对牙髓活力测试方法的介绍与评价

2021年11月16日 口腔医学研究
    牙髓组织主要包含神经、血管、淋巴和结缔组织,具有营养、感觉、防御的能力。当牙髓受到外界不良刺激时,会出现牙髓炎、牙髓变性,最终导致牙髓坏死丧失功能。对牙髓活力的准确判断是对牙体牙髓疾病治疗的基础,关系到临床医师对治疗方案的最优化选择,从而关系到患者治疗的预后,除了需要对患者基本病史、症状的采集和体征的观察外,采取正确的辅助检查方法也是至关重要的。
    目前国内外对牙髓活力测试的方法已有提及,但这些已有报道主要集中在对测试方法的简要介绍或开展单一的临床试验研究其准确性,缺乏评价性、层次性和综合性,本文在相关研究的基础上采用“方法概述-原理及应用-优点和缺点”的系统化层次对牙髓感觉测试、牙髓血流测试、磁共振影像学检查、生物标记物检查这4种牙髓活力的测试方法做了详细的介绍和评价。
    1.牙髓感觉测试
    1.1 牙髓感觉测试的概述
    牙髓感觉测试是目前临床判断牙髓活力普遍使用的方法,包括温度测试、电活力测试、试验性备洞以及选择性麻醉4种方法。测试的对象是牙髓内感觉神经的响应状况,通过对牙齿施加冷、热、电等外源性刺激,测试牙髓内感觉神经的功能状态,以患者在外源刺激下感受到的疼痛或不适感作为指标反映牙髓的活性。
    1.2 牙髓感觉测试的原理与应用
    1.2.1 温度测试
    温度测试(thermal test)包括冷测试(cold pulp test,CPT)和热测试(heat pulp test,HPT),是依据牙髓神经对突发的冷热刺激源产生兴奋,从而诱发患者产生感觉的测试方法。冷测试常用冰棒、冷水、干冰等,热测试常用热牙胶、热水等进行,测试时刺激源激动牙髓内神经末梢引起感觉,通过健患牙感觉对比,将结果记录为正常、敏感、迟钝或无反应,从而判断牙髓状态(正常牙髓、炎症牙髓、坏死牙髓),对牙髓炎症进展程度(急性期、慢性期)的鉴别也有一定意义。
    1.2.2 电活力测试
    电活力测试(electric pulp test,EPT)借助牙髓电活力测试仪完成,检测牙髓神经对外源性电刺激的响应。测试时将涂有导电剂的探头放于隔湿干燥的牙面,电流透过牙体组织传导至牙髓神经,若牙髓神经具有功能,当电流强度达到一定阈值时,患者将感受到“麻刺感”,以此判断牙髓活力,该方法一般仅能反映牙髓是活髓或死髓,无法鉴别牙髓炎症与否或炎症进展程度。
    1.2.3 试验性备洞
    试验性备洞(test cavity)是在未麻醉状态下用手机来磨除牙体组织,若患者感受到尖锐的酸痛感,则证明牙髓有感觉功能,反映牙髓具有活力。第四版《牙体牙髓病学》认为试验性备洞是判断牙髓活力最可靠的方法,患者感受较温度测试和电活力测试更剧烈,但它会给牙齿带来额外的创伤,更会使儿童患者产生对后续治疗的恐惧与抗拒,因此需谨慎使用。
    1.2.4 选择性麻醉
    选择性麻醉(selective anesthetic)是通过局部麻醉的方法来判定引起疼痛的牙齿,对可疑牙进行麻醉后,患者的不适感消失可确诊患牙,同时证明了该牙牙髓具有活力。可认为是以上3种方法的逆向测试方法,但目前该方法多用于患牙的定位,临床上直接用于判断牙髓活力的使用率不高。
    1.3 牙髓感觉测试的评价
    牙髓感觉测试的优点:感觉测试目前在国内广泛应用,也是第四版《牙体牙髓病学》在“牙髓活力测试”中仅仅介绍的几种方法,其优点有:(1)操作简单:测试过程相对简单,医师经简单培训后便可掌握操作方法;(2)局限较少:除电活力测试外无需其他特殊仪器,借助常用牙科器械和材料便可完成;(3)省时省钱:测试过程仅需数分钟,且测试费用较低,患者的接受度较高。
    牙髓感觉测试的缺点:准确率较低是感觉测试最明显的缺点,Alghaithy等及Lima等均认为牙髓感觉测试存在较高的漏诊率和误诊率。其准确性较低主要由以下几点原因导致:
    (1)检测原理:牙髓感觉测试反映的是牙髓内感觉神经的功能,因为牙髓一旦坏死,牙髓神经也会丧失功能,但感觉神经能否响应刺激与牙髓活力正常与否虽存在逻辑上的因果关系,但不能等同;
    (2)主观应答:感觉测试依靠患者对刺激的主观反应,其结果受多因素影响。如紧张、焦虑、恐惧的精神状态可能导致检测结果出现假阳性。该现象在儿童患者中更明显,尽管牙髓已失活,但儿童的哭闹等反应让检测医师误认为患牙仍具有活力。另一方面,当患者服用药物对疼痛无明显感觉或反应性降低时,可能会产生假阴性结果;
    (3)牙齿状态:Fulling等证实年轻恒牙Raschkow神经丛在牙根发育的终末阶段才完全形成,在此之前牙髓神经对电刺激无法正常应答。牙外伤后牙髓会暂时性处于“休克”状态,尽管在数周后牙髓会重新对刺激出现反应,但在外伤后短时间内测试会呈现假阴性的结果。另外,牙齿根管钙化、正畸治疗、牙周状态也对结果有影响。
    整体上牙髓感觉测试操作简单、成本低廉,是目前临床最广泛使用的牙髓活力测试方法。但此类测试方法在儿童牙体牙髓疾病的应用受到较大限制,因儿童对疼痛的判断不准或无法清晰表达、年轻恒牙由于未发育完全而无法正常应答、疼痛使患儿产生抗拒影响后续的治疗,这些因素严重阻碍了牙髓感觉测试在儿童患者群体中的应用推广。
    2.牙髓血流测试
    2.1 牙髓血流测试的概述
    牙髓血流测试通过特殊仪器来测定牙髓内的血流强度或血流量来确定牙髓活力,包括激光多普勒血流测试(laser Doppler flowmetry,LDF)、血氧饱和度测试(pulse oximetry,PO)和超声多普勒血流测试(Doppler ultrasound flowmetry)3种方法。血流测试直接测定牙髓内血流情况,不依赖患者的主观感受,结果呈定量或半定量,较感觉测试的主观感受+定性结果更加可信,国外已有多篇文献证实了血流测试的准确性。Alghaithy等认为LDF是牙髓活力测试中最接近金标准的方法,牙髓血流测试目前在临床中尚未得到广泛的应用,但其优势明显,诊断精确,发展前景不可估量。
    2.2 牙髓血流测试的原理与应用
    2.2.1 LDF的原理与应用
    激光多普勒血流仪的检测器件由两个部件组成,一个作为发射探头发送激光束,一个作为接收探头接收激光束。激光光源发射激光透过牙体组织进入髓腔,当激光传播过程中遇到移动的红细胞时产生多普勒效应,产生频移光并被接收探头所接收到,仪器根据傅里叶变换法则来计算血细胞流量和流速。
    LDF能够客观反应牙髓血流量,具有较高的灵敏度和特异度,对牙髓活力判断的准确性明显提高。对于外伤的牙齿,尽管牙髓神经处于休克状态,对感觉测试无应答,但由于血运正在重建,故激光多普勒血流测试能准确判断牙髓的状态,为牙外伤诊疗方案的制定提供依据。激光多普勒血流仪也可用于再生性牙髓治疗后的复诊与随访,对同一颗牙在不同时期纵向比较其血流情况,获得牙齿的恢复情况以便进行早期干预及调整治疗方案。
    2.2.2 PO的原理与应用
    PO借助血氧仪来完成,目前血氧仪已被集成到可穿戴智能手表、手环中走进大众生活。检测探头发射660nm的可见红光和910或940nm的红外光,氧合血红蛋白主要吸收红外光而脱氧血红蛋白多吸收可见红光,血管内血红蛋白分别吸收不同频率的光,再由光敏接收器接收并计算对应频率的光照强度,根据朗伯比尔定律计算氧合/脱氧血红蛋白的比例,从而计算出血氧饱和度。目前医用血氧仪一般为指间血氧仪,Mishra等求助于工程师对其进行简易改造将其运用于牙齿,测量牙髓内的血氧饱和度。多项研究证实了PO 的准确性高于感觉测试方法。
    2.2.3 超声多普勒测试的原理与应用
    超声已成为影像学检查的一个重要组成部分,彩色超声多普勒(简称彩超)被广泛应用于心血管、腹腔脏器、妇科疾病的辅助诊断。它利用探头发射超声和脉冲波获得二维声像图和多普勒信号,通过计算机对信号进行处理、彩色编码探测组织脏器的病变和血流情况。但目前超声多普勒仪在口腔领域的研究有限,2016年Kim等利用微流控技术在体外模拟牙髓小动脉模型并证实了超声多普勒用于牙髓血流评估的可行性,但也明确提出了该技术在临床中的应用受到牙齿解剖外形、高频超声换能器的研发、超声耦合剂的选用等多项限制,且该研究局限于体外模拟,需要后期的临床研究进一步探究超声多普勒血流测试在人体牙髓血流评估中的可行性。
    2.3 牙髓血流测试的评价
    由于牙髓感觉测试的误差性,牙髓血流测试借助其高精准性开始被口腔科医生关注,已成为国内外学者的研究热点中,Mainkar等纳入1964~2016年的28篇文献进行Meta分析,对冷测试、热测试、电活力测试、LDF、PO测试5种方法进行系统评价,结果显示LDF和PO的准确率最高,分别为0.971和0.974,而冷测试、热测试、电活力测试的准确率相对偏低,分别为0.840、0.723和0.817。可见LDF和PO的准确性明显高于感觉测试的3种方法。这一特点将是牙髓血流测试发展的趋势。
    牙髓血流测试的优点:(1)准确性:真实反映牙髓活力的状态,有效避免假阳性或假阴性;(2)客观性:血流情况由检查医师直接读取,不依赖患者主观感受和表述应答,客观可靠;(3)直观性:输出结果为定量数值(LDF输出波形图及数值指标,PO输出血氧数值),便于判断;(4)无创性:血流测试均无痛无创,不会给患者带来不适,易于被受检者尤其是儿童患者接受,有效防止对治疗过程产生抵制情绪。目前有学者对激光多普勒仪和血氧仪进行结合研发出针对于牙髓血流诊断二合一结合的仪器。它通过一个探头对牙髓血流进行检测,两个信号输出端输出,分别通过激光多普勒原理和血氧饱和度进行测定,更提高了准确性。
    牙髓血流测试的缺点:
    (1)测试误差:尽管血流测试在精准性方面优于感觉测试,但仍具有误差。由于牙髓血流测试是通过血流来反映牙髓活力,当患者罹患某些循环系统疾病如高血压、低血压、贫血等会影响全身及口腔血流灌注从而造成误差;激光多普勒仪因检测时部分激光散射于牙周支持组织,而软组织血运更丰富使数值偏高;而某些引起牙冠变色的牙体硬组织疾病(如氟斑牙、四环素牙、釉质白斑)由于改变了牙齿的光学性能而导致误差;其他因素如牙髓钙化对结果也有一定影响;
    (2)设备设计:激光多普勒血流仪目前仅有测试前牙的探头,没有探头能伸入后牙区进行测试;血氧仪也是利用指尖血氧仪直接改造,缺少针对牙列设计的探头。这些方法的应用还处于理论到实践的过渡阶段;
    (3)缺少标准参考数值:目前该方法在临床中的应用有限,缺少参考值范围供临床医师参考,如何解读数值有待思考。国内有学者对激光多普勒仪参考值范围进行了研究,测定了青年前牙牙髓血流量的参考值。
    国外Ghouth等认为目前学术界认为的参考值为血流量7.0,血流比率(损伤牙髓/健康牙髓)为0.1~0.6,但样本量不足、个体化差异较大,该数值可靠性存疑。对于牙髓血氧饱和度参考值范围,国内外学者也多有研究但意见不一。出于个体化的性别、年龄、乳恒牙、每颗牙解剖学上的差异,需要通过更多的临床试验来得到一个相对标准的参考区间,以解读结果。
    3.磁共振成像检查
    3.1 磁共振检查的概述
    磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)检查在口腔医学领域借助其对软组织、血管、神经高分辨的特点,主要用于口腔颌面部肿瘤、颞下颌关节病、唾液腺疾病的诊断中。近年来,MRI在牙髓疾病诊断中的作用开始被关注,可用于评估根管及髓腔解剖形态、判断牙髓活力、评估牙髓血运等,对后两者的评估更是X线、CBCT等其他影像学检查方法无法替代的。
    3.2 MRI的原理与应用
    MRI具有不同的扫描序列如T1W、T2W、PDW,在对比度方面可分为造影剂对比或非对比扫描。而磁共振仪根据磁场强度分1.5T、3T等,3T扫描具有更强的磁场强度。牙髓作为软组织被牙体硬组织所包裹,由于不同状态的牙髓其生理或病理状态存在差异,在不同的扫描序列图像上呈现不同的信号表现。通过三维重建可区分根管内不同状态牙髓的区域范围,对于冠髓失活、根髓仍具有活性的或多根管牙中部分根管牙髓坏死的牙齿尤为适用。
Assaf等曾研究3T MRI在儿童及青少年牙外伤后的应用,共12颗牙纳入研究,在创伤后6周通过冷测试显示仅6颗具有牙髓活力,MRI则显示11颗牙具有活力。而创伤后6个月随访发现以上差异的5颗牙均恢复牙髓活力,可见MRI在儿童外伤牙中的应用具有明显的优势。
    3.3 MRI的评价
    磁共振检查的优点:(1)准确性:精准测量病变或坏死牙髓的范围,准确区分其分界区域;(2)客观性:以T2加权图直接评估牙髓活力,无需患者主观感受,结果真实客观;(3)可视化:借助三维重建使根管系统立体可视化,直观评估牙髓状态;(4)无创性:MRI扫描无痛、无创且电离辐射较低;(5)全面性:除评估患牙牙髓活力外也能同时发现其他牙齿的微小病灶,全面评估患者的口腔健康状况。
    MRI的缺点:(1)成本高:对于医疗机构,一台3T磁共振仪需数千万,绝大多数口腔专科医院、诊所没有配备该仪器;对于患者,一次3T磁共振平扫约1千元,成本偏高;(2)时间长:相较其他方法由医师直接在椅旁数分钟内完成,进行一次MRI检查的过程更为繁琐,延长了检查时间;(3)缺少参数:磁共振目前多用于颅脑、脊柱、腹腔等检查,而牙髓的解剖结构特殊,扫描参数及后期处理需不断优化;(4)受限性:磁共振作为辅助检查有其禁忌证,如绝对禁忌证有:装有心脏起搏器、人工瓣膜;早期妊娠及重度高热等;相对禁忌证有体内金属植入、早孕、不合作患者等,此类患者应慎重考虑。
    4.生物标记物检查
    4.1 生物标记物检查的概述
    牙髓炎症、牙髓坏死的病理过程伴随着一系列基因表达和蛋白含量的改变。而这一分子水平的变化要早于牙髓细胞学和组织学水平的改变,也早于患者出现各种临床症状或体征的时间。理论上,医师可通过收集牙体组织或牙髓组织内液体,检测其中关键的特异性生物标记物的含量来反映及预测牙髓活力的状态。
    4.2 生物标记物检查的原理与应用
    通过检查牙本质液和牙髓血液能体现牙髓的活力状态。Zanini等通过收集1970~2016年的文献进行系统评价,发现白细胞介素-8(interleukin-8)、基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP-9)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α)及晚期糖基化终产物表达受体(the receptor of advanced glycation end products,RAGE)4种生物标记物在不可复性牙髓炎时转录水平和蛋白水平均增加,对可复性和不可复性牙髓炎的鉴别有积极意义。所以通过收集牙本质液或牙髓血液,检测其中各项蛋白含量或mRNA表达量可反映牙髓的生理或病理状态,从而指导临床医师评价牙髓的状态,预判牙髓的活力,并权衡最佳的治疗方案。
    4.3 生物标记物检查的评价
    生物标记物检查的优点:(1)前瞻性:在患牙出现疼痛、变色等症状、血运出现明显改变前判断牙髓状态,对牙髓活力状态及发展有预测性,预后不良的牙齿可及时干预;(2)准确性:对特异性生物标记物的蛋白或转录水平的测定,得到的是定量数据,较定性指标而言准确度较高。
    生物标记物检查的缺点:(1)取材困难与创伤性:牙本质液难以获得,而牙髓血液需要开髓,会对牙齿造成直接创伤;(2)检测仪器的高敏感性:通常的生化检测需采集2~5mL静脉血样本,而牙本质液或牙髓血液的总量无法达到样本容量的要求,从而对检测仪器的敏感性提出了较高的要求;(3)实践的不确定性:目前虽有大量基础研究报道了牙髓炎症时出现的基因表达变化,但在应用方面暂无相关临床试验,该方法目前仍处于探索阶段。
    5.总结
    牙髓活力测试包括感觉测试、血流测试、磁共振检查和生物标记物检查4种。牙髓感觉测试又包括温度(冷、热)测试、电活力测试、试验性备洞、选择性麻醉,目前主要应用前两者。它通过神经功能来反映牙髓活力,即刺激牙髓-神经兴奋-患者感受-医师评估的过程,由于其简易性和易操作性在临床上得到了最广泛的使用,但碍于检测原理及患者主观因素使其准确性受到质疑,特别是对于儿童患者,由于患者本身的疼痛恐惧、牙外伤后牙神经暂时性休克、年轻恒牙神经发育不完全等,使此方法的准确率更低。
    牙髓血流测试包括激光多普勒血流测试、血氧饱和度检测和超声多普勒血流测试3种方法,利用血流情况来反映牙髓活力,无需外界刺激,不会引起患者不适或抗拒;无需主观感受,降低人为因素带来的误差。血流测试借助其优越的准确性被认为是最接近于牙髓活力诊断的金标准,尽管还有一定的应用限制,但随着科学技术的发展,结合物理学、材料学、医学对仪器不断修正和改进,以及对标准临床参考值的确定,将给予血流测试极大的发展空间。
    磁共振检查作为影像学辅助检查方法在临床上多有应用,将其应用于口腔内科领域也是一种新的尝试,它通过三维重建使髓腔内的牙髓可视化,分区域地判断不同位置的牙髓活力,在诊断精度上具有一定的优势,但该检查方式对于医疗机构和患者的高昂成本问题也是无法忽视的一个因素。而分子标记物检查是随着分子生物学的高速发展而兴起的一种新型定量检测方法,通过检测分子层面的基因或蛋白水平来评估甚至是预测牙髓的状态和活力,该检查方法能以前瞻性角度提供牙髓活力的相关数据,但鉴于取材、创伤、误差等多项还亟待解决的问题,该方法目前还处于一种理论发展的状态。
    4种牙髓活力测试的方法各有其优缺点,在了解各方法的应用范围后结合患者个体的病史及症状体征,选择合适的测试方法以获得最佳的结果是临床医师需要具备的能力。牙体牙髓疾病的治疗以准确判断牙髓活力作为选择治疗方法的基础,随着各学科的不断发展和相互交叉促进,相信在不远的未来将会有更优越的判断牙髓活力的方法出现。
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