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2008 年度 実績報告書

青と紫の発光ダイオードの吸光度差を利用した硬組織内血流パルスオキシメータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18300168
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

三輪 全三  東京医科歯科大学, 歯学部・附属病院, 講師 (30157705)

研究分担者 高木 裕三  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (30124697)
井川 資英  東北大学, 病院歯科医療センター, 助教 (80176065)
松浦 祐司  東北大学, 大学院・医工学研究科, 教授 (10241530)
キーワード透過型光電脈波法 / 発光ダイオード / 歯髄血流測定 / 非侵襲的診断装置 / 酸素飽和度 / 歯髄診断器 / ヘマトクリット
研究概要

本研究の目的は発光ダイオード(LED)とフォトダイオード(PD)を使用した透過型光電脈Transmitted-Light Plethysmography(TLP)により、非侵襲的・客観的に歯髄の血流量、Hb濃度さらに酸素飽和度(SO2)を測定でき、これにより歯髄の生死だけでなく病態まで診断できるような全く新しい歯髄診断装置(硬組織内血流測定装置)の開発を試み実用化することである。これまで透過型光電脈波測定法は、目的とした硬組織内部血流だけではなく歯周組織血管からの脈波混入の可能性があると言われ、歯髄そのものの脈波測定の信頼性が議論されていたが、昨年から今年度にかけて行った抜去歯や生活歯の実験で歯の中の光の経路および減衰度を理論的に解析したところ、本研究のLEDによる測定システムでは歯肉等の歯周組織の血流の影響をほとんど受けておらず測定値の信頼性が実証された。また、光電脈波振幅の経時的変化が歯髄の血流動態を反映しているという仮説のもと、ヘマトクリット(Hct)濃度の異なる血液を封入した抜去歯モデルを使用した実験の結果、透過光減衰度(OD)は、歯髄腔の大きさ、歯髄腔内Hct、光源波長等の影響を受けることも確認でき、測定で得られた脈波振幅の正確な診断に寄与できるものと思われる。さらに展開し、酸素化Hbと脱酸素化Hbに対して吸光度の異なる波長と等しい波長を使用し非侵襲的に歯髄のSO2を測定できるシステム開発を目指すには、これまでに行った光学的手法による歯の光伝搬に関する基礎的なデータの取得は大きな成果と言える。現在、このような抜去歯モデルによる実験と平行して、具体的な歯髄脈波測定装置の試作器を企業と共同開発し、被験者の測定結果を検討することで実用化を進めている。特許技術としてPCT出願が2007年6月28日に国際公開されており、現在審査請求中である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Absolute transmitted light plethysmography for assessment of dental pulp vitality through quantification of pulp chamber hematocrit by a three-layer model.2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kakino
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics 13(5)

      ページ: 054023 : 1-17

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman imaging of carious lesions using a hollow optical fiberprobe2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuura
    • 雑誌名

      Applied Optics 47

      ページ: 4227-4230

    • 査読あり
  • [学会発表] 透過型光電脈波法による小児期外傷歯の歯髄診断2009

    • 著者名/発表者名
      柿野聡子
    • 学会等名
      第2回光・畳子デバイス研究会
    • 発表場所
      和光市
    • 年月日
      2009-02-14
  • [学会発表] Measurement of the transmitted-light through human upper incisors.2009

    • 著者名/発表者名
      M. Ikawa.
    • 学会等名
      3rd International Symposium for Interface Oral Health Science in Sendai
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-01-16
  • [学会発表] Analysis of the transimitted-light through the human teeth in vivo.2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ikawa.
    • 学会等名
      Japanese Association for Dental Research
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-11-30
  • [学会発表] Optical non-invasive recordings of pulpal blood flow in the traumatized teeth using transmitted-1ight plethysmography.2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kakino
    • 学会等名
      第4回日中歯科医学大会
    • 発表場所
      西安
    • 年月日
      2008-09-30
  • [学会発表] Development of clinical transmitted-light plethysmography system for non-invasive pulpal diagnosis.2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kakino
    • 学会等名
      6th Association of Asia Pediatric Dentistry
    • 発表場所
      クアラルンプール
    • 年月日
      2008-07-12

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2012-09-10  

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