JP2017104231A - 医療支援装置，及び多関節アームの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】医療支援装置において、医療器具の経路を特定すること。【解決手段】医療支援装置は、多関節アームと、取得部Ｓ１１０〜Ｓ１２０と、特定部Ｓ１３０〜Ｓ１８０と、制御部Ｓ１９０〜Ｓ２２０とを備える。特定部は、第１特定部Ｓ１６０と、第２特定部Ｓ１７０と、経路特定部４０，Ｓ１８０とを更に備える。第１特定部は、軸延長線上の位置であり、かつ、基準面よりも特定顎骨側の位置を第１位置として特定する。第２特定部は、軸延長線上における患者の口腔内の位置であり、かつ基準面よりも他顎骨側の位置を第２位置として特定する。経路特定部は、第２位置、第１位置を経由して、施術位置に到達する経路を器具経路として特定する。【選択図】図３

Description

本発明は、歯科インプラント治療の実施を支援する医療支援装置において、医療器具の経路を特定する技術に関する。

特許文献１に記載されているように、術者による歯科インプラント治療を支援する医療支援装置が知られている。従来の医療支援装置は、多関節アームと、医療器具としてのドリルユニットと、力センサと、制御部とを備えている。

この多関節アームは、複数のリンクが回転可能な関節アクチュエータを介して直列に連結されている。ドリルユニットは、多関節アームの先端部分に取り付けられる。力センサは、ドリルユニットに加わる力を検出する。制御部は、ドリルユニットの先端が患者の口腔粘膜に当たらないように、力センサで検出した力に従って多関節アームを制御し、ドリルユニットの先端を施術位置へと移動させる。

米国特許出願公開第２００９／０２５３０９５号明細書

ところで、医療支援装置においては、ドリルユニットの先端を施術位置へと移動させる場合に、安全性を確保することが求められる。
しかしながら、特許文献１には、ドリルユニットの先端が患者の口腔粘膜に当たらないようにドリルユニットの先端を施術位置へと移動させる経路の具体的な特定方法について記載されていない。

つまり、従来の技術では、医療支援装置の安全性を向上させることが可能な医療器具の経路を特定することが困難であるという課題があった。
そこで、本発明は、医療支援装置において、医療器具の経路を特定することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様は、多関節アーム（６）と、取得部（４０，Ｓ１１０〜Ｓ１２０）と、特定部（４０，Ｓ１３０〜Ｓ１８０）と、制御部（４０，Ｓ１９０〜Ｓ２２０）とを備える医療支援装置に関する。

多関節アームは、複数のリンク（８，１０，１２，１４）が回転可能な関節部（１６，１８，２０，２２，２４，２６）を介して連結されたアームである。さらに、多関節アームには、歯科インプラント治療に用いられる医療器具（３２）が先端部に取り付けられる。

取得部は、施術位置、及び埋入軸を含む情報である医療情報を取得する。ここで言う施術位置は、特定顎骨においてインプラント体が埋入される位置である。また、埋入軸は、施術位置に埋入された場合のインプラント体の軸である。そして、特定顎骨とは、患者の上顎骨及び下顎骨のうち、歯科インプラント治療に用いるインプラント体を埋入する側の顎骨である。

さらに、特定部は、取得部で取得した医療情報に基づいて、患者の口腔外から施術位置へと医療器具が到達するまでの経路である器具経路を特定する。
制御部は、特定部で特定した器具経路にて医療器具が移動するように、多関節アームを制御する。

医療支援装置における特定部は、第１特定部（４０，Ｓ１６０）と、第２特定部（４０，Ｓ１７０）と、経路特定部（４０，Ｓ１８０）とを更に備える。
このうち、第１特定部は、取得部で取得した医療情報に含まれる埋入軸を特定顎骨から他顎骨側に延長した線である軸延長線上の位置であり、かつ、基準面よりも特定顎骨側の位置を第１位置として特定する。

ここで言う他顎骨とは、患者の上顎骨及び下顎骨のうち、特定顎骨とは反対側の顎骨である。また、以下では、特定顎骨の臼歯における他顎骨側の端部と特定顎骨の切歯における他顎骨側の端部を結ぶ線が含まれる面を基準面（７４）と称す。

さらに、第２特定部は、軸延長線上における患者の口腔内の位置であり、かつ基準面よりも他顎骨側の位置を第２位置として特定する。そして、経路特定部は、第２特定部で特定された第２位置、第１特定部で特定された第１位置を経由して、施術位置に到達する経路を器具経路として特定する。

このような医療支援装置によれば、第２位置、第１位置を経由して、施術位置に到達する経路を器具経路として特定できる。
第１位置は、軸延長線上の位置であり、かつ、基準面よりも特定顎骨側の位置である。このため、第１位置は、特定顎骨から生える他の歯に隣接した口腔内の位置であり、歯そのものや口腔粘膜が存在しない位置である。したがって、施術位置が顎骨上のどの位置であっても、第１位置において、医療器具が患者の口腔粘膜に接触する可能性は低い。

また、第２位置は、軸延長線上の位置であり、かつ基準面よりも他顎骨側の位置である。そして、術者が患者に対して歯科インプラント治療を実施する場合、患者は口を開けており、その患者の口腔粘膜は、第２位置から離れた位置となる。したがって、施術位置が顎骨上のどの位置であっても、第２位置において、医療器具が患者の口腔粘膜に接触する可能性は低い。

つまり、医療支援装置によれば、上述したような第２位置及び第１位置を経由して施術位置へと至る器具経路を特定し、その器具経路に沿って医療器具が移動することで、医療支援装置の安全性を向上させることができる。

換言すると、医療支援装置によれば、医療支援装置の安全性を向上させることが可能な医療器具の経路を特定することができる。
本発明の一態様は、多関節アームを有した医療支援装置が実行する多関節アームの制御方法であってもよい。

この多関節アームの制御方法は、取得手順（Ｓ１１０〜Ｓ１２０）と、特定手順（Ｓ１３０〜Ｓ１８０）と、制御手順（Ｓ１９０〜Ｓ２２０）とを備える。そして、特定手順は、第１特定手順（Ｓ１６０）と、第２特定手順（Ｓ１７０）と、経路特定手順（Ｓ１８０）とを更に備える。

このような多関節アームの制御方法であっても、医療支援装置と同様の効果を得ることができる。

医療支援装置の外観を示す概略斜視図である。 医療支援装置の制御系を示すブロック図である。 医療支援処理の処理手順を示すフローチャートである。 医療支援処理で設定する器具経路を説明する説明図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜１．１ 医療支援装置＞
図１に示す医療支援装置１は、基台４と、多関節アーム６と、力センサ３０と、医療器具３２と、位置追跡装置３４と、ロボット制御部４０とを備えている。

すなわち、医療支援装置１は、いわゆる垂直多関節ロボットを中心に構成され、術者による歯科インプラント治療の実施を支援する。
なお、歯科インプラント治療の説明で登場する患者６０，顎骨６２，６４については、詳しくは後述する図４に示す。

歯科インプラント治療とは、患者６０の顎骨６２，６４にインプラント体を埋め込み、その埋め込まれたインプラント体に補綴物を装着する医療行為である。
以下では、患者６０の顎骨６２，６４においてインプラント体を埋入する部位を施術位置と称す。なお、インプラント体とは、歯根を形成するフィクスチャー（即ち、人工歯根）である。さらに、インプラント体には、フィクスチャーに加えて、補綴物（即ち、人工の歯）とフィクスチャーとを接続する部材であるアバットメントを含んでもよい。

また、術者とは、歯科インプラント治療を実施する人物であり、例えば、歯科医師や医師などの医療従事者である。
基台４は、多関節アーム６が設置される台である。

多関節アーム６は、ベース部８と、上腕部１０と、前腕部１２と、ハンド取付部１４とを備えた、垂直多関節アームである。
ベース部８は、基台４に回転可能に固定される。上腕部１０は、ベース部８から延出する。前腕部１２は、上腕部１０の先端から延出する。ハンド取付部１４は、前腕部１２の先端に位置し、医療器具３２を保持する。すなわち、ハンド取付部１４は、多関節アーム６の先端部に相当する。

さらに、多関節アーム６は、関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６を備えている。関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６は、それぞれ、対象物同士を回転可能に接続する周知の機構である。

関節部１６は、基台４に設定された垂直軸、即ち、Ｚ軸周りにベース部８を旋回させる。関節部１８は、ベース部８に対して、上腕部１０を多関節アーム６の前後方向に回転させる。さらに、関節部２０は、上腕部１０に対して、前腕部１２を多関節アーム６の上下方向に回転させる。関節部２２は、前腕部１２に対して、ハンド取付部１４を多関節アーム６の上下方向に回転させる。さらに、関節部２４は、前腕部１２に対してハンド取付部１４を旋回させる。関節部２６は、前腕部１２を捻るように回転させる。

図２に示すように、関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６のそれぞれは、関節アクチュエータ２８と、位置検出部２９とを備えている。関節アクチュエータ２８は、回転駆動する装置である。関節アクチュエータ２８の一例として、電動機が考えられる。

また、位置検出部２９は、各関節アクチュエータ２８の軸角度を検出する周知のセンサである。位置検出部２９の一例として、ロータリーエンコーダが考えられる。なお、軸角度とは、関節アクチュエータ２８の軸が回転した角度であり、予め規定された基準となる基準角度との相対角度であってもよいし、絶対角度であってもよい。

すなわち、多関節アーム６は、医療器具３２を移動させる機構であり、複数のリンクが回転可能な関節部を介して連結された垂直多関節アームである。
なお、ここで言うリンクとは、多関節アーム６を構成する部材であり、剛体とみなせる部材である。本実施形態におけるリンクは、ベース部８，上腕部１０，前腕部１２，ハンド取付部１４である。

力センサ３０は、多関節アーム６の先端部、即ち、ハンド取付部１４に設置されるセンサである。この力センサ３０は、多関節アーム６の先端部に加わる複数方向の力の大きさ及び向きを検出する。力センサ３０として、例えば、静電容量式の力センサを用いてもよいし、歪みゲージ式の力センサを用いてもよい。すなわち、力センサ３０は、多関節アーム６の先端部に加わる複数方向の力の大きさ及び向きを検出可能であれば、どのような方式のものを用いてもよい。

また、ここで言う力には、術者が医療器具３２を移動させることで力センサ３０に加わる力を含む。
医療器具３２は、歯科インプラント治療を実施するための道具である。この歯科インプラント治療を実施する道具には、歯科医療に用いるドリルユニットを含む。このドリルユニットは、歯科医療に用いる各種のドリルビットと、そのドリルビットを駆動するドリル駆動機構とを有している。なお、ここで言うドリルユニットには、いわゆる歯科用ハンドピースを含む。この歯科用ハンドピースには、ストレート・ギアードアングルハンドピースやコントラハンドピースと称されるものを含む。

この医療器具３２は、力センサ３０を介してハンド取付部１４に固定される。すなわち、医療器具３２は、多関節アーム６の先端部に取り付けられる。
位置追跡装置３４は、医療支援装置１において予め規定された基準点と、患者の患部との相対的な位置関係を特定する周知の装置である。この位置追跡装置３４にて特定した患者の患部は、施術位置と対応付けられる。そして、術者が歯科インプラント治療を実施している間、位置追跡装置３４は、患者の患部の位置を追跡する。

ロボット制御部４０は、制御部４２と記憶部５０とを備え、多関節アーム６の関節アクチュエータ２８を駆動する。
制御部４２は、少なくともＲＯＭ４４，ＲＡＭ４６，ＣＰＵ４８を備えた周知のマイクロコンピュータを有した制御装置である。記憶部５０は、情報やデータを記憶する周知の装置である。

記憶部５０には、医療支援処理をロボット制御部４０が実行するための処理プログラムが格納されている。この医療支援処理とは、術者が把持した医療器具３２を、患者の口腔外から施術位置まで移動させる場合に、医療器具３２の移動を支援するように多関節アーム６を制御し、更に、術者による施術位置へのドリリングを支援する処理である。

なお、ここで言うドリリングとは、医療器具３２を用いて、顎骨に対して、インプラント体を埋入する孔を設けることである。
＜１．２ 医療支援処理＞
次に、ロボット制御部４０が実行する医療支援処理について説明する。

この医療支援処理は、当該医療支援処理を起動させる起動指令が入力されると、起動される。
そして、医療支援処理が起動されると、図３に示すように、ロボット制御部４０は、予め立案された医療情報を取得する（Ｓ１１０）。

医療情報は、施術位置に対して、歯科インプラント治療をどのような内容で実行するのか、医療器具３２をどのような姿勢で施術位置に接触させるべきなのかなどを示す歯科インプラント治療の計画であり、周知の手法により予め準備された計画である。

この医療情報には、コンピュータ断層撮影（即ち、ＣＴ）装置によって撮影した複数の断層画像に基づいて特定した、施術位置、埋入軸、埋入深さ、及び断層画像そのものを含む。なお、ＣＴとは、Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙの略である。

ここで言う施術位置には、インプラント体を埋入する顎骨が上顎骨６４であるか下顎骨６２であるか、その顎骨における歯の位置を含む。
以下では、患者６０の上顎骨６４及び下顎骨６２のうち、歯科インプラント治療に用いるインプラント体を埋入する側の顎骨を特定顎骨と称す。さらに、患者の上顎骨６４及び下顎骨６２のうち、特定顎骨とは反対側の顎骨を他顎骨と称す。なお、図４においては、下顎骨６２を特定顎骨、上顎骨６４を他顎骨として説明する。

また、ここで言う埋入軸は、施術位置に埋入された場合のインプラント体の軸である。具体的に埋入軸は、長尺状のインプラント体を長手方向に沿って貫通する仮想的な軸である。さらに、ここで言う埋入軸には、この仮想的な軸と、予め規定された基準軸とがなす角度を含む。ここで言う基準軸とは、患者６０の身長方向に沿って延びる軸、即ち、鉛直軸であってもよい。

また、ここで言う埋入深さとは、施術位置にインプラント体を埋入する深さである。
さらに、医療情報には、術者が施術位置に対して歯科インプラント治療を実施する際の医療器具３２の進入角度や、その歯科インプラント治療を実施する際の医療器具３２の実空間上での傾きなどを含む。

医療支援処理では、ロボット制御部４０は、続いて、Ｓ１１０で取得した医療情報に含まれる、施術位置及び埋入軸を取得する（Ｓ１２０）。
さらに、医療支援情報では、ロボット制御部４０は、基準面７４を特定する（Ｓ１３０）。

ここで言う基準面７４とは、図４に示すように、特定顎骨の臼歯における他顎骨側の端部と特定顎骨の切歯における他顎骨側の端部とを結ぶ線が含まれる面である。ここで言う臼歯には、大臼歯と、小臼歯とを含む。大臼歯には、第一大臼歯と、第二大臼歯と、第三大臼歯とを含む。小臼歯には、第一小臼歯と、第二小臼歯とを含む。なお、本実施形態における臼歯は、第二大臼歯、または第三大臼歯であることが好ましい。

また、ここで言う切歯には、中切歯と、側切歯とを含む。なお、本実施形態における切歯は、中切歯であることが好ましい。
具体的にＳ１３０では、ロボット制御部４０は、Ｓ１１０で取得した医療情報に含まれる断層画像から、特定顎骨の臼歯における他顎骨側の端部を特定する。本実施形態において、臼歯における他顎骨側の端部とは、臼歯の上端部である。

さらに、ロボット制御部４０は、医療情報に含まれる断層画像から、特定顎骨の切歯における他顎骨側の端部を特定する。本実施形態において、切歯における他顎骨側の端部とは、切歯の上端部である。

そして、それらの特定した特定顎骨の臼歯における他顎骨側の端部と、特定顎骨の切歯における他顎骨側の端部とを結ぶ仮想的な線を含む平面を、基準面７４として設定する。
さらに、医療支援処理では、ロボット制御部４０は、空間端面７６を設定する（Ｓ１４０）。ここで言う空間端面７６とは、基準面７４に平行な面であり、かつ、医療器具３２の大きさ以上、基準面７４から離れた位置に設定される面である。

具体的にＳ１４０では、ロボット制御部４０は、基準面７４に平行であり、かつ、基準面７４から予め規定された距離である特定距離７８だけ離れた仮想的な面を空間端面７６として設定する。ここで言う特定距離７８とは、医療器具３２の大きさに許容距離を加えた距離である。この許容距離とは、医療器具３２が移動する際に経路の変動を許容する距離の範囲として予め規定されたものである。この許容距離の一例として、医療器具３２の大きさの規定割合（例えば、１／４）が考えられる。

また、医療器具３２の大きさとは、患者６０の身長方向に沿った医療器具３２の長さである。この医療器具３２の大きさの一例として、医療器具３２の軸方向と直交する方向に沿った最大の高さが考えられる。

さらに、医療支援処理では、ロボット制御部４０は、規定距離を特定する（Ｓ１５０）。ここで言う規定距離とは、医療情報に基づいて規定された距離である。この規定距離の一例として、患者の歯肉の厚み８０が考えられる。患者の歯肉の厚み８０は、患者６０の身長方向に沿った歯肉の肉厚であり、医療情報に含まれる断層画像から患者６０ごとに規定してもよいし、複数の患者６０から予め計測した歯肉の肉厚の代表値であってもよい。

そして、医療支援処理では、ロボット制御部４０は、第１位置７０を特定する（Ｓ１６０）。ここで言う第１位置７０とは、Ｓ１１０で取得した医療情報に含まれる埋入軸を特定顎骨から他顎骨側に延長した線である軸延長線上の位置であり、かつ、基準面７４よりも特定顎骨側の位置である。

具体的にＳ１６０では、ロボット制御部４０は、軸延長線に沿って、施術位置における特定顎骨の表面から、Ｓ１５０で特定した規定距離分、離れた位置を、第１位置７０として特定する。

続いて、医療支援処理では、ロボット制御部４０は、第２位置７２を特定する（Ｓ１７０）。ここで言う第２位置７２とは、軸延長線上における患者６０の口腔内の位置であり、かつ基準面７４よりも他顎骨側の位置である。

Ｓ１７０では、ロボット制御部４０は、Ｓ１４０で特定した空間端面７６と、Ｓ１３０で特定した基準面７４とに挟まれた空間（以下、移動許容空間）において、軸延長線上の位置を第２位置７２として特定する。具体的には、ロボット制御部４０は、移動許容空間において、空間端面７６と基準面７４との中間に位置し空間端面７６と基準面７４とに平行な平面と、軸延長線との交点を第２位置７２として特定する。

さらに、医療支援処理では、ロボット制御部４０は、器具経路を特定し設定する（Ｓ１８０）。ここで言う器具経路とは、患者の口腔外から施術位置へと医療器具３２が移動する経路である。なお、器具経路に沿って施術位置へと移動する医療器具３２の部位は、医療器具３２の先端であることが好ましい。ただし、器具経路に沿って施術位置へと移動する医療器具３２の部位は、これに限るものではなく、医療器具３２の重心であっても良いし、医療器具３２の全体であってもよい。

Ｓ１８０では、ロボット制御部４０は、Ｓ１７０で特定された第２位置７２、Ｓ１６０で特定された第１位置７０を経由して、施術位置に到達する経路を器具経路として特定し設定する。具体的には、ロボット制御部４０は、患者の口腔外に位置する医療器具３２から第２位置７２へと至る直線、及び第２位置７２から第１位置を経て施術位置へと至る直線を、器具経路として特定する。

続いて、ロボット制御部４０は、Ｓ１８０で設定された器具経路に沿って、医療器具３２の先端（即ち、ドリルビットの先端）が移動するように、多関節アーム６を制御する（Ｓ１９０）。

具体的にＳ１９０では、ロボット制御部４０は、術者が医療器具３２を把持して移動させる際に力センサ３０にて検出した力の大きさ、及び力の向きを取得する。そして、ロボット制御部４０は、取得した力の大きさ及び力の向きに基づいて医療器具３２の先端（即ち、ドリルビットの先端）が移動するように、多関節アーム６を制御する。

この多関節アーム６の制御は、医療器具３２の先端が器具経路から逸れる場合には、医療器具３２の先端の経路が器具経路と一致するように実施される。なお、ここで言う「医療器具３２の先端の経路が器具経路との一致」には、両者の差分が「０」となることに加えて、両者の差分が「０」とみなせる許容範囲内となることを含む。

さらに、医療支援処理では、ロボット制御部４０は、医療器具３２の先端が第２位置７２に到達したか否かを判定する（Ｓ２００）。このＳ２００での判定の結果、医療器具３２の先端が第２位置７２に到達していなければ（Ｓ２００：ＮＯ）、ロボット制御部４０は、医療支援処理をＳ１９０へと戻す。

一方、Ｓ２００での判定の結果、医療器具３２の先端が第２位置７２に到達していれば（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ロボット制御部４０は、医療支援処理をＳ２１０へと移行させる。

そのＳ２１０では、ロボット制御部４０は、Ｓ１８０で設定された器具経路に沿って、医療器具３２の先端が移動するように、多関節アーム６を制御する。このＳ２１０における多関節アーム６の制御は、Ｓ１９０と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

続いて、医療支援処理では、ロボット制御部４０は、医療器具３２の先端が第１位置７０に到達したか否かを判定する（Ｓ２２０）。このＳ２２０での判定の結果、医療器具３２の先端が第１位置７０に到達していなければ（Ｓ２２０：ＮＯ）、ロボット制御部４０は、医療支援処理をＳ２１０へと戻す。

一方、Ｓ２２０での判定の結果、医療器具３２の先端が第１位置７０に到達していれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、ロボット制御部４０は、医療支援処理をＳ２３０へと移行させる。

その２３０では、ロボット制御部４０は、施術位置へのドリリングが実施されるように、多関節アーム６を制御する。この多関節アーム６の制御では、ロボット制御部４０は、術者が医療器具３２を把持して移動させる際に力センサ３０にて検出した力の大きさ、及び力の向きを取得する。そして、ロボット制御部４０は、取得した力の大きさ及び力の向きに基づいて医療器具３２の先端、即ち、多関節アーム６の先端を移動させる。

医療支援処理では、続いて、ロボット制御部４０は、予定した埋入深さまでドリリングを終了したか否かを判定する（Ｓ２４０）。このＳ２４０では、ロボット制御部４０は、ドリリングの終了指令を受け付けた場合に、埋入深さまでドリリングを終了したものと判定すればよい。なお、ドリリングの終了指令は、予め用意されたスイッチが操作されることで受け付ければよい。そのスイッチは、ドリリングが終了した場合に操作される専用のスイッチであってもよいし、その他のスイッチと兼用であってもよい。その他のスイッチの一例としては、歯科医療に用いるドリルユニットのドリルビットを駆動する駆動スイッチが挙げられる。

そして、Ｓ２４０での判定の結果、埋入深さまでドリリングを終了していなければ（Ｓ２４０：ＮＯ）、ロボット制御部４０は、医療支援処理をＳ２３０へと戻す。
一方、Ｓ２４０での判定の結果、埋入深さまでドリリングを終了していれば（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、ロボット制御部４０は、医療支援処理を終了する。なお、医療支援処理を終了する場合、ロボット制御部４０は、医療器具３２の先端が器具経路に沿って、患者の口腔の外へと移動するように制御してもよい。

つまり、医療支援処理では、患者の口腔外に位置する医療器具３２を施術位置まで移動させる経路として、第２位置７２、第１位置７０を経由する器具経路を特定して設定する。そして、医療支援処理では、設定した器具経路に沿って、医療器具３２の先端が移動するように、多関節アーム６を制御する。さらに、医療支援処理では、予定した埋入深さまでのドリリングを支援する。
［２． 実施形態の効果］
（２．１） 以上説明したように、医療支援処理によれば、第２位置７２、第１位置７０を経由して、施術位置に到達する経路を器具経路として特定できる。

（２．２） 特に、第１位置７０は、軸延長線上の位置であり、かつ、基準面７４よりも特定顎骨側の位置である。このため、第１位置７０は、特定顎骨から生える他の歯に隣接した口腔内の位置であり、歯そのものや口腔粘膜が存在しない位置である。したがって、施術位置が顎骨上のどの位置であっても、第１位置７０において、医療器具３２が患者６０の口腔粘膜に接触する可能性は低い。

（２．３） また、第２位置７２は、軸延長線上の位置であり、かつ基準面７４よりも他顎骨側の位置である。そして、術者が患者６０に対して歯科インプラント治療を実施する場合、患者６０は口を開けており、その患者６０の口腔粘膜は、第２位置７２から離れた位置となる。したがって、施術位置が顎骨上のどの位置であっても、第２位置７２において、医療器具３２が患者６０の口腔粘膜に接触する可能性は低い。

（２．４） 医療支援装置１によれば、上述したような第２位置７２及び第１位置７０を経由して施術位置へと至る器具経路を特定し、その器具経路に沿って医療器具３２が移動することで、医療支援装置１の安全性を向上させることができる。

換言すると、医療支援装置１によれば、医療支援装置１の安全性を向上させることが可能な医療器具３２の経路を特定することができる。
（２．５） さらに、医療支援処理では、特定顎骨の表面から規定距離、離れた位置を、第１位置７０として特定している。

特に、上記実施形態では、規定距離を患者の歯肉の厚み８０としているため、医療支援装置１によれば、歯科インプラント治療において、特定顎骨に非接触でありながらも、ドリリングを直ちに開始可能な位置を、第１位置７０とすることができる。

これにより、医療支援装置１によれば、器具経路に沿って医療器具３２を移動させた場合、ドリリングをスムーズに実施させることができる。
（２．６） なお、医療支援処理では、空間端面７６と基準面７４とに挟まれた空間において、軸延長線上の位置を、第２位置７２として特定している。

この結果、医療支援装置１によれば、患者６０の口腔の外から第２位置７２までの医療器具３２の移動において、患者６０の口腔粘膜に医療器具が接触する可能性をより低減できる。

したがって、医療支援装置１によれば、歯科インプラント治療の安全性を、より確実なものとすることができる。
［３． その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

（３．１） 例えば、上記実施形態の説明に用いた図４では、施術位置が、下顎骨６２に位置するものとして説明していたが、施術位置は、上顎骨６４に位置していてもよい。この場合、上顎骨６４が特定顎骨であり、下顎骨６２が他顎骨である。

（３．２） 医療器具３２は、歯科医療に用いるドリルユニットに限るものではなく、各種の歯科インプラント治療に用いられる道具であれば、どのようなものであってもよい。各種歯科インプラント治療に用いられる道具としては、例えば、メスや鉗子などの手術器具であってもよいし、その他の医療器具であってもよい。

（３．３） 上記実施形態において、医療支援装置１は、垂直多関節アームを多関節アーム６として備えていたが、医療支援装置１が備えるアームは、これに限るものではない。例えば、医療支援装置１は、水平多関節アームを多関節アーム６として備えていてもよい。

また、多関節アーム６は、複数のリンクが直列に接続されていてもよいし、複数のリンクがその他の態様で接続されていてもよい。
（３．４） 上記実施形態におけるロボット制御部４０が実行する機能の一部または全部は、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成されていてもよい。

（３．５） 上記実施形態においては、記憶部５０にプログラムが格納されていたが、プログラムを格納する記憶媒体は、これに限るものではなく、半導体メモリなどの非遷移的実体的記憶媒体に格納されていてもよい。

（３．６）また、制御部４２は非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行してもよい。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実現される。

（３．７） また、本発明は、前述した医療支援装置の他、医療支援装置において器具経路を特定し、その特定した器具経路に沿って医療器具３２が移動するように多関節アーム６を制御する方法、器具経路を特定し、その特定した器具経路に沿って医療器具３２が移動するように多関節アーム６を制御するためにコンピュータが実行するプログラム等、種々の形態で実現することができる。

（３．８） なお、「特許請求の範囲」及び「課題を解決するための手段」の欄に記載した括弧内の符号は、一つの態様として実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（３．９） 上記実施形態の構成の一部を省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。
［対応関係の一例］
医療支援処理のＳ１１０〜Ｓ１２０を実行することで得られる機能が特定部に相当する。Ｓ１９０〜Ｓ２２０を実行することで得られる機能が制御部に相当する。

さらに、医療支援処理のＳ１６０を実行することで得られる機能が第１特定部に相当する。Ｓ１７０を実行することで得られる機能が第２特定部に相当する。Ｓ１８０を実行することで得られる機能が経路特定部に相当する。

１…医療支援装置 ４…基台 ６…多関節アーム ８…ベース部 １０…上腕部 １２…前腕部 １４…ハンド取付部 １６，１８，２０，２２，２４，２６…関節部 ２８…関節アクチュエータ ２９…位置検出部 ３０…力センサ ３２…医療器具 ３４…位置追跡装置 ４０…ロボット制御部 ４２…制御部 ４４…ＲＯＭ ４６…ＲＡＭ ４８…ＣＰＵ ５０…記憶部 ６０…患者 ６２…下顎骨 ６４…上顎骨 ７０…第１位置 ７２…第２位置 ７４…基準面 ７６…空間端面

Claims (5)

1. 複数のリンク（８，１０，１２，１４）が回転可能な関節部（１６，１８，２０，２２，２４，２６）を介して連結された多関節アーム（６）であって、歯科インプラント治療に用いられる医療器具（３２）が先端部に取り付けられる多関節アームと、
   患者の上顎骨及び下顎骨のうち、前記歯科インプラント治療に用いるインプラント体を埋入する側の顎骨を特定顎骨とし、
   前記特定顎骨において前記インプラント体が埋入される位置である施術位置、及びその施術位置に埋入された場合の前記インプラント体の軸である埋入軸を含む情報である医療情報を取得する取得部（４０，Ｓ１１０〜Ｓ１２０）と、
   前記取得部で取得した医療情報に基づいて、前記患者の口腔外から前記施術位置へと前記医療器具が到達するまでの経路である器具経路を特定する特定部（４０，Ｓ１３０〜Ｓ１８０）と、
   前記特定部で特定した器具経路にて前記医療器具が移動するように、前記多関節アームを制御する制御部（４０，Ｓ１９０〜Ｓ２２０）と
   を備え、
   前記患者の上顎骨及び下顎骨のうち、前記特定顎骨とは反対側の顎骨を他顎骨とし、前記特定顎骨の臼歯における前記他顎骨側の端部と前記特定顎骨の切歯における前記他顎骨側の端部とを結ぶ線が含まれる面を基準面（７４）とし、
   前記特定部は、
   前記取得部で取得した医療情報に含まれる埋入軸を前記特定顎骨から前記他顎骨側に延長した線である軸延長線上の位置であり、かつ、前記基準面よりも前記特定顎骨側の位置を第１位置（７０）として特定する第１特定部（４０，Ｓ１６０）と、
   前記軸延長線上における前記患者の口腔内の位置であり、かつ前記基準面よりも前記他顎骨側の位置を第２位置（７２）として特定する第２特定部（４０，Ｓ１７０）と、
   前記第２特定部で特定された第２位置、前記第１特定部で特定された第１位置を経由して、前記施術位置に到達する経路を前記器具経路として特定する経路特定部（４０，Ｓ１８０）と
   を更に備える、医療支援装置（１）。
2. 前記第１特定部は、
   前記軸延長線に沿って、前記施術位置における前記特定顎骨の表面から、規定された距離である規定距離、離れた位置を、第１位置として特定する、請求項１に記載の医療支援装置。
3. 前記規定距離は、
   前記患者の歯肉の厚みである、請求項２に記載の医療支援装置。
4. 前記第２特定部は、
   前記基準面に平行な面であり、かつ、前記医療器具の大きさ以上、前記基準面から離れた位置に設定される面である空間端面（７６）と、前記基準面とに挟まれた空間において、前記軸延長線上の位置を、第２位置として特定する、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の医療支援装置。
5. 複数のリンク（８，１０，１２，１４）が回転可能な関節部（１６，１８，２０，２２，２４，２６）を介して連結され、歯科インプラント治療に用いられる医療器具（３２）が先端部に取り付けられる多関節アーム（６）を有した医療支援装置（１）が実行する、前記多関節アームの制御方法であって、
   患者の上顎骨及び下顎骨のうち、前記歯科インプラント治療に用いるインプラント体を埋入する側の顎骨を特定顎骨とし、
   前記特定顎骨において前記インプラント体が埋入される位置である施術位置、及びその施術位置に埋入された場合の前記インプラント体の軸である埋入軸を含む情報である医療情報を取得する取得手順（Ｓ１１０〜Ｓ１２０）と、
   前記取得手順で取得した医療情報に基づいて、前記患者の口腔外から前記施術位置へと前記医療器具が到達するまでの経路である器具経路を特定する特定手順（Ｓ１３０〜Ｓ１８０）と、
   前記特定手順で特定した器具経路にて前記医療器具が移動するように、前記多関節アームを制御する制御手順（Ｓ１９０〜Ｓ２２０）と
   を備え、
   前記患者の上顎骨及び下顎骨のうち、前記特定顎骨とは反対側の顎骨を他顎骨とし、前記特定顎骨の臼歯における前記他顎骨側の端部と前記特定顎骨の切歯における前記他顎骨側の端部とを結ぶ線が含まれる面を基準面（７４）とし、
   前記特定手順は、
   前記取得手順で取得した医療情報に含まれる埋入軸を前記特定顎骨から前記他顎骨側に延長した線である軸延長線上の位置であり、かつ、前記基準面よりも前記特定顎骨側の位置を第１位置（７０）として特定する第１特定手順（Ｓ１６０）と、
   前記軸延長線上における前記患者の口腔内の位置であり、かつ前記基準面よりも前記他顎骨側の位置を第２位置（７２）として特定する第２特定手順（Ｓ１７０）と、
   前記第２特定手順で特定された第２位置、前記第１特定手順で特定された第１位置を経由して、前記施術位置に到達する経路を前記器具経路として特定する経路特定手順（Ｓ１８０）と
   を更に備える、多関節アームの制御方法。

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