Design and validation of a software for dietary analysis in regards to caries in children and adolescents

Abstract

PurposeThe aim of this study was to assess the accuracy of a mobile app in detecting cariogenic diet in 2 to 6 years old children. Methods A total of 82 children, 2-6 years old, 80 children 6-12 years old and 85 children 13-15 years old were recruited from the daycares, paediatric and orthodontic clinics of the National and Kapodistrian University of Athens and the Ariforce Hospital. Data was collected via questionnaires referred to children’s oral health behavior and a 24-hour diet recall. A mobile app was designed to analyze dietary data calculating a percentage of diet’s cariogenicity. Diet was also analyzed using the daily acid minutes score suggested by Nizel, a diet score based on the questionnaire, a food frequency questionnaire, and KIDMED score . Children were also clinically examined by a calibrated paediatric dentist to assess dental caries (dmft/DMFT- ICDAS criteria). Pearson correlation and logistic regression models were used to detect relations between the different diet analysis methods and dental caries. Results •The design of the app was based on the existing scientific literature, and multiple factors were considered in its development, such as medical conditions, dental caries history, meal duration, toothbrushing habits, type and duration of the meal, consumption frequency, food and beverage texture and retention on tooth surfaces. Thus, multiple factors are considered compared to the other dietary analysis tools, embracing the multifactorial nature of dental caries. •Most participants ate four to five times daily and had their sweet treats between meals. The majority commonly snacked on sandwiches, cake/cookies or fruit and the majority drank water between meals. A large proportion of the children (65.5%) drank their milk with sugar. The diet app found that 16.2% had a diet with low cariogenicity, 40.5% followed a diet with moderate cariogenicity, and 43.3% had a high caries-risk diet. •Diet analysis results using the app differed statistically significantly with age, with teenagers having a less cariogenic diet. With regard to the level of parental education, children whose parents had a high educational level had a less cariogenic diet, according to the app’s results, whereas patients who never visited the dentist had higher levels of cariogenic diet. The app’s results did not differ between genders or children with different toothbrushing frequencies. •Regarding the clinical parameters, the app did not differ at a statistically significant level for children with different BMI levels or with different MIH prevalence. An increased plaque index was associated with a more cariogenic diet according to the app results. Statistically, the app’s results were positively associated with the caries level at a highly significant level in all age groups. Based on the multivariate analyses, children with a higher diet app % had a higher risk of dental caries •Correlations between the different dietary assessment methods and caries prevalence suggested that only the app could detect a diet’s cariogenicity in correlation to dental caries in all age groups. FFQ and diet score were found to be related to dental caries at a statistically significant level only in preschool children. In the comparison of the two analysis methods of the 24-hour recall, the minute acid score and the app were in agreement in all age groups. •Adherence to the Mediterranean diet, expressed through the KIDMED score for the total sample was 5.822.44, which is considered moderate. The KIDMED score showed a statistically significant correlation with dental caries in the preschool children who presented with greater adherence to the Mediterranean diet. This finding suggests that higher adherence to the Mediterranean diet, besides the other health benefits, can also have a protective effect against dental caries.ConclusionsThe results of the present study suggest that the app was able to detect cariogenic diet in children. Thus, it can be a useful tool to analyze diet from a caries risk perspective.

Η διατροφή σχετίζεται αιτιολογικά με πληθώρα χρόνιων νοσημάτων, όπως η παχυσαρκία, ο σακχαρώδης διαβήτης, τα καρδιαγγειακά νοσήματα κ.α. Η τερηδόνα αποτελεί την πιο διαδεδομένη χρόνια νόσο στα παιδιά και τους εφήβους (60-90%) και η εμφάνιση της εξαρτάται κυρίως από την αλληλεπίδραση τριών βασικών παραγόντων, του ξενιστή (σάλιο και δόντια), της μικροχλωρίδας του στόματος και της διατροφής σε βάθος χρόνου. Όσον αφορά στη διατροφή, πιο συγκεκριμένα, η συχνή κατανάλωση ζάχαρης και ιδιαιτέρως αυτή που εμφανίζει κολλώδη σύσταση έχει συσχετισθεί ισχυρά με αυξημένη εμφάνιση τερηδόνας. Επίσης, η κατανάλωση επεξεργασμένων υδατανθράκων και προϊόντων με πρόσθετη ζάχαρη, που έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια στις αναπτυγμένες κοινωνίες, δείχνει θετική συσχέτιση με την ανάπτυξη τερηδόνας, ιδιαίτερα όταν η όταν η ενεργειακή πρόσληψη από ζάχαρη ξεπερνά το 10% της συνολικής ημερήσιας ενεργειακής πρόσληψης. Σε ότι αφορά τη διατροφή και τη γενική υγεία, υπάρχουν στη διάθεση τόσο των ειδικών όσο και των ασθενών, πληθώρα ψηφιακών εργαλείων αξιολόγησης διατροφής με παράλληλη παροχή συστάσεων υγιεινής διατροφής και αλλαγής διατροφικών συνηθειών. Αντίθετα η ανάλυση δίαιτας στo πλαίσιo ενός προληπτικού προγράμματος στοματικής υγείας, ενώ θα έπρεπε να αποτελεί βασικό στοιχείο του, συνήθως παραλείπεται. Το γεγονός αυτό οφείλεται στην έλλειψη χρόνου στη διάρκεια των επισκέψεων, στην ελλιπή εκπαίδευση του οδοντιάτρου και του βοηθητικού προσωπικού, καθώς και στο γεγονός ότι υπάρχουν ελάχιστα εργαλεία ανάλυσης διατροφής που να διευκολύνουν τον οδοντίατρο στην αξιολόγηση της διατροφής. Παραδοσιακά ο καθορισμός της τερηδονογόνου δράσης της δίαιτας γίνεται με τον εντοπισμό των τροφών που περιέχουν ζάχαρη μέσω ενός ημερολογίου διατροφής 24ώρου και με πολλαπλασιασμό της συχνότητας αυτής με τα 20-40 λεπτά που απαιτούνται για να επανέλθει το pH του στόματος σε φυσιολογικά επίπεδα, ώστε να υπολογισθεί η ημερήσια διάρκεια έκθεσης των δοντιών στα οξέα. Ωστόσο, στην σημερινή εποχή η χρήση της τεχνολογίας καθημερινά και η πρόσβαση σε εξατομικευμένες συμβουλές με ενεργή συμμετοχή του ασθενούς απαιτούν μια πιο σύγχρονη προσέγγιση. Συνεπώς, είναι απαραίτητο για το σύγχρονο τρόπο πρόληψης και αντιμετώπισης της τερηδόνας, να δημιουργηθούν λογισμικά/εφαρμογές ανάλυσης δίαιτας τα οποία θα είναι πιο εύχρηστα, θα μπορούν να υπολογίζουν πιο σύνθετα την επίδραση της διατροφής και να συνδυάζουν τους διαφορετικούς αιτιολογικούς παράγοντες της τερηδονικής νόσου, θα δίνουν τη δυνατότητα επανάληψης της διαδικασίας και θα αποτελούν παιδαγωγικό εργαλείο για την αγωγή στοματικής υγείας του ασθενούς. Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι ο σχεδιασμός μιας εφαρμογής (App) ανάλυσης δίαιτας που σχετίζεται με την τερηδόνα και η αξιολόγηση της εγκυρότητας του σε υγιή παιδιά και εφήβους (3-15 ετών) από την Οδοντιατρική Σχολή ΕΚΠΑ. Στην μελέτη συμμετείχαν 247 παιδιά και έφηβοι από την Οδοντιατρική Σχολή ΕΚΠΑ και το 251 Νοσοκομείο Αεροπορίας και τους αντίστοιχους παιδικούς σταθμούς. Συγκεκριμένα συμμετείχαν 82 παιδιά ηλικίας 2-6 ετών, 80 παιδιά 6-12 ετών, και 85 παιδιά 13-15 ετών. Αρχικά έγινε δημιουργία του App με βάση τα επιστημονικά δεδομένα που υπάρχουν μέχρι σήμερα για τη διατροφή και τον ρόλο της στην ανάπτυξη και εξέλιξη της τερηδόνας. Στο App καταγράφονται όλα τα είδη των τροφίμων που καταναλώθηκαν στη διάρκεια μιας ημέρας και με βάση αυτά τα δεδομένα το App δημιουργείται ένα διάγραμμα διακύμανσης του στοματικού pH. Για τον υπολογισμό του λαμβάνονται υπόψη η συχνότητα κατανάλωσης τροφών και ποτών, το είδος του γεύματος, το είδος και η σύσταση του τροφίμου/ποτού και ιδιαίτερα αν περιέχει ζάχαρη, και αν ο ασθενής εφάρμοσε στοματική υγιεινή μετά το γεύμα. Στο διάγραμμα το pH μειώνεται κάτω από το κρίσιμο επίπεδο των 5.5 μετά από κάθε γεύμα και διατηρείται χαμηλά ανάλογα με την τερηδονικότητα του. Στη συνέχεια με βάση το εμβαδό του διαγράμματος υπολογίζεται και η τερηδονικότητα της συγκεκριμένης δίαιτας σε μορφή ποσοστού. Μετά τη δημιουργία του App έγινε η συλλογή του δείγματος όπου οι γονείς των παιδιών συμπλήρωναν το ερωτηματολόγιο με δημογραφικά στοιχεία, συνήθειες στοματικής υγιεινής και διατροφής των παιδιών, συμπεριλαμβανομένου και του ερωτηματολογίου μεσογειακής διατροφής καθώς και ερωτηματολόγιο ανάκλησης δίαιτας 24ώρου. Συνολικά δύο ερωτηματολόγια ανάκλησης δίαιτας 24ώρου συλλέχθηκαν, ένα από μια καθημερινή και ένα το Σαββατοκύριακο της συγκεκριμένης εβδομάδας με τηλεφωνική συνέντευξη. Από την ανάλυση των δεδομένων του ερωτηματολογίου υπολογίσθηκαν το Diet Score, FFQ score και KIDMED score, ενώ τα ημερολόγια ανάκλησης 24ωρου αναλύθηκαν με το App (App Score) και τον παραδοσιακό υπολογισμό ημερήσιας προσβολής οξέων από την λήψη υδατανθράκων (Μinute Acid Score). Στην κλινική εξέταση καταγράφηκαν ο δείκτης πλάκας με τη χρήση του απλοποιημένου δείκτη μαλακών εναποθέσεων των Greene και Vermillion (DI-s) και υπολογίστηκαν οι δείκτες τερηδόνας d1-2mft/D1-2MFT για τις αρχόμενες τερηδονικές βλάβες και d3-6mft/D3-6MFT για τις ανοιχτές κοιλότητες καθώς και ο d1-6mft/D1-6MFT που αφορά τις συνολικές βλάβες. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι το App ήταν αποτελεσματικό στην ανίχνευση των παιδιών με δίαιτα υψηλής τερηδονικότητας. Πιο συγκεκριμένα: • Ο σχεδιασμός του App βασίστηκε στην υπάρχουσα επιστημονική βιβλιογραφία και ελήφθησαν υπόψη πολλαπλοί παράγοντες για την ανάπτυξή του όπως: συστηματικές παθήσεις, ιστορικό τερηδόνας, διάρκεια γεύματος, συνήθεια βουρτσίσματος δοντιών, είδος και διάρκεια γεύματος, συχνότητα κατανάλωσης, υφή του φαγητού/ποτού και κατακράτηση στις επιφάνειες των δοντιών. Το συγκεκριμένο App είναι το μόνο εργαλείο στη βιβλιογραφία που λαμβάνει υπόψη πολλαπλούς παράγοντες στη διατροφική ανάλυση για την τερηδόνα. • Οι περισσότεροι συμμετέχοντες έτρωγαν 4 έως 5 φορές την ημέρα και κατανάλωναν τα γλυκά μεταξύ των κυρίων γευμάτων. Συνήθως κατανάλωναν για σνακ σάντουιτς, κέικ/μπισκότα ή φρούτα και η πλειοψηφία έπινε νερό μεταξύ των γευμάτων. Το 65,5% των παιδιών έπιναν γάλα με προσθήκη ζάχαρης. Σύμφωνα με το App το 16,2% είχε δίαιτα με χαμηλή τερηδονικότητα, το 40,5% ακολουθούσε δίαιτα μέτριας τερηδονικότητας, και το 43,3% είχε δίαιτα υψηλού κινδύνου για τερηδόνα. • Τα αποτελέσματα της ανάλυσης διατροφής με χρήση του App διέφεραν σε στατιστικά σημαντικό επίπεδο με την ηλικία, με τους έφηβους να έχουν λιγότερο τερηδονογόνο δίαιτα. Όσον αφορά το μορφωτικό επίπεδο των γονέων, τα παιδιά με γονείς υψηλού μορφωτικού επιπέδου είχαν λιγότερο τερηδονογόνο διατροφή σύμφωνα με τα αποτελέσματα του App. Ενώ, οι ασθενείς που δεν επισκέπτονται τον οδοντίατρο είχαν υψηλότερα επίπεδα τερηδονογόνου διατροφής. Τα αποτελέσματα του App δεν διέφεραν μεταξύ αγοριών και κοριτσιών, ούτε με βάση τις διαφορετικές συχνότητες βουρτσίσματος δοντιών. • Όσον αφορά τις κλινικές παραμέτρους, το App δεν διέφερε σε στατιστικά σημαντικό επίπεδο στα παιδιά με διαφορετικά επίπεδα BMI ή με διαφορετικό επιπολασμό MIH. Ενώ ο αυξημένος δείκτης πλάκας συσχετίστηκε με πιο τερηδονογόνο δίαιτα σύμφωνα με τα αποτελέσματα του App. Τα αποτελέσματα του App έδειξαν θετική συσχέτιση μεταξύ της τερηδονογόνου διατροφή και της τερηδόνας σε στατιστικά σημαντικό επίπεδο σε όλες τις ηλικιακές ομάδες. Με βάση τα πολυπαραγοντικά μοντέλα, τα παιδιά με υψηλότερο ποσοστό στο App είχαν υψηλότερο κίνδυνο τερηδόνας • Οι συσχετίσεις μεταξύ των διαφορετικών διατροφικών μεθόδων αξιολόγησης και του επιπολασμού της τερηδόνας υποδηλώνουν ότι μόνο το App ήταν σε θέση να ανιχνεύσει την τερηδονικότητα της δίαιτας σε σχέση με την τερηδόνα σε όλες τις ηλικιακές ομάδες. Το FFQ και το Diet score βρέθηκαν να σχετίζονται με την οδοντική τερηδόνα σε στατιστικά σημαντικό επίπεδο μόνο στα παιδιά προσχολικής ηλικίας. Η σύγκριση των δύο μεθόδων ανάλυσης της 24ωρης ανάκλησης, του Minute Acid Score και του App ήταν στατιστικά σημαντική σε όλες τις ηλικιακές ομάδες. • Η προσήλωση στη Μεσογειακής Διατροφή, που εκφράζεται μέσω της βαθμολογίας KIDMED, για το συνολικό δείγμα ήταν 5,822,44, η οποία θεωρείται μέτρια. Η βαθμολογία KIDMED έδειξε στατιστικά σημαντική συσχέτιση με την οδοντική τερηδόνα στα παιδιά προσχολικής ηλικίας που παρουσίασαν μεγαλύτερη συμμόρφωση στη μεσογειακή διατροφή. Συνολικά, το App βρέθηκε αποτελεσματικό στην ανίχνευση της τερηδονογόνου διατροφής σε όλες τις ηλικιακές ομάδες και μπορεί να αποτελέσει εργαλείο στην κλινική πράξη για την ανάλυση της τερηδονικότητας της διατροφής και την παροχή εξατομικευμένων οδηγιών διατροφής στους ασθενείς μας.