JPH07327937A

JPH07327937A - 口腔内の表面弾性測定器具および表面弾性測定装置

Info

Publication number: JPH07327937A
Application number: JP15042794A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Amagasa; 光雄天笠; Hitoshi Sato; 仁佐藤; Shigeo Fujii; 茂夫藤井; Yasuo Hirayama; 泰生平山; Masaru Suzuki; 勝鈴木; Yasutsugu Yamada; 泰嗣山田
Original assignee: Kitazato Supply KK
Current assignee: Kitazato Supply KK
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1995-12-19

Abstract

(57)【要約】口腔内に挿入される部分を小型化でき、測定作業が容易
かつ測定部位も任意に選択でき、さらに、口腔内に挿入
される部分は、容易に離脱でき交換可能である口腔内の
弾性測定器具および弾性測定装置を提供する。【目的】弾性測定器具１は、口腔内挿入部２と本体部
３により構成されている。本体部２は、把持部５と、与
えられた荷重により変位する変位部６と、変位部の変位
を検知する検知部７とを備える。口腔内挿入部２は、検
査対象物に当接させるための当接部を有する探触子４
と、探触子４を本体部３に接続するための接続部８を備
える。探触子４と接続部８は、本体部より取り外すこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は検査対象物の粘弾性特性
を測定するための弾性測定器具および測定装置に関す
る。具体的には、口腔内（例えば、舌）の表面弾性を測
定するための表面弾性測定器具および測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】口腔粘膜の硬さを物理的に測定した報告
は、今までにはほとんどない。口腔粘膜病変の診断にお
いては、視診、触診は重要である。口腔疾患のある部位
では、特有の硬さを有すると推察されているがこれまで
にあまり明らかとなっていない。本発明者らが研究した
ところ、口腔内（例えば、舌）の表面弾性を測定するこ
とにより、舌表面の視診では発見できない表面層内部に
形成された腫瘍を発見することができることを知見し
た。しかし、口腔内の骨に直接裏打ちされていない部位
の弾性測定は容易なものではない。

【０００３】生体（例えば、皮膚）の硬さを測定するた
めの装置としては、測定部分を吸引し吸引による皮膚の
変形量を光学的に測定する装置がある。また、口腔粘膜
の弾性測定に応用できる装置として、特開平５−１４９
８５９号公報に示すものがある。この装置では、口腔内
に挿入するピックアップは、空気圧作動のピストンシリ
ンダからなり、シリンダの内部にピストンロッドの軸方
向の変位量を検出する作動トランスを備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平５−１４９
８５９号公報に開示されている粘弾性測定装置では、装
置に用いられているピックアップが、口腔内に挿入可能
である。しかし、ピックアップは、上述したように、シ
リンダの内部にピストンロッドとトランスを備え、さら
に、シリンダには、コンプレッサと接続する空気流入口
および流出口があり、それらに接続されるチューブも必
要である。このため、ピックアップは十分に小型化でき
ず、操作性、作業性の点において問題があった。さら
に、小型化できないため、口腔内の測定可能な部位が限
定されるものであった。また、ピックアップの着脱も容
易ではなく、またその構造的に高価であり、かつ滅菌を
行うことも困難であり衛生面でも問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の目的
は、口腔内に挿入される部分をより小型化でき、測定作
業が容易かつ測定部位も任意に選択でき、さらに、口腔
内に挿入される部分を容易に離脱でき交換可能である口
腔内の弾性測定器具および弾性測定装置を提供するもの
である。

【０００６】上記目的を達成するものは、検査対象物に
当接させるための当接部を有する探触子と、把持部と変
位可能部と該変位可能部の変位を検知する検知部とを有
する本体部と、前記探触子を該本体部に接続するための
接続部とを有し、前記探触子は前記接続部に対して交換
可能または前記探触子および前記接続部は、前記本体部
に対して交換可能である口腔内の表面弾性測定器具であ
る。

【０００７】また、上記探触子または前記探触子および
前記接続部は、滅菌可能な材料により形成され、かつ、
内部に、電気的構造および機械的作動構造を持たないも
のでることが好ましい。さらに、前記探触子の当接部
は、先端が略半球状に形成された当接部と、該当接部の
先端より所定距離後端側に離間した位置に設けられ、前
記当接部の検査対象物表面への侵入距離を規制するため
の侵入規制部とを有していることが好ましい。また、前
記表面弾性測定器具は、該測定器具の前記探触子の当接
部を所定の深さ検査対象物表面に侵入するように検査対
象物表面に圧接させたときの前記変位部の変位を前記検
知部により検知し、該検知部により検知された前記変位
部の変位量に起因した検知信号を出力するものであるこ
とが好ましい。また、前記表面弾性測定器具は、前記当
接部が検査対象物表面に侵入し、かつ前記侵入規制部が
検査対象物表面に接触するまで前記探触子を検査対象物
表面に圧接させたときの前記変位部の変位を前記検知部
により検知し、該検知部により検知された前記変位部の
変位量に起因した検知信号を出力するものであることが
好ましい。また、上記目的を達成するものは、上述の口
腔内の表面弾性測定器具と、前記検知部より出力された
検知信号に基づき、検査対象物の表面弾性を演算する弾
性演算器具とからなる口腔内の表面弾性測定装置であ
る。

【０００８】

【実施例】そこで、本発明の口腔内の表面弾性測定器具
および測定装置を図面に示した実施例を用いて説明す
る。図１は、本発明の口腔内弾性測定器具の一実施例の
正面図であり、図２は、図１に示した測定器具の平面図
であり、図３は、図１に示した測定器具の探触子の側面
図である。

【０００９】弾性測定器具１は、口腔内挿入部２と本体
部３により構成されている。そして、本体部２は、把持
部５と、与えられる荷重もしくは応力により変位する変
位部６（変位可能部６）と、変位部の変位を検知する検
知部７とを備えている。また、口腔内挿入部２は、検査
対象物に当接させるための当接部４ｂ（圧接部４ｂ）を
有する探触子４と、探触子４を本体部３に接続するため
の接続部８を備えている。そして、探触子４と接続部８
は、本体部より取り外すことができるように構成されて
いる。具体的には、変位部６の接合部６ａの先端面に雌
ネジが形成されており、接続部の後端には、この雌ネジ
と螺合する雄ネジが形成されている。

【００１０】まず、最初に口腔内挿入部２について説明
する。口腔内挿入部２は、上記のように探触子４と接続
部８により構成されている。探触子４は、図１ないし図
３に示すような形状をしており、内部は、ムクあるいは
中空に形成されている。なお、探触子内部には、電気的
構造を形成する電気回路部品などは存在していない。さ
らに、探触子自体は、機械的作動構造も持っていない。
よって、使用時に唾液と接触しても、電気的および機械
的に作動する機構がないため、問題がない。また、使用
前および使用後に本体部より取り外し、洗浄および滅菌
することができる。探触子の形成材料としては、口腔内
粘膜に押圧（圧接）したときに、弾性および塑性変形が
実質的ない硬質材料であり、滅菌が可能な材料であるこ
とが好ましい。このような材料としては、種々の金属材
料（例えば、ステンレス、金、銀）、また、種々の硬質
合成樹脂（例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン、
フッ素樹脂）などが使用できる。

【００１１】そして、探触子４は、基部４ａと、この基
部４ａより上方にほぼ垂直に（接続部および変位部およ
び把持部の中心軸に対して直交する方向に）突出する当
接部４ｂを有している。そして、当接部４ｂは、先端が
略半球状に形成されている。そして、当接部４ｂの先端
より所定距離後端側に離間した位置に当接部４ｂの口腔
内粘膜への侵入距離を規制するための侵入規制部４ｄが
設けられ、さらに、基部４ａと規制部４ｄとを接続する
支柱部４ｃを備えている。

【００１２】このように、口腔粘膜を押圧する当接部４
ｂの先端部を略半球状に形成することにより、粘膜に損
傷を与えることおよび被験者に苦痛を与えることを防止
している。そして、当接部４ｂの直径は、２．０〜５．
０ｍｍが好適であり、特に、２．０〜４．０ｍｍである
ことが好ましく、より好ましくは、２．０〜３．０ｍｍ
である。このように当接部４ｂを細径のものとすること
により、小さな病変部位の発見が可能となる。さらに、
当接部４ｂの先端から規制部４ｄまでの距離Ｌは、１．
５〜４．５ｍｍが好適であり、特に、２．０５〜２．５
５ｍｍであることが好ましい。この距離Ｌは、測定時の
口腔内粘膜変位量となり、上記範囲内であれば、変位量
はあまり大きくなく測定される弾性率の線形性への影響
を少なくできる。当接部４ｂの直径Ｒ１と当接部４ｂの
先端から規制部４ｄまでの距離Ｌとの比は、Ｒ１：Ｌ＝
１：１〜４：５が好ましい。この範囲内であれば、使用
時に側方より視認したときに、当接部４ｂの先端から規
制部４ｄまでの側面形状がほぼ正方形となり、内膜に接
触させるための方向性の確認が容易となる。

【００１３】また、規制部４ｄの形状は、粘膜当接側の
面の形状が平面状であることが好ましい。そして、平面
状としては、三角、四角、五角などの多角形状、円形状
などでもよいが、円形状が好適である。規制部４ｄが円
形状の場合には、その外径が２．２〜８．０ｍｍが好適
であり、特に、２．３〜４．８ｍｍであることが好まし
い。また、当接部４ｂの直径Ｒ１と規制部の直径Ｒ２と
の比は、Ｒ１：Ｒ２＝１：１．２〜１：２が好ましい。
この範囲内であれば、規制部は大きすぎない円盤状とな
り、測定時（使用時）の方向性の視認に利用でき、平面
でない口腔内粘膜面に比較的に正確に圧接することがで
きる。また、支柱部の長さは、４．０〜８．０ｍｍが好
適であり、特に、４．０〜６．０ｍｍであることが好ま
しい。この範囲内であれば、狭小である口腔内での操作
性もよく、測定時に歯に邪魔されることもない。

【００１４】接続部８は、この実施例では、探触子４に
対して取り外し可能となっている。具体的には、探触子
４の基部４ａの後端面に雌ネジが形成されており、接続
部８の先端には、この雌ネジと螺合する雄ネジが形成さ
れており、両者は取り外し可能となっている。なお、こ
の実施例では、接続部８が本体部２（変位部）に対し
て、取り外し可能となっているので、接続部８は探触子
４と一体に形成してもよい。また、逆に、探触子４が接
続部８より取り外し可能とし、接続部８が本体部２（変
位部）に取り外し不可能に固定されたものとしてもい。

【００１５】次に、本体部２について、説明する。本体
部２は、把持部５と、把持部５に与えられる荷重により
変位する変位部６と、変位部の変位を検知する検知部７
とを備えている。変位部６は、先端に接続部８との接続
するための接合部６ａを有し、この接合部６ａの先端面
に接続部８と螺合する雌ネジが形成されている。そし
て、この接合部６ａと連続して平板状に形成された弾性
変形可能部６ｂを有している。そして、変位部６ｂの後
端は、把持部５に固定されている。これにより、弾性変
形可能部６ｂは、その後端である把持部５との固定部を
基端として片持ちバリの状態となり、把持部に加えられ
た荷重、言い換えれば、探触子を口腔粘膜に押圧した際
の応力により変形する。そして、変形可能部６ｂには、
変位部の変位、つまり、変形可能部６ｂの変形の度合い
を検知する検知部７が設けられている。検知部７は、変
位部の変位量（変形可能部の変形度）に対応した検知信
号（例えば、電圧値、電流値）を出力する。また、変形
可能部６ｂの平板状平面と上述した探触子４の支柱部４
ｃおよび当接部４ｂの中心軸はほぼ直交している。この
ため、探触子を口腔内粘膜に圧接したときの応力によ
り、変形可能部６ｂはねじれることがほとんどなく応力
に対応し変形を行う。

【００１６】この実施例では、検知部７としてはひずみ
ゲージが用いられている。ここで使用されているひずみ
ゲージ７は、４つの抵抗体７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを備
えるとともに、この４つの抵抗体によりホイストーンブ
リッジが形成されている。抵抗体は、金属箔により形成
されている。ひずみゲージにより構成されるホイストー
ンブリッジには、一定の入力電圧が与えられ、変形可能
部６ｂの変形により、抵抗体の抵抗値が変化することに
より、変形可能部の変形度に応じて出力電圧が変化し、
これに基づいて、後述する弾性演算器１０により弾性が
演算される。なお、ここで使用されているひずみゲージ
は、単軸タイプであるが、多軸タイプ（例えば、直交型
ロゼットゲージ、等角型ロゼットゲージ）などでもよ
く、また、ゲージの抵抗体も金属箔でなく、金属線のも
のであってもよい。なお、ひずみゲージとしては、種々
のものがあり、上述したものに限られず、公知のものが
使用できる。例えば、抵抗体が半導体により形成された
半導体ひずみゲージであってもよい。

【００１７】さらに、検知部７としては、ひずみゲージ
に限られず、変位部の変位を電気的に検知できればよ
く、例えば、圧力センサ（例えば、半導体型圧力セン
サ、ロードセル）であってもい。なお、検知部７として
は、０．０１〜１００．０ｇｆの荷重を検知できるもの
が好適に使用される。そして、ひずみゲージのリード線
は、束ねられて１本のコード１１となっており、その端
部には、コネクター１２が取り付けられている。

【００１８】そして、本発明の口腔内弾性測定器具１
は、図４に示すように、弾性演算器２０に接続されるこ
とにより、口腔内表面弾性測定装置３０を構成する。そ
こで、弾性演算器２０について、説明する。弾性演算器
２０は、図５に示すように、測定器具１のコネクター１
２の接続部２１と、増幅回路２２とピークホールド回路
２３と、表示部２４を備えた測定値指示器である。指示
器としては、例えば、デジタル指示計が使用できる。な
お、この指示器は、例えば、測定器具１を接続し、測定
器具１の探触子部分に任意の複数の荷重（例えば、２０
ｇ、５０ｇ）を負荷し、この時にひずみゲージより出力
され、ピークホールド回路により検出された複数の電圧
データに基づき、電圧−荷重相関直線（または、電圧−
荷重相関曲線）を算出する相関線算出機能２５を持ち、
この電圧−荷重相関直線（または曲線）に基づき、ひず
みゲージより出力された電圧をもとに、荷重を算出し表
示する機能を有する。

【００１９】また、弾性演算器２０は、図６に示すもの
でもよい。この演算器２０は、測定器具１のコネクター
１２の接続部２１を備え、内部には、増幅回路３１、ピ
ークホールド回路３２、Ａ／Ｄコンバーター３３、演算
部３４、表示部３５を備えている。また、演算部３４
は、ＲＯＭ３５、ＲＡＭ３６、ＣＰＵ３７およびＩ／Ｏ
インターフェース３８を備えたマイクロコンピュータに
より構成されている。そして、測定器具１の検知部７よ
り出力された電圧値は、増幅回路３１により増幅された
後、ピークホールド回路により検出されたピーク値は、
演算部３４に入力され、このピーク値を用いて、弾性を
演算部する。また、弾性の演算としては、演算部３４
が、上記のような相関線算出機能を有し、この機能によ
り算出した荷重を弾性の指標として表示するものであっ
てもよい。また、演算部３４の機能は、上記のものに限
られず、例えば、この算出された荷重より弾性を演算に
て算出するもの、さらには、相関線算出機能を持たず、
ピークホールド回路により検出されたピーク値より直接
弾性を演算するものでもよい。

【００２０】また、演算部２５では、測定値を記憶する
とともに、測定データ平均値（例えば、全測定値の平均
値、または、測定値の最大値および最小値を除いた集団
より算出した平均値）を逐次算出し、新たに測定された
値が、平均値より、例えば、１３０％以上（２．３倍）
大きいかまたは小さい場合には、そのことを知らせる警
報部３１を有している。警報部３１としては、ブザーま
たはランプ（例えば、発光ダイオード）が使用される。
つまり、本発明者等は、鋭意研究したところ、口腔内
（例えば、舌）において、健康と思われる部位に比べ、
病変部位では、弾性が低く、言い換えれば、硬くなって
いることを発見した。よって、上記のような警報部を設
けることにより、小さい病変部位の発見が可能となるも
のと考える。

【００２１】次に、具体的実施例について説明する。（実施例）図７に示すような寸法にて、本発明の弾性測
定器具を作成した。なお、図７における数値の単位はｍ
ｍであり、探触子は、ステンレス鋼で作成し、接続部
は、ステンレス鋼で作成した。また、ひずみゲージとし
ては、測定可能範囲が０．０１〜１００．０ｇｆのもの
（総合計装株式会社製、商品番号ＴＲ２００１Ｋ）を用
いた。なお、ひずみゲージは、４つの金属箔抵抗体を持
ち、それぞれの抵抗値は３５０Ωであった。そして、デ
ジタル指示計としては、ユニパルス株式会社製、Ｆ３６
０Ａを用いた。また、測定値の記録のため、指示計をＡ
／Ｄコンバーター（ＡＤボード、コンテック株式会社
製、ＡＤ１２−１６ＴＡ９８Ｈ）と接続し、Ａ／Ｄコン
バーターをパーソナルコンピュータ（日本電機株式会社
製、ＰＣ９８０１ＮＡ）と接続した。これにより、本発
明の弾性測定装置を作成した。

【００２２】［実験］上記の弾性測定装置を用いて以下
の実験を行った。（実験１）硬度の異なる２種類の合成樹脂エラストマー
を用いて板状物（サンプル１、サンプル２）を作成し
た。このサンプル１およびサンプル２の弾性率を動的粘
弾性測定装置（理学株式会社製、商品名Ｅ−Ｐｌｅｘｏ
ｒ）を用いて測定した。なお、測定は、変位量を２ｍ
ｍ、測定速度を１０ｍｍ／ｓｅｃにて行った。その結果
は、サンプル１では、１．４０ｇｆであり、サンプル２
では、４．５９ｇｆであった。そして、上記の実施例の
弾性測定装置を用いて、３名の検査者（Ａ，Ｂ，Ｃ）に
より、サンプル１およびさ２の弾性を測定した。測定
は、各５回行った。測定結果は、表１に示すとおりであ
った。

【００２３】

【表１】

【００２４】（実験２）上記実施例の弾性測定装置を用
いて、健常者２名（Ｘ，Ｙ）の舌の同一部分を、３名の
検査者（Ａ，Ｂ，Ｃ）により各５回測定した。測定結果
は、表２に示す通りであった。

【００２５】

【表２】この実験１および２の結果より、本発明の実施例の弾性
測定装置を用いた測定値に、測定者による誤差はほとん
どないことがわかった。

【００２６】（実験３）上記実施例の弾性測定装置を用
いて、舌癌２０例の硬さ（弾性）測定を行った。病変部
と思われる部位での測定値は、１７．３５〜８０．３２
ｇｆであり、症状、部位、患者などにより大きく数値は
相違した。また、病変部と思われる部位の周囲の健常と
思われる粘膜部位（コントロール）での測定値は、２．
３９〜６．１１ｇｆであった。病変部位とコントロール
部位との測定値の比は、２．３１〜１６．２９倍であ
り、いずれの症例においても、病変部位は、コントロー
ル部位に比べて、かなり硬いものであることがわかっ
た。

【００２７】（実験４）上記実施例の弾性測定装置を用
いて、口底癌３例の硬さ（弾性）測定を行った。病変部
と思われる部位での測定値は、３２．４７〜７５．８８
ｇｆであった。病変部と思われる部位の周囲の健常と思
われる粘膜部位（コントロール）での測定値は、５．０
７〜６．３４ｇｆであった。病変部位とコントロール部
位との測定値の比は、５．１２〜１４．９６倍であり、
いずれの症例においても、病変部位は、コントロール部
位に比べて、かなり硬いものであることがわかった。

【００２８】本発明の口腔内の弾性測定器具は、検査対
象物に当接させるための当接部を有する探触子と、与え
られる荷重により変位する変位部と該変位部の変位を検
知する検知部と把持部を有する本体部と、該探触子を前
記本体部に接続するための接続部とを有し、前記探触子
は前記接続部に対して交換可能または前記探触子および
前記接続部は、前記本体部に対して交換可能である。

【００２９】このため、口腔内に挿入される部分をより
小型化でき、測定作業が容易かつ測定部位も任意に選択
できる。さらに、口腔内に挿入される部分は、容易に離
脱でき交換可能であり、かつ滅菌して再利用すること、
また、使い捨てとすることができ、衛生的である。さら
に、検知部は、口腔内に挿入される探触子より十分に離
間させることができるので、検知部が唾液に接触して誤
作動することもなく、確実かつ安定的に弾性度を測定で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の口腔内の表面弾性測定器具の
一実施例の正面図である。

【図２】図２は、図１に示した測定器具の平面図であ
る。

【図３】図３は、図１に示した測定器具の探触子の側面
図である。

【図４】図４は、本発明の口腔内表面弾性測定装置の概
略図である。

【図５】図５は、本発明の弾性測定装置に使用される演
算器の一例を示すブロック図である。

【図６】図６は、本発明の弾性測定装置に使用される演
算器の他の例を示すブロック図である。

【図７】図７は、本発明の口腔内弾性測定器具の具体的
実施例の寸法を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１口腔内の表面弾性測定器具２口腔内挿入部３本体部４探触子４ａ基部４ｂ当接部４ｃ支柱部４ｄ侵入規制部５把持部６変位部６ａ接合部７検知部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ抵抗体８接続部２０弾性演算器１２コネクター２１接続部２２増幅回路２３ピークホールド回路２４表示部３０口腔内表面弾性測定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木勝神奈川県横須賀市小矢部３−1293 (72)発明者山田泰嗣静岡県富士宮市舟久保町12番地の６株式会社北里サプライ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象物に当接させるための当接部を
有する探触子と、把持部と変位部と該変位部の変位を検
知する検知部とを有する本体部と、前記探触子を該本体
部に接続するための接続部とを有し、前記探触子は前記
接続部に対して交換可能または前記探触子および前記接
続部は前記本体部に対して交換可能であることを特徴と
する口腔内の表面弾性測定器具。
【請求項２】前記探触子の当接部は、先端が略半球状
に形成された当接部と、該当接部の先端より所定距離後
端側に離間した位置に設けられ、前記当接部の検査対象
物表面への侵入距離を規制するための侵入規制部とを有
している請求項１に記載の口腔内の表面弾性測定器具。
【請求項３】前記探触子または前記探触子および前記
接続部は、滅菌可能な材料により形成されている請求項
１または２に記載の口腔内の表面弾性測定器具。
【請求項４】前記表面弾性測定器具は、該測定器具の
前記探触子の当接部を所定の深さ検査対象物表面に侵入
するように検査対象物表面に圧接させたときの前記変位
部の変位を前記検知部により検知し、該検知部により検
知された前記変位部の変位量に起因した検知信号を出力
するものである請求項１ないし３のいずれかに記載の口
腔内の表面弾性測定器具。
【請求項５】前記表面弾性測定器具は、前記当接部が
検査対象物表面に侵入し、かつ前記侵入規制部が検査対
象物表面に接触するまで前記探触子を検査対象物表面に
圧接させたときの前記変位部の変位を前記検知部により
検知し、該検知部により検知された前記変位部の変位量
に起因した検知信号を出力するものである請求項２に記
載の口腔内の表面弾性測定器具。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかの口腔内の
表面弾性測定器具と、前記検知部より出力された検知信
号に基づき、検査対象物の表面弾性を演算する弾性演算
器具とからなることを特徴とする口腔内の表面弾性測定
装置。