(57)【要約】  本発明は，歯（１４；１７）の表面に取り付けられる歯冠（１１）間の取付けの品質を検査する方法及び装置に関する。この方法は，：歯冠（１１）と接触する部材（１６，２０，２１，３１）の少なくとも１つの共振周波数を検出する工程と；歯に対する歯冠の取付けの度合いの点から，検出された共振周波数を解釈する工程とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯（１４；１７）の表面に取り付けられる歯冠（１１）間の取付けの品質を検査する方法であって：前記歯冠（１１）と接触する部材（１６，２０，２１，３１）の少なくとも１つの共振周波数を検出する工程と；前記歯に対する前記歯冠の取付けの度合いの点から，前記検出された共振周波数を解釈する工程とを含む方法。
【請求項２】
前記部材を前記歯冠又は前記歯冠に取り付けられる部品に脱着可能に取り付ける工程を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記部材が片持ち梁を備える請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記梁が，ねじ孔を介して前記歯冠又は前記歯冠に接続される部品に取り付けられる請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記梁が，接着剤により前記歯冠又は前記歯冠に接続される部品に取り付けられる請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記部材が，前記歯冠又はそれに取り付けられる部品内に組み込まれる請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記検出された共振周波数を，以前の測定からの同じ又は同様の部材の共振周波数の１又は複数の値と比較する工程を含む請求項１〜６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記部材を交流信号により励振させる工程と，前記交流信号に対する前記部材の応答を検出する工程と，前記部材の前記検出される応答が最大になるまで前記交流信号の周波数を変動させる工程とを含む請求項１〜７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記励振信号の電圧に対する前記応答信号の電圧の比である出力信号を導出することを更に含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記測定は非接触的である請求項１〜９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記部材のパルス励振と，前記部材からの応答の検出工程と，前記応答信号の周波数の分析工程とを更に含む請求項１〜１０いずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
歯冠（１１）に取り付けられる部材（１６，２０，２１，３１）の少なくとも１つの共振周波数を検出するための検出器（２７，３５１，４５１）を備えることを特徴とする歯冠取付け品質検査装置。
【請求項１３】
前記部材を交流信号により励振させるための手段と，前記交流信号の周波数を変動させるようにして前記交流信号に対する前記部材の応答を検出するための検出器とを具備し，前記検出器は前記部材の前記応答が最大になる時を検出する請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
可変周波数発振器により駆動されるように構成された前記励振手段として設けられる圧電素子を備える請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
前記部材は磁気的部分を備える請求項１２記載の装置。
【請求項１６】
前記検出器はコイルを備える請求項１２記載の装置。
【請求項１７】
前記部材はマーカーを備える請求項１２記載の装置。
【請求項１８】
前記検出器は照度検出器を備える請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記部材は強磁性材料を備える請求項１２記載の装置。
【請求項２０】
前記検出器は，外部磁場における擾乱を検出するためのコイルを備える請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
増幅器とプロセッサとデータ記憶装置とを更に備える請求項１２〜２０いずれか１項記載の装置。
【請求項２２】
前記プロセッサは，発振器の周波数出力を変動させるように更に構成されると共に，結果を前記データ記憶装置に保存する請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
歯冠又はそれに取り付けられる部品に取り付けられる部材に対して磁気パルスを出力すると共に，前記部材からの前記磁気パルスに対応する応答を検出するように構成される少なくとも１つのコイルを備える請求項２２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，歯冠，特に患者又は患畜の歯に取り付けられる歯科用ブリッジの歯冠の取付け品質を検査するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科用ブリッジは，欠損歯の代わりに用いられる歯の復元物である。これらは入れ歯及び歯科用インプラントの優れた代替物となり，入れ歯より高い安定性を提供すると共に，その施術は歯科用インプラントの処置より低侵襲性である。歯科用ブリッジは，１本（又は複数）の欠損歯によって形成される間隙を埋めるために歯科医により用いられる１つの方法である。歯科用ブリッジの種類によって，取付け手順及び費用は変化する。
【０００３】
ここで図１を参照すると，通常，歯科用ブリッジ１０は，間隙１２の両側の歯のための２つの歯冠１１と中間の義歯又は補綴歯１３とによって構成される。天然歯１４及び１５，歯科用インプラント，又は，天然歯と歯科用インプラントとを組み合わせたものが，ブリッジ１０を支持するために用いられる。
【０００４】
最初の治療中に，歯科医は，欠損歯により残された間隙の両側の歯を低く削ることがある。一旦歯が十分に準備されると，歯型，すなわち印象がとられ，注文製作されるブリッジと歯冠とが製作される。最後に，患者の歯と歯肉とを更なる損傷から保護するために，仮の歯冠とブリッジとが配置される。
【０００５】
ほとんどの患者は，初回の予約から約１週間後に歯科医を再訪して，恒久的な復元物を配置してもらう。歯科医は，歯冠及びブリッジを正位置に保持するためにセメント又は接着剤を用いると共に，その後，復元物の咬頭を研磨して，患者に快適な咬合を提供する。
【０００６】
歯科用ブリッジ治療は，幾つかの欠損歯を有する患者にとって有効な対策であるが，この治療に付随するリスク及び制約はいくつかある。
【０００７】
１つの重要なリスクは，周囲の歯への歯冠の取付けである。歯冠と歯との間の密着性が緩いと，カリエス（齲食）のリスクが増加する。固定されたブリッジの交換の最も一般的な理由はカリエスで，すなわち下にある歯構造の齲食である。一旦ブリッジのいずれかの支台歯がカリエス（齲食）を生じると，少なくとも３つの歯冠であるブリッジ全体を交換しなければならない。しばしば，支台歯は，歯髄覆，支台築造，歯冠長延長又は歯根管治療等の更なる治療も必要となる。
【０００８】
インプラント品質検査装置は，例えば米国特許第５，３９２，７７９号及び国際特許公開ＷＯ２００４／１１０２７２号により周知である。しかし，これらの発明は骨内に挿入されたインプラントの安定性を測定することに関しており，歯冠と歯との間における取付け品質を測定するためのものではない。
【発明の概要】
【０００９】
このため，歯冠，特に歯科用ブリッジの歯冠と歯との間における取付けに問題があるかどうかを検出する必要がある。
【００１０】
このため，歯冠と歯面との間における取付けの品質を臨床的に観察する方法及び機構が必要とされている。非破壊検査は，この種の不具合を検出し，かつ，減少させることを助けると共に，使用されているブリッジの取付けに関して，それらが依然として十全であることを確認するために定期的な検査を行なうことも可能にする。
【００１１】
したがって，本発明の目的は，歯冠とその歯冠が取り付けられている歯との間における取付けの品質及び／又は度合いの信頼できる指標を与えることができる非破壊検査を提供することである。
【００１２】
よって，歯面（及び／又はインプラントに取り付けられる歯）に取り付けられる歯冠間の取付け品質を検査する方法を提供する。この方法は，歯冠と接触する部材の少なくとも１つの共振周波数を検出し；前記歯冠と前記歯との取付けの度合いの点から，前記検出された共振周波数を解釈することを含む。この方法は，前記部材を前記歯冠又はそれに取り付けられる部品に脱着可能に取り付ける工程を含んでもよい。前記部材は片持ち梁を備えてもよい。前記梁は，ねじ孔を介して前記歯冠又は前記歯冠に接続される部品に取り付けられてもよい。前記梁は，接着剤により前記歯冠又は前記歯冠に接続される部品に取り付けられてもよい。前記部材は，前記歯冠又はそれに取り付けられる部品内に組み込まれてもよい。
【００１３】
この方法は，前記検出された共振周波数を，以前の測定からの同じ又は同様の部材の共振周波数の１又は複数の値と比較する工程を含んでもよい。この方法は，前記部材を交流信号により励振させる工程と，前記交流信号に対する前記部材の応答を検出する工程と，前記部材の前記検出される応答が最大になるまで前記交流信号の周波数を変動させる工程とを含んでもよい。この方法は，前記励振信号の電圧に対する前記応答信号の電圧の比である出力を導出することを更に含んでもよい。この方法は，前記部材をパルス励振させ，応答を検出させ，前記応答信号の周波数を分析させることも意味する。好ましくは，前記測定は非接触的である。
【００１４】
本発明は，歯冠取付け品質検査装置にも関する。この装置は，部材が歯冠に取り付けられる際の，前記部材の少なくとも１つの共振周波数を検出するための検出器を備える。前記部材の少なくとも１つの共振周波数を検出するための検出器は，前記部材を交流信号により励振させるための手段と，前記交流信号に対する前記部材の応答を検出するための変換器とを備えてもよく，この装置は交流信号の周波数を変動させるようにして，前記変換器は前記部材の前記応答が最大になる時を検出する。前記励振手段及び／又は検出器は，圧電素子を備えてもよく，前記圧電素子は，可変周波数発振器により駆動される励振手段を含む。この部材は検出可能部分を具備し，検出器部分はこの検出可能部分の非接触検出のための検出器を具備する。
【００１５】
一実施形態によると，前記部材は磁気的部分を備えてもよく，前記検出器はコイルを備えてもよい。
【００１６】
一実施形態によると，前記部材はマーカーを備えてもよく，前記検出器は照度検出器を備えてもよい。
【００１７】
一実施形態によると，前記部材は強磁性材料を備えてもよく，前記検出器は，外部磁場における擾乱を検出するためのコイルを備えてもよい。
【００１８】
この装置は，増幅器とプロセッサとデータ記憶装置とを更に備えてもよい。このプロセッサは，発振器の周波数出力を変動させるように更に構成されると共に，結果を前記データ記憶装置に保存する。少なくとも１つのコイルが，部材に取り付けられる該部材に対して磁気パルスを出力すると共に，前記部材からの前記磁気パルスに対応する応答を検出するように構成されてもよい。
【００１９】
添付図面を参照して，本発明を単なる例証として更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】歯科用ブリッジの概略図；
【図２】本発明による第２の実施形態の装置の概略図；
【図３】本発明による第２の実施形態の装置の概略図；
【図４】本発明による第３の実施形態の装置の概略図；
【図５】本発明による一実施形態による歯科用ブリッジの概略図；
【図６】共振周波数を得るために用いられる粗い掃引によって得られる線図；
【図７】特定のブリッジに関して，時間と共に変動する共振周波数を示す概略図；及び
【図８】図３の装置の共振周波数を得るために用いられる掃引によって得られたデータを示す線図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の第１の態様を示す図２を参照すると，この装置は，例えばねじ部又は接着剤によりブリッジ１０（この場合は義歯）上の適切な位置において固定具に取り付けられる片持ち梁２０の形態とした部材を具備する。ブリッジは，数多くの周知の種類の内のいずれか１つであってもよい。圧電素子又は歪みゲージ２１及び２２等の２つの変換器が，梁２０の対向側部に取付け，例えば接着されており，ゲージ２１は励振ゲージであり，ゲージ２２は受信ゲージである。
【００２２】
測定可能な部分と歯冠／ブリッジとの間の接続を示す，ここで用いられる「取付け」という用語は，歯冠／ブリッジの内側への組込又は歯冠ブリッジの表面への取付けを含んで広義に解釈されるべきである。
【００２３】
励振ゲージ２１は可変周波数発振器により駆動されてよく，この発振器からの，例えば正弦波励振電圧の形態を採る信号は，増幅器を介してゲージ２１に供給される。発振器及び増幅器は，周波数応答アナライザ２８に組み込まれてもよい。
【００２４】
受信ゲージ２２により検出される信号は，電荷増幅器２７により増幅されると共に，入力としてアナライザ２８に印加される。励振電圧に対する応答電圧の比を表す，アナライザからの出力は，アナライザ２８の発振器の周波数出力を変動させると共に結果をデータ記憶装置２９内に保存するために用いられるマイクロプロセッサ２６等のプロセッサに供給される。結果は印刷され，及び／又はオシロスコープ２５及び／又は交流電圧計等に表示される。
【００２５】
使用中，梁２０はブリッジ１０に固定，すなわち螺合される。一定の振幅，例えば１ボルトの交流励振信号が，その後，ゲージ２１により梁２０に印加される。交流励振信号の周波数は，オシロスコープ２５に表示される信号の振幅が最大になるまで変動する。共振周波数は，励振電圧に対する応答電圧の比の振幅が最大になる周波数である。
【００２６】
図６は，共振周波数を大まかに得るために用いられる粗い掃引によるデータを示す。次に，この領域周辺のより精細な掃引が，この周波数，一般に第１の周波数，すなわち基本周波数をより正確に識別するために用いられる。この周波数は記録されると共に，例えば同様の接着段階でのその他のブリッジ／歯冠に関するデータと比較される。
【００２７】
特定のブリッジの取付けに関して，共振周波数は，図７に示すように，時間と共に変動する。このため，検出された共振周波数を，同様の先の測定に関して以前に集められたデータと比較することにより，歯に対する歯冠の取付けの度合いの指標を得ることができる。
【００２８】
振幅変化ではなく，共振周波数偏移の検出及び比較に基づく技術は，（１又は複数の）歯冠と（１又は複数の）歯との間における取付けの品質をその剛性の関数として判断するために効果的である。
【００２９】
図２に示す梁２０は，好ましくは，アルミニウム，ステンレス鋼又はチタン等の金属のものであってよく，１〜２０kHz程度，より具体的には５〜１５kHz程度，更に好ましくは約１０kHzの領域内の，システムの共振周波数範囲を提供するような寸法とされる。
【００３０】
例えば，追加の１対の励振／検出変換器又はゲージを，図示の変換器又はゲージ２１及び２２に対して９０°に梁の側部に取り付けて，梁をブリッジ上において再配向する必要なしに，後者の変換器に対して直角に示度を提供することができるようにしてもよい。加えて，又は代案として，梁及び／又は変換器システムを歯科用ブリッジ又は歯冠に対して旋回させるようにすることもできる。
【００３１】
装置の滅菌中に変換器を保護するために，変換器又はゲージは，及び選択的に梁と共に，例えば空気乾燥のアクリル材料により被覆されてもよい。変換器に接続される電気接続部又はワイヤは，共振構造に対する自身の減衰効果を最小限にするように構成又は適応される。部材は片持ち梁以外の形態としてもよく，及び／又は圧電変換器は，例えば音の共鳴を用いるその他の受信／送信素子に代替してもよい。梁は，基本的に直線状とする代わりに，略Ｕ字型とされると共に，その基部によりブリッジ又は歯冠に接続されてもよい。変換器又は均等物は同じ脚部又は対向する脚部に取り付けられ得る。
【００３２】
本発明の第２の態様によれば，測定は非接触的に行なわれる。
【００３３】
図３を参照すると，システムは，ブリッジ１０に取り付けられる片持ち梁の形態とした部材３０を含む。部材３０は磁性部材３１を備える。磁性部材３１は，梁３０の一方の端部，例えば梁の自由端に設けられること，又は梁の内側に一体化されることができる。
【００３４】
システムの第２の部分は，プローブ３５１と応答アナライザユニット３５２とを含む検査装置３５を具備する。プローブ３５１は，磁性部材３１の振動を検出するコイル３５３を具備する。
【００３５】
この場合は，歯冠１１の１つは，本物の歯の代わりにインプラントに接続される歯１７に取り付けられる。このインプラントは，ねじ部分１８により骨に固着される。
【００３６】
梁に振動を生じさせるためには，これを励振させなければならない。これは，手動的に，又は電気励振器により，梁に力Ｆを加えることによって行なうことができる。
【００３７】
プローブ３５０により検出される信号は，増幅器３５４により増幅されると共に，入力としてアナライザに印加される。励振に対する応答電圧の比を表す，アナライザからの出力は，アナライザの発振器の周波数出力を変動させると共に結果をデータ記憶装置３５６に保存するために用いられるマイクロプロセッサ３５５等のプロセッサに供給される。結果は印刷され及び／又はディスプレイ等に表示される。
【００３８】
次に，本発明の第３の実施形態を示す図４を参照すると，本発明による機構の第１の部分は，歯科用ブリッジ１０に取り付けられる，前記実施形態におけるような片持ち梁３０の形態とした部材を具備する。この場合の梁３０は，梁２０の一端に配置される線等のマーキング４２を備える。
【００３９】
この機構の第２の部分は，プローブ４５１と応答アナライザユニット４５２とを含む検査装置４５０を具備する。プローブ４５０は，好ましくはレーザーであるがこれに限定されない光源４５３ａと，梁からの反射と，それによる梁の振動を検出する光検出器４５３ｂとを具備する。光源は，好ましくはレーザーダイオードである。梁は，光の反射をもたらす，より暗い（又はより明るい）部分等の１つ又は幾つかのマーカーを備える。
【００４０】
梁は，手動的に，又は例えば電気励振器により，梁に力Ｆを加えることによって励振される。
【００４１】
プローブの先端の光源が梁を照射し，光検出器４５３ｂが反射された光を検出する。検出された光信号は，検出器により電気信号に変換され，プローブ４５１によって検出される信号は，増幅器４５４により増幅されると共に，入力としてアナライザに印加される。励振に対する応答電圧の比を示す，アナライザからの出力は，アナライザの発振器の周波数出力を変動させると共に結果をデータ記憶装置４５６に保存するために用いられるマイクロプロセッサ４５５等のプロセッサに供給される。結果は印刷され及び／又はディスプレイ等に表示される。
【００４２】
使用中，梁３１は歯科用ブリッジ１０に固着される。好ましくは，しかし必ずしもそうである必要はないが，本発明による梁は使い捨て可能であり，このことは梁が取り外されると共に廃棄されることができ，衛生的な検査機構を提供することができることを意味する。
【００４３】
図８は，図３の装置において大まかに共振周波数を得るために用いられる粗い掃引によるデータを示す。次に，この領域周辺のより精細な掃引が，この周波数，一般に第１の周波数すなわち基本周波数をより正確に識別するために用いられる。この周波数は記録されると共に，例えば，例えばブリッジが取り付けられた時の以前の測定のデータと比較される。
【００４４】
特定のブリッジに関して，共振周波数は歯に対する歯冠の取付けの度合いと共に変動する。このため，検出された共振周波数を同じブリッジに関して以前に集められたデータと比較することにより，そのブリッジの取付けの度合いの指標を得ることができる。
【００４５】
振幅変化ではなく，共振周波数偏移の検出及び比較に基づく技術は，取付けの品質を判断するために効果的である。
【００４６】
梁は，好ましくは，金属材料，例えばチタン又はアルミニウムのものであってよく，１〜２０kHz程度，より具体的には１〜１０kHz程度，そして好ましくは約８kHzの領域内の，（配置されたブリッジと梁の）システムの共振周波数範囲を提供するような寸法とされる。例えば，図２及び図３の実施形態において，直立した梁は約１cmの高さであり得る。
【００４７】
更に他の実施形態において，梁は強磁性材料により製作されてもよく，磁場発生器により発生される外部磁場により励振されてもよい。磁場発生器は，直流場を発生させるための永久磁石又は交流場を発生させるためのコイルであってもよい。プローブも外部に配置され得る。
【００４８】
スマートペグ（梁）に取り付けられた磁石は，磁気パルスにより励振され得る。各パルスの後に，自己振動するペグの結果である交流磁場が測定プローブ内の電気コイルによって検出される。磁気パルスは，同じプローブ（又は追加のプローブ）内の別のコイルによって発生されてもよい。
【００４９】
金属ペグは，変換器と比べて単純化された機械設計を有しており，個別の較正を必要としない。これらは計器に電気的に接続されないため，これらの中に何らかの較正パラメータを保存しておくことは不可能である。その代わりに，注意深く制御された製造工程により，ペグ間の個別の差が最小限に減少する。
【００５０】
また，ペグは，それらが自身の共振周波数で振動している時に，より単純な機械的挙動を有する。ペグは，より高感度であると共に，非常に低い取付け安定性を有するに至るまで予想可能な作用を奏する。  
【００５１】
測定は，複数のパルス，例えば４個又は３０個のパルスによって構成されてもよい。３０個のパルスの場合は，これらのパルスが１〜１０kHzの周波数スペクトルを網羅する。パルスはより狭帯域であるため，３０個のパルスはより多くのエネルギーを内包している。このことが応答信号をより強くし，信号対雑音比を向上させ，本発明の測定装置を周囲の電磁雑音に対してより低感度にする。当業者には，パルスの個数が４個又は３０個に限定されるわけではないことが認識される。
【００５２】
歯科用ブリッジ１０の実施形態を図５に示す。この実施形態において，磁気的又は光学的な部分１６等の検出可能な部分が歯冠１１又は義歯１３内に組み込まれる。この実施形態は，同じ測定点を用いることを可能にする。
【００５３】
添付の特許請求の範囲に定められる本発明の範囲から逸脱することなく，様々な改変が行なわれてもよいことが理解されるであろう。
【００５４】
装置の滅菌中に変換器を保護するために，変換器又はゲージは，及び選択的に梁と共に，例えば空気乾燥のアクリル材料により被覆されてもよい。部材は，片持ち梁以外の形態を採り得る。梁は，基本的に直線状とする代わりに略Ｕ字型とされると共に，その基部によりブリッジに接続されることができる。更に，紫外線，音等といった代替的な検出器を用いることもできる。
【００５５】
本発明はブリッジに限定されず，歯冠又は歯に取り付けられるその他の構成物に適用されることができる。
【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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【国際調査報告】
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2014507194.tif 000012
2014507194.tif 000013
2014507194.tif 000014