Casos Clínicos

Diagnóstico Bucal pelo Sistema de Imagem por Fluorescência Óptica

Diagnóstico Bucal pelo Sistema de Imagem por Fluorescência Óptica
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RESUMO

A fluorescência óptica tem sido empregada em diferentes áreas médicas como também na Odontologia por apresentar elevada sensibilidade, simplicidade, sendo rápida na obtenção de dados. A avaliação por fluorescência não é invasiva e consiste em um grande benefício para o diagnóstico clínico. Nosso objetivo foi visualizar clinicamente pelo sistema de fluorescência óptica, as imagens dos quadros de normalidade e/ou alteração das estruturas dentárias e tecidos moles adjacentes. Com o sistema de fluorescência, foi possível verificar na cavidade bucal imagens não vistas a “olho nu”. Concluímos que este novo sistema de imagem por fluorescência óptica é simples de utilizar, rápido, seguro e serve como novo guia de diagnóstico bucal por imagem.

INTRODUÇÃO E REVISÃO DE LEITURA

A técnica de fluorescência óptica é aplicada em diversas especialidades médicas para o acompanhamento de degradação de drogas e na detecção do diagnóstico de câncer. Esta técnica apresenta alta sensibilidade suficiente para diferenciar as varrições teciduais, proporciona uma execução simples e possui uma rapidez na aquisição dos resultados.

Por possuir uma avaliação não invasiva e não destrutiva, a técnica torna-se promissora, sendo considerada uma técnica que apresenta grande benefício, visto que esta oferece excelentes meios para realização do diagnóstico clínico por imagem.

A composição bioquímica e a estrutura dos tecidos biológicos influenciam as interações luz-tecido. Assim um tecido sadio e uma lesão neoplásica apresentarão características ópticas distintas. As alterações celulares e teciduais decorrentes do desenvolvimento maligno modificam os fenômenos ópticos e o monitoramento da fluorescência, refletância e absorbância. Estes fenômenos ópticos podem construir uma importante ferramenta na detecção de estruturas que possuam qualquer tipo de alteração.

Na Odontologia, o sistema foi desenvolvido visando o auxílio do profissional na detecção de neoplasia na cavidade oral e alterações nos tecidos moles, detecção de lesões de cáries incipientes.

Este sistema de visualização por imagens de fluorescência pode ser empregado também na identificação do biofilme dental, cáries incipientes, junção amelo-cementária exposta, desmineralização do esmalte dental, dentre outras aplicações, devido aos diferentes aspectos na fluorescência dos respectivos tecidos alterados.

Para realizar a técnica de fluorescência óptica, utiliza-se a luz ultravioleta (UV). O sistema é constituído por um dispositivo óptico, mecânico, eletrônico e de detecção, que pode ser acoplado a uma câmera fotográfica ou webcam para e captura das imagens das estruturas dentais.

Os principais fatores para obtenção de bons sinais de fluorescência são a potência óptica obtida no sistema de iluminação, o comprimento de onda da iluminação e o sistema de filtros.

PROPOSIÇÃO

A proposta do presente estudo foi avaliar o sistema de fluorescência óptica por imagem de campo amplo e visualização de quadros de normalidade ou alteração de estruturas dentárias e tecidos moles adjacentes. Pretende-se também nortear o cirurgião-dentista em relação a uma nova ferramenta na busca de um diagnóstico bucal por imagem mais preciso, seguro e rápido.

MATERIAL E MÉTODOS

O sistema foi desenvolvido para uso na clínica odontológica e foi avaliado e testado clinicamente, sendo o trabalho aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisas do Centro Universitário de Araraquara – UNIARA (Processo CEP n.° 1200/2010). Para o estudo da técnica de diagnóstico por fluorescência óptica na Odontologia, foram examinados 60 voluntários do Laboratório de Biofotônica do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Carlos – IFSC- USP.

Os voluntários foram orientados de forma verbal/escrita e posteriormente assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Os exames clínicos foram, realizados no consultório odontológico do Laboratório de Biofotônica do Centro de Pesquisas em Óptica e Fotônica – CEPOF –  IFSC – USP.

O sistema (protótipo) utilizado para o diagnóstico por imagem de fluorescência foi desenvolvido em parceria pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP), Laboratório de Biofotônica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP) e pela empresa MMOptics (São Carlos, SP, Brasil), que desenvolve equipamentos médicos-odontológicos com a finalidade de colaborar com o progresso para o diagnóstico e tratamento.

O sistema é composto por dispositivos óptico, mecânico, eletrônico e de detecção. O sistema óptico é constituído por LEDs de alta intensidade, com emissão centrada em 405nm e 450nm e 5 filtros ópticos. O sistema eletrônico possui a função de controle e fornecimento de energia ao sistema de iluminação.

O sistema de detecção é composto por uma câmera fotográfica e/ou webcam, acoplada ao sistema de fluorescência desenvolvido. Em nosso estudo utilizamos a câmera fotográfica Cybershot DSC – F717 (Sony Corporation, Japan) encaixada a um anel adaptador rosqueado que une o sistema à câmera fotográfica. Aliados ao sistema e à câmera fotográfica, foi utilizada uma lente Macro Close-Up +4 de 58mm.

O comprimento de onda da iluminação utilizado neste sistema foi obtido por uma banda de iluminação, muito eficaz entre 405nm e 420nm. O sistema de filtros proporciona um sinal de fluorescência bastante satisfatório, bem como um bom contraste na visualização de imagens de fluorescência.

Foi realizado o exame clínico bucal com e sem o sistema de fluorescência em todos os voluntários. As imagens foram obtidas com uma distância de cerca de 10cm da cavidade bucal. Foi realizada uma inspeção em toda a cavidade bucal com o sistema de fluorescência, em seguida documentamos e comparamos por meio de fotos as imagens vistas a “olho nu” de todos os quadros clínicos, como, por exemplo: Biofilme dental; microtrincas de esmalte; infiltrações nas restaurações; resinas compostas; amálgamas; coroas protéticas; cáries incipientes; junção amelo-cementária exposta; desmineralização do esmalte dental; tecidos moles; recessão gengival; dentre outras particularidades. Para observar tecidos duros, utilizamos a potência de 20mW, já para observar os tecidos moles aumentamos a potência para 140mW, com intuito de verificar melhor as estruturas presentes.

FIGURA 1 – Esquema do sistema de fluorescência proposto.
FIGURA 2 – Esquema do sistema de detecção por imagem de fluorescência.

RESULTADOS

Podemos observar na sequência de figuras a seguir os seguintes resultados obtidos. Na Figura 3, observamos imagens dos dentes com e sem fluorescência: dentes íntegros (3A e 3B), recessão gengival (3C), coroa protética (3D e 3E), resina composta (3F e 3G). Notamos que os tecidos duros, neste caso, os dentes fluorescem na região do verde. Em coroas protéticas a fluorescência apresenta-se opaca e nas resinas a fluorescência tende para o branco.

Em dentes com cárie incipiente notamos a ausência de fluorescência. Na desmineralização de esmalte a fluorescência apresenta com mais intensidade e evidencia tendência para a cor esbranquiçada, em dentes com amálgama notamos ausência de fluorescência e na junção amelo-cementária exposta, presença de fluorescência na região verde (Figura 4A e 4B; 4C e 4D; 4E; 4F e 4G), respectivamente.

Podemos ressaltar que em casos de microtrincas de esmalte a fluorescência apresenta-se mais discreta (Figuras 5A e 5B). Já no caso de herpes labial, podemos observar diferença de intensidade na fluorescência entre os tecidos moles (Figuras 5C e 5D). Nos casos de aparelhos ortodônticos observamos entre os braquetes a presença biofilme (setas vermelhas) e de material cimentante (setas amarelas) (Figuras 5E e 5F).

Nas ocorrências em que encontramos presença de biofilme, este se destaca com fluorescência na cor vermelha, como no caso de biofilme dental aderido aos dentes (Figuras 6A e 6B) e no dorso da língua (Figuras 6C e 6D). Em casos de língua geográfica a fluorescência permanece em tons esbranquiçados (Figuras 6E e 6F). Nos tecidos moles como a gengiva a fluorescência apresenta-se esverdeada (figura 6G).

Nas figuras:

Imagens dos dentes com e sem fluorescência:

  • Dentes íntegros (3A e 3B), recessão gengival (3C), coroa protética (3D e 3E), resina composta (3Fe 3G).
  • Cárie incipiente (4A e 4B), desmineralização de esmalte (4C e 4D), amálgama (4E), junção amelo-cementária exposta (4F e 4G).
  • Microtrinca de esmalte (5A e 5B), herpes labial (5C e 5D), aparelho ortodôntico (5E e 5F).
  • Biofilme dental (6A e 6B), dorso da língua (6C e 6D), língua geográfica (6E e 6F) e gengiva (6G).

 

DISCUSSÃO

A técnica de fluorescência óptica aplicada para degradação de drogas e detecção de câncer mostrou ser eficiente também para uso odontológico, conforme resultados obtidos em nosso estudo. O sistema de imagem por fluorescência demonstrou ser um auxiliar para o diagnóstico clínico de imagens, concordando com outros estudos.

Almejando suprir a deficiência no mercado nacional de equipamentos que evidenciem problemas de saúde bucal por meio de diagnóstico por imagem, a parceria feita entre IFSC-USP, EESC-USP e a MMOptics buscou desenvolver este equipamento baseado em estudos sobre a fluorescência óptica propostos na literatura mundial.

Nossos resultados estão de acordo com Roblyer et al., quando obtivemos os mesmos benefícios, ou seja, diagnóstico clínico por imagem, visto que esta técnica se apresenta não invasiva.

As interações luz com os tecidos biológicos têm influência das estruturas bioquímicas que compõem os tecidos, portanto, tecidos duros apresentam fluorescência diferente dos tecidos moles, assim como, frente a patologias o mesmo fenômeno ocorre, este resultado por nós encontrado está de acordo com Poh et al.; Huff et al.; Lane et al.; Tsui et al.

Nosso estudo demonstra que em tecidos duros como nos dentes, a fluorescência apresenta-se na cor verde para: dentes íntegros, dentes com presença de recessão gengival e na junção amelo-cementária exposta. Em tecidos moles como a gengiva, a cor verde também predomina, porém de tons diferentes. Agora em dentes com coroas protéticas a fluorescência mostra imagem opaca. Na presença de dentes portadores de resina composta a fluorescência exibe nitidamente a resina no tom de cor esbranquiçado, em desmineralização de esmalte a fluorescência apresenta cor branca. Constatamos que na língua geográfica a fluorescência apresentou tons esbranquiçados, de fato todos os resultados estão de acordo com os achados por Costa; Costa et al.; Reis et al.

Entretanto, em dentes com cárie incipiente e em dentes com restauração em amálgama observamos ausência da fluorescência. Observamos nos casos de microtrincas de esmalte que a fluorescência proporciona uma imagem discreta. Nos casos de herpes labial a fluorescência dos tecidos moles mostrou diferença de intensidade e quando observamos a fluorescência nos dentes com aparelhos ortodônticos, evidenciou-se presença de biofilme entre os braquetes na cor avermelhada e de material cimentante esbranquiçado. Encontramos presença de biofilmes dentais aderidos aos dentes, no dorso da língua, sempre mostrando a fluorescência característica na cor avermelhada.

CONCLUSÕES

Concluímos que este novo sistema de imagem de fluorescência óptica é bastante simples de manusear, rápido na obtenção dos resultados, seguro, e serve como novo guia de diagnóstico bucal. Permite ainda observar que em um mesmo paciente podemos detectar diferentes situações clínicas.

Autores: Gustavo Sivieri-Araújo, Mardoqueu Martins da Costa, Leila Pinchemel Cardoso Pereira, Cristina Kurachi e Vanderlei Salvador Bagnato.

Fonte: MMO

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