JPH04506877A - 取り外し可能な医療器具用装着時間測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は取り外し可能な医療器具用、特許請求の範囲第１項の記載されているよ うな歯科矯正あるいは歯科補綴（義歯）器具用の装着時間測定装置に関する。

ＤＥ　２８２０３５８　Ｃ３は、クロック発生器と電子式カウンタとを備えた測 定装置を含む歯科矯正器具を記載している。クロック発生器とカウンタは、口内 における矯正器具の存在を検知するセンサーによって起動される。装着時間中、 クロック発生器がパルスをカウンタに送出する。このようにして、装着時間が累 算される。

カウント値を外部の評価装置でときどきチェックすることで、装着時間を検出表 示可能である。装着時間測定装置によって担当の医者は、患者の口内への器具の 装着時間を制御し、医療結果をより正確に判断することができる。

ＤＥ　３２４４６９５　Ｃ２に開示された医療器具用の時間測定装置でも、装着 時間はクロック発生器のパルスをカウントすることによって検出される。装着日 数をカウントする別のカウンタも設けられている。この周知の時間測定装置はさ らに、口内における矯正器具の存在を検知し、時間測定装置の動作を開始させる 温度センサーと湿気センサーを具備する。

周知の装着時間測定装置はバッテリ動作式の測定手段を有し、これは患者の口内 に装着される器具に、カプセルに封入した形で固定される小型の電子ユニットと して与えられる。このような測定ユニットの論理構成部品は、集積回路技術によ って困難なく実現できる。また、圧力、湿気または温度に応答するセンサーも、 極小サイズで与えられる。充分に小さいサイズのバッテリーも得られる。しがし クロック発生器は、対応した小型で、カプセル封入式の時間測定装置を実現する 上で困難を生じる。クロック発生器つまり発振器を集積回路技術あるいは厚膜技 術で実現しようとすると、クロック周波数の精度がきわめて制限されてしまう。

すなわち、クロック周波数が製造パラメータの影響を受け、がなりの製造公差を 引き起こす。さらに、クロック周波数は環境や温度の影響及び経年によっても損 なわれる。

水晶発振器など、高精度のクロック周波数を与えるクロック発生器は、構造上必 要な小サイズで得られない。しがしクロック測定の精度は、クロック発生器の精 度に直接依存している。従って、高精度のクロック発生器を極小型の測定ユニッ ト内に設けることはきわめて困難である。

本発明の目的は、請求の範囲第１項の前文に記載されたような装着時間測定装置 であって、高い精度の時間測定を可能とすると共に、構造ユニットとして通常の 公差を有する測定ユニットが集積回路技術によって非常に小さいサイズで実現可 能である装着時間測定装置を提供することにある。

本発明によれば、前記目的は請求の範囲第１項の特徴付は部分に記載された特徴 によって解決される。

本発明の装着時間測定装置においては、比較的不正確なりロック発生器、例えば ＲＣ発振器が使える。測定ユニットから外部の評価ユニットへカウント値が伝送 されるとき、クロック発生器の所定数のパルスに対応した標準時間もカウント値 と一緒に伝送される。こうして、クロック発生器から発生されている周波数が測 定ユニットで測定可能となり、カウンタの値を評価する際のベースとして使われ る。従って、クロック発生器の製造公差だけを考慮するのでなく、環境及び経時 に伴う影響も評価の中に含まれる。この結果、広い範囲で変化するクロック発生 器の周波数に対しても、高い精度の時間測定装置られる。測定すべき装着時間中 、クロック発生器の周波数がほぼ一定であることだけを確がめればよい。クロッ ク発生器の周波数に対する温度の影響は、矯正用などの器具を口内から取り外し た直後、あるいは器具が口内に装着されたままの状態で、評価ユニットを測定ユ ニットへ接続させることによって取り除ケる。

測定ユニットと外部評価ユニットとの協働動作は、測定ユニットに接続されるリ ード線を通じ、あるいは無線送信を介したワイヤレス動作によって行える。

本発明の装着時間測定装置は、装着時間を直接測定するのに、もしくは非装着時 間を測定するのに使え、後者の場合装着時間は非装着時間から補数値として計算 される。

測定ユニットからの読み出し時、カウント値は必ずしもカウンタ内に入れられて いなくともよく、中間の記憶手段に入力させることもできる。後者の場合、例え ば日毎に細分割された装着時間を記憶するためなど、任意の所望数の中間記憶手 段を設けることができる。

測定ユニットは、極小サイズであり且つ構成部品が個別である必要から、通例ハ イブリッド回路として構成され、集積回路部と厚膜回路部とからなるが、評価ユ ニットは適切な方法でプログラムされた通常のコンピュータ装置とし得る。評価 ユニットは、コンピュータ内にプログラム可能な動作を実行するだけでよい。

口内に装着される測定ユニットは、所要電力が低くなければならない。バッテリ が測定ユニットの他の構成部品と一緒にカプセル封入の形で収納されるのが好ま しく、従って交換できないからである。そこで電力消費を少なくするため、本発 明では、特にセンサーの電力消費を低くし、長い時間間隔で、しかもその都度短 い期間だけ照会されるという特別の対策が講じられている。

好ましくは、測定ユニットと評価ユニットとの間の通信に単一の双方向性チャン ネルが使われる。このチャンネルは、電線あるいはワイヤレスの無線接続とし得 る。測定ユニットは、外部の評価ユニットからの信号に応答し、対応した指令を 受け取ると、それぞれ標準時間とカウント値を読み出すか、あるいはカウント値 をゼロにリセットする。単一のチャンネルを介したデータ伝送は、シリアル方式 で行うのが適切である。

以下本発明゛の実施例を、図面を参照して詳しく説明する。図面中“第１図は歯 科矯正器具に設けられた測定ユニットの配置を示す、第２図は測定ユニットのブ ロック図、 第３図は外部評価ユニットの実施例のブロック図、第４図は測定ユニットからの データ出力のパルス図、及び第５図は測定ユニットのカウント値のリセット時の パルス図である。

第１図に示した歯科矯正器具１１は、例えば上顎１０の歯１２に取り付けられる 。歯科矯正器具１１は少なくとも１つの飄形プラスチック体１３を備え、このプ ラスチック体１３には歯の周囲に完全にまたは部分的にくくりつけられるワイヤ クランプ１４が固着されている。なお歯科矯正器具１１は、必ずしも型成形プラ スチック体１３を備えていなくてもよい。つまり歯科矯正器具」１は、ワイヤ構 造だけからでも構成できる。

歯科矯正器具１１には測定ユニット１５が固着され、測定ユニット１５は本実施 例において型成形プラスチック体１３内に鋳込まれている。湿気に応答するセン サー１６だけが型成形プラスチック体１３の表面に露出され、口内に存在する条 件に付されるようになっている。

測定ユニット１５は、それに電力を供給するバッテリと一緒に密封コンパウンド 内にカプセル封入され、センサー１６だけが外側に露出される。

第２図は、測定ユニット１５の構成の概略図である。湿気応答センサー１６が、 ＲＣ発振器からなるクロック発生器１８を制御する。測定ユニット１５の回路中 、センサー１６と１７及びクロック発生器１８だけが厚膜技術でセラミック基板 上に設けられる一方、その他の構成部品はすべて集積回路技術でチップ上に設け られる。センサー１６は、湿気に依存応答する抵抗ブリッジとして構成されてい る。

センサー１７も抵抗ブリッジで、その抵抗の１つがＮＴＣ抵抗である。センサー １７は、温度が所定の限界内にあれば応答する。

クロック発生器１８から発生されたクロックパルスは、分局器１９に供給される 。分周器１９は、２１２＝４．０９６の分割を行う２進分周器で、その出力端子 がセンサー１７に接続されている。この分割は、クロック発生器１８がらの４゜ ０９６パルスのうち１パルスがセンサー１７に達することを意味する。センサー １７は、そのセンサー条件が満たされる場合のみ、すなわち検出温度が所定の範 囲内にあるときだけ、その１パルスをカウンタ２ｏへ通過可能とする。比較的低 いパルス周波数なので、センサー１７はわずかじがスイッチング処理を行わない ため、電力消費が低い。

分局器１９の第２の出力端子は、湿気応答センサー１６に接続されている。この 第２の出力端子については、２９＝５１２の分割が行われる。この分割は、クロ ック発生器４８からの５１２パルスのうち１パルスがセンサー１６に達すること を意味する。

センサー１６は乾気を検出している開動作さね、湿気を検出している間は非動作 とされるように構成されている。センサー１６は、乾気がら湿気への移行に応じ てクロック発生器４８を起動する。次いで、センサー１６はスイッチオフされ、 以後は新たにクロック発生器１８を作動させるためにだけ、分局器４９のパルス によってそれぞれ短い期間スイッチオンされる。分周器１９からのパルスを受け 取ったときセンサー１６が「乾気Ｊを検出していると、センサー１６はスイッチ オンされ、クロック発生器１８を非動作とする結果、クロック発生器１８は発振 を停止する。一方、分局器１９からのパルスを受け取ったときセンサー１６が「 湿気」を検出していると、センサー１６はスイッチオフされので、クロック発生 器１８は発振を継続する。つまり矯正器具が口内に入れられている間、センサー １６は周期的に「湿気」を検出するため、なんら顕著な電力消費を生じない。

さらに、センサー１６はそのモニター機能を実行するのに絶えず待機状態にある わけでなく、その代わりモニター機能は、分局器１９からのパルスを受け取って いる間だけ、すなわち間隔を持って行われる。

両センサー１６と１７が分周器４９によって照会される時点は相互に関連がない 、すなわち両方の照会は異なる時点でなされるため、両センサーは相互に影響を 及ぼし合わず、同一時点での電力消費の増加をもたらさない。

センサー１６は、湿気が検出されているときだけクロック発生器１８が動作する ように機能し、他方センサー１７は、温度が所定の範囲内にあるときだけクロッ ク発生器１８からのパルスがカウンタ２０によってカウントされるように機能す る。従って、同センサー１６と１７の条件は縦統の関係にある、すなわちタイム カウントを開始可能とするには、両方の条件が共に満たされねばならない。

カウンタ２０のカウント値を読み出して外部の評価ユニット２１に伝送するため 、測定ユニット１５は、単心式のラインとし得る双方向チャンネル２２によって 評価ユニット２１に接続される。尚、ワイヤ接続の場合には、アース電位の伝送 も必要である。

評価ユニット２１の実例として考えられる構成が、第３図に示しであるが、この 評価ユニットの機能はコンピュータによって実行するのが適切である。評価ユニ ット２１は、「カウント値の読み出し」用キー２４と「カウント値取り消し」用 キー２５とを有するトリガー制御ユニット２３を含む。評価ユニット２１はさら に、受信制御ユニット２６、標準時間ｔｌｌ　を一時記憶するためのレジスタ２ ７、及びデコーダ２８を含み、これらの構成部品はすべてチャンネル２２に接続 されている。

以下、カウンタ２０のカウント値の評価ユニット２１への読み出しを第４図を参 照して説明する　キー２４を押すと、トリガー制御ユニット２３がトリガーパル スＡＩを評価ユニット２１にチャンネル２２を介して発する。任意の所望時点で 発生可能なトリガーパルスは、測定ユニット１５の出力制御ユニット３０によっ て認識される。出力制御ユニット３０は分周器１９のさらに別の出力端子に接続 され、分局器１９からの２４番目毎のパルス、すなわち各１６番目毎のパルスを 出力制御ユニット３０が受け取るようになっている。本実施例の場合、標準時間 １Ｒは、クロン・り発生器１８が所定数のパルスぐ１６パルス）を発生する間に 経過する時間である。トリガーパルスＡＩによって、クロック発生器１８が動作 されると共に、出力制御ユニット３０が分周器１９から同ユニッ１−３０に供給 されたパルスをチャンネル２２に送り、これらパルスの番号が第４図の横軸に沿 って示しである。１番目のパルスはスタートビットＳＢで、これはトリガーパル スＡＩ後、分局器１９から出力制御ユニット３０へ初めてビットが送られたとき に出力される。引き続く標準時間ｔＲは、１番目のビットの始めから１７７番目 ビットの始めまでの間である。その後、カウンタ２０の内容を形成する１６ｍの データビットＤＢの伝送が行われろ。この伝送のため、カウンタ２０の値が並− 直変換器３１を介してチャンネル２２に与えられる。評価ユニット２１において は、受信制御ユニット２６を介してデータビットＤＢがデコーダ２８に供給され る。

時間測定手段２７によって測定された標準時間ｔ、は、割り算器３２において標 準時間を形成するクロック発生器のパルス数ｎ＝１６によって割り算され、その 結果クロックパルスのサイクル長が検出される。デコーダ２８で得られたパルス 数がパルスのサイクル長と掛は算器３３で掛は合わされ、その結果が装着時間と して表示手段３４に表示される。

第５図は、評価ユニット２１上のキー２５が押され、カウント値をリセットする リセット指令を測定ユニット１５へ伝送する場合を示す。この場合も、まず評価 ユニット２１からトリガーパルスｌが出力される。このトリガーパルスに応じて 、出力１１＋制御ユニット３０が１番目のパルスをスタートビットＳＢとして出 力する。このスタートビットが評価ユニット２１によって受け取られ、評価ユニ ット２１はそれに応じ、標準時間ｔアの経過前で所定時間後にリセットパルスＬ Ｉを発する。クロック発生器のパルスよりも大きい長さのリセットパルスＬＩは 、本実施例においてクロック発生器の第３ビツトと一致している。測定ユニット のリセット手段３５がリセットパルスＬｌと第３ビツトの同時発生を認識し、そ れに応じてカウンタ２０のカウント値のリセットを開始する。これによってカウ ンタ２０はカウント「０」にリセットされ、新たな装着時間が測定可能となる。

測定ユニットはさらに識別番号用の記憶手段を含むこともでき、この識別番号が 他のデータと共に評価ユニットに供給され、測定値を各矯正器具の識別番号と一 緒に評価ユニット内に記憶できる。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　９００１１５０ ＳＡ　３８９４５ 容１頁の続き ■Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号Ｇ　Ｏ４Ｆ　１０１０４　Ｚ　 ７８０９−２Ｆ■発　明　者　ヴルスト、イールゲン　ドイツ連邦共和国、ツセ 　７ 特表平４−５０６８７７　（５） １、ムトランゲン、デー７０７５、ウーラントシュトラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．取り外し可能な医療器具用、特に歯科矯正あるいは歯科補綴器具用の装着時 間測定装置で、該装置に固着され、クロック発生器（１８）を有する測定ユニッ ト（１５）と、前記クロック発生器からのパルスをカウントするカウンタ（２０ ）と、前記器具が装着されているときだけカウント値が増加されるようにする少 なくとも１つのセンサー（１６、１７）と、さらにカウント値が伝送入力される 外部の評価装置（２１）とを備えた装着時間測定装置において、ある数のパルス をクロック発生器（１８）が発生するのに必要な標準時間（ｔｎ）を評価装置（ ２１）へ供給するように測定ユニット（１５）が構成されており、評価ユニット （２１）が標準時間（ｔｎ）の長さから対象のカウント値に対応した時間を計算 することを特徴とする装着時間測定装置。 ２．標準時間（ｔｎ）の評価ユニット（２１）への供給がカウント値の各伝送と 共に行われることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装着時間測定装置。 ３．前記評価ユニット（２１）が、標準時間（ｔｎ）をクロック発生器（１８） によって標準時間中に発生されたパルスの数（ｎ）で割った商を発生し、該商に カウント値を掛け合わせることを特徴とする請求の範囲第１または２項記載の装 着時間測定装置。 ４．前記測定ユニット（１５）が単一の双方向性伝送チャンネル（２２）によっ て評価ユニット（２１）に接続され、出力制御ユニット（３０）を具備し、該出 力制御ユニット（３０）が、評価ユニット（２１）からのトリガー信号（ＡＩ） に応じ、クロック発生器（１８）からのある特定のパルス数に対応した標準時間 （ｔｎ）を評価ユニット（２１）に供給すると共に、標準時間（ｔｎ）の供給前 または後に、カウント値の供給をシリアルに行うことを特徴とする請求の範囲第 １から３項のいずれか１つに記載の装着時間測定装置。 ５．前記クロック発生器（１８）とカウンタ（２０）の間に分周器（１９）が設 けられ、該分周器の出力パルスがセンサー（１７）を介してカウンタ（２０）に 伝送されることを特徴とする請求の範囲第１から４項のいずれか１つに記載の装 着時間測定装置。 ６．前記クロック発生器（１８）とカウンタ（２０）の間に、クロック発生器（ １８）を起動させるセンサー（１６）にクロック入力を与える分周器（１９）が 設けられ、該分周器（１９）からのパルス受け取り時にセンサー条件が満たされ ているときだけ、前記センサー（１６）がクロック発生器（１８）を動作状態に 保つことを特徴とする請求の範囲第１から５項のいずれか１つに記載の装着時間 測定装置。 ７．前記センサー（１６）は、センサー条件が満たされたとき信号を与えず、セ ンサー条件が満たされず且つ前記パルスを受け取ったときだけ、クロック発生器 （１８）を非動作とする信号を与えることを特徴とする請求の範囲第６項記載の 装着時間測定装置。 ８．前記クロック発生器（１８）が湿気に応答する第１のセンサー（１６）によ って動作され、さらにクロック発生器（１８）とカウンタ（２０）の間に、温度 に応答し且つ所定の温度範囲を検出したときだけパルスの通過を許容する第２の センサー（１７）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１から７項の いずれか１つに記載の装着時間測定装置。 ９．前記評価ユニット（２１）から測定ユニット（１５）にリセット信号（ＬＩ ）が伝送可能であり、該リセット信号が測定ユニット（１５）に合まれたリセッ ト手段（３５）によって識別され、リセット信号の識別後リセット手段（３５） がカウンタ（２０）をリセットすることを特徴とする請求の範囲第１から８項の いずれか１つに記載の装着時間測定装置。 １０．少なくとも２つのセンサー（１６、１７）が設けられ、該センサーの信号 が直列接続によって縦続の関係にあることを特徴とする請求の範囲第１から９項 のいずれか１つに記載の装着時間測定装置。