(57)【要約】【課題】齲蝕（うしょく）の原因として一般に知られている歯垢および罹患組織をレーザ放射線を用いて除去するレーザ歯科治療において、治療部の熱損傷を監視する方法および装置を提供する。【解決手段】歯組織に光ファイバーを通してレーザが照射された際に発生するレーザプルーム光（レーザ照射時に歯組織がプラズマ化し発生する光）を、レーザ光を透過しない光ファイバー４を用いて分光器１０に伝送し、イメージセンサ８上にスペクトル像を写しだす。そして各波長成分の強度を電圧に変換し出力することで、熱損傷が生じるときに観測される特定輝線スペクトル監視をし、このようなスペクトル監視によって治療部の熱損傷を防止する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ照射部から発生するプルーム光を分光し、分光したプルーム光のスペクトルから治療部の熱損傷を監視することを特徴とするレーザ歯科治療における熱損傷監視方法。
【請求項２】
レーザ照射部から発生するプルーム光を伝送する光ファイバと、光ファイバからのプルーム光を分光する分光器と、分光器からの出力を表示する表示装置とからなるレーザ歯科治療における熱損傷監視装置。
【請求項３】
前記分光器はスリット、回折格子、反射鏡、イメージセンサとによって構成したことを特徴とする請求項２に記載の熱損傷監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、齲蝕（うしょく）の原因として一般に知られている歯垢および罹患組織をレーザ放射線を用いて除去するレーザ歯科治療において、治療部の熱損傷を監視する方法および装置に関するものであり、特に治療部を非接触で監視するための熱損傷監視方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯科医学の分野で広く知られているように、歯垢除去および罹患組織等の齲蝕を治療する従来のドリル機械は、除去領域がそれほど正確ではなくかつ痛みを伴うものである。従って、より正確でかつ痛みを伴わない齲蝕の治療ができるようにするため、従来のドリル機械をレーザ装置に変えるか、レーザ装置で補助することが望まれている。
レーザ歯科治療法は、非接触治療なので感染症予防になるとともに、患者への疼痛や心理的圧迫感が少ないなど多くの利点を有することから、最近では、レーザを用いる種々の齲蝕治療法や装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５７４００号公報
【０００４】
しかしながら、レーザ歯科治療では、レーザを照射された歯組織は温度上昇のため亀裂や組織炭化が生じることがあり、場合によっては歯髄が壊死してしまうという問題点が発生する。特に、過剰の熱は、歯面にクラックを発生させ、髄室内の神経系および他の歯髄構造に回復不可能な損傷を与える。従って、齲蝕除去を含む硬質組織のレーザ治療では、レーザ発生熱による熱的損傷を防止することが極めて重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした背景の中、本発明者等はレーザ歯科治療における熱損傷監視について鋭意研究を進めた結果、歯組織にレーザが照射された際に発生するプルーム光を分光測定し、熱損傷が生ずる時に観測される特定の輝線スペクトルを監視することで、治療時の歯の熱損傷を監視する方法およびその装置の開発に成功した。
【０００６】
本発明は、歯組織に光ファイバーを通してレーザが照射された際に発生するレーザプルーム光（レーザ照射時に歯組織がプラズマ化し発生する光）を、レーザ光を透過しない光ファイバーを用いて分光器に伝送し、イメージセンサ上にスペクトル像を写しだす。そして各波長成分の強度を電圧に変換し出力することで、熱損傷が生じるときに観測される特定輝線スペクトル監視をし、このようなスペクトル監視によって治療部の熱損傷を防止する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
レーザ照射部から発生するプルーム光を分光し、分光したプルーム光のスペクトルから治療部の熱損傷を監視することを特徴とするレーザ歯科治療における熱損傷監視方法である。
また、レーザ照射部から発生するプルーム光を伝送する光ファイバと、光ファイバからのプルーム光を分光する分光器と、分光器からの出力を表示する表示装置とからなるレーザ歯科治療における熱損傷監視装置である。
また、前記分光器はスリット、回折格子、反射鏡、イメージセンサとによって構成したことを特徴とする熱損傷監視装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、
レーザ光を透過しない光ファイバをプルーム光観測に用いることで、治療部で反射したレーザ光による機器の破損や測定結果への影響を避けることができる。
治療部温度を監視し、過剰なレーザ照射を避けることで（過剰な温度上昇をさけることで）良好な窩洞形成を行うことができる。
非接触にプルーム光を観測できるので、患者間の感染症媒介の危険性がない。
光ファイバを使用することで、たとえば口腔内等の入り込んだ箇所の治療部においても温度測定が可能である。
等の特有の作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、レーザ照射部から発生するプルーム光を分光し、分光したプルーム光のスペクトルから治療部の熱損傷を監視するレーザ歯科治療における熱損傷監視方法であり、また、そのための装置である。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明の実施例を説明すると、図１は本発明に係る光ファイバを用いた歯科レーザ治療時の熱損傷監視装置の構成図である。
図において、１は治療すべき歯、２はレーザビーム集光レンズ、３はレーザ光、４はレーザ照射部からのプルーム光を導き出すための光ファイバ、５はスリット、６はグレーティング（回折格子）、７は反射鏡、８はＭＯＳリニアイメージセンサ、９はデジタルオシロスコープ（表示装置）であり、これらによって図示のような構成からなるレーザ歯科治療における熱損傷監視装置を構成している。
【００１１】
なお、スリット５〜イメージセンサ８によって分光器１０を構成しているが、前記分光器１０は前述の構成には限定されることなく、同様の機能を達成できるものであれば、他の代替手段を使用することも可能である。また、前記光ファイバ４は、照射部で反射した高エネルギのレーザ光３が分光器にまで伝送されて機器への障害や測定結果への影響を防ぐために、レーザ光の波長を透過しない材質が選ばれている。
【００１２】
以上の構成からなる熱損傷監視装置の作用を説明する。
治療では、レーザ光（レーザビーム）をレンズ２により集光して歯の齲蝕部に照射する。このとき、治療部から発生するプルーム光は光ファイバ４によって分光器１０のスリット５に伝送される。スリット５を通過したプルーム光はグレーティング６で分光され、さらに分光したプルーム光は反射鏡７で反射され、イメージセンサ８上にスペクトル像を写だす。イメージセンサ８は光センサが直線状に並んだ素子であり、センサ上に映し出されたスペクトル像は、各波長成分の強度が電圧に変換されて出力され、オシロスコープに表示される。
【００１３】
この時表示されたスペクトル像を基に、プルーム光の発生の有無を監視し、プルーム光が発光されている時は歯に熱損傷が生じていると判断する。
なお、歯に熱損傷が発生する際のプルーム光のスペクトル像は予め実験等によって求めておき、このスペクトル像と実際のデータとを比較して熱損傷の程度を監視する。
監視の結果、治療部で熱損傷を発生していると判断した場合には、レーザ照射を停止するなどの処置をとる。なお、前記判断はコンピュータ等の制御機器で判断し、その結果に基づいてレーザ照射を自動的に制御することも可能である。
【００１４】
上記熱損傷監視装置の実験結果を示す。
図２は、象牙質、エナメル質に波長２９４０ｎｍのレーザ光を照射した際に観測されたプルーム光のスペクトルの例である。
組織の成分に起因する特定の波長に輝線スペクトルが観察される。このとき、象牙質には組織の炭化や熱亀裂、エナメル質には溶融アパタイトとみられる堆積物（デブリ）の付着が生じた。この実験により歯の組織や状態により、レーザ照射部で発生する光のスペクトルが変化することが判る。即ち、光のスペクトルを観測することにより、プルーム発光が生じているか否かの判断をすることができる。
【００１５】
図３は熱損傷の例である。
図３は象牙質に対し、エネルギー、パルス幅ともに同じ条件でレーザ光を照射した際の窩洞写真である。照射部でのプルーム発光が観察された場合には、熱損傷が生じているが、発光していない場合には熱損傷のない窩洞が形成されている。このことから、レーザ治療中のプルーム光観測によって熱損傷発生を監視することができることがわかる。
【００１６】
以上、本発明に係る熱損傷監視装置についての説明をしたが、プルーム光を分光し、スペクトル像を得る手段は、上述した例に限定されることなく、他の手法を採用することも可能である。また、デジタルオシロスコープの代わりに他の表示装置（プリンターなど）を使用することも可能である。
さらに、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、歯科治療などの医療分野において広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光ファイバを用いた熱損傷監視装置の構成図である。
【図２】測定スペクトルの例である。
【図３】熱損傷の観測例である。
【符号の説明】
【００１９】
１        治療すべき歯
２        レーザビーム集光レンズ
３        レーザ光
４        レーザ照射部からのプルーム光を導き出すための光ファイバ
５        スリット
６        グレーティング（回折格子）
７        反射鏡
８        ＭＯＳリニアイメージセンサ
９        デジタルオシロスコープ（表示装置）
１０        分光器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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