JP7255927B2 - Treatment support system, treatment support method and treatment support program - Google Patents

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Description

本発明は、歯のインプラント施術を支援する施術支援システム等に関する。 The present invention relates to a treatment support system and the like for supporting dental implant treatment.

従来の歯科インプラントは、インプラントの位置を目視で確認し、手術用のドリルを利用して顎に穴を穿けていた。しかしながら、この方法は医師の経験に依存するため、未熟な医師が施術した場合に問題が起こり得る。 Conventional dental implants involve visually locating the implant and using a surgical drill to drill a hole in the jaw. However, since this method relies on the experience of the doctor, problems can occur when the procedure is performed by an inexperienced doctor.

そこで、石膏模型とサージカルガイドを用いてインプラントの位置を正確に誘導する技術が広がっている。また、他の方法として、口腔内の状態を3次元で表現し、映像を見ながらインプラントの設計したり施術することも行われている。 Therefore, techniques for accurately guiding the position of implants using plaster casts and surgical guides are spreading. As another method, the state of the oral cavity is expressed in three dimensions, and implants are designed or performed while viewing images.

しかしながら、サージカルガイドを用いた場合は、正確な位置にインプラントを挿入することが可能であるが、サージカルガイド自体に厚みがあり、さらにドリルの深さを考慮すると、患者の顎の大きさによっては奥深くの位置を施術することができないという問題がある。また、3次元映像を見ながらのインプラントの設計、施術では、目視に比べて口腔内の状態を把握しやすいものの、直観的な3次元映像でリアルタイムに施術状態を把握するのが難しいという問題がある。 However, when using a surgical guide, it is possible to insert the implant in an accurate position, but considering the thickness of the surgical guide itself and the depth of the drill, it depends on the size of the patient's jaw. There is a problem that a deep position cannot be treated. In designing and performing implants while viewing 3D images, it is easier to grasp the state of the oral cavity compared to visual observation, but there is a problem that it is difficult to grasp the state of treatment in real time with intuitive 3D images. be.

歯科施術や歯科インプラント方法に関する技術として、例えば、特許文献1~3に示す技術が開示されている。特許文献1に示す技術は、所定の位置マーカ1、3を設置した歯顎模型2、治療器具4と、この歯顎模型2と治療器具4の3次元データからそれらの任意の断面または斜視の再構成画像を生成する画像再構成手段5と、位置マーカ1、3を検知することによって歯顎模型2と治療器具4との3次元的な位置と傾きを測定する位置測定手段6と、位置測定手段6によって得られたデータから算出した歯顎模型2と治療器具4との3次元的な相対関係にしたがって、歯顎模型2の再構成画像と治療器具4の再構成画像とを重畳して表示する画像表示手段7とを用い、画像表示手段7に表示された画像によって歯科実習を行うものである。 For example, Patent Documents 1 to 3 disclose techniques related to dental treatment and dental implant methods. The technique shown in Patent Document 1 is a denture and jaw model 2 having predetermined position markers 1 and 3, a treatment instrument 4, and an arbitrary cross-sectional or perspective view of the denture and jaw model 2 and the treatment instrument 4 from three-dimensional data. Image reconstruction means 5 for generating a reconstructed image; Position measurement means 6 for measuring the three-dimensional positions and inclinations of the dental jaw model 2 and the treatment instrument 4 by detecting the position markers 1 and 3; The reconstructed image of the dental jaw model 2 and the reconstructed image of the therapeutic instrument 4 are superimposed according to the three-dimensional relative relationship between the dental jaw model 2 and the therapeutic instrument 4 calculated from the data obtained by the measuring means 6. An image display means 7 is used to display images displayed on the image display means 7, and dental practice is performed using the images displayed on the image display means 7. FIG.

特許文献2に示す技術は、走査線を利用した検査により得られた上顎又は下顎の一部を少なくとも含んだ3D画像情報を入力する3D画像情報入力手段20と、口腔内表面の形状・位置を認識する認識手段30と、認識手段30により認識された形状・位置と前記3D画像情報とに基づいて、両者を位置決めする位置決め手段40と、該位置決めされた3D画像情報の全部又は一部を、網膜操作ディスプレイ80に出力する出力手段50と、を備えるものである。 The technique shown in Patent Document 2 includes 3D image information input means 20 for inputting 3D image information including at least a part of the upper or lower jaw obtained by inspection using scanning lines, and the shape and position of the intraoral surface. Based on the recognition means 30 for recognition, the shape/position recognized by the recognition means 30 and the 3D image information, the positioning means 40 for positioning both, and all or part of the positioned 3D image information, and output means 50 for outputting to the retina operation display 80 .

特許文献3に示す技術は、患者の口腔内の粘膜に接着させるマーカーであって、当該マーカーは、X線非透過物質を含み、前記患者の口腔内の粘膜に接着する接着面を有し、口腔内計測器での計測の際、前記患者の口腔内の粘膜と区別できる素材で作製されており、(1)患者の口腔内の粘膜に当該マーカーが接着された状態での、X線CT機器によるCT撮影によって、当該患者の顎骨と当該マーカーとを含んだCT3次元データを取得でき、(2)患者の口腔内の粘膜に当該マーカーが接着された状態での、口腔内計測器による計測によって、当該患者の口腔内の粘膜と当該マーカーとを含んだ口腔内計測器3次元データを取得できる構成とするものである。 The technique shown in Patent Document 3 is a marker to be adhered to the mucosa in the patient's oral cavity, the marker contains an X-ray opaque substance and has an adhesive surface that adheres to the mucous membrane in the patient's oral cavity, When measuring with an intraoral measuring instrument, it is made of a material that can be distinguished from the mucosa in the patient's oral cavity, and (1) the marker is adhered to the mucous membrane in the patient's oral cavity, and X-ray CT By CT imaging with the device, CT three-dimensional data including the patient's jawbone and the marker can be obtained, and (2) measurement by an intraoral measuring instrument with the marker adhered to the intraoral mucosa of the patient. , the intraoral measuring device three-dimensional data including the intraoral mucosa and the marker of the patient can be obtained.

特開2001-51593号公報JP-A-2001-51593 特開2011-212367号公報JP 2011-212367 A 特開2013-322号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-322

特許文献1に示す技術は、歯顎模型と治療器具との位置合わせをし、3次元的な相対関係にしたがって3次元画像を重畳して表示するものであるが、歯科インプラントの設計段階において、インプラントを埋設する適正な位置を直観的で且つリアルタイムに把握して設計情報として作成できるものではない。 The technique disclosed in Patent Document 1 aligns a dental jaw model and a treatment instrument, and superimposes and displays a three-dimensional image according to the three-dimensional relative relationship. It is not possible to intuitively and in real time grasp the proper position for burying the implant and create it as design information.

また、特許文献2、3においても同様に、3次元画像を用いて施術のシミュレーション等を行うことが可能であるが、歯科インプラントの設計段階において、インプラントを埋設する適正な位置を直観的で且つリアルタイムに把握して設計情報として作成できるものではない。 Similarly, in Patent Documents 2 and 3, it is possible to simulate a treatment using a three-dimensional image. It is not something that can be comprehended in real time and created as design information.

本発明は、簡単な操作のみで仮想的に3次元表示されたインプラントをキャプチャして保存することで、インプラントを埋設する適正な位置を直観的で且つリアルタイムに把握して設計情報を作成する施術支援システム等を提供する。 The present invention captures and saves a virtual three-dimensionally displayed implant with only simple operations, so that the proper position for implant placement can be intuitively and real-time grasped to create design information. Provide a support system, etc.

本発明に係る施術支援システムは、被施術者の歯を基準位置を示す基準マーカと共にCT画像で撮像するCT撮像手段と、前記被施術者に装着され、前記基準マーカとの相対位置が予め固定された位置を示す第1の位置マーカと、施術者が操作する操作部に装着され、当該操作部の位置及び方向を特定する第2の位置マーカと、少なくとも前記CT画像に基づいて生成された3次元モデル情報と、前記操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に装着される仮想のインプラントの3次元モデル情報とを記憶する3次元モデル情報記憶手段と、前記基準マーカ、前記第1の位置マーカ及び前記第2の位置マーカの位置情報から、前記CT画像の位置と前記仮想のインプラントとの位置合わせをし、前記3次元モデル情報を前記操作部及び前記被施術者の動きに応じて表示する表示制御手段と、前記仮想のインプラントの3次元モデルが所望の位置及び角度で表示された状態となった時に、当該位置及び角度を設計情報として記憶するキャプチャ手段とを備えるも
のである。
A treatment support system according to the present invention comprises CT imaging means for taking a CT image of teeth of a person to be treated together with a reference marker indicating a reference position; A first position marker indicating the position of the operator, a second position marker attached to the operation unit operated by the operator and specifying the position and direction of the operation unit, and generated based on at least the CT image 3D model information storage means for storing 3D model information and 3D model information of a virtual implant attached to the distal end portion of the operation portion in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the operation portion; The position of the CT image and the virtual implant are aligned from the position information of the marker, the first position marker and the second position marker, and the three-dimensional model information is transmitted to the operation unit and the subject. display control means for displaying according to the movement of the person; and capture means for storing the position and angle as design information when the three-dimensional model of the virtual implant is displayed at a desired position and angle. is provided.

このように、本発明に係る施術支援システムにおいては、被施術者のCT画像と施術者が操作する操作部とを第1及び第2の位置マーカで位置合わせし、施術時に操作部に装着されるインプラントの仮想的な3次元モデル情報をCT画像と共に表示し、仮想のインプラントの3次元モデルが所望の位置及び角度で表示された状態となった時に、当該位置及び角度を設計情報として記憶するため、歯科インプラント施術の設計段階において、インプラントを埋設する適正な位置を直観的で且つリアルタイムに把握しながら設計情報を作成することができるという効果を奏する。 Thus, in the treatment support system according to the present invention, the first and second position markers are used to align the CT image of the person to be treated and the operating unit operated by the operator, and are attached to the operating unit during treatment. When the virtual three-dimensional model of the implant is displayed at a desired position and angle, the position and angle are stored as design information. Therefore, in the design stage of dental implant treatment, it is possible to create design information while intuitively and in real time grasping the proper position for embedding the implant.

本発明に係る施術支援システムは、前記操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に弾性力を生じる弾性体を有するものである。 The treatment support system according to the present invention has an elastic body that generates an elastic force in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the operation portion at the distal end portion of the operation portion.

このように、本発明に係る施術支援システムにおいては、操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に弾性力を生じる弾性体を有するため、被施術者の歯茎又は当該被施術者のCT画像を元に作成された歯模型の施術位置に、弾性体の先端部分をある程度固定させて安定した状態で、この弾性体の弾性力を利用して仮想のインプラントの位置及び角度を自由に変化させつつ、適正な位置を視覚的に認識することで、操作性を格段に向上させると共に、インプラントの位置を正確に設計することができるという効果を奏する。 As described above, in the treatment support system according to the present invention, since the distal end portion of the operation portion has an elastic body that generates an elastic force in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the operation portion, the treatment support system can The tip of the elastic body is fixed to some extent at the treatment position of the tooth model created based on the CT image of the practitioner, and in a stable state, the position and angle of the virtual implant are determined using the elastic force of this elastic body. can be freely changed and the proper position can be visually recognized, the operability can be significantly improved and the position of the implant can be designed accurately.

また、弾性体の弾性力が操作部の押し込み動作をある程度吸収することで、例えば、歯茎に厚みがあるような被施術者であっても、位置合わせの情報のみで仮想のインプラントを正確な位置まで押し込んだ3次元表示を行うことが可能になる。 In addition, since the elastic force of the elastic body absorbs the pushing motion of the operation part to some extent, even for a patient with thick gums, for example, the virtual implant can be positioned accurately based on only the positioning information. It is possible to perform three-dimensional display pushed up to.

本発明に係る施術支援システムは、前記3次元処理手段が、前記操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に取り付けられ、施術において使用されるドリル又はインプラントの3次元モデルを生成し、前記表示制御手段が、前記CT画像の3次元モデル及び前記仮想インプラントの3次元モデルを表示した状態で、前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを前記操作部及び前記被施術者の動きに応じて重畳させて表示するものである。 In the treatment support system according to the present invention, the three-dimensional processing means is attached to the distal end portion of the operation portion in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the operation portion, and a three-dimensional model of a drill or an implant used in the operation. and the display control means displays the three-dimensional model of the CT image and the three-dimensional model of the virtual implant, and displays the three-dimensional model of the drill or the implant on the operation unit and the subject. It is superimposed and displayed according to the movement.

このように、本発明に係る施術支援システムにおいては、操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に取り付けられ、施術において使用されるドリル又はインプラントの3次元モデルを生成し、前記CT画像の3次元モデル及び前記仮想インプラントの3次元モデルを表示した状態で、前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを前記操作部及び前記被施術者の動きに応じて重畳させて表示するため、視覚的な情報を利用して直観的で且つリアルタイムに操作を行うことができるという効果を奏する。 As described above, in the treatment support system according to the present invention, a three-dimensional model of a drill or an implant that is attached to the distal end portion of the operation part in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the operation part and used in the treatment is generated. and displaying the 3D model of the CT image and the 3D model of the virtual implant, superimposing and displaying the 3D model of the drill or the implant according to the movement of the operation unit and the subject. Therefore, it is possible to intuitively operate in real time using visual information.

本発明に係る施術支援システムは、前記表示制御手段が、施術開始前において、前記キャプチャ手段にて記憶された前記設計情報を表示すると共に、前記ドリル又は前記インプラントの先端部分を開始点とする仮想の前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを表示し、施術開始後から所定の深さまで前記ドリル又は前記インプラントを進行した時点で、仮想の前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを消去し、現実の前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを位置合わせして表示切り替えするものである。 In the treatment support system according to the present invention, the display control means displays the design information stored by the capture means before starting the treatment, and a virtual image with the distal end portion of the drill or the implant as a starting point. display the three-dimensional model of the drill or the implant, and erase the virtual three-dimensional model of the drill or the implant when the drill or the implant is advanced to a predetermined depth after the start of the treatment, and The three-dimensional model of the drill or the implant is aligned and the display is switched.

このように、本発明に係る施術支援システムにおいては、施術開始前において、前記キャプチャ手段にて記憶された前記設計情報を表示すると共に、前記ドリル又は前記インプラントの先端部分を開始点とする仮想の前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを表示し、施術開始後から所定の深さまで前記ドリル又は前記インプラントを進行した時
点で、仮想の前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを消去し、現実の前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを位置合わせして表示切り替えするため、被施術者は、表示されている設計情報にドリル又はインプラントの3次元モデルを合わせる動作を行うだけで、正確にインプラントの施術を行うことが可能になるという効果を奏する。
As described above, in the treatment support system according to the present invention, before starting treatment, the design information stored by the capture means is displayed, and a virtual image with the tip portion of the drill or the implant as a starting point is displayed. A three-dimensional model of the drill or the implant is displayed, and the virtual three-dimensional model of the drill or the implant is erased when the drill or the implant is advanced to a predetermined depth after the start of the treatment, and the real one is displayed. Since the 3D model of the drill or the implant is aligned and the display is switched, the implant can be performed accurately only by performing an operation to align the 3D model of the drill or the implant with the displayed design information. There is an effect that it becomes possible to perform

本発明に係る施術支援システムは、前記基準マーカが、前記被施術者の任意の一の歯の位置に固定される箇所から所定の長さを有する支持部と、前記支持部に連接し、任意の他の歯に着接しない位置に配設されるマーカ部とを有するものである。 The treatment support system according to the present invention includes: a support portion having a predetermined length from a position where the reference marker is fixed to a position of an arbitrary tooth of the person to be treated; and a marker portion disposed at a position that does not adhere to other teeth of the tooth.

このように、本発明に係る施術支援システムにおいては、基準マーカが、前記被施術者の任意の一の歯の位置に固定される箇所から所定の長さを有する支持部と、前記支持部に連接し、任意の他の歯に着接しない位置に配設されるマーカ部とを有するため、被施術者のいずれの歯に装着した場合であっても、マーカ部を被施療者の舌上付近に配置することが可能となり、CT撮像において銀歯などで起こり得るハレーション等のアーチファクトを避けて、マーカを明瞭に撮像して正確な基準位置を特定することが可能になるという効果を奏する。 As described above, in the treatment support system according to the present invention, the reference marker has a support portion having a predetermined length from a position fixed to an arbitrary tooth of the subject, and Since it has a marker portion which is connected to and is disposed at a position not attached to any other tooth, the marker portion can be placed on the tongue of the user regardless of which tooth of the user it is attached to. It is possible to arrange the markers in the vicinity, avoiding artifacts such as halation that may occur in CT imaging, such as silver teeth, and clearly imaging the markers to specify an accurate reference position.

第1の実施形態に係る施術支援システムのシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of a treatment support system according to a first embodiment; FIG. 基準マーカ及び第1の位置マーカの構造を示す第1の図である。FIG. 2 is a first diagram showing the structure of a fiducial marker and a first position marker; 基準マーカ及び第1の位置マーカの構造を示す第2の図である。FIG. 2B is a second diagram showing the structure of the fiducial marker and the first position marker; 基準マーカ及び第1の位置マーカを前歯以外の歯に固定した場合の状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which the reference marker and the first position marker are fixed to teeth other than the front teeth; 操作部の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of an operation part. 設計用部品の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the components for design. 設計方法の具体例を示す図である。It is a figure which shows the example of a design method. 設計用部品の押し込み前の状態と押し込み後の状態とを示す図である。It is a figure which shows the state before pushing in and the state after pushing in the components for design. 第1の実施形態に係る施術支援システムにおける施療支援装置のハードウェア構成図である。2 is a hardware configuration diagram of a treatment support device in the treatment support system according to the first embodiment; FIG. 第1の実施形態に係る施術支援システムにおける施療支援装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the treatment assistance apparatus in the treatment assistance system which concerns on 1st Embodiment. 施療時における表示態様の変化を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing changes in display mode during treatment; 第1の実施形態に係る施療支援システムの動作を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows operation of a medical treatment support system concerning a 1st embodiment.

以下、本発明の実施の形態を説明する。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。 Embodiments of the present invention will be described below. Also, the same reference numerals are given to the same elements throughout the present embodiment.

(本発明の第1の実施形態)
本実施形態に係る施術支援システムについて、図1ないし図11を用いて説明する。本実施形態に係る施術支援システムは、歯科インプラントの施術に関するものであり、3次元インターフェースを用いて施術者の支援を行うものである。
(First embodiment of the present invention)
A treatment support system according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 11. FIG. The treatment support system according to this embodiment relates to the treatment of dental implants, and supports the practitioner using a three-dimensional interface.

図1は、本実施形態に係る施術支援システムのシステム構成図である。施術支援システム1は、被施療者の歯に固定され、当該被施療者の歯の位置を特定するための基準位置となる基準マーカ11と、基準マーカ11を装着した状態で被施療者の上顎から下顎の全体又は一部を断層撮影するCT装置12と、被施療者の歯に固定され、基準マーカ11との相対位置を特定するための赤外線マーカである第1の位置マーカ13と、当該第1の位置マーカ13を赤外線で撮像する第1の撮像部14と、施療者が操作する操作部15に装着され、当該操作部15の位置及び方向を第1の位置マーカ13との関係で特定するための
赤外線マーカである第2の位置マーカ16と、当該第2のマーカ16を赤外線で撮像する第2の撮像部17と、第1の撮像部14及び第2の撮像部17から取得した位置情報に基づいて、被施術者の3次元CT画像、操作部15の少なくとも先端部分及びドリル等の施術部品を位置合わせして、3次元モデルでディスプレイ18に表示する施術支援装置19とを備える。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a treatment support system according to this embodiment. The treatment support system 1 includes a reference marker 11 that is fixed to the teeth of the user and serves as a reference position for specifying the positions of the teeth of the user, and an upper jaw of the user with the reference marker 11 attached. a CT device 12 for performing tomographic imaging of the whole or a part of the lower jaw from the inside; A first imaging unit 14 that captures an infrared image of the first position marker 13 and an operation unit 15 operated by the treatment person are attached, and the position and direction of the operation unit 15 are determined in relation to the first position marker 13. Obtained from a second position marker 16 that is an infrared marker for identification, a second imaging unit 17 that captures an infrared image of the second marker 16, the first imaging unit 14, and the second imaging unit 17 and a treatment support device 19 that aligns a three-dimensional CT image of the person to be treated, at least the tip portion of the operation unit 15, and treatment parts such as a drill based on the obtained position information, and displays the three-dimensional model on the display 18. Prepare.

施術者は、ディスプレイ18に表示された3次元画像を見ながら、インプラントの設計や施術を行うことで、3次元で直観的に操作することが可能となる。 The practitioner can intuitively operate the implant in three dimensions by designing and performing the implant while viewing the three-dimensional image displayed on the display 18 .

図2及び図3は、基準マーカ11及び第1の位置マーカ13の構造を示す第1及び第2の図である。ここで、図2においては、被施療者の歯に固定される固定部21に対して、基準マーカ11と第1の位置マーカ13とが連結して一体となっている構造を示している。これに対して図3に示すように、実際に使用する際には、CT撮像時には、第1の位置マーカ13が排除された状態で使用され(図3(A))、設計及び施術時には、基準マーカ11が排除された状態で使用される(図3(B))。 2 and 3 are first and second diagrams showing the structures of the reference marker 11 and the first position marker 13. FIG. Here, FIG. 2 shows a structure in which the reference marker 11 and the first position marker 13 are connected and integrated with the fixing portion 21 fixed to the teeth of the user. On the other hand, as shown in FIG. 3, in actual use, the first position marker 13 is removed during CT imaging (FIG. 3(A)). It is used with the reference marker 11 excluded (FIG. 3(B)).

CT撮像時において、固定部21が被施療者の歯に装着される。固定部21は、被施療者の歯に合わせて予め作成されているものである。CT撮像時においては、固定部21に基準マーカ11のみが固着されており、被施療者の下顎から上顎にかけて全体又は一部がCTスキャンによりCT画像が撮像される。基準マーカ11は、固定部21から所定の長さを有する支持部22が歯の内側方向に延在しており、この支持部22に金属片が挿入されたマーカ部23が連接している。図2においては、支持部22は被施療者の前歯部分に固定され、そこから歯の内側方向に延在しているが、図4に示すように、支持部22は前歯以外のいずれの歯の部分にも固定することが可能であり、その固定された箇所から歯の内側方向に延在することで、マーカ部23を舌上近傍に配置することが可能となっている。 At the time of CT imaging, the fixed part 21 is attached to the teeth of the user. The fixed part 21 is prepared in advance in accordance with the teeth of the user. At the time of CT imaging, only the reference marker 11 is fixed to the fixing portion 21, and a CT image of the whole or a part of the patient's lower jaw to upper jaw is imaged by CT scanning. The reference marker 11 has a support portion 22 having a predetermined length extending from a fixed portion 21 toward the inner side of the tooth, and a marker portion 23 having a metal piece inserted therein is connected to the support portion 22 . In FIG. 2, the support 22 is fixed to the front teeth of the user and extends inwardly of the teeth from there, but as shown in FIG. It is also possible to fix the marker part 23 on the part of the tongue, and the marker part 23 can be arranged in the vicinity of the tongue by extending in the inner direction of the tooth from the fixed part.

基準マーカ11は正確な位置を決めをするために、極めて明確にCT画像に撮像される必要がある。図2においては、マーカ部23に金属片が挿入されているため、CTスキャンをした際に、この金属片が明瞭に撮像されて、基準位置とすることが可能となる。また、いずれの歯を施療する場合であっても、支持部22を自由な位置に固定することが可能であるため、施術の邪魔にならない位置に支持部22を固定した状態で金属片の基準位置を明確に取得することが可能となっている。さらに、被施療者に銀歯などの金属が装着されている場合には、マーカ部23が常に舌上近傍に配置されることで、ハレーション等のアーチファクトを避けて、金属片を明瞭に撮像することが可能となる。 The fiducial marker 11 must be very clearly imaged in the CT image for accurate positioning. In FIG. 2, since the metal piece is inserted into the marker portion 23, the metal piece can be clearly imaged during CT scanning and used as a reference position. In addition, since it is possible to fix the supporting part 22 at any position regardless of which tooth is to be treated, the metal piece can be used as a reference while the supporting part 22 is fixed at a position that does not interfere with the treatment. It is possible to obtain the position clearly. Furthermore, when a metal such as a silver tooth is attached to the person to be treated, artifacts such as halation are avoided by always arranging the marker part 23 near the tongue, so that the metal piece can be clearly imaged. becomes possible.

CT画像の撮像が完了すると、マーカ部23は不要となるため除去される。なお、マーカ部23は支持部22に対して着脱可能にて配設されてもよいし、CTスキャン後に曲折して除去するようにしてもよい。そして、マーカ部23が排除されると第1の位置マーカ13が連結部24に装着されて図3(B)の状態となる。第1の位置マーカ13は、連結部24に連結する第1支持部25と、当該第1支持部25に対してヨー軸を回転軸とする第1ヒンジ部26と、当該第1ヒンジ部26に接続する第2支持部27と、当該第2支持部26に対してピッチ軸を回転軸とする第2ヒンジ部28と、当該第2ヒンジ部28に接続する第3支持部29と、位置情報を特定するために配設される少なくとも3個以上の赤外線マーカ30とを備える。この赤外線マーカ30は、3次元座標上での位置を特定するために、3個以上のマーカが非直線上で同一平面に配置されている。 When the imaging of the CT image is completed, the marker part 23 becomes unnecessary and is removed. The marker portion 23 may be detachably attached to the support portion 22, or may be bent and removed after the CT scan. Then, when the marker portion 23 is removed, the first position marker 13 is attached to the connecting portion 24, resulting in the state shown in FIG. 3(B). The first position marker 13 includes a first support portion 25 connected to the connection portion 24, a first hinge portion 26 having a rotation axis about the yaw axis with respect to the first support portion 25, and the first hinge portion 26. a second support portion 27 connected to the second support portion 26, a second hinge portion 28 whose rotation axis is the pitch axis with respect to the second support portion 26, a third support portion 29 connected to the second hinge portion 28, and a position and at least three infrared markers 30 arranged to identify information. This infrared marker 30 has three or more markers arranged non-linearly on the same plane in order to specify a position on three-dimensional coordinates.

第1の位置マーカ13における可動箇所は、第1ヒンジ部26及び第2ヒンジ部28のみであり、それ以外は可動できないように位置が固定されている。第1ヒンジ部26及び第2ヒンジ部28には、それぞれ回転角度を示すメモリが表示されており、各メモリに応
じて基準マーカ11との位置関係が予め特定されてデータ化されている。すなわち、赤外線マーカ30の座標を特定することで、CT画像上の座標に容易に変換することが可能となる。
Only the first hinge portion 26 and the second hinge portion 28 are movable in the first position marker 13, and the positions of the rest are fixed so as not to be movable. A memory indicating the rotation angle is displayed on each of the first hinge portion 26 and the second hinge portion 28, and the positional relationship with the reference marker 11 is specified in advance and converted into data according to each memory. That is, by specifying the coordinates of the infrared marker 30, it is possible to easily convert them into the coordinates on the CT image.

図5は、施療者が施術する際に使用する操作部15、すなわちハンドピースの構造を示す図である。ハンドピース31自体は、施療者が一般的に使用するものであるが、持手部32近傍に、ハンドピース31の位置及び角度を特定するために3個以上の赤外線マーカ33を備える。ハンドピース31の先端部34には、当該ハンドピース31の長手方向に垂直な方向を軸として回転しながら、施療者の歯茎や骨を切削するドリル35が装着される。 FIG. 5 is a diagram showing the structure of the operation unit 15, that is, the handpiece used by the therapist during treatment. The handpiece 31 itself is generally used by a therapist, and has three or more infrared markers 33 near the handle 32 to identify the position and angle of the handpiece 31 . A drill 35 that cuts the gums and bones of the user is attached to the distal end portion 34 of the handpiece 31 while rotating about a direction perpendicular to the longitudinal direction of the handpiece 31 .

なお、歯茎や骨を切削する際には、ドリル35が装着されるが、人工歯根を埋め込む際にはその人口歯根が装着される。すなわち、先端部34に装着される部品は、着脱可能となっている。 The drill 35 is attached when cutting gums and bones, and the artificial tooth root is attached when embedding an artificial tooth root. That is, the parts attached to the distal end portion 34 are detachable.

ハンドピース31に対して赤外線マーカ33は固定された位置に配設されており、赤外線マーカ33の位置が特定されれば、先端部34及びそこに装着されたドリル35等の部品の位置を正確に特定することが可能となる。したがって、ハンドピース31に配設されている赤外線マーカ33と第1の位置マーカ13に配設されている赤外線マーカ30との相対的な位置関係が特定されると、ドリル35等の部品の位置と施療者の歯顎の位置とを位置合わせすることが可能となる。 The infrared marker 33 is arranged at a fixed position with respect to the handpiece 31, and if the position of the infrared marker 33 is specified, the positions of the distal end portion 34 and parts such as the drill 35 mounted thereon can be accurately determined. can be specified. Therefore, when the relative positional relationship between the infrared marker 33 arranged on the handpiece 31 and the infrared marker 30 arranged on the first position marker 13 is identified, the position of the part such as the drill 35 can be determined. and the position of the dentition and jaw of the treatment person can be aligned.

なお、本実施形態においては、このハンドピース31を使ってインプラントの設計作業を行う。設計作業では、被施療者の歯顎を模った石膏模型を利用してもよいし、被施療者の歯顎そのものを利用するようにしてもよい。また、設計作業においては、先端部34にドリル35ではなく設計用の部品を装着する。図6は、設計時に用いる設計用部品の構造を示す図である。 In this embodiment, the handpiece 31 is used to design an implant. In the design work, a gypsum model imitating the user's dentition may be used, or the user's dentition itself may be used. Also, in the design work, a part for design is attached to the distal end portion 34 instead of the drill 35 . FIG. 6 is a diagram showing the structure of design parts used in designing.

設計用部品40は、ハンドピース31の先端部34に連結部41を嵌合させて取り付けられる。設計用部品40の先端部分は被施療者の歯もしくは歯茎又は石膏模型の歯に当接させて固定する固定部42を有しており、施療者は、固定部42が被施療者の歯もしくは歯茎又は石膏模型の歯に当接した状態でハンドピース31の方向や角度を調整する。また、設計用部品40の中間位置には、当該設計用部品40の長手方向に弾性力を有する弾性体43が配設されており、ハンドピース31を押し込むことができるようになっている。 The design component 40 is attached by fitting the connecting portion 41 to the distal end portion 34 of the handpiece 31 . The distal end portion of the design component 40 has a fixing portion 42 that is brought into contact with and fixed to the teeth or gums of the user or the teeth of the plaster model. The direction and angle of the handpiece 31 are adjusted while it is in contact with the gums or the teeth of the gypsum model. An elastic body 43 having an elastic force in the longitudinal direction of the design component 40 is arranged at an intermediate position of the design component 40 so that the handpiece 31 can be pushed.

図7は、具体的な設計方法を示す図である。図7(A)に示すように、設計用部品40先端の固定部42を石膏模型の歯に当接させた状態でハンドピース31の方向や角度を調整する。上記で説明した位置合わせの処理等が施術支援装置19により実行されて(施術支援装置19の処理については、詳細を後述する)、ディスプレイ18に図7(B)に示すような3次元モデルが表示される。 FIG. 7 is a diagram showing a specific design method. As shown in FIG. 7A, the direction and angle of the handpiece 31 are adjusted while the fixing portion 42 at the tip of the design component 40 is in contact with the teeth of the gypsum model. The above-described alignment processing and the like are executed by the treatment support device 19 (the details of the processing of the treatment support device 19 will be described later), and a three-dimensional model as shown in FIG. 7B is displayed on the display 18. Is displayed.

図7(B)において、設計が終わり3次元モデル上で既に埋め込まれている仮想人工歯根(a)、設計用の仮想人工歯根(b)、設計用部品40(ドリル)(c)が表示されており、施術者(又は設計者)は、この表示内容に基づいて、設計用の仮想人工歯根(b)をハンドピース31の操作で動かし、それに伴って設計用の仮想人工歯根(b)の位置や角度の表示が変化し、ディスプレイ18上で人工歯根が所望の位置に配置されたら画面をキャプチャする。このとき、人工歯根を歯茎のより奥深くに配置したい場合には、ハンドピース31を深さ方向に押し込むことで設計用部品40の弾性体43が収縮し、人工歯根を奥深くに表示することが可能となる(図8を参照)。キャプチャした画像は設計情報として記憶される。人工歯根を埋め込む箇所(a)について、全ての箇所で所望の位置に仮
想人工歯根が表示されたキャプチャ画像を取得したら設計作業を終了する。
In FIG. 7B, the virtual artificial tooth root (a) already embedded on the three-dimensional model after designing, the virtual artificial tooth root for design (b), and the part for design 40 (drill) (c) are displayed. The practitioner (or designer) moves the design virtual artificial tooth root (b) by operating the handpiece 31 based on the displayed contents, and accordingly moves the design virtual artificial tooth root (b). When the display of the position and angle changes and the artificial tooth root is placed at the desired position on the display 18, the screen is captured. At this time, if it is desired to place the artificial tooth root deeper into the gum, pushing the hand piece 31 in the depth direction causes the elastic body 43 of the design part 40 to contract, thereby enabling the artificial tooth root to be displayed deep. (see FIG. 8). The captured image is stored as design information. The design work is finished when captured images are obtained in which the virtual artificial tooth root is displayed at the desired position in all the places (a) where the artificial tooth root is to be embedded.

次に、施療支援装置19について説明する。図9は、施療支援装置のハードウェア構成図である。施療支援装置19は、一般的なコンピュータで実現することが可能である。施療支援装置19は、CPU61、RAM62、ROM63、ハードディスク(HDとする)64、通信I/F65、及び入出力I/F66を備える。ROM63やHD64には、オペレーティングシステム、プログラム、3次元モデルデータ等が格納されており、必要に応じてプログラムがRAM62に読み出され、CPU61により実行される。 Next, the treatment support device 19 will be described. FIG. 9 is a hardware configuration diagram of the treatment support device. The treatment support device 19 can be realized by a general computer. The treatment support device 19 includes a CPU 61 , a RAM 62 , a ROM 63 , a hard disk (HD) 64 , a communication I/F 65 and an input/output I/F 66 . The ROM 63 and HD 64 store an operating system, programs, three-dimensional model data, and the like, and the programs are read out to the RAM 62 as necessary and executed by the CPU 61 .

通信I/F65は、装置間の通信を行うためのインタフェースである。入出力I/F66は、タッチパネル、キーボード、マウス、カメラ等の入力機器からの入力を受け付けたり、プリンタやディスプレイ等にデータを出力するためのインタフェースである。この入出力I/F66は、必要に応じて外付けのデバイス等を接続することができる。各処理部はバスを介して接続され、情報のやり取りを行う。なお、上記ハードウェアの構成はあくまで一例であり、必要に応じて変更可能である。 Communication I/F 65 is an interface for performing communication between devices. The input/output I/F 66 is an interface for receiving input from input devices such as a touch panel, keyboard, mouse, and camera, and for outputting data to a printer, display, or the like. This input/output I/F 66 can be connected to an external device or the like as necessary. Each processing unit is connected via a bus and exchanges information. Note that the hardware configuration described above is merely an example, and can be changed as necessary.

図10は、施療支援装置の構成を示す機能ブロック図である。施療支援装置19は、CT装置12で撮像されたCT画像を取得して記憶するCT画像記憶部71と、CT画像記憶部71に記憶されているCT画像を3次元モデル化する3次元処理部72と、CT画像、ドリル35、ハンドピース31及び人工歯根等のディスプレイ18に表示される3次元モデル化されたオブジェクトを記憶する3次元モデル記憶部73と、第1撮像部14で撮像された第1のマーカ13の位置情報、及び、第2撮像部17で撮像された第2のマーカ16の位置情報を取得する位置情報取得部74と、第1のマーカ13の位置情報と第2のマーカ16の位置情報とから、CT画像、ドリル35、ハンドピース31及び人工歯根等の位置合わせを行う位置合わせ部75と、施療者の操作に基づいて、ディスプレイ18に表示されている人工歯根の位置をキャプチャし、設計情報として取得するキャプチャ部76と、キャプチャされた設計情報を記憶する設計情報記憶部77と、位置合わせした情報に基づいて、CT画像、ドリル35、ハンドピース31及び人工歯根等の3次元モデルをディスプレイ18に表示すると共に、必要に応じて設計情報記憶部77に記憶されている設計情報をディスプレイ18に表示する表示制御部78とを備える。 FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of the treatment support device. The treatment support device 19 includes a CT image storage unit 71 that acquires and stores CT images captured by the CT device 12, and a three-dimensional processing unit that converts the CT images stored in the CT image storage unit 71 into three-dimensional models. 72, a three-dimensional model storage unit 73 for storing three-dimensional modeled objects displayed on the display 18 such as a CT image, a drill 35, a handpiece 31, an artificial tooth root, etc.; a position information acquiring unit 74 for acquiring position information of the first marker 13 and position information of the second marker 16 captured by the second imaging unit 17; A positioning unit 75 that positions the CT image, the drill 35, the handpiece 31, the artificial tooth root, etc. based on the position information of the marker 16, and the position of the artificial tooth root displayed on the display 18 based on the operation of the treatment person. A capture unit 76 that captures positions and acquires them as design information, a design information storage unit 77 that stores the captured design information, and a CT image, a drill 35, a handpiece 31, and an artificial tooth root based on the aligned information. and the like on the display 18, and display control section 78 for displaying the design information stored in the design information storage section 77 on the display 18 as required.

図7において説明したように、設計時にはCT画像、設計用部品40、ハンドピース31及び仮想の人工歯根の3次元モデルを位置合わせ部75で位置合わせして表示し、施療者がハンドピース31の方向や角度を調整し、所望の位置及び角度で仮想の人工歯根が表示された状態でキャプチャ部76が被施療者の操作に基づいてキャプチャ処理を行う。キャプチャされた画像は設計情報として設計情報記憶部77に記憶される。全てのインプラントについて設計情報が記憶されると設計処理を終了する。 As described with reference to FIG. 7, at the time of designing, the CT image, the design component 40, the handpiece 31, and the three-dimensional model of the virtual artificial tooth root are aligned by the alignment unit 75 and displayed. The direction and angle are adjusted, and the capture unit 76 performs capture processing based on the user's operation while the virtual artificial tooth root is displayed at the desired position and angle. The captured image is stored in the design information storage unit 77 as design information. When the design information is stored for all implants, the design process ends.

施療時においては、CT画像、ドリル35、ハンドピース31及び人工歯根の3次元モデルを位置合わせ部75で位置合わせして表示し、さらに、設計情報記憶部77に記憶されている設計情報を重ねて表示する。図11は、施療時における表示態様の変化を示す図である。図11(A)に示すように、施療開始時には、ドリル35の先端部分にさらに人工歯根が仮想的に配置された状態の3次元モデルが表示される。当然、このとき、実際にはドリル35の先端に人工歯根などは配置されておらず、表示上加工しているだけである。施療者は、図11(B)に示すように、仮想的に配置されている人工歯根を設計情報の人工歯根と重なるようにハンドピース31を操作する。つまり、この状態でドリル35での切削を行うことで、施術を設計情報に正確に適合させることが可能となる。 During treatment, the CT image, the drill 35, the handpiece 31, and the three-dimensional model of the artificial tooth root are aligned and displayed by the alignment unit 75, and the design information stored in the design information storage unit 77 is superimposed. displayed. FIG. 11 is a diagram showing changes in the display mode during treatment. As shown in FIG. 11A, at the start of treatment, a three-dimensional model is displayed in which an artificial tooth root is virtually arranged at the tip of the drill 35 . Of course, at this time, no artificial tooth root or the like is actually placed at the tip of the drill 35, and it is only processed for display purposes. As shown in FIG. 11(B), the practitioner operates the handpiece 31 so that the virtually arranged artificial tooth root overlaps the artificial tooth root of the design information. In other words, by performing cutting with the drill 35 in this state, it is possible to accurately match the treatment with the design information.

施術開始後は、ドリル35での切削作業を進めることで、ディスプレイ18上では仮想の人工歯根が次第に設計情報としての人工歯根とズレを生じ、仮想の人工歯根のみが奥深
くに入り込む形となる(図11(C))。このとき、実際の施療においては、ドリル35が人工歯根を埋め込む位置の途中まで切削を進めている状態である。そして、実際の施療において、ドリル35が所定の深さ(例えば、人工歯根を埋め込む最深位置の1/3~半分程度の位置)まで切削したら、表示制御部78が図11(D)に示すように表示を切り替える。すなわち、仮想的に表示していた人工歯根を削除し、実際のドリル35の位置に当該ドリル35(又はディスプレイ18上は人工歯根でもよい(図11においては人工歯根を表示))の3次元モデルを表示する。つまり、ある程度の深さまで切削したら、実際の施療状態を表示状態が一致するため、それ以降の施療は設計情報に合わせるように進めることで、施療を設計に正確に適合させることが可能となる(図11(E))。
After the start of treatment, by proceeding with the cutting work with the drill 35, the virtual artificial tooth root gradually shifts from the artificial tooth root as design information on the display 18, and only the virtual artificial tooth root enters deep ( FIG. 11(C)). At this time, in the actual treatment, the drill 35 is cutting halfway to the position where the artificial tooth root is to be embedded. Then, in actual treatment, when the drill 35 cuts to a predetermined depth (for example, a position about ⅓ to half of the deepest position where the artificial tooth root is to be embedded), the display control unit 78 controls the display as shown in FIG. 11(D). switch the display to That is, the virtually displayed artificial tooth root is deleted, and the three-dimensional model of the drill 35 (or the artificial tooth root may be displayed on the display 18 (the artificial tooth root is displayed in FIG. 11)) is placed in the actual position of the drill 35. display. In other words, after cutting to a certain depth, the display state matches the actual treatment state, so subsequent treatments can be performed in accordance with the design information, making it possible to accurately match the treatment to the design ( FIG. 11(E)).

以上のように、実際の施療作業において、施療者は、ドリル35による切削前の段階で仮想の人工歯根が設計情報として人工歯根に合致するようにハンドピース31の操作を行えばよく、また、切削段階にあっても、ある程度切削が進んだ段階で表示状態と施療状態が一致するため、表示されている人工歯根又はドリル35が、設計情報としての人工歯根の位置に合致するようにハンドピース31の操作を行えばよく、施療者の負担を軽減しつつ正確な施療を行うことが可能になる。 As described above, in the actual treatment work, the treatment person may operate the handpiece 31 so that the virtual artificial tooth root matches the artificial tooth root as design information before cutting with the drill 35. Even in the cutting stage, the displayed state and the treatment state match when cutting has progressed to a certain extent. Therefore, the handpiece is arranged so that the displayed artificial tooth root or drill 35 matches the position of the artificial tooth root as design information. It is only necessary to perform the operation of 31, and it becomes possible to perform accurate treatment while reducing the burden on the treatment person.

なお、ドリル35による切削が完了した後、実際に人工歯根を埋め込む施療においても、同様の作業で本実施形態に係る施療支援システムを適用することが可能である。 After cutting with the drill 35 is completed, the treatment support system according to the present embodiment can also be applied in the same manner in the treatment of actually embedding the artificial tooth root.

次に、本実施形態に係る施療支援システムの動作について説明する。図12は、本実施形態に係る施療支援システムの動作を示すフローチャートである。まず、被施療者の歯に基準マーカ11が装着される(S1)。その状態でCT装置12により被施療者の施療箇所のCT画像が基準マーカ11と共に撮像される(S2)。撮像されたCT画像はCT画像記憶部71に記憶され、3次元処理部72により3次元モデル化される(S3)。3次元モデル化された情報は3次元モデル記憶部73に記憶される。このとき、ディスプレイ18に表示される他のオブジェクト(例えば、人工歯根、ドリル、ハンドピース等)についても、予め3次元モデル化された情報が3次元モデル記憶部73に記憶されている。 Next, the operation of the treatment support system according to this embodiment will be described. FIG. 12 is a flow chart showing the operation of the treatment support system according to this embodiment. First, the reference marker 11 is attached to the tooth of the user (S1). In this state, the CT device 12 captures a CT image of the treated area of the treated person together with the reference marker 11 (S2). The captured CT image is stored in the CT image storage unit 71 and three-dimensionally modeled by the three-dimensional processing unit 72 (S3). The three-dimensional modeled information is stored in the three-dimensional model storage unit 73 . At this time, the three-dimensional model storage unit 73 also stores in advance three-dimensional model information for other objects displayed on the display 18 (for example, artificial tooth roots, drills, handpieces, etc.).

なお、CT画像の3次元モデル化は、必ずしも施療支援装置19にて行う必要はなく、CT装置12側で3次元モデル化した情報を施療支援装置19が取得するようにしてもよい。 It should be noted that the three-dimensional modeling of the CT image does not necessarily have to be performed by the medical treatment support device 19, and the medical treatment support device 19 may acquire information obtained by three-dimensional modeling on the CT device 12 side.

CTの撮像が終了すると、基準マーカ11を取り外すと共に第1の位置マーカ13が取り付けられる。第1の撮像部14が、第1の位置マーカ13を撮像してその位置情報を取得し、また、第2の撮像部17が、操作部15に装着された第2の位置マーカ16を撮像してその位置情報を取得する(S4)。取得した位置情報に基づいて、位置合わせ部75が、CT画像における歯の位置と操作部15におけるドリル35や人工歯根の位置合わせを行い(S5)、表示制御部78が、位置合わせされた状態で3次元モデルをディスプレイ18に表示する(S6)。なお、ここまでの処理は、設計時でも施療時でも共通の表示処理である。以降、設計時の処理及び施療時の処理について説明する。 After CT imaging is completed, the reference marker 11 is removed and the first position marker 13 is attached. The first imaging unit 14 images the first position marker 13 to acquire its position information, and the second imaging unit 17 images the second position marker 16 attached to the operation unit 15. and obtain its position information (S4). Based on the acquired position information, the alignment unit 75 aligns the position of the tooth in the CT image with the drill 35 and the artificial tooth root in the operation unit 15 (S5), and the display control unit 78 displays the aligned state. to display the three-dimensional model on the display 18 (S6). It should be noted that the processing up to this point is a common display processing during both design and treatment. Hereinafter, processing at the time of design and processing at the time of treatment will be described.

位置合わせされた3次元モデルがディスプレイ18に表示された状態で、設計作業が開始される。設計作業において、図7に示すように、石膏模型又は施療者に対して、ハンドピース31を操作して人工歯根を埋め込む適正な位置を捜索する。このとき、表示制御部78が、ハンドピース31の操作にマッチングするように人工歯根の3次元モデルを表示する(S7)。人工歯根が適正な位置となるようにハンドピース31が操作されると、施療者からの操作でキャプチャ部76が人工歯根のキャプチャ画像を取得する(S8)。取得したキャプチャ画像は設計情報として設計情報記憶部77に記憶される(S9)。全ての施療箇所について設計情報がキャプチャされると設計処理を終了する。 With the registered three-dimensional model displayed on the display 18, the design work is started. In the design work, as shown in FIG. 7, the hand piece 31 is operated to search for a suitable position for embedding the artificial tooth root in the gypsum model or the treatment person. At this time, the display control unit 78 displays the three-dimensional model of the artificial tooth root so as to match the operation of the handpiece 31 (S7). When the handpiece 31 is operated so that the artificial tooth root is positioned appropriately, the capture unit 76 acquires a captured image of the artificial tooth root by the operation of the treatment person (S8). The acquired captured image is stored in the design information storage unit 77 as design information (S9). When design information is captured for all treatment locations, the design process is terminated.

そして、次に実際の施療が行われる。施療作業において、図11に示すように、表示制御部78が、ドリル35の先端部分に仮想の人工歯根を表示する(S10)。また、同時に、設計情報記憶部77に記憶されている設計情報の人工歯根をCT画像に重ねて表示する(S11)。施療者は、仮想の人工歯根と設計情報の人工歯根との位置や方向が一致するようにハンドピース31を操作し、施術を開始する(S12)。ハンドピース31の先端部に取り付けられたドリル35が所定の深さまで切削したかどうかを判定し(S13)、所定の深さまで切削している場合は、仮想の人工歯根を削除すると共に、ドリル35の3次元モデル又は人工歯根の3次元モデルを実際のドリル35の位置(ハンドピース31の先端部の位置)に表示するように表示態様を切り替える(S14)。表示が切り替わったら設計情報の人工歯根とハンドピース31の先端部に表示されているドリル35又は人工歯根の3次元モデルとが合致するように施療を進め(S15)、合致した時点でドリル35での切削又は人工歯根の埋め込みを終了する。 Then, the actual treatment is performed. In the treatment work, as shown in FIG. 11, the display control unit 78 displays a virtual artificial tooth root at the tip of the drill 35 (S10). At the same time, the artificial tooth root of the design information stored in the design information storage unit 77 is superimposed on the CT image and displayed (S11). The practitioner operates the handpiece 31 so that the positions and directions of the virtual artificial tooth root and the artificial tooth root of the design information match to start treatment (S12). It is determined whether or not the drill 35 attached to the tip of the handpiece 31 has cut to a predetermined depth (S13). or the three-dimensional model of the artificial tooth root at the actual position of the drill 35 (the position of the tip of the handpiece 31) (S14). When the display is switched, the treatment proceeds so that the artificial tooth root in the design information matches the drill 35 displayed at the tip of the handpiece 31 or the three-dimensional model of the artificial tooth root (S15). finish cutting or implanting the artificial tooth root.

以上のように、本実施形態に係る施療支援システムにおいては、歯科インプラント施術の設計段階において、インプラントを埋設する適正な位置を直観的で且つリアルタイムに把握しながら設計情報を作成することができる。また、施術開始後から所定の深さまでドリル又はインプラントを進行した時点で、仮想のドリル又はインプラントの3次元モデルを消去し、現実のドリル又はインプラントの3次元モデルを位置合わせして表示切り替えするため、被施術者は、表示されている設計情報にドリル又はインプラントの3次元モデルを合わせる動作を行うだけで、正確にインプラントの施術を行うことが可能になる。 As described above, in the treatment support system according to the present embodiment, it is possible to create design information in the design stage of dental implant treatment while intuitively and in real time grasping the proper position for embedding the implant. In addition, when the drill or implant is advanced to a predetermined depth after the start of the treatment, to erase the virtual 3D model of the drill or implant, align the 3D model of the actual drill or implant, and switch the display. , the implant can be performed accurately by simply matching the drill or the three-dimensional model of the implant to the displayed design information.

1 施療支援システム
11 基準マーカ
12 CT装置
13 第1の位置マーカ
14 第1の撮像部
15 操作部
16 第2の位置マーカ
17 第2の撮像部
18 ディスプレイ
19 施術支援装置
21 固定部
22 支持部
23 マーカ部
24 連結部
25 第1支持部
26 第1ヒンジ部
27 第2支持部
28 第2ヒンジ部
29 第3支持部
30 赤外線マーカ
31 ハンドピース
32 持手部
33 赤外線マーカ
34 先端部
35 ドリル
40 設計用部品
41 連結部
42 固定部
43 弾性体
61 CPU
62 RAM
63 ROM
64 ハードディスク
65 通信I/F
66 入出力I/F
71 CT画像記憶部
72 3次元処理部
73 3次元モデル記憶部
74 位置情報取得部
75 位置合わせ部
76 キャプチャ部
77 設計情報記憶部
78 表示制御部
1 Treatment support system 11 Reference marker 12 CT device 13 First position marker 14 First imaging unit 15 Operation unit 16 Second position marker 17 Second imaging unit 18 Display 19 Treatment support device 21 Fixing unit 22 Support unit 23 Marker part 24 Connecting part 25 First support part 26 First hinge part 27 Second support part 28 Second hinge part 29 Third support part 30 Infrared marker 31 Hand piece 32 Handle part 33 Infrared marker 34 Tip part 35 Drill 40 Design parts 41 connecting part 42 fixing part 43 elastic body 61 CPU
62 RAMs
63 ROMs
64 Hard disk 65 Communication I/F
66 input/output I/F
71 CT image storage unit 72 3D processing unit 73 3D model storage unit 74 Position information acquisition unit 75 Alignment unit 76 Capture unit 77 Design information storage unit 78 Display control unit

Claims (7)

被施術者の歯を基準位置を示す基準マーカと共にCT画像で撮像するCT撮像手段と、
前記被施術者に装着され、前記基準マーカとの相対位置が予め固定された位置を示す第1の位置マーカと、
施術者が操作する操作部に装着され、当該操作部の位置及び方向を特定する第2の位置マーカと、
少なくとも前記CT画像に基づいて生成された3次元モデル情報と、前記操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に装着される仮想のインプラントの3次元モデル情報とを記憶する3次元モデル情報記憶手段と、
前記基準マーカ、前記第1の位置マーカ及び前記第2の位置マーカの位置情報から、前記CT画像の位置と前記仮想のインプラントとの位置合わせをし、前記3次元モデル情報に基づく前記仮想のインプラントの画像を前記操作部の動きに応じて表示する表示制御手段と、
所定の操作に基づいて、表示された前記仮想のインプラントの位置を設計情報として記憶するキャプチャ手段と、
を備えることを特徴とする施術支援システム。
CT imaging means for imaging teeth of a person to be treated with a CT image together with a reference marker indicating a reference position;
a first position marker attached to the subject and indicating a position whose relative position to the reference marker is fixed in advance;
a second position marker attached to an operation unit operated by a practitioner and specifying the position and direction of the operation unit;
3D model information generated based on at least the CT image, and 3D model information of a virtual implant attached to the distal end portion of the operation portion in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the operation portion are stored. three-dimensional model information storage means;
aligning the position of the CT image with the virtual implant based on the position information of the reference marker, the first position marker and the second position marker, and the virtual implant based on the three-dimensional model information; display control means for displaying the image of according to the movement of the operation unit ;
capture means for storing the position of the displayed virtual implant as design information based on a predetermined operation;
A treatment support system comprising:
請求項1に記載の施術支援システムにおいて、
前記操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に弾性力を生じる弾性体を有することを特徴とする施術支援システム。
In the treatment support system according to claim 1,
A treatment support system, comprising: an elastic body that generates an elastic force in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the operation portion at a distal end portion of the operation portion.
請求項1又は2に記載の施術支援システムにおいて、
前記操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に取り付けられ、施術において使用されるドリル又はインプラントの3次元モデルを生成する3次元処理手段をさらに有し、
前記表示制御手段が、前記CT画像の3次元モデル及び前記仮想のインプラントの3次元モデルを表示した状態で、前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを前記操作部及び前記被施術者の動きに応じて重畳させて表示することを特徴とする施術支援システム。
In the treatment support system according to claim 1 or 2,
further comprising a three-dimensional processing means for generating a three-dimensional model of the drill or implant used in the operation, which is attached to the distal end portion of the operation portion in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the operation portion;
The display control means displays the three-dimensional model of the CT image and the three-dimensional model of the virtual implant, and displays the three-dimensional model of the drill or the implant according to the movement of the operation unit and the subject. A treatment support system characterized by superimposing and displaying.
請求項3に記載の施術支援システムにおいて、
前記表示制御手段が、前記ドリル又は前記インプラントの先端部分を開始点とする仮想の前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを表示し、施術開始後から所定の深さまで前記ドリル又は前記インプラントを進行した時点で、表示した仮想の前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを消去し、現実の前記ドリル又は前記インプラントの3次元モデルを位置合わせして表示切り替えすることを特徴とする施術支援システム。
In the treatment support system according to claim 3,
The display control means displays a virtual three-dimensional model of the drill or the implant with the distal end portion of the drill or the implant as a starting point, and the drill or the implant is advanced to a predetermined depth after the start of treatment. A treatment support system characterized by deleting the displayed virtual three-dimensional model of the drill or the implant at a point in time, aligning the actual three-dimensional model of the drill or the implant, and switching the display.
請求項1ないし3のいずれかに記載の施術支援システムにおいて、
前記基準マーカが、
前記被施術者の任意の一の歯の位置に固定される箇所から所定の長さを有する支持部と、
前記支持部に連接し、任意の他の歯に着接しない位置に配設されるマーカ部とを有することを特徴とする施術支援システム。
In the treatment support system according to any one of claims 1 to 3,
The fiducial marker is
a support part having a predetermined length from a point fixed to the position of any one tooth of the subject;
and a marker portion connected to the support portion and arranged at a position not attached to any other tooth.
コンピュータが、
被施術者の歯を基準位置を示す基準マーカと共に撮像されたCT画像と、施術者が操作する操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に装着される仮想のインプラントとを3次元モデル化する3次元処理ステップと、
前記基準マーカと、前記被施術者に装着され、前記基準マーカとの相対位置が予め固定
された位置を示す第1の位置マーカと、前記操作部に装着され、当該操作部の位置及び方向を特定する第2の位置マーカとの位置情報から、前記CT画像の位置と前記仮想のインプラントとの位置合わせをし、前記3次元モデルに基づく前記仮想のインプラントの画像を前記操作部の動きに応じて表示する表示制御ステップと、
所定の操作に基づいて、表示された前記仮想のインプラントの位置を設計情報として記憶するキャプチャステップと、
を実行することを特徴とする施術支援方法。
the computer
A CT image of the subject's teeth together with a reference marker indicating a reference position, and a virtual implant attached to the tip of an operation unit operated by the practitioner in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the operation unit. a three-dimensional processing step of three-dimensionally modeling the
the reference marker, a first position marker attached to the person to be treated and indicating a position where the relative position with respect to the reference marker is fixed in advance, and the operation unit attached to the operation unit to indicate the position and direction of the operation unit. The position of the CT image and the virtual implant are aligned from the position information of the second position marker to be specified, and the image of the virtual implant based on the three-dimensional model is displayed according to the movement of the operation unit. a display control step for displaying
a capturing step of storing the displayed position of the virtual implant as design information based on a predetermined operation;
A treatment support method characterized by executing
被施術者の歯を基準位置を示す基準マーカと共に撮像されたCT画像と、施術者が操作する操作部の先端部分に当該操作部の長手方向に対して垂直方向に装着される仮想のインプラントとを3次元モデル化する3次元処理手段
前記基準マーカと、前記被施術者に装着され、前記基準マーカとの相対位置が予め固定された位置を示す第1の位置マーカと、前記操作部に装着され、当該操作部の位置及び方向を特定する第2の位置マーカとの位置情報から、前記CT画像の位置と前記仮想のインプラントとの位置合わせをし、前記3次元モデルに基づく前記仮想のインプラントの画像を前記操作部の動きに応じて表示する表示制御手段、及び
所定の操作に基づいて、表示された前記仮想のインプラントの位置を設計情報として記憶するキャプチャ手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする施術支援プログラム。
A CT image of the subject's teeth together with a reference marker indicating a reference position, and a virtual implant attached to the tip of an operation unit operated by the practitioner in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the operation unit. three-dimensional processing means for three-dimensional modeling of
the reference marker, a first position marker attached to the person to be treated and indicating a position where the relative position with respect to the reference marker is fixed in advance, and the operation unit attached to the operation unit to indicate the position and direction of the operation unit. The position of the CT image and the virtual implant are aligned from the position information of the second position marker to be specified, and the image of the virtual implant based on the three-dimensional model is displayed according to the movement of the operation unit. and display control means for displaying
A treatment support program characterized by causing a computer to function as capture means for storing the displayed position of the virtual implant as design information based on a predetermined operation.
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