综述:基于AI配准的MRI与CBCT多模态融合在颞下颌关节诊疗中的应用案例研究

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Seminars in Nephrology 2.8

编辑推荐:

  本综述推荐:研究团队开发的开源AI模型MR2CBCT,创新性实现磁共振成像(MRI)与锥形束CT(CBCT)的精准配准,通过5例临床案例验证其在颞下颌关节(TMJ)诊疗中的价值。该工具突破传统手动配准局限,显著提升硬组织(CBCT)与软组织(MRI)三维融合的解剖一致性,为口腔正畸与颌面外科提供全新多模态诊断范式。

  

Abstract
三维影像技术的革新为医学领域带来突破性进展。磁共振成像(MRI)与锥形束计算机断层扫描(CBCT)作为互补性技术,分别擅长软组织与硬组织成像。然而单一模态难以全面评估颞下颌关节(TMJ)病变中骨性结构(如髁突吸收)与软组织(如关节盘)的协同变化。研究团队开发的MR2CBCT开源工具,通过人工智能算法实现两种影像的自动化配准,临床测试显示其精度显著优于传统手动对齐。

Introduction
CBCT凭借高空间分辨率成为口腔颌面外科手术规划的金标准1,2,而MRI在TMJ紊乱诊断中可清晰显示关节盘移位等软组织病变6。但两种技术存在固有差异:CBCT体素尺寸通常为0.3mm3,而MRI层厚可达3mm;成像时患者头位偏差可达15°;磁场畸变导致MRI几何失真。早期基于体素的配准方法因这些差异失败率高达40%,而MR2CBCT采用互信息(Mutual Information)算法,通过3D Slicer平台实现跨模态特征匹配。

Materials and Methods
该工具由密歇根大学牙颌面生物影像网络(DCBIA)开发,核心算法整合Elastix框架9,13。测试使用5例TMJ病例数据,定量评估显示AI配准的线性误差较人工配准降低62%,髁突-关节盘空间关系可视化度提升3倍。典型案例显示:CBCT可检测0.2mm级骨侵蚀,而MRI能识别关节盘前移位,融合影像可同步观察骨改建与滑膜炎症的关联性。

Results and Discussion
图7案例显示AI配准成功校正了7°旋转偏差,使髁突吸收灶与关节盘穿孔位置精确对应。传统手动配准因依赖单一参考点(如外耳道)易产生2-3mm位移误差,而AI模型通过256个特征点云匹配实现亚毫米级精度。值得注意的是,在关节盘钙化病例中,多模态影像揭示出传统X线片无法发现的早期退行性变。

Conclusions
MR2CBCT突破现有影像诊断瓶颈,其开源特性促进技术普惠化。未来升级方向包括:整合深度学习分割算法实现自动标注,开发云平台支持远程会诊。该技术不仅适用于TMJ疾病,在正颌手术规划、种植体导航等领域同样具有转化潜力,标志着口腔数字化诊疗进入多模态智能时代。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号