(57)【要約】      （修正有）【課題】下顎の特定点位置の移動軌跡を測定する顎運動測定装置に関し、詳しくは顎運動測定装置の分野においてチェアーサイドで測定できる顎運動測定装置や、口腔内データを基に患者の口腔内の動きをパソコン上で再現する顎運動測定装置に関し、歯科用チェアに患者が座った状態の上顎又は頭部と下顎の運動範囲を測定エリアとし、歯科用チェア以外の専用スペースを必要とせず、蛍光灯等の外乱光の影響を受けにくい光学式の顎運動測定装置を提供する。【解決手段】複数の信号生成体を有する上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体１及び生体標点支持具と全ての信号生成体の位置を計測するセンサを備えた計測ユニットを備えた顎運動測定装置において、上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点支持具が有する全ての信号生成体の生成する全ての信号が少なくとも患者の左側又は右側の計数ユニットに向かって信号伝播するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の信号生成体を有する上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具と全ての信号生成体の位置を計測するセンサを備えた計測ユニットを備えた顎運動測定装置において、
上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具が有する全ての信号生成体の生成する全ての信号が少なくとも患者の左側又は右側の計測ユニットに向かって信号伝播することを特徴とする顎運動測定装置。
【請求項２】
少なくとも３個以上の同一直線上にない信号生成体が上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の顎運動測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の信号生成体が発光体であることを特徴とする顎運動測定装置。
【請求項４】
上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び／又は生体標点指示具上の全ての信号生成体の測定位置が、１０ｃｍ立方体の中にとどまる様に構成されるか、又は全ての信号生成体が患者の片側顆路より１０ｃｍ以内にとどまる様に構成されていることを特徴とする請求項１〜３記載の顎運動測定装置。
【請求項５】
全ての信号生成体の位置を計測する２個以上のセンサを有する計測ユニットは、位置及び高さ及び角度を調節する移動調節機構を有したことを特徴とする請求項１〜４記載の顎運動測定装置。
【請求項６】
全ての発光体の消灯を示す消灯信号を含む発光体の点灯信号を、センサが検出することを特徴とする請求項１〜５記載の顎運動測定装置。
【請求項７】
単数又は複数の指示針を有する指示針部及び、同一直線上にない３個以上の信号生成体が取り付けられている信号生成体部を有することを特徴とする生体標点指示具。
【請求項８】
信号生成体部、及び指示針部を有する生体標点指示具において、
指示針が複数の生体標点を指示できるように指示方向変更機構を有することを特徴とする請求項７記載の生体標点指示具。
【請求項９】
指示針部が、
前方基準点を指示するための前方基準点用指示針と
後方基準点を指示するための後方基準点用指示針とを有する
請求項７、８記載の生体標点指示具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本発明の技術分野】
本発明は下顎の特定点位置の移動軌跡を測定する顎運動測定装置や、顎運動測定装置の分野においてチェアーサイドで測定ができる顎運動測定装置や、歯列などの口腔内データを基に患者の口腔内の動きをパソコン上で再現するための顎運動測定装置に関する。
本発明は生体の位置座標を特定する生体標点指示具や、同一の治具で口腔内標点と口腔外標点を測定できる生体標点指示具や、歯列などの口腔内データと顎運動測定装置によりえられた顎運動データを繋げるための生体標点を測定するための生体標点指示具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
顎運動測定装置とは、上顎と下顎の相対的な運動である顎運動を測定及び／又は観察する装置である。顎運動の測定、観察方法としては、解剖学的法、写真法、映画法、描記法、電気的測定法などを用いる。顎運動測定装置は下顎運動測定装置と表現する場合もある。
顎運動測定装置は上下顎をそれぞれ剛体と仮定し、上顎の測定エリア内での位置と方向及び下顎の位置と方向を測定することにより、相対的な上下顎運動として定量的に評価する。
【０００３】
これらの方法を使用して顎運動を測定する方法としては、開口量だけを測定する１自由度測定、ゴシックアーチ描記法のように平面内の１点の運動を測定する２自由度測定、生体に取り付けた１個の標点の３次元位置を測定する３自由度測定、２個の標点の３次元位置を測定する５自由度測定、上顎に対する下顎の相対運動としてＸ、Ｙ、Ｚ、Θｘ、Θｙ、Θｚを算出する６自由度測定がある。
特に高次元の顎運動測定装置としては、Ｘ、Ｙ、Ｚの３要素で表される３次元測定装置とＸ、Ｙ、Ｚ、Θｘ、Θｙ、Θｚの６要素で表される顎運動測定装置がある。上下顎の各剛体の位置を検出するには、剛体上の１点にＸ、Ｙ、Ｚ、Θｘ、Θｙ、Θｚの６要素や、剛体上の３点にそれぞれＸ，Ｙ，Ｚの３要素等を検出する必要がある。
【０００４】
顎運動測定装置は、上下顎歯列にシーネを介して剛性支持体を取り付けられる。顎機能の異常は顎運動測定装置から得られるデータをもとに歯科医師が診断する。顎機能を評価する要素としては、各種限界運動の大きさ、運道路の滑らかさ、運動の再現性、運動の対称性、顆路の収斂度などが挙げられる。顎運動測定装置は各種測定原理が異なるものがあり、近年では磁気、光、機械式が一般的となっている。
磁気を利用する顎運動測定装置は、測定エリアに磁場を発生させ、センサとなるコイルを上下顎にシーネ又は剛性支持体を介して取り付けるものである。測定時には測定エリア内でのコイルの位置や方向によって、磁場の影響を受けるために、コイルは位相の変化を出力することになる。よって、測定エリア内に金属が存在すると測定データに影響を与えるため正確な測定が困難になるという問題を抱えていた。光を利用する顎運動測定装置は、通常発光ダイオードは上下顎剛性支持体に各３個以上取り付けられており、センサとなる各カメラで各発光ダイオードの位置を検出するものである。よって測定時に蛍光灯の光などの外乱光がある場合はその光を検出するために正確な測定ができなくなる場合があり、歯科用チェアサイドで測定することは困難であった。機械式を利用する顎運動測定装置は、上顎剛性支持体に複数のセンサを装備し、下顎の動きを上顎剛性支持体に取り付けられたセンサで検出するものである。ここでのセンサは、機械的な接触を基準として位置関係を算出するものである。この方法は光や磁場の影響を受けにくく、高精度な測定が可能である半面、上顎に複数のセンサが装備されているため、患者装着部である剛性支持体の重量が重く患者への装着も困難で、患者や術者の負担が大きいという欠点があった。
【０００５】
磁場や光を使った顎運動測定装置は、患者装着部が軽量な上、取り扱いが簡便で術者や患者の負担が少ないため、短時間で測定が可能である。しかし、測定環境の影響を受けやすく、磁場であれば測定エリアに金属が存在したり、光であれば蛍光灯などの光を遮断する必要があるため、患者は歯科用チェアと別の専用スペースに移動しなければならず歯科医院での測定には不向きである。
また、機械式の顎運動測定装置では測定環境での影響を殆ど受けずに顎運動を測定できるため、歯科用チェアでの測定は可能である。しかし、患者装着部の重さや操作性に問題点があり、測定時間や装着時間が長時間になるという欠点があった。
【０００６】
各種顎運動測定装置には生体と測定器の位置関係を特定する生体標点指示具がある。即ち、上顎と上顎に取り付けられた剛性支持体にある信号生成体とを剛体とみなし、事前に信号生成体の位置と上顎の基準となる位置の位置関係を測定する。更に、下顎においても同様に測定する事によって、上顎に取り付けられた剛性支持体にある信号生成体と下顎に取り付けられた剛性支持体にある信号生成体の位置関係を計測することにより、上顎の基準となる位置と下顎の基準となる位置との相対的な位置関係を算出することができる。
生体標点指示具は、生体標点と顎運動測定装置から得られたデータとの位置関係を算出するために、上顎又は下顎の基準となる位置と、信号生成体の位置関係を算出する治具である。
【０００７】
生体標点指示具の目的は、顎運動測定装置座標系からみた例えば顆頭や切歯点などの生体上の点を特定するためのものである。
生体標点指示具は、機械式の顎運動測定装置と光を使用した顎運動測定装置の場合とで大きく形態が違う。
機械式の顎運動測定装置の場合は各センサの可動範囲が限られているため、生体標点指示具の測定エリア内での可動範囲に制約がある。このため複数の指示針を設けることによって狭い可動範囲で広範囲を測定できるように考慮されている。また、光を使用した顎運動測定装置の場合は非接触測定のために測定エリア内での可動範囲に制約がないため、１本の指示針で顎運動測定装置の基準となる位置を測定できるようになっているが、解析点に使用する基準点以外の点を測定することはきわめて困難である。
【０００８】
通常、生体標点指示具は顎運動を測定する前に使用される。
機械式の顎運動測定装置での使用方法は、上顎剛性支持体を患者に取り付けた状態で、生体標点指示具を下顎剛性支持体に取り付け、上顎歯列の点や顆頭の位置のみを測定する。
また、光を使用した顎運動測定装置での使用方法は、センサの測定範囲内に発光体を設け、生体標点に指示針を当てる事によって、生体標点の位置を算出する。上下顎の剛性支持体とは独立した治具を用いることが可能である。また、発光体が取り付けられていない生体標点指示具では、上顎剛性支持体が患者に取り付けた状態で、生体標点指示具を下顎剛性支持体に取り付け、上顎歯列の点や顆頭を測定する。
【０００９】
特開平７−３０８３２９号公報には、専用スペースで上下顎剛性支持体の両端に患者から見て右・左方向に発光する発光体を２個ずつ取り付け、この発光体の光を患者の左右に設置された合計６個のＣＣＤカメラで測定し、移動軌跡を測定する顎運動測定装置と、１本の指示針が複数の角度に変更できる調節機構を有した生体標点指示具が示されている。
しかし、この顎運動測定装置は患者の左右に設置された合計６個のＣＣＤで運動を測定する構造であり、測定エリアの明るさが測定データに影響を与えるため専用スペースで測定で行う必要がある。更に、下顎用剛性支持体に生体標点指示具を取り付けて生体標点を測定するために、下顎の生体標点は測定できない。
【００１０】
“立体視画像処理を用いた新しい三次元下顎運動解析装置”日本歯科医学会誌４４巻４号に記載されているような顎運動測定装置は、患者の前方に発光する３個の発光体が取り付けられたヘッドフレームと、下顎にシーネを介して前方に発光する発光体が取り付けられた剛性支持体を患者に装着し、患者前方に設置された２個のＣＣＤカメラで各発光体の位置を画像処理から算出し、移動軌跡を測定していた。
この顎運動測定装置では、測定エリアの明るさが測定データに影響を与えるため、歯科用チェア以外の外乱光の少ない専用スペースで測定を行う必要があった。更に、頭部の皮膚上に上顎用剛性支持体となるヘッドフレームを取り付けるため、顎運動時には患者の筋肉の収縮運動や患者の瞬きなどで患者の状態が変化して、剛体条件が成立しにくく、高精度な測定は望めない。
生体標点指示具は、患者前方に向かって２個の発光体が取り付けられ先端に１本の指示針が取り付けられている。
しかし、口腔内の生体標点を測定することは、指示針が口腔内に入ったときに、ＣＣＤカメラから生体標点指示具の発光体が死角になる場合があり、口腔内はきわめて測定しにくいという欠点があった。
【００１１】
また、（株）松風から販売されているデジタル方式６自由度顎運動測定装置は、機械式の測定を行うため、高精度な測定が可能なうえ、測定環境に影響を受けにくくチェアサイドでも測定が可能である。しかし、反面、光を検出する原理の測定器と比較すると患者に取り付けられる剛性支持体が重くなることや、センサ連結部を介して上下顎剛性支持体を連結されているために術者の操作性が悪いという課題があった。
また、この顎動測定装置と付属の生体標点指示具は、上顎用剛性支持体にセンサ連結部を介して連結された下顎用剛性支持体に生体標点指示具を取り付けて使用するものである。しかし、上顎用剛性支持体にセンサ連結部を介して連結された下顎用剛性支持体に生体標点指示具を取り付けて使用するため、各センサに可動範囲があり下顎用剛性支持体の可動範囲が限られており、指示針先端で測定できる部位は口腔内に限られていた。
【００１２】
従来の生体標点指示具は、歯科で一般的に使われる口腔外のフランクフルト平面、カンペル平面及び口腔内の咬合平面等のどれか１つの平面のみ、測定できるような特化した形態となっており、患者の症状に応じて基準面を変更することができる機構を有するものは開示されていない。
【００１３】
特許第３００２５３０号記載の顎運動測定装置は人体の又はその一部の動きを測定及び分析する装置を顎運動測定装置に応用したものであり、１個の剛性支持体上に３個の発光ダイオードの１組とこれら発光体の動きを追従するよう構成され、発光体がそれぞれのフィールド内に位置されるように上顎用剛性支持体上に取り付けられた２個のセンサで構成されており、下顎用剛性支持体は下顎、上顎用剛性支持体は頭部に固定される。
頭部の皮膚上に上顎用剛性支持体を取り付けるため、高精度な測定は望めなかった。
【００１４】
補綴学会誌１９８７年３１巻４号記載の顎運動測定装置がある。この測定装置は患者の上下顎歯列にシーネを介して患者前方に発光する発光体を上顎に３個、下顎に３個取り付け、それらの発光体をＰＳＤカメラで受光する。この方式は本発明との類似点が、上下顎に取り付けた発光体の個数、カメラの個数である。しかし、２個のカメラを測定エリア原点から±４５°で患者から離れた位置に各カメラを設置し、測定エリアと顎運動測定装置の設置スペースを広く設定する必要があったため、歯科用チェア以外の専用スペースで測定する必要があった。
【００１５】
【特許文献１】
特開平７−３０８３２９号公報
【特許文献２】
特許第３００２５３０号記載
【非特許文献１】
補綴学会誌１９８７年３１巻４号記載
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の顎運動測定装置は専用スペースを必要としているため、患者が治療時に座る歯科用チェアでの測定はできなかった。また、蛍光灯などの外乱光の影響でデータが大きく変化する問題があった。
本発明は、歯科用チェアに患者が座った状態の上顎又は頭部と下顎の運動範囲を測定エリアとし、歯科用チェア以外の専用スペースを必要とせず、蛍光灯などの外乱光の影響を受けにくい光学式の顎運動測定装置を提供することを目的とする。
【００１７】
従来の顎運動測定装置は、顎運動測定装置の基準面であるフランクフルト平面、カンペル平面、咬合平面や術者が任意に基準面を任意に決定できるものがなく、更に生体標点指示具を有した顎運動測定装置は提供されていない。
従来の顎運動測定で光を検出する原理の測定器では、医院内の蛍光灯などの外乱光が測定データの誤差の原因になることから、光を検出するカメラなどの受光部を歯科用チェアの周辺に設置できず、測定のための専用スペースが必要になる。更に磁気を使用する顎運動測定では剛性支持体が剛性支持体などの患者装着部が軽く操作性が良く、さらに高精度な測定が可能であるが、測定エリアに金属が存在すると正確な測定ができない等の問題があった。
また、機械式の顎運動測定装置では、高精度な測定ができ、測定環境の影響を受けにくい反面、剛性支持体などの患者装着部が重いために患者にかかる負担が大きいことや術者の操作性が悪い等の問題点を抱えていた。
【００１８】
顎運動測定装置の測定方法は、術者の指示で患者が下顎を動かしてその動きを測定するため、患者の症状によっては測定開始から終了まで膨大な時間がかかる。
さらに光を検出する原理の測定器では専用スペースまで術者と患者が移動する時間や専用スペースの準備時間、また機械式の測定器では患者に装着する時間がかかるという課題があった。
【００１９】
生体標点指示具の形態や指示針の本数は測定装置によって異なり、例えば機械式測定装置の場合、３本の指示針を備えているが、下顎用剛性支持体に生体標点指示具を取り付けているために可動範囲に制約があり、口腔外の点は測定できない。
また光を使用した測定装置の場合、１本の指示針で測定するために、口腔外の点は測定しやすくなっているが、カメラなどの受光部から生体標点指示具に取り付けられた発光体が、口腔内を測定しようとしたときに死角になることがあり、口腔内は非常に測定しにくい欠点がある。
【００２０】
生体標点指示具は、歯科で一般的に使われる口腔外のフランクフルト平面、カンペル平面及び口腔内の咬合平面のどれか１つの平面のみ、測定できるような特化した形態となっており、患者の症状に応じて基準面を変更することができなかった。
【００２１】
【課題を解決する為の手段】
本発明は、信号生成体を有する上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具と信号生成体の位置を計測するセンサを備えた計測ユニットを備えた顎運動測定装置において、上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具が有する全ての信号生成体の生成する全ての信号が少なくとも患者の左側又は右側の計測ユニットに向かって信号伝播するか又は、センサを有する上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具と複数の信号生成体をそなえた計測ユニットを備えた顎運動測定装置において、  計測ユニットが有する全ての信号生成体の生成する全ての信号が少なくとも患者の左側又は右側の上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具に向かって信号伝播することを特徴とする顎運動測定装置である。
本発明は、少なくとも３個以上の同一直線上にない信号生成体が上顎用剛性支持体又は下顎用剛性支持体又は生体標点指示具又は計測ユニットに取り付けられたことを特徴とする顎運動測定装置である。
【００２２】
本発明は、複数の発光体が取り付けられた上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具と、各センサの出力から得られた位置データを処理するとともに発光制御部及びセンサ出力制御部を統括制御する制御演算装置を備えた顎運動測定装置において、全ての発光体が患者の左側から外方向に発光するか、全ての発光体が患者の右側から外方向に発光する上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び／又は生体標点指示具を有することを特徴とする顎運動測定装置である。
本発明は、上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び／又は生体標点指示具上の全発光体の測定位置が、１０ｃｍ立方体の中にとどまる様に構成されるか、又は全発光体が患者の片側顆路より１０ｃｍ以内にとどまる様に構成されていることを特徴とする顎運動測定装置である。
【００２３】
本発明は、複数の発光体の位置を計測する２個以上のセンサを有する計測ユニットは、位置及び高さ及び角度を調節する移動調節機構を有したことを特徴とする顎運動測定装置である。
本発明は、全ての発光体の消灯を示す消灯信号を含む発光体の点灯信号をセンサが、検出することを特徴とする顎運動測定装置である。
本発明は、顎運動測定装置において用いられる生体標点指示具が、単数又は複数の指示針を有する指示針部及び、同一直線上にない３個以上の信号生成体が取り付けられている発光体部を有することを特徴とする生体標点指示具である。
本発明は、発光体部、及び指示針部を有する生体標点指示具において、指示針が、複数の生体標点を指示できるように指示方向変更機構を有することを特徴とする生体標点指示具である。
【００２４】
本発明は、指示針部が、眼窩点を指示するための眼窩点用指示針及び鼻翼下縁を指示するための鼻翼下縁用指示針とを有する生体標点指示具である。
本発明は、信号生成体が光、電磁波、電界、磁界、音波のいずれかの発生体又は反射体又は攪乱体であることを特徴とする顎運動測定装置である。
本発明は、信号生成体が多角形の頂点に相当する位置に特徴点として平面又は立体形状を含む部材の一部として構成されている光反射体であることを特徴とする顎運動測定装置である。
本発明は、少なくとも６個以上の発光体を有し、発光制御部又は制御演算装置が発光体の発光する個数及び／又は順序を制御すること特徴とする顎運動測定装置である。
【００２５】
本発明は、センサ出力制御部又は制御演算装置が、消灯信号に応じてセンサ出力又は位置データを比較校正することを特徴とする顎運動測定装置である。
本発明は、生体標点指示具により得られた生体標点の座標データを、出力する機能を備えた顎運動測定装置である。
本発明は、信号生成体が発光体である生体標点指示具である。
本発明は、指示針を２個以上有することを特徴とする生体標点指示具である。
【００２６】
本発明は、発光体部の発光方向に対して指示針の方向が、略１８０°である１個又は複数の指示針部Ａ、及び／又は略９０°である１個又は複数の指示針部Ｂ、及び／又は略０°である１個又は複数の指示針部Ｃとして設定可能であり、かつ、指示針部Ｂと、指示針部Ａ又は指示針部Ｃの指示針間の距離が５ｃｍ以上であり、指示針部Ａと指示針部Ｃの指示針間は１０ｃｍ以上離れている様に設定可能である様に発光体部及び指示針部及び／又はベース部が構成されていることを特徴とする生体標点指示具である。
本発明は、発光体部の発光方向に対して指示針の方向が、略９０°である１個又は複数の指示針部Ｂが、発光方向のまわりに略１８０°対向して設定可能である様に発光体部及び指示針部及び／又はベース部が構成されていることを特徴とする生体標点指示具である。
【００２７】
本発明は、生体標点指示具を備えた顎運動測定装置である。
本発明は、術者への指示による患者の特定の生体標点の計測データが、あらかじめ特定された特定データとして記憶準備又は演算準備されていることを特徴とする顎運動計測装置である。
本発明は、術者への指示による患者の特定の生体標点計測データとしてあらかじめ記憶準備又は演算準備されている特定データが、患者の下顎口腔外又は下顎口腔内の生体標点として記憶準備又は演算準備されていることを特徴とする顎運動計測装置である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
信号生成体とは、信号を発生させ、センサが感知できるものであれば何でも良い。好ましくは磁場又は光を発生させるものである。更に好ましくは光を発生させるものである。またさらに好ましくは発光ダイオードである。発光ダイオードの中でも最も好ましいのは７８０ｎｍ〜１５００ｎｍの赤外線領域で発光する発光ダイオードである。
信号生成体の数は、上顎剛性支持体に同一直線上に並ばないように少なくとも３個以上、下顎剛性支持体にも同一直線上に並ばないように少なくとも３個以上、生体標点指示具にも同一直線上に並ばないように少なくとも３個以上の発光ダイオードが取り付けられていることが好ましい。
信号生成体の形状とは、小型であればどんな形状でも良い。好ましくは１８０°に発光するために信号生成体が剥き出しになっている形状である。
【００２９】
信号生成体の好ましい種類とは、指向性の広い発光ダイオードであればよいが、好ましくは１８０°の指向性を有した発光ダイオードであり、最も好ましいのはチップタイプの発光ダイオードである。
信号生成体間の位置関係は、上下顎剛性支持体に各３個及び生体標点指示具に３個取付けられており、上下顎剛性支持体及び生体標点指示具の各３個の信号生成体が一直線上になっていなければどのような位置関係にあっても良い。好ましくは正三角形、又は直角三角形を形成するような位置関係で各３個の信号生成体が取り付けられていることである。
【００３０】
上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体の形状は、切歯から左大臼歯部までＬ字型に伸びた形状であれば何でも良い。好ましくは患者の切歯から左方向に顔半分より長い長さで直線的に伸びており、その先端から患者の後方へ台形の下底辺を除いた形で伸びた形状である。
【００３１】
上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体と信号生成体との位置関係は、信号生成体が完全に上下顎の剛性支持体に直線にならないように固定されていれば良いが、好ましくは、信号生成体が同一平面上に同一方向を向いて固定されていることであり、更に好ましいのは真中の信号生成体の発光面から２０〜３０°右方向に傾いて２個目の信号正生体が固定され、さらに左方向に２０〜３０°傾いて固定されていることである。もっとも好ましいのは上下顎剛性支持体の台形の下底辺を省いた辺上に各信号生成体が固定されていることである。
上顎剛性支持体及び下顎用剛性支持体の材質は、頭部と剛性関係を保てるものであれば何でもよいが、ステンレス製、アルミ製、プラスチック製が好ましい。さらに好ましいのはプラスチック製になっているものである。
【００３２】
上顎剛性支持体の形状は、上顎切歯より患者の顔左半分の長さで左方向に直線になっており、そこから後方へ上顎切歯から第二大臼歯の長さで鍵状の棒になっているのが好ましく、更に好ましいのは、棒状の上顎剛性支持体内部が空洞化されて軽量化を図られていることである。
上顎剛性支持体は、シーネを介して頭部に固定させる。シーネと頭部の口腔内歯列の接続は仮着固定できれば良いが、顎運動測定中に測定誤差を少なくするために動かないように固定することが重要である。さらに好ましくは歯科用セメントで接着である。
上顎剛性支持体とシーネの接続は固定されていれば良いが、複数の方向に固定できるのが好ましい。さらに好ましくはネジ止めである。
下顎剛性支持体とは、上顎剛性支持体同様であればよい。
【００３３】
生体標点指示具とは、患者の頭部の部位を指示できるものであれば何でも良いが、好ましくは複数の指示針を取り付けた棒と複数の指示針を有した平面板であり、さらに好ましいのは指示針が取り付けられた棒を複数の指示針が取り付けられた平面板をそれぞれ取り外しができることである。
【００３４】
生体標点指示具の形状とは、患者の正面から見て患者の左側面に伸びた棒の先端に患者の方向に向かって取り付けられた指示針を有し、患者の正面から見て患者の右側面に伸びた棒の先端に患者の方向に向かって取り付けられた指示針を有し、患者の正面から見て患者の鼻翼下縁又は眼窩下点に向かって伸びた棒の先端に患者の鼻翼下縁又は眼窩下点に向かって取り付けられた指示針を有し、患者の正面から見て口腔内に向かって伸びた平面板に上方を向いて取り付けられた複数の指示針を有し、患者の正面から見て口腔内に向かって伸びた平面板に下方を向いて取り付けられた複数の指示針を有していればよいが、好ましくは上記生体標点指示具形状の患者の左右側面に伸びた棒が湾曲していることであり、更に好ましいのは平面板に取り付けられた下方を向いた複数の指示針は上方を向いた指示針と同じ位置で全く逆方向を向いていることである。
生体標点指示具の形材質とは、剛性関係を保てるものであれば何でもよいが、ステンレス製、アルミ製、プラスチック製が好ましい。さらに好ましいのはプラスチック製になっているものである。
【００３５】
生体標点指示具の形状は、口腔外の皮膚上にも接触させられる形になっていればよいが、好ましくは指示針を複数備えていることであり、さらに好ましいのは複数の指示針で口腔内歯列に接触させられる形となっていることである。
生体標点指示具は、複数の信号生成体から構成されており、全ての信号生成体をセンサ視野におさめていれば何でもよい。
【００３６】
計測ユニットは、センサを備えている。
計測ユニットとは、発光ダイオードの発光タイミングやセンサの作動タイミングを制御する制御ボードとセンサを搭載していれば何でもよいが、好ましくは制御ボード、２個のセンサ、電源を搭載していることで、さらに好ましいのは歯科用チェアに座った患者の傍に設置できるようになっていることである。最も好ましいのは患者の座高にあわせて、計測ユニットを上下に移動させられるように調節機構を有していることである。
患者の左側とは、歯科用チェアに患者が座った状態で、地上と患者の左肩を結ぶ線と患者の両耳を結ぶ線が交わった点付近であり、右側とは前述した左側と対称である。
【００３７】
計測ユニットとは、センサを有する上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具と複数の信号生成体をそなえた物であることが好ましい。
信号伝播とは、上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び生体標点指示具が有する全ての信号生成体の生成する全ての信号が少なくとも患者の左側又は右側の計測ユニットに向かうことである。
信号伝播とは計測ユニットに搭載されているセンサに信号生成体から信号を発生するものであればなんでも良いが、好ましくは２次元ＰＳＤやＣＣＤのような受光センサの受光面に向かって発光する発光ダイオードであり、さらに好ましくは２次元ＰＳＤやＣＣＤのような受光センサの受光面に向かって赤外線領域の波長で発光する発光ダイオードである。最も好ましくは赤外線領域の波長に最も良い感度をもった２次元ＰＳＤに向かって、赤外線領域の波長で発光する発光ダイオードである。
【００３８】
発光体とは、光るものであれば何でも良いが、好ましくは１８０°に発光するもので、更に好ましいのは、点滅を制御できる発光体であり、最も好ましいのは赤外線領域で発光するチップタイプの発光ダイオードである。
各センサの出力から得られた位置データは、上顎剛性支持体に取り付けられた３個の信号生成体の３次元座標から上顎の３次元座標と回転量を示す６要素のデータに変換する。下顎剛性支持体及び生体標点指示具に取り付けられた信号生成体の位置データも上顎剛性支持体のデータ処理と同様である。
発光制御部とは、光を使用した顎運動測定装置の場合、発光ダイオードが点灯又は点滅を制御するものであれば何でも良いが、好ましくは発光ダイオードを点滅させるものであり、さらに好ましくは発光ダイオードの点滅の時間を制御するものである。最も好ましいのは発光ダイオードの点灯と消灯する時間を制御し、発光ダイオードの個数も制御できるものである。
【００３９】
センサ出力制御部とはセンサから出力するタイミングを制御できるものであればなんでも良いが、好ましいのはセンサから常に出力しているものであり、さらに好ましいのは一定の時間間隔でセンサから出力させるものであり、最も好ましいのは任意にセンサから出力するタイミングを制御できるものである。
統括制御とは信号生成体とセンサを同時に動作させるものであればなんでも良いが、好ましいのは常に信号生成体とセンサの動作を一定時間間隔で同期させていることであり、さらに好ましいのは信号生成体とセンサが動作する時間間隔を変更できることであり、最も好ましいのは信号生成体の数が変わってもセンサの動作を信号生成体の数に合わせて同期して動作させることである。
【００４０】
制御演算装置とは、記憶装置、表示装置、印刷装置、信号出力装置、信号入力装置、演算装置を有したものであれば何でも良いが、好ましいのは常に送信される信号を常に信号入力装置で記憶装置に記憶して演算し、表示装置や印刷装置に出力するパーソナルコンピュータである。さらに好ましいのは前述した機能に加えて発光制御部を制御できるパーソナルコンピュータであり、最も好ましいのは前述した機能に加えて発光制御部とセンサ出力制御部を統括制御する機能を備えたパーソナルコンピュータである。
制御演算装置は発光制御部及びセンサ出力制御部を統括制御する。
患者の左側から外方向とは、患者の左側に測定エリアを設定して、測定エリア原点から見て患者と逆方向を示し、患者の右側から外方向とは、患者の右側に測定エリアを設定して、測定エリア原点から見て患者と逆方向を示す。センサの配置位置として好ましいのは右側及び左側を術者が選択できることである。
【００４１】
上顎用剛性支持体及び下顎用剛性支持体及び／又は生体標点指示具上の全発光体の測定位置が、１０ｃｍ立方体の中にとどまる様に構成されるか、又は全発光体が患者の片側顆路より１０ｃｍ以内にとどまる様に構成されているとは、  全発光体の測定位置が１０ｃｍ立方体の中にとどまる様な構成であって、１０ｃｍ立方体は測定エリアのことであり、全発光体が測定エリア内に存在している状態である。好ましくは、患者の右側又は左側の１０ｃｍ立方体内に全発光体がとどまっていることで、さらに好ましいのは患者の顆頭から１０ｃｍの距離に測定エリアがあり、全ての発光体がとどまっていることである。最も好ましいのは、上顎剛性支持体と下顎剛性支持体の全ての発光体又は上顎剛性支持体と下顎剛性支持体と生体標点指示具の全ての発光体が測定エリアに存在させられることである。
【００４２】
複数の発光体の位置を計測する２個以上のセンサを有する計測ユニットは、センサ同士の位置関係が変化しないものであればなんでも良いが、好ましくは測定エリアの原点から±１０〜３０°の位置に固定されていることである。更に好ましいのは患者頭部側面から２０〜３０ｃｍ離れた位置に設置されることである。位置及び高さ及び角度を調節する移動調節機構とは、計測ユニットを取り付けた支柱が移動させることができれば何でも良いが、好ましいのは前述した移動機構に加え、計測ユニットの地面からの高さを調整できる高さ調節機構を備えていることで、さらに好ましいのは移動機構、高さ調節機構に加え、計測ユニットの地面に対する角度を調節できることである。
【００４３】
これら計測ユニットには、センサの測定範囲を示すための測定範囲指示機構を設けることが好ましい。
その測定範囲指示機構の具体的なものとして、測定エリアを示す発光素子から発せられる発光素子光により測定範囲を示すことが好ましい。また、その発光素子を複数用い、立体的な測定範囲を示すことは好ましい。また、発光素子光の交る部分に測定する発光生成体等を合わせることにより測定範囲を示すことも好ましくできる。
発光素子光は測定範囲の輪郭だけを示すものが好ましい。複数用いる場合は、発光素子光の色を違えることにより、発光素子光が交わる部分を明確にすることが好ましい。
測定時には発光素子光を発光させない様にすることがよい。
測定範囲指示機構により、計測ユニットの位置を定めることができる。
【００４４】
消灯信号を含む発光体の点灯信号をセンサが検出とは、全ての発光体が消灯しているときのセンサ出力で、好ましいのは各発光体が点灯したときに同期してセンサが動作し、発光体の位置を検出することで、さらに好ましいのは、全ての発光体が消灯しているときのセンサ出力と各発光体が点灯したときのセンサ出力を比較して誤差の原因となる蛍光灯の光などの外乱光を演算で取り除くことである。
【００４５】
生体標点指示具とは、顎運動測定装置からみた生体の位置を特定できるものであれば何でも良いが、好ましくは単数の指示針を備え、同一直線上にない３個以上の信号生成体が取り付けられている発光体部を有する生体標点指示具であり、さらに好ましいのは複数の指示針を備え、同一直線上にない３個以上の信号生成体が取り付けられている発光体部を有する生体標点指示具である。
生体標点指示具とは、生体の位置座標を特定できるものであれば何でも良いが、好ましくは生体の位置座標を特定する指示針の本数が複数であり、さらに好ましいのは複数の指示針が患者上顎の歯の位置を特定できるように口腔内から見て患者上方を向いていることで最も好ましいのは患者下顎の歯の位置座標を特定できるように口腔内から見て患者下方を向いている指示針を有していることである。
【００４６】
顎運動測定装置と生体標点指示具の具体的関係とは、顎運動測定装置は上顎に対する下顎の動き、すなわち２個の剛体の相対運動を測定する測定器であり、相対運動を算出する時に基準となる座標系を設定する必要がある。この時基準座標系は生体標点指示具で患者頭部の任意点を複数指示することにより、基準座標系を設定する。
指示針とは、生体標点指示具に取り付けられている針で、患者を傷つけないように先端が丸みを帯びている形状が好ましく、さらに好ましいのは生体標点指示具から見て指示針先端が測定したい部分に向かって取り付けられていることである。
【００４７】
発光体部、及び指示針部を有する生体標点指示具とは、患者の正面から見て患者の左側面に伸びた棒の先端に患者の方向に向かって取り付けられた指示針を有し、患者の正面から見て患者の右側面に伸びた棒の先端に患者の方向に向かって取り付けられた指示針を有し、患者の正面から見て患者の鼻翼下縁又は眼窩下点に向かって伸びた棒の先端に患者の鼻翼下縁又は眼窩下点に向かって取り付けられた指示針を有し、患者の正面から見て口腔内に向かって伸びた平面板に上方を向いて取り付けられた複数の指示針を有し、患者の正面から見て口腔内に向かって伸びた平面板に下方を向いて取り付けられた複数の指示針を有し、さらに複数の発光体が取り付けられた棒を有する。好ましくは複数の発光体が取り付けられた棒は湾曲していることである。
【００４８】
眼窩下点とは、眼窩骨縁の最下点と定義される眼窩点に相当する皮膚上の点である。
眼窩点を指示するための眼窩点用指示針とは、鼻翼下縁を指示するための鼻翼下縁用指示針と共通であり、患者の正面から見て患者の鼻翼下縁又は眼窩下点に向かって伸びた棒の先端に患者の鼻翼下縁又は眼窩下点に向かって取り付けられた指示針であることが好ましい。
顆頭点とは、下顎運動の原点として利用される下顎頭を代表する基準点である。左顆頭点を指示するための左顆頭点用指示針とは、患者の正面から見て患者の左側面に伸びた棒の先端に患者の方向に向かって取り付けられた指示針と、患者の正面から見て患者の右側面に伸びた棒の先端に患者の方向に向かって取り付けられた指示針である。
右顆頭点を指示するための右顆頭点用指示針とは、患者の正面から見て患者の右側面に伸びた棒の先端に患者の方向に向かって取り付けられた指示針と、患者の正面から見て患者の左側面に伸びた棒の先端に患者の方向に向かって取り付けられた指示針である。
【００４９】
生体標点指示具は、口腔外用標点指示具と口腔内評点指示具をから構成されていることがこのましくい。口腔外評点指示具と口腔内用標点指示具とは着脱できるように構成されることが好ましい。更にこの着脱機構により分離された口腔外評点指示具側に信号生成体を保持されていることが好ましい。
口腔内生体評点指示具には、上顎左第一大臼歯の標点を測定するための上顎左第一大臼歯測定用指示針及び／又は上顎右第一大臼歯の標点を測定するための上顎右第一大臼歯測定用指示針及び／又は下顎左第一大臼歯の標点を測定するための下顎左第一大臼歯測定用指示針及び／又は下顎右第一大臼歯の標点を測定するための下顎右第一大臼歯測定用指示針及び／又は上顎切歯の標点を測定するための上顎切歯測定用指示針及び／又は下顎切歯の標点を測定するための下顎切歯測定用指示針を有することが好ましい。
更に好ましくは口腔内生体評点指示具に上顎左第一大臼歯の標点を測定するための上顎左第一大臼歯測定用指示針及び上顎右第一大臼歯の標点を測定するための上顎右第一大臼歯測定用指示針及び下顎左第一大臼歯の標点を測定するための下顎左第一大臼歯測定用指示針及び下顎右第一大臼歯の標点を測定するための下顎右第一大臼歯測定用指示針及び上顎切歯の標点を測定するための上顎切歯測定用指示針及び下顎切歯の標点を測定するための下顎切歯測定用指示針を有することである。
これらの指示針は種々の機構を用いて、他の指示針に代用できる様に構成することが好ましい。
その機構として回動機構が好ましい。
【００５０】
信号生成体が光、電磁波、電界、磁界、音波のいずれかの発生体又は反射体又は攪乱体であることが好ましい。信号生成体が光であることが更に好ましい。
信号生成体が多角形の頂点に相当する位置に特徴点として平面又は立体形状を含む部材の一部として構成されている光反射体であることが好ましい。
少なくとも６個以上の発光体を有し、発光制御部又は制御演算装置が発光体の発光する個数及び／又は順序を制御することが好ましい。
【００５１】
センサ出力制御部又は制御演算装置が、消灯信号に応じてセンサ出力又は位置データを比較校正することが好ましい。
生体標点指示具により得られた生体標点の座標データを、出力する機能を備えることが好ましい。
信号生成体が発光体である生体標点指示具であることが好ましい。
指示針を２個以上有することを特徴とする生体標点指示具であることが好ましい。
【００５２】
生体標点指示具は発光体部の発光方向に対して指示針の方向が、略１８０°（１５０〜２１０°）である１個又は複数の指示針部Ａ、及び／又は略９０°（６０〜１２０°）である１個又は複数の指示針部Ｂ、及び／又は略０°（−３０〜３０°）であることが好ましい。
発光体部の発光方向に対して指示針の方向が、略１８０°（１５０〜２１０°）とは、指示針が発光方向に対して逆方向を向いていれば良いが、好ましくは指示針が発光方向に対して１７５°〜１８５°方向を向いていることであり、さらに好ましいのは指示針が発光方向に対して１８０°方向を向いていることである。
発光体部の発光方向に対して指示針の方向が、略９０°（６０〜１２０°）とは、指示針が発光方向に対して逆方向を向いていれば良いが、好ましくは指示針が発光方向に対して８５°〜９５°方向を向いていることであり、さらに好ましいのは指示針が発光方向に対して９０°方向を向いていることである。
発光体部の発光方向に対して指示針の方向が、略０°（−３０〜３０°）とは、指示針が発光方向に対して逆方向を向いていれば良いが、好ましくは指示針が発光方向に対して−５°から５°方向を向いていることであり、さらに好ましいのは指示針が発光方向に対して同じ方向を向いていることである。
【００５３】
１個又は複数の指示針部Ｃとして設定可能であり、かつ、指示針部Ｂと、指示針部Ａ又は指示針部Ｃの指示針間の距離が３〜１０ｃｍであり、指示針部Ａと指示針部Ｃの指示針間は５〜１５ｃｍ離れている様に設定可能である様に発光体部及び指示深部及び／又はベース部が構成されていることが好ましい。
【００５４】
生体標点指示具は、発光体部の発光方向に対して指示針の方向が、略９０°（６０〜１２０°）である１個又は複数の指示針部Ｂが、発光方向のまわりに略１８０°（１５０〜２１０°）対向して設定可能である様に発光体部及び指示深部及び／又はベース部が構成されていることが更に好ましい。
生体標点指示具を備えた顎運動測定装置であることが好ましい。
顎運動計測装置は術者への指示による患者の特定の生体標点計測データが、あらかじめ特定された特定データとして記憶準備又は演算準備されていることが好ましい。
【００５５】
術者への指示による患者の特定の生体標点の計測データとしてあらかじめ記憶準備又は演算準備されている特定データが、患者の下顎口腔外又は下顎口腔内の生体標点として記憶準備又は演算準備されていることを特徴とする顎運動計測装置である。
発光体部及び指示針部及び／又はベース部の構成とは、発光体部と指示針部で構成されていれば何でもよいが、好ましいのは発光体が取り付けられた発光体部と、複数の指示針が取り付けられた指示針部とそれらを着脱可能なベース部で構成されていることであり、前述した内容に加えて複数の指示針が取り付けられた指示針部が複数の形状を有しており、測定部位によって選択可能であることである。
【００５６】
本発明の実施方法を以下に説明する。
本発明は、上顎及び下顎に固定されている上顎剛性支持体、下顎剛性支持体に取り付けられている発光体を２個のセンサで撮像して三次元位置を求め、この値より下顎座標系から上顎座標系への変換係数を算出し、算出した変換係数を用いて下顎座標系の特定点位置を上顎座標系に変換することができ、左右顆頭の動きや臼歯部の動きを観察する。
本発明は、上顎剛性支持体に取り付けられている発光ダイオード１〜３、下顎剛性支持体に取り付けられている発光ダイオード４〜６、生体標点指示具に取り付けられている発光ダイオード７〜９は順次点灯する仕組みになっており、２個のセンサで各発光ダイオードの光を受光し、各発光ダイオードの位置検出を行うシステムになっている。
【００５７】
測定時には患者の上顎歯列にシーネを介して上顎剛性支持体、下顎歯列にシーネを介して下顎剛性支持体を装着し、患者が口を閉じた状態で生体標点指示具の左顆頭測定用指示針を患者の左顆頭に接触させて、患者左顆頭の測定座標系での位置を検出する。同様に生体標点指示具の右顆頭測定用指示針を患者の右顆頭に接触させて、患者右顆頭の測定座標系での位置を検出する。続いて眼窩下点測定用指示針を患者の眼窩下点又は鼻翼下縁に接触させて位置検出を行う。
口腔内の測定は、開口状態で上顎の場合上顎切歯用指示針を上顎切歯点に接触させて位置検出を行う。上顎左第一大臼歯に上顎左第一大臼歯測定用指示針を接触させて位置検出を行う。同様に上顎右第一大臼歯に上顎右第一大臼歯測定用指示針を接触させて位置検出を行う。下顎の場合下顎切歯用指示針を下顎切歯点に接触させて位置検出を行う。下顎左第一大臼歯に下顎左第一大臼歯測定用指示針を接触させて位置検出を行う。同様に下顎右第一大臼歯に下顎右第一大臼歯測定用指示針を接触させて位置検出を行う。
【００５８】
顎運動の測定は、生体標点指示具で上記方法で各生体上の位置検出後、患者に下顎を動かせてもらい、上顎剛性支持体の各発光ダイオードの位置と下顎剛性支持体の各発光ダイオードの位置を検出し、上顎の位置に対する下顎の位置に変換する。この処理を一定時間間隔で行い、上顎に対する下顎の相対運動として算出する。算出された連続の位置データは運動データとして出力される。出力されるデータには基準座標系として左右顆頭及び眼窩下点又は鼻翼下縁を基準平面としたデータ、又は上顎切歯点及び左第一大臼歯及び右第一大臼歯を基準平面としたデータを任意に選択し出力する。得られたデータから下顎の切歯点、臼歯部や左右顆頭の動きを算出する。
【発明の効果】
【００５９】
本発明によれば、従来の顎運動測定装置のように専用スペースは必要なく、蛍光灯などの外乱光の影響を受けずに患者の下顎運動が正確に測定できる。また、フェイスボウを装着した患者や術者の負担を軽減することができる。
本発明によれば顎運動測定装置の基準面であるフランクフルト平面、カンペル平面、咬合平面や術者が任意に基準面を選択することができる。
【００６０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の顎運動測定器により測定中の示す概略図
【図２】本発明の下顎用剛性支持体の上面図
【図３】本発明の生体標点指示具の斜視図
【図４】本発明のセンサを備えた計測ユニットの斜視図
【符号の説明】
１下顎用剛性支持体
２受光部
３信号生成体
４後方基準点用指示針
５下顎右第一大臼歯測定用指示針
６上顎左第一大臼歯測定用指示針
７前方基準点用指示針
【図１】
2004195151.tif 000003
【図２】
2004195151.tif 000004
【図３】
2004195151.tif 000005
【図４】
2004195151.tif 000006