Diagnosis of Cracked tooth and its Correlation of Root Canal Treatment using Quantitative Light-induced Fluorescence (QLF) Technology : a Retrospective study

Abstract

Cracked teeth present a diagnostic and treatment challenge due to their complicated etiology and often unstable prognosis. Quantitative light-induced fluorescence (QLF) technology detects red fluorescence caused by bacterial byproducts like porphyrins, showing potential for diagnosing and quantifying the extent of cracked teeth. This retrospective study explores the potential of QLF technology for the diagnosis of cracked teeth and its utility in predicting their prognosis related to root canal treatment (RCT). QLF compares the image captured in natural light with the fluorescence image taken at 405 nm wavelength, analyzes the mean values of fluorescence loss (ΔF) and red fluorescence (ΔR) between the images, and calculates ΔF, ΔFmax (the highest value of the fluorescence loss), ΔR, and ΔRmax (the highest value of red fluorescence). Two hundred and seven cracked teeth from 149 patients diagnosed between April 2019 and April 2023 at Gangnam Severance Dental Hospital were included, examining their clinical characteristics including age, sex, percussion/sensibility/bite test, and crack direction. To statistically analyze the correlation between the collected data and clinical features, independent sample t-tests, analysis of variance, Pearson's correlation analysis, and post-hoc analyses were performed. Additionally, univariate regression analysis was conducted to compare which of the four QLF analysis values had the closest relationship with the RCT status that we aimed to investigate. Of the 207 cracked teeth, 44 teeth (21.3%) underwent RCT and 4 out of 207 (1.9%) were extracted during follow-up (mean 19.1 months). QLF parameters differed significantly between teeth receiving restorative treatment versus RCT (p < .0001). Cracked teeth with ΔF < -10, ΔFmax < -30, ΔR > 15, or ΔRmax > 30 had around 60% probability of necessitating RCT (p < .05), exhibiting varying timelines for initiating RCT. Logistic regression confirmed all four QLF parameters correlated with RCT probability (p < .0001). Cracked teeth with ΔR > 15 or ΔRmax > 30 tended to undergo RCT (61.1% and 60.0%, respectively) within 60 days after diagnosis. The result of this study emphasizes the importance of sufficient monitoring before definitive restoration. The study underlines the QLF technology’s utility for cracked teeth diagnosis and treatment decisions-making supported by evidence, despite certain limitations. Further prospective studies with standardized protocols are warranted to validate and refine the application of QLF in clinical settings and establish quantitative guidelines for cracked teeth diagnosis and treatment.

균열 치아는 복잡한 원인과 종종 예측하기 어려운 예후로 인해 진단과 치료에 어려움이 있다. 정량광형광기술(QLF)은 박테리아 대사산물인 포르피린에 의해 발생하는 적색 형광을 감지하여 균열 치아의 진단 및 정량화 가능성을 보여준다. 이 후향적 연구의 목적은 정량광형광기술의 균열 치아 진단 및 근관치료 예후 예측 가능성을 알아보는 것이다. QLF는 자연광 이미지와 405nm 파장의 형광 이미지를 비교하여 균열선의 형광소실도 (ΔF), 최대 형광소실도 (ΔFmax) 및 적색형광도 (ΔR), 최대 적색형광도(ΔRmax)를 분석하는 기술이다. 2019년 4월부터 2023년 4월까지 강남세브란스병원에서 진단된 149명 환자의 207개 균열 치아가 포함되었으며, 연령, 성별, 타진/감응도/교합 검사 및 균열 방향 등의 임상적인 특징과 QLF 값의 상관관계를 통계 분석하였다. 추적 기간 (평균 19.1개월)동안 207개 균열 치아 중 44개 (21.3%)에서 RCT를 시행했고 4개 (1.9%)는 발치되었고, QLF 값은 수복 치료와 RCT 치아 간 유의한 차이를 보였다 (p < .0001). ΔF < -10, ΔFmax < -30, ΔR > 15 또는 ΔRmax > 30인 균열 치아의 RCT 받은 비율은 약 60%였으며 (p < .05), RCT 시작 시기도 다양했다. 로지스틱 회귀분석에서 4가지 QLF 분석값은 모두 RCT 확률과 유의한 상관관계가 있었다(p < .0001). 또한 ΔR > 15 또는 ΔRmax > 30인 균열 치아는 진단 후 60일 이내에 RCT 확률이 각각 61.1%, 60.0%로 나타났다. 이 연구는 균열 치아의 최종 수복 전 충분한 경과 관찰 기간의 중요성을 강조하며, QLF 기술을 이용한 균열 치아의 정량적 진단과 근거에 기반한 치료 계획 수립 가능성을 보여주었다. 다만 표준화된 프로토콜을 갖춘 전향적 연구를 통해 QLF의 임상 적용을 검증하고 균열 치아 진단 및 치료를 위한 정량적 가이드라인을 수립할 필요가 있을 것이다.