JP2005118421A - 修復歯の識別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被験者や術者になんらの影響も与えず安全に天然歯と修復歯とを区別して認識できるようにすること。
【解決手段】 口腔内の明るさを検出する光センサ１４と、レーザ光が口腔から漏れる状態にあるか否かを判別する判別部３６と、口腔内の明るさが所定の明るさを超えている場合にレーザ光が口腔から漏れる状態にあるとして発光部２１によるレーザ光の照射を不可能にする制御部３７とを備える修復歯の識別装置を採用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生体の一部である天然歯と、レジンや陶材等の修復材料を使って修復された修復歯とを区別して認識する修復歯の識別装置に関する。

近年、審美歯科医療の分野では、レジンや陶材等、修復後の質感が天然歯と似通った修復材料が多く普及したことにより、一見しただけでは天然歯と見分けがつかないほどに修復歯の審美性が向上しているが、その一方で修復歯の審美性が向上したことによる弊害も指摘されている。天然歯と修復歯との見分けがつき難いために、歯科検診等で修復歯を誤って天然歯と診断してしまうのである。修復歯はあくまでも修復歯であって、生体の一部である天然歯とは区別して認識しておかなければ正しい検診が行われたことにならないので、注意が必要である。

そこで、所定の長さの波長の励起光を照射すると天然歯の歯質と修復材料とで異なったスペクトルの蛍光を発することを利用し、天然歯か修復歯かを判別する技術の開発が進められている。
特開平８−８９４７８号公報（図１等） 特開２００２−３６９８３３号公報

上記特許文献１には、歯、歯肉、顎骨、舌、頬等に光を当て、光が透過した歯の映像をカメラで捕らえてその映像から口腔組織を観察する装置について記載されている。

歯に照射される励起光には、蛍光の発光を際だたせるためにレーザ光の使用が検討されているが、レーザ光は目等に照射されると危険なのでその取り扱いには注意が必要である。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、被験者や術者になんらの影響も与えず安全に天然歯と修復歯とを区別して認識することが可能な修復歯の識別装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の修復歯の識別装置を採用する。すなわち本発明の修復歯の識別装置は、口腔内でレーザ光を歯に照射し、その歯から発せられる蛍光に基づいてその蛍光を発した歯が修復歯であるか否か、あるいは修復部分を含んでいるか否かを判別する修復歯の識別装置であって、
前記レーザ光が前記口腔から漏れる状態にあるか否かを判別する判別部と、前記レーザ光が前記口腔から漏れる状態にあると判別された場合に前記発光部によるレーザ光の照射を不可能にする制御部とを備える。

本発明においては、所定の長さの波長のレーザ光を照射すると、天然歯の歯質と修復材料とで異なったスペクトルの蛍光を発することを利用して、検査対象の歯が修復歯であるか否か、、あるいは修復部分を含んでいるか否かを判別する。このとき、レーザ光が口腔の外に漏れると被験者や術者になんらかの影響が及ぶ可能性があるので、レーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別された場合には、発光部によるレーザ光の照射を不可能にする。

本発明においては、口腔内の明るさを検出する明るさ検出部を設け、口腔内の明るさが所定の明るさを超えている場合にレーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別することが好ましい。被験者の口が閉じられていなければ、レーザ光が口腔の外に漏れる可能性があり危険であるが、口が閉じられていなければ、口腔内に外部から光が差し込むために口腔内でも明るさが検出される。そこで、明るさ検出部で口腔内の明るさを検出し、口腔内の明るさが所定の明るさを超えている場合にはレーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別してレーザ光の照射を不可能にする。

本発明においては、口腔内の湿度を検出する湿度検出部を設け、口腔内の湿度が所定の湿度を超えていない場合にレーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別するようにしてもよい。被験者の口が閉じられていれば、口腔内の湿度はほぼ１００％と見なせるが、口が閉じられていなければ、口腔内に外気が流れ込むために湿度が１００％を下回る。そこで、湿度検出部で口腔内の湿度を検出し、口腔内の湿度が所定の湿度を超えていない場合にはレーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別してレーザ光の照射を不可能にする。

本発明においては、口腔内に挿入されるマウスピースと、マウスピースを銜えたときに唇からマウスピースに作用する圧力を検出する圧力検出部とを設け、唇からマウスピースに作用する圧力が所定の圧力を超えていない場合にレーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別するようにしてもよい。被験者の口が閉じられていれば、マウスピースを銜えたときに唇がマウスピースに触れ、唇からマウスピースに圧力が作用するが、口が閉じられていなければ唇がマウスピースに触れず、唇からマウスピースに圧力は作用しない。そこで、圧力検出部で唇からマウスピースに作用する圧力を検出し、唇からマウスピースに作用する圧力が所定の圧力を超えていない場合にはレーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別してレーザ光の照射を不可能にする。

本発明によれば、レーザ光が口腔の外に漏れると被験者や術者になんらかの影響が及ぶ可能性があるので、レーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別された場合には、発光部によるレーザ光の照射を不可能にする。これにより、レーザ光が被験者や術者に及ぼす危険を回避することができる。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を図１および図２に示して説明する。
本実施形態の修復歯の識別装置は、被験者の口を覆うマウスピース１と、歯に向けて励起光としてのレーザ光を照射しその歯から発せられる蛍光を受光する蛍光撮像ユニット２と、蛍光を受光した撮像素子（後述するＣＣＤ）が出力した電気信号を処理して映像化する識別装置本体３と、映像を表示するモニタ４とを備えている。蛍光撮像ユニット２と識別装置本体３とは、光ファイバ製のライトガイド５および信号ケーブル６ａ，６ｂを束ねた集合ケーブル７を介して接続されており、識別装置本体３とモニタ４とは、信号ケーブル８を介して接続されている。

マウスピース１は、口角を左右に押し広げるようにして口腔に挿入される筒状の挿入部１１と、挿入部１１を挿入された口の周囲に接して口を覆い隠すカバー部１２とを備えている。カバー部１２の内側には、挿入部１１に連通する空間１３が形成されており、この空間１３に、蛍光撮像ユニット２が配置されている。挿入部１１は、必要に応じてカバー部１２から分離することが可能である。

マウスピース１には、口腔内の明るさを検出しその明るさに応じた電気信号を出力するフォトダイオード等の光センサ（明るさ検出部）１４が設けられている。光センサ１４は、カバー部１２の内側に、被験者がマウスピースを銜えたときに口腔に連通する空間１３に向けて設置されている。光センサ１４が出力した電気信号は、信号ケーブル６ａを介して識別装置本体３に伝達されるようになっている。

蛍光撮像ユニット２は、レーザ光を歯に照射する発光部２１と、レーザ光が歯に照射されたときにその歯から発せられる蛍光をマウスピース１に覆われた口腔内で受光する受光部２２とを備えている。発光部２１および受光部２２は、唾液や吐息が入り込まないように密閉された樹脂製の小さな筐体２３の中に収容されている。

発光部２１は、ライトガイド５を通じて光源から導かれたレーザ光を拡散させるレンズ２１ａと、レンズ２１ａによって拡散されたレーザ光を透過するフィルタ２１ｂとを備えている。フィルタ２１ｂは筐体２３の一部を構成している。受光部２２は、レーザ光の波長をカットし、所定の長さの波長の蛍光のみを透過するフィルタ２２ａと、フィルタ２２ａを透過した蛍光を集束させるレンズ２２ｂと、レンズ２２ｂによって集束された蛍光を検出しその発光強度に応じた電気信号を出力するＣＣＤ２２ｃとを備えている。発光部２１と同様に、フィルタ２２ａは筐体２３の一部を構成している。ＣＣＤ２２ｃが出力した電気信号は、信号ケーブル６ｂを介して識別装置本体３に伝達されるようになっている。

筐体２３に繋がる集合ケーブル７の一端は、筐体２３と同じく樹脂製の筒状部材２４に被覆されている。筒状部材２４は、一端が筐体２３に接続されており、中央部が鈎形に折れ曲がった形状をなしている。筒状部材２４は、カバー部１２に歯の並びに沿って円弧をなすように形成されたスリット１２ａに通されている。スリット１２ａを形成する上下の面には、スリット１２ａの長手方向に沿う溝１２ｂが形成される一方、スリット１２ａに通される筒状部材２４には、溝１２ｂに嵌め合わされる突起２４ａが形成されており、筒状部材２４をスリット１２ａの長手方向に動かすと、発光部２１および受光部２２を収納した筐体２３は、突起２４ａが溝１２ｂに沿って案内されることによって歯の並び方向に移動するようになっている。筒状部材２４の他端には、筒状部材２４を動かす際に手でつかむ取っ手２４ｂが設けられている。カバー部１２には、スリット１２ａを通じて空間１３に外部の光が差し込まないようにゴム製のシールド２５が取り付けられている。

カバー部１２の外面には、歯の並びに準じる目盛り１２ｂが、スリット１２ａに沿って設けられている。成人の場合、歯の数は上顎、下顎ともに１２本ずつなので、スリット１２ａの上または下に１２個の目盛り１２ｂが記されており、ある目盛り１２ｂに筒状部材２４を配置すると、発光部２１および受光部２２を収納した筐体２３が、その目盛り１２ｂに対応する歯に正対するようになっている。

識別装置本体３は、所定の長さの波長のレーザ光を発するレーザダイオード３１と、レーザダイオード３１が発したレーザ光を集束させるレンズ３２と、後述する制御部３７によって駆動されて電源３３からレーザダイオード３１への電力供給を断続する給電スイッチ３４ａと、術者によって操作されて電源３３からレーザダイオード３１への電力供給を断続する給電スイッチ３４ｂと、ＣＣＤ２２ｃが出力した電気信号を処理して映像化しモニタ４に表示させる映像化処理部３５とを備えている。また、識別装置本体３は、光センサ１４が検出した口腔内の明るさが、あらかじめ設定された明るさを超えているか否かを判別する判別部３６と、判別部３６の判別結果に応じて給電スイッチ３４を駆動する制御部３７とを備えている。
給電スイッチ３４ｂは、術者による入／切の操作を可能にする外部操作部３４ｃを備えている。

上記のように構成された識別装置は次のようにして使用される。
当初、給電スイッチ３４ａ，３４ｂはともに切られており、電源３３からレーザダイオード３４への電力供給はなされない。この状態から、マウスピース１の挿入部１１を、被験者の口角を左右に押し広げるようにして口腔に挿入し、カバー部１２を唇の上下に突き当てるようにしたうえで、被験者に挿入部１１を銜えさせる。

光センサ１４は常に明るさを検出しており、マウスピース１が被験者に装着されていない状態では、日光または照明光の下に晒されるので、その明るさに見合った電気信号を出力する。判別部３６にはあるしきい値が設定されており、光センサ１４が日光または照明光の下に晒される状態では、光センサ１４の出力する電気信号の値がしきい値をはるかに超えているので、判別部３６はその結果を制御部３７に出力する。制御部３７では、判別部３６の判別結果に基づき、レーザ光の照射は危険と見なして給電スイッチ３４ａを切った状態を維持する。

被験者がマウスピース１を銜えた状態でしっかり口を閉じると、口腔内は暗闇に近い状態になるので、光センサ１４はその明るさ（暗さ）に見合った電気信号を出力する。口腔内が暗闇に近い状態では、光センサ１４の出力する電気信号の値がしきい値を下回るので、判別部３６はその結果を制御部３７に出力する。制御部３７では、判別部３６の判別結果に基づき、検査を行う準備が整ったとみなして給電スイッチ３４ａを入れる。その後、術者が外部操作部３４ｃを操作して給電スイッチ３４ｂを入れると、電源３３からレーザダイオード３４へ電力が給される。

電力供給を受けてレーザダイオード３１が駆動すると、所定の長さの波長のレーザ光がライトガイド５を通じて発光部２１に導かれ、被験者の歯に向けて照射される。そこで、レーザ光の照射を継続しながら、筒状部材２４をスリット１２ａに沿って操作し、筐体２３に収容されている蛍光撮像ユニット２を歯の列びに沿って走査させる。

蛍光撮像ユニット２を走査する過程で、修復歯にレーザ光が照射されると、その歯から発せられる蛍光を受光部２２が受光する。受光部２２では、ＣＣＤ２２ｃが受光された蛍光の発光強度に応じた電気信号を出力する。ＣＣＤ２２ｃが出力した電気信号は信号ケーブル６ｂを介して映像化処理部３３に伝達される。映像化処理部３３では、ＣＣＤ２２ｃが出力した電気信号が処理され、モニタ４に映像として表示される。術者は、モニタ４に表示された映像から、被験者の歯がどのような修復状態にあるかを確認する。その際、修復歯の位置が解り難ければ、カバー部１２に記された目盛りを参照する。

被験者がマウスピース１を銜えた口を開けたりマウスピース１を外したりすると、口腔内に光が差し込むので、光センサ１４はその明るさに見合った電気信号を出力する。光センサ１４の出力した電気信号は、信号ケーブル６ａを介して判別部３６に伝達される。口腔内に光が差し込むと、光センサ１４の出力する電気信号の値がしきい値を上回るので、判別部３６はその結果を制御部３７に出力する。制御部３７では、判別部３６の判別結果に基づき、判別部３６の判別結果に基づき、レーザ光の照射は危険と見なして給電スイッチ３４ａを切る。

上記のように構成された識別装置によれば、光センサ１４の検出結果から、レーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別された場合には、発光部２１によるレーザ光の照射を不可能にすることにより、レーザ光が被験者や術者に及ぼす危険を回避することができる。

ところで、本実施形態においては口腔内の明るさに着目してレーザ光が口腔から漏れる状態にあるか否かを判別したが、口腔内の湿度に着目して同様の判別を行うようにしてもよい。被験者の口が閉じられていれば、口腔内の湿度はほぼ１００％と見なせるが、口が閉じられていなければ、口腔内に外気が流れ込むために湿度が１００％を下回る。そこで、光センサ１４にかえて高分子膜湿度センサ等の湿度検出部を設置して口腔内の湿度を検出し、口腔内の湿度が所定の湿度を超えていない場合にはレーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別して上記と同様にレーザ光の照射を不可能にする。これにより、レーザ光が被験者や術者に及ぼす危険を回避することができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態を図３に示して説明する。なお、上記第１の実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態の修復歯の識別装置における受光部２２には、ＣＣＤ等の撮像素子は設けられておらず、レンズ２２ｂによって集光された蛍光は、信号ケーブル６ｂにかわるライトガイド５ｂを通じて識別装置本体３に導かれるようになっている。

マウスピース１は、挿入部１１とカバー部１２とが一体に形成されており、両者を分割することはできなくなっている。さらに、マウスピース１には、唇から挿入部１１に作用する圧力を検出しその大きさに応じた電気信号を出力する半導体圧力センサ（圧力検出部）１５が設けられている。半導体圧力センサ１５は、被験者が銜えたときに上下の唇にそれぞれ接する挿入部１１の外側に設置されている。半導体圧力センサ１５が出力した電気信号は、信号ケーブル６ａを介して識別装置本体３に伝達されるようになっている。

識別装置本体３には、ライトガイド５ｂを通じて導かれた蛍光を検出しその発光強度に応じた電気信号を出力するＣＣＤ３８が設けられている。ＣＣＤ３８が出力した電気信号は、映像化処理部３５において処理されるようになっている。また、判別部３６では、半導体圧力センサ１５が検出した圧力があらかじめ設定された圧力を超えているか否かを判別するようになっている。

上記のように構成された識別装置は次のようにして使用される。
当初、給電スイッチ３４は切られており、電源３３からレーザダイオード３４への電力供給はなされない。この状態から、マウスピース１の挿入部１１を、被験者の口角を左右に押し広げるようにして口腔に挿入し、カバー部１２を唇の上下に突き当てるようにしたうえで、被験者に挿入部１１を銜えさせる。

半導体圧力センサ１５は、マウスピース１が被験者に装着されていない状態では圧力が作用しないので、電気信号を出力しない（電気信号の値が０と見なせる）。判別部３６にはあるしきい値が設定されており、マウスピース１が被験者に装着されていない状態では、半導体圧力センサ１５の出力する電気信号の値がしきい値を下回るので、判別部３６はその結果を制御部３７に出力する。制御部３７では、判別部３６の判別結果に基づき、２つの半導体圧力センサ１５のいずれか一方でも電気信号の値がしきい値を下回る場合、レーザ光の照射は危険と見なして給電スイッチ３４を切った状態を維持する。

被験者がマウスピース１を銜えた状態でしっかり口を閉じると、唇が挿入部１１に触れるので、半導体圧力センサ１５はその圧力の大きさに見合った電気信号を出力する。唇が挿入部１１に触れ、さらにしっかり銜えた状態になると、半導体圧力センサ１５の出力する電気信号の値がしきい値を上回るので、判別部３６はその結果を制御部３７に出力する。制御部３７では、判別部３６の判別結果に基づき、検査を行う準備が整ったとみなして給電スイッチ３４を繋ぎ、電源３３からレーザダイオード３４へ電力を供給する。

被験者がマウスピース１を銜えた口を開けたりマウスピース１を外したりすると、唇が挿入部１１から離れるので、半導体圧力センサ１５は電気信号を出力しなくなる。マウスピース１が被験者に装着されていない状態では、半導体圧力センサ１５の出力する電気信号の値がしきい値を下回るので、判別部３６はその結果を制御部３７に出力する。制御部３７では、判別部３６の判別結果に基づき、レーザ光の照射は危険と見なして給電スイッチ３４を切る。

上記のように構成された識別装置によれば、半導体圧力センサ１５の検出結果から、レーザ光が口腔から漏れる状態にあると判別された場合には、発光部２１によるレーザ光の照射を不可能にすることにより、レーザ光が被験者や術者に及ぼす危険を回避することができる。

ところで、本実施形態においては圧力検出部として半導体圧力センサ１５を採用したが、歪みゲージその他の検出手段を用いてもよい。また、挿入部１１とカバー部１２とを一体に形成する他、コネクタを内蔵して分割接続できる構成としてもよい。

上記第１の実施形態では、ＣＣＤ２２ｃがマウスピース１側に設けられ、電気信号は信号ケーブル６ｂを介して識別装置本体３の映像処理部３５に伝達されるように構成されており、上記第２の実施形態では、ＣＣＤ３８が識別装置本体３に設けられ、受光部２２が受光した光はライドガイド５ｂを通じて識別装置本体３のＣＣＤ３８に伝達されるように構成されているが、第１の実施形態において第２の実施形態のごとくＣＣＤを識別装置本体３に配置してもよいし、第２の実施形態において第１の実施形態のごとくＣＣＤをマウスピース１に配置してもよい。また、ＣＣＤの配置はセンサの種類（明るさ、湿度、圧力）に依存して限定されるものではない。

また、マウスピース１に搭載するセンサは１種類に限らず、より安全性を高めるために複数種類のセンサを組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態を示す図であって、修復歯の識別装置の各部の構造を示す断面図である。 マウスピースの外見を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示す図であって、修復歯の識別装置の各部の構造を示す断面図である。

符号の説明

１ マウスピース
２ 蛍光撮像ユニット
３ 識別装置本体
１４ 光センサ（明るさ検出部）
２１ 発光部
２２ 受光部
３１ レーザダイオード
３５ 映像化処理部
３６ 判別部
３７ 制御部

Claims (4)

1. 口腔内でレーザ光を歯に照射し、その歯から発せられる蛍光に基づいてその蛍光を発した歯が修復歯であるか否か、あるいは修復部分を含んでいるか否かを判別する修復歯の識別装置であって、
   前記レーザ光が前記口腔から漏れる状態にあるか否かを判別する判別部と、前記レーザ光が前記口腔から漏れる状態にあると判別された場合に前記発光部によるレーザ光の照射を不可能にする制御部とを備える修復歯の識別装置。
2. 前記口腔内の明るさを検出する明るさ検出部を備え、
   前記判別部が、前記口腔内の明るさが所定の明るさを超えている場合に前記レーザ光が前記口腔から漏れる状態にあると判別する請求項１記載の修復歯の識別装置。
3. 前記口腔内の湿度を検出する湿度検出部を備え、
   前記判別部が、前記口腔内の湿度が所定の湿度を超えていない場合に前記レーザ光が前記口腔から漏れる状態にあると判別する請求項１記載の修復歯の識別装置。
4. 前記口腔内に挿入されるマウスピースと、前記マウスピースを銜えたときに唇から前記マウスピースに作用する圧力を検出する圧力検出部とを備え、
   前記判別部が、前記唇から前記マウスピースに作用する圧力が所定の圧力を超えていない場合に前記レーザ光が前記口腔から漏れる状態にあると判別する請求項１記載の修復歯の識別装置。
   

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