Development of a Measurement Method of Early Caries (Demineralization) by Radio Wave Applications and Proposal of a "Tooth" Numerical Calculation Model

本研究では、電波の共振現象を用いて表層下脱灰の脱灰度を定量的に計測する手法を提案することを目的としている。今年度は、共振を用いた測定を行うための初期ステップとして計画した「シミュレーションに必要な歯の数値計算モデルの構築」を国内外の文献調査により主に行った。具体的には、文献調査により得られたエナメル質や象牙質、そして、それらに形成された表層下脱灰部位の複素誘電率を用いて歯の数値計算モデルの構築を行った。更に「計測に有効な共振器および励振方法の数値シミュレーションによる検討」を構築した数値計算モデルを用いて行った。最後に、効率の良い励振をもたらすプローブアンテナの検討及び試作、そして性能評価を行った。上記の検討の結果、ミリ波帯の周波数を用いた計測が本課題の解決には有効であり、また、複数の周波数および複数の励振モードを組み合わせることで、エナメル層や象牙層の脱灰程度を推定できることが分かった。これらの検討の結果、文献調査による歯を構成する詳細な部位の複素誘電率の取得には、これらの研究に携わる研究者とのコンタクトが必要であること、また、研究代表者自身も何らかの方法でこれらの情報を実測する必要性があることがわかった。また、初期の数値計算モデルにおいては、歯の詳細な外形情報を用いなくても、本研究課題の解決に必要な検討が十分出来ることが分かった。最後に、研究代表者がこれまで発明してきたアンテナが、励振用ブローブアンテナとして有効であることもわかった。

本研究では、電波の共振現象を用いて表層下脱灰の脱灰度を定量的に計測する手法を提案することを目的としている。今年度は、共振を用いた測定を行うための初期ステップとして計画した「シミュレーションに必要な歯の数値計算モデルの構築」を国内外の文献調査により主に行った。具体的には、文献調査により得られたエナメル質や象牙質、そして、それらに形成された表層下脱灰部位の複素誘電率を用いて歯の数値計算モデルの構築を行った。更に「計測に有効な共振器および励振方法の数値シミュレーションによる検討」を構築した数値計算モデルを用いて行った。最後に、効率の良い励振をもたらすプローブアンテナの検討及び試作、そして性能評価を行った。上記の検討の結果、ミリ波帯の周波数を用いた計測が本課題の解決には有効であり、また、複数の周波数および複数の励振モードを組み合わせることで、エナメル層や象牙層の脱灰程度を推定できることが分かった。これらの検討の結果、文献調査による歯を構成する詳細な部位の複素誘電率の取得には、これらの研究に携わる研究者とのコンタクトが必要であること、また、研究代表者自身も何らかの方法でこれらの情報を実測する必要性があることがわかった。また、初期の数値計算モデルにおいては、歯の詳細な外形情報を用いなくても、本研究課題の解決に必要な検討が十分出来ることが分かった。最後に、研究代表者がこれまで発明してきたアンテナが、励振用ブローブアンテナとして有効であることもわかった。