WO2013012021A1 - 流水式超音波口腔洗浄装置、及び流水式超音波口腔洗浄方法 - Google Patents

流水式超音波口腔洗浄装置、及び流水式超音波口腔洗浄方法 Download PDF

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WO2013012021A1
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ultrasonic
flowing water
cleaning liquid
cleaning
oral
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PCT/JP2012/068263
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松男 山本
尚 滝口
佐藤　正典
健吾 植村
智美 疋田
克幸 稲垣
秀雄 向坂
宮本　年昭
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学校法人昭和大学
本多電子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a flushing ultrasonic oral cleaning apparatus and a flushing ultrasonic oral cleaning method for ultrasonically cleaning microorganisms, food residues, and the like on tooth surfaces, dental implants, and oral mucosa in the oral cavity. .
  • a flowing water type ultrasonic cleaning machine has been put to practical use in fields other than dental treatment.
  • an ultrasonic vibrator is provided in the case, and the ultrasonic wave is propagated from the ultrasonic vibrator to the cleaning liquid supplied in the case.
  • cleaning object such as a semiconductor substrate, is wash
  • ultrasonic waves having a relatively high frequency (about several MHz) are used, and fine dirt attached to a semiconductor substrate or the like is removed.
  • ultrasonic waves having a relatively low frequency (30 kHz to 50 kHz) are used to vibrate the tip of the horn.
  • the directivity of the ultrasonic waves becomes dull, so that the focal point of the ultrasonic waves is blurred and sufficient sound pressure is obtained to remove plaque and the like. I can't.
  • the ultrasonic waves can be converged to some extent, but the cleaning apparatus is increased in size. For this reason, it becomes difficult to put it into practical use as an ultrasonic cleaning apparatus for dental treatment.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a flowing water type ultrasonic oral cleaning device and a flowing water type ultrasonic oral cleaning method that can efficiently and reliably clean the inside of the oral cavity. It is in.
  • the invention described in claim 1 is a flowing water type ultrasonic oral cleaning device that ultrasonically cleans the inside of the oral cavity while pouring a cleaning liquid in which ultrasonic waves are propagated as flowing water.
  • An ultrasonic transducer for propagating ultrasonic waves a transducer mounting portion provided on one end side for mounting the ultrasonic transducer, a supply port for supplying a cleaning liquid to the vibration surface of the ultrasonic transducer, Provided at the tip of the tapered shape as it goes to the other end facing the vibrator mounting portion, and having an outlet that outputs the cleaning liquid as flowing water, and connected to the supply port of the case,
  • a cleaning liquid draining means for draining used cleaning liquid that has been ultrasonically cleaned in the oral cavity, and an oscillation frequency for driving the ultrasonic vibrator is 100 kHz or more and 3 MHz. Or less, the diameter of the ultrasonic transducer is at 50mm or less, the electric power supplied to the ultrasonic transducer
  • the cleaning liquid from the cleaning liquid supply means is supplied into the case through the supply port, and the ultrasonic wave propagates to the cleaning liquid by the ultrasonic vibrator mounted on the vibrator mounting portion in the case. Is done.
  • the tip of the case has a tapered shape toward the outflow port, and the cleaning liquid to which the ultrasonic wave has propagated in the case is output from the outflow port to the oral cavity after the flowing water is converged at the tip.
  • the oscillation frequency (ultrasonic frequency) of the ultrasonic transducer used in the present invention is 100 kHz or more and 3 MHz or less, and the diameter of the ultrasonic transducer is 50 mm or less.
  • the ultrasonic wave is appropriately converged with a width corresponding to the size of the treatment portion such as a tooth near the outflow port.
  • the power supplied to the ultrasonic transducer is 100 W or less, the problem that the gums and the like are burned at a low temperature due to the action of ultrasonic waves with a strong sound pressure is avoided. Therefore, by applying running water to the treatment site in the oral cavity, ultrasonic waves with an appropriate sound pressure act reliably, and microorganisms and food residues on the oral cavity and oral mucosa are efficiently removed. Thereafter, the used cleaning liquid obtained by ultrasonically cleaning the oral cavity is drained by the cleaning liquid draining means.
  • the diameter of the ultrasonic vibrator is 50 mm or less, and the apparatus can be formed compactly. For this reason, it becomes possible to operate by holding the case by hand, and it becomes easy to handle. Thus, if the flowing water type ultrasonic oral cleaning apparatus of this invention is used, oral cleaning can be performed efficiently and reliably irrespective of a user's skill.
  • the invention according to claim 2 is a flowing water type ultrasonic oral cleaning device that ultrasonically cleans the inside of the oral cavity while pouring a cleaning liquid in which ultrasonic waves are propagated as flowing water, and an ultrasonic vibration for propagating ultrasonic waves to the cleaning liquid
  • a vibrator mounting portion provided on one end side for mounting the ultrasonic transducer, a supply port for supplying a cleaning liquid to the vibration surface of the ultrasonic transducer, and the other facing the transducer mounting portion
  • a cleaning liquid supply means that is provided at a tip portion that is tapered toward the end side and has an outlet that outputs the cleaning liquid as flowing water, and is connected to the supply port of the case and supplies the cleaning liquid into the case
  • a cleaning liquid draining means for draining a used cleaning liquid that has been ultrasonically cleaned in the oral cavity, wherein the oscillation frequency for driving the ultrasonic vibrator is 100 kHz or more, and the frequency is f (kHz), When the diameter of the ultrasonic transducer is D (m
  • ultrasonic waves having sound pressure suitable for oral cleaning can be applied to the treatment site in the oral cavity, and microorganisms on plaque and oral mucosa And food residues are removed efficiently. Further, the size of the ultrasonic transducer is limited, and the apparatus can be formed compactly. For this reason, it becomes possible to operate by holding the case by hand, and it becomes easy to handle. Even if it does in this way, oral cavity washing
  • a third aspect of the present invention is the method according to the first or second aspect, wherein a bending nozzle capable of changing a direction of the flowing water is installed at an outlet of the case, and the bending nozzle is arranged with respect to a central axis of the case.
  • the gist is that it is bent at an angle of 5 ° or more and less than 90 °.
  • the direction of the flowing water is changed at an angle of 5 ° to 90 ° with respect to the central axis of the case. If it does in this way, flowing water can be reliably applied also to parts, such as the back side of a front tooth, a back tooth, and a tooth
  • the bending nozzle is bent so as to be bent once in a direction opposite to the opening direction of the nozzle tip and bent back on the tip side.
  • the gist is that a reflection plate for reflecting the ultrasonic wave in the opening direction is provided at a bent portion in the bending nozzle.
  • the direction of the flowing water can be changed at an angle of 5 ° or more and 90 ° or less with respect to the central axis of the case by bending the bending nozzle. If it does in this way, flowing water can be reliably applied also to parts, such as the back side of a front tooth, a back tooth, and a tooth
  • the gist of the invention according to claim 5 is that, in claim 4, the bending nozzle has a tip of the nozzle disposed on a central axis of the case.
  • the nozzle tip since the nozzle tip is arranged on the central axis of the case, the nozzle tip can be easily arranged at a position corresponding to the treatment portion in the oral cavity, and the oral cleaning is efficiently performed. It can be done reliably.
  • a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the third to fifth aspects, the bending nozzle is formed such that an opening diameter of the nozzle tip is larger than a wavelength of the ultrasonic wave. .
  • the opening diameter (nozzle diameter) of the nozzle tip is formed to be larger than the wavelength of the ultrasonic wave, the reflection of the ultrasonic wave at the nozzle tip is reduced. Therefore, since the ultrasonic wave is propagated to the running water without being attenuated, the ultrasonic wave can surely act on the treatment portion in the oral cavity.
  • the gist of the invention according to claim 7 is that, in any one of claims 1 to 6, the cleaning liquid draining means has a fan-shaped inlet.
  • the suction port of the cleaning liquid draining means extends in a fan shape, the used cleaning liquid that falls downward when hitting the treatment portion in the oral cavity can be reliably sucked and drained.
  • the gist of the invention described in claim 8 is that, in any one of claims 1 to 7, provided with a light emitting means provided in the case for propagating light to the flowing water.
  • the light propagated to the running water by the light emitting means is output together with the running water from the outlet. If it does in this way, the washing
  • a ninth aspect of the present invention provides the light emitting device according to any one of the first to seventh aspects, wherein light emitting means is provided in at least two places of the outer wall portion formed so as to taper toward the outflow port side in the case.
  • the gist is that the cleaning point is indicated at the crossing position of the light emitted by each light emitting means.
  • the sound pressure of the ultrasonic wave irradiated from the ultrasonic vibrator changes according to the distance from the ultrasonic vibrator, but the sound pressure washing point suitable for oral cleaning is set. It can be shown at the intersection of light. Therefore, the oral cavity cleaning can be performed efficiently and reliably by matching the cleaning point indicated by the intersection position with the treatment portion in the oral cavity.
  • the gist of the invention described in claim 10 is that, in claim 8 or 9, at least one of the light emitting means outputs light having a wavelength of 465 nm.
  • plaque containing many Gram-negative bacteria causing periodontal disease has red reflected light with respect to 465 nm light. Depending on the presence or absence of this red reflected light, it is possible to visually confirm how the plaque is dropped.
  • the gist of the invention described in claim 11 is that in any one of claims 1 to 10, the apparatus further comprises a bubbling means for bubbling carbon dioxide in the cleaning liquid of the cleaning liquid supply means.
  • a twelfth aspect of the present invention is that, in any one of the first to eleventh aspects, the cleaning liquid discharging means is a vacuum device provided in a dental treatment unit, an electric pump type suction tube, or a suction installed in a hospital bed.
  • the gist of the invention is to have a joint that can be connected to an industrial pipe.
  • the apparatus cost can be kept low.
  • a thirteenth aspect of the present invention is a flowing water type ultrasonic oral cleaning method in which the oral cavity is ultrasonically cleaned while pouring a cleaning liquid in which ultrasonic waves are propagated as flowing water, and 100 W is applied to an ultrasonic vibrator having a diameter of 50 mm or less. Supplying the following electric power, propagating an ultrasonic wave having a frequency of 100 kHz or more and 3 MHz or less to the cleaning liquid, outputting the cleaning liquid propagating the ultrasonic wave as flowing water into the oral cavity, and applying the flowing water to a treatment unit
  • the gist is a flowing water type ultrasonic oral cleaning method characterized by including a step of applying ultrasonic waves.
  • the ultrasonic wave output from the ultrasonic transducer is appropriately converged with a width corresponding to the size of the treatment portion, and microorganisms, food residues, etc. on dental plaque and oral mucosa are efficiently collected. Removed. If it does in this way, oral cavity washing
  • the invention according to claim 14 is a flowing water type ultrasonic oral cleaning method in which the oral cavity is ultrasonically cleaned while pouring a cleaning liquid in which ultrasonic waves are propagated as flowing water, and the oscillation frequency for driving the ultrasonic vibrator is set to 100 kHz.
  • the gist of the present invention is a flowing water type ultrasonic oral cleaning method characterized by including the step of applying ultrasonic waves to the treatment section and applying ultrasonic waves.
  • ultrasonic waves with sound pressure suitable for oral cleaning can be applied to the treatment part in the oral cavity, and microorganisms and food residues on the oral cavity and oral mucosa are efficiently removed.
  • cleaning can be performed efficiently and reliably irrespective of a user's skill.
  • the oral cavity can be efficiently and reliably washed.
  • Explanatory drawing which shows the photograph of the labial side of the maxillary anterior tooth part after ultrasonic mouth washing.
  • Sectional drawing which shows the tissue image of the gingival mucosa of a mini pig. The graph which shows the plaque removal rate by ultrasonic mouth washing.
  • Explanatory drawing which shows the SEM photograph of the test piece before plaque adhesion.
  • Explanatory drawing which shows the SEM photograph of the test piece after plaque adhesion.
  • Explanatory drawing which shows the SEM photograph of the test piece after ultrasonic mouth washing.
  • Sectional drawing which shows the bending nozzle of another embodiment.
  • the perspective view which shows the washing machine main body and suction nozzle of another embodiment.
  • Sectional drawing which shows the washing machine main body of another embodiment.
  • Sectional drawing which shows the washing machine main body of another embodiment.
  • Sectional drawing which shows the washing machine main body of another embodiment.
  • Sectional drawing which shows the washing machine main body of another embodiment.
  • the schematic block diagram which shows the washing
  • the perspective view which shows the washing machine main body of another embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a flowing water type ultrasonic oral cleaning apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the flowing water type ultrasonic oral cleaning device 1 includes a cleaning liquid supply device 2 (cleaning liquid supply means), a flow rate controller 3, a cleaning machine body 4, an ultrasonic control device 5, and a suction drainage device 6. Yes.
  • the flowing water type ultrasonic oral cleaning device 1 performs ultrasonic cleaning while pouring the cleaning liquid W1 propagated by the ultrasonic wave S1 into the oral cavity as flowing water.
  • the cleaning liquid supply device 2 includes a cleaning liquid tank 11 for storing the cleaning liquid W1 and a pump 12 connected to the cleaning liquid tank 11.
  • the cleaning liquid supply device 2 is connected to the cleaning machine main body 4 via a supply pipe 13, and supplies the cleaning liquid W ⁇ b> 1 in the cleaning liquid tank 11 to the cleaning machine main body 4 by driving the pump 12.
  • the flow rate controller 3 is provided in the middle of a supply pipe 13 that connects the cleaning liquid supply device 2 and the cleaning machine body 4 and includes an operation knob 15 for adjusting the flow rate of the cleaning liquid W1.
  • the flow controller 3 controls the flow rate of the cleaning liquid W1 supplied to the cleaning machine body 4 within a range of 3 L to 0.1 L / min according to the operation amount of the operation knob 15.
  • the cleaning machine body 4 includes a vibrator case 21 having a pen shape and a disk-like ultrasonic vibrator 22 that is mounted in the vibrator case 21 and propagates the ultrasonic wave S1 to the cleaning liquid W1.
  • the diameter of the ultrasonic transducer 22 is, for example, ⁇ 30 mm, and an ultrasonic wave S1 having a frequency of 400 kHz is output into the cleaning liquid W1.
  • the ultrasonic transducer 22 is provided on the transducer mounting portion 23 on one end side (the rear end side on the left side in FIG. 1).
  • a supply port 26 for supplying the cleaning liquid W ⁇ b> 1 to the vibration surface 24 of the ultrasonic transducer 22 is provided on the side surface of the transducer case 21, and the end of the supply pipe 13 is connected to the supply port 26.
  • the transducer case 21 is formed in a tapered shape as it goes to the other end side facing the ultrasonic transducer (the tip side on the right side in FIG. 1), and the cleaning liquid W1 is output to the tip as running water.
  • An outlet 27 is provided.
  • the outer diameter of the vibrator case 21 is a size that can be held by hand, for example, about 40 mm.
  • the inner diameter of the rear end portion of the transducer case 21 is 30 mm in accordance with the size of the ultrasonic transducer 22.
  • the diameter of the outlet 27 at the tip is about 5 mm, for example, and the distance from the vibration surface 24 of the ultrasonic vibrator 22 to the outlet 27 is about 50 mm, for example.
  • a bending nozzle 28 capable of changing the direction of flowing water is provided at the outlet 27 of the vibrator case 21.
  • the bending nozzle 28 is bent so that the direction of flowing water is directed toward the suction nozzle 30 (cleaning liquid draining means). Specifically, as shown in FIG. 3, the angle ⁇ 1 of the nozzle tip is bent with respect to the central axis O1 of the vibrator case 21 so as to be 5 ° to 90 °.
  • the opening diameter (nozzle diameter) at the nozzle tip of the bending nozzle 28 is 4 mm, and is formed to be larger than the wavelength of the ultrasonic wave.
  • the frequency of the ultrasonic wave is 400 kHz and the sound velocity of the cleaning liquid W1 is 1500 m / s
  • the cross-sectional shapes of the outlet 27 and the bending nozzle 28 of the vibrator case 21 are circular.
  • the angle ⁇ 1 of the bending nozzle 28 may be fixed or may be configured to be freely adjustable.
  • the nozzle 28 may be formed of a bellows-like tube, and the angle ⁇ 1 of the nozzle 28 may be adjusted.
  • the bending direction of the nozzle 28 may be configured to be rotatable with the central axis O1 of the vibrator case 21 as a reference.
  • the length of the bending nozzle 28 may be appropriately changed according to the cleaning position such as the back teeth, the front teeth, and the teeth between the treatment portions. For example, when cleaning the front teeth, a nozzle having a length of about 2 cm may be used, and when cleaning the back teeth, a nozzle having a length of about 5 cm may be used.
  • the vibrator case 21 and the bending nozzle 28 are formed of a metal material such as stainless steel.
  • the vibrator case 21 and the bending nozzle 28 may be formed using glass, ceramic, resin, or the like in addition to metal.
  • the ultrasonic control device 5 includes an oscillation circuit 31 and a foot switch 32.
  • the foot switch 32 is an operation member operated by a user's foot, and includes an output switch 33 for controlling on / off of the ultrasonic wave S1 and a mode changeover switch 34 for switching an ultrasonic output mode (continuous mode, burst mode). 35, etc. are provided.
  • the foot switch 32 outputs a switch signal corresponding to the operation status of each of the switches 33 to 35 to the oscillation circuit 31.
  • the oscillation circuit 31 is electrically connected to the ultrasonic vibrator 22 of the cleaning machine body 4 via the wiring cord 36 and outputs a drive signal corresponding to the switch signal of the foot switch 32 to the ultrasonic vibrator 22.
  • the ultrasonic transducer 22 is continuously driven, and when the burst mode is selected, the ultrasonic transducer 22 is intermittently driven. Is done.
  • the average supply power supplied from the oscillation circuit 31 of the ultrasonic control device 5 to the ultrasonic transducer 22 is about 12 W.
  • the oscillation frequency of the oscillation circuit 31 is 400 kHz.
  • the suction nozzle 30 has a suction port 37 that expands in a fan shape like a ginkgo leaf, a suction pipe 38 connected to the suction port 37, and a joint portion 39 provided at the base end of the suction pipe 38.
  • the suction drainage device 6 is connected through a joint part 39.
  • the suction nozzle 30 of the present embodiment is fixed to a gripping handle 41 protruding from the outer peripheral surface of the vibrator case 21.
  • the suction port 37 of the suction nozzle 30 has a fan-shaped bottom surface portion 37a and guide portions 37b formed on both sides thereof.
  • the used cleaning liquid W1 obtained by ultrasonically cleaning the oral cavity is treated with a treatment portion 42 (for example, , Receive under the teeth) and drain (see FIG. 4).
  • the treatment section 42 may be a dental implant in addition to the tooth surface and root.
  • the suction drainage device 6 includes a recovery container 45 that recovers the cleaning liquid W ⁇ b> 1 and a pump 46 that is connected to the recovery container 45.
  • the suction drainage device 6 by driving the pump 46, the cleaning liquid W ⁇ b> 1 is sucked by the suction nozzle 30 and the sucked cleaning liquid W ⁇ b> 1 is collected in the collection container 45.
  • a household power source (not shown) is used as the power source of the flowing water type ultrasonic oral cleaning apparatus 1.
  • the power supply of the flowing water type ultrasonic oral cleaning apparatus 1 may be changed to a battery power source so that the flowing water type ultrasonic oral cleaning apparatus 1 can be used even in a place where there is no household power supply.
  • a user moves the cleaner main body 4 while holding the cleaner main body 4 with one hand, and arranges the distal end of the bending nozzle 28 toward the treatment portion 42 in the oral cavity of the patient.
  • a fan-shaped suction port 37 of the suction nozzle 30 is disposed below the treatment portion 42. That is, the teeth of the treatment portion 42 are sandwiched between the bending nozzle 28 and the suction nozzle 30 (see FIG. 4).
  • the user operates the mode changeover switches 34 and 35 of the foot switch 32 to select the output mode of the ultrasonic wave S1.
  • the user operates the operation knob 15 of the flow rate controller 3 to set the flow rate of the cleaning liquid W1 to, for example, 0.9 L / min.
  • the user turns on the power switch (not shown) of the cleaning liquid supply device 2 and the suction drainage device 6 to drive the pumps 12 and 46, and turns on the output switch 33 of the foot switch 32 to turn on the oscillation circuit. 31 is driven.
  • the cleaning liquid W1 is supplied from the cleaning liquid supply device 2 to the cleaning machine body 4, and the ultrasonic wave S1 of 400 kHz is propagated from the ultrasonic vibrator 22 to the cleaning liquid W1 in the vibrator case 21 of the cleaning machine body 4.
  • the tip portion of the transducer case 21 has a tapered shape toward the outlet 27, and the cleaning liquid W1 to which the ultrasonic wave S1 has propagated is converged at the tip, and then the outlet 27 and the bending nozzle 28. It hits the treatment part 42 in the oral cavity.
  • the ultrasonic wave S1 propagating through the cleaning liquid W1 acts on the treatment part 42, and dirt (mucosal plaque, microorganisms on the oral mucosa, food residue, etc.) of the treatment part 42 is removed. Then, the user sucks the washed cleaning liquid W1 with the suction nozzle 30 and drains it into the collection container 45 of the suction drainage device 6 as a cleaning waste liquid.
  • the output switch 33 of the foot switch 32, the power switch (not shown), etc. are turned off to stop the devices 2, 5, and 6 and perform the ultrasonic cleaning process. finish.
  • the present inventors confirmed the sound pressure of the 400 kHz ultrasonic wave S1 output from the ultrasonic vibrator 22 by simulation.
  • the result is shown in FIG. Further, FIG. 6 shows a simulation result when outputting a 2.4 MHz ultrasonic wave S1, and FIG. 7 shows a simulation result when outputting a 200 kHz ultrasonic wave S1.
  • the sound pressure is 50 mm (near the outlet 27 of the transducer case 21) to 100 mm (near the tip of the nozzle 28) from the ultrasonic transducer 22.
  • a strong area is seen.
  • the ultrasonic transducer 22 had a relatively gentle spread in the radial direction and no strong convergence occurred.
  • the ultrasonic transducer 22 having a diameter of ⁇ 30 mm is used.
  • the effective diameter at which the ultrasonic wave S1 is actually output is ⁇ 26 mm.
  • the ultrasonic vibrator 22 having an effective diameter of ⁇ 11 mm is used, and in the case of 200 kHz shown in FIG. 7, the ultrasonic vibrator 22 having an effective diameter of ⁇ 30 mm is used, and around 50 mm. To focus the ultrasonic wave S1.
  • the convergence occurs strongly at high frequencies, and the convergence becomes gentle at low frequencies, but the convergence region where the ultrasonic wave S1 converges and the sound pressure increases (the axial direction of the transducer 22).
  • the region in the Z direction) becomes shorter as the frequency decreases.
  • the diameter of the ultrasonic transducer 22 is small, and the convergence region in the Z direction is long.
  • the oscillation frequency of the ultrasonic transducer 22 (frequency of the ultrasonic wave S1) is set to a frequency of 100 kHz to 3 MHz. If it does in this way, it will become possible to perform mouth washing efficiently.
  • the average supply power supplied to the ultrasonic transducer 22 is reduced and the transducer diameter is set small according to the frequency. Specifically, when the oscillation frequency of the ultrasonic transducer 22 is f (kHz), the diameter of the ultrasonic transducer 22 is D (m), and the average power supplied to the ultrasonic transducer 22 is P (W). , F ⁇ D ⁇ P is calculated so that the calculated value is 500 or less.
  • the frequency f is 400 kHz
  • the vibrator diameter D is 0.04 m
  • the supplied power P is 100 W
  • the frequency f is 1 MHz
  • the vibrator diameter D is 0.020 m
  • the supplied power P is 60 W
  • the frequency f is 3 MHz
  • the vibrator diameter D is 0.015 m
  • the supplied power P is 40 W.
  • the calculation values calculated by frequency f (kHz) ⁇ vibrator diameter D (m) ⁇ average supply power P (W) are 1600 for product A and 1200 for product B. In the case of the product C, it is 1800, and both exceed 500.
  • the frequency f the transducer diameter D is decreased and the average supply power P is decreased, and the calculated value is set to 500 or less, so that the ultrasonic wave S1 having sound pressure suitable for oral cleaning can be obtained.
  • the treatment part 42 can be made to act, and the microorganisms, food residues, etc. on the plaque and the oral mucosa are efficiently removed.
  • the inventors of the present invention have confirmed the cleaning effect when removing the plaque on the lip side of the maxillary anterior tooth using the flowing water type ultrasonic oral cleaning device 1 of the present embodiment.
  • the plaque adhering to the lip side of the maxillary anterior tooth part 100 is stained with a plaque staining solution (see FIG. 8).
  • a plaque staining solution see FIG. 8
  • the black and white photograph shows the plaque of the maxillary anterior tooth portion 100, but in the actual color photograph, the plaque adhering site is stained red.
  • the distance between the tip of the bending nozzle 28 and the tooth surface in the flowing water type ultrasonic oral cleaning device 1 is kept at about 20 mm, and the flowing water of the cleaning liquid W1 to which the ultrasonic wave S1 has been propagated is passed from the bending nozzle 28 to the plaque adhesion site for 60 seconds. Acted. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 9, it was confirmed that the stained plaque was removed from the surface of the maxillary anterior teeth 100 after the mouth washes.
  • tissue damage by the flowing water type ultrasonic oral cleaning apparatus 1 was confirmed by the following method. Specifically, for the gingival mucosa of a miniature pig, the cleaning treatment is performed in a state where the tip of the bending nozzle 28 is separated from the gingival mucosa by about 20 mm, and the flowing water of the cleaning liquid W1 to which the ultrasonic wave S1 is propagated is The gingival mucosa was allowed to act for 3 minutes.
  • FIG. 10 shows a tissue image 101 in a state where 24 hours have elapsed after the cleaning treatment. As shown in FIG.
  • the present inventors confirmed the cleaning effect of the flowing water type ultrasonic oral cleaning device 1 for dental implants (titanium mirror surface processing and rough surface processing). Specifically, first, test pieces (mirror-finished test piece and roughened test piece) having the same surface properties as the dental implant are prepared. And the test piece was fixed to the removable denture type
  • the surface shape of the test piece was measured by a three-dimensional display using an omnifocal image (not shown) with respect to the state after destruction / removal of plaque adhering to the surface of the test piece. As a result, it was confirmed that plaque having a thickness of about 10 ⁇ m adhered on the test piece was peeled off and the metal surface was exposed. In addition, the plaque removal rate was observed to be 80% or more for both the mirror-finished and roughened specimens (see FIG. 11).
  • the degree of bacterial decontamination was confirmed using a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • the roughened surface test piece 103 shown in the SEM photograph of FIG. 12 is used as the implant test piece.
  • FIG. 12 rough unevenness is observed on the plaque non-contaminated surface where no plaque is adhered.
  • FIG. 13 in the test piece 103 to which plaque was attached, it was observed that the bacterial mass / biofilm covered the entire test piece 103.
  • the plaque adhesion test piece 103 was washed with flowing water (ultrasonic irradiation) with the flowing water type ultrasonic oral cleaning apparatus 1. As a result, as shown in FIG.
  • the oscillation frequency f of the ultrasonic transducer 22 is 400 kHz, and the diameter D of the ultrasonic transducer 22 is 30 mm.
  • the ultrasonic wave S ⁇ b> 1 is appropriately converged with a width corresponding to the size of the treatment portion 42 in the vicinity of the outlet 27 of the transducer case 21.
  • the power P supplied to the ultrasonic transducer 22 is 12 W, which is smaller than that of the conventional product. For this reason, the problem that a strong ultrasonic wave S1 acts and a gum etc. become a low temperature burn is avoided.
  • the ultrasonic wave S1 having an appropriate sound pressure acts surely, and microorganisms and food residues on the oral cavity and oral mucosa are efficiently removed.
  • the flowing water type ultrasonic oral cleaning apparatus 1 is used, oral cleaning can be performed efficiently and reliably regardless of the skill of the user.
  • the oscillation frequency of the ultrasonic transducer 22 is set to 100 kHz or more, the frequency is f (kHz), and the diameter of the ultrasonic transducer 22 is D (m). It is preferable that the calculation value calculated by the calculation formula of f ⁇ D ⁇ P is 500 or less, where P (W) is the average supply power to the ultrasonic transducer 22. In particular, when the oscillation frequency f is 200 kHz to 500 kHz, the calculated value is more preferably 200 or less.
  • cleaning can be made to act on the treatment part 42 in an oral cavity, and a microbe, a food residue, etc. on dental plaque and oral mucosa can be removed efficiently. .
  • the diameter D of the ultrasonic vibrator 22 is 30 mm, and the cleaning machine body 4 can be formed in a compact manner.
  • the washing machine main body 4 is a pen type, it can be operated by holding the washing machine main body 4 with one hand, and is easy to handle. Specifically, the oral cavity cleaning can be performed reliably while holding the cleaning machine main body 4 with one hand and holding the mirror with the other hand while confirming the position of the treatment section 42 with the mirror.
  • the direction of the flowing water is relative to the central axis O1 of the vibrator case 21.
  • the angle ⁇ 1 is changed from 5 ° to 90 °. If it does in this way, flowing water can be reliably applied also to parts, such as the back side of a front tooth, a back tooth, and a tooth
  • the opening diameter (nozzle diameter) at the tip of the bending nozzle 28 is formed to be larger than the wavelength of the ultrasonic wave S1.
  • the aperture diameter is smaller than the wavelength of the ultrasonic wave S1
  • the ultrasonic wave does not exit from the exit due to reflection, and the ultrasonic wave riding on the flowing water is greatly attenuated.
  • the reflection of the ultrasonic wave means that the ultrasonic wave returns from the nozzle tip side toward the ultrasonic transducer 22, and the reflection increases as the nozzle angle ⁇ 1 increases.
  • the opening diameter of the nozzle tip is formed to be larger than the wavelength of the ultrasonic wave, the reflection of the ultrasonic wave at the nozzle tip is reduced. Therefore, since the ultrasonic wave is reliably propagated to the running water without being attenuated, the ultrasonic wave S1 can be reliably applied to the treatment portion 42 in the oral cavity.
  • the flowing water type ultrasonic oral cleaning device 1 of the present embodiment includes the flow rate controller 3 that adjusts the flow rate of the flowing water of the cleaning liquid W1, it can be adjusted to a flow rate suitable for cleaning the treatment section 42. Further, in the ultrasonic control device 5, by operating the foot switch 32 with a foot, the output mode of the ultrasonic wave S1 can be switched between the continuous mode and the burst mode, and the output of the ultrasonic wave S1 is controlled to be on / off. can do. If it does in this way, the user can adjust the ultrasonic wave S1 which acts on the treatment part 42 appropriately using a leg
  • the flowing water type ultrasonic oral cleaning apparatus 1 of this embodiment can suppress the flow rate of the cleaning liquid W1, it is very easy to use in the medical field. Even if water is used as the cleaning liquid W1, a sufficient cleaning effect can be obtained. In this case, it is not necessary to use a chemical such as a detergent, and the product is environmentally superior.
  • the bending nozzle 28 installed at the outlet 27 of the cleaning machine body 4 is a nozzle that bends in the same direction (the lower direction in FIG. 3), but is not limited thereto. Absent. For example, like a bending nozzle 28A in FIG. 15, the nozzle is bent so that it is once bent in a direction opposite to the opening direction of the nozzle tip (upward direction in FIG. 15) and bent back on the tip side. May be. Also in the bending nozzle 28A, the angle ⁇ 1 of the nozzle tip with respect to the central axis O1 of the vibrator case 21 is 5 ° to 90 °.
  • a reflection plate 29 that reflects the ultrasonic wave S1 in the nozzle opening direction is provided at a bent portion in the bending nozzle 28A.
  • the tip of the bending nozzle 28A is disposed on the central axis O1 of the vibrator case. Even when such a bending nozzle 28A is used, the tip of the nozzle can be easily disposed in the mouth, such as the back side of the front teeth, the back teeth, and the spaces between the teeth, and water can be reliably applied. Further, the ultrasonic wave can be reliably guided to the tip of the nozzle by the reflecting plate provided at the bent portion, and the ultrasonic wave can be surely acted on portions such as the back side of the front teeth, the back teeth, and the teeth.
  • the outlet 27 of the cleaning machine body 4 is provided with the bending nozzles 28 and 28A that change the direction of the flowing water, but the cleaning machine body 4 that does not have the bending nozzles 28 and 28A is used to supply the cleaning liquid W1. You may comprise so that it may output directly from the outflow port 27.
  • the suction nozzle 30 as the cleaning liquid draining means is provided with the fan-shaped suction port 37, but is not limited to this.
  • a suction nozzle 50 formed in a tubular shape may be used.
  • the suction port 51 is opened in the vicinity of the flow outlet 27 of the cleaning machine body 4 so as to open toward the cleaning point where the flowing water of the cleaning liquid W1 hits.
  • the cleaning point of the cleaning machine body 4 may be configured to be indicated by light.
  • the vibrator case 21 is provided with an LED 53 (light emitting means) at a position facing the supply port 26 of the cleaning liquid W ⁇ b> 1, and light is emitted from the LED 53 toward the inside of the vibrator case 21.
  • L1 emits light.
  • the light L1 propagates into the cleaning liquid W1 flowing in the vibrator case 21, and the light L1 is output together with running water from the outlet 27 provided at the tip of the case.
  • the cleaning point where the running water hits is indicated by the irradiation direction of the light L1. For this reason, running water can be reliably applied to the treatment section 42 that requires ultrasonic cleaning, and oral cleaning can be performed efficiently and promptly.
  • an annular (donut-shaped) ultrasonic transducer 22A is used, an LED 53 is provided at the center of the ultrasonic transducer 22A, and light L1 is emitted from the LED 53 toward the outlet 27.
  • a vibration damping member 54 such as rubber is interposed in the gap between the LED 53 and the ultrasonic vibrator 22 ⁇ / b> A so that the ultrasonic vibration is not transmitted to the LED 53.
  • LEDs 53 are provided at two locations on the outer wall portion 21 a formed so as to taper toward the outlet 27, and the intersection positions of the light L ⁇ b> 1 emitted from each LED 53. You may comprise so that a washing
  • the sound pressure of the ultrasonic wave S1 in the flowing water varies depending on the distance from the ultrasonic vibrator 22, but the optimum cleaning point at which the sound pressure of the ultrasonic wave S1 becomes strong is accurately indicated by the light L1 of the LED 53. be able to.
  • the LED 53 it is more preferable to use a blue LED that emits light L1 having a wavelength of 465 nm.
  • plaque plaque
  • This plaque has a characteristic of returning weak red light to light L1 having a wavelength of 465 nm. Therefore, if the above-described oral cleaning is performed by wearing sunglasses that cuts the light L1 of 465 nm, it is possible to visually confirm the fall of the plaque.
  • a medium holding member 57 that partitions into a double layer structure of 55 and a supply layer 56 to which the fluid of the cleaning liquid W1 is supplied may be provided.
  • the medium holding member 57 used for partitioning the layers 55 and 56 is a thin film such as a stainless steel film or a polyethylene film.
  • the ultrasonic wave propagation medium W2 is reliably held on the vibration surface 24 of the ultrasonic transducer 22 even when the cleaning liquid W1 is discharged from the supply layer 56 when the cleaning process is stopped. For this reason, the emptying of the ultrasonic wave S1 is prevented, and the problem that the ultrasonic transducer 22 breaks down due to the emptying can be avoided.
  • the inside of the vibrator case 21 is partitioned into a double layer structure by the medium holding member 57 and the cooling water W3 is supplied to the propagation medium holding layer 55. Also good.
  • the medium holding member 57 is provided in a state slightly inclined with respect to the vibration surface 24 of the ultrasonic transducer 22, so that the capacity of the cooling water W ⁇ b> 3 in the propagation medium holding layer 55 is sufficiently ensured. ing. In this way, in addition to preventing the ultrasonic wave S1 from being blown, the ultrasonic transducer 22 can be cooled, so that the failure of the ultrasonic transducer 22 can be reliably prevented.
  • the cleaning liquid supply apparatus 2 may further include a bubbling device 60 that bubbles carbon dioxide (CO 2 ) in the cleaning liquid W1.
  • CO 2 carbon dioxide
  • the cleaning liquid W1 is irradiated with strong ultrasonic waves S1
  • cavitation occurs, and a high-temperature reaction field is generated in the compression and collapse processes.
  • the temperature of this cavitation varies depending on the type of dissolved gas, and is lower for a triatomic gas such as carbon gas than for a single atom or diatomic gas.
  • a triatomic gas such as carbon gas
  • generation of OH radicals may be suppressed by using a triatomic gas such as laughing gas (N 2 O) in addition to carbon dioxide gas.
  • the pen-type cleaning machine body 4 is used, but is not limited to this, and a pistol-type cleaning machine body 4A as shown in FIG. May be used.
  • a gripping portion 61 is connected to the rear end portion of the vibrator case 21, and a trigger for adjusting the output (stop water) of running water is provided on the front surface of the gripping portion 61.
  • a switch 62 is protruded.
  • An adjustment dial 63 for adjusting the flow rate of the flowing water or the diameter of the outlet 27 is provided on the upper end surface of the grip portion 61. If this washing machine main body 4A is used, the output and flow rate of running water can be easily adjusted with one hand, and oral cavity washing can be performed quickly and reliably.
  • the cross-sectional shape of the outlet 27 of the vibrator case 21 is circular, but this shape may be changed to an elliptical shape. In this case, not a single point but a line-like cleaning is possible.
  • vibrator 22 was disk shape, it is good also as elliptical shape. In this case, the maximum diameter (major axis) of the ultrasonic transducer 22 is set to 50 mm or less. Further, the ultrasonic transducer 22 may be a rectangular transducer. In this case, the outlet 27 of the transducer case 21 is changed to a slit shape according to the shape of the ultrasonic transducer 22.
  • cleaning range of the washing machine main body 4 can be extended in line shape, and oral cavity washing
  • the calculated value is calculated by the following equation: ultrasonic frequency f (kHz) ⁇ area S (m 2 ) of ultrasonic transducer 22 ⁇ average supply power P (W). Is preferably set to be 100 or less. If it does in this way, the ultrasonic wave S1 of the sound pressure suitable for oral cavity washing
  • the dedicated suction drainage device 6 is provided, but is not limited thereto.
  • the dental treatment unit is provided with a vacuum device and an electric pump type suction tube.
  • a joint portion 39 of the suction nozzle 30 may be connected to the vacuum device or the electric pump type suction tube to constitute a flowing water type ultrasonic oral cleaning device.
  • a hospital bed with a suction pipe installed has been put to practical use.
  • a joint part 39 of the suction nozzle 30 may be connected to the suction pipe to constitute a flowing water type ultrasonic oral cleaning device.
  • a notification means for example, for notifying the ultrasonic control device 5 of the oscillation of the ultrasonic transducer 22 (output of the ultrasonic wave S1) by sound or light) A buzzer or lamp
  • a buzzer or lamp may be provided. If it does in this way, in a clinical field, efficient use of flowing water type ultrasonic mouthwashing device 1 will be attained.
  • a grip portion connected to a rear end portion of the case, and a switch that is provided so as to protrude from the grip portion and controls the output of the flowing water And a flowing water type ultrasonic oral cleaning device.
  • a flowing water type ultrasonic oral cleaning device that ultrasonically cleans the inside of the oral cavity while pouring the cleaning liquid to which ultrasonic waves are propagated as line-shaped flowing water, and an ultrasonic transducer that propagates ultrasonic waves to the cleaning liquid;
  • a vibrator mounting portion provided on one end side for mounting the ultrasonic transducer, a supply port for supplying cleaning liquid to the vibration surface of the ultrasonic transducer, and the other end facing the transducer mounting portion
  • a cleaning liquid draining means for draining used cleaning liquid that has been ultrasonically cleaned in the oral cavity, the oscillation frequency for driving the ultrasonic vibrator being f (kHz), the area of the ultrasonic vibrator being S (m 2 ), Ultrasound A flowing water type ultrasonic oral cleaning device characterized in that a value

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Abstract

【課題】口腔内を効率よく確実に洗浄することができる流水式超音波口腔洗浄装置を提供すること。 【解決手段】流水式超音波口腔洗浄装置１において、洗浄液供給装置２の洗浄液Ｗ１が供給口２６を介して振動子ケース２１内に供給される。振動子ケース２１内において振動子装着部２３に装着された超音波振動子２２から洗浄液Ｗ１に超音波Ｓ１が伝搬される。振動子ケース２１内において先端部で洗浄液Ｗ１の流水が収束された後、流出口２７から口腔内に出力される。流水式超音波口腔洗浄装置１において、直径が５０ｍｍ以下の超音波振動子２２に１００Ｗ以下の電力を供給し、周波数が１００ｋＨｚ以上３ＭＨｚ以下の超音波Ｓ１を洗浄液Ｗ１に伝搬させる。

Description

流水式超音波口腔洗浄装置、及び流水式超音波口腔洗浄方法
　本発明は、口腔内において、歯の表面、歯科用インプラント及び口腔粘膜上の微生物や食物残渣等を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄装置、及び流水式超音波口腔洗浄方法に関するものである。
　従来、歯科治療において、口腔内を高水圧のジェット水流で洗浄する口腔内洗浄装置が実用化されている。この口腔内洗浄装置を用いる場合、洗浄液が大量に必要となる。また、歯科治療時には、洗浄後の洗浄液を口腔内から排出する必要があるが、排液量が多くなると、排水装置の処理能力を高める必要がある。このため、洗浄液や排液処理のコストなどが増加してしまう。
　歯科治療においては、超音波振動を利用して歯垢等を除去する超音波スケーラや超音波歯ブラシなどの口腔清掃装置が実用化されている。また、歯科治療の装置としての開示はないが、超音波振動を利用して異物を除去する超音波異物除去装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の超音波異物除去装置では、超音波振動子からの超音波振動がホーンに伝達され、ホーンの先端部によって異物除去が行われる。この装置には、異物を洗い流す洗浄液を供給する供給手段と、洗浄液とともに異物を吸引するための吸引手段が設けられている。この超音波異物除去装置を利用して口腔洗浄を行うことは可能である。
　上述した超音波スケーラ、超音波歯ブラシ、超音波異物除去装置などの清掃装置を用いて口腔洗浄を行う場合、洗浄液の使用量を抑えることが可能となる。
特開平１１−３１８９１７号公報
　ところで、超音波振動を利用した従来の口腔清掃装置では、振動部材（チップ、ブラシの毛先、ホーンなど）を歯に直接当てて、超音波振動によって歯垢を破壊し除去している。このような口腔清掃装置を使用者が使いこなすには、相当な技量（操作熟練度）が必要となる。すなわち、歯垢のある部位に確実に振動部材を当接させないと歯垢を除去することができないため、歯垢の除去に時間がかかることに加え、歯垢の取り残し等の問題が生じてしまう。このため、使用者の技量にかかわらず口腔洗浄を効率よく確実に行える洗浄装置が望まれている。
　因みに、歯科治療以外の分野では、流水式超音波洗浄機が実用化されている。この流水式超音波洗浄機では、ケース内に超音波振動子を備えており、ケース内に供給された洗浄液に超音波振動子から超音波を伝搬させる。そして、その超音波を伝搬させた洗浄液の流水を放水ノズルから出力することで、半導体基板などの被洗浄物の洗浄が行われる。この流水式超音波洗浄機では、比較的高い周波数（数ＭＨｚ程度）の超音波が利用されており、半導体基板などに付着した微細な汚れを除去するようにしている。ところが、この洗浄機で用いられている高周波の超音波は指向性が鋭く、放射ノズルの出口付近において超音波が比較的狭い範囲で強く収束している。従って、熱に弱い被洗浄物（アクリル板など）をノズル近傍（焦点付近）に配置すると、被洗浄物が発熱して溶けてしまうことがある。特に、口腔内を洗浄する場合では歯茎等が低温やけどになる可能性がある。このため、従来では歯科治療の分野において流水式超音波洗浄機の使用は検討されていなかった。
　特許文献１の超音波異物除去装置では、ホーンの先端を振動させるために比較的低周波（３０ｋＨｚ~５０ｋＨｚ）の超音波が用いられている。このような低周波の超音波を流水式超音波洗浄機に用いる場合、超音波の指向性が鈍くなるため、超音波の焦点がぼやけ、歯垢等を除去するための十分な音圧を得ることができない。また、低周波の超音波を用いる場合、使用する超音波振動子の直径を大きくすれば、超音波をある程度収束させることは可能であるが、洗浄装置が大型化する。このため、歯科治療用の超音波洗浄装置として実用化することが困難となる。
　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、口腔内を効率よく確実に洗浄することができる流水式超音波口腔洗浄装置及び流水式超音波口腔洗浄方法を提供することにある。
　上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、超音波を伝搬させた洗浄液を流水として注ぎながら口腔内を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄装置であって、前記洗浄液に超音波を伝搬させる超音波振動子と、一端側に設けられ前記超音波振動子を装着するための振動子装着部と、前記超音波振動子の振動面に洗浄液を供給する供給口と、前記振動子装着部と対向する他端側に行くに従って先細りした形状の先端部に設けられ、前記洗浄液を流水として出力する流出口とを有するケースと、前記ケースの供給口に接続され、前記ケース内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記口腔内を超音波洗浄した使用済みの洗浄液を排水する洗浄液排水手段とを備え、前記超音波振動子を駆動する発振周波数は１００ｋＨｚ以上３ＭＨｚ以下であり、前記超音波振動子の直径は５０ｍｍ以下であり、前記超音波振動子への供給電力は１００Ｗ以下であることを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置をその要旨とする。
　請求項１に記載の発明によると、洗浄液供給手段からの洗浄液が供給口を介してケース内に供給され、ケース内の振動子装着部に装着された超音波振動子により超音波が洗浄液に伝搬される。ケースの先端部は流出口に向けて先細り形状となっており、ケース内において超音波が伝搬された洗浄液は、先端部で流水が収束された後、流出口から口腔内に出力される。本発明に用いられる超音波振動子の発振周波数（超音波の周波数）は１００ｋＨｚ以上３ＭＨｚ以下であり、超音波振動子の直径が５０ｍｍ以下である。この場合、超音波は、流出口付近において歯などの処置部のサイズに対応した幅をもって適度に収束される。また、超音波振動子への供給電力は１００Ｗ以下であるため、強い音圧の超音波が作用して歯茎等が低温やけどになるといった問題が回避される。従って、口腔内の処置部に流水を当てることにより、適度な音圧の超音波が確実に作用し、歯垢や口腔粘膜上の微生物や食物残渣等が効率よく除去される。その後、口腔内を超音波洗浄した使用済みの洗浄液は洗浄液排水手段によって排水される。本発明の流水式超音波口腔洗浄装置では、超音波振動子の直径が５０ｍｍ以下であり、装置をコンパクトに形成できる。このため、ケースを手で持って操作が可能となり、扱い易くなる。このように、本発明の流水式超音波口腔洗浄装置を用いれば、使用者の技量にかかわらず口腔洗浄を効率よく確実に行うことができる。
　請求項２に記載の発明は、超音波を伝搬させた洗浄液を流水として注ぎながら口腔内を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄装置であって、前記洗浄液に超音波を伝搬させる超音波振動子と、一端側に設けられ前記超音波振動子を装着するための振動子装着部と、前記超音波振動子の振動面に洗浄液を供給する供給口と、前記振動子装着部と対向する他端側に行くに従って先細りした形状の先端部に設けられ、前記洗浄液を流水として出力する流出口とを有するケースと、前記ケースの供給口に接続され、前記ケース内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記口腔内を超音波洗浄した使用済みの洗浄液を排水する洗浄液排水手段とを備え、前記超音波振動子を駆動する発振周波数を１００ｋＨｚ以上としその周波数をｆ（ｋＨｚ）、前記超音波振動子の直径をＤ（ｍ）、前記超音波振動子への平均供給電力をＰ（Ｗ）としたとき、ｆ×Ｄ×Ｐの演算式により算出される値が５００以下となるように構成したことを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置をその要旨とする。
　請求項２に記載の発明によると、請求項１の発明と同様に、口腔洗浄に適した音圧の超音波を口腔内の処置部に作用させることができ、歯垢や口腔粘膜上の微生物や食物残渣等が効率よく除去される。また、超音波振動子の大きさが制限されて装置をコンパクトに形成できる。このため、ケースを手で持って操作が可能となり、扱い易くなる。このようにしても、使用者の技量にかかわらず口腔洗浄を効率よく確実に行うことができる。
　請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記ケースの流出口に、前記流水の方向を変更可能な曲げノズルを設置し、前記曲げノズルは、前記ケースの中心軸に対して５°以上９０°未満の角度で曲げられていることをその要旨とする。
　請求項３に記載の発明によると、ケースの流出口に曲げノズルを設けることにより、流水の方向がケースの中心軸に対して５°以上９０°以下の角度で変更される。このようにすると、口腔内において前歯の後ろ側、奥歯、歯間などの部分にも確実に流水を当てることができる。
　請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記曲げノズルは、ノズル先端の開口方向とは反対側となる方向に一旦曲げてその先端側にて曲げ戻すように屈曲されており、前記曲げノズル内における屈曲部分には、前記超音波を前記開口方向に反射するための反射板が設けられていることを要旨とする。
　請求項４に記載の発明によると、曲げノズルを屈曲させることにより、流水の方向がケースの中心軸に対して５°以上９０°以下の角度で変更することができる。このようにすると、口腔内において前歯の後ろ側、奥歯、歯間などの部分にも確実に流水を当てることができる。また、屈曲部分に設けられた反射板によってノズル先端に超音波を確実に導くことができ、前歯の後ろ側、奥歯、歯間などの部分に超音波を確実に作用させることができる。
　請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記曲げノズルは、前記ノズル先端が前記ケースの中心軸上に配置されることを要旨とする。
　請求項５に記載の発明によると、ノズル先端がケースの中心軸上に配置されるので、口腔内の処置部に対応する位置にノズル先端を容易に配置させることができ、口腔洗浄を効率よく確実に行うことができる。
　請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれかにおいて、前記曲げノズルは、前記ノズル先端の開口径が前記超音波の波長よりも大きくなるよう形成されていることを要旨とする。
　請求項６に記載の発明によると、ノズル先端の開口径（ノズル径）が超音波の波長よりも大きくなるよう形成されているので、ノズル先端での超音波の反射が少なくなる。従って、超音波が減衰することなく流水に伝搬されるため、口腔内の処置部に超音波を確実に作用させることができる。
　請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記洗浄液排水手段は、扇型に拡がった吸入口を有することをその要旨とする。
　請求項７に記載の発明によると、洗浄液排水手段の吸入口は扇型に拡がっているので、口腔内の処置部に当たって下方に落ちる使用済みの洗浄液を確実に吸引して排水することができる。
　請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記ケース内に設けられ、前記流水に光を伝搬させるための発光手段を備えたことをその要旨とする。
　請求項８に記載の発明によると、発光手段によって流水に伝搬された光は、流出口から流水とともに出力される。このようにすると、流水の洗浄ポイントを光で示すことができ、口腔洗浄を確実に行うことができる。
　請求項９に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記ケースにおいて、前記流出口側に行くに従って先細りするように形成された外壁部の少なくとも２箇所に発光手段を設け、該各発光手段が発する光の交差位置にて洗浄ポイントを示すようにしたことをその要旨とする。
　請求項９に記載の発明によると、超音波振動子から照射された超音波の音圧は、超音波振動子からの距離に応じて変化するが、口腔洗浄に適した音圧の洗浄ポイントを光の交差位置にて示すことができる。従って、その交差位置にて示される洗浄ポイントを口腔内の処置部に合わせることにより、口腔洗浄を効率よく確実に行うことができる。
　請求項１０に記載の発明は、請求項８または９において、前記発光手段のうちの少なくとも１つは、４６５ｎｍの波長を有する光を出力することをその要旨とする。
　請求項１０に記載の発明によると、発光手段から４６５ｎｍの波長を有する光が口腔内に照射される。ここで、歯周病を引き起こすグラム陰性菌を多く含むプラーク（歯垢）は、４６５ｎｍの光に対して赤色の反射光がある。この赤色の反射光の有無によって、プラークの落ち具合を目視で確認することができる。
　請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかにおいて、前記洗浄液供給手段の洗浄液に炭酸ガスをバブリングするバブリング手段をさらに備えたことをその要旨とする。
　請求項１１に記載の発明によると、洗浄液に含まれる空気が炭酸ガスに置換されるので、超音波の照射によるソノケミカル反応を抑えることができる。
　請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれかにおいて、前記洗浄液排出手段は、歯科治療ユニットに設けられたバキューム装置、電動ポンプ式吸引管、または、入院ベッドに設置された吸引用配管に接続可能なジョイント部を有していることをその要旨とする。
　請求項１２に記載の発明によると、歯科治療ユニットや入院ベッドに設けられた既存設備を利用して、口腔洗浄後の洗浄液を排水できるので、装置コストを低く抑えることができる。
　請求項１３に記載の発明は、超音波を伝搬させた洗浄液を流水として注ぎながら口腔内を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄方法であって、直径が５０ｍｍ以下の超音波振動子に１００Ｗ以下の電力を供給し、周波数が１００ｋＨｚ以上３ＭＨｚ以下の超音波を洗浄液に伝搬させるステップと、前記超音波を伝搬させた洗浄液を流水として前記口腔内に出力し、処置部に前記流水を当てて超音波を作用させるステップとを含むことを特徴とする流水式超音波口腔洗浄方法をその要旨とする。
　請求項１３に記載の発明によると、超音波振動子から出力された超音波は処置部のサイズに対応した幅をもって適度に収束され、歯垢や口腔粘膜上の微生物や食物残渣等が効率よく除去される。このようにすると、使用者の技量にかかわらず口腔洗浄を効率よく確実に行うことができる。
　請求項１４に記載の発明は、超音波を伝搬させた洗浄液を流水として注ぎながら口腔内を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄方法であって、超音波振動子を駆動する発振周波数を１００ｋＨｚ以上としその周波数をｆ（ｋＨｚ）、前記超音波振動子の直径をＤ（ｍ）、前記超音波振動子への平均供給電力をＰ（Ｗ）としたとき、ｆ×Ｄ×Ｐの演算式により算出される値が５００以下となるように設定し、前記超音波振動子を用いて前記超音波を洗浄液に伝搬させるステップと、前記超音波を伝搬させた洗浄液を流水として前記口腔内に出力し、処置部に前記流水を当てて超音波を作用させるステップとを含むことを特徴とする流水式超音波口腔洗浄方法をその要旨とする。
　請求項１４に記載の発明によると、口腔洗浄に適した音圧の超音波を口腔内の処置部に作用させることができ、歯垢や口腔粘膜上の微生物や食物残渣等が効率よく除去される。このようにしても、使用者の技量にかかわらず口腔洗浄を効率よく確実に行うことができる。
　以上詳述したように、請求項１乃至１４に記載の発明によると、口腔内を効率よく確実に洗浄することができる。
一実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置を示す概略構成図。 洗浄機本体及び吸引ノズルを示す斜視図。 洗浄機本体を示す断面図。 流水式超音波口腔洗浄装置を用いた洗浄方法を示す説明図。 ４００ｋＨｚの超音波の音圧分布を示す説明図。 ２．４ＭＨｚの超音波の音圧分布を示す説明図。 ２００ｋＨｚの超音波の音圧分布を示す説明図。 超音波口腔洗浄前の上顎前歯部の唇側の写真を示す説明図。 超音波口腔洗浄後の上顎前歯部の唇側の写真を示す説明図。 ミニブタの歯肉粘膜の組織像を示す断面図。 超音波口腔洗浄による歯垢除去率を示すグラフ。 プラーク付着前の試験片のＳＥＭ写真を示す説明図。 プラーク付着後の試験片のＳＥＭ写真を示す説明図。 超音波口腔洗浄後の試験片のＳＥＭ写真を示す説明図。 別の実施の形態の曲げノズルを示す断面図。 別の実施の形態の洗浄機本体及び吸引ノズルを示す斜視図。 別の実施の形態の洗浄機本体を示す断面図。 別の実施の形態の洗浄機本体を示す断面図。 別の実施の形態の洗浄機本体を示す断面図。 別の実施の形態の洗浄機本体を示す断面図。 別の実施の形態の洗浄機本体を示す断面図。 別の実施の形態の洗浄液供給装置を示す概略構成図。 別の実施の形態の洗浄機本体を示す斜視図。
　以下、本発明を流水式超音波口腔洗浄装置に具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
　図１は、本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１を示す概略構成図である。図１に示されるように、流水式超音波口腔洗浄装置１は、洗浄液供給装置２（洗浄液供給手段）、流量コントローラ３、洗浄機本体４、超音波制御装置５及び吸引排水装置６を備えている。流水式超音波口腔洗浄装置１は、超音波Ｓ１を伝搬させた洗浄液Ｗ１を流水として口腔内に注ぎながら超音波洗浄する。
　洗浄液供給装置２は、洗浄液Ｗ１を貯留する洗浄液タンク１１と、その洗浄液タンク１１に接続されるポンプ１２とを備える。洗浄液供給装置２は、供給配管１３を介して洗浄機本体４に接続されており、ポンプ１２を駆動することによって洗浄液タンク１１内の洗浄液Ｗ１を洗浄機本体４に供給する。
　流量コントローラ３は、洗浄液供給装置２と洗浄機本体４とを接続する供給配管１３の途中に設けられており、洗浄液Ｗ１の流量を調整するための操作ツマミ１５を備えている。流量コントローラ３は、操作ツマミ１５の操作量に応じて、洗浄機本体４に供給する洗浄液Ｗ１の流量を３Ｌ~０．１Ｌ／分の範囲内で制御する。
　洗浄機本体４は、ペン型の形状を有する振動子ケース２１と、振動子ケース２１内に装着され、洗浄液Ｗ１に超音波Ｓ１を伝搬させる円板状の超音波振動子２２とを備える。超音波振動子２２の直径は、例えばφ３０ｍｍであり、４００ｋＨｚの周波数の超音波Ｓ１を洗浄液Ｗ１中に出力する。振動子ケース２１において、一端側（図１では左側となる後端側）となる振動子装着部２３に超音波振動子２２が設けられている。また、振動子ケース２１の側面には、超音波振動子２２の振動面２４に洗浄液Ｗ１を供給するための供給口２６が設けられており、その供給口２６に供給配管１３の端部が接続されている。さらに、振動子ケース２１は、超音波振動子と対向する他端側（図１では右側となる先端側）にいくに従って先細りした形状に形成され、その先端部には洗浄液Ｗ１を流水として出力する流出口２７が設けられている。
　本実施の形態において、振動子ケース２１の外径は、手で持つことが可能なサイズであり、例えば４０ｍｍ程度である。振動子ケース２１における後端部の内径は、超音波振動子２２のサイズに合わせて３０ｍｍとなっている。また、振動子ケース２１において、先端部の流出口２７の口径は、例えば５ｍｍ程度であり、超音波振動子２２の振動面２４から流出口２７までの距離は、例えば５０ｍｍ程度である。さらに、本実施の形態の洗浄機本体４において、振動子ケース２１の流出口２７には、流水の方向を変更可能な曲げノズル２８が設けられている。この曲げノズル２８は、流水の方向が吸引ノズル３０（洗浄液排水手段）側に向くように曲げられている。具体的には、図３に示されるように、振動子ケース２１の中心軸Ｏ１に対して、ノズル先端部の角度θ１が５°~９０°となるように曲げられている。また、曲げノズル２８におけるノズル先端の開口径（ノズル径）は、４ｍｍであり、超音波の波長よりも大きくなるよう形成されている。本実施の形態では、超音波の周波数が４００ｋＨｚ、洗浄液Ｗ１の音速が１５００ｍ／ｓであるため、超音波の波長は、３．７５ｍｍ（＝１５００ｍ／ｓ÷４００ｋＨｚ）となる。
　本実施の形態では、振動子ケース２１の流出口２７及び曲げノズル２８の断面形状は円形である。また、曲げノズル２８の角度θ１は、固定であってもよいし、自由に調整できるように構成してもよい。具体的には、例えば、ノズル２８を蛇腹状の管で構成し、ノズル２８の角度θ１を調整してもよい。また、振動子ケース２１の中心軸Ｏ１を基準にしてノズル２８の曲げ方向を回転可能に構成してもよい。さらに、曲げノズル２８の長さは、処置部となる奥歯、前歯、歯間などの洗浄位置に応じて適宜変更してもよい。例えば、前歯を洗浄する場合には２ｃｍ程度の長さのノズルを用い、奥歯を洗浄する場合には５ｃｍ程度の長さのノズルを用いるようにしてもよい。
　本実施の形態において、振動子ケース２１及び曲げノズル２８は、ステンレスなどの金属材にて形成されている。なお、振動子ケース２１及び曲げノズル２８は、金属以外に、ガラス、セラミック、樹脂などを用いて形成してもよい。
　図１に示されるように、超音波制御装置５は、発振回路３１とフットスイッチ３２とを備える。フットスイッチ３２は、使用者の足で操作する操作部材であり、超音波Ｓ１のオン・オフを制御する出力スイッチ３３や、超音波の出力モード（連続モード、バーストモード）を切り替えるモード切り替えスイッチ３４，３５などが設けられている。
　フットスイッチ３２は、各スイッチ３３~３５の操作状況に応じたスイッチ信号を発振回路３１に出力する。発振回路３１は、配線コード３６を介して洗浄機本体４の超音波振動子２２に電気的に接続されており、フットスイッチ３２のスイッチ信号に応じた駆動信号を超音波振動子２２に出力する。ここで、超音波Ｓ１の出力モードとして連続モードが選択された場合、超音波振動子２２が連続的に駆動され、バーストモードが選択された場合には、超音波振動子２２が間歇的に駆動される。本実施の形態において、超音波制御装置５の発振回路３１から超音波振動子２２に供給される平均供給電力は、約１２Ｗである。また、発振回路３１の発振周波数は、４００ｋＨｚである。
　吸引ノズル３０は、イチョウの葉のように扇型に拡がった吸入口３７と、吸入口３７に接続された吸引配管３８と、吸引配管３８の基端に設けられたジョイント部３９とを有し、ジョイント部３９を介して吸引排水装置６に接続されている。図２に示されるように、本実施の形態の吸引ノズル３０は、振動子ケース２１の外周面に突設された把持柄４１に固定されている。また、吸引ノズル３０の吸入口３７は、扇型の底面部３７ａとその両側に形成されたガイド部３７ｂとを有し、口腔内を超音波洗浄した使用済みの洗浄液Ｗ１を処置部４２（例えば、歯）の下側で受けて排水する（図４参照）。なお、処置部４２としては、歯の表面や歯根以外に歯科用インプラントなどであってもよい。
　図１に示されるように、吸引排水装置６は、洗浄液Ｗ１を回収する回収容器４５と、回収容器４５に接続されるポンプ４６とを備える。吸引排水装置６において、ポンプ４６を駆動することにより、洗浄液Ｗ１を吸引ノズル３０で吸引するとともに、吸引した洗浄液Ｗ１を回収容器４５内に回収する。
　本実施の形態では、流水式超音波口腔洗浄装置１の電源として、例えば、家庭用電源（図示略）が用いられている。なお、流水式超音波口腔洗浄装置１の電源をバッテリ電源に変更し、家庭用電源がない場所でも流水式超音波口腔洗浄装置１を利用できるように構成してもよい。
　次に、本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１を用いて口腔内を洗浄する方法について説明する。
　使用者（具体的には、歯医者）は、洗浄機本体４を片手で持って洗浄機本体４を移動させ、患者の口腔内の処置部４２に曲げノズル２８の先端を向けて配置するとともに、吸引ノズル３０の扇型の吸入口３７を処置部４２の下方に配置する。つまり、曲げノズル２８と吸引ノズル３０との間に処置部４２の歯を挟み込むようにする（図４参照）。また、使用者は、フットスイッチ３２のモード切り替えスイッチ３４，３５を操作して、超音波Ｓ１の出力モードを選択する。さらに、使用者は、流量コントローラ３の操作ツマミ１５を操作し、洗浄液Ｗ１の流量を例えば０．９Ｌ／分に設定する。この後、使用者は、洗浄液供給装置２及び吸引排水装置６の電源スイッチ（図示略）をオンして各ポンプ１２，４６を駆動するとともに、フットスイッチ３２の出力スイッチ３３をオンして発振回路３１を駆動する。
　この結果、洗浄液供給装置２から洗浄機本体４に洗浄液Ｗ１が供給されるとともに、洗浄機本体４の振動子ケース２１内において、超音波振動子２２から洗浄液Ｗ１に４００ｋＨｚの超音波Ｓ１が伝搬される。振動子ケース２１の先端部は流出口２７に向けて先細り形状となっており、超音波Ｓ１が伝搬された洗浄液Ｗ１は、先端部にて流水が収束された後、流出口２７及び曲げノズル２８を介して口腔内の処置部４２に当たる。このとき、処置部４２には洗浄液Ｗ１中を伝搬する超音波Ｓ１が作用して処置部４２の汚れ（粘膜状の歯垢や口腔粘膜上の微生物や食物残渣等）が除去される。そして、使用者は、洗浄後の洗浄液Ｗ１を吸引ノズル３０で吸引し、洗浄廃液として吸引排水装置６の回収容器４５内に排水する。
　このようにして、患者の口腔内を超音波洗浄した後、フットスイッチ３２の出力スイッチ３３や図示しない電源スイッチ等をオフして各装置２，５，６を停止し、超音波洗浄の処理を終了する。
　本発明者らは、超音波振動子２２から出力される４００ｋＨｚの超音波Ｓ１の音圧をシミュレーションにて確認した。その結果を図５に示している。また、図６には、２．４ＭＨｚの超音波Ｓ１を出力する場合のシミュレーション結果を示し、図７には、２００ｋＨｚの超音波Ｓ１を出力する場合のシミュレーション結果を示している。
　図５に示されるように、本実施の形態の場合、超音波振動子２２からの距離が５０ｍｍ（振動子ケース２１の流出口２７付近）~１００ｍｍ（ノズル２８の先端付近）にて、音圧の強い領域が見られている。また、図６に示す高周波（２．４ＭＨｚ）の場合と比較して、超音波振動子２２の径方向に比較的なだらかな広がりを持ち、強い収束が起きていないことが確認された。実施の形態では、直径がφ３０ｍｍである超音波振動子２２を用いたが、超音波Ｓ１が実際に出力される実効径はφ２６ｍｍであった。なお、図６に示す２．４ＭＨｚの場合には実効径がφ１１ｍｍの超音波振動子２２を用い、図７に示す２００ｋＨｚの場合には実効径がφ３０ｍｍの超音波振動子２２を用い、５０ｍｍ付近で超音波Ｓ１の焦点を結ぶようにしている。
　図５~図７に示されるように、高周波数では収束が強く起こり、低周波数ほど収束が緩やかになるが、超音波Ｓ１が収束して音圧が強くなる収束領域（振動子２２の軸方向となるＺ方向の領域）は、低周波数ほど短くなる。Ｚ方向の収束領域を広く取ろうとすると、超音波振動子２２の直径を大きくする必要がある。これらシミュレーション結果に基づいて、超音波Ｓ１が強く収束しすぎずに洗浄効果が得られること、超音波振動子２２の直径が小さいこと、Ｚ方向の収束領域が長いことの３点を考慮して、超音波振動子２２の発振周波数（超音波Ｓ１の周波数）を１００ｋＨｚ以上３ＭＨｚ以下の周波数とする。このようにすると、口腔洗浄を効率よく行うことが可能となる。
　特に、歯の隙間の微細な汚れを確実に洗浄する場合、高周波数の超音波Ｓ１を用いることが好ましい。この場合、周波数に応じて、超音波振動子２２に供給する平均供給電力を小さくするとともに、振動子径を小さく設定する。具体的には、超音波振動子２２の発振周波数をｆ（ｋＨｚ）、超音波振動子２２の直径をＤ（ｍ）、超音波振動子２２への平均供給電力をＰ（Ｗ）としたとき、ｆ×Ｄ×Ｐの演算式により算出される演算値が５００以下となるように構成する。
　因みに、半導体基板の洗浄用として製品化されている従来の流水式超音波洗浄機には、以下のような商品Ａ，Ｂ，Ｃがある。具体的には、商品Ａでは、周波数ｆが４００ｋＨｚ、振動子径Ｄが０．０４ｍ、供給電力Ｐが１００Ｗである。商品Ｂでは、周波数ｆが１ＭＨｚ、振動子径Ｄが０．０２０ｍ、供給電力Ｐが６０Ｗである。商品Ｃでは、周波数ｆが３ＭＨｚ、振動子径Ｄが０．０１５ｍ、供給電力Ｐが４０Ｗである。
　これら商品Ａ~Ｃにおいて、周波数ｆ（ｋＨｚ）×振動子径Ｄ（ｍ）×平均供給電力Ｐ（Ｗ）にて演算される演算値は、商品Ａの場合で１６００、商品Ｂの場合で１２００、商品Ｃの場合で１８００となり、いずれも５００を超えている。これに対して、周波数ｆに応じて、振動子径Ｄを小さく平均供給電力Ｐを小さくして、演算値を５００以下とすることにより、口腔洗浄に適した音圧の超音波Ｓ１を口腔内の処置部４２に作用させることができ、歯垢や口腔粘膜上の微生物や食物残渣等が効率よく除去される。
　本発明者らは、本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１を用いて、上顎前歯部の唇側のプラークを除去する場合の洗浄効果を確認した。ここでは、先ず、上顎前歯部１００の唇側に付着しているプラークをプラーク染色液で染色する（図８参照）。なお便宜上、図８では白黒の写真で上顎前歯部１００のプラークが示されているが、実際のカラー写真では、プラーク付着部位が赤色に染色されている。そして、流水式超音波口腔洗浄装置１における曲げノズル２８の先端と歯面までの距離を約２０ｍｍに保ち、超音波Ｓ１が伝搬された洗浄液Ｗ１の流水を曲げノズル２８からプラーク付着部位に６０秒間作用させた。その結果を図９に示している。図９に示されるように、口腔洗浄後の上顎前歯部１００では、染色されたプラークが表面から除去されていることが確認された。
　また、以下の手法で流水式超音波口腔洗浄装置１による組織障害性を確認した。具体的には、ミニブタの歯肉粘膜を対象にして、曲げノズル２８の先端から歯肉粘膜まで約２０ｍｍ離した状態で洗浄処置を行い、超音波Ｓ１が伝搬された洗浄液Ｗ１の流水を曲げノズル２８から歯肉粘膜に３分間作用させた。図１０には、その洗浄処置後において２４時間経過した状態での組織像１０１を示している。図１０に示されるように、上皮における好中球の浸潤や固有層における単核細胞浸潤は観察されず、水腫等の急性炎症反応も観察されなかった。このことから、流水式超音波口腔洗浄装置１による歯肉組織に対する為害作用は無いと判断することができた。
　さらに、本発明者らは、歯科用インプラント（チタン製鏡面加工及び粗面加工）に対する流水式超音波口腔洗浄装置１の洗浄効果を確認した。具体的には、先ず、歯科用インプラントと同じ表面性状をもつ試験片（鏡面加工の試験片及び粗面加工の試験片）を用意する。そして、試験片を着脱可能な入れ歯型装置に固定し、被験者の口腔内で３日間保持して表面に歯垢（バイオフィルム）を形成させた。その後、試験片を口腔外に取り出して、本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１により３分間洗浄を行った。この時の超音波振動子２２への供給電力は１２Ｗ、流水量は０．３Ｌ／分とした。またここでは、洗浄前の試験片表面における歯垢をプラーク染色液で染色しておき、洗浄前及び洗浄後における歯垢の付着状態をデジタルマイクロスコープで観察することにより、歯垢除去率を算出した。
　ここでは、試験片の表面に付着している歯垢の破壊・除去後の状態について、試験片の表面形状を全焦点画像（図示略）を用いた三次元表示により測定した。その結果、試験片上に付着したおよそ１０μｍの厚みの歯垢が剥離され、金属表面が露出していることが確認された。また、歯垢除去率は、鏡面加工及び粗面加工の両試験片とも、８０％以上であることが観察された（図１１参照）。
　さらに、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて細菌の除染程度を確認した。ここでは、インプラント試験片として、図１２のＳＥＭ写真で示される粗面加工の試験片１０３を用いている。図１２に示されるように、プラークを付着させていないプラーク非汚染表面では、粗面の凹凸が観察される。一方、図１３に示されるように、プラークを付着させた試験片１０３では、細菌塊・バイオフィルムが試験片１０３全体を覆うのが観察された。このプラーク付着試験片１０３に対して、流水式超音波口腔洗浄装置１により流水洗浄（超音波照射）を行った。その結果、図１４に示されるように、試験片１０３の表面には細菌塊・バイオフィルムは観察されず、試験片１０３の粗面における凹凸が観察された。このように、本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１を用いて口腔洗浄を行う場合、歯科用インプラントの歯垢除去にも効果的であることが確認された。
　従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
　（１）本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１において、超音波振動子２２の発振周波数ｆは４００ｋＨｚであり、超音波振動子２２の直径Ｄが３０ｍｍである。このようにすると、超音波Ｓ１は、振動子ケース２１の流出口２７付近で処置部４２のサイズに対応した幅をもって適度に収束される。また、超音波振動子２２への供給電力Ｐは１２Ｗであり、従来製品と比較して小さくなっている。このため、強い超音波Ｓ１が作用して歯茎等が低温やけどになるといった問題が回避される。従って、口腔内の処置部４２に流水を当てることにより、適度な音圧の超音波Ｓ１が確実に作用し、歯垢や口腔粘膜上の微生物や食物残渣等が効率よく除去される。このように、流水式超音波口腔洗浄装置１を用いれば、使用者の技量にかかわらず口腔洗浄を効率よく確実に行うことができる。
　（２）本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１において、超音波振動子２２の発振周波数を１００ｋＨｚ以上としその周波数をｆ（ｋＨｚ）、超音波振動子２２の直径をＤ（ｍ）、超音波振動子２２への平均供給電力をＰ（Ｗ）としたとき、ｆ×Ｄ×Ｐの演算式により算出される演算値が５００以下となるように構成することが好ましい。特に、発振周波数ｆが２００ｋＨｚ~５００ｋＨｚである場合には、演算値を２００以下にすることがより好ましい。具体的には、例えば、超音波振動子２２の発振周波数ｆを４００ｋＨｚ、振動子径Ｄを０．０３ｍ、平均供給電力Ｐを１２Ｗとする場合、演算値は１４４となる。このようにすると、口腔洗浄に適した音圧の超音波Ｓ１を口腔内の処置部４２に作用させることができ、歯垢や口腔粘膜上の微生物や食物残渣等を効率よく除去することができる。
　（３）本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１では、超音波振動子２２の直径Ｄが３０ｍｍであり、洗浄機本体４をコンパクトに形成することができる。また、洗浄機本体４はペン型であるため、洗浄機本体４を片手で持って操作が可能となり、扱い易くなる。具体的には、一方の手で洗浄機本体４を持ち、他方の手でミラーを持って、処置部４２の位置をミラーで確認しながら口腔洗浄を確実に行うことができる。
　（４）本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１において、振動子ケース２１の流出口２７に曲げノズル２８を設けることにより、流水の方向が振動子ケース２１の中心軸Ｏ１に対して５°以上９０°以下の角度θ１で変更される。このようにすると、口腔内において前歯の後ろ側、奥歯、歯間などの部分にも確実に流水を当てることができる。
　（５）本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１では、曲げノズル２８の先端の開口径（ノズル径）が超音波Ｓ１の波長よりも大きくなるよう形成されている。ここで、超音波Ｓ１の波長よりも開口径が小さいと、超音波は反射によって出口から出なくなり、流水に乗る超音波が大きく減衰してしまう。なお、超音波の反射とは、ノズル先端側から超音波振動子２２に向かって超音波が戻ることであり、ノズル角度θ１が大きくなるほど反射が大きくなる。これに対して、本実施の形態では、ノズル先端の開口径が超音波の波長よりも大きくなるよう形成されているので、ノズル先端での超音波の反射が少なくなる。従って、超音波が減衰することなく流水に確実に伝搬されるため、口腔内の処置部４２に超音波Ｓ１を確実に作用させることができる。
　（６）本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１において、吸引ノズル３０は扇型に拡がった吸入口３７を有するので、口腔内の処置部４２に当たって下方に落ちた使用済みの洗浄液Ｗ１を確実に吸引して排水することができる。
　（７）本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１では、洗浄液Ｗ１の流水の流量を調整する流量コントローラ３を備えるので、処置部４２の洗浄に適した流量に調整することができる。また、超音波制御装置５において、フットスイッチ３２を足で操作することより、超音波Ｓ１の出力モードを連続モードとバーストモードとに切り替えることができ、さらに超音波Ｓ１の出力をオン・オフ制御することができる。このようにすると、使用者は足を使って、処置部４２に作用させる超音波Ｓ１を適正に調整することができ、口腔洗浄をより確実に行うことができる。
　（８）本実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１は、洗浄液Ｗ１の流量を抑えることができるので、医療現場において大変使い易くなる。また、洗浄液Ｗ１として水を用いても、十分な洗浄効果を得ることができる。この場合、洗剤などの薬剤を使用する必要がなく、環境的にも優れた製品となる。
　なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
　・上記実施の形態において、洗浄機本体４の流出口２７に設置される曲げノズル２８は、同一方向（図３では下側方向）に屈曲するノズルであったが、これに限定されるものではない。例えば、図１５の曲げノズル２８Ａのように、ノズル先端の開口方向とは反対側となる方向（図１５では上側方向）に一旦曲げてその先端側にて曲げ戻すように屈曲されたノズルであってもよい。この曲げノズル２８Ａにおいても、振動子ケース２１の中心軸Ｏ１に対して、ノズル先端部の角度θ１が５°~９０°となっている。また、曲げノズル２８Ａ内における屈曲部分には、超音波Ｓ１をノズルの開口方向に反射する反射板２９が設けられている。さらに、曲げノズル２８Ａの先端が振動子ケースの中心軸Ｏ１上に配置されている。このような曲げノズル２８Ａを用いても、口腔内において前歯の後ろ側、奥歯、歯間などの部分に、ノズル先端を容易に配置させることができ、流水を確実に当てることができる。また、屈曲部分に設けられた反射板によってノズル先端に超音波を確実に導くことができ、前歯の後ろ側、奥歯、歯間などの部分に超音波を確実に作用させることができる。
　・上記実施の形態において、洗浄機本体４の流出口２７には流水の向きを変える曲げノズル２８，２８Ａを設けたが、曲げノズル２８，２８Ａを設けない洗浄機本体４を用い、洗浄液Ｗ１を流出口２７から直接出力するように構成してもよい。
　・上記実施の形態において、洗浄液排水手段としての吸引ノズル３０は、扇型の吸入口３７を備えるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図１６に示されるように、管状に形成された吸引ノズル５０を用いてもよい。図１６の吸引ノズル５０は、洗浄機本体４の流出口２７近傍において洗浄液Ｗ１の流水が当たる洗浄ポイントに向かって開口するように吸入口５１が開口している。この吸引ノズル５０を用いると、超音波洗浄時に口腔内に溜まった使用済みの洗浄液Ｗ１を素早く排水することができる。
　・図１７、図１８、及び図１９に示されるように、洗浄機本体４の洗浄ポイントを光で示すように構成してもよい。具体的には、図１７の洗浄機本体４では、振動子ケース２１において、洗浄液Ｗ１の供給口２６と対向する位置にＬＥＤ５３（発光手段）を設け、ＬＥＤ５３から振動子ケース２１内側に向けて光Ｌ１を発光する。この場合、振動子ケース２１内を流れる洗浄液Ｗ１中に光Ｌ１が伝搬し、ケース先端部に設けられた流出口２７から流水とともに光Ｌ１が出力される。この光Ｌ１の照射方向によって流水が当たる洗浄ポイントが示される。このため、超音波洗浄が必要な処置部４２に確実に流水を当てることができ、口腔洗浄を効率よく迅速に行うことができる。
　また、図１８に示されるように、円環状（ドーナッツ状）の超音波振動子２２Ａを用い、超音波振動子２２Ａの中心位置にＬＥＤ５３を設け、ＬＥＤ５３から流出口２７に向けて光Ｌ１を発光するように構成してもよい。なお、ＬＥＤ５３と超音波振動子２２Ａの隙間にはゴムなどの制振部材５４が介在されており、超音波振動がＬＥＤ５３に伝わらないように構成している。このように超音波振動子２２Ａの中心部にＬＥＤ５３を設けると、図１７のように振動子ケース２１の側面にＬＥＤ５３を設ける場合と比較して、強い光Ｌ１を照射することができ、洗浄ポイントを確実に示すことができる。
　さらに、図１９に示されるように、振動子ケース２１において、流出口２７側に行くに従って先細りするように形成された外壁部２１ａの２箇所にＬＥＤ５３を設け、各ＬＥＤ５３が発する光Ｌ１の交差位置にて洗浄ポイントを示すように構成してもよい。ここで、流水中の超音波Ｓ１の音圧は超音波振動子２２からの距離に応じて異なるが、その超音波Ｓ１の音圧が強くなる最適な洗浄ポイントをＬＥＤ５３の光Ｌ１によって正確に示すことができる。
　また、ＬＥＤ５３としては、４６５ｎｍの波長の光Ｌ１を発する青色ＬＥＤを用いることがより好ましい。具体的には、歯垢（プラーク）のうち、歯周病を引き起こし易いのは、グラム陰性菌を多く含むプラークで、赤血球を溶解しヘログロビンからヘムを産生する菌が多いときであるといわれている。このプラークは、４６５ｎｍの波長の光Ｌ１に対して赤色の微弱光を返してくる特性を有している。従って、４６５ｎｍの光Ｌ１をカットするサングラスをかけて、上述した口腔洗浄を行えば、プラークの落ち具合を目視で確認にすることができる。
　・図２０に示される洗浄機本体４のように、振動子ケース２１内において、超音波振動子２２の振動面２４に超音波伝搬媒体Ｗ２（具体的には水）を保持する伝搬媒体保持層５５と、洗浄液Ｗ１の流体が供給される供給層５６との２重層構造に区画する媒体保持部材５７を設けてもよい。なお、各層５５，５６の仕切りに使う媒体保持部材５７としては、ステンレス製のフィルムやポリエチレン製のフィルムなどの薄膜フィルムを用いる。この場合、洗浄処理の停止時に、洗浄液Ｗ１が供給層５６から排出されたときにも、超音波振動子２２の振動面２４に超音波伝搬媒体Ｗ２が確実に保持される。このため、超音波Ｓ１の空焚きが防止され、空焚きによって超音波振動子２２が故障するといった問題を回避することができる。
　また、図２１に示される洗浄機本体４ように、振動子ケース２１内を媒体保持部材５７によって２重層構造に区画するとともに、伝搬媒体保持層５５に冷却水Ｗ３を供給するように構成してもよい。なお、媒体保持部材５７は、超音波振動子２２の振動面２４に対して若干傾斜した状態で設けられており、伝搬媒体保持層５５における冷却水Ｗ３の容量が十分に確保されるようになっている。このようにすると、超音波Ｓ１の空焚きが防止されるのに加え、超音波振動子２２を冷却することができるので、超音波振動子２２の故障を確実に防止することができる。
　・図２２に示されるように、洗浄液供給装置２において、洗浄液Ｗ１に炭酸ガス（ＣＯ２）をバブリングするバブリング装置６０をさらに設けてもよい。このように、洗浄液Ｗ１に炭酸ガスをバブリングすると、洗浄液Ｗ１中の空気が抜けて炭酸ガスに置換される。この場合、洗浄液Ｗ１中において超音波Ｓ１の照射によるＯＨラジカル（ヒドロキシラジカル）の生成を抑制することができる。一般に、洗浄液Ｗ１に強力な超音波Ｓ１を照射すると、キャビテーションが発生し、その圧縮、崩壊過程で高温の反応場が生成される。このキャビテーションの温度は、溶存しているガスの種類によって異なり、単原子、２原子のガスの場合よりも炭素ガスのような３原子ガスのほうが低くなる。このように、洗浄液Ｗ１中において炭酸ガスを含ませることでＯＨラジカルが生成され難くなり、ＯＨラジカルによる分解反応（化学反応）が抑制される。なお、炭酸ガスの他に笑気ガス（Ｎ２Ｏ）のような３原子ガスを用いてＯＨラジカルの生成を抑えるようにしてもよい。
　・上記実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１では、ペン型の洗浄機本体４を用いたがこれに限定されるものではなく、図２３に示されるようなピストル型の洗浄機本体４Ａを用いてもよい。図２３の洗浄機本体４Ａは、振動子ケース２１の後端部に把持部６１が連結されており、その把持部６１の前面には、流水の出力（出止水）を調整するためのトリガースイッチ６２が突設されている。また、把持部６１の上端面には、流水の流量または流出口２７の口径などを調整するための調整ダイヤル６３が設けられている。この洗浄機本体４Ａを用いれば、流水の出力や流量などを片手で容易に調整することができ、口腔洗浄を迅速かつ確実に行うことができる。
　・上記実施の形態において、振動子ケース２１の流出口２７の断面形状は円形であったが、この形状を楕円形状に変更してもよい。この場合、一点ではなく、ライン状の洗浄が可能となる。また、超音波振動子２２は円板状であったが、楕円形状としてもよい。この場合、超音波振動子２２の最大径（長径）を５０ｍｍ以下に設定する。さらに、超音波振動子２２は、矩形状の振動子を用いてもよい。この場合、振動子ケース２１の流出口２７を超音波振動子２２の形状に合わせてスリット状に変更する。なお、スリットは、口腔の幅程度の長さにすることが好ましい。このようにすると、洗浄機本体４の洗浄範囲をライン状に広げることができ、口腔洗浄を迅速に行うことができる。このようなラインタイプの洗浄機本体４を用いる場合、超音波の周波数ｆ（ｋＨｚ）×超音波振動子２２の面積Ｓ（ｍ２）×平均供給電力Ｐ（Ｗ）にて演算される演算値が１００以下となるよう設定することが好ましい。このようにすると、口腔洗浄に適した音圧の超音波Ｓ１を口腔内の処置部４２に作用させることができ、歯垢や口腔粘膜上の微生物や食物残渣等が効率よく除去される。
　・上記実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１では、専用の吸引排水装置６を備えるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、歯科治療ユニットには、バキューム装置や電動ポンプ式吸引管が設けられている。このバキューム装置や電動ポンプ式吸引管に、吸引ノズル３０のジョイント部３９を接続して、流水式超音波口腔洗浄装置を構成してもよい。また、病院の入院ベッドには、吸引用配管が設置されたものも実用化されている。この吸引用配管に吸引ノズル３０のジョイント部３９を接続して、流水式超音波口腔洗浄装置を構成してもよい。このように、既存の設備を利用して流水式超音波口腔洗浄装置を構成することにより、装置コストを低減することが可能となる。
　・上記実施の形態の流水式超音波口腔洗浄装置１において、超音波制御装置５に、超音波振動子２２の発振（超音波Ｓ１の出力）を音や光で知らせるための報知手段（例えば、ブザーやランプ）を設けてもよい。このようにすると、臨床現場において、流水式超音波口腔洗浄装置１の効率的な使用が可能となる。
　次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
　（１）請求項１乃至１２のいずれか１項において、前記流水の流量または前記流出口の口径を調整可能な調整手段を備えることを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置。
　（２）請求項１乃至１２のいずれか１項において、前記洗浄液排水手段は、前記流出口の近傍において前記流水が当たる洗浄ポイントに向かって開口する吸入口を有する吸引ノズルを備えたことを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置。
　（３）請求項８において、前記発光手段は、前記超音波振動子の中心位置に設けられ、前記流出口側に向けて光を発光するＬＥＤであることを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置。
　（４）請求項８において、前記発光手段は、前記供給口と対向する位置に設けられ、前記ケースの内側に向けて光を発光するＬＥＤであることを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置。
　（５）請求項１乃至１２のいずれか１項において、前記ケースの後端部に連結された把持部と、その把持部から突出するように設けられ、前記流水の出力を制御するためのスイッチとを備えることを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置。
　（６）超音波を伝搬させた洗浄液をライン状の流水として注ぎながら口腔内を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄装置であって、前記洗浄液に超音波を伝搬させる超音波振動子と、一端側に設けられ前記超音波振動子を装着するための振動子装着部と、前記超音波振動子の振動面に洗浄液を供給する供給口と、前記振動子装着部と対向する他端側に行くに従って先細りした形状の先端部に設けられ、前記洗浄液を流水として出力する流出口とを有するケースと、前記ケースの供給口に接続され、前記ケース内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記口腔内を超音波洗浄した使用済みの洗浄液を排水する洗浄液排水手段とを備え、前記超音波振動子を駆動する発振周波数をｆ（ｋＨｚ）、超音波振動子の面積をＳ（ｍ２）、前記超音波振動子への平均供給電力をＰ（Ｗ）としたとき、ｆ×Ｓ×Ｐの演算式により算出される値が１００以下となるように構成したことを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置。
　１…流水式超音波口腔洗浄装置
　２…洗浄液供給手段としての洗浄液供給装置
　２１…振動子ケース
　２１ａ…外壁部
　２２…超音波振動子
　２３…振動子装着部
　２４…振動面
　２６…供給口
　２７…流出口
　２８，２８Ａ…曲げノズル
　２９…反射板
　３０…洗浄液排水手段としての吸引ノズル
　３７…吸入口
　５３…発光手段としてのＬＥＤ
　６０…バブリング手段としてのバブリング装置
　Ｌ１…光
　Ｏ１…中心軸
　Ｓ１…超音波
　Ｗ１…洗浄液
　θ１…角度

Claims (14)

  1. 　超音波を伝搬させた洗浄液を流水として注ぎながら口腔内を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄装置であって、
    　前記洗浄液に超音波を伝搬させる超音波振動子と、
    　一端側に設けられ前記超音波振動子を装着するための振動子装着部と、前記超音波振動子の振動面に洗浄液を供給する供給口と、前記振動子装着部と対向する他端側に行くに従って先細りした形状の先端部に設けられ、前記洗浄液を流水として出力する流出口とを有するケースと、
    　前記ケースの供給口に接続され、前記ケース内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
    　前記口腔内を超音波洗浄した使用済みの洗浄液を排水する洗浄液排水手段と
    を備え、
    　前記超音波振動子を駆動する発振周波数は１００ｋＨｚ以上３ＭＨｚ以下であり、前記超音波振動子の直径は５０ｍｍ以下であり、前記超音波振動子への供給電力は１００Ｗ以下であることを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置。
  2. 　超音波を伝搬させた洗浄液を流水として注ぎながら口腔内を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄装置であって、
    　前記洗浄液に超音波を伝搬させる超音波振動子と、
    　一端側に設けられ前記超音波振動子を装着するための振動子装着部と、前記超音波振動子の振動面に洗浄液を供給する供給口と、前記振動子装着部と対向する他端側に行くに従って先細りした形状の先端部に設けられ、前記洗浄液を流水として出力する流出口とを有するケースと、
    　前記ケースの供給口に接続され、前記ケース内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
    　前記口腔内を超音波洗浄した使用済みの洗浄液を排水する洗浄液排水手段と
    を備え、
    　前記超音波振動子を駆動する発振周波数を１００ｋＨｚ以上としその周波数をｆ（ｋＨｚ）、前記超音波振動子の直径をＤ（ｍ）、前記超音波振動子への平均供給電力をＰ（Ｗ）としたとき、ｆ×Ｄ×Ｐの演算式により算出される値が５００以下となるように構成したことを特徴とする流水式超音波口腔洗浄装置。
  3. 　前記ケースの流出口に、前記流水の方向を変更可能な曲げノズルを設置し、前記曲げノズルは、前記ケースの中心軸に対して５°以上９０°以下の角度で曲げられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  4. 　前記曲げノズルは、ノズル先端の開口方向とは反対側となる方向に一旦曲げてその先端側にて曲げ戻すように屈曲されており、前記曲げノズル内における屈曲部分には、前記超音波を前記開口方向に反射するための反射板が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  5. 　前記曲げノズルは、前記ノズル先端が前記ケースの中心軸上に配置されることを特徴とする請求項４に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  6. 　前記曲げノズルは、前記ノズル先端の開口径が前記超音波の波長よりも大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  7. 　前記洗浄液排水手段は、扇型に拡がった吸入口を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  8. 　前記ケース内に設けられ、前記流水に光を伝搬させるための発光手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  9. 　前記ケースにおいて、前記流出口側に行くに従って先細りするように形成された外壁部の少なくとも２箇所に発光手段を設け、該各発光手段が発する光の交差位置にて洗浄ポイントを示すようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  10. 　前記発光手段のうちの少なくとも１つは、４６５ｎｍの波長を有する光を出力することを特徴とする請求項８または９に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  11. 　前記洗浄液供給手段の洗浄液に炭酸ガスをバブリングするバブリング手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  12. 　前記洗浄液排出手段は、歯科治療ユニットに設けられたバキューム装置、電動ポンプ式吸引管、または、入院ベッドに設置された吸引用配管に接続可能なジョイント部を有していることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の流水式超音波口腔洗浄装置。
  13. 　超音波を伝搬させた洗浄液を流水として注ぎながら口腔内を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄方法であって、
    　直径が５０ｍｍ以下の超音波振動子に１００Ｗ以下の電力を供給し、周波数が１００ｋＨｚ以上３ＭＨｚ以下の超音波を洗浄液に伝搬させるステップと、
    　前記超音波を伝搬させた洗浄液を流水として前記口腔内に出力し、処置部に前記流水を当てて超音波を作用させるステップと
    を含むことを特徴とする流水式超音波口腔洗浄方法。
  14. 　超音波を伝搬させた洗浄液を流水として注ぎながら口腔内を超音波洗浄する流水式超音波口腔洗浄方法であって、
    　超音波振動子を駆動する発振周波数を１００ｋＨｚ以上としその周波数をｆ（ｋＨｚ）、前記超音波振動子の直径をＤ（ｍ）、前記超音波振動子への平均供給電力をＰ（Ｗ）としたとき、ｆ×Ｄ×Ｐの演算式により算出される値が５００以下となるように設定し、前記超音波振動子を用いて前記超音波を洗浄液に伝搬させるステップと、
    　前記超音波を伝搬させた洗浄液を流水として前記口腔内に出力し、処置部に前記流水を当てて超音波を作用させるステップと
    を含むことを特徴とする流水式超音波口腔洗浄方法。
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