(57)【要約】少なくとも歯の一部を通して電流を流すための電極アセンブリが記述され、該アセンブリは、電極ホルダ、および該ホルダに結合された複数の弾性突出しエレメントを備え、各々のエレメントは１つ以上の電極を備え、使用時において、前記アセンブリが歯に隣接して位置決めされた場合、電極は、歯の少なくとも１つの面のそれぞれの部分に接触するように、前記アセンブリが配置される。前記アセンブリは、好ましくは虫歯検出およびモニタリングのための交流インピーダンススペクトル法に使用される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも歯の一部に電流を流すための電極アセンブリであって、
該電極アセンブリは、電極ホルダ、および、該ホルダに結合された複数の弾性突出エレメントを備え、
各エレメントは１つ以上の電極を備え、使用時において該アセンブリが歯に隣接して位置決めされた場合に、前記電極が歯の少なくとも１つの面の一部と接触するように構成されている電極アセンブリ。
【請求項２】
異なるエレメントの複数の電極が、一緒になって電気的に接続される請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項３】
前記電極を有する前記エレメントの間に配置される１つ以上の電気的に絶縁性の弾性エレメントをさらに備える請求項１または２に記載の電極アセンブリ。
【請求項４】
使用時において、前記エレメントの弾性が、歯の少なくとも１つの面に対して前記電極にバイアスをかける請求項１〜３のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項５】
前記エレメントが、前記ホルダから少なくとも１つの方向に突出している請求項１〜４のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項６】
前記エレメントが、前記ホルダーから２方向、３方向、４方向、または５方向に突出している請求項４に記載の電極アセンブリ。
【請求項７】
それぞれの突出方向が、各歯面の一つに向く方向である請求項６に記載の電極アセンブリ。
【請求項８】
１つ以上の前記エレメントが、異なる相対長さを有する請求項１〜７のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項９】
前記相対長さが、使用時に接触する対象である各歯面の形状に一致するようになっている請求項８に記載の電極アセンブリ。
【請求項１０】
前記電極を有する各エレメントが、その長さ方向に間隔を有して２つ以上の電極を有し、該電極が各歯面の異なった位置で歯に接触できるようになっている請求項１〜９のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項１１】
各電極において、歯と点接触となるように、歯と接触する部分が構成されている請求項１０に記載の電極アセンブリ。
【請求項１２】
前記１つ以上の電極を備える各エレメントが、導電性の材料で形成され、該エレメントが電極となる請求項１〜９のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項１３】
材料が導電性ポリマーである請求項１２に記載の電極アセンブリ。
【請求項１４】
前記１つ以上の電極を備える各エレメントが、導電性のコーティング材でコーティングされた材料で形成され、該エレメントが電極となる請求項１〜９のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項１５】
前記コーティング材は、金、金合金、カーボン、ステンレス鋼、チタン、これら材料の多層体または導電性塗料である請求項１４に記載の電極アセンブリ。
【請求項１６】
コーティングされる材料がナイロンである請求項１４または１５に記載の電極アセンブリ。
【請求項１７】
導電性の材料が、ステンレス鋼である請求項１２に記載の電極アセンブリ。
【請求項１８】
前記電極を有する各エレメントに対する電気的接続が、それぞれの導電線または導電路を使用して付与される請求項１〜１７のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項１９】
前記エレメントの長さが、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある請求項１〜１８のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項２０】
前記エレメントの厚さが、５０〜５００μｍの範囲にある請求項１〜１９のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項２１】
コネクタをさらに備え、該コネクタは、前記電極と電気通信可能な接続を有し、かつ、モニタリングシステムの対応するコネクタと取り外し可能に電気的に接続される請求項１〜２０のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項２２】
前記ホルダは、使用時に使用者が把持できるように、細長いハンドルをハンドルを有するように形成され、歯と接触する位置に前記電極を保持できるようになっている請求項１〜２１のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項２３】
前記ホルダが、電気的に絶縁性の材料で形成される請求項１〜２２のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項２４】
前記アセンブリが、使い捨てのアセンブリである請求項１〜２３のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項２５】
電極と歯肉の間の接触および／または電極間の唾液の進入を減少するかまたは防止するように位置決めされた１つ以上のパッドをさらに備える請求項１〜２４のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項２６】
前記電極を構成する多数のエレメントが、前記ホルダから突出する１つ以上の電気的に絶縁性のバリアで、互いに分離される請求項１〜２５のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項２７】
前記バリアは、ストリップまたは板である請求項２６に記載の電極アセンブリ。
【請求項２８】
エレメントの第１のセットおよび第２のセットが、中央の電気的に絶縁性のバリアから相互に反対の方向に突出し、使用時に第１および第２のセットが、それぞれの第１および第２の歯に接触するように、前記アセンブリが配置され、第１および第２のセットが互いに電気的に絶縁されるる請求項１〜２７のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項２９】
前記セットの各エレメントは、導電性のブリストルであり、各セットのブリストルが、それぞれのセットにおけるその他の全てのエレメントに電気的に接続される請求項２８に記載の電極アセンブリ。
【請求項３０】
前記バリアが、平坦な板またはストリップである請求項２８または２９に記載の電極アセンブリ。
【請求項３１】
エレメントの各セットが、バリアの一方の側面に沿って伸長する、対応する金属線に接続される請求項２８〜３０のいずれかに記載の電極アセンブリ。
【請求項３２】
請求項１〜３１のいずれかに記載の電極アセンブリ、および、
使用時に、前記アセンブリの少なくとも１つの電極、および、歯の少なくとも対応する部分に、電流を流すように、かつ、この回路の電気的応答をモニタリングするように、構成されるモニタリング装置、
からなる歯の構造のモニタリングシステム。
【請求項３３】
前記電極および前記モニタリング装置が、片手で保持できるユニットからなる請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記アセンブリを、歯に隣接して位置決めし、前記電極を、該歯の少なくとも１つの面のそれぞれの部分に接触させ、電流を、前記電極および歯に流し、かつ、この回路の電気的応答がモニタリングすることからなる、請求項１〜３１のいずれかに記載の電極アセンブリを使用して、歯の少なくとも一部に電流を流す方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも歯の一部に電流を流すための電極アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
動物および人間の歯の構造の正確な測定を可能にする技術の開発に対する関心が高まっている。歯の構造、特に、歯の硬質な外側エナメル質は、磨耗、歯面上に局在的に付着する化学物質、その他の因子により影響を受けることは、よく知られている。このような構造上の変化は、歯や病状の診断にとって重要であり、また、一般的な研究目的にとっても重要である。
【０００３】
開発中の技術の一つとして、歯の構造を測定するために電気インピーダンスを使用するものがある。この技術においては、対象となる歯に電流を流し、形成された回路の電気的応答をモニタリングするが、この応答は、電圧、電流、およびそれぞれの位相の形で情報を提供する。そして、この情報は、歯その物の構造を決定するために使用される。
【０００４】
例として人間の歯を取り上げると、種々のタイプの歯（切歯、犬歯、小臼歯、および臼歯）があり、口中に位置している場合に、歯の面の幾つかは、他の面よりアクセスしやすい。また、歯の面には、一般的に３つのタイプがあり、これらは、（口の内側および外側に向く）開放平滑面、（噛み合う面の）咬合面、および（隣接した歯の間にある）隣接面である。例えば、虫歯のような歯の問題に、歯の構造の測定が望まれるが、特に、虫歯の発生がより多いことから、咬合面および隣接面の上の歯のエナメル質の構造を測定することが重要である。従って、特に咬合面および／または隣接面について、電気インピーダンスの正確な測定を行いうる装置に対する需要がある。
【０００５】
現時点では、いずれの歯面に対しても電気インピーダンスの測定を実行するために使用される装置および電極は、どちらかと言えば実験段階にあり、例えば、研究目的で、導電性金属線により形成された接触電極を、歯面に対して単純に押し当てられることが行われているにすぎない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気インピーダンス技術の商業的使用は、高まる関心を引きつけているおり、コンパクトで、信頼性があり、簡便で迅速な操作が可能な新たな電極装置の提供が要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様では、
少なくとも歯の一部に電流を流すための電極アセンブリであって、
該電極アセンブリは、電極ホルダ、および、該ホルダに結合された複数の弾性突出エレメントを備え、
各エレメントは１つ以上の電極を備え、使用時において該アセンブリが歯に隣接して位置決めされた場合に、前記電極が歯の少なくとも１つの面の一部と接触するように構成されている電極アセンブリ、
が提供される。
【０００８】
本発明により、前述の問題を効果的に解決する。複数の弾性突出エレメントを使用し、これらのエレメントに電極を備えるか、またはそれ自身を電極とすることにより、他の手段ではアクセスが難しい歯の面に対する、電気インピーダンスの測定を可能としている。さらに、かかる複数の電極の使用により、歯の多数の位置において、多重の測定が適用可能となり、歯の１以上の面において、電極アセンブリを移動させる必要がなくなる。多くの場合、１つの歯の１以上の面で、電気インピーダンス測定を行うことが望まれるが、そのような測定を、アセンブリを移動させることなく、隣接する歯のような複数の歯の１以上の面に対して、行うことが可能である。
【０００９】
電極は、必要とされる構造情報に応じて種々の方法で使用されうる。この電極アセンブリは、各電極を接触電極として有効に作用させて、使用することができる。この場合、対象の人間または動物の身体の別の部分に位置決めされるか、あるいは歯の別の部分に接触される追加の対極電極の使用によって、完成される回路に、電流が各接触電極を通して流される。
【００１０】
原理的には、測定のために直流電流も使用できるが、本発明の電極アセンブリでは、主として１以上の周波数の交流電流を使用することが期待される。
【００１１】
歯の所望の領域に信頼性のある電気接触を確実にもたらすことが有利である。従って、ある態様では、異なったエレメントの多数の電極が、電気的に一緒になって接続される。これにより、複数のエレメントの中の１つでも、歯に対して電気的に接触していれば、測定が確実に実行される。
【００１２】
エレメントは、単一電極を形成するために電気的に一緒に接続されるか、あるいは、分離電極を形成するために接続されないエレメントにグループ分けされる。エレメントは、配置において、個別に、あるいは、グループで、所望のパターンを構成する（複数のエレメント、または、グル−プ内の複数のエレメントが、一緒に電気的に接続されたり、されなかったりする）。
【００１３】
このように、異なったエレメントの電極が、電気的に接続されないことを望まれる場合には、アセンブリは、電極を有するエレメントの間に配置される１以上の電気的に絶縁性の弾性エレメントをさらに備えることが好ましい。
【００１４】
代替的または追加的に、１以上の絶縁性材料からなるバリアを、ホルダから突出するように設けて、バリアの両側にある導電性エレメントの間の電気的接触を防止する。バリアとしては、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）のような電気絶縁性材料のストリップまたは板を用いることができる。
【００１５】
（電極付きおよび／または電極無しの）エレメントの弾性度は、それらの形状および材料に依存する。この弾性の機能は、使用時に、各歯面に対してエレメント電極にバイアスをかけたり、および／または、エレメントを湾曲させて、その他の電極を同様に歯面に接触できるようにすることである。もしエレメントが極度に硬いとすると、湾曲やバイアスを得ることができず、幾つかの電極のみが歯と接触するようになってしまう。
【００１６】
ホルダの主要な機能は、エレメントを支持固定することである。しかし、使用者が把持できるように形成して、電極を歯面に対して適切に位置づけできるようにできる。この場合、ホルダを２以上の分離したパーツにより形成し、例えば、そのうちの１つに、エレメントを支持固定させ、かつ、これを使い捨てとする。これらの分離したパーツを適切に電気的かつ機械的に接続可能とすることにより、エレメントを有するパーツについて、異なる歯の測定用パーツや、大人用や子供用のパーツを交換可能とできる。エレメントを有する各パーツに同様の接続部があれば、これは、使用時に、ホルダーのその他のパーツと相互交換して使用できる。
【００１７】
分析中の歯のタイプ、および対象である歯面に応じて、種々の電極アセンブリの構成が考えられる。例えば、エレメントが実質的に少なくとも１方向にホルダから突出するようにする。１方向の場合、電極アセンブリは、歯ブラシの外観のようであり、特に、歯の咬合面に関する測定に適する。しかし、１つの咬合面、２つの隣接面、２つの開放平滑面のように、歯の５つの面にアクセスが可能であるため、エレメントを実質的に２方向、３方向、４方向、または、５方向に突出させてもよい。この場合、突出方向は、電極アセンブリの使用位置において、対象となる各歯の歯面の方向を向くようにすることが好ましい。
【００１８】
これらの面の種々の組合せに対して、測定用のエレメントが提供される。
【００１９】
用途に応じて、エレメントは、互いに異なる長さとすることができる。これらの長さは、同じ面で使用するエレメント間でも、異なる面に使用するエレメント間でも、変化させることができる。一般的には、相対長さは、調査中の歯面の形状に一致するように構成される。
【００２０】
ある態様では、１以上の電極が個々の突出エレメントに備えられる。これらは、電気的に一緒に接続され、多重の接触位置を提供するか、あるいは、さらに好ましくは、各測定ごとに、個々の電極が異なる接触位置を提供する。後者の場合、個々の電極で、歯に接触する電極の部分が実質的に点接触となることが好ましい。
【００２１】
その他の例として、突出エレメント自身が、導電性の材料（例えばステンレス鋼）から形成されて、エレメント自体が電極となり、電気的接触が、その長さに沿ったどの点でも行いうるようにする。この場合の（エレメントを形成する）材料は、コストおよび生物学的不活性のために、導電性ポリマーであることが効果的であるが、金属製であってもよい。そのようなポリマーには、天然ゴムまたは合成エラストマのような材料で形成されたマトリックスを有してもよい。マトリックスは、カーボンまたは金属から形成される導電性成分を備えている。
【００２２】
エレメント全体を導電性材料で形成してもよいが、絶縁性材料を導電性材料でコーティングすることにより、実質的にその長さに沿ったどの点においても、接触により、電極として機能させてもよい。コーティングは、被覆が容易にでき、生物学的に不活性な材料、例えば、金、チタン、銅、ステンレス鋼、青銅、これらの合金、またはカーボンのよう材料からなる。かかる材料の多層体も用いることができる。これらの材料の幾つかは、スパッタリングにより、また、代替的に導電性塗料の使用により、エレメントに被覆できる。コーティングされる材料、すなわちエレメントの主材料には、例えば、ナイロン、ポリブチレン・テレフタレートまたはポチエチレン・テレフタレートのようなポリエステルなどを含む種々のプラスチック等の絶縁性材料を用いることができる。
【００２３】
本明細書中で後述される各実施例において、前述の種々の導電性エレメントを使用でき、例えば、ステンレス鋼線をエレメントとして使用できる。
【００２４】
電極の構成に応じて、電極を付設したエレメントの各々に対する電気的接続は、それぞれの導電線または導電路を使用して提供される。
【００２５】
エレメント自体の寸法は、適用例および使用される材料に応じるが、一般的には、エレメントの長さは、０．５ｍｍから１０ｍｍの範囲内である。エレメントの断面における典型的な厚さは、５０から５００μｍの範囲内である。
【００２６】
衛生上の目的から、電極アセンブリは、「１回で使い捨て」の装置、または少なくとも「各患者ごとの使用」の装置とするために、使い捨てであることが好ましい。なお、後者は、アセンブリが同じ患者（または動物）だけに再使用できるという意味である。従って、アセンブリは、コネクタをさらに備え、該コネクタは、前記電極と電気通信可能な接続を有し、かつ、モニタリングシステムの対応するコネクタと取り外し可能に電気的に接続される。
【００２７】
使用者により容易に使用されるために、好ましくは、前記ホルダは、使用時に使用者が把持できるように、細長いハンドルをハンドルを有するように形成され、歯と接触する位置に前記電極を保持できるようになっている。典型的には、ホルダは、例えば、ポロプロピレン、ポリアミド、またはＳＡＮのようなプラスチック材料などの絶縁材料で形成され、そしてエラストマー部分もまた含まれる。ある実施例のアセンブリでは、第１および第２のセンサーエレメントが、中央の電気的絶縁バリアから互いに反対の方向に突出していて、第１および第２のセットは互いに絶縁され、このアセンブリは、使用時に、第１および第２のセットが、それぞれ第１および第２の歯に接触するように配置される。かかるアセンブリは、隣接面のような面に対して使用されうる。この場合、エレメントセットの各々は、好ましくは、電気導電性のブリストルで形成される。各セットのブリストルは、それぞれのセットにおいて、全ての他のエレメントと電気的に一緒になって接続されることが好ましい。バリア自体は、多数の形状を採ることができるが、典型的には、適切なプラスチック材料で形成された実質的に平面状の板である。これらのエレメントセットの各々に対して、対応する金属線は、それぞれの場合に、バリアの一方の側面に沿って伸びるように提供され、ブリストルは、その金属線に付設されることにより電極エレメントを形成し、特定のセットの中で全ての電極に等しい電位が与えられることが好ましい。
【００２８】
幾つかの実施例において、モニタリングシステムは、特に、比較的単純な測定がなされる場合には、自己完結型のハンドヘルドユニットを構成することができる。
【００２９】
本発明の第２の態様は、歯の構造のモニタリングに係り、
本発明の第１の態様の電極アセンブリ；および、
使用時に、前記アセンブリの少なくとも１つの電極、および、歯の少なくとも対応する部分に、電流を流すように、かつ、この回路の電気的応答をモニタリングするように、構成されるモニタリング装置、
からなる歯の構造のモニタリングシステムが提供される。
【００３０】
従って、第１の態様の電極アセンブリは、より大きなモニタリングシステムの部分を形成できる多数の異なったモニタリング装置と協同して使用できる。幾つかの場合において、アセンブリおよびモニタリング装置は、一緒になって、歯科医が片手で保持でき、対象となる各々の歯の電気的応答を決定する使用ができるように、ハンドヘルドユニットを形成しうることが構想される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の電極アセンブリのいくつかの実施例について、添付された図を参照しながら、以下に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施例の電極アセンブリの側面図であり、これは歯ブラシの外観に似ている。アセンブリは、ポリアミドで形成されたホルダ（２）を備える。ホルダ（２）は、細長く、ホルダの一方の面から一端に向けて、一連のエレメントが、ホルダ（２）の下面（３）から実質的に垂直に突き出ている。図１には、２つのタイプのエレメントが図示され、第１のタイプは、電気的に絶縁性のエレメント（４）であり、第２のタイプは、導電性のエレメント（５）である。エレメント（４）は、ナイロンのように適切な絶縁性の材料で形成される。導電性のエレメント（５）もナイロンで形成されるが、導電性を有するカーボンの層でコーティングされる。このコーティングは、露出した面の全体にわたって施されている。図示のように、各々の導電性のエレメント（５）は、絶縁性のエレメント（４）が中間に入り、隣接する導電性のエレメントから離されている。
【００３３】
図２には、エレメントを有する側の端部から見たアセンブリ（１）が示され、導電性および絶縁性の両タイプの複数のエレメントが、図１の形状の平面に位置決めされていることが確認できる。やはり、導電性のエレメント（５）は、絶縁性のエレメント（４）により、隣接する導電性のエレメント（５）からそれぞれ分離される。従って、導電性のエレメントがこのようなエレメントの配列を形成し、この配列の間に、絶縁性のエレメント（４）の同様な配列が介在している。
【００３４】
第１の実施例における電極アセンブリ（１）は、「咬合面用」の電極アセンブリであり、歯の咬合面への電流の印加に適している。歯（６）の上部が（咬合面を含めて）、図１に概略的に図示される。
【００３５】
本実施例の各突出エレメントは、約５ｍｍの長さおよび約１００μｍの直径を有する。エレメントは、実質的に円形の断面を有するが、他の幾何学的な断面形状を採ることもできる。
【００３６】
図１および２に図示したように、エレメントは、ホルダ（２）に支持固定されており、それぞれの遠位端を自由端としており、該自由端は、図１および２において、「ｘ」および「ｙ」の矢印で示すように、それぞれの固定点の周りで湾曲可能となっている。その偏位は、使用される材料の剛性、エレメントの長さ、およびその断面で制御される。
【００３７】
導電性のエレメント（５）の露出面は、導電性を有するので、本実施例における各導電性のエレメント（５）は、電極（１０）となる。各エレメント（５）が、アセンブリ（１）に（例えば、接着剤または溶融接合により）固定された箇所において、導電性のコーティングは、ホルダ（２）の構造の中で、ホルダ（２）のエレメントとは反対側の端まで通じている、それぞれの金属線（１１）に、電気的に接続される。金属線は、例えば、銅線である。金属線は、適切に絶縁されれば、ホルダの表面に沿って通すこともできる。ホルダの遠位端には、コネクタ（１２）が備えられ、該コネクタは一連のピン（１３）を有し、各ピンは、金属線（１１）の１つと接続される。コネクタは、導線ケーブル（図１には図示せず）の対応するソケットコネクタに接続できれば、任意の適切な形状を採りうる。この導線ケーブルは、システムに接続され、コネクタ（１２）および金属線（１１）を経由して、電極（１０）に電流を供給し、電気インピーダンス測定を可能とする。
【００３８】
図１において、各エレメントは、ほぼ同一長さを有している。しかし、歯の咬合面は、典型的には比較的深い裂溝を備える。実際には、エレメントの長さを、位置に応じて、咬合面の異なる高さに適合するようにしてもよい。
【００３９】
図３に、エレメントに沿って見たエレメントの配置例を示す。これは、第１の実施例の変更例であり、導電性のエレメント（５）よりも絶縁性のエレメント（４）の数の方が多くなっている。各導電性のエレメントは、８つの絶縁性のエレメントにより取り囲まれる。図４において、図３に示した導電性エレメント（５）の配置において、４つの導電性のエレメント（５）が金属線（１１′）に接続され、単一電極（１０′）を形成している状態を示す。
【００４０】
図５に示す別の配置に示されるように、複数の突出エレメント（５）を、それらの基部において一緒に物理的に固定したり、または、ホルダ（２）の中のそれらの基部の固定箇所で一体のコンポーネントを形成するようにしてもよい。この配置は、エレメント（５）の中の１つのみが、歯面に接触するだけで、必要な電気的接続が達成される点で有利である。
【００４１】
図６に、導電性のエレメント（５）の構造を、より詳細に示す。エレメントの主構造を形成する内部（ナイロン）材料（１４）は、カーボンの薄い層（１５）でコーティングされる。カーボン層の厚さは、一般的に１００ｎｍから１００μｍである。図７に、エレメント（５）の対応する断面を示す。また、図８に、エレメント（５）の別の構造を示すが、この構造では、コーティングを使用していない。この場合、ポリマーマトリックス中に埋め込まれた導電性粒子により、導電性が付与される。導電性粒子としては、カーボン、金、銅、ニッケルまたはその他の金属を用いることができる（これら貴金属からなる金属粒子、または、コア材料の上にこれらの貴金属がコーティングされた粒子を含む）。導電性粒子（１６）と共に用いられるマトリックス材料（１７）は、適切なプラスチック材料からなる。代替的に、導電性ポリマーマトリックスまたは金属マトリックス（例えば、金）のような導電性マトリックスの使用も可能であり、この場合には、導電性粒子は不要である。
【００４２】
図９には、エレメントの端部の種々の代替可能な形状、例えば、２つの鋭角端部、半球状ないしは曲面状の端部、および平坦な端部を示す。これらの構成も、金属製の導電性エレメントの場合でも、金属コーティングの導電性エレメントの場合でも、端部を電極の接触点とするエレメントに使用できる。
【００４３】
エレメントの先端について適切な幾何学的形状を採り得る一方、エレメントのそれぞれの長さも同様に、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すような幾何学的形状を採り得る。図１０Ａ〜図１０ｃにおいて、エレメントは、それぞれグループを組んで配置される。図１０Ａでは、各グループ中のエレメントは、同一長さであり、異なったグループ中のエレメントの長さもまた同じである。
【００４４】
図１０Ｂにおいて、エレメントの長さは、のこぎり歯の波形を形成する。一方、図１０Ｃにおいて、エレメントの長さは、実質的に正弦波形を形成する。それぞれの場合において、エレメントをグループで配置する必要はなく、また、グループを組んだ場合でも、各グループ中の数は異なってもよい。
【００４５】
次に、第２の実施例の電極アセンブリについて説明する。これは、歯の複数の面に、同時に電極の電気的接触を提供するのに適している。図１１に示すように、この実施例は、特に小臼歯または臼歯への使用に適している。この場合、ホルダ（２）は、四角柱のうちの３つの結合側面からなる全体形状を有する。すなわち、３つの結合した実質的に平面状の部分を有し、このうち、第１の咬合面部分（２１）は、小臼歯または臼歯の咬合面の上に配置されるように設計される。２つの実質的に平面状の部分（２２）が、咬合面部分から突出して、これらは平滑面部分となる。従って、ホルダ（２）は、全体として歯（６）（この場合、小臼歯）の咬合面の上に位置するように設計される。図１１に、第２の実施例によるホルダ（２）を正確に設置した状態を示す。図示のように、３つのグループのエレメントが備えられ、これらは咬合面エレメント、内側向きエレメントおよび外側向きエレメントである。なお、「内側」および「外側」の用語は、歯（６）を口に配置した場合の内外を意味する。すなわち、咬合面エレメント（２３）、口の中央部に向かって内側に伸長する内側向きエレメント（２４）、口の中央部から離れる向きに伸長する外側向きエレメント（２５）である。エレメント（２３、２４、２５）の３つのセットの各々は、歯（６）の形状に全体的に合致するように長さが決められる（図１１参照）。なお、図１１において、エレメント（２３、２５）は、図示の目的のみのために、直線として単純に描かれている。実際には、エレメント２４で例示するように、これらのエレメントは、歯との接触により、使用中に湾曲を生じる。第１の実施例と同様に、エレメント（２３、２４、２５）は、それぞれ絶縁性エレメントで分離される。
【００４６】
第１の実施例と同様に、エレメントのグループ構成およびエレメントの電気的接続の形成についての選択可能な各形態は、図１１に示される第２の実施例に関しても適用可能である。図１１において、電気コネクタ（１２）およびピン（１３）が図示されているが、これらとそれぞれの電極（１０）の間にある配線については図示していない。
【００４７】
部分（２２）の下端の角部に沿って（歯肉に最も近い）、電気的に絶縁性のパッド（２６）を取り付けて、電極（１０）間に唾液が進入したり、歯肉と最下端の電極と間に電気的接触が生ずることを防止している。多量の唾液があると、電極の間にインピーダンスの低い経路を与えるため好ましくない。同様に、絶縁性パッド（２７）が、部材（２１、２２）間に配置され、面（２１）のエレメントが、面（２２）のエレメントと接触しないようしている。
【００４８】
図１１では、アセンブリ、特に部材（２１、２２、２６、２７）の全てが、図の平面に伸長しているが、より多くのエレメントは、立体的に配置される。
【００４９】
この第２の実施例は、咬合面および対向する開放平滑面の測定に採用されるが、隣接面の測定のために、さらなる電極が併設される改良実施例が考えられる。通常、隣り合う歯は、隣接面に沿って接触または近接しているため、このような改良実施例では、（それぞれの隣接面に対して）２つの部材を部材（２１）から下向きに伸長させ、一方の部分を口の内側に、他方の部分を口の外側に、それらの間に隙間を置いて配置することが効果的である。
【００５０】
ホルダ（２）にはプラスチック材料を使用して、その弾性および可撓性により、アセンブリが所望の歯の上に位置決めできるようにする。長さおよび弾性と共に、エレメントの間隔は適用に応じて調節される。
【００５１】
次に、第３の実施例を説明するが、この実施例では、歯の５つの全ての面についての測定が可能である。これを、図１２〜１４に示す。この実施例の場合も、エレメント（５）は、ホルダ（２）から突出している。しかし、各エレメント（５）は、特異な弾性形状を有している。各エレメント（５）は、まず第一の方向に伸長し、次に、ホルダ（２）から外側に（ホルダ（２）の中心軸から離れるように）湾曲し、次いで、内側にもう一回湾曲して、ほぼ第一の方向を向い終端となる。従って、それぞれのエレメント（５）は、中心軸に対して外側に向かって湾曲し、次いで、内側に再度湾曲するという同様の形状を採っている。エレメント（５）は、この軸の周りに対称的に配置される。図１２にその態様を、中心軸（５０）と共に示す。
【００５２】
図１３には、臼歯（６）の上に位置決めされ、概略的に図示された第３の実施例のアセンブリを示す。歯に外嵌するように、エレメント（５）が湾曲し、歯がエレメントの間に収容される。使用中、エレメントは、それらの弾性により、特に、隣接面（６０）および開放平滑面（６１）に対してバイアスがかかった状態で置かれる。また、この実施例では、各エレメント（５）が、複数の接触電極（３０）を備えており、エレメント（５）の湾曲により、ホルダ近くに配置された電極が咬合面（６２）に接触するように配置されている。各接触電極（３０）は、ホルダ（２）に付設されたコネクタ（１２）と、個別に結線される。各エレメント（５）の上の接触電極（３０）の数は、対象となる用途に応じて選択される。
【００５３】
図１４に示すように、個々の接触電極（３０）は、エレメント（５）に備えられている個別の金属線（１１）に、金属材料の適切なスポットにより形成される。エレメント（５）の内部における金属線（１１）による接続は、絶縁性のポリマーマトリックスの中の銅線またはトラック（導電路）により提供される。また、個別に絶縁された線を使用して、チューブに束ねることにより、エレメント（５）を形成してもよい。これらを、幾分または十分な弾性を有するコアエレメントに支持させてもよい。絶縁コーティングされた金属としては、屈曲することのない必要なレベルの弾性を付与する適切な弾性係数を有する金属が使用できる。例えば、バネ鋼または形状記憶合金を使用できる。本実施例の異なる形態として、電極を少なくして、各エレメントをステンレス鋼で形成し、各々が単一電極を構成するようにしてもよい。
【００５４】
上述の各実施形態において、コネクタ（１２）は、ホルダ（２）に隣接して配置されている。しかし、例えば、短い長さのワイヤ線を備えて、コネクタ（１２）をホルダ（２）から分離すれば、モニタリング装置の外部リード線と間で信頼性のある接続が得られる点で、有利である。また、これにより、電極アセンブリが配置される動物または人間の口を綺麗に保つことができる。
【００５５】
各々の場合における電極アセンブリは、システムと連携して、歯に電流を印加し、形成された局所的回路の動作をモニタリングするために使用される。そのようなシステム（１００）の概略を、図１５に示す。モニタリング装置（１０１）は、上述のいずれかの電極アセンブリ（１）を使用して、歯（６）の各部分に電流を供給する。この場合、コネクタ（１２）は、短いワイヤ線（１０２）によってホルダ（２）から分離されている。コネクタ（１２）は、リード線（１０４）のコネクタ（１０３）と電気的に接続される。リード線（１０４）は、複数の線を内蔵し、アセンブリ（１）のエレメント（５）の電極を使用して回路の形成を可能とし、また、モニタリング装置（１０１）に接続される。装置（１０１）は、モニタリングのための自己完結型のユニットであり、電極を使用して形成された回路の電気的応答の処理も行う。複数のユニット、例えばデータを処理するコンピュータを含むシステムも使用できる。さらに、図１５に示した各構成エレメントを、歯科医が片手で保持できる単一ユニットの中に形成するようにしてもよい。また、特定の歯または対象となる歯の状態について、視覚的表示を歯科医に提供する装置としたり、該表示を、音声あるいはＬＥＤ「信号」で提供する装置としてもよい。
【００５６】
図１６Ａに、ペンタイプの（片手に収まる）ハンドヘルド式の代替的なモニタリングシステムを示す。図１５のシステム（１００）の中にある全てのエレメントが、単一ユニット（２００）の中に内蔵される。長く伸びたハンドヘルド部分（２０１）には、電源、信号発生器、マイクロプロセッサ、および付属電子機器が内蔵され、取り外し可能なヘッド部分（２０２）内の複数の電極に、電気的信号を供給できるようになっている。このユニットは、充電可能なバッテリを備え、かつ、充電クレードルに嵌合可能に構成されている。
【００５７】
ディスプレイ（２０３）は、赤、オレンジおよびグリーンのＬＥＤから構成され、モニタリングされる歯の状態を、例えばグリーンは健康な歯を表すように表示する。ヘッド部分（２０２）は、ハンドヘルドユニット部分から取り外し可能で、この実施例では、２つの隣接した歯のモニタリング用の電極を内蔵している。電極を内蔵するヘッド部分は、ハンドヘルド部分（２０１）の伸長軸に対して曲がっている。ヘッド部分（２０２）は、本発明の第４の実施例のアセンブリの一部を形成する。
【００５８】
この実施例では、電極（５）は、２つの対向した導電「ブラシ」の形で提供される。ブラシのそれぞれは、２０４ａおよび２０４ｂで示される。本実施例で、ブラシのエレメントは、カーボン入りプラスチックをコーティングしたステンレス鋼で形成される。各ブラシ電極（２０４ａ、２０４ｂ）は、「試験管ブラシ」すなわち、ブラシの中央部から放射状にブリストルが突出し、かつ、複数のこのようなブラシが円筒の軸に沿って放射状に突出している、円筒状ブラシを半分にしたような形状である。円筒が軸に沿って半割りにされ、各電極（２０４ａ、２０４ｂ）のブラシは、円筒の軸の周りに１８０度の角度まで放射状に突出している。
【００５９】
電極ブラシ（２０４ａ、２０４ｂ）は、中央部の絶縁性バリア（２０５）により、お互いから電気的に絶縁される。バリア（２０５）は、プラスチックの板またはストリップの形態を採ることができる。この実施例では、バリアは、厚さが８０〜１００μｍ、高さが約２ｍｍ、および、長さが約１０ｍｍである長方形となっている。上部および下部の角は、（典型的には、６０度の角度で）面取りされるのが好ましい。
【００６０】
アセンブリは、図１６ＢおよびＣに、より詳細に示される。図１６Ｂには、バリア（２０５）およびブラシ電極の１つ、この場合は電極（２０４ａ）が示されている。ブラシ（２０４ａ）の各ブリストルは、バリア（２０５）に載置された伸長ワイヤ（２０６ａ）から突出している。同様の電極ワイヤ（２０６ｂ）が、バリアの反対側の電極（２０４ｂ）用の面に備えられる。ワイヤは、プラスチック製のヘッド（２０２）の中を通り、ヘッド（２０２）の中のコネクタ、およびハンドヘルド部分（２０１）を経由して、信号発生器等と電気的に接続される。なお、図１６Ｂにおいて、ブリストルは、図の平面から種々の角度で突出している。
【００６１】
電極ワイヤは、直径が約０．３ｍｍである。ブラシ電極エレメントは、長さが約０．６〜０．８ｍｍ、厚さが約０．１〜０．２ｍｍである。
【００６２】
多数のブリストルが電極ブラシとして備えられ、それぞれは、導電性を有し、上述の種々の電極の形態を採りうる。本実施例においては、２０列までのブリストルがあり、ブリストルは、約０．５ｍｍの隙間をあけて区切られる。バリアの遠位端部は、ブリストルの末端を約１ｍｍ超えて伸長している。
【００６３】
ブリストルは、一緒になって共通の電極として機能し、その結果、すべてのブリストルは、電極（２０４ａ）に対して等しい電位を持つ。同様に、電極（２０４ｂ）上のすべてのポイントは等しい電位を持っているが、電極（２０４ａ、２０４ｂ）は、互いに電気的に絶縁されているため、両電極は隣接する歯の上で測定を実行するように使用される。図１６Ｄは、電極の軸に沿って見た図であり、電極（２０４ａ、２０４ｂ）のブリストルが、電極の伸長軸の周りに、それぞれ全体的に約１８０度の角度で突出しているのが理解される。
【００６４】
２つの電極（２０４ａ、２０４ｂ）は、アセンブリ本体に位置するスイッチを使用してお互いに独立して操作できる。また、トリガースイッチも備えられ、これにより、操作者が対象とする電気インピーダンス測定を開始できる。
【００６５】
さらに説明すると、バリア（分離ストラップ）は、「水平」面および「垂直」面のそれぞれにおいて、ハンドヘルド部分（２０１）の伸長軸とほぼ直角に配置される。ディスプレイ（２０３）が、（歯から離れて）口の頬部分に当たるように保持されると、電極は、インピーダンスの測定がなされる２つの歯の間の歯間腔に挿入される。電極を、舌側に接触領域内に押し込み、さらに、咬合面方向に、しっかり位置決めされるまで押し込む。２つのブラシ電極の近心部は、２つの隣接歯の内の一方の遠位端の面に接触し、かつ、ブラシ電極の遠位端は、他方の隣接歯の近心部の面に接触する。この第４の実施例のアセンブリにより、ブリストルが変形し、歯の隣接面の３次元湾曲にフィットすることができる。これにより、２つのブラシ電極の間に短絡回路がなく、２つの面の電気的測定を各々独立して実行することが容易になる。
【００６６】
従って、使用に際して、この電極アセンブリは、隣接した歯の対向する面について、分離した測定の実行に適している。隣接面、特に歯肉に近い隣接面についての測定実施に、特に適するが、隣接した歯のそれぞれの咬合面と境をなす隣接面の部分にも使用できる。図１６Ａ〜１６Ｄに示めされた配置は、高い対称性を有しているため、このアセンブリを、患者の口の４つの象限（口の左右上下）の全てにおいて、使用可能としている。
【００６７】
図１６Ａに示すシステムは、使用が簡単であり、ヘッド（２０２）が取り外し可能であるため、（電子機器を内蔵する）単一の共通部分（２０１）によって、種々の異なる電極配置を採ることが可能となる。従って、様々な歯が、互換性のあるヘッド２０２を使用する電気インピーダンスの測定により調査でき、大人および子供のために、異なったヘッドが提供される。
【００６８】
このシステムについて、概括的かつ一般的に説明したが、この電極アセンブリは、多くの異なるシステムに適合して使用することができる。電極アセンブリは、交流インピーダンス分光法や電気インピーダンス造影法などの多くの形態の電気的な虫歯検知に使用できる。これらのシステムは、人間の歯のモニタリングに限定されず、動物の歯のモニタリングシステムも含む。いずれの場合でも、生体内および生体外で適用可能であるが、歯の健康に関連する生体内での適用に多くの利点をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１の実施例の電極アセンブリの側面図である。
【図２】第１の実施例を一端から見た図である。
【図３】第１の実施例のエレメントの配置を示す。
【図４】第１の実施例におけるエレメントの電気的接続を示す。
【図５】第１の実施例における接続されたエレメントの固定を示す。
【図６】コーティングされたエレメントの長さに沿った断面図を示す。
【図７】対応する断面図を示す。
【図８】導電性ポリマーエレメントにおける導電性粒子を示す。
【図９】歯と接触するエレメント端部の形状を例示する。
【図１０Ａ】同一の長さのエレメントのグループを示す。
【図１０Ｂ】のこぎり歯の波形を呈する長さを有するエレメントを示す。
【図１０Ｃ】正弦波形を呈する長さを有するエレメントを示す。
【図１１】第２の実施例による電極アセンブリを示す。
【図１２】第３の実施例による電極アセンブリを示す。
【図１３】歯の上に位置する第３の実施例のアセンブリを示す。
【図１４】第３の実施例の電極エレメントをより詳細に示す。
【図１５】電極アセンブリを使用した実施例のシステムの概略説明図である。
【図１６Ａ】第４の実施例のシステムを示す。
【図１６Ｂ】一方の側面から見た第４の実施例のアセンブリを示す。
【図１６Ｃ】上方から見た第４の実施例のアセンブリを示す。
【図１６Ｄ】一端から見た第４の実施例のアセンブリを示す。
【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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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【国際調査報告】
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