JP2020068892A - Occlusal force detection sheet and occlusal force detector using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、咬合力を検出するために用いられる咬合力検出シートとそれを用いた咬合力検出装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an occlusal force detection sheet used for detecting an occlusal force and an occlusal force detection device using the same.
従来から、食物を十分に咀嚼可能な強い咬合力を維持することが、健康を維持する上で重要であると考えられており、昨今では、咬合力の低下によるオーラルフレイルや口腔機能低下症の予防乃至は改善が注目されていることから、咬合力の大きさや歯の噛み合わせの状態などを検出するための咬合力検出シートや咬合力検出装置が検討されている。咬合力検出シートとしては、例えば、特開平6−189980号公報(特許文献1)に示された咬合力診断シートがある。この咬合力診断シートは、マイクロカプセル化した発色剤を塗布した感圧シートを備えており、咬合力の検出対象である患者が咬合力診断シートを噛んで咬合力を及ぼすことにより、及ぼされた咬合力に応じて発色するようになっている。 It has been conventionally considered that maintaining a strong bite force capable of chewing food sufficiently is important for maintaining good health, and in recent years, oral flare and oral dysfunction caused by a decrease in bite force have been considered. Since attention is paid to prevention or improvement, an occlusal force detection sheet and an occlusal force detection device for detecting the magnitude of occlusal force, the state of tooth engagement, and the like have been studied. As an occlusal force detection sheet, for example, there is an occlusal force diagnostic sheet disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-189980 (Patent Document 1). This occlusal force diagnostic sheet is equipped with a pressure-sensitive sheet coated with a microencapsulated color-developing agent, and a patient whose occlusal force is to be detected is affected by biting the occlusal force diagnostic sheet to exert occlusal force. It is designed to develop color according to the occlusal force.
ところで、特許文献1において、作用した咬合力の大きさに基づいて発色した咬合力診断シートは、専用のスキャナで読み取った画像をコンピュータで解析することにより、咬合力の強度分布を確認することができる。 By the way, in Patent Document 1, for the occlusal force diagnostic sheet that is colored based on the magnitude of the occlusal force that has been applied, the intensity distribution of the occlusal force can be confirmed by analyzing the image read by a dedicated scanner with a computer. it can.
しかしながら、このような特許文献1では、咬合力診断シートの最終的な発色から患者の咬合力を把握することから、最大の咬合力だけが把握可能であって、咬合の過程を把握することはできなかった。また、咬合力を感圧シートの発色によって把握することから、例えば、発色はしたもののうまく噛めていなかった場合などに、同じシートを用いて診断をやり直すことが難しく、診断をやり直すためには新しい咬合力診断シートを用意する必要がある。加えて、咬合力診断シートの発色の濃度を読み取るために専用のスキャナが必要となることから、装置全体として大がかり且つ高価になってしまうという問題もあった。 However, in Patent Document 1 as described above, since the occlusal force of the patient is grasped from the final color development of the occlusal force diagnostic sheet, only the maximum occlusal force can be grasped and the occlusal process cannot be grasped. could not. Further, since the occlusal force is grasped by the coloring of the pressure-sensitive sheet, it is difficult to redo the diagnosis using the same sheet, for example, when the coloring is made but the biting is not successful. It is necessary to prepare an occlusal force diagnostic sheet. In addition, since a dedicated scanner is required to read the color density of the occlusal force diagnostic sheet, there is a problem that the entire apparatus becomes large and expensive.
そこで、特開2015−136620号公報(特許文献2)には、有機圧電フィルムの両面にX電極シートとY電極シートを設けた構造のセンサシートを備えており、有機圧電フィルムにおける咬合力の作用部分に生じる電圧を検出することによって咬合力を検出する咬合力検出装置が提案されている。 Therefore, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-136620 (Patent Document 2) includes a sensor sheet having a structure in which an X electrode sheet and a Y electrode sheet are provided on both surfaces of an organic piezoelectric film, and the action of occlusal force in the organic piezoelectric film is provided. An occlusal force detection device that detects an occlusal force by detecting a voltage generated in a part has been proposed.
しかしながら、この特許文献2に開示された咬合力検出装置は、有機圧電フィルムが生じる電圧に基づいて咬合力を検出することから、咬合力が電極の交差対向部分を外れた位置に作用すると、電圧の検出精度が大幅に低下するおそれがあり、咬合力を高い信頼性で簡単に検出することが難しかった。 However, since the occlusal force detection device disclosed in Patent Document 2 detects the occlusal force based on the voltage generated by the organic piezoelectric film, if the occlusal force acts at a position outside the intersecting and facing portions of the electrodes, the voltage is detected. Since there is a possibility that the detection accuracy of will be significantly reduced, it was difficult to easily detect the occlusal force with high reliability.
また、患者が咬合力を及ぼすセンサシートが有機圧電フィルムと電極シートとを積層した極めて薄い構造とされていることから、歯の咬合面の凹凸などによってセンサシートに折れや凹みなどの塑性変形が生じ易く、複数回の使用が困難であった。更に、患者がセンサシートを強く噛む場合には、歯に大きな力が作用することで悪影響が及ぼされるおそれもあった。 In addition, since the sensor sheet that exerts an occlusal force on the patient has an extremely thin structure in which an organic piezoelectric film and an electrode sheet are laminated, the sensor sheet may be plastically deformed such as broken or dented due to unevenness of the occlusal surface of the teeth. It was easy to occur and was difficult to use multiple times. Further, when the patient strongly bites the sensor sheet, a large force may be exerted on the teeth, which may have an adverse effect.
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、咬合力を簡易に且つ優れた信頼性で検出することができると共に、強く噛んで咬合力を測定する場合に歯への悪影響を低減することも可能となる、新規な構造の咬合力検出シートとそれを用いた咬合力検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and the problem to be solved is to detect the occlusal force easily and with excellent reliability, and to measure the occlusal force by strongly biting. An object of the present invention is to provide an occlusal force detection sheet having a novel structure and an occlusal force detection device using the same, which can reduce adverse effects on teeth.
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention made to solve such problems will be described. The constituent elements used in each of the following aspects can be used in any combination as much as possible.
すなわち、本発明の第一の態様は、上下の歯の間に差し入れられて咬合力を検出する咬合力検出シートであって、柔軟な第一の電極と第二の電極が互いに対向して配置されて、それら第一の電極と第二の電極の対向方向に弾性変形可能とされた誘電体がそれら第一の電極と第二の電極の対向間に配されており、それら第一の電極と第二の電極の対向部分に対して対向方向に及ぼされる咬合力が、それら第一の電極と第二の電極の距離の変化による静電容量の変化に基づいて検出されるようにしたことを、特徴とする。 That is, the first aspect of the present invention is an occlusal force detection sheet that is inserted between upper and lower teeth to detect an occlusal force, and a flexible first electrode and a second electrode are arranged to face each other. And a dielectric that is elastically deformable in the opposing direction of the first electrode and the second electrode is disposed between the opposing surfaces of the first electrode and the second electrode. And that the occlusal force exerted on the facing portion of the second electrode in the facing direction is detected based on the change in the capacitance due to the change in the distance between the first electrode and the second electrode. Is characterized.
このような第一の態様に従う構造とされた咬合力検出シートによれば、第一の電極と第二の電極の間に誘電体が配された静電容量型センサとされており、誘電体が咬合力の作用方向で弾性変形可能とされていることから、検出対象者が咬合力検出シートを噛む際に歯に作用する力が低減される。その結果、強く噛んだ状態の咬合力を検出する場合にも、歯に対する悪影響を軽減することができる。 According to the occlusal force detection sheet having the structure according to the first aspect, a capacitance type sensor in which a dielectric is arranged between the first electrode and the second electrode is used. Is elastically deformable in the acting direction of the occlusal force, the force acting on the teeth when the person to be detected bites the occlusal force detection sheet is reduced. As a result, even when the occlusal force in the strongly bitten state is detected, the adverse effect on the teeth can be reduced.
さらに、誘電体が咬合力の作用方向で弾性変形可能であると共に、第一の電極および第二の電極が柔軟であることから、咬合力の作用による咬合力検出シートの折れや凹みなどの塑性変形が防止されて、咬合力を繰り返し及ぼしても形状変化による検出精度の低下が起こり難く、優れた耐久性が発揮される。それ故、例えば、咬合力検出シートの表面に使い捨てのカバーを付けて、使用後にカバーを交換することで清潔を保つようにすれば、咬合力検出シートを複数回に亘って使用することも可能となる。 Furthermore, since the dielectric is elastically deformable in the direction of the occlusal force and the first electrode and the second electrode are flexible, the occlusal force detection sheet due to the action of the occlusal force has a plastic property such as fold or dent. The deformation is prevented, and even if the occlusal force is repeatedly applied, the detection accuracy is less likely to decrease due to the shape change, and excellent durability is exhibited. Therefore, for example, if a disposable cover is attached to the surface of the occlusal force detection sheet and the cover is replaced after use to keep it clean, the occlusal force detection sheet can be used multiple times. Becomes
また、誘電体の弾性変形による第一の電極と第二の電極の対向距離の変化に伴って、第一の電極と第二の電極の対向部分に構成されるコンデンサの静電容量が変化することを利用して、静電容量の変化に基づいて咬合力を検出することから、例えば、力の作用点が第一の電極と第二の電極の対向部分を多少外れていても、力の作用点の周囲においても誘電体の変形が生じて咬合力が検出される。このように、静電容量型センサでは、咬合力の入力を面で受けて検出することができることから、一定以上の信頼性を持った検出結果を安定して得ることができる。 Also, the capacitance of the capacitor formed at the facing portion of the first electrode and the second electrode changes with the change in the facing distance between the first electrode and the second electrode due to elastic deformation of the dielectric. By utilizing this fact, the occlusal force is detected based on the change in the capacitance.For example, even if the point of action of the force deviates slightly from the facing portion of the first electrode and the second electrode, The occlusal force is also detected by the deformation of the dielectric body around the point of action. As described above, in the capacitance type sensor, since the input of the occlusal force can be received and detected on the surface, it is possible to stably obtain the detection result having a certain reliability or more.
本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された咬合力検出シートにおいて、前記第一の電極と前記第二の電極の対向部分が複数設けられているものである。 A second aspect of the present invention is the occlusal force detection sheet according to the first aspect, wherein a plurality of facing portions of the first electrode and the second electrode are provided.
第二の態様によれば、複数箇所において咬合力を検出することが可能となることから、より広い範囲の咬合力を検出可能としたり、特定範囲の咬合力の分解能を高めたりすることなどができる。 According to the second aspect, since it is possible to detect the occlusal force at a plurality of locations, it is possible to detect a wider range of the occlusal force, or to increase the resolution of the occlusal force in the specific range. it can.
本発明の第三の態様は、第二の態様に記載された咬合力検出シートにおいて、前記第一の電極と前記第二の電極の対向部分の複数が、該第一の電極と該第二の電極の少なくとも一方において電気的に直列接続されているものである。 A third aspect of the present invention is the occlusal force detection sheet according to the second aspect, wherein a plurality of facing portions of the first electrode and the second electrode are the first electrode and the second electrode. At least one of the electrodes is electrically connected in series.
第三の態様によれば、咬合力をより広い範囲で検出可能としながら、検出用電圧の走査的な印加処理や静電容量の検出処理を簡単にすることができると共に、静電容量から咬合力を算出する際に必要な演算処理も簡潔にすることができて、処理速度の向上が図られ得る。 According to the third aspect, while making it possible to detect the occlusal force in a wider range, it is possible to simplify the scanning application process of the detection voltage and the electrostatic capacitance detection process, and at the same time, the occlusal force can be detected from the electrostatic capacitance. The calculation process required when calculating the force can also be simplified, and the processing speed can be improved.
本発明の第四の態様は、第三の態様に記載された咬合力検出シートにおいて、前記第一の電極の複数が電気的に直列接続されていると共に、前記第二の電極の複数が電気的に直列接続されており、電気的に直列接続された複数の該第一の電極と電気的に直列接続された複数の該第二の電極とが相互に対向して配置されているものである。 A fourth aspect of the present invention is the occlusal force detection sheet according to the third aspect, wherein a plurality of the first electrodes are electrically connected in series and a plurality of the second electrodes are electrically connected. Are electrically connected in series, and the plurality of first electrodes electrically connected in series and the plurality of second electrodes electrically connected in series are arranged to face each other. is there.
第四の態様によれば、電気的に直列接続された第一の電極に対して検出用電圧が同時に印加されることから、それら第一の電極と第二の電極との対向部分に対する検出用電圧の印加処理が簡単になる。更に、それら第一の電極と第二の電極の対向部分における静電容量の検出処理も簡単になると共に、静電容量から咬合力を算出する演算処理も簡単になって、処理速度の向上が図られる。 According to the fourth aspect, since the detection voltage is simultaneously applied to the first electrodes electrically connected in series, the detection voltage is applied to the facing portion between the first electrode and the second electrode. The voltage application process is simplified. Further, the detection process of the electrostatic capacitance at the facing portion of the first electrode and the second electrode is simplified, and the arithmetic process for calculating the occlusal force from the electrostatic capacitance is also simplified, improving the processing speed. Planned.
本発明の第五の態様は、第一〜第四の何れか1つの態様に記載された咬合力検出シートにおいて、前記第一の電極と前記第二の電極を覆う防水カバーが着脱可能に設けられているものである。 A fifth aspect of the present invention is the occlusal force detection sheet according to any one of the first to fourth aspects, wherein a waterproof cover that covers the first electrode and the second electrode is detachably provided. It is what has been.
第五の態様によれば、第一の電極と第二の電極が検出対象者の口腔内で唾液に直接接触するのを防ぐことができて、検出精度の低下や故障が防止される。しかも、着脱可能とされた防水カバーを交換することによって、咬合力検出シートを簡単に再使用することができる。 According to the fifth aspect, it is possible to prevent the first electrode and the second electrode from coming into direct contact with saliva in the oral cavity of the person to be detected, and prevent a decrease in detection accuracy and a failure. Moreover, the bite force detection sheet can be easily reused by replacing the detachable waterproof cover.
本発明の第六の態様は、第一〜第五の何れか1つの態様に記載された咬合力検出シートにおいて、前記第一の電極又は前記第二の電極における前記誘電体への重ね合わせ面と反対側の面を覆うガード電極が設けられているものである。 A sixth aspect of the present invention is the occlusal force detection sheet according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first electrode or the second electrode has a superposed surface on the dielectric. A guard electrode is provided to cover the surface on the opposite side.
第六の態様によれば、ガード電極を第一,第二の電極と検出対象者の舌との間に配することで、第一の電極又は第二の電極と舌の接触によるノイズを防いで、検出精度の向上を図ることができる。 According to the sixth aspect, by disposing the guard electrode between the first and second electrodes and the tongue of the detection target person, noise due to contact between the first electrode or the second electrode and the tongue is prevented. Therefore, the detection accuracy can be improved.
本発明の第七の態様は、第一〜第六の何れか1つの態様に記載された咬合力検出シートにおいて、前記第一の電極と前記第二の電極の対向部分が複数設けられており、それら第一の電極と第二の電極の対向部分が歯列に応じたU字状に配されているものである。 A seventh aspect of the present invention is the occlusal force detection sheet according to any one of the first to sixth aspects, wherein a plurality of facing portions of the first electrode and the second electrode are provided. The opposing portions of the first electrode and the second electrode are arranged in a U shape corresponding to the tooth row.
第七の態様によれば、第一の電極と第二の電極の対向部分に構成される複数の検出素子がU字状に配されることによって、咬合力を歯列の全体において検出することができて、噛み合わせの状態や咬合力の分布などを有利に把握することができる。 According to the seventh aspect, a plurality of detection elements configured in the facing portion of the first electrode and the second electrode are arranged in a U shape to detect the occlusal force in the entire dentition. Therefore, the state of biting and the distribution of occlusal force can be advantageously grasped.
本発明の第八の態様は、第一〜第六の何れか1つの態様に記載された咬合力検出シートにおいて、前記第一の電極と前記第二の電極の対向部分が歯列の一部に応じて配されているものである。 An eighth aspect of the present invention is the occlusal force detection sheet according to any one of the first to sixth aspects, wherein the facing portion of the first electrode and the second electrode is a part of a dentition. It is arranged according to.
第八の態様によれば、歯列の一部に作用する咬合力を選択的に検出することも可能になる。しかも、咬合力検出シートにおいて咬合力が及ぼされる部分が小型化されることで、咬合力検出シートにおける当該部分を検出対象者の口腔内に差し入れ易くなる。 According to the eighth aspect, it becomes possible to selectively detect the occlusal force acting on a part of the dentition. Moreover, since the portion of the occlusal force detection sheet to which the occlusal force is applied is downsized, the portion of the occlusal force detection sheet can be easily inserted into the oral cavity of the detection target person.
本発明の第九の態様は、第一〜第八の何れか1つの態様に記載された咬合力検出シートにおいて、前記誘電体が多孔質とされているものである。 A ninth aspect of the present invention is the occlusal force detection sheet according to any one of the first to eighth aspects, wherein the dielectric is porous.
第九の態様によれば、気泡によって誘電体の誘電率を大きく設定し易くなって、第一の電極と第二の電極の対向部分に形成される検出素子において静電容量を大きくできることから、検出精度の向上が図られる。また、誘電体のクッション性を高めることができて、大きな咬合力を作用させる際に検出対象者の歯に悪影響が及ぼされ難くなる。 According to the ninth aspect, it is easy to set the dielectric constant of the dielectric material to be large by the bubbles, and the capacitance can be increased in the detection element formed in the facing portion of the first electrode and the second electrode. The detection accuracy can be improved. In addition, the cushioning property of the dielectric can be improved, and the teeth of the detection target person are less likely to be adversely affected when a large occlusal force is applied.
また、本発明の第十の態様は、上下の歯の咬合力を検出する咬合力検出装置であって、(i)第一〜第九の何れか1つの態様に記載された咬合力検出シートと、(ii)該咬合力検出シートにおける前記第一の電極と前記第二の電極に接続されて、それら第一の電極と第二の電極に検出電圧を印加する電源装置と、(iii)それら第一の電極と第二の電極に接続されて、それら第一の電極と第二の電極の対向部分における静電容量の変化量を検出する検出手段と、(iv)該検出手段で検出した静電容量の変化量に基づいてそれら第一の電極と第二の電極の対向部分に作用した咬合力を算出する咬合力算出手段とを、備えていることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is an occlusal force detection device that detects the occlusal force of upper and lower teeth, and (i) the occlusal force detection sheet described in any one of the first to ninth aspects. And (ii) a power supply device that is connected to the first electrode and the second electrode in the occlusal force detection sheet and applies a detection voltage to the first electrode and the second electrode, and (iii) A detection means connected to the first electrode and the second electrode to detect the amount of change in capacitance in the facing portion of the first electrode and the second electrode; and (iv) detection by the detection means. An occlusal force calculating means for calculating the occlusal force acting on the opposing portions of the first electrode and the second electrode based on the amount of change in the electrostatic capacitance is provided.
このような第十の態様に従う構造とされた咬合力検出装置によれば、静電容量型センサによって咬合力を検出することから、一定以上の信頼性を持った検出結果を安定して得ることができる。また、咬合力検出シートが誘電体を備えていることによって、咬合力の作用時に誘電体の弾性変形による緩衝作用が発揮されて、咬合力の反力による歯への悪影響が低減されると共に、大きな咬合力が作用しても、咬合力検出シートの損傷が防止される。 According to the occlusal force detection device having the structure according to the tenth aspect as described above, since the occlusal force is detected by the capacitance type sensor, it is possible to stably obtain a detection result having a certain reliability or more. You can In addition, since the occlusal force detection sheet is provided with the dielectric, the cushioning action due to the elastic deformation of the dielectric is exerted when the occlusal force acts, and the adverse effect on the tooth due to the reaction force of the occlusal force is reduced, Even if a large occlusal force is applied, damage to the occlusal force detection sheet is prevented.
本発明の第十一の態様は、第十の態様に記載された咬合力検出装置であって、前記咬合力検出シートにおいて前記第一の電極と前記第二の電極の対向部分が複数設けられており、前記咬合力算出手段がそれら第一の電極と第二の電極の複数の対向部分における静電容量の変化量に基づいて咬合力の和を算出するものである。 An eleventh aspect of the present invention is the occlusal force detection device described in the tenth aspect, wherein a plurality of facing portions of the first electrode and the second electrode are provided in the occlusal force detection sheet. The occlusal force calculating means calculates the sum of the occlusal forces based on the amount of change in electrostatic capacitance at the plurality of facing portions of the first electrode and the second electrode.
第十一の態様によれば、第一の電極と第二の電極の対向部分に構成される各検出素子の静電容量の変化量に基づいて、咬合力算出手段が複数の検出素子に作用した咬合力の和を算出することにより、検出対象者の全体的な咬合力を簡単に把握することができると共に、咬合力を算出する演算処理を簡単にすることもできる。 According to the eleventh aspect, the occlusal force calculation means acts on the plurality of detection elements based on the amount of change in the capacitance of each detection element formed in the facing portion of the first electrode and the second electrode. By calculating the sum of the occlusal forces, it is possible to easily grasp the overall occlusal force of the detection target person and also to simplify the calculation process for calculating the occlusal force.
本発明によれば、静電容量型センサを構成する誘電体が咬合力の作用方向で弾性変形可能とされていることから、検出対象者が咬合力検出シートを噛む際に、歯に作用する力が低減される。更に、誘電体が咬合力の作用方向で弾性変形可能であると共に、第一の電極および第二の電極が柔軟であることから、咬合力の作用による咬合力検出シートの折れや凹みなどの塑性変形が防止されて、咬合力を繰り返し及ぼしても形状変化による検出精度の低下が起こり難く、優れた耐久性が発揮される。また、静電容量型センサであることにより、例えば、力の作用点が第一の電極と第二の電極の対向部分(検出素子)を多少外れていても、力の作用点の周囲においても誘電体の変形が生じて咬合力が検出されることから、一定以上の信頼性を持った検出結果を安定して得ることができる。 According to the present invention, the dielectric constituting the capacitance type sensor is elastically deformable in the action direction of the occlusal force, and therefore acts on the teeth when the detection target person bites the occlusal force detection sheet. The power is reduced. Furthermore, since the dielectric is elastically deformable in the direction of action of the occlusal force and the first electrode and the second electrode are flexible, the occlusal force detection sheet due to the action of the occlusal force has a plastic property such as fold or dent. The deformation is prevented, and even if the occlusal force is repeatedly applied, the detection accuracy is less likely to decrease due to the shape change, and excellent durability is exhibited. Further, because of the capacitance type sensor, for example, even if the point of action of the force is slightly off from the facing portion (detection element) of the first electrode and the second electrode, even around the point of action of the force. Since the dielectric is deformed and the occlusal force is detected, it is possible to stably obtain a detection result with a certain degree of reliability.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1には、本発明の第一の実施形態としての咬合力検出装置10が示されている。咬合力検出装置10は、検出対象者の咬合力を測定するものであって、咬合力検出シート12と制御装置14を備えている。なお、以下の説明では、原則として、上下方向とは後述する第一の電極Yと第二の電極Xの対向方向である図1中の紙面直交方向を、前後方向とは図1中の上下方向を、左右方向とは図1中の左右方向を、それぞれ言う。
FIG. 1 shows an occlusal
より詳細には、咬合力検出シート12は、検出対象者の上下の歯の間に差し入れられて咬合力を検出するものであって、図2に示すように、検出対象者の口腔内に差し入れられる感圧部16と、感圧部16と制御装置14を繋ぐ接続部18,20とを、備えている。更に、咬合力検出シート12は、図3に示すように、第一の電極シート22と第二の電極シート24が、誘電体26を挟んで上下方向で重ね合わされた構造を有している。なお、図3では、見易さのために、厚さが誇張されている。
More specifically, the occlusal
第一の電極シート22は、図4に示すように、電気絶縁性の第一の基体28の上面に複数の第一の電極Yが形成された構造を有している。
As shown in FIG. 4, the
第一の基体28は、ゴムや合成樹脂エラストマなどで形成された柔軟なシート状であって、感圧部16を構成する前部が平面視において歯列に応じた弓形乃至は馬蹄形とされていると共に、接続部18,20を構成する後部が前部の左右両側において後方へ延び出した構造を有している。
The
第一の電極Yは、ゴム材料や合成樹脂材料にカーボンや銀などの導電性材料を混合した導電性塗料などによって第一の基体28の表面に形成されており、第一の基体28の変形に追従して変形可能な柔軟性を有している。また、第一の電極Yは、平面視で略長方形とされて、左右方向に長手となるように配されていると共に、複数が前後方向で並列的に配されている。本実施形態の第一の電極Yは、前後方向に10列となるように配されていると共に、前側の4列は第一の基体28の前端の凹部30に対して左右両側に配されており、14本の第一の電極Yが第一の基体28の上面に形成されている。以下の説明では、第一の電極Yを後側から順にY1,Y2・・・Y10と称する。なお、図中において、第一の電極Yと後述する第二の電極Xは、実線で図示されている。
The first electrode Y is formed on the surface of the
第一の電極Yの幅寸法は、特に限定されないが、例えば一般的な歯の咬合面の大きさなどに基づいて設定されており、幅寸法が2mm以上且つ30mm以下であることが望ましい。更に、幅方向で隣り合う第一の電極Y,Yの間隔は、例えば0.025mm以上且つ5mm以下とされることが望ましい。 The width dimension of the first electrode Y is not particularly limited, but is set based on, for example, the size of a general tooth occlusal surface, and the width dimension is preferably 2 mm or more and 30 mm or less. Further, it is desirable that the interval between the first electrodes Y adjacent to each other in the width direction is 0.025 mm or more and 5 mm or less.
さらに、第一の電極Yには、第一の配線32が電気的に接続されている。第一の配線32は、導電性塗料などによって第一の基体28の表面に形成されており、第一の電極Yよりも狭幅とされていると共に、第一の電極Y上に延びていることで第一の電極Yに電気的に接続されている。また、第一の配線32は、第一の電極Yと同様の柔軟性を有しており、第一の基体28の変形に追従可能とされている。なお、図中において、第一の配線32と後述する第二の配線38は、細い実線で図示されている。
Further, the
第一の電極Yと第一の配線32は、同一の材料で形成されていても良いが、本実施形態では、第一の電極Yがカーボンフィラーを用いた導電性塗料で形成されていると共に、第一の配線32が銀ペーストを用いた導電性塗料で形成されている。これにより、幅広とされた第一の電極Yが安価な材料で形成されていると共に、幅狭とされた第一の配線32がより電気抵抗の小さい材料で形成されている。
The first electrode Y and the
本実施形態では、左右の第一の電極Y7,Y7が第一の配線32によって電気的に直列接続されていると共に、左右の第一の電極Y8,Y8が第一の配線32によって電気的に直列接続されている。同様に、左右の第一の電極Y9,Y9が第一の配線32によって電気的に直列接続されていると共に、左右の第一の電極Y10,Y10が第一の配線32によって電気的に直列接続されている。
In the present embodiment, the left and right first electrodes Y7, Y7 are electrically connected in series by the
さらに、第一の電極Y1と第一の電極Y2には、右端において折り返された第一の配線32が接続されており、第一の電極Y1と第一の電極Y2が第一の配線32によって電気的に直列接続されている。同様に、第一の電極Y7と第一の電極Y8が第一の配線32によって電気的に直列接続されていると共に、第一の電極Y9と第一の電極Y10が第一の配線32によって電気的に直列接続されている。なお、第一の電極Y3〜Y6には、各独立した第一の配線32が接続されている。
Further, a
そして、第一の配線32は、第一の電極Y1,Y3〜Y7,Y9の各左端から左方へ延び出しており、接続部18を構成する第一の基体28の後部へ延びて、第一の基体28の後端に設けられた第一の端子34に接続されている。
The
一方、第二の電極シート24は、図5に示すように、ゴムや合成樹脂エラストマなどで形成された電気絶縁性の第二の基体36の下面に複数の第二の電極Xが配された構造を有している。
On the other hand, in the
第二の基体36は、全体として第一の基体28と略同じ形状とされており、感圧部16を構成する前部が平面視において歯列に応じた弓形乃至は馬蹄形とされていると共に、接続部18,20を構成する後部が前部の左右両側において後方へ延び出した構造を有している。
The
第二の電極Xは、第一の電極Yと同様に、ゴム材料や合成樹脂材料にカーボンや銀などの導電性材料を混合した導電性塗料などによって第二の基体36の表面に形成されており、第二の基体36の変形に追従可能な柔軟性を備えている。更に、第二の電極Xは、平面視で略長方形とされて、前後方向に長手となるように配されていると共に、複数が左右方向で並列的に配されている。本実施形態では、13本の第二の電極Xが左右方向に13列となるように配されている。以下の説明では、第二の電極Xを図5中に矢印で示す左側から順にX1,X2・・・X13と称する。なお、第二の電極Xの幅寸法や間隔は、例えば、第一の電極Yと同様に設定される。また、底面図である図5では、第二の電極シート24が図1に対して左右反転して示されている。
Similarly to the first electrode Y, the second electrode X is formed on the surface of the
さらに、第二の電極Xには、第二の配線38が電気的に接続されている。第二の配線38は、第一の配線32と同様に、導電性塗料などによって第二の基体36の表面に形成されており、第二の基体36の変形に追従可能な柔軟性を備えている。本実施形態の第二の配線38は、第二の電極Xよりも狭幅とされていると共に、第二の電極X上に延びていることで第二の電極Xに電気的に接続されている。本実施形態では、第二の電極Xが第一の電極Yと同様にカーボンフィラーを用いた導電性塗料で形成されていると共に、第二の配線38が第一の配線32と同様に銀ペーストを用いた導電性塗料で形成されている。
Further, the
本実施形態では、第二の電極X1と第二の電極X2には、前側において折り返された第二の配線38が接続されており、第二の電極X1と第二の電極X2が第二の配線38によって電気的に直列接続されている。同様に、第二の電極X5と第二の電極X6、第二の電極X7と第二の電極X8、第二の電極X12と第二の電極X13が、それぞれ前側において折り返された第二の配線38によって電気的に直列接続されている。なお、第二の電極X3,X4,X9〜X11には、各独立した第二の配線38が接続されている。
In the present embodiment, the
そして、第二の配線38は、第二の電極X2〜X5,X7,X9〜X12の各後端から後方へ延び出しており、接続部20を構成する第二の基体36の後部へ延びて、第二の基体36の後端に設けられた第二の端子40に接続されている。
Then, the
上記の如き第一の電極シート22と第二の電極シート24は、図3に示すように、誘電体26を挟んで相互に重ね合わされている。誘電体26は、ゴムや合成樹脂などの電気絶縁性の材料で形成されたシート状とされており、厚さ方向である上下方向において弾性的な圧縮変形が許容されている。更に、誘電体26は、好適には、多数の気泡を有する多孔質の弾性体とされており、後述する検出素子42における静電容量を大きく得ることが可能とされていると共に、厚さ方向のヤング率が小さくされている。誘電体26は、具体的には、例えば、ポリウレタンやポリエチレン、ポリプロピレンなどの各種合成樹脂の発泡体によって形成される。
As shown in FIG. 3, the
そして、第一の電極シート22と第二の電極シート24が誘電体26を挟んで相互に重ね合わされることにより、図2に示すように、第一の電極Yと第二の電極Xが誘電体26を挟んで交差対向するように配されており、それら第一の電極Yと第二の電極Xの各交差対向部分が検出素子42とされている。本実施形態では、第一の電極Y1,Y2と第二の電極X4〜X10、第一の電極Y3〜Y6と第二の電極X2〜X12、第一の電極Y7〜Y10と第二の電極X1〜X4および第二の電極X10〜X13が、それぞれ互いに交差対向して配されており、それら第一の電極Yと第二の電極Xの交差対向部分がそれぞれ検出素子42とされていることから、複数の検出素子42が設けられている。
Then, the
各検出素子42は、何れも、導電体である第一の電極Yと第二の電極Xの対向間に誘電率の大きな誘電体26が配されて、それぞれコンデンサを構成している。また、誘電体26の厚さ方向両面に第一の電極Yと第二の電極Xの各一方が重ね合わされていることから、誘電体26が第一の電極Yと第二の電極Xの対向方向において弾性的な圧縮変形を許容されている。そして、検出素子42において、第一の電極Yと第二の電極Xの間に検出用電圧を印加した状態で第一の電極Yと第二の電極Xの対向間距離が変化することにより、検出素子42の静電容量が変化せしめられるようになっている。本実施形態では、90個の検出素子42が、歯列に略対応するU字状に配されている。
In each of the
好適には、検出素子42は、前後寸法と左右寸法がそれぞれ4mm〜10mmとされていることが望ましい。また、検出素子42は、好適には全体として4〜256個が設けられる。また、歯列直交方向において特に中央の前歯対応部分における前後方向と両側の奥歯対応部分における左右方向とにおいては、検出素子42が、それぞれ4つ以上並んで配されることが好ましく、検出素子42が配置された検出領域の有効幅寸法が、それら中央の前後方向と両側の左右方向において何れも20mm以上とされることが好ましい。
Preferably, the
また、第一の電極シート22における誘電体26への重ね合わせ面と反対側の面(下面)には、ガード電極シート44が重ね合わされている。ガード電極シート44は、図6に示すように、第一,第二の基体28,36と同様の材料で形成された柔軟な第三の基体45の上面にガード電極46が形成された構造を有している。ガード電極46は、第一,第二の電極X,Yと同様に導電性材料で形成されて柔軟性を備えており、上下方向の投影において第一,第二の電極X,Yと重なり合う部分を全体に亘って覆うように形成されている。本実施形態では、第二の配線38と第一の基体28を介して重なり合う部分にもガード電極46が設けられている。
A
さらに、ガード電極シート44には、ガード電極46に接続される接地配線48が設けられている。この接地配線48は、ガード電極46に電気的に接続されていると共に、ガード電極46から後方へ延び出しており、第三の基体45の接地接続部50に設けられて、接地接続部50の後端に設けられた接地端子52に接続されている。なお、接地配線48は、好適には、ガード電極46よりも電気抵抗が小さい材料で形成されて、ガード電極46上にも形成されている。
Further, the
そして、ガード電極シート44が第一の電極シート22の下面に重ね合わされることにより、本実施形態の咬合力検出シート12が構成されている。この咬合力検出シート12は、検出素子42の複数が配された前部が、検出対象者の口腔へ差し入れられて咬合力が及ぼされる感圧部16とされていると共に、第一,第二の配線32,38が形成された後部が、感圧部16から後方へ延び出した接続部18,20とされている。
Then, the occlusal
なお、咬合力検出シート12の感圧部16は、防水カバー54によって覆われている。防水カバー54は、水の通過を防ぐ耐水性や口腔内環境に対する耐食性などを有するとともに口腔内に入れても人体に害がない合成樹脂材料などで形成されている。具体的には、例えば、防水カバー54は、略四角形とされた上下のプラスチックフィルムを外周の3辺において相互に溶着して袋状としたものであって、感圧部16に前側から着脱可能に被せられるようになっている。本実施形態の防水カバー54は、第一,第二の電極Y,Xを備える感圧部16の全体を覆うようになっているが、例えば、感圧部16だけでなく、第一,第二の配線32,38を備える接続部18,20の略全体まで覆う構造としても良い。また、防水カバー54は、感圧部16に対して容易に着脱可能とされており、例えば、防水カバー54で覆われた感圧部16を検出対象者の口腔から取り出した後で、防水カバー54を新しいものと交換すれば、感圧部16の清潔さを保ちながら感圧部16を簡単に再使用することができる。
The pressure
また、咬合力検出シート12は、図1に示すように、制御装置14に接続される。制御装置14は、咬合力検出シート12の接続部18,20に設けられた第一,第二の端子34,40の各一方が接続されるコネクタ56,58を備えていると共に、咬合力検出シート12の接地接続部50に設けられた接地端子52が接続される接地コネクタ60を備えている。なお、接地端子52が接地コネクタ60に接続されることにより、ガード電極46が接地されて、ガード電極46が基準電位に保たれている。
Further, the occlusal
さらに、制御装置14は、第一,第二の配線32,38によって第一,第二の電極Y,Xと接続されており、第一の電極Yと第二の電極Xの間に静電容量測定用の電圧を印加する電源装置62と、各検出素子42における静電容量の変化量を検出する検出手段64と、検出手段64による静電容量の検出結果に基づいて咬合力を算出する咬合力算出手段66とを、備えている。
Further, the
なお、検出手段64と咬合力算出手段66は、必ずしも独立して設けられるものではなく、例えば、中央演算装置(CPU)、RAM、ROMなどを備えるコンピュータが、検出手段64と咬合力算出手段66の両方を構成するようにもできる。この場合には、制御装置14の機能の一部(検出手段64と咬合力算出手段66)が外付けのコンピュータによって実現され得る。更に、電源装置62が第一,第二の電極Y,X間へ検出用電圧を印加するタイミングなどを、上記コンピュータによって制御することもできる。
The detecting means 64 and the occlusal force calculating means 66 are not necessarily provided independently, and for example, a computer including a central processing unit (CPU), RAM, ROM, etc., is used as the detecting
以下に、このような本実施形態に係る咬合力検出装置10を用いた検出対象者の咬合力の検出方法について説明する。
Hereinafter, a method of detecting the occlusal force of the detection target person using the occlusal
まず、咬合力検出シート12の第一,第二の端子34,40を制御装置14のコネクタ56,58に接続すると共に、咬合力検出シート12の接地端子52を制御装置14の接地コネクタ60に接続して、咬合力検出シート12を制御装置14に取り付ける。なお、咬合力検出シート12は、制御装置14への接続前に予め防水カバー54を装着しておいても良いし、制御装置14への接続後に防水カバー54を装着しても良い。
First, the first and
次に、制御装置14の電源(図示せず)を入れて、電源装置62による第一,第二の電極Y,X間への検出用電圧の印加を開始すると共に、検出手段64による各検出素子42の静電容量の検出と、検出手段64が検出した静電容量値に基づいた咬合力算出手段66による咬合力の算出とを、開始する。
Next, the power supply (not shown) of the
電源装置62は、検出用電圧を各検出素子42に走査的に印加するが、本実施形態では、例えば、第一の電極Y9,Y10がそれぞれ第一の配線32によって直列的に接続されていると共に、第二の電極X1,X2がそれぞれ第二の配線38によって直列的に接続されていることから、第一の電極Y9と第二の電極X1,X2の交差対向部分に構成される検出素子42,42と、第一の電極Y10と第二の電極X1,X2の交差対向部分に構成される検出素子42,42は、電気的に接続されており、検出用電圧が同時に印加される。また、第一の電極Y9,Y10と第二の電極X3、第二の電極X4、第二の電極X10、第二の電極X11、第二の電極X12,X13との交差対向部分に構成される各複数の検出素子42は、それぞれ電気的に接続されており、それぞれ検出用電圧が同時に印加される。
The
同様に、第一の電極Y7,Y8と、第二の電極X1,X2、第二の電極X3、第二の電極X4、第二の電極X10、第二の電極X11、第二の電極X12,X13との交差対向部分に構成される各複数の検出素子42は、それぞれ電気的に接続されており、それぞれ検出用電圧が同時に印加される。また、第一の電極Y1,Y2と、第二の電極X4、第二の電極X5,X6、第二の電極X7,X8、第二の電極X9、第二の電極X10との交差対向部分に構成される各複数の検出素子42は、それぞれ電気的に接続されており、それぞれ検出用電圧が同時に印加される。
Similarly, the first electrodes Y7 and Y8, the second electrodes X1 and X2, the second electrode X3, the second electrode X4, the second electrode X10, the second electrode X11, and the second electrode X12, Each of the plurality of
さらに、第二の電極X5,X6と、第一の電極Y3、第一の電極Y4、第一の電極Y5、第一の電極Y6との交差対向部分に構成される各複数の検出素子42は、それぞれ電気的に接続されており、それぞれ検出用電圧が同時に印加されると共に、第二の電極X7,X8と、第一の電極Y3、第一の電極Y4、第一の電極Y5、第一の電極Y6との交差対向部分に構成される各複数の検出素子42は、それぞれ電気的に接続されており、それぞれ検出用電圧が同時に印加される。
Further, each of the plurality of
なお、第一の電極Y3〜Y6と第二の電極X2〜X4,X9〜X12との各交差対向部分に構成される検出素子42は、検出用電圧が各別に印加される。
A detection voltage is separately applied to each of the
そして、咬合力検出シート12の感圧部16を検出対象者の口腔内で上下の歯の間に差し入れて、U字状に配された複数の検出素子42を検出対象者の歯列に対応する位置に保持する。なお、感圧部16は、第一の電極Y1,Y2を検出対象者の前歯に対して位置決めすれば、複数の検出素子42が一般的な検出対象者の歯列に沿って配されるようになっているが、例えば、防水カバー54や第二の基体36の上面に位置決め用の目盛やマークなどを設けて、口腔内での位置決めが容易になるようにもできる。
Then, the pressure
咬合力検出シート12は、ガード電極シート44が第一,第二の電極シート22,24よりも検出対象者の舌側となる向きで検出対象者の口腔内に差し入れられる。これにより、検出対象者の舌が感圧部16に接触することによるノイズが、ガード電極46によって低減されて、検出精度の向上が図られる。
The occlusal
次に、検出対象者に咬合力検出シート12を噛むように指示をして、検出対象者の咬合力を咬合力検出シート12の感圧部16に作用させる。そして、検出対象者が咬合力検出シート12の感圧部16を噛むことにより、感圧部16の誘電体26が検出対象者の上下の歯の間で上下に圧縮されることから、誘電体26を挟んで上下各一方側に設けられた第一の電極Yと第二の電極Xが、作用した咬合力に応じて相互に接近変位せしめられる。これにより、咬合力が作用した検出素子42において、静電容量が大きくなる。
Next, the detection target person is instructed to bite the occlusal
ここにおいて、咬合力検出シート12の感圧部16は、第一,第二の電極シート22,24の間に誘電体26が配設されており、咬合力の作用方向で誘電体26の弾性変形が許容されている。それ故、強く噛みしめることによる検出対象者の歯への負荷が、誘電体26の弾性に基づく緩衝作用によって低減されて、咬合力の検出によって検出対象者の歯に及ぼされる悪影響が低減される。
Here, in the pressure-
しかも、本実施形態の咬合力検出シート12は、フィルム状や紙状のような厚さが極めて薄いものに比して、ある程度の厚さがあることで感圧部16を噛みしめ易く、食事の際に近い噛み合わせでの咬合力を測定することができる。特に、感圧部16は、柔軟な第一,第二の電極シート22,24の間に誘電体26を配した構造とされて、厚さ方向に弾力があることから、検出対象者が加減することなく最大の咬合力を及ぼし易い。
Moreover, the occlusal
また、隣り合う第一の電極Y,Yの間のような検出素子42を外れた位置に歯が押し付けられる場合に、誘電体26は咬合力の作用点だけでなくその周囲でも上下に圧縮されることから、咬合力の作用点の周囲に配された検出素子42において静電容量の変化が生じて咬合力が検出される。従って、咬合力の作用位置による検出結果の差が小さくなって、十分な信頼性をもった検出結果を安定して得ることができる。
Further, when the teeth are pressed to a position outside the
さらに、本実施形態では、誘電体26が多孔質の弾性体とされていることから、気泡によって検出素子42の静電容量を大きく得ることができて、静電容量の変化に基づく咬合力の検出精度を高めることができる。しかも、誘電体26が多孔質であることで、誘電体26の緩衝作用の向上が図られて、感圧部16を噛みしめる際の歯への悪影響を低減することができる。
Further, in the present embodiment, since the dielectric 26 is a porous elastic body, it is possible to obtain a large electrostatic capacitance of the
次に、咬合力の作用による各検出素子42の静電容量の変化は、検出手段64によって例えば静電容量に対応するdigit値の変化として検出される。そして、検出手段64が検出したdigit値の変化に基づいて、咬合力算出手段66が検出素子42に作用した咬合力を算出する。咬合力算出手段66は、各検出素子42に作用した咬合力をそれぞれ算出するようにしても良いが、本実施形態では、例えば、検出手段64によって検出される各検出素子42の静電容量の変化量に基づいて、全検出素子42に作用した咬合力の総和を算出するようになっている。
Next, the change in the capacitance of each
なお、算出された咬合力は、例えば、制御装置14に接続された図示しないモニタに表示されるようになっており、歯科医師などがその数値から検出対象者のオーラルフレイルに対するケアのアドバイスをしたり、検出対象者が自ら数値を見て自己の咬合力の状態を把握したりできる。具体的には、例えば、最大の咬合力を及ぼした状態において、検出された咬合力の総和が200Nを超える場合には、特別なケアが不要であると判断する一方、咬合力の総和が200N以下の場合には、オーラルフレイルに対するケアが必要であると判断することができる。なお、検出手段64や咬合力算出手段66が外付けのコンピュータによって構成される場合には、検出結果をコンピュータのモニタに表示するようにもできる。
The calculated occlusal force is displayed on, for example, a monitor (not shown) connected to the
また、感圧部16に作用する咬合力の変化が経時的に検出されることから、咬合力が小さい噛み始めから咬合力が最大となるまでの咬合力の大きさやバランスなどの変化を連続的に確認することもできる。その場合、作用する咬合力をリアルタイムで把握可能とすることもできるし、記録しておいて後から確認できるようにしても良い。なお、本実施形態に係る咬合力検出装置10によって、歯列における部位別の咬合力および咬合の分布の変化を、咬合が始まった初期から最終的に全歯列で咬合するまで計測することもできる。
Further, since the change in the occlusal force acting on the pressure-
さらに、咬合力の大きさを色相や色の濃淡などによってモニタに表示することもできる。具体的には、例えば、第一の電極Y1〜Y10を縦軸、第二の電極X1〜X13を横軸として、各検出素子42に対応するグリッドを表示し、それらグリッドに各検出素子42の検出結果を数値で表示すると共に、グリッドの表示領域に検出結果に応じた色を表示することによって、歯列のどの位置にどの程度の大きさの力が作用しているかをより簡単に把握することができる。
Furthermore, the magnitude of the occlusal force can be displayed on the monitor according to the hue and the shade of the color. Specifically, for example, with the first electrodes Y1 to Y10 as the vertical axis and the second electrodes X1 to X13 as the horizontal axis, the grids corresponding to the
咬合力の検出が完了した後、感圧部16を検出対象者の口腔から取り出す。感圧部16は、防水カバー54によって覆われていることから、検出対象者の唾液が直接付着しないようになっており、検出完了後に防水カバー54を感圧部16から取り外して廃棄することで、感圧部16が清潔に保たれるようになっている。これにより、安価な防水カバー54だけを使い捨てとすることで、感圧部16を複数回の使用に供することができる。
After the detection of the occlusal force is completed, the pressure
特に、感圧部16を構成する第一,第二の電極シート22,24と誘電体26は、何れも柔軟に変形可能なエラストマで形成されていることから、強い咬合力が及ぼされても、折れや凹みなどの塑性変形を生じ難い。従って、感圧部16を再使用しても、変形や損傷による検出精度の低下が生じ難く、複数回の使用を優れた信頼性で実現することができる。
In particular, since the first and
また、感圧部16に複数の検出素子42が設けられていることから、複数箇所において咬合力を検出することが可能とされており、より広い範囲の咬合力を検出することができると共に、咬合力の分布を把握することも可能となる。特に本実施形態では、複数の検出素子42が歯列に対応するU字状に配されていることにより、歯列全体の咬合力を検出することができて、噛み合わせの状態や咬合力の分布などを有効に把握することができる。
Further, since the
また、第一の電極Y1,Y2、第一の電極Y3,Y4、第一の電極Y9,Y10が、それぞれ第一の配線32によって直列接続されていると共に、第二の電極X1,X2、第二の電極X5,X6、第二の電極X7,X8、第二の電極X12,X13が、それぞれ第二の配線38によって直列接続されている。これにより、検出素子42の幾つかが一体的に機能して実質的に1つのセンサ素子を構成しており、本実施形態では、90個の検出素子42によって53個の実質的なセンサ素子が構成されている。それ故、検出素子42を各独立して設ける場合に比して、配線が少なくなると共に、検出用電圧の印加処理や検出結果の演算処理などが簡単になって、処理速度の向上が図られ得る。
The first electrodes Y1 and Y2, the first electrodes Y3 and Y4, and the first electrodes Y9 and Y10 are connected in series by the
さらに、複数の検出素子42を電気的に接続して実質的に1つのセンサ素子としていることにより、第一の電極Yおよび第二の電極Xの幅を変えることなく、実質的に幅の広いセンサ素子を構成することが可能とされている。このように、複数の検出素子42を適宜に電気的に接続することで、同じ幅の第一,第二の電極Y,Xを採用しながら、分解能を部分的に低くすることが可能とされている。
Further, since the plurality of
具体的には、例えば、本実施形態では、左右幅の広い門歯や大きな咬合面を備える大臼歯が当接する感圧部16の後端部分および前端部分では、複数の検出素子42が接続されて分解能が比較的に低くされている一方、咬合面が小さくなる犬歯や小臼歯が当接する感圧部16の中間部分の左右両側では、検出素子42が相互に独立しており、分解能が比較的に高くされている。これによれば、大きな歯が並んだ部分では、分解能が低くても各歯による咬合力を有効に検出可能であることから、分解能を部分的に低くすることで処理速度の向上などを図る一方、小さな歯が並んだ部分では、分解能を部分的に高くすることで各歯による咬合力を正確に把握することが可能となる。尤も、このような複数の検出素子42の接続態様は、あくまでも例示であって、適宜に変更することが可能である。
Specifically, for example, in the present embodiment, a plurality of
図7には、本発明の第二の実施形態としての咬合力検出シート70の要部が示されている。以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことにより説明を省略する。なお、図7では、第一,第二の電極Y,Xが実線で図示されていると共に、第一,第二の配線の図示が省略されている。
FIG. 7 shows a main part of an occlusal
咬合力検出シート70は、全体として第一の実施形態の咬合力検出シート12を左右中間部分で切断した左半の如き構造を有している。本実施形態の咬合力検出シート70は、第一の実施形態と同様に、複数の第一の電極Yを備えた図示しない第一の電極シートと、複数の第二の電極Xを備えた第二の電極シート24と、それら第一の電極シートと第二の電極シート24の間に配される誘電体26とを、備えている。なお、本実施形態では、第二の電極Xが5本(X1〜X5)とされている。
The occlusal
そして、本実施形態の咬合力検出シート70の感圧部72は、検出対象者の歯列の一部である左半部分に対応して複数の検出素子42が配置されており、検出対象者の歯列の左半部分に作用する咬合力を検出できるようになっている。
In the pressure-
このような本実施形態に従う構造とされた咬合力検出シート70によれば、感圧部72の左右幅寸法が小さいことから、感圧部72を検出対象者の口腔内に差し入れ易い。
According to the occlusal
なお、咬合力検出シート70を表裏反転させた状態で感圧部72を検出対象者の口腔内に差し入れることにより、検出対象者の歯列の他の一部である右半部分に作用する咬合力を検出可能とすることもできる。これによれば、左半部分の咬合力と右半部分の咬合力を順に検出することにより、口腔内に差し入れ易い小型の感圧部72によって、左右両側の咬合力を測定することができる。
By inserting the pressure-
特に、咬合力検出シート70は、静電容量型センサを構成することから、誘電体26の弾性によって咬合力による感圧部72の損傷が生じ難く、複数回の使用に適している。それ故、表裏反転させて2度の検出を行っても、感圧部72の損傷やそれに伴う検出精度の低下などが生じ難い。
In particular, since the occlusal
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、咬合力の分布などを把握する必要がなければ、感圧部16に設けられる検出素子42は1つだけでも良い。これによって、特定の歯における咬合力を1つの検出素子42によって選択的に検出することもできる。この場合には、第一,第二の基体は例えばストレートな帯状などでも良く、第一,第二の電極Y,Xは各1つだけが設けられる。尤も、歯列に対応する形状の第一,第二の電極Y,Xを各1つ設けることにより、歯列全体の咬合力を1つの検出素子42によって検出することも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above in detail, the present invention is not limited to the specific descriptions. For example, if it is not necessary to grasp the distribution of the occlusal force or the like, only one
また、複数の第一の電極Yが設けられる場合に、それら複数の第一の電極Yは、必ずしも同じ幅寸法でなくても良く、例えば、当接が予定される歯の大きさなどに応じて幅寸法が異なっていても良い。更に、第二の電極Xについても同様に、幅寸法が異なる複数種類が採用され得る。加えて、第一の電極Yと第二の電極Xは、必ずしも同じ幅寸法である必要がない。 In addition, when the plurality of first electrodes Y are provided, the plurality of first electrodes Y do not necessarily have the same width dimension, and for example, depending on the size of the tooth to be abutted or the like. The width dimensions may be different. Further, also for the second electrode X, similarly, a plurality of types having different width dimensions can be adopted. In addition, the first electrode Y and the second electrode X do not necessarily have to have the same width dimension.
また、第一の電極Yと第二の電極Xは、何れも長手帯状に限定されるものではなく、例えば、平面視においてスポット的に設けられる円形や正方形などであっても良い。同様に、検出素子42の形状も例示の正方形や長方形などに限定されない。更に、第一の電極Yと第二の電極Xが長手帯状とされている場合に、第一の電極Yと第二の電極Xは、必ずしも長手方向で直線的に延びていなくても良く、例えば、第二の電極Xは歯列の湾曲に沿うように湾曲して延びる形状とされ得る。更にまた、第一の電極Yと第二の電極Xが長手帯状とされている場合に、第一の電極Yと第二の電極Xは、必ずしも相互に略直交する方向に延びている必要はなく、交差対向するように傾いて延びていれば良い。
Further, the first electrode Y and the second electrode X are not limited to the longitudinal strip shape, and may be, for example, a circle or a square provided in a spot in a plan view. Similarly, the shape of the
10:咬合力検出装置、12,70:咬合力検出シート、14:制御装置、16,72:感圧部、26:誘電体、42:検出素子(第一の電極と第二の電極の対向部分)、46:ガード電極、54:防水カバー、62:電源装置、64:検出手段、66:咬合力算出手段、Y:第一の電極、X:第二の電極 10: occlusal force detection device, 12, 70: occlusal force detection sheet, 14: control device, 16, 72: pressure sensitive part, 26: dielectric, 42: detection element (opposing first electrode and second electrode) Part), 46: guard electrode, 54: waterproof cover, 62: power supply device, 64: detection means, 66: occlusal force calculation means, Y: first electrode, X: second electrode
Claims (11)
柔軟な第一の電極と第二の電極が互いに対向して配置されて、それら第一の電極と第二の電極の対向方向に弾性変形可能とされた誘電体がそれら第一の電極と第二の電極の対向間に配されており、それら第一の電極と第二の電極の対向部分に対して対向方向に及ぼされる咬合力が、それら第一の電極と第二の電極の距離の変化による静電容量の変化に基づいて検出されるようにしたことを特徴とする咬合力検出シート。 An occlusal force detection sheet that is inserted between upper and lower teeth to detect occlusal force,
A flexible first electrode and a second electrode are arranged so as to face each other, and a dielectric that is elastically deformable in a direction in which the first electrode and the second electrode face each other is arranged between the first electrode and the second electrode. The occlusal force, which is arranged between the two electrodes facing each other, is applied to the facing portions of the first electrode and the second electrode in the facing direction in relation to the distance between the first electrode and the second electrode. An occlusal force detection sheet characterized by being detected based on a change in capacitance due to a change.
請求項1〜9の何れか一項に記載された咬合力検出シートと、
該咬合力検出シートにおける前記第一の電極と前記第二の電極に接続されて、それら第一の電極と第二の電極に検出電圧を印加する電源装置と、
それら第一の電極と第二の電極に接続されて、それら第一の電極と第二の電極の対向部分における静電容量の変化量を検出する検出手段と、
該検出手段で検出した静電容量の変化量に基づいてそれら第一の電極と第二の電極の対向部分に作用した咬合力を算出する咬合力算出手段と
を、備えていることを特徴とする咬合力検出装置。 An occlusal force detection device for detecting the occlusal force of upper and lower teeth,
An occlusal force detection sheet according to any one of claims 1 to 9,
A power supply device that is connected to the first electrode and the second electrode in the occlusal force detection sheet, and applies a detection voltage to the first electrode and the second electrode,
A detection unit that is connected to the first electrode and the second electrode and detects the amount of change in capacitance in the facing portion of the first electrode and the second electrode,
An occlusal force calculating unit for calculating an occlusal force acting on the facing portion of the first electrode and the second electrode based on the amount of change in capacitance detected by the detecting unit, Bite force detection device.
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