(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯石の検出・除去システムであって、
歯石を除去するために歯に沿って変位するのに適合した遠位端を有するプローブと、
前記遠位端の先端に配置された少なくとも１つの光案内手段と、
を有し、
前記遠位端の前記先端は、少なくとも１つの耐摩耗性陶磁によって耐摩耗性を示し、
さらに、前記光案内手段からの光を集めて前記歯石の特性に関連付ける測定を行うとき、前記プローブの操作によって信号を得る分析手段を有するとともに、
前記少なくとも１つの光案内手段を介して集められた光は、歯石又は歯の腐食のスペクトル反射特性として赤外線に関連する各波長を含むことを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項２】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記少なくとも１つの光案内手段は、歯に沿って変位する歯石除去器具の遠位端部の外側に延在していることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項３】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記少なくとも１つの光案内手段は、前記歯石除去器具の前記遠位端部の側面を配向することを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項４】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記遠位端部は、遠位端部を損耗から保護する交換可能な保護カバーを備えることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項５】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記集められた光は、歯石の色又は歯の腐食の色に関連する各波長を含むことを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項６】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、さらに、前記歯の周辺に流体を供給する洗浄システムを含むことを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項７】
請求項６記載の検出・除去システムにおいて、前記洗浄システムは、流体供給チューブと流体源とを含み、前記流体供給チューブは、歯又は歯の近傍の一領域に対して入射光を照射する光照射手段、前記検出手段及び前記歯石除去器具の前記端部近傍に位置する排出口を有し、前記流体源は、前記流体供給チューブの前記排出口の上流で前記供給チューブと連通することを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項８】
請求項７記載の検出・除去システムにおいて、前記供給チューブは、前記歯石除去器具の前記遠位端部内側に延在する遠位部分を有することを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項９】
請求項７記載の検出・除去システムにおいて、前記洗浄システムは、前記プローブのハウジング内に、前記供給チューブを介して前記排出口に連通するリザーバを含むことを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１０】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記光照射手段及び前記検出手段は、前記歯石除去器具の前記遠位端部近傍に位置する遠位部分を有する少なくとも１つの光案内手段を含み、前記光案内手段は、前記遠位部分に着脱可能に接続される近位部分を含み、前記遠位部分の作業端部を前記近位部分から選択的に離脱させて前記遠位部分及び前記作業端部を破棄して新しいものと交換することが可能であるか、又は前記遠位部分及び前記作業端部を消毒した後、前記近位端部に戻されて再使用されることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１１】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記信号が光、音、振動の少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１２】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記プローブが、音波歯石除去器、超音波歯石除去器、回転歯石除去器、圧電歯石除去器の群から選択された電力駆動具であることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１３】
請求項１項記載の検出・除去システムにおいて、前記歯石除去器具は凹部を有するハンドルを有し、前記凹部は、貯水タンク及び電力を供給する電池の少なくともいずれか一方を収容することを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１４】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記遠位端が、前記少なくとも１つの光案内手段を挿入する管を有する管状体であることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１５】
請求項２記載の検出・除去システムにおいて、１つ以上の所定範囲の波長を有する前記反射光の測定値が、歯石の特性を示す第１の所定範囲の値であるか、又は、歯石以外の人工物の特性を示す第２の所定範囲の値ではないときに前記歯石除去器具のオペレータ又は前記歯石除去器具に対して信号を発する分析システムを備え、
前記分析システムは、患者の履歴を保存したり更新したりするためのソフトウエアを含むことを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１６】
請求項１５記載の検出・除去システムにおいて、前記管状体が直線形状であることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１７】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記端部が、金属本体に耐摩耗性ダイアモンドコーティングがなされたものであることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１８】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記端部が陶磁からなることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項１９】
請求項１記載の検出・除去システムにおいて、前記分析手段に結合された光源が、水又は血液の存在による反射で歯石を検出するのに適した赤外線を発光し、前記集められる光が反射された赤外光を含むことを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項２０】
歯石の検出・除去システムであって、
遠位端部材及び近位端ハンドルと、歯石を除去するために歯に沿って変位するのに適合した先端とを有し、前記遠位端部材が前記ハンドルを取り外し可能に取り付ける近位端コネクタを含み、且つ湾曲した部位及び前記先端を有する歯石除去具と、
前記歯石除去具の外表面に取り外し可能に固定されるように適合され、且つ前記遠位端の近傍から延在するとともに、前記端部の歯との接触点から陥没した少なくとも１つの光案内手段と、
前記少なくとも１つの光案内手段を介して光を運搬する光源と、
前記少なくとも１つの光案内手段から光を集める光検出手段と、
前記歯石の特性に関連付ける測定を行うとき、前記光検出手段の操作によって信号を得る分析手段を有することを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項２１】
請求項２０記載の検出・除去システムにおいて、前記少なくとも１つの光案内手段は、前記歯石除去器具の前記遠位端部近傍に位置し、前記遠位部分は、前記作業端部に沿って選択的に変位可能であって、前記作業端部の損耗に合わせて前記遠位部分の位置が調整されることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項２２】
請求項２０記載の検出・除去システムにおいて、前記歯石除去器具の除去モードと前記検出手段の検出モードとを切り換える手動スイッチを備えることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項２３】
請求項２０記載の検出・除去システムにおいて、前記歯石除去器具の除去モードと前記検出手段の検出モードとを調整可能な頻度で自動的に切り換える自動スイッチを備えることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項２４】
請求項２０記載の検出・除去システムにおいて、前記歯石除去具が、音波歯石除去器、超音波歯石除去器、回転歯石除去器、圧電歯石除去器の群から選択された電力駆動具であることを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【請求項２５】
請求項２０記載の検出・除去システムにおいて、前記光源が、水又は血液の存在による反射で歯石を検出するのに適した赤外線を発光し、前記集められる光が反射された赤外光を含むことを特徴とする歯石の検出・除去システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
【０００２】
１．発明の技術分野
本発明は、歯石、より具体的には、歯肉縁下歯石の検出及び除去に関するものである。
【０００３】
２．従来技術の説明
例えば、スクレイパや音波器具、超音波器具を用いて歯石を除去することは、歯周病の予防や治療に大切である。歯周病は、歯槽骨Ｂ、歯肉Ｇ、歯根膜（歯周靭帯）等の歯周組織の病気である。歯石は、歯面に蓄積した歯垢が石灰化したものである。歯肉縁上歯石及び歯肉縁下歯石Ｓ（図２参照）は、除去しなくてはならない。その理由は、歯石がバクテリアを含む多孔質の物質であるため、歯石上で病原性のバクテリアが繁殖し易いからである。
【０００４】
図１に示す健康な歯周組織では、歯周ポケットは存在しない。しかしながら、図２に示すように歯周組織が歯周病に罹患している場合には、歯肉Ｇの内側面Ｏと歯Ｔの歯根Ｒとの間に歯周ポケットＰが形成される。この歯周ポケットＰが歯根膜（歯周靭帯）Ｌによって端部側で（apically）閉塞されるので、当該歯周ポケットＰには、歯肉縁下歯石Ｓが形成される。
【０００５】
従って、深刻な健康上の問題を引き起こすような歯周病を予防するため、歯の表面に形成された歯石を除去することが大切である。しかしながら、歯石の除去は困難であり、手探りのような方法で行われる。一般的に、歯肉縁下歯石は、歯肉によって隠れているため、通常の状態では目視することができない。オペレータは、歯肉の裏側に存在する歯肉縁下歯石を除去する際、プローブを用いた触知によって歯石を探さなければならないが、歯肉縁下歯石を視認することができないため、侵襲的外科処置によらずに歯石を完全に除去することはできない。
【０００６】
米国特許第５，２３０，６２１号公報及び米国特許第５，３２６，３６５号公報には、内視鏡を用いて歯肉縁下歯石を除去する方法及び装置が開示されている。このシステムでは、内視鏡プローブが歯肉ポケットや歯肉溝に挿入され、歯肉縁下歯根のプレーニング（planing）、スケーリング（scaling）、また、他の医療器具によって行われるその他の歯垢除去処置のプロセスや効果を内視鏡によって視認することができる。また、内視鏡装置を備えた医療器具によって歯肉縁下歯面に付着した物質を除去するようにしてもよい。この場合、オペレータは、歯垢除去器具を使用している際、この器具を視認したり、案内したりすることができる。すなわち、オペレータは、画像をモニタに表示されている内視鏡が捕らえた画像を目視することによって歯肉縁下歯石の存在を確認することができる。このシステムは効率的であるが、モニタを目視するためにオペレータが患者の口内を直接視認することを中断しなければならないという煩雑さがある。さらに、このシステムは、モニタとハードウエア（関連機器）が必要であるため、比較的高価である。
【０００７】
このような観点から、モニタを必要とせずに歯肉縁下歯石の存在を自動的に検出する歯石除去器具等を使用した歯科器具、すなわち、モニタを目視する必要がなく、オペレータが患者の口から目を離さないで作業に集中できるような歯科器具が必要とされている。このような器具によって、歯石除去器具を使用している最中にオペレータの診断を支援するシステムが提供され、オペレータの歯肉縁下歯石を除去する作業が容易になる。
【０００８】
発明の要旨
本発明の目的は、歯肉縁下歯石を含む歯石を検出するための新規なシステムを提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、歯石のスペクトル反射特性に基づいて歯石を自動的に検出する新規な歯石検出システムを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、歯肉縁下歯石を検出した際、視覚信号、音信号、触覚又はその他の信号をオペレータや歯石除去装置に発するシステムを提供することにある。歯石除去装置に伝送する場合は、信号は器具を制御するであろう。歯石の検出は、歯肉縁下領域における測定によって得られた１つ以上の所定範囲にある各波長の検出をすることであり、当該波長によって歯石の存在を示すスペクトル反射特性を適切に判別することができる。
【００１１】
従って、本発明によれば、
歯に沿って変位する歯石除去器具と、
前記歯又は前記歯の近傍の一領域に対して入射光を照射する光照射手段と、
前記領域で反射した光を集光する検出手段と、
１つ以上の所定範囲の波長を有する前記反射光の測定値が、歯石の特性を示す第１の所定範囲の値であるか、又は、歯石以外の人工物の特性を示す第２の所定範囲の値ではないときに前記歯石除去器具のオペレータ又は前記歯石除去器具に対して信号を発する分析システムと、
を備え、
前記信号に呼応して、前記領域又はその近傍において歯石を除去するように前記歯石除去器具を駆動することが可能であることを特徴とする歯石検出除去装置が提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、
（ａ）  検出器具を用いて入射光及び自然に存在する光源のいずれか一方を歯の一領域に照射するステップと、
（ｂ）  前記検出器具を用いて前記歯の前記領域で反射した光を集光し測定するステップと、
（ｃ）  前記反射光を分析し、前記反射光が歯石の存在を示しているか否かを判定するステップと、
（ｄ）  前記ステップ（ｃ）において歯石の存在が検出されたとき、歯石除去装置のオペレータ又は歯石除去器具に対して信号を発するステップと、
（ｅ）  前記検出器具が実質的に前記領域に位置したまま、前記歯石除去器具を用いて前記領域から歯石を除去するステップと、
を有することを特徴とする歯から歯石検出除去方法が提供される。
【００１３】
電動歯石除去器具又は歯石除去器具には、音波歯石除去器、超音波歯石除去器、回転歯石除去器、圧電歯石除去器、全ての手動器具（例えば、キューレット）、又は、歯科オペレータが歯石を除去する目的に適した全ての器具が含まれる。
【００１４】
本発明の本質を概略的に説明したが、以下、本発明に係る好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
好ましい実施の形態の説明
本発明は、内視鏡のような装置として作用する歯石除去器具を用いて歯肉縁下歯石の存在を自動的に検出するシステム１０に関する。この歯石除去器具は、歯石の電磁スペクトル反射特性に基づく光学的な方法によって、前記歯石除去器具が歯と歯肉の間に挿入されて歯に存在する歯石と相対した際に、歯の健康的な部分、歯肉、血液及び歯石以外の人工物（artefact）から歯石を区別することができる。
【００１６】
より具体的には、システム１０は、３つの主要な機構、すなわち、（１）光学部品を含む歯石除去システムと、（２）ケーシングを含む歯石検出システムと、（３）制御システムを含む。ケーシング内には、光学部品、光源、データ収集用部品及び信号処理を行うための電子機器のほか、水道や水源３０に接続可能な注水口が設けられている（但し、注水口は選択的な特徴である）。全ての部品１０００は、通常、電動歯石除去器具（例えば、キャビトロン（Cavitron、登録商標）やキューレット）で用いられるものであり、光ファイバ及び電動歯石除去器具で使用される全てのケーブルを含むケーブルストランドを含む。ケーブルストランドは、歯石除去器具の挿入部をケーシングに接続する。制御システムは、診断時に歯石除去システムの電動歯石除去器具を駆動させることが可能である。制御システムは、例えば、（ｉ）手動制御装置若しくはオペレータＯＰが駆動する電動ペダル、又は、（ｉｉ）電動歯石除去器具を診断との関係で駆動させるモジュール（例えば、電子部品若しくは電子機械部品等）である。
【００１７】
実際には、システム１０は、歯石除去器具の挿入部１２を含む。挿入部１２の先端部には、歯石を検出する光学システムを含む。このような光学システムは、当該先端部の外側に設けられてもよい。光学システムは、光ファイバ、すなわち、歯肉縁下領域に光を照射するための１本以上の光照射ファイバ１４と、当該領域におけるスペクトル反射特性を判定するために、検査部位又は歯周部位によって反射される光を受光する１本以上の検出ファイバ１６（但し、プリズム、ミラー等の光ファイバ以外の手段も用いられる）とを含む。光照射機能及び検出機能の双方を有する単一の光ファイバを使用するようにしてもよいことが理解されよう。電動歯石除去器具の挿入部１２は、歯周ポケットＰに挿入される湾曲した先端部分６０を有する。光照射ファイバ１４及び検出ファイバ１６は、先端部分６０内に含まれ、先端部分６０の開放された自由端部、すなわち、遠位端部３６まで延在する。従って、光照射ファイバ１４及び検出ファイバ１６の各遠位端部は、遠位端部３６に位置する。先端部分６０は、先が細く尖った形状や、平坦な形状等でもよい。
【００１８】
電動歯石除去器具の挿入部１２は、ハンドル１８を含む。電動歯石除去器具の挿入部１２は、さらにコネクタ４６を含み、コネクタ４６は、例えばハンドル１８の近位端部に位置する。電動歯石除去器具の同じシステムによって、歯肉縁下領域に水を噴射或いは注入する。歯周ポケットＰは、検出効率を高めるために洗浄される。
【００１９】
ペダルによって洗浄システムと電動歯石除去器具を同時に駆動させる従来の電動歯石除去器具と異なり、電動歯石除去器具を駆動させなくとも、洗浄システムを用いることが可能である。
【００２０】
ケーブルストランド３２は、電動歯石除去器具の挿入部１２と、ケーシング３４内に設けられた電子システムとを接続する。ケーシング３４の形状及び寸法を、外部電源及び給水チューブ３３を介して水源３０に接続される電動歯石除去器具のケーシングの形状及び寸法とすることにより、システムＳが携帯可能となる（図６に示されるように、ケーシング３４が、内蔵される電池３１から電源を供給される場合を除く。また、水源３０は、ケーシング３４に一体化される携帯リザーバであってもよい）。電動歯石除去器具の挿入部１２内の光照射及び検出ファイバ１４、１６の遠位部分は、光を伝搬する。また、ケーブルストランド３２の一部である光照射及び検出ファイバ１４、１６の近位部分は、さらにケーシング３４へ光を伝送したり、ケーシング３４から光を伝送される。ケーブルストランド３２は、光照射及び検出ファイバ１４、１６及び電動歯石除去器具のケーブルに通常用いられる部品を支持すると同時に保護する（電動歯石除去器具のケーブルは、給水チューブ３３の一部及び挿入部用の電源の一部を含む）。ケーブルストランド３２は、電動歯石除去器具の挿入部１２のハンドル１８の近位端部３３に設けられるコネクタ４６に着脱自在に接続される。これにより、電動歯石除去器具の挿入部１２はケーブルストランド３２から離脱可能であり、電動歯石除去器具の挿入部１２だけを加圧滅菌器（autoclave）、医療用滅菌器（chemiclave）等の消毒装置へ運ぶことが可能となる。コネクタ４６は光ファイバのコネクタとして機能し、挿入部１２をケーブルストランド３２から分離可能にする。また、挿入部１２又はその一部をシステムから分離可能にし、挿入部の適切な部分を消毒可能にさえできれば、このような光学的なコネクタを設けなくともよい。代替的に、電動歯石除去器具の挿入部１２は使い捨てとし、消毒しないで破棄してもよい。
【００２１】
特定の部位（すなわち、歯周ポケットＰ）に光を照射する１つ以上の光照射ファイバ１４の各々は、光源に面する一方の端部と、電動歯石除去器具の挿入部１２の自由遠位端部３６に位置する他端部とを有する。光源は、光波長選択フィルタを備えていてもよいし、備えていなくてもよい。各ファイバ１４は、ケーブルストランド３２と電動歯石除去器具の挿入部１２との間のコネクタ４６で中断（又は分断）されている。
【００２２】
１つ以上の検出ファイバ１６の各々は、歯周部位から反射した光（紫外線、可視光線、赤外線等の電磁波）を受け取るために使用される。この検出ファイバ１６は、歯周ポケットＰを照射する光照射ファイバ１４と同一のものでもよい。各検出ファイバ１６は、電動歯石除去器具の挿入部１２の遠位端部３６に位置する一端部と、光検出器又は電子光変換器３８に面する他端部を有する。光検出器又は電子光変換器は、光波長選択フィルタを備えていてもよいし、備えていなくてもよい。各ファイバ１６は、ケーブルストランド３２と電動歯石除去器具の挿入部１２との間のコネクタ４６で分断（切断）されている。電子又は光学フィルタを、電子路（electronic path）又は光路に沿った場所の何処かに設けることも可能である。
【００２３】
この検出器３８は、ケーシング３４内に収容された電子システムに接続されている。
【００２４】
検出器において、又は検出器から出力された信号から、検出を容易にするために電子的又は物理的（光学的）にフィルタ処理を行うシステムによって、例えば、歯石が存在しない部分で生じた波長又は検出に不要な波長が除去される。これによって、有意な信号を強調することが可能である。フィルタ処理システムは、信号を２つ以上の異なるスペクトル領域から分離することも可能である。
【００２５】
フィルタ処理を行った後に得られた信号又はフィルタ処理を経ずに直接検出器から得られた信号は、電子プロセッサによって分析され、電動歯石除去器具の挿入部１２の遠位端部３６に歯石が存在するか否かが判断される。
【００２６】
歯石が検出されると、光、音、又は他の手段でオペレータが感知可能なインジケータが駆動され、電動歯石除去器具の挿入部１２の遠位端部３６によって検査された領域に歯石が存在するという情報がオペレータにもたらされる。歯石が検出された際、オペレータに知らせると同時に、又はオペレータに知らせずに、システムは、制御ボックス４００を駆動させて電動歯石除去器具の挿入部１２の遠位端部３６により歯石を除去するように、歯石除去器具の挿入部１２の電源を投入することが可能である。例えば、インジケータが電動歯石除去器具の挿入部１２上に設けられた発光インジケータ４２である場合、ケーシング３４内で発生した光は、１つ以上の光ファイバ４４によってケーシング３４と電動歯石除去器具の挿入部１２のハンドル１８との間で伝送される。光は、最終的に、ハンドル１８に設けられたインジケータ４２に伝送される（図７ａ、図７ｂ参照）。従って、オペレータは、歯石が検出されると、光ファイバ４４によって伝送された光を視認することができる。また、ハンドル１８上に位置し、ケーシング３４に設けられたスイッチに電気的に接続された警告用ＬＥＤ（発光ダイオード）から、歯石が検出された際、自動的に光信号を発生させるようにしてもよい。
【００２７】
ケーブルストランド３２の端部に設けられたコネクタ４６によって、電動歯石除去器具の挿入部１２のハンドル１８とケーブルストランド３２とを着脱可能に接続することができる（図４、図４ａ参照）。ケーブルストランド３２は、光照射光ファイバ１４、検出光ファイバ１６、給水チューブ及び電源を含む電動歯石除去器具のケーブルに通常用いられる部品、電動歯石除去器具の挿入部１２上の発光インジケータ４２のための光ファイバ４４等を収容する可撓性の鞘として機能する。
【００２８】
ケーシング３４は、電気を投入するための電源４８と、１つ以上の光源５０と、光検出器３８と、電子カード４０等のための入力部を備える電子プロセッサ及びメモリチップと、断続器（スイッチ）５４と、装置の較正処理を行うボタン４０１と、検出感度を調整する１つ以上の制御用ボタン４０２と、患者の歯及び歯周の特徴に対して較正する１つ以上の制御用ボタン４０３と、スピーカ５６のスイッチをオン／オフする中断器４０４とを含んでもよい。電源４８は、外部電源でも内部電源でもよい。光源５０としては、ハロゲン電球、ダイオード、レーザ、レーザダイオード等が含まれ、光波長選択フィルタによってフィルタ処理されるものでもよく、フィルタ処理されないものでもよい。電子カード４０は、例えば、情報を記憶したり、コンピュータやプリンタ等の電子システムに情報を伝送するために使用される。電子プロセッサは、少なくとも１つのトランジスタを含む。スピーカ５６は、音を発してオペレータに歯石の存在を知らせるための発生器若しくは増幅器５８を備えるか、又は、歯石が検出された際に電動歯石除去器具の挿入部１２を自動的に駆動させる電子／電気システムを備える。出力（power）の強さは、歯石信号が強ければ（high）、電動歯石除去器具が強く出力するように、歯石に対応する信号の強さに比例させてもよく、させなくともよい。
【００２９】
従って、システム１０は、光照射ファイバ１４を介して適切なスペクトル成分を有する光を歯周ポケット内に伝送することができ、歯周ポケットを構成するか歯周ポケットに存在する組織及び人工物によって反射された光を、検出ファイバ１６を介して取り込むことができる。検出ファイバ１６は、光照射ファイバ１４と同じものでもよいし、別個のものでもよい。この反射光は、ケーシング３４内に存在する光検出器３８によって検出されて分析される。歯周ポケットを構成するか歯周ポケットに存在する組織及び人工物によって反射される入射光のスペクトル成分の変化に基づいて、光検出器３８の信号を電子的分析又は電子機械的分析（例えば、電子光学的又は情報科学的アルゴリズム）にかけ、電動歯石除去器具の挿入部１２の遠位端部３６が歯石の近傍にあるか否かが判定される。反射光のスペクトル成分が歯石の存在を示す所定範囲内にあれば、電子的分析又は電子機械的分析によって、オペレータに対し、知覚可能な信号を発するか、又は電動歯石除去器具の挿入部１２を駆動させる。知覚可能な信号を発するとともに、電動歯石除去器具の挿入部１２を駆動させてもよい。例えば、ハンドル１８上の発光インジケータ４２が光ファイバ４４を介して駆動される。光ファイバ４４は、ケーシング３４内で発生した光をインジケータ４２に伝送する。なお、音や振動等の信号を用いてもよい。
【００３０】
ポケット１２に挿入されて歯石を除去する電動歯石除去器具の挿入部１２の一部のような、作業端部が損耗する既存の電動歯石除去器具（歯石除去器、超音波キューレット、圧電キューレット、手動キューレット等）に対応するために、作業端部の内側及び外側において組み合わされる本光学システムは、そのような損耗に対処するよう設計されることが求められる。振動する装置では、作業端部は使用に応じて縮小する。さらに、この作業端部は、横方向に損耗する。他方で、ほとんど損耗しないか、全く損耗しない作業端部を製造することも可能である。これは、耐損耗コーティング（例えばダイアモンド）を施したり、非常に固い原料（例えば、陶磁、金属等）を使用したり、他の方法を用いることにより実現される。
【００３１】
もし光ファイバや光学手段８０が光学システムで用いられるならば、光ファイバや光学手段８０は近接する構造体上に接着されるか、単に並置されてもよい。例えば、遠位端部又は作業端部６０に画成され水が緩衝物として機能する内腔部内に接着されるか、並置されてもよい。ファイバを接着するためには、エポキシ系接着剤を用いることができる。構成によっては、生物学的適合性を有する接着剤や、消毒可能な（sterilisable）接着剤等を用いてもよい。
【００３２】
さらに、精度を高め機械的応力に耐えるために、構造体に対し光学手段を銀や他の合金で溶接して固定することも可能である。
【００３３】
光学手段８０を作業端部６０の内側又は外側に通過させるために、従来の加工技術、鋳造等を用いることが可能である。例えば、非常に小径（例えば３ミル）の孔部を設けるためにＥＤＭ加工を用いてもよい。
【００３４】
光ファイバは、２５ミクロン以下の径を有していてもよく、これにより作業端部６０の設計に自由度を与える。
【００３５】
１）ファイバ等の光学手段８０は、作業端部の内側に一体化される。
【００３６】
ｉ．中央部
光学手段は、作業端部の中央に位置する。
【００３７】
ｉｉ．側面部
光学手段は、底部で観察する代わりに、キャプチャ端部８２が横方向に面するように挿入されてもよい（図１７参照）。湾曲する先端部分６０の両側にキャプチャ端部８２が存在してもよい。歯の表面がキャプチャ端部に面している場合、この形状がより効果的であるので、作業端部を回転させることが可能である。
【００３８】
ｉｉｉ．複合化
複合化（光照射用及び検出用）された光学手段を有し、一度に多数の領域を検査することができる。
【００３９】
ｉｖ．可動性
光学手段は、作業端部から独立して移動可能であり、光学部品アセンブリを変位させることができる（図１２の可動性光学アセンブリ１２０を参照）。通常電動歯石除去器具の作業端部は損耗するが、光照射用の光学手段を可動とすることは、損耗に対処する１つの方法である（図１２参照）。
【００４０】
ｖ．キャプチャアセンブリの端部に位置する光学手段（一体化又は非一体化）
レンズ等の光学部品は、キャプチャ端部の末端において用いることができる。この部品は、例えば、底部よりも側部の放射をよりよく集光するように、放射を所望の方向に変化させるために用いられる。例えば、膨張可能な部材が用いられる。この光学部品は可撓性である。
【００４１】
ｖｉ．コーティング
損耗を防止するために作業端部にコーティングが施される。例えば、ダイアモンド、陶磁、エポキシ、プラスチック等が用いられる。
【００４２】
ｖｉｉ．トンネル（tunnel）
損耗する作業端部内に位置する光学手段の一部は、所要の放射に対し透過性を有する材料で製造される（図１３及び図１３ａの参照符号１２２参照）。また、その材料は、作業端部と同じ進度（rate）で損耗してもよい。例えば、光ファイバは、作業端部における末端の３ｍｍを除いて光を照射してもよい。
【００４３】
ｖｉｉｉ．複数の光ファイバ
光学手段として複数の光ファイバを用いることが可能である。
【００４４】
ｉｘ．単一の光ファイバ
光学素子として光照射用及び検出用に単一の光ファイバを用いることが可能である。
【００４５】
ｘ．他の光学部品
光学手段には、ミラー及び／又はプリズムを設けたり（図１４の参照符号１２４参照）、他の回折光学部品若しくは反射光学部品を設けることが可能である。挿入部は、歯肉を拡大しよく見えるように設計されてもよい。
【００４６】
２）ファイバ等の光学手段８０は、作業端部６０の外側に位置する（図８及び図８ａ参照）。
【００４７】
光学手段は、独立したアセンブリとして作業端部構造体の外側に配置されてもよい。光学部品の一部を外部に配置することにより、起こりうる作業端部構造体の損耗に影響を受けることがない。例えば、この外部システムは、光学手段を含む非常に小さな内径を有するチューブ８４から構成されてもよい。このアセンブリは、作業端部６０に平行に挿入される。この光学アセンブリは、歯の表面ＴＳ（図８ａ参照）を調べるために作業端部（図８参照）によって変位可能であってもよい。この種のアセンブリは、キャプチャ端部６０を位置決めするためにより大きな自由度を付与する。また、このシステムは、如何なる電動除去器具にも適合するよう設計されることが可能であり、普遍的な仕様（universal）とすることができる。このシステムは、使い捨てにしてもよい。上記の通り、光学手段は、複合化されたり、コーティングを有したり、トンネル構造を有したり、複数の光ファイバを有する構造としたり、若しくは単数の光ファイバを有する構造としたり、他の光学部品を使用することが可能である。
【００４８】
３．交換可能な部品（一体化構成）
ｉ．単独で又は組み合わされて交換可能な部品
１．末端
作業端部の末端は、光学手段と一緒に交換可能であるか又は光学手段と関係なく交換可能な部品としてもよい。
【００４９】
２．作業端部
作業端部自体は、光学手段と一緒に使い捨て可能であるか又は光学手段と関係なく使い捨ての部品としてもよい。例えば、作業端部及び光学手段の両方が使い捨てであってもよく（図９ｂ及び図９ｃ参照）、又は、光学手段が永続して用いられる一方、作業端部が使い捨てであってもよい（図９ｄ参照）。この場合、作業端部は内腔部を有するスリーブ形状をなし、内腔部に光学手段が摺動可能に挿入されている。
【００５０】
３．光ファイバアセンブリ（例えば、可動光ファイバ）
光ファイバアセンブリは、使い捨てであってもよく、例えば、プラスチック、ガラス、又は他の材料の単一ファイバ光学部品であってもよい。例えば、作業端部の内腔部に光学ケーブルを通してもよい。又は、連続光ファイバ光伝送システム（continuous fiber optic optical feeding system）を使用する軟組織用若しくは硬組織用レーザ機器のように、作業端部の外部に設けられてもよい。
【００５１】
４．カバー又はコーティング
作業端部は、損耗を防ぐようにカバー７６（図１１参照）で覆われてもよい。このようなカバーは、光学手段が外部にある場合だけでなく、一体化されている場合にも用いられてよい。カバーは、金属やテフロン（登録商標）製であってもよく、可撓性、硬化性である（マイラー（Mylar）、ＰＴＦＥ等）。カバーは、放射光が光学手段のキャプチャ端部まで十分に通過するように孔部を有していてもよい。電磁波が十分通過する材料で作られている限り、そのような単数又は複数の孔部を設けなくともよい。
【００５２】
ｉｉ．固定方法
１．ねじ−圧力
作業端部を押圧するねじは、光学手段を固定する。
２．摩擦、半径方向の締め付け−共通のチャック（chuck）又はバー固定システム（burr fixation system）
３．圧入
４．接着−例えば、加圧滅菌器で分解し交換可能な部品を取り除くことが可能な接着剤を用いる。接着剤は青色光、紫外線等の放射により固化させることができる。
５．回転によるねじ止め−例えば、空気音波装置（air sonic apparatus）
ねじ部が作業端部又は交換可能な部品に設けられる。これによって、光学手段が作業端部の他の部分又は挿入部のハンドルにある振動部に固定される。
【００５３】
４．作業端部の構成に用いられることが可能であり、損耗に好適に耐性のある材料
ｉ．チタン
ｉｉ．ステンレス鋼、４００シリーズ、例えば４２０、高硬度金属、ハンマーによる高硬度金属（hammer-hardened）、冷間引抜き又は冷延金属（cold-drawn or cold-rolled metal）
ｉｉｉ． 他のステンレス鋼
ｉｖ．セラミック
ｖ．プラスチックス
ｖｉ．他の好適な金属
ｖｉｉ．他の好適な材料
【００５４】
５．以下を含む光学素子
ｉ．グラスファイバ
ｉｉ．他の材料製のファイバ
ｉｉｉ． プラスチックファイバ（ポリエステル等）
ｉｖ．透明接着剤
ｖ．マルチ（Multi）
ｖｉ．モノ（Mono）
ｖｉｉ．バイ（Bi）
ｖｉｉｉ．プリズム
プリズムは、光を適当な方向に偏向させ、所望の方向の光路に導く。このような光学手段は、光を所望の方向に導くプリズムに直接放射線の焦点を合わせるワイヤレスハンドピース（wireless-handpiece）を用いる場合にのみ使用してもよい。
ｉｘ．ミラー
ｘ．透明な陶磁材（セラミック）
図９及び図９ａは、異なる２つの使い捨て用先端部９０、９２を示す。先端部９０、９２は、クランプやナット等の留め具９４、又は他のねじ部を有する係合部材、クリップ、接着剤、ろう付け等（図９ａの参照符号９６における接合参照）によってハンドル１８又は他の部材に着脱自在に固定される。図１０は、ハンドル１８又は他の部材にクランプ９９によって着脱自在に固定される他の使い捨て用先端部９８を示す。
【００５５】
図９ｂ及び図９ｃは、ハンドル１８に着脱自在に固定される他の使い捨て用先端部１３２を示す。ここで、作業端部及び光学手段の両方とも使い捨てであり、使い捨て用先端部１３２における、光学手段８０の永続的に使用される部分と使い捨ての部分との間に光学的接続１３３が設けられる。
【００５６】
図９ｄは、他の使い捨て用先端部１３４を示す。ここで、作業端部は使い捨てであるが、光学手段８０は永続的に使用され、作業端部には内腔部１３６を有するスリーブが設けられる。光学手段８０は、摺動可能に内腔部１３６へ挿入される。
【００５７】
ここで述べられた全ての使い捨て用先端部は、実質的に使い捨てでなくともよく、それらの先端部は、再利用のために、簡単に外すことができ、消毒して湾曲する先端部分６０に戻してもよい。
【００５８】
図５ａ〜図５ｃは、本発明による改変された手動キューレット１３０を示す。キューレット１３０は、湾曲する先端部分６０からキャプチャ端部８２まで延在する光学手段８０を有する。キューレット１３０は、歯石を検出でき、従来の除去機能によって、検出された歯石を除去するために用いられる。
【００５９】
特に図４ｂに示される通り、光照射ファイバ１４は、２つのＬＥＤ６２、６４からの光を電動歯石除去器具の挿入部１２の遠位端部３６まで伝送するために使用される。ＬＥＤ６２、６４は、発光スペクトル成分が互いに異なり、ケーシング３４内に配置されている。２つのＬＥＤ６２、６４から発せられた光は、光を伝送する際にある波長を透過させ、別の波長を反射させるような波長選択性を有する２色性ミラー（２色性ビームスプリッタ）を用いて光照射ファイバ１４内でカップリングされる。このような２色性ミラー（２色性ビームスプリッタ）は、ミラーが反射性又は透過性となる波長の範囲に応じて、ホットミラー、又は、コールドミラーと呼ばれる。ＬＥＤ６２、６４から発せられた光を結合させ、光照射ファイバ１４内にカップリングさせるために、２色性ミラー（２色性ビームスプリッタ）を用いる代わりに、「Ｙ字」構成の一組のレンズ等、適切な手段を用いることができる。図４ｂは、光照射ファイバ１４内でのカップリングを示している。参照符号６６は、レンズを示し、参照符号６８は、約４５度又は他の適切な角度をつけられた２色性ビームスプリッタを示す。２色性ビームスプリッタは、ＬＥＤ６２によって発せられた波長の範囲の光を透過させ、ＬＥＤ６４によって発せられた５波長の範囲の光を反射する。
【００６０】
ＬＥＤ６２、６４は、スペクトル帯域に基づいて選定される。つまり、歯石の反射特性と、歯と歯肉との間（歯及び歯肉の健康又は不健康な部分）に挿入される電動歯石除去器具の挿入部によって相対する可能性のある歯石以外の人工物の反射特性とが、血液の存在下であっても異なるようになる。実際、これらのスペクトル帯域では、血液によるスペクトルの伝送の影響は最低限になる。スペクトル帯域の選定は、電磁スペクトルの波長範囲が４００ｎｍ〜１，０００ｎｍにおける歯石の反射特性について、スペクトル測定することによって行われた。このスペクトル測定は、血液が存在する場合及び血液が存在しない場合のそれぞれについて行われた。ＬＥＤ６２は、赤色領域のスペクトルを発する。スペクトルのピークは、約６２５ｎｍであり、スペクトルの範囲は、６００ｎｍ〜６５０ｎｍである。ＬＥＤ６４の発するスペクトルの範囲は、８００ｎｍ〜９２０ｎｍである。ＬＥＤ６２、６４、又は他の適切な光源は、歯石を判別するのに適切な波長であれば、緑色領域のスペクトル等、他の波長でも動作する。
【００６１】
本システム１０の検出方式によれば、以下のような動作が行われる。歯周ポケットＰを構成する又は歯周ポケットＰに存在する人工物によって反射した光は、検出ファイバ１６によって受光され、ケーシング３４内に設けられたフォトダイオードに伝送され、電気信号に変換される。歯によって反射され、検出ファイバ１６によって伝送される光の電子的検出は、「ロックイン」検出（又は位相検出）方式に基づいて行われるが、他の信号処理方法を採用することも可能である。通常、この方式は、所定かつ既知の変調周波数で光源の強度を変調することによって行われる。この変調周波数を光源の光学的周波数と混同してはいけない。変調された光は、被検査物に伝送され、被検査物との相互作用の結果、光検出器によって検出され、電気信号に変換される。この電気信号は、復調され、光源を変調した周波数の成分のみが抽出される。この方式によって、極めて小さな信号を非常に効率的に検出することができる。
【００６２】
本システム１０においては、２つの光源（ＬＥＤの数を１又は３のように２より大きく又は小さくするように変更可能であるが、本システム１０の場合はＬＥＤ６２、６４を使用している）を異なる周波数で変調することによって、双方のＬＥＤによって発せられた光を単一のフォトダイオードを用いて検出することができる。各ＬＥＤの２つの変調周波数でフォトダイオードの電気信号を復調することによって、このＬＥＤ６２、６４に対応する２つのスペクトル帯域において、歯によって反射した光の量を測定することができる。歯によって反射した光の量の度合いは、各ＬＥＤ６２、６４の発光チャネルに対応する２つのロックイン回路の出力側において信号Ｖ１、Ｖ２として表れ、電子的分析又は電子機械的分析（例えば処理アルゴリズム）にて利用される。
【００６３】
本明細書中で説明するロックイン検出は２つの目的で使用される。
【００６４】
（１）検出を行う際、単一の検出器に対し、選定されたスペクトル帯域の双方の光が発せられるが、この光を電気的に分離することを可能とする。（２）歯によって反射された光の度合いは非常に小さいため、感度に優れたロックイン方式を検出に用いる。ロックイン回路の出力側の信号Ｖ１、Ｖ２は、ケーシング３４の電子プロセッサによってリアルタイムに処理される。この電子プロセッサは、他の電子部品とともにケーシング３４に組み付けられている。このプロセッサは、処理アルゴリズム（又は他の手段）がプログラムされている。処理アルゴリズム（又は他の手段）によって２つの信号Ｖ１とＶ２との比、ｙ＝Ｖ１／Ｖ２が求められる（この比を求める順序は、特に限定されない）。この比が歯石に関連する範囲の値であれば（この範囲は、較正測定によって予め決められている）、電動歯石除去器具の挿入部は歯石上に位置する。この場合、アルゴリズム（又は他の手段）に従って、警告音を発するための信号が出力される。なお、この警告音は、オペレータによって停止することが可能である。また、ケーシング３４内の警告用ＬＥＤが駆動され、警告用ＬＥＤから光が発せられる。警告用ＬＥＤから発せられた光は、光ファイバ４４を介して電動歯石除去器具の挿入部のハンドル１８に設けられたインジケータ４２に伝送され、視認可能である。
【００６５】
歯石が存在する比ｙの値の範囲は、異なるレベル（量）の血液が存在する各々の場合で、歯における様々な健康な部位と、歯石が存在する部位とで数多くの測定を行うことによって決定される。これらの測定値を知ることによって、健康な部位での測定の場合と、歯石が存在する部位での測定の場合との双方におけるデータが得られる。グラフ上にこれらのデータをヒストグラムとして示すことによって、歯石が存在する場合の数値範囲を求めることができる。この検出方法によれば、従来の触知による検出よりもより効果的な結果を得ることが可能である。
【００６６】
オペレータは、（１）電動歯石除去器具の挿入部を用いて歯石の場所を検出し、（２）歯石が検出された領域で、電動歯石除去器具の挿入部を用いて従来の方法で歯石を除去する。（３）その後、オペレータは、電動歯石除去器具の挿入部を用いて歯肉縁下歯石の除去が完了したことを確認する。（２）及び（３）のステップは、歯石が検出されなくなるまで繰り返される。オペレータは、歯周ポケットＰに供給される水を給水レギュレータ２８の位置を調整することによって制御することもできる（図７ｂ、８、９、１３ａ及び１３ｂの注水口７２及び排水口７４参照）。給水のために、電磁弁１０５をフットペダル１０６又は電動歯石除去器具の挿入部１２のハンドル１８に設けられる制御装置で操作してもよい。オペレータＯＰが、電子システムから知覚可能な刺激、すなわち、信号（この信号としては、例えば、インジケータ４２を介した光ファイバ４４からの発光のほか、ブザーや振動等、インジケータ４２に代替的、又は追加的な手段が含まれる）を受けたとき、オペレータは、電動歯石除去器具の挿入部１２の遠位端部３６の部位に何らかの歯肉縁下歯石が存在することを知り、視覚的に電動歯石除去器具の挿入部１２の遠位端部３６の位置を確認できる。そこで、オペレータは、（２）のステップを行い、電力が供給された電動歯石除去器具の挿入部を用いて該当部位に残っている歯石を除去する。
【００６７】
電動歯石除去器具の挿入部１２は歯石検出手段のみに用いてもよい。
【００６８】
電動歯石除去器具の挿入部１２は歯石除去器具のみに用いてもよい。
【００６９】
電動歯石除去器具の挿入部１２は連続的に電源をＯＮにし、歯石が検出される特定の領域に使用してもよい。
【００７０】
オペレータは、触知や他の情報による判断でシステム１０に従うかどうか決定し、必要に応じて介入してもよい。例えば、診断に応じて、電動歯石除去器具の自動的な駆動を中断してもよい。
【００７１】
上述した実施の形態においては、ＬＥＤ６２、６４から発せられる光をカップリングするために、２色性ミラーとレンズを用いた特定の方法を説明したが、例えば、「Ｙ字」構成を用いて各ＬＥＤからの光をカップリングしてファイバ内に導くようにする等、他の構成を採用することもできる。基本的に、光をカップリングしてファイバ１６内に導くことができればよい。
【００７２】
例えば、図１５ａは、２つの光ファイバ１０２、１０４を単一の光ファイバ１０６に融合させることによって行ったカップリング１００を示す。２つのＬＥＤ１０８、１１０が用いられ、各ＬＥＤは、一対のレンズ１１２、１１４を介して光を発する。参照符号１１６は、融合した領域を示している。この方法は、ＷＤＭカプラとして商業的に知られている。
【００７３】
図１５ｂは、２つの光を結合するために「Ｙ字」構成を採用する別のカップリング２００を示す。より具体的には、２つのＬＥＤ２０２、２０４が一対のレンズ２０６、２０８の後方に配置されている。ＬＥＤ２０２、２０４から発せられた光は、レンズ２０６、２０８を通過する。レンズ２０６、２０８は、光を光ファイバ２１０の端部に集める。参照符号２１２は、ファイバ２１０の光軸を示している。
【００７４】
図１５ｃは、「Ｙ字」構成を採用した、また別のカップリング３００を示している。この構成では、一対のレンズ３１０、３１２の後方にそれぞれ配置された４つのＬＥＤ３０２、３０４、３０６、３０８から発せられた４つの光がカップリングされる。ＬＥＤ３０２、３０４、３０６、３０８から発せられた光は、レンズ３１０、３１２を通過する。レンズ３１０、３１２は、光を光ファイバ３１４の端部に集める。参照符号３１６は、ファイバ３１４の光軸を示している。「Ｙ字」構成を採用した別のカップリングでは、図１５ｂ、図１５ｃにおいて示したカップリング２００、３００のように２つのＬＥＤや４つのＬＥＤを用いるのではなく、３つのＬＥＤを用いることも可能であることが理解できよう。
【００７５】
また、上述した検出方式、すなわち、ロックイン検出方式ではなく、別の検出方式を採用してもよい。ノイズの影響をあまり受けることなく、歯周ポケットＰに存在する歯石と他の人工物との判別ができる方式であれば、どのような方式を採用することもできる。さらに、数値システムにおいて、赤や緑等の異なる波長を有する例えば２つのＬＥＤを、ある遅延間隔で繰り返し交互に駆動させることができる。なお、これらのＬＥＤは、同じ周波数を有する場合もある。
【００７６】
上述した処理アルゴリズム（又は他の手段）の代替的なものとして、上述した比ｙを使わないで信号Ｖ１、Ｖ２を組み合わせることが考えられる。「歯石に該当する」データと「歯石に該当しない」データとの分類は、ニ次元空間上で行われる。例えば、Ｖ１とＶ２の関係をプロットしたり、Ｖ１とＶ２の関数と、この関数とは別個のＶ１とＶ２の関数との関係をプロットしたりすることによって行われる。２つ以上のＬＥＤを使用したり、レーザ、ハロゲンランプ、スペクトルランプ、フィルタ付ランプ等の他の光源を使用したりする場合には、ニ次元以上の情報が収集及び分析される。
【００７７】
さらに、上述した方式に代替的なものとして、歯によって反射された光のスペクトルを測定するのにスペクトルメータを用いた上、このスペクトルが歯石に対応するスペクトルであるか、他の人工物に対応するスペクトルであるかをアルゴリズムに従って判定するようにしてもよい。受信したスペクトルを分析し、このスペクトルを歯石のスペクトルと比較して歯石の存在を検出するのに適切な方法であれば、どのような方法を用いてもよい。
【００７８】
本システムは、検出スペクトルを変化させることによって、特異なスペクトル特性を有して接近が制限される口腔内に存在する他のもの、例えば、虫歯、歯周靭帯（periodontal ligament）、炎症を起こしている（充血している）歯肉、歯垢、歯科用詰め物、黒色腫（melanoma）、トレーシング物質（tracing substance）で印を付けられた物質等を検出するために用いてもよい。例えば、歯垢は、検出システムに歯垢の境界値に対応するパラメータを入力することにより検出することができる。さらに、（患者の教育手段として用いられる）エリトロシン（erythrosyne）等の着色剤によって歯垢を発見できることに基づき、そのような着色剤のスペクトルのパラメータを入力しておけば、歯垢を検出する他の方法となりうる。歯の表面を滑らかにしようとする積極的な治療（aggressive treatment）に対し、歯周の治療は、歯石及び歯垢をより選択的に除去しようとしてもよい。歯垢検出システムは、歯垢を限定された力で取除するとともに、歯石をより大きな力で除去し、現在のところ過度にこすることによって傷ついている歯根表面を保護することが可能である。
【００７９】
さらに、本システム１０が再較正機能を有するようにしてもよい。電動歯石除去器具の挿入部で検査される領域に多量の血液が存在し、システム１０による適切な読み取りができないため、この領域における歯石の存在を正確に判定できないような場合に警告信号が発せられるようにしてもよい。
【００８０】
電動歯石除去器具の挿入部、具体的には、光照射ファイバ１４及び／又は検出ファイバ１６が損耗して効率的な使用ができなくなった際、交換が必要であることを示す機能を含むようにしてもよい。このような状態は、ケーシング３４内に設けられた電子システムによって受け取られる光が不十分になったときに検出される。
【００８１】
オペレータに対し、図示した光ファイバ４４等のインジケータを用いて歯石の存在を示す光等の信号をオペレータに対して発するだけでなく、オペレータによる診断作業を補助するために、システム１０に、当該システム内で発生した電子信号等の情報を表示するモニタを含むようにしてもよい。
【００８２】
また、例えば、電子カード４０を含むコンピュータやソフトウエアによって構成される電子システムからデータを収集する手段３５を含むようにしてもよい。このデータは、患者の記録として記録媒体に保存される。記録媒体は、診察記録が追記できるものであればいかなる種類であってもよい。本実施の形態のシステム１０においては、４００ｎｍ〜１，０００ｎｍの範囲の反射特性が調査され、反射特性がこの範囲にある光源（ＬＥＤ６２、６４）が使用された。しかしながら、４００ｎｍ未満の光を発する紫外線の範囲にある光源や、１，０００ｎｍを超える光を発する遠赤外線の範囲にある光源を用いることも考えられる。
【００８３】
歯石のほか、エナメル、歯根表面、歯肉、血液、虫歯、歯の詰め物等、様々な人工物のスペクトル応答が知られている。これらの人工物を示すスペクトル特性でないスペクトル特性が検出されたとき、システム１０が、オペレータに対し、歯石の存在を示す信号を発するように、例えばプログラムすることができる。つまり、システム１０が、これらの歯石以外の人工物のスペクトル特性のみを検出した場合には、検査した領域に歯石は存在しない。
【００８４】
歯石は、歯周ポケットＰに存在する他の人工物が応答する程には紫外線の光に応答しないので、紫外線を歯に照射した場合、蛍光が無ければ（又はほとんど無ければ）歯石が存在することになる。
【００８５】
また、歯石には付着するが、他の人工物には付着しないトレーシング物質（例えば、エリトロシン（erythrosine）等の有機染料）を用いてもよい。歯を光源で照らすと、トレーシング物質が特定の波長光を発する。この波長が検出されば、歯石が存在する。また、歯石の成分と反応し、特定の波長の光を自然に発する物質を用いてもよい。この自然発光による光は、光学プローブによって集光される。特定の波長が検出されれば、歯石が存在する。この方法は、患者の口元で光源を使用することなしに実行することができる。
【００８６】
歯石の検出は、非発光性の電磁波長や他の同様の方法、例えば、赤外線、紫外線、圧電、超音波、磁気共鳴、影等を用いて行うこともできる。
【００８７】
本発明は、既知のトレーシング物質と特別な結合性（affinity）を有する歯周又は歯の人工物を検出する（例えば、エリトミシンマーカー（erytomysine marker）と歯垢との結合による赤色反射）ために使用することが可能である。トレーシング物質は、特定の反射特性を有し、所望の物質に対し結合性を有するトレーシング物質を利用してその所望の物質を検出する。
【００８８】
歯を照射し、反射した光を集光するために、反射光の強度が分析に十分なものであれば、光ファイバ以外の手段（例えば、プリズム、ミラー、透明なチューブ等）を用いてもよい。
【００８９】
上述した通り、水は、検出工程の効率を高めることもあるが、本システムにおける検出工程には必須ではない。本発明で用いられる給水システムは、選択される電動歯石除去器具の構成と同じものが望ましい。電動歯石除去器具が給水装置を含んでいない場合、水はキャプチャ端部近傍で供給されることが可能である。この給水は、外部チューブ、作業端部に組み付けられるチューブ、又は他の好適な手段から行われることが可能である。
【００９０】
給水タンク７０を含み、検出システムの全て、又は少なくとも大部分がハンドルに位置するコンパクトなシステム（図６参照）を用いることも可能である。この構成では、ケーブルストランド内に光ファイバを有する必要性が低減するか、又は光ファイバを使用しなくともよくなる。この場合、照射システムからの照射光が、直接用いられて光学素子によって作業端部の先端に向かって偏向する（図１４ａ及び図１４ｂ参照）。このコンパクトなシステムは、所要の部材を全て含んでいてもよい。水の供給は、内部でも外部からでもよい。
【００９１】
本発明は、歯周ポケットの深さを測定し、測定結果がコンピュータ等に電子的に伝送される歯周ポケット測定装置を含むことが可能である。
【００９２】
自動検出システムは、オペレータが歯石を落とす作業中に、調査中の領域のイメージを伝送するためのディスプレイスクリーンやそれと等価な形式（mode）によって置き換えられてもよい。
【００９３】
本発明は、高感度及び高特異性を有する検出システムを提供しているが、より良好で信頼性のある結果を得るために、１以上の検出システムを組み合わせることも可能である。例えば、本発明の検出システムと、電磁スペクトルの異なる領域における反応を分析するシステム、又はある電磁スペクトル領域における異なる強さでの照射に対する反応を分析するシステムとを組み合わせることが可能である。
【００９４】
集光システムに対し独立に、歯及び歯周部位（例えば、歯の咬合部）に光を照射する照射システムと、照射部位からの放射を集光する独立な集光システムを使用することも可能である。
【００９５】
本発明において、３つの診断方法が用いられてよい。１つ目は、集光手段からオペレータに視覚情報を伝送し、オペレータが表示されるイメージに基づいて診断を下す方法である。２つ目は、集められた放射をオペレータに対する刺激に変換し、オペレータが歯石を検出できるようにする方法である。例えば、集光された赤外線放射をその放射（第一の放射）に対応する視認可能な放射に変換するか、又は第一の放射に対応する可聴刺激に変換してもよい。３つ目は、ここに述べられたシステムをより明確に用いる方法であり、集光された放射を電子電気処理することにより歯石に対応する放射であるか否かを判定する方法である。
【００９６】
本検出システムが機能するための最小限の条件とは、集光された放射が特有の性質を持つということである。本システムは、基本的に、観察される部位を照射して得られる放射の強度を収集する。従って、収集された放射ＣＲの全体的な強度と歯石に対応する所定の値（又は値の範囲）とを比較して歯石を検出することが可能である。他の二次的なパラメータを測定してもよい。
【００９７】
観察される部位からの放射は、直接又は間接的に収集することが可能であることに着目されたい。観察される部位からの放射は、血液、水、歯垢、歯周ポケットに導入される他の物質等（蛍光液体等）を透過して収集システムによって集光されている可能性もある。
【００９８】
光学手段のキャプチャ端部の先端において、１以上の光学部品（例えば、可撓性レンズ）によって放射光の特性を変化させることが可能である。１以上の光学部品は、歯石又は他の歯石以外の物質との光学的又は機械的相互作用に基づいて電磁放射の性質を変化させる。
【００９９】
図１６ａ〜図１６ｃは、以下に説明される３つの診断シーケンスを示す。図１６ａでは、集光を行い、ディスプレイ装置を用いて、例えば、集収された信号の色を表示するように光ファイバの前部に配置された拡大レンズを用いてオペレータが診断作業を行う。図１６ｂは、集光、電子変換を行い、ディスプレイ装置を用いて、例えば、視認されない赤外線を視感光線（luminous ray）に変換してオペレータが診断作業を行う診断シーケンスを示す。図１６ｃは、集光を行い、本発明のシステムを用いて診断作業が行われ、診断結果がオペレータ及び／又は機器に伝送される診断シーケンスを示す。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１ａは、歯と歯周組織を示す概略縦断面図であり、図１は、図１ａの破線で囲繞した部分１−１の拡大図である。
【図２】歯根と歯肉の間の歯周ポケットを示し、歯周ポケットに歯肉縁下歯石が存在している状態を示す図１と同様の概略図である。
【図３】本発明に係る歯石検出システムを備える歯石除去器具を示す概略図である。
【図４】図４及び図４ａは、図３に示すコネクタシステムの概略拡大部分説明図であり、図４ｂは、図３に示すケーシングの幾つかの構成要素を示す概略説明図である。
【図５】図５ａ、図５ｂ、図５ｃは、それぞれ、本発明に係る歯石検出除去キューレットの斜視図、正面図、拡大説明図である。
【図６】本発明に係る他の歯石検出除去器具を示す斜視図である。
【図７】図７ａ及び図７ｂは、それぞれ、図４及び図４ａに示す歯石検出除去器具の縦断面図及び拡大説明図である。
【図８】図８は、本発明に係る他の歯石検出除去器具の一部を示す斜視図であり、図８ａは、図８に示す歯石検出除去器具が歯の表面に向かって変位し歯の表面上に位置する状態を示す概略説明図である。
【図９】図９及び図９ａは、それぞれ、使い捨て用先端部を有する本発明に係る他の歯石検出除去器具の一部を示す斜視図及び拡大説明図であり、図９ｂ及び図９ｃは、それぞれ、使い捨て用先端部を有する本発明に係るさらに他の歯石検出除去器具の一部を示す縦断面図及び分解正面図であり、図９ｄは、使い捨て用先端部を有する本発明に係るさらに他の歯石検出除去器具の一部を示す縦断面分解図である。
【図１０】本発明に係るさらに他の歯石検出除去器具の一部を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係るさらに他の歯石検出除去器具の一部を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係るさらに他の歯石検出除去器具の一部を示す正面図である。
【図１３】図１３及び図１３ａは、それぞれ、本発明に係る歯石検出除去器具の一部を示す斜視図及び拡大説明図である。
【図１４】本発明に係るさらに他の歯石検出除去器具の一部を示す斜視図である。
【図１５】図１５ａ、図１５ｂ、図１５ｃは、幾つかの光線を結合させ、１つ以上の光ファイバの中にカップリングさせる３つの方法を説明する概略図である。
【図１６】図１６ａ、図１６ｂ、図１６ｃは、３つの診断シーケンスを説明する概略図である。
【図１７】本発明に係るさらに他の歯石検出除去器具の一部を示す斜視図である。
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３ａ】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１６】
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【図１７】
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