A Comparison of the Clinical Axial Extension of Class II Carious Lesions with Different Diagnostic Images

[null]Master of ScienceRestorative DentistryUniversity of Michiganhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/91025/1/Bin-Shuwaish_Mohammed_SH-THESIS-FINAL.pd

DIFOTI (Digital Fiberoptic Transillumination)

This scientific work aims to determine the sensitivity and specificity of the DIFOTI system and to assess its diagnostic performance in detecting initial caries. Forty five sound teeth were randomly assigned to two groups. One group consisted of unaltered teeth (N=18). In the second group, an artificial carious lesion was created (Damato et al., 1988) on the buccal (N=9), proximal (N=9) and occlusal surface (N=9). To evaluate proximal caries, a proximal contact was simulated. Images of teeth were taken with DIFOTI. In addition to the DIFOTI standard software, the images were analyzed with View3D, a special software, performing an evaluation comparable to the one described by De Josselin de Jong et al., 1995 to quantify light scattering. The specimens were then sectioned, revealed an average depth of 62.39µm of the carious lesions and used as gold standard for the subsequent evaluation. Based on visual observation of the digitized images, sensitivity and specificity values were: 1.00 and 0.88 for smooth surfaces, 0.82 and 1 for occlusal surfaces, and 0.44 and 0.83 for approximal surfaces, respectively. Calculation of area under the ROC curve utilizing light penetration measurements of the device revealed values 0.69 corresponding to the 1% quantile gray level of DIFOTI image, and 0.59 for the median. DIFOTI has shown excellent sensitivity and specificity for buccal and occlusal superficial artificial lesions. However, it has poor ability to detect incipient proximal caries. Nevertheless, it still has good specificity proximally. With the currently used software, View3D, the gray-value evaluation fails to serve as an objective measure for caries diagnosis and requires further investigation

DIFOTI (Digital Fiberoptic Transillumination)

This scientific work aims to determine the sensitivity and specificity of the DIFOTI system and to assess its diagnostic performance in detecting initial caries. Forty five sound teeth were randomly assigned to two groups. One group consisted of unaltered teeth (N=18). In the second group, an artificial carious lesion was created (Damato et al., 1988) on the buccal (N=9), proximal (N=9) and occlusal surface (N=9). To evaluate proximal caries, a proximal contact was simulated. Images of teeth were taken with DIFOTI. In addition to the DIFOTI standard software, the images were analyzed with View3D, a special software, performing an evaluation comparable to the one described by De Josselin de Jong et al., 1995 to quantify light scattering. The specimens were then sectioned, revealed an average depth of 62.39µm of the carious lesions and used as gold standard for the subsequent evaluation. Based on visual observation of the digitized images, sensitivity and specificity values were: 1.00 and 0.88 for smooth surfaces, 0.82 and 1 for occlusal surfaces, and 0.44 and 0.83 for approximal surfaces, respectively. Calculation of area under the ROC curve utilizing light penetration measurements of the device revealed values 0.69 corresponding to the 1% quantile gray level of DIFOTI image, and 0.59 for the median. DIFOTI has shown excellent sensitivity and specificity for buccal and occlusal superficial artificial lesions. However, it has poor ability to detect incipient proximal caries. Nevertheless, it still has good specificity proximally. With the currently used software, View3D, the gray-value evaluation fails to serve as an objective measure for caries diagnosis and requires further investigation

Fluorescence-aided caries excavation

Dental caries is a bacteria-infected disease. After being illuminated by an excitation light, the by-products of oral bacteria, mainly porphyrins, can emit visible auto-fluorescence, which can be used as a marker for bacteria-infected dentin. Thus the auto-fluorescence signals have been employed as an aid for the differentiation between infected and affected dentin and monitoring caries excavation. In 2002 fluorescence-aided caries excavation (FACE) was invented as an excavation device to improve the efficiency and accuracy of caries removal.This study has investigated a recent version of FACE

Reproduzierbarkeit, Sensitivität und Spezifität des "International Caries Detection and Assessment System (ICDAS-II)" zur Diagnose der Okklusalkaries -Eine in-vitro Studie

Problemstellung: Mit dem ICDAS-II wurde 2005 ein visuelles Kariesdiagnoseverfahren eingeführt, das es ermöglicht, sowohl initiale als auch manifeste Läsionen zu erfassen. Im Fall von klinisch fragwürdigen Befunden können ergänzend weiterführende diagnostische Hilfsmittel angewandt werden. Geläufig sind hierbei die analoge und immer mehr die digitale Radiologie. Bisher liegen nur wenige Daten darüber vor, wie Sensitivität, Spezifität und Reproduzierbarkeit sowie die Korrelationen des ICDAS-II mit der analogen und digitalen Radiologie bzw. Histologie für einen unerfahrenen Untersucher, der das System neu erlernt, verglichen mit einem erfahrenen Untersucher sind. Ziel: Ziel der Studie war es, die Reproduzierbarkeit, Sensitivität und Spezifität des ICDAS-II zur Diagnose der Okklusalkaries zu untersuchen, jeweils für einen erfahrenen und unerfahrenen Zahnarzt. Daneben sollte für beide Untersucher überprüft werden, wie die visuellen Befunde mit den Befunden der analogen und digitalen Radiographie, sowie der Histologie der entsprechenden Zahnhartschnitte korrelieren. Material und Methode: 100 extrahierte bleibende Seitenzähne wurden gereinigt, mit einer laufenden Nummer markiert und in Wasser gelagert. Die Okklusalflächen der Zähne wurden digital fotografiert, je Okklusalfläche wurden 1-4 Messpunkte in den Fissuren ausgewählt (n=181). Nach Unterweisung einer Studentin in das ICDAS-II durch eine erfahrene Zahnärztin wurden die Okklusalflächen von beiden Untersuchern unabhängig voneinander nach den Kriterien des ICDAS-II befundet. Zur Untersuchung der Intra-Untersucher Reproduzierbarkeit wurde die visuelle Untersuchung nach drei Wochen wiederholt. Es wurden analoge und digitale Röntgenbilder der 100 Zähne hergestellt. Diese wurden von beiden Untersuchern unabhängig voneinander befundet. Im Anschluss wurden von allen Zähnen Serienschnitte mit einer Dicke von etwa 200μm hergestellt. Nach digitaler Fotografie der Zahnhartschnitte und korrekter Zuordnung der Messpunkte auf Befundbögen wurden diese von beiden Untersuchern mit einem Stereo-Makroskop unter Auflicht nach den Downer-Kriterien befundet. Statistik: Die statistische Auswertung erfolgte mit SPSS (14.0). Als Maß für die Inter- und Intra-Untersucher Reproduzierbarkeit für das ICDAS-II, analoge und digitale Röntgen sowie für die histologische Untersuchungen wurden einfache und gewichtete Cohens-Kappa Werte berechnet. Die Korrelation zwischen allen Verfahren (ICDAS-II, analoges und digitales Röntgen, Histologie) wurde mit der Rangkorrelation nach Spearman (rs) ermittelt. Die Sensitivität und Spezifität für das ICDAS-II wurden für das D1- und D3- Niveau angegeben. Ergebnisse: Der ermittelte einfache Inter-Untersucher Kappa-Wert der visuellen Untersuchung nach ICDAS-II betrug 0,36 und lag somit im ausreichenden Bereich. Der gewichtete Kappa-Wert lag mit 0,63 im substantiellen Bereich. Für die Intra-Untersucher Reproduzierbarkeit wurden ebenfalls gewichtete und einfache Kappa-Werte erhoben. Der einfache Kappa-Wert betrug für den erfahrenen Zahnarzt 0,67 und lag somit im substantiellen Bereich, der gewichtete Kappa-Wert mit 0,83 im fast perfekten Bereich. Für den unerfahrenen Zahnarzt lag der einfache Kappa-Wert im moderaten Bereich (0,53) und der gewichtete Kappa-Wert im substantiellen Bereich (0,72). Die ermittelten einfachen bzw. gewichteten Inter-Untersucher Kappa-Werte für die analoge Radiographie lagen im ausreichenden (0,36) bzw. moderaten (0,43) Bereich. Für die digitale radiologische Untersuchung betrugen die Inter-Untersucher Kappa-Werte 0,28 (einfacher Kappa-Wert) bzw. 0,33 (gewichteter Kappa-Wert) und sind somit als ausreichend zu bewerten. Die Korrelation zwischen den visuellen Befunden und den Befunden der analogen bzw. digitalen Radiographie lagen sowohl für den erfahrenen Zahnarzt (rs = 0,59 bzw. rs = 0,56) als auch für den unerfahrenen Zahnarzt (rs =0,53 bzw. rs = 0,42) im moderaten Bereich. Auch die Korrelation der visuellen und histologischen Befunde beider Untersucher lagen im moderaten Bereich (rs = 0,54 für den erfahrenen bzw. rs= 0,50 für den unerfahrenen Zahnarzt). Die Sensitivität bzw. Spezifität für die visuelle Untersuchung nach ICDAS-II lagen für den erfahrenen Zahnarzt auf dem D1-Niveau bei 92,2% bzw. 38,8% und auf dem D3-Niveau bei 78,7% bzw. 81,3%. Die Werte für die Sensitivität bzw. Spezifität für den unerfahrenen Zahnarzt betrugen für das D1-Niveau 98,4% bzw. 30,0% und für das D3-Niveau 62,1% bzw. 79,6%. Diskussion und Schlussfolgerung: In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass ein Untersucher mit geringer klinischer Erfahrung das ICDAS-II erlernen kann und bereits nach kurzer Zeit gute Werte für die Sensitivität, Spezifität und Reproduzierbarkeit aufweist. Somit kann das ICDAS-II gut im zahnärztlichen Alltag und in der Lehre etabliert werden. Die Korrelationen des ICDAS-II mit den Befunden der analogen und digitalen Radiologie sowie Histologie waren für beide Untersucher unterschiedlich, lagen jedoch für beide im moderaten Bereich. Diese Unterschiede resultieren möglicherweise aus der unterschiedlich langen klinischen Erfahrung beider Untersucher

Auswirkungen der artifiziellen Alterung von Fissurenversieglernauf kariesbedingte Fluoreszenzwerte in vitro

Die Versiegelung von Seitenzähnen mit dünnfließenden Kompositen wird prophylaktisch eingesetzt, um Fissurenkaries vorzubeugen. Forschungsergebnisse belegen eine langfristige Kariesreduktion durch Anwendung von Versieglern. Trotz guter Ergebnisse hinsichtlich der Kariesvorsorge, kann es bei erweiterten Versiegelungen zu Rezidivkaries kommen. Zudem besteht die Gefahr der Sekundärkaries, beispielsweise auf Grund von Spaltbildungen. Im Rahmen der Kariesdetektion haben sich fluoreszenzbasierte Verfahren etabliert. Diese gewinnen vor allem bei der minimalinvasiven Diagnostik von nicht kavitierten kariösen Läsionen („hidden karies“) an Bedeutung. In wieweit Fluoreszenzspektroskopie-Systeme wie Diagnodent (KaVo) oder die VistaCam iX (Dürr) kariöse Vorgänge unterhalb von Versieglungsmaterialien nachvollziehen und dokumentieren können, könnte sowohl von der Opazität als auch der Abnutzung des Komposits durch alltägliche Kauvorgänge abhängig sein. Je weniger die Abnutzung des Versieglers die Fluoreszenzwerte beeinflusst, desto besser ist die Möglichkeit der Kariesprogredienz-Bestimmung mit obengenannten Systemen möglich. Ein neues Nanopartikel-gefülltes Versieglungsmateriel (Voco) wurde diesbezüglich mit 4 Kontroll-Versieglern verglichen. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes ist die Auswirkung einer in-vitro Abnutzung von Fissurenversieglern auf kariesbedingte Fluoreszenzwerte untersucht worden. Dazu wurden vier Gruppen menschlicher Zähne mit jeweils einem von zwei gefüllten und zwei ungefüllten Fissurenversieglern (Dentsply, Voco) behandelt. In der fünften Gruppe (Versuchsgruppe) erfolgte die Versieglung mit einem Nanopartikel- gefüllten Versiegler (Voco). Alle Zähne besaßen okklusal kariöse Läsionen. Vor der Versiegelung (t1), nach der Versiegelung (t2) und nach einer künstlichen Alterung im Kausimulator (t3) wurden Fluoreszenzmessungen mit Diagnodent, Diagnodent Pen und Vista Cam iX durchgeführt. Nach dem Vergleich der Werte mit den Ausgangsfluoreszenzen, konnte in der vorliegenden in vitro-Studie festgestellt werden, dass der neuartige Nanopartikel-gefüllte Versiegler nach Alterung und Kauprozessen den geringsten Einfluss auf Fluoreszenzmessungen aufweist und im Rahmen der Kariesdiagnostik eine langfristige Progredienzbestimmungen mittels laseroptischen Diagnostikmitteln ermöglicht

Korrelation des visuellen Diagnosesystems ICDAS-II für die okklusale Karies mit drei verschiedenen Verfahren der Fluoreszenzmessung – eine In-vitro-Studie

Der Rückgang der Kariesprävalenz geht mit einer Verschiebung der Ausprägung von kariösen Läsionen einher, wobei vor allem die Okklusalflächen der Zähne betroffen sind. Karies sollte auf Grund dieser Entwicklung nicht mehr ausschließlich auf dem Kavitationsniveau erfasst werden. Das International Caries Detection and Assessment System (ICDAS-II) ist ein visuelles Diagnosesystem, das Veränderungen der Zahnhartsubstanzen bereits im frühen Stadium erfassen kann. Neben der visuellen Kariesdiagnose stehen dem Zahnarzt weitere Verfahren zur Verfügung. Hierzu zählen unter anderem die Fluoreszenzmessung und die Anfertigung und Auswertung von Bissflügelaufnahmen. Ziel: Ziel der Studie war es, die Reproduzierbarkeit von vier Kariesdiagnoseverfahren zu überprüfen und zu untersuchen, ob die Anwendung für ungeübte Benutzer genauso einfach durchzuführen ist wie für geübte Benutzer. Auch sollte überprüft werden, inwieweit die Ergebnisse der Fluoreszenzkamera mit den Ergebnissen validierter Systeme korrelieren. Des Weiteren wurde geprüft, inwieweit es mit den Verfahren möglich ist, eine Dentinkaries zu diagnostizieren. Die Ergebnisse wurden mit der radiologischen Befundung verglichen. Material und Methode: 99 Messpunkte an den Okklusalflächen von 53 extrahierten Seitenzähnen wurden von zwei Untersuchern nach den Kriterien des ICDAS-II zweimal im Abstand von einem Tag befundet. Fluoreszenzmessungen mit den verschiedenen Verfahren (Diagnodent, Diagnodent Pen, VistaProof) wurden von beiden Untersuchern innerhalb von zehn Tagen nach der Extraktion durchgeführt und innerhalb eines Tages wiederholt. Anschließend wurden von allen Zähnen Röntgenaufnahmen angefertigt. Statistik: Die Reproduzierbarkeit der Messungen wurden mittels Cohens Kappa und des Intra-Klassen-Korrelationskoeffizienten (ICC) berechnet. Für die Fluoreszenzverfahren wurden Bland-Altman-Plots erstellt. Die Korrelation wurde mittels der Rangkorrelation nach Spearman berechnet. Die Ergebnisse der Messungen mit den verschiedenen Diagnosesystemen wurden in Kreuztabellen den röntgenologischen Befunden gegenübergestellt. Die einfachen Kappa-Werte der ICDAS-II-Messungen lagen für die Inter-Untersucher-Reproduzierbarkeit im moderaten (κ = 0,60) und die gewichteten Kappa-Werte im substantiellen Bereich (κ = 0,74). Die Intra-Untersucher-Reproduzierbarkeit lag mit κ = 0,73 und κ = 0,47 für den einfachen Kappa-Wert und mit κ = 0,78 und κ = 0,70 für den gewichteten Kappa-Wert im moderaten bis substantiellen Bereich. Die Intra-Untersucher-Übereinstimmung ergab für alle drei Fluoreszenzverfahren eine hohe Übereinstimmung (ICC = 0,81 – 0,98). Der ICC für die Inter-Untersucher-Reproduzierbarkeit lag für alle drei Fluoreszenzverfahren im hohen Bereich (ICC = 0,76 – 0,93). Die Bland-Altman- Plots zeigten für die Intra-Untersucher-Reproduzierbarkeit folgende Mittelwerte: – 3,63 und 0,77 (Diagnodent), – 1,57 und – 1,25 (Diagnodent-Pen), 0,06 und 0,02 (VistaProof). Das ICDAS-II wies zu den Fluoreszenzverfahren eine moderate Korrelation auf (rs = 0,57 – 0,67). Von allen Verfahren zeigte das ICDAS-II die höchste Korrelation mit der röntgenologischen Untersuchung (rs = 0,60). Die Fluoreszenzmessungen ergaben im Vergleich zur röngenologischen Befundung moderate Korrelationen (Diagnodent rs = 0,39 – 0,44, Diagnodent Pen rs = 0,36 – 0,41, VistaProof rs = 0,45 – 0,48). Untereinander wiesen die drei Fluoreszenzverfahren eine moderate bis hohe Korrelation auf (rs = 0,62 – 0,93). Aus den Kreuztabellen ging hervor, dass von den 69 mit dem Röntgen als kariesfrei eingestuften Messpunkten vom ICDAS-II 93 % – 96 % richtig als kariesfrei diagnostiziert wurden (Diagnodent 70 % – 65 %, Diagnodent Pen 61 % – 58 % und VistaProof 67 % – 99 %). Von den 30 Messpunkten, bei denen mit dem röntgenologischen Verfahren eine Dentinkaries festgestellt wurde, wurden mit dem ICDAS-II 57 % – 60 %, mit dem Diagnodent 70 % – 77 %, mit dem Diagnodent Pen 73 % – 80 % und mit der Fluoreszenzkamera 7 % – 80 % richtig als Dentinkaries erkannt. Diskussion und Schlussfolgerung: Die Verfahren zeigten eine gute Reproduzierbarkeit. Ungeübte Anwender weisen schon nach einer kurzen Einführung gute Werte für die Reproduzierbarkeit auf. Damit eignen sich diese Verfahren für den klinischen Alltag und sollten schon früh in der Ausbildung von Zahnmedizinern eingesetzt werden. Ebenso ist der Einsatz zum Kariesmonitoring gut möglich. Das ICDAS-II-Verfahren wies zum Röntgen die höchste Korrelation auf. Es ist ein geeignetes Verfahren, um unter Praxisbedingungen möglichst einfach, schnell und kostengünstig eine erste Diagnose zu stellen, und sollte ebenso in der zahnärztlichen Aus- und Weiterbildung Eingang finden. Mit keinem der Verfahren war es möglich, alle Dentinläsionen aufzudecken. Die Kombination von mehreren Verfahren würde die Sicherheit bei der Erkennung einer Dentinkaries erhöhen