(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の歯と顎堤を再現した印象模型の外部形状を光照射を用いた３次元計測装置によって非接触で求めて３次元の電子データ化する外部形状取得工程と、
患者の歯および顎骨の内部の形状をコンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）によって非接触で求めて３次元の電子データ化する内部形状取得工程と、
前記外部形状取得工程と内部形状取得工程から得られた３次元データを合成する合成工程と、
合成された３次元データに基づき、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を表す実体模型を作成する模型作製工程と、
インプラントを植立する際に使用される治具であって、前記実体模型から採られた咬合面を含む歯と顎堤の外部形状の印象を持ち、前記実体模型または前記合成された３次元データに基づいて設定されて、歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないようにインプラントの植立を案内するガイド孔を持つインプラント植立用治具を作製する治具作製工程と、
を備えたインプラント植立用治具の作製方法。
【請求項２】
患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を表す実体模型または３次元データに基づいて作製される治具であって、
患者の咬合面を含む歯および顎堤の外部形状の印象を持ち、歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないように矯正用インプラントの植立を案内するガイド孔を持ち、このガイド孔は隣接する２つの歯の間の歯槽骨に対向しているインプラント植立用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インプラントを植立するのに使用される治具に関し、特にインプラント植立の安全性および正確性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不正咬合などに対して矯正歯科治療を行う際、矯正目的としている歯に力をかけると、反作用が必ず生じる。この反作用を受け止める構造体を固定源という。従来では、一般に、歯、頭蓋または首を固定源に用いて、矯正目的の歯を移動させる。
【０００３】
しかし、従来のように、歯を固定源とした場合、たとえ固定源となる歯の数を多くしても、矯正目的の歯だけでなく、固定源となる歯も移動してしまう。また、頭蓋や首を固定源とした場合、日常生活の必要上から患者が取り外しのできる装置を用いる必要がある。この場合、装置の装着時間を十分に確保するように患者の協力を得られなければ、理想的な歯の移動ができない。しかも、頭蓋や首を固定源とした装置の使用は患者の負担も大きい。
【０００４】
このため、最近、歯と歯の間の移動しない部位であって、歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないような安全な部位（歯槽骨）に、例えば直径１．２ｍｍのチタンのような金属製ねじからなる矯正用インプラントを打ち込んで、これを固定源とすることが実用化されている。矯正用インプラントを植立した後、３カ月ほど経過すると、骨内のインプラントは骨と癒着して、矯正力をかけても矯正治療中に脱落することがない。この矯正用インプラントを固定源とすることにより、上記のように、移動させたくない歯が移動してしまうということがなく、治療の成否が患者の協力に依存することもないので、理想的な歯の移動ができ、患者の負担も小さい。
【０００５】
一方、「入れ歯」に代わる歯の欠損部の補綴処置を目的として、補綴用インプラントが使用される。このインプラントは、咬合力がかかっても歯槽骨や構造物が壊れないように、欠損部の上顎骨または下顎骨の歯槽骨の頂上付近に植立する。インプラントを植立した後、３カ月ほど経過すると、骨内のインプラントが骨と癒着し、咬合力をかけても安定した状態となる。インプラントの安定状態の確認後、これを台にしてクラウンやブリッジなどの補綴物を装着し、補綴処置が終了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、矯正用インプラントは、安全な部位に正確に植立する必要がある。例えば、植立の際、歯根を傷つけると、その歯を抜歯しなければならない場合が生じ、上顎洞に穿孔すると感染症を引き起こす場合があり、また下顎管に穿孔すると出血や神経まひを引き起こす場合があるなど、重大な影響を与える。
【０００７】
しかし、矯正用インプラントを植立する際、上記の歯根、上顎洞および下顎管といった歯および顎骨の解剖学的な構造物は、施術者から見えない内部に存在するため、例えばレントゲンを見ても、正確な位置を必ずしも十分に把握できないことから、矯正用インプラントを安全な部位に正確に植立するのが困難であるという問題があった。
【０００８】
一方、補綴用インプラントの場合にも、上記の矯正用インプラントの場合と同様に、歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないような安全な部位に正確に植立するのが困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決して、インプラントを安全な部位に正確かつ容易に植立できるインプラント植立用治具およびその作成方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかるインプラント植立用治具の作製方法は、患者の歯と顎堤を再現した印象模型の外部形状を光照射を用いた３次元計測装置によって非接触で求めて３次元の電子データ化する外部形状取得工程と、患者の歯および顎骨の内部の形状をコンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）によって非接触で求めて３次元の電子データ化する内部形状取得工程と、前記外部形状取得工程と内部形状取得工程から得られた３次元データを合成する合成工程と、合成された３次元データに基づき、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を表す実体模型を作製する模型作製工程と、インプラントを植立する際に使用される治具であって、前記実体模型から得られた咬合面を含む歯と顎堤の外部形状の印象を持ち、歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないようにインプラントの植立を案内するガイド孔を持つインプラント植立用治具を作製する治具作製工程とを備えている。
【００１１】
上記構成によれば、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を正確に再現した実体模型を作製し、この実体模型から得られた、咬合面を含む歯と顎堤の外部形状の印象を持ち、かつ歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないようにインプラントの植立を案内するガイド孔を持つインプラント植立用治具を作製する。したがって、患者の歯にインプラントを植立する際に、この患者の歯に正確に復位でき、かつガイド孔を介して、インプラントを歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えない安全な部位に正確に植立できるインプラント植立用治具を容易に作製できる。
【００１２】
本発明にかかるインプラント植立用治具は、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を表す実体模型または３次元データに基づいて作製される治具であって、患者の咬合面を含む歯および顎堤の外部形状の印象を持ち、歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないように矯正用インプラントの植立を案内するガイド孔を持ち、このガイド孔は隣接する２つの歯の間の歯槽骨に対向している。
【００１３】
上記構成によれば、患者の歯にインプラントを植立する際に、インプラント植立用治具を用いることにより、患者の歯に正確に復位でき、かつガイド孔を介して、インプラントを歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えない安全な部位に正確に植立できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に本発明の第１実施形態に係る矯正用のインプラント植立用治具の作製方法を示す。図２は、患者の顎１０の一部を示す側面図である。上顎１１の上方に上顎骨の粘膜で覆われた上顎洞１３が位置し、下顎１２の下方に下顎骨内にある管で、下歯槽動静脈や下歯槽神経が通る下顎管１４が位置する。第１実施形態では、例えば上顎１１の第１大臼歯Ｍ１と第２大臼歯Ｍ２の歯根Ｒ間に矯正用インプラント１６を植立する。まず、患者の口腔内から、その口腔内情報を具体的に３次元的に示す歯と顎堤の石膏による印象模型が採られる。この実施形態では、第１大臼歯Ｍ１と第２大臼歯Ｍ２の印象が重点的に採られる。
【００１６】
ステップＳ１の外部形状取得工程は、この患者の歯（歯冠部および歯頸部）と顎堤を再現した印象模型の外部形状を光照射を用いた３次元計測装置によって非接触で求めて３次元の電子データ化する。
【００１７】
３次元計測装置には、例えば、三角測量に基づくレーザスリット光切断法により、印象模型を非接触で計測するパターン投影方式（光切断方式）計測装置が使用される。半導体レーザのようなレーザ光源からレーザ光を発生させ、ポリゴンミラーを回転することにより、スリット光を印象模型に照射する。印象模型が駆動手段により所定位置に移動され、例えば２台のＣＣＤカメラを有する撮像部により、印象模型に照射されたスリット光像が撮影される。このスリットピッチは例えば最小で０．０５ｍｍである。この他にマルチスリットレーザとＣＣＤカメラとによる多重露光高速計測装置やレーザスポットによるポイント計測装置などを用いてもよい。
【００１８】
ステップＳ２の内部形状取得工程は、患者の歯および顎骨の上顎洞および下顎管を含む内部の形状をコンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）によって非接触で求めて３次元の電子データ化する。ＣＴには例えば周知のＸ線ＣＴが使用され、Ｘ線ＣＴは、多方向からのＸ線投影像よりコンピュータ処理を用いて、患者の歯および顎骨の内部形状の輪切りの断層像を再構成する。このスライスピッチは通常０．５〜１ｍｍである。この他に、原子核のスピン共鳴である核磁気共鳴（ＮＭＲ）を利用して生体内の特定の物質の断層分布を可視像化するＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）などを用いてもよい。
【００１９】
つぎに、ステップＳ３の合成工程は、ステップＳ１の外部形状取得工程とステップＳ２の内部形状取得工程から得られた３次元データを合成する。すなわち、コンピュータを利用して３次元座標上で両データを合成し、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を表す３次元データを得る。この３次元データは、必要に応じて、コンピュータ・グラフィックス（ＣＧ）技術を用いてモニターの２次元平面上に３次元画像として表示される。Ｘ線ＣＴのスライスピッチは通常０．５〜１ｍｍで疎なため、Ｘ線ＣＴからのデータでは歯や歯肉などの表面形状について正確なデータを得られない場合が多い。それを補うためにスリットピッチが最小０．０５ｍｍと精度の高い３次元計測装置のデータを合成することにより、表面形状と内部形状の正確な位置関係を得ることができ、データ全体の正確性および再現性を向上させることが可能である。
これにより、内部形状が複雑な部位であっても、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を表す正確な３次元データが得られる。
【００２０】
ステップＳ４の模型作製工程は、合成された３次元データに基づき、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を表す実体模型を作製する。図３（Ａ）に患者の上顎の一部を再現した実体模型の一例を示す。この実体模型２は、透明な樹脂からなり、例えば空洞にした歯根Ｒａおよび上顎洞１３ａが着色される。これらの部位を見易くするためである。実体模型の作製には、例えば、ＮＣ工作機や３次元造形装置などが用いられる。３次元造形装置には、紫外線硬化樹脂の光造形装置、熱可塑性樹脂の積層装置などがある。
ＮＣ工作機を用いる場合には、上記３次元データはＧコードデータのようなＮＣ加工用データに変換される。３次元造形装置を用いる場合には、上記３次元データはＳＴＬデータのような造形用データに変換される。
【００２１】
ステップＳ５の治具作製工程は、インプラントを植立する際にガイドとなる治具であって、前記実体模型から得られた咬合面を含む歯と顎堤の外部形状の印象を持ち、歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないような位置および角度を有するインプラント植立用のガイド孔を持つ治具を作成する。
【００２２】
図３（Ａ）に示すように、まず、実体模型２上で、目視により、歯根Ｒａを傷つけず、上顎洞１３ａを穿孔しない安全な位置および角度で、隣接する第１大臼歯Ｍ１ａと第２大臼歯Ｍ２ａの間（約４ｍｍ）の歯槽骨ＡＬａに、直接、例えば１．２ｍｍのチタンねじのような矯正用インプラント１６がねじ込まれる（植立される）。そして、矯正用インプラントにこれが挿通可能なパイプが嵌められる。
【００２３】
実体模型２からパイプを突出させた状態で、粉と液体を混合させて使用する歯科用即時重合レジンをこの実体模型２に圧接して、咬合面を含む歯および顎堤の印象を採る。この印象をインプラント植立用治具に用いる。図３（Ｂ）に示すように、印象３はパイプ４付きであり、印象３が固まると、実体模型２からパイプ４付きの印象３を引き外す。このとき、実体模型２には矯正用インプラント１６がねじ込まれている（図３（Ａ））。つぎに、固まった印象３からパイプ４を抜くと、図３（Ｃ）に示すように、この部分がガイド孔６となり、インプラント植立用治具５が作製される。このインプラント植立用治具５のガイド孔６は、図２に示す患者の上顎１１の隣接する第１大臼歯Ｍ１と第２大臼歯Ｍ２の間における歯槽骨ＡＬの安全な部位に対向している。これにより、患者の歯の咬合面および顎堤の印象を持ち、患者の歯根Ｒを傷つけず、上顎洞１３を穿孔しない位置、深さおよび角度を有して、歯槽骨ＡＬの安全な部位に矯正用インプント１６の植立を案内するガイド孔６を持つインプラント植立用治具５が作製される。
【００２４】
その後、矯正用インプラントの植立の際に、作製されたインプラント植立用治具５を実際に患者の咬合面を含む歯および顎堤に当て嵌めるだけで、このインプラント植立用治具５が患者の歯に正確に復位できるので、ガイド孔６から患者の歯槽骨ＡＬの安全な部位にドリルで穿孔できる。このとき、ドリリングにより熱が発生すると、骨を変性させるので、インプラント植立用治具５に注水用の孔７をあけておき、注射器で注水して冷却しながらドリリングを行う。このドリリング孔２１にチタンねじ１６をねじ込んで、矯正用インプラントの植立を終了する。
【００２５】
このように、患者の歯に矯正用インプラント１６を植立する際、インプラント植立用治具５を用いてドリリングすることにより、歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないような安全な部位に正確かつ容易に植立できる。
【００２６】
つぎに、第２実施形態に係る補綴用のインプラント植立用治具の作製方法を説明する。
図４は、患者の下顎１２の一部を示す側面図であり、第２実施形態では、例えば下顎１２の第１大臼歯Ｍ１が欠損しており、この欠損部（Ｍ１）に補綴用インプラント１８を植立する。まず、第１実施形態と同様に、患者の口腔内から、その口腔内情報を具体的に３次元的に示す歯と顎堤の石膏による印象模型が採られる。第２実施形態では、欠損部（Ｍ１）の両隣の第２大臼歯Ｍ２と第２小臼歯Ｂ２の印象が重点的に採られる。
【００２７】
第１実施形態と同様に、外部形状取得工程により患者の歯と顎堤を再現した印象模型の外部形状が３次元の電子データ化され、内部形状取得工程により患者の歯および顎骨の内部の形状が３次元の電子データ化され、合成工程により、両者の３次元データが合成される。そして、模型作製工程により、合成された３次元データに基づき、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を表す実体模型が作成される。最後に、治具作製工程により、補綴用インプラントを植立する際に使用される治具であって、実体模型から採られた咬合面を含む歯と顎堤の外部形状の印象を持ち、歯根を傷つけず、下顎管を穿孔しない位置、深さおよび角度を有するガイド孔を持つインプラント植立治具が作製される。この場合も、第１実施形態と同様に、実体模型に直接、補綴用インプラントをねじ込み（植立し）、これにパイプを嵌めたうえで印象を採り、印象からパイプを抜いてガイド孔を形成して治具を作製する。
【００２８】
こうして、図５に示すように、図４の欠損部（Ｍ１）の両隣の第２大臼歯Ｍ２と第２小臼歯Ｂ２の間における歯槽骨ＡＬの頂上付近の安全な部位に対向する、ガイド孔６Ａが形成された補綴用のインプラント植立用治具５Ａが作製される。作製されたインプラント植立用治具５Ａを実際に患者の咬合面を含む歯および顎堤に当て嵌めるだけで、このインプラント植立用治具５Ａが患者の歯に正確に復位できるので、ガイド孔６Ａから患者の歯槽骨ＡＬの安全な部位にドリルで穿孔できる。その後、図４のように、このドリリング孔２２に補綴用インプラント１８をねじ込んで、補綴用インプラント１８の植立を終了する。この補綴用インプラント１８を台にしてクラウンやブリッジなどの補綴物２４を装着する。
【００２９】
このように、補綴用インプラント１８の場合にも、上記の矯正用インプラント１６と同様に、インプラント植立用治具５Ａを用いてドリリングすることにより、歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないような安全な部位に正確かつ容易に植立できる。
【００３０】
上記各実施形態では、実体模型に直接、インプラントをねじ込み（植立し）、これにパイプを嵌めたうえで印象を採り、印象からパイプを抜いてガイド孔を形成して治具を作製しているが、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を示す３次元データに基づいて、コンピュータ上で歯槽骨の安全な部位にドリリング孔を形成し、実体模型の作製の際にドリリング孔を同時に作製し、実体模型の印象を採った後、このドリリング孔に基づいて印象（治具）にガイド孔を形成するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、患者の歯および顎骨の外部および内部の形状を正確に再現した実体模型を作製し、この実体模型から得られた、咬合面を含む歯と顎堤の外部形状の印象を持ち、かつ歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えないようにインプラントの植立を案内するガイド孔を持つインプラント植立用治具を作製する。したがって、患者の歯にインプラントを植立する際に、この患者の歯に正確に復位でき、かつガイド孔を介して、インプラントを歯および顎骨の解剖学的な構造物に影響を与えない安全な部位に正確に植立できるインプラント植立用治具を容易に作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインプラント植立用治具の作製方法を示す構成図である。
【図２】患者の顎の一部を示す側面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態の実体模型およびインプラント植立用治具を示す斜視図である。
【図４】患者の下顎の一部を示す側面図である。
【図５】第２実施形態のインプラント植立用治具を示す斜視図である。
【符号の説明】
２…実体模型、５、５Ａ…インプラント植立用治具、６、６Ａ…ガイド孔、１６…矯正用インプラント、１８…補綴用インプラント、Ｓ１…外部形状取得工程、Ｓ２…内部形状取得工程、Ｓ３…合成工程、Ｓ４…模型作製工程、Ｓ５…治具作製工程。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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