WO2018061412A1 - 空気噴射装置、及び歯科ハンドピースシステム - Google Patents

空気噴射装置、及び歯科ハンドピースシステム Download PDF

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Abstract

映像取り込み部の位置が変わっても鮮明な映像を取得することを可能にする歯科ハンドピース用の空気噴射装置を提供するため、内側に流路が形成された柱状の中継コネクタ(41)と、一端が中継コネクタに接続された可撓性を有する管状の空気誘導管(45)と、空気誘導管を歯科ハンドピース本体に保持する手段(46)と、を備え、中継コネクタは、流路が分岐され、その1つが空気誘導管に連通している空気噴射装置とする。

Description

空気噴射装置、及び歯科ハンドピースシステム
 本発明は、歯科治療の際に用いられる、歯科ハンドピース用の空気噴射装置、及び歯科ハンドピースシステムに関する。
 歯科の治療では、歯科ハンドピース本体に工具が装着され、該工具により歯牙を切削する。このとき、施術者は切削状態を観察しながら切削を進めることが好ましい。特に、歯牙に装着する歯科補綴物は切削した歯牙との精度良い形状の一致が重要であり、この精度が歯科補綴物の寿命に大きな影響を与えることがわかっている。そのため、切削状態をより鮮明な状態で観察しながら精度よく施術することが非常に重要である。
 施術の際に歯牙の状態を観察する方法として歯牙を直接目視する方法や鏡(ミラー)を用いる方法がある。しかし、目視では死角ができてしまい、鏡は歯科ハンドピースと同時に併用することに困難がある。
 これに対して、特許文献1には、歯科ハンドピースの工具装着部に並べられるように映像を取り込むための部位が設けられ、ここから光ファイバーを通じてカメラで映像を取り込んで表示する技術が開示されている。これによれば、切削対象である歯牙を表示装置に映し出すことができるので、切削部位を観察しながら施術することが可能であるとされている。
 しかしながら、このような撮像手段を搭載した歯科ハンドピース装置は、患部の治療機能と、当該患部やその周辺領域の映像による観察機能と、を備えるものの、切削工具により生じる切削粉やハンドピースのヘッド部から噴射される冷却用加圧水による噴霧が、工具装着部周辺に備えられた映像取り込み窓に付着して観察機能を妨げる問題がある。
 これに対して特許文献2には、ハンドピース内部の圧縮空気流路から分岐された空気流路を用いて、カメラ撮影窓及び切削工具による切削部位に至る領域範囲内に対して空気流を噴射、又は、撮影窓に向けて空気流を噴射することで、切削粉と水滴による撮影窓の曇りを防止する構造が開示されている。
特開平9-56730号公報 特開2015-29694号公報
 ところが、特許文献2に記載の技術における、圧縮空気流路分岐によるカメラ撮影窓曇り防止機能は、カメラモジュールがハンドピースに内蔵され撮影窓の位置が固定された構造を前提としている。従って、カメラモジュールの映像取り込み部が工具装着部周辺に位置を変えることができるように、ハンドピース本体に保持部材を介して1箇所又は複数箇所に搭載される場合、カメラモジュールの映像取り込み部の位置を変えたときに空気流をカメラモジュールに追従させることが難しい。これによりこの場合には適切な撮影ができなかった。
 そこで本発明は上記問題点に鑑み、映像取り込み部の位置が変わっても鮮明な映像を取得することを可能にする歯科ハンドピース用の空気噴射装置を提供することを課題とする。また、この空気噴射装置を備える歯科ハンドピースシステムを提供する。
 以下、本発明について説明する。ここでは分かり易さのため、図面に付した参照符号を括弧書きで併せて記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。
 本発明の1つの態様は、歯科ハンドピース本体(1)に備えられる空気噴射装置(40)であって、内側に流路が形成された柱状の中継コネクタ(41)と、一端が中継コネクタに接続された可撓性を有する管状の空気誘導管(45)と、空気誘導管を歯科ハンドピース本体に保持する手段(46)と、を備え、中継コネクタは、流路が分岐され、その1つが空気誘導管に連通している、空気噴射装置である。
 本発明の他の態様は、歯科ハンドピース本体(1)と、歯科ハンドピース本体に備えられた工具(3)の切削部を撮像可能に具備された映像取得機器(11)と、上記空気噴射装置(40)と、を備える歯科ハンドピースシステム(100)である。
 そのときには、空気誘導管(45)が映像取得機器(11)の映像取得範囲内に空気を噴射するように空気誘導管を設置することができる。
 また、映像取得機器(11)は、その映像取得位置を変更することができるように構成してもよい。
 本発明によれば、搭載される映像取り込み部の位置が変わっても空気の噴出口を追従さ
せることができ、鮮明な映像を取得することが可能となる。
歯科ハンドピースシステム100の構成を模式的に表した図である。 図1のうちヘッド2の周辺部位を拡大して示した図である。 ヘッド周辺を平面視した図である。 図4(a)は入出光手段の構造を説明する平面図、図4(b)は入出光手段の構造を説明する断面図である。 中継コネクタ41を説明する断面図である。
 以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら形態に限定されるものではない。
 図1は1つの形態を説明するための図で、歯科ハンドピースシステム100の構成を模式的に表した図である。図2は歯科ハンドピース本体1のうちヘッド2の周辺を拡大して示した図である。図3は歯科ハンドピース本体1のヘッド2の周辺を拡大して示した図で、工具3が装着される側から映像取得機器11について説明する図である。
  歯科ハンドピースシステム100は、歯科ハンドピース本体1と、歯科ハンドピース用撮像装置10と、空気噴射装置40と、を有して構成されている。
 本形態では歯科ハンドピース本体1は公知のものを用いることができる。すなわち、ヘッド2を有し、ヘッド2の1つの面である工具装着面2aには工具装着部が具備され、ここに歯科用ドリル等の工具3が装着される。後述する中継コネクタ41を介して歯科ハンドピース本体1に接続された空気管6から供給される空気(エア)を、歯科ハンドピース本体1内に設けられた流路に流すことにより、工具3に回転力が付与される。さらに図示は省略するが、ハンドピース本体1のヘッド2には工具3に向けて空気を噴射する空気の噴射口が設けられてもよく、ここから噴射される空気が空気管6から供給されても良い。これら工具の回転のため、及び工具へ向けて噴射される空気は後述するように中継コネクタ41により分岐された空気の一部である。
  また、図3に表れているようにヘッド2のうち、工具装着面2aには4つの冷却水射出口2bが具備されている。中継コネクタ41を介して歯科ハンドピース本体1に接続された冷却水管5から供給される冷却水を、歯科ハンドピース本体1内に設けられた流路に流すことにより冷却水射出口2bから冷却水が射出される。
  ここで1つの例として歯科ハンドピース本体1の形態を示したが、上記したようにこれに限定されることなく公知の歯科ハンドピース本体を適用することができる。
 歯科ハンドピース用撮像装置10は、映像取得機器11、処理手段21、及び表示手段31を備えている。
 本形態で映像取得機器11は、導光手段12、入出光手段13、及び保持部材14を有して構成されている。
  導光手段12はその内側を光が導かれるように構成されたケーブル状の部材である。導光手段12の内側には少なくとも2つの導光路が形成される。すなわち映像用導光路12a、及び光源光用導光路12bである。映像用導光路12a、光源光用導光路12bを形成するための光を導く具体的な形態は特に限定されることはないが、例えば光ファイバーを挙げることができる。
 ここで、導光手段12は、可撓性を有し、所定の位置においてその姿勢を維持することができることが好ましい。これにより映像取得機器11を所望の姿勢に変形し、その姿勢を維持することが可能となる。
 入出光手段13は、図1、図2からわかるように、導光手段12のうちの一方の先端に配置される。図4には、映像取得機器11のうち、入出光手段13の周辺に注目した図を示した。図4(a)は図1の工具3側から入出光手段13を見た図(すなわち図3と同じ視点から見た図)であり、図4(b)は図1と同じ視点で、図4(a)に示したIVb-IVb線に沿った断面を表す図である。
 入出光手段13は、図4(a)からわかるように、その内側に入光部13a及び光源光出光部13bを有している。
  入光部13aは口腔内からの光を入光させ、撮影すべき像を取得して、上記した導光手段12の映像用導光路12aに光を導く機能を有する。従って入光部13aは映像用導光路12aに連通するように構成されている。
  一方、光源光出光部13bは、上記した導光手段12の光源光用導光路12bから光源光を受け、これを口腔内照明光として出光する機能を有する。従って光源光出光部13bは光源光用導光路12bに連通するように構成されている。
 このような入光部13a及び光源光出光部13bを形成するため、本形態では入出光手段13は次のような構成を備えている。
 入出光手段13は入光部13aにおいて、図4(b)からわかるように、外周壁部13cを有している。外周壁部13cは管状の部材であり、該管状である内側に入光部13aが形成され、ここに口腔内からの光が入光する。従って、外周壁部13cの内面は光の反射率が高い表面とされていることが好ましい。これには例えば外周壁部13cを金属で構成し、その内面を鏡面とすることを挙げることができる。
 外周壁部13cは、その壁部の一部が切り欠かれ、取込口13dが形成されている。取込口13dは、外周壁部13cの管状内に口腔内からの光を取得することができるように光が透過する部位である。従って、単に孔を開ける他、ここに透光性を有するガラスや樹脂を配置してもよい。
 また、外周壁部13cのうち、導光手段12に接続された側とは反対側には、反射部材13eが具備されている。反射部材13eは光の反射率が高い部材により構成されており、図4(b)からわかるように、取込口13dから入射した光を導光方向に近付けるように反射するための傾斜した面を有している。反射部材13eは光の反射率が高い材料により構成されていれば特に限定されることはないが、金属により構成して鏡面を利用したり、樹脂により構成して空気との屈折率差による全反射を利用したりしてもよい。
 図示及び詳細の説明は省略するが、光源光出光部13bも入光部13aと同様の構成を備えている。すなわち、外周壁部13c、取込口13d等と同様の構成である外周壁部、光源光出射口13f、及び反射部材を備えて構成されている。
 保持部材14は、図1からわかるように、導光手段12から突出するように設けられる部材で、導光手段12、入出光手段13を歯科ハンドピース本体1に取り付けて保持することを可能とする手段である。保持部材14はこのような保持が可能であれば具体的な形態は特に限定されることなく、歯科ハンドピース本体1を挟むように構成されるものや、歯科ハンドピース本体1に吸着するような構成のもの等を挙げることができる。
  ここで保持部材は、入出光手段を歯科ハンドピースに保持することができればよく、従って、保持部材が入出光手段に設けられても良い。
  また保持部材14の員数も特に限定されることはなく、本形態では2つであるが、1つでもよいし3つ以上具備されていてもよい。
 このような映像取得機器11は、歯科ハンドピース本体1に対して次のように取り付けられて保持される。すなわち、図1~図3よりわかるように、保持部材14を歯科ハンドピース本体1に取り付ける。このとき、入出光手段13の取込口13dが工具3側に向くように配置される。
 取込口13dをこのように配置することで、工具3により歯牙等を切削している最中の様子の映像を取得することが可能となる。
 また、上記したように導光手段12を可撓性を有するもので形成したときは、入出光手段13を図4(a)に矢印IVc、図4(b)に矢印IVdで示したように移動させてその姿勢に保持することが可能となる。従って、例えば図3に破線で示した入出光手段13のように、実線で示した入出光手段13の位置から他の位置に入出光手段13を移動させることもできる。これにより撮影したい部位、角度に適切に対応することが可能となる。
 図1に戻り、歯科ハンドピース用撮像装置10の他の構成について説明する。
  処理手段21は、映像取得機器11に光源光を供給し、及び取得した光を処理する手段である。そのため、処理手段21は、光源22、光電変換手段23、受信手段24、中央演算子25、記憶手段26、RAM27、及び送信手段28を備えて構成されている。
 光源22は口腔内の照明に供される光を提供する光源である。従って白色光が好ましい。光源の種類は特に限定されることはないが、寿命や省エネルギーの観点から発光ダイオード(LED)が好ましい。
  図1からもわかるように、光源22は導光手段12のうち光源光用導光路12bに接続される。
 光電変換手段23は、入力された光を電気的な信号に変換する手段である。かかる手段であればその具体的な形態は限定されることはないが、例えばCCDやCMOS等を挙げることができる。従って、図1からわかるように、光電変換手段23は導光手段12のうち映像用導光路12aに接続され、ここを導光される光を電気的信号に変換する。
 受信手段24は、光電変換手段23からの、口腔内からの光に基づいた電気的信号を取り入れる機能を有する部材であり、光電変換手段23に接続される。いわゆる入力ポート、入力コネクタ等もこれに含まれる。接続の態様は有線、無線を問わない。
 中央演算子25はいわゆるCPUであり、画像処理手段やその他の各種演算手段として機能する。すなわち、中央演算子25は、記憶媒体として機能する記憶手段26に記憶された各種プログラムを実行し、所定の結果を演算して出力する。
  中央演算子25が画像処理手段として機能するときには、受信手段24からの電気的信号を取り入れ、プログラムに基づいて演算をし、その結果としての映像信号を生成する。このとき、受信した信号を映像としてそのまま表示する他、必要に応じて、映像の一部を拡大したり、一部を目立つように表示したり、画面上で採寸したり等、映像的な効果を加えることもできる。これにより施術者にとって利便性が向上する。このような画像処理のためのプログラムは公知のものを適用することができる。
  また中央演算子25は、受信手段24、記憶手段26、RAM27、送信手段28等の処理手段21に備えられる他の部材に接続されており、プログラムに基づいてこれらを制御できるように構成されている。
 記憶手段26は、中央演算子25でおこなわれる演算の根拠となる各種プログラムやデータが保存される記憶媒体として機能する部材である。さらに記憶手段26は、保管すべき映像や患者のデータ等を保管する保管手段として機能してもよい。
 RAM27は、中央演算子25による演算の作業領域や一時的なデータの記憶手段として機能する部材である。RAM27は、SRAM、DRAM、フラッシュメモリ等で構成することができ、公知のRAMと同様である。
 送信手段28は、得られた結果のうち表示手段31に送信すべき信号を送信する機能を有する部材である。いわゆる出力ポート、出力コネクタ等もこれに含まれる。送信の態様は有線、無線を問わない。
 表示手段31は、処理手段21の送信手段28に接続され、ここから取得した情報に基づいて映像を表示する手段であり、各種モニタ等が用いられる。
 ここでは歯科ハンドピース用撮像装置10の1つの形態を説明したが、歯科ハンドピース用撮像装置の具体的な形態はこれに限定されず、本発明の効果を奏するように形成できれば他の形態のものを適用することもできる。
  これには例えば映像取得機器11内に光電変換手段を備え、導光手段12ではなく代わりに変換後の電気信号を導線などの電気信号伝達手段によって受信手段24へと信号伝達する形態を挙げることができる。
  また,他の例として光源はハンドピースに内蔵される照明光を利用して口腔内からの反射光を取り込み、映像を取得するように構成することも可能である。
 空気噴射装置40は、歯科ハンドピース用撮像装置10の映像取得機器11の映像撮影範囲内に空気を噴射し、冷却水や切削屑による視界不良を解消する装置である。
  そのために、空気噴射装置40は、中継コネクタ41、空気誘導管45、及び保持部材46を有して構成されている。
 中継コネクタ41は、中に流路が形成された柱状の部材であり、その一方の端部にハンドピース本体1、他方の端部に冷却水を供給する冷却水管5及び空気を供給する空気管6が接続され、空気を分岐する機能を有する。図5には中継コネクタ41の断面図を表した。図5にも表れているように、中継コネクタ41は、本体42、及び導出管43を有して構成されている。
 本体42は、柱状の部材であり、その内側に軸線方向に平行に本体42を貫通する冷却水用流路42a及び空気用流路42bが形成されている。また、空気用流路42bは、本体42の側面に開口する分岐流路42cを有している。
 また、本体42のうち、ハンドピース本体1に接続する側の端部は、ハンドピース本体1に接続可能な形態である接続端子42dとされている。このとき、ハンドピース本体1に備えられる冷却水用の流路と本体42の冷却水用流路42aとが連通し、ハンドピース本体1に備えられる空気用の流路と本体42の空気用流路42bとが連通するようにするように配置される。
  同様に、本体42のうち、冷却水管5、及び空気管6に接続する側の端部は、冷却水管5及び空気管6のそれぞれが接続可能な形態である接続端子42eとされている。このとき、冷却水管5は本体42の冷却水用流路42aに連通するように接続され、空気管6は本体42の空気用流路42bに連通するように接続される。
  さらに、本体42のうち、分岐流路42cが開口した側面は、導出管43に接続及び連通可能な形態とされている。
 導出管43は管状の部材であり、分岐流路42cと空気誘導管45とを連結し、分岐流路42cから空気誘導管45へ空気を導く。上記のようにその一端は本体42に連結されている。他端は空気誘導管45が連結できるように構成されている。
  本形態では導出管43は屈曲した管により構成されているが、特に限定されることはない。
 空気誘導管45はその内側を分岐流路42cから導かれた空気が流れるように構成された管状の部材である。従って空気誘導管45の内側には空気の流路が形成される。そしてその一端は上記導出管43に接続されており、他端は映像取得機器11の撮像範囲内(例えば入出光手段13)に対して空気を噴射することができる位置にまで延び、噴射することができるように開口している。
  ここで、空気誘導管45は、可撓性を有し、所定の位置においてその姿勢を維持することができることが好ましい。これにより映像取得機器11の入出光手段13の移動に追随して空気の噴射位置を変更することができる。
 保持部材46は、図1からわかるように、空気誘導管45から突出するように設けられる部材で、空気誘導管45を歯科ハンドピース本体1に取り付けて保持することを可能とする手段である。保持部材46はこのような保持が可能であれば具体的な形態は特に限定されることなく、歯科ハンドピース本体1を挟むように構成されるものや、歯科ハンドピース本体1に吸着するような構成のもの等を挙げることができる。
  また保持部材46の員数も特に限定されることはなく、本形態では2つであるが、1つでもよいし3つ以上具備されていてもよい。
 このような空気噴射装置40は、歯科ハンドピース本体1に対して次のように取り付けて保持される。すなわち、図1よりわかるように、本体42のハンドピース本体1側の接続端子42dがハンドピース本体1のうちヘッド2とは反対側の端部に接続され、接続端子42e側に、冷却水管5及び空気管6がそれぞれ接続される。
  また、保持部材46を歯科ハンドピース本体1に取り付ける。このとき、空気誘導管45の空気噴出口が撮像範囲の内側(例えば入出光手段13の取込口13d)に向くように配置される。
 空気誘導管45をこのように配置することで、工具3により歯牙等を切削している最中でも、噴霧された冷却水や舞う切削屑を吹き飛ばして視界を確保することができ、切削部分の様子の映像を鮮明に取得することが可能となる。
 また、上記したように導光手段12を可撓性を有するもので形成したときは、入出光手段13を図4(a)に矢印IVc、図4(b)にIVdで示したように移動させてその姿勢に保持することが可能となる。従って、例えば図3に破線で示した入出光手段13のように、実線で示した入出光手段13の位置から他の位置に入出光手段13を移動させることもできる。
  そして、空気誘導管45も移動することができるように構成されているので、入出光手段13の移動に追随して空気誘導管45を移動すれば、いずれの場合にも適切に視界の確保をすることができる。
 また、本形態の空気噴射装置40では、噴射される空気は工具を回転させるため、及び/又はヘッドから噴射する空気を分岐して用いるので、新たな空気供給手段を設ける必要がない。さらには、中継コネクタ41により空気の分岐をしているので、既存の歯科ハンドピースに挿入するように取り付けることができ、後付けができるため利便性が高い。また着脱可能とすることができるので、メンテナンスもし易い。
 以上のような構成を具備する歯科ハンドピースシステム100によれば、次のように歯牙等の切削をすることが可能となる。
 歯科ハンドピース本体1については、空気を送り込むことにより装着した工具3が回転し、併せて冷却水を流入させて冷却水射出口2bから冷却水が出射される。これにより、冷却をしつつ、通常に歯牙等の切削をすることが可能である。このとき送り込まれた空気は中継コネクタ41で分岐し、一部の空気は入出光手段13に向けて噴射される。
 そして、本形態では処理手段21の光源22を点灯する。これにより光源22から光が
出射され、ここに接続された映像取得機器11に光が導かれて光源光出射口13fから出光することにより口腔内が照明される。詳しくは光源22から出射した光は光源光用導光路12bを導光され、入出光手段13に備えられる光源光出光部13bに達し、反射部材により反射されて光源光出射口13fから出光する。
 このように口腔内が照明されることにより、口腔内の映像を取得することができるようになる。すなわち、照明された口腔内からの反射光が、図4(b)に破線矢印で示したように、入出光手段13の取込口13dから入光部13aに入射し、反射部材13eにより反射して導光手段12の映像用導光路12aに入る。そして該口腔内からの光が映像用導光路12aに導光され、処理手段21により映像が生成され、表示手段31に表示される。
 以上のように、歯科ハンドピース用撮像装置10によれば、歯科ハンドピース本体1に映像取得機器11を装着して歯科ハンドピースとすることで、工具3による歯牙等の切削の状況を表示手段31により視認しながら施術することができる。ここで、空気噴射装置40により、映像取得範囲に対して空気を噴射しているので、冷却水や切削屑の影響による視界不良を大幅に低減させることができ、冷却水を用いても切削部位の鮮明な映像を得ることが可能となる。
 また、導光手段12を可撓性を有するものとすれば、取込口13dの位置を適宜変更することができ、さらに鮮明な映像を得ることや治療の内容に柔軟に対応することができる。そして、同様に空気噴射装置40の空気誘導管45も移動することができるので、取込口13dの移動に追随して移動させることが可能である。
 これに加えて処理手段21により映像を拡大する等してより観察しやすい映像を表示するようにすれば鮮明な映像に加え、細部やこれまで死角となって視認することができなかった部位も見ることができ、施術の高精度化や作業の容易性を向上させることが可能となる。
 本形態では、1つの入出光手段13を備える例を説明したが、これに限定されることなく、入出光手段を2つ以上備え、それぞれ異なる位置に配置する形態としてもよい。これに併せて、空気噴射装置40の空気誘導管45の員数を変えたり、途中で分岐させて噴射口を複数にしたりすれば、上記と同様の効果を奏するものとなる。
  これによれば映像用導光路や光源光用導光路を入出光手段の数に応じて増やす必要があるが、より多くの角度から歯牙を視認することが可能となる。
  1 歯科ハンドピース本体
  2 ヘッド
  2a 工具装着面
  2b 冷却水射出口
  3 工具
  5 冷却水管
  6 空気管
  10 歯科ハンドピース用撮像装置
  11 映像取得機器
  12 導光手段
  13 入出光手段
  13a 映像光入光部
  13b 光源光出光部
  13c 外周壁部
  13d 取込口
  13e 反射部材
  13f 光源光出射口
  14 保持部材
  21 処理手段
  22 光源
  23 光電変換手段
  24 受信手段
  25 中央演算子
  26 記憶手段
  27 RAM
  28 送信手段
  31 表示手段
  40 空気噴射装置
  41 中継コネクタ
  42 本体
  43 導出管
  45 空気誘導管
  46 保持部材
  100 歯科ハンドピースシステム

Claims (4)

  1.  歯科ハンドピース本体に備えられる空気噴射装置であって、
     内側に流路が形成された柱状の中継コネクタと、
    一端が前記中継コネクタに接続された可撓性を有する管状の空気誘導管と、
    前記空気誘導管を前記歯科ハンドピース本体に保持する手段と、を備え、
     前記中継コネクタは、
    前記流路が分岐され、その1つが前記空気誘導管に連通している、空気噴射装置。
  2.  歯科ハンドピース本体と、
    前記歯科ハンドピース本体に備えられた工具の切削部を撮像可能に具備された映像取得機器と、
     請求項1に記載の空気噴射装置と、を備える歯科ハンドピースシステム。
  3.  前記空気誘導管が前記映像取得機器の映像取得範囲内に空気を噴射するように、前記空気誘導管が設置されている請求項2に記載の歯科ハンドピースシステム。
  4.  前記映像取得機器は、その映像取得位置を変更することが可能である請求項2、又は3に記載の歯科ハンドピースシステム。
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