JP2013517022A - 歯根管の尖部の位置を決定する装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
(a)患者の歯の根管中に挿入可能であるように成形される第1の電極、及び上記患者の別の身体部分、好ましくは上記患者の口腔粘膜又は手と接触して設置されるように成形される第2の電極、
(b)第1の電極と第2の電極との間に異なる周波数を有する連続した少なくとも4個の電圧信号を発生することが可能である周波数掃引発生器、
(c)上記周波数掃引発生器によって発生される電圧信号に対応する第1の電極と第2の電極との間のインピーダンスを測定することが可能である測定機器、
(d)計算ユニットであって、周波数掃引発生器によって発生される電圧信号を制御することが可能であり、測定機器から得られるそれぞれのインピーダンス値を読み取ることが可能であり、上記インピーダンス値から上記第1の電極と上記歯尖部との間の距離を計算することが可能である、計算ユニット、並びに
(e)任意に、上記計算される距離を出力することが可能である出力機器
を含む、歯の根管の尖部の位置を決定する装置を提供する。
(a)患者の歯の根管に位置する第1の電極、及び上記患者の別の身体部分、好ましくは上記患者の口腔粘膜若しくは手と接触する第2の電極を準備する工程と、
(b)第1の高速の周波数掃引を実施する工程であって、
各々の個々のインピーダンス測定値に対してどの時点で該測定値を取得したかに留意しながら、第1の電極及び第2の電極を使用して並びに10Hz〜(and)40kHzの周波数から選択される周波数を使用して、第1の一連の少なくとも4個の電気的インピーダンス測定値を得ること
を含む、第1の高速の周波数掃引を実施する工程と、
(c)第2のより低速の周波数掃引を実施する工程であって、
(i)各々の個々のインピーダンス測定値に対してどの時点で該測定値を取得したかに留意しながら、第1の電極及び第2の電極を使用して並びに工程(b)において規定されるものと本質的に同じ周波数範囲を使用して、ただし工程(b)より低速で連続した個々のインピーダンス測定値を測定して、第2の一連の少なくとも4個の電気的インピーダンス測定値を得ること、又は
(ii)工程(b)において得られるインピーダンスデータ組から第2の低速の周波数掃引のインピーダンス測定値を外挿すること
を含む、第2のより低速の周波数掃引を実施する工程と、
(d)工程(b)において得られるインピーダンスデータ組を工程(c)において得られるインピーダンスデータ組と比較して、tmax及びΔRmaxを決定する、比較する工程であって、tmaxは、工程(b)においてtmaxで測定される又はtmaxに対応するインピーダンスと工程(c)においてtmaxで測定される又はtmaxに対応するインピーダンスとの間のインピーダンス差異ΔRmaxが最大となる、両方の周波数掃引における共通の時点である、比較する工程と、
(e)決定されるtmax値及びΔRmax値を使用して、上記歯根管の尖部と上記第1の電極との間の距離xを決定する工程と
を含む、歯根管の尖部の位置を決定する方法も提供される。
(a)患者の歯の根管中に挿入可能である第1の電極、及び上記患者の別の身体部分、好ましくは上記患者の口腔粘膜若しくは手と接触して設置されるように成形される第2の電極、
(b)第1の電極と第2の電極との間に異なる周波数を有する連続した少なくとも4個の電圧信号を発生することが可能である周波数掃引発生器、
(c)上記周波数掃引発生器によって発生される電圧信号に対応する第1の電極と第2の電極との間のインピーダンスを測定することが可能である測定機器、
(d)計算ユニットであって、
周波数掃引発生器によって発生される電圧信号を制御することと、
測定機器から得られるそれぞれのインピーダンス値を読み取ることと、
上記インピーダンス値から上記第1の電極と上記歯尖部との間の距離を計算することと
が可能である、計算ユニット、並びに
(e)任意に、上記計算される距離を出力することが可能である出力機器
を含む、歯の根管の尖部の位置を決定する装置を提供する。
(i)周波数速度γで第1の周波数掃引を実施して、各々の発生される電圧信号に対してそれぞれのインピーダンス値及びインピーダンス測定の時点を記録する、実施して記録する工程と、
(ii)(i)において記録されるインピーダンス値から上記第1の電極と上記歯尖部との間の距離を決定する工程
を含む方法を実施することが可能であるハードウェアを含む、本発明の装置も好ましい。
第1の周波数掃引から得られるインピーダンス値に対して第1の曲線をフィッティングさせることであって、上記第1の(first)曲線が、第1の周波数掃引時のどの時点が第1の掃引のどのそれぞれのインピーダンス値と相関するかを規定する、フィッティングさせることと、
上記歯根管の尖部と上記第1の電極との間の上記距離xと曲線又はその導関数を相関させることと
によって得ることができる。
(a)上記第1の周波数掃引及び/又は上記第2の周波数掃引から得られる上記インピーダンス値にフィッティングさせた曲線を得ること(例えば図6の工程110も参照されたい)と、
(b)曲線下面積、曲線の平均値、曲線の中央値、曲線の導関数、並びに下で本明細書に記載されるように第2の曲線及び第3の曲線を得ることを含む曲線特性、並びにそれらの組合せからなる群から選択される、(a)において得られる上記曲線の特質を使用して、好ましくは本明細書に記載されるもののような参照表又は所定の較正係数を使用することによって、上記距離xを決定する、上記曲線の特質を使用することと
によって計算する。
(iii)第1の周波数掃引から得られるインピーダンス値に第1の曲線をフィッティングさせる工程であって、上記第1の曲線が、第1の周波数掃引時のどの時点が第1の掃引のどのそれぞれのインピーダンス値と相関するかを規定する(すなわち、曲線が、経時的に測定される(又はフィッティングさせられる)インピーダンス値を規定する)、フィッティングさせる工程と、
(iv)(i)と同様に、又は(iii)において得られる第1の曲線からのインピーダンス値及び時点値を外挿することによって、周波数速度γと異なり、好ましくは周波数速度γより小さい周波数速度βで第2の周波数掃引を実施する工程(図7の工程200も参照されたい)と、
(v)第2の周波数掃引から得られるインピーダンス値に対して第2の曲線をフィッティングさせる工程であって、上記第2の曲線が、第2の周波数掃引時のどの時点が第2の周波数掃引のどのそれぞれのインピーダンス値と相関するかを規定する、フィッティングさせる工程(図7の工程210も参照されたい)と、
(vi)第1の曲線と第2の曲線との間の(好ましくは絶対的な)差異である第3の曲線を得る工程と、
(vii)時点tmaxで記録される最大のインピーダンス差異ΔRmaxである第3の曲線の最大値を見出し、任意に、t=0とt=tmaxとの間における第3の曲線の下の面積Fを決定する、見出し任意に決定する工程(図7の工程230も参照されたい)と、
(viii)決定されるtmax値及びΔRmax値並びに任意にF値を使用して、上記歯根管の尖部と上記第1の電極との間の距離xを決定する工程と
を含む。
n=1(wとtとの間に線形関係:wβ(t)=w0(1+βt)をもたらす)
n=0(一定周波数の既知のケース:wβ(t)=w0をもたらす)
n=−1(wとtとの間に、一例として使用されることが多い逆関係:wβ(t)=w0/(1+βt)をもたらす)
のように異なる曲線形態wβ(t)をもたらす任意の実数である)
による周波数を選択することによって実施される。
(a)患者の歯の根管に位置する第1の電極、及び上記患者の別の身体部分、好ましくは上記患者の口腔粘膜若しくは手と接触する第2の電極を準備する工程と、
(b)第1の高速の周波数掃引を実施する工程であって、
各々の個々のインピーダンス測定値に対してどの時点で該測定値を取得したかに留意しながら、第1の電極及び第2の電極を使用して並びに10Hz〜40kHzの周波数から選択される周波数を使用して、第1の一連の少なくとも4個の電気的インピーダンス測定値を得ること
を含む、第1の高速の周波数掃引を実施する工程と、
(c)第2の低速の周波数掃引を実施する工程であって、
(i)各々の個々のインピーダンス測定値に対してどの時点で該測定値を取得したかに留意しながら、第1の電極及び第2の電極を使用して並びに工程(b)において規定されるものと同じ周波数範囲を使用して、ただし工程(b)より低速で連続した個々のインピーダンス測定値を測定して、第2の一連の少なくとも4個の電気的インピーダンス測定値を得ること、又は
(ii)工程(b)において得られるインピーダンスデータ組から第2の低速の周波数掃引のインピーダンス測定値を外挿すること
を含む、第2の低速の周波数掃引を実施する工程と、
(d)工程(b)において得られるインピーダンスデータ組を工程(c)において得られるインピーダンスデータ組と比較して、tmax及びΔRmaxを決定する、比較する工程であって、tmaxは、工程(b)においてtmaxで測定される又はtmaxに対応するインピーダンスと工程(c)においてtmaxで測定される又はtmaxに対応するインピーダンス係数との間のインピーダンス差異ΔRmaxが最大となる、両方の周波数掃引における共通の時点である、比較する工程と、
(e)本発明の装置に関して本明細書に記載されるように、決定されるtmax値及びΔRmax値を使用して、上記歯根管の尖部と上記第1の電極との間の距離xを決定する工程と
を含む、歯根管の尖部の位置を決定する方法も提供される。
以下の実施例は、例えば欧州特許第0392518号に記載されるような装置に、本発明の装置が上で本明細書に記載されるような周波数掃引を実施することが可能となるように修正するという、及び本装置が本明細書に記載されるような計算ユニットを含むという修正を加えたものを使用して実施することができる。以下の実施例に関しては、以下の工程及びパラメータは例示的なものにすぎず、限定的なものではないと理解すべきである。
(式中、
x1/2は、第1の電極(上の実施例においてはニードル電極)の先端と歯尖部との間の距離であり、
a=(D−d)/2hであり、aは例えば、D=0.35mm及びh=20mmの場合、0.00625の場合があり、
b=d/aであり、bは例えば、d=0.1mmの場合、16の場合があり、
A=(B/R0−1)であり、
B=2×roh/(3.14×d×a)であり、Bは例えば、roh=620Ohm×mmの場合、2×104Ohmの場合があり、
D=概して0.2mm〜0.5mmである歯管の上端部の平均直径であり、
d=概して0.05mm〜0.15mmである歯管の下端部(尖部の近く)の平均直径であり、
h=16mm〜24mmであり得る歯管の長さであり、
roh=典型的には50kOhm×mm2/m〜1000kOhm×mm2/mにある歯管の比抵抗(Ohm×mm2/m)であり、
u=β/γの比率であり、最適にはu=5.83である)
を使用することによっても、計算することができる。
一実施形態では、上でもまた図2でも概説されたようにw=w0/(1+βt)であり、容量性抵抗(capacitive resistance)Rc=1/(w×C)(式中、Cは歯の比容量(tooth-specificcapacitance)である)である場合、R=R0×Rc/(R0+Rc)である。一実施形態でw=w0/(1+γt)である場合も、同じことが同様に適用される。Rβ及びRγに関するものを含む本発明の装置によって使用することができる例示的な式を図2に示す。
最適な周波数掃引速度γ及びβを選択するために、2つの側面を、最適な正確性でインピーダンス測定を実施することができるように考慮すべきである。一方では、歯尖部との関係で電極の場所をほぼリアルタイムで表示することが可能となるように、可能な限り速く尖部の位置決めを実施するべきである。したがって、γは、第1の周波数掃引が十分に速く、好ましくは0.5秒未満で、より好ましくは0.1秒未満で完了するように選択するものとする。他方では、本発明の装置の好ましい実施形態では、好ましくはより低速の周波数掃引速度βを使用して、第2のより低速の周波数掃引を実施する。したがって、周波数速度γが、うまく機能すること、すなわち第1の掃引を時間内に完了させることが知られる値に既に予め設定されている場合、関係β=uγ(u=β/γと同様)から周波数掃引速度βを決定することが好都合である。したがって、比率uによって、高速の周波数掃引がより低速の周波数掃引と比較してどの程度速いかが決定される。
による周波数を選択することによって第1の周波数掃引を実施する場合に対して適用される。
(i)インピーダンス信号ΔRが可能な限り大きくなり、そのため、測定において該信号をいずれのバックグラウンドノイズからも最も効果的に分離することができる場合に、及び
(ii)最大インピーダンス差異ΔRmaxを得るための測定時間tmaxが可能な限り短く、そのため、結果、すなわち尖部の位置をほぼリアルタイムで決定することができる場合に
取得可能となる。
ΔRmax1>ΔRmax2>ΔRmax3、
tmax1<tmax2<tmax3、及び
F1<F2>F3(曲線ΔR1、ΔR2及びΔR3に対するそれぞれの面積)。
time 時間
図3
time 時間
図4
time 時間
Area 面積
図5
Dirrerent rates β=γu' with u':5u, u, u/5 種々の速度β=γu’(ここで、u’:5u、u、u/5)
time t in 1/40 sek. 時間t(単位:1/40秒(sec.))
図6
Obtaining impedance measurements in afrequency sweep using two electrodes: a first electrode inserted into the rootcanal of a tooth of a patient and a second electrode which is placed in contactwith another body part of said patient 2つの電極:患者の歯の根管中に挿入される第1の電極、及び上記患者の別の身体部分と接触して設置される第2の電極を使用して、周波数掃引においてインピーダンス測定値を得る
Fitting a first curve through the obtainedimpedance measurements 得られるインピーダンス測定値に対して第1の曲線をフィッティングさせる
Displaying a characteristic of said firstcurve as a measure of the distance between said first electrode and said toothapex; wherein said curve characteristic is selected from the group consistingof: the area under the curve, the mean of the curve, the median of the curve,the derivative of the curve and a curve characteristic derived using a secondand third curve (see e.g. fig. 7). 上記第1の電極と上記歯尖部との間の距離の尺度として上記第1の曲線の特徴を表示する(ここで、上記曲線特徴は、曲線下面積、曲線の平均値、曲線の中央値、曲線の導関数、並びに第2の曲線及び第3の曲線を使用して導かれる曲線特徴からなる群から選択される)(例えば図7を参照されたい)
図7
Obtaining a second curve by carrying out asecond frequency-sweep at a frequency rate, which is different to the frequencyrate used in the frequency sweep in step 100 of fig. 6 or by extrapolating theimpedance and time point values from the first curve obtained in step 110 offig. 6 図6の工程100における周波数掃引において使用される周波数速度と異なる周波数速度で第2の周波数掃引を実施することによって、又は図6の工程110において得られる第1の曲線からのインピーダンス値及び時点値を外挿することによって第2の曲線を得る
Fitting a second curve to the impedancevalues obtained from the second frequency sweep 第2の周波数掃引から得られるインピーダンス値に第2の曲線をフィッティングさせる
Obtaining a third curve which is thedifference between the first and the second curve 第1の曲線と第2の曲線との間の差異である第3の曲線を得る
Determining the maximum impedancedifference ΔRmaxat sweep time tmax by finding the maximum of the third curve 第3の曲線の最大値を見出すことによって掃引時間tmaxでの最大インピーダンス差異ΔRmaxを決定する
Using the determind tmax and ΔRmax to deriveand display in step 120 of fig. 6 the distance between said first electrode andsaid tooth apex 決定される(determined)tmax及びΔRmaxを使用して、上記第1の電極と上記歯尖部との間の距離を導き、該距離を図6の工程120において表示する
Claims (13)
- 歯の根管の尖部の位置を決定する装置であって、以下の構成要素:
(a)患者の歯の根管中に挿入可能であるように成形される第1の電極、及び前記患者の別の身体部分、又は前記患者の口腔粘膜若しくは手と接触して設置されるように成形される第2の電極、
(b)該第1の電極と該第2の電極との間に異なる周波数を有する連続した少なくとも4個の電圧信号を発生することが可能である周波数掃引発生器、
(c)前記周波数掃引発生器によって発生される該電圧信号に対応する該第1の電極と該第2の電極との間のインピーダンスを測定することが可能である測定機器、
(d)計算ユニットであって、
該周波数掃引発生器によって発生される該電圧信号を制御することと、
該測定機器から得られるそれぞれのインピーダンス値を読み取ることと、
前記インピーダンス値から前記第1の電極と前記歯尖部との間の距離を計算することと
が可能であり、以下の工程:
(i)周波数速度γで第1の周波数掃引を実施して、各々の発生される電圧信号に対して該それぞれのインピーダンス値及び該インピーダンス測定の時点を記録する、実施して記録する工程と、
(ii)(i)において記録される該インピーダンス値から前記第1の電極と前記歯尖部との間の距離を決定する工程
(ここで、
工程(ii)は、該第1の周波数掃引から得られる該インピーダンス値に第1の曲線をフィッティングさせることと、前記第1の曲線の曲線特徴を使用して前記距離を決定することとを含む、又は
工程(ii)は、以下の工程:
(iii)該第1の周波数掃引から得られる該インピーダンス値に対して第1の曲線をフィッティングさせる工程であって、前記第1の曲線が、該第1の周波数掃引時のどの時点が該第1の掃引のどのそれぞれのインピーダンス値と相関するかを規定する、フィッティングさせる工程と、
(iv)(i)と同様に、若しくは(iii)において得られる該第1の曲線からの該インピーダンス値及び該時点値を外挿することによって、該周波数速度γと異なる周波数速度βで第2の周波数掃引を実施する工程と、
(v)該第2の周波数掃引から得られる該インピーダンス値に対して第2の曲線をフィッティングさせる工程であって、前記第2の曲線が、該第2の周波数掃引時のどの時点が該第2の周波数掃引のどのそれぞれのインピーダンス値と相関するかを規定する、フィッティングさせる工程と、
(vi)該第1の曲線と該第2の曲線との間の差異である第3の曲線を得る工程と、
(vii)時点tmaxで記録される最大のインピーダンス差異ΔRmaxである該第3の曲線の最大値を見出し、任意に、t=0とt=tmaxとの間における該第3の曲線の下の面積Fを決定する、見出し任意に決定する工程と、
(viii)決定されるtmax値及びΔRmax値並びに任意にF値を使用して、前記歯根管の尖部と前記第1の電極との間の距離xを決定する工程と
を含む)
とを含む方法を実施することが可能であるハードウェアを含む、計算ユニット、並びに
(e)任意に、前記計算される距離を出力することが可能である出力機器
を含む、歯の根管の尖部の位置を決定する装置。 - 周波数掃引発生器が、オシレータ及び任意にアッテネータを含む、請求項1に記載の装置。
- 測定機器が、前記第1の電極と前記第2の電極との間で測定される電圧波形を増幅する増幅器を含む、請求項1又は2に記載の装置。
- 測定機器が、該測定される電圧波形を整流する整流器を含む、請求項3に記載の装置。
- 第1の周波数掃引及び第2の周波数掃引に対して、同数のインピーダンス測定値を取得する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。
- 第1の周波数掃引及び/又は第2の周波数掃引において使用される周波数が、10Hz〜40kHzの周波数を含む、又は14Hz〜10kHzの周波数を含む周波数範囲から選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。
- 第1の周波数掃引及び/又は第2の周波数掃引が、0.6秒未満で、又は0.1秒未満で完了する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置。
- 掃引速度β及び掃引速度γが、比率u=β/γが4〜8の値となるように選択される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の装置。
- 第1の電極が、ニードル電極若しくはリーマー電極、又は10mm〜50mmの長さを有するニードル電極若しくはリーマー電極である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の装置。
- 第2の電極が、該患者の口腔粘膜と接触することが可能であるリップ電極、及び/又はハンドヘルド式電極である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の装置。
- 歯根管の尖部の位置を決定する方法であって、以下の工程:
(a)患者の歯の根管に位置する第1の電極、及び前記患者の別の身体部分、又は前記患者の口腔粘膜若しくは手と接触する第2の電極を準備する工程と、
(b)第1の高速の周波数掃引を実施する工程であって、
各々の個々のインピーダンス測定値に対してどの時点で該測定値を取得したかに留意しながら、該第1の電極及び該第2の電極を使用して並びに10Hz〜40kHzの周波数から選択される周波数を使用して、第1の一連の少なくとも4個の電気的インピーダンス測定値を得ること
を含む、第1の高速の周波数掃引を実施する工程と、
(c)第2のより低速の周波数掃引を実施する工程であって、
(i)各々の個々のインピーダンス測定値に対してどの時点で該測定値を取得したかに留意しながら、該第1の電極及び該第2の電極を使用して並びに工程(b)において規定されるものと本質的に同じ周波数範囲を使用して、ただし工程(b)より低速で連続した個々のインピーダンス測定値を測定して、第2の一連の少なくとも4個の電気的インピーダンス測定値を得ること、又は
(ii)工程(b)において得られるインピーダンスデータ組から該第2の低速の周波数掃引の該インピーダンス測定値を外挿すること
を含む、第2のより低速の周波数掃引を実施する工程と、
(d)工程(b)において得られるインピーダンスデータ組を工程(c)において得られるインピーダンスデータ組と比較して、tmax及びΔRmaxを決定する、比較する工程であって、tmaxは、工程(b)においてtmaxで測定される又はtmaxに対応するインピーダンスと工程(c)においてtmaxで測定される又はtmaxに対応するインピーダンスとの間のインピーダンス差異ΔRmaxが最大となる、両方の周波数掃引における共通の時点である、比較する工程と、
(e)決定されるtmax値及びΔRmax値を使用して、前記歯根管の尖部と前記第1の電極との間の距離xを決定する工程と
を含む、歯根管の尖部の位置を決定する方法。
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