Powtarzalność pomiarów fluorescencji za pomocą aparatu Diagnodent na powierzchniach żujących zębów trzonowych w warunkach in vitro

Transkrypt

1 ORIGINAL PAPERS Dent. Med. Probl. 2008, 45, 3, ISSN X Copyright by Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław and Polish Stomatological Association JOANNA WOŹNIAK, URSZULA KACZMAREK, DAGMARA PIESIAK PAŃCZYSZYN, AGNIESZKA PIETKIEWICZ RZEPA Powtarzalność pomiarów fluorescencji za pomocą aparatu Diagnodent na powierzchniach żujących zębów trzonowych w warunkach in vitro Reproducibility of Fluorescence Measurements by Diagnodent Device on the Occlusal Surfaces of Molar Teeth in Vitro Conditions Katedra i Zakład Stomatologii Zachowawczej i Dziecięcej AM we Wrocławiu Streszczenie Wprowadzenie. Jedną z nowszych metod rozpoznawania i monitorowania zmian próchnicowych, wykazującą du żą dokładność diagnostyczną, jest pomiar fluorescencji tkanek za pomocą laserowego urządzenia Diagnodent. Z klinicznego punktu widzenia niezwykle istotne jest to, czy na wartość pomiarów uzyskiwanych w czasie bada nia ma wpływ stan powierzchni badanego zęba w aspekcie suchość/wilgotność środowiska oraz umiejętności ope ratora. Cel pracy. Ocena powtarzalności pomiarów fluorescencji za pomocą aparatu Diagnodent przeprowadzonych na osuszonych i wilgotnych powierzchniach zębów. Materiały i metody. Materiał badawczy stanowiło 48 usuniętych, niewypełnionych trzecich zębów trzonowych. Opierając się na ocenie wizualnej, powierzchnie zębów były zdrowe lub wykazywały wczesne początkowe zmia ny próchnicowe. Pomiary fluorescencji za pomocą aparatu Diagnodent na osuszonych i wilgotnych powierzch niach zębów zostały przeprowadzone przez dwóch niezależnych badaczy oraz przez tego samego badacza w dwu tygodniowym odstępie czasu. Wyniki. Nie stwierdzono istotności różnic między pomiarami fluorescencji przeprowadzonymi na suchych i wil gotnych powierzchniach oraz między badaczami i badaniami. W odniesieniu do klasyfikacji Hibsta uzyskane da ne wykazały dużą powtarzalność pomiarów wyrażoną wartością współczynnika κ bliską 1 uzyskaną dla dwóch ba daczy i w dwóch badaniach przeprowadzonych przez tego samego badacza w odniesieniu do obecności/braku zmiany, co oznacza całkowitą zgodność pomiarów. Wnioski. Na wyniki pomiaru fluorescencji za pomocą aparatu Diagnodent nie wpływa istotnie suchość lub wil gotność badanej powierzchni zęba, zmiana badacza oraz odstęp czasu między pomiarami (Dent. Med. Probl. 2008, 45, 3, ). Słowa kluczowe: diagnostyka próchnicy, powierzchnie żujące, pomiar fluorescencji, Diagnodent. Abstract Background. One of the modern and precision diagnostic and monitoring method of carious lesions is fluorescen ce measurement by Diagnodent device. Clinically condition of the examined teeth surfaces (dry/wet) and ability of examiner can influence the measurements Objectives. Evaluation of reproducibility of fluorescence measurements by Diagnodent device on dried and wet tooth surfaces. Material and Methods. The study material consisted of occlusal surfaces of 48 extracted, non filled third molars. Basing on visual assessment the teeth surfaces were sound or with early carious lesions. The measurements of flu orescence on dried and wet occlusal surfaces of the teeth were carried out with use of Diagnodent by two indepen dent examiners and by the same examiner in two measurements in two week distance. Results. No significant differences was found between measurements by two exmainers and in two measurements as well. Referring to Hibst s classification the obtained data demonstrated high reproducibility of the results expressed by κ index equal to 1 gained on dried and wet tooth surfaces, by two examiners and in two measure ments by the same examiner in relation to presence/absence of the change, what means total agreement.

2 256 J. WOŹNIAK et al. Conclusions. There is no significance influence of dryness or wetting of the examined teeth surfaces, change of the examiners or time gaps between measurements of dental fluorescence by Diagnodent device (Dent. Med. Probl. 2008, 45, 3, ). Key words: caries diagnosis, occlusal surface, fluorescence measurement, Diagnodent. Mimo zaobserwowanego w wielu krajach istot nego zmniejszenia częstości występowania choroby próchnicowej, jest ona nadal poważnym problemem społecznym, gdyż chorobę stwierdza się we wszyst kich populacjach na świecie. Próchnica zębów to przewlekłe schorzenie infekcyjne charakteryzujące się występowaniem w miejscach nagromadzenia płytki bakteryjnej. Szczególnie predysponowane do jej rozwoju są bruzdy i zagłębienia, powierzchnie styczne oraz rejon przyszyjkowy korony zęba. Licz ne badania epidemiologiczne wykazały jednak, że to właśnie powierzchnie żujące zębów trzonowych są najbardziej podatne na próchnicę, a występujące na nich zmiany cechują się szybką progresją [1]. Postę pujące zniszczenie ma swój początek w najgłębszej części systemu bruzd, szczelin i dołków, któremu sprzyja odkładanie się płytki i trudności w dokładnym jej usuwaniu. Dodatkowo, tworzenie tzw. mikrou bytków (na skutek np. nieostrożnego zgłębnikowa nia) stwarza dogodne warunki do rozwoju próch nicowej flory bakteryjnej i uaktywnia wszystkie mechanizmy choroby. Brak dokładnej kontroli pro wadzi do ciągłego rozwoju próchnicy i jej progresji przez całe życie. Jedną z nowszych metod rozpozna wania i monitorowania zmian próchnicowych, wy kazującą dużą dokładność diagnostyczną, jest po miar fluorescencji tkanek za pomocą laserowego urządzenia Diagnodent (KaVo, Niemcy). Działa nie aparatu opiera się na zjawisku fizycznym, w którym utrata substancji mineralnych spowodowa na procesem próchnicowym rozprzestrzeniającym się w tkankach twardych zęba zmienia ich fluore scencję uaktywniającą się podczas ekspozycji na światło laserowe [2 8]. Z klinicznego punktu widze nia niezwykle istotne jest, czy na wartość pomiarów uzyskiwanych w czasie badania ma wpływ stan po wierzchni badanego zęba w aspekcie suchość/wil gotność środowiska (np. kontakt ze śliną) oraz umie jętności operatora (np. gdy inny lekarz wykonuje ba danie pierwsze i kontrolne). Celem pracy była ocena wpływu warunków po miarów (osuszona/wilgotna powierzchnia) na wyni ki pomiarów fluorescencji za pomocą laserowego aparatu Diagnodent oraz ich powtarzalność między badaczami i badaniami w warunkach in vitro. Materiały i metody Materiał badawczy stanowiły powierzchnie żu jące 48 niewypełnionych trzecich zębów trzono wych usuniętych u osób w wieku lat. Spośród badanych zębów w ocenie wizualnej makroskopo wej wolnych od próchnicy było 17, w pozostałych 31 stwierdzono występowanie procesu próchnico wego o różnym stopniu zaawansowania. Zęby po dokładnym oczyszczeniu przechowywano bez do stępu światła w szczelnych, plastikowych pojemni kach wypełnionych roztworem tymolu w soli fizjo logicznej. Każdy ząb został dokładnie opisany (na zwisko, imię, wiek, grupa anatomiczna zęba, data ekstrakcji). Badania były przeprowadzane aparatem Diagnodent niezależnie przez dwóch badaczy, dwu krotnie (z dwutygodniowym odstępem czasu), na wilgotnych (bezpośrednio po wyjęciu zęba z pojem nika z roztworem tymolu w soli fizjologicznej i od sączeniu bibułą) oraz osuszonych powierzchniach zębów. Do suszenia powierzchni użyto sprężone po wietrze z dmuchawki stomatologicznej, czas susze nia 5 sekund. Każdy pomiar wykonywano trzy krotnie, zerując urządzenie między pomiarami i obliczano wartość średnią. Do przygotowanej kar ty badania wpisywano zarówno wyniki wskazywa ne przez urządzenie, jak i odpowiednią cyfrę po rządkową uzyskanych wartości pomiarowych zgo dnie z klasyfikacją Hibsta [cyt. wg 9]: (0) 0 8, (1) 9 15, (2) 16 30, (3) 31 50, (4) Do pomiarów na powierzchniach żujących używano stożkowej sondy pomiarowej, którą ska nowano badane twarde tkanki zęba zalecanymi przez producenta ruchami zamiatającymi (tzn. oprócz ruchów przesuwania sondy wzdłuż bruzd, wykonywano nieznaczne ruchy poprzeczne). Przed wykonaniem pomiarów przez drugiego ba dacza ząb był ponownie umieszczany w plastiko wym pojemniku z roztworem tymolu. W analizie danych wykorzystano parametry statystyki opisowej, tj. wartości średnie i odchyle nie standardowe. Do oceny powtarzalności pomia rów, przeprowadzanych przez dwóch różnych bada czy oraz tych samych badaczy w dwóch kolejnych badaniach, zastosowano współczynnik κ (kappa) Cohena. Ocena istotności różnic między pomiarami przeprowadzanymi przez dwóch badaczy, w róż nych warunkach i po upływie określonego czasu została przeprowadzona za pomocą testu par Wilco xona, przy założonym poziomie istotności p < 0,05. Wyniki i omówienie Uzyskane średnie wartości pomiarów dla osuszonych i wilgotnych powierzchni żujących

3 Reproducibility of Fluorescence Measurements by Diagnodent Device 257 Tabela 1. Wartości średnie i odchylenia standardowe pomiarów fluorescencji przeprowadzonych przez dwóch badaczy w dwóch oddzielnych badaniach na osuszonych i wilgotnych powierzchniach zębów Table 1. Mean values and standard deviations of the fluorescence measurements performed by two examiners in two sepa rate measurements on dried and wetting dental surfaces Badanie 1 Badanie 2 (Measurement 1) (Measurement 2) badacz 1 badacz 2 badacz 1 badacz 2 (examiner 1) (examiner 2) (examiner 1) (examiner 2) Powierzchnia zęba wilgotna sucha wilgotna sucha wilgotna sucha wilgotna sucha (Tooth surface) (wet) (dry) (wet) (dry) (wet) (dry) (wet) (dry) Wartość średnia 17,69 19,06 17,50 19,13 17,69 19,25 18,15 19,73 (Mean value) Odchylenie standardowe 15,25 19,15 14,70 20,02 14,87 20,95 14,90 21,38 (Standard deviation) wszystkich badanych zębów w dwukrotnej ocenie przeprowadzonej przez dwóch badaczy zestawio no w tabeli 1. Porównanie średnich wartości po miarów wskazuje, iż niezależnie od zaawansowa nia zmian w twardych tkankach zęba, ocena osu szonych powierzchni zębów w porównaniu do wilgotnych, dostarcza tylko nieznacznie wyższych wartości (średnio o 1,37 1,67). Duże wartości od chylenia standardowego (bliskie lub przekraczają ce wartość średniej arytmetycznej) wynikają ze znacznej zmienności wartości pomiarów, uzależ nionej od zaawansowania zmian próchnicowych w twardych tkankach badanych zębów. Porówna nie średnich wartości uzyskanych w pomiarach su geruje wysoką zgodność danych otrzymanych nie zależnie przez dwóch badaczy, a także znaczącą powtarzalność wyników. Potwierdzają to duże wartości testu par Wicoxona (tab. 2), nakazujące odrzucić hipotezę o statycznej istotności różnic badanych par wyników dla wszystkich testowa nych kombinacji, tzn. między badaczami (p = 0,79), badaniami (p = 0,80) oraz wilgotnymi a osuszonymi powierzchniami zębów (p = 0,49). Poszczególne wartości pomiarów uszeregowano ponadto zgodnie z propozycją Hibsta (cyt. wg 9) (tab. 3). Kategoryzacja pomiarów objęła 5 przedziałów wartości pomiarów odpowiadających zaawansowaniu zmian: 0 (0 8), 1 (9 15), 2 (16 30), 3 (31 50), 4 (51 99). Zaobserwowano w 86,5% zgodność wartości mierzonych na powierzchniach wilgotnych mię dzy badającymi (badacz 1 badacz 2) oraz w 89,6% na powierzchniach osuszonych. W każ dym przypadku różnica w porównywanych wyni kach wynosiła jedną klasę klasyfikacji Hibsta. Zgodność pomiarów między badaniami (badanie 1 badanie 2) wynosiła średnio w przypadku po wierzchni wilgotnych 87,5%, osuszonych nato miast 89,6%. Dla pomiarów przeprowadzonych za pomocą urządzenia Diagnodent przez dwóch nie Tabela 2. Wartości istotności różnic testu par Wilcoxona na poziomie istotności p = 0,05 porównującego zgodność wyników uzyskanych przez dwóch badaczy w dwóch oddzielnych pomiarach Table 2. Values of significance differences of paired Wilcoxon test at significance level p = 0.05 comparing the agreement of the results obtained by two examiners in two separate measurements Porównywane pomiarów (Comparison of measurements) Badacz 1 vs. badacz 2 0,79 (Examiner 1 vs. examiner 2) Badanie 1 vs. badanie 2 0,80 (Measurement 1 vs. measurement 2) Powierzchnia wilgotna vs. sucha 0,49 (Dry vs. wet surface) Wartość testu par Wilcoxona (Value of paired Wilcoxon test) zależnych badaczy prowadzących pomiary w ba daniu 1 i 2, na powierzchniach osuszonych oraz wilgotnych, uzyskano wartość 1 współczynnika κ, świadczącą o całkowitej zgodności oceny w kate gorii: obecność/brak zmiany w tkankach zęba. Pomiar wzbudzonej światłem laserowym fluo rescencji odbywa się w sposób szybki, prosty i nieinwazyjny. Poza oczyszczeniem z osadów, które mogą przyczynić się do fałszywie dodatnie go rozpoznania, nie wymaga dodatkowego przy gotowania badanych powierzchni zębów. Porów nując wskazania aparatu Diagnodent podczas ko lejnych badań, można monitorować zmiany i oceniać skuteczność zastosowanych metod lecz niczych. W badaniach własnych wykazano brak istot ności różnic między pomiarami przeprowadzony mi na suchych i wilgotnych powierzchniach oraz między badaczami i badaniami (tab. 2), co świad czy o powtarzalności pomiarów w odniesieniu do klasyfikacji Hibsta. Wartość współczynnika κ do

4 258 J. WOŹNIAK et al. Tabela 3. Liczba i odsetek badanych zębów z pomiarami fluorescencji przeprowadzonymi przez dwóch badaczy w dwóch oddzielnych badaniach zakwalifikowanych według klasyfikacji Hibsta Table 3. Number and percentage of the studied teeth with fluorescence measurements performed by two examiners in two separate measurements qualified according to Hibst s scores Klasyfikacja Hibsta Badanie 1 Badanie 2 (Hibst s score) (Measurement 1) (Measurement 2) badacz 1 badacz 2 badacz 1 badacz 2 (examiner 1) (examiner 2) (examiner 1) (examiner 2) 0 n/n 19/48 18/48 18/48 19/48 18/48 19/48 19/48 20/48 % 39,6 37,5 37,5 39,6 37,5 39,6 39,6 41,7 1 n/n 10/48 10/48 12/48 10/48 11/48 10/48 8/48 9/48 % 20,8 20,8 25,0 20,8 22,9 20,8 16,7 18,8 2 n/n 9/48 9/48 8/48 10/48 10/48 9/48 9/48 9/48 % 18,8 18,8 16,7 20,8 20,8 18,8 18,8 18,8 3 n/n 8/48 8/48 9/48 6/48 7/48 8/48 10/48 7/48 % 16,7 16,7 18,8 12,5 14,6 16,7 20,8 14,6 4 n/n 2/48 3/48 1/48 3/48 2/48 2/48 2/48 3/48 % 4,2 6,3 2,1 6,3 4,2 4,2 4,2 6,3 oceny między badaczami, w dwóch badaniach oraz na osuszonych i wilgotnych powierzchniach w kategorii obecność/brak zmiany wynosiła 1, co oznacza całkowitą zgodność pomiarów. Zgodność natomiast ocen w poszczególnych klasach Hibsta wynosiła 87% dla osuszonych i wilgotnych po wierzchni zęba, 91% dla dwóch badaczy i 87% w kolejnych badaniach. Z pracy Shi et al. również wynika brak różnic w wartościach pomiarów na suchych i wilgotnych powierzchniach żujących usuniętych zębów trzonowych lub przedtrzono wych i duża powtarzalność odczytów (odpowie dnio: 0,97 i 0,96) [10, 11]. Lussi et al. [12] stwier dzili również niewielkie różnice w pomiarach flu orescencji na suchych i wilgotnych powierzchni usuniętych zębów trzonowych. Można zatem przyjąć, że wilgotność zęba lub jej brak nie wy wiera istotnego wpływu na wartość diagnostyczną pomiaru. Z fizycznego punktu widzenia można to wyjaśnić w następujący sposób: obecność wody nie wpływa na liczbę bakterii oraz produktów pro teolitycznego rozpadu tkanek zęba odpowiadają cej za zmianę mierzonej fluorescencji, a może je dynie zmieniać ich koncentrację. Attril i Ashley w badaniach in vitro [13] oraz Rocha et al. w badaniach in vivo [14] porównywa li powtarzalność oceny wizualnej, radiologicznej i pomiarów aparatem Diagnodent zmian na powierzchni żującej zębów mlecznych między ba daczami oraz w kolejnych badaniach przeprowa dzanych przez tego samego badacza. W obydwu badaniach najwyższe wartości współczynnika κ uzyskano dla pomiarów fluorescencji zarówno między dwoma badaczami, jak i dla badań prze prowadzanych przez jednego badacza w porówna niu z pozostałymi metodami. Witch et al. donoszą o większej powtarzalności między badaczami po miarów zmian próchnicowych w obrębie korzenia zęba wykonanych aparatem Diagnodent niż po miarów oporności elektrycznej za pomocą ECM (electronic caries monitor) (wartość współczynni ka κ wynosiła odpowiednio: 0,85 i 0,76) [15]. Wy soką zgodność pomiarów aparatem Diagnodent wykonywanych przez dwóch badaczy (κ = 0,95 w badaniu 1 i κ = 0,85 w badaniu 2 uzyskali rów nież Pinelli et al. [16] badający początkowe zmia ny próchnicowe na powierzchniach gładkich. War tość współczynnika κ oceniająca powtarzalność pomiarów wykonywanych przez tego samego ba dacza była w tym badaniu mniejsza i wynosiła 0,77. Wartości ICC (interclass correlation coeffi cient) w badaniach wspomnianych autorów wyno siły 0,90 dla badacza 1 i 0,88 dla badacza 2, a dla tego samego badacza 0,85 lub 0,90 w zależności od roku produkcji urządzenia (1998 lub 1999), którym wykonywano pomiary. Na podstawie przeprowadzonych badań stwier dzono, że: 1) suchość lub wilgotność powierzchni żującej nie wpływa istotnie na wartości pomiarów uzyska nych za pomocą aparatu Diagnodent, 2) zmiana badacza oraz odstęp czasu dzielący badania nie wywiera istotnego wpływu na pomiar fluorescencji zęba.

5 Reproducibility of Fluorescence Measurements by Diagnodent Device 259 Piśmiennictwo [1] FEJERSKOV O., KIDD E.A.M.: Próchnica zębów. Choroba próchnicowa i postępowanie kliniczne. Wyd. Med. Urban & Partner, Wrocław 2006, 4 5. [2] DETHLOFF J.: Diagnostyka laserowa próchnicy nowe możliwości. Magazyn Stomat. 2000, 10, 4, 60. [3] DETHLOFF J.: Rola laserodiagnostyki w monitorowaniu wczesnych zmian próchnicowych. Magazyn Stomat. 2000, 10, 11, [4] MCCOMB D., TAM L.E.: Diagnosis of occlusal caries : Part II. Recent diagnostic technologies. J. Can. Dent. Assoc. 2001, 67, [5] MIELCZAREK A., WOJTOWICZ A., DRABARCZYK M., WIERZBICKA M.: Diagnozowanie zmian próchnicowych z wy korzystaniem techniki laserowej. Badania porównawcze in vitro. Stomat. Współczesna 2000, 7, [6] LUSSI A., HELLWIG E.: Performance of a new laser fluorescence device for the detection of occlusal caries in vitro. J. Dent. 2006, 34, [7] LUSSI A., HIBST R., PAULUS R.: Diagnodent: an optical method for caries detection. J. Dent. Res. 2004, 83, 1 9. [8] PRETTY I.: Caries detection and diagnosis: novel technologies. J. Dent. 2006, 34, [9] LUSSI A., MEGERT B., LONGBOTTOM C., REICH E., FRANCESCUT P.: Clinical performance of a laser fluorescence de vice for detection of occlusal caries. Eur. J. Oral. Sci. 2001, 109, [10] SHI X.O., TRANAEUS S., ANGMAR MANSON B.: Validation of Diagnodent for quantification of smooth surface ca ries: an in vitro study. Acta Odontol. Scand. 2001, 59, [11] SHI X.O., WELANDER U., ANGMAR MANSON B.: Occlusal caries detection with KaVo DIAGNOdent and radiogra phy: an in vitro comparision. Caries Res. 2000, 34, [12] LUSSI A., IMWINKELRIED S., PITTS N.B., LONGBOTTOM C., REICH E.: Performance and reproducibility of laser flu orescence system for detection of occlusal caries in vitro. Caries Res. 1999, 33, [13] ATTRIL D.C., ASHLEY P.F.: Occlusal caries detection in primary teeth: a comparison of Diagnodent with conven tional methods. Br. Dent. J. 2001, 190, [14] ROCHA R.O., ARDENGHI T.M., OLIVEIRA L.B., RODRIGUES C.R.M.D., CIAMPONI A.L.: In vivo effectiveness of laser fluorescence compared to visual inspection and radiography for the detection of occlusal caries in primary teeth. Caries Res. 2003, 37, [15] WICHT M. J, HAAK R., STUTYER H., STROHE D., NOACK M.J.: Intra and interexaminer variability and validity of laser fluorescence and resistance readings on root surface lesions. Caries Res. 2002, 36, 4, [16] PINELLI C., CAMPOS SERRA M., DE CASTRO MONTEIERO LOFFREDO L.: Validity and reproducibility of laser fluore scence system for detecting the activity of white spot lesion on free smooth surfaces in vivo. Caries Res. 2002, 36, Adres do korespondencji: Urszula Kaczmarek Katedra i Zakład Stomatologii Zachowawczej i Dziecięcej AM Wrocław ul. Krakowska 26 tel.: e mail: stomzach@stom.am.wroc.pl Praca wpłynęła do Redakcji: r. Po rezenzji: r. Zaakceptowano do druku: r. Received: Revised: Accepted: