歯科光診断装置
【課題】
従来歯科診断装置及び方式は、Ｘ線像、目視像、探針・触診、蛍光計測、ポケットプローブの挿入計測、根管測定器、ドップラ血流計等によるが、上記の診断は侵襲や不明確さがありまた、三次元Ｘ線ＣＴ装置は大型で複雑である。さらに、ＯＣＴ装置は眼科で反射光による光断層画像を取得しているが、対象が軟組織で患部の上面は開放されており測定が容易である。一方歯科では硬組織の歯や軟組織の歯肉部で複雑に構成されかつ口腔内は狭小で、反射光を測定するＯＣＴ装置では検出プローブの形状と操作性とが重要である。上記により無侵襲で高分解能を有する歯科光診断装置を提供する。
【解決手段】
歯科光診断装置が、歯部に照射する目視用ガイド光あるいは、表面画像用可視光とカメラ並びに、診断用低コヒーレント光の発生手段と該信号光にて表面画像の指定領域を走査し、領域内の所定深部からの反射光を歯科光診断装置用のプローブにより検出処理し、光断層画像又は、表面画像及び光断層画像を取得するＯＣＴ手段とを備えてなる。
従来歯科診断装置及び方式は、Ｘ線像、目視像、探針・触診、蛍光計測、ポケットプローブの挿入計測、根管測定器、ドップラ血流計等によるが、上記の診断は侵襲や不明確さがありまた、三次元Ｘ線ＣＴ装置は大型で複雑である。さらに、ＯＣＴ装置は眼科で反射光による光断層画像を取得しているが、対象が軟組織で患部の上面は開放されており測定が容易である。一方歯科では硬組織の歯や軟組織の歯肉部で複雑に構成されかつ口腔内は狭小で、反射光を測定するＯＣＴ装置では検出プローブの形状と操作性とが重要である。上記により無侵襲で高分解能を有する歯科光診断装置を提供する。
【解決手段】
歯科光診断装置が、歯部に照射する目視用ガイド光あるいは、表面画像用可視光とカメラ並びに、診断用低コヒーレント光の発生手段と該信号光にて表面画像の指定領域を走査し、領域内の所定深部からの反射光を歯科光診断装置用のプローブにより検出処理し、光断層画像又は、表面画像及び光断層画像を取得するＯＣＴ手段とを備えてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科診療における診断装置に係り、
特にＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置による光診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の歯科診療における診断装置及びその方式は、例えば、
〔１〕隣接面の齲蝕部検出診断は、Ｘ線像により、あるいはランプ照射による目視像により、
〔２〕エナメル質の脱灰（初期齲蝕）及び石灰化の診断（再石灰化可否の判定）は、目視や歯科用探針による触診、あるいはレーザ励起蛍光計測器による蛍光の測定により、
〔３〕象牙質の初期齲蝕とその進行状況の診断は、目視や歯科用探針による触診、あるいはレーザ励起蛍光計測器による蛍光の測定により、
〔４〕歯肉の炎症部とその進行状況の診断は、Ｘ線像により、
〔５〕歯周ポケットの形状や深さの診断は、形状は目視や多角度のＸ線像により、また深さは、ポケットプローブの挿入による計測により、
〔６〕歯周ポケット内の隠れた部分の齲歯の診断は、目視や多角度のＸ線像により、
〔７〕歯石の付着状況の診断は、目視により、
〔８〕根尖部の画像化による根管治療の支援は、根管測定器及び根充確認はＸ線により、
〔９〕歯髄の生死判定，歯髄炎症部の識別及び進行状況の診断は、Ｘ線やレーザドップラ血流計により、
〔１０〕歯根数と、その位置の確認は、三次元Ｘ線ＣＴにより、
〔１１〕歯根のひび割れや、欠けの診断は、三次元Ｘ線ＣＴにより、
それぞれ行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の各項の診断は下記のような問題点があった。即ち、
〔１〕の、Ｘ線像や、ランプ照射による目視による隣接面の齲蝕部検出診断は、像が不鮮明のため判りにくく、
〔２〕の、歯科用探針による触診、あるいはレーザ励起蛍光計測器による蛍光の測定によるエナメル質の脱灰（初期齲蝕）及び石灰化の診断（再石灰化可否の判定）は、目視や触診では再石灰化の可否は判定できず、また蛍光の測定は１〜１００までの数値結果表示であるが、数値の閾値の範囲設定が定性的でなく、信頼性に欠けていた。
〔３〕の、目視や触診及び蛍光の測定による象牙質の初期齲蝕とその進行状況の診断は、目視や触診では不明確な部分があり、また蛍光の測定は１〜１００までの数値結果表示であるが、数値の閾値の範囲設定が定性的でなく、信頼性に欠けていた。
〔４〕の、Ｘ線による歯肉の炎症部とその進行状況の診断は、内部の場合Ｘ線を使用してもおおよその状況しかわからなかった。
【０００４】
〔５〕の、歯周ポケットの、目視や多角度のＸ線像による形状診断、ポケットプローブの挿入による深さの診断は、ポケットの形状は目視では不明確であり、また〔６〕の、多角度のＸ線像による診断は侵襲があった。
さらに、深さの診断は、患部にポケットプローブを深く挿入するため患者の負担が大きかった。
〔７〕の、目視による歯石の付着状況の診断は、目視のため信頼性に欠け、歯周ポケット内などの見えないところは判らなかった。
〔８〕の、根管測定器及びＸ線の根充確認による根尖部の画像化による根管治療の支援は、根管長測定器による測定は、測定作業中のリアルタイムの画像化はＸ線照射時間継続のため侵襲があり、Ｘ線による根充確認も同様に侵襲があった。
〔９〕の、Ｘ線像やレーザドップラ血流計による歯髄の生死判定，歯髄炎症部の識別及び進行状況の診断は、Ｘ線は侵襲があり、レーザドップラ血流計は設備が高価である。
〔１０〕の、三次元Ｘ線ＣＴによる歯根数とその位置の確認は侵襲があり、また装置が複雑で高価である。
〔１１〕の三次元Ｘ線ＣＴによ歯根のひび割れや、欠けの診断は侵襲があり、また装置が複雑で高価である。
【０００５】
また、従来、前記ＯＣＴ装置の生体における診断のための使用例は、
低コヒーレンス光を被測定組織に照射したときの後方散乱光を測定することにより、被測定組織の光断層画像を取得する装置が、例えば眼科においては、眼底網膜下の詳細構造の光断層画像を取得するために用いられている。
しかし本事例は生体測定の対象が水、血液、脂肪などからなる軟組織であり、かつ患部の上面は空間に開放されているため測定も容易で、装置化も早期に行われている。
【０００６】
一方、歯科においては測定の対象が歯部であり、歯部は象牙質、エナメル質からなる硬組織と、歯肉部の前記軟組織と、さらに歯の周囲の組織で構成されている。
そして、歯列が存在する口腔内の使用できる空間は狭小であり、かつ形状も個人差が大である。
したがって、前記硬軟両組織の所定の深度において反射した反射光を測定する前記ＯＣＴ装置では、硬組織、軟組織の患部に当接して適合波長が選択された低コヒーレンス光を照射し、かつ反射光を受光するための装置端部のプローブ（ハンドピース）の形状とその操作性とが特に重要である。
本発明は、上述の諸課題を解決する無侵襲で高分解能を有する歯科光診断装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記に鑑み本発明者等は鋭意実験研究の結果、下記の手段によりこれらの課題を解決した。
（１）歯科光診断装置が、被検体の歯部に、照射するための可視光線から普通赤外線の範囲の波長の低コヒーレント光の発生手段と、該低コヒーレント光を信号光として前記歯部の選定された所定領域を走査する手段と、
前記走査領域内の所定深部からの反射光と、前記信号光と僅少な周波数の差さ有する、あるいは位相変調を与えた参照光との干渉によって、前記走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段とを備えてなることを特徴とする歯科光診断装置において、先端部が、歯科用ハンドピース状の診断用プローブを備えた歯科光診断装置が可搬型のスタンド又はカートに搭載された独立型であり、
前記歯科光診断装置の構成は、前記スタンド又はカートに配設された光診断装置の画像処理部と表示部及び操作部を備えた本体と、前記本体より立設されたポールから横設された上下左右に姿勢制御可能な多関節アームと、該多関節アームの先端部に配設された前記歯科用ハンドピース状の診断用プローブとを備えてなるものであることを特徴とする歯科光診断装置。
【０００８】
（２）被検体の歯部の選定される所定領域にポイント光を、目視のためのガイド光として射出する手段を備えてなることを特徴とする前項（１）に記載の歯科光診断装置。
（３）歯科光診断装置が、被検体の歯部の広域に照明光を照射し、前記照明光に基づき被検体の歯部表面で反射された反射光による像を撮像レンズを通して撮像する手段と、上記撮像された歯部の表面画像を表示する表面画像の表示手段とを備えてなることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の歯科光診断装置。
（４）前記撮像する手段による撮像された表面画像の表示手段と、該画像により表示される画像領域の内、所定の領域を指示する領域指示手段と、該指示領域に基づき、前記ＯＣＴ手段による信号光射出位置走査によって、射出位置を制御する手段を有することを特徴とする前項（３）に記載の歯科光診断装置。
【０００９】
（５）可視光線から普通赤外線までの光源を備えてなり、前記被検体の歯部に照射する低コヒーレント光の波長を、診断部位の組織の違いにより必要に応じて光源を切り替えることにより変更ができるようにしたことを特徴とする前項（１）〜（４）のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
（６）歯科用ハンドピース状の診断用プローブ内に、走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段、又は前記表面画像及び走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段と、画像処理部及び無線による画像送信手段を備えてなり、診断画像は、前記独立型の本体に配設された表示部に、ワイヤレスで送信されることを特徴とする前項（１）〜（５）のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【００１０】
（７）直線偏光している低コヒーレント光源と、歯部からの反射光路に直線偏光板を備え、直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなることを特徴とする前項（１）〜（６）のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
（８）直線偏光している低コヒーレント光の光源光路に配設され、直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、該円偏光を互いに直交する直線偏光に２分割する偏光ビームスプリッタと、参照光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
反射光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、該４分の１波長板に近接して配設された直線偏光板とを備え、直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなることを特徴とする前項（１）〜（７）のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば下記のような優れた効果を発揮することができる。
１、本発明の請求項１の発明によれば、
被検体の歯部に、照射するための可視光線から普通赤外線の範囲の波長の低コヒーレント光の発生手段と、
該低コヒーレント光を信号光として
前記歯部の選定された所定領域を走査する手段と、
前記走査領域内の所定深部からの反射光と、
参照光との干渉によって、前記走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段と
とを備えてなることを特徴とする歯科光診断装置において、
先端部が、歯科用ハンドピース状の診断用プローブを備えた歯科光診断装置が可搬型のスタンド又はカートに搭載された独立型であり、
前記歯科光診断装置の構成は、
前記スタンド又はカートに配設された光診断装置の画像処理部と表示部及び操作部を備えた本体と、前記本体より立設されたポールから横設された上下左右に姿勢制御可能な多関節アームと、
該多関節アームの先端部に配設された前記歯科用ハンドピース状の診断用プローブとを備えてなるため、
被検体の歯部を信号光により走査するため、象牙質、エナメル質等からなる硬組織の歯と、歯肉等からなる軟組織、及び前記硬組織と軟組織が複雑に入り組んだ歯周等で構成された歯部の診断を、従来のＸ線を主とした各種の診断装置と異なり、無侵襲で高分解能を有する診断装置を提供することができる。
また、使用できる空間が狭小で、かつ形状も個人差が大きい口腔内での歯部の診断を、容易に行うことができる。
さらに、容易に患者近辺の最適位置に装置を移動させることができ、また、診断用プローブ先端部の計測用窓は、多関節アーム及びプローブの回動部による姿勢制御によって、歯部の所定位置に当接することができかつ、診断用プローブはぶれがないため安定した、光断層画像を得ることができる。
【００１２】
２、請求項２の発明によれば、
被検体の歯部の選定される所定領域にポイント光を、目視のためのガイド光として射出する手段を備えてなるため、施術者は歯科用ハンドピース状の診断用プローブを被検体の歯部に容易に当接することができる。
３、請求項３の発明によれば、
歯科光診断装置が、被検体の歯部の広域に照明光を照射し、前記照明光に基づき被検体の歯部表面で反射された反射光による像を撮像レンズを通して撮像する手段と、
上記撮像された歯部の表面画像を表示する表面画像の表示手段とを備えてなるため、
表面画像を観察しながら、深度分解した歯部の光断層画像を取得でき、歯部組織の診断を容易に行うことができる。
【００１３】
４、請求項４の発明によれば、
前記撮像する手段による撮像された表面画像の表示手段と、
該画像により表示される画像領域の内、所定の領域を指示する領域指示手段と、該指示領域に基づき、前記ＯＣＴ手段による信号光射出位置走査によって、射出位置を制御する手段を有するため、所要の光断層画像を取得でき、歯部組織の診断を精度よく行うことができる。
５、請求項５の発明によれば、
可視光線から普通赤外線までの光源を備えてなり、
前記被検体の歯部に照射する低コヒーレント光の波長を、
診断部位の組織の違いにより必要に応じて光源を切り替えることにより変更ができるため、
診断領域に応じて照射光の波長を変え複雑な組織を有する歯部の診断を、的確に行うことができる。
【００１４】
６、請求項６の発明によれば、
歯科用ハンドピース状の診断用プローブ内に、走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段、又は前記表面画像及び走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段と、画像処理部及び無線による画像送信手段を備えてなり、
診断画像は、前記独立型の本体に配設された表示部に、ワイヤレスで送信される。
例えば、光診断用プローブを短銃型とし、柄状の把持部分に検出器後段の増幅器と復調器とＡ／Ｄ変換器とコンピュータ及び無線用送信機を収納し、コンピュータにおいて作成される画像情報は無線用送信機によって送出される。そして近辺の所要場所に設置されたアンテナを有する受像器の表示部に表示される。
上記により、歯科光診断装置のより小型化と、簡略化を図ることができる。
７、請求項７の発明によれば、
直線偏光している低コヒーレント光源と、歯部からの反射光路に直線偏光板を備え、
直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなるため、
入射光波の直線位置より外れた部分からの反射光波を除去することにより、背景雑音を低減し、かつ分解能を高めることができ、歯部に対して高分解能で良好な信号対雑音比で、光断層画像を得ることができる。
【００１５】
８、請求項８の発明によれば、
直線偏光している低コヒーレント光の光源光路に配設され、直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
該円偏光を互いに直交する直線偏光に２分割する偏光ビームスプリッタと、
参照光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
反射光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
該４分の１波長板に近接して配設された直線偏光板とを備え、
直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなるため、
途中の光学的損失も最小にでき、互いに平行な直線偏光として、多重反射光波と参照波とは極めて効率よく干渉し検波され、歯部に対して高分解能で良好な信号対雑音比で、より高画質の光断層画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
歯科診療において前記ＯＣＴ装置を用いることにより、従来の主診断手段であるＸ線装置と異なり、無侵襲でかつ高分解能を有する歯科の診断装置を得ることができる。
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のカートに搭載された、多関節アームの先端に診断用プローブを備えた独立型歯科光診断装置の外観斜視図である。
図において、１は光診断装置、２は本体、３は操作部、４は操作スイッチ、５は表示部、６はポール、７は多関節アーム、８はアーム先端の回動部、９は診断用プローブ、１０はプローブの回動部、１１はプローブの先端部、１２は計測用窓、１３はフットスイッチ、１４はキャスタを示す。
【００１７】
本歯科光診断装置１は、内部に光源と、光学系回路と機構及び信号光の検出及び復調と、画像化回路と、表示回路と、領域の指定回路等よりなる画像処理部（後記）を収納した本体２と、その上方のパネルに操作スイッチ４を有する操作部３（後記）を有し、
また、操作部３の上方に立設されたポール６と、該ポール６に配設された目線の位置に合致した表示部５と、前記ポール６の先端部から横設された多関節アーム７を備え、
前記多関節アーム７のアーム先端の回動部８には、基部にプローブの回動部１０を有し、プローブの先端部１１には、計測用窓１２を備え、内部には表面画像の撮像と、光断層画像を取得するＯＣＴの光学系（後記）とを有する歯科の診断用プローブ９を備えてなる。
上記診断用プローブ９の先端部１１の計測用窓１２は、前記被検体の歯部の患部（図示せず）に、前記多関節アーム７及びプローブの回動部１０による姿勢制御によって、所定位置に当接することができ、かつ診断用プローブ９はぶれがないため、安定した広い視野の表面画像及び小面積の光断層画像を得ることができる。
【００１８】
ただし、表面画像の撮像を必要としない場合は、その光学系も不要である。
そして、診断用プローブを歯部の目的の箇所に施術者が目視で当接させるための、ポイント状のガイド光（可視光）を照射する場合には、
例えば、ガイド光光源（８３：赤色又は緑色が望ましい）と、ビームを集束するレンズ（８４）及びプローブ計測用窓１２からなる照射機構を要する。
また、フットスイッチ１３によってハンズフリーの操作ができ、そしてキャスタ１４によって本体２を診断の最適位置に設置することができる。
さらに、表示部５をタッチパネルとし、操作部３を省略してもよい（図示せず）。
【００１９】
図５は、本発明の光ファイバー型歯科光診断装置の構成説明ブロック図である。
図６は、本発明の表面画像撮像手段を有する光ファイバー型歯科光診断装置の構成説明ブロック図である。
図６の事例は、概要としては、カメラによる表面画像及び、ＯＣＴ部は参照鏡の位置を走査することで一次元の反射光プロファイルを取得し、さらに光ビームを横方向走査することで２次元の光断層画像を得ており、両者を表示することで診断を容易にするものである。
図において、３０は光源部、３１は信号光、３２はＳＬＤ（ｓｕｐｅｒ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｄｉｏｄｅ）、３３はモード同期レーザ（ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ）、３４は光ファイバ、３５は光ファイバ結合部、３６は光ファイバカプラ、３７は参照鏡走査部、３８は参照光、３９はレンズ、４０は反射ミラー、４１は振動子、４２は移動ステージ、４３は深さ方向走査、４４は信号処理部、４５は検出器、４６は増幅器、４７は復調器、４８はＡ／Ｄ変換器、４９は画像処理・走査制御部、５０はコンピュータ、５１は記憶装置、５２はＬＡＮ接続、５３はプリンタ、５４は表示部、５５は表面画像、５６は光断層画像、５７は計測パターン、５８は計測データ、５９は信号線、６０はモータ、６１はカップリング、６２はナット、６３はボールネジ、６４はスライドレール、６５は定盤、６７はレンズ、６８は白色光源、６９は表面画像撮影用カメラ、７０はビームスプリッタ、７１は白色光路、７２は信号光光路、７３は歯部、７４は歯、７５は歯肉、７６は領域指定用マーカを示す。
【００２０】
図示したように、まず、光診断用プローブ９内の白色光源６８は、光ファイバ３４により表面画像撮影用カメラ６９の前方周辺からビームスプリッタ７０を透過し白色光路７１のように被検体の歯部７３に照射され、表面画像撮影用カメラ６９によって広い領域の表面画像を得る。この画像はコンピュータ５０の記憶装置５１に記憶されると共にコンピュータ５０の操作により表示部５４のモニタの表面画像５５の表示部に観察画像として表示される。
また、モニタには表面画像５５内の光断層画像５６の表示領域を指定する領域指定用マーカ７６が表示される。
次に、光断層画像５６の取得は、低コヒーレント光の光源としては、波長領域の異なる例えば、前記ＳＬＤ３２又はモード同期レーザ：Ｃｒ-4+：Ｍｇ2ＳｉＯ4 （ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ）３３等を切り替えて、可視光線から普通赤外線の範囲の波長の光を発生している。
【００２１】
この際、光の波長を大きく変化させる場合は、必要とする波長に対応した光ファイバと交換又は、予め２種あるいは多種の光ファイバによる光学系を並列に配置し、切り替えられるようにしている（図示せず）。
上記の低コヒーレント光（信号光３１）は、光ファイバ結合部３５の光ファイバ３４を経て、光ファイバカプラ３６を経由し、さらに伸長された光ファイバ３４によって、前記光診断用プローブ９内のレンズ６７に至り、集束されて前記ビームスプリッタ７０によって９０°反射され、前記表示部５４のモニタに表示された表面画像５５内の光断層画像５６の領域指定用マーカ７６の位置に、光診断用プローブ９の照射位置を移動させ、歯部７３の所定診断領域に信号光光路７２のように集光させる。
【００２２】
また、歯部の所定深度から反射された光は、上記と逆の経路で光ファイバカプラ３６に至り光ファイバ３４を経て信号処理部４４の検出器４５に送出される。そして、前記信号光と位相変調を与えた参照光は、反射ミラー４０と振動子４１により、深度の深さ方向の操作は、移動ステージ４２を移動させて行っている。
信号光３１と参照光３８は、前記光ファイバカプラ３６で合成され干渉し、
この干渉信号は、増幅器４６，復調器４７、Ａ／Ｄ変換器４８、コンピュータ５０により、所定領域の光断層画像５６として前記モニタに表示される。
【００２３】
また、モニタ下部の計測パターンは、例えば前記深さ方向の走査を横軸とし、各光路長で検出した光干渉信号の大きさをプロットして得られた光軸方向上の反射光のプロファイルであり、
前記光断層画像５６は、入射光の横走査によって２次元の光画像をイメージしたものである。
さらに、計測データ５８をモニタ上に表示しておき、前記各画像と共に記憶装置５１に記憶しておけば、所要時に診断記録を再現することができる。
ただし、表面画像の撮像を必要としない場合は、図５に示したようにその光学系も不要である。
そして、診断用プローブ９を歯部の目的の箇所に施術者が目視で当接させるための、ポイント状のガイド光（可視光）を照射する場合には、
例えば、ガイド光光源（８３：赤色又は緑色が望ましい）と、ビームを集束するレンズ６７（兼用）及びプローブ計測用窓１２からなる照射機構を要する。
【００２４】
図７は、本発明の空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図である。
図８は、本発明の表面画像撮像手段を有する空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図である。
本事例は、バルク型とも呼ばれる。
概要としては、被検体の歯部に平行光ビームを照射し、信号光を画素が二次元に配列された例えば、ＣＣＤ、又はＣＭＯＳのような検出器で画素ごとに並列に処理し、２次元の鉛直断面図をリアルタイムで取得するもので、診断時間のスピードアップに有効である。
図８において、７７は直角プリズム、７８はレンズ、７９は白色光・信号光光路、８０は検出器、８１は光路を示す。
図示したように、まず、光診断用プローブ９内の白色光源６８（例えばＬＥＤ）は、表面画像撮影用カメラ６９の前方周辺からビームスプリッタ７０’を透過し白色光路・信号光光路７９のように被検体の歯部７３に照射され、表面画像撮影用カメラ６９によって広い領域の表面画像を得る。
【００２５】
この画像はコンピュータ５０の記憶装置５１に記憶されると共に、コンピュータ５０の操作により表示部５４のモニタの表面画像５５の表示部に表面画像として表示される。
また、モニタには表面画像内の光断層画像５６の表示領域を指定する領域指定用マーカ７６が表示される。
光断層画像５６の取得は、低コヒーレント光の光源としては、波長領域の異なる例えば、前記ＳＬＤ３２又はモード同期レーザ：Ｃｒ-4+：Ｍｇ2ＳｉＯ4 （ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ）３３（図示せず）等を切り替えて、可視光線から普通赤外線の範囲の波長の光を発生している。
上記の低コヒーレント光（信号光３１）は、レンズ７８によって所定面積を有する平行光でビームスプリッタ７０に入射される。
【００２６】
そして、前記信号光３１は光路８１のようにビームスプリッタ７０’に至り、９０°反射されて、前記白色光・信号光光路７９を通って歯部７３の所定の診断領域に照射され、所定の深度から反射される。
この場合、照射領域はポイントではなく２次元であるから、横方向の走査を省くことができる。
一方、参照光３８は前記ビームスプリッタ７０により光路を９０°曲げられ、さらに直角プリズム７７により９０°曲げられて、反射ミラー４０及び振動子４１により位相変調され、かつ反射して前記直角プリズム７７を経て、前記ビームスプリッタ７０に戻る。
また、前記反射光は、上記と逆の経路でビームスプリッタ７０に至り、前記参照光とミックスされ干渉し、結像レンズ７８’を経て信号処理部４４の検出器８０に送出される。
そして、信号光３１と参照光３８は、前記ビームスプリッタ７０にて合成され干渉し、この干渉光は増幅器４６、復調器４７、Ａ／Ｄ変換器４８、コンピュータ５０により、所定領域の光断層画像５６として前記モニタに表示される。
【００２７】
本事例では、前記表面画像撮影用カメラ６９で表面画像５５を観察しながら、深度分解した歯部７３の光断層画像５６をリアルタイムで取得できるので、３次元画像の計測への展開と生体組織の動的診断を図ることができる。
【００２８】
また、モニタ下部の計測パターン５７は、例えば、前記深さ方向の走査を横軸とし、
各光路上で検出した光干渉信号の大きさをプロットして得られた光軸方向上の反射光のプロファイルであり、
光断層画像５６は、２次元の光画像をイメージしたもので、広い領域の画像を短時間で表示することができる。
さらに、計測データ５８をモニタ上に表示しておき、前記各画像と共に記憶装置５１に記憶しておけば、所要時に診断記録を再現することができる。
ただし、表面画像の撮像を必要としない場合は、図７に示したように、その光学系も不要である。
そして、診断用プローブを歯部の目的の箇所に施術者が目視で当接させるための、ポイント状のガイド光（可視光）を照射する場合には、図７に示したように、
例えば、ガイド光光源８３（赤色又は緑色が望ましい）と、ビームを集束するレンズ８４及びプローブ計測用窓１２からなる照射機構を要する。
【００２９】
そして、他の事例として、基本原理は前述した空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図と同様であるが、
構成において、例えば光診断用プローブをピストル型とし、柄状の把持部分に前記図８の検出器８０後段の増幅器４６と復調器４７とＡ／Ｄ変換器４８とコンピュータ５０及び無線用送信機を収納し、前記コンピュータ５０において作成される画像情報は無線用送信機によって送出し、近辺の所要場所に設置されたアンテナを有する受像器の表示部に表示してもよい（図示せず）。
上記によって、歯科光診断装置のより小型化と、簡略化を図ることができる。
【００３０】
次に、直線偏光手段を備えた空間伝搬型歯科光診断装置の事例を記載する。
図９は、直線偏光板を備えた空間伝搬型歯科光診断装置のブロック図である。
図において、８５は直線偏光板を示す。
上記直線偏光板８５は、ビームスプリッタ７０と、前記歯部７３間の多重反射の光路８１に配設され、低コヒーレントな光波が直線偏光している場合でも、前記歯部７３から直線偏光成分のみを抽出検波することができる。
歯部７３における微細不定形状面からの２次反射光波は、明確な偏光を示さなくなり偏光解消するが、入射光波の一次反射光波は偏光性を反映する。
したがって、前記ビームスプリッタ７０と歯部７３間の多重反射の光路８１に直線偏光板８５を配置し、直線偏光成分のみを抽出することにより、背景雑音を低減しかつ、分解能を高めることができるため、歯部７３に対して高分解能で良好な信号対雑音比で、光断層画像５６を得ることができる。
【００３１】
図１０は、直線偏光板と４分の１波長板及び偏光ビームスプリッタを備えた空間伝搬型歯科光診断装置のブロック図である。
図において、８６は４分の１波長板、８７は偏光ビームスプリッタを示す。
前記図１０のビームスプリッタ７０を偏光ビームスプリッタ８７に代え、
該偏光ビームスプリッタ８７と前記直線偏光板８５の間、偏光ビームスプリッタ８７と直角プリズム７７との間、及び偏光ビームスプリッタ８７とレンズ７８との間にそれぞれ、４分の１波長板８６を配設したものである。
低コヒーレントの光源光路において、発光素子のＳＬＤ３２から出力される直線偏光を、４分の１波長板８６を透過して円偏光として、偏光ビームスプリッタ８７を用いて互いに直交する直線偏光に２分割する。
このうち一方の参照光路における直線偏光成分は、４分の１波長板８６を透過して直角プリズム７７を経由し、参照ミラー（反射ミラー４０及び振動子４１）で反射され、
逆の経路で再度、前記４分の１波長板８６を透過した偏光は、偏光ビームスプリッタ８７を透過し検出器８０に導かれる。
【００３２】
また、他方の反射光路における直線偏光は、４分の１波長板８６と直線偏光板８５を透過し、歯部７３に照射される。
そして歯部７３からの多重反射光波は、直線偏光板８５と４分の１波長板８６との適宜な角度の組み合わせにより直線偏光とされ、偏光ビームスプリッタ８７を介して検出器８０に導かれる。
その結果、途中の光学的損失も最小にでき、互いに平行な直線偏光として、前記多重反射光波と参照波とは極めて効率よく干渉し検波される。
なお、本発明は上記実施例の他、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のカートに搭載された、多関節アームの先端に診断用プローブを備えた独立型歯科光診断装置の外観斜視図。
【図２】本発明の光ファイバー型歯科光診断装置の構成説明ブロック図。
【図３】本発明の表面画像撮像手段を有する光ファイバー型歯科光診断装置の構成説明ブロック図。
【図４】本発明の空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図。
【図５】本発明の表面画像撮像手段を有する空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図。
【図６】直線偏光板を備えた空間伝搬型歯科光診断装置のブロック図。
【図７】直線偏光板と４分の１波長板を及び偏光ビームスプリッタを備えた空間伝搬型歯科光診断装置のブロック図。
【符号の説明】
【００３４】
１：光診断装置
２：本体
３：操作部
４：操作スイッチ
５：表示部
６：ポール
６’：プローブ及びライト用ポール
７：多関節アーム
８：アーム先端の回動部
９：診断用プローブ
１０：プローブの回動部
１１：プローブの先端部
１２：計測用窓
１３：フットスイッチ
１４：キャスタ
３０：光源部
３１：信号光
３２：ＳＬＤ
３３：モード同期レーザ
３４：光ファイバ
３５：光ファイバ結合部
３６：光ファイバカプラ
３７：参照鏡走査部
３８：参照光
３９：レンズ
４０：反射ミラー
４１：振動子
４２：移動ステージ
４３：深さ方向走査
４４：信号処理部
４５：検出器
４６：増幅器
４７：復調器
４８：Ａ／Ｄ変換器
４９：画像処理・走査制御部
５０：コンピュータ
５１：記憶装置
５２：ＬＡＮ接続
５３：プリンタ
５４：表示部
５５：表面画像
５６：光断層画像
５７：計測パターン
５８：計測データ
５９：信号線
６０：モータ
６１：カップリング
６２：ナット
６３：ボールネジ
６４：スライドレール
６５：定盤
６６：移動ステージ
６７：レンズ
６８：白色光源
６９：表面画像撮影用カメラ
７０、７０’：ビームスプリッタ
７１：白色光路
７２：信号光光路
７３：歯部
７４：歯
７５：歯肉
７６：領域指定用マーカ
７７：直角プリズム
７８：レンズ
７８’：結像レンズ
７９：白色光・信号光光路
８０：検出器
８１：光路
８２：横方向走査
８３：ガイド光光源
８４：レンズ
８５：直線偏光板
８６：４分の１波長板
８７：偏光ビームスプリッタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科診療における診断装置に係り、
特にＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置による光診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の歯科診療における診断装置及びその方式は、例えば、
〔１〕隣接面の齲蝕部検出診断は、Ｘ線像により、あるいはランプ照射による目視像により、
〔２〕エナメル質の脱灰（初期齲蝕）及び石灰化の診断（再石灰化可否の判定）は、目視や歯科用探針による触診、あるいはレーザ励起蛍光計測器による蛍光の測定により、
〔３〕象牙質の初期齲蝕とその進行状況の診断は、目視や歯科用探針による触診、あるいはレーザ励起蛍光計測器による蛍光の測定により、
〔４〕歯肉の炎症部とその進行状況の診断は、Ｘ線像により、
〔５〕歯周ポケットの形状や深さの診断は、形状は目視や多角度のＸ線像により、また深さは、ポケットプローブの挿入による計測により、
〔６〕歯周ポケット内の隠れた部分の齲歯の診断は、目視や多角度のＸ線像により、
〔７〕歯石の付着状況の診断は、目視により、
〔８〕根尖部の画像化による根管治療の支援は、根管測定器及び根充確認はＸ線により、
〔９〕歯髄の生死判定，歯髄炎症部の識別及び進行状況の診断は、Ｘ線やレーザドップラ血流計により、
〔１０〕歯根数と、その位置の確認は、三次元Ｘ線ＣＴにより、
〔１１〕歯根のひび割れや、欠けの診断は、三次元Ｘ線ＣＴにより、
それぞれ行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の各項の診断は下記のような問題点があった。即ち、
〔１〕の、Ｘ線像や、ランプ照射による目視による隣接面の齲蝕部検出診断は、像が不鮮明のため判りにくく、
〔２〕の、歯科用探針による触診、あるいはレーザ励起蛍光計測器による蛍光の測定によるエナメル質の脱灰（初期齲蝕）及び石灰化の診断（再石灰化可否の判定）は、目視や触診では再石灰化の可否は判定できず、また蛍光の測定は１〜１００までの数値結果表示であるが、数値の閾値の範囲設定が定性的でなく、信頼性に欠けていた。
〔３〕の、目視や触診及び蛍光の測定による象牙質の初期齲蝕とその進行状況の診断は、目視や触診では不明確な部分があり、また蛍光の測定は１〜１００までの数値結果表示であるが、数値の閾値の範囲設定が定性的でなく、信頼性に欠けていた。
〔４〕の、Ｘ線による歯肉の炎症部とその進行状況の診断は、内部の場合Ｘ線を使用してもおおよその状況しかわからなかった。
【０００４】
〔５〕の、歯周ポケットの、目視や多角度のＸ線像による形状診断、ポケットプローブの挿入による深さの診断は、ポケットの形状は目視では不明確であり、また〔６〕の、多角度のＸ線像による診断は侵襲があった。
さらに、深さの診断は、患部にポケットプローブを深く挿入するため患者の負担が大きかった。
〔７〕の、目視による歯石の付着状況の診断は、目視のため信頼性に欠け、歯周ポケット内などの見えないところは判らなかった。
〔８〕の、根管測定器及びＸ線の根充確認による根尖部の画像化による根管治療の支援は、根管長測定器による測定は、測定作業中のリアルタイムの画像化はＸ線照射時間継続のため侵襲があり、Ｘ線による根充確認も同様に侵襲があった。
〔９〕の、Ｘ線像やレーザドップラ血流計による歯髄の生死判定，歯髄炎症部の識別及び進行状況の診断は、Ｘ線は侵襲があり、レーザドップラ血流計は設備が高価である。
〔１０〕の、三次元Ｘ線ＣＴによる歯根数とその位置の確認は侵襲があり、また装置が複雑で高価である。
〔１１〕の三次元Ｘ線ＣＴによ歯根のひび割れや、欠けの診断は侵襲があり、また装置が複雑で高価である。
【０００５】
また、従来、前記ＯＣＴ装置の生体における診断のための使用例は、
低コヒーレンス光を被測定組織に照射したときの後方散乱光を測定することにより、被測定組織の光断層画像を取得する装置が、例えば眼科においては、眼底網膜下の詳細構造の光断層画像を取得するために用いられている。
しかし本事例は生体測定の対象が水、血液、脂肪などからなる軟組織であり、かつ患部の上面は空間に開放されているため測定も容易で、装置化も早期に行われている。
【０００６】
一方、歯科においては測定の対象が歯部であり、歯部は象牙質、エナメル質からなる硬組織と、歯肉部の前記軟組織と、さらに歯の周囲の組織で構成されている。
そして、歯列が存在する口腔内の使用できる空間は狭小であり、かつ形状も個人差が大である。
したがって、前記硬軟両組織の所定の深度において反射した反射光を測定する前記ＯＣＴ装置では、硬組織、軟組織の患部に当接して適合波長が選択された低コヒーレンス光を照射し、かつ反射光を受光するための装置端部のプローブ（ハンドピース）の形状とその操作性とが特に重要である。
本発明は、上述の諸課題を解決する無侵襲で高分解能を有する歯科光診断装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記に鑑み本発明者等は鋭意実験研究の結果、下記の手段によりこれらの課題を解決した。
（１）歯科光診断装置が、被検体の歯部に、照射するための可視光線から普通赤外線の範囲の波長の低コヒーレント光の発生手段と、該低コヒーレント光を信号光として前記歯部の選定された所定領域を走査する手段と、
前記走査領域内の所定深部からの反射光と、前記信号光と僅少な周波数の差さ有する、あるいは位相変調を与えた参照光との干渉によって、前記走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段とを備えてなることを特徴とする歯科光診断装置において、先端部が、歯科用ハンドピース状の診断用プローブを備えた歯科光診断装置が可搬型のスタンド又はカートに搭載された独立型であり、
前記歯科光診断装置の構成は、前記スタンド又はカートに配設された光診断装置の画像処理部と表示部及び操作部を備えた本体と、前記本体より立設されたポールから横設された上下左右に姿勢制御可能な多関節アームと、該多関節アームの先端部に配設された前記歯科用ハンドピース状の診断用プローブとを備えてなるものであることを特徴とする歯科光診断装置。
【０００８】
（２）被検体の歯部の選定される所定領域にポイント光を、目視のためのガイド光として射出する手段を備えてなることを特徴とする前項（１）に記載の歯科光診断装置。
（３）歯科光診断装置が、被検体の歯部の広域に照明光を照射し、前記照明光に基づき被検体の歯部表面で反射された反射光による像を撮像レンズを通して撮像する手段と、上記撮像された歯部の表面画像を表示する表面画像の表示手段とを備えてなることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の歯科光診断装置。
（４）前記撮像する手段による撮像された表面画像の表示手段と、該画像により表示される画像領域の内、所定の領域を指示する領域指示手段と、該指示領域に基づき、前記ＯＣＴ手段による信号光射出位置走査によって、射出位置を制御する手段を有することを特徴とする前項（３）に記載の歯科光診断装置。
【０００９】
（５）可視光線から普通赤外線までの光源を備えてなり、前記被検体の歯部に照射する低コヒーレント光の波長を、診断部位の組織の違いにより必要に応じて光源を切り替えることにより変更ができるようにしたことを特徴とする前項（１）〜（４）のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
（６）歯科用ハンドピース状の診断用プローブ内に、走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段、又は前記表面画像及び走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段と、画像処理部及び無線による画像送信手段を備えてなり、診断画像は、前記独立型の本体に配設された表示部に、ワイヤレスで送信されることを特徴とする前項（１）〜（５）のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【００１０】
（７）直線偏光している低コヒーレント光源と、歯部からの反射光路に直線偏光板を備え、直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなることを特徴とする前項（１）〜（６）のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
（８）直線偏光している低コヒーレント光の光源光路に配設され、直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、該円偏光を互いに直交する直線偏光に２分割する偏光ビームスプリッタと、参照光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
反射光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、該４分の１波長板に近接して配設された直線偏光板とを備え、直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなることを特徴とする前項（１）〜（７）のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば下記のような優れた効果を発揮することができる。
１、本発明の請求項１の発明によれば、
被検体の歯部に、照射するための可視光線から普通赤外線の範囲の波長の低コヒーレント光の発生手段と、
該低コヒーレント光を信号光として
前記歯部の選定された所定領域を走査する手段と、
前記走査領域内の所定深部からの反射光と、
参照光との干渉によって、前記走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段と
とを備えてなることを特徴とする歯科光診断装置において、
先端部が、歯科用ハンドピース状の診断用プローブを備えた歯科光診断装置が可搬型のスタンド又はカートに搭載された独立型であり、
前記歯科光診断装置の構成は、
前記スタンド又はカートに配設された光診断装置の画像処理部と表示部及び操作部を備えた本体と、前記本体より立設されたポールから横設された上下左右に姿勢制御可能な多関節アームと、
該多関節アームの先端部に配設された前記歯科用ハンドピース状の診断用プローブとを備えてなるため、
被検体の歯部を信号光により走査するため、象牙質、エナメル質等からなる硬組織の歯と、歯肉等からなる軟組織、及び前記硬組織と軟組織が複雑に入り組んだ歯周等で構成された歯部の診断を、従来のＸ線を主とした各種の診断装置と異なり、無侵襲で高分解能を有する診断装置を提供することができる。
また、使用できる空間が狭小で、かつ形状も個人差が大きい口腔内での歯部の診断を、容易に行うことができる。
さらに、容易に患者近辺の最適位置に装置を移動させることができ、また、診断用プローブ先端部の計測用窓は、多関節アーム及びプローブの回動部による姿勢制御によって、歯部の所定位置に当接することができかつ、診断用プローブはぶれがないため安定した、光断層画像を得ることができる。
【００１２】
２、請求項２の発明によれば、
被検体の歯部の選定される所定領域にポイント光を、目視のためのガイド光として射出する手段を備えてなるため、施術者は歯科用ハンドピース状の診断用プローブを被検体の歯部に容易に当接することができる。
３、請求項３の発明によれば、
歯科光診断装置が、被検体の歯部の広域に照明光を照射し、前記照明光に基づき被検体の歯部表面で反射された反射光による像を撮像レンズを通して撮像する手段と、
上記撮像された歯部の表面画像を表示する表面画像の表示手段とを備えてなるため、
表面画像を観察しながら、深度分解した歯部の光断層画像を取得でき、歯部組織の診断を容易に行うことができる。
【００１３】
４、請求項４の発明によれば、
前記撮像する手段による撮像された表面画像の表示手段と、
該画像により表示される画像領域の内、所定の領域を指示する領域指示手段と、該指示領域に基づき、前記ＯＣＴ手段による信号光射出位置走査によって、射出位置を制御する手段を有するため、所要の光断層画像を取得でき、歯部組織の診断を精度よく行うことができる。
５、請求項５の発明によれば、
可視光線から普通赤外線までの光源を備えてなり、
前記被検体の歯部に照射する低コヒーレント光の波長を、
診断部位の組織の違いにより必要に応じて光源を切り替えることにより変更ができるため、
診断領域に応じて照射光の波長を変え複雑な組織を有する歯部の診断を、的確に行うことができる。
【００１４】
６、請求項６の発明によれば、
歯科用ハンドピース状の診断用プローブ内に、走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段、又は前記表面画像及び走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段と、画像処理部及び無線による画像送信手段を備えてなり、
診断画像は、前記独立型の本体に配設された表示部に、ワイヤレスで送信される。
例えば、光診断用プローブを短銃型とし、柄状の把持部分に検出器後段の増幅器と復調器とＡ／Ｄ変換器とコンピュータ及び無線用送信機を収納し、コンピュータにおいて作成される画像情報は無線用送信機によって送出される。そして近辺の所要場所に設置されたアンテナを有する受像器の表示部に表示される。
上記により、歯科光診断装置のより小型化と、簡略化を図ることができる。
７、請求項７の発明によれば、
直線偏光している低コヒーレント光源と、歯部からの反射光路に直線偏光板を備え、
直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなるため、
入射光波の直線位置より外れた部分からの反射光波を除去することにより、背景雑音を低減し、かつ分解能を高めることができ、歯部に対して高分解能で良好な信号対雑音比で、光断層画像を得ることができる。
【００１５】
８、請求項８の発明によれば、
直線偏光している低コヒーレント光の光源光路に配設され、直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
該円偏光を互いに直交する直線偏光に２分割する偏光ビームスプリッタと、
参照光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
反射光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
該４分の１波長板に近接して配設された直線偏光板とを備え、
直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなるため、
途中の光学的損失も最小にでき、互いに平行な直線偏光として、多重反射光波と参照波とは極めて効率よく干渉し検波され、歯部に対して高分解能で良好な信号対雑音比で、より高画質の光断層画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
歯科診療において前記ＯＣＴ装置を用いることにより、従来の主診断手段であるＸ線装置と異なり、無侵襲でかつ高分解能を有する歯科の診断装置を得ることができる。
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のカートに搭載された、多関節アームの先端に診断用プローブを備えた独立型歯科光診断装置の外観斜視図である。
図において、１は光診断装置、２は本体、３は操作部、４は操作スイッチ、５は表示部、６はポール、７は多関節アーム、８はアーム先端の回動部、９は診断用プローブ、１０はプローブの回動部、１１はプローブの先端部、１２は計測用窓、１３はフットスイッチ、１４はキャスタを示す。
【００１７】
本歯科光診断装置１は、内部に光源と、光学系回路と機構及び信号光の検出及び復調と、画像化回路と、表示回路と、領域の指定回路等よりなる画像処理部（後記）を収納した本体２と、その上方のパネルに操作スイッチ４を有する操作部３（後記）を有し、
また、操作部３の上方に立設されたポール６と、該ポール６に配設された目線の位置に合致した表示部５と、前記ポール６の先端部から横設された多関節アーム７を備え、
前記多関節アーム７のアーム先端の回動部８には、基部にプローブの回動部１０を有し、プローブの先端部１１には、計測用窓１２を備え、内部には表面画像の撮像と、光断層画像を取得するＯＣＴの光学系（後記）とを有する歯科の診断用プローブ９を備えてなる。
上記診断用プローブ９の先端部１１の計測用窓１２は、前記被検体の歯部の患部（図示せず）に、前記多関節アーム７及びプローブの回動部１０による姿勢制御によって、所定位置に当接することができ、かつ診断用プローブ９はぶれがないため、安定した広い視野の表面画像及び小面積の光断層画像を得ることができる。
【００１８】
ただし、表面画像の撮像を必要としない場合は、その光学系も不要である。
そして、診断用プローブを歯部の目的の箇所に施術者が目視で当接させるための、ポイント状のガイド光（可視光）を照射する場合には、
例えば、ガイド光光源（８３：赤色又は緑色が望ましい）と、ビームを集束するレンズ（８４）及びプローブ計測用窓１２からなる照射機構を要する。
また、フットスイッチ１３によってハンズフリーの操作ができ、そしてキャスタ１４によって本体２を診断の最適位置に設置することができる。
さらに、表示部５をタッチパネルとし、操作部３を省略してもよい（図示せず）。
【００１９】
図５は、本発明の光ファイバー型歯科光診断装置の構成説明ブロック図である。
図６は、本発明の表面画像撮像手段を有する光ファイバー型歯科光診断装置の構成説明ブロック図である。
図６の事例は、概要としては、カメラによる表面画像及び、ＯＣＴ部は参照鏡の位置を走査することで一次元の反射光プロファイルを取得し、さらに光ビームを横方向走査することで２次元の光断層画像を得ており、両者を表示することで診断を容易にするものである。
図において、３０は光源部、３１は信号光、３２はＳＬＤ（ｓｕｐｅｒ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｄｉｏｄｅ）、３３はモード同期レーザ（ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ）、３４は光ファイバ、３５は光ファイバ結合部、３６は光ファイバカプラ、３７は参照鏡走査部、３８は参照光、３９はレンズ、４０は反射ミラー、４１は振動子、４２は移動ステージ、４３は深さ方向走査、４４は信号処理部、４５は検出器、４６は増幅器、４７は復調器、４８はＡ／Ｄ変換器、４９は画像処理・走査制御部、５０はコンピュータ、５１は記憶装置、５２はＬＡＮ接続、５３はプリンタ、５４は表示部、５５は表面画像、５６は光断層画像、５７は計測パターン、５８は計測データ、５９は信号線、６０はモータ、６１はカップリング、６２はナット、６３はボールネジ、６４はスライドレール、６５は定盤、６７はレンズ、６８は白色光源、６９は表面画像撮影用カメラ、７０はビームスプリッタ、７１は白色光路、７２は信号光光路、７３は歯部、７４は歯、７５は歯肉、７６は領域指定用マーカを示す。
【００２０】
図示したように、まず、光診断用プローブ９内の白色光源６８は、光ファイバ３４により表面画像撮影用カメラ６９の前方周辺からビームスプリッタ７０を透過し白色光路７１のように被検体の歯部７３に照射され、表面画像撮影用カメラ６９によって広い領域の表面画像を得る。この画像はコンピュータ５０の記憶装置５１に記憶されると共にコンピュータ５０の操作により表示部５４のモニタの表面画像５５の表示部に観察画像として表示される。
また、モニタには表面画像５５内の光断層画像５６の表示領域を指定する領域指定用マーカ７６が表示される。
次に、光断層画像５６の取得は、低コヒーレント光の光源としては、波長領域の異なる例えば、前記ＳＬＤ３２又はモード同期レーザ：Ｃｒ-4+：Ｍｇ2ＳｉＯ4 （ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ）３３等を切り替えて、可視光線から普通赤外線の範囲の波長の光を発生している。
【００２１】
この際、光の波長を大きく変化させる場合は、必要とする波長に対応した光ファイバと交換又は、予め２種あるいは多種の光ファイバによる光学系を並列に配置し、切り替えられるようにしている（図示せず）。
上記の低コヒーレント光（信号光３１）は、光ファイバ結合部３５の光ファイバ３４を経て、光ファイバカプラ３６を経由し、さらに伸長された光ファイバ３４によって、前記光診断用プローブ９内のレンズ６７に至り、集束されて前記ビームスプリッタ７０によって９０°反射され、前記表示部５４のモニタに表示された表面画像５５内の光断層画像５６の領域指定用マーカ７６の位置に、光診断用プローブ９の照射位置を移動させ、歯部７３の所定診断領域に信号光光路７２のように集光させる。
【００２２】
また、歯部の所定深度から反射された光は、上記と逆の経路で光ファイバカプラ３６に至り光ファイバ３４を経て信号処理部４４の検出器４５に送出される。そして、前記信号光と位相変調を与えた参照光は、反射ミラー４０と振動子４１により、深度の深さ方向の操作は、移動ステージ４２を移動させて行っている。
信号光３１と参照光３８は、前記光ファイバカプラ３６で合成され干渉し、
この干渉信号は、増幅器４６，復調器４７、Ａ／Ｄ変換器４８、コンピュータ５０により、所定領域の光断層画像５６として前記モニタに表示される。
【００２３】
また、モニタ下部の計測パターンは、例えば前記深さ方向の走査を横軸とし、各光路長で検出した光干渉信号の大きさをプロットして得られた光軸方向上の反射光のプロファイルであり、
前記光断層画像５６は、入射光の横走査によって２次元の光画像をイメージしたものである。
さらに、計測データ５８をモニタ上に表示しておき、前記各画像と共に記憶装置５１に記憶しておけば、所要時に診断記録を再現することができる。
ただし、表面画像の撮像を必要としない場合は、図５に示したようにその光学系も不要である。
そして、診断用プローブ９を歯部の目的の箇所に施術者が目視で当接させるための、ポイント状のガイド光（可視光）を照射する場合には、
例えば、ガイド光光源（８３：赤色又は緑色が望ましい）と、ビームを集束するレンズ６７（兼用）及びプローブ計測用窓１２からなる照射機構を要する。
【００２４】
図７は、本発明の空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図である。
図８は、本発明の表面画像撮像手段を有する空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図である。
本事例は、バルク型とも呼ばれる。
概要としては、被検体の歯部に平行光ビームを照射し、信号光を画素が二次元に配列された例えば、ＣＣＤ、又はＣＭＯＳのような検出器で画素ごとに並列に処理し、２次元の鉛直断面図をリアルタイムで取得するもので、診断時間のスピードアップに有効である。
図８において、７７は直角プリズム、７８はレンズ、７９は白色光・信号光光路、８０は検出器、８１は光路を示す。
図示したように、まず、光診断用プローブ９内の白色光源６８（例えばＬＥＤ）は、表面画像撮影用カメラ６９の前方周辺からビームスプリッタ７０’を透過し白色光路・信号光光路７９のように被検体の歯部７３に照射され、表面画像撮影用カメラ６９によって広い領域の表面画像を得る。
【００２５】
この画像はコンピュータ５０の記憶装置５１に記憶されると共に、コンピュータ５０の操作により表示部５４のモニタの表面画像５５の表示部に表面画像として表示される。
また、モニタには表面画像内の光断層画像５６の表示領域を指定する領域指定用マーカ７６が表示される。
光断層画像５６の取得は、低コヒーレント光の光源としては、波長領域の異なる例えば、前記ＳＬＤ３２又はモード同期レーザ：Ｃｒ-4+：Ｍｇ2ＳｉＯ4 （ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ）３３（図示せず）等を切り替えて、可視光線から普通赤外線の範囲の波長の光を発生している。
上記の低コヒーレント光（信号光３１）は、レンズ７８によって所定面積を有する平行光でビームスプリッタ７０に入射される。
【００２６】
そして、前記信号光３１は光路８１のようにビームスプリッタ７０’に至り、９０°反射されて、前記白色光・信号光光路７９を通って歯部７３の所定の診断領域に照射され、所定の深度から反射される。
この場合、照射領域はポイントではなく２次元であるから、横方向の走査を省くことができる。
一方、参照光３８は前記ビームスプリッタ７０により光路を９０°曲げられ、さらに直角プリズム７７により９０°曲げられて、反射ミラー４０及び振動子４１により位相変調され、かつ反射して前記直角プリズム７７を経て、前記ビームスプリッタ７０に戻る。
また、前記反射光は、上記と逆の経路でビームスプリッタ７０に至り、前記参照光とミックスされ干渉し、結像レンズ７８’を経て信号処理部４４の検出器８０に送出される。
そして、信号光３１と参照光３８は、前記ビームスプリッタ７０にて合成され干渉し、この干渉光は増幅器４６、復調器４７、Ａ／Ｄ変換器４８、コンピュータ５０により、所定領域の光断層画像５６として前記モニタに表示される。
【００２７】
本事例では、前記表面画像撮影用カメラ６９で表面画像５５を観察しながら、深度分解した歯部７３の光断層画像５６をリアルタイムで取得できるので、３次元画像の計測への展開と生体組織の動的診断を図ることができる。
【００２８】
また、モニタ下部の計測パターン５７は、例えば、前記深さ方向の走査を横軸とし、
各光路上で検出した光干渉信号の大きさをプロットして得られた光軸方向上の反射光のプロファイルであり、
光断層画像５６は、２次元の光画像をイメージしたもので、広い領域の画像を短時間で表示することができる。
さらに、計測データ５８をモニタ上に表示しておき、前記各画像と共に記憶装置５１に記憶しておけば、所要時に診断記録を再現することができる。
ただし、表面画像の撮像を必要としない場合は、図７に示したように、その光学系も不要である。
そして、診断用プローブを歯部の目的の箇所に施術者が目視で当接させるための、ポイント状のガイド光（可視光）を照射する場合には、図７に示したように、
例えば、ガイド光光源８３（赤色又は緑色が望ましい）と、ビームを集束するレンズ８４及びプローブ計測用窓１２からなる照射機構を要する。
【００２９】
そして、他の事例として、基本原理は前述した空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図と同様であるが、
構成において、例えば光診断用プローブをピストル型とし、柄状の把持部分に前記図８の検出器８０後段の増幅器４６と復調器４７とＡ／Ｄ変換器４８とコンピュータ５０及び無線用送信機を収納し、前記コンピュータ５０において作成される画像情報は無線用送信機によって送出し、近辺の所要場所に設置されたアンテナを有する受像器の表示部に表示してもよい（図示せず）。
上記によって、歯科光診断装置のより小型化と、簡略化を図ることができる。
【００３０】
次に、直線偏光手段を備えた空間伝搬型歯科光診断装置の事例を記載する。
図９は、直線偏光板を備えた空間伝搬型歯科光診断装置のブロック図である。
図において、８５は直線偏光板を示す。
上記直線偏光板８５は、ビームスプリッタ７０と、前記歯部７３間の多重反射の光路８１に配設され、低コヒーレントな光波が直線偏光している場合でも、前記歯部７３から直線偏光成分のみを抽出検波することができる。
歯部７３における微細不定形状面からの２次反射光波は、明確な偏光を示さなくなり偏光解消するが、入射光波の一次反射光波は偏光性を反映する。
したがって、前記ビームスプリッタ７０と歯部７３間の多重反射の光路８１に直線偏光板８５を配置し、直線偏光成分のみを抽出することにより、背景雑音を低減しかつ、分解能を高めることができるため、歯部７３に対して高分解能で良好な信号対雑音比で、光断層画像５６を得ることができる。
【００３１】
図１０は、直線偏光板と４分の１波長板及び偏光ビームスプリッタを備えた空間伝搬型歯科光診断装置のブロック図である。
図において、８６は４分の１波長板、８７は偏光ビームスプリッタを示す。
前記図１０のビームスプリッタ７０を偏光ビームスプリッタ８７に代え、
該偏光ビームスプリッタ８７と前記直線偏光板８５の間、偏光ビームスプリッタ８７と直角プリズム７７との間、及び偏光ビームスプリッタ８７とレンズ７８との間にそれぞれ、４分の１波長板８６を配設したものである。
低コヒーレントの光源光路において、発光素子のＳＬＤ３２から出力される直線偏光を、４分の１波長板８６を透過して円偏光として、偏光ビームスプリッタ８７を用いて互いに直交する直線偏光に２分割する。
このうち一方の参照光路における直線偏光成分は、４分の１波長板８６を透過して直角プリズム７７を経由し、参照ミラー（反射ミラー４０及び振動子４１）で反射され、
逆の経路で再度、前記４分の１波長板８６を透過した偏光は、偏光ビームスプリッタ８７を透過し検出器８０に導かれる。
【００３２】
また、他方の反射光路における直線偏光は、４分の１波長板８６と直線偏光板８５を透過し、歯部７３に照射される。
そして歯部７３からの多重反射光波は、直線偏光板８５と４分の１波長板８６との適宜な角度の組み合わせにより直線偏光とされ、偏光ビームスプリッタ８７を介して検出器８０に導かれる。
その結果、途中の光学的損失も最小にでき、互いに平行な直線偏光として、前記多重反射光波と参照波とは極めて効率よく干渉し検波される。
なお、本発明は上記実施例の他、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のカートに搭載された、多関節アームの先端に診断用プローブを備えた独立型歯科光診断装置の外観斜視図。
【図２】本発明の光ファイバー型歯科光診断装置の構成説明ブロック図。
【図３】本発明の表面画像撮像手段を有する光ファイバー型歯科光診断装置の構成説明ブロック図。
【図４】本発明の空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図。
【図５】本発明の表面画像撮像手段を有する空間伝搬型歯科光診断装置の構成説明ブロック図。
【図６】直線偏光板を備えた空間伝搬型歯科光診断装置のブロック図。
【図７】直線偏光板と４分の１波長板を及び偏光ビームスプリッタを備えた空間伝搬型歯科光診断装置のブロック図。
【符号の説明】
【００３４】
１：光診断装置
２：本体
３：操作部
４：操作スイッチ
５：表示部
６：ポール
６’：プローブ及びライト用ポール
７：多関節アーム
８：アーム先端の回動部
９：診断用プローブ
１０：プローブの回動部
１１：プローブの先端部
１２：計測用窓
１３：フットスイッチ
１４：キャスタ
３０：光源部
３１：信号光
３２：ＳＬＤ
３３：モード同期レーザ
３４：光ファイバ
３５：光ファイバ結合部
３６：光ファイバカプラ
３７：参照鏡走査部
３８：参照光
３９：レンズ
４０：反射ミラー
４１：振動子
４２：移動ステージ
４３：深さ方向走査
４４：信号処理部
４５：検出器
４６：増幅器
４７：復調器
４８：Ａ／Ｄ変換器
４９：画像処理・走査制御部
５０：コンピュータ
５１：記憶装置
５２：ＬＡＮ接続
５３：プリンタ
５４：表示部
５５：表面画像
５６：光断層画像
５７：計測パターン
５８：計測データ
５９：信号線
６０：モータ
６１：カップリング
６２：ナット
６３：ボールネジ
６４：スライドレール
６５：定盤
６６：移動ステージ
６７：レンズ
６８：白色光源
６９：表面画像撮影用カメラ
７０、７０’：ビームスプリッタ
７１：白色光路
７２：信号光光路
７３：歯部
７４：歯
７５：歯肉
７６：領域指定用マーカ
７７：直角プリズム
７８：レンズ
７８’：結像レンズ
７９：白色光・信号光光路
８０：検出器
８１：光路
８２：横方向走査
８３：ガイド光光源
８４：レンズ
８５：直線偏光板
８６：４分の１波長板
８７：偏光ビームスプリッタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科光診断装置が、被検体の歯部に、照射するための可視光線から普通赤外線の範囲の波長の低コヒーレント光の発生手段と、
該低コヒーレント光を信号光として前記歯部の選定された所定領域を走査する手段と、
前記走査領域内の所定深部からの反射光と、
前記信号光と僅少な周波数の差さ有する、あるいは位相変調を与えた参照光との干渉によって、前記走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段とを備えてなることを特徴とする歯科光診断装置において、
先端部が、歯科用ハンドピース状の診断用プローブを備えた歯科光診断装置が可搬型のスタンド又はカートに搭載された独立型であり、
前記歯科光診断装置の構成は、
前記スタンド又はカートに配設された光診断装置の画像処理部と表示部及び操作部を備えた本体と、
前記本体より立設されたポールから横設された上下左右に姿勢制御可能な多関節アームと、
該多関節アームの先端部に配設された前記歯科用ハンドピース状の診断用プローブとを、
備えてなるものであることを特徴とする歯科光診断装置。
【請求項２】
被検体の歯部の選定される所定領域にポイント光を、目視のためのガイド光として射出する手段を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の歯科光診断装置。
【請求項３】
歯科光診断装置が、被検体の歯部の広域に照明光を照射し、前記照明光に基づき被検体の歯部表面で反射された反射光による像を撮像レンズを通して撮像する手段と、
上記撮像された歯部の表面画像を表示する表面画像の表示手段と、
被検体の歯部に、照射するための可視光線から普通赤外線の範囲の波長の所定の低コヒーレント光の発生手段と、
該低コヒーレント光を信号光として前記歯部の選定された所定領域を走査する手段と、
前記走査領域内の所定深部からの反射光と、前記信号光と僅少な周波数の差を有する、あるいは位相変調を与えた参照光との干渉によって、前記走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段とを備えてなることを特徴とする請求項１または２に記載の歯科光診断装置。
【請求項４】
前記撮像する手段による撮像された表面画像の表示手段と、
該画像により表示される画像領域の内、所定の領域を指示する領域指示手段と、該指示領域に基づき、前記ＯＣＴ手段による信号光射出位置走査によって、
射出位置を制御する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の歯科光診断装置。
【請求項５】
可視光線から普通赤外線までの光源を備えてなり、
前記被検体の歯部に照射する低コヒーレント光の波長を、
診断部位の組織の違いにより必要に応じて
光源を切り替えることにより変更ができるようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【請求項６】
歯科用ハンドピース状の診断用プローブ内に、走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段、又は前記表面画像及び走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段と、画像処理部及び無線による画像送信手段を備えてなり、
診断画像は、前記独立型の本体に配設された表示部に、ワイヤレスで送信されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【請求項７】
直線偏光している低コヒーレント光源と、
歯部からの反射光路に直線偏光板を備え、
直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【請求項８】
直線偏光している低コヒーレント光の光源光路に配設され、直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
該円偏光を互いに直交する直線偏光に２分割する偏光ビームスプリッタと、
参照光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
反射光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
該４分の１波長板に近接して配設された直線偏光板とを備え、
直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【請求項１】
歯科光診断装置が、被検体の歯部に、照射するための可視光線から普通赤外線の範囲の波長の低コヒーレント光の発生手段と、
該低コヒーレント光を信号光として前記歯部の選定された所定領域を走査する手段と、
前記走査領域内の所定深部からの反射光と、
前記信号光と僅少な周波数の差さ有する、あるいは位相変調を与えた参照光との干渉によって、前記走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段とを備えてなることを特徴とする歯科光診断装置において、
先端部が、歯科用ハンドピース状の診断用プローブを備えた歯科光診断装置が可搬型のスタンド又はカートに搭載された独立型であり、
前記歯科光診断装置の構成は、
前記スタンド又はカートに配設された光診断装置の画像処理部と表示部及び操作部を備えた本体と、
前記本体より立設されたポールから横設された上下左右に姿勢制御可能な多関節アームと、
該多関節アームの先端部に配設された前記歯科用ハンドピース状の診断用プローブとを、
備えてなるものであることを特徴とする歯科光診断装置。
【請求項２】
被検体の歯部の選定される所定領域にポイント光を、目視のためのガイド光として射出する手段を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の歯科光診断装置。
【請求項３】
歯科光診断装置が、被検体の歯部の広域に照明光を照射し、前記照明光に基づき被検体の歯部表面で反射された反射光による像を撮像レンズを通して撮像する手段と、
上記撮像された歯部の表面画像を表示する表面画像の表示手段と、
被検体の歯部に、照射するための可視光線から普通赤外線の範囲の波長の所定の低コヒーレント光の発生手段と、
該低コヒーレント光を信号光として前記歯部の選定された所定領域を走査する手段と、
前記走査領域内の所定深部からの反射光と、前記信号光と僅少な周波数の差を有する、あるいは位相変調を与えた参照光との干渉によって、前記走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段とを備えてなることを特徴とする請求項１または２に記載の歯科光診断装置。
【請求項４】
前記撮像する手段による撮像された表面画像の表示手段と、
該画像により表示される画像領域の内、所定の領域を指示する領域指示手段と、該指示領域に基づき、前記ＯＣＴ手段による信号光射出位置走査によって、
射出位置を制御する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の歯科光診断装置。
【請求項５】
可視光線から普通赤外線までの光源を備えてなり、
前記被検体の歯部に照射する低コヒーレント光の波長を、
診断部位の組織の違いにより必要に応じて
光源を切り替えることにより変更ができるようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【請求項６】
歯科用ハンドピース状の診断用プローブ内に、走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段、又は前記表面画像及び走査領域の光断層画像を取得するＯＣＴ手段と、画像処理部及び無線による画像送信手段を備えてなり、
診断画像は、前記独立型の本体に配設された表示部に、ワイヤレスで送信されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【請求項７】
直線偏光している低コヒーレント光源と、
歯部からの反射光路に直線偏光板を備え、
直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【請求項８】
直線偏光している低コヒーレント光の光源光路に配設され、直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
該円偏光を互いに直交する直線偏光に２分割する偏光ビームスプリッタと、
参照光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
反射光路に配設され、前記偏光ビームスプリッタからの直線偏光を円偏光とする４分の１波長板と、
該４分の１波長板に近接して配設された直線偏光板とを備え、
直線偏光成分のみを抽出する手段を備えてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の歯科光診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１８１７２（Ｐ２００９−１８１７２Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０１３４３（Ｐ２００８−２０１３４３）
【出願日】平成２０年８月４日（２００８．８．４）
【分割の表示】特願２００３−１４２６７７（Ｐ２００３−１４２６７７）の分割
【原出願日】平成１５年５月２０日（２００３．５．２０）
【出願人】（３９００１１１２１）株式会社モリタ東京製作所 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月４日（２００８．８．４）
【分割の表示】特願２００３−１４２６７７（Ｐ２００３−１４２６７７）の分割
【原出願日】平成１５年５月２０日（２００３．５．２０）
【出願人】（３９００１１１２１）株式会社モリタ東京製作所 (28)
【Ｆターム（参考）】
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