al. Intraoral storage phosphor radiography for approximal caries detection and effect of image magnification. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 1996,82(1):94

    [4] Wenzel A, Gotfredsen E, Borg E, et al. Impact of lossy image compression on accuracy of caries detecion in digital images taken with a storage phosphor system. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 1996,81(3):351
, 百拇医药
    [5] Wenzel A, Borg E, Hintze H, et al. Accuracy of caries diagnosis in digital images from charge-coupled device and storage phosphor systems:an in vitro study. Dentomaxillofac Radiol, 1995,24:250

    [6] Borg E, Grondahl HG. A comparison of image quality in filim, charge-coupled device and storage phosphor systems. Dentomaxillofac Radiol, 1996,25:82

    [7] Nielsen LL, Hoernoe M, Wenzel A. Radiographic detection of cavitation in approximal surfaces of primary teeth using a digital storage phosphor system and conventional film, and the relationship between cavitation and radiographic lesion depth: an in vitro study. Int J paediatr Dent, 1996,6(3):167
, 百拇医药
    [8] Gotfredsen E, Wenzel A, Grondahl HG. Observeers' use of image enhancement in assessing caries in radiographs taken by four intraoral digital systems. Dentomaxillofac Radiol, 1996,25(1):34

    [9] Okano T, Wiebe JD, Webber RL, et al. Effective exposure level and diagnostic performance in endodontic radiography. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod,1983,55:527

    [10] Borg E, Grondahl HG. Endodontic measurements in digital radiographs acquired by a photostimulable, storage phosphor system. Endod Dent Traumatol, 1996,12(1):20
, http://www.100md.com
    [11] Velders LX, Sanderink GC, Van der Stelt PF. Dose reduction of two digital sensor systems mell lasuring file lengths. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 1996,81(5):607

    [12] Akesson L, Hakansson J, Rohlin M. Comparison of panoramic and intraoral radiography and pocket probing for the measurement ot the marginal bone level. J Clin Periodontol, 1992,19:326

    [13] Gurgan C, Grondahl K, Wennstrom JL. Observer variation in the radiographic assessment of the bone level on the buccal and lingual surfaces of mandibular molars. Dentomaxillofac Radiol, 1995,24:166
, 百拇医药
    [14] Borg E, Grondahl K, Grondahl HG. Marginal bone level buccal to mandibular molars in digital radiographs from charge-coupled device and storage phosphor systems: An in vitro study. J Clin Periodontol, 1997,24(5):306

    [15] Ellwood RP, Davies RM, Worthington HV. Evaluation of a dental subtraction radiography system. J Periodontal Res, 1997,32(2):241

    [16] Blume H, Jost RG. Chest imaging within the radiology department by means of photostimulable phosphor computed radiography: a review. J Digit lmaging, 1992,5:67

    [17] Van der Stelt PF. Digital radiology using the Digora registration technic. Rev Belge Med Dent, 1996,51(2):93

    收稿日期:1999-05-19, 百拇医药