基于激光散斑衬比成像技术的牙髓血流离体模型研究及其在活力评估中的潜力

本研究针对传统牙髓感觉测试主观性强、误诊率高的问题，开发了一种基于激光散斑衬比成像（LSCI）技术的牙髓血流离体检测模型。研究人员通过模拟不同流速、牙本质厚度及毛细血管直径条件，定量分析LSCI检测结果，发现流速与散斑流指数（SFI）值呈强正相关，而牙本质厚度与SFI值呈显著负相关。该研究为无创、实时评估牙髓活力提供了新方法，具有重要临床转化潜力。

　　

牙髓组织被牙本质包裹，无法直接肉眼观察，其活力评估一直是口腔临床诊断的难点。传统牙髓感觉测试依赖患者主观反应，误诊率和漏诊率较高。而牙髓活力的真正关键在于其血液供应状况。虽然激光多普勒血流检测（LDF）被认为准确性较高，但存在设备昂贵、需严格固定、信噪比低、响应速度慢等局限。因此，开发一种新型、低成本且能实时监测的牙髓血流检测方法具有重要意义。

激光散斑是由随机干涉引起的光学现象。当激光照射到漫散射表面时，会形成明暗交替的颗粒状图案，即散斑。基于这一原理，激光散斑衬比成像（LSCI）技术应运而生。它是一种非侵入、非接触的全场成像技术，具有设备简单、实时成像、无损检测等优点，已广泛应用于视网膜血流成像、大脑皮层血流成像及皮肤灌注成像等领域。在口腔医学中，LSCI技术已被用于检测釉质脱矿、早期龋齿、牙龈血流及黏膜病变等。2011年，Choi等人首次发现透射激光散斑成像可评估离体牙齿中的液体流动，为LSCI技术用于牙髓血流检测提供了初步可行性验证。

本研究旨在进一步开发和完善离体牙髓血流模型，利用超细聚丙烯（PP）毛细血管（内径0.1mm）模拟牙髓小动脉，以1%脂肪乳溶液模拟血液，在不同流速、牙本质厚度及毛细血管直径条件下，定量评估LSCI检测牙髓血流变化的能力。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：1）样本制备：选取50颗形态完整的离体牙，进行标准开髓、根尖切除及根管预备；制备不同厚度的牙本质块（2mm-6.5mm）。2）模型构建：将内径0.1mm的PP毛细血管插入离体牙，连接注射泵以控制流速（0-9mm/s），模拟正常牙髓（5mm/s）及无活力牙髓（0mm/s）血流状态。3）成像系统：使用He-Ne激光（632.8nm）光源的LSCI系统，通过CMOS相机捕获散斑图像。4）数据分析：采用时间算法计算散斑流指数（SFI）值，并使用SPSS进行统计学分析（Friedman检验与Pearson相关分析）。

3.1. 利用LSCI系统离体检测牙髓血流模型

研究发现，在不同流速下，牙冠表面可观察到明暗颗粒状的散斑图案。动态散斑显示，流速5mm/s（正常牙髓血流速度）时的散斑闪烁速度明显快于静止状态（无活力牙髓）。通过计算SFI值并生成伪彩图，可直观区分不同流速状态。对50颗离体牙的SFI值分析表明，六种流速间的SFI值存在显著差异（p<0.05），且SFI值随流速增加而升高。

3.2. 流速与SFI值的关系

在不同牙本质总厚度下，流速与SFI值均呈现强正相关（Pearson相关系数0.900-0.985）。但当牙本质厚度超过8.5mm时，SFI值变得极低，不同流速间的差异微小，与直接测量硅橡胶的SFI值相近，表明LSCI难以检测此厚度下的血流变化，可能与牙本质过厚导致前向散射光强度显著减弱有关。

3.3. 牙本质厚度与SFI值的关系

在不同流速下，牙本质总厚度与SFI值均呈现强负相关（Pearson相关系数-0.950至-0.983）。这表明牙本质厚度增加会显著降低LSCI的检测灵敏度。

3.4. 毛细血管直径与SFI值的关系

在恒定流速（5mm/s）和牙本质厚度（6mm）条件下，毛细血管内径与SFI值呈负相关（Pearson相关系数-0.724），但不同内径间的SFI值差异较小，表明毛细血管内径对LSCI检测结果影响有限。

本研究成功建立了适用于LSCI系统的离体牙髓血流模型，证实LSCI能够检测超细毛细血管（内径0.1mm）内的血流速度变化。SFI值随流速增加而升高，与牙本质厚度呈负相关，而毛细血管内径对检测结果影响较小。尽管牙本质增厚会降低LSCI的检测能力，但对于老年人牙本质增厚的磨牙，LSCI仍具有一定的检测能力。

讨论部分指出，即使流速为0，由于液体中布朗运动的存在，SFI值也不会为零。前磨牙组的SFI值在所有流速下均高于磨牙组，可能与牙齿形态、牙本质厚度等因素有关。目前LSCI主要用于定性评估血流速度变化，其在定量分析牙髓血管实际血流速度方面仍存在局限，主要原因是牙齿硬组织中的静态光学散射体的存在会降低LSCI对血流的敏感性。

尽管该技术的定量分析能力仍有待提升（例如通过与多普勒分析等技术结合），但作为一项无创、非接触、无痛且能实时检测的工具，LSCI在临床评估牙髓活力方面展现出显著潜力。该研究为开发新型牙髓活力检测方法提供了重要实验依据，未来有望应用于口腔临床诊断。

论文发表于《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》。