使用FLIR高速红外热成像仪研究钻牙技术

相信补过牙齿的小伙伴们都知道，钻头在嘴里磨牙的同时还会不断洒水，那么你知道这是为什么吗？那是因为钻头是以每秒几十万甚至上百万的转速运行，这样的摩擦会导致温度急速上升，牙齿难以承受。今天，小菲就来分享一个研究人员使用FLIR高速红外热成像仪研究钻牙技术，通过了解导致热损伤的条件，找到钻牙过程中水冷却的最佳临界点。

佩戴牙冠的条件

目前，最美观的牙齿修复体是基于氧化锆或氧化铝的修复体，不带金属基底结构。为了满足必要的阻力和美学的双重要求，牙冠的齿间修复需要去除硬牙组织。在磨牙的过程中，需要在牙钻上使用钻头或特定的铰刀。由于牙钻的快速旋转，可能会导致牙齿温度升高到危险的水平。人们普遍认为，高于56至60°C的温度对骨组织就会有害，因为它们会导致硬组织蛋白变性。众所周知，牙根表面温度为47°C或以上（比正常体温高10°C左右），可能会对周围组织，比如牙骨质、牙周膜和牙槽骨等造成热损伤。

在本次实验中，他们需要准备约2毫米的牙齿组织，由于钻孔可能产生高温并导致牙髓损伤（特别是在填充量较大的牙齿中），许多医生建议将根管治疗和桩核作为重建治疗的第一阶段。

在准备一个或多个牙壁时，确定使用桩核需满足以下条件：

★ 咬合平面的平衡；

★ 美学改善（矫正大部分突出或错位的牙齿）

★ 当牙齿空隙过大，需要做牙冠时，根管治疗后的牙根需要提供足够的固位力用于固定义齿修复。

实验前的工具与条件准备

为了让实验得到最准确的数据，需要做以下准备：

1、热测量系统准备：

★ 一台FLIR高速红外热像仪；

★ 带特写附件的13mm镜头；

★ FLIR专业分析软件。

2、测量条件设定：

★ 序列帧速率：85 f/s；

★ 热图像分辨率：640×512像素；

★ 发射率：ε=0.94；

★ 物体与热像仪之间的距离：11厘米。

3、在测试过程中，使用了一台微型发动机，其转速控制能力在1000到20000转/分之间。在测试工作中使用了以下转速：1000、2000和5000rpm。使用的是NSK手机。因为现有的微型发动机没有自己的水冷系统，所以水是用针头从注射器中注入的，室温为初始温度。

4、使用三种类型的钻头，对应3种预制桩核系统：

★ RadixAnker系统是一种圆柱形钻头；

★ Olident系统是一种锥形钻头；

★ OptiPost系统是一种阶梯形钻头。

根据制造商的建议，准备工作在与临床条件相似的条件下进行，即按顺序进行：先导钻，加宽钻和最终形状钻。

模拟口腔中治疗的过程

在本次实验中，准备了60颗单根前磨牙（性别、年龄和拔牙原因均不详）。据文献可知，单根牙被认为是人类恒牙中尺寸和形状变化最小的牙齿。提取后直接在5%次氯酸钠溶液中保存7天。检测前，将样品机械清洗并放入唾液溶液中24小时。然后，利用水冷-空气冷却的涡轮钻机进入齿腔，并通过进一步钻孔扩大进入范围。根据牙冠向下技术，使用Densply-Mailefer手动和旋转器械（轮廓0.2”）对牙齿进行牙髓治疗。

在实验台上钻孔时牙齿的热图像

根管加宽至35(绿色)，距离根尖孔约1mm(左侧)。在手术过程中，用2.5%的洗必泰溶液冲洗根管。机械准备后，用蒸馏水冲洗根管，然后用纸尖排干。用这种方法制备的根管用牙胶填充，并使用侧向冷凝法进行密封。

样品放在一个特殊的容器中，以满足特定要求：

★ 与牙齿直接接触的材料应具有较低的热渗透性，且不会从样品中收集热量；

★ 测试装置应提供红外热像仪沿整个长度进入牙根的视野，不覆盖其任何部分；

★ 不干扰红外热像仪的拍摄；

★ 保持样品稳定；

★ 不应施加任何可能导致试样表面断裂的压碎力。

作为牙齿缝隙准备期间温度测量的一部分，考虑了水冷条件。将牙根部分隔离，使其不与冷却因子接触，冷却仅影响准备位置。这是为了代表临床条件，在这种情况下，水冷却只发生在牙齿的冠状面。根部与冠部分离，用弹性箔紧贴牙齿解剖颈部。

左：在没有冷却的情况下钻孔时牙齿的热图像  右图：温度图

左图：水冷钻孔过程中牙齿的热图像  右图：温度图

显示了从牙根尖到颈部的温度分布。水冷作用在牙颈部位最为明显。在这个区域，温度非常接近初始温度读数。牙根表面的最高温度对应于钻头在牙根管中达到的最大深度。根尖周围组织的温度几乎没有升高。

沿齿根的温度分-无冷却的OptiPost系统

沿齿根的温度分布–带冷却的OptiPost系统

沿齿根的温度分布-无冷却的Olident系统

沿齿根的温度分布-带冷却的Olident系统

1000、2000、5000转/分钟无冷却和有冷却钻孔的平均温度升高。

以1000、2000、5000转/分的速度和两种尺寸的钻机钻孔时的平均温度升高

确定牙齿缝隙准备期间的最佳条件对于实现长效填充至关重要。使用FLIR高速红外热像仪提供的高分辨率和高速热成像系统，可以根据牙钻的转速、类型和冷却类型评估温度的增加和分布。

如今新一代FLIR高速红外热像仪使记录640×512像素全帧高速数据成为可能，这意味着研究人员能在不损失视窗中帧区域的情况下对喷气发动机涡轮叶片、超音速射弹、爆炸等进行动态分析。对于FLIR高速红外热像仪你还有哪些想了解的信息呢？点击“阅读原文”，让FLIR专家为您答疑解惑吧~

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原文标题：钻牙过程中为什么要不断喷水？FLIR高速红外热像仪带你揭秘全过程

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审核编辑:汤梓红