1分形維數(shù)及其算法

分形維數(shù)（fractaldimension，F(xiàn)D）是分形幾何理論中最重要的基本概念之一，是描述分形最主要的參量，能夠反映分形的基本特征，但由于側重面不同，有多種定義和計算方法。常見的有相似維數(shù)、豪斯道夫維數(shù)、容量維數(shù)、計盒維數(shù)等。豪斯道夫維數(shù)是分形幾何理論的基礎，但是豪斯道夫維數(shù)只適合分形幾何的理論推導，它對實際應用中提出的分形維數(shù)的計算問題無能為力。有鑒于此，人們提出了計盒維數(shù)的概念，雖然它存在著某些缺陷，但其易于進行程序化計算，得到了理論與應用工作者的廣泛關注。

2分形維數(shù)在醫(yī)學圖像處理中的運用

近年來，通過圖像的二進制賦值轉換及圖像的像素點覆蓋法和計盒維數(shù)的計算，關于分形維數(shù)在醫(yī)學圖像處理中的運用得到了廣泛的關注。分形維數(shù)可以用于消化道腫瘤CT造影圖像的評估。李嬋嬋等對乳腺腫瘤的X線鉬靶片的邊界分形維參數(shù)進行測量，結果發(fā)現(xiàn)：乳腺良惡性腫瘤的分形維參數(shù)具有顯著性差異，對鑒別乳腺良惡性腫瘤有一定的診斷價值。

3分形維數(shù)在口腔醫(yī)學中的運用

3.1對口腔X線片使用分形分析的基礎研究

摘要：

針對目前口腔醫(yī)學技術專業(yè)學生專業(yè)認知度、專業(yè)滿意度、專業(yè)適應度低下的現(xiàn)狀，在校企合作人才培養(yǎng)模式下，利用校企平臺，為學生的專業(yè)思想引導工作探索新途徑：在專業(yè)思想教育課堂中進行體驗式教學、校園文化建設中實現(xiàn)專業(yè)文化與企業(yè)文化對接、著力提高師資隊伍素質、校企攜手開展學科建設，深化教學改革。校企合作人才培養(yǎng)模式下創(chuàng)新性開展專業(yè)思想引導工作，將有助于提升學生職業(yè)素養(yǎng)、提升專業(yè)教師人文素養(yǎng)和人格魅力、提升口腔醫(yī)學技術專業(yè)的社會認可度。

關鍵詞：

校企合作；人才培養(yǎng)模式；口腔醫(yī)學技術專業(yè)；思想引導工作

1口腔醫(yī)學技術專業(yè)學生專業(yè)思想引導工作現(xiàn)狀

1.1口腔醫(yī)學技術專業(yè)學生的思想特點

1口腔醫(yī)學專業(yè)學生臨床實習中存在的問題

1.1緊張的醫(yī)患現(xiàn)狀導致了學生動手機會減少

當前我國醫(yī)患關系極其緊張，矛盾日益激化，這本是社會體制造成的不良社會現(xiàn)狀，也影響了學生的臨床實習效果。并且，現(xiàn)在人們的法律意識普遍增強，公眾對醫(yī)療服務的要求越來越高。從法律角度講，本科實習學生還沒有行醫(yī)資格，病人不愿意讓實習醫(yī)生進行治療，涉及到醫(yī)療責任，為了避免出現(xiàn)醫(yī)療事故和糾紛，帶教老師經(jīng)常不敢放手讓學生操作，而口腔專業(yè)又對動手操作要求很高，這就影響了學生的正常的臨床學習。動手機會減少，很多學生反映在整個實習過程中接診數(shù)量有限，也降低了學生的學習熱情。

1.2基礎醫(yī)學知識相對薄弱

口腔醫(yī)學專業(yè)的學生不僅要學習口腔醫(yī)學知識，在整個醫(yī)學教育的前三年還要進行臨床醫(yī)學的學習。很多學生因為對口腔以外的其它醫(yī)學專業(yè)的不重視，導致了的課堂學習的理論知識與實踐環(huán)節(jié)有些脫節(jié)，部分學生在實習臨床大科時不會分析化驗單、對臨床用藥的劑量也不熟悉，從而自己放松對臨床大科的實習。

2提高實習管理的具體措施

日本學者埴原和郎根據(jù)鏟形門齒、臼齒下次小尖、臼齒第六尖、臼齒轉向皺紋(deflectingwrinkle)這4項牙冠形態(tài)特征在某些人群中存在較高出現(xiàn)率提出了“蒙古人種牙齒特征復合體”(Mongoloiddentalcomplex)的概念［4］。美國學者Turner［5］通過研究新石器時代以來的環(huán)太平洋地區(qū)各個人群的牙齒，將蒙古人種牙齒復合體進一步分為中國型牙(Si-nodonty)和巽他型牙(Sundadonty)兩類，后者為東南亞地區(qū)人群的牙型。有8項牙齒形態(tài)特征在這兩種牙型間具有明顯的差異(鏟形上頜中切牙、雙鏟形上頜中切牙、單根型上頜第一前磨牙、上頜第一磨牙釉突、上頜第三磨牙退化、下頜第一磨牙轉向皺紋、三根型下頜第一磨牙、下頜第二磨牙四尖)。除四尖型下頜第二磨牙，其余7項特征的出現(xiàn)率都是東北亞類群高于東南亞類群?？偟囊?guī)律是:中國型牙復雜、特化，巽他型牙簡單、原始。

口腔醫(yī)學及牙齒人類學在研究牙齒形態(tài)上的差別及聯(lián)系

牙齒形態(tài)是口腔醫(yī)學及人類學一個共同的研究專題，兩者在研究目的、方法、側重點上存在著顯著的差異，同時又有著密切的聯(lián)系。人類學對牙齒形態(tài)特征的定義始于19世紀下半葉的西歐，之后在美國、澳大利亞、日本、南非、印度廣泛傳播，至20世紀形成了牙齒人類學的基本理論及方法。其研究對象不僅包括不同地區(qū)及種族的現(xiàn)代人，還包括古代人以及一些靈長類動物。研究目的多是為了闡明人類的起源和演化，遷徙與交流，以及族群間親緣關系。盡管牙齒人類學的一個重要方向是牙齒病理學，但研究目的是為了推測當時、當?shù)厝祟惖纳瞽h(huán)境、衛(wèi)生狀況、經(jīng)濟和飲食結構、以及社會文化背景等信息。而口腔醫(yī)學的研究、服務對象為現(xiàn)代人，研究牙齒的形態(tài)學特點，是為牙疾的預防及診治提供解剖依據(jù)。相同的牙體解剖結構，在口腔醫(yī)學及牙齒人類學往往具有不同的名稱，形成各自獨立的術語體系。這些名稱可以為等義詞(含義完全對等，如:切牙與門齒)，有時在概念的內(nèi)涵及外延上又有所差別(如:畸形舌側溝與門齒中斷溝，下頜前磨牙C形根與Tomes根)。相比較而言，牙齒人類學對于牙齒外形特征的描述與分類更為詳細、系統(tǒng)，更符合國際化、標準化。這是由于牙齒人類學需要對不同種族、不同地區(qū)人群的資料進行比較。尤其是Scott等［1］提出了亞利桑那州立大學牙齒人類學標準(Arizonastateuniversitydentalanthropologysystem，ASUDAS)，各項牙齒形態(tài)特征按其表達強度被詳細定義和分級，并建立了標準化參考牙模(standardizedrefer-enceplaques)。而口腔界尚未建立如此全面的、國際化、標準化的牙齒形態(tài)評價體系，在界定某些解剖特征時(如:下頜前磨牙根面溝、卡氏尖、畸形舌側溝)其陽性門檻值的設定常常不是很明確，這不利于資料間的比較。

在研究方法上，牙齒人類學常常要同時對十余項甚至數(shù)十項牙齒特征進行觀測，再采用特定統(tǒng)計方法，如:計算MMD(meanmeasureofdivergence)距離系數(shù)，比較不同群體間的相似程度，分析人群親緣性的遠近［1］。由研究對象多為珍貴的化石、古尸遺骸或正常人，故一般不進行破壞性研究，研究重點多在于牙齒的外部形態(tài);通過觀察實體牙齒、化石或牙列石膏模型記錄牙齒形態(tài)特征的表達強度及陽性表達率。但近年來，隨著高分辨率CT、顯微CT的出現(xiàn)，可以在不破壞標本的前提下對牙齒內(nèi)部結構進行觀察(如釉牙本質界的3D形態(tài)［6］)，故牙齒人類學的視域也會隨著技術的進步不斷拓展?？谇会t(yī)學則更關注具有臨床價值的牙體解剖結構，尤其是牙齒內(nèi)部根管系統(tǒng)的形態(tài)，它與牙髓治療的成敗密切相關。方法上，以往常用的連續(xù)硬組織切片法、透明標本法往往會破壞標本?？谇会t(yī)師常研究不同牙位、不同牙根內(nèi)各型根管的發(fā)生率，但不少學者沒有將牙根變異與根管變異結合起來考慮，這就會丟失大量有價值的信息?？谇唤鐚W者往往孤立地對單項牙齒形態(tài)特征進行研究，不探討多項特征之間的相關性。而同一項牙齒形態(tài)特征在人類學與口腔醫(yī)學可以具有不同的地位與價值。如:卡氏尖、鏟狀齒、下頜磨牙轉向皺襞等，盡管人類學價值非常高，但臨床價值較為有限，某些牙齒特征在口腔界甚至沒有相應的名稱(如:臼齒轉向皺紋);然而，仍有不少牙齒形態(tài)特征同時具有重要的人類學價值及臨床價值，如:牙根形態(tài)、數(shù)目的變異(前磨牙及磨牙的牙根數(shù)目、Tomes根、上頜切牙畸形舌側溝等)。此外，對牙齒特征發(fā)生率高低的判斷兩學科的著眼點也不相同。牙齒人類學強調相對性，一個絕對值較低的發(fā)生率在人群比較時可能屬于高發(fā)生率。而口腔界更重視發(fā)生率的絕對值大小;臨床醫(yī)師可據(jù)此判斷某項變異出現(xiàn)的概率，從而制定相應的對策。

各項重要牙齒形態(tài)特征的特點及意義

人類牙列上可被識別的牙齒形態(tài)特征不下100種，但有明確的定義及標準，并被用于詳細的人類學分析的特征有30～40項，其中最常用的有二十余項;以下列舉一些具有重要人類學價值和(或)口腔醫(yī)學價值的牙齒形態(tài)特征［1，7］。

一Notch信號與細胞凋亡在口腔醫(yī)學的研究

1Notch信號與牙齒發(fā)育中的細胞凋亡

牙齒的發(fā)育過程涉及Notch1、2、3的表達，Notch受體的表達呈現(xiàn)明顯的時空分布。Notch受體主要表達于牙胚發(fā)育早期階段的牙板上皮，在中間層的分化過程中逐漸擴展到牙髓間充質;但在間充質中，Notch受體只表達于前成牙本質細胞，而在成牙本質細胞中未見其表達，提示Notch信號可能參與維持祖細胞池的功能。更重要的是，在緊密接觸間充質的上皮層(如基底層和內(nèi)釉上皮層)中缺乏Notch受體，這可能對成釉細胞的命運決定至關重要。Notch配體Jagged1、Jagged2和Delta1同樣參與牙齒發(fā)育，且在牙胚發(fā)育的不同階段表達于不同的細胞中，包括內(nèi)釉上皮層、成釉細胞、成牙本質細胞和前成牙本質細胞層。細胞凋亡在牙齒形成開始到牙根發(fā)育完成的過程中發(fā)揮著多樣性作用，在牙齒早期的形態(tài)發(fā)育、硬組織形成以及牙齒萌出的過程中均可觀察到細胞凋亡。牙源性細胞凋亡最重要的作用是與發(fā)育中牙齒的信號中心(釉結)、殘余牙胚以及在牙齒礦化過程中的成牙本質細胞和造釉細胞的消除有關，而牙齒周圍組織細胞的凋亡則與牙齒的生長和萌出有關。Notch信號對牙齒發(fā)育中干細胞的分化和凋亡均有調控作用。有研究發(fā)現(xiàn)，在不斷生長的小鼠切牙頸環(huán)處的干細胞中存在Notch受體(Notch1、Notch2)及其靶基因Hes1的表達。Felszeghy等報道，用γ分泌酶抑制劑DAPT抑制體外培養(yǎng)的小鼠頸環(huán)干細胞中的Notch信號后，成釉器星網(wǎng)狀層細胞出現(xiàn)大量凋亡;提示，Notch信號是小鼠切牙上皮干細胞生存和釉質形成所必需的，抑制Notch信號可促進其頸環(huán)干細胞凋亡。

2Notch信號與牙齒損傷修復中的細胞凋亡

在嚙齒類動物的健康牙髓中Notch信號的表達幾乎均為陰性。當牙髓受到細菌刺激或外傷時，Notch信號被重新激活并發(fā)揮調控細胞功能的作用。Mitsiadis等對成年大鼠的磨牙在正常和損傷時的對比觀察中發(fā)現(xiàn):Notch受體及其配體Del-ta1在正常情況下不表達，而在損傷之后兩者的表達均上調。此后Mitsiadis等又對成人牙齒進行觀察，結果顯示:Notch2在正常牙髓組織中不表達，但在損傷修復過程中有表達;對于齲損牙，Notch2表達于齲損下方的成牙本質細胞以及牙髓組織的炎性細胞和血管中，而降解的成牙本質細胞中不表達Notch2;對于機械損傷牙，在蓋髓后9周可見修復性牙本質的形成，Notch2亦表達于損傷附近的牙本質和牙髓以及血管結構中，而在損傷稍遠處和遠離損傷部位的成牙本質細胞中Notch2呈陰性表達，但在前成牙本質細胞和血管中Notch2呈陽性表達。Lovschall等用氫氧化鈣對成年大鼠上頜磨牙的機械損傷模型進行蓋髓術發(fā)現(xiàn):術后1d，Notch基因表達有所提高，但在3d時出現(xiàn)下降;其中Notch1在靠近損傷部位的個別前成牙本質細胞中表達升高，Notch2在被冠部成牙本質細胞包圍的牙髓基質中表達升高;Notchl和Notch3在血管周圍細胞中表達升高。另外，在牙髓損傷區(qū)附近有少量的Notch配體表達增加，其中Delta1表達于牙本質墻，而Jagged1表達于牙髓基質，Notch信號的下游靶基因Hes1沿著損傷區(qū)分布，并且靠近牙本質層。以上研究結果說明，Notch信號可在牙髓損傷時被激活。馬亮等進一步研究發(fā)現(xiàn)，在未經(jīng)過任何處理的大鼠牙髓組織中Notch2表達完全為陰性;而機械損傷則能激活大鼠牙髓組織內(nèi)的Notch信號，其表達水平與牙髓炎癥和組織修復反應伴行并呈動態(tài)變化，表現(xiàn)為:在3d時，在牙髓炎癥反應區(qū)的間充質細胞胞質中出現(xiàn)Notch2的弱陽性表達，表達部位主要位于牙髓成纖維細胞中;5d時，在新生毛細血管的內(nèi)皮細胞中Notch2呈強陽性表達，在靠近損傷區(qū)的成牙本質下層細胞中Notch2的陽性表達增強并達到高峰;值得指出的是，當牙髓損傷后在終末分化的成牙本質細胞中同樣有Notch2表達，且其表達強度在7d時達到高峰，14d時基本消失。以上結果提示，Notch2在成牙本質細胞中的表達激活可能與其調控細胞凋亡相關。細胞凋亡不僅是牙齒發(fā)育形成過程中的重要生理機制，同時還參與牙髓組織對外源性損傷和刺激的修復反應。一旦發(fā)生牙髓損傷，就會出現(xiàn)相關細胞凋亡，而且成牙本質細胞層的凋亡顯著高于其他牙髓細胞。Mitsiadis等分別對正常牙、齲損牙以及受機械損傷后的牙齒進行凋亡檢測時發(fā)現(xiàn)，正常牙的成牙本質細胞層偶見凋亡，損傷和齲損牙的成牙本質細胞層則出現(xiàn)局部凋亡細胞的增多，表現(xiàn)為:機械損傷后，損傷部位下方被吸卷入牙本質小管的成牙本質細胞出現(xiàn)大量凋亡，并在損傷附近的一些單核細胞和血管內(nèi)皮細胞中也可見到細胞凋亡現(xiàn)象，而遠離損傷部位的成牙本質細胞則未出現(xiàn)凋亡;在齲損牙中，受細菌感染的牙本質下方的成牙本質細胞、前成牙本質細胞和一些牙髓成纖維細胞均出現(xiàn)凋亡。Saito等對小鼠磨牙進行備洞后觀察發(fā)現(xiàn)，在備洞后12～24h時，受損傷牙本質下方的牙本質細胞和前成牙本質細胞均出現(xiàn)降解和凋亡，牙髓組織的中央也可見到凋亡陽性染色;備洞后2～14d時，可見牙髓干細胞發(fā)生增殖、遷移，并分化為成牙本質細胞樣細胞，進而形成修復性牙本質。Mitsiadis等還發(fā)現(xiàn)，在成年大鼠磨牙牙周機械損傷區(qū)可檢測到Notch1、2的表達;其中Notch1微弱表達于一些牙槽骨的骨細胞，而Notch2在牙槽骨中幾乎不表達，但在牙周膜的近損傷區(qū)的細胞中有Notch2的強陽性表達，并成為牙周損傷修復中的主要受體。以上結果提示，Notch信號在牙周組織的損傷修復過程中也有重要作用，但其具體作用有待進一步研究。

3Notch信號與口腔腫瘤細胞凋亡