光断層画像取得装置
【課題】本発明は、歯科用などの光断層画像取得装置に関するもので、プローブを小型化することを目的とするものである。
【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、プローブは、プローブ本体１と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部２と、により構成し、前記プローブ本体１内に設けた光走査部８は、光を口腔内挿入部２本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、断層画像用演算部２３の演算結果より口腔内挿入部２の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部３１を設けた。
【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、プローブは、プローブ本体１と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部２と、により構成し、前記プローブ本体１内に設けた光走査部８は、光を口腔内挿入部２本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、断層画像用演算部２３の演算結果より口腔内挿入部２の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部３１を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、医療用として活用される光断層画像取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療用として活用される光断層画像取得装置の構成は、以下のような構成となっていた。
【０００３】
すなわち、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むブローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、を備え、前記プローブの口腔内挿入部はプローブ本体に着脱可能に設けられ、プローブ内には、この口腔内挿入部の種別を判断する電気的、あるいは、機構的な検知部が設けられた構成となっていた（例えば、これに類似する技術は下記特許文献１に記載されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０６０９７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例における課題は、プローブが大型化するということであった。
【０００６】
すなわち、上記従来の光断層画像取得装置では、例えば、歯科用の光断層画像取得装置のプローブの口腔内挿入部は、測定対象によって種別が異なるので、交換可能に設けられていたが、この口腔内挿入部の種別によって、測定範囲や光走査方向が変わってくるので、測定の制御が異なる。この口腔内挿入部の種別を判断するための電気的、あるいは、機構的な検知部がプローブ内に設けられており、その結果プローブが大型化してしまっていた。
【０００７】
そこで本発明は、プローブを小型化することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むブローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、を備え、前記プローブは、プローブ本体と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部と、により構成し、前記プローブ本体内に設けた光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部を設け、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明は、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むブローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、を備え、前記プローブは、プローブ本体と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部と、により構成し、前記プローブ本体内に設けた光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部を設けたものであるので、プローブを小型化することができる。
【００１０】
すなわち、本発明の光断層画像取得装置では、前記プローブの光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、その測定光から得られた干渉光の前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断するので、装置が備えていた機能を用いて、口腔内挿入部の種別を判断可能となり、スイッチ等の電気的、あるいは、機構的な検知部を設ける必要がないため、プローブを小型化することが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の使用例を示す斜視図
【図２】その斜視図
【図３】その表示部の正面図
【図４】その分解斜視図
【図５】その分解斜視図
【図６】その主要部の分解斜視図
【図７】その電気的なブロック図
【図８】その主要部の使用時の断面図
【図９】その主要部の分解斜視図
【図１０】その主要部の断面図
【図１１】その干渉光の周波数スペクトラム図
【図１２】そのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における光断層画像取得装置の使用例を示す。
【００１４】
図１において、１はプローブ本体で、このプローブ本体１の前方には、口腔内挿入部２が突出した状態で装着されている。
【００１５】
あとで詳細に説明するが、この図１に示すように、本実施形態における光断層画像取得装置は、口腔３内に口腔内挿入部２を差し入れ、歯４のＸ軸方向の光断層画像をＹ軸方向に連続的に取得するものである。
【００１６】
この口腔内挿入部２は、被測定者によって、例えば、被測定者が大人か子供かによって、その形状が異なるために、プローブ本体１に対して交換可能となるように装着されている。
【００１７】
さて、プローブ本体１は、図２に示すように片手で保持できるようにピストル形状をしており、後端には、ケーブル５を介して制御ボックス６が接続されている。なお、ケーブル５内には、光入出力用や電気的信号用の配線が収納されている。
【００１８】
また、プローブ本体１内には、図４から図６に示すごとく、測定用の近赤外光を平行光とするコリメータレンズ７を有し、このコリメータレンズ７からの近赤外光は、光走査部８で一軸方向に走査され、続いて、それに直交する方向に移動後、再び一軸方向に走査される、つまり、従来のブラウン管テレビにおける画像形成のための走査状態と同じ状態で走査される。
【００１９】
そして、この走査された光が、波長分離プリズム９、反射ミラー１０を介して図２の歯４に図４、図５のごとく照射される。この照射は、図３に示す表示部１２の画像からも理解されるように、歯１１のＸ軸方向に走査され、そのＸ軸方向の走査時における断層画像は、図３上方の表示部１３に表示される。
【００２０】
図３において、この表示部１３には、下方の表示部１２では、発見されなかった虫歯１４が断層画像で表示されている。たとえば、虫歯１４は、歯１１の表面では、わずかな黒シミにしか見えなかったものが、断層画像を撮れば表示部１３のごとく、下方には大きく開口した状態であることが確認でき、この時には、直ちに虫歯治療を行うことになる。つまり、早期治療が可能になるものである。
【００２１】
つづいて、次の瞬間には、Ｙ軸方向にわずかに移動した状態で、再びＸ軸方向の走査が行われ、この時の画像は、再び表示部１３に表示される。もちろん、このようにＸ軸方向の走査ごとに、直ちに表示部１３にその断層画像を表示させなくても、後で歯科医の手操作により、画像を１枚ずつ送りながら確認することもできる。
【００２２】
さて、このような画像をつくるために、波長分離プリズム９の前方に、図５、図６に示すごとく照明用の発光素子１５が配置され、この発光素子１５からの光は、反射ミラー１０を介して歯１１に照射される。この照射により、歯から反射され、光入出力開口部１０ａから反射ミラー１０に入射した光は、再び反射ミラー１０で反射され、続いて、波長分離プリズム９、内部反射ミラー２８、内部反射ミラー２９を経由して、カメラ１６にて画像として検出され、それが、上述した表示部１２に示す画像となる。
【００２３】
つまり、表示部１２は、現在どの歯１１の断層画像を得ようとしているかということを、表示するためのものであって、この表示部１２の画像を見ながら、図４および図５に示す近赤外光の走査が行われる。
【００２４】
このように、図４、図５に示すように、走査された近赤外光は、波長分離プリズム９を直進し、コリメータレンズ７を通過した後、ケーブル５を介して、（図２に示すところの）制御ボックス６にもどり、ここで画像処理され、この処理後の画像が図３の表示部１３に表示されている。つまり、図３は、制御ボックス６の表示部１７を示している。
【００２５】
ここで、制御ボックス６における画像処理について説明する。
【００２６】
図７における光源１８は波長掃引光源で、この光源１８から出た光は分割部１９で分割され、その一部がケーブル５を介して光走査部８に供給され、上述した歯４に対する上述したＸ軸方向とＹ軸方向への走査が行われるものとなる。
【００２７】
また、分割部１９で分割された残りの光は、参照鏡２０で反射され、それが干渉部２１に供給される。干渉部２１では、参照鏡２０で反射された光と、光走査部８、ケーブル５を介して戻った光とを干渉をさせて干渉光を生成する。この干渉光は、受光部２２で電気信号に変換し、さらにこの電気信号をＡ／Ｄ変換した後に、その結果を断層画像用演算部２３に供給する。
【００２８】
断層画像用演算部２３では、干渉光のＡ／Ｄ変換結果に対してＦＦＴ演算を行い、測定対象の断層画像情報を取得する。
【００２９】
また、詳細は後述するが、口腔内挿入部２の種別判断を行う際には、口腔内挿入部種別判断部３１は、断層画像用演算部２３によって得られた断層画像情報により、口腔内挿入部２の種別を判断し、その結果を制御部２４に供給する。
【００３０】
制御部２４は、口腔内挿入部２の種別に応じて光走査部８や観察画像用演算部２５を制御し、図３に示す表示部１２に観察画像をリアルタイムに表示させる。また、断層画像用演算部２３は、制御部２４で制御され、図３に示す表示部１３に断層画像を表示させる。
【００３１】
ここで、表示部１３に断層画像を表示する際に、この断層画像の表示範囲についての説明をする。
【００３２】
上述した分割部１９から参照鏡２０を経由して干渉部２１までの光学経路長Ｘと、分割部１９からプローブの口腔内挿入部２の光学経路の先端、つまり、プローブの光入出口を折り返して、干渉部までの光学経路長Ｙ、との差が干渉光のスペクトラムとして現れることになる。ここで、光学経路Ｘ＝Ｙとなる位置が、表示部１３に表示される断層画像の表示開始位置となる。この表示開始位置については、後述の説明に用いることとする。
【００３３】
本実施形態における光走査部８は、図４、図５、図６に示すガルバノスキャナ２６により、コリメータレンズ７からの近赤外光を一軸方向（図４、図５のＸ方向）に走査し、前記一軸とは直交する他軸方向（図４、図５のＹ方向）に走査するガルバノスキャナ２７を有する。
【００３４】
図８はプローブ本体１の口腔内挿入部２が、口腔内に挿入された場合の断面構造を示した図である。上述したように、プローブ本体１の前方には口腔内挿入部２が設けられ、その先端には、光偏向部材である反射ミラー１０が設けられ、さらには図９に示すように光透過性のカバー体である保護カバー３８が口腔内挿入部２とプローブ本体１を前後に分けるようにして設けられている。
【００３５】
再び図８に戻って説明するが、上述したように、プローブ本体１側から入射した光は、保護カバー３８を通過し、光屈折部材である反射ミラー１０によって偏向され、開口部３９を通って測定対象である歯４に照射される。歯４に照射された光は、反射して再び開口部３９から反射ミラー１０を経由して、保護カバー３８を通過し、プローブ本体１側に測定光として返っていくのである。
【００３６】
このプローブの開口部３９と歯４の間には、上述した断層画像の表示開始位置となる点Ｓが設定されている。
【００３７】
この表示開始位置Ｓの定義について説明する。まず、図７における分割部１９から参照鏡２０を経由して干渉部２１までの光学経路長Ｘと、分割部１９からプローブの口腔内挿入部２を経由して干渉部までの光学経路長Ｙとの差が等しくなる位置が表示開始位置Ｓとなる。
【００３８】
この表示開始位置の点から歯４の表面および、断層方向の画像を取得することになる。
【００３９】
以上の説明で本実施形態における、基本的な構成及び作用が理解されたところで、以下、本実施形態における特徴点について説明をする。
【００４０】
上述したように、本実施形態のプローブの口腔内挿入部２は、被測定者によって、例えば、被測定者が大人か子供かによって、その形状が異なるために、プローブ本体１に対して交換可能となるように装着されている。
【００４１】
本実施形態では、このプローブ本体１に装着されている口腔内挿入部２の種別を自動的に判別できるように構成されている。
【００４２】
図１０は、口腔内挿入部２の種別判断の仕方を説明した図である。
【００４３】
図１０の（ａ）は、歯科用の光断層画像取得装置において、成人を対象とした奥歯観察用の口腔内挿入部２の種別であり、（ｂ）は子供を対象とした奥歯観察用の口腔内挿入部２の種別である。
【００４４】
上記のような奥歯観察用の種別においては、口腔内挿入部２の先端に反射ミラー１０を設けることで奥歯を観察しやすいように照射光および測定光を偏向可能となるので、奥歯などの断層画像を取得しやすい構成としている。
【００４５】
また、図１０の（ｃ）は、前歯観察用の口腔内挿入部２の種別であり、前歯を観察しやすいように、偏向させないで、直接、照射光を前歯に照射し、測定光を取り込む構成としている。
【００４６】
次に、図１０（ａ）、（ｂ）を用いて、奥歯観察用の口腔内挿入部２の種別判断の方法について説明する。
【００４７】
まず、光走査部８の照射方向を、口腔内挿入部２の種別判断光路４０となるように制御し、口腔内挿入部２の開口部３９の後方に設けられた照射壁４１に照射する。次に、照射壁４１に照射された光は、反射光となって、再び種別判断光路４０を戻り、光走査部８を経由して測定光として干渉部２１に取り込み、断層画像用演算部２３は、この干渉光の周波数スペクトラムを求める。
【００４８】
次に、図１１に周波数スペクトラムを示すが、口腔内挿入部種別判断部３１は、得られた周波数スペクトラムの所定の閾値４２を超えた周波数ピーク４３を算出し、この周波数ピーク４３の周波数４４から口腔内挿入部２の種別を判断する。
【００４９】
図１１においては、図１１（ａ）は、図１０（ａ）の成人用の口腔内挿入部２の周波数スペクトラムを示し、図１１（ｂ）は、図１０（ｂ）の子供用の口腔内挿入部２の周波数スペクトラムを示す。
【００５０】
本発明の実施形態においては、図１０（ａ）に示す、成人用の口腔内挿入部２と、（ｂ）に示す、子供用の口腔内挿入部２では、長さ（図１０における左右方向の長さ）は、同じであるが、高さ（図１０における上下方向の長さ）が異なる。
【００５１】
このような場合においては、高さの違いが、測定光の経路長の違いとなって現れるために、測定光の経路長を周波数で認識する周波数スペクトラムにおいては、この違いが上述した周波数スペクトラムの周波数ピークの周波数の差となって現れる。具体的には、経路長の短い子供用の口腔内挿入部２では、図１１（ｂ）の周波数４４ｂとなり、この周波数４４ｂは、経路長が子供用の口腔内挿入部２より長い成人用の口腔内挿入部２では、図１１（ａ）の周波数４４ａとなり、違いが現れる。口腔内挿入部種別判断部３１では、この周波数によって、口腔内挿入部２の種別を判断するのである。
【００５２】
次に、図１０の（ｃ）に示す、前歯観察用の口腔内挿入部２の種別判断の方法について説明する。
【００５３】
光走査部８の照射方向を、口腔内挿入部２の種別判断光路４０となるように制御し、口腔内挿入部２の後方開口部４５周辺に設けられた照射壁４６に照射する。次に、照射壁４６に照射された光は、反射光となって、再び種別判断光路４０を戻り、光走査部８を経由して測定光として干渉部２１に取り込み、断層画像用演算部２３は、この干渉光の周波数スペクトラムを求める。
【００５４】
この周波数スペクトラムを図１１の（ｃ）に示す。
【００５５】
図１１（ｃ）の周波数スペクトラムでは、周波数ピークが存在しない。これは、照射壁４６の位置が、干渉範囲外の設けられているためである。この干渉範囲は、光源１８から出力される光のコヒーレンス長によって決められるものであり、本実施形態における干渉範囲は、図８の表示開始位置Ｓを中心に±１０ｍｍの範囲となっている。
【００５６】
つまり、図１０の（ｃ）に示す、前歯観察用の口腔内挿入部２の種別判断は、口腔内挿入部の種別判断時の測定光の経路長が干渉範囲外であることを検出して種別判断を行うのである。
【００５７】
すなわち、本発明の実施の形態の光断層画像取得装置では、プローブの光走査部８は、光を前記口腔内挿入部２本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、その測定光から得られた干渉光の断層画像用演算部２３の演算結果より口腔内挿入部２の種別を判断するので、装置が備えていた断層画像取得機能を用いて、口腔内挿入部２の種別を判断可能となり、スイッチ等の電気的、あるいは、機構的な検知部を設ける必要がないため、プローブを小型化することが可能となるのである。
【００５８】
次に、この種別判断をいつ行うかについて説明する。
【００５９】
図１２に種別判断の開始時期を示すフローチャートを示す。
【００６０】
まず、システム起動後において、測定開始要求があるかないかを判断を行い（Ｓ１）、次に、測定開始要求があった場合には、上述した口腔内挿入部２の種別判断を実施し（Ｓ２）、次に、その種別に応じた、設定を行い（Ｓ３）、次に測定対象の断層画像測定を行い（Ｓ４）、測定を終了する（Ｓ５）。
【００６１】
このように、測定を行うごとに、口腔内挿入部２の種別判断を実施すると、電源ＯＦＦ時、あるいは、非測定時において、使用者が口腔内挿入部２を交換した場合においても、測定時の口腔内挿入部２の種別に応じた適切な測定が可能となる。
【００６２】
さらには、電源ＯＮ時には、口腔内挿入部２の交換不能とするロック機構等を設けることにより、口腔内挿入部２の種別判断を電源投入時にのみ実施することも可能となり、システムの設計が簡単になる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように本発明は、 以上のように本発明は、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むブローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、を備え、前記プローブは、プローブ本体と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部と、により構成し、前記プローブ本体内に設けた光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この口腔内挿入部本体からの反射光を測定光として取り込むよう制御し、前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部を設けたものであるので、プローブを小型化することができる。
【００６４】
すなわち、本発明の光断層画像取得装置では、前記プローブの光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この口腔内挿入部本体からの反射光を測定光として取り込むよう制御し、その測定光から得られた干渉光の前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断するので、装置が備えていた機能を用いて、口腔内挿入部の種別を判断可能となり、スイッチ等の電気的、あるいは、機構的な検知部を設ける必要がないため、プローブを小型化することが可能となるのである。
【００６５】
したがって、たとえば、歯科用光断層画像取得装置として、広く活用が期待されるものである。
【符号の説明】
【００６６】
１ プローブ本体
２ 口腔内挿入部
３ 口腔
４ 歯
５ ケーブル
６ 制御ボックス
７ コリメータレンズ
８ 光走査部
９ 波長分離プリズム
１０ 反射ミラー
１１ 歯
１２ 表示部
１３ 表示部
１４ 虫歯
１５ 発光素子
１６ カメラ
１７ 表示部
１８ 光源
１９ 分割部
２０ 参照鏡
２１ 干渉部
２２ 受光部
２３ 断層画像用演算部
２４ 制御部
２５ 観察画像用演算部
２６ ガルバノスキャナ
２７ ガルバノスキャナ
２８ 内部反射ミラー
２９ 内部反射ミラー
３０ 光入出力部マウントスクリュー
３１ 口腔内挿入部種別判断部
３８ 保護カバー
３９ 開口部
４０ 種別判断光路
４１ 照射壁
４２ 閾値
４３ 周波数ピーク
４４、４４ａ、４４ｂ 周波数
４５ 後方開口部
４６ 照射壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、医療用として活用される光断層画像取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療用として活用される光断層画像取得装置の構成は、以下のような構成となっていた。
【０００３】
すなわち、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むブローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、を備え、前記プローブの口腔内挿入部はプローブ本体に着脱可能に設けられ、プローブ内には、この口腔内挿入部の種別を判断する電気的、あるいは、機構的な検知部が設けられた構成となっていた（例えば、これに類似する技術は下記特許文献１に記載されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０６０９７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例における課題は、プローブが大型化するということであった。
【０００６】
すなわち、上記従来の光断層画像取得装置では、例えば、歯科用の光断層画像取得装置のプローブの口腔内挿入部は、測定対象によって種別が異なるので、交換可能に設けられていたが、この口腔内挿入部の種別によって、測定範囲や光走査方向が変わってくるので、測定の制御が異なる。この口腔内挿入部の種別を判断するための電気的、あるいは、機構的な検知部がプローブ内に設けられており、その結果プローブが大型化してしまっていた。
【０００７】
そこで本発明は、プローブを小型化することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むブローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、を備え、前記プローブは、プローブ本体と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部と、により構成し、前記プローブ本体内に設けた光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部を設け、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明は、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むブローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、を備え、前記プローブは、プローブ本体と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部と、により構成し、前記プローブ本体内に設けた光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部を設けたものであるので、プローブを小型化することができる。
【００１０】
すなわち、本発明の光断層画像取得装置では、前記プローブの光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、その測定光から得られた干渉光の前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断するので、装置が備えていた機能を用いて、口腔内挿入部の種別を判断可能となり、スイッチ等の電気的、あるいは、機構的な検知部を設ける必要がないため、プローブを小型化することが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の使用例を示す斜視図
【図２】その斜視図
【図３】その表示部の正面図
【図４】その分解斜視図
【図５】その分解斜視図
【図６】その主要部の分解斜視図
【図７】その電気的なブロック図
【図８】その主要部の使用時の断面図
【図９】その主要部の分解斜視図
【図１０】その主要部の断面図
【図１１】その干渉光の周波数スペクトラム図
【図１２】そのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における光断層画像取得装置の使用例を示す。
【００１４】
図１において、１はプローブ本体で、このプローブ本体１の前方には、口腔内挿入部２が突出した状態で装着されている。
【００１５】
あとで詳細に説明するが、この図１に示すように、本実施形態における光断層画像取得装置は、口腔３内に口腔内挿入部２を差し入れ、歯４のＸ軸方向の光断層画像をＹ軸方向に連続的に取得するものである。
【００１６】
この口腔内挿入部２は、被測定者によって、例えば、被測定者が大人か子供かによって、その形状が異なるために、プローブ本体１に対して交換可能となるように装着されている。
【００１７】
さて、プローブ本体１は、図２に示すように片手で保持できるようにピストル形状をしており、後端には、ケーブル５を介して制御ボックス６が接続されている。なお、ケーブル５内には、光入出力用や電気的信号用の配線が収納されている。
【００１８】
また、プローブ本体１内には、図４から図６に示すごとく、測定用の近赤外光を平行光とするコリメータレンズ７を有し、このコリメータレンズ７からの近赤外光は、光走査部８で一軸方向に走査され、続いて、それに直交する方向に移動後、再び一軸方向に走査される、つまり、従来のブラウン管テレビにおける画像形成のための走査状態と同じ状態で走査される。
【００１９】
そして、この走査された光が、波長分離プリズム９、反射ミラー１０を介して図２の歯４に図４、図５のごとく照射される。この照射は、図３に示す表示部１２の画像からも理解されるように、歯１１のＸ軸方向に走査され、そのＸ軸方向の走査時における断層画像は、図３上方の表示部１３に表示される。
【００２０】
図３において、この表示部１３には、下方の表示部１２では、発見されなかった虫歯１４が断層画像で表示されている。たとえば、虫歯１４は、歯１１の表面では、わずかな黒シミにしか見えなかったものが、断層画像を撮れば表示部１３のごとく、下方には大きく開口した状態であることが確認でき、この時には、直ちに虫歯治療を行うことになる。つまり、早期治療が可能になるものである。
【００２１】
つづいて、次の瞬間には、Ｙ軸方向にわずかに移動した状態で、再びＸ軸方向の走査が行われ、この時の画像は、再び表示部１３に表示される。もちろん、このようにＸ軸方向の走査ごとに、直ちに表示部１３にその断層画像を表示させなくても、後で歯科医の手操作により、画像を１枚ずつ送りながら確認することもできる。
【００２２】
さて、このような画像をつくるために、波長分離プリズム９の前方に、図５、図６に示すごとく照明用の発光素子１５が配置され、この発光素子１５からの光は、反射ミラー１０を介して歯１１に照射される。この照射により、歯から反射され、光入出力開口部１０ａから反射ミラー１０に入射した光は、再び反射ミラー１０で反射され、続いて、波長分離プリズム９、内部反射ミラー２８、内部反射ミラー２９を経由して、カメラ１６にて画像として検出され、それが、上述した表示部１２に示す画像となる。
【００２３】
つまり、表示部１２は、現在どの歯１１の断層画像を得ようとしているかということを、表示するためのものであって、この表示部１２の画像を見ながら、図４および図５に示す近赤外光の走査が行われる。
【００２４】
このように、図４、図５に示すように、走査された近赤外光は、波長分離プリズム９を直進し、コリメータレンズ７を通過した後、ケーブル５を介して、（図２に示すところの）制御ボックス６にもどり、ここで画像処理され、この処理後の画像が図３の表示部１３に表示されている。つまり、図３は、制御ボックス６の表示部１７を示している。
【００２５】
ここで、制御ボックス６における画像処理について説明する。
【００２６】
図７における光源１８は波長掃引光源で、この光源１８から出た光は分割部１９で分割され、その一部がケーブル５を介して光走査部８に供給され、上述した歯４に対する上述したＸ軸方向とＹ軸方向への走査が行われるものとなる。
【００２７】
また、分割部１９で分割された残りの光は、参照鏡２０で反射され、それが干渉部２１に供給される。干渉部２１では、参照鏡２０で反射された光と、光走査部８、ケーブル５を介して戻った光とを干渉をさせて干渉光を生成する。この干渉光は、受光部２２で電気信号に変換し、さらにこの電気信号をＡ／Ｄ変換した後に、その結果を断層画像用演算部２３に供給する。
【００２８】
断層画像用演算部２３では、干渉光のＡ／Ｄ変換結果に対してＦＦＴ演算を行い、測定対象の断層画像情報を取得する。
【００２９】
また、詳細は後述するが、口腔内挿入部２の種別判断を行う際には、口腔内挿入部種別判断部３１は、断層画像用演算部２３によって得られた断層画像情報により、口腔内挿入部２の種別を判断し、その結果を制御部２４に供給する。
【００３０】
制御部２４は、口腔内挿入部２の種別に応じて光走査部８や観察画像用演算部２５を制御し、図３に示す表示部１２に観察画像をリアルタイムに表示させる。また、断層画像用演算部２３は、制御部２４で制御され、図３に示す表示部１３に断層画像を表示させる。
【００３１】
ここで、表示部１３に断層画像を表示する際に、この断層画像の表示範囲についての説明をする。
【００３２】
上述した分割部１９から参照鏡２０を経由して干渉部２１までの光学経路長Ｘと、分割部１９からプローブの口腔内挿入部２の光学経路の先端、つまり、プローブの光入出口を折り返して、干渉部までの光学経路長Ｙ、との差が干渉光のスペクトラムとして現れることになる。ここで、光学経路Ｘ＝Ｙとなる位置が、表示部１３に表示される断層画像の表示開始位置となる。この表示開始位置については、後述の説明に用いることとする。
【００３３】
本実施形態における光走査部８は、図４、図５、図６に示すガルバノスキャナ２６により、コリメータレンズ７からの近赤外光を一軸方向（図４、図５のＸ方向）に走査し、前記一軸とは直交する他軸方向（図４、図５のＹ方向）に走査するガルバノスキャナ２７を有する。
【００３４】
図８はプローブ本体１の口腔内挿入部２が、口腔内に挿入された場合の断面構造を示した図である。上述したように、プローブ本体１の前方には口腔内挿入部２が設けられ、その先端には、光偏向部材である反射ミラー１０が設けられ、さらには図９に示すように光透過性のカバー体である保護カバー３８が口腔内挿入部２とプローブ本体１を前後に分けるようにして設けられている。
【００３５】
再び図８に戻って説明するが、上述したように、プローブ本体１側から入射した光は、保護カバー３８を通過し、光屈折部材である反射ミラー１０によって偏向され、開口部３９を通って測定対象である歯４に照射される。歯４に照射された光は、反射して再び開口部３９から反射ミラー１０を経由して、保護カバー３８を通過し、プローブ本体１側に測定光として返っていくのである。
【００３６】
このプローブの開口部３９と歯４の間には、上述した断層画像の表示開始位置となる点Ｓが設定されている。
【００３７】
この表示開始位置Ｓの定義について説明する。まず、図７における分割部１９から参照鏡２０を経由して干渉部２１までの光学経路長Ｘと、分割部１９からプローブの口腔内挿入部２を経由して干渉部までの光学経路長Ｙとの差が等しくなる位置が表示開始位置Ｓとなる。
【００３８】
この表示開始位置の点から歯４の表面および、断層方向の画像を取得することになる。
【００３９】
以上の説明で本実施形態における、基本的な構成及び作用が理解されたところで、以下、本実施形態における特徴点について説明をする。
【００４０】
上述したように、本実施形態のプローブの口腔内挿入部２は、被測定者によって、例えば、被測定者が大人か子供かによって、その形状が異なるために、プローブ本体１に対して交換可能となるように装着されている。
【００４１】
本実施形態では、このプローブ本体１に装着されている口腔内挿入部２の種別を自動的に判別できるように構成されている。
【００４２】
図１０は、口腔内挿入部２の種別判断の仕方を説明した図である。
【００４３】
図１０の（ａ）は、歯科用の光断層画像取得装置において、成人を対象とした奥歯観察用の口腔内挿入部２の種別であり、（ｂ）は子供を対象とした奥歯観察用の口腔内挿入部２の種別である。
【００４４】
上記のような奥歯観察用の種別においては、口腔内挿入部２の先端に反射ミラー１０を設けることで奥歯を観察しやすいように照射光および測定光を偏向可能となるので、奥歯などの断層画像を取得しやすい構成としている。
【００４５】
また、図１０の（ｃ）は、前歯観察用の口腔内挿入部２の種別であり、前歯を観察しやすいように、偏向させないで、直接、照射光を前歯に照射し、測定光を取り込む構成としている。
【００４６】
次に、図１０（ａ）、（ｂ）を用いて、奥歯観察用の口腔内挿入部２の種別判断の方法について説明する。
【００４７】
まず、光走査部８の照射方向を、口腔内挿入部２の種別判断光路４０となるように制御し、口腔内挿入部２の開口部３９の後方に設けられた照射壁４１に照射する。次に、照射壁４１に照射された光は、反射光となって、再び種別判断光路４０を戻り、光走査部８を経由して測定光として干渉部２１に取り込み、断層画像用演算部２３は、この干渉光の周波数スペクトラムを求める。
【００４８】
次に、図１１に周波数スペクトラムを示すが、口腔内挿入部種別判断部３１は、得られた周波数スペクトラムの所定の閾値４２を超えた周波数ピーク４３を算出し、この周波数ピーク４３の周波数４４から口腔内挿入部２の種別を判断する。
【００４９】
図１１においては、図１１（ａ）は、図１０（ａ）の成人用の口腔内挿入部２の周波数スペクトラムを示し、図１１（ｂ）は、図１０（ｂ）の子供用の口腔内挿入部２の周波数スペクトラムを示す。
【００５０】
本発明の実施形態においては、図１０（ａ）に示す、成人用の口腔内挿入部２と、（ｂ）に示す、子供用の口腔内挿入部２では、長さ（図１０における左右方向の長さ）は、同じであるが、高さ（図１０における上下方向の長さ）が異なる。
【００５１】
このような場合においては、高さの違いが、測定光の経路長の違いとなって現れるために、測定光の経路長を周波数で認識する周波数スペクトラムにおいては、この違いが上述した周波数スペクトラムの周波数ピークの周波数の差となって現れる。具体的には、経路長の短い子供用の口腔内挿入部２では、図１１（ｂ）の周波数４４ｂとなり、この周波数４４ｂは、経路長が子供用の口腔内挿入部２より長い成人用の口腔内挿入部２では、図１１（ａ）の周波数４４ａとなり、違いが現れる。口腔内挿入部種別判断部３１では、この周波数によって、口腔内挿入部２の種別を判断するのである。
【００５２】
次に、図１０の（ｃ）に示す、前歯観察用の口腔内挿入部２の種別判断の方法について説明する。
【００５３】
光走査部８の照射方向を、口腔内挿入部２の種別判断光路４０となるように制御し、口腔内挿入部２の後方開口部４５周辺に設けられた照射壁４６に照射する。次に、照射壁４６に照射された光は、反射光となって、再び種別判断光路４０を戻り、光走査部８を経由して測定光として干渉部２１に取り込み、断層画像用演算部２３は、この干渉光の周波数スペクトラムを求める。
【００５４】
この周波数スペクトラムを図１１の（ｃ）に示す。
【００５５】
図１１（ｃ）の周波数スペクトラムでは、周波数ピークが存在しない。これは、照射壁４６の位置が、干渉範囲外の設けられているためである。この干渉範囲は、光源１８から出力される光のコヒーレンス長によって決められるものであり、本実施形態における干渉範囲は、図８の表示開始位置Ｓを中心に±１０ｍｍの範囲となっている。
【００５６】
つまり、図１０の（ｃ）に示す、前歯観察用の口腔内挿入部２の種別判断は、口腔内挿入部の種別判断時の測定光の経路長が干渉範囲外であることを検出して種別判断を行うのである。
【００５７】
すなわち、本発明の実施の形態の光断層画像取得装置では、プローブの光走査部８は、光を前記口腔内挿入部２本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、その測定光から得られた干渉光の断層画像用演算部２３の演算結果より口腔内挿入部２の種別を判断するので、装置が備えていた断層画像取得機能を用いて、口腔内挿入部２の種別を判断可能となり、スイッチ等の電気的、あるいは、機構的な検知部を設ける必要がないため、プローブを小型化することが可能となるのである。
【００５８】
次に、この種別判断をいつ行うかについて説明する。
【００５９】
図１２に種別判断の開始時期を示すフローチャートを示す。
【００６０】
まず、システム起動後において、測定開始要求があるかないかを判断を行い（Ｓ１）、次に、測定開始要求があった場合には、上述した口腔内挿入部２の種別判断を実施し（Ｓ２）、次に、その種別に応じた、設定を行い（Ｓ３）、次に測定対象の断層画像測定を行い（Ｓ４）、測定を終了する（Ｓ５）。
【００６１】
このように、測定を行うごとに、口腔内挿入部２の種別判断を実施すると、電源ＯＦＦ時、あるいは、非測定時において、使用者が口腔内挿入部２を交換した場合においても、測定時の口腔内挿入部２の種別に応じた適切な測定が可能となる。
【００６２】
さらには、電源ＯＮ時には、口腔内挿入部２の交換不能とするロック機構等を設けることにより、口腔内挿入部２の種別判断を電源投入時にのみ実施することも可能となり、システムの設計が簡単になる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように本発明は、 以上のように本発明は、光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むブローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部と、を備え、前記プローブは、プローブ本体と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部と、により構成し、前記プローブ本体内に設けた光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この口腔内挿入部本体からの反射光を測定光として取り込むよう制御し、前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部を設けたものであるので、プローブを小型化することができる。
【００６４】
すなわち、本発明の光断層画像取得装置では、前記プローブの光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この口腔内挿入部本体からの反射光を測定光として取り込むよう制御し、その測定光から得られた干渉光の前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断するので、装置が備えていた機能を用いて、口腔内挿入部の種別を判断可能となり、スイッチ等の電気的、あるいは、機構的な検知部を設ける必要がないため、プローブを小型化することが可能となるのである。
【００６５】
したがって、たとえば、歯科用光断層画像取得装置として、広く活用が期待されるものである。
【符号の説明】
【００６６】
１ プローブ本体
２ 口腔内挿入部
３ 口腔
４ 歯
５ ケーブル
６ 制御ボックス
７ コリメータレンズ
８ 光走査部
９ 波長分離プリズム
１０ 反射ミラー
１１ 歯
１２ 表示部
１３ 表示部
１４ 虫歯
１５ 発光素子
１６ カメラ
１７ 表示部
１８ 光源
１９ 分割部
２０ 参照鏡
２１ 干渉部
２２ 受光部
２３ 断層画像用演算部
２４ 制御部
２５ 観察画像用演算部
２６ ガルバノスキャナ
２７ ガルバノスキャナ
２８ 内部反射ミラー
２９ 内部反射ミラー
３０ 光入出力部マウントスクリュー
３１ 口腔内挿入部種別判断部
３８ 保護カバー
３９ 開口部
４０ 種別判断光路
４１ 照射壁
４２ 閾値
４３ 周波数ピーク
４４、４４ａ、４４ｂ 周波数
４５ 後方開口部
４６ 照射壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むプローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部とを備え、
前記プローブは、プローブ本体と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部と、により構成し、前記プローブ本体内に設けた光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部を設けた光断層画像取得装置。
【請求項２】
前記断層画像用演算部が断層画像情報を出力する表示部を備えた請求項１に記載の光断層画像取得装置。
【請求項３】
前記口腔内挿入部種別判断部は、光断層画像取得装置の電源投入後に口腔内挿入部の種別判断を実施する構成とした請求項１または２に記載の光断層画像取得装置。
【請求項４】
前記口腔内挿入部種別判断部は、測定開始時に口腔内挿入部の種別判断を実施する構成とした請求項１から３のいずれか一つに記載の光断層画像取得装置。
【請求項５】
前記口腔内挿入部本体には、この種別判断のために光を照射する照射壁を開口部周辺に設けた請求項１から４のいずれか一つに記載の光断層画像取得装置。
【請求項６】
前記口腔内挿入部種別判断部は、口腔内挿入部の種別判断時の測定光の経路長によって種別判断を行う請求項１から５のいずれか一つに記載の光断層画像取得装置。
【請求項７】
前記口腔内挿入部種別判断部は、口腔内挿入部の種別判断時の測定光の経路長が干渉範囲外であることを検出して種別判断を行う請求項１から５のいずれか一つに記載の光断層画像取得装置。
【請求項１】
光源と、この光源から出た光を分割する分割部と、この分割された一方の光を、光走査部によって照射方向を変えながら口腔内挿入部から測定対象に向けて照射し、その測定対象からの反射光を、前記口腔内挿入部から前記光走査部を経由して測定光として取り込むプローブと、前記分割部によって分割された他方の光を反射する参照鏡と、この参照鏡から反射された光と、前記プローブが取り込んだ測定光と、を干渉させて干渉光を生成する干渉部と、この干渉部で生成された干渉光を演算処理して測定対象の断層画像情報を生成する断層画像用演算部とを備え、
前記プローブは、プローブ本体と、このプローブ本体に着脱自在に装着した口腔内挿入部と、により構成し、前記プローブ本体内に設けた光走査部は、光を前記口腔内挿入部本体に照射し、この反射光を測定光として取り込むよう制御し、前記断層画像用演算部の演算結果より口腔内挿入部の種別を判断する口腔内挿入部種別判断部を設けた光断層画像取得装置。
【請求項２】
前記断層画像用演算部が断層画像情報を出力する表示部を備えた請求項１に記載の光断層画像取得装置。
【請求項３】
前記口腔内挿入部種別判断部は、光断層画像取得装置の電源投入後に口腔内挿入部の種別判断を実施する構成とした請求項１または２に記載の光断層画像取得装置。
【請求項４】
前記口腔内挿入部種別判断部は、測定開始時に口腔内挿入部の種別判断を実施する構成とした請求項１から３のいずれか一つに記載の光断層画像取得装置。
【請求項５】
前記口腔内挿入部本体には、この種別判断のために光を照射する照射壁を開口部周辺に設けた請求項１から４のいずれか一つに記載の光断層画像取得装置。
【請求項６】
前記口腔内挿入部種別判断部は、口腔内挿入部の種別判断時の測定光の経路長によって種別判断を行う請求項１から５のいずれか一つに記載の光断層画像取得装置。
【請求項７】
前記口腔内挿入部種別判断部は、口腔内挿入部の種別判断時の測定光の経路長が干渉範囲外であることを検出して種別判断を行う請求項１から５のいずれか一つに記載の光断層画像取得装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１３０４７７（Ｐ２０１２−１３０４７７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３９９５（Ｐ２０１０−２８３９９５）
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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