特開 2024-54010 施術支援装置、施術支援方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024054010

(43)【公開日】2024-04-16

(54)【発明の名称】施術支援装置、施術支援方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61C 8/00 20060101AFI20240409BHJP

   A61C 19/04 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

A61C8/00 Z

A61C19/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022160571

(22)【出願日】2022-10-04

(71)【出願人】

【識別番号】519024474

【氏名又は名称】Ｓａｆｅ Ａｐｐｒｏａｃｈ Ｍｅｄｉｃａｌ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】チョ ビョンヒョン

【テーマコード（参考）】

4C052

4C159

【Ｆターム（参考）】

4C052AA06

4C052NN03

4C159AA56

(57)【要約】      （修正有）

【課題】予め決定された位置又は角度と異なる態様で施術者がインプラントを埋設する場合にも、施術を支援するための情報を施術者に提供できるようにする。
【解決手段】施術支援装置１００は、被施術者の口腔内を撮像することにより生成された口腔画像データに基づく画像に、設計インプラント画像を重ねた状態で施術支援画像を表示部１８に表示させる表示制御部７７と、口腔画像データにおけるドリルの位置及び角度の少なくともいずれかと、初期設計データが示す設計インプラント画像の位置及び角度の少なくともいずれかと、の関係が所定の関係と異なる場合に、更新設計データを作成するデータ作成部７９と、を有し、表示制御部７７は、データ作成部７９が更新設計データを作成した場合、更新前の設計インプラント画像が更新設計データに基づく更新設計インプラント画像に置換された施術支援画像を表示部１８に表示させる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被施術者の口腔内にインプラントを固定する位置及び角度を示す設計インプラント画像の初期設計データを記憶する記憶部と、
前記被施術者へのインプラントの挿入穴をドリルで形成する施術中に、前記被施術者の口腔内を撮像することにより生成された口腔画像データに基づく画像に、前記初期設計データに基づく設計インプラント画像を重ねた状態で施術支援画像を表示部に表示させる表示制御部と、
前記口腔画像データにおける前記ドリルの位置及び角度の少なくともいずれかと、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度の少なくともいずれかと、の関係が所定の関係と異なる場合に、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度と前記ドリルの位置及び角度との関係に基づいて、前記初期設計データにおける前記設計インプラント画像の位置及び角度を更新した更新設計データを作成するデータ作成部と、
を有し、
前記表示制御部は、前記データ作成部が前記更新設計データを作成した場合、更新前の前記設計インプラント画像が前記更新設計データに基づく更新設計インプラント画像に置換された前記施術支援画像を前記表示部に表示させる、
施術支援装置。

【請求項2】

前記データ作成部は、前記ドリルの歯肉への接触位置と前記設計インプラント画像に対応する歯肉の表面における位置とが異なっている場合、前記設計インプラント画像の後端の位置が前記接触位置に近づくように前記設計インプラント画像の角度を更新した前記更新設計データを作成する、
請求項１に記載の施術支援装置。

【請求項3】

前記データ作成部は、前記ドリルの歯肉への挿入角度と前記設計インプラント画像の角度とが異なっている場合、予め設定された要回避領域に前記設計インプラント画像が重ならない範囲で前記設計インプラント画像の角度が前記挿入角度に近づくように前記設計インプラント画像の角度を更新した前記更新設計データを作成する、
請求項１に記載の施術支援装置。

【請求項4】

前記データ作成部は、前記設計インプラント画像の更新位置及び更新角度の組み合わせの複数の候補に対応する複数の前記更新設計データを作成し、
前記表示制御部は、前記複数の候補に対応する複数の更新設計インプラント画像候補を前記表示部に表示させ、ユーザにより前記複数の更新設計インプラント画像候補から選択された前記更新設計インプラント画像候補を前記更新設計インプラント画像として前記表示部に表示させる、
請求項１に記載の施術支援装置。

【請求項5】

前記表示制御部は、前記更新設計データに基づく前記更新設計インプラント画像を、更新前の前記設計インプラント画像と異なる色で表示してから所定の時間が経過した後に、前記更新設計インプラント画像の色を更新前の前記設計インプラント画像と同じ色に変更する、
請求項１に記載の施術支援装置。

【請求項6】

前記表示制御部は、前記更新設計データに基づく前記更新設計インプラント画像を、更新前の前記設計インプラント画像と異なる色で表示した後に、前記ドリルの位置及び角度が前記更新設計インプラント画像の位置及び角度に対応していることを条件として、前記更新設計インプラント画像の色を更新前の前記設計インプラント画像と同じ色に変更する、
請求項１に記載の施術支援装置。

【請求項7】

前記表示制御部は、複数の前記設計インプラント画像の候補から所望の設計インプラント画像を選択するための操作画面を前記表示部に表示させた後に、選択された前記設計インプラント画像を前記表示部に表示させる、
請求項１に記載の施術支援装置。

【請求項8】

コンピュータが実行する、
被施術者へのインプラントの挿入穴をドリルで形成する施術中に、前記被施術者の口腔内を撮像することにより生成された口腔画像データに基づく画像に、初期設計データに基づく設計インプラント画像を重ねた状態で施術支援画像を表示部に表示させるステップと、
前記口腔画像データにおける前記ドリルの位置及び角度の少なくともいずれかと、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度の少なくともいずれかと、の関係が所定の関係と異なる場合に、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度と前記ドリルの位置及び角度との関係に基づいて、前記初期設計データにおける前記設計インプラント画像の位置及び角度を更新した更新設計データを作成するステップと、
前記更新設計データを作成した場合、更新前の前記設計インプラント画像が前記更新設計データに基づく更新設計インプラント画像に置換された前記施術支援画像を前記表示部に表示させるステップと、
を有する施術支援方法。

【請求項9】

コンピュータに、
被施術者へのインプラントの挿入穴をドリルで形成する施術中に、前記被施術者の口腔内を撮像することにより生成された口腔画像データに基づく画像に、初期設計データに基づく設計インプラント画像を重ねた状態で施術支援画像を表示部に表示させるステップと、
前記口腔画像データにおける前記ドリルの位置及び角度の少なくともいずれかと、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度の少なくともいずれかと、の関係が所定の関係と異なる場合に、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度と前記ドリルの位置及び角度との関係に基づいて、前記初期設計データにおける前記設計インプラント画像の位置及び角度を更新した更新設計データを作成するステップと、
前記更新設計データを作成した場合、更新前の前記設計インプラント画像が前記更新設計データに基づく更新設計インプラント画像に置換された前記施術支援画像を前記表示部に表示させるステップと、
を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯のインプラント施術を支援する施術支援装置、施術支援方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

インプラント施術を行う施術者が、インプラントを埋設する位置として予め作成された仮想的な設計インプラント画像を施術中に確認できるようにするための施術支援装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第７０１８３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

施術者がインプラント施術を行う際に、インプラントを埋設する口腔内の状態、又は施術を受ける人（以下、「被施術者」という）が口を開けた状態等によっては、設計インプラント画像と同じ位置又は方向に埋設することができないという場合がある。このような場合、設計インプラント画像を施術者が利用できないという問題が生じていた。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、予め決定された位置又は角度と異なる態様で施術者がインプラントを埋設する場合にも、施術を支援するための情報を施術者に提供できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様に係る施術支援装置は、被施術者の口腔内にインプラントを固定する位置及び角度を示す設計インプラント画像の初期設計データを記憶する記憶部と、前記被施術者へのインプラントの挿入穴をドリルで形成する施術中に、前記被施術者の口腔内を撮像することにより生成された口腔画像データに基づく画像に、前記初期設計データに基づく設計インプラント画像を重ねた状態で施術支援画像を表示部に表示させる表示制御部と、前記口腔画像データにおける前記ドリルの位置及び角度の少なくともいずれかと、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度の少なくともいずれかと、の関係が所定の関係と異なる場合に、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度と前記ドリルの位置及び角度との関係に基づいて、前記初期設計データにおける前記設計インプラント画像の位置及び角度を更新した更新設計データを作成するデータ作成部と、を有し、前記表示制御部は、前記データ作成部が前記更新設計データを作成した場合、更新前の前記設計インプラント画像が前記更新設計データに基づく更新設計インプラント画像に置換された前記施術支援画像を前記表示部に表示させる。

【0007】

前記データ作成部は、前記ドリルの歯肉への接触位置と前記設計インプラント画像に対応する歯肉の表面における位置とが異なっている場合、前記設計インプラント画像の後端の位置が前記接触位置に近づくように前記設計インプラント画像の角度を更新した前記更新設計データを作成してもよい。

【0008】

前記データ作成部は、前記ドリルの歯肉への挿入角度と前記設計インプラント画像の角度とが異なっている場合、予め設定された要回避領域に前記設計インプラント画像が重ならない範囲で前記設計インプラント画像の角度が前記挿入角度に近づくように前記設計インプラント画像の角度を更新した前記更新設計データを作成してもよい。

【0009】

前記データ作成部は、前記設計インプラント画像の更新位置及び更新角度の組み合わせの複数の候補に対応する複数の前記更新設計データを作成し、前記表示制御部は、前記複数の候補に対応する複数の更新設計インプラント画像候補を前記表示部に表示させ、ユーザにより前記複数の更新設計インプラント画像候補から選択された前記更新設計インプラント画像候補を前記更新設計インプラント画像として前記表示部に表示させてもよい。

【0010】

前記表示制御部は、前記更新設計データに基づく前記更新設計インプラント画像を、更新前の前記設計インプラント画像と異なる色で表示してから所定の時間が経過した後に、前記更新設計インプラント画像の色を更新前の前記設計インプラント画像と同じ色に変更してもよい。

【0011】

前記表示制御部は、前記更新設計データに基づく前記更新設計インプラント画像を、更新前の前記設計インプラント画像と異なる色で表示した後に、前記ドリルの位置及び角度が前記更新設計インプラント画像の位置及び角度に対応していることを条件として、前記更新設計インプラント画像の色を更新前の前記設計インプラント画像と同じ色に変更してもよい。

【0012】

前記表示制御部は、複数の前記設計インプラント画像の候補から所望の設計インプラント画像を選択するための操作画面を前記表示部に表示させた後に、選択された前記設計インプラント画像を前記表示部に表示させてもよい。

【0013】

本発明の第２の態様の施術支援方法は、コンピュータが実行する、被施術者へのインプラントの挿入穴をドリルで形成する施術中に、前記被施術者の口腔内を撮像することにより生成された口腔画像データに基づく画像に、初期設計データに基づく設計インプラント画像を重ねた状態で施術支援画像を表示部に表示させるステップと、前記口腔画像データにおける前記ドリルの位置及び角度の少なくともいずれかと、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度の少なくともいずれかと、の関係が所定の関係と異なる場合に、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度と前記ドリルの位置及び角度との関係に基づいて、前記初期設計データにおける前記設計インプラント画像の位置及び角度を更新した更新設計データを作成するステップと、前記更新設計データを作成した場合、更新前の前記設計インプラント画像が前記更新設計データに基づく更新設計インプラント画像に置換された前記施術支援画像を前記表示部に表示させるステップと、を有する。

【0014】

本発明の第３の態様のプログラムは、コンピュータに、被施術者へのインプラントの挿入穴をドリルで形成する施術中に、前記被施術者の口腔内を撮像することにより生成された口腔画像データに基づく画像に、初期設計データに基づく設計インプラント画像を重ねた状態で施術支援画像を表示部に表示させるステップと、前記口腔画像データにおける前記ドリルの位置及び角度の少なくともいずれかと、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度の少なくともいずれかと、の関係が所定の関係と異なる場合に、前記初期設計データが示す前記設計インプラント画像の位置及び角度と前記ドリルの位置及び角度との関係に基づいて、前記初期設計データにおける前記設計インプラント画像の位置及び角度を更新した更新設計データを作成するステップと、前記更新設計データを作成した場合、更新前の前記設計インプラント画像が前記更新設計データに基づく更新設計インプラント画像に置換された前記施術支援画像を前記表示部に表示させるステップと、を実行させる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、予め決定された位置又は角度と異なる態様で施術者がインプラントを埋設する場合にも、施術を支援するための情報を施術者に提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】施術支援システムＳの概要を説明するための図である。

【図2】基準マーカ１１及び第１位置マーカ１３の構造を示す図である。

【図3】基準マーカ１１及び第１位置マーカ１３の構造を示す図である。

【図4】施療者が施術する際に使用するハンドピース１５の構造を示す図である。

【図5】施術支援画像の一例を示す図である。

【図6】施術中に施術支援画像が変化する様子を示す図である。

【図7】施術中に施術支援画像が変化する様子を示す図である。

【図8】施術支援装置１００の構成を示す図である。

【図9】施術支援装置１００における処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

［施術支援システムＳの概要］
図１は、施術支援システムＳの概要を説明するための図である。施術支援システムＳは、施術者が行うインプラント（すなわち人口歯根）の施術を支援するためのシステムである。図１には、基準マーカ１１と、ＣＴ装置１２と、第１位置マーカ１３と、第１撮像装置１４と、ハンドピース１５と、第２位置マーカ１６と、第２撮像装置１７と、表示部１８と、操作部１９と、施術支援装置１００と、被施術者Ｐと、が示されている。

【0018】

基準マーカ１１は、被施術者Ｐの口腔内を撮影することにより作成された画像における基準位置を示すために用いられる。基準マーカ１１は、ＣＴ装置１２を用いて被施術者Ｐの口腔内の画像を撮像する際に被施術者Ｐの歯列に固定される固定部２１に結合されている。基準マーカ１１は、固定部２１を介して、口腔外の物体の基準マーカ１１に対する位置（すなわち相対位置）を特定するための第１位置マーカ１３と結合されている。基準マーカ１１は、インプラントの施術前にＣＴ装置１２を用いて口腔内の画像が撮像する際に使用され、インプラントの施術中には取り外される。

【0019】

ＣＴ装置１２は、基準マーカ１１が被施術者Ｐに装着された状態で被施術者Ｐの上顎から下顎の全体又は一部を断層撮影する装置である。ＣＴ装置１２は、断層撮影により生成したＣＴ画像データを施術支援装置１００に入力する。ＣＴ装置１２は、インプラントの施術に先立って、インプラントを埋設する位置を示す設計データを作成するために用いられるＣＴ画像データを作成するために、被施術者Ｐを断層撮影する。

【0020】

第１撮像装置１４は、第１位置マーカ１３を赤外線で撮影するカメラである。第１撮像装置１４は、撮影により生成した第１撮像画像データを施術支援装置１００に入力する。インプラントの施術前において、第１撮像装置１４は、ＣＴ装置１２が被施術者Ｐを断層撮影すると同時に第１位置マーカ１３を撮影する。第１撮像装置１４は、インプラントの施術中に、ＣＴ装置１２が被施術者Ｐを断層撮影していない状態で第１位置マーカ１３を撮影する。

【0021】

基準マーカ１１と第１位置マーカ１３との位置関係は既知である。したがって、インプラントの施術中に基準マーカ１１が口腔内に装着されていなくても、第１撮像画像データにおける各部と第１位置マーカ１３との相対位置と、基準マーカ１１と第１位置マーカ１３との相対位置とに基づいて、施術支援装置１００は、第１撮像画像データに含まれている各部の基準位置に対する相対位置を特定することができる。

【0022】

ハンドピース１５は、インプラントの施術に用いられるデバイスである。第２位置マーカ１６は、施療者が操作するハンドピース１５に装着され、ハンドピース１５の位置及び方向を特定するために用いられる。

【0023】

第２撮像装置１７は、第２位置マーカ１６を赤外線で撮影するカメラである。第２撮像装置１７は、インプラントの施術中に第２位置マーカ１６を撮影し、撮影により生成した第２撮像画像データを施術支援装置１００に入力する。なお、第１撮像装置１４及び第２撮像装置１７が、他方の撮像装置の機能も有しており、施術支援システムＳが１台の撮像装置で第１位置マーカ１３及び第２位置マーカ１６を撮影してもよい。

【0024】

表示部１８は、施術者が施術中に見ることができるディスプレイである。
操作部１９は、施術者の操作を受け付けるデバイスであり、例えばキーボード、タッチパネル又はマウスである。

【0025】

施術支援装置１００は、例えばコンピュータである。施術支援装置１００は、施術中に施術者が参照する施術支援画像を表示部１８に表示させる。施術支援画像には、口腔内の状態を示す画像と、インプラントを施術するべき位置を示す設計インプラント画像と、ハンドピース１５に装着されたドリルの位置に対応する位置（例えばドリルの先端位置）に表示される施術インプラント画像とが含まれている。施術者は、表示部１８に表示された施術支援画像を見ながら、インプラントの設計や施術を行うことで、ハンドピース１５を適切に操作することが可能となる。

【0026】

ＣＴ装置１２の撮影範囲と第１撮像装置１４の撮影範囲と第２撮像装置１７の撮影範囲との位置関係、及び基準マーカ１１と第１位置マーカ１３との位置関係は既知である。したがって、施術支援装置１００は、ＣＴ画像データにより特定される基準マーカ１１の位置と、第１撮像画像データにより特定される第１位置マーカ１３の位置と、第２撮像画像データにより特定される第２位置マーカ１６の位置とに基づいて、ＣＴ装置１２が生成したＣＴ画像データに含まれる口腔内の画像と、設計インプラント画像と、施術インプラント画像とを位置合わせすることで、施術支援画像を作成することができる。

【0027】

図２及び図３は、基準マーカ１１及び第１位置マーカ１３の構造を示す図である。図２においては、被施術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。

【0028】

ＣＴ画像の撮像のために基準マーカ１１が使用される際には、図３（Ａ）に示すように、第１位置マーカ１３に結合されていない状態で使用される。一方、インプラントを埋め込む位置の設計時及びインプラントの施術時に第１位置マーカ１３が使用される際には、図３（Ｂ）に示すように、基準マーカ１１が第１位置マーカ１３に結合されていない状態で使用される。

【0029】

ＣＴ画像の撮像時には、固定部２１が被施術者の歯列に装着される。固定部２１は、被施術者の歯列の形状に合わせて予め作成されている。ＣＴ画像の撮像時には、固定部２１に基準マーカ１１のみが固着されており、被施術者の下顎から上顎にかけての全体又は一部がＣＴスキャンされることにより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。

【0030】

施術支援画像において、インプラントを施術するべき位置と、ハンドピース１５に装着されたドリルの位置とが、口腔内の状態を示す画像における正確な位置に表示されるようにするために、基準マーカ１１は、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るので、基準マーカ１１の位置を基準位置として使用することができる。

【0031】

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。マーカ部２３が除去されると、第１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、第２支持部２７に対してピッチ軸を回転軸とする第２ヒンジ部２８と、第２ヒンジ部２８に接続する第３支持部２９と、赤外線マーカ３０とを備える。赤外線マーカ３０においては、施術支援装置１００が３次元空間座標上での位置を特定できるようにするために、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。

【0032】

第１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、それ以外の部位の位置は固定されている。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。したがって、施術支援装置１００は、赤外線マーカ３０の座標を特定すると、特定した座標をＣＴ画像上の座標に容易に変換することができる。

【0033】

図４は、施療者が施術する際に使用するハンドピース１５の構造を示す図である。ハンドピース１５は、本体部３１と持手部３２を有する。ハンドピース１５は、持手部３２の近傍に、本体部３１の位置及び角度を特定するために使用される３個以上の赤外線マーカ３３を有する。本体部３１に結合された先端部３４には、当該本体部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。

【0034】

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、インプラント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。

【0035】

赤外線マーカ３３は、本体部３１に対して固定された位置に設けられている。したがって、赤外線マーカ３３の位置が特定されれば、先端部３４に装着されたドリル３５、及びドリル３５の位置を正確に特定することが可能となる。したがって、本体部３１に設けられている赤外線マーカ３３と第１位置マーカ１３に設けら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の位置と被施術者の歯顎の位置とを合わせることが可能となる。

【0036】

なお、ハンドピース１５は、インプラントの施術中だけでなく、設計インプラント画像を作成する設計作業においても使用される。設計作業では、先端部３４にドリル３５ではなく設計用の部品が装着された状態のハンドピース１５が使用される。設計作業者は、被施療者の歯顎を模った石膏模型、又は被施療者の歯顎においてハンドピース１５を動かして、インプラントを埋設するべき目標位置を決定する。その間に赤外線マーカ３３が撮影されることにより、目標位置にインプラントを埋設する際の赤外線マーカ３３の位置が特定される。

【0037】

［施術支援画像］
図５は、施術支援画像の一例を示す図である。図５においては、設計インプラント画像５１と、ドリル３５の先端に結合された施術インプラント画像５２とが表示されている。施術インプラント画像５２の位置が設計インプラント画像５１の位置と重なると、施術インプラント画像５２における設計インプラント画像５１と重なった領域の色が変化する。施術者は、このような施術支援画像を見ながら、施術インプラント画像５２が設計インプラント画像５１の位置に埋め込まれるように、ハンドピース１５を操作することができる。

【0038】

図６及び図７は、施術中に施術支援画像が変化する様子を示す図である。図６は、設計インプラント画像５１の位置及び方向に施術インプラント画像５２が埋め込まれていく場合に施術支援画像が変化する様子を示す図である。図７は、設計インプラント画像５１の位置及び方向からずれた位置及び方向に施術インプラント画像５２が埋め込まれていく場合に施術支援画像が変化する様子を示す図である。図６及び図７は、（ａ）から（ｅ）の順に施術が進んでいることを示している。図６及び図７における「設計プレーン」は、インプラントの先端が到達するべき位置を示している。

【0039】

図６（ａ）は、施術を開始した時点の状態を示している。施術開始時には、ドリル３５の画像の先端部分に施術インプラント画像５２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。この状態で、設計インプラント画像５１は例えば赤色で表示され、施術インプラント画像５２は例えば黄色で表示される。

【0040】

図６（ｂ）は、施術インプラント画像５２が設計インプラント画像５１と重なるように施術者が本体部３１を操作した状態を示している。この状態で、設計インプラント画像５１と施術インプラント画像５２とが重なった領域は、例えば橙色で表示される。

【0041】

図６（ｃ）から図６（ｅ）は、施術者が設計インプラント画像５１の長手方向に沿ってドリル３５を押し下げている状態を示している。この過程で、施術インプラント画像５２のうちドリル３５により穴が形成された部分は、施術インプラント画像５２の初期の色（例えば黄色）から他の色（例えば青色）に変化して施術インプラント画像５３となっている。図６（ｃ）の状態よりも図６（ｄ）の状態の方が、施術インプラント画像５２における下方まで穴が形成されているので、他の色に変化した領域が大きく、図６（ｄ）及び図６（ｅ）においては、図６（ａ）に表示されていた設計インプラント画像５１の全体が施術インプラント画像５３に置換されている。

【0042】

図６は、施術者が設計インプラント画像５１に沿ってドリル３５を移動させることができた場合の施術支援画像であったが、被施術者が口を大きく開くことができなかったり、骨が硬い領域があったりした場合には、設計インプラント画像５１に沿ってドリル３５を移動させることができない。このような場合、施術者は、設計インプラント画像５１と異なる位置又は方向にドリル３５を移動させることになる。この場合の施術支援画像について図７を参照しながら説明する。

【0043】

図７（ａ）から図７（ｃ）は、図６（ａ）から図６（ｃ）と同じ状態を示している。施術者は、図６（ｃ）の状態で、設計インプラント画像５１の長手方向に沿ってドリル３５を移動させることが困難であることに気付き、図７（ｄ）においては、ドリル３５が斜め方向に傾けられている。図７（ｄ）においては、設計インプラント画像５１とともに、設計インプラント画像５１に対して斜め方向の施術インプラント画像５３が表示されており、施術者は、当該画像により施術インプラント画像５３が設計時に想定されていた位置及び方向に対してどれぐらいずれているかを把握することができる。

【0044】

その後、施術者がドリル３５の方向を変えるように本体部３１を移動させない場合、図７（ｄ）に示されていた施術インプラント画像５３が、更新設計インプラント画像５５に切り替わり、設計インプラント画像５１が、過去の設計インプラントであることを示す色の過去設計インプラント画像５４に切り替わる。施術者は、新たな更新設計インプラント画像５５を見ながら施術を継続することができる。

【0045】

このように、施術支援システムＳにおいては、施術中に初期の設計インプラント画像５１に沿ってドリル３５を移動させることができないと判明した時点で、その時点でのドリル３５の状態に基づく新たな更新設計インプラント画像５５が表示される。したがって、施術者は、状況に応じてドリル３５の位置又は方向を設計された位置又は方向から変更したとしても、施術支援画像を参照しながら施術を継続することができる。

【0046】

［施術支援装置１００の構成］
図８は、施術支援装置１００の構成を示す図である。施術支援装置１００は、ＣＴ画像記憶部７１と、３次元処理部７２と、３次元モデル記憶部７３と、位置特定部７４と、位置合わせ部７５と、設計データ記憶部７６と、表示制御部７７と、操作受付部７８と、データ作成部７９と、を有する。

【0047】

３次元処理部７２、位置特定部７４、位置合わせ部７５、設計データ記憶部７６、操作受付部７８及びデータ作成部７９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）が、記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。ＣＴ画像記憶部７１、３次元モデル記憶部７３及び設計データ記憶部７６は、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体に含まれている。

【0048】

ＣＴ画像記憶部７１は、ＣＴ装置１２で撮像されたＣＴ画像データを取得して記憶する。３次元処理部７２は、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次元モデル記憶部７３は、ＣＴ画像データ、並びにドリル３５、本体部３１及びインプラント等が３次元モデル化された画像データを記憶する。

【0049】

位置特定部７４は、第１撮像装置１４が撮像した第１位置マーカ１３の位置、及び第２撮像装置１７が撮像した第２位置マーカ１６の位置を特定する。具体的には、位置特定部７４は、第１撮像装置１４が生成した第１撮像画像データにおいて、予め記憶された第１位置マーカ１３の形状を探索し、検出された第１位置マーカ１３の位置を示す座標を特定する。同様に、位置特定部７４は、第２撮像装置１７が生成した第２撮像画像データにおいて、予め記憶された第２位置マーカ１６の形状を探索し、検出された第２位置マーカ１６の位置を示す座標を特定する。位置特定部７４は、特定した位置を示す座標データを位置合わせ部７５に入力する。

【0050】

位置合わせ部７５は、基準マーカ１１の位置と第１位置マーカ１３の位置との関係、及び第１位置マーカ１３の位置と第２位置マーカ１６の位置との関係に基づいて、ＣＴ画像、ドリル３５の画像、本体部３１の画像及びインプラントの画像の位置合わせを行う。位置合わせ部７５は、例えば、基準マーカ１１の位置と第１位置マーカ１３の位置との相対関係、及び第１撮像装置１４の位置と第２撮像装置１７の位置との相対関係に基づいて、第２位置マーカ１６の位置を基準マーカ１１の位置を原点とする３次元空間内の座標に変換することにより、当該３次元空間におけるドリル３５の画像、本体部３１の画像及びインプラントの画像を表示するべき位置の座標を特定する。

【0051】

設計データ記憶部７６は、被施術者の口腔内にインプラントを固定する位置及び角度を示す設計インプラント画像のデータを含む設計データを記憶する。設計データ記憶部７６は、外部のコンピュータを用いて作成された設計データ、又はデータ作成部７９が作成した設計データを記憶する。外部のコンピュータを用いて作成された設計データは、例えば図６及び図７における設計インプラント画像５１であり、データ作成部７９が作成した設計データは、図７（ｅ）に示した更新設計インプラント画像５５である。設計データ記憶部７６は、複数の設計インプラント画像に対応する複数の設計データを記憶してもよい。

【0052】

表示制御部７７は、施術支援画像データを作成し、施術支援画像データを表示部１８に送信することで、表示部１８に施術支援画像を表示させる。具体的には、表示制御部７７は、被施術者へのインプラントの挿入穴をドリルで形成する施術中に、被施術者の口腔内を撮像することにより生成された口腔画像データに基づく画像に、設計データに基づく設計インプラント画像を重ねた状態で施術支援画像を表示部１８に表示させる。

【0053】

表示制御部７７は、設計データ記憶部７６に複数の設計データが記憶されている場合に、複数の設計データに対応する複数の設計インプラント画像を表示部１８に表示させてもよい。この場合、表示制御部７７は、複数の設計インプラント画像から所望の設計インプラント画像を選択するための操作画面を表示部１８に表示させてもよい。その後、表示制御部７７は、操作部１９を介して施術者が選択した一の設計インプラント画像を表示させ、他の設計インプラント画像の表示を中止する。表示制御部７７がこのように動作することで、複数の位置及び角度の候補がある場合に、施術者は所望の位置及び角度に対応する設計インプラント画像を見ながら施術することができる。

【0054】

操作受付部７８は、操作部１９から操作内容を示すデータを取得する。操作受付部７８は、取得したデータに基づいて特定した操作の内容をデータ作成部７９に通知する。操作受付部７８は、データ作成部７９が更新設計インプラント画像の候補を作成済である場合に、複数の更新設計インプラント画像から所望の更新設計インプラント画像を選択するための操作の内容をデータ作成部７９に通知する。

【0055】

データ作成部７９は、口腔画像データにおけるドリル３５の位置及び角度の少なくともいずれかと、設計データ記憶部７６から読み出された初期設計データが示す設計インプラント画像の位置及び角度の少なくともいずれかと、の関係が所定の関係と異なるか否かを判定する。データ作成部７９は、所定の関係と異なると判定した場合に、初期設計データが示す設計インプラント画像の位置及び角度とドリル３５の位置及び角度との関係に基づいて、初期設計データにおける設計インプラント画像の位置及び角度を更新した更新設計データを作成する。所定の関係は、ドリル３５の位置及び角度と、設計インプラント画像の位置及び角度との差が所定の範囲内であるという関係である。所定の範囲は、例えば、位置の差が０．５ｍｍ以内であり、角度の差が５°以下の範囲である。

【0056】

データ作成部７９は、ドリル３５の歯肉への接触位置と設計インプラント画像の歯肉の表面における位置とが異なっている場合、設計インプラント画像の後端の位置が接触位置に近づくように設計インプラント画像の角度を更新した更新設計データを作成する。データ作成部７９は、例えば、更新前の設計インプラント画像の方向と同じ方向で、位置がずれた新たな設計インプラント画像の設計データを作成する。

【0057】

データ作成部７９は、更新後の設計インプラント画像の少なくとも一部が、予め設定された要回避領域に重なる場合には更新設計データを作成せず、更新後の設計インプラント画像の少なくとも一部が、予め設定された要回避領域に重ならないことを条件として、更新設計データを作成してもよい。要回避領域は、例えば神経が通っている領域、又は骨が弱い領域として、施術者又は設計データの作成者により予め設定された領域である。

【0058】

データ作成部７９は、ドリル３５の歯肉への挿入角度と設計インプラント画像の角度とが異なっている場合、予め設定された要回避領域に設計インプラント画像が重ならない範囲で設計インプラント画像の角度が挿入角度に近づくように設計インプラント画像の角度を更新した更新設計データを作成してもよい。データ作成部７９は、例えば図７（ｅ）に示したように、当初表示されていた設計インプラント画像５１と後端の位置が同じで方向が異なる更新設計インプラント画像５５を作成する。

【0059】

このようにデータ作成部７９がドリル３５の位置又は角度と設計インプラント画像の位置又は角度とが異なっていると判定した場合、更新後の設計インプラント画像の少なくとも一部が、予め設定された要回避領域に重なる場合に、表示制御部７７に警告情報を表示させ、施術者がそのまま施術を進めることを停止できるようにしてもよい。

【0060】

表示制御部７７は、データ作成部７９が、表示部１８に表示されている設計データと異なる更新設計データを作成した場合、更新前の設計インプラント画像が更新設計データに基づく更新設計インプラント画像に置換された施術支援画像を表示部１８に表示させる。図７（ｄ）に示したように、表示制御部７７は、更新前の設計データに対応する設計インプラント画像と更新後の設計データに対応する更新設計インプラント画像とを異なる色で表示部１８に同時に表示させてもよい。

【0061】

表示制御部７７は、更新設計データに基づく更新設計インプラント画像を、更新前の設計インプラント画像と異なる色で表示部１８に表示させてから所定の時間が経過した後に、更新設計インプラント画像の色を更新前の設計インプラント画像と同じ色に変更してもよい。所定の時間は、施術者が更新設計インプラント画像の妥当性を確認するために要する時間として設計者又は施術者により設定された時間であり、例えば３秒である。

【0062】

表示制御部７７は、更新設計データに基づく更新設計インプラント画像を、更新前の設計インプラント画像と異なる色で表示した後に、ドリル３５の位置及び角度が、更新設計インプラント画像が示す位置及び角度に対応している（例えば、ほぼ一致している）ことを条件として、更新設計インプラント画像の色を更新前の設計インプラント画像と同じ色に変更してもよい。

【0063】

具体的には、表示制御部７７は、更新設計インプラント画像を表示した時点では、図７（ｄ）に示したように、初期の設計インプラント画像５１をそのままの色で表示し、設計インプラント画像５１と異なる色で施術インプラント画像５３を表示する。その後、表示制御部７７は、図７（ｅ）に示すように、設計インプラント画像５１を色が異なる過去設計インプラント画像５４に変更し、施術インプラント画像５３を色が異なる更新設計インプラント画像５５に変更する。

【0064】

表示制御部７７は、設計データ記憶部７６が更新設計インプラント画像への変更を承認する操作を施術者から受け付けたことを条件として更新前及び更新後の設計インプラント画像の色を変更してもよい。このように表示制御部７７が動作することで、施術者の意に反して設計インプラント画像の位置及び角度が切り替わってしまうことを防げる。

【0065】

なお、表示制御部７７は、ドリル３５の位置及び角度が、更新設計インプラント画像が示す位置及び角度に対応していない場合（例えば、所定量以上ずれている場合）、施術者が更新設計インプラント画像の位置及び角度を望んでいないと判定して、更新設計インプラント画像の表示を停止してもよい。この場合、データ作成部７９は、さらに新たな更新設計インプラント画像の候補を作成し、表示制御部７７が新たな更新設計インプラント画像を表示部１８に表示させてもよい。このように表示制御部７７が動作することで、施術者が操作部１９を用いた操作をすることなく、表示された更新設計インプラント画像をそのまま使用したり、表示された更新設計インプラント画像を使用せず、他の更新設計インプラント画像を施術支援装置１００に作成させたりすることができる。

【0066】

データ作成部７９は、設計インプラント画像の更新位置及び更新角度の組み合わせの複数の候補に対応する複数の更新設計データを作成してもよい。この場合、データ作成部７９は、更新後の設計インプラント画像の少なくとも一部が、予め設定された要回避領域に重ならない複数の候補を含む更新設計データを作成する。

【0067】

施術者が、複数の候補から所望の更新設計データを選択することができるように、表示制御部７７は、複数の候補に対応する複数の更新設計インプラント画像候補を表示部１８に表示させてもよい。その後、表示制御部７７は、ユーザにより複数の更新設計インプラント画像候補から選択された更新設計インプラント画像候補を更新設計インプラント画像として表示部１８に表示させる。データ作成部７９及び表示制御部７７がこのように動作することで、施術者は、想定し得る複数の位置及び角度のうち、自身が最良であると考える位置及び角度に対応する更新設計インプラント画像を見ながら施術を進めることが可能になる。

【0068】

［施術支援装置１００における処理の流れ］
図９は、施術支援装置１００における処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、設計データ記憶部７６に複数の設計インプラント画像に対応する複数の設計データが記憶されている場合の処理の流れを示している。

【0069】

まず、表示制御部７７は設計データ記憶部７６から設計データを読み出す（Ｓ１）。設計データ記憶部７６に複数の設計データが記憶されている場合、表示制御部７７は、複数の設計データに対応する複数の設計インプラント画像から、施術者が使用する設計インプラント画像を選択するための画面を表示部１８に表示させる（Ｓ２）。表示制御部７７は、操作部１９を介して施術者が選択した設計インプラント画像を口腔内の画像に重ねた施術支援画像を表示する（Ｓ３）。

【0070】

施術者が施術をしている間、データ作成部７９は、ドリル３５の位置及び角度と設計インプラント画像の位置及び角度とのずれ量が閾値以上であるか否かを所定の時間間隔で判定する（Ｓ４）。データ作成部７９は、ずれ量が閾値未満であると判定した場合（Ｓ４においてＮＯ）、Ｓ４の処理を繰り返す。データ作成部７９は、ずれ量が閾値以上であると判定した場合（Ｓ４においてＹＥＳ）、複数の更新設計インプラント画像の候補を作成する（Ｓ５）。

【0071】

表示制御部７７は、複数の更新設計インプラント画像の候補から所望の更新設計インプラント画像の候補を選択するための画面を表示部１８に表示させる（Ｓ６）。表示制御部７７は、一の更新設計インプラント画像の候補が選択されると、選択された更新設計インプラント画像を含む更新施術支援画像を表示部１８に表示させる（Ｓ７）。施術支援装置１００は、操作受付部７８が、施術支援を終了するための操作を受け付けるまでの間、Ｓ４からＳ７までの処理を繰り返す。

【0072】

［施術支援システムＳによる効果］
以上説明したように、施術支援システムＳにおける施術支援装置１００は、口腔画像データにおけるドリル３５の位置及び角度の少なくともいずれかと、初期設計データが示す設計インプラント画像の位置及び角度の少なくともいずれかと、の関係が所定の関係と異なる場合に、初期設計データが示す設計インプラント画像の位置及び角度とドリル３５の位置及び角度との関係に基づいて、初期設計データにおける設計インプラント画像の位置及び角度を更新した更新設計データを作成するデータ作成部７９を有する。

【0073】

データ作成部７９がこのように動作することで、施術者が設計インプラント画像を見ながらインプラントの施術をしている間に、インプラントの位置又は角度を変更する必要が生じた場合に、施術支援画像を利用した施術を中止することなく、新たな施術支援画像を用いて施術を継続することができる。したがって、施術の質を向上させることができる。

【0074】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0075】

１１ 基準マーカ
１２ ＣＴ装置
１３ 第１位置マーカ
１４ 第１撮像装置
１５ ハンドピース
１６ 第２位置マーカ
１７ 第２撮像装置
１８ 表示部
１９ 操作部
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 本体部
３２ 持手部
３３ 赤外線マーカ
３４ 先端部
３５ ドリル
５１ 設計インプラント画像
５２ 施術インプラント画像
５３ 施術インプラント画像
５４ 過去設計インプラント画像
５５ 更新設計インプラント画像
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 位置特定部
７５ 位置合わせ部
７６ 設計データ記憶部
７７ 表示制御部
７８ 操作受付部
７９ データ作成部
１００ 施術支援装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】