JP6268638B2

JP6268638B2 - 歯周ポケット深さ測定装置、および、歯周ポケット深さ測定方法

Info

Publication number: JP6268638B2
Application number: JP2014027618A
Authority: JP
Inventors: 明裕木村; 雄三松本; 環野村
Original assignee: 長田電機工業株式会社
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-02-17
Also published as: JP2015150277A

Description

本発明は、歯周ポケット深さ測定装置、および、歯周ポケット深さ測定方法に関する。

歯周病では、歯肉炎が進行して炎症が歯肉の深部に波及すると歯肉組織が破壊され、歯肉と歯牙との間の歯肉溝が大きくなって歯周ポケットという溝が形成される。この歯周病の治療に当たっては、プローブと呼ばれる検査器具で歯周ポケットの深さを測定するのが一般的であり、歯周ポケットの深さによって、正常、歯肉炎程度、歯周病等と判断される。そして、歯周ポケットの深さを知るために従来から棒状の金具からなる把持部の先端に、くの字状に曲折したステンレス等の硬質金属からなる探針部が取り付けられたプローブが用いられている。

このプローブは、探針部にその先端部から一定間隔の目盛りが付されており、歯周ポケット内に探針部を挿入した際に目盛りを読み取ることで歯周ポケットの深さを測定できるようになっている。そして、歯周ポケット内に探針部を挿入する際は、探針部を歯周ポケット内に一定の接触圧となるように挿入しなければならない。このため、術者は、接触圧を一定にする練習をした後、模擬患者で歯周ポケットの深さを測定することを繰り返し、熟練者の読み取り値と変わらなくなるように訓練をする必要があった。

このように、プローブを用いて歯周ポケットの深さを測定するためには、術者は、再現性良く繰り返し正確に接触圧を一定にする手法を時間をかけて習得する必要がある。しかし、医療や保健活動の現場では、被測定者が固定されていないために一定圧をかけるための変位量を視認しながら調整しなければならず、効率と正確性にかける上に、接触圧を一定にすることに集中すると、患者の全身状態を見ることができず、異変の発見が遅れるという問題があった。また、患者は、歯周ポケット内に探針部が挿入されるため痛みをともなうという問題があった。

このため、例えば、患者に痛みを与えずに歯周ポケットの最大深さを測定するために、特許文献１には、歯周ポケットの底面に投光した際の反射光の量を検知することにより歯周ポケットの深さを非接触で測定できる測定器が開示されている。しかしながら、光の反射は歯周ポケット内の環境で大きく影響されるため、常に正確に歯周ポケットの深さを測定することは困難である。また、プローブと同様に１歯１歯測定する必要があるため、術者にとって時間のかかる作業となっていた。

特許２００１−２５８９１２号公報

本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、術者の習熟度に関係なく、非接触で正確に歯周ポケットの深さを測定することができる歯周ポケット深さ測定装置、および、歯周ポケット深さ測定方法を提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、歯周ポケット深さ測定装置であって、可視光と、歯周ポケットに充填された蛍光物質への励起光とを同時に照射する光源と、前記可視光と、前記励起光および前記蛍光物質からの赤外蛍光とを分離する第１のフィルタと、該第１のフィルタを介して前記可視光を受光する第１のセンサと、前記蛍光物質からの赤外蛍光と、前記可視光および前記励起光とを分離する第２のフィルタと、該第２のフィルタを介して前記赤外蛍光を受光する第２のセンサと、前記第１のセンサが受光した前記可視光からの可視光像を生成する第１の画像処理部と、前記第２のセンサが受光した前記赤外蛍光からの蛍光像を生成する第２の画像処理部と、前記可視光像と前記蛍光像とを合成する像合成部と、像合成部によって合成された像を表示する表示部と、を有することを特徴とするものである。

また、請求項２の発明は、請求項１の歯周ポケット深さ測定装置において、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、平行に配置されたラインセンサからなることを特徴としたものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の歯周ポケット深さ測定装置において、先端にヘッド部を備えたハンドピースを有し、前記光源からの光の照射部、前記第１のセンサ、および、前記第２のセンサが前記ヘッド部に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の歯周ポケット深さ測定装置においえ、前記ヘッド部が前記ハンドピースの本体部に対して折り曲げ可能に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１の歯周ポケット深さ測定装置において、前記蛍光物質は、インドシアニングリーンであることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、歯周ポケット深さ測定方法であって、歯周ポケット内に蛍光物質を含む試料を充填するステップと、歯と歯肉に対して可視光と前記蛍光物質の励起光を含む光を照射するステップと、前記歯と歯肉を含む可視光画像を得るステップと、前記蛍光物質からの蛍光に基づく蛍光画像を得るステップと、前記可視光画像と蛍光画像とを重ねた合成画像を得るステップとを有することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の歯周ポケット深さ測定方法において、前記合成画像から前記歯周ポケットの深さを得るステップを更に含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、術者の習熟度に関係なく、非接触で正確に歯周ポケットの深さを測定することができる。また、非接触であるため、ポケット探針とは異なり患者に痛みを与えることがない。

本発明に係る歯周ポケットの深さ測定方法を説明するための説明図である。本発明に係る歯周ポケットの深さ測定方法を説明するための説明図である。本発明の一実施形態に係る歯周ポケット深さ測定装置のブロック図。波長選択フィルタの透過特性を示す図である。本発明の一実施形態に係る歯周ポケット深さ測定装置で得られる合成画像を示す図である。本発明の一実施形態に係る歯周ポケット深さ測定装置に用いられるハンドピースを模式的に示す図である。本発明の他の実施形態に係る歯周ポケット深さ測定装置のブロック図である。本発明の他の実施形態に係る歯周ポケット深さ測定装置に用いられるハンドピースを模式的に示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の歯周ポケット深さ測定装置、および、歯周ポケット深さ測定方法に係る好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。

図１、図２は、本発明に係る歯周ポケット深さ測定方法を説明するための説明図である。本発明の歯周ポケット深さ測定方法は、図１に示すように、歯１００と歯肉１０１との間の歯周ポケットに、蛍光物質を含む試薬１０２を、例えば注射器１０３によって注入し、この試薬１０２から発する蛍光を利用することによって、歯周ポケットの深さを測定するものである。

蛍光物質としては、約７８０ｎｍの近赤外光を吸収して励起され、約８５０ｎｍの近赤外光の蛍光を発する色素であるインドシアニングリーン（以下、「ＩＣＧ」という。）が用いられる。本発明では、約７８０ｎｍから８５０ｎｍの近赤外光は歯肉の厚みを透過することを利用している。図２に示すように、歯周ポケットに注入したＩＣＧに励起光を照射することによって、ＩＣＧから発生した蛍光を受光するようにしている。そして、歯周ポケットに充填されたＩＣＧからの蛍光像を得ている。しかし、ＩＣＧからの蛍光像からだけでは、歯肉位置との関係が分からず、歯周ポケットの深さｄを測定することはできない。このため、同時に、歯周周辺の可視光像を取得し、蛍光像と可視光像との合成画像を得ることによって、歯周ポケットの深さｄを測定できるようにしている。

（第１の実施形態）
図３は、本発明の一実施形態（第１の実施形態）に係る歯周ポケット深さ測定装置のブロック図である。歯周ポケット深さ測定装置１は、可視光源２、励起光源３、駆動部４、波長選択フィルタ５、集光レンズ６、第１のフィルタ８、第１のセンサ９、第１の画像処理部１０、第２のフィルタ１１、第２のセンサ１２、第２の画像処理部１３、画像合成部１４、表示部１５、および、制御部１６を備えている。

可視光源２は可視光領域の波長光を出射する光源であり、たとえば白色ＬＥＤなどから構成することができる。また、励起光源３はＩＣＧを励起するための約７８０ｎｍ付近の近赤外光を発光する光源であり、ＧａＡｓ系のＬＥＤから構成することができる。可視光源２からの可視光と励起光源３からの励起光は、例えば、波長選択フィルタ（ＷＳＦ：Wavelength Selective Filter）５によって合成され、合成された合成光は集光レンズ６によって集光されて、被測定部７である歯と歯肉部分に照射される。可視光源２および励起光源３は駆動部４によって駆動されるが、上記の可視光と励起光を含む波長の光を発光する光源であれば、可視光光源２と励起光光源３を一つの光源として構成してもよい。また、集光レンズ６は、被測定部７である歯と歯肉部分を照射するスポット光を得るためものであり、複数の光学部材から構成してもよい。なお、本明細書では、赤外の語は近赤外を含むものとして用いている。

第１のフィルタ８は、可視光と、励起光および赤外蛍光とを分離するフィルタであって、第１の実施形態では、可視光の透過を許容し、励起光源３からの励起光およびＩＣＧかの赤外蛍光の透過を阻止する波長選択フィルタが用いられ、例えば、図４（Ａ）に示すような４００ｎｍから７６０ｎｍの分光透過特性を有している。そして、第１のフィルタ８を透過した可視光は、第１のセンサ９の受光面に結像されるようになっている。第１のセンサ９は、受光素子がライン上に配列されたラインセンサから構成され、少なくとも可視光に対して感度を有している。第１のセンサ９は、後述するようにハンドピースの先端部に設けられており、ハンドピースの先端部を被測定部７に沿って動かした際に、第１のセンサ９の各受光素子から得られた信号に基づいて、第１の画像処理部１０が可視光像を生成している。

次に、第２のフィルタ１１は、赤外蛍光と、可視光および励起光とを分離するフィルタ
であって、第１の実施形態では、ＩＣＧからの赤外蛍光の透過を許容し、可視光および励
起光の透過を阻止する波長選択フィルタであり、例えば、図４（Ｂ）に示すような８３０
ｎｍ以上の光を透過する分光透過特性を有している。そして、第２のフィルタ１１を透過
した赤外蛍光は、第２のセンサ１２の受光面に結像されるようになっている。第２のセン
サ１１は、第１のセンサ９と同様に受光素子がライン上に配列されたラインセンサから構
成されるが、少なくとも近赤外光に対して感度を有したものが用いられる。なお、第１の
センサ９および第２のセンサ１２は、可視光および近赤外光に感度を有するセンサであれ
ば同じものを用いることができる。

第２のセンサ１２は、第１のセンサ９と同様に、後述するようにハンドピースの先端部に設けられており、ハンドピースの先端部を被測定部７に沿って動かした際に、第２のセンサ１２の各受光素子から得られた信号に基づいて、第２の画像処理部１３が蛍光像を生成している。

画像合成部１４は、第１の画像処理部１０で生成された可視光像と第２の画像処理部１３で生成された蛍光像とを合成し、画像合成部１４で合成された合成像は、液晶表示装置などからなる表示部１５に表示される。制御部１６は、歯周ポケット深さ測定装置１の全体を制御するためのものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって、各構成部の機能を実現している。制御部１６は、例えば、駆動部４の制御、各種画像処理や画像合成、表示部１５へ合成画像を表示する際に、術者（ユーザ）にとって見やすい画像に変更するために必要な画像変更処理を行っている。また、制御部１６は、画像合成部１４で得られた合成画像を解析することによって、歯周ポケットの深さを自動的に算出するように構成することができる。

図５は、本発明の一実施形態に係る歯周ポケット深さ測定装置で得られる合成画像を示す図である。図５では、歯１００の箇所は白色で、歯肉１０１の箇所は灰色で、ＩＣＧが充填された箇所１０４は黒で塗りつぶした画像として表示しているが、所定の画像変更処理を行うことによって、表示部１５にはカラーで表示するようにしてもよい。なお、図５において、歯１００の箇所と歯肉１０１の箇所とは、第１のセンサ９で受光した可視光からの可視光像に基づくものであり、ＩＣＧが充填された箇所１０４は、第２のセンサ１２によって受光した赤外蛍光からの蛍光像に基づくものである。

そして、術者は表示部１５に表示された合成画像から、歯周スポットの深さｄを測ることができる。なお、図５に示す表示部１５には、スケール（目盛り）１０５を表示するようにしておき、このスケール１０５を表示部１５内で、図示しない操作部によって任意の箇所に動かせるようにしておけばよい。さらに、表示部１５に表示される画像については、任意の倍率で拡大縮小表示が可能にとなるようにしておくことが望ましい。

次に、本発明に用いられるハンドピースについて説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る歯周ポケット深さ測定装置に用いられるハンドピースを模式的に示す図である。ハンドピース３０は、本体部３１と先端のヘッド部３２、および、本体部３１に対してヘッド部３２を任意の方向に折り曲げるための折り曲げ部３３を有している。ハンドピース３０のヘッド部３２には、可視光源２からの可視光と励起光源３からの励起光との合成光を被測定部７に対して照射するための照射部３４と、可視光受光部３５および蛍光受光部３６を有している。

照射部３４には先述した集光レンズ６が設けられている。歯周ポケット深さ測定装置１の本体部（図示なし）あるいはハンドピース３０の本体部３１に設けた可視光源２および励起光源３から得られた合成光は、光ファイバなどの導光部材を介して照射部３４に導かれ被測定部７に照射される。

可視光受光部３５は、第１のフィルタ８を受光面に設けた第１のセンサ９から構成され、蛍光受光部３６は、第２のフィルタ１１を受光面に設けた第２のセンサ１２から構成される。そして、第１のセンサ９および第２のセンサ１２はラインセンサから構成されており、両者の受光素子が隣接して平行に位置するように配置される。歯周ポケットの深さを測定する際には、ハンドピース３０のヘッド部３２を第１のセンサ９と第２のセンサ１２との配列方向ＡまたはＢと同じ方向に被測定部７に沿って移動することにより、第１のセンサ９から可視光像を、また、第２のセンサ１２から蛍光像を得ている。そして、画像合成部１４は、得られた可視光像と蛍光像とを第１のセンサ９と第２のセンサ１２との距離に相当する長さだけずらして合成することにより、被測定部７に対して可視光像と蛍光像とのずれ（位相差）のない合成像を得ている。

ハンドピース３０のヘッド部３２は、折り曲げ部３３によって本体部３１に対して任意の方向に折り曲げ可能に構成されている。このため、例えば、歯の表側（唇側）の歯周ポケットを測定する際には、図６（Ｂ）に示すように、照射部３４、可視光受光部３５、および、蛍光受光部３６が本体部３１とは反対側に折り曲げることにより、歯の表側に沿って移動させることができる。また、歯の裏側（舌側）の歯周ポケットを測定する際には、図６（Ｃ）に示すように、照射部３４、可視光受光部３５、および、蛍光受光部３６が本体部３１側に折り曲げることにより、歯の裏側に沿って移動させることができる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の他の実施形態（第２の実施形態）に係る歯周ポケット深さ測定装置のブロック図であり、図８は、第２の実施形態に係る歯周ポケット深さ測定装置に用いられるハンドピースを模式的に示す図である。図７に示す歯周ポケット深さ測定装置１’は、可視光源２、励起光源３、駆動部４、波長選択フィルタ５、集光レンズ６、第１のフィルタ８、第１のセンサ９、第１の画像処理部１０、第２のフィルタ１１’、第２のセンサ１２、第２の画像処理部１３、画像合成部１４、表示部１５、制御部１６、および、導光路２１、２２を備えている。そして、原理的には、図３に示した第１の実施形態における歯周ポケット深さ測定装置１と同じであるため、主に構成の異なる部分について説明する。

歯周ポケット深さ測定装置１’は、集光レンズ６から照射された合成光を被測定部７に導くための光ファイバ等の導光路２１を有しており、また、被測定部７からの反射光や赤外蛍光を導くための光ファイバ等の導光路２２を有している。これらの導光路２１および２２の被測定部７側の先端は、図８に示すハンドピース４０のヘッド部４２の照射部４４および受光部４５にそれぞれ位置している。なお、ヘッド部４２の照射部４４および受光部４５には、それぞれ図示しない集光レンズおよび対物レンズを設けてもよい。ハンドピース４０の他の構成は、図５で示したハンドピース３０と同様であり、ヘッド部４２は折り曲げ部４３によって本体部４１に対して任意の方向に折り曲げ可能に構成されている。

受光部４５から導光路２２に取り込まれた光は、光軸に対して４５度傾斜して配置された第２のフィルタ１１’によって、赤外蛍光と、可視光および励起光とに分離される。本実施形態では、第２のフィルタ１１’は、ＩＣＧからの赤外蛍光を反射し、可視光および励起光源３からの励起光を透過するようにしている。そして、第２のフィルタ１１’を透過した光は、第１のフィルタ８によって、可視光のみが透過し、透過した可視光は第１のセンサの受光面に結像されるようになっている。また、第２のフィルタ１１’によって反射した赤外蛍光は、第２のセンサの受光面に結像されるようになっている。第１のフィルタ８の透過特性は図４（Ａ）で示す第１の実施形態における第１のフィルタ８と同じである。

次に、第１の画像生成部１０は、第１のセンサ９の各受光素子から得られた信号に基づいて可視光像を生成している。また、第２の画像処理部１３は、第２のセンサ１２の各受光素子から得られた信号に基づいて蛍光像を生成している。そして、画像合成部１４は、第１の画像処理部１０で生成された可視光像と第２の画像処理部１３で生成された蛍光像とを合成し、得られた合成像は表示部１５に表示される。ここで、可視光像および蛍光像は、同じ受光部４５から取り込まれた光によって得た像であるため、第１の実施形態のような位相差を生じていない。このため、画像合成部は、可視光像と蛍光像を単純に合成することによってずれ（位相差）のない合成像を生成することができる。

以上、本発明に係る歯周ポケット深さ測定装置、および、歯周ポケット深さ測定方法について説明したが、歯周ポケット深さ測定装置の装置本体の制御部や表示部は、パソコンあるいはタブレット端末、スマートフォンなどによって構成してもよい。

１、１’…歯周ポケット深さ測定装置、２…可視光源、３…励起光源、４…駆動部、５…波長選択フィルタ、６…集光レンズ、７…被測定部（歯、歯肉）、８…第１のフィルタ、９…第１のセンサ、１０…第１の画像処理部、１１、１１’…第２のフィルタ、１２…第２のセンサ、１３…第２の画像処理部、１４…画像合成部、１５…表示部、１６…制御部、２１、２２…導光路、３０、４０…ハンドピース、３１、４１…本体部、３２、４２…ヘッド部、３３、４３…折り曲げ部、３４、４４…照射部、３５…可視光受光部、３６…蛍光受光部、４５…受光部、１００…歯、１０１…歯肉、１０２…試薬、１０３…注射器、１０４…ＩＣＧが充填された箇所、１０５…スケール（目盛り）。

Claims

可視光と、歯周ポケットに充填された蛍光物質への励起光とを同時に照射する光源と、前記可視光と、前記励起光および前記蛍光物質からの赤外蛍光とを分離する第１のフィルタと、該第１のフィルタを介して前記可視光を受光する第１のセンサと、前記蛍光物質からの赤外蛍光と、前記可視光および前記励起光とを分離する第２のフィルタと、該第２のフィルタを介して前記赤外蛍光を受光する第２のセンサと、前記第１のセンサが受光した前記可視光からの可視光像を生成する第１の画像処理部と、前記第２のセンサが受光した前記赤外蛍光からの蛍光像を生成する第２の画像処理部と、前記可視光像と前記蛍光像とを合成する像合成部と、像合成部によって合成された像を表示する表示部と、を有することを特徴とする歯周ポケット深さ測定装置。
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、平行に配置されたラインセンサからなることを特徴とする請求項１に記載の歯周ポケット深さ測定装置。
先端にヘッド部を備えたハンドピースを有し、前記光源からの光の照射部、前記第１のセンサ、および、前記第２のセンサが前記ヘッド部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の歯周ポケット深さ測定装置。
前記ヘッド部が前記ハンドピースの本体部に対して折り曲げ可能に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の歯周ポケット深さ測定装置。
前記蛍光物質は、インドシアニングリーンであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の歯周ポケット深さ測定装置。
歯周ポケット内に蛍光物質を含む試料を充填するステップと、歯と歯肉に対して可視光と前記蛍光物質の励起光を含む光を照射するステップと、前記歯と歯肉を含む可視光画像を得るステップと、前記蛍光物質からの蛍光に基づく蛍光画像を得るステップと、前記可視光画像と蛍光画像とを重ねた合成画像を得るステップとを有することを特徴とする歯周ポケット深さ測定方法。
前記合成画像から前記歯周ポケットの深さを得るステップを更に含むことを特徴とする請求項６に記載の歯周ポケット深さ測定方法。