龋齿的激光感生荧光光谱特性研究

论文摘要

龋齿是一种高发性传染病,传统的视诊与X射线照相术对早期龋病不敏感,早期龋病的光学诊断技术正日益受到重视,单一的诊断方法没有足够的敏感性和特异性,而多模式的诊断方法可提高诊断的敏感性和准确性,多模式下的诊断系统将成为研究热点。本论文通过研究激光与牙齿组织相互作用机理及组织再发射光谱与组织光学特性之间的关系,提出了一种将后向散射光,反射光以及自体感生荧光三者相结合的新型荧光光谱龋齿诊断方法。具体研究工作包括以下几个部分:（1）从病理学上研究了龋齿发病的细菌因素、食物因素、牙齿因素和唾液因素等,其中最重要的是细菌因素,它是龋齿的荧光源。（2）激光与龋齿相互作用过程中,不仅产生反射光,还会产生自体荧光和后向散射光,而这些后向散射光和自体荧光含有有关龋齿组分、结构、空间构象等的大量信息。通过理论论证和蒙特卡罗模拟的研究,得出龋齿的散射特性和荧光特性的重要结论。（3）为了获得三种信息和龋蚀状态的关系,实验建立了离体龋齿的组织光谱诊断装置,该装置以频率与细菌特征频率相近的He-Ne激光为激励源,在不采用滤光片的情况下获得了104个离体样本的荧光光谱,研究了激光感生荧光光谱特性随龋蚀程度的变化规律。（4）以瑞利散射为特征光谱的标准化参数,定义了表征组织形态变化的反斯托克斯散射归一化系数C1和表征牙组织病理变化的斯托克斯荧光归一化系数C2,结合两者对离体龋齿的龋蚀状态进行表征,突破性实现了对填充类牙齿和结石性牙齿的表征。在实验结果基础上,编制程序,初步实现了对离体龋齿的实时定量诊断。这种新型的龋齿诊断方法克服了现有的激光龋齿诊断方法的不足,能够准确表征离体龋齿的龋蚀状态,并且对早期的白点龋,填充的牙齿和牙结石的诊断更敏感。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 龋齿的光子诊断技术意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 数字成像光纤透射法（DIFOTI）
• 1.2.2 激光感生荧光法（LIF）
• 1.2.3 多光子荧光成像法
• 1.2.4 光相干层析技术（OCT）
• 1.2.5 偏振拉曼光谱分析法
• 1.2.6 小结
• 1.3 本论文的主要研究内容
• 2 新型诊断方法机理的研究
• 2.1 龋齿的病理研究
• 2.1.1 人的牙齿
• 2.1.2 龋齿的危害
• 2.1.3 龋齿的临床表现
• 2.1.4 龋齿的成因
• 2.2 激光与牙齿组织相互作用机理
• 2.2.1 He-Ne 激光辐照牙齿的散射特性
• 2.2.2 He-Ne 激光辐照牙齿的荧光特性
• 2.3 本章小结
• 3 龋齿荧光特征光谱的检测与研究
• 3.1 实验系统
• 3.1.1 实验装置
• 3.1.2 实验条件与参数
• 3.1.3 实验条件优化
• 3.1.4 单色仪定标
• 3.2 龋蚀组织荧光特征光谱的研究
• 3.2.1 实验步骤
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.3 牙结石组织的荧光特征光谱的研究
• 3.3.1 实验步骤
• 3.3.2 结果及讨论
• 3.4 龋齿光散射特性研究
• 3.4.1 实验步骤
• 3.4.2 结果与讨论
• 3.5 龋齿荧光特性研究
• 3.5.1 实验步骤
• 3.5.2 结果与讨论
• 3.6 系统的可重复性实验
• 3.7 本章小结
• 4 基于荧光特征光谱的龋齿诊断新方法
• 4.1 引言
• 4.2 龋蚀量化判据
• 4.3 定量诊断的实现
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录