歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型、医療用実習装置
【課題】本発明は、歯牙の着脱によりセンサの摩耗、劣化が生じず、医療実習中に歯牙に加わる荷重を測定することができる歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型、医療用実習装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る歯牙模型は、人工歯牙４と、人工歯牙４を着脱可能に設置する基台１と、一端が人工歯牙４に、他端が基台１にそれぞれ固定された曲げ部材２と、曲げ部材２上に設けられ、曲げ部材２の歪みを検出する歪み検出部５とを備える。そして、本発明に係る歯牙模型は、歪み検出部５で検出した曲げ部材２の歪みに基づき人工歯牙４に加えられた荷重を検出する。
【解決手段】本発明に係る歯牙模型は、人工歯牙４と、人工歯牙４を着脱可能に設置する基台１と、一端が人工歯牙４に、他端が基台１にそれぞれ固定された曲げ部材２と、曲げ部材２上に設けられ、曲げ部材２の歪みを検出する歪み検出部５とを備える。そして、本発明に係る歯牙模型は、歪み検出部５で検出した曲げ部材２の歪みに基づき人工歯牙４に加えられた荷重を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型、医療用実習装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯科治療では、医療用切削装置であるハンドピースを用いて歯牙を削る等の治療が行われている。これら治療技術を習得するには、医療実習を履修する必要がある。医療実習では、特許文献１に記載されているような、歯科診療において切削等を行っているときに、患者が受ける診療時の体感を擬似的に検出できる歯列模型を用いて行われる。具体的に、特許文献１に記載されている歯列模型は、歯牙の形状に形成され模型歯と、模型歯の歯根部を収容できる歯根収容穴が形成される模型歯肉と、歯根収容穴の内周壁表面を覆う形状に固着したフィルム状加圧センサとを備えている。
【０００３】
また、特許文献２では、医療自習中に医療実習者及び当該医療実習者の取り扱う器具の動きを正確に追跡し、評価できる医療用実習装置が提案されている。具体的に、特許文献２に記載されている医療用実習装置では、医療実習者又は医療実習者が取り扱う器具の少なくともいずれかの位置を撮影する撮像手段と、撮像手段で撮影された画像信号を処理し、ディスプレイに移動軌跡を二次元座標系として表示できるようにデータ処理する画像処理手段とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２８０８３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の歯列模型では、フィルム状加圧センサを用いて、医療実習中において模型歯に加えられた荷重を測定することができる。しかし、模型歯は、フィルム状加圧センサと直接接しており、且つ模型歯肉から着脱可能である。そのため、医療実習毎に模型歯を取り替えることで、フィルム状加圧センサが摩耗し、劣化する問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の医療用実習装置では、医療実習者又は医療実習者が取り扱う器具の医療自習中の移動軌跡を評価することはできるが、歯牙に加えられた荷重については、測定することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、歯牙の着脱によりセンサの摩耗、劣化が生じず、医療実習中に歯牙に加わる荷重を測定することができる歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型、医療用実習装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る歯牙模型は、人工歯牙と、人工歯牙を着脱可能に設置する基台と、一端が人工歯牙に、他端が基台にそれぞれ固定された曲げ部材と、曲げ部材上に設けられ、曲げ部材の歪みを検出する歪み検出部とを備え、歪み検出部で検出した曲げ部材の歪みに基づき人工歯牙に加えられた荷重を検出する。
【０００９】
本発明の請求項２に係る歯牙模型は、請求項１に記載の歯牙模型であって、曲げ部材は、人工歯牙及び基台のうち少なくとも一方が間接部材を介して固定される。
【００１０】
本発明の請求項３に係る歯牙模型は、請求項１又は請求項２に記載の歯牙模型であって、歪み検出部を設けた曲げ部材の部分が複数設けられ、且つ個々の曲げ部材の部分は人工歯牙の長軸を中心に、所定の角度ずらせて配置される。
【００１１】
本発明の請求項４に係る歯牙模型は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の歯牙模型であって、歪み検出部が絶縁材料上に形成されたＣｒＮ、ＣｕＮｉまたはＮｉＣｒ薄膜より構成されている。
【００１２】
本発明の請求項５に係る歯列模型は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯牙模型を、歯列を構成する少なくとも１つの歯牙として備える。
【００１３】
本発明の請求項６に係る顎模型は、請求項５に記載の歯列模型を備える。
【００１４】
本発明の請求項７に係る頭部模型は、請求項６に記載の顎模型を、上顎及び下顎のうち少なくとも一方に備える。
【００１５】
本発明の請求項８に係る医療用実習装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯牙模型と、歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを表示する表示部とを備える。
【００１６】
本発明の請求項９に係る医療用実習装置は、請求項８に記載の医療用実習装置であって、表示部は、歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを時系列的に表示する機能を有する。
【００１７】
本発明の請求項１０に係る医療用実習装置は、請求項８又は請求項９に記載の医療用実習装置であって、歯牙模型で検出した荷重が所定の値以上になったことを知らせる報知部をさらに備える。
【００１８】
本発明の請求項１１に係る医療用実習装置は、請求項８乃至請求項１０のいずれか１つに記載の医療用実習装置であって、歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを受け取り、当該荷重又は荷重ベクトルと所定の判定基準とを比較して、医療実習の合否判定を行う判定部と、判定部での合否判定結果を出力する出力部とをさらに備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に係る歯牙模型では、歪み検出部と人工歯牙とが直接に接しないので、人工歯牙の着脱交換を行っても歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に係る荷重を測定することができる。
【００２０】
本発明の請求項２に係る歯牙模型では、間接部材を用いて曲げ部材を固定するので、歯牙模型を構成する部材のレイアウトに自由度を持たせることができる。
【００２１】
本発明の請求項３に係る歯牙模型では、歪み検出部を設けた曲げ部材を、所定の配置で複数設けることで、人工歯牙に加えられる様々な方向の荷重を検出することができる。
【００２２】
本発明の請求項４に係る歯牙模型では、ＣｒＮ、ＣｕＮｉまたはＮｉＣｒ薄膜の適用により、従来歪みゲージとして用いられている圧延材料では不可能であった微細な形状、寸法の実現が可能になる。また、ＣｒＮ薄膜の場合には、その高いゲージ率（歪み感度）のために高い出力感度を付与することが可能になる。
【００２３】
本発明の請求項５に係る歯列模型では、歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に加えられた荷重を検出できる。
【００２４】
本発明の請求項６に係る顎模型では、歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に加えられた荷重を検出できる。
【００２５】
本発明の請求項７に係る頭部模型では、歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に加えられた荷重を検出できる。
【００２６】
本発明の請求項８に係る医療用実習装置では、切削中に人工歯牙に加えられた荷重又は荷重ベクトルを、容易に確認することできる。
【００２７】
本発明の請求項９に係る医療用実習装置では、切削中に人工歯牙に加えられた荷重又は荷重ベクトルの時系列の変化を、容易に確認することできる。
【００２８】
本発明の請求項１０に係る医療用実習装置では、切削中に人工歯牙に加えられた荷重が所定の値以上になったことを術者に知らせるので、過度の切削を回避できる。
【００２９】
本発明の請求項１１に係る医療用実習装置では、切削作業の合否判定を客観的データに基づき行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型の曲げ部材の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型に荷重が加わった場合の変化を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型に荷重が加わった場合の変化を説明するための図である。
【図５】人工歯牙部（前歯）と歯牙接合部の嵌合の一例を示す図である。
【図６】人工歯牙部（臼歯）と歯牙接合部の嵌合の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る歯列模型の斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る頭部模型の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る医療用実習装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る歯牙模型は、人工歯牙に加えられる荷重を測定するためのセンサが、直接、人工歯牙と接しない構成である。具体的に、本実施の形態に係る歯牙模型は、人工歯牙に加えられる荷重を測定するためのセンサとして、曲げ部材に設けた歪みゲージを用いる構成である。図１に、本実施の形態に係る歯牙模型の断面図を示す。図１に示す歯牙模型は、基台１と、基台１に埋め込まれているセンサ基板２と、センサ基板２に着脱可能に一端が固定される歯牙接合部３と、歯牙接合部３の他端に取り付けられた人工歯牙部４と、基台１に人工歯牙部４を囲むように取り付けられた人工歯肉部１１と、センサ基板２に取り付けられた歪みゲージ５とを備えている。
【００３２】
基台１は、人工歯牙部４を支える台であり、従来使用されている歯牙模型の基台と同じ材質で、且つほぼ同じ形状及びスケールである。但し、本実施の形態に係る基台１では、従来の基台に比べて、センサ基板２や歪みゲージ５等を格納する分だけスペースを内部に確保する必要がある。また、人工歯肉部１１も従来から使用されている人工歯肉部と同じ材質で、且つほぼ同じ形状及びスケールである。
【００３３】
センサ基板２は、歯牙接合部３を介して人工歯牙部４を着脱可能に保持する機能と共に、一端を基台１に、他端を歯牙接合部３にそれぞれ固定した曲げ部材としても機能する。つまり、人工歯牙部４に荷重が加えられ、人工歯牙部４の位置がずれることでセンサ基板２に歪みが生じる。当該歪みを歪みゲージ５で測定することで、人工歯牙部４に加わる荷重を求めることができる。なお、図１に示す歯牙模型２では、センサ基板２が基台１や歯牙接合部３に直接、固定されている。しかし、本発明はこれに限られず、センサ基板２と、基台１や歯牙接合部３との間に間接部材を設けても良い。この間接部材を設けることで、センサ基板２を設ける位置に自由度が増し、基台１内でのセンサ基板２のレイアウトがし易くなる。
【００３４】
より詳しくセンサ基板２を説明するために、図２に、センサ基板２の平面図を示す。図２に示すセンサ基板２は、十字形状部２１と、この十字形状部２１の中心部に歯牙接合部３を固定する内側保持部２２と、十字形状部２１の外周部に基台１に固定される外側保持部２３とで構成されている。図２に示すセンサ基板２では、十字形状部２１のそれぞれの辺に歪みゲージ５が貼り付けられている。
【００３５】
なお、図２に示すセンサ基板２は、十字形状部２１の各辺（曲げ部材の部分）が中心部を内側保持部２２で、外周部を外側保持部２３でそれぞれ接続される形状である。これは、組み立て作業の効率化を考慮したセンサ基板２の形状であり、人工歯牙部４に加わる荷重を検出することのみ考慮すれば、４つの独立したセンサ基板２を十字形状に配置する構成でも良い。また、図２では、歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の各辺を、人工歯牙部４の長軸Ｋの周りに９０度ずつずらせて配置している。これは、図２に示すセンサ基板２が、人工歯牙部４に加わる荷重を、長軸Ｋの方向及びこれに垂直な方向の全てに対して検出可能とするための構成である。しかし、ある歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の辺と隣接する歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の辺とは、必ずしも９０度である必要はない。歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の辺を所定の角度ずらせて複数配置することでも良い。つまり、当該角度を考慮して演算することで長軸Ｋの方向及びこれに垂直な方向の全てに対して荷重を求めることが可能である。また、歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の辺の数は４つに限られない。
【００３６】
歯牙接合部３は、人工歯牙部４とセンサ基板２とを接合させるための部材である。図１に示す内側保持部２２に歯牙接合部３の凸部３１を嵌合することで、センサ基板２と歯牙接合部３とが接合する。センサ基板２と歯牙接合部３とは着脱可能である。本実施の形態に係る歯牙模型では、着脱する歯牙接合部３がセンサ基板２と接触する構成であり、センサ部分である歪みゲージ５とは直接接触しない。そのため、歯牙接合部３の着脱により、歪みゲージ５を摩耗させたり、劣化させたりすることはない。
【００３７】
一方、人工歯牙部４と歯牙接合部３との接合も、人工歯牙部４に設けた凹部４１に歯牙接合部３の凸部３２を嵌合させることで行う。人工歯牙部４と歯牙接合部３とは着脱可能でも着脱不可でも良い。なお、本実施の形態に係る歯牙模型は、人工歯牙部４と歯牙接合部３とが一体として、センサ基板２から着脱可能な構成について説明した。しかし、本発明に係る歯牙模型は、これに限られず、歯牙接合部３とセンサ基板２とが一体として、当該部分から人工歯牙部４が着脱可能な構成でも良い。
【００３８】
人工歯牙部４は、医療実習において切削等を行うための歯牙であり、従来使用されている歯牙模型の人工歯牙と同じ材質で、且つほぼ同じ形状及びスケールである。
【００３９】
歪みゲージ５は、センサ基板２に生じた歪みを測定するセンサである。歪みゲージ５は、従来から歪み測定に使用されているものであれば適用可能であるが、歯牙模型内に設置するスペースを考慮して、薄型で小型のものが望ましい。そこで、図１においてセンサ基板２がステンレスのような金属である場合には、その表面上にＡｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2等の絶縁膜を形成し、その上にＣｒＮ、ＣｕＮｉまたはＮｉＣｒからなる歪みゲージ５を形成するようにしている。その形成プロセスではスパッタ等の薄膜形成技術およびフォトリソグラフィー技術を用いており、極めて微細な形状の歪みゲージが比較的容易に形成できる。これらの中でＣｒＮはゲージ率（歪み感度）が約８と、従来の歪みゲージ材料の２に対し約４倍大きいので、加えられた圧力に対する出力感度の向上が可能である。なお、図１に示す歯牙模型では、歪みゲージ５からの配線６が基台１の下側（人工歯牙部４を設ける反対側）から引き出されている。
【００４０】
次に、センサ基板２及び歪みゲージ５を用いて人工歯牙部４に加わる荷重を求める方法について説明する。図３では、人工歯牙部４に図中左側（長軸Ｋに垂直な方向）から荷重が加えられた場合の歯牙模型の断面図を示している。また、図４では、人工歯牙部４に図中上側（長軸Ｋの方向）から荷重が加えられた場合の歯牙模型の断面図を示している。
【００４１】
まず、図３に示す歯牙模型では、人工歯牙部４が左から右に押されるため、歯牙接合部３は右側に傾く。歯牙接合部３が右側に傾くと図中左側の十字形状部２１Ｌと図中右側の十字形状部２１Ｒには歪みが生じる。そのため、十字形状部２１Ｌ，２１Ｒで生じた歪みを、それぞれに貼り付けた歪みゲージ５Ｌ，５Ｒで測定することで、人工歯牙部４に加わる荷重の大きさのみならず、荷重を加えた方向も含む荷重ベクトルも求めることができる。
【００４２】
次に、図４に示す歯牙模型では、人工歯牙部４が上から下に押されるため、歯牙接合部３は下側に押し下げられる。歯牙接合部３が押し下げられると図中左側の十字形状部２１Ｌと図中右側の十字形状部２１Ｒに歪みが生じる。そのため、十字形状部２１Ｌ，２１Ｒで生じた歪みを、それぞれに貼り付けた歪みゲージ５Ｌ，５Ｒで測定することで、人工歯牙部４に加わる長軸Ｋに垂直な方向の荷重のみならず、長軸Ｋの方向の荷重も求めることができる。なお、人工歯牙部４が下から上に引っ張られる場合にも、十字形状部２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれに歪みが生じる。
【００４３】
歪みゲージ５で検出された信号は所定の処理が施されて、人工歯牙部４に加わる荷重又は荷重ベクトルとして算出される。算出された荷重又は荷重ベクトルは、表示部に表示される。この処理について、図７に示す本実施の形態に係る歯牙模型及びその周辺装置（以下、単に歯牙模型とも言う）のブロック図を用いて説明する。図７に示す歯牙模型では、歪みゲージ５を設けた歯牙模型に、信号増幅器１０が接続されている。この信号増幅器１０は、ＣＰＵ２０に設けた制御回路２５に接続されている。
【００４４】
信号増幅器１０は、歪みゲージ５で検出した歪みの信号を制御回路２５で処理可能なレベルに増幅している。信号増幅器１０で増幅した信号に基づき、制御回路２５は、歪みゲージ５で検出した歪み量から人工歯牙部４に加わる荷重又は荷重ベクトルを求める。なお、歪みゲージ５で検出した歪み量から人工歯牙部４に加わる荷重又は荷重ベクトルを求める場合、人工歯牙部４の長さや径、材質を考慮して求める必要がある。
【００４５】
制御回路２５で求めた荷重又は荷重ベクトルは、表示部３０に表示される。なお、表示部３０には、ＣＰＵ２０に設けた記憶部（図示せず）に記録された過去の荷重又は荷重ベクトルと合わせて、時系列的に表示することも可能である。また、ＣＰＵ２０において、過剰切削等の不具合が発生する可能性がある荷重又は荷重ベクトルの値を閾値として設定することで、切削等の医療実習時に当該閾値を越えた場合に報知部４０から実習者に当該事実を知らせることができる。それにより、実習者は、人工歯牙部４に過剰な荷重が加わった事実を医療実習中に知ることができる。報知部４０は、音声で知らせる構成でも、表示部３０を利用して画像で知らせる構成でも良い。
【００４６】
さらに、図７に示すブロック図では、歯牙模型の外に信号増幅器１０を設ける構成である。しかし、本発明はこれに限られず、信号増幅器１０を歯牙模型内に設けても良い。
【００４７】
以上のように、本実施の形態に係る歯牙模型は、歯牙模型内に着脱可能部（歯牙接続部３）と直接接触しないセンサ（歪みゲージ５）を設けて、人工歯牙部４に加わる荷重を測定する構成を採用しているので、センサ（歪みゲージ５）を摩耗、劣化させることなく医療実習中に人工歯牙部４に加わる荷重を即時的に把握することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態１では、人工歯牙部４に加わる荷重を測定するセンサ（歪みゲージ５）を設けた歯牙模型について説明した。本実施の形態では、当該歯牙模型を組み込んだ歯列模型、顎模型、頭部模型について説明する。図８に、本実施の形態に係る歯列模型６０の斜視図を示す。図８に示す歯列模型６０は、人の歯牙形状に対応して複数の歯牙模型を所定のアーチ状に配列している。なお、図８に示す歯列模型６０では、各歯牙模型の基台１は一体としてアーチ状に形成されている。
【００４９】
また、図８に示す歯列模型６０では、１７本の歯牙模型が配列されている。そのうち、全部の歯牙模型に対して実施の形態１のように人工歯牙部４に加わる荷重を測定するセンサ（歪みゲージ５）を設けた歯牙模型で形成しても良いし、必要な歯牙模型のみ実施の形態１に係る歯牙模型で形成しても良い。さらに、図８では、前歯の人工歯牙部４が基台１から取り外されている様子が図示されており、当該人工歯牙部４は、歯牙接続部３が基台１にネジ７で固定する構成である。なお、図８に示す歯列模型６０に設ける歯牙模型は、図１に示す歯牙模型のように、歯牙接続部３が基台１にネジ７で固定しない構成でも良い。
【００５０】
次に、図８に示した歯列模型６０を上顎及び下顎の少なくともいずれか一方に設けた顎模型、及び当該顎模型を設けた頭部模型について説明する。図９に、本実施の形態に係る頭部模型７０の概略図を示す。図９に示す頭部模型７０は、顎部７１と頭部７２により構成されている。この顎部７１には、図８に示した歯列模型６０が上顎（上顎歯列模型６０Ａ）及び、下顎（上顎歯列模型６０Ｂ）に設けられている。なお、顎部７１を顎模型として取り扱っても良いし、歯列模型６０と上下噛み合わせる機構とのみで顎模型として取り扱っても良い。
【００５１】
また、図５及び図６に示すように、人工歯牙部４を基台１に装着する場合、人工歯牙部４の方向が決まっているため、容易に装着できるように、着脱を行う人工歯牙部４と歯牙接合部３の間、又は、歯牙接合部３とセンサ基板２の間に対応する形状の突起３２Ａと切り欠き４１Ａを設けるようにしてもよいし、人工歯牙部４に設けた凹部４１と歯牙接合部３の凸部３２の形状、又は、歯牙接合部３の凸部３２とセンサ基板２に設けた内側保持部２２の形状を対応するようにしてもよい。
【００５２】
図５及び図６は突起３２Ａと切り欠き４１Ａの一例を示した図であり、前歯用と臼歯用、上顎用と下顎用等で上記の突起３２Ａと切り欠き４１Ａの形状や個数、凸部と凹部の形状や大きさを任意に変更しても構わない。
【００５３】
以上のように、本実施の形態に係る歯列模型、顎模型、頭部模型では、実施の形態１に係る歯牙模型を組み込むことで、歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に加えられた荷重を検出できる歯列模型、顎模型、頭部模型を提供することができる。
【００５４】
（実施の形態３）
実施の形態１及び２では、人工歯牙部４に加わる荷重を測定するセンサ（歪みゲージ５）を設けた歯牙模型、又は当該歯牙模型を設けた歯列模型、顎模型、頭部模型について説明した。当該歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型は、実習に利用することが可能である。そこで、本実施の形態では、実施の形態１及び２で記載した歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型のいずれかを備え、実習での切削等の医療行為の評価が可能な医療用切削実習装置について説明する。なお、以下の説明では、医療用切削実習装置は、実施の形態１で記載した歯牙模型を１つ備える構成について説明するが、本発明はこれに限られず、実施の形態１で記載した歯牙模型を複数有する歯列模型、顎模型、頭部模型を備える構成でも良い。
【００５５】
図１０に、本実施の形態に係る医療用実習装置のブロック図を示す。図１０に示す医療用実習装置では、図７に示した歯牙模型及びその周辺装置に、判定部２６を追加した構成である。判定部２６は、ＣＰＵ２０内で構成され、制御回路２５から得た歯牙模型の人工歯牙部に加わる荷重又は荷重ベクトルと、所定の判定基準とを比較して切削作業等の医療行為の評価判定を行う。所定の判定基準には、例えば、教師が行った人工歯牙部の切削で、当該人工歯牙部に加わる荷重又は荷重ベクトルの基準履歴を採用する。評価判定では、例えば、この基準履歴に対して、実習者が行った人工歯牙部の切削で、当該人工歯牙部に加わる荷重又は荷重ベクトルの実習履歴を比較し、統計的にどの程度差異があるかに基づいて判定する。なお、判定部２６は、図１０のようにＣＰＵ２０内でソフトウェアとして構成しても、ＣＰＵ２０の外部にハードウェアとして構成しても良い。
【００５６】
評価判定した結果は、表示部３０に表示される。なお、表示部３０を評価判定結果の出力部とせずに、プリンタ等の他の出力装置を出力部としても良い。また、図１０に示す医療用実習装置において、図７に示す歯牙模型及びその周辺装置と同じ構成要素については、同じ構成番号を付与して詳細な説明を省略する。
【００５７】
以上のように、本実施の形態に係る医療用実習装置では、実施の形態１及び２に係る歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型と、その出力を利用して実習での評価判定を行う判定部２６と、評価結果を出力できる出力部とを備えるので、切削等の医療実習の評価を客観的データに基づき即時的に行うことができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 基台、２ センサ基板、３ 歯牙接合部、４ 人工歯牙部、５ 歪みゲージ、６ 配線、７ ネジ、１０ 信号増幅器、２１ 十字形状部、２２ 内側保持部、２３ 外側保持部、２５ 制御回路、２６ 判定部、２０ ＣＰＵ、３０ 表示部、３１，３２ 凸部、４０ 報知部、４１ 凹部、６０ 歯列模型、７０ 頭部模型、７１ 顎部、７２ 頭部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型、医療用実習装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯科治療では、医療用切削装置であるハンドピースを用いて歯牙を削る等の治療が行われている。これら治療技術を習得するには、医療実習を履修する必要がある。医療実習では、特許文献１に記載されているような、歯科診療において切削等を行っているときに、患者が受ける診療時の体感を擬似的に検出できる歯列模型を用いて行われる。具体的に、特許文献１に記載されている歯列模型は、歯牙の形状に形成され模型歯と、模型歯の歯根部を収容できる歯根収容穴が形成される模型歯肉と、歯根収容穴の内周壁表面を覆う形状に固着したフィルム状加圧センサとを備えている。
【０００３】
また、特許文献２では、医療自習中に医療実習者及び当該医療実習者の取り扱う器具の動きを正確に追跡し、評価できる医療用実習装置が提案されている。具体的に、特許文献２に記載されている医療用実習装置では、医療実習者又は医療実習者が取り扱う器具の少なくともいずれかの位置を撮影する撮像手段と、撮像手段で撮影された画像信号を処理し、ディスプレイに移動軌跡を二次元座標系として表示できるようにデータ処理する画像処理手段とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２８０８３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の歯列模型では、フィルム状加圧センサを用いて、医療実習中において模型歯に加えられた荷重を測定することができる。しかし、模型歯は、フィルム状加圧センサと直接接しており、且つ模型歯肉から着脱可能である。そのため、医療実習毎に模型歯を取り替えることで、フィルム状加圧センサが摩耗し、劣化する問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の医療用実習装置では、医療実習者又は医療実習者が取り扱う器具の医療自習中の移動軌跡を評価することはできるが、歯牙に加えられた荷重については、測定することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、歯牙の着脱によりセンサの摩耗、劣化が生じず、医療実習中に歯牙に加わる荷重を測定することができる歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型、医療用実習装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る歯牙模型は、人工歯牙と、人工歯牙を着脱可能に設置する基台と、一端が人工歯牙に、他端が基台にそれぞれ固定された曲げ部材と、曲げ部材上に設けられ、曲げ部材の歪みを検出する歪み検出部とを備え、歪み検出部で検出した曲げ部材の歪みに基づき人工歯牙に加えられた荷重を検出する。
【０００９】
本発明の請求項２に係る歯牙模型は、請求項１に記載の歯牙模型であって、曲げ部材は、人工歯牙及び基台のうち少なくとも一方が間接部材を介して固定される。
【００１０】
本発明の請求項３に係る歯牙模型は、請求項１又は請求項２に記載の歯牙模型であって、歪み検出部を設けた曲げ部材の部分が複数設けられ、且つ個々の曲げ部材の部分は人工歯牙の長軸を中心に、所定の角度ずらせて配置される。
【００１１】
本発明の請求項４に係る歯牙模型は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の歯牙模型であって、歪み検出部が絶縁材料上に形成されたＣｒＮ、ＣｕＮｉまたはＮｉＣｒ薄膜より構成されている。
【００１２】
本発明の請求項５に係る歯列模型は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯牙模型を、歯列を構成する少なくとも１つの歯牙として備える。
【００１３】
本発明の請求項６に係る顎模型は、請求項５に記載の歯列模型を備える。
【００１４】
本発明の請求項７に係る頭部模型は、請求項６に記載の顎模型を、上顎及び下顎のうち少なくとも一方に備える。
【００１５】
本発明の請求項８に係る医療用実習装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯牙模型と、歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを表示する表示部とを備える。
【００１６】
本発明の請求項９に係る医療用実習装置は、請求項８に記載の医療用実習装置であって、表示部は、歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを時系列的に表示する機能を有する。
【００１７】
本発明の請求項１０に係る医療用実習装置は、請求項８又は請求項９に記載の医療用実習装置であって、歯牙模型で検出した荷重が所定の値以上になったことを知らせる報知部をさらに備える。
【００１８】
本発明の請求項１１に係る医療用実習装置は、請求項８乃至請求項１０のいずれか１つに記載の医療用実習装置であって、歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを受け取り、当該荷重又は荷重ベクトルと所定の判定基準とを比較して、医療実習の合否判定を行う判定部と、判定部での合否判定結果を出力する出力部とをさらに備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に係る歯牙模型では、歪み検出部と人工歯牙とが直接に接しないので、人工歯牙の着脱交換を行っても歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に係る荷重を測定することができる。
【００２０】
本発明の請求項２に係る歯牙模型では、間接部材を用いて曲げ部材を固定するので、歯牙模型を構成する部材のレイアウトに自由度を持たせることができる。
【００２１】
本発明の請求項３に係る歯牙模型では、歪み検出部を設けた曲げ部材を、所定の配置で複数設けることで、人工歯牙に加えられる様々な方向の荷重を検出することができる。
【００２２】
本発明の請求項４に係る歯牙模型では、ＣｒＮ、ＣｕＮｉまたはＮｉＣｒ薄膜の適用により、従来歪みゲージとして用いられている圧延材料では不可能であった微細な形状、寸法の実現が可能になる。また、ＣｒＮ薄膜の場合には、その高いゲージ率（歪み感度）のために高い出力感度を付与することが可能になる。
【００２３】
本発明の請求項５に係る歯列模型では、歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に加えられた荷重を検出できる。
【００２４】
本発明の請求項６に係る顎模型では、歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に加えられた荷重を検出できる。
【００２５】
本発明の請求項７に係る頭部模型では、歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に加えられた荷重を検出できる。
【００２６】
本発明の請求項８に係る医療用実習装置では、切削中に人工歯牙に加えられた荷重又は荷重ベクトルを、容易に確認することできる。
【００２７】
本発明の請求項９に係る医療用実習装置では、切削中に人工歯牙に加えられた荷重又は荷重ベクトルの時系列の変化を、容易に確認することできる。
【００２８】
本発明の請求項１０に係る医療用実習装置では、切削中に人工歯牙に加えられた荷重が所定の値以上になったことを術者に知らせるので、過度の切削を回避できる。
【００２９】
本発明の請求項１１に係る医療用実習装置では、切削作業の合否判定を客観的データに基づき行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型の曲げ部材の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型に荷重が加わった場合の変化を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型に荷重が加わった場合の変化を説明するための図である。
【図５】人工歯牙部（前歯）と歯牙接合部の嵌合の一例を示す図である。
【図６】人工歯牙部（臼歯）と歯牙接合部の嵌合の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る歯牙模型のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る歯列模型の斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る頭部模型の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る医療用実習装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る歯牙模型は、人工歯牙に加えられる荷重を測定するためのセンサが、直接、人工歯牙と接しない構成である。具体的に、本実施の形態に係る歯牙模型は、人工歯牙に加えられる荷重を測定するためのセンサとして、曲げ部材に設けた歪みゲージを用いる構成である。図１に、本実施の形態に係る歯牙模型の断面図を示す。図１に示す歯牙模型は、基台１と、基台１に埋め込まれているセンサ基板２と、センサ基板２に着脱可能に一端が固定される歯牙接合部３と、歯牙接合部３の他端に取り付けられた人工歯牙部４と、基台１に人工歯牙部４を囲むように取り付けられた人工歯肉部１１と、センサ基板２に取り付けられた歪みゲージ５とを備えている。
【００３２】
基台１は、人工歯牙部４を支える台であり、従来使用されている歯牙模型の基台と同じ材質で、且つほぼ同じ形状及びスケールである。但し、本実施の形態に係る基台１では、従来の基台に比べて、センサ基板２や歪みゲージ５等を格納する分だけスペースを内部に確保する必要がある。また、人工歯肉部１１も従来から使用されている人工歯肉部と同じ材質で、且つほぼ同じ形状及びスケールである。
【００３３】
センサ基板２は、歯牙接合部３を介して人工歯牙部４を着脱可能に保持する機能と共に、一端を基台１に、他端を歯牙接合部３にそれぞれ固定した曲げ部材としても機能する。つまり、人工歯牙部４に荷重が加えられ、人工歯牙部４の位置がずれることでセンサ基板２に歪みが生じる。当該歪みを歪みゲージ５で測定することで、人工歯牙部４に加わる荷重を求めることができる。なお、図１に示す歯牙模型２では、センサ基板２が基台１や歯牙接合部３に直接、固定されている。しかし、本発明はこれに限られず、センサ基板２と、基台１や歯牙接合部３との間に間接部材を設けても良い。この間接部材を設けることで、センサ基板２を設ける位置に自由度が増し、基台１内でのセンサ基板２のレイアウトがし易くなる。
【００３４】
より詳しくセンサ基板２を説明するために、図２に、センサ基板２の平面図を示す。図２に示すセンサ基板２は、十字形状部２１と、この十字形状部２１の中心部に歯牙接合部３を固定する内側保持部２２と、十字形状部２１の外周部に基台１に固定される外側保持部２３とで構成されている。図２に示すセンサ基板２では、十字形状部２１のそれぞれの辺に歪みゲージ５が貼り付けられている。
【００３５】
なお、図２に示すセンサ基板２は、十字形状部２１の各辺（曲げ部材の部分）が中心部を内側保持部２２で、外周部を外側保持部２３でそれぞれ接続される形状である。これは、組み立て作業の効率化を考慮したセンサ基板２の形状であり、人工歯牙部４に加わる荷重を検出することのみ考慮すれば、４つの独立したセンサ基板２を十字形状に配置する構成でも良い。また、図２では、歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の各辺を、人工歯牙部４の長軸Ｋの周りに９０度ずつずらせて配置している。これは、図２に示すセンサ基板２が、人工歯牙部４に加わる荷重を、長軸Ｋの方向及びこれに垂直な方向の全てに対して検出可能とするための構成である。しかし、ある歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の辺と隣接する歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の辺とは、必ずしも９０度である必要はない。歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の辺を所定の角度ずらせて複数配置することでも良い。つまり、当該角度を考慮して演算することで長軸Ｋの方向及びこれに垂直な方向の全てに対して荷重を求めることが可能である。また、歪みゲージ５を貼り付けた十字形状部２１の辺の数は４つに限られない。
【００３６】
歯牙接合部３は、人工歯牙部４とセンサ基板２とを接合させるための部材である。図１に示す内側保持部２２に歯牙接合部３の凸部３１を嵌合することで、センサ基板２と歯牙接合部３とが接合する。センサ基板２と歯牙接合部３とは着脱可能である。本実施の形態に係る歯牙模型では、着脱する歯牙接合部３がセンサ基板２と接触する構成であり、センサ部分である歪みゲージ５とは直接接触しない。そのため、歯牙接合部３の着脱により、歪みゲージ５を摩耗させたり、劣化させたりすることはない。
【００３７】
一方、人工歯牙部４と歯牙接合部３との接合も、人工歯牙部４に設けた凹部４１に歯牙接合部３の凸部３２を嵌合させることで行う。人工歯牙部４と歯牙接合部３とは着脱可能でも着脱不可でも良い。なお、本実施の形態に係る歯牙模型は、人工歯牙部４と歯牙接合部３とが一体として、センサ基板２から着脱可能な構成について説明した。しかし、本発明に係る歯牙模型は、これに限られず、歯牙接合部３とセンサ基板２とが一体として、当該部分から人工歯牙部４が着脱可能な構成でも良い。
【００３８】
人工歯牙部４は、医療実習において切削等を行うための歯牙であり、従来使用されている歯牙模型の人工歯牙と同じ材質で、且つほぼ同じ形状及びスケールである。
【００３９】
歪みゲージ５は、センサ基板２に生じた歪みを測定するセンサである。歪みゲージ５は、従来から歪み測定に使用されているものであれば適用可能であるが、歯牙模型内に設置するスペースを考慮して、薄型で小型のものが望ましい。そこで、図１においてセンサ基板２がステンレスのような金属である場合には、その表面上にＡｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2等の絶縁膜を形成し、その上にＣｒＮ、ＣｕＮｉまたはＮｉＣｒからなる歪みゲージ５を形成するようにしている。その形成プロセスではスパッタ等の薄膜形成技術およびフォトリソグラフィー技術を用いており、極めて微細な形状の歪みゲージが比較的容易に形成できる。これらの中でＣｒＮはゲージ率（歪み感度）が約８と、従来の歪みゲージ材料の２に対し約４倍大きいので、加えられた圧力に対する出力感度の向上が可能である。なお、図１に示す歯牙模型では、歪みゲージ５からの配線６が基台１の下側（人工歯牙部４を設ける反対側）から引き出されている。
【００４０】
次に、センサ基板２及び歪みゲージ５を用いて人工歯牙部４に加わる荷重を求める方法について説明する。図３では、人工歯牙部４に図中左側（長軸Ｋに垂直な方向）から荷重が加えられた場合の歯牙模型の断面図を示している。また、図４では、人工歯牙部４に図中上側（長軸Ｋの方向）から荷重が加えられた場合の歯牙模型の断面図を示している。
【００４１】
まず、図３に示す歯牙模型では、人工歯牙部４が左から右に押されるため、歯牙接合部３は右側に傾く。歯牙接合部３が右側に傾くと図中左側の十字形状部２１Ｌと図中右側の十字形状部２１Ｒには歪みが生じる。そのため、十字形状部２１Ｌ，２１Ｒで生じた歪みを、それぞれに貼り付けた歪みゲージ５Ｌ，５Ｒで測定することで、人工歯牙部４に加わる荷重の大きさのみならず、荷重を加えた方向も含む荷重ベクトルも求めることができる。
【００４２】
次に、図４に示す歯牙模型では、人工歯牙部４が上から下に押されるため、歯牙接合部３は下側に押し下げられる。歯牙接合部３が押し下げられると図中左側の十字形状部２１Ｌと図中右側の十字形状部２１Ｒに歪みが生じる。そのため、十字形状部２１Ｌ，２１Ｒで生じた歪みを、それぞれに貼り付けた歪みゲージ５Ｌ，５Ｒで測定することで、人工歯牙部４に加わる長軸Ｋに垂直な方向の荷重のみならず、長軸Ｋの方向の荷重も求めることができる。なお、人工歯牙部４が下から上に引っ張られる場合にも、十字形状部２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれに歪みが生じる。
【００４３】
歪みゲージ５で検出された信号は所定の処理が施されて、人工歯牙部４に加わる荷重又は荷重ベクトルとして算出される。算出された荷重又は荷重ベクトルは、表示部に表示される。この処理について、図７に示す本実施の形態に係る歯牙模型及びその周辺装置（以下、単に歯牙模型とも言う）のブロック図を用いて説明する。図７に示す歯牙模型では、歪みゲージ５を設けた歯牙模型に、信号増幅器１０が接続されている。この信号増幅器１０は、ＣＰＵ２０に設けた制御回路２５に接続されている。
【００４４】
信号増幅器１０は、歪みゲージ５で検出した歪みの信号を制御回路２５で処理可能なレベルに増幅している。信号増幅器１０で増幅した信号に基づき、制御回路２５は、歪みゲージ５で検出した歪み量から人工歯牙部４に加わる荷重又は荷重ベクトルを求める。なお、歪みゲージ５で検出した歪み量から人工歯牙部４に加わる荷重又は荷重ベクトルを求める場合、人工歯牙部４の長さや径、材質を考慮して求める必要がある。
【００４５】
制御回路２５で求めた荷重又は荷重ベクトルは、表示部３０に表示される。なお、表示部３０には、ＣＰＵ２０に設けた記憶部（図示せず）に記録された過去の荷重又は荷重ベクトルと合わせて、時系列的に表示することも可能である。また、ＣＰＵ２０において、過剰切削等の不具合が発生する可能性がある荷重又は荷重ベクトルの値を閾値として設定することで、切削等の医療実習時に当該閾値を越えた場合に報知部４０から実習者に当該事実を知らせることができる。それにより、実習者は、人工歯牙部４に過剰な荷重が加わった事実を医療実習中に知ることができる。報知部４０は、音声で知らせる構成でも、表示部３０を利用して画像で知らせる構成でも良い。
【００４６】
さらに、図７に示すブロック図では、歯牙模型の外に信号増幅器１０を設ける構成である。しかし、本発明はこれに限られず、信号増幅器１０を歯牙模型内に設けても良い。
【００４７】
以上のように、本実施の形態に係る歯牙模型は、歯牙模型内に着脱可能部（歯牙接続部３）と直接接触しないセンサ（歪みゲージ５）を設けて、人工歯牙部４に加わる荷重を測定する構成を採用しているので、センサ（歪みゲージ５）を摩耗、劣化させることなく医療実習中に人工歯牙部４に加わる荷重を即時的に把握することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態１では、人工歯牙部４に加わる荷重を測定するセンサ（歪みゲージ５）を設けた歯牙模型について説明した。本実施の形態では、当該歯牙模型を組み込んだ歯列模型、顎模型、頭部模型について説明する。図８に、本実施の形態に係る歯列模型６０の斜視図を示す。図８に示す歯列模型６０は、人の歯牙形状に対応して複数の歯牙模型を所定のアーチ状に配列している。なお、図８に示す歯列模型６０では、各歯牙模型の基台１は一体としてアーチ状に形成されている。
【００４９】
また、図８に示す歯列模型６０では、１７本の歯牙模型が配列されている。そのうち、全部の歯牙模型に対して実施の形態１のように人工歯牙部４に加わる荷重を測定するセンサ（歪みゲージ５）を設けた歯牙模型で形成しても良いし、必要な歯牙模型のみ実施の形態１に係る歯牙模型で形成しても良い。さらに、図８では、前歯の人工歯牙部４が基台１から取り外されている様子が図示されており、当該人工歯牙部４は、歯牙接続部３が基台１にネジ７で固定する構成である。なお、図８に示す歯列模型６０に設ける歯牙模型は、図１に示す歯牙模型のように、歯牙接続部３が基台１にネジ７で固定しない構成でも良い。
【００５０】
次に、図８に示した歯列模型６０を上顎及び下顎の少なくともいずれか一方に設けた顎模型、及び当該顎模型を設けた頭部模型について説明する。図９に、本実施の形態に係る頭部模型７０の概略図を示す。図９に示す頭部模型７０は、顎部７１と頭部７２により構成されている。この顎部７１には、図８に示した歯列模型６０が上顎（上顎歯列模型６０Ａ）及び、下顎（上顎歯列模型６０Ｂ）に設けられている。なお、顎部７１を顎模型として取り扱っても良いし、歯列模型６０と上下噛み合わせる機構とのみで顎模型として取り扱っても良い。
【００５１】
また、図５及び図６に示すように、人工歯牙部４を基台１に装着する場合、人工歯牙部４の方向が決まっているため、容易に装着できるように、着脱を行う人工歯牙部４と歯牙接合部３の間、又は、歯牙接合部３とセンサ基板２の間に対応する形状の突起３２Ａと切り欠き４１Ａを設けるようにしてもよいし、人工歯牙部４に設けた凹部４１と歯牙接合部３の凸部３２の形状、又は、歯牙接合部３の凸部３２とセンサ基板２に設けた内側保持部２２の形状を対応するようにしてもよい。
【００５２】
図５及び図６は突起３２Ａと切り欠き４１Ａの一例を示した図であり、前歯用と臼歯用、上顎用と下顎用等で上記の突起３２Ａと切り欠き４１Ａの形状や個数、凸部と凹部の形状や大きさを任意に変更しても構わない。
【００５３】
以上のように、本実施の形態に係る歯列模型、顎模型、頭部模型では、実施の形態１に係る歯牙模型を組み込むことで、歪み検出部を摩耗、劣化させることなく、人工歯牙に加えられた荷重を検出できる歯列模型、顎模型、頭部模型を提供することができる。
【００５４】
（実施の形態３）
実施の形態１及び２では、人工歯牙部４に加わる荷重を測定するセンサ（歪みゲージ５）を設けた歯牙模型、又は当該歯牙模型を設けた歯列模型、顎模型、頭部模型について説明した。当該歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型は、実習に利用することが可能である。そこで、本実施の形態では、実施の形態１及び２で記載した歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型のいずれかを備え、実習での切削等の医療行為の評価が可能な医療用切削実習装置について説明する。なお、以下の説明では、医療用切削実習装置は、実施の形態１で記載した歯牙模型を１つ備える構成について説明するが、本発明はこれに限られず、実施の形態１で記載した歯牙模型を複数有する歯列模型、顎模型、頭部模型を備える構成でも良い。
【００５５】
図１０に、本実施の形態に係る医療用実習装置のブロック図を示す。図１０に示す医療用実習装置では、図７に示した歯牙模型及びその周辺装置に、判定部２６を追加した構成である。判定部２６は、ＣＰＵ２０内で構成され、制御回路２５から得た歯牙模型の人工歯牙部に加わる荷重又は荷重ベクトルと、所定の判定基準とを比較して切削作業等の医療行為の評価判定を行う。所定の判定基準には、例えば、教師が行った人工歯牙部の切削で、当該人工歯牙部に加わる荷重又は荷重ベクトルの基準履歴を採用する。評価判定では、例えば、この基準履歴に対して、実習者が行った人工歯牙部の切削で、当該人工歯牙部に加わる荷重又は荷重ベクトルの実習履歴を比較し、統計的にどの程度差異があるかに基づいて判定する。なお、判定部２６は、図１０のようにＣＰＵ２０内でソフトウェアとして構成しても、ＣＰＵ２０の外部にハードウェアとして構成しても良い。
【００５６】
評価判定した結果は、表示部３０に表示される。なお、表示部３０を評価判定結果の出力部とせずに、プリンタ等の他の出力装置を出力部としても良い。また、図１０に示す医療用実習装置において、図７に示す歯牙模型及びその周辺装置と同じ構成要素については、同じ構成番号を付与して詳細な説明を省略する。
【００５７】
以上のように、本実施の形態に係る医療用実習装置では、実施の形態１及び２に係る歯牙模型、歯列模型、顎模型、頭部模型と、その出力を利用して実習での評価判定を行う判定部２６と、評価結果を出力できる出力部とを備えるので、切削等の医療実習の評価を客観的データに基づき即時的に行うことができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 基台、２ センサ基板、３ 歯牙接合部、４ 人工歯牙部、５ 歪みゲージ、６ 配線、７ ネジ、１０ 信号増幅器、２１ 十字形状部、２２ 内側保持部、２３ 外側保持部、２５ 制御回路、２６ 判定部、２０ ＣＰＵ、３０ 表示部、３１，３２ 凸部、４０ 報知部、４１ 凹部、６０ 歯列模型、７０ 頭部模型、７１ 顎部、７２ 頭部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工歯牙と、
前記人工歯牙を着脱可能に設置する基台と、
一端が前記人工歯牙に、他端が前記基台にそれぞれ固定された曲げ部材と、
前記曲げ部材上に設けられ、前記曲げ部材の歪みを検出する歪み検出部とを備え、
前記歪み検出部で検出した前記曲げ部材の歪みに基づき前記人工歯牙に加えられた荷重を検出することを特徴とする歯牙模型。
【請求項２】
請求項１に記載の歯牙模型であって、
前記曲げ部材は、前記人工歯牙及び前記基台のうち少なくとも一方が間接部材を介して固定されることを特徴とする歯牙模型。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の歯牙模型であって、
前記歪み検出部を設けた前記曲げ部材の部分が複数設けられ、且つ個々の前記曲げ部材の部分は前記人工歯牙の長軸を中心に、所定の角度ずらせて配置されることを特徴とする歯牙模型。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の歯牙模型であって、
前記歪み検出部が絶縁材料上に形成されたＣｒＮ、ＣｕＮｉまたはＮｉＣｒ薄膜よりなることを特徴とする歯牙模型。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯牙模型を、歯列を構成する少なくとも１つの歯牙として備える歯列模型。
【請求項６】
請求項５に記載の歯列模型を備える顎模型。
【請求項７】
請求項６に記載の顎模型を、上顎及び下顎のうち少なくとも一方に備える頭部模型。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯牙模型と、
前記歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを表示する表示部とを備える医療用実習装置。
【請求項９】
請求項８に記載の医療用実習装置であって、
前記表示部は、前記歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを時系列的に表示する機能を有することを特徴とする医療用実習装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の医療用実習装置であって、
前記歯牙模型で検出した荷重が所定の値以上になったことを知らせる報知部をさらに備えることを特徴とする医療用実習装置。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれか１つに記載の医療用実習装置であって、
前記歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを受け取り、当該荷重又は荷重ベクトルと所定の判定基準とを比較して、医療実習の合否判定を行う判定部と、
前記判定部での合否判定結果を出力する出力部とをさらに備える医療用実習装置。
【請求項１】
人工歯牙と、
前記人工歯牙を着脱可能に設置する基台と、
一端が前記人工歯牙に、他端が前記基台にそれぞれ固定された曲げ部材と、
前記曲げ部材上に設けられ、前記曲げ部材の歪みを検出する歪み検出部とを備え、
前記歪み検出部で検出した前記曲げ部材の歪みに基づき前記人工歯牙に加えられた荷重を検出することを特徴とする歯牙模型。
【請求項２】
請求項１に記載の歯牙模型であって、
前記曲げ部材は、前記人工歯牙及び前記基台のうち少なくとも一方が間接部材を介して固定されることを特徴とする歯牙模型。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の歯牙模型であって、
前記歪み検出部を設けた前記曲げ部材の部分が複数設けられ、且つ個々の前記曲げ部材の部分は前記人工歯牙の長軸を中心に、所定の角度ずらせて配置されることを特徴とする歯牙模型。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の歯牙模型であって、
前記歪み検出部が絶縁材料上に形成されたＣｒＮ、ＣｕＮｉまたはＮｉＣｒ薄膜よりなることを特徴とする歯牙模型。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯牙模型を、歯列を構成する少なくとも１つの歯牙として備える歯列模型。
【請求項６】
請求項５に記載の歯列模型を備える顎模型。
【請求項７】
請求項６に記載の顎模型を、上顎及び下顎のうち少なくとも一方に備える頭部模型。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯牙模型と、
前記歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを表示する表示部とを備える医療用実習装置。
【請求項９】
請求項８に記載の医療用実習装置であって、
前記表示部は、前記歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを時系列的に表示する機能を有することを特徴とする医療用実習装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の医療用実習装置であって、
前記歯牙模型で検出した荷重が所定の値以上になったことを知らせる報知部をさらに備えることを特徴とする医療用実習装置。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれか１つに記載の医療用実習装置であって、
前記歯牙模型で検出した荷重又は荷重ベクトルを受け取り、当該荷重又は荷重ベクトルと所定の判定基準とを比較して、医療実習の合否判定を行う判定部と、
前記判定部での合否判定結果を出力する出力部とをさらに備える医療用実習装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２５６６８１（Ｐ２０１０−２５６６８１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０７６６４（Ｐ２００９−１０７６６４）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００１７３７９５）財団法人電気磁気材料研究所 (28)
【出願人】（０００１３８１８５）株式会社モリタ製作所 (173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００１７３７９５）財団法人電気磁気材料研究所 (28)
【出願人】（０００１３８１８５）株式会社モリタ製作所 (173)
【Ｆターム（参考）】
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