磁気位相空間を応用した上顎6自由度下顎6自由度運動測定器の試作と応用

6自由度顎運動測定は顎口腔系の機能を総合的に評価する際に非常に有用な情報を提供
することが明らかとなっており，顆頭を含めた下顎全体の運動を知る上でも不可欠なもの
である.しかしながら，顎運動を6自由度で高精度に測定することは非常に困難であり，
6自由度顎運動測定が広く一般に普及しているとはいえない.そこでより容易に顎運動測
定ができる測定器の開発を目的とし，磁気位相空間を応用した上顎6自由度下顎6自由度
運動測定方式の測定器を試作した.さらに試作した測定器を用いて，女性被験者15名の顎
運動を測定し，試作測定器の操作性を検討するとともに，得られたデータについてディジ
タル方式顎運動測定器(MM-JI)で測定した15名の男性被験者の値と比較，検討した.
【研究方法】磁気位相空間とは複数のコイルに90度位相の異なる正弦波電流を同時に流し
たときにできる磁場のことであり，この空間内においてはセンサの平行移動量と回転量が
センサ出力信号の位相変化量として出力される.約60cm四方の立方体空間内に6個の一次
コイルにより磁気位相空間を形成し，そのほぼ中央で上下顎に装着したセンサコイルによ
り，それぞれの運動を測定する方式とした.センサの6自由度の各要素は時分割で測定し，
測定器としての顎運動のsampling rateは約105Hzとした.測定データの補正方法は，上下
それぞれ15，625組の校正データから測定データ1顎位ごとに64組の校正データを選択し，
最小二乗法により補正式の係数を算出し，6自由度の各要素の最適値を算出する方法とし
た.さらに同一被験者の顎運動について，測定器としての信頼性が最も高いディジタル方
式顎運動測定器(MM-JI)による測定結果と比較した.
また，女性正常有歯顎者15名の顎運動を測定し試作測定器の操作性を検討するとともに，
最大開口量，最大顆頭移動量，矢状面内の最大下顎回転量を求め，ディジタル方式顎運動
測定器(MM-JI)による男性正常有歯顎者15名のデータと比較した.
【研究結果】ディジタル方式顎運動測定器(MM-JI)に比較して操作性に優れた6自由度
顎運動測定器を試作することができた.測定器の校正および精度検定を行った結果，校正
空間内においてセンサの静的指示精度は平行移動115μm，回転0.02度であり，センサを
上下顎歯列の前方部に装着し顆頭部の運動を算出した場合，その精度は約700μm と推定
された.同一被験者の本測定器およびディジタル方式顎運動測定器(MM-JI)によって測
定した限界運動軌跡は視覚的に非常に類似しており，本測定器の有用性が示された.
また，女性被験者15名については最大開口量48.4±3.7mm，最大顆頭移動量18.0±2.5mm，
矢状面内回転量36.17±3.17度であった.これらの結果は，ディジタル方式顎運動測定器
(MM-JI)による男性15名の最大開口量54.71±6.56mm，最大顆頭移動量19.23±2.62mm，
矢状面内回転量37.59±4.15度に対し，最大開口量に有意差が認められたが，最大顆頭移
動量，最大下顎回転量については有意差は認められなかった.
【考察】試作した測定器は，6自由度の校正方法および補正方法，測定範囲の拡大等の改
良すべき点がいくつか考えられるが，操作性はディジタル方式顎運動測定器(MM-JI)よ
りはるかに向上した.これらを改良することにより，取扱いが容易でしかも高精度な顎運
動測定器を開発することが可能で，歯科臨床の向上に貢献できると考えている.

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