Laserowe obrazowanie i diagnostyka próchnicy w technologii Near

laser_diagnostyka
Laserowe obrazowanie i diagnostyka
próchnicy w technologii
Near Infrared Digital Imaging
Fibre Optic Trans Illuminiscence
Caries diagnostics and imaging using laser
technology NIDIFOTI
Autor_Maciej Mikołajczyk
Streszczenie: W artykule opisano wykorzystanie w stomatologii lasera diodowego o niskiej mocy, emitującego promieniowanie podczerwone
do diagnozowania obecności ubytków próchnicowych. Technologia laserowa jest całkowicie nieinwazyjna dla pacjenta, gdyż wykorzystuje
promieniowanie niejonizujące, w przeciwieństwie do rtg. Badanie jest szybkie i bezbolesne, a jego wynik można zarejestrować w postaci
obrazu zęba, który można zaprezentować pacjentowi. Pozwala wykryć 99% ubytków klasy I i II, również w trudnej do diagnozowania okolicy
przydziąsłowej międzyzębowo. Technologia laserowa wykorzystująca podczerwień wydaje się mieć ogromną przyszłość w stomatologii, dzięki
swojej nieinwazyjności i wysokiej skuteczności.
Summary: Article describes the usage of low power, infrared wavelength, diode laser in detecting carious lesions. Laser technology is
noninvasive for the patient, as it is not using ionizing radiation like RTG diagnostics. Examination is a fast and painless procedure, and the
result comes in a form of the image, that can be presented to a patient. It allows to detect 99% of cavities class I and II, also in the interpoximal
space. Laser technology using infrared wavelength seems to be the future of caries diagnostics in dentistry, owing this to its noninvasiveness
and high reliability.
Słowa kluczowe: próchnica, ubytek, diagnoza.
Key words: caries, cavity, diagnostics.
_Niezawodna diagnostyka próchnicy to,
wobec powszechności tej choroby, jedno
z najpoważniejszych wyzwań w stomatologii
zachowawczej. Zmiany w diecie, jak również nieustanny rozwój w dziedzinie środków do higieny
jamy ustnej wpływają na zmiany w lokalizacji
i wyglądzie pierwotnych ubytków próchnicowych u pacjentów. „Tradycyjne” metody wykrywania próchnicy w oparciu o kontrolę wzrokową
i dotykową przy pomocy zgłębnika stają się coraz bardziej niewystarczające.
Większość ubytków próchnicowych jest zlokalizowanych w bruzdach na powierzchniach zgryzowych zębów lub też na ścianach stycznych zębów,
poniżej punktu wzajemnego kontaktu sąsiednich
zębów. Przestrzeń styczna jest trudnodostępna do
oczyszczania przez pacjenta, więc gromadząca się
16
laser
2_2016
tam płytka nazębna może oddziaływać na szkliwo
przez dłuższy czas. Dodatkowo ściany styczne zębów są najtrudniejszą przestrzenią do diagnozowania stanu szkliwa przez lekarza dentystę.
Wobec trudności diagnostycznych w badaniu
wizualnym i dotykowym przestrzeni stycznych,
wykorzystuje się w tym celu zdjęcia rtg skrzydłowo-zgryzowe. Badanie takie nie jest jednak
obojętne dla zdrowia pacjenta ze względu na
promieniowanie jonizujące, nie powinno więc być
przeprowadzane zbyt często. Jego zastosowanie
i przydatność diagnostyczna jest ograniczona
u dzieci i dorosłych ze względu na aspekty zdrowotne (np. u kobiet w ciąży). Dodatkowo zdjęcia
rtg nie sprawdzają się dobrze w diagnozowaniu
ubytków ograniczonych do szkliwa na wczesnym
etapie rozwoju.
laser_diagnostyka
Ryc. 2
Ryc. 1
Ryc. 1_Technologia NIDIFOTI wymaga lasera
diodowego sprzężonego z kamerą na podczerwień
połączonych tak, aby głowica urządzenia bez problemu
mieściła się w ustach pacjenta. Laser pozwala na
prześwietlenie zęba, a kamera rejestruje powstały
w ten sposób obraz.
Ryc. 2_Laser emituje promieniowanie podczerwone,
które prześwietla całą koronę zęba, oświetlając
go od strony korzeniowej. Efekt prześwietlenia jest
rejestrowany przez kamerę na podczerwień i widoczny
w postaci dużego zdjęcia korony zęba na monitorze.
Ryc. 3_Badanie wymaga wprowadzenia końcówek
światłowodowych do jamy ustnej i objęcia nimi
wyrostka zębodołowego poniżej linii dziąsłowej, aby
prawidłowo „rozświetlić” koronę zęba.
Technologia NIDIFOTI – Near Infrared Digital
Imaging Fibre Optic Trans Illuminiscence to cyfrowe obrazowanie zębów prześwietlonych
światłem lasera o długości fali w zakresie podczerwieni.1 W diagnostyce takich trudnowykrywalnych ubytków można od niedawna wykorzystywać laser diodowy DIAGNOcam (KaVo),
emitujący światło o długości fali 780 nm, z zakresu podczerwieni, poza zakresem światła widzialnego.
Szkliwo wykazuje wysoką przepuszczalność
dla fal o tej długości, dużo większą niż dla światła
Ryc. 3
laser
2_2016
17
laser_diagnostyka
widzialnego – dzięki temu tkanki zębowe mogą
być prześwietlane światłem podczerwonym.2 Co
więcej, światło to ulega rozproszeniu, jeśli traia
na zaburzenia w strukturze szkliwa, np. w postaci demineralizacji lub ubytku. Rozproszenie może
spowodować miejscowy spadek ilości światła
przechodzącego nawet o 99%, co można zaobserwować w postaci ciemnych miejsc na obrazie
prześwietlonego laserem zęba.3
Ryc. 4
Transiluminacja szkliwa jest na tyle duża, że
możliwe jest prześwietlenie szkliwa i zarejestrowanie obrazu zęba przy pomocy kamery na podczerwień umieszczonej nad powierzchnią okluzyjną zęba – w widoku „z góry”.4
Na takim obrazie widoczne są:
_demineralizacje szkliwa,
_ubytki próchnicowe powierzchni zgryzowych
i stycznych,
_wypełnienia,
_nieszczelności wypełnień,
_pęknięcia szkliwa.
Ryc. 5
Promieniowanie podczerwone jest emitowane laserowo poprzez światłowody umieszczane
po obu stronach wyrostka zębodołowego, poniżej
przebiegu linii dziąsła. Promieniowanie przenika
przez tkanki miękkie i twarde, a efekt transiluminacji jest rejestrowany za pośrednictwem kamery
umieszczonej bezpośrednio nad zębem. Kamera
daje więc obraz zęba widzianego z góry, od strony
powierzchni okluzyjnej.
Obraz jest czarno-biały (rejestrowane jest
wszak promieniowanie podczerwone), ząb można
obejrzeć w różnych odcieniach szarości (jaśniejsze szkliwo, ciemniejsza zębina), z zaznaczonymi
na czarno lub ciemnoszaro zmianami próchnicowymi.
Ryc. 6
Ryc. 4_Badanie z wykorzystaniem urządzenia DIAGNOcam (KaVo) jest
całkowicie bezbolesne dla pacjenta i nieinwazyjne dla jego organizmu.
Ryc. 5_Diagnozowanie stanu jamy ustnej u pacjenta trwa krótko (kilka
minut) i pozwala uzyskać obraz każdego zęba lub zarejestrować ilm
z prześwietlania wszystkich zębów.
Ryc. 6_Uzyskany w wyniku prześwietlenia w technologii NIDIFOTI
obraz korony zęba w widoku od strony okluzyjnej z widocznym ubytkiem
próchnicowym I klasy.
18
laser
2_2016
Zastosowanie
technologii
obserwacji
w podczerwieni ma rozliczne zalety kliniczne.
Przebarwienia szkliwa lub osad w bruzdach nie
powodują dużego rozpraszania promieniowania,
łatwo więc je odróżnić od rzeczywistych zmian
próchnicowych. Podobnie zachowują się zmiany rozwojowe szkliwa lub luoroza – w świetle
widzialnym nie sposób odróżnić szkliwa hiperzmineralizowanego od hipozmineralizowanego – obie sytuacje wyglądają jak białawe plamy
w szkliwie. W świetle podczerwonym rozróżnienie jest bardzo łatwe, gdyż hipomineralizacja daje
obraz wyraźnych, ciemnych obszarów, a hipermineralizacja nie zakłóca biegu promieniowania
podczerwonego.5,6
laser_diagnostyka
Ryc. 7
Ryc. 8
Ryc. 9
Ryc. 10
Ryc. 11
Ryc. 7_Uzyskany w wyniku
prześwietlenia w technologii
NIDIFOTI obraz korony zęba
w widoku od strony okluzyjnej
z widocznym ubytkiem
próchnicowym II klasy.
Ryc. 8_Uzyskany w wyniku
prześwietlenia w technologii
NIDIFOTI obraz korony zęba
w widoku od strony okluzyjnej
z widocznym ubytkiem
próchnicowym II klasy przy
nieszczelnym wypełnieniu
amalgamatowym (metal jest
nieprzenikalny dla światła
podczerwonego, stąd na
prześwietleniu zaznacza się na
czarno).
Ryc. 9_Uzyskany w wyniku
prześwietlenia w technologii
NIDIFOTI obraz korony zęba
w widoku od strony okluzyjnej
z widocznym ubytkiem
próchnicowym przy nieszczelnym
wypełnieniu kompozytowym.
Ryc. 10_Uzyskany w wyniku
prześwietlenia w technologii
NIDIFOTI obraz korony zęba
w widoku od strony okluzyjnej,
ząb odbudowany przy pomocy
korony pełnoceramicznej
– ceramika w pełni pozwala
na ocenę tkanek zęba, gdyż
przepuszcza promieniowanie
podczerwone.
Ryc. 11_W przypadku wczesnych
ubytków na powierzchni
zgryzowej często pojawia się
problem podjęcia prawidłowej
decyzji o leczeniu: czy ma to być
proilaktyka, czy też lakowanie,
czy może już preparacja
i wypełnienie ubytku.
laser
2_2016
19
laser_diagnostyka
laserowej to 66,7%, podczas gdy zdjęcia skrzydłowo-zgryzowe pozwalają na wykrycie 96%
takich ubytków. W tym badaniu skuteczność
DIAGNOcam’u w wykrywaniu ubytków na powierzchniach stycznych wyniosła 99,2% i była
najwyższa spośród wszystkich badanych metod.7
Ryc. 12_Zdjęcie wykonane
DIAGNOcam’em ujawnia
podminowanie szkliwa w bruździe
środkowej, które wymaga
preparacji wiertłem.
Ryc. 12
Możliwości urządzenia DIAGNOcam zostały
dokładnie przebadane. Porównywano skuteczność diagnostyki przy pomocy podczerwieni
z tradycyjnymi metodami diagnostycznymi. Wg
badaczy: Kühnisch, Lussi i Hickel, w przypadku
diagnozowania zmian próchnicowych na powierzchniach stycznych bez wyraźnego ubytku
tkanek, skuteczność badania wzrokowego wynosi zaledwie 1,6%. Skuteczność luorescencji
Ryc. 13_Ubytek po opracowaniu
w zakresie wskazanym badaniem
NIDIFOTI.
20
laser
2_2016
Ryc. 13
DIAGNOcam jest pierwszym i obecnie jedynym na rynku urządzeniem wykorzystującym tą
technologię w stomatologii do wykrywania ubytków próchnicowych z jak największą skutecznością. Zbudowane jest z lasera diodowego niskiej
mocy, emitującego promień światła w zakresie
podczerwonym oraz kamery na podczerwień, rejestrującej obraz prześwietlonego zęba. Głowica
urządzenia jest wprowadzana do ust pacjenta
w taki sposób, aby promień lasera mógł prześwietlić całą koronę zęba.
Promieniowanie podczerwone przenika przez
tkanki miękkie oraz twarde, ulegając częściowemu pochłonięciu lub rozproszeniu w miejscu
ubytków próchnicowych. Dzięki temu możemy
laser_diagnostyka
Ryc. 14_Wczesna diagnostyka w połączeniu
z minimalnie inwazyjnym opracowaniem
tkanek pozwala na skuteczniejsze leczenie
zachowawcze i wykonywanie wypełnień
w mniejszym zakresie.
Ryc. 15_Trudności diagnostyczne wstępują
zwłaszcza w przypadku ubytków klasy II,
które nie naruszają listewki szkliwnej, takie
ubytki często nie są widoczne nawet na
zdjęciach rtg.
Ryc. 14
zarejestrować obraz korony zęba z prawidłowo
rozświetlonymi zdrowymi szkliwem i zębiną oraz
ciemne (lub wręcz czarne) zabarwienie tkanek
w miejscach ubytków próchnicowych.
Przeprowadzone w ten sposób badanie jest
krótkotrwałe i całkowicie bezbolesne dla pacjenta.
Co więcej, zakłada wykorzystanie promieniowania
świetlnego, które nie jest jonizujące (w przeciwieństwie do rtg), więc nie ma żadnych ograniczeń
w przeprowadzaniu badania – można je dowolnie
powtarzać, nie ma przeciwwskazań do stosowania
urządzenia u kobiet w ciąży i u dzieci. W przypadku
stosowania DIAGNOcam u dzieci można przeprowadzić badanie w obecności rodziców.
Co również istotne, dla dokładności badania nie ma znaczenia stopień oczyszczenia zębów, można więc je przeprowadzać również bez
uprzedniego, higienizującego przygotowania
pacjenta. Zdjęcia uzyskane przez DIAGNOcam
są łatwe w interpretacji ze względu na kontrast
pomiędzy tkankami zdrowymi i chorymi. Dzięki
temu łatwo też omówić wynik badania uzębienia
z pacjentem i zaprezentować mu na ekranie lokalizację i rozległość ubytków próchnicowych.
Ryc. 15
laser
2_2016
21
laser_diagnostyka
Największą zaletą opisywanej techniki badania jest możliwość wykrywania i obrazowania
trudnowykrywalnych ubytków próchnicowych
na powierzchniach stycznych. Często są one
zlokalizowane poniżej punktu stycznego i kompletnie niewidoczne dla standardowych środków
badania. DIAGNOcam pozwala na ich wykrycie
i potwierdzenie diagnozy w postaci czytelnego
dla pacjenta obrazowania bez potrzeby wykonywania jakichkolwiek zdjęć rtg._
Ryc. 16_Diagnostyka NIDIFOTI
z wykorzystaniem urządzenia
DIAGNOcam (KaVo) jest w takich
przypadkach bardzo czytelna.
Ryc. 17_Ostatecznym
potwierdzeniem słuszności każdej
diagnozy jest moment otwarcia
ubytku przy pomocy wiertła.
Ryc. 16
Ryc. 17
Piśmiennictwo:
1. Jones RS, Huynh GD, Jones GC, Fried D. Near-IR trans-illumination at 1310-nm for the imaging of early dental caries. Opt
Expr. 2003; 11(18):2259-2265.
2. Bühler CM, Ngaotheppitak P, Fried D. Imaging of occlusal dental
caries (decay) with near-IR light at 1310-nm. Opt Expr. 2005;
13(2):573-582.
_autor
Dr n. med.
Maciej Mikołajczyk
Studio Estetyki
Dentystycznej „Naturalis”
Ul. Sienkiewicza 33
lok. 12,
90-114 Łódź
Tel.: 785 778 855
22
laser
2_2016
3. Fried D, Featherstone JDB, Glena RE, Seka W. The nature of
light scattering in dental enamel and dentin at visible and
near-IR wavelengths. Appl Opt. 1995; 34(7):1278-1285.
[PubMed: 21037659].
4. Jones RS, Fried D. Lasers in dentistry VIII. SPIE; San Jose:
2002. Attenuation of 1310-nm and 1550-nm laser light
through sound dental enamel; p. 187-190.
5. Darling CL, Huynh GD, Fried D. Light scattering properties
of natural and artificially demineralized dental enamel at
1310-nm. J Biomed Opt. 2006; 11(3):034023, 034021034011.
6. Fried D, Featherstone JDB, Darling CL, Jones RS, Ngaotheppitak P, Buehler CM. Early caries imaging and monitoring
with near-IR light. W. B Saunders Company; Philadelphia:
2005.
7. Kühnisch J, Söchtig F, Pitchika V, Laubender R, Neuhaus KW,
Lussi A, Hickel R. In vivo validation of near-infrared light transillumination for interproximal dentin caries detection. Clin Oral
Investig. 2016. May;20(4):821-9.