JP7225909B2 - How to calculate the gum health index - Google Patents
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Description
本発明は、レーザースペックルフローグラフィーにより観察される歯肉の血流状態から歯肉の健康指標を算出する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for calculating a gingival health index from the state of gingival blood flow observed by laser speckle flowography.
レーザースペックルフローグラフィー(LSFG)は、生体組織に照射されたレーザー光が赤血球等により散乱され、散乱光が干渉することにより形成されるスペックル(斑点模様)を撮影し、そのスペックル画像の画素の時間的空間的変動量(MBR値)を求め、MBR画像(所謂、血流マップ)を形成する手法である。 Laser speckle flowgraphy (LSFG) captures speckles (spotted patterns) formed by the interference of scattered light caused by the scattering of laser light irradiated to living tissue by red blood cells, etc., and captures the speckle image. This is a method of obtaining temporal and spatial variations (MBR values) of pixels and forming an MBR image (so-called blood flow map).
LSFGによる眼底の血流計測に関しては、眼底血流画像化システム(LSGF-NAVI、ソフトケア有限会社)が市販され、MBR画像に基づく血流解析や波形解析が行なわれている。例えば、MBR値の経時的な変化を心拍で規格化した平均一心拍のMBR値の波形から算出されるblowout time(以下、BOTという)やblowout score(以下、BOSという)という評価項目と動脈硬化との関連性が報告されている(非特許文献1、非特許文献2)。
As for fundus blood flow measurement by LSFG, a fundus blood flow imaging system (LSGF-NAVI, Softcare Co., Ltd.) is commercially available, and blood flow analysis and waveform analysis are performed based on MBR images. For example, evaluation items such as blowout time (hereinafter referred to as BOT) and blowout score (hereinafter referred to as BOS) calculated from the waveform of the MBR value of one heartbeat normalized by the heartbeat, and arteriosclerosis (
LSFGによる皮膚の血流計測に関しては、平均一心拍のMBR値の一心拍分のMBR値を平均して得られる平均MBR値が、ストレンゲージ容積脈波法による皮膚血流量の計測値と非常に高い相関があるとの知見に基づき、平均MBR値から血流量を求める方法が提案されている。この平均MBR値を2次元的にマッピングして得られる平均MBR画像は一心拍ごとの皮膚血流量の状態を示すものとなる(特許文献1)。 With regard to skin blood flow measurement by LSFG, the average MBR value obtained by averaging the MBR values for one heartbeat is very different from the skin blood flow measurement value by strain gauge plethysmography. Based on the knowledge that there is a high correlation, a method of obtaining the blood flow rate from the average MBR value has been proposed. An average MBR image obtained by two-dimensionally mapping this average MBR value shows the state of skin blood flow per heartbeat (Patent Document 1).
一方、歯周病は細菌の感染によって引き起こされる炎症性疾患であり、歯肉の辺縁が炎症により赤くなったり、腫れたり、歯周ポケットが深くなったり、さらには歯槽骨が溶けて抜歯が必要になったりする。また、歯周病の原因菌が動脈硬化等の循環器病に影響することが知られている(非特許文献3)。 On the other hand, periodontal disease is an inflammatory disease caused by bacterial infection. The gingival margin becomes red and swollen due to inflammation, the periodontal pocket deepens, and the alveolar bone dissolves, requiring tooth extraction. become. In addition, it is known that causative bacteria of periodontal disease affect cardiovascular diseases such as arteriosclerosis (Non-Patent Document 3).
歯周病の予防のためには、歯肉の健康を定期的にチェックすることが大切となる。しかしながら、歯肉の健康状態を一般人がチェックすることは難しい。一方、LSFGを歯肉に適用すると、歯科医師によらずともMBR画像を用いて、非侵襲的に短時間に歯肉の血流状態を観察でき、歯肉の健康状態について何らかの情報を得られることが期待される。しかしながら、LSFGにより形成した歯肉の血流画像と歯肉の健康状態との関係は知られていない。 In order to prevent periodontal disease, it is important to check the health of the gums regularly. However, it is difficult for ordinary people to check the health condition of gums. On the other hand, when LSFG is applied to the gingiva, it is possible to non-invasively observe the blood flow state of the gingiva in a short time using MBR images without relying on a dentist, and it is expected that some information about the health state of the gingiva can be obtained. be done. However, the relationship between the gingival blood flow image formed by LSFG and the health condition of the gingiva is unknown.
そこで、本発明は、LSFGにより歯肉のMBR画像を形成し、一般人でも歯肉の健康状態をチェックできるようにすることを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to form an MBR image of the gingiva using LSFG so that even ordinary people can check the health condition of the gingiva.
本発明者は、歯肉のMBR画像を形成し、MBR画像から平均一心拍のMBR画像を形成し、歯肉の種々の部位について、平均一心拍の波形から得られる種々の評価項目と歯肉の健康状態との関係を調べたところ、歯間乳頭部又は辺縁歯肉部で算出されるBOT及びFalling rateが歯肉の健康状態と関係していること、BOT及びFalling rateのそれぞれについて、ある時点での計測値とそれ以前の計測値との変化率は歯肉の健康状態の改善又は悪化を機械的に判定するための指標になることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventor formed an MBR image of the gingiva, formed an MBR image with an average of one heartbeat from the MBR image, and examined various evaluation items obtained from the waveform of the average one heartbeat for various parts of the gingiva and the state of health of the gingiva. As a result of investigating the relationship between the BOT and the falling rate calculated at the interdental papilla or the marginal gingiva are related to the health condition of the gingiva. The inventors have found that the rate of change between the value and the previous measured value serves as an index for mechanically determining the improvement or deterioration of the gingival health condition, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、被験者の歯肉にレーザー光を照射し、レーザースペックルフローグラフィーによりMBR画像を形成し、MBR画像を心拍で規格化した平均一心拍のMBR画像を形成し、平均一心拍のMBR画像における歯間乳頭部又は辺縁歯肉部からBOT及びFalling rateを計測し、BOT及びFalling rateのそれぞれについてある時点での計測値とそれ以前の計測値との変化率を算出し、これらの変化率を歯肉の健康指標とする歯肉の健康指標の算出方法を提供する。 That is, the present invention irradiates the gingiva of a subject with laser light, forms an MBR image by laser speckle flowography, normalizes the MBR image by the heartbeat to form an MBR image of an average of one heartbeat, and an average of one heartbeat. Measure BOT and Falling rate from the interdental papilla or marginal gingiva in the MBR image, calculate the rate of change between the measured value at a certain point and the measured value before that for each of BOT and Falling rate, Provided is a method for calculating a gingival health index using a rate of change as a gingival health index.
また、本発明は、レーザースペックルフローグラフィーを用いる、歯肉の健康指標の算出装置であって、
レーザー光を歯肉に照射するレーザー光照射装置、
歯肉に照射されたレーザー光の散乱光を、偏光フィルターを通して受光し、スペックル画像を形成するデジタルビデオカメラ、
演算装置、及び
デジタルビデオカメラ又は演算装置で形成された画像を表示する画像表示装置を備え、
演算装置は、
スペックル画像からMBR画像を形成する機能、
MBR画像を心拍で規格化した平均一心拍のMBR画像を形成する機能、
平均一心拍のMBR画像において、一心拍分のMBR値を平均した平均MBR画像を形成する機能、
平均一心拍のMBR画像から歯間乳頭部又は辺縁歯肉部を抽出する機能、
抽出した歯間乳頭部又は辺縁歯肉部の平均一心拍のMBR値の波形からBOT及びFalling rateを計測する機能、
被験者ごとにBOT及びFalling rateとその計測日時を記憶する機能、及び
BOT及びFalling rateのそれぞれについて、ある時点での計測値と、それ以前の計測値との変化率を算出し、これらの変化率を歯肉の健康指標として出力する機能を有する歯肉の健康指標の算出装置を提供する。
The present invention also provides a gingival health index calculator that uses laser speckle flowography,
a laser light irradiation device for irradiating the gingiva with a laser light,
A digital video camera that forms a speckle image by receiving scattered light of a laser beam irradiated on the gums through a polarizing filter,
Equipped with an arithmetic device and an image display device that displays an image formed by a digital video camera or arithmetic device,
Arithmetic device
the ability to form an MBR image from a speckle image;
A function of forming an MBR image with an average of one heartbeat by normalizing the MBR image by the heartbeat;
A function of forming an average MBR image by averaging MBR values for one heartbeat in an average one-heartbeat MBR image;
A function to extract the interdental papilla or marginal gingiva from the MBR image of one heart beat on average,
A function to measure BOT and falling rate from the waveform of the MBR value of the extracted interdental papilla or marginal gingiva for an average of one heartbeat,
A function to store BOT and falling rate and their measurement date and time for each subject, and for each of BOT and falling rate, calculate the rate of change between the measured value at a certain point and the measured value before that, and calculate these rate of change as a gingival health index.
本発明の歯肉の健康指標の算出方法によれば、LSFGによる平均一心拍のMBR画像の歯間乳頭部又は辺縁歯肉部から計測されるBOT及びFalling rateのそれぞれについて、ある時点での計測値とそれ以前での計測値との変化率を歯肉の健康指標として算出するので、この歯肉の健康指標により歯肉の健康状態の改善又は悪化を機械的に判定することができる。したがって、非侵襲的に歯肉の健康状態をチェックすることが可能となり、また一般人でも歯肉の健康状態をチェックすることが可能となる。 According to the calculation method of the gingival health index of the present invention, the BOT and the falling rate measured from the interdental papilla or the marginal gingiva of the MBR image of one heart beat on average by LSFG are measured values at a certain point in time. Since the rate of change between the measured value and the previous measured value is calculated as the gingival health index, improvement or deterioration of the gingival health condition can be mechanically determined based on the gingival health index. Therefore, it is possible to check the health condition of the gums noninvasively, and it is possible for even ordinary people to check the health condition of the gums.
また、この歯肉の健康指標が、個々の被験者におけるある時点でのBOT及びFalling rateの計測値とそれ以前でのこれらの計測値との変化率であるため、BOTやFalling rate自体の個体間格差が低減又は解消される。したがって、この判定指標は、当該被験者が前回計測時よりも今回計測時に歯肉の健康状態が改善しているのか、あるいは悪化しているのかの判定の良好な目安となる。 In addition, since this gingival health index is the rate of change between the measured values of BOT and Falling rate at a certain point in an individual subject and these measured values before that, there is no inter-individual disparity in BOT or Falling rate itself. is reduced or eliminated. Therefore, this determination index serves as a good guideline for determining whether the subject's gingival health condition has improved or deteriorated during the current measurement compared to the previous measurement.
さらに、この歯肉の健康指標を計測する歯肉の部位を前歯の歯間乳頭部又は辺縁歯肉部とするとスペックル画像を容易に撮ることができる。また、前歯のスペックル画像を撮った場合でも、口腔内の歯肉全体が判定対象となり、奥歯の歯肉の健康状態もチェックできるため、被験者の負担が著しく軽減される。 Furthermore, if the gingival region for which the gingival health index is measured is the interdental papilla or marginal gingival region of the front tooth, a speckle image can be easily taken. In addition, even when the speckle image of the anterior teeth is taken, the entire gingiva in the oral cavity is subject to determination, and the health condition of the gingiva of the posterior teeth can also be checked, which significantly reduces the burden on the subject.
一方、本発明の歯肉の健康指標の算出装置によれば、本発明の歯肉の健康指標を容易に得ることができる。 On the other hand, according to the gingival health index calculator of the present invention, the gingival health index of the present invention can be easily obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。 The present invention will be described in detail below. In each figure, the same reference numerals denote the same or equivalent components.
図1は、本発明の一実施例の歯肉の健康指標の算出装置1の概略構成図である。この算出装置は、レーザースペックルフローグラフィーを用いて歯肉の健康指標を算出するもので、レーザー光を歯肉に照射するレーザー光照射装置2、歯肉Sに照射されたレーザー光の散乱光に基づいてスペックル画像を形成するデジタルビデオカメラ3、偏光フィルター4、演算装置5、画像表示装置6を備えている。レーザー光出射口2aはデジタルビデオカメラ3の受光部の近傍にある。歯肉の二次元カラー画像を形成するデジタルカメラの受光部も設けられており、その受光部もデジタルビデオカメラ3の受光部の近傍にある。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gingival
レーザー光照射装置2及びデジタルビデオカメラ3は、特許文献1に記載されているものと同様とすることができる。ビデオカメラ3を取り付ける雲台やアームは、鏡面反射光及び表面反射光がビデオカメラ3で受光されないようにするため、ビデオカメラ3の固定角度を調整できるものが好ましい。
The laser
偏光フィルター4は、歯肉Sに照射されたレーザー光の鏡面反射光及び表面反射光を除去し、内部散乱光がビデオカメラ3で受光されるようにするためにビデオカメラ3の受光部の前面に配置されている。
A polarizing filter 4 is placed in front of the light-receiving part of the
演算装置5としては、映像信号の解析処理をできるパーソナルコンピュータに、図3に示す処理を行う機能を持たせたものを使用することができる。画像表示装置6としては、デジタルビデオカメラ3又は演算装置5で形成された画像を表示できるディスプレイを使用することができる。より具体的には、演算装置5は、デジタルビデオカメラ3で撮られたスペックル画像からMBR画像を形成する機能、及びMBR画像を心拍で規格化した平均一心拍のMBR画像を形成する機能、平均一心拍のMBR画像において、一心拍分のMBR値を平均した平均MBR画像を形成する機能を有する。ここで、MBR画像を心拍で規格化した平均一心拍のMBR画像を形成するとは、図4に示すように、各画素において、複数心拍分(例えば、4~20心拍分)の複数フレームのMBR値を一心拍分のフレーム数に平均化した画像を形成することをいう。また、平均MBR画像とは、図5に示すように、各画素において、平均一心拍を構成する全フレームのMBR値を平均して得られる平均MBR値を画素値とする静止画をいう。これらの画像を形成する機能は、特許文献1に記載のコンピュータと同様とすることができる。
As the arithmetic unit 5, a personal computer capable of analyzing video signals and having a function of performing the processing shown in FIG. 3 can be used. As the
また、演算装置5は、平均一心拍のMBR画像から歯間乳頭部又は辺縁歯肉部を抽出する機能を有している。この抽出を容易に行えるようにするため、演算装置5は、デジタルカメラで撮られた歯肉の二次元画像、好ましくは二次元カラー画像と平均MBR画像とを重ね合わせる機能を有している。この重ね合わせ機能自体は、特許文献1に記載のコンピュータと同様とすることができる。
Further, the computing device 5 has a function of extracting the interdental papilla or marginal gingiva from the MBR image of one heart beat on average. In order to facilitate this extraction, the arithmetic unit 5 has the function of superimposing a two-dimensional image of the gingiva, preferably a two-dimensional color image, taken with a digital camera and an average MBR image. The superimposition function itself can be the same as that of the computer described in
歯間乳頭部又は辺縁歯肉部の抽出は、歯肉の二次元カラー画像と平均MBR画像との重ね合わせ画像において、色相又は明度により領域を識別する公知の画像処理方法によってもよいが、オペレータがこの重ね合わせ画像上で歯に属する画素を指定し、その後に抽出することが好ましい。画像処理により重ね合わせ画像上で平均MBR値の値によって歯領域と歯肉領域とを自動的に認識させると、口角鈎などの歯以外で血流がない物が歯領域と認識される虞があるが、オペレータが歯に属する画素を指定することによりこのような誤認識をなくすことができる。歯に属する画素が指定された後の歯間乳頭部又は辺縁歯肉部の抽出は次のように行うことが好ましい。即ち、演算装置が、オペレータにより指定された画素の周囲の画素であって、その平均MBR値と、指定された画素の平均MBR値との差が所定範囲内の領域を歯領域として識別し、歯領域と隣接する画素であって、その平均MBR値と歯領域の平均MBR値との差が所定範囲を超える画素の領域を歯間乳頭部又は辺縁歯肉部として抽出することが好ましく、特に、歯領域とそれに隣接する領域との境界から2mmまでの領域を歯間乳頭部又は辺縁歯肉部として抽出することが好ましい。このように、重ね合わせ画像の色相、明度等の色情報によらず、平均MBR値によって歯領域と、歯間乳頭部又は辺縁歯肉部とを識別することにより、歯肉血流を計測するカメラだけで計測部位を識別できるので解析過程を簡潔にすることができる。 Extraction of the interdental papilla or the marginal gingiva may be performed by a known image processing method of identifying regions by hue or brightness in a superimposed image of a two-dimensional color image of the gingiva and an average MBR image. It is preferable to specify pixels belonging to teeth on this superimposed image and then extract them. If the tooth region and the gingival region are automatically recognized from the average MBR value on the superimposed image by image processing, there is a possibility that an object other than the tooth with no blood flow, such as the hook at the corner of the mouth, will be recognized as the tooth region. However, such erroneous recognition can be eliminated by the operator specifying pixels belonging to teeth. Extraction of the interdental papilla or marginal gingiva after the pixels belonging to the tooth are designated is preferably performed as follows. That is, the arithmetic unit identifies, as a tooth region, a region of pixels surrounding a pixel specified by the operator, where the difference between the average MBR value and the average MBR value of the specified pixels is within a predetermined range, It is preferable to extract a region of pixels adjacent to the tooth region as the interdental papilla or marginal gingival region, in which the difference between the average MBR value of the pixel and the average MBR value of the tooth region exceeds a predetermined range. , the area up to 2 mm from the boundary between the tooth area and the adjacent area is preferably extracted as the interdental papilla or marginal gingiva. In this way, a camera that measures gingival blood flow by distinguishing between tooth regions and interdental papilla or marginal gingiva by means of the average MBR value regardless of color information such as hue and brightness of superimposed images. The analysis process can be simplified because the measurement site can be identified only by the measurement.
演算装置5は、抽出した歯間乳頭部又は辺縁歯肉部の平均一心拍のMBR画像からBOT及びFalling rateを計測する機能を有している。ここで、BOTは、図6に示すように、平均一心拍のMBR値の波形において、半値幅Wと一心拍幅Fとの比(W/F)に定数C1を掛けて算出される評価項目で、一心拍中に半値幅が占める割合を表している。また、Falling rateは、図7に示すように、平均一心拍のMBR値の波形において、下降領域の面積SFと下降領域を囲む矩形面積Sallとの比(SF/Sall)に定数C2を掛けて算出される評価項目である。 The computing device 5 has a function of measuring the BOT and the falling rate from the extracted MBR image of the interdental papilla or marginal gingiva of one heartbeat on average. Here, as shown in FIG. 6, BOT is an evaluation calculated by multiplying the ratio (W/F) of the half width W and one heartbeat width F by a constant C1 in the waveform of the MBR value of the average one heartbeat. The item indicates the ratio of the half-value width in one heartbeat. Also, as shown in FIG. 7, the falling rate is a constant C 2 to the ratio ( SF /Sall) of the area S F of the falling region and the rectangular area Sall surrounding the falling region in the waveform of the MBR value for one average heartbeat. It is an evaluation item calculated by multiplying by
演算装置5は、計測したBOT及びFalling rateの数値を、計測日時と共に記憶する機能を有し、さらに、被験者ごとにBOT及びFalling rateのそれぞれについて、ある時点での計測値BOT1とそれ以前の計測値BOT2の変化率を算出し、その変化率を歯肉の健康状態の判定指標として出力する機能を有している。ここで、変化率とは、ある時点での計測値をBOT1、それ以前の計測値をBOT2とした場合に、BOT1/BOT2で算出される数値である。また、計測日時としては、スペックル画像の撮影日時とすることができる。 Arithmetic device 5 has a function of storing the measured values of BOT and falling rate together with the date and time of measurement. It has a function of calculating the rate of change of the measured value BOT2 and outputting the rate of change as a determination index of the state of health of the gums. Here, the rate of change is a numerical value calculated by BOT1/BOT2 , where BOT1 is the measured value at a certain time and BOT2 is the measured value before that time. Moreover, as the measurement date and time, the shooting date and time of the speckle image can be used.
本発明の歯肉の健康指標の算出方法は、上述の算出装置1を用いて次のように行うことができる。まず、図1に示すように、被験者Pの顎を顎載せ台11で固定する。この場合、図2に示すように、被験者Pに口角鈎10を装着してもらい、歯肉Sの画像を撮りやすくすることが好ましい。次に、被験者Pの歯肉Sにレーザー光照射装置2からレーザー光を照射し、デジタルビデオカメラ3でスペックル画像を撮影する。この場合の撮影条件は、特許文献1の記載と同様にすることができ、例えば、レーザー光としては、波長800~950nmでJISC6802クラス1Mの強度で照射することが好ましい。撮影は、3~150秒間とすることができ、被験者への負担を軽減する点から3~30秒間とすることが好ましい。また、デジタルカメラで被験者Pの二次元カラー画像を撮る。
The calculation method of the gingival health index of the present invention can be performed as follows using the
演算装置5にスペックル画像が入力されると、演算装置5は画素ごとにスペックルの時間的空間的変動量であるMBR値を算出し、MBR画像を形成する。次に、MBR画像から平均一心拍のMBR画像を形成し、さらに各画素で平均一心拍のMBR値を平均して平均MBR画像を形成する。 When a speckle image is input to the arithmetic device 5, the arithmetic device 5 calculates an MBR value, which is the temporal and spatial fluctuation amount of the speckle for each pixel, and forms an MBR image. Next, an MBR image of one heartbeat on average is formed from the MBR images, and the MBR values of one heartbeat on average are averaged at each pixel to form an average MBR image.
次に、解析部位の抽出のため、まず、平均MBR画像とデジタルカメラで撮った二次元カラー画像とを重ね合わせる。図8Aはこうして得られた重ね合わせ画像の一例である。 Next, in order to extract the analysis site, first, the average MBR image and the two-dimensional color image taken with a digital camera are superimposed. FIG. 8A is an example of a superimposed image thus obtained.
次に、オペレータが重ね合わせ画像において歯に属する点を指定すると、演算装置5は、指定された画素の周囲の画素であって、その平均MBR値が所定値より小さい領域、例えば、光強度を254階調で表した場合に150未満の領域を歯領域として識別する。この場合、平均MBR画像において0.05~0.2mm2を1単位としてMBR平均値を算出し、この単位ごとに指定された点との平均MBR値の差を検出して歯領域を定めてもよい。これにより、隣接画素の平均MBR値の差が小さい、歯と歯肉の境界領域でも自動で識別することができる。図8Bにこうして識別した歯領域の輪郭線を示す。歯肉は歯領域に隣接する領域であり、光強度を上述のように254階調で表した場合に、歯肉の画素の平均MBR値が所定値以上、例えば150以上の領域であるが、解析範囲としては、そのような平均MBR値を有する領域であって、歯と歯肉との境界から歯肉側に1~2mmまでの領域を抽出することが好ましい。図8Cにこうして抽出する解析範囲を示す。この解析範囲は、炎症の起きやすい歯間乳頭部と辺縁歯肉部となる。 Next, when the operator designates a point belonging to a tooth in the superimposed image, the arithmetic unit 5 detects a region, for example, light intensity, of pixels surrounding the designated pixel whose average MBR value is smaller than a predetermined value A region with less than 150 gradations expressed in 254 gradations is identified as a tooth region. In this case, the MBR average value is calculated with 0.05 to 0.2 mm 2 as one unit in the average MBR image, and the tooth region is determined by detecting the difference between the average MBR value and the designated point for each unit. good too. As a result, it is possible to automatically identify even the boundary region between the tooth and the gingiva where the difference between the average MBR values of adjacent pixels is small. FIG. 8B shows the contour lines of the tooth regions thus identified. The gingiva is an area adjacent to the tooth area, and when the light intensity is represented by 254 gradations as described above, the average MBR value of the pixels of the gingiva is a predetermined value or more, for example, 150 or more. , it is preferable to extract a region having such an average MBR value and extending from the boundary between the tooth and the gingiva to 1 to 2 mm on the gingival side. FIG. 8C shows the analysis range thus extracted. The analysis range is the interdental papilla and marginal gingiva where inflammation is likely to occur.
演算装置5は平均MBR画像で歯間乳頭部又は辺縁歯肉部を抽出すると、平均一心拍のMBR画像においてBOT及びFalling rateを計測し、その計測日時と共にその数値を記憶する。同じ被験者の異なる計測日時でのスペックル画像を同様に撮り、BOT及びFalling rateを計測すると、演算装置はBOTの変化率とFalling rateの変化率を算出する。 After extracting the interdental papilla or marginal gingiva from the average MBR image, the computing device 5 measures the BOT and the falling rate in the MBR image of one average heartbeat, and stores the values together with the date and time of measurement. When the speckle images of the same subject at different measurement dates are taken in the same manner and the BOT and the falling rate are measured, the computing device calculates the rate of change of the BOT and the rate of change of the falling rate.
本発明の歯肉の健康指標の算出方法は、こうして算出されるBOTの変化率とFalling rateの変化率を健康指標として、例えば次のように歯肉の健康状態の改善又は悪化を判定する。
BOTの変化率が1未満でFalling rateの変化率が1未満の場合、歯肉の健康状態は確実に悪化している。
BOTの変化率が1未満でFalling rateの変化率が1以上の場合、歯肉の健康状態は悪化している可能性が高い。
BOTの変化率が1以上でFalling rateの変化率が1未満の場合、歯肉の健康状態は改善されている可能性がある。
BOTの変化率が1以上でFalling rateの変化率が1以上の場合、歯肉の健康状態は悪化している可能性が高い。
In the gingival health index calculation method of the present invention, improvement or deterioration of the gingival health condition is determined, for example, as follows, using the thus calculated BOT change rate and falling rate change rate as health indices.
If the rate of change of BOT is less than 1 and the rate of change of Falling rate is less than 1, the health of the gums is definitely deteriorating.
If the rate of change in BOT is less than 1 and the rate of change in Falling rate is greater than or equal to 1, there is a high possibility that the health condition of the gums is deteriorating.
If the rate of change in BOT is 1 or more and the rate of change in Falling rate is less than 1, the health of the gums may be improved.
If the rate of change of BOT is 1 or more and the rate of change of Falling rate is 1 or more, it is highly likely that the health condition of the gums is deteriorating.
この判定結果は、口腔内の歯肉全体の状態に関するもので、スペックル画像を撮った前歯の歯肉だけに関するものではない。これは、口腔内のいずれかの歯肉で炎症が起きると、その影響が歯肉全体の血管の硬化状態等に影響するためと推察される。したがって、本発明によれば、前歯のスペックル画像を撮ることにより、奥歯の歯肉に炎症がある場合でも歯肉の健康状態が悪化していると判定されるので、歯肉の治療の必要性が動機づけられる。 This determination result relates to the state of the entire gingiva in the oral cavity, and not only to the gingiva of the anterior tooth for which the speckle image was taken. This is presumed to be due to the fact that when inflammation occurs in any gingiva in the oral cavity, its influence affects the hardened state of blood vessels in the entire gingiva. Therefore, according to the present invention, by taking speckle images of the front teeth, it is determined that the health condition of the gums is deteriorating even when there is inflammation in the gums of the back teeth. be attached.
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
50~60歳代の14名及び20~30歳代の15名を被験者とし、図1に示した装置を用いて図9に示す上顎の中切歯とその左右の合計4本の前歯の歯肉のスペックル画像を撮影し、BOT及びFalling rateを、計測日を変えて計測し、異なる計測日間でのBOTの変化率とFalling rateの変化率を算出した。この場合、計測日は、初回と、初回の計測日から2週間後、1ヶ月後、2ヶ月後の合計4回行い、初回の計測日と2週間後、1ヶ月後、2ヶ月後の計測日との変化率、2週間後の計測日と1ヶ月後、2ヶ月後の計測日との変化率、1ヶ月後の計測日と2ヶ月後の計測日の6通りの変化率を求めた。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples.
14 subjects in their 50s to 60s and 15 subjects in their 20s to 30s were used as subjects, and the apparatus shown in FIG. Speckle images were taken, BOT and Falling rate were measured on different measurement days, and the rate of change of BOT and the rate of change of Falling rate on different measurement days were calculated. In this case, the measurement date is the first time, and 2 weeks, 1 month, and 2 months after the first measurement date. The rate of change from day to day, the rate of change from the date of measurement after 2 weeks and the date of measurement after 1 month and 2 months, the rate of change from the date of measurement after 1 month and the date of measurement after 2 months were obtained in 6 different rates. .
一方、各計測日において、上顎及び下顎の第一小臼歯~第2大臼歯の合計16本の歯肉の健康状態として歯肉の出血の程度と歯肉の炎症の程度を歯科衛生士が次の基準で0~3のスコアをつけることにより評価した。 On the other hand, on each measurement day, the degree of gingival bleeding and the degree of gingival inflammation were evaluated by a dental hygienist as the health condition of a total of 16 gums from the first premolar to the second molar in the maxilla and mandible according to the following criteria. It was evaluated by giving a score of 0-3.
歯肉の出血の程度
歯周ポケット内にプルオーブを軽圧(20~25g)で挿入した直後の出血の程度に基づく基準
0:出血が認められない。
1:点状の出血が認められる。
2:線状の出血が認められる。
3:自然出血が認められる。
Extent of gingival bleeding Criteria based on the extent of bleeding immediately after inserting the pull orb into the periodontal pocket with light pressure (20-25 g) 0: No bleeding observed.
1: Punctate bleeding is observed.
2: Linear bleeding is observed.
3: Spontaneous bleeding is observed.
歯肉の炎症の程度
0:清浄な歯肉。炎症が認められない。
1:軽度の炎症。発赤等の色調の変化がある。プロービングで出血しない。
2:中程度の炎症。発赤と浮腫がある。プロービングで出血する。
3:高度の炎症。著しい発赤、腫脹、潰瘍がある。自然出血傾向がある。
Degree of gingival inflammation 0: Clean gingiva. No inflammation observed.
1: Mild inflammation. There is a change in color tone such as redness. No bleeding on probing.
2: Moderate inflammation. Redness and edema are present. Bleeding on probing.
3: Severe inflammation. Significant redness, swelling, and ulceration. Tendency to spontaneous bleeding.
これらの評価では、各歯において図10に黒丸で示した歯の周囲の6箇所を評価した。そして、6(箇所/本)×16本=96箇所の合計のスコアを評価点とした。 For these evaluations, six points around the tooth indicated by black circles in FIG. 10 were evaluated on each tooth. Then, the total score of 6 (points/line)×16=96 points was used as an evaluation point.
各計測日において評価点がそれ以前の計測日に対して歯肉の出血の程度と歯肉の炎症の程度の双方とも評価点が増加していた者を悪化者、双方とも評価点が減少していた者を改善者とし、それらのBOTの変化率とFalling rateの変化率との関係を図11A、図11Bに示した。これらの図から、BOTの変化率及びFalling rateの変化率の双方が1.0未満であると、歯肉の炎症状体が確実に悪化していることがわかる。また、BOTの変化率が1以上でFalling rateの変化率が1未満の場合に改善者が多く出現していることがわかる。 Those who scored higher on each measurement day for both the degree of gingival bleeding and gingival inflammation compared to the previous measurement day were those who scored worse, and the scores for both scored decreased. 11A and 11B show the relationship between the rate of change of BOT and the rate of change of Falling rate. From these figures, it can be seen that when both the rate of change in BOT and the rate of change in Falling rate are less than 1.0, the gingival inflammation is certainly exacerbated. Also, when the change rate of BOT is 1 or more and the change rate of Falling rate is less than 1, many improvers appear.
なお、BOTに代えてBOSを使用しても歯肉の炎症状態の良好な指標は得られなかった。 It should be noted that the use of BOS instead of BOT did not provide a good index of gingival inflammation.
1 歯肉の健康状態の判定指標の算出装置
2 レーザー光照射装置
2a レーザー光出射口
3 デジタルビデオカメラ
4 偏光フィルター
5 演算装置
6 画像表示装置
10 口角鈎
11 顎載せ台
P 被験者
S 歯肉
1 Apparatus for calculating index for judging the state of health of
Claims (1)
レーザー光を歯肉に照射するレーザー光照射装置、
歯肉に照射されたレーザー光の散乱光を、偏光フィルターを通して受光し、スペックル画像を形成するデジタルビデオカメラ、
歯肉の二次元画像を形成するデジタルカメラ、
演算装置、及び
デジタルビデオカメラ又は演算装置で形成された画像を表示する画像表示装置を備え、
演算装置は、
スペックル画像からMBR画像を形成する機能、
MBR画像を心拍で規格化した平均一心拍のMBR画像を形成する機能、
平均一心拍のMBR画像において、一心拍分のMBR値を平均した平均MBR画像を形成する機能、
平均MBR画像と二次元画像とを重ね合わせる機能、
平均MBR画像と二次元カラー画像との重ね合わせ画像において歯に属する画素が指定されると、演算装置が、該重ね合わせ画像において、指定された画素の周囲の画素であって、その平均MBR値と、指定された画素の平均MBR値との差が所定範囲内の領域を歯領域とし、歯領域と隣接する画素であって、その平均MBR値と歯領域の平均MBR値との差が所定範囲を超える画素の領域を歯間乳頭部又は辺縁歯肉部とすることにより平均一心拍のMBR画像から歯間乳頭部又は辺縁歯肉部を抽出する機能、
抽出した歯間乳頭部又は辺縁歯肉部の平均一心拍のMBR値の波形からblowout
time(以下、BOTという)及びFalling rateを計測する機能、
被験者ごとにBOT及びFalling rateとその計測日時を記憶する機能、及び
BOT及びFalling rateのそれぞれについて、ある時点での計測値と、それ以前の計測値との変化率を算出し、これらの変化率を歯肉の健康指標として出力する機能
を有する歯肉の健康指標の算出装置。 A device for calculating a gingival health index using laser speckle flowography,
a laser light irradiation device for irradiating the gingiva with a laser light,
A digital video camera that forms a speckle image by receiving scattered light of a laser beam irradiated on the gums through a polarizing filter,
a digital camera that forms a two-dimensional image of the gums ;
Equipped with an arithmetic device and an image display device that displays an image formed by a digital video camera or arithmetic device,
Arithmetic device
the ability to form an MBR image from a speckle image;
A function of forming an MBR image with an average of one heartbeat by normalizing the MBR image by the heartbeat;
A function of forming an average MBR image by averaging MBR values for one heartbeat in an average one-heartbeat MBR image;
A function to superimpose an average MBR image and a two-dimensional image,
When a pixel belonging to a tooth is specified in the superimposed image of the average MBR image and the two-dimensional color image, the computing device calculates the average MBR value of the pixels surrounding the specified pixel in the superimposed image. and the difference between the average MBR value of the specified pixel and the average MBR value of the specified pixel is within a predetermined range as the tooth area, and the pixel adjacent to the tooth area and the difference between the average MBR value of the tooth area and the average MBR value of the tooth area is specified A function of extracting the interdental papilla or the marginal gingiva from the MBR image of one heart beat on average by taking the area of pixels exceeding the range as the interdental papilla or the marginal gingiva;
Blowout from the waveform of the MBR value of the extracted interdental papilla or marginal gingiva for one average heartbeat
A function to measure time (hereinafter referred to as BOT) and falling rate,
A function to store BOT and falling rate and their measurement date and time for each subject, and for each of BOT and falling rate, calculate the rate of change between the measured value at a certain point and the measured value before that, and calculate these rate of change as a gingival health index.
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