JP2014054482A - Ｏｃｔ装置のイメージングプローブ - Google Patents

Abstract

【課題】安全に生体に挿入し、光を走査して出射して反射光を受光することができるＯＣＴ用のイメージングプローブを提供すること。
【解決手段】プローブ３０に透明のアタッチメント３８を取付ける。プローブよりレーザ光を出射しスキャニングさせ、反射光を受光するときに、出射光、反射光がアタッチメント３８内を通過するようにする。イメージングプローブのアタッチメントをインプラント治療の際の下顎骨をドリリングしている際に形成した穴に挿入する。こうすればＯＣＴ装置を用いて走査した面の断面画像を得ることができ、インプラントのドリリングの際の下顎管の損傷を未然に防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は光を偏向させて測定対象を走査し、断面画像を得るＯＣＴ装置のイメージングプローブに関するものである。

従来、レーザ光を偏向させて対象物を走査し、その反射光を用いて測定対象の状態を観測するＯＣＴ装置が用いられている。特に医療の分野においては、光診断は原理的に非侵襲で患者に痛み等の負担を与えず、早急な治療を要する診断を円滑にしたり、又は治療中の経過観察をすることができると考えられ、医療に多大な貢献が期待される。このような光診断では生体内に光プローブや内視鏡を挿入し、光ファイバを通じて信号光を生体部位にあてて後方に戻る光を同じ光ファイバを用いて伝播させ、その光の強度や周波数成分等を解析することによって部位の断面の状態を診断することができる。

歯科分野においては歯牙の欠損部分に強固に義歯を植え立てるインプラント治療が知られている。インプラント治療では顎骨にフィクスチャを埋め込み、フィクスチャに人口歯（デンタルインプラント）の支台となるアバットメント部を取り付け、更にアバットメントに人工歯を取付けている。従ってフィクスチャを埋めるためには歯槽骨をドリリングし顎骨に穴を空けることが必要になる。

しかし、最近この手術の際に、下顎管損傷事故が多発し問題となっている。下の顎の歯の下にある管状の下顎管内には、その中に下歯槽神経、下歯槽動脈・静脈が通っている。この下顎管はインプラント埋込部位の近くに位置しているため、インプラント手術の際のドリリングにより傷つく可能性があった。この下顎管の神経が傷ついてしまうと、唇や顔面などが麻痺したり、動脈や静脈が傷ついてしまい、場合によっては後遺症が残ることがあるという問題点がある。

そこでこのような事故を未然に防ぐために、現在ではレントゲンで下顎管の位置を確認し、おおよその位置を想定して、ドリリングを停止している。しかしレントゲンによる確認では下顎管の位置が不明瞭で歯科医の技量や感に頼るところが大きく、事故を完全に防止することはできない。

そこで特許文献１にはインプラント治療を行うために、患者の顎の複製である歯形にＣＴ画像を貼り付けたものを用いて目視確認することによってインプラントの挿入位置や挿入方法を検討する方法が示されている。

一方、近年インプラント治療以外であっても歯科口腔応用においてう蝕診断や、口腔癌などの診断、根管内の検査など、口腔内の小さな穴の中の断層状態の確認が必要な場合がある。

特開２００６−１４１５６１号公報

しかし特許文献１に示される方法を用いてもドリリングによって歯槽骨に穴を形成する場合に、正確に所望の深さまで穴を明けることが難しいという問題点があった。

ＯＣＴ装置は、赤外光を使用して非侵襲に断層を画像化できる。従ってドリリングしながら、下顎管までの距離や停止位置を随時直接確認しながら進めることが可能で、事故の防止に役立つことが考えられる。

しかしながらインプラントのために歯槽骨へドリリングする際には、穴の径が数ｍｍと細く、穴の深い部分まで光を導く必要がある。また歯肉の切開によって出血した状態なので、光が血液でブロックされドリリングした底面まで届かないことが多く、実際の測定は困難である。

そこで本発明はこのような従来の課題に着目してなされたものであって、ドリリング中であっても正確に光を測定領域に照射でき、ＯＣＴ装置を用いて口腔の断層画像を得ることができるようにすることを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のイメージングプローブは、側方にレーザ光を照射し、照射方向を走査するプローブと、前記プローブの光出射面に取付けられ、、前記プローブのレーザ光を測定領域に導くアッタチメントと、を具備し、前記アタッチメントの長さは前記アタッチメントの先端部分に光を集束する光路長を有するものである。

ここで前記アッタチメントは、柱状の透明部材としてもよい。

ここで前記アッタチメントは、筒状で先端に透明窓を有するようにしてもよい。

このように本発明によれば、ＯＣＴ装置のイメージングプローブの出射部に穴径よりも細く、光ビームの走査有効範囲内に、透明、あるいは空洞のアタッチメントを取り付けることを特長としている。これにより、ＯＣＴ観察用の光ビームはアタッチメントを通過するため血液などによってブロックされることはなく、測定領域にまで導かれる。従って内部の断層を鮮明に画像化することができ、下顎管の位置を確認することができるという効果が得られる。

図１は本発明の第１の実施の形態によるイメージングプローブを用いたＯＣＴによる画像表示システムのブロック図である。 図２は本実施の形態のイメージングプローブとアタッチメントを示す概略図である。 図３はこの実施の形態によるイメージングプローブを用いてドリリングした穴の断面を測定する状態を示す概略図である。 図４は本発明の第２の実施の形態によるイメージングプローブを示す概略図である。

次に本発明の実施の形態について説明する。図１は実施の形態によるイメージングプローブを用いたＯＣＴ装置の構成の一例を示すブロック図である。本図においてチューナブルレーザ１１は波長が例えば１μｍ以上で所定範囲、例えば１００ｎｍの範囲の波長の光を出力するものである。チューナブルレーザ１１はトリガ発生部１２より与えられるタイミングで発振波長を周期的に変化させる。チューナブルレーザ１１からの出力は光ファイバ１３を介して光サーキュレータ１４に与えられる。光サーキュレータ１４は端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃを有し、端子１４ａに加わった光は端子１４ｂより、端子１４ｂに加わった光は端子１４ｃより出射するものである。光サーキュレータ１４の端子１４ｂ側には光分岐部１５が設けられている。光分岐部１５は励起光をシングルモードの光ファイバ１６を介して後述するイメージングプローブ側に伝送すると共に、光ファイバ１７を介して参照鏡１８にも出射し、イメージングプローブと参照鏡１８からの反射光をバランス型のフォトダイオード（ＢＲ）１９側に伝送するものである。フォトダイオード１９は光信号を電気信号に変換するもので、その出力は増幅器２０，ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１及びＡＤ変換器２２を介して信号処理部２３に加えられる。信号処理部２３はこの反射光の強度又は周波数変化に基づいて断面画像を生成して、画像表示部２４上に表示するものである。

次にイメージングプローブとその周辺部分について図２を用いて説明する。本実施の形態では光ファイバ１６の先端にプローブ３０が設けられている。図２においてプローブ３０はケース３１内に光ファイバ１６が導入されており、光ファイバ１６の先端にはコリメートレンズ３２が設けられる。コリメートレンズ３２の光軸上にはミラー３３、ガルバノミラー３４が配置されている。ガルバノミラー３４は一定の周期でその反射角度を図中矢印に示すようにわずかに回動させるための駆動部３５が連結されている。ガルバノミラー３４は平行なコリメート光をレンズ３６の異なった位置に向けて反射させるものである。レンズ３６はガルバノミラー３４より入射した光を集光するものであり、その光は下方に折り返すためのミラー３７に入射される。ミラー３７は図示のようにプローブ３０の長手方向に対して約４５°の角度となるように取付けられている。

さてプローブ３０の側方には図示のようにアタッチメント３８が取付けられる。アタッチメント３８は例えば円筒形で数ｍｍ程度の径を有する透明部材であって、プローブ３０に固定的に取付けられてもよく、着脱自在であってもよい。ここでアタッチメント３８は光をそのまま伝送することができる透明体であればよく、プラスチック部材、又はガラスであってもよい。アタッチメント３８の長さＬはレンズ３６で集光された光がアタッチメント３８のすぐ外側で焦点を結ぶために必要な光路長を有する長さ、例えば６〜１０ｍｍの長さを有し、断面はインプラント治療のドリリングの際に穴に入り込む大きさとする。ミラー３７で折り返された光はプローブ３１の側方に着脱自在に取付けられているアタッチメント３８を通過してアッタチメント３８の下方に向けて照射され、下方で集光する。

次に本実施の形態によるイメージングプローブの使用方法について図３を用いて説明する。インプラント治療では顎骨にフィクスチャを埋め込み、フィクスチャに人口歯（デンタルインプラント）の支台となるアバットメント部を取り付ける。従ってフィクスチャを埋めるためには歯槽骨をドリリングし顎骨に穴を空けることが必要になる。図３はインプラント治療のため、顎骨４１に穴４２をドリリングした状態を示している。顎骨４１の上部には歯肉４３、下方には下顎管４４が通過しているものとする。

このとき図３に示すように、プローブ３０の側方に取付けられているアタッチメント３８をドリリング中の穴４２に挿入し、アタッチメント３８の先端面を穴４２の底面に接触させる。そしてこのＯＣＴ装置を駆動させる。即ち図１のチューナブルレーザ１１をトリガ発生部１２によって周期的に波長を走査するように駆動する。そして波長走査光を光ファイバ１３、光サーキュレータ１４、光ファイバ１６を介してイメージングプローブ３０に導く。そして光ファイバ１６からのレーザ光をミラー３３，ガルバノミラー３４を介してレンズ３６に導き、レンズ３０で集光してミラー３７を介してアタッチメント３８の前方に照射する。そうすれば測定点からの反射光はそのまま対物レンズ４３を介して光ファイバ１６に加わり、更に光分岐部１５、光サーキュレータ１４を介して分析装置側に戻る。このときアタッチメント３８の端面が開口の底面に接することとなるため、正反射によるノイズの影響を軽減することができる。

ここでガルバノメータ３４を図２の矢印方向に回動させることによってプローブ３１のケース３２内では光軸はレンズ３６とミラー３７との間に上下方向に移動し、ミラー３８で反射されたレーザ光は図２のｚ軸に平行な状態を保ったままｘ軸方向に走査される。これによりＯＣＴ装置ではｘｚ軸の２次元の断面画像を生成して画像表示部２４に表示することができる。

そしてその測定により下顎管４４に達するまでまだ十分の間隔がある場合には、更にドリリングを続けて必要な深さの穴を形成することができる。穴の形成後に再びアタッチメント３８を図示のように挿入する。そして測定エリアに下顎管４４が検出され、下顎管４４までの間隔が所定の値となればドリリングを停止する。このようにドリリングの途中にプローブ３０のアタッチメント３８を挿入することによって下顎管４４までドリルの刃が達することがなく、下顎管４４の損傷を未然に防止することができる。

次に本発明の第２の実施の形態について図４を用いて説明する。この実施の形態ではプローブ３０の主要部分は図２のものと同様であり、アタッチメントのみが異なっている。この実施の形態ではアタッチメント３９は円筒状の部材とする。アタッチメントの側方は透明部材、不透明部材のいずれであってもよく、先端面の窓３９ａのみが透明であればよい。又アタッチメント３９は円筒状であってもよく、直方体状であってもよい。特に光がスキャニングされるｘ軸方向に細長い角柱状のものであってもよい。

この実施の形態の動作においてもインプラント治療に顎骨のドリリングの際に同様に用いて下顎管４４の損傷を未然に防止することができる。又アタッチメント３９の先端の面はドリリングした顎骨の底面に接触させることとすれば正反射によるノイズの影響を軽減することができる。

又この実施の形態ではインプラント治療の際の顎骨にドリリングする際に用いるようにしているが、他の部分のドリリングなど測定対象に近い位置にレーザ光を導くようにしたＯＣＴ装置のプローブに用いることができる。

本発明のプローブアッタチメントはインプラントの挿入穴を形成する際にドリルによって開口する深さをＯＣＴ画像として容易に確認することができ、ＯＣＴ装置に好適に用いることができる。

１１ チューナブルレーザ
１２ 駆動部
１３，１６，６２ 光ファイバ
１４ サーキュレータ
１５ 光分岐部
２３ 信号処理部
２４ 画像表示部
３０ イメージングプローブ
３１ ケース
３２ コリメートレンズ
３４ ガルバノミラー
３５ 駆動部
３６ レンズ
３７ ミラー
３８，３９ アタッチメント

Claims (3)

1. 側方にレーザ光を照射し、照射方向を走査するプローブと、
   前記プローブの光出射面に取付けられ、、前記プローブのレーザ光を測定領域に導くアッタチメントと、を具備し、
   前記アタッチメントの長さは前記アタッチメントの先端部分に光を集束する光路長を有するイメージングプローブ。
2. 前記アッタチメントは、柱状の透明部材である請求項１記載のプローブ。
3. 前記アッタチメントは、筒状で先端に透明窓を有する請求項１記載のプローブ。

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