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歯髄腔内血液測定方法、装置及び歯髄腔内血液測定用アダプタ

国内特許コード P100001159
掲載日 2010年11月4日
出願番号 特願2007-550990
登録番号 特許第4909904号
出願日 平成18年6月21日(2006.6.21)
登録日 平成24年1月20日(2012.1.20)
国際出願番号 JP2006312423
国際公開番号 WO2007072592
国際出願日 平成18年6月21日(2006.6.21)
国際公開日 平成19年6月28日(2007.6.28)
優先権データ
  • 特願2005-368811 (2005.12.21) JP
発明者
  • 三輪 全三
  • 柿野 聡子
  • 井川 資英
  • 高谷 節雄
  • 大内 克洋
  • 星 英男
  • 高木 裕三
  • 桐本 明子
出願人
  • 学校法人東京医科歯科大学
発明の名称 歯髄腔内血液測定方法、装置及び歯髄腔内血液測定用アダプタ
発明の概要

ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受けない等吸収波長の複数の波長の光を歯10に照射し、歯10を透過した光を受光して、歯質(エナメル質12と象牙質14)による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液濃度や血流量を求める。更に、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受けない等吸収波長の光、及び、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受ける非等吸収波長の光を歯に照射した時の透過光減衰度と、前記の方法で求めた歯髄腔内総ヘモグロビン量とを用いて、歯髄腔内血液の酸素飽和度を求める。これにより、患者に痛みを与えることなく、明所でも非侵襲的かつ客観的に、歯髄腔内の血液濃度(ヘモグロビン濃度)、血流量及び酸素飽和度を定量的に測定可能とする。

従来技術、競合技術の概要
【0002】
図1に示す如く、歯10の構造は、外からエナメル質12、象牙質14、そして中央に位置するところに歯髄腔16が存在し、歯への血流は、歯髄腔16の中に分布する血管により成り立っている。従って、歯の健康状態を把握する上で、歯髄腔16内の血流量、血液濃度及び酸素飽和度を測定することが重要であり、広く歯科医療において適用される可能性を有している。
【0003】
現在、歯髄の健康状態の確認には、電気刺激を与え、感覚の度合いから診断する電気歯髄診断法が用いられているが、この方法は、被検者に痛みを与える場合が多く、又、被検者によっては返答に客観性を欠くこともあり、更には幼若永久歯や外傷歯などの感覚閾値の高い歯では反応しないなどの欠点が指摘されていて、望ましい診断法ではない。
【0004】
このような侵襲的な方法とは別に、近年、ヒト歯髄血流を非侵襲的に測定し、歯髄の健康状態を客観的に評価する方法として、レーザドップラー血流測定法や、透過光光電脈波法などが報告されている(三輪全三他「歯髄透過光光電脈波法のヒト幼若永久歯の歯髄診断への応用」小児歯科学雑誌 37巻(1999)5号、 991-999頁、Zenzo Miwa et.al「Pulpal blood flow in vital and nonvital young permanent teeth measured by transmitted-light photoplethysmography:a pilot study」Pediatric Dentistry-24:6,2002,594-597、及び、特開2001-17453号公報参照)。
【0005】
このうち後者の透過光光電脈波法については、被検歯口蓋側より一定量の光を照射することにより、唇側で透過光量の変化を検査し、健全な上顎中切歯から指尖脈波と同期した歯髄脈波を観察できることが報告されている。
[0006]
しかしながら従来の方法は、外光を遮断して暗所で測定を行う必要があるだけでなく、定性的な変化は得られても定量性を欠き、正確な診断ができなかった。更に、光電脈波法では、脈を打っていないと測定できないという問題もあった。
発明の開示
[0007]
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、被検者に痛みを与えることなく、明所でも非侵襲的かつ客観的に、歯髄腔内の血液濃度(ヘモグロビン濃度)、血流量及び酸素飽和度を定量的に測定可能とすることを課題とする。
[0008]
[0009]
[0010]
[0011]
[0012]
[0013]
[0014]
本発明は、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受けない等吸収波長の複数の波長λ、λの光を略同時に歯に照射するための光源と、歯を透過した光を受光するための手段と、各波長の透過光減衰度ODを、入射光強度Iと透過光強度Iの比で表し、一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1と、他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2を用いて、歯質による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液濃度や血流量を定量測定するための演算手段と、を備えたことを特徴とする歯髄腔内血液測定装置により、前記課題を解決したものである。ここで、入射光強度Iと透過光強度Iの比を自然対数ln(I/I)で表し、一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1から、他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2を差し引くことができる。
[0016]
前記光源を、発光ダイオードとすることができる。
【0017】
本発明は、又、光源からの光を歯の口蓋側に導くための、略C字形状の投光用導光体と、歯の唇側に透過した光を取出すための受光用導光体と、を備えたことを特徴とする、前記装置で用いるための歯髄腔内血液測定用アダプタを提供するものである。
前記一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1を次式で表わし、
ODλ1=μS1d+μb1Hd
(ここで、μS1は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb1は同じくヘモグロビンの吸光係数、dは歯の厚み、Hは歯髄腔内ヘモグロビン濃度、dは歯髄腔内の光路長)
前記他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2を次式で表わし、
ODλ2=μS2d+μb2Hd
μS1=AμS2
(ここで、μS2は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb2は同じくヘモグロビンの吸光係数、Aは定数)
ODλ1-AODλ2の演算により、歯髄腔内のヘモグロビン量Hdを求めることができる。
前記光源が、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受ける非等吸収波長λの光も歯に照射するようにし、前記演算手段が、各波長の透過光減衰度ODを、入射光強度Iと透過光強度Iの比で表わし、等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1と、非等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ3を用いると共に、前記の装置で求めた歯髄腔内総ヘモグロビン量Hdを用いて、歯質による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液酸素飽和度を定量測定することができる。ここで、入射光強度Iと透過光強度Iの比を自然対数ln(I/I)で表し、等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1から、非等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ3を差し引くことができる。
前記等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1を次式で表わし、
ODλ1=μS1d+μb1Hd
(ここで、μS1は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb1は同じくヘモグロビンの吸光係数、dは歯の厚み、Hは歯髄腔内ヘモグロビン濃度、dは歯髄腔内の光路長)
前記非等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ3を次式で表わし、
ODλ3=μS3d+μb3HbO2HdSO
+μb3HbHd(1-SO
CμS1=μS3
(ここでμS3は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb3HbO2は歯髄腔内のヘモグロビン濃度、SOは歯髄腔内の酸素飽和度、Cは定数)
CODλ1-ODλ3の演算により、歯髄腔内の酸素飽和度を求めることができる。
前記等吸収波長の複数の波長λ、λを、522±10nm又は506±10nmと、810±10nmの組合せとすることができる。
前記等吸収波長λを522±10nm又は506±10nmとし、前記非等吸収波長λを467±10nmとすることができる。
前記複数の波長の光を順次時間差を持たせて略同時に照射し、これと同期して、明所でも各波長の光を受光することができる。
本発明は、又、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受けない等吸収波長の複数の波長λ、λの光を略同時に歯に照射し、歯を透過した光を受光して、各波長の透過光減衰度ODを、入射光強度Iと透過光強度Iで表し、一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1と、他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2を用いて、歯質による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液濃度や血流量を定量測定するようにして、前記課題を解決したものである。
前記等吸収波長の複数の波長λ、λを、522±10nm又は506±10nmと、810±10nmの組合せとすることができる。
又、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受けない等吸収波長の光、及び、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受ける非等吸収波長の光を略同時に歯に照射し、歯を透過した光を受光して、各波長の透過光減衰度ODを、入射光強度Iと透過光強度Iの比で表し、一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1と、他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2と、非等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ3を用いると共に、前記一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1を次式で表わし、
ODλ1=μS1d+μb1Hd
(ここで、μS1は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb1は同じくヘモグロビンの吸光係数、dは歯の厚み、Hは歯髄腔内ヘモグロビン濃度、dは歯髄腔内の光路長)
前記他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2を次式で表わし、
ODλ2=μS2d+μb2Hd
μS1=AμS2
(ここで、μS2は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb2は同じくヘモグロビンの吸光係数、Aは定数)
ODλ1-AODλ2の演算により求めた歯髄腔内総ヘモグロビン量Hdを用いて、歯質による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液の酸素飽和度を定量測定するようにして、前記課題を解決したものである。
前記等吸収波長λを522±10nm又は506±10nmとし、前記非等吸収波長λを467±10nmとすることができる。
前記複数の波長の光を順次時間差を持たせて略同時に照射し、これと同期して、明所でも各波長の光を受光することができる。
前記光を口蓋側から照射することができる。
[0018]
本発明によれば、明るい場所においても、被検者に痛みを与えることなく、非侵襲的かつ客観的に、歯髄腔内の血液濃度(ヘモグロビン濃度)、血流量及び酸素飽和度を定量的に測定することが可能となる。更に、脈を打っていなくても測定できる。
産業上の利用分野
【0001】
本発明は、歯髄腔内血液測定方法、装置及び歯髄腔内血液測定用アダプタに係る。特に、被検者に痛みを与えることなく、非侵襲的かつ客観的に歯髄腔内の血液濃度、血流量及び酸素飽和度を定量的に測定することが可能な歯髄腔内血液測定方法、装置及び歯髄腔内血液測定用アダプタに関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 [手続補正20111213]  ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受けない等吸収波長の複数の波長λ、λの光を略同時に歯に照射するための光源と、 歯を透過した光を受光するための手段と、 各波長の透過光減衰度ODを、入射光強度Iと透過光強度Iの比で表し、一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1と、他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2を用いて、歯質による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液濃度や血流量を定量測定するための演算手段と、 を備えたことを特徴とする歯髄腔内血液測定装置。
【請求項2】 [手続補正20111213]  前記光源が、発光ダイオードとされていることを特徴とする請求項に記載の歯髄腔内血液測定装置。
【請求項3】 [手続補正20111213]  光源からの光を歯の口蓋側に導くための、略C字形状の投光用導光体と、 歯の唇側に透過した光を取出すための受光用導光体と、 を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の装置で用いるための歯髄腔内血液測定用アダプタ。
【請求項4】 [手続補正20111213]  前記一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1を次式で表わし、 ODλ1=μS1d+μb1Hd (ここで、μS1は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb1は同じくヘモグロビンの吸光係数、dは歯の厚み、Hは歯髄腔内ヘモグロビン濃度、dは歯髄腔内の光路長) 前記他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2を次式で表わし、 ODλ2=μS2d+μb2Hd μS1=AμS2 (ここで、μS2は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb2は同じくヘモグロビンの吸光係数、Aは定数) ODλ1-AODλ2の演算により、歯髄腔内のヘモグロビン量Hdを求めることを特徴とする請求項に記載の歯髄腔内血液測定装置。
【請求項5】 [手続補正20111213]  前記光源が、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受ける非等吸収波長λの光も歯に照射するようにされ、 前記演算手段が、各波長の透過光減衰度ODを、入射光強度Iと透過光強度Iの比で表わし、等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1と、非等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ3を用いると共に、請求項に記載の装置で求めた歯髄腔内総ヘモグロビン量Hdを用いて、歯質による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液酸素飽和度を定量測定するようにされていることを特徴とする請求項に記載の歯髄腔内血液測定装置。
【請求項6】 [手続補正20111213]  前記等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1を次式で表わし、 ODλ1=μS1d+μb1Hd (ここで、μS1は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb1は同じくヘモグロビンの吸光係数、dは歯の厚み、Hは歯髄腔内ヘモグロビン濃度、dは歯髄腔内の光路長) 前記非等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ3を次式で表わし、 ODλ3=μS3d+μb3HbO2HdSO     +μb3HbHd(1-SO) CμS1=μS3 (ここでμS3は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb3HbO2は歯髄腔内のヘモグロビン濃度、SOは歯髄腔内の酸素飽和度、Cは定数) CODλ1-ODλ3の演算により、歯髄腔内の酸素飽和度を求めることを特徴とする請求項に記載の歯髄腔内血液測定装置。
【請求項7】 [手続補正20111213]  前記等吸収波長の複数の波長λ、λを、522±10nm又は506±10nmと、810±10nmの組合せとしたことを特徴とする請求項又はに記載の歯髄腔内血液測定装置。
【請求項8】 [手続補正20111213]  前記等吸収波長λを522±10nm又は506±10nmとし、前記非等吸収波長λを467±10nmとしたことを特徴とする請求項又はに記載の歯髄腔内血液測定装置。
【請求項9】 [手続補正20111213]  前記複数の波長の光を順次時間差を持たせて略同時に照射し、これと同期して、明所でも各波長の光を受光するようにされている請求項1又は2、4乃至のいずれか1項に記載の歯髄腔内血液測定装置。
【請求項10】 [手続補正20111213]  ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受けない等吸収波長の複数の波長λ、λの光を略同時に歯に照射し、 歯を透過した光を受光して、 各波長の透過光減衰度ODを、入射光強度Iと透過光強度Iの比で表し、一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1と、他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2を用いて、 歯質による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液濃度や血流量を定量測定することを特徴とする歯髄腔内血液測定方法。
【請求項11】 [手続補正20111213]  前記等吸収波長の複数の波長λ、λを、522±10nm又は506±10nmと、810±10nmの組合せとしたことを特徴とする請求項10に記載の歯髄腔内血液測定方法。
【請求項12】 [手続補正20111213]  ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受けない等吸収波長の光、及び、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受ける非等吸収波長の光を略同時に歯に照射し、 歯を透過した光を受光して、 各波長の透過光減衰度ODを、入射光強度Iと透過光強度Iの比で表し、一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1と、他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2と、非等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ3を用いると共に、 前記一つの等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ1を次式で表わし、 ODλ1=μS1d+μb1Hd (ここで、μS1は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb1は同じくヘモグロビンの吸光係数、dは歯の厚み、Hは歯髄腔内ヘモグロビン濃度、dは歯髄腔内の光路長) 前記他の等吸収波長λにおける透過光減衰度ODλ2を次式で表わし、 ODλ2=μS2d+μb2Hd μS1=AμS2 (ここで、μS2は波長λに対する歯質の光減衰係数、μb2は同じくヘモグロビンの吸光係数、Aは定数) ODλ1-AODλ2の演算により求めた歯髄腔内総ヘモグロビン量Hdを用いて、 歯質による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液の酸素飽和度を定量測定することを特徴とする歯髄腔内血液測定方法。
【請求項13】 [手続補正20111213]  前記等吸収波長λを522±10nm又は506±10nmとし、前記非等吸収波長λを467±10nmとしたことを特徴とする請求項12に記載の歯髄腔内血液測定方法。
【請求項14】 [手続補正20111213]  前記複数の波長の光を順次時間差を持たせて略同時に照射し、これと同期して、明所でも各波長の光を受光するようにされている請求項10乃至13のいずれか1項に記載の歯髄腔内血液測定方法。
【請求項15】 [手続補正20111213]  前記光を口蓋側から照射することを特徴とする請求項10乃至14のいずれか1項に記載の歯髄腔内血液測定方法。
産業区分
  • 治療衛生
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007550990thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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