JPH04348749A - 根管長測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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の改良に関する。

【０００２】

【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、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等が知られている。後者の方式
では例えば特開平２−２９７３５９号公報があり、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おり、単純に抵抗値を検出する前
者の方式よりも測定の原理としては実情に適合している
と考えられる。

【０００３】測定電極と口腔電極との間に得られるのは
根管内インピーダンスに対応するインピーダンス応答値
であるが、これは根管内の乾燥度、薬液や血液の量とそ
の濃度などの根管内環境や、根管穴の太さ、測定電極で
あるファイル等の太さなどの測定条件で左右され、誤差
の原因となる。このため、測定電極が十分に根管内に挿
入され、周波数の異なる２種類のインピーダンス応答値
が安定した時点で補正を行う必要があり、上記公報のも
のでは両応答値の差分を求めてこれを補正値とし、これ
を一方の応答値に加えて両応答値が同一値となるように
補正することにより、上述の原因による誤差を低減する
ようにしている（以下、これを相対差法という）。

【０００４】しかし、この補正は術者が治療中に治療行
為を中断してスイッチやダイアルなどを操作して行う必
要があり、取り扱いが煩わしいだけでなく、治療能率を
低下させる原因となる。またこの補正値は測定電極の位
置によって異なるが、術者の手動操作に頼る限り電極位
置に起因するバラツキが生ずる。更に、根管長測定器を
例えば超音波根管治療器に組み込んだ場合には、根管治
療器によって根管の拡大、洗浄が行われ、また洗浄水に
より根管内液の濃度が薄くなるので根管内環境が逐次変
化し、その都度補正することが必要となるが、これを手
動で行うことは現実的には非常に困難であり、実用性の
ある装置を得ることができない。

【０００５】また、上記公報のように複数の周波数に対
するインピーダンス応答値を比較する方式では、一般に
測定電極が根管内の液面に触れた瞬間に測定電極と液面
間に発生する容量成分の影響による誤差が生ずる。この
誤差は、歯牙と根管の状況によっては測定電極の先端が
根尖に達した時と同等あるいはそれ以上の値となること
もあり、臨床上、メータの表示だけでは測定電極が根管
内の液面や根管壁に触れただけなのか、根尖に達したの
かを術者は判断できない場合が生ずる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明はこれらの問
題に着目し、補正が自動的且つ適正に行われて術者の負
担を軽減すること、測定電極の位置による補正のバラツ
キをなくすこと、測定電極が根管内の液面に達した時の
容量に起因する表示誤差をなくすこと等を課題としてな
されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、この出願の第１の発明では、測定電極が根管内の
基準位置まで挿入されたか否かをインピーダンス応答値
とあらかじめ設定された基準値とを比較して判定する判
定手段と、この判定手段により測定電極が根管内の基準
位置まで挿入されたと判定された場合に、得られたイン
ピーダンス応答値に対して根管内環境に対応する補正を
自動的に開始する補正手段と、この補正手段で補正され
たインピーダンス応答値に対応した出力表示を行う表示
手段、とを備えている。

【０００８】また第２の発明では、測定電極が根管内の
液面との間に発生する容量成分の影響を受けない位置ま
で挿入されたか否かをインピーダンス応答値の変化状態
から判定する判定手段と、この判定手段によって測定電
極が容量成分の影響を受けない位置まで挿入されたと判
定される前と後とで表示モードを変化させ、判定後にイ
ンピーダンス応答値に対応した本来の出力表示を行う表
示手段、とを備えている。

【０００９】

【作用】第１の発明においては、測定電極が根管内の基
準位置まで挿入されると根管内環境に対応する補正が自
動的に開始されるので、術者の手動による補正操作が不
要となり、また手動操作の場合の電極位置に起因するバ
ラツキがなくなる。また第２の発明においては、測定電
極が容量成分の影響を受けない位置まで挿入されると表
示モードが変わって本来の出力表示が行われるので、容
量成分の影響による根尖位置の誤判断が防止される。

【００１０】

【実施例】以下、図示の実施例について説明する。図１
は実施例の装置のブロック図であり、１は歯牙、１ａ及
び１ｂはその根管及び根尖、１ｃは根管１ａ内の液、２
は測定電極、３は口腔電極を示す。また、１１は周波数
ｆ１の正弦波測定信号を出力する発振器、１２はｆ１よ
り高い周波数ｆ２の正弦波測定信号を出力する発振器、
１３は加算器、Ｒ１は抵抗、１４はバッファ、１５は周
波数ｆ１のバンドパスフィルタ、１６は周波数ｆ２のバ
ンドパスフィルタ、１７及び１８はそれぞれＡＣ／ＤＣ
変換器、１９はＡ／Ｄ変換器、２０は演算回路部、２１
は表示器を示す。演算回路部２０はメモリ及び比較器の
機能と所要の演算機能とを備えたものであり、表示器２
１として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。

【００１１】図の構成において、測定電極２が根管１ａ
に挿入されておらず根管１ａの液面あるいは壁面に電気
的に接していない状態では、加算器１３の出力がそのま
まＡＣ／ＤＣ変換器１７，１８に入力されるので、各変
換器１７，１８の出力Ｖ１，Ｖ２はそれぞれ最大値Ｖ１
ｍａｘ，Ｖ２ｍａｘとなる。また、根管１ａ内は抵抗と
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
できるので、周波数ｆ１及びｆ２に応じた等価回路のイ
ンピーダンスをＺ１及びＺ２とすると、測定電極２が根
管１ａに挿入された場合は、出力Ｖ１，Ｖ２はそれぞれ
Ｖ１ｍａｘ，Ｖ２ｍａｘを抵抗Ｒ１とインピーダンスＺ
１，Ｚ２で分圧した値、すなわちＶ１＝Ｚ１／（Ｒ１＋
Ｚ１）×Ｖ１ｍａｘ，Ｖ２＝Ｚ２／（Ｒ１＋Ｚ２）×Ｖ
２ｍａｘとなる。

【００１２】そこで、低い周波数ｆ１に注目して、測定
電極２が根管１ａに挿入されたか否かを判定する第１基
準値Ｖ１０を、Ｚ１／（Ｒ１＋Ｚ１）×Ｖ１ｍａｘ＜Ｖ
１０＜Ｖ１ｍａｘの条件で設定しておき、演算回路部２
０で変換器１７の出力Ｖ１を上記の基準値Ｖ１０と比較
することによって、測定電極２が根管１ａに挿入された
か否かを判断することができるのである。なお、この基
準値Ｖ１０は例えばＶ１ｍａｘの９０％というように選
定してもよく、かなり自由度は高いものである。

【００１３】また、測定電極２が更に根管１ａ内の基準
位置まで挿入されたか否かを判定する第２基準値Ｖ１ｒ
ｅｆを、Ｖ１ｒｅｆ＝αＶ１０（ただし０．５＜α＜０
．９）のように設定しておき、演算回路部２０で変換器
１７の出力Ｖ１をこの基準値Ｖ１ｒｅｆと比較すること
により、測定電極２が根管１ａにある程度挿入されたか
否かを判断することができる。従って、この基準値Ｖ１
ｒｅｆをインピーダンス応答値が安定して補正を行うの
に適した状態となる位置に対応した大きさに選定してお
き、変換器１７の出力Ｖ１を逐次基準値Ｖ１ｒｅｆと比
較し、Ｖ１がＶ１ｒｅｆに達した時に根管内環境に対応
するインピーダンス応答値の補正を開始することにより
、測定電極２の位置による補正のバラツキをなくすこと
ができるのである。

【００１４】上記の補正は例えば次のようにして行われ
る。すなわち、前述した公報記載のような相対差法の場
合には、測定電極２が根管１ａ内の基準位置に達した時
の変換器１７，１８の出力Ｖ１，Ｖ２の差＝│Ｖ１−Ｖ
２│を補正値としてこれを演算回路部２０に記憶し、イ
ンピーダンス応答値を逐次補正してその結果を表示器２
１に出力表示するのである。

【００１５】また本出願人は、２種類の周波数における
インピーダンス応答値の比が測定電極の先端が根尖に近
づくにつれて大きくなり、また比をとることにより根管
内環境や測定条件の影響が自動的に消去されることに着
目し、検出されたインピーダンス応答値の比を求めるこ
とにより補正を行う方式（以下、これを相対比法という
）を特願平２−１７７０３７号として先に出願している
。 そこでこのような相対比法の場合には、測定電極２が根
管１ａ内の基準位置に達すると共に変換器１８，１７の
出力Ｖ２，Ｖ１の比＝Ｖ２／Ｖ１を求めるようにし、こ
れを用いて表示器２１に逐次出力表示をするのである。 なお、図１は相対差法と相対比法に共通な基本回路の構
成を示したものである。

【００１６】図２の（ａ）は根管１ａにおける座標の説
明図、（ｂ）は測定電極２の先端の根尖１ｂからの距離
と正常な場合における表示器２１の表示値、例えば指針
式メータであれば針の振れとの関係を例示している。す
なわち、ここでは根尖１ｂからの距離をマイナス表示し
てあり、測定電極２が根尖１ｂに近付くにつれて表示値
が増大するようになっている。（ａ）図において１ｄは
液面の位置、１ｅは補正された測定値の表示が開始され
る基準位置であり、また（ｂ）図において破線は補正開
始前の、実線は補正開始後の表示値をそれぞれ例示して
いる。この図は補正開始前からほぼ一貫して連続的に表
示値が増加するように示してあるが、実際には補正開始
前は前述したような種々の誤差要因によって表示が不安
定となるのが普通であり、これに対して補正開始後は誤
差要因が低減され、安定した表示が得られるのである。

【００１７】以上のような補正処理により、測定電極２
が基準位置に達した以後の表示器２１の出力表示は測定
電極２の先端と根尖との相対位置を適正に示すものとな
り、術者は測定電極の位置を正確に把握しながら測定あ
るいは治療を行うことが可能となるのである。なお、一
般に根管長測定装置はバッテリ駆動されることが多いの
で、この基準位置検出機能を利用して基準位置に達する
までは不要な動作や表示を行わないなどの低消費電力モ
ードとしておき、基準位置に達した後に通常モードとす
ることによって電力消費を低減する構成とすることもで
きる。

【００１８】ところで、根管長測定機能付きの超音波根
管治療器においては、測定誤差として超音波振動子のノ
イズ、根管の拡大や洗浄による根管形状の変化、血液等
の根管内液の濃度低下によるインピーダンス値の変化、
キャビテーションの影響、などが存在し、治療しながら
上記の要素を考慮して頻繁に補正する必要がある。これ
に対してこの実施例では、根管内環境が変化した場合に
はこれに対応して変換器１７の出力Ｖ１が基準値Ｖ１ｒ
ｅｆに達する位置が変わり、測定電極２の先端が新たな
基準位置を通過する都度補正値が自動的に更新されるの
で、術者はファイルなどの上下動作を行うだけでよい。 すなわち、この発明によれば上述のように補正が自動的
に行われ、しかも超音波振動子のノイズも含んだ補正が
可能となるので、取り扱いが容易で実用性のある装置が
得られるのである。図３はこのような超音波根管治療器
の場合を例示した図であり、４は超音波治療器のファイ
ル保持部、２ａはこれに保持されたファイルを示してい
る。

【００１９】次に、誤差要因の一つである容量成分の影
響を除去した第２の発明の実施例について説明する。回
路構成は図１のものと同様である。前述したように、測
定電極２が根管１ａ内の液１ｃに触れると測定電極２と
液１ｃとの間に発生する容量成分の影響により誤差が生
ずる。図４の（ａ）はこの発明による改善を行わないで
容量成分の影響を受けた表示がなされている例を示して
おり、破線で示す領域Ａが影響を受けた部分、実線で示
す領域Ｂが容量成分の影響を受けなくなった領域である
。 この種の測定器では測定電極の先端が根尖に近付くにつ
れてそれが明確に判断できるような表示がなされること
が望ましいのであるが、この（ａ）図のように根尖まで
かなりの距離がある時に大きな表示値が示されると、測
定電極２が根管１ａ内の液面や根管壁に触れただけなの
か根尖１ｂに達したのかを術者が判断できない状態とな
り得る。

【００２０】そこで、測定電極２が液１ｃに達したこと
を検出し、その近傍では本来の出力表示とは異なるモー
ドでの表示を行い、更に測定電極２が容量成分の影響を
受けない位置まで挿入されてから、両周波数のインピー
ダンス応答値に基づいた本来の出力表示を行うようにす
れば、術者が判断に迷うような誤表示をなくすことがで
きる。容量成分の影響を受ける液面付近での表示として
は、例えば表示そのものを停止したり、あるいは一方の
周波数のインピーダンス応答値に対応した表示テーブル
をあらかじめ用意しておいて、このテーブルによる出力
表示をするのである。なお、この第２の発明において第
１の発明による補正を行う場合には、容量成分の影響を
受けない本来の出力表示の時にのみこれを行えばよく、
これにより表示結果はより適正なものとなる。

【００２１】測定電極２が液１ｃに達したことは、上述
の実施例と同様に変換器１７の出力Ｖ１の変化状態によ
って検出することができ、その後の出力Ｖ１は図４の（
ｂ）のように根尖に近付くにつれて次第に低下するとい
う変化を示すが、容量成分の影響を受けた場合の表示は
（ａ）図のように領域Ａで低下し、領域Ｂで上昇すると
いう変曲点を持ったものとなる。この変曲点を検出すれ
ば測定電極２が容量成分の影響を受けない位置まで挿入
されたことがわかるから、それぞれの増減の状態を比較
することにより容量成分の影響の有無を判定し、変曲点
の前後で表示部２１の表示モードを変化させて変曲点以
後に本来の出力表示を行うのである。

【００２２】具体的には、図４の（ａ）と（ｂ）の各曲
線の変化の時間的微分係数を求め、同符号であれば不要
な容量成分の影響を受けている領域、異符号であれば影
響を受けていない領域と判定するのである。例えば測定
電極２が挿入されつつある時の時刻ｎにおける（ａ）図
に相当する値をＭｎ、微小時間後の値をＭｎ＋１、（ｂ
）図に相当する値をそれぞれＶｎ、Ｖｎ＋１とし、（Ｍ
ｎ＋１−Ｍｎ）×（Ｖｎ＋１−Ｖｎ）≦０であれば影響
を受けていない領域と判定できる。この判定のための微
分係数はそれほど厳密に算出する必要はなく、要するに
（Ｍｎ＋１−Ｍｎ）と（Ｖｎ＋１−Ｖｎ）が異符号であ
ることが確認できればどのような方法でも差し支えない
。なお、上記の式が適用できるのは図１のような構成の
場合である。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、第１の
発明は、測定電極が基準位置まで根管内に挿入されると
、測定電極で得られるインピーダンス応答値を自動的に
補正して出力表示を行うようにしたものである。従って
、手動操作による補正が不要となって術者の負担が軽減
されると共に取り扱いが容易となり、また手動操作の場
合に生じやすい電極位置に起因するバラツキがなく、誤
差の少ない測定が可能となる。特に、根管内環境が逐次
変化するためその都度補正が必要であった根管長測定機
能付きの超音波根管治療器においては、手動による補正
が不要となるため操作性が大幅に向上されることになり
、実用性のある装置を得ることが容易となる。

【００２４】また第２の発明は、測定電極が根管内の液
面との間に発生する容量成分の影響を受けない位置まで
挿入された後に、インピーダンス応答値に対応した本来
の出力表示を行うようにしたものである。従って、測定
電極が根管内の液面に達した場合に液面との間に発生す
る容量成分の影響で誤表示がなされ、これによって術者
が判断できなかったり、誤った判断をするというような
不都合が防止され、装置の操作性と信頼性を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の装置のブロック図である
。

【図２】同実施例の根管内における座標の説明図及び測
定電極先端の根尖からの距離と表示との関係を示す図で
ある。

【図３】超音波根管治療器における実施例を示す図であ
る。

【図４】容量成分の影響を受けた表示とインピーダンス
応答値の変化の状態を例示する図である。

【符号の説明】

１　　歯牙 １ａ　　根管 １ｂ　　根尖 ２　　測定電極 ２ａ　　ファイル ３　　口腔電極 １１，１２　　発振器 ２０　　演算回路部 ２１　　表示器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　測定電極と口腔電極との間に得られる
   インピーダンス応答値の変化から測定電極の先端位置を
   検出して根管長を測定するように構成された根管長測定
   器であって、測定電極が根管内の基準位置まで挿入され
   たか否かをインピーダンス応答値とあらかじめ設定され
   た基準値とを比較して判定する判定手段と、この判定手
   段により測定電極が根管内の基準位置まで挿入されたと
   判定された場合に、得られたインピーダンス応答値に対
   して根管内環境に対応する補正を自動的に開始する補正
   手段と、この補正手段で補正されたインピーダンス応答
   値に対応した出力表示を行う表示手段、とを備えたこと
   を特徴とする根管長測定器。
2. 【請求項２】　　測定電極と口腔電極との間に得られる
   インピーダンス応答値の変化から測定電極の先端位置を
   検出して根管長を測定するように構成された根管長測定
   器であって、測定電極が根管内の液面との間に生ずる容
   量成分の影響を受けない位置まで挿入されたか否かをイ
   ンピーダンス応答値の変化状態から判定する判定手段と
   、この判定手段により測定電極が容量成分の影響を受け
   ない位置まで挿入されたと判定される前と後とで表示モ
   ードを変化させ、判定後にインピーダンス応答値に対応
   した本来の出力表示を行う表示手段、とを備えたことを
   特徴とする根管長測定器。