空間分辨率達(dá)到１～１０ μｍ的醫(yī)學(xué)ＣＴ稱為顯微ＣＴ（ｍｉｃｒｏＣＴ），與之對應(yīng)的是肉眼分辨水平的ＣＴ，稱為宏觀ＣＴ。細(xì)胞直徑平均為１０～５０ μｍ，而細(xì)胞器約為０.２～１ μｍ。所以，ｍｉｃｒｏＣＴ是“能看見組織和細(xì)胞圖像的ＣＴ”。由于普通ＣＴ無法滿足科學(xué)研究對分辨率的苛刻要求，學(xué)術(shù)界開始研發(fā)ｍｉｃｒｏＣＴ。其主要構(gòu)造由六部分組成（圖１）。ｍｉｃｒｏＣＴ與普通ＣＴ不同之處是采用微焦點線球管。采用錐形線束代替扇形Ｘ線束，不僅能夠獲得真正各向同性的容積圖像，空間分辨率達(dá)１～１０ μｍ，而且在采集相同三維圖像時速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通ＣＴ。ｍｉｃｒｏＣＴ能夠在不破壞樣品的情況下，對骨骼、牙齒、活體小動物和生物材料等進(jìn)行高分辨率Ｘ線成像，利用強大的圖像處理軟件，可以觀察任意研究區(qū)，分割或合并多個三維圖像，定量計算樣品內(nèi)部選定區(qū)域的體積、面積、空隙率、連接密度、結(jié)構(gòu)模型指數(shù)、各向異性度等。根據(jù)已知密度的標(biāo)準(zhǔn)品（體模），還可以得到樣品的密度值（如ＢＭＤ），分析物質(zhì)的種類、組成、強度和完整性等參數(shù)，并進(jìn)行三維有限元分析。在骨組織研究領(lǐng)域，ｍｉｃｒｏＣＴ可以很好地研究骨結(jié)構(gòu)和骨密度的數(shù)量性指標(biāo)及微細(xì)改變，結(jié)合有限元分析方法能夠反映力學(xué)特性變化，并可指導(dǎo)組織工程、轉(zhuǎn)基因、血管顯影技術(shù)及主要臟器疾病的研究。

Ｘ線束焦點直徑５μｍ；磷酸感應(yīng)屏：感光單元尺寸４８ μｍ；ＣＣＤ：２０４８ ×２０４８ ×１４ｂｉｔ；雙信息處理器：帶形態(tài)和三維有限元分析系統(tǒng)；監(jiān)控器：圖像矩陣５１２ ×５１２至２０４８ ×２０４８。

ｍｉｃｒｏＣＴ在口腔種植領(lǐng)域研究中也顯示了很好的應(yīng)用前景，主要應(yīng)用于骨組織的研究，現(xiàn)就ｍｉｃｒｏＣＴ在口腔種植領(lǐng)域的最新應(yīng)用介紹如下。

Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ等首次報道ＣＴ的臨床應(yīng)用，醫(yī)學(xué)ＣＴ由原始的第一代ＣＴ發(fā)展到第五代高速電子束掃描ＣＴ。目前臨床上使用的多為螺旋ＣＴ，其缺點是費用較高、放射量較大。螺旋ＣＴ的掃描層厚最小單位為１ｍｍ，三維重建圖像精確，但只能顯示頜骨的立體表面形態(tài)，無法顯示頜骨的內(nèi)部特征，而且存在金屬偽影影響影像質(zhì)量。

ｍｉｃｒｏＣＴ掃描除螺旋ＣＴ三維重建技術(shù)的優(yōu)點外，最大特點是掃描辨析率能達(dá)１４ μｍ，可以清楚地顯示頜骨的細(xì)微解剖結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上可同時進(jìn)行頜骨矢狀面、冠狀面、水平面的多層面掃描，最高為３２０層。排除了人為因素干擾，減少了診斷誤差，為種植術(shù)前頜骨質(zhì)量的檢查、測量、種植修復(fù)的設(shè)計、模型分析等方面提供更直接、更準(zhǔn)確的信息。ｍｉｃｒｏＣＴ三維重建技術(shù)通過數(shù)字減影技術(shù)，可進(jìn)行多角度觀察，如旋轉(zhuǎn)、正面觀、側(cè)面觀、上面觀、底面觀等，還可以改變Ｘ線的投照角度進(jìn)行三維圖像切割，使三維圖像顯示更佳。

Ｓｕｏｍａｌａｉｎｅｎ等對一牙科診所６個月獲?。保梗阜SｍｉｃｒｏＣＴ圖像進(jìn)行分析，將ｍｉｃｒｏＣＴ圖像有效信息與曲面斷層片和口內(nèi)Ｘ線片進(jìn)行對比。其中４９％ｍｉｃｒｏＣＴ圖像用于種植體定位，３例由于根管充填、倒充填或金屬材料的影響形成偽影而未獲得所需的信息。其與傳統(tǒng)的影像學(xué)技術(shù)相比，可以補充更多的影像信息。

１.ｍｉｃｒｏ ＣＴ 技術(shù)可行性：Ｂｕｔｚ 等應(yīng)用ｍｉｃｒｏ ＣＴ 對種植體的骨結(jié)合進(jìn)行三維分析。經(jīng)酸蝕無螺紋的圓柱狀種植體植入大鼠右側(cè)股骨，兩周后ｍｉｃｒｏ ＣＴ 和組織學(xué)對比分析，在骨皮質(zhì)（r ＝０.６５，P ＜０.０５）和距離種植體２４ ～２４０ μｍ 的骨松質(zhì)（r ＝０.９２，P ＜０.０５），兩者具有顯著的相關(guān)性。在距離種植體０ ～２４ μｍ 的骨松質(zhì)，兩者沒有顯著的相關(guān)性。結(jié)果顯示ｍｉｃｒｏ ＣＴ 快速無破壞性，對種植體骨結(jié)合進(jìn)行三維分析具有可行性。但需要進(jìn)一步的研究影響鄰近種植體骨測量的金屬偽影。我院金光春教授對骨結(jié)合的三維成像有相關(guān)研究（圖２）。

２.聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）的研制：有研究表明，表面鈦涂層的ＰＭＭＡ 種植體可以克服金屬偽影給種植體骨結(jié)合等研究帶來的影響。Ｓｈａｌａｂｉ 等應(yīng)用ｍｉｃｒｏ ＣＴ 和組織學(xué)觀察對ＰＭＭＡ 周圍骨組織行為進(jìn)行研究，４００ ～５００ ｎｍ 鈦涂層螺旋狀ＰＭＭＡ 植入羊的左右側(cè)脛骨，１２ 周后進(jìn)行ｍｉｃｒｏ ＣＴ 分析、光學(xué)ｍｉｃｒｏ 鏡和Ｘ 線微量分析，結(jié)果顯示骨組織與種植體鈦涂層很好地結(jié)合。組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，種植體被機體所耐受沒有非典型的組織反應(yīng)。ＰＭＭＡ 消除了ｍｉｃｒｏ ＣＴ 圖像鄰近種植體處的金屬偽影。

３.同步輻射ｍｉｃｒｏ ＣＴ 的應(yīng)用：同步輻射ｍｉｃｒｏ ＣＴ（ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ）由同步加速器獲取高光子通量單色光代替?zhèn)鹘y(tǒng)ｍｉｃｒｏ ＣＴ 的標(biāo)準(zhǔn)Ｘ 線而建立的一種新影像學(xué)技術(shù)。區(qū)別于傳統(tǒng)ｍｉｃｒｏ ＣＴ 的優(yōu)點包括：應(yīng)用單色光避免了非單色光成像時所形成的偽影，高光子通量可在短時間內(nèi)獲取高信噪比、高空間分辨率的圖像，使用平行光束有利于進(jìn)行圖像重建 。至今除ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 外沒有其他的技術(shù)可以通過三維對骨礦物密度進(jìn)行定量檢測。去除金屬偽影干擾的優(yōu)點，ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ可更好地應(yīng)用于骨結(jié)合研究。Ｂｅｒｎｈａｒｄｔ 等 將傳統(tǒng)ｍｉｃｒｏ ＣＴ 與ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 對Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ 種植體骨結(jié)合的分析進(jìn)行對比，只有ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 與組織學(xué)結(jié)果相符。傳統(tǒng)的ｍｉｃｒｏ ＣＴ 由于金屬偽影的影響，影響距離種植表面直至２００ μｍ 的成像效果。另有Ｊｕｎｇ 等探討應(yīng)用ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 作為一種新的評價骨結(jié)合方法的可行性。實驗選取新西蘭大白兔，脛骨植入帶螺紋的鈦種植體，獲得的組織切片未經(jīng)脫鈣，應(yīng)用ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ、ｍｉｃｒｏ ＣＴ 和傳統(tǒng)的牙科Ｘ 線系統(tǒng)進(jìn)行影像學(xué)分析，ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 對愈合階段的骨結(jié)合情況比其他的影像學(xué)手段提供更為詳細(xì)的信息。

Ｃｈａｐｐａｒｄ 等 對傳統(tǒng)的ｍｉｃｒｏ ＣＴ 與ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 對人股骨頭骨小梁的微結(jié)構(gòu)評價進(jìn)行對比。雖然系統(tǒng)不同，但兩者具有高相關(guān)性，兩者的區(qū)別并不影響研究組之間的辨別結(jié)果。０.２３ 和０.４５ 轉(zhuǎn)速時ｍｉｃｒｏ ＣＴ 提供準(zhǔn)確的人脫脂骨三維圖像，０.９ 轉(zhuǎn)速時無法進(jìn)行準(zhǔn)確的骨微結(jié)構(gòu)分析。

１.ｍｉｃｒｏＣＴ技術(shù)的可行性：Ｒｅｂａｕｄｉ等通過實驗證明了應(yīng)用ｍｉｃｒｏＣＴ對種植體周圍骨組織研究的可行性。以含鈦螺旋種植體的活體組織為研究對象，以骨體積、骨面積、骨小梁厚度、骨小梁分離度、骨連接密度，以及上頜骨與植入體的附著關(guān)系作為參數(shù)，所有測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)的不脫鈣的組織形態(tài)學(xué)測量結(jié)果相似。ＶａｎＯｏｓｓｔｅｒｗｙｃｋ等選用羊為實驗動物，對比分析種植體周圍骨組織結(jié)構(gòu)，結(jié)果ｍｉｃｒｏＣＴ與組織學(xué)分析相似，鄰近種植體的結(jié)合表面也未形成嚴(yán)重偽影。金光春教授應(yīng)用ｍｉｃｒｏＣＴ對骨微觀結(jié)構(gòu)的描述與Ｘ線片形成鮮明的對比（圖２～４）。

２.ｍｉｃｒｏＣＴ技術(shù)的應(yīng)用：ｍｉｃｒｏＣＴ分辨率達(dá)微米級可以完成更為精細(xì)的病理學(xué)診斷。老年患者普遍存在低蛋白攝入量的問題，影響骨結(jié)合并減緩骨折的愈合。Ｄａｙｅｒ等選取雌性小鼠，低蛋白和高蛋白飲食組作對照，鈦種植體植入脛骨，標(biāo)本通過ｍｉｃｒｏＣＴ組織形態(tài)測量評價骨結(jié)合和種植體周圍骨小梁的微結(jié)構(gòu)。結(jié)論是低蛋白攝入量影響骨結(jié)合并改變種植體周圍骨組織微結(jié)構(gòu)。Ａｋｃａ等應(yīng)用切除卵巢小鼠研究不同生物學(xué)生理刺激作用下種植體周圍骨組織的微形態(tài)結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示不同刺激作用下骨小梁厚度、骨小梁分離度沒有統(tǒng)計學(xué)意義，但骨小梁的數(shù)量差異有統(tǒng)計學(xué)意義。Ｇａｂｅｔ等在甲狀旁腺素１～３４增加低密度骨小梁中種植體穩(wěn)定性研究中，通過ｍｉｃｒｏＣＴ對種植體周圍骨測量，主要參數(shù)包括骨小梁體積密度（ＢＶ／ＴＶ）、骨小梁厚度（Ｔｂ．Ｔｈ）、骨小梁數(shù)量（Ｔｂ．Ｎ）、連接密度（Ｃｏｎｎ．Ｄ）。相同的標(biāo)本進(jìn)行拔出式生物力學(xué)測驗，結(jié)果證明骨組織微結(jié)構(gòu)參數(shù)與生物力學(xué)參數(shù)具有顯著相關(guān)性，ｍｉｃｒｏＣＴ對骨組織微結(jié)構(gòu)的研究對生物力學(xué)能力有指導(dǎo)意義。Ｗｉｓｋｏｔｔ等使用控制式加荷方式對骨內(nèi)種植體進(jìn)行持續(xù)加力，用ｍｉｃｒｏＣＴ分析顯示骨內(nèi)種植體骨皮質(zhì)反應(yīng)分兩個階段：首先生成的是多孔薄層的骨皮質(zhì)，接著形成大量密質(zhì)骨，種植體周圍只形成大量的密質(zhì)骨。為了證明具有骨誘導(dǎo)表面特性和骨誘導(dǎo)支架的種植體系統(tǒng)具有引導(dǎo)牙槽骨垂直生長的能力，Ｆｒｅｉｌｉｃｈ等進(jìn)行了相關(guān)研究。結(jié)果ｍｉｃｒｏＣＴ測量含ＤＢＭ與不含ＤＢＭ支架組的牙槽骨垂直生長量分別為（２.１ ±０.９）ｍｍ和（０.８ ±０.９）ｍｍ（P＝０.００８），含ＤＢＭ組組織學(xué)測量為（２.４ ±０.６）ｍｍ。可見，ｍｉｃｒｏＣＴ測量結(jié)果與組織學(xué)相似。

Ｌｉｍａ等應(yīng)用ｍｉｃｒｏＣＴ研究鈦種植體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，計算種植體參數(shù)，主要包括：材料體積和總體積比，材料表面和材料體積比，涂層厚度，涂層分離度，最優(yōu)化的各向異性程度等。結(jié)果證明應(yīng)用ｍｉｃｒｏＣＴ分析這種微結(jié)構(gòu)是可行的。

１.三維形態(tài)測量數(shù)據(jù)：骨的力學(xué)行為是骨結(jié)合獲得與保持的一個關(guān)鍵因素。Ｆａｎｕｓｃｕ等利用ｍｉｃｒｏＣＴ三維形態(tài)學(xué)分析尸體標(biāo)本上下頜骨的骨小梁微結(jié)構(gòu)，取適當(dāng)吸收的牙齒缺失的人上下頜骨。ｍｉｃｒｏＣＴ三維形態(tài)學(xué)分析獲取上下頜骨前部結(jié)構(gòu)值域范圍：骨密度（０.１２～０.２９１），骨小梁厚度（０.１２～０.１６ｍｍ），骨小梁分離度（０.４６～０.８２ｍｍ）。研究認(rèn)為了解骨小梁的力學(xué)性能可以為種植的診斷、設(shè)計、手術(shù)技術(shù)等提供更多的信息。

２.三維有限元模型（ＦＥＭ）：以ｍｉｃｒｏＣＴ為基礎(chǔ)建立的ＦＥＭ可以作為一種生物力學(xué)分析工具定量天然骨和組織工程骨的應(yīng)力應(yīng)變。有限元分析法（ＦＥＡＭ）是一種理論力學(xué)的分析計算方法，建立能夠真實再現(xiàn)實體狀態(tài)的幾何模型是決定其研究結(jié)論是否具有科學(xué)性和實用價值的關(guān)鍵所在。由于ｍｉｃｒｏＣＴ可獲取種植體周圍的骨小梁完整的數(shù)據(jù)，可以建立種植體系統(tǒng)的ＦＥＭ，在骨小梁水平研究骨界面機械應(yīng)力的傳遞。

李湘霞等模擬單個下頜磨牙缺失的種植修復(fù)，分析不同下頜骨形態(tài)對種植體唱骨界面應(yīng)力分布的影響。方法采用三維有限元法，根據(jù)下頜骨測量資料建立不同頜骨截面形態(tài)的種植修復(fù)模型并進(jìn)行分析。結(jié)果不論垂直載荷或斜向載荷，不同頜骨形態(tài)模型骨界面應(yīng)力分布規(guī)律及應(yīng)力值差異均無顯著性。其中Ｖｏｎ唱Ｍｉｓｅｓ應(yīng)力最大差異為６.４％，壓應(yīng)力最大差異為２.８％，拉應(yīng)力最大差異為６.２％。結(jié)論是在有限元研究中將下頜骨形態(tài)簡化為規(guī)則形態(tài)是合理的。

Ｃａｔｔａｎｅｏ等通過ｍｉｃｒｏＣＴ獲取圖像建立三維ＦＥＭ描述口腔正畸用種植體周圍的應(yīng)力和應(yīng)變，并且評價應(yīng)變與組織形態(tài)學(xué)測量參數(shù)觀測的生物學(xué)反應(yīng)之間的關(guān)系。在４只成年獼猴第二前磨牙和第一磨牙植入共１６枚種植體，１７周愈合后，彈簧加力１６周，處死后取含種植體和周圍骨組織的組織塊，ｍｉｃｒｏＣＴ掃描后每個樣本單獨建立ＦＥＭ后，組織形態(tài)測量分析。有限元分析種植體周圍牙槽骨的應(yīng)力和應(yīng)變因樣本不同呈多樣性。個體差異對于模系統(tǒng)力學(xué)性能和負(fù)載傳遞有重要的影響。

骨與種植體結(jié)合處負(fù)載的傳遞是全面分析負(fù)載的關(guān)鍵要素，對種植體的成敗起決定性作用，而應(yīng)力分布取決于三維ＦＥＭ的建立，其中模型的幾何學(xué)、材料性能、邊界條件、骨結(jié)合表面、更為準(zhǔn)確的數(shù)字成像技術(shù)可以建立更接近真實的骨幾何形態(tài)，材料的非均質(zhì)性也應(yīng)該考慮。而ｍｉｃｒｏＣＴ以其精確的成像技術(shù)能更好地建立三維ＦＥＭ，進(jìn)行力學(xué)分析對種植體的設(shè)計起指導(dǎo)作用。

ｍｉｃｒｏＣＴ以快速、高分辨率、建立精確的三維ＦＥＭ的成像，無破壞性對新鮮或修復(fù)組織進(jìn)行組織形態(tài)學(xué)和生物力學(xué)研究。ｍｉｃｒｏＣＴ在國內(nèi)外口腔種植的應(yīng)用尚處于起步階段，有廣闊的應(yīng)用前景。

來源于齒道

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