JPH11326183A - 層状微細構造の計測装置 - Google Patents

層状微細構造の計測装置

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JPH11326183A
JPH11326183A JP10158528A JP15852898A JPH11326183A JP H11326183 A JPH11326183 A JP H11326183A JP 10158528 A JP10158528 A JP 10158528A JP 15852898 A JP15852898 A JP 15852898A JP H11326183 A JPH11326183 A JP H11326183A
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JP
Japan
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sample
probe
mounting table
measuring device
light
Prior art date
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Application number
JP10158528A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Tsugita
哲也 次田
Mizue Kawaai
みずえ 川相
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 爪、抜歯等の試料のOCTによる計測を、容
易にかつ正確に行えるようにする。 【解決手段】 低コヒーレント光を試料S及び参照鏡に
それぞれ入射させ、試料Sからの反射光又は散乱光と、
参照鏡からの反射光との干渉信号を計測する低干渉光干
渉計測法により試料Sの層状微細構造を計測する装置
に、試料Sの載置面を水平面に対して回動可能とする試
料載置台11、試料Sに低コヒーレント光を入射させる
プローブ1、及びプローブ1のX軸、Y軸又はZ軸方向
の位置を調整するプローブ位置調整手段20を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低干渉光干渉計測
法により爪、抜歯等の層状微細構造を計測するための装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】生体や物体の内部構造を無侵襲に解析す
る手法として、超音波断層映像法、X線CT(computed
tomography)、MRI(magnetic resonance imaging)等
の技術に加え、可視又は近赤外領域の低コヒーレント光
を使用し、試料からの反射光や散乱光の干渉計測を行
い、試料の内部構造を解析する低干渉光干渉計測法(opt
ical coherence microscopy (OCM)又はoptical co
herence tomography(OCT)) が注目されている(Ap
plied Optics, Vol.34, No.25, 5699(1995),Applied O
ptics, Vol.32, No.30, 6032(1993), 光学 ,Vol.25, N
o.3, 156(1996)等参照)。
【0003】OCTによれば試料の層構造を計測し、さ
らに試料内部の各層の光散乱能を無侵襲で計測すること
ができるので、OCTは光ファイバーやコネクタ等の光
学部品の設計、製造、検査等に利用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、OCT
を利用し、爪や抜歯等の透明乃至半透明物質を試料とし
て層状微細構造を計測する場合、これらの試料の外形は
曲面からなるので、試料を所定の向きに安定的に固定す
ることが難しく、プローブを適切な位置あるいは向きで
試料に当接させることも難しい。また、同一測定部位を
繰り返し測定することにより、その経時的変化を追跡す
ることにも限界がある。
【0005】そこで、本発明は、OCTにより爪、抜歯
等の試料を容易かつ正確に測定できるOCTの計測装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、低コヒーレント光を試料及び参照鏡にそ
れぞれ入射させ、試料からの反射光又は散乱光と、参照
鏡からの反射光との干渉信号を計測する低干渉光干渉計
測法により試料の層状微細構造を計測する装置であっ
て、試料の載置面が水平面に対して回動可能である試料
載置台、試料に低コヒーレント光を入射させるプロー
ブ、及びプローブのX軸、Y軸又はZ軸方向の位置を調
整するプローブ位置調整手段が設けられていることを特
徴とする計測装置を提供する。
【0007】本発明の計測装置によれば、試料載置台の
試料載置面が水平面に対して回動可能であり、かつプロ
ーブを、プローブ位置調整手段によりX軸、Y軸又はZ
軸方向に位置調整でき、さらに、必要に応じてプローブ
角度調整手段により水平面内又は垂直面内での角度も調
整できるので、計測する試料が爪や抜歯等のように曲面
形状をなしていても、任意の測定部位を、プローブを最
適な角度で当接させて計測することができる。
【0008】従って、爪や抜歯等の試料の層状微細構造
を容易かつ正確に計測することが可能となり、さらにプ
ローブを試料面で走査することにより試料の層状微細構
造を三次元的に把握し、また、爪や抜歯等の試料の健常
部と疾病部(折れ、欠け、荒れ、2枚爪等)とを識別す
ることも可能となる。
【0009】また、試料の特定部位を繰り返し計測する
ことにより、例えば、エナメルその他任意の塗布剤を塗
布あるいは浸透させた爪や抜歯等の層状微細構造の経時
的変化を追跡することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等
の構成要素を表している。
【0011】図1(a)は、本発明の一態様の計測装置
10の全体斜視図であり、同図(b)は爪を試料Sと
し、その試料Sにプローブ1を当接させた状態の拡大斜
視図である。
【0012】この計測装置10は、特に被験者の生爪、
切り爪、抜歯等を試料として計測するためのものであ
り、試料載置台11がX軸方向を回転中心として矢印a
方向に回動する第1のゴニオステージ12とY軸方向を
回転中心として矢印b方向に回動する第2のゴニオステ
ージ13とを重ね、さらにその上に上部ステージ14を
重ねたものからなっている。従って、この試料載置台1
1によれば、試料載置台11の載置面をX軸及びY軸方
向に独立的に任意の角度で傾けることができる。よっ
て、試料Sの外形が爪や抜歯等のように曲面からなる場
合、まず、試料Sを安定的に載置できる向きで試料載置
台11上に載置し、次いで試料載置台11の載置面を傾
けることにより所定の測定部位をプローブ1に向けるこ
とが可能となる。
【0013】試料載置台11は、計測する試料Sの外形
に応じて、その試料載置面の形状を適宜変更できるよう
にしてもよい。これにより試料をよりいっそう安定的に
固定することが可能となる。例えば、生爪を試料とする
場合、図2に示したように、指を試料載置台11に安定
的に載置できるように、試料載置台11の上部ステージ
14には指を載せて固定することのできる指固定用溝1
5を設けることが好ましい。また、切り爪を試料とする
場合、図3に示したように、試料載置台11の上部ステ
ージ14には、切り爪Sxの両端を挿入して固定する切
れ目16を設けることが好ましい。また、抜歯を試料と
する場合、図4に示したように、試料載置台11の上部
ステージ14には、抜歯を部分的に埋め込むことのでき
る抜歯固定用溝17を形成することが好ましい。
【0014】また、上部ステージ14の形成素材は、当
該試料あるいはその固定方法に応じて適宜定めることが
できる。例えば、図2の指固定用溝15を有する上部ス
テージ14の場合、適度な硬さを有するシリコンゴム、
粘土、パラフィンワックス、プラスチック、発泡プラス
チック等の弾性材料から形成することが好ましい。ま
た、図3の切れ目16を有する上部ステージ14や、図
4の抜歯固定用溝17を有する上部ステージ14は、ス
ポンジ、ウレタンフォーム、海綿等の弾性材料から形成
することが好ましい。
【0015】一方、この計測装置10において、試料S
に低コヒーレント光を入射させるプローブ1は、図1に
示したようにアーム21に固定されている。このアーム
21はZ軸方向に移動可能なZ軸方向調整板22に矢印
cで示したように回動可能に取り付けられている。Z軸
方向調整板22は、Y軸方向に移動可能なY軸方向調整
板23上に取り付けられており、Y軸方向調整板23
は、X軸方向に移動可能なX軸方向調整板24上に取り
付けられており、X軸方向調整板24は光学架台25上
に取り付けられている。Z軸方向調整板22、Y軸方向
調整板23及びX軸方向調整板24のそれぞれの移動量
は、コントロールボックス30でコンピュータ制御可能
となっている。
【0016】従ってこの計測装置10では、Z軸方向調
整板22、Y軸方向調整板23及びX軸方向調整板24
がそれぞれプローブ位置調整手段20として機能する。
また、アーム21がプローブ1の角度を調整するプロー
ブ角度調整手段として機能する。
【0017】本発明において、プローブ1としては、先
端を試料に密着させることのできる限り特に制限はな
く、市販のOCT計測装置に使用されているプローブを
使用することができる。また、プローブ1は、光源、参
照鏡、分析器が組み込まれているOCT装置40と接続
される。
【0018】OCT装置40には、プローブ1を用いた
干渉信号の計測により得られた、試料の層状微細構造に
関する計測結果を出力するモニター41とプリンタ42
が接続されている。この他、計測装置10には、測定部
位とする試料の表面を拡大観察できるように撮像装置4
3等を設けてもよい。
【0019】この計測装置40によれば、上述のように
試料載置台11により種々の外形の試料Sを安定的に固
定し、かつ任意の測定部位をプローブ1に向けさせるこ
とができ、さらにプローブ1の位置及び向きを調整する
ことができるので、爪や抜歯等を試料とする場合でもそ
の層状微細構造を正確に計測することができる。
【0020】例えば、切り爪を試料とした場合、図5の
OCTのプロファイルを得ることができる。なお、図
中、縦軸の散乱光強度は、低コヒーレンス光の試料Sか
らの反射光と参照鏡からの反射光との干渉信号の強度で
ある。また、横軸のn*は空気の屈折率、zは干渉信号
が観測されたときの参照鏡の移動距離(μm)であり、
*zは、干渉信号に対応する試料内の光学的深さを表
す。図5に示すように、表層S1の外表面からの反射の
ピークP1、表層S1と内部層S2との界面からの反射ピ
ークP2、内部層S2と下部層S3との界面からの反射ピ
ークP3、下部層S3の背面からの反射ピークP4を、個
々の試料の状態に応じた強度及びパターンで観測するこ
とが可能となる。よって、爪に欠けた部分がある場合に
は、図6に示すように、その表層S1の外表面からの反
射のピークP1、表層S1と欠けた部分の空気層S4との
界面からの反射ピークP5、空気層S4と内部層S2との
界面からの反射ピークP6、内部層S2と下部層S3との
界面からの反射ピークP3、下部層S3の背面からの反射
ピークP4を観測することが可能となる。
【0021】以上、図1に示した計測装置10に基づい
て本発明を詳細に説明したが、この他、本発明は種々の
態様をとることができる。例えば、試料載置台11に
は、ゴニオステージに加えて、水平面内で試料を回転さ
せることのできる回転ステージを重ねてもよく、また、
Z軸方向に移動可能としてもよい。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
【0023】実施例1 20歳の健常な女性の切り爪を試料とし、OCTにより
その層状微細構造を計測した。
【0024】OCT計測装置としては、図1に示した装
置を用いた。この場合、プローブ1及びOCT装置40
としては、ヒューレッドパッカード社製のHP−850
4Aを使用した。試料載置台11の第1のゴニオステー
ジ12及び第2のゴニオステージ13としては、それぞ
れ回転角の範囲が最大±20゜である駿河精機社製のゴ
ニオステージを使用した。また、計測は、同一部位を3
回繰り返して行った。
【0025】この結果を図7に示す。同図から、この計
測装置によれば、爪の表層と内部層と下部層からなる微
細層状構造を良好に計測できることがわかる。
【0026】実施例2 実施例1と同様の計測装置を用いて、28歳の健常な男
性の生爪の爪甲部と遊離部とをそれぞれOCT計測し
た。
【0027】これらの結果を図8及び図9に示す。これ
らの図から、この装置によれば、遊離部と爪甲部とを区
別できることがわかる。
【0028】実施例3 実施例1と同様の計測装置を用いて、26〜35歳の健
常な女性の生爪の爪甲部から遊離部の同一部位を1週間
ごとに3週間にわたりOCT計測することによりその経
時変化を追跡した。この場合、各週ごとの計測は、10
回ずつ行った。
【0029】これらの結果を図10〜図13に示す。0
週目(図10)には、2枚爪のピークが遊離部に認めら
れ(目視でも確認)、1週目(図11)にも2枚爪のピ
ークが認められ、2週目(図12)には2枚爪ピークが
なくなり(目視でも確認)、3週目(図13)には2枚
爪がなくかつ内部層の散乱光強度の上昇が認められるの
で、この装置によれば、爪の微細層状構造の経時的変化
を追跡できることがわかる。
【0030】
【発明の効果】本発明の計測装置によれば、OCTによ
り爪、抜歯等の試料を容易かつ正確に測定することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の計測装置の全体斜視図(同図
(a))、及び、爪にプローブを当接させた状態の拡大
斜視図(同図(b))である。
【図2】指固定用溝を有する上部ステージの斜視図であ
る。
【図3】切れ目を有する上部ステージの斜視図である。
【図4】抜歯固定用溝を有する上部ステージの斜視図で
ある。
【図5】爪のOCTのプロファイルの説明図である。
【図6】爪のOCTのプロファイルの説明図である。
【図7】実施例で得た、爪のOCTのプロファイルであ
る。
【図8】実施例で得た、爪のOCTのプロファイルであ
る。
【図9】実施例で得た、爪のOCTのプロファイルであ
る。
【図10】実施例で得た、爪のOCTのプロファイルで
ある。
【図11】実施例で得た、爪のOCTのプロファイルで
ある。
【図12】実施例で得た、爪のOCTのプロファイルで
ある。
【図13】実施例で得た、爪のOCTのプロファイルで
ある。
【符号の説明】
1 プローブ 10 計測装置 11 試料載置台 12 第1のゴニオステージ 13 第2のゴニオステージ 14 上部ステージ 15 指固定用溝 16 切れ目 17 抜歯固定用溝 20 プローブ位置調整手段 21 アーム 22 Z軸方向調整板 23 Y軸方向調整板 24 X軸方向調整板 25 光学架台 30 コントロールボックス 40 OCT装置 41 モニター 42 プリンタ S 試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01N 21/47 A61B 5/10 310Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低コヒーレント光を試料及び参照鏡にそ
    れぞれ入射させ、試料からの反射光又は散乱光と、参照
    鏡からの反射光との干渉信号を計測する低干渉光干渉計
    測法により試料の層状微細構造を計測する装置であっ
    て、試料の載置面が水平面に対して回動可能である試料
    載置台、試料に低コヒーレント光を入射させるプロー
    ブ、及びプローブのX軸、Y軸又はZ軸方向の位置を調
    整するプローブ位置調整手段が設けられていることを特
    徴とする計測装置。
  2. 【請求項2】 試料載置台が、互いに直交する回転軸を
    有する2つのゴニオステージを重ねたものからなる請求
    項1記載の計測装置。
  3. 【請求項3】 プローブの水平面内又は垂直面内での角
    度を調整するプローブ角度調整手段が設けられている請
    求項1又は2記載の計測装置。
  4. 【請求項4】 試料載置台が、指を載せて固定させる指
    固定用溝を有する請求項1〜3のいずれかに記載の計測
    装置。
  5. 【請求項5】 試料載置台が、切り爪の両端を挿入して
    固定する切れ目を有する請求項1〜3のいずれかに記載
    の計測装置。
  6. 【請求項6】 試料載置台が、抜歯を部分的に埋め込む
    抜歯固定用溝を有する請求項1〜3のいずれかに記載の
    計測装置。
JP10158528A 1998-05-21 1998-05-21 層状微細構造の計測装置 Pending JPH11326183A (ja)

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