JP2011500238A - 治療治具を形成する方法 - Google Patents

Abstract

患者の口腔内で器具を目標に正確に案内するために用いられる、処置治具、特にドリル治具（７）、を形成する方法であって、処置治具は、手術の間患者の顎領域内の定められた位置に取外し可能に固定され、顎領域内に、処置治具（７）を取外し可能に固定するためのホルダが、特に移植によって係止され、ホルダがマーキング構造(１ａ）を有し、マーキング構造が３次元の座標システムを形成し、かつ、患者の解剖学的構造と共に画像を形成する方法によって表され、ホルダを装着した顎領域（２）の３次元の画像データのセットが、記録され、画像データを用いて、インプラントの計画とホルダ上に定められたように固定すべき処置治具（７）の計画が行われ、計画が、マーキング構造(１ａ）によって形成される座標システムに関する。

Description

本発明は、治療する医師にとって、患者の口腔内でその器具を目標に正確に案内するため用いられる、治療治具、特にドリル治具を形成する方法に関する。この種の治療治具は、患者の顎領域内で手術する間、定められた位置に取外し可能に固定される。本発明は、同様に、本方法に従って形成された治療治具を用いて移植を支援するシステムに関する。

従来技術からは、顎外科でドリル治具として使用される、様々な種類の治療治具が知られている。これら治療治具は、医師のドリルに、ドリル位置、ドリル角度およびドリル深さに関する定められたガイドを提供する。それらは、設計の枠内で、かつ様々な参照システムを調整しながら、形成される。型取り材料を用いて、残っている歯の上にセットされる、ドリル治具が知られている。このように一部歯がある顎においては、ドリル治具の正確な位置決めと固定は、比較的問題がない。というのは、このドリル治具は、残りの歯列と再現可能に結合することができるからである。

もちろん、ドリル治具を用いて、少なくともほぼ歯のない顎の処置をすることには、問題がある。というのは、この種のドリル治具は、それが粘膜のみによって支持される場合には、粘膜の弾力によって、十分正確に位置決めして、しっかりと固定することはできない。このような場合においては、特許文献１に記載されるように、直接骨内に係止される、他のドリル治具が使用される。しかしこのやり方は、患者にとっては快適ではない。というのは、ドリル治具を取り付けるために、その粘膜を大面積で切り開かなければならないからである。

特許文献２も、歯のない顎に適したドリル治具を形成する方法を記述しており、その形成後に、固定に適した特殊な係止部材が顎内に挿入される。このやり方によれば、ドリル治具は、しっかりと固定はされるが、必ずしも正確な位置に固定はされない。そして欠陥のある取付けにより、元の位置からずれた穴をもたらすことがある。特許文献３も、ドリル治具を形成するための暫定的なインプラントの同様なシステムを記述しているが、それにおいても正しい位置決めは、困難である。

非特許文献１には、画像形成に先立つ、暫定的なインプラントの使用が記載されており、マークを有するスキャン治具は、歯肉の上に載置されるのではなく、暫定的なインプラントに係止されており、後のステップにおいてスキャン治具からドリル治具が形成され、それが暫定的なインプラント上に正確に位置決めされて固定される。この方法は、多大なロジスティックコストを伴う。というのは、最初に、マークエレメントを有するスキャン治具が石膏モデルを用いて形成されて、その石膏モデルおよび／またはスキャン治具および画像データと設計データが、ドリル治具の形成場所へ移動されなければならないからである。

すなわち、ドリル治具の形成が、しばしば患者の顎の石膏モデルを用いて行われ、石膏モデルは、必ずしも十分な品質で形成できない限りにおいて、ドリル治具の形成における潜在的なエラー源となる。その結果、ドリル治具は、患者の顎にしっかりと適合しない。

欧州特許明細書ＥＰ０７５６７３５Ｂ１ 米国特許公報ＵＳ２００４／０２５９０５Ａ１ 米国特許公報ＵＳ６７９３４９１

ハレル、ジャーナル オブ プロステティック デンティストリー（Harel, Journal of Prosthetic Dentistry）、２／２００２

本発明の課題は、簡単な手段で安価に実現することができ、計画に対して正確かつしっかりと位置決めできる処置治具をもたらす、歯が充分にない顎用の処置治具、特にドリル治具、を形成する方法を提案することである。さらに課題は、顎領域内の移植を支援するための、簡単に取り扱うことができ、かつ実用に耐えるシステムを提案することである。

これらの課題は、請求項１に記載の方法と、請求項１０に記載のシステムによって解決される。本発明の好ましい実施形態が、それぞれの従属請求項に記載されている。

本発明の本質的な基本理念を要約すると、まず、患者の顎領域内に、特に患者の上顎または下顎内に、処置治具を後で取外しできるように固定するためのホルダが係止され、そのホルダは、処置の終了後に再び取り外され、従って「暫定的な」インプラントを形成する。このホルダは、座標システムを形成し、かつ記録された３Ｄ画像のセット内で見ることができる、マーカー構造の形式のマーキングを有している。このホルダを装着した患者から画像データが、トモグラフィック方法を用いて、特にコンピュータトモグラフ（ＣＴ）またはデジタルボリュームトモグラフ（ＤＶＴ）を用いて、記録される。次に、この３Ｄ画像を用いて、インプラントとそのインプラントを挿入するために必要な処置治具とが計画される。このようにして形成された処置治具に、医師のドリルにドリル位置、ドリル角度およびドリル深さに関して定められたガイドを提供する、然るべく方向付けされたドリルジャケットのような、手段が設けられる。連続する、異なる直径を有するドリルを案内することは、共通のアウタージャケットへ差し込まれる、複数の然るべきインナージャケットの使用を介して実現することができる。

マーカー構造が、計画データのための座標システムを形成するので、この座標システムは、たとえばプラスチックから処置治具を形成する、ＣＮＣフライスマシンのような、コンピュータ制御される形成工具にも、利用することができる。しかし特に好ましいのは、処置治具を、ラピッドプロトタイピング方法で形成することであって、この方法は、同様に、計画データに合わせて方向付けされる。その後、形成された処置治具は、インプラント用に設けられる穴を形成する目的で、その前に移植されているホルダを用いて、正確な嵌め合いで、かつしっかりと患者の口腔内に設置することができる。

本発明は、同様に、１つまたは複数の暫定的なインプラントのホルダを扱っているが、その場合のロジスティックコストは、既知の方法に比較して削減され、かつ可能なエラー源が除去される。特に、本発明に基づく方法においては、石膏モデルの使用を省くことができ、この石膏モデルの品質は、普及している既知の方法に基づく処置成果にとっては重要なものである。

従って本発明によれば、処置治具を取外し可能に固定するためのホルダが、患者の顎領域内に係止され、この係止は、特に、ここでも移植によって行われる。ホルダ自体は、マーカー構造を有しており、そのマーカー構造が、記録すべき画像データ内に３次元の座標システムを形成し、従って患者の解剖学的構造と共に画像を形成する方法によって表される。画像を形成する方法は、大体においてＸ線放射を使用するので、３Ｄボリューム内ではっきりと示されるが、あまり大きい人為構造をもたらさない、マーカー構造を設けることが、効果的である。従って、ホルダの材料と効果的に結合される、様々な金属、セラミック、ガラス状あるいはプラスチックベースの材料が提供される。

ホルダを装着した顎から、たとえばＤＶＴを用いて、３次元画像データのセットが記録され、それを用いてインプラントの計画と、ホルダ上に定められたように固定すべき処置治具の計画が行われる。すべての計画と形成は、マーキング構造によって形成される座標システムにおいて方向付けされる。

本質的なアスペクトは、ホルダにあって、そのホルダは、好ましい実施形態においては、ベースの形式によって形成することができ、そのベースが患者の上顎または下顎内にベースとして移植される。このベースは、処置治具を固定するための、「規格化された」機械的なインターフェイスを有している。このインターフェイスは、処置治具の正確かつ堅固な取付けが可能であるように、形成される。そのために、特に形状結合の、レゴシステムの形式のカップリングが提供され、それがたとえば、係止部材によって固定される。この種の規格化された、予め形成されたインターフェイスを使用する場合には、カップリングの形式に対する、付加的な計画作業と形成作業を必要としない。

他の好ましい実施形態においては、ホルダは、複数の、特に３つの、別々に係止すべき保持手段によって形成され、それら保持手段がそれぞれ個々に、仮のインプラントとして患者の顎内に位置決めされる。これら保持手段の各々には、画像データ内で見ることのできる専用のマーカー構造と固定手段とが設けられている。この種の保持手段として、たとえば小さいピン、特にボルト、を使用することができ、そのボルトが顎内の適切な箇所に移植され、かつそのボルトのヘッドが、いわばマーカー構造と固定手段とを形成する。保持手段をできるだけ遠く離間させて、顎領域内に三角形状に係止すると、特に効果的である。このように比較的大きい領域にわたって分配して取り付けられた保持手段を介して、顎内に処置治具を特に堅固に保持し、かつ定められたように位置決めすることができる。しかし、位置決めは個別的であるので、固定手段と協働する、処置治具に設けられる支承台は、個別に形成されなければならない。しかし、この個別の形成は、上述した方法、たとえばラピッドプロトタイピングによっては、問題ない。この方法の他の利点は、仮のインプラントが、最終的な補装具を形成するまで、仮の補装具を保持できることである。

処置治具の良好かつ定められた固定を可能にするために、固定手段をボールヘッドまたは円筒として形成すると効果的であって、それが、処置治具内に然るべく形成される凹部のための定められた支持部を形成する。その後、処置治具が、医師によって固定手段上に取り付けられて、取り付けられた状態において固定される。固定は、たとえば小型のボルトによって行われ、それが、ボールヘッドまたは円筒の後方に嵌り込む。処置治具が正確に取り付けられることも保証することができるようにするために、医師に確実な着座を示す、コントロール手段を設けると、効果的である。

以下、図１から５を用いて、本発明を詳細に説明する。

部分的に歯のある上顎を示している。 上顎の断面を示している。 固定された処置治具を示している。 上顎内に固定された処置治具を示している。 ロック手段を示している。

図１には、患者の上顎２が示されており、その上顎は、３本の歯を備えた残留歯列を有している。上顎２内に、三角形状に配置された、仮に移植された保持手段１を備えたホルダが挿入されている。保持手段１は、一方でマーカー構造として、他方では固定手段として用いられる、ボールヘッドを有している。図２は、上顎２と仮に移植された保持手段１の横断面を示しており、その保持手段は、この例においては、ボールヘッド１ａの形式の球状のアダプタを有している。保持手段１は、粘膜５を通してねじ４によって顎隆起６と螺合されている。

図３には、３つの保持手段１０上に取り付けられて固定された、ドリル治具７が示されている。ドリル治具７を保持手段１０に固定するために、ロック用の小ボルト１１が用いられる。ドリル治具７内へ、ドリルジャケット８が挿入されており、そのドリルジャケットは、保持手段１０に対して計画されたドリル軸９を有している。患者の顎２内に固定されたドリル治具７の然るべき適用が、図４に示されている。ドリル治具７は、仮の保持手段１上にロック装置１１によって固定されている。ドリルジャケット８を通して、ドリル１６によって、案内されたインプラント孔が形成されて、インプラント１５が案内されて適用される。

図５ａは、ボールヘッド１ａ上のドリル治具７を係止位置において示している。コントロール手段として、ロック表示器１７が設けられており、そのロック表示器がボールヘッド１ａによって、その非作動位置から係止位置へ圧入される。従って、そのロック表示器が医師に、係止位置に達したことを知らせる。係止位置がまだとられていない間、ロック表示器１７はその非作動位置（図５ｂ）に留まり、そこに復帰機構によって、たとえばコイルばねによって、保持される。

以下、本発明に基づくインプラント支持されるドリル治具を形成する個々のステップを再度示す：

まず、保持手段として仮のインプラントが、患者の顎内へ挿入され、これら保持手段は、互いに対してできる限り大きい間隔を有するものとする。その後、顎の３Ｄスキャンが行われて、３Ｄボリュームデータ内で保持手段の座が定められる。次に計画プログラムを用いて、長期間の補装具的世話用のインプラントのバーチャル計画が実施される。次に、計画データと仮のインプラントの位置データが、コンピュータ制御される機械、特にＣＮＣフライスまたはラピッドプロトタイピング装置へ伝達される。それによって形成されたドリル治具は、仮の保持手段の相手側片に正確に適合する係止開口部を有している。その後、患者の顎内の仮の保持手段上にドリル治具の位置決めと固定が行われ、最後に手術が実施される。

Claims (12)

1. 患者の口腔内で器具を目標に正確に案内するために用いられる、処置治具、特にドリル治具（７）、を形成する方法であって、処置治具が、手術の間患者の顎領域内の定められた位置に取外し可能に固定される、方法において、
   顎領域内に、処置治具（７）を取外し可能に固定するためのホルダが、特に移植によって係止され、ホルダがマーキング構造(１ａ）を有し、マーキング構造が３次元の座標システムを形成し、かつ、患者の解剖学的構造と共に画像を形成する方法によって表され、
   ホルダを装着した顎領域（２）の３次元の画像データのセットが、記録され、
   画像データを用いて、インプラントの計画とホルダ上に定められたように固定すべき処置治具（７）の計画が行われ、計画が、マーキング構造(１ａ）によって形成される座標システムに関する、
   ことを特徴とする処置治具を形成する方法。
2. 処置治具（７）が、コンピュータ制御される装置を用いて、特にプラスチックから形成され、この形成がマーキング構造(１ａ）によって形成される座標システム内で行われる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 処置治具（７）が、ラピッドプロトタイピング方法を用いて形成される、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. ホルダが、患者の上顎（２）内、または下顎内に係止される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. ホルダが複数の特に３つの別々に係止すべき保持手段を有しており、それぞれ保持手段に、それぞれ画像データ内で見ることのできるマーキング構造(１ａ）と固定手段（１ａ）が設けられている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 保持手段としてピン特にボルトが係止され、ボルトのヘッド（１ａ）がマーキング構造を形成し、同時に処置治具（７）のための固定手段を形成する、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 固定手段がボールヘッドを形成し、ボールヘッドが処置治具（７）内に然るべく形成された凹部のための定められた支承を形成する、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 保持手段ができる限り遠く離間して、顎領域（２）内に三角形状に配置されて係止される、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 処置治具（７）に設けられたコントロール手段（１７）を用いて、固定手段上の処置治具（７）の正確な着座が保証される、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の方法に従って形成された処置治具（７）を用いて移植を支援するシステムにおいて、
    ３次元の座標システムを形成するマーキング（１ａ）を備えた、患者の顎領域（２）内に一時的に移植すべきホルダと、ホルダ内に取外し可能に固定すべき処置治具（７）、特にドリル治具、を含む、
    ことを特徴とする移植を支援するシステム。
11. ホルダが、ベースとして形成され、ベースが、処置治具（７）を定められたように固定するための機械的インターフェイスを有している、ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 処置治具（７）が、保持手段に対して計画されたドリル軸（９）を備えたドリルジャケット（８）を有している、ことを特徴とする請求項１０または１１に記載のシステム。

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