JP7090945B1 - 歯科治療計画の手技前検証システム、歯科治療計画の手技前検証プログラム、歯科治療計画の手技前検証用の模型の製造方法、及び、歯科治療計画の手技前検証用の模型 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えばインプラント体や自家歯牙などの埋設体の埋設治療を行うとき、実際の手技器具を用いた歯科治療の前に、歯科医師が治療計画を事前検証可能な、歯科治療計画の手技前検証システムを提供すること。【解決手段】 手技前検証システムは、患者の治療対象部位及びその周囲の歯及び歯茎の表面の第１の表面データから、埋設体の表面の第２の表面データ及び手技器具の表面の第３の表面データの少なくとも一方を引いて、孔を含む治療対象部位と、ターゲットの第４の表面データとの位置関係を示す第５の表面データを作成し、第５の表面データを出力可能である。【選択図】 図１８

Description

本発明は、歯科治療計画の手技前検証システム、歯科治療計画の手技前検証プログラム、歯科治療計画の手技前検証用の模型の製造方法、及び、歯科治療計画の手技前検証用の模型に関する。

例えばインプラント治療において、通常、術者である歯科医師は、歯科用ＣＴスキャンを用いて、患者の治療位置を含む、上顎及び／又は下顎の３次元画像データを得る。歯科医師は、３次元画像データに基づいて、治療位置に加えて、患者の上顎の上顎洞の位置、後上歯槽動脈、及び、大口蓋動脈の位置、又は、患者の下顎の下歯槽動脈及び下歯槽神経の位置を手技前に把握する。
そして、歯科医師は、例えばインプラント治療において、治療対象が上顎であれば、ドリルなどの穴形成器具の先端を、所定の非到達（非接触）ターゲットとして患者の上顎洞粘膜、後上歯槽動脈、及び、大口蓋動脈などに到達させないように手技を行う。また、歯科医師は、治療対象が下顎であれば、ドリルなどの穴形成器具の先端を、所定の非到達ターゲットとして患者の下歯槽動脈及び下歯槽神経に到達させないように手技を行う。
例えばインプラント治療において、治療計画通りに骨に凹孔を形成するために、ドリルを案内するサージカルガイドが使用されることがある。サージカルガイドは、患者の上顎及び／又は下顎の３次元画像データに基づいて形成される。サージカルガイドは、患者の歯及び歯茎に嵌めて使用される。サージカルガイドは、歯科医師による手技時、インプラント体の埋設用の穴を形成するときの穴の位置、方向、径等を、治療計画の通りに形成可能とする。

特表２０１７－５０８５９５号公報

例えばインプラント治療における危険性は、動脈や神経等の非到達ターゲットの位置を手技のときに目視できないことである。
インプラント治療の治療計画の作成（サージカルガイドの作成を含む）は、現状、歯科医師が取得した患者のＣＴ画像データ（DICOMデータ）から、例えばインプラントのメーカーが持つシステムを用いてメーカーの技術者が行うことが多い。歯科医師は、メーカーの技術者が作成した治療計画を検討する。しかし、歯科医師は治療計画の作成時に作成現場におらず、また、歯科医師がメーカーが作成した治療計画の修正時に使用可能なツールは限られている。対象が３次元的であるため、歯科医師がインプラント体の選定、インプラント体を埋設する凹孔の内径、位置、角度等の僅かな調整、器具選択といった治療計画の細かな指示を歯科医師の意図通りに行うことが難しい。
本来であれば、インプラント治療の治療計画の作成から実際の治療まで、歯科医師が責任をもって行うべきである。そして、メーカーの技術者が作成した治療計画において例えば穴形成器具の各種パラメータの選択ミス等があったとしたときに、歯科医師が気づかずに誤った治療計画の通りに手技を行ってしまう可能性を排除することは難しい。

この発明は、例えばインプラント体の埋設治療や自家歯牙等の埋設体の埋設治療を行うとき、治療計画を作成した後、実際の穴形成器具などの手技器具を用いた歯科治療の前に、その手技器具を用いたときの手技器具の先端位置と、患者の上顎の上顎洞粘膜、後上歯槽動脈、及び、大口蓋動脈の位置、又は、下顎の下歯槽動脈及び下歯槽神経の位置などの非到達ターゲット位置との位置関係を術者である歯科医師が事前検証可能な、歯科治療計画の手技前検証システム、歯科治療計画の手技前検証プログラム、歯科治療計画の手技前検証用の模型の製造方法、及び、歯科治療計画の手技前検証用の模型を提供し、可能な限り歯科医師自身が設計、器具選択、治療計画の安全性の確認を行い、最良の治療計画を実現することを目的とする。

本発明の一態様に係る歯科治療計画の手技前検証システムは、制御装置と、指示入力部とを備える。指示入力部は、前記制御装置により制御される。指示入力部には、前記制御装置に対する、患者の顎部の３次元立体画像において、前記患者の治療対象部位と、前記治療対象部位に対する治療時に用いる手技器具の先端を非接触とする又は接触させるターゲットとを特定する処理指示、前記３次元立体画像において、前記治療対象部位に埋設する埋設体に関するパラメータ、及び、手技器具に関するパラメータの少なくとも一方を設定又はインストールして、前記埋設体を埋設するための凹孔を模す孔を設定する処理指示、前記患者の治療対象部位の周囲に嵌めて使用され、前記手技器具で前記凹孔を所望の位置に形成するために前記手技器具を案内する補助器具の３次元立体画像を、前記埋設体に関するパラメータ及び前記手技器具に関するパラメータの少なくとも一方と、前記治療対象部位及びその周囲部位の第１の表面データとに基づいて作成する処理指示、及び、前記第１の表面データから、前記埋設体の表面の第２の表面データ、及び、前記手技器具の表面の第３の表面データの少なくとも一方を引いて、前記孔を含む前記治療対象部位と、前記ターゲットの第４の表面データとの位置関係を示し歯科治療計画の手技前検証用の模型の第５の表面データを作成する処理指示、が入力される。前記制御装置は、前記処理指示に基づく処理を行うとともに、前記模型の出力のための前記第５の表面データの３次元立体画像及び前記補助器具の出力のための前記補助器具の３次元立体画像を出力可能であり、前記処理指示に基づく前記補助器具の３次元立体画像の作成を前記第５の表面データの３次元立体画像の出力前に処理する。

第１実施形態及び第２実施形態に係る歯科治療計画事前検証システムのブロック図。 インプラント体の一例を示す概略図。 穴形成器具の一例を示す概略図。 第１実施形態に係る歯科治療計画事前検証用の模型を示す概略図。 図４Ａとは異なる方向から見た模型を示す概略図。 第１実施形態の変形例に係る歯科治療計画事前検証用の模型を示す概略図。 第１実施形態に係るサージカルガイドを示す概略図。 インプラント治療の治療計画を示すフローチャート。 図６に続くインプラント治療の治療計画を示すフローチャート。 下歯槽骨を示す第１の３次元画像データに対し非到達ターゲットの位置をマーキングした第３の３次元画像データを重ねた状態を示す図。 図８に、さらに、インプラント体の第４の３次元画像データを重ねた状態を示す図。 図９に、さらに歯及び歯茎の第２の３次元画像データ及び穴形成器具の第５の３次元画像データを重ねた状態を示す図。 サージカルガイドの第６の３次元画像データを示す図。 下顎にサージカルガイドを取り付けた状態での、歯茎、歯、下歯槽骨、インプラント体、非到達ターゲットを示す概略図。 下顎にサージカルガイドを取り付けた状態での、歯茎、歯、下歯槽骨、穴形成器具、非到達ターゲットを示す概略図。 図９に、さらにサージカルガイドの第６の３次元画像データを重ねた状態を示す図。 図１４から第１の３次元画像データ、及び、第２の３次元画像データを除去した状態を示す図。 第２の３次元画像データ、第３の３次元画像データ、第４の３次元画像データ、及び、第５の３次元画像データの一部の表面画像データを示す図。 図１６に示す表面画像データを重ね合わせた後、第４の３次元画像データ、及び、第５の３次元画像データを引いた表面画像を示す図。 模型にサージカルガイドを組み合わせた後、穴形成器具をサージカルガイドのガイド孔を挿入した状態を示す概略図。 第１変形例に係る、下顎にサージカルガイドを取り付けた状態での、歯茎、歯、下歯槽骨、ハンドルを含む穴形成器具、非到達ターゲットを示す概略図。 第２変形例に係る、下歯槽骨を示す第１の３次元画像データに対し非到達ターゲットの位置をマーキングした第３の３次元画像データ、自家歯牙の第４の３次元画像データ、及び、穴形成器具の第５の３次元画像データを重ねた状態を示す図。 第２実施形態に係り、上顎の上歯槽骨、上顎洞、後上歯槽動脈及び大口蓋動脈を示す第１の３次元画像データに、インプラント体の第４の３次元画像データ及び穴形成器具の第５の３次元画像データを重ねた状態を示す図。 上顎の第１から第４の３次元画像データを重ねた状態を示す図。 図２２に示す図に第６の３次元画像データを重ねるとともに、第１の３次元画像データを除去した状態を示す図。 第１の３次元画像データ、第２の３次元画像データ、第３の３次元画像データ、第４の３次元画像データ、及び、第５の３次元画像データの一部の表面画像データを示す図。 図２４に示す表面画像データを重ね合わせた後、第４の３次元画像データ、及び、第５の３次元画像データを引いた表面画像を示す図。 図２５に示す上顎を、異なる方向から見た図。 上顎にインプラント体を埋設する手技を行うときの歯と上顎洞との位置関係を示す概略図。 図２７に続く、上顎にインプラント体を埋設する手技を行うときの歯と上顎洞との位置関係を示す概略図。 図２２中の第２の３次元画像データに、上顎洞の上顎洞底粘膜を重ねた状態を示す図。

実施形態に係る、歯科治療計画の手技前検証システム（歯科治療計画作成後、手技前に歯科治療計画の検証を行うための模型作製システム）１０は、例えばある患者の各種データの取得、インプラント治療の治療計画の作成から、患者への手技を行うまでの一連の作業の一部をなす。このシステム１０は、例えば、ある患者の患部データの取得、ある患者への歯科治療計画の作成から実際の患者の模型（歯科治療計画の手技前検証用の模型）１００を出力したものを用いて歯科治療計画の手技前検証を行う一連の作業を行うときに用いる。ある患者の患部データの取得、及び、模型１００の出力は、このシステム１０とは異なる別のシステムにより行ってもよい。

（第１実施形態）
第１実施形態では、システム１０を、多数から選択される埋設体としてのインプラント体３０（図２参照）を患者の下顎に埋設するインプラント治療を行う例に用いる場合について説明する。

図１に示すように、歯科治療計画の手技前検証システム（以下、単にシステムという）１０は、制御装置１２と、第１のスキャナ１４と、第２のスキャナ１６と、表示部１８と、操作部（指示入力部）２０と、記憶装置２２と、３Ｄプリンタ２４と、ミリングマシン２６とを備える。

制御装置１２は、第１のスキャナ１４、第２のスキャナ１６、表示部１８、操作部２０、記憶装置２２、３Ｄプリンタ２４、及び、ミリングマシン２６を制御する。制御装置１２としては、例えばコンピュータを用いる。制御装置１２は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び、Ｉ／Ｏインターフェースを含む。制御装置１２は、例えば１又は複数のＣＰＵなどのプロセッサがＲＯＭ等のメモリに格納された制御プログラムをＲＡＭに展開して、表示部１８、操作部２０、記憶装置２２、第１のスキャナ１４、第２のスキャナ１６、３Ｄプリンタ２４、及び、ミリングマシン２６に対する適宜の処理を実行する。又は、制御装置１２は、例えば１又は複数のＣＰＵなどのプロセッサがネットワークを介してプログラムを読み出し、表示部１８、操作部２０、記憶装置２２、第１のスキャナ１４、第２のスキャナ１６、３Ｄプリンタ２４、及び、ミリングマシン２６に対する適宜の処理を実行する。制御装置１２は、メモリに予め格納されたプログラムをプロセッサが読み込んで実行することにより、各部を制御し、画像処理などの処理を行う機能をソフトウェアにより実現する。

第１のスキャナ１４は、例えば歯科用ＣＴスキャンである。第１のスキャナ１４は、患者の例えば下顎の歯、骨及び骨内部の３次元画像データ（例えばDICOMデータ）を取得し、制御装置１２に出力する。制御装置１２は、患者の下顎の歯、骨及び骨内部の３次元画像データを、記憶装置２２に記憶させる。第２のスキャナ１６は、例えば口腔内スキャナである。第２のスキャナ１６は、患者の例えば下顎の歯及び歯茎の表面の３次元画像データ（例えばSTLデータ）を取得し、制御装置１２に出力する。制御装置１２は、患者の下顎の歯及び歯茎の表面の３次元画像データを、記憶装置２２に記憶させる。

表示部１８は、例えば液晶ディスプレイや、有機ＥＬディスプレイなどの各種のディスプレイである。表示部１８は、第１のスキャナ１４及び第２のスキャナ１６で取得し制御装置１２に出力する患者に関する画像を表示するとともに、各種の情報を表示する。制御装置１２は、記憶装置２２に記憶させた患者の３次元画像データを読み出して表示部１８に表示させてもよい。

操作部２０は、制御装置１２に対する指示を入力する。操作部２０は、例えばキーボード及びマウス等のデバイスを含む。

記憶装置２２は、患者の各種データ（例えば、下顎の歯、骨及び骨内部の３次元画像データ（DICOMデータ）、及び、患者の下顎の歯及び歯茎の表面の３次元画像データ（例えばSTLデータ））を記憶する。記憶装置２２は、例えば図２に示すインプラント体３０の各種の３次元画像データ（インプラント体データ）２２ａ、図３に示すドリルなどの穴形成器具４０の各種の３次元画像データ（穴形成器具セットデータ）２２ｂを記憶する。

制御装置１２がネットワークを介してインプラント体３０の各種の３次元画像データ２２ａ、穴形成器具４０の各種の３次元画像データ２２ｂを読み出す場合、記憶装置２２にインプラント体３０の各種の３次元画像データ２２ａ、穴形成器具４０の各種の３次元画像データ２２ｂを記憶させることは不要となり得る。すなわち、制御装置１２は、記憶装置２２の代わりに、例えばサーバ上のデータベース（インプラント体データ２２ａ及び穴形成器具セットデータ２２ｂ）を用いてもよい。制御装置１２は、サーバから各種のデータを読み出し可能である。

図３に示すように、実際の穴形成器具４０は、例えば、穴をあけるボディ４２と、シャンク４４と、スリーブ４６と、ストッパー４８と、を有する。ボディ４２及びシャンク４４は一体成型など、一体化されている。シャンク４４は、図示しないハンドピースに固定される。このため、ボディ４２及びシャンク４４は、所定の回転軸の軸回りに回転する。スリーブ４６は、ボディ４２の外側を覆い、後述するサージカルガイドなどの補助器具２００のガイド孔（貫通孔）２１０に嵌合又は係合する。ストッパー４８のボディ４２側の端面４８ａは、例えばハンドピースとの距離が規定された状態で、補助器具２００のガイド孔２１０を規定する規定面２２０に当接する。

３Ｄプリンタ２４は、患者の下顎の３次元画像データ及び歯科医師が作成する３次元画像データに基づいて、図４Ａ及び図４Ｂに示す、歯科治療事前検証用の模型１００を造形する。３Ｄプリンタ２４は、例えば歯科医師が自ら所有し、その歯科医師が３Ｄプリンタ２４を動作させることが好適であるが、専門業者等が、歯科医師等から３Ｄプリンタ用のデータを受け取り、造形物を出力してもよい。

模型１００は、模型本体１１０と、ターゲット模型部１２０と、孔部１３０とを有する。模型本体１１０は、患者の実際の下顎の治療対象部位及びその周囲と同じ大きさ、形状に造形される。模型本体１１０とターゲット模型部１２０との間は、患者の実際の下顎の治療対象部位とターゲット（非接触ターゲット又は接触ターゲット）との位置関係と同じ位置関係に形成される。同じ位置関係とは、治療対象部位の手技に関係する部位が、患者の実際の下顎の治療対象部位及びその周囲と同じ大きさ、形状に形成される意である。孔部１３０は、後述するインプラント体３０及び穴形成器具４０の各種のパラメータによって規定される。孔部１３０は、治療対象部位の孔部１３０に埋設するインプラント体３０又は穴形成器具４０の形状（例えば、長さ、外径）、角度、位置に関するパラメータの設定にしたがって形成される。

模型本体１１０は、孔部１３０の縁部を形成する規定面１３５を有する。規定面１３５は、歯茎又は下歯槽骨の表面である。スリーブ４６の端面４６ａが規定面１３５に当接すると、その位置から穴形成器具４０のボディ４２が歯茎及び下歯槽骨の奥側に向かうことを規制する。このため、模型本体１１０の規定面１３５により、穴形成器具４０の先端到達位置は規定される。

ターゲット模型部１２０は模型本体１１０に支持されることが好適である。模型１００は、ターゲット模型部１２０を支持し、模型本体１１０とは反対側に設けられる基部（土台）１４０と、模型本体１１０と基部１４０とを接続する支柱１５０とをさらに有する。

ミリングマシン２６は、患者の下顎の３次元画像データ及び歯科医師が作成する３次元画像データに基づいて、図５に示す補助器具（サージカルガイド）２００を削り出す。ミリングマシン２６は、例えば歯科医師が自ら所有し、その歯科医師がミリングマシン２６を動作させることが好適であるが、専門業者等が、歯科医師等からミリングマシン２６用のデータを受け取り、補助器具２００を出力してもよい。

実際に歯科治療時に使用される補助器具２００は、医療認可され、歯科治療に耐え得る耐久性を有する樹脂材が用いられる。歯科治療時に使用される補助器具２００は、３Ｄプリンタ２４で作製される場合もあり得る。この場合の補助器具２００は、医療認可された素材で形成される。なお、歯科治療時に使用せず、模型１００とともに歯科医師の確認用に用いる補助器具２００は、例えば模型１００と同じ素材で形成されることが好適である。模型１００は実際の治療に用いられるわけではないため、規定面１３５とターゲット模型部１２０との関係が維持されていれば、適宜の素材で適宜の精度に形成されていればよい。

補助器具２００は、患者の治療箇所の表面形状に合わせて形成される。補助器具２００は、患者の治療箇所の歯茎の近傍の歯、歯茎又は顎骨にスクリューで固定後に嵌合させて用いる。補助器具２００は、下顎に対するガタツキを防止した状態で、下顎に固定される。補助器具２００は、歯茎及び歯槽骨に設定した凹孔を形成し、その凹孔に設定したインプラント体３０を入れるための凹孔を正確に穴形成器具４０のボディ４２で形成するために用いる。

補助器具２００は、本体２０５と、ガイド孔２１０とを有する。

上述したように、補助器具２００は、患者の治療箇所の歯茎の近傍の歯、歯茎及び顎骨にスクリューで固定後に嵌合させて用いるため、本体２０５は、歯、歯茎及び顎骨との基準位置を規定する位置規定部として用いられる。本体２０５は、患者の口腔の領域に、例えば１本以上の歯に沿って固定される例を図示するが、患者の下顎側が完全に無歯の状態であってもよい。例えば、本体２０５は、１本または２本の歯のみ、骨のみ、またはそれらの任意の組み合わせのような患者の口腔のより小さな部分に接続するように構成され得る。

ガイド孔２１０は、本体２０５が患者の下顎の歯及び歯茎に適切に取り付けられたときに、穴形成器具４０のボディ４２により形成される凹孔の方向、形状（長さ、外径）、角度、位置等を規定する。補助器具２００は、ガイド孔２１０の縁部を形成する規定面２２０を有する。規定面２２０は、歯茎又は下歯槽骨に対向する面とは反対側の面である。ストッパー４８の端面４８ａが規定面２２０に当接すると、その位置から穴形成器具４０のボディ４２が歯茎及び下歯槽骨の奥側に向かうことを規制する。このため、補助器具２００の規定面２２０により、穴形成器具４０の先端到達位置は規定される。

なお、補助器具２００のガイド孔２１０は、穴形成器具４０だけでなく、例えば、止血用などの電気メスなどの他の手技器具を挿入し得る可能性がある。このとき、規制面２２０は、電気メスの挿入方向、角度、位置等を規制する。このため、規制面２２０は、穴形成器具４０の規制面として用いられるだけでなく、他の手技器具の規制面として用いられ得る。したがって、補助器具２００は、手技器具の位置規定体として用いられる。

なお、本実施形態に係るシステム１０では、歯科医師は、補助器具を３次元画像データ（３次元形状を表現するデータ）として作成でき、３Ｄプリンタ２４又はミリングマシン２６を用いて、患者の下顎の形状及び大きさに適合する実物を造形可能である。

本実施形態に係る制御装置１２には、画像表示プログラム、画像処理プログラム、出力プログラム等が格納されている。

画像表示プログラムは、第１のスキャナ１４、第２のスキャナ１６で取得するデータを表示部１８に表示させる。画像処理プログラムは、画像表示プログラムで表示させた画像データと、記憶装置２２に格納された各種のデータとを同一の座標軸に基づいて重ね合わせる。画像表示プログラムは、画像処理プログラムを用いて同一の座標軸に基づいて重ね合わせたデータを表示部１８に表示させる。また、画像表示プログラムは、歯科医師の意図に基づいて作成する３次元画像データを表示部１８に表示させる。出力プログラムは、画像処理プログラムを用いて歯科医師の意図に基づいて作成する３次元画像データ及び物体（例えば模型１００及び補助器具２００）の表面データ（３次元形状を表現するデータ（３次元画像データ）をいい、以下、表面データという）を出力する。出力プログラムは、３Ｄプリンタ２４又はミリングマシン２６に実物を造形させる表面データを出力可能である。

歯科医師は、操作部２０を用いて制御装置１２に各種の指示を入力し、例えば図６及び図７に示すフローに沿ってインプラント治療の治療計画を作成する。

歯科医師は、歯科用ＣＴスキャンなどの第１のスキャナ１４を用いて、患者の下顎の歯、骨及び骨内部の３次元画像データ（例えばDICOMデータ）を取得し、記憶装置２２に記憶させる。これを第１の３次元画像データとする。また、歯科医師は、例えば、口腔内スキャナなどの第２のスキャナ１６を用いて、歯及び歯茎の表面の３次元画像データ（例えばSTLデータ）を取得し、記憶装置２２に記憶させる。これを第２の３次元画像データ（第１の表面データ）５２とする。歯科医師は、適宜のソフトウェア（アプリケーション）に、第１の３次元画像データ、及び、第２の３次元画像データを取り込む（ステップＳ１）。ソフトウェアは、第１の３次元画像データ５１、及び、第２の３次元画像データ５２のデータ形式が異なっていても、第１の３次元画像データ５１、及び、第２の３次元画像データ５２の両方のデータを読み込み可能である。

歯科医師は、例えば第１の３次元画像データに基づく第１の３次元画像５１を表示部１８の表示画面で確認するとともに、その他の各種条件に基づいて、ある患者の治療部位におけるインプラント治療の可否を総合的に判断する（ステップＳ２）。以下、歯科医師が、インプラント治療が可能である（Ｓ２－Ｙｅｓ）と判断したときの作業について説明する。なお、歯科医師が、インプラント治療が不可である（Ｓ２－Ｎｏ）と判断したとき、治療計画の作成作業を終了する。

なお、第２の３次元画像データをインプラント治療の可否判断に使用しない場合、第２のスキャナ１６を用いた、歯及び歯茎の表面の３次元画像データ（例えばSTLデータ）の取得を、ステップＳ２の工程の後に行ってもよい。

歯科医師は、図８に示すように、ソフトウェア上で、下顎の骨（下歯槽骨）を示す第１の３次元画像５１において、インプラント治療時にインプラント体３０を埋設する凹孔７０の形成時に穴形成器具４０のボディ４２の先端を到達させない非到達（非接触）ターゲットとするため、下歯槽動脈及び下歯槽神経の位置を特定する。そして、歯科医師は、ソフトウェア上で、非到達ターゲットの位置をマーキングする（ステップＳ３、第１の処理）。このとき、歯科医師は、ソフトウェア上で、非到達ターゲットが３次元的に形成されるように非到達ターゲットの特徴点をマーキングする。そして、歯科医師は、第３の３次元画像データ（第４の表面データ）５３として、非到達ターゲットを作成する。

歯科医師は、図９に示すように、ソフトウェア上で、治療位置において、インプラント体３０を模したインプラント体の形状（例えば長さ、外径）、角度、位置等を設定又はインストールする（ステップＳ４）。インストールとは、例えば歯科医師が３Ｄスキャナなどを用いて取得した３次元データをシステム１０に取り込むことをいう。インプラント体の角度とは、例えば患者の治療位置に対する設置向きをいう。

なお、インプラント体としては、そのインプラント体に１対１に対応し、実際に医療認可されたインプラント体３０と同じ形状及び同じ寸法の情報を含む３次元画像データを用いる。このとき、歯科医師は、インプラント体３０に取り付けるアバットメント（abutment）及び上部構造（歯冠部）の形状との関係を考慮する。歯科医師は、例えば記憶装置２２に記憶されたインプラント体の３次元画像データ２２ａから、設定内容に合致する１つのインプラント体を選択する。歯科医師が選択するインプラント体の第４の３次元画像データ（第２の表面データ）５４は、例えばインプラント体３０のメーカーから提供される。歯科医師は、インプラント体３０のメーカーから提供されない場合、インプラント体の第４の３次元画像データ５４を自ら作成してもよい。制御装置１２は、歯科医師が作成したインプラント体の第４の３次元画像データ５４を、記憶装置２２に記憶させる。
歯科医師は、自らインプラント体３０を選択し、下顎の骨に対するインプラント体３０の角度、位置等を患者に合わせて最適に設定できる。このとき、歯科医師は、インプラント体の選択をやり直し、患者の処置対象に対し、長さ、外径が異なるインプラント体の適合性を試すことも容易である。

歯科医師は、図１０に示すように、患者の治療に用いる１つ又は複数メーカーのドリルセットから、選択したインプラント体を埋設するための凹孔７０の深さ、径、角度、位置に応じて適切な穴形成器具を選択する（第２の処理）。なお、穴形成器具としては、その穴形成器具に１対１に対応し、実際に医療認可された穴形成器具４０と同じ形状及び同じ寸法の情報を含む３次元画像データを用いる。歯科医師は、通常は、選択したインプラント体３０のメーカーが推奨する穴形成器具４０を選択し得るが、他の穴形成器具４０を用いてもよい。歯科医師は、記憶装置２２に記憶された穴形成器具４０を模した穴形成器具の３次元画像データ２２ｂから、設定内容に合致する１つの穴形成器具４０を選択する。歯科医師が選択する穴形成器具４０の第５の３次元画像データ（第３の表面データ）５５は、例えば穴形成器具４０のメーカーから提供される。歯科医師は、穴形成器具４０のメーカーから提供されない場合、第５の３次元画像データ５４を自ら作成してもよい。制御装置１２は、歯科医師が作成した第５の３次元画像データ５５を、記憶装置２２に記憶させる。

なお、一般に、実際の穴形成器具４０による孔部１３０の径は、実際のインプラント体３０の外径より僅かに小さく形成される。この関係は、ソフトウェア上での関係も同じである。穴形成器具とインプラント体の外径の差は、パラメータとして歯科医師が操作部２０に入力することで、適宜に設定可能である。

歯科医師は、ソフトウェア上で、第１から第５の３次元画像データ５１－５５の座標軸を合わせ、第１の３次元画像データ５１、第３の３次元画像データ５３、及び、第４の３次元画像データ５４及び／又は第５の３次元画像データ５５に、第２の３次元画像データ５２を、座標軸を一致させた所定の座標系上で重ね合わせる（ステップＳ５）。このため、歯科医師は、図１０に示すように、表示部１８において、下顎の歯及び歯茎の表面と、歯槽骨の内部の動脈及び神経との位置関係をソフトウェアを用いて明示する。

歯科医師は、図１１に示すように、表示部１８に表示されるソフトウェア上で、患者の下顎の形状に合わせて、補助器具（サージカルテンプレート）の３次元画像データを作成する（ステップＳ６）。すなわち、歯科医師は、第６の３次元画像５６として、補助器具を作成する。

図５に示す補助器具２００は、治療箇所の穴形成器具４０のボディ４２を案内するとともに、歯茎を覆う。歯科医師は、治療計画を決定するとき、補助器具２００の３Ｄプリンタ２４用又はミリングマシン２６用の３次元画像データ（例えばSTLデータ）を出力し、補助器具２００を３Ｄプリンタ２４又はミリングマシン２６で造形する。この補助器具２００は、３Ｄプリンタ２４で作成される模型１００（図４Ａ及び図４Ｂ参照）に嵌合又は係合可能である。なお、補助器具２００に用いる樹脂材は、この補助器具２００を実際に治療時に使用するか否かによって異なる。補助器具２００として、医療用に認可された樹脂材を用いる場合、この補助器具２００をそのまま使用し得る。補助器具２００として、医療用に非認可の樹脂材を用いる場合、この補助器具２００をそのまま実際の治療には使用し得ない。この場合、補助器具２００は、後述するように、模型１００と嵌合させた状態において、穴形成器具４０の先端が所定の位置に配置され、かつ、ターゲット模型部１２０に接触しないことを確認するといった、作成した治療計画を手技前に検証するために用いる。

ここで、実際の手技において、歯科医師は、患者の治療対象部位に対する凹孔の形成時に歯茎表面（歯槽骨ではない）から何ミリ掘っているかは確認できないが、歯槽骨表面から何ミリ掘っているかや、歯槽骨表面から動脈までの距離は、実際に使用する道具を用いて事前に確認することができる。

図１２及び図１３には、歯槽骨３１２、歯３１４、歯茎３１６、凹孔３１８、及び、下歯槽動脈及び下歯槽神経の非到達ターゲット３２０を含む下顎３１０の模式図を示す。
図１２に示すように、実際のインプラント治療において、補助器具２００及び穴形成器具４０を用いて、下歯槽骨３１２及び歯茎３１６には、凹孔３１８が形成される。凹孔３１８は、下歯槽骨３１２の頂部から凹孔３１８の底部までの距離Ｄ１と、下歯槽骨３１２の頂部（規定面）３３５から補助器具２００の規定面２２０までの距離（オフセット値）Ｄ２を合わせた深さとなる。すなわち、補助器具２００を用いる場合、凹孔３１８の深さは、下歯槽骨３１２の頂部から補助器具２００の規定面２２０までオフセットされる。

この場合、図１２及び図１３に示すように、歯科医師は、（ドリルスリーブ４６の上端４６ｂより下のドリルボディ４２の長さＨ１）－（ストッパー４８の高さＨ２）＝（手術時に用いるインプラント体３０の長さＤ１）＋（補助器具２００を用いたときのオフセット値Ｄ２）となるように、穴形成器具４０、及び、インプラント体３０をそれぞれ選択する。歯科医師は、凹孔３１８の底部又はインプラント体３０の底部と非到達ターゲット３２０とが離間するように凹孔３１８を形成し、インプラント体３０を凹孔３１８に埋設する。すなわち、歯科医師は、インプラント体３０の形状（例えば外径）、位置、角度又は凹孔７０の内径、位置、角度をパラメータとするとともに、上述したパラメータＨ１、Ｈ２、Ｄ１、Ｄ２を適宜に操作部２０を用いて入力し、患者の治療対象部位に対する状態を確認しながら、最適な治療計画を作成する。パラメータＨ１、Ｈ２の設定又はインストールには、歯科医師が最適な穴形成器具４０を選択することを含む。

歯科医師は、図１４に示すように、下顎の骨の第１の３次元画像５１と、歯及び歯茎の表面の第２の３次元画像５２と、非到達ターゲットの第３の３次元画像５３と、インプラント体の第４の３次元画像５４及び／又は穴形成器具の第５の３次元画像５５と、補助器具の第６の３次元画像５６とを所定の座標系上で重ね合わせる（ステップＳ７、第５の処理）。そして、歯科医師は、図１５に示すように、表示部１８において、第６の３次元画像５６と、第４の３次元画像５４又は第５の３次元画像５５と、第３の３次元画像５３との配置状態を確認する。すなわち、歯科医師は、ソフトウェア上で、補助器具と、インプラント体と、インプラント体を埋設するための孔を形成する穴形成器具と、非到達ターゲットとの位置関係を明示する。
なお、ステップＳ３からステップＳ７は、画像処理プログラムを用いて処理し、画像表示プログラムを用いて表示部１８に表示させる。

そして、歯科医師は、補助器具２００を３Ｄプリンタ２４又はミリングマシン２６にて造形する（ステップＳ８）。

歯科医師は、ソフトウェア上での治療計画に修正点があるか否か確認する。問題があれば、修正する。問題がなければ、図１６に示す、第２の３次元画像データ５２、第３の３次元画像データ５３、第４の３次元画像データ５４、第５の３次元画像データ５５を所定の座標系上で重ね合わせる（ステップＳ９）。このとき、治療計画を作成するソフトウェアにより、第２の３次元画像データ５２、第３の３次元画像データ５３、第４の３次元画像データ５４、第５の３次元画像データ５５を所定の座標系上で重ね合わせる。または、歯科医師は、なお、互換性を有するデータであれば、治療計画を作成するソフトウェアとは別の、例えば３ＤＣＡＤソフトウェアにこれら３次元画像データをインポートし、これら３次元画像データを重ね合わせてもよい。このとき、穴形成器具の第５の３次元画像データ５５は、ボディ、シャンクを除き、例えばスリーブ（ガイドチューブ）の画像（スリーブに関する第５の３次元画像データ５５ａ）のみインポートする。

歯科医師は、図１７に示すように、ソフトウェアにおいて、インプラント体に関する第４の３次元画像データ５４、及び、スリーブに関する第５の３次元画像データ５５ａを除去する（ステップＳ１０、第３の処理）。すなわち、ソフトウェア上で、歯、インプラント体の埋設用の凹孔を模す貫通孔１３０を有する模型本体１１０の３次元画像データ１１０ａ、及び、ターゲット模型部１２０の３Ｄプリンタ２４用の３次元画像データ１２０ａを含む、模型１００の３次元画像データ（第５の表面データ）１００ａを作成する。

ステップＳ９からステップＳ１０は、画像処理プログラムを用いて処理し、画像表示プログラムを用いて表示部１８に表示させる。

歯科医師が３Ｄプリンタ２４用のデータを確認した後、歯科医師の操作部２０への操作入力指示により、制御装置１２に制御される３Ｄプリンタ２４は、歯、インプラント体３０の埋設用の凹孔７０を模す貫通孔１３０を有する歯茎、下歯槽動脈を模したターゲット模型部１２０を含む、患者の治療部位の模型１００（図４Ａ及び図４Ｂ参照）を造形する（ステップＳ１１、第４の処理）。

ここで、歯科医師は、システム１０を用いた治療計画の作成処理を一旦終了する。

このように、上述したシステム１０の操作部２０には、制御装置１２に対し、患者の３次元立体画像データにおいて、患者の治療対象部位と、非到達ターゲットとを特定する処理指示、患者の３次元立体画像データにおいて、治療対象部位に埋設するインプラント体の各種のパラメータを設定又は歯科医師が３Ｄスキャナなどを用いて取得したデータをインストールして、インプラント体を埋設するための凹孔を模す孔を設定する処理指示を行う。また、操作部２０では、制御装置１２に対し、第１の表面データ（表面画像に関するデータ）と、第２の表面データ又は第３の表面データと、第４の表面データとを所定の座標系上で重ね合わせる処理指示（座標変換指示）、及び、第１の表面データから、第２の表面データ及び第３の表面データを引いて、孔を含む治療対象部位と、第４の表面データとの位置関係を示す第５の表面データを作成する処理指示、が入力される。
すなわち、操作部２０では、制御装置１２に対し、第１の表面データと、第２の表面データ及び第３の表面データの少なくとも一方と、第４の表面データとを所定の座標系上で重ね合わせる処理指示（座標変換指示）、及び、第１の表面データから、第２の表面データ及び第３の表面データを引いて、孔を含む治療対象部位と、第４の表面データとの位置関係を示す第５の表面データを作成する処理指示、が入力され、制御装置１２により、これらが処理される。なお、座標変換指示に第２の表面データを用いない場合、第５の表面データの作成時に第２の表面データを引く必要はない。座標変換指示に第３の表面データを用いない場合、第５の表面データの作成時に第３の表面データを引く必要はない。

歯科医師は、図１８に示すように、３Ｄプリンタ２４で造形した模型１００に例えば補助器具２００を嵌める。歯科医師は、さらに、補助器具２００のガイド孔２１０に、穴形成器具４０のボディ４２を挿入する。このとき、穴形成器具４０は、スリーブ４６及びストッパー４８を使用する。歯科医師は、穴形成器具４０のボディ４２の先端とターゲット模型部１２０との位置関係を視認により確認する。具体的には、歯科医師は、穴形成器具４０を、補助器具２００のガイド孔２１０に嵌合させたとき、穴形成器具４０のボディ４２でインプラント体３０を埋設するための凹孔をあけるために貫通孔１３０に挿入したときに、穴形成器具４０のボディ４２が所望の方向を向くか、ボディ４２の先端が動脈及び神経などのターゲット模型部１２０から離間した状態を維持するか、確認する。

または、穴形成器具４０の先端は、下歯槽神経や下歯槽動脈から３ｍｍ以上離間することが推奨される。このため、下歯槽神経や下歯槽動脈のそれぞれのターゲット模型部１２０を実際のものに対して例えば３ｍｍ以上、規定面１３５に向かって大きく作成し、穴形成器具４０の先端が当接し離間しないように治療計画を作成することもできる。すなわち、ターゲット模型部１２０の一部を、実際の非到達ターゲットの位置よりも、規定面１３５側に近づけることにより、穴形成器具４０のボディ４２の先端がターゲット模型部１２０に当接した位置と、穴形成器具４０のストッパー４８のボディ４２側の端面４８ａとの位置関係に基づいて、歯科医師は、実際に患者に使用する穴形成器具４０の使用の可否について、判断することができる。すなわち、例えば歯科医師は、ターゲット模型部１２０を、到達（接触）ターゲットとして形成することも可能である。

このように、歯科医師は、システム１０を用いて患者の３次元画像５１，５２及び、インプラント体及び穴形成器具の３次元画像５４，５５を用いて、実際の患者と同じ大きさ、形状の模型１００を造形することで、実際に用いる穴形成器具４０を用いて、インプラント体３０を埋設する凹孔を作成する手技の事前検証を行うことができる。事前検証において、問題がなければ、歯科医師は、実際の患者に治療計画の通りに手技を行う。事前検証において問題点が生じたときには、歯科医師は、必要に応じて治療計画を修正し、再度、模型１００及び補助器具２００を作成し直し、手技の事前検証を行う。歯科医師は、必要に応じて、事前検証において、問題がなくなるまで、この作業を繰り返す。
なお、模型１００を造形する場合、歯科医師は、インプラント体及び穴形成器具の３次元画像５４，５５を選択的に用いてもよい。

ところで、模型本体１１０の貫通孔１３０の位置、大きさ、角度等は、インプラント体３０を嵌める、最終的な大きさに形成される。実際の手技において、歯科医師は、小さな穴から徐々に穴径を大きくするともに、深く掘っていく。このため、歯科医師は、実際の手技において、凹孔を形成する場合、ドリルボディ４２が、短く、径が小さいものから、徐々に太く、径が長いものに変更して手技を進めていく。システム１０においては、治療計画として、歯科医師がどのような穴形成器具を用いて、凹孔を形成するのかを記載することができるが、３Ｄプリンタ２４で造形される３次元画像としては、インプラント体３０を埋設可能な最終的な大きさの凹孔を設定し得る。

模型１００を用いることで、歯科医師は、ドリル径が小さく短いものから、徐々に大きく長いものに変更しながら、手技を進める事前検証をも、模型１００を用いて事前検証することができる。すなわち、模型１００を用いることで、最終的に用いる穴形成器具４０だけでなく、凹孔の作成途中に用いる各種の手技器具においても、事前検証を行うことができる。凹孔の作成途中に用いる手技器具としては、例えば、骨補填材、採血した血液から分離させた血小板当を含むフィブリンゲル、又は、これらの混合物を治療対象部位に注入する注入器具等がある。

そして、現在、歯科医師は、実際の手技において、使用するインプラント体３０に応じて、穴形成器具のボディ４２の長さ、ストッパー４８の高さ、オフセット値などの各種パラメータを歯科医師が手技時に計算して手技を行うことがある。歯科医師がいずれか１つのパラメータでも間違えると、本来使用すべき器具とは異なる器具を使う可能性があり、医療事故につながるおそれがある。本実施形態に係る模型１００を使用することにより、歯科医師が実際の手技において、最終的な大きさの凹孔を形成するまでの、各手技器具の使用の妥当性を、歯科医師自身が事前検証することができる。
また、例えば歯科医師等のシステム１０における治療計画の作成者は、治療計画の作成時において穴形成器具４０のボディ４２の長さ、ストッパー４８の高さ、オフセット値などの各種パラメータを間違うことがあり得る。そして、治療計画の作成者は、各種パラメータの間違いを見逃して、治療計画の作成を終了してしまうことがあり得る。この場合であっても、歯科医師が模型１００及び実際の穴形成器具４０を使用して治療計画の事前検証を行うと、治療計画における各種パラメータの設定ミスに気付くことができ得る。そして、歯科医師は、模型１００を用いて、使用する穴形成器具４０のボディ４２の長さ、ストッパー４８の高さ、オフセット値などのパラメータをどのように変更すると上手く手技が行えるか、検討を行うことができる。このとき、治療計画の作成時に設定したメーカーの穴形成器具４０以外の穴形成器具も、適宜に試すことができる。このため、歯科医師は、模型１００を用いることにより、穴形成器具４０を、自らが所有する器具の中から、適切に選択することができる。
したがって、本実施形態で説明した模型１００を用いて歯科医師が手技の事前検証を行うことは、インプラント治療における治療の一環として必ず行うべきである。このため、歯科医師は、模型１００を用いた手技の事前検証により、必要に応じて、穴形成器具４０を適切に変更し、最適な治療を行うことができる。なお、歯科医師は、システム１０を使用して治療計画を修正してもよいことはもちろんである。このため、歯科医師が本実施形態に係る模型１００を用いることで、インプラント治療の安全性を大きく高めることができる。

インプラント治療において、例えば補助器具２００を作成し、歯科医師は、患者の下顎に対して、所望の位置に所定の大きさの凹孔を作成し、その凹孔にインプラント体３０を埋設する治療を行っている。従来は、インプラント体３０を埋設するための穴形成器具４０と補助器具２００との関係で、例えば非到達ターゲットに独自の考えによる他メーカーの穴形成器具による代替え選択により４０のボディ４２の先端が到達するか否か、歯科医師が手技前に視覚的、実際に確認する手段がなかった。本実施形態によれば、患者の治療対象部位を含む模型本体１１０と、ターゲット模型部１２０と、補助器具２００と、穴形成器具４０又はインプラント体３０との関係を、模型１００及び実物の穴形成器具４０又はインプラント体３０を用いて歯科医師が手技前に検証することができる。すなわち、歯科医師は、作成した治療計画を実際の手技前に事前検証することができる。このため、歯科医師は、穴形成器具４０による手技の安全性を事前検証した上で、実際の手技を行うことができる。歯科医師は、実際の手技のときに、模型１００において、非到達ターゲットに対する穴形成器具４０のボディ４２の先端の到達位置、すなわち、非到達ターゲットと穴形成器具４０のボディ４２の先端との離間距離、又は、当接状態を事前に把握しているため、歯科医師が手技にかける時間をより短くすることができる。このため、歯科医師は、治療計画の通りに手技を行うことで、患者に対してより低侵襲に手技を行うことができる。

歯科医師は、第１のスキャナ（ＣＴスキャン）１４、第２のスキャナ（口腔内スキャナ）１６を用いた患者データを取得する医療行為と、実際に患者に対して手技を行う医療行為との間に、システム１０を用いて治療計画の作成処理を行うことができる。本実施形態では、歯科医師が自ら治療計画を作成する例について説明した。治療計画の作成処理は、患者に実際を治療、診断するものではないが、インプラント体３０の下顎への埋設手技という医療行為に繋がる極めて重要な処理である。このため、歯科医師が、システム１０を用いて治療計画を作成し、治療計画に基づいて作成した模型１００、及び、補助器具２００を用いて手技の事前検証を行うことが、インプラント治療の安全性を確保する上で極めて有効な処理となる。そのためには、歯科医師自身が、各患者に対する最適な治療計画を作成可能なシステム１０を用いることは、治療の安全性を確保する上で、極めて有用である。

上述したように、治療計画の作成自体は、例えばメーカーの技術者や、歯科技工士などの歯科治療行為に対する無資格者が治療計画の作成を行うことはあり得る。この場合でも、歯科医師は、治療計画の作成データを受け取り、システム１０において、治療計画を検討し、修正指示又は自ら修正することができる。いずれにしても、歯科医師は、実際の手技を行う直前に、模型１００、穴形成器具４０、インプラント体３０、補助器具２００を用いて、治療の安全性を事前検証することができる。

上述した治療計画を修正し、模型１００を作成し直す場合、システム１０を用いて歯科医師自身が一連の作業を行うことにより、メーカー等の業者とのやり取りの時間を削減することができる。このため、歯科医師が治療計画を作成し、３Ｄプリンタ２４で模型１００を出力する場合、業者を使う場合に比べて、例えば１週間単位などの大幅な時間削減を図り得る。したがって、歯科医師は、患者に対して、より早期に手技を行える状態を整えることができ得る。
歯科医師がシステム１０を用いる場合、歯科医師が主導して、歯科医師が試行錯誤して最適な治療計画を立てることができる。このため、仮に、補助器具２００及び模型１００の出力を業者に任せる場合であっても、補助器具２００及び模型１００の修正回数を少なくすることができる。したがって、歯科医師は、患者に対して、より早期に手技を行える状態を整えることができ得る。

なお、従来、補助器具（サージカルガイド）の作成費用は例えば最低でも35000円以上であるなど、比較的高額であり、必ず必要とされているわけではないため、歯科医師が補助器具２００を使用する場合も、その作成費用を患者に支払ってもらうことが難しいことがあった。このため、現在のインプラント治療の際には、補助器具の使用が必ずしも広まっているとは言い難い。しかしながら、本実施形態に係るシステム１０を用いて例えば歯科医師自身が補助器具２００を設計し、それを歯科医師自身が所有する３Ｄプリンタ２４又はミリングマシン２６を用いて出力することで、補助器具２００の作成に大幅な費用削減を図ることができる。したがって、本実施形態に係るシステム１０を用いることで、インプラント治療の際、サージカルガイドなどの補助器具の使用を歯科医師に広めることができる。

したがって、システム１０を用いることにより、治療計画の作成を極力歯科医師の主導に変更でき、補助器具２００を含む治療計画の作成コストを削減でき、補助器具２００を用いた、より安全性が高い治療を広めることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、例えばインプラント体などの埋設体の埋設治療を行うとき、実際の穴形成器具４０などの手技器具を用いた歯科治療の前に、その手技器具を用いたときの手技器具の先端位置と、患者の下顎の下歯槽動脈及び下歯槽神経の位置などのターゲット位置との位置関係を歯科医師が事前検証可能な、歯科治療計画の手技前検証システム１０、歯科治療計画の手技前検証プログラム、歯科治療計画の手技前検証用の模型１００の製造方法、及び、歯科治療計画の手技前検証用の模型１００を提供することができる。

図４Ａ及び図４Ｂに示す模型１００では、患者の下歯槽骨に相当する部位が存在しない。図４Ｃに示すように、３Ｄプリンタ２４で作成した模型１００の樹脂材が例えば透明又は半透明で、ターゲット模型部１２０を歯科医師が視認により確認することができる膜状体１４５として下歯槽骨に相当する部位が存在していてもよい。模型１００の樹脂材が例えば透明又は半透明である場合、模型１００は、図１０中の左下図から、インプラント体の第４の３次元画像５４及び穴形成器具の第５の３次元画像５５を除去した状態に形成される。下歯槽骨に相当する部位は、穴形成器具４０とターゲット模型部１２０との位置関係を視認可能であれば、メッシュ状に形成されていてもよい。

補助器具２００は、インプラント体３０を埋設するための凹孔を形成するためのガイド孔２１０を有する。ガイド孔２１０及び凹孔７０は、穴形成器具４０として回転ドリルにより形成される場合、円形孔である。ガイド孔２１０及び凹孔７０は、穴形成器具４０によっては、回転ドリルによらない非円形孔を形成する場合もあり得る。

本実施形態では、第１のスキャナ１４及び第２のスキャナ１６の２つのスキャナを用いる例について説明した。例えば、１つのスキャナで第１の３次元画像データ５１及び第２の３次元画像データ５２を取得可能であれば、複数のスキャナは不要となり得る。

第１のスキャナ１４及び第２のスキャナ１６は、歯科医師が所有し、歯科医師が患者の顎部の３次元画像データを取得する。３Ｄプリンタ２４による造形物の造形は、適宜の業者により行ってもよい。例えば、第１のスキャナ１４、及び／又は、第２のスキャナ１６を用いて予め患者の３次元画像データを取得することがあり得るため、第１のスキャナ１４、及び／又は、第２のスキャナ１６は、システム１０に含まないことも好適である。３Ｄプリンタ２４、及び／又は、ミリングマシン２６は、システム１０に含まないことも好適である。

本実施形態では、システム１０において、補助器具２００を作成し、実際の手技に補助器具２００を用いる例について説明した。補助器具２００は、例えば穴形成器具４０の選択により、必ずしも必要でない場合があり得る。

（第１変形例）
第１実施形態の第１変形例に係るシステム１０について、図１９を用いて説明する。ここでは、図３に示す穴形成器具４０とは異なる穴形成器具４０を用いる場合のパラメータの設定の違いについて説明する。

図１９には、図３とは異なる穴形成器具４０の第１変形例を示す。図１９に示す穴形成器具４０は、ボディ４２、シャンク４４、スリーブ４６、及び、ストッパー４８に加えて、ハンドル５０を有する。ストッパー４８の下端は、ハンドル５０に当接する。このため、穴形成器具４０のボディ４２の先端の位置は、ハンドル５０の高さにより、調整される。例えば、ハンドル５０の高さが高くなると、凹孔３１８の底部は非到達ターゲット３２０から離される。

図１９に示すように、歯科医師は、（インプラント体３０の長さＤ１）＋（補助器具２００を用いたときのオフセット値Ｄ２）＝（ドリルスリーブ４６の上端より下のドリルボディ４２の長さＨ１）－（ストッパー４８の高さＨ２）－（ハンドル５０の高さＨ３）となるように、穴形成器具４０、及び、インプラント体３０をそれぞれ選択する。このように、歯科医師は、種々の穴形成器具４０に合わせて、各種の設定値を設定する。

すなわち、歯科医師は、インプラント体３０の形状（長さ、外径）、位置、角度をパラメータとするとともに、上述したパラメータＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｄ１、Ｄ２を適宜に操作部２０を用いて入力し、患者の治療対象部位に対する状態を確認しながら、最適な治療計画を作成する。パラメータＨ１、Ｈ２、Ｈ３の設定又はインストールには、歯科医師が最適な穴形成器具４０を選択することを含む。

（第２変形例）
第１実施形態では、図１２に示すように、インプラント体３０を下顎に形成する凹孔３１８に埋設する場合を例にして説明した。例えば、インプラント体３０を凹孔３１８に埋設する代わりに、図２０に示す埋設体としての自家歯牙４００を埋設する凹孔を形成する場合も、同様に、第１実施形態で説明したシステム１０を用いて治療計画を作成することができる。

歯科医師は、インプラント体３０の３次元画像データを作成するのと同様に、自家歯牙４００の３次元画像データ（第２の表面データ）を作成することができる。自家歯牙４００の３次元画像データは、種々の機器を用いて取得し得る。自家歯牙４００の３次元画像データは、例えば第２のスキャナ１６を用いて取得してもよい。

歯科医師は、自家歯牙４００の形状、位置、角度をパラメータとするとともに、上述したパラメータＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｄ１、Ｄ２を適宜に操作部２０を用いて入力し、患者の治療対象部位に対する状態を確認しながら、最適な治療計画を作成する。パラメータＨ１、Ｈ２、Ｈ３の設定又はインストールには、歯科医師が最適な穴形成器具４０を選択することを含む。自家歯牙４００は、既製品を用い得るインプラント体３０とは異なり、患者ごとに形状が異なる。このため、自家歯牙４００を下顎に埋設する場合、自家歯牙４００の形状に合わせて２つや３つの凹孔を開けることがある。これら凹孔を形成する場合も、補助器具２００を用いることができる。凹孔を作成する場合、例えば同一又は異なる複数の穴形成器具４０ａ，４０ｂを順に用いることができる。

なお、自家歯牙の代わりに、例えば歯の幹細胞を用いた再生医療を行う場合に、歯の幹細胞を体内又は対外で培養したものを、凹孔に埋設する治療を行うことが可能となり得る。この場合、歯科医師は、システム１０における治療計画の作成において、再生医療における埋設体としての細胞組織（例えば細胞組織の集合体）の形状、位置、角度をパラメータとするとともに、上述したパラメータＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｄ１、Ｄ２を適宜に操作部２０を用いて入力し、患者の治療対象部位に対する状態を確認しながら、最適な治療計画を作成する。パラメータＨ１、Ｈ２、Ｈ３の設定又はインストールには、歯科医師が最適な穴形成器具４０を選択することを含む。このように、歯科医師は、上述したシステム１０を用いて、再生医療を行う場合も、治療計画を作成し、歯科治療計画の手技前検証用の模型を作成することができ得る。

（第２実施形態）
第２実施形態では、システム１０を、多数から選択されるインプラント体３０（図２参照）を患者の上顎に埋設するインプラント治療を行う例に用いる場合について、図２１から図２９を用いて説明する。第１実施形態で説明した事項と共通の事項については、適宜に説明を省略する。

第１のスキャナ（歯科用ＣＴスキャン）１４は、患者の例えば上顎の歯、骨及び骨内部の第１の３次元画像データ（例えばDICOMデータ）５５１を取得し、制御装置１２に出力する。制御装置１２は、第１の３次元画像データ５５１を、記憶装置２２に記憶させる。第２のスキャナ（口腔内スキャナ）１６は、患者の例えば上顎の歯及び歯茎の表面の第２の３次元画像データ（例えばSTLデータ）５５２を取得し、制御装置１２に出力する。制御装置１２は、第２の３次元画像データ５５２を、記憶装置２２に記憶させる。

図２１に示すように、歯科医師は、ソフトウェア上で、第１のスキャナ１４で得た上歯槽骨、上顎洞、後上歯槽動脈及び大口蓋動脈を示す第１の３次元画像５５１を用いて、インプラント体を埋設する凹孔７０の設定時に、非到達ターゲットとする後上歯槽動脈、大口蓋動脈、及び、上顎洞底粘膜（図２７から図２９参照）の位置を特定する。そして、歯科医師は、ソフトウェア上で、非到達ターゲットが３次元的に形成されるように非到達ターゲットの特徴点をマーキングする（ステップＳ３）。そして、歯科医師は、第３の３次元画像データ５５３ａ，５５３ｂ，５５３ｃとして、非到達ターゲットを作成する。なお、後上歯槽動脈、大口蓋動脈、及び、上顎洞底粘膜は、上歯槽骨に隣接する。

図２１中の右側図では、上顎洞５５１ａの部位、後上歯槽動脈の部位の３次元画像５５３ａ、及び、大口蓋動脈の部位の３次元画像５５３ｂを示す。

なお、上顎洞底粘膜に対応する３次元画像データ５５３ｃは、卵の殻の一部のように作成してもよく、全体として例えば球体状（図２９参照）に形成してもよい。これは、模型により治療計画の事前検証を行うときに、穴形成器具４０のボディ４２の先端の到達に影響する部位が上顎洞底粘膜に対応する部位であり、残りの部位は、穴形成器具４０のボディ４２の先端の到達に影響しないためである。

歯科医師は、図２１に示すように、ソフトウェア上で、治療位置において、インプラント体３０を模したインプラント体の長さ、外径、角度、位置等を設定又はインストールする（ステップＳ４）。このとき、歯科医師は、第１実施形態で説明したインプラント体３０の外径、位置、角度、各種のパラメータ（穴形成器具４０の選択を含む）を適宜に設定し、治療計画を最適化する。

歯科医師は、図２２に示すように、ソフトウェア上で、第１から第５の３次元画像データ５５１，５５２，５５３ａ－５５３ｃ，５４，５５の座標軸を合わせ、第１の３次元画像データ５５１、第３の３次元画像データ５５３ａ－５５３ｃ、及び、第４の３次元画像データ５４及び／又は第５の３次元画像データ５５に、第２の３次元画像データ５５２を所定の座標系上で重ね合わせる（ステップＳ５）。このため、歯科医師は、上顎の歯及び歯茎の表面と、上歯槽骨の内部の動脈との位置関係をソフトウェア上で明示する。

歯科医師は、図２３に示すように、ソフトウェア上で、患者の上顎の形状に合わせて、補助器具（サージカルテンプレート）を作成する（ステップＳ６）。すなわち、歯科医師は、第６の３次元画像データ５５６として、補助器具を作成する。歯科医師は、表示部１８において、第６の３次元画像データ５５６と、第４の３次元画像データ５４又は第５の３次元画像データ５５と、第３の３次元画像データ５５３ａ，５５３ｂとの配置状態を確認する（ステップＳ７）。そして、歯科医師は、補助器具を出力する（ステップＳ８）。

歯科医師は、ソフトウェア上での治療計画に修正点があるか否か確認する。問題があれば、修正する。問題がなければ、図２４に示す、歯及び上歯槽骨を示す第１の３次元画像データ５５１、歯及び歯茎を示す第２の３次元画像データ５５２、非到達ターゲットの第３の３次元画像データ５５３ａ，５５３ｂ、インプラント体の第４の３次元画像データ５４、穴形成器具４０の第５の３次元画像データ５５を所定の座標系上で重ね合わせる（ステップＳ９）。このとき、治療計画を作成するソフトウェアと同じソフトウェアにより、第２の３次元画像データ５５２、第３の３次元画像データ５５３ａ，５５３ｂ、第４の３次元画像データ５４、第５の３次元画像データ５５を所定の座標系上で重ね合わせる。

歯科医師は、ソフトウェアにおいて、インプラント体３０に関する第４の３次元画像データ５４、及び、スリーブに関する第５の３次元画像データ５５ａを除去する（ステップＳ１０）。すなわち、図２５及び図２６に示すように、ソフトウェア上で、歯、インプラント体３０の埋設用の凹孔を模す貫通孔を有する歯茎、非到達ターゲットの３Ｄプリンタ２４用のデータ（模型の表面データ）を作成する。

歯科医師が３Ｄプリンタ２４用のデータを確認した後、歯科医師の指示入力に基づいて、制御装置１２に制御される３Ｄプリンタ２４は、歯、インプラント体３０の埋設用の凹孔を模す貫通孔を有する歯茎、非到達ターゲットである後上歯槽動脈及び大口蓋動脈を模した、患者の治療部位の模型を造形する（ステップＳ１１）。

ここで、図２７は、上顎７１０の歯槽骨７１２、歯７１４、上顎洞７３０の関係を示す。図２８は、例えばサイナスリフト（ソケットリフト）処置などの上顎洞底挙上術を用いた上顎７１０へのインプラント体３０の固定状態を示す。上顎７１０の上歯槽骨７１２にインプラント体３０を埋設するとき、図２７に示す上歯槽骨７１２の厚さが足りない場合があり得る。このとき、図２８に示す上顎洞７３０の上顎洞底粘膜７３０ａを人工の骨補填材７４０を用いて押し上げる上顎洞底挙上術が行われる。上顎洞底挙上術を行う場合、上顎洞７３０の上顎洞底粘膜７３０ａも、後上歯槽骨動脈及び大口蓋動脈とともに、穴形成器具４０としてのドリルボディ４２の非到達ターゲットとなる。

上顎洞底挙上術を行う場合、インプラント体３０を埋設する凹孔７１８を上歯槽骨７１２に開ける。このとき、例えば、上顎洞７３０の底部近傍まで凹孔７１８を開けるが、上顎洞底粘膜７３０ａは貫通させない。上歯槽骨７１２は、穴形成器具４０ではなく、オステオトームなどで貫通させる。上顎洞７３０の粘膜７３０ａと上歯槽骨７１２との間に骨補填材７４０を充填する。この状態で、インプラント体３０を埋設する。このとき、骨補填材７４０及びインプラント体３０は、上顎洞底粘膜７３０ａを破らない。

この場合、歯科治療計画の手技前検証用の模型として、例えば、第１実施形態で説明した下歯槽骨を形成しないことと同様に、図２９に示すように、上歯槽骨を形成せず、歯、歯茎、後上歯槽骨動脈、大口蓋動脈、及び、上顎洞底粘膜を模した模型が造形される。このように模型を形成すると、補助器具のガイド孔、模型の貫通孔に選択した穴形成器具４０を嵌合させたときの、穴形成器具４０のボディ４２の先端と、上顎洞底粘膜７３０ａとの位置関係を歯科医師が確認することができる。すなわち、歯科医師は、歯科治療がより安全に行えるか否か、歯科治療計画を事前検証することができる。

なお、上顎の模型は、歯及び歯茎に相当する部位を模型本体としたときに、第１実施形態で説明した模型１００のように、例えば上顎洞底粘膜７３０ａを、支柱により支持することが好適である。

下顎に対してシステム１０を用いる場合と同様に、上顎に対してシステム１０を用いる場合も、下顎に対して奏する効果と同じ効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、例えばインプラント体等の埋設体の埋設治療を行うときの実際の手技器具を用いた歯科治療の前に、その手技器具を用いたときの手技器具の先端位置と、患者の上顎の後上歯槽動脈及び大口蓋動脈や、上顎洞粘膜、の位置などのターゲット位置との位置関係を歯科医師が事前検証可能な、歯科治療計画の手技前検証システム１０、歯科治療計画の手技前検証プログラム、歯科治療計画の手技前検証用の模型の製造方法、及び、歯科治療計画の手技前検証用の模型を提供することができる。
なお、第２実施形態に係るシステム１０においても、インプラント体３０の代わりに、第１実施形態の変形例で説明した自家歯牙４００又は細胞組織を用いることができる。

上述した変形例を含む第１実施形態及び第２実施形態によれば、例えばインプラント体３０又は自家歯牙の埋設治療を行う前に、歯科医師は、歯科治療事前検証用のシステム１０を用いて作製した模型１００と、実際の歯科治療において使用を予定する穴形成器具（手技器具）４０と、インプラント体３０又は自家歯牙４００とを用いて、各種の治療器具の選択を含めた治療計画に問題がないか、手技前に事前検証することができる。このため、歯科医師が、手技中に使用する道具（例えば穴形成器具４０）でその患者の治療対象部位に治療計画に沿った所定の治療が行えるか疑心暗鬼となり、治療に時間をかけ、患者に負担をかけてしまうことを防止することができる。このため、上述した変形例を含む第１実施形態及び第２実施形態に係るシステム１０及び模型１００、更には、治療計画で設定した穴形成器具４０を用いることで、患者に対してより低侵襲に歯科治療を行うことができる。

また、このようにシステム１０を用いた、模型１００の３次元画像データを作成するまでの治療計画の作成作業を業者ではなく、実際に治療を行う歯科医師が確認しながら行うことで、例えばインプラント体３０又は自家歯牙の埋設治療をより安全に行うことができる。

また、３Ｄプリンタ２４やミリングマシン２６を歯科医師が所有する場合、３次元画像データの受け渡し時間及び模型１００の運搬時間を省略でき、治療計画の作成から、模型１００を用いた歯科治療事前検証までの一連の作業にかける時間を短縮することができる。また、治療計画を修正する場合も、治療計画の修正から、模型１００を用いた歯科治療事前検証までの一連の作業にかける時間を短縮することができる。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。

１０…歯科治療計画の手技前検証システム、１２…制御装置、１８…表示部、２０…操作部、３０…インプラント体、４０…穴形成器具、４２…ボディ、４４…シャンク、４６…スリーブ、４８…ストッパー、５１…第１の３次元画像データ、５２…第２の３次元画像データ（第１の表面データ）、５３…第３の３次元画像データ（第４の表面データ）、５４…第４の３次元画像データ（第２の表面データ）、５５…第５の３次元画像データ（第３の表面データ）、５６…第６の３次元画像、７０…凹孔、１００…模型、１００ａ…３次元画像データ（第５の表面データ）、１１０…模型本体、１１０ａ…３次元画像データ、１２０…ターゲット模型部、１２０ａ…３次元画像データ、１３０…孔部（貫通孔）、２００…サージカルガイド、２１０…ガイド孔、２２０…規定面

Claims (11)

1. 制御装置と、
   前記制御装置により制御され、前記制御装置に対する、
   患者の顎部の３次元立体画像において、前記患者の治療対象部位と、前記治療対象部位に対する治療時に用いる手技器具の先端を非接触とする又は接触させるターゲットとを特定する処理指示、
   前記３次元立体画像において、前記治療対象部位に埋設する埋設体に関するパラメータと、前記手技器具に関するパラメータとの少なくとも一方を設定、又はインストールして、前記埋設体を埋設するための凹孔を模す孔を設定する処理指示、
   前記患者の治療対象部位の周囲に嵌めて使用され、前記手技器具で前記凹孔を所望の位置に形成するために前記手技器具を案内する補助器具の３次元立体画像を、前記埋設体に関するパラメータ及び前記手技器具に関するパラメータの少なくとも一方と、前記治療対象部位及びその周囲部位の第１の表面データとに基づいて作成する処理指示、及び、
   前記第１の表面データから、前記埋設体の表面の第２の表面データ、及び、前記手技器具の表面の第３の表面データの少なくとも一方を引いて、前記孔を含む前記治療対象部位と、前記ターゲットの第４の表面データとの位置関係を示し歯科治療計画の手技前検証用の模型の第５の表面データの３次元立体画像を作成する処理指示、
   が入力される指示入力部と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記処理指示に基づく処理を行うとともに、前記模型の出力のための前記第５の表面データの３次元立体画像及び前記補助器具の出力のための前記補助器具の３次元立体画像を出力可能であり、前記処理指示に基づく前記補助器具の３次元立体画像の作成を前記第５の表面データの３次元立体画像の出力前に処理する、
   歯科治療計画の手技前検証システム。
2. 前記指示入力部には、前記患者の３次元立体画像における前記孔に対し３次元立体画像における前記手技器具が挿入されたときに、前記手技器具が前記ターゲットに対して離間するように前記手技器具に関する前記パラメータが設定又はインストールされる、請求項１に記載の歯科治療計画の手技前検証システム。
3. 前記指示入力部には、前記患者の３次元立体画像における前記孔に対し３次元立体画像における前記手技器具が挿入されたときに、前記手技器具が前記ターゲットに対して接触するように前記手技器具に関する前記パラメータが設定又はインストールされる、請求項１に記載の歯科治療計画の手技前検証システム。
4. 前記ターゲットの前記第４の表面データにおいて、前記ターゲットと前記孔との位置関係は、前記患者の顎部の実際のターゲットと前記凹孔との位置関係よりも近づけられる、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の歯科治療計画の手技前検証システム。
5. 前記手技器具に関するパラメータは、前記手技器具の形状、角度、位置に関する情報を含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の歯科治療計画の手技前検証システム。
6. 前記埋設体に関するパラメータは、インプラント体の形状、角度、位置、又は、自家歯牙埋設用の自家歯牙の形状、角度、位置、又は、再生医療における細胞組織の形状、位置に関する情報を含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の歯科治療計画の手技前検証システム。
7. 前記第５の表面データの３次元立体画像に基づいて、前記歯科治療計画の手技前検証用の模型を出力する３Ｄプリンタを備える、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の歯科治療計画の手技前検証システム。
8. 患者の顎部の３次元立体画像において、前記患者の治療対象部位と、前記治療対象部位に対する治療時に用いる手技器具の先端を非接触とする又は接触させるターゲットとを特定する第１の処理、
   前記３次元立体画像において、前記治療対象部位に埋設する埋設体に関するパラメータと、前記手技器具に関するパラメータとの少なくとも一方を設定、又はインストールして、前記埋設体を埋設するための凹孔を模す孔を設定する第２の処理、
   前記患者の治療対象部位の周囲に嵌めて使用され、前記手技器具で前記凹孔を所望の位置に形成するために前記手技器具を案内する補助器具の３次元立体画像を、前記埋設体に関するパラメータ及び前記手技器具に関するパラメータの少なくとも一方と、前記治療対象部位及びその周囲部位の第１の表面データとに基づいて作成する第３の処理、
   前記第１の表面データから、前記埋設体の表面の第２の表面データ、及び、前記手技器具の表面の第３の表面データの少なくとも一方を引いて、前記孔を含む前記治療対象部位と、前記ターゲットの第４の表面データとの位置関係を示し歯科治療計画の手技前検証用の模型の第５の表面データの３次元立体画像を作成する第４の処理、及び、
   前記模型の前記第５の表面データの３次元立体画像及び前記補助器具の３次元立体画像を出力する第５の処理、
   をコンピュータに実行させ、
   前記第３の処理に基づく前記補助器具の出力のための前記補助器具の３次元立体画像の作成を、前記第５の処理に基づく前記模型の出力のための前記第５の表面データの３次元立体画像の出力前に行う、歯科治療計画の手技前検証プログラム。
9. 前記ターゲットの前記第４の表面データにおいて、前記ターゲットと前記孔との位置関係は、前記患者の顎部の実際のターゲットと前記凹孔との位置関係よりも近づけられる、請求項８に記載の歯科治療計画の手技前検証プログラム。
10. 患者の顎部の３次元立体画像において、歯科治療計画者の指示に基づいてコンピュータが、前記患者の治療対象部位と、前記治療対象部位に対する治療時に用いる手技器具の先端を非接触とする又は接触させるターゲットとを特定すること、
    前記３次元立体画像において、前記歯科治療計画者の指示に基づいて前記コンピュータが、前記治療対象部位に埋設する埋設体に関するパラメータと、前記手技器具に関するパラメータとの少なくとも一方を設定又はインストールして、前記埋設体を埋設するための凹孔を模す孔を設定すること、
    前記患者の治療対象部位の周囲に嵌めて使用され、前記手技器具で前記凹孔を所望の位置に形成するために前記手技器具を案内する補助器具の３次元立体画像を、前記歯科治療計画者の指示に基づいて前記コンピュータが、前記埋設体に関するパラメータ及び前記手技器具に関するパラメータの少なくとも一方と、前記治療対象部位及びその周囲部位の第１の表面データとに基づいて作成すること、
    前記歯科治療計画者の指示に基づいて前記コンピュータが、前記第１の表面データから、前記埋設体の表面の第２の表面データ、及び、前記手技器具の表面の第３の表面データの少なくとも一方を引いて、前記孔を含む前記治療対象部位と、前記ターゲットの第４の表面データとの位置関係を示し歯科治療計画の手技前検証用の模型の第５の表面データに基づく３次元立体画像を作成すること、
    前記歯科治療計画者の指示に基づいて前記コンピュータが、前記模型の出力のための前記第５の表面データの３次元立体画像及び前記補助器具の出力のための前記補助器具の３次元立体画像を出力すること、
    を含み、
    前記補助器具の３次元立体画像の作成を、前記コンピュータが前記模型の出力のための前記第５の表面データの３次元立体画像の出力前に行う、歯科治療計画の手技前検証用の模型の製造方法。
11. 前記ターゲットの前記第４の表面データにおいて、前記歯科治療計画者の指示に基づいて前記コンピュータが、前記ターゲットと前記孔との位置関係を、前記患者の顎部の実際のターゲットと前記凹孔との位置関係よりも近づける、請求項１０に記載の歯科治療計画の手技前検証用の模型の製造方法。
    

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