Desenvolvimento e aplicação de um sistema de imagem fotoacústica para diagnóstico de cárie

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Evair Josino da
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
dARK ID: ark:/64986/001300000z1z9
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/37709
Resumo: O diagnóstico de cárie é realizado tradicionalmente através combinação da exploração visual e exame radiográfico, todavia propiciam baixa sensibilidade para lesões cariosas incipientes. Novos métodos de detecção, como a fotoacústica, estão sendo desenvolvidos para superar esta limitação. A imagem fotoacústica (PAI, sigla em inglês para Photoacoustic Imaging) é uma modalidade de imagem híbrida, baseada nas propriedades ópticas da luz com a alta resolução e penetração do ultrassom. O presente estudo investigou a aplicabilidade de um sistema de PAI com LASER visível e infravermelho próximo no diagnóstico de cárie incipiente de superfícies oclusais. Foram utilizados 15 dentes classificados em três grupos: dentes sadios, cárie incipiente e cárie avançada. Um laser Q-switched Nd:YAG com comprimento de onda seletivo de 532 nm e 1064 nm foi empregado como fonte de irradiação primária, para irradiar perpendicularmente a região de interesse das amostras imersas em um recipiente de água. Um transdutor ultrassônico com frequência de 5 MHz detectou os sinais acústicos gerados. Um motor de passo foi usado para mover as amostras nos eixos X e Y permitindo o escaneamento toda a superfície oclusal do dente. Os dados foram capturados por um osciloscópio e transferidos para o computador para reconstrução da imagem. Nos dois comprimentos de onda, as imagens fotoacústicas reconstruídas revelam uma maior intensidade do sinal fotoacústico nas regiões das lesões de cárie avançada, seguidas pelas lesões incipientes, enquanto as superfícies sadias apresentam um sinal fotoacústico bem menor, quando comparado às regiões com cárie. Os resultados são promissores e confirmam o potencial da aplicação da imagem fotoacústica como uma ferramenta complementar na pesquisa de lesões cariosas incipientes, que representa um dos principais desafios no diagnóstico precoce.
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A imagem fotoacústica (PAI, sigla em inglês para Photoacoustic Imaging) é uma modalidade de imagem híbrida, baseada nas propriedades ópticas da luz com a alta resolução e penetração do ultrassom. O presente estudo investigou a aplicabilidade de um sistema de PAI com LASER visível e infravermelho próximo no diagnóstico de cárie incipiente de superfícies oclusais. Foram utilizados 15 dentes classificados em três grupos: dentes sadios, cárie incipiente e cárie avançada. Um laser Q-switched Nd:YAG com comprimento de onda seletivo de 532 nm e 1064 nm foi empregado como fonte de irradiação primária, para irradiar perpendicularmente a região de interesse das amostras imersas em um recipiente de água. Um transdutor ultrassônico com frequência de 5 MHz detectou os sinais acústicos gerados. Um motor de passo foi usado para mover as amostras nos eixos X e Y permitindo o escaneamento toda a superfície oclusal do dente. Os dados foram capturados por um osciloscópio e transferidos para o computador para reconstrução da imagem. Nos dois comprimentos de onda, as imagens fotoacústicas reconstruídas revelam uma maior intensidade do sinal fotoacústico nas regiões das lesões de cárie avançada, seguidas pelas lesões incipientes, enquanto as superfícies sadias apresentam um sinal fotoacústico bem menor, quando comparado às regiões com cárie. Os resultados são promissores e confirmam o potencial da aplicação da imagem fotoacústica como uma ferramenta complementar na pesquisa de lesões cariosas incipientes, que representa um dos principais desafios no diagnóstico precoce.FACEPECaries diagnostic is traditionally performed through a combination of visual inspection and radiography; however, they provide low sensitivity for incipient carious lesions. New detection technologies, such as photoacoustics, have been developed in a way to overcome this limitation. Photoacoustic Imaging (PAI) is a hybrid imaging modality based on the rich optical contrast of the laser with high ultrasonic resolution. The present study investigated the applicability of a lab-made PAI system operating in the visible and near-infrared regimes for incipient caries diagnostic. 15 extracted teeth were divided into three groups: sound teeth, incipient caries, and advanced caries. A Q-switched Nd:YAG laser with selective wavelength of 532 nm and 1064 nm was employed as a primary irradiation light source, to perpendicularly irradiate the region of interest of the dental sample immersed in a custom build water recipient. An ultrasonic transducer with 5 MHz frequency detected the acoustic signals. A stepper motor was used to move the samples on the X and Y-axes and allowed to scan the entire top surface of tooth. Acoustic data were captured by an oscilloscope and transferred to the computer for image reconstruction. At both wavelengths, PAI is more effective to detect advanced caries. The reconstructed photoacoustic images revealed a greater intensity of the photoacoustic signal could be observed in caries lesion regions, followed by incipient lesions, whilst sound surfaces showed insignificant photoacoustic signal. The results are promising and corroborate the potential of PAI applying as a complementary tool in the investigation of incipient carious lesions, which represents one of the main challenges in early diagnosis.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em OdontologiaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessTécnicas fotoacústicasDiagnóstico por imagemCárie dentáriaDesenvolvimento e aplicação de um sistema de imagem fotoacústica para diagnóstico de cárieinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTDISSERTAÇÃO Evair Josino da Silva.pdf.txtDISSERTAÇÃO Evair Josino da Silva.pdf.txtExtracted texttext/plain72958https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/37709/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Evair%20Josino%20da%20Silva.pdf.txt5713e6cace70507c581ce3412c81daf5MD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Evair Josino da Silva.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Evair Josino da Silva.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1182https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/37709/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Evair%20Josino%20da%20Silva.pdf.jpg50157261f29ffd3d6e876beda4781e4dMD55CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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