基于放射特征的難治性根尖周炎治療失敗LASSO回歸分析

馬依熱·阿布都賽麥提，瑪衣努爾·艾賽題，陳曉濤

(新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院口腔科，新疆 烏魯木齊 830001)

難治性根尖周炎主要以復(fù)發(fā)性根尖周膿腫和進(jìn)行性骨質(zhì)破壞為主要表現(xiàn)，情況嚴(yán)重者可導(dǎo)致牙最終喪失[1]，是牙髓根尖周病臨床治療的新挑戰(zhàn)。盡管新的治療理念大大提高難治性根尖周炎治愈率，但受多種因素的影響，仍有部分患者未能達(dá)到理想治療效果。因此，探究難治性根尖周炎治療失敗的影響因素是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。微生物因素和非微生物因素被認(rèn)為是難治性根尖周炎治療失敗的主要因素。Himi K等[2]在治療過程中從感染根管中提取樣本進(jìn)行細(xì)菌的分離、培養(yǎng)與鑒定，從微生物因素方面探討引起根管治療失敗的因素；在非微生物方面，Lam E等[3]利用影像學(xué)技術(shù)在顯微根尖外科手術(shù)過程中截取的根尖觀察根充情況；Ramis-Alario A等[4]采用錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描對(duì)持續(xù)性根尖周炎觀察，均認(rèn)為根管系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性可能是導(dǎo)致治療失敗的重要原因。但這些研究?jī)H通過多因素邏輯回歸篩選難治性根尖周炎治療失敗的放射學(xué)特征影響因素，這可能篩選出的變量不是最佳子集。最小絕對(duì)收縮和選擇算法(Least absolute shrinkage and selection operator)是在回歸系數(shù)的絕對(duì)值之和小于一個(gè)常數(shù)的約束條件下，使殘差平方和最小化，能篩選出最佳變量。在此背景下，本研究引入 LASSO 算法實(shí)現(xiàn)指標(biāo)集合精簡(jiǎn)，明確難治性根尖周炎治療失敗的影響因素。結(jié)果如下。

1 資料與方法

1.1臨床資料：收集2017年1月至2021年1月于我院收治的前牙根管治療失敗的難治性根尖周炎患者134例，均接受顯微根尖外科手術(shù)。經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)和患者簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合難治性根尖周炎[5]診斷；②上前牙經(jīng)常規(guī)根管治療后1年，根尖骨質(zhì)仍有破壞；③年齡20歲～50歲；④上前牙根管下段分離器械已超出根尖孔且無法取出；⑤X線片顯示上前牙根尖暗影最大直徑≤10mm。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在根管側(cè)穿；②患牙周圍支持組織減少，重度牙周??；③根尖與下牙槽、上頜竇神經(jīng)管相毗鄰。

1.2方 法

1.2.1一般資料：收集患者個(gè)體因素：年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)[體質(zhì)量指數(shù)=體質(zhì)量(kg)/身高平方(m2)]、吸煙史等資料。

1.2.2影像資料：采集納入病例的術(shù)前根尖X光片及CBCT影像資料，分析根管充填情況和可能引起治療失敗的根管解剖因素。切除根尖片段收集：將病例手術(shù)過程中切除的根尖片段于10%中性福爾馬林固定液中固定，采用配有微距鏡頭的單反照相機(jī)拍攝根尖片段樣本包括截?cái)嗝妗⒏饪?，觀察根管填充情況。顯微CT掃描：在提前制好的微孔塑料中置入根尖手術(shù)切除的樣本，于掃描管中固定，設(shè)置顯微CT掃描條件：電壓：80kV，電流：160μA，掃描厚度：24μm；掃描度數(shù)360度。將掃描后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 19.0(Materialise， Leuven，比利時(shí))圖像分析軟件中進(jìn)行重建和分析，觀察主根管、側(cè)支根管及其充填情況(水平位、矢狀位、冠狀位)。

1.2.3微生物檢測(cè)：將上述根尖片段樣本沿牙齒縱軸用金剛砂車針磨一凹槽，用骨鑿沿凹槽將其分割兩半，選取其中一半用于掃描電鏡電鏡分析，固定后的樣本先用磷酸緩沖鹽溶液0.1moL/L浸泡清洗3次，每次10min；浸入1%四氧化鋨溶液于冰箱內(nèi)(4℃)固定1h；再次用磷酸緩沖鹽溶液0.1moL/L浸泡清洗3次，每次10min；然后使用乙醇依次從50%(浸泡1次)、70%(浸泡1次)、80%(浸泡1次)、90%(浸泡1次)、100%(浸泡3次)浸泡脫水，每次10min；最后采用純六甲基二硅胺烷浸泡3次，共30min。經(jīng)上述處理后的樣本放入臨界點(diǎn)干燥儀進(jìn)行干燥；干燥后通過碳導(dǎo)電膠粘到銅標(biāo)本座上，置入IB5離子濺射儀進(jìn)行噴鍍，檢查噴鍍成功后放入掃描電鏡觀察，分析根管內(nèi)外生物膜及分布的細(xì)菌形態(tài)。

1.2.4隨訪和療效評(píng)估：隨訪觀察1年，參照《牙體牙髓病學(xué)-第2版》制定的標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估治療成功與否。其中功能良好，X線片顯示根尖周圍透射區(qū)消失，牙槽骨正常為成功，未達(dá)上述標(biāo)準(zhǔn)為治療失敗。

2 結(jié) 果

2.1難治性根尖周炎治療失敗情況：134例患者中，2例失訪，最終132例納入研究，40例(30.30%)難治性根尖周炎治療失敗歸為失敗組，其余92例(69.70%)治療成功歸為成功組。

2.2難治性根尖周炎治療失敗影響因素的單因素分析：兩組糞腸球菌感染、側(cè)壁穿孔、牙齒位置、非充填根管體積、根尖管充填密度、根尖充填量對(duì)比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其余資料對(duì)比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 難治性根尖周炎治療失敗影響因素的單因素分析

2.3LASSO回歸篩選難治性根尖周炎治療失敗影響因素：將上述對(duì)比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的因素使用LASSO回歸算法，共篩選出了糞腸球菌感染、牙齒位置、根尖管充填密度、根尖充填量4個(gè)具有非零系數(shù)的顯著相關(guān)指標(biāo)，見圖1、圖2。

2.4難治性根尖周炎治療失敗的多因素Logistic回歸分析：以治療失敗作為因變量(失敗=1，成功=0)，將LASSO回歸篩選非零系數(shù)的變量作為自變量進(jìn)行多因素Logistic回歸分析，變量篩選采用逐步法(α入=0.05，α出=0.1)；多因素Logistic分結(jié)果顯示，糞腸球菌感染(OR=52.328，95%CI6.765～404.743)、根尖充填欠充(OR=6.242，95%CI1.738～22.423)、患牙為下頜牙(OR=20.709，95%CI4.063～105.552)、根尖管充填密度不均勻(OR=11.374，95%CI1.933～66.913)為難治性根尖周炎治療失敗的危險(xiǎn)因素(均P<0.05)，見表2。

表2 難治性根尖周炎治療失敗的多因素Logistic回歸分析

圖1 LASSO模型中調(diào)整參數(shù)選擇的十次交叉驗(yàn)證

圖2 LASSO系數(shù)分布

2.5含放射特征的決策曲線分析：通過決策曲線分析評(píng)估含與不含放射特征模型的臨床收益，當(dāng)含放射特征預(yù)測(cè)難治性根尖周炎治療失敗的值在(0.1～0.53)區(qū)間時(shí)，可提供附加臨床收益，見圖3。

圖3 含放射特征的決策曲線分析

3 討 論

細(xì)菌形態(tài)學(xué)、分子微生物學(xué)等已經(jīng)證實(shí)持續(xù)性根尖周感染是治療后難治性根尖周失敗的主要病因[6]。顯微根尖外科手術(shù)能通過刮除病變的根尖周組織，切除感染的根尖并使用生物材料倒充填對(duì)根尖進(jìn)行嚴(yán)密的封閉，為根尖周病變的愈合提供良好的環(huán)境，從而促進(jìn)根尖周病變的愈合。同時(shí)可對(duì)刮除病變的根尖周組織進(jìn)行離體評(píng)估，有助于觀察根管解剖、根管預(yù)備后形態(tài)變化、根管充填質(zhì)量等。這為從放射特征上識(shí)別難治性根尖周炎治療失敗因素提供了基礎(chǔ)。因此基于顯微CT放射特征篩選難治性根尖周炎治療失敗高度相關(guān)的影響因素，或可為該疾病的治療提供參考依據(jù)。

微生物感染是難治性根尖周炎發(fā)生的始動(dòng)因子，在慢性根尖周炎牙骨質(zhì)表面可見附著細(xì)菌生物膜[7]。Nogueira A等[8]對(duì)持續(xù)感染根尖根管觀察顯示，在根尖根管系統(tǒng)中可見牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌、具核梭桿菌等。一項(xiàng)體外研究顯示[9]，血鏈球菌、糞腸球菌等G+兼性厭氧菌可附著在牙膠尖表面形成生物膜。Barbosa-Ribeiro M等[10]研究報(bào)道中，持續(xù)感染根管中糞腸球菌的檢出率可達(dá)24～77%，這些研究均說明菌斑生物膜的存在可能是難治性根尖周炎經(jīng)久不愈和治療失敗的根源。本研究也證實(shí)糞腸球菌感染為難治性根尖周炎治療失敗的危險(xiǎn)因素。其可能與糞腸球菌在高PH值、高鹽等惡劣環(huán)境具有較強(qiáng)的耐受力和抵抗性，可產(chǎn)生包括分解酶、信息素、聚合物質(zhì)等多種毒力因子，引起炎癥反應(yīng)而導(dǎo)致治療失敗有關(guān)。在非生物因素方面，研究發(fā)現(xiàn)下頜牙出現(xiàn)癥狀性根尖牙周炎的頻率更高[11]。本研究也顯示，患牙為下頜牙是難治性根尖周炎治療失敗的危險(xiǎn)因素。相較于上頜骨前牙，較厚的下頜骨皮質(zhì)骨可能會(huì)導(dǎo)致炎癥滲出物消散的空間更少而導(dǎo)致持續(xù)感染存在。

根管填充是根管治療的重要步驟，主要目的是確保采用緊密填充使根管系統(tǒng)不殘留死腔，以徹底消滅和隔絕根尖周組織對(duì)根管的感染途徑。Jia G等[12]研究采用根尖周x線片評(píng)價(jià)填充質(zhì)量，顯示超充材料的吸收或持續(xù)存在，并不顯著影響根尖愈合率。而Laukkanen E等[13]研究中采用三維重建后發(fā)現(xiàn)填充物質(zhì)量(欠充和超充)與癥狀性根尖牙周炎發(fā)生率的關(guān)系。需要強(qiáng)調(diào)的是，上述研究對(duì)根管填充質(zhì)量的不一致，可能與各研究設(shè)計(jì)和用于評(píng)估填充物質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)和方法等因素有關(guān)。本研究采用更精確的技術(shù)CBCT進(jìn)行三維重建，結(jié)果顯示根管充填質(zhì)量(根尖管充填密度不均勻、根尖充填量欠充)為難治性根尖周炎治療失敗的影響因素，填充密度不足可能導(dǎo)致更多的細(xì)菌定植空間，從而導(dǎo)致持續(xù)性炎癥發(fā)生，因此治療失敗風(fēng)險(xiǎn)高。在充填量方面，相較于欠充，根管填充適充能確保根管系統(tǒng)緊密填充而殘留死腔，相較于超充能避免對(duì)根尖周組織造成刺激而引發(fā)炎癥或病變。但值得注意的是，本研究缺乏超充病例，故關(guān)于這一情況有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，基于LASSO回歸篩選的糞腸球菌感染、牙齒位置、根尖管充填密度、根尖充填量為難治性根尖周炎治療失敗的危險(xiǎn)因素，根尖管充填密度、根尖充填量放射特征用于評(píng)估難治性根尖周炎治療失敗應(yīng)用價(jià)值高。