現在臨床で使用されている目視やプロービングの技術では.象牙質の奥深くまで入り込んだり.歯髄に入り込んだりした虫歯しか発見できない。
虫歯を形成しないエナメル質や象牙質の損傷は.歯の表面にそのまま残っているため.肉眼で発見することは困難です。
新しい診断技術の使用のみが.これらの前臨床および非常に初期の病変を検出することができます。
早期う蝕診断に使用される機器は以下の通りです：
1.ダイアグノデント
ダイアグノデントは.操作が簡単な小型の携帯型早期う蝕診断機器です。 主に3つの部分から構成されています：中央処理装置.検出器.伝送装置（ホース）。 中央処理装置のレーザーダイオードは.限られた波長のパルス光を放出し.石灰化の程度が異なる歯に遭遇すると.異なる波長の蛍光を励起することができる。 う蝕による歯の脱灰の程度が高くなるにつれて.蛍光の波長は長くなる。 検出器はこの蛍光を収集し.中央処理装置の電子システムで処理された後.装置の画面上にデジタル表示されます。 この数値の大きさに基づいて.診断基準に照らし合わせて現在の歯の無機化状態を判定し.う蝕の深さを決定することができます。 咬合面や平滑面の初期脱灰を検出するために.円錐型と平面型の検出器があります。
この装置の診断結果は.歯石や歯垢などの特定の要因に影響されます。また.ガラスイオンやコンポジットレジンなどの充填材料も測定結果を妨害することがあり.二次う蝕の診断には不向きです。さらに.歯の湿潤状態と乾燥状態では検査結果に違いがあります。
レーザー蛍光診断器
2.電気インピーダンス測定器
現在.主に咬合面の初期う蝕の研究に使用され.その原理は次のとおりです：
エナメルは電気の伝導性が悪く.エナメル質の脱灰は小さな孔を形成し.唾液は小さな孔に浸透して電気伝導経路を形成します。 う蝕による歯の脱灰の程度が大きくなると.エナメル質の抵抗はかなり減少し.抵抗の減少の程度はう蝕の損傷の深さに比例する。 歯の表面から歯髄室までの電気抵抗を測定することで.歯の無機化の状態を知ることができる。 この機器は.利用可能な早期う蝕診断のより望ましい方法の一つです。
この技術は抵抗抵抗法として知られています。
う蝕診断に抵抗抵抗法を用いる場合.歯髄室に流れる電流は非常に小さいため.この方法はより感度の高い方法と考えられています。
この方法は.初期う蝕の定量化において.より感度の高い非侵襲的な手法であると考えられており.実施も簡単で習得も容易である。 しかし.その欠点は電気インピーダンス法の陰性診断の正答率が77％とまだ低く.この機器を臨床診断に応用することは不必要な治療や歯の正常な構造の破壊につながる可能性があることである。 特異度を向上させるためにう蝕の閾値（モニターの読み取り値を意味する）を上げることが提案されているが.これは高い感度を犠牲にするものであり.感度と特異度の最良の組み合わせを達成すべきであると主張する著者もいる。 さらに.エナメル質の厚さは検査結果に大きく影響する。例えば.エナメル質の磨耗によるエナメル質の厚さの違いは測定結果に影響する。 したがって.これらの問題をカバーする統一された診断基準はありません。
電気インピーダンス測定器
3.QLF
この測定器は.歯の表面のむし歯部分を蛍光写真で撮影し.そのむし歯部分のミネラル喪失量や病変の程度を数値化することができます。 未削削面のエナメル質初期う蝕の定量的評価や.一定期間にわたる病巣部のミネラル含有量の変化（脱灰・再石灰化プロセス）の定量的モニタリングに適しています。
その原理は.高強度の青色光を照射すると.歯は緑色のスペクトル帯域で発光し.この蛍光はエナメル質のミネラル含有量に直接関係します。したがって.正常な歯組織と初期の虫歯組織との間の誘導蛍光の強度の差は.虫歯の脱灰の程度と高度に相関しており.定量的診断の最終的な目的のために特別なソフトウェアによって相関させることができます。
QLFの主なコンポーネントは.アルゴンイオンレーザー発生装置（青緑色光用.λ=488nm）.CCDカメラ（光フィルター装備）.PC（データの表示.保存.分析用）などから構成されています。 発光システムは.50Wキセノンアークランプ小型光源.光学フィルター.液体ライトガイドで構成されている。 小型光源のアーク長は4.2mmで.放出された光は光学フィルター（フィルター最大波長370nm）でフィルター処理された後.液体ライトガイドに到達する。 液体ライトガイドは直径5mmのファイバーコアを持ち.歯科用口元ミラーに接続されている。 液体ライトガイドが光の一部を吸収するため.歯の表面に到達する光の強度は約10mW/cm2（0.1mW/mm2）であり.歯の表面上の光のピーク波長は約404nmである。
カメラによって撮影された脱灰領域は.通常よりも暗く.コンピュータ画面上に表示され.その後.透明なフィルム紙の上に手動で輪郭を描くことができます。 う蝕に隣接する正常組織の蛍光強度を用いてう蝕の正常像を再構成し.2つの画像を比較してう蝕の蛍光強度の減少の大きさを計算する。 この方法は.歯の滑らかな表面のミネラル化の変化を測定するために使用でき.臨床試験や予防法の評価にも使用できる。 この方法では.矯正治療後の効果的な予防処置の1年後に.ブラケット周囲の脱灰組織の面積の減少とエナメル質の蛍光強度の増加を測定し.再石灰化が起こっていることを示すことが示されている。 しかし.この方法は複雑である。
QLFは咬合う蝕の診断にも有効な方法であるが.臨床的な検証が必要である。
装置の構成
1996年までは.アルゴンイオンレーザーの488nmの青色光が光源として使用されていた。 この光は光ファイバーを通して試料や患者の歯に届き.写真を撮るのに十分な明るさを提供します。 青色光源は単色であり.フィルターを使用することで歯の表面から発せられる蛍光と容易に区別することができる。 しかし.レーザーは人体への干渉作用があるため.オペレーターも被写体もかさばる保護メガネを着用しなければならず.使用には不便である。 そのため.科学者たちは.代替の非干渉可視光源である既存のQLFを開発し.オリジナルのレーザー蛍光診断システムと比較した結果.2つの蛍光システムの間にr=0.93の相関係数が得られた[18]。
現在.新たに開発されたQLFの歯から発生する蛍光は.変換波長520nmの高フィルターレンズ（他の外光との干渉を防ぐため）を通した後.デンタルマウスミラーに固定されたCCDカメラ（レンズ焦点距離12mm.開口部F/2.0）で795×596ピクセルで収集され.歯の蛍光写真が得られ.画面に表示され保存される。 歯の写真はソニーのHyperHAD（CCDモデル：1/4インチ.44万画素）で撮影され.DSP（デジタル信号処理）技術によりS/N比44dBの高解像度画質を実現している。 その結果.解像度は760 x 570の3色写真となり.8ビットカラーレベルの各ピクセルドットは.歯科表面上の20 x 20um2の面積に対応します。 写真の表示サイズはまた調節可能な変数である。 理想的には.機器の精度がユーザーの未熟さによる誤差を相殺することである。
現在市販されているQLF装置は.操作者がCCDカメラの位置を調整して歯の脱灰部分に合わせ.正確な焦点を合わせるだけでよいようにうまく設計されています。 液体ライトガイドはカメラに直接取り付けられており.別途調整する必要はありません。 光源の強度も調整できますが.縦方向の観察で一貫した光強度を確保するため.通常は必要ありません。 カメラのレンズは自動的に前後に引っ込み.オペレーターが画面に表示される画像が適切だと感じたら.フットコントローラーを押して撮影し.コンピューターに保存します。
オペレーターは視覚的なガイドで写真を分析することができます。 最大6つの基準点を選択することができ.後続の写真のベースライン写真と比較することで.光量の違いによる後続の写真の幾何学的な変化を補正するのに役立てることができます。 選択する基準点は.尖端や歯肉縁など.シリーズを通して不変のものでなければなりません。 比較・調整後.QLF 分析プログラムは ΔF.面積.ΔQ の値を計算・出力することができます。 分析結果は.定量分析と透視を同時に表示することができ.必要に応じて3Dフォーマットや異なる色で保存・表示することができます。
同じ歯のすべての写真は.オペレータによって選択された基準点で表示することができます。 プログラムは.ベースライン写真で選択された病変領域の面積に応じて.後続の写真を分析します。 通常.ベースライン写真の「正常な」境界は.コピーされ.後続の写真に貼り付けられますが.病変領域が拡大された場合.マウスドラッグを使用して新しい病変境界を再定義することができます。 しかし.病変部を縦断的にモニターする場合.解析範囲は一定でなければならないので.再定義した病変部の範囲をベースライン写真にコピー＆ペーストして再解析しなければならない。 この解析手順ではΔFoldΔFnewの大きさを直接比較することはできない。