JP2007527284A - 歯科インプラントの位置を検出する方法とマーカエレメント - Google Patents

Abstract

例えば歯科インプラントのような人の顎（１３）に固定される補綴要素（２）の位置を検出し、それによって顎の、あるいは補綴要素（２）を設けているこの顎の再生モデルの像がＸ線あるいは磁気共鳴によって形成される方法とマーカエレメントである。少なくとも１個のマーカエレメント（３）が前記補綴要素に設けられ、形像技術において強力なコントラストを発生させる。顎に対する前記マーカエレメント（３）の位置がＸ線によってあるいは磁気共鳴を介して形成される像に基づいて検出され、次いで、前記補綴要素（２）の位置が前記マーカエレメント（３）の観察された位置から検出される。

Description

本発明は、人の顎の骨に固定された歯科インプラントの前記顎に対する位置を検出する方法であって、それによってＸ線あるいは磁気共鳴（ＮＭＲ）により顎の、あるいは補綴要素（ｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔ）を備えたこの顎の再生モデルの像が形成される方法に関するものである。

特に、患者の口腔の空洞でインプラントに装着される歯科補綴（ｄｅｎｔａｌ ｐｒｏｓｔｈｅｓｅｓ）を製作する場合、インプラントは顎に対して正確に位置させる必要がある。このことが特に言えるのは、例えば金属の塊（ｃｈｕｎｋ ｏｆ ｍｅｔａｌ）からフライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）することによって歯科補綴用の上部構造をつくりたい場合である。

しかしながら、既知の技術では人の顎におけるインプラントの三次元位置を簡単かつ正確な仕方で検出することができないようになっている。例えば、Ｘ線によっては顎におけるインプラントの十分なコントラストの鮮明な像を形成することはできない。Ｘ線によって得られるそのような像からインプラントの方向と位置とを高精度で検出することはできない。

本発明は例えば歯科インプラントのような補綴要素が固定されている顎に対する該補綴要素の方向および位置を極めて優れた精度で検出できるようにする方法を提供することを目的とする。

この目的に対して、マーカエレメント（ｍａｒｋｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔ）が前記補綴要素に固定される。このマーカエレメントはＸ線の場合強大なコントラストを発生させる。このため、顎に対するマーカエレメントの位置が前記のＸ線によって形成される像に基づいて検出される。次いで、前述の補綴要素の位置が前記マーカエレメントの観察された位置から検出される。

実際には、Ｘ線に対して透過性である材料からつくられており、前記マーカエレメントがその中に設けられる支持体が前記補綴要素に取り外し可能に固定される。

本発明による方法の好適実施例によれば、補綴要素が歯科インプラントから構成されるか、あるいはそのようなインプラントを含む場合、バー状であり、かつ取り外し可能であることが好ましい前記支持体は、この支持体が前記インプラントに対して共軸線関係で延在するように該インプラントの自由端に固定される。

タンタル、プラチナあるいはタングステンからつくられることが好ましい球形のマーカエレメントが使用されることが有利である。

本発明による方法の興味ある実施例によれば、前記の像はコンピュータ断層撮影法によって形成される。

本発明はまた、人の顎に固定された例えば歯科インプラントのような補綴要素の、前記顎に対する位置を検出するマーカエレメントにも関するものであり、それによってＸ線あるいは別の形像技術によって顎の、あるいは補綴要素と共にこの顎の再現モデルの像が形成される。このマーカエレメントは前記の補綴要素自体と比較してＸ線において強力なコントラストを発生させることを特徴とする。

このマーカエレメントは主としてタンタル、プラチナあるいはタングステンで構成されることが好ましい。

本発明によるマーカエレメントの特定の実施例によれば、マーカエレメントは固定位置において取り外し可能に前記補綴要素に固定されるようにする手段を有する支持体に設けられる。

本発明による方法とマーカエレメントのその他の特徴および利点は本発明の若干の特定実施例についての以下の説明から明らかとなるが、この説明は例示のみとして提供され、特許請求の範囲を何ら限定するものでない。以下使用される参考図面は添付図面を参照する。

諸々の図面において、同じ参照番号は同じ要素を指示する。

本発明は一般に、患者の顎骨に設けられたインプラントの位置を検出する方法に関するものである。このような位置検出によって前記インプラントに固定する必要のある歯科補綴を製作できるようにする。そのような歯科補綴はその上に既知の要領で例えば１個以上の人口歯が設けられる上部構造（ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）と称されるものを含みうる。

インプラントは通常円筒形であり、このインプラントの自由端が歯肉まで延在するように顎の骨に取り付けられる。従って、歯科補綴はインプラントのヘッドを形成するこの自由端において固定する必要がある。

通常、インプラントが設けられた後、該インプラントの周りで骨が成長し、そのためインプラントが顎に十分しっかりと、かつ動かないように固定されるようにしうるために歯科補綴はインプラントのヘッドにすぐには固定されない。同時に、インプラントのヘッドの周りの歯肉は手術から回復することができる。

既知の技術によれば、その再生モデルをつくるようにしうるためインプラントと共に顎から型がとられる。この再生モデルはまたインプラントの複製品を含み、それによって、再生モデルに対するこの複製品の位置は顎に対するインプラントの位置と同一である。

この再生モデルに基づいて、人口歯を伴った上部構造がつくられる。

最近の補綴歯科学の発展によって、我々はそのような歯科補綴を、例えば上部構造が全自動フライス盤によって金属塊から直接つくられる「ラピッドプロトタイピング（ｒａｐｉｄ ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）」技術と称される技術によってつくろうとする。この目的に対して、インプラントの正確な位置によって顎のデジタル三次元モデルを前以ってつくる必要がある。

そのような三次元のデジタルモデルは、例えば顎の、あるいは前述の再生モデルのＣＴスキャン（コンピュータ断層撮影法スキャン）を行うことによって得られる。その他の形像技術も可能であることは勿論である。使用されている形像技術は、通常チタンからつくられるインプラントが明瞭に識別できず、位置を正確に検出し得るにするには不十分である像コントラストを発生させるＸ線を利用している。

本発明による方法においては、マーカエレメントがインプラントに固定される。このマーカインプラントはＸ線の場合形成された像において良好なコントラストを発生させ、極めて鮮明であり、そして明瞭に識別可能であることを特徴とする。

このように、このマーカエレメントは例えばタンタルのようなＸ線に対して高度の吸収性を有する材料から形成されている。当然、その他の材料もマーカエレメントとして使用するのに適している。特に、例えばタングステン、プラチナ、金などのように高い原子質量および大きな密度を有する材料が良好な結果を提供するものと考えられる。マーカエレメントは２５℃において１０ｇ／ｃｍ^３以上の密度と、少なくとも１００と等しい原子質量を有することが好ましい。本発明の特定実施例によれば、マーカエレメントの原子質量は１５０以上であり、その密度は１５ｇ／ｃｍ^３以上である。

特に、本発明の方法によれば、マーカエレメントはインプラントに対してある位置において、かつある距離をおいてインプラントに固定される。インプラントに対するマーカエレメントの位置はこのように一義的に検出される。

この目的に対して、このマーカエレメントは、好ましくは円筒形のバーの形態の支持体に設けられ、該支持体はインプラントのヘッドに取り外し可能に固定される一方の遠位端にねじが切られている。このように、前記バーはインプラントに装着された後、インプラントに対して共軸線関係で延在する。

前記バーの別の遠位端が前記マーカエレメントを含む。該マーカエレメントは例えば直径が１から３ミリメートルの間で球形であることが好ましく、その中点（ｍｉｄｄｌｅ ｐｏｉｎｔ）は事実上円筒形バーの長手方向軸線に位置している。このことによってマーカエレメントとインプラントに固定されるべきバーの遠位端との間の距離が正確に判る。

有利な仕方で、このマーカエレメントと支持体の遠位端との間の距離は測定され、その遠位端は支持体がインプラントに固定される場合に該インプラントに接続されるようになる。

前記支持体はＸ線に対して極めて透過性である材料からつくられることが好ましい。

このように、インプラントが位置されている顎に対するインプラントの位置を検出するために、前記支持体はマーカエレメントと共に顎の骨に対して延在しているインプラントの自由端に固定される。次に、例えば前述したようにＣＴスキャンを行うことによってインプラントおよびマーカエレメントと共に顎の、特に三次元のＸ線像が撮影される。

このようにして得られた三次元の像は、マーカエレメントがＸ線に対して良好な吸収性を有しているので、マーカエレメントの極めて鮮明な画像をつくり出す。しかしながら、インプラント自体の形成された像は余り鮮明ではない。

前記像がデジタル化されると、前記支持体の軸線の方向は、例えば、支持体によって、特に前記バーによって形成された種々のピクセルの重心を計算することによって検出される。マーカエレメントの像の中心、すなわちマーカエレメントが球形である場合中点と、支持体の重心とは支持体の軸線に位置される。このように、バーの重心の位置およびマーカエレメントの中心点の位置を計算することによって、インプラントの中心軸線は、この軸線がバーの軸線と一致することから知られることになる。

本発明による方法の変形において、前記バーの重心の代わりにインプラント自体によって形成された像の重心を検出することができる。それはインプラントの像の重心がインプラントと前記バーの共通軸線に位置するからである。このような変形は特に、前記バーがＸ線に対して高度の透過性である場合興味あることである。

前述のバーの軸線は前記バーの形成された像の縁部に対して平行の仮想直線を引くことによって検出されることが好ましい。前記像の縁部は前記バーの長手方向に従って延在する。インプラントの正確な位置を見出すために、選択された直線がマーカエレメントの中心点を通過することを確証する必要がある。このように検出された直線はバーの軸線と、従ってまたインプラントの長手方向軸線と一致する。

従って、このようにしてインプラントの長手方向軸線の位置と方向が、従って顎に対する前述の支持体の位置と方向が判る。次に、この長手方向軸線におけるインプラントの正確な位置がマーカエレメントと、インプラントの自由端に固定される前記支持体の遠位端との間で先に検出された距離に基づいて計算される。その結果、前記支持体が前記インプラントの前記自由端の担持面に接続されているバーで形成されている場合、この担持面、および従ってインプラントの位置が簡単に計算できる。

前述の方法はまた、前述の再生モデルにも適用することができる。このように、前記マーカエレメントを患者の口腔の空洞に位置させる必要性が排除される。

図１は円筒形支持体４に設けられたマーカエレメント３と共にインプラント２のヘッド１を概略的に示す。更に、図１は支持体４のそれと対応する直径のスリーブ５に形成されている第二のマーカエレメントを備えた円筒形の接続片を示す。

インプラント２のヘッド１の上面７は三角形のくぼみ８を有している。インプラント２は軸線が該インプラントの長手方向軸線１０に対応する円筒形の孔９を有している。この孔９は内側にねじが切られ、前記くぼみ８の底部中へ開放している。

顎におけるインプラント２の位置と方向とを検出するために、本発明によれば前記マーカエレメント３はインプラント２に固定される。この目的のために、このマーカエレメント３は円筒形支持体４に埋設される。マーカエレメント３は、直径が１から３ミリメートルまでの例えばタンタルの小さい球から構成されており、この支持体４の自由端において該支持体４の長手方向軸線１０′に設けられている。この自由端は支持体４がインプラント２に固定されなければならない該支持体４の遠位端とは反対の側に位置している。

マーカエレメント３が埋設されている自由端とは反対側の支持体４の遠位端は、前記支持体４に対して同軸である円筒形の固定ピン１１に接続されている。この固定ピン１１は外側にねじが切られており、そのためインプラント２の前記孔９に装着することができる。

前記支持体４がこのように前記固定ピン１１を介してインプラント２にねじ込まれると、前記支持体の長手方向軸線１０′はインプラント２の軸線と一致し、そのため前記マーカエレメント３の中点すなわち中心点はインプラントの長手方向軸線１０に位置される。

インプラント２が固定されている顎に対する前記インプラント２の位置と方向とを検出する必要のある場合、三次元のＸ線像は例えばインプラント２および前記支持体４と共に顎についても形像される。これによって、前述の固定ピン１１を備えた遠位端１２によって支持体４はインプラント２のヘッド１の上面７に載置されていることが確認される。

判り易くするために、図２はインプラント２と支持体４とのＸ線の二次元像を示す。この像において、支持体４とマーカエレメント３とは明瞭に識別可能である。しかしながら、顎１３の骨に固定されているインプラント２は鮮明な像を提供しない。従って、インプラントの位置と方向とを検出するために、マーカエレメントの中点を通して、かつ円筒形支持体４の像の縁部１４に対して平行に仮想の直線が引かれる。その結果、この仮想直線はインプラント２の長手方向軸線１０と一致し、そのため顎１３に対するインプラント２の方向が判る。

マーカエレメント３とインプラント２のヘッド１に載置されている前記支持体４の遠位端との間で先に検出されている距離（ｄ）に基づいて顎１３に対するインプラント２の位置が計算される。

長手方向軸線１０に対するインプラント２の角ｘｑｗ度位置も検出したい場合、インプラント２と前記支持体４との間には前述のスリーブ５が設けられる。

前記スリーブ５には、形状および寸法が事実上前述のくぼみ８のそれと相応する突起１５が設けられ、そのためこの突起１５は事実上装嵌する要領でくぼみ８に位置させることができる。

更に、スリーブ５はその厚さ全体に亘り、かつ突起１５を貫通して延在する好ましくは円筒形のくぼみ１６を有しており、そのため固定ピン１１は前記くぼみ１６を通して位置され、前記孔９に固定することができる。このように、固定ピン１１の長さは前記くぼみ１６の軸線の方向において突起１５を備えたスリーブ５の厚さよりも大きい。このことによって、スリーブ５はインプラント２のヘッド１と前記支持体４の遠位端１２との間に締めつけられる。その結果、支持体４はインプラント２と共軸線関係となる。

スリーブ５自体は、前述のようにインプラント２のヘッド１の上面７に載置される。このことにより、インプラント２のヘッド１に接続するように設計されているスリーブ５の側部１２′と支持体４に埋設されている前記マーカエレメント３との間の距離は、既に前述したように、その距離に基づいてインプラント２の三次元の位置を計算するために予め検出される。

前記第二のマーカエレメント６はインプラント２の長手方向軸線１０からある距離をおいて前記スリーブ５に埋設されている。前記インプラント２のヘッドにおける前記くぼみ８に対する第二のマーカエレメント６の位置はこのようにして、また好ましくはインプラントの長手方向軸線１０に対しても検出される。

このようにして例えばＸ線によってインプラント２と、第二のマーカエレメント６を備えたスリーブ５の、そして支持体４と共に顎の像が形成されると、第二のマーカエレメント６の像の観察された位置に基づいて長手方向軸線１０に対する前記くぼみ８の、あるいは前記突起１５の角度位置が検出される。その結果、その軸線１０に対するインプラント２の角度位置がこのようにして検出可能で、そのためその全体位置が判る。

インプラント２の本実施例における前記くぼみ８は長手方向軸線１０に対して横断方向においては三角形の断面であるが、このくぼみ８は極めて種々の形状をとりうる。従って、前記断面は楕円形、四角あるいは多角形ともしうる。

更に、前記支持体４は必ずしも円形断面でなくともよく、楕円形あるいは多角形としてもよい。

本発明は本発明による方法やマーカエレメントの前述した実施例に限定されない。

１個の同じ支持体に、２個あるいは数個のマーカエレメントを相互に対して、あるいはインプラントに接続するように設計されている支持体の側からある距離をおいて位置させて設けることも勿論可能である。これらのマーカエレメントは球形でなくてもよい。更に、２個の球形マーカエレメントが１個の同じ円筒形支持体の軸線に位置させて使用された場合、それらは異なる直径としてもよい。このように、インプラントの位置はこれらのマーカエレメントに対する距離によって、かつマーカエレメントの中点を接続する接続線の方向と位置とによって一義的に検出される。

本発明によるマーカエレメントおよび支持体を備えたインプラントの分解した部材の斜視図を概略的に示す。 マーカエレメントおよびこのエレメントの支持体を備えたインプラントのＸ線によって形成された像を概略的に示す。

Claims (16)

1. 人の顎（１３）の骨に固定される歯科インプラント（２）の位置を検出する方法であって、Ｘ線あるいは磁気共鳴によってインプラント（２）を設けた顎の、あるいは顎の再生モデルの像が形成される歯科インプラント（２）の位置を検出する方法において、形像技術において強力なコントラストを発生させる少なくとも１個のマーカエレメント（３）が前記インプラント（２）に設けられることによって、顎に対する前記マーカエレメント（３）の位置が前記Ｘ線によって、あるいは前記磁気共鳴を介して形成される像に基づいて検出され、前記インプラント（２）の位置が次いで前記マーカエレメント（３）の観察された位置から引き出されることを特徴とする歯科インプラント（２）の位置を検出する方法。
2. Ｘ線に対して透過性である材料からつくられることが好ましい、前記マーカエレメント（３）を備えた支持体（４）が取り外し可能に前記インプラント（２）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記マーカエレメント（３）を備えた前記支持体（４）が前記インプラント（２）の自由端（１）に固定され、そのためこの支持体（４）はインプラント（２）の延在方向に延在し、前記マーカエレメント（３）は前記自由端（１）からある距離（ｄ）をおいて位置していることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 中央軸線（１０）を有するインプラント（２）に関して、前記の中央軸線（１０）の方向と位置とは、前記支持体（４）の形成された像の長手方向の側（１４）に対して平行である前記マーカエレメント（３）の中心点を通る直線によって検出されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記インプラント（２）の中央軸線（１０）の方向と位置とが、インプラント（２）の、あるいは前記支持体（４）のピクセルの重心並びに前記マーカエレメント（３）の像の重心を検出することによって画定され、それによって、これらの重心が次いで直線によって相互に接続されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. インプラント（２）の軸線（１０）の方向および位置および前記マーカエレメント（３）と前記インプラント（２）の前記自由端（１）との間の前以って検出された距離（ｄ）とに基づいて、顎に対するインプラント（２）の位置が検出されることを特徴とする請求項３から５までのいずれか１項に記載の方法。
7. 第二のマーカエレメント（６）がその中心点が前記インプラント（２）の中央軸線（１０）に位置することなく前記インプラント（２）に対して固定されることによって、この第二のマーカエレメント（６）の観察された位置に基づいて、前記インプラント（２）のその中央軸線（１０）に対する角度位置が検出されることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
8. 球形のマーカエレメント（３，６）が使用されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
9. 少なくともタンタル、プラチナ、あるいはタングステンを含有するマーカエレメント（３，６）が使用されることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
10. 前記像がコンピュータ断層写真術によって形成されることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
11. 特許請求の範囲の請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法を適用し、特に人の顎（１３）に固定されているインプラント（２）のこの顎（１３）に対する位置を検出することによって、顎（１３）の、あるいはインプラント（２）と共にこの顎（１３）の再生モデルの像がＸ線あるいは磁気共鳴によって形成されるマーカエレメントにおいて、このマーカエレメント（３，６）がインプラント（２）自体と比較して強力なコントラストを前記像において発生させる物質を少なくとも含むことを特徴とするマーカエレメント。
12. タンタル、プラチナおよびタングステンから形成されるグループから少なくとも一つの金属を含有することを特徴とする請求項１１に記載のマーカエレメント。
13. 取り外し可能に前記インプラント（２）に固定されるようにする手段（１１）を有する支持体（４）の一部であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のマーカエレメント。
14. 前記支持体（４）がＸ線に対して透過性の材料から主として形成されていることを特徴とする請求項１１から１３までのいずれか１項に記載のマーカエレメント。
15. 人の顎（１３）に固定された歯科インプラント（２）の前記顎（１３）に対する位置を検出し、特に請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法を適用するためのマーカエレメント（３，６）を備えた支持体において、前記マーカエレメント（３，６）が前記インプラント（２）自体と比較して強力なコントラストを前記像において発生させることを特徴とするマーカエレメント（３，６）を備えた支持体。
16. 前記支持体が、固定される必要があるインプラント（２）のヘッド（１）に設けられているくぼみ（８）の寸法と事実上対応する寸法を有する突起（１５）を備え、前記突起（１５）が前記くぼみ（８）に事実上装嵌されて位置することが可能であるスリーブ（５）を含むことを特徴とする請求項１５に記載の支持体。

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