Tooth decay detection using a fiber optic sensor / Detección de caries dental usando un sensor de fibra óptica

ABSTRACT

ABSTRACT Introduction: tooth decay has become one of the most prevalent diseases worldwide, but ironically it is one of the most neglected. Currently, adequate and effective caries treatment is based on early diagnosis and procedures such as sealants, crowns, and root canal treatment. Methods: This study examined the behavior of carious and non-carious areas of critical dental units (premolars and molars) subjecting them to a wavelength of 830 nm in adult humans who agreed to a dental exam and had at least one tooth affected by dental caries. Underage persons and patients in medical treatment were excluded. After finding a behavior that helped differentiate decayed tissue from healthy areas, the used experimental system was characterized and tested in volunteers. The implemented system contains a fiber optic sensor comprised of a trifurcated fiber and a photodetector to perform optical power measurements. Results: This sensor detected 100% of dental caries samples on premolar and molar occlusal surfaces. It also showed the ability to diagnose buccal cavities. Conclusions: The results showed that caries can be identified in dental units by means of a fiber optic sensor and infrared light at 830 nm.

RESUMEN

RESUMEN. Introducción: la caries se ha manifestado como una de las enfermedades con mayor prevalencia mundial, pero paradójicamente es una de las más desatendidas. En la actualidad, el tratamiento adecuado y eficaz contra la caries se basa en el diagnóstico temprano y en procedimientos como obturaciones, coronas y tratamiento de conductos. Métodos: esta investigación se centró en examinar el comportamiento de zonas cariadas y no cariadas de piezas dentales vitales (premolares y molares) al someterlas a una longitud de onda de 830 nm en seres humanos mayores de edad que aceptasen una revisión odontológica y que presentaran al menos un caso de caries dental. Fueron excluidos menores de edad y personas bajo tratamientos médicos. Tras encontrar un comportamiento que permitió diferenciar entre zonas cariadas y sanas, se caracterizó el sistema experimental usado y se probó en voluntarios. El sistema implementado se basa en un sensor de fibra óptica compuesto por una fibra trifurcada y un fotodetector para realizar mediciones de potencia óptica. Resultados: este sensor detectó el 100% de las muestras de caries dental en superficies oclusales de premolares y molares. Asimismo, exhibió indicios de la capacidad de diagnosticar caries vestibulares. Conclusiones: los resultados mostraron que se puede establecer la presencia de caries en piezas dentales mediante la implementación de un sensor de fibra óptica y luz infrarroja de 830 nm.