多波長LEDを利用した歯髄血液酸素飽和度測定による非侵襲的定量的歯髄診断法の開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25870201
• 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, 助教 (30516307)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 歯髄診断 / 歯髄血液 / 酸素飽和度 / 歯髄炎 / 電気歯髄診

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、歯髄の病態を歯髄血液SO2から予測し、臨床診断へと還元する新たな歯髄診断方法の確立を最終目的としている。SO2の算出の理論式はすでに特許を取得しているが、ヒト歯髄への臨床応用に先立ち、波長等の測定条件の設定や、測定精度の検証、理論式の妥当性の評価が必要である。
SO2算出式はModified Beer-Lambert(MBL)の法則に基づいており、２段階となっている。まず異なる２つのヘモグロビン等吸収波長を用いて歯髄腔内血液濃度を算出する。次に、ヘモグロビンの等吸収波長と非等吸収波長を用いて酸素飽和度を算出する。この理論式を使用する利点は、MBLの法則の連立方程式を用いることで歯質での光減衰の項を除去できるため、個々の歯の解剖学的形態（歯髄腔の厚み、歯質の厚み）に関わらず、歯髄腔内血液濃度やSO2の測定ができることである。本研究課題の１年目では、歯の光学特性より測定波長の候補を検討し、等吸収波長として506nm、525nm、810nmが、非等吸収波長として460nm、590nm、625nmが挙げられた。２年目はこれを踏まえ、ヘモグロビン等吸収波長を用いた歯髄腔内血液濃度の算出、予測を試みた。その結果、ヘモグロビン濃度が0~5(g/dL)の範囲内において、歯髄腔内Hb濃度が予測可能であることが示唆された。３年目以降は、血液の酸素飽和度による透過光強度の変化について実験を行っている。今後は抜去歯サンプル数を増やし、個々の歯の違いによる影響、LED波長帯域についての検証も行う。また、次の段階として、ヒト歯髄の測定により歯髄の病態との関係についても検証する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

３年目は歯髄血液酸素飽和度変化による透過光強度変化について調べ、抜去歯を用いた実験により酸素飽和度の予測を行っているが、酸素飽和度変化による透過光強度の変化は微量であることが明らかになっている。今後は、測定精度向上のための工夫を行い、実験を継続していく。

Strategy for Future Research Activity

これまでの実験により歯髄腔内血液濃度の予測ができる可能性が示されている。今後は、酸素飽和度の予測も目標として実験を継続していくとともに、最終段階として、ヒト歯髄の測定も行い、健全歯髄と炎症歯髄、失活歯髄の血液濃度、酸素飽和度に差が認められるかどうかの検証も行っていく。ヒト歯髄の測定はすでに開始しており、得られたデータの解析を行いながら、新たな歯髄診断の可能性について考察する。

Causes of Carryover

３年目には、血液の酸素飽和度を制御して酸素飽和度予測の実験を進める予定であった。４年目である現在も実験を継続中である。歯髄は硬組織に囲まれており、歯の外から検出できる酸素飽和度変化は微量であることが分かってきており、その考察やデータ解析に時間を要したため、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

実験を継続するため、酸素飽和度測定に用いる血液ガス分析装置の消耗品、血液循環回路、血液処理のための消耗品の購入が必要である。また、研究成果発表のための学会参加費、論文投稿料なども必要となる。