青色および紫色発光ダイオードの吸光度差による硬組織内血流の酸素飽和度測定法の開発

开发利用蓝色和紫色发光二极管吸光度差异测量硬组织血流氧饱和度的方法

• 批准号: 17650148
• 负责人: 三輪 全三
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17650148/
• 关键词: 透過型光電脈波法; 発光ダイオード; 歯髄血流測定; 非侵襲的測定法; ヘモグロビン濃度; 酸素飽和度

本研究の目的は、現在歯科臨床で使用されている電気刺激法やレーザードプラー法とは異なる、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波法(Transmitted-Light Ple-thysmography ; TLP)により、非侵襲・客観的に歯髄の血流量、Hb濃度さらに酸素飽和度(S02)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器(硬組織内血流測定器)開発のための基礎理論を確立することである。今年度(平成18年度)は、ヒト抜去歯を用いた実験モデルを構築し、歯質および血液を透過する際の光学的特性をin vitroにて検証した。実験方法は、467nm(青)、506nm(青緑)、522nm(緑)、810nm(近赤外)の多波長のLEDを順次に時間差を持って発光させ、発光部および受光部がパルス同期化していることで外光の影響を受けない透過型光電脈波測定装置を設計試作し実験に使用した。Hb濃度を変化させたブタ血液および生理的食塩水を抜去歯に満たして、4波長LEDの透過光のOD値(Optical Density)を求めた。実験結果は、等吸収波長である506nm、522nm、810mmではOD値とHb濃度は2.5g/DLまでは高感度に比例し、この濃度範囲において計算上は、歯髄内血液量(濃度)を推測できることになる。一方、非等吸収波長である467nmにおいてのみ血液を満たした抜去歯のOD値がS02に影響されることがわかり、またin vivoでの歯髄脈波振幅(AC/DC)の変化も810nm、506nm、522nmの波長での歯髄脈波振幅の相対的変化は被験者によって差はないが、467nmにおいてのみ被験者によって異なることから467nmを使用して歯髄内血液の酸素飽和度を推測できる可能性が示唆された。本研究により波長による歯質での光透過特性や歯髄腔に血液が存在する時の光吸収散乱特性が明らかになり、生体における歯髄血液の微小循環を定量測定できる可能性が示唆されたため、「歯髄腔内血液測定方法、装置及び歯髄腔内血液測定用アダプタ」の名称で2006年6月に特許PCT出願を行った。

The purpose of this study is to use electrical stimulation, light emitting diode (LED) and light emitting diode (PD) in dentistry clinic.(Transmitted-Light Ple-thysmography ; TLP), non-invasive, and invasive dental blood flow, Hb concentration, and acid saturation (S02) were measured, and the basic theory for the development of a new dental diagnostic instrument (blood flow in hard tissue) was established. This year (2018), the optical properties of the optical fiber structure, the optical fiber structure and the optical fiber structure of the optical fiber structure are verified in vitro. The method is to design and test a transmission type photoelectric pulse measuring device for multiple wavelength LEDs of 467nm(cyan), 506nm(cyan), 522nm(green), and 810nm(near-infrared) in sequence with time difference between light emitting, light emitting, and light receiving parts, which are affected by external light synchronization. Hb concentration changes in the blood and physiological water, and the OD value (Optical Density) of the transmitted light of the 4-wavelength LED is calculated. The results are as follows: Isoabsorption wavelength: 506nm, 522nm, 810mm OD value: Hb concentration: 2.5 g/DL High sensitivity ratio: Hb concentration The change of the pulse amplitude (AC/DC) at wavelengths of 810nm, 506nm, and 522nm is affected by the change of the pulse amplitude at wavelengths of 810nm, 506nm, and 522nm. Since 467nm is so sensitive to light, it is possible to use 467nm to predict the acid saturation of blood in the dental cavity. This study is aimed at demonstrating the possibility of quantitative measurement of the minute circulation of dental blood in vivo by analyzing the optical transmission characteristics of dental blood at different wavelengths and the optical absorption scattering characteristics when dental blood is present. The title of "Method, Device and Device for Measuring Dental Blood" was published by PCT in June 2006.

项目成果

Measurement of pulp blood flow during infiltration of 3% mepivacaine (Scandonest【○!R】) by transmitted-light photoplethysmography using LED.

通过使用 LED 的透射光体积描记法测量 3% 甲哌卡因 (Scandonest【○!R】) 浸润过程中的牙髓血流量。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Advances in Dental Research (投稿済)
• 作者: Jiro Nagao;Daiki Ito;Takayuki Kitasaka et al.;T. Shiina;椎名 毅;S. Bu;Ako Itoh;Naotaka Nitta;Makoto Yamakawa;Naotaka Nitta;Takeshi Matsumura;Tsuyoshi Shiina;Takeshi Matsumura;椎名 毅;Makoto Yamakawa;Naotaka Nitta;Makoto Yamakawa;椎名 毅;T. Shiina;S. Bu;T. Matsumura;N. Nitta;T. Shiina;T. Shiina;椎名 毅;椎名 毅;Zenzo Miwa
• 通讯作者: Zenzo Miwa

透過型光電脈波法のヒト歯髄診断への応用

透射光电体积描记法在人体牙髓诊断中的应用

• 发表时间: 2005
• 期刊: 東京医科歯科大学生体材料工学研究所年報 39
• 作者: Jiro Nagao;Daiki Ito;Takayuki Kitasaka et al.;T. Shiina;椎名 毅;S. Bu;Ako Itoh;Naotaka Nitta;Makoto Yamakawa;Naotaka Nitta;Takeshi Matsumura;Tsuyoshi Shiina;Takeshi Matsumura;椎名 毅;Makoto Yamakawa;Naotaka Nitta;Makoto Yamakawa;椎名 毅;T. Shiina;S. Bu;T. Matsumura;N. Nitta;T. Shiina;T. Shiina;椎名 毅;椎名 毅;Zenzo Miwa;柿野 聡子;Zenzo Miwa;Satoko Kakino;柿野 聡子;Zenzo Miwa;柿野 聡子
• 通讯作者: 柿野 聡子

光学的非侵襲歯髄Viability診断法の開発-ヒト抜去上顎中切歯の透過光特性-

光学无创牙髓活力诊断方法的开发-拔除的人上颌中切牙的透射光特征-

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第45回日夲生体工学会 抄録集
• 作者: Jiro Nagao;Daiki Ito;Takayuki Kitasaka et al.;T. Shiina;椎名 毅;S. Bu;Ako Itoh;Naotaka Nitta;Makoto Yamakawa;Naotaka Nitta;Takeshi Matsumura;Tsuyoshi Shiina;Takeshi Matsumura;椎名 毅;Makoto Yamakawa;Naotaka Nitta;Makoto Yamakawa;椎名 毅;T. Shiina;S. Bu;T. Matsumura;N. Nitta;T. Shiina;T. Shiina;椎名 毅;椎名 毅;Zenzo Miwa;柿野 聡子
• 通讯作者: 柿野 聡子

特許権

专利权

• 发表时间: 2018

Analysis of light-transmission property of the human central incisors; Optical non-invasive method for dental diagnosis.

人类中切牙透光特性分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: The 5^<th> Conference of Pediatric Dentistry Association of Asia Abstr.
• 作者: Jiro Nagao;Daiki Ito;Takayuki Kitasaka et al.;T. Shiina;椎名 毅;S. Bu;Ako Itoh;Naotaka Nitta;Makoto Yamakawa;Naotaka Nitta;Takeshi Matsumura;Tsuyoshi Shiina;Takeshi Matsumura;椎名 毅;Makoto Yamakawa;Naotaka Nitta;Makoto Yamakawa;椎名 毅;T. Shiina;S. Bu;T. Matsumura;N. Nitta;T. Shiina;T. Shiina;椎名 毅;椎名 毅;Zenzo Miwa;柿野 聡子;Zenzo Miwa;Satoko Kakino
• 通讯作者: Satoko Kakino