定量光激發(fā)熒光技術(shù)在齲病診斷中的應(yīng)用研究進展

杜亞鑫

齲病是人類常見、多發(fā)的口腔疾病，在口腔疾病的發(fā)病率中，位居前列。目前臨床對齲病的診斷方法主要是視診、探診以及影像學(xué)檢查。由于傳統(tǒng)檢查方法的準(zhǔn)確度受到牙齒解剖形態(tài)的影響，因此最終齲病的診斷極大程度依賴臨床醫(yī)生的主觀經(jīng)驗[1]。定量光激發(fā)熒光技術(shù)(quantified light-induced fluorescence, QLF)是一種非破壞性定量測量牙體礦化狀態(tài)的技術(shù)，早年作為檢測手段主要應(yīng)用于實驗室研究，近年來在口腔診療中的應(yīng)用愈加廣泛，可用于齲病、隱裂牙的診斷[2]、菌斑檢測[3]等。本文將對QLF技術(shù)在齲病診斷中的應(yīng)用作一綜述。

1 QLF技術(shù)背景

QLF技術(shù)的基礎(chǔ)是熒光技術(shù)，使用高強度藍光照射牙齒表面時，健康的牙體組織呈現(xiàn)出綠色的熒光，而齲損或脫礦的牙體組織發(fā)出的熒光強度減弱[4]。這是由于脫礦的牙體組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使熒光的散射增加，造成熒光量損失，呈現(xiàn)出暗區(qū)[5]。QLF系統(tǒng)將病損邊界以外的正常牙體組織的熒光強度默認為正常值，通過軟件分析計算出病損區(qū)相比周邊正常組織的熒光損失程度，得出三個參數(shù)：病損區(qū)總熒光損失量ΔQ，病損區(qū)域的面積A(mm2)，病損區(qū)熒光損失量的平均值ΔF(ΔF=ΔQ/A)。病損區(qū)熒光損失量的平均值是最常用的參數(shù)，病損區(qū)的脫礦程度越高，病損區(qū)熒光損失量的平均值越大。

藍光投射到牙齒表面后，細菌的卟啉類代謝產(chǎn)物會激發(fā)形成紅色熒光[6]。能夠產(chǎn)生激發(fā)紅色熒光的細菌通常已經(jīng)能夠形成成熟的菌斑或生物膜，如牙周炎、齲壞等。QLF系統(tǒng)測量牙齒表面的紅色熒光，使用參數(shù)ΔR表示紅色熒光量，反應(yīng)局部區(qū)域有菌斑堆積[7]。在齲壞病損區(qū)域，菌斑區(qū)域以及牙結(jié)石區(qū)，紅色熒光量有明顯增高[8-9]。

QLF系統(tǒng)主要包含兩個部分：通過特定波長的單色光照射牙齒表面，并采用高濾過的透鏡拍攝熒光圖像；使用圖像分析軟件對熒光圖像進行定量分析。QLF技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)經(jīng)歷了三代設(shè)備的更新，系統(tǒng)基本構(gòu)成不變，均采用峰值波長為405 nm的藍光作為激發(fā)光，但過濾器和拍攝設(shè)備有所不同。第一代設(shè)備Inspektor Pro采用轉(zhuǎn)換波長>520 nm的過濾器，用CCD微型相機拍攝圖像。第二代設(shè)備QLF-D采用LED燈作為激發(fā)光，并增加了雙層過濾器，使用單反相機拍攝圖像。第二代設(shè)備可以獲得質(zhì)量更高的紅色熒光圖像，檢測出更細微的差異[6,10]。第三代設(shè)備Qraycam采用高透的玻璃過濾器以及CCD微型相機。有研究表明，三代設(shè)備測量的病損區(qū)熒光損失量的平均值無明顯差異，均有較高的診斷效能[5]。但是三代設(shè)備的過濾器不斷改良，對于紅色熒光的探查能力逐步提高，紅色熒光量的診斷準(zhǔn)確度有明顯提升。另外，第二代和第三代設(shè)備便攜性更強，方便臨床操作，后牙還能通過口鏡反射拍攝高質(zhì)量圖像。

2 QLF在恒牙齲病診療中的應(yīng)用

2.1 早期平滑面齲的診斷

光滑面早期齲壞的臨床表現(xiàn)主要是釉質(zhì)脫礦引起的白堊斑，這是正畸治療常見的并發(fā)癥。正畸患者佩戴固定矯治器后口腔衛(wèi)生清潔的難度增大，牙面菌斑堆積。正畸患者白堊斑的發(fā)生率46%～73%，在去除托槽后半年內(nèi)尤為明顯[11]。白堊斑階段應(yīng)進行非手術(shù)治療使脫礦的牙釉質(zhì)再礦化，對于已經(jīng)出現(xiàn)的缺損采用微創(chuàng)治療來最大限度保留健康牙體組織，因此釉質(zhì)白堊斑的早期診斷十分重要。

目前臨床上白堊斑的檢查方式主要是視診，但是肉眼難以分辨輕微的釉質(zhì)脫礦，易造成漏診，并且無法評估釉質(zhì)的脫礦程度。有研究表明QLF技術(shù)能檢測光滑面釉質(zhì)齲壞早期礦物質(zhì)量的微小改變，檢測敏感度較高[12]。病損區(qū)熒光損失量的平均值的大小與釉質(zhì)脫礦程度有明顯相關(guān)性[4,13-14]，QLF技術(shù)利用病損區(qū)熒光損失量的平均值分析釉質(zhì)的脫礦程度。

有學(xué)者使用QLF技術(shù)評估釉質(zhì)早期齲壞的齲損活躍性[15-16]。具體做法是在白堊斑上覆蓋濕棉球作用60 s，再用壓縮氣體將濕牙面吹干，分別在0、5、15 s時進行QLF檢測。利用參數(shù)病損區(qū)總熒光損失量(ΔQ)的變化量除以間隔時間，得出新的參數(shù)ΔQv，表示ΔQ隨吹干時間變化的速度。ΔQv與白堊斑的活躍性有很強的相關(guān)性，活躍性白堊斑的ΔQv值明顯高于非活躍性白堊斑。原理是活躍齲損區(qū)的釉質(zhì)含有大量的微通道，通透性比非活躍齲更高，被吹干時液體蒸發(fā)速度較快。

QLF技術(shù)對平滑面齲的早期診提供依據(jù)[17-18]，不僅能通過對比再礦化液作用前后的參數(shù)值變化來評估再礦化治療效果[19-21]，還能判斷白堊斑的齲活性，這對臨床決策制定有很大指導(dǎo)意義?；钴S的白堊斑會出現(xiàn)持續(xù)進展的脫礦，需要及時進行干預(yù)治療，而非活躍期的白堊斑脫礦不再繼續(xù)進展，甚至已經(jīng)出現(xiàn)再礦化。目前關(guān)于QLF技術(shù)對白堊斑齲活性的研究較少，未來需要進行進一步大樣本的臨床研究來確定診斷閾值。

2.2 早期窩溝齲的診斷

牙齒表面復(fù)雜的窩溝是齲病的好發(fā)部位，且容易發(fā)生隱匿性齲。早期窩溝齲未形成明顯齲洞，與正常牙齒的窩溝色素沉著易混淆，傳統(tǒng)的視診以及探診方式易造成漏診。另外，齲病只有在發(fā)展到一定程度時才能被影像學(xué)檢查檢出，齲壞早期的輕度脫礦在X線片上經(jīng)常沒有明顯改變。窩溝齲的診斷是臨床的重點和難點之一。近年來有研究表明QLF技術(shù)可以用于檢測窩溝早期齲壞[22-25]。QLF技術(shù)利用藍光照射牙齒，齲損區(qū)域出現(xiàn)綠色熒光的損失，細菌以及代謝產(chǎn)物激發(fā)紅色熒光。其用于探查早期未形成齲洞階段的齲損，探查能力是常規(guī)視診檢查的2倍[26]。

Jallad等[27]的研究以組織病理切片為金標(biāo)準(zhǔn)，QLF技術(shù)診斷早期窩溝齲壞的AUROC值約0.9～0.94，診斷效能較高。Lee等[28]也以組織病理切片作為金標(biāo)準(zhǔn)，研究QLF技術(shù)對早期窩溝齲壞與窩溝著色的鑒別診斷能力。結(jié)果表明QLF檢查中的病損區(qū)熒光損失量的平均值和紅色熒光量均與病理組織切片的檢查結(jié)果具有明顯相關(guān)性。這兩者診斷的AUROC值分別為0.94和0.91，兩個參數(shù)均有較高的診斷效能，且紅色熒光量略優(yōu)于病損區(qū)熒光損失量的平均值。Oh等[29]的研究也有類似的結(jié)論，紅色熒光量對于早期窩溝齲壞AUROC為0.91，病損區(qū)熒光損失量的平均值為0.84。

QLF技術(shù)不僅用于早期窩溝齲壞的探查診斷，還能夠通過定量分析來評估齲壞進展的程度。Jung等[22]的研究根據(jù)病損區(qū)熒光損失量的平均值以及紅色熒光量的數(shù)值變化制定了QLF技術(shù)對窩溝齲壞的診斷評分系統(tǒng)，這兩者均與齲壞的進展深度有明顯相關(guān)性，AUROC為0.807～0.976，診斷效能較高。

QLF技術(shù)對早期齲壞脫礦探查效果較好，病損區(qū)熒光損失量的平均值與脫礦深度有很高的相關(guān)性[23]。牙齒窩溝經(jīng)常有不同程度的著色，這可能會影響病損區(qū)熒光損失量的平均值的診斷準(zhǔn)確度。因為在著色的窩溝中，色素分子可能會吸收熒光，也可能會造成熒光量損失，產(chǎn)生假陽性結(jié)果。窩溝齲損區(qū)域有大量的細菌以及代謝產(chǎn)物存在，產(chǎn)生明顯的紅色熒光，而窩溝著色無明顯的紅色熒光。紅色熒光量對于窩溝著色以及窩溝早期齲壞的鑒別診斷效能較高，使用病損區(qū)熒光損失量的平均值與紅色熒光量聯(lián)合診斷能進一步提高早期窩溝齲壞的診斷準(zhǔn)確度。

2.3 鄰面齲的診斷

鄰面齲壞的解剖位置特殊，約75%的鄰面齲壞位于接觸點區(qū)域，25%位于接觸點以下[30]，增加了臨床檢查的難度。鄰面齲進展累及邊緣嵴時可從牙合面探查到，但是對于齲損面積和深度較小的鄰面齲，傳統(tǒng)視診以及探診均難以發(fā)現(xiàn)。咬翼片是檢查鄰面齲壞最常用的方法，然而咬翼片的診斷效能受到各種因素的影響，比如膠片類型、圖像強度及對比度、圖像的分辨率、操作者的技能以及讀片能力等。

體外研究表明QLF技術(shù)檢查鄰面齲的結(jié)果與影像學(xué)檢查具有明顯相關(guān)性[31]。該研究中采用病損區(qū)熒光損失量的平均值作為參數(shù)診斷鄰面齲，具有較高的敏感度(78.12%)和特異度(86.84%)，AURO值為0.902，診斷效能較高，該結(jié)果與Ko的研究結(jié)果[32]一致。Ko的體外研究中，QLF技術(shù)檢查鄰面齲的敏感度和特異度分別為0.75和0.84，診斷效能與視診結(jié)合影像學(xué)檢查相當(dāng)。Kim[31]的體內(nèi)臨床研究表明病損區(qū)熒光損失量的平均值和紅色熒光量對鄰面牙本質(zhì)齲壞具有較高的診斷效能(AUROC值分別為0.86和0.902)。

但也有研究表明QLF技術(shù)對鄰面齲壞的診斷敏感度(0.74)和特異度(0.73)較低，AUCOC值為0.81，診斷效能不如影像學(xué)檢查[29]。鄰面齲壞齲損區(qū)的熒光只能透過釉質(zhì)邊緣嵴觀察到，反射出的熒光量更小，齲損區(qū)域熒光的細微變化難以檢測[33]。QLF技術(shù)對鄰面齲的檢測能力與設(shè)備投照方向有關(guān)，從頰舌側(cè)探查效果優(yōu)于牙合面[32,34]。另外，鄰面齲壞位置越靠近牙合面邊緣嵴，QLF設(shè)備在牙合面方向越容易檢測到齲損[35]。

目前研究表明QLF技術(shù)用于恒牙鄰面齲壞的診斷效能較高。但是由于鄰面齲壞特殊的解剖位置，QLF技術(shù)的診斷效果受齲壞位置，齲損進展深度，以及檢測方向的影響。

2.4 繼發(fā)齲的診斷

充填物邊緣的繼發(fā)齲壞是導(dǎo)致重新充填的最主要原因，臨床醫(yī)生應(yīng)該對繼發(fā)齲進行早期探查診斷，及時制定正確的治療決策，避免齲壞進一步進展破壞更多牙體組織甚至累及牙髓。目前臨床上主要采用的視診、探診并結(jié)合影像學(xué)檢查對繼發(fā)齲進行診斷。對于早期的繼發(fā)齲，視診和探診檢查容易造成漏診，并且可能與修復(fù)體邊緣老化變色混淆。輕度的繼發(fā)齲壞可能在影像學(xué)檢查時不能顯影，并且容易被充填物遮擋，影響判斷。有學(xué)者提出用QLF技術(shù)檢測早期繼發(fā)齲[36]，通過熒光量的變化檢測充填物邊緣牙體組織脫礦的情況，對早期繼發(fā)齲做出準(zhǔn)確的診斷[37-38]。但也有研究結(jié)果表明QLF技術(shù)對繼發(fā)齲的診斷準(zhǔn)確度與視診檢查無明顯差異[39]。

QLF技術(shù)在繼發(fā)齲的診斷方面目前研究較少，缺乏足夠樣本的臨床研究，對于其是否優(yōu)于視診檢查，目前還沒有明確的結(jié)論。

2.5 深齲治療決策的制定

深齲的治療也是口腔臨床工作難點之一，過度去腐可能會損傷牙髓組織，去腐不足則會導(dǎo)致齲壞進一步進展。感染牙本質(zhì)中有大量活躍的致齲菌，需要完全去除，部分近髓的脫礦牙本質(zhì)可以適當(dāng)保留[40]。目前臨床醫(yī)生主要通過觀察剩余牙本質(zhì)的顏色，形態(tài)和硬度來判斷去腐終點。但是這種方法較為主觀，有可能產(chǎn)生錯誤的判斷?；钴S齲損中含有大量細菌代謝產(chǎn)物，已有研究利用QLF技術(shù)檢測齲損區(qū)的紅色熒光來評估齲損區(qū)域的齲活躍性[41]。Lee等[42]的臨床病例研究中，采用常規(guī)方法去腐后，利用QLF技術(shù)依然在剩余牙本質(zhì)中檢測到強烈的紅色熒光，需要進一步去腐。另一項研究中，深齲洞底牙本質(zhì)顏色呈較暗的顏色，使用QLF技術(shù)檢測剩余深色的牙本質(zhì)，未發(fā)現(xiàn)明顯紅色熒光，選擇保留[43]。

QLF技術(shù)是一種較為客觀的檢測方法，與傳統(tǒng)的通過顏色硬度判斷剩余牙體組織狀態(tài)的方法相比更為準(zhǔn)確直觀。在深齲去腐時采用QLF技術(shù)檢測剩余牙體組織的齲活躍性，有助于指導(dǎo)臨床醫(yī)生準(zhǔn)確判斷去腐終點，為正確制定臨床決策提供客觀依據(jù)。

3 QLF在乳牙齲病診斷的應(yīng)用

乳牙的釉質(zhì)厚度比恒牙小，且更容易有菌斑堆積，抗齲能力較弱，齲病發(fā)展迅速。乳牙齲病的早期診斷以及治療尤為重要。目前視診聯(lián)合影像學(xué)檢查依然是齲病診斷的基礎(chǔ)方法，然而AAE的指南不推薦對兒童齲壞診斷進行放射檢查。QLF技術(shù)可能替代放射線檢查成為兒童乳牙齲壞的有效診斷方法[44-45]。

Pontes等[46]的體外研究以組織病理切片檢查為金標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果表明QLF技術(shù)對乳牙齲壞的準(zhǔn)確度與普通視診檢查無明顯差異，Diniz等[47]的研究也得出了相同的結(jié)論。這兩項研究是對乳牙齲病進行不同齲壞程度的分級研究，QLF技術(shù)診斷釉質(zhì)齲的準(zhǔn)確度不高，但對于牙本質(zhì)齲的診斷準(zhǔn)確度較高。

Cho等[48]的一項臨床研究以視診結(jié)合影像學(xué)檢查為金標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果表明QLF技術(shù)對乳牙齲壞的診斷效能較高。該研究中QLF技術(shù)具有較高的診斷敏感度(0.72～0.91)和特異度(0.74～0.96)，AUROC值為(0.861～0.940)，表明QLF技術(shù)具有與視診和影像學(xué)相當(dāng)?shù)脑\斷能力。

乳牙釉質(zhì)層較薄，礦化程度更低，光線進入牙釉質(zhì)層之后更容易到達釉牙本質(zhì)界。光線在牙本質(zhì)層更容易被熒光團吸收，這使得QLF設(shè)備能夠更好地檢測到熒光的改變[49]。與恒牙相比，QLF在乳牙上能捕捉到更小的熒光變化量，因此該技術(shù)用于檢查診斷乳牙的齲病更加有效。QLF技術(shù)是一種無創(chuàng)的檢查方式，沒有放射線損害，可與傳統(tǒng)視診檢查結(jié)合以更有效更精確地檢查診斷乳牙齲病。但是乳牙表面的菌斑軟垢較多，產(chǎn)生的紅色熒光會造成結(jié)果假陽性，在臨床檢查前應(yīng)對牙面進行清潔。

4 小 結(jié)

QLF技術(shù)是一種非破壞性的齲病檢查方法，用于光滑面早期齲、窩溝齲、鄰面齲，以及繼發(fā)齲的診斷。QLF技術(shù)不僅精確地檢測出齲損區(qū)域，實現(xiàn)齲病的早期診斷，還能定量分析病損程度，評估病損區(qū)域的齲活性，為制定正確的臨床決策提供客觀依據(jù)。它避免了放射線的損害，尤其適用于對兒童以及孕婦的檢查[13]。目前對于QLF技術(shù)的研究已經(jīng)表明它在診斷早期齲病方面有一定作用，能夠作為臨床檢查的一種補充方法。隨著未來QLF技術(shù)在臨床診斷的應(yīng)用愈加廣泛，可以設(shè)定各類齲病的診斷閾值，使臨床工作更加便捷。