Thiết kế mô hình chụp ảnh răng bằng phương pháp hồng ngoại báo cáo tổng kết kết quả đề tài khcn cấp trường msđt t khud 2013 20
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (602.4 KB, 26 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
FOG
BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ
ĐỀ TÀI KHCN CẤP TRƯỜNG
TÊN Đề TÀI:THIẾT KÊ MƠ HÌNH CHỤP ẢNH RĂNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỒNG NGOẠI
Mã số đề tài: T-KHUD-2013-20
Thời gian thực hiện: 05/2013 - 05/2014
Chủ nhiệm đề tài: TS. Phạm Thị Hải Miền
ThS. Trần Văn Tiến
Cán bộ tham gia đề tài: TS. Huỳnh Quang Linh
Thành phố Hồ Chí Minh – Tháng 05/2014
1
MỤC LỤC
TÓM TẮT ....................................................................................................................................... 3
ABSTRACT .................................................................................................................................... 4
I. TỔNG QUAN.............................................................................................................................. 5
II. NHỮNG NHIỆM VỤ ĐẶT RA và KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI. ........................... 7
III. KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI. ........................................................................................... 8
3.1. Kết quả mô phỏng tương tác ánh sáng hồng ngoại và mơ răng. .......................................... 8
3.1.1. Q trình mô phỏng. ..................................................................................................... 8
3.1.2. Kết quả mô phỏng. ...................................................................................................... 10
3.1.3.Đánh giá kết quả mô phỏng bằng T-test. ..................................................................... 13
3.2. Kết quả thử nghiệm hệ chụp ảnh răng bằng kỹ thuật hồng ngoại...................................... 14
3.2.1. Thiết lập hệ quang học chụp ảnh hồng ngoại răng. ..................................................... 14
3.2.2. Kết quả thí nghiệm chụp ảnh hồng ngoại răng. .......................................................... 15
IV. CÁC SẢN PHẨM THỰC HIỆN ĐƯỢC. .............................................................................. 23
V. KẾT LUẬN - PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ KIẾN NGHỊ. .................................... 24
5.1. Kết luận. ............................................................................................................................. 24
5.2. Hướng phát triển của đề tài. ............................................................................................... 25
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................ 26
PHỤ LỤC
- Thuyết minh đề tài
- Dự toán kinh phí đề tài
- Hợp đồng triển khai nhiệm vụ
- 2 sản phẩm bài báo khoa học
2
TÓM TẮT
Sâu răng là một trong những căn bệnh phổ biến nhất trên thế giới. Với sự
ứng dụng những kỹ thuật quang học không xâm lấn, nhiều phương pháp chẩn đốn
hình ảnh mới trong nha khoa đã và đang được nghiên cứu và phat triển [1-3].Hình
ảnh hồng ngoại gần (NIR) là một công nghệ mới hiện đang được nghiên cứu để
phát hiện sâu răng mà không sử dụng bức xạ ion hóa.Cơng trình nghiên cứu này
giới thiệu một mơ hình chụp ảnh nha khoa sử dụng kỹ thuật hồng ngoại, trong đó
những thơng tin hình ảnh cấu trúc răng thu được nhờ vào sự thay đổi những đặc
tính quang học của răng như tính truyển qua, tính hấp thụ và tán xạ bước sóng
hồng ngoại khi mơ răng có dấu hiệu tổn thương. Mơ hình thí nghiệm được đề cập ở
trên có thể được sử dụng trong phát triển một cơng cụ chẩn đốn hình ảnh nha
khoa sử dụng kỹ thuật hồng ngoại với nhiều ưu điểm như an toàn (khơng sử dụng
bức xạ ion), khơng đau, hình ảnh thực, khả năng chẩn đoán sớm những dấu hiệu
bất thường ở răng và giá thành thấp. Một cơng cụ chẩn đốn với nhiểu ưu điểm
như vậy có thể được ứng dụng và cho hiệu quả cao đối với một nước đang phát
triển và có nền y tế cịn thiếu thốn các trang thiết bị y tế hiện đại như Việt Nam.
3
ABSTRACT
Dental caries is one of the most popular diseases of humans worldwide.
With the application of non-invasive optical imaging principles new methods of
medical diagnosis for dental caries have been studied and developed [1-3]. Near
infrared (NIR) imaging is a new technology that is currently being investigated for
the detection of dental caries without the use of ionizing radiation. This study
introduces a dental imaging model using NIR technique, in which tooth structure
image formation is based on the change of tooth specific optical properties, where
the development of tooth caries lesion increases the porosity of tooth structure and
changes consequently the transmission, absorption and scattering characteristics of
NIR radiation interaction with dental caries. Mentioned experimental model can be
developed to manufacture dental imaging equipment using NIR technique with
advantages such as safety (using non-ionizing radiation), painlessness, real-time
imaging, ability to detect early-stage dental abnormalities and low cost. A
diagnostic tool with many advantages can be helpful for a developing country like
Vietnam.
4
I. TỔNG QUAN.
Sâu răng và các bệnh về răng là một trong những bệnh mãn tính phổ biến
nhất của người dân trên toàn thế giới. Sâu răng là bệnh chứng nhiểm khuẩn phá
hoại cấutrúc của răng. Nếu không được chữa trị, bệnh này có thể dẫn
đến đau răng, rụng răng, nhiễm trùng và tử vong đối với những ca nặng. Sâu răng
phát triển ở cả thân răng và gốc của răng, và nó có thể phát sinh khơng chỉ đối với
người trưởng thành mà ngay cả ở trẻ sơ sinh và trẻ mới biết đi. Nguy cơ sâu răng
bao gồm các yếu tố như vật lý, sinh học, môi trường, hành vi và lối sống liên quan
đến các yếu tố như số lượng vi khuẩn cao, lưu lượng nước bọt không đủ, tiếp xúc
với fluoride không đủ, vệ sinh răng miệng kém vv... Các phương pháp tiếp cận để
phòng ngừa ban đầu nên được dựa trên các yếu tố phổ biến xem xét chế độ ăn
uống, chải răng hàng ngày, hay kiểm tra răng miệng thường xuyên.
Sâu răng và các bệnh về răng vẫn là một trong những căn bệnh thường gặp
nhất thế giới. Đối với các trường hợp sâu răng nặng, vùng sâu tạo thành một lỗ trên
bề mặt răng các nha sĩ sẽ phát hiện dễ dàng và đưa ra phương hướng điều trị. Tuy
nhiên đối với các biểu hiện khó hơn như chỉ tê buốt, sâu răng chưa phát triển ra
bên ngồi, màu sắc răng khơng thay đổi, việc kiểm tra bằng các dụng cụ thông
thường gặp rất nhiều khó khăn. Một thiết bị được chỉ định là X quang, tuy nhiên
phương pháp này phần nào gây tác động đến cơ thể bệnh nhân và không nên lạm
dụng nếu không thật cần thiết.
Trong những năm gần đây, nhiều phương pháp mới được nghiên cứu và ứng
dụng như: phương pháp hiển thị hình ảnh đa photon, ảnh nhiệt, huỳnh quang, hồng
ngoại, siêu âm, phương pháp cắt lớp quang học kết hợp vv… và cho thấy kết quả
khả quan trọng chẩn đốn các bệnh về răng. Mục đích của các nghiên cứu này là
nghiên cứu hình ảnh của răng bằng phương pháp hồng ngoại. Đây là một hướng
nghiên cứu mới trong chẩn đốn hình ảnh nha khoa, với nhiều ưu thế:
9 Hổ trợ nghiên cứu cấu trúc răng, cũng như một số bệnh lý liên quan.
9 Cho kết quả nhanh chóng, có thể theo dõi theo thời gian thực, cũng như lưu
ảnh, in ảnh.
9 Không tiếp xúc, không gây đau.
9 Thiết bị khơng có bức xạ trong vùng tử ngoại và các vùng bước sóng nguy
hiểm và trong một số trường hợp có thể được sử dụng thay thế tốt cho việc
sử dụng X-quang.
Bên cạnh khả năng chẩn đoán sớm các bệnh về sâu răng, những nghiên cứu
mới về huỳnh quang, hay ảnh hồng ngoại còn cho ta thêm những thông tin bổ sung
về bề mặt răng, giải phẫu cấu trúc răng, cũng như chẩn đoán sớm các bệnh lý khác
liên quan đến răng, sâu răng.
5
Ở Việt Nam
Theo báo cáo của Bệnh viện Răng Hàm Mặt Trung Ương: Việt Nam có tỷ lệ
người mắc sâu răng cao, tới 90% dân số. Tình trạng sâu răng tăng trưởng nhanh
trong những năm gần đây, đặc biệt có đến 90% các trường hợp phát hiện trễ hoặc
không được điều trị. Sâu răng có tỷ lệ mắc cao ngay từ trẻ em ở lứa tuổi học đường
và gia tăng theo tuổi, việc điều trị cho cả cộng đồng là rất khó khăn, tốn kinh phí.
Nếu cả cộng đồng đều có nhu cầu điều trị và làm răng giả thì chi phí sẽ rất lớn. Có
đến 55% dân số khơng đi khám răng do các nguyên nhân khác nhau. Riêng ở trẻ
em 6-8 tuổi hơn 85% bị sâu răng và 94% trong số đó khơng được chẩn đốn và
điều trị.
Việt nam hiện thiếu trầm trọng về bác sĩ răng hàm mặt. Nếu như tỷ lệ ớ các
nước phát triển, 1 bác sĩ phục vụ 1000-2000 dân thì ở nước ta, tỷ lệ này là 1/25.000
dân (báo Người Lao động). Các thiết bị chẩn đoán và điều trị răng trong nước vẫn
còn lạc hậu so với các nước phát triển, phần lớn vẫn dựa vào kinh nghiệm là chủ
yếu. Phổ biến là thiết bị X quang có giá thành cao, và ảnh hưởng không tốt đến sức
khỏe bệnh nhân, nhu cầu thực tế trong ngành nha khoa về các thiết bị hiện đại
trong tương lai gần là rất lớn. Các thiết bị hổ trợ chẩn đốn khơng xâm lấn khơng
chỉ giúp cảnh báo sớm cho chúng ta về tình trạng sâu răng, giúp các nha sĩ có
nhiều lựa chọn hơn, chính xác hơn trong cơng việc, ngồi ra làm giảm phần lớn sự
sợ hãi của người dân, đặc biệt là trẻ em khi đến với trung tâm nha khoa. Ngoài ra
việc chẩn đốn thường xun như các chương trình nha khoa học đường sẽ giảm
phần nào sự quá tải trong ngành nha khoa của y tế nước nhà. Việc nghiên cứu phát
triển các thiết bị chẩn đoán các bệnh về răng phần nào đáp ứng các xu hướng trên,
tiếp cận gần hơn với khoa học kỹ thuật ở các nước tiên tiến và có ý nghĩa thực tiễn
và xã hội đáng kể
6
II. NHỮNG NHIỆM VỤ ĐẶT RA và KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI.
¾ Mục tiêu: nghiên cứu cấu trúc và tính chất quang học của răng bằng mơ
phỏng Monte Carlo và kỹ thuật hồng ngoại, từ đó thiết kế mơ hình thu nhận
hình ảnh cấu trúc răng bằng phương pháp quang học khơng xâm lấn.
¾ Nhiệm vụ:
STT
Nhiệm vụ đặt ra
1 Mô phỏng tương tác ánh sáng hồng
ngoại với mô răng. Xác định bước
sóng tối ưu, các cơ chế vật lý liên
quan trong mơ hình thí nghiệm
2 Thiết kế hệ quang học thu nhận hình
ảnh răng bằng kỹ thuật hồng ngoại
3
Thử nghiệm hệ chụp ảnh hồng ngoại
đối với mẫu răng
4
Đề tài luận văn đại học
7
Kết quả đạt được
01 bài báo Tạp chí Khoa học Cơng
nghệ 2014
Đạt
01 bài báo Hội nghị Toàn quốc lần
III Vật lý Kỹ thuật và Ứng dụng
2013
01
III. KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI.
Để thực hiện mục tiêu của đề tài, chúng tôi đã sử dụng 2 phương pháp
nghiên cứu sau:
- Sử dụng chương trình mơ phỏng Monte Carlo (MC) để mô phỏng tương tác của
mô răng với ánh sáng hồng ngoại gần nhằm tìm ra bước sóng tối ưu.
- Từ kết quả mơ phỏng thiết kế hệ quang học sử dụng ánh sáng hồng ngoại gần để
chụp ảnh cấu trúc răng.
3.1. Kết quả mô phỏng tương tác ánh sáng hồng ngoại và mơ răng.
3.1.1. Q trình mô phỏng.
Phương pháp MC được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc của răng thường và
răng sâu trong phạm vibước sóng từ 500nm đến 1600nm. Trong mơ phỏng MC,
mỗi lớp được đặc trưng bởi các thông số: hệ số hấp thụ (µa), hệ số tán xạ (µs), hệ số
bất đẳng hướng (g), chiết suất (n) và độ dày (d) (bảng 3.1). Tất cả các thông số này
được lấy từ tài liệu [4-12].
Các hệ số hấp thụ, tán xạ của mô răng phụ thuộc mạnh vào bước sóng ánh
sáng kích thích. Môi trường bao quanh mô răng nghiên cứu là không khí. Ánh sáng
dùng trong mơ phỏng có bước sóng 543nm, 600nm, 633nm, 700nm, 800nm,
1000nm, 1053nm, 1310nm và 1550nm. Tất cả các bước sóng đều được sử dụng để
nghiên cứu sự truyền photon ở cả răng thường và răng sâu. Tại mỗi mơ hình của
từng bước sóng chúng tơi mơ phỏng 10 lần.
Bảng 3.1. Thông số quang học được sử dụng trong mơ phỏng tại các bước sóng.
Bước sóng
µa (cm-1)
µs (cm-1)
543nm
600nm
633nm
700nm
800nm
µa
µs
µa
µs
µa
µs
µa
µs
µa
µs
Men
răng
(0.146cm)
n = 1.63
g = 0.96
1
105
1
64
1
60
1
50
1
33
Ngà
răng
(0.871cm)
n = 1.49
g = 0.93
3
280
3
280
3
280
3
280
3
280
8
Nước
Khơng khí
n = 1.33
g = 0.835
0.000511
15.42 x 10-6
0.002224
9.997 x 10-6
0.003012
7.9243 x 10-6
0.00624
5.1207 x 10-6
0.02025
2.8684 x 10-6
n=1
g=1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1000nm
1053nm
1310nm
1550nm
µa
µs
µa
µs
µa
µs
µa
µs
1
16
1
15
1
3
1
2
3
280
3
280
3
280
3
280
0.416
1.0891 x 10-6
0.1621
0.8704 x 10-6
1.554
0.3374 x 10-6
10.94
0.1626 x 10-6
0
0
0
0
0
0
0
0
Trước tiên chúng ta nghiên cứu sự phân bố photon trên bề mặt của răng
thường tương ứng với các bước sóng theo mơ hình 3 lớp men-ngà-men (enameldentin-enamel) [13] như hình 3.1. Trong đó z là độ dày theo chiều sâu của răng khi
chiếu tia sáng (zmen = 0.146cm, zngà = 0.871cm), r là đường kính bề mặt chiếu chùm
tia sáng.
Hình 3.1. Mơ hình răng sử dụng trong mơ phỏng MC.
So với răng thường, mơ hình răng sâu sẽ có thêm một lớp sâu có chiều dày
là dL có độ dày thay đổi. Lớp sâu này có thể phân bố trong lớp men (sâu men) hoặc
lớp ngà (sâu ngà). Những mơ hình này giúp chúng ta khảo sát được sự ảnh hưởng
của môi trường trong khu vực bị sâu đối với mật độ photon truyền qua. Ở đây
chúng tôi khảo sát môi trường đó là khơng khí và nước.
Để kiểm tra sự truyền photon trong mô răng, ta thực hiện mô phỏng MCML
với mơ hình một chùm tia hẹp chiếu vng góc với bề mặt răng [9], ta xét độ dày
của lớp sâu men giữa lớp men, lớp sâu ngà sát lớp men và giữa lớp ngà đều là
0.1cm theo hình 3.2. Để có được chất lượng khảo sát tốt hơn, chúng tôi thay đổi độ
dày các lớp tổn thương ở ngà răng là 0.1cm, 0.2cm và 0.3cm.
Bảng 3.2. Các thông số mơ phỏng của răng có sâu ngà sát men độ dày 0.1cm tại
bước sóng 1053nm.
Lớp
Men răng
z (cm)
0.146
µa(cm-1)
1
µs (cm-1)
15
9
n
1.63
g
0.96
Ngà răng
Sâu ngà
(nước/khơng khí)
Ngà răng
Men răng
0.1
0.1
3
0.1621/0
280
0.8704x10-6/0
1.49
1.33/1
0.93
0.835/1
0.671
0.146
3
1
280
15
1.49
1.63
0.93
0.96
Bảng 3.2 trên đây là một ví dụ về số liệu mơ phỏng trong file “.mci” của
bước sóng 1053nm với trường hợp sâu ngà. Lớp ngà răng được chia ra làm 3 lớp:
ngà-sâu-ngà, lớp sâu nằm sát với lớp men với độ dày là 0.1cm, hai lớp ngà còn lại
được chia với độ dày là 0.1cm và 0.671cm. Tương ứng với mỗi bước sóng khác
nhau thì nước có hệ số hấp thụ và tán xạ khác nhau.
3.1.2. Kết quả mô phỏng.
Tổng cộng chúng tôi đã mô phỏng 11 loại răng ở cả răng thường (Normal),
răng sâu men (EL) và sâu ngà (DL) cho từng bước sóng. Sâu men có độ dày là
0.1cm cho tất cả các răng, sâu ngà có độ dày từ 0.1cm đến 0.3cm ở các vị trí khác
nhau. Răng khơ (khơng khí) và răng ướt (nước) là những đặc trưng cho môi trường
tổn thương của răng.
A. Sự tán xạ NIR trên bề mặt răng.
Chúng tôi đã khảo sát mật độ photon trên bề mặt các loại răng. Mối quan hệ
của mật độ photon trên bề mặt giữa răng thường và các trường hợp răng sâu có
cùng độ dày là 0.1cm trong hai mơi trường nước (W) và khơng khí (A) được thể
hiện ở hình 3.2 gồm sâu men (EL-W và EL-A), sâu ngà sát men (DL-W và DL-A),
sâu giữa ngà (DL1-W và DL1-A). Chính vì hệ số tán xạ của men răng giảm dần
khi tăng bước sóng nên mật độ photon trên bề mặt hầu như giảm một nửa khi tăng
bước sóng, độ dốc của đồ thị giảm nhanh từ bước sóng 600nm đến 1000nm và sau
1000nm thì giảm chậm dần. Các răng sâu ngà hầu như không thay đổi so với răng
thường. Ta có thể dựa vào đồ thị hình 3.2 để giải thích điều này, ta thấy được chùm
tia sáng không đi xuyên qua hết phần ngà răng mà chỉ xuyên qua một phần nhỏ,
không đến được lớp sâu ngà, vì vậy khơng ảnh hưởng đến mật độ photon trên bề
mặt răng. Cho nên các răng sâu ngà hầu như giống với răng thường.
Hệ số tán xạ và hấp thụ của men răng hầu như lớn hơn rất nhiều so với
khơng khí và nước (trừ trường hợp 1310nm và 1550nm). Chính vì điều này mà
chùm tia sáng truyền qua men răng đến ngà răng ở răng thường sẽ thấp hơn răng
sâu men và khi đến lớp ngà cũng bị tán xạ mạnh hơn răng thường. Vì vậy mật độ
photon trên bề mặt của răng sâu men cao hơn so với răng thường và răng sâu ngà ở
cả trường hợp không khí và nước như hình 3.2. Khi tăng bước sóng hệ số tán xạ
giảm dần nên mật độ photon trên bề mặt cũng giảm dần khi tăng bước sóng. Đặc
biệt do ảnh hưởng hệ số hấp thụ của nước ở các bước sóng lớn từ 1310nm, hệ số
hấp thụ này lớn hơn rất nhiều hệ số hấp thụ của men răng. Vì vậy mật độ photon
10
trên bề mặt răng sâu men từ bước sóng 1310nm trở đi ln thấp hơn răng bình
thường như hình 3.2A.
Qua đó chúng ta cũng có thể dễ dàng nhận ra trường hợp răng sâu men nhờ
vào mậtđộ photon trên bề mặt răng và bước sóng thích hợp nhất là 800nm.
5000
Photon density (Photons/cm2)
Photon density (Photons/cm2)
5000
Normal
EL-W
DL-W
DL1-W
4000
3000
2000
1000
0
600
800
1000
1200
Wavelength (nm)
1400
4000
3000
2000
1000
0
1600
Normal
EL-A
DL-A
DL1-A
600
800
1000
1200
Wavelength (nm)
1400
1600
A
B
Hình 3.2. Mật độ photon trên bề mặt răng thường và răng sâu: sâu nước (A) và
sâu khơng khí (B).
B. Sự truyền qua của NIR đối với răng.
Ở hình 3.3 chúng tơi khảo sát tỷ lệ photon truyền qua của của răng thường
và răng sâu. Hình A cho ta thấy được tỷ lệ photon truyền qua của sâu men tại bước
sóng 1550nm thấp hơn một nửa so với bước sóng 500nm, điều này là do tại bước
sóng 1550nm hệ số hấp thụ của nước bắt đầu tăng nhanh so với các bước sóng cịn
lạị. Ngược lại, ở hình B tỷ lệ photon truyền qua tăng đều do khơng khí khơng hấp
thụ ánh sáng nên khơng ảnh hưởng đến sự truyền qua này.
Mặt khác, hệ số tán xạ của nước và khơng khí rất nhỏ gần bằng 0, nhỏ hơn
rất nhiều so với hệ số tán xạ của men và hệ số tán xạ của men giảm dần khi tăng
bước sóng. Chính vì hai điều này mà tỷ lệ photon truyền qua của sâu men ở cả hai
hình A và B đều cao hơn so với răng thường và tăng dần khi tăng bước sóng.
Ngồi ra ta thấy được sự truyền photon mạnh mẽ của các trường hợp sâu
ngà, tăng gấp 3 đến 4 lần so với răng thường và sâu men. Hệ số tán xạ của ngà răng
khơng thay đổi khi tăng bước sóng, nhưng khi ánh sáng truyền qua men răng đến
ngà răng thì tỷ lệ này bị ảnh hưởng bởi hệ số tán xạ của men răng nên tỷ lệ photon
truyền qua của sâu ngà cũng tăng dần khi tăng bước sóng và giảm nhanh tại bước
sóng 1550nm ( hình A).
Vì vậy khi so sánh tỷ lệ photon truyền qua của các răng sâu với răng thường
ta có thể dễ dàng nhận biết được sâu ngà và bước sóng thích hợp nhất là 1053nm.
11
8.0x10
Transmission (%)
Transmission (%)
Normal
EL-A
DL-A
DL1-A
-6
-6
8.0x10
Normal
EL-W
DL-W
DL1-W
-6
6.0x10
-6
4.0x10
-6
2.0x10
600
800
1000
1200
1400
-6
6.0x10
-6
4.0x10
-6
2.0x10
600
1600
800
1000
1200
1400
1600
Wavelength (nm)
Wavelength (nm)
Hình 3.3. Tỷ lệ photon truyền qua giữa răng thường và các trường hợp răng sâu
nước (A) và khơng khí (B).
Như đã thấy ở hình 3.3 thì tỷ lệ truyền photon của hai trường hợp sâu ngà sát
men (0.1cm) và sâu giữa ngà (0.1cm) hầu như là tương tự nhau, vì vậy chúng tơi
quyết định khảo sát các trường hợp sâu giữa ngà với các độ dày khác nhau cũng ở
hai môi trường nước và không khí bao gồm sâu ngà 0.1cm, 0.2cm ( DL2-W và
DL2-A), 0.3cm (DL3-Wvà DL3-A) như hình 3.4.
Do hệ số hấp thụ và hệ số tán xạ của ngà răng lớn hơn rất nhiều so với của
nước và khơng khí, nên khi ta tăng độ dày sâu ngà thì độ dày hai lớp ngà bên cạnh
giảm dần, lúc này sự hấp thụ và tán xạ của ngà răng cũng giảm, cũng có nghĩa là
sự truyền qua ngà răng càng mạnh khi ta tăng độ dày sâu ngà. Vì vậy tỷ lệ photon
truyền qua của các trường hợp sâu ngà ở hình 4.6 tăng rõ ràng so với răng thường.
Trường hợp sâu ngà 3mm thì độ dày sâu chiếm hết 1/3 độ dày của ngà răng
vì vậy ở cả hai hình A và B tỷ lệ photon truyền qua sâu ngà 3mm tăng vượt bậc so
với hai trường hợp cịn lại. Qua đó, chúng ta nhận xét được sâu ngà có độ dày càng
lớn càng dễ nhận biết.
Normal
DL1-W
DL2-W
DL3-W
Transmission (%)
-5
9.0x10
-4
1.2x10
-4
Transmission (%)
-4
1.2x10
-5
6.0x10
-5
3.0x10
0.0
600
800
1000
1200
1400
1600
Wavelength (nm)
Normal
DL1-A
DL2-A
DL3-A
1.0x10
-5
8.0x10
-5
6.0x10
-5
4.0x10
-5
2.0x10
0.0
600
800
1000
1200
Wavelength (nm)
1400
1600
Hình 3.4. Tỷ lệ photon truyền qua giữa răng thường các trường hợp sâu ngà trong
mơi trường nước (A) và khơng khí (B).
12
3.1.3.Đáánh giá kếết quả mơ phỏng bằằng T-test..
Phân tích th
P
hống kê làà một khâuu quan trọnng không thể
t thiếu được
đ
trongg các
cơng trìình nghiên cứu khoa học. Ở luậận văn này chúng tơi sử dụng phhương phááp Ttest hayy cịn gọi là nghiệm tốn T. Đâây là phươ
ơng pháp phân
p
tích khách
k
quann kết
quả chạạy mơ phỏng có ý nghĩa
n
hay khơng
k
[144]. Phươngg pháp nàyy sử dụng phần
p
mềm ‘D
Data Analy
ysis’ phân tích
t
theo từ
ừng cặp. Ở đây là giữ
ữa các cặpp răng thườ
ờng răng sâuu.
T
Tính
chất quang
q
học giữa
g
răng thườngt
rănng sâu có ý nghĩa thốống kê dựaa vào
giá trị P-value
P
(Prrobability value)
v
hay còn gọi là trị số P. Trị
T số P nàyy là một coon số
xác suấtt, theo cácc kết quả nghiên cứu nếu trị số P này lớn hơn 0.05 thì xem nhhư là
một kếtt quả khơng
g hợp lý, vì
v thế trị sốố P nhỏ hơ
ơn hoặc bằnng 0.05 đư
ược xem nhhư là
có ý nghhĩa và đượ
ợc lấy làm kết
k quả nghhiên cứu [14].
K sử dụn
Khi
ng phươngg pháp tán xạ để kiểểm tra (hìnnh 3.5 A-B
B) thì chỉ có ý
nghĩa đối
đ với cặp
p răng thư
ường-sâu men.
m
Ngư
ược lại khii sử dụng phương pháp
p
truyền qua
q (hình 3.5
3 C-D) thì
t hồn toồn có ý ngghĩa ở tất cả
c các cặp răng thườ
ờng sâu menn, răng thường - sâuu ngà sát men 0.1cm
m và răngg thường - sâu giữa ngà
0.1cm.
V vậy kết quả kiểm tra bằng T-test
Vì
T
dựa trên
t
phươnng pháp truuyền qua sẽ
s có
kết quả chính xác hơn.
Hình 3.5.
3 Kết qu
uả kiểm traa T-Test củủa cặp răngg thường – răng sâu bằng phươ
ơng
ph
háp tán xạ (A,B) và phương phááp truyền qua
q (C,D)
13
Kết luận: Từ những kết quả kiểm tra bằng T-test so sánh mật độ photon trên
bề mặt của cặp răng thường - răng sâu và tỷ lệ photon truyền qua của cặp răng
thường - răng sâu chúng tôi nhận thấy rằng:
• Kết quả của phương pháp tán xạ chỉ có ý nghĩa so sánh đối với cặp răng
thường – sâu men, do đó phương pháp này chỉ có thể sử dụng để phát hiện
các vết sâu và tổn thương trên men.
• Kết quả của phương pháp truyền qua có ý nghĩa so sánh với tất cả các mơ
hình tiến hành mơ phỏng (ngoại trừ trường hợp bước sóng 1053nm và
1310nm), do đó phương pháp này có thể sử dụng để phát hiện các vết sâu và
tổn thương ở cả men và ngà.
Với những kết luận vừa rồi, chúng tôi quyết định lựa chọn phương pháp ảnh
hồng ngoại truyền qua (NIRTI) để tiến hành thực nghiệm nghiên cứu cấu trúc răng,
phát hiện sâu răng và các tổn thương trên răng.
3.2. Kết quả thử nghiệm hệ chụp ảnh răng bằng kỹ thuật hồng ngoại.
3.2.1. Thiết lập hệ quang học chụp ảnh hồng ngoại răng.
Để tiến hành thực nghiệm, chúng tôi đã nghiên cứu và thiết lập một hệ
quang học như trên hình 3.6.
Hình 3.6.Hệ thực nghiệm cho phương pháp NIRTI.
Hệ quang học được sử dụng trong hình 3.6 gồm có:
• Nguồn sáng kích thích (A): Là LED siêu sáng loại 5mm. Sử dụng ống nhựa
màu đen nhỏ với kích thước thích hợp để chế tạo ra một đèn LED dùng
14
trong thí nghiệm kiểm chứng khơng bị phản xạ ánh sáng ra bên ngồi nhiều
khi chiếu lên mẫu nghiên cứu.
• Mẫu răng được nghiên cứu (B)
• Thấu kính hội tụ (C): Răng được đặt trước thấu kính hội tụ và camera đặt
sau để thu được hình ảnh phóng to của mẫu răng.
• Kính lọc phân cực (D): giảm độ chói, tăng bão hịa màu
• Kính lọc cường độ (Neutral density filter) (E): Tác dụng chính của kính lọc
cường độ là làm giảm cường độ ánh sáng đi vào ống kính. Kính lọc này rất
hữu dụng khi cần chụp ảnh tốc độ chậm, thời gian phơi sáng dài trong điều
kiện nguồn sáng mạnh hoặc muốn sử dụng ISO thấp, cho phép giảm tốc độ
chụp để tạo hiệu ứng hình ảnh theo mong muốn. Kính lọc này đặc biệt có tác
dụng khi cần chụp những tình huống như thác nước hay sơng, biển nhằm tạo
cảm giác nước mượt mà như dải lụa, những tình huống cần tăng độ mở ống
kính, giảm độ sâu trường ảnh…
• Kính lọc hồng ngoại (F)
• CCD Camera (G)
• Máy quang phổ Monochromator (H)
Với dải thu nhận ánh sáng của CCD-Camera trong vùng từ 600nm đến
1000nm và của kính lọc hồng ngoại từ 800nm đến 1000nm nên chúng tơi đã chọn
2 LED siêu sáng ứng với bước sóng 850nm và 940nm để tiến hành thực nghiệm.
Vị trí của kính phân cực có thể thay đổi ở trước mẫu răng hoặc ở trước kính lọc
cường độ để có thể thu ảnh được tốt nhất.
3.2.2. Kết quả thí nghiệm chụp ảnh hồng ngoại răng.
Trong đề tài này, chúng tôi tiến hành thực nghiệm với mục đích nghiên cứu
cấu trúc răng, phát hiện sâu răng và các tổn thương trên răng bằng cách sử dụng
phương pháp NIRTI trên 20 mẫu răng khác nhau, sau đó chúng tơi sử dụng những
mẫu răng cho kết quả phù hợp với mục đích nghiên cứu để trình bày trong đề tài
này (bảng 3.3).
Bảng 3.3. Bảng tổng hợp các mẫu răng được tiến hành nghiên cứu trong đề tài.
STT Vị trí của răng
1
2
Răng khơn hàm trên bên phải
Răng khơn hàm trên bên phải
Giới
tính
Nữ
Nam
3
4
5
Răng hàm thứ nhất hàm trên bên trái
Răng hàm thứ nhất hàm dưới bên phải
Răng hàm thứ hai hàm dưới bên trái
Nam
Nam
Nữ
15
Tuổi
27
53 (mẫu răng
1)
71
50
45
6
7
8
9
10
11
Răng cử
ửa thứ hai hàm dưới bên trái
Răng nanh hàm trrên bên phải
Răng nanh hàm dưới
d
bên phhải
Răng hàm thứ nhấất hàm dướ
ới bên phảii
Răng nanh sữa hààm dưới bêên phải
Răng hàm
h
thứ nh
hất hàm dư
ưới bên ph
hải
Nữ
Nam
Nữ
Nam
Nữ
Nữ
12
13
Răng hàm thứ nhấất hàm trênn bên phải
Răng tiền hàm thứ
t
hai hààm dưới bên
b
phải
Răng hàm thứ nhấất hàm trênn bên trái
Răng tiiền hàm thứ
ứ hai hàm trên bên trrái
Răng nanh hàm trrân bên tráái
Răng hàm thứ haii hàm trân bên trái
Răng hàm thứ nhấất hàm trânn bên phải
Răng kh
hôn hàm trrân bên tráái
Răng tiền
t
hàm thứ
t
hai hààm dưới bên
b
phải
Nam
Nam
14
15
16
17
18
19
20
Nữ
Nữ
Nam
Nam
Nữ
Nam
Nam
24
67
45
72
9
37 (m
mẫu răngg
2)
40
25
22
40
24
57
38
46
54 (m
mẫu răngg
3)
ấu trúc răn
ng.
A. Nghiiên cứu cấ
Để tiến hàn
Đ
nh nghiên cứu cấu trrúc răng chúng
c
tôi chọn
c
một mẫu
m răng bình
thường,, khơng bịị các tổn thhương và được cắt bằng phẳnng ở 2 mặặt trước vàà sau
bằng máy
m cơ khí (mẫu răngg 1, hình 3.7). Răng của
c chúng ta có 2 mặt
m là mặt cong
c
nên phầần giữa răn
ng sẽ có độộ dày lớn nhất, việc cắt bằng phẳng
p
2 mặt
m của rănng sẽ
tạo ra một
m mẫu có
ó kích thướ
ớc đồng đềều giúp choo việc nghiên cứu cấấu trúc răngg trở
nên dễ dàng
d
hơn với
v những hình ảnh rõ ràng hơnn.
Hình 3.7. Ảnhh chụp mẫuu răng 1 saau khi đượcc cắt 2 mặtt.
16
Với mẫu răăng này, bằng
V
b
mắt thhường chúúng ta có thể
t phân biệt
b được phần
p
men và phần ngà của răng, men có màu
m trắng trrong hơn ngà,
n
2 bênn của mẫu răng
có một số vết bẩn
n, ngồi những
n
vết bẩn
b thì khhơng cịn đặc
đ điểm nào
n bất thư
ường
trên rănng.
Đ tiến hàn
Để
nh nghiên cứu
c cấu trúúc răng, chúúng tôi sử dụng hệ quuang học được
đ
thiết kế ở trên vớii nguồn sááng kích thhích là LED
D siêu sángg 850nm và
v 940nm khảo
k
sát một số hình ản
nh từ mẫu răng
r
đã xử
ử lý (hình 3.8).
3
c mẫu răăng số 1 đư
ược chiếu sáng
s
bởi LE
ED 850nm
m (A)
Hình 3..8. Ảnh hồng ngoại của
và 940nm
9
(B.))
Cấu trúc giữa các phầần của răngg là khác nhau,
C
n
điều đó dẫn đếến sự khác biệt
về độ đậm nhạt trrong hình ảnh
ả hồng ngoại
n
của răng.
r
Dựa vào
v hình ảnh
ả hồng ngoại
n
của mẫuu răng 1 taa có thể phhân biệt rõ phần menn và phần ngà.
n Đối với
v cả 2 trư
ường
hợp ứngg với các bước
b
sóngg 850nm và
v 940nm, phần menn bao bên ngồi
n
có hệ
h số
-1
hấp thụ nhỏ hơn (1
( cm ) nêên có màu sáng hơn, phần ngà có hệ số hấp thụ lớn hơn
-1
(3 cm ) nên có màu
m tối hơnn, điều nàyy hoàn toààn phù hợpp với lý thhuyết. Dựaa vào
hình ảnhh ở trên taa có thể nhhận thấy đư
ược phần ngà
n răng cũũng có độ đậm nhạt khác
k
nhau doo sự phân bố ngà troong răng không
k
đồnng đều và do đèn LE
ED được đặt
đ ở
giữa rănng nên cườ
ờng độ sángg tại vùng giữa răng là mạnh hơ
ơn. Các vếết bẩn bám trên
răng (hìình A2, A3
3, B2, B3) có độ hấpp thụ lớn nêên có màu đen đậm hơn
h so vớii ngà
răng. Dư
ưới chân răng
r
có mộột đường sááng nhỏ (hhình A1, B1) chính làà ống tủy, phần
p
tủy khơng cịn nên
n khu vực đó
đ có màuu sáng hơn vùng xungg quanh nóó.
N vậy, phương
Như
p
phááp NIRTI đối với cảả 2 trường hợp sử dụụng bước sóng
s
850nm và 940nm
m đều cho hình
h
ảnh về
v cấu trúc răng khá rõ nét và độ
đ tương phản
p
hình ảnhh tương tự
ự nhau, phâân biệt rõ ràng
r
các thhành phần của
c răng và cho hìnhh ảnh
đánh giáá sự phân bố
b các thànnh phần trêên răng khá tốt.
B. Phátt hiện sâu răng và cáác tổn thư
ương trên răng.
17
Mẫu răng 2 được chọọn nghiên cứu sẽ bị cắt một nửa
M
n theo chhiều dọc để
đ có
hình ảnhh rõ hơn về cấu trục bên trong răng (hìnhh 3.9).
Hình 3.9.
3 Ảnh ch
hụp 2 mặt của
c mẫu răăng 2 (2A, 2B) và hìnnh ảnh trênn lý thuyết của
mẫu răng
r
2 (2C
C).
Đối với mẫẫu răng 2, bằng
Đ
b
mắt thường
t
chúúng ta thấyy phần bênn trong rănng bị
rỗng (hhình 3.9-2B
B). Đó chínnh là phầnn khơng giian chứa mơ
m tủy rănng, khi rănng bị
nhổ đi thì
t khơng cịn
c phần tủủy nuôi rănng nên phầần này sẽ bị
b rỗng. Trrên hình 2B
B, bề
mặt nhaai có những
g vùng lõm
m hình chữ
ữ V, phần cấu
c trúc tiếếp giáp giữ
ữa men trêên bề
mặt nhaai và ngà có
c một đườ
ờng màu vàng nâu doo khống hóa
h (vùng bị khốngg hóa
sẽ có nhhiều khốn
ng hơn bìnnh thường), phần menn ở đây cóó một số điểm
đ
trắng đục.
Ngồi ra
r trên bề mặt răng có
c một số vùng bị rạn
r nứt mààu trắng đụục sẽ đượcc thể
hiện troong hình ản
nh hồng nggoại của mẫẫu răng nàyy (hình 3.110).
Hình 3.10. Ảnh hồng ngoạại của mẫuu răng 2 đư
ược chụp ở cả 2 mặt ứng
ứ với bư
ước
sóng 850nnm (A, B) và
v bước sónng 940nm (C, D).
18
Đối với ảnh
Đ
h hồng ngooại của răngg, độ đậm nhạt còn phụ
p thuộc vào
v độ dàyy nên
chúng ta sẽ thấy rằng phần chân
c
răng do
d không bị
b cắt nên dày
d hơn cáác phần trêên và
do đó sẽ
s có màu tối hơn nhhư hình 3.10 A và C.Trên
C
hìnnh B và D ta có thể thấy
đươc phhần giữa răng sáng mạnh
m
do bị
b rỗng và đèn LED đặt ở ngayy vị trí đó nên
cường độ
đ sáng mạạnh hơn cáác vùng xuung quanh, phần ngà răng do cóó hệ số hấpp thụ
lớn hơnn nên có màu
m tối hơnn phần menn. Các vùnng được đánnh dấu như
ư hình B1,, B2,
D1, D2 do bị tổn thương
t
dư
ưới dạng cáác vết nứt trên
t
men, cấu
c trúc bị thay đổi và
v sự
mất khooáng dẫn đến
đ độ hấpp thụ ánh sáng thay đổi nên có
c màu tối hơn các vùng
v
men rănng khỏe mạạnh bên cạạnh. Phần tiếp
t giáp giữa
g
men trrên bề mặt nhai và nggà là
một đườ
ờng nhỏ sááng hơn cáác vùng sáát bên do sự
s khống hóa như hình
h
B3 vàà D3.
Các điểểm có màu đen trên hình
h
B3, D3
D bằng mắắt thường nhìn
n
sẽ có màu trắngg đục
do sự mất
m khống, đây là mộột biểu hiện của sâu men.
m
T
Tiếp
tục qu
uá trình nghhiên cứu sử
ử dụng phư
ương phápp NIRTI đểể phát hiệnn các
bệnh củủa răng, ch
húng tơi lự
ựa chọn mẫẫu răng thứ 3 có mộột lỗ sâu và một số vùng
v
trắng đụục như hình
h 3.11.
3
Ảnh chụp 2 mặặt của mẫu răng 3 (3A
A, 3B) và ảnh
ả phóng to 10x củaa lỗ
Hình 3.11.
sâu trên răng
r
bằng máy ảnh kỹ
k thuật sốố (3C).
Dựa vào nh
D
hững hình ảnh trên, chúng
c
ta thhấy rằng có
c một số vùng
v
men màu
trắng đụục như hìn
nh 3.11-3A
A và 3B, đóó chính là các vùng men
m bị sâuu. Trên rănng có
một lỗ sâu
s và một số vùng trắng
t
đục nhỏ ở tronng và trên mặt lỗ sâuu đó (hình 3B),
vết sâu này được phóng
p
to để
đ dễ dàng quan sát như
n hình 3C
C.
T
Tiến
hành chụp
c
hình ảnh hồng ngoại của mẫu răng 3 bằng hệệ quang họọc đã
được thhiết lập ở trrên ta thu được
đ
kết quuả như trênn hình 3.122.
19
Hình 3.12. Ảnh hồng ngoạại của mẫuu răng 3 đư
ược chụp ở cả 2 mặt ứng
ứ với bư
ước
sóng 850nnm (A, B) và
v bước sónng 940nm (C, D).
Nhìn vào hình
N
h
3.12 ta thấy cáác vùng trrắng đục trrên răng nhìn
n
bằng mắt
thường (hình 3.11
1) sẽ có màu
m tối hơnn các vùngg men xunng quanh tương
t
ứngg với
hình 3.112 A-B (bư
ước sóng 850nm)
8
và hình 3.12 C-D (bướ
ớc sóng 9400nm). Vùnng có
lỗ sâu vừa
v có vùn
ng màu sánng hơn vừaa có vùng màu
m tối hơ
ơn so với phần
p
men xung
x
quanh, màu
m sáng hơn thể hiiện cho lỗ sâu bị mấtt men và ngà,
n vùng có
c màu tối hơn
chính làà do men mất
m khốngg có màu trrắng đục.
T nhiên, do cấu trúúc răng cóó phần dàyy phần mỏnng hơn cũũng dẫn đếến sự
Tuy
phân bốố màu khô
ông đồng nhất,
n
không thể hiệnn được cấuu trúc bên trong răngg. Vì
vậy, chúúng tôi cắtt 2 mặt bênn của mẫu răng 3 để tiến hành nghiên
n
cứuu các đặc điểm
đ
bên tronng.
20
Hìn
nh 3.13. Ảnnh sau khi cắt 2 mặt bên của mẫu
m răng 3.
Trên hình 3.13,
T
3
chúnng ta có hìình ảnh cấấu trúc bênn trong củủa mẫu rănng 3.
Phần men
m trong răng
r
cũng có màu trrắng đục và
v trong răăng có nhữ
ững vùng màu
vàng nââu ở cả men
n và ngà. Lỗ
L răng sâuu vẫn đượcc ngữ nguyn vẹn như
ư hình 3.11.
T hành thí
Tiến
t nghiệm bằng phươ
ơng pháp NIRTI
N
với mẫu răng mới này taa thu
được kếết quả như trên hình 3.14..
3
Hình 3.14.
3
Ảnh hồng
h
ngoạii của mẫu răng 3 sauu khi cắt 2 mặt bên đư
ược chụp ở cả
2 mặt ứng
g với bước sóng
s
850nnm (A, B) và
v bước sónng 940nm (C, D).
21
Với những hình ảnh thu được trên hình 3.14, ta có thể đánh giá chính xác
hơn về tình trạng bệnh của mẫu răng thứ 3. Lỗ răng sâu có màu sáng hơn và phần
men trắng đục bên cạnh có màu tối hơn các vùng men khỏe mạnh, các vùng men
có các điểm trắng đục cũng có màu tối hơn các vùng men bình thường như hình
3.14 A-B (bước sóng 850nm) và hình 3.14 C-D (bước sóng 940nm), vùng có màu
vàng nâu do khống hóa sẽ có màu sáng hơn. Phần ngà ở thân và chân răng do mật
độ dày nên có màu tối hơn hẳn so với các vùng khác trên răng. Ngồi ra phần thân
răng có một đường sáng ở giữa do cấu trúc ngà được chia thành 2 phần, đường
ranh giới mật độ ngà nhỏ hơn nên sẽ có màu sáng hơn.
Từ những kết quả và đánh giá ở trên, chúng tôi đưa ra một số kết kuận:
chúng ta có thể sử dụng hình ảnh hồng ngoại của răng thu được bằng phương pháp
NIRTI để phát hiện các bệnh về răng như sâu men, sâu ngà, sự khoáng hóa và đánh
giá sự phân bố cấu trúc trong răng. Trong khuôn khổ của đề tài này, chúng tôi nhận
thấy các nguồn sáng kích thích là LED siêu sáng 850nm và 940nm đều cho hiệu
quả giống nhau. Ngoài ra, việc kết hợp hình ảnh giữa hai phương pháp NIRTI và
phương pháp ảnh huỳnh quang sẽ góp phần xác định vị trí, đánh giá chi tiết hơn về
tình trạng và ngun nhân gây sâu răng.
22
IV. CÁC SẢN PHẨM THỰC HIỆN ĐƯỢC.
¾ Báo cáo khoa học đã công bố
[1]. Trần Văn Tiến, Phạm Thị Hải Miền, Đỗ Thị Hồng Lạc, Huỳnh Quang Linh.
Monte carlo simulation of light transmission for studying dental caries. Tạp chí
khoa học và công nghệ, tập 52 số 1A năm 2014.
[2]. Trần Văn Tiến, Nguyễn Thị Ngọc Mai, Phạm Thị Hải Miền, Huỳnh Quang
Linh. Design of dental imagingmodel using NIR tachnique. Kỷ yếu hội nghị
toàn quốc lần III vật lý kỹ thuật và ứng dụng", 8-12 tháng 10, năm 2013.
¾ Luận văn tốt nghiệp
[1]. Nguyễn Thị Ngọc Mai, Đỗ Thị Hồng Lạc. Nghiên cứu cấu trúc răng sử dụng
kỹ thuật hồng ngoại. Luận văn tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Tp. HCM 2014.
23
V. KẾT LUẬN - PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ KIẾN NGHỊ.
5.1. Kết luận.
Với mục đích nghiên cứu cứu cấu trúc răng, phát hiện bệnh sâu răng và các
tổn thương trên răng bằng phương pháp mô phỏng Monte Carlo và phương pháp
ảnh hồng ngoại, đề tài đã thu được những kết quả sau:
¾ Kết quả mơ phỏng.
1. Nhận biết được đặc điểm khác nhau của răng thường – răng sâu và giữa các loại
răng sâu.
• Trong vùng bước sóng 500nm – 1100nm, mật độ photon và tỷ lệ photon
truyền qua của răng sâu men ln cao hơn so với răng thường.
• Trong vùng bước sóng 1200nm – 1600nm, mật độ photon của trường hợp
răng sâu men trong môi trường nước luôn thấp hơn so với răng thường.
• Tỷ lệ photon truyền qua của các trường hợp răng sâu ngà luôn cao hơn các
trường hợp răng sâu men và răng thường
2. Sự tán xạ NIR trên bề mặt răng chỉ có ý nghĩa so sánh đối với cặp răng thường –
sâu men, do đó phương pháp này chỉ có thể sử dụng để phát hiện các vết sâu và tổn
thương trên men.
3. Sự truyền qua NIR đối với răng có ý nghĩa so sánh với tất cả các mơ hình tiến
hành mơ phỏng (ngoại trừ trường hợp bước sóng 1053nm và 1310nm), do đó
phương pháp này có thể sử dụng để phát hiện các vết sâu và tổn thương ở cả men
và ngà.
¾ Kết quả thực nghiệm.
1. Thiết kế thành cơng hệ quang học sử dụng phương pháp NIRTI sử dụng trong
nghiên cứu cấu trúc răng.
2. Thử nghiệm với hai nguồn sáng kích thích có bước sóng khác nhau là LED siêu
sáng 850nm và 940nm đều cho những hình ảnh hồng ngoại với độ tương phản hình
ảnh, chất lượng hình ảnh tương tự nhau.
3. Sử dụng phương pháp NIRTI thu nhận được hình ảnh cấu trúc răng rõ nét: phân
biệt được phần men và ngà răng, quan sát được những tổn thương của răng mà
bằng mắt thường khó nhận biết như răng bị khử khống, răng có lỗ sâu.
¾ Giới hạn của đề tài.
1. Sử dụng chương trình mơ phỏng Monte Carlo đã cơ bản mô phỏng thành công
sự tán xạ và xuyên sâu chùm ánh sáng kích thích 500nm – 1600nm lên mô răng.
Với các loại răng sâu khác nhau, mô phỏng đánh giá được sự tán xạ, hấp thụ,
24
truyền qua khác nhau. Tuy nhiên đây là phương pháp đánh giá khơng hồn tồn tốt
để phát hiện các loại răng sâu có kích thước rất nhỏ và nằm sâu bên trong.
2. Về phương pháp ảnh hồng ngoại, đề tài này chỉ mới dừng lại ở mức nghiên cứu
cấu trúc răng đồng thời phát hiện sâu răng và các tổn thương trên răng. Các hình
ảnh hồng ngoại thu được có thể dùng để hiển thị cấu trúc răng, đánh giá các loại
tổn thương khác nhau trên răng. Tuy nhiên, các đánh giá này chỉ là đánh giá trực
quan, việc xử lý hình ảnh chưa được nghiên cứu sâu, vẫn chưa có một tiêu chuẩn
nhất định cho hình ảnh, màu sắc cụ thể của các loại bệnh và tổn thương trên răng
trong hình ảnh hồng ngoại.
5.2. Hướng phát triển của đề tài.
Thu thập một số lượng lớn mẫu răng theo các tiêu chí khác nhau như: giới
tính, độ tuổi, vị trí răng, các bệnh lý của răng… phục vụ cho việc thử nghiệm
phương pháp NIRTI, đồng thời so sánh với các kết quả nghiên cứu trên thế giới
nhằm đánh giá khách quan hiệu quả của phương pháp này.
Kết hợp với các cá nhân, tổ chức y tế có chun mơn về nha khoa nhằm
đánh giá chính xác giải phẫu bệnh học của các mẫu răng nghiên cứu. Từ đó có thể
đưa ra kết luận có tính chun mơn cao về hình ảnh cấu trúc răng thu nhận được
bằng phương pháp NIRTI.
Từ kết quả mô phỏng và thực nghiệm đã được thực hiện trong phạm vi đề tài
này, chúng ta có thể tiến tới thử nghiệm trên răng. Trên cơ sở đó có thể xây dựng
một phương pháp chẩn đốn nhanh các loại tổn thương và bệnh về răng, đặc biệt là
phát hiện sâu răng ở giai đoạn sớm, hướng tới chế tạo thiết bị chẩn đoán bệnh về
răng với nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp chẩn đoán truyền thống.
Tp.HCM, ngày tháng năm
TL. HIỆU TRƯỞNG
KT. Trưởng Phịng KHCN&DA
Phó trưởng phòng
Tp.HCM, ngày tháng năm
Chủ nhiệm đề tài
(Ký và ghi rõ họ tên)
TS. Phạm Thị Hải Miền ThS. Trần Văn Tiến
25
Huỳnh Thị Mai
