JP5007805B2 - 歯科用ｏｃｔ装置 - Google Patents

Description

本件は、歯科用ＯＣＴ装置に係り、特に診断用プローブの上下左右の計測方向を検知し、対応表示する歯科用ＯＣＴ装置に関する。

従来、医療用の光断層画像として、例えば眼科、皮膚科等の生体におけるＯＣＴ断層画像が実用に供されているが、被検査体が軟組織でありまた、計測は開放された広い部分から行うことができるため計測器の形状は大きくてもよくかつ、測定も一定方向であるため断層画像の取得及びその判読は比較的容易であった。
特開２００４−３２５２８６号公報（図１参照）

しかしながら、歯科用ＯＣＴ装置における被検査体は例えば口腔内の組織である。
そして、口腔内は狭小で複雑であり、その計測は、施術者、患者の位置や姿勢と、計測の部位によって上下左右の方向性が異なり、さらに計測の範囲が狭いため、表示されている断層画像がどの方向から計測しているのか判読が困難な場合があったため、
計測の方向に対応した画面を表示し、一見して被検査体の計測方向が判別できる断層画像を提供する。

上記に鑑み本発明者等は鋭意実験研究の結果、下記の手段により上記課題を解決した。
（１）低コヒーレンス光源からの光を、信号光と参照光とに分離して、それぞれ信号光路及び参照光路に導くようにし、前記信号光路には、前記信号光を口腔内被検査体の表面に照射し、照射点を前記被検査体表面に沿って走査する照射点走査手段が設けられ、また、前記参照光路には、参照光路の路端で参照光を反射させる光学素子を有し、参照光の光路長を走査する参照光路長走査手段が設けられ、前記参照光の光路長を走査して、参照光の光路長に対応する前記口腔内被検査体表面からの深層位置で反射した信号光と、前記参照光の路端で反射した参照光との光干渉に基づいて、口腔内被検査体の断層を計測する歯科用ＯＣＴ装置において、口腔内被検査体の表面を走査する照射点走査手段を有するプローブを備え、該プローブ内には上下及び左右の各計測方向を検出するための計測方向検出器を具備してなり、さらに前記プローブの上下及び左右の各計測方向に対応した口腔内被検査体の断層画像として、上方向からの計測図（２ｂ）、下方向からの計測図（２ａ）、左方向からの計測図（２Ｃ）、又は右方向からの計測図（２ｄ）のいずれかの一画面を表示するための表示装置を備えてなることを特徴とする歯科用ＯＣＴ装置。
（２）計測方向検出器が、プローブに固定されプローブの傾きを検出する傾斜検出器及び、
回転するプローブに固定されたリング状の永久磁石と、チューブ固定具にセンターから離れた箇所に設けられた複数個のホール素子とからなる回転角度センサー、とで構成されてなることを特徴とする前項（１）に記載の歯科用ＯＣＴ装置。
（３）計測方向検出器が、プローブに固定されプローブの傾きを検出する傾斜検出器及び、プローブに設けられた摺動抵抗と、チューブ固定具に設けられたブラシとでなるポテンショメータからなる角度検出器、とで構成されてなることを特徴とする前項（１）に記載の歯科用ＯＣＴ装置。
（４）口腔内検査体が、歯牙組織又は歯周組織あるいは歯牙組織及び歯周組織であ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ＯＣＴ装置。

本発明によれば、口腔内被検査体の表面を走査する照射点走査手段を有するプローブが、上下及び左右の各計測方向を検出するための計測方向検出器を具備してなるため、計測方向に対応した被検査体の断層画像を表示装置に表示でき、一見して被検査体の計測方向を判別することができる。

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は本発明のプローブを用いた歯科用ＯＣＴ装置の構成説明のブロック図である。
図において、１はプローブ、２は参照光路長走査手段、５は光学素子、６は参照光、７はコリメートレンズ、８は深さ方向走査、９は低コヒーレンス光源、１０は光ファイバ、１１は検出信号線、１２は光ファイバカプラ、１３は光検出器、１４は制御信号線、１５は信号処理部、１６はコンピュータ、１７は表示器、１８は断層画像、１９は横又は縦方向走査、２０は信号光、２１は被検査体、２２は歯、２３は歯肉、２４はエナメル質、２５は象牙質、２６は歯髄、２７は歯槽骨、４０、４１はホール素子、４２、４３はホール素子信号線、４４は傾斜検出器、４５は傾斜信号線を示す。

低コヒーレンス光源９からの光は、光ファイバ１０から光ファイバカプラ１２で被検査体２１への信号光２０と、参照光６とに分割され、前記参照光６は参照光路長走査手段２において光学素子５で反射回帰して、被検査体２１から回帰する信号光２０と共に、前記光ファイバカプラ１２で合波された干渉光を光検出器１３で検出し、その出力は検出信号線１１から信号処理部１５を経由してコンピュータ１６に入力され、表示器１７には断層画像１８が表示される。同断層画像１８は、歯肉２３、エナメル質２４、象牙質２５、歯髄２６及び歯槽骨２７の各組織で構成された断層像を表示している。

一方、前記診断用のプローブ１には、内部に傾斜検出器４４及び角度検出用のホール素子４０、４１が配設されており、計測の際のいずれかの方向を示す検出信号は、傾斜信号線４５及びホール素子信号線４２、４３を経由して、前記コンピュータ１６に出力され処理される。
そして、前記表示器１７に表示される断層画像１８は、計測方向に対応して、上方向からの計測図、下方向からの計測図、左方向からの計測図、及び右方向からの計測図の、いずれかの一画面が表示される。
事例は、歯を左方向から計測した断層画像である後記（図２（２ｃ）及び図６参照）。

図２は、表示器に表示される各計測方向における断層画像図である。
図において、施術者からみて、（２ａ）は下方からの計測図、（２ｂ）は上方からの計測図、（２ｃ）は左方向からの計測図、（２ｄ）は右方向からの計測図を示す。

図３は、チェアの背もたれを起こし患者が座った姿勢において、本プローブを用いて歯を計測する時の施術者の基準姿勢図である。
図において、２８は下顎部、２９は照射窓、３０はプローブの挿入部、３１はプローブの後部、３２はチューブ固定部、３３は信号線ケーブルのチューブ、３４は前腕、３５は手指を示す。
施術者は、施術者からみて、患者の右方又は右斜め前に位置しかつ、歯科用ＯＣＴ装置は右側にあるものとする。
図示したように、計測時施術者は、右前腕３４の手指３５でプローブの後部３１及びプローブの挿入部３０を握り横向きにし、かつ回転させて患者の下顎２８の右歯列の歯２２の内側の計測箇所に、施術者の右方向より照射窓２９を近接させる（画像：図２（２ｄ））。
この際、歯科用ＯＣＴ装置は前記施術者の右側にあるため、前記信号線ケーブルのチューブ３３は、長さと重量により施術者の右前腕３４の右側に下向きに垂れ下り、その位置は常時変らない。
また、信号線ケーブルのチューブ３３の、プローブの後部３１側の先端部は、所定角度で湾曲した形状でチューブ固定部３２により固定されており、さらに前記チューブ固定部３２の先端部はプローブの後部３１の末端部に嵌入され、その嵌合部分で前記プローブの後部３１が左右に自在に回転できる機構を有している（後記図１０参照）。
従って、施術者が前記プローブ１を把時している前腕３４及び手指３５を左又は右にひねることにより、プローブ１のみを前記チューブの固定部３２に対して回転させることができる。
そして、プローブ１を横又は縦方向に傾斜させたいときは、前記把時している前腕３４及び／又は手指３５を単に上下させればよい（図３、図４）。
このとき、前記信号線ケーブルのチューブ３３は、例えばプローブ１を縦向きにしたとき、横向きに比して大きく湾曲して下方に垂れ下がるが、チューブ固定部３２との位置関係は変らない。

また、プローブ１の前記回転角度及び傾斜角度を検知し表示するための角度検出用のホール素子４０、４１及び傾斜検出器４４がプローブの後部３１の内部に配設されており（図１０）、
その検出信号によって回転角度及び傾斜角度が算出され、プローブ１の計測時の方向性を表示することができる（図２）。

図４は、チェアの背もたれを倒し患者が寝た姿勢で、プローブを縦向きし、かつ回転させて患者の下顎の右歯列の歯の内側の計測箇所を施術者の右方向より計測した時の図である(画像：図２（２ｄ)）。
図示したように、プローブの後部３１及びプローブの挿入部３０を握り縦向きにし、
かつ、患者の下顎部２８の右歯列の歯２２の内側を、プローブ１を回転させて施術者の右方向より照射窓２９を近接させて計測している。

図５は、患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて下顎の左歯列の歯の外側の計測箇所を施術者の右方向より計測した時の図である（画像：図２（２ｄ））。
なお、施術者の手指３５は省略している。
図６は、患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて下顎の右歯列の歯の外側の計測箇所を施術者の右方向より計測した時の図である（画像：図２（２ｃ））。

図７は、患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて下顎の前歯列の歯の外側の計測箇所を、施術者の右方向より計測した時の図である（画像：図２（２ｄ））。
図８は、患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて下顎の左歯列の歯の上面の計測箇所を、施術者の上方向より計測した時の図である（画像：図２（２ｂ））。
図９は、患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて上顎の右歯列の歯の下面の計測箇所を、施術者の下方向より計測した時の図である（画像：図２（２ａ））。
図において、３６は上顎を示す。
なお、断層画像の一方向、右方向からの計測図（画像：図２（２ｄ））は上記事例では４カ所あるが、前述した各計測箇所については、施術者が計測時に記録するものとする。

図１０は、プローブ基部の一部破断縦断面図である。
図において、３７は光ファイバ、３８はコリメートレンズ、３９は永久磁石、４０、４１はホール素子、４２、４３はホール素子信号線、４４は傾斜検出器、４５は傾斜信号線、４６はチューブ固定具、４７はコリメートレンズ保持具、４８は他のコリメートレンズ及び傾斜検出器の保持具、４９は摺動回転面、５０は保持具を示す。
また、前述したように、プローブ１の内部には方向性を表示するための、傾斜又は回転角度を検知する機構が配設されている。即ち傾斜検知器４４はプローブ１自体の縦、横の方向を、また回転検出器（永久磁石３、ホール素子４０、４１）はプローブ１の固定された信号線ケーブルのチューブ３３に対する左右の回転方向を検知するものである。

信号線ケーブルのチューブ３３及びチューブ固定部３２は、チューブの固定具４６にて固定され、同チューブ固定具４６の外周は、プローブの後部３１内部のチューブ側の端部に固設された摺動回転面４９に接しており、同摺動回転面４９を介して、使用時にはプローブ１が回転する。
そして、回転側のプローブ１には、Ｓ及びＮ極に着磁されたリング状の永久磁石３９が保持具５０によって取付けられ、空間を隔てたその下方の固定側には、ホール素子４０及び４１がセンタから９０度離れた箇所に各配設されており、上記回転する永久磁石３９と、固定されたホール素子４０、４１からのホール素子信号線４２、４３を経由し、外部での信号処理による検出回転角度から、固定された信号線ケーブルのチューブ３３に対するプローブ１の左右の回転方向を知ることができる。
即ち、上記永久磁石３９とホール素子４０及び４１で回転角度検知器を形成している。

また、傾斜検出器４４は、プローブ１の前記回転部分に他のコリメートレンズ及び傾斜検出器の保持具４８によって配設されており、プローブ１が傾くとその傾斜が検出され、傾斜信号線４５を経由し、外部での信号処理による傾斜値から、プローブ１の、縦、横の方向を知ることができる。
さらに、前記傾斜検出器４４と傾斜信号線４５は回転側にあるため、回転につれて傾斜信号線４５はよじれるが、弛みを持たせて追随できるようにしている。
また、図には一本の線で記載されているが、前記ホール素子信号線４２、４３及び傾斜信号線４５は、それぞれ複数の線が内装されたケーブルである。

さらに、プローブ１のセンタには図示したように、各光ファイバ３７及びその先端部にはコリメートレンズ３８が配設されていて、片方はコリメートレンズ保持具４７によりチューブ側に固定され、他の片方は、空間を隔てて他のコリメートレンズ及び傾斜検出器の保持具４８で回転側に取付けられ回転するが、光軸が合致しているため、光信号は関係なく伝達される。
なお、走査用のその他の配線や部品等は図示されていない。

図１１は、傾斜検出器の信号線にスリップリングを用いたプローブ基部の一部破断縦断面図である。
図において、５１は電極、５２はスリップリングを示す。
他は前記図１０と同様であるが、傾斜検出器４４の傾斜信号線４５の電極５１とスリップリング５２を設け、信号線の電極５１がスリップしながら接続され、回転に追随できるようにしている。
前述したように傾斜信号線は１本の線で記載されているが、実際には複数の線が内装されている。
従って、電極５１も複数本であり、対応するスリップリング５２も複数に分割され、対応している。

図１２は、角度検出器にポテンショメータを用いたプローブ基部の一部破断縦断面図である。
図において、５３は摺動抵抗、５４はブラシ、５５は中点の信号線、５６、５７は両端末の信号線を示す。
摺動抵抗５３は末端が切れたリング状で、チューブ固定具４６に固定されており、前記摺動抵抗５３の端末からは両端末の信号線５６、５７がでている。
そして、ブラシ５４は前記プローブの後部３１の回転側に配設され、前記摺動回転面４９を介して回転し、前記摺動抵抗５３とブラシ５４の両者でポテンショメータを形成している。
また、ブラシ５４からは前記ポテンショメータの中点の信号線５５がでており、前記ブラシ５４が回転すると、前記中点と摺動抵抗５３の端末との抵抗値が変化するので、この値を外部での信号処理により回転角度に変換する。
なお、ポテンショメータの場合、ブラシ５４は摺動抵抗５３の両端で回転が止まるが
、中央より両方向に１８０度近く変化するので実用になる。

本発明のプローブを用いた歯科用ＯＣＴ装置の構成説明のブロック図 表示器に表示される各計測方向における断層画像図 チェアの背もたれを起こし患者が座った姿勢において、本プローブを用いて歯を計測する時の施術者の基準姿勢の斜視図 チェアの背もたれを倒して患者が寝た姿勢において、プローブを縦向きにしかつ、回転させて下顎の右歯列の歯の内側の計測箇所を施術者の右方向より計測した時の斜視図 患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて下顎の左歯列の歯の外側の計測箇所を施術者の右方向より計測した時の斜視図 患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて下顎の右歯列の歯の外側の計測箇所を施術者の左方向より計測した時の斜視図 患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて下顎の前歯列の歯の外側の計測箇所を施術者の右方向より計測した時の斜視図 患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて下顎の左歯列の歯の上面の計測箇所を、施術者の上方向より計測した時の斜視図 患者が座った姿勢で、プローブを横向きにし、かつ回転させて上顎の左歯列の歯の下面の計測箇所を施術者の下方向より計測した時の斜視図 プローブ基部の一部破断縦断面図 傾斜検出器の信号線にスリップリングを用いたプローブ基部の一部破断縦断面図 角度検出器にポテンショメータを用いたプローブ基部の一部破断縦断面図

符号の説明

１：プローブ
２：参照光路長走査手段
５：光学素子
６：参照光
７：コリメートレンズ
８：深さ方向走査
９：低コヒーレンス光源
１０：光ファイバ
１１：検出信号線
１２：光ファイバカプラ
１３：光検出器
１４：制御信号線
１５：信号処理部
１６：コンピュータ
１７：表示器
１８：断層画像
１９：横又は縦方向走査
２０：信号光
２１：被検査体
２２：歯
２３：歯肉
２４：エナメル質
２５：象牙質
２６：歯髄
２７：歯槽骨
２８：下顎部
２９：照射窓
３０：プローブの挿入部
３１：プローブの後部
３２：チューブの固定部
３３：信号線ケーブルのチューブ
３４：前腕
３５：手指
３６：上顎
３７：光ファイバ
３８：コリメートレンズ
３９：永久磁石
４０、４１：ホール素子
４２、４３：ホール素子信号線
４４：傾斜検出器
４５：傾斜信号線
４６：チューブ固定具
４７：コリメートレンズ保持具
４８： 他のコリメートレンズ及び傾斜検出器の保持具
４９：摺動回転面
５０：保持具
５１：電極
５２：スリップリング
５３：摺動抵抗
５４：ブラシ
５５：中点の信号線
５６、５７：両端末の信号線

Claims (4)

1. 低コヒーレンス光源からの光を、信号光と参照光とに分離して、それぞれ信号光路及び参照光路に導くようにし、前記信号光路には、前記信号光を口腔内被検査体の表面に照射し、照射点を前記被検査体表面に沿って走査する照射点走査手段が設けられ、
   また、前記参照光路には、参照光路の路端で参照光を反射させる光学素子を有し、参照光の光路長を走査する参照光路長走査手段が設けられ、
   前記参照光の光路長を走査して、参照光の光路長に対応する前記口腔内被検査体表面からの深層位置で反射した信号光と、前記参照光の路端で反射した参照光との光干渉に基づいて、口腔内被検査体の断層を計測する歯科用ＯＣＴ装置において、
   口腔内被検査体の表面を走査する照射点走査手段を有するプローブを備え、
   該プローブ内には上下及び左右の各計測方向を検出するための計測方向検出器を具備してなり、さらに前記プローブの上下及び左右の各計測方向に対応した口腔内被検査体の断層画像として、上方向からの計測図（２ｂ）、下方向からの計測図（２ａ）、左方向からの計測図（２Ｃ）、又は右方向からの計測図（２ｄ）のいずれかの一画面を表示するための表示装置を備えてなることを特徴とする歯科用ＯＣＴ装置。
2. 計測方向検出器が、プローブに固定されプローブの傾きを検出する傾斜検出器、及び回転するプローブに固定されたリング状の永久磁石と、チューブ固定具にセンターから離れた箇所に設けられた複数個のホール素子とからなる回転角度センサーとで構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の歯科用ＯＣＴ装置。
3. 計測方向検出器が、プローブに固定されプローブの傾きを検出する傾斜検出器と、プローブに設けられた摺動抵抗とチューブ固定具に設けられたブラシによって構成されるポテンショメータでなる角度検出器でなることを特徴とする請求項１に記載の歯科用ＯＣＴ装置。
4. 口腔内検査体が、歯牙組織又は歯周組織あるいは歯牙組織及び歯周組織であ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ＯＣＴ装置。