2017 Fiscal Year Research-status Report

歯髄光電脈波と抹消血管運動の周期性解析による新たな歯髄診断法に関する研究

Research Project

Project/Area Number	16K11800
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	柿野聡子東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 講師 (30516307)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松浦祐司東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	歯髄診断 / 透過型光電脈波法 / 抹消血管運動 / 非侵襲診断
Outline of Annual Research Achievements	歯髄は血管や神経、リンパ管などから構成され、歯に栄養を供給する組織である。歯髄の病態診断は、歯科治療における治療方針の決定、歯髄保存の可否において重要な判断材料となるため、正確な診断が求められる。歯髄の健康度を支配するのは歯髄の循環系であり、現在、LEDの透過光を利用した歯髄血流測定（透過型光電脈波測定 Transmitted-light plethysmography (TLP)）により、歯髄の生活反応を非侵襲的に診断することが可能となっている。しかし、小児患者の外傷歯の歯髄脈波より、歯髄血液は存在しても必ずしも健全歯髄と言えないケースも多いことがわかっている。本研究では、従来行ってきた歯髄光電脈波による歯髄血液の有無の診断に加えて、新たに歯髄の「抹消血管運動(Vasomotion)」の周期性に着目し、歯髄の生理機能の評価法の確立を最終目標としている。血管運動は、心肺の活動とは関係なく、中枢または抹消の神経支配によって周期的に血管自体が弛緩・収縮するもので、容積脈波とは異なる周期性を持つ。歯髄の「機能」や「病態」を「周期性」という相対値により定量評価できる可能性がある。初年度はデータ採得に先立ち、解析に必要な歯髄脈波を効率よく取得するための汎用プローブの作製を試みたが、被験者の動きによるアーチファクトが生じると、微小な血液循環を検出することが困難であり、従来歯髄光電脈波の検出に使用してきたしたアダプター（即時重合レジンで作製）により、光源のLEDと受光素子Photodiodeを固定することとした。２年次は、抹消血管運動を取得するために、周波数解析において低周波も検出できる電気回路の試作を行い、歯髄光電脈波の検出をすることが可能となった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 抹消血管運動は、容積脈波とは異なる周波数を有し、文献によると0.009～0.2Hzという報告がある。低周波数の測定を可能にするため電気回路や受光素子を工夫し、装置の受光感度やS/N比を向上させることで、低周波成分も測定が可能な装置（試作機）の作製を行った。装置の作製に時間を要したため、研究の進度はやや遅れている。
Strategy for Future Research Activity	次年度の研究目標は、ヒト歯髄からの信号取得と、解析方法の選択を行うことである。過去の報告によると、抹消血管運動の周波数解析のアルゴリズムは、自己回帰式法、FFT法、最大エントロピー法など複数存在する。しかし、歯髄を対象とした研究は非常に少ないため、歯髄に適した信号解析方法の検討を行う。同時に、歯髄光電脈波のFFT解析により、指尖脈波と歯髄脈波の相互相関解析を行い、心機能に由来する歯髄脈波についても調べ、抹消血管運動との比較を行う。今回新たに導入する血管運動の解析では、心機能とは独立した生理的機能の解明を目的とするが、本来、歯髄の健康度を支配している心拍由来の血流を同時計測することで、歯髄の血流循環と抹消の生理的機能の両面に裏打ちされた歯髄診断法の可能性を探る。
Causes of Carryover	当初の計画では、記録用のデータレコーダーを購入する予定であったが、測定装置の開発を優先して進めたため、記録装置の購入は行わなかった。３年次は、指尖脈波と歯髄脈波の相互相関解析に必要なソフトの改良や、抹消血管運動の解析システムの整備に費用が必要となる。