JPH046373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 口腔内に激痛がある患歯や慢性化した患歯又は
閾値が非常に低くなつた患歯がある場合、患者自
身は患歯近傍の健全歯を含めて疼痛を感じている
のでそのまゝではどの歯牙が患歯か分らないこと
が多く、従つて患歯を確認するためには何等かの
診断を行う必要がある。

本発明は口腔内患歯を迅速、適確に診断する患
歯診断装置に関するものである。

従来口腔内患歯を診断する場合は、患歯を含む
近傍の数個の歯に順次打診力を与え、その時の患
者の目、顔の表情等の生体防御疼痛反応の程度を
比較して行つていた。

第１図は健全歯Ａ，Ｃ、患歯Ｂを示すもので何
れもエナメル質１、象牙質２、セメント質３、歯
根膜４で構成され歯槽骨６に支持されている。

いま、健全歯である歯牙Ａをパルス衝撃力を与
えて打診する。歯牙Ａと歯牙Ｂおよび歯牙Ｃは接
触点８および９においてお互に接触して固体接触
している。このようにして歯列が形成されてい
る。したがつて、歯牙Ａに与えたパルス衝撃力の
影響を受けて歯牙Ｂおよび歯牙Ｃも弾性振動をす
ることが可能となる。歯牙Ａおよび歯牙Ｃは健全
歯で閾値は高い。従つて、打診のためのわずかな
力のパルス衝撃力での歯牙の弾性振動による弾性
変形あるいは弾性ひずみは歯牙Ａの感容器は感受
しないので患者はその打診による疼痛反応を示さ
ない。打診力そのものが減衰してしかも健全歯で
ある歯牙Ｃは打診反応を全く示さない。

このことから、歯牙Ａは炎症のない健全歯であ
ることがわかる。患歯Ｂは炎症をおこしてその閾
値が下つている。すなわち、わずかなパルス衝撃
力によつてでも疼痛反応を示す。閾値が下つてい
ることは、わずかな歯牙感容器の弾性変形あるい
はひずみに反応して疼痛感覚を感受することを意
味する。したがつて、歯牙Ａを打診したときでも
患歯Ｂは疼痛反応を示す。したがつて、健全歯Ａ
にパルス衝撃力を与えたときも、歯牙Ａは健全歯
であるにもかかわらず隣の患歯Ｂの影響を受けて
患者の表情には何んらかの疼痛反応が現われる。

次に、患歯Ｂにパルス衝撃力を与えて打診す
る。この患歯の炎症が激しい場合には、患歯に接
触するだけでも激しい疼痛を与える。従つて術者
はその打診のためのパルス衝撃力を加減して弱め
ねばらななくなる。そして、その疼痛反応が健全
歯Ａにパルス衝撃力を与えたときと同一となる場
合が極めて多い。すなわち、患歯が歯牙Ａなのか
歯牙Ｂなのかが判断できない場合が生ずることが
多い。この判断が困難となる現象を、健全歯Ａと
患歯Ｂとの関係で説明したが、健全歯Ｃと患歯Ｂ
との間にも同じ現象が発生する。

この症状から術者は、患歯が歯牙Ｂであること
はほぼ探知しえる。しかし、患歯が歯牙Ｂである
とは断定し難い。このような場合には患者の疼痛
反応に加えて、術者のパルス衝撃力の大小を定量
的に判断してこれらを総括して断定する必要に迫
られる。これには永い経験と豊富な知識を必要と
する。連続して相互に固体接触している歯牙群の
なかで、パルス衝撃力を与えた歯牙のみが周辺の
歯牙の影響を全く受けないような状態として、そ
のときの情報によつて疼痛反応を調べて患歯を診
断したい。また、独立する歯牙の場合でも、その
疼痛伝達系回路が他の歯牙と併用され関係をもつ
場合も多いのでパルス衝撃力を与えられて疼痛反
応を示しても必ずしもその歯牙が患歯であると即
断できない場合も多いという欠点があつた。その
ためこの打診法を改善しようとして種々なる試み
がなされてきている。冷水法や電気診断法などが
それであるがこれらには欠点があつて完壁な診断
法とは云い難い。

本発明は疼痛のある患歯に対して、20KHz以上
100KHz程度の超音波振動数と、片振幅4μｍ〜10μ
ｍ程度の振巾からなる超音波振動源を有する超音
波振動系ホーン接触子の先端を軽く押しあてるこ
とにより患歯を健全歯と同一状態として疼痛のあ
る歯牙を診断時の一瞬時のみ疼痛を皆無とし、術
者が特別な技術や知識を必要とせずに迅速正確に
患歯を診断できるようにすることを目的としてい
る。

第２図は第１図の歯牙構造をモデル化し疼痛伝
達回路を理解し易くするためのモデル図で、各構
成要素は第１図の歯牙構成要素番号と同一番号で
表示している。エナメル質１とセメント質３とで
囲まれたカプセル状の歯牙が歯根膜４のばね４′
とダツシユポツト４″によつて歯槽骨６に対して
支持される。すなわち、歯槽骨６に対して歯牙を
１自由度の振動系と考える。エナメル質１と象牙
質２との間には、象牙質細管内歯液で支えられて
いるトームス繊維１０および象牙芽細胞と繊維芽
細胞１１とがあり、これがばね５とダツシユポツ
ト５″よりなる歯髄の神経繊維群によつて支持さ
れている。したがつて、トームス繊維１０および
象牙芽細胞・繊維芽細胞１１の静的変位あるいは
動的変位によつて歯髄の神経繊維のばね５にひず
みが発生する。このひずみの大小をひずみゲージ
に相当する神経系の受容器５′で検出して、この
ひずみ量を周波数特性を有する増巾器１２で増巾
して記録計１４上に記録波形として画かせ、その
波形の高さδに比例した疼痛反応に示すものと考
える。これらが歯髄からの疼痛である。歯根膜の
ばね４の変位は歯根膜に分布する神経群に相当す
るひずみゲージ４′によつてばね４のひずみを検
出して、このひずみ量を周波数特性を有する増巾
器１３で増巾して記録計１４上に記録波形として
画かせると、この波形の高さが疼痛に比例すると
考えられる。これが歯根膜神経群からの疼痛であ
る。従来から云われている受容器、知覚神経およ
び感覚中枢による疼痛は工学的にモデル化すると
以上のようにして解析され、簡明になる。歯根膜
神経に相当するばね４および歯髄に相当するばね
５は、力学的な外力（切削力）により伸縮し、熱
的外力（歯髄炎）によつて熱膨張して変形し、ひ
ずみを生ずる。

第２図に示すように歯牙Ａに相当するモデル図
が第２図のＡ、歯牙Ｂに相当するモデル図が第２
図のＢ、歯牙Ｃに相当するモデル図が第２図のＣ
である。第２図では、増巾器１２，１３と記録計
１４は歯牙Ａ用、増巾器１５，１６と記録計１７
は歯牙Ｂ用、増巾器１８，１９と記録計２０は歯
牙Ｃ用と独立して専用として図示したが、これら
のなかで、感覚中枢に相当する記録計が並列に結
合され、例えば歯牙Ｂでの検出量を、遠く離れた
歯牙、例えば歯牙Ｇの記録計でもこれを記録して
疼痛反応を示す場合も生ずる、患歯を打診して、
患歯に隣接する歯牙以外の離れた歯牙にも疼痛反
応があるように診断される現象が以上の説明から
理解できる。今、歯牙Ａは健全歯であるので記録
計上のペンの動きは０を指して疼痛反応を示さな
い。歯牙Ｃも同様である。これに対して、歯牙Ｂ
の記録紙上のペンの動きはδ量を示す。今、この
歯牙Ｂの症状を歯根膜炎によるものとする。すな
わちばね４の変形によるものとする。第２図にお
いて、歯牙Ｂの０点の位置が歯牙ＡおよびＣに比
べて右方に移動している。これは、患歯の閾値が
下つていることの意味は、すなわち、０点がマイ
ナス方向に移動することである。このδ量に比例
して疼痛を感受し、それに比例した目や顔への表
情の反応や、それから逃れようとする生体防御反
応を誘起させる。

第３図にこの歯根膜のばね定数と等しいばね定
数をもつ片持はり２２，２４，２６の先端に質量
がそれぞれ歯牙Ａ，Ｂ，Ｃの質量に相当するM_A，
M_B，M_Cを取付けて、それぞれの歯牙と同一の固
有振動数を有する３つの等価片持はりの状態に第
２図を更にモデル化した図を示す。片持はり２
２，２４，２６の変位量は接着した抵抗線ひずみ
ゲージ２３，２５，２７によつて検出する。そし
て、その検出量を増巾器１３，１６，１９によつ
て増幅し、記録計１４，１７，２０によつて変位
量を記録する。第３図では歯根膜炎を生じてその
ばねが熱膨張していることに相当させて、片持は
りＢが熱変形してその先端変位量がδとなつてい
る場合を示す。

第４図は本発明の使用方法の一例を説明する図
である。本装置は超音波振動子２８とその振動
子・振幅を拡大し、さらに各歯牙に先端を接触さ
せ歯牙表面を傷つけたり、削つたりしないような
先端形状としたホーン接触子２１およびホーンの
振動節に取付けた把持部２９、この超音波振動系
を駆動する超音波発振器３０よりなり、さらに発
振器内部あるいは外部に疼痛の有無を患者が押し
ボタン３３などで発信して点燈させる標示ランプ
３１，３２、あるいはブザーなどの表示装置を具
備してなる。第４図ではホーン接触子２１を縦振
動系として示しているが、この外に、曲げ振動系
およびねじり振動系によるホーンが使用できる。
これらは歯牙の位置、形状などによつて使い分け
る。その振動駆動方向は図示のように歯牙Ａ，
Ｂ，Ｃの歯軸に対してほぼ直角方向である、矢印
ｆ，ａで示す３４の方向に与える。

振動数ｆは20KHz以上〜100KHz程度までの超
音波域の高い振動数とし、その振幅ａは片振幅
4μｍ〜10μｍ程度を用いる。振動子出力は20W〜
60W程度の最高100W以内の小出力で十分である。

一方、図では術者の手中に入る程度の外形形状
の把握部としてそのなかに振動子を内蔵させてい
る場合を示しているが、この振動子を発振器３０
のなかに格納して、患歯まで細長いピアノ線ある
いは可撓線で延長して、その先端附近の振動節に
把持部を設けて利用することも可能である。患者
には押しボタン３３を持たせる。本発明の実施に
よつて疼痛が激減して皆無となつたときに押しボ
タンを押す。その信号によつてシグナル３１の点
燈がシグナル３２に変化する。このとき、術者は
このシグナルの変化のみではなく患者の顔の動き
と表情や目の動き、手足の動きなどの生体疼痛反
応をも同時に観測して両者を比較確認することに
よつて患歯であることを正しく診断できる。そし
て診断を終了する。

本発明の診断装置をあてた患歯の疼痛が皆無と
なる理由について第３図、第５図、第６図によつ
て説明する。具体的な説明に入るまえに、超音波
振動は人間の感覚では感受できないことをまず述
べておきたい。

歯根膜炎の患歯Ｂは第３図に示したようにその
ばね４は伸びて撓み、その変位量はδを示す。し
たがつて、抵抗線ひずみゲージ４′で検出し、増
巾器１３で増巾して記録計１４で記録してみると
第５図の右上図のようにδの変位量を示す。歯根
膜炎などのように炎症を起している歯牙の固有振
動数f₀は200Hz〜3000Hzの間にあつて、超音波振
動ホーン接触子２１の振動数ｆ＝20KHz〜100K
Hzに比べるとf₀≪ｆの関係にある。歯牙の感容器
に相当する抵抗線ひずみゲージ４′と知覚神経に
相当する増巾器１３および感覚中枢に相当する記
録計１４の疼痛伝達回路は、この歯牙の固有振動
数f₀程度の振動数に対しては追従してδ量の変位
波形を正しく記録できる。しかし、今、歯牙がホ
ーン接触子２１でｆ≫f₀の振動数、例えば65KHz
≫200Hzという振動数で駆動されて歯牙がｆ＝
65KHzという極めて高い超音波域の振動数で振動
すると、その振動姿態を最早やこの歯牙疼痛伝達
回路に相当する測定回路では測定できなくなり、
結果としては第５図の左上図のように記録用ペン
は０点に位置したままでその振れはゼロを示し続
ける。すなわち、見掛上疼痛はゼロということに
なる。

第６図によつてさらに説明を加える。片持はり
は（＋）方向に先端が変位δで撓んでいる。この
片持はりに振幅ａ、振動数ｆのホーン接触子２１
をあてる。ホーン先端と片持はりとの接触点は、
図においてホーンの振動でホーン先端が右後方に
後退したときに、なお片持はりと接触する位置と
して、その片振幅ａをδと等しく与える。このよ
うにして、ｆ≫f₀の超音波域の高い振動数で片持
はりを振動駆動すると、片持はりは図示したよう
な振動姿態で振幅ａ、振動数ｆをもつて振動す
る。

第７図の上図は静的変位をしている片持はりの
状態を記録紙上におけるペンが記録している記録
波形と超音波振動したときの片持はりの振動姿態
（中図）の関係を示す。第７図の上図は、ホーン
接触子２１を接触させるまえの波形で変位δに比
例する。中図は振動周期＝１／ｆ、振幅ａをもつ
て振動する片持はりの振動姿態を示す。下図は、
普通200Hz〜2000Hz程度の固有振動数をもつた記
録計上には片持はりの変動が記録されないでペン
の振れ０の直線として記録される状態を示す。

すなわち、増巾回路および記録装置の周波数特
性によつて、片持はりの動的挙動が記録されず
に、見掛上は片持はりが静止していると同じよう
な波形が記録される結果となることを示す。これ
を第１図の歯牙におきかえて見直すと、患歯の疼
痛をゼロとすることに相当する。

第８図は歯列群のなかの歯牙Ａ，Ｂ，Ｃを示
す。そして、歯牙Ｂの歯根膜が図示のように変動
して、歯根膜炎としての疼痛感γ２６があり、患
歯となつている。この状態に対して本発明診断装
置のホーン先端を振動数ｆ、振幅ａで超音波振動
させ、歯牙Ａ，Ｂ，Ｃに順次接触させて診断を行
う。そして、患者に持たせたボタンによる信号と
患者の疼痛生体反応を観測する。

本発明によると超音波振動する固体接触表面の
摺動摩擦係数が動摩擦係数の値を示し、静摩擦係
数の約1/10の0.02〜0.03程度の小さい値となつ
て、相隣れる歯牙との接触点８，９の接触摩擦抵
抗が著しく低下するため、ホーン接触子２１で駆
動する歯牙Ｂのみが超音波振動して、相隣れる歯
牙ＡおよびＣはその影響を全く受けない。すなわ
ち、見掛上は、歯牙Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ独立さ
せてお互に非接触状態とし、それぞれの干渉を皆
無としているので押しボタンによる信号と患者の
疼痛生体反応によつて診断しえた結果は、ホーン
接触子２１を接触させた歯牙のみに対する結果で
あると断定できる。

第８図に示す如く本発明患歯診断装置による診
断前と第９図に示す如く診断持には歯牙Ａおよび
Ｃは何んらの変化を生じない。しかるに歯牙Ｂに
対しては、診断前では激痛があつたが、前述した
理由によつて診断持においてのみその激痛が除去
され皆無となり歯牙ＡおよびＣの状態と同一な状
態に変化する。すなわち、記録計のペンの振れは
図示のようにゼロに変化し、歯牙Ｂの感覚中枢の
疼痛感覚は皆無となり、歯牙ＡおよびＣと同一感
覚となる。歯牙Ａ及びＣは本発明患歯診断装置で
診断しても変化が現われないので、患者は押しボ
タンを押さない。また、疼痛反応も示さない。歯
牙Ｂに対しては本発明患歯診断装置で診断を行う
と今までの激痛が皆無となつてしまうという明ら
かな変化が生ずる。その顕著な変化に患者は明確
な反応を示して、押しボタンを押し、さらにホツ
とした安心した生体反応を示す。その結果、歯牙
Ｂを患歯と断定できる。

これは痛みを伝える神経が、背髄後根に入つて
インパルスを伝える前にその神経を逆に刺激する
ことによつておこる現象と考えられる。

本発明によると、20KHz以上100KHz程度の超
音波振動数と、片振巾4μｍ〜10μｍ程度の振巾か
らなる超音波振動源と、該超音波振動源よりの振
動を伝達し、歯牙に当接し得る先端を有するホー
ン接触子の先端を疼痛のある患歯に当接し、患歯
の痛みを一時的に除去し得る如くなしたので、以
下の効果を有する。

使用方法が非常に簡単である。

使用にあたり患者に一切の痛みや苦痛を与え
ない。

歯根膜炎、歯髄炎などのように痛みを訴える
部位が一か所に限らず、複数に渡つている場合
に特に顕著である。

疼痛以外に冷痛、温痛に対する診断が可能で
ある。

他の臓器からの関連痛を、歯牙の疼痛と区別
することが可能である。例えば、耳鼻科疾患、
上顎骨や下顎骨の疾患（特に悪性疾患の場合）
の中には、歯痛を初期の症状として歯の治療を
受けるものがあり、原疾患の治療を遅らせるこ
とがある。この機器は、関連痛としての歯牙の
痛みを的確に診断し、直ちに専門医に紹介する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は歯牙の構成を示す図、第２図は歯牙の
構成と疼痛伝達系を説明するための歯牙およびそ
の周辺の等価模型図、第３図は片持はりに等価模
型化して歯牙疼痛伝達系を説明する図、第４図は
本発明の一実施例使用時正面図、第５図は本発明
の実施効果を説明するための等価模型図、第６
図、第７図は本発明の実施によつて患歯と断定で
きる理由を説明するための図、第８図は歯列の上
面図と患歯の疼痛感をモデル化して図示する図、
第９図は本発明の具体的使用方法を示す上面図と
疼痛感がゼロとなつて患歯と断定できることを説
明する図である。 １……歯牙、２１……超音波振動ホーン接触
子、２８……超音波振動子、３０……超音波発振
器、２６……疼痛感γ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 20KHz以上100KHz程度の超音波振動数と、
   片振巾4μｍ〜10μｍ程度の振巾からなる超音波振
   動源と、該超音波振動源よりの振動を伝達し、歯
   牙に当接し得る先端を有するホーン接触子とから
   なる患歯診断装置。