JPS6455B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6455B2 JPS6455B2 JP57057721A JP5772182A JPS6455B2 JP S6455 B2 JPS6455 B2 JP S6455B2 JP 57057721 A JP57057721 A JP 57057721A JP 5772182 A JP5772182 A JP 5772182A JP S6455 B2 JPS6455 B2 JP S6455B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reproduction
- points
- movement
- dimensional
- mandibular movement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C19/00—Dental auxiliary appliances
- A61C19/04—Measuring instruments specially adapted for dentistry
- A61C19/045—Measuring instruments specially adapted for dentistry for recording mandibular movement, e.g. face bows
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、下顎運動を計測して下顎模型の運動
として正確に再現する下顎運動診断装置に関す
る。
として正確に再現する下顎運動診断装置に関す
る。
下顎運動の解析は、咬合の再構成、顎口腔系の
診断等の基本となる重要な要素であるが、従来は
下顎運動を正確に計測し、これを再現して十分な
解析を行なうための装置は開発されていなかつ
た。このため、実際の歯科治療の際の咬合診断、
クラウン・ブリツジの製作、あるいは義歯製作に
おいては、試行錯誤的に調整するか、あるいは手
間がかかるのみならず熟練を要する手法で調整せ
ざるを得ないというのが現状である。特に義歯製
作の場合は、完全に調整されていない場合は満足
な歯の咀嚼機能をもたらすことができないばかり
か、顎関節病をおこす恐れすらある。こういつた
義歯の患者の下顎運動に対する適応は、実際に患
者に装着しないとわからず、顎関節障害に最も影
響のある顆頭への不正荷重の原因の正しい究明が
されないことが試行錯誤的に調整せざるを得ない
大きな原因であり、患者個々の下顎運動の定量的
な再現を行ない、顆頭の位置を任意に設定し、そ
の点での顆頭の正確な運動を摘出し、不正運動に
対する適切な診断を可能とすることが強く望まれ
るところである。
診断等の基本となる重要な要素であるが、従来は
下顎運動を正確に計測し、これを再現して十分な
解析を行なうための装置は開発されていなかつ
た。このため、実際の歯科治療の際の咬合診断、
クラウン・ブリツジの製作、あるいは義歯製作に
おいては、試行錯誤的に調整するか、あるいは手
間がかかるのみならず熟練を要する手法で調整せ
ざるを得ないというのが現状である。特に義歯製
作の場合は、完全に調整されていない場合は満足
な歯の咀嚼機能をもたらすことができないばかり
か、顎関節病をおこす恐れすらある。こういつた
義歯の患者の下顎運動に対する適応は、実際に患
者に装着しないとわからず、顎関節障害に最も影
響のある顆頭への不正荷重の原因の正しい究明が
されないことが試行錯誤的に調整せざるを得ない
大きな原因であり、患者個々の下顎運動の定量的
な再現を行ない、顆頭の位置を任意に設定し、そ
の点での顆頭の正確な運動を摘出し、不正運動に
対する適切な診断を可能とすることが強く望まれ
るところである。
この見地から、下顎先端部に小形のマグネツト
や点状光源を固定し、このマグネツトや光源の動
きを検出して下顎運動を計測する試みがなされて
いる(例えば特公昭52−317号公報、特公昭57−
4253号公報参照)。しかしながら、これらの先行
技術はいずれも下顎運動を1点の運動としてとら
えて計測するものであつて、複雑な三次元運動を
行なう下顎全体の動きを計測するものではなく、
仮りに高精度な計測を行なつたとしても下顎全体
の運動を正確に把握することはできず、近似的な
解が求まるに過ぎないものである。またこうして
得られた情報に基づいて下顎運動を再現して解析
と診断を行なう場合、一般に三次元運動である下
顎運動を二次元平面であるモニター上で観察して
おり、正確で必要な情報を読みとることは困難で
あるうえ、単なるシユミレーシヨンにとどまり、
咬合の再構成という次のステツプに進むには限界
があつた。また、特に咬頭嵌合位附近の正しい咬
合が顎運動全体の正常な運動に最も必要であるに
もかかわらず、この点における正確な計測は未開
拓であつた。
や点状光源を固定し、このマグネツトや光源の動
きを検出して下顎運動を計測する試みがなされて
いる(例えば特公昭52−317号公報、特公昭57−
4253号公報参照)。しかしながら、これらの先行
技術はいずれも下顎運動を1点の運動としてとら
えて計測するものであつて、複雑な三次元運動を
行なう下顎全体の動きを計測するものではなく、
仮りに高精度な計測を行なつたとしても下顎全体
の運動を正確に把握することはできず、近似的な
解が求まるに過ぎないものである。またこうして
得られた情報に基づいて下顎運動を再現して解析
と診断を行なう場合、一般に三次元運動である下
顎運動を二次元平面であるモニター上で観察して
おり、正確で必要な情報を読みとることは困難で
あるうえ、単なるシユミレーシヨンにとどまり、
咬合の再構成という次のステツプに進むには限界
があつた。また、特に咬頭嵌合位附近の正しい咬
合が顎運動全体の正常な運動に最も必要であるに
もかかわらず、この点における正確な計測は未開
拓であつた。
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、
複雑な三次元運動を呈する下顎運動を、簡単な構
成の検出器により極めて正確に計測することがで
きるとともに、簡単な構成の再現機構を用いて、
極めて忠実な三次元運動として再現することがで
きて、下顎運動の解析、歯科治療等に優れた効果
を発揮する下顎運動診断装置を提供することを目
的とする。
複雑な三次元運動を呈する下顎運動を、簡単な構
成の検出器により極めて正確に計測することがで
きるとともに、簡単な構成の再現機構を用いて、
極めて忠実な三次元運動として再現することがで
きて、下顎運動の解析、歯科治療等に優れた効果
を発揮する下顎運動診断装置を提供することを目
的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る下顎
運動診断装置は、下顎の前歯部に対応する点およ
び両側歯部に対応する点で、測定中下顎との相対
位置関係が一定になるように保持された3つの被
測定点と、これら各被測定点の位置変化を、3つ
の被測定点それぞれにおいて二次元座標面内の経
時的な位置情報として検出する3個の位置検出器
とを備えた下顎運動計測部と、 上記3つの被測定点にそれぞれ対応し下顎模型
との相対位置関係が一定になるように設定された
3個の再現基準点と、上顎に対応し上顎模型との
相対位置関係が等しく設定された3個の再現基準
座標と、上記下顎運動計測部により検出された経
時的な二次元座標面内の位置情報に基づいて上記
3個の再現基準点を位置制御動作させる再現駆動
機構とを備えた下顎運動再現部と、 からなることを特徴とするものである。
運動診断装置は、下顎の前歯部に対応する点およ
び両側歯部に対応する点で、測定中下顎との相対
位置関係が一定になるように保持された3つの被
測定点と、これら各被測定点の位置変化を、3つ
の被測定点それぞれにおいて二次元座標面内の経
時的な位置情報として検出する3個の位置検出器
とを備えた下顎運動計測部と、 上記3つの被測定点にそれぞれ対応し下顎模型
との相対位置関係が一定になるように設定された
3個の再現基準点と、上顎に対応し上顎模型との
相対位置関係が等しく設定された3個の再現基準
座標と、上記下顎運動計測部により検出された経
時的な二次元座標面内の位置情報に基づいて上記
3個の再現基準点を位置制御動作させる再現駆動
機構とを備えた下顎運動再現部と、 からなることを特徴とするものである。
すなわち、本発明は、下顎の前歯部に対応する
点および両側歯部に対応する2点の計3点の合成
された動きが下顎運動となるものであること、並
びに、上記3点の下顎との相対位置関係は常に一
定で、それら3点を結ぶ二等辺三角形が1つの剛
体平面を構成するものであることに着目して、上
記剛体平面上の設定された3点の位置情報を検出
することにより、三次元の下顎運動を二次元座標
面内の位置情報を検出するに足りる単純な構成の
位置検出器を用いて、正確に検出することができ
る。
点および両側歯部に対応する2点の計3点の合成
された動きが下顎運動となるものであること、並
びに、上記3点の下顎との相対位置関係は常に一
定で、それら3点を結ぶ二等辺三角形が1つの剛
体平面を構成するものであることに着目して、上
記剛体平面上の設定された3点の位置情報を検出
することにより、三次元の下顎運動を二次元座標
面内の位置情報を検出するに足りる単純な構成の
位置検出器を用いて、正確に検出することができ
る。
また、そのように検出された3つの被測定点の
位置情報に基づいて、二次元の位置制御動作を有
する簡単な再現駆動機構を動作することにより、
下顎模型に下顎運動と全く同様な三次元運動を忠
実に再現することができるのである。
位置情報に基づいて、二次元の位置制御動作を有
する簡単な再現駆動機構を動作することにより、
下顎模型に下顎運動と全く同様な三次元運動を忠
実に再現することができるのである。
以上のようにして、三次元の下顎運動の計測な
らびにその計測情報に基づく下顎模型の三次元運
動の再現をともに二次元位置情報で実行すること
が可能となる。
らびにその計測情報に基づく下顎模型の三次元運
動の再現をともに二次元位置情報で実行すること
が可能となる。
まず、第1図及び第2図により、実施例の計測
系と再現系の対応の原理について説明する。
系と再現系の対応の原理について説明する。
第1図は座標(X、Y、Z)で記述される三次
元空間内にある計測系であり、A1,A2,A3は下
顎に対応する平面を決定する3点で、実際の応用
においては、下顎に固定された剛体上にある被測
定点である。そして、この3点間の相対位置関係
は常に一定である。P1,P2,P3はそれぞれA1,
A2,A3に対応する仮想平面であり、C1,C2,C3
はA1,A2,A3から各仮想平面P1,P2,P3に対す
る正射影線、D1,D2,D3はその正射影点である。
計測系はこの平面上において、各A1,A2,A3の
面P1,P2,P3に対する正射影点D1,D2,D3の位
置的変化を各平面ごとの(x1、y1)、(x2、y2)、
(x3、y3)で示される別個の二次元運動座標位置
として測定する機能を持つている。もし、P1,
P2,P3の相対位置関係が測定中くずれることが
なく、且つ、三次元直交座標系に占める位置
(注:位置というよりも、相対的な傾きである。
傾きが一定で、面がそのまま平行移動しても差支
えない。)が決定されておれば、A1,A2,A3の
位置はそれぞれ測定時の(x1、y1)、(x2、y2)、
(x3、y3)で記述することができ、A1,A2,A3
によつて規定される平面の三次元空間内における
位置は一義的に決まり、(X1、Y1、Z1)、(X2、
Y2、Z2)、(X3、Y3、Z3)といつた三次元座標に
よる記述は不要であり、より簡単な(x1、y1)、
(x2、y2)、(x3、y3)といつた二次元位置情報で
決定できる。また下顎運動は、上顎が基準位置と
なる空間における下顎に対応する平面の三次元運
動であるから、下顎に固定された3つの被測定点
のそれぞれが対応する任意の平面上の正射影の座
標を求めればよい。前述のように、この任意の3
つの平面は上顎に対して固定された位置にあり、
且つ3つの平面間の相対位置関係(特に面の傾
き)は変化してはいけないという条件を守ればよ
い。
元空間内にある計測系であり、A1,A2,A3は下
顎に対応する平面を決定する3点で、実際の応用
においては、下顎に固定された剛体上にある被測
定点である。そして、この3点間の相対位置関係
は常に一定である。P1,P2,P3はそれぞれA1,
A2,A3に対応する仮想平面であり、C1,C2,C3
はA1,A2,A3から各仮想平面P1,P2,P3に対す
る正射影線、D1,D2,D3はその正射影点である。
計測系はこの平面上において、各A1,A2,A3の
面P1,P2,P3に対する正射影点D1,D2,D3の位
置的変化を各平面ごとの(x1、y1)、(x2、y2)、
(x3、y3)で示される別個の二次元運動座標位置
として測定する機能を持つている。もし、P1,
P2,P3の相対位置関係が測定中くずれることが
なく、且つ、三次元直交座標系に占める位置
(注:位置というよりも、相対的な傾きである。
傾きが一定で、面がそのまま平行移動しても差支
えない。)が決定されておれば、A1,A2,A3の
位置はそれぞれ測定時の(x1、y1)、(x2、y2)、
(x3、y3)で記述することができ、A1,A2,A3
によつて規定される平面の三次元空間内における
位置は一義的に決まり、(X1、Y1、Z1)、(X2、
Y2、Z2)、(X3、Y3、Z3)といつた三次元座標に
よる記述は不要であり、より簡単な(x1、y1)、
(x2、y2)、(x3、y3)といつた二次元位置情報で
決定できる。また下顎運動は、上顎が基準位置と
なる空間における下顎に対応する平面の三次元運
動であるから、下顎に固定された3つの被測定点
のそれぞれが対応する任意の平面上の正射影の座
標を求めればよい。前述のように、この任意の3
つの平面は上顎に対して固定された位置にあり、
且つ3つの平面間の相対位置関係(特に面の傾
き)は変化してはいけないという条件を守ればよ
い。
第2図は座標(X′、Y′、Z′)で記述される三
次元空間内における再現系である。B1、B2、B3
は下顎に対応する平面を決定する3点で、実際の
応用においては、下顎模型と再現機構とを連結す
る回転、屈曲自在の接手となつており、第1図の
A1,A2,A3に対応する再現基準点である。且
つ、このB1,B2,B3によつて構成される三角形
ΔB1、B2、B3は、第1図のA1,A2,A3により構
成されるΔA1,A2,A3と合同であるよう構成さ
れる。P1′,P2′,P3′は第1図のP1,P2,P3に対
応する仮想平面で、再現の場合の再現基準座標平
面となるものであり、第1図のP1,P2,P3の3
平面間の相対位置関係と全く同一の位置関係(特
に傾き)に設定される。そして、各平面ごとに
(x1′、y1′)、(x2′、y2′)、(x3′、y3′)で示
される別
個の二次元運動座標情報によつてB1,B2,B3の
各平面P1,P2,P3に対する正射影線C1,C2,C3
に対応する部材C1′,C2′,C3′の平面上の位置D1′,
D2′,D3′を移動する構成を備えている。また、部
材C1′,C2′,C3′はそれぞれの仮想平面P1′,P2′,
P3′と垂直な方向には伸縮自在な構成となつてお
り、前述接手B1,B2,B3に連結されている。こ
のような構成をとることにより、計測系と同様の
原理で、B1,B2,B3によつて決定される平面は、
仮想平面P1′,P2′,P3′によつて規定される空間
内において、構成部材が理想的な剛性を持つてお
れば二次元運動座標値(x1′、y1′)、(x2′、y2′)
、
(x3′、y3′)によつて機械的にその存在する位置を
決定できる。そして、(x1′、y1′)、(x2′、y2′)
、
(x3′、y3′)を第1図に示す計測系で測定した運動
に応じて時間的に変化する2次元運動標値の指示
するデータ(x1、y1)、(x2、y2)、(x3、y3)と同
値にし、そのデータの指示通りにD1′,D2′,
D3′を仮想平面P1′,P2′,P3′上で動かせば、B1,
B2,B3の位置が決定され、且つ、B1,B2,B3は
回転、屈曲自在の接手であるから、仮想平面への
C1,C2,C3の直交条件と剛体の引つ張りにより
傾きも決されるので、B1,B2,B3で決定される
平面の三次元的運動は、第1図で測定したA1,
A2,A3で決定される平面の三次元的運動の再現
となる。実際の応用においては、前記のように下
顎運動は上顎が基準となる運動であるから、計測
系における上顎に対する仮想平面P1,P2,P3の
相対位置と再現系における上顎模型に対する仮想
平面P1′,P2′,P3′の相対位置、及び計測系での
下顎位置とA1,A2,A3の相対位置関係と再現系
での下顎対象物とB1,B2,B3の相対位置関係を
一致させて上記の構成をとれば、下顎運動の三次
元的計測及び三次元運動の再現が可能となる。
次元空間内における再現系である。B1、B2、B3
は下顎に対応する平面を決定する3点で、実際の
応用においては、下顎模型と再現機構とを連結す
る回転、屈曲自在の接手となつており、第1図の
A1,A2,A3に対応する再現基準点である。且
つ、このB1,B2,B3によつて構成される三角形
ΔB1、B2、B3は、第1図のA1,A2,A3により構
成されるΔA1,A2,A3と合同であるよう構成さ
れる。P1′,P2′,P3′は第1図のP1,P2,P3に対
応する仮想平面で、再現の場合の再現基準座標平
面となるものであり、第1図のP1,P2,P3の3
平面間の相対位置関係と全く同一の位置関係(特
に傾き)に設定される。そして、各平面ごとに
(x1′、y1′)、(x2′、y2′)、(x3′、y3′)で示
される別
個の二次元運動座標情報によつてB1,B2,B3の
各平面P1,P2,P3に対する正射影線C1,C2,C3
に対応する部材C1′,C2′,C3′の平面上の位置D1′,
D2′,D3′を移動する構成を備えている。また、部
材C1′,C2′,C3′はそれぞれの仮想平面P1′,P2′,
P3′と垂直な方向には伸縮自在な構成となつてお
り、前述接手B1,B2,B3に連結されている。こ
のような構成をとることにより、計測系と同様の
原理で、B1,B2,B3によつて決定される平面は、
仮想平面P1′,P2′,P3′によつて規定される空間
内において、構成部材が理想的な剛性を持つてお
れば二次元運動座標値(x1′、y1′)、(x2′、y2′)
、
(x3′、y3′)によつて機械的にその存在する位置を
決定できる。そして、(x1′、y1′)、(x2′、y2′)
、
(x3′、y3′)を第1図に示す計測系で測定した運動
に応じて時間的に変化する2次元運動標値の指示
するデータ(x1、y1)、(x2、y2)、(x3、y3)と同
値にし、そのデータの指示通りにD1′,D2′,
D3′を仮想平面P1′,P2′,P3′上で動かせば、B1,
B2,B3の位置が決定され、且つ、B1,B2,B3は
回転、屈曲自在の接手であるから、仮想平面への
C1,C2,C3の直交条件と剛体の引つ張りにより
傾きも決されるので、B1,B2,B3で決定される
平面の三次元的運動は、第1図で測定したA1,
A2,A3で決定される平面の三次元的運動の再現
となる。実際の応用においては、前記のように下
顎運動は上顎が基準となる運動であるから、計測
系における上顎に対する仮想平面P1,P2,P3の
相対位置と再現系における上顎模型に対する仮想
平面P1′,P2′,P3′の相対位置、及び計測系での
下顎位置とA1,A2,A3の相対位置関係と再現系
での下顎対象物とB1,B2,B3の相対位置関係を
一致させて上記の構成をとれば、下顎運動の三次
元的計測及び三次元運動の再現が可能となる。
計測系と再現系においてこのような構成をとる
ことにより、下顎運動のような複雑な三次元運動
を決定する場合、その要素として(x0、y0)、
(x1、y1)、(x2、y2)の3組の二次元位置情報だ
けで決定でき、三次元位置情報は不要であるた
め、測定要素として非常に単純化できるうえに、
再現要素としてもこの二次元位置要素だけで決定
できる。また、咬合運動にはねじれや回転中心の
移動を伴う回転運動といつた複雑な運動があり、
この運動を再現する人体と同じような機構を構成
するのは困難であるのみならず、三次元直交座標
で記述されるデータから人体と等価の機構でその
運動を再現するには複雑な演算が必要となる。し
かし、本実施例のように二次元位置情報に還元す
ると、二次元位置情報に基づいて運動する二次元
の位置制御機能を持つた簡単な再現機構を構成す
るだけでよく、複雑な演算も不要であるうえ、計
測系においても二次元位置の測定ですむから、三
次元測定に比して極めて容易で高精度な測定が期
待でき、単なる測長センサーの使用も可能とな
る。そのうえ、本実施例においては、計測系と再
現系間のデータ処理をより容易にするため、計測
系における被測定点A1,A2,A3間の相対位置関
係と再現系の各平面上におけるD1′,D2′,D3′の
動きによつて決定される接手B1,B2,B3間の相
対位置関係を等しくしてある。そのため、計測系
で測定した二次元位置情報をもとにして、再現系
において下顎運動と同一の三次元運動を行なわせ
るにあたつて、計測系における測定二次元位置情
報を、被測定点A1,A2,A3間の相対位置関係と
接手B1,B2,B3間の相対位置関係とが一致する
ように補正するなどの複雑な演算手段を要するこ
となく、そのまま再現系の入力情報として利用す
ることができる。したがつて、計測から再現への
移行も簡単、スムーズに行なうことができる。
ことにより、下顎運動のような複雑な三次元運動
を決定する場合、その要素として(x0、y0)、
(x1、y1)、(x2、y2)の3組の二次元位置情報だ
けで決定でき、三次元位置情報は不要であるた
め、測定要素として非常に単純化できるうえに、
再現要素としてもこの二次元位置要素だけで決定
できる。また、咬合運動にはねじれや回転中心の
移動を伴う回転運動といつた複雑な運動があり、
この運動を再現する人体と同じような機構を構成
するのは困難であるのみならず、三次元直交座標
で記述されるデータから人体と等価の機構でその
運動を再現するには複雑な演算が必要となる。し
かし、本実施例のように二次元位置情報に還元す
ると、二次元位置情報に基づいて運動する二次元
の位置制御機能を持つた簡単な再現機構を構成す
るだけでよく、複雑な演算も不要であるうえ、計
測系においても二次元位置の測定ですむから、三
次元測定に比して極めて容易で高精度な測定が期
待でき、単なる測長センサーの使用も可能とな
る。そのうえ、本実施例においては、計測系と再
現系間のデータ処理をより容易にするため、計測
系における被測定点A1,A2,A3間の相対位置関
係と再現系の各平面上におけるD1′,D2′,D3′の
動きによつて決定される接手B1,B2,B3間の相
対位置関係を等しくしてある。そのため、計測系
で測定した二次元位置情報をもとにして、再現系
において下顎運動と同一の三次元運動を行なわせ
るにあたつて、計測系における測定二次元位置情
報を、被測定点A1,A2,A3間の相対位置関係と
接手B1,B2,B3間の相対位置関係とが一致する
ように補正するなどの複雑な演算手段を要するこ
となく、そのまま再現系の入力情報として利用す
ることができる。したがつて、計測から再現への
移行も簡単、スムーズに行なうことができる。
次に、第1図の計測系に対応する下顎運動計測
部について説明する。第3図において、1r,1
l,1fは光電変換素子を内蔵している位置検出
器、2は位置検出器1r,1l,1fは一定の相
対位置関係に保つて患者3の頭部(すなわち上
顎)に固定する額帯、4r,4l,4fは被測定
点となる点光源、5は点光源4r,4l,4fを
一定の位置関係に保つて保持する支持棒、6は支
持棒5を患者3の下顎に固定するクラツチ、7は
点光源4r,4l,4fに光線を供給する光フア
イバー、8は主光源である。点光源4r,4l,
4fは第1図の被測定点A1,A2,A3に対応する
ものであり、下顎に対応する平面を決定する。そ
して、この各点光源に対応する位置検出器1r,
1l,1fにより、第1図の仮想平面P1,P2,
P3に対応する点光源4r,4l,4fの二次元
位置情報が検出される。図から明らかなように各
位置検出器は上顎に対して固定されているので、
前述のP1,P2,P3の平面の条件をくずすことは
なく、任意の位置に決定できる。そして咬合運動
による点光源4r,4l,4fの位置の変化を3
つの仮想平面上で検出し、次の演算部に出力する
ものである。
部について説明する。第3図において、1r,1
l,1fは光電変換素子を内蔵している位置検出
器、2は位置検出器1r,1l,1fは一定の相
対位置関係に保つて患者3の頭部(すなわち上
顎)に固定する額帯、4r,4l,4fは被測定
点となる点光源、5は点光源4r,4l,4fを
一定の位置関係に保つて保持する支持棒、6は支
持棒5を患者3の下顎に固定するクラツチ、7は
点光源4r,4l,4fに光線を供給する光フア
イバー、8は主光源である。点光源4r,4l,
4fは第1図の被測定点A1,A2,A3に対応する
ものであり、下顎に対応する平面を決定する。そ
して、この各点光源に対応する位置検出器1r,
1l,1fにより、第1図の仮想平面P1,P2,
P3に対応する点光源4r,4l,4fの二次元
位置情報が検出される。図から明らかなように各
位置検出器は上顎に対して固定されているので、
前述のP1,P2,P3の平面の条件をくずすことは
なく、任意の位置に決定できる。そして咬合運動
による点光源4r,4l,4fの位置の変化を3
つの仮想平面上で検出し、次の演算部に出力する
ものである。
第4図は位置検出器1r,1l,1fの動作原
理と構造を説明する略図である。図において、1
1は例えばCCDリニアイメージセンサのような
線状光電変換素子(以下、単に素子と記す。)、1
2は素子11の前面に平行に配置され、且つ素子
11の長手方向に対して直交する2個のスリツト
13を設けた遮光板、4は点光源である。今、素
子10の長手方向に平行な軸をx軸、素子11及
び遮光板12を直交する軸をy軸とし、原点0を
図のように定めると、点光源4の(x、y)座標
上の位置は次のようにして求めるこができる。す
なわち、素子11上の原点をT、スリツト13を
通過した光線が素子11に当る位置をQ、Rと
し、各部の寸法及び角度を図示のように定める
と、次の連立方程式が得られる。
理と構造を説明する略図である。図において、1
1は例えばCCDリニアイメージセンサのような
線状光電変換素子(以下、単に素子と記す。)、1
2は素子11の前面に平行に配置され、且つ素子
11の長手方向に対して直交する2個のスリツト
13を設けた遮光板、4は点光源である。今、素
子10の長手方向に平行な軸をx軸、素子11及
び遮光板12を直交する軸をy軸とし、原点0を
図のように定めると、点光源4の(x、y)座標
上の位置は次のようにして求めるこができる。す
なわち、素子11上の原点をT、スリツト13を
通過した光線が素子11に当る位置をQ、Rと
し、各部の寸法及び角度を図示のように定める
と、次の連立方程式が得られる。
tanθ1=W/H ……(1)
tanθ2=L−W/H ……(2)
この連立方程式をH、Wについて解くと
H=L/tanθ1+tanθ2
W=Ltanθ1/tanθ1+tanθ2
となり、点光源4の座標(x、y)は次の(3)(4)式
で表わされる。
で表わされる。
X=W−f1=Ltanθ1/tanθ1+tanθ2−f1 ……(3)
y=H−f2=L/tanθ1+tanθ2−f2 ……(4)
ただし
tanθ1=C−A/d
tanθ2=B−D/d
ここでf1、f2、L、d、C、Dは既知であるか
ら、素子11上のQ及びRの位置を電気的に検出
してTとの差からAとBを求めれば、点光線4の
(x、y)座標上の位置が求められるのである。
なお、(x、y)座標に直交する方向に点光源4
が移動してもスリツト13によつてQ、Rは変化
せず、測定結果に影響を与えない。
ら、素子11上のQ及びRの位置を電気的に検出
してTとの差からAとBを求めれば、点光線4の
(x、y)座標上の位置が求められるのである。
なお、(x、y)座標に直交する方向に点光源4
が移動してもスリツト13によつてQ、Rは変化
せず、測定結果に影響を与えない。
第3図からわかるように、右側と左側の位置検
出器1r,1lは長手方向を患者の前後方向に向
けて互いに平行に配置され、前面の位置検出器1
fは長手方向を左右方向に向けて位置検出器1
r,1lに対して直角に配置されており、点光源
4r,4l,4fからの入射光はいずれも下から
入るようになつているので、位置検出器1r,1
lは前後方向を第1図のx軸、上下方向をy軸と
する2つの仮想平面上の位置情報を検出し、位置
検出器1fは左右方向をx軸、上下方向をy軸と
する仮想平面上の位置情報を検出しているわけで
ある。
出器1r,1lは長手方向を患者の前後方向に向
けて互いに平行に配置され、前面の位置検出器1
fは長手方向を左右方向に向けて位置検出器1
r,1lに対して直角に配置されており、点光源
4r,4l,4fからの入射光はいずれも下から
入るようになつているので、位置検出器1r,1
lは前後方向を第1図のx軸、上下方向をy軸と
する2つの仮想平面上の位置情報を検出し、位置
検出器1fは左右方向をx軸、上下方向をy軸と
する仮想平面上の位置情報を検出しているわけで
ある。
こうして得られる3組の二次元要素に分解され
た下顎の三次元位置情報は、下顎の運動を測定す
るために微小時間(例えば1ms〜2ms)ごとにサ
ンプリングしながら一定回数(例えば3000回)連
続して測定され、経時的な位置情報として検出さ
れる。第6図は位置情報処理回路のブロツク図で
あり、計測部15で検出された位置情報は演算部
16に送られ、演算部16で診断にふさわしいデ
ータに再構成され、あるいは再現する場合のデー
タに変換されて記憶部17に記憶される。そして
すべての演算を終了した後、再現部18に出力さ
れる。またこの記憶部17は各被測定点の運動情
報をデイスプレイ19に表示することもできる。
た下顎の三次元位置情報は、下顎の運動を測定す
るために微小時間(例えば1ms〜2ms)ごとにサ
ンプリングしながら一定回数(例えば3000回)連
続して測定され、経時的な位置情報として検出さ
れる。第6図は位置情報処理回路のブロツク図で
あり、計測部15で検出された位置情報は演算部
16に送られ、演算部16で診断にふさわしいデ
ータに再構成され、あるいは再現する場合のデー
タに変換されて記憶部17に記憶される。そして
すべての演算を終了した後、再現部18に出力さ
れる。またこの記憶部17は各被測定点の運動情
報をデイスプレイ19に表示することもできる。
第5図は第2図の再現系及び第6図の再現部1
8に対応する下顎運動再現部を示す。第5図にお
いて、21は上顎模型、22は下顎模型、23
r,23l,23fは一定の相対位置関係に保つ
て下顎模型22に接続された回転及び屈曲自在の
接手、24r,24l,24fは先端を接手23
r,23l,23fにそれぞれ接続され、ホルダ
ー25r,25l,25fに摺動自在に保持され
た可動部材、26r,27r,26l,27l,
26f,27fはホルダー25r,25l,25
fを駆動するパルスモータ、28はモータ制御器
である。接手23r,23l,23fは第2図の
再現基準点B1,B2,B3に対応するものであり、
各接手間の位置関係は、その中心が第3図の3つ
の点光源4r,4l,4f、すなわち3つの被測
定点間の位置関係と同一となるように構成されて
いる。ホルダー25r,25l,25fは第2図
の平面P1′,P2′,P3′、すなわち、位置検出器1
r,1l,1fで構成される3つの仮想平面に対
する再現基準座標平面内を移動できるように支持
され、平面内のどの位置においても常に可動部材
24r,24l,24fを平面に対して直交する
姿勢に保つように構成されている。そしてこのホ
ルダー25r,25l,25fは、可動部材24
r,24l,24fの中心軸が記憶部17からの
各平面に対応する二次元位置座標出力により制御
されるパルスモータ26r,27r,26l,2
7l,26f,27fによつて移動され、この移
動に応じて接手23r,23l,23fの3点で
構成される下顎に対応する平面が運動し、下顎模
型22が患者の下顎運動と同一の動きを行なつて
下顎運動が再現されることになる。
8に対応する下顎運動再現部を示す。第5図にお
いて、21は上顎模型、22は下顎模型、23
r,23l,23fは一定の相対位置関係に保つ
て下顎模型22に接続された回転及び屈曲自在の
接手、24r,24l,24fは先端を接手23
r,23l,23fにそれぞれ接続され、ホルダ
ー25r,25l,25fに摺動自在に保持され
た可動部材、26r,27r,26l,27l,
26f,27fはホルダー25r,25l,25
fを駆動するパルスモータ、28はモータ制御器
である。接手23r,23l,23fは第2図の
再現基準点B1,B2,B3に対応するものであり、
各接手間の位置関係は、その中心が第3図の3つ
の点光源4r,4l,4f、すなわち3つの被測
定点間の位置関係と同一となるように構成されて
いる。ホルダー25r,25l,25fは第2図
の平面P1′,P2′,P3′、すなわち、位置検出器1
r,1l,1fで構成される3つの仮想平面に対
する再現基準座標平面内を移動できるように支持
され、平面内のどの位置においても常に可動部材
24r,24l,24fを平面に対して直交する
姿勢に保つように構成されている。そしてこのホ
ルダー25r,25l,25fは、可動部材24
r,24l,24fの中心軸が記憶部17からの
各平面に対応する二次元位置座標出力により制御
されるパルスモータ26r,27r,26l,2
7l,26f,27fによつて移動され、この移
動に応じて接手23r,23l,23fの3点で
構成される下顎に対応する平面が運動し、下顎模
型22が患者の下顎運動と同一の動きを行なつて
下顎運動が再現されることになる。
上記のように、本実施例においては、下顎運動
計測部と下顎運動再現部の構成及び位置関係が、
第1図及び第2図に示した計測系と再現系との相
互関係と完全に一致するように構成されており、
三次元運動である下顎運動が経時的な二次元位置
情報に分解して検出し、その二次元位置情報に基
づいて下顎に対応する平面を構成する3点を同時
に位置制御することにより、三次元下顎運動を再
現しているのである。なお、再現する場合の運動
の速度は必要に応じて任意に選ぶことができ、ま
た途中で停止させることももちろん可能である。
また、前述の説明においては、計測系の3個の被
測定点と再現系の3個の再現基準点でそれぞれ構
成される3角形は互いに合同であるとして説明し
てきたが、これらは互いに相似であつてもよく、
この場合はその寸法比に応じて再現基準点の移動
量を変えればよい。この操作は演算部16で容易
に行なうことができ、拡大模型を用いて詳細な解
析を行なうことも可能となる。
計測部と下顎運動再現部の構成及び位置関係が、
第1図及び第2図に示した計測系と再現系との相
互関係と完全に一致するように構成されており、
三次元運動である下顎運動が経時的な二次元位置
情報に分解して検出し、その二次元位置情報に基
づいて下顎に対応する平面を構成する3点を同時
に位置制御することにより、三次元下顎運動を再
現しているのである。なお、再現する場合の運動
の速度は必要に応じて任意に選ぶことができ、ま
た途中で停止させることももちろん可能である。
また、前述の説明においては、計測系の3個の被
測定点と再現系の3個の再現基準点でそれぞれ構
成される3角形は互いに合同であるとして説明し
てきたが、これらは互いに相似であつてもよく、
この場合はその寸法比に応じて再現基準点の移動
量を変えればよい。この操作は演算部16で容易
に行なうことができ、拡大模型を用いて詳細な解
析を行なうことも可能となる。
以上の実施例の説明からも明らかなように、本
発明による場合は、下顎との相対位置関係が常に
一定で、1つの剛体平面を構成する3つの被測点
それぞれの二次元座標面内の位置情報を経時的に
検出するとともに、その検出された二次元の位置
情報をそのまま使用して再現駆動機構を動作させ
ることにより、患者自身の三次元の下顎運動と全
く同一の運動を顎模型に再現することができる。
従つて、患者自身の複雑な三次元の下顎運動の計
測ならびにその計測情報に基づく顎模型の三次元
運動の再現を、全て二次元位置情報で実行するこ
とができるので、計測系の構成が三次元運動の計
測の場合に比して極めて簡単で、かつ高精度に測
定できるとともに、再現系の構成も二次元の位置
制御動作が可能なものであれば良くて非常に簡単
で、かつ再現動作自体も非常に正確、円滑に行な
わせることができ、更に、計測から再現への移行
にも何等補正や換算等の演算が不要であるから、
情報伝達のための構成も非常に簡単化できる。
発明による場合は、下顎との相対位置関係が常に
一定で、1つの剛体平面を構成する3つの被測点
それぞれの二次元座標面内の位置情報を経時的に
検出するとともに、その検出された二次元の位置
情報をそのまま使用して再現駆動機構を動作させ
ることにより、患者自身の三次元の下顎運動と全
く同一の運動を顎模型に再現することができる。
従つて、患者自身の複雑な三次元の下顎運動の計
測ならびにその計測情報に基づく顎模型の三次元
運動の再現を、全て二次元位置情報で実行するこ
とができるので、計測系の構成が三次元運動の計
測の場合に比して極めて簡単で、かつ高精度に測
定できるとともに、再現系の構成も二次元の位置
制御動作が可能なものであれば良くて非常に簡単
で、かつ再現動作自体も非常に正確、円滑に行な
わせることができ、更に、計測から再現への移行
にも何等補正や換算等の演算が不要であるから、
情報伝達のための構成も非常に簡単化できる。
以上によつて、下顎運動を極めて忠実に再現で
きて、患者の不在状態でも下顎運動の解析、診断
等を適確に行なうことができ、特に義歯の製作に
極めて有効に利用することができるといつた優れ
た効果を奏する。
きて、患者の不在状態でも下顎運動の解析、診断
等を適確に行なうことができ、特に義歯の製作に
極めて有効に利用することができるといつた優れ
た効果を奏する。
第1図及び第2図は本発明の原理説明図、第3
図は一実施例の下顎運動計測部の略示斜視図、第
4図は同下顎運動計測部における位置検出器の原
理説明図、第5図は同上の下顎運動再現部の略示
斜視図、第6図は同上の位置情報処理回路のブロ
ツク図である。 (符号の説明)、1r,1l,1f……位置検
出器、4r,4l,4f……点光源(被測定点)、
15……計測部、18……再現部、21……上顎
模型、22……下顎模型、23r,23l,23
f……接手(再現基準点)、24r,24l,2
4f……可動部材、A1,A2,A3……被測定点、
B1,B2,B3……再現基準点、P1,P2,P3……仮
想平面、P1,P2,P3……仮想平面(再現基準座
標)。
図は一実施例の下顎運動計測部の略示斜視図、第
4図は同下顎運動計測部における位置検出器の原
理説明図、第5図は同上の下顎運動再現部の略示
斜視図、第6図は同上の位置情報処理回路のブロ
ツク図である。 (符号の説明)、1r,1l,1f……位置検
出器、4r,4l,4f……点光源(被測定点)、
15……計測部、18……再現部、21……上顎
模型、22……下顎模型、23r,23l,23
f……接手(再現基準点)、24r,24l,2
4f……可動部材、A1,A2,A3……被測定点、
B1,B2,B3……再現基準点、P1,P2,P3……仮
想平面、P1,P2,P3……仮想平面(再現基準座
標)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下顎の前歯部に対応する点および両側歯部に
対応する点で、測定中下顎との相対位置関係が一
定になるように保持された3つの被測定点と、こ
れら各被測定点の位置変化を、3つの被測定点そ
れぞれにおいて二次元座標面内の経時的な位置情
報として検出する3個の位置検出器とを備えた下
顎運動計測部と、 上記3つの被測定点にそれぞれ対応し下顎模型
との相対位置関係が一定になるように設定された
3個の再現基準点と、上顎に対応し上顎模型との
相対位置関係が等しく設定された3個の再現基準
座標と、上記下顎運動計測部により検出された経
時的な二次元座標面内の位置情報に基づいて上記
3個の再現基準点を位置制御動作させる再現駆動
機構とを備えた下顎運動再現部と、 からなることを特徴とする下顎運動診断装置。 2 上記3個の再現基準点が、再現駆動機構を介
して位置制御動作される3個の可動部材の途中
で、上記3つの被測定点に対応する個所に介在さ
れた回転及び屈曲自在な接手により構成されてい
る特許請求の範囲第1項記載の下顎運動診断装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57057721A JPS58175544A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 下顎運動診断装置 |
| DE19833312245 DE3312245A1 (de) | 1982-04-07 | 1983-04-05 | Geraet zur diagnose von unterkieferbewegungen |
| US06/482,636 US4447207A (en) | 1982-04-07 | 1983-04-06 | Mandibular motion diagnostic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57057721A JPS58175544A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 下顎運動診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175544A JPS58175544A (ja) | 1983-10-14 |
| JPS6455B2 true JPS6455B2 (ja) | 1989-01-05 |
Family
ID=13063801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57057721A Granted JPS58175544A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 下顎運動診断装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4447207A (ja) |
| JP (1) | JPS58175544A (ja) |
| DE (1) | DE3312245A1 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58160023U (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-25 | 株式会社モリタ製作所 | 下顎運動診断装置に於ける計測基準棒 |
| DE8233294U1 (de) * | 1982-11-26 | 1983-04-07 | Burckhardt, Rainer, Dr., 8480 Weiden | Vorrichtung zur dreidimensionalen Bestimmung der Bewegung des Unterkiefers, insbesondere der Unterkiefergelenke eines Patienten. |
| US4561846A (en) * | 1983-09-02 | 1985-12-31 | Denar Corporation | Dental pantograph |
| JPS60119922A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-27 | 株式会社モリタ製作所 | 下顎運動の再現化方法及び同方法に用いる検出装置 |
| DE3500605A1 (de) * | 1985-01-10 | 1986-07-10 | Markus Dr. 5300 Bonn Hansen | Vorrichtung zur messung der positionen und bewegungen des unterkiefers relativ zum oberkiefer |
| DE3770322D1 (de) * | 1986-02-27 | 1991-07-04 | Siemens Ag | Vorrichtung zur messung des ortes, der lage und/oder der orts- bzw. lageaenderung eines starren koerpers im raum. |
| DE3620404A1 (de) * | 1986-06-18 | 1988-01-07 | Dieter Dr Dr Edinger | Messvorrichtung zur aufzeichnung und reproduktion von unterkieferbewegungen |
| DE3636671A1 (de) * | 1986-09-11 | 1988-03-17 | Neumeyer Stefan | Verfahren zur dreidimensionalen bestimmung der relativbewegung zwischen zwei koerpern sowie messanordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
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| US4836778A (en) * | 1987-05-26 | 1989-06-06 | Vexcel Corporation | Mandibular motion monitoring system |
| FR2627077A1 (fr) * | 1988-02-17 | 1989-08-18 | Waysenson Bernard | Articulateur dentaire |
| DE3806028C1 (ja) * | 1988-02-26 | 1989-05-18 | Erhard Dr. 3330 Helmstedt De Schrader | |
| DE3806029A1 (de) * | 1988-02-26 | 1989-08-31 | Rap Rechnergestuetzte Automati | Vorrichtung zur bestimmung der relativen bewegung zweier messstellen zueinander |
| US4922925A (en) * | 1988-02-29 | 1990-05-08 | Washington University | Computer based upper extremity evaluation system |
| FR2639212A1 (fr) * | 1988-11-18 | 1990-05-25 | Hennson Int | Dispositif de mesure et d'analyse de mouvements du corps humain ou de parties de celui-ci |
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| DE4300529C2 (de) * | 1993-01-12 | 1995-07-13 | Andreas Zierdt | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der räumlichen Anordnung eines richtungsempfindlichen Magnetfeldsensors |
| JPH0739553A (ja) * | 1993-03-19 | 1995-02-10 | Egawa:Kk | 測定用光源および測定装置 |
| US5436542A (en) * | 1994-01-28 | 1995-07-25 | Surgix, Inc. | Telescopic camera mount with remotely controlled positioning |
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| US5989023A (en) * | 1998-12-31 | 1999-11-23 | John D. Summer | Intraoral jaw tracking device |
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| DE102004002953B4 (de) * | 2004-01-21 | 2017-07-27 | Zebris Medical Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung aller Bewegungsfreiheitsgrade und Positionen des Unterkiefers bezüglich des Oberkiefers |
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| US8382686B2 (en) * | 2007-04-17 | 2013-02-26 | Gnath Tech Dental Systems, Llc | Apparatus and method for recording mandibular movement |
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