徐鴻駿，劉金偉，桑姍姍

X線頭影測(cè)量于1931年由HOFRATH和BROADBENT提出，之后經(jīng)過多年的不斷研究探索，在顱面生長(zhǎng)發(fā)育及結(jié)構(gòu)分析的研究工作中得到廣泛的應(yīng)用［1］。目前，X線頭影測(cè)量分析已普遍應(yīng)用于口腔各專業(yè)，并且成為口腔正畸臨床病例診斷、分析的重要輔助手段。常用口腔正畸的頭影測(cè)量軟件有艾堅(jiān)，Winceph，Onyxceph等專業(yè)測(cè)量軟件。還可以用幾何畫板（geometry sketchpad）、Photoshop等非專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)頭影測(cè)量。隨著CT技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，三維頭影測(cè)量漸漸成為新的研究方向。但鑒于三維頭影測(cè)量尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)，目前多數(shù)研究基于二維的標(biāo)準(zhǔn)［2，3］。如何實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)后自動(dòng)測(cè)量出所需要的測(cè)量值，并能夠像專業(yè)測(cè)量軟件那樣方便快捷是我們一直思考的問題。筆者利用PC里測(cè)定坐標(biāo)的小軟件和常用的辦公軟件Excel，可以完成快速的頭影測(cè)量。

1 方案與方法

1．1 設(shè) 備 和 軟 件 帶 Windows系 統(tǒng) 的 PC，Microtek ArtixScan 1010 plus掃描儀、Sony A100數(shù)碼相機(jī)。軟件有醫(yī)學(xué)測(cè)量軟件digmizer和辦公軟件Excel。

1．2 圖像數(shù)字化處理 利用Microtek ArtixScan 1010 plus掃描儀掃描頭影測(cè)量所用的X線片，得到數(shù)字化圖像；或用Sony A100數(shù)碼相機(jī)拍照進(jìn)行X線片的數(shù)字化處理。

1．3 坐標(biāo)點(diǎn)的確定 使用Medcalc software公司的digmizer的醫(yī)學(xué)測(cè)量軟件。這款軟件功能強(qiáng)大，可以對(duì)圖像進(jìn)行顏色、對(duì)比度、背景轉(zhuǎn)換、銳化等調(diào)整，還可以對(duì)圖像進(jìn)行自動(dòng)矯正、旋轉(zhuǎn)、裁剪等處理，測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)列在右側(cè)的測(cè)量表中，還可以導(dǎo)出并存儲(chǔ)為Excel文件。利用此軟件的這一特性，打開數(shù)字化處理的X線片，對(duì)數(shù)字化的圖像進(jìn)行必要地調(diào)整（如旋轉(zhuǎn)、剪切、調(diào)整對(duì)比度等）后，確定放大比例，然后定位各測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)。定好測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)后，可以輸出為excel格式文件。另外，也可以利用國(guó)產(chǎn)小軟件e尺和圖形處理軟件Photoshop等的定點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)記功能，得到標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)。

1．4 頭影測(cè)量項(xiàng)目的分析及在Excel軟件里的實(shí)現(xiàn) 通常測(cè)量方法是定點(diǎn)后兩點(diǎn)的長(zhǎng)度，三點(diǎn)所成的角，2條線所成的角度以及垂線的長(zhǎng)度。這樣就可以利用坐標(biāo)系里已知各點(diǎn)的坐標(biāo)，求出兩點(diǎn)長(zhǎng)度和三角形的邊、高、角以及其正、余弦函數(shù)，并可以完成對(duì)所有需要數(shù)據(jù)的測(cè)量。具體分析和實(shí)現(xiàn)方法如下：

1．4．1 兩點(diǎn)間長(zhǎng)度的測(cè)量 若 A點(diǎn)坐標(biāo)為（Ax，Ay）；B點(diǎn)坐標(biāo)為（Bx，By），則AB長(zhǎng)度為在excel里的函數(shù)公式為 SQRT［（Ax－Bx）＾2＋（Ay－By）＾2）］。

1．4．2 三點(diǎn)確定角度 以求上頜齒槽座角（∠SNA）為例：假設(shè)蝶鞍點(diǎn)S點(diǎn)、鼻根點(diǎn)N點(diǎn)、上齒槽座點(diǎn)A點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（Sx，Sy）；（Nx，Ny）；（Ax，Ay），則按照前面所述的方法可計(jì)算出由S、N、A三點(diǎn)組成的三角形邊長(zhǎng)SN、NA及AS，再利用余弦定理算出∠SNA角度，excel里的公式為DEGREES［ACOS（SN＾2＋NA＾2－AS＾2）／2＊SN＊NA］。

1．4．3 2條線（四點(diǎn)）的角度可使一線平行移動(dòng)至其中兩點(diǎn)重疊 以測(cè)量顱底平面（SN）和眶耳平面（POr）所成角度為例：測(cè)量SN和POr之間的角度時(shí)，使POr平行移動(dòng)至P點(diǎn)與S點(diǎn)重疊，此時(shí)OR點(diǎn)移動(dòng)到Or｀點(diǎn)，這點(diǎn)的X坐標(biāo)從Px－Sx＝Orx－Or｀x 等式可知道為：Or｀x＝Orx－Px＋Sx； 同樣方法可計(jì)算出 Or｀點(diǎn)的 Y 坐標(biāo)為 Ory－Py＋Sy。這樣知道 S、N、Or｀點(diǎn)的坐標(biāo)，即可計(jì)算出NSOr｀也即SN和POr之間的角度。

1．4．4 一點(diǎn)向兩點(diǎn)之間連線做垂線的長(zhǎng)度測(cè)量 以求下中切牙切點(diǎn)L1到鼻根點(diǎn)N和下齒槽座點(diǎn)B的連線的距離為例：下中切牙切點(diǎn)L1到NB距離可理解為L(zhǎng)1、N、B三點(diǎn)組成的以NB為底的三角形的高（h）；這樣三角形各個(gè)角的角度均可計(jì)算出，利用∠BNL1或∠NBL1的角度值，用正弦函數(shù)及余弦函數(shù)的定義和角度與弧度的轉(zhuǎn)換就可計(jì)算出高h(yuǎn)的值。在 excel里函數(shù)表達(dá)為 sin（radians（∠BNL1））＊NL1 或者sin（（∠NBL1）＊pi（）／180）＊BL1。

1．4．5 在excel的表格里設(shè)定好自己的或已有的測(cè)量項(xiàng)目按照測(cè)量項(xiàng)目確定要測(cè)量的點(diǎn)。然后在另外的表格或表單里按一定順序排列好需要測(cè)量的每點(diǎn)的坐標(biāo)值。按照上面所列4種方法，在相對(duì)應(yīng)的測(cè)量項(xiàng)目下，一層一層寫入函數(shù)，然后函數(shù)與坐標(biāo)值關(guān)聯(lián)即可。如求L1到NB距離h，則h＝sin［radians（∠BNL1）］ ＊NL1， 而∠BNL1＝DEGREES［ACOS（BN2＋NL12－BL12／2＊BN＊NL1）］，其中 BN、NL1、BL1 又可以分別表達(dá)為 BN＝SQRT ［（Bx－Nx）2＋（By－Ny）2］，NL1＝SQRT［（Nx－L1x）2＋（Ny－L1y）2］和 BL1＝SQRT［（Bx－L1x）2＋（By－L1y）2］。各項(xiàng)數(shù)據(jù)都關(guān)聯(lián)后，把這個(gè)Excel表格作為一個(gè)模板或文件保存。以后使用測(cè)量時(shí)，只要打開此模板或文件，在各測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量出后填入表單，即可得到預(yù)先認(rèn)定的測(cè)量值。

1．5 使用本方法測(cè)量出的測(cè)量值與專業(yè)測(cè)量軟件對(duì)比 隨機(jī)取19人的21張頭顱定位側(cè)位片進(jìn)行DOWNS測(cè)量，與ONYXCEPH 2．67試用版測(cè)定的DOWNS測(cè)量值比較，用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS13．0對(duì)測(cè)量值進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。所有樣本的測(cè)量均由同一人完成。

2 結(jié) 果

使用本方法將測(cè)量的坐標(biāo)值輸入表單標(biāo)注的相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)后，可以立即得到預(yù)先設(shè)定的測(cè)量結(jié)果。用本方法測(cè)量DOWNS測(cè)量法各項(xiàng)測(cè)量值與相應(yīng)的ONYXCEPH 2．67試用版測(cè)定的測(cè)量值進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)對(duì)比分析，2種測(cè)量方法統(tǒng)計(jì)學(xué)處理結(jié)果顯示每組測(cè)量值之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0．05）。

3 討 論

頭影測(cè)量分析過程可見，誤差主要來自于以下三個(gè)方面：即頭影測(cè)量片或圖像的質(zhì)量、定點(diǎn)的過程和測(cè)量分析的過程［4］。無(wú)論是專業(yè)測(cè)量軟件還是用本方法進(jìn)行頭影測(cè)量，測(cè)量點(diǎn)的確定是較大誤差產(chǎn)生的根源。一方面有X線片不清晰、不易定位的因素；另一方面也有人為的因素，每個(gè)人測(cè)量定位的點(diǎn)坐標(biāo)均有所不同，甚至同一個(gè)人每次定出的坐標(biāo)也不會(huì)一致。還有標(biāo)志點(diǎn)因解剖結(jié)構(gòu)重疊較多，在X線片上表現(xiàn)也不易標(biāo)定，也會(huì)影響到標(biāo)志點(diǎn)定位的誤差大?。?］。相對(duì)于非專業(yè)軟件，使用本方法可以根據(jù)自己的需要，確定出自己的測(cè)量指標(biāo)，并根據(jù)這些指標(biāo)確定測(cè)量哪些標(biāo)志點(diǎn)，將可以有效減少工作量。費(fèi)用也相對(duì)較低。

圖像的數(shù)字化過程中盡可能地減少誤差，直接使用數(shù)字X線片減少圖像數(shù)字化過程中產(chǎn)生的誤差。但由于數(shù)字傳送往往在局域網(wǎng)中，有時(shí)出于安全的考慮，不能直接拷貝出或由于條件限制只有X線膠片，因此圖像的數(shù)字化有時(shí)是必需的。

掃描儀掃描X線片，圖像質(zhì)量較好，但處理速度慢。使用數(shù)碼相機(jī)較快。一般選擇可更換鏡頭的數(shù)碼相機(jī)，像素越高越好。平常所用的小數(shù)碼相機(jī)，拍出的照片容易變形，使測(cè)量值誤差偏大［6］。選擇一款數(shù)碼相機(jī)鏡頭時(shí)，應(yīng)對(duì)它質(zhì)量有充分了解，比如最佳光圈、變形率，這樣可在拍照片時(shí)選擇最佳光圈，使拍出的照片有最佳的銳度，以便精確地確定測(cè)量點(diǎn)。拍攝時(shí)注意X線片放置要平整，利用三腳架拍攝，使相機(jī)固定；拍攝時(shí)鏡頭中線對(duì)準(zhǔn)X線片中央，取景范圍適當(dāng)增大并盡量使X線片位于中間。這樣做的目的是使拍出的照片變形小、更清晰，因?yàn)闊o(wú)論多高檔的鏡頭，其中央部分和邊緣部分成像的銳度和變形率均有一定的差別［7］。選擇高像素?cái)?shù)碼相機(jī)，后期裁切去周圍多余的部分也不會(huì)影響其清晰度和銳度以及變形率。

在excel軟件里建立模板時(shí)較為繁復(fù)，涉及坐標(biāo)、兩點(diǎn)間距離、角度及其正余弦函數(shù)等的數(shù)學(xué)計(jì)算公式。輸入和關(guān)聯(lián)時(shí)應(yīng)仔細(xì)，以確保不出錯(cuò)。數(shù)字化圖像的坐標(biāo)測(cè)定后，輸入excel表格相應(yīng)的項(xiàng)目里，可自動(dòng)得出要測(cè)量的函數(shù)值，亦即想要的測(cè)量值。對(duì)于面角，頜凸角以及上中切牙切點(diǎn)到上齒槽座點(diǎn)和下頜凸點(diǎn)連線的距離等這些測(cè)量項(xiàng)目，因?yàn)樯婕罢?fù)值，則可用excel里if函數(shù)實(shí)現(xiàn)?？梢詫?shí)現(xiàn)專業(yè)測(cè)量軟件的快捷便利，也不用像非專業(yè)測(cè)量軟件那樣，一項(xiàng)一項(xiàng)地測(cè)量，耗費(fèi)較多的時(shí)間，可以有效地減少工作量。整個(gè)測(cè)量過程要求較低，可以在辦公電腦上完成，方便快捷。

目前，二維的正畸頭影測(cè)量在三維標(biāo)準(zhǔn)建立之前，仍有其存在的條件。不僅因?yàn)槠渑臄z簡(jiǎn)便、費(fèi)用低廉，同時(shí)能顯示軟硬組織，而且與CT相比，X線平片讓檢查者所受的X線輻射量也較小［8］。隨著CT技術(shù)和軟件的三維構(gòu)建技術(shù)發(fā)展，三維頭影測(cè)量技術(shù)能真實(shí)地再現(xiàn)組織三維空間結(jié)構(gòu)特性，為醫(yī)務(wù)人員提供更真實(shí)更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)［9］。

［1］傅民魁．口腔正畸專科教程［M］．北京：人民衛(wèi)生出版社，2007．65．

［2］張 昕，嚴(yán) 斌，鮑旭東，等．基于CT數(shù)據(jù)的虛擬頭影測(cè)量技術(shù)研究［J］．口腔材料器械雜志，2008，17（3）：123－126．

［3］吳海苗，陳 棟，潘 杰，等．錐形束CT三維影像在口腔正畸頭影測(cè)量中的數(shù)據(jù)構(gòu)建和應(yīng)用［J］．中國(guó)美容醫(yī)學(xué)，2012，21（1）：110－112．

［4］周繼祥，羅頌椒．圖像圖形處理技術(shù)在頭影測(cè)量分析中的應(yīng)用和發(fā)展［J］．國(guó)外醫(yī)學(xué)口腔醫(yī)學(xué)分冊(cè)，2001，28（1）：19－20．

［5］邵金陵，林 珠，劉燕萍，等．X線頭影測(cè)量人工定點(diǎn)的準(zhǔn)確性研究［J］．臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志，2003，19（2）：82－83．

［6］ 劉 峰．口腔數(shù)碼攝影［M］．北京：人民衛(wèi)生出版社，2006．26－45．

［7］美國(guó)紐約攝影學(xué)院．美國(guó)紐約攝影學(xué)院攝影教材（上冊(cè)）［M］．北京：中國(guó)攝影出版社，2010．33－62．

［8］李 剛．口腔頜面錐形束CT放射劑量與放射防護(hù)［J］．中國(guó)實(shí)用口腔科雜志，2011，4（10）：577－580．

［9］姜金玲，何玉宏，黃迪炎．三維CT精確重建顱頜面部組織的形態(tài)學(xué)特征［J］．中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)，2011，15（13）：2442－2445．