JP2013233303A - 歯科用計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】構造が簡単で、患者に接触する部分を容易に取り外して滅菌したり、使い捨てにしたりでき、衛生的で光スキャナ等を制御する制御回路等も不要、構造が簡単、堅牢、低コスト、及び小型化が可能な歯科用計測装置を提供する。
【解決手段】レンズと光ファイバを収納し、被検体に接触又は近接させ、表面から深さ方向へOCTの計測光を照射して反射光を受光するプローブ2と、OCTによる干渉信号を取得する干渉信号取得手段を備えた本体3とでなり、干渉信号の強度分布から得られる情報の告示手段3aをプローブ2又は本体3に備えることで、切削後の残存エナメル質の表面から象牙質までの距離、残存象牙質から歯髄までの距離、歯肉表面から歯槽骨までの距離等を計測できる。
【選択図】図1
【解決手段】レンズと光ファイバを収納し、被検体に接触又は近接させ、表面から深さ方向へOCTの計測光を照射して反射光を受光するプローブ2と、OCTによる干渉信号を取得する干渉信号取得手段を備えた本体3とでなり、干渉信号の強度分布から得られる情報の告示手段3aをプローブ2又は本体3に備えることで、切削後の残存エナメル質の表面から象牙質までの距離、残存象牙質から歯髄までの距離、歯肉表面から歯槽骨までの距離等を計測できる。
【選択図】図1
Description
本発明はOCT(Optical Coherence Tomography)を利用した歯科用計測装置に関する。
OCTを歯科医療に利用する場合は、口腔内における被検体の状態を計測できるようなプローブが必要である。また、一般的にOCT装置は複雑であり、歯科用に開発されたOCT装置も例外ではなく、例えば、細いプローブ内に超小型の光スキャナ等を組み込む必要があった。このため非常に高価なものとなり、壊れやすく、小型化にも限界があった。
このような問題を解決するためには、高機能の計測装置であるOCT装置の機能をある程度限定しても利用できるようにすることが効果的である。
一方、歯科医療においては、切削した後の残存エナメル質の表面から象牙質までの距離、切削した後の残存象牙質から歯髄までの距離、歯肉表面から歯槽骨までの距離等を把握することが重要であるが、従来は非侵襲で手軽に利用できる計測装置が無いため距離の判定は専ら施術者の勘と経験に委ねられていた。そこで、施術者の負担を減らすため、被検体中の複数の組織の境界面を認識し、組織毎に選定し色分けして表示する歯科用OCT装置が開発されている。しかし、装置が複雑で高価であるという問題は解決されていなかった。
このような問題を解決するためには、高機能の計測装置であるOCT装置の機能をある程度限定しても利用できるようにすることが効果的である。
一方、歯科医療においては、切削した後の残存エナメル質の表面から象牙質までの距離、切削した後の残存象牙質から歯髄までの距離、歯肉表面から歯槽骨までの距離等を把握することが重要であるが、従来は非侵襲で手軽に利用できる計測装置が無いため距離の判定は専ら施術者の勘と経験に委ねられていた。そこで、施術者の負担を減らすため、被検体中の複数の組織の境界面を認識し、組織毎に選定し色分けして表示する歯科用OCT装置が開発されている。しかし、装置が複雑で高価であるという問題は解決されていなかった。
本発明では、切削した後の残存エナメル質の表面から象牙質までの距離、残存象牙質から歯髄までの距離、歯肉表面から歯槽骨までの距離等を計測でき、構造が簡単で、低コストかつ小型軽量化が可能な、OCTを利用した歯科用計測装置を提供する。
上記に鑑み本発明者は鋭意実験研究の結果下記の手段によりこの課題を解決した。
(1)レンズと光ファイバーを収納し、被検体に接触又は近接させ、表面から深さ方向へOCTの計測光を照射して反射光を受光するプローブと、OCTによる干渉信号を取得する干渉信号取得手段を備えた本体とて構成され、前記干渉信号の強度分布から得られる情報を告示する告示手段をプローブ又は本体に備えたことを特徴とする歯科用計測装置。
(2)前記干渉信号の強度分布から、前記被検体表面の組織の表面と裏面に対応する2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置を検出する手段と、前記2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置間の光学距離を求める手段と、前記組織を選定するスイッチと、選定された前記組織の屈折率と前記光学距離から前記光学距離を実際の距離に変換する手段と、前記実際の距離を告示する手段から構成されたことを特徴とする前項(1)に記載の歯科用計測装置。
(1)レンズと光ファイバーを収納し、被検体に接触又は近接させ、表面から深さ方向へOCTの計測光を照射して反射光を受光するプローブと、OCTによる干渉信号を取得する干渉信号取得手段を備えた本体とて構成され、前記干渉信号の強度分布から得られる情報を告示する告示手段をプローブ又は本体に備えたことを特徴とする歯科用計測装置。
(2)前記干渉信号の強度分布から、前記被検体表面の組織の表面と裏面に対応する2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置を検出する手段と、前記2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置間の光学距離を求める手段と、前記組織を選定するスイッチと、選定された前記組織の屈折率と前記光学距離から前記光学距離を実際の距離に変換する手段と、前記実際の距離を告示する手段から構成されたことを特徴とする前項(1)に記載の歯科用計測装置。
(3)前記プローブにおいて、前記レンズの向きが任意に調整できることを特徴とする前項(1)又は(2)に記載の歯科用計測装置。
(4)前記プローブの収納部がフレキシブルの材質で作られ、施術者が自由に曲げて前記レンズの向きを変えて使用できることを特徴とする前項(1)〜(3)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(5)前記プローブの収納部が樹脂、金属、又はゴム等で作られ、はめ込み式又はネジ式で容易に分解組み立てできることを特徴とする前項(1)〜(4)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(4)前記プローブの収納部がフレキシブルの材質で作られ、施術者が自由に曲げて前記レンズの向きを変えて使用できることを特徴とする前項(1)〜(3)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(5)前記プローブの収納部が樹脂、金属、又はゴム等で作られ、はめ込み式又はネジ式で容易に分解組み立てできることを特徴とする前項(1)〜(4)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(6)前記告示手段が、表示器に画像、数字、記号、色の変化等で表示する方式であることを特徴とする前項(1)〜(5)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(7)前記告示手段が、ブザー又はスピーカーを用い、音色、音の長さ、メロディー又は音声等により知らせる方式であることを特徴とする前項(1)〜(6)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(8)前記告示手段が、前記プローブを振動させ、その強弱や断続による方式であることを特徴とする前項(1)〜(7)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(7)前記告示手段が、ブザー又はスピーカーを用い、音色、音の長さ、メロディー又は音声等により知らせる方式であることを特徴とする前項(1)〜(6)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(8)前記告示手段が、前記プローブを振動させ、その強弱や断続による方式であることを特徴とする前項(1)〜(7)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(9)前記本体を制御するためのスイッチ又はセンサが前記プローブに装備されていることを特徴とする前項(1)〜(8)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(10)前記プローブに、施術者が前記被検体を視認するための照明を備えていることを特徴とする前項(1)〜(9)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(11)前記本体に前記プローブを格納するためのホルダを備え、前記スイッチ又はセンサが前記ホルダに装備され、前記プローブを前記ホルダから取り出すと計測を開始し、格納すると計測を終了するように構成されていることを特徴とする前項(1)〜(10)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(10)前記プローブに、施術者が前記被検体を視認するための照明を備えていることを特徴とする前項(1)〜(9)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
(11)前記本体に前記プローブを格納するためのホルダを備え、前記スイッチ又はセンサが前記ホルダに装備され、前記プローブを前記ホルダから取り出すと計測を開始し、格納すると計測を終了するように構成されていることを特徴とする前項(1)〜(10)のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
1、本発明の請求項1の発明によれば、
レンズと光ファイバーを収納し、被検体に接触又は近接させ、表面から深さ方向へOCTの計測光を照射して反射光を受光するプローブと、
OCTによる干渉信号を取得する干渉信号取得手段を備えた本体とて構成され、
前記干渉信号の強度分布から得られる情報を告示する告示手段をプローブ又は本体に備えているため、
レンズと光ファイバー、及びそれらを収納するプローブで構成され、光スキャナやその他のレンズ等がないため、軽量かつ低コストであり、歯科診療で特に重要な計測用のプローブの低コスト化と小型軽量化を同時に実現できる。
また構造が簡単であるため、患者に接触する部分を容易に取り外して滅菌したり、使い捨てにしたりできるので衛生的であり、光スキャナ等を制御する制御回路等も不要になるので、装置全体的として構造が簡単、堅牢、低コスト、及び小型化が可能な歯科用計測装置を提供できる。
さらに施術者がプローブ又は本体で、得られた情報をすぐに確認できるので、診療効率が向上する。
レンズと光ファイバーを収納し、被検体に接触又は近接させ、表面から深さ方向へOCTの計測光を照射して反射光を受光するプローブと、
OCTによる干渉信号を取得する干渉信号取得手段を備えた本体とて構成され、
前記干渉信号の強度分布から得られる情報を告示する告示手段をプローブ又は本体に備えているため、
レンズと光ファイバー、及びそれらを収納するプローブで構成され、光スキャナやその他のレンズ等がないため、軽量かつ低コストであり、歯科診療で特に重要な計測用のプローブの低コスト化と小型軽量化を同時に実現できる。
また構造が簡単であるため、患者に接触する部分を容易に取り外して滅菌したり、使い捨てにしたりできるので衛生的であり、光スキャナ等を制御する制御回路等も不要になるので、装置全体的として構造が簡単、堅牢、低コスト、及び小型化が可能な歯科用計測装置を提供できる。
さらに施術者がプローブ又は本体で、得られた情報をすぐに確認できるので、診療効率が向上する。
2、本発明の請求項2の発明によれば、
前記干渉信号の強度分布から、前記被検体表面の組織の表面と裏面に対応する2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置を検出する手段と、
前記2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置間の光学距離を求める手段と、
前記組織を選定するスイッチと、
選定された前記組織の屈折率と前記光学距離から前記光学距離を実際の距離に変換する手段と、
前記実際の距離を告示する手段から構成されているため、
施術者は、被検体表面組織の表面と裏面間の実際の距離を即時知ることができるので、切削した後の残存エナメル質の表面から象牙質まで、残存象牙質の表面から歯髄まで、及び歯肉表面から歯槽骨まで等の実際の距離が簡単な操作で即座に把握できる。従来のように勘と経験に頼らずエビデンスに基づいた的確な診療を行うことができる。
前記干渉信号の強度分布から、前記被検体表面の組織の表面と裏面に対応する2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置を検出する手段と、
前記2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置間の光学距離を求める手段と、
前記組織を選定するスイッチと、
選定された前記組織の屈折率と前記光学距離から前記光学距離を実際の距離に変換する手段と、
前記実際の距離を告示する手段から構成されているため、
施術者は、被検体表面組織の表面と裏面間の実際の距離を即時知ることができるので、切削した後の残存エナメル質の表面から象牙質まで、残存象牙質の表面から歯髄まで、及び歯肉表面から歯槽骨まで等の実際の距離が簡単な操作で即座に把握できる。従来のように勘と経験に頼らずエビデンスに基づいた的確な診療を行うことができる。
3、請求項3の発明によれば、
前記プローブにおいて、前記レンズの向きが任意に調整できるため、
レンズの向きが変わるので、被検体が口腔内のどの箇所でもプローブの先端部を当接し易くなり、施術者及び患者にとっても負担が少ない。
4、請求項4の発明によれば、
前記プローブの収納部がフレキシブルの材質で作られ、施術者が自由に曲げて前記レンズの向きを変えて使用できるため、
施術者はプローブを自由に曲げて前記レンズの向きを変えて使用することができる。
また、収納部がフレキシブル材質であるので、回動部や角度変更部等を備える必要がなく、プローブにおいて、さらに低コスト化と軽量化ができる。
5、請求項5の発明によれば、
前記プローブの収納部が樹脂、金属、又はゴム等で作られ、はめ込み式又はネジ式で容易に分解組み立てできるため、
分解して容易に滅菌、消毒、清掃ができるので衛生的である。
前記プローブにおいて、前記レンズの向きが任意に調整できるため、
レンズの向きが変わるので、被検体が口腔内のどの箇所でもプローブの先端部を当接し易くなり、施術者及び患者にとっても負担が少ない。
4、請求項4の発明によれば、
前記プローブの収納部がフレキシブルの材質で作られ、施術者が自由に曲げて前記レンズの向きを変えて使用できるため、
施術者はプローブを自由に曲げて前記レンズの向きを変えて使用することができる。
また、収納部がフレキシブル材質であるので、回動部や角度変更部等を備える必要がなく、プローブにおいて、さらに低コスト化と軽量化ができる。
5、請求項5の発明によれば、
前記プローブの収納部が樹脂、金属、又はゴム等で作られ、はめ込み式又はネジ式で容易に分解組み立てできるため、
分解して容易に滅菌、消毒、清掃ができるので衛生的である。
6、請求項6の発明によれば、
前記告示手段が、表示器に画像、数字、記号、色の変化等で表示する方式であるため、
施術者は、表示器にて一目で告示された内容を理解でき、診療効率の向上に貢献できる。
7、請求項7の発明によれば、
前記告示手段が、ブザー又はスピーカーを用い、音色、音の長さ、メロディー又は音声等により知らせる方式であるため、
施術者は患者から目を離して表示器を見ることなく、告示された内容を聞いて知ることができ効率的な診療が可能である。
8、請求項8の発明によれば、
前記告示手段が、前記プローブを振動させ、その強弱や断続による方式であるため、
施術者は患者から目を離して表示器を見ることなく、握持するプローブの振動告知によって、告示された内容を知ることができ効率的な診療が可能である。
前記告示手段が、表示器に画像、数字、記号、色の変化等で表示する方式であるため、
施術者は、表示器にて一目で告示された内容を理解でき、診療効率の向上に貢献できる。
7、請求項7の発明によれば、
前記告示手段が、ブザー又はスピーカーを用い、音色、音の長さ、メロディー又は音声等により知らせる方式であるため、
施術者は患者から目を離して表示器を見ることなく、告示された内容を聞いて知ることができ効率的な診療が可能である。
8、請求項8の発明によれば、
前記告示手段が、前記プローブを振動させ、その強弱や断続による方式であるため、
施術者は患者から目を離して表示器を見ることなく、握持するプローブの振動告知によって、告示された内容を知ることができ効率的な診療が可能である。
9、請求項9の発明によれば、
前記本体を制御するためのスイッチ又はセンサが前記プローブに装備されているため、
施術者は、握持するプローブの手元で容易に本体を制御できるので、本体側のスイッチを操作する等の作業が無くなり診療効率が向上する。
10、請求項10の発明によれば、
前記プローブに、施術者が前記被検体を視認するための照明を備えているため、
施術者が口腔内等暗い計測箇所を視認するのに便利である。
11、請求項11の発明によれば、
前記本体に前記プローブを格納するためのホルダを備え、前記スイッチ又はセンサが前記ホルダに装備され、前記プローブを前記ホルダから取り出すと計測を開始し、格納すると計測を終了するように構成されているため、
施術者は、プローブをホルダから出し入れするだけで計測の開始又は終了操作をすることができ、また格納時の整理も容易である。
前記本体を制御するためのスイッチ又はセンサが前記プローブに装備されているため、
施術者は、握持するプローブの手元で容易に本体を制御できるので、本体側のスイッチを操作する等の作業が無くなり診療効率が向上する。
10、請求項10の発明によれば、
前記プローブに、施術者が前記被検体を視認するための照明を備えているため、
施術者が口腔内等暗い計測箇所を視認するのに便利である。
11、請求項11の発明によれば、
前記本体に前記プローブを格納するためのホルダを備え、前記スイッチ又はセンサが前記ホルダに装備され、前記プローブを前記ホルダから取り出すと計測を開始し、格納すると計測を終了するように構成されているため、
施術者は、プローブをホルダから出し入れするだけで計測の開始又は終了操作をすることができ、また格納時の整理も容易である。
発明を実施するための最良の形態を以下に説明する。
図1は、本発明の歯科用計測装置の外観斜視図である。
図において、1は歯科用計測装置、2はプローブ、3は本体、3aは表示器、3bはメインスイッチ、4は計測箇所の組織を選定するスイッチを示す。
施術者は、本体3を安定な場所に設置し、メインスイッチ3bをオンにし、被検体の組織を選定するスイッチ4を操作してエナメル質、象牙質、又は歯肉等の内から計測箇所の組織を選定する、例えば、左側に倒すとエナメル質、真中が象牙質、右側に倒すと歯肉が選定される。
プローブ2を手に持って、その先端を被検体に近接又は接触させてOCTによる干渉信号を取得し、それをコンピュータによって情報処理し、前記干渉信号の強度分布から得られる情報が表示器3aに表示される。
このタイプは、表示器3aが本体3に装備され、またメインスイッチ3bが計測開始及び終了用スイッチを兼ねたもので、メインスイッチ3bがオンのときは少なくとも毎秒1回以上のスピードで繰り返し計測を行い、そのたびに表示器3aに表示する結果を更新する。
図において、1は歯科用計測装置、2はプローブ、3は本体、3aは表示器、3bはメインスイッチ、4は計測箇所の組織を選定するスイッチを示す。
施術者は、本体3を安定な場所に設置し、メインスイッチ3bをオンにし、被検体の組織を選定するスイッチ4を操作してエナメル質、象牙質、又は歯肉等の内から計測箇所の組織を選定する、例えば、左側に倒すとエナメル質、真中が象牙質、右側に倒すと歯肉が選定される。
プローブ2を手に持って、その先端を被検体に近接又は接触させてOCTによる干渉信号を取得し、それをコンピュータによって情報処理し、前記干渉信号の強度分布から得られる情報が表示器3aに表示される。
このタイプは、表示器3aが本体3に装備され、またメインスイッチ3bが計測開始及び終了用スイッチを兼ねたもので、メインスイッチ3bがオンのときは少なくとも毎秒1回以上のスピードで繰り返し計測を行い、そのたびに表示器3aに表示する結果を更新する。
図2は、本発明のプローブの縦断面図である。
図において、2aはレンズ、2bは光ファイバー、2cは収納部、2dは小孔を示す。
光ファイバー2bを接続したレンズ2aが、先端を細くした収納部2c内の先端近くに取り付けられる。レンズ2aから出る計測光の照射又は反射光の受光は、収納部2cの先端の小孔2dを通して行う。
施術者は、プローブ2を手に持ち先端を歯や歯肉の計測部位に接触又は近接させて計測を行う。
この例では、プローブに表示器、光スキャナ、その他のレンズ等が無いため、軽量かつ低コストである。
図において、2aはレンズ、2bは光ファイバー、2cは収納部、2dは小孔を示す。
光ファイバー2bを接続したレンズ2aが、先端を細くした収納部2c内の先端近くに取り付けられる。レンズ2aから出る計測光の照射又は反射光の受光は、収納部2cの先端の小孔2dを通して行う。
施術者は、プローブ2を手に持ち先端を歯や歯肉の計測部位に接触又は近接させて計測を行う。
この例では、プローブに表示器、光スキャナ、その他のレンズ等が無いため、軽量かつ低コストである。
図3は、前歯の縦断面を表す模式図である。
図において、11は前歯、11aは切削箇所、11bは切削後のエナメル質表裏面間距離、11cはエナメル質、11dは象牙質、11eは歯髄、11fは歯肉、11gは歯槽骨、aは計測箇所を示す。
例えば、切削箇所11aの切削が必要なラミネートベニア装着の症例では、施術者は切削箇所11aの切削後の表面(この場合はa)にプローブ2を接触又は近接させて、切削後のエナメル質表裏面間距離11bを計測でき、診療上問題ないかの確認ができる。
図において、11は前歯、11aは切削箇所、11bは切削後のエナメル質表裏面間距離、11cはエナメル質、11dは象牙質、11eは歯髄、11fは歯肉、11gは歯槽骨、aは計測箇所を示す。
例えば、切削箇所11aの切削が必要なラミネートベニア装着の症例では、施術者は切削箇所11aの切削後の表面(この場合はa)にプローブ2を接触又は近接させて、切削後のエナメル質表裏面間距離11bを計測でき、診療上問題ないかの確認ができる。
図4は、臼歯の縦断面を表す模式図である。
図において、12は臼歯、12aは切削箇所、12bは切削後の象牙質表裏面間距離、12cはエナメル質、12dは象牙質、12eは歯髄、12fは歯肉、12gは歯槽骨、b:計測箇所を示す。
例えば、切削箇所12aの切削が必要な症例では、施術者は切削箇所12aの切削後の表面(この場合はb)にプローブ2を接触又は近接させて、切削後の象牙質表裏面間距離12bの計測を行い診療上問題ないかの確認ができる。
図において、12は臼歯、12aは切削箇所、12bは切削後の象牙質表裏面間距離、12cはエナメル質、12dは象牙質、12eは歯髄、12fは歯肉、12gは歯槽骨、b:計測箇所を示す。
例えば、切削箇所12aの切削が必要な症例では、施術者は切削箇所12aの切削後の表面(この場合はb)にプローブ2を接触又は近接させて、切削後の象牙質表裏面間距離12bの計測を行い診療上問題ないかの確認ができる。
図5は、切削前の前歯の計測結果であり、図3に示す前歯を計測箇所aで、エナメル質切削前の状態で計測した干渉信号強度分布を表したものである。
図において、21は切削前の前歯の信号強度分布、21aはエナメル質表面に対応するピーク、21bはエナメル質裏面に対応するピークを示す。
切削前の前歯の信号強度分布21は、横軸は深さ(単位:μm)、縦軸は信号強度(単位:dB)である。横軸の0の位置が計測開始点で、ここは被検体表面から離れた空間のある一点である。
図中の深さは計測開始点からの光学距離を表しており、後述するエナメル質表面切削後の前歯の強度分布22及び象牙質まで切削した臼歯の強度分布23においても同様である。光学距離とは後述する様に、実際の距離に組織の屈折率を乗じたものである。
エナメル質表面に対応するピーク21aにおける横軸の数値は、エナメル質表面の(横又は奥方向の)位置で計測開始点からの光学距離を表している。
エナメル質裏面に対応するピーク21bにおける横軸の数値は、エナメル質裏面の位置で計測開始点からの光学距離を表している。
図5から図7に示す干渉信号強度分布の情報の処理については後述する。
図において、21は切削前の前歯の信号強度分布、21aはエナメル質表面に対応するピーク、21bはエナメル質裏面に対応するピークを示す。
切削前の前歯の信号強度分布21は、横軸は深さ(単位:μm)、縦軸は信号強度(単位:dB)である。横軸の0の位置が計測開始点で、ここは被検体表面から離れた空間のある一点である。
図中の深さは計測開始点からの光学距離を表しており、後述するエナメル質表面切削後の前歯の強度分布22及び象牙質まで切削した臼歯の強度分布23においても同様である。光学距離とは後述する様に、実際の距離に組織の屈折率を乗じたものである。
エナメル質表面に対応するピーク21aにおける横軸の数値は、エナメル質表面の(横又は奥方向の)位置で計測開始点からの光学距離を表している。
エナメル質裏面に対応するピーク21bにおける横軸の数値は、エナメル質裏面の位置で計測開始点からの光学距離を表している。
図5から図7に示す干渉信号強度分布の情報の処理については後述する。
図6は、エナメル質表面切削後の前歯の計測結果である。
図3に示す前歯を計測箇所aにて、エナメル質切削後の状態で計測した干渉信号強度分布を表したものである。
図において、22はエナメル質表面切削後の前歯の信号強度分布、22aは切削後のエナメル質表面に対応するピーク、22bはエナメル質裏面に対応するピークを示す。
切削後のエナメル質表面に対応するピーク22aにおける横軸の数値は、切削後のエナメル質表面の位置(計測開始点からの光学距離)を表している。エナメル質裏面に対応するピーク22bにおける横軸の数値は、エナメル質裏面の位置(計測開始点からの光学距離)を表している。
図3に示す前歯を計測箇所aにて、エナメル質切削後の状態で計測した干渉信号強度分布を表したものである。
図において、22はエナメル質表面切削後の前歯の信号強度分布、22aは切削後のエナメル質表面に対応するピーク、22bはエナメル質裏面に対応するピークを示す。
切削後のエナメル質表面に対応するピーク22aにおける横軸の数値は、切削後のエナメル質表面の位置(計測開始点からの光学距離)を表している。エナメル質裏面に対応するピーク22bにおける横軸の数値は、エナメル質裏面の位置(計測開始点からの光学距離)を表している。
図7は、図4における象牙質まで切削した臼歯の計測結果であり、図4に示す臼歯を計測箇所で計測した干渉信号強度分布を表したものである。
図において、23は象牙質まで切削した臼歯の信号強度分布、23aは切削後の象牙質表面に対応するピーク、23bは象牙質裏面に対応するピークである。
切削後の象牙質表面に対応するピーク23aにおける横軸の数値は、切削後の象牙質表面の位置(計測開始点からの光学距離)を表している。象牙質と歯髄の境界面に対応するピーク23bにおける横軸の数値は、象牙質と歯髄の境界面の位置(計測開始点からの光学距離)を表している。
図において、23は象牙質まで切削した臼歯の信号強度分布、23aは切削後の象牙質表面に対応するピーク、23bは象牙質裏面に対応するピークである。
切削後の象牙質表面に対応するピーク23aにおける横軸の数値は、切削後の象牙質表面の位置(計測開始点からの光学距離)を表している。象牙質と歯髄の境界面に対応するピーク23bにおける横軸の数値は、象牙質と歯髄の境界面の位置(計測開始点からの光学距離)を表している。
次に、光学距離と屈折率から実際の距離を求め、表示する方法も含め、計測から情報処理後の結果の告示までの一連の流れについて以下に説明する。
ここでは一例として、図の3の様な切削前の歯牙をaの箇所で計測し、図5のような干渉信号強度分布を得て、切削前のエナメル質表裏面間の実際の距離を求め、表示する方法を挙げ、以下に説明する。
1.後述する演算に必要な屈折率が被検体の組織毎に異なるため、施術者は、まず被検体の組織を選定するスイッチ4を操作してエナメル質を選定する。
2.施術者が、切削前の歯牙のエナメル質表面のaの箇所に、本発明の歯科用計測装置のプローブを近接させて図5のような干渉信号強度分布をOCTによる手段で取得する。
3.前記干渉信号強度分布において、必要に応じて高速フーリエ変換によるフィルタ処理を行い、前記干渉信号強度分布からノイズとなる高周波成分を取り除く。この処理を行えば、以下の処理がより簡単になる。
またこれらの処理は、以下の処理も含め本発明の歯科用計測装置に内蔵されるコンピュータにより自動的に行われる。
ここでは一例として、図の3の様な切削前の歯牙をaの箇所で計測し、図5のような干渉信号強度分布を得て、切削前のエナメル質表裏面間の実際の距離を求め、表示する方法を挙げ、以下に説明する。
1.後述する演算に必要な屈折率が被検体の組織毎に異なるため、施術者は、まず被検体の組織を選定するスイッチ4を操作してエナメル質を選定する。
2.施術者が、切削前の歯牙のエナメル質表面のaの箇所に、本発明の歯科用計測装置のプローブを近接させて図5のような干渉信号強度分布をOCTによる手段で取得する。
3.前記干渉信号強度分布において、必要に応じて高速フーリエ変換によるフィルタ処理を行い、前記干渉信号強度分布からノイズとなる高周波成分を取り除く。この処理を行えば、以下の処理がより簡単になる。
またこれらの処理は、以下の処理も含め本発明の歯科用計測装置に内蔵されるコンピュータにより自動的に行われる。
4.必要に応じて高周波成分を取り除かれた前記干渉信号強度分布における傾きの変化や強弱からエナメル質表面に対応するピーク21aとエナメル質裏面に対応するピーク21bの位置を検出し(具体的にはどのような手段によって位置等を検出するのか)、それらに対応する深さを求める。つまり21aにおいては1300μm、21bにおいては2800μmとなる。
5.21aと21bの差がエナメル質表面からエナメル質裏面までの光学距離であり、
光学距離=2800μm−1300μm=1500μmである。
6.エナメル質に対応する屈折率が歯科用計測装置に内蔵されるデータベースから自動的に読み取られる。つまりエナメル質の屈折率として1.65が読み取られる。これは既に学会等で認められた値である。
7.エナメル質表裏面間の実際の距離は、光学距離を屈折率で除算すると得られる。
したがって、
エナメル質表裏面間の実際の距離=1500μm÷1.65=909μmである。
8.前記実際の距離は、表示器にて「909μm」と数字で表示される。
5.21aと21bの差がエナメル質表面からエナメル質裏面までの光学距離であり、
光学距離=2800μm−1300μm=1500μmである。
6.エナメル質に対応する屈折率が歯科用計測装置に内蔵されるデータベースから自動的に読み取られる。つまりエナメル質の屈折率として1.65が読み取られる。これは既に学会等で認められた値である。
7.エナメル質表裏面間の実際の距離は、光学距離を屈折率で除算すると得られる。
したがって、
エナメル質表裏面間の実際の距離=1500μm÷1.65=909μmである。
8.前記実際の距離は、表示器にて「909μm」と数字で表示される。
図8は、レンズの向きが調整できるプローブの外観図である。
図において、30はプローブ、31は把持部、32は頭部、33は先端部、34は後部、35は光ファイバーを示す。
把持部31を施術者が手に持って、先端部33を歯等に近接、又は接触させて計測する。把持部31、頭部32、先端部33、後部34は、ステンレス等の金属製である。
図において、30はプローブ、31は把持部、32は頭部、33は先端部、34は後部、35は光ファイバーを示す。
把持部31を施術者が手に持って、先端部33を歯等に近接、又は接触させて計測する。把持部31、頭部32、先端部33、後部34は、ステンレス等の金属製である。
図9は、レンズの向きが調整できるプローブ先端の拡大縦断面図である。
図において、32aはOリング、33aはOリング、36はカラー、37はシャフト、38はレンズ、39aは可変角度方向、39bは回転方向を示す。
プローブ30において、レンズ38を収納する先端部33は、Oリング33aとともにカラー36にはめ込まれ着脱可能である。
また、カラー36はシャフト37を軸として回転し、摩擦により任意の位置で固定できるので、先端部33の角度は自由に変更できる。
さらに、頭部32はOリング32aとともに把持部31にはめ込まれ着脱可能かつ回動可能であり、摩擦により任意の位置で固定できる。
したがって、先端部33の向きは、診療部位に応じて施術者が図において上下左右に自由に変更でき、またプローブ30は容易に分解して消毒、滅菌ができる。
図において、32aはOリング、33aはOリング、36はカラー、37はシャフト、38はレンズ、39aは可変角度方向、39bは回転方向を示す。
プローブ30において、レンズ38を収納する先端部33は、Oリング33aとともにカラー36にはめ込まれ着脱可能である。
また、カラー36はシャフト37を軸として回転し、摩擦により任意の位置で固定できるので、先端部33の角度は自由に変更できる。
さらに、頭部32はOリング32aとともに把持部31にはめ込まれ着脱可能かつ回動可能であり、摩擦により任意の位置で固定できる。
したがって、先端部33の向きは、診療部位に応じて施術者が図において上下左右に自由に変更でき、またプローブ30は容易に分解して消毒、滅菌ができる。
図10は、フレキシブル材で作製されたプローブの外観図である。
図において、40はプローブ、41はレンズ、42は収納部、43は光ファイバーである。
プローブ40において、収納部42はフレキシブル材で作製されているので、施術者が自由に曲げて、その状態を保持できる。診療部位に応じて、施術者はレンズ41の向きを変えて使用できる。この実施例では、透明なフレキシブル材を使用している。
図において、40はプローブ、41はレンズ、42は収納部、43は光ファイバーである。
プローブ40において、収納部42はフレキシブル材で作製されているので、施術者が自由に曲げて、その状態を保持できる。診療部位に応じて、施術者はレンズ41の向きを変えて使用できる。この実施例では、透明なフレキシブル材を使用している。
図11は、樹脂で作製されたプローブの分解図である。
図において、50はプローブ、51は先端収納部、52は頭部収納部、53は把持部、54は後部、55は光ファイバー、56はレンズである。
プローブ50において、先端収納部51、頭部収納部52、把持部53、及び後部54は廉価な樹脂製であり、図の如くはめ込み式で組み立て、又は分解できる。
使用するときは、光ファイバー55とレンズ56を組み込んだ状態で組み立てる。使用後は、分解して光ファイバー55とレンズ56を取り出して、樹脂部品は廃棄、交換する。
図において、50はプローブ、51は先端収納部、52は頭部収納部、53は把持部、54は後部、55は光ファイバー、56はレンズである。
プローブ50において、先端収納部51、頭部収納部52、把持部53、及び後部54は廉価な樹脂製であり、図の如くはめ込み式で組み立て、又は分解できる。
使用するときは、光ファイバー55とレンズ56を組み込んだ状態で組み立てる。使用後は、分解して光ファイバー55とレンズ56を取り出して、樹脂部品は廃棄、交換する。
図12は表示器を装備したプローブの外観図である。
図において60はプローブ、61は収納部、62は表示器を示す。
表示器62が手元にあるので、施術者は、離れた場所に表示器62が置かれているときのように、視線を遠くに移動するわずらわしさが無く診療効率が向上する。
図において60はプローブ、61は収納部、62は表示器を示す。
表示器62が手元にあるので、施術者は、離れた場所に表示器62が置かれているときのように、視線を遠くに移動するわずらわしさが無く診療効率が向上する。
図13 は、振動方式のプローブの一部破断図である。
図において、70はプローブ、71は収納部、72は振動子、73は光ファイバー、74は電線である。
振動子72は電線74を介して本体側から制御されるように構成されている。
例えばエナメル質を計測する場合、エナメル質表裏面間の距離に応じて振動子72の振動数を変化させたり、あらかじめ設定した距離よりも小さくなると振動子72が振動するようにしたりすることにより、施術者は、離れた場所に表示器が置かれているときのように、視線を遠くに移動するわずらわしさが無く、手の感触だけで判断できるので診療効率が向上する。
図において、70はプローブ、71は収納部、72は振動子、73は光ファイバー、74は電線である。
振動子72は電線74を介して本体側から制御されるように構成されている。
例えばエナメル質を計測する場合、エナメル質表裏面間の距離に応じて振動子72の振動数を変化させたり、あらかじめ設定した距離よりも小さくなると振動子72が振動するようにしたりすることにより、施術者は、離れた場所に表示器が置かれているときのように、視線を遠くに移動するわずらわしさが無く、手の感触だけで判断できるので診療効率が向上する。
図14 は、スイッチを備えたプローブの外観図である。
図において、80はプローブ、81は収納部、82はスイッチ、83は光ファイバー、84は電線である。
スイッチ82は電線84を介して本体側を制御できるように構成されており、施術者は収納部81を持って指でスイッチ82を操作することにより、容易に本体側の制御ができる。
例えば、スイッチ82を押す又は触ることにより、計測を開始又は終了させることができる。また、スイッチ82を押したときの計測結果を表示器に表示させた状態で固定して、ゆっくりと確認することもできる。
図において、80はプローブ、81は収納部、82はスイッチ、83は光ファイバー、84は電線である。
スイッチ82は電線84を介して本体側を制御できるように構成されており、施術者は収納部81を持って指でスイッチ82を操作することにより、容易に本体側の制御ができる。
例えば、スイッチ82を押す又は触ることにより、計測を開始又は終了させることができる。また、スイッチ82を押したときの計測結果を表示器に表示させた状態で固定して、ゆっくりと確認することもできる。
図15 は、照明を備えたプローブの外観図である。
図において、90はプローブ、91は収納部、92はLED、93は光ファイバー、94は電線、95は先端部である。
LED92は被検体を照らすための照明で、電線94を介して本体側から制御されるように構成されており、施術者が収納部91を持って計測を行う際、LED92の照明により被検体が見やすくなるため、診療効率が向上する。
本実施例では、LED92を先端部95の横に配置しているが、LEDを収納部91又は本体に内蔵し、前記LEDの光を光ファィバー又は光ガイドを介して先端部95の中を通して照射しても良い。
また、図14のようにスイッチ(82)を設けて制御しても良い。
図において、90はプローブ、91は収納部、92はLED、93は光ファイバー、94は電線、95は先端部である。
LED92は被検体を照らすための照明で、電線94を介して本体側から制御されるように構成されており、施術者が収納部91を持って計測を行う際、LED92の照明により被検体が見やすくなるため、診療効率が向上する。
本実施例では、LED92を先端部95の横に配置しているが、LEDを収納部91又は本体に内蔵し、前記LEDの光を光ファィバー又は光ガイドを介して先端部95の中を通して照射しても良い。
また、図14のようにスイッチ(82)を設けて制御しても良い。
図16は、ホルダを装備した歯科用計測装置の外観斜視図である。
図において、100は歯科用計測装置、101はホルダである。
歯科用計測装置100は、本体3にプローブ2を格納するためのホルダ101を備え、ホルダ101にプローブ2の格納及び取り出しによりオンオフするスイッチ又はセンサが装備されており(図示せず)、プローブ2をホルダ101から取り出すと前記スイッチ又はセンサが働いて計測を開始し、格納すると計測を終了するように構成されている。
使用しないときは計測しないので無駄な電力は消費しない。前記スイッチ又はセンサとしは、例えばマイクロスイッチや光センサが利用できる。
また、プローブ2又は本体3にフザー又はスピーカー(図示せず)を取り付け、ブザーの音色、音の長さ、メロディー又は音声等に変換告知する回路(図示せず)を本体3に内蔵すれば、施術者は患者から目を離して表示器を見ることなく計測結果の確認ができる。
図において、100は歯科用計測装置、101はホルダである。
歯科用計測装置100は、本体3にプローブ2を格納するためのホルダ101を備え、ホルダ101にプローブ2の格納及び取り出しによりオンオフするスイッチ又はセンサが装備されており(図示せず)、プローブ2をホルダ101から取り出すと前記スイッチ又はセンサが働いて計測を開始し、格納すると計測を終了するように構成されている。
使用しないときは計測しないので無駄な電力は消費しない。前記スイッチ又はセンサとしは、例えばマイクロスイッチや光センサが利用できる。
また、プローブ2又は本体3にフザー又はスピーカー(図示せず)を取り付け、ブザーの音色、音の長さ、メロディー又は音声等に変換告知する回路(図示せず)を本体3に内蔵すれば、施術者は患者から目を離して表示器を見ることなく計測結果の確認ができる。
本発明の歯科用計測装置を歯牙切削のためのエアータービンハンドピース、マイクロモータハンドピース、又は歯科用レーザー装置と一体化すれば、計測しながら歯牙を切削することにより、エナメル質又は象牙質が目標の厚さになったときに自動的に前記エアータービンハンドピース、マイクロモータハンドピース、又は歯科用レーザー装置等を停止させるようにすることもできる。
計測対象として歯のエナメル質、象牙質、又は歯肉等を例に挙げているが、歯科の他の症例や、皮膚科、眼科等の医療分野、工業分野、あるいは化粧品分野等、あらゆる分野において応用できることは言うまでも無い。
計測対象として歯のエナメル質、象牙質、又は歯肉等を例に挙げているが、歯科の他の症例や、皮膚科、眼科等の医療分野、工業分野、あるいは化粧品分野等、あらゆる分野において応用できることは言うまでも無い。
1:歯科用計測装置
2:プローブ
2a:レンズ
2b:光ファイバー
2c:収納部
2d:小孔
3:本体
3a:表示器
3b:メインスイッチ
4;スイッチ
11:前歯
11a:切削箇所
11b:切削後のエナメル質表裏面間距離
11c:エナメル質
11d:象牙質
11e:歯髄
11f:歯肉
11g:歯槽骨
12:臼歯
12a:切削箇所
12b:切削後の象牙質表裏面間距離
12c:エナメル質
12d:象牙質
12e:歯髄
12f:歯肉
12g:歯槽骨
a:計測箇所
b:計測箇所
21:切削前の前歯の信号強度分布
21a:エナメル質表面に対応するピーク
21b:エナメル質裏面に対応するピーク
22:エナメル質表面切削後の前歯の信号強度分布
22a:切削後のエナメル質表面に対応するピーク
22b:エナメル質裏面に対応するピーク
23:象牙質まで切削した臼歯の信号強度分布
23a:切削後の象牙質表面に対応するピーク
23b:象牙質裏面に対応するピーク
30:プローブ
31:把持部
32:頭部
32a:Oリング
33:先端部
33a:Oリング
34:後部
35:光ファイバー
36:カラー
37:シャフト
38:レンズ
39a:可変角度方向
39b:回転方向
40:プローブ
41:レンズ
42:収納部
43:光ファイバー
50:プローブ
51:先端収納部
52:頭部収納部
53:把持部
54:後部
55:光ファイバー
56:レンズ
60:プローブ
61:収納部
62:表示器
70:プローブ
71:収納部
72:振動子
73:光ファイバー
74:電線
80:プローブ
81:収納部
82:スイッチ
83:光ファイバー
84:電線
90:プローブ
91:収納部
92:LED
93:光ファイバー
94:電線
95:先端部
100:歯科用計測装置
101:ホルダ
2:プローブ
2a:レンズ
2b:光ファイバー
2c:収納部
2d:小孔
3:本体
3a:表示器
3b:メインスイッチ
4;スイッチ
11:前歯
11a:切削箇所
11b:切削後のエナメル質表裏面間距離
11c:エナメル質
11d:象牙質
11e:歯髄
11f:歯肉
11g:歯槽骨
12:臼歯
12a:切削箇所
12b:切削後の象牙質表裏面間距離
12c:エナメル質
12d:象牙質
12e:歯髄
12f:歯肉
12g:歯槽骨
a:計測箇所
b:計測箇所
21:切削前の前歯の信号強度分布
21a:エナメル質表面に対応するピーク
21b:エナメル質裏面に対応するピーク
22:エナメル質表面切削後の前歯の信号強度分布
22a:切削後のエナメル質表面に対応するピーク
22b:エナメル質裏面に対応するピーク
23:象牙質まで切削した臼歯の信号強度分布
23a:切削後の象牙質表面に対応するピーク
23b:象牙質裏面に対応するピーク
30:プローブ
31:把持部
32:頭部
32a:Oリング
33:先端部
33a:Oリング
34:後部
35:光ファイバー
36:カラー
37:シャフト
38:レンズ
39a:可変角度方向
39b:回転方向
40:プローブ
41:レンズ
42:収納部
43:光ファイバー
50:プローブ
51:先端収納部
52:頭部収納部
53:把持部
54:後部
55:光ファイバー
56:レンズ
60:プローブ
61:収納部
62:表示器
70:プローブ
71:収納部
72:振動子
73:光ファイバー
74:電線
80:プローブ
81:収納部
82:スイッチ
83:光ファイバー
84:電線
90:プローブ
91:収納部
92:LED
93:光ファイバー
94:電線
95:先端部
100:歯科用計測装置
101:ホルダ
Claims (11)
- レンズと光ファイバーを収納し、被検体に接触又は近接させ、表面から深さ方向へOCTの計測光を照射して反射光を受光するプローブと、
OCTによる干渉信号を取得する干渉信号取得手段を備えた本体とで構成され、
前記干渉信号の強度分布から得られる情報を告示する告示手段をプローブ又は本体に備えたことを特徴とする歯科用計測装置。 - 前記干渉信号の強度分布から、前記被検体表面の組織の表面と裏面に対応する2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置を検出する手段と、
前記2ヶ所の干渉信号強度ピーク位置間の光学距離を求める手段と、
前記組織を選定するスイッチと、
選定された前記組織の屈折率と前記光学距離から前記光学距離を実際の距離に変換する手段と、
前記実際の距離を告示する手段から構成されたことを特徴とする請求項1に記載の歯科用計測装置。 - 前記プローブにおいて、前記レンズの向きが任意に調整できることを特徴とする請求項1又は2に記載の歯科用計測装置。
- 前記プローブの収納部がフレキシブルの材質で作られ、施術者が自由に曲げて前記レンズの向きを変えて使用できることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
- 前記プローブの収納部が樹脂、金属、又はゴム等で作られ、はめ込み式又はネジ式で容易に分解組み立てできることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
- 前記告示手段が、表示器に画像、数字、記号、色の変化等で表示する方式であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
- 前記告示手段が、ブザー又はスピーカーを用い、音色、音の長さ、メロディー又は音声等により知らせる方式であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
- 前記告示手段が、前記プローブを振動させ、その強弱や断続による方式であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
- 前記本体を制御するためのスイッチ又はセンサが前記プローブに装備されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
- 前記プローブに、施術者が前記被検体を視認するための照明を備えていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
- 前記本体に前記プローブを格納するためのホルダを備え、前記スイッチ又はセンサが前記ホルダに装備され、前記プローブを前記ホルダから取り出すと計測を開始し、格納すると計測を終了するように構成されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の歯科用計測装置。
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-
2012
- 2012-05-09 JP JP2012107642A patent/JP2013233303A/ja active Pending
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