(57)【要約】【課題】歯牙に存在するう蝕等の病変部からの微弱な蛍光を撮影して得られる蛍光画像の画質に影響を与えることなく、歯牙周辺部を容易に視認する。【解決手段】励起光を歯牙Ａに照射させる光照射部３と、該光照射部３とは別体に設けられ、歯牙Ａからの光を検出する光検出部４と、制御部５とを備え、光検出部４に、励起光より長波長の外部観察用近赤外光を歯牙Ａに向けて照射する近赤外光照射部１５と、励起光を検出し外部観察用近赤外光を検出しない照射光検出部１６と、歯牙Ａからの光の内、励起光の波長以下の波長帯域の光を遮断し、蛍光プローブから発生する蛍光および外部観察用近赤外光を透過させる励起光カットフィルタ１３と、蛍光および外部観察用近赤外光を撮影する撮像部１４とを備え、制御部５は、照射光検出部１６が励起光を検出したときに近赤外光照射部１５からの照射を停止する歯牙観察装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近赤外領域の波長の励起光を歯牙に照射させる光照射部と、
該光照射部とは別体に設けられ、前記歯牙からの光を検出する光検出部と、
これらを制御する制御部とを備え、
前記光検出部に、前記励起光より長波長の外部観察用近赤外光を歯牙に向けて照射する近赤外光照射部と、前記励起光を検出し前記外部観察用近赤外光を検出しない照射光検出部と、前記歯牙からの光の内、前記励起光の波長を含みそれ以下の波長帯域の光を遮断する一方、励起光の照射により歯牙に付与した蛍光プローブから発生する蛍光および外部観察用近赤外光を透過させる励起光カットフィルタと、該励起光カットフィルタを透過した蛍光および外部観察用近赤外光を撮影する撮像部とを備え、
前記制御部は、前記照射光検出部が前記励起光を検出したときに前記近赤外光照射部からの外部観察用近赤外光の照射を停止する歯牙観察装置。
【請求項２】
前記光照射部が、前記励起光より長波長で、前記外部観察用近赤外光とは異なる波長帯域の内部観察用近赤外光をも歯牙に対して照射させ、
前記励起光カットフィルタが、内部観察用近赤外光をも透過させ、
前記照射光検出部が、前記内部観察用近赤外光をも検出し、
前記制御部は、前記照射光検出部が前記内部観察用近赤外光を検出したときにも前記近赤外光照射部からの外部観察用近赤外光の照射を停止する請求項１に記載の歯牙観察装置。
【請求項３】
前記撮像部により取得された蛍光および外部観察用近赤外光の画像を表示する表示部を備え、
前記制御部が、前記近赤外光照射部からの外部観察用近赤外光の照射の有無を前記表示部に表示させる請求項１または請求項２に記載の歯牙観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯牙観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯牙の病変部から蛍光を発生させる励起光と、病変部周辺を観察するための可視光とを歯牙に対して同時に照射する口腔内撮影装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／１０４９２６号
【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、特許文献１に開示されている口腔内撮影装置のように、励起光と可視光とを同時に照射する場合には、可視光を照射することにより、歯牙において自家蛍光が発生するので、発生した自家蛍光が、病変部から発生した蛍光と混じってしまい、鮮明な画像を取得することができないという不都合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、歯牙に存在するう蝕等の病変部からの微弱な蛍光を撮影して得られる蛍光画像の画質に影響を与えることなく、歯牙周辺部を容易に視認することができる歯牙観察装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、近赤外領域の波長の励起光を歯牙に照射させる光照射部と、該光照射部とは別体に設けられ、前記歯牙からの光を検出する光検出部と、これらを制御する制御部とを備え、前記光検出部に、前記励起光より長波長の外部観察用近赤外光を歯牙に向けて照射する近赤外光照射部と、前記励起光を検出し前記外部観察用近赤外光を検出しない照射光検出部と、前記歯牙からの光の内、前記励起光の波長を含みそれ以下の波長帯域の光を遮断する一方、励起光の照射により歯牙に付与した蛍光プローブから発生する蛍光および外部観察用近赤外光を透過させる励起光カットフィルタと、該励起光カットフィルタを透過した蛍光および外部観察用近赤外光を撮影する撮像部とを備え、前記制御部は、前記照射光検出部が前記励起光を検出したときに前記近赤外光照射部からの外部観察用近赤外光の照射を停止する歯牙観察装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、光検出部を歯牙に対向して配置し、該光検出部に設けられた近赤外光照射部から外部観察用近赤外光を照射することにより、歯牙において反射した外部観察用近赤外光が励起光カットフィルタを透過して撮像部により撮影される。これにより、外部観察用近赤外光の画像を取得することができ、観察者はその画像によって歯牙の観察位置を決定することができる。
【０００８】
この状態で、光照射部を歯牙に対して適当な位置に配置して励起光を照射することにより、歯牙に付与されることにより、う蝕等の病変部に特異的に集積した蛍光プローブが励起されて蛍光が発生する。また、励起光の一部は歯牙の表面で反射、または、歯牙の内部を透過・散乱して、照射光検出部により検出される。
【０００９】
照射光検出部により励起光が検出されると、制御部が、近赤外光照射部からの外部観察用近赤外光の照射を停止するので、光検出部には、励起光および蛍光のみが入射するようになる。そして、光検出部に設けられた励起光カットフィルタによって励起光が遮断されるので、励起光カットフィルタを透過した蛍光のみを撮像部により撮影することができ、鮮明な蛍光画像を取得することができる。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、光照射部が歯牙に対して正しくセットされていない状態では、外部観察用近赤外光の画像によって、歯牙の観察位置を容易に特定することができ、光照射部が歯牙に対して正しくセットされた後には、外部観察用近赤外光の照射を停止することによって、う蝕等の病変部からの微弱な蛍光をノイズの少ない鮮明な蛍光画像として取得して観察することができる。
【００１１】
上記発明においては、前記光照射部が、前記励起光より長波長で、前記外部観察用近赤外光とは異なる波長帯域の内部観察用近赤外光をも歯牙に対して照射させ、前記励起光カットフィルタが、内部観察用近赤外光をも透過させ、前記照射光検出部が、前記内部観察用近赤外光をも検出し、前記制御部は、前記照射光検出部が前記内部観察用近赤外光を検出したときにも前記近赤外光照射部からの外部観察用近赤外光の照射を停止してもよい。
【００１２】
このようにすることで、光照射部から内部観察用近赤外光が照射されると、該内部観察用近赤外光は、歯牙の深部まで到達した後、散乱によって歯牙の外部に放出され、光検出部に入射される。励起光カットフィルタは内部観察用近赤外光をも透過させるので、撮像部により内部観察用近赤外光の画像が取得される。内部観察用近赤外光は、歯牙の内部において散乱することにより歯牙の内部構造の情報を含んでいるので、その画像により歯牙の内部構造を視認することが可能となる。
【００１３】
この場合において、内部観察用近赤外光が照射光検出部により検出されると、制御部が、外部観察用近赤外光の照射を停止するので、光検出部には、励起光、蛍光および内部観察用近赤外光のみが入射するようになる。そして、光検出部に設けられた励起光カットフィルタによって励起光が遮断されるので、励起光カットフィルタを透過した蛍光および内部観察用近赤外光を撮像部により撮影することができ、歯牙の内部構造に対するう蝕等の病変部の位置を容易に確認することができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記撮像部により取得された蛍光および外部観察用近赤外光の画像を表示する表示部を備え、前記制御部が、前記近赤外光照射部からの外部観察用近赤外光の照射の有無を前記表示部に表示させてもよい。
このようにすることで、表示部に表示された画像が、外部観察用近赤外光による歯牙の外部の画像であるのか、内部観察用近赤外光による歯牙の内部の画像であるのかを容易に判断することができる。光照射部からの励起光や内部観察用近赤外光の照射にかかわらず、外部観察用近赤外光の画像が表示されている場合に、これを迅速に確認でき、光照射部の位置調整を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、歯牙に存在するう蝕等の病変部からの微弱な蛍光を撮影して得られる蛍光画像の画質に影響を与えることなく、歯牙周辺部を容易に視認することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る歯牙観察装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の歯牙観察装置のフィルタの波長特性および光源部から発せられる励起光および近赤外光の波長帯域を示す図である。
【図３】図１の歯牙観察装置の制御部による観察モードを説明するタイムチャートである。
【図４】図１の歯牙観察装置により取得された外部観察用近赤外光画像の一例を示す図である。
【図５】図１の歯牙観察装置により取得された蛍光画像、内部観察用近赤外光画像およびこれらの合成画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係る歯牙観察装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る歯牙観察装置１は、図１に示されるように、光源部２と、光照射部３と、該光照射部３とは別体に設けられた光検出部４と、これらを制御する制御部５とを備えている。
【００１８】
光源部２は、図２に示されるように、中心波長７５０ｎｍの７４０〜７６０ｎｍの波長幅を有する励起光を発生するＬＤ（レーザダイオード）６と、中心波長８２０ｎｍの８１０〜８３０ｎｍの波長幅を有する内部観察用近赤外光を発生する第１のＬＥＤ（発光ダイオード）７と、中心波長９００ｎｍの８９０〜９１０ｎｍの波長幅を有する外部観察用近赤外光を発生する第２のＬＥＤ８とを備えている。
【００１９】
光照射部３は、これらＬＤ６および第１のＬＥＤ７から発せられた励起光および内部観察用近赤外光をそれぞれ導光する複数の光ファイバ９を備えている。これらの光ファイバ９の出射端９ａは１箇所にまとめられており、歯牙Ａの略同一位置に励起光および内部観察用近赤外光を照射することができるようになっている。図中、符号２０はカップリングレンズである。
【００２０】
光検出部４は、歯牙Ａから戻る光を集光する対物レンズ１０と、該対物レンズ１０により集光された光を導光するイメージファイバ１１と、該イメージファイバ１１により導光された光を集光する集光レンズ１２と、該集光レンズ１２により集光された光の内、蛍光、内部観察用近赤外光および外部観察用近赤外光を透過し、励起光を遮断する励起光カットフィルタ１３と、該励起光カットフィルタ１３を透過した、蛍光、内部観察用近赤外光および外部観察用近赤外光を撮影するＣＣＤのような撮像素子１４とを備えている。
【００２１】
励起光カットフィルタ１３の波長特性は、図２に示されるように、約８００ｎｍ以上の光を透過し、それより短波長の光を遮断するようになっている。これにより、イメージファイバ１１を導光されてくる励起光は励起光カットフィルタ１３によって遮断され、励起光の照射により発生した蛍光や内部観察用近赤外光および外部観察用近赤外光は、励起光カットフィルタ１３を透過させられるようになっている。
【００２２】
また、光検出部４には、対物レンズ１０の近傍に配置され、光源部２に配置された第２のＬＥＤ８からの外部観察用近赤外光を歯牙Ａに向けて出射する光ファイバからなる近赤外光照射部１５と、歯牙Ａからの光の内、ＬＤ６から発せられた励起光および第１のＬＥＤ７から発せられた内部観察用近赤外光を検出し、外部観察用近赤外光は検出しないように構成された照射光検出部１６とを備えている。
【００２３】
照射光検出部１６は、歯牙Ａから発せられる光を導光するライトガイド１７と、該ライトガイド１７により導光されてきた光の内、励起光および内部観察用近赤外光の波長帯域の光を透過し、外部観察用近赤外光の波長帯域の光を遮断するバンドパスフィルタ１８と、該バンドパスフィルタ１８を透過した光を検出するＰＤ（フォトダイオード）１９とを備えている。
【００２４】
制御部５は、図３に示されるように、照射光検出部１６のＰＤ１９により、所定の閾値以上の強度の励起光および内部観察用近赤外光のいずれもが検出されないモニタモードと、所定の閾値以上の強度の励起光または内部観察用近赤外光のいずれかが検出されるカリエスモードの２つの観察モードに応じて、ＬＤ６、第１，２のＬＥＤ７，８の点灯および消灯を制御するようになっている。
【００２５】
すなわち、図３に示されるように、制御部５は、ＬＤ６および第１のＬＥＤ７を制御して、撮像素子１４により画像を取得するフレーム毎に、ＬＤ６と第１のＬＥＤ７とが交互に点灯と消灯とを繰り返すように制御している。
そして、励起光および内部観察用近赤外光のいずれもが所定の閾値以上の強度の光としてＰＤ１９に検出されないモニタモードでは、制御部５は第２のＬＥＤ８をＯＮ状態としている。
【００２６】
このとき、第２のＬＥＤ８から発せられた外部観察用近赤外光が光検出部４によって歯牙Ａの頬側部または舌側部から歯牙Ａに対して照射され、その反射光が対物レンズ１０によって集光され、イメージファイバ１１によって導光され、集光レンズ１２によって集光されて撮像素子１４により撮影されるようになっている。これにより、撮像素子１４によって、図４に示されるような外部観察用近赤外光画像が取得される。
また、本実施形態に係る歯牙観察装置１においては、図４に示されるように、観察モードの種別、この場合にはモニタモードであることを示す「モニタ」をモニタ２１に表示するようになっている。
【００２７】
一方、励起光または内部観察用近赤外光のいずれかが所定の閾値以上の強度の光としてＰＤ１９に検出されているカリエスモードでは、制御部５は第２のＬＥＤ８をＯＦＦ状態としている。
このとき、ＬＤ６により発せられた励起光によって、歯牙Ａの蛍光プローブが励起され、これによって発生した蛍光が、対物レンズ１０により集光され、イメージファイバ１１によって導光され、集光レンズ１２によって集光されて撮像素子１４により撮影されるようになっている。これにより、撮像素子１４によって蛍光画像が取得される。
【００２８】
また、第１のＬＥＤ７から発せられた内部観察用近赤外光が、歯牙Ａの内部まで到達した後、散乱されて歯牙Ａの外部に放出され、対物レンズ１０により集光され、イメージファイバ１１によって導光され、集光レンズ１２によって集光されて撮像素子１４により撮影されるようになっている。これにより、撮像素子１４によって内部観察用近赤外光画像が取得される。
【００２９】
そして、制御部５は、図５に示されるように、撮像素子１４から交互に送られてくる蛍光画像Ｇ１および内部観察用近赤外光画像Ｇ２を重畳した合成画像Ｇ３を生成し、モニタ２１に表示させるようになっている。この場合においても、図４に示されるように、観察モードの種別、この場合にはカリエスモードであることを示す「カリエス」をモニタ２１に表示するようになっている。
【００３０】
このように構成された本実施形態に係る歯牙観察装置１を用いて歯牙Ａの観察を行うには、まず、歯牙Ａに対して蛍光プローブ（例えば、オステオセンス等）を供給後、洗浄しておく。
次いで、図１に示されるように、光検出部４の先端に配置されている対物レンズ１０、近赤外光照射部１５およびライトガイド１７の先端を歯牙Ａの頬側面または舌側面に対向させて配置する。
【００３１】
このとき、光照射部３はまだ設置されていないので、撮像素子１４には、所定の閾値以上の強度の励起光および内部観察用近赤外光のいずれも検出されておらず、制御部５はモニタモードとなっている。したがって、第２のＬＥＤ８から外部観察用近赤外光が発せられ、外部観察用近赤外光は近赤外光照射部１５を介して導光され、光検出部４先端から歯牙Ａに向けて照射される。そして、外部観察用近赤外光の歯牙Ａにおける反射光が、対物レンズ１０、イメージファイバ１１および集光レンズ１２を介して撮像素子１４により撮影され、外部観察用近赤外光画像が取得され、モニタ２１に表示される。
【００３２】
また、モニタモードにおいても、光照射部３からはＬＤ６からの励起光または第１のＬＥＤ７からの内部観察用近赤外光のいずれかが出射されるので、操作者が光照射部３を操作して、図１に示されるように、その先端が歯牙Ａの咬合面に対向する位置に配置すると、励起光または内部観察用近赤外光のいずれかが、所定の閾値以上の強度の光としてＰＤ１９に検出される。
【００３３】
この時点で、制御部５は、観察モードをカリエスモードに切り替えて、第２のＬＥＤ８を消灯し、外部観察用近赤外光の照射を停止する。これにより、ＬＤ６が励起光を発生しているフレームでは、励起光が、蛍光プローブを励起して蛍光が発生するので、蛍光プローブからの蛍光が、対物レンズ１０によって集光され、イメージファイバ１１および集光レンズ１２を経て、撮像素子１４によって撮影され、蛍光画像Ｇ１が取得される。このとき、励起光もその一部が対物レンズ１０により集光されるが、励起光カットフィルタ１３によって遮断されるので、蛍光のみが撮像素子１４によって撮影され、鮮明な蛍光画像Ｇ１を得ることができる。
【００３４】
一方、第１のＬＥＤ７からの内部観察用近赤外光が発せられているフレームでは、歯牙Ａの深部まで到達して散乱された内部観察用近赤外光が、対物レンズ１０により集光され、イメージファイバ１１および集光レンズ１２を経て、撮像素子１４によって撮影され、内部観察用近赤外光画像Ｇ２が取得される。
これら蛍光画像Ｇ１および内部観察用近赤外光画像Ｇ２は、フレーム毎に交互に取得され、制御部５において、両者が重畳されるように合成された合成画像Ｇ３が取得される。
【００３５】
内部観察用近赤外光は、上述したように、歯牙Ａの内部構造の情報を含んでいるので、これを撮影して得られる内部観察用近赤外光画像Ｇ２は、歯牙Ａの内部構造、すなわち、エナメル層Ａ１の輪郭、エナメル層Ａ１とデンティン層Ａ２との境界線を鮮明に視認させることができる。これにより、歯牙Ａの内部構造を示す内部構造観察用近赤外光画像Ｇ２において、う蝕等の病変部Ｂを示す蛍光画像Ｇ１の高輝度領域が表示され、歯牙Ａにおける病変部Ｂの進達度を観察することができる。
【００３６】
この場合において、本実施形態に係る歯牙観察装置１によれば、カリエスモードにおいて、蛍光画像Ｇ１を取得するフレームにおいては、制御部５が第１，第２のＬＥＤ７，８を消灯するように制御するので、いずれの近赤外光も撮像素子１４により撮影されることはなく、励起光照射による蛍光のみの鮮明な蛍光画像Ｇ１を取得することができるという利点がある。
【００３７】
また、蛍光画像Ｇ１および内部構造観察用近赤外光画像Ｇ２を取得するカリエスモードにおいては、制御部５が第２のＬＥＤ８を消灯するように制御するので、強度の強い外部構造観察用近赤外光が蛍光や内部構造観察用近赤外光とともに検出されることを防止して、歯牙Ａに存在するう蝕等の病変部Ｂからの微弱な蛍光を撮影して得られる蛍光画像Ｇ１と、内部構造を示す内部構造観察用近赤外光画像Ｇ２の画質が劣化しないようにすることができる。
なお、本実施形態においては、近赤外光を発生する第１のＬＥＤ７を備える場合を例示して説明したが、これに代えて、第１のＬＥＤ７を備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ  歯牙
１  歯牙観察装置
３  光照射部
４  光検出部
５  制御部
１３  励起光カットフィルタ
１４  撮像素子（撮像部）
１５  近赤外光照射部
１６  照射光検出部
２１  モニタ（表示部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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