龋病成像检测仪临床应用研究进展

王凯欣， 王晓春， 张璐

哈尔滨医科大学附属第四医院口腔科，黑龙江 哈尔滨（150001）

龋病是一种由多因素诱发的疾病，病变范围主要累及牙釉质、牙本质、牙骨质；若不及时治疗，致病菌可进一步侵犯牙髓，引起牙髓炎或根尖周炎，严重者甚至会导致牙齿缺失。2017 年9 月19日国家卫生计生委发布的第四次全国口腔健康流行病学调查结果显示［1］：12 岁儿童恒牙患龋率为34.5%，5 岁儿童乳牙患龋率为70.9%，呈逐年上升趋势。国外调查研究发现龋病患病率为72.9%，且患病区域主要集中在磨牙区［2］。在调查的2～19岁人群中，1 年内其原发龋病与未治疗龋病的患龋率分别为43.1%和13.0%［3］。由此可见，龋病的患病率无论是在国内还是国外仍然处于较高的水平。因此，找出能够早期检测龋病的方法并对龋病进行及时干预是科研人员迫切需要解决的问题。随着生物医学光学交叉学科的发展，利用光学原理的龋病检测技术逐渐被人们熟知，与之相关的体内体外研究也在不断探索。各大仪器制造商生产出了不同种类的小巧方便并适用于口腔的龋齿检测仪，这些检测仪的检测结果均以数值或图像的形式显示，通过操作者的直观讲解，增加了医生与患者间的沟通，减少医患纠纷，为患者提供积极治疗与预防龋齿的动力。由于具有无辐射、操作方便等优点，使应用人群更为广泛，尤其降低了儿童及孕妇人群口腔检查的难度，提高了口内龋齿检查的准确性，减少了漏诊、误诊的发生。因此，本文将从基本原理与临床应用的角度出发，对现有的龋齿检测仪器进行阐述。

1 VistaCam 龋齿检测仪

德国Durr Dental 公司生产的VistaCam 是一种能够有效监测龋病的口腔内荧光摄影机，现最新一代已更新至VistaCam IX［4］。由于其不需要预先校准，只需保持牙面清洁，所以每一个临床医生均可以正确操作［5］。该仪器由一个口腔内照相机组成，采用两组能产生405 nm 的紫外光发光二极管检测龋齿，通过摄像头捕获图像并由计算机处理图像，结果由数字和图像共同显示，健康的牙釉质呈现绿色，龋坏的部分呈现红色。以0 到3 的刻度值量化龋病：1.0 表示牙釉质早期龋坏，1.5～2.0 表示牙釉质深部龋坏，2.0～2.5 表示牙本质龋坏，2.5及以上表示牙本质深部龋坏［6］。VistaCam 对面龋和邻面龋的敏感性相差较大，有研究显示，VistaCam 检测面龋时，敏感性为0.89，而在检测邻面龋时仅为0.63；对于两种类型龋病检测的特异性相差不多［7-8］。可能是由于临床上邻面龋病多发生在邻面接触点以下，而VistaCam 选用的405 nm的紫外光可能很难透过表面看似完整的牙釉质达到龋损部位。此外，牙釉质裂纹的存在可能也会影响检测结果。这也说明，目前VistaCam 对面龋的检测准确性高，而对邻面龋的检测则需改善其敏感性，提高准确度。

2 Soprolife Camera 龋齿检测仪

法国La Ciotat，Acteon Imaging 公司生产的SoproLife camera（SC）是一种基于激光荧光原理的现代龋病检测方法，结合了口腔摄像机视觉检测和激光荧光装置的优点［9］。用SoproLife camera 获得的图像可以在屏幕上观看，并使用一个特殊的软件程序（Sopro 成像软件模式）保存到计算机上。利用这种方法，可通过比较图像评估龋病随时间变化的情况［10］。该检测方法可在日光、诊断和治疗3种不同的模式下捕获信息。日光模式使用的是高倍率LED 口内照相机，而诊断和治疗模式下则使用是450 nm 的蓝色荧光。荧光照射时，会与白色LED 光可以产生叠加效应，使得病变与健康的牙体组织呈现不同的颜色，绿色代表健康组织，红色代表龋坏组织。有文献报道，SC 检测面空洞型、非空洞型龋病时，敏感性分别为0.98、0.85，结果呈现出一定差异，这可能是由于龋损形态不同造成的；特异性无差异，说明SC 对于面龋的检测仍具有一定的可信度［10-11］。

3 DIAGNOdent、DIAGNOdent pen 龋齿检测仪

德国Kavo 公司生产的DIAGNOdent 是第一台广泛应用于临床实践的牙科椅旁激光荧光设备，该仪器采用了655 nm 的近红外光。由于龋坏部位的牙齿组织存在脱矿及细菌代谢产物，所以，近红外光照射时得到的荧光强度不同。不同的荧光强度由计算机特定的软件转化为相应的数值，数值大小反应了不同龋坏程度；5～10 表示牙釉质龋，10～20 表示早期牙本质龋，大于20 表示牙本质进展龋。该设备最初只设计了锥形和圆形探头，仅适用于检测面龋和光滑面龋病。随后Kavo 公司生产了新版本DIAGNOdent pen，其精致小巧的笔式探头更有利于邻面龋及沉积牙石的检测［12］。DIAGNOdent 检测浅表面龋时，敏感性、特异性表现较高，分别为0.92、0.94；而检测隐匿性面龋时敏感性、特异性均降低，分别为0.85、0.77［10-11］。随着龋病的不断进展，病变达到牙本质时，DIAGNOdent 的敏感性表现更低，仅为0.44［13］。可能是随着龋病进展，矿化与再矿化的交替进行，阻碍了DIAGNOdent 荧光进入龋坏部位，造成假阴性的结果；其次，实验选取的仪器参考截断值不同也会导致实验结果的差异。

4 CarieScan PRO 龋齿检测仪

苏格兰DUNDEE 公司生产的CarieScan PRO 是一种基于交流阻抗谱原理的新型龋齿检测仪器，该设备主要依靠于健康组织和龋组织之间的电传导差异进行检测，健康的牙釉质表现出高电阻，而脱矿区的电阻则较低。当牙齿存在龋病时，牙釉质表现出多孔性，唾液渗入空隙，空隙中的二烯物质使导电率增加，此时阻抗降低。当病变侵犯牙本质时，由于牙本质小管内液体的存在使得牙本质的导电率较牙釉质高，此时阻抗进一步降低。该设备可发送多个频率交流电并由此创建阻抗点的频谱，根据频谱分析龋齿的存在和严重程度。检测牙齿时，为保持有可循环的电流通过，首先需要将牙齿冲洗5 s，然后用无水无油空气吹干3 s后，将CarieScan PRO 配套检测探头以轻微的力压入牙齿裂缝中，以确保在测量的过程中尖端不会移动，当显示的数值保持不变时，记录下数值，随即检测完成［14］。数值大小代表龋病病变程度：1～20 表示完好的牙釉质，21～90 表示牙釉质龋坏，91～99 表示早期牙本质龋坏，100 分则被认为是确定的牙本质龋坏。有研究显示，与DIAGNOdent、SC 检测结果相比，CarieScan PRO 检测面龋时的敏感性、特异性较低［10-11］。与Mortensen 等［15］也研究了该仪器检测面龋的准确性，其结果显示更低，敏感性仅为0.3。敏感性低，说明该设备检测早期龋病的能力较差，医生在使用过程中需要对其检测结果仔细判读。

5 Caries ID 龋齿检测仪

Caries ID 是由登士柏公司生产的一种基于发光二极管的手持龋病检测设备。该设备使用635～880 nm 波长的二极光，当牙齿矿物质密度发生变化时，其对光的反射能力下降，随即通过光纤捕获反射光，将其转化为电信号进行分析，用以评估牙齿矿物质密度的变化。健康的牙釉质呈绿色光，牙齿龋坏部位则呈红色光，另外在检测过程中同时伴随着频率变化时产生的信号声。检测结果评判标准：0 是无龋（绿灯，无哔哔声）；1 是牙釉质龋（红灯，慢哔哔声）；2 是浅表牙本质龋（红灯，中哔哔声）；3 是深牙本质龋（红灯，快哔哔声）［16］。Caries ID 检测面龋时，其敏感性、特异性均表现较低，分别为0.71、0.30［17］，这可能是由于在检测过程中检测人员读取信号声的主观性造成的。较低的特异性会导致龋病的过度诊断。因此，Caries ID不能准确评估牙齿矿物质密度的变化。由于其临床研究较少，因此在临床中不推荐使用该设备检测龋病及其他牙齿病变（修复体周围龋病、牙结石等）。

6 DIAGNOcam/CariVu 龋齿检测仪

DIAGNOcam 是德国Kavo 公司生产的一种基于数字光纤透照技术的便携式龋齿检测仪。DIAGNOcam 采用了780 nm 的近红外光来检测面及邻面龋损的早期形态。由于使用了波长较长的近红外光，穿透牙齿的深度更深，在780 nm 波长范围内，釉质呈半透明，龋损呈较深的颜色。DIAGNOcam 设备配置两个大小不同的工作头，便于分别对成人和儿童进行检测。CariVu 是由Kavo 旗下子公司DEXIS 生产的一种更小巧的检测仪，原理与DIAGNOcam 相同，但CariVuCam 图像可呈现更高清的4D 效果，在成像软件中加入DEXvoice 语音识别功能，实现检测仪器的自动化。由于两种设备均不需要清洁牙面及校准且安全、方便、无辐射，尤其适于孕妇人群的使用［18-19］。目前，临床上检测邻面龋多使用咬合翼片、数字化X 线，然而研究显示，在检测非空洞型邻面龋时两者敏感性均较低，仅为0.45、0.55［20］。而DIAGNOcam 在检测邻面龋时表现出较高的敏感性、特异性，尤其是其特异性高达0.96［21-22］。此外，有文献指出，DIAGNOcam 还可检测邻面修复体周围的龋病，其特异性高达0.95，DIAGNOcam 有望成为一种邻面龋的有效检测工具［23］。但对于面龋，DIAGNOcam 的特异性显示为0.61［24］。所以，在临床应用中，其仅可作为一种面龋的辅助检测工具。

7 金丝雀系统（Canary System，CS）龋齿检测仪

CS 是由加拿大量子牙科科技公司生产的一种基于光热辐射测量技术与调制发光（photothermal radiometry and luminescence，PTR-LUM）原理的龋齿检测仪器，具有检测精密、功率较低等优点，能够快速探测到裂缝和龋病。该设备带有一个集成的口腔内照相机，并且选用了660 nm、2 Hz 频率的脉冲激光，低频率的脉冲激光可探测到牙齿表面下50 μm～5 mm 深的龋病。CS 用时3 s 即可完成牙齿扫描，扫描过程中牙齿会发出相应的光并带有能量的转换，医生可根据PTR-LUM 幅值相位值的变化评估牙齿晶体结构的状态。The Canary System将测量结果通过特定的算法，转化为相应的数值（0～100），较低的数字（小于20）表明牙釉质健康，较高的数字表明存在裂缝或龋病［25］。目前该产品仅在加拿大和美国出售。CS 在检测面龋时，其敏感性、特异性较低，分别为0.75、0.64；检测邻面龋时，特异性为0.82［26-27］。这可能是由于目前对于CS 的临床研究较少，其选取的参考诊断数值不同导致实验结果准确性较低；当数字大于20 时，即表示龋坏，并没有确定的数值划分龋病病变等级；其次，牙齿邻面之间的牙结石、烟渍不容易去除，也会影响实验的结果。由于PTR 信号反映的是牙齿表面以下的信息，因此，并不会受到牙齿封闭剂、牙面白斑的影响而出现假阳性结果。同时也有文献指出，CS 对于检测牙齿封闭剂下的龋病特异性高达0.94，而DIAGNOdent 特异性则为0［28］。

近年来，一种采用1 310 nm、1 460 nm 近红外光的多光谱近红外扫描纤维内窥镜（near-infrared scaning fibre endoscope，NIR-SFE）技术应用于早期龋病检测，波长越长，牙釉质越透明，健康釉质与龋坏组织对比度越大。在干燥的条件下，NIR-SFE可以通过区别脱矿的严重程度检测出浅表的龋病，此外还可以完成邻面龋和4 mm 以下面龋的检测［29-30］。而高频超声成像是一种采用40 MHz 频率的成像技术，因其成像对比度清晰、分辨率高，在显示人体内部结构方面具有显著优势。有研究将高频超声成像用来检测龋病病变深度及病变形状，结果与micro-CT 有很好的一致性。高频超声成像可能会提供关于龋病病变深度和形状的信息［31］，具有潜在的临床应用价值，但还需要进一步研究。

8 小 结

龋齿检测仪因其客观且非侵入性等优点，一经研发便快速进入市场。但随着临床应用的增多，其检测结果的准确性也备受争议。VistaCam 可在唾液、血液存在的情况下检测龋病和牙石［32］，但其结果是否完全不受影响有待进一步研究；牙齿色素沉着、牙科封闭剂的使用则可能会影响DIAGNOdent 的检测结果。本文通过对多种龋齿检测仪进行对比分析，做出以下总结：①龋齿检测仪只能作为一种检测龋病的辅助诊断工具，并不能作为金标准使用；②条件允许的情况下，选用两种或两种以上的仪器，以提高检测结果的可靠性；③不同龋病类型可优先选择相应准确性更高的检测仪。例如，面龋时优先选择VistaCam、DIAGNOdent；邻面龋时优先使用DIAGNOcam/CariVu、CS。另外，医生需不断丰富自己的临床经验，主观与客观结合，做出准确判断。