歯科用診断器及び、これを用いた歯内治療装置，歯科用診療台
【課題】本発明は、薬液等の影響を受けずに精度よく歯の内部、特に根管に関する情報を得ることができる歯科用診断器を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、測定電極３と、口腔電極５と、測定信号印加手段と、計測手段と、演算処理手段とを備える歯科用診断器であって、電気的特性値から歯の根管に関する情報を得る。測定電極３は測定対象である歯１の根管２に挿入し、口腔電極５は、口腔粘膜４に電気的に接触させる。また、測定信号印加手段は、測定電極３と口腔電極５との間に測定信号を印加し、計測手段は、周波数の異なる複数の測定信号に対して、測定電極３と口腔電極５との間の電気的応答を計測する。さらに、演算処理手段は、電気的応答に基づいて、測定電極３と口腔電極５との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を演算する。
【解決手段】本発明は、測定電極３と、口腔電極５と、測定信号印加手段と、計測手段と、演算処理手段とを備える歯科用診断器であって、電気的特性値から歯の根管に関する情報を得る。測定電極３は測定対象である歯１の根管２に挿入し、口腔電極５は、口腔粘膜４に電気的に接触させる。また、測定信号印加手段は、測定電極３と口腔電極５との間に測定信号を印加し、計測手段は、周波数の異なる複数の測定信号に対して、測定電極３と口腔電極５との間の電気的応答を計測する。さらに、演算処理手段は、電気的応答に基づいて、測定電極３と口腔電極５との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用診断器及び、これを用いた歯内治療装置，歯科用診療台に係る発明であって、特に、歯の内部に関する情報を得る歯科用診断器及び、これを用いた歯内治療装置，歯科用診療台に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯の内部の構成要素、特に根管に関する情報の１つである根尖の位置を検出する（根管長を決定する）歯科用診断器として、電気的根尖検出器（電気的根管長測定器）がある（以下、「電気的」という語を省略して説明する）。従来の根尖検出器では、例えば、図９に示すような概略図によって根尖検出を行う。図９に示す構成により根尖検出を行う根尖検出器では、歯１０１の根管１０２内に測定電極１０３を挿入し、当該測定電極１０３の先端１０４と、口腔粘膜に電気的に接触する口腔電極１０５との間のインピーダンス値を測定して、測定電極１０３の先端１０４が根尖１０６に到達したことを検出する。本方式においては、測定電極１０３が根尖に達した時は、根管のインピーダンス（歯内のインピーダンス）を測定するのでなく、根尖１０６と口腔粘膜に電気的に接触する口腔電極１０５との間のインピーダンス値を測定していることになる。
【０００３】
図９に示す構成により根尖検出を行う根尖検出器では、信号印加部１０７から供給された測定信号に基づき、検出抵抗１０８に流れる電流値を測定してインピーダンス値を求めている。なお、当該分野のインピーダンス値の測定は、上述の方法やインピーダンス値そのものを測る方法以外に、図９に示す検出抵抗１０８の両端電圧や、ある電流，電圧時に求められる抵抗値などを測定指標として被測定部のインピーダンス値を算出する方法であっても良い。以下、それらの方法を総合して「インピーダンス値を求める」と記載する。
【０００４】
従来の根尖検出器は、「口腔粘膜と根管内に挿入した測定電極の先端のインピーダンス値は、測定電極の先端が根尖孔を経由して歯根膜に達したとき、年齢、歯種による差がなく、ほぼ一定の値（６．５ｋΩ）をとる」という測定原理に基づいている。なお、図１０に示す歯の根尖部付近を拡大した歯の部分のように、歯根膜１０９は歯１０１の歯根全体を覆う膜であり、測定電極１０３の先端１０４が根尖孔１１０より歯根膜１０９に接触する位置を根尖とする。
【０００５】
図９に示す構成により根尖検出を行う根尖検出器では、検出抵抗１０８においてインピーダンス値に対応する測定電流が、６．５ｋΩのインピーダンス値に対応する値に達したとき、測定電極１０３の先端１０４が根尖孔１１０を経由して歯根膜１０９に達していると判断する。また、従来の根尖検出器では、インピーダンス値の比や差を利用して根尖位置を測定するものもある。詳細については、特許文献１及び特許文献２に記載されている。さらに、インピーダンス値と、インピーダンス値の比や差とを併用し、それらを選択的にあるいは同時に表示することで根尖検出を示す根尖検出器が、特許文献３に記載されている。以上、根尖検出器に関する説明を記載したが、同じく電気的に歯内診断を行う診断器として、例えば、インピーダンス値１５ｋΩを基準値として露髄を検出する診断器等も存在したが、これらの診断機器も本願発明の属する技術分野に含まれる。
【０００６】
【特許文献１】特許２８７３７２２号公報
【特許文献２】特公昭６２−２８１７号公報
【特許文献３】特許３１１３１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の根尖検出器は、「口腔粘膜と根管内に挿入した測定電極の先端のインピーダンス値は、測定電極の先端が根尖孔を経由して歯根膜に達したとき、年齢、歯種による差がなく、ほぼ一定の値（６．５ｋΩ）をとる」という測定原理に基づいている。しかし、この測定原理が成立するのは根管内が乾燥している場合であって、根管内に導電性の薬液や血液などが存在すると、歯根膜と口腔粘膜との間のインピーダンス値は大幅に変動する。そのため、従来の根尖検出器では、根管内に導電性の薬液や血液などが存在する歯の根尖位置を検出することは困難であった。また、根管内は湿潤状態であることが通常であるため、従来の根尖検出器で根尖位置を検出するためには、強制的に根管内を乾燥させることが必要であった。
【０００８】
歯内の各部位、特に根管内が湿潤状態の歯に対して、従来の根尖検出器を用いて根尖位置を測定する場合について詳しく説明する。まず、図１１に、口腔粘膜１１１から歯根膜１０９を経由して根管１０２に至る部分の等価回路を示した従来の根尖検出器の根尖検出態様概略図を示す。図１１では、根管１０２内に導電性の薬液１１２が存在しており、根尖孔１１０から導電性の薬液１１２が溢出して歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値が大幅に低下する。
【０００９】
図１１に示すように、歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間の等価回路を抵抗Ｒと容量Ｃとの並列回路とみなす場合、根管内が湿潤状態では、抵抗Ｒの値が乾燥時の１／ｋ倍に低下し、容量Ｃの値が乾燥時のｍ倍に増加する傾向が認められる。但し、ｋ，ｍはともに根管の湿潤状態により決定される１以上の係数である。また全ての歯において、必ずしも、抵抗Ｒと容量Ｃの値が変動するとは限らないが、概略、上記の傾向が見られると想定してよい。図１１に示す構成により根尖検出を行う従来の根尖検出器では、導電性の薬液１１２の影響を受けて、測定電極１０３の先端１０４と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値が大幅に低下するため、検出誤差が生じる。特に測定電極１０３の先端１０４と根尖孔１１０間のインピーダンスが大幅に低下するので測定電極１０３の先端が根尖よりも手前にあるにも関わらず、根尖に到達したという誤った検出結果を得てしまう。なお、根管内の湿潤状態は、導電性の薬液１１２に限らず、血液あるいは唾液などでも歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値の低下が認められる。
【００１０】
また、図１１に示す等価回路では、測定電極１０３の先端と根尖孔１１０に存在する歯根膜１０９との間に、根管内インピーダンスＺｒが存在している。図１１では、これを便宜的に直列抵抗Ｚｒとして示している。この場合に、測定される測定電極１０３の先端と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値は、測定電極１０３の先端と根尖孔１１０の部位の歯根膜１０９との間のインピーダンス値と根尖孔１１０の部位の歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値との合成値となる。そのため、測定電極１０３の先端１０４と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値は、上述したように薬液１１２の影響で６．５ｋΩ以下となる場合、当該合成値が６．５ｋΩになった位置が根尖位置と誤表示されることになる。
【００１１】
具体的に説明すれば、例えば、導電性の薬液１１２の影響を受けて、歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値が４ｋΩで、根尖から３ｍｍの位置での測定電極１０３の先端と根尖孔１１０の部位に存在する歯根膜１０９との間のインピーダンス値が２．５ｋΩとする。この場合、両者のインピーダンス値の和（合成値）が６．５ｋΩとなるので、従来の根尖検出器では、測定電極１０３が根尖から３ｍｍ離れた位置を根尖位置と誤表示してしまう。
【００１２】
そこで、特許文献１あるいは２に示すような、インピーダンス値の比や差を用いて根尖検出を行うことで、上記の導電性の薬液１１２等による測定誤差を解消する方式が開発されたのであるが、本発明は、これらとは全く異なる方法により、薬液等の影響を受けずに正確に歯の内部に関する情報を得ることができる歯科用診断器を提供することを目的とする。尚、上記は主として根尖検出器を基にした説明であるが、本件出願は根尖検出に限らず、例えば、露髄の有無や歯内の齲蝕等の検出などの、歯の内部に関する様々な情報を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１に係る解決手段は、測定電極と、口腔電極と、測定信号印加手段と、計測手段と、演算処理手段とを備える歯科用診断器を用いることであって、電気的特性値から歯の内部に関する情報を得る方式を採用することである。この歯科用診断器においては、測定電極を、測定対象である歯の内部の歯髄腔（髄室及び根管）に挿入し、口腔電極は、口腔粘膜に電気的に接触させる。また、測定信号印加手段は、測定電極と口腔電極との間に測定信号を印加し、計測手段は、周波数の異なる複数の測定信号に対して、測定電極と口腔電極との間の電気的応答を計測する。さらに、演算処理手段は、電気的応答に基づいて、測定電極と口腔電極との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を演算する。例えば、本発明の請求項２のように、測定電極が根管に挿入された場合は、この歯科用診断器は根管に関する情報を得るための診断器となる。
【００１４】
本発明の請求項３に係る解決手段は、測定信号印加手段が、等価回路の構成要素数と少なくとも同数の異なる周波数を持つ測定信号を印加することを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００１５】
本発明の請求項４に係る解決手段は、演算処理手段が、電気的応答に対応する等価回路の所定部分の電気的特性値を予め演算で求めたテーブルを有し、当該テーブルから計測手段で計測された電気的応答に対応する等価回路の所定部分の電気的特性値を得ることを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００１６】
本発明の請求項５に係る解決手段においては、等価回路が、歯の内部に対応する歯内回路部と、それ以外の歯外回路部とにより構成されている。ここで言う「歯の内部」とは、髄室や根管といった歯牙の内部を指し、「それ以外」とは、根尖孔の外側から歯槽骨・歯肉を経由し口腔粘膜に至る経路を指す。
【００１７】
本発明の請求項６に係る解決手段においては、等価回路の、歯外回路部を抵抗要素と容量要素の並列回路とし、当該並列回路に歯内回路部の抵抗要素を直列接続した回路であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項７に係る解決手段においては、等価回路が、歯外回路部の容量要素と、歯内回路部の抵抗要素とを直列接続した回路であることを特徴とする。なお、請求項５ないし請求項７に係る解決手段として採用されている回路構成は、実際の歯内回路、歯外回路が上記記載の構成そのものであると主張しているのでなく、各解決案の例として採用可能な等価回路の構成を挙げたものである。
【００１９】
本発明の請求項８に係る解決手段は、歯内回路部を構成する要素のうち、少なくとも１つの構成要素に基づく値を、歯科用診断のための電気的特性値として用いるものであることを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００２０】
本発明の請求項９に係る解決手段は、歯内回路部を構成する要素のうち少なくとも１つの構成要素に基づく値と、前記歯外回路部を構成する要素のうち少なくとも１つの構成要素に基づく値との演算値を、歯科用診断のための電気的特性値として用いるものであることを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００２１】
本発明の請求項１０に係る解決手段は、演算処理手段が、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値のどちらを実際に採用するかを、実験を基に予め設定された閾値を基準として切り替えて、歯の内部に関する情報を得ることを特徴とする。ここでいう第１の電気的特性値とは、等価回路中の歯内回路部を構成する要素のうち少なくとも１つの構成要素に基づく値である。また、第２の電気的特性値とは、歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値と、歯外回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値との演算値である。この構成の具体的な説明については、実施の形態３＜変形例＞の項で詳述する。
【００２２】
本発明の請求項１１に係る解決手段は、歯の内部に関する情報が、測定電極の先端の位置情報、露髄の有無、歯の内部の齲蝕の有無の少なくともいずれかであることを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００２３】
本発明の請求項１２に係る解決手段は、電気的応答に基づく値から得られた測定電極の先端の位置情報と、演算処理手段で演算した電気的特性値から得られた歯の内部に関する情報とを、測定電極の根管内位置に対応する所定の基準で切り替えて、根尖位置を検出することを特徴とする歯科用診断器を採用することである。ここで言う「電気的応答に基づく値」とは、電気的応答の値そのものであってもよいし、複数の電気的応答値同士を演算して得られた値（例えばインピーダンス値の差や比の値）であってもよい。この構成の具体的な説明については、実施の形態３＜変形例＞の項で詳述する。
【００２４】
本発明の請求項１３に係る解決手段においては、歯の内部に関する情報を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする。この表示部において、前述の請求項１０に係る解決手段を併用し、第１の電気的特性値による情報と、第２の電気的特性値による情報とを、切り替えて表示することもできる。
【００２５】
本発明の請求項１４に係る解決手段においては、表示部が、歯の内部に関する情報を可視表示することを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項１５に係る解決手段においては、表示部が、歯の内部に関する情報を聴覚的に表示することを特徴とする。上記請求項１３ないし１５に記載の表示部は、特に歯の内部に関する情報を抽出して表示するものであって、従来の根管長測定器、例えば測定電極先端と口腔電極との間のインピーダンス値、すなわち歯内と歯外の双方の情報を包含する情報を得るような根管長測定器に採用されていた表示部とは、表示する情報が異なる。
【００２７】
本発明の請求項１６に係る解決手段は、測定電極と、口腔電極と、測定信号印加手段と、計測手段と、信号処理手段を歯科用診断器に採用することである。この歯科用診断器においては、測定電極は、測定対象である歯の内部（根管等）に挿入され、口腔電極は、口腔粘膜に電気的に接触させる。測定信号印加手段は、測定電極と口腔電極との間に測定信号を印加し、計測手段は、周波数の異なる複数の測定信号に対して、測定電極と口腔電極との間の電気的応答を計測する。さらに、信号処理手段は、測定電極と口腔電極との間の電気的特性を、測定電極から根尖までの歯内区間と、歯内区間以外の残区間とのそれぞれの電気的特性の合成特性とみなしたとき、電気的応答に基づいて、合成特性から残区間の電気的特性の少なくとも一部の影響を除去した測定結果を取得し、当該測定結果に応じた情報を出力する。この歯科用診断器においても、当該測定結果とともに、他の取得しうる入力値（請求項８の説明として上記したような、等価回路の少なくとも１つの構成要素に基づく値の電気的特性値や、請求項９の説明として上記したような、得られた値と演算値の電気的特性値といった値）を併用し、適宜測定電極の根管内位置に対応する所定の基準で切り替えて、歯の内部に関する情報を得ることもできる。この構成についても実施の形態３＜変形例＞の項で詳述する。
【００２８】
本発明の請求項１７に係る解決手段は、上記各解決手段において採用される歯科用診断器のうち、いずれか１つの歯科用診断器と同様の診断機能を、歯内治療装置に設けることである。
【００２９】
本発明の請求項１８に係る解決手段は、上記各解決手段において採用される歯科用診断器あるいは歯内治療装置のうち、少なくとも１つを歯科用診療台に設けることである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の請求項１に記載の歯科用診断器は、電気的応答に基づいて、測定電極と口腔電極との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を各々分離して演算し、歯の内部に関する情報を得るので、歯の内部に存在する、浸出液、血液、薬液等の影響を受けずに正確に歯の内部に関する情報を得ることができる。さらに請求項２に記載の歯科用診断器によれば、特に歯の根管に関する情報を得ることができる。例えば、測定電極の先端が根尖孔に存在する歯根膜に達したとき、測定電極の先端と根尖孔の歯根膜との間のインピーダンス値は、根管内の環境に関わらず、ほぼゼロになると想定できる。よって、本発明に記載の歯科用診断器を用いて根管長測定を行う場合、測定電極先端と歯根膜との間のインピーダンス値がゼロ付近の値になったときを根尖位置とすれば、薬液等の影響を受けず、正確に歯の内部の情報（根管長）を得ることができる。従来の電気的根管長測定においては、測定電極先端から口腔電極までのインピーダンス値を測定してきた。これに対し、本発明のような、測定電極の先端と根尖孔の歯根膜との間のインピーダンス値だけを分離して求めるという発想は、まったく新しいものである。
【００３１】
本発明の請求項３に記載の歯科用診断器は、信号印加手段が、等価回路の構成要素数と少なくとも同数の異なる周波数を持つ測定信号を印加するので、演算により等価回路の構成要素の値を求めることができる。
【００３２】
本発明の請求項４に記載の歯科用診断器は、予め設定されたテーブルから計測手段で計測された電気的応答に対応する等価回路の所定部分の電気的特性値を得るので、複雑な演算処理を行うことなく迅速に根管に関する情報を得ることができる。
【００３３】
本発明の請求項５に記載の歯科用診断器は、等価回路が、歯の内部（根管内に挿入された測定電極の先端と歯根膜との間）に対応する歯内回路部と、それ以外（歯根膜と口腔粘膜との間）の歯外回路部とにより構成されるので、演算等の処理により歯の内部（例えば根管）に関する情報だけを分離して得ることができる。尚、ここで言う「歯の内部」とは、髄室や根管といった歯牙の内部を指し、「それ以外」とは、根尖孔の外側から歯槽骨・歯肉を経由し口腔粘膜に至る経路を指す。ここでも、電気的応答に基づいて、測定電極と口腔電極との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を各々分離して演算し、歯の内部に関する情報を得るので、歯の内部に存在する、浸出液、血液、薬液等の影響を受けずに正確に歯の内部に関する情報を得ることができる。さらに請求項２に記載の歯科用診断器によれば、特に歯の根管に関する情報を得ることができる。例えば、測定電極の先端が根尖孔に存在する歯根膜に達したとき、測定電極の先端と根尖孔の歯根膜との間のインピーダンス値は、根管内の環境に関わらず、ほぼゼロになると想定できる。よって、本発明に記載の歯科用診断器を用いて根管長測定を行う場合、測定電極先端と歯根膜との間のインピーダンス値がゼロ付近の値になったときを根尖位置とすれば、薬液等の影響を受けず、正確に歯の内部の情報（根管長）を得ることができる。
【００３４】
本発明の請求項６に記載の歯科用診断器は、等価回路が、歯外回路部を抵抗要素と容量要素の並列回路とし、当該並列回路に歯内回路部の抵抗要素を直列接続した回路であるので、各々の抵抗要素、及び、容量要素を個別に求めれば、正確に歯の内部（例えば根管）に関する情報を得ることができる。
【００３５】
本発明の請求項７に記載の歯科用診断器は、等価回路を簡略化して歯外回路部の容量要素と、歯内回路部の抵抗要素とを直列接続した回路であるので、演算等の処理を簡略化することができる。
【００３６】
本発明の請求項８に記載の歯科用診断器は、歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値を、歯科用診断のための電気的特性値として用いる。また、請求項９に記載の歯科用診断器は、歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値と、歯外回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値との演算値を、歯科用診断のための電気的特性値として用いるものである。この場合、電気的特性値を様々な態様で得られるため、得られる情報の幅が広がり、必要とする歯の内部（例えば根管）に関する情報をより精度よく得ることができる。
【００３７】
本発明の請求項１０ないし１２に記載の歯科用診断器は、所定の基準で、例えば実験を基に予め設定された閾値を基にして、電気的特性値又は根管に関する情報を切り替えるので、測定電極の位置によって、精度の高い、あるいは使い勝手のよい情報を得ることができるため、より良い診断を行うことができる。具体的には、例えば根尖に近づくほど表示値が小さくなるような構成の機器において、２種類の電気的特性値を切り替える条件としてある測定電極の位置における２種類の電気的特性値のうち小さい方の値を選ぶ、といった態様が考えられる。
【００３８】
本発明の請求項１３に記載の歯科用診断器は、歯の内部に関する情報を表示する表示部を備える。請求項１４あるいは１５に記載の歯科用診断器のように、その表示部が歯の内部に関する情報を可視的又は聴覚的に表示するものであれば、歯の内部に関する情報を歯科医等が容易に確認できる。なお、この表示部は、特に歯の内部に関する情報を抽出して表示するものであって、従来の根管長測定器、例えば測定電極先端と口腔電極との間のインピーダンス値、すなわち歯内と歯外の双方の情報を包含する情報を得るような根管長測定器に採用されていた表示部とは、表示する情報が異なる。
【００３９】
本発明の請求項１６に記載の歯科用診断器は、電気的応答に基づいて、測定電極から根尖までの歯内区間と、前記歯内区間以外の残区間とのそれぞれの電気的特性が包含された値（以下「合成特性」と記載する）から、歯内以外の区間の電気的特性の少なくとも一部の影響を除去した測定結果を取得し、当該測定結果に応じた情報を出力するので、正確に歯の内部に関する情報を得ることができる。
【００４０】
本発明の請求項１７に記載の根管治療装置は、本発明に記載の歯科用診断器の診断機能を備えるので、根管の診断を行いながら治療を進めることができ、効率的に治療が行える。つまり、歯内各部、特に根管を治療する前段階、あるいは治療の最中に、上記の歯科用診断器を用いた診断と同様の診断を行うことができる。
【００４１】
本発明の請求項１８に記載の歯科用診療台（歯科診療用ユニット）では、患者を保持するための診療台、患者を診療するための種々の診療器具、診療器具の操作手段、うがい用のスピットン、表示装置といった通常の診療台（歯科診療用ユニット）に加え、さらに本発明に記載の歯科用診断器等を備えるので、歯内の、特に根管の診断のために、患者を移動させたり装置を持ち運んだりする手間が省け、さらに効率の良い診療を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（実施の形態１）
＜概要＞
本実施の形態に係る歯科用診断器は、歯の内部、特に根管に関する情報を得るための機器であるが、以下では、特に根尖位置を検出する（根管長を測定する）根尖検出器について説明する。但し、本発明に係る歯科用診断器は、根尖位置を検出する根尖検出器に限定されるものではなく、例えば、露髄や歯内の齲蝕等も診断の対象とすることができる。また、本実施の形態に係る根尖検出器では、本発明の一例として、測定電極と口腔粘膜との間の導電経路をモデル化して図１に示す抵抗Ｒｓ、抵抗Ｒｐ及び容量Ｃｐよりなる等価回路とし、当該等価回路の構成要素に基づく電気的特性値を演算で求め、根尖位置を検出している。
【００４３】
＜構成と具体例＞
図２に、本実施の形態に係る根尖検出器を使用する際の概略図を示す。図２に示す態様で使用される根尖検出器では、歯１の根管２内に測定電極３を挿入し、当該測定電極３の先端と、口腔粘膜４に電気的に接触する口腔電極５との間のインピーダンス値（電気的応答）を測定して、測定電極３の先端が根尖６に到達したことを検出する。尚、図２は根管２を診断の対象とし、根尖位置を検出する態様を示した図であるが、後述するように、本願発明は、根管より上部の髄室（不図示）を前提に露髄なども診断対象とすることもできる。本明細書において、「歯内」あるいは「歯の内部」と記載する際は、これら根管及び髄室を含めた部分を示す。本実施の形態でのインピーダンス測定は、信号印加部７から測定信号を印加し、図１に示す検出抵抗８に流れる電流を測定することで行われる。なお、当該分野のインピーダンス測定は、上述の方法やインピーダンス値そのものを測る方法以外に、図１に示す検出抵抗８の両端電圧や、ある電流，電圧時に求められる抵抗値などを測定指標として被測定部のインピーダンス値を算出する方法であっても良いことは、背景技術の項で記載したとおりである。また、図２に示すように、歯１と歯肉９との間には歯根膜１０が存在する。歯根膜は歯根部を広く覆う膜であるが、以下の記載において「歯根膜」と言う場合は、すべて「根尖孔６近傍に存在する歯根膜１０」を意味する。
【００４４】
次に、測定電極３と口腔電極５との間の等価回路について説明する。まず、図１に示す等価回路では、抵抗Ｒｓ，抵抗Ｒｐ，容量Ｃｐの３つの要素で構成されている。そして、当該等価回路は、抵抗Ｒｓが測定電極３と歯根膜１０との間（歯内回路部）のインピーダンスに、抵抗Ｒｐと容量Ｃｐの並列回路が歯根膜１０と口腔粘膜４との間（歯外回路部）のインピーダンスに、それぞれ対応している。つまり、図１に示す等価回路は、測定電極３から根尖６までの歯内区間（歯内回路部）が抵抗Ｒｓ、歯内区間以外の残区間（歯外回路部）が抵抗Ｒｐと容量Ｃｐの並列回路で構成される電気的特性を包含する特性、すなわち本明細書にいう合成特性とみなされる。なお、図１に示す等価回路は生体の等価回路であるため、厳密に等価でなく、図１に示す等価回路が歯の電気的等価回路であると主張するものでない。図１に示す等価回路は、本出願において採用される、等価回路であり、実用上問題のない程度まで、歯の電気的特性に近似できる、一つの例として挙げたものである。
【００４５】
そして、測定電極３と歯根膜１０との間のインピーダンスである抵抗Ｒｓは、測定電極３と歯根膜１０との距離に対応するので、測定電極３が根尖６に近づくにつれて抵抗Ｒｓの値が小さくなる。なお、測定電極３が根尖６の位置に近づいたとき、歯１の構造から明らかなように測定電極３の先端と歯根膜１０との間の距離はほぼゼロに近い値となる。そのため、本実施の形態に係る根尖検出器では、測定電極３と歯根膜１０との間の距離がほぼゼロのときの抵抗Ｒｓの値を利用することで、基本的に根管内の湿潤状態の影響を受けずに根尖位置の検出ができる。換言すれば、歯内区間と歯外区間とを包含する合成特性から、歯内区間に相当する等価回路Ｒｓに対応する電気的特性のみを抽出することで、根尖位置の検出ができるということである。
【００４６】
もちろん、段落００４４に記載したように、図１に示す等価回路は生体の等価回路であるため、厳密に等価でなく、図１に示す等価回路が歯の電気的等価回路であると主張するものでない。図１に示す等価回路は、実用上問題のない程度まで、歯の電気的特性に近似できる、一つの例として挙げたものである。そのため、測定電極３と歯根膜１０との間の距離がほぼゼロのときでも、抵抗Ｒｓの値はゼロにならないこともある。また、抵抗Ｒｓの値は、歯根膜１０と口腔粘膜４との間のインピーダンスと無関係に独立しているので、歯根膜１０と口腔粘膜４との間のインピーダンス変動の影響を受けない。本実施の形態に係る根尖検出器では、測定電極３と歯根膜１０との間の距離がほぼゼロのときの当該部分の電気的特性値（抵抗Ｒｓの値）を求めて根尖位置を検出することができる。
【００４７】
次に、本実施の形態に係る根尖検出器で求めた抵抗Ｒｓの値を具体的に示す。図３に、抜歯された５本の歯を使用して測定された抵抗Ｒｓの値の変化を示す。図３に示すグラフは、横軸が測定電極３の先端から根尖６までの距離（単位はｍｍ）を表し、縦軸が抵抗Ｒｓの値（単位はｋΩ又は無名数）を表している。図３に示すグラフでは、測定電極３が根尖６に近づくにつれて抵抗Ｒｓの値が減少している。そのため、図３に示すグラフによれば、所定の閾値となる根尖検出値を１．０（単位は無名数）と設定すれば、本実施の形態に係る根尖検出器において正確に根尖位置を検出することが可能となる。
【００４８】
なお、本実施の形態に係る根尖検出器では、抵抗Ｒｓの抵抗値そのものを正確に求める必要はなく、根尖位置検出に必要な情報となる抵抗Ｒｓの抵抗値に対応する値（抵抗Ｒｓの値）を求め、当該値が根尖位置までどのように変化したのかを検出できれば良い。また、図３に示すグラフでは、抜歯された歯による測定データであるため、歯根膜１０が存在しないので実際の根尖６までの距離を横軸としている。
【００４９】
＜詳細な動作例＞
図４に、本実施の形態に係る根尖検出器の構成をより詳しく示したブロック図を示す。図４に示す根尖検出器には、周波数ｆの測定信号を出力する発振器２０、周波数５ｆ（ｆの５倍）の測定信号を出力する発振器２１、周波数２５ｆ（ｆの２５倍）の測定信号を出力する発振器２２の３つの異なる周波数の測定信号を生成できる発振器を備えている。本実施の形態では、図１に示した等価回路の構成要素が３個であるので、後述する等価回路のインピーダンスを表す連立方程式を解くためには少なくとも３つの異なる周波数での測定結果が必要となる。なお、本実施の形態では、使用する複数の周波数として、基本周波数ｆの１倍，５倍，２５倍（つまり基本周波数とその高調波）を用いているが、本発明はこれに限られず基本周波数ｆの１倍，１０倍，１００倍等であっても良い。
【００５０】
また、図４に示す根尖検出器では、アナログ・マルチプレクサ２３、バッファ２４、タイミングコントローラ２５を備えている。さらに、図４に示す根尖検出器では、波形整形回路２６、Ａ−Ｄ変換器２７、演算回路２８、表示部２９及び検出抵抗８を備えている。なお、タイミングコントローラ２５は、各回路の動作のタイミングを制御するもので、当該制御に基づきアナログ・マルチプレクサ２３が各発振器２０，２１，２２の出力を例えば１０ｍｓｅｃごとに切り替える。そして、アナログ・マルチプレクサ２３からの出力が、バッファ２４を介して測定電極３に印加される。
【００５１】
本実施の形態に係る根尖検出器では、測定電流の変化を測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の変化として検出する。つまり、測定信号の各周波数における測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の変化を、検出抵抗８における測定電流として検出する。この測定電流を波形整形回路２６で整流して波形を整えた後、Ａ−Ｄ変換器２７でデジタルデータに変換する。
【００５２】
さらに、演算回路２８では、Ａ−Ｄ変換器２７からのデジタルデータを逐次ラッチしながら、各周波数ｆ、５ｆ、２５ｆで測定された測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値より、抵抗Ｒｓの抵抗値に対応する値、抵抗Ｒｐの抵抗値に対応する値及び容量Ｃｐの容量値に対応する値を演算で求める。なお、インピーダンス値の測定においては、測定電極３がほぼ同一の根管内位置で、各周波数ｆ、５ｆ、２５ｆの測定を行う方が望ましいが、必ずしも測定電極５の位置が厳密に同一でなくとも、根尖位置の検出精度にはほとんど影響を与えない。
【００５３】
本実施の形態では、抵抗Ｒｓの抵抗値に対応する値（抵抗Ｒｓの値）を等価回路の所定部分の電気的特性値としており、当該電気的特性値を用いて根尖位置の検出を行う。なお、等価回路の所定部分とは、等価回路全体ではなく一部分だけである。具体的には、演算回路２８の内部に備えたコンパレータ（又はソフト的に比較機能を実現するプログラム）を用いて、予め記憶していた根尖検出値と当該電気的特性値を比較して根尖位置を検出し表示部２９に表示する。また、表示部２９は、根尖位置までの当該電気的特性値の変化も、一つの表示用ＬＥＤの点滅、表示用ＬＥＤの色の変化、アナログメータの指針の振れ、複数の表示用ＬＥＤよりなるバーグラフ、あるいは歯牙模式図とバーグラフとの組み合わせなどによって、連続的又は段階的に表示する。なお、表示部２９の表示は、視覚に限られず、ブザーやスピーカーなどを使用する聴覚的な警告表示であっても良い。このような聴覚的な表示を行う場合、例えば、測定電極が根尖に近づくにつれて、断続音の間隔を狭めたり、音量を上げたりすることで、測定電極が根尖に近づいていることを術者に知らせる構成とすることができる。もちろん、根尖までの距離に対応するような位置情報を表示してもよい。
【００５４】
次に、本実施の形態に係る演算回路２８の動作について詳細に説明する。まず、演算回路２８には、測定電極３と口腔粘膜４との間の導電経路をモデル化した等価回路が予め設定されている。本実施の形態では、この等価回路を図１に示す等価回路としているが、本発明はこの等価回路を採用することに限られるものではなく、後述のさらに簡素化した等価回路を用いることもできる。等価回路の選択は、実際に装置を設計するにあたり、費用、構成や演算の簡便さ、歯内（根管）診断精度等を考慮し、適宜行うべきものであって、本発明の主眼は、等価回路の構成要素となる部分の電気的特性値を求めることで歯の構造、特に根管に関する情報を得ることにある。なお、図１に示す等価回路では、インピーダンスをＲｓ＋Ｒｐ／／Ｃｐの数式で表すことができ、数式中の「／／」の記号は、並列接続の合成抵抗を表している。
【００５５】
そして、抵抗Ｒｓの抵抗値をＲｓｖ、抵抗Ｒｐの抵抗値をＲｐｖ、容量Ｃｐの容量値をＣｐｖとする。また、測定信号の周波数がｆ、５ｆ、２５ｆであるとき、容量Ｃｐのそれぞれのインピーダンス値を、１／（２πｆＣｐｖ），１／（１０πｆＣｐｖ），１／（５０πｆＣｐｖ）とする。なお、本実施の形態では、簡略化のためインピーダンス値を１／（ｊωＣｐｖ）＝１／（ωＣｐ）と近似している（角振動数ω＝２π×周波数）。
【００５６】
そして、これらの値を用いて、周波数ｆのときのインピーダンス値を数１と表記できる。
【００５７】
【数１】
【００５８】
同様に、周波数５ｆのときのインピーダンス値は、数２と表記できる。
【００５９】
【数２】
【００６０】
同様に、周波数２５ｆのときのインピーダンス値は、数３と表記できる。
【００６１】
【数３】
【００６２】
演算回路２８では、上記の式に対して、周波数ｆ，５ｆ，２５ｆで測定された測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値を逐次入力して、数１から数３の連立方程式を解けば、抵抗値Ｒｓｖ，抵抗値Ｒｐｖ，容量値Ｃｐｖを求めることができる。つまり、演算回路２８では、測定電極３の先端が存在する位置における等価回路の構成要素（抵抗Ｒｓ，抵抗Ｒｐ，容量Ｃｐ）の値を求めることができる。
【００６３】
より簡便な方法として、上記周波数ｆ，周波数５ｆ，周波数２５ｆで測定された測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値を組み合わせて得られる構成要素Ｒｓ，Ｒｐ，Ｃｐの値を予め計算で求めて演算回路２８内のテーブルに記憶しておき、測定対象の歯１から得られた各々のインピーダンス値より構成要素（例えば抵抗Ｒｓ）の値を当該テーブルから導き出す方法でも良い。
【００６４】
なお、テーブルは、演算回路２８内であっても、外部の記憶部に設けても良い。また、テーブルに記憶するデータ量を抑えるために、離散的にデータを記憶させておき補間処理を利用する形式でも良い。さらに、テーブルに格納するデータを構成要素Ｒｓ，Ｒｐ，Ｃｐの値とするのでなく、根尖位置を表す表示値等を格納しても良い。
【００６５】
以上のように、本実施の形態では、測定電極３の先端と口腔粘膜４（口腔電極５）との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を演算等で求めるので、薬液等の影響を受けずに精度よく根尖位置を検出することができる。なお、本実施の形態では、根管に関する情報として根尖位置を検出しているが、本発明に係る歯科用診断器はこれに限られず、等価回路の所定部分の電気的特性値を求めることで、必要な根管に関する情報、及び露髄や齲蝕の存在などの根管以外の歯の構造に対する情報を得ることができる。例えば露髄や齲蝕を検出する場合は、等価回路の構成要素の一部である歯内抵抗値等に着目し、露髄や齲蝕に対応する閾値を設定することで、露髄や齲蝕を検出することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
＜概要＞
本実施の形態に係る歯科用診断器は、実施の形態１とほぼ同じ構成の根尖検出器であるが、測定電極３と口腔粘膜４（口腔電極５）との間の導電経路をモデル化した等価回路が異なる。本実施の形態に係る等価回路は、図５に示す等価回路とみなす。図５に示す等価回路は、図１の抵抗Ｒｐと容量Ｃｐとよりなる並列回路部分を容量Ｃｓに置き換えた構成である。
【００６７】
本実施の形態においてもインピーダンス値の測定には、検出回路内に設けた検出抵抗８を用いて電流等を測定して行っている。なお、図５に示す等価回路は一例であり、本発明に係る歯科用診断器において用いられる等価回路は、図１や図５に示す等価回路に限定されるものでないことは、前述したとおりである。また、図５に示す等価回路は、抵抗Ｒｓが測定電極３と歯根膜１０との間のインピーダンスに、容量Ｃｓが歯根膜１０と口腔粘膜４との間のインピーダンスに、それぞれ対応している。つまり、図５に示す等価回路は、根管２に対応する歯内回路部が抵抗Ｒｓ、歯外回路部が容量Ｃｓで構成されている。
【００６８】
さらに、本実施の形態において等価回路の構成要素を求める演算は、図５の等価回路の構成要素が抵抗１個と容量１個の計２個であるため、少なくとも周波数ｆ及び周波数５ｆの異なる２つの測定信号で十分である。つまり、実施の形態１で用いた周波数２５ｆの測定信号は、本実施の形態では不要である。そのため、本実施の形態に係る根尖検出器は、測定回路の簡易化が図れる上、構成要素の計算も容易になる。なお、本実施の形態に係る歯科用診断器は、周波数２５ｆの発振器２２を設けない以外、図４に示すブロック図と同じ構成である。
【００６９】
＜詳細な動作例＞
本実施の形態に係る演算回路２８の動作についても、基本的には実施の形態１と同じであり、周波数ｆ及び周波数５ｆの測定信号に対応する測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値を測定する。そして、図５の等価回路を用いる場合と同様に、抵抗Ｒｓの抵抗値Ｒｓｖと、容量Ｃｓの容量値Ｃｓｖとを用いてインピーダンス値を表した数４及び数５よりなる連立方程式を立て、測定したインピーダンス値を用いて当該連立方程式を解き、各測定位置における等価回路の構成要素（抵抗Ｒｓ，容量Ｃｓ）の値を求める。
【００７０】
【数４】
【００７１】
【数５】
【００７２】
本実施の形態でも、根尖位置の検出のために抵抗Ｒｓの値を求め、所定の閾値である根尖検出値までの当該値の変化を表示部２９に表示する。なお、本実施の形態においても、抵抗Ｒｓの抵抗値そのものを必ずしも求める必要はなく、抵抗値に対応する値を求めれば良い。
【００７３】
より簡便な方法として、上記周波数ｆ，周波数５ｆで測定された測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値を組み合わせて得られる構成要素Ｒｓ，Ｃｓを予め計算で求めて演算回路２８内のテーブルに記憶しておき、測定対象の歯１から得られた各々のインピーダンス値より構成要素（例えば抵抗Ｒｓ）の値を当該テーブルから導き出しても良い。なお、テーブルは、演算回路２８内であっても、外部の記憶部に設けても良い。また、テーブルに記憶するデータ量を抑えるために、離散的にデータを記憶させておき補間処理を利用する形式でも良い。さらに、テーブルに格納するデータを構成要素Ｒｓ，Ｃｓの値とするのでなく、根尖位置を表す値等を格納しても良い。
【００７４】
次に、本実施の形態に係る根尖検出器で求められる抵抗Ｒｓの値の具体例も、基本的には実施の形態１で示した図３のグラフと同じになる。そのため、本実施の形態では詳細な説明を省略する。
【００７５】
（実施の形態３）
＜概要＞
実施の形態１，２では、等価回路の構成要素である抵抗Ｒｓの値をそのまま用いて根尖位置の検出を行った。一方、本実施の形態に係る根尖検出器では、等価回路の構成要素を組み合わせた演算値を用いて根尖位置の検出を行う。
【００７６】
＜具体例＞
例えば、実施の形態２で求めた抵抗Ｒｓ、容量Ｃｓの積値を用いて根尖位置の検出が可能である。このように、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの演算値（積値）を利用する場合の根尖位置の検出原理は、抵抗Ｒｓの値が測定電極３と根尖６との距離に比例するという原理に基づくのではなく、測定電極３が根尖６に近づけば近づくほど、測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値が根管外に存在する容量成分の影響を強く受けるという原理に基づいている。なお、本実施の形態に係る根尖検出器においても、等価回路の構成要素数の違いによる発振器の数の違いがあるものの図４に示すブロック図の構成を有している。そのため、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの演算は、演算回路２８で処理される。
【００７７】
次に、本実施の形態に係る根尖検出器で求めた抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を具体的に示す。図６に、抜歯された５本の歯を使用して測定された抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値の変化を示す。図６に示すグラフは、横軸が測定電極３から根尖６までの距離（単位はｍｍ）を表し、縦軸が抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値（単位はｋΩ×ｎＦ、又は無名数）を表している。図６に示すグラフでは、根尖６の近傍で抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値が、根尖では、ほぼ０．０００２から０．０００３であり、積値を使用して根尖を検出できることは明らかである。また根尖から−０．５ｍｍの位置ではほぼ一定値、０．００３５を示しており、根尖近傍の位置も検出可能である事が認められる。そのため、本実施の形態に係る根尖検出器では、所定の閾値となる根尖検出値を設定して、当該根尖検出値と、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値とを比較することで精度よく根尖位置を検出することが可能となる。もちろん、得られた抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値に対応して表示メータを駆動しても根尖位置を表示することは可能である。なお本図６においては、積値として非常に小さい値を選択しているが、実際の回路においてはより扱いやすい値に変換できることは言うまでもない。
【００７８】
より簡便な方法として、インピーダンス値に対応する抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を予め計算で求めて演算回路２８内のテーブルに記憶しておき、測定対象の歯１から得られたインピーダンス値より抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を当該テーブルから導き出しても良い。また、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を基に作成したテーブルに、根管長測定結果として表示される表示値をも記憶させておき、得られたインピーダンス値より当該テーブルから表示値を直接導き出しても良い。なお、テーブルは、演算回路２８内であっても、外部の記憶部に設けても良い。また、テーブルに記憶するデータ量を抑えるために、離散的にデータを記憶させておき補間処理を利用する形式でも良い。
【００７９】
＜変形例＞
本実施の形態に係る根尖検出器の変形例としては、根尖位置の検出に抵抗Ｒｓの値と、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値とを所定の条件で切り替えて用いる構成が考えられる。図３に示すように、測定電極３から根尖６までの距離に対する抵抗Ｒｓの値の変化はほぼ一定であるが、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値は根尖６近傍での変化が大きい。そのため、本変形例では、根尖６近傍では抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を用い、根尖６の近傍に至る手前までは抵抗Ｒｓの値を用いて、根尖検出器に検出結果の表示を行わせるような、表示の切り替えが考えられる。これにより、本変形例では、測定電極先端が根尖近傍にいたるまでも、測定電極の位置に対応した表示が実現でき、かつ、根尖６の位置をより精度よく検出することができるという両方式の特徴を備えた根管長測定器が実現可能である。
【００８０】
つまり、根尖検出のために使用する値が根尖近傍で急変するような特性であれば、正確に根尖検出が出来るという特性を利用するものである。例えば、根尖検出特性が、根尖から−１ｍｍの範囲で積値が９０％も変化するというような特性であれば、検出誤差は原理的に−１ｍｍ以下である。ところが−１ｍｍにいたるまでの表示は、変化し難いため、測定電極の先端位置を感覚的に掴むことが非常に困難である。そこで、−１ｍｍまでは抵抗Ｒｓの値によって、なだらかに変化する表示を行い、根尖から−１ｍｍの位置から根尖位置までは、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を用いて正確に根尖位置を検出できる表示を行うのである。
【００８１】
なお、両者の値を切り替える条件としては、例えば、根尖に近づくほど、表示値が小さくなるような構成の機器であれば、ある測定電極３の位置における両者の値のうち小さい方の値を選ぶことが考えられる。つまり、当該条件を用いれば、根尖６近傍では、急激に減少する抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値が採用され、それ以外の位置では、なだらかに変化する抵抗Ｒｓの値が採用されることになる。但し、両者の値を直接比較できるように、縦軸のスケールを調整しておく必要がある。また、切り替える、所定の基準として、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値そのものを用いてもよいし、抵抗Ｒｓの値そのものなど、測定電極３の位置を示す値であればどのような値でも使用可能である。なお、根尖位置の検出に用いる値は上記の値に限られず、従来の根尖検出器で用いていた測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比等を使用しても良い。また切り替え時のメータ表示値の移行をスムーズに行うために、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値と、抵抗Ｒｓの値に各々重み付けを行った後の和値を使用することも可能である。各々の重み付け値を所定の基準に合わせて徐々に変化させ、最後は、抵抗Ｒｓの値への重み付け値を０にすればスムーズな移行が可能となる。
【００８２】
例えば、根尖位置の検出において、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値と、測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比とを、所定の条件で切り替えて用いる構成でも良い。なお、測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比は、根尖検出器で用いられる測定電極３の先端の位置情報を示す指示値であり、測定電極３と口腔粘膜４との間の電気的応答であるインピーダンス値に基づく値である。
【００８３】
抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を用いた場合、測定電極３が根尖６から離れた位置でもその値は変化する。しかし、測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比を用いた場合、根管２が乾燥していると測定電極３が根尖６から離れた位置ではその値はあまり変化せず、根尖近傍において急激に変化する。そのため、測定電極３が根尖６から離れた位置では抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を利用し、根尖６近傍では測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比を用いることで、見やすく尚且つ精度の高い実用的な根尖位置検出を行うことができる。本変形例においても、予め演算結果を得て記憶させたテーブルを用いることができるのは、いうまでもない。
【００８４】
（実施の形態４）
従来使用されていた根尖検出器では、例えば、６．５ｋΩを根尖位置に対応するインピーダンス値とする一方で、１５ｋΩを露髄に対応するインピーダンス値とする構成のものが存在した。これは、根管長測定において、根管インピーダンスが１５ｋΩ以上であれば、露髄していないことを示す、という広く知られた原理に基づくものである。本願発明の実施の形態としても、上記と同様の方式によって、露髄の検出が可能で歯科用診断器とすることができる。本願発明を露髄の検出に用いる本実施形態においては、根管インピーダンスではなく、等価回路の容量成分の値により、露髄を検出する。この場合においても、採用する等価回路や、露髄検出に用いる値の演算の仕方は、適宜設計により決定することができるのは、前記実施の形態と同様である。
【００８５】
（実施の形態５）
＜根管治療装置＞
実施の形態１乃至実施の形態４に示した歯科用診断器は、根管拡大用マイクロモータやスケーラなどの歯内治療装置に組み込むことができる。当該歯内治療装置の概略図を図７に示す。図７に示す歯内治療装置では、ハンドピースＨと、据置型の制御器本体Ｃとを備えており、ハンドピースＨは、切削工具４０が取り付けられたヘッド４１、ハンドピース本体４２、シャンク４３で構成され、チューブ４４を介して制御器本体Ｃに接続されている。また、ハンドピース本体４２には、切削工具４０の駆動用のモータとしてマイクロモータが内蔵されている。
【００８６】
制御器本体Ｃは、実施の形態１乃至実施の形態３に示した根尖検出器、あるいは実施の形態４に示した露髄検出器と、操作部４５と、表示部４６等を備えている。また、制御器本体Ｃには、測定電極３、口腔電極５を接続できるようになっている。図７に示す歯内治療装置では、当該測定電極３及び口腔電極５を用いて根尖位置や露髄を検出する。なお、図７に示す歯内治療装置では、測定電極３をハンドピースＨとは独立して設けているが、本発明ではこれに限られず、ハンドピースＨ内に根尖検出のための測定信号を伝達する導電経路を設けることで、測定電極３と切削工具４０とを同一に構成しても良い。また、根尖検出器あるいは露髄検出器のみを着脱できる構成としてもよく、逆に、制御器本体Ｃの構成をすべてハンドピースＨに設けることあるいは着脱自在に装着することで、ハンドピースＨ単体を根尖検出機能付コードレス型歯内治療装置とすることもできる。このとき、根尖検出器あるいは露髄検出器が一つの装置として完成された上で、歯内治療装置に内蔵されてもよいし、根尖検出器あるいは露髄検出器の検出機能を発揮するために必要な各構成要素が歯内治療装置内に分割して搭載されていてもよい。
【００８７】
さらに、上記歯内治療装置によれば、根尖や露髄の検出と歯内治療とを並行して行うことができるため、根尖検出結果や露髄検出結果を基に歯内治療装置の駆動を制御する、例えば、切削工具４０の先端が根尖に近づくにつれて徐々に駆動力を低下させたり、根尖に到達したときに切削工具４０の回転を反転あるいは停止させたりすることで、治療の安全性と装置の使い勝手とを高めることもできる。
【００８８】
以上、歯内治療装置に歯科用診断器が組み込まれた例を説明したが、本実施の形態における歯内治療装置は、別体に構成された歯科用診断器と歯内治療装置とが、電気的あるいは機械的に接続されることで、一組の歯内治療装置として用いられるようなものも含む。この場合、歯科用診断器が出力する測定信号を歯内治療装置の切削工具に伝達するよう導線を接続し、歯内治療装置の切削工具を測定電極として使用したり、接続とともに歯内治療装置が予め備える表示装置を歯科用診断のための表示に切り替えたり、さらに上記同様、歯科用診断器の診断結果を基に歯内治療装置の駆動力を制御したりすることができる。
【００８９】
＜歯科診療台＞
また、実施の形態１乃至実施の形態３に示した歯科用診断器（根尖検出器）や、実施の形態４に示した歯科用診断器（露髄検出器）、あるいは上記の歯内治療装置を、歯科診療台（歯科診療用ユニット）に組み込むことができる。図８に示す歯科診療台５０は、患者を座位あるいは仰臥位に保持する診療台５１と、診療に必要な表示を行うための表示部５２と、診療のための操作入力を受けるための操作部５３と、歯科用診断器又は歯内治療装置を組み込んだモジュール部５４と、患者がうがいなどをするためのスピットン部５５と、診療に必要な機器やモジュール部５４を載置した移動テーブル５６とを備えている。
【００９０】
実施の形態１乃至実施の形態３に示した根尖検出器や、実施の形態４に示した露髄検出器、あるいは上記の歯内治療装置は、モジュール部５４として歯科診療台（歯科診療用ユニット）５０に組み込まれており、当該モジュール部５４の情報は表示部５２に表示される。なお、本発明は、図８に示す歯科診療台（歯科診療用ユニット）５０に限られず、何らかの形で実施の形態１乃至実施の形態４に示した歯科用診断器や、上記の歯内治療装置が歯科診療台に組み込まれ、あるいは接続されることで、一組の歯科診療台（歯科診療用ユニット）として用いられていれば良い。また、上記歯科診療台（歯科診療用ユニット）においても、根尖検出結果や露髄検出結果を基に歯科診療台（歯科診療用ユニット）の駆動を制御するよう構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る根尖検出器の等価回路を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る根尖検出器の使用態様概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る根尖検出器の検出する抵抗Ｒｓの値の変化を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る根尖検出器の構成ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る根尖検出器の等価回路を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る根尖検出器の検出する抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値の変化を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る根管治療装置の概略図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る歯科診療台の概略図である。
【図９】本発明の前提となる根尖検出器の使用態様を説明するための図である。
【図１０】本発明の前提となる歯の根尖部付近の構造を説明するための図である。
【図１１】本発明の前提となる根尖検出器の使用態様概略図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 歯、２ 根管、３ 測定電極、４ 口腔粘膜、５ 口腔電極、６ 根尖、７ 信号印加部、８ 検出抵抗、９ 歯肉、１０ 歯根膜、２０，２１，２２ 発振器、２３ アナログ・マルチプレクサ、２４ バッファ、２５ タイミングコントローラ、２６ 波形整形回路、２７ Ａ−Ｄ変換器、２８ 演算回路、２９ 表示部、１０１ 歯、１０２ 根管、１０３ 測定電極、１０４ 測定電極の先端、１０５ 口腔電極、１０６ 根尖、１０７ 信号印加部、１０８ 検出抵抗、１０９ 歯根膜、１１０ 根尖孔、１１１ 口腔粘膜、１１２ 薬液。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用診断器及び、これを用いた歯内治療装置，歯科用診療台に係る発明であって、特に、歯の内部に関する情報を得る歯科用診断器及び、これを用いた歯内治療装置，歯科用診療台に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯の内部の構成要素、特に根管に関する情報の１つである根尖の位置を検出する（根管長を決定する）歯科用診断器として、電気的根尖検出器（電気的根管長測定器）がある（以下、「電気的」という語を省略して説明する）。従来の根尖検出器では、例えば、図９に示すような概略図によって根尖検出を行う。図９に示す構成により根尖検出を行う根尖検出器では、歯１０１の根管１０２内に測定電極１０３を挿入し、当該測定電極１０３の先端１０４と、口腔粘膜に電気的に接触する口腔電極１０５との間のインピーダンス値を測定して、測定電極１０３の先端１０４が根尖１０６に到達したことを検出する。本方式においては、測定電極１０３が根尖に達した時は、根管のインピーダンス（歯内のインピーダンス）を測定するのでなく、根尖１０６と口腔粘膜に電気的に接触する口腔電極１０５との間のインピーダンス値を測定していることになる。
【０００３】
図９に示す構成により根尖検出を行う根尖検出器では、信号印加部１０７から供給された測定信号に基づき、検出抵抗１０８に流れる電流値を測定してインピーダンス値を求めている。なお、当該分野のインピーダンス値の測定は、上述の方法やインピーダンス値そのものを測る方法以外に、図９に示す検出抵抗１０８の両端電圧や、ある電流，電圧時に求められる抵抗値などを測定指標として被測定部のインピーダンス値を算出する方法であっても良い。以下、それらの方法を総合して「インピーダンス値を求める」と記載する。
【０００４】
従来の根尖検出器は、「口腔粘膜と根管内に挿入した測定電極の先端のインピーダンス値は、測定電極の先端が根尖孔を経由して歯根膜に達したとき、年齢、歯種による差がなく、ほぼ一定の値（６．５ｋΩ）をとる」という測定原理に基づいている。なお、図１０に示す歯の根尖部付近を拡大した歯の部分のように、歯根膜１０９は歯１０１の歯根全体を覆う膜であり、測定電極１０３の先端１０４が根尖孔１１０より歯根膜１０９に接触する位置を根尖とする。
【０００５】
図９に示す構成により根尖検出を行う根尖検出器では、検出抵抗１０８においてインピーダンス値に対応する測定電流が、６．５ｋΩのインピーダンス値に対応する値に達したとき、測定電極１０３の先端１０４が根尖孔１１０を経由して歯根膜１０９に達していると判断する。また、従来の根尖検出器では、インピーダンス値の比や差を利用して根尖位置を測定するものもある。詳細については、特許文献１及び特許文献２に記載されている。さらに、インピーダンス値と、インピーダンス値の比や差とを併用し、それらを選択的にあるいは同時に表示することで根尖検出を示す根尖検出器が、特許文献３に記載されている。以上、根尖検出器に関する説明を記載したが、同じく電気的に歯内診断を行う診断器として、例えば、インピーダンス値１５ｋΩを基準値として露髄を検出する診断器等も存在したが、これらの診断機器も本願発明の属する技術分野に含まれる。
【０００６】
【特許文献１】特許２８７３７２２号公報
【特許文献２】特公昭６２−２８１７号公報
【特許文献３】特許３１１３１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の根尖検出器は、「口腔粘膜と根管内に挿入した測定電極の先端のインピーダンス値は、測定電極の先端が根尖孔を経由して歯根膜に達したとき、年齢、歯種による差がなく、ほぼ一定の値（６．５ｋΩ）をとる」という測定原理に基づいている。しかし、この測定原理が成立するのは根管内が乾燥している場合であって、根管内に導電性の薬液や血液などが存在すると、歯根膜と口腔粘膜との間のインピーダンス値は大幅に変動する。そのため、従来の根尖検出器では、根管内に導電性の薬液や血液などが存在する歯の根尖位置を検出することは困難であった。また、根管内は湿潤状態であることが通常であるため、従来の根尖検出器で根尖位置を検出するためには、強制的に根管内を乾燥させることが必要であった。
【０００８】
歯内の各部位、特に根管内が湿潤状態の歯に対して、従来の根尖検出器を用いて根尖位置を測定する場合について詳しく説明する。まず、図１１に、口腔粘膜１１１から歯根膜１０９を経由して根管１０２に至る部分の等価回路を示した従来の根尖検出器の根尖検出態様概略図を示す。図１１では、根管１０２内に導電性の薬液１１２が存在しており、根尖孔１１０から導電性の薬液１１２が溢出して歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値が大幅に低下する。
【０００９】
図１１に示すように、歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間の等価回路を抵抗Ｒと容量Ｃとの並列回路とみなす場合、根管内が湿潤状態では、抵抗Ｒの値が乾燥時の１／ｋ倍に低下し、容量Ｃの値が乾燥時のｍ倍に増加する傾向が認められる。但し、ｋ，ｍはともに根管の湿潤状態により決定される１以上の係数である。また全ての歯において、必ずしも、抵抗Ｒと容量Ｃの値が変動するとは限らないが、概略、上記の傾向が見られると想定してよい。図１１に示す構成により根尖検出を行う従来の根尖検出器では、導電性の薬液１１２の影響を受けて、測定電極１０３の先端１０４と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値が大幅に低下するため、検出誤差が生じる。特に測定電極１０３の先端１０４と根尖孔１１０間のインピーダンスが大幅に低下するので測定電極１０３の先端が根尖よりも手前にあるにも関わらず、根尖に到達したという誤った検出結果を得てしまう。なお、根管内の湿潤状態は、導電性の薬液１１２に限らず、血液あるいは唾液などでも歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値の低下が認められる。
【００１０】
また、図１１に示す等価回路では、測定電極１０３の先端と根尖孔１１０に存在する歯根膜１０９との間に、根管内インピーダンスＺｒが存在している。図１１では、これを便宜的に直列抵抗Ｚｒとして示している。この場合に、測定される測定電極１０３の先端と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値は、測定電極１０３の先端と根尖孔１１０の部位の歯根膜１０９との間のインピーダンス値と根尖孔１１０の部位の歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値との合成値となる。そのため、測定電極１０３の先端１０４と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値は、上述したように薬液１１２の影響で６．５ｋΩ以下となる場合、当該合成値が６．５ｋΩになった位置が根尖位置と誤表示されることになる。
【００１１】
具体的に説明すれば、例えば、導電性の薬液１１２の影響を受けて、歯根膜１０９と口腔粘膜１１１との間のインピーダンス値が４ｋΩで、根尖から３ｍｍの位置での測定電極１０３の先端と根尖孔１１０の部位に存在する歯根膜１０９との間のインピーダンス値が２．５ｋΩとする。この場合、両者のインピーダンス値の和（合成値）が６．５ｋΩとなるので、従来の根尖検出器では、測定電極１０３が根尖から３ｍｍ離れた位置を根尖位置と誤表示してしまう。
【００１２】
そこで、特許文献１あるいは２に示すような、インピーダンス値の比や差を用いて根尖検出を行うことで、上記の導電性の薬液１１２等による測定誤差を解消する方式が開発されたのであるが、本発明は、これらとは全く異なる方法により、薬液等の影響を受けずに正確に歯の内部に関する情報を得ることができる歯科用診断器を提供することを目的とする。尚、上記は主として根尖検出器を基にした説明であるが、本件出願は根尖検出に限らず、例えば、露髄の有無や歯内の齲蝕等の検出などの、歯の内部に関する様々な情報を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１に係る解決手段は、測定電極と、口腔電極と、測定信号印加手段と、計測手段と、演算処理手段とを備える歯科用診断器を用いることであって、電気的特性値から歯の内部に関する情報を得る方式を採用することである。この歯科用診断器においては、測定電極を、測定対象である歯の内部の歯髄腔（髄室及び根管）に挿入し、口腔電極は、口腔粘膜に電気的に接触させる。また、測定信号印加手段は、測定電極と口腔電極との間に測定信号を印加し、計測手段は、周波数の異なる複数の測定信号に対して、測定電極と口腔電極との間の電気的応答を計測する。さらに、演算処理手段は、電気的応答に基づいて、測定電極と口腔電極との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を演算する。例えば、本発明の請求項２のように、測定電極が根管に挿入された場合は、この歯科用診断器は根管に関する情報を得るための診断器となる。
【００１４】
本発明の請求項３に係る解決手段は、測定信号印加手段が、等価回路の構成要素数と少なくとも同数の異なる周波数を持つ測定信号を印加することを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００１５】
本発明の請求項４に係る解決手段は、演算処理手段が、電気的応答に対応する等価回路の所定部分の電気的特性値を予め演算で求めたテーブルを有し、当該テーブルから計測手段で計測された電気的応答に対応する等価回路の所定部分の電気的特性値を得ることを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００１６】
本発明の請求項５に係る解決手段においては、等価回路が、歯の内部に対応する歯内回路部と、それ以外の歯外回路部とにより構成されている。ここで言う「歯の内部」とは、髄室や根管といった歯牙の内部を指し、「それ以外」とは、根尖孔の外側から歯槽骨・歯肉を経由し口腔粘膜に至る経路を指す。
【００１７】
本発明の請求項６に係る解決手段においては、等価回路の、歯外回路部を抵抗要素と容量要素の並列回路とし、当該並列回路に歯内回路部の抵抗要素を直列接続した回路であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項７に係る解決手段においては、等価回路が、歯外回路部の容量要素と、歯内回路部の抵抗要素とを直列接続した回路であることを特徴とする。なお、請求項５ないし請求項７に係る解決手段として採用されている回路構成は、実際の歯内回路、歯外回路が上記記載の構成そのものであると主張しているのでなく、各解決案の例として採用可能な等価回路の構成を挙げたものである。
【００１９】
本発明の請求項８に係る解決手段は、歯内回路部を構成する要素のうち、少なくとも１つの構成要素に基づく値を、歯科用診断のための電気的特性値として用いるものであることを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００２０】
本発明の請求項９に係る解決手段は、歯内回路部を構成する要素のうち少なくとも１つの構成要素に基づく値と、前記歯外回路部を構成する要素のうち少なくとも１つの構成要素に基づく値との演算値を、歯科用診断のための電気的特性値として用いるものであることを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００２１】
本発明の請求項１０に係る解決手段は、演算処理手段が、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値のどちらを実際に採用するかを、実験を基に予め設定された閾値を基準として切り替えて、歯の内部に関する情報を得ることを特徴とする。ここでいう第１の電気的特性値とは、等価回路中の歯内回路部を構成する要素のうち少なくとも１つの構成要素に基づく値である。また、第２の電気的特性値とは、歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値と、歯外回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値との演算値である。この構成の具体的な説明については、実施の形態３＜変形例＞の項で詳述する。
【００２２】
本発明の請求項１１に係る解決手段は、歯の内部に関する情報が、測定電極の先端の位置情報、露髄の有無、歯の内部の齲蝕の有無の少なくともいずれかであることを特徴とする歯科用診断器を採用することである。
【００２３】
本発明の請求項１２に係る解決手段は、電気的応答に基づく値から得られた測定電極の先端の位置情報と、演算処理手段で演算した電気的特性値から得られた歯の内部に関する情報とを、測定電極の根管内位置に対応する所定の基準で切り替えて、根尖位置を検出することを特徴とする歯科用診断器を採用することである。ここで言う「電気的応答に基づく値」とは、電気的応答の値そのものであってもよいし、複数の電気的応答値同士を演算して得られた値（例えばインピーダンス値の差や比の値）であってもよい。この構成の具体的な説明については、実施の形態３＜変形例＞の項で詳述する。
【００２４】
本発明の請求項１３に係る解決手段においては、歯の内部に関する情報を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする。この表示部において、前述の請求項１０に係る解決手段を併用し、第１の電気的特性値による情報と、第２の電気的特性値による情報とを、切り替えて表示することもできる。
【００２５】
本発明の請求項１４に係る解決手段においては、表示部が、歯の内部に関する情報を可視表示することを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項１５に係る解決手段においては、表示部が、歯の内部に関する情報を聴覚的に表示することを特徴とする。上記請求項１３ないし１５に記載の表示部は、特に歯の内部に関する情報を抽出して表示するものであって、従来の根管長測定器、例えば測定電極先端と口腔電極との間のインピーダンス値、すなわち歯内と歯外の双方の情報を包含する情報を得るような根管長測定器に採用されていた表示部とは、表示する情報が異なる。
【００２７】
本発明の請求項１６に係る解決手段は、測定電極と、口腔電極と、測定信号印加手段と、計測手段と、信号処理手段を歯科用診断器に採用することである。この歯科用診断器においては、測定電極は、測定対象である歯の内部（根管等）に挿入され、口腔電極は、口腔粘膜に電気的に接触させる。測定信号印加手段は、測定電極と口腔電極との間に測定信号を印加し、計測手段は、周波数の異なる複数の測定信号に対して、測定電極と口腔電極との間の電気的応答を計測する。さらに、信号処理手段は、測定電極と口腔電極との間の電気的特性を、測定電極から根尖までの歯内区間と、歯内区間以外の残区間とのそれぞれの電気的特性の合成特性とみなしたとき、電気的応答に基づいて、合成特性から残区間の電気的特性の少なくとも一部の影響を除去した測定結果を取得し、当該測定結果に応じた情報を出力する。この歯科用診断器においても、当該測定結果とともに、他の取得しうる入力値（請求項８の説明として上記したような、等価回路の少なくとも１つの構成要素に基づく値の電気的特性値や、請求項９の説明として上記したような、得られた値と演算値の電気的特性値といった値）を併用し、適宜測定電極の根管内位置に対応する所定の基準で切り替えて、歯の内部に関する情報を得ることもできる。この構成についても実施の形態３＜変形例＞の項で詳述する。
【００２８】
本発明の請求項１７に係る解決手段は、上記各解決手段において採用される歯科用診断器のうち、いずれか１つの歯科用診断器と同様の診断機能を、歯内治療装置に設けることである。
【００２９】
本発明の請求項１８に係る解決手段は、上記各解決手段において採用される歯科用診断器あるいは歯内治療装置のうち、少なくとも１つを歯科用診療台に設けることである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の請求項１に記載の歯科用診断器は、電気的応答に基づいて、測定電極と口腔電極との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を各々分離して演算し、歯の内部に関する情報を得るので、歯の内部に存在する、浸出液、血液、薬液等の影響を受けずに正確に歯の内部に関する情報を得ることができる。さらに請求項２に記載の歯科用診断器によれば、特に歯の根管に関する情報を得ることができる。例えば、測定電極の先端が根尖孔に存在する歯根膜に達したとき、測定電極の先端と根尖孔の歯根膜との間のインピーダンス値は、根管内の環境に関わらず、ほぼゼロになると想定できる。よって、本発明に記載の歯科用診断器を用いて根管長測定を行う場合、測定電極先端と歯根膜との間のインピーダンス値がゼロ付近の値になったときを根尖位置とすれば、薬液等の影響を受けず、正確に歯の内部の情報（根管長）を得ることができる。従来の電気的根管長測定においては、測定電極先端から口腔電極までのインピーダンス値を測定してきた。これに対し、本発明のような、測定電極の先端と根尖孔の歯根膜との間のインピーダンス値だけを分離して求めるという発想は、まったく新しいものである。
【００３１】
本発明の請求項３に記載の歯科用診断器は、信号印加手段が、等価回路の構成要素数と少なくとも同数の異なる周波数を持つ測定信号を印加するので、演算により等価回路の構成要素の値を求めることができる。
【００３２】
本発明の請求項４に記載の歯科用診断器は、予め設定されたテーブルから計測手段で計測された電気的応答に対応する等価回路の所定部分の電気的特性値を得るので、複雑な演算処理を行うことなく迅速に根管に関する情報を得ることができる。
【００３３】
本発明の請求項５に記載の歯科用診断器は、等価回路が、歯の内部（根管内に挿入された測定電極の先端と歯根膜との間）に対応する歯内回路部と、それ以外（歯根膜と口腔粘膜との間）の歯外回路部とにより構成されるので、演算等の処理により歯の内部（例えば根管）に関する情報だけを分離して得ることができる。尚、ここで言う「歯の内部」とは、髄室や根管といった歯牙の内部を指し、「それ以外」とは、根尖孔の外側から歯槽骨・歯肉を経由し口腔粘膜に至る経路を指す。ここでも、電気的応答に基づいて、測定電極と口腔電極との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を各々分離して演算し、歯の内部に関する情報を得るので、歯の内部に存在する、浸出液、血液、薬液等の影響を受けずに正確に歯の内部に関する情報を得ることができる。さらに請求項２に記載の歯科用診断器によれば、特に歯の根管に関する情報を得ることができる。例えば、測定電極の先端が根尖孔に存在する歯根膜に達したとき、測定電極の先端と根尖孔の歯根膜との間のインピーダンス値は、根管内の環境に関わらず、ほぼゼロになると想定できる。よって、本発明に記載の歯科用診断器を用いて根管長測定を行う場合、測定電極先端と歯根膜との間のインピーダンス値がゼロ付近の値になったときを根尖位置とすれば、薬液等の影響を受けず、正確に歯の内部の情報（根管長）を得ることができる。
【００３４】
本発明の請求項６に記載の歯科用診断器は、等価回路が、歯外回路部を抵抗要素と容量要素の並列回路とし、当該並列回路に歯内回路部の抵抗要素を直列接続した回路であるので、各々の抵抗要素、及び、容量要素を個別に求めれば、正確に歯の内部（例えば根管）に関する情報を得ることができる。
【００３５】
本発明の請求項７に記載の歯科用診断器は、等価回路を簡略化して歯外回路部の容量要素と、歯内回路部の抵抗要素とを直列接続した回路であるので、演算等の処理を簡略化することができる。
【００３６】
本発明の請求項８に記載の歯科用診断器は、歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値を、歯科用診断のための電気的特性値として用いる。また、請求項９に記載の歯科用診断器は、歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値と、歯外回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値との演算値を、歯科用診断のための電気的特性値として用いるものである。この場合、電気的特性値を様々な態様で得られるため、得られる情報の幅が広がり、必要とする歯の内部（例えば根管）に関する情報をより精度よく得ることができる。
【００３７】
本発明の請求項１０ないし１２に記載の歯科用診断器は、所定の基準で、例えば実験を基に予め設定された閾値を基にして、電気的特性値又は根管に関する情報を切り替えるので、測定電極の位置によって、精度の高い、あるいは使い勝手のよい情報を得ることができるため、より良い診断を行うことができる。具体的には、例えば根尖に近づくほど表示値が小さくなるような構成の機器において、２種類の電気的特性値を切り替える条件としてある測定電極の位置における２種類の電気的特性値のうち小さい方の値を選ぶ、といった態様が考えられる。
【００３８】
本発明の請求項１３に記載の歯科用診断器は、歯の内部に関する情報を表示する表示部を備える。請求項１４あるいは１５に記載の歯科用診断器のように、その表示部が歯の内部に関する情報を可視的又は聴覚的に表示するものであれば、歯の内部に関する情報を歯科医等が容易に確認できる。なお、この表示部は、特に歯の内部に関する情報を抽出して表示するものであって、従来の根管長測定器、例えば測定電極先端と口腔電極との間のインピーダンス値、すなわち歯内と歯外の双方の情報を包含する情報を得るような根管長測定器に採用されていた表示部とは、表示する情報が異なる。
【００３９】
本発明の請求項１６に記載の歯科用診断器は、電気的応答に基づいて、測定電極から根尖までの歯内区間と、前記歯内区間以外の残区間とのそれぞれの電気的特性が包含された値（以下「合成特性」と記載する）から、歯内以外の区間の電気的特性の少なくとも一部の影響を除去した測定結果を取得し、当該測定結果に応じた情報を出力するので、正確に歯の内部に関する情報を得ることができる。
【００４０】
本発明の請求項１７に記載の根管治療装置は、本発明に記載の歯科用診断器の診断機能を備えるので、根管の診断を行いながら治療を進めることができ、効率的に治療が行える。つまり、歯内各部、特に根管を治療する前段階、あるいは治療の最中に、上記の歯科用診断器を用いた診断と同様の診断を行うことができる。
【００４１】
本発明の請求項１８に記載の歯科用診療台（歯科診療用ユニット）では、患者を保持するための診療台、患者を診療するための種々の診療器具、診療器具の操作手段、うがい用のスピットン、表示装置といった通常の診療台（歯科診療用ユニット）に加え、さらに本発明に記載の歯科用診断器等を備えるので、歯内の、特に根管の診断のために、患者を移動させたり装置を持ち運んだりする手間が省け、さらに効率の良い診療を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（実施の形態１）
＜概要＞
本実施の形態に係る歯科用診断器は、歯の内部、特に根管に関する情報を得るための機器であるが、以下では、特に根尖位置を検出する（根管長を測定する）根尖検出器について説明する。但し、本発明に係る歯科用診断器は、根尖位置を検出する根尖検出器に限定されるものではなく、例えば、露髄や歯内の齲蝕等も診断の対象とすることができる。また、本実施の形態に係る根尖検出器では、本発明の一例として、測定電極と口腔粘膜との間の導電経路をモデル化して図１に示す抵抗Ｒｓ、抵抗Ｒｐ及び容量Ｃｐよりなる等価回路とし、当該等価回路の構成要素に基づく電気的特性値を演算で求め、根尖位置を検出している。
【００４３】
＜構成と具体例＞
図２に、本実施の形態に係る根尖検出器を使用する際の概略図を示す。図２に示す態様で使用される根尖検出器では、歯１の根管２内に測定電極３を挿入し、当該測定電極３の先端と、口腔粘膜４に電気的に接触する口腔電極５との間のインピーダンス値（電気的応答）を測定して、測定電極３の先端が根尖６に到達したことを検出する。尚、図２は根管２を診断の対象とし、根尖位置を検出する態様を示した図であるが、後述するように、本願発明は、根管より上部の髄室（不図示）を前提に露髄なども診断対象とすることもできる。本明細書において、「歯内」あるいは「歯の内部」と記載する際は、これら根管及び髄室を含めた部分を示す。本実施の形態でのインピーダンス測定は、信号印加部７から測定信号を印加し、図１に示す検出抵抗８に流れる電流を測定することで行われる。なお、当該分野のインピーダンス測定は、上述の方法やインピーダンス値そのものを測る方法以外に、図１に示す検出抵抗８の両端電圧や、ある電流，電圧時に求められる抵抗値などを測定指標として被測定部のインピーダンス値を算出する方法であっても良いことは、背景技術の項で記載したとおりである。また、図２に示すように、歯１と歯肉９との間には歯根膜１０が存在する。歯根膜は歯根部を広く覆う膜であるが、以下の記載において「歯根膜」と言う場合は、すべて「根尖孔６近傍に存在する歯根膜１０」を意味する。
【００４４】
次に、測定電極３と口腔電極５との間の等価回路について説明する。まず、図１に示す等価回路では、抵抗Ｒｓ，抵抗Ｒｐ，容量Ｃｐの３つの要素で構成されている。そして、当該等価回路は、抵抗Ｒｓが測定電極３と歯根膜１０との間（歯内回路部）のインピーダンスに、抵抗Ｒｐと容量Ｃｐの並列回路が歯根膜１０と口腔粘膜４との間（歯外回路部）のインピーダンスに、それぞれ対応している。つまり、図１に示す等価回路は、測定電極３から根尖６までの歯内区間（歯内回路部）が抵抗Ｒｓ、歯内区間以外の残区間（歯外回路部）が抵抗Ｒｐと容量Ｃｐの並列回路で構成される電気的特性を包含する特性、すなわち本明細書にいう合成特性とみなされる。なお、図１に示す等価回路は生体の等価回路であるため、厳密に等価でなく、図１に示す等価回路が歯の電気的等価回路であると主張するものでない。図１に示す等価回路は、本出願において採用される、等価回路であり、実用上問題のない程度まで、歯の電気的特性に近似できる、一つの例として挙げたものである。
【００４５】
そして、測定電極３と歯根膜１０との間のインピーダンスである抵抗Ｒｓは、測定電極３と歯根膜１０との距離に対応するので、測定電極３が根尖６に近づくにつれて抵抗Ｒｓの値が小さくなる。なお、測定電極３が根尖６の位置に近づいたとき、歯１の構造から明らかなように測定電極３の先端と歯根膜１０との間の距離はほぼゼロに近い値となる。そのため、本実施の形態に係る根尖検出器では、測定電極３と歯根膜１０との間の距離がほぼゼロのときの抵抗Ｒｓの値を利用することで、基本的に根管内の湿潤状態の影響を受けずに根尖位置の検出ができる。換言すれば、歯内区間と歯外区間とを包含する合成特性から、歯内区間に相当する等価回路Ｒｓに対応する電気的特性のみを抽出することで、根尖位置の検出ができるということである。
【００４６】
もちろん、段落００４４に記載したように、図１に示す等価回路は生体の等価回路であるため、厳密に等価でなく、図１に示す等価回路が歯の電気的等価回路であると主張するものでない。図１に示す等価回路は、実用上問題のない程度まで、歯の電気的特性に近似できる、一つの例として挙げたものである。そのため、測定電極３と歯根膜１０との間の距離がほぼゼロのときでも、抵抗Ｒｓの値はゼロにならないこともある。また、抵抗Ｒｓの値は、歯根膜１０と口腔粘膜４との間のインピーダンスと無関係に独立しているので、歯根膜１０と口腔粘膜４との間のインピーダンス変動の影響を受けない。本実施の形態に係る根尖検出器では、測定電極３と歯根膜１０との間の距離がほぼゼロのときの当該部分の電気的特性値（抵抗Ｒｓの値）を求めて根尖位置を検出することができる。
【００４７】
次に、本実施の形態に係る根尖検出器で求めた抵抗Ｒｓの値を具体的に示す。図３に、抜歯された５本の歯を使用して測定された抵抗Ｒｓの値の変化を示す。図３に示すグラフは、横軸が測定電極３の先端から根尖６までの距離（単位はｍｍ）を表し、縦軸が抵抗Ｒｓの値（単位はｋΩ又は無名数）を表している。図３に示すグラフでは、測定電極３が根尖６に近づくにつれて抵抗Ｒｓの値が減少している。そのため、図３に示すグラフによれば、所定の閾値となる根尖検出値を１．０（単位は無名数）と設定すれば、本実施の形態に係る根尖検出器において正確に根尖位置を検出することが可能となる。
【００４８】
なお、本実施の形態に係る根尖検出器では、抵抗Ｒｓの抵抗値そのものを正確に求める必要はなく、根尖位置検出に必要な情報となる抵抗Ｒｓの抵抗値に対応する値（抵抗Ｒｓの値）を求め、当該値が根尖位置までどのように変化したのかを検出できれば良い。また、図３に示すグラフでは、抜歯された歯による測定データであるため、歯根膜１０が存在しないので実際の根尖６までの距離を横軸としている。
【００４９】
＜詳細な動作例＞
図４に、本実施の形態に係る根尖検出器の構成をより詳しく示したブロック図を示す。図４に示す根尖検出器には、周波数ｆの測定信号を出力する発振器２０、周波数５ｆ（ｆの５倍）の測定信号を出力する発振器２１、周波数２５ｆ（ｆの２５倍）の測定信号を出力する発振器２２の３つの異なる周波数の測定信号を生成できる発振器を備えている。本実施の形態では、図１に示した等価回路の構成要素が３個であるので、後述する等価回路のインピーダンスを表す連立方程式を解くためには少なくとも３つの異なる周波数での測定結果が必要となる。なお、本実施の形態では、使用する複数の周波数として、基本周波数ｆの１倍，５倍，２５倍（つまり基本周波数とその高調波）を用いているが、本発明はこれに限られず基本周波数ｆの１倍，１０倍，１００倍等であっても良い。
【００５０】
また、図４に示す根尖検出器では、アナログ・マルチプレクサ２３、バッファ２４、タイミングコントローラ２５を備えている。さらに、図４に示す根尖検出器では、波形整形回路２６、Ａ−Ｄ変換器２７、演算回路２８、表示部２９及び検出抵抗８を備えている。なお、タイミングコントローラ２５は、各回路の動作のタイミングを制御するもので、当該制御に基づきアナログ・マルチプレクサ２３が各発振器２０，２１，２２の出力を例えば１０ｍｓｅｃごとに切り替える。そして、アナログ・マルチプレクサ２３からの出力が、バッファ２４を介して測定電極３に印加される。
【００５１】
本実施の形態に係る根尖検出器では、測定電流の変化を測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の変化として検出する。つまり、測定信号の各周波数における測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の変化を、検出抵抗８における測定電流として検出する。この測定電流を波形整形回路２６で整流して波形を整えた後、Ａ−Ｄ変換器２７でデジタルデータに変換する。
【００５２】
さらに、演算回路２８では、Ａ−Ｄ変換器２７からのデジタルデータを逐次ラッチしながら、各周波数ｆ、５ｆ、２５ｆで測定された測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値より、抵抗Ｒｓの抵抗値に対応する値、抵抗Ｒｐの抵抗値に対応する値及び容量Ｃｐの容量値に対応する値を演算で求める。なお、インピーダンス値の測定においては、測定電極３がほぼ同一の根管内位置で、各周波数ｆ、５ｆ、２５ｆの測定を行う方が望ましいが、必ずしも測定電極５の位置が厳密に同一でなくとも、根尖位置の検出精度にはほとんど影響を与えない。
【００５３】
本実施の形態では、抵抗Ｒｓの抵抗値に対応する値（抵抗Ｒｓの値）を等価回路の所定部分の電気的特性値としており、当該電気的特性値を用いて根尖位置の検出を行う。なお、等価回路の所定部分とは、等価回路全体ではなく一部分だけである。具体的には、演算回路２８の内部に備えたコンパレータ（又はソフト的に比較機能を実現するプログラム）を用いて、予め記憶していた根尖検出値と当該電気的特性値を比較して根尖位置を検出し表示部２９に表示する。また、表示部２９は、根尖位置までの当該電気的特性値の変化も、一つの表示用ＬＥＤの点滅、表示用ＬＥＤの色の変化、アナログメータの指針の振れ、複数の表示用ＬＥＤよりなるバーグラフ、あるいは歯牙模式図とバーグラフとの組み合わせなどによって、連続的又は段階的に表示する。なお、表示部２９の表示は、視覚に限られず、ブザーやスピーカーなどを使用する聴覚的な警告表示であっても良い。このような聴覚的な表示を行う場合、例えば、測定電極が根尖に近づくにつれて、断続音の間隔を狭めたり、音量を上げたりすることで、測定電極が根尖に近づいていることを術者に知らせる構成とすることができる。もちろん、根尖までの距離に対応するような位置情報を表示してもよい。
【００５４】
次に、本実施の形態に係る演算回路２８の動作について詳細に説明する。まず、演算回路２８には、測定電極３と口腔粘膜４との間の導電経路をモデル化した等価回路が予め設定されている。本実施の形態では、この等価回路を図１に示す等価回路としているが、本発明はこの等価回路を採用することに限られるものではなく、後述のさらに簡素化した等価回路を用いることもできる。等価回路の選択は、実際に装置を設計するにあたり、費用、構成や演算の簡便さ、歯内（根管）診断精度等を考慮し、適宜行うべきものであって、本発明の主眼は、等価回路の構成要素となる部分の電気的特性値を求めることで歯の構造、特に根管に関する情報を得ることにある。なお、図１に示す等価回路では、インピーダンスをＲｓ＋Ｒｐ／／Ｃｐの数式で表すことができ、数式中の「／／」の記号は、並列接続の合成抵抗を表している。
【００５５】
そして、抵抗Ｒｓの抵抗値をＲｓｖ、抵抗Ｒｐの抵抗値をＲｐｖ、容量Ｃｐの容量値をＣｐｖとする。また、測定信号の周波数がｆ、５ｆ、２５ｆであるとき、容量Ｃｐのそれぞれのインピーダンス値を、１／（２πｆＣｐｖ），１／（１０πｆＣｐｖ），１／（５０πｆＣｐｖ）とする。なお、本実施の形態では、簡略化のためインピーダンス値を１／（ｊωＣｐｖ）＝１／（ωＣｐ）と近似している（角振動数ω＝２π×周波数）。
【００５６】
そして、これらの値を用いて、周波数ｆのときのインピーダンス値を数１と表記できる。
【００５７】
【数１】
【００５８】
同様に、周波数５ｆのときのインピーダンス値は、数２と表記できる。
【００５９】
【数２】
【００６０】
同様に、周波数２５ｆのときのインピーダンス値は、数３と表記できる。
【００６１】
【数３】
【００６２】
演算回路２８では、上記の式に対して、周波数ｆ，５ｆ，２５ｆで測定された測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値を逐次入力して、数１から数３の連立方程式を解けば、抵抗値Ｒｓｖ，抵抗値Ｒｐｖ，容量値Ｃｐｖを求めることができる。つまり、演算回路２８では、測定電極３の先端が存在する位置における等価回路の構成要素（抵抗Ｒｓ，抵抗Ｒｐ，容量Ｃｐ）の値を求めることができる。
【００６３】
より簡便な方法として、上記周波数ｆ，周波数５ｆ，周波数２５ｆで測定された測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値を組み合わせて得られる構成要素Ｒｓ，Ｒｐ，Ｃｐの値を予め計算で求めて演算回路２８内のテーブルに記憶しておき、測定対象の歯１から得られた各々のインピーダンス値より構成要素（例えば抵抗Ｒｓ）の値を当該テーブルから導き出す方法でも良い。
【００６４】
なお、テーブルは、演算回路２８内であっても、外部の記憶部に設けても良い。また、テーブルに記憶するデータ量を抑えるために、離散的にデータを記憶させておき補間処理を利用する形式でも良い。さらに、テーブルに格納するデータを構成要素Ｒｓ，Ｒｐ，Ｃｐの値とするのでなく、根尖位置を表す表示値等を格納しても良い。
【００６５】
以上のように、本実施の形態では、測定電極３の先端と口腔粘膜４（口腔電極５）との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を演算等で求めるので、薬液等の影響を受けずに精度よく根尖位置を検出することができる。なお、本実施の形態では、根管に関する情報として根尖位置を検出しているが、本発明に係る歯科用診断器はこれに限られず、等価回路の所定部分の電気的特性値を求めることで、必要な根管に関する情報、及び露髄や齲蝕の存在などの根管以外の歯の構造に対する情報を得ることができる。例えば露髄や齲蝕を検出する場合は、等価回路の構成要素の一部である歯内抵抗値等に着目し、露髄や齲蝕に対応する閾値を設定することで、露髄や齲蝕を検出することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
＜概要＞
本実施の形態に係る歯科用診断器は、実施の形態１とほぼ同じ構成の根尖検出器であるが、測定電極３と口腔粘膜４（口腔電極５）との間の導電経路をモデル化した等価回路が異なる。本実施の形態に係る等価回路は、図５に示す等価回路とみなす。図５に示す等価回路は、図１の抵抗Ｒｐと容量Ｃｐとよりなる並列回路部分を容量Ｃｓに置き換えた構成である。
【００６７】
本実施の形態においてもインピーダンス値の測定には、検出回路内に設けた検出抵抗８を用いて電流等を測定して行っている。なお、図５に示す等価回路は一例であり、本発明に係る歯科用診断器において用いられる等価回路は、図１や図５に示す等価回路に限定されるものでないことは、前述したとおりである。また、図５に示す等価回路は、抵抗Ｒｓが測定電極３と歯根膜１０との間のインピーダンスに、容量Ｃｓが歯根膜１０と口腔粘膜４との間のインピーダンスに、それぞれ対応している。つまり、図５に示す等価回路は、根管２に対応する歯内回路部が抵抗Ｒｓ、歯外回路部が容量Ｃｓで構成されている。
【００６８】
さらに、本実施の形態において等価回路の構成要素を求める演算は、図５の等価回路の構成要素が抵抗１個と容量１個の計２個であるため、少なくとも周波数ｆ及び周波数５ｆの異なる２つの測定信号で十分である。つまり、実施の形態１で用いた周波数２５ｆの測定信号は、本実施の形態では不要である。そのため、本実施の形態に係る根尖検出器は、測定回路の簡易化が図れる上、構成要素の計算も容易になる。なお、本実施の形態に係る歯科用診断器は、周波数２５ｆの発振器２２を設けない以外、図４に示すブロック図と同じ構成である。
【００６９】
＜詳細な動作例＞
本実施の形態に係る演算回路２８の動作についても、基本的には実施の形態１と同じであり、周波数ｆ及び周波数５ｆの測定信号に対応する測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値を測定する。そして、図５の等価回路を用いる場合と同様に、抵抗Ｒｓの抵抗値Ｒｓｖと、容量Ｃｓの容量値Ｃｓｖとを用いてインピーダンス値を表した数４及び数５よりなる連立方程式を立て、測定したインピーダンス値を用いて当該連立方程式を解き、各測定位置における等価回路の構成要素（抵抗Ｒｓ，容量Ｃｓ）の値を求める。
【００７０】
【数４】
【００７１】
【数５】
【００７２】
本実施の形態でも、根尖位置の検出のために抵抗Ｒｓの値を求め、所定の閾値である根尖検出値までの当該値の変化を表示部２９に表示する。なお、本実施の形態においても、抵抗Ｒｓの抵抗値そのものを必ずしも求める必要はなく、抵抗値に対応する値を求めれば良い。
【００７３】
より簡便な方法として、上記周波数ｆ，周波数５ｆで測定された測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値を組み合わせて得られる構成要素Ｒｓ，Ｃｓを予め計算で求めて演算回路２８内のテーブルに記憶しておき、測定対象の歯１から得られた各々のインピーダンス値より構成要素（例えば抵抗Ｒｓ）の値を当該テーブルから導き出しても良い。なお、テーブルは、演算回路２８内であっても、外部の記憶部に設けても良い。また、テーブルに記憶するデータ量を抑えるために、離散的にデータを記憶させておき補間処理を利用する形式でも良い。さらに、テーブルに格納するデータを構成要素Ｒｓ，Ｃｓの値とするのでなく、根尖位置を表す値等を格納しても良い。
【００７４】
次に、本実施の形態に係る根尖検出器で求められる抵抗Ｒｓの値の具体例も、基本的には実施の形態１で示した図３のグラフと同じになる。そのため、本実施の形態では詳細な説明を省略する。
【００７５】
（実施の形態３）
＜概要＞
実施の形態１，２では、等価回路の構成要素である抵抗Ｒｓの値をそのまま用いて根尖位置の検出を行った。一方、本実施の形態に係る根尖検出器では、等価回路の構成要素を組み合わせた演算値を用いて根尖位置の検出を行う。
【００７６】
＜具体例＞
例えば、実施の形態２で求めた抵抗Ｒｓ、容量Ｃｓの積値を用いて根尖位置の検出が可能である。このように、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの演算値（積値）を利用する場合の根尖位置の検出原理は、抵抗Ｒｓの値が測定電極３と根尖６との距離に比例するという原理に基づくのではなく、測定電極３が根尖６に近づけば近づくほど、測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値が根管外に存在する容量成分の影響を強く受けるという原理に基づいている。なお、本実施の形態に係る根尖検出器においても、等価回路の構成要素数の違いによる発振器の数の違いがあるものの図４に示すブロック図の構成を有している。そのため、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの演算は、演算回路２８で処理される。
【００７７】
次に、本実施の形態に係る根尖検出器で求めた抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を具体的に示す。図６に、抜歯された５本の歯を使用して測定された抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値の変化を示す。図６に示すグラフは、横軸が測定電極３から根尖６までの距離（単位はｍｍ）を表し、縦軸が抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値（単位はｋΩ×ｎＦ、又は無名数）を表している。図６に示すグラフでは、根尖６の近傍で抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値が、根尖では、ほぼ０．０００２から０．０００３であり、積値を使用して根尖を検出できることは明らかである。また根尖から−０．５ｍｍの位置ではほぼ一定値、０．００３５を示しており、根尖近傍の位置も検出可能である事が認められる。そのため、本実施の形態に係る根尖検出器では、所定の閾値となる根尖検出値を設定して、当該根尖検出値と、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値とを比較することで精度よく根尖位置を検出することが可能となる。もちろん、得られた抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値に対応して表示メータを駆動しても根尖位置を表示することは可能である。なお本図６においては、積値として非常に小さい値を選択しているが、実際の回路においてはより扱いやすい値に変換できることは言うまでもない。
【００７８】
より簡便な方法として、インピーダンス値に対応する抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を予め計算で求めて演算回路２８内のテーブルに記憶しておき、測定対象の歯１から得られたインピーダンス値より抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を当該テーブルから導き出しても良い。また、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を基に作成したテーブルに、根管長測定結果として表示される表示値をも記憶させておき、得られたインピーダンス値より当該テーブルから表示値を直接導き出しても良い。なお、テーブルは、演算回路２８内であっても、外部の記憶部に設けても良い。また、テーブルに記憶するデータ量を抑えるために、離散的にデータを記憶させておき補間処理を利用する形式でも良い。
【００７９】
＜変形例＞
本実施の形態に係る根尖検出器の変形例としては、根尖位置の検出に抵抗Ｒｓの値と、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値とを所定の条件で切り替えて用いる構成が考えられる。図３に示すように、測定電極３から根尖６までの距離に対する抵抗Ｒｓの値の変化はほぼ一定であるが、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値は根尖６近傍での変化が大きい。そのため、本変形例では、根尖６近傍では抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を用い、根尖６の近傍に至る手前までは抵抗Ｒｓの値を用いて、根尖検出器に検出結果の表示を行わせるような、表示の切り替えが考えられる。これにより、本変形例では、測定電極先端が根尖近傍にいたるまでも、測定電極の位置に対応した表示が実現でき、かつ、根尖６の位置をより精度よく検出することができるという両方式の特徴を備えた根管長測定器が実現可能である。
【００８０】
つまり、根尖検出のために使用する値が根尖近傍で急変するような特性であれば、正確に根尖検出が出来るという特性を利用するものである。例えば、根尖検出特性が、根尖から−１ｍｍの範囲で積値が９０％も変化するというような特性であれば、検出誤差は原理的に−１ｍｍ以下である。ところが−１ｍｍにいたるまでの表示は、変化し難いため、測定電極の先端位置を感覚的に掴むことが非常に困難である。そこで、−１ｍｍまでは抵抗Ｒｓの値によって、なだらかに変化する表示を行い、根尖から−１ｍｍの位置から根尖位置までは、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を用いて正確に根尖位置を検出できる表示を行うのである。
【００８１】
なお、両者の値を切り替える条件としては、例えば、根尖に近づくほど、表示値が小さくなるような構成の機器であれば、ある測定電極３の位置における両者の値のうち小さい方の値を選ぶことが考えられる。つまり、当該条件を用いれば、根尖６近傍では、急激に減少する抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値が採用され、それ以外の位置では、なだらかに変化する抵抗Ｒｓの値が採用されることになる。但し、両者の値を直接比較できるように、縦軸のスケールを調整しておく必要がある。また、切り替える、所定の基準として、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値そのものを用いてもよいし、抵抗Ｒｓの値そのものなど、測定電極３の位置を示す値であればどのような値でも使用可能である。なお、根尖位置の検出に用いる値は上記の値に限られず、従来の根尖検出器で用いていた測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比等を使用しても良い。また切り替え時のメータ表示値の移行をスムーズに行うために、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値と、抵抗Ｒｓの値に各々重み付けを行った後の和値を使用することも可能である。各々の重み付け値を所定の基準に合わせて徐々に変化させ、最後は、抵抗Ｒｓの値への重み付け値を０にすればスムーズな移行が可能となる。
【００８２】
例えば、根尖位置の検出において、抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値と、測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比とを、所定の条件で切り替えて用いる構成でも良い。なお、測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比は、根尖検出器で用いられる測定電極３の先端の位置情報を示す指示値であり、測定電極３と口腔粘膜４との間の電気的応答であるインピーダンス値に基づく値である。
【００８３】
抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を用いた場合、測定電極３が根尖６から離れた位置でもその値は変化する。しかし、測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比を用いた場合、根管２が乾燥していると測定電極３が根尖６から離れた位置ではその値はあまり変化せず、根尖近傍において急激に変化する。そのため、測定電極３が根尖６から離れた位置では抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値を利用し、根尖６近傍では測定電極３と口腔粘膜４との間のインピーダンス値の比を用いることで、見やすく尚且つ精度の高い実用的な根尖位置検出を行うことができる。本変形例においても、予め演算結果を得て記憶させたテーブルを用いることができるのは、いうまでもない。
【００８４】
（実施の形態４）
従来使用されていた根尖検出器では、例えば、６．５ｋΩを根尖位置に対応するインピーダンス値とする一方で、１５ｋΩを露髄に対応するインピーダンス値とする構成のものが存在した。これは、根管長測定において、根管インピーダンスが１５ｋΩ以上であれば、露髄していないことを示す、という広く知られた原理に基づくものである。本願発明の実施の形態としても、上記と同様の方式によって、露髄の検出が可能で歯科用診断器とすることができる。本願発明を露髄の検出に用いる本実施形態においては、根管インピーダンスではなく、等価回路の容量成分の値により、露髄を検出する。この場合においても、採用する等価回路や、露髄検出に用いる値の演算の仕方は、適宜設計により決定することができるのは、前記実施の形態と同様である。
【００８５】
（実施の形態５）
＜根管治療装置＞
実施の形態１乃至実施の形態４に示した歯科用診断器は、根管拡大用マイクロモータやスケーラなどの歯内治療装置に組み込むことができる。当該歯内治療装置の概略図を図７に示す。図７に示す歯内治療装置では、ハンドピースＨと、据置型の制御器本体Ｃとを備えており、ハンドピースＨは、切削工具４０が取り付けられたヘッド４１、ハンドピース本体４２、シャンク４３で構成され、チューブ４４を介して制御器本体Ｃに接続されている。また、ハンドピース本体４２には、切削工具４０の駆動用のモータとしてマイクロモータが内蔵されている。
【００８６】
制御器本体Ｃは、実施の形態１乃至実施の形態３に示した根尖検出器、あるいは実施の形態４に示した露髄検出器と、操作部４５と、表示部４６等を備えている。また、制御器本体Ｃには、測定電極３、口腔電極５を接続できるようになっている。図７に示す歯内治療装置では、当該測定電極３及び口腔電極５を用いて根尖位置や露髄を検出する。なお、図７に示す歯内治療装置では、測定電極３をハンドピースＨとは独立して設けているが、本発明ではこれに限られず、ハンドピースＨ内に根尖検出のための測定信号を伝達する導電経路を設けることで、測定電極３と切削工具４０とを同一に構成しても良い。また、根尖検出器あるいは露髄検出器のみを着脱できる構成としてもよく、逆に、制御器本体Ｃの構成をすべてハンドピースＨに設けることあるいは着脱自在に装着することで、ハンドピースＨ単体を根尖検出機能付コードレス型歯内治療装置とすることもできる。このとき、根尖検出器あるいは露髄検出器が一つの装置として完成された上で、歯内治療装置に内蔵されてもよいし、根尖検出器あるいは露髄検出器の検出機能を発揮するために必要な各構成要素が歯内治療装置内に分割して搭載されていてもよい。
【００８７】
さらに、上記歯内治療装置によれば、根尖や露髄の検出と歯内治療とを並行して行うことができるため、根尖検出結果や露髄検出結果を基に歯内治療装置の駆動を制御する、例えば、切削工具４０の先端が根尖に近づくにつれて徐々に駆動力を低下させたり、根尖に到達したときに切削工具４０の回転を反転あるいは停止させたりすることで、治療の安全性と装置の使い勝手とを高めることもできる。
【００８８】
以上、歯内治療装置に歯科用診断器が組み込まれた例を説明したが、本実施の形態における歯内治療装置は、別体に構成された歯科用診断器と歯内治療装置とが、電気的あるいは機械的に接続されることで、一組の歯内治療装置として用いられるようなものも含む。この場合、歯科用診断器が出力する測定信号を歯内治療装置の切削工具に伝達するよう導線を接続し、歯内治療装置の切削工具を測定電極として使用したり、接続とともに歯内治療装置が予め備える表示装置を歯科用診断のための表示に切り替えたり、さらに上記同様、歯科用診断器の診断結果を基に歯内治療装置の駆動力を制御したりすることができる。
【００８９】
＜歯科診療台＞
また、実施の形態１乃至実施の形態３に示した歯科用診断器（根尖検出器）や、実施の形態４に示した歯科用診断器（露髄検出器）、あるいは上記の歯内治療装置を、歯科診療台（歯科診療用ユニット）に組み込むことができる。図８に示す歯科診療台５０は、患者を座位あるいは仰臥位に保持する診療台５１と、診療に必要な表示を行うための表示部５２と、診療のための操作入力を受けるための操作部５３と、歯科用診断器又は歯内治療装置を組み込んだモジュール部５４と、患者がうがいなどをするためのスピットン部５５と、診療に必要な機器やモジュール部５４を載置した移動テーブル５６とを備えている。
【００９０】
実施の形態１乃至実施の形態３に示した根尖検出器や、実施の形態４に示した露髄検出器、あるいは上記の歯内治療装置は、モジュール部５４として歯科診療台（歯科診療用ユニット）５０に組み込まれており、当該モジュール部５４の情報は表示部５２に表示される。なお、本発明は、図８に示す歯科診療台（歯科診療用ユニット）５０に限られず、何らかの形で実施の形態１乃至実施の形態４に示した歯科用診断器や、上記の歯内治療装置が歯科診療台に組み込まれ、あるいは接続されることで、一組の歯科診療台（歯科診療用ユニット）として用いられていれば良い。また、上記歯科診療台（歯科診療用ユニット）においても、根尖検出結果や露髄検出結果を基に歯科診療台（歯科診療用ユニット）の駆動を制御するよう構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る根尖検出器の等価回路を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る根尖検出器の使用態様概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る根尖検出器の検出する抵抗Ｒｓの値の変化を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る根尖検出器の構成ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る根尖検出器の等価回路を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る根尖検出器の検出する抵抗Ｒｓと容量Ｃｓの積値の変化を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る根管治療装置の概略図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る歯科診療台の概略図である。
【図９】本発明の前提となる根尖検出器の使用態様を説明するための図である。
【図１０】本発明の前提となる歯の根尖部付近の構造を説明するための図である。
【図１１】本発明の前提となる根尖検出器の使用態様概略図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 歯、２ 根管、３ 測定電極、４ 口腔粘膜、５ 口腔電極、６ 根尖、７ 信号印加部、８ 検出抵抗、９ 歯肉、１０ 歯根膜、２０，２１，２２ 発振器、２３ アナログ・マルチプレクサ、２４ バッファ、２５ タイミングコントローラ、２６ 波形整形回路、２７ Ａ−Ｄ変換器、２８ 演算回路、２９ 表示部、１０１ 歯、１０２ 根管、１０３ 測定電極、１０４ 測定電極の先端、１０５ 口腔電極、１０６ 根尖、１０７ 信号印加部、１０８ 検出抵抗、１０９ 歯根膜、１１０ 根尖孔、１１１ 口腔粘膜、１１２ 薬液。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象である歯の内部に挿入する測定電極と、
口腔粘膜に電気的に接触させる口腔電極と、
前記測定電極と前記口腔電極との間に測定信号を印加する測定信号印加手段と、
周波数の異なる複数の前記測定信号に対して、前記測定電極と前記口腔電極との間の電気的応答を計測する計測手段と、
前記電気的応答に基づいて、前記測定電極と前記口腔電極との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を演算する演算処理手段とを備え、
前記電気的特性値から前記歯の内部に関する情報を得ることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項２】
請求項１に記載の歯科用診断器であって、
前記測定電極が挿入される前記測定対象である歯の内部が、歯の根管であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の歯科用診断器であって、
前記測定信号印加手段は、前記等価回路の構成要素数と少なくとも同数の異なる周波数を持つ前記測定信号を印加することを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の歯科用診断器であって、
前記演算処理手段は、前記電気的応答に対応する前記等価回路の所定部分の前記電気的特性値を予め演算で求めたテーブルを有し、
当該前記テーブルから前記計測手段で計測された前記電気的応答に対応する前記等価回路の所定部分の電気的特性値を得ることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記等価回路は、前記歯の内部に対応する歯内回路部と、それ以外の歯外回路部とにより構成されていることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項６】
請求項５に記載の歯科用診断器であって、
前記等価回路は、前記歯外回路部を抵抗要素と容量要素の並列回路とし、
当該並列回路に前記歯内回路部の抵抗要素を直列接続した回路であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項７】
請求項５に記載の歯科用診断器であって、
前記等価回路は、前記歯外回路部の容量要素と、前記歯内回路部の抵抗要素とを直列接続した回路であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記電気的特性値は、前記歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項９】
請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記電気的特性値は、前記歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値と、前歯外回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値との演算値であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１０】
請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記演算処理手段は、請求項８に記載の前記電気的特性値と、請求項９に記載の前記電気的特性値とを、所定の基準で切り替えて、前記歯の内部に関する情報を得ることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記歯の内部に関する情報は、前記測定電極の先端の位置情報、露髄の有無、歯の内部の齲蝕の有無の少なくともいずれかであることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１２】
請求項１１に記載の歯科用診断器であって、
前記電気的応答に基づく値から得られた前記測定電極の先端の位置情報と、前記演算処理手段で演算した前記電気的特性値から得られた前記歯の内部に関する情報とを、所定の基準で切り替えて根尖位置を検出することを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記歯の内部に関する情報を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の歯科用診断器であって、
前記表示部は、前記歯の内部に関する情報を可視表示することを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の歯科用診断器であって、
前記表示部は、前記歯の内部に関する情報を聴覚的に表示することを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１６】
測定対象である歯の根管に挿入する測定電極と、
口腔粘膜に電気的に接触させる口腔電極と、
前記測定電極と前記口腔電極との間に測定信号を印加する測定信号印加手段と、
周波数の異なる複数の前記測定信号に対して、前記測定電極と前記口腔電極との間の電気的応答を計測する計測手段と、
前記測定電極と前記口腔電極との間の電気的特性を、前記測定電極から根尖までの歯内区間と、前記歯内区間以外の残区間とのそれぞれの電気的特性の合成特性とみなしたとき、前記電気的応答に基づいて、前記合成特性から前記残区間の電気的特性の少なくとも一部の影響を除去した測定結果を取得し、当該測定結果に応じた情報を出力する信号処理手段とを備えることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６のいずれか１つに記載の歯科用診断器を備えたことを特徴とする、歯内治療装置。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１６のいずれか１つに記載の歯科用診断器、請求項１７に記載の歯内治療装置のうち、少なくとも１つを備えたことを特徴とする、歯科用診療台。
【請求項１】
測定対象である歯の内部に挿入する測定電極と、
口腔粘膜に電気的に接触させる口腔電極と、
前記測定電極と前記口腔電極との間に測定信号を印加する測定信号印加手段と、
周波数の異なる複数の前記測定信号に対して、前記測定電極と前記口腔電極との間の電気的応答を計測する計測手段と、
前記電気的応答に基づいて、前記測定電極と前記口腔電極との間の導電経路をモデル化した等価回路の所定部分の電気的特性値を演算する演算処理手段とを備え、
前記電気的特性値から前記歯の内部に関する情報を得ることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項２】
請求項１に記載の歯科用診断器であって、
前記測定電極が挿入される前記測定対象である歯の内部が、歯の根管であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の歯科用診断器であって、
前記測定信号印加手段は、前記等価回路の構成要素数と少なくとも同数の異なる周波数を持つ前記測定信号を印加することを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の歯科用診断器であって、
前記演算処理手段は、前記電気的応答に対応する前記等価回路の所定部分の前記電気的特性値を予め演算で求めたテーブルを有し、
当該前記テーブルから前記計測手段で計測された前記電気的応答に対応する前記等価回路の所定部分の電気的特性値を得ることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記等価回路は、前記歯の内部に対応する歯内回路部と、それ以外の歯外回路部とにより構成されていることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項６】
請求項５に記載の歯科用診断器であって、
前記等価回路は、前記歯外回路部を抵抗要素と容量要素の並列回路とし、
当該並列回路に前記歯内回路部の抵抗要素を直列接続した回路であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項７】
請求項５に記載の歯科用診断器であって、
前記等価回路は、前記歯外回路部の容量要素と、前記歯内回路部の抵抗要素とを直列接続した回路であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記電気的特性値は、前記歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項９】
請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記電気的特性値は、前記歯内回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値と、前歯外回路部の少なくとも１つの構成要素に基づく値との演算値であることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１０】
請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記演算処理手段は、請求項８に記載の前記電気的特性値と、請求項９に記載の前記電気的特性値とを、所定の基準で切り替えて、前記歯の内部に関する情報を得ることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記歯の内部に関する情報は、前記測定電極の先端の位置情報、露髄の有無、歯の内部の齲蝕の有無の少なくともいずれかであることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１２】
請求項１１に記載の歯科用診断器であって、
前記電気的応答に基づく値から得られた前記測定電極の先端の位置情報と、前記演算処理手段で演算した前記電気的特性値から得られた前記歯の内部に関する情報とを、所定の基準で切り替えて根尖位置を検出することを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１つに記載の歯科用診断器であって、
前記歯の内部に関する情報を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の歯科用診断器であって、
前記表示部は、前記歯の内部に関する情報を可視表示することを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の歯科用診断器であって、
前記表示部は、前記歯の内部に関する情報を聴覚的に表示することを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１６】
測定対象である歯の根管に挿入する測定電極と、
口腔粘膜に電気的に接触させる口腔電極と、
前記測定電極と前記口腔電極との間に測定信号を印加する測定信号印加手段と、
周波数の異なる複数の前記測定信号に対して、前記測定電極と前記口腔電極との間の電気的応答を計測する計測手段と、
前記測定電極と前記口腔電極との間の電気的特性を、前記測定電極から根尖までの歯内区間と、前記歯内区間以外の残区間とのそれぞれの電気的特性の合成特性とみなしたとき、前記電気的応答に基づいて、前記合成特性から前記残区間の電気的特性の少なくとも一部の影響を除去した測定結果を取得し、当該測定結果に応じた情報を出力する信号処理手段とを備えることを特徴とする、歯科用診断器。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６のいずれか１つに記載の歯科用診断器を備えたことを特徴とする、歯内治療装置。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１６のいずれか１つに記載の歯科用診断器、請求項１７に記載の歯内治療装置のうち、少なくとも１つを備えたことを特徴とする、歯科用診療台。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１１４７０（Ｐ２００９−１１４７０Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７４８０４（Ｐ２００７−１７４８０４）
【出願日】平成１９年７月３日（２００７．７．３）
【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２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３日（２００７．７．３）
【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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