通过无损红外成像实现更好的牙腔诊断

龋齿，也称为“蛀牙”或“蛀牙”，可能会使人衰弱。现代牙科拥有久经考验的解决方案，可在无需完全拔除牙齿的情况下治疗多种形状和大小的龋齿。牙科修复，也称为“填充物”，很常见，但尽管现代修复材料具有许多优点，例如改进的生物相容性和更好的美学效果，但随着时间的推移它们仍然会失效。

修复材料并不总是能与周围健康的牙齿结构很好地结合。可能会形成微小的渗漏，使液体和细菌酸渗入修复体下方。这会导致继发性龋齿的形成，继发性龋齿会出现并在先前修复的蛀牙周围生长。

“由于粘接材料对牙齿结构的适应不良，牙医现在花费更多的时间来更换失效的修复体而不是放置新的修复体，”University of University of Preventive and Restorative Dental Sciences Fried Group 的 Nai-Yuan N. Chang 博士评论道加利福尼亚州、旧金山 (UCSF)。

在 UCSF 教授 Daniel Fried 的指导下，Fried 小组开发了新的诊断技术来检测活动性牙齿病变。在最近发表在《生物医学光学杂志》 ( JBO ) 上的一项研究中，Chang 的研究团队评估了新兴的成像模式以识别活动性蛀牙。

“传统方法依靠牙科探查器的触觉和基于纹理和颜色的视觉检查是高度主观和不可靠的，”Chang 解释说。“但是，目前还没有成熟的牙科成像技术可以在评估蛀牙活动时 提供具有高度特异性和灵敏度的诊断信息。”

为了解决这个问题，研究人员重点研究了短波红外 (SWIR) 和热成像是否可以与空气干燥相结合，以准确诊断继发性龋齿病变的活动。这两种方法背后的想法是，活动性病变比健康牙齿有更多的孔隙，并且这些孔隙可以容纳水分。

在基于 SWIR 的方法中，可以通过观察牙齿变干时 SWIR 反射率的变化来间接检测活动性病变。另一方面，基于热成像的方法依赖于这样一个事实，即空气干燥过程中活动病变的温度变化与健康牙齿的温度变化不同，这是由于水被困在病变的毛孔中。

在他们的工作中，该团队从口腔外科医生那里获取了 63 个人类牙齿样本，并使用 SWIR 和热成像分析了其中的 109 个疑似继发性病变。除了这些方法之外，研究人员还使用光学相干断层扫描(OCT) 观察样本，这是一种使用近红外光创建高分辨率 3-D 图像的更复杂的技术。

为了确定 SWIR 和热成像是否确实可用于检测活动性病变，将这些方法的结果与通过 OCT 获得的结果进行了比较。

总体而言，SWIR 证明优于热成像，并且在大多数情况下表现更好。SWIR 渗透率测量与通过 OCT 测量的病变透明表面层 (TSL) 的厚度密切相关。

研究小组发现，当病变完全停止并且不需要进一步干预时，高度矿化的 TSL 最厚。根据 OCT 结果，厚度超过 70 µm 的 TSL 可能表明病变不再活跃。

这项研究的结果可能有助于为牙科诊断成像的新时代铺平道路。Chang 对结果感到兴奋，他总结说：“我们的工作为满足对更好的诊断和易于操作的临床设备的需求提供了进一步的发展里程碑。”

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