低剂量CT在颌面部软硬组织三维模型重建中的应用研究

发布时间：2017-03-26 05:10

  本文关键词：低剂量CT在颌面部软硬组织三维模型重建中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：颌面部缺损不仅造成患者生理功能的障碍，，而且由于损坏容貌，往往造成严重的心理疾患。部分颌面部缺损可通过颌面外科及整形外科的方法进行修复，而缺损严重无法手术重建或无法获得满意效果的需采用赝复体修复。传统的赝复体制作方法步骤繁琐、制作周期长，对医师要求高，制约了颜面赝复技术的发展。近年来，CAD/CAM技术应用于颜面赝复领域，为颌面部缺损的快速仿真修复提供了一条新途径。颌面部三维数据的获取是赝复体CAD/CAM技术的基础，直接影响着最终的修复效果。CT扫描作为数据获取的主要方法之一，在耳赝复体设计及颅骨种植设计方面占据优势，但其存在最大的缺点是会对患者造成潜在的放射性危害。如何在保证获取精度的同时，尽量降低放射剂量，成为CT扫描获取颌面部三维数据的重要安全性问题。低剂量CT概念的提出，为解决CT辐射安全性问题提供了新途径。已有学者们开展了LDCT在颌面部应用的研究，但是目前尚未见到颌面部软硬组织三维数据获取中LDCT应用的报道。 本研究首先分析不同扫描参数下获取的颌面部软硬组织三维模型表面形态的差异，及去噪算法对改善模型表面形态的作用，对LDCT扫描用于重建颌面部软硬组织三维模型的可行性进行研究，最终筛选出适宜的扫描参数及去噪算法；通过扫描标准头部剂量模体，检测该扫描参数下的实际放射剂量；然后对临床实际应用进行评价，从而探索出颌面部软硬组织三维模型重建中CT扫描的最佳参数与去噪算法，初步建立颌面软硬组织三维模型重建中LDCT扫描规范。在此基础上，分别以常规剂量及低剂量参数扫描标准性能模体，测量对应的图像性能检测指标，分析低剂量扫描参数对各项指标的影响，初步建立适用于LDCT扫描获取颌面部软硬组织三维模型的检测指标。 主要研究结果如下： 1、应用Lightspeed16排螺旋CT机采用不同管电流参数扫描成人尸头标本，分析不同扫描参数及去噪算法下获取的颌面部软硬组织三维模型表面形态的差异。结果显示：随着管电流的降低，模型表面逐渐变粗糙，与280mA扫描结果相比，降至35mA时模型表面仍较光顺，但降至25mA以下时模型表面粗糙，难以确定其准确形态；经去噪处理后，25mA模型表面较光顺，15mA与5mA虽然表面粗糙程度降低，但仍无法确定其准确形态；模型配准后表面形态检测得出相同的结果。根据结果初步筛选出Lightspeed16排螺旋CT机低剂量扫描参数可设置为：管电流35mA，管电压120kV，扫描层厚1.25mm，螺距1.0，扫描野为head模式。结合小波系数自适应法和局部自适应阈值去噪法后，管电流可进一步降低至25mA。且两种方法去噪效果明显、一致。 2、在实验一已筛选出低剂量扫描参数的基础上应用头部剂量模体准确测量该参数下的实际放射剂量。结果显示：低剂量扫描较常规剂量扫描的三项放射剂量指标（CTDIvol、DLP、ED）均明显降低，35mA时CTDIvol值、DLP值及ED值分别为10.43mGy、156.45mGy·cm、0.36mSv，仅为280mA的20.10%，25mA时CTDIvol值、DLP值及ED值则降至8.06mGy、120.90mGy·cm、0.28mSv，仅为280mA的16.23%。且扫描剂量模体的计算值与CT工作站自测值无明显差异。由此表明LDCT扫描获取颌面部软硬组织三维模型与常规扫描相比，大大降低了患者所受的放射剂量。因此在颜面赝复体CAD/CAM技术中应用LDCT获取数据较常规CT扫描更安全，对患者造成放射危害的可能性更小。 3、对颌面缺损患者应用上述低剂量扫描参数进行扫描，评价其实际应用效果。结果显示：常规剂量（280mA）和低剂量（35mA）扫描两组间CTDIvol值和DLP值的差异均具有统计学意义（P＜0.05）；软硬组织三维模型配准后3D比较生成彩虹图显示其表面形态的差异不大于0.5mm，软硬组织三维模型对应各标记点坐标值无统计学差异（P＞0.05）；且采用35mA扫描获取的颌面部软组织模型进行赝复体的设计与制作，取得很好的修复效果。表明应用低剂量参数扫描在获取满意的颌面部软硬组织三维模型的同时，能显著减少患者所受的放射剂量。 4、采用常规参数（280mA）与低剂量参数（35mA、25mA）扫描76-410-4130CT性能模体，分析低剂量扫描参数对各项性能检测指标的影响。结果显示：35mA扫描时空间分辨力为0.75mm，密度分辨力为4.5mm，CT值均匀性为5.6HU，噪声为10.916%；25mA扫描结合小波系数自适应法和局部自适应阈值去噪法后，空间分辨力为1.00mm，密度分辨力为5.5mm，CT值均匀性为7.8HU，噪声为19.315%，由此说明Lightspeed16排螺旋CT机低剂量扫描各检测项目达到上述指标即可满足颌面部软硬组织三维模型重建的精度要求，而且上述指标可作为参考依据用于确定其他品牌或型号的CT机在颌面部软硬组织三维模型获取中的LDCT扫描参数。
【关键词】：CT 低剂量 赝复体 计算机辅助设计与制作
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R816.98
【目录】：

• 缩略语表5-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-14
• 文献回顾14-23
• 一、颌面部缺损及其修复方法概述14-15
• 二、CAD/CAM 技术在颌面赝复领域的应用15-16
• 三、颌面部三维形态数据的获取技术16-20
• 四、LDCT 扫描及其在颌面部的应用概况20-23
• 实验一 LDCT 扫描重建颌面部软硬组织三维模型的可行性研究23-37
• 1 材料23-24
• 2 方法24-29
• 3 结果29-35
• 4 讨论35-37
• 实验二 LDCT 扫描重建颌面部软硬组织三维模型的安全性研究37-42
• 1 实验设备37
• 2 方法37-38
• 3 结果38-39
• 4 讨论39-42
• 实验三 LDCT扫描重建颌面部软硬组织三维模型的临床实际应用评价42-50
• 1 材料42
• 2 方法42-44
• 3 结果44-49
• 4 讨论49-50
• 实验四 LDCT扫描重建颌面部软硬组织三维模型的图像性能检测标准的初步探索50-58
• 1 实验设备50
• 2 方法50-53
• 3 结果53-55
• 讨论55-58
• 全文总结58-60
• 参考文献60-69
• 个人简历和研究成果69-70
• 致谢70

【参考文献】

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  本文关键词：低剂量CT在颌面部软硬组织三维模型重建中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：268298