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光纤透照在龋齿诊断中的应用研究进展

2020-12-23 19:59:39
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作者:杨昳,奚瑾秋,尚佳健,首都医科大学口腔医学院儿童口腔科

龋病是一种口腔常见病,世界卫生组织曾将其列为危害人类健康的三大疾病之一。其中邻面龋由于发生位置隐蔽、表面没有明显缺损,很难通过单纯的常规临床检查做出诊断,一般需要借助辅助诊断手段如X线。目前认为,采用平行投照的翼片法是诊断邻面龋的最有效方法。

在牙釉质龋水平上,用翼片法诊断的准确度和敏感度高于激光荧光法和临床检查。而后两者的检出率低,大量的邻面龋呈现假阴性而被漏诊。虽然翼片是公认的邻面龋检查诊断的有效方法,但翼片需采用标准定位持片装置以及严格的平行投照技术,需高年资技师操作才能达到理想效果,同时使人们暴露于电离辐射中。儿童患者因配合度差,更难取得合格的图像。但儿童患龋率高,应加强龋病预防、监控。

人们需要安全、有效的龋齿诊断方法能够发现早期病变,同时可监测病变发展。光纤透照法相对于视诊以及放射片来说,可靠性较高,结果稳定,更易为检查者掌握并达到统一标准,且新型数字化光纤透照法可实时监测龋坏进展,便于存储相关信息。近几十年来,受到人们广泛关注。本文主要对光纤透照技术在龋齿诊断中的应用研究进展作一介绍。

1.光纤透照技术原理及发展

当光在传播过程中与物质发生相互作用时,光的性质会发生变化,此时光可作为信息的载体反映物质对光的吸收、散射和反射等能力,可呈现不同的图像,对物质加以区分。光纤透照技术诊断龋损的原理是利用龋齿病变区的光学性质不同于周围的正常牙体组织,腐坏的组织由于无机物质的脱矿、有机物质的分解,导致物质流失结构改变增加光的散射并吸收光子,从而使龋齿病变区出现阴影,医生通过脱矿区域的阴影与健康牙体组织的高透影对比,分析是否龋坏及龋坏范围。

1970年Friedman等提出无创、方便、又能显示龋损三维信息的光纤透照方法,而后近几十年来逐渐受到人们的广泛关注。1995年,无电离辐射的光透照法被报道用于检测和诊断后牙龋病。自此,基于可见光和近红外光的透照方法一直在被研究发展。早期光纤透照法方法简单便捷,但仅仅适用于邻面,且敏感性不高,不能用于精准的定量分析。

1997年,数字化光纤透照被介绍作为一种更敏感,无辐射的辅助方法用于早期龋病的诊断,其原理是用可见光(波长在400~700nm之间)对牙齿进行透照,然而,由于牙齿组织的强烈光散射,可见光无法穿透到牙釉质中。随着对光波研究的深入,以及摄像系统的改进,2012年,欧洲推出一种商业的近红外光透照装置,名为DIAGNOcam,该装置使用近红外光的波长为780nm,其带有光纤的弹性臂将光通过牙龈和牙槽骨传输到牙根,并从根部传递到牙冠上。

数字化光纤透照将数字化摄取照片技术与光纤透照法相结合,光源发出光,通过放置在口腔内的纤维探头,照射在牙面上,光与牙体组织发生相互作用,有脱矿的牙体组织不同于周围正常牙体组织,传感器捕捉临床数据,将图像进行数字化处理传入计算机,继而得到牙齿的透射图像,通过与周围组织的明暗对比,判断龋坏及其范围。新型数字化光纤透照技术能够在去腐之前,用无创、无辐射的方法,反复、多次检查并摄取检测图像,通过所获取的数据信息评估龋洞深度。

2.光纤透照在龋齿探测中的应用

光纤透照技术可用于检测面龋、邻面龋、继发龋、氟斑牙、牙隐裂等。2016年Masati等的研究结果表明,近红外光透照装置可用于微裂纹的检测,并且显示近红外光透照加荧光染色是无创、且可椅旁检测釉质微裂纹的有效观察方法。数字化光纤透照技术也可用于诊断氟斑牙,有研究显示,数字化光纤透照诊断氟斑牙时图像呈现出弥漫集中的黑色阴影,其诊断效果优于定量光导荧光技术和定量激光荧光技术。近年来,数字化光纤透照多应用于邻面龋齿诊断研究中。

Laitala等分别使用视诊、翼片和数字化光纤透照技术对2103颗磨牙和前磨牙进行邻面检测,结果显示非侵入数字化光纤透照技术能更好地发现邻面早期龋损。Staninec等的研究显示近红外线成像对于探测龋损有很大潜力。Kim等的研究中也提到用数字化光纤透照法检查早期龋齿。

1)光纤透照法的探测方向及波长

目前国内外已有一些关于数字化光纤透照技术应用于探测龋坏的研究。现市场上使用的DIAGNOcam主要为从面摄取图形,存储信息、诊断龋坏,但有研究使用的光纤透照仪也可从不同方向对牙齿进行检查。Abogazalah等使用美国的可见光光纤透照仪从面以及颊舌面(轴面)来摄取图像,与专业人员视诊进行对比,以显微CT为标准,显示对于未形成洞的邻面龋损的检测,光纤透照法使用轴位视图比面视图表现更好。

对于光纤透照法从何方向来摄取图像,现在还受限于设备,不同设备的检测效果有待进一步研究。有研究发现,近红外光的波长较长,可减少光在牙釉质中的散射,穿透的更深,适合用于开发早期龋齿检测和成像的新光学诊断工具。1310nm的近红外光易透过牙釉质,并可在龋损与周围硬组织之间达到良好的对比。此外,与可见光相比830nm光提高了图像的对比度,但较1310nm对比度小。1310nm波长的近红外线光具有较好的釉质穿透性,但费用较高。近年来780nm的近红外线光有一些应用。对于光纤透照使用的光的波长需平衡图像质量与费用等相关问题,也依赖于仪器设备的研发,需进一步深入研究。

2)光纤透照法的灵敏度和特异度

用光纤透照法探测邻面龋,多数研究显示其在诊断早期釉质龋的敏感性和特异性较高。2012年Astvaldsdóttir等的体外研究以组织学为金标准,比较数字化光纤透照法、胶片和数字化放射片诊断邻面龋的准确性和有效性,在研究中显示,数字化光纤透照法在诊断釉质龋的诊断准确性和有效性优于放射线,在诊断牙本质龋可与放射线相媲美。对于临床治疗,准确判断龋损深度有重要的意义。

2017年于江利等用德国KaVo的波长为780nm近红光光纤透照仪检测离体恒牙未累及边缘嵴的邻面龋深度的具体定量数值,其与去净腐质的实际洞深基本一致,两者的相关系数可达到0.951。2005年Young等用Electro-OpticalSciences公司的光纤透照仪,以组织学为标准显示数字化光线透照法不能提供准确的定量信息,但可显示牙体表面的早期脱矿,同时放射片测量的病变深度与组织学分析测量的病变深度没有统计学差异。相反结果的原因可能是由于现有仪器设备的不同或是诊断标准的不同,但也不排除数字化光线透照法确不能提供准确的定量信息。

Sochtig等的临床实验对85例患者的127个邻面龋进行的研究显示光纤透照法与翼片对牙本质龋诊断的符合率可达到95.3%,但此研究未能计算出敏感性和特异性。2016年一项体内研究使用近红外光检测不能直视龋损的邻面龋,显示视诊准确性为1.6%,激光荧光准确性为66.7%,数字放射线片的准确性为96.1%,近红外线透照牙本质龋准确性为29.1%,牙釉质-牙本质界内的龋准确性为99.2%。翼片的Az值为0.984和近红外线透照釉牙本质界内的Az值为0.992,两种方法表现基本相同。

近红外线的光纤透照技术在诊断釉质龋的准确性较高,可减少或替代翼片使用。但由于体内研究需遵循基本的伦理要求,并且没有验证良好的部位或釉质龋的损害,因此阴性结果被排除,高灵敏度被记录。在乳牙诊断方面,周琼等的研究表明以去净腐质的实际洞深为金标准,近红外光透照技术诊断乳磨牙早期邻面龋具有接近于翼片的准确度,且使用安全,简便,无辐射,适用于儿童口腔临床,但去净腐质的洞深作为金标准,需加以探讨。体内研究缺乏阴性样本,选择验证的病例多为已发生龋坏的牙,存在偏倚,其研究结果需加以斟酌。

3)光纤透照法的可重复性

光纤透照法简单、易操作。陈君等的研究显示检查者之间的Kappa值为0.69,检查者自身的Kappa值为0.79,可靠性为优,高于视诊及翼片。光纤透照法检测龋齿的可靠性高,更易被检查者掌握并达到统一要求。Abogazalah等在体外研究中证实,近红外光透照和数字化放射片在检测未形成洞的邻面龋的准确性方面表现相同,光纤透照在重复性、一致性及与μ-CT的相关性等方面优于数字化放射片。光纤透照检测龋坏简单、易行,呈现的图像类似于X线,便于检查者理解同时判断龋坏,检查者之间以及检查者自己可达到良好重复性。

4)光纤透照法缺点

由于光纤透照的原理是光线通过牙釉质与牙本质的表面散射和吸收形成,牙体表面的污渍、色素等可能造成假阳性,牙体内的充填物,冠部修复体等也会阻挡光,造成相应区域的不可检测。光线透照时还需要避开其他光源照射,在相对暗的视野进行检查照射。同时现有透照设备的纤维探头较大,偶会引起患者的不适感。

光纤透照技术的应用可减少X线检查,提高临床检查的安全性、舒适性;直观的图像显示,便于与患者沟通,促进建立良好的医疗环境。早期发现釉质病变,可帮助临床医生早期进行无创治疗,预防或延缓龋病的进展。其透照方向及摄取图像方向、波长因素及准确性等有待进一步明确,而光纤透照技术使用具体方法也有待规范化。

来源:杨昳,奚瑾秋,尚佳健.光纤透照在龋齿诊断中的应用研究进展[J].北京口腔医学,2020,28(02):118-120.

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