JP4025601B2

JP4025601B2 - う蝕歯診断方法および装置

Info

Publication number: JP4025601B2
Application number: JP2002235734A
Authority: JP
Inventors: 修司高松; 聡野村
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2022-08-13
Also published as: JP2004077217A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、う蝕歯診断方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】
従来より、う蝕歯におけるう蝕の診断には、診断対象であるう蝕部におけるｐＨを知ることが重要であることが分かっており、これに基づく種々の手法が提案されている。
まず、う蝕検知薬をう蝕部に塗布し、その発色具合から患部の様子を目視によって確認する手法（特開平１−２７４０６３号公報）がある。しかし、う蝕部における発色の様子を目視で確認し、当該う蝕部のｐＨを特定するには、相当の技量や経験を必要とするとともに、患者の個人差もあるなど、診断に誤差が生ずるおそれがある。
【０００３】
これに対して、う蝕部にｐＨ電極を当ててう蝕部におけるｐＨを直接測定することが考えられているが、ガラス電極やＩＳＦＥＴなどを用いても、ｐＨ測定部を１ｍｍ以下といった程度にすることができないため、より小さいう蝕による凹部や象牙質の奥まで進行したう蝕部のｐＨを測定することは困難であった。
【０００４】
また、光ファイバーに代表される光学的手法を用いてう蝕部における赤外線の吸・発光作用等を利用したり、カメラによる目視での観察などの手法（特開平８−７１０９２号公報）も提案されているが、ｐＨの変化を正確に把握することができない。
【０００５】
さらに、光ファイバーによるｐＨ測定は、光ファイバーのクラッド部にｐＨ応答物質を修飾したり、反射光の変化や螢光物質の塗布による変化を利用したものであり、個人差のあるう蝕の診断には適用することができないものであった。
【０００６】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、従来のｐＨ測定系では不可能であった部位に関してもより確実かつ簡便にう蝕診断を行うことができ、そのう蝕の急性、慢性を区別して診断することのできるう蝕歯診断方法および装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明のう蝕診断方法は、う蝕歯のう蝕部に水素イオンに感応する試薬を塗布し、前記う蝕部に光を照射したときの当該う蝕部からの反射光を光ファイバーで捕捉し、前記照射光と反射光のそれぞれのスペクトル状態に基づいて前記う蝕歯におけるｐＨ値を求め、このｐＨ値に基づいて前記う蝕歯における慢性う蝕か急性う蝕かの判定を行うようにしている（請求項１）。
【０００８】
また、請求項２に記載してあるように、う蝕歯のう蝕部に水素イオンに感応する試薬を塗布した状態での診断の前に、前記試薬をう蝕部に塗布しない状態で前記う蝕部に光を照射し、前記う蝕部に光を照射したときの当該う蝕部からの反射光を光ファイバーで捕捉し、前記照射光と反射光のそれぞれのスペクトル状態に基づいて前記う蝕歯におけるバックグランド値を求めるようにしてもよい（請求項２）。
【０００９】
上記いずれのう蝕歯診断方法においても、微細な光ファイバーを用いることにより、従来のｐＨ測定系では不可能であった部位に関してもより簡潔かつ正確にう蝕を診断することができ、そのう蝕が急性であるか慢性であるかを明確に区別して診断することができる。特に、発色はｐＨ依存であるため、う蝕部の状態の個人差や入射光の波長スペクトル特性にかかわらず、反射光のスペクトルの指示薬に特徴的な波長のみを入射光のそれと比較することにより、ｐＨを容易に測定することができる。そして、試薬としてｐＨ指示薬を利用するので、光ファイバーに特殊な修飾を施す必要がない。また、ｐＨ指示薬は安価であるとともに、光ファイバーを交換することなく光ファイバー自体を滅菌消毒することができ、多数の患者に対して使用することができるなど、医療費を抑制することができる。
【００１０】
そして、請求項２に記載したう蝕歯診断方法によれば、上記請求項１に記載のう蝕歯診断方法の効果に加えて、患者によるう蝕部の汚濁等による反射率の変動を補正することができ、所謂バックグラウンドを排除した精度の高い診断結果を得ることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載されているように、慢性う蝕か急性う蝕かの判定結果とともにｐＨ値が表示されるようにした場合、その後の歯や口腔内の治療方針が明確になるとともに、診断結果を患者に対して明確に伝えることができる。
【００１２】
そして、上記方法を具体的に実施するために、この発明のう蝕診断装置は、う蝕歯のう蝕部に水素イオンに感応する試薬を塗布した状態のそれぞれにおける入射光とこの入射光が前記う蝕歯に照射されたときの反射光とに基づいて前記う蝕歯におけるｐＨを演算するう蝕診断部を備えた診断装置本体と、この診断装置本体からの入射光およびこの入射光が前記う蝕歯に照射されたときの反射光を伝達し、先端にう蝕歯に対するプローブを有する光ファイバーとを備えたことを特徴としている（請求項４）。
【００１３】
上記構成のう蝕歯診断装置は、上述した請求項１のう蝕歯診断方法と同様の効果を奏する。
【００１４】
そして、請求項５に記載されているように、診断装置本体に慢性う蝕か急性う蝕かの判定結果とともにｐＨ値を表示する診断結果表示部を形成した場合、診断結果が診断者および患者の双方に明確に示すことができる。
【００１５】
また、請求項６に記載されているように、診断装置本体に対して光ファイバーが着脱自在に接続されるように構成した場合、光ファイバーを任意に滅菌消毒することができる。
【００１６】
さらに、請求項７に記載されているように、光ファイバーとプローブとを分離自在に構成した場合、プローブのみを使い捨てにすることができ、感染症の危険性を除外することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。図１〜図３は、この発明の第１の実施の形態を示すものである。これらの図は、この発明のう蝕歯診断装置１の一例を概略的に示すものである。このう蝕歯診断装置１は、図１および図２に示すように、診断装置本体２と光ファイバー３とプローブ４とから主として構成されている。
【００１８】
前記診断装置本体２は、そのケース５の上面には電源スイッチ６、診断時のオンオフ用ボタン７ａ，７ｂおよびメモリカード挿入口８が設けられ、ケース５の前面傾斜部には、診断結果表示部９が設けられ、さらに、ケース５の一つの側面に光ファイバー３が着脱自在に接続される光コネクタ１０および外部装置接続部１１が設けられている。また、ケース５内部には、う蝕診断部１２が設けられている。
【００１９】
前記う蝕診断部１２の構成を詳細に説明する前に、光ファイバー３、プローブ４および診断結果表示部９について簡単に説明しておくと、まず、光ファイバー２は、前記う蝕診断部１２からの光（入射光）Ｌ₁をプローブ３側に搬送するとともに、プローブ３を経て前記入射光Ｌ₁を照射したときにう蝕歯１３のう蝕部１３ａ（図２参照）において反射する光Ｌ₂をう蝕診断部１２側に搬送するもので、その一端側に光コネクタ１０に対応するコネクタ１４が設けられる一方、他端側に例えば光フェルールのようなプローブ接続部１５が設けられており、このプローブ接続部１５にプローブ３が着脱自在に接続されるように構成されている。なお、光ファイバー２の他端側近傍には、やや太めの掴み部１６が形成されている。
【００２０】
また、プローブ３は、光ファイバー２からの入射光Ｌ₁をう蝕部１３ａに対して照射するとともに、この照射によってう蝕部１３ａにおいて生ずる反射光Ｌ₂を捕捉するもので、その一端側が光ファイバー２のプローブ接続部１５に着脱自在に接続されるように形成され、他端側はう蝕部１３ａの細かい部分にまで挿入できるように細くかつ先端側が適宜の角度で屈曲した形状に形成されている。
【００２１】
そして、診断結果表示部９は、診断対象であるう蝕部１３ａにおけるう蝕の状態が急性か慢性かを区別して表示する状態表示部９Ａと当該う蝕部１２ａのｐＨ値を数字的に表すｐＨ表示部９Ｂとからなり、状態表示部９Ａは、例えば赤色表示灯９ａによって急性う蝕を、黄色表示灯９ｂによって慢性表示をそれぞれ表すようにしてある。なお、前記外部装置接続部１１には、例えば、治療法や病歴など各種のデータを収納してあるコンピュータへの接続ケーブルが着脱自在に接続される。
【００２２】
次に、診断装置本体２の内部に設けられるう蝕診断部１２について説明すると、このう蝕診断部１２は、光源１７、検出器１８、光結合器１９および演算処理部（ＣＰＵ）２０などを備えており、図示していない電源によって駆動されるようにしてある。そして、前記演算処理部２０は、後述する各種の演算機能のほかに、光源１７の光量の調整や光スイッチ２４（後述する）の切換え制御機能をも備えている
【００２３】
前記光源１７は、例えば白色光源よりなり、う蝕部１３ａに塗布される試薬の発色スペクトルに対応する適当な発光スペクトルを持つ光を発するように構成されている。ここで用いられる試薬は、例えばジメチルレッドとＢＴＢ溶液との混合液などのように、う蝕部１３ａに浸透し、水素イオンに感応するもの（ｐＨ指示薬）である。そして、前記検出器１８は、例えばフォトダイオードまたはフォトマルなどからなる。
【００２４】
また、前記光結合器１９は、光源１７、検出器１８および光コネクタ１０を光学的に結合するもので、例えば図３に示すように、ハーフミラー２１、第１ミラー２２、第２ミラー２３、光スイッチ２４、プリズム２５および無反射終端２３などディスクリートな光学部品の組み合わせよりなる。なお、プリズム２５に代えて、回折格子を用いてもよい。
【００２５】
上記光結合器１９は、例えば次のように作動する。すなわち、光源１７を出た光Ｌ₁は、ハーフミラー１８により光コネクタ１０側と第１ミラー２２側に分割される。光コネクタ１０側に向かった光Ｌ₁₁は、光ファイバー３を経てう蝕部１３ａに入射光として照射される。一方、第１ミラー２２側に向かった光Ｌ₁は、光スイッチ２４がオフのときプリズム２５にモニター光Ｌ₁₂として入射し、これを経て検出器１８によって検出される。この場合、入射光Ｌ₁₁とモニター光Ｌ₁₂とは同じ光量となっている。また、前記入射光Ｌ₁₁の照射によってう蝕部１３ａにおいて生じた反射光Ｌ₂は、光ファイバー３を経て光コネクタ１０を経由してハーフミラー２１に至り、ここで第２ミラー２３側と光源１７側に分割される。第２ミラー２３側に向かった反射光Ｌ₂は、光スイッチ２４がオンのときプリズム２５に入射し、これを経て検出器１８によって検出される。そして、光源１７側に向かう反射光については、適当は偏光板などを用いて光源１７に戻らないようにしておく。なお、モニター光Ｌ₁₂と反射光Ｌ₂との光量に差があるときは、ハーフミラー２１と第１ミラー２３との間、または、第１ミラー２３と光スイッチ２４との間に光量調節フィルタを挿入して、光の強度を調整するのが好ましい。
【００２６】
上述のように、う蝕診断部１２においては、光結合器１９の光スイッチ２４のオンオフ切換えにより、モニター光Ｌ₁₂と反射光Ｌ₂は、互いに重畳しないように交互に検出器１８に入り、それぞれのスペクトルが検出されるようになっている。そして、検出器１８においては、前記各光Ｌ₁₂，Ｌ₂におけるスペクトルが数値化され、その数値化された信号が演算処理部２０に入力される。この演算処理部２０においては、前記モニター光Ｌ₁₂と反射光Ｌ₂におけるスペクトルの差によりう蝕部１３ａのｐＨを演算するとともに、この得られたｐＨ値を基準値と比較することにより、う蝕部１３ａにおけるう蝕の状態（度合い）が慢性か急性であるかを判定する。
【００２７】
ここで、前記判定に用いる基準値（ｐＨ値）について簡単に説明すると、図５は、う蝕歯１３におけるう蝕の状態を示すラインスキャンプロファイルで、（Ａ）は急性う蝕の症例を、（Ｂ）は慢性う蝕の症例をそれぞれ示している。このような症例を数多く集めて、それらを統計的に処理することにより、急性う蝕と慢性う蝕との境界値が得られ、これを前記基準値とするのである。
【００２８】
上記構成のう蝕歯診断装置１を用いて患者のう蝕歯１３におけるう蝕状態を診断する手法について説明すると、まず、う蝕歯１３のう蝕部１３ａに水素イオンに感応する試薬を塗布しない状態で診断を行う。すなわち、診断装置本体２に接続された光ファイバー３の先端に取り付けられるプローブ４先端部を、患者のう蝕歯１３のう蝕部１３ａに可及的に近づけた状態で、診断オンボタン７ａを押す。これにより、診断装置本体２内のう蝕診断部１２からの所定波長の入射光Ｌ₁₁がう蝕部１３ａに照射され、当該う蝕部１３ａにおいて反射光Ｌ₂が生ずる。この反射光Ｌ₂はプローブ４によって捕捉され、光ファイバー３を経てう蝕診断部１２に入力される。前記入射光Ｌ₁₁と同等のモニター光Ｌ₁₂および反射光Ｌ₂のそれぞれスペクトルがう蝕診断部１２において処理され、う蝕部１３ａのバックグラウンド値が得られる。
【００２９】
次いで、前記う蝕部１３ａに水素イオンに感応する試薬を塗布して、上記と同様にして、う蝕診断部１２からの所定波長の入射光Ｌ₁をう蝕部１３ａに照射し、そのときの反射光Ｌ₂と前記入射光Ｌ₁のスペクトルを、前記バックグラウンド値を考慮に入れてう蝕診断部１２において処理することにより、う蝕部１３ａにおけるｐＨ値が得られる。この得られたｐＨ値を基準値と比較することにより、う蝕部１３ａにおけるう蝕の状態が慢性か急性であるかを判定する。この判定結果は、診断装置本体２に設けられている診断結果表示部９において表示されるとともに、メモリカード挿入口８から挿入されるメモリカード（図示していない）に記録される。
【００３０】
図６は、入射光Ｌ₁のスペクトルとう蝕部１３ａに試薬を塗布した状態での反射光Ｌ₂のスペクトルとを比較したものの一例を示す。ここでは、試薬の吸収を受けた波長で規格化したスペクトルを比較して試薬の吸収スペクトル量を求めてｐＨ値を演算している。
【００３１】
上記実施の形態のう蝕歯診断方法および装置においては、光ファイバー３として微細なものを用いるとともに、その先端に取り付けられるプローブ４の形状を工夫することにより、従来のｐＨ測定系では不可能であった部位に関してもより簡潔かつ正確にう蝕を診断することができ、そのう蝕が急性であるか慢性であるかを明確に区別して診断することができる。特に、発色はｐＨ依存であるため、う蝕部の状態の個人差や入射光の波長スペクトル特性にかかわらず、反射光のスペクトルの指示薬に特徴的な波長のみを入射光のそれと比較することにより、ｐＨを容易に測定することができる。
【００３２】
そして、う蝕部１３ａに水素イオンに感応する試薬を塗布した状態での診断（本診断）の前に、う蝕歯１３のう蝕部１３ａに水素イオンに感応する試薬を塗布しない状態で所謂バックグラウンド診断を行うようにしているので、患者によるう蝕部１３ａの汚濁等による反射率の変動を補正することができ、所謂バックグラウンドを排除した精度の高い診断結果を得ることができる。
【００３３】
また、光ファイバー３は、診断装置本体２に対して着脱自在であるので、これ単独で滅菌消毒することにより、多数の患者に対して長期にわたって使用することができ、医療費を抑制することができる。
【００３４】
さらに、プローブ４は、光ファイバー３の先端に着脱自在に取り付けられるようにしてあるので、これを多数用意しておき、患者ごとに取り替えるようにして使い捨てにすることもできるので、感染症の危険性を除外することができる。
【００３５】
この発明は、上記実施の形態に限られるものではなく種々に変形して実施することができ、光結合器１９としては、所謂光ＩＣのような集積回路化された、図４に示すような構成を採用してもよい。すなわち、この図４に示すように、光ＩＣ基板４０に、光コネクタ４１、電源４２、光サーキュレータ４３、フォトダイオードアレイ４４、プリズムまたは回折格子４５、光スイッチ４６、方向性結合器４７を備えた入射波モニター用光導波路４８、反射波用光導波路４９、無反射端５０、信号コネクタ５１などを形成し、必要な箇所に電源配線５２や信号配線５３で接続するのである。
【００３６】
また、う蝕の判定の基礎となるｐＨは、う蝕部１３ａに入射する入射光Ｌ₁₁と当該う蝕部１３ａにおける反射光Ｌ₂のスペクトルの比によって得るようにしてもよい。すなわち、う蝕部１３ａにおける入射光量と反射光量の大きさは必ずしも同じでなくてもよく、それぞれのスペクトルを規格化して反射光中にある試薬の発色スペクトルあるいはそれによる吸収スペクトルを比較して発色と関係ない波長の大きさとの比を求めるようにしてもよい。
【００３７】
そして、前記比によって試薬の発色の度合いを演算してもよい。例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの３波長域でそれぞれ代表的な波長に基づいて色ベクトルを演算し、この色ベクトルの差からｐＨの変化を演算するようにしてもよい。
【００３８】
したがって、光源１７からの光は、必ずしも白色でなくてもよく、特定の波長を一つだけまたは複数含む光であってもよく、したがって、光源１７として３波長レーザや３色ＬＥＤなどを用いてもよい。このような光源によれば、発熱や消費電力を低く抑えることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のう蝕歯診断方法および装置によれば、従来のｐＨ測定系では不可能であった部位に関してもより確実かつ簡便にう蝕診断を行うことができ、そのう蝕の急性、慢性を区別して診断することができ、う蝕歯の治療に大いに貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のう蝕歯診断装置の一例を示す全体構成図である。
【図２】前記う蝕歯診断装置の診断装置本体内に組み込まれるう蝕診断部の構成の一例を概略的に示す図である。
【図３】前記う蝕診断部における光結合器の構成の一例を概略的に示す図である。
【図４】前記光結合器の構成の他の例を概略的に示す図である。
【図５】う蝕歯におけるう蝕の状態を示すラインスキャンプロファイルである。
【図６】入射光のスペクトルとう蝕部に試薬を塗布した状態での反射光のスペクトルとを比較して示した図である。
【符号の説明】
２…診断装置本体、３…光ファイバー、４…プローブ、９…診断結果表示部、１２…う蝕診断部、１３…う蝕歯、１３ａ…う蝕部、Ｌ₁₁…入射光、Ｌ₂…反射光。

Claims

う蝕歯のう蝕部に水素イオンに感応する試薬を塗布し、前記う蝕部に光を照射したときの当該う蝕部からの反射光を光ファイバーで捕捉し、前記照射光と反射光のそれぞれのスペクトル状態に基づいて前記う蝕歯におけるｐＨ値を求め、このｐＨ値に基づいて前記う蝕歯における慢性う蝕か急性う蝕かの判定を行うようにしたことを特徴とするう蝕歯診断方法。
う蝕歯のう蝕部に水素イオンに感応する試薬を塗布した状態での診断の前に、前記試薬をう蝕部に塗布しない状態で前記う蝕部に光を照射し、前記う蝕部に光を照射したときの当該う蝕部からの反射光を光ファイバーで捕捉し、前記照射光と反射光のそれぞれのスペクトル状態に基づいて前記う蝕歯におけるバックグランド値を求めるようにした請求項１に記載のう蝕歯診断方法。
慢性う蝕か急性う蝕かの判定結果とともにｐＨ値が表示されるようにしてある請求項１または２に記載のう蝕歯診断方法。
う蝕歯のう蝕部に水素イオンに感応する試薬を塗布した状態のそれぞれにおける入射光とこの入射光が前記う蝕歯に照射されたときの反射光とに基づいて前記う蝕歯におけるｐＨを演算するう蝕診断部を備えた診断装置本体と、この診断装置本体からの入射光およびこの入射光が前記う蝕歯に照射されたときの反射光を伝達し、先端にう蝕歯に対するプローブを有する光ファイバーとを備えたことを特徴とするう蝕歯診断装置。
診断装置本体に慢性う蝕か急性う蝕かの判定結果とともにｐＨ値を表示する診断結果表示部が形成してある請求項４に記載のう蝕歯診断装置。
診断装置本体に対して光ファイバーが着脱自在に接続される請求項４または５に記載のう蝕歯診断装置。
光ファイバーとプローブとが分離自在である請求項４〜６のいずれかに記載のう蝕歯診断装置。