定量光导荧光技术在临床诊断和定量分析脱矿中的应用研究_尹伟.docx
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1、 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别中以标注和致 谢的地方外,论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果, 也不包含为获得四川大学或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示谢意。 本学位论文是本人在四川大学读书期间在导师指导下取得 的,论文成果归四川大学所有,特此声明。 本学位论文作者完全了解四川大学有关保留、使用学位论文 的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权四川大学可以将学位论 文的全部或部分内
2、容编入有关数据进行检索,可 以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 t- 申请人 : 指导教师 : 学位论文版权使用授权书 学位论文作者毕业后去向 : 工作单位: 通讯地址 . 联系方式 : 邮政编码 : 目录 缩略词表 . 1 中文摘要 . 2 英文摘要 . 4 _i-_ m a . 7 定量光导荧光技术在临床诊断和定量分析脱矿 正文 9 中的应用研究 . 第一部分使用 QLF诊断光滑面早期龋的结果分析及探讨 9 Adobe Photoshop与 QLF图形软件在定量分析牙 第二部分 23 组织脱矿中的联合应用 . 综 述定量激光 /光导荧光技术 . 41 个人简历 . 62 S
3、t M . 64 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 缩略词 英文缩略词表 英文全称 中文名称 QLF Quantitative Light-induced Fluorescence 定量光导劳光 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 定量光导荧光技术在临床诊断和定量分析脱矿中 的应用研究 七年制研究生:尹伟 导 师:胡德翁教授 中文摘要 目的:研究定量光导焚光技术 ( Quantitative Light-induced Fluorescence, QLF)技术在光滑面早期鍋研究中的应用及价值, 初步确定 QLF技术诊断早期龋,健康牙及轻度氟牙症的标准;探 讨釉质脱矿分析中特殊情况的解决办法。
4、 方法:第一部分:临床检查初中一年级学生上颂前牙,肉眼诊断 有可疑早期龋的学生共 314人,标准条件下摄取上领前牙 QLF图 像,分析其病损暗影各分布特征的构成比,总结早期龋和轻度氟 牙症的图像鉴别要点。第二部分:离体牙标本唇面或者颊面局部 以 39%磷酸凝胶酸蚀,分别于酸蚀前和酸蚀后记录标本 QLF荧光 图像,使用 Adobe Photoshop软件重建病损图像,用 QLF分析软 件分别分析酸蚀和重建 QLF图像,比较和统计分析二者的面积, 平均荧光丧失度,脱矿量三指数的差异。 结果: 1.所有图像表现三类特征:第一类边界 清楚,外形与龈缘 基本一致的突向根方的弧形单一条索,半月形状连续或不
5、连续暗 2 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 影;第二类边界欠清楚,分散于整个颈 1/3的,呈对称牙位分布的 多条与切端平行的直线条索,伴有散在斑点或者斑块暗影;第三 类牙面荧光均匀绿色,无暗区。以上三类特征可分别确定为 QLF 诊断早期光滑面龋,轻度氟斑牙,健康牙的图形标准。依此标准 , 本检查三类情况构成比分别为 25.2: 39.5: 35.3。 2. Adobe Photoshop 重建 QLF图像与原始图像的图形外观,定量值统计描述和单因素 方差分析 ( P . 5)均无明显差异。 结论: 1.在临床检查诊断早期龋时,需要与轻度氟斑牙相鉴别 ; QLF 检测二者表现出明显不同的图形
6、特征, QLF技术适合于轻度氟斑 牙和光滑面早期鋪的鉴别诊断。 2.Adobe Photoshop重建后图像不 会造成病损面积和脱矿量的信息丢失,与 Adobe Photoshop联合应 用,扩大了 QLF技术定量分析釉质脱矿的适用范围。 关键词: QLF, 图像分析,早期龋,轻度氟斑牙, 鉴别诊断 , Adobe Photoshop软件,图像重建 3 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 The application of QLF in clinic diagnosis and quantitative demineralization analysis Doctor Student: We
7、i Yin lYitor : Pro. Deyu Hu Abstract Objective: The objective of this study was: 1. To investigate the application of QLF method in the diagnosis of smooth surface caries and the differential diagnosis with wild dental fluorosis. 2. To search for new methods quantitatively analyzing complex deminera
8、lization of teeth hard tissue. Methods Part 1: The QLF images of the upper anterior teeth were taken from 314 twelve-year-old students. The characters of all lesion images were investigated, including lesion distribution, appearance, number and relationship with teeth location in arch. The number of
9、 tooth displaying alike characters were counted and listed. Subjects w4 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 between early caries and mild dental fluorosis was concluded. Part 2 Eighteen extracted teeth samples were collected, cleaned and disinfected. These teeth were bisected mesial-distally with teeth cutter. After
10、numbered from 1 to 18, QLF images of axial surfaces of every half were taken. These samples were etched by 39% phosphoric gel for part surface about 3* 2mm2 and then were taken images by QLF machine again. The after-etched images were reconstructed by Adobe Photoshop software. Both the after-etched
11、images and reconstructed images were quantitatively analyzed. The values of As(lesion area), AFs(the average fluorescence change), Qs(the total mineral loss) were gotten. Descriptive statistics and One-Way ANOVA of these quantitative values were carried out. Results: 1. all the images were classifie
12、d into three groups: (l)the first group: lesions with single arch or lunate appearance, clear boundary and alike-the-gingival-margin figure. (2)the second group: lesions with two or more linear dispersed which have illegibility boundary and be parallel with incisive margin, with or without dotted zo
13、ne. (3)the third group: no dark area on teeth surfaces. The proportion of t5 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 caries and mild fluorosis in clinic. As the QLF images exhibited distinct character the differencial diagnosis can be performed by using QLF method 2. There is no lesion information loss for the image reco
14、nstruction by Adobe Photoshop. The combined application of the Adobe Photoshop and QLF software will broaden the application of QLF to quantify enamel mineral change. Key words: QLF, initial caries, fluorosis , differential diagnosis, Adobe Photoshop Software 6 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 - 、 /. 、 1. 刖 S 激光诱导
15、荧光技术是以牙齿自荧光现象为基本原理的一种新 的釉质病损检测技术。其原理是用高强度蓝光照射牙齿后,健康 牙齿发出绿色光谱段荧光;病损区由于矿物含量减少、光学性质 改变而表现为相对荧光减弱的图形暗区,荧光强度变化量与釉质 矿物含量减少量高度相关,其相关系数 r=0.73-0.861。 目前发展最为成熟的是定量光诱导荧光 ( QLF)技术,其光源 系统常使用微电极氩光灯加一个最大允许透过波长为 370nm光学 滤过器组成,过滤后发射的蓝光通过液体光导将光传导至牙面, 激发牙齿产生荧光(波长 290 450nm)。荧光通过黄色高通透性 滤光屏障,滤出所有反射和散射光,获得波长大于或等于 520nm的
16、 荧光。荧光信号经微型 CCD摄像机摄取和图像捕获卡转换形成图 象。该图像文件存储于计算机后,可以使用专门软件进行定量图 像分析 2l3。 为了计算病损区荧光丧失,系统将把病损区周围健康组织的 荧光强度当作原始值(患病前病损区荧光强度值),推 导病损区组 织健康状态荧光强度,计算实际测量值与重建值之间的差异值, 即为荧光损失强度。该技术具有定量,无创,灵敏的特点,广泛 适用于釉质脱矿病损的定量分析研究,包括多种情况下釉质矿物 含量的变化监测以及各种促进再矿化措施效果评价。 我国总体龋患率较低,但近年部分地区龋病发病呈上升趋势。 由于人们经济水平和口腔保健意识的提高,对早期防治龋病有了 更高的要
17、求,而龋病预防的重要原则之 是早期诊断,早期治疗。 因此,早期龋的预防研究成为口腔医学工作的重点之一 4。 早期龋防治中,个体准确诊断,人群整体发病情况有 效判断是 7 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 其开展工作的前提。目前,早期龋的诊断方法较多,除临床检查 外,有光导纤维透照技术,电阻抗技术,弹性摸具分离技术,染色 技术,光诱导荧光技术等 5。其中, QLF技术因其可视化效果,半 自动化的特点和定量分析的优点表现出很好的前景。 目前国内尚无 QLF技术的相关研究,国外研究以 QLF技术操作 条件和实验室龋病干预效果评价为主 6 7 8 9 1() 11,涉及诊断应用方面 的研究较少。本研
18、究的目的是运用 QLF技术检测临床检查诊断为早 期龋的病例,寻找早期龋的图像特点和诊断诊断要点,探索 QLF 技术在早期龋诊断和鉴别诊断应用价值。 8 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 2. 正文 2.1第一部分使用 QLF诊断光滑面早期龋的结果分析及探讨 QLF是以牙齿自荧光现象为基本原理的一种新的釉质病损检 测技术,当用高强度蓝光照射牙齿时,牙齿发出绿色光谱段荧光 ; 而矿物含量变化区表现为相对荧光减弱的图像暗区,其荧光强度 变化与釉质矿物含量减少高度相关 11。目前国外运用 QLF技术的 研究主要集中在定量监测矿物含量动态变化和评价各种干预措施 的临床效果 6,71), 11。关于(
19、技术的基本特点 图像可视化 效果 的运用方面的研究,即用于病损的定性诊断方面相对较 少本实验旨在运用 QLF技术分析通过临床检查诊断的早期龋病 例,探索 QLF技术在早期龋诊断及鉴别诊断的价值。 2.1.1材料方法 2.1.1.1实验对象 对成都、德阳、资阳及乐山 11所中学年龄 1 13岁的初中一 年级学生进行口腔检查,筛选研究对象,收集诊断为早期龋的病 例。纳入标准:恒前牙至少已萌出 12, 11, 21, 22,所有自愿接 受检查者;排除标准:前牙严重釉质龋损,冠折,正在接受正畸 治疗者,不愿接受检查者。 2.1.1.2实验仪器 QLF仪器系统 :电脑一台,光源, CCD相机,图像采集卡
20、,以及 QLF 软件包 (Inspector Research System B.V., The Netherlands),无油空 气压缩机,电源线及插座,口镜,镊子,探针,开口器。 2.1.1.3实验方法 2.1.1.3.1参加研究的研究人员接受由 Dr. Roger Ellwood和 Dr_ Iain Pretty ( Manchester University Dental Hospital, Manchester, UK)两 9 四川大学华西口腔医学院领士学位论文 位学者关于 QLF设备的安装使用,维护,操作,以及相关软件的 使用的培训,熟练掌握相关技术后进行下一步的实验。 2.1.1
21、.3.2在研究人员指导下学生使用牙膏牙刷自己完成上颂及下 颌前牙唇面清洁,自然光线下,由两位研究人员 ( 口腔临床医学 专业研究生)检查,使用压缩空气干燥前牙唇面 15秒 12,肉眼直 接观察前牙,排出严重龋损(指伴釉质缺损者),中重度氟牙症(按 Dean指数标准),四环素牙,按临床检查标准将牙颈部呈白垩色者 诊断为可疑早期龋,将有可疑早期龋的学生记录姓名,年龄,班 级后,纳入下一步实验。 2.1.1.3.3将检测场所窗子用深色窗帘遮光,形成暗室;组装 QLF 仪器,启动电脑,运行 QLF patient软件,按设备 “Chinese Standard” 设置 QLF系统电脑软件环境,准备进入
22、下一步实验。 2.1.1.3.4纳入实验的学生,使用牙膏牙刷由口腔医生指导下彻底清 洁上颌及下颌 前牙唇面,上前牙无油压缩空气干燥 15秒,棉卷置 于腮腺导管处隔湿,上开口器,电脑顺序编号并记录姓名,年龄, 班级后,于暗室 QLF检查无红色荧光者 13连续摄取上颌恒前牙 (牙 位顺序依次为 11, 12, 13, 12, 23) QLF荧光图像,存储于电脑 中;有红色荧光者,重新刷牙清洁牙面后再于暗室摄取上颌前牙 恒牙 QLF荧光图像。 2.1.1.3.4分析所有荧光图像,总结各类病损形态规律。 2.1.2实验结果 2.1.2.1本次实验共在三个月内完成,共检查学校 11所,分别是: 成都市双
23、流白家中学,双流文星 中学,双流彭镇中学,双流红河 中学,双流公兴中学,双流桂林中学,龙泉第三中学,乐山市水 口中学,德阳黄许中学,资阳雁江中学,检查诊断为可疑早期龋 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 共 314人,全部自愿接受 QLF检査。 2.1.2.2部分肉眼检査可疑早期龋学生牙齿 QLF图像 依据牙面有无暗影病损将参加实验病例分为可疑早期龋和健 康两类,分别举例: 2.1.2.2.1例一成都市双流公心中学学生,临床检查可疑光滑面 早期龋。 2.1.2.2.2 例二 成都双流红河中学学生,肉眼检查疑前牙颈部早期龋。 四川大学华西口腔医学院硕士学位论文 12 四川大学华西口腔医学院硕士学
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