JP6063516B2

JP6063516B2 - 正確な骨及び軟質組織デジタル歯科用モデルを生成する方法

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Application number: JP2015094881A
Authority: JP
Inventors: ベルクマンズ，ブルース，ザ・サード; スティン，ザチャリー・ビー
Original assignee: Implant Innovations Inc
Current assignee: Biomet 3I LLC
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2017-01-18
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Description

[0001]本発明は、概して歯科用インプラントシステムに関する。より詳細には、本発明は、正確な骨及び軟質組織デジタル歯科モデル、外科的計画、並びに外科用ガイドを製作して使用する方法に関する。

[0002]人工の歯により、部分的又は全面的な失歯患者を治療することは、典型的には、２つのステージにより行われる。第一のステージでは、歯肉を切開し、下にある骨を露出させることである。一連のドリルビットにより、骨が切開された後、オッセオインテグレーションのために歯科用インプラントが顎骨に埋め込まれる。歯科用インプラントは、一般的に、保持用ねじ把持嵌合部品を受け入れるためのねじ切り孔を有している。
第一ステージの間、インプラントを覆う歯茎組織は縫合され、オッセオインテグレーション過程が進むにつれて治癒していく。

[0003]オッセオインテグレーション過程が完了すると、第２ステージが始まる。ここで、歯茎組織が再度開かれ、歯科用インプラントの端が露出される。治療器具又は治療アバットメントが、歯科用インプラントの露出端に取り付けられ、それによりその周りの歯茎組織が治ることとなる。好ましくは、残る開口が、取り換えられる自然歯の周りに存在する開口の大きさ及び輪郭と同じくらいのものとなるように、歯茎組織が治るのがよい。これを達成するためには、歯科用インプラントの露出端に取り付けられる治療アバットメントが、取り換えられる自然歯の歯肉部分と同じ一般的輪郭を有していなければならない。

[0004]歯科的復元術における典型的な第２ステージの間、治療アバットメントは、取り外され、インプレッションコーピングが、インプラントの露出端の上に嵌められる。これにより、患者の口の特定領域のインプレッションが採られ、それにより人工の歯が正確に製作できる。これらの過程の後、歯科ラボは、製作されたインプレッションから、歯科用インプラントに永久的に固定される義歯を造り上げる。

[0005]上述の歯科用インプラントを埋め込むためのより伝統的な方法に加えて、いくつかのシステムは、歯科用インプラントのガイドされた位置決めを採用している。これを実現するために、外科用ガイドが患者の口の内部の所定の場所に置かれる。外科用ガイドは、ドリルビットを正確に位置決めして骨切りを行えるよう、開口を有している。骨切りが完了すると、歯科用インプラントは、外科用ガイドが開けた開口に位置付けされ、外科用ガイドによりガイドされて形成された骨の切開部に埋め込まれる。

[0006]外科用ガイドは、典型的には、患者の口の歯科的走査（例えば、コンピュータトモグラフィ（“ＣＴ”）スキャナを使用する）に基づいて作製される。ＣＴスキャナは、患者の骨組織、顎骨、及び残っている歯の詳細を提供するので、外科用ガイドは、コンピュータ支援設計（“ＣＡＤ”）及びコンピュータ支援製造（“ＣＡＭ”）基づいて形成される。ＣＴスキャナの使用の一例が、米国特許出願公開2006/0093988のSwaelens et al.（“Swaelens”）に開示されている。なお、その全体をここで援用する。Swaelens は、また、ドリルビット及びインプラントを受けるよう、外科用ガイドの内部に置かれたさまざまな管の使用についても開示している。外科用ガイドを含む外科用計画を作り上げるためのＣＴスキャンの使用の一例は、２００７年１１月１６日に出願された米国特許出願61/003,407に開示されており、また、公開されているBiomet 3i’s Navigator（登録商標）システム製品刊行物、“Navigator（登録商標） System For CT Guided Surgery Manual”に記述されている。なお、それらの主体は共通であり、それらのすべてがここに援用される。ＣＴスキャンを使用して外科的計画を展開する他の例が、米国特許出願公開2006/0093988に開示されている。そのすべての内容をここで援用する。

[0007]ＣＴスキャンは、硬質組織（例えば骨組織又は歯）に対しては高い正確性のあるデータを生成するが、軟質組織（例えば歯肉組織）に対しては比較的正確性の低いデータを生成する。従って、現存の３Ｄ解剖学的デジタルモデル及び外科用ガイドは、とりわけ、患者の顎骨を覆う歯肉組織を正確には記述していない。歯肉組織データを獲得するための他の技法、例えば硫酸バリウム混入スキャン装置の使用、は、時間及び／又は労力が過度であり、しばしば特に正確でない。

[0008]正確な軟質組織データを生成するために他の方法が典型的には使用される。例えば、口内スキャナ等を使用して、患者の口の内部のインプレッションを採ることにより、軟質組織データが獲得される。しかしながら、これらの方法は、患者の口の硬質組織に関する正確なデータを提供できず、従って、３Ｄ解剖学的デジタルモデル及びこれらのモデルを使用して形成された次の外科用ガイドの品質を改良することに影響を与えることができない。

[0009]特別な患者のための歯科的及び／又は外科的計画を考慮するとき、骨の内部における歯科用インプラントの遠位端の最大深さは重要であり、上顎腔及び下顎管は避けなければならない。加えて、歯肉面及びその下の骨に対するインプラントの位置も重要であり、いくつかの歯科用インプラントを埋め込むような場合には特に重要である。従って、外科用ガイドを製作するための３Ｄ解剖学的デジタルモデルを造るために、患者の口の硬質組織（例えば、骨構造及び歯）及び軟質組織（例えば、歯肉組織）双方に関する正確なデータが得られて使用されることが重要である。

[0010]従って、患者の口の硬質組織及び軟質組織の双方に関する正確なデータを統合し、外科的モデル、外科的ガイド、及び／又はカスタムアバットメントを造り出すための正確な基礎を形成する非常に正確なデジタルモデルを造り出すための改良された方法を開発する必要性がある。

[0011]本発明の一工程によれば、患者の口内に少なくとも１つの歯科用インプラントを位置付けするための所望の場所を決定するための３Ｄ解剖学的デジタルモデルを生成するための方法が開示される。その方法は、前記患者の口の硬質組織に関連した第１のデータセットを得る行為を含んでいる。その方法は、更に、前記患者の口の軟質組織に関連した第２のデータセットを得る行為を含んでいる。その方法は、更に、前記第１のデータセットと前記第２のデータセットを組み合わせて、前記硬質組織に重なる可変寸法を有する硬質組織及び軟質組織の詳細構造を生成する行為を含んでいる。

[0012]本発明の他の工程によれば、患者の口内の所望の場所への少なくとも１つの歯科用インプラントの埋め込みをガイドするための外科用ガイドを造り上げる方法が開示される。その方法は、患者の口内の硬質組織に関する第１のデータセットと、患者の口内の軟質組織に関する第２のデータセットとを得る行為を含んでいる。その方法は、更に、前記第１のデータセット及び第２のデータセットを含む３Ｄ解剖学的デジタルモデルを形成する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記３Ｄ解剖学的デジタルモデルに規定された、外科的計画を作成する行為を含んでいる。その外科的計画は、仮想的インプラント位置を含んでいる。その方法は、更に、患者の口内のキャストモデルを走査して第３のデータセットを得る行為を含んでいる。その方法は、更に、前記第３のデータセットを前記３Ｄ解剖学的デジタルモデルと組み合わせる行為を含んでいる。その方法は、更に、前記外科的計画に基づき、キャスト材料内の、前記少なくとも１つ以上の仮想的インプラントの位置と同じ位置に、少なくとも１つのインプラント類似体を載置する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記外科的計画に基づき、少なくとも１つのインプラント類似体マウント及び少なくとも１つのマスターチューブを前記キャストモデル内に取付けてマスターキャストを形成する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記マスターキャストの上と、前記少なくとも１つのマスターチューブの中に、流動性材料を注ぐ行為を含んでいる。その方法は、更に、前記流動性材料を固化させる行為を含んでいる。その硬化材料は、前記外科用ガイドを形成する。その方法は、更に、前記マスターキャストから、前記少なくとも１つのインプラント類似体マウント及び前記外科用ガイドを取り外す行為を含んでいる。

[0013]本発明の他の工程によれば、患者の口内の所望の場所への少なくとも１つの歯科用インプラントの挿入をガイドするための外科用ガイドを造り上げる方法が開示される。その方法は、患者の口内を走査して、骨、組織、歯、又はそれらの組み合わせに関連した第１のデータセットを取得する行為を含んでいる。その方法は、更に、患者の口のインプレッションを採る行為を含んでいる。その方法は、更に、前記インプレッションを走査して、歯肉面に関連した第２のデータセットを取得する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記第１のデータセットを前記第２のデータセットとマージして、歯肉の厚さデータを含む３Ｄ解剖学的デジタルモデルを形成する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記インプレッションからキャストモデルを形成する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記３Ｄ解剖学的デジタルモデルから、場所の情報を有する仮想的インプラントを含む外科的計画を生成する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記キャストモデルを走査して第３のデータセットを取得する行為を含んでいる。その方法は、更に、ロボットを使用し、前記キャストモデル内の、仮想的インプラントの場所の情報により規定された位置に、少なくとも１つのインプラント類似体を載置する行為を含んでいる。

[0014]本発明の他の実施形態によれば、患者の口内の３Ｄモデルを造り上げる方法が開示されている。その方法は、患者の口内を走査して、顎骨、骨組織、歯、又はそれらの組み合わせに関連したデータを含む第１のデータセットを取得する行為を含んでいる。その方法は、更に、患者の口内又は患者の口のインプレッションを走査して、歯肉面に関連したデータを含む第２のデータセットを取得する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記第１のデータセットを前記第２のデータセットとマージして、結合データセットを形成する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記結合データセットから重複したデータを取り除いて、修正データセットを形成する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記歯肉面と前記顎骨との間の領域に関連した軟質組織データを、前記結合データセットに加える行為を含んでいる。

[0015]本発明の他の工程によれば、患者の口内に歯科用インプラント及び義歯を載置する方法が開示される。その方法は、患者の口のコンピュータトモグラフィ走査により得られた硬質組織データと、患者の口の口内走査又は歯科的インプレッションにより得られた軟質組織データとに基づいて３Ｄ解剖学的デジタルモデルを造り上げる行為を含んでいる。その方法は、更に、患者の口のキャストモデルを造り上げる行為を含んでいる。その方法は、更に、前記キャストモデルを走査してキャストデータを取得する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記３Ｄ解剖学的デジタルモデルを前記キャストデータとマージして、マージデータを取得する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記マージデータを使用して、前記歯科用インプラントの所望の配置場所を模写する歯科用インプラント類似体を前記キャストモデルに埋め込むことにより、マスターキャストを造り上げる行為を含んでいる。その方法は、更に、患者の口内の歯科用インプラントの代わりに使用される外科用ガイドを、前記マスターキャスト上に造り上げる行為を含んでいる。その外科用ガイドは、前記歯科用インプラント類似体に概して近接する少なくとも１つの開口を含んでいる。その方法は、更に、前記外科用ガイドを患者の口内に載置する行為を含んでいる。その方法は、更に、前記外科用ガイドの前記少なくとも１つの開口に前記歯科用インプラントを埋め込む行為を含んでいる。その方法は、更に、前記歯科用インプラントを埋め込んだ後に、患者の口から前記外科用ガイドを取り外す行為を含んでいる。その方法は、更に、義歯を前記歯科用インプラントに取り付ける行為を含んでいる。

[0016]本発明の上記要約は、本発明の各実施形態又はすべての側面を意図しているわけではない。これは図面及び以下に続く詳細な説明のためのものである。

[0017]図１Ａは、インプラントと、外科用ガイドで使用されるマスターチューブと、マスターチューブと共に使用されるガイドチューブとを示す図である。 [0018]図１Ｂは、図１Ａの器具の各種軸方向寸法を示す概略図である。 [0019]図２Ａ−２Ｃは、患者の口内の骨切り部にインプラントを差し込むのに使用されるインプラントマウントの側面図、斜視図、及び平面図である。 [0020]図３は、図１Ａ−１Ｂのインプラントに取り付けられた、図２Ａ−２Ｃのインプラントマウントを示す図である。 [0021]図４Ａ−４Ｃは、外科用ガイドに置かれるマスターチューブを示す図である。 [0022]図５Ａ−５Ｂは、外科用ガイドを造り出すのに使用されるインプラント類似体マウントの側面図及び平面図である。 [0023]図６は、インプラント類似体と共に使用される、図５Ａ−５Ｂにおけるインプラント類似体マウントの側面図である。 [0024]図７Ａは、１つの処理に基づく外科的計画を形成する方法の詳細を示すフローチャートである。 [0025]図７Ｂは、患者の口の一部の３Ｄコンピュータモデル（仮想モデル）を示す図である。 [0026]図８は、１つの処理に基づき、図７Ａ−７Ｂの外科的計画を使用してマスターキャストを形成する方法の詳細を示す流れ図である。 [0027]図９は、患者の下顎のキャストモデルを造り上げるために、患者の歯肉表面のインプレッション内に注がれる流動性キャスト材料を示す図である。 [0028]図１０Ａは、図９のキャストモデルを修正するために使用されるロボットを示す図である。 [0029]図１０Ｂは、キャストモデルに開口を開けるところの、図１０Ａのロボットを示す図である。 [0030]図１０Ｃは、キャストモデルに開口を開けた後の、図１０Ａのロボットを示す図である。 [0031]図１０Ｄは、キャストモデルにインプラント類似体を置こうとしている、図１０Ａのロボットを示す図である。 [0032]図１０Ｅは、図１０Ａのロボットがインプラント類似体を置いた後の、キャストモデルの開口の詳細を示す図である。 [0033]図１１は、一実施形態による、図８及び１０の工程を使用して形成されたマスターキャストを示す図である。 [0034]図１２は、一工程による外科用ガイドを形成する方法を詳述する流れ図である。 [0035]図１３Ａ−１３Ｂは、図１１のマスターキャストに置かれた後の、インプラント類似体と図６の関連マウントの組み合わせを示す図である。 [0036]図１４は、８つの歯科用インプラントの位置付けをガイドするために患者の口内で使用される外科用ガイドの平面図である。 [0037]図１５は、患者の口内に固定される、図１４の外科用ガイドを示す図である。

[0038]発明には、各種の修正態様があり、また択一的形態があるものの、その特定の実施形態が図面で例として示され、以下、詳細に記述される。しかしながら、それは、発明を、開示された特定の形態に限定するものではなく、むしろ発明は、付随の請求の範囲により画定される発明の精神及び範囲内にあるすべての修正、均等物、及び択一的態様をカバーするものである。

[0039]本発明は、硬質組織データ及び軟質組織データの双方を正確に記述している高度に正確な３Ｄ解剖学的デジタルモデルを造り上げるための方法に関する。かかるモデルは、コンピュータベースの外科的計画及び正確な外科用ガイドのためには必要なものである。

[0040]図１−４は、本発明の実施形態により形成された外科用ガイドと共に使用されるインプラント、インプラントマウント、マスターチューブ、及びドリルビットを示す図である。図５−６は、外科用ガイドを形成するのに使用されるインプラント類似体及びインプラント類似体マウントを示す図である。これらの部品は、また、米国仮特許出願第６１／００３，４０７号に開示されている。なお、その内容はすべてここに援用する。

[0041]図１Ａは、所定の外科的計画に基づいた患者の口内の歯科的手術の間に歯科用インプラント１０を組み入れるために使用されるいくつかの外部部品を示している。図１Ｂは、患者の骨内での歯科用インプラント１０の適切な軸方向位置を保証するのに使用される寸法を示すである。なお、それらはより詳細に議論される。示されているように、インプラント１０は、六角ソケット形状の非回転機構１２と、その非回転機構１２の下に位置したねじ切り孔１４とを有している。非回転機構１２は、また、異なる多角形又は非曲線形形状のような他の内的形状を有していてもよく、更に、それは、インプラント１０の上端面の上に突出する六角形（他の多角形又は非曲線形）突起のような外部形状として現れてもよい。外部部品には、以下、より詳細に議論されるが、外科用ガイド内に置かれるマスターチューブ２０と、上端縁部３２を有するガイドチューブ３０とがある。ガイドチューブ３０は、マスターチューブ３０内に封着されるブッシングのようなものであり、それにより上端縁部３２は、マスターチューブ２０の上面に落ち着く。

[0042]図１Ｂを参照すると、外科的計画に基づきインプラント１０を軸方向に適切に位置付けするために、インプラント１０の長手寸法“Ｃ”は、既知でなければならない。更に、寸法“Ａ”は、インプラント１０の座面からマスターチューブ２０の底面までの距離である。なお、マスターチューブ２０は、既知寸法“Ｄ”を有している。寸法“Ｂ”は、骨を穴あけするためのドリルビットを受け入れるガイドチューブ３０の縁部３２の厚さである。寸法“Ｅ”は、インプラント１０に取り付けられ、外科的計画に基づきインプラント１０を骨内に埋め込むのに使用されるインプラントマウント（例えば、図２Ａ−２Ｃのインプラントマウント４０）及びインプラント類似体マウント（例えば、図５Ａのインプラント類似体マウント１００）の長さ寸法である。以下議論する外科用ガイドは、各インプラント１０のすぐ上に位置する軸方法寸法を有しており、それは寸法“Ｄ”よりも大きく、寸法“Ｅ”よりも小さい。歯科用インプラント１０の上の外科用ガイドのその軸方向寸法は、距離“Ｅ”が、インプラントマウント４０のいくつかの知られた標準長さ（例えば、７．５ｍｍ、９ｍｍ、１０．５ｍｍ、１２ｍｍ）のひとつと等しいことを保証するように選択される。つまり、図１Ｂの寸法“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”、及び“Ｅ”は、外科的計画に基づき各歯科用インプラント１０が置かれる外科用ガイドを造り上げるうえで考慮される。

[0043]図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃは、歯科用インプラント１０と共に使用されるインプラントマウント４０の長さの一例を示す図である。インプラントマウントは、一般的に、インプラントの各種の幅に応じて、各種の長さと直径のものを利用できる。インプラントマウント４０は、本体４４の一端において、インプラント１０の非回転機構１２と係合する非回転機構４２（示されている通り、六角突起）を有している。本体４４の他端においては、複数の切り欠き４７を有するフランジとなっている。駆動素子４８は、フランジ４６の上部にあり、手動の又は電動のトルクを受けて、取り付けられたインプラント１０を患者の骨内に回転させて進める。インプラントマウント４０は、更に、全インプラントマウント４０を通じて延びてねじ４９を受け入れる孔を有している。孔は、ねじ４９のねじ山と嵌まるような内部のねじ山５０を有しており、それによりインプラントマウント４０が歯科用インプラント１０に取り付けられていない状態でも、ねじ４９とインプラントマウント４０が一緒に保たれるようになっている。

[0044]視覚的な整列の目的のため、各切り欠き４７は、インプラントマウント４０の非回転機構４２の一面と揃っている。図示の実施形態にあっては、各切り欠き４７は、また、駆動素子４８の一面と揃っている。従って、切り欠き４７は、下にある非回転機構４２の向きを決めるのに役立っている。これは非常に重要である。なぜなら、インプラント１０が一旦患者の骨に埋め込まれると、既定の人工部品（例えば、バー、アバットメント等）の非回転機構がインプラント１０の非回転機構１２と係合するときに、その人工部品が、適切な角度の向きに揃うように、インプラント１０の非回転機構１２は、患者の骨の内部で既知の角度位置でなければならないからである。

[0045]図３は、ねじ４９を介してインプラントマウント４０が取り付けられた歯科用インプラント１０を示す図である。加えて、インプラント１０の非回転機構１２は、インプラントマウント４０の非回転機構４２と結びついている。フランジ４６上の切り欠き４７の位置により、各切り欠き４７ａは、非回転機構１２，４２の対応する面１２ａ，４２ａと揃っている。しかして、医者は、インプラント１０のその非回転機構１２の角度の向きを見ることはできないが、医者は、インプラントマウント４０にある切り欠き４７を調べることにより、非回転機構１２の角度の向きをやはり知ることができる。

[0046]図４Ａ−４Ｃは、一実施形態によるマスターチューブ２０の詳細を示す図である。マスターチューブ２０は、上面８６に切り欠き８４を有した本体８２を備えている。マスターチューブ２０は、凹凸のある側面８８を有しており、それによりマスターチューブ２０が外科用ガイド（例えば、図１４の外科用ガイド３９０）の材料によりよく取り付けられる。示されているように、凹凸面８８は、本体８２の外周を取り囲むらせん状の溝と、そのらせん状溝と交差する、本体８２の中心軸に沿った軸方向溝とを備えている。他の実施形態においては、本体８２は、刻み付き面であるか、又は外科用ガイドの材料内でマスターチューブ２０が固定されるのを支援するような他の何らかの面を有している。

[0047]マスターチューブ２０は、異なる直径の歯科用インプラントを収容できるよう、異なるサイズを有していてもよい。例えば、４．１ｍｍの内径を有するマスターチューブ２０が、４．０ｍｍ以下の直径を有するインプラント１０用に使用される。加えて、５．１ｍｍの内径を有するマスターチューブ２０が、４．０ｍｍと５．０ｍｍの間の直径を有するインプラント１０用に使用される。

[0048]一実施形態によれば、マスターチューブは、上面にフランジを有しており、それによりマスターチューブが、外科用ガイド内においてより良い正確性で軸方向に保持さ
れる。フランジの下面は、外科用ガイドに対するマスターチューブの軸方向の動きを阻止するよう、外科用ガイドの材料と係合している。フランジは、外科用ガイドの上端面に置かれるか、又は外科用ガイドの上端面内の相手方孔としての開口内に載置される。いずれの場合も、図１Ｂの寸法“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”、及び“Ｅ”は、マスターチューブにも適用可能であり、それにより外科的計画に基づき各歯科用インプラント１０を位置付けする外科用ガイドを造り上げることができる。

[0049]図５Ａ−５Ｂは、一実施形態による、外科用ガイドを造り上げるのを支援すべく使用されるインプラント類似体マウント１００を示す図である。インプラント類似体マウント１００は、本体１０２と、複数の切り込み１０６を有した拡張可能上端部１０４とを備えている。本体１０２の下端は、インプラント類似体の対応する係合面と係合する非回転機構１０８（例えば、六角突起）を備えている。インプラント類似体マウント１００は、大きな回転可能ヘッド１１０を有したねじ１０９を含んでいる。回転可能ヘッド１１０が締められると、ねじ１０９がインプラント類似体内にねじ込まれ、更に回転されると、ねじ１０９のテーパ部１１１が拡張可能上端部１０４に力を与えてそれを外側に拡げる。

[0050]方向付けピン１１２が拡張可能上端部１０４上にあり、非回転機構１０８上の平坦面のひとつと揃っている。方向付けピン１１２は、拡張可能上端部１０４の上端フランジの下へ延び、後述のように、後述のマスターキャストが作り上げられるときにマスターチューブ２０内で切り欠き８４と嵌合する。

[0051]図６は、インプラント類似体１２０に取り付けられたインプラント類似体マウント１００を示す図であり、それはやはり外科用ガイドを造り上げるのを支援するために使用されるものである。インプラント類似体１２０は、歯科用インプラント１０の上面と同一の上面を有している。従って、インプラント類似体１２０は、インプラント類似体マウント１００の非回転機構１０８と係合する非回転機構１２２を有している。そうなるとき、方向付けマーカー１１２は、インプラント類似体１２０の非回転機構１２２と揃っていることになる。インプラント類似体１２０は、また、ねじ１０９を受け入れるための内部ねじ山１２４を有しており、インプラント類似体１２０がインプラント類似体マウント１００に保持される。

[0052]本発明の実施形態によれば、患者の３Ｄ解剖学的は、ＣＴスキャナ（又は他の適当な走査技術又は機器）により患者の口を走査することにより得られた、骨構造、歯、及び／又は予め付けられたマーカー（例えば、後に詳述するような全失歯の場合）に関するデータ（１）を、患者の口のインプレッションを採り、そのインプレッションを走査することにより得られたデータ、又は口内スキャナで患者の口の内部を走査することにより得られた、歯肉面に関するデータ（２）と結合させることにより造り出される。プラニングソフトウェアと共にその３Ｄ解剖学的デジタルモデルを使用して生成された外科的計画が使用されて、インプラント類似体が、患者の手術前解剖学的シナリオのキャスト内の、患者の口に挿入されるべき歯科用インプラントの所望の位置と等しい位置に正確に置かれ、それにより、マスターキャストが生成される。マスターキャストは、外科用ガイドを生成するのに使用される。

[0053]詳細な説明の残りは、患者が失歯であり、外科用ガイドが軟質組織上（例えば、歯肉面表面）に置かれることを前提としている。すべての歯がない患者に対しては、硬質組織データセット及び軟質組織データセットの双方に共通の硬質組織参照が形状マッチングには必要である。この硬質組織参照は、硬質組織データセット及び軟質組織データセットの双方に共通の唯一のデータだからである。従って、物理的マーカーが、参照点として患者の口内に置かれる。そのマーカーは、骨ピン、固定ねじ等でよい。しかしながら、本発明の実施形態は、部分的に歯のない患者にも使用可能である。

[0054]図７Ａを参照すると、一工程による外科的計画を作成する方法が示されている。外科的計画を作成するためには、ステップｓ１５０において、患者の硬質組織に関する３次元（３Ｄ）が、ＣＴスキャン又は他の適した走査技術もしくは機器のような歯科的走査を使用して得られる。とりわけ、ＣＴスキャナは、患者の骨構造（例えば、顎骨）及び歯に関するデータをデジタル化し、硬質組織データセットを生成する。硬質組織データセットは、正確な硬質組織データを含んでいる。

[0055]ステップｓ１５２において、軟質組織データセットが得られる。一実施形態によれば、患者の口内のインプレッション材料を使用する等の一般の技術を使用することにより、患者の歯肉表面及び歯（あるなら）のインプレッションが採られる。そのインプレッションは、走査されデジタル化され、軟質組織データセットが得られる。あるいは、患者の口のストーンキャストが形成され、そのストーンキャストが操作されデジタル化される。適したスキャナのひとつとしては、3Shape A/S社（コペンハーゲン、デンマーク）製の3D Scanner D-250（登録商標）（”3Shape Scanner”）がある。他の実施形態においては、軟質組織データセットは、口内スキャナを使用して患者の口部を走査することにより得られる。

[0056]ステップｓ１５２で得られた結果的な軟質組織データは、患者の歯の外側面の非常に正確なデータを含んでいる。軟質組織データセットは、ゼロ厚のデジタル化表面であり、歯及び歯肉組織の外側面を表している。図７Ａの工程においては、軟質組織データセットは、硬質組織データセットを得た後に得られているが、軟質組織データセットは、硬質組織データセットを得る前に得てもよいことに考慮すべきである。

[0057]ステップｓ１５４においては、形状マッチングアルゴリズムが適用されて、硬質組織データセットと軟質組織データセットとがマージされる。形状マッチングアルゴリズムは、生歯の外側面、予め付された物理的マーカー、現存の歯等の、両データセットの共通の特徴を利用して、２つのデータセットをマージする。ステップｓ１５６において、軟質組織データセット及び硬質組織データセット（例えば、生歯に関するデータ）の双方に共通の重複データは、硬質組織データセットから除外される。他の実施形態においては、共通データは、軟質組織データセットから除外される。結果として得られたマージデータと顎骨の間の領域は、歯肉組織の厚さに相当する“ギャップ”として採り出される。ステップｓ１５８において、このギャップは、モデルにおいて軟質組織で満たされる。ステップｓ１６０においては、結果として、３Ｄ解剖学的デジタルモデルが得られる。ステップｓ１６５において、そのデジタルモデルから外科的計画が生成される。ステップｓ１６６においては、その外科的計画を使用して外科用ガイドが作製される。

[0058]３Ｄ解剖学的デジタルモデル及びプラニングソフトウェアを使用して、外科的計画が生成される。外科的計画は、患者の口の条件に基づいた仮想的インプラントの配置場所、位置付け、向き、及び大きさに関する情報を含んでいる。図７Ｂは、ステップｓ１６０で得られた３Ｄ解剖学的デジタルモデルを利用した仮想的カスタムアバットメント１６２及び仮想的インプラント類似体１６３の（コンピュータディスプレイ上の）３ＤＣＡＤモデル１６１を示している。ＣＡＤモデル１６１における開口は、仮想的インプラント類似体１６３の方向にテーパ形状となっている。このテーパ形状は、キャストモデル及びもしあれば隣接する歯の配置場所により規定された下部の歯科用インプラントの配置場所を考慮した後、ＣＡＤモデル１６１のオペレータにより選択される。更に、そのテーパ形状は、オペレータにより設計された仮想的カスタムアバットメント１６２の大きさ及び形状により決まってくる。開口１６４は、直線壁のテーパ形状を有するように示されているが、開口１６４は、曲線壁のテーパ形状を有していてもよい。更に、開口はその端部おいては、仮想的カスタムアバットメント１４２と、隣接する歯の間の歯肉組織の３次元的“サドル”形状とにより規定されるように、円形でも、楕円でも、他の非円形形状であってもよい。この開口１６４は、ロボットマニピュレータ、又は図１０Ａ−Ｄを参照して議論される他のロボット３５８により生成される。

[0059]得られた外科的計画は、マスターキャストを生成するために使用され、そのマスターキャストは、外科用ガイド（例えば、図１４の外科用ガイド３９０）を作製するために使用される。一工程によるマスターキャストを形成する方法を図８に示す。ステップｓ２００において、流動的キャスト材料が歯肉面のインプレッションに注ぎこまれる。ステップｓ２００で使用されるインプレッションは、上述の軟質組織データセットを獲得する工程の間（例えば、図７Ａのステップｓ１５２の間）に得られるインプレッションである。なお、他の、又は新たなインプレッションも、ステップｓ２００の間、使用可能であることに注意すべきである。例えば、図７Ａのステップｓ１５２の間、口内スキャナが使用されて軟質組織データセットを獲得する場合には、新たなインプレッションが使用される。

[0060]図８の残りのステップを議論する前に、図９−１０に注意が向けられる。図９は、患者の下顎のキャストモデルを造り上げるための方法の一例を示している。図１０Ａ−Ｄは、一実施形態による、インプラント類似体を図９のキャストモデル内に埋め込むように構成されたロボットマニピュレータシステムの概略構成を示している。

[0061]図９は、歯科用インプレッションを使用してのキャストモデルの作製を示す図である。図９の絵においては、流動性キャスト材料３３０が、インプレッション３１０に注がれているが、そのインプレッションは、患者の歯肉面の凹んだインプレッションの形状をしている。キャスト材料３３０は、石又は他の適当な材料を含んでいる。キャスト材料３３０は、その後、ステップｓ２０２で固化することとなる。なお、当業者であれば、キャストを作製する多くの方法があることを認識できるであろう。例えば、各種材料が使用できる。

[0062]また、図１０Ａ−Ｅを参照すると、ステップｓ２０２でキャスト材料３３０が固化した後、得られたキャストモデル３５０が、基礎構造（例えば、雄型基礎構造３６８）上に載置される。キャストモデル３５０内に置かれるべきインプラント類似体１２０の相対的位置及び／又は座標は、３ＤＣＡＤモデル内の座標システムを使用して生成される。インプラント類似体の位置は、患者の口内に入れられるべき仮想的なインプラントの所望の配置場所、位置付け、及び向きを模写している。仮想的インプラントのこの所望の配置場所、位置付け、及び向きは、外科的計画により決定される。ロボットに関連した共通の作業構造（例えば、雌型作業構造３６９）が、キャストモデル３５０を走査するのに使用され、また、ロボットマニピュレータ３５８を使用してインプラント類似体１２０を位置付けするのに使用される。図１０Ａ−Ｄに示したような基礎構造以外のタイプの基礎構造も使用できることに注意すべきである。例えば、いくつかの実施形態においては、キャストモデル３５０は、雌型基礎構造上に載置され、共通基礎構造が雄型基礎構造であってもよい。他の実施形態においては、スキャナ及びロボットマニピュレータは、共通の基礎構造を共用しない。

[0063]雄型基礎構造３６８は、図１０Ａに示すように、作業構造３６９に取り付けられ、ステップｓ２０４で、3Shape Scanner（又は他の適当な走査機器）を使用して走査される。一実施形態においては、スキャナは、基礎構造３６８の各軸、言い換えれば基礎構造原点、に対するキャストモデル３５０の１つ以上の構造的特徴のＸ，Ｙ及びＺ位置を測定し、それにより、キャストモデル３５０のデジタル化されたキャストデータセットを獲得する。従って、基礎構造３６８が、作業構造３６９に対して既知の位置のあるとき、インプラント類似体１２０についての正確な所望の配置場所が決定される。他の実施形態においては、共通座標システムを生成するために、3Sphere参照が使用される。この実施形態においては、スキャナが、３つの球を備えた調整標準体を走査する。そしてロボットが、これらの球をなぞっていく。その走査及びなぞりのデータを使用して、ロボットとスキャナの間に共通座標システムが確立する。

[0064]図８に戻ると、ステップｓ２０６において、第二形状マッチングアルゴリズムを使用して、デジタル化キャストデータセットは、外科的計画が生成される（図７Ａ参照）、予め得られた３Ｄ解剖学的デジタルモデルとマージされる。第二形状マッチングアルゴリズムは、３Ｄ解剖学的デジタルモデルを得るために図７Ａのステップｓ１５４で硬質組織データセットと軟質組織データセットをマージするのに使用された形状マッチングアルゴリズムと同じであってもよいし、異なるものであってもよい。患者の口に挿入されるべき仮想的インプラントの座標、及び基礎構造座標システムに対する対応するインプラント類似体１２０の座標は、ステップｓ２０８において、抽出される。

[0065]ステップｓ２１０において、仮想的インプラントの座標は、ロボットマニピュレータ３５８にアップロードされる。ステップｓ２１２においては、ロボットマニピュレータ３５８は、インプラント類似体１２０を、キャストモデル３５０（図１０Ｄ参照）内の、仮想的インプラントの配置場所、位置付け、及び向きに一致する搭載箇所に、挿入する。ロボットマニピュレータ３５８は、インプラント類似体１２０のキャストモデル３５０内での位置が、外科的計画により決定された仮想的インプラントの位置と実質的に一致するように、インプラント類似体１２０をキャストモデル３５０に正確に位置付けできる。図に示した実施形態においては、８つのインプラント１０の要請があるので、８つのインプラント類似体１２０が、キャストモデル３５０に挿入される。一実施形態においては、ロボットマニピュレータ３５８は、相対的位置情報を使用して、キャストモデル３５０上に置かれた、エポキシのような固定材料内にインプラント類似体１２０を位置付けする。

[0066]図１０Ａは、ロボット３５８のための単純な概略構成の一例を示している。当業者であれば、各種の制御機構、モータ、並びにマニピュレータアーム及び工具を有するいくつかのタイプのロボットが利用できることが理解できるであろう。例えば、ロボット３５８としては、Epson RC520コントローラを備えたEpson PS5６軸ロボット（セイコーエプソン株式会社、日本）がある。図１０Ａ−Ｄのロボット３５８は、キャストモデル３５０を修正したり、実際のインプラント類似体１２０を位置付けするといったような各種の機能を実行する。特に、後により詳細に記述されるが、ロボット３５８は、キャストモデル３５０が固化して、仮想的開口１６４と実質的に類似の実際の開口が形成された後に、キャストモデル３５０を修正する。インプラント類似体を置くべき位置は、外科的計画により決定される。関連した仮想的開口は、類似体を収容するのに必要である。更に、ロボット３５８は、図７Ｂの仮想的インプラント類似体１６３と実質的に同じ位置に、また実質的に同じ向きにインプラント類似体１２０を位置付けする。

[0067]ロボット３５８は、テーブル又は他の作業ベンチ上に支持された基礎構造３５９を有している。基礎構造３５９は、工具又は他の器具を把持し、及び／又は操作する１つ以上の工具ホルダー３６２，３６３を支持するための終端構造３６１を有する１つ以上の移動アーム３６０ａ，ｂを、典型的には備えている。示されているのは、基礎構造３５９は、複数の旋回部３６０ａ及び３６０ｂを有するアーム３６０を含んでおり、また、工具ホルダー３６２は、ドリルビット３６４を含んでいる。終端構造３６１、アーム３６０、基礎構造３５９、及び／又は工具ホルダー３６２，３６３は、工具ホルダー３６２，３６３の一方により保持される工具（例えば、ドリルビット３６４）に回転エネルギーを伝えるためのギア又は他の一般的な器具を含んでいる。

[0068]アーム３６０（しかして終端構造も）は、キャストモデル３５０及びパレット３６５に対してすべての方向に動き得る。パレット３６５は、ロボット３５８の処理の前に、パレット３６５内に置かれた特定の並びに工具又は他の器具を含んでいる。示されているのは、パレット３６５には、１つ目の位置の追加的ドリルビット３６６と、２つ目の位置のインプラント類似体ホルダー３６７とが備わっている。とりわけ、図７Ｂの３ＤＣＡＤモデル１６１からのデータがロボット３５８の制御システムに送られた後、ロボット３５８のオペレータは、特定の孔を開けて、特定のインプラント類似体１２０を挿入するために、パレット３６５の工具又は他の器具をある順で供給するように指示される。

[0069]図１０Ａにおいては、キャストモデル３５０は、図８のステップｓ２０４でキャストモデル３５０を走査するのに使用された基礎構造と同じ基礎構造３６８に直接的に結合されている。それで、基礎構造３６８は、キャストモデル３５０の走査にも、ロボット３５８によるキャストモデル３５０の後の修正にも使用される。基礎構造３６８は、ロボット３５８に関連した作業構造３６９上の対応する構造と正確に嵌合するための整列機構及び磁気機構を備えている。作業構造３６９は、工具ホルダー３６２，３６３内のどんな工具又は他の器具も、作業構造３６９に対して正確に位置付けできるように、基礎構造３５９に対して既知の位置にある。

[0070]キャストモデル３５０に対して工具３６４が正確に位置付けされるような配置を支援するため、キャストモデル３５０（及びその基礎構造３６８）は、そのキャストモデル３５０の開口内に挿入されるインプラント類似体上に最終的に嵌められるカスタムアバットメントを位置付けするためにＸ_Ａ、Ｙ_Ａ，Ｚ_Ａとラベル付けされたアナログ座標システムを有している。望まれるなら、カスタムアバットメントは、アナログ座標システムに対して設計される。更に、ロボット３５８（及び前に使用された走査システム）は、Ｘ_Ｂ、Ｙ_Ｂ，Ｚ_Ｂとラベル付けされた独自の座標システムを有している。

[0071]３ＤＣＡＤモデル１６１からのデータが、ロボット３５８の制御システムに送られるとき、そのデータは、少なくとも２つのタイプのデータセットを含んでいる。第１のデータセットは、キャストモデル３５０で使用されるインプラント類似体のタイプを示す。また、第２のデータセットは、アナログ座標システムの基礎座標システムに対する相対的な位置を示しており、それにより、キャストモデル３５０への孔の生成と、インプラント類似体の位置付けが、仮想的にモデル化されたものと実質的に一致する。選択的に、第３のデータセットが、カスタムアバットメント１６２の歯肉に対するマージンを規定しており、それにより適切な大きさの開口が、インプラント類似体の上方に形成され、カスタムアバットメントがキャストモデル内に適切に合わさる。この選択的な第３のデータセットは有用である。なぜなら、実際のカスタムアバットメントは、直径がインプラント類似体よりも大きいので、開口をテーパ形状にして（例えば、直線壁テーパ、曲線壁テーパ等）実際のカスタムアバットメントを収容しているからである。

[0072]図１０Ａのロボット３５８は、調整機構３７０も有しており、それにより孔が開けられ、及び／又はインプラント類似体が位置付けされる前に、工具（例えば、ドリルビット３６４の先端）が既知の場所に位置付けされ、“ゼロ調整”される。示されているのは、調整システム３７０は、２つの交差するレーザ（例えば、ＨｅＮｅレーザ）３７１，３７２を有している。キャストモデル３５０に対するいかなる作業の前に、工具３６４は、２つのレーザ３７１，３７２の交点に置かれ、基礎座標システム（Ｘ_Ｂ、Ｙ_Ｂ，Ｚ_Ｂ）内での工具３６４の正確性を保証している。調整システム３７０が調整が必要であることを示している場合や、オペレータが、調整が必要であると思った場合には、オペレータは、２つのレーザ３７１，３７２の交点に工具３６４を置くようにそれを調整できる。

[0073]図１０Ｂにおいては、ドリルビット３６４がロボット３５８により移動させられ、キャストモデル３５０に孔を開け始めている。ドリルビット３６４は、その開口の抉られたポケットを生成する（図７Ｂのテーパ形状の開口により示されているように）。ドリルビット３６４は、その開口のいずれの位置の直径よりも短い直径を有しているので、そのドリルビット３６４はフライス工具として使用されて輪郭に沿って抉られたポケットが生成される。一実施形態においては、ドリルビット３６４は、インプラント類似体１２０を受け入れるような、開口の下部を生成する。そのようにするため、ロボット３５８のドリルビット３６４は、仮想的インプラントの位置と実質的に一致した位置に、その場合の特定のインプラント類似体の上方係合面（図１０Ｅ参照）がくるような、キャストモデル３５０内の位置に配置される開口の底の壁を形成する。他の実施形態においては、類似体（“類似体ポケット”）のための孔は、類似体に対してすべての方向についてサイズが大きくなっている。ロボット３５８が、類似体ポケットの領域内の空間で類似体を保持する一方で、接着剤がその類似体をキャストモデル３５０に固着させる。

[0074]図１０Ｃは、ロボット３５８によりキャストモデル３５０内に生成された開口３７４の最終結果を示している。開口３７４を開けるのは、単一のドリルビット３６４を使用すると記述されてきたが、ロボット３５８は、開口３７４を形成するのに複数の工具（例えば、パレット３６５内の第２ドリルビット３６６、又はより伝統的なフライス工具）を利用することができる。更に、図示された実施形態においては、複数の仮想的インプラントが必要とされていることから、ロボット３５８が、複数の開口３７４を形成するように要求され、各開口は、パレット３６５からの複数の工具を使用する。複数の工具を使用する場合には、各工具を使用する前に、調整システム３７０（図１０Ａ）による調整が必要である。

[0075]図１０Ｄは、インプラント類似体１２０を位置付けするために工具ホルダー３６３を使用することにより、パレット３６５からインプラント類似体ホルダー３７５を把持するよう、ロボット３５８を動かすことを示している。開口３７４が完成すると、オペレータは、キャストモデル３５０から、ドリル工程で生じたすべての残留粒子やデブリを取り除く。接着剤が開口３７４内に入れられると共に、インプラント類似体１２０の終端部にも付けられる（例えば、手でブラシにより）。あるいは、接着促進剤がインプラント類似体１２０に付けられて、固化工程が促進される。しかしながら、ロボット３５８用のワークステーションは、接着剤（及び促進剤）のビンを備えているので、オペレータが手動で介入することなく、ロボット３５８は、これらの１つ以上のビンにインプラント類似体１２０の端を“浸ける”。

[0076]インプラント類似体１２０の位置を調整システム３７０（図１０Ａ）で調整した後、ロボット３５８は、インプラント類似体１２０を開口３７４の底部に位置付けするように、インプラント類似体ホルダー３７５を移動させる。その際、インプラント類似体１２０の非回転機構の向きは、患者の口内のインプラントの非回転機構の向きと一致するように（つまり、６自由度のすべては、患者の口内に置かれるインプラントと同じように制約される）厳密なものとなる。ロボット３５８が、開口３７４内でのインプラント類似体１２０の位置付けを終了すると、エネルギー源（例えば、ＵＶ光源）が使用されて急速に接着剤が固化され、インプラント類似体１２０が開口３７４内で物理的に制約されてキャストモデル３５０に取付くようになる。好ましくは、接着剤は、ＵＶ固化接着剤である。

[0077]一旦接着剤が固化すると、ロボット３５８は、インプラント類似体ホルダー３７５を解放するように、工具ホルダー３６３の把持機構に指令を与える。インプラント類似体ホルダー３７５は、長いねじにより、インプラント類似体１２０に保持される。従って、オペレータがその長いねじを外すと、図１０Ｅに示すように、インプラント類似体１２０は（接着剤により接着されて）それ自身で開口３７４内に留まるようになる。特に、インプラント類似体１２０と、そのねじ切り孔３７７と、非回転機構３７８とは、開口３７４内で特別な位置及び向きで配置されている。ロボット３５８は、また、インプラント類似体ホルダー３７５をインプラント類似体１２０から外すために必要な工具をパレット３６８内に有しているので、オペレータの介入は必要ない。

[0078]図１１は、図１０Ａ−Ｄのロボット３５８により複数のインプラント類似体が挿入された後の得られたマスターキャスト４００を示す図である。マスターキャスト４００は、外科用ガイドを使用して患者の骨に挿入される８本の歯科用インプラント１０の位置を模写する８本のインプラント類似体１２０を含んでいる。

[0079]必要であれば図１−６に戻って参照しつつ、図１２は、一工程によるマスターキャスト４００から外科用ガイドを形成する方法を示している。ステップｓ４５０において、インプラント類似体マウント１００（図１３Ａ−１３Ｂ参照）が、マスターキャスト４００に取り付けられ、マスターチューブ２０が、インプラント類似体マウント１００に取り付けられる。マスターチューブ２０は、そのインプラント類似体マウントのねじがインプラント類似体１２０にねじ込まれるときのそのインプラント類似体マウントの上部の拡張により、インプラント類似体マウント１００上にロックされる。インプラント類似体マウントのねじは、本質的に、インプラント類似体マウント１００の本体内におけるウェッジの役割を果たし、インプラント類似体マウント１００の本体の上部は、切り込みがあることにより拡張できる。図１３Ａ−１３Ｂは、図１１のマスターキャスト４００内に配置されたインプラント類似体マウント１００及びインプラント類似体１２０を示している。拡張可能上部１０４の上端フランジは、マスターチューブ２０上に載置され、そのとき方向ピン１１２は、マスターチューブ２０の２つの切り欠き８４の１つ内にある。それにより、インプラント類似体１２０の非回転機構１２２の位置は既知であり、マスターキャスト４００に対して固定される。一旦適正に載置されると、大きな回転ヘッド１１０は、もう少し（典型的には１／２回転未満）回転させられ、拡張可能上端部１０４は、外側に広がってマスターチューブ２０内に入り込み、自身の軸方向の位置をロックすることとなる。

[0080]ステップｓ４５２においては、アクリルのような高分子材料３９０ａが、図１３Ａ−１３Ｂのマスターキャスト４００の上と、マスターチューブ２０の周りに注がれ、外科用ガイド３９０（図１４参照）が形成される。好ましくは、マスターチューブ２０は、その最上面が外科用ガイド３９０の平坦面３９２上に位置するように、外科用ガイド３９０内で位置付けされる。高分子材料３９０ａのすべてが固まり、固化すると、インプラント類似体マウント１００の大きな回転ヘッド１１０を緩めることができ、それによりマスターチューブ２０からインプラント類似体マウント１００が解錠され、結局、インプラント類似体マウント１００がインプラント類似体１２０から解放され、それにより得られた外科用ガイド３９０は、マスターキャスト４００から取り外され、ステップｓ４５４において、インプラント類似体マウント１００は、外科用ガイド３９０から外される。

[0081]得られた外科用ガイド３９０は、患者の口内の歯肉面の詳細を統合する逆のインプレッションを有することにより、患者の歯肉面に隠れるように適合している。図にしめされた実施形態においては、８つのインプラントが必要であるとしているので、外科用ガイド３９０は、８つの開口を含んでおり、その各々は、外側凹凸面及び接着剤の助けにより外科用ガイド３９０の材料が統合されるマスターチューブ２０により画定される。上述のように、最終結果は、８本の歯科用インプラント１０が外科的計画により規定された深さ及び角度で患者の上顎に埋め込まれる、ということであり、その８本の歯科用インプラント１０は、その特定の患者に開発された義歯タイプの歯科用補綴物の一部である棒構造に取り付けられる。あるいは、歯科用アバットメント及び／又は個々の補綴物は、歯科用インプラント１０に取り付けられる。

[0082]外科用ガイド３９０の下部は、マスターキャスト４００、すなわち患者の口内の走査された歯肉面、に合わせた外形を有している。言い換えれば、外科用ガイド３９０の下部は、患者の口の歯肉面の逆インプレッションである。

[0083]図１４の外科用ガイド３９０は、また、一時的固定ねじ又はピンが通される複数の開口３９４を含んでいる。その一時的固定ねじ又はピンは、骨と係合し、外科用ガイド３９０を歯肉面の適切な位置に保持し、それにより外科的計画は、外科用ガイド３９０を使用して実行される。前述のように、外科用ガイド３９０は、ある状況下で、隣接する歯と骨組織の表面の逆インプレッションであり、その隣接する歯及び骨組織に対して置かれる。

[0084]以前に示したように、図２のインプラントマウント４０は、いろいろな長さで使用でき、それにより各ケースのために、適切な組み合わせが指定できる。図１Ｂの寸法“Ｅ”は、単純に、マスターチューブ２０の高さに、インプラント（又は類似体）座面から、周囲の歯肉マージン上の最高点までの距離を足したもの以上である必要がある。

[0085]図１５は、患者の口内に位置付けされた外科用ガイド３９０を示す図である。医者は、ガイドチューブ工具及びドリルビット（他の器具及び工具と共に）を特定の順序で使用して、各歯科用インプラント１０を載置する際に、外科的計画に従って、ひと組の指示を受け取る。各インプラントは、計画に従い、特別なサイズのインプラントマウント４０に取り付けられる。特に、インプラント１０は、インプラントマウント４０の駆動要素４８と係合する工具を使用して骨にねじ込まれる。インプラント１０（図１）の下にある非回転機構１２は、切り欠き４７と揃っているので、その非回転機構１２は、インプラントマウント４０の切り欠き４７をマスターチューブ２０の切り欠き８４を揃えることにより、外科的計画により規定される正確な位置に方向付けされる。

[0086]インプラント１０は、共通アバットメントを使用して医者により作製された一時的な義歯で被される。又は、インプラント１０は、一時的又は最終的義歯が取り付けられた前にオッセオインテグレーションの間、治癒カップ又は治癒アバットメントを受け入れる。以前に議論したように、インプラントマウント４０は既知の長さを有しているので、骨切りによるインプラント１０の正確な深さは、その患者の外科的計画にあるように、既知のものである。

[0087]すべてのインプラント１０が埋め込まれると、又は各インプラントが埋め込まれた後、インプラントマウント４０は、各ねじ４９（図２−３）を廻して外すことにより、歯科用インプラント１０から解放される。加えて、外科用ガイド３９０は、外科用ガイド３９０の孔３９４から一時的固定ねじ又はピンを外すことにより、患者の口から外される。

[0088]各インプラント１０は、分かっている場所にあり、また外科的計画に基づき外科用ガイド３９０により規定された既知の向きを有しているのであるから、患者は、外科的計画に従って以前に造られた義歯を即座に嵌められる。例として、患者の口内のインプラント１０上に棒状の構造が置かれる。その棒の８つの取付け領域は、歯科用インプラント１０上で正確に整合するであろうし、典型的な歯科用ねじにより、歯科用インプラント１０にくっつけられるであろう。一時的又は最終的な歯がその棒状構造にパチッと嵌められ、それにより患者は、外科的計画により規定された、機能する義歯の組を得ることができる。

[0089]本発明の実施形態及び工程は、患者に、１つ以上の単一義歯器具、又は１つ以上の複合義歯器具を作製して埋め込むのに有用である。言い換えれば、外科用ガイド３９０は、歯のアーチの限られた部分しか覆わないように、より小さくなっている。

[0090]要するに、３Ｄ解剖学的モデルを使用して、硬質組織と軟質組織とを正確に統合し、外科的計画を作製し、そして、仮想的インプラント１０とインプラント類似体１２０の向きを分かったものとすることができるマスターチューブ２０を有するマスターキャスト４００（外科的計画、及び前外科的解剖学的キャストの走査から）を形成する。そして、外科用ガイド３９０が正確に造られ、３Ｄ解剖学的デジタルモデルに従って、患者の口内の所望の条件を複写する。その後、外科用ガイド３９０は、患者の口に組み込まれ、インプラント１０は、外科的計画の仮想的インプラントと実質的に同じ場所、位置付け、及び向きで、患者の口内に埋め込まれる。そして、義歯器具が、患者の口内に埋め込まれたインプラント１０に嵌められる。

[0091]本発明の特定の実施形態及び応用形態が示されて記述されてきたが、本発明は、ここで開示した構造及び構成そのものに限定されず、付随の請求の範囲に規定されるような発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種の修正、変更、及び変形が、上の記述から明らかであることを理解すべきである。
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
［形態１］
患者の口内に少なくとも１つの歯科用インプラントを位置付けするための所望の場所を決定するための３Ｄ解剖学的デジタルモデルを生成するための方法であって、
前記患者の口の硬質組織に関連した第１のデータセットを得て、
前記患者の口の軟質組織に関連した第２のデータセットを得て、
前記第１のデータセットと前記第２のデータセットを組み合わせて、前記硬質組織に重なる可変寸法を有する硬質組織及び軟質組織の詳細構造を生成することを特徴とする方法。
［形態２］
前記第１のデータセットを得る行為は、患者の口内を走査するということであること特徴とする形態１に記載の方法。
［形態３］
前記患者の口内を走査する行為は、コンピュータトモグラフィスキャナを使用することであることを特徴とする形態２に記載の方法。
［形態４］
前記第２のデータセットを得る行為は、口内スキャナにより患者の口内を走査することであることを特徴とする形態１に記載の方法。
［形態５］
前記第２のデータセットを得る行為は、患者の口内のインプレッションを採ることであることを特徴とする形態１に記載の方法。
［形態６］
前記インプレッションを走査して前記第２のデータセットを形成する行為を更に含むことを特徴とする形態５に記載の方法。
［形態７］
前記硬質組織は、患者の顎骨、骨組織、１つ以上の歯、物理的マーカー、又はそれらの組み合わせを含むことを特徴とする形態１に記載の方法。
［形態８］
前記第１のデータセットを前記第２のデータセットと組み合わせる行為は、
前記第１のデータセット及び第２のデータセットに共通のデータを取り除いて結合データセットを形成し、
その結合データセットと前記顎骨との間の領域に、軟質組織に関するデータを加えることを更に含むことを特徴とする形態７に記載の方法。
［形態９］
患者の口内の所望の場所への少なくとも１つの歯科用インプラントの埋め込みをガイドするための外科用ガイドを造り上げる方法であって、
患者の口内の硬質組織に関する第１のデータセットと、患者の口内の軟質組織に関する第２のデータセットとを得て、
前記第１のデータセット及び第２のデータセットを含む３Ｄ解剖学的デジタルモデルを形成し、
前記３Ｄ解剖学的デジタルモデルに規定された、仮想的インプラント位置を含む外科的計画を作成し、
患者の口内のキャストモデルを走査して第３のデータセットを得て、
前記第３のデータセットを前記３Ｄ解剖学的デジタルモデルと組み合わせ、
前記外科的計画に基づき、キャスト材料内の、前記少なくとも１つ以上の仮想的インプラントの位置と同じ位置に、少なくとも１つのインプラント類似体を載置し、
前記外科的計画に基づき、少なくとも１つのインプラント類似体マウント及び少なくとも１つのマスターチューブを前記キャストモデル内に取付けてマスターキャストを形成し、
前記マスターキャストの上と、前記少なくとも１つのマスターチューブの中に、流動性材料を注ぎ、
前記流動性材料を固化させて、前記外科用ガイドを形成し、
前記マスターキャストから、前記少なくとも１つのインプラント類似体マウント及び前記外科用ガイドを取り外すことを特徴とする方法。
［形態１０］
前記外科的計画を作成する行為は、コンピュータトモグラフィスキャナを使用して前記硬質組織に関するデータを取得することを含むことを特徴とする形態９に記載の方法。
［形態１１］
前記外科的計画を作成する行為は、口内スキャナを使用して前記軟質組織に関するデータを取得することを含むことを特徴とする形態９に記載の方法。
［形態１２］
前記外科的計画を作成する行為は、患者の口内のインプレッションを走査して前記軟質組織に関するデータを取得することを含むことを特徴とする形態９に記載の方法。
［形態１３］
キャスト材料を前記インプレッションに注ぐことにより前記キャストモデルを形成することを更に備えることを特徴とする形態１２に記載の方法。
［形態１４］
前記流動性材料は、重合体材料であり、前記マスターチューブは、金属で形成され、前記重合体材料に埋め込まれることを特徴とする形態９に記載の方法。
［形態１５］
前記所望の場所は、歯科用インプラントの位置及び向きの双方を含むことを特徴とする形態９に記載の方法。
［形態１６］
患者の口内の所望の場所への少なくとも１つの歯科用インプラントの挿入をガイドするための外科用ガイドを造り上げる方法であって、
患者の口内を走査して、骨、組織、歯、又はそれらの組み合わせに関連した第１のデータセットを取得し、
患者の口のインプレッションを採り、
前記インプレッションを走査して、歯肉面に関連した第２のデータセットを取得し、
前記第１のデータセットを前記第２のデータセットとマージして、歯肉の厚さデータを含む３Ｄ解剖学的デジタルモデルを形成し、
前記インプレッションからキャストモデルを形成し、
前記３Ｄ解剖学的デジタルモデルから、場所の情報を有する仮想的インプラントを含む外科的計画を生成し、
前記キャストモデルを走査して第３のデータセットを取得し、
ロボットを使用し、前記キャストモデル内の、仮想的インプラントの場所の情報により規定された位置に、少なくとも１つのインプラント類似体を載置することを特徴とする方法。
［形態１７］
前記患者の口内を走査して第１のデータセットを取得する行為は、コンピュータトモグラフィスキャナを使用して硬質組織に関するデータを取得することを含むことを特徴とする形態１６に記載の方法。
［形態１８］
前記流動性材料は、重合体材料であり、前記重合体材料に埋め込まれた前記マスターチューブは、金属でできていることを特徴とする形態１６に記載の方法。
［形態１９］
前記仮想的インプラントの場所の情報は、前記インプラント類似体のサイズを規定するサイズ情報を含むことを特徴とする形態１６に記載の方法。
［形態２０］
前記仮想的インプラントの場所の情報は、前記インプラント類似体の向きを規定する向
き情報を含むことを特徴とする形態１６に記載の方法。
［形態２１］
前記キャストモデルを走査して第３のデータセットを取得する前に、前記キャストモデルを基礎構造の上に載置して、座標システムを確立すること更に含むことを特徴とする形態１６に記載の方法。
［形態２２］
少なくとも１つのインプラント類似体を置く前に、前記キャストモデルに対する前記歯科用インプラントの前記所望の位置の座標を抽出することを更に含むことを特徴とする形態２１に記載の方法。
［形態２３］
少なくとも１つのインプラント類似体を置く行為は、ロボットマニピュレータにより行われることを特徴とする形態２２に記載の方法。
［形態２４］
患者の口内の３Ｄモデルを造り上げる方法であって、
患者の口内を走査して、顎骨、骨組織、歯、又はそれらの組み合わせに関連したデータを含む第１のデータセットを取得し、
患者の口内又は患者の口のインプレッションを走査して、歯肉面に関連したデータを含む第２のデータセットを取得し、
前記第１のデータセットを前記第２のデータセットとマージして、結合データセットを形成し、
前記結合データセットから重複したデータを取り除いて、修正データセットを形成し、
前記歯肉面と前記顎骨との間の領域に関連した軟質組織データを、前記結合データセットに加えることを特徴とする方法。
［形態２５］
患者の口内に歯科用インプラント及び義歯を載置する方法であって、
患者の口のコンピュータトモグラフィ走査により得られた硬質組織データと、患者の口の口内走査又は歯科的インプレッションにより得られた軟質組織データとに基づいて３Ｄ解剖学的デジタルモデルを造り上げ、
患者の口のキャストモデルを造り上げ、
前記キャストモデルを走査してキャストデータを取得し、
前記３Ｄ解剖学的デジタルモデルを前記キャストデータとマージして、マージデータを取得し、
前記マージデータを使用して、前記歯科用インプラントの所望の配置場所を模写する歯科用インプラント類似体を前記キャストモデルに埋め込むことにより、マスターキャストを造り上げ、
患者の口内の歯科用インプラントの代わりに使用され、前記歯科用インプラント類似体に概して近接する少なくとも１つの開口を含む外科用ガイドを、前記マスターキャスト上に造り上げ、
前記外科用ガイドを患者の口内に載置し、
前記外科用ガイドの前記少なくとも１つの開口に前記歯科用インプラントを埋め込み、
前記歯科用インプラントを埋め込んだ後に、患者の口から前記外科用ガイドを取り外し、
義歯を前記歯科用インプラントに取り付けることを特徴とする方法。

Claims

歯科的復元の一部である歯科用インプラント（１０）を埋め込む時に使用するための外科用ガイドを造り上げる方法であって、
患者の口内を少なくとも１回走査して取得される、骨組織、及び歯に関連したデータを含む第１のデータセットを受け取り、
患者の口内の前記少なくとも１回の走査の１回以上の走査により取得される、歯肉面に関連したデータを含む第２のデータセットを受け取り、
前記第１のデータセットを前記第２のデータセットとマージして、結合データセットを形成し、
前記結合データセットから重複したデータを取り除いて、修正データセットを形成し、
前記修正データセットから取得される患者の口内の３Ｄ解剖学的モデルをディスプレイに表示し、前記３Ｄ解剖学的モデルは、前記骨組織、前記歯、前記歯肉面、及び、歯肉組織の表示を含み、前記歯肉組織は、前記骨組織と前記歯肉面との間に表示され、
前記ディスプレイ上の前記３Ｄ解剖学的モデルに、前記骨組織の表示内の仮想的歯科用インプラント（１６３）と、前記仮想的歯科用インプラント（１６３）に取り付けられ前記歯肉組織の表示内に伸びる仮想的アバットメント（１６２）とを表示し、
前記仮想的歯科用インプラント（１６３）の位置を決定後、前記３Ｄ解剖学的モデルに少なくとも部分的に基づいて前記外科用ガイド（３９０）を作製し、前記外科用ガイド（３９０）は、前記患者の口内で前記仮想的歯科用インプラント（１６３）と一致する位置に前記歯科用インプラントの埋め込みをガイドし、前記外科用ガイド（３９０）は、金属チューブ（２０）を有し、前記金属チューブ（２０）を通して前記歯科用インプラント（１０）を埋め込む、ことを特徴とする方法。
前記少なくとも１回の走査は、骨組織及び歯に関連した前記データを含む第１の走査と、前記歯肉面に関連した前記データを含む第２の走査であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第１の走査は、コンピュータトモグラフィ走査であり、前記第２の走査は口内走査であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記第１の走査は、コンピュータトモグラフィ走査であり、前記第２の走査は、患者の口内の歯科的インプレッションの走査、又は患者の口内のキャストモデルの走査のうちの１つであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記３Ｄ解剖学的モデルを表示することは、前記歯肉面と前記骨組織との間の領域を満たして、前記歯肉組織の決められた厚さを表示することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記表示された歯肉組織を通る開口を前記ディスプレイに表示することをさらに含み、前記開口は、前記仮想的歯科用インプラントに通じることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記開口は、前記仮想的アバットメントの大きさ及び形状により決まる大きさ及び形状を有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
前記仮想的アバットメントに対応するカスタムアバットメントを造り上げることをさらに含み、前記カスタムアバットメントは、前記歯科的復元の一部であり、前記患者の口内に埋め込まれた後に前記歯科用インプラントと係合することを特徴とする請求項１に記載の方法。
歯科的復元の一部である歯科用インプラント（１０）を埋め込む時に使用するための、仮想的歯科用インプラントと仮想的アバットメントとを含む患者の口内の３Ｄ解剖学的モデルを表示する方法であって、
コンピュータトモグラフィ走査から得る第１のデータセットを受け取り、前記第１のデータセットは、患者の口内の骨組織及び歯に関連したデータを含み、
患者の口の口内走査から得る第２のデータセットを受け取り、前記第２のデータセットは、患者の口内の歯肉面及び歯に関連しており、
前記第１のデータセットと前記第２のデータセットに共通の特徴に注目した形状マッチングアルゴリズムを用いて、前記第１のデータセットと前記第２のデータセットとをマージし、前記共通の特徴は、少なくとも１本の現存の歯を含み、
前記第１のデータセットと前記第２のデータセットに基づいて患者の口内の３Ｄ解剖学的モデルをディスプレイに表示し、前記３Ｄ解剖学的モデルは、前記骨組織、前記歯、前記歯肉面、及び、前記骨組織と前記歯肉面との間の歯肉組織の表示を含み、
前記ディスプレイ上の前記３Ｄ解剖学的モデルに、前記骨組織の表示内の前記仮想的歯科用インプラント（１６３）と、前記仮想的歯科用インプラント（１６３）に取り付けられ前記歯肉組織の表示内に伸びる前記仮想的アバットメント（１６２）とを表示することを特徴とする方法。
前記仮想的歯科用インプラント（１６３）の位置を決定後、前記３Ｄ解剖学的モデルに少なくとも部分的に基づいて外科用ガイド（３９０）を作製し、前記外科用ガイド（３９０）は、前記患者の口内で前記仮想的歯科用インプラント（１６３）と一致する位置に前記歯科用インプラントの埋め込みをガイドし、前記外科用ガイド（３９０）は、金属チューブ（２０）を有し、前記金属チューブ（２０）を通して前記歯科用インプラント（１０）を埋め込むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
前記３Ｄ解剖学的モデルを表示することは、前記歯肉面と前記骨組織との間の、前記歯肉組織の決められた厚さに対応する領域を満たすことを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
前記３Ｄ解剖学的モデルの前記表示された歯肉組織を通る開口を前記ディスプレイに表示することをさらに含み、前記開口は、前記仮想的歯科用インプラントに通じることを特徴とする請求項９に記載の方法。