PROTET. STOMATOL., 2010, LX, 4, 267-272 Opracowanie własnej konstrukcji stabilizatora gwarantującego porównywalne wyniki badań ukrwienia błony śluzowej jamy ustnej z zastosowaniem laserowego przepływomierza Dopplera* The stabilizer of our own construction that guarantees comparable results of the oral cavity mucosa blood flow using Laser Doppler Flowmetry Bartłomiej W. Loster 1, Joanna Ryniewicz 1, Wojciech Ryniewicz 2, Grażyna Wiśniewska 2 1 Z Zakładu Stomatologii Zintegrowanej UJCM Kierownik: dr hab. B. W. Loster 2 Z Katedry Protetyki Stomatologicznej UJCM Kierownik: prof. dr hab. S. Majewski HASŁA INDEKSOWE: przepływomierz Dopplera, błona śluzowa, jama ustna KEY WORDS: Laser Doppler Flowmetry, mucosa, oral cavity Streszczenie Wstęp. Metoda laserowo-dopplerowska (Laser Doppler Flowmetry LDF) jest nieinwazyjną metodą badania ukrwienia w bardzo małych objętościach tkanki, w której pomiar jest wykonywany w czasie rzeczywistym. LDF jest coraz częściej stosowanym narzędziem do wykrywania wczesnych zmian patologicznych. Jednym z najistotniejszych czynników gwarantujących wiarygodność przeprowadzanych badań jest sposób pozycjonowania sondy pomiarowej. Nawet niewielki ruch sondy w trakcie pomiaru, przez niewłaściwą jej stabilizację lub ruch osoby badającej, spowoduje powstanie artefaktów zakłócających wyniki. W związku z tym konieczne jest zaprojektowanie trwałego stabilizatora sondy, wykonanego indywidualnie dla każdego pacjenta w zależności od rodzaju badanego obszaru oraz stanu uzębienia badanej osoby. Cel pracy. Celem pracy jest opracowanie konstrukcji stabilizatora, którego zastosowanie umożliwi otrzymanie porównywalnych wyników badań ukrwienia w sklepieniu przedsionka jamy ustnej u pacjentów bezzębnych przy zastosowaniu laserowego przepływomierza Dopplera. Summary Introduction. Laser Doppler Flowmetry (LDF) is a non-invasive method of blood flow measurement in very small capacities of tissue, in which the measurement is made at the real time. LDF is still more frequently used for detecting early pathological lesions. The way the measurement probe is fixed is one of the most important factors, which guarantees the reliability of the performed study. Even a small movement of the probe during the measurement, caused by wrong stabilization or the researcher s unexpected move leads to the occurrence of artifacts, which yield confounding results. That is why a firm probe stabilizer must be designed individually for each patient, depending on the kind of the study area and the state of dentition. Aim of the study. To construct a stabilizer that could allow us to obtain, using Laser Doppler Flowmetry, comparable results when applied in the vestibulum vaut of the oral cavity Material and methods. Two different constructions of a stabilizer were made, one of acryl (S1a, S1b) and the other of silicone. The study was carried out on ten healthy edentulous patients who use complete dentures *Praca wygłaszana na Kongresie Stomatologów Polskich we Wrocławiu 24-27.06.2009 r. 267
B.W. Loster i inni Materiał i metody. Opracowano dwie różne konstrukcje stabilizatorów (S1a, S1b) wykonanych z tworzywa akrylowego oraz konstrukcję wykonaną z silikonu (S2). Badania przeprowadzono u 10 zdrowych pacjentów bezzębnych użytkujących protezy całkowite u których stwierdzono typ I podłoża protetycznego wg Supple. U każdego pacjenta przeprowadzono po 20 pomiarów wybranej okolicy błony śluzowej sklepienia przedsionka jamy ustnej. Badania przeprowadzono z zachowaniem stałych parametrów temperatury oraz wilgotności pomieszczenia w trakcie badań. Wyniki i wnioski. Badania potwierdziły skuteczność zastosowanego stabilizatora S1a oraz S1b. Konstrukcja opracowanego stabilizatora może być stosowana do badań ukrwienia np. w etapie gojenia po zabiegu wycięcia rozrostu zlokalizowanego w sklepieniu przedsionka jamy ustnej. and who had, according to Supple, type I of prosthetic foundation area. Each patient had twenty measurements taken. Every measurement concerned the region of mucous membrane localized in the vestibulum vaut of the oral cavity. The study was performed in the room with constant temperature and humidity. Results. The study confirmed the effectiveness of stabilizer S1a and S1b. Conclusion. The construction of the designed stabilizer may be used in the analysis of blood flow to assess healing processes, e.g., after cutting out the proliferation of mucous membrane localized in the vestibulum vaut of the oral cavity. U pacjentów użytkujących uzupełnienia protetyczne często można obserwować powstawanie zmian patologicznych na błonie śluzowej określanych w literaturze jako stomatopatie protetyczne. Wieloczynnikowy charakter etiologii tych zmian dotyczy najczęściej urazu mechanicznego, chemiczno-toksycznego lub elektrogalwanicznnego połączonego z czynnikami infekcyjnymi. W etiologii powstawania tego typu zmian, obok przyczyn miejscowych, wymieniana jest infekcja żołądka bakterią Helicobacter pylori (1, 2, 3). Wpływ Helicobacter pylori na powstawanie i obecność w jamie ustnej stomatopatii odbywa się na drodze bezpośredniego działania lub wskutek oddziaływania odległego ww. bakterii mającej swoje podstawowe miejsce bytowania w żołądku. Wydzielanie toksyn lub oddziaływanie antygenów Helicobakter pylori prowadzi do powstawania zmian zapalnych szczególnie o charakterze rozrostowym zlokalizowanych nawet w okolicach odległych od miejsca infekcji (4). Stomatopatie protetyczne lokalizują się w miejscach drażniącego działania wadliwie wykonanych protez zębowych tj. na podniebieniu, w przedsionku jamy ustnej, na dodziąsłowym brzegu koron, na błonie śluzowej wyrostka zębodołowego pozostającego w kontakcie z przęsłem mostu (5). Należy różnicować je ze zmianami o charakterze ogólnoustrojowym oraz wykwitami na tle alergicznym. Spośród stomatopatii można wyróżnić stomatitis prothetica catarrhalis oraz stomatitis prothetica hyperplastica (papillaris et fibrosa). Rozrostowe stomatopatie pod względem histopatologicznym w większości przypadków mają charakter zmian łagodnych (2). Leczenie stomatopatii odbywa się zgodnie z zasadami postępowania diagnostyczno terapeutycznego. W każdym przypadku obejmuje dokładne badanie kliniczne oraz badania dodatkowe. Pierwszym etapem terapii jest stosowanie antyseptyków na bazie chlorheksydyny oraz celowanego antymikotyku. Nieodzowne jest również wykonanie nowych uzupełnień protetycznych i wdrożenie odpowiednich nawyków higienicznych profilaktyki domowej pacjenta. Po diagnostyce mikologicznej i bakteriologicznej oraz wstępnym leczeniu antyseptycznym zmiany rozrostowe w obrębie błony śluzowej jamy ustnej podlegają terapii chirurgicznej (2). W ośrodku krakowskim stosuje się do tego celu laser CO 2. Wiązka laserowa penetruje na głębokość 1 mm, powodując odparowanie tkanki i koagulację naczyń krwionośnych. Zastosowanie promieniowania o wysokiej mocy 10W można wykorzystać do usunięcia zmian uszypułowanych poprzez odcięcie ich u podstawy. Natomiast użycie wiązki światła laserowego bez zogniskowania o mocy 4W prowadzi do zniszczenia tkanek i łączną koagulację naczyń krwionośnych. Główne zalety laseroterapii nad tradycyjnym metodami chirurgicznego leczenia to brak krwawienia w trakcie 268 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2010, LX, 4
Błona śluzowa jamy ustnej zabiegu oraz brak powstawania ścięgnistych blizn pozabiegowych, które utrudniają przyszłe leczenie protetyczne (1, 2, 5, 6, 7, 8). Równocześnie proces gojenia po zabiegu laseroterapii nie został dotychczas dokładnie zbadany, co stanowi podstawę do podjęcia aktualnych badań z zastosowaniem laserowego przepływomierza Dopplera (Laser Doppler Flowmetry LDF). Planuje się w kolejnych badaniach ocenę faz gojenia błony śluzowej po zabiegu wycięcia zmian rozrostowych wykonanego laserem CO 2. Niniejsza praca obejmuje badania wstępne dotyczące opracowania właściwej metodyki badań przy użyciu LDF gwarantującej powtarzalność pomiarów. Cel pracy Celem pracy jest przedstawienie kryteriów gwarantujących porównywalność wyników badań przeprowadzonych metodą laserowo-dopplerowską oraz opracowanie konstrukcji stabilizatora, którego zastosowanie umożliwi otrzymanie porównywalnych wyników badań ukrwienia w sklepieniu przedsionka jamy ustnej u pacjentów bezzębnych Materiał i metoda Metoda laserowo-dopplerowska jest stosowana w medycynie od 1975 roku. W laserowym przepływomierzu Dopplera sonda pomiarowa zbudowana jest z dwóch równoległych światłowodów. Źródłem światła jest laser półprzewodnikowy emitujący promieniowanie o długości fali 780-810 nm i mocy 2-5 mw. Światło padające na powierzchnię tkanki ulega adsorpcji, odbiciu i rozproszeniu. Rozproszenie na elementach ruchomych w tym przypadku na krwinkach, zgodnie ze zjawiskiem Dopplera, powoduje zmianę częstotliwości fali (9, 10, 11). Duży wpływ na dokładność i wiarygodność przeprowadzanych badań ma sposób pozycjonowania sondy pomiarowej w badanym obszarze. Nawet niewielki ruch sondy w trakcie pomiaru, przez niewłaściwą stabilizację sondy lub ruch osoby badającej, spowoduje powstanie artefaktów zakłócających wyniki. Dodatkowe oprzyrządowanie utrzymujące sondę pozwala u danego pacjenta wykonywać pomiary w powtarzalnych, porównywalnych warunkach. W zakresie jamy ustnej w zależności od lokalizacji Ryc. 1. Laserowy przepływomierz Dopplera wraz z komputerem analizującym. Ryc. 2. Sonda pomiarowa Probe 407. badanej struktury sporządza się indywidualnie dla każdego pacjenta trwały stabilizator sondy (12, 13, 14, 15, 16). Badania przeprowadzono u 10 zdrowych pacjentów bezzębnych użytkujących protezy całkowite u których stwierdzono typ I podłoża protetycznego wg Supple. U każdego pacjenta przeprowadzono po 20 pomiarów wybranej okolicy błony śluzowej sklepienia przedsionka jamy ustnej. W badaniach stosowano przepływomierz PeriFlux System 5000 (sonda Probe 407) firmy Perimed wraz z komputerem analizującym (ryc. 1, 2). Do badań wykorzystano oprogramowanie komputerowe PeriSoft for Windows Version 1.30. Wyznaczono następujące parametry: CMBC Number of blond cells moving in the measuring volume (koncentracja elementów morfotycznych), Vel Mean velocity of the cells (średnia szybkość ruchu elementów), PU Blood cell perfusion(perfuzja), TB Total Backscatter (całkowite światło odbi- PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2010, LX, 4 269
B.W. Loster i inni te). Ze względu na fakt, iż czynniki zewnętrzne mogą modulować wartość mikrokrążenia, określono stałe parametry temperatury i wilgotności pomieszczenia, w którym dokonywano badania. Pomiarów dokonywała jedna przeszkolona osoba. Aklimatyzacja pacjenta w ww. warunkach wynosiła ok. 20 min przed badaniem. Pacjent był ułożony w stałej, wygodnej pozycji umożliwiającej unieruchomienie badanej okolicy. Zalecono pacjentom powstrzymanie się od spożycia kawy, herbaty, alkoholu oraz palenia tytoniu na 2 godziny przed pomiarem (9, 17). Badania przeprowadzono na dwóch grupach stabilizatorów: akrylowych i silikonowych. Stabilizator S1a wykonano z szybkopolimeru (Duracrol firmy Spofa Dental), S1b z akrylu płyty protezy (ProBase Hot firmy Ivoclar Vivadent), a S2 z silikonu (Zeta Plus firmy Zhermack). Wszystkie testowane rodzaje stabilizatorów miały jednakowy zasięg, który obejmował zasięg płyty protezy całkowitej w szczęce powiększony o dodatkowy element zlokalizowany w sklepieniu przedsionka (ryc. 3a,b,c). W każdym stabilizatorze w rejonie badanej okolicy wykonano trzy perforacje badawcze, w których zamieszczano sondę pomiarową. Do tego celu zastosowano frezy protetyczne. Ponadto stabilizatory ufiksowano przy pomocy kleju do protez Corega Extra Strong (firmy GlaxoSmithKline, U.K.). W trakcie badania zachowywano włosowatą przestrzeń (0,2 mm) między sondą a badaną strukturą celem uniknięcia ucisku tkanek miękkich, mogącego zmienić wartość przepływu. Wyniki i ich omówienie Ryc. 3. Stabilizatory sondy zaprojektowane do badań: a stabilizator S1a, b stabilizator S1b, c stabilizator S2. TB (całkowite światło odbite) jest miarą całkowitej ilości światła odbitego i powracającego do fotodetektora. Sygnał TB musi zawierać się w pewnych granicach, zbyt mały lub zbyt duży uniemożliwia pomiar perfuzji; pomiar wyłącza się automatycznie. Wartość sygnału TB zależy od czynników konstrukcyjnych (moc lasera i typ użytej sondy) oraz właściwości tkanki, na której wykonywane jest badanie (18). Wartości TB dla stabilizatora S1a wynoszą 0,98 3,47, dla stabilizatora S1b 0,69 2,9 natomiast dla utrzymywacza S2 0,68 3,2. Przeprowadzone badania nie wykazały znaczących różnic statystycznych pomiędzy stabilizatorami akrylowymi S1a (szybkopolimer) oraz S1b (akryl płyty protezy). Analiza raportów badań wykazała zachowanie stałej wartości TB podczas przeprowadzanych badań (ryc. 4, 5). Wyniki te świadczą o poprawnym umiejscowieniu oraz utrzymaniu sondy w przypadku testowania stabilizatorów akrylowych. W grupie stabilizatorów silikonowych obserwowano zmienne wartości TB świadczące o pojawieniu się artefaktów w toku badania. Zła sta- 270 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2010, LX, 4
Błona śluzowa jamy ustnej Ryc. 4. Raport badawczy uzyskany przy zastosowaniu stabilizatora akrylowego. Ryc. 5. Raport badawczy uzyskany przy zastosowaniu stabilizatora silikonowego. bilizacja sondy pomiarowej podczas badania skutkowała pojawieniem się artefaktów zaburzających pomiary. Artefakty mają zwykle postać ostrych pików na wykresie perfuzji i są zawsze dodatnie (zwiększają wartość średnią PU). Zaprojektowanie indywidualnie dla każdego pacjenta trwałego stabilizatora minimalizuje ilość powstających zakłóceń, jakkolwiek mogą one być również wywołane drganiami podłoża lub wpływem nieodpowiedniego oświetlenia (lampy fluorescencyjne) (18). Poza stabilizacją sondy wpływ na wartości perfuzji z stosowaniem LDF mają również inne czynniki. Matsuki i wsp. donoszą iż istotne dla wartości PU jest również odległość sondy od badanej struktury, natomiast ustawienie jej pod różnym kątem nie ma wpływu na wyniki. Sonda pomiarowa powinna przylegać do tkanki bez stosowania nacisku (19). Gleissner i wsp. stwierdzają iż pomiary wykonywane bez użycia utrzymywacza powodują uzyskanie wyższych wartości PU (20). Pomimo, iż uzyskano w badaniach porównywalną skuteczność stabilizatorów akrylowych zaleca się stosowanie utrzymywacza wykonanego z szybkopolimeru. Przemawiają za tym względy ekonomiczne, oszczędność czasu, prostota wykonania oraz możliwość wykorzystania (po niewielkiej korekcie) tak sporządzonego stabilizatora w procesie wykonawstwa protezy całkowitej akrylowej szczęki. Celem ujednolicenia przeprowadzanych badań z zastosowaniem laserowego przepływomierza Dopplera wprowadza się następujące zalecenia do prowadzonej praktyki badawczej: obecność trwałego (akrylowego) stabilizatora sondy pomiarowej, stałe parametry temperatury i wilgotności, wykonywanie badań przez jedną przeszkoloną osobę, przygotowanie pacjenta przed badaniem, zachowanie włosowatej przestrzeni między sondą, a badaną strukturą (poprzez utworzenie jednej powierzchni pomiędzy zakończeniem sondy i wewnętrzną częścią stabilizatora). PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2010, LX, 4 271
B.W. Loster i inni Wniosek Konstrukcja opracowanego stabilizatora akrylowego może być stosowana do badań ukrwienia np. w etapie gojenia po zabiegu wycięcia rozrostu zlokalizowanego w sklepieniu przedsionka jamy ustnej. Piśmiennictwo 1. Majewski S.: Podstawy protetyki w praktyce lekarskiej i technice dentystycznej, Wydawnictwo stomatologiczne SZS-W, Kraków 2000. 2. Majewski S., Loster B.W., Wiśniewska G.: Procedura diagnostyczna i terapeutyczna w przypadkach stomatopatii protetycznych na podstawie badań własnych i długoczasowych obserwacji klinicznych, Implantoprotetyka, 2003, IV, 3: 27-34. 3. Spiechowicz E.: Stomatopatie protetyczne, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1993. 4. Loster B. W.: Współzależność infekcyjnych stanów chorobowych jamy ustnej a górnych odcinków przewodu pokarmowego u pacjentów użytkujących protezy zębowe, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 2004. 5. Wiśniewska G., Majewski S., Loster B. W.: Leczenie stomatopatii protetycznych o charakterze zmian przerostowych z zastosowaniem lasera CO 2, Magazyn Stomatologiczny, 1999, 2: 14-17. 6. Majewski S., Wiśniewska G., Loster B. W.: Możliwości korekty podłoża protetycznego przy użyciu lasera CO 2. Protet. Stomatol., 1996, XLVI, 6: 383-388. 7. Wiśniewska G., Majewski S., Loster B. W.: Kliniczna ocena stosowania lasera CO 2 do przedprotetycznej korekty tkanek miękkich na podstawie własnych sześcioletnich obserwacji, Protet. Stomatol., 2002, LII, 2: 69-75. 8. Gierowska A.: Zmiany o charakterze przerostowym u pacjentów użytkujących ruchome uzupełnienia protetyczne przyczyny powstawania i leczenie. Przegląd piśmiennictwa, Poradnik Stomatologiczny 2005, 12: 19-22. 9. Maniewski R., Liebert A.: Metoda laserowo- -dopplerowska w badaniach mikrokrążenia krwi. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2003. 10. Hinrichs J. E., Jarzembinski C., Hardie N., Aeppli D.: Intrasulcular laser Doppler readings before and after root planning, J. Clin. Periodontol., 1995, Nov, 22, 11: 817-823. 11. Matheny J. L., Johnson D. T., Roth G. I.: Aging and microcirculatory changes in human gingiva, J. Clin. Periodontol., 1993, 20: 471-475. 12. Hartmann A., Azerad J., Boucher Y.: Environmental effects on Laser Doppler Pulpal Blood Flow measurements in men, Arch. Oral Biol., 1996, 41, 333- -339. 13. Roebuck E. M., Evans D. J., Stirrups D., Strang R.: The effect of wavelength, bandwidth, and probe design and position on assessing the vitality of anterior teeth with laser Doppler flowmetry, Int. J. Paediatr. Dent., 2000 Sep, 10, 3:213-220. 14. Ebihara A., Tokita Y., Izawa T., Suda H.: Pulpal blood flow assessed by laser Doppler flowmetry in a tooth with a horizontal root fracture. Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. Oral Radiol. Endod., 1996, Feb, 81, 2: 229-233. 15. Soo-ampon S., Vongsavan N., Soo-ampon M., Chuckpaiwong S., Matthews B.: The sources of laser Doppler blood-flow signals recorded from human teeth, Arch Oral Biol., 2003, May, 48, 5: 353- -360. 16. Akpinar K. E., Er K., Polat S., Polat N. T.: Effect of gingiva on laser Doppler pulpal blood flow measurements. J. Endod., 2004, Mar, 30, 3: 138-140. 17. Perry D. A., McDowell J., Goodis H. E.: Gingival microcirculation response to tooth brushing measured by laser Doppler flowmetry, J. Periodontol., 1997, Oct, 68, 10: 990-995. 18. Materiały informacyjne PeriFlux System 5000. 19. Matsuki M., Xu Y.B., Nagasawa T.: Gingival blood flow measurement with a non-contact laser flowmeter. J. Oral Rehabil., 2001, Jul, 28, 7: 630-633. 20. Gleissner C., Kempski O., Peylo S., Glatzel J. H., Willershausen B.: Local gingival blood flow at healthy and inflamed sites measured by laser Doppler flowmetry, J. Periodontol., 2006, Oct, 77, 10: 1762- -1771. Zaakceptowano do druku: 23.VI.2010 r. Adres autorów: 31-155 Kraków, ul. Montelupich 4. Zarząd Główny PTS 2010. 272 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2010, LX, 4