空间分辨率达到１～１０ μｍ的医学ＣＴ称为显微ＣＴ（ｍｉｃｒｏＣＴ），与之对应的是肉眼分辨水平的ＣＴ，称为宏观ＣＴ。细胞直径平均为１０～５０ μｍ，而细胞器约为０.２～１ μｍ。所以，ｍｉｃｒｏＣＴ是“能看见组织和细胞图像的ＣＴ”。由于普通ＣＴ无法满足科学研究对分辨率的苛刻要求，学术界开始研发ｍｉｃｒｏＣＴ。其主要构造由六部分组成（图１）。ｍｉｃｒｏＣＴ与普通ＣＴ不同之处是采用微焦点线球管。采用锥形线束代替扇形Ｘ线束，不仅能够获得真正各向同性的容积图像，空间分辨率达１～１０ μｍ，而且在采集相同三维图像时速度远远高于普通ＣＴ。ｍｉｃｒｏＣＴ能够在不破坏样品的情况下，对骨骼、牙齿、活体小动物和生物材料等进行高分辨率Ｘ线成像，利用强大的图像处理软件，可以观察任意研究区，分割或合并多个三维图像，定量计算样品内部选定区域的体积、面积、空隙率、连接密度、结构模型指数、各向异性度等。根据已知密度的标准品（体模），还可以得到样品的密度值（如ＢＭＤ），分析物质的种类、组成、强度和完整性等参数，并进行三维有限元分析。在骨组织研究领域，ｍｉｃｒｏＣＴ可以很好地研究骨结构和骨密度的数量性指标及微细改变，结合有限元分析方法能够反映力学特性变化，并可指导组织工程、转基因、血管显影技术及主要脏器疾病的研究。

Ｘ线束焦点直径５μｍ；磷酸感应屏：感光单元尺寸４８ μｍ；ＣＣＤ：２０４８ ×２０４８ ×１４ｂｉｔ；双信息处理器：带形态和三维有限元分析系统；监控器：图像矩阵５１２ ×５１２至２０４８ ×２０４８。

ｍｉｃｒｏＣＴ在口腔种植领域研究中也显示了很好的应用前景，主要应用于骨组织的研究，现就ｍｉｃｒｏＣＴ在口腔种植领域的最新应用介绍如下。

Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ等首次报道ＣＴ的临床应用，医学ＣＴ由原始的第一代ＣＴ发展到第五代高速电子束扫描ＣＴ。目前临床上使用的多为螺旋ＣＴ，其缺点是费用较高、放射量较大。螺旋ＣＴ的扫描层厚最小单位为１ｍｍ，三维重建图像精确，但只能显示颌骨的立体表面形态，无法显示颌骨的内部特征，而且存在金属伪影影响影像质量。

ｍｉｃｒｏＣＴ扫描除螺旋ＣＴ三维重建技术的优点外，最大特点是扫描辨析率能达１４ μｍ，可以清楚地显示颌骨的细微解剖结构。在此基础上可同时进行颌骨矢状面、冠状面、水平面的多层面扫描，最高为３２０层。排除了人为因素干扰，减少了诊断误差，为种植术前颌骨质量的检查、测量、种植修复的设计、模型分析等方面提供更直接、更准确的信息。ｍｉｃｒｏＣＴ三维重建技术通过数字减影技术，可进行多角度观察，如旋转、正面观、侧面观、上面观、底面观等，还可以改变Ｘ线的投照角度进行三维图像切割，使三维图像显示更佳。

Ｓｕｏｍａｌａｉｎｅｎ等对一牙科诊所６个月获取１９８幅三维ｍｉｃｒｏＣＴ图像进行分析，将ｍｉｃｒｏＣＴ图像有效信息与曲面断层片和口内Ｘ线片进行对比。其中４９％ｍｉｃｒｏＣＴ图像用于种植体定位，３例由于根管充填、倒充填或金属材料的影响形成伪影而未获得所需的信息。其与传统的影像学技术相比，可以补充更多的影像信息。

１.ｍｉｃｒｏ ＣＴ 技术可行性：Ｂｕｔｚ 等应用ｍｉｃｒｏ ＣＴ 对种植体的骨结合进行三维分析。经酸蚀无螺纹的圆柱状种植体植入大鼠右侧股骨，两周后ｍｉｃｒｏ ＣＴ 和组织学对比分析，在骨皮质（r ＝０.６５，P ＜０.０５）和距离种植体２４ ～２４０ μｍ 的骨松质（r ＝０.９２，P ＜０.０５），两者具有显著的相关性。在距离种植体０ ～２４ μｍ 的骨松质，两者没有显著的相关性。结果显示ｍｉｃｒｏ ＣＴ 快速无破坏性，对种植体骨结合进行三维分析具有可行性。但需要进一步的研究影响邻近种植体骨测量的金属伪影。我院金光春教授对骨结合的三维成像有相关研究（图２）。

２.聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）的研制：有研究表明，表面钛涂层的ＰＭＭＡ 种植体可以克服金属伪影给种植体骨结合等研究带来的影响。Ｓｈａｌａｂｉ 等应用ｍｉｃｒｏ ＣＴ 和组织学观察对ＰＭＭＡ 周围骨组织行为进行研究，４００ ～５００ ｎｍ 钛涂层螺旋状ＰＭＭＡ 植入羊的左右侧胫骨，１２ 周后进行ｍｉｃｒｏ ＣＴ 分析、光学ｍｉｃｒｏ 镜和Ｘ 线微量分析，结果显示骨组织与种植体钛涂层很好地结合。组织学观察发现，种植体被机体所耐受没有非典型的组织反应。ＰＭＭＡ 消除了ｍｉｃｒｏ ＣＴ 图像邻近种植体处的金属伪影。

３.同步辐射ｍｉｃｒｏ ＣＴ 的应用：同步辐射ｍｉｃｒｏ ＣＴ（ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ）由同步加速器获取高光子通量单色光代替传统ｍｉｃｒｏ ＣＴ 的标准Ｘ 线而建立的一种新影像学技术。区别于传统ｍｉｃｒｏ ＣＴ 的优点包括：应用单色光避免了非单色光成像时所形成的伪影，高光子通量可在短时间内获取高信噪比、高空间分辨率的图像，使用平行光束有利于进行图像重建 。至今除ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 外没有其他的技术可以通过三维对骨矿物密度进行定量检测。去除金属伪影干扰的优点，ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ可更好地应用于骨结合研究。Ｂｅｒｎｈａｒｄｔ 等 将传统ｍｉｃｒｏ ＣＴ 与ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 对Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ 种植体骨结合的分析进行对比，只有ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 与组织学结果相符。传统的ｍｉｃｒｏ ＣＴ 由于金属伪影的影响，影响距离种植表面直至２００ μｍ 的成像效果。另有Ｊｕｎｇ 等探讨应用ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 作为一种新的评价骨结合方法的可行性。实验选取新西兰大白兔，胫骨植入带螺纹的钛种植体，获得的组织切片未经脱钙，应用ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ、ｍｉｃｒｏ ＣＴ 和传统的牙科Ｘ 线系统进行影像学分析，ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 对愈合阶段的骨结合情况比其他的影像学手段提供更为详细的信息。

Ｃｈａｐｐａｒｄ 等 对传统的ｍｉｃｒｏ ＣＴ 与ＳＲｍｉｃｒｏ ＣＴ 对人股骨头骨小梁的微结构评价进行对比。虽然系统不同，但两者具有高相关性，两者的区别并不影响研究组之间的辨别结果。０.２３ 和０.４５ 转速时ｍｉｃｒｏ ＣＴ 提供准确的人脱脂骨三维图像，０.９ 转速时无法进行准确的骨微结构分析。

１.ｍｉｃｒｏＣＴ技术的可行性：Ｒｅｂａｕｄｉ等通过实验证明了应用ｍｉｃｒｏＣＴ对种植体周围骨组织研究的可行性。以含钛螺旋种植体的活体组织为研究对象，以骨体积、骨面积、骨小梁厚度、骨小梁分离度、骨连接密度，以及上颌骨与植入体的附着关系作为参数，所有测量结果与标准的不脱钙的组织形态学测量结果相似。ＶａｎＯｏｓｓｔｅｒｗｙｃｋ等选用羊为实验动物，对比分析种植体周围骨组织结构，结果ｍｉｃｒｏＣＴ与组织学分析相似，邻近种植体的结合表面也未形成严重伪影。金光春教授应用ｍｉｃｒｏＣＴ对骨微观结构的描述与Ｘ线片形成鲜明的对比（图２～４）。

２.ｍｉｃｒｏＣＴ技术的应用：ｍｉｃｒｏＣＴ分辨率达微米级可以完成更为精细的病理学诊断。老年患者普遍存在低蛋白摄入量的问题，影响骨结合并减缓骨折的愈合。Ｄａｙｅｒ等选取雌性小鼠，低蛋白和高蛋白饮食组作对照，钛种植体植入胫骨，标本通过ｍｉｃｒｏＣＴ组织形态测量评价骨结合和种植体周围骨小梁的微结构。结论是低蛋白摄入量影响骨结合并改变种植体周围骨组织微结构。Ａｋｃａ等应用切除卵巢小鼠研究不同生物学生理刺激作用下种植体周围骨组织的微形态结构。结果显示不同刺激作用下骨小梁厚度、骨小梁分离度没有统计学意义，但骨小梁的数量差异有统计学意义。Ｇａｂｅｔ等在甲状旁腺素１～３４增加低密度骨小梁中种植体稳定性研究中，通过ｍｉｃｒｏＣＴ对种植体周围骨测量，主要参数包括骨小梁体积密度（ＢＶ／ＴＶ）、骨小梁厚度（Ｔｂ．Ｔｈ）、骨小梁数量（Ｔｂ．Ｎ）、连接密度（Ｃｏｎｎ．Ｄ）。相同的标本进行拔出式生物力学测验，结果证明骨组织微结构参数与生物力学参数具有显著相关性，ｍｉｃｒｏＣＴ对骨组织微结构的研究对生物力学能力有指导意义。Ｗｉｓｋｏｔｔ等使用控制式加荷方式对骨内种植体进行持续加力，用ｍｉｃｒｏＣＴ分析显示骨内种植体骨皮质反应分两个阶段：首先生成的是多孔薄层的骨皮质，接着形成大量密质骨，种植体周围只形成大量的密质骨。为了证明具有骨诱导表面特性和骨诱导支架的种植体系统具有引导牙槽骨垂直生长的能力，Ｆｒｅｉｌｉｃｈ等进行了相关研究。结果ｍｉｃｒｏＣＴ测量含ＤＢＭ与不含ＤＢＭ支架组的牙槽骨垂直生长量分别为（２.１ ±０.９）ｍｍ和（０.８ ±０.９）ｍｍ（P＝０.００８），含ＤＢＭ组组织学测量为（２.４ ±０.６）ｍｍ。可见，ｍｉｃｒｏＣＴ测量结果与组织学相似。

Ｌｉｍａ等应用ｍｉｃｒｏＣＴ研究钛种植体的内部结构特征，计算种植体参数，主要包括：材料体积和总体积比，材料表面和材料体积比，涂层厚度，涂层分离度，最优化的各向异性程度等。结果证明应用ｍｉｃｒｏＣＴ分析这种微结构是可行的。

１.三维形态测量数据：骨的力学行为是骨结合获得与保持的一个关键因素。Ｆａｎｕｓｃｕ等利用ｍｉｃｒｏＣＴ三维形态学分析尸体标本上下颌骨的骨小梁微结构，取适当吸收的牙齿缺失的人上下颌骨。ｍｉｃｒｏＣＴ三维形态学分析获取上下颌骨前部结构值域范围：骨密度（０.１２～０.２９１），骨小梁厚度（０.１２～０.１６ｍｍ），骨小梁分离度（０.４６～０.８２ｍｍ）。研究认为了解骨小梁的力学性能可以为种植的诊断、设计、手术技术等提供更多的信息。

２.三维有限元模型（ＦＥＭ）：以ｍｉｃｒｏＣＴ为基础建立的ＦＥＭ可以作为一种生物力学分析工具定量天然骨和组织工程骨的应力应变。有限元分析法（ＦＥＡＭ）是一种理论力学的分析计算方法，建立能够真实再现实体状态的几何模型是决定其研究结论是否具有科学性和实用价值的关键所在。由于ｍｉｃｒｏＣＴ可获取种植体周围的骨小梁完整的数据，可以建立种植体系统的ＦＥＭ，在骨小梁水平研究骨界面机械应力的传递。

李湘霞等模拟单个下颌磨牙缺失的种植修复，分析不同下颌骨形态对种植体唱骨界面应力分布的影响。方法采用三维有限元法，根据下颌骨测量资料建立不同颌骨截面形态的种植修复模型并进行分析。结果不论垂直载荷或斜向载荷，不同颌骨形态模型骨界面应力分布规律及应力值差异均无显著性。其中Ｖｏｎ唱Ｍｉｓｅｓ应力最大差异为６.４％，压应力最大差异为２.８％，拉应力最大差异为６.２％。结论是在有限元研究中将下颌骨形态简化为规则形态是合理的。

Ｃａｔｔａｎｅｏ等通过ｍｉｃｒｏＣＴ获取图像建立三维ＦＥＭ描述口腔正畸用种植体周围的应力和应变，并且评价应变与组织形态学测量参数观测的生物学反应之间的关系。在４只成年猕猴第二前磨牙和第一磨牙植入共１６枚种植体，１７周愈合后，弹簧加力１６周，处死后取含种植体和周围骨组织的组织块，ｍｉｃｒｏＣＴ扫描后每个样本单独建立ＦＥＭ后，组织形态测量分析。有限元分析种植体周围牙槽骨的应力和应变因样本不同呈多样性。个体差异对于模系统力学性能和负载传递有重要的影响。

骨与种植体结合处负载的传递是全面分析负载的关键要素，对种植体的成败起决定性作用，而应力分布取决于三维ＦＥＭ的建立，其中模型的几何学、材料性能、边界条件、骨结合表面、更为准确的数字成像技术可以建立更接近真实的骨几何形态，材料的非均质性也应该考虑。而ｍｉｃｒｏＣＴ以其精确的成像技术能更好地建立三维ＦＥＭ，进行力学分析对种植体的设计起指导作用。

ｍｉｃｒｏＣＴ以快速、高分辨率、建立精确的三维ＦＥＭ的成像，无破坏性对新鲜或修复组织进行组织形态学和生物力学研究。ｍｉｃｒｏＣＴ在国内外口腔种植的应用尚处于起步阶段，有广阔的应用前景。

来源于齿道