(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴシッツクアーチを描記するために行う水平的顎運動軌跡の描記に際して、センサー反応位置の明確な可視化によってリアルタイムな顎位の視認性を高め、高齢者や視力弱者においても、常にリアルタイムな顎位を確実に視認、認識させ、随意的な水平的顎運動における現在位置の確認と、向かうべき顎運動方向の判断を常時支援して、適切なゴシックアーチを描くに要する時間を短縮するゴシックアーチ・トレーサー・システムを提供する。【解決手段】デジタイザーセンサーの座標平面を表示したディスプレイの画面上において、ゴシックアーチを描記中の水平的顎運動軌跡と共に、デジタイザー反応位置である顎位を、デジタイザーセンサーの座標値で、幅径０．４ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下の任意の大きさに調節して、印を用いて表示する構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴシックアーチを描記中の水平的顎運動軌跡と共に表示する、デジタイザーのセンサー反応位置を示す印の幅径を、デジタイザーのセンサー座標において０．４ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下の範囲で可変とすることを特徴とする、ゴシックアーチ・トレーサー・システム。
【請求項２】
デジタイザーセンサー反応位置を示す印の色を可変とすることを特徴とする、請求項１のゴシックアーチ・トレーサー・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本願発明は、主に咬頭カン合位を失った患者の顎位を設定する際に使用する、デジタイザーとパーソナルコンピュータを用いたゴシックアーチ・トレーサー・システムにおいて、水平的顎運動軌跡を描記中の、ディスプレイ上における顎位の表示に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、市場に提供されていた、デジタイザーとパーソナルコンピュータを用いたゴシックアーチ・トレーサー・システムは、基本的に、ゴシックアーチ描記モード、タッピングポイント印記モード、顎位設定モード等を備えていて、運用には、それぞれのモードを切り替えて実行するものであった。
上記モードの内、ゴシックアーチ描記モードは、デジタイザーから時系列的に送られてくるセンサー面上に在る顎位の２次元座標データを、ディスプレイ上に表示したデジタイザーセンサー座標平面の上で、順次、線でつなぎ、水平的顎運動軌跡を描記してゴシックアーチを描くものであり、タッピングポイントモードは、タッピング運動にて、座標指示器がセンサー面に触れた位置を点描記するものであった。
さらに、顎位設定モードは、水平的顎運動軌跡の描記動作を終了して、完成したゴシックアーチ描記図をディスプレイの画面上で、あるいは、これにタッピングポイント印記図を重ねて、デジタイザーから送られてくる顎位設定中のリアルタイムな顎位をカーソル表示しながら、咬合採得する顎位を決め、決められた位置を、印を用いて記録するものであった。
この中の、水平的顎運動軌跡を描くゴシックアーチ描記モードでは、術者だけではなく、患者が顎位を視認することが、本質的に最も重要な要素の一つであったが、その認識を有していなかったため、線による顎運動軌跡の描記のみを行い、印を用いた顎位の表示を行っていなかった。そのため、術者も患者も顎位を視認することができず、水平的顎運動軌跡の描記線の先端の動きで推察する顎位が、描記線が蜜に交差して重畳描記されたエリアに在る場合や、水平的顎運動が一時的に停止した場合には、リアルタイムな顎位をディスプレイ上で推察することが困難であった。
一方、特開平１１−１７８８４６に記されているゴシック・アーチ・システムの図１８では、ゴシックアーチを描記中の水平的顎運動軌跡と共に、センサー反応位置である顎位をディスプレイの画面上でカーソル（点印）表示することが示されている他、ゴシックアーチを描く線の太さや色を変更可能とする設定がなされていた。
さらに、水平的顎運動軌跡の描記を終え、ゴシックアーチの描記が完了したゴシックアーチ描記図の上で、タッピングポイントを多数印記する場合には、可及的に重畳印記を避け、術者がタッピングポイントの分布状態を理解し易くできるように、タッピングポイントの大きさや色を可変とする設定もなされていた。
しかしながら、水平的顎運動軌跡を描いている間の顎位は、ディスプレイの画面に表示されたデジタイザーセンサーの座標平面上で、カーソル（点印）による表示に限られていたため、健常者はともかく、高齢者や視力弱者が、常に、確実にカーソル（点印）を視認するには、十分ではない場合があった。【０００３】  歴史的には、ゴシックアーチ描記法は１００年以上の歴史を有していて、本願発明者によってデジタイザーを顎位の入力装置とした電子的なシステムが発明されるまでは、座標指示器が描記針であり、センサー面が描記板である、口内法用あるいは口外法用の、簡単な描記用器具が用いられていた。
その様な、描記用器具を用いる方法の口内法では、ゴシックアーチを描記中の顎位を、患者はもとより、術者も見ることができなかった。このため、術者は、患者が行うべき下顎の水平運動を、患者の下顎の動きを見ながら、口頭で指示するのみで、その結果は、一応のゴシックアーチを描いたと思われる時点で、口腔内から描記板を取り出すまで、見ることができなかった。
一方、口外法では、術者が描記路を見ることが可能であったため、水平的顎運動の方向や、さらなる努力を必要とすること等を、患者にリアルタイムに指示することが可能であったが、患者は、口唇の直前に水平的に設置された、明視の距離以内に在る描記板を凝視することができなかったため、目指すべき水平的顎運動の方向を、術者から口頭で指示されることに変わりがなく、患者は受動的な対応に終始するのみであった。
これに対し、従来のパーソナルコンピュータとデジタイザーを用いたゴシックアーチ・トレーサー・システムでは、水平的顎運動軌跡がディスプレイ上に表示されるため、患者と術者が同時に同じ画面を見ることが可能であったが、従来のシステムが、顎位を表示できないシステム、あるいは顎位をディスプレイ上の一般的なカーソル（点印）で表示するシステムであったため、高齢者や視力弱者がゴシックアーチを描く際には、術者が患者に、目指すべき水平的顎運動の方向を口頭で指示する場合が多く、旧来の器具によるゴシックアーチ描記の域を出るものではない運用がなされていた。【０００４】  ゴシックアーチを描かせることの難しさは、理解力や判断力、視力に加え、下顎の水平運動における随意性が低下している高齢者に、下顎の水平的限界運動経路を描くことが求められることであり、その困難さは、描記用器具の安定性や描記状態の確認等、主として術者が対応すべき部分ではなく、水平的顎運動における患者の限界運動を引き出さなければならない必要性から、患者の意識的努力が必要とされ、術者にて対応できない患者の身体的能力と意識、モチベーション等に依存する部分にあった。
このような心理的対応も必要とされるゴシックアーチの描記には、患者の理解のもと、患者自身が描いてきた水平的顎運動軌跡上のリアルタイムな顎位を、常に確実に視認させ、患者自らが、向かうべき運動方向と必要とされる随意的努力の大きさを推察して、能動的に実行することを、自動的、他動的に支援することが効果的であると考えられた。【０００５】  一般的に、上下の歯牙による咬合関係を失う程度までに多数の歯を失っている患者は高齢者であるケースが多く、随意運動であっても随意性が低下している場合や、思考力や判断力も僅かながら低下している場合もあり、咬合痛を有していた既往のある部位を避ける運動や、最後まで咬合関係が残っていた部位に偏る運動、あるいは支離滅裂な左右水平側方運動等を執拗に行うケースが多く、ほとんどの場合、下顎の前後運動、あるいは左右の側方限界運動を、任意にスムーズに行うことは困難であった。
一方、ゴシックアーチ描記図には、下顎の水平的な前後往復運動の起始終点と、左右の側方限界運動経路が共に含まれていることが望ましく、これを満たすゴシックアーチを描記するには、デジタイザーのセンサー部と座標指示器を上下顎に装着した状態で、水平的顎運動のトレーニングを必要とする場合がほとんどであった。【０００６】  前述の通り、すでに市場に提供されていたシステムでは、ゴシックアーチ描記モードにおける水平的顎運動軌跡の描記中は、顎位の表示が行われていなかったため、水平的顎運動が行われている状態で、描記線の最先端が動いて見える間は、その動的先端がリアルタイムな顎位であると推察することができたものの、必ずしも顎位の認識が容易ではなかった他、下顎の水平運動が一旦停止した場合や、顎位が顎運動軌跡が蜜に重畳描記されたエリアに入った場合には、描記線の動的先端が消滅あるいは消滅したように見え、停止位置あるいは重畳描記エリア内に在る顎位が、これまで描いてきた水平的顎運動軌跡図上の、どこに位置しているのかを、ディスプレイの画面上で推定することもできなかった。
このため患者は、何処に顎を動かすべきか方向が分からない事態となり、術者も、どの方向へ動かせば良いのかを、患者に指示することができない事態を生じることが、しばしばであった。【０００７】  一方、特開平１１−１７８８４６で示されているシステムでは、デジタイザーセンサーの座標平面をディスプレイ上に表示して、水平的顎運動軌跡と共に顎位を表示していたが、該システムでは、ディスプレイ上に表示される顎位が、規定のカーソル（点印）で表示されていたため、健常者はともかく、ゴシックアーチの描記を行わなければならない高齢者や視力弱者が、重畳描記されたエリア内で、カーソル（点印）で示された顎位を常に明確に捉えるには、必ずしも容易ではない場合があった。【０００８】  このようなことから、電子的なゴシックアーチトレーサーが市場に提供されたものの、ゴシックアーチを描記中において、リアルタイムな顎位を視認できないシステムでは、水平的顎運動のトレーニングの効率が悪く、適切なゴシックアーチ描記図を描くまでに要する時間が長かったため、ゴシックアーチ描記法による水平的顎位の設定には、比較的長い時間を要する欠点があった。
また、ゴシックアーチを描記中の顎位を、規定のカーソル（点印）で表示するシステムでは、高齢者や視力弱者において、顎位の視認が必ずしも容易ではない場合があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  本願発明は、ゴシッツクアーチを描記するために行う水平的顎運動軌跡の描記に際して、センサー反応位置の明確な可視化によってリアルタイムな顎位の視認性を高め、高齢者や視力弱者においても、常にリアルタイムな顎位を確実に視認、認識させ、随意的な水平的顎運動における現在位置の確認と、向かうべき顎運動方向の判断を常時支援して、適切なゴシックアーチを描くに要する時間を短縮することを目的とする、ゴシックアーチ・トレーサー・システムの開発を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本願発明は、デジタイザーセンサーの座標平面を表示したディスプレイの画面上において、ゴシックアーチを描記中の水平的顎運動軌跡と共に、デジタイザー反応位置である顎位を、デジタイザーセンサーの座標値で、幅径０．４ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下の任意の大きさに調節して、印を用いて表示することを手段とするものである。
【発明の作用効果】
【００１１】  本願発明の実施例に基づく作用効果を下記に示す。
ａ．本願発明請求項２によるゴシックアーチトレーサーでは、水平的顎運動軌跡を描記中の画面上で、常にリアルタイムな顎位を確実に視認することが可能であるように、術者が患者個々の状態を判断し、ゴシックアーチの描記の前に、印の大きさ、あるいは印の大きさと色を設定する値を入力して、顎位を示す印の大きさ、あるいは大きさと色を、調節することができる。
ｂ．本願発明請求項２によるゴシックアーチトレーサーでは、一時的に停止している顎位でも、水平的顎運動軌跡を表示している画面上で、術者と患者に顎位を明確に視認させ、認識させることが容易である。
ｃ．水平的顎運動軌跡の描記線が重畳しているエリア内を顎位が通過中において、あるいはそのエリア内で水平的顎運動が一時的に停止した場合でも、顎位を明確に視認させ、位置的状況を認識させることが容易である。
ｄ．一般的に、患者に対する事前の説明で、臨床検査であるゴシックアーチを描く意味を理解した高齢者は、随意運動中の顎位の動きを、画面上でリアルタイムに見ることができた場合、一種の感激と強い興味を示して、より能動的に、限界運動に挑む行動を示している。
このため、顎位を示す印の大きさを必要とされるまで大きくして、顎位の視認性を高めることは有効であるが、一方で、下顎の水平的前後運動の前後経は、一般的には１０ｍｍ以下であり、デジタイザーセンサーの座標値でも同等であることから、印の大きさが大きい程、印の大きさと印が動いた距離の比が小さくなり、見かけ上の顎位を示す印の動きのダイナミック性が薄れて、顎運動の随意性を印象づけることが困難となり、心理的な効果が減少する欠点を生じる。
これに対して、本願発明は、顎位を示す印の幅径を可変として、その幅径をデジタイザーセンサーの座標値で、０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とすることにより、ディスプレイ上に表示されたデジタイザーセンサー座標平面における顎位の視認性と、視覚的に体感する随意的顎運動のダイナミック性を両立するよう、調節することができる。
ｅ．ゴシックアーチを描くに際して、水平的顎運動軌跡と共に顎位を目で視認することは、神経を介して、その情報が求心性に能に送られて、能にて認識、統合され、それに基づく判断と意思が発されて、下顎運動に作用するそれぞれの筋に、タイミング、力の大きさ等、多くの筋肉を制御する種々な信号が、神経を介して遠心性に送られて、関係する諸筋肉が種々のタイミングで種々な収縮力を発し、下顎が運動するものであり、随意運動である下顎運動の制御において、最も重要な情報の一つが顎位であった。
本願発明は、ゴシックアーチの描記において、ディスプレイの画面上で、ダイナミックな動きをする顎位を、確実に視認させる作用効果を有しており、視覚情報による随意的顎運動の制御を支援して、顎運動制御の精度と確度を高め、ゴシックアーチを描く患者のモチベーション等を高める効果を期待することができる。
ｆ．一般的に、高齢者で無歯顎となった既往歴が長く、咬頭カン合位を失った義歯の装着歴が長い場合、あるいは水平的下顎運動の随意性が低下している場合等では、ゴシックアーチを速やかに描けない場合が多く、この中でも、側方限界運動経路に至らない範囲で、左右側への水平運動を繰り返すケース、あるいは中途半端な前後運動を繰り返すケースが、極めて多い。
この場合、本願発明では、左右側水平運動、あるいは中途半端な前後運動を一時体止させ、重畳描記された患者の水平的顎運動軌跡上でも、明確に表示された患者の現在の顎位を示し、向かうべき適切な運動方向を指示して、ゴシックアーチが速やかに描かれるよう、指導することが可能である。
現在の顎位からの運動方向を指示された患者は、ディスプレイ上の視覚情報を得て、理解、判断し、自身のビジュアルフイードバックを伴った随意運動に能動的に努めることが可能であるため、術者の指示に従うことが容易であり、ゴシックアーチを描こうとするモチベーションを維持して、トレーニングの効率を高めることができる。
ｇ．本願発明では、ゴシックアーチ描記法による水平的顎位の設定に要する時間を、短縮することができる。
ｈ．本願発明による顎位を示す大きさは、デジタイザーセンサーの座標値である絶対値で定義するものである。
ディスプレイ上に表示される印の大きさの絶対値は、ディスプレイや画素数の拡大変更等によっても、その値を大きくすることが可能であるが、その場合、デジタイザーセンサーの座標平面と、描記線の幅、顎位の印等が、すべて相似して拡大表示されるため、描かれた水平的顎運動軌跡の全体像と、そこにおける顎位を同時に視認するためには、患者の視野の拡大が必要となり、意識を集中してみることのできる視野の狭い高齢者や視力弱者には、必ずしも適切な方法ではなかった。
本願発明では、ディスプレイ上に表示されたデジタイザーセンサー座標平面の中で、顎位を表示する印の大きさのみを選択的に調節するものであり、患者が描いた水平的顎運動軌跡の全体像と、その中に在る顎位を同時に視認して認識することが容易であるため、位置的関係と方向を理解して判断することが容易で、ナビゲーション機能を伴ったトレーニング効果により、適切なゴシックアーチを描くまでの時間を短縮する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下、本願発明請求項２による実施例を下記に示す。
デジタイザーのセンサー座標の値を、ディスプレイ画面の座標に変換するためのパラメーターを定義した上で、ディスプレイ上におけるグラフイック画面制御における、指定された座標を中心座標として、円を描かせる命令とその引数において、
１．円の半径〈ｒ〉を変数とし、変数〈ｒ〉の値を、水平的顎運動軌跡の描記を開始する前に、術者に任意な〈ｒ〉を入力させ、入力にて指定された値で、ディスプレイ画面上に表示する円の大きさを設定する。
ここで、〈ｒ〉で指定される円の半径は、デジタザーセンサーの座標値で０．２ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下に相当させるものである。
２．次に、円の色を指定する〈パレット番号１〉の任意な番号を術者に入力させ、入力された番号にて、円を描く色を設定する。
３．円を描いた色で円内を塗りつぶし、丸印とする処理は、命令に備わった引数において、円の塗りつぶし指示（Ｆ）を指定しておき、〈パレット番号２〉および〈タイルストリング〉の入力を省略とすることで設定する。
以上、上記の命令を用い、引数を設定することにより、術者の入力でディスプレイ上に表示する丸印の大きさと色を指定する。【００１３】  さらに、デジタイザーから送信されるデジタイザー座標系による顎位の時系列座標データを、Ｎ番目に送られてきたＸ座標の値をＸＸｎと表し、Ｎ番目に送られてきたＹ座標の値をＹＹｎと表す場合、コマンドにて、パーソナルコンピュータのメモリに設定した２次元配列のデータ格納場所に、送られてきた顎位のｎ番目の２次元座標データ（ＸＸｎ，ＹＹｎ）を順次格納した後、デジタイザー座標系による座標（ＸＸｎ，ＹＹｎ）をディスプレイ座標系に変換して座標（Ｘｎ，Ｙｎ）とし、ディスプレイ上で、座標（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）に印記した顎位を表示する印を消去し、座標（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）と座標（Ｘｎ，Ｙｎ）を描記線で結び、水平的顎運動軌跡を描く。
次いで座標（Ｘｎ，Ｙｎ）を中心座標として、前述の命令を実行させ、術者の入力によって設定した半径と色で円を描き、円を描いた色で円内を塗りつぶして顎位を表示する丸印とする。
ストップコマンドが実行されるまで、デジタイザーから顎位の時系列座標データが入力される毎に、これを繰り返す。（データ格納はｎ＝１より始まり、データの格納後の各毎処理はｎ＝２以降、可能となるものである。）
以上、上記の処理ソフトを構成要素として含んだことを特徴とする、請求項２の、ゴシッアーチ・トレーサー・システム。
【図面に基づく説明】
【００１４】  本願発明請求項２に基づく、前記処理を含んだ全体の処理の流れの一例と、画面の表示例を、図面に基づいて説明する。
図１は、本願発明による顎位の表示を実行するための、コンピュータソフトによる一処理例の流れを示すもので、
（１）で開始し、（２）でＲＳ２３２Ｃインターフェイスをオープンして、（３）でデジタイザーセンサー座標をディスプレイ座標に変換するパラメーターを定め、（４）でデジタイザーの送信モードを設定し、（５）でデジタイザー転送速度を設定する。
次に（６）にて顎運動軌跡を表示する描記線の幅と色を設定して、（７）で、前述した命令に顎位を示す丸印の円の半径と色を入力して指定し、（８）では、あらかじめ引数を指定しておくことで、円を描いた色で円内を塗りつぶす処置を設定する。
（９）にて、画面モードを設定した後、一旦、画面を消去して、（１０）でデジタイザーセンサー座標平面をディスプレイ上に表示する。
（１１）で、デジタイザーから送られてくる座標データを格納する配列を宣言し、（１２）でデジタイザーデータの読み取りを行う。（１３）で読み取ったデジタイザー座標データを配列に格納し、（１４）で格納した回数をカウントする。
次に（１５）で、取り込んだデジタイザーセンサー座標平面の座標データをグラフイック座標に変換する。（１６）で、初回の読み取りでは、グラフイック座標に変換された座標を中心座標として、（７）で術者が入力した大きさと色の丸印で顎位を印記して、（１２）のデジタイザーデータの読み取りに戻る。
以下、同様な処理を行って（１６）の分岐部に再帰するが、二回目の読み取り以降は、（１８）によって前回印記した顎位を示す丸印を消去して、（１９）で前回と今回の中心座標を線で結び、（２０）で今回の中心座標を中心として、（７）で術者が入力して設定した大きさと色の丸印で顎位を表示する。
（２１）でｓｔｏｐコマンドの入力がなければ、（１２）のデジタイザーデータの読み取りへ回帰して、これを繰り返すルーチンを構成し、（２１）にてｓｔｏｐコマンドが入力されていれば、（２２）にて終了する。
以上のようにして成る、本願発明請求項２のゴシックアーチ・トレーサー・システム。
その他の実施例として、顎位を表示する印を正方形とすることも可能である。
【００１５】  図２は、本願発明実施例による画面表示の一例を示す模式図である。
顎位表示の丸印の直径は、術者の入力にて、デジタイザーセンサーの座標値で０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の大きさに、任意に設定するものである。
【００１６】    図３は、特開平１１−１７８８４６の実証システムによるもので、ゴシックアーチ描記中の顎位がカーソル（点印）で表示されている画面表示の一例を示す模式図である。
意識、判断力、視力等に障害のない健常者においては、特に問題のない表示であるが、ゴシックアーチの描記を必要とする高齢者や視力弱者においては、顎位を常に視認して認識し、向かうべき水平的顎運動方向を判断し、任意の方向へ随意的、能動的に顎を動かすための情報を画面上から得るためには、カーソル（点印）の大きさが不十分な場合がある。
【００１７】    図４は、すでに市場に提供された装置によるもので、顎位を表示することができない画面表示の一例を示す模式図である。
重畳描記されたエリアに顎位が在る場合や、水平的顎運動が停止した場合には、顎位を推察することができず、顎位の安定したビジュアルな情報を得ることができないので、適正なゴシックアーチを描くまでには長時間を要する欠点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】は、顎位表示の大きさと色を可変として、水平的顎運動軌跡と顎位を同時に表示する処理の、流れの一例を示す図である。
【図２】は、本実施例による画面表示の一例を示す模式図である。
【図３】は、顎位がカーソル表示されている画面表示例の模式図である。
【図４】は、顎位が表示されない画面表示例の模式図である。
【符号の説明】
【００１９】１．開始
２．ＲＳ２３２Ｃインターフェイスをオープンする
３．デジタイザー座標系をグラフイック座標系に変換するパラメーターの設定
４．デジタイザー送信モードの設定
５．デジタザー転送速度の設定
６．描記線の幅と色を設定
７．円を描かせる命令において、描く円の半径と色を入力する
８．円を描かせる命令において、円を描いた色で円内を塗りつぶす引数の設定
９．画面モードを設定した後、画面を消去する
１０．デジタイザーセンサー座標の表示
１１．デジタイザーの座標データを格納する配列の宣言
１２．デジタイザデータの読み取り
１３．デジタイザー座標データの配列への格納
１４．座標データ格納回数のカウント
１５．デジタイザー座標データをディスプレイグラフイック座標に変換
１６．読み取りが初回の場合と、それ以降の場合とに、場合分けする
１７．初回読み取って座標変換した座標を中心座標として、丸印を印記する
１８．前回表示した顎位表示を消去する
１９．前回の座標点と今回の座標点を線で結び描記線を描く
２０．今回の座標点に丸印の顎位を表示する
２１．ｓｔｏｐコマンドが入力されれば終了、なければ読み取りへ分岐判断
２２．終了する
２３．顎運動軌跡描記線
２４．顎位表示
２５．顎運動軌跡描記線
２６．顎位表示
２７．顎運動軌跡描記線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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