Ex vivo imaging of early dental caries within the interproximal space

Optical coherence tomography (OCT) is emerging as a technology that can potentially be used for the detection and monitoring of early dental enamel caries since it can provide high-resolution depth imaging of early lesions. To date, most caries detection optical technologies are well suited for examining caries at facial, lingual, incisal and occlusal surfaces. The approximal surfaces between adjacent teeth are difficult to examine due to lack of visual access and limited space for these new caries detection tools. Using a catheter-style probe developed at the NRC-Industrial Materials Institute, the probe was inserted in to the interproximal space to examine the approximal surfaces with OCT imaging at 1310 nm. The probe was rotated continuously and translated axially to generate depth images in a spiral fashion. The probe was used in a mock tooth arch model consisting of extracted human teeth mounted with dental rope wax in their anatomically correct positions. With this ex vivo model, the probe provided images of the approximal surfaces revealing morphological structural details, regions of calculus, and especially regions of early dental caries (white spot lesions). Results were compared with those obtained from OCT imaging of individual samples where the approximal surfaces of extracted teeth are accessible on a lab-bench. Issues regarding access, regions of interest, and factors to be considered in an in vivo setting will be discussed. Future studies are aimed at using the probe in vivo with patient volunteers.La tomographie par coh\ue9rence optique (TCO) se r\ue9v\ue8le \ueatre une technologie qui pourrait \ueatre utilis\ue9e pour la d\ue9tection pr\ue9coce et le suivi des caries, car elle permet la production d\u2019images en profondeur \ue0 haute r\ue9solution des l\ue9sions d\ue9butantes. \uc0 ce jour, la plupart des technologies optiques utilis\ue9es pour la d\ue9tection des caries conviennent bien \ue0 l\u2019examen de la face vestibulaire, de la face linguale, de la face occlusale et du bord incisif. Par contre, il est difficile d\u2019examiner les faces proximales entre dents adjacentes en raison de l\u2019acc\ue8s visuel restreint et du manque d\u2019espace pour l\u2019utilisation des nouveaux outils de d\ue9tection des caries. Une sonde mise au point \ue0 l\u2019Institut des mat\ue9riaux industriels du CNRC a \ue9t\ue9 ins\ue9r\ue9e dans l\u2019espace interproximal pour permettre l\u2019examen des faces proximales \ue0 l\u2019aide d\u2019un appareil de TCO \ue0 1 310 nm. La sonde a \ue9t\ue9 d\ue9plac\ue9e dans la direction axiale tout en \ue9tant soumise \ue0 un mouvement de rotation continue pour produire des images h\ue9lico\uefdales en profondeur. La sonde a \ue9t\ue9 utilis\ue9e sur un mod\ue8le d\u2019arcade dentaire suivant la conformation anatomique, compos\ue9 de dents humaines fix\ue9es avec de la cire dentaire. Avec ce mod\ue8le ex vivo, la sonde a permis de voir des images des faces proximales et d\u2019observer des d\ue9tails de la structure morphologique, des d\ue9p\uf4ts de tartre et en particulier des caries d\ue9butantes (l\ue9sions blanches). Les r\ue9sultats ont \ue9t\ue9 compar\ue9s \ue0 ceux obtenus par TCO avec des \ue9chantillons individuels, sur lesquels les faces proximales de dents extraites pouvaient \ueatre observ\ue9es sur une table de laboratoire. Nous pr\ue9senterons une analyse des questions relatives \ue0 l\u2019acc\ue8s, aux zones d\u2019int\ue9r\ueat et aux facteurs \ue0 consid\ue9rer pour une exp\ue9rimentation in vivo. Des \ue9tudes portant sur l\u2019utilisation in vivo de la sonde chez des volontaires sont \ue0 venir.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye