診斷的基石-數位影像

       本人在口腔顎面外科住院醫師的訓練過程中,有幸能接受各種醫療影像判讀的訓練,在頭頸部的影像診斷工具不外乎傳統的X光片、CT (大醫院的Fan beam CT)、MRI、PET、PET-CT,那個時代錐狀射束電腦斷層掃描(Cone beam computed tomography)並不普及。對Cone beam CT的認識還是在於2012年診所欲購買 CBCT,個人才開始了解 CBCT。我們簡單的以傳統X光片和數位影像來說明我們的傳統診斷工具和數位診斷工具的不同。傳統X光片的成像原理在於X光射線讓底片感光而形成影像,而這一切大多是真實的影像,並沒有被電腦修飾過,可是到了數位影像的階段之後,一切的資訊,都是經過訊號轉換、數學演算,再轉化成我們看得懂的影像,這個叫做數位影像處理(Digital image processing),原始資料經過處理的程序複雜了,仰賴的設備變多了,終端資料失真的機會也就高了,我們在做一切數位化治療時,一定要有一點銘記於心,我們是在虛擬世界中執行任務,不合理之處,請慢下腳步,抬頭仰望一下實體世界,再走下去,並按時的維護,校正我們的數位影像機器設備。若是CBCT不夠精確,後面所有的計畫也都是建構在不精確的基石上。

        一切的起始點,在於好的診斷,好的診斷的起始點,在於好的診斷工具,CBCT大概是當代我輩醫師所能獲得的的最佳診斷工具,當然加入動態模擬的 4D CT,將來也是可獲得的,或是加入骨質(Bone quality)資料的 Functional CT (像是 PET-CT)那樣的CT將來也是可預期的,但目前我們能獲得的CBCT是一個以「灰階訊息」給與醫師的診斷工具,而這個訊息並不像大醫院的 Fan beam CT 那樣可以給予我們 CT number (或稱:Hounsfield unit)這種絕對的單位,作為醫師和醫師或是醫療訊息之間溝通的共同協定:舉例來說,如果我說我現在看一個 Medical grade CT 影像,我回報裡面一個 objet 的 HU 值是 +1000,那大概聽到的醫師就懂我指的是骨頭或是鈣化物質之類的東西,又如我說一個 objet 的 HU 值是 0,那聽到的醫師也可以了解我描述的object是水或是一些體液之類的東西,那灰階訊息呢?就只是從最暗到最亮之間的訊息強弱描述,如同我們看傳統X光片,通常只會描述 Radiopaque 或是 Radiolucency,而無法量化或標準化這些灰階訊息的強弱。但是在數位影像 ( Digital image)處理上,灰階值是可以被量化的,在數位影像的世界,灰階值是用2的冪次方來表示,舉例來說,如果我用的一台 Cone Beam電腦斷層,它的軟體和硬體(包含 Monitor),是gray scale 256 bit,那一個影像當中所包含最暗(Radiolucency)的部分是數值0,最亮(Radiopaque)的部分是數值255,在這台 CBCT上就可以對影像的明暗作量化,一個平面影像的灰階函數,是感光元件接收到電壓 f(v) = 0到256 當中的一個數值,然後經由函數運算後f(x,y)=F(v),x與y是平面影像上的每一個相數座標點,而立體影像就是 f(x,y,z)。有些CBCT所附的看片軟體功能很豐富,明暗、對比、銳化‥,這些低階影像處理功能因為無傷大雅,所以內建在操作軟體裡並不會造成在「牙科工作領域」裡面有傷害性的影響(我指的是影像誤判),但是,如果再進階到「中階影像處理」,必得由數位影像處理技術人員幫忙,而這位技術人員是否是醫療背景(例如:生物學影像暨放射科),取決他對這個影像處理的想法和敏感度,舉一個簡單的例子,如果今天我在下顎區我想做一個 guide surgery,但是因為太多金屬贗復物(metal prosthesis) 造成了CT image artifact,干擾了我做 guide surgery planning,通常不是太嚴重的話,有人會說他們有辦法處理,我相信這就是他們數位影像處理師的know how,但是,如何確保 Mandibular canal 和 Mental foramen 正確位置不被「不當處理」?是我在使用下顎guided surgery上一直很小心保守的一部份,在很 critical situation下,寧可參考Raw data,或是一般的平面影像加上翻瓣手術。順便一提,像悅庭牙醫診所使用的 guided surgery, CEREC guide 2 system,這種一條龍式數位化流程,我們在做 lower arch surgery planning 的時候,  Define mandibular canal 和 mental foramen position必得由醫師完成,畢竟,人的腦袋和眼睛才是高階影像處理軟體,有辨識、思考、驗證之功能。(各位讀者也許覺得我有商業廣告之嫌,但不仿一笑置之,就當作我在做iPhone手機破解全攻略吧!)

回到「數位化植牙」的主題和CBCT的關係,簡單的說就是,除了利用 Cone beam CT作為病人術前診斷和評估,也就是在傳統的植牙流程當中,部分流程導入了電腦輔助設計(Computer aided design) 和電腦輔助製造( Computer aided manufacturing )的協助。這不是什麼多新穎的概念,甚至在台灣這個科技之島,我們早已利用像Simplant, NobelGuide, Bluesky ‥‥等等這類 Computer-guided Surgery 的電腦輔助設備行之有年。當現在全世界的數位化牙科( Digital Dentistry)浪潮當中,出現了更多的設備與軟體可以被我們選擇加入植牙的治療流程當中,如果再回頭看我前篇文章所提出的建構於實體模型分析之上的傳統植牙治療流程:

Part A – diagnosis and treatment plan

Part B – surgical treatment

Part C – prosthodontic treatment

Part D – recall and maintainence

是否能有一個更佳的流程出現, 一直是我個人努力追求的方向。拜3D 影像科技所賜,我們可以在「時間」這個縱軸上,做一些治療程序的優化,讓植牙治療是一個4D的概念(加入了「時間」因素)。以下請容我從植牙治療的起始點,「決定拔牙」開始說起。第一,如果病牙已了無希望而最終定拔除治療,治療計畫也是以植牙贗復為主的話,我們通常會考慮即拔即種(Immediate implant placement)的可能性,當然計畫如何制定是每個醫師的思考方式,本文並不討論。即拔即種最大的優點莫過於天然的拔牙傷口就是最好的手術導板,還有整體治療時間的縮短。第二,對病人和醫師而言,如果能即拔即種,當次最終贗復物(final restoration)就上去,是不是一個雙贏的結果呢?我個人當然希望如此,可是以人體的生理和解剖構造,這樣子的狀況是很難達到的,如果再加上美觀 (Esthetics)的需求考量,那更是難上加難。不過,這是一個理想,可以一步一步測試、改良、修正,然後等待好的結果發生。

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口腔外科專門 黃傳貴醫師

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