Диагностика раннего кариеса невооруженным глазом

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ДИАГНОСТИКА РАННЕГО КАРИЕСА НЕВООРУЖЕННЫМ ГЛАЗОМ
Бахмутов Д. Н., 2Войтенок О.В., 2Гончуков С.А., 3Харченко О.И.
Московский государственный медико-стоматологический университетМосковский инженерно-физический институт (государственный университет) 3Московская стоматологическая клиника № 62 Email: gonchukov@mephi. ru
Оптические методы диагностики стоматологических заболеваний являются объектами интенсивного изучения на протяжении десятилетий ввиду перспектив их применения в медицинской практике. Для детектирования самого распространенного заболевания зубов — кариеса применяются спектроскопия, микроскопия и томография. Целью данной работы являлся поиск простого и надежного способа диагностики раннего кариеса невооруженным глазом.
Ранняя диагностика кариеса гарантирует высокую эффективность его лечения путем использования современных реминерализирующих средств. Однако это заболевание на ранней стадии трудно идентифицируется, поскольку развивается внутри эмали без боли, не затрагивая дентин и внешнюю поверхность зуба. Известно немало работ, посвященных исследованиям взаимодействия света с твердыми биотканями зубов. Результаты этих исследований стимулировали разработку нескольких неинвазивных оптических методов и приборов для диагностики в стоматологии [1−4]. Отдавая им должное, представляет, тем не менее, очевидный интерес выяснение возможности создания способа диагностики раннего кариеса, который был бы свободен от необходимости использования сложной и дорогой аппаратуры [5]. Человеческий глаз регистрирует излучение в видимой части спектра, сформированное в результате отражения, обратного рассеяния или флюоресценции. Интенсивность флюоресценции, обычно, в тысячи раз слабее интенсивности возбуждающего излучения. Однако ее роль в диагностике может быть принципиальной. В данной работе исследованы спектры автофлюоресценции зубов в видимой области спектра и показана возможность надежной диагностики раннего кариеса невооруженным глазом.
Исследования были выполнены с 20 человеческими зубами, экстрагированными по ортодонтическим показаниям. Спектры флюоресценции регистрировались волоконно-оптическим спектрометром ЛЭСА-5. Для возбуждения флюоресценции использовались как лазеры, так и светодиоды с выходной мощностью несколько милливатт. Непрерывные неодимовые лазеры с диодной накачкой генерировали на длинах волн 473 нм и 532 нм. Светодиоды на длинах волн 369 нм, 381 нм, 406 нм, 450 нм, 518 нм и 592 нм излучали в спектральных диапазонах 9 нм, 14,5 нм, 12,5 нм, 15,8 нм 22 нм и 14 нм соответственно.
Исследования показали, что в случае развитого кариеса при возбуждении флюоресценции излучением на различных длинах волнexc ее интенсивность fX) от пораженных участков зуба всегда меньше, чем IfX) от здоровых участков. В случае раннего кариеса соотношение IfX) от кариозного и здорового участков зависит отexc. Как следует из рис. 1, IfX) от здорового участка зуба превышает IfX) от кариозного участка приexc & lt- 400 нм. Еслиexc & gt- 400 нм, то это соотношение становится обратным.
Кариозные области на зубах идентифицировались с помощью оптического когерентного томографа (ОКТ) [6]. На рис. 2 приведено ОКТ изображение зуба, иллюстрирующее присутствие раннего кариеса внутри эмали (правая часть изображения). После обработки зависимостей IfX) для разныхexc с учетом выходной мощности источников и спектральных характеристик отрезающих светофильтров были получены зависимости R (^exc), представленные на рис. 3. Они
показывают процентный вклад в интенсивность флюоресценции от кариозного участка (пунктир) в сравнении с окружающей его областью здоровой эмали (сплошная линия).
а d
2,5
2
3 1,5
& lt-Я
нн 1
0,5
0
1, пт
590
1, пт
490
540
640
690
f
С
1, пт 1, пт
Рис. 1. Спектры флюоресценции ЦХ) эмали для различных Хехс: 369 нм (а), 381 нм (Ь), 406 нм ©, 450 нм ^), 473 нм (е) и 532 нм (1). Сплошные линии соответствуют здоровой эмали, пунктирные -участкам зуба с ранним кариесом.
Как видно, участок зуба, пораженный ранним кариесом, можно весьма надежно детектировать как при Хехс & lt- 380 нм, так и при Хехс & gt- 500 нм. Отличие лишь в том, что в первом случае это будет темное пятно, а во втором — светлое. Однако при таком виде диагностики требуется использовать дорогой спектрометр и отрезающие светофильтры, а снятие информативного сигнала производить с локального участка с помощью световода, вплотную прижатого к поверхности зуба.
Рис. 2.
в белом свете
592 нм
518 нм
Хехс, пт
Рис. 3
450 нм
Рис. 4. Изображение зубов в белом свете и при облучении светодиодами.
Кардинально иная ситуация имеет место, если зуб облучать целиком и рассматривать его невооруженным глазом. При облучении зуба видимым светом глаз регистрирует как флюоресценцию, так и обратно рассеянное возбуждающее излучение, которое превалирует по интенсивности. Интенсивность рассеянного излучения, конечно, зависит от структуры эмали, которая изменяется при кариесе. Однако это изменение при раннем кариесе незначительно, и оно не может быть использовано для диагностики. Иная ситуация имеет место при облучении зубов ультрафиолетом. В таком случае глаз регистрирует только стоксовские компоненты флюоресценции, лежащие в видимом диапазоне. Глубина проникновения УФ излучения в здоровую эмаль составляет несколько микрон. При нарушении структуры и состава эмали из-за кариеса глубина проникновения еще меньше и сигнал флюоресценции с таких участков почти отсутствует. В результате при
облучении ультрафиолетом участки, пораженные ранним кариесом, должны быть четко видны как темные пятна на поверхности зуба. Для подтверждения этого вывода на рис. 4 приведены фото зубов с ранним кариесом при их облучении светодиодами на разных длинах волн. Как видно, кариозные участки четко видны только при ультрафиолетовом облучении.
В качестве источников УФ облучения могут быть использованы как лазеры, так и светодиоды. Применение светодиода, очевидно, более предпочтительно из-за низкой цены и малых габаритов. Для визуальной диагностики кариеса достаточно облучать зубы УФ светом с интенсивностью на уровне 10 мВт/см2, что не представляет опасности для организма.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 05−02−16 471).
1. M. Sinyaeva, A. Mamedov, S. Vasilchenko, A. Volkova, and V. Loschenov, Laser Physics, 14 (8), 1132 (2004).
2. R. Paul, J. Strauss, C. Finke, and F. Fink, Laser Physics, 13 (5), 773 (2003).
3. B.T. Amaechi and S.M. Higham, J. Biomed. Optics, 7(1), 7 (2002).
4. D. Bakhmutov, S. Gonchukov, O. Kharchenko, O. Nikiforova and Yu. Vdovin, Laser Physics Letters, 1 (11), 565 (2004).
5. D. Bakhmutov, S. Gonchukov, O. Kharchenko, O. Voytenok and B. Zubov, Laser Physics Letters, 5 (5), 375 (2008).
6. Руководство по оптической когерентной томографии. М.: Физматлит, 2007.
EARLY CARIES EXAMINATION TO THE NAKED-EYE
'-Bakhmutov D.N., 2Voytenok O.V., 2Gonchukov S.A., 3Kharchenko O.I.
1 Moscow State Medical Dental University 2 Moscow Engineering Physics Institute (State University)
3 Moscow Dental Clinics No 62 E-mail: gonchukov@mephi. ru
In view of its potential for dental diagnostics, optical methods have been the object of intensive research for the last years. Different techniques (spectroscopy, microscopy, and tomography) are used to detect the most wide-spread illness — caries. The main aim of this paper is to determine a simple way to see incipient caries with the naked eye.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой