48)Понятие о распространенности и интенсивности стоматологических заболеваний. Индексы интенсивности, прирост интенсивности кариеса, редукция прироста кариеса.
Распространенность кариеса зубов – это отношение количества лиц, имеющих хотя бы один из признаков проявления кариеса зубов (кариозные, пломбированные или удаленные зубы), к общему числу обследованных, выраженное в процентах. Пример: в группе обследованных из 100 человек у 60 выявлены кариозные, пломбированные или удаленные зубы. Расчет распространенности: 60/100х100%=60%. В 1998 году этот показатель в обследуемой группе составил 87%, а в 2005 – 92%, что соответствует высокому уровню распространенности кариеса (81-100%) по данным ВОЗ.
Интенсивность кариеса зубов – это сумма клинических признаков кариозного поражения (кариозных, пломбированных и удаленных зубов), рассчитанная индивидуально для одного или группы обследованных. Для оценки интенсивности кариеса постоянных зубов используют индексы:
Индекс КПУ (з) – сумма кариозных («К»), пломбированных («П») и удаленных («У») зубов у одного обследованного.
Индекс КПУ (п) – сумма поверхностей зубов с диагностированным кариесом и пломбированных у одного человека. Если зуб удален, то в этом индексе считают его за 4 или 5 поверхностей, в зависимости от групповой принадлежности.
Средняя величина индексов КПУ (з) и КПУ (п) в группе обследованных. Для подсчета этого показателя определяют величину индекса КПУ (з) или КПУ (п) у каждого обследованного, складывают все значения и полученную сумму делят на количество человек в группе обследованны
Интенсивность кариеса характеризуется степенью поражения зубов кариесом и определяется по среднему значению индексов КПУ, КП, КПУ+КП зубов и полостей, индекс интенсивности отражает степень пораженности зубов и полостей.
Индекс интенсивности отражает степень пораженности зубов одного ребенка.
Этот показатель у взрослого человека характеризуется суммой кариозных зубов (К), пломбированных (П) и удаленных (У) по поводу кариеса или его осложнения (КПУ).
КПУ+кп — для сменного прикуса,
кп — для временного прикуса.
КПУ полостей — сумма кариозных + пломбированных полостей.
Интенсивность кариеса у одного человека выражается целым числом.
Для интенсивности поражения зубов у данного контингента лиц, находят сумму индексов КПУ зубов у всех обследованных и делят на число обследованных.
Например: Найти среднюю интенсивность кариеса. При обследовании 1200 человек обнаружено 8587 кариозных, пломбированных и удаленных зубов.
8587/ 1200 =7,1 — средняя интенсивность кариеса.
ВОЗ предлагает следующие уровни оценки интенсивности кариеса зубов по индексу КПУ у 12-ти летних детей
Интенсивность | КПУ |
очень низкая низкая средняя высокая очень высокая | 0,0 — 1,1 1,2 — 2,6 2,7 — 4,4 4,5 — 6,5 6,6 и выше |
Заболеваемость (прирост интенсивности кариеса) определяется как среднее количество зубов, в которых появились новые кариозные полости за определенный срок, например за год, в расчете на одного ребенка, имеющего кариес. Данный показатель используют при планировании и прогнозировании потребности населения в стоматологической помощи, а так же оценки эффективности проводимых профилактических мероприятий.
Для определения прироста интенсивности кариеса нужно из числа, характеризующего интенсивность кариеса у конкретного человека (или среднестатистического лица) в настоящее время, вычесть показатель интенсивности, характеризующий данного человека (или среднестатистическое лицо) во время предыдущего обследования.
Редукция кариеса.
Пример.
В двух младших группах детского сада средний показатель интенсивности кариеса
был 2,0. В опытной группе интенсивность кариеса была 3,2 , в другой — 3,7. Определите редукцию.
Находим прирост кариеса в обеих группах 3,7 — 2,0 = 1,7
3,2 — 2,0 = 1,2
прирост кариеса в числовых значениях
Находим прирост кариеса в % значении.
1,7 — 100 %
1,2 — Х
Х= 1,2 * 100 = 70 %
1,7
прирост интенсивности кариеса от 100 %
100 % — 70 % = 30 % — редукция, т.е. % неразвившегося кариеса.
Исходя из величины интенсивности поражения кариесом зубов и наличия очаговой деминерализации эмали, Т.Ф. Виноградова разработала метод определения степени активности кариеса у детей школьного возраста.
I стадия активности кариеса (компенсированный кариес) — такое состояние зубов, когда индекс КПУ или КПУ + КП не превышает показания средней интенсивности кариеса соответствующей возрастной группы, отсутствуют признаки очаговой деминерализации и начального кариеса. Для Москвы среднее значение интенсивности кариеса для детей 1 — 3 классов равно 5, для детей 4 -7 кл. — 4, для 8 -10 кл. -6.
II стадия активности кариеса (субкомпенсированный кариес) — такое состояние зубов, при котором интенсивность кариеса по индексам КПУ, КПУ+КП более среднего значения интенсивности для данной возрастной группы на определенную статистически вычисленную величину. Отсутствуют активно прогрессирующая очаговая деминерализация и начальная форма кариеса. Для Москвы эта форма кариеса определяется по следующим значениям интенсивности кариеса: для детей 1 — 7 классов до 8 включительно, для 8 — 10 классов — до 9 включительно.
+III стадия активности кариеса (декомпенсированный кариес) — такое состояние, при котором показатели КПУ, КПУ+КП превышают предыдущие показатели при любом меньшем значении КПУ обнаруживается активные прогрессирующие очаги деминерализации и начального кариеса.
Способ определения интенсивности кариеса постоянных зубов у детей в период сменного прикуса.
ГлавнаяСтудентамПациентамКонтактыEnglish
Версия сайта для слабовидящих
Вход для зарегистрированных
пользователей
Информация
общие сведенияАкадемия
новости и информацияНаука
и исследованияОбучение
учебный отделВоспитание
общественная
и спортивная жизньСпортивная
жизнь ЧГМААккредитационно-
симуляционный центрПодготовка кадров
высшей квалификацииДополнительное
профессиональное образованиеАбитуриенту
поступление в ЧГМАСведения
об образовательной
организации
Читинская государственная медицинская академия
Наша миссия: сохранение здоровья общества через обеспечение отрасли высококвалифицированными кадрами, подготовленными на основе научных достижений, с использованием принципов гуманизма, нравственности и духовности.
Читинская государственная медицинская академия
Наша миссия: сохранение здоровья общества через обеспечение отрасли высококвалифицированными кадрами, подготовленными на основе научных достижений, с использованием принципов гуманизма, нравственности и духовности.
Дополнительное меню
События и новости
Способ определения интенсивности кариеса постоянных зубов у детей в период сменного прикуса.
Администратор сайта
23.05.2012 06:44
Брянская М.Н. Иванова Е.Н. Лях Г.А.
Заявка № 2009110340
Решение о выдаче патента РФ от 01.04.2011
МПК А61В5/00
Изобретение относится к медицине, в частности к терапевтической стоматологии и предназначено для определения интенсивности кариозного поражения постоянных зубов у детей в период сменного прикуса.
Определение уровня интенсивности кариеса постоянных зубов у детей проводят путем определения индекса КПУп. Определяют количество кариозных и пломбированных фиссур на окклюзионных поверхностях первых постоянных моляров.
Рассчитывают индекс интенсивности кариесапостоянных зубов по формуле:
где ИКпз – интенсивность кариеса постоянных зубов;
КПф — количество кариозных и пломбированных фиссур первых постоянных моляров;
КПУп — сумма кариозных и пломбированных поверхностей постоянных зубов;
п — число первых постоянных моляров.
Способ позволяет повысить точность оценки интенсивности кариеса постоянных зубов и эффективности лечебно-профилактических мероприятий у детей в возрасте 6-12 лет за счет учета количества кариозных поражений на разных поверхностях одного зуба.
Скачать.pdf
245.70 КБ
23.05.2012 00:00:00
Оценка распространенности и интенсивности кариеса у основных пациентов с β-талассемией
Оценка распространенности и интенсивности кариеса у основных пациентов с β-талассемиейISSN: 2161-1122
20+ миллионов читателей
Цитаты: 1443
Стоматология получила 1443 цитаты согласно отчету Google Scholar
- Genamics JournalSeek
- ЖурналTOC
- СайтФактор
- Справочник периодических изданий Ульриха
- Поиск ссылок
- Университет Хамдарда
- ЭБСКО А-Я
- Справочник индексации рефератов для журналов
- OCLC-WorldCat
- Публикации
- Женевский фонд медицинского образования и исследований
- Европаб
- Академия Google
35-й ежегодный Всемирный стоматологический саммит
Ванкувер, Канада
36-я Международная конференция по стоматологии и передовой стоматологии
Ванкувер, Канада
5-е Ежегодное собрание по эстетической стоматологии и орофациальной миологии
Ванкувер, Канада
32-й Евроконгресс стоматологов
Барселона, Испания
Международная конференция по гигиене полости рта и стоматологии
Куала-Лумпур, МалайзияTweets by
Исследование — (2019) Том 9, Выпуск 5
- Посмотреть PDF
- Скачать PDF
Оценка распространенности и интенсивности кариеса зубов у основных больных β-талассемией
Шадлинская Р. В. * и Зейналова Г.К.
Кафедра Детской Стоматологии Азербайджанского Медицинского Университета, Министерство Здравоохранения Азербайджанской Республики, Азербайджан
* Корр.: Шадлинская Р.В., Кафедра Детской Стоматологии Азербайджанского Медицинского Университета, Министерство Здравоохранения Азербайджанской Республики, AZ1078, г. Баку, ул. Самеда Вургуна 175, Азербайджан, Тел.: +994502110309, Электронная почта:
Получено: 11 июня 2019 г. Опубликовано: 25.07.2019, DOI: 10.35248/2161-1122.19.9.545
Изучение распространенности и интенсивности кариеса зубов у больных с наследственными заболеваниями крови является одной из актуальных проблем стоматологии. Около 5% населения мира имеют различные вариации альфа- или бета-цепи молекулы гемоглобина. Средние значения интенсивности кариозного поражения зубов варьировали в зависимости от возраста больных. Так, с увеличением возраста возрастала и разница в показателе DMFT. Анализ компонентов индекса DMFT показал преобладание процента кариозных зубов над пломбированными в первой и второй возрастных группах здоровых пациентов и достоверное преобладание нелеченых зубов во всех трех группах среди больных большой β-талассемией.
Ключевые слова
Стоматологическая помощь; болезни крови; β-талассемия; Молочные зубы
Введение
Изучение распространенности и интенсивности кариеса зубов у больных с наследственными заболеваниями крови является одной из актуальных проблем стоматологии. β-талассемия — одно из наиболее распространенных наследственных заболеваний крови, обусловленное дефектом гена, ответственного за синтез β-цепи «взрослого» гемоглобина. По данным ВОЗ, около 5% населения земного шара имеют различные вариации альфа- или бета-цепи молекулы гемоглобина. Талассемия широко распространена в прибрежных странах Средиземноморья, в Азии и в странах южной части Тихого океана. На территории бывшего СССР талассемия наиболее распространена в Азербайджане, где в зависимости от региона частота носительства составляет до 10% населения [1]. Основным направлением лечения больных большой β-талассемией со среднетяжелой формой является регулярное переливание отмытых эритроцитов по мере необходимости (1-2 раза в месяц) для поддержания достаточной концентрации гемоглобина в течение жизни. Но, наряду с выраженной анемией, больные большой β-талассемией в результате трансфузий страдают от последствий перегрузки железом [2-4]. Имеется большое количество публикаций о влиянии наследственных нарушений формы крови на зубной ряд, проявляющихся многочисленными патологиями в виде кариеса зубов, а также заболеваний пародонта, зависимости этих показателей от соматических и наследственных заболеваний [5-6]. 7]. Однако отсутствуют сведения о возрастных особенностях распространенности и интенсивности кариеса зубов у детей с данной патологией. Высокая частота и интенсивность кариеса молочных зубов у детей с талассемией, по-видимому, связана со снижением их иммунореактивности на фоне прогрессирующего оксидативного стресса, инициированного избыточным содержанием железа [8-10]. Следует сказать о гипосаливации и повышенной вязкости ротовой жидкости, которые способствуют усилению кариесогенной ситуации в полости рта у больных большой β-талассемией [11]. Поэтому важно оценить стоматологический статус этих больных, так как здоровье полости рта находится в прямой зависимости от общего соматического состояния организма. Также всем детям с соматическими заболеваниями рекомендуется проводить профилактику кариеса с раннего возраста с обязательным обучением правилам контролируемой гигиены полости рта фторсодержащей зубной пастой, планированием питания и обязательным посещением детского стоматолога с целью минимизации потребности для инвазивного лечения [12,13]. Целью данной работы явилось изучение распространенности и интенсивности кариеса зубов у детей разных возрастных групп с большой β-талассемией.
Материалы и методы
Данное исследование проводилось в стоматологической клинике Азербайджанского Медицинского Университета и в специализированном Центре Талассемии в Баку. Формы информированного письменного согласия были подписаны взрослыми участниками и родителями/опекунами детей.
В соответствии с поставленной целью обследовано 295 детей с диагнозом «большая β-талассемия» в возрасте от 3 до 17 лет основной группы. Контрольную группу составили 258 здоровых детей той же возрастной категории. Проведенные обследования Все обследованные дети и подростки были разделены на три возрастные группы: 3-5 лет, 6-12 лет и 13-17 лет. Такое деление соответствует периодам молочного, смешанного и постоянного прикуса. Стоматологическое обследование детей проводили с использованием стандартного набора стоматологических инструментов. Показатели распространенности и интенсивности кариеса зубов оценивали на основе показателей DFT и DMFT (в соответствии с рекомендациями ВОЗ, 1997). В каждой отдельной возрастной группе рассчитывали значения индексов DMFT: разрушенные-D, отсутствующие-M, запломбированные-F и T-зубы. Общий стоматологический осмотр включал состояние височно-нижнечелюстного сустава, слизистой оболочки полости рта, губ и языка, тканей пародонта, целостность твердых тканей зубов. Полученные цифровые данные подвергали статистической обработке с использованием методов вариационного (U-Mann-Whitney) и дискриминантного (Chi-Square) анализов в электронных таблицах EXCEL-2010 и SPSS-20.
Результаты и обсуждение
Результаты исследования показали, что все пациенты с большой β-талассемией имели пораженные кариесом зубы. Заболеваемость кариесом увеличивается в сменном прикусе и постепенно снижается в раннем постоянном прикусе (, табл. 1 ).
Возраст | Количество человек | Распространенность % | Интенсивность индекса DMFT | |||
---|---|---|---|---|---|---|
Основная группа | Группа управления | Основная группа | Группа управления | Основная группа | Группа управления | |
3-5 | 59 | 33 | 100 χ²=1,36 | 93,9 ± 4,2 | 9,41 ± 0,62** | 6,82 ± 0,75 |
6-12 | 179 | 140 | 100 χ²=17,51*** | 87,2 ± 2,5 | 9,75 ± 0,35*** | 4,84 ± 0,25 |
13-17 | 57 | 85 | 100 χ²=7,06 ** | 85,9 ± 3,8 | 6,84 ± 0,25*** | 3,91 ± 0,30 |
Таблица 1: Распространенность и интенсивность кариеса в разных возрастных группах.
Анализ стоматологических осмотров в двух группах показал, что распространенность кариеса в контрольной группе колебалась от 85,9% (возраст 13-17 лет) до 93,9% (возраст 3-5 лет). При этом наибольшая распространенность кариеса наблюдалась во время временного прикуса и составила 93,9±4,2%, а с возрастом отмечена тенденция к снижению заболеваемости кариесом как молочных, так и постоянных зубов. Однако у больных большой β-талассемией этот показатель составил 100% во всех возрастных группах ( табл. 1 ). Средние значения интенсивности кариозного поражения зубов варьировали в зависимости от возраста больных. Так, с увеличением возраста возрастала и разница в показателе DMFT. При этом у больных большой β-талассемией в первой возрастной группе индекс DFT составил 90,41 ± 0,62. В группе 6-12 лет индекс DMFT составлял уже 9,75±0,35 в основной группе и 4,84±0,25 в контрольной (р<0,001), а у детей и подростков 13-17 лет 6,84±0,25 и 3,91 ± 0,30 (р<0,001) соответственно.
Анализ компонентов индекса DMFT показал, что среднее количество поражений зубов кариесом у больных большой β-талассемией было в 2,5 раза больше, чем у соматически здоровых лиц. При изучении степени кариесной активности молочных зубов в первой возрастной группе у лиц с большой β-талассемией степень заболеваемости кариесом составила 9 баллов.0,41 ± 0,62. В этой группе также отмечен наибольший процент нелеченных кариозных зубов, что свидетельствует об отсутствии обращений к стоматологу в этом возрасте. В контрольной группе того же возраста индекс запломбированных зубов составил 0,45±0,70.
Анализ показателей интенсивности кариеса во второй группе показал, что у каждого больного талассемией постоянные зубы поражены кариесом. Суммарное значение DMFT+DFT равнялось 9,75 ± 0,35 в основной и 4,84 ± 0,25 в контроле. Компонент «D» у больных большой β-талассемией в 2 раза превышал этот показатель контрольной группы (p<0,001). ). Доля пломбированных зубов составила 0,24 ± 0,05 в группе с большой β-талассемией и 0,76 ± 0,09в контрольной группе. В третьей основной группе с постоянным прикусом среднее значение пораженных кариесом зубов составило 5,93 ± 0,24, тогда как среднее значение кариозных зубов в здоровой группе составило 2,54 ± 0,2 (р<0,001). Доля пролеченных зубов в группе с большой β-талассемией составила 33,3 ± 6,2%, в контрольной группе 56,5 ± 5,4%. Статус преждевременной потери постоянных зубов был очень низким в этой исследуемой группе, не имел статистически значимой разницы. Распространенность отсутствия зубов из-за кариеса составила 0,21 ± 0,06 как в основной, так и в контрольной группах (9).0127 Рисунок 1 ).
Рис. 1. Анализ компонентов индекса DMFT кариозный процесс в основной и контрольной группах.
Анализ компонентов индекса DMFT показал преобладание процента кариозных зубов над пломбированными в первой и второй возрастных группах здоровых пациентов и достоверное преобладание нелеченных зубов во всех трех группах среди больных β-талассемией главный. Из 256 взрослых детей у 30 были удалены постоянные зубы, что соответствует 10%. Таким образом, установлено, что у детей с большой β-талассемией распространенность и интенсивность кариеса молочных зубов в 2 раза выше, чем у практически здоровых детей. В то же время среднее количество разрушенных постоянных зубов у больных талассемией почти в 3 раза превышает среднее количество разрушенных постоянных зубов у детей контрольной группы.
Результаты и заключение
У детей с большой β-талассемией отмечаются высокие показатели распространенности и интенсивности кариеса со значительным преобладанием нелеченых зубов, что свидетельствует о недостатках в организации стоматологической помощи таким больным. Для улучшения стоматологической помощи детям с большой β-талассемией необходимо проводить комплекс лечебно-профилактических мероприятий с учетом возраста детей, состояния иммунитета, биоценоза полости рта. Необходимо провести санитарно-просветительскую работу с родителями об ограничении сахара в питании детей, соблюдении режима питания и тщательной, регулярной чистке зубов фторсодержащей зубной пастой, а также о необходимости регулярного посещения стоматолога (не менее 3 раз в год). ). Работу стоматологического кабинета в центрах лечения талассемии целесообразно организовать с предварительно подготовленным врачом-стоматологом для оптимизации не только лечебно-профилактических процессов, но и диспансерного наблюдения (группа 3) за данной категорией больных.
Каталожные номера
- Weatherall DJ. Основной доклад: Проблема талассемии для развивающихся стран. Нью-Йоркская академия наук. 2005;1054(1):11-17.
- Ривелла С. Метаболизм железа в условиях неэффективного эритропоэза при β-талассемии. Кровь. 2019;133(1):51-58.
- Орино К., Леман Л., Цудзи Ю., Аяки Х., Торти С.В., Торти FM. Ферритин и реакция на окислительный стресс. Биохим Дж. 2001; 357:241-247.
- Бретц В.А., Корби П., Шорк Н., Харт Т.К. Доказательства вклада генетических факторов в риск кариеса зубов. J Evid Основанная Dent Pract. 2003;3(4):185-189.
- Wang X, Willing MC, Marazita ML. Генетические факторы и факторы окружающей среды, связанные с кариесом зубов у детей: исследование фторидов в Айове, исследование кариеса. Каргер. 2012;46:3177-184.
- Лоуренс Б., Рид Б.К., Кац Р.В. Серповидноклеточная анемия и кариес зубов: обзор литературы и экспериментальное исследование. Стоматолог Spec Care. 2002;22:70-74.
- Сингх Дж. , Сингх Н., Кумар А., Кедиа Н.Б., Агарвал А. Состояние здоровья зубов и пародонта у пациентов с большой бета-талассемией и серповидноклеточной анемией: сравнительное исследование. J Int Здоровье полости рта. 2013;5:53-58.
- Аль-Вахадни А.М., Таани Д.С., Аль-Омари М.А. Стоматологические заболевания у пациентов с большой бета-талассемией. Com Стоматолог Оральный эпидемиол. 2002;30:418-422.
- Хадлинская Р.В., Гулиев М.Р., Гамидова Г.Е. Метаболические аспекты со стойкой патологией у больных большой β-талассемией. Siber Med Rev. 2018; 6:43-47.
- Кутандо С.А., Хиль Монтойя А.Дж., Лопес-Гонсалес Г.Дж. Талассемии и их стоматологические последствия. Устная медицина: официальный орган Sociedad Española de Medicina Oral и de la Academia Iberoamericana de Patología y Medicina Bucal. Мед Орал. 2002;7:36-40.
- Lugliè PF, Campus G, Deiola C, Mela MG, Gallisai D. Состояние полости рта, химический состав слюны и уровень Streptococcus mutans в слюне у пациентов с талассемией. Клин Орал Инвест. 2002;6:223-224.
- Алиева Р.К., Зейналова Г.К. Организация программы профилактики стоматологических заболеваний в Азербайджане. Int Dental J. 2014; 65:92-102.
- Акарслан З.З., Садик Б., Садик Э. Пищевые привычки и поведение, связанное со здоровьем полости рта, в связи с индексами DMFT группы молодых взрослых пациентов, посещающих стоматологическую школу. Med Oral Patol Oral Cir Bucal. 2008;1:13-17.
Образец цитирования: Шадлинская Р.В., Зейналова Г.К. (2019) Оценка распространенности и интенсивности кариеса зубов у больных β-талассемией. Стоматология 9:545. doi: 10.35248/2161-1122.19.9.545
Copyright: © 2019 Шадлинская Р.В., и др. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, который разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что указан первоначальный автор и источник
- +44 1692310016
Обнаружение раннего кариеса с помощью спектроскопии индуцированного лазером пробоя
Реферат
Для повышения чувствительности обнаружения кариеса с помощью анализа спектроскопии индуцированного лазером пробоя (LIBS) предлагается использовать пики излучения в ультрафиолетовом диапазоне. Мы недавно сосредоточились на цинке, пики излучения которого проявляются в ультрафиолетовом диапазоне, поскольку цинк присутствует в высокой концентрации во внешнем слое эмали. Было показано, что при использовании соотношений между высотами эмиссионного пика Zn и пика Ca значительно улучшаются чувствительность и стабильность обнаружения. Также показано, что ранний кариес можно отличить от здоровой части, правильно установив порог в определяемых соотношениях. Предлагаемая система обнаружения кариеса может быть применена к стоматологическим лазерным системам, например, на основе лазеров Er:YAG. При абляции ранней части кариеса лазерным светом система отмечает стоматолога, что удаление части кариеса завершено. Мы также показываем, что интенсивность пиков эмиссии цинка уменьшается при абляции излучением Er:YAG-лазера.
Ключевые слова
- Спектроскопия лазерного пробоя
- Обнаружение кариеса зубов
- Ультрафиолетовая спектроскопия
- Полое оптическое волокно
Скачать документ конференции в формате PDF
1 Введение
Визуальное наблюдение и контактные методы с использованием стоматологического зонда применяются для диагностики кариеса зубов, хотя иногда они вызывают ошибочный диагноз и вызывают боль. Для повышения точности безболезненной диагностики разработано множество бесконтактных методов, основанных на излучении электромагнитной волны [1–5]. В отличие от этих методов, которые обычно проводятся для сравнения пораженных и здоровых частей, методы обнаружения кариеса, основанные на спектроскопии лазерного разрушения (LIBS), позволяют проводить абсолютный и количественный анализ элементов, содержащихся в зубах. Это метод элементного анализа, основанный на спектральном анализе излучения плазмы, генерируемой при облучении мощными лазерными импульсами [6]. LIBS отличается от других методов элементного анализа, таких как атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной аргоновой плазмой (ICP-AES) [7], и LIBS не требует предварительной обработки образцов и, таким образом, может анализировать в реальном времени очень малые количество. В последнее время многие группы применили методы LIBS для биомедицинских приложений, поскольку они могут быть менее инвазивными методами диагностики in vivo для различных мягких и твердых тканей [8–10]. Для применения в стоматологии многие группы предложили методы LIBS для обнаружения кариеса путем анализа содержания элементов в зубах [11, 12], а некоторые группы представили результаты исследований in vivo [13]. Эмали, которые являются наружным слоем зуба, представляют собой биохимический композит, состоящий из 9 компонентов.6 % неорганических материалов, включая минералы, гидроксиапатиты (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) и небольшое количество металлов, 3 % воды и 1 % органических веществ, таких как белок и жир. В разрушенных участках зуба количество вышеуказанного содержимого варьирует в зависимости от степени прогрессирования кариеса, поэтому, анализируя эти элементы, можно выявить кариес и провести точную диагностику стадий кариеса. Эти методы обычно обнаруживают относительно сильные эмиссионные линии таких элементов, как Ca и P в гидроксиапатите и C, Mg, Cu и Sr в видимом диапазоне длин волн. Однако чувствительности и точности оказалось недостаточно для выявления раннего кариеса.
Мы создали систему LIBS на основе оптического волокна для анализа эмали зубов in vivo и в режиме реального времени во время лазерного лечения зубов с использованием стоматологической лазерной системы Er:YAG. Эти две системы объединены с помощью полого оптического волокна, которое передает как лазер Nd: YAG с модуляцией добротности для LIBS, так и инфракрасный лазер Er: YAG для абляции зубов. В этой статье мы расширяем анализируемую спектральную область до ультрафиолетового света, чтобы улучшить чувствительность обнаружения кариеса, и показываем, что путем анализа пиков эмиссии цинка (Zn) в ультрафиолетовом свете ранний кариес выявляется с высокой точностью.
2 Экспериментальная установка
На рис. 15.1 показана схема экспериментальной установки. В качестве источника света для генерации плазмы использовался Nd:YAG-лазер с модуляцией добротности с рабочей длиной волны 1064 нм, шириной импульса 7–8 нс и частотой следования 10 импульсов в секунду. Лазерный свет был соединен с полым оптическим волокном с внутренним диаметром 700 мкм через выпуклую линзу с фокусным расстоянием 250 мм. Используя полое оптическое волокно для доставки лазерного света к поверхности образца, система способна как диагностировать на основе LIBS, так и удалять кариес, поскольку полые оптические волокна также доставляют мощный инфракрасный лазерный свет для абляции зубов [14, 15]. Индуцированное лазерным излучением излучение плазмы регистрировалось световодом из чистого кварцевого стекла со ступенчатым показателем преломления, диаметром сердцевины 400 мкм и числовой апертурой 0,22. Обнаруженное излучение подавалось на оптоволоконный спектрометр (Ocean Optics HR2000+, ширина щели 10 мкм, 1800 линий/мм) для измерения спектров мощности излучаемого света в диапазоне длин волн от 200 до 340 нм с разрешением 0,14 нм. Эксперименты проводились при атмосферном давлении, и газообразный аргон вводился в образец через канал полого оптического волокна для увеличения интенсивности излучаемой плазмы элементов с низкой концентрацией [16].
Рис. 15.1Схема экспериментальной установки системы LIBS на основе волокон
Изображение в полный размер
В качестве образцов для измерений были приготовлены удаленные человеческие зубы с разной степенью разрушения. Образцы были разделены на три стадии: ранние стадии кариеса, обозначенные как «Е1» и «Е2», когда кариес и полости остаются только в зубной эмали, продвинутые стадии, называемые «D1» и «D2», когда полости достигают дентина. , и здоровые зубы без кариеса и кариеса. Было подготовлено более десяти образцов на каждом этапе, включая как резцы, так и моляры, и перед тестированием образцы были промыты щетками и чистой водой.
3 Результаты и обсуждение
Известно, что здоровые зубы обычно содержат в высокой концентрации Са и Р, которые являются основными компонентами гидроксиапатита. По мере развития кариеса другие неорганические элементы, такие как Mg и Cu, выпадают в осадок, когда кристаллы гидроксиапатита деминерализуются. Следовательно, развитие кариеса зубов можно обнаружить по увеличению плотности второстепенных неорганических материалов в спектрах LIBS. Однако в наших предварительных тестах мы обнаружили, что различия в интенсивности этих элементов, демонстрирующих сильные пики излучения в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах, слишком малы между кариесом и здоровыми частями, чтобы обнаружить ранний кариес. Поэтому в данном исследовании мы сосредоточимся на ультрафиолетовой области, где появляются характерные пики излучения различных второстепенных компонентов.
Измеренный LIBS-спектр здорового зуба в диапазоне длин волн 200–340 нм показан на рис. 15.2. Это усредненный спектр излучения по 50 лазерным выстрелам, время интегрирования каждого излучения составляло 100 мс. Энергия излучаемого импульса составляла 21–22 мДж. В спектре LIBS на рис. 15.2 мы обнаружили, что в дополнение к компонентам в гидроксиапатите были обнаружены второстепенные неорганические компоненты, такие как Mg.
Рис. 15.2Измеренный спектр LIBS здорового зуба в ультрафиолетовой области
Полноразмерное изображение
На рис. 15.3 показаны спектры LIBS здорового и разрушенного зуба. При измерении кариеса энергия излучаемого импульса была установлена на уровне 15–16 мДж. Из рисунка мы подтвердили, что для кариесного зуба плотность С выше, а Са ниже, чем у здорового зуба. Основываясь на этом результате, мы сначала попытались установить стандарт оценки для диагностики прогрессирования кариеса, используя пиковую интенсивность C и Ca, которые показывают относительно высокие пиковые интенсивности и большие различия между кариесом и здоровыми зубами. Мы подготовили по пять образцов от каждого здорового зуба, раннего кариеса (E1 и E2) и кариеса дентина (D1 и D2). Мы выполнили 30 измерений для каждого образца и рассчитали отношения интенсивностей C при 247,7 нм и Ca при 317,9 нм.нм для количественной оценки, на которую не влияли флуктуации интенсивности излучения [17, 18]. На рис. 15.4 показана диаграмма рассеяния результатов измерений. Из этого результата мы обнаружили, что кариес дентина отличается от других уровней. Однако усредненные значения здоровых зубов и раннего кариеса составили 0,0050 и 0,0059 соответственно, и разница была слишком мала, чтобы ее различить.
Рис. 15.3Спектры LIBS здорового и разрушенного зуба
Полноразмерное изображение
Рис. 15.4Рассеянная диаграмма расчетных соотношений интенсивностей C при 247,7 нм и Ca при 317,9 нм для трех различных стадий развития кариеса
Полноразмерное изображение
аналогичные эксперименты при изменении комбинации фокусирующих элементов для выбора оптимальных целевых элементов для выявления раннего кариеса. В спектрах, представленных на рис. 15.5, мы обнаружили, что высота пика Zn увеличивается и при кариесе зубов. Известно, что по сравнению с другими неорганическими материалами цинк присутствует в высоких концентрациях во внешнем слое эмали [19]., 20]. Хотя различные неорганические элементы осаждаются при деминерализации гидроксиапатита, изменение концентрации, вызванное кариесом, более заметно для цинка, поскольку ранний кариес остается только на самой поверхности эмалевого слоя. Поэтому мы предполагаем, что цинк был сильно обнаружен на ранней стадии кариеса.
Рис. 15.5Спектры LIBS здорового зуба и разрушенного зуба в коротковолновом УФ-диапазоне
Полноразмерное изображение
На рис. 15.6 показана диаграмма рассеяния измеренных соотношений интенсивностей между Zn при 202,5 нм и Ca при 317,9нм. На этом рисунке средние значения коэффициентов интенсивности составляют 0,0044 для здоровых зубов и 0,013 для раннего кариеса. Установив границу на отметке 0,008, можно четко отличить здоровые зубы от раннего кариеса. Точность диагностики на основании этого результата составила 98,2 % для здоровых зубов, 85,2 % для раннего кариеса и 96,6 % для кариеса дентина. В дополнительных экспериментах с использованием более пяти образцов повторно тестируются здоровые части и ранний кариес. В результате мы подтвердили, что точность диагностики раннего кариеса превышает 80 %.
Рис. 15.6Диаграмма рассеяния измеренных соотношений интенсивностей между Zn при 202,5 нм и Ca при 317,9 нм
Полноразмерное изображение
Стоматологическая лазерная система :YAG. Мы использовали стоматологическую лазерную систему (J. MORITA, Erwin Adverl) и лазерные импульсы с длиной волны 2,94 мкм и энергией импульса 100 мДж излучали на ранний кариес с помощью полого оптического волокна. Параллельно был проведен предложенный выше LIBS-анализ. Результаты показаны на рис. 15.7 как измеренное отношение интенсивностей Zn/Ca в зависимости от числа излучаемых импульсов Er:YAG-лазера. Для всех пяти образцов, которые мы протестировали, наблюдалось снижение коэффициента интенсивности, и, таким образом, мы подтвердили, что предложенная система пригодна для информирования практикующего врача об окончании удаления кариозных частей.
Рис. 15.7Измеренное отношение интенсивностей Zn/Ca в зависимости от количества излучаемых импульсов Er:YAG лазера
Изображение в полный размер
4 Заключение
Мы предложили систему LIBS для анализа эмали зубов in vivo. В системе используется полое оптическое волокно, которое передает как излучение Nd:YAG-лазера с модуляцией добротности для LIBS, так и инфракрасное излучение Er:YAG-лазера для абляции зубов, и, таким образом, система позволяет анализировать зубы в режиме реального времени во время лазерного лечения зубов. Расширив спектральную область анализа до ультрафиолетового света и сосредоточив внимание на пиках эмиссии Zn в УФ-диапазоне, мы значительно улучшили чувствительность обнаружения кариеса. Мы показали, что с помощью соотношений пиковых интенсивностей Zn и Ca ранний кариес можно отличить от здоровых зубов с точностью более 80 %. Затем мы применили этот LIBS-анализ к кариесным зубам во время абляции кариозной части с помощью Er:YAG-лазера и показали, что отношение интенсивностей Zn/Ca уменьшается при излучении импульсов Er:YAG-лазера. Следовательно, предлагаемая система целесообразна для информирования практикующего врача об окончании удаления кариеса.
Ссылки
de Josselin de Jong E, ten Bosch JJ, Noordmans J. Оптимизированная количественная микрорентгенография под управлением микрокомпьютера на срезах минерализованной ткани зуба. физ.-мед. биол. 1987; 32: 887–9.
Перекрёстная ссылка пабмед Google Scholar
«>de Josselin de Jong E, Sundström F, Westerling H, Tranaeus S, ten Bosch JJ, Angmar-Månsson B. Новый метод количественного определения in vivo изменений начального кариеса эмали с помощью лазерной флуоресценции. Кариес рез. 1995; 29: 2–7.
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Такамори К., Хокари Н., Окумура Ю., Ватанабэ С. Обнаружение окклюзионного кариеса под силантами с помощью лазерной флуоресцентной системы. J Clin Laser Med Surg. 2001;19:267271.
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Субхэш Н., Томас С.С., Маллиа Р.Дж., Хосе М. Обнаружение кариеса зубов путем подгонки кривой лазерно-индуцированного флуоресцентного излучения: сравнительная оценка с помощью спектроскопии отражения. Лазерная хирургия Мед. 2005; 37: 320–8.
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Кремерс Д.А., Радземский Л.Ю. Справочник по спектроскопии лазерного пробоя. Уэс Сассекс: Уайли; 2006.
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Chew LT, Bradley DA, Mohd AY, Jamil MM. Цинк, свинец и медь в зубах человека измерены с помощью атомно-эмиссионной спектроскопии с индуцированной связанной аргоновой плазмой (ICP-AES). Приложение Радиат Изот. 2000; 53: 633–8.
Перекрёстная ссылка пабмед Google Scholar
Сан К., Тран М., Смит Б.В., Вайнфорднер Д.Д. Анализ цинка в коже человека с помощью спектроскопии лазерного пробоя. Таланта. 2000;52:293–300.
Перекрёстная ссылка пабмед Google Scholar
«>Сингх В.К., Кумар В., Шарма Дж. Важность спектроскопии лазерного пробоя для твердых тканей (кости, зубы) и других кальцифицированных тканевых материалов. Лазеры Med Sci. 2014. doi: 10.1007/s10103-014-1549-9.
Google Scholar
Samek O, Beddows DCS, Telle HH, Morris GW, Liska M, Kaiser J. Количественный анализ накопления следов металлов в зубах с использованием спектроскопии лазерного разрушения. Appl Phys A. 1999;69:179–82.
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Унникришнан В.К., Чоудхари К.С., Кулкарни С.Д., Наяк Р., Карта В.Б., Сантош С., Сури Б. М. Биомедицинские и экологические применения спектроскопии лазерного пробоя. Pramana J Phys. 2014;82:397–401.
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Самек О., Телле Х. Х., DCS Beddows. Лазерно-индуцированная спектроскопия разрушения: инструмент для идентификации кариозных зубов in vitro и in vivo в режиме реального времени. Здоровье полости рта BMC. 2001. Дои: 10.1186/1472-6831-1-1.
ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar
Мацуура Ю., Ши Ю., Абэ Ю., Яэгаши М., Такада Г., Мори С., Мияги М. Система доставки инфракрасного лазера на основе полых волокон с полимерным покрытием. Выберите лазерную технологию. 2001;33:279–83.
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Мацуура Ю., Ханамото К., Сато С., Мияги М. Доставка мощного импульсного Nd:YAG-лазера по полым волокнам. Опция Летт. 1998; 23:1858–60.
Перекрёстная ссылка пабмед Google Scholar
Фарид Н., Башир С., Махмуд К. Влияние условий окружающего газа на лазерно-индуцированную медную плазму и морфологию поверхности. физ. кр. 2012;85:1–7.
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Самек О., Беддоуз DCS, Телле Х.Х., Кайзер Дж., Лиска М., Касерес Дж.О., Урена АГ. Количественный анализ спектроскопии лазерно-индуцированного пробоя образцов кальцифицированной ткани. Appl Phys B. 2001;56:865–75.
Google Scholar
Сингх К.В., Рай А.К. Возможности спектроскопии лазерного пробоя для быстрой идентификации кариозных зубов. Лазеры Med Sci. 2011;26:307–15.
Перекрёстная ссылка пабмед Google Scholar
«>Рейтцнерова Э., Амарасивардена Д., Копчакова М., Барнс Р.М. Определение некоторых микроэлементов в зубной эмали человека. Fresenius J Anal Chem. 2000; 367: 748–54.
Перекрёстная ссылка пабмед Google Scholar
Stookey GK, Gonzales-Cabezas C. Новые методы диагностики кариеса. Дж. Дент, образование. 2001;65:1001–6.
ПабМед Google Scholar
Хоссейнимакарем З., Тавассоли С.Х. Анализ ногтей человека методом лазерно-индуцированной спектроскопии пробоя. J Биомед Опт. 2011;16:057002.
Перекрёстная ссылка пабмед Google Scholar
Зипкин И. Биологическая минерализация. Нью-Йорк: Уайли; 1973.
Google Scholar
Скачать ссылки
Информация об авторе
Авторы и организации
Высшая школа биомедицинской инженерии, Университет Тохоку, 6-6-05 Аоба, Арамаки, Аоба-ку, Сендай, Мияги, 98-85
Юдзи Мацуура
Авторы
- Юдзи Мацуура
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Автор, ответственный за переписку
Юдзи Мацуура.
Информация для редактора
Редакторы и сотрудники
Отдел передовой ортопедической стоматологии Высшей школы стоматологии Университета Тохоку, Сендай, Япония Сендай, Япония
Осаму Судзуки
Отдел экологии и биохимии полости рта, Высшая школа стоматологии Университета Тохоку, Сендай, Япония
Нобухиро Такахаши
Права и разрешения
Эта глава опубликована под лицензией открытого доступа.