WO2019187495A1 - アシスト機能を有する歯科診療装置 - Google Patents

アシスト機能を有する歯科診療装置 Download PDF

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WO2019187495A1
WO2019187495A1 PCT/JP2019/000650 JP2019000650W WO2019187495A1 WO 2019187495 A1 WO2019187495 A1 WO 2019187495A1 JP 2019000650 W JP2019000650 W JP 2019000650W WO 2019187495 A1 WO2019187495 A1 WO 2019187495A1
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WO
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patient
dental
monitoring
dental care
assist function
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/000650
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
恒夫 川原
山中 通三
Original Assignee
株式会社吉田製作所
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C19/00Dental auxiliary appliances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C19/00Dental auxiliary appliances
    • A61C19/04Measuring instruments specially adapted for dentistry

Definitions

  • the present invention relates to a dental care apparatus having an assist function, and in particular, can perform a dental treatment, dental care or oral care while holding a patient's head, and in particular, a patient prone type by an operator's hand operation.
  • the present invention relates to a dental treatment apparatus having an assist function for realizing robot treatment and one-man treatment without a support person.
  • ⁇ ⁇ Dental care is usually performed by a doctor on a patient lying on his back on a dental chair, or a dental hygienist performing oral care.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Document 1
  • the prone dental treatment apparatus of Patent Document 1 performs a dental treatment on the holding means for holding the head of the prone patient or the user and the oral cavity or teeth of the prone patient or the user.
  • a spitting means disposed almost directly below the oral cavity of the prone patient or user, and for recovering the used liquid that has flowed down from the oral cavity of the prone patient or user and fallen matter from the oral cavity, and It is set as the structure provided with.
  • dental care devices are also expected to be robotized with an assist function so that the burden and fatigue of the dentist can be alleviated, and robotization of dental hygienist and dental assistant services. Yes.
  • manipulators robot arms
  • the present invention is capable of performing dental treatment, dental care or oral care while holding the patient's head. It is possible to provide a dental care apparatus having an assist function that can realize a one-man treatment without using it and can reduce a mental and physical burden on a patient.
  • a dental care apparatus having an assist function includes a drive means for driving a dental care element provided in a dental care apparatus body, a monitoring means for monitoring a patient, and monitoring information from the monitoring means. And a calculation control means for controlling a part or a plurality of parts of the driving of the dental care element by the driving means so as to reduce the burden on the patient.
  • the operation of the arithmetic control means based on the monitoring information from the monitoring means can control a part or a plurality of parts of the dental treatment element driven by the driving means, and the mental state of the patient It is possible to provide a dental care apparatus having an assist function capable of reducing physical burden.
  • the machine learning calculation processing unit constituting the calculation control means, surgical information obtained from past patient data and statistical data acquired from an information source of a cloud computer system, and
  • the same effect as the invention according to claim 1 can be obtained, and It is possible to provide a dental care apparatus having an assist function capable of performing a surgical operation on a patient by statistically analyzing the best condition from patient information, statistical information, and the like.
  • the monitoring means is constituted by physiological symptom monitoring means for detecting patient's pain, anxiety or discomfort, and / or physical safety monitoring means for monitoring physical safety of the patient.
  • physiological symptom monitoring means for detecting patient's pain, anxiety or discomfort
  • physical safety monitoring means for monitoring physical safety of the patient.
  • a dental manipulator driven by the driving means holds an instrument used in the oral cavity of a patient and moves the instrument to an arbitrary position. Based on the configuration described above, it is possible to provide a dental care apparatus having an assist function that has the same effect as that of the first or third aspect of the invention.
  • the physiological symptom monitoring means is attached to or built in an external camera for photographing the patient's oral cavity or facial appearance, or an instrument used in the patient's oral cavity, and photographs the vicinity of the work area.
  • Camera body motion detection sensor for detecting patient movement
  • heart rate detection sensor for detecting patient heart rate
  • respiratory detection sensor for monitoring patient breathing state
  • blood pressure monitoring sensor for monitoring patient blood pressure
  • patient blood As a configuration including at least one of a blood oxygen saturation concentration detection sensor for detecting oxygen saturation concentration and a swallowing motion detection sensor for detecting swallowing motion of a patient, an assist function having the same effect as that of the invention according to claim 3 is provided.
  • a dental care apparatus can be provided.
  • the physical safety monitoring means has an assist function that produces the same effect as the third aspect of the invention based on a sensor that monitors contact or approach with a patient.
  • a dental care apparatus can be provided.
  • the said physical safety monitoring means is the instrument which is a dental care element hold
  • And means for detecting the contact pressure with the patient's lips, teeth, gums or tongue, and the arithmetic control means is configured to safely secure the instrument to the patient's treatment area based on the monitoring information by the physical safety monitoring means.
  • a dental care apparatus having an assist function that has the same effect as that of the invention described in any one of claims 1 to 4 can be provided.
  • the calculation control means calculates whether or not the contact pressure is within a preset appropriate pressure, and provides the same effect as the seventh aspect of the invention.
  • a dental medical device having a function can be provided.
  • the camera mounted on or incorporated in the instrument used in the patient's oral cavity and photographing the vicinity of the patient's oral cavity or the work area in the vicinity thereof, the laser irradiation unit, A camera for estimating and detecting the amount of saliva of a patient, and the calculation control means captures a change in an irradiation pattern of a laser beam irradiated by a laser irradiation unit into the patient's oral cavity based on detection information of the camera.
  • a dental care apparatus having an assist function having the same effect as that of the invention according to any one of claims 1 to 5.
  • the calculation control means is means for estimating and calculating the amount of saliva by recognizing and comparing irradiation pattern information by the laser irradiation unit and preset irradiation pattern information. And the calculation of the drive output for driving the vacuum device or saliva discharge device attached to the instrument, or the manipulator holding the tip of the vacuum device or the saliva discharge device is placed at an appropriate position to discharge saliva.
  • a dental care apparatus having an assist function having the same effect as that of the invention according to claim 9 can be provided.
  • the dental care element driven by the drive means is an instrument that supports a doctor and is mainly used by the dental hygienist or dental assistant in the oral cavity. Further, it is possible to provide a dental care apparatus that has the same effect as that of any one of claims 1 to 10 and that also exhibits an assist function for a dental hygienist or dental assistant.
  • the monitoring means includes one or more external cameras for a work area disposed outside the oral cavity in addition to a camera for photographing the patient's oral cavity or the vicinity of the work area in the vicinity thereof. It is configured to monitor the position of the oral cavity and the treatment area, and based on the monitoring information of the monitoring means by the calculation control means, contact between the dental care elements and contact between the dental care elements and an unexpected tooth or oral cavity As a configuration for performing the arithmetic control so as to avoid the problem, it is possible to provide a dental care apparatus having an assist function having the same effect as that of the invention according to any one of claims 1 to 11.
  • the dental medical device is configured as a prone type dental medical device, and the same effects as in the first aspect of the present invention can be achieved and a patient can be obtained. It is possible to provide a dental care apparatus having an assist function capable of reducing the burden on the patient.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a dental care apparatus having an assist function according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a processing algorithm of a machine learning arithmetic processing unit constituting arithmetic control means in the dental care apparatus having an assist function according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a configuration block diagram of a machine learning calculation processing unit constituting calculation control means in the dental care apparatus having an assist function according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic overall configuration diagram of a dental care apparatus having an assist function according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a dental care apparatus having an assist function according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a processing algorithm of a machine learning arithmetic processing unit constituting arithmetic control means in the dental care apparatus having an assist function according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a processing algorithm of a machine learning arithmetic processing unit that constitutes an arithmetic control unit in the dental care apparatus having an assist function according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram of a machine learning arithmetic processing unit constituting arithmetic control means in the dental care apparatus having an assist function according to the second embodiment.
  • the present invention aims to provide a dental care apparatus having an assist function capable of reducing a mental and physical burden on a patient, and a driving means for driving a dental care element provided in the body of the dental care apparatus.
  • a monitoring means having a physiological symptom monitoring means for detecting pain, anxiety or discomfort of the patient and / or a physical safety monitoring means for monitoring the physical safety of the patient, and receiving monitoring information from the monitoring means
  • An arithmetic control unit that controls a part or a plurality of parts of the driving of the dental treatment element by the driving unit so as to reduce the burden on the patient is realized.
  • a dental examination apparatus 1 having an assist function according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the dental care apparatus 1 having an assist function according to the first embodiment is configured, for example, as a patient prone type, so that saliva and cleaning liquid do not accumulate in the oral cavity, and there is no fear of swallowing dentures or prosthetics by mistake.
  • a dental medical device main body 2 that adopts the above-mentioned, and an ultrasonic transducer 6 that protrudes from the dental medical device main body 2 and constitutes a dental medical element 4 that performs medical treatment (treatment) of a patient's tooth 3 that is a medical treatment object
  • An instrument 7 for use in the oral cavity of a patient such as the ultrasonic scaler 5 and used by a doctor or a dental hygienist or dental assistant who supports the doctor, and the instrument 7 is held at the tip and has a lot of freedom.
  • a 3-motor, 3-arm structure manipulator 8 that constitutes the dental care element 4 to be moved at a certain degree, and the instrument 7 mounted or built in the medical care
  • a camera 9 which is a kind of a patient's physiological symptom monitoring means for photographing the tooth 3 and its surrounding blood, as well as the vicinity of the work area, and a kind of a physiological symptom monitoring means for photographing the patient's oral cavity and facial appearance 1
  • Monitoring means comprising a single (or a plurality of) external cameras 15 and a contact pressure detection sensor 10 which is a kind of physical safety monitoring means disposed in the instrument holding portion of the manipulator 8;
  • the driving means 11 for driving the dental care element 4 provided in 2 and monitoring information from the monitoring means are used to determine a part or a plurality of parts of the driving of the dental care element 4 by the driving means 11 as the patient.
  • an arithmetic control means 12 including a machine learning arithmetic processing unit 12A that executes arithmetic control so as to reduce the burden on
  • a turbine which is the instrument 7 constituting the dental care element 4
  • a micromotor a vacuum (suction device), a syringe, a saliva discharge device, an electric toothbrush and the like used in the patient's oral cavity It can also be adopted.
  • an optical sensor in addition to the contact pressure detection sensor 10, an optical sensor, a proximity sensor, a pressure sensor, a displacement sensor, an ultrasonic sensor, a temperature sensor, a pH sensor, a wetting sensor, a camera, etc. are adopted. can do.
  • the manipulator 8 is a robot arm having three motors 8a and three arms 8b that can be controlled by hand operation, and provided with potentiometers at each joint.
  • the driving unit 11 includes an ultrasonic driving unit 13 that ultrasonically drives the instrument 7 based on a calculation control signal from the calculation control unit 12, and each motor of the manipulator 8 based on the calculation control signal. And a motor drive unit 14 for individually rotating and driving the motor 8a.
  • the ultrasonic drive unit 13 of the drive unit 11 increases or decreases the drive power and drive frequency for the ultrasonic transducer 6 in the ultrasonic scaler 5 that is the instrument 7 in accordance with the calculation control signal from the calculation control unit 12.
  • the ultrasonic drive is performed.
  • the motor drive unit 14 of the drive means 11 is a D / A (digital / analog) that converts a calculation control signal (digital quantity: angle command) from the calculation control means 12 into an analog quantity.
  • a converter, an analog amount from a D / A (digital / analog) converter, and an analog amount proportional to an actual joint angle (current value) fed back from a potentiometer provided at each joint of the manipulator 8 are captured.
  • Three sets of motor drivers adopting a control law such as PID (Proportional, Integral, Integral, Derivative) control for driving and controlling each motor 8a so that the difference (deviation) between them becomes small; It has.
  • the motor driving unit 14 may be configured to directly drive a stepping motor or the like with a digital amount without converting it to an analog amount.
  • the arithmetic control unit 12 includes the patient's teeth 3 by the camera 9 and the blood around the patient's teeth 3, each monitoring information in the vicinity of the work area, and the patient's oral cavity and facial appearance by the external camera 15. Monitoring information, further, contact pressure information that is physical safety monitoring information by the contact pressure detection sensor 10 is taken in, and a part of driving of the dental care element 4 (ultrasonic scaler 5, manipulator 8) by the driving means 11 or A plurality of units are calculated so as to reduce the burden on the patient, and a calculation control signal is output to the driving unit 11.
  • the arithmetic control unit 12 takes in monitoring information at the time of treatment by the camera 9 and / or the external camera 15 from a storage unit 27 described later, and performs image processing on the image processing unit 21.
  • a feature point image extracting unit 22 that extracts a feature point image from a processed image by the image processing unit 21, and a comparison feature point image in which a feature point image corresponding to a number of past patient operations is stored as a comparison feature point image.
  • the storage unit 23, the contact pressure detection signal processing unit 31 that captures contact pressure information, which is monitoring information by the contact pressure detection sensor 10, and the information of the comparison contact pressure according to the past treatment times of a large number of patients are stored in advance.
  • the low level is set as a numerical value (normal anxiety level: 1 to maximum anxiety level: 10 etc.) (anxiety level)
  • an ultrasonic drive amount calculation processing unit 26 that calculates an ultrasonic drive amount of the ultrasonic scaler 5 and outputs it as a calculation control signal, and contact pressure information that is monitoring information extracted from the contact pressure detection signal processing unit 31.
  • a signal processing unit 35 to send to the image comparison processing section 24 takes in, which comprises a.
  • the comparison feature point image storage unit 23 and the comparison contact pressure information storage unit 32 constitute a storage unit 27.
  • the image comparison processing unit 24, the contact pressure comparison processing unit 33, and the anxiety level setting unit 25 constitute a machine learning calculation processing unit 12A, which is connected to the cloud computer system 52 via the communication line 51. Will be described later.
  • machine learning is one of the research subjects in artificial intelligence (AI) and refers to a technology that attempts to realize functions similar to the learning ability that humans naturally perform on a computer.
  • a technique is developed in which a certain number of sample data sets are input from a sensor, a database, or the like, analysis is performed, useful judgment criteria are extracted from the data, and an algorithm is developed. Is adopted.
  • FIG. 2 illustrates a case where the machine learning calculation processing unit 12A does not execute machine learning.
  • a preset comparison feature point image is used, and when machine learning of the machine learning calculation processing unit 12A is executed on this, Various driving amounts are estimated by inferring from daily learned data such as past patient data and statistical data.
  • the feature point image extraction unit 22 extracts a patient feature point image from the monitoring information captured in the image processing unit 21.
  • the image comparison processing unit 24 combines the feature point image extracted by the feature point image extraction unit 22 and the feature point image corresponding to the past treatment times of many patients stored in the comparison feature point image storage unit 23.
  • the anxiety level setting unit 25 refers to the comparison result of the image comparison processing unit 24 and sets the anxiety level of the patient during the operation as a numerical value (normal anxiety level: 1 to maximum anxiety level: 10 etc.) Do (level of anxiety).
  • the ultrasonic drive amount calculation processing unit 26 calculates the ultrasonic drive amount of the ultrasonic scaler 5 based on the numerical value of the anxiety level set by the anxiety level setting unit 25 and uses the ultrasonic drive unit 13 as a calculation control signal. Output to. In this case, when body movement is detected based on the detection information of the body movement detection sensor, or when hyperventilation is detected based on the detection information of the breath detection sensor, the ultrasonic driving power is reduced or stopped. It is also possible to calculate the ultrasonic drive amount and output it to the ultrasonic drive unit 13 as a calculation control signal.
  • the contact pressure information which is monitoring information from the contact pressure detection sensor 10
  • the contact pressure comparison processing unit 33 is digitally converted.
  • the digitized contact pressure information is compared with the comparison contact pressure information stored in the comparison contact pressure information storage unit 32, and the motor drive amount calculation processing unit 34 compares the comparison result by the contact pressure comparison unit 33. Based on this, an appropriate motor drive amount for rotating each motor 8a is calculated and output to the motor drive unit 14 as a calculation control signal.
  • the ultrasonic driving unit 13 of the driving unit 11 drives the ultrasonic scaler 5 with an appropriate ultrasonic frequency or ultrasonic driving power according to the ultrasonic driving amount of the ultrasonic scaler 5, and the motor driving The unit 14 rotationally drives each motor 8a according to the motor driving amount, and displaces each arm 8b of the manipulator 8 to an appropriate position.
  • the position of the ultrasonic scaler 5 supported by the manipulator 8 with respect to the patient and the treatment state of the affected part by the ultrasonic scaler 5 are optimized, and the mental and physical burden on the patient is reduced.
  • the treatment can be performed while demonstrating the assist function.
  • the patient's physiological symptom monitoring means described above is a means for monitoring and detecting physical and mental burdens such as patient's pain, anxiety, and discomfort. For example, when feeling anxiety due to anxiety, Physiological changes appear physiologically due to faster breathing.
  • monitoring means such as a heart rate detection sensor and a respiration detection sensor are adopted.
  • the anxiety level of the feature point at the time of calm is set to 1 in 10 levels and the maximum anxiety level (MAX) is set to 10 in 10 levels, the current anxiety level based on the feature point image is 6 Can be quantified.
  • the pain level and discomfort level of the patient can be quantified according to the degree of change in facial appearance.
  • the burden on the patient can be reduced by, for example, lowering the drive output of the ultrasonic scaler 5 so as to approach the anxiety level at the time of calm according to the digitized anxiety level.
  • an external camera 15 that images the oral cavity region.
  • a blood image is taken with the camera 9 attached to the ultrasonic scaler 5 and, like the case described above, image processing is performed to generate a feature point image, which is compared with a previously stored comparison feature point image.
  • the anxiety level is digitized, and when the anxiety level is large (the amount of bleeding is large), the ultrasonic driving power (or driving frequency) for the ultrasonic scaler 5 is lowered, and the output of the ultrasonic scaler 5 is reduced. Examples can be given such as adjusting to reduce patient anxiety.
  • a body motion detection sensor for detecting the patient's body motion
  • a blood pressure monitoring sensor for monitoring the patient's blood pressure
  • a blood oxygen saturation concentration for detecting the patient's blood oxygen saturation concentration
  • the ultrasonic scaler 5 is driven by the driving means 11.
  • the affected part image obtained from the camera 9 provided in the ultrasonic scaler 5 before and after the previous treatment of the patient is stored in the storage means 27 provided in the arithmetic control means 12 together with the treatment conditions and monitoring data carried out at that time. Has been.
  • the arithmetic control means 12 extracts treatment conditions having a healing effect from the affected part image information before and after the treatment progress and monitoring information by the monitoring means such as the camera 9 and stores them in the storage means 27 in association with the pre-treatment image information. Keep it.
  • Judgment of the healing effect at this time may be made by setting the feature point of the healing effect in advance by image processing and automatically judging that there was a healing effect, or if the doctor recognizes the healing effect, the affected area image It may be stored in the storage means 27 in association with.
  • the machine learning calculation processing unit 12A extracts the affected area image information before the treatment that has had a past therapeutic effect on the patient, and at that time Are extracted, and driving conditions for the dental care element 4 are automatically set.
  • the machine learning calculation processing unit 12A automatically sets the driving frequency and driving power related to the ultrasonic wave of the ultrasonic scaler 5 under optimum conditions, The drive amount is sent to the ultrasonic drive unit 13.
  • the machine learning arithmetic processing unit 12A is configured so that the contact pressure at the time of performing an actual operation based on the contact pressure information from the contact pressure detection sensor 10 which is a physical safety detection monitoring unit is an optimum contact pressure.
  • the drive amount of each motor 8a is calculated so that the motor 8 is moved, and is sent to the motor drive unit 14 as a motor drive amount.
  • the memory of the machine learning calculation processing unit 12A The dental care element 4 is stopped or the driving output of the dental care element 4 is compared with the progress information until the abnormality occurs when the abnormality is detected in the monitoring information in the past treatment stored in the means 27.
  • An arithmetic control signal such as lowering is set and sent to the drive means 11, thereby stopping the dental care element 4 or lowering the drive output.
  • the affected part is photographed by the camera 9, and image information of the affected part is taken into the machine learning arithmetic processing part 12A, and the machine learning arithmetic part 12A takes the blood at that time
  • the dental treatment element 4 is stopped based on the past stored information, or a calculation control signal such as lowering the drive output is set and sent to the drive means 11, thereby ultrasonic waves that are dental treatment elements Stop the scaler or reduce the drive output.
  • the monitoring information by the monitoring means includes camera information which is a physiological symptom monitoring means, detection data of a body motion detection sensor, detection data of a heartbeat detection sensor, detection data of a respiration detection sensor.
  • the blood pressure detection data of the patient of the blood pressure monitoring sensor, the blood oxygen saturation concentration detection data of the patient of the blood oxygen saturation concentration detection sensor, the patient swallowing motion detection data of the swallowing motion detection sensor, and the like are included.
  • the monitoring information includes image information taken by an external camera 15 that captures the face of the patient and the periphery of the oral cavity provided separately from the camera 9 attached to the ultrasonic scaler 5. From this image information, the patient's pain, It is also possible to obtain information for reducing anxiety or discomfort.
  • the dental care element 4 is an ultrasonic scaler 5
  • the drive frequency of the ultrasonic scaler 5 can be varied from 18,000 Hz / second to 50,000 Hz / second, the calculus removal efficiency increases as the drive frequency approaches 50,000 Hz, but the pain tends to increase. Therefore, it is possible to alleviate the patient's pain by lowering the drive frequency according to the degree of pain.
  • the pain of the patient can be alleviated by reducing the driving power without reducing the driving frequency.
  • the dental care apparatus 1A having the assist function according to the second embodiment has basically the same configuration as the dental care apparatus 1 having the assist function of the first embodiment, the same elements as those in the first embodiment are used. Are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • a dental care apparatus 1A having an assist function according to the second embodiment is a hollow synthetic resin vacuum tip 5A provided in place of the ultrasonic scaler 5, and the vacuum tip 5A is preset in the patient's oral cavity.
  • a laser irradiation unit 41 for detecting a patient's saliva by irradiating a laser beam with a predetermined irradiation pattern P with a high output, and a vacuum device 43 for sucking saliva from the vacuum chip 5A is provided in the driving means 11.
  • the vacuum drive amount calculation processing unit 26A is provided in the arithmetic control unit 12, and the vacuum device 43 is driven based on the numerical value of the anxiety level set by the anxiety level setting unit 25 by the vacuum drive amount calculation processing unit 26A.
  • the machine learning arithmetic processing unit 12A is connected to the external cloud computer system 52 via the communication line 51, and the information source (dental care information information source) 54 managed by the cloud computer 53 in the cloud computer system 52 is used. It is characterized in that it is configured to be able to take in dental treatment information accumulated in the above, and the remaining configuration is the same as that of the first embodiment described above.
  • the vacuum drive amount calculation processing unit 26A calculates the vacuum drive amount for driving the vacuum device 43 based on the numerical value of the anxiety level set by the anxiety level setting unit 25. This is output to the vacuum device 43 as an arithmetic control signal, whereby the saliva in the oral cavity of the patient is sucked through the hollow saliva passage in the arm 8b of the vacuum tip 5A and the manipulator 8. is there.
  • the laser irradiation unit 41 is formed of, for example, a diode laser, and changes the irradiation pattern P drawn by reflecting the irradiation pattern P of green laser light having a wavelength of 532 nm reflected in the mouth and irradiating the oral cavity. What is captured by the camera 9.
  • the image of the irradiation pattern P is taken by the camera 9 (or the external camera 15), and the machine learning calculation processing unit 12A recognizes and compares the information of the irradiation pattern P with preset irradiation pattern information.
  • the amount of saliva of the patient can be estimated and calculated, and the driving amount of the vacuum device 43 can be set appropriately. It is also possible to perform an operation to place the manipulator 8 at an appropriate position.
  • doctors who are allowed to manage the security of the cloud computer 53 and the person in charge of the manufacturer can share the above-mentioned various types of information. Therefore, doctors who use the dental care apparatus 1 ⁇ / b> A have many patients managed on the cloud computer 53. Analyze the best conditions statistically from patient information and statistical information, etc., and extract the driving amount for the dental treatment element that is most suitable for the actual treatment from the monitoring information obtained from the patient currently undergoing medical care, for medical treatment It becomes possible to provide.
  • a case where a patient abnormality is statistically analyzed from a lot of patient information managed on the cloud computer 53 is compared with monitoring information obtained from a patient who is currently in medical care. It is also possible to provide safe and secure treatment.
  • one or more external cameras for work areas arranged outside the oral cavity are provided to determine the position of the oral cavity.
  • the patient's oral cavity is monitored by monitoring the treatment area and performing calculation control so as to avoid contact between the dental practice elements and contact between the dental practice element and an unexpected tooth or oral cavity based on the monitoring information. It is possible to prevent accidents inside and outside the country.
  • the configuration of the dental care apparatus having an assist function according to the present invention can be applied to a medical care apparatus in other medical fields that uses a combination of a robot arm, a medical instrument, and a surgical instrument in addition to the dental medical field described above. .

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Abstract

本発明は、患者の精神的、身体的な負担軽減を図ることができるアシスト機能を有する歯科診療装置を提供する。本発明のアシスト機能を有する歯科診療装置1は、歯科診療装置本体2に設けた超音波スケーラ5、マニピュレータ8のような歯科診療要素7を駆動させるための駆動手段11と、患者の苦痛、不安または不快を検知する生理学的症状監視手段であるカメラ9、及び/又は患者の身体的安全を監視する身体的安全監視手段である接触圧検知センサ10を有する監視手段と、前記監視手段からの監視情報を受けて前記患者の負担を軽減するように前記駆動手段11による歯科診療要素7の駆動の一部又は複数部を制御する演算制御手段12と、を有するものである。

Description

アシスト機能を有する歯科診療装置
 本発明は、アシスト機能を有する歯科診療装置に関し、詳しくは、患者の頭部を保持しながら、歯科処置、歯科診療又は口腔ケアを実行可能であり、特に患者伏臥式で術者のハンド操作によるロボット治療や、サポート者なしでのワンマン治療を実現するアシスト機能を有する歯科診療装置に関するものである。
 歯科診療は通常、歯科椅子に仰向けに横たわった患者に対して医師は施術を行ったり、歯科衛生士は口腔ケアを行う。
 他方、介護施設や老人ホームなどでは寝台などに横たわった患者に対し介護人により注水しながら口腔内を洗浄し、口腔から溢れる使用済み洗浄水を吸引装置により吸引し排水している。
 また、仰向けに横たわって歯科治療を行う場合には、患者が入れ歯や補綴物などを誤って嚥下してしまう危険性がある。
 このような背景から近年仰向けではなく、うつ伏せで診療を行う伏臥式の歯科診療装置も提案されている。(特許文献1)
 すなわち、特許文献1の伏臥式の歯科診療装置は、伏臥状態の患者又は使用者の頭部を保持する保持手段と、伏臥状態の患者又は使用者の口腔内又は歯牙に対して歯科処置を施す手段と、伏臥状態の患者又は使用者の口腔のほぼ直下に配置され、前記伏臥状態の患者又は使用者の口腔から流下した使用済み液や口腔からの落下物を回収するためのスピットン手段、とを備える構成としている。
 このような伏臥式の歯科診療装置の場合、口腔内に唾液や洗浄液が溜まることがなく、入れ歯や補綴物などを誤って嚥下する心配もない。
 また近年のロボット化やAI化によって歯科診療装置は、歯科医師の負担や疲労を少しでも緩和できるようにアシスト機能を有したロボット化や、歯科衛生士や歯科アシスタント業務のロボット化も望まれている。
特許第5439653号公報
 上述した特許文献1の伏臥式の歯科診療装置の場合、患者体位が仰臥式とは大きく異なるので患者の精神的、身体的な負担が大きい。
 また、歯科診療で使用するインスツルメントは下方から上方に向かって使用しなければならないので医師等はハンド操作制御可能なマニュピュレータ(ロボットアーム)を使用する必要がある。
 さらに、一般的な仰臥式の歯科診療装置であっても、歯科医師の負担や疲労を少しでも緩和できるようなハンド操作制御や自動制御可能なマニュピュレータによる治療が望まれている。
 さらにまた、歯科衛生士や歯科アシスタント業務のロボット化においても、自動制御可能なマニュピュレータ(ロボットアーム)を使用する必要がある。
 すなわち、患者の精神的、身体的な負担を少なくするための監視手段を設けた歯科診療装置が必要とされる。
 本発明は、上記事情に鑑みて、患者の頭部を保持しながら、歯科処置、歯科診療又は口腔ケアを実行可能であり、特に患者伏臥式で術者のハンド操作によるロボット治療や、サポート者なしでのワンマン治療を実現可能とし、患者の精神的、身体的な負担軽減を図ることができるアシスト機能を有する歯科診療装置を提供するものである。
 本発明に係るアシスト機能を有する歯科診療装置は、歯科診療装置本体に設けた歯科診療要素を駆動させるための駆動手段と、患者を監視するための監視手段と、前記監視手段からの監視情報を受けて前記患者の負担を軽減するように前記駆動手段による歯科診療要素の駆動の一部又は複数部を制御する演算制御手段と、を有することを最も主要な特徴とする。
 請求項1記載の発明によれば、監視手段からの監視情報に基づく演算制御手段の動作で前記駆動手段による歯科診療要素の駆動の一部又は複数部を制御することができ、患者の精神的、身体的な負担軽減を図ることができるアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項2記載の発明によれば、前記演算制御手段を構成する機械学習演算処理部を、クラウドコンピュータシステムの情報源から取得する過去の患者データや統計学的データから得られた施術情報と、前記監視手段からの監視情報とから、患者の施術に適合した前記歯科診療要素に対する駆動量を推定演算する構成として、請求項1に記載の発明と同様な効果を奏し、かつ、多くの患者の患者情報や統計学的情報等から統計学的に最良条件を分析して患者に対する施術を行うことができるアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項3記載の発明によれば、前記監視手段を、患者の苦痛、不安または不快を検知する生理学的症状監視手段、及び/又は患者の身体的安全を監視する身体的安全監視手段により構成することで、請求項1又は2記載の発明と同様、患者の精神的、身体的な負担軽減を図ることができるアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項4記載の発明によれば、前記駆動手段により駆動する歯科診療要素を、患者の口腔内で使用するインスツルメントを保持し、該インスツルメントを任意の位置に移動操作させるためのマニピュレータとする構成の基に、請求項1又は3記載の発明と同様な効果を奏するアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項5記載の発明によれば、前記生理学的症状監視手段を、患者の口腔又は顔貌を撮影する外部カメラ、患者の口腔内で使用するインスツルメントに装着または内蔵し作業域近傍を撮影するカメラ、患者の体動を検知する体動検知センサ、患者の心拍数を検知する心拍検知センサ、患者の呼吸状態を監視する呼吸検知センサ、患者の血圧を監視する血圧監視センサ、患者の血中酸素飽和濃度を検知する血中酸素飽和濃度検知サンサ、患者の嚥下動作を検知する嚥下動作検知センサの少なくとも一つを含む構成として、請求項3記載の発明と同様な効果を奏するアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項6記載の発明によれば、前記身体的安全監視手段を患者との接触又は接近を監視するセンサとする構成の基に、請求項3記載の発明と同様な効果を奏するアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項7記載の発明によれば、前記身体的安全監視手段を、前記マニピュレータの先端部に保持された歯科診療要素である前記インスツルメント、前記マニピュレータ、又は、前記マニピュレータのインスツルメント保持部と、患者の口唇、歯牙、歯肉又は舌との接触圧を検知する手段とし、前記演算制御手段は、前記身体的安全監視手段による監視情報を基に前記インスツルメントを患者の治療患部に安全に接触させるように演算制御する構成として、請求項1乃至4いずれか1項に記載の発明と同様な効果を奏するアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項8記載の発明によれば、前記演算制御手段により、前記接触圧が予め設定された適正圧以内であるか否かを演算する構成として請求項7記載の発明と同様な効果を奏するアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項9記載の発明によれば、前記患者の口腔内で使用するインスツルメントに装着若しくは内蔵され前記患者の口腔若しくはその近傍の作業域近傍を撮影するカメラを、レーザ照射部を備えるとともに、患者の唾液量を推定検知するためのカメラとし、前記演算制御手段により、前記カメラの検知情報を基に患者の口腔内にレーザ照射部により照射したレーザ光の照射パターンの変化を前記カメラで捉え前記唾液量を推定する演算を行う構成として、請求項1乃至5いずれか1項に記載の発明と同様な効果を奏するアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項10記載の発明によれば、前記演算制御手段を、前記レーザ照射部による照射パターン情報と、予め設定された照射パターン情報とを画像認識し比較することで唾液量を推定演算する手段とし、かつ、インスツルメントに付帯させるバキューム装置若しくは排唾装置を駆動するための駆動出力の演算、又は、バキューム装置や排唾装置のチップを保持したマニピュレータを適正な位置に配置して唾液を排出するような演算を行う構成として、請求項9記載の発明と同様な効果を奏するアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項11記載の発明によれば、前記駆動手段により駆動される歯科診療要素は、医師をサポートし、主に歯科衛生士や歯科アシスタントが口腔内で使用するためのインスツルメントである構成として、請求項1乃至10いずれか1項に記載の発明と同様な効果を奏し、かつ、歯科衛生士や歯科アシスタントに対するアシスト機能をも発揮する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項12記載の発明によれば、前記監視手段を、患者の口腔若しくはその近傍の作業域近傍を撮影するカメラの他に、口腔外に配置した作業エリア用の外部カメラを1乃至複数個を含み口腔位置と施術領域を監視する構成とし、前記演算制御手段により、前記監視手段の監視情報を基に、前記歯科診療要素同士の接触や前記歯科診療要素と予想外の歯牙や口腔との接触を避けるように演算制御を行う構成として、請求項1乃至11いずれか1項に記載の発明と同様な効果を奏するアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
 請求項13記載の発明によれば、前記歯科診療装置を、伏臥式の歯科診療装置である構成として、請求項1乃至12いずれか1項に記載の発明と同様な効果を奏し、かつ、患者の負担軽減をも図れるアシスト機能を有する歯科診療装置を提供することができる。
図1は本発明の実施例1に係るアシスト機能を有する歯科診療装置の概略全体構成図である。 図2は本実施例1に係るアシスト機能を有する歯科診療装置における演算制御手段を構成する機械学習演算処理部の処理アルゴリズムを示す概略図である。 図3は本発明の実施例1に係るアシスト機能を有する歯科診療装置における演算制御手段を構成する機械学習演算処理部の構成ブロック図である。 図4は本発明の実施例2に係るアシスト機能を有する歯科診療装置の概略全体構成図である。 図5は本実施例2に係るアシスト機能を有する歯科診療装置における演算制御手段を構成する機械学習演算処理部の処理アルゴリズムを示す概略図である。 図6は本実施例2に係るアシスト機能を有する歯科診療装置における演算制御手段を構成する機械学習演算処理部の構成ブロック図である。
 本発明は、患者の精神的、身体的な負担軽減を図ることができるアシスト機能を有する歯科診療装置を提供するという目的を、歯科診療装置本体に設けた歯科診療要素を駆動させるための駆動手段と、患者の苦痛、不安または不快を検知する生理学的症状監視手段、及び/又は患者の身体的安全を監視する身体的安全監視手段を有する監視手段と、前記監視手段からの監視情報を受けて前記患者の負担を軽減するように前記駆動手段による歯科診療要素の駆動の一部又は複数部を制御する演算制御手段と、を有する構成により実現した。
 以下に図面を参照して、本発明の実施例に係るアシスト機能を有する歯科診療装置について詳細に説明する。
 本発明の実施例1に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1について図1乃至図3を参照して説明する。
 本実施例1に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1は、例えば患者伏臥式として構成し、口腔内に唾液や洗浄液が溜まることがなく、入れ歯や補綴物などを誤って嚥下する心配もない構成を採用した歯科診療装置本体2と、前記歯科診療装置本体2から突設され、診療対象である患者の歯牙3の診療(治療)を行う歯科診療要素4を構成する超音波振動子6を内蔵した超音波スケーラ5のような患者の口腔内で使用するとともに医師又は医師をサポートする歯科衛生士若しくは歯科アシスタントが使用するインスツルメント7、及び、このインスツルメント7を先端に保持し多自由度をもって移動させる歯科診療要素4を構成する例えば3モータ、3アーム構造のマニピュレータ8と、前記インスツルメント7に装着又は内蔵され診療時に歯牙3やその周囲の血液、さらには作業域近傍を撮影する患者の生理学的症状監視手段の一種であるカメラ9、患者の口腔や顔貌等を撮影する生理学的症状監視手段の一種である1個(又は複数個)の外部カメラ15、及び、前記マニピュレータ8のインスツルメント保持部に配置した身体的安全監視手段の一種である接触圧検知センサ10からなる監視手段と、前記歯科診療装置本体2に設けられた前記歯科診療要素4を駆動させるための駆動手段11及び前記監視手段からの監視情報を基に前記駆動手段11による前記歯科診療要素4の駆動の一部又は複数部を前記患者の負担を軽減するような態様となるような演算制御を実行する機械学習演算処理部12Aを含む演算制御手段12と、を有している。
 前記歯科診療要素4を構成するインスツルメント7である超音波スケーラ5の他に、患者の口腔内で使用するタービン、マイクロモータ、バキューム(吸引装置)、シリンジ、排唾装置、電動歯ブラシ等を採用することもできる。
 また、前記身体的安全監視手段としては、前記接触圧検知センサ10の他に、光学センサ、近接センサ、圧力センサ、変位センサ、超音波センサ、温度センサ、pHセンサ、湿潤センサ、カメラ等を採用することができる。
 前記マニピュレータ8は、ハンド操作制御可能な三個のモータ8a、三個のアーム8bを有し各関節にポテンショメータ設けたロボットアームである。
 前記駆動手段11は、前記演算制御手段12からの演算制御信号を基に、前記インスツルメント7を超音波駆動する超音波駆動部13と、同じく演算制御信号を基に前記マニピュレータ8の各モータ8aを個別的に回転駆動するモータ駆動部14と、を具備している。
 前記駆動手段11の超音波駆動部13は、前記演算制御手段12からの演算制御信号に応じて、インスツルメント7である超音波スケーラ5における超音波振動子6に対する駆動パワーや駆動周波数を増減した超音波駆動を行うように構成している。
 また、前記駆動手段11のモータ駆動部14は、図示していないが、前記演算制御手段12からの演算制御信号(デジタル量:角度指令)をアナログ量に変換するD/A(デジタル/アナログ)変換器と、D/A(デジタル/アナログ)変換器からのアナログ量と、前記マニピュレータ8の各関節に設けたポテンショメータからフィードバックされる実際の関節角度(現在値)に比例したアナログ量とを取り込み、両者の差(偏差)が小さくなるように前記各モータ8aを駆動制御する例えばPID(比例:Proportional、積分:Integral、微分:Derivative)制御等の制御則を採用した三組のモータドライバと、を具備している。
 尚、前記モータ駆動部14は、アナログ量に変換せずに直接ステッピングモータ等をデジタル量で駆動する構成としてもよい。
 前記演算制御手段12は、図3に示すように,前記カメラ9による患者の歯牙3やその周囲の血液、さらには作業域近傍の各監視情報、前記外部カメラ15による患者の口腔や顔貌等の監視情報、さらには前記接触圧検知センサ10による身体的安全監視情報である接触圧情報を取り込み、前記駆動手段11による前記歯科診療要素4(超音波スケーラ5、マニピュレータ8)の駆動の一部又は複数部を前記患者の負担を軽減するような態様となるように演算して前記駆動手段11に対して演算制御信号を出力するように構成している。
 すなわち、前記演算制御手段12は、図3に示すように、後述する記憶手段27から前記カメラ9、及び/又は、前記外部カメラ15による施術時の監視情報を取り込み、画像処理する画像処理部21と、画像処理部21による処理画像から特徴点画像を抽出する特徴点画像抽出部22と、予め過去の多数の患者の施術時に応じた特徴点画像を比較特徴点画像として記憶した比較特徴点画像記憶部23と、前記接触圧検知センサ10による監視情報である接触圧の情報を取り込む接触圧検知信号処理部31と、予め過去の多数の患者の施術時に応じた比較接触圧の情報を記憶した比較接触圧情報記憶部32と、前記特徴点画像と、比較特徴点画像とを比較する画像比較処理部24と、前記画像比較処理部24の比較結果を基に施術中の患者の不安レベルを数値(不安レベル正常時:1~不安レベル最大時:10等)として設定する(不安レベル化)不安レベル設定部25と、前記不安レベル設定部25により設定した不安レベルの数値を基に前記超音波スケーラ5の超音波駆動量を算出し演算制御信号として出力する超音波駆動量算出処理部26と、前記接触圧検知信号処理部31から抽出した監視情報である接触圧の情報と、前記比較接触圧情報記憶部32に記憶した比較接触圧の情報とを比較する接触圧比較処理部33と、前記接触圧比較処理部33による比較結果に基づき、前記各モータ8aを回転させるためのモータ駆動量を算出し演算制御信号として出力するモータ駆動量算出処理部34と、体動検知センサ、血圧監視センサ、呼吸検知センサ等の監視手段からの監視情報を取り込み前記画像比較処理部24に送る信号処理部35と、を具備している。
 また、前記比較特徴点画像記憶部23、比較接触圧情報記憶部32により記憶手段27を構成している。また、前記画像比較処理部24、接触圧比較処理部33、不安レベル設定部25により機械学習演算処理部12Aを構成し、通信回線51を介してクラウドコンピュータシステム52に接続しているがこの点については後述する。
 ここに、機械学習 ( machine learning)とは、人工知能(AI)における研究課題の一つで、人間が自然に行っている学習能力と同様の機能をコンピュータで実現しようとする技術を言う。
 本実施例1及び後述する実施例2では、センサやデータベース等から、ある程度の数のサンプルデータ集合を入力して解析を行い、そのデータから有用な判断基準等を抽出し、アルゴリズムを発展させる技術を採用するものである。
 次に、本実施例1に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1による患者の歯牙3等の診療動作について図2を参照して説明する。尚、図2に示す例は、機械学習演算処理部12Aの機械学習を実行しない場合を示している。
 尚、機械学習演算処理部12Aの機械学習を実行しない場合は、予め設定された比較特徴点画像を利用するものであり、これに対して機械学習演算処理部12Aの機械学習を実行する場合は過去の患者データや統計学的データ等日々上達する学習したデータから推論して各種駆動量を推定するものである。
 前記カメラ9、及び/又は、前記外部カメラ15による施術時の前記歯牙3等の監視情報は、前記演算制御手段12の画像処理部21に取り込まれる。
 前記特徴点画像抽出部22は、画像処理部21に取り込んだ監視情報から患者の特徴点画像を抽出する。
 前記画像比較処理部24は、特徴点画像抽出部22で抽出した特徴点画像と、前記比較特徴点画像記憶部23に記憶されている過去の多数の患者の施術時に応じた特徴点画像とを比較し、不安レベル設定部25は前記画像比較処理部24の比較結果を参照し、施術中の当該患者の不安レベルを数値(不安レベル正常時:1~不安レベル最大時:10等)として設定する(不安レベル化)。
 前記超音波駆動量算出処理部26は、前記不安レベル設定部25により設定した不安レベルの数値を基に前記超音波スケーラ5の超音波駆動量を算出し演算制御信号として前記超音波駆動部13に出力する。この場合、体動検知センサの検知情報に基づき体動を検知した時や呼吸検知センサの検知情報に基づき過呼吸を検知した時等には、超音波駆動パワーを低下させたり、停止させたりする超音波駆動量を算出し演算制御信号として前記超音波駆動部13に出力するようにすることもできる。
 一方、前記接触圧検知センサ10からの監視情報である接触圧の情報は、前記接触圧検知信号処理部31でデジタル量に変換され(デジタル数値化)、前記接触圧比較処理部33は、デジタル数値化された接触圧の情報と、前記比較接触圧情報記憶部32に記憶した比較接触圧の情報とを比較し、モータ駆動量算出処理部34は、前記接触圧比較部33による比較結果に基づき、前記各モータ8aを回転させるための適正なモータ駆動量を算出し演算制御信号として前記モータ駆動部14に出力する。
 前記駆動手段11の超音波駆動部13は、前記超音波スケーラ5の超音波駆動量に応じた適正な超音波周波数又は超音波駆動パワーにより前記超音波スケーラ5を駆動し、また、前記モータ駆動部14はモータ駆動量に応じて各モータ8aを回転駆動し、前記マニピュレータ8の各アーム8bを適正な位置に変位させる。
 以上の動作により、前記マニピュレータ8に支持されている超音波スケーラ5の患者に対する位置や患部に対する超音波スケーラ5による施術状態が最適化され、当該患者の精神的、身体的な負担軽減を図ることができるアシスト機能を発揮させつつ施術を遂行することができる。
 上述した患者の生理学的症状監視手段は、患者の苦痛、不安、不快等の肉体的、精神的な負担を監視、検知する手段であり、例えば不安により恐怖を感じる場合は、心拍数が上がったり、呼吸が速くなったりして生理学的に身体に変化が現れる。
 このような体調の変化を検出するために心拍検知センサや、呼吸検知センサ等の監視手段を採用する。
 同時に患者が不安になれば患者の顔貌にも変化が現れる。この顔貌の変化を当該患者の顔貌を撮影する生理学的症状監視手段の一種である外部カメラ15で撮影し、不安な時に現れる顔貌の特徴的な変化を画像処理して特徴点画像を生成し、その特徴点画像における特徴点の度合いに応じて何段階かのレベル(不安レベル)付けを行う。
 平穏な時の特徴点の不安レベルが10段階中の1であり、不安レベル最大(MAX)が10段階中の10であると設定すれば、前記特徴点画像に基づいた現在の不安レベルが6であるというように数値化することができる。
 すなわち、顔貌の変化の度合いに応じて当該患者の苦痛レベルや、不快レベルも数値化することが可能となる。
 そして、数値化した不安レベルに応じて平穏な時の不安レベルに近づくように例えば超音波スケーラ5の駆動出力を下げたりして患者の負担を軽減することが可能となる。
 具体的には、例えば図1に示すように、超音波スケーラ5による歯牙3の治療中に血液が出たりするような生理学的な変化が生じた場合には、口腔領域を撮影する外部カメラ15、又は、超音波スケーラ5に装着したカメラ9で血液の画像を撮影し、既述した場合と同様に、画像処理して特徴点画像を生成し、予め記憶している比較特徴点画像と比較し、その不安レベルを数値化し、不安レベルの値が大きい(出血量が多い等)場合には超音波スケーラ5に対する超音波の駆動パワー(又は駆動周波数)を下げ、超音波スケーラ5の出力を調整して患者の不安を軽減する等の例を挙げることができる。
 上述した患者の生理学的症状監視手段としては、さらに患者の体動を検知する体動検知センサ、患者の血圧を監視する血圧監視センサ、患者の血中酸素飽和濃度を検知する血中酸素飽和濃度検知サンサ、患者の嚥下動作を検知する嚥下動作検知センサ等を採用することもできる。
 本実施例1に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1についてさらに言及すると、本実施例1において、機械学習演算処理部12Aの機械学習を実行する場合、ある患者に対する施術の場合は、前記カメラ9により例えば歯肉縁に沿って頑固に付着している歯石を捉え、この画像情報からAI(人工知能)による機械学習演算処理部12Aの機械学習によって、最適な施術条件(駆動量)を推定演算して駆動手段11により超音波スケーラ5を駆動するものである。
 ここに機械学習の態様としては、過去の治癒効果のあった症例に学ぶ場合、過去の異常が発生した症例に学ぶ場合等があるが、以下に場合を分けて概説する。
(過去の治癒効果のあった症例に学ぶ場合)
 当該患者の過去の施術前後に超音波スケーラ5に設けられたカメラ9から得られた患部画像は、その時実施された施術条件や監視データと共に逐次前記演算制御手段12に設けた記憶手段27に記憶されている。
 すなわち、前記演算制御手段12では、治療経過前後の患部画像情報から治癒効果があった施術条件やカメラ9等の監視手段による監視情報を抽出し治療前の画像情報と関連付けて記憶手段27に記憶しておく。
 この時の治癒効果の判断は、画像処理によって治癒効果の特徴点を予め設定し、自動で治癒効果があったことを判断してもよいし、医師が治癒効果を認めた場合には患部画像と関連付けて記憶手段27に記憶しておいてもよい。
 当該患者の治療を開始する場合には、そのカルテ情報や顔画像情報から当該患者の治療を開始することを認識し、治療が開始される。
 当該患者の患部を撮影したカメラ9から画像情報が入力されると、前記機械学習演算処理部12Aは、当該患者の過去の治療効果があった治療前の患部画像情報を抽出し、かつ、その時の施術条件、監視データを抽出し、歯科診療要素4に対する駆動条件を自動で設定する。
 すなわち、前記機械学習演算処理部12Aは、歯科診療要素4が超音波スケーラ5の場合は、この超音波スケーラ5の超音波に関する駆動周波数や駆動パワーを最適な条件で自動で設定し、超音波駆動量として超音波駆動部13に送出する。
 また、機械学習演算処理部12Aは、身体的安全検知監視手段である接触圧検知センサ10からの接触圧情報に基づき実際に施術を行う際の接触圧が最適の接触圧となる態様で前記マニピュレータ8を移動させるように各モータ8aの駆動量を算出し、モータ駆動量としてモータ駆動部14に送出するものである。
(過去の異常が発生した症例に学ぶ場合)
 当該患者に関する過去の治療中に、監視情報に異常が発生した場合における異常が発生するまでの経過情報も前記記憶手段27に記憶しておく。
 例えば、過去に監視手段として体動検知センサを使用していて異常が発生した症例が存在する場合や、監視手段として呼吸検知センサを使用していて異常が発生した症例が存在する場合において、監視情報である体動検知センサの検知データに痛みを感じた時の体動変化や、呼吸検知センサの検知データに過呼吸になる兆候症状が現れた場合は、前記機械学習演算処理部12Aの記憶手段27に記憶されている過去の治療中の監視情報に異常が発生した場合における異常が発生するまでの経過情報と照合して、歯科診療要素4を停止したり、歯科診療要素4の駆動出力を下げる等の演算制御信号を設定して駆動手段11に送出し、これにより歯科診療要素4を停止したり、駆動出力を低下させる。
 また、治療の過程で歯肉縁から血液が出た場合は、カメラ9により当該患部を撮影し、当該患部の画像情報が機械学習演算処理部12Aに取り込まれ、機械学習演算部12Aはその時の血液量に応じて、過去の記憶情報を基に歯科診療要素4を停止したり、駆動出力を下げる等の演算制御信号を設定して駆動手段11に送出し、これにより歯科診療要素である超音波スケーラを停止したり、駆動出力を低下させる。
 ここに、本実施例1においては、前記監視手段による監視情報には、生理学的症状監視手段であるカメラ情報や体動検知センサの検知データ、心拍検知センサの検知データ、呼吸検知センサの検知データ、血圧監視センサの患者の血圧の検知データ、血中酸素飽和濃度検知サンサの患者の血中酸素飽和濃度の検知データ、嚥下動作検知センサの患者の嚥下動作の検知データ等が含まれる。
 また、監視情報には、超音波スケーラ5に取り付けられたカメラ9とは別に設けた患者の顔貌や口腔周辺を捉える外部カメラ15により撮影した画像情報が含まれ、この画像情報から患者の苦痛、不安または不快を軽減するための情報を得ることも可能である。
 前記歯科診療要素4が超音波スケーラ5の場合は、この超音波スケーラ5の超音波に関する駆動周波数を下げることも可能である。
 例えば、超音波スケーラ5の駆動周波数が、18,000Hz/秒~50,000Hz/秒で可変可能な場合は、駆動周波数が50,000Hzに近いほど歯石除去効率は大きいが、疼痛は大きくなる傾向がみられるため、痛みの度合いに応じて駆動周波数を低下することで患者の痛みを緩和することが可能になる。
 尚、駆動周波数は低下させず駆動パワーを低下させることによっても患者の痛みを緩和することができる。
 上述した実施例1では、過去の患者情報等を前記機械学習演算処理部12Aの記憶手段27に記憶しておく場合について説明したが、前記演算制御手段12とは別途に設けた外部の記憶手段に過去の患者情報等を記憶しておき利用するように構成することももちろん可能である。
 次に、本発明の実施例2に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1Aについて図4乃至図6を参照して説明する。
 本実施例2に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1Aは、基本的には実施例1のアシスト機能を有する歯科診療装置1と略同様な構成であるため、実施例1の場合と同様な要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
 本実施例2に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1Aは、前記超音波スケーラ5に替えて設けた中空の合成樹脂製のバキュームチップ5Aと、このバキュームチップ5Aに患者の口腔内に予め設定された出力で所定の照射パターンPでのレーザ光を照射し患者の唾液検知を行うためのレーザ照射部41を付加したこと、駆動手段11にバキュームチップ5Aから唾液を吸引するバキューム装置43を設けたこと、演算制御手段12にバキューム駆動量算出処理部26Aを設けたこと、このバキューム駆動量算出処理部26Aにより前記不安レベル設定部25により設定した不安レベルの数値を基に前記バキューム装置43の駆動を行うためのバキューム駆動量の算出を行いこれを演算制御信号として前記バキューム装置43に出力するようにしたこと、機械学習演算処理部12Aを通信回線51を介して外部のクラウドコンピュータシステム52に接続し、クラウドコンピュータシステム52におけるクラウドコンピュータ53により管理されている情報源(歯科診療情報情報源)54に蓄積した歯科診療情報を取り込み可能に構成したこと、が特徴であり、残余の構成は既述した実施例1の場合と同様である。
 次に、本実施例2に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1Aによる患者の歯牙3等の診療動作について図5を参照して説明する。
 本実施例2に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1Aの診療動作及び効果は、上述した実施例1に係るアシスト機能を有する歯科診療装置1の場合と略同様であるが、実施例1の場合の診療動作に加えて、バキューム駆動量算出処理部26Aによって、前記不安レベル設定部25により設定した不安レベルの数値を基に、前記バキューム装置43の駆動を行うためのバキューム駆動量の算出を行いこれを演算制御信号として前記バキューム装置43に出力し、これによりバキュームチップ5A、マニュピレータ8のアーム8b内の中空とした唾液の通り道を介して患者の口腔内の唾液を吸引するようにしたものである。
 この場合、前記レーザ照射部41は、例えばダイオードレーザで構成され波長532nmの緑色のレーザ光の照射パターンPを口腔内に照射し溜まった唾液の部分に反射して描かれる照射パターンPの変化を前記カメラ9で捉えるものである。 
 そして、前記照射パターンPの画像をカメラ9(又は外部カメラ15)で撮影し、機械学習演算処理部12Aにおいて前記照射パターンPの情報と予め設定された照射パターン情報とを画像認識し比較することで患者の唾液量を推定演算し、バキューム装置43の駆動量を適正に設定することができる。また、前記マニピュレータ8を適正な位置に配置するような演算を行うことも可能である
 さらに、図3、図4、図5、図6に示すように演算制御手段12だけでなく、歯科治療装置本体2に通信回線51を介して接続される前記クラウドコンピュータシステム52のクラウドコンピュータ53により管理する情報源(データベース)54に予め記憶されている患者情報や統計学的情報を実際の施術情報と関連付けて利用する機能をも発揮するものである。
 この場合、クラウドコンピュータ53のセキュリティー管理を許可された医師やメーカーの担当者が上記各種情報を共有できるので、前記歯科診療装置1Aを使用する医師はクラウドコンピュータ53上で管理された多くの患者の患者情報や統計学的情報等から統計学的に最良条件を分析して、現在診療中の患者から得られる監視情報から、実際の施術に最適な歯科診療要素に対する駆動量を抽出して診療に供することが可能となる。
 さらに、前記クラウドコンピュータ53上で管理された多くの患者情報から統計学的に患者に異常が発生した場合の症例を分析して現在診療中の患者から得られる監視情報と比較して、患者の安全を守り安心した治療をすることも可能になる。
 さらにまた、患者の新たな施術情報をクラウドコンピュータシステム52の情報源54に送信し保管することも可能となる。
 尚、実施例1や実施例2において、患者の口腔若しくはその近傍の作業域近傍を撮影するカメラの他に、口腔外に配置した作業エリア用の外部カメラを1乃至複数個設けて口腔位置と施術領域を監視し、これらの監視情報を基に、前記歯科診療要素同士の接触や前記歯科診療要素と予想外の歯牙や口腔との接触を避けるように演算制御を行うことにより、患者の口腔内外での事故を未然に防止することが可能となる。
 本発明のアシスト機能を有する歯科診療装置の構成は、上述した歯科診療分野の他、ロボットアームと、診療器具や施術具とを組み合わせて使用する他の医療分野の診療装置にも応用可能である。
  1  アシスト機能を有する歯科診療装置
  1A アシスト機能を有する歯科診療装置
  2  歯科診療装置本体
  3  歯牙
  4  歯科診療要素
  5  超音波スケーラ
  5A バキュームチップ
  6  超音波振動子
  7  インスツルメント
  8  マニピュレータ
  8a モータ
  8b アーム
  9  カメラ
 10  接触圧検知センサ
 11  駆動手段
 12  演算制御手段
 12A 機械学習演算処理部
 13  超音波駆動部
 14  モータ駆動部 
 15  外部カメラ
 21  画像処理部
 22  特徴点画像抽出部
 23  比較特徴点画像記憶部
 24  画像比較処理部
 25  不安レベル設定部
 26  超音波駆動量算出処理部
 26A バキューム駆動量算出処理部
 27  記憶手段
 31  接触圧検知信号処理部
 32  比較接触圧情報記憶部
 33  接触圧比較処理部
 34  モータ駆動量算出処理部
 35  信号処理部
 41  レーザ照射部
 42  レーザ駆動部
 43  バキューム装置
 51  通信回線
 52  クラウドコンピュータシステム
 53  クラウドコンピュータ
 54  情報源
  P  照射パターン

Claims (13)

  1.  歯科診療装置本体に設けた歯科診療要素を駆動させるための駆動手段と、
     患者を監視するための監視手段と、
     前記監視手段からの監視情報を受けて前記患者の負担を軽減するように前記駆動手段による歯科診療要素の駆動の一部又は複数部を制御する演算制御手段と、
     を有することを特徴とするアシスト機能を有する歯科診療装置。
  2.  前記演算制御手段は更に機械学習演算処理部を有し、前記機械学習演算処理部は、過去の患者データや統計学的データから得られた施術情報と、前記監視手段からの監視情報とから、患者の施術に適合した前記歯科診療要素に対する駆動量を推定演算することを特徴とする請求項1に記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  3.  前記監視手段は、患者の苦痛、不安または不快を検知する生理学的症状監視手段、及び/又は患者の身体的安全を監視する身体的安全監視手段であることを特徴とする請求項1乃至2いずれか1項に記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  4.  前記駆動手段により駆動する歯科診療要素は、患者の口腔内で使用するインスツルメントを保持し、該インスツルメントを任意の位置に移動操作させるためのマニピュレータであることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  5.  前記生理学的症状監視手段は、患者の口腔又は顔貌を撮影する外部カメラ、患者の口腔内で使用するインスツルメントに装着または内蔵し作業域近傍を撮影するカメラ、患者の体動を検知する体動検知センサ、患者の心拍数を検知する心拍検知センサ、患者の呼吸状態を監視する呼吸検知センサ、患者の血圧を監視する血圧監視センサ、患者の血中酸素飽和濃度を検知する血中酸素飽和濃度検知サンサ、患者の嚥下動作を検知する嚥下動作検知センサの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項3記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  6.  前記身体的安全監視手段は、前記インスツルメントと、患者との接触又は接近を監視するセンサであることを特徴とする請求項3記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  7.  前記身体的安全監視手段は、前記マニピュレータの先端部に保持された歯科診療要素である前記インスツルメント、前記マニピュレータ、又は、前記マニピュレータのインスツルメント保持部と、患者の口唇、歯牙、歯肉又は舌との接触圧を検知する手段であり、
     前記演算制御手段は、前記身体的安全監視手段による監視情報を基に前記インスツルメントを患者の治療患部に安全に接触させるように演算制御することを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  8.  前記演算制御手段は、前記接触圧が予め設定された適正圧以内であるか否かを演算する手段であることを特徴とする請求項7記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  9.  前記患者の口腔内で使用するインスツルメントに装着若しくは内蔵され前記患者の口腔若しくはその近傍の作業域近傍を撮影するカメラは、レーザ照射部を備えるとともに、患者の唾液量を推定検知するためのカメラであって、
     前記演算制御手段は、前記カメラの検知情報を基に患者の口腔内にレーザ照射部により照射したレーザ光の照射パターンの変化を前記カメラで捉え前記唾液量を推定する演算を行うことを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項に記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  10.  前記演算制御手段は、前記レーザ照射部による照射パターン情報と、予め設定された照射パターン情報とを画像認識し比較することで唾液量を推定演算する手段であり、かつ、インスツルメントに付帯させるバキューム装置若しくは排唾装置を駆動するための駆動出力の演算、又は、バキューム装置や排唾装置のチップを保持したマニピュレータを適正な位置に配置して唾液を排出するような演算を行うことを特徴とする請求項9記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  11.  前記駆動手段により駆動される歯科診療要素は、医師をサポートし、主に歯科衛生士や歯科アシスタントが口腔内で使用するためのインスツルメントであることを特徴とする請求項1乃至10いずれか1項に記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  12.  前記監視手段は、患者の口腔若しくはその近傍の作業域近傍を撮影するカメラの他に、口腔外に配置した作業エリア用の外部カメラを1乃至複数個を含み口腔位置と施術領域を監視し、
     前記演算制御手段は、前記監視手段の監視情報を基に、前記歯科診療要素同士の接触や前記歯科診療要素と予想外の歯牙や口腔との接触を避けるように演算制御を行うことを特徴とする請求項1乃至11いずれか1項に記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
  13.  前記歯科診療装置は、伏臥式の歯科診療装置であることを特徴とする請求項1乃至12いずれか1項に記載のアシスト機能を有する歯科診療装置。
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