Summary
Deze studie introduceert een protocol voor het meten van de microcirculatie in menselijke mondelinge mucosa tegen laser spikkel contrast denkbaar. Het toezicht op wondgenezing na vestibuloplasty gecombineerd met een prothese xenogene collageen wordt gepresenteerd op een klinisch geval.
Abstract
Laser spikkel contrast imaging (LSCI) is een nieuwe methode voor het meten van oppervlakkige bloedverspreiding over grote gebieden. Aangezien het is niet-invasief en direct contact met het gemeten gebied vermijdt, is het geschikt voor het volgen van bloed stroom veranderingen tijdens de wondgenezing in menselijke patiënten. Vestibuloplasty is parodontale chirurgie aan de mondelinge vestibule, gericht op het herstellen van vestibulaire diepte met gelijktijdige uitbreiding van de keratinized tandvlees. In deze speciale klinische gevallen, een split dikte flap op de eerste bovenste premolaar werd verheven en een xenogene collageen matrix werd aangepast aan het resulterende geadresseerden bed. LSCI werd gebruikt voor het controleren van de re- en neovascularization van de prothese en de omliggende mucosa gedurende één jaar. Een protocol is ingevoerd voor de juiste afstelling van de meting van de microcirculatie in mondelinge mucosa, waarbij zij problemen en mogelijke storingen.
De klinische case studie gepresenteerd aangetoond dat — na het juiste protocol — LSCI is een geschikte en betrouwbare methode voor de opvolging van de microcirculatie in een genezing van de wond in de menselijke mondelinge mucosa en geeft nuttige informatie over de integratie van de prothese.
Introduction
Bewaking van veranderingen op lange termijn van menselijke gingival microcirculatie in een klinische situatie is een hot topic in mondelinge en parodontale chirurgie. Betrouwbare beoordeling van perfusie kan echter moeilijk. Er zijn slechts een paar methoden die doen niet gebeurt het meten van veranderingen in de bloedsomloop van de menselijke mucosa. Twee van deze dienst een laser beam1,2,3,4, maar op een andere manier. Laser doppler flowmetrie (LDF) maakt gebruik van de Doppler shift in een laser beam5,6, terwijl de laser spikkel contrast imaging (LSCI) methode berust op de spikkel patroon van de terugverstrooide laserlicht te meten van de snelheid van rood bloed cellen7.
LDF maatregelen slechts in één aanspreekpunt en reproduceerbare standaardisatie van de sensoren positie is een wenselijk maar moeilijke taak. Een ander probleem is dat de sonde van de LDF kleine diameter (1 mm2). Meten op vooraf bepaalde punten voor de operatie is te specifiek, en kan blind voor postoperatieve bloedsomloop wijzigingen, terwijl oedeem, verwijdering van het weefsel, weefsel beweging of de geïmplanteerde prothese leiden tot significante veranderingen in de postoperatieve geometrie van de getroffen weke delen. De meetafstand van LDF is minder dan 1 mm die gebruik van een tandheelkundige splint met een vooraf bepaalde gat voor de sonde in geval van volumetrische verandering van het weefsel verbiedt. LSCI vereist geen speciale gereedschappen voor lokalisatie en kunnen meten in gebieden van verschillende cm2. Dientengevolge, kan wondgenezing worden gevolgd in de chirurgische site. Daarnaast kan LSCI bloedverspreiding weergeven in gekleurde beelden tegen een fractie van een seconde, met een resolutie van maximaal 20 μm.
Het apparaat van de LSCI gepresenteerd in deze paper wordt meestal gebruikt voor dierlijke onderzoek toepassingen waar hoge resolutie in kleine meting gebieden gewenst is. Aangezien de structuur en de histologie van de menselijke mondelinge mucosa verschillen van gebied tot gebied (bijgevoegde tandvlees, marginale tandvlees, vestibulaire mucosa), is bloedsomloop echter ook heterogene8. Hoge resolutie LSCI heeft dus een groot voordeel ten opzichte van normale resolutie LSCI die meestal bij het testen van de mens gebruikt wordt.
De LSCI-instrument maakt gebruik van een onzichtbare laserstraal (golflengte 785 nm). De bundel is afweek om te verlichten van het gebied van de meting, maken een spikkel patroon. Een CCD camera afbeeldingen de spikkel patroon in het verlichte gebied. De CCD-camera gebruikt in dit systeem heeft een actieve opnamegebied van 1386 x 1034 pixels en zijn resolutie is tussen 20 – 60 µm/pixel afhankelijk van de grootte van het gebied van de meting en de instelling van de software (laag, gemiddeld, hoog). Het kan beelden met een snelheid van 16 beelden per seconde, of zelfs meer, tot 100 beelden per seconde, duren als de beeldgrootte is verminderd. Bloedverspreiding wordt berekend door de ingebouwde software. Het analyseert variaties in het patroon spikkel en kwantificeert het contrast. De resulterende flux is kleur gecodeerd om een perfusie-beeld te produceren. Volgens de resultaten van onze vorige beoordeelt LSCI de bloed perfusie van het tandvlees met goede herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid9. Dit betekent dat er een betrouwbaar instrument voor toezicht wijzigingen in de microcirculatie van de orale mucosa niet alleen in korte experimenten, maar ook tijdens lange termijn studies moeten worden bijgehouden van de progressie van de ziekte of wond genezing10.
In deze paper presenteren we een klinische gevallenrapport om aan te tonen dat de hoge ruimtelijke resolutie van LSCI maakt het mogelijk om te onthullen het neovascularization patroon van een prothese xenogene collageen. Deze zaak geeft bovendien aan dat LSCI, vanwege haar hoge betrouwbaarheid, gevoelig dat individuele variatie detecteren kon. Dit is belangrijk als belangrijke lokale anatomische variatie en een andere systemische achtergrond tussen de gevallen bemoeilijkt het standaardiseren van de chirurgische interventie in klinische proeven van parodontale chirurgie.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De gerapporteerde methode werkte in een klinische proef die ethische goedkeuring was verleend van de Hongaarse Commissie van de registratie van de gezondheid en Training Center (erkenningsnummer: 034310/2014/OTIG).
1. LSCI Setup
- Zet de computer en alle randapparatuur.
- Schakel de LSCI-instrument moet worden gebruikt met de schakelaar op het achterpaneel.
- Het toestaan van het instrument te warm gedurende minstens 5 min. Het instrument is klaar voor meting als beide LED op het achterpaneel hebben niet meer knippert.
- Start de software door te dubbelklikken op het pictogram van de software op het bureaublad of via het menu Start.
- Wacht tot zowel de gele als de groene LED op het achterpaneel zijn gestopt met knipperen, wat aangeeft dat de laser warm is en initialisatie is voltooid.
Opmerking: Bij het opstarten van het systeem, een soms gevraagd voor het uitvoeren van de keuringsprocedure voor het systeem.
2. controle van het systeem
- Gebruik het vak van de kalibratie geleverd. Verwijder het deksel van het vak kalibratie en schud het Voorkom sedimentatie in de colloïdale suspensie.
- Laat het deksel uit voor 30 s te vermijden bubbels.
- Zet het deksel terug op het vak van de kalibratie.
- Klik op Geavanceerd | Verificatie | Controleer of instrument.
- Selecteer Routine controle | Volgende.
- Draai het hoofd 90°, zet vast de doos van de kalibratie met behulp van de geïntegreerde magneten en klik op volgende.
- De kamertemperatuur invoeren in het tekstvak, selecteer ° C en klikt u op Start.
- Wacht totdat de wizard is voltooid de verificatieprocedure.
- Na een geslaagde verificatie-procedure door de wizard te sluiten door te klikken op Voltooien.
3. deelnemer voorbereiding
- Zorg ervoor dat de meting wordt uitgevoerd in een temperatuurgevoelig kamer (26 ° C).
- Plaats van de patiënt in een comfortabele liggende positie in een tandheelkundige stoel en plaats een vacuüm kussen onder zijn hoofd (Figuur 1).
- Laat de patiënt ongestoord gedurende 15 minuten voordat alle metingen zijn verricht.
4. de microcirculatie afbeelding meting
- In het menu extra , selecteer en klik op de Redacteur van het Project. Er wordt een nieuw venster geopend waarin de gebruikte instellingen kunnen worden opgeslagen.
- In het vak projecten, klikt u op Nieuw om een nieuw project te maken. Voer de "Vestibulum" en klik op OK.
- In het vak Sites, klik op New om een nieuwe site maakt. Voer "Tand 14" en klik op OK.
- Onder het deelvenster inhoud van tand 14 "10 cm" toevoegen als de vereiste afstand voor de Afstand werken en voer een breedte van 3 cm en een hoogte van 2 cm in de vakken van de meting.
- De resolutie van de dichtheid van de punt ingesteld op normaal en de framerate tot 16 beelden/s en selecteert u tijd in de vervolgkeuzelijst duur de opnametijd instellen op 0:30.
- Selecteer "Record met geen gemiddeld" en stelt de kleur foto vastleggen tarief tot 1 per seconde.
- Klik vervolgens op "Apply" en "OK" om op te slaan van de Project-parameters.
- Selecteer in het menu bestand en klikt u op New opnemen. Een nieuwe Image-venster wordt geopend met het instellingenpaneel getoond.
- Onder Opname Setup, selecteer "Vestibulum" voor het Project en de "Tooth 14" voor de 4.9. Website.
- Open het onderwerp drop-down menu, klik op Nieuw in het dialoogvenster Selecteer onderwerp , en typ de naam van de patiënt.
- Klik op OK en typ een naam voor de opname in het veld Naam van de Rec : bijvoorbeeld dag 1 (dagen verstreken na de operatie) en de naam van de exploitant op het gebied van de Operator .
- Voordat u begint met de microcirculatie afbeelding meting, de bloeddruk en de pols van de patiënt van de maatregel.
- De lucht van het vacuüm kussen hoofd van de patiënt vast in een positie passend naar het gebied onderzochte te evacueren.
- Vraag de patiënt zijn mond open.
- Intrekken lippen zachtjes door twee tandheelkundige spiegels (Figuur 1).
- Aanpassen van het instrument hoofd parallel aan het gemeten gebied van het tandvlees. Een ingebouwde zichtbaar (650 nm) indicator laser vergemakkelijkt de positionering van de imager ten opzichte van de mond van de patiënt.
- De afstand tot 10 cm aanpassen door het instrument ten opzichte van het weefsel te bewegen. De afstand wordt continu gemeten door de LSCI-apparaat en het door de software wordt weergegeven als werkende afstand/gemeten waarde onder Beeldinstelling.
- Instrueer het onderwerp te blijven nog steeds voor de duur van de meting.
- Klik op de knop opnemen te beginnen met opnemen. De kleur van het afbeeldingsvenster wordt nu gewijzigd in rood, die aangeeft dat opname bezig is. Het instellingenpaneel wordt vervangen door het paneel van de opname. Opname stopt automatisch na 30 s. Wanneer opname is voltooid, wordt de kleur van de afbeelding webvenster verandert naar blauw en de opname-paneel vervangen door het Review panel.
- Verwijderen van tandheelkundige spiegels en laat de patiënt zijn mond dicht en slikken.
- Ga terug naar het live beeld door op de knop hervatten van de opname .
- Herhaal de stappen van 4.14 om 4.21 tweemaal.
- Sluit het bestand. De gegevens worden automatisch opgeslagen.
- Meten van de bloeddruk en pols na de LSCI-metingen.
5. off line analyse
- Het analyseren van de beelden van de LSCI met behulp van de ingebouwde software. Ga naar afbeelding of gesplitste weergave (Figuur 2).
- Gebieden van belang (ROI) te definiëren. Opmerking: de waarden van de perfusie van pixels in een ROI zijn gemiddeld en gedefinieerd als de waarde van de stroom bloed van de ROI, uitgedrukt in een willekeurige waarde met de naam Laser spikkel perfusie Unit (LSPU).
- Selecteer de gewenste ROI shape binnen de ROI tools palet aan de rechterkant.
- Selecteer de optie toepassen in de ROI tools palet, die ROI bewerkingen is van toepassing op alle beelden van de opname.
- Trekken de ROI door te klikken op en houd de muisknop in het beeld van de intensiteit, de ROI uit naar de gewenste grootte te slepen en houd de muisknop knop (klikken en dubbelklikken voor vrije-vorm ROIs). Pas de positie van de ROI, de grootte of draaien, indien nodig.
- Herhaal de stappen van 5.3. naar 5.5 zo vaak als het gewenste aantal ROIs (Figuur 3).
- Perioden van belang (TOI) definiëren. Dit zorgt voor gemiddeld perfusie in een ROI over een bepaalde periode van tijd (Figuur 2).
- Ga naar grafiek of gesplitste weergave. Selecteer de knop toevoegen TOI.
- Klik en houd op de grafiek op de positie waar u de TOI te beginnen en sleep de cursor naar de gewenste eindpositie. Laat de muisknop vervolgens los.
- Exporteer gegevens uit de tabel van de gemiddelde waarde voor verdere verwerking.
- Construeren bloed stroom curven door een geschikte software gebruikt voor statistische analyse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Vestibuloplasty is parodontale chirurgie aan de mondelinge vestibule, gericht op verhoging van het vestibulair diepte, de zone van tandvlees keratinized en weke delen dikte voor verbeterde esthetiek en functie. De apically verplaatst split dikte flap in combinatie met een collageen-matrix is een veelgebruikte vestibuloplasty procedure. Xenogene collageen matrix is een levensvatbaar alternatief voor Autogeen gingival prothese voor het verhogen van de hoeveelheid keratinized tandvlees11,12,13; Er zijn echter geen gegevens beschikbaar over de richting van graft revascularisatie en hoe de microcirculatie van de omliggende weefsels beïnvloedt. Deze mechanismen begrijpen kan vergemakkelijken juiste klep en insnijding design in parodontale chirurgie.
Een 17-jarige mannelijke patiënt met een ontoereikende breedte van keratinized tandvlees bij de eerste premolaar in de maxilla werd behandeld door vestibuloplasty, met behulp van een apically verplaatst split dikte klep gecombineerd met een collageen-matrix. Intraoral foto's (genomen door een fototoestel) en bloed stroom (BF) metingen door LSCI zijn genomen vóór de vestibuloplasty (basislijn) en 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 11, 14, 21, 27 dagen en 2, 3, 4, 5, 6 en 12 maanden postoperatief. Bloeddruk en pols werden geëvalueerd voor en na elke meting.
Tijdens off line analyse, werden meerdere ROIs vastgesteld op het gebied van de vergrote mucosa; Sommigen in de regio graft en anderen in de omliggende mucosa, gedefinieerd als 'peri' regio's. Zoals afgebeeld in Figuur 3, 'peri' en graft speelden regio's verder in zones afhankelijk van de afstand van het centrum van de geïmplanteerde prothese, gemarkeerd als zone F in de afbeelding. Zones A en B werden vastgelegd in de 'peri' regio en de zones C, D en E in de regio van de prothese. Elk van deze zones was met scheidingstekens afzonderlijk op alle vier zijden van de prothese (mesial, distale, apicale en coronale). Elk 30-tweede schot werd geïdentificeerd als een TOI (Figuur 2). Gegevens bij elke ROI en TOI werden geëxporteerd naar een spreadsheetprogramma. Bloed stroom krommen werden gebouwd door een geschikte software gebruikt voor statistische analyse.
Er was geen significante verandering in gemiddelde arteriële druk (kaart) tijdens het éénjarig experiment, hetzij in kaart vóór of na de bloed stroom metingen per sessie. Figuur 4 bevat een kleurenfoto's, een afbeelding van de intensiteit en een beeld van de perfusie van de bediende tandvlees op de representatieve dagen van onze studie. Tijdens de eerste postoperatieve week volledige flap sluiting, een dikke laag fibrine geënte gebied, en milde erytheem en oedeem in het omliggende tandvlees zichtbaar waren. Bloed perfusie beelden toonden ischemie in de bediende regio en hyperemia in de 'peri'-regio's. De geënte gebied was vanaf dag 14, klinisch erythematous, parallel met ernstige hyperemia waargenomen op bloed perfusie beelden. Door de derde maand na opneming van de graft, de wond genezen en gingival perfusie was dicht bij de preoperatieve verkeer niveaus.
Figuur 5 toont een beeld wazig intensiteit en de perfusie-grafiek van de hele afbeelding. De plotselinge piek in de grafiek toont de evolutie van de patiënt. De meting was onmiddellijk na ervoor te zorgen dat de patiënt in een comfortabele positie is herhaald. Wijzigingen in BF in de verschillende zones binnen de prothese en de 'peri' regio's worden weergegeven in Figuur 6. Het is gebruikelijk in alle krommen dat vanaf de vierde maand, doorbloeding niet om het even welk verder tot het einde van het onderzoek veranderde. De gemiddelde bloedstroom voor deze periode kan worden gebruikt als een rust bloed stroom waarde voor het nieuwe weefsel en de willekeurige variatie tussen tijd punten konden we berekenen de variantie op basis van tijd-component voor elke ROI respectievelijk, met behulp van een lineaire gemengd model. Het minimale aantoonbaar verschil kan vervolgens worden berekend om te identificeren van echte verandering (met 95% zekerheid) tussen tijdstippen tijdens de helende periode (vóór de vierde maand) om de hyperemic en de ischemische fase te bepalen. De basiskenmerken van curven waren vergelijkbaar in alle ROIs binnen de prothese, beginnend met een ischemische fase, gevolgd door een hyperemic fase. De lengte van deze twee fasen was echter verschillende (tabel 1). Ischemie was de langste (7-9 dagen) in het centraal en in alle coronale zones, met late hyperemia starten tussen dag 11 en 27. In andere zones van de prothese, ischemie duurde slechts 4 – 7 dagen en hyperemia begon eerder, tussen dag 7 en 21.
De BF-curven van de zones op de verschillende kanten van de prothese had unieke kenmerken (Figuur 6). Aan de apicale zijde had alle vier zones soortgelijk bloed stroom curven. Op de coronale kant, perfusie in de buitenste zone was weer hoger dan in de binnenste zones, in tegenstelling tot de mesial en distale zijde. Aan weerszijden van laterale, BF verhoogd eerst in zone C, dan in zone D, gevolgd door BF toename van zone E en ten slotte in de centrale zone F. In de zones van de omliggende mucosa (zone A en B) werd geen significante ischemie waargenomen. In plaats daarvan, hyperemia van een andere orde van grootte en omvang was waargenomen bij de verschillende partijen.
Er waren twee tijdstippen wanneer de waarde van BF niet met de algemene kenmerken van de BF-curve overeenstemmen deed. Op dag 9 was er een plotselinge daling in de meeste zones en vooral in de 'peri' zones van de apicale en distale zijde. Het kan niet worden vastgelegd met zekerheid dat dit een meetfout was, waren op de vorige en de volgende dag geen metingen verricht. Echter, volgens een aantekening in het verslag van de meting, de buccale vouw werd ingetrokken met teveel druk door de exploitant, resulterend in een daling in BF. Dit is logisch gezien het feit dat vooral de circulatie van de distale en apicale zijde getroffen kon door te trekken van de Wang. Op dag 182 (6 maanden later), als gevolg van langere intervallen tussen meting tijden, heeft de patiënt vergeten te houden aan de overeengekomen beperkingen voor de meting. Het bloeden van de marginale tandvlees op de gekleurde foto (Figuur 6) geeft aan harde tand borstelen voorafgaand aan de meting. In de tussentijd de patiënt onderging orthodontische behandeling, ook, en hij gebruikte intermaxillary elastiek. Beide factoren kunnen sterk verhogen BF14,15, zodat de meting werd herhaald op een later tijdstip onder meer zorgvuldig gecontroleerde omstandigheden.
Figuur 1: Experimental LSCI setup en patiënt voorbereiding bloed Stroommeting in het te bedienen gebied. De lippen zijn ingetrokken door tandheelkundige spiegels. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 2: gesplitste weergave (combinatie van de beelden-weergave en de weergave van de grafiek) van een typische opname van gingival bloedstroom in het behandelde gebied. Perfusie afbeelding (bovenste juiste sub-beeld) is een gekleurde voorstelling van bloedverspreiding in het tandvlees. Gebieden van hoge perfusie worden in rood weergegeven terwijl gebieden van lage perfusie blauw zijn. Het kleurbereik van perfusie beelden komt overeen met 0-450 LSPU; vloeiend maken was ingesteld op 10. Een afbeelding van de intensiteit (lagere juiste sub beeld) wordt gemaakt door het totale terugverstrooide laserlicht. Het komt precies overeen met de afbeelding van de perfusie en is handig voor oriëntatie en voor het identificeren van details in de afbeelding perfusie. Regio's van belang (ROI) zijn altijd gedefinieerd in het beeld van de intensiteit. De grafiek (bovenste linker paneel) toont real-time bloed perfusie sporen voor elke ROI in de opname. Selectievakjes aan de linkerzijde kan worden gebruikt om te selecteren welke sporen te tonen. Drie opeenvolgende metingen worden getoond op de grafiek. Elke 30 s schot werd geïdentificeerd als een TOI. Een tabel van de gemiddelde waarde gemiddelde perfusie waarden in elke ROI en TOI tonen wordt ook weergegeven in de gesplitste weergave (lagere linker paneel). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 3: regio's van belang (ROI), gedefinieerd binnen de onderzochte gingival gebied in de afbeelding intensiteit. Zone A en B zijn in de 'peri' regio, terwijl zone C, D en E zijn in de prothese bij afnemende afstanden vanaf het midden van de prothese, gemarkeerd als zone F. Zone A op het vestibulair oppervlak van de lippen bevindt zich. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 4: representatieve foto's (bovenste regel), LSCI intensiteit afbeelding (middelste lijn) en LSCI perfusie foto (onderste regel) van de bediende tandvlees. De afbeeldingen vertegenwoordigen de preoperatieve staat en perfusie en wond genezing en perfusie 1, 4, 7, 14, 21, 27 en 98 dagen postoperatief. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 5: de weergave van een sub-optimale opname splitsen. Wazig intensiteit beeld en afgelegen pieken in de grafiek als gevolg van onjuiste instelling. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 6: scatterplot van BF na verloop van tijd op de coronale (a), mesial (b), distale (c) en apicaal (d) kant van de prothese. Het centrale deel van de prothese (zone F) werd afgebeeld op de alle grafieken om te dienen als referentie voor meer externe zones. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
| Kant | Zone | Ischemie einde | Hyperemia start | Hyperemia einde |
| coronale | c | 9 | 27 | 27 |
| coronale | d | 9 | 21 | 27 |
| coronale | e | 7 | 11 | 98 |
| centrale | f | 9 | 11 | 98 |
| mesial | c | 5 | 21 | 27 |
| mesial | d | 5 | 11 | 61 |
| mesial | e | 7 | 11 | 61 |
| distale | c | 5 | 11 | 27 |
| distale | d | 4 | 7 | 98 |
| distale | e | 4 | 11 | 98 |
| apicale | c | 4 | 11 | 27 |
| apicale | d | 5 | 11 | 61 |
| apicale | e | 5 | 11 | 61 |
Tabel 1: tijdsbestek van de ischemische en hyperemic fase in de verschillende zones in de prothese, in dagen
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Het doel van deze studie was om een nieuwe techniek voor het toezicht op de neovascularization van een prothese in de menselijke tandvlees. Volgens de resultaten van onze vorige beoordeelt LSCI de bloed perfusie van het tandvlees met goede herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid9, wanneer strikte toepassing van elke stap van het geplande protocol als een essentiële vereiste wordt voldaan. LSCI wordt beschouwd als een semi-kwantitatieve techniek waarvoor kalibratie periodiek aan nauwkeurigheid en stabiliteit te garanderen. Tijdens de verificatie wordt uitgevoerd, moet de kamertemperatuur zo nauwkeurig mogelijk, omdat deze waarde wordt gebruikt door het verificatie-algoritme voor het berekenen van de perfusie worden gemeten.
De LSCI-methode is zeer gevoelig voor de instelling van de afstand van de werken en bewegingsartefacten evenals. In deze studie is werken afstand vastgesteld op 10 cm. De meting oppervlakte bedroeg 2,7 cm x 2 cm, die overeenkomt met een brede gingival gebied van ongeveer drie tanden. De effectieve framesnelheid was 16 beelden/s en 0.06 s/beeld zoals de arteriële pols Pulsatiele veranderingen in gingival microcirculatie9, die worden gemiddeld induceert moet uit van de opname. Snelle beeldvorming verlaagd het risico van bewegingsartefacten, ook. Echter, in geval van onjuiste instellingen of patiënt bewegingen, de opname moet worden gestopt en herhaald onder optimale omstandigheden.
Twee operators nam deel aan elke meting: een aangepast van het hoofd van de LSCI en gecontroleerd de computer terwijl de andere de lippen van de patiënt ingetrokken. In deze studie werd herhaald drie metingen werden uitgevoerd in elke sessie, waarbij elk 30 s. Aangezien metingen altijd een soort van irritatie van het zachte weefsel als gevolg van de onvermijdelijke retractie van de lippen en wangen, die verstoort de microcirculatie van het tandvlees betrekken, optreedt een toename van de toevallige fout. Deze variatie tussen dag, echter kan geminimaliseerd worden door het herhalen van de gehele meting proces, dat wil zeggen, door het opnieuw openen van de mond, het intrekken van het zachte weefsel opnieuw, opnieuw instellen van de camera positie en opnieuw selecteren ROIs in de software-9.
Gingival microcirculatie toonde hoge regionale variatie8. Daarom heeft een methode, zoals de LSCI die doorbloeding in een breed gebied meet een groot voordeel over aanspreekpunt meettechnieken zoals LDF. In deze studie bedekt de meting gebied het hele chirurgische veld. De ruime meting gebied konden we om re- of neovascularization in verschillende regio's binnen de gewonde gebied in onze studie te vergelijken. In tegenstelling tot LDF, waar de sonde is opgelost door stents vervaardigd voor de ingreep, in het geval van de LSCI-methode, is er geen behoefte te definiëren de regio op voorhand worden onderzocht. Is te erkennen van onverwachte patronen overal rond de wond of de klep voor het primaire doel van toezicht wondgenezing in gepersonaliseerde geneeskunde. Bovendien, wil postoperatieve veranderingen in weefsel geometrie en oedeem veroorzaakt door hard of zacht weefsel augmentatie de geprefabriceerde stents nutteloos na de operatie. Om te helpen visuele beoordeling, vloeiend maken was ingeschakeld tijdens het opnemen en het smoothing waarde was ingesteld op 10. Dit betekent dat perfusie was gemiddeld over tien beelden voor een gladder uiterlijk van de afbeelding perfusie en ter vermindering van achtergrondgeluiden. Vloeiend maken is echter alleen een visueel effect en heeft geen invloed op werkelijke opgenomen perfusie waarden.
Gingival bloedstroom heeft een hoge temporele variatie ook. Dit kan worden gerelateerd aan vele fysiologische factoren die begeleiden van alledag, zoals gingival ontsteking16,17,18, circadiane ritme19, bloeddruk20, temperatuur16 , 21, mechanische druk8,22,23,24, tanden poetsen14,17,25 of orthodontische kracht15 . Daarom, de normalisatie en de stabilisatie van deze factoren is verplicht voor succesvolle follow-up metingen.
De methoden die eerder gebruikt voor het onderzoek van graft vascularisatie zijn zeer invasieve, waardoor een belangrijke beperking van de meting tijdstippen tijdens genezing, met name in menselijke studies26,27,28, 29,30,31,32. Ze hebben ook beperkingen in termen van het kwantitatief meten van regionale verschillen. Onze vorige studies9,10 hebben al bewezen de hoge betrouwbaarheid van de LSCI bij klinische proeven en het bleek te zijn nuttig om te bepalen van het tijdstip van de weke delen genezing van een individu na tandextractie om te optimaliseren implantaat plaatsing33. In deze studie toonde het wond gebied gedekt door een prothese xenogene collageen uitstekende neovascularization, zoals op de 11th postoperatieve dag alle zones binnen de prothese de maximale bloed stroom niveau bereikt. Er kan echter van worden uitgegaan dat de collageen-prothese endometriumvoering af of was geresorbeerd door dag 11 en we eigenlijk de revascularisatie van het ontvangende bed gemeten. Naast zijn functie van niet-invasieve is een ander speciaal kenmerk van de LSCI een mogelijkheid te karakteriseren reperfusie curven in verschillende regio's van een prothese tijdens integratie op individueel niveau. De centripetale kenmerken van graft neovascularization zijn vergelijkbaar met vorige histologie opmerkingen30. Dit suggereert dat graft revascularisatie treedt niet alleen op uit de periosteal vasculaire plexus maar ook uit de marge van de wond.
Het experiment toont aan dat de revascularisatie van een prothese kan worden voorgelegd duidelijk gevolgd als elke stap strikt wordt gevolgd. Echter, op dag 182, niet-conforme patiënt voorbereiding en instructie resulteerde in een aanzienlijke toename van de BF.
LSCI is op grote schaal gebruikt voor volledige-veld imaging van vasculaire structuur en bijbehorende bloedstroom in andere weefsels, zoals in het netvlies34,35, de huid7,36 en de hersenen37,38 . De meest veelbelovende klinische toepassingen van LSCI zijn wond beoordeling39,40, evaluatie van kleppen41 branden en intraoperatieve cerebrale bloed vloeien toezicht42. Blijkbaar zijn er ernstige beperkingen aan wijdverspreide gingival metingen door LSCI bij menselijke proefpersonen. Dit hulpprogramma is zeer robuust en zwaar. De voornaamste problemen zich voordoen in verband met de documentatie-camera, die heeft een lage resolutie en ligt op een paar centimeter uit de buurt van de camera van de meting. Deze functies maken het moeilijk om te identificeren van de regio's van belang direct op kleurenfoto's. De grootte van de LSCI machine hoofd voorkomt schieten in de mondholte. Gebieden die niet direct zichtbaar zijn kunnen derhalve niet worden gemeten. Wij hebben eerder aangetoond dat met behulp van een indirecte benadering met een fotografische spiegel als een alternatieve methode9 dienen kan. Echter, met behulp van een spiegel houdt meer bewegingsartefacten die LSCI is gevoelig voor, maakt het moeilijker een loodrechte opname en vermindert de brandpuntsafstand. Wanneer het gemeten gebied kan niet loodrecht geslagen worden, kan de waarde van de stroom bloed juiste9,39, maar regio identificatie op de afbeelding blijft ingewikkeld vanwege 3D torsie.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Dit werk werd uitgevoerd ten dele van ondersteuning door de Hongaarse Fonds voor wetenschappelijk onderzoek onder Grant nummer K112364, door het Hongaarse ministerie van menselijke capaciteiten, hogeronderwijs excellentie programma Semmelweis University, therapie onderzoek Module en door de Nationale onderzoek, ontwikkeling en innovatie Office KFI_16-1-2017-0409.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| PeriCam PSI-HR | Perimed AB, Stockholm, Sweden | The PeriCam PSI System is an imaging system based on LASCA technology (LAser Speckle Contrast Analysis). The system measures superficial blood perfusion over large areas at fast capture rates. This makes it ideal for investigations of both the spatial and temporal dynamics of microcirculation in almost any tissue. | |
| PIMSoft | Perimed AB, Stockholm, Sweden | PIMSoft is a data acquisition and analysis software, intended for use together with the PeriCam PSI System and the PeriScan PIM 3 System, for measurement and imaging of superficial blood perfusion. | |
| Geistlich Mucograft | Geistlich, Switzerland | It's a unique 3D collagne matrix designed specifically for soft tissue regeneration. It's indicated for the gain of keratinized tissue and recession coverage. | |
| Omron M4 | Omron Healthcare Inc., Kyoto, Japan | Blood pressure monitor, which gives accurate readings. | |
| Nikon D5200 | Nikon Corportation, Tokyo, Japan | Taking intra oral photos | |
| MS Excel | Microsoft Corporation, Redmond, Washington, USA | The software used for data management | |
| IBM SPSS Statistics 25 | IBM Corp., Armonk, NY, USA | The software used for statistical analysis |
References
- Nakamoto, T., et al. Two-Dimensional Real-Time Blood Flow and Temperature of Soft Tissue Around Maxillary Anterior Implants. Implant Dentistry. 21 (6), 522-527 (2012).
- Kajiwara, N., et al. Soft tissue biological response to zirconia and metal implant abutments compared with natural tooth: microcirculation monitoring as a novel bioindicator. Implant Dentistry. 24 (1), 37-41 (2015).
- Kemppainen, P., Forster, C., Handwerker, H. O. The importance of stimulus site and intensity in differences of pain-induced vascular reflexes in human orofacial regions. Pain. 91 (3), 331-338 (2001).
- Kemppainen, P., Avellan, N. L., Handwerker, H. O., Forster, C. Differences between tooth stimulation and capsaicin-induced neurogenic vasodilatation in human gingiva. Journal of Dental Research. 82 (4), 303-307 (2003).
- Riva, C., Ross, B., Benedek, G. B. Laser Doppler measurements of blood flow in capillary tubes and retinal arteries. Investigative ophthalmology. 11 (11), 936-944 (1972).
- Humeau, A., Steenbergen, W., Nilsson, H., Stromberg, T. Laser Doppler perfusion monitoring and imaging: novel approaches. Medical & Biological Engineering & Computing. 45 (5), 421-435 (2007).
- Briers, J. D., Webster, S. Laser speckle contrast analysis (LASCA): a nonscanning, full-field technique for monitoring capillary blood flow. Journal of Biomedical Optics. 1 (2), 174-179 (1996).
- Fazekas, R., et al. Functional characterization of collaterals in the human gingiva by laser speckle contrast imaging. Microcirculation. 25 (3), 12446 (2018).
- Molnar, E., Fazekas, R., Lohinai, Z., Toth, Z., Vag, J. Assessment of the test-retest reliability of human gingival blood flow measurements by Laser Speckle Contrast Imaging in a healthy cohort. Microcirculation. 25 (2), (2018).
- Molnar, E., et al. Evaluation of Laser Speckle Contrast Imaging for the Assessment of Oral Mucosal Blood Flow following Periodontal Plastic Surgery: An Exploratory Study. BioMed Research International. 2017, 4042902 (2017).
- Sanz, M., Lorenzo, R., Aranda, J. J., Martin, C., Orsini, M. Clinical evaluation of a new collagen matrix (Mucograft prototype) to enhance the width of keratinized tissue in patients with fixed prosthetic restorations: a randomized prospective clinical trial. Journal of Clinical Periodontology. 36 (10), 868-876 (2009).
- Nevins, M., Nevins, M. L., Kim, S. W., Schupbach, P., Kim, D. M. The use of mucograft collagen matrix to augment the zone of keratinized tissue around teeth: a pilot study. The International Journal of Periodontics and Restorative Dentistry. 31 (4), 367-373 (2011).
- Lorenzo, R., Garcia, V., Orsini, M., Martin, C., Sanz, M. Clinical efficacy of a xenogeneic collagen matrix in augmenting keratinized mucosa around implants: a randomized controlled prospective clinical trial. Clinical Oral Implants Research. 23 (3), 316-324 (2012).
- Perry, D. A., McDowell, J., Goodis, H. E. Gingival microcirculation response to tooth brushing measured by laser Doppler flowmetry. Journal of Periodontology. 68 (10), 990-995 (1997).
- Yamaguchi, K., Nanda, R. S., Kawata, T. Effect of orthodontic forces on blood flow in human gingiva. Angle Orthodontist. 61 (3), 193-203 (1991).
- Molnár, E., et al. Assessment of heat provocation tests on the human gingiva: the effect of periodontal disease and smoking. Acta Physiologica Hungarica. 102 (2), 176-188 (2015).
- Gleissner, C., Kempski, O., Peylo, S., Glatzel, J. H., Willershausen, B. Local gingival blood flow at healthy and inflamed sites measured by laser Doppler flowmetry. Journal of Periodontology. 77 (10), 1762-1771 (2006).
- Hinrichs, J. E., Jarzembinski, C., Hardie, N., Aeppli, D. Intrasulcular laser Doppler readings before and after root planing. Journal of Clinical Periodontology. 22 (11), 817-823 (1995).
- Svalestad, J., Hellem, S., Vaagbo, G., Irgens, A., Thorsen, E. Reproducibility of transcutaneous oximetry and laser Doppler flowmetry in facial skin and gingival tissue. Microvascular Research. 79 (1), 29-33 (2010).
- Sasano, T., Kuriwada, S., Sanjo, D. Arterial blood pressure regulation of pulpal blood flow as determined by laser Doppler. Journal of Dental Research. 68 (5), 791-795 (1989).
- Ikawa, M., Ikawa, K., Horiuchi, H. The effects of thermal and mechanical stimulation on blood flow in healthy and inflamed gingiva in man. Archives of Oral Biology. 43 (2), 127-132 (1998).
- Baab, D. A., Oberg, P. A., Holloway, G. A. Gingival blood flow measured with a laser Doppler flowmeter. Journal of Periodontal Research. 21 (1), 73-85 (1986).
- Fazekas, A., Csempesz, F., Csabai, Z., Vág, J. Effects of pre-soaked retraction cords on the microcirculation of the human gingival margin. Operative Dentistry. 27 (4), 343-348 (2002).
- Csillag, M., Nyiri, G., Vag, J., Fazekas, A. Dose-related effects of epinephrine on human gingival blood flow and crevicular fluid production used as a soaking solution for chemo-mechanical tissue retraction. Journal of Prosthetic Dentistry. 97 (1), 6-11 (2007).
- Tanaka, M., Hanioka, T., Kishimoto, M., Shizukuishi, S. Effect of mechanical toothbrush stimulation on gingival microcirculatory functions in inflamed gingiva of dogs. Journal of Clinical Periodontology. 25 (7), 561-565 (1998).
- Rothamel, D., et al. Biodegradation pattern and tissue integration of native and cross-linked porcine collagen soft tissue augmentation matrices - an experimental study in the rat. Head & Face Medicine. 10, 10 (2014).
- Schwarz, F., Rothamel, D., Herten, M., Sager, M., Becker, J. Angiogenesis pattern of native and cross-linked collagen membranes: an immunohistochemical study in the rat. Clinical Oral Implants Research. 17 (4), 403-409 (2006).
- Vergara, J. A., Quinones, C. R., Nasjleti, C. E., Caffesse, R. G. Vascular response to guided tissue regeneration procedures using nonresorbable and bioabsorbable membranes in dogs. Journal of Periodontology. 68 (3), 217-224 (1997).
- Oliver, R. C., Loe, H., Karring, T. Microscopic evaluation of the healing and revascularization of free gingival grafts. Journal of Periodontal Research. 3 (2), 84-95 (1968).
- Janson, W. A., Ruben, M. P., Kramer, G. M., Bloom, A. A., Turner, H. Development of the blood supply to split-thickness free ginival autografts. Journal of Periodontology. 40 (12), 707-716 (1969).
- Mormann, W., Bernimoulin, J. P., Schmid, M. O. Fluorescein angiography of free gingival autografts. Journal of Clinical Periodontology. 2 (4), 177-189 (1975).
- Busschop, J., de Boever, J., Schautteet, H. Revascularization of gingival autografts placed on different receptor beds. A fluoroangiographic study. Journal of Clinical Periodontology. 10 (3), 327-332 (1983).
- Fazekas, R., et al. A proposed method for assessing the appropriate timing of early implant placements: a case report. Journal of Oral Implantology. , (2018).
- Briers, J. D., Fercher, A. F. Retinal blood-flow visualization by means of laser speckle photography. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 22 (2), 255-259 (1982).
- Srienc, A. I., Kurth-Nelson, Z. L., Newman, E. A. Imaging retinal blood flow with laser speckle flowmetry. Front Neuroenergetics. 2, (2010).
- Choi, B., Kang, N. M., Nelson, J. S. Laser speckle imaging for monitoring blood flow dynamics in the in vivo rodent dorsal skin fold model. Microvascular Research. 68 (2), 143-146 (2004).
- Ayata, C., et al. Laser speckle flowmetry for the study of cerebrovascular physiology in normal and ischemic mouse cortex. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 24 (7), 744-755 (2004).
- Armitage, G. A., Todd, K. G., Shuaib, A., Winship, I. R. Laser speckle contrast imaging of collateral blood flow during acute ischemic stroke. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 30 (8), 1432-1436 (2010).
- Lindahl, F., Tesselaar, E., Sjoberg, F. Assessing paediatric scald injuries using Laser Speckle Contrast Imaging. Burns. 39 (4), 662-666 (2013).
- Mirdell, R., Iredahl, F., Sjoberg, F., Farnebo, S., Tesselaar, E. Microvascular blood flow in scalds in children and its relation to duration of wound healing: A study using laser speckle contrast imaging. Burns. , (2016).
- Zotterman, J., Bergkvist, M., Iredahl, F., Tesselaar, E., Farnebo, S. Monitoring of partial and full venous outflow obstruction in a porcine flap model using laser speckle contrast imaging. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 69 (7), 936-943 (2016).
- Hecht, N., Woitzik, J., Dreier, J. P., Vajkoczy, P. Intraoperative monitoring of cerebral blood flow by laser speckle contrast analysis. Neurosurgical Focus. 27 (4), E11 (2009).
