牙本质是抵御外界刺激的重要屏障,当其厚度过低时,外界环境容易刺激牙髓组织,从而引发剧烈疼痛。由于缺乏有效的监测牙本质深层龋齿髓腔面剩余牙本质量(remaining dentine thickness,RDT)的手段,临床去龋手术可能造成RDT过低或牙髓腔暴露。此外在牙体缺损修复、基牙制备等治疗过程中,精确定量的髓腔周剩余牙本质量可以为医生判断治疗前后牙髓状态提供客观指标。出于对X光根尖片、锥形束CT等临床中常用的检测手段有辐射、成本高、解剖结构叠加、图像分辨率低等缺点的考虑,本文提出使用光谱域光学相干层析成像技术来精确测量RDT。使用光学方法准确测量厚度的关键在于获取组织的折射系数,而对于不同生理状态的牙本质折射系数,鲜有文献完整报道。因此,本研究分别对不同区域、不同病理性质的离体牙本质牙片的折射系数进行定量研究,并分析影响牙本质折射系数的两个重要因素:1、牙本质的主要物质组成;2、牙本质小管的导光作用。考虑到牙本质矿物密度值对折射系数的密切联系,本文也探讨了使用OCT在定量评估龋损基底牙本质矿物密度的潜在运用。通过联合口腔科临床医生采集新鲜离体人牙,经切割打磨等处理后,最终甄选17颗正畸成人磨牙为实验中正常横切与正常纵切样品来源(纵切切片包含牙髓腔)。另外选取经过去龋的8颗自然咬合面牙本质深层龋成人磨牙作为龋损横切样品来源,并标记龋损区域。在使用OCT技术计算生物组织折射率时,由于牙本质对入射光的强散射作用,传统的基于特征波峰的光程匹配法使用弱底边散射信号来判断下底边位置的方法存在一定误差,从而会造成折射系数计算的偏差。出于以上考虑,本文提出一种改进的Canny边缘提取技术来精确定位离体横切牙片下底边界位置并计算折射系数,且以二维的方式展现牙片各点折射系数的大小。同时利用ICCs及Bland-Altman分析,评估本实验结果的可重复性。为了研究正常牙本质折射系数相对于解剖位置的变化,本文通过设计特殊ROI选取方式,来获取牙片随深度方向和水平方向上的折射系数变化趋势。而对于龋损牙本质牙片,则仅获取龋损区域的牙本质折射系数,并对比了正常值。此外为了分析牙本质龋损区域矿物密度与局部折射系数间的潜在联系,本文使用X线三维重构显微镜扫描离体龋损牙片,并通过波束硬化校正和7个浓度的磷酸氢二钾溶液仿体计算龋损牙片各点的矿物密度。最终可提取各个牙片龋损区域的折射系数及矿物密度均值。在可重复性实验上,本实验的ICCs基本大于0.8,并且Bland-Altman图形上散点也基本均匀分布在零线两边,表明实验测得的折射系数具有强一致性。在折射系数的变化趋势上,对于正常横切牙片,折射率由内向外(水平方向上)有着先增大后减小的趋势,区域最大值和最小值分别为1.657±0.065和1.498±0.025,均值为1.578±0.034。而对于龋损横切切片,存在着类似趋势,但龋损牙本质折射系数显著低于正常值(P<0.001),均值为1.507±0.054。纵切牙片折射率由内向外(深度方向上),没有明显的改变,均值为1.551±0.025。对于龋损基底牙本质,局部折射系数和矿物密度值间有着良好的线性关系(y=0.132x+1.334,Pearson’s r=0.78)。