УДК: 616.314-72, 535-1, 535.8

Экспериментальные исследования возможностей диагностирования кариеса в твердых тканях зуба с помощью терагерцового излучения

Смирнов С.В., Грачёв Я.В., Цыпкин А.Н., Беспалов В.Г.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Смирнов С.В., Грачёв Я.В., Цыпкин А.Н., Беспалов В.Г. Экспериментальные исследования возможностей диагностирования кариеса в твердых тканях зуба с помощью терагерцового излучения // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 8. С. 58–62.

Smirnov S.V., Grachev Ya.V., Tsypkin A.N., Bespalov V.G. Experimental studies of the possibilities of diagnosing caries in the solid tissues of a tooth by means of terahertz radiation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2014. V. 81. № 8. P. 58–62.

Ссылка на англоязычную версию:

S. V. Smirnov, Ya. V. Grachev, A. N. Tsypkin, and V. G. Bespalov, "Experimental studies of the possibilities of diagnosing caries in the solid tissues of a tooth by means of terahertz radiation," Journal of Optical Technology. 81(8), 464-467 (2014). https://doi.org/10.1364/JOT.81.000464

Аннотация:

Проведены спектроскопические и томографические исследования твердых тканей зуба человека в терагерцовом (ТГц) диапазоне частот. Экспериментально показано, что в образцах зубной ткани, пораженной кариесом, линии поглощения воды в ТГц диапазоне частот имеют большую интенсивность, по сравнению с интенсивностью здоровой ткани. При этом интенсивность излучения терагерцового диапазона частот, отраженного от образцов зубной эмали человека, пораженной кариесом, меньше в 2.2 раза, а от образцов дентина – в 4.5 раза по сравнению с образцами здоровой ткани.

Ключевые слова:

терагерцовое излучение, спектроскопия, томография

Благодарность:

Работа выполнена при государственной финансовой поддержке ведущих университетов Российской Федерации (субсидия 074-U01).

Коды OCIS: 170.4580, 170.1850, 170.0110, 170.6280, 170.4500, 170.6795

Список источников:

1. Hu B.B. and Nuss M.C. Imaging with terahertz waves // Opt. Lett. 1995. V. 20. P. 1716–1718.
2. Zhang X.-C., Xu J. Introduction to THz wave photonics / N.Y.: Springer Science+Business Media, 2010. 246 p.
3. Arnone D., Ciesla C., Michael P. Terahertz imaging comes into view // Physics World. 2000. V. 4. P. 35–40.
4. Wallace V.P., Fitzgerald A.J., Shankar S. Terahertz pulsed imaging of basal cell carcinoma ex vivo and in vivo // B. J. Derm. 2004. V.151. P. 424–432.
5. Markelz A.G., Roitberg A., Heilweil E.J. Pulsed terahertz spectroscopy of DNA, bovine serum albumin and collagen between 0.1 and 2.0 THz // Chem Phys Lett. 2000. V. 320. P. 42–48.
6. Polley D., Patra A., Mitra R. K. Dielectric relaxation of the extended hydration sheathe of DNA in the THz frequency region // Chemical Physics Letters. 2013. V. 586. P. 143–147.
7. Woodward R. M., Wallace V. P., Arnone D. D., Linfield E. H., Pepper M. Terahertz pulsed imaging of skin cancer in the time and frequency domain // J. Biol. Phys. 2003. V. 29. P. 257–261.

8. Mittleman D.M., Jacobsen R.H., Nuss M.C. T-ray imaging // IEEE J. Selected Topics Quantum Electronics. 1996. V. 2. P. 679–692.
9. Crawley D. A., Longbottom C., Cole B. E., Ciesla C. M., Arnone D., Wallace V. P. and Pepper M. Terahertz pulse imaging: A pilot study of potential applications in dentistry // Caries Res. 2003. V. 37. № 5. P. 352–359.
10. Taylor Z. D., Garritano J., Tewari P., Diebold E., Sung J., Bajwa N., Nowroozi B., Stojadinovic A., Llombart N., Browng E, Grundfest W. THz medical imaging: in vivo hydration sensing // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. 2011. V. 1. № 1. P. 201–219.
11. Schwerdtfeger M., Lippert S., Koch M., Berg A., Katletz S., and Wiesauer K. Terahertz time-domain spectroscopy for monitoring the curing of dental composites // Biomedical Optics Express. 2012. V. 3. № 11. P. 2842–2850.
12. Ciesla C. M., Arnone D. D., Corchia A., Crawley D. A., Longbottom C., Linfield E. H.and Pepper M., Neev J. and Reed M. K. Biomedical applications of terahertz pulse imaging // Commercial and Biomed. Appl. of Ultrafast Lasers II. 2000. V. 3934. P. 73–81.
13. Crawley D., Longbottom C., Wallace V. P., Cole B., Arnone D. and Pepper M. Three-dimensional terahertz pulse imaging of dental tissue // J. Biomed.Opt. 2003. V. 8. № 2. P. 303–307.
14. Schirmer M., Fujio M., Minami M., Miura J., Araki T. and Yasui T. Biomedical applications of a real-time terahertz color scanner // Biomed. Opt. Express. 2010. V. 1. № 2. P. 354–366.
15. Pickwell E., Wallace V. P. Biomedical applications of terahertz technology // Journal of Physics D: Applied Physics. 2006. V. 39. № 17. P. R301.
16. Addy M., Embery G., Edgar W., and Orchardson R. Tooth Wear and Sensitivity. Martin Dunitz Ltd. 2000. 111 p.
17. Milosevic A., Young P. and Lennon M. The prevalence of tooth wear in 14 year old school children in Liverpool // Community Dent. Health . 1993. V. 11. P. 83–86.
18. Millward A., Shaw L., and Smith A. Continuous intra-oral pH monitoring after consumption of acidic beverages // J. Dent. Res. V. 73. abstract № 389.
19. Куля М. С., Грачев Я.В., Беспалов В. Г. Получение топограмм с использованием импульсного терагерцового рефлектометра // Наносистемы: физика, химия, математика. 2012. Т. 3. № 5. С. 33–41.
20. Daniel M. Mittleman, Stefan Hunsche, Luc Boivin, and Martin C. Nuss T-ray tomography // Optics Letters. 1997. V. 22. № 12. P. 904–906.