В течение многих лет исследователи стремились улучшать существующие традиционные методы диагностики заболеваний твердых тканей зубов и периодонта, такие как клиническое обследование или рентгеноскопия, которые чаще всего используются в клинической практике [1-2]. При этом основная цель при проведении таких исследований состоит в идентификации патологии еще на ранних стадиях при соблюдении высокой точности диагностики.

К настоящему времени созданы новые методы диагностики, которые, как было показано, являются достаточно эффективными, но пока не нашли широкого применения в клинике. Расширенный обзор новых технологий диагностики можно найти в литературе [1-4].

Одним из наиболее перспективных и неинвазивных методов диагностических процедур является метод лазерно-индуцированной флюоресценции (ЛИФ), который уже достаточно давно и успешно используется, например для определения различий между нормальными и атеросклеротичными тканями [5], а также для регистрации рака [6, 7].

Относительно давно метод ЛИФ используется и в стоматологии. Многообещающие результаты получены при исследовании кариеса зубов [8-18]. При этом особенно важно, что флюоресцентная спектроскопия открывает новые возможности в обнаружении приповерхностных повреждений зубов, регистрация которых визуальным или рентгеноскопическим методом ограничена [8].

Вместе с тем в ряде работ отмечается уменьшение флюоресцентного сигнала кариозных участков по сравнению с интактными областями без изменений формы спектров флюоресценции [9, 10], а в других - такие изменения наблюдаются [11, 12]. Противоречивость полученных результатов объясняется, прежде всего, сложностью регистрации кариозных повреждений, поскольку сигналы флюоресценции обладают относительно низкой величиной не только от пораженных областей, но и от интактных твердых тканей. Кроме того, вклад в спектр флюоресценции дают очень много эндогенных флюорофоров, что в свою очередь осложняет расшифровку полос. В связи с этим остается актуальной задача разработки надежной экспериментальной аппаратуры для регистрации и исследования зубных поражений, особенно на начальных стадиях развития.

Цель настоящей работы заключалась в исследовании возможности ранней диагностики кариеса зубов человека с помощью метода ЛИФ. Для этого были проведены исследования флюоресценции здоровых участков твердых тканей зубов и участков, пораженных кариесом на различных стадиях его развития. Регистрация спектров флюоресценции была осуществлена на разработанной нами экспериментальной установке, позволяющей регистрировать слабые световые потоки в режиме реального времени.

Исследования проводились на 80 удаленных зубах людей. Все зубы имели кариозное поражение, согласно предварительным клиническим и рентгенологическим исследованиям. Стадии кариозного процесса определяли в соответствии с топографической классификацией: начальный кариес, поверхностный, средний и глубокий кариес. Удаленные зубы до проведения эксперимента помещали в изотонический раствор NaCl, чтобы по возможности максимально сохранить имевшуюся на зубах микрофлору. При проведении эксперимента зубы отмывали от NaCl, но не высушивали. Образцы кодировались и хранились в чистой среде. Исследования выполнены как на интактных твердых тканях зубов, так и на тканях, подверженных кариесу. Причем каждый участок зуба с патологией и интактный участок были с одной и той же области зуба. Это важно, поскольку выполненные нами исследования для интактных зубов свидетельствуют о различиях в спектрах флюоресценции, снятых с различных областей зуба.

Спектр флюоресценции измеряли с использованием экспериментальной установки, созданной на базе волоконно-оптического спектрометра USB4000- VIS-NIR (350-1000 нм) фирмы «OceanOptics»; схема экспериментальной установки приведена на рис. 1.

В качестве источников возбуждения флюоресценции использовались различные лазерные диоды, излучающие на длинах волн 405, 445 и 660 нм, а также лазерный модуль с максимумом излучения в области 532 нм. Плотность мощности излучения не превышала 20 мВт/см². Для доставки возбуждающего излучения и сбора сигнала флюоресценции использовалось кварцевое оптоволокно диаметром 600 мкм (QP600, «OceanOptics»).

Возбуждающее флюоресценцию излучение лазерных диодов вводилось в волокно с помощью коллиматора, линзы и делительной призмы (1), предназначенной для разделения возбуждающего и флюоресцентного излучений. На передней части коллиматора устанавливались светофильтры BandPass, вырезающие длинноволновую область излучения лазерных диодов. Коллимированное излучение лазерного диода после прохождения фокусирующей линзы проходит через плоскую грань внутрь делительной призмы (1) и отражается от зеркальной поверхности (4), нанесенной на ее светоотражающую поверхность, размещенную внутри призмы. Отраженное от зеркальной поверхности излучение выходит из призмы через плоскую грань и фокусируется на торце оптического волновода (2).

Введенное в волновод (2) излучение распространяется по нему и на выходе поглощается исследуемой областью зуба (3), контактирующей с торцом волновода. При этом флюоресцентное излучение зуба вводится в тот же самый волновод (2). Площадь облучения образца и, следовательно, исследуемая область определялась площадью сечения волновода и составляла 600 мкм. Оптический волновод для удобства эксплуатации вмонтирован в оправу в виде стерилизуемого инструмента для контактных исследований.

Геометрия оптической схемы экспериментальной установки выбрана таким образом, чтобы апертурный угол оптического волновода (2) и апертура пучка флюоресцентного излучения в области делительной призмы (1) был существенно больше апертурного угла и апертуры светового пучка в области призмы вводимого в волновод стимулирующего флюоресценцию излучения. При этом апертура зеркального покрытия (4), соответствующая апертуре пучка стимулирующего излучения, создана минимальной, что позволяет лишь незначительной части энергии пучка флюоресценции отразиться от зеркальной поверхности и попасть в спектрофотометр. В результате излучение флюоресценции анализируемых компонентов области объекта вводится в волновод с максимальной эффективностью и тем самым достигается минимизация потерь флюоресцентного излучения.

Наряду с излучением флюоресценции, по волноводу (2) возвращается и часть стимулирующего излучения, отраженного от объекта (3). Эта составляющая излучения поглощается фильтрами LongPass, которые при этом пропускают излучение флюоресценции исследуемых объектов. Излучение флюоресценции попадает на грань призмы апертура, которая согласована с апертурным углом волновода. Нами был выбран многомодовый оптический волновод (QP600, «OceanOptics»), для которого апертурный угол является относительно большим. Вследствие этого на грань призмы попадает широкоапертурный пучок излучения флюоресценции, который затем вводится в волновод (5) с помощью линзы и почти без потерь поступает на вход спектрофотометра (6), сопряженного с компьютером (7). Часть излучения теряется вследствие отражения от зеркальной области (4), но поскольку ее площадь минимальна по отношению к площади апертуры пучка флюоресценции, проходящего через призму, эта составляющая незначительна.

Таким образом, нами создана относительно простая, но в то же время высокочувствительная компактная система, позволяющая регистрировать спектры флюоресценции с очень малых областей в реальном масштабе времени.

Измерения проводились в темноте в отсутствие источников рассеянного света. Для каждого зуба от интактной твердой ткани и от ткани, пораженной кариесом, были сняты по три спектра флюоресценции. После чего для каждого участка спектры были усреднены. В результате от каждого зуба были получены по два усредненных спектра флюоресценции.

На рис. 2

Как видно на рис. 2 и 3, при возбуждении излучением с длиной волны 405 нм спектры флюоресценции здоровой и пораженной частей зуба существенно различаются. Спектр от интактного участка зуба представляет собой достаточно широкую полосу с максимумом в области 488 нм. Полоса имеет сложную структуру, в которой можно выделить несколько составляющих с максимумами в области 465, 507, 536, 565 и 600 нм. В целом можно отметить, что интенсивность флюоресценции от интактной ткани зуба имеет существенно бо`льшую величину практически во всем исследованном спектральном диапазоне по сравнению с интенсивностью флюоресценции от тканей, пораженных кариесом практически на всех стадиях его развития, что достаточно хорошо совпадает с данными литературы [8-14]. Вместе с тем нами обнаружено интересное для начального кариеса поведение в спектре флюоресценции. Спектр его флюоресценции оказался схожим по форме со спектром флюоресценции от интактного участка твердой ткани зуба, но интенсивность флюоресценции в максимуме полосы оказалась выше по сравнению с интенсивностью от интактной части примерно в 1,2 раза. Спектр флюоресценции от участка зуба, пораженного поверхностным кариесом, представляет собой широкую бесструктурную полосу с максимумом в области 511 нм. Таким образом, максимум спектра сдвинут в длинноволновую область по сравнению с максимумом спектра флюоресценции интактной части зуба на 23 нм.

Спектр флюоресценции от участка зуба, пораженного средним кариесом, имеет максимум примерно в той же области, что и спектр от ткани, пораженной поверхностным кариесом, т.е. на длине волны 511 нм, но в длинноволновой области начинает проявляться некая тонкая структура, которой не наблюдалось для поверхностного кариеса. Появились две полосы с максимумами в областях 634 и 670 нм. Тенденция к проявлению этих полос еще больше усилилась в спектре флюоресценции от ткани зуба, пораженного глубоким кариесом. Причем максимум спектра флюоресценции для глубокого кариеса наблюдался уже не на длине волны 511 нм, а именно в области 634 нм. Таким образом, в зависимости от стадии развития заболевания в спектре флюоресценции в красном спектральном диапазоне проявляются две полосы с максимумами в области длин волн 634 и 670 нм. Наблюдается непосредственная связь между стадией кариозного повреждения и формой спектра флюоресценции.

На рис. 4

Как видно на рис. 4 и 5, при возбуждении флюоресценции излучением с длиной волны 445 нм спектры флюоресценции здоровой и пораженной частей зуба также различаются. Спектр флюоресценции интактной ткани зуба имеет существенно бо`льшую интенсивность флюоресценции в исследованном спектральном диапазоне по сравнению со спектрами флюоресценции тканей зубов, пораженных поверхностным, средним и глубоким кариесом. Такое спектральное поведение оказалось аналогичным тому, которое наблюдалось при возбуждении флюоресценции излучением с длиной волны 405 нм. При этом спектр интактного участка представляет собой достаточно широкую полосу с максимумом в области 525 нм. Как видно на рис. 5, полоса имеет сложную структуру, в которой можно выделить несколько составляющих с максимумами в области 511, 545 и 587 нм.

Для начального кариеса ситуация оказалась также аналогичной случаю возбуждения флюоресценции излучением с длиной волны 405 нм. Спектр флюоресценции от участка зуба, пораженного начальным кариесом, оказался схожим по форме со спектром флюоресценции от интактного участка твердой ткани зуба. Максимум спектра флюоресценции от начального кариеса также лежит в области 525 нм, но интенсивность флюоресценции на этой длине волны примерно в 2 раза выше по сравнению с интенсивностью от интактной части.

Спектр флюоресценции от участка зуба, пораженного поверхностным кариесом, представляет собой широкую полосу с максимумом в области 559 нм. В спектре проявляется еще одна полоса с максимумом в области 589 нм, которая наблюдалась в спектре флюоресценции интактной части зуба. Таким образом, максимум спектра сдвинут в длинноволновую область по сравнению с максимумом спектра флюоресценции интактной части зуба на 34 нм.

Спектр флюоресценции от участка зуба, пораженного средним кариесом, имеет максимум примерно в той же области, что и спектр от ткани, пораженной поверхностным кариесом, т.е. на длине волны 559 нм. В спектре также проявляется еще одна полоса с максимумом в области 587 нм. В целом можно отметить, что форма спектра флюоресценции оказалась схожей с формой спектра флюоресценции от поверхностного кариеса.

Максимум спектра флюоресценции от участка зуба, пораженного глубоким кариесом, на 11 нм смещен в коротковолновую область и лежит в области 548 нм. Вместе с тем в длинноволновом диапазоне начала проявляться более четкая спектральная структура. Как и для среднего кариеса, в спектре проявляется полоса с максимумом в области 587 нм, кроме того, две полосы с максимумами в области 634 и 670 нм, как и в случае возбуждения флюоресценции от глубокого кариеса излучением с максимумом в области 405 нм. Таким образом, при возбуждении излучением с длиной волны 445 нм в спектре флюоресценции в красном спектральном диапазоне проявляются две полосы с максимумами в области длин волн 634 и 670 нм, но на этот раз лишь для ткани, пораженной глубоким кариесом.

И кроме того, интенсивность флюоресценции ткани, пораженной начальным кариесом, оказалась примерно в 2 раза выше по сравнению с интенсивностью флюоресценции от интактной области зуба.

На рис. 6

Как видно на рис. 6 и 7, при возбуждении излучением с длиной волны 532 нм спектры флюоресценции здоровой и пораженной частей зуба существенно различаются лишь по интенсивности, в то же время форма спектров значительных изменений не претерпела. Спектр флюоресценции интактной ткани зуба на этот раз имеет существенно меньшую интенсивность флюоресценции в исследованном спектральном диапазоне по сравнению не только со спектрами флюоресценции тканей зубов, пораженных кариесом всех стадий, но и со спектрами от интактных частей зубов при возбуждении излучением с длиной волны 405 или 445 нм. Спектр флюоресценции интактного участка представляет собой бесструктурную и достаточно широкую полосу с максимумом в области 572 нм. Спектр флюоресценции от начального кариеса имеет максимум в области 564 нм, т.е. смещен в коротковолновую границу на 8 нм. При этом в спектре начинает проявляться еще одна полоса с максимумом в области 608 нм.

Спектр флюоресценции от участка зуба, пораженного поверхностным кариесом, представляет собой широкую полосу с максимумом в области 585 нм, т.е. смещен в длинноволновую область на 13 нм. Для данного поражения наблюдается наибольшая интенсивность флюоресценции и, следовательно, наибольшее превышение над интенсивностью от интактной части твердой ткани зуба. В спектре проявляется также еще одна полоса с максимумом в области 628 нм. Данная полоса также присутствует в спектре флюоресценции от глубокого кариеса, но немного смещена в длинноволновую область и лежит на длине волны 632 нм, а для среднего кариеса она немного смещена в коротковолновую область и лежит на длине волны 623 нм. Спектр флюоресценции от участка зуба, пораженного средним кариесом, имеет максимум в области 576 нм, а спектр флюоресценции от участка зуба, пораженного глубоким кариесом, имеет максимум в области 574 нм. Таким образом, максимум спектров флюоресценции от пораженных участков смещен незначительно относительно максимума спектра флюоресценции от интактного участка.

В результате при возбуждении излучением с длиной волны 532 нм в спектре флюоресценции в красном спектральном диапазоне проявляется полоса, максимум которой лежит в пределах от 619 нм для среднего кариеса до 630 нм для глубокого.

И, кроме того, интенсивность флюоресценции ткани, пораженной кариесом на всех стадиях развития этого заболевания, оказалась выше по сравнению с интенсивностью флюоресценции от интактной области зуба, причем для поверхностного кариеса это превышение оказалось наибольшим.

При возбуждении флюоресценции излучением лазерного диода, излучающего на длине волны 660 нм, сигналов флюоресценции не зарегистрировано ни от интактных участков твердых тканей зубов, ни от пораженных кариесом.

Таким образом, мы наблюдали разнонаправленное поведение сигналов флюоресценции при возбуждении четырьмя лазерными источниками: 405, 445, 532 и 660 нм. На рис. 8

На рис. 8 видно, что полученные отношения максимальных значений интенсивностей флюоресценции от интактного участка к участкам, пораженным кариесом, дают возможность регистрации и дифференциации кариозного процесса практически на всех стадиях его развития. Для регистрации кариеса начальной стадии методом ЛИФ целесообразно для возбуждения флюоресценции использовать лазерное излучение с длиной волны 445 нм, поскольку в этом случае наблюдается наименьшее отношение максимальных значений интенсивностей флюоресценции (0,54) по сравнению с аналогичными отношениями, полученными при возбуждении флюоресценции другими источниками излучения.

Данный источник излучения также лучше использовать при регистрации кариеса глубокой стадии, поскольку в этом случае уже наблюдается наибольшее отношение интенсивностей флюоресценции (5,84). Вместе с тем также хорошо подходит и источник с максимумом излучения в области 405 нм, поскольку отношение максимальных значений интенсивностей флюоресценции в этом случае равно 5,68. Для регистрации кариеса поверхностной и средней стадий целесообразно использовать излучение с длиной волны 405 нм (отношение интенсивностей в этом случае 3,75 и 5,43).

Вместе с тем следует отметить, что наблюдаемые изменения интенсивности могут ввести в заблуждение, если использовать только эту информацию для регистрации кариеса, поскольку вклад в спектр флюоресценции могут вносить не только микрофлора, обусловленная кариозными заболеваниями, но и возможная другая патология зубов, например, зубной камень и некоторые другие заболевания [12].

Данные результаты следует дополнить анализом спектральных преобразований сигналов флюоресценции кариозных участков от сигналов флюоресценции интактной части, причем, как оказалось, эти преобразования коррелируют со стадиями развития кариеса (см. рис. 3, 5, 7). Действительно, в случае возбуждения флюоресценции излучением с длиной волны 405 нм в красной области спектра в зависимости от стадии развития кариеса проявились две полосы с максимумами в областях 634 и 670 нм. Причем для глубокого кариеса максимум спектра флюоресценции сместился с зеленого спектрального диапазона в красный и наблюдался в области 634 нм (кривая 5 на рис. 3). Аналогичная, но менее выраженная тенденция наблюдалась и при возбуждении флюоресценции излучением с длиной волны 445 нм (кривая 5 на рис. 5).

В работе [13] также были обнаружены данные эмиссионные полосы при исследовании кариеса эмали и дентина и связывались они с флюоресценцией порфиринов, причем максимум флюоресценции при 634 нм был отнесен к флюоресценции эндогенного протопорфирина IX. Вероятный источник этих порфиринов в кариозной ткани зуба - бактериальный биосинтез.

Наибольший сигнал флюоресценции в красном диапазоне нами получен при возбуждении источником, излучающим на длине волны 405 нм. При возбуждении синим и зеленым источниками спектральная форма в этом диапазоне становится менее выраженной, что хорошо согласуется со спектрами возбуждения флюоресценции глубокого кариозного повреждения твердой ткани зуба [13].

Причем для некоторых зубов, пораженных глубоким кариесом, нами обнаружена несколько иная ситуация в красном спектральном диапазоне (рис. 9).

Данные эмиссионные полосы очень хорошо согласуются со спектрами флюоресценции копропорфиринов, в которых присутствуют наиболее интенсивная полоса при 624 нм и две менее интенсивные при 670 и 690 нм [13]. Отметим также, что поскольку указанные полосы флюоресценции соответствуют и кариесу эмали, и кариесу дентина, то это позволяет сделать вывод о единой природе флюорофоров, локализующихся в пораженных областях.

Таким образом, продукты жизнедеятельности микроорганизмов, появляющиеся в результате развития кариеса, особенно на глубокой стадии его развития, существенно влияют на спектр флюоресценции. Поэтому изменения формы спектров флюоресценции кариозных участков можно учесть, если взять отношения интенсивности флюоресценции на длине волны, соответствующей максимуму свечения интактной части (этому соответствует длина волны 488 нм), к значению интенсивности флюоресценции при длинах волн 634 и 670 нм. Полученные таким образом результаты представлены в таблице

Из таблицы видно, что существенные изменения формы спектров флюоресценции наблюдаются для участков зубов, пораженных кариесом поверхностной, средней и глубокой стадий. При этом наилучший результат для фиксации кариозных процессов получается в случае использования отношения J488нм/J634нм. В результате появляется возможность не только надежной регистрации указанных патологических областей зубов относительно соседней интактной области, но и дифференциации самих кариозных заболеваний друг друга.

Отметим также, что точность регистрации поверхностного кариеса можно еще более повысить, если учесть тот факт, что интенсивность флюоресценции в максимуме полосы увеличилась в 3,65 раза по сравнению с интенсивностью свечения от интактного участка твердой ткани зуба при возбуждении флюоресценции излучением с длиной волны 532 нм. Причем это отношение оказалось самым большим в сравнении с остальными стадиями развития кариеса (см. рис. 6 и 8).

Для участков, пораженных начальным кариесом, форма спектра практически аналогична форме спектра от интактной части зуба, однако данная стадия кариеса отличается существенным увеличением интенсивности флюоресценции, чего не наблюдалось для всех остальных стадий развития кариеса.

Таким образом, комбинируя полученную информацию и об интенсивности флюоресценции, и об изменении формы спектров, точность диагностики и дифференциации кариозных заболеваний можно существенно повысить.

В настоящей работе in vitro мы наблюдали существенные изменения спектров флюоресценции здоровых участков твердых тканей зубов и соседних участков, пораженных кариесом различной стадии развития, не только по интенсивности, но и по форме.

Известно, что при возрастании длины волны возбуждающего флюоресценцию излучения меняется его глубина проникновения внутрь зуба. Результаты различных экспериментов по внутренней флюоресценции показывают, что возбуждающее излучение с длиной волны 300-520 нм можно использовать для диагностики поверхности [14].

В этом случае глубина проникновения излучения внутрь ткани не превышает 100-300 мкм. В то же время толщина слоя эмали в области жевательных бугорков постоянных зубов достигает величины 2,3-3,5 мм, а на латеральных поверхностях она обычно равна 1-1,3 мм [15]. Эти результаты говорят о том, что наблюдаемая нами флюоресценция интактных участков твердых тканей зубов при возбуждении фиолетовым, синим и зеленым излучениями, вероятнее всего, обусловлена свечением эмали.

В пользу этого говорят также данные по спектрам флюоресценции эмали в чистом виде и ее компонентов [16].

В связи с этим наблюдаемое тушение флюоресценции (кроме красного спектрального диапазона) от участков, пораженных кариесом поверхностной, средней и глубокой стадий, при возбуждении фиолетовым и синим излучением можно объяснить процессами, связанными с разрушением эмали. Действительно, патологический процесс даже на стадии поверхностного кариеса всегда сопровождается открытым поражением всех слоев эмали, а также деструкцией дентина на глубину, сопоставимую с толщиной эмали [17].

Вместе с тем патологический процесс начальной стадии кариозного заболевания не сопровождается полным разрушением эмали и связан в основном с изменением ее структуры. Это происходит вследствие процессов деминерализации и уменьшения количества минеральных компонентов эмали.

В результате развития этой патологии контуры эмалевых призм стираются и становятся мелкозернистыми и превращаются в бесструктурную массу. При этом межпризменные промежутки расширяются [17]. В участках дефекта эмали могут накапливаться бактерии, которые, распространяясь по щелям, могут влиять на цвет пятен. Вероятно, наблюдаемое нами увеличение интенсивности флюоресценции участка ткани, пораженной начальным кариесом, может быть обусловлено именно этими процессами (см.рис. 2 и 4).

Отметим, что похожая ситуация для начального кариеса наблюдалась и в других работах [18, 19].

В частности в работе [18] кариозные области в виде белых точек показывают более интенсивную флюоресценцию при возбуждении излучением в диапазоне от 400 до 420 нм при измерении флюоресценции на 520 нм.

Наиболее вероятной причиной спектральных преобразований флюоресценции, наблюдаемых при возбуждении синим и особенно фиолетовым излучением, является возникновение продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, возникающих в результате развития кариозного заболевания [12, 13]. В пользу этого говорят данные об увеличении сигнала флюоресценции в красной спектральной области при развитии кариеса. Максимумы флюоресценции при 634 и 670 нм могут быть обусловлены флюоресценцией эндогенного протопорфирина IX, а полосы с максимумами в области 624 нм и менее интенсивные в области 670 и 690 нм можно отнести к флюоресценции копропорфиринов [13].

Поскольку в спектре флюоресценции начального кариеса полос в красной области спектра не обнаружено, да и форма спектра практически не отличается от формы спектра флюоресценции интактной части твердой поверхности зуба, можно сделать вывод о том, что существенной концентрации флюорофоров, свойственных кариозным областям на более глубоких стадиях развития, еще не образуется. Кроме того, отсутствие различий в формах спектров флюоресценции интактного участка и участка с начальным кариесом свидетельствует уже в свою очередь о единой природе флюорофоров указанных участков твердых тканей зубов.

Наблюдаемое увеличение интенсивности флюоресценции кариозных участков всех стадий по сравнению с интенсивностью интактной части ткани при возбуждении флюоресценции излучением с длиной волны 532 нм объясняется общим длинноволновым сдвигом максимумов спектров флюоресценции патологических областей, которые мы наблюдали при возбуждении фиолетовым и синим излучением. Незначительное изменение формы спектров патологических областей в сравнении с интактной частью свидетельствует о слабом поглощении порфиринов при возбуждении излучением с длиной волны 532 нм. В пользу этого говорит также тот факт, что абсолютная интенсивность флюоресценции кариозных участков ниже аналогичной интенсивности при возбуждении фиолетовым или синим излучением.

Интересно также поведение флюоресценции начального кариеса при возбуждении излучением с длиной волны 532 нм (кривая 2 на рис. 6). Интенсивность флюоресценции выше по сравнению с интактной областью. Но превышение для начального кариеса наименьшее среди всех других стадий развития кариеса, и в то же время величина этого превышения примерно совпадает с аналогичной величиной, наблюдаемой при возбуждении синим излучением. Это также говорит о единой природе флюорофоров начального кариеса и интактной части.

Таким образом, принимая во внимание информацию об изменениях формы флюоресцентных сигналов, можно получить более полную картину патологий. Полученные результаты особенно важны, поскольку свидетельствуют о надежной диагностике кариеса именно на ранних этапах его развития (начальной и поверхностной стадиях), когда точность других методов ограничена.

С помощью разработанной экспериментальной установки мы оценили возможность лазерной флюоресцентной спектроскопии для регистрации кариозных заболеваний зубов in vitro. Данная работа демонстрирует потенциал ЛИФ методики для выделения участков, пораженных кариесом различных стадий развития. Разработанная нами экспериментальная установка может стать прототипом высокочувствительного и неинвазивного медицинского прибора, который позволит проводить раннюю диагностику кариозных повреждений in vivo.

Полученные данные позволяют выработать определенные рекомендации, которые необходимо будет реализовать в экспериментальном устройстве при регистрации кариеса зубов человека. Например, регистрацию участков зубов, пораженных начальным кариесом, целесообразно проводить с помощью устройства, в котором в качестве возбуждающего излучения используется лазерный диод с длиной волны 445 нм. В этом случае регистрацию сигналов флюоресценции необходимо осуществлять в зеленом спектральном диапазоне, при этом интенсивность свечения кариозного участка будет примерно в 2 раза выше, чем интактной области. Отметим, что стоимость экспериментального прибора можно существенно снизить, если в качестве детектора флюоресцентного излучения использовать не спектрофотометр, а более дешевые фотодиод или фотоэлектронный умножитель, перед которыми будет устанавливаться светофильтр, выделяющий зеленый спектральный диапазон.

При регистрации пов