JP5468257B2 - 人間の歯列の中央位置決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、歯科分野、特に義歯の製造における応用に関するものである。

義歯の製造に対する最も一般的な技術は次のものである。歯科医は患者の上顎および下顎における歯型を取る。この歯型から上顎および下顎の石膏模型が作成される。これらは２つの結合具で互いに連結された２つの部品で構成され、かつ、人間の歯列を擬態した咬合器に収められる。２つの結合具は人間の顎結合に対応する。石膏模型を咬合器に収めた後、結合具は患者に合わせて調整される。
中央位置を定める第１の周知の方法は、板状の塑性的に変形可能な登録基板を患者が開いた歯列の間に挿入し、患者がそれを噛むことにより行っている。これにより、上顎および下顎の歯列の型が登録基板に形成される。この登録基板を固化した後、登録基板は保管器内に配置された石膏模型の上顎および下顎の間に置かれる。そして、顎結合を有する咬合器の２つの結合具を調整して下顎と上顎を分離し、調整座で石膏模型の上顎と下顎の歯列が登録基板の２つの側における歯型と咬み合わせる。
中央位置を定める他の（第２の）周知の方法は、患者の口内で上顎および下顎の歯列に板を固定して塑性変形させるものである。２つの板が口内空間に広がっている。下顎の歯列に固定されている板は中央に立ち上がる支持ピンを持っている。上顎の歯列に固定されている板は下側にワックス層を有しており、衝突により支持ピンの跡が形成される。この跡が中央位置である。そして、２つの板は患者の口からはずされ、咬合器内の石膏模型の歯列上に載置される。その後、支持ピンが上側の板の下側におけるワックス層の跡に埋まるようにして咬合器の結合具がはずされる。こうして咬合器は中央位置に調整される。中央位置は患者の口内で固定された基準位置であり、咬合器の調整に使用される。
中央位置を定める第３の周知の方法は、前記した第２の方法の変形である。患者に一度噛ませて下顎を前後および左右に移動させるものである。これにより、上部の板のワックス層にＴ型の跡が形成され、上部のＴ型突出部は上方にアーチ状に曲げられる。このアーチはゴシックアーチと呼ばれている。２つのＴ型突出部の交差点は基準点として選ばれ、それによって咬合器における中央位置を調整するための支持ピンが確保される。
また、出願人によって商品名“Ｄｉｇｍａ”または“ＡＲＣＵＳ−Ｄｉｇｍａ”として市販されている装置がある。この装置は、咬合器を設置する補助具である。この目的のために、下顎の電子的位置解析が行われる。上顎に対する下顎の動きを測定するために、上顎と下顎にはキャリアフレーム（carrier frame）が連結される。上顎に結合されたキャリアフレームは４つのマイクロフォンを有しており、下顎に結合されたキャリアフレームは３つの以上音波送信器を有している。３つの超音波送信器と４つのマイクロフォン間における１２経路は下顎の動きによる長さの変化により演算評価される。現在までに、この装置は中央位置の決定以外の応用は見出されていない。

患者が上顎に対して下顎を動かし、歯列が互いに接触していれば、上顎は下顎に対して常に同じ位置をとることを必然的には意味していない。この位置はむしろ咀嚼筋の張力、互いに接触しているときの歯列に由来する信号、顎結合における半月板に加わる圧力信号、および脳からの種々の信号などに基づいて異なる。これらは患者が疲労しているか、あるいはストレスを感じているかなどに影響される。したがって、前記した中央位置の決定方法は１回の噛みや１回の動作などによるランダムな要因に影響されて不正確である。

本発明は、以上のような問題を解決するもので、中央位置を決定する方法の正確さを向上させることを目的とするものである。

本発明によれば、人間の歯列の中央位置を決定する方法において、歯列の中央位置を決定する際の正確さを向上させることができる。

請求項１に記載の本発明は、中央位置を決定する第２の周知の方法から出発して、複数回の噛み動作を行い、この噛み動作を測定技術で検知して電気信号データに変換し、複数の先端位置の信号データから中央位置が決定されるものである。
また、中央位置は、たとえば、座標面における複数の先端位置の信号データを平均して決定される。
また、中央位置を決定する他の可能な方法は、１つの座標面において限られたヒット領域における信号データ項目のみを演算評価することである。
解決策の第１の提案の発展系によれば、請求項１に記載の発明の構成のように、あらゆる噛む動作における噛んだときの先端位置の信号データおよび決定された中央位置の信号データは表示装置にたとえば点などの記号で表示する方法を有している。表示は噛んだときの先端位置が対応する測定ユニットで確認される中央位置からの実際の距離を表示可能にする座標面を表示して行われる。このためには、好ましくは直交座標が使用される。
請求項２に記載の本発明は、人の歯列の中央位置を決定する第３の周知の方法から出発して、下顎を上顎に対して少なくとも１つの動きをさせ、中央位置を決定するために少なくとも２つの動きを演算評価するものである。請求項１に記載の発明による第１の解決策は、噛んだときの先端位置における下顎は前後の位置間で動く複数の第１の変位の動きおよび２つの横方向の先端位置間で動く第２の変位の動きが実行され、第１の変位の動きおよび第２の変位の動きは測定技術を使って検知されて電気信号データに変換され、信号データの演算評価により第１および第２の変位の動きの交差点が中央位置として決定される。第１および第２の変位の動きの信号データならびに決定された中央位置の信号データは表示装置にたとえば点などの記号で表示させることができる。表示は直交座標などの座標面で達成される。
いくつかの中央位置は必ずしも２つの顎結合のある位置と結びつける必要はない。患者の非対称の噛みにより、ある種の中央位置は顎結合位置の異なる組に対応することがある。この不確かさを除くことを望む場合は、咬合器を調整するためにさらなる付加情報が必要である。これは、たとえば、中央位置が（歯跡の採用を）登録するのに使用される場合である。この目的のために、請求項９に記載の発明の構成のように、患者は−できれば歯科医の指導の下で−下顎を所定の中央位置に動かし、上顎と下顎の歯列の間に置かれているプラスチック登録基板に歯列の跡を記録する。歯列の跡は顎結合位置に関する付加情報を有している。この登録基板は前記した第１の周知の方法に従って、咬合器の結合具を調整するために使用することができる。
請求項５に記載の発明の構成のように、本発明による解決策の第２の提案の目的にかなった発展系によれば、２つの座標面における各々の場合、中央位置に対応する顎結合位置の信号データは表示装置にたとえば点などの記号で表示する方法を有している。座標面は角度、好ましくは９０°の角度を有している。
請求項６に記載の発明の構成のように、一方の座標面はたとえば患者の頭を通る断面で、一方では上（頭蓋部）および下（心臓部）を通り、他方では前（腹部）および後（背部）を通る断面を表している。他方の座標面は患者の頭を通る断面で、一方では前（腹部）および後（背部）を通り、他方では体軸（中央）および適切な側（側面）を通る断面を表している。
請求項７に記載の発明の構成のように、座標は同心円状のリング形状の極座標で描くとよい。これにより、中央位置に対応する顎結合位置の記号は顎結合の痛みがなく、他のすべての可能な顎結合位置の基準として極座標の中心に移動させることができる。

以下、本発明を図面を参照して説明する。
図１は石膏模型および所定位置の登録基板を備えた咬合器を示す側面図である。
図２は送信要素およびセンサ要素のキャリア要素を配置した患者の頭部を示す正面図である。
図３は中央位置を決定する装置を示す斜視図である。
図４は中央位置の選択において異なる位置をヒットしたときの表示画面図である。
図５は図４において、さらに、テストした顎結合位置を示す４つの極座標面を加えた表示画面図である。
図６は他の中央位置決定方法を選択したときの図４に相当する表示画面図である。

図１に示す咬合器１は従来の、たとえばドイツ特許ＤＥ４２１１０２０Ｃ２に記載されているものである。それは、図１では１つのみしか見えない結合具４、５で互いに結合された２つのヨーク２、３を有している。結合具４、５は中央位置を設定するために調節可能である。ヨーク２、３の間隔は支持ピン６により調節される。患者の下顎の石膏模型７はヨーク２に取り付けられている。患者の上顎の石膏模型８はヨーク３に取り付けられている。硬化性で当初は塑性的に変形可能な登録基板９は２つの石膏模型７、８の歯列間に設置される。
２つの石膏模型７、８を製造するために、歯科医はまず上顎と下顎の歯列跡とらなければならない。このために、歯科医は歯列形に適合した骨組みを使用し、それに塑性変形可能な塊がおかれ、歯列に押し付ける。こうしてできた型に液体石膏を流し込み、硬化させて患者の上顎および下顎の石膏模型７、８を製作する。そして、従来の中央位置決定方法により患者は歯科医の指示により下顎を上顎に対して１回の噛み動作で動かし、その結果、登録基板９に上顎と下顎の歯列跡が形成される。登録基板９は硬化後、図１に示すように咬合器１の２つの石膏模型７、８の歯列の間に設置される。咬合器１が患者の歯列のパラメータを可能な限り確実にシミュレートするために、咬合器１の結合具４、５および距離ピン６は２つの石膏模型７、８の歯列が登録基板９の歯列跡にぴったり合うように調節される。この調節が終わると、石膏模型７、８は従来の方法で義歯の製造のために処理される。
しかしながら、上述の中央位置決定方法は不正確であることが明らかになった。なぜなら、１回の噛み動作はランダムな要因、たとえば、患者のストレス状態、歯列が反対側の歯列と接触したときのシューという音に対する過敏性、また、顎結合における半月板の状態などにより影響を受ける。
そこで、中央位置の決定の正確さをあげるために、一方ではそれ自体周知である電子的測定方法を使用して前もって下顎の上顎に対する動きを３次元で決定する。換言すれば、この方法によって、下顎の動きを表現するために電子的信号データを発生させ、演算評価する。周知の電子的測定方法の応用と平行して、下顎の上顎に対する複数の動きの統計的演算評価が行われる。

図２に中央位置を決定する新しい測定配置を示す。患者１０の頭１１の上部分に４本の腕を有するキャリアフレーム１２を取り付ける。各々の腕は受信要素として下方に向いた２つの超音波マイクロフォン１３を有している。さらに患者１０の下顎１４にキャリアフレーム１５が接続されている。これはプラスチック塊を使用して下顎１４の歯列の噛みフォークにより付着されている。フレーム１５は送信要素として上方に向いた４つの超音波送信機１６を有している。
周知の”Ｄｉｇｍａ”装置の場合には、３つの送信要素と４つの受信要素で働く。これは、１２の測定区分を生じ、下顎の動きによってそれらの長さ変化を演算評価する。しかしながら、こうして得られる測定の正確さは現在必要とする正確さをもつ中央位置の決定には十分ではないことが確認された。しかし、この現在必要とする正確さは８つの送信要素と４つの受信要素を持ち、３２の測定区分を演算評価することができる新しい装置により達成される。しかし、この時点で強調しておくが、送信要素および受信要素の数は正確さに関してのみ効果があり、本発明による方法の基本的な機能には決定的に重要ではない。

図３に本発明による方法を実行する新しい装置１９を示す。それは歯科治療ユニット１７のアーム１８に設けられており、表示装置２０を有している。この装置１９は、図２のキャリアフレーム１２および１５における送信要素１６および受信要素１３に接続ケーブルでまたは無線で接続されている。これは、下顎１４で噛んだときの先端位置を信号データの形で測定する。
患者が複数回連続して噛む動作を行ったときの先端位置は表示装置２０に、図４に拡大したスケールで図示するように、点２１として図示される。表示装置２０は直交座標の格子で覆われている。噛む動作を行ったときの先端位置は互いに多少なりとも異なっていることが理解される。円で表されたヒット領域内にある点２１は中央位置の決定のために演算評価される。演算評価をするための１つの可能な方法はヒット領域にあるすべての点２１の座標を平均することである。平均値は十字形２２で表され、中央位置として表示される。中央位置２２の知識をベースとして、歯科医は患者に中央位置で表される噛む動作を行ったときの先端位置方向に下顎を新たに１回動かさせ、歯列の間に挟んだ登録基板に記録する。こうして記録された登録基板９は図１に示した咬合器４の２つの石膏模型７、８の歯列の間に設置される。その後、咬合器１の結合具４、５は周知の方法で石膏模型７、８の歯列が登録基板９の対応する歯列跡にぴったり合うように位置調整される。
決定された中央位置の信号データに加えてまたは代わりに、患者の顎結合位置も中央位置の決定に使用することができる。これを図５に示す。ここでは、スクリーン２０は縮小された座標系２０ａで示されており、また、複数回の異なる噛み動作による先端位置およびそれらから決定された中央位置２２に対応する点２１が示されている。座標系２０ａの表示とともに、スクリーン２０には左側および右側にそれぞれ患者の頭を通る区分を表現した２つの極座標面２３、２４；２５、２６が表示されている。この区分は医学的な項目（背部、尾部、腹部、頭骸部、側部および内側部）および定型化された頭の記号で定められ、極座標面の横に配置されている。極座標面２３−２６は同心円状のリングを有している。直交座標面２０ａにおける中央位置２２は４つの極座標面２３−２６の極座標点に対応する。複数回の噛み動作による先端位置は極座標面に対応する数の点を生じさせ、それらの点の演算評価により中央位置を十字形で生じさせる。

図４に関連して説明したように、登録基板に記録した歯列跡で決定した中央位置を使用する代わりに、登録基板という中間物を使用せずに、咬合器１の結合具４、５の調節を行うために、顎結合の中央位置を図５における極座標に直接書き入れて使用することも可能である。このためには、咬合器１に図２の送信要素、受信要素に対応する送受信系を設ける必要がある。この場合、顎結合の調整をする人は表示装置２０上で自分の位置を確認することができる。この代替として、咬合器１の結合具４、５を電動で３次元調節可能とすることにより咬合器１の結合具位置を手動で行わずに自動的に調節することが可能になる。

図６に中央位置を決定する第３の方法を示す。ここでも表示装置２０は直交座標系で示されている。歯科医は患者に歯列を完全にあるいは大部分を互いにそのままにして下顎を前後および左右両側に動かすようにさせる。こうすることにより、線状のＴ字型移動パターンがスクリーンに表示される。線状パターン２７は下顎の前後移動を表し、線状パターン２８は下顎の横移動を表す。Ｔ字の上枝は下にたれて、下向きあるいはアーチ状になっている。中央位置の決定はすべての移動線を演算評価、たとえば平均することにより行われ、２つのＴ字枝間の交点が十字形型で表現された中央位置２９として決定される。この中央位置も登録基板に登録したり、図５に示した極座標に関連して咬合器１を直接調節するのに使用される。

本発明による人間の歯列の中央位置を決定する方法は、義歯を製造する際の咬合器の調整をするために使用して好適である。

石膏模型および所定位置の登録基板を備えた咬合器を示す側面図 送信要素およびセンサ要素のキャリア要素を配置した患者の頭部を示す正面図 中央位置を決定する装置を示す斜視図 中央位置の選択において異なる位置をヒットしたときの表示画面図 図４の表示画面図において、さらに、テストした顎結合位置を示す４つの極座標面を加えたときの表示画面図 他の中央位置決定方法を選択したときの図４に相当する表示画面図

１ 咬合器
２、３ ヨーク
４、５ 結合具
６ 支持ピン
７ 患者の下顎の石膏模型
８ 患者の上顎の石膏模型
９ 登録基板
１０ 患者
１１ 頭
１２ キャリアフレーム
１３ 超音波マイクロフォン
１４ 下顎
１５ キャリアフレーム
１６ 超音波送信機
１７ 歯科治療ユニット
１８ アーム
１９ 装置
２０ 表示装置
２０ａ 座標系
２１ 点
２２ 中央位置
２３、２４、２５、２６ 極座標面
２７、２８ 線状パターン
２９ 中央位置

Claims (9)

1. 下顎に噛み動作をさせ、前記噛み動作の先端位置を歯列の中央位置を決定するために演算評価し、複数回の噛み動作が行われ、前記噛み動作は測定技術で検出されて電気信号データに変換され、前記複数回の噛み動作による先端位置の信号データから前記中央位置を決定し、
   中央位置を複数回の噛み動作による先端位置の信号データを平均し、
   中央位置を決定するために、制限されたヒット領域の座標面に存在する信号データ項目のみを演算評価し、
   前記先端位置の前記信号データ、および決定された中央位置の信号データが表示装置に点などの記号で表示され、
   前記記号が表示装置の座標面に表示され、
   前記座標面の座標が直交座標である人間の歯列の中央位置決定方法であって、
   すべての噛み動作の前記先端位置の信号データおよび決定された前記中央位置の前記信号データが表示装置に点などの記号で表示され、
   前記表示装置で、円で表された前記ヒット領域内にあるすべての前記点の座標を平均することで、前記中央位置の決定のために演算評価され、
   所定の信号データをもとに前記中央位置を決定した後、下顎が制御された方法で中央位置に移動され、それによって上顎と下顎の歯列が、それらの間に配されたプラスチックの登録基板に中央位置とそれに対応する顎結合位置に関する情報を含む歯列跡を形成することを特徴とする人間の歯列の中央位置決定方法。
2. 下顎を上顎に対して移動させ、歯列の中央位置を決定するために少なくとも２回の前記移動を演算評価し、噛み動作の先端位置において、下顎を前後終端位置間における第１の変位移動、および横方向終端位置間における第２の変位移動を、それぞれ複数回行なわせ、前記第１および第２の変位移動は測定技術で検出されて電気信号データに変換され、前記信号データは前記第１の変位移動および第２の変位移動の交点が歯列の中央位置を生じさせるように演算評価し、
   第１および第２の変位移動の信号データ、および決定された中央位置の信号データが表示装置に点などの記号で表示され、
   前記記号が表示装置の座標面に表示され、
   前記座標面の座標が直交座標である人間の歯列の中央位置決定方法であって、
   すべての噛み動作の前記先端位置の信号データおよび決定された前記中央位置の前記信号データが表示装置に点などの記号で表示され、
   前記表示装置で、円で表されたヒット領域内にあるすべての前記点の座標を平均することで、前記中央位置の決定のために演算評価され、
   所定の信号データをもとに中央位置を決定した後、下顎が制御された方法で中央位置に移動され、それによって上顎と下顎の歯列が、それらの間に配されたプラスチックの登録基板に中央位置とそれに対応する顎結合位置に関する情報を含む歯列跡を形成することを特徴とする人間の歯列の中央位置決定方法。
3. 記号が表示装置の座標面に表示され、噛み動作の先端位置の中央位置からの実際の間隔をしかるべき測定ユニットで認識させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人間の歯列の中央位置決定方法。
4. 座標が直交座標であることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の人間の歯列の中央位置決定方法。
5. 顎結合の中央位置の信号データが表示装置の２つの座標面の各々で点などの記号で表示され、座標面が角度、好ましくは９０°の角度を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の人間の歯列の中央位置決定方法。
6. １つの座標面が患者の頭の断面を表示し、それは一方では上（頭骸部）と下（心臓部）、他方では前（腹部）および後（背部）を通り、他の座標面が患者の頭の断面を表示し、それは一方では前（腹部）と後（背部）、他方では体軸（中央）および対応する側（側面）を通る断面を表示することを特徴とする請求項１から請求項５に記載の人間の歯列の中央位置決定方法。
7. 座標が同心リングの極座標で表示されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の人間の歯列の中央位置決定方法。
8. 歯列跡を有する登録基板が義歯を用意する目的で咬合器内に配置され、患者の上顎と下顎の模型を咬合器内で互いに揃えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の人間の歯列の中央位置決定方法。
9. 顎結合の中央位置の信号データは咬合器の結合具を直接調整するために使用され、または、咬合器と協同してモータ駆動の制御を行なうために使用されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の人間の歯列の中央位置決定方法。