JP2873722B2

JP2873722B2 - 根尖位置検出装置

Info

Publication number: JP2873722B2
Application number: JP2177037A
Authority: JP
Inventors: 千尋小林; 一成的場
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1999-03-24
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: JPH0464354A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、歯科の診断や治療に用いられる根管長測
定器における根尖位置検出装置の改良に関する。

〈従来の技術〉根尖の位置を電気的に検出して根管長を測定する装置
としては、根管内に挿入される測定電極と口の中の軟組
織に接続される口腔電極との間の抵抗値を検出する方式
のもの（例えば特公昭62−25381号公報参照）、あるい
は両電極間のインピーダンスを検出する方式のもの（例
えば特公昭62−2817号公報参照）等が知られている。

上記公報の前者は、測定電極の先端が根尖に近づくと
抵抗値が低下することを、また後者は測定電極の先端が
根尖に近づくとインピーダンス値が低下することをそれ
ぞれ検出するものであり、測定電極と口腔電極間は抵抗
とコンデンサを並列に接続された等価回路とみなされる
ため、測定の原理としては後者の方が実情に適合してい
ると考えられる。特に後者では単純にインピーダンス値
を検出するのではなく、２種類の異なる周波数信号を両
電極間に印加して各信号ごとにインピーダンスを検出
し、その結果を逐次比較して両者の差分の変化状態から
電極先端が根尖に到達したことを検出するようにしてい
る。

〈発明が解決しようとする課題〉上記の前者の方式は根管内が乾燥状態であることを前
提として単純に両電極間の抵抗値を検出するものである
ため、根管内が良電導体で湿潤状態になっていると誤差
が生ずるが、常に根管内が乾燥した状態で測定を行うこ
とは実際には困難である。また、臨床的には根管内に薬
液や血液が存在していることが多く、薬液等の影響で根
管内の等価抵抗が減少するため根尖に到達していないの
に到達表示が出るアンダー表示や、測定不能が起きる可
能性が高い。更に、根尖孔の直径やファイル、リーマ等
の測定電極の太さなどの外部要素の影響も受けるため、
抵抗値の変化がファイルやリーマの根管内での位置変化
によるものか外部要素によるものかの区別が困難で誤表
示が生じやすいという問題点もあった。

これに対して後者の方式は上述のような問題はほぼ解
決されているが、根管内の状態の影響を除くために測定
の都度キャリブレーションが必要であり、特に臼歯のよ
うな複根管歯の場合、１根ごとにキャリブレーションが
必要で操作が煩わしく、治療の効率化が妨げられるとい
う問題点がある。

第４図はこのキャリブレーションを説明したものであ
り、横軸は電極先端の位置、縦軸はインピーダンスに対
応した検出電圧で示してある。２種類の周波数f₁,f
₂（ただしf₁＜f₂）による検出値は周波数の高い方が全
般に大きく、根尖付近での増加率も大きくなっており、
これらの値は根管内の状態に応じて上下に変動する。

今、歯頚部での検出値がV₁₀,V₂₀、根尖位置での検出
値がV₁,V₂であったとし、電極位置の変化による各検出
値の変化量をΔV₁,ΔV₂とすると、変化量の差ΔV₂−ΔV
₁が根管内の状態の影響が除かれ、周波数に依存したイ
ンピーダンスの相対的な変化を示したものとなる。すな
わち、 ΔV₂−ΔV₁＝（V₂−V₂₀）−（V₁−V₁₀）＝（V₂−V₁）−（V₂₀−V₁₀）の関係が成立するのであり、歯頚部での検出値を用いて
上式の第２項の（V₂₀−V₁₀）に相当するバイアス分を補
償するためのキャリブレーションをその都度実施し、根
管内の状態の影響を除くことが必要となるのである。こ
れは、例えば調整抵抗器を操作して装置のオフセットを
調整することによって行われている。

この発明はこのような点に着目し、煩わしいキャリブ
レーションが不要であり、しかも正確に根尖位置を検出
できる根尖位置検出装置を得ることを目的としてなされ
たものである。

〈課題を解決するための手段〉上述の目的を達成するために、この発明では、測定電
極と口腔電極の間に周波数の異なる測定信号を印加する
信号出力手段と、各測定信号に対応して得られた根管内
インピーダンス値の比を算出する相対比検出手段とを備
えており、測定電極の先端が根尖付近に達して等価イン
ピーダンスが減少し、上記根管内インピーダンス値の比
が変化することを検知して根尖位置を検出するようにし
ている。

〈作用（原理説明）〉第１図によってこの発明の作用と原理を説明する。図
の（ａ）は測定回路の構成を、（ｂ）はその等価回路を
示している。

図において、１は歯牙、1a及び1bはその根管及び根
尖、２は測定電極、2aはその先端、３は口腔電極、４は
測定電圧発生回路、５は負荷電流検出抵抗である。根管
内、つまり測定電極２と口腔電極３の間は抵抗とコンデ
ンサが並列に接続された等価回路とみなすことができ、
測定電圧をＶ、検出抵抗５の抵抗値をＲ、等価コンデン
サの容量をＣ、等価抵抗の値をkRとする。ただし、ｋは
係数である。ここで特徴的なことは次の点である。

（ａ）歯頚部においてはＣは非常に小さく、ｋは根尖部
における時に比べて非常に大きいため、kRも大きい。

（ｂ）根尖部に近づくにつれてＣの値は指数関数的に増
加し、kRは減少する。

（ｃ）根尖部付近では、概略Ｃ＝50nF、kR＝6.5kΩ程度
になる。以下この時のＣをC₀と記す。

（ｄ）係数ｋは薬液や血液の存在等の根管内環境によっ
て決定されるもので、良電導液で満たされている場合は
小となり、乾燥時には大となるので、これが誤差要因と
して作用する。なお、根管内の位置によってもｋは変化
する。今、根管の等価回路に印加される電圧をVtとし、
負荷電流をｉとすると、ただしω＝２πｆで、ｆは周波数となり、分母にを含んでいるため根管内の環境によりVtの値が変動し、
このままでは検出値として使用できない。第２図はこの
関係を説明したもので、横軸は測定電極２の先端2aの根
尖1bまでの距離、縦軸は電圧Vtであり、実線はｋ＝大の
時、破線はｋ＝小の時の電圧Vtの変化を示している。根
尖付近では電圧Vtは実線と破線とで大きな差があり、検
出値として使用できないことが示されている。

ここで、前述の公報記載の後者において採用している
２種類の異なる周波数信号に対応したインピーダンス値
の差分を検出する方式は、上記の式のVtを異なる周波
数において求め、その差を計算していることになる。す
なわち、例えばωと５ωの角周波数を用いた場合、という形になり、の影響を消すためには根ごとにキャリブレーションを行
うことが必要になるのである。

これに対して、この発明では２種類の周波数における
インピーダンス値の比を求め、次の式によってｋの影
響を少なくしているのである。

すなわち、であり、この式は、の変化の影響が比をとるための割算処理によって小さく
なり、根ごとのキャリブレーションが不要になることを
示しているのである。

例えば式において、Ｃ＝100nF、Ｒ＝10kΩ、ｆ＝1k
Hzとしてｋ＝１〜10を代入すると、次の表のようにな
る。この表に示されるように、ｋが変化してもその影響
をほとんど受けないのであり、２種類の周波数における
インピーダンス値の比をとることによって、根管内の状
態の影響が自動的に消去され、インピーダンス値の差分
をとる方式では必要であった根ごとのキャリブレーショ
ンが不要となり、しかも根管内の状態に関係なく正確な
測定が可能となるのである。

〈実施例〉次にこの発明の実施例を説明する。

第３図のブロック図において、11は周波数ｆの測定信
号を出力する発振器、12は周波数5fの測定信号を出力す
る発振器、13はアナログ・マルチプレクサ、14はバッフ
ァ、15はタイミングコントローラ、16は波形整形回路、
17はＡ−Ｄ変換器、18は演算回路、19は表示部であり、
他は第１図と同様である。

タイミングコントローラ15は各回路の動作のタイミン
グを制御するもので、この制御のもとでアナログ・マル
チプレクサ13は各発振器11,12の出力を例えば100msecご
とに切り替えており、その出力がバッファ14を介して測
定電極２に印加される。負荷電流は抵抗５によって電圧
の形で検出され、これを波形整形回路16で整流して波形
を整えた後、Ａ−Ｄ変換器17でディジタルデータに変換
される。演算回路18はこのデータをラッチしながら周波
数ｆの測定信号によるデータと周波数5fの測定信号によ
るデータとの比を逐次演算するように構成されており、
演算結果は表示部19に送られる。表示部19には指針式メ
ータや信号音または断続音発生器、断続発光器などの適
宜のものが使用される。

以上の構成と動作により、演算結果が表示部19で表示
されることになるが、２種類の周波数ｆと5fによる検出
値は周波数の高い方が全般に大きく、根尖付近での増加
率も大きくなっており、その比は電極２の先端2aが根尖
に近づくにつれて大きくなるので、例えば指針の振れに
よって電極２の先端2aが根尖に到達したことが表示され
るのである。

なお、この実施例においてはマルチプレクサ13以降の
回路が１系統で構成されているので、仮に一部の部品の
劣化等による不調が生じても、比をとるための割算処理
によりその影響が消去されることになる。従って、装置
としての安定性が向上して多少の回路の構成部品の経年
変化等があっても正確な測定が引き続き可能であるとい
う利点がある。

〈発明の効果〉上記の説明から明らかなように、この発明は測定電極
と口腔電極の間に周波数の異なる測定信号を印加し、各
測定信号に対応して得られた根管内インピーダンス値の
比を算出し、その比が変化することを検知して根尖位置
を検出するようにしたものである。

このように検出値の比をとることによって、根管内が
乾燥状態か湿潤状態であるかの差異、薬液や血液等の電
導液の存在による差異などの根管内の状態や、根尖孔の
直径、測定電極の太さなどの外部要素等の影響が自動的
に消去され、測定の都度煩わしいキャリブレーションを
行う必要がなくなるのである。また構成部品の劣化の影
響を自動的に除くことも可能となる。更に、交流電源に
よるハムやその他のノイズの影響も軽減できるので、ス
ケーラーに組み込んで根管拡大する等の応用も容易とな
る。従って、前述した公報記載の抵抗検出方式あるいは
インピーダンス検出方式のような諸問題がなく、操作性
がよく、しかも測定精度が高く、臨床的に使いやすい根
管長測定器を得ることができるのである。

また実施例のように、マルチプレクサによって周波数
の異なる測定信号を交互に出力するようにしたもので
は、それ以降の回路を１系統で構成することができ、回
路構成が簡単になると共に長期間正確で安定した測定が
可能な装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図の（ａ）及び（ｂ）はこの発明の原理を説明する
ための測定回路及びその等価回路を示す図、第２図は検
出結果の説明図、第３図は一実施例のブロック図、第４
図は従来の装置におけるキャリブレーションの説明図で
ある。１……歯牙、1a……根管、1b……根尖、２……測定電
極、2a……先端、３……口腔電極、４……測定電圧発生
回路、５……負荷電流検出抵抗、11,12……発振器、13
……アナログ・マルチプレクサ、15……タイミングコン
トローラ、18……演算回路、19……表示部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】測定電極と口腔電極との間のインピーダン
スの変化から根尖位置を検出する装置であって、測定電極と口腔電極の間に周波数の異なる測定信号を印
加する信号出力手段と、各測定信号に対応して得られた
根管内インピーダンス値の比を算出する相対比検出手段
とを備え、測定電極の先端が根尖付近に達して等価イン
ピーダンスが減少し、上記根管内インピーダンス値の比
が変化することを検知して根尖位置を検出することを特
徴とする根尖位置検出装置。
【請求項２】上記信号出力手段が、周波数の異なる測定
信号を交互に出力するマルチプレクサを備えたものであ
る請求項１記載の根尖位置検出装置。