根尖片数字减影对牙槽骨微小病损检测能力的评价
作者：周爽英 马绪臣 张刚 曹采方
单位：100081 北京医科大学口腔医学院
关键词：数字减影；牙槽骨；骨病
中华口腔科医学杂志980202 【摘要】 目的 评价根尖片数字减影处理系统对微小病损检出的准确率。方法 于干燥下颌骨牙槽嵴区制作0.2mm3～1.9mm3微小病损共72个，在制作病损前后摄定位根尖片，分别用数字减影方法与直接读片法对这些随机分布的微小病损进行检测。结果 对于0.2mm3～0.5mm3的微小病损两种方法的检出率均低于50.0%。对于0.7mm3病损直接读片法检出率为38.7%，而DSR法为57.5%(P<0.01)，对于0.9mm3病损，DSR法和直接读片法的检测准确率分别为89.3%和57.3%(P<0.01)。结论 DSR系统对微小骨病损的检测能力明显优于直接读片法。
, 百拇医药
Detection of small alveolar bone lesions by digital subtraction radiography Zhou Shuangying, Ma Xuchen, Zhang Gang, et al. School of Stomatology, Beijing Medical University, Beijing 100081
【Abstract】 Objective To employ digital subtraction radiography (DSR) system developed by our school and co-ordinative unit, for diagnosis of small artificial alveolar bone lesions, in order to evaluate the system.Methods Seventy-two 0.2—0.9mm3 lesions were produced in premolar and molar areas of the dry human mandibles. The reference and subsequent radiographs were taken before and after lesions being made. The small lesions were detected by conventional radiographs and by DSR method respectively. Results As for 0.2—0.5 mm3 lesions, the detections by both DSR and conventional methods were less than 50%. As for 0.7 mm3 lesions, the detection by DSR and conventional methods were 57.5% and 38.7%, respectively (P<0.01). As for 0.9mm3 lesions, the accuracy of the detection by DSR and conventional methods was 89.3% and 57.3% (P<0.01).Conclusion The detectability of small alveolar bone lesions by DSR system was obviously superior to the conventional method.
, http://www.100md.com
【Key words】 Digital subtraction Alveolar bone Osteopathic
牙根尖片数字减影技术(digital subtraction rediograph, DSR)对在一段时间内牙槽骨发生的微小改变的检测具有重要价值，但该技术要求：同一部位不同时期所拍摄的根尖片，其投照角度及曝光冲洗条件应具有最大的可重复性。在计算机的辅助下，标准根尖片图像可转化为数字化图像显示于屏幕上，前后不同时期的根尖片，其解剖结构无改变部分的影像可相互抵消，而牙槽骨密度或高度发生改变的部位则显示出来[1，2]。
本实验目的是利用我院放射科、牙周科和北方交大通信控制系共同研制开发的根尖片数字减影图像处理系统，采用改进后的根尖片定位投照装置，对人离体下颌骨标本牙槽骨实验性病损进行检测，以检验该系统对微小病变的检测能力及最小分辨能力；比较根尖片直接读片与根尖片数字减影对微小病损的检测能力的差别；评价该系统对局部病损大小估计的准确性。
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材料和方法
1.下颌骨颊侧、舌侧实验性病损的制备：取人体下颌骨标本，随机选择后牙区颊侧牙槽间隔、牙齿颊侧、磨牙根分歧处牙槽骨作为实验区。为确定本系统能检测病变的最小极限，用小圆钻自颊侧向舌侧钻入，制作直径为0.5mm的病损，病损体积分别为0.2mm3、0.5mm3、0.7mm3，每种病损各5个，在制作病损前后分别摄定位根尖片。为评价该系统对微小病损检测的准确率、灵敏度、特异度，在颌骨颊侧制作直径为1mm、体积为0.9mm3实验性病损30个，在颌骨舌侧制作同样体积病损12个。
为确定该系统对于病损体积测定的准确性，制作1.2mm3病损5个，1.9mm3病损5个。病损长度、宽度、深度测定由游标卡尺(精确度为0.02mm)测量三次取均值。每组病损制作前后均摄定位根尖片。
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2.拍摄定位根尖片：制备病损前的根尖片做为参考片，加用楔形铝灰阶[3，4]，制备实验性病损后的根尖片，不加楔形铝灰阶；共拍摄28张根尖片，颊侧22张，舌侧6张，均用平行定位投照技术，固位装置由牙列专用垫、持片器、连杆及长遮线筒连接组成[3]，曝光条件70kV，10mA，2.0s。全部胶片用同一自动洗片机在当天冲洗、干燥。
3.判断病损及面积和体积估测：请本院从未使用过DSR的放射科、 牙周科、牙体牙髓科共10名医师分别用直接读片和数字减影两种方法判断病损是否存在。
对15个颊侧0.9mm3～1.9mm3病损、10个舌侧0.9mm3病损行数字减影及二值化处理后测量其面积，与颌骨标本实测面积比较，以检验本系统对病损面积测定的准确性。
利用灰阶估算病损深度[4，5]，拍第一张参考片时放置铝楔，形成由黑到白灰度均匀变化的区域，之后不置铝楔拍摄后继牙片，后继牙片与参考片减影获得的图像显示出该铝楔的图像，减影后病损区灰度较背景灰度减低的部分为灰度改变值，可在灰阶上找到有相应灰度值的点，参照该点铝楔厚度，即可确定病损区骨变化的厚度[4]，病损体积=病损面积×厚度；计算所得病损体积与实际体积相比较，确定其相关性。
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4.统计分析：10位读片者用两种方法对实验性病损的观察结果用SPSSPC统计包对其检出的灵敏度、特异度作配对秩和检验；分析对颊、舌侧病损检出的灵敏度、特异度差异，对数字减影后所测病损面积、体积与标本的实际面积、体积的关系作线性相关回归分析。
结果
1.0.2mm3和0.5mm3病损，DSR的检出率为9%，而根尖片直接读片的检出率为7%，两者差别不显著(P>0.05)；0.7mm3病损DSR的检出率为57.5%，直接读片的检出率为38.7%，两者差别有显著性(P<0.01)。
2.0.9mm3病损检测结果见附表。
附表 根尖片数字减影与根尖片直接读片对0.9mm3病损检出的比较(%) 部位
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灵敏度
特异度
数字减影法
直接读片法
数字减影法
直接读片法
颊侧病损总和
74.2±13.1*#
37.7±13.1
92.2±9.9
78.4±17.3
颊根面及根分歧
, 百拇医药
57.7±17.7*
20.5±13.4
89.0±13.5
89.0±8.7
颊侧邻面
82.4±9.7*
46.9±17.8
94.7±1.9
66.8±30.6
舌侧病损总和
65.8±20.9*#
, 百拇医药
35.8±17.2
94.4±5.2
92.7±5.9
舌根面及根分歧
72.8±14.2*
27.0±17.1
87.5±17.7
100.0±0.0
舌侧邻面
52.8±28.0*
40.5±21.1
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95.0±7.1
89.0±8.8
*根尖片数字减影高于根尖片直接读片，P<0.01；#根尖片数字减影对颊侧病损检测的灵敏度高于舌侧，P<0.05 (1)同一部位DSR对病损检出的灵敏度显著高于根尖片直接读片(P<0.01)，特异度无差别；DSR对病损检出的准确率为89.3%±7.0%，显著高于根尖片直接读片57.3%±16.8%(P<0.01)。
(2)DSR对颊侧病损检测的灵敏度高于舌侧(P<0.05)，特异度无差别。
(3)根尖片直接读片对颊、舌侧病损检测的灵敏度差异不显著，舌侧病损检出特异度高于颊侧(P<0.05)。
3.利用本系统专有程序对实验性病损二值化处理所测得面积与标本病损面积有非常显著相关关系(P<0.00001)，颊侧病损相关系数为0.9917，舌侧病损相关系数为0.9636。颊侧病损测量值比实测值稍大，而舌侧病损测量值与实测值较一致。
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利用铝楔对病变深度进行估测求得的病损体积与实测体积比较：两者有显著的相关关系(P<0.00001)，相关系数为0.8631。
讨论
本研究结果表明，根尖片数字减影对微小病变的检测能力明显高于根尖片直接读片。Gr
ndahl等[1]报道，对1mm3病损DSR准确率为93.8%±1.9%，直接读片为72.8%±9.1%[6]。有学者报道对1mm3病损DSR准确率为87.5%±1.86%，直接读片为50.5±3.29%。本研究对0.9mm3病损DSR检出的准确率为89.3%±7.0%，根尖片直接读片为57.3%±16.8%。
根尖片数字减影对颊侧病损检测的灵敏度高于舌侧病损，可能由于颊侧病损离X线胶片较远，对病损的放大率高于舌侧，使病损易于检测。常规根尖片对病损的检出舌侧较颊侧的特异度高，假阳性率低，说明颊侧病变或骨小梁结构经放大后，较舌侧更容易产生假阳性结果。这一点通过颊、舌侧病损面积的测量结果也可得到证实。
, 百拇医药
本研究对病损面积及厚度的测定，有助于对牙槽骨破坏或再生给以量化指标，使数字减影系统不仅成为检测骨量改变的手段，并能对骨量变化的面积和体积有初步估计。对病损估测由二维提高到三维体积估测，能更客观的反映病损的实际面貌，有重要的临床意义。
根尖片数字减影对系列根尖片的重复性要求很高，本研究采用改进的垫定位的平行投照技术后，对病损的最小分辨能力有显著提高[2]。临床应用中，对不同时期根尖片投照角度及曝光冲洗条件的一致性控制，将比本实验体外条件下，难以控制得多。临床骨病损或增生的形态、大小、密度变化都会比实验性病损复杂得多，从而使临床检测和定量分析牙槽骨改变难度较大；另外，根尖片数字减影所获图像，不可能超越根尖片直接读片本身带有的信息，对减影图像的判断也带有一定主观性。
本课题为国家自然科学基金资助项目
参考文献
, 百拇医药
1 Grndahl HG, Grndahl K, Webber RL. A digital subtraction technique for dental radiography. Oral Surg, 1983, 55:96-102.
2 马绪臣，张刚，陈后金，等.牙根尖X线片数字减影技术的临床应用价值.中华口腔医学杂志，1995，30：323-325.
3 Jeffcoat MK. Radiographic methods for the detection of progressive alveolar bone loss. J Periodontol, 1992, 63:367-372.
, 百拇医药 4 Ruttimann UE, Webber RL. Volumetry of localized bone lesions by subtraction radiography. J Periodont Res, 1987, 22:215-216.
5 Jeffcoat MK, Reddy MS. Digital subtraction radiograph for longitudinal a ssessment of peri-implant bone change: method and validation. Adv Dent Res, 1994, 7:196-198.
6 Grndahl HG, Grndahl K. Subtraction radiography for the diagnosis of periodontal bone lesions. Oral Surg, 1983, 55:208-213.
(收稿：1996-03-29), 百拇医药
单位：100081 北京医科大学口腔医学院
关键词：数字减影；牙槽骨；骨病
中华口腔科医学杂志980202 【摘要】 目的 评价根尖片数字减影处理系统对微小病损检出的准确率。方法 于干燥下颌骨牙槽嵴区制作0.2mm3～1.9mm3微小病损共72个，在制作病损前后摄定位根尖片，分别用数字减影方法与直接读片法对这些随机分布的微小病损进行检测。结果 对于0.2mm3～0.5mm3的微小病损两种方法的检出率均低于50.0%。对于0.7mm3病损直接读片法检出率为38.7%，而DSR法为57.5%(P<0.01)，对于0.9mm3病损，DSR法和直接读片法的检测准确率分别为89.3%和57.3%(P<0.01)。结论 DSR系统对微小骨病损的检测能力明显优于直接读片法。
, 百拇医药
Detection of small alveolar bone lesions by digital subtraction radiography Zhou Shuangying, Ma Xuchen, Zhang Gang, et al. School of Stomatology, Beijing Medical University, Beijing 100081
【Abstract】 Objective To employ digital subtraction radiography (DSR) system developed by our school and co-ordinative unit, for diagnosis of small artificial alveolar bone lesions, in order to evaluate the system.Methods Seventy-two 0.2—0.9mm3 lesions were produced in premolar and molar areas of the dry human mandibles. The reference and subsequent radiographs were taken before and after lesions being made. The small lesions were detected by conventional radiographs and by DSR method respectively. Results As for 0.2—0.5 mm3 lesions, the detections by both DSR and conventional methods were less than 50%. As for 0.7 mm3 lesions, the detection by DSR and conventional methods were 57.5% and 38.7%, respectively (P<0.01). As for 0.9mm3 lesions, the accuracy of the detection by DSR and conventional methods was 89.3% and 57.3% (P<0.01).Conclusion The detectability of small alveolar bone lesions by DSR system was obviously superior to the conventional method.
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【Key words】 Digital subtraction Alveolar bone Osteopathic
牙根尖片数字减影技术(digital subtraction rediograph, DSR)对在一段时间内牙槽骨发生的微小改变的检测具有重要价值，但该技术要求：同一部位不同时期所拍摄的根尖片，其投照角度及曝光冲洗条件应具有最大的可重复性。在计算机的辅助下，标准根尖片图像可转化为数字化图像显示于屏幕上，前后不同时期的根尖片，其解剖结构无改变部分的影像可相互抵消，而牙槽骨密度或高度发生改变的部位则显示出来[1，2]。
本实验目的是利用我院放射科、牙周科和北方交大通信控制系共同研制开发的根尖片数字减影图像处理系统，采用改进后的根尖片定位投照装置，对人离体下颌骨标本牙槽骨实验性病损进行检测，以检验该系统对微小病变的检测能力及最小分辨能力；比较根尖片直接读片与根尖片数字减影对微小病损的检测能力的差别；评价该系统对局部病损大小估计的准确性。
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材料和方法
1.下颌骨颊侧、舌侧实验性病损的制备：取人体下颌骨标本，随机选择后牙区颊侧牙槽间隔、牙齿颊侧、磨牙根分歧处牙槽骨作为实验区。为确定本系统能检测病变的最小极限，用小圆钻自颊侧向舌侧钻入，制作直径为0.5mm的病损，病损体积分别为0.2mm3、0.5mm3、0.7mm3，每种病损各5个，在制作病损前后分别摄定位根尖片。为评价该系统对微小病损检测的准确率、灵敏度、特异度，在颌骨颊侧制作直径为1mm、体积为0.9mm3实验性病损30个，在颌骨舌侧制作同样体积病损12个。
为确定该系统对于病损体积测定的准确性，制作1.2mm3病损5个，1.9mm3病损5个。病损长度、宽度、深度测定由游标卡尺(精确度为0.02mm)测量三次取均值。每组病损制作前后均摄定位根尖片。
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2.拍摄定位根尖片：制备病损前的根尖片做为参考片，加用楔形铝灰阶[3，4]，制备实验性病损后的根尖片，不加楔形铝灰阶；共拍摄28张根尖片，颊侧22张，舌侧6张，均用平行定位投照技术，固位装置由牙列专用垫、持片器、连杆及长遮线筒连接组成[3]，曝光条件70kV，10mA，2.0s。全部胶片用同一自动洗片机在当天冲洗、干燥。
3.判断病损及面积和体积估测：请本院从未使用过DSR的放射科、 牙周科、牙体牙髓科共10名医师分别用直接读片和数字减影两种方法判断病损是否存在。
对15个颊侧0.9mm3～1.9mm3病损、10个舌侧0.9mm3病损行数字减影及二值化处理后测量其面积，与颌骨标本实测面积比较，以检验本系统对病损面积测定的准确性。
利用灰阶估算病损深度[4，5]，拍第一张参考片时放置铝楔，形成由黑到白灰度均匀变化的区域，之后不置铝楔拍摄后继牙片，后继牙片与参考片减影获得的图像显示出该铝楔的图像，减影后病损区灰度较背景灰度减低的部分为灰度改变值，可在灰阶上找到有相应灰度值的点，参照该点铝楔厚度，即可确定病损区骨变化的厚度[4]，病损体积=病损面积×厚度；计算所得病损体积与实际体积相比较，确定其相关性。
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4.统计分析：10位读片者用两种方法对实验性病损的观察结果用SPSSPC统计包对其检出的灵敏度、特异度作配对秩和检验；分析对颊、舌侧病损检出的灵敏度、特异度差异，对数字减影后所测病损面积、体积与标本的实际面积、体积的关系作线性相关回归分析。
结果
1.0.2mm3和0.5mm3病损，DSR的检出率为9%，而根尖片直接读片的检出率为7%，两者差别不显著(P>0.05)；0.7mm3病损DSR的检出率为57.5%，直接读片的检出率为38.7%，两者差别有显著性(P<0.01)。
2.0.9mm3病损检测结果见附表。
附表 根尖片数字减影与根尖片直接读片对0.9mm3病损检出的比较(%) 部位
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灵敏度
特异度
数字减影法
直接读片法
数字减影法
直接读片法
颊侧病损总和
74.2±13.1*#
37.7±13.1
92.2±9.9
78.4±17.3
颊根面及根分歧
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57.7±17.7*
20.5±13.4
89.0±13.5
89.0±8.7
颊侧邻面
82.4±9.7*
46.9±17.8
94.7±1.9
66.8±30.6
舌侧病损总和
65.8±20.9*#
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35.8±17.2
94.4±5.2
92.7±5.9
舌根面及根分歧
72.8±14.2*
27.0±17.1
87.5±17.7
100.0±0.0
舌侧邻面
52.8±28.0*
40.5±21.1
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95.0±7.1
89.0±8.8
*根尖片数字减影高于根尖片直接读片，P<0.01；#根尖片数字减影对颊侧病损检测的灵敏度高于舌侧，P<0.05 (1)同一部位DSR对病损检出的灵敏度显著高于根尖片直接读片(P<0.01)，特异度无差别；DSR对病损检出的准确率为89.3%±7.0%，显著高于根尖片直接读片57.3%±16.8%(P<0.01)。
(2)DSR对颊侧病损检测的灵敏度高于舌侧(P<0.05)，特异度无差别。
(3)根尖片直接读片对颊、舌侧病损检测的灵敏度差异不显著，舌侧病损检出特异度高于颊侧(P<0.05)。
3.利用本系统专有程序对实验性病损二值化处理所测得面积与标本病损面积有非常显著相关关系(P<0.00001)，颊侧病损相关系数为0.9917，舌侧病损相关系数为0.9636。颊侧病损测量值比实测值稍大，而舌侧病损测量值与实测值较一致。
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利用铝楔对病变深度进行估测求得的病损体积与实测体积比较：两者有显著的相关关系(P<0.00001)，相关系数为0.8631。
讨论
本研究结果表明，根尖片数字减影对微小病变的检测能力明显高于根尖片直接读片。Gr
ndahl等[1]报道，对1mm3病损DSR准确率为93.8%±1.9%，直接读片为72.8%±9.1%[6]。有学者报道对1mm3病损DSR准确率为87.5%±1.86%，直接读片为50.5±3.29%。本研究对0.9mm3病损DSR检出的准确率为89.3%±7.0%，根尖片直接读片为57.3%±16.8%。根尖片数字减影对颊侧病损检测的灵敏度高于舌侧病损，可能由于颊侧病损离X线胶片较远，对病损的放大率高于舌侧，使病损易于检测。常规根尖片对病损的检出舌侧较颊侧的特异度高，假阳性率低，说明颊侧病变或骨小梁结构经放大后，较舌侧更容易产生假阳性结果。这一点通过颊、舌侧病损面积的测量结果也可得到证实。
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本研究对病损面积及厚度的测定，有助于对牙槽骨破坏或再生给以量化指标，使数字减影系统不仅成为检测骨量改变的手段，并能对骨量变化的面积和体积有初步估计。对病损估测由二维提高到三维体积估测，能更客观的反映病损的实际面貌，有重要的临床意义。
根尖片数字减影对系列根尖片的重复性要求很高，本研究采用改进的垫定位的平行投照技术后，对病损的最小分辨能力有显著提高[2]。临床应用中，对不同时期根尖片投照角度及曝光冲洗条件的一致性控制，将比本实验体外条件下，难以控制得多。临床骨病损或增生的形态、大小、密度变化都会比实验性病损复杂得多，从而使临床检测和定量分析牙槽骨改变难度较大；另外，根尖片数字减影所获图像，不可能超越根尖片直接读片本身带有的信息，对减影图像的判断也带有一定主观性。
本课题为国家自然科学基金资助项目
参考文献
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1 Gr
ndahl HG, Grndahl K, Webber RL. A digital subtraction technique for dental radiography. Oral Surg, 1983, 55:96-102.2 马绪臣，张刚，陈后金，等.牙根尖X线片数字减影技术的临床应用价值.中华口腔医学杂志，1995，30：323-325.
3 Jeffcoat MK. Radiographic methods for the detection of progressive alveolar bone loss. J Periodontol, 1992, 63:367-372.
, 百拇医药 4 Ruttimann UE, Webber RL. Volumetry of localized bone lesions by subtraction radiography. J Periodont Res, 1987, 22:215-216.
5 Jeffcoat MK, Reddy MS. Digital subtraction radiograph for longitudinal a ssessment of peri-implant bone change: method and validation. Adv Dent Res, 1994, 7:196-198.
6 Gr
ndahl HG, Grndahl K. Subtraction radiography for the diagnosis of periodontal bone lesions. Oral Surg, 1983, 55:208-213.(收稿：1996-03-29), 百拇医药