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Methodenartikel

Ein neuer Ansatz zur Überwachung Graft Neovaskularisation in der menschlichen Gingiva

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DOI:

10.3791/58535

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12. Januar 2019

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1Department of Conservative Dentistry, Faculty of Dentistry, Semmelweis University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Diese Studie führt ein Protokoll zur Messung der Mikrozirkulation in menschlichen Mundschleimhaut durch Laser-Speckle-Kontrast-Bildgebung. Die Überwachung der Wundheilung nach Vestibulumplastik kombiniert mit einem xenogenen Kollagen Graft auf ein klinischer Fall zur Geltung kommt.

Zusammenfassung

Laser-Speckle-Kontrast imaging (LSCI) ist eine neuartige Methode zur Messung der oberflächliche Durchblutung über große Flächen. Da es nicht-invasiv ist und vermeidet den direkten Kontakt mit gemessenen Bereich, ist es geeignet für die Überwachung von Blut fließen Änderungen bei der Wundheilung bei menschlichen Patienten. Vestibulumplastik ist Parodontalchirurgie, Mundvorhofes, mit dem Ziel, vestibulären Tiefe mit der gleichzeitigen Erweiterung der keratinisierten Gingiva wiederherzustellen. In diesem speziellen klinischen Fall eine Split Dicke Klappe wurde bei der ersten oberen Prämolaren erhoben und eine xenogenen Kollagen-Matrix wurde auf das resultierende Empfänger Bett angepasst. LSCI wurde verwendet, um die Rück und Neovaskularisation des Transplantats und die umliegende Schleimhaut für ein Jahr zu überwachen. Ein Protokoll ist für die korrekte Einstellung der Messung der Mikrozirkulation in der Mundschleimhaut, Hervorhebung, Schwierigkeiten und mögliche Fehler eingeführt.

Die klinische Fallstudie präsentiert gezeigt, dass – nach dem entsprechenden Protokoll — LSCI ist eine geeignete und zuverlässige Methode zur Weiterverfolgung der Mikrozirkulation in eine heilende Wunde in der menschlichen Mundschleimhaut und gibt nützliche Informationen über Transplantat Integration.

Einleitung

Langfristige Veränderungen der menschlichen gingival Mikrozirkulation in einer klinischen Situation beobachten, ist ein heißes Thema in der Mund- und parodontale Chirurgie. Zuverlässige Beurteilung der Durchblutung kann jedoch schwierig sein. Es gibt nur wenige Methoden, die Veränderungen in der Durchblutung der menschlichen Schleimhaut nicht invasiv messen. Zwei von diesen beschäftigen ein Laserstrahl1,2,3,4, aber in einer anderen Weise. Laser-doppler-Flowmetry (LDF) nutzt den Doppler Verschiebung in einem Laser beam5,6, während des Laser-Speckle-Kontrasts bildgebendes Verfahren (LSCI) stützt sich auf das Speckle-Muster des rückgestreuten Laserlichts zur Messung der Geschwindigkeit der roten Blutkörperchen Zellen-7.

LDF misst nur in einem einzigen Punkt und reproduzierbare Normung der Position der Sensoren ist wünschenswert, aber schwierige Aufgabe. Ein weiteres Problem ist, dass die Sonde der LDF klein im Durchmesser (1 mm2). Messung an vorbestimmten Punkten vor der Operation ist zu spezifisch, und kann blind für postoperative Kreislauf Änderungen, während Ödeme, Gewebeentnahme, Gewebe-Bewegung oder der implantierten Prothese verursachen erhebliche Veränderungen in der postoperativen Geometrie der betroffenen weiches Gewebe. Der Messabstand von LDF ist weniger als 1 mm verbietet Einsatz von eine Zahnschiene mit einem vorher festgelegten Loch für die Sonde bei volumetrische Veränderung des Gewebes. LSCI erfordert keine Spezialwerkzeuge für die Lokalisierung und in Bereichen von mehreren cm2messen kann. Infolgedessen kann die Wundheilung in der Operationsstelle verfolgt werden. Darüber hinaus kann LSCI Durchblutung in farbkodierten Bilder zu einem Bruchteil einer Sekunde mit einer Auflösung von bis zu 20 μm anzeigen.

Das LSCI Gerät präsentiert in diesem Papier wird überwiegend für Tierforschung Anwendungen genutzt wo hoher Auflösung in kleinen Messflächen erwünscht. Da jedoch die Struktur und Histologie der menschlichen Mundschleimhaut von Bereich zu Bereich (angehängte Gingiva, marginalen Gingiva, vestibulären Schleimhaut) unterschiedlich sind, ist Durchblutung auch heterogene8. Hochauflösende LSCI hat daher einen großen Vorteil gegenüber Normal-Auflösung LSCI, die in der Regel in menschliche Prüfung verwendet wird.

Das LSCI Instrument beschäftigt einen unsichtbaren Laser (Wellenlänge 785 nm). Der Strahl ist auseinander, um den Messbereich, wodurch eine Speckle-Muster zu beleuchten. Eine CCD-Kamera Bilder der Speckle-Muster in der beleuchteten Fläche. In diesem System verwendeten CCD-Kamera hat eine aktive imaging-Bereich von 1386 x 1034 Pixeln und seine Auflösung beträgt zwischen 20 – 60 µm/Pixel abhängig von der Größe des Bereichs Mess- und auf die Einstellung der Software (niedrig, Mittel, hoch). Es kann Bilder mit einer Geschwindigkeit von 16 Bildern pro Sekunde, oder sogar mehr, bis zu 100 Bilder pro Sekunde aufnehmen, wenn die Bildgröße verringert wird. Durchblutung wird durch die integrierte Software berechnet. Es Variationen in der Speckle-Muster analysiert und quantifiziert den Kontrast. Der daraus resultierende Flux ist farbkodiert, um eine Perfusion-Bild zu erzeugen. Nach unseren bisherigen Ergebnissen beurteilt LSCI die Durchblutung des Zahnfleisches mit guten Reproduzierbarkeit und Reproduzierbarkeit9. Dies bedeutet, dass es ein zuverlässiges Werkzeug ist für die Überwachung von Änderungen in der Mikrozirkulation der Mundschleimhaut nicht nur in kurzfristigen Experimenten, sondern auch bei Langzeitstudien Krankheitsverlauf zu verfolgen oder Wunde heilende10.

In diesem Papier stellen wir ein klinischer Fallbericht zu zeigen, dass die hohe räumliche Auflösung der LSCI es möglich macht, die Neovaskularisation Muster von einem xenogenen Kollagen-Transplantat zu offenbaren. Darüber hinaus zeigt dieser Fall, dass LSCI, aufgrund seiner hohen Zuverlässigkeit, einfühlsam individuelle Variation erkennen könnte. Dies gilt als bedeutende lokale anatomische Variation und ein anderen systemischen Hintergrund zwischen den Fällen macht es schwierig, den chirurgischen Eingriff in klinischen Studien mit Parodontalchirurgie zu standardisieren.

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Protokoll

Die gemeldeten Methode arbeitete in einer klinischen Studie der ethischen Genehmigung des ungarischen Ausschusses der Gesundheit Registrierung und Training Center gewährt wurde (Zulassungsnummer: 034310/2014/OTIG).

1. LSCI Setup

  1. Schalten Sie den Computer und Peripheriegeräte.
  2. Schalten Sie das LSCI-Gerät mit dem Schalter auf der Rückseite verwendet werden.
  3. Lassen Sie das Gerät mindestens 5 Minuten warmlaufen. Das Gerät ist bereit für die Messung, wenn beide LEDs auf der Rückseite zu blinken aufgehört haben.
  4. Starten Sie die Software durch Doppelklick auf das Icon auf dem Desktop oder über das Startmenü aufrufen.
  5. Warten Sie, bis die gelbe und die grüne LED auf der Rückseite nicht blinkt mehr, was darauf hinweist, dass der Laser warm ist und die Initialisierung abgeschlossen ist.
    Hinweis: Wenn Sie das System starten, werden eine gelegentlich aufgefordert, das Nachweisverfahren für das System ausführen.

2. System-Überprüfung

  1. Verwenden Sie die Kalibrierung-Box geliefert. Entfernen Sie den Deckel vom Feld Kalibrierung und schütteln Sie sie zur Vermeidung von Ablagerungen in kolloidalen Suspension.
  2. Lassen Sie den Deckel ab, für 30 s, um Luftblasen zu vermeiden.
  3. Setzen Sie den Deckel wieder auf die Kalibrierungsquaders.
  4. Klicken Sie auf Erweiterte | Überprüfung | Instrument zu überprüfen.
  5. Wählen Sie routinemäßige Überprüfung | Nächsten.
  6. Drehen Sie den Kopf 90°, befestigen Sie die Kalibrierung-Box mit den integrierten Magneten und klicken Sie auf weiter.
  7. Geben Sie die Raumtemperatur in das Textfeld ein, wählen Sie ° C, und klicken Sie auf Start.
  8. Warten Sie, während der Assistent das Überprüfungsverfahren abgeschlossen ist.
  9. Nach einer erfolgreichen Prüfung Verfahren schließen Sie den Assistenten durch Klicken auf beenden.

3. Teilnehmer Vorbereitung

  1. Stellen Sie sicher, dass die Messung in einem temperierten Raum (26 ° C) durchgeführt wird.
  2. Der Patient in bequeme Rückenlage in einem Behandlungsstuhl und eine Vakuum Kissen unter den Kopf (Abbildung 1).
  3. Lassen Sie den Patienten ungestört für 15 min, bevor Messungen durchgeführt werden.

(4) Mikrozirkulation Bild Messung

  1. Wählen Sie im Menü Extras und klicken Sie auf Projekt-Editor. Ein neues Fenster wird geöffnet, in dem am häufigsten verwendeten Einstellungen gespeichert werden können.
  2. Projekte-Boxklicken Sie auf neu , um ein neues Projekt erstellen. Geben Sie "Vestibulum" und klicken Sie auf "OK".
  3. Klicken Sie in der Seiten-Boxauf neu , um eine neue Website erstellen. Geben Sie "Zahn 14" und klicken Sie auf "OK".
  4. Fügen Sie unter dem Inhalt von Zahn 14 Panel hinzu "10 cm" als der erforderliche Abstand für den Arbeitsabstand und geben Sie eine breite von 3 cm und einer Höhe von 2 cm in die Messung Felder ein.
  5. Legen Sie die Punkt-Dichte-Auflösung Normal und die Frame-Rate auf 16 Bilder/s und wählen Sie Zeit aus der Dauer -Drop-Down-Menü die Aufzeichnungsdauer auf 0 setzen: 30.
  6. Wählen Sie "Record mit keine Mittelung" und setzen Sie die Farbe Foto Abtastrate auf 1/Sekunde.
  7. Klicken Sie auf "Übernehmen" und "OK", um die Projekt-Parameter zu speichern.
  8. Wählen Sie im Menü Datei und klicken Sie auf New Aufnahme. Ein neues Bild-Fenster wird geöffnet und die Setup-Bedienfeld angezeigt werden.
  9. Wählen Sie unter Recording-Setup"Vestibulum" für das Projekt und "Zahn 14" für den 4.9. Website.
  10. Öffnen Sie das Thema Dropdown-Menü zu, klicken Sie auf neu im Dialogfeld Wählen Sie Betreff , und geben Sie den Namen des Patienten.
  11. Klicken Sie auf "OK" und geben Sie einen Namen für die Aufnahme in das Feld Name Rec : z.B. Tag 1 (Tage vergangen nach der Operation) und den Namen des Betreibers im Feld Operator .
  12. Vor Beginn der Mikrozirkulation Bild Messung, des Patienten messen Blutdruck und Puls.
  13. Evakuierung der Luft aus dem Vakuum Kissen um den Kopf des Patienten in einer Position angebracht, das Untersuchungsgebiet zu beheben.
  14. Bitten Sie Patienten, seinen Mund zu öffnen.
  15. Zurückziehen Sie, Lippen sanft durch zwei dental Spiegel (Abbildung 1).
  16. Passen Sie das Kopfstück parallel zu den gemessenen Bereich der Gingiva. Eine integrierte sichtbar (650 nm) Indikators Laser erleichtert das Positionieren des Imagers bezogen auf den Mund des Patienten.
  17. Passen Sie den Arbeitsabstand bis 10 cm durch Verschieben des Instruments in Bezug auf das Gewebe an. Die Wegmessung erfolgt kontinuierlich durch das LSCI-Gerät und es wird von der Software als arbeiten Abstand/gemessene Wert unter Bild-Setupangezeigt.
  18. Weisen Sie das Thema, noch für die Dauer der Messung zu bleiben.
  19. Klicken Sie auf die Record -Taste zum Starten der Aufnahme. Die Farbe des Bildfensters ändert sich nun anzeigt, Aufzeichnung im Gange ist rot. Die Setup-Bedienfeld wird durch die Aufnahme-Panel ersetzt. Aufnahme stoppt automatisch nach 30 s. Wenn die Aufnahme beendet ist, wird die Farbe der Bildfenster Änderungen in blau und die Aufnahme-Panel durch das Review Panel ersetzt.
  20. Entfernen Sie dental Spiegel zu und den Patienten schließen den Mund und schlucken.
  21. Wechseln Sie zurück zu dem live-Bild durch Drücken der Taste Aufnahme fortsetzen .
  22. Wiederholen Sie die Schritte von 4.14, 4.21 zweimal.
  23. Schließen Sie die Datei. Die Daten werden automatisch gespeichert.
  24. Messen Blutdruck und Puls nach der LSCI Messungen.

5. offline-Analyse

  1. Analysieren Sie die LSCI-Bilder mit der integrierten Software. Gehen Sie zu Ansicht Bild oder Split (Abbildung 2).
  2. Regionen von Interesse (ROI) zu definieren. Hinweis: die Perfusion-Werte der Pixel innerhalb einer ROI sind gemittelt und definiert als der Blut-Flow-Wert des ROI, ausgedrückt in einen beliebigen Wert genannt Laser Speckle Perfusion Einheit (LSPU).
  3. Wählen Sie die gewünschte Form der ROI innerhalb der ROI-Werkzeug-Palette auf der rechten Seite.
  4. Wählen Sie die Option anwenden in der ROI Werkzeugpalette, die ROI-Operationen für alle Bilder der Aufzeichnung gilt.
  5. Zeichnen Sie den ROI durch Klicken und halten der Maustaste in das Bild der Intensität, den ROI heraus auf die gewünschte Größe ziehen und Loslassen der Maustaste Taste (Klick und Doppelklick für Freiform-ROIs). Passen Sie die Position des ROI, verkleinern Sie oder drehen Sie ihn, wenn nötig.
  6. Wiederholen Sie die Schritte vom 5.3. 5.5 so oft wie die gewünschte Anzahl von ROIs (Abbildung 3).
  7. Definieren Sie Zeitperioden von Interesse (TOI). Dies ermöglicht eine Mittelung Perfusion in einen ROI über einen bestimmten Zeitraum (Abbildung 2).
  8. Gehen Sie zu Ansicht Diagramm oder Split. Wählen Sie die Schaltfläche hinzufügen TOI.
  9. Klicken und halten auf der Kurve an der Stelle, wo Sie wollen TOI zu beginnen und ziehen den Cursor an die gewünschte Endposition. Dann lassen Sie die Maustaste los.
  10. Exportieren Sie Daten aus der Tabelle der Mittelwert für die Weiterverarbeitung.
  11. Konstruieren Sie Blut Fließkurven durch eine geeignete Software für statistische Analysen verwendet.

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Ergebnisse

Vestibulumplastik ist Parodontalchirurgie, Mundvorhofes, mit dem Ziel, vestibulären Tiefe, die Zone der keratinisierten Gingiva und Weichgewebe Dicke für verbesserte Ästhetik und Funktion zu erhöhen. Die apikal neu positionierte Split Dicke Klappe kombiniert mit einem Kollagen-Matrix ist eine häufig verwendete Vestibulumplastik Verfahren. Xenogenen Kollagen-Matrix ist eine echte Alternative zum autogenen gingivale Transplantat für die Erhöhung der Menge der keratinisierten Gingiva

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Diskussion

Das Ziel dieser Studie war es, eine neuartige Technik zur Überwachung der Neovaskularisation ein Transplantat in der menschlichen Gingiva einzuführen. Nach unseren bisherigen Ergebnissen beurteilt LSCI die Durchblutung des Zahnfleisches mit guten Reproduzierbarkeit und Reproduzierbarkeit9, wenn strikte Umsetzung der einzelnen Schritte des geplanten Protokolls als eine entscheidende Voraussetzung erfüllt ist. LSCI gilt als eine semi-quantitative Verfahren, die Kalibrierung regelmäßig, um Genauigkei...

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Diese Arbeiten erfolgten teilweise vom Support vom ungarischen wissenschaftlichen Research Fund unter Grant Nummer K112364 vom ungarischen Ministerium für menschlichen Fähigkeiten, Higher Education-Excellence-Programm an der Semmelweis Universität, Therapie Forschungsmodul und durch die Nationale Forschung, Entwicklung und Innovation Office KFI_16-1-2017-0409.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
PeriCam PSI-HRPerimed AB, Stockholm, SchwedenDas PeriCam PSI System ist ein bildgebendes System, das auf der LASCA-Technologie (LAser Speckle Contrast Analysis) basiert. Das System misst die oberflächliche Blutperfusion über große Flächen mit schnellen Erfassungsraten. Damit eignet es sich ideal für die Untersuchung sowohl der räumlichen als auch der zeitlichen Dynamik der Mikrozirkulation in nahezu jedem Gewebe.
PIMSoftPerimed AB, Stockholm, SchwedenPIMSoft ist eine Datenerfassungs- und Analysesoftware, die zusammen mit dem PeriCam PSI-System und dem PeriScan PIM 3-System zur Messung und Bildgebung der oberflächlichen Blutperfusion verwendet werden soll.
Geistlich MucograftGeistlich, SchweizEs handelt sich um eine einzigartige 3D-Collagne-Matrix, die speziell für die Regeneration von Weichgewebe entwickelt wurde. Es ist indiziert für die Gewinnung von keratinisiertem Gewebe und die Abdeckung von Rezessionen.
Omron M4Omron Healthcare Inc., Kyoto, JapanBlutdruckmessgerät, das genaue Messwerte liefert.
Nikon D5200Nikon Corportation, Tokio, JapanAufnahmen von intraoralen Fotos
MS ExcelMicrosoft Corporation, Redmond, Washington, USADie Software für die Datenverwaltung
IBM SPSS Statistics 25IBM Corp., Armonk, NY, USADie Software für die statistische Analyse

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