(57)【要約】【課題】歯の隣接面のう蝕の診断をすることができるう蝕診断装置を提供する。【解決手段】う蝕診断装置１は、光源１０、ダイクロイックミラー２０、光検出器３０、レンズ５１、光ファイバ５２及びプローブ部６０を備える。プローブ部６０の先端部６４と診断対象物９１，９２の隣接面との間に、空気の屈折率より大きく診断対象物の屈折率より小さい屈折率を有する充填剤７０が充填される。プローブ部６０の先端部６４から出力した励起光は充填剤７０を経て診断対象物へ照射され、その照射に伴って生じた蛍光は充填剤７０を経てプローブ部６０の先端部６４に入力され、この蛍光の強度が光検出器３０により検出されて、診断対象物としての歯のう蝕が診断される。【選択図】図１
2010252911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出力する光源と、
前記光源から出力される励起光を診断対象物としての歯に照射するとともに、その照射に伴い診断対象物の表面または内部で発生した蛍光を入力して導くプローブ部であって、空気の屈折率より大きく前記診断対象物の屈折率より小さい屈折率を有する充填剤を介して前記診断対象物と対向した状態で前記励起光を出力する先端部を含むプローブ部と、
前記プローブ部により導かれた蛍光の強度を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とするう蝕診断装置。
【請求項２】
前記プローブ部の前記先端部が楔形状を有し、その先端部と前記診断対象物との間に前記充填剤が充填されることを特徴とする請求項１に記載のう蝕診断装置。
【請求項３】
前記プローブ部の楔形状の先端部が前記光源が出力する前記励起光を透過するシリコーンゴムからなることを特徴とする請求項２に記載のう蝕診断装置。
【請求項４】
前記充填剤がグリセロールであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のう蝕診断装置。
【請求項５】
前記充填剤が水溶液であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のう蝕診断装置。
【請求項６】
前記励起光の波長が６５５ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のう蝕診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、う蝕診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
う蝕（虫歯）は、早期段階で発見されれば、フッ素塗布による再石灰化等により「歯を削らない治療」を行うことができる。う蝕のできやすい部分としては、歯頚部（歯と歯肉の境界領域）、咬合面（臼歯の噛み合わせ部分）、隣接面（歯と歯の間）等が挙げられるが、特に隣接面については、従来から用いられている視診やＸ線診断による診断では、早期のう蝕の発見は困難であることが知られている。このため、早期段階における隣接面のう蝕診断技術の開発が要望されている。近年、早期段階におけるう蝕を診断する装置の候補の一つとして非特許文献１記載のような蛍光によるう蝕診断技術が注目されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Lussi A, Hack A, Hug I, Hechenberger H, Megert B, Stich H. Detectionof approximal caries with a new laser fluorescence device. Caries Research2006; 40: 97-103
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１記載のう蝕診断装置では、先端チップの最小幅が０．４ｍｍであるため、歯と歯との間の距離が０．４ｍｍ未満であり隙間が非常に小さい隣接面では、この先端チップを用いたう蝕の診断が充分ではなく、その理由が以下のとおりであることを本発明者は見出した。
【０００５】
上記のう蝕診断装置により歯の隣接面のう蝕の診断をする場合、空気と歯（エナメル質）との屈折率差に因り生じる両者間の界面での光のフレネル反射が問題となる。このような屈折率が互いに異なる２つの媒質の間の界面での光の反射は、下記（１）式のフレネルの式で表される。ｒｐはｐ偏光の振幅反射率であり、ｒｓはｓ偏光の振幅反射率である。ｎ１は第１媒質の屈折率であり、ｎ２は第２媒質の屈折率であり、φ０は入射角である。例えば、第１媒質は空気であり、第２媒質はエナメル質である。エナメル質の屈折率は約１.６である。
【０００６】
【数１】
2010252911.tif 000003
【０００７】
なお、ｐ偏光の反射率Ｒｐおよびｓ偏光の反射率Ｒｓそれぞれは、下記（２）式で表される。ｒｐ＊はｒｐの複素共役であり、ｒｓ＊はｒｓの複素共役である。
【０００８】
【数２】
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【０００９】
これらの式から判るように、入射角φ０が９０度に近づくと、ｓ偏光およびｐ偏光の双方とも反射率が急激に増加する。
【００１０】
上記のう蝕診断装置では、歯の隣接面に対して頬舌方向から励起光を照射することになる。このとき、歯の表面が曲率を有していることから、エナメル質の表面でのフレネル反射が大きく、う蝕診断装置からの励起光がエナメル質内部に入りにくい。また、歯の表面に凹凸があると、そこで励起光の拡散反射が生じることから、この点でも励起光がエナメル質内部に入りにくい。そして、エナメル質内部に侵入する励起光が少ないと、測定深さが浅くなるので、歯の隣接面ではう蝕の診断を十分に行うことができない。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、歯の隣接面のう蝕の診断をすることができるう蝕診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るう蝕診断装置は、励起光を出力する光源と、光源から出力される励起光を診断対象物としての歯に照射するとともに、その照射に伴い診断対象物の表面または内部で発生した蛍光を入力して導くプローブ部であって、空気の屈折率より大きく診断対象物の屈折率より小さい屈折率を有する充填剤を介して診断対象物と対向した状態で励起光を出力する先端部を含むプローブ部と、プローブ部により導かれた蛍光の強度を検出する光検出器と、備えることを特徴とする。
【００１３】
上記のう蝕診断装置によれば、空気の屈折率より大きく診断対象物の屈折率より小さい屈折率を有する充填剤を介して、励起光が診断対象物に対して照射されるため、診断対象物である歯の隣接部におけるフレネル反射や拡散反射を抑制することができ、歯の隣接面におけるう蝕の診断を行うことができる。
【００１４】
また、本発明に係るう蝕診断装置では、プローブ部の先端部が楔形状を有し、その先端部と診断対象物との間に充填剤が充填される態様とすることが好ましい。
【００１５】
上記のようにプローブ部の先端部を楔形状とすることにより、歯の隣接面とプローブとの整合性を高めることができ、う蝕の診断をより好適に行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係るう蝕診断装置では、プローブ部の楔形状の先端部が光源が出力する励起光を透過するシリコーンゴムからなる態様とすることができる。
【００１７】
ここで、充填剤がグリセロールであることが好ましく、或いは、充填剤が水溶液であることも好ましい。
【００１８】
また、本発明に係るう蝕診断装置において、励起光の波長が６５５ｎｍである態様とするときに、蛍光の測定をより好適に行うことができる。
【００１９】
なお、本発明はう蝕診断方法にも適用することができる。この場合には、本発明に係るう蝕診断方法には、励起光を出力する光源と、光源から出力される励起光を診断対象物としての歯に照射するとともに、その照射に伴い診断対象物の表面または内部で発生した蛍光を入力して導くプローブ部であって、空気の屈折率より大きく診断対象物の屈折率より小さい屈折率を有する充填剤を介して診断対象物と対向した状態で励起光を出力する先端部を含むプローブ部と、プローブ部により導かれた蛍光の強度を検出する光検出器と、備えるう蝕診断装置が用いられる。
【００２０】
そして、本発明に係るう蝕診断方法は、このう蝕診断装置を用いて、プローブ部において励起光を出力する先端部と診断対象物としての歯（ヒトを除く）との間に、空気の屈折率より大きく診断対象物の屈折率より小さい屈折率を有する充填剤を充填し、プローブ部の先端部から出射した励起光を充填剤を経て診断対象物へ照射し、その照射に伴い生じた蛍光を充填剤を経てプローブ部の先端部に入力し、この蛍光の強度を光検出器により検出して、診断対象物としての歯を診断する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、歯の隣接面のう蝕の診断をすることができるう蝕診断装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係るう蝕診断装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係るう蝕診断装置１の構成を示す図である。う蝕診断装置１は、光源１０、ダイクロイックミラー（蛍光フィルタ）２０、光検出器３０、レンズ５１、光ファイバ５２及びプローブ部６０を備える。なお、図１には、このう蝕診断装置１による診断対象物９１，９２として歯が示されている。
【００２５】
光源１０は、励起光を出力するものであり、例えばレーザ光源等が用いられる。励起光として用いられる光の波長は６５５ｎｍが好適である。
【００２６】
ダイクロイックミラー２０は、光源１０から出力された励起光を入力して、その光をレンズ５１に出力させる。
【００２７】
レンズ５１は、ダイクロイックミラー２０から出力された励起光を入力して、その光を光ファイバ５２の端面に集光して、その光を光ファイバ５２により導波させる。また、レンズ５１は、光ファイバ５２の端面から発散して出力された光をコリメートし、その光をダイクロイックミラー２０に入力させる。
【００２８】
ダイクロイックミラー２０は、光ファイバ５２の端面から出力されレンズ５１によりコリメートされた蛍光を入力し、光検出器３０へ出力する。
【００２９】
光検出器３０は、ダイクロイックミラー２０から出力された蛍光の強度を検出する。なお、光源１０とダイクロイックミラー２０との間の光学系、及びダイクロイックミラー２０と光検出器３０との間の光学系それぞれにおいて、光を導くための光ファイバが設けられるのが好適であり、この場合、光を集光して光ファイバ端面に入射させるレンズ、及び、光ファイバ端面から出射された光をコリメートするレンズも、設けられるのが好適である。
【００３０】
プローブ部６０は、レンズ６１、ミラー６２、レンズ６３及び先端部６４を一体にして備えており、また、光ファイバ５２と接続されている。
【００３１】
レンズ６１は、光ファイバ５２の端面から発散して出力された光をコリメートする。ミラー６２は、レンズ６１によりコリメートされた光をレンズ６３へ反射させる。レンズ６３は、ミラー６２により反射されて到達した光を収斂させる。先端部６４は、楔形状を有していて、底面が平坦である。診断対象物９１，９２の隣接面と先端部６４との間に充填剤７０が充填されている。この充填剤７０の屈折率は、空気の屈折率より大きく、診断対象物９１，９２のエナメル質の屈折率より小さい。
【００３２】
なお、先端部６４の材料としては、光源１０からの励起光と、診断対象物９１，９２から出射される蛍光とを透過する材料が用いられ、特にシリコーンゴムが好適に用いられる。これは、シリコーンゴムは軟らかく、先端部６４自身、充填剤７０、及び診断対象物９１，９２の隣接面を密着させやすく測定能を高めることができるからである。
【００３３】
プローブ部６０では、ダイクロイックミラー２０から出力され光ファイバ６２により導波されてファイバ端面から出力された光（励起光）は、レンズ６１によりコリメートされ、ミラー６２により反射され、レンズ６３により収斂され、先端部６４及び充填剤７０を経て、診断対象物９１，９２の隣接面に照射される。このとき、プローブ部６０により診断対象物へｐ偏光の光を照射すると、診断対象物９１，９２の表面での反射率が小さいので好ましい。
【００３４】
また、この励起光の照射に伴い診断対象物９１，９２の表面または内部において発生した蛍光は、充填剤７０及び先端部６４を経て、レンズ６３によりコリメートされ、ミラー６２により反射され、レンズ６３により光ファイバ５２の端面に集光される。光ファイバ５２の端面に集光された蛍光は、光ファイバ５２により導波され、レンズ５１およびダイクロイックミラー２０を経て光検出器３０へ入力される。
【００３５】
以上のように、本実施形態では、プローブ部６０の先端部６４と診断対象物９１，９２の隣接面との間に、空気の屈折率より大きく診断対象物の屈折率より小さい屈折率を有する充填剤７０が充填される。プローブ部６０の先端部６４から出力した励起光は充填剤７０を経て診断対象物へ照射され、その照射に伴い生じた蛍光は充填剤７０を経てプローブ部６０の先端部６４に入力される。そして、この蛍光の強度が光検出器３０により検出されて、診断対象物としての歯が診断される。なお、蛍光の強度の測定は、特定の波長の蛍光の強度を測定する方法を用いてもよいし、蛍光スペクトルを測定する方法を用いてもよい。
【００３６】
このように、本実施形態に係るう蝕診断装置１によれば、プローブ部６０の先端部６４の形状が楔形状とされていることにより、診断対象物９１，９２の隣接面との整合性が高められる。また、先端部６４の形状が楔形状とされていることにより、診断対象物９１，９２の間の距離が非常に小さい隣接面であっても、好適に測定を行うことができる。
【００３７】
また、本実施形態では、プローブ部６０の先端部６４と診断対象物９１，９２の隣接面との間に充填剤７０が充填され、その充填剤７０の屈折率は空気の屈折率より大きく診断対象物の屈折率より小さい。このような充填剤７０が用いられることにより、歯の曲率によるフレネル反射や歯の表面の凹凸による拡散反射が抑制されて、エナメル質内部に侵入する光が多くなり、測定深さが深くなって、歯間隣接部のう蝕の診断を行うことができる。
【００３８】
なお、充填剤７０の屈折率は、診断対象物である歯のエナメル質の屈折率１.６に近いことが好ましい。屈折率１.３３である水を充填剤７０として用いても、表面反射抑制効果が得られる。グリセロールの屈折率１.４６は水よりエナメル質の屈折率に近いので、グリセロールを充填剤７０として用いることで、より大きな表面反射抑制効果が期待され得る。
【００３９】
ただし、グリセロールの粘度は水の粘度より大きいので、歯の表面のぬれが悪くなる可能性があり、その結果、グリセロールと歯の表面との間に気泡ができやすくなり、表面反射をあまり低減できない可能性もある。よって、充填剤７０としては、屈折率を考慮するのはもちろんのことであるが、ぬれに影響する粘度なども考慮して選定することが好ましい。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明に係るう蝕診断装置は種々の変更を行うことができる。例えば、プローブ部６０の先端部６４の形状は楔形状でなくてもよい。また、プローブ部６０内の光学系の構成についても、レンズ６１、ミラー６２、及びレンズ６３が配置された上記実施形態の構成に限定されない。
【符号の説明】
【００４１】
１…う蝕診断装置、１０…光源、２０…ダイクロイックミラー、３０…光検出器、５１…レンズ、５２…光ファイバ、６０…プローブ部、６１…レンズ、６２…ミラー、６３…レンズ、６４…先端部、７０…充填剤、９１，９２…診断対象物。
【図１】
2010252911.tif 000005