牙齦是包圍并保護(hù)牙齒的軟組織。健康的牙齦能夠有效防止牙周深層組織損傷，因此牙齦也是患者牙周健康的重要指標(biāo)。目前評(píng)估牙齦組織健康的方法包括視診和探診，都是定性且主觀的方法。當(dāng)涉及更復(fù)雜情況的時(shí)候就判斷就比較麻煩，如牙齦生物型發(fā)生變化，就需要考慮牙齦的特征和厚度。如果能利用無(wú)創(chuàng)成像技術(shù)獲得深層結(jié)構(gòu)和血管信息，我們就能夠?qū)ρ乐軤顩r進(jìn)行更準(zhǔn)確的診斷。基于此，Nhan M. Le等人提出了一種三維成像技術(shù)，光學(xué)相干斷層掃描（optical coherence tomography, OCT），對(duì)人牙齦進(jìn)行原位成像。招募了10名志愿者(5名男性，5名女性，年齡25-35歲)；使用較先進(jìn)的swept-source OCT設(shè)備和OCT造影技術(shù)（optical coherence tomography angiography, OCTA）相結(jié)合，掃描了上切牙的唇牙齦組織。構(gòu)建出了穿透深度達(dá)2 mm的牙齦組織微結(jié)構(gòu)和毛細(xì)血管的3D結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)不同生物型(即厚牙齦和薄牙齦)之間存在顯著的結(jié)構(gòu)和血管差異，而且血管排列特點(diǎn)和牙齦炎癥也有關(guān)聯(lián)。在本研究的范圍內(nèi)，OCT/OCTA技術(shù)在量化牙齦生物型的不同屬性和牙齦炎癥的嚴(yán)重程度方面是可行的。研究結(jié)果以“A noninvasive imaging and measurement using optical coherence tomographyangiography for the assessment of gingiva: An in vivo study”為題發(fā)表在Journal of BIOPHOTONICS。

研究背景

根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報(bào)告，口腔疾病相關(guān)的公共衛(wèi)生問(wèn)題仍然是世界范圍內(nèi)的嚴(yán)重醫(yī)療負(fù)擔(dān)，尤其是在發(fā)展中國(guó)家。牙周病通常需要發(fā)展數(shù)年，且可能與其他健康問(wèn)題如心血管疾病和糖尿病有關(guān)。據(jù)報(bào)道，僅在美國(guó)，2009年至2010年間約47%的30歲及以上人口受到某些形式牙周炎的困擾，程度從輕度(8.7%)到中度(30.0%)到重度(8.5%)不等。因此，對(duì)牙周病進(jìn)行準(zhǔn)確診斷和評(píng)估，對(duì)幫助降低疾病發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)以及后續(xù)預(yù)防和治療非常重要。

盡管對(duì)牙周病的認(rèn)識(shí)有所提高，但目前的診斷和評(píng)估嚴(yán)重依賴(lài)于傳統(tǒng)方法，如牙周探診和視診是否有出血或菌斑。雖然這些方法應(yīng)用廣泛認(rèn)同度高，但通常需要有經(jīng)驗(yàn)的臨床醫(yī)生對(duì)每個(gè)特定的情況進(jìn)行客觀的評(píng)估。即使是非常有經(jīng)驗(yàn)的臨床醫(yī)生在進(jìn)行評(píng)估時(shí)仍然難以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)牙周病的進(jìn)展。此外這些方法也多會(huì)形成創(chuàng)口。目前評(píng)估方法之一是使用牙齦指數(shù)（Gingival Index）對(duì)牙齦炎癥程度打分，這需要探查已經(jīng)發(fā)炎的牙周組織，并可能導(dǎo)致不必要的疼痛和出血。通過(guò)探診法判斷出血情況的幾個(gè)牙齦炎指數(shù)如齦乳頭出血指數(shù)（papillary bleeding index）、邊緣探查出血情況和伊士曼齒間出血指數(shù)（Eastmaninterdental bleeding index）。但由于無(wú)法保證每次檢查的探診頻率和力度，這些方法的可靠性和可重復(fù)性也會(huì)受到質(zhì)疑。此外，不同患者的牙齦厚度和外觀情況也比較復(fù)雜，如牙周生物型不同，會(huì)導(dǎo)致上述方法產(chǎn)生更多變化和誤差。牙齦較薄的患者的牙齦可能會(huì)呈現(xiàn)出自然偏粉紅色的外觀，這可能誤導(dǎo)視診結(jié)果。因此如果要對(duì)牙周炎進(jìn)展進(jìn)行準(zhǔn)確診斷和評(píng)估，除牙齦指數(shù)之外，還需要進(jìn)行放射照相評(píng)估、附著喪失證據(jù)、牙齒活動(dòng)性檢查等等。但即使加上這些復(fù)雜的檢測(cè)，仍然難以對(duì)疾病進(jìn)展進(jìn)行一個(gè)準(zhǔn)確即時(shí)的監(jiān)測(cè)。

為觀察牙齦組織的顯微結(jié)構(gòu)和脈管系統(tǒng)，研究人員引入了光學(xué)相干斷層掃描(optical coherencetomography, OCT)和光學(xué)相干斷層掃描血管造影術(shù)(OCT angiography, OCTA)，實(shí)現(xiàn)在體內(nèi)無(wú)創(chuàng)、定性和定量對(duì)牙齦組織成像。OCT是一種非接觸、非侵入性的成像方式，通過(guò)檢測(cè)組織的反向散射光，結(jié)合一定算法生成類(lèi)似超聲波的橫截面圖像，分辨率可達(dá)微米級(jí)別。OCTA初期成功應(yīng)用在眼睛成像方面，具有分離動(dòng)態(tài)和靜態(tài)信號(hào)的能力，俗稱(chēng)血管和非血管信號(hào)。OCT和OCTA在眼科中的應(yīng)用非常成功，并且由于其能夠?qū)ξ⒀h(huán)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高分辨率3D成像這一優(yōu)勢(shì)，在神經(jīng)成像和皮膚病學(xué)研究中也得到應(yīng)用并取得一定成果。在牙科領(lǐng)域，約二十年前就有OCT用于口腔軟組織的報(bào)道，近期較為突出的進(jìn)展是是使用swept-source OCT 定量測(cè)量牙齦溝。現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)OCT測(cè)定牙齦精細(xì)微結(jié)構(gòu)，以及體內(nèi)觀測(cè)牙齦脈管系統(tǒng)的能力描述相差較大。本文將深度增強(qiáng)的swept-source OCT作為一種新的牙齦結(jié)構(gòu)和微血管3D成像技術(shù)。使用OCT和OCTA系統(tǒng)對(duì)距牙齦表面2 mm深處進(jìn)行掃描，視野在2 × 2和10 × 10 mm2之間，分辨率高達(dá)10 μm，并且能夠分辨牙齦內(nèi)的微毛細(xì)管環(huán)。

牙齦生物型

牙齦厚度(或牙齦生物型)是展示牙周治療和修復(fù)效果的重要因素。Oschenbein和Ross 首先討論了恢復(fù)性治療計(jì)劃中的牙齦厚(平)和薄(扇形)的問(wèn)題，隨后Seibert和Lindhe提出了“牙周生物型”（periodontal biotype）這個(gè)概念。牙齦的外觀和解剖結(jié)構(gòu)能幫助我們理解牙周治療中涉及的愈合能力等問(wèn)題?？茖W(xué)家們探究了牙齦生物型對(duì)不同牙齒療法的影響，包括對(duì)種植治療、正畸治療等的影響。但迄今為止牙齦生物型還沒(méi)有一個(gè)明確的分類(lèi)。已知的幾種牙齦生物型是從研究使用的方法和技術(shù)角度分類(lèi)，如超聲波測(cè)量法、牙周探查透明法和錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描法。每種方法都有優(yōu)缺點(diǎn)，而且對(duì)“厚”和“薄”生物型都有不同定義。因此，本文的目的是根據(jù)目前對(duì)牙齦生物型的認(rèn)識(shí)，介紹一些使用OCT對(duì)牙齦結(jié)構(gòu)和血管造影結(jié)果研究中的發(fā)現(xiàn)。

牙齦炎癥

牙齦脈管系統(tǒng)的變化是監(jiān)測(cè)牙周病嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)。在微生物學(xué)和免疫學(xué)研究領(lǐng)域，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到宿主的炎癥反應(yīng)在牙齦炎和牙周炎中的重要性。在疾病初期階段，會(huì)發(fā)生短暫的急性炎癥，如果不治療會(huì)逐漸發(fā)展到慢性階段，而慢性階段的炎癥反應(yīng)部分體現(xiàn)為血管擴(kuò)張和血管增生。結(jié)合過(guò)去二十年醫(yī)學(xué)成像的進(jìn)步，研究人員對(duì)牙齦脈管系統(tǒng)的體內(nèi)成像進(jìn)行了大量研究。迄今為止，牙齦顯微成像中引人注目的兩種技術(shù)是laser Doppler flow（LDF)和正交偏振光譜(orthogonal polarization spectral, OPS)分析，都能夠測(cè)量血液灌注和微血管系統(tǒng)的變化，但也都有一定弊端，妨礙了它們?cè)谂R床實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用。LDF只能檢測(cè)小體積組織中的凈紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，無(wú)法評(píng)估單個(gè)微血管的位置深度、直徑和流量。OPS需要接觸操作，而且對(duì)接觸壓力敏感，同時(shí)也不能得到血管的深度信息。在牙科中，目前OCT尚未探索牙齦的功能性脈管系統(tǒng)，主要依賴(lài)傳統(tǒng)技術(shù)測(cè)量齦溝。為對(duì)牙齦炎癥有更全的了解，將OCT和OCTA結(jié)合起來(lái)用于體內(nèi)牙齦成像。