JP6146905B2

JP6146905B2 - 顎偏位是正用アプライアンスの作製方法

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Publication number: JP6146905B2
Application number: JP2013194037A
Authority: JP
Inventors: 一寿谷; 洋二西川; 敬弘杉元
Original assignee: 一寿谷; 洋二西川; 敬弘杉元
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-09-19
Also published as: JP2015058192A

Description

本発明は、顎偏位是正用アプライアンスの作製方法に関し、特に、ＣＴ撮影で取得した断層画像に基づいて顎偏位是正用アプライアンスを作製する方法に関する。

従来の顎偏位是正用アプライアンスの作製方法としては、本発明者の一人である寿谷が開発した単純Ｘ線撮影装置『Sagittarious3000』を使用する方法が知られている（例えば、非特許文献１、２参照）。この方法によれば、患者の顎偏位の状態、すなわち、患者の下顎窩（図５の符号Ａ）における下顎頭（図５の符号Ｂ）の位置が理想的な位置からどの方向にどの程度偏位しているのかを正確に、かつ高い客観性をもって特定することができるので、当該顎偏位が是正した状態を咬合器上において正確にシミュレートすることができ、顎偏位を好適に是正するために必要とされるμｍオーダの高い寸法精度を有するアプライアンスを設計することができる。

この従来の方法は、以下の手順により行われる。
（手順１）
フェイスボウの装着により患者のフランクフルト平面の位置を特定し、図６に示すように、特定したフランクフルト平面に対して平行に金属製ワイヤーＷを患者に貼り付ける。
（手順２）
患者の頭部を、Sagittarious3000の所定位置に固定する。このとき、主線源点と撮影部位（下顎頭Ｂの頂点近傍）との距離は必ず４００ｍｍとなり、撮影部位とフィルム面との距離は必ず４０ｍｍとなる。
（手順３）
Sagittarious3000により、患者の左右の撮影部位のＸ線画像を取得する。
（手順４）
取得したＸ線画像上において、患者の下顎窩Ａにおける下顎頭Ｂの位置（現在位置Ｐ）を左右それぞれ求める。
（手順５）
現在位置Ｐにある下顎頭Ｂを理想位置Ｐ’に移動させるための顎偏位ベクトルを左右それぞれ求める。
（手順６）
フェイスボウを用いて、咬合器に患者の上顎歯列模型および下顎歯列模型を装着する。
（手順７）
咬合器の左右の顎関節を顎偏位ベクトルに基づいて左右独立に調整し、下顎頭Ｂの位置が理想位置Ｐ’に近づいた状態を咬合器上においてシミュレートする。
（手順８）
シミュレートした状態において好適なアプライアンスを設計する。

上記手順３において、患者の右側の下顎頭Ｂの頂点近傍を撮影した結果、図７（Ａ）に示すようなＸ線画像が得られた場合、手順４の詳細は以下の通りとなる。
（手順４−１）
Ｘ線画像に第１トレース紙を重ね、下顎窩Ａ、下顎頭ＢおよびワイヤーＷの像をトレースする。
（手順４−２）
ワイヤーＷが水平になるように、第１トレース紙を回転させる。これにより、第１トレース紙は、図７（Ｂ）に示す状態となる。
（手順４−３）
ワイヤーＷに平行な、下顎窩Ａの最上縁での接線Ｌ１を第１トレース紙に記入する。
（手順４−４）
ワイヤーＷに平行な、下顎頭Ｂの最上縁での接線Ｌ２を第１トレース紙に記入する。
（手順４−５）
下顎窩Ａの最上縁において接線Ｌ１と直角に交わる垂線Ｌ３を第１トレース紙に記入する。
（手順４−６）
垂線Ｌ３に９０°ラインが重なるように第１トレース紙上に分度器を置き、垂線Ｌ３に沿って分度器を上下に移動させながら、分度器の４５°ライン（下顎窩Ａの前上方壁に向かうライン）上において下顎窩Ａの幅が最も狭まっている位置を特定する。
（手順４−７）
特定した位置に置かれた分度器の４５°ラインに沿って４５°線Ｌ４を第１トレース紙に記入し、さらに、１３５°ライン（下顎窩Ａの後上方壁に向かうライン）に沿って１３５°線Ｌ５を第１トレース紙に記入する。そして、４５°線Ｌ４と１３５°線Ｌ５の交点を下顎頭Ｂの現在位置Ｐとする。
（手順４−８）
現在位置Ｐを通る、ワイヤーＷに平行な平行線Ｌ６を第１トレース紙に記入する。

以上の工程により、第１トレース紙は図７（Ｃ）に示す状態となる。

上記手順４の後に行われる手順５の詳細は以下の通りである。
（手順５−１）
第１トレース紙上で、垂線Ｌ３上における下顎窩Ａの幅ｄ３、４５°線Ｌ４上における下顎窩Ａの幅ｄ４、および１３５°線Ｌ５上における下顎窩Ａの幅ｄ５をそれぞれ測定する。上述の通り、主線源点と撮影部位との距離は４００ｍｍ、撮影部位とフィルム面との距離は４０ｍｍなので、第１トレース紙上で測定した寸法を１．１で割った寸法が実際の寸法となる。本具体例では、図７（Ｃ）に示すように、実際の幅ｄ３＝２．６ｍｍ、実際の幅ｄ４＝０．４ｍｍ、実際の幅ｄ５＝３．５ｍｍであった。
（手順５−２）
第１トレース紙に第２トレース紙を重ね、第１トレース紙とは別の色で下顎頭Ｂの像、垂線Ｌ３に相当する線Ｌ３’、４５°線Ｌ４に相当する線Ｌ４’、１３５°線Ｌ５に相当する線Ｌ５’、および平行線Ｌ６に相当する線Ｌ６’を第２トレース紙に記入する。
（手順５−３）
幅ｄ３、ｄ４およびｄ５が図８に示す理想的な寸法に近づくように、第１トレース紙に対して第２トレース紙を平行移動させる。このとき、幅ｄ３、ｄ４およびｄ５のいずれかを犠牲にして他を理想的な寸法とするのではなく、幅ｄ３、ｄ４およびｄ５の全てがなるべく理想的な寸法に近づくように心掛ける。図７（Ｃ）と図８との比較から明らかなように、本具体例では、下顎頭Ｂが前方にかなり偏位し、かつ下方にやや偏位している。このため、本具体例では、第１トレース紙に対して第２トレース紙を後方に大きく平行移動させるとともに、上方に僅かに平行移動させる。その結果、第１および第２トレース紙は、図７（Ｄ）に示す状態となる。この状態における線Ｌ３’と線Ｌ６’の交点が下顎頭Ｂの理想位置Ｐ’となる。
（手順５−４）
第２トレース紙上で、垂線Ｌ３から線Ｌ３’への移動量Δｘ、および平行線Ｌ６から線Ｌ６’への移動量Δｙを測定し、実際の移動量に換算する。本具体例では、図７（Ｄ）に示すように、実際の移動量Δｘ＝−１．８ｍｍ、実際の移動量Δｙ＝０．３ｍｍであった。この結果から、図９（Ａ）に示す顎偏位ベクトル（右側）が得られる。

図９（Ｂ）は、同様の手順により求めた当該患者の左側の顎偏位ベクトルである。

上記手順７では、上記の通り、咬合器の右側の顎関節を図９（Ａ）の顎偏位ベクトルに基づいて調整するとともに、咬合器の左側の顎関節を同図（Ｂ）の顎偏位ベクトルに基づいて調整する。ただし、患者の左右の下顎頭Ｂが下顎骨を介して繋がっているのと同様、咬合器の左右の顎関節も上顎または下顎に相当する部材を介して繋がっている。このため、左右いずれか一方の顎関節を調整すると、他方の顎関節も連動して動き、その結果、両方の顎関節を顎偏位ベクトルに基づいて調整しきれない場合がある。このような場合は、左右の現在位置Ｐが同程度に理想位置Ｐ’に近づくように心掛けながら調整を行う。例えば、本具体例では、右側の顎偏位ベクトル（同図（Ａ））が他方（同図（Ｂ））よりも大きいので、左側の現在位置Ｐが理想位置Ｐ’から遠ざかることのないように注意しながら、右側の現在位置Ｐを理想位置Ｐ’に近づける調整を行えばよい。

なお、図８に示す下顎窩Ａと下顎頭Ｂとの理想的な関係は、寿谷が、矯正治療を受けたことがない東洋系成人の死検体を１９８１年から１９８８年の間に多数計測した結果、導き出したものである。

また、手順４および手順５は、トレース紙ではなく、コンピュータを用いて行うこともある。

寿谷一、「顎関節機能障害の診断と治療指針（上）」、補綴臨床、医歯薬出版株式会社、１９９７年、第３０巻、第３号、ｐ．３２７−３３６寿谷一、「顎関節機能障害の診断と治療指針（下）」、補綴臨床、医歯薬出版株式会社、１９９７年、第３０巻、第４号、ｐ．５０１−５１４

ところで、近年、フィルムを必要とする単純Ｘ線装置からフィルムを必要としないＣＴ撮影装置への置き換えが各所で進められている。そして、これに伴って、上記従来の顎偏位是正用アプライアンスの作製方法を実行できる環境が減りつつある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、単純Ｘ線装置の代わりにＣＴ撮影装置を用いても、従来と同様の高い寸法精度で顎偏位是正用アプライアンスを設計することができる、顎偏位是正用アプライアンスの作製方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る顎偏位是正用アプライアンスの作製方法は、フェイスボウを装着した患者に、該装着により特定したフランクフルト平面の位置を示す目印を設ける第１ステップと、前記目印を参照しながら前記フランクフルト平面が水平になるように前記患者の頭部をＣＴ撮影装置に固定する第２ステップと、前記ＣＴ撮影装置により、前記患者の左右の下顎頭の頂点近傍における少なくとも１枚の断層画像を得る第３ステップと、前記断層画像上において、前記患者の下顎窩における下顎頭の位置を左右それぞれ求める第４ステップと、第４ステップで求めた位置を理想位置に移動させるための顎偏位ベクトルを左右それぞれ求める第５ステップと、フェイスボウを用いて、咬合器に前記患者の上顎歯列模型および下顎歯列模型をそれぞれ装着する第６ステップと、前記咬合器の左右の顎関節を前記顎偏位ベクトルに基づいて左右独立に調整し、前記患者の下顎窩における下顎頭の位置が前記理想位置に近づいた状態を前記咬合器上においてシミュレートする第７ステップと、前記シミュレートされた状態において噛み合わせがうまくいくようにアプライアンスを設計する第８ステップと、を含むことを特徴とする。

上記顎偏位是正用アプライアンスの作製方法は、第３ステップにおいて、前記下顎頭の左右方向の厚みを１／３した寸法だけ前記下顎頭の頂点から外側にずれた位置と前記頂点との間における断層画像を得ることが特に好ましい。

本発明によれば、従来と同様の高い寸法精度で顎偏位是正用アプライアンスを設計することができる、顎偏位是正用アプライアンスの作製方法を提供することができる。

本発明に係る顎偏位是正用アプライアンスの作製方法のフロー図である。本発明に係る方法のステップＳ４およびＳ５を説明するための図である。本発明に係る方法のステップＳ５で求めた顎偏位ベクトルの一例を示す図である。本発明に係る方法と従来方法を比較した図であって、（Ａ）は本発明に係る方法で取得した断層画像、（Ｂ）は（Ａ）の断層画像から求めた顎偏位ベクトル、（Ｃ）は従来の方法で取得したＸ線画像、（Ｄ）は（Ｃ）のＸ線画像から求めた顎偏位ベクトルである。下顎頭および下顎窩を含む人間の頭蓋骨の部分側面図である。従来方法の手順２を説明するための図である。従来方法の手順４および手順５を説明するための図である。下顎窩と下顎頭との理想的な関係を示す図である。従来方法の手順５で求めた顎偏位ベクトルの一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る顎偏位是正用アプライアンスの作製方法の実施形態について説明する。

図１に示すように、本発明に係る顎偏位是正用アプライアンスの作製方法は、順次実行されるステップＳ１〜ステップＳ８を含む。

［ステップＳ１］
初めに、ステップＳ１として、患者にフェイスボウを装着させ、これにより患者のフランクフルト平面の位置を特定する。そして、特定したフランクフルト平面の位置を示す目印を患者に設ける。一例として、本実施形態では、フランクフルト平面に平行な直線を鉛筆で患者の皮膚上に直接書き入れることとした。直線を書き入れる位置は、従来の方法においてワイヤーＷを貼り付けた位置と同じである（図６参照）。

なお、目印を鉛筆で設けることとしたのは、従来の方法のようにワイヤーＷを使用すると、ＣＴ撮影時にノイズが発生して断層画像が不鮮明になるとの理由による。

［ステップＳ２］
次に、ステップＳ２として、患者の頭部をＣＴ撮影装置の所定位置に固定する。このとき、ステップＳ１で設けた目印（直線）に水平器をあてがい、患者のフランクフルト平面が水平になるようにする。ただし、フランクフルト平面が水平であることを確認する手段は、水平器に限定されない。

単純Ｘ線撮影で取得したＸ線画像とは異なり、ＣＴ撮影で取得した断層画像は、通常、特別な配慮をしなくても実際の寸法が分かるようになっている。このため、本発明では、従来の方法のように、主線源点と撮影部位との距離および撮影部位とフィルム面との距離に気を配る必要はない。

なお、本ステップでＣＴ撮影を行ったときの頭部の位置は、正確に再現可能となっていることが好ましい。狙い通りに顎偏位が是正されたか否かを確認するためには、本ステップと全く同じ条件で再度ＣＴ撮影を行って是正前後の断層画像を比較することが有効だからである。

［ステップＳ３］
次に、ステップＳ３として、ＣＴ撮影装置により、患者の右側の下顎頭Ｂの頂点近傍における少なくとも１枚の断層画像、および患者の左側の下顎頭Ｂの頂点近傍における少なくとも１枚の断層画像を取得する。患者のフランクフルト平面を水平に維持した状態でＣＴ撮影を行っているので、本ステップでは、フランクフルト平面が水平となった状態の断層画像、例えば、図２（Ａ）に示すような断層画像が得られる。つまり、本発明では、従来の方法における手順４−２（第１トレース紙の回転）は不要である。

ここで、ステップＳ３で取得される断層画像は、下顎頭Ｂの左右方向の厚みを１／３した寸法だけ下顎頭Ｂの頂点から外側にずれた位置と頂点との間における断層画像を含んでいることが好ましい。このような断層画像を後述するステップＳ４で使用することにより、単純Ｘ線装置を用いた従来の方法で求めた顎偏位ベクトルと本発明に係る方法で求めた顎偏位ベクトルとの差をさらに小さくすることができる。

［ステップＳ４］
次に、ステップＳ４として、取得した右側の断層画像上において、患者の右側の下顎窩Ａにおける下顎頭Ｂの位置（現在位置Ｐ）を求めるとともに、取得した左側の断層画像上において、患者の左側の下顎窩Ａにおける下顎頭Ｂの現在位置Ｐを求める。

例えば、ステップＳ３において図２（Ａ）に示すような断層画像が得られた場合、本ステップでは、以下の手順Ｓ４−１〜４−７により下顎頭Ｂの現在位置Ｐを求める。
（Ｓ４−１）
断層画像に第１トレース紙を重ね、下顎窩Ａおよび下顎頭Ｂの像をトレースする。図２（Ｂ）は、トレース後の第１トレース紙である。
（Ｓ４−２）
下顎窩Ａの最上縁における水平な接線Ｌ１を第１トレース紙に記入する。
（Ｓ４−３）
下顎頭Ｂの最上縁における水平な接線Ｌ２を第１トレース紙に記入する。
（Ｓ４−４）
下顎窩Ａの最上縁において接線Ｌ１と直角に交わる垂線Ｌ３を第１トレース紙に記入する。
（Ｓ４−５）
垂線Ｌ３に９０°ラインが重なるように第１トレース紙上に分度器を置き、垂線Ｌ３に沿って分度器を上下に移動させながら、分度器の４５°ライン（下顎窩Ａの前上方壁に向かうライン）上において下顎窩Ａの幅が最も狭まっている位置を特定する。
（Ｓ４−６）
特定した位置に置かれた分度器の４５°ラインに沿って４５°線Ｌ４を第１トレース紙に記入し、さらに、１３５°ライン（下顎窩Ａの後上方壁に向かうライン）に沿って１３５°線Ｌ５を第１トレース紙に記入する。そして、４５°線Ｌ４と１３５°線Ｌ５の交点を下顎頭Ｂの現在位置Ｐとする。
（Ｓ４−７）
現在位置Ｐを通る水平線Ｌ６を第１トレース紙に記入する。

［ステップＳ５］
次に、ステップＳ５として、現在位置Ｐにある下顎頭Ｂを理想位置Ｐ’に移動させるための顎偏位ベクトルを左右それぞれ求める。

例えば、ステップＳ３において図２（Ａ）に示すような断層画像が得られた場合、本ステップでは、以下の手順Ｓ５−１〜５−４により顎偏位ベクトルを求める。
（Ｓ５−１）
第１トレース紙上で、垂線Ｌ３上における下顎窩Ａの幅ｄ３、４５°線Ｌ４上における下顎窩Ａの幅ｄ４、および１３５°線Ｌ５上における下顎窩Ａの幅ｄ５をそれぞれ測定する。本具体例では、図２（Ｃ）に示すように、幅ｄ３＝１．８ｍｍ、幅ｄ４＝１．６ｍｍ、幅ｄ５＝１．７ｍｍであった。
（Ｓ５−２）
第１トレース紙に第２トレース紙を重ね、第１トレース紙とは別の色で下顎頭Ｂの像、垂線Ｌ３に相当する線Ｌ３’、４５°線Ｌ４に相当する線Ｌ４’、１３５°線Ｌ５に相当する線Ｌ５’、および水平線Ｌ６に相当する線Ｌ６’を第２トレース紙に記入する。
（Ｓ５−３）
幅ｄ３、ｄ４およびｄ５が図８に示す理想的な寸法に近づくように、第１トレース紙に対して第２トレース紙を平行移動させる。このとき、幅ｄ３、ｄ４およびｄ５のいずれかを犠牲にして他を理想的な寸法とするのではなく、幅ｄ３、ｄ４およびｄ５の全てがなるべく理想的な寸法に近づくように心掛ける。図２（Ｃ）と図８との比較から明らかなように、本具体例では、幅ｄ４が理想的である一方、幅ｄ３および幅ｄ５が理想的な寸法よりも狭くなっている。このため、本具体例では、幅ｄ４が変化しないように注意しながら、第１トレース紙に対して第２トレース紙を僅かに前下方向に平行移動させる。その結果、第１および第２トレース紙は、図２（Ｄ）に示す状態となる。この状態における線Ｌ３’と線Ｌ６’の交点が下顎頭Ｂの理想位置Ｐ’となる。
（Ｓ５−４）
第２トレース紙上で、垂線Ｌ３から線Ｌ３’への移動量Δｘ、および平行線Ｌ６から線Ｌ６’への移動量Δｙを測定する。本具体例では、図２（Ｄ）に示すように、移動量Δｘ＝０．６ｍｍ、移動量Δｙ＝−０．７ｍｍであった。この結果から、図３（Ａ）に示す顎偏位ベクトル（右側）が得られる。

図３（Ｂ）は、同様の手順により求めた当該患者の左側の顎偏位ベクトルである。

上記の通り、ＣＴ撮影で取得した断層画像は、実際の寸法が分かるようになっている。このため、本発明に係る方法のステップＳ５では、断層画像における寸法を実際の寸法に換算する手間を省略することができる。

なお、ステップＳ４およびＳ５は、トレース紙ではなく、コンピュータを用いて手動でまたは自動的に行うこともできる。

［ステップＳ６］
次に、ステップＳ６として、フェイスボウを用いて、咬合器に患者の上顎歯列模型および下顎歯列模型をそれぞれ装着する。フェイスボウを用いて装着を行うことにより、咬合器の水平面を患者のフランクフルト平面に一致させることができる。つまり、咬合器の前後方向および上下方向を、ステップＳ３で取得した断層画像における前後方向および上下方向にそれぞれ一致させることができる。

なお、ステップＳ６は、ステップＳ７の前であればどのタイミングで実行してもよい。

［ステップＳ７］
次に、ステップＳ７として、咬合器の右側の顎関節を図３（Ａ）の顎偏位ベクトルに基づいて調整するとともに、咬合器の左側の顎関節を同図（Ｂ）の顎偏位ベクトルに基づいて調整する。ただし、患者の左右の下顎頭Ｂが下顎骨を介して繋がっているのと同様、咬合器の左右の顎関節も上顎または下顎に相当する部材を介して繋がっている。このため、左右いずれか一方の顎関節を調整すると、他方の顎関節も連動して動き、その結果、両方の顎関節を顎偏位ベクトルに基づいて調整しきれない場合がある。このような場合は、左右の現在位置Ｐが同程度に理想位置Ｐ’に近づくように心掛けながら調整を行う。

なお、本実施形態では、咬合器の左右の顎関節にそれぞれ顎関節顆頭復位装置（Condyle Repositioner）を取り付けてステップＳ７の調整を行った。

［ステップＳ８］
最後に、ステップＳ８として、シミュレートした状態において噛み合わせがうまくいくようにアプライアンスを設計する。つまり、患者の現在の状態において噛み合わせがうまくいくようにアプライアンスを設計するのではなく、下顎頭Ｂが理想位置Ｐ’に近づくように偏位した状態（顎位が是正された後の状態）において噛み合わせがうまくいくようにアプライアンスを設計する。

このようにして設計したアプライアンスを患者に装着すると、当初は噛み合わせがうまくいかず、患者が違和感を覚える。しかしながら、このアプライアンスを装着し続けると次第に顎位が自然に是正されていき、個人差はあるが、２週間程度で顎偏位はほぼ完全に是正される。

続いて、本発明に係る方法で、実績のある従来の方法と同等のアプライアンスを作製することができるかどうか確認した結果について説明する。

図４（Ａ）は、ある患者の左側の下顎頭Ｂの頂点近傍を本発明に係る方法のステップＳ３で取得した断層画像、（Ｃ）は、同一部位を従来の方法の手順３で取得したＸ線画像である。また、同図（Ｂ）は、（Ａ）の断層画像から求めた顎偏位ベクトル、（Ｄ）は、（Ｃ）のＸ線画像から求めた顎偏位ベクトルである。前後方向への移動量Δｘが、同図（Ｂ）では−１．６ｍｍであるのに対して（Ｄ）では−１．５ｍｍであり、僅かに相違しているが、上下方向の移動量Δｙは完全に一致した。これは、本発明に係る方法でも、従来の方法と同等のアプライアンスを作製することができることを示している。

Claims

顎偏位是正用アプライアンスの作製方法であって、
フェイスボウを装着した患者に、該装着により特定したフランクフルト平面の位置を示す目印を設ける第１ステップと、
前記目印を参照しながら前記フランクフルト平面が水平になるように前記患者の頭部をＣＴ撮影装置に固定する第２ステップと、
前記ＣＴ撮影装置により、前記患者の左右の下顎頭の頂点近傍における少なくとも１枚の断層画像を得る第３ステップと、
前記断層画像上において、前記患者の下顎窩における下顎頭の位置を左右それぞれ求める第４ステップと、
第４ステップで求めた位置を理想位置に移動させるための顎偏位ベクトルを左右それぞれ求める第５ステップと、
フェイスボウを用いて、咬合器に前記患者の上顎歯列模型および下顎歯列模型をそれぞれ装着する第６ステップと、
前記咬合器の左右の顎関節を前記顎偏位ベクトルに基づいて左右独立に調整し、前記患者の下顎窩における下顎頭の位置が前記理想位置に近づいた状態を前記咬合器上においてシミュレートする第７ステップと、
前記シミュレートされた状態において噛み合わせがうまくいくようにアプライアンスを設計する第８ステップと、
を含むことを特徴とする、顎偏位是正用アプライアンスの作製方法。
第３ステップにおいて、前記下顎頭の左右方向の厚みを１／３した寸法だけ前記下顎頭の頂点から外側にずれた位置と前記頂点との間における断層画像を得ることを特徴とする請求項１に記載の顎偏位是正用アプライアンスの作製方法。