光CT法による歯の断層撮影

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レーザーを用いた光CT画像計測は、これまでのエックス線による透視法に比べ生体に対し極めて安全でしかも生体の色を反映する透視像が得られることから、より生命の本質に近い代謝活動をリアルタイムで検知できる手法として期待されている。歯は、その独特の分光特性によって入射光により様々な色彩や紋様を示す組織として歯学のみならず光学的にも興味深い対象である。けれども歯は生体組織の中で光の透過性に比較的秀でた組織であるとはいえ強い光散乱作用を有する。本課題担当者らの過去の知見により、歯に対する入射光に対し見かけ上の透過光はそのほとんどが散乱成分であり、その直進透過成分は極めて限られていることが知られている。光ヘテロダイン検出法が備える優れた空間指向性および高感度光検知能力は、これら見かけ上の透過光に含まれる直進透過光成分のみを選択的に検出することにより、高い空間分解能を有するコヒーレント検出画像計測(CDI)法による光断層像の生成を実現する。今回、光断層撮影法の臨床応用を目指し、単一周波数発振のHe-Neレーザー(632.8nm)およびNd-YAG レーザー(第二高調波、532nm)光源とするCDI法により、根管形成を施した歯の内部構造を検索し、実際の根管形状との比較を行った。単根歯7本について、根尖より5mmにおける歯軸に対する垂直面をスキャンした。試料はT-Rステージに固定され、並進および回転操作の制御を受けながら、測定点にレーザー光(約1mW)が照射された。並進ステップ間隔250μm、回転は6度刻みで繰り返し、60の投影データを採得したのち、これらをfiltered back projection法により解析し、断層画像として再構成した。根管形成前および#40、80、120各ステップにて断層画像を取得した後、試料を計測面において薄切して標本とし、得られた断層画像との比較を行った。得られた断層像は内部の空洞が光の減衰値の小さい部分として表示され、それらは各ステップにおける形成サイズと有意に相同した(r=0.57、p<0.01)。以上の知見によりCDI法は歯について0.5mm角pixel以下の解像度を有する光断層像を生成し得ることが示された。