(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
歯科の分野において、欠損した歯牙の補綴の方法としていわゆる歯科インプラント技術が適用されることが多くなってきた。歯科インプラント技術によるインプラントの適用は、従来の歯科補綴物に比べて、より自然歯牙に近い状態とすることができるため利点も多い。
【0003】
インプラントによる治療方法は、概ね次のような過程で行われる。すなわち、インプラントの適用対象となる欠損部の顎骨に孔を開け、ここに人工歯根を埋入する。その後、埋入孔の周囲の歯肉を縫合する。埋入した人工歯根が顎骨に十分結合したら、当該部位の歯肉部分を再度切開して埋設された人工歯根に歯科用補綴物を固定するための部材であるアバットメントを取り付け、該アバットメントに歯科用補綴物を配置する。
【0004】
アバットメントは、埋設された人工歯根の深さや向き、及び患者の口腔内の状態に合わせて患者ごとに個別に設計され作製される。アバットメントは実際に埋設された人工歯根の状態に合わせて作製しなければならないので、人工歯根がどのように埋設されているかを知る必要がある。そのため、コーピングを用いて、人工歯根が埋設された姿勢情報(深さや向き)を、アナログ(人工歯根のレプリカ)を含む石膏模型であるアナログ模型に転写することが行われる。そして、当該アナログ模型に基づいてアバットメントが作製される。
【0005】
近年では、アバットメントの作製は、3次元形状データを用いて自動的に切削加工を行うことにより行われ、複雑な形状のアバットメントも精度よく作製することができる。そこで、加工のための3次元形状データを得るため、人の口腔内形状と、人工歯根が埋設された深さや向きと、を転写したアナログ模型の3次元形状データであって、アナログ模型の外形及び人工歯根の姿勢情報を含む3次元形状データを得る必要がある。
しかしながら、人工歯根の姿勢情報(深さや向き)は、アナログ模型に埋設されたアナログに転写されているために、このままでは3次元形状データを得ることができない。これに対して、アナログを延長するようにしてアナログに取り付けられ、その結果一端側がアナログ模型から突出するように配置されるスキャニングジグが用いられる。すなわち、スキャニングジグは、アナログに対して同軸に取り付けられ、スキャニングジグの端部のうちアナログに接続されていない側の端部はアナログ模型から突出するように露出するので、アナログの方向や位置情報を導くことが可能となる。そして、スキャニングジグを装着したアナログ模型を3次元計測して3次元形状データを取ることにより、スキャニングジグの延長線上に埋設されたアナログの長手方向の向き、及び、スキャニングジグの頭頂部の位置からアナログの位置情報を導くことができる(例えば特許文献1参照)。
【0006】
ここで、より精度よく3次元形状データを得るため、スキャニングジグを含むアナログ模型の3次元形状データのうち、スキャニングジグの部分の3次元形状データを、予め準備しておいたスキャニングジグの3次元形状データに置き換えることが行われる。
【0007】
「スキャニングジグ」なる用語は必ずしも本発明の技術分野において広く用いられる用語ではないが、スキャニングジグに相当する上記した機能を有する部材の名称は当該技術分野において統一された用語が存在しないことから、ここでは、「スキャニングジグ」と記載する。従って、上記した目的及び機能を有する他の名称を有する部材も「スキャニングジグ」に含まれる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【0016】
図1は、1つの実施形態に係るスキャニングジグ10の外観斜視図である。また、
図2は
図1にII−IIに示した線に沿った断面図である。
図2からわかるようにスキャニングジグ10は、本体11、固定部材12、及び端部部材13を備えている。
【0017】
本体11は、円筒状の部材であり、後述するようにスキャニングジグ10をアナログ模型や口腔内に装着した際に、アナログ模型に埋設されたアナログの端部、又は口腔内に埋設された人工歯根の端部、に嵌合する構造を具備している。また、本実施形態では本体11はその外周側において、円筒状の長手方向一端側と他端側とで外径が異なるように形成されている。当該外径が変化する部位はテーパ11aとされている。本実施形態では外径が変化する部分をテーパとしたがこれに限定されることはなく、例えば急激に外径が変化する段差であってもよい。
【0018】
本体11は加工精度及び精度維持効果が高い材料である金属、又は樹脂により形成される。さらに計測装置に誤作動を生じさせない材料であることが好ましい。例えばレーザー光を用いて計測をおこなう場合にはアーチファクトが発生しない材料として樹脂が好ましく、その中でも高精度な加工と両立する観点からエンジニアリングプラスチックが最も好ましい。また、金属製である場合には、加工精度及び精度維持効果が高い観点からチタン又はチタン合金であることが好ましい。金属製の場合には上記アーチファクト等の誤動作を防止するため、表面を計測補助剤等によりコーティングすることができる。
【0019】
固定部材12は、本体11の円筒状の内側を貫通する固定部材であり、本実施形態ではねじにより構成される。固定部材12は、アナログ模型に埋設されたアナログ、又は口腔内に埋設された人工歯根に、本体11を固定するための部材である。本実施形態の固定部材12は、一方の端部に設けられたねじ部12aが本体11から突出するように配置され、これがアナログのねじ部、又は人工歯根のねじ部、に螺合する。固定部材12の他端は、ねじ頭12bとして本体11の内径より太く形成され、本体11に掛止される。
【0020】
端部部材13は、本実施形態では円柱状の部材であり、本体11の端部のうち、アナログとの嵌合部分又は人工歯根との嵌合部分、とは反対側の端部に取り付けられる。本実施形態では、端部部材13は、固定部材12のねじ頭12bが配置される側に被せられるように配置される。従って端部部材13のうち、本体11の端面に向かい合うように配置される側の面には、固定部材12のねじ頭12bを収納できるくぼみが設けられている。
【0021】
一方、端部部材13のうち、本体11の端面に向かい合うように配置される側とは反対側の面であるとともに、スキャニングジグ10の端面を構成する側の面には孔や溝がなく、該端面の面積を大きくとれるように構成されている。また、この端面にはその一部に傾斜面13aが形成されている。
端部部材13の本体11への取り付けは、
図1に表れているように端部部材13に設けられた複数の爪13bにより行われる。
【0022】
本実施形態では端部部材13は円柱状であるが、上記のようにスキャニングジグの端面を構成する面に孔や溝がなく、面積を大きくとれるように構成され、この端面には傾斜面が設けられていれば、必ずしも円柱状である必要はない。これに例えば有底の筒状体を挙げることができる。
【0023】
このようなスキャニングジグ10によれば、後述するようにスキャニングジグ10をアナログ模型内のアナログ又は口腔内の人工歯根に装着することができる。そして、これによりスキャニングジグ10が、アナログ模型内部に埋入されたアナログ又は口腔内の人工歯根を延長する方向にアナログ模型又は歯肉から突出するように配置され、突出した部分におけるスキャニングジグを計測することによりアナログ又は人工歯根の埋入姿勢を求めることができるようになる(
図7、
図11参照)。
【0024】
また、スキャニングジグ10によれば、端部部材13が配置されていることにより、スキャニングジグ10の端面に孔や溝がなく、スキャニングジグ10の端面の面積を大きく形成することができる。これにより、後述するように、スキャニングジグ10をアナログ模型又は口腔内に装着してこれを3次元で測定した形状測定データを、予め準備したスキャニングジグの3次元データに置き換える際に、スキャニングジグ10の長手方向の置き換え精度を向上させることができる。従来においてはスキャニングジグの端面には孔が設けられて円環状であったり、ねじ頭による溝があったりすることから、面積を大きくとることができなかった。データの置き換えは対象とする面の法線に基づいておこなうので、面積を大きくとることができないと法線の向きの精度が低下してしまうことから、置き換え精度が低くなっていた。これに対してスキャニングジグ10では上記のように端面において面積を大きくとることができるので長手方向位置の置き換え精度の向上を図ることができる。
なお、スキャニングジグ10の長手方向以外については、本体11の外周面が十分な面積を有しているので、これにより精度良い置き換えが行われる。
【0025】
また、端部部材13に傾斜面13aが設けられていることにより、スキャニングジグ10の回転軸(固定部材12の回転軸)を中心とした回転方向における向きを表すことができる。これにより回転方向向きの置き換え精度も向上させることが可能となる。また、傾斜面13aの形態を、例えば人工歯根の種類によって変えることにより、どの種類の人工歯根が適用されているかの情報も併せて得ることができる。従って、傾斜面の形態は本実施形態に限定されることなく適宜変更することができる。
【0026】
図3は他の実施形態のスキャニングジグ20を説明するための図で、
図2に相当する図である。スキャニングジグ20は、本体11、固定部材22、端部部材23、及び連結部材24を備えている。本体11については上記したスキャニングジグ10の本体11と共通する。
【0027】
固定部材22は、上記したスキャニングジグ10で説明した固定部材12に加え、そのねじ頭22bに固定部材22の軸心に沿った孔が設けられている。他の部位は固定部材12と同様である。
【0028】
端部部材23は、本実施形態では円柱状の部材であり、本体11の端部のうち、アナログとの嵌合部分、又は人工歯根との嵌合部分、とは反対側の端部に取り付けられる。本実施形態では、端部部材23は、固定部材22のねじ頭22bが配置される側に被せられるように配置される。従って端部部材23のうち、本体11の端面に向かい合うように配置される側の面には、固定部材22のねじ頭22bを収納できるくぼみが設けられるとともに、後述する連結部材24が固定されている。
【0029】
一方、端部部材23のうち、本体11の端面に向かい合うように配置される側とは反対側の面であり、スキャニングジグ20の端面を構成する面には孔や溝がなく、該端面の面積を大きくとれるように構成されている。また、この端面にはその一部が傾斜するように傾斜面23aが形成されている。
【0030】
本実施形態では端部部材23は円柱状であるが、上記のようにスキャニングジグの端面を構成する面に孔や溝がなく、面積を大きくとれるように構成され、この端面には傾斜面が設けられていれば、必ずしも円柱状である必要はない。これに例えば有底の筒状体を挙げることができる。
【0031】
連結部材24は、ねじ状の部材であり、上記したように端部部材23の一方の端面に固定されている。連結部材24は、固定部材22のねじ頭22bに設けられた孔に螺合することができるようなねじを有している。
【0032】
スキャニンジグ20では、連結部材24を固定部材22のねじ頭22bの孔に螺合することにより本体11に端部部材23を取り付けることができる。これによれば、端部部材23を回転させながら本体11に取り付けるに際し、端部部材23と本体22との関係がある一定の姿勢となるように連結部材24により規制することができる。
【0033】
次に、スキャニングジグ10を用いてアバットメントを製造する方法の1つの例である、アバットメント製造方法S1について説明する。本方法はアナログ模型を用いたアバットメントの製造方法である。
図4にはアバットメント製造方法S1の流れを示した。
図4からわかるように、アバットメント製造方法S1は、アナログ模型の作製工程S10、3次元データの作成工程S20、及びアバットメントの作製工程S30を含んでいる。以下、それぞれについて説明する。
【0034】
アナログ模型の作製工程S10は、アナログが埋設されたアナログ模型を作製する工程である。これには公知の工程を適用することができるが、例えば
図5に示したように行うことが可能である。すなわちアナログ模型の作製工程S10は、人工歯根の埋設工程S11、コーピングによる印象採得工程S12、及びアナログ模型の形成工程S13を有している。
【0035】
人工歯根の埋設工程S11は、歯牙の欠損部における顎骨に人工歯根を埋入する孔を開け、人工歯根を埋入する工程である。
コーピングによる印象採得工程S12は、埋入した人工歯根が顎骨に十分結合した後にコーピングにより印象を取得する工程である。コーピングによる印象取得は公知の方法で行うことができる。
アナログ模型の形成工程S13は、コーピングによる印象採得工程S12で採得した印象及び印象内のコーピングにアナログを取り付け、これに基づいて石膏模型を作製する工程である。すなわち、アナログが埋設された石膏模型であるアナログ模型が形成される。
当該アナログ模型には、その患者における人工歯根の配置が精度よく転写されている。
【0036】
3次元データの作成工程S20は、製作すべきアバットメントの3次元形状データを作成する工程である。3次元データの作成工程S20は例えば
図6に示したように行うことができる。すなわち3次元データの作成工程S20は、スキャニングジグの装着工程S21、3次元計測工程S22、データの置き換え工程S23、及びアバットメントデータの作成工程S24を含んでいる。
【0037】
スキャニングジグの装着工程S21は、アナログ模型の作製工程S10で製作したアナログ模型に対し、上記説明したスキャニングジグ10を装着する工程である。より具体的には、アナログ模型に埋設されたアナログに対し、本体11を固定部材12により固定し、その後に端部部材13を本体11に対して取り付ける。
図7にはスキャニングジグ10がアナログ模型に装着された場面の模式図を示した。これにより、スキャニングジグ10が、アナログ模型内部に埋入されたアナログを延長する方向にアナログ模型から突出するように配置され、アナログの埋入姿勢を導くことができるようになる。
このとき、アナログ模型のうち歯肉部分の模型は外しておくことが好ましい。
【0038】
3次元計測工程S22は、スキャニングジグ10が装着されたアナログ模型の形状を3次元計測する工程である。これにより、アナログ模型、及びここに取り付けられたスキャニングジグ10の形状を3次元の形状データとして取得することができる。
【0039】
データの置き換え工程S23は、予め準備しておいた人工歯根の3次元形状データ及びスキャニングジグの3次元形状データを、3次元計測工程S22で得た3次元形状データの対応する部位に置き換える工程である。すなわち、アナログ模型の3次元形状データのうちのスキャニングジグが配置された部位に、予め準備しておいたスキャニングジグの3次元形状データを当てはめるように置き換える。また、当該スキャニングジグと嵌合されていることにより、その位置を導くことができるアナログの部位に対して、予め準備しておいた人工歯根の3次元形状データを当てはめる。
【0040】
ここではスキャニングジグ10を用いているので、スキャニングジグ10の端面の面積が大きくとられており、該スキャニングジグの軸方向の置き換え精度が向上されている。また、傾斜面13aの形状により、回転方向の向きのデータの置き換え精度も向上するとともに、患者に埋入されている人工歯根の種類等の情報も取得することが可能となる。
【0041】
アバットメントデータの作成工程S24は、ここまでに得られた3次元形状データに基づいて、患者に適切なアバットメントの3次元形状データを作成する工程である。特にデータ置き換え工程S23で精度のよい置き換えができているので、当該精度向上がアバットメントデータにも適切に反映され、より患者に適合したアバットメントのデータを作成することが可能である。
【0042】
アバットメントの作製工程S30は、上記3次元データの作成工程S20で作成された3次元形状データに基づいてアバットメントを作製する工程である。この工程では、例えば当該3次元形状データをマシニングセンタ等のNC工作機械に提供することにより高精度でアバットメントを作製する。
【0043】
次に、スキャニングジグ10を用いてアバットメントを製造する方法の他の1つの例である、アバットメント製造方法S101について説明する。本方法は口腔内に埋設された人工歯根を用いてアバットメントを製造する方法である。
図8にはアバットメント製造方法S101の流れを示した。
図8からわかるように、アバットメント製造方法S101は、スキャニングジグの装着工程S110、3次元データの作成工程S120、及びアバットメントの作製工程S130を含んでいる。以下、それぞれについて説明する。
【0044】
スキャニングジグの装着工程S110は、口腔内に埋設された人工歯根にスキャニングジグ10を装着する工程である。
図9にスキャニングジグの装着工程S110の流れを示した。すなわちスキャニングジグの装着工程S110は、人工歯根の埋設工程S111、スキャニングジグの取り付け工程S112を有している。
【0045】
人工歯根の埋設工程S111は、歯牙の欠損部における顎骨に人工歯根を埋入する孔を開け、人工歯根を埋入する工程である。
スキャニングジグの取り付け工程S112は、埋入した人工歯根が顎骨に十分結合した後に歯肉を開き、埋設した人工歯根にスキャニングジグ10を取り付ける工程である。人工歯根へのスキャニングジグ10の取り付け手順は、上記説明したスキャニングジグの装着工程S21と同様であり、アナログへの取り付けの代わりに人工歯根へのスキャニングジグ10の取り付けをおこなう。
図11にはスキャニングジグ10が人工歯根に装着された場面の模式図を示した。これにより、スキャニングジグ10が、口腔内に埋入された人工歯根を延長する向きに歯肉から突出するように配置され、人工歯根を計測することができるようになる。
【0046】
3次元データの作成工程S120は、製作すべきアバットメントの3次元形状データを作成する工程である。3次元データの作成工程S120は例えば
図10に示したように行うことができる。すなわち3次元データの作成工程S120は、3次元計測工程S121、データの置き換え工程S122、及びアバットメントのデータ作成工程S123を含んでいる。
【0047】
3次元計測工程S121は、スキャニングジグ10が装着された口腔内の表面形態を3次元計測する工程である。これにより、スキャニングジグ10が装着された周囲の口腔内形状、及びここに取り付けられたスキャニングジグ10の形状を3次元のデータとして取得することができる。口腔内の3次元データの取得は口腔内3次元計測機を用いることが可能である。
【0048】
データの置き換え工程S122は、予め準備しておいた人工歯根の3次元形状データ及びスキャニングジグの3次元形状データを、3次元計測工程S121で得た3次元形状データの対応する部位に置き換える工程である。すなわち、口腔内の3次元データのうちのスキャニングジグが配置された部位に、予め準備しておいたスキャニングジグの3次元形状データを当てはめるように置き換える。また、当該スキャニングジグと嵌合されていることにより、その位置を導くことができる人工歯根の部位に対して、予め準備しておいた人工歯根の3次元形状データを当てはめる。
【0049】
ここではスキャニングジグ10を用いているので、スキャニングジグ10の端面の面積が大きくとられており、該スキャニングジグの軸方向の置き換え精度が向上されている。また、傾斜面13aの形状により、回転方向の向きのデータ置き換え精度も向上するとともに、患者に埋入されている人工歯根の種類等の情報も取得することが可能となる。
【0050】
アバットメントデータ作成工程S123は、ここまでに得られた3次元形状データに基づいて、患者に適切なアバットメントの形状データを作成する工程である。特にデータの置き換え工程S122で精度のよい置き換えができているので、当該精度向上がアバットメントデータにも適切に反映され、より患者に適合したアバットメントのデータを作成することが可能である。
【0051】
アバットメントの作製工程S130は、上記3次元データの作成工程S120で作成された3次元形状データに基づいてアバットメントを作製する工程である。この工程では、例えば当該3次元データをマシニングセンタ等のNC工作機械に提供することにより高精度でアバットメントを作製する。