JPS5977837A - 歯科用全顎ｘ線撮影装置 - 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】 本発明は、被験者の歯列弓の形状を測定し・その結果に
応じてＸ線断層撮影を行なう歯科用全顎Ｘ線撮影装置に
関するものである。

歯科の診断のために歯顎部のＸ線像を展開された状態で
撮影することはいわゆるＸ線断層撮影法として知られて
おり、撮影はＸ線発生器とＸ線フィルム装置とを結ぶ線
が常に歯列弓に対して一定の角度（例えば直角）で交わ
るように保ちながらＸ線発生器とＸ線フィルム装置を歯
列弓の形状に応じて移動させて行なわれる。このため、
一般には歯列弓の形状を３個の円弧の複合曲線で近似さ
せ、この近似曲線に沿ってＸ線発生器とＸ線フィルム装
置を移動させるオルソパントモグラフィ法が知られてお
り、その他、歯列弓を楕円形で近似する方式も公知であ
る（例えば特公昭４７−３６９５３号公報参照）。しか
しながら、歯列弓の形状や大きさにはかなりの個体差が
あるので、これらのすべてを円弧の複合曲線や楕円曲線
で近似するには無理があり、操影されたＸ線像に焦点ぼ
けかどを生じて画質が低下するという問題点がある。

このために、被験者の歯列弓を直接測定し、この測定結
果に応じてＸ線撮影装置を制御することも試みられてお
り、例えば被験者の口腔内に咬合プレートを挿入し、咬
合プレートの圧力接点のスイッチング状態により個々の
被験者の歯列弓の形状を測定することが提案されている
Ｃ特公昭５６−１３６５００号公報参照）。しかしなが
ら、この咬合グレート方式では咬合圧センサを使用して
いるため、得られる測定結果は歯牙の咬合面の・歯列弓
の形状であり、臨床上必要な歯け５部の歯列弓とけ異な
るものしか得ることができない。また電気接点を有する
プレートを口腔内に挿入することは感電の危険性があっ
て安全面から好ましくないものであり、更にＸ線撮影装
置と組合わせて使用する場合には、プレートの影が写ら
ないように歯列弓の測定終了後プレートを取出す必要が
あり、この時にせっかく位置付けされた被験者の口腔位
置がずれてしまうという問題点もある。

本発明はこのような点に着目し、歯は込邪の歯列弓の測
定を正確、簡単且つ安全に行ない、シ〃息も測定した状
態の１までＸ線撮影を行なうことのできる歯科用全顎Ｘ
線撮影装置を提供することを目的としてなされ念もので
あり、一端にＸ線発生器を他端にＸ＠フィルム装置を互
いに対向してそれぞれ配置したアームをアーム回転軸を
中心として回動させる駆動モータと、アーム回転軸を歯
列弓に対応した平面内で移動させる駆動モータと、超音
波距離測定センサ及びこの超音波距離測定センサの変位
量を検出するセンサ位置検出器とカムらなり支持部材に
取付けられ几複数個の距離＋１１１Ｊ定部と、各超音波
距離測定センサを被験者の顎部外面にそれぞれ当接させ
て測定した時の各測定点における支持部材に対する被測
定歯牙の位置を検出して歯列弓の形状を算出し、算出さ
れた歯列弓の形状に応じてアームを回動及び移動させる
ように各駆動モータに対する制御信号を発する演算部と
を備え九ことを特徴としている。

今、上顎及び下顎の歯列に接する２次のｘ−ｙ平面を考
え、左右の中切歯の中間ｔ（ｘ、ｙ）−（０，０）座標
となるように位置付けし、Ｘ軸を左右方向・ｙ　ｌ１１
Ｉを前後方向にとると、歯列弓に合致した断層軌道は下
記の４次式で近似可能であり、曲線上の４点（ｘ、ｙ）
座標が定１れば係数ａ４〜ａ１　を算出することができ
る。

ｙ　　＝　　ａ４ｘ４＋ａｇｘｓ＋ａｔｘ冨＋ａ１ｘ　
　　−−−−−−（１）本発明はこのような原理に基づ
めで、形状の既知な支Ｊｆ　ｇｆｌ材に複数個の距離測
定部を設け、この支持部材を基準として支持部材に対す
る超音波距跡測定センサの位置と、超音波距離測定セン
サから歯列弓までの距離を測定し、これらのデータを演
算部で処理して各測定個所の座標を求め、前記（１）式
の各係数を計算することにより、被験者の歯列弓の形状
と算出するのであり、算出結果に応じてＸ線発生器とＸ
線フィルム装置を配置したアームの回転と移動が制御さ
れる。従って、被験者が大人か小人か・前歯が突出して
いるかなどの個体差に関係なく、常に被験者の歯列弓の
形状に対応した適正なＸ線撮影を行なうことができるの
である。

本発明におけるＸ線撮影装置は、後述するように回転可
能なアームの両端にＸ線発生器とＸ線フィルム装置とが
互いに対向して設けられ、アームが前述したｘ−ｙ′５
Ｊｆ−面に沿って移動するように構成され友ものであり
、例えば木出順人の出頭に係る特公昭５５−１０５３号
公報に記載されているものが使用可能である。

次に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。まず、箸１図〜＠８図により歯ダ１弓の形状測定
部について述べる。

第１図は、距離測定部を被験者の顎部に当接させた状態
の歯列弓を含む面に沿う平面図である。

図において（１）は被験者の歯列弓、（２）は頬面、（
３）は円弧状に湾曲した支持部材、（７）は支持部材（
３）に取付けられた複数個（図示の例では４個）の短目
１　ｆｆ１ｌ定部であり、距離測定部（７）はセンサ位
置換ｔａ器である直線摺動型ｆテンショメータ（４）と
超音波距離測定センサ（５）とからなっている。

第２図は距離測定部（７）の具体的な構成の一例を示す
ものであり、ボテショメータ（４）の木Ｅ　（４１）　
ｄｉ支持部材（３）に固定され、本体（４）を貫通した
摺動棒（４２）の先端にねじを切って超音波距１ηＷ測
定センサ（５）を取付けてあり、（４３）はポテンショ
メ〜り（４）の出力リード線、（ｏ）＃−ｊ：超音波距
離測定センナ（５）を頬部（２）に押付けるためのスプ
リングである。（５１）けセンサハウジング、（５２）
はセンサ出力リード線・（５４）はｐｚ’ｒ等の超音波
発生用圧電素子であり、圧電素子（５４）の前部は薄板
からなる金属ケースυ５）の内面に工ＩＫキシ系接着剤
等を用いて接着され、後部には同様の接着剤により電極
（５６）が接着され、Ｉｆｆｆｆ−ド線（５２）はこの
金属ケース（５５）と電極（５６）から引出されており
、金属ケース（５５）はシリコンゴム接ｆｆｔ剤等の振
動吸収性の接着剤層（５３）を介してセンサハウジング
（５１）に接合されている。（５７）は金属ケース（５
５）の前面に設けられたインピーダンス整合層であり、
圧電素子（５４）の振動によって発生した超音波を頬面
あるいけ口唇部へ能塞よく伝播させると同時に、歯牙よ
り反射してきた超音波を効率よく受信するために、圧電
素子（５４）の特性インピーダンスと人体頬部の特性イ
ンピーダンスとの相乗平均値の特性インピーダンスを持
ち、超音波伝播方向の長さは使用周波数における整合＠
ＩＩ（５７）内の波長の１７４の大きさになるように構
成されている。具体的な材料としては、例えばエポキシ
樹脂等のプラスチック材料にゴム微粒子をある量だけ混
入したものなどが用いられる。

籟３図は超音波距離測定センサ（５）　ＶＣよって該セ
ンサ（５）と歯列弓（１）との距離を１ｆｌｌ！定する
電気回路のブロック図、笥４図は同回路のパルスタイミ
ングチャートである。

箸３図において、（３１１）は発振器であり、ｆｇＪ図
（りに示すような一定周波数の信号を測定中連続発振す
る。（３１０）　Ｆｉゲート回路で、発振器（３１１）
の出力を＠４図（ｂ）に示すようなある一定周期のバー
スト波に変換し、次段のパワーアンプ（３０９）に供給
してパワーアンプ（３０９）の出力によって圧電素子（
５４）は駆動され、第４図［Ｃ）に示すような超音波信
号を送波する。送波された超音波は頬内内部を伝播して
歯牙表面で反射し、＠４図（ａ）に示すようなエコーシ
グナルとなって圧電素子（５４）に受信される。

圧電素子（５４）に受信された超廿波エコーシグナ１’
　ｕ　、コンデンサ（３（１１）を通過して箸ＩＲＦア
ン７’　（３０２）で増幅され、半固定抵抗（３０３）
により適当なレベルに調整された上、次段の箸２　ａ　
ｐアン７’　（３０４）で増幅され、第４図（ｅ）に示
すような信号がスレショルド検波器（３０５）に入力さ
れる。ここで、信号は箸４図（ｆ）のように全波検波さ
れて石灰線で示す包絡線のような検波電圧を発生し、第
４図（ｆ）に示すスレショルド電圧”ＴＨより検波電圧
が高くなった時のみ、帆４図（ｇ）に示すような出方信
号が得られる。

（３０６）　ｕ　＠　４　図（ｂ）　１７３バースト波
の送信開始と同時に定電圧または定電流で積分動作を開
始し、第４図（ｇ）の出力信号の立上りで積分動作を停
止する積分回路であり、＠４図（ｈ）　Ｋ示す波形が得
られると同時にこの波形のピーク値をサンプルホールド
回路（３０７）が、ｙ、１持し、＠４図（１）に示すよ
うなホールド電圧が出力される。このホールド電圧の値
はバースト波の送信開始からエコーシグナルの受信開始
までの時間、すなわち伝播媒質である人体頬部の肉質が
音響的に見て一定であると仮定した場合の圧電素子（５
４）と歯牙との距離（正確には往復距離）に比例した大
きさとなっているので・これを人／Ｄコンバータ（３０
８）で後述の演算部（４０１）に入力できるデジタル信
号に変換するのである。

なお、第４図（ｂ）のバースト波の発信時には・ゲート
回路（３１０）から第４図（ｂ）に破線で示した制御信
号を■２ＲＦアンプ（３０４）に送って＠２ＲＦアンプ
（３０４）の利得を低下させ、箸４図Ｔｄ）に破線で示
した期間に送信バースト波によって上記の受信回路が誤
動作しないようにしである。また＠３図のｓ〜１は各回
路における信号波形を箸４図（ａＪ〜（１）に対応させ
て同一符号で示したものである。

次に第５図及び第６図について説明する。＠５図におい
て（４０１）　Ｆ′ｉ演算部、（４０２）は演算部（４
０１）を操作する制御パネル、（４０３）は演算部（４
０１）を動作させる基準となるクロック発振器、（４０
４）は＠１図〜＠４図で説明した超音波センナ部であり
、Ａ／Ｄコンバータ（３０８）の出力信号が入力される
。

また（４０５）は第１図及び第２図に示したポテンショ
ンメータ（４）の抵抗値に比例した出力を演算部（４０
１）に入力できるデジタル信号に変換する几／Ｄ変換器
であり、演算部（４０１）には４個の距離測定部（７）
の超音波距離ｉ＋１１Ｊ定センナ（５）とポテンショメ
ータ（４）によって得られた各データがそれぞれ入力さ
れる。

（４０７）はフィルムカセットのリミットスイッチ、（
４０８）はアームのリミットスイッチであり、それぞれ
規定範囲を超えて動作した場合に強制的にその動作を停
止するためのものである。（４１１）はアーム回転軸を
Ｘ方向へ移動するステッピングモータ、（４１４）はア
ーム回転軸ｆＹ方向へ移動するステッピングモータ、（
４１７）はアームを回転駆動するステッピングモータ、
（４２０）　ｔ−ｊ：　Ｘ線フイルムカセットヲ［動す
るステッピングモータであり、これらのステッピングモ
ータ（４１１Ｘ４１４）（４１７）（４２０）はそれぞ
れ駆動回路（４１０Ｘ４１３）（４１６）（４１９）か
らなる駆動回路により駆動され、各駆動回路（４１０）
（４１３）（４１６）（４１９）は演算部（４０１）の
指令に基づいて制御回路（４０９）（４１２）（４１５
）（４１８）によって制御される。（４２１）は高圧発
生器・　（４２２）はフィラメント駆動部、（４２３）
はＸ線管であり、クロック発振器（４０３）はこれらの
高圧発生器（４２１）及びフィラメント駆動部（４２２
）を構成するインバータのパルス発生器を兼ねている。

上記の構成において、制御パネル（４０２）により撮影
準備指令が出されると１各距離測定部（７）から測定結
果のデータが演算部（４０１）に入力されｔこれらのデ
ータが処理されて歯列弓の形状が算出される。これに基
づｂて最適断層軌道、管電圧、管電流が決定され、Ｗ電
圧については高圧発生器（４２１）が、管電流について
はフィラメント駆動部（４２２）がそれぞれ適正値にセ
ットされ、次いで制御パネル（４０２）の撮影スタート
ボタンが押されると、各ステッピングモータ（４１１）
（４１４）（４１７）（４２０）が作動し、アームはそ
の回転中心が計算された軌道に沿ってｘ−ｙ平面上を移
動しながら回動し、常に被験者の歯列弓（１）に最も近
い断層軌道を描いてＸ線撮影が行なわれるのである。

上述の演算部（４０１）にはマイクロコンピュータの使
用が可能であり、例えば＠６図のような構成となってｈ
る。すなわち（５０１）けｏ　ｐ　ｔｙ　、　　（５０
６）はアドレスパスライン、（５０７）はデータバス５
４ン、（５０ｇ）はコントロールパスラインであり、こ
れらのパスラインにメモリとしてｎ　ＯＭ　（５０２）
、ｎ　Ａ　Ｍ　（５０３）が接続され、またプレヒート
時開やＸ線照射時間等の時間制御を行なうカウンタタイ
マ回路（５０４）が接続されてｈる。（５０５）はパラ
レルＩ１０回路であり、制御パネル（４０２）からの指
令や距離測定部（７）からのデータ、リミットスイッチ
（４０７）　（４０８）からの入力、ｎ　ＯＭ　（５０
２）やＲＡＭ（５０３）からの出力、ＯＰ　Ｕ　（５０
１）での演算結果による制御信号等の出力はこのパラレ
ルＩ１０回路（５０５）を経由して入出力される。

■７図及び＠８図は距離測定部の池の実施例を示すもの
である。図において（５Ｂ）は両端を固定ポール（３１
）によって支持部材り３）に固定され几圧電フィルムで
あり、ｆ！７図は直線摺動型ポテンショメータ（４）の
摺動棒（４２）の先端に設けた抑圧部（４４）によって
圧電フィルム（５８）’を被験者の頬面（２）に押付け
ている状態を示している。

圧電フィルム（５８）はＰＶＤＰ　＋ＰＶＴＦ　のよう
な圧力に比例した電圧（電荷）を発生するフィルム状の
圧電素子であり、笥８図にその構造を展開状態で示す。

図において（ＳＯＯ）はフィルム状の圧電素子本体・（
８０１）は頬面に押付けられる部分を中心として押圧部
（４４）側に設けられた電極であり・この電極（８０１
）は例えばアルミニウムの蒸着によって形成される。（
８０２）はリード線、（８０３）は頬に当る側に設けら
れた塩化ビニール等の高分子膜からなる薄り電気絶縁層
、（８０４）は類例の電極、（８０５）は電極（８０１
）側の高分子膜からなる保護層である。電気絶縁層（８
０３）はその音響インピーダンスが圧電子本体（ＳＯＯ
）の音響インピーダンスと頬面の音響インピーダンスと
の間の値となるように材料が選定されており、また圧電
フィルム（５８）の頬へ押付けられる部分（この実施例
では４個所）は厚みに対して横幅がはるかに大きく、フ
ィルム状で連続してはいるが押圧点間の音響的分離は十
分に行なわれる。この実施例の距離測定部（７）の動作
は基本的には晴１図及び第２図のものと同様であり、＠
３図以下に示す回路と組合わせて使用することが可能で
ある。

＠９図はｘ、１撮影装置の一例の概略図であり・（９０
１）　Ｉ／ｉ基台、　（９０２）ｌｄ基台（９０１）　
上面に２水平行に取付けられたＹ軸シール、（９０３）
はＹ１１ＩＩＩレール（９０２）上を摺切する４個のス
ライダ（９０４）で支Ｊ寺された箸ｌプラットフォーム
、（９０５）は第１プラツトフオーム（９０３）上面に
２水平行に取付け・らｎｅｘ軸レ軸シール９０６）　Ｆ
、！ｔ　Ｘ軸ｖ　−ル（９０５）　上を４ＷＪ　ＩＩｄ
Ｊする４個のスライダ（９０７）で支持された第２プラ
ツトフオームである。（９０８）け箸２プラットフォー
ム（９０６）から垂下したアーム回転軸、（９０９）け
アーム回転軸（９０８）の下端に取付けられたアーム、
（９１０）はアーム（９０９）の一端に支持されたＸ線
発生器％　（９１１）はアーム（９０９）の他端に支持
されたＸ線フィルム装置であり、基台（９０１）及び第
１プラツトフオーム（９０３）にはアーム回転軸（９０
８）の移動の障害にならないようにそれぞれ開口部（９
１２）（９１３）が設けである。基台（９０１）にはス
テッピングモータ（４１４）が取付けられ−ステッピン
グモータ（４１４）によって駆動されるねじ軸（９１４
）が箸ｌプラットフォーム（９Ｑ３）に設けられたナツ
ト（９１５）に螺合しており、ステッピングモータ（４
１４）によって筈１プラットフォーム（９０３）はＸ軸
方向に移動するようになっている。同様に＠１プラット
フォーム（９０３）にはステッピングモータ（４１１）
が取付けられ、ステッピングモータ（４１１）、によっ
て駆動されるねじ軸（９１６）が箒２プラットフォーム
（９０６）に設けられたナツト（９１７）に螺合し・ス
テッピングモータ（４１１）によって＠２グラットフオ
ーム（９０６）はＸ軸方向に移動するようになっている
。また箸２プラットフォーム（９０６）にはステッピン
グモータ（４１７）が取付けられ、ギヤー（９１８）　
　　〜（９１９）を介してアーム回転軸（９０８）が回
転するようになってｂる。（９２Ｇ）は位置決め台で、
先端にチンレス）　（９２１）が設けられており、被験
者（９２２）はチンレス）　（９２１）の上に下顎の先
端を乗せることにより、Ｘ線発生器（９１０）とＸ線フ
ィルム装置（９１１）を結ぶ線上に歯顎部が位置決めさ
れる。位置決め台（９２０）は図外の位置調整装置によ
り一定の範１７Ｍで位置調整可能なように支持されてい
る。

Ｘ線フィルム装置にはステッピングモータ（４２０）が
設けられている。

Ｘ線撮影装置はこのような構成となっており一前述し九
ような歯列弓の形状測定結果に基づめで各ステッピング
モータ（４１１）（４１４）（４１７）（４２０）が駆
動され、アーム（９０９）がｘ−ｙｖ−面上を移動し々
がら回動し、被験者（９２２）の歯列弓に応じた運動が
行なわれてＸ線断層撮影がなされるのである。

笥１０図は位置決め台（９２０）の先端部分を示したも
ので、距離測定部（７）を取付ける支持部材は（３Ｍ）
（３ｂ）の二つに分かれており・支持部（３２）によっ
て回動可能に位置決め台（９２０）に取付けられてｈる
。第１Ｏ図（−）及び第１０図（ｂ）は歯列弓の形状測
定時の状態を示しており、支持部材（３ａ）（３ｂ）を
起立させて距離測定部（７）の超音波距離測定センサ（
５）を被験者（９２２）の顎部に当接させて測定を行な
い、次に＠ｌＯ図（０）のように支持部材（３ａ）（３
ｂ）を倒し、距離測定部（７）をＸ線撮影の障害になら
ない位置まで後退させてＸ線撮影を行なうのである。

その問、被験者（９２２）　＃−ｊ下顎をチンレスト（
９２１）に乗せたままとし、また頭部を図示しない固定
部材で適宜固定することにより、測定とＸ線撮影とで歯
列弓の位置が変化することは防止される。

以上の実施例の説明から明らかなように、本発明は超音
波距離測定センサとこの超音波距離測定センナの変位量
を検出するセンサ位置検出器とで構成された複数個の距
離測定部を支持部材に設け、支持部材に対する歯列弓の
位置を測定して被験者の歯列弓の形状を演算部によって
算出し、この算出結果に応じてＸ線発生器とｘｉフィル
ム装置の位置を制御するものであり、歯列弓の形状測定
は簡単且つ安全に行なうことができ、また臨床上必要な
歯けｖｋ部の歯列弓形状を正確に測定し、しかも口腔位
置を動かすことなく測定結果をそのまま利用してＸ線撮
影を行なうため、診断に有効な鮮明なＸ線像を容易に得
ることができる等の利点があるものである。

【図面の簡単な説明】

図はｈずれも本発明の実施例を示すもので・第１図は距
離測定部の使用状態の平面図、第２図は距離測定部の一
部破断側面図、笈３図は距離測定部の電気回路のブロッ
ク図、＠４図は同回路のパルスタイミングチャート、第
５図は装置全体の電気回路のブロック図、第６図Ｖｉ演
算部のブロック図、箸７図は距離測定部の他の実施例の
平面図、＠８図（ａｌ及び第８図（ｂ）は同実施例の圧
電フィルムの正面図及び平面図、＠９図はＸ線振影装面
の一例を示す要部の概略側面図、第１０図（−）及び第
１０図（ｂ）け位置決め台の使用状態の斜視図及び平面
図、第１０図（Ｑ）は同上の他の使用状態の斜視図であ
る。 （符号の説明） （１）　・・・歯列弓、（２）−・類１酊、（３）　（
３ａ）（３ｂ）　・・・　支持部材、（４）・・・ポテ
ンショメータ（センサ位置検出器）　、（５）・・・超
音波距離測定センサ、（７）・−・距離測定部・（５４
）・・・圧電素子、（５８）・・・圧電フィルム、（４
０１）・・・演算部、（４１１）（４１４）（４１７）
（４２０）・・・ステッピングモータ（駆動モータ）　
、　（９０８）・−アーム回転軸、（９０９）・−・ア
ーム、（９０１）・−Ｘ線発生器、（９１１）・−Ｘ線
フィルム装置−（９２０）・・・位置決め台、（９２２
）・・・被験者。 −以上− 代理人弁理士　（６２ｒ（５）　ｊ分野”Ｅ　’ＷＥ第
７図 ｆＪ８図（ａ） 第８図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　−　（Ｑ　Ｋ　Ｘ線発生器を他端にＸ線フィルム
   装置を互いに対向してそれぞれ配置し之アームをアーム
   回転軸を中心として回動させる駆動モータと、アーム回
   転軸を歯列弓に対応した平面内で移動させる［＃モータ
   と、超音波距離測定センナ及び・この超音波距離測定セ
   ンナの変位量を検出するセンサ位置検出器とからなり支
   持部材に取付けられた複数個の距離測定部と、各超音波
   距離測定センナ全被験者の顎部外面にそれぞれ当接させ
   て測定した時の各測定点における支持部材に対する被測
   定歯牙の位置を検出して歯列弓の形状を算出し、算出さ
   れた歯列弓の形状に応じてアームを回動及び移動させる
   ように各駆動モータに対する制御信号を発する演算部と
   を備えたことを特徴とする歯科用全顎Ｘ線撮影装置。