JP2009090097A - インプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インプラント治療計画及び植立をより正確にすることを可能にするインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法を提供する。
【解決手段】患者の口腔内の口腔模型を製作するステップａと、被取付部品と取付部品のデジタルデータを取るステップｂと、参考部品のデジタルデータを取るステップｃと、被取付部品と参考部品との複数の似ている箇所を特徴点として設定するステップｄと、特徴点に基づき被取付部品と参考部品とを重ね合わせ、取付部品を参考部品に位置決めさせるステップｅと、取付部品が位置決めされた後の位置データを取付部品とともに出力するステップｆと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明はインプラント技術に関し、特にインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法に関する。

従来のインプラント技術においては、対咬の状況よりも骨質環境を考慮することに重きが置かれる。一般的に人工歯根を植立する歯顎骨の位置は重要な点と考えられ、かつ人工歯根を植立したのち軸方向のずれ幅が大きくなったとしても、角度のある支持器具で矯正すれば解決できる。
しかし、上述の方法は最良の方法とは言えない。その原因は下記の通りである。骨質の良さが重要な要素であるとしても、人工歯根の軸方向が対咬の基準面においてずれている場合、上下の顎の歯を対咬する時や何か物を噛む時、人工歯根は軸方向の力を受けるだけでなく湾曲力を受けなければならない。さらに、湾曲力が過大になると人工歯根と歯槽骨の密接状態が破壊されるため、人工歯根の寿命を縮め、また、インプラントの手術から暫く経った後の人工歯根と骨の整合不良を招く。

また人工歯根を植立した後、軸方向のずれた角度が支持器具により矯正可能な範囲を超えている場合、差し歯を被せても全体の咬合平面がずれてしまうため、噛み合わせの機能は完全に失われてしまう。
従って、インプラントを行う際の人工歯根の位置、角度及び軸方向はインプラントを行う前に最適な計算をしなければならないため、コンピューターの補助によるデジタル歯型を介してインプラント治療計画を立てるのは選択肢の一つであると考えられる。

本発明の主な目的はコンピューターの補助を介してデジタル歯型の補助ユニットを生成することによりインプラント治療計画及び植立をより正確にすることを可能にするインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法を提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法は次のステップを含む。ステップａにおいて、口腔模型を取る、即ち患者の口腔内の形を複製し、口腔模型を製作する。ステップｂにおいて、被取付部品と取付部品のデジタルデータを取る、即ち走査設備により口腔模型に対し３Ｄ立体走査を行って取ったデジタル模型を被取付部品として定義し、かつ被取付部品の歯が抜けた所の形に対応するデジタル歯模型をダウンロードし、それを取付部品として定義する。ステップｃにおいて、参考部品のデジタルデータを取る、即ち患者の口腔に対し断層走査を行って取ったデジタル模型を参考部品として定義する。ステップｄにおいて、特徴点を設定する、即ち被取付部品と参考部品の複数の似ている箇所を特徴点とする。ステップｅにおいて、位置決めを行う、即ち特徴点に基づき被取付部品と参考部品とを重ね合わせ、取付部品を参考部品において位置決めする。ステップｆにおいて、出力する、即ち取付部品が位置決めされた後の位置データを取付部品とともに出力したものをインプラント治療計画用デジタル補助ユニットとする。上述したステップにより製作されるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットはインプラント治療計画と植立をより正確にすることが可能である。

以下、本発明の技術の特徴を説明するために、二つの実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように本発明の第１実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法は下記のステップを含む。

ステップａでは、口腔模型を取る、即ち図２に示すように患者の口腔内の形を複製し、口腔模型１１を製作する。
ステップｂでは、被取付部品と取付部品のデジタルデータを取る。図３及び図４に示すように、走査設備（図中未表示）により口腔模型１１に対し３Ｄ立体走査を行って取ったデジタル模型を被取付部品１２として定義し、かつ被取付部品１２上の歯が抜けた所の形に対応するデジタル歯模型１３を標準の歯のデータベース（図中未表示）からダウンロードし、それを取付部品１４として定義する。取付部品１４は、患者の歯の抜けた所の形に基づき歯模型（図中未表示）を製作した後、この歯模型に対し走査を行って製作するデジタル歯模型１３にすることが可能である。図５に示すように、デジタル歯模型１３の噛み合せ部位の先端部から三つの点を取り、咬合平面Ｈを定義し、デジタル歯模型１３の噛み合せ部位の陥凹部を基準点に、咬合平面Ｈに垂直の直線Ｘを定義する。図５に示す状態の通り、直線Ｘはデジタル歯模型１３が咬合する際に力を受ける軸方向となる。なお、標準の歯のデータベースは歯補助設計用ソフトウェアに汎用されている周知の技術であるため、図面に挙げての説明は割愛する。

ステップｃでは、参考部品のデジタルデータを取る、即ち図６に示すように患者の口腔に対し断層走査を行って取ったデジタル模型を参考部品１６として定義する。
ステップｄでは、特徴点を設定する、即ち被取付部品１２と参考部品１６の複数の似ている箇所を特徴点１２１、１６１とする。本実施形態では特徴点１２１、１６１は特定の歯の噛み合せ部位の先端部、陥凹部及び歯の隣り合う接触点のうちの一つである。特徴点は図３及び図６に示す通りである。

ステップｅでは、位置決めを行う。図７に示すように特徴点１２１、１６１に基づき被取付部品１２と参考部品１６とを重ね合わせる、即ち被取付部品１２の特徴点１２１を参考部品１６の特徴点１６１の上に重ねることにより、被取付部品１２を参考部品１６上に位置決めさせると同時に、取付部品１４を参考部品１６に位置決めさせる。これにより取付部品１４が位置決めされた後の位置データを得ることが可能である。図８に示すように、重ね合わせなどの作業はコンピューターにより行われる。
ステップｆでは、出力する、即ち取付部品１４が位置決めされた後の位置データ（図中未表示）を取付部品１４とともに出力したものをインプラント治療計画用デジタル補助ユニットとする。位置データは少なくとも取付部品の座標と受力の方向とを有する。

上述したステップにより、インプラント前にインプラント治療計画用デジタル補助ユニットを予め形成することが可能である。かつインプラント治療計画用デジタル補助ユニットは取付部品１４（即ちデジタル歯模型１３のデジタル模型）と取付部品１４の位置データ（座標、受力の方向などに相関するデータ）を有するため、歯科医はインプラント治療計画用デジタル補助ユニットにより事前に患者の歯の噛み合せの状況、インプラントの角度及び位置をより理解し、インプラントの正確性を高めることが可能である。また、コンピューターの画面を介してインプラント治療計画用デジタル補助ユニットを表示することにより、歯科医と患者は手術前に手術後の結果を予め知ることが可能である。図８に示すのは予測の結果である。

（第２実施形態）
図９から図１２に示すように、本発明の第２実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法は次のステップを含む。
ステップａでは、口腔模型を取る、即ち患者の口腔内の形を複製し、口腔模型２１を製作する。

ステップｂでは、仮歯２９を製作する、即ち口腔模型に基づき仮歯２９を製作し、仮歯２９上に複数の特定物を製作し、それを特徴点２９１とする。
ステップｃでは、被取付部品と取付部品のデジタルデータを取る。走査設備（図中未表示）により口腔模型２１に対し３Ｄ立体走査を行って取ったデジタル模型を被取付部品２２として定義し、かつ被取付部品２２に複数の特徴点２２１を設ける。また、口腔模型２１に対し３Ｄ立体走査を行う前に、予め口腔模型２１に仮歯２９を被せて３Ｄ立体走査を行い、仮歯２９の特徴点２９１により被取付部品２２の特徴点２２１を形成することも可能である。そして、被取付部品２２上の歯が抜けた所の形に対応するデジタル歯模型２３を標準の歯のデータベース（図中未表示）からダウンロードし、それを取付部品２４として定義する。取付部品２４は、患者の歯の抜けた所の形に基づき歯模型（図中未表示）を製作した後、この歯模型に対し走査を行って製作したデジタル歯模型２３とすることが可能である。続いてデジタル歯模型２３の噛み合せ部位の先端部から三つの点を取り、咬合平面Ｈを定義し、デジタル歯模型２３の噛み合せ部位の陥凹部を基準点に、咬合平面Ｈに垂直の直線Ｘを定義する。直線Ｘはデジタル歯模型２３が咬合する際に力を受ける軸方向となる。また、標準の歯のデータベースは歯補助設計用ソフトウェアに汎用されている周知の技術であるため、図面に挙げての説明は割愛する。
ステップｄでは、参考部品のデジタルデータを取る、即ち患者に仮歯２９を被せ、そののち患者の口腔に対し断層走査を行って取ったデジタル模型を参考部品２６として定義し、そして参考部品２６に複数の特徴点２６１を設ける。

ステップｅでは、位置決めを行う。特徴点２２１、２６１に基づき被取付部品２２と参考部品２６とを重ね合わせる、即ち被取付部品２２の特徴点２２１を参考部品２６の特徴点２６１の上に重ねることにより、被取付部品２２を参考部品２６上に位置決めさせると同時に、取付部品２４を参考部品２６に位置決めさせる。これにより取付部品２４が位置決めされた後の位置データを得ることが可能である。重ね合わせなどの作業はコンピューターにより行われる。
ステップｆでは、出力する、即ち取付部品２４が位置決めされた後の位置データ（図中未表示）を取付部品２４とともに出力したものをインプラント治療計画用デジタル補助ユニットとする。位置データは少なくとも取付部品２４の座標と受力の方向とを有する。

第２実施形態は第１実施形態とほぼ同じである。第１実施形態との違いは仮歯２９を増設することにより歯が全部抜けた患者に対しインプラント治療計画を立てることを可能にすることである。
上述した通り、本発明が達成した効果はコンピューターの補助を介してインプラント治療計画用デジタル補助ユニットを製作することによりインプラントの治療計画と植立とをより正確かつ順調に行うことを可能にすることである。

本発明の第１実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法の流れを示す概略図である。 本発明の第１実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法における口腔模型を示す模式図である。 本発明の第１実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法における被取付部品を示す模式図である。 本発明の第１実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法において被取付部品と取付部品との結合形態を示す模式図である。 本発明の第１実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法におけるデジタル歯模型を示す模式図である。 本発明の第１実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法における参考部品を示す模式図である。 本発明の第１実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法において位置決めされた状態を示す模式図である。 本発明の第１実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法において参考部品に取付部品を位置決めした状態を示す模式図である。 本発明の第２実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法の流れを示す概略図である。 本発明の第２実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法における口腔模型を示す模式図である。 本発明の第２実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法における仮歯を示す模式図である。 本発明の第２実施形態によるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法において位置決めされた状態を示す模式図である。

符号の説明

１１：口腔模型、１２：被取付部品、１２１：特徴点、１３：デジタル歯模型、１４：取付部品、１６：参考部品、１６１：特徴点、２１：口腔模型、２２：被取付部品、２２１：特徴点、２３：デジタル歯模型、２４：取付部品、２６：参考部品、２６１：特徴点、２９：仮歯、２９１：特徴点、Ｈ：咬合平面、Ｘ：直線

Claims (14)

1. コンピューターの補助と走査設備とによるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法であって、
   口腔模型を取る、即ち患者の口腔内の形を複製し、前記口腔模型を製作するステップ（ａ）と、
   被取付部品と取付部品のデジタルデータを取る、即ち前記走査設備により前記口腔模型に対し３Ｄ立体走査を行って取ったデジタル模型を前記被取付部品として定義し、かつ前記被取付部品の歯が抜けた所の形に対応するデジタル歯模型をダウンロードし、それを前記取付部品として定義するステップ（ｂ）と、
   参考部品のデジタルデータを取る、即ち患者の口腔に対し断層走査を行って取ったデジタル模型を前記参考部品として定義するステップ（ｃ）と、
   第１特徴点及び第２特徴点を設定する、即ち前記被取付部品と前記参考部品の複数の似ている箇所を前記第１特徴点及び前記第２特徴点として設定するステップ（ｄ）と、
   定位を取る、即ち前記第１特徴点及び第２特徴点に基づき前記被取付部品と前記参考部品とを重ね合わせ、前記取付部品を前記参考部品の上に位置決めさせるステップ（ｅ）と、
   出力する、即ち前記取付部品が位置決めされた後の位置データを前記取付部品とともに出力したものをデジタルインプラント治療計画用補助ユニットとするステップ（ｆ）と、
   を含むことを特徴とするインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
2. ステップ（ｅ）において、前記被取付部品を前記参考部品の上に位置決めさせることにより両者の重ね合わせを完成させることを特徴とする請求項１に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
3. ステップ（ｆ）において、前記位置データは少なくとも前記取付部品の座標と受力の方向とを有することを特徴とする請求項１に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
4. ステップ（ｂ）において、デジタル歯模型の咬頭の部分から三つの点を取り、咬合平面を定義し、前記デジタル歯模型の噛み合せ部位の陥凹部を基準点に、前記咬合平面に垂直の直線を定義し、前記直線は前記デジタル歯模型が咬合する際に力を受ける軸方向となることを特徴とする請求項３に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
5. ステップ（ｄ）において、前記第１特徴点及び第２特徴点は特定の歯の噛み合せ部位の先端部、陥凹部及び歯の隣り合う接触点のうちの一つであることを特徴とする請求項１に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
6. ステップ（ｂ）において、前記取付部品は標準の歯のデータベースから適切に選び出されたデジタル歯模型であることを特徴とする請求項１に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
7. ステップ（ｂ）において、前記取付部品は患者の歯の抜けた所の形に基づき歯模型を製作した後、前記歯模型に対し走査を行って製作したデジタル歯模型にすることが可能であることを特徴とする請求項１に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
8. コンピューターの補助と走査設備とによるインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法であって、
   口腔模型を取る、即ち患者の口腔内の形を複製し、前記口腔模型を製作するステップ（ａ）と、
   仮歯を製作する、即ち前記口腔模型の形に基づき仮歯を製作し、前記仮歯の上に複数の特定物を製作し、それを第３特徴点とするステップ（ｂ）と、
   被取付部品と取付部品のデジタルデータを取る、即ち、前記走査設備により前記仮歯に対し３Ｄ立体走査を行って取ったデジタル模型を前記被取付部品として定義し、かつ前記被取付部品に複数の第４特徴点を設け、また前記被取付部品の歯が抜けた所の形に対応するデジタル歯模型をダウンロードし、それを前記取付部品として定義するステップ（ｃ）と、
   参考部品のデジタルデータを取る、即ち患者に前記仮歯を付けさせ、そのうち患者の口腔に対し断層走査を行って取ったデジタル模型を前記参考部品として定義し、そして前記参考部品に複数の第５特徴点を設けるステップ（ｄ）と、
   位置決めを行う、即ち前記第４特徴点及び前期第５特徴点に基づき前記被取付部品と前記参考部品とを重ね合わせ、前期取付部品を前記参考部品の上に位置決めさせるステップ（ｅ）と、
   出力する、即ち前記取付部品が位置決めされた後の位置データを前記取付部品とともに出力したものをインプラント治療計画用デジタル補助ユニットとするステップ（ｆ）と、
   を含むことを特徴とするインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
9. ステップ（ｅ）において、前記被取付部品を前記参考部品の上に位置決めさせることにより両者の重ね合わせを完成させることを特徴とする請求項８に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
10. ステップ（ｆ）において、前記位置データは少なくとも前記取付部品の座標と受力の方向とを有することを特徴とする請求項８に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
11. ステップ（ｃ）において、デジタル歯模型の咬頭の部分から三つの点を取り、咬合平面を定義し、前記デジタル歯模型の噛み合せ部位の陥凹部を基準点に、前記咬合平面に垂直の直線を定義し、前記直線は前記デジタル歯模型が咬合する際に力を受ける軸方向となることを特徴とする請求項１０に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
12. ステップ（ｃ）において、前記取付部品は標準の歯のデータベースから適切に選び出されたデジタル歯模型であることを特徴とする請求項８に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
13. ステップ（ｃ）において、前記取付部品は患者の歯の抜けた所の形に基づき歯模型を製作した後、前記歯模型に対し走査を行って製作したデジタル歯模型にすることが可能であることを特徴とする請求項８に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。
14. ステップ（ｃ）において、３Ｄ立体走査の前に前記仮歯を前記口腔模型に被せ、そののち３Ｄ立体走査を行うことが可能であることを特徴とする請求項８に記載のインプラント治療計画用デジタル補助ユニットの製作方法。

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