JPH0262251B2 - - Google Patents
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- JPH0262251B2 JPH0262251B2 JP1428086A JP1428086A JPH0262251B2 JP H0262251 B2 JPH0262251 B2 JP H0262251B2 JP 1428086 A JP1428086 A JP 1428086A JP 1428086 A JP1428086 A JP 1428086A JP H0262251 B2 JPH0262251 B2 JP H0262251B2
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- periodontal tissue
- random
- impedance
- tooth
- mechanical impedance
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、歯の動揺度を知るために使用する
歯の機械インピーダンス測定装置に関するもので
ある。
歯の機械インピーダンス測定装置に関するもので
ある。
歯の動揺度測定は歯科治療にとつて重要な臨床
的意味をもつ。特に歯の病的な動揺は、力が歯に
加わつたとき触診できる頬舌方向か近遠心方向、
及び歯軸方向の歯の動揺の程度によつて決定され
る。一般に臨床では、ピンセツトか指で歯に力を
加え、歯を動かすことによつてその動揺の程度を
判定するが、これには豊富な経験が必要である。
歯の動揺度すなわち歯の動きやすさは歯周組織の
量や質によつて影響される。特に、歯周組織の機
能的、組織的性状によつて大きく変化する。歯周
組織とは、歯の支持組織で、セメント質、歯根
膜、歯槽骨及び歯肉の一部をいう。したがつて歯
の動揺度を正確に測定し、同定することができれ
ば、歯周組織の病的状態を診断することが可能で
ある。
的意味をもつ。特に歯の病的な動揺は、力が歯に
加わつたとき触診できる頬舌方向か近遠心方向、
及び歯軸方向の歯の動揺の程度によつて決定され
る。一般に臨床では、ピンセツトか指で歯に力を
加え、歯を動かすことによつてその動揺の程度を
判定するが、これには豊富な経験が必要である。
歯の動揺度すなわち歯の動きやすさは歯周組織の
量や質によつて影響される。特に、歯周組織の機
能的、組織的性状によつて大きく変化する。歯周
組織とは、歯の支持組織で、セメント質、歯根
膜、歯槽骨及び歯肉の一部をいう。したがつて歯
の動揺度を正確に測定し、同定することができれ
ば、歯周組織の病的状態を診断することが可能で
ある。
そこで、歯の動揺度を正確に測定、記録し、歯
周組織を同定するために、古くから様々な研究が
なされ、様々な装置が提案されている。たとえ
ば、ダイヤルゲージを用いた機械的な測定装置、
ストレインゲージ、差動変圧器や非接触型変位法
による電気的な測定装置、さらには振動力による
動的測定法、過渡応答法、光学的な方法を用いた
測定装置などが知られており、わが国では、1968
年に開発された共振振動数測定装置などに代表さ
れる振動力による動的測定法や、衝撃に対する歯
周組織の応答などを利用した測定装置の研究が盛
んである。
周組織を同定するために、古くから様々な研究が
なされ、様々な装置が提案されている。たとえ
ば、ダイヤルゲージを用いた機械的な測定装置、
ストレインゲージ、差動変圧器や非接触型変位法
による電気的な測定装置、さらには振動力による
動的測定法、過渡応答法、光学的な方法を用いた
測定装置などが知られており、わが国では、1968
年に開発された共振振動数測定装置などに代表さ
れる振動力による動的測定法や、衝撃に対する歯
周組織の応答などを利用した測定装置の研究が盛
んである。
しかしながら、上記のような従来の技術による
装置は、いずれも頭部、顎部などを固定する大掛
りな支持装置が必要になるばかりか、測定に時間
がかかるなど多くの問題を含んでおり、決定的な
ものというには程遠い。
装置は、いずれも頭部、顎部などを固定する大掛
りな支持装置が必要になるばかりか、測定に時間
がかかるなど多くの問題を含んでおり、決定的な
ものというには程遠い。
この発明は上記のような事情に鑑みなされたも
ので、その目的は歯の動揺度を手軽にしかも極め
て短時間に測定することのできる構成が簡単な歯
の機械インピーダンス測定装置を提供することに
ある。
ので、その目的は歯の動揺度を手軽にしかも極め
て短時間に測定することのできる構成が簡単な歯
の機械インピーダンス測定装置を提供することに
ある。
上記の問題点を解決するためになされたこの発
明の機械インピーダンスの測定装置は、ランダム
信号発生器と、このランダム信号発生器の出力に
より駆動される加振器と、加振器の振動により駆
動さて、歯周組織をランダム波で加振し、ランダ
ム波の加速度に比例した電気信号と、ランダム波
により加振された歯周組織に生じる振動応力に比
例した電気信号を発生するインピーダンスヘツド
と、このようにインピーダンスヘツドから発生す
るランダム波の加速度に比例した電気信号および
歯周組織の振動応力に比例した電気信号を高速フ
ーリエ変換（FFT）処理して被測定系の伝達関
数を求め、これを歯周組織の機械インピーダンス
に変換するデータ処理部と、で構成したことを特
徴とするものである。
明の機械インピーダンスの測定装置は、ランダム
信号発生器と、このランダム信号発生器の出力に
より駆動される加振器と、加振器の振動により駆
動さて、歯周組織をランダム波で加振し、ランダ
ム波の加速度に比例した電気信号と、ランダム波
により加振された歯周組織に生じる振動応力に比
例した電気信号を発生するインピーダンスヘツド
と、このようにインピーダンスヘツドから発生す
るランダム波の加速度に比例した電気信号および
歯周組織の振動応力に比例した電気信号を高速フ
ーリエ変換（FFT）処理して被測定系の伝達関
数を求め、これを歯周組織の機械インピーダンス
に変換するデータ処理部と、で構成したことを特
徴とするものである。
以下、第１図および第２図を参照しつつこの発
明による歯の機械インピーダンス測定装置の一実
施例について説明する。
明による歯の機械インピーダンス測定装置の一実
施例について説明する。
図示実施例の装置は、ランダム波を発生するラ
ンダム信号発生器１、上限周波数が１キロヘルツ
のローパスフイルタ（LPF）２、パワーアンプ
３、加振器４、ロードセル５、チツプ６′を有す
るインピーダンスヘツド６、歪み増幅器７、電荷
増幅器８、およびアナログ−デイジタル（Ａ／
Ｄ）変換器９１、パーソナルコンピユータ９２、
プリンタ９３からなるデータ処理部９で構成され
ている。加振器４、ロードセル５およびインピー
ダンスヘツド６は全長約９センチメートル、重さ
約200グラムの一体のユニツト状をなし、インピ
ーダンスヘツド６のチツプ６′は直径２ミリメー
トルで、長さは測定部位に応じてたとえば２ミリ
メートル、３センチメートルなど、適宜の長さの
ものを選んで取付けることができる。
ンダム信号発生器１、上限周波数が１キロヘルツ
のローパスフイルタ（LPF）２、パワーアンプ
３、加振器４、ロードセル５、チツプ６′を有す
るインピーダンスヘツド６、歪み増幅器７、電荷
増幅器８、およびアナログ−デイジタル（Ａ／
Ｄ）変換器９１、パーソナルコンピユータ９２、
プリンタ９３からなるデータ処理部９で構成され
ている。加振器４、ロードセル５およびインピー
ダンスヘツド６は全長約９センチメートル、重さ
約200グラムの一体のユニツト状をなし、インピ
ーダンスヘツド６のチツプ６′は直径２ミリメー
トルで、長さは測定部位に応じてたとえば２ミリ
メートル、３センチメートルなど、適宜の長さの
ものを選んで取付けることができる。
動作について説明すると、ランダム信号発生器
１より出力されるランダム波は、１キロヘルツ以
下の成分のみがLPF２を通つてパワーアンプ３
により増幅される。これは、歯の機械インピーダ
ンスは最大約１キロヘルツまでの振動に対しての
み観察すれば十分（歯周組織の振動の上限周波数
が約１キロヘルツ）であることが実験的に確かめ
られており、データ処理部９でアナログデータを
サンプリングして高速フーリエ変換（FFT）処
理を行なう際に、振動の上限周波数より高い周波
数成分が加振入力信号（ランダム波）に含まれて
いると、エリアジングと呼ばれる誤差が生じ、そ
の周波数成分が測定対象となる低周波側へ折り返
されるので、これを防ぐためである。
１より出力されるランダム波は、１キロヘルツ以
下の成分のみがLPF２を通つてパワーアンプ３
により増幅される。これは、歯の機械インピーダ
ンスは最大約１キロヘルツまでの振動に対しての
み観察すれば十分（歯周組織の振動の上限周波数
が約１キロヘルツ）であることが実験的に確かめ
られており、データ処理部９でアナログデータを
サンプリングして高速フーリエ変換（FFT）処
理を行なう際に、振動の上限周波数より高い周波
数成分が加振入力信号（ランダム波）に含まれて
いると、エリアジングと呼ばれる誤差が生じ、そ
の周波数成分が測定対象となる低周波側へ折り返
されるので、これを防ぐためである。
パワーアンプ３で増幅されたランダム波は加振
器４を振動させ、この振動がロードセル５を介し
てインピーダンスヘツド６に伝達され、そのチツ
プ６′を振動させる。歯周組織等の機械インピー
ダンスの測定においては、加振する際の静圧、す
なわちインピーダンスヘツド６のチツプ６′と歯
周組織との間の静的な接触圧が測定結果に大きな
影響を及ぼすため、この実施例では、加振時の静
圧をロードセル５（この実施例ではストレインゲ
ージ型）で取出し、歪み増幅器７で増幅して電圧
計やオシロスコープ（図示せず）等でモニタする
ことにより一定に保つようになつている。
器４を振動させ、この振動がロードセル５を介し
てインピーダンスヘツド６に伝達され、そのチツ
プ６′を振動させる。歯周組織等の機械インピー
ダンスの測定においては、加振する際の静圧、す
なわちインピーダンスヘツド６のチツプ６′と歯
周組織との間の静的な接触圧が測定結果に大きな
影響を及ぼすため、この実施例では、加振時の静
圧をロードセル５（この実施例ではストレインゲ
ージ型）で取出し、歪み増幅器７で増幅して電圧
計やオシロスコープ（図示せず）等でモニタする
ことにより一定に保つようになつている。
チツプ６′を歯周組織に当てて加振すると、イ
ンピーダンスヘツド６は入力ランダム波の加速度
に比例した電気信号Ａと、加振された歯周組織か
らの振動応力としてチツプにかかる力に比例した
電気信号Ｆを出力し、これらの信号ＡおよびＦは
電荷増幅器８で増幅された後、データ処理部９の
アナログ−デイジタル（Ａ／Ｄ）変換器９１でデ
イジタルデータに変換される。Ａ／Ｄ変換器９１
の出力データはパーソナルコンピユーター９２に
取込まれ、FFT処理され、これによつて系の伝
達関数が求められ、これが機械インピーダンスに
変換された後、CRTデイスプレイにリアルタイ
ム表示されるほか、必要に応じてプリンタ９３に
よりハードコピーとしてプリントアウトされる。
また、これらの測定データをフロツピイデイスク
等の記憶装置に保存したり、あるいは必要に応じ
て大型コンピユーター等に転送することが可能な
ことはもちろんである。
ンピーダンスヘツド６は入力ランダム波の加速度
に比例した電気信号Ａと、加振された歯周組織か
らの振動応力としてチツプにかかる力に比例した
電気信号Ｆを出力し、これらの信号ＡおよびＦは
電荷増幅器８で増幅された後、データ処理部９の
アナログ−デイジタル（Ａ／Ｄ）変換器９１でデ
イジタルデータに変換される。Ａ／Ｄ変換器９１
の出力データはパーソナルコンピユーター９２に
取込まれ、FFT処理され、これによつて系の伝
達関数が求められ、これが機械インピーダンスに
変換された後、CRTデイスプレイにリアルタイ
ム表示されるほか、必要に応じてプリンタ９３に
よりハードコピーとしてプリントアウトされる。
また、これらの測定データをフロツピイデイスク
等の記憶装置に保存したり、あるいは必要に応じ
て大型コンピユーター等に転送することが可能な
ことはもちろんである。
FFT処理を通じて機械インピーダンスを得る
ためのパーソナルコンピユーター９２のプログラ
ムのフローチヤートを第２図に示す。これについ
て説明すると、まずインピーダンスヘツド６（チ
ツプ６′を含む）のロードセル影響質量m1を入力
して全体の測定値の校正値とする。次に、この質
量を測定して伝達関数Hnを求める。さらに、実
際に歯周組織の伝達関数HMを測定して複素質量
Ｍを求める。なお、ｍはHnに対応した複素質量
である。これにより機械インピーダンスＺを算出
する（Z′はＭから計算される機械インピーダンス
である）。FFT処理のためのデータ数は256とし、
また前記加速度ＡおよびＦを表わす信号には、
FFT処理のためタイムウインドーとしてハニン
グ関数（１−cos2πt／Ｔ）／２を乗じる（ただ
し、ｔはサンプリング時間、Ｔは周期）。アベレ
ージング回数は16回で、上限周波数１キロヘルツ
における周波数特性の測定においてエリアジング
を防止するため、サンプリング時間は333マイク
ロ秒とした。その結果、１回の測定時間は333μs
×256×165＝1.4sとなり、極めて短時間である。
これに対して、FFTスペクトラムアナライザな
どで16回のアベレージングを行なうと、データの
取込み時間が約10秒にもなる。実際、歯周組織の
測定において10秒もの間被験者を拘束しかつ不随
意な動きを除くことは困難である。測定時間が約
1.4秒であれば不随意な動きに妨害されることも、
被験者に苦痛を与えることもない。
ためのパーソナルコンピユーター９２のプログラ
ムのフローチヤートを第２図に示す。これについ
て説明すると、まずインピーダンスヘツド６（チ
ツプ６′を含む）のロードセル影響質量m1を入力
して全体の測定値の校正値とする。次に、この質
量を測定して伝達関数Hnを求める。さらに、実
際に歯周組織の伝達関数HMを測定して複素質量
Ｍを求める。なお、ｍはHnに対応した複素質量
である。これにより機械インピーダンスＺを算出
する（Z′はＭから計算される機械インピーダンス
である）。FFT処理のためのデータ数は256とし、
また前記加速度ＡおよびＦを表わす信号には、
FFT処理のためタイムウインドーとしてハニン
グ関数（１−cos2πt／Ｔ）／２を乗じる（ただ
し、ｔはサンプリング時間、Ｔは周期）。アベレ
ージング回数は16回で、上限周波数１キロヘルツ
における周波数特性の測定においてエリアジング
を防止するため、サンプリング時間は333マイク
ロ秒とした。その結果、１回の測定時間は333μs
×256×165＝1.4sとなり、極めて短時間である。
これに対して、FFTスペクトラムアナライザな
どで16回のアベレージングを行なうと、データの
取込み時間が約10秒にもなる。実際、歯周組織の
測定において10秒もの間被験者を拘束しかつ不随
意な動きを除くことは困難である。測定時間が約
1.4秒であれば不随意な動きに妨害されることも、
被験者に苦痛を与えることもない。
第３図ａおよびｂにこの実施例の装置による歯
の機械インピーダンスの測定結果の例を示す。第
３図ａは、歯周組織の健全な被験者Ａ（男、30才）
の上顎左中切歯１を対象に連続して２回測定した
機械インピーダンスの周波数特性を重ね書きした
ものである。縦軸はインピーダンスおよびコヒー
レンスの大きさ、横軸は周波数であり、レジスタ
ンス（インピーダンスの実部）、リアクタンス
（インピーダンスの虚部）およびコヒーレンス関
数が示されている。この図からわかるように、歯
周組織の機械インピーダンスには反共振（リアク
タンスが正から負へ移る）、共振（リアクタンス
が負から正へ移る）に当たる部分がある。また、
加えられた振動エネルギーは1000キロヘルツ程度
までにほとんど消費されていること、および測定
の再現性が良いことがわかる。
の機械インピーダンスの測定結果の例を示す。第
３図ａは、歯周組織の健全な被験者Ａ（男、30才）
の上顎左中切歯１を対象に連続して２回測定した
機械インピーダンスの周波数特性を重ね書きした
ものである。縦軸はインピーダンスおよびコヒー
レンスの大きさ、横軸は周波数であり、レジスタ
ンス（インピーダンスの実部）、リアクタンス
（インピーダンスの虚部）およびコヒーレンス関
数が示されている。この図からわかるように、歯
周組織の機械インピーダンスには反共振（リアク
タンスが正から負へ移る）、共振（リアクタンス
が負から正へ移る）に当たる部分がある。また、
加えられた振動エネルギーは1000キロヘルツ程度
までにほとんど消費されていること、および測定
の再現性が良いことがわかる。
第３図ｂは、歯周の健全な被験者Ｂ（男、22才）
の下顎左中切歯１および下顎左第一大臼歯６の測
定例を示す。一般に下顎での機械インピーダンス
は小さく、またリアクタンスの中〜高周波域での
曲線の傾きが緩やかなのが特徴的である。さら
に、上顎の同歯種に較べると、反共振周波数が幾
分高く、インピーダンス実部（レジスタンス）の
周波数特性も特徴的なパターンを示している。第
一大白歯については歯根の形態が異なる（複根）
ので、周波数特性も極めて複雑となる。なお、第
一大臼歯の測定には、長さ３センチメートルのチ
ツプを使用した。
の下顎左中切歯１および下顎左第一大臼歯６の測
定例を示す。一般に下顎での機械インピーダンス
は小さく、またリアクタンスの中〜高周波域での
曲線の傾きが緩やかなのが特徴的である。さら
に、上顎の同歯種に較べると、反共振周波数が幾
分高く、インピーダンス実部（レジスタンス）の
周波数特性も特徴的なパターンを示している。第
一大白歯については歯根の形態が異なる（複根）
ので、周波数特性も極めて複雑となる。なお、第
一大臼歯の測定には、長さ３センチメートルのチ
ツプを使用した。
この発明の歯の機械インピーダンス測定装置に
よれば、簡単な装置構成により、歯の動揺度を手
軽にしかも極めて短時間で測定することができ
る。
よれば、簡単な装置構成により、歯の動揺度を手
軽にしかも極めて短時間で測定することができ
る。
第１図はこの発明による歯の機械インピーダン
ス測定装置の一実施例のブロツク図、第２図はそ
のパーソナルコンピユータの測定プログラムの一
例を示すフローチヤート、第３図ａおよびｂは歯
の機械インピーダンスの実際の測定例をそれぞれ
示すグラフである。 １…ランダム信号発生器、４…加振器、６…イ
ンピーダンスヘツド、９…データ処理部、９１…
Ａ／Ｄ変換器、９２…パーソナルコンピユータ。
ス測定装置の一実施例のブロツク図、第２図はそ
のパーソナルコンピユータの測定プログラムの一
例を示すフローチヤート、第３図ａおよびｂは歯
の機械インピーダンスの実際の測定例をそれぞれ
示すグラフである。 １…ランダム信号発生器、４…加振器、６…イ
ンピーダンスヘツド、９…データ処理部、９１…
Ａ／Ｄ変換器、９２…パーソナルコンピユータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ランダム信号発生器と、このランダム信号発
生器の出力により駆動される加振器と、加振器の
振動により駆動されて、歯周組織をランダム波で
加振し、そのランダム波の加速度に比例した電気
信号と、ランダム波により加振された歯周組織に
生じる振動応力に比例した電気信号を発生するイ
ンピーダンスヘツドと、このようにインピーダン
スヘツドから発生するランダム波の加速度に比例
した電気信号および歯周組織の振動応力に比例し
た電気信号を高速フーリエ変換（FFT）処理し
て被測定系の伝達関数を求め、これを歯周組織の
機械インピーダンスに変換するデータ処理部と、
で構成したことを特徴とする歯の機械インピーダ
ンス測定装置。 ２ 前記データ処理部がパーソナルコンピユータ
よりなることを特徴とする特許請求の範囲の第１
項記載の歯の機械インピーダンス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1428086A JPS62172946A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 歯の機械インピ−ダンス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1428086A JPS62172946A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 歯の機械インピ−ダンス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62172946A JPS62172946A (ja) | 1987-07-29 |
| JPH0262251B2 true JPH0262251B2 (ja) | 1990-12-25 |
Family
ID=11856678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1428086A Granted JPS62172946A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 歯の機械インピ−ダンス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62172946A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0556934A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-09 | Nikon Corp | 超磁歪材料を用いた生体診断用プローブ |
| JP2863448B2 (ja) | 1994-09-26 | 1999-03-03 | 哲生 宅野 | 歯の動揺度測定装置 |
| US8052602B2 (en) | 2005-11-30 | 2011-11-08 | Panasonic Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
-
1986
- 1986-01-24 JP JP1428086A patent/JPS62172946A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62172946A (ja) | 1987-07-29 |
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