CN115835832A - 牙科治疗计划的手术前验证用的模型、牙科治疗计划的手术前验证器具、牙科治疗计划的手术前验证用的模型的制造方法、牙科治疗计划的手术前验证系统、以及牙科治疗计划的手术前验证程序 - Google Patents

Abstract

本发明的模型具有模型主体、孔规定部和目标模型部。在孔规定部与目标模型部之间形成有空间，该空间在孔规定部与目标模型部之间，能够目视确认手术器具的前端从孔规定部朝向目标模型部能够到达的范围，并且能够目视确认手术器具的前端从孔规定部沿牙齿排列方向及与牙齿排列方向交叉的方向能够到达的范围。

Description

牙科治疗计划的手术前验证用的模型、牙科治疗计划的手术 前验证器具、牙科治疗计划的手术前验证用的模型的制造方 法、牙科治疗计划的手术前验证系统、以及牙科治疗计划的手 术前验证程序

技术领域

本发明涉及一种牙科治疗计划的手术前验证用的模型、牙科治疗计划的手术前验证器具、牙科治疗计划的手术前验证用的模型的制造方法、牙科治疗计划的手术前验证系统、以及牙科治疗计划的手术前验证程序。

背景技术

例如，在植入治疗中，通常，作为手术者的牙科医师使用牙科用CT扫描，得到包括患者的治疗位置的上颚和/或下颚的三维图像。牙科医师基于三维图像，在手术前除了掌握治疗位置之外，还掌握患者的上颚的上颚洞的位置、后上牙槽动脉以及腭大动脉的位置、或者患者的下颚的下牙槽动脉以及下牙槽神经的位置。

并且，牙科医师例如在植入治疗中，如果治疗对象是上颚，则使钻头等的孔形成器具的前端不到达患者的上颚洞粘膜、后上牙槽动脉以及腭大动脉等作为规定的非到达(非接触)目标而进行手术。另外，如果治疗对象是下颚，则牙科医师以使钻头等孔形成器具的前端不到达患者的下牙槽动脉以及下牙槽神经作为规定的非到达目标的方式进行手术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2017－508595号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2012/0046914号说明书

本发明要解决的课题

例如植入治疗中的危险性是在手术时无法目视动脉或神经等非到达目标的位置。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种牙科治疗计划的手术前验证用的模型、牙科治疗计划的手术前验证器具、牙科治疗计划的手术前验证用的模型的制造方法、牙科治疗计划的手术前验证系统、以及牙科治疗计划的手术前验证程序，以使在进行例如植入体的埋设治疗或自身牙齿等埋设体的埋设治疗时，在制作治疗计划后，在使用实际的孔形成器具等手术器具进行牙科治疗之前，作为手术者的牙科医师能够事先验证，使用该手术器具时的手术器具的前端位置与患者的上颚的上颚洞粘膜、后上牙槽动脉及腭大动脉的位置或者下颚的下牙槽动脉以及下牙槽神经的位置等非到达目标位置之间的位置关系。

本发明的一方式的牙科治疗计划的手术前验证用的模型具有模型主体、孔规定部和目标模型部。模型主体基于患者的颚部形成，以与患者的颚部的治疗对象部位的至少一部分相同的大小及相同的形状，模仿(取模)治疗对象部位的至少一部分。孔规定部设置在模型主体，规定与用于对治疗对象部位埋设埋设体的凹孔相当的孔。目标模型部模仿邻接或埋设于治疗对象部位的牙槽骨的目标，在将设置成与治疗对象部位和目标的位置关系相同的位置关系并在治疗时使用的手术器具通过孔规定部时，与手术器具的前端为非接触，或者在将手术器具比治疗对象部位和目标的位置关系更接近并通过孔规定部时，与手术器具的前端接触。在孔规定部与目标模型部之间形成有空间，该空间在孔规定部与目标模型部之间，能够目视确认手术器具的前端从孔规定部向目标模型部能够到达的范围，并且能够目视确认所述手术器具的前端从孔规定部向牙齿排列方向以及与所述牙齿排列方向交叉的方向能够到达的范围。

附图说明

图1是第一实施方式和第二实施方式的牙科治疗计划事先验证系统的块图。

图2是表示植入体的一例的概略图。

图3是表示孔形成器具的一例的概略图。

图4A是表示第一实施方式的牙科治疗计划事先验证用的模型的概略图。

图4B是表示从与图4A不同的方向观察的模型的概略图。

图4C是表示第一实施方式的变形例的牙科治疗计划事先验证用的模型的概略图。

图5是表示第一实施方式的种植导向器的概略图。

图6是表示植入治疗的治疗计划的流程图。

图7是表示接着图6的植入治疗的治疗计划的流程图。

图8是表示在表示下牙槽骨的第一三维图像上重合标记了非到达目标的位置的第三三维图像的状态的图。

图9是表示在图8上进一步重合植入体的第四三维图像的状态的图。

图10是表示在图9上进一步重合了牙齿和牙龈的第二三维图像数据以及孔形成器具的第五三维图像的状态的图。

图11是表示种植导向器的第六三维图像的图。

图12是表示在下颚安装了种植导向器的状态下的牙龈、牙齿、下牙槽骨、植入体、非到达目标的概略图。

图13是表示在下颚安装了种植导向器的状态下的牙龈、牙齿、下牙槽骨、孔形成器具、非到达目标的概略图。

图14是表示在图9上进一步重合了种植导向器的第六三维图像的状态的图。

图15是表示从图14除去了第一三维图像及第二三维图像的状态的图。

图16是表示第二三维图像、第三三维图像、第四三维图像以及第五三维图像的一部分的表面图像的图。

图17是表示将图16所示的表面图像重合后、减去第四三维图像及第五三维图像的表面图像的图。

图18A是表示在模型上组合了种植导向器后，将孔形成器具插入到种植导向器的导向孔中的状态的概略图。

图18B是表示将孔形成器具插入到模型的孔部的状态的概略图。

图19是表示第一实施方式的第二变形例的、将第二三维图像和第三三维图像重合在下颚的第一三维图像上的状态的概略图。

图20是表示第一变形例的在下颚安装了种植导向器的状态下的、牙龈、牙齿、下牙槽骨、包括手柄的孔形成器具、非到达目标的概略图。

图21是表示第二变形例的在表示下牙槽骨的第一三维图像上重合了标记非到达目标的位置的第三三维图像、自身牙齿的第四三维图像、以及孔形成器具的第五三维图像的状态的图。

图22是表示第二实施方式的在表示上颚的上牙槽骨、上颚洞、后上牙槽动脉以及腭大动脉的第一三维图像上重合植入体的第四三维图像以及孔形成器具的第五三维图像的状态的图。

图23是表示重合了上颚的第一至第四三维图像的状态的图。

图24是表示在图23所示的图上重合第六三维图像数据，并且除去了第一三维图像的状态的图。

图25是表示第一三维图像、第二三维图像、第三三维图像、第四三维图像以及第五三维图像的一部分的表面图像数据的图。

图26是表示将图25所示的表面图像数据重合后，减去第四三维图像及第五三维图像的表面图像的图。

图27是从不同方向观察图26所示的上颚的图。

图28是表示进行在上颚埋设植入体的手术时的牙齿与上颚洞的位置关系的概略图。

图29是表示接着图28进行在上颚埋设植入体的手术时的牙齿与上颚洞的位置关系的概略图。

图30是表示在图23中的第二三维图像上重合上颚洞的上颚洞底粘膜的状态的图。

图31是表示第二实施方式的变形例的、相对上颚的模型的三维图像的一系列处理的状态的概略图。

具体实施方式

实施方式的牙科治疗计划的手术前验证系统(用于在制作牙科治疗计划后、手术前进行牙科治疗计划的验证的模型制作系统)10构成例如从某患者的各种数据的获取、植入治疗的治疗计划的制作到对患者进行手术的一系列作业的一部分。该系统10例如在进行如下的一系列作业时使用，即，从获取某患者的患部数据，对某患者制作牙科治疗计划开始，使用输出了实际的患者的模型(牙科治疗计划的手术前验证用的模型)100的模型来进行牙科治疗计划的手术前验证。也可以通过与该系统10不同的其他系统来进行某患者的患部数据的获取以及模型100的输出。本实施方式的模型100是实物尺寸模型。

(第一实施方式)

在第一实施方式中，对将系统10用于进行将从多个中选择的作为埋设体的植入体30(参照图2)埋设在患者的下颚的植入治疗的例子的情况进行说明。

如图1所示，牙科治疗计划的手术前验证系统(以下简称为系统)10具有控制装置12、第一扫描仪14、第二扫描仪16、显示部18、操作部(指示输入部)20、存储装置22、3D打印机24以及磨削机26。

控制装置12控制第一扫描仪14、第二扫描仪16、显示部18、操作部20、存储装置22、3D打印机24以及磨削机26。作为控制装置12，例如使用计算机。控制装置12例如包括CPU或MPU等处理器、RAM、ROM以及I/O接口。控制装置12例如由一个或多个CPU等处理器将存储在ROM等存储器中的控制程序展开到RAM，执行针对显示部18、操作部20、存储装置22、第一扫描仪14、第二扫描仪16、3D打印机24以及磨削机26的适当处理。或者，控制装置12例如由一个或多个CPU等处理器经由网络读出程序，执行针对显示部18、操作部20、存储装置22、第一扫描仪14、第二扫描仪16、3D打印机24以及磨削机26的适当处理。控制装置12通过处理器读入并执行预先存储在存储器中的程序，从而控制各部分，通过软件实现进行图像处理等处理的功能。

第一扫描仪14例如是牙科用CT扫描仪。第一扫描仪14获取患者的例如下颚的牙齿、骨骼以及骨骼内部的三维图像(例如DICOM数据)，并输出到控制装置12。控制装置12将患者的下颚的牙齿、骨骼以及骨骼内部的三维图像存储在存储装置22中。第二扫描仪16例如是口腔内扫描仪。第二扫描仪16获取患者的例如下颚的牙齿和牙龈(牙床)的表面的三维图像(例如STL数据)，并将该三维图像输出至控制装置12。控制装置12使患者的下颚的牙齿以及牙龈的表面的三维图像存储到存储装置22中。

显示部18例如是液晶显示器、有机EL显示器等各种显示器。显示部18显示由第一扫描仪14和第二扫描仪16获取并输出到控制装置12的与患者有关的图像，并且显示各种信息。控制装置12也可以读出存储在存储装置22中的患者的三维图像并显示在显示部18上。

操作部20输入对控制装置12的指示。操作部20例如包括键盘和鼠标等设备。

存储装置22存储患者的各种数据(例如，下颚的牙齿、骨骼以及骨骼内部的三维图像(DICOM数据)以及患者的下颚的牙齿以及牙龈的表面的三维图像(例如STL数据)。存储装置22存储例如图2所示的植入体30的各种三维图像(植入体数据)22a、图3所示的钻头等孔形成器具40的各种三维图像(孔形成器具设置数据)22b。

在控制装置12经由网络读出植入体30的各种三维图像22a、孔形成器具40的各种三维图像22b的情况下，不需要在存储装置22中存储植入体30的各种三维图像22a、孔形成器具40的各种三维图像22b。即，控制装置12也可以使用例如服务器上的数据库(植入体数据22a以及孔形成器具设置数据22b)来代替存储装置22。控制装置12能够从服务器读出各种数据。

如图3所示，实际的孔形成器具40例如具有开孔的主体42、杆44、套筒46、挡块48。主体42和杆44通过一体成型等而一体化。杆44固定在未图示的机头上。因此，主体42和杆44绕预定的旋转轴旋转。套筒46覆盖主体42的外侧，与后述的种植导向器等辅助器具200的导向孔(贯通孔)210嵌合或卡合。挡块48的主体42侧的端面48a例如在规定了与机头的距离的状态下，与规定辅助器具200的导向孔210的规定面220抵接。

3D打印机24基于患者的下颚的三维图像及牙科医师等牙科治疗计划者制作的三维图像，对图4A及图4B所示的牙科治疗事先验证用的模型100进行造型。3D打印机24例如优选由牙科医师自己拥有，该牙科医师使3D打印机24动作，但也可以由专业人员等从牙科医师等接收3D打印机用的数据，输出造型物。

另外，本实施方式的3D打印机24优选形成为，在输出时，与设有孔部(孔规定部)130的模型主体110及目标模型部120一起自动地对支承件(后述的基部(基座)140及支柱150)进行造型。牙科医师等也可以在3D打印机24输出前的后述的第五三维图像55上适当配置支承件。

模型100具有模型主体110、目标模型部120、孔部(孔规定部)130。模型主体110被造型为与患者的实际下颚的治疗对象部位及其周围相同的大小、形状。模型主体110不包括下颚整体，而包括下颚的治疗对象部位及其周围即可。模型主体110优选形成为与将后述的辅助器具(种植导向器)200固定在患者的实际下颚的治疗对象部位及其周围的区域相同的范围，或者比其大的表面模型。模型100优选不存在相当于患者的下牙槽骨的大部分部位。模型主体110与目标模型部120之间形成与患者的实际下颚的治疗对象部位与目标(非接触目标或接触目标)的位置关系相同的位置关系。所谓相同的位置关系，是指与治疗对象部位的手术有关的部位形成为与患者的实际下颚的治疗对象部位及其周围相同的大小、形状。孔部130由后述的植入体30及孔形成器具40的各种参数规定。孔部130按照与埋设在治疗对象部位的孔部130中的植入体30或孔形成器具40的形状(例如长度、外径)、角度、位置相关的参数的设定而形成。

模型主体110具有形成孔部130的缘部的规定面135。规定面135是牙龈或下牙槽骨的表面。当孔形成器具40的套筒46的端面46a与规定面135抵接时，限制孔形成器具40的主体42从该位置朝向牙龈和下牙槽骨的里侧。因此，通过模型主体110的规定面135来规定孔形成器具40的前端到达位置。

目标模型部120优选通过主支柱160支承在模型主体110。在孔部130与目标模型部120之间形成有空间(空间规定部)145，该空间145在孔部130与目标模型部120之间，能够从孔部130朝向目标模型部120目视确认孔形成器具40的前端能够到达的范围，并且牙科医师等从模型100的外侧能够目视确认从孔部130在牙齿排列方向以及与牙齿排列方向交叉的方向上孔形成器具40的前端能够到达的范围。即，模型主体110与目标模型部120之间的空间145是为了供牙科医师等确认孔形成器具40的主体42的前端是否与目标模型部120接触而形成的。在本实施方式中，主支柱160及目标模型部120形成为大致L字状的部件。主支柱160与模型主体110、目标模型部120等一起作为划分该空间145的框的一部分而形成。

模型100还具有：基部(基座)140，其支承目标模型部120，并设置在模型主体110的相反侧；支柱(支承件)150，其连接模型主体110和基部140。

而且，模型主体110与目标模型部120之间的相当于牙槽骨的脸颊侧和/或嘴唇侧的位置，作为没有壁的无壁的窗部，优选形成为能够从相当于牙槽骨的脸颊侧和/或嘴唇侧的位置侧接近目标模型部120。

磨削机26基于患者下颚的三维图像及牙科医师作成的三维图像，切削出图5所示的辅助器具(种植导向器)200。磨削机26例如优选由牙科医师自己拥有，该牙科医师使磨削机26动作，但也可以由专业人员等从牙科医师等接收磨削机26用的数据，输出辅助器具200。

实际上在牙科治疗时使用的辅助器具200使用经医疗认可且具有能够耐受牙科治疗的耐久性的树脂材料。牙科治疗时使用的辅助器具200也可以由3D打印机24制作。该情况的辅助器具200由医疗认可的材料形成。另外，牙科治疗时不使用的、与模型100一起用于牙科医师的确认用的辅助器具200例如优选由与模型100相同的材料形成。由于模型100并不用于实际治疗，所以只要维持规定面135与目标模型部120的关系，用适当的材料以适当的精度形成即可。

辅助器具200形成为与患者的治疗部位的CT图像和/或牙齿和牙龈的表面的三维图像的表面形状一致。辅助器具200在用螺钉固定于患者的治疗部位的牙龈附近的牙齿、牙龈或颚骨后而嵌合使用。辅助器具200以防止相对于下颚的晃动的状态固定于下颚。辅助器具200为了在牙龈和牙槽骨上形成设定的凹孔，并在孔形成器具40的主体42上正确地形成用于放入该凹孔中设定的植入体30的凹孔而使用。

辅助器具200除了在牙科治疗时使用之外，还与牙科治疗计划的手术前验证用的模型100一起使用。如图18A所示，将牙科治疗计划的操作前验证用的模型100和辅助器具200的组合作为牙科治疗计划的操作前验证器具260。

图5所示的辅助器具200具有主体205和导向孔210。

如上所述，辅助器具200在用螺钉固定于患者的治疗部位的牙龈附近的牙齿、牙龈以及颚骨后而嵌合使用，因此主体205被用作规定牙齿、牙龈以及颚骨的基准位置的位置规定部。图示了主体205例如沿着1颗以上的牙齿固定在患者的口腔区域的例子，但患者的下颚侧也可以是完全无牙齿的状态。例如，主体205可以构成为仅与1颗或2颗牙齿、仅与骨骼、或它们的任意组合那样的比患者的口腔的更小的部分连接。

导向孔210在主体205适当地安装于患者的下颚的牙齿及牙龈时，规定由孔形成器具40的主体42形成的凹孔的方向、形状(长度、外径)、角度、位置等。辅助器具200具有形成导向孔210的缘部的规定面220。规定面220是与牙龈或下牙槽骨相对的面的相反侧的面。当挡块48的端面48a与规定面220抵接时，限制孔形成器具40的主体42从该位置朝向牙龈和下牙槽骨的里侧。因此，通过辅助器具200的规定面220来规定孔形成器具40的前端到达位置。

另外，辅助器具200的导向孔210中不仅可以插入孔形成器具40，例如也可以插入止血用等的电手术刀等其他的手术器具。此时，规定面220限制电手术刀的插入方向、角度、位置等。因此，规定面220不仅可以用作孔形成器具40的限制面，还可以用作其他的手术器具的限制面。因此，辅助器具200被用作手术器具的位置限定体。导向孔210通常形成为圆形孔。

另外，在本实施方式的系统10中，牙科医师可以将辅助器具200作为三维图像(表现三维形状的数据)来制作，可以使用3D打印机24或磨削机26对适合患者的下颚的形状及大小的实物进行造型。

在本实施方式的控制装置12中存储有图像显示程序、图像处理程序、输出程序等。

图像显示程序使显示部18显示由第一扫描仪14和第二扫描仪16获取的数据。图像处理程序基于同一坐标轴使由图像显示程序显示的图像(图像数据)与存储在存储装置22中的各种数据重合。图像显示程序使显示部18显示使用图像处理程序基于同一坐标轴重合的数据。另外，图像显示程序使显示部18显示基于牙科医师的意图制作的三维图像。输出程序输出使用图像处理程序并基于牙科医师的意图制作的三维图像及物体(例如模型100及辅助器具200)的表面数据(是指表现三维形状的数据(三维图像数据)，以下称为表面数据)。输出程序能够输出使3D打印机24或磨削机26对实物进行造型的表面数据。

牙科医师使用操作部20向控制装置12输入各种指示，例如按照图6及图7所示的流程制作植入治疗的治疗计划。

控制装置(计算机)12例如使用牙科用CT扫描仪等第一扫描仪14，获取患者的下颚的牙齿、骨骼以及骨骼内部的三维图像(例如DICOM数据)，将获取的三维图像存储在存储装置22中。将其作为第一三维图像(三维图像数据)51。另外，控制装置(计算机)12例如使用口腔内扫描仪等第二扫描仪16来获取牙齿以及牙龈的表面的三维图像(例如STL数据)，并将所获取的三维图像存储在存储装置22中。将其作为第二三维图像(三维图像数据)52，即第一表面数据。第二三维图像52(第一表面数据)包括治疗对象部位及其周围部位。控制装置(计算机)12基于牙科医师的指示将第一三维图像51和第二三维图像52取入到适当的软件(应用程序)(步骤S1)。即使第一三维图像51和第二三维图像52的数据格式不同，软件也能够读取第一三维图像51和第二三维图像52这两者的数据。

另外，本实施方式中的“牙科医师的指示”例如包括仅点击计算机用鼠标等各种指示。

牙科医师例如在显示部18的显示画面上确认第一三维图像51，并且基于其他各种条件，综合判断某患者的治疗部位中的植入治疗的可否(步骤S2)。以下，对牙科医师判断为能进行植入治疗(步骤S2－是)时的作业进行说明。另外，当牙科医师判断为不能进行植入治疗(步骤S2－否)时，结束治疗计划的制作作业。

另外，在不将第二三维图像52用于判断植入治疗的可否的情况下，也可以在步骤S2的工序之后进行使用了第二扫描仪16的、牙齿及牙龈表面的三维图像的获取。

如图8所示，控制装置12在基于软件的显示部18的画面上，在表示下颚骨(下牙槽骨)的第一三维图像51中，基于牙科医师的指示，确定下牙槽动脉及下牙槽神经的位置。下牙槽动脉和下牙槽神经的位置是在植入治疗时形成埋设植入体30的凹孔70时不使孔形成器具40的主体42的前端例如到达的非到达(非接触)目标。然后，控制装置12基于牙科医师的指示，在显示部18的画面上标记非到达目标的位置(步骤S3，第一处理)。此时，控制装置12基于牙科医师的指示，在显示部18的画面上标记非到达目标的特征点，使得三维地形成非到达目标。然后，控制装置12基于牙科医师的指示，生成非到达目标的三维图像120a作为第三三维图像(第四表面数据)53。第三三维图像53包括主支柱160的三维图像160a。即，第三三维图像53包含非到达目标的三维图像120a和主支柱160的三维图像160a。因此，确定目标包括确定与第二三维图像52(基于第一表面数据的像)连结的主支柱160的三维图像160a。三维图像160a形成为模型100的主支柱160时，在牙科医师使孔形成器具40的前端通过孔部130而接近目标模型部120时通过标记形成在不成为障碍的位置。

主支柱160的三维图像160a也可以在制作模型100的三维图像100a后，设定为了维持模型主体110的三维图像110a与目标模型部120的三维图像120a的位置关系而连结的主支柱160用的三维图像160a。

另外，在主支柱160的三维图像160a例如通过3D打印机24的功能自动制作的情况下，不需要确定三维图像160a。

控制装置12也可以基于牙科医师的指示，在第一三维图像51中确定作为非到达目标的下牙槽动脉以及接近下牙槽神经的下牙槽骨的舌侧的面(壁)的位置。并且，控制装置12也可以基于牙科医师的指示，在显示部18的画面上，作为第三三维图像53的非到达目标，标记舌侧的面的位置。

控制装置12基于牙科医师的指示，如图9所示，在显示部18的画面上，在治疗位置设定或安装模仿植入体30的植入体的形状(例如长度、外径)、角度、位置等(步骤S4)。安装是指例如将牙科医师使用3D扫描仪等获取的三维数据取入到系统10。植入体的角度是指例如相对于患者的治疗位置的设置方向。

另外，作为植入体，使用与该植入体一一对应，包含与实际医疗认可的植入体30相同形状及相同尺寸的信息的三维图像数据。此时，牙科医师考虑与安装在植入体30上的基牙(abutment)及上部结构(牙冠部)的形状的关系。牙科医师例如从存储在存储装置22中的植入体的三维图像22a中选择与设定内容一致的一个植入体。牙科医师选择的植入体的第四三维图像(第二表面数据)54例如由植入体30的制造商提供。牙科医师在不是由植入体30的制造商提供的情况下，也可以自己制作植入体的第四三维图像54。控制装置12将由牙科医师制作的植入体的第四三维图像54存储在存储装置22中。

牙科医师能够自己选择植入体30，并根据患者适当地设定植入体30相对于下颚骨的角度、位置等。此时，牙科医师容易重新选择植入体，也容易对患者的处置对象尝试长度、外径不同的植入体的适合性。

控制装置12基于牙科医师的指示，如图10所示，根据用于埋设所选择的植入体的凹孔70的深度、直径、角度、位置，从用于患者治疗的一个或多个制造商的钻机组中选择适当的孔形成器具(第二处理)。另外，作为孔形成器具，使用与该孔形成器具一一对应，包含与实际进行了医疗认可的孔形成器具40相同形状及相同尺寸的信息的三维图像。牙科医师通常能够选择所选择的植入体30的制造商推荐的孔形成器具40，但也可以使用与所选择的植入体30的制造商不同的其他制造商的孔形成器具40。控制装置12基于牙科医师的指示，从存储在存储装置22中的模仿了孔形成器具40的孔形成器具的三维图像22b中，选择与设定内容一致的一个孔形成器具40。由控制装置12选择的孔形成器具40的第五三维图像(第三表面数据)55例如由孔形成器具40的制造商提供。牙科医师也可以在孔形成器具40的制造商没有提供第五三维图像55的情况下，自己制作第五三维图像55。控制装置12将由牙科医师制作的第五三维图像55存储在存储装置22中。

另外，通常，由实际的孔形成器具40形成的孔部130的直径形成为比实际的植入体30的外径稍小。该关系在显示部18的画面上的关系也相同。孔形成器具与植入体的外径之差可通过牙科医师输入到操作部20作为参数而适当设定。

控制装置12基于牙科医师的指示，在基于软件的显示部18的画面上，使第一至第五三维图像51－55的坐标轴一致，在使坐标轴一致的规定坐标系上，使第二三维图像(例如STL数据)52与第一三维图像(例如DICOM数据)51、第三三维图像53、以及第四三维图像54和/或第五三维图像55重合(步骤S5)。此时，牙科医师发现例如牙齿的排列等的大小和形状的一致点，使第一三维图像51与第二三维图像52匹配。这样的匹配也可以由控制装置12使用软件自动地进行。第一三维图像51包括第三三维图像53、第四三维图像54和/或第五三维图像55。因此，如图10所示，在显示部18中，控制装置12能够使用软件向牙科医师明示下颚的牙齿和牙龈的表面(第二三维图像52)与牙槽骨内部的动脉和神经(第三三维图像53)的位置关系。因此，控制装置12能够使用软件向牙科医师明示下颚的牙齿及牙龈的表面、牙槽骨、非到达目标、植入体、孔形成器具的位置关系。

控制装置12基于牙科医师的指示，如图11所示，在基于软件的显示部18的画面上，按照患者的下颚的形状，制作辅助器具(种植模板)的三维图像(步骤S6)。即，控制装置12生成辅助器具的像数据作为第六三维图像56。

图5所示的辅助器具200引导治疗部位的孔形成器具40的主体42，并且覆盖牙龈的表面的一部分。控制装置12在基于牙科医师的指示决定治疗计划时，输出辅助器具200的3D打印机24用或磨削机26用的三维图像(例如STL数据)，利用3D打印机24或磨削机26对辅助器具200进行造型。该辅助器具200可嵌合或卡合于由3D打印机24制作的模型100(参照图4A及图4B)。另外，辅助器具200所使用的树脂材料根据实际上在治疗时是否使用该辅助器具200而不同。作为辅助器具200，在使用被认可用于医疗的树脂材料的情况下，可以直接使用该辅助器具200。作为辅助器具200，在使用不认可用于医疗的树脂材料的情况下，不能将该辅助器具200直接用于实际治疗。在这种情况下，如后所述，在辅助器具200与模型100嵌合的状态下，用于确认孔形成器具40的前端配置在规定位置且不与目标模型部120接触这样的、在实施手术前验证所制作的治疗计划。

在此，在实际的手术中，牙科医师无法确认在对患者的治疗对象部位形成凹孔时从牙龈表面(不是牙槽骨)挖了多少毫米。但是，牙科医师能够使用实际使用的工具事先确认从牙槽骨表面挖了多少毫米以及从牙槽骨表面到动脉的距离。

图12和图13表示包括牙槽骨312、牙314、牙龈316、凹孔318以及包含下牙槽动脉和下牙槽神经的非到达目标320的下颚310的示意图。

如图12所示，在实际的植入治疗中，牙科医师例如使用辅助器具200及孔形成器具40，在下牙槽骨312及牙龈316上形成凹孔318。凹孔318的深度为从下牙槽骨312的顶部到凹孔318的底部的距离D1与从下牙槽骨312的顶部(规定面)335到辅助器具200的规定面220的距离(偏移值)D2之和。即，在使用辅助器具200的情况下，凹孔318的深度从下牙槽骨312的顶部偏移至辅助器具200的规定面220。

在这种情况下，如图12及图13所示，牙科医师分别选择孔形成器具40及植入体30，以成为(钻头套管46的上端46b以下的钻头主体42的长度H1)—(固定挡块48的高度H2)＝(手术使用时的植入体30的长度D1)+(使用固定辅助器具200时的偏移值D2)。牙科医师以凹孔318的底部或植入体30的底部与非到达目标320分离的方式形成凹孔318，将植入体30埋设在凹孔318中。即，牙科医师将植入体30的形状(例如外径)、位置、角度或凹孔70的内径、位置、角度作为参数，并且使用操作部20适当地输入上述参数H1、H2、D1、D2，一边确认相对于患者的治疗对象部位的状态，一边制作最佳的治疗计划。参数H1、H2的设定或安装包括牙科医师选择最合适的孔形成器具40。

控制装置12基于牙科医师的指示，如图14所示，在规定的坐标系上使下颚骨的第一三维图像51、牙齿及牙龈的表面的第二三维图像52、非到达目标的第三三维图像53、植入体的第四三维图像54及/或孔形成器具的第五三维图像55、辅助器具的第六三维图像56重合(步骤S7，第五处理)。如图15所示，例如，牙科医师在显示部18上确认第六三维图像56、第四三维图像54或第五三维图像55以及第三三维图像53的配置状态。即，控制装置12在基于软件的显示部18的画面上，向牙科医师明示辅助器具、植入体、形成用于埋设植入体的孔的孔形成器具、以及非到达目标的位置关系。

另外，控制装置12使用图像处理程序对步骤S3至步骤S7进行处理，并使用图像显示程序在显示部18进行显示。

然后，控制装置12利用3D打印机24或磨削机26对辅助器具200进行造型(步骤S8)。

牙科医师确认控制装置12的软件在显示部18的画面上的治疗计划中是否存在修正点。如果有问题，则进行修正。如果没有问题，则控制装置12基于牙科医师的指示，将图16所示的第二三维图像52、第三三维图像53、第四三维图像54、第五三维图像55在规定的坐标系上重合(步骤S9)。在此，在第二三维图像52中，如果例如以适当的平面52a为边界删除牙龈的表面中的与牙齿或规定面135相反侧的部位的像部分，则保留包括牙齿和牙齿侧的牙龈的规定面135的牙龈表面而除去舌侧和脸颊侧的壁。另外，根据由第二扫描仪16得到的第二三维图像52，不需要删除以平面52a为边界的像的一部分。

此时，控制装置12基于牙科医师的指示，通过制作治疗计划的软件，在显示部18的画面上，使第二三维图像52、第三三维图像53、第四三维图像54、第五三维图像55在规定的坐标系上重合。或者，如果是具有互换性的数据，则控制装置12也可以基于牙科医师的指示，将这些三维图像导入到与制作治疗计划的软件不同的例如3DCAD软件中，使这些三维图像重合。此时，控制装置12对于孔形成器具的第五三维图像55，除去设想用于手术的主体、杆，例如仅导入套筒(导管)的图像(与套筒相关的第五三维图像)55a。

控制装置12基于牙科医师的指示，如图17所示，在软件中，除去与植入体相关的第四三维图像54以及与套筒相关的第五三维图像55a(步骤S10，第三处理)。即，控制装置12在基于软件的显示部18的画面上，制作模型100的三维图像(第五表面数据)100a，该模型100的三维图像100a包括：具有模仿牙齿、植入体的埋设用凹孔的贯通孔130a的模型主体110的三维图像110a、以及目标模型部120的3D打印机24用的三维图像120a。

相当于支承件(基部140及支柱(副支柱)150)的三维图像例如优选使用3D打印机24的功能自动制作。

控制装置12使用图像处理程序对步骤S9至步骤S10进行处理，并使用图像显示程序在显示部18进行显示。

牙科医师确认作为3D打印机24用的数据的模型100的三维图像100a。然后，控制装置12将模型100的三维图像(第五表面数据)100a输出到例如3D打印机24。即，牙科医师根据对操作部20的操作输入指示，利用由控制装置12控制的3D打印机24，对患者的治疗部位的模型100(参照图4A和图4B)进行造型(步骤S11，第四处理)，该模型100包括：牙齿、具有模仿植入体30的埋设用凹孔70的贯通孔130的牙龈、模仿下牙槽动脉的目标模型部120。

在此，牙科医师暂时结束使用系统10的治疗计划的制作处理。

这样，在上述的系统10的操作部20中，对控制装置12安装在患者的三维立体图像中确定患者的治疗对象部位和非到达目标的处理指示，在患者的三维立体图像中设定埋设在治疗对象部位的植入体的各种参数或者牙科医师使用3D扫描仪等获取的数据，进行设定模仿用于埋设植入体的凹孔的孔的处理指示。另外，在操作部20中，向控制装置12输入：使第一表面数据(与表面图像有关的数据)、第二表面数据或第三表面数据、第四表面数据在规定的坐标系上重合的处理指示(坐标变换指示)、以及从第一表面数据中减去第二表面数据和第三表面数据，生成表示包含孔的治疗对象部位与第四表面数据的位置关系的第五表面数据的处理指示。

即，在操作部20中，向控制装置12输入：使第一表面数据、第二表面数据以及第三表面数据中的至少一方与第四表面数据在规定的坐标系上重合的处理指示(坐标变换指示)，以及从第一表面数据中减去第二表面数据以及第三表面数据，生成表示包含孔的治疗对象部位与第四表面数据的位置关系的第五表面数据的处理指示，通过控制装置12对它们进行处理。另外，在坐标变换指示中不使用第二表面数据的情况下，在制作第五表面数据时不需要减去第二表面数据。在坐标变换指示中不使用第三表面数据的情况下，在制作第五表面数据时不需要减去第三表面数据。

如图18A所示，牙科医师将例如适于患者的处置对象的牙龈的形状以及孔形成器具40的辅助器具200嵌入到由3D打印机24造型出的模型100中。牙科医师进一步将孔形成器具40的主体42插入辅助器具200的导向孔210。此时，孔形成器具40与实际的手术相同，使用套筒46及挡块48。牙科医师通过目视确认孔形成器具40的主体42的前端与目标模型部120的位置关系。具体而言，牙科医师在将孔形成器具40嵌合于辅助器具200的导向孔210时，为了在孔形成器具40的本体42开设用于埋设植入体30的凹孔而将孔形成器具40插入贯通孔130时，确认孔形成器具40的本体42是否朝向所希望的方向，或本体42的前端是否维持从动脉及神经等目标模型部120离开的状态。

另外，为了确认孔形成器具40的主体42的前端的目视确认状态等，牙科医师等根据需要从模型100除去基台140及支柱150。

牙科医师确认孔形成器具40的主体42的前端能够移动的范围。在利用孔形成器具40形成孔时，以不破坏牙槽骨中的舌侧的壁的方式使孔形成器具40的主体42的前端移动。因此，牙科医师确认孔形成器具40的主体42的前端不与作为模型100的舌侧的壁的膜状体145b接触。

在实际的治疗中，推荐孔形成器具40的主体42的前端从下牙槽神经和下牙槽动脉离开3mm以上。因此，也可以将下牙槽神经和下牙槽动脉各自的目标模型部120相对于实际例如向规定面135较大地制作3mm以上，并以与孔形成器具40的前端抵接的方式制作治疗计划。即，通过使目标模型部120的一部分比实际的非到达目标的位置更接近规定面135侧，牙科医师可以根据孔形成器具40的主体42的前端与目标模型部120抵接的位置和孔形成器具40的挡块48的主体42侧的端面48a的位置关系，判断是否可以使用实际用于患者的孔形成器具40。即，例如牙科医师也可以将目标模型部120作为到达(接触)目标而不是作为非到达(非接触)目标形成。

这样，牙科医师通过使用系统10，使用患者的三维图像51、52、以及植入体和孔形成器具的三维图像54、55，对与实际的患者相同大小、形状的模型100进行造型，从而能够使用实际使用的孔形成器具40，进行制作埋设植入体30的凹孔的手术的事先验证。在事先验证中，如果没有问题，则牙科医师按照治疗计划对实际的患者进行手术。在事先验证中产生问题时，牙科医师根据需要修正治疗计划，再次重新制作模型100及辅助器具200，进行手术的事先验证。牙科医师根据需要反复进行该作业，直到在事先验证中没有问题为止。

另外，在对模型100进行造型的情况下，牙科医师也可以选择性地使用植入体以及孔形成器具的三维图像54、55。

但是，模型主体110的贯通孔130的位置、大小、角度等形成为嵌入植入体30的最终大小。在实际的手术中，牙科医师从小孔逐渐增大孔径，并且深挖。因此，牙科医师在实际的手术中，在形成凹孔的情况下，将钻头主体42从短且直径小的钻头主体变更为逐渐变粗且直径长的钻头主体来进行手术。在系统10中，作为治疗计划，可以记载牙科医师使用什么样的孔形成器具来形成凹孔，但作为由3D打印机24造型的三维图像，可以设定能够埋设植入体30的最终大小的凹孔。

通过使用适合于各个钻头主体42的大小及形状的多个模型100，牙科医师能够使用使贯通孔130的大小与钻头直径一致而造型的模型100，对从钻头直径小且短的模型变更为逐渐大且长的模型的同时推进手术的事先验证进行事先验证。即，通过使用模型100，不仅在最终使用的孔形成器具40中，在凹孔的制作途中使用的各种手术器具中也能够进行事先验证。作为在凹孔的制作途中使用的手术器具，例如有将骨骼填补材料、从采血的血液中分离的含有血小板等的纤维蛋白凝胶、或者它们的混合物注入到治疗对象部位的注入器具等。

并且，目前牙科医师有时在实际的手术中，根据使用的植入体30，在手术时计算孔形成器具的主体42的长度、挡块48的高度、偏移值等各种参数来进行手术。如果牙科医师搞错任意一个参数，则有可能使用与本来应该使用的器具不同的器具，有可能导致医疗事故。通过使用本实施方式的模型100，牙科医师自身能够事先验证牙科医师在实际的手术中直到形成最终大小的凹孔为止的各手术器具的使用的妥当性。

另外，例如牙科医师等系统10中的治疗计划的制作者在制作治疗计划时可能会弄错孔形成器具40的主体42的长度、挡块48的高度、偏移值等各种参数。并且，治疗计划的制作者可能会错过各种参数的错误而结束治疗计划的制作。即使在这种情况下，如果牙科医师使用模型100及实际的孔形成器具40进行治疗计划的事先验证，则也能够注意到治疗计划中的各种参数的设定错误。而且，牙科医师能够使用模型100来研究如何变更所使用的孔形成器具40的主体42的长度、止挡件48的高度、偏移值等参数来良好地进行手术。此时，也可以适当地尝试制作治疗计划时设定的制造商的孔形成器具40以外的孔形成器具。因此，牙科医师通过使用模型100，能够从例如自己拥有的器具中适当地选择孔形成器具40。

因此，牙科医师使用本实施方式中说明的模型100进行手术的事先验证，是作为植入治疗中的治疗的一环必须进行。因此，牙科医师通过使用模型100的手术的事先验证，能够根据需要适当地变更孔形成器具40，进行最佳的治疗。另外，牙科医师当然也可以使用系统10来修正治疗计划。因此，牙科医师通过使用本实施方式的模型100，能够大幅提高植入治疗的安全性。

在植入治疗中，牙科医师例如制作辅助器具200，对患者的下颚在所希望的位置制作规定大小的凹孔，进行在该凹孔中埋设植入体30的治疗。以往，在用于埋设植入体30的孔形成器具40和辅助器具200的关系中，没有例如牙科医师在手术前在视觉上，实际地确认是否通过基于独自的考虑的其他制造商的孔形成器具的替换选择而使孔形成器具40的主体42的前端到达非到达目标的手段。根据本实施方式，牙科医师能够使用模型100及实物的孔形成器具40或植入体30在手术前验证包含患者的治疗对象部位的模型主体110、目标模型部120、辅助器具200、孔形成器具40或植入体30的关系。即，牙科医师能够在实际手术前事先验证所制作的治疗计划。因此，牙科医师能够在事先验证了孔形成器具40的操作的安全性的基础上进行实际的操作。牙科医师在实际的手术时，在模型100中，事先掌握孔形成器具40的主体42的前端相对于非到达目标的到达位置，即非到达目标与孔形成器具40的主体42的前端的离开距离或抵接状态，因此能够进一步缩短牙科医师进行手术所花费的时间。因此，牙科医师通过按照治疗计划进行手术，能够对患者更低侵害地进行手术。

牙科医师能够在使用第一扫描仪(CT扫描仪)14、第二扫描仪(口腔内扫描仪)16获取患者数据的医疗行为与实际对患者进行手术的医疗行为之间，使用系统10进行治疗计划的制作处理。在本实施方式中，对牙科医师自己制作治疗计划的例子进行了说明。治疗计划的制作处理并不是对患者进行实际治疗、诊断的处理，而是与向植入体30的下颚的埋设手术这样的医疗行为有关的极其重要的处理。因此，牙科医师使用系统10制作治疗计划，使用基于治疗计划制作的模型100以及辅助器具200进行手术的事先验证，这在确保植入治疗的安全性方面是极其有效的处理。为此，牙科医师自身使用能够制作针对各患者的最佳治疗计划的系统10，在确保治疗的安全性方面极为有用。

如上所述，由于治疗计划的制作本身不是直接的医疗行为，所以例如制造商的技术人员、牙科技师等对牙科治疗行为的无资格者可以进行治疗计划的制作。在这种情况下，牙科医师也能够接收治疗计划的制作数据，在系统10中研究治疗计划，指示修正或自行修正。总之，牙科医师在即将进行实际手术之前，使用模型100、孔形成器具40、植入体30、辅助器具200，能够事先验证治疗的安全性。

在修正上述治疗计划并重新制作模型100的情况下，牙科医师自身使用系统10进行一系列的作业，由此能够削减与制造商等的从业人员的交换时间。因此，在牙科医师制作治疗计划并通过3D打印机24输出模型100的情况下，与从业人员的情况相比，能够实现例如1周单位等的大幅度的时间削减。因此，牙科医师能够调整对患者更早期地进行手术的状态。

在牙科医师使用系统10的情况下，牙科医师能够以牙科医师为主导，尝试错误地制定最佳的治疗计划。因此，即使在将辅助器具200及模型100的输出交由从业人员的情况下，也能够减少辅助器具200及模型100的修正次数。因此，牙科医师能够调整对患者更早期地进行手术的状态。

另外，以往不一定需要辅助器具(种植导向器)。因此，在目前的植入治疗时，很难说辅助器具的使用必须扩大。但是，通过使用本实施方式的系统10，例如牙科医师自身设计辅助器具200，使用例如牙科医师自身具有的3D打印机24或磨削机26输出该辅助器具200，能够在辅助器具200的制作中大幅削减费用。因此，通过使用本实施方式的系统10，在植入治疗时，能够将种植导向器等辅助器具的使用扩展到牙科医师。

因此，通过使用系统10，能够尽量由牙科医师主导地变更治疗计划的制作，能够削减包含辅助器具200的治疗计划的制作成本，能够扩大使用了辅助器具200的安全性更高的治疗。

如上所述，根据本实施方式，提供一种牙科治疗计划的手术前验证系统10、牙科治疗计划的技术前验证程序，牙科治疗计划的技术前验证用的模型100的制造方法、以及牙科治疗计划的技术前验证用的模型100，其在进行例如植入体等埋设体的埋设治疗时，在使用实际的孔形成器具40等手术器具进行牙科治疗之前，能够由牙科医师事先验证使用该手术器具时的手术器具的前端位置与患者下颚的下齿槽动脉和下齿槽神经的位置等目标位置之间的位置关系。

另外，在不使用辅助器具的情况下，如图18B所示，在由3D打印机24造型的模型100的孔部130中插入孔形成器具40。而且，模型100形成为挡块48的主体42侧的端面48a与模型主体110的规定面135抵接。牙科医师确认孔形成器具40的主体42的前端能够移动的范围，并且通过目视确认孔形成器具40的主体42的前端与目标模型部120的位置关系。具体而言，牙科医师在为了开设用于埋设植入体30的凹孔而将孔形成器具40的主体42插入贯通孔130时，确认孔形成器具40的主体42是否朝向所希望的方向、或者主体42的前端是否维持从动脉及神经等的目标模型部120离开的状态。

在图4A和图4B所示的模型100中，不存在相当于患者的下牙槽骨的部位。如图4C所示，由3D打印机24制作的模型100的树脂材料例如为透明或半透明，作为牙科医师能够通过目视确认目标模型部120的膜状体145a、145b，也可以存在相当于下牙槽骨的部位。膜状体145a模仿脸颊侧或嘴唇侧的牙槽骨的壁。膜状体145a模仿舌侧的牙槽骨的壁。此时，优选孔形成器具40的主体42的前端不与舌侧的膜状体145b接触。舌侧的膜状体145b优选形成在目标模型部120侧的面相当于患者的实际牙槽骨的舌侧的面的位置。如果模型100不是患者的下颚的模型，而是上颚的模型，则舌侧的面相当于患者的实际的牙槽骨的腭侧的面。在模型100的树脂材料例如是透明或半透明的情况下，模型100形成为从图10中的左下图除去了植入体的第四三维图像54及孔形成器具的第五三维图像55的状态。相当于下牙槽骨的部位，只要能够目视确认孔形成器具40与目标模型部120的位置关系，也可以形成为网状。

辅助器具200具有用于形成用于埋设植入体30的凹孔的导向孔210。在作为孔形成器具40利用旋转钻头形成的情况下，导向孔210及凹孔70是圆形孔。导向孔210及凹孔70根据孔形成器具40的不同，有时也可以形成不基于旋转钻头的非圆形孔。

在本实施方式中，说明了使用第一扫描仪14和第二扫描仪16这两个扫描仪的例子。例如，如果一个扫描仪能够获取第一三维图像51和第二三维图像52，则不需要多个扫描仪。

第一扫描仪14和第二扫描仪16例如由牙科医师拥有，牙科医师获取患者的颚部的三维图像。3D打印机24对造型物的造型也可以由适当的从业人员进行。例如，由于可以使用第一扫描仪14和/或第二扫描仪16预先获取患者的三维图像，因此，优选系统10中不包括第一扫描仪14和/或第二扫描仪16。优选3D打印机24和/或磨削机26也不包含在系统10中。

在本实施方式中，说明了在系统10中制作辅助器具200并在实际的手术中使用辅助器具200的例子。辅助器具200例如根据孔形成器具40的选择，有时未必需要。如图18B所示，也可以不将辅助器具200配置在模型100上，而是以通过孔130配置包括钻头主体42及套筒46的孔形成器具40的方式制定治疗计划。

(第一变形例)

在第一实施方式的系统10中，如图19中的左图所示，对使患者的下颚的CT图像(第一三维图像)与患者的下颚的三维图像(第二三维图像52)匹配的例子进行了说明。

例如，有时对患者的牙齿的一部分使用金属材料。患者的CT图像(第一三维图像51)有时由于例如被称为人工制品(artifact)的噪声而难以得到鲜明的像。在这种情况下，优选的是，控制装置12在基于来自牙科医师的指令找出诸如牙齿排列的形状一致点的同时，使第一三维图像51和第二三维图像52彼此偏移配置。

例如，以图19中的左图为出发点，如图19中的右图所示，控制装置12基于牙科医师的指示，在显示部18中，在软件上，相对于在第一三维图像51上重合第三至第五三维图像53－55的图像，使第二三维图像52的图像与第一三维图像51错开而重合。具体而言，第二三维图像52的牙龈的表面例如与第一三维图像51的牙槽骨的表面一致、或者配置在牙槽骨内。此时，在通过从通过重合第二至第五三维图像52－55而获得的图像中减去第一三维图像51而获得的图像(参见图17中的左上图)中的、第二三维图像52的牙龈表面与第三三维图像53的非到达目标之间的距离比从患者的实际牙龈表面到非到达目标的距离短。因此，在实际的手术中，牙科医师使用比实际能够使用的孔形成器具40短的孔形成器具40，相对于第三三维图像53，将与植入体对应的第四三维图像54配置得比实际能够埋设的位置浅。因此，牙科医师能够将治疗计划计划到更安全的一侧。

在第一三维图像51和第二三维图像52之间的匹配存在不可靠的情况下，则第二三维图像52在实际范围内接近第三三维图像53。因此，通过将第二三维图像52和第三三维图像53之间的距离设为与实际距离相等或比其短的距离作为是来计划植入体位置，能够确保安全性。在实际的处理中，控制装置12基于牙科医师的指示，将第二三维图像52(表面的三维图像)的特征点以向第三三维图像53(第四表面数据)的像侧(目标侧)偏移的状态设定为新的第二三维图像52(第一表面数据)。

但是，与图19中的右图所示的例子相反，使第二三维图像52的牙龈的表面相对于第一三维图像51和第三三维图像53分离，能够将治疗计划计划到危险侧。从重合第二至第五三维图像52－55而获得的图像中减去第一三维图像51而获得的图像(参见图17的左上图)中的、第二三维图像52的牙龈表面与第三三维图像53的非到达目标之间的距离比患者的实际牙龈表面与非到达目标之间的距离长。因此，在实际的手术中，牙科医师能够误认为能够将植入体30和孔形成器具40例如配置得更深、设定得更长。因此，牙科医师能够将治疗计划计划到更危险的一侧。

(第二变形例)

使用图20说明第一实施方式的第二变形例的系统10。在此，对使用与图3所示的孔形成器具40不同的孔形成器具40时的参数的设定的不同进行说明。

图20表示与图3不同的孔形成器具40的第一变形例。图20所示的孔形成器具40除了主体42、杆44、套筒46及挡块48之外，还具有手柄50。挡块48的下端与把手柄50抵接。因此，孔形成器具40的主体42的前端的位置通过手柄50的高度来调整。例如，当手柄50的高度变高时，凹孔318的底部与非到达目标320分离。

如图20所示，牙科医师分别选择孔形成器具40及植入体30，使其成为(植入体30的长度D1)+(使用辅助器具200时的偏移值D2)＝(比钻头套管46的上端更靠下的钻头主体42的长度H1)-(挡块48的高度H2)-(手柄50的高度H3)。并且，控制装置12基于牙科医师的指示，与各种孔形成器具40对应地设定各种设定值。

即，牙科医师将植入体30的形状(长度、外径)、位置、角度作为参数，并且使用操作部20适当地输入上述参数H1、H2、H3、D1、D2，一边确认相对于患者的治疗对象部位的状态，一边制作最佳的治疗计划。参数H1、H2、H3的设定或安装包括牙科医师选择最合适的孔形成器具40。

(第三变形例)

在第一实施方式中，如图12所示，以将植入体30埋设在形成于下颚的凹孔318中的情况为例进行了说明。例如，在代替将植入体30埋设在凹孔318中而形成图21所示的埋设体即埋设有自身牙齿400的凹孔的情况下，也同样能够使用第一实施方式中说明的系统10来制作治疗计划。

牙科医师可以与制作植入体30的三维图像同样地制作自身牙齿400的三维图像(第二表面数据)。自身牙齿400的三维图像可使用各种设备获取。自身牙齿400的三维图像例如也可以使用第二扫描仪16获取。

控制装置12基于牙科医师的指示，将自身牙齿400的形状、位置、角度作为参数，使用操作部20适当地输入上述参数H1、H2、H3、D1、D2，一边确认相对于患者的治疗对象部位的状态，一边制作最佳的治疗计划。参数H1、H2、H3的设定或安装包括牙科医师选择最合适的孔形成器具40。自身牙齿400与能够使用制造品的植入体30不同，每个患者的形状不同。因此，在将自身牙齿400埋设于下颚的情况下，有时会根据自身牙齿400的形状开设两个或三个凹孔。在形成这些凹孔的情况下，也能够使用辅助器具200。在制作凹孔的情况下，例如能够依次使用相同或不同的多个孔形成器具40a、40b。

另外，在代替自身牙齿而使用例如牙齿的干细胞进行再生医疗的情况下，可以进行将在体内或体外培养的牙齿的干细胞埋设于凹孔的治疗。在这种情况下，控制装置12基于牙科医师的指示，在系统10中的治疗计划的制作中，将作为再生医疗中的埋设体的细胞组织(例如细胞组织的集合体)的形状、位置、角度作为参数，并且使用操作部20适当地输入上述参数H1、H2、H3、D1、D2，一边确认相对于患者的治疗对象部位的状态，一边制作最佳的治疗计划。参数H1、H2、H3的设定或安装包括牙科医师选择最合适的孔形成器具40。这样，牙科医师在使用上述系统10进行再生医疗的情况下，也能够制作治疗计划，制作牙科治疗计划的手术前验证用的模型。

(第二实施方式)

在第二实施方式中，使用图22至图30说明将系统10用于进行将从多个中选择的植入体30(参照图2)埋设在患者的上颚的植入治疗的例子的情况。对于与第一实施方式中说明的事项相同的事项，适当地省略说明。

第一扫描仪(牙科用CT扫描仪)14获取患者的例如上颚的牙齿、骨骼以及骨骼内部的第一三维图像(例如DICOM数据)551，并输出给控制装置12。控制装置12将第一三维图像551存储在存储装置22中。第二扫描仪(口腔内扫描仪)16获取患者的例如上颚的牙齿以及牙龈的表面的第二三维图像(例如STL数据)552，并输出到控制装置12。控制装置12将第二三维图像552存储在存储装置22中。

如图22所示，牙科医师在软件上使用由第一扫描仪14得到的表示上牙槽骨、上颚洞、后上牙槽动脉及腭大动脉的第一三维图像551，在设定埋设植入体的凹孔70时，确定作为非到达目标的后上牙槽动脉、腭大动脉及上颚洞底粘膜(参照图28至图30)的位置。然后，牙科医师在软件上标记非到达目标的特征点，使得三维地形成非到达目标(步骤S3)。牙科医师制作非到达目标作为第三三维图像553a、553b、553c。另外，后上牙槽动脉、腭大动脉以及上颚洞底粘膜与上牙槽骨邻接。

在图22中的右侧图中，表示上颚洞551a的部位、后上牙槽动脉的部位的三维图像553a、以及腭大动脉的部位的三维图像553b。

另外，与上颚洞底粘膜对应的三维图像553c可以像蛋壳的一部分那样制作，也可以作为整体形成为例如球体状(参照图30)。这是因为，在通过模型进行治疗计划的事先验证时，影响孔形成器具40的主体42的前端的到达的部位是与上颚洞底粘膜对应的部位，剩余的部位不影响孔形成器具40的主体42的前端的到达。

控制装置12基于牙科医师的指示，如图22所示，在软件上，在治疗位置设定或安装模仿植入体30的植入体的长度、外径、角度、位置等(步骤S4)。此时，控制装置12基于牙科医师的指示，适当设定第一实施方式中说明的植入体30的外径、位置、角度、各种参数(包括孔形成器具40的选择)，使治疗计划最佳化。

控制装置12基于牙科医师的指示，如图23所示，在软件上，使第一至第五三维图像551、552、553a－553c、54、55的坐标轴一致，在第一三维图像551、第三三维图像553a－553c、以及第四三维图像54和/或第五三维图像55上，在规定的坐标系上重合第二三维图像552(步骤S5)。因此，控制装置12在软件上向牙科医师明示上颚的牙齿及牙龈的表面与上牙槽骨的内部的动脉的位置关系。

控制装置12基于牙科医师的指示，如图24所示，在软件上与患者的上颚的形状一致地制作辅助器具(种植模板)(步骤S6)。即，控制装置12制作辅助器具作为第六三维图像556。牙科医师在显示部18上确认第六三维图像556、第四三维图像54或第五三维图像55以及第三三维图像553a、553b的配置状态(步骤S7)。然后，控制装置12基于牙科医师的指示，输出辅助器具(步骤S8)。

牙科医师确认软件上的治疗计划中是否有修正点。如果有问题，则进行修正。如果没有问题，则控制装置12基于牙科医师的指示，将图25所示的表示牙齿及上牙槽骨的第一三维图像551、表示牙齿及牙龈的第二三维图像552、非到达目标的第三三维图像553a、553b、植入体的第四三维图像54、孔形成器具40的第五三维图像55在规定的坐标系上重合(步骤S9)。此时，控制装置12通过与制作治疗计划的软件相同的软件，使第二三维图像552、第三三维图像553a、553b，第四三维图像54、第五三维图像55在规定的坐标系上重合。

控制装置12基于牙科医师的指示，在软件中除去与植入体30相关的第四三维图像54和与套筒相关的第五三维图像55a(步骤S10)。即，如图26和图27所示，控制装置12在软件上制作牙齿、具有模仿植入体30的埋设用凹孔的贯通孔的牙龈、非到达目标的3D打印机24用的数据(模型的表面数据)。

在牙科医师确认了3D打印机24用的数据后，基于牙科医师的指示输入，由控制装置12控制的3D打印机24对模仿了牙齿、具有模仿植入体30的埋设用凹孔的贯通孔的牙龈、作为非到达目标的后上牙槽动脉以及腭大动脉的患者的治疗部位的模型进行造型(步骤S11)。

在此，图28表示上颚710的牙槽骨712、牙齿714、上颚洞730的关系。图29表示使用例如颚洞提升(牙槽提升)处理等上颚洞底抬起手术的植入体30在上颚710上的固定状态。在上颚710的上牙槽骨712中埋设植入体30时，可能存在图28所示的上牙槽骨712的厚度不足的情况。此时，进行使用人工的骨骼填补材料740上推图29所示的上颚洞730的上颚洞底粘膜730a的上颚洞底抬起手术。在进行上颚洞底抬起手术的情况下，上颚洞730的上颚洞底粘膜730a也与后上牙槽骨动脉及腭大动脉一起成为作为孔形成器具40的钻头主体42的非到达目标。

在进行上颚洞底抬起手术时，在上牙槽骨712上开设埋设植入体30的凹孔718。此时，例如在上颚洞730的底部附近开设凹孔718，但不使上颚洞底粘膜730a贯通。上牙槽骨712不是由孔形成器具40贯通，而是由骨凿等贯通。在上颚洞730的粘膜730a和上牙槽骨712之间填充骨骼填补材料740。在该状态下，埋设植入体30。此时，骨骼填补材料740及植入体30不会破坏上颚洞底粘膜730a。

在该情况下，作为牙科治疗计划的手术前验证用的模型，例如，与在第一实施方式中说明的不形成下牙槽骨的情况相同，如图30所示，不形成上牙槽骨，而对模仿了牙齿、牙龈、后上牙槽骨动脉、腭大动脉以及上颚洞底粘膜的模型进行造型。若这样形成模型，则牙科医师能够确认在辅助器具的导向孔、模型的贯通孔中嵌合所选择的孔形成器具40时的孔形成器具40的主体42的前端与上颚洞底粘膜730a的位置关系。即，牙科医师能够事先验证是否能够更安全地进行牙科治疗即牙科治疗计划。

另外，上颚的模型在将相当于牙齿及牙龈的部位作为模型主体时，优选如第一实施方式中说明的模型100那样，例如通过支柱支承上颚洞底粘膜730a的情况。

与对下颚使用系统10的情况相同，在对上颚使用系统10的情况下，也能够得到与对下颚起到的效果相同的效果。

如以上说明的那样，根据本实施方式，能够提供在进行例如植入体等埋设体的埋设治疗时使用了实际的手术器具的牙科治疗之前，牙科医师能够事先验证使用了该手术器具时的手术器具的前端位置与患者的上颚的后上牙槽动脉及腭大动脉、上颚洞粘膜的位置等目标位置之间的位置关系的牙科治疗计划的手术前验证系统10、牙科治疗计划的手术前验证程序、牙科治疗计划的手术前验证用的模型的制造方法以及牙科治疗计划的手术前验证用的模型。

另外，在第二实施方式的系统10中，也可以使用第一实施方式的变形例中说明的自身牙齿400或细胞组织来代替植入体30。

(变形例)

如图31所示，对使用上颚的例子进行说明。以下，对牙科医师判断为可进行植入治疗(图6所示的流程中的步骤S2－是)时的作业进行说明。另外，在图31中，省略了与表示图17所示的模型100的三维图像100a的目标的第三三维图像53对应的像的图示。

例如，有时对当前某个牙齿(在三维图像551中用符号550表示)进行拔牙，在该拔牙的位置埋设植入体30。在该情况下，在治疗前的上颚中的第一三维图像551的治疗对象部位存在拔出的牙齿550。控制装置12基于牙科医师的指示，在第一三维图像551及第二三维图像552中，能够三维地切割要拔出的预定的牙齿550。因此，控制装置12基于牙科医师的指示，在第一三维图像551中形成区域561，在第二三维图像552中形成区域562。区域(空间)561、562的形状可以由牙科医师适当设定。

然后，牙科医师进行图6所示的流程的步骤S3的处理。因此，控制装置12基于牙科医师的指示，制作与非到达目标有关的三维图像(第三三维图像553a、553b、553c)(参照图22)。另外，在进行上述的上颚洞底抬起手术的情况下，上颚洞730的上颚洞底粘膜730a也与后上牙槽骨动脉及腭大动脉一起成为作为孔形成器具40的钻头主体42的非到达目标。

在此，控制装置12基于牙科医师的指示，进行图6所示的流程的步骤S4的处理。控制装置12例如设定与植入体对应的第四三维图像54，并设定与孔形成器具对应的第五三维图像55，以使植入体30的前端配置在不到达所确定的目标的位置。

之后，控制装置12基于牙科医师的指示，进行图6所示的流程的步骤S5－S11的处理。

另外，步骤S5以后的处理基于形成有区域561、562的三维图像551、552进行处理。因此，与种植导向器对应的第六三维图像556形成为不存在图31中的牙齿的像550的图像，钻头孔像556a形成为与孔形成器具40的形状一致的圆形。另外，在存在牙齿的像550的情况下，相对于钻头孔像556a，形成为牙齿的像550的形状被拔去的异形空间。

根据包含上述变形例的第一实施方式和第二实施方式，例如在进行植入体30或自身牙齿的埋设治疗之前，牙科医师使用利用牙科治疗事先验证用系统10制作的模型100、在实际的牙科治疗中预定使用的孔形成器具(手术器具)40、植入体30或自身牙齿400，能够在手术前事先验证在包含各种治疗器具的选择的治疗计划中是否没有问题。因此，能够防止牙科医师怀疑是否能够用手术中使用的工具(例如孔形成器具40)对该患者的治疗对象部位进行按照治疗计划的规定治疗、治疗花费时间以及给患者带来负担。因此，通过使用包括上述变形例的第一实施方式和第二实施方式的系统10和模型100、以及在治疗计划中设定的孔形成器具40，能够对患者更低侵害地进行牙科治疗。

另外，通过不是由专业人员而是由实际进行治疗的牙科医师一边确认一边进行这样使用系统10的直到制作模型100的三维图像为止的治疗计划的制作作业，能够更安全地进行例如植入体30或自身牙齿的埋设治疗。

另外，在牙科医师拥有3D打印机24、磨削机26的情况下，能够省略三维图像的交接时间以及模型100的搬运时间，能够缩短从治疗计划的制作到使用模型100的牙科治疗事先验证为止的一系列作业所花费的时间。另外，在修正治疗计划的情况下，也能够缩短从治疗计划的修正到使用模型100的牙科治疗事先验证为止的一系列作业所需的时间。

另外，本发明不限于上述实施方式，在实施阶段，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变形。另外，各实施方式也可以尽可能地适当组合来实施，在该情况下能够得到组合的效果。进而，在上述实施方式中包含各种阶段的发明，通过所公开的多个构成要件的适当组合，能够提取出各种发明。

Claims (16)

1.一种牙科治疗计划的手术前验证用的模型，具有：

模型主体，其基于患者的颚部形成，以与所述患者的颚部的治疗对象部位的至少一部分相同的大小及相同的形状，模仿所述治疗对象部位的至少一部分；

孔规定部，其设置在所述模型主体，规定与用于对所述治疗对象部位埋设埋设体的凹孔相当的孔；

目标模型部，其模仿邻接或埋设于所述治疗对象部位的牙槽骨的目标，在将设置成与所述治疗对象部位和所述目标的位置关系相同的位置关系并在治疗时使用的手术器具通过所述孔规定部时，与所述手术器具的前端为非接触，或者，在将所述手术器具比所述治疗对象部位和所述目标的位置关系更接近并通过所述孔规定部时，与所述手术器具的前端接触，

在所述孔规定部与所述目标模型部之间形成有空间，该空间在所述孔规定部与所述目标模型部之间，能够目视确认所述手术器具的前端从所述孔规定部向所述目标模型部能够到达的范围，并且能够目视确认所述手术器具的前端从所述孔规定部向牙齿排列方向以及与所述牙齿排列方向交叉的方向能够到达的范围。

2.如权利要求1所述的模型，其中，

所述目标模型部通过主支柱支承在所述模型主体，

所述主支柱形成为划分所述空间的框的一部分。

3.如权利要求1或2所述的模型，其中，

在所述模型主体设有模仿所述牙槽骨表面的舌侧或腭侧的壁。

4.如权利要求1～3中任一项所述的模型，其中，具有：

基部，在与所述模型主体之间配置所述目标模型部；

连接所述模型主体与所述基部之间以及所述模型主体与所述目标模型部之间的支柱、连接所述模型主体与所述基部之间以及所述基部与所述目标模型部之间的支柱、以及连接所述模型主体与所述目标模型部之间以及所述基部与所述目标模型部之间的支柱中的至少一个。

5.一种牙科治疗计划的手术前验证器具，其中，具有：

模型，其是权利要求1～4中任一项所述的模型；

辅助器具，其与所述模型嵌合或卡合，为了利用所述手术器具将所述孔规定部形成在所希望的位置而对所述手术器具进行引导。

6.一种牙科治疗计划的手术前验证用模型的制造方法，包含：

在患者的颚部的三维立体图像中，计算机基于牙科治疗计划者的指示，确定所述患者的治疗对象部位、和使对所述治疗对象部位进行治疗时使用的手术器具的前端非接触或接触的目标；

在所述三维立体图像中，所述计算机基于所述牙科治疗计划者的指示，设定或安装与埋设在所述治疗对象部位的埋设体有关的参数和与所述手术器具有关的参数中的至少一方，并设定模仿用于埋设所述埋设体的凹孔的孔；

所述计算机基于所述牙科治疗计划者的指示，从所述治疗对象部位及其周围部位的第一表面数据中，减去所述埋设体的表面的第二表面数据及所述手术器具的表面的第三表面数据中的至少一方，来表示包含所述孔的所述治疗对象部位与所述目标的第四表面数据之间的位置关系，制作基于牙科治疗计划的手术前验证用的模型的第五表面数据的三维立体图像；

确定所述目标包含：确定与基于所述第一表面数据的像连接的主支柱的像。

7.如权利要求6所述的制造方法，其中，

在设定模仿所述凹孔的所述孔和制作基于所述第五表面数据的三维立体图像之间，包含：

所述计算机基于所述牙科治疗计划者的指示，并基于与所述埋设体相关的参数和与所述手术器具相关的参数中的至少一方、以及所述第一表面数据，制作辅助器具的三维立体图像，该辅助器具被嵌入到所述治疗对象部位的周围而使用，为了利用所述手术器具在所希望的位置形成所述凹孔而对所述手术器具进行引导，

制作基于所述第五表面数据的三维立体图像包含：所述计算机输出用于所述辅助器具的输出的所述辅助器具的三维立体图像，

在所述计算机输出用于所述模型的输出的所述第五表面数据的三维立体图像之前，进行所述辅助器具的三维立体图像的制作。

8.如权利要求6或7所述的制造方法，其中，

基于所述第五表面数据，所述模型具有：

模型主体，其以与所述治疗对象部位的至少一部分相同的大小及相同的形状，模仿所述治疗对象部位的至少一部分；

孔规定部，其设置在所述模型主体，用于规定所述孔；

目标模型部，其模仿所述目标，在将设置成与所述治疗对象部位和所述目标的位置关系相同的位置关系并在治疗时使用的所述手术器具通过所述孔规定部时，与所述手术器具的前端成为非接触，或者，在将所述手术器具比所述治疗对象部位和所述目标的位置关系更接近并通过所述孔规定部时，与所述手术器具的前端接触，

在所述孔规定部与所述目标模型部之间形成有空间，该空间在所述孔规定部与所述目标模型部之间，能够目视确认所述手术器具的前端从所述孔规定部向所述目标模型部能够到达的范围，并且能够目视确认所述手术器具的前端从所述孔规定部向牙齿排列方向以及与所述牙齿排列方向交叉的方向能够到达的范围。

9.如权利要求6～8中任一项所述的制造方法，其中，包含：

在使所述治疗对象部位及其周围部位的表面的三维图像的特征点相对于所述患者的颚部的三维立体图像的特征点匹配的状态下，将其设定为所述第一表面数据，或者，在使所述表面的三维图像的特征点相对于所述患者的颚部的三维立体图像的特征点向基于所述目标的所述第四表面数据的像侧偏移的状态下，将其设定为所述第一表面数据。

10.一种牙科治疗计划的手术前验证系统，具备：

控制装置；

指示输入部，其由所述控制装置控制，对所述控制装置输入如下的处理指示：

在患者的颚部的三维立体图像中，确定所述患者的治疗对象部位、和使对所述治疗对象部位进行治疗时使用的手术器具的前端非接触或接触的目标；

在所述三维立体图像中，设定或安装与埋设在所述治疗对象部位的埋设体有关的参数和与所述手术器具有关的参数中的至少一方，并设定模仿用于埋设所述埋设体的凹孔的孔；以及

从所述治疗对象部位及其周围部位的第一表面数据中，减去所述埋设体的表面的第二表面数据及所述手术器具的表面的第三表面数据中的至少一方，来表示包含所述孔的所述治疗对象部位与所述目标的第四表面数据之间的位置关系，制作基于牙科治疗计划的手术前验证用的模型的第五表面数据的三维立体图像，

确定所述目标的处理指示包含：确定与基于所述第一表面数据的像连接的主支柱的像，

所述控制装置进行基于所述处理指示的处理，并且能够输出用于所述模型的输出的所述第五表面数据的三维立体图像。

11.如权利要求10所述的手术前验证系统，其中，

向所述指示输入部输入：基于与所述埋设体相关的参数和与所述手术器具相关的参数中的至少一个参数、以及所述第一表面数据，制作辅助器具的三维立体图像的处理指示，该辅助器具被嵌入到所述治疗对象部位的周围而使用，为了利用所述手术器具在所希望的位置形成所述凹孔而对所述手术器具进行引导，

所述控制装置进行基于所述处理指示的处理，并且能够输出用于输出所述模型的所述第五表面数据的三维立体图像以及用于输出所述辅助器具的所述辅助器具的三维立体图像，在输出所述第五表面数据的三维立体图像之前，处理基于所述处理指示的所述辅助器具的三维立体图像的制作。

12.如权利要求10或11所述的手术前验证系统，其中，

在将三维立体图像中的所述手术器具插入到所述患者的三维立体图像中的所述孔中时，将与所述手术器具相关的所述参数设定或安装为所述第三表面数据，以使所述手术器具相对于所述目标离开或接触。

13.如权利要求10～12中任一项所述的手术前验证系统，其中，

在所述目标的所述第四表面数据中，所述目标与所述孔的位置关系比所述患者的颚部的实际的目标与所述凹孔的位置关系更近。

14.如权利要求13所述的手术前验证系统，其中，

在将所述表面的三维图像的特征点相对于所述患者的颚部的三维立体图像的特征点向基于所述目标的所述第四表面数据的像侧偏移的状态下，设定所述第一表面数据。

15.如权利要求10～14中任一项所述的手术前验证系统，其中，

具有3D打印机，该3D打印机基于所述第五表面数据的三维立体图像，输出所述牙科治疗计划的手术前验证用的模型。

16.一种牙科治疗计划的手术前验证程序，

使计算机执行：

第一处理，在患者的颚部的三维立体图像中，确定所述患者的治疗对象部位、和使对所述治疗对象部位进行治疗时使用的手术器具的前端非接触或接触的目标；

第二处理，在所述三维立体图像中，设定或安装与埋设在所述治疗对象部位的埋设体有关的参数和与所述手术器具有关的参数中的至少一方，并设定模仿用于埋设所述埋设体的凹孔的孔；

第三处理，从所述治疗对象部位及其周围部位的第一表面数据中，减去所述埋设体的表面的第二表面数据及所述手术器具的表面的第三表面数据中的至少一方，来表示包含所述孔的所述治疗对象部位与所述目标的第四表面数据之间的位置关系，制作基于牙科治疗计划的手术前验证用的模型的第五表面数据的三维立体图像；以及

第四处理，输出所述模型的所述第五表面数据的三维立体图像，

确定所述目标包含：确定与基于所述第一表面数据的像连接的主支柱的像。

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