(57)【要約】【課題】歯科装置、歯科装置の制御方法、および歯科装置の制御プログラムにおいて歯や歯周組織の物理特性を利用した効率のよい駆動方式により歯周組織のマッサージを行なえるようにする。【解決手段】歯ないし歯周組織に対して機械振動を印加するトランスデューサ１１を設け、制御部３１が駆動プログラム３２にしたがって歯ないし歯周組織の固有振動周波数範囲に含まれる周波数を用いてトランスデューサ１１を駆動する。トランスデューサ１１には、歯の種類ごとにその歯の典型的な物理特性モデルから有限要素法によりあらかじめ算出した歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の成分を同時に、あるいは時分割で、あるいは駆動モードに応じて印加する。また、トランスデューサ１１の駆動周波数は検出器１３により実測した固有振動ピークに基づき決定することもできる。【選択図】        図１
2004290285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯ないし歯周組織に対して機械振動を印加するトランスデューサと、
前記トランスデューサを歯ないし歯周組織の固有振動周波数範囲に含まれる周波数を用いて駆動する制御手段を有することを特徴とする歯科装置。
【請求項２】
前記固有振動周波数範囲がほぼ１０００〜１００００Ｈｚの周波数範囲であることを特徴とする請求項１に記載の歯科装置。
【請求項３】
前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分を混合して同時に前記トランスデューサに印加することを特徴とする請求項１に記載の歯科装置。
【請求項４】
前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分を時分割で前記トランスデューサに印加することを特徴とする請求項１に記載の歯科装置。
【請求項５】
歯の種類ごとにその歯の典型的な物理特性モデルから有限要素法によりあらかじめ算出した歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の成分を前記トランスデューサに印加することを特徴とする請求項１に記載の歯科装置。
【請求項６】
歯の種類に応じた複数の駆動モードが設けられ、各駆動モードにおいては、該モードに対応する歯の典型的な物理特性モデルから有限要素法によりあらかじめ算出した歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の成分を前記トランスデューサに印加することを特徴とする請求項１に記載の歯科装置。
【請求項７】
前記トランスデューサで歯ないし歯周組織に印加した振動を検出する検出手段を有し、前記検出手段の出力に基づき、実際の歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の分布を測定し、続いて測定により得られた少なくとも１つの固有振動ピーク周波数成分を用いて前記トランスデューサを駆動することを特徴とする請求項１に記載の歯科装置。
【請求項８】
前記トランスデューサの駆動信号の強度を調節するための操作手段を有することを特徴とする請求項１に記載の歯科装置。
【請求項９】
前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分の選択パターン、ないし前記トランスデューサの駆動信号の強度の選択パターンを経時的に制御することを特徴とする請求項１に記載の歯科装置。
【請求項１０】
前記トランスデューサが共振部材、弾性部材や金属などのマッサージチップ、あるいはブラシのような振動印加部材を介して患者の口腔内の歯ないし歯肉の部位に接触できるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の歯科装置。
【請求項１１】
歯ないし歯周組織に対して機械振動を印加するトランスデューサを含む歯科装置の制御方法において、
前記トランスデューサを歯ないし歯周組織の固有振動周波数範囲に含まれる周波数を用いて駆動することを特徴とする歯科装置の制御方法。
【請求項１２】
前記固有振動周波数範囲がほぼ１０００〜１００００Ｈｚの周波数範囲であることを特徴とする請求項１１に記載の歯科装置の制御方法。
【請求項１３】
前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分を混合して同時に前記トランスデューサに印加することを特徴とする請求項１１に記載の歯科装置の制御方法。
【請求項１４】
前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分を時分割で前記トランスデューサに印加することを特徴とする請求項１１に記載の歯科装置の制御方法。
【請求項１５】
歯の種類ごとにその歯の典型的な物理特性モデルから有限要素法によりあらかじめ算出した歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の成分を前記トランスデューサに印加することを特徴とする請求項１１に記載の歯科装置の制御方法。
【請求項１６】
歯の種類に応じた複数の駆動モードが設けられ、各駆動モードにおいては、該モードに対応する歯の典型的な物理特性モデルから有限要素法によりあらかじめ算出した歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の成分を前記トランスデューサに印加することを特徴とする請求項１１に記載の歯科装置の制御方法。
【請求項１７】
前記トランスデューサで歯ないし歯周組織に印加した振動を検出し、実際の歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の分布を測定し、続いて測定により得られた少なくとも１つの固有振動ピーク周波数成分を用いて前記トランスデューサを駆動することを特徴とする請求項１１に記載の歯科装置の制御方法。
【請求項１８】
ユーザ操作に応じて前記トランスデューサの駆動信号の強度を調節することを特徴とする請求項１１に記載の歯科装置の制御方法。
【請求項１９】
前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分の選択パターン、ないし前記トランスデューサの駆動信号の強度の選択パターンを経時的に制御することを特徴とする請求項１１に記載の歯科装置の制御方法。
【請求項２０】
歯ないし歯周組織に対して機械振動を印加するトランスデューサを含む歯科装置の制御プログラムにおいて、
前記トランスデューサを歯ないし歯周組織の固有振動周波数範囲に含まれる周波数を用いて駆動するための制御過程を含むことを特徴とする歯科装置の制御プログラム。
【請求項２１】
前記固有振動周波数範囲がほぼ１０００〜１００００Ｈｚの周波数範囲であることを特徴とする請求項２０に記載の歯科装置の制御プログラム。
【請求項２２】
前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分を混合して同時に前記トランスデューサに印加するための制御過程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の歯科装置の制御プログラム。
【請求項２３】
前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分を時分割で前記トランスデューサに印加するための制御過程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の歯科装置の制御プログラム。
【請求項２４】
歯の種類ごとにその歯の典型的な物理特性モデルから有限要素法によりあらかじめ算出した歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の成分を前記トランスデューサに印加するための制御過程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の歯科装置の制御プログラム。
【請求項２５】
歯の種類に応じた複数の駆動モードが設けられ、各駆動モードにおいては、該モードに対応する歯の典型的な物理特性モデルから有限要素法によりあらかじめ算出した歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の成分を前記トランスデューサに印加するための制御過程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の歯科装置の制御プログラム。
【請求項２６】
前記トランスデューサで歯ないし歯周組織に印加した振動を検出し、実際の歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の分布を測定し、続いて測定により得られた少なくとも１つの固有振動ピーク周波数成分を用いて前記トランスデューサを駆動するための制御過程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の歯科装置の制御プログラム。
【請求項２７】
ユーザ操作に応じて前記トランスデューサの駆動信号の強度を調節するための制御過程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の歯科装置の制御プログラム。
【請求項２８】
前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分の選択パターン、ないし前記トランスデューサの駆動信号の強度の選択パターンを経時的に制御するための制御過程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の歯科装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯ないし歯周組織に対して機械振動を印加しマッサージ効果を得る歯科装置、その制御方法、およびその制御プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯周組織（歯肉および歯周膜）の血行促進が歯周病予防に役立つ、との知見が従来より知られており、この目的のために種々の歯周マッサージ用具／装置が提供されている。
【０００３】
これらのマッサージ用具／装置にはパッシブ（手動）方式のものと、アクティブ（たとえば電動）方式のものがある。手動方式のものでは、作用部の材質を工夫する技術（たとえば下記の特許文献１）が知られており、また、電動式の装置では振動子の駆動力によりマッサージ効果を得ようとするもの（たとえば下記の特許文献２）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１９５６２号公報（図１）
【特許文献２】特開２００１−１２０６２７号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
歯科医師や患者本人が効率よく簡単に短時間で歯肉（あるいは歯茎、ないし歯周組織）をマッサージできるようにするには、パッシブ（手動）方式よりもアクティブ方式（電動式ないし他の駆動方式による）の装置が好都合であることは論を待たない。
【０００６】
上記の特許文献２に見られるように、振動子を用いてマッサージ効果を得ようとするものは公知であり、また、その駆動周波数も可聴音声の周波数領域（数１００〜１０ｋＨｚ）を用いる、あるいは超音波の周波数領域（１０ｋＨｚ以上〜ＭＨｚ領域）を用いるなどのアイディアが公知である。
【０００７】
しかしながら、従来では、アクティブ方式の振動子を用いた装置では、設計者があらかじめ適当に選択した駆動周波数の振動を与えることしか提案されておらず、歯や歯周組織の特性を利用した効率のよい駆動方式は従来では知られていない。
【０００８】
本発明の課題は、歯科装置、歯科装置の制御方法、および歯科装置の制御プログラムにおいて歯や歯周組織の物理特性を利用した効率のよい駆動方式により歯周組織のマッサージを行なえるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、歯科装置、歯科装置の制御方法、および歯科装置の制御プログラムにおいて、歯ないし歯周組織に対して機械振動を印加するトランスデューサを用い、前記トランスデューサを歯ないし歯周組織の固有振動周波数範囲に含まれる周波数を用いて駆動する構成を採用した。
【００１０】
あるいはさらに、前記固有振動周波数範囲がほぼ１０００〜１００００Ｈｚの周波数範囲である構成を採用した。
【００１１】
あるいはさらに、前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分を混合して同時に前記トランスデューサに印加する構成を採用した。
【００１２】
あるいはさらに前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分を時分割で前記トランスデューサに印加する構成を採用した。
【００１３】
あるいはさらに、歯の種類ごとにその歯の典型的な物理特性モデルから有限要素法によりあらかじめ算出した歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の成分を前記トランスデューサに印加する構成を採用した。
【００１４】
あるいはさらに、歯の種類に応じた複数の駆動モードが設けられ、各駆動モードにおいては、該モードに対応する歯の典型的な物理特性モデルから有限要素法によりあらかじめ算出した歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の成分を前記トランスデューサに印加する構成を採用した。
【００１５】
あるいはさらに、前記トランスデューサで歯ないし歯周組織に印加した振動を検出する検出手段を有し、前記検出手段の出力に基づき、実際の歯ないし歯周組織の複数の固有振動ピーク周波数の分布を測定し、続いて測定により得られた少なくとも１つの固有振動ピーク周波数成分を用いて前記トランスデューサを駆動する構成を採用した。
【００１６】
あるいはさらに、前記トランスデューサの駆動信号の強度を調節するための操作手段を有する構成を採用した。
【００１７】
あるいはさらに、前記固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分の選択パターン、ないし前記トランスデューサの駆動信号の強度の選択パターンを経時的に制御する構成を採用した。
【００１８】
あるいはさらに、前記トランスデューサが共振部材、弾性部材や金属などのマッサージチップ、あるいはブラシのような振動印加部材を介して患者の口腔内の歯ないし歯肉の部位に接触できるようにした構成を採用した。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は本発明を採用した歯科装置の構成を示している。図１の装置は、歯周組織のマッサージを目的としたもので、歯科医師や患者本人が歯肉（さらに歯周組織）をマッサージするために用いるものである。
【００２１】
図１において符号３１は制御部で、１チップＣＰＵなどを用いて構成される。制御部３１はドライバ回路１２を介して、圧電素子、電磁素子など適当な駆動方式の振動子から成るトランスデューサ１１を駆動する。
【００２２】
ドライバ回路１２は発振器および増幅器などから構成するが、後述の駆動態様から明らかなように複数の周波数成分を合成して出力できるよう、ＤＳＰ回路などを用いて構成する。
【００２３】
トランスデューサ１１は、ホーンなどの共振部材、あるいは弾性部材や金属などのマッサージチップ、あるいは（歯）ブラシのような振動印加部材（不図示）を介して患者の口腔内の歯ないし歯肉の部位に接触できるように構成される。
【００２４】
制御部３１には操作部３３が接続されている。操作部３３には、少なくともトランスデューサ１１の駆動のオン／オフを制御する駆動スイッチの他、駆動モード制御用のファンクションスイッチ、パイロットランプや後述する駆動モードのモニタ表示などのために用いられるＬＥＤ（あるいはＬＣＤパネルなど）の表示器、後述する振動強度調節用のダイヤルやスライドスイッチなどのような操作手段などが設けられる。
【００２５】
制御部３１は、駆動プログラム３２に基づきトランスデューサ１１の駆動を制御する。駆動プログラム３２は、制御部３１を構成する１チップＣＰＵのＲＯＭ部などに格納される。
【００２６】
駆動プログラム３２は少なくともトランスデューサ１１を駆動する駆動信号の
・周波数成分
・駆動信号の強度
・駆動パターン
などを制御できるものとする。トランスデューサ１１の駆動態様については後で詳述する。
【００２７】
トランスデューサ１１の駆動制御には、歯ないし歯肉の振動状態を検出する検出器１３を用いたフィードバック制御を用いることができる。検出器１３は圧電素子などの振動検出部材から構成し、トランスデューサ１１近傍に配置するか、破線で示すようにトランスデューサ１１と機械的に結合して配置する。あるいは、トランスデューサ１１の構成によっては、トランスデューサ１１と検出器１３を１素子で兼用することもできる。たとえば、トランスデューサ１１が電磁素子である場合には、トランスデューサ１１自体の起電力により生じる電流を測定し、検出器１３の歯ないし歯肉の振動状態の検出信号として出力する。
【００２８】
上記の各ブロックに電源電流を供給する電源部３４は電池（あるいはＡＣアダプタなど）などから構成することができる。
【００２９】
本実施形態の歯科装置は、上記の各部を不図示の筐体に収容して成る。この筐体は、たとえばペン型などの形状とし、その先端にトランスデューサ１１、およびそのホーンなどの共振部材、あるいは弾性部材や金属などのマッサージチップ、あるいは（歯）ブラシのような振動印加部材の部分を露出させるような構成が考えられ、このペン型の部分を歯科医師や患者本人が把持してマッサージ操作を行なう。ただし、全部材を１筐体に収容することは必須ではなく、電源部や制御部３１、操作部３３の周辺など、１筐体への収容が困難であったり、また別筐体に収容されている方が好都合であるものに関しては別筐体に収容する構成であってよい。
【００３０】
次に、上記構成におけるトランスデューサ１１の駆動制御の態様につき説明する。トランスデューサ１１の駆動制御は制御部３１が駆動プログラム３２にしたがって、また、操作部３３からのユーザ入力に応じて行なう。
【００３１】
本実施形態においては、歯および歯周組織の共振現象を利用して歯および歯周組織に振動を与え、マッサージ効果を得る点に特徴がある。歯および歯周組織の共振現象は歯および歯周組織の物理特性に基づき評価することができる。
【００３２】
たとえば、人間の歯および歯周部位の各部、特にエナメル質２１、ぞうげ質２２、歯髄２３、歯周膜２４、歯槽骨２５（皮質性部２５ａ、海綿状部２５ｂ）の密度ρ（ｋｇ／立方ｍ）および剛性（応力）Ｅ（Ｇ／ＭＰａ）は図２のような分布になっている。
【００３３】
図２に示した歯の各部の形状は、たとえばＣＴスキャンなどで得たイメージデータに基づき３次元化することができ、切歯、犬歯、臼歯などのそれぞれの典型的な歯についてそれぞれ３次元モデルを得ることができる。そして、この３次元モデルと、図２に示した密度分布から各部の質量Ｍと慣性モーメントＩｘ、Ｉｙ、Ｉｚ（１次元）、Ｉｘｙ、Ｉｙｚ、Ｉｚｘ（２次元）を求めることができる。
【００３４】
また、歯周組織の剛性マトリクスＫ（Ｋ・ｕ＝Ｆ）モデルは、次のように示すことができる。
【００３５】
【数１】
2004290285.tif 000003
ここで、Ｋ（Ｋ１１〜Ｋ６６）は剛性、ｕ（ｕｘ、ｕｙ、ｕｚ、θｘ、θｙ、θｚ）は変位（ｘ、ｘ、ｚ軸方向および各軸廻りの回動）、Ｆ（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）は力（Ｆ）およびモーメント（Ｍ）を示す。
【００３６】
上式より振動方程式Ａ・ｕ＝０を解いて振動数ωに対する変位ｕ（δ）を求めると、
【００３７】
【数２】
2004290285.tif 000004
と示すことができる。上記の計算モデルを用い、実際の歯の３次元モデルの質量分布を有限要素法に基くコンピュータプログラムに入力して計算すると、図３のような共振特性を測定することができる。
【００３８】
図３は上顎切歯の場合の計算結果で、横軸は周波数（ｆ／Ｈｚ）、縦軸は変位（δ／ｕｍ）を示している。図３の計算結果では、式（１）および（２）の計算モデルに対応して揺動、上下動、回動のような６つの振動モードの共振ピーク周波数ｆ１〜ｆ６（１３２５Ｈｚ、１４４３Ｈｚ、１６０９Ｈｚ、１６６９Ｈｚ、５０１０Ｈｚ、５４１１Ｈｚ）が現れている。
【００３９】
図４は図３に対応し、上顎切歯の計算モデルにおける各ピーク周波数とその時の振動方向を示している。
【００４０】
同様に、図５は上顎第１小臼歯（２本足）の計算モデルにおける各ピーク周波数とその時の振動方向を、また、図６は上顎第１大臼歯（３本足）の計算モデルにおける各ピーク周波数とその時の振動方向を示している。
【００４１】
図４〜図６の計算結果を考察すると、揺動（ｆ１、ｆ２、ｆ５，ｆ６）、上下動（ｆ３）、回動（ｆ４）の各方向の固有振動周波数は、ほぼ１０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚ（１〜１０ｋＨｚ）の範囲内に収まっていることがわかる。
【００４２】
患者の実際の歯は１本づつ特性が異なるが、それでも各歯の共振周波数（固有振動数）はほぼ１０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚ（１〜１０ｋＨｚ）前後の範囲に収まるものと考えられる。
【００４３】
そこで、トランスデューサ１１に印加する周波数範囲としては、まず上記のほぼ１０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚ（１〜１０ｋＨｚ）前後に含まれる周波数を用いるのが望ましい、といえる。
【００４４】
このとき、たとえば、１０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚ（１〜１０ｋＨｚ）前後の範囲のほぼ全ての周波数成分を含むピンクノイズ（あるいはホワイトノイズ）のような信号を用いることが考えられる。
【００４５】
また、駆動プログラム３２によって、図４〜図６の計算によりあらかじめ選択した複数のピーク周波数（あるいは上記のピンク／ホワイトノイズ信号中の適当な周波数）の正弦波信号を順次トランスデューサ１１に適当なインターバル（たとえば数ｍ秒〜数ｍ秒間隔）で印加するよう時分割駆動することも考えられる。
【００４６】
上述の計算により得られた１０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚ（１〜１０ｋＨｚ）前後の範囲のほぼ全ての周波数成分を用いた振動を同時にあるいは時分割で出力することができれば、理論上、この装置は考えられるほぼ全ての種類（切歯、小臼歯、大臼歯…）の歯、また、その各々に関して個体差を有する実際の歯の固有振動を図４〜図６に示した全てのモードで励起することができる。
【００４７】
また、切歯、臼歯（小臼歯、大臼歯…）などの歯の種類に応じて、図４〜図６のように計算される６つの共振周波数ｆ１〜ｆ６の近傍の周波数を適宜あらかじめ選択しておき、切歯、臼歯（小臼歯、大臼歯…）ごとにその各周波数の前後の周波数成分（単一周波数のみならず複数周波数も可）を混合した信号を用いることが考えられる。
【００４８】
たとえば、歯を切歯、臼歯（小臼歯、大臼歯…）など適当なグループに分け各グループごとに適当な６つの共振周波数ｆ１〜ｆ６の近傍の周波数を適宜あらかじめ選択し、切歯モード、臼歯モードのような駆動モードを設けることが考えられる。この場合、操作部３３に切歯モード、臼歯モードのような各駆動モードを選択するスイッチを設けておき、歯科医師や患者本人が対象とする歯に応じて選択すればよい。
【００４９】
また、検出器１３を用いたフィードバック制御により自動的にその歯に適したトランスデューサ１１の駆動周波数成分を決定することも考えられる。たとえば、次のようなステップを経て制御を行なうことが考えられる。
【００５０】
（１）トランスデューサ１１で１０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚ（１〜１０ｋＨｚ）範囲をスウィープする正弦波振動を印加する。
【００５１】
（２）（１）の期間中、検出器１３により振動強度を測定し、実測した振動強度から図３に類似のレスポンス特性曲線（固有振動ピーク周波数の分布）を測定する（測定期間）。
【００５２】
（３）（２）により得られたピーク周波数（必ずしも上記のモデル通り６つに限定する必要はない）を選択し、その各成分を選択（複数のピーク周波数成分を用いることが望ましいが事情によっては単数でもよい）し、上記のように同時に、あるいは時分割でトランスデューサ１１に与えるようにドライバ回路１２を制御する（実際の駆動期間）。
【００５３】
このような適応制御によれば、自動的に対象の歯１本１本に合せて、その歯周組織に最も高効率に振動を伝達できるトランスデューサ１１の駆動信号を自動的に生成することができる。
【００５４】
トランスデューサ１１の駆動信号の強度に関しても駆動プログラム３２により制御するが、この駆動強度に関しては患者の快不快の条件が大きく作用するため、装置仕様に基づき定めた適当な上限までの範囲内において患者自身が調整できるようにしておくのが好ましい、と考えられる。このためには、たとえば操作部３３にダイヤル操作される可変抵抗、スライドスイッチなどのような操作手段を設けておき、この操作手段によりトランスデューサ１１の駆動信号の強度を変化させ、患者自身が不快を感じない振動強度に調節できるようにしておくとよい。
【００５５】
さらに、駆動プログラム３２によって、トランスデューサ１１の駆動パターンを適宜制御することができる。この駆動パターンには歯の固有振動周波数範囲中の複数の周波数成分の選択パターン、ないしトランスデューサ１１の駆動信号の強度の選択パターンの経時的な制御が含まれる。たとえば、１０００〜１００００Ｈｚの全範囲、あるいは歯の種類に応じて決定した上記の駆動モード内の周波数範囲でトランスデューサ１１の駆動のために選択する周波数を経時的に変化させたり、また、駆動強度を数Ｈｚ程度の周期で強、弱、強、弱のように制御したりすることが考えられる。また、上述の特許文献２に示されるような音楽信号から抽出したリズムで駆動強度を制御し、これにより室内に実際に流した音楽に同期した振動印加を行なうことも考えられる。
【００５６】
以上のように、本実施形態は、次のような構成を特徴とする。
【００５７】
・歯および歯周組織の質量／密度／剛性分布から計算した歯および歯周組織の振動モデルに基づき得られた歯の共振周波数ピークが含まれる周波数帯を用いてトランスデューサ１１を駆動する。
【００５８】
・その際、歯の共振周波数ピークが含まれる周波数帯の多くの周波数を混合したピンク／ホワイトノイズのような駆動信号を用いる。
【００５９】
・歯の質量／密度／剛性分布から計算した歯および歯周組織の振動モデルに基づき、その歯の典型モデルについて共振周波数ピークを計算し、切歯、臼歯などの各歯ごとに駆動モードを設け、対象の歯ごとにユーザが駆動モードを選択する。
【００６０】
・検出器を用いて歯ないし歯周組織の実際の振動を検出し、得られた複数のピーク周波数の成分をブレンドした駆動信号でトランスデューサ１１を駆動する。
【００６１】
本実施形態によれば、歯および歯周組織の質量／密度／剛性分布から計算した歯および歯周組織の振動モデルに基づき得られた歯の共振周波数ピークが含まれる周波数帯を用いて振動印加を行なうので、従来のように固定の周波数を用いるのではなく、歯および歯周組織の固有振動特性を利用して、効率のよい振動入力が可能である。すなわち、本実施形態によれば、従来と異なり、歯および歯周組織が自ずと振動する作用を利用しているので、極めて効率よく効果的な振動入力が可能である。
【００６２】
したがって、消費電力を低減し、また、複数の固有振動ピークの周波数を用いれば歯周組織をあらゆる振動方向に変位させることができ、偏りなくその歯の歯周組織を振動させ、マッサージすることができる。
【００６３】
また、検出器を用いて歯ないし歯周組織の実際の振動を検出し、得られた複数のピーク周波数の成分を選択して駆動信号としてトランスデューサ１１に（同時あるいは時分割で）入力する構成によれば、ユーザがトランスデューサ１１（ないしその振動入力部材）を対象の歯に当てるだけで自動的にその歯に合せてその歯周組織に最も高効率に振動を伝達できるトランスデューサ１１の駆動信号を自動的に生成し、最も効率よく効果的な振動入力を行なうことができる。
【００６４】
以上のようにして、本実施形態によれば、歯および歯周組織の固有振動特性を利用して、効率よく効果的な振動入力が可能であり、良好なマッサージ効果を得ることができ、歯周組織の汚れの除去、および歯周組織の血行を促進し、歯周病の予防に大いに寄与することができる。
【００６５】
本発明の制御方法は、１チップＣＰＵなどから構成した制御部３１の駆動プログラム３２としてＲＯＭなどの記憶素子に実装しておけばよい。
【００６６】
また、駆動プログラム３２を書き換え可能としておき、適当な外部装置からネットワーク通信などを介して供給するような構成も考えられる。このような構成によれば、製品に不都合が生じた時、あるいはより良い駆動プログラム３２を開発できた時に、ユーザの歯科装置ハードウェアを変更することなく歯科装置を改善することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、歯科装置、歯科装置の制御方法、および歯科装置の制御プログラムにおいて、歯ないし歯周組織に対して機械振動を印加するトランスデューサを用い、前記トランスデューサを歯ないし歯周組織の固有振動周波数範囲に含まれる周波数を用いて駆動する構成を採用しているので、歯や歯周組織の物理特性を利用した効率のよい駆動方式により歯周組織のマッサージを行なえる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を採用した歯科装置の構成を示したブロック図である。
【図２】歯の剛性および密度分布を示した説明図である。
【図３】歯の３次元モデルから有限要素法により計算した固有振動特性を示した線図である。
【図４】切歯の３次元モデルから有限要素法により計算した固有振動特性を示した説明図である。
【図５】上部小臼歯の３次元モデルから有限要素法により計算した固有振動特性を示した説明図である。
【図６】上部大臼歯の３次元モデルから有限要素法により計算した固有振動特性を示した説明図である。
【符号の説明】
１１  トランスデューサ
１２  ドライバ回路
１３  検出器
２１  エナメル質
２２  ぞうげ質
２３  歯髄
２４  歯周膜
２５  歯槽骨
３１  制御部
３２  駆動プログラム
３３  操作部
３４  電源部
【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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