Разрушение зуба происходит в пяти различных фазах. Каждый последующий этап более неудобен, чем предыдущий, и каждый этап требует уникального метода лечения.

Разрушение зуба состоит из пяти различных фаз, каждая из которых более неприятна, чем предыдущая.Каждый человек подвержен риску возникновения кариеса, и этот риск увеличивается с высоким потреблением сахара. Хотя кариес — это очень частое последствие наших сладких диет, его легко предотвратить с помощью правильных знаний.

Что такое кариес?

Процесс разрушения зубов начинается с зубного налета, тонкой биопленки, содержащей смесь бактерий, полисахаридов и других микроскопических частиц. Хотя зубной налет возникает естественным образом, сладкая пища может «перекормить» бактерии в зубном налете.Излишки бактерий производят кислоту, которая разрушает вашу эмаль. Если не лечить, кислотный налет разъедает эмаль и повреждает более глубокие слои зуба.

Первый этап: The Spot

Первая стадия кариеса — это обесцвеченное пятно (обычно белое или желтое) на поверхности зуба. Это пятно вызвано недостатком минералов из-за накопления зубного налета. Сначала вы можете не почувствовать это пятно, но его нужно обратить вспять, прежде чем оно приведет к более серьезному разложению.Чтобы обратить вспять деминерализованное пятно, регулярно чистите зубы щеткой и зубной нитью, а также поговорите со своим стоматологом о лечении фтором. При осторожности и внимании деминерализованное пятно исчезнет без клинической процедуры.

Второй этап: незначительная чувствительность

Если деминерализованное пятно не обработать, кислотный налет начнет разрушать вашу эмаль. Этот процесс делает вашу эмаль мягкой и пористой, что может вызвать чувствительность зуба. Это начало зубной полости, которую невозможно восстановить в домашних условиях.В случае кариеса на ранней стадии стоматолог, скорее всего, порекомендует пломбу.

Третий этап: основная чувствительность

Если не лечить полость, бактерии могут полностью проникнуть через эмаль. Вещество под эмалью называется дентин , он более мягкий и чувствительный. Когда кариес достигнет вашего дентина, вы почувствуете повышенную чувствительность, а также боль при жевании. На этой стадии кариеса ваш стоматолог, вероятно, порекомендует большую пломбу или, возможно, зубную коронку.

Четвертая стадия: болезненная инфекция

В центре зуба находится мягкая масса пульпы зуба. Если бактерии пройдут через дентин без лечения, пульпа будет инфицирована. Это называется инфекцией корневого канала, которая может повредить нервы у корня зуба. На этой стадии кариеса вы почувствуете сильную зубную боль и трудности при жевании. Чтобы вылечить инфекцию корневого канала, ваш стоматолог, скорее всего, проведет процедуру, известную как корневой канал . Во время корневого канала из инфицированного зуба выводится жидкость, удаляется разлагающаяся ткань и большая полость заполняется искусственным наполнителем.

Пятая стадия: набухший абсцесс

Последняя стадия разрушения зубов — самая серьезная и самая болезненная. Если оставить инфекцию корневого канала гноиться, разлагающиеся бактерии достигнут основания вашего корня. Эта стадия вызывает сильную боль и часто приводит к инфицированию других областей рта, таких как десны, челюстная кость и даже язык.Зубная инфекция пятой стадии потребует хирургического вмешательства и, возможно, удаления зуба.

Остановить разрушение зуба в его следах

Хорошая гигиена полости рта может предотвратить появление кариеса. Регулярная чистка зубной нитью и щеткой, а также обработка фтором могут помочь предотвратить гниение и обратить вспять потерю минералов. Сведение к минимуму потребления сахара также может уменьшить образование зубного налета.

Регулярные походы к стоматологу — не реже двух раз в год — рекомендуются для предотвращения ранней стадии кариеса.В случае кариеса, который уже достиг стадии кариеса, потребуется клиническая процедура, чтобы восстановить зубы.

Для решения всех ваших стоматологических проблем Espire предлагает ориентированную на пациента стоматологическую помощь в спокойной атмосфере. Чтобы предотвратить или лечить кариес, позвоните нам или посетите одно из наших четырех офисов в метро Денвера.

3D визуализация подповерхностной стоматологии с использованием усовершенствованной усеченной корреляционно-фототермической когерентной томографии

Обзор eTC-PCT

Установка для визуализации eTC-PCT показана на рис.1. Образец помещается на платформу формирования изображений в фокусе средней ИК-камеры. Камера регистрирует фототермическую эволюцию образца после воздействия лазерного импульса с линейной частотной модуляцией (LFM) с диаметром падающего луча ~ 24 мм и длительностью импульса возбуждения от 20 мс до 80 мс, в зависимости от желаемой глубины обнаружения. Соответствующая плотность энергии на импульс, использованная в этом исследовании, варьировалась от ~ 0,26 Дж / см ² до максимальной ~ 1,03 Дж / см ² для импульса длительностью 80 мс, что привело к максимальному увеличению температуры на 0.8 ° C в пульпе зуба после полного щебета. Значения плотности энергии соответствуют требованиям MPE и, в частности, составляют менее 50% MPE для более коротких импульсов. Длительность импульса значительно меньше времени тепловой релаксации, что приводит к процессу локализации термоограниченного поглотителя. Вкратце, в eTC-PCT эталонный ЛЧМ-сигнал генерируется на основе ЛЧМ-сигнала возбуждения, а затем для каждого пикселя изображения синтезированный эталонный ЛЧМ-сигнал коррелируется с сигналом фототермической релаксации этого пикселя, записанным средним датчиком. ИК-камера.Взаимная корреляция (CC) развивается по мере того, как термофотонные волны, генерируемые внутри образца, достигают исследуемой поверхности кондуктивно, радиационно или в комбинации ^26,27 . Эти тепловые переходные процессы несут информацию о морфологии, оптических и тепловых свойствах слоев под поверхностью, при этом информации от более глубоких слоев требуется больше времени, чтобы добраться до поверхности ³⁴ . CC рассчитывается во временных интервалах, определяемых «шириной среза», W _T , и «единицей инкрементальной задержки», d , где W _T управляется оператором и используется для расчета d (рис.2). Затем вычисленная CC усекается фильтром временного стробирования, чтобы предоставить информацию с разрешением по глубине. Наконец, для каждого d компиляция данных из всех пикселей приводит к двумерному «срезанному» изображению с разрешением по глубине, а компиляция двухмерных срезов приводит к трехмерной модели образца. Таким образом, для каждого пикселя были сгенерированы три контрастных канала CC, которые использовались для текущего исследования: пик амплитуды, фаза и время задержки нулевой фазы ²⁶ . В eTC-PCT канал амплитуды коррелирует с интенсивностью сигнала тепловой релаксации, в то время как каналы на основе фазы коррелируют с разницей во времени прихода теплового сигнала на поверхность из разных точек внутри образца.Канал задержки с нулевой фазой представляет собой постобработку выходного сигнала фазы, коррелирующую информацию о фазе с нулевым чистым тепловым потоком в материале, таким образом выделяя области с наибольшим генерированием теплового сигнала (например, границы материала и воздуха) в условиях, эквивалентных изолирующие границы.

Схема экспериментальной установки eTC-PCT.

Расчет среза eTC-PCT. ( a ) Типичный необработанный сигнал тепловой релаксации, зарегистрированный ИК-камерой для одного пикселя (синий), и соответствующий синтезированный эталонный чирп после блока задержки d _n (оранжевый).Ширина среза W _T выбирается оператором, и блок задержки d _n увеличивается как кратное «n» от W _T , где «n» — номер среза. Взаимная корреляция рассчитывается для каждого d _n . ( б) Типичный результат кросс-корреляции синтезированного сигнала опорного ЛЧМ сигнала и ИК тепловой релаксации для одного пикселя при г = 0 (то есть начальный срез с п = 0). Обратите внимание на очень узкую FWHM CC, ключевую особенность высокого осевого разрешения eTC-PCT, несмотря на диффузионный характер тепловой волны.

Важно отметить, что осевое разрешение eTC-PCT определяется как составом образца, так и W _T . Более длинный W _T , используемый в этом исследовании, будет компилировать данные из большего количества записанных кадров для вычисления CC для каждого пикселя в каждое время задержки и, таким образом, приведет к более высокому контрасту и SNR за счет снижения осевого разрешения. .

Поскольку диаметр падающего лазерного луча в нашей установке значительно больше, чем длина термодиффузии внутри материала, тепловую волну можно рассматривать как одномерную.{x} erfc (\ sqrt {x}) \) с erfc , обозначающим дополнительную функцию ошибок. μ _tr , μ _IR и μ _eff — коэффициент переноса, коэффициент поглощения ИК-излучения и эффективный коэффициент ослабления \ (\ sqrt {3 {\ mu} _ { tr} {\ mu} _ {a}} \) соответственно. Константы A , B и C определены в исх. ²⁵ . В этом исследовании сигнал возбуждения ( Exc ) представляет собой импульсную форму волны с линейной частотной модуляцией (LFM), где ω ₁ и ω ₂ — начальная и конечная угловые частоты, r = ( ω ₂ — ω ₁ ) / T — это скорость развертки, а T — период LFM чирпа. m = 0, 1, 2,… p , где p + 1 — количество генерируемых импульсов. δ — дельта-функция Дирака.

Визуализация зубов

В данном исследовании использовались четыре удаленных коренных зуба человека с разными состояниями, каждый с разной степенью здоровья, показанные на рис. 3 (a, b), 4 (a), 5 (a) и 6 (a, b). . Визуальная оценка и ранжирование проводились с использованием критериев ICDAS II («Международная система выявления и оценки кариеса») ³⁶ .Два стоматолога, обученные использованию системы визуальной оценки ICDAS II, независимо друг от друга оценили поверхность каждого зуба. Образец зуба 1 имел большое кариозное поражение, проявившееся в виде «ямки» или «полости», видимой только с дистальной поверхности. Самая глубокая точка поражения была измерена с помощью штангенциркуля, чтобы иметь «толщину стенки» примерно на 1,6 мм ниже мезиальной поверхности эмали, которая является отображаемой поверхностью. Мезиальная и дистальная поверхности получили 3 и 6 баллов по шкале ICDAS II соответственно. Образец зуба 2 имел слабые следы кариеса на мезиальной поверхности, как видно в видимом свете.Этому образцу был присвоен балл по ICDAS II, равный 1. Кроме того, с использованием микро-КТ (μCT) в качестве неразрушающего золотого стандарта образец был определен как имеющий начальный кариес во внешней половине эмали, что соответствует его классификации ICDAS II. ³⁷ . Наличие раннего кариеса также было подтверждено с помощью системы PTR-LUM Canary. Образец зуба 3 был здоров, что подтверждено визуальной оценкой 0 с помощью системы ICADS II, рентгеновского снимка и системы Canary. Образец зуба 4 имел реставрацию из амальгамы, видимую только с окклюзионной поверхности зуба 2.Расстояние 3 мм ниже мезиальной поверхности и 3,8 мм ниже язычной поверхности. Этому образцу была присвоена оценка 0 по ICDAS II. Образцы были выбраны для изучения возможностей eTC-PCT для различных стоматологических сценариев. Во всех случаях исследуемые поражения либо располагались на изображаемой поверхности (ранний кариес на образце 2), либо визуально скрывались за отображаемой поверхностью (образцы 1 и 4).

eTC-PCT Трехмерная реконструкция развитого распада. ( a — c ) Покажите мезиальную и дистальную поверхности образца 1 вместе с его рентгеновским изображением соответственно.Опрашивалось только мезиальное лицо. Образец 1 показывает большое кариозное поражение, похожее на полость, видимое только с дистальной поверхности, с толщиной внутренней стенки 1,6 мм позади мезиальной поверхности. ( d ) Показывает несколько образцов томографических срезов eTC-PCT данных с нулевой фазовой задержкой для этого зуба. Эволюция томографического кросс-корреляционного изображения среза от мезиальной поверхности внутрь показана слева направо, как показано горизонтальной стрелкой. ( e — g ) Трехмерная реконструкция образца 1 с использованием томографических срезов eTC-PCT из данных канала амплитуды, фазы и времени задержки нулевой фазы соответственно.Для всех каналов: в строке I показано мезиальное лицо. Строка II представляет собой поперечный разрез реконструированной 3D-модели, разрезанный по линии L, как отмечено на изображениях строки I. Степень поражения внутри зуба видна на поперечном срезе. Обратите внимание, что масштабирование по оси Z в этой строке отличается для лучшей визуализации. Строка III представляет собой поворот 3D-модели на 180 градусов в программном обеспечении, демонстрирующий реконструированную дистальную часть лица образца. Данные четко демонстрируют возможности томографического 3D-моделирования eTC-PCT.Асимметричные границы поражения, видимые в видимом свете, реконструируются в 3D-модели. Столбец канала с нулевой фазой и временем задержки ( g ) обеспечивает наилучшее структурное моделирование и возможность определения границ благодаря своему уникальному свойству четкого отображения момента / глубины нулевого чистого теплового потока для каждого пикселя. Цветные полосы имеют произвольные единицы.

Применение eTC-PCT при раннем кариесе. ( a , b ) Покажите исследуемую мезиальную поверхность образца 2 и ее рентгеновское изображение, сделанное перпендикулярно кариозной поверхности.( c ) Изображение сагиттального микро-КТ-среза, показывающее расположение и степень кариеса. В общей сложности 4 области интереса отмечены в ( a – c ) цветными стрелками: начальный кариес (не виден на рентгеновских снимках), эмаль и дентин, покрытый эмалью, и скрытая трещина (видна только на рентгеновских снимках). ). ( d – f ) Представьте трехмерную реконструкцию на основе данных канала амплитуды, фазы и времени нулевой фазы задержки eTC-PCT соответственно. Направление изображения относительно кариозной поверхности аналогично рентгеновскому.Кариозная область отчетливо видна во всех трех каналах, причем канал амплитуды демонстрирует более мелкие детали по сравнению с каналами на основе фазы. Скрытая трещина видна на выходах амплитудного и фазового каналов. Для всех каналов: в строке I показано опрошенное мезиальное лицо. Строка II представляет собой поперечный разрез реконструированной 3D-модели, разрезанный по линии L, как отмечено на изображениях строки I. Видно, что кариес распространяется внутри зуба по поперечному сечению. ( г, h ) Представьте нанесенные на график данные амплитуды и фазы eTC-PCT для здоровой эмали, здорового дентина, покрытого эмалью, и кариеса.Кариозная область демонстрирует наиболее отчетливый сигнал с наибольшей начальной амплитудой и наименьшей начальной фазовой задержкой (до номера среза ~ 45, до подъема и насыщения после среза с номером ~ 65) с минимальным шумом по сравнению с двумя другими областями. ( i — k ) Покажите примеры необработанного ИК-сигнала тепловой релаксации из каждой области с кариесом, имеющим самое высокое отношение сигнал / шум из-за значительно более высокого поглощения фотонов. Покрытый эмалью дентин демонстрирует меньший шум в сигнале релаксации по сравнению с чистой областью эмали из-за наличия дентинового нижнего слоя с более высоким коэффициентом поглощения.Этот образец демонстрирует способность eTC-PCT для высококонтрастного профилирования раннего кариеса зубов перпендикулярно направлению визуализации, когда рентгеновские лучи нечувствительны в том же сценарии. Цветные полосы имеют произвольные единицы.

Результаты eTC-PCT для здоровых зубов. ( a, b ) Покажите исследуемую поверхность образца зуба 3 и его рентгеновское изображение. Этот образец является здоровым, что подтверждается визуальным осмотром клинического стоматолога, рентгеном и системой Canary. ( c, d ) Покажите образцы срезов томографических реконструкций eTC-PCT амплитудных и фазовых данных для этого образца.Эволюция изображения среза томографической взаимной корреляции от поверхности внутрь показана слева направо, как показано горизонтальной стрелкой. Цемент зуба виден с высоким контрастом из-за его высокой абсорбции на длине волны 808 нм. На коронке зуба, кроме естественной поверхностной ямки (красная стрелка), видимой на начальных срезах кросс-корреляции, на изображении eTC-PCT не наблюдается никаких других заметных особенностей. Это связано с относительной прозрачностью здоровой эмали на длине волны 808 нм. ( e , f ) Покажите графики амплитуды и фазы eTC-PCT для эмали, покрытого эмалью дентина и цемента.Области на коронке здорового зуба показывают низкую амплитуду и сильно зашумленные фазовые данные с большим запаздыванием. Цемент с высокой абсорбирующей способностью демонстрирует значительно более высокую амплитуду и заметно меньше зашумленных фазовых данных с меньшей начальной фазовой задержкой.

Применение eTC-PCT для зубов с пломбировкой из амальгамы. Окклюзионная ( a ) и проксимальная ( b ) поверхности, а также рентгеновское изображение ( c) образца 4. Этот образец содержит пломбу из амальгамы (красная стрелка), видимую только с окклюзионной поверхности, на расстояние 2.3 мм за проксимальной поверхностью и 3,8 мм за язычной поверхностью. ( d ) и ( e ) 3D-реконструкция образца на основе данных амплитуды и фазы eTC-PCT, соответственно, для визуализации проксимальной поверхности. В строке I показана исследуемая проксимальная поверхность. Во втором ряду модель повернута на 180 градусов. Из-за того, что в амплитудный канал вкладывается как радиационная, так и кондуктивная информация о теплопередаче, сильно поглощающая амальгама видна на всех амплитудных срезах.Однако фазовые данные основаны исключительно на проводящей, зависящей от времени информации, и, таким образом, заполнение становится видимым в этом канале в последних срезах. Яркая область внизу — это цемент зуба из-за его высокого коэффициента поглощения на нашей длине волны возбуждения. ( f ) и ( g ) показывают по одному срезу (ширина среза = 60 мс) из каждого из амплитудных и фазовых каналов результатов визуализации eTC-PCT для язычной поверхности образца 4. Заполнение находится на расстоянии ~ 3,8 мм. ниже этой поверхности и виден в выходных данных eTC-PCT (обозначен красной стрелкой).Этот результат демонстрирует как способность eTC-PCT обнаруживать этот материал, так и диапазон его глубины проникновения. Цветные полосы имеют произвольные единицы, если не указано иное.

Как подробно описано в разделе, посвященном методам, для каждого образца диапазон и продолжительность развертки частоты лазерного чирпа (от 12 с для здоровых зубов и раннего кариеса до 80 с для высокодетализированной 3D-реконструкции), длительность импульса возбуждения (в диапазоне от 20 мсек). и 80 мс) и реконструкция W _T (в диапазоне от 10 мс до 60 мс), были выбраны для оптимального сочетания контраста изображения и осевого разрешения.В общем, более низкие частоты (приводящие к большей длине термодиффузии), более длинная ширина импульса возбуждения (большее количество вложенной энергии) и большая длительность чирпа (давая достаточно времени для прибытия информации на поверхность) использовались для оценки проникновения на глубину и возможности высокоточной структурной характеризации eTC-PCT в зубах. Напротив, более высокая частота и более короткая длительность щебета достаточны для визуализации приповерхностных поражений, таких как ранний кариес.

На рисунке 3 представлены результаты визуализации eTC-PCT для мезиальной поверхности образца 1, а также выявляется подповерхностная структура, скрытая за отображаемой поверхностью, при вращении трехмерной томографической реконструкции зуба. Сложная структура этого образца, как видно на изображениях в видимом свете (рис. 3 (a, b)), дает возможность ясно продемонстрировать томографическую природу данных eTC-PCT и их возможности трехмерной реконструкции. С этой целью на рис. 3 (d) представлен ряд репрезентативных срезов CC eTC-PCT для образца 1.Эти срезы реконструируются с использованием данных канала задержки с нулевой фазой и демонстрируют эволюцию выходных сигналов системы на основе тепловых данных из все более глубоких подземных точек. Все каналы eTC-PCT предоставляют срезанные томографические данные, которые затем могут быть использованы для восстановления трехмерной модели. В трехмерных реконструкциях как амплитудного, так и фазового канала, рис. 3 (e.I – f.III), границы поражения можно наблюдать в поперечной плоскости через зуб в виртуальном поперечном сечении, обозначенном линией L.Кроме того, видимые асимметричные очертания полостеподобного поражения на дистальной поверхности, рис. 3 (b), также были захвачены обоими каналами, как видно на повернутых на 180 ° рис. 3 (e.III) и 3 ( f.III). Красными и черными стрелками отмечены две характерные, различимые точки интереса, которые видны как на изображениях в видимом свете, так и на реконструкциях eTC-PCT. Данные канала времени задержки с нулевой фазой обеспечивают наиболее визуально точную структурную характеристику подповерхности зуба с беспрецедентной истинной трехмерной реконструкцией структуры поражения, включая самое четкое определение различных границ твердых тканей зуба на сегодняшний день, как показано на Инжир.3 (g.I – g.III).

Высокий контраст между неповрежденной тканью зуба и поражением в амплитудных и фазовых каналах обусловлен двумя наложенными друг на друга и взаимно усиливающими факторами: меньшая фазовая задержка; и б) сильно сниженная теплопроводность поражения. Оба они способствуют увеличению контраста фототермического сигнала. В канале времени задержки с нулевой фазой ограничение энергии тепловой волны в области поглощения очерчивает границу, на которой чистый тепловой поток становится равным нулю, что приводит к четкому отображению морфологии границ, как на рис.3 (g.III), в отличие от диффузных границ, наблюдаемых на обычных термографических изображениях.

Результаты визуализации мезиальной поверхности образца 2 с кариесом эмали представлены на рис. 4. Визуализация в видимом свете, eTC-PCT и рентгеновские снимки проводились на коронковой плоскости зуба (т. Е. Направление визуализации перпендикулярно кариозному поверхность). На изображении мезиальной поверхности образца в видимом свете, рис. 4 (а), цветными стрелками отмечены образцы от каждого из ранних кариесов (красный), эмали (зеленый) и покрытого эмалью дентина (синий).Скрытая трещина видна на рентгеновском снимке (рис. 4 (б)) и отмечена оранжевой стрелкой. Ранний кариес на рентгеновском снимке не виден. Результаты μCT-сканирования представлены на рис. 4 (c), где проксимальный кариес виден на сагиттальном изображении зуба. μCT подтверждает наличие начального кариеса во внешней половине эмали (красная стрелка). На рисунке 4 (d.I – f.II) показаны реконструкции eTC-PCT этого образца в каналах амплитуды, фазы и времени задержки нулевой фазы, соответственно.Кариозная область хорошо видна во всех каналах из-за высокой степени поглощения фотонов. Малая глубина кариеса эмали, видимая на этих изображениях, соответствует результатам μCT, подтверждая профилометрические возможности eTC-PCT в визуализации кариеса. Мелкие детали скрытой трещины лучше всего видны в амплитудном и фазовом каналах. Канал времени задержки с нулевой фазой четко коррелирует с амплитудными и фазовыми каналами в областях с высоким поглощением, приближаясь к нулю при кариесе (красная стрелка) или к нулю в скрытой трещине (отображается как пустое пространство, отмеченное оранжевой стрелкой).

Послойное изменение выходных сигналов из амплитудных и фазовых каналов показано на рис. 4 (g, h). Замечено, что фазовая задержка увеличивается с увеличением номера среза по мере увеличения глубины. И наоборот, мы ожидаем, что амплитуда будет максимальной на изображении поверхности и будет падать с увеличением глубины в образце. Кариозная область демонстрирует гораздо более высокую начальную амплитуду сигнала, значительно меньшую начальную фазу задержки до возможного подъема из-за увеличения глубины и последующего насыщения, а также наименьший шум по сравнению с другими областями.Это прямой результат значительного поглощения света в кариозных областях на выбранной нами длине волны 808 нм. Области дентина, покрытые эмалью и эмалью, сравнительно прозрачны для этой длины волны, что приводит к пограничному поглощению фотонов и генерации тепловых волн. Это приводит к значительно меньшей амплитуде eTC-PCT и сильно зашумленным фазовым данным с большим начальным запаздыванием. Необработанные ИК-сигналы от 3 отдельных пикселей, каждый из которых принадлежит одной из вышеупомянутых областей и записывается ИК-камерой, показаны на рис.4 (i – k). В области дентина, покрытой эмалью, ИК-сигнал, рис. 4 (j), имеет более высокое отношение сигнал / шум по сравнению с ИК-сигналом чистой области эмали, рис. 4 (i), из-за меньшей температуропроводности дентина по сравнению с эмаль, вызывающая неглубокую локализацию ^38,39 .

Образец 3 демонстрирует визуализацию здорового зуба методом eTC-PCT. Рамка изображения для этого образца была настроена так, чтобы включать коронку и корень зуба, рис. 5 (а). Трехмерная реконструкция для этого образца была труднодостижимой, поскольку, как упоминалось выше, здоровая эмаль и покрытый эмалью дентин относительно прозрачны для длины волны 808 нм, обеспечивая низкую амплитуду контраста и зашумленные фазовые данные с большой задержкой.Цемент, с другой стороны, сильно поглощает на этой длине волны, что приводит к более высоким начальным значениям амплитуды и меньшему запаздыванию фазы. Выходные срезы выборки eTC-PCT с использованием амплитудных и фазовых каналов представлены на рис. 5 (c, d) соответственно. Естественное углубление на поверхности (ямка), отмеченное красной стрелкой на исследуемом лице, также наблюдается на мелких (с ранней задержкой) амплитудных и фазовых изображениях. Эти данные также нанесены послойно для всех срезов на рис. 5 (e, f). В этом случае время задержки с нулевой фазой не дает данных о контрасте от непоглощающих рассеивающих сред (т.е.е. неповрежденная эмаль), которую можно использовать для реконструкции изображения.

Образец 4, рис. 6 (a, b), используется для оценки глубины проникновения стоматологического eTC-PCT путем сравнения выходных изображений с местоположением амальгамной пломбы, измеренным в видимом свете. Здесь показана одна из исследуемых сторон образца 4 (проксимальная поверхность), а также пломба из амальгамы, причем последняя видна только с окклюзионной поверхности. На рис. 6 (d, e) показана трехмерная реконструкция данных амплитуды и фазы eTC-PCT для этого образца, где заливка отмечена красной стрелкой.Эта реконструкция была создана на основе данных визуализации проксимального отдела лица с заполнением на глубине ~ 2,3 мм ниже этой поверхности. Примечательно, что в то время как заливка отчетливо видна только на нескольких последних срезах фазовых данных, она видна практически на всех срезах амплитуды, несмотря на ее глубину ниже исследуемой поверхности. Это наблюдение будет исследовано в разделе обсуждения ниже и интерпретируется вместе с рис. 6.

Заполнение также было обнаружено на лингвальной поверхности образца на еще большей глубине проникновения ~ 3.8 мм, рис.6 (е, ж). Однако этот случай оказался непригодным для 3D-реконструкции. Значительно более высокое энерговыделение из-за большей длительности импульса, используемой для глубокого проникновения (80 мс), а также использования большей ширины среза (60 мс) для увеличения контрастности сигнала от более глубокого проникновения в образец, значительно снизили свойства разрешения по глубине и осевое разрешение изображений eTC-PCT — оба требования для правильной 3D-реконструкции.

(PDF) Обнаружение кариеса на панорамных рентгеновских изображениях зубов с использованием нейронной сети обратного распространения

Авторские права © 2016 IJECCE, Все права защищены

252

Международный журнал электронных коммуникаций и компьютерной инженерии

Том 7, выпуск 5, ISSN (Online): 2249–071X

некоторая емкость величия.В тестах сам наклон

величия по большей части дает лучшие результаты.

Различные альтернативы веса голосования

могут включать квадратный корень или квадрат угла наклона

величия или некоторую сокращенную форму размера [14, 15].

Третий шаг — представить изменения в освещении и контрасте

(дескриптор препятствует), качество наклона должно быть стандартизовано в частном порядке

, что требует объединения телефонов

в более крупные, пространственно соединенные квадраты.Тогда дескриптор

HOG представляет собой связанный вектор частей

стандартизованных гистограмм ячеек из большей части

квадратных областей. Эти части обычно охватывают

, подразумевая, что каждая ячейка более одного раза вносит вклад в последний дескриптор

. Существуют две основные геометрии фигур:

прямоугольных квадратов R-HOG и круглых квадратов C-HOG.

частей R-HOG в большинстве своем представляют собой квадратные сети,

связаны по трем параметрам: количество ячеек на

мешающих, количество пикселей на ячейку и количество

каналов на гистограмму ячейки.

Четвертый шаг — нормализация блока. Существует

различных методов нормализации блоков. Пусть ν не

нормализованный вектор, содержащий всю гистограмму в данном блоке,

νk будет его k-нормой для k = 1, 2 и e будет некоторой небольшой константой

(значение которой не повлияет на результаты). Затем применяется нормализация

[12, 16].

III. T

HE

P

ROPOSED

M

ETHOD

Целью предлагаемой модели является достижение более высокой производительности

, которая может быть невозможна у предыдущего исследователя

для обнаружения кариеса (кариеса).Фазы предлагаемой системы

показаны на рисунке 3. Здесь предложен метод

для изменения размера медицинского изображения зуба, чтобы он был

, подходящим для улучшения и извлечения функции в простом

, и на следующем рисунке хорошо поясняется общий процесс в

предлагаемого метода.

Сегментация и интересующая область на этом этапе выполняется

верхней и нижней челюсти и зуба, входные изображения

на этом этапе являются изображениями челюсти после изменения размера.Проблема

входных изображений состоит в том, что они содержат только челюсть

и зуб, но в большинстве случаев все изображения

содержат соответствующий дополнительный фон.

Здесь применяется метод обрезки для выделения интересующей области

. Теперь, после преобразования изображения в RGB, к изображению применяется порог

путем присвоения пикселям Jaws значения «1»

, а всем остальным пикселям — «0», так что результирующее двоичное изображение

подходит для извлечения признаков.Предварительная обработка

увеличила контраст изображения, выделив темные

областей и светлые области исходного изображения. В другом случае

предварительная обработка зубов, которые присутствовали в исходном изображении

, которое уже не контрастирует с остальной частью

, изображение имеет тенденцию исчезать с реализацией предварительной обработки

. Это происходит только в некоторых случаях из-за низкого качества

входного изображения, которое снижает эффективность предварительной обработки

.После двоичных файлов изображение

предназначено для выделения признака кариеса (кариеса).

(HOG)

, потому что внешний вид и форма локального объекта часто могут быть

, довольно хорошо охарактеризованными распределением локальных

градиентов интенсивности или краевых направлений, лучшая инвариантность к

освещению и затемнению. Полезно контрастировать —

нормализовать локальные отклики и накапливать локальную «энергию» гистограммы

по более крупным областям («блокам»).

Была принята трехуровневая сетевая топология с сигмоидной функцией

в качестве передаточной функции. Уровень ввода

состоит из группы блоков обработки, которые отвечают за прием данных, импортированных в сеть,

. Входные данные

— это нормализованные коэффициенты автокорреляции, которые хорошо отражают межпиксельную корреляцию в изображении разрушенного зуба

. Скрытый слой соединяет входной слой с выходным слоем

.В выходном слое

есть одна узловая точка, указывающая на распад или без обозначения 0 или 1.

IV. E

XPERIMENTAL

R

ESULTS

Предлагаемый фреймворк был имплантирован и разработан

с использованием Matlab 2014b x64 bit в компьютерной системе со специфическими функциями

. Эти функции были классифицированы как

Аппаратное обеспечение, включая процессор Intel, 2,0 ГГц и 64-разрядную архитектуру

, а не Windows 7 Home Edition как программную платформу

.Предлагаемая система основана на использовании набора данных

.

экспериментов с ИНС имеют следующую конфигурацию

, показанную в таблице I, которая описывает общее количество экземпляров

, используемых для оценки. Где процент ошибок —

, определяемый как доля ошибочно классифицированных образцов. В

, где значение 0 означает отсутствие ошибочной классификации, а 100

представляет собой максимальное значение неправильной классификации.

Точность — еще один критерий, используемый для измерения производительности

нашей системы.Это описание уровня измерения

, которое дает согласованные результаты при повторении.

Это связано с понятием «случайная ошибка», форма

ошибки наблюдения, которая приводит к несогласованности измеряемых значений

при повторении [9]. Точность

значений различных фаз показана в Таблице II и на Рисунке 4

последовательно.

Рабочая характеристика приемника (ROC), или кривая ROC

, представляет собой графический график, который иллюстрирует производительность

системы двоичного классификатора при изменении ее порога дискриминации

.Кривая на рисунке 5 построена с помощью

, отображающего процент истинных положительных (TPR) против ложных

положительных результатов (FPR) при различных настройках порога. Истинный —

положительных результатов также известен как чувствительность,

или отзыв в машинном обучении. Частота ложных срабатываний составляет

, также известная как выпадение, и может быть рассчитана как (специфичность 1–

) [8].

Другой используемой мерой является метод кросс-энтропии (СЕ)

показан на рис.6. Это новый общий подход к комбинаторной и многосторонней оптимизации

и рассчитывается редкое моделирование событий

в соответствии с CE [17].

V. C

ВКЛЮЧЕНИЕ

В этой статье мы предложили эффективную нейросеть

диагностическую систему кариеса, в которой нормализованные

коэффициенты автокорреляции использовались для различения

разрушенных и нормальных зубов. Алгоритм обратного распространения

был использован для построения весов для нейронного сетевого классификатора

в этой системе.Результаты экспериментов

показали, что кариес и нормальные зубы могут быть

SOPROLIFE | ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ КАМЕРЫ | ИЗОБРАЖЕНИЕ

Выберите темуКак работает SOPROLIFE? УстановкаПодготовка пациента и возможные противопоказанияПодготовка камерыИнтерпретация данныхМанипуляцияПрограммное обеспечениеОчисткаГарантия

Увеличение, режим помощи при диагностике, режим помощи при лечении … Чтобы знать все о функционировании нашего флуоресцентного стоматологического устройства визуализации.

Как работает SOPROLIFE?

Синие светодиоды, которые мы выбрали, излучают свет с длиной волны 450 нм. Эта длина волны возбуждает дентин, который, в свою очередь, посылает световой сигнал, называемый флуоресценцией. Отраженный сигнал флуоресценции очень мал (низкая интенсивность) по сравнению с интенсивностью 450 нм, посылаемой синими светодиодами.

Какая польза от режима помощи при диагностике и лечении?

Если режим лечебной помощи используется для целей диагностики, мы получим на экране усиление красного цвета и, таким образом, получим множество «ложных предупреждений» из-за органических отложений во рту пациента.Все эти органические отложения генерируют не очень светлый сигнал красной флуоресценции. Если бы режим II использовался для обнаружения кариеса, необходимо было бы полностью очистить полость рта, чтобы избежать этих «ложных предупреждений». Режим помощи при диагностике, гораздо менее чувствительный ко всем этим органическим отложениям, позволяет избежать этих «ложных срабатываний».

Увеличивает ли SOPROLIFE больше, чем у микроскопа?

Да, SOPROLIFE может увеличивать изображение в 115 раз. Можно ли использовать SOPROLIFE в качестве классической внутриротовой камеры? Да, SOPROLIFE — единственная концепция в мире, предлагающая два разных видения.Режим дневного света позволяет стоматологу использовать SOPROLIFE в качестве внутриротовой камеры при белом свете для общения со своим пациентом. Качество изображения, обеспечиваемого SOPROLIFE при белом свете, превосходит другие внутриротовые камеры.

Адаптация к вашему стоматологическому креслу, замена вашей камеры SOPRO на SOPROLIFE, выбор монитора… Чтобы узнать, как установить наше флуоресцентное стоматологическое устройство визуализации

Можно ли установить SOPROLIFE на мое стоматологическое кресло?

Да, мы поставляем специальные соединительные док-станции для интеграции SOPROLIFE в большинство стоматологических установок.

Можно ли использовать SOPROLIFE в нескольких кабинетах?

Если вы работаете в нескольких комнатах для осмотра, каждая из них может быть оборудована док-станцией, связанной с компьютером или видеоэкраном, имеющимся в этой комнате, чтобы вы могли носить и использовать SOPROLIFE в каждой из комнат для осмотра.

Можно ли использовать SOPROLIFE на простом видеомониторе или телевизоре?

Да, SOPROLIFE может поставляться с док-станцией с выходами Video и S-Video.

Могу ли я обменять мою бывшую камеру SOPRO на SOPROLIFE одним щелчком мыши?

Если у вас уже есть Sopro 595, Sopro 617 или Sopro 717, вы можете подключить насадку SOPROLIFE к вашей нынешней установке без каких-либо настроек параметров.

SOPROLIFE не требует специальной подготовки для вашего пациента и не противопоказан.

Нужно ли наносить на зубы специальный продукт перед использованием SOPROLIFE?

№

Нужно ли нам систематически чистить все зубы перед использованием SOPROLIFE?

Нет, чистить перед первой диагностикой в ​​«режиме I» SOPROLIFE бесполезно. Рекомендуется очистить бикарбонатом натрия подозрительные трещины, чтобы подтвердить наличие кариозного сигнала.

Опасен ли синий свет от SOPROLIFE для пациента или стоматолога?

Нет, SOPROLIFE не излучает ультрафиолетовые волны.

Рекомендуется ли препарат SOPROLIFE детям и беременным женщинам?

Да, конечно.SOPROLIFE не содержит ионизирующих лучей и является идеальным средством диагностики кариеса для детей и беременных женщин.

Устройство стоматологической флуоресцентной визуализации SOPROLIFE — это настоящая «включай и работай». Только его наконечники необходимо стерилизовать в автоклаве.

Необходимо ли калибровать SOPROLIFE перед использованием?

№

Можно ли стерилизовать SOPROLIFE в автоклаве?

Нет. SOPROLIFE следует использовать с внутриротовыми барьерами, поставляемыми с продуктом.Вы можете обратиться к своему дилеру для приобретения других стоматологических барьеров.

Можно ли стерилизовать черные наконечники в автоклаве?

Да, их можно стерилизовать при 134 ° C — 2 бара — 18 минут. Тем не менее, мы советуем вам менять эти советы примерно после пятидесяти циклов стерилизации.

Ознакомьтесь с цветами, отображаемыми на экране вашего стоматологического устройства визуализации с помощью флуоресценции, чтобы поставить стоматологический диагноз.

Что представляют собой белые, синие, красные или черные области, которые можно увидеть на зубе?

В зависимости от патологии зуба (деструктурированная эмаль, пораженный дентин, трещина с трещинами, наличие коронки…), сигнал флуоресценции дентина будет разным (более слабый, более темный, более красный, отсутствующий…)

Выдает ли SOPROLIFE «ложные предупреждения»?

Когда SOPROLIFE излучает красную флуоресценцию в трещине, это связано либо с кариесом, либо с органическими отложениями.В этом случае рекомендуется чистка (воздушная абразия, связанная с бикарбонатом натрия) только в подозрительной трещине, чтобы избежать ложной тревоги.

Почему зуб на экране зеленый?

Спектр сигнала флуоресценции (назовем его «его цвет») скорее зеленый, когда дентин здоров, и красный / темный, когда дентин инфицирован.

Почему уровень интенсивности сигнала флуоресценции +/- высокий от одного пациента к другому?

Свет должен пересекать эмаль, чтобы возбуждать дентин.После этого возбуждения дентин посылает обратно сигнал флуоресценции, который должен пересекать эмаль для интерпретации. Чем толще эмаль, тем слабее сигнал флуоресценции. Интенсивность зеленого света будет слабее и постепенно будет окрашиваться в синий цвет (из-за прохождения сквозь эмаль). Так обстоит дело с куспидом

Использование прилагаемых наконечников, использование кнопок и других устройств… Чтобы узнать, как управлять стоматологическим визуализирующим устройством с помощью флуоресценции.

Как используются кнопки I и II на насадке SOPROLIFE?

Для перехода из режима I (диагностика) в режим II (лечение), а также в режим дневного света (белый свет).

Какая польза от черных наконечников, поставляемых с SOPROLIFE?

Защитный наконечник позволяет изолировать SOPROLIFE от любого внешнего света во время его использования в режиме флуоресценции. Также рекомендуется перемещать свет от сциалита так, чтобы он не направлялся в рот пациента.

Как остановить кадр?

SOPROLIFE оснащен SoproTouch (торговая марка Sopro). Вам просто нужно почистить SoproTouch, как только выбранное изображение появится на экране. Изображение автоматически останавливается на экране и сохраняется в вашем программном обеспечении, если оно настроено соответствующим образом. Если вы предпочитаете использовать педаль дистанционного управления, а не SoproTouch, чтобы заморозить изображение, вам просто нужно подключить педаль (входит в комплект поставки) к док-станции (если она оборудована входом для педали).В этой конфигурации SoproTouch заблокирован.

Совместимость вашего SOPROLIFE, поставляемого программного обеспечения … Чтобы узнать всю программную часть вашего стоматологического устройства визуализации по флуоресценции.

Можно ли использовать SOPROLIFE с компьютером?

Да, потому что SOPROCARE может поставляться с док-станцией с выходом USB 2.0.

Какая конфигурация рекомендуется для Windows®?

Операционная система : Windows 10
Процессор: Intel Core i5
Память: 4 ГБ
Жесткий диск: 1 ТБ
Порты USB: 4 порта USB2 Hi-Speed ​​
Графическая карта: Набор микросхем Nvidia ® или ATI® 512 МБ памяти без общего доступа, совместимая с DirectX 9 или более
Набор микросхем USB: Intel или NEC / RENESAS
Разрешение экрана: 1280 x 1024 или более

Какая конфигурация рекомендуется для MAC ®?

Компьютер : iMac 27 дюймов
Операционная система: Mac OS X El Capitan
Процессор: Intel Core i7
Оперативная память: 4 ГБ

Можно ли использовать SOPROLIFE с моим текущим программным обеспечением для обработки изображений?

Да, SOPROLIFE совместим со всеми программами обработки изображений.

Поставляется ли SOPROLIFE с программным обеспечением для обработки изображений?

Да. Если у вас нет программного обеспечения для обработки изображений или вы хотите использовать программное обеспечение Sopro Imaging для удобства использования, оно поставляется с SOPROLIFE.

Почему программное обеспечение Sopro Imaging оснащено специальным модулем для SOPROLIFE?

Sopro Imaging предлагает, помимо стандартного режима получения изображений, режим получения и консультации, предлагающий полный стоматологический статус пациента.Этот статус также дает доступ к очень полезному режиму сравнения во время последующего наблюдения за пациентом во времени, а также к прямому доступу к консультации клинического буклета.

Совместима ли SOPROLIFE с Windows 7, 8 и 10?

Наши драйверы камеры будут загружаться и правильно работать под Windows 7, 8 и 10 как в 32-, так и в 64-битной среде. Не забудьте указать мастеру оборудования Microsoft использовать драйверы с компакт-диска или драйверы, загруженные с нашего веб-сайта.Вы можете получить предупреждение о том, что набор драйверов не подписан, но его можно проигнорировать.

Все о чистке и уходе за вашим SOPROLIFE.

Как чистить SOPROLIFE?

SOPROLIFE можно очищать дезинфицирующими салфетками (тип Septol от Pierre Rolland).

Какие чистящие средства запрещены на сайте SOPROLIFE?

Нет продуктов, содержащих аммиак, трихлорэтилен, дихлорэтилен, хлорид аммония, ароматические и хлоридные углеводороды, хлористый метилен, цетоны, которые могут повредить пластмассовые детали.

Можно ли стерилизовать черные наконечники в автоклаве?

Да, их можно стерилизовать при 134 ° C — 2 бара — 18 минут. Тем не менее, мы советуем вам менять эти советы примерно после пятидесяти циклов стерилизации.

Гарантийный срок

Каков гарантийный срок SOPROLIFE?

Стандартный гарантийный срок составляет 24 месяца.

Сравнение фотографической и визуальной оценки окклюзионного кариеса с гистологией в качестве эталона | BMC Oral Health

Рамановская спектроскопия в характеристике кариозных тканей зубов

Мариана Монтейро,

^a Лаборатория приборостроения, биомедицинская инженерия и радиационной физики (LIB-Phys), FCT, Лиссабонский университет NOVA, 2829-516 Капарика, Португалия
^b Физический факультет, Факультет наук и технологий, FCT, Лиссабонский университет NOVA, 2829-516 Капарика, Португалия.Электронная почта: [адрес электронной почты защищен]
^c Стоматологический факультет Лиссабонского университета, 1649-003 Лиссабон, Португалия

В этой работе мы демонстрируем пригодность конфокальной рамановской микроскопии для характеристики кариозных тканей зубов. Образцы эмали и дентина, представляющие кариозные поражения на разных стадиях прогрессирования, оценивали путем сравнения степени деполяризации симметричной растягивающейся полосы PO ₄ ^3– на 959 см ^–1 в разных тканях.Для оценки этих изменений были выполнены линейное и пространственное сканирование. Более того, полученные результаты сравнивались с поведением тканей при взаимодействии с ультрафиолетовым излучением, а именно с индуцированной флуоресценцией в некоторых тканях. Коэффициент деполяризации оказался ценным инструментом для распознавания деминерализации как эмали, так и дентина из-за кариеса. Анализ полос коллагена в образце дентина оказалось труднее оценить из-за высокой флуоресценции в кариозной области.

Введение

Большинство из нас, к сожалению, испытали кариес зубов. Это вызвано высвобождением кислот (в том числе молочной, уксусной, муравьиной и пропионовой) в результате бактериального метаболизма, которые проникают в зубы и растворяют минеральные вещества в тканях зубов. Этот минерал представляет собой карбонизированный гидроксиапатит со сложной кристаллической структурой, содержащий дефекты, который легко растворяется в кислоте. ¹ Действие кислоты запускает деминерализацию зуба на атомном уровне на кристаллической поверхности внутри эмали или дентина и может продолжаться до тех пор, пока не образуется полость.К счастью, слюна во рту обладает высокой буферной способностью и перенасыщена фосфатом и кальцием, что сводит к минимуму действие кислот. ²

Повреждение зубов кислотой может быть восстановлено на ранних стадиях, до образования полости, путем реминерализации. Этот естественный процесс восстановления основан на использовании ионов кальция и фосфата, которым помогает фторид, чтобы восстановить новую поверхность зуба на кристалле, оставшемся в подповерхностных поражениях после деминерализации. Эти реминерализованные кристаллы устойчивы к кислотам и гораздо менее растворимы, чем исходный минерал. ¹

В кариозном поражении дентина можно выделить два слоя: поверхностный инфицированный слой и другой, более глубокий, пораженный слой. Первый полностью деминерализован, а его коллагеновые белки необратимо денатурируются. Более глубокий слой не инфицирован бактериями, в нем не происходит денатурации фибрилл коллагена, он лишь частично деминерализован и, таким образом, с большей вероятностью подвергнется процессу реминерализации. Удаление инфицированного и некротического слоя и сохранение пораженного слоя в качестве основы для реставрационной процедуры приводит к менее травматичному лечению, удаляя меньше ткани и оставляя более толстый слой дентина между реставрацией и тканью пульпы. ³

Становится все более важным распознавать кариозные поражения на их ранних стадиях до того, как возникнет кавитация, пока процесс потери минералов все еще обратим или, по крайней мере, может быть остановлен. Когда необходимо провести более инвазивное лечение, стоматолог удалит инфицированную ткань и заполнит полость реставрационным материалом. Следовательно, идентификация и дифференциация инфицированной / пораженной ткани имеет большое значение при консервативном подходе, чтобы гарантировать, что больше ткани, чем необходимо, не будет удалено.Рамановская спектроскопия — это общепризнанный спектроскопический метод оценки изменения химического состава эмали за счет деминерализующих агентов, таких как кислые напитки ⁴ и отбеливающих средств, которые используются либо в соответствии с инструкциями производителя ⁵ , либо с нарушением правил. ⁶ Анализ симметричной полосы растяжения PO ₄ ^3– при ~ 959 см ^–1 и ее поляризационная анизотропия также оказались чувствительными маркерами деминерализации, а именно раннего обнаружения кариеса. ⁷ В этой статье мы продемонстрируем пригодность рамановской спектроскопии для распознавания и характеристики кариозной ткани зубов, а именно, белых пятен на эмали и кариозного дентина на разных стадиях прогрессирования, чтобы различать инфицированную и пораженную ткань. Результаты будут сравниваться с другим новым диагностическим методом в стоматологической практике — освещением ультрафиолетовым (УФ) светом.

Материалы и методы

Подготовка образца

Шесть коренных зубов человека, удаленных для пародонтоза или ортодонтии и хранящихся в водном растворе 0.4% хлорамина были выбраны экспертом, и критерием включения было наличие поражений, кавитационных или нет, включая белые пятна. Зубы разрезали пополам, перпендикулярно окклюзионной поверхности, и открытая поверхность была подготовлена ​​для анализа путем шлифовки с помощью SiC-бумаги с зернистостью 1200 и 2500 (Buehler, ref 30-5218-012 и 30-5218-025, соответственно, Struers, Копенгаген, Дания) под водяным охлаждением и отполировали поликристаллической алмазной пастой 1 мкм на войлочной ткани. Между вмешательствами образцы обрабатывались ультразвуком в течение 1 мин.

Конфокальный рамановский микроскоп

Рамановские спектры образцов были получены с использованием конфокального микроскопа Horiba XploRA с использованием лазера ближнего инфракрасного диапазона (785 нм) с решеткой 1200 штрихов мм ^–1 . Исследованный спектральный диапазон составлял от 300 см ^–1 до 2200 см ^–1 со спектральным разрешением 4 см ^–1 . Используя входную щель 100 мкм и конфокальное отверстие 300 мкм, рассеянный свет, собранный объективом, рассеивался на решетке детектора с зарядовой связью (CCD) с воздушным охлаждением детектора Andor iDus.Использовались объективы 100 × (NA = 0,9) и 10 × (NA = 0,45), а также фильтр нейтральной плотности 50%, обеспечивающий максимальную падающую мощность на образце 9,0 ± 0,4 мВт (lasercheck ^® , Edmund Optics) . Типичное время сбора данных для точечного анализа составляло 15 с при 10 накоплениях. Сетки были построены для сканирования линий и площадей в соответствии с анализируемой областью.

Для определения степени деполяризации (r) наиболее интенсивной полосы в спектре комбинационного рассеяния, отнесенной к симметричной полосе валентных колебаний фосфат-ионов (~ 959 см ^–1 ), в каждом пятне спектры регистрировали в двух ортогональные поляризации рассеянного света (перпендикулярные и параллельные поляризации падающего лазера).Затем определяли r ₉₆₀ согласно ссылке 7:

Цифровой микроскоп с УФ-светом

Изображения получали при УФ-освещении с использованием портативного цифрового микроскопа AM4013-FVW DinoLite с увеличением до 215 × и УФ-светодиодным светом 365 нм.

Результаты и обсуждение

На рисунках 1a и 1b представлена ​​комбинация спектров комбинационного рассеяния света с параллельной и кросс-поляризацией звука и кариозной эмали без коррекции фона. Как можно заметить, симметричная полоса растяжения фосфата при 959 см ^–1 резко уменьшается в здоровой эмали, тогда как в кариозном спектре это уменьшение не так очевидно из-за структурной модификации эмали и потери анизотропии.Кроме того, также наблюдается увеличение фона в спектрах кариозной эмали из-за флуоресценции. Аналогичное поведение наблюдается при анализе кариозного дентина со значительным увеличением фона в спектрах комбинационного рассеяния, когда мы собираем спектры от здорового дентина до денатурированного дентина (показано стрелкой на рисунке 2c). После фоновой коррекции тех же спектров (рис. 1d) можно наблюдать полосы при 1240 см ^–1 и 1270 см ^–1 , соответствующие полосам деформации амидной группы III, полосы от 1300 см ^{— 1} –1400 см ^–1 от метиленовой группы или полосы при ~ 1660 см ^–1 , соответствующей валентной моде C = C, вместе с полосами, соответствующими модам колебаний фосфата.Как можно видеть, симметричная полоса растяжения при 959 см ^–1 уменьшается одновременно с уменьшением отношения сигнал / фон коллагеновых полос, что практически невозможно деконволютировать вблизи кавитированного дентина.

Рис. 1. Рамановские спектры, полученные для а) звуковой эмали с параллельной и кросс-поляризацией; б) кариозная эмаль с параллельной и кросс-поляризацией; в) сравнение спектров, полученных в звуке через кариозный дентин без коррекции фона, и г) сравнение спектров, полученных в звуке через кариозный дентин после коррекции фона.

На рис. 2 показаны изображения, полученные с помощью цифрового микроскопа в УФ-свете и без него, для четырех проанализированных образцов (образцы 1–3 и 5). Что касается рисунка 2а, на эмали хорошо видно типичное «белое пятно». Этот тип зарождающегося поражения считается начальной стадией развития кариозного поражения. Ультрафиолетовое облучение одного и того же образца (рис. 2b) показывает два разных поведения. С одной стороны, мы имеем голубовато-зеленую флуоресценцию, индуцированную белками коллагена дентина; с другой стороны, в ультрафиолетовом свете эмаль с белыми пятнами становится темнее, чем прилегающая к ней люминесцентная звуковая эмаль.Аналогичные результаты были получены Walsh et al. ⁸ при изучении зубных биопленок и кариеса под воздействием различных длин волн УФ-излучения. Что касается рисунка 2c, соответствующего кариозному поражению на более поздней стадии развития, которое хорошо проникает в дентин и приводит к кавитации и отслоению амелодентинального соединения, мы можем выделить три события. Есть здоровый дентин с голубоватой флуоресценцией, но есть также область, где УФ-излучение полностью поглощается дентином, что свидетельствует о полной денатурации коллагена, и другая область, более непрозрачная без флуоресценции коллагена, предполагающая некоторое изменение этих белков. но, возможно, это поправимо.

Рис. 2. Сравнение изображений, полученных на цифровом микроскопе с УФ-подсветкой и без нее, для четырех исследуемых образцов.

Что касается рамановского анализа образцов, было выполнено линейное сканирование для определения стадий деминерализации эмали и некавитированного дентина. На рисунках 3a и 3b показано изменение степени деполяризации, полученное для линий, изображенных на рисунках 2f и 2h, соответственно.

Как видно, в здоровой эмали степень деполяризации составляет ~ 0.05, при этом наблюдается значительное увеличение степени деполяризации в областях, соответствующих поражениям белых пятен. Более того, было определено, что в области, более близкой к поверхности зуба, степень деполяризации очень низкая (рис. 3b), что может быть связано с контактом этих тканей со слюной и, следовательно, с поверхностной реминерализацией. Также было выполнено сканирование области, хотя оно занимает очень много времени и более подвержено расфокусировке во время съемки. Аналогичное поведение наблюдалось при сканировании областей, полученных для образцов 4 и 6, с более высокой степенью деполяризации в области кариозного поражения.

Рис. 3. График зависимости степени деполяризации, полученный при линейном сканировании двух исследуемых образцов.

Заключение

В этой работе мы продемонстрировали пригодность рамановской спектроскопии, а именно с помощью коэффициента деполяризации симметричного растяжения фосфатной полосы, в качестве мощного инструмента для обнаружения кариеса даже на ранних стадиях. Картирование оказалось очень полезным для определения границ кариозных тканей, однако анализ репрезентативной области занимает очень много времени, учитывая, что области следует сканировать дважды с разной поляризацией, а если область слишком велика, существует больший риск расфокусировки.Таким образом, мы должны найти хороший компромисс между временем сбора данных для хорошего отношения сигнал / шум и размерами массива XY. Кроме того, область отбора проб также должна быть полностью плоской или должна использоваться установка с автоматической осью Z.

Рис. 4. График зависимости степени деполяризации, полученный при сканировании двух исследуемых образцов в 2D и 3D. Изображение, полученное в рамановском микроскопе, представлено для ознакомления.

Флуоресценция, индуцированная освещением УФ-излучением, также оказалась универсальным инструментом для быстрого распознавания и определения границ деминерализованной ткани, а также показала многообещающую дифференциацию между инфицированным и пораженным дентином.С другой стороны, при рамановском анализе было труднее оценить денатурацию полос коллагена из-за низкого сигнала полос и высокой флуоресценции спектров в кариозной области.

Благодарности

Финансовая поддержка этого исследования была предоставлена ​​Португальским фондом науки и технологий (FCT) в рамках финансирования LIBPhys-UNL (проект-UID / FIS / 04559/2013). С. Пессана также благодарит FCT за грант на пост-докторантуру SFRH / BPD / 94234/2013.

Ссылки

1. J.D.B. Фезерстоун, «Кариес зубов: динамический процесс болезни», Aust. Вмятина. J. 53, 286–291 (2008). DOI: https://doi.org/10.1111/j.1834-7819.2008.00064.x
2. М.Дж. Ларсен и К. Бруун, Эмаль / слюна — неорганические химические реакции . Munksgaard, Копенгаген (1986).
3. М. Накадзима, С. Кунавароте, Т. Прасансуттипорн и Дж. Тагами, «Прикрепление к дентину, пораженному кариесом», Jpn. Вмятина. Sci. Ред. 47 , 102–114 (2011).DOI: https://doi.org/10.1016/j.jdsr.2011.03.002
4. Microsc. Res. Tech. 74 , 1083–1087 (2011). doi: https://doi.org/10.1002/jemt.20998
5. Х. Сильвейра, С. Коутиньо, Д. Маркес, Х. Кастро, А. Мата, М.Л. Карвалью и С. Пессана, «Рамановский спектроскопический анализ зубной эмали, обработанной отбеливающим средством. Влияние слюны на реминерализацию», Spectrochim. Acta A 198 , 145–149 (2018). doi: https: // doi.org / 10.1016 / j.saa.2018.03.007
6. J. Castro, J. Godinho, A. Mata, JM Silveira и S. Pessanha, «Изучение воздействия бесконтрольных отбеливающих продуктов на зубную эмаль с использованием Спектроскопия микро-комбинационного рассеяния и микро-EDXRF », J. Raman Spectrosc. 47 , 444–448 (2016). doi: https://doi.org/10.1364/OPEX.14.000203
7. L.J. Уолш и Ф. Шакибай, «Флуоресценция, индуцированная ультрафиолетом: проливает новый свет на стоматологические биопленки и кариес зубов», Aus.Вмятина. Практик. 18 , 56–60 (2007).

Что такое полость? — Дерево семейного дантиста

Мы попросили наших лицензированных ассистентов стоматолога рассказать нам о признаках и симптомах кариеса и о том, что мы можем сделать, чтобы их предотвратить.

Полость (известная как кариес или кариес) часто начинается без каких-либо симптомов. Ранние признаки кариеса могут включать обесцвечивание (обычно коричневый, черный или мелово-белый) и чувствительность к горячему, холодному, давлению или сладостям.

Эмаль — это первый слой наших зубов, она белого цвета и является самым твердым веществом в нашем организме.Это внешняя защитная оболочка для многих слоев внутри зуба.

Бактерии, частицы пищи и слюна вместе образуют зубной налет и зубной камень, которые накапливаются на поверхности зуба. Кислота, способная разрушать зубную эмаль, образуется, когда сладкие и крахмалистые продукты смешиваются с зубным налетом и зубным камнем, которые образуются на ваших зубах. Как только в эмали создается отверстие, кислота получает доступ к дентину, мягкому второму слою зуба, где кислота может двигаться быстрее, в конечном итоге достигая пульпы и нерва.По достижении этой стадии, в зависимости от размера отверстия, созданного полостью, кусок зуба может отломиться. Боль, связанная с полостью, будет усиливаться по мере приближения к нерву.

Итак, что мы можем сделать, чтобы предотвратить кариес?

• Выбирайте здоровые закуски и сводите к минимуму поп, соки, сладкие закуски и приправы.

  No related posts.