JPH0871092A - 初期う蝕検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来困難とされてきた初期う蝕を簡便にしか
も短時間で、しかも人体に有害な影響を及ぼすことなく
簡便にしかも短時間で正確に検出することが可能であ
り、それ故、う蝕予防に関連した様々な施策の推進がよ
り実効の上げられる形で期待でき、ひいては歯を喪失す
るリスクの軽減にも寄与し得る初期う蝕検出装置を開発
する。 【構成】 赤外線発信部（１）と、赤外線吸収検出部
（３）と、赤外線発信部（１）からの赤外線を被験歯
（６）に導いてこの被験歯（６）に赤外線を照射する照
射用光ファイバー（４）と、この被験歯（６）で反射さ
れた赤外線を受光して上記赤外線吸収検出部（３）に導
く受光用光ファイバー（５）と、この赤外線吸収検出部
（３）で検出された赤外線量から上記被験歯（６）で吸
収された赤外線量を演算すると共に、この吸収赤外線量
から水分量を演算する演算部（８）とを具備し、この水
分量から初期う蝕の程度を検知するようにしたことを特
徴とする初期う蝕検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部からは脱灰の程度
を確認できない初期う蝕を簡便かつ短時間で正確に、し
かも安全かつ衛生的に検出することができる初期う蝕検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】歯の喪
失原因の約５０％以上はう蝕に起因することから、歯の
喪失を予防する点で、う蝕予防は極めて重要な意義があ
る。しかし、一般にう蝕予防は難しい面がある。その理
由の一つとして、一般的にう蝕は、まず歯の表面下で脱
灰が進行して肉眼では見えない状態で悪化し、自覚症状
や肉眼で感知された時には既に保存治療が必要となる程
悪化してしまうという点である。

【０００３】そこで、う蝕予防において重要なことは、
歯の表面下で脱灰が進行したごく初期の状態でこれを検
知し、う蝕の進行を食い止める適切な措置を施すことで
ある。このような初期段階では、仮に保存治療が必要と
なった場合でも、う蝕としては小さなものであるので、
簡単な治療で済む（大きな保存充填ほど二次う蝕のリス
クが高くなる。）という利点がある。

【０００４】更に最近では、フッ化物の適応により、初
期う蝕をある程度、元の健全な歯質に回復できることも
示唆されており、益々初期う蝕の検出は、う蝕予防ある
いは歯牙の喪失予防にとって価値の高い技術となる。

【０００５】一方、う蝕の検出は、従来から深針とデン
タルミラーを用い、実質欠損を伴ったう蝕を視覚的に感
知する視診が主流であるが、この方法では、初期う蝕に
関してその脱灰の程度を再現性良く、かつ客観的に評価
することは困難である。

【０００６】更に、機械的に検診する方法の一つとし
て、レントゲン（エックス線）を用いる方法があるが、
この方法でも初期う蝕の検出は一般的に困難であること
が知られている。また、歯牙の電気抵抗値を測定するこ
とによって、う蝕の程度を知る方法が以前より知られて
いるが、この方法は、測定部位、乾燥条件、測定時間な
どの測定の仕方による値のバラツキが大きく、実用的に
はまだ問題が残されており、広く普及するには至ってい
ない。

【０００７】また、初期う蝕の検出方法に関して、最近
これらの機械的検出法に加えて、例えば下記に示すよう
な種々の方法が試みられ始めた（Ｂ．Ａ．Ｍａｎｓｓｏ
ｎ，Ｊ．Ｊ．ｔｅｎ Ｂｏｓｃｈ：Ａｄｖａｎｃｅｓ
ｉｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｉａｇｎｏｓｉｎｇ
Ｃｏｒｏｎａｌ Ｃａｒｉｅｓ−Ａ Ｒｅｖｉｅｗ，
Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｄｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃ
ｈ ７（２）：７０：７９，１９９３）。 （イ）強力な可視光線を歯牙に照射し、光の透過性の差
を利用し、う蝕を影として検出する方法、（ロ）歯牙に
レーザー又は紫外線を照射し、歯牙からの蛍光放射量の
差を利用して、健全歯質と脱灰歯質とを区別する方法、
（ハ）脱灰歯質の表面が白く観察されることから、健全
歯質と脱灰歯質とを光散乱法で区別する方法、（ニ）歯
牙に色素を染み込ませ、歯質結晶間の空隙度の差、即ち
染色度の差を利用して、健全歯質と脱灰歯質を区別する
方法、（ホ）健全歯質と脱灰歯質との間でミネラル密度
の違いと超音波の伝搬性の差を利用し、両者を区別する
方法。

【０００８】これら方法は、それぞれに一長一短があ
り、将来の実用的可能性は残されているが、解決すべき
問題点もかなり残されている。前述の例に呼応して、そ
の問題点や課題を列挙すると以下の通りである。 （イ）象牙質に届くほどのかなり大きな初期う蝕で、し
かも隣接面う蝕に限られ、充填物がある場合や咬合面の
場合は不適応と言われている。 （ロ）レーザーや紫外線の照射、あるいは蛍光の検出に
大きな装置が必要となること、また脱灰歯質以外（例え
ば形成異常の歯質）からも蛍光が発せられることもあ
り、この区別が課題となっている。 （ハ）脱灰歯質以外に白くなる形成異常歯の場合、ある
いは乱反射の大きい咬合面の場合では不適応となる。 （ニ）使用する色素やその溶媒の安定性、あるいは安全
性が確保されなければならない。 （ホ）比較的小さな初期う蝕の場合は、これを検知でき
ず、また複雑な面を持つ咬合面では、ノイズが大きすぎ
診断の誤差が懸念される上、装置の小型化が困難であ
る。

【０００９】なお、特開平５−３３７１４２号公報に
は、特定波長の光線を歯に照射して歯の成分を励起さ
せ、励起した物質から放出される放出光を計測し、健全
歯とう蝕歯とで、放出光のスペクトルが異なり、その差
を利用して、う蝕歯を検出することが開示されている。
この場合、励起波長（照射光）は、３６０μｍ〜５８０
μｍであり、フィルターを通して６２０μｍ以上の波長
の放出光を計測するものであり、この方法は上記（ロ）
と同等のものであり、同様の問題点を有する。

【００１０】従って、初期う蝕の簡便かつ的確な検出方
法、検出装置の開発が望まれる。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
初期う蝕を簡便かつ短時間で正確に、しかも安全かつ衛
生的に検出することができる初期う蝕検出装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため、赤外線発信部と、赤外線吸収検出部と、
赤外線発信部からの赤外線を被験歯に導いてこの被験歯
に赤外線を照射する照射用光ファイバーと、この被験歯
で反射された赤外線を受光して上記赤外線吸収検出部に
導く受光用光ファイバーと、この赤外線吸収検出部で検
出された赤外線量から上記被験歯で吸収された赤外線量
を演算すると共に、この吸収赤外線量から水分量を演算
する演算部とを具備し、この水分量から初期う蝕の程度
を検知するようにしたことを特徴とする初期う蝕検出装
置を提供する。この場合、この装置は、上記照射用及び
受光用光ファイバーと被験歯との間に介在させる赤外線
透過物質を更に備えることが好ましい。

【００１３】

【作用】即ち、本発明者は、上記目的を達成するため鋭
意検討を重ねた結果、初期う蝕の脱灰部分に存在する水
分量を赤外領域における水の特異的吸収を利用して測定
することにより、初期う蝕を簡便かつ短時間に、しかも
安全かつ衛生的に検出できること、更に、上記検出方法
により初期う蝕を検出するには、赤外線を口腔内に導く
照射用光ファイバーと吸収後の赤外線を検知機へ導く受
光用光ファイバーとが装着されてなる赤外線を利用した
水分計測装置を用い、また好ましくは該照射用及び受光
用光ファイバーと計測部位の表面との間に赤外線透過性
物質を介在させることが有効であることを見出したもの
である。

【００１４】この場合、初期う蝕の検出精度を上げるに
は、ミネラルの損失に見合った変化を正しく捕らえ、し
かも、ヒトの口腔に適用するものであることから安全で
なければならない。即ち、健全エナメル質には２〜３％
の空隙が存在し、そこに１〜２％の水分が含まれている
が、初期う蝕の状態にある脱灰部位では、ミネラルが消
失して空隙度が高くなる。その空隙を水が占めるように
なり、脱灰の程度によって数１０％程度又はそれ以上の
水分が含まれるようになる。

【００１５】このような状態において、本発明は、脱灰
により失われた初期う蝕の脱灰部位の増加した水分（消
失したミネラル分に相当）を量的に計測しているので、
水分含量とミネラルの損失量との対応性が高く正確であ
り、また、う蝕を赤外線により非破壊的かつ非接触的に
検出できるので、人体に対する安全性や衛生面で他の既
存の方法より有利であり、更に初期う蝕の頻度が高い咬
合面での検出も可能である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１を参照し
て説明すると、図中１は赤外線発信部（光源）、２は赤
外線分光部（モノクロメーター）、３は赤外線吸収検出
部（センサー）であり、上記分光部２には照射用光ファ
イバー４が接続されていると共に、検出部３には受光用
光ファイバー５が接続されており、上記発信部１で発信
され、分光部２で所定の波長に調整された赤外線が照射
用光ファイバー４に導かれてその先端から被験歯６に照
射され、またこの被験歯６で反射された赤外線が受光用
光ファイバー５で受光され、上記検出部３に導かれるよ
うになっている。

【００１７】ここで、赤外線の波長領域は、歯質成分に
よる赤外線吸収の影響が少ない波長であればどの波長で
も良いが、０．７μｍ以上１００μｍ以下の波長が好適
であり、例えば近赤外域での波長では、１．２μｍ、
１．４６μｍ、１．９６μｍ、２．９５μｍが使用可能
である。

【００１８】また、上記光ファイバーとしては、赤外線
を口腔内に導く照射用光ファイバーと被験歯で吸収され
た赤外線を検知機へ導く受光用光ファイバーとを装着す
る必要があるが、照射用と受光用とを別々にしたもの、
あるいは一本のファイバーケーブルに照射用と受光用と
を一体化させたもののいずれでも良い。狭い口腔内では
一体化したものの方が使用性が優れている。また、この
ケーブルの太さは、歯の大きさよりも小さく、しかも十
分な光量を確保するため１ｍｍ以上が好ましい。また、
ケーブルは常に衛生的に使用されなければならず、実用
的観点からすれば少なくとも口腔内環境に触れる部分は
消毒が可能（消毒薬品に対して耐薬品性、熱滅菌操作に
対して熱耐性）であることが好ましい。

【００１９】更に、図中７は増幅部、８は吸収強度演算
部（変換器）、９は吸収強度出力部（計測結果の表示）
であり、上記検出部３で検出され赤外線吸収検出量が増
幅部７で増幅され、上記演算部８においてこの値から上
記被験歯６で吸収された赤外線量が演算され、かつこれ
から水分量が演算され、その結果が出力部９から出力さ
れるようになっている。

【００２０】上記装置を用いて初期う蝕の程度を計測す
る場合は、上記照射用及び受光用光ファイバー４，５の
先端を被験歯６に対向させ、発信部１から発信され、分
光部２で所定波長に調整された赤外線を被験歯６に照射
する。これにより、赤外線の一部が被験歯６内の水分に
吸収され、吸収されなかった赤外線が反射される。受光
用光ファイバー５は、この反射された赤外線を受光して
これを検出部３に伝達し、演算部８で上記被験歯６で吸
収された赤外線量、従って水分量を演算し、出力部９で
その結果を出力する。

【００２１】ここで、本発明において対象となる初期う
蝕は、歯面はほぼ健全に保たれている様に見えるが、そ
の歯の表面下に脱灰を認めるもの、あるいは大きな実質
欠損を伴っていないが、小さなう窩を伴ったう蝕などで
ある。臨床的には、Ｃ₀からＣ₁レベルに相当する脱灰歯
質である。

【００２２】また、計測の際には、初期う蝕の内部に存
在する水分のみを正しく計測するため、計測部位に相当
する歯の表面上の余分な水分（例えば唾液、プラーク、
食物残渣由来の水分）、及び光と歯表面上の異物との干
渉を除くため、汚れも十分除去しておくべきである。ま
た逆に、計測部位の過剰な乾燥も避けるべきである。

【００２３】更に、上記検出装置には、水分計測部位の
表面での出力（照射）及び入力赤外線の乱反射を抑制す
るため、図１に示すように両ファイバー４，５と被験歯
６の表面との間に赤外線透過性物質１０を介在させるこ
とが有効である。この赤外線透過性物質としては、被験
歯６の表面との密着性と保持性を確保するため、水に不
溶の軟質固体又は粘性液体が好適であり、具体的にはヌ
ジョール、ヘキサクロロジエタン、シリコーンオイル、
鉱物油、植物油等が例示される。

【００２４】次に、実験例により、本発明の初期う蝕検
出の具体例を示す。 〔実験例〕水分計測用の初期う蝕サンプルの作成： 計測用のサンプ
ル間のバラツキを小さくするため、及び初期う蝕の脱灰
程度と水分含量との相関性を把握するため、脱灰程度が
既知の初期う蝕をモデル的に作成した。即ち、牛前歯の
エナメル質に約５ｍｍ四角の脱灰用の窓部を除き、他の
エナメル質表面はマニキアで覆った。これを乳酸緩衝液
（０．１Ｍ、ｐＨ４．３）にて一定期間（３日から２週
間）脱灰することにより、程度の異なる表層下脱灰巣を
得、これを水分計測用の初期う蝕サンプルとした。初期う蝕サンプルの水分計測： 上記サンプルをそれぞれ
蒸留水に十分長く浸漬させた後、取り出し、サンプル表
面に残る余剰な水分を拭き取った。次に、このサンプル
の窓部に対し直角に図１に示す構成の水分計測装置を用
いて赤外線を照射し、窓部から戻ってきた光量を検知す
ることにより、表層下脱灰巣に含まれている水分の計測
を行った。結果を図２に示す。赤外線照射条件： 水分は次の条件で測定した。即ち、波
長１９６０ｎｍの光を照射面（水分を含む脱灰サンプル
の表面）に対し直角方向から、また照射面から１０ｍｍ
の距離をおいて照射した。この時照射された面積は直径
１１ｍｍの円形状であった。

【００２５】図２の結果より、初期う蝕の脱灰程度（こ
の場合は脱灰日数）に応じて、初期う蝕病巣（牛歯での
モデル病巣）中に含有される水分量（水分計出力値）の
増加が認められ、水の赤外線吸収を測定することによ
り、初期う蝕を検出し得ることが確認された。

【００２６】

【発明の効果】本発明の初期う蝕検出装置は、従来困難
とされてきた初期う蝕を人体に有害な影響を及ぼすこと
なく、簡便にしかも短時間で正確に検出することが可能
であり、それ故、う蝕予防剤の予防効果が客観的に評価
可能になるなど、う蝕予防に関連した様々な施策の推進
がより実効の上げられる形で期待でき、ひいては歯を喪
失するリスクの軽減にも寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概念図である。

【図２】実験例における初期う蝕サンプルの水分測定結
果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 赤外線発信部（光源） ２ 赤外線分光部（モノクロメーター） ３ 赤外線吸収検出部（センサー） ４ 照射用光ファイバー ５ 受光用光ファイバー ６ 被験歯 ７ 増幅部 ８ 吸収強度演算部 ９ 吸収強度出力部 １０ 赤外線透過性物質

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線発信部（１）と、赤外線吸収検出
   部（３）と、赤外線発信部（１）からの赤外線を被験歯
   （６）に導いてこの被験歯（６）に赤外線を照射する照
   射用光ファイバー（４）と、この被験歯（６）で反射さ
   れた赤外線を受光して上記赤外線吸収検出部（３）に導
   く受光用光ファイバー（５）と、この赤外線吸収検出部
   （３）で検出された赤外線量から上記被験歯（６）で吸
   収された赤外線量を演算すると共に、この吸収赤外線量
   から水分量を演算する演算部（８）とを具備し、この水
   分量から初期う蝕の程度を検知するようにしたことを特
   徴とする初期う蝕検出装置。
2. 【請求項２】 上記照射用及び受光用光ファイバー
   （４，５）と被験歯（６）との間に介在させる赤外線透
   過物質（１０）を更に備えた請求項１記載の装置。