Оптические методы функциональных исследований в стоматологии

Своевременная и эффективная диагностика основных стоматологических заболеваний остается важным вопросом медицины. Несмотря на кажущуюся простоту диагностики патологических процессов наружной локализации, определение формы заболеваний слизистой оболочки рта, пародонта, твердых тканей зуба, основанное только на впечатлении от осмотра, пальпации, перкуссии и зондировании, часто ведет к диагностическим ошибкам.

Одним из приоритетных направлений для прижизненного изучения биологических объектов является использование неинвазивных бесконтактных методов, в частности, безопасной световой энергии. Наиболее известным методом, использующим белый свет, является прижизненная микроангиоскопия, которая позволяет изучить сосудистую систему микроциркуляторного русла кожи и слизистых оболочек человека.

В настоящее время в стоматологии разработана методика компьютерной регистрации капиллярного кровотока в тканях пародонта с сохранением фрагментов видеозаписи в базе данных. Высокое разрешение полученных видеофрагментов позволяет не только увидеть состояние микрососудов, но и рассчитать линейную и объемную скорости капиллярного кровотока по отделам — артериальному, венозному и переходному. На основании полученных данных можно предварительно диагностировать начальную стадию заболеваний пародонта. Недостатком этой методики является ограниченная глубина просмотра слоев ткани десны — до 800 мкм.

Одним из значительных достижений науки и техники XX века наряду с другими открытиями является создание генераторов индуцированного электромагнитного излучения — лазеров. В основу их работы положено явление усиления электромагнитных колебаний при помощи вынужденного, индуцированного излучения атомов и молекул. Успехи лазерной физики стоят в одном ряду с великими достижениями человечества XX столетия — атомной энергетикой, исследованиями космоса, полупроводниковой техникой и компьютерами.

В 1962 г. в СССР и США получили индуцированное излучение в полупроводниковом диоде, что означало создание полупроводникового лазера. В настоящее время в качестве рабочих веществ в лазерах используются самые различные материалы: кристаллы, активированные стекла, пластмассы, газы, жидкости, полупроводники, плазма, органические соединения. Рабочий диапазон существующих оптических квантовых генераторов изменяется от ультрафиолетового излучения с длиной волны 0,3 мкм до инфракрасного с длиной волны 300 мкм. Главная ценность оптических лазерных технологий в том, что излучение лазеров обладает рядом положительных свойств. В отличие от света, испускаемого обычными источниками, оно когерентно в пространстве и времени, монохроматично, распространяется очень узким пучком и характеризуется чрезвычайно высокой концентрацией энергии. Это дает возможность использовать световой луч лазера в качестве тончайшего инструмента для исследований различных веществ в тканях, выяснения особенностей строения атомов и молекул, уточнения природы их взаимодействия, определения биологической структуры живых клеток.

В настоящее время для диагностики и индикации различных процессов микробной природы применяются традиционные трудоемкие и дорогостоящие микробиологические, иммунологические и биохимические методы исследования. Исследование явления флюоресценции в биологических объектах микробной природы, индуцированного лазерным излучением, позволило разработать универсальный метод их экспресс-диагностики. Этот метод представляется перспективным для индикации микроорганизмов, поскольку многие вещества, участвующие в метаболизме микробных клеток, обладают характерными спектрами поглощения и флюоресценции. Доказано, что определение гигиенического состояния полости рта с помощью флюоресцентного метода является более чувствительным, чем клиническая индексная оценка (Александров М.Т. и соавт., 2005).

Экспериментальные и клинические результаты оценки тканей зубов свидетельствуют о положительных свойствах лазерной флюоресцентной диагностики (ЛФД). Она обеспечивает определение кариозных изменений на этапе молекулярных, а не цветовых изменений тканей зуба. Высокая воспроизводимость результатов исследования твердых тканей зубов позволяет расценивать ЛФД как объективный метод диагностики при кариесе, его осложнениях и заболеваниях пародонта.

Одной из удачных разработок фирмы KaVo для оценки состояния твердых тканей зуба был диагностический аппарат «Diagnodent». Прибор позволяет оценивать состояние твердых тканей зуба при кариесе и деминерализации эмали. При исследовании интактных зубов в пришеечной области нами были получены средние значения от 7 до 16 у.е., что подтвердило снижение оптической плотности в этой зоне эмали за счет ее истончения. Лазерный луч с длиной волны 655 нм легко проникает через всю толщу эмали и дентина, отражаясь от тканей пульпы зуба, и создает флюоресцентное свечение другого диапазона, что и регистрирует аппарат Diagnodent.

Исходя из данных компьютерной томографии, толщина твердых тканей зуба до пульпы в пришеечной области составляет 2,2±0,12 мм. Это означает, что можно изучать состояние пульпы зуба с помощью лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ), так как используемая длина волны лазерного луча близка по параметрам аппарата Diagnodent.

По данным ЛДФ пульпы зуба нами было установлено, что после острой травмы интегральный показатель микроциркуляции (ПМ) снижается до «биологического ноля». При кариесе дентина ПМ наоборот возрастает при одновременном снижении вазомоторной активности капиллярного кровотока в пульпе. При пульпите и одонтопрепарировании наблюдали увеличение уровня капиллярного кровотока в пульпе зуба на фоне снижения нейрогенного тонуса в 1,5 раза и повышение показателя шунтирования на 67%.

Для изучения механизмов регуляции оксигенации периферической крови в тканях пародонта нами была использована оптическая тканевая оксиметрия (ОТО) в сочетании с лазерной допплеровской флоуметрией (ЛДФ) у пациентов с интактным пародонтом в возрасте 25—27 лет. Анализ полученных результатов ЛДФ показал, что ПМ в тканях пародонта прикрепленной десны был ниже по сравнению с маргинальной - на 12,5%, индекс перфузионной сатурации (SO2m) - на 43,3% и показатель удельного потребления кислорода (U) — на 35,2%.

На основании полученных результатов исследования капиллярного кровотока в тканях пародонта с использованием метода ЛДФ и ОТО наиболее информативными показателями оказались: индекс перфузионной сатурации кислорода в крови и показатель удельного потребления кислорода в тканях пародонта, отражающий потребление кислорода в объеме циркулирующей в них крови.

Серьезными перспективами обладают методы лазерной флюоресцентной диагностики (ЛФД). Их основной областью применения считается онкология. Создание многофункционального лазерного диагностического комплекса ЛАКК-М (Россия) позволило определять оптическим способом in vivo концентрацию эндогенных (природных) субстратов в клеточных структурах пародонта.

По результатам ЛФД в маргинальной десне у пациентов 51-58 лет отмечали снижение конечной концентрации эндогенного NAD в 26,1 раза по сравнению с контрольной группой соматически здоровых лиц в 24—28 лет. Восстановленная форма NADN с возрастом уменьшалась в 6,5 раза. Концентрация биологически активных веществ, которыми являются флавины, была снижена в 14 раз, а порфиринов, входящих в состав небелковой части молекулы гемоглобина и ряда других ферментов, — в 2 раза.

Таким образом, исследования показали, что модернизация традиционных и создание новых оптических (световых) технологий позволят повысить эффективность диагностики основных стоматологических заболеваний, а, следовательно, их профилактику и лечение.


С.Н. Ермольев, С.Н. Тюльпин, А.П. Шериев, Е.Г. Разуменко, Н.А. Есаян
НИМСИ МГМСУ