JP2009131313A - 光断層画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】口腔疾患を早期診断するために画像表示すること。
【解決手段】ＯＣＴ装置を用いて歯部の周囲に対して断層画像を得る。この画像処理をすることによって２次元画像を撮影し、２次元画像に基づいて歯槽骨の高さ及び歯周ポケットの輪郭部分を抽出してチャートに変換する。こうして得られた画像やチャートを表示部２５で表示する。又データベース２６に画像やチャートを保持しておくことにより、変化の様子を知ることができ、客観的に口腔疾患を判別することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は歯周組織の診断又は検診のための光断層画像表示方法に関するものである。

健康に関する現在の国民的な課題としてメタボリックシンドロームなどの生活習慣病の克服が挙げられている。その克服には、生活習慣病の客観的な検診・検査による早期診断・早期治療が不可欠である。口腔機能の低下の原因となる口腔疾患の多くは生活習慣病と考えられている。こうした疾患の診断は、Ｘ線検査、視診および触診による臨床診断が主体をなし、歯科医師の技量や経験により診断が左右される傾向にある。現状では口腔各種疾患を早期診断するための検査値を画像化・数値化する客観的な診断技術はほとんど進んでいない。

歯科医療において頻度の高い疾患である歯周病の診断には、歯肉の隙間の歯周ポケットの深さを測定することが行われている。歯周ポケットの深さの測定では、歯科医は先端が鋭い探索用の治具を歯周ポケットに挿入し、機械的かつ目視でその深さを測定している。この方法では痛みを伴うだけでなく、歯や歯周組織を傷つけより疾病を悪化させるのみならず、接触式であるため異なる歯周ポケットで歯周病の原因微生物が感染する可能性があるという欠点があった。

一方、歯肉部周辺を観察するため、レーザ励起による蛍光計測やＸ線撮影等が行われる場合もある。蛍光計測の場合はポケットの深さや内部の状態を正確に把握するのが難しい。Ｘ線撮影では透過画像であるため断層が検出できず分解能も低いので、正確な歯槽骨の診断には不適切であり、被爆の危険性があるため、経過観察や治療処置の場合の同時診断等に頻繁に活用することができないという欠点があった。そこで客観的、非接触、非侵襲式で歯周ポケットの深さを測定することが求められている。現在、光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ装置）が研究されており、歯科分野でも応用が期待されている。
Handbook of Optical Coherence Tomography，p41-43, Mercel Dekker, Inc. 2002

従来のＯＣＴ装置では、一断面の断層画像として観察することはできたが、歯部の周囲に対してより歯槽骨や歯周ポケットがどのような形状で分布をしているかなど、３次元的な状態の把握をすることはできなかった。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、２次元断層を連続的に撮影する、あるいは３次元撮影機能を有し、撮影された３次元画像より歯槽骨部分及び歯周ポケットの輪郭を抽出する歯科用の光断層画像表示方法を提供するものである。

この課題を解決するために、本発明の光断層画像表示方法は、ＯＣＴ装置により光源から光を分岐しその一部を歯槽骨の周辺に照射すると共に、分岐した他方の光を参照鏡に入射し、反射光を干渉させて差分信号を光検出器で検出し、前記ＯＣＴ装置により取得した前記ＯＣＴ信号を測定対象に対して光の照射位置を連続的に変化させ、取得した連続した２次元断層の配列、及び２次元断層画像を更に走査して３次元撮影画像から歯槽骨および歯周ポケット部分の輪郭を抽出する抽出し、前記抽出された画像を表示することを特徴とするものである。

ここで前記抽出画像は３次元画像より基準位置に対して歯槽骨頂のレベルをチャート化した分布図とするようにしてもよい。

ここで撮像した画像データから得られるチャートをデータベースに保持し、保持してあるチャートを重ねて表示するようにしてもよい。

ここで撮像した画像データから得られるチャートをデータベースに保持し、保持してあるチャートの変化分を差分表示するようにしてもよい。

ここで歯周ポケットや歯槽骨部の厚さと、高さを２軸でチャート化するようにしてもよい。

このような特徴を有する本発明によれば、歯周ポケットや歯槽骨の高さを歯部周囲に対して相対的に、かつ、２次元的、あるいは３次元的に、観察することができ、またＯＣＴ装置が利用できることにより歯周病の診断や経過観察を客観的、非侵襲かつチェアサイドで実現できるという効果がある。
１．診断面においては、非侵襲下にて、歯周疾患診断などが画像化・数値化でき客観性のある適切な診断が可能となる。
２．診療面においては、偽害作用がなく診療中に同時に頻繁に診断に利用できるので、治療精度の向上が期待できる。
３．健診面においては、客観性のある口腔健診システムを構築することができる。患者にも画像情報を的確に提供できインフォームドコンセントにも有効に利用することができる。各種口腔疾患の早期客観的診断により早期治療が可能となり医療費の適正化にも寄与することが期待できる。

図１は本発明の実施の形態１による波長走査型光断層表示システムの全体構成を示すブロック図である。本図において波長走査型光源１０Ａには一定の周波数範囲の光信号を発振する低コヒーレントのレーザ光源１０を用いる。このレーザ光源１０の出力は光ファイバ１１に与えられる。この光ファイバ１１の中間部分には、他の光ファイバ１２を接近させて干渉させる結合部１３が設けられる。光ファイバ１２の一端には、レーザ光源１０から結合部１３を介して得られた光信号を平行光とするコリメートレンズ１４、光をスキャニングするスキャニングミラー１５が設けられる。スキャニングミラー１５は紙面に垂直な軸を中心にして一定範囲で回動することによって平行光の反射角度を変化させるものである。対物レンズ１６はこの反射光を受光する位置に配置し、測定部位へ光を集束すると共に水平方向にスキャニング（走査）する。又光ファイバ１１の他端には、コリメートレンズ１７を介して参照ミラー１８が光軸に垂直に設けられている。ここで結合部１３から参照ミラー１８までの光学距離Ｌ１と、結合部１３から測定部位の表面までの光学距離Ｌ２とを等しくしておく。さて光ファイバ１２の他端にはレンズ２０を介してフォトダイオード２１を接続する。フォトダイオード２１は、参照ミラー１８からの反射光と測定部位で反射された光の干渉光を受光することによって、そのビート信号を電気信号として得る受光素子である。ここで光ファイバ１１，１２と結合部１３、コリメートレンズ１４、スキャニングミラー１５、対物レンズ１６、コリメートレンズ１７、参照ミラー１８は干渉光学計を構成している。

さてフォトダイオード２１の出力は増幅器２２を介して信号処理部２３に入力される。信号処理部２５は後述するように干渉計から得られる受光信号をフーリエ変換することによって、断層画像信号を得るものである。

又信号処理部２３からの出力は画像処理部２４に与えられる。画像処理部２４は後述するように２次元画像から歯周ポケットや歯槽骨の高さレベルを検出し、表示画像を検出するものである。こうして生成された表示画像は表示部２５によって表示される。

次に本実施の形態の動作について説明する。前述したようにレーザ光源１０を駆動し、これによって光ファイバ１１を介して信号光が参照ミラー１８及び物体にまで照射され、その反射光が結合部１３を介して得られる。そのビート周波数がフォトダイオード２１に得られる。これを増幅することによって信号処理部２３に得られる。又信号処理部２３ではフォトダイオード２１の出力をフーリエ変換することにより断層画像が得られる。そしてスキャニングミラー１５を回動させることによって光の入射位置を変化させ、これによって2次元の断面画像を得ることができる。又、この干渉計自体又は測定対象をスキャニングミラー１５による光の走査方向と垂直に移動させることにより、３次元断面画像を得ることができる。

対象となる部位の２次元断層を狭い間隔で離散的に撮影する。図２はこの２次元画像の一例を示す図である。２次元画像の１枚ずつの画像の範囲は隣り合う画像とほぼ同一であるとする。それぞれの画像において歯肉部分の画像明度を下げるか、あるいは輪郭部分を抽出分離し、さらに隣り合う歯槽骨輪郭同士を連続的に配列することによって、３次元立体像を構築することができる。図３は３次元画像の一例を示す図である。その際、離散断層間は線形補完することにより、連続的な３次元画像を構築することもできる。

対象となる部位の３次元画像を撮影し歯槽骨および歯周ポケットの輪郭部分を検出する。この輪郭部分を境界として、周囲の歯肉部分の画像解像度を下げるか、あるいは輪郭部分を抽出分離することによって、歯槽骨の３次元立体像を画像化することができる。

対象となる部位の３次元画像、あるいは２次元断層の配列より、歯部のある基準位置、例えばセメント質とエナメル質との境界（ＣＥＪ）に対して歯周ポケットや歯槽骨頂に当たる位置を求め、その値を分布図（チャート化）することもできる。図４はこのようにして生成したチャートの一例を示す。本図において縦の細線は歯の区分を示している。このようなチャートによれば、周囲ポケットの深さを一目で認識することができる。

こうして得られた２次元、３次元の画像や歯周ポケットの底部のチャートの画像はデータベース２６に保持しておくことが考えられる。こうすればデータベース２６に蓄積されたデータからポケットの深さの経過観察することができる。又画像処理部２４では、過去のチャートデータを読出し、測定したチャートと重ね合わせ表示したり、あるいはその差分（変化分）を表示するようにすることができる。

更に本実施の形態において、歯槽骨高に加えて、３次元画像より歯槽骨の厚さも同時に検出し、表示することもできる。

本発明の実施の形態による光断層画像表示装置を示すブロック図である。 本実施の形態による２次元画像の一例を示す図面代用写真である。 本実施の形態による３次元画像の一例を示す図面代用写真である。 本実施の形態によるチャート化したグラフである。

符号の説明

１ レーザ光源
１１，１２ 光ファイバ
１３ 分岐部
１４，１７ コリメートレンズ
１５ 可動ミラー
１６ 対物レンズ
１８ 参照ミラー
２１ フォトダイオード
２３ 信号処理部
２４ 画像処理部
２５ 表示部
２６ データベース

Claims (5)

1. ＯＣＴ装置により光源から光を分岐しその一部を歯槽骨の周辺に照射すると共に、分岐した他方の光を参照鏡に入射し、反射光を干渉させて差分信号を光検出器で検出し、
   前記ＯＣＴ装置により取得した前記ＯＣＴ信号を測定対象に対して光の照射位置を連続的に変化させ、取得した連続した２次元断層の配列、及び２次元断層画像を更に走査して３次元撮影画像から歯槽骨および歯周ポケット部分の輪郭を抽出する抽出し、
   前記抽出された画像を表示することを特徴とする光断層画像表示方法。
2. 前記抽出画像は３次元画像より基準位置に対して歯槽骨頂のレベルをチャート化した分布図とする請求項１記載の光断層画像表示方法。
3. 撮像した画像データから得られるチャートをデータベースに保持し、
   保持してあるチャートを重ねて表示する請求項２記載の光断層画像表示方法。
4. 撮像した画像データから得られるチャートをデータベースに保持し、
   保持してあるチャートの変化分を差分表示する請求項２記載の光断層画像表示方法。
5. 歯周ポケットや歯槽骨部の厚さと、高さを２軸でチャート化する請求項２記載の光断層画像表示方法。

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