JPH059103B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、歯科における根管治療の際に用い
られる根管長測定装置及び根管治療装置の改良に
関する。

＜従来の技術＞ 現在使用されている根管長の測定装置として
は、測定電極と口腔電極との間に40μA前後の交
流電流を流し、両電極間のインピーダンスから根
管長を検出するようにしたものが多い。しかしな
がら、測定されるインピーダンスは例えば乾燥し
ているか湿潤状態にあるかなど根管内の状態によ
つてかなりのバラツキが生ずるため、根管長を正
確に測定することは一般に困難である。

このような問題を解決することを目的として、
２種類の周波数の電流を測定電流として用いるこ
とにより、根管抵抗の影響を除くようにしたもの
が提案されている（例えば特公昭62−2817号公報
参照）。これは周波数によつて測定電流の大きさ
が異なり、しかも根尖付近では電流が急激に増加
すると共に両者の差が最も小さくなることを利用
している。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記公報のものでは、測定対象
の歯牙が変わつた時でも電流が急激に増加するま
では２種類の測定電流の差が一定であるようにし
ておかないと的確な検出ができなくなるため、測
定の都度調整を行う必要があつて取扱いが煩わし
く、また電流が急激に増加する範囲が1.5mm前後
しかなく、測定可能な範囲が狭いために使いにく
いという問題がある。

更に上記公報のものに限らず、40μA前後の電
流では測定時に患者に苦痛を与える可能性が高
く、測定電流をもつと低減することが望まれてい
るが、電流をこれより小さくすると感度が低下す
ると共にノイズの影響を受けやすくなり、誤動作
や測定誤差が生ずるという問題がある。

またこの種の根管長測定装置は、フアイルやリ
ーマ等の根管治療針を備えた根管治療装置の発す
るノイズの影響を受けるため、両装置を同時に使
用することができず、不便であつた。

この発明はこのような問題点を着目し、患者に
苦痛を与えないで感度を向上することができ、し
かも取扱いの容易な根管長測定装置を提供すると
共に、根管長測定と根管治療を同時に行うことの
できる根管治療装置を提供す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＞ 上記の目的を達成するために、この発明の根管
長測定装置では種類のインパルス状の測定信号を
用い、インパルス状の測定信号を測定電極と口腔
電極との間に印加し、この測定信号が印加されて
いる時に両電極間に発生するピーク電圧の変化を
検出して根管長を測定するようにしている。

また、上記のインパルス状の測定信号はピーク
値一定の定電流波形としており、この測定信号を
測定電極と口腔電極との間に供給して両電極間に
生ずるピーク電圧によつて両電極間のインピーダ
ンスを検出するようにしている。

上記のインパルス状の測定信号は、絶縁変圧器
あるいはオートトランスタイプの変圧器を介して
測定電極と口腔電極に供給することができ、オー
トトランスの場合には、２次巻線と測定電極ある
いは口腔電極のアース電位にない電極との間にコ
ンデンサが直列に接続される。

またこの発明の根管治療装置は上記の根管長測
定装置を備えたものであつて、リーマ、フアイル
等の根管治療針を測定電極を兼ねたものとし、こ
れに測定信号を供給している。この場合、測定信
号は絶縁変圧器を介して根管治療針に供給するこ
とが望ましい。

更にこの根管治療装置においては、根管治療針
の先端が根尖付近に達したことが検出されると、
自動的に根管治療針の駆動を停止し、あるいは駆
動力を低減する機能を備えることができ、更に音
や光等を発する報知機能を備えることもできる。

＜作用＞ この発明の根管長測定装置においては、測定電
極の先端が根尖付近に達すると口腔電極との間の
インピーダンスが急激に低下する。これは、根尖
付近は電解質溶液で満たされた状態となつている
ため、測定電極と口腔電極との間には、これらの
電解質によつて形成されるコンデンサに直流抵抗
分が並列に接続され、更にこれに直流抵抗が直列
に接続されたような等価回路が構成されており、
根管に対して測定電極が深く挿入されるほど上記
の電解質によるコンデンサの容量が増加してイン
ピーダンスが低くなる。そして、インパルス状の
測定信号には高い周波数の高周波が多く含まれて
いるので、根尖付近では上記の電解質によるコン
デンサがかなり大きな容量を示し、その影響が非
常に大きくなつてインピーダンスが急激に低下す
るものと推定される。

この発明はこの原理を応用したものであり、測
定信号がインパルス状であつてそのピーク電圧に
よつてインピーダンスを検出するようにしたの
で、平均電流値を全く患者に苦痛を与えることの
ない5μA程度以下に抑えながら、検出が容易な値
にまでピーク値を高くすることができ、測定感度
を向上して精度のよい測定を行うことが可能とな
るのである。また、上記のように電解質によるコ
ンデンサ容量がインピーダンスを決める主要因と
なるので、測定電極の表面に酸化皮膜が形成され
て抵抗が大きくなり、あるいは電極の周りに２重
層ができてイオンの移動度が低下して電流が流れ
にくくなる等の影響が少なく、測定結果が変動し
たり、測定の都度調整が必要になつたりすること
もない。

またこの発明の根管治療装置は、上述のように
根管長の測定感度が高く他の電気機器の発するノ
イズに強くなるので、根管長測定と根管治療を同
時に行うことができ、自動停止機能を備えたもの
では削り過ぎ等の問題が未然に防止される。

次に、実施例について説明する。

＜根管長測定装置の実施例＞ 第１図はブロツク図、第２図は第１の実施例の
回路図、第３図は信号の波形図である。

第１図においては、１は根管長が測定される歯
牙、２は歯牙１の根管に挿入される測定電極、３
は歯牙１の近くの軟組織の表面に接触させて配置
される口腔電極である。Ａは根管長測定装置を示
し、A₁はインパルス発生部、A₂はインパルス供
給部、A₃は信号検出部、A₄は増幅部、A₅は表示
部である。

第２図は具体的な構成の一例を示す概略回路図
である。４は矩形波パルスａを発生する矩形波発
生回路、５は矩形波パルスａをインパルス信号ｂ
に変換して測定電極２と口腔電極３の間に供給す
る電圧変換部であり、この電圧変換部５は互いに
絶縁された１次巻線１１ａと２次巻線１１ｂを備
えた絶縁変圧器１１と、１次巻線１１ａに直列に
接続された高抵抗１２で構成されている。上記の
矩形波パルスａは、例えばピーク値6V、周波数
2kHzに選定される。

６は上記の１次巻線１１ａの端子電圧を検出増
幅して信号ｃを出力する信号検出器、７は信号ｃ
の正または負のピークを検出して信号ｄを出力す
るピークホールド回路、８は信号ｄを反転増幅し
て出力信号ｅを出力する増幅器、９は出力信号ｅ
に応じて動作する表示部である。増幅器８には測
定していない時の出力を０とするオフセツト調整
抵抗１３、出力レベルを調整するゲイン調整抵抗
１４を備えており、また表示部９には電流計１５
が設けられている。図中、１６，１７はインバー
タ、１８，１９，２０及び２１は演算増幅器であ
る。

なお、第３図のａ乃至ｅはそれぞれ上記の各信
号ａ乃至ｅの波形を示している。インパルス信号
ｂは直流分が生じないので図のような交流波形の
方が好ましいが、場合によつては片側のみの波形
のものを使用することもでき、またインパルス信
号の個々のインパルスは、第３図のb′に示すよう
な減衰振動波形であつてもよい。

次に動作を説明する。

電圧変換部５の高抵抗１２と変圧器１１の１次
巻線１１ａは、矩形波パルスａのピーク電圧が
6Vの時に１次巻線１１ａの端子電圧が0.1V程度
になるようなインピーダンス比となつていて一種
の定電流波形変換回路を構成しており、矩形波パ
ルスａはこの電圧変換部５でピーク電流値が一定
のインパルス信号ｂに変換される。従つて、１次
巻線１１ａの端子電圧のピーク電圧値は測定電極
２と口腔電極３との間のインピーダンスに比例し
たものとなり、この電圧が信号検出器６で検出さ
れ、ピークホールド回路７でピークホールドされ
る。こうして得られるピークホールド信号ｄは、
測定電極２が根管に深く挿入されるほどインピー
ダンスが低くなつて次第に小さくなり、増幅器８
の出力信号ｅは逆に大きくなる。

抜去歯牙を用いたインピーダンス測定等による
と、測定電極の先端が根尖付近に達した状態では
等価抵抗値に換算して約2kΩであるので、例えば
測定電極２と口腔電極３間に2kΩの抵抗を接続し
た時に、電流計１５が所定の振れを示すように増
幅器８のゲイン調整抵抗１４を調整しておくので
あり、これによつて電流計１５の振れで測定電極
２の先端が根尖付近に達したことを検出できるこ
とになる。また、電流計１５の目盛を測定電極２
の挿入深さに対応したものとしておくことも可能
であり、この場合には電流計１５の振れから挿入
深さを直接読み取ることができる。

この実施例では電圧変換部５に絶縁変圧器１１
を使用しているので、人体に電極２，３を直接接
触させるこの種の装置において電源として商用電
源を利用しても安全であり、電池を電源として用
いている従来の装置のように電池の消耗に伴う誤
動作等をなくすことができる。

第４図は第２の実施例であり、電圧変換部５に
オートトランス２５を使用したものである。この
例では中間タツプ２５ａに測定電極２が接続され
ており、アース電位にない測定電極２と中間タツ
プ２５ａとの間にコンデンサ２６が直列に接続し
てある。このため測定電極２はコンデンサ２６に
よつて電源側から直流的に分離された状態とな
り、電源として商用電源を用いた場合の安全性が
向上される。

なお、コンデンサ２６はオートトランス２５の
１次側に挿入してもよく、また絶縁変圧器を用い
た場合でもコンデンサを併用して安全性を更に向
上することができる。

第２図に示した実施例のように電圧変換部５に
絶縁変圧器１１を使用したものでは、患者側の回
路である測定電極２と口腔電極３の回路が他の回
路から直流的に分離された状態となつて安全性が
特に向上されるが、更に高感度であることと相ま
つて他の電気機器との併用も可能となる。

なお、第２図に示した矩形波発生回路４、信号
検出器６、ピークホールド回路７、増幅器８等の
回路構成は一例であり、これらの各回路は周知の
技術によつて適宜構成することができ、またイン
パルス状の測定信号は、矩形波発生回路４と電圧
変換部５の組み合わせではなく、他の適宜の回路
によつて直接発生させるようにしてもよい。更に
この実施例では表示部９として電流計を用いてい
るが、例えば適当な報知音や光を発するようにす
るなど他の各種の表示手段あるいは報知手段を設
けることができる。

＜根管治療装置の実施例＞ 第５図は根管治療装置の一実施例を示すブロツ
ク図、第６図は同実施例の装置の概略構成を示す
図である。

A′は上述した根管長測定装置に対応する根管
長測定部であり、インパルス発生部A₁、インパ
ルス供給部A₂、信号検出部A₃、増幅部A₄、表示
部A₅等の外に制御信号出力部A₆が設けられてい
る。

Ｂは根管治療装置の制御部であつて、B₁はパ
ワー設定部、B₂はパワー制御部、B₃はパワー停
止または低減器であり、またC₁は駆動部、C₂は
リーマやフアイル等の根管治療針２ａの保持部を
兼ねる根管治療器である。これらは従来から知ら
れている装置と基本的には同一の構成であるが、
根管治療針２ａは測定電極を兼ねるものとなつて
いる。

パワー設定部B₁は根管治療針２ａの切削力
（振幅）を設定するもので、制御部Ｂの操作パネ
ルに設けられた図示しない調整つまみ等によつて
操作され、この設定に応じてパワー制御部B₂が
駆動部C₁を駆動するようになつている。この駆
動部C₁はハンドピースに組み込まれたマイクロ
モータ、エアモータ、超音波振動子等の適宜の駆
動源であり、制御部ＢとはメインチユーブD₁で
接続されており、その機械的出力が根管治療器
C₂を経て根管治療針２ａに伝えられる。またパ
ワー停止または低減器B₃は例えば図示しないフ
ートスイツチ等のスイツチ回路からなり、操作に
応じてパワー制御部B₂の出力をオンオフ制御し、
あるいは出力制限して出力を低下させるようにな
つている。

根管長測定部A′は接続コードD₂によつて制御
部Ｂと口腔電極３に接続されており、測定信号は
インパルス供給部A₂の絶縁変圧器を介して出力
され、制御部Ｂから駆動部C₁を経て根管治療針
２ａに供給されるが、第５図に破線で示すように
口腔電極３の回路も制御部Ｂや駆動部C₁を経て
構成してもよい。また根管長測定部A′の制御信
号出力部A₆からは、根管治療針２ａの先端が根
尖付近に達したことが検出されると制御信号Ｓが
出力され、制御コードD₃を経て制御部Ｂに入力
される。この制御信号Ｓはパワー制御部B₂に直
接入力されてパワー制御部B₂の動作を停止させ、
あるいは出力を低下させるものであるが、破線で
示すように制御信号Ｓでパワー停止または低減器
B₃を作動させるようにすることものできる。

また、破線で示すように根管長測定部A′に報
知部A₇を設け、増幅部A₄からの信号によつて音
や光等を発して根管治療針２ａの先端が根尖付近
に達したことを報知するようにし、これによつて
術者がフートスイツチ等のパワー停止または低減
器B₃をマニユアル操作してパワーを制御できる
ようにしてもよい。

なお、第６図に示すように根管長測定部A′及
び制御部Ｂは電源として商用電源E₁を用いてお
り、また制御部ＢにはエアーE₂、水E₃が供給さ
れる。

この実施例は上述のような構成であり、制御部
Ｂによつて駆動部C₁を駆動し、根管治療針２ａ
を作動させて根管治療を実施すると同時に、根管
長測定部A′を作動させて根管治療針２ａにイン
パルス状の測定信号を印加し、根管治療針２ａを
測定電極としても使用するのである。すなわち、
根管長を測定しながら例えば超音波による根管切
削の作業を同時に実施することができるわけであ
り、根管治療針２ａの先端が根尖付近に達したこ
とが根管長測定部A′によつて検出されると、制
御信号Ｓが出力されて駆動部C₁は作動を停止し、
あるいは出力が低下して治療針としての機能を停
止する。

従つて、根管治療針２ａを引き続いて作動させ
ることによる削り過ぎ等のトラブルが未然に防止
され、根管治療を適切に行うことが容易となる。
このように根管長測定と根管治療を同時に行つて
も、根管長測定部A′が高感度であるため根管治
療装置側からのノイズの影響を受けず、精度のよ
い測定が行われ、また絶縁変圧器で根管治療針２
ａと口腔電極３の回路を他の回路から直流的に分
離することにより商用電源を使用した場合の安全
性が向上される。

なお、第６図では根管長測定部A′と制御部Ｂ
とを分離して示してあるが、一方を他方に組み込
んで両者を一体とした一体形の装置とすることも
できる。

＜発明の効果＞ 上述の実施例から明らかなように、この発明の
根管長測定装置は、種類のインパルス状の測定信
号を測定電極と口腔電極との間に印加し、両電極
間に発生するピーク電圧によつてインピーダンス
を検出して根管長を測定するようにしたものであ
る。

従つて、平均電流値を患者に苦痛を与えること
のない水準以下に抑えながら、ピーク値を高くし
て測定感度を向上することができ、また測定によ
つて生ずる抵抗分の影響を受けることが少なく、
測定結果が変動したり、測定の都度調整が必要に
なつたりすることがないので、操作の容易な装置
が得られる。

また上記のインパルス状の測定信号をピーク値
一定の定電流波形として両電極間のピーク電圧を
検出するようにした場合には、両電極間のインピ
ーダンスを電圧として取り出すことができ、検出
が容易で回路構成が簡単となる。

更に電圧変換回路に絶縁変圧器を用い、あるい
はオートトランスを用いて２次巻線とアース電位
にない電極との間にコンデンサを直列に接続した
場合には、電極回路を電源側から直流的に分離し
て安全性を向上することができ、電源として商用
電源を利用することが可能となる。

またこの発明の根管治療装置は、根管長測定装
置が他の電気機器と併用しても誤動作の可能性が
ないという特長を活かしたもので、根管長測定と
根管治療を同時に行うことのできて便利な装置が
得られ、また自動停止機能や報知機能を備えるこ
とにより削り過ぎ等を未然に防止でき、機能の優
れた使いやすい装置を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る根管長測定装置のブロ
ツク図、第２図は第１実施例の回路図、第３図は
同実施例の信号の波形図、第４図は第２実施例の
要部の回路図である。第５図はこの発明に係る根
管治療装置の一実施例のブロツク図、第６図は同
実施例の装置の概略構成図である。 １……歯牙、２……測定電極、２ａ……根管治
療針、３……口腔電極、１１……絶縁変圧器、１
５……電流計、２５……オートトランス、２６…
…コンデンサ、Ａ……根管長測定装置、A′……
根管長測定部、A₁……インパルス発生部、A₂…
…インパルス供給部、A₃……信号検出部、A₅…
…表示部、A₆……制御信号出力部、A₇……報知
部、Ｂ……制御部、B₂……パワー制御部、B₃…
…パワー停止または低減器、C₁……駆動部、Ｓ
……制御信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定電極と口腔電極との間のインピーダンス
   の変化を検出して根管長を測定する根管長測定装
   置であつて、 インパルス状の１種類の測定信号を測定電極と
   口腔電極との間に印加し、この測定信号が印加さ
   れている時に上記両電極間に発生するピーク電圧
   の変化を検出して根管長を測定することを特徴と
   する根管長測定装置。 ２ インパルス状の測定信号がピーク値一定の定
   電流波形であり、測定電極と口腔電極との間に発
   生するピーク電圧によつて両電極間のインピーダ
   ンスを検出するものである請求項１記載の根管長
   測定装置。 ３ インパルス状の測定信号を変圧器を介して測
   定電極と口腔電極に供給するようにした請求項１
   または２記載の根管長測定装置。 ４ 変圧器が１次巻線と２次巻線とが絶縁されて
   いる絶縁変圧器である請求項３記載の根管長測定
   装置。 ５ 変圧器がオートトランスであり、２次巻線と
   測定電極あるいは口腔電極のアース電位にない電
   極との間にコンデンサが直列に接続されている請
   求項３記載の根管長測定装置。 ６ 請求項１記載の根管長測定装置を備えてお
   り、根管治療針が測定電極を兼ねることを特徴と
   する根管治療装置。 ７ インパルス状の測定信号を絶縁変圧器を介し
   て根管治療針に供給するようにした請求項６記載
   の根管治療装置。 ８ 測定電極を兼ねた根管治療針の先端が根尖付
   近に達したことが検出されると、自動的に根管治
   療針の駆動を停止し、または駆動力を低減するよ
   うにした請求項６または７記載の根管治療装置。 ９ 測定電極を兼ねた根管治療針の先端が根尖付
   近に達したことが検出されると、音、光等を発す
   る報知手段によつて報知するようにした請求項
   ６、７または８記載の根管治療装置。