JP7650732B2 - 歯根管の根尖領域内において灌注溶液の濃度を測定するための根尖位置を特定する装置 - Google Patents

Description

本発明は、歯内療法の技術分野全般、とりわけ、一般に（電気的）根管長測定器と呼ばれる根尖位置を特定する装置に属し、より具体的には、セメント象牙境の直前の根管に注入される灌注溶液の濃度の測定が可能な根管長測定器に関する。

このような根管長測定器は、例えば、歯内療法の治療である管形成の段階で使用される。

まず初めに、根尖領域の歯根の生体構造を簡単に確認することが望ましい。根管系、より具体的に、根尖構造は、例えば、図１に示される代表的なモデルをもたらすＫｕｔｔｌｅｒの根尖概念に従って説明することができる。

図１は、歯根ＲＴの部分的長手断面であり、根管ＣＲが歯根ＲＴの中心を通過し、当該歯根の端部に存在し血管および神経束が通る孔ＦＡ、いわゆる、根尖孔で終了することを示している。この根尖孔ＦＡは、根尖狭窄部ＣＡと呼ばれる最小口径を規定する根管ＣＲが狭窄後拡大していることにより、一般にボトルネック形状を有する。この根尖狭窄部ＣＡは、歯髄に灌注する神経血管束の最も狭い通路を構成する。一般に、根管ＣＲは、歯冠側の部位と根尖周囲との間で収束後広がる形状を有し、根尖狭窄部ＣＡの頂点に対して相対的な２つの円錐形状となる。より正確には、この根管ＣＲによって、象牙質の円錐部とより短いセメント質の円錐部が規定される。これら二つの境界面は、セメント象牙境ＪＣＤと呼ばれる。図１の詳細Ａに示されるように、この根尖狭窄部ＣＡおよびセメント象牙境ＪＣＤは必ずしも混同されるものではないが、混同される場合もある。専門文献では、根尖狭窄部ＣＡは、セメント象牙境ＪＣＤと通常一致する、またはセメント象牙境ＪＣＤの近傍にあることが示されている。

歯内療法の術中、施術者（歯科医）は、歯根管内に歯性膿瘍が再び発症しないように、根管の底部まで、すなわち、根尖孔まで埋まっているすべての物質、渣および有機流体を除去しようとする。ただし、施術者の目的は、特に、可能な限り根尖端部ＡＰＸまたは根尖を通り越さないようにして、患者に痛みを与えないようにしつつ、膿瘍を生じる可能性のある根尖を越えた歯根の下まで窩洞を開けないようにすることである。

そのため、施術者にとって、とりわけ、根管の洗浄および形成（管形成）の処置中に、きわめて正確に根尖孔および根尖の位置特定を行うことは、根尖孔を越えてしまうことを防ぐために必須である。このことは、歯冠の基準点から、通常根尖狭窄部に位置し、事前に固定および選択された根尖限界までの厳密な長さである「作業長」の決定という本題に戻ることになる。この作業長は、Ｘ線写真撮影法（やや精密さに劣るＸ線的根尖ＲＡが得られる）および／または電気的根管長測定器（より精密な解剖学的根尖ＡＡが得られる）を使用して決定することが出来る。

根尖の位置特定によって灌注を正確に行うことができ、これは、管形成において重要な工程である。

灌注の目的は、様々な微生物の除去、根管に挿入される歯内療法器具の潤滑、および有機的な渣および無機質の溶解である。この灌注は次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）などの灌注溶液を根管に十分に注入して行われる。

次亜塩素酸ナトリウムは、抗菌作用および細胞の溶解性を有し、その有効性は濃度と共に上昇するが、高濃度になると毒性、中でも、細胞障害作用の危険性を有する。

ＮａＯＣｌの「医療」濃度は、０．５％から５．２５％の範囲であり、臨床診療において広く利用されている。濃度が抑えられた溶液であっても、特定の抗菌に対する有効性を有することが判明しているが、前述の濃度では、より速くより実効的な殺菌効果を有するが、通例超過してはならない。

過度に高濃度の次亜塩素酸ナトリウムは、生体組織に対して極めて有毒性を有し、腐蝕液となってしまう。大量の高濃度次亜塩素酸ナトリウムを根尖周囲に送り込むことは、溶血反応、肌の潰瘍形成、壊死、さらには、関連領域における顔面神経の衰えを生じさせる原因になりうる。これに加えて、次亜塩素酸ナトリウムは象牙質の硬度に影響を及ぼす。高濃度に長時間曝露されることで、象牙質の（湾曲における）弾性率が下がる可能性がある。

そのため、効果的な治療と毒性リスクの制限を確実に行うために、根管内、特に根尖領域における灌注溶液、ここではＮａＯＣｌの濃度を正確に知ることが極めて重大である。

出願人が知る限り、根管長測定器またはそれに類するもので、根尖領域、とりわけ、セメント象牙境において、この濃度を決定できるというものは存在しない。

本発明は、歯内療法の治療中に根管内の灌注溶液の濃度を実用的かつ確実な方法で知りたいという施術者のニーズに応えることを目的とする。

そのために、本発明の目的は、歯根管における根尖の位置を特定する電子装置を提供することである。当該電子装置は、根管に挿入される歯内療法器具と唇側電極に電気的に接続可能であり、セメント象牙境などの根尖の臨界基準点に対して相対的に根管内における歯内療法器具の進行を表示する表示画面を備える。本装置は、前記臨界基準点の近傍において、電気伝導度測定法によって根管に注入された電解質灌注溶液の濃度の測定がさらに可能である点で顕著である。

本発明の具体的に有利な態様によれば、根管内に歯内療法器具が挿入される方向のセメント象牙境直前の１ミリメートルの領域において、灌注溶液の濃度の測定が行われる。

一実施形態によれば、濃度の測定レベルは、医療濃度の範囲に対して相対的に、本装置の表示画面上において視覚的インジケータによって表示される。

例えば、上記視覚的インジケータは、バーグラフである。

さらに、本装置は、歯内療法器具と唇側電極などに電気的に接続可能である接続コードを含む。

有利には、本装置の処理および算出手段が、少なくとも、１種の灌注溶液である次亜塩素酸ナトリウムＮａＯＣｌに対し電導度を算出するように構成され、実質的に０．５％、２．５％または５．２５％に等しい値を少なくとも１つ備える目盛り上に測定された濃度レベルを表示することができる。これらの濃度は、歯内療法において、とりわけ、管形成に最も推奨され、かつ、利用される濃度である。

一実施形態によれば、灌注溶液の測定された濃度が、前記灌注溶液の注入時の濃度に実質的に等しい間は、表示画面が「ＯＫ」の類の確認情報を表示する。

また、本発明の目的は、上記装置を実装することによる、歯の根管内の灌注溶液濃度の測定方法である。

有利には、当該方法は濃度情報を保存する工程を含み、施術者が患者の根管から器具を取り外しても灌注溶液濃度の値を読み取ることができるため、施術者の作業を容易にすることができる。

本発明の基本的概念は、その最も基礎的な形が上記に開示された通りであり、他の詳細および特性は、以下の説明を読み、添付図面を参照し、非限定的な例として本発明の原理に従った装置の実施形態を考慮することで、より明確になる。

図は、本発明の理解のため、あくまで説明を目的としたものであって、発明の範囲が限定されるものではない。異なる構成要素は図式的に示され、必ずしも同一のスケールではない。

（上述した）Ｋｕｔｔｌｅｒの根尖概念による根尖領域にある歯根の長手断面である。 灌注溶液の濃度を測定するために、本発明による根尖の位置を特定する装置を歯に使用する一例である。 セメント象牙境近傍の灌注溶液濃度の電導度測定の原理である。 本発明による、電導度により濃度測定を可能にする簡略化された電気アセンブリである。 管形成の進行状態に従って、根管内の器具の進行および灌注溶液濃度をモニタリングするグラフィカルインターフェースの一例である。ここでは、器具は、根尖の臨界基準点の近傍の測定領域外にある。 セメント象牙境の直前の１ミリメートルを器具が通過するときのグラフィカルインターフェースである。 器具が根尖に到達している時のグラフィカルインターフェースである。

本発明を理解するにあたり、不足点や不明瞭さを防ぐため、当業者に周知の特定の装置および手法が本書で説明されていることを注記する。

以下に説明する実施形態において、歯の根管内の灌注溶液濃度を測定するための、主に、管形成中にセメント象牙境直前における前記濃度の測定を目的とする、改良された根尖位置の特定装置について述べる。この例は限定的なものではなく、本発明をよりよく理解するためのものであり、他の装置の使用を排除するものではない。例えば、少なくとも先端（根尖）で終端している根管へのイオン溶液の注入に関し、治療が歯内療法の治療と同様である別の解剖学的領域における灌注溶液または生理学的な液体の濃度測定に本装置を適用することができる。

以降の説明において、セメント象牙境は、仏語訳の頭字語の「ＪＣＤ」と称する。「灌注剤」は灌注溶液を指し、「根管長測定器」は、ひいては電気的根管長測定器を指す。根尖領域にある歯根の解剖学的部分に関しては、すでに説明済みの図１を参照されたい。

図２は、歯Ｔの標本または歯根管模型に、従来どおり接続される根管長測定器１０を示し、ファイルなどの歯内療法器具２０および唇側フック３０を介しており、これらは、２つの測定電極を形成するように、接続コード１２および１３によって根管長測定器に電気的に接続される導電部を有する。

既知の原理によれば、その２つ電極により定義される端末端子間のオームの法則を適用することにより、間接的な抵抗測定、より一般にはそのインピーダンスを測定基準として使用して、その根管長測定器１０は、歯Ｔの根管ＣＲにおける根尖の位置を特定することができる。

原則として、根管長測定器は、根管が根尖狭窄部で固定の電気インピーダンスを有するという知見を利用し、患者の根管と口唇との間の導電性の解剖学的ユニットの境界を定める２つの電流により、閉回路の交流電流で作動する。根管長測定器の発電機で印加される電圧は既知であるため、根管長測定器は電流の強度を計算する。電流の強度は、導電性の解剖学的ユニットにおけるインピーダンスより変動する。したがって、インピーダンスの値は、使用される器具が根尖領域を通過すると、実質的に個体間で一定の値に急峻に達し、根管長測定器はその対応する電流の強度を検出する。

以降で説明するように、本発明の根管長測定器１０は、根管内の灌注溶液濃度を電気伝導度測定法によって決定するために、上記原理と、電気インピーダンスおよび伝導性間の関連性を利用する。

図示される例によれば、根管長測定器１０は、表示画面１５を備え、該表示画面上では、根管ＣＲ内で、根尖が検出されるまでの歯内療法器具２０の挿入がリアルタイムで監視ができるように各種情報の読み取りが可能になる。

根管長測定器１０の接続コード１２および１３は、各自由端にクランプ１２１またはその他任意の接続手段１３１を備え、該クランプ１２１とその他任意の接続手段１３１には歯内療法器具２０と唇側フック３０の導電部がそれぞれ取り付けられている。

図示される例によれば、歯内療法器具２０は、先端２１１を有する金属ロッド２１を含む管形成ファイルである。このようなファイルは、異なる曲率を持った根管に適応するために可撓性であることが好ましい。接続コード１２のクランプ１２１は、管形成ファイル２０の金属ロッド２１に固定される。

一方、唇側フック３０は、患者の口唇および／または歯肉Ｇに確実に接触するように形成される。

従って、歯内療法器具２０および唇側フック３０は、図２に破線Ｓで示される、電流が流れる解剖学的ユニットを電気的に画定する。

本発明の基本的な態様によれば、上記従来の取り付けにより、根管長測定器１０は、器具２０の先端２１１において、電気伝導度測定技術による根管ＣＲ内の灌注溶液濃度の測定を行うことがさらに可能になる。

実際、灌注溶液は、根管媒体と灌注溶液の化学反応により生成された水性の電荷キャリア（イオン）が溶け込む電解質溶液である。

歯内療法において、現在依然として最も一般に利用され、不可避でさえある、灌注剤が次亜塩素酸ナトリウムＮａＯＣｌのケースをここで検討する。

ＮａＯＣｌの殺菌および溶解効果は、以下の連続的な反応によって得られる。

初めに次亜塩素酸ナトリウムの溶解反応で、次亜塩素酸ＨＯＣｌを生成する。次亜塩素酸ＨＯＣｌは、塩基性媒体中において、第２反応中に解離され、抗菌作用で知られている次亜塩素酸イオンＯＣｌ^－を生成する。実際、次亜塩素酸イオンは、細菌酵素を抑制し、かつ、いわゆる酵素膜の大部分を形成するスルフヒドリル基（ＳＨ）の不可逆的酸化を導く強力な酸化剤であるため、スルフヒドリル基（ＳＨ）の破壊をもたらす。

当然、上記の第２反応後に形成されるイオンは水性である。電子的に荷電された化学種が存在することにより、灌注溶液の伝導率σは、ＮａＯＣｌの場合、以下のように表される。

ここでλ_ＸはイオンＸのイオンモル伝導率であり、［Ｘ］は溶液中のイオンＸの濃度である。

Ｃは化学平衡状態にある溶液の濃度であり、影響を及ぼすイオンの電荷係数を考慮すると、次のように表すことができる。

ただし、伝導率は次の公式に従って抵抗Ｒの逆数に他ならない伝導性Ｇに比例することが知られている。

係数ｋは、測定セルの形状によって決まる。Λはイオンのモル伝導率の和であり、次のように構成される。

したがって、濃度Ｃは抵抗Ｒに反比例し、比例係数ｋ’は、基本的に灌注溶液中のイオンの性質および測定セルの形状に依存する定数である。

上記の簡略化した数式は、電流が流れる解剖学的ユニットの抵抗（またはインピーダンス）と灌注溶液濃度との関連性を示すためのものであり、根管長測定器の基本原理を利用して、電気伝導度測定法により濃度を決定することができる。

図３は、歯根の根尖領域内の灌注剤濃度を測定する原理を示したもので、理解しやすいように、解剖学的構造を簡略化したものである。

灌注の間、ＮａＯＣｌ溶液は根管ＣＲから根尖孔ＦＡまで充填され、低表面張力により根管のごくわずかな隙間にまで浸透する。

本発明の目的は、施術者がＪＣＤ近傍、例えば、ＪＣＤ直前の1ミリメートルの灌注剤の濃度を知ることができることである。

原則として、根管の洗浄は、濃度０．５％、２．５％および５．２５％間のＮａＯＣｌで実施される。それ故、根管長測定器１０は、いわゆるこの「医療」濃度の範囲内で測定される濃度レベルを表示するよう調整できる。

その算出および処理手段の中で、根管長測定器１０は、根管長測定器の基本機能、すなわち、根尖検出から独立して、電導度算出を管理するための特定の電子モジュール１４１を含むことができる。このようなモジュールは、根管長測定器の既知のモデルに容易に一体化させることができる電子ボードの形態であり得る。

好適には、以下に図４を参照して説明されるように、電導度算出は、直接、根管長測定器１０の中央演算装置により実施される。

電気的根管長測定器が、根管の特定インピーダンスによる電流のばらつきに基づいて作動し、そのインピーダンスが灌注剤など根管を充填する任意の電解質の濃度に直接依存する限り、本発明は根管長測定器の異なる世代および技術に適用される。

特に、図４の本実施の形態によれば、根管長測定器１０は、接続コード１２および１３を介して電極２０および３０を有する接続インターフェース１１、異なるサービス、とりわけ、表示モジュール１５に接続されるマイクロプロセッサ型の演算部１４、オン／オフボタン１６、電力供給バッテリー１７ならびに交流調整器１８を備える。

このマイクロプロセッサ１４は、根尖の位置特定計算と電導度算出の両方を用いて、灌注溶液濃度を測定する。当然、根管長測定器は、生成された情報を格納するのに必要な記憶手段を有する。

根管の洗浄度は、主に、（上述の医療範囲における）灌注剤の濃度と灌注剤が根管内に存在する時間に依存することを考慮に入れることが重要である。よって、施術者は、灌注による根管洗浄を行う際、根管内の灌注剤濃度を監視する必要がある。ましてやＪＣＤ近傍の灌注剤濃度を知ることは、合併症や膿瘍が発症しやすい部位の治療を効果的に行うために非常に重要である。

従って、本発明の根管長測定器１０は、根管の根尖領域内における灌注剤の濃度に関する情報に迅速かつ直感的にアクセスが可能である。

図５ａから図５ｃは、歯Ｔの根管ＣＲ内を歯内療法器具２０が進行する際の考えられ得る表示（グラフィカルインターフェース）の一例を示す。この表示により、歯根の部分縦断面を大まかに可視化することができ、根尖領域Ｚにおいて、破線の進行ライン１５１が根管ＣＲ内の器具２０の進行状況を示している。図の例では、表示される根尖領域は、歯根の最後の３ミリメートル、より正確にはＪＣＤの直前の３ミリメートルにほぼ対応している。歯内療法におけるこの臨界領域をより良好にモニタリングできるように、倍率として、好適には、最後の１ミリメートルまで拡大される。

図５ａでは、器具２０が根管ＣＲの根尖領域Ｚへ入り始めている。根管長測定器の表示画面１５で得られる表示では、進行ライン１５１が、灌注剤の濃度を知る必要のある臨界領域に対応するＪＣＤの直前の１ミリメートルにまだ進入していないことが示されている。実際、表示される歯根の断面部分は、２つの領域に分けることができる。領域Ｚ１と領域Ｚ２であり、領域Ｚ１は濃度測定が不要であるため測定されない領域であり、領域Ｚ２は施術者が管形成中にわずかな疑念も残さないように濃度測定が必須な領域である。領域Ｚは、最後の１ミリメートルから上流に位置しているのに対し、領域２はＪＣＤの直前の１ミリメートルに対応する。また、いかなる濃度の灌注剤を注入しても、灌注剤は、領域Ｚ１に難なく充填され、かつ、その濃度は概ね一定であるため、この領域では濃度測定が不要である。その一方で、ＪＣＤ近傍（したがって、多くの場合は、根尖狭窄部近傍）にある領域Ｚ２では、根管の幅が狭いため、灌注溶液が充填するかどうかは依然として問題であり不確実である。これが、この臨界領域の濃度を測定することが必要になる理由である。

図５ａから図５ｃの例では、濃度２．５％の次亜塩素酸ナトリウムＮａＯＣｌ溶液の注入が考察されている。

図５ｂは、器具２０が問題となる根尖領域を通過しており、そのため、濃度測定領域Ｚ２内における進行ライン１５１の存在を示唆する結果が表示されていることを示している。そのため測定された濃度レベルは、根管長測定器の表示画面にバーグラフ１５２などの視覚的インジケータを以て示される。例えば、濃度レベルの表示画面は、施術者に視覚的な注意喚起を行うために、器具が測定領域Ｚ２に進入すると同時に自動的にかつ予告なしに画面上に表示可能である。この例では、表示画面に、注入濃度に従って２．５％の濃度が示されている。また、濃度が必要レベルに達した場合は「ＯＫ」などの監視メッセージが表示可能であるため、利用する施術者が複雑な情報を読み取って混乱することがない。これにより、施術者は根管内での歯内療法器具の操作にほぼ集中することができる。

さらに、濃度値が記憶されることで、根管治療器具を抜いた後であっても、容易に濃度値を読み取ることができる。この情報は、器具を根管内に再び差し込むか、または根管長測定器が自動的に終了したときにリセットされる。

図５ｃでは、器具２０が根尖に到達したか、または、少なくとも許容差内で根尖近接したため、表示画面には、ミリメートル単位の基準点の「ゼロ」まで伸びている進行ライン１５１が表示されている。根管長測定器は、器具２０が根尖に近接したことを視覚的および／または聴覚的な通知によって知らせることができる。図の例では、灌注剤の濃度は１％未満であるため要求される値より低いままである。この場合、施術者は、この領域内の灌注剤の濃度を上げるために、一定量の溶液を追加して、根管の再灌注を行う必要がある。さらに、濃度が不十分な場合であっても、混乱を避け、かつ、グラフィカルインターフェースをできる限り直観的なものするために、画面上にネガティブなメッセージは表示されない。

ただし、上記に示すグラフィカルインターフェースが簡略化された例は、限定されるものではなく、当該グラフィカルインターフェースは、根管長測定器の対象の利用者の推奨事項に応じて変更可能である。

最後に、請求の範囲に定義される本発明の範囲を逸脱しない限り、根管長測定器の特定の要素は、変更、抑制または置換可能であるということは本明細書から明らかである。

１０ 根管長測定器
１１ 接続インターフェース
１２ 接続コード
１３ 接続コード
１４ 演算部／マイクロプロセッサ
１５ 表示画面／表示モジュール
１６ オン／オフボタン
１７ 電力供給バッテリー
１８ 交流調整器
２０ 歯内療法器具／管形成ファイル／電極
２１ 金属ロッド
３０ 唇側電極／唇側フック
１２１ クランプ
１３１ その他任意の接続手段
１４１ 電子モジュール
１５１ （器具の）進行ライン
１５２ 視覚的インジケータ／バーグラフ
２１１ 先端
ＡＡ 解剖学的根尖
ＡＰＸ 根尖端部
ＣＡ 根尖狭窄部
ＣＲ 根管
ＦＡ 根尖孔
Ｇ 歯肉
ＪＣＤ セメント象牙境
ＲＡ Ｘ線的根尖
ＲＴ 歯根
Ｓ 破線
Ｔ 歯
Ｚ 根尖領域
Ｚ１ （濃度測定不要）領域
Ｚ２ （濃度測定）領域

Claims (7)

1. 根管（ＣＲ）に挿入される歯内療法器具（２０）と唇側電極（３０）に電気的に接続可能であり、セメント象牙境（ＪＣＤ）などの根尖の臨界基準点に対して相対的に前記根管内の前記歯内療法器具の進行（１５１）を表示する表示画面（１５）を備える、歯（Ｔ）の前記根管（ＣＲ）における根尖の位置を電子的に特定する装置（１０）において、
   前記臨界基準点の近傍において、電気伝導度測定法によって前記根管に注入された電解質灌注溶液の濃度測定がさらに可能であることを特徴とする装置。
2. 前記根管（ＣＲ）内に前記歯内療法器具（２０）が挿入される方向の前記セメント象牙境（ＪＣＤ）直前の１ミリメートルの領域において、前記灌注溶液の濃度測定が行われる、請求項１に記載の装置。
3. 濃度の測定レベルは、医療濃度の範囲に対して相対的に前記表示画面（１５）上に視覚的インジケータ（１５２）によって表示される、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記視覚的インジケータ（１５２）は、バーグラフである、請求項３に記載の装置。
5. 前記歯内療法器具（２０）と前記唇側電極（３０）に電気的に接続する接続コード（１２、１３）を備える、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置。
6. 処理および算出手段が、少なくとも、１種の灌注溶液である次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）に対し電導度を算出するように構成され、実質的に０．５％、２．５％または５．２５％に等しい値を少なくとも１つ備える目盛り上に測定された濃度レベルを表示可能である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記灌注溶液の測定された濃度が、前記灌注溶液の注入時の濃度に実質的に等しい間は、前記表示画面（１５）が確認情報を表示する、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の装置。
   

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