Quantitative method to assess caries via fluorescence imaging from the perspective of autofluorescence spectral analysis

Chen, Q G; Zhu, Haihua; Xu, Ying; Lin, Bin; Chen, H

doi:10.1088/1054-660x/25/8/085601

Cited by 23 publications

(15 citation statements)

References 27 publications

(45 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…These incidents included several tooth defects, such as caries, calculus, hypomineralization, and discoloration, some of which were reported detectable by the red fluorescence imaging. 4,5,9 Possible confounders were included within the study because this work was interested in the validity of fluorescence signal for use by a lay population, who would not easily be able to discriminate the source of the signals. Considering red fluorescence signal was similar for plaque and other types of tooth defects, separation of signals from sources other than plaque through image processing is challenging and one of the future focuses of research moving forward.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Red fluorescence imaging for dental plaque detection and quantification: pilot study

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

The red fluorescence of dental plaque originating from porphyrins in oral bacteria may allow visualization, detection, and scoring of plaque without disclosing agents. Two studies were conducted. The first included 24 healthy participants who abstained from oral hygiene for 24 h. Dental plaque was collected from tooth surfaces, and a 10% solution was prepared. These were scanned by a molecular spectrometer to identify the optimum excitation and emission wavelengths of plaque for developing a red fluorescence imaging system. Fourteen healthy subjects completed the second study. After a washout period (1 week), participants had a prophylaxis at baseline and abstained from oral hygiene during the study. They were monitored using the fluorescence imaging system at baseline, 24 h, and 48 h. A dentist clinically assessed plaque after disclosing and on red fluorescence images. Three descriptors were extracted from images and a RUSBoost classifier derived computer fluorescence scores through cross-validation. Red fluorescence plaque levels increased during the 48-h accumulation. Plaque progression was identified by dentist assessment and computer analysis, presenting significant differences between visits at tooth and subject levels (p<0.05). Moderate correlations showed between clinical plaque and red fluorescence plaque (r=0.62 dentist, r=0.55 computer). The best agreement was observed when disclosing plaque threshold at level 2, for both dentist evaluation (sensitivity 71.1%, specificity 67.7%, accuracy 70.2%) and computer classification (sensitivity 68.4%, specificity 62.9%, accuracy 67.1%). Given the correlation with clinical diagnosis, red fluorescence imaging shows its potential for providing an objective and promising method for proper oral hygiene assessment.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…3 It showed diagnostic values to support the clinical diagnosis of caries lesions and fluorosis. [4][5][6] Red fluorescence, generally believed to originate from porphyrins produced by bacterial metabolites in the anaerobic plaque, 7,8 has been used for dental plaque monitoring without disclosing solutions.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Red fluorescence imaging for dental plaque detection and quantification: pilot study

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Несвоевременное обнаружение патологических процессов в глубоких тканях дентина зачастую ведет к утрате части или всего зуба, а также является угрозой здоровья человека в целом [4][5][6]. Поэтому так активно развиваются методики раннего обнаружения патологий дентина методами оптической спектроскопии, основанных на скрининге препарированных тканей зубов [7][8][9][10]. Одновременно с этим обращают на себя внимание научные работы, в которых возникновение воспалительных процессов в ротовой полости детектируется с использованием носителей маркеров патологий (воспаления) -биологических жидкостей.…”

Section: Introductionunclassified

Спектроскопические Исследования Изменений Во Вторичной Структуре Белков Дентинной И Десневой Жидкостей По Данным Синхротронной ИК Микроскопии

Середин¹,

Голощапов²,

Ипполитов³

et al. 2019

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

На основе данных ИК спектромикроскопии с использованием синхротронного излучения проведено исследование вторичной структуры белков дентинной и десневой жидкостей человека при развитии кариозного процесса в глубоких тканях дентина. Показано, что изменение формы профиля полосы Амид I в области 1700-1605 cm-1 связано как с изменением соотношения интегральных интенсивностей вторичных структур alpha-cпираль и beta-лист, так и положением компонент beta-витки и beta-лист в спектре. Установлено, что величина соотношения alpha-спираль/beta-лист как для дентинной, так и десневой жидкостей лежит ниже порогового уровня, при котором наблюдаются значительные изменения во вторичной структуре белков биологических жидкостей и однозначно свидетельствует о развитии патологии в твердой ткани. Обнаруженные нами особенности в профиле полосы Амид I биологических жидкостей ротовой полости совместно со спектральными маркерами развития кариозного процесса в дентине являются достоверными спектроскопическими сигнатурами патологии и могут быть детектированы с использованием десневой жидкости. Ключевые слова: ИК микроскопия, синхротронное излучение, кариес дентина, спектроскопические сигнатуры патологических процессов.

show abstract

“…Неоднократно показано [15,16], что спектры ФЛ от здоровой, пораженной и области с развитым кариесом имеют смещение, а также дополнительные полосы в спектрах ФЛ. Однако при этом области твердой ткани зуба с патологией могут быть выявлены лишь на стадии " белого пятна" и позднее, что оставляет открытыми вопросы об интерпретации полезного сигнала, а так-же своевременной диагностике природы заболевания.…”

Section: Introductionunclassified

“…Кроме внутрицентровых дефектов, изме-нения в спектр ФЛ могут вносить различные фазовые превращения, происходящие при кариозных процессах в эмали и дентине зуба человека [14]. Очевидно, что в случае регистрации ФЛ от нативных тканей, которые уже были подвергнуты обработке или препарированию, необходимо наличие базы спектров ФЛ эталонов, кото-рые позволят выделить сигнал от возможных патоген-ных образований в зубной ткани, материала пломбы и здоровых участков интактной зубной ткани.Неоднократно показано [15,16], что спектры ФЛ от здоровой, пораженной и области с развитым кариесом имеют смещение, а также дополнительные полосы в спектрах ФЛ. Однако при этом области твердой ткани зуба с патологией могут быть выявлены лишь на стадии " белого пятна" и позднее, что оставляет открытыми вопросы об интерпретации полезного сигнала, а так-же своевременной диагностике природы заболевания.…”

unclassified

Фотолюминесцентные Свойства Нанопористого Нанокристаллического Карбонат-Замещенного Гидроксиапатита

Голощапов¹,

Середин²,

Минаков³

et al. 2018

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Поступила в редакцию 22.08.2017 г. Изучены люминесцентные характеристики аналога минеральной составляющей эмали зубов -нанокри-сталлического карбонат-замещенного гидроксиапатита кальция B-типа (КГАП) с дефектами на поверхности нанокристаллов в виде нанопор ∼ 2−5 nm. Показано, что лазерно-индуцированная люминесценция синте-зированных нами образцов КГАП расположена в области ∼ 515 nm (∼ 2.4 eV) и связана с наличием в кристаллической решетке КГАП групп CO 3 , замещающих группы PO 4 . Установлено, что интенсивность полосы люминесценции образцов КГАП связана с содержанием в них структурно связанных групп CO 3 и снижается при уменьшении концентрации внутрицентровых дефектов этого типа в структуре апатита. Полученные в работе результаты потенциально значимы для разработки основ методики прецизионной и ранней диагностики кариеса твердой ткани зуба человека. DOI: 10.21883/OS.2018.02.45522.188-17 Введение Гидроксиапатит кальция Са 10 (РО 4 ) 6 (ОН) 2 (ГАП) и его замещенные формы являются основой минеральной составляющей костной ткани, эмали и дентина зубов че-ловека, а также материалов для их протезирования [1,2]. На сегодняшний день весьма актуальной задачей явля-ется разработка методик диагностики патологий зубной ткани на самой ранней стадии образования [3-5], а, следовательно, и анализа состояния биоапатита эмали зуба в целом. Хорошо известно, что с возрастом ГАП эмали зубов деградирует с образованием карбонат-замещенного гидроксиапатита (КГАП) с множеством примесей [6,7]. Это приводит к дополнительным рис-кам возникновения кариеса, так как, например, КГАП является более растворимым по сравнению с беспри-месным гидроксиапатитом [8]. Образование примесного карбонат-замещенного гидроксиапатита, а также иных фосфатов кальция может быть зарегистрировано на ранних стадиях их формирования благодаря неинвазив-ным методам анализа, таким как инфракрасная Фурье-спектроскопия (ИК), спектроскопия комбинационного рассеяния и лазерно-индуцированная фотолюминесцен-ция (ФЛ) [7,9].Что касается люминесценции твердых тканей зуба, то необходимо отметить, что вклад в спектр ФЛ твердых тканей зуба вносит как органическая, так и минеральная составляющая [10]. Основой неорганической составляю-щей эмали и дентина зубов является нестехиометриче-ский гидроксиапатит кальция (ГАП) с большим числом изоморфных замещений в структуре [11,12], который имеет собственный спектр ФЛ. При этом необходимо отметить, что тип дефекта в структуре гидроксиапатита кальция может определять положение максимума люми-несценции [13]. Кроме внутрицентровых дефектов, изме-нения в спектр ФЛ могут вносить различные фазовые превращения, происходящие при кариозных процессах в эмали и дентине зуба человека [14]. Очевидно, что в случае регистрации ФЛ от нативных тканей, которые уже были подвергнуты обработке или препарированию, необходимо наличие базы спектров ФЛ эталонов, кото-рые позволят выделить сигнал от возможных патоген-ных образований в зубной ткани, материала пломбы и здоровых участков интактной зубной ткани.Неоднократно показано [15,16], что спектры ФЛ от здор...

show abstract

Quantitative method to assess caries via fluorescence imaging from the perspective of autofluorescence spectral analysis

Cited by 23 publications

References 27 publications

Red fluorescence imaging for dental plaque detection and quantification: pilot study

Red fluorescence imaging for dental plaque detection and quantification: pilot study

Спектроскопические Исследования Изменений Во Вторичной Структуре Белков Дентинной И Десневой Жидкостей По Данным Синхротронной ИК Микроскопии

Фотолюминесцентные Свойства Нанопористого Нанокристаллического Карбонат-Замещенного Гидроксиапатита

Contact Info

Product

Resources

About