CBCT┃基本原理

上篇：CBCT┃如何使用传统根尖片

经过上篇对传统影像学检查的讨论，大家已经了解二维成像的缺点，主要包括立体结构的压缩（compression）、图像变形（distortion）、解剖噪点（anatomical noise）和较差的再现性（accuracy of reproduction），这就促进了三维重建技术的需求和发展。

早在2001年，第一台CBCT就通过了美国食品和药物管理局（FDA）批准，用于辅助口腔治疗。经过这十几年的发展，CBCT的技术也越趋成熟，从过去主要应用于颌面外科及种植科，到今天逐渐在牙体牙髓领域推广。

如今，但凡是大型的牙体牙髓展览，就必定会有很多CBCT相关的主题研讨和商品展示，正如李亨利即将在本月底远赴新奥尔良参加的美国牙体牙髓协会年度会议（AAE17），届时会有专题推送为各位带来第一手咨询。

（为期4天的AAE17，基本每天都有知名学者以CBCT为主题演讲）

回归正题，本文主要讨论CBCT的基本原理，为下一步论述在牙体牙髓中的应用打下理论基础。

▼ CBCT三大参数

体素 （Voxel）

视野 （Field of view, FOV）

分辨率/测量精度 （Slice thickness/measurement accuracy）

一、体素

（体素构成重建图像的原理）

过去对于形成二维图像的基本元素，我们称之为像素（pixel），而对于三维图像的构成单位，就称为体素（voxel）。体素是一个各向同性的立方形（isotropic），其体积越小，图像里包含的个数越多，那分辨率就越高，重建的影像就越贴近真实。

现在能达到的体素体积在 0.076-0.125 mm³，每一帧图像能含有5123-10243体素 （Miles 2008）。但是我们要注意，分辨率的提高是以辐射量增加为代价 （Scarfe & Farman 2008）。

（A-像素和体素的区别；B-传统多层螺旋CT （MDCT）的扫描原理；C-CBCT的扫描原理）

与传统医用多层螺旋CT （MDCT）使用120kV和400mA不同，CBCT使用的是低电压和低电流，围绕患者头部进行180°-360°单次旋转扫描，因此总共的辐射量仅为20-500 µSv，要远低于过去的MDCT的2100 µSv（Akdeniz & Sogur 2005）。另外，过去层式CT的扫描厚度大约为0.5 mm-1 cm厚，而CBCT单层厚度能达到80-400µm，这样就大大提高了图像的精确性，能捕捉更多的解剖细节。

二、视野

通过发射锥状的X光束，获取圆柱体内的数据，投射出来的影像范围就称为视野

锥形束CT顾名思义就是发射的X光束成圆锥形，由此获得圆柱状的立体数据，就称为视野（FOV）。视野的大小一般由探测器 （detector）的尺寸、形状、射线的几何形状和校准等因素决定。但随着技术的成熟，新的CBCT基本能根据每个病人的患病情况和术区，选择相应的视野。

美国牙体牙髓协会（AAE） 和美国口颌面放射学会(AAOMR)联合声明 （2015）——正确的放射视野应仅仅大于关注术区（anatomy of interest），因为：

通过缩小FOV来提高该区域内的分辨率，明确对细小解剖特点的诊断。

视野越小，辐射量也越低。根据ALADA法则，在不影响诊断的情况下，尽可能的降低辐射量。

在牙体牙髓疾病中，受影响区域一般比较局限，小至中等的FOV已经能提供足够的信息。

让医生更集中在关注区域，减少来自其他区域的影响。

缩短扫描时间，降低患者在扫描期间的移动所导致的图像变形，进一步提高图像质量。

缩小需要诊断的范围和医生的责任区域。