JP2005118197A - う蝕歯検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】う蝕部からの放射蛍光強度が健全部からのそれと比べて非常に小さい表層化脱灰の状態での初期う蝕を検出すること。
【解決手段】特定波長の光を歯に照射する照射手段１０と、歯から放射される光の波長を選別するフィルタ１４と、フィルタを透過した光を電気信号に変換する撮像手段１５と、撮像手段により前記歯の状態を画像情報として表示する画像表示手段１６とを備え、照射手段１０の照射光波長成分をフィルタ１４がカットすることで、初期う蝕部を有する歯から放射される光の内、照射波長の光が反射したものは除去し、照射光により長波長側に励起される蛍光のみをフィルタ１４で透過することにより、健全部に比べて蛍光強度の非常に小さい初期う蝕部をダークスポットとして画像表示することで初期う蝕部を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、口腔内の歯の初期う蝕を簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に検出することができるう蝕歯検出装置に関するものである。

従来、この種のう蝕歯検出装置は、３６０ｎｍ〜５８０ｎｍのスペクトルレンジの第一の放射線を光線ガイドを介して歯に照射し、歯から反射された第二の放射線を６２０ｎｍ以上のスペクトルレンジの放射線を透過するフィルタを用いることで、約６２０ｎｍ以上の領域、特に約６２０ｎｍから約７２０ｎｍの領域において、第二の放射線強度の内、歯のう蝕部からの方が健全部からのそれより大きくなっているという現象を利用して、う蝕歯を検出している（例えば特許文献１参照）。

図１０は、特許文献１に記載された従来のう蝕歯検出装置を示すものである。図１０に示すように、照射器具１と、放射線源２と、放射線フィルタ３と、光線ガイド５と、フィルタ８とから構成されている。

図１１は図１０の照射器具からの放射線の波長が４０６ｎｍの場合の、歯から反射された放射線強度のスペクトルを歯の健全部とう蝕部とに分けて示したものである。
特許第１９４４１９８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ある程度進行したう蝕は検出可能であるが、表層化脱灰の状態での初期のう蝕は、う蝕部からの反射蛍光強度が健全部からのそれと比べて非常に小さいため検出できないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、う蝕歯が再石灰化により健全な状態に回復可能な初期の内に、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に検出することができるう蝕歯検出装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のう蝕歯検出装置は、特定の波長の光を歯に照射する照射手段と、照射された前記歯から放射される光の波長を選別するフィルタと、前記フィルタを介して前記歯から放射された光を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により前記歯の状態を画像情報として表示する画像表示手段とを備え、前記照射手段の照射光波長成分を前記フィルタがカットすることで前記初期う蝕部を検出することを特徴としたものである。

これによって、表層化脱灰の状態での初期のう蝕部を有する歯から放射される光は、照射波長の光が反射したものと、照射光により長波長側に励起される蛍光とが含まれており、歯から放射される蛍光はそのほとんどが健全部からのもので、初期う蝕部からの蛍光強度は非常に小さいものであるため、ダークスポットとして観察される。

本発明のう蝕歯検出装置は、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に、初期のう蝕部を検出することができ、再石灰化を促進させる等の適切な処置により健康な歯に回復することができる段階で検出することができる。

第１の発明は、特定の波長の光を歯に照射する照射手段と、照射された前記歯から放射される光の波長を選別するフィルタと、前記フィルタを介して前記歯から放射された光を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により前記歯の状態を画像情報として表示する画像表示手段とを備え、前記歯から放射される光の波長の内、前記照射手段の照射光波長成分を前記フィルタがカットする構成とすることにより、表層化脱灰の状態での初期のう蝕部を有する歯から放射される光は、照射波長の光が反射したものと、照射光により長波長側に励起される蛍光とが含まれているが、前記フィルタにより照射波長の光が反射したものが除外され、歯から放射される蛍光はそのほとんどが健全部からのもので、初期う蝕部からの蛍光強度は非常に小さいものであるため、前記フィルタを透過した後ダークスポットとして前記画像出力手段に表示され、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に検出することができるう蝕歯検出装置を実現することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の照射手段の特定の波長の光を、３６０ｎｍから４２０ｎｍの領域の波長の光とすることにより、歯の健全部において４２０ｎｍ以上の長波長側に励起される蛍光強度が最も大きく得られることから、４２０ｎｍ以上の波長領域での初期う蝕部から放射される光と健全部から放射される光との強度差が大きくなることで、より小さな面積の初期う蝕部であっても容易にダークスポットとして検出することができ、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に検出することができるう蝕歯検出装置を実現することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の照射手段を、特定の波長の光を照射する光源と、特定の領域の波長の光を透過するフィルタとを備え、前記光源に含まれる波長と前記フィルタを透過する波長との共通の波長領域の光を照射することを特徴とすることにより、光源光のスペクトルとフィルタ透過スペクトルに応じて、照射光のスペクトルを変化させることが可能となり、う蝕レベルに応じた適切な照射光が得ることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の照射手段を、特定の波長の光に加えて白色光を備え、前記特定の波長の光と白色光を切り替えることができる構成とすることにより、初期う蝕の検出のみならず歯の状態の観察をすることができることで、初期う蝕によるもの以外でダークスポットが検出された場合（例えば前記特定の波長の光を歯に照射しても励起されず蛍光を放射しない物質が歯表面に付着していた等の場合）でも、初期う蝕の有無を正しく検出することとができ、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に検出することができるう蝕歯検出装置を実現することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明のう蝕歯検出装置に撮像手段によって得られた画像情報を記録保存する記録保存手段を付加する構成とすることにより、過去の履歴を管理できることで初期う蝕の過去からの推移を比較検討することができ、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に検出することができるう蝕歯検出装置を実現することができる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明のう蝕歯検出装置の記録保存手段によって保存された画像情報を分析する画像分析手段を付加する構成とすることにより、初期う蝕の状態を客観的な数値（面積、深さ等）で管理し、初期う蝕の進行度合いを把握し治療方針を決定することができ、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に検出することができるう蝕歯検出装置を実現することができる。

第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明のう蝕歯検出装置の照射手段は、呼気検出手段からの信号により前記特定の波長の光を口腔内の歯に照射するときにのみ照射することを特徴とした構成とすることにより、消費電力の低減を図ることができ、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に検出することができるう蝕歯検出装置を実現することができる。

第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明のう蝕歯検出装置の前記特定の波長の光を歯に照射する際に、外乱光をカットする遮光手段を設けることを特徴とした構成とすることにより、外乱光にくらべ微弱な光強度である歯から放射される蛍光のみをフィルタに透過することを特徴とした構成とすることにより、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に検出することができるう蝕歯検出装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるう蝕歯検出装置を示す構成図、図２は動作原理を示す構成図である。

図１において、照射手段１０は特定の紫外領域にピーク波長をもつ光を放射する紫外ＬＥＤや紫外レーザーなどからなる光源から構成され、口腔内の、あるいは口腔外に取り出された歯１２に照射する。本実施の形態では照射光１１を直接歯１２を照射しているが、光ファイバなどの導光手段を介在させてもよい。歯１２からの放射光１３は励起された蛍光波長を透過するフィルタ１４を介してＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラからなる撮像手段１５に入射する。本実施の形態では歯からの放射光１３は直接フィルタ１４に入射しているが、光ファイバなどの導光手段を介在させてもよい。また撮像手段１５は光情報を電気信号に変換するものであればＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラに限るものではない。撮像手段１５は入射光の情報を電気信号に変換し、ＬＣＤモニタやＣＲＴモニタなどの画像表示手段１６によって歯の状態を画像表示する。なお、画像表示手段１６も電気信号を画像表示できるものであれば、ＬＣＤモニタやＣＲＴモニタに限るものではない。

以上のように構成されたう蝕歯検出装置について、以下その動作、作用を図２により説明する。

まず、初期う蝕部１７と健全部１８からなる歯２０（Ａ−Ａ断面図）に照射光１１が照射されると、健全部１８では歯表層２１を介して放射光２２を放つ。この放射光２２は照射光１１が励起された蛍光であり、照射光１１の波長が長波長側にシフトされた波長をピークに持つものである。一方、初期う蝕部１７は歯表層２１において脱灰が起こっているため歯組織が破壊された状態となっており、照射光１１は脱灰により組織が粗となっている初期う蝕部１７において励起された蛍光が内部で散乱される。このため初期う蝕部からの放射光２３の強度は、健全部からの放射光２２の強度に比べて非常に小さいものとなる。 このため、健全部からの放射光２２と初期う蝕部からの放射光２３がフィルタ１４を透過した後では、画像表示手段１６に示されるように、初期う蝕部１７がダークスポットとして観測される。

以上のように、本実施の形態においては、特定の紫外領域にピーク波長をもつ光を歯に放射することにより、歯は健全部と初期う蝕部とで強度の異なる励起光を放射することとなり、光源からの照射光をフィルタによって遮断し、歯からの蛍光のみを透過することにより、自然光のもとでは白濁として見え、肉眼では識別しにくい初期う蝕部をダークスポットとして容易に識別することが可能である。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるう蝕歯検出装置の動作原理を示す特性図である。

図３において、照射光スペクトル３０は３６５ｎｍにピークを持ち、歯に照射することで、４５０ｎｍにピークを持つ健全部からの放射光スペクトル３１を有する励起された蛍光と、初期う蝕部からの放射光スペクトル３２を有する放射光（励起された蛍光）が得られる。このとき４２０ｎｍ以上を透過するフィルタ特性３３を有するフィルタを用いることで、光源からの照射光と歯からの放射光とを分離され、照射光の影響を受けることなく歯からの放射光を検出することができる。このとき初期う蝕部からの放射光強度は、健全部からのそれより小さいため、フィルタを介するとダークスポットとして観察される。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３におけるう蝕歯検出装置を示す構成図、図５は動作原理を示す特性図である。

図４において、照射光源３４は特定の紫外領域にピーク波長をもつ光を放射する紫外ＬＥＤや紫外レーザー等の光源、フィルタ３５は照射光源３４の波長近辺でピークを持つバンドパスフィルタとで構成されている。

以上のように構成されたう蝕歯検出装置について、以下その動作、作用を図５を用いて説明する。

まず、照射光源３４は照射光源スペクトル３６のように３６５ｎｍにピーク波長を持つ光源であり、フィルタ３５はフィルタ特性３７のように３７０ｎｍをピークとする透過スペクトルを有するフィルタである。このためフィルタ３５を介して照射光源３４からの照射光は照射光スペクトル３８に示すように、３６７ｎｍ近辺にピークを持つ波長スペクトルとなる。このとき波長幅も照射光源３４の波長幅より小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態においては、照射手段を照射光源とフィルタを組み合わせることにより、照射波長スペクトルを可変させることができる。特に、照射波長幅を小さくすることで、高価な紫外レーザを用いることなく安価な紫外ＬＥＤによりう蝕歯検出装置を構成することができる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４におけるう蝕歯検出装置を示す全体構成図である。

図６において、紫外領域の特定の波長の光を放射する照射手段１０に加えて白色ＬＥＤなどの白色光を照射する照射手段４０を備え、紫外領域の特定の波長の光と白色光を切り替えることができ、白色光を照射する際にはフィルタ１４を使用しない構成としている。

なお、照射光の波長が紫外領域と白色とで切り替えられる構成であればよいので、白色光源と、紫外領域の光のみを透過するバンドパスフィルタまたはローパスフィルタとを組み合わせ、白色光と紫外領域の光を切り替える構成としてもよい。また白色光は白色ＬＥＤに限るものではなく、ＲＧＢのＬＥＤの組み合わせや、ハロゲンランプなどでもよい。歯１２は全く健全であったとしても付着物４１が付着していた場合、照射手段１０とフィルタ１４の構成だけでは、健全部１８からは蛍光を発するが、付着物４１からは蛍光が放射されない場合は、初期う蝕部がある場合と同じく、付着物４１はダークスポットと画像表示手段１６に出力され、認識を誤る恐れがある。このため白色光照射手段４０により歯１２を照射し、フィルタ１４を介さずに画像表示出力１６に表示すれば、ダークスポットは初期う蝕によるものか否か視認できる。また本実施の形態の構成によれば、初期う蝕検出以外に、歯を含む口腔組織全般の観察も可能となる。

（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５におけるう蝕歯検出装置を示す全体構成図である。

図７において、メモリカードなどの記録保存手段５０を設けることで、画像表示手段１６に表示される情報をすべて数値データに変換し記録する。このため個人の歯の過去の履歴データの管理や初期う蝕の過去からの推移のを比較検討などが可能となる。記録保存手段５０はメモリカードに限ることはなく、パーソナルコンピューター用のハードディスクをはじめとする電子メディアのみならず、写真にプリントする構成でもよい。

（実施の形態６）
図８は、本発明の実施の形態６におけるう蝕歯検出装置を示す全体構成図である。

図８において、パーソナルコンピュータに組み込まれたソフトウェアなどからなる画像分析手段６０を設けることで、検出された初期う蝕部の面積、深さを計測する。実施の形態４で使用される記録保存手段５０を併せて利用すれば、過去からの初期う蝕の面積、深さを比較分析することで、初期う蝕の進行度合い、あるいは初期う蝕によるものか否かなど治療の方針を決める上で参考にすることができる。

（実施の形態７）
図９は、本発明の実施の形態７におけるう蝕歯検出装置を示す全体構成図である。

図９において、呼気検出手段７０を設け、設定濃度以上の二酸化炭素を検出した場合、照射手段１０から光が照射するよう制御される構成としている。二酸化炭素の濃度は自然大気中で約０．０３３％程度、呼気中で約３〜４％程度と１００倍近い濃度差があるため、呼気検出手段７０として二酸化炭素センサ等を用いることで識別が可能である。呼気検出手段７０を照射手段１０の近傍に設置すれば、口腔内の歯１２に照射手段１０を近づけると、二酸化炭素濃度が設定濃度値を越え、照射手段１０から光が照射される。口腔内から照射手段１０を離すと、設定濃度値を以下となり照射をやめる。このため、う蝕検出装置全体に電力を供給する図示しない電源の消費電力の低減をはかることができる。また不用意に長時間、目に紫外領域の照射光が入射することを防止できるため安全性が確保される。

（実施の形態８）
図１０は、本発明の実施の形態８におけるう蝕歯検出装置を示す全体構成図である。

図１０において、自然光や室内灯などの外乱光源８０からの外乱光８２が歯１２の初期う蝕部１７に照射されると、フィルタ１４を透過する波長領域の光も放射してしまうことで、初期う蝕部のダークスポットが画像表示手段１６で明瞭に表示されない可能性がある。そこで遮光手段８１を設けることで、自然光や室内灯などの外乱光源８０から発する主に白色光からなる外乱光８２を遮断することで、初期う蝕部１７がより明瞭に観察できる。

以上のように、本発明にかかるう蝕歯検出装置は、簡単な構成で早期に、容易に、かつ安全に、初期のう蝕部を検出することができるので、再石灰化を促進させる等の適切な処置により健康な歯に回復することができる段階で検出が可能となり、したがって、学校検診等、大量の歯を短時間で効率よく診断する必要のある場合等の用途に適用できる。更に初期う蝕部分がダークスポットとして画像で確認できることから、歯科教育では初期う蝕診断技術の伝達ツールとして、また歯科治療では客観的な診断基準、治療方針の確立が図れるとともに、患者に対するインフォームドコンセントとしても効果的に利用できる。更に、家庭においても画像で確認できるため、容易に日常のチェックする等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるう蝕歯検出装置を示す構成図 同う蝕歯検出装置の動作原理を示す構成図 本発明の実施の形態２におけるう蝕歯検出装置の動作原理を示す特性図 本発明の実施の形態３におけるう蝕歯検出装置を示す構成図 同う蝕歯検出装置の動作原理を示す特性図 本発明の実施の形態４におけるう蝕歯検出装置を示す構成図 本発明の実施の形態５におけるう蝕歯検出装置を示す構成図 本発明の実施の形態６におけるう蝕歯検出装置を示す構成図 本発明の実施の形態７におけるう蝕歯検出装置を示す構成図 本発明の実施の形態８におけるう蝕歯検出装置を示す構成図 従来のう蝕歯検出装置を示す構成図 同う蝕歯検出装置の動作原理を示す特性図

符号の説明

１０ 照射手段
１４ フィルタ
１５ 撮像手段
１６ 画像表示手段
３４ 照射光源
３５ フィルタ
４０ 白色光照射手段
５０ 記録保存手段
６０ 画像分析手段
７０ 呼気検出手段
８１ 遮光手段

Claims (8)

1. 特定の波長の光を歯に照射する照射手段と、光が照射された前記歯から放射される光の波長を選別するフィルタと、前記フィルタを介して前記歯から放射された光を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により前記歯の状態を画像情報として表示する画像表示手段とを備え、前記歯から放射される光の波長の内、前記照射手段の照射光波長成分を前記フィルタがカットすることで前記初期う蝕部を検出することを特徴としたう蝕歯検出装置。
2. 照射手段は、３６０ｎｍから４２０ｎｍの領域の特定の波長の光を照射する請求項１に記載のう蝕歯検出装置。
3. 照射手段は、特定の波長の光を照射する光源と、特定領域の波長の光を透過するフィルタとを備え、前記光源に含まれる波長と前記フィルタを透過する波長との共通の波長領域の光を照射する請求項１または２に記載のう蝕歯検出装置。
4. 照射手段は、特定の波長の光に加えて白色光を備え、前記特定の波長の光と白色光を切り替えることができ、白色光を照射する際にはフィルタを使用しない請求項１〜３のいずれか１項に記載のう蝕歯検出装置。
5. 撮像手段によって得られた画像情報を記録保存する記録保存手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載のう蝕歯検出装置。
6. 記録保存手段によって保存された画像情報を分析する画像分析手段を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載のう蝕歯検出装置。
7. 照射手段は、呼気検出手段からの信号により特定の波長の光を口腔内の歯に照射する請求項１〜６のいずれか１項に記載のう蝕歯検出装置。
8. 特定の波長の光を歯に照射する際に、外乱光をカットする遮光手段を備えた請求項１〜７のいずれか１項に記載のう蝕歯検出装置。

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