(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）  実習用の第１の歯科診療台と、
（ｂ）  第１の歯科診療台に設けられた歯顎模型と、
（ｃ）  第１の歯科診療台の近傍に配置された第１の椅子と、
（ｄ）  歯顎模型の上方に設置され、歯顎模型を用いた実習状況を撮影する第１の撮影カメラと、
（ｅ）  第１の撮影カメラで撮影した画像を映写するモニタと、
（ｆ）  患者を載せる第２の歯科診療台と、
（ｇ）  第２の歯科診療台の近傍に配置された第２の椅子と、
（ｈ）  第１の歯科診療台と第１の椅子との空間位置を、第２の歯科診療台と第２の椅子との間に再現可能とした手段とを備えた歯科実習システム。
【請求項２】
（ｉ）  第１と第２の歯科診療台および第１と第２の椅子の高さをそれぞれ調整する調整手段と、
（ｊ）  第１と第２の歯科診療台および第１と第２の椅子の調整された高さを表示する表示手段とを備えたことを特徴とする請求項１の歯科実習システム。
【請求項３】
（ｋ）  第２の歯科診療台の上方に配置され、患者の治療状況を撮影する第２の撮影カメラを有し、この第２の撮影カメラで撮影した画像をモニタで映写するようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかの歯科実習システム。
【請求項４】
（ｌ）  第１の撮影カメラで撮影した第１の画像と、第２の撮影カメラで撮影した第２の画像を記録する画像記録部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかの歯科実習システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯科実習システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、歯科実習では、実習目的に応じた歯顎模型を模型実習用診療台に取り付け、この歯顎模型に目的の治療を施すことで歯科治療技術を習得する方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、単に、歯顎模型で実習しただけでは、実習で習得した治療技術を実際の患者治療に反映できないことがあった。原因としては種々のものが考え得るが、模型実習時に治療姿勢、治療動作、治療機器の扱い方等の習得が不十分であっただけでなく、模型実習で習得した技術を即座に患者実習に適用し、その結果を評価できなかったことが挙げられる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、模型実習の結果を即座に評価できるだけでなく、模型実習で習得した技術をすぐに患者実習に適用できると共に、模型実習の結果と患者実習の結果を対比して評価できる歯科実習システムを提供することを目的とするものである。
【０００５】
この目的を達成するために、請求項１の歯科実習システムは、
（ａ）  実習用の第１の歯科診療台と、
（ｂ）  第１の歯科診療台に設けられた歯顎模型と、
（ｃ）  第１の歯科診療台の近傍に配置された第１の椅子と、
（ｄ）  歯顎模型の上方に設置され、歯顎模型を用いた実習状況を撮影する第１の撮影カメラと、
（ｅ）  第１の撮影カメラで撮影した画像を映写するモニタと、
（ｆ）  患者を載せる第２の歯科診療台と、
（ｇ）  第２の歯科診療台の近傍に配置された第２の椅子と、
（ｈ）  第１の歯科診療台と第１の椅子との空間位置を、第２の歯科診療台と第２の椅子との間に再現可能とした手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の他の形態に係る請求項２の歯科実習システムはさらに、
（ｉ）  第１と第２の歯科診療台および第１と第２の椅子の高さをそれぞれ調整する調整手段と、
（ｊ）  第１と第２の歯科診療台および第１と第２の椅子の調整された高さを表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の形態に係る請求項３の歯科実習システムはさらに、
（ｋ）  第２の歯科診療台の上方に配置され、患者の治療状況を撮影する第２の撮影カメラを有し、この第２の撮影カメラで撮影した画像をモニタで映写するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の形態に係る請求項４の歯科実習システムはさらに、
（ｌ）  第１の撮影カメラで撮影した第１の画像と、第２の撮影カメラで撮影した第２の画像を記録する画像記録部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１の歯科実習システムによれば、歯学模型を用いた実習時の状況を撮影カメラで撮影し、その撮影内容（すなわち、実習状況）をモニタに映し出して、模型実習時の不適切な点（例えば、治療時の姿勢、器具の扱い方）を客観的に自己評価し、それに基づいて自己矯正できる。また、歯学模型実習時の診察台と椅子の高さを患者実習の診療台と椅子に反映し、適正な姿勢で患者実習を行える。そして、歯学模型を用いた実習後、同一の環境で患者実習を行い、実習者は模型実習で体得した感覚をそのまま患者実習に応用できるので、短時間で治療技術を習得できる。
【００１０】
また、請求項２の歯科実習システムによれば、模型実習用の診療台と椅子の高さを患者実習用の診療台と椅子に正確に反映し、患者実習を模型実習と同一の環境で行える。
【００１１】
さらに、請求項３の歯科実習システムによれば、模型実習の状況と患者実習の状況をモニタに写し出し、両者の違いを動画上で評価し分析できる。
【００１２】
そして、請求項４の歯科実習システムによれば、記録した実習状況をいつでも再生して評価、分析できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
Ｉ．歯科実習システムの概要
図１と図２は、本発明に係る歯科実習システム１０の概要を示す。この歯科実習システム１０は、歯顎模型を用いた第１実習ゾーンＺ１と、第１実習ゾーン１２で習得した技術を実際の患者に適用する第２実習ゾーンＺ２と、第１実習ゾーンＺ１と第２実習ゾーンＺ２での実習状況を画像上に表示して評価する評価ゾーンＺ３と、各実習者の実習内容及び実習結果を教官が観察し評価するための教官ゾーンＺ４を含む。
【００１４】
ＩＩ．第１実習ゾーン
第１実習ゾーンＺ１は、並列に配置された５台の実習装置１２を有する。実習装置１２は、概略、診療台１４と、診療台１４の一端側に設けた実習者用の椅子（第１の椅子）１６とを備えている。椅子１６の近傍にある診療台１４の端部は、習得すべき治療技術に応じた歯顎模型１８が着脱自在に採り付けできるようにしてある。また、診療台１４には、歯科治療に必要な器具２０（例えばハンドピース）が設けてあり、必要に応じて、必要な器具を実習者が利用できるようにしてある。
【００１５】
図３に示すように、診療台１４は、歯顎模型１８が取り付けられるテーブル２２と、テーブル２２を昇降自在に支持する基台２４からなる。基台２４は、本実施形態では、床面２６に固定された基台下部２８と、この基台下部２８に対してテレスコープ式に組み立てられた基台上部３０とからなり、基台下部２８と基台上部３０の内側に形成された空間には、基台下部２８に対して基台上部３０を上下させるためのシリンダ装置３２が設けてある。シリンダ装置３２は、診療台１４の側部で床面２６に配置されたフートコントローラ３４に接続され、実習者Ａ１（図２参照）が足でフートコントローラ３４を操作することによりシリンダ装置３２を駆動し、実習者Ａ１の好みの高さに基台上部３０を昇降できるようにしてある。
【００１６】
床面２６からテーブル２２の上面までの高さを計測するために、図３，４に示すように、基台下部２８の外面にはポテンシオメータ３６がその回転軸３８を水平方向に向けて固定され、この回転軸３８にピニオン４０が固定されている。他方、基台上部３０の外面には、ピニオン４０に対向して、上下方向に伸びるラック４２が固定され、このラック４２にピニオン４０が噛み合っている。
【００１７】
テーブル２２の高さを実習者Ａに表示するために、テーブル２２の上部には表示装置４４が設けてある。
【００１８】
これらシリンダ装置３２、ポテンシオメータ３６、フートスイッチ３４、及び表示装置４４はそれぞれ制御回路４６（図３参照）に接続されている。なお、図３において、制御回路４６は診療台１４の外側に表示してあるが、診療台１４の内部に設けてある。この制御回路４６は、フートスイッチ３４からの信号を受信するとシリンダ装置３２を駆動してテーブル２２の高さを調整する。このとき、テーブル２２の昇降量がポテンシオメータ３６で計測され、その計測結果が制御回路４６に送信される。制御回路４６は、ポテンシオメータ３６からの信号をもとにテーブル２２の高さを演算し、その演算されたテーブル２２の高さを表示装置４４に表示する。
【００１９】
図５に示すように、実習者用の椅子１６は、床面２６に固定された基板５０を有する。基板５０には水平アーム５２の一端が連結されており、この水平アーム５２は符号５４で示す鉛直軸を中心として回転自在としてある。鉛直軸５４は、診療台１４に取り付けられる歯顎模型１８の上顎中切歯の切端を通る鉛直方向の基準軸（通常は、スキル軸と呼ばれる。）に一致させてある。水平アーム５２の他端には、そこから垂直上方に伸びる垂直支柱５６が接続されている。この垂直支柱５６は、下端部を水平アーム５４の先端に固定した円筒状の支柱下部５８と、この支柱下部５８の上部にテレスコープ式に組み立てられた円筒状の支柱上部６０とからなり、これら支柱下部５８と支柱上部６０の内側に形成された空間には、支柱下部５８に対して支柱上部６０を上下させるシリンダ装置６２が配置されている。
【００２０】
支柱上部６０は、水平アーム５４の長軸方向に伸びる水平ガイド６４を上端に備えている。水平ガイド６４は水平移動部材６６を支持し、さらに水平移動部材６６が座席６８を支持しており、水平移動部材６６と座席６８が水平ガイド６４に沿って水平方向に移動できるようにしてある。
【００２１】
椅子１６はまた、実習者が座席６８の位置と高さを固定できるように、水平ガイド６４に対して水平移動部材６６を位置決め及び解放するハンドレバー７０（図６参照）と、支柱上部６０を支柱下部５８に固定及び解放するフートペダル７２を備えている。したがって、実習者は、ハンドレバー７０とフートペダル７２を操作することにより、歯顎模型１８に対して最も適切な位置に自分自身を移動させることができる。
【００２２】
座席６８の高さ・方向と座席６８から歯顎模型１８までの距離（正確には、実習者が着座する面の中心の高さ、水平アーム５４の方向、および着座面の中心から歯顎模型までの距離）を測定するために、椅子１６には３つのポテンシオメータ（支柱下部５８に対する支柱上部６０の移動量を測定するポテンシオメータ７４、鉛直軸５２を中心とする水平アーム５４の回転量（回転角）を測定するポテンシオメータ７６、水平ガイド６４に対する水平移動部材６６の移動量を測定するポテンシオメータ７８）が設けてある。なお、図面を簡略化するために、これらポテンシオメータ７４，７６，７８は椅子１６の外部に表示してあるが、実際は、ポテンシオメータ７４は支柱下部５８と支柱上部６０との間に設けられ、ポテンシオメータ７６は基板５０または水平アーム５４に設けられ、ポテンシオメータ７８は水平ガイド６４または水平移動部材６６に設けてある。
【００２３】
ポテンシオメータ７４、７６および７８は制御回路４６に接続されており、制御回路４６は、ポテンシオメータ７４、７６および７８からの信号をもとに椅子１６の高さ・方向およびスキル軸らの距離を演算し、その演算された値を表示装置４４に表示する。したがって、椅子１６に座った実習者は、表示装置４４に表れた数値（テーブルの高さ、椅子の高さ・方向およびスキル軸からの距離）を読むことで、歯顎模型１８に対する自分自身の位置を確認できる。
【００２４】
図２に戻り、歯顎模型１８を用いた治療実習中の状況を映像として記録するために、歯顎模型１８の上方に、撮影カメラ８０と、２つのデンタルライト８２、８４が設けてあり、例えば、これらはテーブル２２から上方に伸びるとともに歯顎模型１８の上方で水平方向に伸びるポール８６に支持されている。撮影カメラ８０には、ＣＣＤ等の小型カメラ、ビデオカメラ、サチコン撮影装置等の、映像を電気信号に変換する種々の撮像装置を用いることができるが、本実施形態では、赤外線カメラを使用している。なお、支持ポール８６および撮影カメラ８０は、この撮影カメラ８０の中心線が歯顎模型１８の正中線５４（図５参照）に一致するように配置するのが好ましい。また、支持ポール８６に代えて、第１実習ゾーンＺ１の天井で撮影カメラ８０、デンタルライト８２、８４を支持してもよい。
【００２５】
撮影カメラ８０の近傍には赤外線を発射する赤外線ランプ８８配置されている。赤外線ランプ８８は、支持ポール８６に支持されており、撮影装置８０の撮影領域に向けて赤外線を投射するようにしてある。
【００２６】
ＩＩＩ．第２実習ゾーン
第２実習ゾーンＺ２は、第１実習ゾーンＺ１で歯学模型を使って習得した治療技術を実際の患者に適用して実習するゾーンで、歯科診療台が歯学模型を具備しない点で第１実習ゾーンＺ１と異なる。したがって、第２実習ゾーンの各装置については詳細な説明は省略すると共に、以下の説明では必要に応じて第１実習ゾーンＺ１の対応する装置はその符号の後に「’」を付して区別する。
【００２７】
ＩＶ．評価ゾーン
評価ゾーンＺ２は、第１及び第２実習ゾーンＺ１，Ｚ２の撮影カメラ８０、８０’で撮影された画像を記録すると共に、この撮影カメラ８０、８０’で撮影した実習状況を評価するために、図７に示すように、各実習装置１２に対応して、カメラコントローラ９０、９０’、ビデオ装置（ＶＣＲ）９２、９２’、モニタ装置９４、９４’が設けてある。各カメラコントローラ９２、９２’は、対応する撮影カメラ８０、８０’に接続されており、撮影カメラ８０、８０’から送信される画像データを所定の形式の画像データに変換する。ビデオ装置９２、９２’は、対応するカメラコントローラ９０、９０’に接続されており、このカメラコントローラ９０、９０’から出力された画像データを適当な記録媒体（例えば、磁気テープ）に記録する。モニタ装置９４、９４’はブラウン管又は液晶パネルからなり、ビデオ装置９２、９２’で記録媒体に記録された画像データを表示する。
【００２８】
なお、各装置の接続状態を明瞭にするために、第１実習ゾーンＺ１用のモニタ装置９４と第２実習ゾーンＺ２用のモニタ装置９４’は別々の場所に表示してあるが、これらは隣接して設けてあり、第１実習ゾーンＺ１での模型実習と第２実習ゾーンＺ２での患者実習とを同時に表示して対比することができるようにしてある。
【００２９】
また、一つのモニタ装置９４を画面分割し、第１実習ゾーンＺ１での実習内容と第２実習ゾーンＺ２での実習内容を同一モニタ装置９４に表示するようにしてもよい。
【００３０】
同様に、第１実習ゾーンＺ１用のビデオ装置９２と第２実習ゾーンＺ２用のビデオ装置９２’を兼用してもよい。
【００３１】
Ｖ．教官ゾーン
教官ゾーンＺ４には、図７に示すように、教官用モニタ装置９６と、このモニタ装置９６に接続された教官用ビデオ装置９８が設けてある。また、教官ゾーンＺ４には切換スイッチ１００が設けてある。この切換スイッチ１００は、システム１０の全体を制御するコントローラ１０２に接続されており、切換スイッチ１００を操作することにより、第１及び第２実習ゾーンＺ１とＺ２での実習内容を教官用モニタ９６に映し出したり、教官用ビデオ装置９８で再生した模範治療の画像を各実習用モニタ装置９４、９４’に表示できるようにしてある。
【００３２】
また、教官ゾーンＺ４には、第１及び第２実習ゾーンＺ１，Ｚ２と同様の模型又は患者を対象とした実習装置（撮影カメラ１０４、カメラコントローラ１０６を含む。）を設け、そこで撮影した模範治療を評価ゾーンＺ３のモニタ装置９４、９４’に表示するようにしてもよい。
【００３３】
ＶＩ．模型実習
第１実習ゾーンＺ１での歯学模型１８を用いた実習時、実習者Ａは、フートコントローラ３４を操作してテーブル２２の高さを調整すると共に、ハンドレバー７０とフートペダル７２を操作して座席６８の高さと水平位置を調整し、歯顎模型１８に対して最もアクセスし易い位置に自分自身を移動させる。このときのテーブル２２の高さ、座席６８の高さ及び水平位置（Ｘ方向及びＹ方向位置、並びに回転角）は、テーブル２２上の表示装置４４に表示される。表示された数値は、図示しない記憶装置に記憶するようにしてもよい。
【００３４】
模型実習中の状況は撮影カメラ８０で撮影され、その画像データはカメラコントローラ９０を介してビデオ装置９２で記録される。また、画像データは、評価ゾーンＺ３のビデオ装置９２、９２’、教官用のモニタ装置９６に表示し、補助者、教官が実習状況が観察できるようにしてもよい。
【００３５】
撮影カメラ８０に赤外線カメラを使用する場合、図８に示すように、実習者Ａの体の一部（例えば、頭部、肩、または手）、または実習者Ａが使用するハンドピースの端部に、赤外線を反射する反射部材１１０（例えば、シール）を貼り付け、この反射部材１１０を赤外線ランプ８８で照明し、その反射光を赤外線カメラで撮影し、撮影した反射部材の軌跡１１２をビデオ装置９２で記録してもよい（図９参照）。
【００３６】
ＶＩＩ．患者実習
第２実習ゾーンＺ２における患者実習時、実習者は模型実習時に設定したテーブル２２の高さ、椅子１６の高さ及び水平位置を、実習装置１０’のテーブル２２’、椅子１６’に対して再現する。また、患者実習時、第１実習ゾーンＺ１における模型実習と同様に実習状況を画像として記録する。さらに、模型実習の場合と同様に、実習者Ａの体の一部又はハンドピースに反射部材１１０’を貼り付け、この反射部材１１０’を赤外線カメラ８８’で撮影し、その軌跡１１２’をビデオ装置９２’で記録してもよい。
【００３７】
ＶＩＩＩ．実習評価
模型実習と患者実習の内容は、評価ゾーンＺ１及び教官ゾーンＺ４で個別に評価できるだけでなく、両者を対比して評価できる。例えば、図８（Ａ）、（Ｂ）は同一実習者Ａの患者実習と模型実習を表示したものである。これらの図面に示すように、模型実習の時は実習者Ａの正中線は模型１８の正中線にほぼ正しく一致しているが、患者実習になると実習者Ａの正中線が患者Ｂの正中線から外れている場合がある。言い換えると、模型実習の時は実習者Ａが対象（歯学模型１８）に正しく位置していても、実際の患者Ｂに対面すると対象（患者）に正しく位置しておらず、そのために模型実習１８で習得した技術が実際の患者Ｂに正確に反映されていない場合がある。
【００３８】
本実習システム１０では、このような場合、模型実習と患者実習の様子を同時に表示し、両実習時の違いを客観的にかつ定量的に把握し、その違いを矯正することにより、実習者は正しい治療を体得することができる。
【００３９】
また、赤外線カメラと反射部材を用いたものでは、図９に示すように、反射部材１１０が貼られた実習者Ａの体及びハンドピースの動きだけを取り出してモニタ装置９４、９４’に表示することができる。ここで、図９は患者実習時の反射部材１１０’の軌跡１１２’と模型実習時の反射部材１１０の軌跡１１２を示し、明らかに両者の動きに差があることが分かる。したがって、実習者Ａは、患者の治療時、模型実習時と違って、大きく体やハンドピースが移動していることを客観的に把握できる。
【００４０】
なお、以上の説明では、図９の左側の軌跡１１２’が患者実習時の体やハンドピースの動きを表示し、右側の軌跡１１２が模型実習時のそれらの動きを表示しているとしたが、右側の軌跡１１２’は教官の模範治療時の動きを表示するものであってもよい。この場合、実習者は、自分と教官との軌跡の違いを明瞭に認識できる。
【００４１】
また、図９に示すように、モニタ装置には、同一実習者の患者実習時におけるテーブル及び椅子の高さ等の諸数値１１４、１１４’を併せて表示してもよいし、実習者の諸数値と教官による模範治療時の対応する諸数値を併せて表示してもよい。
【００４２】
さらに、図９には反射部材の動きを表示したが、モニタ装置９４、９４’のスクリーン上に透明シートを載せ、特定の点（例えば、ハンドピースの端部）の動きを、補助者Ｓ（図１参照）がトレースすることで、同様の動作軌跡を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歯科実習システムの全体平面図である。
【図２】図１に示す歯科実習システムの正面図である。
【図３】図１に示す歯科実習システムにおける実習装置の正面図である。
【図４】実習装置におけるポテンシオメータの配置状態を示す図である。
【図５】図１に示す歯科実習システムにおける椅子の正面図である。
【図６】図５に示す椅子の動きを示す平面図である。
【図７】図１に示す歯科実習システムのブロック図である。
【図８】モニタに映し出された画像のサンプルを示し、（Ａ）は患者実習時、（Ｂ）は模型実習時の例である。
【図９】モニタに映し出された反射部材の軌跡を表した図である。
【符号の説明】
１０…歯科実習システム、１２…実習装置、１４、１４’…診療台、１６、１６’…椅子、１８…歯顎模型、８０、８０’…撮影カメラ、９４、９４’…モニタ装置、４６…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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