JPS62172946A - 歯の機械インピ−ダンス測定装置 - Google Patents
歯の機械インピ−ダンス測定装置Info
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- JPS62172946A JPS62172946A JP1428086A JP1428086A JPS62172946A JP S62172946 A JPS62172946 A JP S62172946A JP 1428086 A JP1428086 A JP 1428086A JP 1428086 A JP1428086 A JP 1428086A JP S62172946 A JPS62172946 A JP S62172946A
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- JP
- Japan
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- periodontal tissue
- impedance
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- tooth
- mechanical impedance
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- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
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。
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って重要な臨床的意味を
もつ。特に歯の病的な動揺は、力が歯に加わったとき触
診できる頬舌方向か近遠心方向、及び曲軸方向の歯の動
揺の程度によって決定される。一般に臨床では、ビンセ
ットか指で歯に力を加え、歯を動かすことによってその
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。
もつ。特に歯の病的な動揺は、力が歯に加わったとき触
診できる頬舌方向か近遠心方向、及び曲軸方向の歯の動
揺の程度によって決定される。一般に臨床では、ビンセ
ットか指で歯に力を加え、歯を動かすことによってその
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
によって影響される。特に、歯周組織の機能的、組織的
性状によって大きく変化する。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。したがっ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。
によって影響される。特に、歯周組織の機能的、組織的
性状によって大きく変化する。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。したがっ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、１９６
８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。
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、１９６
８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損りな支持装置が
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。
いずれも頭部、顎部などを固定する大損りな支持装置が
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れて、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へ、
ラドと、このようにインピーダンスヘッドから発生する
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（Ｆ
ＦＴ）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。
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れて、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へ、
ラドと、このようにインピーダンスヘッドから発生する
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（Ｆ
ＦＴ）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。
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ィ
ルタ（ＬＰＦ）２、パワーアンプ３、加振器４、ロード
セル５、チップ６′を有するインピーダンスヘッド６、
歪み増幅器７、電荷増幅器８、およびアナログ−ディジ
タル（Ａ／Ｄ）変１）［９１、パーソナルコンピュータ
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
ヘッド６は全長約９センチメートル、重さ約２００グラ
ムの一体のユニット状をなし、インピーダンスヘッド６
のチップ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。
号発生器１、上限周波数が１キロヘルツのローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）２、パワーアンプ３、加振器４、ロード
セル５、チップ６′を有するインピーダンスヘッド６、
歪み増幅器７、電荷増幅器８、およびアナログ−ディジ
タル（Ａ／Ｄ）変１）［９１、パーソナルコンピュータ
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
ヘッド６は全長約９センチメートル、重さ約２００グラ
ムの一体のユニット状をなし、インピーダンスヘッド６
のチップ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を通ってパワーアンプ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。
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を通ってパワーアンプ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
スヘッド６に伝達され、そのチ・ノブ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ッド６の
チップ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
保つようになっている。
動させ、この振動がロードセル５を介してインピーダン
スヘッド６に伝達され、そのチ・ノブ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ッド６の
チップ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
保つようになっている。
チップ６′を歯周組織に当てて加振すると、インピーダ
ンスヘッド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
ッ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−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器９
１でディ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ューター９２に取込ま
れ、ＦＦＴ処理され、これによっ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、ＣＲ
Ｔディ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。
ンスヘッド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
ッ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−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器９
１でディ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ューター９２に取込ま
れ、ＦＦＴ処理され、これによっ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、ＣＲ
Ｔディ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ンビイディスク等の記
憶装置に保存したり、あるいは必要に応じて大型コンピ
ュ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。
憶装置に保存したり、あるいは必要に応じて大型コンピ
ュ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
ーソナルコンピューター９２のプログラムのフローチャ
ートを第２図に示す。これについて説明すると、まずイ
ンピーダンスへソド６（チップ６′を含む）のロードセ
ル影響質量ｍ、を入力して全体の測定値の校正値とすら
。次に、この質量を測定して伝達関数Ｈ，を求める。さ
らに、実際に歯周組織の伝達関数Ｈ，を測定して複素質
量Ｍを求める。なお、ｍはＨｏ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）。ＦＦ
Ｔ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
ウィンドーとしてハニング関数（ｌ−（２）２πｔ／Ｔ
）／２を乗じる（ただし、ｔはサンプリング時間、Ｔは
周期）。
ーソナルコンピューター９２のプログラムのフローチャ
ートを第２図に示す。これについて説明すると、まずイ
ンピーダンスへソド６（チップ６′を含む）のロードセ
ル影響質量ｍ、を入力して全体の測定値の校正値とすら
。次に、この質量を測定して伝達関数Ｈ，を求める。さ
らに、実際に歯周組織の伝達関数Ｈ，を測定して複素質
量Ｍを求める。なお、ｍはＨｏ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）。ＦＦ
Ｔ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
ウィンドーとしてハニング関数（ｌ−（２）２πｔ／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３３３ μｓ Ｘ２５
６ Ｘ１６５−１．４ ｓ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。
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３３３ μｓ Ｘ２５
６ Ｘ１６５−１．４ ｓ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）の上顎人中切歯ｙ
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。この図かられかるように、歯周組織の機
械インピーダンスには***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１
０００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。
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）の上顎人中切歯ｙ
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。この図かられかるように、歯周組織の機
械インピーダンスには***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１
０００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図すは、歯周の健全な被験者Ｂ（男、２２才）の下
顎人中切歯ｎおよび下顎左第−大臼歯口の測定例を示す
。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。
顎人中切歯ｎおよび下顎左第−大臼歯口の測定例を示す
。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。
第一大臼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ップを使用した。
、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ップを使用した。
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。
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ック図、第２図はそのパーソナルコ
ンピュータの測定プログラムの一例を示すフローチャー
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・・・・・・インピーダンスヘッド、９・・・
・・・データ処理部、９１・・・・・・Ａ ／ Ｄ 変
換器、９２・・・・・・パーソナルコンピュータ。 特許出願人 川 添 尭 相 同 同 更 谷 啓 二同 代理人
鎌 １） 文 二 −被験者Ｂの汀 一一一被験者Ｂの口
置の一実施例のブロック図、第２図はそのパーソナルコ
ンピュータの測定プログラムの一例を示すフローチャー
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・・・・・・インピーダンスヘッド、９・・・
・・・データ処理部、９１・・・・・・Ａ ／ Ｄ 変
換器、９２・・・・・・パーソナルコンピュータ。 特許出願人 川 添 尭 相 同 同 更 谷 啓 二同 代理人
鎌 １） 文 二 −被験者Ｂの汀 一一一被験者Ｂの口
Claims (2)
- （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ッドと、このようにイ
ンピーダンスヘッ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ュータより
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 true JPS62172946A (ja) | 1987-07-29 |
| JPH0262251B2 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) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5277200A (en) * | 1991-09-04 | 1994-01-11 | Nikon Corporation | Probe having a giant magnetostrictive material for organism diagnosis |
| EP0702942A1 (en) | 1994-09-26 | 1996-03-27 | Takuno Tetsuo | Apparatus for measuring tooth mobility |
| US8052602B2 (en) | 2005-11-30 | 2011-11-08 | Panasonic Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
-
1986
- 1986-01-24 JP JP1428086A patent/JPS62172946A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5277200A (en) * | 1991-09-04 | 1994-01-11 | Nikon Corporation | Probe having a giant magnetostrictive material for organism diagnosis |
| EP0702942A1 (en) | 1994-09-26 | 1996-03-27 | Takuno Tetsuo | Apparatus for measuring tooth mobility |
| US8052602B2 (en) | 2005-11-30 | 2011-11-08 | Panasonic Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0262251B2 (ja) | 1990-12-25 |
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