JP5974640B2 - 歯用装置及び情報処理装置 - Google Patents
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Description
上記光照射部は、口腔内を照射するための光を発する。
上記撮像部は、上記光照射部により光が照射された口腔内を撮影する。
上記出力部は、上記撮像部による撮像結果に基づき、上記口腔内の画像に少なくとも歯垢部位及び歯石部位のうちの一方を強調して表示するためのデータを出力する。
このように、口腔内に近赤外光を照射し、その反射光の量に基づき、歯牙又は歯石と、歯垢とを判別することができる。歯垢は、歯牙や歯石と比較して水分量が多く、近赤外光を吸収するため、反射光量が少なくなる。従って、反射光量が多い箇所は歯牙又は歯石、反射光量が少ない箇所は歯垢、というように判別することができる。
このように歯垢部位と歯石部位とを判別可能に強調表示してもよい。
このように、口腔内にp偏光を照射し、口腔内からの戻り光のs偏光の量に基づき、歯石と歯牙とを判別することができる。歯石表面は、歯牙表面よりもざらついているため、表面のラフネスによる偏光の乱れ具合を評価することにより、歯石と歯牙とを判別することができる。p偏光を口腔内に照射した場合、歯石表面では表面のざらつきによって偏波面が崩れるので、歯石表面における戻り光のs偏光の強度は、歯牙表面における戻り光のs偏光の強度と比較して、大きくなる。これにより歯石と歯牙とを判別することができる。
また照射光はs偏光の光でもよい。その場合は、戻り光のp偏光成分を分析し、歯石と歯牙を判別する。判別の原理は、p偏光の照射光の場合と同様である。
このように、口腔内からの戻り光の散乱の度合いに基づき、歯石と歯牙とを判別することができる。歯石表面は、歯牙表面よりもざらついているため、表面のラフネスによる散乱度合いを評価することにより、歯石と歯牙とを判別することができる。表面がざらついていない歯牙表面に照射される光はあまり散乱せずに反射して戻るのに対し、表面がざらついている歯石表面に照射される光は散乱して戻る。従って、散乱の度合いが大きい場合は歯石であると判断でき、歯石と歯牙とを判別することができる。
歯垢は青色光が照射されることにより蛍光を発する。これを利用し、歯垢部位の判別が可能となり、歯垢部位を強調表示した画像を得ることができる。
このように、歯垢染色剤の色の濃さに基づいて歯垢部位を判別してもよい。
これにより、例えば歯垢部位や歯石部位の除去状況等を視覚的に確認することができる。
これにより、例えば歯垢部位や歯石部位の除去状況等を聴覚的に確認することができる。
上記挿入部は、口腔内に挿入される。
上記把持部は、上記挿入部に接続される。
上記光照射部は、上記挿入部に設けられた上記口腔内を照射するための光を発する。
上記撮像部は、上記挿入部に設けられ、上記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するためのデータを生成するための上記口腔内の撮像結果を取得する。
上記受信部は、口腔内の撮像結果を受信する。
上記制御部は、上記撮像結果に基づき、上記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示する画像を生成する。
上記表示部は、上記生成された画像を表示する。
上記口腔内の撮像では、上記光が照射された口腔内を撮像する。
上記データの生成では、上記撮像結果に基づき、上記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するためのデータを生成する。
上記受信部は、口腔内の撮像結果を受信する。
上記制御部は、上記撮像結果に基づき、上記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示する画像を生成する。
[本実施形態の概要]
本実施形態は、口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調表示して表示する歯用装置に関する。
本実施形態の歯用装置を用いることによって、歯垢部位又は歯石部位を強調表示した画像が得られるので、使用者はその画像を見て歯垢部位や歯石部位を意識して口腔ケアを行うことができる。
歯用装置としては、ブラッシングケア機能を供えた手動用歯ブラシや電動歯ブラシ、光殺菌ケア機能を備えた光歯ブラシ等の清浄機能を備えたものに本技術を適用することができ、これに撮像機能を持たせればよい。また、歯石除去機能を備えたスケーラにも適用でき、これに撮像機能を持たせてもよい。あるいは、ケア機能は備えず単に撮像機能のみを備えたものでもよい。電動歯ブラシには、ヘッドがメカ的に振動・回転する電動歯ブラシのほかに、高速回転により音波もしくは超音波領域の振動を起こせる音波ブラシや超音波ブラシを含む。
撮像部で撮影された撮像結果に基づいて、口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示する画像データを生成する画像処理部は、歯用装置に備えられてもよいし、歯用装置に有線又は無線で接続された情報処理装置に備えられてもよい。
歯石表面は、歯牙表面よりもざらついているため、表面のラフネスによる偏光の乱れ具合を評価することにより、歯石と歯牙とを判別することができる。p偏光の光を口腔内に照射した場合、歯石表面では表面のざらつきによって偏波面が崩れるので、歯石表面における戻り光のs偏光の強度は、歯牙表面における戻り光のs偏光の強度と比較して、大きくなる。これにより歯石と歯牙とを判別することができる。
また照射光はs偏光の光でもよい。その場合は、戻り光のp偏光成分を分析し、歯石と歯牙を判別する。判別の原理は、p偏光の照射光の場合と同様である。
このように、歯垢部位や歯石部位の状態変化を可視化又は可聴化してもよい。ここで、可聴化とは、歯垢の付着度合い等の音のないデータの情報を反映させた音を出力することをいう。
(第1の実施形態)
本実施形態における歯用装置の構成について説明する。本実施形態においては、歯用装置としての光ブラシに撮像機能を持たせている。
[1.光ブラシを用いた使用例]
図2は、図1の光ブラシ1の機能ブロック図である。
図1に示すように、光ブラシ1で取得した口腔内データは情報処理装置としてのスマートフォン2に有線又は無線で送信され、スマートフォン2の表示部21には、光ブラシ1でケアを行っている箇所の画像が映し出される。表示部21に映し出される歯肉70や歯牙60を含む口腔内の画像には、歯石部位62又は歯垢部位61が強調表示される。尚、以下の本実施形態の説明においては、歯垢部位61の強調表示を例に挙げて説明する。
図2に示すように、光ブラシ1に備えられている撮像部により口腔内におけるプローブの空間的な位置情報を取得する場合、撮像部による撮像箇所の位置データを取得するため、レシーバ7が設けられる。
[2.1.レシーバの構成]
レシーバ7は、多数の磁気センサが配列された磁気センサ群を備える。
レシーバ7は、口腔ケア時に、例えば右耳の耳たぶに挟んで取り付けられる。光ブラシ1を用いた口腔ケア時では、常に同じ箇所にレシーバ7を取り付ける。
レシーバ7は、撮像時の撮像箇所の位置データを取得する際の基準位置となるものである。レシーバ7は、後述するロケータ信号発生部19からロケータ信号を受信し、撮像箇所の位置データを基準位置であるレシーバ7からの絶対空間位置データとして求め、後述するスマートフォン2のデータ受信部24に送信する。
[2.2.光ブラシの構成]
図3は、光ブラシ1の先端面の図である。
光ブラシ1はPhotodisinfection(光殺菌)作用を誘発する励起光を発するものであり、薬剤を投与した口腔内にこの光ブラシから発する励起光を照射することによって、口腔内に投与した薬剤と結合する歯周病菌を殺菌するものである。
光ブラシ1を用いたケアでは、まず励起光を吸収する薬剤溶液もしくはジェルを洗口液のように口に含んだ後、口腔内に励起光を照射する。
図16は、光殺菌反応を説明する図である。
光感受性薬剤(Photosensitizer)90は、励起光を吸収してエネルギーを得て基底状態93から一重項励起状態94となる。多くのエネルギーは、項間交差により一重項励起状態94から三重項励起状態95に移行するが、残りの一部は一重項状態94から基底状態93に戻り、このときに蛍光を発する。また、三重項励起状態95の光感受性薬剤90が三重項状態の酸素97と衝突すると、エネルギーを酸素に移譲し、酸化力の強い一重項酸素98を生成する。この酸化力により周囲の細胞や組織に傷害を与えるとともに、光感受性薬剤90を破壊(ブリーチング)する。ブリーチングが生じると、実効的な薬剤量が減るため、蛍光量も減る。従って、蛍光量の減少は、ブリーチング及び組織傷害量の指標となる。
ここで、歯周病菌の表面は負電荷に帯電しているため、メチレンブルーやトルイジンブルーといったカチオン光感受性薬剤の投与により、静電相互作用により光感受性薬剤と歯周病菌が結合する。この状態に励起光が照射されることにより、光感受性薬剤と結合している歯周病菌のみが死滅する。歯周病菌に取り込まれるタイプのインドシアニングリーン(ICG)といった光感受性薬剤においても、この薬剤の投与によって光感受性薬剤を取り込んだ歯周病菌は励起光の照射により死滅する。
このように、光ブラシ1の光殺菌機能により歯周病菌を殺菌することができる。
光感受性薬剤を励起する光としては、レーザ光又は発光ダイオード光を用いることができる。
挿入部10は、ケア時に口腔内に挿入される部分である。図3に示すように、挿入部10の先端面1aは、光源部から発するレーザ光を照射する光照射部17と、撮像部15とを有する。
図1に戻って、把持部11は挿入部10に接続されている。把持部11には、使用者が光ブラシ1からのレーザ光の照射のオン、オフを制御するスイッチ30と、お掃除サイン部12が設けられている。
お掃除サイン部12は、先端面1aが汚れた場合に点灯し、使用者に洗浄を注意喚起するものである。ここで、先端面1aが汚れていると、撮像部15で取得する撮像結果に影響が生じ、正確な口腔内データを取得できない。先端面1aの汚れは、レーザ光照射による戻り光の量から評価される。
光源部14は、撮影時に口腔内のケア部位である撮影箇所を照らすとともに、光感受性薬剤を励起する光を発するものである。もしくは用途に応じて別光源を用意してもよい。
撮像部15は、口腔内を撮影するものであり、レンズに入ってきた口腔内の撮像結果を電気信号に変換する。撮像部15としては、例えばCMOSイメージセンサやCCD,イメージングファイバを用いることができる。イメージングファイバを用いた場合は、挿入部とは逆側の側面近辺に結像機構と検出部を用意する。
撮像部15は、受光した光を分光検出する。SN比をあげるため、ダイクロイックミラーや回折格子などで分光した光のうち、蛍光波長帯については、さらに殺菌用光源のみをカットするBPF(Band-Pass Filter)に通される。撮像部15は、BPFによって殺菌用光源がカットされ蛍光成分が抽出された光を用いて蛍光の撮像結果を取得する。
実画像は、照明用の別光源を用いて撮像したものを用いてもよい。
位置検出部18は、撮影時における光ブラシ1の撮影角度を検知する。
出力部16は、撮像部15の撮像で取得された撮像結果のデータを、データ受信部24に出力する。出力部16より出力されたデータに基づいて、スマートフォン2の制御部22で、口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するための画像データが生成される。
出力部16は、位置検出部18で検出された光ブラシ1の撮影角度データ、及び、撮像部15で取得された撮像結果のデータを、データ受信部24に送信する。
スマートフォン2には、光ブラシ1に備えられている撮像部により取得された撮像結果のデータを処理する画像処理ソフトが予めインストールされている。
図1に示すように、スマートフォン2は、表示部21を有する。
表示部21は、光ブラシ1に設けられている撮像部15により撮影された口腔内の画像に、歯垢部位61または歯石部位62が着色されて強調表示された画像を表示する。歯垢部位61と歯石部位62の双方を強調表示する場合には、双方が判別できるように、例えば異なる色で着色して強調表示される。
データ受信部24は、光ブラシ1の出力部16から出力された、撮像結果のデータ、撮影角度データと、レシーバ7から送信された絶対空間位置データを受信する。撮像結果のデータには、実画像の撮像結果データと蛍光の撮像結果データとが含まれる。
画像処理部23は、データ受信部24で受信された蛍光の撮像結果データから蛍光の強度をグラデーションでマッピングし、蛍光強度分布を取得する。検出された蛍光の強度が大きいほど、着色濃度が濃くなるようにマッピングされる。したがって、蛍光が検出される箇所には歯垢が存在すると認められるので、グラデーションの濃度が濃いほど歯垢の量が多いとみなされる。
更に、制御部22は、蛍光量の経時変化のデータに基づいて、口腔ケア時の歯垢部位61の状態の経時変化を表示する画像データを生成し、表示部21に、図5及び図6、又は、図7に示すように、歯垢部位61の状態の経時変化を表示する画像を表示部21に表示させる。すなわち、制御部22は、歯垢部位又は歯石部位の状態変化を可視化するデータを生成する。
図5は、口腔ケア開始時の時刻t=0のときの歯牙60に付着する歯垢61の状態を示す。図6は、口腔ケア開始からt1経過後(時刻t=t1)のときの歯牙60に付着する歯垢161の状態を示す。図7は、口腔ケア時の蛍光強度の経時変化、すなわち歯垢の除去状況を示す。
口腔ケア時の歯垢部位61の状態の経時変化の表示例としては、図5及び図6に示すように、歯垢量をグラデーションで示し、歯垢量が多いほど歯垢部位61の色の濃淡が濃く、歯垢量が少ないほど歯垢部位161の色の濃淡が薄くなるように表示することができる。
また、口腔ケア時の歯垢部位61の状態の経時変化の表示例としては、図7に示すように、1箇所の歯垢部位における蛍光強度の経時変化をプロットしたグラフを表示することもできる。図7において、点Aは図5に示す時刻t=0のときの歯垢部位61の蛍光強度をプロットしたものに対応し、点Bは図6に示す時刻t=t1のときの歯垢部位161の蛍光強度をプロットしたものに対応する。
図7のグラフの右側に表示されるグラデーションのバーは歯垢部位61に着色される色の濃淡を表わし、t=0のときの蛍光強度を100として蛍光強度が100のときに濃淡が最も濃くなるように着色して表示される。図7のグラフの右側に表示されるグラデーションのバーにおいて、蛍光強度が0、すなわち歯垢が除去されているときは着色されずに表示される。
このように音声によってケア状況のお知らせをする場合には、制御部22は、歯垢の状態変化(除去状況)を可聴化するデータを生成する。
また、歯垢除去状況を数値で表示してもよく、数値の減少により歯垢除去を把握することができる。
[画像取得方法]
図4は、本実施形態における歯垢を強調表示する画像の取得処理のフロー図である。以下、図4のフローに従って説明する。
光感受性薬剤溶液又はジェルが口腔内に投与された後(S10)、余分な光感受性薬剤溶液又はジェルが洗い流される(S11)。
光ブラシ1の挿入部10が口腔内に挿入され、使用者が、光ブラシ1からの光の出射の有無を制御するスイッチ30をオンすることにより(S12)、光ブラシ1の光照射部17からレーザ光が出射する。
光ブラシ1の撮像部15は、光照射部17からの光が照射された口腔内を撮影し、口腔内の実画像の撮像結果データと蛍光の撮像結果データ(薬剤蛍光画像の強度分布)を取得する(S20)。出力部16は、撮像結果データをデータ受信部23に出力する。
画像処理部23は、データ受信部24で受信された蛍光の撮像結果データから蛍光の強度をグラデーションでマッピングし、歯垢部位を強調する画像処理を行う(S21)。
ここで、フローには記載していないが、位置検出部18は撮影時における光ブラシ1の撮影角度を検知し、出力部16は位置検出部18で検出された光ブラシ1の撮影角度データをデータ受信部24に送信する。また、レシーバ7は、ロケータ信号発生部19からロケータ信号を受信し、撮像箇所の絶対空間位置データを求めてデータ受信部24に送信する。画像処理部23は、口腔内の実画像の撮像結果データと位置データを紐付けし、更に、蛍光の撮像結果データと位置データとを紐付けする。
画像処理部23は、蛍光の撮像結果データから、蛍光強度の経時変化のデータを生成する。更に、画像処理部23は、蛍光強度の経時変化データに基づいて、図5及び図6に示すように、歯牙60に付着する歯垢の状態を着色の濃淡で強調表示する画像処理を行う(S30)。
制御部22は、S30で取得した歯垢の強調表示のための画像処理を基に、ケアによって歯垢が減少していく様子(歯垢の殺菌状況)を強調表示した画像を表示部21に表示させる(S31)。具体的には、図5及び図6に示すように、歯垢部位16に着色される色の濃淡を変えて表示させて、殺菌状況を表示する。この際、図5に示すケア開始の画像と、図6に示すケア開始からt1経過後の画像を並べて表示することにより、歯垢部位61の着色の度合いから殺菌状況を把握することができる。
歯垢の殺菌状況の強調表示としては、他に、図7に示すように、蛍光強度の経時変化をプロットしたグラフを表示してもよく、これにより殺菌状況を把握することもできる。また、図5〜図7を同一画面上に表示させてもよい。
次に、施術者による光照射がオフされたかどうかが判断される(S40)。
S40で、オフされたと判断すると(YES)、制御部22は、レーザ光照射停止直前の画像データを図示しない記録部に記録し(S41)、ケアを終了する(S42)。
制御部22は、S40で、オフされていないと判断すると(No)、S20に戻り、処理が繰り返される。
また、口腔ケア時の歯垢部位の状態の経時変化を観察することができるので、口腔ケア時における歯垢の除去状況をリアルタイムに把握することができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態においては、歯用装置として光ブラシを例にあげて説明したが、第2の実施形態においては歯用装置として電動歯ブラシを用いた場合を例にあげて説明する。
また、第1の実施形態においては光感受性薬剤を用い光感受性薬剤から発する蛍光に基づいて歯垢部位を強調表示した。これに対し、第2の実施形態においては、光感受性薬剤は用いず、照射光として近赤外光を用いて、歯垢と、歯石及び歯牙とを判別し、更に、照射光としてp偏光を用いて、歯石と歯牙とを判別する。これら判別結果を用いて、歯垢部位と歯石部位とを判別可能に強調表示している。
以下、図面を用いて説明するが、第1の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
[1.電動歯ブラシを用いた使用例]
図9は、図8の電動歯ブラシ101の機能ブロック図である。
図8に示すように、電動歯ブラシ101で取得した口腔内の撮像結果データは情報処理装置としてのスマートフォン102に有線又は無線で送信され、スマートフォン102の表示部21には、電動歯ブラシ101でケアを行っている箇所の画像が映し出される。表示部21に映し出される歯肉70や歯牙60を含む口腔内の画像には、歯石部位62又は歯垢部位61が強調表示される。
図9に示すように、電動歯ブラシ101に備えられている撮像部により口腔内のデータを取得する場合、撮像部による撮影箇所の位置データを取得するため、レシーバ7が設けられる。
[2.1.電動歯ブラシの構成]
挿入部110は、ケア時に口腔内に挿入される部分である。挿入部110の先端部には清掃部であるブラシ130が設けられ、ブラシ130の直下には撮像部115、光源部から発する光を照射する光照射部112が順に設けられている。
把持部111は挿入部110に接続されている。把持部111には、使用者が光ブラシからの光の照射のオン、オフを制御するスイッチ113が設けられている。
光源部114は、実画像取得用の撮影用光源と、水分量検出用の近赤外光源と、p偏光光源とから成り立ち、それぞれユーザからのオン/オフの命令に従って照射と停止を行う。光源部114から発する近赤外光は、歯垢と、歯石及び歯牙とを判別するためにケア部位に照射される。光源部114から発するp偏光は、歯石と歯牙とを判別するためにケア部位に照射される。
撮像部115で取得された実画像の撮像結果は、出力部116により後述するスマートフォン2のデータ受信部124に送信される。
出力部116は、撮像部115の撮像で取得された撮像結果のデータを、データ受信部124に出力する。出力部116より出力されたデータに基づいて、スマートフォン102の制御部122で、口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するための画像データが生成される。
出力部116は、位置検出部18で検出された電動歯ブラシ101の撮影角度データ、及び、撮像部115で取得された撮像結果のデータを、データ受信部124に送信する。
スマートフォン102には、電動歯ブラシ101に備えられている撮像部115により取得した撮像結果を処理する画像処理ソフトが予めインストールされている。
図9に示すように、スマートフォン102は、表示部21と、制御部122と、データ受信部124と、画像処理部123とを有する。
表示部21は、電動歯ブラシ101に設けられている撮像部115による撮影された口腔内の画像に、歯垢部位61及び歯石部位62が着色されて強調表示された画像を表示する。
データ受信部124は、電動歯ブラシ101の出力部116から出力された、撮像結果のデータ、撮影角度データ、及びレシーバ7から絶対空間位置データを受信する。
画像処理部123は、反射光強度分布と、位置データとを紐付けする。
画像処理部123は、データ受信部124で受信された実画像の撮像結果データと、位置データとを紐付けする。
図11は、歯牙60及び歯肉70を有する口腔内に近赤外光を照射している様子を示す。
図12は、近赤外光の照射に対しての反射光量及びp偏光の照射によるs偏光の戻り光強度に基づいて、歯牙、歯石、歯垢を判別し、歯垢部位61及び歯石部位62を強調表示している表示例を示す。図12においては、検出光量をグラデーションで示している。更に、歯垢部位と歯石部位とを色分けして表示してもよい。
更に、歯牙と歯石との水分量の違いによる近赤外光照射に対する反射光量の違いから歯牙と歯石とを判別してもよい。
図13は、照射光としてp偏光を用いた判別方法を説明する図である。図13(a)は、口腔内にp偏光を照射している様子を示す。図13(b)は、図13(a)の歯石が存在する箇所を含む線Cに沿ってスキャンしたときのp偏光照射に対する戻り光のs偏光成分の強度をグラフ化したものである。
歯石表面は、歯牙表面よりもざらついているため、表面のラフネスによる偏光の乱れ具合を評価することにより、歯石と歯牙とを判別することができる。p偏光の光を口腔内に照射した場合、歯石表面では表面のざらつきによって偏波面が崩れるので、歯石表面における戻り光のs偏光の強度は、歯牙表面における戻り光のs偏光の強度と比較して、大きくなる。
図13(b)に示すように、歯石部位62では、歯牙60の部位と比較して、戻り光のs偏光強度が高くなる。
このように、戻り光のs偏光強度から歯石と歯牙とを判別することができる。
また、照射光としてp偏光ではなくs偏光の光を用いてもよい。その場合は、戻り光のp偏光成分を分析し、歯石と歯牙を判別する。判別の原理は、p偏光の照射光の場合と同様である。
本実施形態においては、p偏光照射を例にあげて説明する。
制御部122は、位置データが紐付けされた画像データと、位置データが紐付けされた反射光データ及びs偏光データ(戻り光のs偏光強度データ)とを対応させ、口腔内の画像に歯垢部位と歯石部位とが判別可能に着色して強調表示するためのデータを生成する。そして、図9又は図12に示すように、制御部122は、表示部21に、撮像部により撮影されている口腔内の画像に歯垢部位61及び歯石部位62が強調表示された画像を表示させる。強調表示では、例えば歯垢部位及び歯石部位それぞれを異なる色で着色して表示したり、同系色で濃淡を異ならせて表示する等、歯垢部位と歯石部位とが判別できるように表示される。
[画像取得方法]
図10は、本実施形態における歯垢部位及び歯石部位を強調表示する画像の取得処理のフロー図である。以下、図10のフローに従って説明する。
まず、図10に示すように、使用者により、基準位置となる右耳たぶレシーバ7が設置される(S100)。
次に、使用者により、ロケータ信号を発する電動歯ブラシ101の挿入部110が使用者の口腔内に挿入され(S101)、電動歯ブラシ101の電源がオンされて、ブラシ130が振動するとともに、光源部114の撮影用光、近赤外光及びp偏光からなる照射光が出射され、光照射部112から光が発する(S102)。
撮像部115は、光照射部112からの光で照射される箇所を撮影し、口腔内の実画像の撮像結果データを取得し、出力部116はこの実画像の撮像結果データをデータ受信部124に送信する(S200)。
データ受信部124は、出力部116から送信された実画像の撮像結果データ(実画像データ)を受信する(S201)。
電動歯ブラシ101のロケータ信号発生部19はロケータ信号を発信する(S210)。
レシーバ7は、このロケータ信号を受信し、絶対空間位置データとしてデータ受信部124に送信し、データ受信部124は絶対空間位置データを受信する(S211)。絶対空間位置データは、レシーバ7が設置される場所を基準位置とし、この基準位置からの絶対位置データとして検出される。
電動歯ブラシ101の位置検出部18は、電動歯ブラシ101の向き(撮影角度)を検出する。検出された撮影角度データは、出力部116によりデータ受信部124に送信され、データ受信部124は撮影角度データを受信する(S220)。
画像処理部123は、S201で取得した実画像の撮像結果データと、S211で取得した絶対空間位置データ及びS220で取得した撮影角度データとを紐付けする(S230)。
画像処理部123は、データ受信部124で受信した実画像の撮像結果データから反射光量をグラデーションでマッピングし、反射光強度分布(反射光データ)を取得する(S300)。
制御部122は、反射光量が所定の値より大きいか否かを判断する(S301)。
制御部122は、S301で大きくないと判断すると(No)、その反射光量を示す箇所を歯垢部位と判断する(S305)。
制御部122は、S301で大きいと判断すると(Yes)、その反射光量を示す箇所を歯石部位又は歯牙部位と判断する(S302)。
画像処理部123は、データ受信部124で受信した戻り光のs偏光強度分布(s偏光データ)を取得する(S400)。
制御部122は、戻り光のs偏光の強度と照射光のプロファイルと比較し、s偏光強度が大きいか否かを判断する(S401)。
制御部122は、S401で大きくないと判断すると(No)、その箇所を歯牙部位と判断する(S403)。
制御部122は、S401で大きいと判断すると(Yes)、その箇所を歯石部位と判断する(S402)。
画像処理部123は、歯垢部位及び歯石部位と、位置データとを紐付けする(S500)。
制御部122は、位置データが紐付けされた画像データと、位置データが紐付けされた歯垢部位及び歯石部位とを対応させ、口腔内の画像に歯垢部位及び歯石部位を強調して表示するためのデータを生成する。そして、制御部122は、図8に示すように、表示部21に、撮像部により撮像されている口腔内の画像に歯垢部位61及び歯石部位62が強調表示された画像を表示させる(S501)
次に、施術者による光照射がオフされたかどうかが判断される(S600)。
S600で、オフされたと判断されると(YES)、制御部122は、光照射停止直前の画像データを記録し(S601)、ケアを終了する(S602)。
S600で、オフされていないと判断すると(No)、S200に戻り、処理が繰り返される。
また、歯石部位の状態を視認できるので、使用者が歯科診療所に行く動機にもなる。尚、ある程度の量以上の歯石が確認された場合に、歯石除去のため歯科診療所に行くようにすすめる音声が発せられる機能を電動歯ブラシ101に持たせてもよい。
また、第1の実施形態のように、口腔ケア時の歯垢部位の状態の経時変化を観察するような構成としてもよい。
(第3の実施形態)
第2の実施形態においては、照射光としてp偏光を用い、その戻り光のs偏光強度から歯石と歯牙とを判別していたが、照射光の戻り光の散乱の度合いから歯石と歯牙とを判別してもよい。
以下、第3の実施形態として図14(a)、(c)、(d)を用いて説明する。
図14は、照射光としてレーザ光を用いた判別方法を説明する図である。図14(c)は、図14(a)の歯牙60の位置Dにレーザ光を照射したときの戻り光をイメージセンサで取得した画像である。図14(d)は、図14(a)の歯石部位62の位置Eにレーザ光を照射したときの戻り光をイメージセンサで取得した画像である。
歯石表面は、歯牙表面よりもざらついているため、表面のラフネスによる散乱度合いを評価することにより、歯石と歯牙とを判別することができる。表面がざらついていない歯牙表面に照射される光はあまり散乱せずに反射して戻るのに対し、表面がざらついている歯石表面に照射される光は散乱して戻る。
歯牙である位置Dに入射したレーザ光はあまり散乱せずに反射して戻るのに対し、歯石部位である位置Eに入射したレーザ光は歯石表面のラフネスにより散乱して反射して戻る。これにより、図14(c)及び(d)に示すように、両者の戻り光の強度プロファイルを比較すると、歯牙からの戻り光のプロファイルは、歯石からの戻り光のプロファイルよりもシャープで小さな分布を示す。
このように、戻り光のプロファイルから歯石部位を特定することができる。
図14(b)は、図14(a)の歯石が存在する箇所を含む線Fに沿ってスキャンしたときの散乱度合いをグラフ化したものである。
図14(b)に示すように、歯石部位62では、歯牙60の部位と比較して、戻り光の散乱度合いが高くなる。
このように、戻り光の散乱度合いから歯石と歯牙とを判別することができる。
(第4の実施形態)
第2の実施形態においては、近赤外光を照射しその反射光量から、歯垢と歯牙とを判別していたが、口腔内に歯垢染色剤を投与し、撮像部により歯垢染色剤により染色された口腔内を撮影し、その撮像結果に基づいて、口腔内の画像に歯垢部位を強調表示してもよい。
図15(a)は、歯垢染色剤により口腔内を染色した画像を示す。図15(b)は、本実施形態における判別法で歯垢部位を判別し、歯垢部位を強調表示した画像を示す。
歯垢染色剤による染色の濃さを段階的、例えば0〜100で階調表現し、閾値を定めて二値化する。例えば閾値を70とし、70〜100を1、70より小さい場合を0というように、染色の度合いを二値化し、1と判定された箇所は歯垢部位、0と判定された箇所は歯牙とする。
そして、図15(b)に示すように、撮像部で取得した口腔内画像に、1と判定された箇所、すなわち歯垢部位と判定された箇所を着色して強調表示する画像を得る。
このように、歯垢染色剤の染色の度合いから歯垢部位を判別し、強調表示することができる。
(第5の実施形態)
上述にあげた歯垢部位の判別方法の他に、青色光の照射光を用い、照射された青色光に対して発せられる口腔内からの光を撮像部により撮像し、その撮像結果から歯垢部位を判別することができる。
歯垢は青色光が照射されることにより蛍光を発する(自家蛍光)。これを利用し、歯垢部位の判別が可能となる。
(1)口腔内を照射するための光を発する光照射部と、
前記光照射部により光が照射された口腔内を撮影するための撮像部と、
前記撮像部による撮像結果に基づき、前記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するためのデータを出力する出力部と
を具備する歯用装置
(2)前記(1)に記載の歯用装置であって、
前記光源部は近赤外光を発し、
前記出力部は、前記光照射部より照射された前記近赤外光に対して発せられる前記口腔内からの反射光の量に基づき、前記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するための前記データを出力する
歯用装置。
(3)前記(2)に記載の歯用装置であって、
前記出力部は、前記光照射部より照射された前記近赤外光に対して発せられる前記口腔内からの反射光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯垢部位と前記歯石部位とを判別可能に強調して表示するための前記データを出力する
歯用装置。
(4)前記(1)又は(2)に記載の歯用装置であって、
前記光照射部はp偏光を発し、
前記出力部は、前記光照射部より照射された前記p偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のs偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯石部位を強調して表示するための前記データを出力する
歯用装置。
(5)前記(1)又は(2)に記載の歯用装置であって、
前記光照射部はs偏光を発し、
前記出力部は、前記光照射部より照射された前記p偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のp偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯石部位を強調して表示するための前記データを出力する
歯用装置。
(6)前記(1)又は(2)に記載の歯用装置であって、
前記出力部は、前記光照射部より照射された前記光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光の散乱度合いに基づき、前記口腔内の画像に前記歯石部位を強調して表示するための前記データを出力する
歯用装置。
(7)前記(1)に記載の歯用装置であって、
前記光照射部は青色光を発し、
前記出力部は、前記光照射部より照射された前記青色光に対して発せられる前記口腔内からの光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯垢部位を強調して表示するための前記データを出力する
歯用装置。
(8)前記(1)に記載の歯用装置であって、
前記口腔には歯垢染色剤が投与され、
前記出力部は、前記歯垢染色剤により染色された色の濃さに基づき、前記口腔内の画像に前記歯垢部位を強調して表示するための前記データを出力する
歯用装置。
(9)前記(1)〜(8)いずれかに記載の歯用装置であって、
前記出力部は、前記口腔内の前記歯垢部位又は前記歯石部位の状態変化を可視化するためのデータを出力する
歯用装置。
(10)前記(1)から(9)いずれかに記載の歯用装置であって、
前記出力部は、前記口腔内の前記歯垢部位又は前記歯石部位の状態変化を可聴化するためのデータを出力する
歯用装置。
(11)口腔内に挿入される挿入部と、
前記挿入部に接続する把持部と、
前記挿入部に設けられた前記口腔内を照射するための光を発する光照射部と、
前記挿入部に設けられた、前記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するためのデータを出力するための前記口腔内の撮像結果を取得するための撮像部と
を具備する歯用装置。
(12)前記(11)に記載の歯用装置であって、
前記口腔内を清掃する清掃部
を更に具備する歯用装置。
(13)前記(11)又は(12)に記載の歯用装置であって、
前記光照射部は近赤外光を発し、
前記データは、前記光照射部より照射された前記近赤外光に対して発せられる前記口腔内からの反射光の量に基づき、前記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するためのものである
歯用装置。
(14)前記(13)に記載の歯用装置であって、
前記データは、前記光照射部より照射された前記近赤外光に対して発せられる前記口腔内からの反射光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯垢部位と前記歯石部位とを判別可能に強調して表示するためのものである
歯用装置。
(15)前記(11)から(13)いずれか一項に記載の歯用装置であって、
前記光照射部はp偏光を発し、
前記データは、前記光照射部より照射された前記p偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のs偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯石部位を強調して表示するためのものである
歯用装置。
(16)前記(11)から(13)いずれか一項に記載の歯用装置であって、
前記光照射部はs偏光を発し、
前記データは、前記光照射部より照射された前記p偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のp偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯石部位を強調して表示するためのものである
歯用装置。
(17)前記(11)から(13)いずれか一項に記載の歯用装置であって、
前記データは、前記光照射部より照射された前記光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光の散乱度合いに基づき、前記口腔内の画像に前記歯石部位を強調して表示するためのものである
歯用装置。
(18)前記(11)又は(12)に記載の歯用装置であって、
前記光照射部は青色光を発し、
前記データは、前記光照射部より照射された前記青色光に対して発せられる前記口腔内からの光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯垢部位を強調して表示するためのものである
歯用装置。
(19)前記(11)又は(12)に記載の歯用装置であって、
前記口腔には歯垢染色剤が投与され、
前記データは、前記歯垢染色剤により染色された色の濃さに基づき、前記口腔内の画像に前記歯垢部位を強調して表示するためのものである
歯用装置。
(20)前記(11)から(19)のいずれかに記載の歯用装置であって、
前記撮像部は、前記口腔内の前記歯垢部位又は前記歯石部位の状態変化を可視化するためのデータを取得する
歯用装置。
(21)前記(11)から(20)のいずれかに記載の歯用装置であって、
前記撮像部は、前記口腔内の前記歯垢部位又は前記歯石部位の状態変化を可聴化するためのデータを取得する
歯用装置。
(22)口腔内を撮影して口腔内画像を取得し、
口腔内に光を照射し、
前記光が照射された口腔内を撮影し、
前記撮像結果に基づき、前記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するためのデータを生成する
画像取得方法。
(23)前記(22)に記載の画像取得方法であって、
前記光は近赤外光であり、
前記データは、前記近赤外光に対して発せられる前記口腔内からの反射光の量に基づき、前記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示するためのものである
画像取得方法。
(24)前記(23)に記載の画像取得方法であって、
前記データは、前記近赤外光に対して発せられる前記口腔内からの反射光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯垢部位と前記歯石部位とを判別可能に強調して表示するためのものである
画像取得方法。
(25)前記(22)又は(23)に記載の画像取得方法であって、
前記光はp偏光であり、
前記データは、前記p偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のs偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯石部位を強調して表示するためのものである
画像取得方法。
(26)前記(22)又は(23)に記載の画像取得方法であって、
前記光はs偏光であり、
前記データは、前記s偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のp偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯石部位を強調して表示するためのものである
画像取得方法。
(27)前記(22)又は(23)に記載の画像取得方法であって
前記データは、前記光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光の散乱度合いに基づき、前記口腔内の画像に前記歯石部位を強調して表示するためのものである
画像取得方法。
(28)前記(22)に記載の画像取得方法であって、
前記光は青色光であり、
前記データは、前記青色光に対して発せられる前記口腔内からの光の量に基づき、前記口腔内の画像に前記歯垢部位を強調して表示するためのものである
画像取得方法。
(29)前記(22)に記載の画像取得方法であって
前記口腔内は歯垢染色剤により染色され、
前記データは、前記歯垢染色剤により染色された色の濃さに基づき、前記口腔内の画像に前記歯垢部位を強調して表示するためのものである
画像取得方法。
(30)前記(22)から(29)のいずれかに記載の画像取得方法であって、
前記撮像結果に基づき、前記口腔内の前記歯垢部位又は前記歯石部位の状態変化を可視化するためのデータを生成する
画像取得方法。
(31)前記(22)から(30)のいずれかに記載の画像取得方法であって、
前記撮像結果に基づき、前記口腔内の前記歯垢部位又は前記歯石部位の状態変化を可聴化するためのデータを生成する
画像取得方法。
(32)口腔内の撮像結果を受信する受信部と、
前記撮像結果に基づき、前記口腔内の画像に歯垢部位又は歯石部位を強調して表示する画像を生成する制御部と
を具備する情報処理装置。
10、110…挿入部
11、111…把持部
15、115…撮像部
16、116…出力部
17、112…光照射部
22、122…制御部
24、124…データ受信部
60…歯牙
61…歯垢部位
62…歯石部位
70…歯肉
101…電動歯ブラシ
Claims (9)
- 口腔内を照射するためのp偏光を発する光照射部と、
前記光照射部により前記p偏光が照射された口腔内を撮像するための撮像部と、
前記撮像部による撮像結果に基づいて、前記光照射部より照射された前記p偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のs偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に少なくとも歯石部位を強調して表示するためのデータを出力する出力部と
を具備する歯用装置。 - 口腔内を照射するためのs偏光を発する光照射部と、
前記光照射部により前記s偏光が照射された口腔内を撮像するための撮像部と、
前記撮像部による撮像結果に基づいて、前記光照射部より照射された前記s偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のp偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に少なくとも歯石部位を強調して表示するためのデータを出力する出力部と
を具備する歯用装置。 - 請求項1又は2に記載の歯用装置であって、
前記出力部は、前記口腔内の前記歯石部位の状態変化を可視化するためのデータを出力する
歯用装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の歯用装置であって、
前記出力部は、前記口腔内の前記歯石部位の状態変化を可聴化するためのデータを出力する
歯用装置。 - 口腔内に挿入される挿入部と、
前記挿入部に接続する把持部と、
前記挿入部に設けられた前記口腔内を照射するためのp偏光を発する光照射部と、
前記挿入部に設けられた、前記光照射部より照射された前記p偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のs偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に少なくとも歯石部位を強調して表示するためのデータを出力するための前記口腔内の撮像結果を取得する撮像部と
を具備する歯用装置。 - 口腔内に挿入される挿入部と、
前記挿入部に接続する把持部と、
前記挿入部に設けられた前記口腔内を照射するためのs偏光を発する光照射部と、
前記挿入部に設けられた、前記光照射部より照射された前記s偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のp偏光の量に基づき、前記口腔内の画像に少なくとも歯石部位を強調して表示するためのデータを出力するための前記口腔内の撮像結果を取得する撮像部と
を具備する歯用装置。 - 請求項5又は6に記載の歯用装置であって、
前記口腔内を清掃する清掃部
を更に具備する歯用装置。 - 口腔内に照射されたp偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のs偏光の量に基づき、口腔内の画像に少なくとも歯石部位を強調して表示するためのデータを含む前記口腔内の撮像結果を受信する受信部と、
前記撮像結果に基づき、前記口腔内の画像に少なくとも前記歯石部位を強調して表示する画像を生成する制御部と、
前記生成された画像を表示する表示部と
を具備する情報処理装置。 - 口腔内に照射されたs偏光に対して発せられる前記口腔内からの戻り光のp偏光の量に基づき、口腔内の画像に少なくとも歯石部位を強調して表示するためのデータを含む前記口腔内の撮像結果を受信する受信部と、
前記撮像結果に基づき、前記口腔内の画像に少なくとも前記歯石部位を強調して表示する画像を生成する制御部と、
前記生成された画像を表示する表示部と
を具備する情報処理装置。
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