第六节 X线头影测量的发展路径
X线头影测量于1931年由Broadbent和Hofrath提出后,经过多年的不断研究探索,先在颅面生长发育及组织结构分析的研究工作中得到了较广泛的应用。如1941年Brodie发表的一篇题为《人头部3个月到8岁的生长形态》(图1-16)的著名论文,就是以X线头影测量作为研究手段的。
图1-16 Brodie以重叠法研究颅面部生长
自20世纪40年代中至50年代末,口腔正畸医师们提出了数十种系统的X线头影测量分析法,如Tweed、Wylie、Riedel、Downs、Steiner、Ricketts等,用于牙颌颅面结构的分析及畸形的诊断。这些测量方法大致分为两种:一种是以数学的方法,如角度、线距、线距比来描述颅颌面的形态结构,所以它们首先是用来研究正常群体的牙颌颅面结构,提出各测量方法的正常平均值,以此作为与异常牙颌颅面结构的对照分析诊断之用。由于颅面结构存在着种族差异,因而,各国都建立了自己国家种族及不同民族正常X线头影测量的平均值和标准差。另一种则将同一个体在不同时期的定位侧位影像描迹图,依据特定的结构或标志点及线条进行重叠,以观察牙、颌、面生长发育的变化或矫治前、中、后的变化。可以看出头影测量的发展路径有两种:一是数学测量,代表人物有Tweed、Wylie、Riedel、Downs、Steiner、Coben等;二是重叠图形形态比较法,代表人物有Broadbent、Brodie、Johnston等。而在数学测量中又可分为两种路径:一种是平均值标准差,各民族各地区都建立了不同牙龄期的平均值和标准差,个体正常与否的诊断需与正常平均值标准差进行比较;而另一种则不依靠与平均值标准差进行比较,是依靠每个个体自身各组织结构的协调比例进行诊断,如Sassouni分析法、Di Paolo的四边形分析法等,则为个体化分析法。不可否认,前一种依靠平均值标准差进行测量比较仍是主流。应该看到,Johnston的图形重叠法不但是形态比较,通过增加共同参照线和牙齿的长轴,又可测量矫治前后或生长发育导致的上下颌骨和牙齿移动的距离与方向变化的量。Johnston将重叠图形形态比较法与数学测量作了完美结合,这是一个伟大的创举。
在我国,X线头影测量于20世纪60年代中期开始应用在口腔正畸的研究和临床工作中。傅民魁教授以《144名正常中国人的X线头影测量研究》作为其研究生研究课题,对北京地区正常人的牙颌颅面结构进行研究,应用了一些常用测量分析法,初步得出了我国正常人群的测量平均值标准差,为在我国开展此项技术奠定了基础。20世纪80年代初报道了上海地区,1985年报道了哈尔滨地区,其后还相继报道了成都地区、西安地区和太原地区等正常人群的X线头影测量研究。20世纪80年代,一些正畸医师以X线头影测量作为重要手段对各类牙颌畸形,如前牙深覆盖、反、深覆、开及唇腭裂儿童的牙颌颅面结构和异常生长趋势进行了研究,并对正常人群和美貌人群软组织侧貌进行了大量研究分析。特别要提到的是滕起民教授,近年来一直在全国各地孜孜不倦地推广Tweed矫治技术和头影测量技术,为头影测量逐渐走进临床作出了巨大贡献。
可喜的是,20世纪以来,X线头影测量技术已从各大院校的研究工作走向了口腔正畸临床工作,目前X线头影测量技术作为临床患者鉴别诊断和矫治设计的重要手段正越来越得到重视。各医院的口腔正畸专科医师特别是民营医疗机构的医师对掌握X线头影测量技术,以期提高诊断和矫治设计水平的热情越来越高。在我国,X线头影测量技术真正在临床上普及并发挥作用的时代正在到来。
1958年丹麦皇家牙科学院首先提出了电子计算机X线头影测量方法,但当时并未能普遍开展。直到20世纪70年代初,电子计算机X线头影测量才开始在美国广泛应用。将X线头影测量数字化,明显提高了测量效率,为大样本的研究提供了有利的条件。
20世纪80年代初,田乃学、于晓惠在原北京医科大学(现北京大学)口腔医学院读研究生期间,与计算机专业人员一起建立了国内首套电子计算机X线头影测量系统(图1-17),并应用于口腔正畸研究工作和临床诊断分析。当时还对结合定位侧位片和后前位片上的标志点而建立颅颌三维影像作了一些设想。
图1-17 国内首套电子计算机X线头影测量系统
近年来,数字化的发展体现在硬件和软件两个方面。目前硬件的发展即数字化X线摄片机所摄X线片头部各组织结构,包括软硬组织影像均越来越清晰,这对提高组织结构的辩识度和测量精度十分重要;同时用于描图、定点和测量的软件也越来越多、越来越便利。屏幕数字化定点测量必将成为主流。但数字化软件只是描图测量的工具,目前它还无法自动识别头颅影像中的各组织结构,当然也就不可能自动精准描图。因此对临床医师和研究者来讲,不仅要学好头颅放射解剖学,更要掌握好手工精准描图,否则就不可能用好屏幕数字化定点测量。
锥形束CT的出现为口腔正畸三维头影测量的未来发展带来了契机,但是三维头影测量的发展仍受到三维数据整合这一关键技术的制约。同时,其应用还受到头颅在三维空间再定位、三维空间定点困难、三维头影测量项目及标准有待建立等问题的影响。因此,目前二维X线头影测量技术仍将是临床诊断和矫治设计的重要工具。