富山市総曲輪の歯医者

歯科の4K映像システム

こんにちは、姜（かん）です。

今回は4k映像システムについて書いてみたいと思います。

歯医者で4k映像システムは何のために？

当院で4k映像システムを何に使うかというと、歯科用マイクロスコープでみた歯の状態を記録するためのシステムとして用いています。

まず、歯科における拡大視野には、マイクロスコープとルーペ（拡大鏡）がありますが、ルーペと比較したマイクロスコープの優位性というのは、（マイクロスコープの方が）

１）レンズの光学的性能を複雑化でき、高度なレンズ設計が可能

２）キセノンなど自然光に近く、輝度の非常に高い光源が利用できる

３）レンズと光源が同軸であるため、象がより鮮明にみえる

４）記録装置の拡張性が高い

などがあげられます。

ルーペでもコンパクトカメラなどを付ければ映像記録ができないわけではないですが、ルーペのレンズでみえている象とどうしてもずれて記録しますし、物理的に高性能カメラをルーペにつけることは重すぎて現実的ではないので、記録装置の拡張性という面では圧倒的にマイクロスコープの方が有利だと思います。

歯科用マイクロスコープ向け映像システム

マイクロスコープの映像システムには

１）医療用CCDカメラを用いる

２）ビデオカメラを用いる

３）一眼レフカメラ（ミラーレスを含む）を用いる

方法がありますが、上記の方法のうち、静止画・動画共に、3の方法が高画質化を実現てきます。

まず、4k動画というのは、3840*2160画素（約800万画素）の動画のことを言います。

ハイビジョンが1280*720（約100万画素）、フルハイビジョンが1920*1080（約200万画素）ですので、フルハイビジョンの約4倍の高画質です。

まず、Ikegami社などの医療用CCDカメラがありますが、4kシステムで構築すると数百万円以上のコストがかかりますし、録画されたデータの編集が難しいなど、３つの中で最もコスパの悪いシステムで、お勧めできません。

ソニーのハンディカムやパナソニックなどの4kビデオカメラでも十分きれいに動画が取れると思いますが、一眼レフカメラの方が、フルサイズやAPS-Cなどとイメージセンサーがビデオカメラ(1/2.5型)より大きいですし、画素数が2000万画素以上のものが多いので、ビデオカメラに比べるとより高精細な映像がとれます。また、以前のような30分の動画撮影時間制限がないものも出ています。

また、4k動画といっても、せいぜい800万画素しかないので、きれいな写真を撮りたい場合は、一眼レフカメラの方が圧倒的にきれいです。

このような理由で、当院では、マイクロスコープ向けの録画装置として、一眼レフカメラ、特にミラーレス一眼レフカメラを採用しています。

（写真1）ミラーレス一眼レフカメラをマイクロスコープに接続している様子

当院のマイクロスコープには、T2マウントカメラアダプターをマイクロスコープ側につけて、さらに、ソニーEマウントアダプターをつけてカメラをつけています。

当院で使っているカメラ

上記の写真のように、マイクロスコープにアダプターをつけて、そこにカメラをつける格好で使っています。

現在、当院で使っているカメラはソニーのミラーレス一眼レフカメラ、α7S3です。

α7シリーズの高感度モデルで、4k動画撮影に特化したカメラです。

主な仕様として、

１）約1300万画素

２）35mmフルサイズセンサー

３）動画撮影時間30分制限無し

４）4kでフレームレート120pまで撮影可能

５）色深度 4:2:2 10ビットで4k動画撮影可能

６）SDカード2枚まで装填可能

などなど、他社のカメラを圧倒する4kカメラスペックです。

実際、4k映像システムに必要な事項とα7s3における対応としては、

１）急速なカメラへの電源供給：USB給電（9V/3AのUSB-C PD、急速給電）

２）カメラのモニターへの接続：43型4kテレビにフルサイズHDMI端子で接続

３）記録媒体（SDカード）：最低書き込み速度60MB/s（v60）で問題無し、v30でも4k/60pはとれる、v90・スピードのより速いCFexpressタイプaはほぼ必要なし

（写真2）α7s3はUSB-C PDとフルサイズHDMI接続に対応しています。

将来的には、カメラアダプターをマイクロスコープにもう一つつけて、現カメラは動画用としてそのまま使って、静止画用の高解像度カメラ(ソニーα7R4など)を追加したいと思っています。

また、4k動画の問題点として、データサイズが非常に大きいので、SDカードでは限界があるというところです。

なので、次のアップグレードとしては、atmos社のninja 5というレコーダーをカメラにつけて動画データを記録したいと思っています。

意外に長くなりましたが、これでマイクロスコープ用4k映像システムの構築について書いてみました。ぜひ参考にしてください。

日付： 2020年11月25日カテゴリ：お知らせ

MTAの話

こんにちは。金川歯科の姜（かん）です。

歯科では様々な種類のセメントを使って、虫歯の穴を詰めたり、被せ物を固定したりします。

その中でも、MTA（Mineral Trioxide Aggregate）という歯科用セメントが、歯の神経を残してくれる材料として注目されています。

今回はMTAについて知っていることを書いてみます。

はじめは工業用セメントから作られた

最初に考案されたMTAは、ホームセンターに行けば手に入る「ポルトランドセメント」を原料にして作られました。

ポルトランドセメントは、灰色〜灰白色の粉末をしていて、粉末に水を入れて混ぜると固まります（水硬性セメント）。

コンクリートが固まるのも、このポルトランドセメントのおかげです。ポルトランドセメントに、砂と砂利を混ぜたものをコンクリートというのです。

1990年代初めごろに、アメリカのLoma Rinda大学のMahmoud Torabinejad先生が、根の治療で偶発的にできてしまった歯根の穴（根管穿孔）を封鎖する目的で、はじめてポルトランドセメントを試したそうです。意外にもその結果が良くて、今では根管治療領域でその活用幅を広げています。

MTAの作り方・成分

MTAの主成分はポルトランドセメントですが、ポルトランドセメントは何でできているんですかね？

ポルトランドセメントの作り方は意外に簡単です。

石灰石、粘土、珪石、鉄などの鉱物をよく粉砕して混ぜて1400度以上の高温で焼きます。これでできた塊をクリンカーと言います。このクリンカーを粉砕したものがポルトランドセメントになります。

クリンカーの主成分はケイ酸カルシウムであり、細かくいうと、ケイ酸三カルシウム（エーライト）、ケイ酸二カルシウム（ビーライト）、アルミン酸カルシウム（アルミネート相）、カルシウムアルミノフェライト（フェライト相）で構成されています。

この中で、歯科用として有効な成分はケイ酸三カルシウムとケイ酸二カルシウムですが、特にケイ酸三カルシウムが歯科用セメントとして使われています。ケイ酸二カルシウムはセメントの遅延硬化に働くのですが、水和反応で硬化するのに数週間もかかってしまうので、硬化が遅すぎて歯科用としては向いていません。ケイ酸三カルシウムは約３時間で硬化するので、ケイ酸二カルシウムに比べれば非常に速いと感じますが、それでも歯科用セメントの中ではかなり硬化が遅いもので、いかに硬化時間を短縮できるかもMTAの課題となっております。

従来のMTAの原料は天然由来のため、重金属などの不純物を含有するといわれており、最近の後発製品は高純度のカルシウムやケイ酸の試薬を原料にしてできた合成MTAもあります。

ポルトランドセメントとMTAの違い

細かい組成はもちろん違いますが、両者の決定的な違いは、造影剤が入っているかいないかです。

歯科治療においてレントゲン写真は欠かせないものですが、レントゲンに映るようにするものが造影剤です。

元祖MTAといえるDentsply社のProRoot MTAには酸化ビスマスという造影剤を配合してあります。（MTA粉全体の１/４程度）

しかし、酸化ビスマスは、血液成分や露光などが原因で黒変し、特に前歯に使った場合、歯が黒く変色してしまい、審美障害を生じてしまいます。

なので、酸化ビスマスの代わりに、酸化ジルコニウム（ジルコニア）や酸化タンタルなどが使われるものも出ています。タングステン酸カルシウムなどの造影剤も代わりとしてあげられます。

もっと使いやすいMTAへ

MTAの改善すべき点として、歯の変色、硬化時間の短縮、操作性改善があげられます。

歯の変色に関しては、原料に鉄成分を排除する、酸化ビスマス以外の造影剤に代えるなどで改善でき、硬化時間に関しても塩化カルシウムやアルミン酸の配合などである程度改善できます。

もう一つのMTAの問題点として、操作性が悪い、すごく扱いづらいというところがあります。

MTAの場合、１症例に対して非常に微量しか使わず、多くて0.3g程度しか使いません。なので、水で練った練和物は、水の量の変化に非常に敏感で、少し水が多くなるだけでゆるくなってしまい、窩洞への移送や充填を難しくしますし、物性の低下にもつながります。

こういった問題を解決するために、脂肪酸や増粘成分をMTAの粉末や水に添加し、とろみをつけたり、シリンジで出せるようにしたり、パテ状にして賦形性をもたせたりして、流動特性を改善することで、操作性改善をはかっています。

今日はMTAの裏話的な記事を書いてみました。

最近、光で固まるのものや象牙質接着性レジンに混ぜたものなどが開発されて、臨床的に大変便利なものが出てきていますが、MTAといえば、やはり水と直接反応して固まるところが本来の姿だと思っています。

いろいろなMTAが登場しているいま、みなさんのMTAの基礎知識に少し役立っていれば嬉しいです！

今日の記事は以上です！

日付： 2020年11月21日カテゴリ：お知らせ

歯科用デジカメを考える

こんにちは、金川歯科の姜（かん）です！

ソニー、キャノン、ニコン

デジカメといえば、これらのメーカーが有名ですよね。

スマホの登場でデジカメの需要も年々減ってきているみたいですが、やはり歯やお口の状態をきれいに撮影するためには、ちゃんとしたカメラが必修です！

今回は、当院で使っているカメラを中心に、デジカメについて書いていきたいと思います！

一眼レフ？ミラーレス？

ちゃんとしたカメラの代表として一眼レフとミラーレスがありますが、両者ともレンズ交換が可能であり、様々な種類のレンズを用途に合わせてカメラにつけることができます。

両者の違いは、レンズとイメージセンサーの間に鏡があるか無いかの違いです。

上：一眼レフカメラ(ニコンD3500)、下：ミラーレスカメラ(ソニーα6400)

写真のように、レンズを外すと、一眼レフカメラは斜め上になっている鏡がイメージセンサーの前に入っていますが、ミラーレスカメラはいきなりイメージセンサーが見えます（ミラーレス＝鏡無し）。

両者の違いは、レンズで見えている象を、鏡で光学的にファインダーに映すか、イメージセンサーで作った画像をファインダーに映すかの違いです。（ファインダーというのはカメラの覗き窓のことです）

こういった構造的な違いがあるんですが、これで一番差が出るのは、カメラの重さです。ミラーレスですと、構造的に簡単で、軽量化が可能ですので、一眼レフに比べてコンパクトな感じです。

最近では、コンパクトなミラーレスカメラの方が人気があるようです。

ミラーレスカメラの先駆者はαシリーズのソニーですが、キャノンやニコンもミラーレスカメラ市場に積極的に参入してきています。

フルサイズ？イメージセンサーのサイズ

イメージセンサーは、レンズで見えている象をデジタル化して画像にしてくれるものです。

イメージセンサーにはフルサイズ、APS-C、マイクロフォーサーズなど、いろいろなサイズがあります。

最近は大きいサイズのフルサイズが大変人気ですが、サイズが大きい、小さいでそれぞれ特徴があります。

センサーサイズが大きいと、画素数が増えて高画質ですし、画素一つあたりの大きさも大きくなるので、光を取り込む量も増え、階調の表現や、暗所撮影などにも強いです。また、被写界深度が浅くなるので、ボケの表現も得意です。インスタ映えするような、背景だけぼかしたいときには、フルサイズセンサーが得意です。

上：フルサイズセンサー、下：APS-Cセンサー

逆に、APS-Cやマイクロフォーサーズなどのフルサイズより小さいセンサーサイズですと、上記の特徴の逆になります。

一見、フルサイズの方がAPS-Cやマイクロフォーサーズより上に感じますが、歯科用カメラとしては、小さいセンサーの方が有利な場面が多いです。小さいセンサーの一番のメリットは被写界深度が深い、つまりボケにくいです。口腔内写真を撮影するとき、あまりボケてしまうと、奥歯のピントが合わなかったりするので、全体のピントを合わせたいときには、APS-Cやマイクロフォーサーズが有利です。

また、小さいと画角、映る範囲がフルサイズに比べると狭いですが、逆にフルサイズに比べて寄せている感じを出せますので、どっちかというとマクロ撮影である口腔内写真の場合は、小さいセンサーがかえって有利だと思います。

特に、マイクロフォーサーズはAPS-Cよりもセンサーサイズが小さく、オリンパスやパナソニックのカメラで採用されています。あまり主流なタイプのセンサーではないですが、被写界深度が非常に深いので、被写体がボケにくく、かつ、被写体に寄せている感を出せますので、特に根管内を観察するときのマイクロスコープ用カメラとして使ってみたいと、最近興味を持ち始めました。ただ、センサーサイズが小さい分、暗いところには弱いかもしれませんね、、