JP4891339B2 - 歯科用ハンドピース - Google Patents

Description

発明の分野
この発明は、歯科用ハンドピースと、当該ハンドピースを用いて歯科用インプラントを嵌合させるプロセスとに関する。

発明の背景
歯科治療においては、ハンドピースとして公知である回転器具のための駆動装置が周知である。歯科用ハンドピースはさまざまな形状で提供されており、最も一般的には、真っ直ぐであるかまたは白鳥の首型である。図１は、典型的な白鳥の首型の歯科用ハンドピースを示しており、これはハンドル２６、首部２５および頭部２４を含み、頭部２４には回転器具（たとえば、ドリル、バー、インプラントドライバ）が固定されている。ハンドピースは、典型的には、ハンドピースの頭部と、離れて配置された駆動モータとの間に延在するドライブシャフトまたはベルトによって駆動される。ドライブシャフトは、モータの回転運動をハンドピースに伝達する。ハンドピースは、代替的には、電気的または空気圧式の駆動モータによって駆動され得る。ハンドピースは、さまざまな歯科手術中、たとえば、穴の充填、清浄および歯科用インプラントの嵌合中に器具を駆動するのに用いられる。

公知の歯科手術では、歯科用インプラントを用いることによって人工歯を取付ける。インプラントは患者の顎骨に固定される。歯の上部構造はインプラント上に嵌合され、当該上部構造が所望の大きさおよび形状の人工歯を支持する。特注の外科用テンプレートはインプラント処置の一環として用いることができる。当該テンプレートは１組のボアホールを有しており、これにより、穴を開けインプラントを嵌合させる必要のある位置が規定される。テンプレートは、インプラントの穴を準備したりインプラントを挿入したりする際に用いられる手術用器具を案内する。これらのテンプレートは、口内における規定された合わせ領域に嵌合し、ボアチューブとしての役割を果たす。当該テンプレートは、SimPlant^TMなどのプラニングソフトウェアを用いてコンピュータ上で規定されるインプラントプランに基づいて設計可能である。

インプラントのエントリポイントの位置決めおよび傾斜だけでなく、それらの挿入深さをも最適化するために、専用の構成要素（たとえば、ドリル、ブッシングおよび取付台）が開発されてきた。国際特許出願ＷＯ２００４／０７５７７１、米国特許出願ＵＳ２００５／０１７０３１１、およびＵＳ４，９９８，８８１は、テンプレートを用いてインプラントを配置するプロセスを記載している。ドリルブッシングはテンプレートにおけるボアチューブに挿入される。これらのブッシングを通じて、特別に設計されたドリルを用いて穿孔が行なわれる。ドリルとブッシングとの間の許容差が小さいので、最適なドリル経路からずれる可能性が制限され、ドリル上のフランジが物理的な止め具として作用して、顎骨への穿通の深さを制御する。穿孔後、ドリルブッシングがテンプレートから取外され、インプラントがボアチューブを通じて配置される。次いで、器具を用いてトルクを加えてインプラントを顎骨に押込む。この方法の不利点のうちの１つはドリルブッシングの取外しに関連している。患者の口内の空間が限られているために、ドリルブッシングの操作が困難になる。典型的には、顎に穴が開けられてしまうと、ドリルブッシングを取出すために、外科用テンプレートを患者の口内おける位置から取外さなければならなくなる。そして、テンプレートが再び位置決めされる。

上述の器具はハンドピースと組合せて用いることができるが、これらの使用は、既存のインプラントシステムとの適合範囲によって制限される。上述の方法の不利点のうちの１つは、専用の構成要素がインプラントブランドやインプラントライン（内部または外部の接続）ごとに必要になることである。特注のサイズを有する広範囲にわたる器具および付属物のセットが必要になるので、その解決策は高価で柔軟性のないものになってしまう。

発明の概要
この発明の目的は、改善された歯科用ハンドピースと、当該ハンドピースを用いて歯科用インプラントを嵌合させるプロセスとを提供することである。この発明の利点は、従来の装置でもって公知の問題のうちの少なくとも１つを克服できることである。

この発明の第１の局面が提供する歯科用ハンドピースは、ハウジングと、回転歯科用器具を保持するための器具保持機構とを有し、当該回転歯科用器具は第１の軸を中心に回転し、当該機構は、当該器具が第１の軸に沿って当該ハウジングから延在するように当該器具を保持し、当該歯科用ハンドピースはさらに、当該第１の軸と同軸に装着された管状の案内部材を含み、当該案内部材は、使用中にハンドピースの作業経路を案内するためにテンプレートのボアホールに配置するための管状部分と、第１の軸に対して垂直に延在し、回転歯科用器具の深さをボアホール内に制限するためのフランジとを有する。

歯科用ハンドピース上に管状の案内部材を設けることにより、外科用テンプレートへの器具の挿入時に当該器具の位置を正確に制御することが可能になるといった利点が得られる。案内部材がハンドピースに装着されていれば、ハンドピースを用いた穿孔作業の後に外科用テンプレートからブッシングを取外す必要がなくなる。

当該ハンドピースはまた、保持された器具を第１の軸を中心に回転させるための駆動装置を含む。当該駆動装置は、電動式の駆動装置、たとえば空気圧式、液圧式もしくは電気式の駆動装置、または手動で駆動するための構成要素であってもよい。

この発明のさらなる局面においては、ハウジングは入口を有し、当該入口を通じて器具が挿入可能であり、ハンドピースは、当該入口に位置決めされた案内部材を保持するための機構を含む。当該案内部材は、ハウジングの周りに装着可能な装着部に取付けられ得るかまたは取付け可能であり得る。これらの特徴は、器具を装着するためのさまざまな部分のアセンブリが互いに近接して配置され、これにより組立が容易になるという利点を提供し得る。

好ましくは、案内部材は、装着部から変動距離で位置決め可能である。これには、ハンドピース上に装着可能な器具をその位置で調整できるという利点がある。

好ましくは、案内部材はハンドピースに取外し可能に装着可能である。これにより、さまざまな案内部材を設けることができ、ハンドピースの洗浄がより容易になるといった利点が得られる。たとえば、第１の軸に沿った方向のフランジ深さと、第１の軸に対して垂直な方向の半径とのうちの少なくとも１つの寸法が異なる案内部材の組を設けることができる。これにより、特定のボアホール直径およびインプラント部位の深さに適合する大きさを持つ案内部材をユーザが迅速に選択し、嵌合させることが可能となる。

さらなる特徴は、当該案内部材の組のうちどの案内部材をハンドピースに嵌合させるべきかについての識別を表示するよう配置されたディスプレイを歯科用ハンドピースが含み得るかまたは当該ディスプレイで作動するよう適合され得ることである。これにより、正
しい案内部材が用いられたことをオペレータが容易に確認することが可能となる。

案内部材の装着は、使用時に当該案内部材が第１の軸に沿って移動可能となるように適合され得る。これにより、器具を用いる初期段階で案内部材が案内を行なって、器具がボアホールで正しく中心に配置されることを確実にするのを容易にしつつ、器具（たとえばドリル）がワークピースを貫通すると案内部材が引込むことも可能にするという利点が得られる。

別の特徴は、案内部材がハウジングから延在する位置へと付勢され得ることであり、当該案内部材は、ハンドピースがワークピースと係合するとその突出量を減らすよう移動可能である。

別の特徴は、ハウジング内にチャネルが設けられ、案内部材が当該チャネル内に引込み可能であることである。

さらなる特徴は、案内部材が、入れ子式にはまり込むよう配置されたチューブの組を含み得ることである。これは、案内部材およびその動作の調整を可能にする付加的な方法である。

この発明のさらなる局面は、保持された器具の位置をハウジングに対して第１の軸の方向に調整し、これにより、ハウジングから突き出る器具の長さを変える調整機構である。これにより器具の最適な位置決めが可能となる。この調整は手動であっても、電動であっても、または自動であってもよい。

さらに精度を上げるために、器具の位置を手動で調整するための制御が提供され得る。たとえば、調整機構は、器具保持機構に作用して、器具保持機構を第１の軸に沿って移動させるよう配置され得る。

さらなる局面においては、当該駆動装置は、第１の伝達構成要素と第２の伝達構成要素とを有するギヤ付きトランスミッションを含み、当該調整機構は、第１の伝達構成要素の位置を第２の伝達構成要素に対して第１の軸の方向に変えるよう動作可能である。これは、第１の軸に沿った調整を可能にする従来の方法である。

さらなる局面においては、歯科用ハンドピースは、外科用手術のために調整機構が設定されるべき設定を表示するよう配置されたディスプレイを含み得るか、または当該ディスプレイで作動するよう適合され得る。歯科用ハンドピースはまた、器具がハウジングから突き出る必要のある距離を表示するよう配置されたディスプレイを含み得るか、または当該ディスプレイで作動するよう適合され得る。ディスプレイにより、オペレータは、いずれの場合にも正確な設定が達成されたことを確認することができる。

さらなる局面は、器具がハウジングから突き出る必要のある距離を自動的に設定するための手段、または、歯科手術士によって設定されるかもしくは別の方法で設定される距離が正確なものであることを確認し得るための手段を提供し得ることである。この距離は、先のコンピュータプラニング、たとえば、コンピュータプラニングソフトウェアを用いたプラニングの出力であり得る。

この発明の第２の局面において提供される歯科用ハンドピースは、そこを通じて回転歯科用器具のシャンクを挿入することのできる入口を有するハウジングと、当該回転歯科用器具のシャンクを解放可能に保持するための器具保持機構とを含み、当該機構は、当該器具がハウジングから入口を通り第１の軸に沿って延在するように器具を保持し、当該歯科
用ハンドピースはさらに、器具保持機構に作用して、器具保持機構の位置をハウジング内において第１の軸の方向に調整し、これにより、ハウジングから突き出る器具の長さを変えるよう配置された調整機構を含む。この調整は手動であっても、電動式であっても、または自動的であってもよい。この調整は、コンピュータプラニングの出力にの機能であり得る。当該調整機構は、器具の作業深さを変えるための単純な方法をユーザに提供する。一例として、インプラント部位の組は、さまざまな深さの穴をあけることを必要とするかもしれない。当該調整機構は、ドリルをそのインプラント部位についての所望の長さに変えるよう各々の穿孔動作の前に作動し得る。

好ましくは、この発明のこの局面に従った歯科用ハンドピースは、器具のための作業深さを規定するフランジを有する上述の案内部材と組合せて用いることができる。

保持された器具を第１の軸を中心に回転させるための駆動装置を設けることができる。当該駆動装置は、空気圧式、液圧式もしくは電気式の駆動装置、または、手動で駆動するための構成要素のいずれであってもよい。第１の軸と同軸に装着された管状の案内部材が設けられ得る。

この発明の実施例のいずれかに従った歯科用ハンドピースは、回転器具を使用する必要のある位置を規定する少なくとも１つのボアホールを有するテンプレートをも含む歯科用装置の一部として含まれ得る。当該ボアホールは、案内部材の外径に実質的に等しい直径を有する。

この発明の実施例を、添付の図面に関連して例示のためにのみ以下に説明する。

好ましい実施例の説明
この発明は特定の実施例に関し添付の図面に関連付けて説明されるが、この発明はこれらに限定されず、クレームによってのみ限定される。添付の図面は単に概略的なものに過ぎず、限定的なものではない。添付の図面においては、いくつかの要素の大きさは例示の目的で誇張されており、縮尺通りには描かれていないかもしれない。「含む（comprising）」という語は、この説明およびクレームにおいて用いられる場合、他の要素またはステップを除外するものではない。さらに、説明およびクレームにおける第１、第２、第３などの語は、同様の要素同士を区別するために用いられており、必ずしも一連の順序または時系列の順序を説明するためのものではない。このように用いられる語が適切な状況下で置換え可能であり、ここに記載される発明の実施例について、ここに記載または例示される以外の順序での動作が可能であることが理解されるべきである。

穿孔アセンブリを詳細に説明する前に、インプラントプロセスの最初のステップと、当該プロセスで用いられる装置とを説明する。当該プロセスの目的は、患者の顎骨に固定されたインプラントに嵌合する歯科用上部構造を作製することである。当該上部構造は人工歯を支持する。上部構造を作製することを意図して、まず、将来の歯についての診断用設定がなされる。これは通常、咬合器を用いて実現される。咬合器とは、すなわち、２つの歯型または石膏模型／型を正しい相対関係で位置決めして、実際的な顎運動のシミュレーションを可能にすることのできる器具である。診断用設定は残存する歯または歯茎の石膏模型上でなされ、ここに歯の将来の位置が示される。そのテスト配置はまた、図２に図示のとおり、走査プロテーゼ１を作製するために放射線不透過性材料に複写される。その目的はさらなる説明から明らかになるだろう。当該方法の変形例に従うと、機械的な咬合器において診断用設定を実現する代わりに、テスト配置を実質的にコンピュータで、下顎に対する上顎の動きをシミュレートすることのできる仮想咬合器と呼ばれるもので行なうこともできる。この場合、患者の顎またはその型は、たとえばレーザスキャナで走査される
こととなる。２つの走査された顎は、一方の顎の面が他方の顎に正確に対応するように、それぞれの歯の表面を互いの上に合わせることにより、または、上部に成形可能なペーストが載っている顎の一方を走査することにより、相対的に位置決めされる。

次いで、デジタルライブラリから歯が選択され、歯のない箇所に位置決めされ得る。この予備的段階の後、好ましくは、実際の方法の第１のステップとして、インプラントの配置を考慮に入れてコンピュータプラニングが行なわれる。これは、ベルギー特許第１．０１１．２０５に記載のとおり、たとえば、まずコンピュータ断層撮影スキャナ（ＣＴスキャナ）で患者を走査し、ＣＴスキャン上でインプラントをシミュレートすることによって行なうことができる。患者が図２に示される走査プロテーゼ１と呼ばれるもので走査されることが有用である。これは、患者の緩んだプロテーゼ、または、咬合器によってなされた診断用設定のコピーとなる。この走査プロテーゼ１は、走査中に歯茎または粘膜２上に配置され、放射線不透過性材料でできているため、ＣＴ画像で見ることができる。この走査プロテーゼ１の歯３は、患者の骨を覆う歯茎または粘膜２上で支持される基部４とは別の不透明度を有している。

歯３は、３０％の硫酸バリウムと混合されたアクリル樹脂などの如何なる好適な材料でも作製可能であり、プロテーゼ１の残りの部分は、歯についての材料と比べて放射線不透明度または他の特性が異なる材料でできており、このため、歯をプロテーゼから識別することが可能となる。たとえば、プロテーゼ１の残りの部分は、アクリル樹脂と１０％の硫酸バリウムとの混合物から作製することができる。これにより、歯３をＣＴスキャン画像で精密に見ることができ、このため、単純な態様で個別に分けることができるという利点が得られる。加えて、歯茎２の形状も見ることができる。というのも、走査プロテーゼ１の基部４が識別可能であり、これが歯茎の輪郭を描き、その下方側で歯茎の形状が表わされるからである。さらに、骨５の表面の形状は、ＣＴスキャンによって十分に見ることができる。次いで、ドリル治具または外科用テンプレート６が作製される。このドリル治具は場合によっては嵌合治具としても機能し得る。というのも、これによってインプラント７を配置することができるからである。インプラントの配置は、場合によっては、別個の嵌合治具でなされてもよい。テンプレート６と、場合よっては嵌合治具とは、たとえば、ベルギー特許第１．０１１．２０５に記載のとおり、ラピッドプロトタイピング技術によって作製され得る。

図３に従うと、（歯茎２が切開された後）テンプレート６が患者の骨５の部分８に嵌合し、外科医の計画に従ってドリル方向を術前に移動させることが可能となる。この目的のために、テンプレート６は、１つまたはいくつかのドリル１０のためのダクト９を有する。骨５が非常に不規則な面を有する可能性があることに留意されたい。テンプレート６がＣＴスキャンから得られたデータに基づいて設計されているので、骨に接する治具の部分は、この不規則な面の形状に常に極めて正確に追従する内面８を有することとなる。結果として、位置決めが常に正確なものとなる。なお、変形例に従うと、上記テンプレート、嵌合治具、さらには上記位置決め治具が備え得る接触部は、骨５上で支持されるよう設計されたものではなく、または支持されるよう設計されただけではなく、患者の歯茎２および／または残存する歯の部分と協働する。テンプレート６は、インプラント７のための穴１１をあける際に用いられる。テンプレート６は、すべてのインプラント７に対して使用可能となるように設計されている。このテンプレート６は一度だけ患者に装着され、場合によっては一時的に捩じ留められる。図示のとおり、ダクト９は、好ましくは、いくつかの部分で構成される。第１に、好ましくはカラーの形状である案内チューブ１２がいくつかあって、テンプレート８の接触部と一体型をなす。ダクト９は、たとえば金属でできた任意のボアチューブ１４で裏打ちされるか、または、金属コーティングもしくはスリーブで裏打ちされ得る。ボアチューブ１４はテンプレートにあってもなくてもよい。ボアチューブ１４がない場合、ハンドピース上に装着された管状の案内部材（ハンドピースの説明
において以下に３５と記載される）は、テンプレートの案内チューブ１２において直接係合することとなる。代替的には、これらは金属のボアチューブ１４において係合することとなる。

テンプレート６が嵌合治具として用いられる場合、インプラントは、ボアチューブ１４を通じて嵌合される。インプラント７は個々にホルダ１９に装着される。

図４ａは、この発明の実施例に従ったハンドピースの頭部を概略的に示す。当該ハンドピースは、インプラントプロセスの一貫として外科用テンプレート６と共に用いることができる。当該頭部の主要な構成要素は、ドリル、バーまたはインプラントドライバなどの器具（図１において「Ｅ」と称される）のシャンク２８を保持するためのクランプ機構６０（図１において「Ｃ」と称される）を含む。駆動機構３１、３２（図１において「Ｄ」と称される）は、トルクをシャンク２８に伝えて器具を回転させる。典型的には、駆動機構３１、３２はドライブシャフトまたはベルト（図示せず）によって駆動され、当該ドライブシャフトまたはベルトは、離れたモータにつながっているか、または、空気圧式供給ラインによって駆動される空気タービンの形を取る。代替的には、頭部は、接続ケーブルを介して電力供給を受ける電気モータを含み得る。たとえば空気圧式、液圧式または電気式の如何なる好適な駆動装置が用いられてもよい。環状のカバープレート３３（図１において「Ｂ」と称される）は頭部の下方面にわたって嵌合し、器具のシャンク２８をそこから挿入することのできる入口を備える。カバープレート３３は、ハンドピース頭部の内部構成要素と周囲環境との間に衛生的に封止する。高速交換機構により、必要に応じて器具を頭部に取付けたり頭部から取外したりすることができる。当該構成要素はハウジング２７（図１において「Ａ」と称される）内に保持される。上述の特徴は従来のハンドピースにおいては周知であり、さらなる説明は必要とされない。

構成要素３５はカバープレート３３に接続し、使用時に、テンプレート６におけるボアホール内において器具を案内し得る（中心に配置し得る）案内部材として機能する。案内部材３５は管状の部分であり、上方端部に、すなわち頭部２４の近傍にフランジ３７を随意に有し得る。フランジ３７は止め具として機能して、ハンドピースによって駆動される器具が規定された深さを超えてテンプレートにおけるボアホールに挿入されるのを防ぐ。案内部材３５は、図５ａおよび図５ｂに図示のとおり、ハンドピースに取外し可能に接続可能であることが好ましい（が必要ではない）。これにより、（たとえば寸法が異なる）他の案内部の嵌合が可能となり、洗浄も可能となる。たとえば、案内部材３５の内面は固定具３６を含んでおり、当該固定具３６は、カバープレート３３のステム上の相補的な固定具と協働して案内部材３５を適所に固定する。固定具３６は、如何なる好適な形状の固定具、たとえば、ねじ頭部、ボタン作動型クイックレリーズ機構、バヨネット接続部、磁石などを含み得る。案内部材３５について以下にさらに十分に説明する。

ハンドピースはまた調整機構４０、４１を含み、当該調整機構４０、４１は、ハンドピースから突き出る器具の長さを変更および／または設定および／または表示および／または確認し得る。この発明のさまざまな実施例においては、調整機構は、軸４２に沿ってクランプ機構６０を移動させる手動調整可能な、または、電子制御のアクチュエータ４０を含む。これを図示するために、図４ｂは、器具のシャンク２８が頭部の内部にさらに引込まれている装置を示す。別の調整機構が図１１により十分に示される。電子制御のアクチュエータは、器具がたとえばプラニングソフトウェアの出力に従って突き出る距離を設定するよう適合され得る。電子制御アクチュエータ４０は所望の位置に駆動され得る。手動調整可能な、または電子制御のアクチュエータ４０はまた、突き出た距離に関する距離を測定または記録するよう適合され得る。次いで、電子制御回路は、最終的な突出距離が、歯科手術士による入力またはコンピュータプラニングからの出力としての正確な距離であるかどうか確認し得る。電子制御回路は、歯科用ハンドピース上に配置され得るか、また
は、そこから離れて配置され得るが、たとえばケーブルもしくは無線接続を介してこれと通信し得る。

ハンドピースの頭部から突き出る器具の長さを調整または表示または設定または確認するための機構は、任意の好適な種類のアクチュエータ、たとえば（図４および図１１に示される）機械的、電気的、空気圧式、液圧式または磁気的なアクチュエータを用いて、さまざまな方法で実現され得る。たとえば、調整機構は磁気的であってもよい。たとえば、クランプ機構６０は、コイルによって囲まれてソレノイドリニアアクチュエータを形成する磁石に接合されてもよい。電流がコイルに印加されると、磁石と、これによりクランプ機構とが、ハンドピースのハウジングに固定されているコイルと相対的に移動する。電流の大きさを用いてずれの範囲を制御し得る。

図４ａにおいて、案内部材３５は、頭部への入口の周りにおいて、カバープレート３３に取外し可能に嵌合される。図６ａが示すこの発明の代替的な実施例においては、案内部材１３５が環状のチャネル１３６に沿って頭部へと引込み可能である。チャネル１３６は、外部の管状壁１３７、内部の管状壁１３８および環状の端面１３３によって規定される。ばね１３９などの弾性部材は、案内部材１３５の上方端部におけるフランジ１３４とチャネルの端面１３３との間においてチャネルに捕捉されて保持される。図６ａは最も伸ばされた位置にある案内部材を示しており、ここでは、ばね１３９は、フランジ１３４をカバープレート３３に押当てるよう完全に伸ばされている。図６ｂは同じ装置を示しており、ここでは、案内部材１３５が弾性部材、たとえばばね１３９、の付勢に対して、チャネル１３６に沿って或る程度まで引込められている。案内部材は、ボアホールの基部において軟組織２に接すると、この態様で移動させることができる。ハンドピースがボアホールから取外されると、弾性部材、たとえばばね１３９は、案内部材１３５を図６ａに示される位置に押し戻す復元力を及ぼす。

なお、案内部材１３５が器具の全長にわたって延在しなくてもよいことに留意されたい。器具の案内が遅れるといった問題を克服するために、案内部材１３５はハンドピースの頭部へと引込む。この特徴の利点は、器具を操作する初期段階で器具の案内を行なうことができるという事実により得られる。案内部材がハウジング内に引込み得るので、カバープレートに嵌合する固定された案内部に比べて、より長い案内部材と、これにより、穿孔の初期段階中により有用となる案内部とを設けることができる。案内部材はこの実施例においては交換可能であるが、カバープレート３３を緩めることを必要とする。

引込み可能な案内部は、カバープレートに装着された案内部材と同じ様に用いることができる。たとえば、これは穿孔の深さを変えるのに用いることができる。弾性部材、たとえばばね１３９が圧縮されると、許容された垂直な平行移動が妨げられる。フランジが案内部材上に追加されると、ドリルの深さを制限することもできる。

案内部材３５、１３５の寸法（内径および外径、高さ）は、以下に説明する態様でインプラントの機能として選択される。インプラントブランド、製品ライン、接続タイプ、肩部の幅などの特徴により案内部材の寸法が決定される。典型的な歯科用インプラント処置では、複数のインプラントを配置することが必要とされる。外科用テンプレートを用いてインプラントの穴を準備し、インプラントの配置を案内する案内型のインプラント歯科学技術の場合には、人間工学を考慮すると、穿孔し全てのインプラントを配置するのにインプラントを１つしか用いることができない可能性がある。使いやすさの点から、同じインプラントライン内のすべてのインプラントを、それらの長さにかかわらず、同じ器具を用いて取付け得ることが好ましい。

歯が全くない患者について具体的な仮定例を考察してみる。患者の顎に正確に嵌合する
外科用テンプレートが製造される。当該テンプレートはいくつかのボアチューブを備え、当該ボアチューブは、SimPlant^TMなどのプラニングソフトウェアで作成されたインプラントプランに従ったインプラントのエントリポイントおよび傾斜を示す。当該インプラントは、骨の頂部と同じ高さで取付けられる必要がある。図７を参照すると、第１のインプラント５０は長さＥを有する。外科用テンプレート６におけるこのインプラントに対応するボアチューブ１２の深さはＤである。インプラントの穴を準備するために、インプラント製造業者から専用のドリルのセットが入手できる。ドリル５５の例が示される。このドリルは、さまざまな直径と固定された長さＡとを有する。ドリルは、距離Ａ１にわたってハンドピースにおいて係合し、残りの長さＡ２がハンドピースの頭部から突き出ている。センタリング部品がハンドピースの頭部に装着され、距離Ｃ２にわたってボアチューブ１２に挿入される。当該構成要素は、物理的な止め具として作用する厚さＣ１を有するフランジを備える。所与の例として正確な深さを備えたインプラント穴を準備するために、距離Ａ２は、距離Ｃ１、ＤおよびＥの合計に等しくなくてはならない。これを達成するために、異なる変数のうちの１つ、または異なる変数の組合せが変更され得る。

（ｉ） ボアチューブ１２の深さ（Ｄ）
（ii） 案内部材のフランジの厚さ（Ｃ１）
（iii） ハンドピースにおいて係合された器具の長さ（Ａ１）。

引込み可能な案内部の場合、図６ａおよび図６ｂに図示のとおり、フランジ厚さＣ１は０に等しくなる。すなわち、案内部材にはフランジが設けられない。これは、カバープレート自体が器具の貫通する深さを制限する物理的な止め具として作用することを意味する。

ボアチューブ１２の深さＤは、所与のインプラントプランに従って決定される。これは、外科用テンプレートの設計中に指定され得る。というのも、当該装置は患者ごとに特注されるからである。しかしながら、手術中には変更することはできない。

フランジＣ１の厚さは構成要素ごとに固定される。それにもかかわらず、センタリング部品の組は、厚さの異なるそれぞれのフランジを備え得る。当該構成要素は、取外し可能な態様でハンドピース上に装着され得る。この態様では、案内部材３５と、フランジを備える場合、任意に１３５とが、ボアチューブにおいて器具を中心に配置する／案内する機能と、所望の深さの穴をドリルが作り出すことを確実にする機能とを果たす。引込み可能な案内部材１３５に関して、同じ効果を得るために、ハンドピースの頭部における案内部材１３５の引込み可能性の範囲を考慮に入れ、適切な厚さＣ１を有するフランジをその円周に沿って正確な位置に位置決めしなければならない。

ハンドピースの頭部における上述の機構４０、４１を用いて、ハンドピースにおいて係合された器具の長さ（Ａ１）を変えることができる。これにより弾力性という利点が提供される。機構４０、４１は、単独で、または寸法の異なる案内部材３５と組合せて用いることができる。当該機構４０、４１は、構成要素を追加する必要がなく、手術中に変更を加えることができるといった利点を有する。

上述の例においては、インプラント穴の貫通の後にインプラントの配置が行なわれる。典型的には、インプラント製造業者は、この目的のために、インプラントドライバとして公知の器具５６を提供する。この器具の全長は、当該器具にインプラント５０が取付けられた状態ではＢである。ハンドピースから突き出る器具の部分がＡ２＝Ｃ１＋Ｄ＋Ｅであれば、インプラント５０を正確な深さに取付けることが推奨される。典型的には、このことは当てはまらない。したがって、異なるセンタリング部品（たとえば、異なるフランジ厚さＣ１を有するセンタリング部品）を装着しなければならないか、または、クランプ機
構の位置を変更しなければならない。相対的に、使用する器具５５と５６との間で補償される必要のある距離はＡ−Ｂに等しい。

図８ｂにおいては、距離Ａ−Ｂは、手動で、電動式に、または自動的にハンドピース内部におけるクランプ機構の位置を変更し、これにより、頭部から突き出たインプラントドライバ−インプラントアセンブリの長さを変更することによって補償される。

図８ｃは、距離Ａ−Ｂを補償する代替的な方法を示す。図８ａに比べて、ハンドピースの頭部における器具上の位置は変化しないままである。しかしながら、フランジＣ１の厚さは（Ａ−Ｂから０に）変更される。骨にインプラントを配置する深さに関する作用は同一である。

上述の仮定的な例に従うと、取付けられるべき次のインプラントは、第１のインプラントよりもわずかに長い長さＦを有する。ここでは、Ｆ＝Ｅ＋ｅである。外科医が同じ器具を使用するためには、インプラントの長さの差を補償する必要がある。こうして、第１のインプラントに比べて、ボアチューブの深さが値ｅだけ低減される。これは、低減されたフランジ深さ（Ｃ１−ｅ）を有する別のセンタリング部品を嵌合させることによって達成され得るか、または、クランプ機構の位置が、器具の移動方向（図４ａの軸４２）に沿って距離ｅだけ変更される。この変更は、手動で、電動式に、または自動的に行なうことができる。

こうして、この発明では、インプラントの取付けが完全に制御される。変数Ｃ１およびＡ１を変更することにより、ユーザが、インプラント長さのばらつきを、たとえば手動で、電動式に、または自動的に補償することが可能となる。加えて、これらを用いて、外科用テンプレートの下にある軟組織の存在を補償することもできる。この軟組織は、所与のインプラントプランに従ってインプラントを正確に取付けるのに必要な貫通深さに影響を及ぼす。

この発明に従うと、変数Ｄ、Ｃ１およびＡ１の値は、インプラントプラニングから計算することができる。この情報は、どのインプラントを取付けるのにどの値を使用すべきかを詳述するカスタムの情報シートによって外科手術設定部に転送され得る。この情報はまた、通信経路、たとえば、ケーブルによる通信リンクによって、または無線で転送され得る。この転送は自動であってもよい。他の転送方法が用いられてもよく、たとえば、情報がＵＳＢメモリスティックなどのメモリ素子に記憶され、このメモリ素子が歯科用ハンドピースにプラグ接続されて、データの転送を可能にし得る。

他のいくつかの方策を用いてシステムをよりユーザフレンドリにすることができる。まず、案内部材は、それらの長さおよび／または直径の関数として色分けされ得る。図５ａおよび図５ｂは、色分けされた識別マーク４５を示す。

図５ａは、ハンドピースと、２つの異なる案内部材とを示しており、たとえば、左側が青色で、右側が灰色であり得る。フランジの厚さ（Ｃ１）は左側（青色）および右側（灰色）の部材とで異なっている。図５ｂは、ハンドピースをカバープレートに装着した後の左側（青色）の案内部材を示す。

代替的には、案内部材には、たとえば刻印によって特定の符号を付すことができる。この符号は、手術の現場で必要とされる装置にプラニングを転送する間に正しい構成要素を識別することを容易にする。デジタルまたはアナログの読出し表示装置がハンドピース上に設けられてもよく、当該読出し表示装置は、当該機構を作動させてクランプの位置を変える際に値Ａ１（または得られた測定値）が如何に変化するかを示し得る。代替的には、
何らかの機械的較正手段が設けられてもよい。たとえば、ハンドピースの頭部内におけるクランプ機構の位置を変えるために手動で作動されるホイールを備える代わりに、小型の電子モータを用いて位置の変更を別個に駆動し得る。たとえば位置エンコーダの形を取る電子的な読出し表示装置は、モータの動きに連結されており、クランプ機構の位置が如何に変化するかを示す。このプラニングが事前に分かっているのであれば、クランプ機構の所望の位置が回転器具にプログラミングされ得るか、または、たとえば通信リンクを介して上述のとおり回転器具に提供され得る。クランプ機構の位置の設定は、たとえば事前に行なわれたコンピュータプラニングの出力の機能で、自動的に行なわれてもよい。他の如何なる転送方法が用いられてもよく、たとえば、プログラミング情報がＵＳＢメモリスティックなどのメモリ素子に記憶されてもよく、このメモリ装置が歯科用ハンドピースにプラグ接続されてデータの転送を可能にし得る。次いで、電子ディスプレイが、どのインプラントが取付けられているかと、どれだけの長さが必要であるかとを示し得る。また、当該ディスプレイは、たとえば正しいインプラントが正確な深さで取付けられていることを確認し得る。

使用を支援するさらなる方策として、外科用テンプレート６上に印を付けて、どのインプラント（種類、長さ、直径、参照番号など）がボアチューブごとに取付けられるべきかを示し得る。

当該ハンドピースは、駆動モータの回転軸と同軸であるハンドルを有する。この後に、当該ハンドルに対して１５°〜３０°の角度で首部が設けられ、当該ハンドピースはさらに、当該首部に対して垂直または実質的に垂直な頭部を有し、これに対し、クランプ機構において把持されている円筒形のシャンクを備えた回転器具（ドリル、バー、インプラントドライバ、トレフィンなど）が嵌合する。器具の挿入または取外しのために、さまざまな機構が考えられ得る。このような機構は、たとえば、プッシュボタンもしくは圧力ピストン、作動レバー、楔形のプランジャまたは他の作動手段を用いて、器具を保持するクランプ機構を外し得る。図９は可能なクランプ装置の例を示す。２つの構成要素６１、６３は、各々がそれぞれのスロット６２を有しているが、滑り軸受６８に沿って相対的に移動可能である。ばね６７は、壁６９と構成要素６３の端壁との間において作用し、構成要素６３を図示される停止位置にまで付勢するよう機能する。この場合、開口部６２、６４は、リム６５が（図１０に示される）器具５５の端部７１と係合して頭部内に器具を保持するように整列している。ハンドピース頭部のハウジングを通って突き出たプッシュボタン６６を用いてばね６７を圧縮し、これにより、構成要素６１、６３の相対位置を変え、これにより、器具５５の挿入または取外しを可能にし得る。こうして、構成要素６１、６３は、開口部を拡大または圧縮させるための顎部として協働する。実際には、このクランプ機構の目的は、器具を垂直な位置に保持することである。これは、器具がその軸を中心に回転することを妨げない。駆動装置３２は、図１０に最もよく示されるように、器具の上部におけるノッチ７２に作用することによって器具と係合する。

図４ａを再び参照すると、ハンドピースの頭部はさらに、器具のシャンクを回転させるための部材３２を有する。部材３２は、首部の一部を形成する駆動部分３１と係合する。当該部材３２はクランクピンタイプであり得るか、またはピニオンもしくは摩擦車であり得る。代替的には、磁界を用いて、（たとえば、電気モータと同じ原理を用いて）部材３２の回転を誘導してもよい。この構成においては、クランプ機構と器具に動きを伝える部材とは、軸４２に沿って異なる位置に設定され得る。この設定は、手動で、電動式に、または自動的に行なわれてもよい。これを行なうことにより、ハンドピースから突き出た器具の長さが変更される。たとえば、図１１に示される１つの解決策に従うと、構成要素６１、６３、伝達部材３２および器具５５の位置が、構成要素６１上に設けられた歯８２と噛み合っている螺旋状のサムホイール８１を回すことによって変更される。構成要素６１は、軸４２と平行に整列した１つ以上のレールによって案内される。ホイール８１が調整
されると、構成要素６１が軸４２に沿って位置を変え、これとともに器具５５および伝達部材３２を搬送する。図４および図１１におけるホイールは異なっている。これは、さらに、いくつかの代替例がクランプ機構６０を移動させるために存在していることを示している。

図１２は、調整機構のさらなる代替的な実施例を示す。これまで通り、器具５５は、図９において先に示されたのと同じクランプ機構９０によって留められる。クランプ機構９０は、案内レール９１、９２に追従するよう制限されたプレート９５によって支持される。案内レール９２は、プレート９５におけるねじ切りされた穴と協働するねじ部材９３を有する。手動制御ノブ９４がレール９２の上方端部に嵌合される。レール９２は頭部のハウジング２７を通って突き出、ノブ９４はハウジングの外側に装着される。器具の位置はノブ９４を回すことによって変えることができる。

機械的な制御ノブを上述してきたが、この発明は、たとえば移動を電動化および／または自動化するために、アクチュエータの使用を含めて、動きをもたらす他の如何なる方法をも含む。

案内部材は、患者の解剖学的構造の特定の領域にぴったりと嵌合する外科用テンプレート（２１）に設けられたアクリル製または金属製のボアチューブ（２０）において係合する。案内部材の寸法は使用されるインプラントブランドおよびタイプによって指定される。案内部材の直径は、たとえば、ドリル、タップおよびインプラントドライバなどのブランド特有の器具が内部に嵌合するように適合される。こうして、当該器具は、テンプレートのボアチューブ内で中心に配置され、使用中に案内される。加えて、構成要素は、たとえばフランジまたはカラーの形をした物理的な止め具を設けていてもよく、これは、外科用テンプレート６に対してブロックされ、外科用テンプレートと、これによりその下にある組織とにおける器具の貫通深さを制限する。代替的には、このような物理的な止め具は、カバープレート上、または、直接的にハンドピースのハウジングの上に設けられてもよい。たとえば、代替例として、ハウジングの特別なカバープレートが設計されてもよく、これは、その設計のために、深さを制御するための物理的な止め具の機能を果たし得る。たとえば、カバープレートは円錐状であってもよく、その基部は、ハンドピースのハウジングと係合し、その上部は平坦な表面を有し、その直径はテンプレートにおける案内チューブの直径に対応する。カバープレートが案内チューブに当ると、骨へのさらなる貫通が阻止される。図４ａおよび図４ｂに示される実施例においては、案内部材は、頭部への入口においてカバープレートに嵌合する。図１３から図１５は、ハンドピースの頭部に嵌合するキャップを備えた案内部材のさらなる実施例を示す。これにより、案内部材を固定するのにカバープレートに変更を加える必要がなくなるという利点が得られる。当該キャップは、キャップを受けて固定する目的で頭部に特別に設けられた取付具に位置し得る。代替的には、当該キャップは、頭部自体に変更を加えなくても、キャップを頭部に固定する機能をすべて提供するよう配置され得る。これにより、既存の頭部をもつユーザのために市販後の付属品として当該キャップを設けることが可能となる。当該キャップは、（部分的に頭部を囲む）キャップの形状とキャップが形成される材料の弾力性とを組合せることによってストラップによって保持され得る。

案内部材は、組立てられた状態または一体型で設けることのできるいくつかの部分、すなわち、（ｉ）長さＣ₂を有し、外科用テンプレートのボアチューブにおいて係合する案内部１０１、（ii）厚さＣ１を有し、深さ制御として機能するカラー／フランジ１０２、および、（iii）ハンドピースへの取付けのための装着部１０３を含む。装着部１０３は、ねじ込み継手、バヨネット継手、スナップオンインターフェイス、もしくは他の如何なる好適な形状をも用いることができるか、または、上述のとおり、単に頭部の周りにはめ込むこともできる。インプラントごとに、カラーの高さが同じである構成要素の組が選択
される。カラーの高さにより、器具が患者に打込まれる深さが決定される。器具の操作中に、実質的により短い案内部を備えた構成要素が、最終的な深さで停止するまで用いられる。こうして、器具の全長にわたる案内が補償される。

引込み可能な案内部が用いられない場合、案内が回転器具の上方部分に制限されることによって問題が生じる可能性がある。この問題を克服するために、案内部材の組を用いることができる。使用中に、インプラント穴の深さは、最終的に所望の深さに到達するまで用いられる各々の新しい案内部材とともに次第に増大する。たとえば、部材の数は、２つまたは３つの案内部材に制限されてもよい。

案内部材は深さの制御および器具の案内をもたらし得る。寸法の異なるカラー１０２および／または案内部１０１を有する案内部材の組を設けることもできる。代替的には、単一の装着部１０３ならびに寸法の異なる案内部およびカラー部１０１、１０２の組が用具一式として設けられてもよく、ここでは、適切な案内部とカラーとの組合せ１０１、１０２が装着部１０３に嵌合されている。図１４ａおよび図１４ｂは案内部材のさらなる代替例を示しており、ここでは、カラー１１３および案内部１１４は１組のレール１１２によって装着部１１１に接続されている。カラーおよび案内部は、（最大限の案内を提供するために）図１４ａに図示のとおり延在した位置でスタートし、図１４ｂに示されるものに引込む。これは、図６ａおよび図６ｂに図示のとおり、引込み可能な案内部材の別の実施例である。しかしながら、ここでは、引込システムをハンドピースの頭部上に／頭部にわたって装着された専用の構成要素に組込んで、既存のハンドピースについての解決策として設けることが可能となる。

深さを制御するのに、異なるカラー厚さＣ１を有するいくつかの構成要素が必要とされる。

上述の構成要素の変形例に従うと、引込み機構を組込んだ構成要素の装着部には基部プレート１２０が取付けられている。この基部プレートに対し、部品１２１を、たとえばねじ頭部によって取付けることができ、この場合、（深さの制御のために）異なるカラー高さＣ１と案内長さＣ２とを有する。このようにして、異なるカラー厚さＣ１を有する構成要素を設けることができる。

さらに別の変形例に従うと、深さの制御は、案内部または基部プレートが引込み得る範囲を制限する引込み機構と直接係合する特徴によって提供される。たとえば、これは、図１４または図１５に示される構成に類似し得るが、カラーおよび案内部は装着部から特定の距離をおいて固定されている。これを達成する方法は、引込みシステムの案内軸受にわたって係合し、これにより、起こり得る引込みを制限する構成要素（たとえば、クリップ）を備えることによるものである。当該クリップは、基部プレートと装着部との間に位置決めされることとなる。

この発明の別の実施例に従うと、ハンドピースはまた、トルクを器具に伝達するレンチなどの手動による装置の形を取っていてもよい。センタリング部品は、レンチ上に装着されて、たとえばインプラント配置の深さを制御し得る。また、位置決め機構をレンチの頭部に設けて、その長手方向軸に対して平行な方向に沿って器具を動かすこともできる。当該レンチは、電気的／空気圧式の駆動装置をもたない完全に手動の器具であり得る。

この発明は、白鳥型のハンドピースに限定されず、代替的な設計を有する手動の駆動器具およびハンドピースをその範囲内に含む（真っ直ぐなハンドピースが最も明らかな例である）。この発明は、この明細書中に記載される実施例に限定されず、この発明の範囲から逸脱することなく変形および変更され得る。

従来の白鳥の首型の歯科用ハンドピースを示す図である。 インプラント手術の準備段階中に用いられる走査プロテーゼを示す断面図である。 患者の顎骨に穴を開け、歯科用インプラントを嵌合させる際に用いられる穿孔治具（外科用テンプレート）を示す図である。 案内部材がハンドピースの頭部への入口の周りに嵌合している、この発明に従ったハンドピースの第１の実施例を示す図である。 案内部材を如何にハンドピースの頭部に交換可能に嵌合させることができるかを示す図である。 案内部材を如何にハンドピースの頭部に交換可能に嵌合させることができるかを示す図である。 頭部内に引込み可能な案内部材を有する、この発明に従ったハンドピースの別の実施例を示す図である。 頭部内に引込み可能な案内部材を有する、この発明に従ったハンドピースの別の実施例を示す図である。 歯科用インプラントを取付けるのに用いられる装置と、当該装置の寸法とを示す図である。 器具の長さの差がこの発明に従って如何に補償され得るかを示す図である。 器具の長さの差がこの発明に従って如何に補償され得るかを示す図である。 器具の長さの差がこの発明に従って如何に補償され得るかを示す図である。 器具のシャンクを留めるためにハンドピースの頭部内で用いられる機構を示す図である。 図９のクランプ機構によって保持され得るドリル形の典型的な器具を示す図である。 頭部内におけるクランプ機構の位置を変えるための機構の第１の実施例を示す図である。 頭部内におけるクランプ機構の位置を変えるための機構の別の実施例を示す図である。 ハンドピースの頭部の周りに嵌合する案内部材を示す図である。 ハンドピースの頭部の周りに嵌合し、当該頭部から変動距離で位置決めされ得る案内部材を示す図である。 ハンドピースの頭部の周りに嵌合し、当該頭部から変動距離で位置決めされ得る案内部材を示す図である。 案内部の組を如何に図１４ａおよび図１４ｂの案内部材に交換可能に嵌合させることができるかを示す図である。

Claims (5)

1. 歯科用ハンドピースであって、
   入口を備えたカバープレートを含むハウジングと、
   回転歯科用器具を保持するための器具保持機構とを含み、
   前記回転歯科用器具は第１の軸を中心に回転し、前記器具保持機構は、前記回転歯科用器具が前記第１の軸に沿って前記ハウジングから前記カバープレートの入口を通って延在するように前記回転歯科用器具を保持し、
   前記歯科用ハンドピースはさらに、前記入口の周りで前記カバープレートに固定されることによって前記第１の軸と同軸に前記歯科用ハンドピースに装着された管状の案内部材を含み、
   前記案内部材は、管状部分と、前記第１の軸に対して垂直に延在するフランジとを有し、前記管状部分は、前記歯科用ハンドピースの使用時に前記ハンドピースの作業経路を案内するための、テンプレートに設けられたボアホールの内部に配置され、前記フランジは、前記ボアホールの内部における前記回転歯科用器具の先端の深さを制限する、歯科用ハンドピース。
2. 前記案内部材は前記ハンドピースに取外し可能に装着可能である、請求項１に記載の歯科用ハンドピース。
3. 前記第１の軸に沿った方向のフランジ深さと、前記第１の軸に対して垂直な方向の半径とのうちの少なくとも１つの寸法が異なっている案内部材の組が設けられる、請求項１または２に記載の歯科用ハンドピース。
4. 前記案内部材の組からどの案内部材を前記ハンドピースに嵌合させるべきかについての識別を表示するよう配置されるディスプレイをさらに含む、請求項３に記載の歯科用ハンドピース。
5. 歯科用装置であって、請求項１から４のいずれかに記載の歯科用ハンドピースと、回転器具が用いられる必要のある位置を規定する少なくとも１つのボアホールを有するテンプレートとを含み、前記ボアホールは前記案内部材の外径に実質的に等しい直径を有する、歯科用装置。