激光超声波用于磨牙内部轮廓检测及早期龋定量评估的理论研究

作     者：梅松 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：袁玲

授予年度：2016年

学科分类：1003[医学-口腔医学] 07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 100302[医学-口腔临床医学] 0702[理学-物理学] 10[医学] 

主      题：激光超声 纵波 瑞利波 牙齿结构 早期龋 有限元法 

摘      要：牙齿内部结构的临床检测和早期龋临床诊断一直是口腔医学研究的热点和难点,与现有的诊断技术相比,激光超声技术由于其非接触、无损无刺激、检测速度快等优点,在牙齿的临床检测领域具有巨大的应用前景。本文对激光超声技术应用于牙齿内部结构检测和早期龋定量诊断进行了理论研究,分析了激光超声技术在其中应用的可行性,提出了具体的检测及诊断方法。基于CT扫描和三维重建技术,建立了磨牙和切牙的三维几何模型。依据波动方程和热弹性力学理论,建立了激光辐照牙齿激发超声波的三维有限元模型。提出了激光纵波检测磨牙内部轮廓的检测方法。超声纵波在牙釉质-牙本质界面的反射使其携带了与牙釉质厚度相关的信息,通过研究反射纵波在牙齿中的传播特性,本文设计了磨牙内部轮廓的检测方法,对比了计算结果与牙齿的实际内部轮廓,验证了该方法的可行性。提出了激光激发瑞利波用于早期龋定量评估的方法。由于瑞利波传播速度对牙齿表层参数变化非常敏感,通过求解牙齿表面瑞利波速度场可以评估龋蚀区域的位置、脱矿程度和二维形貌。基于瑞利波在早期龋中传播的频散特性,采用瑞利波相速度和频率的对应关系可以评估早期龋脱矿深度。结合时域和频域分析方法,实现了早期龋的三维定量评估。本文的研究结果将对牙齿内部结构临床检测和早期龋临床诊断提供理论依据和检测方法,有助于激光超声技术在临床医学检测中的进一步发展和应用。