摘要背景：口腔锥形束CT具有图像精度高、扫描时间短、辐射剂量小、空间分辨率高等优势，它应用于口腔临床至今约10余年，但发展迅速。现已广泛应用于Ll腔医学临床。目的：介绍锥形束CT的数据处理特点、工作站配置、数据存储传输，及其在口腔临床医疗科研中的应用价值。方法：查阅有关CT影像存储与传输的文献资料，结合口腔锥形束CT数据的特点，举例说明锥形束CT工作站的设计与配置、影像存储架构的设计，诊断工作站软件和硬件的配置。采用锥形束CT对口腔临床患者进行CT扫描，分析锥形束CT在口腔临床的应用效果。结果与结论：口腔锥形束CT影像的数据量较大，宜采用存储区域网存储架构进行影像资料的存储；诊断工作站电脑的配置应高于CT设备厂家的推荐参数，同时应配备激光干式打印机等设备以便图像输出。口腔锥形束CT可以提供LJ腔颌面部硬组织结构的互维影像及任意层面的断层影像，有利于口腔颌面部疾病的影像诊断。提示口腔锥形柬CT影像对于口腔临床医疗T作具有重要价值。

    关键词：锥形束CT；口腔；影像存储；影像传输；临床价值

0引言

    锥形柬CT(cone beam computertomography，CBCT)，也称为锥形柬容积断层成像，在医疗和工业方面都有应用，如放疗计划的制定和引导放疗，工业各种构件内部形位尺寸的精密无损计量。应用于口腔临床是从上个世纪末开始的，至今约10余年，但发展迅速。与传统医学CT相比，CBCT有许多优势：扫描范围灵活，可以扫描特定的诊断区域，也可以扫描全部的颅面部；图像精度高，与被投照物之间比例为1：1，可以进行实际测量，因此可以对颌面部组织进行定量分析p-2]。扫描时间短，一般为12-24 S；辐射剂量小，约为大医学CT的1／40，空间分辨率高，最高达0．075 mm，对头位的要求低。

    近年来，CBCT在口腔医学临床中得到广泛应用。可以应用于牙槽外科、正畸科、颌面外科、种植科、颞下颌关节、牙体牙髓科、牙周科等多学科，它将是未来口腔科重要的标准检查诊断手段之一p5J。

1材料和方法

    查阅有关CT影像存储与传输的文献资料，结合口腔CBCT数据的特点，举例说明CBCT工作站的设计与配置、CBCT影像存储架构的设计、诊断工作站软件和硬件的配置。采用CBCT对口腔临床患者进行CT扫描，分析CBCT在口腔临床的应用情况。参与拍摄CT的患者8例，均来自中山大学附属放射科，其中男5例，女性3例；年龄14-50岁，平均32岁。患者对治疗及试验方案均知情同意，且得到医院伦理道德委员会批准。

2结果

2．1 CBCT工作站配置与影像数据处理的特点工作站担负着CBCT影像的扫描、后处理、发放诊断报告、打印输出等工作，因此，工作站电脑等相关设备的配置非常重要。根据功能的差别，可将工作站分为扫描重建工作站和诊断工作站。

    扫描重建工作站用于CBCT扫描和重建。CT扫描过程中会产生庞大的数据量，CBCT数据量的大小与扫描范围、影像质量(体素、分辨率)的选择成正相关。扫描范围越大，数据量越大，影像质量越高，数据量越大。这些数据需要依靠强大的扫描工作站及相关软件来处理。如果计算机不能在短时间内完成记录和分析，就会损失非常多的图像信息，出现图像缺损和严重的噪影。因此，CBCT需要独立的扫描工作站来完成扫描及数据处理工作，而且，该工作站的电脑配置应尽可能的高，应该以最大扫描范围和最高图像质量时所要求的电脑配置为基础，其中最关键的是CPU的运算速度和内存的大小，一般建议采用工作站专用电脑，其配置应高于厂家推荐的至少2倍以上。该工作站电脑仅作扫描重建之用，不作为影像资料存储之用。诊断工作站用于分析影像数据和诊断工作，属于图像后处理工作站，其配置也应当较高，但要求较扫描重建工作站可以低一些。一般来说，最低配置为双核CPU，主频3G以上，内存为3G，配光驱，支持双显示屏的显卡。显示屏配置方面，应配置双屏显示器，分别为医用液晶显示器和普通液晶显示器。由于医用液晶显示器的灰度级别远高于普通显示

器，易于显示细微的病变，因此，医用液晶显示器专门用于显示影像图片，普通液晶显示器用于文字编辑和图像排版。

    图像输出介质方面，尽管临床医生可以在电脑上自由调阅CT图像，但由于传统的思维习惯和终端电脑配置的原因，有些医生不习惯在电脑上阅读影像资料，患者也希望能取得可以直接阅读的影像资料，因此，有必要采用打印输出的形式显示影像图片。作者配置了激光干式胶片打印机和喷墨彩色打印机。喷墨彩色打印机品种较多，无论选用哪个品牌，建议打印分辨率不少于9 600x2 400 dpi，且采用照片专用纸打印。

    口腔CBCT数据可分为原始数据和诊断数据。原始数据是指CT扫描完成后经扫描重建工作站计算机重建后完成的数据，由于这种数据的数据量很大，根据机器的型号不同，一般可达200-700 MB，因此只有用工作站重建分析软件才能打开和分析，一般由影像科医生执行。诊断数据是指影像科医生在工作站用分析软件分析后所获得的临床诊断用数据，并以图片的形式保存在影像存储服务器中，临床终端电脑可以直接调用这些数据，通过这些数据，临床医生也可以进行诊断。与原始数据比较，诊断数据仅包含临床诊断必要的信息，因而数据量小，有利于临床终端调阅。

2．2 CBCT影像资料存储与传输医学影像数据的特点：数据量大、保存时间长。根据相关规定，医学影像保存时间必须大于15年。与综合医院相比，口腔医院的影像资料的数据量要少些。譬如本院，目前每天产生的影像数据约4G，其中数字化牙片约0．3G，全景片约O．6G，CBCT数据约3G。1年的数据量可达到1T，按20年计算，至少需要20T的容量。数据类型复杂。有数字、文字、影像等信息；既有对安全性、实时性和并发用户数要求很高的HIS数据，也有对安全性和实时性要求相对较低的文档信息。

    对存储数据的高效率访问需求。医学影像数据的大容量存储以及高效率的随机查询是存储图像存储于传输系统应用中的关键问题。常用的存储设备及存储架构：从存取速度、存取方式、是否需要人工干预等指标上来区分，存储设备可划分为3类：①在线存储设备。存储介质以磁盘阵列和磁盘为代表，具有读取速度快，吞吐量大等特点，可集中存储全院在线影像，供各科室医生快速地从网络中调阅、查询；但所提供的存储空间有限，每GB的存储价格最高。目前，本院的影像资料均是在线存储。②近线存储设备。存储介质以磁带库和光盘塔为代表，它们的特点是，在任一时刻设备中只有少数存储介质在线，当需要的数据在离线的存储介质中时，通过各种优化算法将其加载到驱动器中。所提供的存储空间无限，每GB的存储价格最低。③离线存储设备。存储介质为离开磁带库和光盘塔的磁带和光盘，其存储方式为按需求选择无损压缩，有损压缩格式，人工将磁带按序存储在影像档案柜中，实现影像信息的永久性海量存储。

    目前，没有哪一种存储介质能同时满足医学影像数据的大容量存储和高效率的随机存取这两点要求，这就需要借助于存储架构的设计，目前常用的存储架构主要有恻：①以服务器为中心的直连存储。它是将RAID硬盘阵列直接连接到服务器扩展接口的数据存储设备，其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统，价格最便宜，存储效率较低。②以数据为中心的附网存储。附网存储是一种任务优化的直接连在IP网络的存储设备，直接通过以太网接口将存储设备连接到LAN。附网存储的建设成本较存储区域网便宜，管理容易，但若多人同时存取数据则需占用大量的网络频宽，对整体网络效能影响甚大，不太适用于需大量数据传送的系统，但相当符合静态数据与档案共享的需求，如图书馆。③以网络为中心的存储区域网。存储区域网是一种基于光纤通道技术的高速网络。它以铜轴线缆、单模或多模光纤作为传输介质，以专用存储区域网光交换机(或光集线器)为核心，由带光纤连接接口的存储设备如磁带库、磁盘阵列、服务器等组成一个独立的专用存储网络系统，以数据块的形式进行存储。非光纤连接的存储设备可通过网桥、路由器等互联设备连接到存储区域网中。

    总的来讲，存储区域网的主要功能是数据的高速存储，适合做数据库服务器存储，而附网存储则着重应用于提供多台服务器文件系统级的共享，比较适合做文件服务器。目前占主导优势的直连存储架构将逐渐为性能更加优越的存储区域网架构所代替。而直连存储架构的设备通过接口转换和增加交换机等网络设备可方便地升级为存储区域网架构。

    本院CBCT影像存储与传输：理论上讲，图像存储与传输系统是最佳的医疗信息存储和传输方式。图像存储于传输系统可以集合HIS、RIS、LIS、电子病历等功能模块于一体l¨。但国内口腔医院拥有图像存储于传输系统的单位并不多，拥有完全功能的图像存储于传输系统的口腔医院更少。虽然本院没有建立图像存储于传输系统，但本院建立了比较完善的信息化网络，影像资料的存储传输也极大地满足了临床需要。本院CBCT影像存储采用存储区域网存储架构，各临床终端采用IP控制技术访问光纤存储器中的资料。具体实现方式为：放射科拍摄并处理CBCT影像资料、存储区域网存储架构存储、千兆网络传输至临床终端、各数字化影像系统自带终端程序浏览。在CBCT影像设备方面，目前国际国内市场上CBCT的品牌种类较多，品牌之间的扫描范围、图像分辨率不尽相同，一般说来，扫描范围越小，图像的分辨率就越高，反之亦然。各单位可以根据自身的需求采购设备。本院采购的是韩国品牌DCT PRO，该设备有3个可选的扫描范围，即16 cmx7 cm、16 cmxl0 cm、20 crnxl9 cm，对应的颌面部范围分别为全口牙列、颞下颌关节以下范围、整个颌面部，见图1(引自机器说明书)，图像分辨率为0．2-0．4 mm。配备网络版临床终端软件，方便临床调阅CT影像资料。

    存储区域网存储架构存储：当采用这种模式储存影像资料时，需要建立完善的千兆局域网，并配备临床终端电脑和千兆网卡。本单位早已建立了千兆局域网，已有临床终端电脑400多台。为了满足CBCT庞大的影像数据存储需要，作者配置CT影像专用服务器1台配合光纤存储器，采用存储区域网存储架构在线存储，实现数据存储与传输。其中，服务器的配置要求较高的运算速度和大的缓存以便于临床终端多用户访问，具体参数为，2个Xeon 4核CPU(3．0 GHz)，内存16G，硬盘146G 2个，2个千兆以太网口，4GB单口HBA卡2个；光纤存储器参数方面，为了考虑到数据的稳定性和安全性、后续存储数据和调用数据量不断增加性(扩容性)，采用双控制器存储柜，高速缓存Cache不小于2GB，磁盘容量最大可扩展蛰J60TB容量。目前只配置7T的磁盘，并做RAID5，可以满足3年的影像资料存储需要。

    在配置存储容量时要注意以下方面。首先，医院要根据自身的实际情况及市场行情，合理估计存储容量，以期达到最佳的性能价格比，因为从长期来看，存储介质的成本呈下降趋势，因此用户不必在构建存储系统的初期就配备很大的存储容量。其次，用户可估计每月产生图像资料的数量，再决定购买哪一种存储介质以及系统初建时存档容量，大容量存储介质有VCD和DVD光塔存储、旋转磁盘存储，其中旋转磁盘存储技术应用最广泛恻。再次，在采购存储器时，要注意后期增加磁盘时是否需要license，应要求供应商承诺不需要licenseEP可增加磁盘。

2．3 CBCT的临床应用CBCT可以广泛应用于口腔科

    临床及科研中，但CBCT数据文件是DICOM格式，因此，若充分利用这些信息需要依靠相应软件的支持，目前除了CBCT厂家随机附带的软件之外，还有许多可以读取开放的DICOM格式的商业软件，如IDENT，DOLPHIN，SlMPLANT等。目前，本院采购的CBCT只配各了厂家随机附带的软件，但该软件功能较强大，能满足大部分临床医疗需求，现结合纳入的病例介绍如下。颞下颌关节疾病与关节造影：颞下颌关节疾病是临床常见疾病，常用传统的X射线检查方法有许勒位、全景片，但这些均为二维影像，对于关节骨质的轻度破坏或改变显示不清晰，因此难以确诊，不少研究者采用CBCT检查诊断颞下颌关节疾病，取得了良好的效果p1”。作者采用CBC-F扫描颞下颌关节，经多层面显示髁状突矢状面和冠状面的断层结构，可以清楚的显示关节各个方向骨质的情况，如骨质破坏、骨质增生、骨瘤、双髁状突畸形等；采用35％的泛影葡胺行关节上腔造影检查，行闭口位和开口位检查，并经多层面显示髁状突矢状面断层结构，可以确诊关节盘穿孔和移位的情况；采用VR图像，可以形象而清楚地显示关节凹及髁状突的情况，便于与患者交流，见图2，3。

    种植前评价与模拟种植：由于CBCT按1：1的比例测量，因此，其测量的数值即为被测物体的实际尺寸。对于种植患者，可以准确地测量牙槽骨的高度、宽度，描计神经管的位置，进行模拟种植和种植导板制作，确定种植体的长度和直径，并可测量种植区骨质的密度，为临床种植时提供参考，减少盲目性112-17]。作者的研究也取得了良好的效果，见图4。

    正畸头影测量与牙齿移动预测：正畸治疗时通常要拍摄头颅侧位X射线片进行头影侧位测量检查以分析牙颌畸形。采用包含颅底的大范围CBCT扫描技术，可以进行头影测量和全景片观察[18-22]，见图5。结合三维测量软件可以进行三维头影测量，并可以实现正畸前后面部外貌形态的对比分析。还可以观察牙根长轴的排列方向，为牙根的正畸移动提供术前预测。埋伏牙定位：埋伏牙是临床常见病，在拔除埋伏牙前需进行定位检查。传统的埋伏牙定位方法一般是牙片定位投照，即使采用这种检查技术，也只能判断埋伏牙是位于颊侧或舌侧，但不能由此准确判断该埋伏牙与邻牙的关系(即与邻牙的距离近)。经CBCT检查，采用纵断面重建和连续曲面重建的方法可以准确的判断埋伏牙的位置、方向、邻牙的关系等，对于指导拔牙和正畸治疗具有重要意义[23-26J，见图6，7。

    牙体牙髓牙周疾病：对于牙体牙髓牙周病患者，临床常用的×射线检查方法是根尖片和全景片。但根尖片是二维图像，不但颊舌向组织重叠，难以判断牙槽骨吸收的部位是位于舌侧还是颊侧，因而难以进行牙槽骨吸收的精确定量检查。CBCT检查的出现，很好的解决了这个问题。经CBCT扫描后，采用纵断面重建和连续曲面重建的方法可以准确的判断牙槽骨破坏和吸收情况，如颊侧、舌侧、近远中向、根分叉区牙槽骨的情况，其检查效果明显优于牙片和全景片检查。CBCT轴向断层可以清楚地显示根管的形态和数量，如C形

根、根折裂等[27-刚，见图8。

颌骨肿瘤与外伤：CBCT可以在各个方向清楚准确地判断颌骨肿瘤的范围、边界、骨质破坏情况，如成釉细胞瘤、角化囊性瘤等，为临床手术提供参考；也能清楚地判断外伤时骨折移位的情况[31训，见图9。

3结论

    CBCT具有空间分辨率高、辐射剂量低、图像精度高等优势，CBCT在口腔临床的应用，将为口腔疾病的影像诊断带来革命性的变化。但在采购CBCT时，应注意考虑影像处理、存储传输、临床应用等诸多问题，工作站电脑的配置应满足机器的要求，存储架构应考虑结构的开放性、可扩展性、安全性，购买存储容量的原则是满足需要、适度超前、不必盲目攀比造成投资乱费。