邻近的龋齿DIFOTI检测:体外诊断精度的比较/功效与电影和数字放射显影术

文摘

本研究的目的是比较数码影像的诊断准确性/功效光纤透照(DIFOTI)电影和数字放射显影术,在邻近的龋齿病变检测。一百一十二邻近的表面进了龋齿,使用DIFOTI图片电影和数字射线照片。所有三组图片被8观察员检查两次,考试之间的最小间隔一个星期。验证组织部分作为参考标准。再现性,基于内部和interobserver协议,对所有三种方法相似。在诊断阈值D1(牙釉质和牙本质龋齿),DIFOTI显示更高的灵敏度,但特异性方法之间的差异是不重要的。诊断准确性的接受者操作特征曲线下面积(AUC)明显高于DIFOTI。在诊断阈值D3(蛀牙),方法之间的差异的敏感性和AUC是无意义的,但DIFOTI显示显著降低特异性。与射线照片相比,DIFOTI显示更紧密的协议,表示为加权kappa值,参考标准。结果表明,下在体外早期检测条件下,诊断的准确性DIFOTI邻接的釉质损伤大于电影和数字放射显影术,而潜在的病变检测牙质对所有三种方法是类似的。

1。介绍

总体下降龋齿患病率和改善对龋齿的病理过程(1- - - - - -4导致改变治疗方法。早期检测和预防干预的重要性之前不可逆转的损害是现在公认的发展5]。然而,对于这种治疗方法函数一般牙科实践,牙医需要访问方法允许不仅发现早期病变,而且监测干预的影响,也就是说,观察进展,逮捕,或者回归的病变。因此需要更加可靠和精确的检测方法比传统的目视检查和触觉检查。

射线照相法是最常见的临床医生所使用的方法来补充视觉检查。显示相当高灵敏度检测方法牙本质龋齿在邻近的表面,但有限值检测早期病变牙釉质(6,7]。虽然该方法广泛应用于临床实践,电离辐射暴露的病人是关心的问题。当前上下文中的低龋齿患病率和缓慢进展的新病变,建议射线照片已经不再经常要求所有病人:足够的选择标准应该应用于确定当射线照片显示(8,9]。然而,这种方法排除了频繁的监测早期病变和应对预防措施。

满足需要更准确和无创检测方法,尝试了开发工具将可靠地检测早期病变。这样一个仪器数字成像光纤透照(DIFOTI),其前身的细化,光纤透照(FOTI),基于透照法强光纤光的牙齿。龋齿病变的光学性质不同于周围声音的牙齿组织,和FOTI放大光的散射和吸收光子的变化在腐烂的组织从而使龋齿病变出现阴影。方法被应用作为援助的视觉检查但收益率定性信息不可重现,需要主观解释。该方法的主要优点是,它是侵入性,因此可以作为经常使用的。

DIFOTI系统旨在克服的局限性FOTI通过提供数字图像捕捉。这些图像可以存储在数字化形式并与先前获得的图像。

方法已应用于一些在体外研究中,有些矛盾的结果。施耐德曼et al。(1997)10)报道,相比传统的胶片摄影,DIFOTI邻接的更大的灵敏度检测,咬合的,光滑面龋病变。然而,年轻和费瑟斯通11)报道,DIFOTI比电影摄影初始表面变化更敏感,但未能产生准确的定量信息。

到目前为止,唯一的临床研究诊断的准确性DIFOTI得出结论,该方法结合使用时可能会增加灵敏度数码或胶片射线照相法(12]。进一步的研究是必要的验证方法。

诊断准确性/有效性研究的目的是确定如何紧密的结果同意一个参考标准测试方法,在控制条件下。选定的参考标准应该是最好的方法来确认真实情况。在在体外龋齿检测研究中,这是通过组织病理学的牙齿。

的目的在体外研究因此比较诊断准确性/ DIFOTI功效和传统的数字和电影摄影在邻近的龋齿检测两种不同的诊断阈值,用组织学和microradiography作为标准引用。

2。材料和方法

2.1。样的牙齿

随着生物材料组成研究样本不能追踪到个人捐赠者,区域道德委员会在斯德哥尔摩,瑞典,确定的研究是不受法律伦理批准(2006/3:4)。

材料由56个前磨牙牙齿,提取在矫正迹象并存储在百里酚饱和盐水。选择牙齿的邻近的表面提供了一个范围的条件下,从声音到noncavitated和形成空洞龋齿病变。没有视觉检测龋齿病变在其他表面。

牙齿是10%次氯酸钠溶液清洗20分钟,在蒸馏水冲洗20分钟紧随其后。牙齿被安排在4组和安装在塑料块,模拟牙弓的解剖位置。块被用于生产DIFOTI图片电影和数字射线照片。考试之间的牙齿保持湿润和冷藏。

2.2。观察人士

8个观察员(AA,高清,詹女士,爆炸下限,PN,医师,和圣)参加了实验。他们检查了两次,每组图像之间的最小间隔一个星期考试,和得分0 - 4的规模。考官都是经验丰富的临床龋齿射线照片的使用检测和量化,但只有三个龋齿检测领域内的研究背景(AA、曼哈顿和ST)。DIFOTI六观察员没有经验(PN,高清,詹,MS,爆炸下限和医师)。

2.3。DIFOTI图片

DIFOTI图片都被训练有素的操作员在标准化的暗室条件下(AA)。DIFOTI仪器(光电科学公司,纽约)作为推荐的制造商。图片都被从三个不同的网站:颊、舌,和咬合的,使用咬合的和邻近的机头。Microsoft PowerPoint 2002被用来安排每个表面的图像,使所有图像同时出现。图像被认为在一个15寸惠普(L1520)监控。

DIFOTI考试之前,所有的观察者进行了15分钟的训练,熟悉技术。观察会话被以同样的方式进行描述后的数字射线照片。结果在0到4分得分0 =没有影子,得分1 =阴影局限于外层釉质的一半,得分2 =阴影达到内部珐琅的一半,得分3 =影子到达外牙质的一半,和得分4 =阴影达到内心的牙质的一半。

2.4。射线照相法

为了确保射线照片的质量,初步研究已经进行确定最佳曝光时间,类型的软组织,和投影几何学。初步研究后,一个特殊的支架用于本研究构建的。持票人按照以下顺序安排组件:锥被放置在距离约3厘米的牙齿和5厘米从电影或传感器。模拟软组织,22毫米树脂玻璃定位锥的正前方。

观察在暗室,没有任何额外的光源。15寸惠普(L1520)监视器用于查看数字射线照片和DIFOTI图像。亮度和对比度是标准化。观察者被要求调整自己的坐姿,这样图像被认为是在齐眼的高度,大约50厘米的距离。他们被指示不要改变位置时查看图像。0 - 4片进行评估根据规模:得分0 =不可见的射线透射性,得分1 =射线透射性可见外一半的搪瓷,得分2 =射线透射性可见的一半的搪瓷,得分3 =射线透射性可见外一半的牙本质,和得分4 =射线透射性明显的牙本质的一半。

2.4.1。电影摄影

上面描述的持有人是用于投影几何的标准化。射线照片被使用Planmeca intraoral影像学设备(Planmeca,芬兰赫尔辛基)和柯达Ektaspeed +电影,设置的70千伏和7马和一个0.25秒的曝光时间。

这部电影射线照片放在一个表有一个光源,在暗室没有额外的光源,检查使用Mathsson望远镜和2倍放大。

2.4.2。数字放射显影术

数字射线照片被抓获使用上述持有人电影摄影。专注intraoral射线照相设备,涉及一个σ直接数字传感器和Cliniview软件(Instrumentarium, Tuusula,芬兰),是使用。设置60马kV和7,一个0.20秒的曝光时间。图片被操纵,以规范亮度和对比度,使用ImageJ软件(贝塞斯达ImageJ,美国国立卫生研究院,医学博士,美国)。这些照片是使用Microsoft PowerPoint 2002查看在标准条件下,如上所述。

2.5。组织学验证

所有考试都完成后,牙齿被逐出buccolingually块和分歧。所有邻近的表面被分段,垂直于搪瓷和咬合面,到大约300μ米厚的部分在预选的网站,使用一个比勒IsoMet速度精度低(比勒,伊利诺斯州,美国)。

microradiography,部分被暴露于Ni-filtered铜Kα辐射在20 kV和20 mA的曝光时间2 h,使用柯达高速全息电影253。经过标准化发展的电影,三个运营商(ANA、AA和圣)检查microradiograms和牙齿部分独立立体显微镜,放大倍数的16。病变深度上得分范围从0到4:0 =没有去矿化作用,1 =去矿化作用扩展到外一半的搪瓷,2 =去矿化作用扩展到内部珐琅的一半,3 =去矿化作用扩展到外一半的牙质,4 =去矿化作用扩展到内部牙质的一半。这个过程用于组织学验证已经使用牙科学,研究所的卡罗林斯卡医学院,斯德哥尔摩,瑞典,20年了。观察家之一(ST)有10年的经验技术,和其他两个观察员(ANA和AA)接受了训练前组织学验证。

在完成验证,组织学和达成共识microradiogram观察,分别采用最常见的分数为每个表面所有三个观察员。如果这三个不同意,有经验的考官的评分(ST)使用。当比较组织学和microradiogram观察时,得分最高的为每个表面被用作参考标准(RS)。

2.6。统计分析

参考标准的评估是由计算加权卡帕(在三个观察员)协议。Interexaminer协议是计算使用每一对的观察家为每个方法。一个意思是值为每个方法计算并指定最小值和最大值。Intraexaminer可靠性计算以同样的方式,使用。协议之间的邻接的龋齿也计算了分数和参考标准。的值被解释根据兰迪斯和科赫(13]。

两个截止水平,根据组织学,被用于计算的敏感性,特异性,AUC:接受者操作特征曲线下面积(中华民国)。截止1代表D1阈值:牙釉质和牙本质龋齿。截止2代表了D3阈值:牙本质龋齿。比较诊断性能之间的方法,敏感性,特异性,AUC值比较成对使用非参数统计(Wilcoxon)。统计学意义是水平。分析它(分析它软件有限公司,利兹,英国)和Statistica (StatSoft斯堪的纳维亚AB、瑞典)是用于统计分析。

3所示。结果

112邻近的表面材料组成,其中15例不可挽回的损害在组织学验证样品的准备。评估损失的影响材料的结果,最常见的分数所有考官和使用方法。表面是得分如下:10声音,2像牙本质龋齿病变牙釉质龋病变和3。由于声音的高比例表面受损材料假设这些观察的损失将不会影响结果,显示接受的所有方法特异性在阈值。

0 - 4的材料取得了规模。参考标准由得分0 35%,得分1 36%,14%分数2,得分3 10%,5%得分4(图1)。的组织学验证的值分别为0.89,0.89,0.93,每一对审查员。的microradiographic验证的值分别为0.86,0.87和0.91。的组织病理学和microradiography之间的协议是0.82。

图1显示了一个比较的数字为每个检测得分为每个方法和真正的得分(RS)的分布。图2礼物ROC曲线的所有方法诊断阈值D1。在图3中华民国曲线在诊断阈值提出了D3。每种方法的再现性的形式意味着内部和interexaminer协议,基于八观察员参与研究,如表所示1。敏感性,特异性,AUC审查员,所有方法,展示在表2。表3提出了一种比较的方法Wilcoxon配对测试。在表4、协议龋齿诊断和提出了参考标准值。图4显示三组图片,DIFOTI和数字放射显影术,表面的分数1,2,3。


方法	Intra-observer协议	Inter-observer协议

DIFOTI	0.82	0.62 - -0.76
电影摄影	0.82	0.63 - -0.78
数字放射显影术	0.79	0.67 - -0.78


考试的方法	灵敏度		特异性		AUC (CI 95%)
考试的方法	切断1	切断2	切断1	切断2	切断1	切断2

考官1
DIFOTI	0.65	0.33	0.91	0.95	0.79 * (0.72 - -0.86)	0.80 * (0.68 - -0.92)
电影	0.30	0.48	0.97	1.0	0.64 * (0.58 - -0.70)	0.92 * (0.82 - -1.00)
数字	0.30	0.40	0.94	0.95	0.62 * (0.54 - -0.69)	0.82 * (0.69 - -0.94)
考官2
DIFOTI	0.83	0.73	0.85	0.90	0.87 * (0.81 - -0.94)	0.90 * (0.83 - -0.98)
电影	0.33	0.53	0.82	0.91	0.57 (0.48 - -0.66)	0.87 * (0.77 - -0.97)
数字	0.22	0.53	0.82	0.92	0.52 (0.44 - -0.61)	0.79 * (0.65 - -0.92)
考官3
DIFOTI	0.62	0.60	0.94	0.94	0.79 * (0.73 - -0.86)	0.86 * (0.74 - -0.98)
电影	0.29	0.47	0.88	0.98	0.59 * (0.51 - -0.66)	0.79 * (0.65 - -0.93)
数字	0.35	0.47	0.97	0.99	0.66 * (0.60 - -0.73)	0.80 * (0.66 - -0.94)
考官4
DIFOTI	0.46	0.33	1.0	1.0	0.73 * (0.67 - -0.79)	0.89 * (0.79 - -1.00)
电影	0.13	0.27	1.0	0.99	0.56 * (0.52 - -0.60)	0.65 * (0.52 - -0.78)
数字	0.24	0.40	0.97	0.99	0.60 * (0.54 - -0.66)	0.78 * (0.64 - -0.92)
考官5
DIFOTI	0.89	0.40	0.68	0.95	0.83 * (0.75 - -0.91)	0.89 * (0.83 - -0.96)
电影	0.27	0.40	0.85	0.99	0.56 (0.48 - -0.64)	0.79 * (0.66 - -0.93)
数字	0.43	0.60	1.0	1.0	0.71 * (0.65 - -0.78)	0.98 * (0.95 - -1.00)
考官6
DIFOTI	0.89	0.93	0.65	0.87	0.88 * (0.82 - -0.94)	0.95 * (0.91 - -0.99)
电影	0.60	0.47	0.56	1.0	0.63 * (0.53 - -0.73)	0.88 * (0.77 - -0.98)
数字	0.64	0.47	0.74	0.96	0.71 * (0.61 - -0.80)	0.88 * (0.77 - -0.98)
考官7
DIFOTI	0.71	0.60	0.91	0.82	0.82 * (0.74 - -0.89)	0.83 * (0.72 - -0.93)
电影	0.38	0.47	0.94	0.96	0.65 * (0.58 - -0.73)	0.88 * (0.78 - -0.99)
数字	0.40	0.47	0.91	0.95	0.65 * (0.57 - -0.73)	0.90 * (0.82 - -0.99)
考官8
DIFOTI	0.62	0.67	1.0	0.99	0.81 * (0.75 - -0.87)	0.91 * (0.82 - -1.00)
电影	0.33	0.53	0.91	0.99	0.62 * (0.55 - -0.70)	0.87 * (0.75 - -0.99)
数字	0.35	0.47	0.94	0.99	0.64 * (0.57 - -0.72)	0.79 * (0.65 - -0.94)

截止1:D1诊断阈值;牙釉质和牙本质龋齿病变。
截止2:D3诊断阈值;牙本质龋齿病变。
*具有统计学意义。


		DIFOTI-film	DIFOTI-digital	Film-digital

切断1	灵敏度	0.0117	0.0117	0.1762
	特异性	0.6726	0.6121	0.3525
	AUC	0.0117	0.0117	0.1508

切断2	灵敏度	0.1282	0.1834	0.4652
	特异性	0.0346	0.0464	0.5294
	AUC	0.2626	0.2626	0.7353


考试的方法	审查员
考试的方法	1	2	3	4	5	6	7	8

DIFOTI	0.56	0.75	0.68	0.57	0.65	0.75	0.60	0.73
电影	0.61	0.46	0.49	0.36	0.44	0.65	0.59	0.58
数字	0.45	0.37	0.56	0.47	0.71	0.63	0.56	0.53

(一)

(b)

(c)

(d)

4所示。讨论

彻底的验证是一个重要的步骤在开发新的诊断方法和工具的龋齿检测。最初,技术有效性确认。在识别病变诊断的准确性和有效性不同诊断阈值之前应该确定临床应用。

诊断方法的有效性表示方法在受控的条件下工作。在这种情况下功效应该很高,因为它可以认为在临床设置,较低的有效性将会实现。到目前为止没有发表的研究验证DIFOTI的诊断准确性和有效性在体外在不同的诊断阈值。因此,目前在体外研究、测试诊断精度的敏感性,特异性,AUC,进行验证该仪器作为一种重要的一步。

DIFOTI方法相比,方法更熟悉的大多数临床医生、电影和数字射线照片。查看射线照片时,主考官性能取决于技巧和经验,观察条件,被检查的材料(14]。在目前的研究中,因此观看条件标准化、材料被选为了反映当前低牙本质龋齿患病率人群中观察到(2,3]。八个牙医作为观察员参与了这项研究,然而,有不同的背景和经历,这可能影响他们的表现(15,16]。尽管DIFOTI方法进行15分钟的训练,它可能被认为缺乏熟悉方法结合自己的经验和背景可能影响他们的解释DIFOTI图像。这可能部分解释了interexaminer协议,所有方法的巨大差异而intraexaminer协议更好。对三种方法的重现性,然而,它可以得出结论,没有出现明显的差异。

当测试诊断准确性和有效性的一种新方法是很重要的区分主要和代理诊断端点。主要诊断端点影响治疗决策,从而区分非手术治疗决策和有效干预措施。在一个在体外学习,不能获得这样的一个端点。治疗决策不仅是基于损伤深度和表面完整性,而且还和诊断病人的龋齿病变活动活动是不可用的在体外材料。因此本研究的两个端点检测端点基于损伤深度(17)和代表的能力方法来检测所有龋齿病变,甚至早期釉质损伤,D1,和能力的检测方法更高级形式的疾病,病变扩展牙质,D3。这应该进一步检测在临床条件下更好的定义端点,从而测试仪器诊断思维功效以及治疗效果(18]。

检测初始龋齿病变的临床相关性高,随着这种病变的存在意味着增加龋齿活动和需要额外的,非侵入性干预旨在逮捕或逆转病变进展。在这种背景下,DIFOTI方法允许非侵入式捕获的图像可以作为参考之间的约会,从而用于监测损伤深度的变化。

在诊断阈值D1, DIFOTI方法显示明显比其他方法更好的灵敏度,但类似的特异性(表3)。因此射线照相法相比,该方法似乎能够识别病变在早期阶段,在不增加数量的表面错误地认定为腐烂的声音。DIFOTI诊断准确性的方法进一步支持的ROC曲线下面积明显大于射线照片(图2)。这些结果符合早期的研究报道低灵敏度检测射线照片的初始损伤(19]。DIFOTI方法也被证明是更敏感比射线照片早期釉质变化(11]。因此,本研究的结果表明,在D1阈值比射线照片DIFOTI图像提供更准确的信息。

D3水平,性能DIFOTI和摄影之间的差异不明显(图3)。敏感性的差异是不重要的,但这两种类型的x光照片显示比DIFOTI更好的特异性;病变的数量不正确,确认为牙质病变为DIFOTI高于摄影。然而,在这种背景下,感兴趣的注意,如表所示2,六个八考官与DIFOTI取得了良好的特异性。ROC曲线下的面积,非标准方法之间的差异,这表明类似的所有三种方法诊断精度D3阈值。

如表所示4DIFOTI方法显示,最佳总体协议参考标准:DIFOTI八的审查员的观测显示很好的协议。相比之下,为电影和数码摄影观察,好的协议是通过八个考官的只有两个。因此DIFOTI方法显示与实际损伤深度相关性优于其他方法。这些结果与这些年轻的和费瑟斯通11)报道,DIFOTI不如射线照片在判断损伤深度。在这研究中,小型人工损伤被用来测试方法的诊断准确性对比,在我们的研究中,自然龋齿的方差在损伤深度检查,这或许可以解释在某种程度上的差异。仪器可以识别的损伤深度变化虽然小的矿物含量变化釉质损伤检测。

因此,本研究的结果表明,DIFOTI记录病变深度比摄影更准确。然而,它应该承担记住的材料涉及一个高比例的釉质龋(图1),可以支持DIFOTI方法。

总之,结果表明,在这项研究的局限性,诊断精度/ DIFOTI疗效优于放射学诊断阈值D1和与放射学诊断阈值D3。根据DIFOTI显示病变深度密切相关的参考标准比数码或胶片射线照相法记录。这些结论来自一个在体外研究中,有一定的局限性和不应该直接外推在活的有机体内条件。然而,目前的研究的有前景的结果表明DIFOTI方法的进一步研究在临床条件下是十分必要的。

利益冲突

作者没有利益冲突行为的研究。

确认

作者要感谢以下观察者的参与:阿伦欧那密阿克巴,海伦娜Domeij,乔纳斯Geirsson,拉尔斯·林格伦,米凯尔Silfverberg, Peggy Nasman和Stefan粉嫩一步裙Helgason。艾琳Sigurgeirsdottir, FreydisÞoroddsdottir,印加B一Runar Vilhjalmsson,和Sigurður内在的号是承认参与之前的初步研究。特别感谢Karin Trollsas她所有的专业技术支持和与语言修订琼Bevenius-Carrick宝贵的帮助。这项研究是支持由瑞典专利收入基金研究预防性牙科和冰岛研究基金研究生。在爱的记忆兰Ahlund,一个好朋友和一个杰出的研究。

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国际牙科杂志

邻近的龋齿DIFOTI检测:在体外比较诊断准确性/功效与电影和数字放射显影术

文摘