用于水基有机氧化还原液流电池的计算高效模型

《Journal of Energy Storage》：Computationally efficient models for aqueous organic redox flow batteries

本文提出基于锥形束CT的三参数分级系统，评估钙化根管定位及器械化难度，综合考虑根管冠-根可见水平、开放长度及末端通畅性，为临床决策提供依据。

　　本文介绍了一种新的分级系统，用于评估在存在钙化证据的情况下，根管定位和器械处理的潜在难度。该系统基于有限视野的锥形束计算机断层扫描（CBCT），这是诊断和治疗钙化根管的重要工具。当前，对于根管钙化尚无明确的分类方法，也缺乏一种可以将根管治疗难度或可行性进行分类的手段。因此，这一分级系统旨在填补这一空白，为临床医生提供更清晰的判断依据。

根管钙化（PC）通常表现为牙本质中的放射学可见产物，往往是对创伤的反应。然而，这种钙化并不一定意味着牙髓疾病的存在。PC可以表现为完全或部分钙化。完全钙化通常显示整个牙髓根管系统被放射学上完全阻塞。而部分钙化则表现为牙髓腔空间减少或被阻塞，根管仍然可见但被狭窄。这种现象在临床上具有重要意义，因为它可能阻碍根管治疗并影响患牙的预后。

在常规的牙髓底形态和标志物常常缺失的情况下，治疗过程中存在较高的操作失误风险，例如无法定位和器械处理根管、穿孔以及去除过多牙本质。已知的导致PC的原因包括牙本质发育不良类型2和牙本质发育障碍。此外，PC也可能出现在被刚性固定牙齿的病例中。大约50%的牙齿会出现一定程度的钙化，这在冠部通常表现为分散的牙髓石，而在根部则可能呈现更为弥漫的钙化结构。目前，尚无明确的证据表明PC是否是对牙髓损伤的反应，还是自然发生的现象。

牙髓石（或称牙髓结节）的大小从微观到广泛存在。它们主要由碳酸钙磷灰石组成。牙髓石通常分为两种形态：一种是圆形或椭圆形、表面光滑且具有同心层状结构；另一种是无定形、表面粗糙且没有层状结构。层状的牙髓石似乎通过在表面添加胶原纤维而生长，而无层状的牙髓石则通过预形成的胶原纤维束的矿化而生长。无层状牙髓石的矿化前沿往往沿着较粗的纤维进行，导致外观不规则，仿佛发生了玻璃样变，从而类似疤痕组织。玻璃样变是指组织退化形成类似透明的物质。牙髓石有时也会围绕上皮细胞形成，例如赫尔希根鞘的上皮残留物。这些上皮残留物可能诱导间充质干细胞（MSC）分化为成牙本质细胞。形成的牙髓石通常位于根尖区域，并包含成牙本质细胞。

总体而言，牙髓钙化的确切病因尚不清楚。它可能围绕退化细胞、血栓或胶原纤维束等焦点发生，即基本上是一种 dystrophic（营养不良性）钙化过程。钙磷晶体在退化细胞中沉积，通常首先在细胞线粒体中发生，随着代谢活动的减弱和主动运输的增加，细胞膜对钙的通透性增强。因此，钙化可能在细胞死亡后发生。然而，需要注意的是，营养不良性钙化可能并不适用于所有情况，因为钙化也可见于表面健康的牙髓，且没有功能性压力。

次生牙本质在生命过程中持续形成，导致牙髓腔和根管逐渐缩小。由于牙本质沉积，根管从根尖到根部的距离往往增加。牙本质的逐步硬化可能使其对细菌的渗透性降低。随着时间的推移，牙髓中的细胞成分减少，胶原纤维的数量和厚度增加，尤其是在根部牙髓中。这些更厚的胶原纤维可能成为钙化的焦点。成牙本质细胞逐渐变小且减少，甚至可能完全消失，通常是在牙髓腔底部。随着年龄增长，周围牙本质的沉积量增加，死管的数量也随之增加。

有研究表明，钙化可能与年龄增长有关。然而，层状牙髓石的发病率似乎与年龄无关，而弥漫性钙化则在25岁之前发病率逐渐上升。虽然软组织中的胶原纤维通常不会钙化，但在成熟期的玻璃样化疤痕组织中，钙化常常可见，这可能是因为这种组织中胶原分子之间的交联程度更高。钙化可能取代牙髓的细胞成分，并可能影响血供，但目前尚无相关证据支持这一观点。同时，也未发现牙髓钙化与疼痛之间存在联系。

钙化性转化（CM）被美国牙髓学会（AAE）定义为“牙髓对创伤的反应，表现为在根管空间内迅速沉积硬组织”。它也可能被称为牙髓根管闭塞、营养不良性钙化、弥漫性钙化或钙化性退化。创伤性损伤可能引发CM，尤其是在牙齿半脱位和震荡的情况下。CM的启动与成牙本质细胞活动的刺激有关，其启动机制尚不清楚，但可能与神经血管损伤或血栓形成有关，这些可能成为钙化的焦点。因此，即使创伤不足以导致牙髓坏死，也可能引发CM。

有报道指出，创伤后牙髓根管闭塞的发生率在4-24%之间。沉积在牙本质壁上的组织常常类似于牙本质或骨质，这种过程被称为内性骨融合。这类牙齿往往出现黄色变色。该过程可能持续数月或数年。组织学上，钙化组织包含软组织成分以及类似成牙本质细胞的细胞，这些细胞沿着矿化组织排列。Lundberg和Cvek对上颌恒牙的CM进行了研究，发现其变化包括胶原含量增加和细胞数量减少。沉积速度可达每天3.5微米。

创伤性钙化主要发生在未完全发育的牙齿中，尤其是根部尚未完全形成的牙齿。它通常但不一定总是导致牙冠出现黄变。这种变化可能在创伤后3个月就显现，但也可能持续到1年后才变得明显。有人认为，创伤可能中断牙髓的血管供应，从而导致牙髓梗死。由于根部较宽，结缔组织可能扩散进入梗死区域，带来成骨前体细胞和成牙本质前体细胞，这些细胞能够分化为成骨细胞和成牙本质细胞。Andreasen等人发现，只有7%的具有CM的牙髓发展为继发感染，因此认为常规选择性的根管治疗（RCT）并不必要。总体而言，在文献中，这类牙齿的牙髓病理发生率范围为1-16%。

在放射学上，根管空间可能呈现部分或完全闭塞。在二维影像中，由于放射性结构的重叠和影像对比度，真实情况可能被掩盖。因此，根管在二维影像上看起来宽敞并不一定意味着在临床操作中容易进行器械处理。同样，放射学上看起来钙化的根管可能在临床中仍然可以进行处理。值得注意的是，放射学上完全闭塞的根管并不一定意味着根管空间完全消失。Kuyk和Walton比较了36根管的放射学和组织学宽度，发现所有牙齿都存在组织学上的根管空间，尽管有些牙齿在放射学上完全闭塞。

这些发现挑战了根管完全钙化的概念，并表明即使根管在放射学上完全闭塞，根管空间中仍可能保留足够的组织残留。这些残留可能在未来发生坏死和感染。因此，为了更准确地评估根管空间的实际范围，CBCT可能是一个更合适的选择。一项体外研究发现，使用二维影像的牙髓治疗专家在40%的病例中未能找到根管，而使用CBCT时则能够成功找到。

2016年更新的美国牙髓学会和美国口腔颌面放射学会联合立场声明承认，有限视野的CBCT可用于钙化根管的识别和定位。CBCT在确定根管可能存在的深度方面特别有用，并且在根管未立即出现在预期深度时，可以指导侧方探索。关于CBCT对根管直径的敏感性，证据有限。虽然有人提出较小的体素尺寸可能在检测较窄根管方面提供优势，但操作者的经验可能在根管检测中更为重要。

选择CBCT的视野大小将影响图像的分辨率，较小的视野可以提供更高的分辨率。此外，优化CBCT曝光参数可以在诊断图像质量与暴露之间取得平衡，特别是在钙化病例中。同样，降低千伏数可以增加图像对比度，但同时也会增加图像噪声。所有这些因素都需要在优化图像以提高敏感性时加以考虑。

根管钙化可能阻碍和复杂化根管定位。随着根管冠部起始点越靠近根部，出现医源性错误（如去除过多根部牙本质和穿孔）的风险也越高。根管起始点可能不在轴心位置，这使得三维成像在根管定位中变得非常有用。无法定位根管将增加来自坏死牙髓残留的感染后遗症的风险。钙化在密度或范围上往往不均匀，这可能影响根管的器械处理，增加器械折断的风险，并揭示系统内的解剖复杂性。

某些情况下，由于钙化的性质、位置和范围，根管可能不适合进行牙髓治疗。准确的术前评估有助于早期识别这些病例，并避免不必要的牙髓治疗。因此，本研究的目的是提供一种基于三维成像的钙化根管分级系统，帮助临床医生在检测和定位复杂钙化根管时做出更准确的判断。