JP3965601B2

JP3965601B2 - 動的な咬合測定手段

Info

Publication number: JP3965601B2
Application number: JP2002285560A
Authority: JP
Inventors: 輝明東; 上原美智也
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004121283A

Description

【発明の属する技術分野】
この発明は、動的な咬合測定手段に関するものである。
【従来の技術】
従来の咬合面圧分布の測定は噛みしめの一時点におけるもの（例えば、特開平６−２７７２４０号公報。）か、経時的なものと雖も顎の運動スピードに対応したものではなく、実際の咀嚼（タッピング等）を想定した咬合の機能的な分析はほとんど不可能であった。
また、被験者の口腔内における咬合測定用感圧センサーシートの位置決めに関して基準がなく、歯列とセンサーシートの位置関係が不安定な状態で測定が行われており、そのため治療効果の評価のための採得時期の異なるデータの比較が困難であった。
【特許文献１】
実開平６−２７７２４０号公報
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明では、咀嚼（タッピング等）を想定した咬合の機能的な分析ができる動的な咬合測定手段を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
(請求項１記載の発明)
この発明の動的な咬合測定手段は、被験者に対して両側外耳道と上顎中切歯唇面の三点を基準にして三次元的に位置決めされる咬合測定用感圧センサーシートと、前記位置決めされた状態の咬合測定用感圧センサーシートをタッピングしたときの歯列咬合面圧分布を採得する面圧分布採得手段と、採取された前記歯列咬合面圧分布から演算で求めた重心移動軌跡を線図で表示する線図表示手段と、を具えている。
(請求項２記載の発明)
この発明の動的な咬合測定手段は、上記請求項１記載の発明に関し、タッピングは多数回行なわれ、初めの複数回を除いて歯列咬合面圧分布を面圧分布採得手段によりリアルタイムで採得するようにしてある。
(請求項３記載の発明)
この発明の動的な咬合測定手段は、上記請求項１又は２記載の発明に関し、重心移動軌跡は、重心の移動距離とそれに要する時間の関係から得られたものである。
(請求項４記載の発明)
この発明の動的な咬合測定手段は、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の発明に関し、咬合測定用感圧センサーシートをタッピングした時の歯列咬合面圧分布を、線図表示手段によりリアルタイムで表示するようにしている。
なお、この発明の動的な咬合測定手段における作用・効果については、発明の実施の形態の欄で明らかにする。
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態の動的な咬合測定手段について説明する。
この動的な咬合測定手段を用いた方法は、図５、図６に示すように被験者Ｐに対して両側外耳道ｍ１，ｍ１と上顎中切歯唇面ｍの三点を基準にして咬合測定用感圧センサーシート３（以下、センサーシート３という）を三次元的に位置決めした状態で、前記センサーシート３をタッピングした時の歯列交合面圧分布を採得し、前記歯列交合面圧分布から演算で求めた歯列交合面圧分布重心８（以下、重心８という）の移動距離とそれに要する時間の関係を重心移動軌跡８０として線図で表示するようにしている。
なお、この実施形態では、センサーシート３へのタッピングは１０回行われ、５〜１０回目のみを歯列交合面圧分布を採得し、これら歯列交合面圧分布から演算で求めた平均重心移動距離とそれに要する時間の関係を重心移動軌跡として線図で表示するようにしている。
（センサーシート３について）
センサーシート３は、厚さは１００μｍの馬蹄形に形成されており、これを形成する上下のポリエステルフィルムの対向面にはＸ−Ｙグリッドを構成する行電極が５２本（一方面）、列電極が４４本（他方面）、印刷されたものとしてあると共に、上下のポリエステルフィルム間に圧力に対し電気抵抗性を示す圧感受性インクを挟み込む構造としてある。
なお、上記行・列電極が交差する部分にできるセンサセルの電気抵抗値はコネクタ１により数百段階のデジタル値に変換されてコンピュータに取り込まれ、センサーシート３上の圧力変化をリアルタイムで確認することができるようにしている。
（被験者に対して両側外耳道と上顎中切歯唇面の三点を基準にして咬合測定用感圧センサーシートを三次元的に位置決めする方法について：咬合測定用感圧センサーシートの位置決め装置Ｓの使用）
咬合測定用感圧センサーシートの位置決め装置Ｓ（以下、センサーシートの位置決め装置Ｓという）は、図１や図４に示すように、アダプター２を介してコネクタ１に装填されたセンサーシート３を、被験者Ｐに対して三次元的に位置決めするものであり、切歯ガイド４、基体５と、アーム６と、耳入桿７，７とを具備するものとしている。
アダプター２は、コネクタ１に対して着脱自在であり、アダプター２のコネクタ１への装着状態においては、図２に示すように、コネクタ１の前後方向のセンターラインＣＬ１とアダプター２のセンターラインＣＬ２とは一致するようになっている。また、アダプター２は、図１や図２に示すように、両腕２０，２０の基端部側内面をこれと対応する位置のセンサーシート３の外周ラインと適合させてあり、センサーシート３がアダプター２を介してコネクタ１に装填された状態においては、図２に示すように、上記センターラインＣＬ１，ＣＬ２と、センサーシート３のセンターラインＣＬ３とは一致するようになっている。なお、アダプター２には、図２に示すように切歯ガイド４の中央部分に後述する中央位置支持突起４０が形成されており、前記中央位置支持突起４０の中央はセンターラインＣＬ１，ＣＬ２と，ＣＬ３と一致している。
切歯ガイド４は、上顎中切歯唇面ｍの位置の基準となるものであり、図１や図２に示すように、アダプター２の幅方向中央部に形成された中央位置指示突起４０と、前記中央位置支持突起４０を覆うべくアダプター２にネジ止めされた透明板４１とから構成されている。ここで、上記センサーシート３を三次元的に位置決めする場合には、図４や図５に示すように、被験者Ｐの上顎中切歯Ｔ，Ｔ相互間位置を中央位置支持突起４０と対向させ、上顎中切歯唇面ｍを切歯ガイド４の透明板４１に接触させるようにして位置決めする（第１位置決め部）。
基体５は、図１〜図３に示すように、枠体５Ａと、前記枠体５内を貫通し且つコネクタ１を保持する保持部材５Ｂと、前記枠体５Ａに対して保持部材５Ｂを前後方向に移動可能に取り付けるスライド機構５Ｃとから構成されている。
アーム６は、図１や図３に示すように、枠体５Ａの上部に揺動自在に取り付けられた略コ字状（Ｕ字状でもよい）のものであり、調整用ボルト６０のねじ込みにより所定の角度で固定できるようになっている。ここで、このアーム６の枠体５Ａへの取り付け状態においては、図１や図３に示すように左右に延びた後、それぞれ後方に９０°方向に折れ曲がる形態を採っている。
耳入桿７は、内端部を合成樹脂で構成してあり、図１〜図３に示すように、左右のアーム端に内外方向に移動可能に取り付けられていると共に、ボルト７０のねじ込みにより所定の位置で固定できるようになっている。また、この耳入桿７はその外周面に目盛りを付してあり、この目盛りを記憶又は記録しておくことにより耳入桿７の内側への送り込み量が再現できるようになっている。ここで、上記センサーシート３を三次元的に位置決めする場合には、図４や図５に示すように、被験者Ｐの左右外耳道ｍ１，ｍ１に左右の耳入桿７を挿入させるようにして位置決めする（第２、第３位置決め部）。
上述した内容から、耳入桿７，７は切歯ガイド４に対して前後方向に移動可能であるから、耳入桿７，７は切歯ガイド４に対して接近・離反が可能である。また、耳入桿７，７が取り付けられているアーム６は枠体５Ａの上部に揺動自在に取り付けられているから、耳入桿７，７は切歯ガイド４に対して上下動が可能である。
上記センサーシートの位置決め装置Ｓによりセンサーシート３を三次元的に位置決めする場合には、以下の（１）〜（５）の順序で行う。
（１）．図４や図５に示すように、被験者Ｐの上顎中切歯Ｔ，Ｔ相互間位置を中央位置支持突起４０と対向させ、上顎中切歯唇面ｍを切歯ガイド４の透明板４１に接触させる。この状態においてセンサーシート３を咬む。
（２）．（１）の状態を維持しながら、耳入桿７，７を切歯ガイド４に対して前後方向及び上下方向に移動させて左右外耳道ｍ１，ｍ１に対向させ、耳入桿７，７の内端を左右外耳道ｍ１，ｍ１に挿入する。
（３）．（２）の状態を維持しながら、ボルト７０をねじ込んで耳入桿７，７を固定し、耳入桿７，７の外周面に付した目盛り（データ）を記憶又は記録する。
（４）．次に、調整用ボルト６０をねじ込んでアーム６を固定する。
この状態では、被験者Ｐに対してセンサーシート３は、上顎中切歯唇面ｍ、左右の外耳道ｍ１，ｍ１の三点を基準にして三次元的に位置決めされている。
（５）．再度、被験者Ｐに対してセンサーシート３を位置決めする場合、上記と同じ要領で行えばよいが、この際、耳入桿７，７の外耳道ｍ１，ｍ１への挿入度合いは（３）において記憶又は記録したデータに従う。
したがって、被験者Ｐに対してセンサーシート３は、前回と同様に、上顎中切歯唇面ｍ、左右の外耳道ｍ１の三点を基準にして三次元的に位置決めされることになり、同じ被験者Ｐである限り、センサーシート３を咬む位置が同じ位置となる。
「他の実施形態」
このセンサーシートの位置決め装置Ｓとしては上記実施形態に限定されることなく、図６に示す構成を採用できる。このセンサーシートの位置決め装置Ｓでは、図６に示すように、耳入桿７，７を具備するアーム６をコネクタ１に揺動自在に取り付け、アーム６の左右部分が伸縮（伸縮部を符号６１で示す）するものとしてある。したがって、この場合においても切歯ガイド４に対して耳入桿７，７は前後方向に移動できることになり、上記実施形態１と同様の機能を発揮する。なお、この実施形態において左右の耳入桿７，７が同期して移動するように、アーム６の左右先端部相互にパイプや棒体を架設するようにしてもよい。
他方、この実施形態の構成の場合、ア−ム６におけるコネクタ１への取り付け部分又はその近傍から切歯ガイド４を垂下させて図６に示した位置に配置させることができる。
そして、上記実施形態では切歯ガイド４は、中央位置支持突起４０と透明板４１とから構成しているが、これに限定されることなく、切歯ガイド４はセンタ−ラインが形成された透明板４１のみであっても、中央位置支持突起４０の先端部を平面状に形成しその中央にセンタ−ラインが形成されたものであってもよい。
（タッピングについて）
被験者にあらかじめ練習させた２０秒（１２００フレームに相当）タッピングさせ、６〜１０回目のタッピングについてのみ歯列交合面圧分布のデ−タを採得する。１〜５回目についてデータを採得しないのは、加圧によりセンサーシート３は圧縮変形を受け、圧が開放された後も変形が残存した状態となって、更に同じ圧を受けた場合において出力値が小さくなる（加圧と出力値との関係が一定にならない）からである。ここで、６〜１０回目のタッピングについてはほぼ一定の出力値がえられ、よって繰り返し加圧の測定では最初の５回を除去することにより信頼性の高いデータを採得することができる。
（歯列交合面圧分布のデ−タを、歯列交合面圧分布重心の移動距離、及びそれに要する時間を求める手法について）
得られた歯列交合面圧分布のデータを解析ソフトＩ−Ｓｃａｎ（Ｖｅｒ４．２、ニッタ株式会社、大阪）を用いて各フレームにおける重心の座標をアスキー形式で保存し、パーソナルコンピュータ（ＰｏｗｅｒＭａｃＧ４，アップルコンピュータ（株）、東京）の表計算ソフト（Ｅｘｃｅｌ，マイクロソフト（株）、東京）に取り込み、２０秒間に行われたタッピングの６〜１０回目までの重心の平均移動距離を求める。
タッピングに要した時間に関しては、閉口時に最初の歯の接触が認められ出力値総和が最大になるまでの時間Ｔｐ、タッピングの開口時に歯の接触がなくなる瞬間までの時間Ｔｔを求める。
上記した重心の平均移動距離及び時間Ｔｔ，Ｔｐより、重心移動軌跡８０として線図で表示する。
（３名の被験者Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についての結果等について）
（１）図７〜図９は被験者Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の口腔内の示したものである。図中、符号Ｔは歯であり、符号Ｔ１は歯肉である。
・被験者Ｐ１
第一大臼歯の咬合関係がアングル１級で前歯部に叢生を伴いオーバージェット＋５．３ｍｍ、オーバーバイト＋３．５ｍｍで下顎正中が右側へ１．５ｍｍの偏位を示す（図７）矯正治療予定の女性。
・被験者Ｐ２
第一大臼歯の咬合関係が右アングル３級、左側アングル１級で前歯部に叢生を伴うオーバージャット−２．１ｍｍ，オーバーバイト＋１．４ｍｍの反対交合で上顎正中が右側３．０ｍｍ、下顎正中が左側へ５．０ｍｍの偏位を示す（図８）外科的矯正治療予定の成人女性。
・被験者Ｐ３
矯正治療の既往がなく、顎間節異常及び顎周囲筋に異常が認められず、第一大臼歯の咬合関係が右アングル３級、左側アングル１級で智歯を除く全歯が存在し、形態を大きく変える歯冠修復物がない個性正常交合を有する（図９）成人女性。
（２）３人の被験者Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について閉口時に上下顎の歯による最初の接触（被験者Ｐ１：図１０、被験者Ｐ２：図１４、被験者Ｐ２：図１８）から咬合接触面積が増加し（被験者Ｐ１：図１１、被験者Ｐ２：図１５、被験者Ｐ３：図１９）、そして上下顎歯の接触が認められなくなる（被験者Ｐ１：図１２、被験者Ｐ２：図１６、被験者Ｐ３：図２０）過程を示す。図１０〜図２１中、符号９は上下顎の歯による接触部を示す。
正常咬合の被験者Ｐ３の重心８及び重心移動軌跡８０は歯列弓のほぼ中央でわずかな移動量であったのに対し（図１８〜図２０）、前歯部に叢生が認められる被験者Ｐ１では最初に咬合接触が認められた時点において重心８は歯列のほぼ中央に位置していたが（図１０）、接触面積が増すにつれ重心８は歯列後方へ移動し（図１１）、開口相への移行に伴い重心８は左側臼歯部へ移動した（図１２）。顎変形症の被験者Ｐ２では、まず中切歯部において咬合接触が認められ（図１４）、それから臼歯部が接触し咬合接触面積が増すにつれて重心８が歯列弓遠心部に移動した（図１５）。その後右側臼歯部咬合が離開して開口に向かう際に左側における咬合接触が認められ、歯列弓中心から左側への重心８の移動が認められた（図１６）。
図１３、図１７、図２１は各被験者に行わせたタッピングの６回目から１０回目までの歯列咬合面圧分布の重心移動軌跡８０を重ねて表示したもので、重心移動で各被験者固有の軌跡を示すことが判った。
解析ソフトを用いて各被験者の５回のタッピングの重心８の移動量及びそれに要する時間の平均値を求めた。矯正治療が必要と思われる被験者Ｐ１及びＰ２がそれぞれの重心の平均移動距離が５３．１ｍｍ、５５．９ｍｍに対し、正常咬合を有する被験者Ｐ３では３１．９ｍｍと前二者に比べて小さな値を示した。また、平均時間についてはＴｐ，Ｔｔいずれにおいても被験者Ｐ１及びＰ２では被験者Ｐ３の約２倍の時間を要していた。
「結果についての検討」
閉口時の早期接触や咬頭嵌合位から開口の際の上下顎の歯の接触状態のみでなく、咬合接触の順番も確認することができた。特に、正常咬合者（被験者Ｐ３）のタッピング時の咬合接触が全歯列にわたりほぼ同時に起こり重心８の移動量が小さく、それに要する時間が短いのに対し、矯正治療予定の患者（被験者Ｐ１、Ｐ２）の場合、上下歯列の咬合接触の部位による時間差が生じ、重心８の移動距離は大きく、１ストロークの所要時間が長い。
また、重心８の移動する範囲を比較すると、被験者Ｐ３ではタッピング時の重心８が歯列のほぼ中央の狭い範囲に位置したのに対し、矯正治療予定の被験者Ｐ１及びＰ２の重心８は咬合力の出力値が最大になる時点ではほぼ歯列中央部に位置していたが、タッピング中の咬合接触の開始時と終了時の重心８の位置は歯列の中央から大きく離れたところに位置していた。
上記のことは、中心咬合位における咬合接触面積や咬合圧を測定するだけでは咬合機能を充分に把握できないことを示している。
即ち、咬合機能を評価する場合には、被験者Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）に対してセンサーシート３を三次元的に位置決めした状態で、前記センサーシート３をタッピングした時の歯列交合面圧分布をリアルタイムで採得し、前記歯列交合面圧分布から演算で求めた重心の移動距離とそれに要する時間の関係を重心移動軌跡８０として線図で表示する、ことが重要であることが判る。この場合において、センサーシート３へのタッピングは多数回行われ、初めの複数回を除いて歯列交合面圧分布をリアルタイムで採得し、これら歯列交合面圧分布から演算で求めた重心の移動距離とそれに要する時間の関係を重心移動軌跡８０として線図で表示（図１３、図１７、図２１）することが好ましい。
なお、矯正治療は、一般的に数年にわたって行われることが多く、上記動的な咬合測定装置をした方法により得たデータから咬合状態の評価を数回から十数回行う必要がある。この場合において、被験者Ｐに対してセンサーシート３を三次元的に位置決めすることは非常に重要である。被験者Ｐにセンサーシート３をしっかりと固定し且つ毎回同じ位置条件で咬合させなければ、平均重心移動軌跡が大きく変化してしまい、測定が意味のないものとなってしまうからである。
したがって、この動的な咬合測定方法を使用した手段を採用した場合、咀嚼（タッピング等）を想定した咬合の機能的な分析ができることが判る。
【発明の効果】
この発明は上記のような構成であるから次の効果を有する。
発明の実施の形態の欄に記載した内容から、咀嚼（タッピング等）を想定した咬合の機能的な分析ができる動的な咬合測定手段を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態で使用される咬合測定用感圧センサーシートの位置決め装置の斜視図。
【図２】前記咬合測定用感圧センサーシートの位置決め装置の正面図。
【図３】前記咬合測定用感圧センサーシートの位置決め装置からコネクタ、アダプター及びセンサーシートを取り外した状態を示す斜視図。
【図４】前記咬合測定用感圧センサーシートの位置決め装置を患者に取り付けた状態を示す側面図。
【図５】前記咬合測定用感圧センサーシートの位置決め装置を患者に取り付けた状態を示す上面図。
【図６】他の実施形態の咬合測定用感圧センサーシートの位置決め装置の斜視図。
【図７】被験者Ｐ１の口腔内を示した図。
【図８】被験者Ｐ２の口腔内を示した図。
【図９】被験者Ｐ３の口腔内を示した図。
【図１０】被験者Ｐ１における閉口時に上下顎の歯による最初の接触状態を示し、その時の咬合面圧分布重心を示す平面図。
【図１１】被験者Ｐ１において咬合接触面積が増加した状態を示し、咬合面圧分布重心及びその移動軌跡を示す平面図。
【図１２】被験者Ｐ１における上下顎歯の接触が認められなくなる直前の状態を示し、咬合面圧分布重心及びその移動軌跡を示す平面図。
【図１３】被験者Ｐ１に行わせたタッピングの６回目から１０回目までの歯列咬合面圧分布の重心移動軌跡を重ねて表示した平面図。
【図１４】被験者Ｐ２における閉口時に上下顎の歯による最初の接触状態を示し、その時の咬合面圧分布重心を示す平面図。
【図１５】被験者Ｐ２において咬合接触面積が増加した状態を示し、咬合面圧分布重心及びその移動軌跡を示す平面図。
【図１６】被験者Ｐ２における上下顎歯の接触が認められなくなる直前の状態を示し、咬合面圧分布重心及びその移動軌跡を示す平面図。
【図１７】被験者Ｐ２に行わせたタッピングの６回目から１０回目までの歯列咬合面圧分布の重心移動軌跡を重ねて表示した平面図。
【図１８】被験者Ｐ３における閉口時に上下顎の歯による最初の接触状態を示し、その時の咬合面圧分布重心を示す平面図。
【図１９】被験者Ｐ３において咬合接触面積が増加した状態を示し、咬合面圧分布重心及びその移動軌跡を示す平面図。
【図２０】被験者Ｐ３における上下顎歯の接触が認められなくなる直前の状態を示し、咬合面圧分布重心及びその移動軌跡を示す平面図。
【図２１】被験者Ｐ３に行わせたタッピングの６回目から１０回目までの歯列咬合面圧分布の重心移動軌跡を重ねて表示した平面図。
【符号の説明】
Ｐ被験者
ｍ上顎中切歯唇面
ｍ１外耳道
Ｓ咬合測定用感圧センサーシートの位置決め装置
３咬合測定用感圧センサーシート
８重心
８０重心移動軌跡
９接触部

Claims

被験者に対して両側外耳道と上顎中切歯唇面の三点を基準にして三次元的に位置決めされる咬合測定用感圧センサーシートと、前記位置決めされた状態の咬合測定用感圧センサーシートをタッピングしたときの歯列咬合面圧分布を採得する面圧分布採得手段と、採取された前記歯列咬合面圧分布から演算で求めた重心移動軌跡を線図で表示する線図表示手段と、を具えたことを特徴とする動的な咬合測定手段。
タッピングは多数回行なわれ、初めの複数回を除いて歯列咬合面圧分布を面圧分布採得手段によりリアルタイムで採得するようにしてあることを特徴とする請求項１記載の動的な咬合測定手段。
重心移動軌跡は、重心の移動距離とそれに要する時間の関係から得られたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の動的な咬合測定手段。
咬合測定用感圧センサーシートをタッピングした時の歯列咬合面圧分布を、線図表示手段によりリアルタイムで表示するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の動的な咬合測定手段。