JPS60190941A - Dental diagnostic apparatus - Google Patents

Dental diagnostic apparatus

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JPS60190941A
JPS60190941A JP59046867A JP4686784A JPS60190941A JP S60190941 A JPS60190941 A JP S60190941A JP 59046867 A JP59046867 A JP 59046867A JP 4686784 A JP4686784 A JP 4686784A JP S60190941 A JPS60190941 A JP S60190941A
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implant
frequency
ultrasonic
vibration
resonance
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JP59046867A
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荻野 誠
二見 敏彦
金子 輝雄
永井 善和
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Nikon Corp
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Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分明) 本発明は、天然歯が脱落した場合に、天然歯に代えて人
工出を装着するとき、顎骨に埋植する歯科用インプラン
トの顎骨に対する固定状況(特に結合状況)を非破壊的
に測定するための歯科用診断装置に関する。
Detailed Description of the Invention (Technical Clarification of the Invention) The present invention provides a method for fixing a dental implant to the jawbone when installing an artificial prosthesis in place of the natural tooth when the natural tooth falls out. The present invention relates to a dental diagnostic device for non-destructively measuring (particularly bonding conditions).

(発明の背景) 虫歯が進行しすぎると、抜歯しなければならない場合が
あるが、この場合、歯冠を支える歯根がないためにブリ
ッヂ等の方法で治療が行なわれる。
(Background of the Invention) When tooth decay progresses too far, the tooth may have to be extracted. In this case, since there is no tooth root to support the crown, treatment is performed using methods such as a bridge.

しかしなから、それらの治療法では支持天然歯に過大な
負荷をかけるので、やがてそれも抜歯しなけれはならな
い状況を来たす。
However, these treatments place an excessive load on the supporting natural teeth, eventually leading to a situation where they must be extracted as well.

そのため、人工の歯根とも言うベきインプラントを顎骨
に埋植して同定し、その上に人工内冠を取付ける治療法
が研究されている。最近、アルミナ単結晶をネジ状に形
成したインプラントが実用化された。
Therefore, research is being conducted on a treatment method in which an implant, also known as an artificial tooth root, is implanted and identified in the jawbone, and an artificial crown is placed on top of the implant. Recently, an implant made of alumina single crystal formed into a screw shape has been put into practical use.

しかしながら、この場合インプラントと顎骨とは単に機
械的な結合によって結合しているだけで、両者の間には
明確な境界面が存在する。そのため、境界面から細白の
感染を受け易く、ひとたび感染を堂けるとインプラント
を撤去ぜねばならない。
However, in this case, the implant and the jawbone are simply connected by mechanical connection, and a clear interface exists between them. Therefore, the implant is susceptible to small infections from the interface, and once infection occurs, the implant must be removed.

ネジ形インプラントのようにマクロな機械的結合方式に
対して、焼結アルミナのようなマイクロポーラスな材料
てインプラントを作り、その細孔へ骨が自然に生長して
、その結果、インプラントがミクロな機械的結合の集合
によって骨に結合するタイプのインプラントも研究され
ている。このタイプのインプラントも結局のところイン
プラントと骨との間には明確な境界面が存在する。
In contrast to macroscopic mechanical bonding methods such as screw-shaped implants, implants are made using microporous materials such as sintered alumina, and bone naturally grows into the pores, resulting in implants that have a microscopic mechanical bond. Types of implants that attach to bone through a set of mechanical connections are also being investigated. After all, this type of implant also has a clear interface between the implant and the bone.

それに対して、骨と化学的に結合し、明確な境界面が存
在しなくなる生体活性ガラスが開発された。但し、カラ
スだけでは機械的強度に劣るため金属製の芯体に生体活
性ガラスを被覆してなるインプラントが研究されている
(特開昭58−118746号参照)。
In response, bioactive glasses have been developed that chemically bond to bone, eliminating the existence of a clear interface. However, since glass alone has poor mechanical strength, research has been conducted on implants in which a metal core is coated with bioactive glass (see Japanese Patent Laid-Open No. 118746/1983).

また、何の主成分であるヒドロキシアパタイトを人工的
に合成してインプラントとして使う治療法も研究されて
いる。この場合のインプラントは例えば多孔質の焼結ア
パタイトからなり、新生骨がこのヒドロキシアパタイト
に直接結合するので結合強度も高く生体親和性も高いと
言われている。
Research is also underway into a treatment method that uses artificially synthesized hydroxyapatite, the main component of hydroxyapatite, as an implant. The implant in this case is made of, for example, porous sintered apatite, and the new bone is directly bonded to this hydroxyapatite, so it is said to have high bonding strength and high biocompatibility.

いずれにしてもインプラントを埋植する場合にはドリル
で顎骨を穿孔するため骨に傷がつく。すると骨は自己修
復すべく、一旦は表面の骨を吸収し、その結果、インプ
ラントは僅かにゆるんだ状態になる。その後、繊維状組
織ができ、更に、骨細胞がはたらいて、ヒドロキシアパ
タイトが沈着し、新しい骨の形成へと進む。この場合、
患者の個人差があって、生体側に拒否反応が生じること
があり、その場合には、繊維状組織は、不良肉芽へと進
展し、これができると、もはや新しい骨の形成は期待で
きず、その結果、インプラントの完全な固定はなされな
くなる。
In any case, when placing an implant, the jawbone is drilled with a drill, which causes damage to the bone. The bone then resorbs the surface bone in order to repair itself, and as a result, the implant becomes slightly loosened. After that, fibrous tissue is formed, bone cells work, hydroxyapatite is deposited, and new bone formation progresses. in this case,
There are individual differences among patients, and a rejection reaction may occur on the living body's side. In that case, the fibrous tissue develops into poor granulation, and once this occurs, new bone formation can no longer be expected. As a result, complete fixation of the implant is no longer achieved.

そこで、埋植後、一定期間経過した時にインブラントが
骨に固定されたか否かを診断し、完全に固定された場合
(成功)には歯冠を取付け、不良肉芽が生じた場合(失
敗)には再手術する旨決断しなければならない。
Therefore, after a certain period of time has elapsed after implantation, we diagnose whether the implant is fixed to the bone or not. If it is completely fixed (success), a crown is attached, and if poor granulation occurs (failure). I had to decide to have another surgery.

しかし、インプラントの固定に成功したか、失敗したか
を非破壊的に診断することは困難に思われた。何故なら
ば、手荒な手段で診断して折角完成した固定状態を破壊
してはならないし、また手で触れた位では完全に固定さ
ねたか否かを確かめることはできないからである。また
、一般に行なわれているレントゲン写真は、不良肉芽が
極端に厚く発達している固定不良の場合を除いて診断は
不可能であった。
However, it seemed difficult to nondestructively diagnose whether implant fixation was successful or unsuccessful. This is because you should not destroy the fixation that has been completed by diagnosing it by rough means, and you cannot confirm whether it is completely fixed by touching it with your hands. Furthermore, with the commonly used X-ray photographs, diagnosis is not possible except in cases of poor fixation where the defective granulation is extremely thick and developed.

(発明の目的) 従って、本発明の目的は、顎骨に埋植されたインプラン
トが固定(本明細書では、固定という術語は、生体活性
ガラスのように化学的に骨と結合する結果、固定される
場合と、機械的な結合によって固定される場合の双方を
意味する)したか否かを非破壊的に診断する歯科用診断
装置を提供することにある。
(Object of the Invention) Therefore, it is an object of the present invention to provide an implant that is implanted in the jawbone and is fixed (herein, the term "fixation" is used as a result of chemically bonding with the bone like bioactive glass). The object of the present invention is to provide a dental diagnostic device that non-destructively diagnoses whether or not the tooth is attached (meaning both the case where the tooth is attached and the case where the tooth is fixed by mechanical coupling).

(発明の概要) 非破壊的に測定する手段として超音波診断法があるが、
これまでの超音波診断法は超音波の伝播速度が物質によ
り異なることを利用するもので、この超音波診断法で不
良肉芽の検出を試みたが、骨を通しての超音波診断は超
音波の減衰が余りに大きく、診断は不可能であった。
(Summary of the invention) Ultrasonic diagnostic method is a non-destructive measurement method.
Conventional ultrasound diagnostic methods utilize the fact that the propagation speed of ultrasound waves differs depending on the substance, and attempts were made to detect defective granulation using this ultrasound diagnostic method, but ultrasound diagnosis through bone does not allow for the attenuation of ultrasound waves. was so large that diagnosis was impossible.

減衰が太きいからといって、エネルギー(振幅)の大き
い超音波を生体に入力することは、生体にとって好まし
くない。
Even though the attenuation is large, it is not desirable for the living body to input ultrasonic waves with large energy (amplitude) into the living body.

そこで本発明者らは生体に影響のない振幅の小さな超音
波を入力しても診断できる方法について鋭意研究した。
Therefore, the present inventors have conducted extensive research into a method that allows diagnosis even when inputting small-amplitude ultrasonic waves that do not affect the living body.

本発明者らは、インプラントが顎骨に埋植されている状
態をモデル的に第1図の如く想定した(第1図に於いて
、(イ)はインプラント、(ロ)はバネ、(ハ)は顎骨
である)。つまり、不良肉芽が発生した場合には、バネ
(ロ)が相当に柔らかいものとみなし、完全に固定され
た場合にはバネ(ロ)が相当に硬いものとみなした。実
際、不良肉芽はゴム様で一種のバネとみなせる。
The present inventors assumed the state in which an implant is implanted in the jawbone as a model as shown in Fig. 1 (In Fig. 1, (a) is an implant, (b) is a spring, and (c) is a model. is the jawbone). That is, when defective granulation occurred, the spring (B) was considered to be quite soft, and when it was completely fixed, the spring (B) was considered to be quite hard. In fact, defective granulation is rubber-like and can be considered a kind of spring.

そうであれば、インプラント(イ)に超音波振動を加え
ると、加えた振動数がインプラント(イ)及びバネ(ロ
)からなる振動系の固有振動数と一致したときに、その
振動系は共振してインプラント(イ)は振幅の大きな振
動音するはずであり、共振現象を利用すれば、生体に彩
管のない振幅の小さな振動を加えても共振振動数の振幅
は大きくなるので検出が容易であろう。そして、理論的
にはバネ(ロ)が硬くなればなるほど、共振振動数は高
くなるので、共振振動数から固定状況を診断できるもの
と考えた。
If so, when ultrasonic vibration is applied to the implant (a), when the applied frequency matches the natural frequency of the vibration system consisting of the implant (a) and the spring (b), the vibration system will resonate. The implant (a) should make a large-amplitude vibration sound, and if we use the resonance phenomenon, even if we apply a small-amplitude vibration to a living body that does not have a color tube, the amplitude of the resonance frequency will become large, making it easy to detect. Will. Theoretically, the harder the spring (b) is, the higher the resonance frequency will be, so we thought that the fixation condition could be diagnosed from the resonance frequency.

そこで、本発明者らはテスト装置を試作して動物実験を
試みることにしたが、共振現象をみるのにインプラント
に加える超音波振動の振動数を経時的に変化さぜると、
共振振動数の検出に時間がかかりすぎるので、低周波数
から高周波数までの広範囲の周波数成分を含有する超音
波振動をイノプラントに加えることにした。何故ならば
、広範囲の周波数成分を同時に入力しても固有振動数と
一致した周波数成分だけが共振現数を起こして振幅が大
きくなり、他の成分は相対的に振動が非常に小さいので
、共振振動数だけが測定されるはずであるからである。
Therefore, the inventors decided to prototype a test device and conduct animal experiments.In order to observe the resonance phenomenon, the frequency of the ultrasonic vibrations applied to the implant was varied over time.
Since detecting the resonant frequency takes too much time, we decided to apply ultrasonic vibrations containing a wide range of frequency components from low to high frequencies to the Innoplant. This is because even if a wide range of frequency components are input simultaneously, only the frequency component that matches the natural frequency will cause a resonance current and the amplitude will become large, while the other components have relatively small vibrations, so they will not resonate. This is because only the frequency should be measured.

そして実験の結果、当初の仮説通りインプラントから測
定される振動数とインプラントの固定状況との間に相関
々係があることを見い出した。この知見に基つき本発明
者らは、先に低周波数から高周波数までの広範囲の周波
数成分を含有する超音波振動音断続的に発生する超音波
振動源(1)、前記振動源(1)からの超音波振動をイ
ンプラントに伝える超音波振動伝達手段(2)、及びイ
ンプラントに接触させて共振振動数を測定する超音波振
動の振動数測足手段(3)からなることを特徴とする、
共振振動数によってインプラントの同定状況を診断する
歯科用診断装置を発明し、特許出願を成した(特願昭5
8−232534)。
As a result of the experiment, they found that there is a correlation between the vibration frequency measured from the implant and the fixation status of the implant, as originally hypothesized. Based on this knowledge, the present inventors first developed an ultrasonic vibration source (1) that intermittently generates an ultrasonic vibration sound containing a wide range of frequency components from low frequencies to high frequencies; An ultrasonic vibration transmitting means (2) for transmitting ultrasonic vibrations from the implant to the implant, and an ultrasonic vibration frequency measuring means (3) for measuring the resonance frequency by contacting the implant,
Invented a dental diagnostic device that diagnoses the identification status of implants based on resonance frequency, and filed a patent application (patent application filed in 1973).
8-232534).

先の発明(特願昭58−232534号)によれば、共
振振動数を測定することによってインプラントの固別に
成功したか失敗したかを非破壊的に診断することができ
るが、本発明者らは診断をより簡単にするために先の発
明を改良し、本発明を成した。
According to the previous invention (Japanese Patent Application No. 58-232534), it is possible to non-destructively diagnose whether the implant has been successfully fixed by measuring the resonance frequency, but the present inventors developed the present invention by improving the previous invention to make diagnosis easier.

つまり、経験的に成功時の共振振動数(fo)と失敗時
の共振振動数(fx)とが異なることが判っており、一
般に共振現象が生じれば振幅が相当に大きくなるので共
振の有無を調べることは容易であり、従って前記共振振
動数(fo又はfX)での共振現象の有無を検知すれば
、簡単に成功又は失敗の診断を下せることを見い出し、
本発明を成すに至った。
In other words, it has been empirically known that the resonant frequency (fo) at the time of success is different from the resonant frequency (fx) at the time of failure, and generally when a resonance phenomenon occurs, the amplitude becomes considerably large, so whether there is resonance or not. They found that it is easy to investigate, and therefore, by detecting the presence or absence of a resonance phenomenon at the resonance frequency (fo or fX), it is possible to easily diagnose success or failure.
The present invention has been accomplished.

従って、本発明は少なくとも所定共振振動数(f)成分
を含有する超音波振動を発生する超音波振動源(1)、
前記振動源からの超音波振動をインプラントに伝える超
音波伝達手段(2)、及びインプラントに接触させて前
記所定共振振動数(f)での共振現象の有無に検知する
検知手段(3)、からなることを特徴とする、所定振動
数(f)での共振現象の有無によってインプラントの固
定状況を診断する歯科用診断装置を提供する。
Therefore, the present invention provides an ultrasonic vibration source (1) that generates ultrasonic vibration containing at least a predetermined resonance frequency (f) component;
Ultrasonic transmission means (2) for transmitting ultrasonic vibrations from the vibration source to the implant; and detection means (3) for contacting the implant and detecting the presence or absence of a resonance phenomenon at the predetermined resonance frequency (f). Provided is a dental diagnostic device that diagnoses the fixation status of an implant based on the presence or absence of a resonance phenomenon at a predetermined frequency (f).

本発明に於いて、所定共振振動数(f)とはインブラン
ト固定成功時の共振振動数(fo)又はインブラント固
定失敗時の共振振動数(fx)を意味し、前者の場合に
は固定成功か否かを診断し、後者の場合には固定失敗か
否かを診断することになる。
In the present invention, the predetermined resonant frequency (f) means the resonant frequency (fo) when the implant is successfully fixed or the resonant frequency (fx) when the implant is unsuccessfully fixed. It is necessary to diagnose whether it is a success or not, and in the latter case whether it is a fixed failure or not.

このような所定共振振動数(fo及びfx)は、インプ
ラントの質量及び形状によって変化するので、予め同種
のインプラントについて先の発明(特願昭58−232
534)の診断装置を用いて固定成功時の共振振動数(
fo)と固定失敗時の共振振動数(fx)とを調べてお
く。
Since such predetermined resonance frequencies (fo and fx) change depending on the mass and shape of the implant, the above-described predetermined resonance frequencies (fo and fx) vary depending on the mass and shape of the implant.
Using the diagnostic device of 534), the resonant frequency (
fo) and the resonance frequency (fx) at the time of fixation failure.

本発明の振動源(1)は、それ自体よく知られているよ
うに各種電気信号発生手段(1a)と超音波振動発振子
(1b)とからなり、発掘子(1b)は圧電素子とそれ
を挾む一対の電極とからなる。電気信号を発振子(1b
)に入力させると、その波形及び入力時間に応じて種々
の周波数(振動数)成分からなる超音波振動が発生する
As is well known per se, the vibration source (1) of the present invention is composed of various electric signal generating means (1a) and an ultrasonic vibration oscillator (1b), and the excavator (1b) includes a piezoelectric element and an ultrasonic vibration oscillator (1b). It consists of a pair of electrodes sandwiching the. The electric signal is sent to the oscillator (1b
), ultrasonic vibrations consisting of various frequency (vibration frequency) components are generated depending on the waveform and input time.

純粋に単一周波数(fo又はfx)だけからなる超音波
振動を発生させようとすれば、同じ周波数(fo又はf
x)の正弦波電気信号を発生手段(1a)から得て発振
子(1b)に無限大時間入力する必要がある。
If you try to generate ultrasonic vibrations consisting of purely a single frequency (fo or fx), the same frequency (fo or fx)
It is necessary to obtain the sine wave electric signal x) from the generating means (1a) and input it to the oscillator (1b) for an infinite time.

しかしながら、実際には患者の生体的及び時間的差があ
って、fo及びfXはある範囲に分布しているので、新
たな患者についてfo及びfxを単一値に特定すること
はできず、結局fo及びfXがある範囲内にあるという
ことを推定できるにすぎないことが多い。
However, in reality, there are biological and temporal differences among patients, and fo and fX are distributed within a certain range, so fo and fx cannot be specified as a single value for a new patient, and in the end, Often it is only possible to estimate that fo and fX are within a certain range.

従って、インプラントに入力する超音波振動は、fO±
Δf又はfX±Δf′という帯域の周波数成分を含むも
のを使用するをことが実際的である。この場合には、f
o又はfXの周波数を持つ正弦波電気信号を発生手段(
1a)からΔt時間だけ出力させ、発振子(1b)に入
力する。帯域の巾は前記時間Δtを調節することによっ
て変えることができる。即ちΔtを大きくずれは帯域は
狭くなり、逆にΔtを小さくすれば帯域は広くなる。
Therefore, the ultrasonic vibration input to the implant is fO±
It is practical to use one that includes frequency components in the band Δf or fX±Δf'. In this case, f
generating means (
1a) for a period of Δt and input to the oscillator (1b). The width of the band can be changed by adjusting the time Δt. That is, a large deviation in Δt will narrow the band, and conversely, a small deviation in Δt will widen the band.

例えばここで100KHz〜150KHz(Δt=50
KHz)の周波数帯域の超音波振動を得たい場合、12
5KHzの正弦波電気信号を与える時間Δtをめる。但
し、Δtは半値幅とする。
For example, here 100 KHz to 150 KHz (Δt=50
If you want to obtain ultrasonic vibration in the frequency band of 12 KHz),
Determine the time Δt for applying a 5 KHz sine wave electrical signal. However, Δt is the half width.

フーリエ変換の公式より ここでのときg(t)=0 のときg(t)=cosωot のときg(t)=0 であるからについてのみ積分 すれば良い。ここでω=2πf、ω0=2πfoとすれ
ば f=foのときG(f)=Δt/2 であるから半値はΔt/4である。
According to the Fourier transform formula, when g(t)=0, when g(t)=cosωot, then g(t)=0, so it is only necessary to integrate. Here, if ω=2πf and ω0=2πfo, then when f=fo, G(f)=Δt/2, so the half value is Δt/4.

従って、(1)式より ここで(2)式は超越方程式であるから数値計算によっ
て解くと (3)式より半値幅Δfは ここでΔf=50KHzであるから 従って、100KHz〜150KHzの周波数帯域の超
音波振動を半値幅で得たい場合は、125KHzの正弦
波電気信号24.2μsecの間、発振子(1b)に入
力すればよいことになる。
Therefore, from equation (1), equation (2) is a transcendental equation, so if it is solved by numerical calculation, from equation (3), the half-width Δf is Δf = 50 KHz. If it is desired to obtain ultrasonic vibration with a half width, it is sufficient to input a 125 KHz sinusoidal electric signal for 24.2 μsec to the oscillator (1b).

場合によっては、fo±Δf及びfx±Δf′の周波数
成分を有する超音波振動を同時に又は望ましくは時間の
間隔をおいて発生させて、インプラントに入力してもよ
く、このような振動を得るには、発生手段(1a)から
f0の正弦波電気信号とfxのそれとを、それぞれ所定
の時間、同時に又は望ましくは時間の間隔をおいて入手
し、それを発振子(1b)に入力すればよい。
In some cases, ultrasonic vibrations having frequency components fo±Δf and fx±Δf′ may be generated simultaneously or preferably at intervals of time and input to the implant; The sine wave electric signal of f0 and that of fx may be obtained from the generating means (1a) at predetermined times, simultaneously or preferably at intervals of time, and inputted to the oscillator (1b). .

更に広帯域の周波数成分からなる超音波振動を使用して
もよく、この振動を得るには発生手段(1a)で矩形波
又はそれに近い波形のパルス状電気信号を作ジ、このパ
ルス1個だけを発振子(1b)に入力する。
Further, ultrasonic vibrations consisting of broadband frequency components may be used. To obtain this vibration, the generating means (1a) generates a pulsed electric signal having a rectangular wave or a waveform close to it, and only one pulse is generated. Input to the oscillator (1b).

いずれにせよ、実際的には発生手段(1a)から発振子
(1b)に入力する電気信号は極めて短時間である。そ
のため発振子(lb)で発生する超音波振動も極めて短
時間であり、短時間の超音波振動をインプラントに入力
しても、結局共振現象も短時間で減衰し消滅する。それ
でも検知手段(3)が共振現象を検知できるときは問題
ないが、そのような検知手段(3)はより高価な装置を
必要とし、検知手段(3)を安価に実現すること及び信
頼度を高めるためには共振現象を繰り返し発生させるこ
とが好ましい。
In any case, in reality, the electrical signal input from the generating means (1a) to the oscillator (1b) is extremely short. Therefore, the ultrasonic vibrations generated by the oscillator (lb) are also extremely short-term, and even if a short-time ultrasonic vibration is input to the implant, the resonance phenomenon will eventually attenuate and disappear in a short time. However, there is no problem if the detection means (3) can detect the resonance phenomenon, but such a detection means (3) requires more expensive equipment, and it is difficult to realize the detection means (3) at low cost and to improve its reliability. In order to increase this, it is preferable to cause the resonance phenomenon to occur repeatedly.

それには、発生手段(1a)で発生させた電気信号は、
ある間隔をおいて繰り返し発振子(1b)に入力するこ
とになる。
For this purpose, the electric signal generated by the generating means (1a) is
The signal is repeatedly input to the oscillator (1b) at certain intervals.

ある間隔をおいて超音波振動を発生させ、インプラント
に入力することは、連続的に長時間の超音波振動音イン
プラントに入力することに比べ好ましい。何故ならば、
連続的に長時間入力すると、(イ)摂動伝達手段(2)
とインプラントとの間で発熱し、生体に好ましくない悪
影響を与える恐れがあり、また(ロ)共振振動の振幅が
次第に大きくなって、ついには固定状態が破壊される恐
れがあるからでおる。
It is preferable to generate ultrasonic vibrations at certain intervals and input them to the implant, compared to continuously inputting ultrasonic vibration sounds to the implant over a long period of time. because,
If input continuously for a long time, (a) Perturbation transmission means (2)
There is a risk that heat will be generated between the implant and the implant, which may have an undesirable effect on the living body, and (b) the amplitude of the resonant vibration will gradually increase, and the fixed state may eventually be destroyed.

こうして超音波振動源(1)で発生させた超音波振動は
、振動伝達手段(2)でインプラントに伝えられる。
The ultrasonic vibrations thus generated by the ultrasonic vibration source (1) are transmitted to the implant by the vibration transmission means (2).

伝達手段(2)は振動を減衰させない剛体ならば何でも
よく、通當は金属で作られる。形状は特に問わないが、
インプラントが小さいので、自ずから制限される。特に
埋没型インプラントの場合にはインブラントが歯肉で覆
われてしまい、直接インプラントに触れさせることがで
きないので、歯肉を貫通できるような針状が好ましい。
The transmission means (2) may be any rigid body that does not damp vibrations, and is typically made of metal. The shape does not matter, but
Because the implant is small, it is naturally limited. Particularly in the case of a buried implant, the implant is covered with the gingiva and cannot be brought into direct contact with the implant, so a needle shape that can penetrate the gingiva is preferable.

それに対して顕部が歯肉より突出しているインプラント
の場合には、直接触れさせることができるので無理に針
状にする必要はなく、半球状でもよい。
On the other hand, in the case of an implant whose visible part protrudes from the gums, it can be directly touched, so there is no need to force it into a needle shape, and it may be hemispherical.

他方、所定共振振動数(fo又はfx)での共振現象の
有無を検知する検知手段(3)は、一般には共振振動を
受信し、これを高周波電気信号に変換する超音波深触子
(3a)と、変換された高周波電気信号を必要に応じ増
幅する増幅器(3b)、増幅された高周波から所定の周
波数成分を含む狭帯域(fo、又はfXに対応する)の
みを通過させるパントパスフィルター(3c)、そこを
通過して来た高周波電気信号を直流信号に直す整流回路
(3d)、直流電気信号の強度レベルを予め決められた
比較レベルと比較し、該比較レベルより高い場合に電気
信号を出力するコンパレーター(3e)及Uコンパレー
ターの出力に基づいてON−OFFを表示する表示手段
(3f)からなる。この例の場合には表示手段がONを
表示したときに所定振動数(fo又はfx)で共振現象
があったことを示し、ONを表示しないとき(つまりO
FFのとき)には共振現象がなかったことを示す。(3
b)以後の電気信号の処理については、この例に限らず
、電気技術分野で公知の種々の態様が可能である。
On the other hand, the detection means (3) for detecting the presence or absence of a resonance phenomenon at a predetermined resonance frequency (fo or fx) is generally an ultrasonic deep probe (3a) that receives resonance vibration and converts it into a high-frequency electric signal. ), an amplifier (3b) that amplifies the converted high-frequency electrical signal as necessary, and a punt-pass filter (corresponding to fo or fX) that passes only a narrow band (corresponding to fo or fX) containing a predetermined frequency component from the amplified high frequency. 3c), a rectifier circuit (3d) that converts the high frequency electrical signal that has passed through it into a DC signal, compares the intensity level of the DC electrical signal with a predetermined comparison level, and if it is higher than the comparison level, the electrical signal It consists of a comparator (3e) that outputs , and a display means (3f) that displays ON-OFF based on the output of the U comparator. In this example, when the display means displays ON, it indicates that a resonance phenomenon has occurred at a predetermined frequency (fo or fx), and when the display means does not display ON (that is, O
(FF) indicates that there was no resonance phenomenon. (3
b) The subsequent processing of electrical signals is not limited to this example, and various methods known in the field of electrical technology are possible.

実際にはfo又はfxいずれか一方に於ける共振現象の
有無をみるだけでは診断に不安感が残るので、先にも触
れたように一つの診断装置で切替手段によって両方の周
波数の振動を時系列的に発振し、共振現象の有無をそれ
ぞれ検知できる装置が好ましい。更にf0及びfx両方
の成分を含有する超音波振動源(1)を用い、増幅器(
3b)からの出力を2分して一方はfoを通過させるバ
ンドパスフィルター(3Co)→整流回路(3do)→
コンパレーター(3eo)→表示手段(3fo)と導き
、他方はfXを通過させるバンドパスフィルター(3C
x)→整流回路(3dx)→コンパレーター(3ex)
→表示手段(3fx)と導き、それにより、fo及びf
xでの共振現象の有無を同時に検知し表示させてもよい
。この場合いずれに於いても共振現象が「無」と表示さ
れたときには、まだインプラント固定が成功(foあり
)とも失敗(fxあり)とも判断できない時期尚早の段
階にあることを示すので、表示手段(3fo)と(3f
x)とを統合して、単に「成功」、「失敗」、「未定」
のいずれかを点灯表示させる表示手段としてもよい。ま
た、「成功」、「失敗」、「未定」の表示に代えて、緑
色、赤色、黄色のいずれかのランプを点灯表示するもの
でもよい。
In reality, simply checking for the presence or absence of a resonance phenomenon in either fo or fx leaves a feeling of anxiety in the diagnosis, so as mentioned earlier, one diagnostic device can detect vibrations at both frequencies using a switching means. A device that oscillates sequentially and can detect the presence or absence of a resonance phenomenon is preferable. Furthermore, using an ultrasonic vibration source (1) containing both f0 and fx components, an amplifier (
A band pass filter (3Co) that divides the output from 3b) into two and passes one through fo → rectifier circuit (3do) →
The comparator (3eo) → display means (3fo), and the other is a bandpass filter (3C) that passes fX.
x) → Rectifier circuit (3dx) → Comparator (3ex)
→ display means (3fx), thereby fo and f
The presence or absence of a resonance phenomenon at x may be simultaneously detected and displayed. In either case, when the resonance phenomenon is displayed as "absent", it indicates that the implant fixation is still at a premature stage where it cannot be determined whether it is successful (with fo) or failed (with fx), so the display means (3fo) and (3f
x) and simply "success", "failure", "undecided"
It is also possible to use a display means that lights up any one of the following. Further, instead of displaying "success", "failure", and "undetermined", a green, red, or yellow lamp may be lit.

先の説明では受信側に狭帯域のバッドパスフィルター(
3c)を使用する例であったが、インプラントに与える
超音波糸動の周波数がもともとf0±Δf又けfx±Δ
f′という狭帯域あるいはfo又はfXに限られている
場合には、それらの周波数での共振現象しか起こり得な
いので前記受信側のバンドパスフィルター(3e)を使
用する必要はない。
In the previous explanation, a narrow band bad pass filter (
3c), the frequency of the ultrasonic filament applied to the implant was originally f0±Δf straddle fx±Δ
If the frequency is limited to the narrow band f', fo or fX, only resonance phenomena can occur at those frequencies, so there is no need to use the bandpass filter (3e) on the receiving side.

超音波探触子(3a)は、それ自体既によく知られでい
るように、インプラントに接触して超音波振動を受信し
、これを圧電素子に伝える振動伝達部(3a1)と一対
の電極に挾持された圧電素子(3a2)とからなる。こ
の場合、探触子(3a)はインプラントから受信される
振動を忠実に拾うために極めて小型、軽量化する必要が
ある。振動伝達部(3a1)は振動伝達手段(2)と同
じように埋没型インプラントに対しては釘状が好ましい
As is already well known, the ultrasonic probe (3a) contacts an implant to receive ultrasonic vibrations and transmits the ultrasonic vibrations to a piezoelectric element (3a1) and a pair of electrodes. It consists of a sandwiched piezoelectric element (3a2). In this case, the probe (3a) needs to be extremely small and lightweight in order to faithfully pick up the vibrations received from the implant. Like the vibration transmitting means (2), the vibration transmitting part (3a1) is preferably nail-shaped for an implant.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれに限定される訳ではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

(実施例) 第2図は本実施例に使用したインプラントの斜視図であ
り、上部直径4.2m、長さ9.0mm、重さ0.8g
の鉄基コバルトニッケル系合金製芯体(ニ)に厚さ0.
5mmの生体活性ガラス(ホ)を被覆したものである。
(Example) Figure 2 is a perspective view of the implant used in this example, with an upper diameter of 4.2 m, a length of 9.0 mm, and a weight of 0.8 g.
The iron-based cobalt-nickel alloy core (d) has a thickness of 0.
It is coated with 5mm bioactive glass (e).

このインプラントには人工の歯冠を取付けるポストコア
を立てるための「くぼみ」(ヘ)がある。
This implant has a ``indentation'' (f) for erecting a post core to which an artificial tooth crown will be attached.

そして、インプラントを動物(犬)の顎骨に埋植した。The implant was then placed in the jawbone of an animal (dog).

第3図は、インプラントを埋植した直後の様子を示す概
念図であり、符号(ト)は歯肉、(チ)は顎骨を指す。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the situation immediately after implantation, where (G) indicates the gingiva and (C) indicates the jawbone.

繰り返し動物実験の結果、このインプラントについては
、経験上、インプラント固定に成功した場合には、10
0〜150KHzの共振振動が観測され、失敗した場合
には20〜50KHzの共振振動が観測され、まだ、い
ずれとも定まらない途中の場合には、50KHzと10
0KHzとの間の共振振動が観測され、この場合には、
やがて成功(100〜150KHz)又は失敗(20〜
50KHz)のいずれかに落着くことが判っている。
As a result of repeated animal experiments, this implant has been empirically shown to have a
Resonant vibrations of 0 to 150 KHz are observed, and if failure occurs, resonant vibrations of 20 to 50 KHz are observed, and if neither is determined yet, 50 KHz and 10 KHz are observed.
A resonant vibration between 0KHz and 0KHz is observed, and in this case,
Eventually success (100~150KHz) or failure (20~
50KHz).

従って、このインプラントを実験動物に埋植した場合に
は、fo=100〜150KHz又はfX=20〜50
KHzとなるはずである。
Therefore, when this implant is implanted in a laboratory animal, fo = 100 to 150 KHz or fX = 20 to 50 KHz.
It should be KHz.

第4図は本実施例の診断装置の全体構造を示すブロック
図であり、(1a)はパルス状電気信号発生手段である
。これにより第5図に示す如き7〜42μsec.のパ
ルス幅(Tp)、1〜30ボルトの振幅(Ap)並びに
0.6msec.のパルス間隔(Rp)を有するパルス
状電気信号を繰り返し発生させる。この電気信号は第6
図に示す如き周波数スペクトルを有し、各種周波数成分
を含む。
FIG. 4 is a block diagram showing the overall structure of the diagnostic apparatus of this embodiment, and (1a) is a pulsed electric signal generating means. As a result, the time period of 7 to 42 μsec as shown in FIG. pulse width (Tp), amplitude (Ap) of 1 to 30 volts and 0.6 msec. A pulsed electrical signal having a pulse interval (Rp) of is repeatedly generated. This electrical signal is the sixth
It has a frequency spectrum as shown in the figure, and includes various frequency components.

このようなパルス状電気信号が発振子(1b)に伝えら
れると、発振子(1b)は第7図に示す如く低周波数か
ら高周波数までの広範囲の周波数成分を含有する。超音
波振動は0.6msec.毎に繰り返し発生する。
When such a pulsed electrical signal is transmitted to the oscillator (1b), the oscillator (1b) contains a wide range of frequency components from low frequencies to high frequencies, as shown in FIG. Ultrasonic vibration is 0.6msec. occurs repeatedly every time.

発生した超音波振動は、発振子(1b)に隣接された振
動伝達手段(2)によりインプラントに伝えられインプ
ラントを共振させる。振動伝達手段(2)は、ここでは
直径約1mm、長さ約30mmmのステンレス鋼製の針
を使用する。
The generated ultrasonic vibrations are transmitted to the implant by the vibration transmission means (2) adjacent to the oscillator (1b), causing the implant to resonate. The vibration transmission means (2) here uses a stainless steel needle with a diameter of about 1 mm and a length of about 30 mm.

一方、インプラントの共振振動は第4図に示すように超
音波探触子(3a)kインプラントに接触させて受信さ
せ、それを高周波電気信号に変換する。この電気信号は
非常に微弱なので増幅器(3b)に導いて100〜10
00倍に増幅する。そして、増幅された高周波電気信号
を、100〜150KHzの周波数成分のみを通過させ
るバンドパスフィルター(3e)に通し、その出力を整
流回路(3d)に導いて直流信号に変換する。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the resonance vibration of the implant is received by an ultrasonic probe (3a) k brought into contact with the implant, and is converted into a high frequency electric signal. This electrical signal is very weak, so it is led to an amplifier (3b) and
Amplify by 00 times. The amplified high-frequency electrical signal is then passed through a band-pass filter (3e) that passes only frequency components of 100 to 150 KHz, and its output is led to a rectifier circuit (3d) where it is converted into a DC signal.

変換された直流信号はコンバレーター(3e)に導き、
ここで電圧レベルを比較レベルと比較させる。比較レベ
ルは共振現象が起きた場合のレベルとそうでない場合の
レベルを臨床的に調査し、それをもとに予め決定してお
く。
The converted DC signal is led to the converter (3e),
Here, the voltage level is compared with a comparison level. The comparison level is determined in advance based on a clinical investigation of the level when a resonance phenomenon occurs and the level when it does not occur.

このコンパレーター(3e)は入力信号がノイズレベル
より高いときに電気信号を出力するもので、(3e)の
出力を表示手段(3f)に導く。この表示手段(3f)
は(3e)の出力を受信したときにのみ「成功」又は「
省電」の表示ランプが点灯するものである。
This comparator (3e) outputs an electrical signal when the input signal is higher than the noise level, and guides the output of (3e) to display means (3f). This display means (3f)
is "successful" or "successful" only when it receives the output of (3e).
The "power saving" indicator lamp lights up.

以上の装置を用いて、表示ランプが点灯した場合につい
て、歯肉を切開してインプラントを露出させて手で加れ
たところ、インプラントはしっかりと固定されており、
歯科用のベンチを用いて引張っても抜けなかった。それ
に対して、点灯しなかった場合に、インプラントを露出
させて調べたところ、インプラントは手で簡単に抜けて
不良肉芽が生じているか、手では引抜けなくとも歯科用
ベンチで引くと抜けてしまった。
When using the above device and the indicator lamp lights up, we cut the gums to expose the implant and added it manually, and the implant was firmly fixed.
Even if I pulled it using a dental bench, it did not come out. On the other hand, when the light did not light up and the implant was exposed and examined, it was found that either the implant could be easily pulled out by hand and bad granulation had occurred, or the implant could not be pulled out by hand but could be pulled out by pulling it on a dental bench. Ta.

実験を繰り返したところ、表示ランプの点灯とインプラ
ント固定成功との間には確かな対応関係の存在すること
が判った。しかも完全な固定に至る前に診断を行なって
も骨の形成(つまり完全な固定に対し明白な悪影響はみ
られないことが判った。
After repeating the experiment, it was found that there is a definite correspondence between the lighting of the indicator lamp and the success of implant fixation. Moreover, it has been found that even if the diagnosis is made before complete fixation, there is no obvious adverse effect on bone formation (that is, complete fixation).

尚、以上の説明に於いては、「発振子(1b)及び振動
伝達手段(2)」に対し、「探触子(3a)」が別個の
例を説明したが、電気信号の処理を適当に行なえれば、
画者を兼用させて一個にし、(イ)時系列的に交互に機
能させるか、又は(ロ)同時に機能させることも可能で
ある。
In the above explanation, the "probe (3a)" is a separate example from the "oscillator (1b) and vibration transmission means (2)," but the electrical signal processing may be performed as appropriate. If you can do it,
It is also possible to have a single painter and (a) have them function alternately in chronological order, or (b) have them function simultaneously.

また、表示手段(3f)も視覚的な表示手段で説明した
が、これに限定される訳ではなく、例えば聴覚的、触覚
的に表示する手段でもよい。
Further, although the display means (3f) has been described as a visual display means, it is not limited to this, and may be an auditory or tactile display means, for example.

(発明の効果) 以上の通り、本発明によって初めてインプラントの顎骨
に対する同定状況を非破壊的にしかも簡便に診断するこ
とができるようになった。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention has made it possible for the first time to non-destructively and easily diagnose the identification status of an implant with respect to the jawbone.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、インプラント(イ)が顎骨(ハ)に埋植され
た様子をモデル的に示す概念図である。 第2図は、インプラントの一例を示す斜視図である。 第3図は、第2図のインプラントを顎骨に埋植した直後
の様子を説明する概念図である。 第4図は、本発明の実施例にかかる診断装置の全体構成
を示すフロック図である。 第5図はパルス状電気信号の説明図である。 第6図は、パルス状電気信号の周波数スペクトル図であ
る。 第7図は、インプラントに加える超音波振動の周波数ス
ペクトル図である。 〔主要部分の符号の説明〕 l……超音波振動発生源 2……超音波振動伝達手段 3……共振振動倹知手段 3a……超音波探触子 3b……増幅器 3c……バントパスフィルター 3d……整流回路 3e……コンパレーター 3f……表示手段 イ……インプラント ロ……バネ ハ、チ……顎骨 ニ……芯体 ホ……生体活性ガラス ヘ……くぼみ ト……歯肉
FIG. 1 is a conceptual diagram showing, as a model, how the implant (A) is implanted in the jawbone (C). FIG. 2 is a perspective view showing an example of an implant. FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the state immediately after the implant shown in FIG. 2 is implanted in the jawbone. FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of a diagnostic device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram of a pulsed electrical signal. FIG. 6 is a frequency spectrum diagram of a pulsed electrical signal. FIG. 7 is a frequency spectrum diagram of ultrasonic vibrations applied to the implant. [Explanation of symbols of main parts] l...Ultrasonic vibration generation source 2...Ultrasonic vibration transmission means 3...Resonant vibration sensing means 3a...Ultrasonic probe 3b...Amplifier 3c...Bant pass filter 3d... Rectifier circuit 3e... Comparator 3f... Display means a... Implant ro... Spring, ji... Jaw bone d... Core body e... bioactive glass... depression... gingiva.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、少なくとも所定共振振動数(f)成分を含有する超
音波摂動を発生する超音波振動泥(1)、前記振動源か
らの超音波振動をインプラントに伝える超音波伝達手段
(2)、及びインプラントに接触させて前記所定共振振
動数(f)での共振現象の有無を検知する検知手段(3
)、からなることを特徴とする、所定振動数(f)での
共振現象の有無によってインプラントの固定状況を診断
する歯科用診断装置。 2.前記所定共振振動数(f)がインプラント固冗成功
時の共振振動数(fo)であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の歯科用診断装置。 3、前記所定共振振動数(f)がインプラント固定失敗
時の共振振動数(fx)であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の歯科用診断装置。
[Scope of Claims] 1. Ultrasonic vibrating mud (1) that generates ultrasonic perturbation containing at least a predetermined resonance frequency (f) component, ultrasonic transmission means for transmitting ultrasonic vibration from the vibration source to the implant. (2), and a detection means (3) for detecting the presence or absence of a resonance phenomenon at the predetermined resonance frequency (f) by contacting the implant;
), a dental diagnostic device for diagnosing the fixation status of an implant based on the presence or absence of a resonance phenomenon at a predetermined frequency (f). 2. 2. The dental diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the predetermined resonance frequency (f) is a resonance frequency (fo) at the time of successful implant fixation. 3. The dental diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the predetermined resonance frequency (f) is a resonance frequency (fx) when the implant fixation fails.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021521903A (en) * 2018-04-16 2021-08-30 サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィック Equipment and methods for testing the stability of dental implants

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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