JP6053431B2 - 咬合接触状態の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は上下歯列の咬合接触状態を測定する方法に関する。

上下の歯列の咬合接触状態の確認に用いられる歯科材料として各種の歯科適合試験材が存在するが、これらは咬合することにより生じる材料の厚さの違いに起因する色の濃淡や透過光の差異を目視で確認するものであり、定量的データを得ることはできなかった。

これに対して、非特許文献１のような咬合接触分析装置が提案されている。これによれば、歯科適合試験材として付加型シリコーン系適合試験材を用いて採取されたバイトの一方側から照明光を照射し、光が透過した部分を咬合接触部位とし、透過の程度に応じて色分け表示することで咬合接触の位置分布、咬合接触面積、咬合接触点数等を測定・分析し、定量的な把握ができる。

株式会社ジーシー、「ＧＣ製品カタログ、ジーシー バイトアイ ＢＥ−Ｉ」、［online］、［平成２４年９月１９日検索］、<URLhttp://www.gcdental.co.jp/sys/data/item/1176/>

ところが、付加型シリコーン系適合試験材は精密な歯牙適合性を備えるために、歯列の隅々まで回り込む特性を有していることから、硬化するまでの流動性が高く、硬化前における歯列からのたれや硬化時間の長さの問題があり、使用者や患者にとって使い勝手が必ずしもよくないことがあった。また、シリコーンは原材料として高価であり、手軽に付加型シリコーン系適合試験材を用いることが困難な場合もあった。

そこで本発明は、バイトの透過光の強さを測定することにより咬合接触状態を定量的に測定する装置を用いて、より簡易に測定することを可能とする咬合接触状態の測定方法を提供することを課題とする。

以下、本発明について説明する。

発明者らは、鋭意検討の結果以下のような知見を得た。バイトの一方側から照明光を照射し、他方側に抜けたバイトからの透過光画像をグレースケールに変換し、パソコンでの明るさの段階である０〜２５５までの２５６階調を用いて明るさを認識する。２５６階調を幾つかの帯域に分けてバイト材の厚みと関連付けられており、例えば階調１８３〜２５５は０〜４μｍのバイト厚みからの透過光の明るさと認識する設定によって識別される。従って、バイトを抜ける透過光はより広い階調が得られる波長であることが正確な識別にとって望ましい。また、咬合接触が強く薄肉で形成された部位を認識できること、且つ咬合接触が弱く圧肉で形成された部位も認識できるように、バイト材は適切な透過率を保有することが望ましい。更にバイト材は、適切な硬度であることが望ましい。強い噛み込みを要する硬いバイト材は、顎位のずれによって正確な咬合接触状態が測定できない。また柔らかいバイト材は咬合接触状態の測定時において取扱いが困難となる。発明者らは以上のような知見に基づいて次の発明を完成させた。
請求項１に記載の発明は、バイトの一方側から光を照射し、他方側からバイトからの透過光の強さを測定することにより、咬合接触状態を測定する方法であって、バイト材に照射する照明光を等色関数で表し、該等色関数に基づいて三刺激値を算出し、各波長におけるグレースケールによる重みづけを行って照明光の波長のピークを取得する工程と、照明光に対する透過光が波長のピークに対して±１００ｎｍの範囲内である歯科用ワックスからなるバイト材を選択する工程と、を含み、バイト材は、硬さが加圧短縮率３％以上７０％未満、透過率が３％以上２０％未満である、咬合接触状態の測定方法である。

本発明によれば、咬合により厚さに分布を生じたバイトの一方から照明光を照射し、透過光の強度の分布により咬合接触状態を定量的に測定する方法において、バイト材として歯科用ワックスを用いることができる。従って、より簡易的、及び快適に咬合接触状態の測定をすることが可能となる。

１つの例の咬合接触分析装置１０の外観図である。 咬合接触状態の測定について説明する図である。 咬合接触分析装置１０に備えられる光源からの照明光の波長特性を表す図である。 バイト２０の外観図である。 咬合接触状態の測定方法Ｓ１０の流れを説明する図である。

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

はじめに、用いられる咬合接触分析装置の一例について説明する。図１に当該１つの例に係る咬合接触分析装置１０の外観を示した。咬合接触分析装置１０は、測定部１１及び表示部１２を備えており、測定部１１の内側に測定対象であるバイトを挿入して測定を開始することにより表示部１２にその結果が表示されるように構成されている。

咬合接触分析装置１０では、バイト２０を測定部１１内に配置して測定を開始すると、図２からわかるように、バイト２０の一方側に配置された光源１３から照明光が照射される。また、咬合接触分析装置１０にはバイト２０を挟んで光源と反対側に画像を撮影するカメラ１４が配置されている。

ここで、バイト２０には咬合状態の歯列形状が転写されている。すなわち、上下歯列の咬合面のうち、強く接触する部位ほどバイト２０の厚さが薄くなり、接触が弱い部位ほどバイト２０の厚さが厚くなるように、咬合状態に応じた厚さ分布が生じている。従って、バイト２０の一方側から光源１３で照明光を照射したときに、薄い部位ほど透過光が明るい。咬合接触分析装置１０は、この透過光の明るさ（強さ）をカメラ１４により撮影し、グレースケールに変換した２５６階調を幾つかの帯域に分けて識別することにより咬合接触状態を定量的に評価する。

１つの例として、白色の照明光をもつ咬合接触分析装置１０でバイト２０に照射される光が有する波長特性を図３に示した。図３（ａ）は咬合接触分析装置の照明光を分光分析器で測定した結果であり、ＣＩＥ２°視野における等色関数を表した図である。
次に図３（ａ）の等色関数に基づいて三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、ここから式（１）を用いて各波長におけるグレースケールによる重みつけにより図３（ｂ）の縦軸の値を得る。
白色光（λ）・（０．４１・Ｘ（λ）＋０．６２・Ｙ（λ）＋０．０５・Ｚ（λ）） （１）

ここでλは波長を意味する。図３（ｂ）には、式（１）を図３（ａ）に表れた等色関数のそれぞれに適用した計算結果と、これらを合計した値（合計値）が表れている。当該合計した値からわかるように本例における咬合接触分析装置１０が有する光源から出射される照明光は、波長４５０ｎｍ及び５７０ｎｍにピークを有している。本例では咬合接触分析装置が白色の照明光を有している例を示したが、これに限られることはない。

一方、バイト２０は、図４に示したように、いわゆる歯科用ワックスが所定の厚さであるとともに、歯列弓に対応した形の板状とされている。ただし、従来公知の歯科用ワックスでは硬さが適切でなく、咬合時に必要以上の力を要してしまうので正確な咬合接触状態を再現することができなかった。また、透過率が高すぎる傾向にあり、これをそのまま咬合接触分析装置１０に適用しても十分な精度で透過光を咬合接触状態に関連付けることができなかった。そこで、本発明では次のような特徴を有する歯科用ワックスを用いることにより咬合接触分析装置１０に適用しても適切に咬合接触状態を定量的に測定することができるものとした。

バイト材の硬さを加圧短縮率３％以上７０％未満とする。加圧圧縮率が３％未満となるとバイト材を強く噛み込む動作となり、顎位のずれによって自然の咬合接触を得ることが困難になる。一方、加圧圧縮率７０％以上となると柔らかすぎ、取扱いが難しくなる。
加圧圧縮率は、直径及び高さ１０ｍｍの円筒状に形成した歯科用ワックス（試験片）に、３０℃において１ｋｇの加圧を１７分間行い、以下の式（２）により得たものである。
Ｆ＝（（Ａ−Ｂ）／Ａ）×１００ （２）
ここで、Ｆは加圧圧縮率（％）、Ａは加圧圧縮試験前の試験片の厚さ（ｍｍ）、及びＢは加圧圧縮試験後の試験片の厚さ（ｍｍ）をそれぞれ意味する。

歯科用ワックスの硬さの調整方法は特に限定されることはないが、歯科用ワックスの成分含有量（結晶構造）を変更する方法や製造条件を変更することを挙げることができる。
歯科用ワックスの成分含有量（結晶構造）を変更する方法は、例えば歯科用ワックスを構成するパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、蜜蝋等の分子量の大きさによって含有量を調整する。すなわち、分子構造によって硬さが変わる。
製造条件を変更する方法は、シート状の歯科用ワックスとするためにロール圧延工程があるが、この際の圧延回数や圧延時に歯科用ワックス温度を変更することにより歯科用ワックスの密度を上げ過ぎず内部の空間を確保することで、硬さを下げることができる。

バイトの透過率を３％以上２０％未満とする。透過率がこれより低いと噛むことにより薄くなった部位でも透過率が足りず適切な測定ができない。一方透過率がこれより高いと厚さの差による透過率の差が分析し難くなり分析精度が極端に低下することが考えられる。
ここで透過率は、咬合接触分析装置が有する波長特性を持つ照度に対して、バイトを透過した照度の割合であり、１ｍｍ厚さのバイトに換算した数値である。照度計を用いて、咬合接触測定装置からの照明光の照度を測定した結果と、バイトを透過した照度を測定することによって、透過率を得ることができる。

歯科用ワックスの透過率を調整する方法は特に限定されることはないが、例えば成分含有量の変更やチタンホワイト顔料を添加することが挙げられる。
成分含有量の変更としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、蜜蝋などの構成材料において、透明度の高さによって含有量を調整する。透過率を下げる場合には透明よりも白色の構成材料を多く選定すればよい。
チタンホワイト顔料の添加は透過率を直接的に左右することができる。ただし、チタンホワイトの分子量は大きいため、ワックスの硬さが上がる点に留意する。

バイトの、照明光に対する透過光のピーク波長が、咬合接触分析装置の照明光のピーク波長に対して±１００ｎｍとする。さらに好ましくは±５０ｎｍである。これを外れると、グレースケール変換後に十分な幅をもつ階調が得られないために、バイトの厚みに関連付ける閾値による識別が正確にできない虞がある。
ここで照明光に対する透過光のピーク波長は分光照度計を用い、透過光の分光照度を測定することによって得ることができる。

歯科用ワックスの透過光のピーク波長を調整する方法は特に限定されることはないが、ワックスの色彩変更のための顔料の含有量を変更等することにより調整することができる。

以上のような咬合接触分析装置及び歯科用ワックスによるバイト材を用いて、咬合接触状態を定量的に測定することが可能となる。以下に１つの実施形態に係る咬合接触状態の測定方法Ｓ１０（「測定方法Ｓ１０」と記載することがある。）について説明する。図５に測定方法Ｓ１０の流れを表した。
咬合接触状態の測定方法Ｓ１０は、咬合接触分析装置の照明光のピーク波長取得工程Ｓ１１、歯科用ワックスによるバイト材の選定工程Ｓ１２、咬合の転写（バイト材への咬合接触状態の転写）工程Ｓ１３、及びバイトの測定工程Ｓ１４を含んでいる。

咬合接触分析装置の照明光のピーク波長取得工程Ｓ１１（「工程Ｓ１１」と記載することがある。）は、使用する咬合接触分析装置の照明光のピーク波長を取得する工程である。例えば図３に挙げたような情報を得ることができればよい。当該ピーク波長は直接測定することにより取得してもよいし、既に測定しておいた情報、又は装置の仕様として開示されている情報を用いてもよく、取得の手段は特に限定されるものではない。

歯科用ワックスによるバイト材の選定工程Ｓ１２（「工程Ｓ１２」と記載することがある。）は、工程Ｓ１１によりピーク波長を取得した咬合接触分析装置に適するバイト材を選定する工程である。選定すべきバイト材は上記した通りである。

咬合の転写工程Ｓ１３（「工程Ｓ１３」と記載することがある。）は、工程Ｓ１２で準備したバイト材に、咬合により被験者の咬合状態を転写する工程である。これによりバイト材に咬合接触分布に応じた厚さの分布が生じる。

バイトの測定工程Ｓ１４（「工程Ｓ１４」と記載することがある。）は、工程Ｓ１３で咬合したバイト２０を咬合接触分析装置に設置して予め設定されているプログラムに従い厚さの識別を行う工程である。これにより、咬合接触の分布を定量的に得ることができる。

測定方法Ｓ１０によれば、バイト材に歯科用ワックスを用いても精度よく咬合接触状態を定量的に測定することができる。従って、より簡易的、及び快適に咬合接触状態の測定をすることが可能となり、付加型シリコーン系適合試験材を用いていた場合に生じた問題を解消することが可能となる。

１０ 咬合接触分析装置
１１ 測定部
１２ 表示部
１３ 光源
１４ カメラ
２０ バイト

Claims (1)

1. バイトの一方側から光を照射し、他方側から前記バイトからの透過光の強さを測定することにより、咬合接触状態を測定する方法であって、
   バイト材に照射する照明光を等色関数で表し、該等色関数に基づいて三刺激値を算出し、各波長におけるグレースケールによる重みづけを行って前記照明光の波長のピークを取得する工程と、
   前記照明光に対する透過光が前記波長のピークに対して±１００ｎｍの範囲内である歯科用ワックスからなるバイト材を選択する工程と、を含み、
   前記バイト材は、硬さが加圧短縮率３％以上７０％未満、透過率が３％以上２０％未満である、咬合接触状態の測定方法。