JP2010505559A - 歯の異常の検出及び処置に適応可能な装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歯の異常の検出や処置等の多種多様な応用に対して柔軟性や適応性を有する装置を提供する。
【解決手段】セラミック製先端部と金属製基端部とを有する歯石除去チップが開示される。歯の異常を光学的に検出する検出システムは、歯石除去器具のハンドル部と係合するハウジングを有する。歯石除去装置用交換チップは、統合された光学部品と、前記交換チップが接続される器具のハンドル部と相互干渉せずに或いは該ハンドル部を変更せずに、歯の異常検出システムに結合させるための結合器と、を有する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、歯科用装置の分野に関し、より詳細には、歯の異常を検出し処置するための装置に関する。

虫歯、歯石、破折等の歯の異常を検出する際に使用する光学検出装置が知られている。そのような検出システムは、歯石除去器具のような既存の歯科用器具と組み合わされることも知られている。同一出願人による米国特許公開第２００４／０１０６０８１号（米国特許公開第２００４／０１０６０８１号はこの引用により開示に含まれる。）において、歯石除去器具は、光ガイドを有するチップと改良されたハンドル部を備えることによって、使用者は該歯石除去器具の作業端にて歯石を検出することが可能となる。

しかしながら、これらの用具は、使用するにあたって、歯の異常の検出や処置等の多種多様な応用に対して柔軟性や適応性に欠く。従って、歯科用器具の改善が求められている。

電動スケーリング器具或いは歯石除去器具において、チップは、通常、挿入部の一部である。該チップは、摩耗し易く且つ摩耗した場合は交換が行われるような交換可能部分である。

本発明において、曲げ及び／又は振動に耐えることができる材料で作製された基端部と、作業端においてより高い硬度を有する、より脆弱な材料で作製された先端部とを備えた歯科用器具チップが提供される。

一実施態様において、歯石除去チップは、金属製基端部とセラミック製先端部とを有する。いくつかの実施形態において、前記チップは１以上の光ファイバを備え、前記光ファイバは、歯石或いはその他の歯の異常を検出するシステムの一部として光を出力及び／或いは集光するために、前記先端部内を前記基端部に沿って延在する。

本発明において、歯の異常を検出するための光学手段を備え、光学検出機能を付与するために行う歯科用器具の変更を行うことなく歯科用器具の機能部に配置されるように構成される挿入部が提供される。

一実施態様において、前記挿入部は、光学検出システムに適した結合器を有する。該結合器は、歯科用器具のハンドル部を変更せずに或いは影響を及ぼさないようにチップ挿入部に配置される。他の実施態様において、歯科用器具チップのための鞘状カバーが提供される。前記鞘状カバーは、既存の歯科用器具チップを覆うように嵌合し、歯の異常を光学的に検出する検出システム用の光学部品を有する。

一実施態様において、前記挿入部は、歯科用清浄器具のチップに配置されるように構成され、前記光学部品は、耐摩擦材料によって保護されてもよい。

他の実施態様において、歯科用器具のチップのための鞘状カバーが提供される。

本発明のさらに他の特徴及び効果は、以下の詳細な説明及び添付図面から十分に理解できよう。

図１Ａは、光ファイバと該光ファイバの端部を覆う透光性セラミックチップとを有する歯石除去チップの側面断面図である。 図１Ｂは、セラミックチップが不透明であり、光伝播のための開口部を有する図１Ａと類似の歯石除去チップの側面断面図である。 図２は、歯石を光学的に検出するための光ファイバ端部を支持するように構成された鞘状カバーと歯石除去チップの側面断面図である。 図３は、ハンドル部の変更のない光学検出システム用結合器を設けた、取外し可能且つ滅菌消毒可能な歯石除去チップ挿入部の図である。 図４は、電動歯石除去器具のハンドル部のまわりに嵌合され且つ歯石検出用光学部品を有する歯石除去器具交換チップに接続される内蔵型で滅菌消毒可能な歯石検出システムの側面断面図である。 図５は、図４の５−５面における断面図である。 図６は、図７及び図８と同様の実施形態における、図５と同様の断面図である。 図７は、拡大されたハンドル部の一部を構成する嵌合した歯石光学検出システムを有する歯石除去器具の斜視図である。 図８は、歯科用器具から分離している嵌合システムハウジングの底面図である。 図９は、内蔵型で滅菌消毒可能な歯石除去システムが、挿入部シャフトに検出システムハウジングを受容するように該挿入部シャフトに延長部を設けることによって、挿入部チップの一部として統合される実施形態の側面断面図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示される第１実施形態において、スケーリングチップとして知られる歯石除去チップは、金属製の第１基端部とセラミック製の第２先端部からなるハイブリッド構造を有する。金属製であるため、使用者による歯に対する押圧や電動スケーリング器具からの激しい振動の状況において、撓むことが可能となる。セラミックチップは、基端部よりも良好な耐摩耗性を示す硬度を有する。従来のように全体をセラミックで形成したスケーリングチップでは、機械的ストレスを受けると破砕し易い。

図１Ａの実施形態において、セラミック作業端は透明又は透光性であり、光ファイバはセラミック内部の中心で終端している。光ファイバは、エポキシ樹脂によって金属部分及びセラミック部分に対して固定されており、したがって、振動によって損傷を受けない。図１Ｂの実施形態において、セラミックチップは、光ファイバ用の開口部で終わる通路を有する。光ファイバ端部はセラミックチップ内部に引っ込んで位置している。これにより、摩耗や損傷から保護され、且つ光は開口部を通過できる。開口部は、通路内の光ファイバ端部を保護するため、他の透明又は透光性材料によって充填されてもよい。

図２の実施形態において、セラミック作業端は、通常の歯石除去チップを嵌入できるような鞘状カバー（ｓｈｅａｔｈ）として設けられる。この実施形態では、光ファイバは、鞘状カバーの側部に沿って延在し、セラミック作業端内の側部又は中心で終端する。

図３の実施形態において、スケーラチップは、図示されている平行な光ファイバ支持部を用いて、又は光ファイバをチップ端部に導くチップ内の中央通路を用いて、光ファイバを統合するように変形されている。該チップは、電動スケーラの望ましい形態のために、従来の交換チップよりも幾分長くなっている。さらに、結合器が延長部分に設けられている。結合器としては、１以上の光ファイバを、光学方式の歯石（及び／又はその他の歯の異常）検出システムにつながる光学ケーブルに結合するための光結合器が挙げられる。あるいは、光源及び光検出器を図示された結合器部内に設け、結合器として電気連結器を用いてもよい。歯石除去チップは、スケーラ器具内に機械式に取り付けられ、該チップにおいて望ましいスケーリング動作をするように駆動される。

ここで、電動音波又は超音波器具或いは歯垢取り用回転器具等の既存の歯科用器具に挿入可能な、歯の異常を検出するための光学手段を備えた挿入チップが提供される。該チップは、光学分析手段に接続され、歯石、虫歯、歯垢、出血、破折のような歯に関連した異常の存在を検出する。本発明によるチップによって、使用者は、歯の異常の検出に対して既存の歯垢取り用器具を適合させることが可能となる。一実施形態において、該チップは、上記器具に設置されて（歯石清掃のような）該器具の機能を実行するように適合される。一実施形態において、該チップは、好適には、装置に対して取外し可能に取り付けできるように設計され（改良チップ）、これにより同一のチップを繰り返し使用でき、また消毒を行うために他のチップと容易に交換できる。該チップは、使い捨てにしてもよい。

チップが挿入可能な器具としては、超音波器具（圧電タイプとしては例えば、ＥＭＳ社やＡＣＴＥＯＮ社、磁気ひずみタイプとしては例えば、Ｄｅｎｔｓｐｌｙ社のものがある）のような音波器具や回転器具のような手動器具が挙げられるが、これらに制限されない。

光学部品の少なくとも一部はチップ内部に設けられ、器具の通常使用中の摩耗に耐えられるように適合される。特に、光学部品は、摩擦や水から保護されることが好ましい。これらの目的を達成するため、種々の設計がなされてよい。

一実施形態において、チップは、使用時に光導入部分及び検出部分が歯と直接接触するように設計されてもよい。これら光学部品は、硬質且つ耐摩耗性の材料によって囲まれてもよい。チップ内部の光学手段は、被覆せずにプローブチップの先端で終端してもよい。これら光学手段のまわりに硬質材料を置くことによって、光学手段が歯の構造と直接接触しても光学手段が保護される。サファイア、セラミック、炭化タングステン、ジルコニア、ルビー等の材料、或いはその他の超硬度材料を用いて耐性を増加させてもよい。高硬度なエポキシ樹脂を用いて、光学手段をプローブチップに取り付けてもよい。

光学検出手段を、使い捨てのスリーブで覆いストレスから保護してもよい。使用する材料としては、プラスチック、エポキシ樹脂、商品名テフロン（登録商標）で知られるＰＴＦＥ或いはその他の透光性材料が挙げられる。

他の実施形態において、チップは、光学部品を完全に囲む耐摩耗性の外殻部材で構成されてもよい。歯の異常を検出するために用いられる波長に対して透光性又は透明である材料を用いて光学部品を覆ってもよい。そのような材料の例としては、テフロンコートしたチップや、エポキシ樹脂によるコーティングや、プラスチックが挙げられるが、それらに限定されない。

光学部品を透光性材料又は透明材料で覆う場合、この材料内での反射を考慮して、検出パラメータを調整することが好ましい。

チップは、一部又は全体を耐摩耗性の材料で形成されてよい。例えば、挿入チップは、セラミックのみで形成してもよいし、一部をセラミックで形成してもよい。しかしながら、セラミックは破砕し易いので、セラミックの割合は器具の機能に合わせて調整される。挿入部分と器具（典型的には金属）との接合は、レーザ融着、圧入、エポキシ樹脂、セラミックコーティング、或いは当業者に周知の技術で、実現される。

チップは、耐摩耗性材料で形成されるので、特別な形状に作製することによって歯石除去効率等の機能性を向上させることができる。この目的のため、例えば、半球状に形成される。挿入チップは、複数のドーム部或いは複数の溝部を有することによりスケーリング性能を向上させることができる。このような形状により、歯石と接触する加圧点の数が増加し、従って、歯石除去の速度が増加し、また歯表面への損傷が減少する。これは、セラミックを用いれば、セラミックの高耐摩耗性によって、より容易に実現できる。また、硬組織の除去性能を向上させるようなダイヤモンド等の材料を用いることもできる。

挿入部におけるファイバ組立体：
プラスチックファイバ：検出光学手段におけるファイバはプラスチック光ファイバでもよい。プラスチックファイバはコストが低く（使い捨てとしても可能）、振動を受けても破損しにくい。コアを細くすると検査領域を大きく取れる。

取外し可能なファイバ：ファイバは、取外し可能にチップに挿入されてもよい。

引込み可能なファイバ：挿入チップは、使用しない場合は引き込んでおくことができるファイバを保護する光検出部のキャップであってもよい。

バー（ｂｕｒ）を用いた器具の場合、光ファイバは、バー内部に組み込まれ、バーの先端で接続される。

他の実施形態において、光学検出手段（ＯＤＭ）は電力低減方式（ｒｅｄｕｃｅｄ ｐｏｗｅｒ ｓｔｒａｔｅｇｙ）で保護されてもよい。これは、電動器具の電力を低減するように操作者に指示することによって、ＯＤＭに対する摩耗衝撃を減少させる。これにより、チップの摩耗が遅くなり、従って、チップ及びＯＤＭをより長い期間にわたって使用できる。実際に市販されているチップのようなステンレス鋼に対してこの方式を用いてもよい。

光学部品は、別のユニット又は挿入部に対して取り外し及び接続可能な光学分析手段（ＯＡＭ）を有する。ＯＡＭは、電動スケーラユニットに位置付けられ、光ファイバを用いて、ケーブルに沿って、挿入部に接続されてもよい。ＯＡＭは、ハンドル部又は電動超音波或いは電動音波器具のケーブル端に取り付けられるように構成され、光ファイバを用いて又は用いずに、挿入部に接続されてもよい。ＯＡＭは、挿入部（特に磁気ひずみタイプの挿入部）のハンドル部の内部に配置された状態で殺菌消毒されてもよいが、挿入部のハンドル部から取外して殺菌消毒することが好ましい。

挿入部は、ケーブル光学コネクタと光学的に接続することもできる。或いは、光学経路のみ（物理的接触がない）で光学分析手段と直接光学的に接続することもできる。例えば、集束レンズを用いて、挿入部の光ファイバに集光してもよい。この場合、物理的構成要素に対する振動衝撃を低減することができる。

光学部品としては、光ファイバ、ミラー、反射器等のような、当業者に周知の部品を挙げることができる。光学系組立体（ｏｐｔｉｃａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）は、通常使用において耐摩耗性を有するように、また、滅菌消毒を多数にわたって行う必要がないように設計される。この場合、例えば、テフロン管を用いて光ファイバを摩擦から保護することが好ましい。水に対する保護としては、シリコーン等を使用できる。

光ファイバは、チップ挿入部に挿入する前に必要に応じて、切断或いは処理される。一実施形態において、光ファイバは、高硬度及び耐熱性を有するエポキシ樹脂を用いて、挿入部内に固定されてもよい。

光ファイバを挿入部内の摩擦ストレスから保護するために、（ゴム、プラスチック、ゲル、シリコーン、テフロン（登録商標）、或いはポリッシュドメタル（ｐｏｌｉｓｈｅｄ ｍｅｔａｌ）等で形成された）緩衝材を、光ファイバと挿入部の剛構造部分との間に挿入してもよい。光ファイバとの接触面は、摩擦を低減するように処理されてもよい（例えば、サンドポリッシュ（ｓａｎｄ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、化学処理（酸）、電気を用いた金属付着）。

挿入チップの滑り易さを確認し、プローブチップを変更するかどうかまた歯の構造に対して危険かどうかを判定するため、硬質材料を用いてその上で挿入チップを擦り、該チップは使用可能かどうかを判定する。深い擦り傷がある場合（或いは、擦っている間又は擦った後に抵抗が認められる場合）、プローブチップは破損しており、従って、歯の表面の損傷を防止するためには使用すべきでないことを意味する。

装置の種々の部品は滅菌消毒されることが好ましい。光学ケーブル又はケーブルの一部（より詳細には、挿入部に隣接した部分）は、例えば滅菌消毒できるように、ＯＡＭから取り外し可能に構成されてもよい。

適切な接続を確保するため、チップ接続を検出するようにしてもよい。

また、挿入チップは、器具変更をせずに続けて歯周ポケット測定を行うために、ポケット測定手段を備えてもよい。

虫歯検出の検出技術を使用することもできる。虫歯除去或いは歯牙構造調整のために音波或いは超音波電動器具を用いることもできる。検出部は、高速用又は低速用回転ドリル挿入部の内部に統合されるように構成してもよい。虫歯検出の場合、装置を作業チップから分離し、ハンドル部のみに取り付けるようにしてもよい。

一実施形態において、検出部と作業チップとは分離される。すなわち、検出チップは、例えば、光学部品を有する可撓性材料を用いて、引き込み可能にしてもよい。これにより、操作者は、作業チップを使用する間、検出チップを配置したり、引き込んだりすることができる。この場合、独立した検出器具に交換しなければならない場合と比較してより使い易くなる。

図４及び図５の実施形態において、光学歯石検出システムは、歯石除去器具の形状に適合した内蔵型のハウジングを有する。検出システムの付加により、器具のハンドル部は大きくなっているが、その組み合わせたものは、依然として手によって保持、操作可能である。チップと検出システムハウジングとの光ファイバ接続は、恒久的に接続されてもよいが、分離可能であることが好ましい。このように、光学検出システムは、歯石除去チップを含み、滅菌消毒可能となる。

図６、図７及び図８の実施形態において、光学歯石検出システムは、歯石除去器具上をスライドするように、或いは歯石除去器具を挟み込むように構成されたハウジングを有する。ハウジングは、器具ハンドル部の全長にわたって延在してもよく、細長い回路基板には、検出システム用の電子回路、オプトエレクトロニクス、電源が設けられる。側部部材は、該器具の側部に対して弾性的に付勢している。この実施形態によれば、該器具と検出ハウジングとの組合せ体を良好に握ることが可能となる。ハウジングは、必要であれば、滅菌消毒できる。チップと検出ハウジングとの光ファイバ接続は、恒久的に接続してもよいが、光結合器によって接続することが好ましい。それによって、検出ユニットを交換せずに、チップを別個に交換することができる。

図９の実施形態において、光学歯石検出ユニットは、内蔵されており、図３の実施形態に示すような歯石除去チップの幾分長い延長部分に設けられる。通常のオプトエレクトロニクス部品、ＤＳＰのような電子部品及びバッテリは、チップシャフト上に設けられた小さい環状ハウジング内に含まれる。図３の実施形態に示されるように、光ガイドは、チップ内の通路を通って延在してもよい。また、チップは、図１Ａ又は図１Ｂの実施形態の構造を含んでもよい。

反射率検出、蛍光発光検出、干渉光分光法、ラマン分光法等を実行するための技術を使用してもよい。

ここで記載した概念は、超音波、音波、音響波等の（分析手段に接続する接続手段を有する）他の検出原理と共に用いてもよい。挿入部は、また、レーザに取り付けるように設計してもよい。

本発明の装置は、さらに、３次元グローバルポジショニング、音声認識や使用効率を向上させる同様の機能を備えてもよい。

以上、本発明を特定の実施形態について説明したが、さらなる変更も可能であることは理解できよう。また、本願は本発明のいかなる改変、変形をもカバーするものであり、そのような変更、改変、変形形態は、本発明の趣旨から逸脱せずに行うことが可能である。

Claims (17)

1. 曲げ及び／又は振動に耐えることができる材料で作製された基端部と、作業端においてより高い硬度を有する、より脆弱な材料で作製された先端部とを備えることを特徴とする歯石除去チップ。
2. 請求項１記載の歯石除去チップにおいて、前記基端部は光ガイドを受容する通路を有し、前記光ガイドは前記先端部内に延在し、前記光ガイドは歯の異常を検出可能なようになされたことを特徴とする歯石除去チップ。
3. 請求項２記載の歯石除去チップにおいて、前記基端部は金属製であり、前記先端部はセラミック製であることを特徴とする歯石除去チップ。
4. 請求項３記載の歯石除去チップにおいて、前記セラミックは透光性又は透明であり、前記光ガイドの一端を覆うことを特徴とする歯石除去チップ。
5. 請求項３記載の歯石除去チップにおいて、前記セラミックは不透明であり、前記光ガイドの一端を光学的に露出させる開口部を有することを特徴とする歯石除去チップ。
6. 請求項２記載の歯石除去チップにおいて、前記光ガイドは光ファイバであり、前記光ガイドは、前記通路内の振動による前記光ファイバへの損傷を防止するために、前記通路内に固着されることを特徴とする歯石除去チップ。
7. 歯科用器具のチップを覆う鞘状カバーであって、機能部と、歯の異常を検出するために光を伝播させる光ガイドと、を備えることを特徴とする鞘状カバー。
8. 請求項６記載の鞘状カバーであって、前記チップはスケーリングチップであり、前記鞘状カバーは前記チップに嵌合され、前記鞘状カバーはセラミック材料で形成されることを特徴とする鞘状カバー。
9. ハンドル部とチップを含む機能部とを有する歯科用器具と結合して使用される歯の異常を光学的に検出する検出装置であって、前記検出装置は、前記ハンドル部のまわりに嵌合することによって前記ハンドル部に着脱可能に取り付けられるハウジングを有し、前記ハウジングは、光源と、光検出器と、前記光源を制御し、前記光検出器からの出力を受け取り、検出信号を生成する信号プロセッサとを有し、前記ハウジングには、結合された前記歯科用器具と前記検出装置のための握り部を設けることを特徴とする歯の異常を光学的に検出する検出装置。
10. 請求項９記載の検出装置において、前記歯科用器具は、歯石除去器具であり、前記検出装置は、歯石を検出することを特徴とする検出装置。
11. 請求項１０記載の検出装置において、前記ハウジングは、略環状であり、前記ハンドル部の断面形状に対応していることを特徴とする検出装置。
12. 請求項１０記載の検出装置において、前記ハウジングは、前記ハンドル部の形状に合致し且つ前記ハンドル部と摩擦係合する弾性体側部を備えることを特徴とする検出装置。
13. 請求項１０記載の検出装置において、前記ハウジングは、滅菌消毒可能なことを特徴とする検出装置。
14. ハンドル部と交換可能チップとを有する歯科用器具と結合して使用される歯の異常を光学的に検出する検出装置であって、前記チップは、機能端と前記ハンドル部に接続される接続端とを有し、前記検出装置は、前記ハンドル部に接続される接続端と、機能端と、光源と、光検出器と、前記光源を制御し、前記光検出器からの出力を受け取り、検出信号を生成する信号プロセッサとを有することを特徴とする歯の異常を光学的に検出する検出装置。
15. 請求項１３記載の検出装置であって、歯科用器具は、歯石除去器具であって、前記検出装置は、歯石を検出することを特徴とする検出装置。
16. 請求項１５記載の検出装置であって、前記検出装置は、滅菌消毒可能なハウジングを備え、前記ハウジングは、前記光源と、前記光検出器と、前記信号プロセッサとを有し、前記ハウジングが前記歯科用器具に接続される際、前記ハンドル部の使用を妨げないように構成されることを特徴とする検出装置。
17. 先端側機能端と、基端側機械式接続部と、光結合器或いは電気結合器のうちの少なくとも１つの結合器とを備える歯石除去チップであって、前記接続部は、前記チップを歯石除去器具のハンドル部に固定し、前記少なくとも１つの結合器は、前記先端側機能端の近傍において歯の異常を検出するための光送出／検出システムと関連付けられ、前記結合器は、前記基端側機械式接続部の前方で前記チップに固定され且つ前記ハンドル部から離れた前記検出システムに接続されるように構成されていることを特徴とする歯石除去チップ。

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