JPWO2012004937A1 - Implant design method, implant design apparatus, and implant design program - Google Patents

Implant design method, implant design apparatus, and implant design program Download PDF

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Abstract

歯科用インプラントを、患者の顎骨の構造や状態に合わせて患者毎に最適な形状に設計することができるインプラント設計装置を提供する。歯科用インプラントをコンピュータによる画像処理を用いて設計するインプラント設計装置１００において、患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成する顎骨モデル作成部１１１と、歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するインプラントモデル作成部１１２と、該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルに組み込んで、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするシミュレーション部１１０と、該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計する設計部１２０とを備えた。Provided is an implant design device capable of designing a dental implant into an optimal shape for each patient in accordance with the structure and condition of a patient's jawbone. In an implant design apparatus 100 for designing a dental implant using image processing by a computer, a jawbone model creation unit 111 that creates a jawbone model from jawbone data indicating the structure of a patient's jawbone, and an implant that indicates the external shape of the dental implant An implant model creating unit 112 for creating an implant model from data, a simulation unit 110 for simulating an operation of embedding a dental implant in a patient's jaw bone by being incorporated in a specified part of the jaw bone model, and the simulation And a design unit 120 for designing the dental implant from an implant model obtained by modifying and modifying the implant data according to the result of the above.

Description

本発明は、インプラント設計方法及びインプラント設計装置、並びにインプラント設計プログラムに関し、特に、コンピューター断層撮影により得られた患者の顎骨の画像を用いて、顎骨に埋め込む人工歯根の設計を行う方法及び装置、並びに該人工歯根の設計のためのシュミレーションプログラムに関するものである。   The present invention relates to an implant design method, an implant design apparatus, and an implant design program, and in particular, a method and apparatus for designing an artificial root to be embedded in a jaw bone using an image of a patient's jaw bone obtained by computer tomography, and The present invention relates to a simulation program for designing the artificial tooth root.

従来から、歯科治療として、歯の欠損個所に歯の機能を代用させる目的で人工歯根（以下、歯科用インプラントという。）を埋め込むインプラント治療がある。   Conventionally, as a dental treatment, there is an implant treatment in which an artificial tooth root (hereinafter referred to as a dental implant) is embedded for the purpose of substituting the function of a tooth for a missing portion of a tooth.

図１６は、このようなインプラント治療に用いられる歯科用インプラントの構造の一例を説明する模式図である。   FIG. 16 is a schematic diagram for explaining an example of the structure of a dental implant used for such an implant treatment.

歯科用インプラント１０は、顎骨に埋め込まれる例えば円柱状のインプラント本体（以下、フィクスチャーという。）１１と、フィクスチャー１１に形成されているネジ穴１１ａにネジ止めなどにより固定される支柱（以下、アバットメントという。）１２と、このアバットメント１２に接着剤あるいはスクリュー（螺子）により装着される上部構造（以下、補綴冠という。）１３とを有している。   The dental implant 10 includes, for example, a cylindrical implant body (hereinafter referred to as a fixture) 11 to be embedded in a jawbone, and a post (hereinafter referred to as a fixture) fixed to a screw hole 11a formed in the fixture 11 by screwing or the like. And an upper structure (hereinafter referred to as a prosthetic crown) 13 attached to the abutment 12 with an adhesive or a screw (screw).

ところで、インプラント治療をより安全、適切に行うためには、顎の骨の状態を詳しく調べる必要があり、担当医は、レントゲン、口腔内写真撮影などによる充分な検査、診断を行って顎の骨の状態などを検査し、歯科用インプラントを埋め込む部位やその部位の骨量に問題はないかなどのインプラント治療の可否を検討する。   By the way, in order to perform implant treatment more safely and appropriately, it is necessary to examine the condition of the bone of the jaw in detail, and the doctor in charge performs thorough examination and diagnosis by X-ray, intraoral photography, etc. The condition of the implant is examined, and the possibility of implant treatment is examined, such as whether there is a problem in the site where the dental implant is implanted and the bone mass of the site.

また、担当医は、必要に応じてＣＴスキャンなどの精密検査を行う。   In addition, the attending physician performs a close examination such as a CT scan as necessary.

ここで、ＣＴとは、コンピューター断層撮影（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の略であり、広義のＣＴは、Ｘ線を用いたＸ線ＣＴだけでなく、核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）などによりコンピュータを用いて断面像を得る各種検査法の総称であるが、一般にＣＴは、人体などへのＸ線の照射と、Ｘ線照射により得られるデータのコンピューター解析とにより、体の構造の輪切りの状態を把握できる断面画像を得る装置（以下、ＣＴ装置という。）であり、この断面画像からは、例えば、体の各臓器の形態、大きさ、位置などを確認することができる。   Here, CT is an abbreviation for computer tomography, and CT in a broad sense uses not only X-ray CT using X-rays but also a computer such as nuclear magnetic resonance imaging (MRI). CT is a general term for various inspection methods to obtain cross-sectional images. In general, CT is capable of grasping the condition of the body structure by irradiating the human body with X-ray irradiation and computer analysis of data obtained by X-ray irradiation. This is a device for obtaining a cross-sectional image (hereinafter referred to as a CT device). From this cross-sectional image, for example, the form, size, position, etc. of each organ of the body can be confirmed.

このようにコンピューター断層撮影は、本来は物体の（輪切りなどの）断面画像を得る技術であるが、これらの検査技術は単に断面画像として用いられるのみでなく、画像処理技術向上によって３次元グラフィックスとして表示されることも多く、必ずしも「断面」に限定して用いる検査方法ではなくなってきている。   Thus, computer tomography is originally a technique for obtaining a cross-sectional image (such as a circular slice) of an object, but these inspection techniques are not only used as a cross-sectional image, but also by improving the image processing technique, three-dimensional graphics. In many cases, the inspection method is not limited to the “cross section”.

ＣＴ装置の基本原理について簡単に説明する。   The basic principle of the CT apparatus will be briefly described.

ＣＴ装置は、検査対象の周囲をＸ線源とＸ線検出器とが回転するよう構成されており、ＣＴ装置内の検査対象はＸ線を全方位から受ける。照射されたＸ線は、検査対象を通過する際に検査対象に一部吸収されて減衰した後、Ｘ線源の反対側に位置するＸ線検出器に到達し、Ｘ線検出器ではＸ線の強度が記録される。つまり、ＣＴ装置で基本となるデータは、物体にその周囲３６０度の全方向から照射したＸ線が、それぞれの方向ではどの程度吸収されたかを示す度合い（吸収率）である。   The CT apparatus is configured so that the X-ray source and the X-ray detector rotate around the inspection object, and the inspection object in the CT apparatus receives X-rays from all directions. The irradiated X-ray is partially absorbed and attenuated by the inspection object when passing through the inspection object, and then reaches the X-ray detector located on the opposite side of the X-ray source. The intensity of is recorded. That is, the basic data in the CT apparatus is the degree (absorption rate) indicating how much X-rays irradiated to the object from all directions around 360 degrees are absorbed in each direction.

この吸収率の単位としては、伝統的に空気を−１０００ＨＵ、水を０ＨＵと定義したＨＵ（Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ ｕｎｉｔ）という単位が利用され、これによる透過率の表現を、特に「ＣＴ値（ＣＴ ｎｕｍｂｅｒ）」と呼ぶ。   As a unit of the absorption rate, a unit called HU (Hounsfield unit) in which air is defined as -1000HU and water is defined as 0HU is used, and the expression of transmittance by this is expressed in particular as "CT value (CT number)". Call it.

ＣＴ装置は、この吸収率を示すデータ（ＣＴ値）に対してコンピュータによりフーリエ変換演算処理を施して、検査対象の３次元画像を再構成するものである。   The CT apparatus performs a Fourier transform calculation process on the data (CT value) indicating the absorption rate by a computer to reconstruct a three-dimensional image to be inspected.

次に、インプラント治療について簡単に説明する。   Next, the implant treatment will be briefly described.

図１７は、インプラント治療の手順を説明する図である。   FIG. 17 is a diagram for explaining the procedure of implant treatment.

まず、担当医は、患者の顎骨など口腔の構造を、レントゲン撮影やコンピュータ断層撮影（ＣＴ）により得られた画像などを用いて検査する。このとき、担当医は、患者の歯の欠損個所の状態だけでなく、噛み合わせや顎の関節の状態などを調べる。そして、その患者に合った歯科用インプラント１０を、サイズや形状の異なる複数の既製品の中から選択する。   First, the attending physician examines the structure of the oral cavity, such as the patient's jawbone, using an image obtained by X-ray imaging or computed tomography (CT). At this time, the attending physician examines not only the state of the patient's tooth defect, but also the state of meshing and the joint of the jaw. Then, the dental implant 10 suitable for the patient is selected from a plurality of ready-made products having different sizes and shapes.

歯科用インプラント１０が選択されると、歯６０を支える顎骨（歯槽骨）５０に、インプラント１０を埋め込むための埋込み穴５０ａをドリルで形成する（図１７（ａ））。次に、顎骨５０に形成した埋込み穴５０ａにインプラント本体であるフィクスチャー１１を埋め込む。このフィクスチャー１１の外表面にはネジ山（スレッド）が形成されており、フィクスチャー１１は、顎骨に形成した埋込み穴５０にねじ込まれる（図１７（ｂ））。このようにインプラントのフィクスチャー１１を顎骨に埋め込んだ後は、フィクスチャー１１のネジ穴１１ａをキャップ１４で覆い、フィクスチャー１１と顎骨５０とが癒着するのを待つ（図１７（ｃ））。このフィクスチャーと顎骨との癒着はオッセオ・インテグレーションと呼ばれ、このオッセオ・インテグレーションには、２〜３ヶ月、場合によっては６ヶ月程度を要する。   When the dental implant 10 is selected, an embedding hole 50a for embedding the implant 10 is formed in the jaw bone (alveolar bone) 50 supporting the tooth 60 by a drill (FIG. 17A). Next, the fixture 11, which is an implant body, is embedded in the embedded hole 50 a formed in the jawbone 50. A thread (thread) is formed on the outer surface of the fixture 11, and the fixture 11 is screwed into an embedding hole 50 formed in the jawbone (FIG. 17B). After the implant fixture 11 is thus embedded in the jawbone, the screw hole 11a of the fixture 11 is covered with the cap 14, and the fixture 11 and the jawbone 50 are waited for adhesion (FIG. 17C). This adhesion between the fixture and the jawbone is called osseointegration, and this osseointegration takes 2 to 3 months, and in some cases about 6 months.

その後、フィクスチャー１１と顎骨５０との癒着の状態を確認した後、キャップ１４を外して、アバットメント１２の下部のネジ部をフィクスチャー１１のネジ穴１１ａに螺合させて、アバットメント１２をフィクスチャー１１に装着する（図１７（ｄ））。この状態で、被せ物（補綴冠）１３の型をとって、アバットメント１２に、型どおりに仕上げた補綴冠１３を取り付けて、インプラント治療を完了する（図１７（ｅ））。   Then, after confirming the state of adhesion between the fixture 11 and the jawbone 50, the cap 14 is removed, and the lower threaded portion of the abutment 12 is screwed into the screw hole 11a of the fixture 11, so that the abutment 12 is removed. Mounted on the fixture 11 (FIG. 17D). In this state, the shape of the covering (prosthetic crown) 13 is taken, the prosthetic crown 13 finished according to the shape is attached to the abutment 12, and the implant treatment is completed (FIG. 17 (e)).

ところで、このようなインプラント治療では、担当医が、レントゲン撮影やＸ線ＣＴ撮影などにより得られた顎骨画像を利用して目視によってインプラント本体（フィクスチャー）の埋込位置を決定していたが、その埋込位置が少しずれただけでも、顎骨内の血管や神経を傷つけるという致命的な事故が発生する恐れがある。   By the way, in such an implant treatment, the doctor in charge has determined the implant position of the implant body (fixture) by visual observation using a jaw bone image obtained by X-ray imaging or X-ray CT imaging, Even if the implantation position is slightly shifted, a fatal accident that damages blood vessels and nerves in the jawbone may occur.

そこで、より安全性の高い埋込位置の設定を容易に行えるように、インプラント治療をシミュレーションすることが行われるようになってきている。例えば、患者の顎骨をＣＴスキャンして得られた画像を用いて、治療方法を支援するためのシミュレーションが普及している（特許文献１）。   In view of this, it is becoming possible to simulate an implant treatment so that an implant position with higher safety can be easily set. For example, a simulation for supporting a treatment method using an image obtained by CT scan of a patient's jawbone is widely used (Patent Document 1).

しかしながら、従来は、形状や大きさの決められた数種類の規格品の歯科用インプラントの中から患者の顎骨の構造に適したものを選択していたため、歯科用インプラントの埋込位置を精度よく設定できても、インプラントを患者毎にその顎骨の構造にマッチした最適な形状にするという要求を満たすことは困難であった。   However, in the past, the most suitable dental implants of several standard shapes and sizes were selected to suit the structure of the patient's jawbone. Even if possible, it has been difficult to meet the requirement of an implant having an optimal shape that matches the jawbone structure of each patient.

なお、特許文献２には、ＣＴ（コンピュータ断層撮影）により得られた患者の顎骨の構造を示す画像を、長さや直径の異なる様々な歯科用インプラントの画像に図解的に重ね合わせて、これらの様々な歯科用インプラントの中から適切な歯科用インプラントを選択する手法も開示されている。   In Patent Document 2, images showing the structure of a patient's jawbone obtained by CT (Computer Tomography) are graphically superimposed on images of various dental implants having different lengths and diameters. A technique for selecting an appropriate dental implant from various dental implants is also disclosed.

特許第４４０８４３０号公報（特開２００７−１３０３２５号公報）Japanese Patent No. 4408430 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-130325) 特表２００９−５３７１９０号公報Special table 2009-537190 gazette

以上説明したように、従来の歯科用インプラントの埋込位置をシミュレーションにより精度よく設定する方法や、ＣＴ（コンピュータ断層撮影）により得られる患者の顎骨の構造を示す画像を、長さや直径の異なる様々な歯科用インプラントの画像に図解的に重ね合わせて、これらの様々なインプラントの中から適切な歯科用インプラントを選択する手法では、長さや直径の異なる歯科用インプラントは予め用意されたものであるため、患者の顎骨に、その様々な状態や構造に合った最適な歯科用インプラントを埋め込むことは不可能であるという課題は未解決のままである。   As described above, a method for accurately setting the implantation position of a conventional dental implant by simulation and an image showing a structure of a patient's jaw bone obtained by CT (Computer Tomography) are available in various lengths and diameters. In the technique of selecting a suitable dental implant from among these various implants by superimposing it on images of various dental implants, dental implants of different lengths and diameters are prepared in advance. The problem that it is impossible to embed optimal dental implants suitable for various conditions and structures in the patient's jawbone remains unsolved.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、歯科用インプラントを、患者の顎骨の構造や状態に合わせて患者毎に最適な形状に設計することができるインプラント設計方法及びインプラント設計装置、並びにインプラント設計プログラムを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an implant design method capable of designing a dental implant into an optimal shape for each patient in accordance with the structure and condition of the patient's jawbone. And an implant design apparatus, and an implant design program.

本発明に係るインプラント設計方法は、歯科用インプラントをコンピュータにより設計するインプラント設計方法であって、患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成するステップと、歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するステップと、該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルを組み込むことにより、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするステップと、該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計するステップとを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。   An implant design method according to the present invention is an implant design method for designing a dental implant by a computer, and includes a step of creating a jaw bone model from jaw bone data indicating a structure of a patient's jaw bone, and an external shape of the dental implant. Creating an implant model from the implant data; simulating an operation of implanting a dental implant in a patient's jawbone by incorporating the implant model into a specified portion of the jawbone model; and depending on the result of the simulation And designing the dental implant from an implant model obtained by modifying and modifying the implant data, whereby the above object is achieved.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記シミュレーションを行うステップは、前記顎骨モデルと、該顎骨モデルに埋め込まれた前記インプラントモデルとの位置関係に基づいて、前記インプラントモデルのサイズの上限値及び下限値を決定するステップと、前記変形させたインプラントモデルのサイズが、該上限値及び下限値で示される範囲外のサイズであるとき、警告を発するステップとを含むことが好ましい。   According to the present invention, in the implant design method, the step of performing the simulation includes an upper limit value and a lower limit of the size of the implant model based on a positional relationship between the jaw bone model and the implant model embedded in the jaw bone model. Preferably, the method includes determining a value and issuing a warning when the size of the deformed implant model is outside the range indicated by the upper limit value and the lower limit value.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記患者の顎骨の構造を示す顎骨データは、該患者の顎骨のコンピューター断層撮影により得られた画像データであることが好ましい。   According to the present invention, in the above implant design method, the jawbone data indicating the structure of the patient's jawbone is preferably image data obtained by computer tomography of the patient's jawbone.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記コンピューター断層撮影は、Ｘ線ＣＴ撮影あるいはＭＲＩ撮影であることが好ましい。   According to the present invention, in the above implant design method, the computed tomography is preferably X-ray CT imaging or MRI imaging.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記患者の顎骨の構造を示す顎骨データは、該患者の顎骨のＸ線ＣＴ撮影により得られた画像データであり、前記シミュレーションを行うステップは、前記顎骨モデルに前記フィクスチャーモデルを埋め込んでいない状態における、該顎骨モデルの海綿骨部分の血流量の目安となる術前血流パラメータを、該Ｘ線ＣＴ撮影により得られた画像データに含まれるＣＴ値に基づいて導出するステップと、該顎骨モデルに該フィクスチャーモデルを埋め込んだ状態における、該顎骨モデルの海綿骨部分の血流量の目安となる術後血流パラメータを、該ＣＴ値、及び前記顎骨モデルと前記インプラントモデルとの位置関係に基づいて導出するステップとを含み、前記警告を発するステップは、前記変形させたインプラントモデルのサイズが、前記上限値及び下限値が示す範囲内のサイズであっても、該術前血流パラメータ及び該術後血流パラメータから、術後の血流量が術前の血流量より低下すると判定されるとき、警告を発するステップであることが好ましい。   According to the present invention, in the implant design method, the jawbone data indicating the structure of the patient's jawbone is image data obtained by X-ray CT imaging of the patient's jawbone, and the step of performing the simulation includes the jawbone model In the state where the fixture model is not embedded, a preoperative blood flow parameter that is a measure of the blood flow in the cancellous bone portion of the jawbone model is converted into a CT value included in the image data obtained by the X-ray CT imaging. And a postoperative blood flow parameter serving as a guide for blood flow in the cancellous bone portion of the jaw bone model in a state where the fixture model is embedded in the jaw bone model, the CT value, and the jaw bone model And deriving based on the positional relationship between the implant model and the step of issuing the warning Even if the size of the implanted implant model is within the range indicated by the upper limit value and the lower limit value, the postoperative blood flow is determined from the preoperative blood flow parameter and the postoperative blood flow parameter. When it is determined that the flow rate is lower than the flow rate, a step of issuing a warning is preferable.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記シミュレーションの最初に用いるインプラントデータは、構造、サイズ、及び材料が異なる既成の複数の歯科用インプラントの中から選択した特定の歯科用インプラントの外形形状を表すインプラント標準データであることが好ましい。   According to the present invention, in the above implant design method, the implant data used at the beginning of the simulation represents an external shape of a specific dental implant selected from a plurality of existing dental implants having different structures, sizes, and materials. Preferably, it is implant standard data.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記顎骨モデルを作成するステップは、前記患者の顎骨のコンピューター断層撮影により得られた画像データの変換処理により該患者の顎骨の構造を示す顎骨データとして３次元画像データを作成するステップと、該顎骨データとしての３次元画像データから３次元顎骨モデルを作成するステップとを含み、前記インプラントモデルを作成するステップは、前記インプラントデータとしての３次元画像データから３次元インプラントモデルを作成するステップを含み、前記手術のシミュレーションを行うステップは、該３次元顎骨モデルと該３次元インプラントモデルとを合成するステップを含むことが好ましい。   According to the present invention, in the implant design method, the step of creating the jaw bone model includes three-dimensional as jaw bone data indicating the structure of the patient's jaw bone by a conversion process of image data obtained by computer tomography of the patient's jaw bone. Creating a three-dimensional jaw model from the three-dimensional image data as the jaw bone data; and creating the implant model includes three steps from the three-dimensional image data as the implant data. Preferably, the method includes a step of creating a three-dimensional implant model, and the step of simulating the operation includes a step of synthesizing the three-dimensional jaw model and the three-dimensional implant model.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記歯科用インプラントは、前記患者の顎骨に埋め込まれるインプラント本体と、該インプラント本体に固定される支柱と、該支柱に装着される人工歯とを有していることが好ましい。   According to the present invention, in the above implant design method, the dental implant includes an implant body that is embedded in the jaw bone of the patient, a post that is fixed to the implant body, and an artificial tooth that is attached to the post. Preferably it is.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記インプラントデータは、前記歯科用インプラントを構成する前記インプラント本体、前記支柱、及び前記の外形形状をそれぞれ決める３次元画像データとして、インプラント本体データ、支柱データ、人工歯データを含み、前記インプラントモデルを作成するステップは、前記インプラント本体データ、支柱データ、及び人工歯データから３次元インプラントモデルを作成するステップであることが好ましい。   The present invention provides the implant design method, wherein the implant data includes implant body data, strut data, and three-dimensional image data that respectively determine the implant body, the struts, and the outer shape of the dental implant. The step of creating the implant model including artificial tooth data is preferably a step of creating a three-dimensional implant model from the implant body data, strut data, and artificial tooth data.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記手術のシミュレーションを行うステップは、前記顎骨モデルにおける皮質骨部と海綿骨部との境界と、前記インプラントモデルのインプラント本体との位置関係をシミュレートするステップを含むことが好ましい。   According to the present invention, in the implant design method, the step of simulating the operation is a step of simulating a positional relationship between a boundary between a cortical bone portion and a cancellous bone portion in the jaw bone model and an implant body of the implant model. It is preferable to contain.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記手術のシミュレーションを行うステップは、前記顎骨モデルにおける血管及び神経と、前記インプラントモデルのインプラント本体との位置関係をシミュレートするステップを含むことが好ましい。   According to the present invention, in the implant design method, the step of simulating the operation preferably includes a step of simulating a positional relationship between blood vessels and nerves in the jaw bone model and an implant body of the implant model.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記手術のシミュレーションを行うステップは、前記顎骨モデルに基づいて上顎と下顎の動きをシミュレートするステップと、該上顎と該下顎の動きのシミュレーション結果に基づいて、前記患者の顎骨の歯欠損部に人工歯を配置したときに該人工歯を支えるインプラント本体にかかる荷重及び該荷重のかかる方向をシミュレートするステップとを含むことが好ましい。   According to the present invention, in the implant design method, the step of simulating the surgery is based on a step of simulating the movement of the upper jaw and the lower jaw based on the jawbone model, and a simulation result of the movement of the upper jaw and the lower jaw. Preferably, the method includes a step of simulating a load applied to an implant body that supports the artificial tooth and a direction in which the load is applied when the artificial tooth is disposed in a tooth defect portion of the patient's jawbone.

本発明は、上記インプラント設計方法において、前記手術のシミュレーションを行うステップは、前記荷重のシミュレーションにより得られたインプラント本体にかかる荷重に基づいて、該インプラント本体を患者の顎骨が支えられるか否かをシミュレートするステップを含むことが好ましい。   According to the present invention, in the implant design method, the step of simulating the operation determines whether the patient's jawbone is supported by the implant body based on the load applied to the implant body obtained by the load simulation. It preferably includes a step of simulating.

本発明に係るインプラント設計装置は、歯科用インプラントをコンピュータによる画像処理を用いて設計するインプラント設計装置であって、患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成する顎骨モデル作成部と、歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するインプラントモデル作成部と、該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルを組み込んで、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするシミュレーション部と、該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計する設計部とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。   An implant design apparatus according to the present invention is an implant design apparatus that designs a dental implant using image processing by a computer, and a jawbone model creation unit that creates a jawbone model from jawbone data indicating the structure of a patient's jawbone; Simulates an implant model creation unit that creates an implant model from implant data indicating the external shape of a dental implant, and an operation for embedding a dental implant in a patient's jaw bone by incorporating the implant model in a specified part of the jaw bone model And a design unit for designing the dental implant from an implant model obtained by correcting and deforming the implant data according to the result of the simulation, thereby achieving the above object. The

本発明に係るインプラント設計プログラムは、歯科用インプラントを設計するインプラント設計方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、該コンピュータが、患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成するステップと、歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するステップと、該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルに組み込んで、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするステップと、該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計するステップとを実行するものであり、そのことにより上記目的が達成される。   An implant design program according to the present invention is a program for causing a computer to execute an implant design method for designing a dental implant, in which the computer creates a jaw bone model from jaw bone data indicating the structure of a patient's jaw bone; Creating an implant model from implant data indicating an external shape of the dental implant; simulating an operation of embedding a dental implant in a patient's jaw bone by incorporating the implant model into a specified portion of the jaw bone model; And the step of designing the dental implant from an implant model obtained by modifying and deforming the implant data according to the result of the simulation, thereby achieving the above object.

本発明によれば、患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成し、歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成し、該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルを組み込むことにより、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションし、該シミュレーションの結果に応じたインプラントデータの修正により変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計するので、歯科用インプラントを、患者の顎骨の構造や状態に合わせて患者毎に最適な形状に設計することができるという効果がある。   According to the present invention, a jaw bone model is created from jaw bone data indicating the structure of a patient's jaw bone, an implant model is created from implant data indicating the external shape of a dental implant, and the implant is placed at a designated portion of the jaw bone model. Since the operation of implanting a dental implant in the patient's jawbone is simulated by incorporating the model, and the dental implant is designed from the implant model deformed by correcting the implant data according to the simulation result, the dental implant Can be designed in an optimal shape for each patient in accordance with the structure and state of the patient's jawbone.

図１は、本発明の実施形態１によるインプラント設計装置を説明する図であり、図１（ａ）は、患者の顎骨を撮影するＣＴスキャン装置、及びＣＴスキャン装置で得られた患者の顎骨の画像データを用いるインプラント設計装置を示し、図１（ｂ）は、インプラント設計装置の基本構成を示し、図１（ｃ）は、インプラント設計装置の具体的な構成を示している。FIG. 1 is a diagram for explaining an implant design device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a CT scan device for imaging a patient's jawbone, and a patient's jawbone obtained by the CT scan device. FIG. 1B shows a basic configuration of the implant design apparatus, and FIG. 1C shows a specific configuration of the implant design apparatus. 図２は、本実施形態１のインプラント設計装置の対象となる歯科用インプラントを説明する図であり、実際の患者の顎骨に歯科用インプラントを装着した状態を示している。FIG. 2 is a diagram for explaining a dental implant that is a target of the implant design apparatus according to the first embodiment, and shows a state in which the dental implant is mounted on an actual patient's jawbone. 図３は、本実施形態１のインプラント設計装置の対象となる歯科用インプラントとして、種々の構造のもの（図（ａ）〜図（ｄ））を示している。FIG. 3 shows various dental implants (FIGS. (A) to (d)) as dental implants that are targets of the implant design apparatus according to the first embodiment. 図４は、本実施形態１のインプラント設計装置を用いたインプラント治療の流れを説明する図であり、図（ａ）は、治療全体の流れを示し、図（ｂ）はインプラントの設計工程、図（ｃ）はインプラントの製造工程を示している。FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of implant treatment using the implant design apparatus according to the first embodiment. FIG. 4 (a) shows the flow of the entire treatment, and FIG. 4 (b) shows the implant design process. (C) shows the manufacturing process of the implant. 図５は、本実施形態１のインプラント設計装置を構成するシミュレーション部１１０に供給されるデータを示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating data supplied to the simulation unit 110 included in the implant design device according to the first embodiment. 図６は、患者の顎骨モデルの説明図であり、図６（ａ）は、顎骨モデルを正面から見た図、図６（ｂ）は、顎骨モデルの拡大斜視図である。6A and 6B are explanatory diagrams of a patient's jawbone model. FIG. 6A is a front view of the jawbone model, and FIG. 6B is an enlarged perspective view of the jawbone model. 図７は、患者の顎骨モデルに歯科用インプラントのモデルを取り付けた状態を示す図であり、図７（ａ）は、顎骨モデルを正面から見た図、図７（ｂ）は、顎骨モデルの拡大斜視図である。FIG. 7 is a view showing a state where a dental implant model is attached to a patient's jaw bone model. FIG. 7A is a view of the jaw bone model viewed from the front, and FIG. 7B is a view of the jaw bone model. It is an expansion perspective view. 図８は、患者の顎骨モデルにドリルモデルによりフィクスチャー取り付けのための穴を開けるシミュレーションを説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a simulation for making a hole for attaching a fixture to a patient's jawbone model using a drill model. 図９は、患者の顎骨モデルにフィクスチャーモデルを埋め込んだ状態を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which a fixture model is embedded in a patient's jawbone model. 図１０は、患者の顎骨モデルに人工歯モデル（補綴冠のモデル）を取り付けた状態（図（ａ））、この状態でフィクスチャーの形状（長さ）を変化させた状態（図（ｂ）及び（ｃ））を示す図である。FIG. 10 shows a state in which an artificial tooth model (prosthetic crown model) is attached to the patient's jawbone model (FIG. 10A), and the shape (length) of the fixture is changed in this state (FIG. 10B). And (c)). 図１１は、患者の顎骨モデルにフィクスチャーモデルを埋め込んだ状態で、フィクスチャの長さを変化させて、フィクスチャーと神経との距離を検査するところを説明する断面図であり、フィクスチャを埋め込んでいない状態（図（ａ）及び図（ｄ））、長いフィクスチャを埋め込んだ状態（図（ｂ）及び（ｅ））、短いフィクスチャーを埋め込んだ状態（図（ｃ）及び図（ｆ））を示している。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the inspection of the distance between the fixture and the nerve by changing the length of the fixture with the fixture model embedded in the patient's jawbone model. The state where it is not embedded (FIGS. (A) and (d)), the state where a long fixture is embedded (FIGS. (B) and (e)), the state where a short fixture is embedded (FIGS. (C) and (f) )). 図１２は、フィクスチャーの埋込みシミュレーションの結果得られたデータを表示画面上に表示した状態を示す図であり、図１２（ａ）は、長いフィクスチャを埋め込んだ状態、図１２（ｂ）は、短いフィクスチャを埋め込んだ状態を示している。FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which data obtained as a result of the fixture embedding simulation is displayed on the display screen. FIG. 12A illustrates a state in which a long fixture is embedded, and FIG. , Shows a short fixture embedded. 図１３は、患者の顎骨モデルに人工歯モデル（補綴冠のモデル）を取り付けた状態（図（ａ））、この状態でフィクスチャーの角度を変化させた状態（図（ｂ）及び（ｃ））を示す図である。FIG. 13 shows a state in which an artificial tooth model (prosthetic crown model) is attached to a patient's jaw bone model (FIG. (A)), and a state in which the angle of the fixture is changed in this state (FIGS. (B) and (c)). ). 図１４は、患者の顎骨モデルにフィクスチャーモデルを埋め込んだ状態で、フィクスチャーモデルの角度を変化させて、フィクスチャーと神経との距離を検査するところを説明する断面図であり、フィクスチャーを埋め込んでいない状態（図（ａ）及び図（ｄ））、フィクスチャをやや傾けた状態（図（ｂ）及び（ｅ））、フィクスチャーをさらに傾けた態（図（ｃ）及び図（ｆ））を示している。FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the inspection of the distance between the fixture and the nerve by changing the angle of the fixture model with the fixture model embedded in the patient's jawbone model. A state where the fixture is not embedded (FIGS. (A) and (d)), a state where the fixture is slightly inclined (FIGS. (B) and (e)), a state where the fixture is further inclined (FIGs. (C) and (f) )). 図１５は、本発明の実施形態２によるインプラント設計装置を説明する図であり、図１５（ａ）は、患者の顎骨を撮影するＭＲＩ撮影装置、及びＭＲＩ撮影装置で得られた患者の顎骨の画像データを用いるインプラント設計装置を示し、図１５（ｂ）は、インプラント設計装置の基本構成を示し、図１５（ｃ）は、インプラント設計装置の具体的な構成を示している。FIG. 15 is a diagram for explaining an implant design apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 15A is an MRI imaging apparatus for imaging a patient's jaw bone, and a patient's jaw bone obtained by the MRI imaging apparatus. FIG. 15B shows a basic configuration of the implant design apparatus, and FIG. 15C shows a specific configuration of the implant design apparatus. 図１６は、従来のインプラント治療に用いられる歯科用インプラントの構造の一例を説明する模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram for explaining an example of the structure of a dental implant used for conventional implant treatment. 図１７は、一般的なインプラント治療の手順を説明する図であり、埋込み穴５０ａの形成工程（図（ａ））、フィクスチャー１１の埋め込み工程（図（ｂ））、キャップ１４の取り付け工程（図（ｃ））、アバットメント１２の装着工程（図（ｄ））、補綴冠１３の取り付け工程（図（ｅ））を示している。FIG. 17 is a diagram for explaining a general procedure for implant treatment. The step of forming the embedding hole 50a (FIG. (A)), the step of embedding the fixture 11 (FIG. (B)), and the step of attaching the cap 14 (FIG. (C)), an abutment 12 mounting step (figure (d)), and a prosthetic crown 13 attachment step (figure (e)).

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

（実施形態１）
〔Ａ．インプラント設計装置の構成の説明〕
図１は、本発明の実施形態１によるインプラント設計装置を説明する図であり、図１（ａ）は、患者の顎骨を撮影するＣＴスキャン装置、及びＣＴスキャン装置で得られた患者の顎骨の画像データを用いるインプラント設計装置を示し、図１（ｂ）は、このインプラント設計装置の基本構成を示し、図１（ｃ）は、このインプラント設計装置の具体的な構成を示している。(Embodiment 1)
[A. Description of the configuration of the implant design device]
FIG. 1 is a diagram for explaining an implant design device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a CT scan device for imaging a patient's jawbone, and a patient's jawbone obtained by the CT scan device. FIG. 1B shows a basic configuration of the implant design apparatus, and FIG. 1C shows a specific configuration of the implant design apparatus.

この実施形態１のインプラント設計装置１００は、図１（ａ）に示すように、ＣＴスキャン装置８０により患者の顎骨を撮影して得られた画像データＤａｈを用いて、歯科用インプラントを設計する装置である。なお、ここで、ＣＴスキャン装置８０は、従来技術で説明したＣＴ装置、つまり、人体などへのＸ線の照射と、Ｘ線照射により得られるデータのコンピューター解析とにより、体の構造の輪切りの状態を把握できる断面画像を得る装置と同一のものである。   As shown in FIG. 1A, an implant design apparatus 100 according to the first embodiment is an apparatus for designing a dental implant using image data Dah obtained by imaging a patient's jaw bone with a CT scanning apparatus 80. It is. Here, the CT scanning device 80 is a CT device described in the prior art, that is, the human body and the like are subjected to X-ray irradiation and computer analysis of data obtained by the X-ray irradiation. It is the same as the apparatus which obtains the cross-sectional image which can grasp a state.

このインプラント設計装置１００は、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションして歯科用インプラントを設計するプロセッサ１００ａと、種々のデータを記憶する記憶装置１００ｂと、本インプラント設計装置１００をユーザが操作するためのユーザインターフェース１００ｃと、プロセッサ１００ａでのデータ処理の内容を出力する出力部１００ｄとを有しており、これらはデータバスＤｂを介して相互に接続されている。ここで、ユーザインターフェース１００ｃはキーボード、マウス等の操作部１１４を含んでいる。また、出力部１００ｄは、プロセッサ１００ａの内部でのデータ処理の内容を表示する表示部１１６やプリンタ（図示せず）、あるいは音声出力部（図示せず）などを含んでいる。   This implant design apparatus 100 is a processor 100a for designing a dental implant by simulating an operation of implanting a dental implant in a patient's jawbone, a storage device 100b for storing various data, and the implant design apparatus 100 by a user. A user interface 100c for operation and an output unit 100d for outputting the contents of data processing in the processor 100a are provided, and these are connected to each other via a data bus Db. Here, the user interface 100c includes an operation unit 114 such as a keyboard and a mouse. The output unit 100d includes a display unit 116, a printer (not shown), a voice output unit (not shown), and the like that display the contents of data processing inside the processor 100a.

具体的には、このインプラント設計装置１００の記憶装置１００ｂは、ＣＴスキャン装置８０により患者の顎骨を撮影して得られた顎骨の構造を示す画像データＤａｈを格納する顎骨データ格納部１０１と、予め用意された構造の異なる複数の歯科用インプラントの外形形状を示すインプラント標準データＳＤｉｐを格納するインプラント標準データ格納部１０２とを有している。   Specifically, the storage device 100b of the implant design device 100 includes a jaw bone data storage unit 101 that stores image data Dah indicating the structure of the jaw bone obtained by imaging the patient's jaw bone with the CT scanning device 80, and And an implant standard data storage unit 102 for storing implant standard data SDip indicating the outer shapes of a plurality of prepared dental implants having different structures.

このインプラント設計装置１００のプロセッサ１００ａは、歯科用インプラントの手術をシミュレーションして歯科用インプラントを設計するようプログラムされており、顎骨データ格納部１０１からの患者の顎骨の構造を示す顎骨データＤａｈに基づいて顎骨モデルＭａｈ（図５参照）を作成する顎骨モデル作成部１１１と、インプラント標準データ格納部１０２からの歯科用インプラントの外形形状を示すインプラント標準データＳＤｉｐに基づいてインプラントモデルＭｉｐ（図５参照）を作成するインプラントモデル作成部１１２とを有している。また、このインプラント設計装置１００のプロセッサ１００ａは、顎骨モデルＭａｈの指定された部位にインプラントモデルＭｉｐを組み込んで、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするシミュレーション部１１０と、該シミュレーションの結果に応じてインプラント標準データＳＤｉｐが示すインプラントモデルＭｉｐを修正して変形させたインプラントモデルＭＭｉｐから歯科用インプラントを設計する設計部１２０と、シミュレーション結果や入力情報を表示する表示部１１６に、顎骨モデルＭａｈの指定された部位にインプラントモデルＭｉｐを組み込んだ状態などが表示されるよう、表示部１１６を制御する表示制御部１１５とを備えている。   The processor 100a of the implant design device 100 is programmed to simulate dental surgery and design a dental implant, and is based on jaw bone data Dah indicating the structure of the patient's jaw bone from the jaw bone data storage unit 101. The jaw model Mip (see FIG. 5) based on the jaw bone model creation unit 111 for creating the jaw model Mah (see FIG. 5) and the implant standard data SDip indicating the external shape of the dental implant from the implant standard data storage unit 102 And an implant model creation unit 112 for creating Further, the processor 100a of the implant design apparatus 100 incorporates an implant model Mip into a specified site of the jawbone model Mah, and simulates an operation of implanting a dental implant in the patient's jawbone, and a result of the simulation. The design unit 120 for designing a dental implant from the implant model MMip modified and deformed by the implant model Mip indicated by the implant standard data SDip and the display unit 116 for displaying simulation results and input information are displayed on the jaw bone model Mah. And a display control unit 115 for controlling the display unit 116 so that a state in which the implant model Mip is incorporated in the designated site is displayed.

ここで、インプラントモデル作成部１１２は、シミュレーション部１１０からのシミュレーションの結果を示す指示信号Ｏｓｇに応じて、インプラント標準データＳＤｉｐが示すインプラントモデルＭｉｐを修正変形させてインプラントモデルＭＭｉｐを生成するよう構成されている。また、顎骨データ格納部１０１に格納される顎骨データＤａｈは、Ｘ線ＣＴ撮影により得られたものとしているが、顎骨データ格納部１０１に格納される顎骨データは、ＭＲＩ撮影により得られたものでもよく、患者の顎骨のコンピューター断層撮影により得られた画像データであることが好ましい。例えば、顎骨データは、歯の配列方向に沿った顎骨の縦断面の画像、あるいは歯の配列方向と垂直な縦断面の画像を示す２次元画像データであり、より好ましくは、顎骨の構造を立体的に示す３次元画像データである。   Here, the implant model creation unit 112 is configured to modify and deform the implant model Mip indicated by the implant standard data SDip in accordance with the instruction signal Osg indicating the simulation result from the simulation unit 110 to generate the implant model MMip. ing. Further, the jawbone data Dah stored in the jawbone data storage unit 101 is obtained by X-ray CT imaging, but the jawbone data stored in the jawbone data storage unit 101 may be obtained by MRI imaging. Often, image data obtained by computed tomography of the patient's jawbone is preferred. For example, the jaw bone data is two-dimensional image data showing an image of a longitudinal section of a jaw bone along the tooth arrangement direction or an image of a longitudinal section perpendicular to the tooth arrangement direction, and more preferably, the structure of the jaw bone is three-dimensional. 3D image data as shown.

なお、顎骨データ格納部１０１に格納される顎骨データＤａｈが、患者の顎骨のコンピューター断層撮影により得られた２次元画像である場合は、顎骨モデル作成部１１１を、この２次元画像データの変換処理により該患者の顎骨の構造を示す３次元画像データを作成する画像処理部を有し、該顎骨データとしての３次元画像データから３次元顎骨モデルを作成する構成とすることで、シミュレーション部１１０には、患者の顎骨の構造を示す画像データとして３次元画像データを供給することができる。   If the jawbone data Dah stored in the jawbone data storage unit 101 is a two-dimensional image obtained by computer tomography of the patient's jawbone, the jawbone model creation unit 111 performs conversion processing of the two-dimensional image data. By having an image processing unit that creates three-dimensional image data indicating the structure of the patient's jawbone and creating a three-dimensional jawbone model from the three-dimensional image data as the jawbone data, the simulation unit 110 Can supply three-dimensional image data as image data indicating the structure of the patient's jawbone.

また、インプラント標準データ格納部１０２には、構造、サイズ、及び材料が異なる複数の歯科用インプラントの外形形状を示すインプラント標準データＳＤｉｐが格納されており、インプラントモデル作成部１１２には、複数の歯科用インプラントの中から担当医が選択した特定の歯科用インプラントの外形形状を示すインプラント標準データＳＤｉｐが初期インプラントデータとして供給される。   The implant standard data storage unit 102 stores implant standard data SDip indicating the external shapes of a plurality of dental implants having different structures, sizes, and materials. The implant model creation unit 112 stores a plurality of dentists. Implant standard data SDip indicating the external shape of a specific dental implant selected by the attending physician from among the dental implants is supplied as initial implant data.

また、インプラントモデル作成部１１２は、この初期インプラントデータとしての３次元画像データから３次元インプラントモデルＭｉｐを作成するよう構成されている。従って、この実施形態では、上記シミュレーション部１１０は、該３次元顎骨モデルＭａｈに３次元インプラントモデルＭｉｐが組み込まれるようこれらのモデルの画像を合成する合成処理部（図示せず）を有し、３次元顎骨モデルＭａｈに３次元インプラントモデルＭｉｐを組み込むことにより、インプラント手術のシミュレーションを行うものとしている。   The implant model creation unit 112 is configured to create a three-dimensional implant model Mip from the three-dimensional image data as the initial implant data. Therefore, in this embodiment, the simulation unit 110 includes a synthesis processing unit (not shown) that synthesizes images of these models so that the 3D implant model Mip is incorporated in the 3D jaw model Mah. Implant surgery simulation is performed by incorporating a three-dimensional implant model Mip into the three-dimensional jaw model Mah.

図２及び図３は、この実施形態１のインプラント設計装置で設計される歯科用インプラントの例を説明する図であり、図２は、患者の顎骨に所定の歯科用インプラントを装着した状態を示している。図３は、歯科用インプラントの構造の他の例（図３（ａ）〜図３（ｄ））を示している。   2 and 3 are views for explaining an example of a dental implant designed by the implant design apparatus according to Embodiment 1, and FIG. 2 shows a state in which a predetermined dental implant is mounted on a jaw bone of a patient. ing. FIG. 3 shows another example of the structure of a dental implant (FIGS. 3A to 3D).

歯科用インプラント２０は、患者の顎骨３０に埋め込まれるインプラント本体（以下、フィクスチャーともいう。）２１と、フィクスチャー２１にネジ止めなどにより固定される支柱（以下、アバットメントともいう。）２２と、アバットメント２２に接着剤などにより固着される上部構造（以下、補綴冠ともいう。）２３とを有している。   The dental implant 20 includes an implant body (hereinafter also referred to as a fixture) 21 to be implanted in a patient's jawbone 30 and a post (hereinafter also referred to as an abutment) 22 fixed to the fixture 21 by screwing or the like. And an upper structure (hereinafter also referred to as a prosthetic crown) 23 fixed to the abutment 22 with an adhesive or the like.

ここで、患者の顎骨３０は、内側の海綿骨３１が外側の皮質骨３２により覆われ、さらに皮質骨３２が歯肉３３により覆われた構造となっている。なお、海綿骨３１の内側には、神経Ｓｐや血管Ｂｖが配置されている。また、図中、Ｂｐは海綿骨３１と皮質骨３２との界面である。   Here, the jawbone 30 of the patient has a structure in which the inner cancellous bone 31 is covered with the outer cortical bone 32 and the cortical bone 32 is further covered with the gum 33. A nerve Sp and a blood vessel Bv are disposed inside the cancellous bone 31. In the figure, Bp is an interface between the cancellous bone 31 and the cortical bone 32.

また、歯科用インプラントには図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように種々の構造のものがある。   Further, dental implants have various structures as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d).

例えば、図３（ａ）は、インプラントのフィクスチャーの例として、前歯などの顎骨の幅が狭い部分に埋め込むフィクスチャーＩＰａを示している。また、図３（ｂ）は、スレッド（ネジ山）Ｓｒを上端部と下端部以外の部分に形成したフィクスチャーＩＰｂを示している。さらに、図３（ｃ）は、略円柱状のフィクスチャーＩＰｃを示し、図３（ｄ）は、フィクスチャー部とアバットメント部とを一体に形成したインプラント体ＩＰｄを示している。   For example, FIG. 3A shows a fixture IPa that is embedded in a narrow portion of the jawbone such as an anterior tooth as an example of the fixture of the implant. FIG. 3B shows a fixture IPb in which threads (threads) Sr are formed in portions other than the upper end and the lower end. Further, FIG. 3C shows a substantially cylindrical fixture IPc, and FIG. 3D shows an implant body IPd in which a fixture part and an abutment part are integrally formed.

この実施形態１では、図２に示すように、アバットメント２２が細く、アバットメントと歯肉との間から細菌が入りにくいタイプの歯科用インプラント２０を、患者に合わせてカスタマイズして設計する場合について説明する。   In the first embodiment, as shown in FIG. 2, a case where the abutment 22 is thin and a dental implant 20 of a type in which bacteria are difficult to enter from between the abutment and the gingiva is customized and designed for a patient. explain.

この場合、インプラント標準データ格納部１０２からインプラントモデル作成部１１２に初期インプラントデータとして供給されるインプラント標準データＳＤｉｐは、歯科用インプラント２０を構成するインプラント本体（フィクスチャー）２１、支柱（アバットメント）２２、及び上部構造（補綴冠）２３の外形形状をそれぞれ表す３次元画像データとして、インプラント本体データ、支柱データ、上部構造データを含む。また、前記インプラントモデル作成部１１２は、前記インプラント本体データ、支柱データ、及び上部構造データから、フィクスチャーモデル２１ａ、アバットメントモデル２２ａ、及び上部構造モデル（補綴冠モデル）２３ａを含む３次元インプラントモデルＭｉｐを作成する。   In this case, the implant standard data SDip supplied as the initial implant data from the implant standard data storage unit 102 to the implant model creation unit 112 includes an implant body (fixture) 21 and a column (abutment) 22 constituting the dental implant 20. , And 3D image data representing the outer shape of the superstructure (prosthetic crown) 23, respectively, include implant body data, strut data, and superstructure data. The implant model creation unit 112 also includes a fixture model 21a, an abutment model 22a, and a superstructure model (prosthetic crown model) 23a from the implant body data, strut data, and superstructure data. Create a Mip.

また、この実施形態１では、シミュレーション部１１０は、図９に示すように、顎骨モデル３０ａにおける皮質骨部３２ａと海綿骨部３１ａとの境界Ｂｐと、インプラントモデルのインプラント本体（フィクスチャーモデル）２１ａとの位置関係をシミュレート結果として出力するとともに、顎骨モデルＭａｈにおける血管Ｂｖあるいは神経Ｓｐと、インプラントモデルＭｉｐのインプラント本体（フィクスチャーモデル）２１ａとの位置関係をシミュレート結果（指示信号Ｏｓｇ）として出力する。   In the first embodiment, the simulation unit 110, as shown in FIG. 9, includes the boundary Bp between the cortical bone portion 32a and the cancellous bone portion 31a in the jawbone model 30a, and the implant body (fixture model) 21a of the implant model. The positional relationship between the blood vessel Bv or the nerve Sp in the jawbone model Mah and the implant body (fixture model) 21a of the implant model Mip is output as a simulation result (instruction signal Osg). Output.

また、この実施形態１では、シミュレーション部１１０は、顎骨モデルＭａｈ（図５参照）に基づいて、患者の顎骨の歯牙欠損部での補綴冠（インプラント上部構造）の理想的な位置を決定する位置シミュレーションと、顎骨モデルＭａｈに基づいて上顎と下顎の動きをシミュレートする動きシミュレーションと、該上顎と下顎の動きシミュレーション結果に基づいて、患者の顎骨の歯牙欠損部に補綴冠を配置したときに該補綴冠を支えるインプラント本体（フィクスチャー）にかかる荷重の大きさ及び該荷重のかかる方向をシミュレートする荷重シミュレーションと、前記荷重シミュレートにより得られたインプラント本体にかかる荷重に基づいて、該インプラント本体を患者の顎骨が支えられるか否かをシミュレートする耐荷重シミュレーションとを行うものである。ここで、上記位置シミュレーションでは、補綴冠の理想的な位置として、上記歯牙欠損部での歯の配列方向における位置と、歯牙欠損部での歯の配列方向と直交する水平方向における位置と、歯牙欠損部での歯の高さ方向における位置とが決定される。   In the first embodiment, the simulation unit 110 determines the ideal position of the prosthetic crown (implant superstructure) at the tooth defect portion of the patient's jawbone based on the jawbone model Mah (see FIG. 5). Simulation, movement simulation simulating the movement of the maxilla and mandible based on the jawbone model Mah, Based on the load simulation that simulates the magnitude and direction of the load applied to the implant body (fixture) that supports the prosthetic crown, and the load applied to the implant body obtained by the load simulation, the implant body To simulate whether the patient's jawbone can be supported Deployment and is intended to perform. Here, in the position simulation, as the ideal position of the prosthetic crown, the position in the tooth arrangement direction in the tooth defect part, the position in the horizontal direction orthogonal to the tooth arrangement direction in the tooth defect part, and the tooth The position in the height direction of the tooth at the missing portion is determined.

さらには、この実施形態１のシミュレーション部１１０は、以下のとおり、シミュレーションによるインプラントの設計をアシストする機能（設計支援機能）を有している。   Furthermore, the simulation unit 110 of the first embodiment has a function (design support function) for assisting the design of the implant by simulation as follows.

つまり、シミュレーション部１１０は、前記顎骨モデルと、該顎骨モデルに埋め込まれた前記インプラントモデルとの位置関係に基づいて、前記インプラントモデルのサイズの上限値及び下限値を決定する処理と、前記変形させたインプラントモデルのサイズが、該上限値及び下限値で示される範囲外のサイズであるとき、警告を発する処理とを行う。   That is, the simulation unit 110 determines the upper limit value and the lower limit value of the size of the implant model based on the positional relationship between the jaw bone model and the implant model embedded in the jaw bone model, and the deformation. When the size of the implant model is outside the range indicated by the upper limit value and the lower limit value, a process for issuing a warning is performed.

具体的には、ユーザ（例えば担当医）が、インプラント設計装置（コンピュータ）１００の表示部１１６に表示された患者の顎骨モデルＭａｈの歯牙欠損部Ａ（図６（ａ）及び（ｂ）参照）の大きさに応じて、インプラント標準データ格納部１０２に格納されているインプラント標準データＳＤｉｐを選択すると、選択されたインプラント標準データＳＤｉｐが示す上部構造モデル（補綴冠モデル）２３ａが顎骨モデルＭａｈの歯牙欠損部Ａに配置される（図７（ａ）及び（ｂ）参照）。その後、ユーザ操作により、顎骨モデルＭａｈの歯牙欠損部Ａでの隣接する歯の離間間隔、及びそれらの歯の大きさに合わせて、補綴冠モデル２３ａの最適位置及び最適サイズが決定される。このとき、ユーザは、シミュレーション部１１０からの警告がでない範囲で、補綴冠モデル２３ａの理想的な位置及びサイズを決定する。   Specifically, a user (for example, a physician in charge) has a tooth defect portion A of the patient's jawbone model Mah displayed on the display unit 116 of the implant design device (computer) 100 (see FIGS. 6A and 6B). When the implant standard data SDip stored in the implant standard data storage unit 102 is selected according to the size of the implant, the superstructure model (prosthetic crown model) 23a indicated by the selected implant standard data SDip is a tooth of the jawbone model Mah. It arrange | positions at the defect | deletion part A (refer FIG. 7 (a) and (b)). Thereafter, the optimum position and the optimum size of the prosthetic crown model 23a are determined by the user operation in accordance with the spacing between adjacent teeth in the tooth defect portion A of the jawbone model Mah and the size of those teeth. At this time, the user determines an ideal position and size of the prosthetic crown model 23a within a range in which there is no warning from the simulation unit 110.

その後、ユーザは、表示部１１６に表示された患者の顎骨モデルＭａｈにおいて、このモデルＭａｈに対して決定された補綴冠モデル２３ａの理想的な位置に基づいて、フィクスチャーモデル２１ａの挿入位置、及びアバットメントモデル２２ａの方向（水平面内及び垂直面内での角度）を決定する。   Thereafter, the user inserts the fixture model 21a in the patient's jaw bone model Mah displayed on the display unit 116 based on the ideal position of the prosthetic crown model 23a determined for the model Mah, and The direction (angle in the horizontal plane and the vertical plane) of the abutment model 22a is determined.

さらに、ユーザは、このフィクスチャーモデル２１ａの挿入位置、及びアバットメントモデル２２ａの方向に基づいて、顎骨モデル３０ａ内での皮質骨部３２ａと海綿骨部３１ａとの境界位置に応じて、フィクスチャーの太さとして可能な最大の設計値が決定され、フィクスチャーに係る荷重に基づいて、フィクスチャーの太さとして可能な最小の設計値が決定される。   Further, based on the insertion position of the fixture model 21a and the direction of the abutment model 22a, the user determines the fixture according to the boundary position between the cortical bone portion 32a and the cancellous bone portion 31a in the jawbone model 30a. The maximum possible design value as the thickness of the fixture is determined, and the minimum possible design value as the thickness of the fixture is determined based on the load on the fixture.

また、顎骨モデル３０ａでの神経Ｓｐあるいは血管Ｂｖ（図９参照）の位置とフィクスチャーモデル２１ａとの位置関係に基づいて、フィクスチャーの長さとして可能な最大の設計値が決定され、海綿骨の骨密度の指標となるＣＴ値に基づいて海綿骨部分でのフィクスチャーの必要な長さが決定される。つまり、フィクスチャーと海綿骨とは、フィクスチャーの埋め込み後に癒着し、これにより、フィクスチャーが顎骨と強固に結合することとなるが、海綿骨の骨密度によって海綿骨部での支持強度が異なることとなり、海綿骨の骨密度によって、フィクスチャーの長さとして最低限必要な長さが決まる。   Further, based on the positional relationship between the position of the nerve Sp or blood vessel Bv (see FIG. 9) in the jawbone model 30a and the fixture model 21a, the maximum possible design value as the fixture length is determined, and the cancellous bone The necessary length of the fixture in the cancellous bone portion is determined based on the CT value which is an index of the bone density of the bone. In other words, the fixture and the cancellous bone adhere to each other after the fixture is implanted, and the fixture is firmly bonded to the jawbone. However, the support strength at the cancellous bone varies depending on the bone density of the cancellous bone. In other words, the minimum necessary length of the fixture is determined by the bone density of the cancellous bone.

また、シミュレーション部１１０は、前記顎骨モデルに前記フィクスチャーモデルを埋め込んでいない状態における、該顎骨モデルの海綿骨部分の血流量の目安となる術前血流パラメータを、該Ｘ線ＣＴ撮影により得られた画像データに含まれるＣＴ値に基づいて導出する処理と、該顎骨モデルに該フィクスチャーモデルを埋め込んだ状態における、該顎骨モデルの海綿骨部分の血流量の目安となる術後血流パラメータを、該ＣＴ値、及び前記顎骨モデルと前記インプラントモデルとの位置関係に基づいて導出する処理とを行うものであってもよい。この場合、前記警告を発する処理は、前記変形させたインプラントモデルのサイズが、前記上限値及び下限値が示す範囲内のサイズであっても、該術前血流パラメータ及び該術後血流パラメータから、術後の血流量が術前の血流量より低下すると判定されるとき、警告を発するよう構成することが好ましい。   In addition, the simulation unit 110 obtains preoperative blood flow parameters that serve as a guide for blood flow in the cancellous bone portion of the jaw bone model in a state where the fixture model is not embedded in the jaw bone model by the X-ray CT imaging. And a postoperative blood flow parameter that serves as a guide for blood flow in the cancellous bone portion of the jaw bone model in a state where the fixture model is embedded in the jaw bone model. May be performed on the basis of the CT value and the positional relationship between the jawbone model and the implant model. In this case, the process for issuing the warning may be performed even if the deformed implant model has a size within the range indicated by the upper limit value and the lower limit value. Therefore, when it is determined that the blood flow after the operation is lower than the blood flow before the operation, it is preferable to be configured to issue a warning.

ここで、術前血流パラメータ、つまり、フィクスチャーを埋め込まない状態での海綿骨部分での血流量の目安となる術前血流パラメータは、顎骨内で海綿骨の占める領域の歯の配列方向と垂直な断面での面積（海綿骨領域の断面積）と、ＣＴ値と、血管の分布とに基づいて計算されたものである。ただし、海綿骨領域の断面積は、該海綿骨領域の上端から、フィクスチャーが到達する深さまでの範囲で求められるものとする。   Here, the preoperative blood flow parameter, that is, the preoperative blood flow parameter, which is a measure of the blood flow in the cancellous bone portion without the fixture embedded, is the tooth arrangement direction of the area occupied by the cancellous bone in the jawbone. Calculated based on the area (cross-sectional area of the cancellous bone region) perpendicular to the CT, CT value, and blood vessel distribution. However, the cross-sectional area of the cancellous bone region is obtained in the range from the upper end of the cancellous bone region to the depth reached by the fixture.

また、術後血流パラメータ、フィクスチャーを埋め込んだ状態での海綿骨部分での血流の目安となる術後血流パラメータは、顎骨内で海綿骨の占める領域の歯の配列方向と垂直な断面での面積（海綿骨領域の断面積）と、ＣＴ値と、血管の分布とに基づいて計算されたものである。ただし、海綿骨領域の断面積は、該海綿骨領域の上端から、フィクスチャーの埋め込み深さまでの範囲で求められるものとする。   In addition, postoperative blood flow parameters, and postoperative blood flow parameters that serve as a measure of blood flow in the cancellous bone with the fixture embedded, are perpendicular to the tooth arrangement direction in the area occupied by the cancellous bone in the jawbone. It is calculated based on the cross-sectional area (cross-sectional area of the cancellous bone region), CT value, and blood vessel distribution. However, it is assumed that the cross-sectional area of the cancellous bone region is obtained in a range from the upper end of the cancellous bone region to the fixture embedding depth.

ここで、ＣＴ値は、Ｘ線ＣＴ撮影された組織内での水分の含有量の目安となるものであり、骨部分のＸ線ＣＴ撮影で得られたＣＴ値は、骨密度を示す目安となり、同時に血流量の指標となる血流パラメータとして用いることができるものである。   Here, the CT value is a measure of the moisture content in the tissue taken by X-ray CT, and the CT value obtained by X-ray CT of the bone portion is a measure of bone density. At the same time, it can be used as a blood flow parameter serving as an index of blood flow.

さらにシミュレーション部の設計支援機能は、表示制御部１１５に、該表示部１１６に以下のように、設計の目安となる上限値及び下限値、さらに、警報が表示されるように指令する機能を含んでいる。   Further, the design support function of the simulation unit includes a function for instructing the display control unit 115 to display an upper limit value and a lower limit value as design guidelines and an alarm on the display unit 116 as follows. It is out.

具体的には、図１２は、シミュレーション結果が表示部に表示された状態を示している。   Specifically, FIG. 12 shows a state in which the simulation result is displayed on the display unit.

図１２（ａ）及び（ｂ）中、Ｆはシミュレーション結果を表示する画面であり、Ｄｇ及びＤｎは、該画面Ｆのグラフ表示部、及び数値表示領域である。   In FIGS. 12A and 12B, F is a screen for displaying the simulation result, and Dg and Dn are a graph display portion and a numerical value display area of the screen F.

この数値表示部Ｄｎには、第１〜第６の数値表示領域Ｄｎ１〜Ｄｎ６が含まれている。   The numerical value display portion Dn includes first to sixth numerical value display areas Dn1 to Dn6.

例えば、第１の数値表示領域Ｄｎ１には、顎骨３０内での皮質骨と海綿骨との境界位置Ｂｐ（図２参照）に基づいて、フィクスチャーの太さとして可能な最大の設計値が表示され、第２の数値表示領域Ｄｎ２には、フィクスチャーに係る荷重に基づいて、フィクスチャーの太さとして可能な最小の設計値が表示される。   For example, in the first numerical value display area Dn1, the maximum design value possible as the thickness of the fixture is displayed based on the boundary position Bp (see FIG. 2) between the cortical bone and the cancellous bone in the jawbone 30. In the second numerical value display area Dn2, the minimum design value possible as the thickness of the fixture is displayed based on the load related to the fixture.

また、第３の数値表示領域Ｄｎ３には、顎骨３０内での神経Ｓｐあるいは血管Ｂｖ（図２、図９参照）の位置に基づいて、フィクスチャーの長さとして可能な最大の設計値が表示され、第４の数値表示領域Ｄｎ４には、海綿骨の骨密度の指標となるＣＴ値に基づいて海綿骨部分でのフィクスチャーの必要な長さが表示される。   The third numerical value display area Dn3 displays the maximum possible design value as the fixture length based on the position of the nerve Sp or blood vessel Bv (see FIGS. 2 and 9) in the jawbone 30. In the fourth numerical value display area Dn4, the necessary length of the fixture in the cancellous bone portion is displayed based on the CT value as an index of the bone density of the cancellous bone.

また、第５及び第６の数値表示領域Ｄｎ５及びＤｎ６には、顎骨内での血流量の多さの目安となる血流パラメータが表示される。つまり、第５の数値表示領域Ｄｎ５には、フィクスチャーを埋め込まない状態での海綿骨部分での血流量の目安となる術前血流パラメータが表示される。また、第６の数値表示領域Ｄｎ６には、フィクスチャーを埋め込んだ状態での海綿骨部分での血流の目安となる術後血流パラメータが表示される。
〔Ｂ．インプラント設計装置の動作の説明〕
次に、インプラント治療の流れとともに、本実施形態１のインプラント設計装置の動作について説明する。In the fifth and sixth numerical value display areas Dn5 and Dn6, blood flow parameters serving as a measure of the amount of blood flow in the jawbone are displayed. That is, in the fifth numerical value display area Dn5, preoperative blood flow parameters serving as a guide for blood flow in the cancellous bone portion without the fixture being embedded are displayed. In addition, in the sixth numerical value display area Dn6, a postoperative blood flow parameter serving as a guide for blood flow in the cancellous bone portion in a state where the fixture is embedded is displayed.
[B. Description of operation of implant design device]
Next, the operation of the implant design apparatus according to the first embodiment will be described along with the flow of implant treatment.

図４は、本実施形態１のインプラント設計装置を用いたインプラント治療の流れを説明する図であり、図４（ａ）は、インプラント治療全体の流れを示し、図４（ｂ）は、歯科用インプラントの設計工程を示し、図４（ｃ）は、歯科用インプラントの製造工程を示している。   FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of implant treatment using the implant design apparatus according to the first embodiment, FIG. 4 (a) shows the flow of the entire implant treatment, and FIG. 4 (b) is for dental use. An implant design process is shown, and FIG. 4C shows a manufacturing process of a dental implant.

まず、インプラント治療を行う際には、前もって、歯の状態を診断する（手順Ｐ１）。   First, when performing an implant treatment, a dental state is diagnosed in advance (procedure P1).

歯周病（歯槽膿漏）は歯槽骨（歯肉の内部にある骨・歯根を支える部分）が破壊される病気であり、歯周病の治療をしないままインプラント治療を行うと、歯科用インプラントを埋め込んだ周囲組織に細菌感染がおこる可能性があり、歯科用インプラントの周辺組織が歯周病にかかると、天然の歯が抜けるのと同様に、歯科用インプラントも脱落することとなる。   Periodontal disease (alveolar pyorrhea) is a disease in which the alveolar bone (the part that supports the bones and roots inside the gingiva) is destroyed. If implant treatment is performed without treating periodontal disease, Bacterial infections can occur in the embedded surrounding tissue, and if the surrounding tissue of the dental implant suffers from periodontal disease, the dental implant will fall off as well as the natural teeth come off.

さらに、インプラント治療を行う際には、患者の噛み合わせをチェックする必要がある。   Furthermore, it is necessary to check the patient's engagement when performing the implant treatment.

現在、歯科用インプラントのトラブルは、感染よりも、よくない噛み合わせによって異常な力がかかることで起こる場合が多いためである。   At present, dental implant troubles are often caused by abnormal force applied by poor biting rather than infection.

特に、パラファンクションと言われる、歯ぎしりや食いしばりによって、インプラントに問題を起こす場合があり、インプラント治療を行う前に噛み合わせのチェックを行うことが非常に重要である。   In particular, it may cause problems in the implant due to bruxism and clenching, which is called a parafunction, and it is very important to check the meshing before implant treatment.

次に、診断に基づいた治療計画の説明を患者に行う（手順Ｐ２）。   Next, the treatment plan based on the diagnosis is explained to the patient (procedure P2).

例えば、他の歯に虫歯があったり歯周病にかかっている場合、すぐにはインプラント治療はできないため、インプラント治療の前に周囲の歯の虫歯治療や歯周病（歯槽膿漏）の治療を行う必要があり、また、骨量が不足している患者には骨の再生治療を行う必要があることを説明する。   For example, if you have tooth decay on another tooth or have periodontal disease, the implant treatment cannot be performed immediately. Therefore, the dental treatment of the surrounding teeth and the treatment of periodontal disease (alveolar pyorrhea) before the implant treatment. Explain that it is necessary to perform bone regeneration treatment for patients who have insufficient bone mass.

続いて、本実施形態１のインプラント設計装置１００を用いて歯科用インプラント２０の設計を行う（手順Ｐ３）。なお、インプラントの設計プロセス（手順Ｐ３）は、フィクスチャーの設計プロセス（手順Ｐ３ａ）、アバットメントの設計プロセス（手順Ｐ３ｂ）、上部構造の設計プロセス（手順Ｐ３ｃ）を含んでいる。また、設計した歯科用インプラントに合わせて、インプラント手術に用いる手術治具の設計も行う（手順Ｐ５）。   Subsequently, the dental implant 20 is designed using the implant design device 100 of the first embodiment (procedure P3). The implant design process (procedure P3) includes a fixture design process (procedure P3a), an abutment design process (procedure P3b), and a superstructure design process (procedure P3c). In addition, a surgical jig used for implant surgery is also designed in accordance with the designed dental implant (procedure P5).

例えば、インプラント手術に用いる手術治具としては、図８に示すように、顎骨にインプラント装着孔を形成するためのドリルＤＴの刃先、及び手術時にドリルの刃先をガイドするサージカルガイドＳＧなどが挙げられる。   For example, as shown in FIG. 8, the surgical jig used for implant surgery includes a cutting edge of a drill DT for forming an implant mounting hole in the jawbone, a surgical guide SG for guiding the cutting edge of the drill during the operation, and the like. .

続いて、設計した歯科用インプラント２０の製造（手順Ｐ４）、及び手術治具の製造（手順Ｐ６）を行う。このインプラントの製造プロセス（手順Ｐ４）は、フィクスチャーの製造プロセス（手順Ｐ４ａ）、アバットメントの製造プロセス（手順Ｐ４ｂ）、上部構造の製造プロセス（手順Ｐ４ｃ）を含んでいる。   Subsequently, manufacture of the designed dental implant 20 (procedure P4) and manufacture of a surgical jig (procedure P6) are performed. The implant manufacturing process (procedure P4) includes a fixture manufacturing process (procedure P4a), an abutment manufacturing process (procedure P4b), and a superstructure manufacturing process (procedure P4c).

その後、製造された歯科用インプラント２０を、これに合わせて製造した手術治具を用いて患者の顎骨に埋め込むインプラント手術を行う。   Thereafter, an implant operation is performed in which the manufactured dental implant 20 is embedded in the patient's jawbone using a surgical jig manufactured accordingly.

以下、本実施形態１のインプラント設計装置を用いてインプラントを設計する方法について説明する。   Hereinafter, a method for designing an implant using the implant design apparatus according to the first embodiment will be described.

本実施形態１のインプラント設計装置１００では、予め患者の顎骨をＸ線ＣＴスキャンにより撮影して得られた、患者の顎骨の構造を示す顎骨データＤａｈが顎骨データ格納部１０１に格納されている。また、このインプラント設計装置１００のインプラント標準データ格納部１０２には、構造、サイズ、材料などの異なる種々の歯科用インプラントの外形形状を示すインプラント標準データＳＤｉｐが格納されている。   In the implant design apparatus 100 according to the first embodiment, jaw bone data Dah indicating the structure of a patient's jaw bone obtained by imaging the patient's jaw bone by X-ray CT scan in advance is stored in the jaw bone data storage unit 101. The implant standard data storage unit 102 of the implant design apparatus 100 stores implant standard data SDip indicating the external shapes of various dental implants having different structures, sizes, materials, and the like.

担当医（ユーザ）が、操作部１１４から、患者の希望する歯科用インプラントの種類を入力すると、インプラント設計装置１００のインプラント標準データ格納部１０２に格納されている種々のインプラント標準データから、患者の希望する材質、色（人工歯の色）などに応じた歯科用インプラントのインプラント標準データＳＤｉｐが選択される。このとき、インプラント標準データＳＤｉｐに基づいて、色や材質は同じであるが、直径、長さなどのサイズの異なる規格品の歯科用インプラントが表示部１１６に複数表示される。   When the doctor in charge (user) inputs the type of dental implant desired by the patient from the operation unit 114, the patient's doctor can use the various implant standard data stored in the implant standard data storage unit 102 of the implant design device 100 to determine the patient's type. The implant standard data SDip of the dental implant corresponding to the desired material, color (artificial tooth color), etc. is selected. At this time, based on the implant standard data SDip, a plurality of standard dental implants having the same color and material but different sizes such as diameter and length are displayed on the display unit 116.

次に、担当医は、操作部１１４の操作により、予め、検査結果など、例えば患者の顎骨の構造から適切と予測される歯科用インプラントを、表示されているサイズの異なる複数の規格品の歯科用インプラントのうちから選択すると、インプラント標準データ格納部１０２から、１つの規格品の歯科用インプラントの外形形状を示すインプラント標準データＳＤｉｐが初期インプラントデータとしてインプラントモデル作成部１１２に供給される。なお、このインプラント標準データＳＤｉｐは、フィクスチャーの形状データ、アバットメントの形状データ、及び補綴冠の形状データを含んでいる。   Next, the attending physician operates, by operating the operation unit 114, the dental implants that are predicted to be appropriate from the structure of the patient's jaw bone, such as the examination results, in advance, for a plurality of standardized dentistries with different displayed sizes. When an implant is selected from among the implant implants, implant standard data SDip indicating the outer shape of one standard dental implant is supplied from the implant standard data storage unit 102 to the implant model creation unit 112 as initial implant data. The implant standard data SDip includes fixture shape data, abutment shape data, and prosthetic crown shape data.

インプラントモデル作成部１１２は、インプラント標準データＳＤｉｐに基づいて、図５に示す、フィクスチャーのモデル２１ａ、アバットメントのモデル２２ａ、及び補綴冠のモデル２３ａを含むインプラントモデルＭｉｐを作成する。   The implant model creation unit 112 creates an implant model Mip including a fixture model 21a, an abutment model 22a, and a prosthetic crown model 23a shown in FIG. 5 based on the implant standard data SDip.

また、このとき、顎骨モデル作成部１１１は、顎骨データ格納部１０１から顎骨データＤａｈを受けて、図５に示す顎骨モデルＭａｈを生成する。ここでは、これらのモデルとして、それぞれ３次元モデルを用いるが、必ずしも３次元モデルに限らず、歯の配列方向に沿った縦断面の構造を示すモデルと、歯の配列方向と垂直な縦断面の構造を示すモデルとを用いてもよい。   At this time, the jawbone model creation unit 111 receives the jawbone data Dah from the jawbone data storage unit 101 and generates the jawbone model Mah shown in FIG. Here, a three-dimensional model is used as each of these models. However, the model is not necessarily limited to a three-dimensional model, and a model showing a structure of a longitudinal section along a tooth arrangement direction and a longitudinal section perpendicular to the tooth arrangement direction. A model indicating the structure may be used.

これらのモデルは、シミュレーション部１１０にて合成されて、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術のシミュレーションが行われる。   These models are synthesized by the simulation unit 110 to perform a simulation of an operation for implanting a dental implant in a patient's jawbone.

具体的には、シミュレーション部１１０では、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、顎骨データＤａｈを受けて顎骨モデルＭａｈが生成される。   Specifically, as shown in FIGS. 6A and 6B, the simulation unit 110 receives the jawbone data Dah and generates a jawbone model Mah.

このとき、選択されたインプラント標準データＳＤｉｐが示す上部構造モデル（補綴冠モデル）２３ａが顎骨モデルＭａｈの歯牙欠損部Ａに配置される（図７（ａ）及び（ｂ）参照）。その後、ユーザ操作により、顎骨モデルＭａｈの歯牙欠損部Ａでの隣接する歯の離間間隔、及びそれらの歯の大きさに合わせて、補綴冠モデル２３ａの最適位置及び最適サイズが決定される。このとき、ユーザ操作により、補綴冠モデル２３ａの位置及びサイズが、表示部１１６の画面上で顎骨モデルＭａｈと補綴冠モデル２３ａとが重ね合わせられた状態で変更される。ユーザは、シミュレーション部１１０からの警告がでない範囲で、補綴冠モデル２３ａの理想的な位置及びサイズを決定する。   At this time, the superstructure model (prosthetic crown model) 23a indicated by the selected implant standard data SDip is arranged in the tooth defect portion A of the jawbone model Mah (see FIGS. 7A and 7B). Thereafter, the optimum position and the optimum size of the prosthetic crown model 23a are determined by the user operation in accordance with the spacing between adjacent teeth in the tooth defect portion A of the jawbone model Mah and the size of those teeth. At this time, the position and size of the prosthetic crown model 23a are changed by a user operation in a state where the jawbone model Mah and the prosthetic crown model 23a are superimposed on the screen of the display unit 116. The user determines an ideal position and size of the prosthetic crown model 23a within a range where no warning is given from the simulation unit 110.

その後、ユーザの操作により、この顎骨モデルＭａｈに対して決定された補綴冠モデル２３ａの理想的な位置に基づいて、フィクスチャーモデル２１ａの挿入位置、及びアバットメントモデル２２ａの方向（水平面内及び垂直面内での角度）などが決定される。   Thereafter, based on the ideal position of the prosthetic crown model 23a determined with respect to the jawbone model Mah by the user's operation, the insertion position of the fixture model 21a and the direction of the abutment model 22a (horizontal and vertical) The angle in the plane) is determined.

例えば、顎の支点Ｐと歯牙欠損箇所Ａとの距離によって、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、選択した歯科用インプラントのインプラントモデルの補綴冠モデル２３ａを該欠損箇所Ａに配置したときにこの補綴冠モデル２３ａにかかる荷重の大きさと方向がシミュレーションされる。   For example, depending on the distance between the fulcrum P of the jaw and the tooth loss location A, the prosthetic crown model 23a of the selected dental implant implant model is arranged at the loss location A as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). When this is done, the magnitude and direction of the load applied to the prosthetic crown model 23a are simulated.

この荷重シュミレーションの結果に基づいて、補綴冠モデル２３ａの理想的な位置及びサイズに応じてフィクスチャー２１からアバットメント２２を立ち上げる方向を決定し、アバットメント２２を固定するフィクスチャー２１の角度を決定する。   Based on the result of this load simulation, the direction in which the abutment 22 is raised from the fixture 21 is determined according to the ideal position and size of the prosthetic crown model 23a, and the angle of the fixture 21 that fixes the abutment 22 is determined. decide.

具体的には、図１０（ａ）に示すように、患者の顎骨モデルＭａｈの歯の欠損箇所Ａに補綴冠モデル２３ａを埋め込んだ状態で、さらに、フィクスチャーモデル２１ａを、アバットメントを立ち上げる方向に沿って顎骨モデルＭａｈに組み込む（図１０（ｂ））。この状態では、図１１（ｂ）及び（ｅ）に示すように神経Ｓｐとフィクスチャモデル２１ａとが接近しているため、図１１（ｃ）及び（ｆ）に示すように、ユーザ操作による操作部１１４の操作により、入力制御部１１３を介してインプラントモデル作成部１１２に指令信号を送り、インプラントモデル作成部１１２に、フィクスチャーモデル２１ａの長さが短くなるよう、初期インプラントデータとしてのインプラント標準データＳＤｉｐを変更させる。これにより、患者の顎骨に最適なフィクスチャーモデル２１ａの長さを決定する。   Specifically, as shown in FIG. 10A, in the state where the prosthetic crown model 23a is embedded in the tooth defect portion A of the patient's jawbone model Mah, the fixture model 21a is further activated. Incorporated into the jawbone model Mah along the direction (FIG. 10B). In this state, as shown in FIGS. 11 (b) and 11 (e), the nerve Sp and the fixture model 21a are close to each other. Therefore, as shown in FIGS. By operating the unit 114, a command signal is sent to the implant model creation unit 112 via the input control unit 113, and the implant standard as initial implant data is shortened to the implant model creation unit 112 so that the length of the fixture model 21a is shortened. The data SDip is changed. Thereby, the length of the fixture model 21a optimum for the patient's jawbone is determined.

なお、図１１（ａ）及び（ｄ）は、顎骨モデルにフィクスチャモデルを埋め込んでいない状態（図１０（ａ）に対応）を示している。また、図１１（ａ）〜（ｃ）は、顎骨の構造モデルとして、歯の配列方向と垂直な縦断面の構造を示し、図１１（ｄ）〜（ｆ）は、顎骨の構造モデルとして、歯の配列方向に沿った縦断面の構造を示している。   11A and 11D show a state where the fixture model is not embedded in the jawbone model (corresponding to FIG. 10A). 11 (a) to 11 (c) show vertical cross-sectional structures perpendicular to the tooth arrangement direction as a jaw bone structural model, and FIGS. 11 (d) to 11 (f) show jaw bone structural models. The structure of the longitudinal section along the arrangement direction of teeth is shown.

また、上記荷重シミュレーションの結果に基づいて、フィクスチャーモデル２１ａの太さを決定し、決定した太さのフィクスチャーモデル２１ａを、顎骨モデルＭａｈに埋め込んだときの応力分布を求める。この応力分布は、上下の歯のかみ合わせにより最大の荷重がフィクスチャーにかかった場合に生ずる分布である。   Further, the thickness of the fixture model 21a is determined based on the result of the load simulation, and the stress distribution when the fixture model 21a having the determined thickness is embedded in the jawbone model Mah is obtained. This stress distribution is a distribution generated when the maximum load is applied to the fixture due to the meshing of the upper and lower teeth.

図１２（ａ）には、顎骨モデルＭａｈに埋め込んだフィクスチャモデル２１ａの直径が細い場合に、顎骨モデルＭａｈのフィクスチャーモデル２１ａの周辺で生ずる応力分布をグラフＧ１で示している。図１２（ｂ）は、顎骨モデルＭａｈに埋め込んだフィクスチャモデル２１ａの直径が太い場合に、顎骨モデルＭａｈのフィクスチャモデル２１ａの周辺で生ずる応力分布をグラフＧ２で示している。   In FIG. 12A, a stress distribution generated around the fixture model 21a of the jawbone model Mah when the diameter of the fixture model 21a embedded in the jawbone model Mah is thin is shown by a graph G1. FIG. 12B shows a stress distribution generated in the periphery of the fixture model 21a of the jawbone model Mah in a graph G2 when the diameter of the fixture model 21a embedded in the jawbone model Mah is thick.

このシミュレーション結果に基づいて、上記と同様、ユーザ操作により、初期インプラントデータとしてのインプラント標準データＳＤｉｐを変更して、患者の顎骨に最適なフィクスチャーモデル２１ａの太さを決定する。   Based on this simulation result, the thickness of the fixture model 21a optimum for the patient's jawbone is determined by changing the implant standard data SDip as the initial implant data by the user operation, as described above.

また、図１３及び図１４には、フィクスチャモデル２１ａの埋め込み角度を顎骨モデル内での神経Ｓｐの配置によって変化させる様子を示している。   FIG. 13 and FIG. 14 show how the angle of embedding of the fixture model 21a is changed by the arrangement of the nerves Sp in the jawbone model.

例えば、図１３（ａ）に示すように、患者の顎骨モデルＭａｈに補綴冠モデル２３ａを埋め込んだ状態で、さらに、フィクスチャーモデル２１ａを、アバットメントを立ち上げる方向に沿って顎骨モデルＭａｈに組み込む（図１３（ｂ））。この状態では、図１４（ｂ）及び（ｅ）に示すように神経Ｓｐとフィクスチャモデル２１ａとが接近しているため、図１４（ｃ）及び（ｆ）に示すように、ユーザ操作によりフィクスチャモデル２１ａをその姿勢がより斜めに傾くよう変形させる。   For example, as shown in FIG. 13A, in a state where the prosthetic crown model 23a is embedded in the jawbone model Mah of the patient, the fixture model 21a is further incorporated into the jawbone model Mah along the direction in which the abutment is raised. (FIG. 13B). In this state, as shown in FIGS. 14B and 14E, the nerve Sp and the fixture model 21a are close to each other. Therefore, as shown in FIGS. 14C and 14F, the fixture is operated by the user operation. The tea model 21a is deformed so that its posture is inclined more obliquely.

なお、図１４（ａ）及び（ｄ）は、フィクスチャモデルを埋め込んでいない状態を示している。   FIGS. 14A and 14D show a state in which the fixture model is not embedded.

また、フィクスチャー２１の外周面には、図２に示すように、スレッド（ネジ山）が、その上部２１１と下部２２２とでピッチを変えて形成されており、図２に示すものでは、上部では下部に比べてスレッドのピッチをより狭くしており、またネジの深さは上部と下部とで同じにしている。   Further, as shown in FIG. 2, threads (threads) are formed on the outer peripheral surface of the fixture 21 by changing the pitch between the upper portion 211 and the lower portion 222. The thread pitch is narrower than the lower part, and the screw depth is the same at the upper and lower parts.

従って、荷重シミュレーションの結果と、皮質骨３２及び海綿骨３１の厚みとに応じて、フィクスチャモデルの上部スレッド及び下部スレッドのピッチや深さにより、内部での応力や荷重に対する強度を適正に設定することもできる。   Therefore, depending on the result of the load simulation and the thickness of the cortical bone 32 and cancellous bone 31, the strength against the internal stress and load is appropriately set by the pitch and depth of the upper thread and lower thread of the fixture model. You can also

さらに、上記シミュレーション部１１０は、ユーザによるインプラント設計を支援する機能（設計支援機能）を搭載しており、この設計支援機能について図１２を用いて説明する。   Furthermore, the simulation unit 110 is equipped with a function (design support function) that supports the user's implant design, and this design support function will be described with reference to FIG.

表示部１１６の表示画面Ｆの数値表示部Ｄｎには、第１〜第６の数値表示領域Ｄｎ１〜Ｄｎ６が含まれており、それぞれ以下の数値が表示される。   The numerical value display part Dn of the display screen F of the display part 116 includes first to sixth numerical value display areas Dn1 to Dn6, and the following numerical values are respectively displayed.

例えば、第１の数値表示領域Ｄｎ１には、顎骨３０内での皮質骨と海綿骨との境界位置Ｂｐ（図２参照）に基づいて、フィクスチャーの太さとして可能な最大の設計値が表示され、第２の数値表示領域Ｄｎ２には、フィクスチャーにかかる荷重に基づいて、フィクスチャーの太さとして可能な最小の設計値が表示される。   For example, in the first numerical value display area Dn1, the maximum design value possible as the thickness of the fixture is displayed based on the boundary position Bp (see FIG. 2) between the cortical bone and the cancellous bone in the jawbone 30. In the second numerical value display area Dn2, the minimum design value possible as the thickness of the fixture is displayed based on the load applied to the fixture.

また、第３の数値表示領域Ｄｎ３には、顎骨３０内での神経Ｓｐや血管Ｂｖなど（図２、図９参照）の位置に基づいて、フィクスチャーの長さとして可能な最大の設計値が表示され、第４の数値表示領域Ｄｎ４には、海綿骨の骨密度の指標となるＣＴ値に基づいて海綿骨部分でのフィクスチャーの必要な長さが表示される。   In the third numerical value display area Dn3, the maximum possible design value as the length of the fixture is based on the position of the nerve Sp, blood vessel Bv, etc. (see FIGS. 2 and 9) in the jawbone 30. In the fourth numerical display area Dn4, the necessary length of the fixture in the cancellous bone portion is displayed based on the CT value as an index of the bone density of the cancellous bone.

また、第５及び第６の数値表示領域Ｄｎ５及びＤｎ６には、顎骨内での血流量の多さの目安となる血流パラメータが表示される。第５の数値表示領域Ｄｎ５には、フィクスチャーを埋め込まない状態での海綿骨部分での血流量の目安となる術前血流パラメータが表示され、第６の数値表示領域Ｄｎ６には、フィクスチャーを埋め込んだ状態での海綿骨部分での血流の目安となる術後血流パラメータが表示される。   In the fifth and sixth numerical value display areas Dn5 and Dn6, blood flow parameters serving as a measure of the amount of blood flow in the jawbone are displayed. In the fifth numerical display area Dn5, preoperative blood flow parameters serving as a guide for the blood flow in the cancellous bone portion without the fixture being embedded are displayed, and in the sixth numerical display area Dn6, the fixture is displayed. A postoperative blood flow parameter that is a measure of blood flow in the cancellous bone portion in a state in which is embedded is displayed.

そして、インプラント設計装置のプロセッサ１００ａは、ユーザ操作により、上記フィクスチャーの長さと太さとが上記最大値と最小値との間の範囲外に設定されたとき、あるいは上記フィクスチャーの長さと太さとが上記最大値と最小値との間に設定された場合でも、シミュレーション部１１０が、術後血流パラメータが術前血流パラメータより小さいと判定したときには、表示画面上での警告表示、あるいは音声による警報を発するための警報信号を出力する。   Then, the processor 100a of the implant design device, when the length and thickness of the fixture is set outside the range between the maximum value and the minimum value by the user operation, or the length and thickness of the fixture Is set between the maximum value and the minimum value, when the simulation unit 110 determines that the postoperative blood flow parameter is smaller than the preoperative blood flow parameter, a warning display on the display screen or a sound is displayed. Outputs an alarm signal for issuing an alarm.

そして設計部１２０は、上記のようにしてインプラントのシミュレーションにより求められた患者の最適なインプラントモデルに基づいて歯科用インプラントの設計を行う。   And the design part 120 designs a dental implant based on the patient's optimal implant model calculated | required by the simulation of an implant as mentioned above.

この場合、歯科用インプラントは、インプラント本体、アバットメント、上部構造として設計されることとなる。   In this case, the dental implant will be designed as an implant body, an abutment and a superstructure.

また、上記設計部１２０は、上記のようにしてインプラントのシミュレーションにより求められた患者の最適なインプラントモデルから、インプラント手術で用いる手術治具の設計を行う。   In addition, the design unit 120 designs a surgical jig used in an implant operation from the optimal implant model of the patient obtained by the implant simulation as described above.

このように本実施形態では、歯科用インプラントをコンピュータによる画像処理を用いて設計するインプラント設計装置１００において、患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成する顎骨モデル作成部１１１と、歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するインプラントモデル作成部１１２と、該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルに組み込んで、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするシミュレーション部１１０と、該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計する設計部１２０とを備えたので、歯科用インプラントを、患者の顎骨の構造や状態に合わせて患者毎に最適な形状に設計することができる。   As described above, in the present embodiment, in the implant design apparatus 100 that designs a dental implant using image processing by a computer, a jawbone model creation unit 111 that creates a jawbone model from jawbone data indicating the structure of a patient's jawbone, Implant model creation unit 112 for creating an implant model from implant data indicating the outer shape of the dental implant, and a simulation of embedding a dental implant in a patient's jaw bone by incorporating the implant model into a specified part of the jaw bone model And a design unit 120 for designing the dental implant from an implant model obtained by modifying and modifying the implant data in accordance with the simulation result. It can be designed for optimal shape for each patient in accordance with the structure and conditions.

また、上記シミュレーション部１１０は、ユーザによるインプラント設計を支援する機能（設計支援機能）を搭載しているので、ユーザ操作により、上記フィクスチャーの長さと太さとが上記最大値と最小値との間の範囲外に設定されたとき、あるいは上記フィクスチャーの長さと太さとが上記最大値と最小値との間に設定された場合でも、シュミレーション部１１０が、術後血流パラメータが術前血流パラメータより小さいと判定したときには、表示画面上での警告表示、あるいは音声による警報が発せられることとなり、より信頼性の高いインプラントの設計を少ない労力で行うことができる。   In addition, since the simulation unit 110 has a function (design support function) for supporting the implant design by the user, the length and thickness of the fixture are set between the maximum value and the minimum value by a user operation. Even when the length and thickness of the fixture are set between the maximum value and the minimum value, the simulation unit 110 sets the postoperative blood flow parameter as the preoperative blood flow. When it is determined that the parameter is smaller than the parameter, a warning is displayed on the display screen or a voice alarm is issued, so that a more reliable implant can be designed with less effort.

また、本実施形態１では、インプラントの設計と同時に、設計されたインプラントの形状データに基づいて、手術治具を設計するので、インプラント手術の準備を短期間に行うことができる。   In the first embodiment, since the surgical jig is designed based on the shape data of the designed implant simultaneously with the design of the implant, preparation for the implant operation can be performed in a short time.

なお、上記実施形態１では、顎骨データ格納部１０１に格納される顎骨データＤａｈは、Ｘ線ＣＴ撮影により得られたものとし、骨部分のＸ線ＣＴ撮影で得られたＣＴ値を血流量の指標となる血流パラメータとして用いているが、顎骨データ格納部１０１に格納される顎骨データをＭＲＩ撮影により得られたものとし、このＭＲＩ撮影で得られる灌流強調画像を用いて血流量を診断するようにしてもよい。   In the first embodiment, it is assumed that the jaw bone data Dah stored in the jaw bone data storage unit 101 is obtained by X-ray CT imaging, and the CT value obtained by X-ray CT imaging of the bone portion is used as the blood flow rate. Although it is used as a blood flow parameter as an index, it is assumed that jaw bone data stored in the jaw bone data storage unit 101 is obtained by MRI imaging, and blood flow volume is diagnosed using a perfusion weighted image obtained by this MRI imaging. You may do it.

以下、本発明の実施形態２として、ＭＲＩ撮影で得られた画像データである灌流強調画像を用いて血流量を診断するインプラント設計装置について説明する。
（実施形態２）
図１５は、本発明の実施形態２によるインプラント設計装置を説明する図であり、図１５（ａ）は、患者の顎骨を撮影するＭＲＩ撮影装置、及びＭＲＩ撮影装置で得られた患者の顎骨の画像データを用いるインプラント設計装置を示し、図１５（ｂ）は、インプラント設計装置の基本構成を示し、図１５（ｃ）は、インプラント設計装置の具体的な構成を示している。Hereinafter, as Embodiment 2 of the present invention, an implant design apparatus for diagnosing blood flow using a perfusion weighted image that is image data obtained by MRI imaging will be described.
(Embodiment 2)
FIG. 15 is a diagram for explaining an implant design apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 15A is an MRI imaging apparatus for imaging a patient's jaw bone, and a patient's jaw bone obtained by the MRI imaging apparatus. FIG. 15B shows a basic configuration of the implant design apparatus, and FIG. 15C shows a specific configuration of the implant design apparatus.

この実施形態２のインプラント設計装置２００は、患者の顎骨の構造を示すデータとして、患者の顎骨をＭＲＩ撮影装置９０により撮影して得られた画像データＤａｈｍを用い、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術のシミュレーションでは、このＭＲＩ撮影による画像データＤａｈｍから得られる灌流強調画像を用いて血流量を診断する点で、上記実施形態１のインプラント設計装置とは異なっている。   The implant design apparatus 200 according to the second embodiment uses image data Dahm obtained by imaging the patient's jawbone with the MRI imaging apparatus 90 as data indicating the structure of the patient's jawbone, and applies the dental implant to the patient's jawbone. The simulation of the implantation operation is different from the implant design apparatus of the first embodiment in that blood flow is diagnosed using a perfusion weighted image obtained from the image data Dahm obtained by MRI imaging.

つまり、この実施形態２のインプラント設計装置２００は、実施形態１のインプラント設計装置１００における、Ｘ線ＣＴ撮影で得られた画像データＤａｈを受けるシミュレーション部１１０及び顎骨モデル作成部１１１に代えて、ＭＲＩ撮影により得られた画像データＤａｈｍを受けるシミュレーション部２１０及び顎骨モデル作成部２１１を備えたものであり、その他の構成は、実施形態１のインプラント設計装置２００と同一である。また、この実施形態２のシミュレーション部２１０では、上記実施形態１における術後血流パラメータ及び術前血流パラメータに代えて、灌流強調画像の情報から得られる術後血流量及び術前血流量を用いている。   That is, the implant design apparatus 200 according to the second embodiment uses an MRI instead of the simulation unit 110 and the jawbone model creation unit 111 that receive the image data Dah obtained by X-ray CT imaging in the implant design apparatus 100 according to the first embodiment. A simulation unit 210 and a jawbone model creation unit 211 that receive image data Dahm obtained by imaging are provided, and other configurations are the same as those of the implant design device 200 of the first embodiment. Moreover, in the simulation part 210 of this Embodiment 2, it replaces with the postoperative blood flow parameter and the preoperative blood flow parameter in the said Embodiment 1, and changes the postoperative blood flow volume and the preoperative blood flow volume obtained from the information of a perfusion emphasis image. Used.

以下、ＭＲＩ（核磁気共鳴画像法：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）について簡単に説明する。また、シミュレーション部２１０及び顎骨モデル作成部２１１は、実施形態１のシミュレーション部１１０及び顎骨モデル作成部１１１の構成に加えて、灌流強調画像に基づいたインプラントモデルのシミュレーションを可能とする構成を有するものである。   In the following, MRI (magnetic resonance imaging) will be briefly described. In addition to the configurations of the simulation unit 110 and the jawbone model creation unit 111 of the first embodiment, the simulation unit 210 and the jawbone model creation unit 211 have a configuration that enables simulation of an implant model based on a perfusion-emphasized image. It is.

ところで、ＭＲＩは、核磁気共鳴（ＮＭＲ：ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）現象を利用して生体内の内部の情報を画像にする方法である。この方法では、断層画像としてはＸ線ＣＴ撮影と一見よく似た画像が得られるが、Ｘ線ＣＴ撮影とは全く異なる物質の物理的性質に着目した撮影法であるため、Ｘ線ＣＴ撮影で得られない情報が多く得られ、ＭＲＩの原理は以下のとおりである。   By the way, MRI is a method in which information inside a living body is converted into an image using a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon. In this method, an image that looks similar to X-ray CT imaging is obtained as a tomographic image, but is an imaging method that focuses on the physical properties of a substance that is completely different from X-ray CT imaging. A lot of information that cannot be obtained is obtained, and the principle of MRI is as follows.

そもそも、電子とともに原子を構成する原子核のうちの、原子番号と質量数がともに偶数でない原子核は、その原子核スピンにより磁石の性質を持つが、それぞれの原子核スピンの磁化方向はばらばらであり全体としては磁化を発生しない。この状態で、外部から（強い）静磁場を作用させると、原子核スピンの持つ磁化の方向は磁場をかけた向きにわずかに揃う。これにより、全体として磁場をかけた向きに磁化が行われる。   In the first place, nuclei whose atoms and mass numbers are not even among the nuclei that constitute atoms with electrons have the properties of magnets due to their nuclear spins, but the magnetization directions of each nuclear spin are disjoint and as a whole Does not generate magnetization. In this state, when a (strong) static magnetic field is applied from the outside, the magnetization direction of the nuclear spin is slightly aligned with the direction in which the magnetic field is applied. Thereby, magnetization is performed in the direction in which a magnetic field is applied as a whole.

また、この原子核磁化の方向は、特定周波数の高周波パルス電圧の印加により、静磁場方向を軸として歳差運動（コマの首振り運動と同様な運動）を行うこととなるが、そのパルス電圧の印加を停止すれば徐々に元の状態に戻る。   The direction of the nuclear magnetization is precession (similar to the swing motion of the top) with the static magnetic field as the axis by applying a high-frequency pulse voltage of a specific frequency. If the application is stopped, the original state is gradually restored.

ここで、このパルス電圧の印加をやめて定常状態に戻るまでの過程（緩和現象）で、人体のそれぞれの組織によって戻る速さが異なる。核磁気共鳴画像法では、各組織における戻り方の違いを信号処理により画像化して人体の３次元画像を作成する。   Here, in the process (relaxation phenomenon) until the application of the pulse voltage is stopped to return to the steady state, the return speed varies depending on each tissue of the human body. In nuclear magnetic resonance imaging, the difference in return in each tissue is imaged by signal processing to create a three-dimensional image of the human body.

なお、原子核スピンにより磁石の性質を持つ原子核であれば、その挙動を全て画像データに反映することが可能であるが、人体に含まれる原子のうちで原子核が磁石の性質を持つものは、水素の除いてはその含有量が極微量であるため、医療用ＭＲＩでは、水素原子の原子核の挙動から画像データを取得している。   It is possible to reflect the behavior of all nuclei that have the properties of a magnet by nuclear spins in the image data. Of the atoms contained in the human body, those that have the properties of a magnet are hydrogen. Since the content is extremely small except for, in medical MRI, image data is acquired from the behavior of atomic nuclei of hydrogen atoms.

従って、海綿骨などの組織内で水の偏在している箇所は血管があることから、ＭＲＩ撮影により得られた画像データから血流量を示す情報を抽出することができ、この実施形態２では、特に血流量を診断する画像として灌流強調画像を用いている。   Therefore, since there is a blood vessel in a portion where water is unevenly distributed in a tissue such as cancellous bone, information indicating the blood flow rate can be extracted from image data obtained by MRI imaging. In particular, a perfusion weighted image is used as an image for diagnosing blood flow.

次に動作について説明する。   Next, the operation will be described.

具体的には、本実施形態２のインプラント設計装置を用いてインプラントを設計する方法について説明する。   Specifically, a method for designing an implant using the implant design apparatus according to the second embodiment will be described.

本実施形態２のインプラント設計装置２００では、予め患者の顎骨をＭＲＩ撮影装置９０により撮影して得られた、患者の顎骨の構造を示す顎骨データＤａｈｍが顎骨データ格納部１０１に格納されている。また、このインプラント設計装置２００のインプラント標準データ格納部１０２には、実施形態１と同様に、構造、サイズ、材料などの異なる種々の歯科用インプラントの外形形状を示すインプラント標準データＳＤｉｐが格納されている。   In the implant design apparatus 200 according to the second embodiment, jaw bone data Dham indicating the structure of the patient's jaw bone obtained by photographing the patient's jaw bone with the MRI imaging apparatus 90 in advance is stored in the jaw bone data storage unit 101. The implant standard data storage unit 102 of the implant design apparatus 200 stores implant standard data SDip indicating the external shapes of various dental implants having different structures, sizes, materials, etc., as in the first embodiment. Yes.

担当医（ユーザ）が、操作部１１４から、患者の希望する歯科用インプラントの種類を入力すると、インプラント設計装置２００のインプラント標準データ格納部１０２に格納されている種々のインプラント標準データから、患者の希望に応じた歯科用インプラントのインプラント標準データＳＤｉｐが選択される。このとき、インプラント標準データＳＤｉｐに基づいて、色や材質は同じであるが、直径、長さなどのサイズの異なる規格品の歯科用インプラントが表示部１１６に複数表示される。   When the doctor in charge (user) inputs the type of dental implant desired by the patient from the operation unit 114, the patient's doctor can select from the various implant standard data stored in the implant standard data storage unit 102 of the implant design device 200. The dental implant standard data SDip is selected as desired. At this time, based on the implant standard data SDip, a plurality of standard dental implants having the same color and material but different sizes such as diameter and length are displayed on the display unit 116.

次に、担当医が、操作部１１４の操作により、検査結果など（例えば患者の顎骨の構造）から適切と予測される歯科用インプラントを、表示されているサイズの異なる複数の規格品の歯科用インプラントのうちから選択すると、インプラント標準データ格納部１０２から、１つの規格品の歯科用インプラントの外形形状を示すインプラント標準データＳＤｉｐが初期インプラントデータとしてインプラントモデル作成部１１２に供給される。なお、このインプラント標準データＳＤｉｐは、フィクスチャーの形状データ、アバットメントの形状データ、及び補綴冠の形状データを含んでいる。   Next, the doctor in charge uses the operation unit 114 to operate a plurality of standardized dental implants with different displayed sizes for dental implants that are predicted to be appropriate based on examination results (for example, the structure of the patient's jawbone). When one of the implants is selected, implant standard data SDip indicating the outer shape of one standard dental implant is supplied from the implant standard data storage unit 102 to the implant model creation unit 112 as initial implant data. The implant standard data SDip includes fixture shape data, abutment shape data, and prosthetic crown shape data.

インプラントモデル作成部１１２は、インプラント標準データＳＤｉｐに基づいて、フィクスチャーのモデル２１ａ、アバットメントのモデル２２ａ、及び補綴冠のモデル２３ａを含むインプラントモデルＭｉｐ（図５参照）を作成する。   The implant model creation unit 112 creates an implant model Mip (see FIG. 5) including a fixture model 21a, an abutment model 22a, and a prosthetic crown model 23a based on the implant standard data SDip.

また、このとき、顎骨モデル作成部２１１は、顎骨データ格納部１０１から顎骨データＤａｈｍを受けて顎骨モデルＭａｈを生成する。ここでは、これらのモデルとして、それぞれ３次元モデルを用いるが、必ずしも３次元モデルに限らない。   At this time, the jawbone model creation unit 211 receives the jawbone data Dahm from the jawbone data storage unit 101 and generates a jawbone model Mah. Here, a three-dimensional model is used as each of these models, but it is not necessarily limited to a three-dimensional model.

これらのモデルは、シミュレーション部２１０にて合成されて、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術のシミュレーションが実施形態１と同様に行われる。   These models are synthesized by the simulation unit 210, and a simulation of an operation for implanting a dental implant in a patient's jawbone is performed in the same manner as in the first embodiment.

ただし、この実施形態２では、顎骨データＤａｈｍはＭＲＩ撮影により得られたものであるため、表示部１１６の画面上には、顎骨モデルの歯牙欠損部Ａの周辺での血流量を例えば赤色などの濃淡により示す灌流強調画像が表示されている。   However, in the second embodiment, since the jaw bone data Dahm is obtained by MRI imaging, the blood flow around the tooth defect portion A of the jaw bone model is displayed on the screen of the display unit 116, for example, red. A perfusion emphasized image indicated by shading is displayed.

従って、この実施形態２のインプラント設計装置２００では、患者の最適なインプラントモデルを求めるシミュレーションを行う際、担当医は、フィクスチャーモデルの形状及び位置を灌流強調画像に基づいて決定することができる。   Therefore, in the implant design apparatus 200 according to the second embodiment, when performing a simulation for obtaining an optimal implant model of a patient, the doctor in charge can determine the shape and position of the fixture model based on the perfusion weighted image.

なお、この実施形態２においても、実施形態１と同様に、顎骨モデルＭａｈの歯牙欠損部Ａでの隣接する歯の離間間隔、及びそれらの歯の大きさに合わせて、補綴冠モデル２３ａの最適位置及び最適サイズを決定する処理、補綴冠モデル２３ａの理想的な位置に基づいて、フィクスチャーモデル２１ａの挿入位置、及びアバットメントモデル２２ａの方向などを決定する処理、さらに、フィクスチャーモデル２１ａの太さをを決定する処理が行われる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, the prosthetic crown model 23a is optimized in accordance with the spacing between adjacent teeth in the tooth defect portion A of the jawbone model Mah and the size of the teeth. A process for determining the position and the optimum size, a process for determining the insertion position of the fixture model 21a, the direction of the abutment model 22a, and the like based on the ideal position of the prosthetic crown model 23a; Processing for determining the thickness is performed.

この実施形態２では、特に顎骨モデルの歯牙欠損部Ａの周辺での血流量をインプラントの設計を行う上で重要な要素としているが、それは、血流量により幹細胞がインプラントの周辺に運ばれてくる量が決まり、幹細胞が多ければ多いほど骨の成長が促進され、インプラントと海綿骨及び皮質骨との癒着（オッセオ・インテグレーション）が良好に行われるからである。   In the second embodiment, the blood flow rate around the tooth defect portion A of the jaw bone model is an important element in designing the implant, and stem cells are carried around the implant by the blood flow rate. This is because the amount of stem cells is determined, and the more stem cells, the more the bone growth is promoted and the better the osseointegration between the implant and the cancellous and cortical bone.

このように本実施形態２では、歯科用インプラントをコンピュータによる画像処理を用いて設計するインプラント設計装置２００において、患者の顎骨の構造を示す、ＭＲＩ撮影により得られた顎骨データから顎骨モデルを作成する顎骨モデル作成部２１１と、歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するインプラントモデル作成部１１２と、該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルに組み込んで、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするシミュレーション部２１０と、該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計する設計部１２０とを備えたので、歯科用インプラントを、患者の顎骨の構造や状態に合わせて患者毎に最適な形状に設計することができる。   As described above, in the second embodiment, in the implant design apparatus 200 for designing a dental implant using image processing by a computer, a jaw bone model is created from jaw bone data obtained by MRI imaging showing the structure of a patient's jaw bone. A jaw bone model creation unit 211, an implant model creation unit 112 that creates an implant model from implant data indicating the external shape of the dental implant, and a patient's jaw bone that is incorporated into the implant model at a designated site of the jaw bone model. Since it includes a simulation unit 210 that simulates an operation for implanting a dental implant, and a design unit 120 that designs the dental implant from an implant model obtained by modifying and modifying the implant data according to the simulation result. Dentistry The implant can be designed to optimum shape for each patient in accordance with the structure and condition of the patient's jawbone.

また、上記シミュレーション部２１０は、ユーザによるインプラント設計を支援する機能（設計支援機能）を搭載しているので、ユーザ操作により、上記フィクスチャーの長さと太さとが上記最大値と最小値との間の範囲外に設定されたとき、あるいは上記フィクスチャーの長さと太さとが上記最大値と最小値との間に設定された場合でも、シュミレーション部２１０が、術後血流量が術前血流量より小さいと判定したときには、表示画面上での警告表示、あるいは音声による警報が発せられることとなり、より信頼性の高いインプラントの設計を少ない労力で行うことができる。   In addition, since the simulation unit 210 is equipped with a function (design support function) that supports the implant design by the user, the length and thickness of the fixture are set between the maximum value and the minimum value by a user operation. Even when the length and thickness of the fixture are set between the maximum value and the minimum value, the simulation unit 210 determines that the postoperative blood flow is higher than the preoperative blood flow. When it is determined that the size is small, a warning display on the display screen or a voice warning is issued, so that a more reliable implant design can be performed with less effort.

また、本実施形態２では、インプラントの設計と同時に、設計されたインプラントの形状データに基づいて、手術治具を設計するので、インプラント手術の準備を短期間に行うことができる。   In the second embodiment, since the surgical jig is designed based on the shape data of the designed implant simultaneously with the design of the implant, preparation for the implant operation can be performed in a short time.

さらに、本実施形態２では、患者の顎骨の構造を示すデータとして、患者の顎骨をＭＲＩ撮影により得られた画像データＤａｈｍを用い、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術のシミュレーションでは、このＭＲＩ撮影による画像データＤａｈｍから得られる灌流強調画像に基づいて血流量を診断するので、顎骨のインプラント周辺での血流量を確保して、インプラント周辺での骨の成長を促進し、良好なオッセオ・インテグレーションを早期に実現することが可能となる効果がある。   Further, in the second embodiment, image data Dahm obtained by MRI imaging of the patient's jaw bone is used as data indicating the structure of the patient's jaw bone, and this MRI is performed in the operation simulation of implanting a dental implant in the patient's jaw bone. Since blood flow is diagnosed based on perfusion-weighted images obtained from image data Dahm obtained by imaging, blood flow around the implant around the jaw bone is secured, bone growth around the implant is promoted, and good osseo integration There is an effect that can be realized at an early stage.

なお、本実施形態１あるいは２のインプラント設計装置１００あるいは２００は、プロセッサ、記憶装置、ユーザインターフェース（入力操作部）、出力部を有する通常のパーソナルコンピュータにより実現可能なものであり、パーソナルコンピュータに以下のインプラント設計用プログラムをインストールすることで、パーソナルコンピュータ上に上記インプラント設計装置１００あるいは２００を実現することができる。   The implant design device 100 or 200 according to the first or second embodiment can be realized by a normal personal computer having a processor, a storage device, a user interface (input operation unit), and an output unit. By installing the implant design program, the implant design apparatus 100 or 200 can be realized on a personal computer.

このようなインプラント設計用プログラムは、基本的には、コンピュータが、患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成するステップと、歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するステップと、該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルに組み込むことにより、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするステップと、該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計するステップとを実行する、プログラムである。   In such an implant design program, basically, a computer creates a jaw model from jaw bone data indicating the structure of the patient's jaw bone, and an implant model from the implant data indicating the external shape of the dental implant. Simulating an operation of implanting a dental implant in a patient's jaw bone by incorporating the implant model into a specified site of the jaw bone model, and modifying the implant data according to the result of the simulation And a step of designing the dental implant from the deformed implant model.

また、このようなプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納しておき、必要に応じてコンピュータに読み込むことで、上記インプラント設計装置を構築することができる。ここで、コンピュータ読取可能な記録媒体は、光ディスク、ハードディスクなどである。また、上記プログラムは、記録媒体に格納したものに限らず、インターネット上の所定のサーバーに格納したものであってもよく、この場合、プログラムはインターネット上の所定のサーバーから通信回線を介してダウンロードすることができる。   Moreover, such an implant design apparatus can be constructed by storing such a program in a computer-readable recording medium and reading it into a computer as necessary. Here, the computer-readable recording medium is an optical disk, a hard disk, or the like. Further, the program is not limited to being stored in a recording medium, but may be stored in a predetermined server on the Internet. In this case, the program is downloaded from a predetermined server on the Internet via a communication line. can do.

なお、上記実施形態１及び２では、シミュレーション部１１０及び２１０は、シミュレーションによるインプラントの設計をアシストする機能（設計支援機能）を有しているものを示したが、シミュレーション部１１０及び２１０は、上記シミュレーションによるインプラントの設計をアシストする機能を有していないものでもよい。   In the first and second embodiments, the simulation units 110 and 210 have the function of assisting the design of the implant by simulation (design support function). However, the simulation units 110 and 210 have the functions described above. It may not have a function to assist the design of the implant by simulation.

本発明は、患者の顎骨のコンピューター断層撮影により得られた３次元画像を用いて、顎骨に埋め込む歯科用インプラントを設計する方法及び装置の分野において、歯科用インプラントを、患者の顎骨の構造や状態に合わせて患者毎に最適な形状に設計することができる方法及び装置を提供することができるものである。   The present invention relates to a method and apparatus for designing a dental implant to be embedded in a jaw bone using a three-dimensional image obtained by computer tomography of the patient's jaw bone. Therefore, it is possible to provide a method and apparatus that can be designed into an optimal shape for each patient.

２０ 歯科用インプラント
２１ インプラント本体（フィクスチャー）
２１ａ フィクスチャーモデル
２２ 支柱（アバットメント）
２２ａ アバットメントモデル
２３ 上部構造（人工歯あるいは補綴冠）
２３ａ 補綴冠モデル
３０ 患者の顎骨
３１ 海綿骨
３２ 皮質骨
３３ 歯肉
８０ ＣＴスキャン装置
９０ ＭＲＩ撮影装置
１００、２００ インプラント設計装置
１００ａ プロセッサ
１００ｂ 記憶装置
１００ｃ ユーザインターフェース
１００ｄ 出力部
１０１ 顎骨データ格納部
１０２ インプラント標準データ格納部
１１０、２１０ シミュレーション部
１１１ 顎骨モデル作成部
１１２ インプラントモデル作成部
１１３ 入力制御部
１１４ 操作部
１１５ 表示制御部
１１６ 表示部
１２０ 設計部
Ｄａｈ 顎骨データ
Ｄｂ データバス
Ｍａｈ 顎骨モデル
Ｍｉｐ インプラントモデル
ＭＤｉｐ インプラント変形データ
ＳＤｉｐ インプラント標準データ20 Dental implant 21 Implant body (fixture)
21a Fixture model 22 Strut (Abutment)
22a Abutment model 23 Superstructure (artificial tooth or prosthetic crown)
23a prosthetic crown model 30 patient's jaw bone 31 cancellous bone 32 cortical bone 33 gingiva 80 CT scanning device 90 MRI imaging device 100, 200 implant design device 100a processor 100b storage device 100c user interface 100d output unit 101 jaw bone data storage unit 102 implant standard data Storage unit 110, 210 Simulation unit 111 Jaw bone model creation unit 112 Implant model creation unit 113 Input control unit 114 Operation unit 115 Display control unit 116 Display unit 120 Design unit Dah Jaw bone data Db Data bus Mah Jaw bone model Mip Implant model MDip Implant deformation data SDip implant standard data

Claims (15)

歯科用インプラントをコンピュータにより設計するインプラント設計方法であって、
患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成するステップと、
歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するステップと、
該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルを組み込むことにより、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするステップと、
該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計するステップと
を含む、インプラント設計方法。An implant design method for designing a dental implant by a computer,
Creating a jawbone model from jawbone data representing the structure of the patient's jawbone;
Creating an implant model from implant data indicating the external shape of the dental implant;
Simulating the operation of implanting a dental implant in a patient's jawbone by incorporating the implant model at a specified site of the jawbone model;
Designing the dental implant from an implant model obtained by modifying and modifying the implant data in accordance with the result of the simulation. 請求項１に記載のインプラント設計方法において、
前記シミュレーションを行うステップは、
前記顎骨モデルと、該顎骨モデルに埋め込まれた前記インプラントモデルとの位置関係に基づいて、前記インプラントモデルのサイズの上限値及び下限値を決定するステップと、
前記変形させたインプラントモデルのサイズが、該上限値及び下限値で示される範囲外のサイズであるとき、警告を発するステップとを含む、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 1,
The step of performing the simulation includes:
Determining an upper limit value and a lower limit value of the size of the implant model based on a positional relationship between the jaw bone model and the implant model embedded in the jaw bone model;
And issuing a warning when the size of the deformed implant model is outside the range indicated by the upper limit value and the lower limit value. 請求項２に記載のインプラント設計方法において、
前記患者の顎骨の構造を示す顎骨データは、該患者の顎骨のコンピューター断層撮影により得られた画像データである、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 2,
The jaw design method, wherein the jawbone data indicating the structure of the patient's jawbone is image data obtained by computer tomography of the patient's jawbone. 請求項３に記載のインプラント設計方法において、
前記コンピューター断層撮影は、Ｘ線ＣＴ撮影あるいはＭＲＩ撮影である、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 3,
The computed tomography is an X-ray CT imaging or MRI imaging method for implant design. 請求項４に記載のインプラント設計方法において、
前記患者の顎骨の構造を示す顎骨データは、該患者の顎骨のＸ線ＣＴ撮影により得られた画像データであり、
前記シミュレーションを行うステップは、
前記顎骨モデルに前記フィクスチャーモデルを埋め込んでいない状態における、該顎骨モデルの海綿骨部分の血流量の目安となる術前血流パラメータを、該Ｘ線ＣＴ撮影により得られた画像データに含まれるＣＴ値に基づいて導出するステップと、
該顎骨モデルに該フィクスチャーモデルを埋め込んだ状態における、該顎骨モデルの海綿骨部分の血流量の目安となる術後血流パラメータを、該ＣＴ値、及び前記顎骨モデルと前記インプラントモデルとの位置関係に基づいて導出するステップとを含み、
前記警告を発するステップは、前記変形させたインプラントモデルのサイズが、前記上限値及び下限値が示す範囲内のサイズであっても、該術前血流パラメータ及び該術後血流パラメータから、術後の血流量が術前の血流量より低下すると判定されるとき、警告を発するステップである、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 4,
Jaw bone data indicating the structure of the patient's jawbone is image data obtained by X-ray CT imaging of the patient's jawbone;
The step of performing the simulation includes:
Preoperative blood flow parameters that serve as a guide for blood flow in the cancellous bone portion of the jaw bone model in a state where the fixture model is not embedded in the jaw bone model are included in the image data obtained by the X-ray CT imaging. Deriving based on CT values;
In the state where the fixture model is embedded in the jawbone model, the postoperative blood flow parameter which is a measure of the blood flow in the cancellous bone portion of the jawbone model, the CT value, and the position of the jawbone model and the implant model Deriving based on relationships,
The step of issuing the warning is based on the preoperative blood flow parameter and the postoperative blood flow parameter, even if the deformed implant model has a size within the range indicated by the upper limit value and the lower limit value. An implant design method, which is a step of issuing a warning when it is determined that the subsequent blood flow is lower than the pre-operative blood flow. 請求項２または５に記載のインプラント設計方法において、
前記シミュレーションの最初に用いるインプラントデータは、構造、サイズ、及び材料が異なる既成の複数の歯科用インプラントの中から選択した特定の歯科用インプラントの外形形状を表すインプラント標準データである、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 2 or 5,
The implant design method, wherein the implant data used at the beginning of the simulation is implant standard data representing an external shape of a specific dental implant selected from a plurality of existing dental implants having different structures, sizes, and materials. 請求項３または５に記載のインプラント設計方法において、
前記顎骨モデルを作成するステップは、
前記患者の顎骨のコンピューター断層撮影により得られた画像データの変換処理により該患者の顎骨の構造を示す顎骨データとして３次元画像データを作成するステップと、
該顎骨データとしての３次元画像データから３次元顎骨モデルを作成するステップとを含み、
前記インプラントモデルを作成するステップは、
前記インプラントデータとしての３次元画像データから３次元インプラントモデルを作成するステップを含み、
前記手術のシミュレーションを行うステップは、
該３次元顎骨モデルと該３次元インプラントモデルとを合成するステップを含む、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 3 or 5,
The step of creating the jawbone model includes
Creating three-dimensional image data as jawbone data indicating the structure of the patient's jawbone by a conversion process of image data obtained by computer tomography of the patient's jawbone;
Creating a three-dimensional jaw bone model from the three-dimensional image data as the jaw bone data,
Creating the implant model comprises:
Creating a 3D implant model from 3D image data as the implant data;
The step of simulating the surgery includes
An implant design method including the step of synthesizing the three-dimensional jaw model and the three-dimensional implant model. 請求項２または７に記載のインプラント設計方法において、
前記歯科用インプラントは、
前記患者の顎骨に埋め込まれるインプラント本体と、
該インプラント本体に固定される支柱と、
該支持に装着される人工歯とを有している、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 2 or 7,
The dental implant is
An implant body that is implanted in the patient's jawbone;
A strut secured to the implant body;
An implant design method comprising an artificial tooth attached to the support. 請求項８に記載のインプラント設計方法において、
前記インプラントデータは、前記歯科用インプラントを構成する前記インプラント本体、前記支柱、及び前記人工歯の外形形状をそれぞれ決める３次元画像データとして、インプラント本体データ、支柱データ、人工歯データを含み、
前記インプラントモデルを作成するステップは、前記インプラント本体データ、支柱データ、及び人工歯データから３次元インプラントモデルを作成するステップである、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 8,
The implant data includes implant body data, strut data, and artificial tooth data as three-dimensional image data that respectively determines the outer shape of the implant body, the struts, and the artificial teeth that constitute the dental implant.
The implant design method is a step of creating a three-dimensional implant model from the implant body data, strut data, and artificial tooth data. 請求項２または５に記載のインプラント設計方法において、
前記手術のシミュレーションを行うステップは、
前記顎骨モデルにおける皮質骨部と海綿骨部との境界と、前記インプラントモデルのインプラント本体との位置関係をシミュレートするステップを含む、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 2 or 5,
The step of simulating the surgery includes
An implant design method comprising simulating a positional relationship between a boundary between a cortical bone portion and a cancellous bone portion in the jaw bone model and an implant body of the implant model. 請求項２または５に記載のインプラント設計方法において、
前記手術のシミュレーションを行うステップは、
前記顎骨モデルにおける血管及び神経と、前記インプラントモデルのインプラント本体との位置関係をシミュレートするステップを含む、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 2 or 5,
The step of simulating the surgery includes
An implant design method comprising simulating a positional relationship between blood vessels and nerves in the jawbone model and an implant body of the implant model. 請求項９に記載のインプラント設計方法において、
前記手術のシミュレーションを行うステップは、
前記顎骨モデルに基づいて上顎と下顎の動きをシミュレートするステップと、
該上顎と該下顎の動きのシミュレーション結果に基づいて、前記患者の顎骨の歯欠損部に人工歯を配置したときに該人工歯を支えるインプラント本体にかかる荷重及び該荷重のかかる方向をシミュレートするステップとを含む、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 9,
The step of simulating the surgery includes
Simulating upper and lower jaw movements based on the jawbone model;
Based on the simulation results of the movement of the upper jaw and the lower jaw, the load applied to the implant body that supports the artificial tooth and the direction in which the load is applied are simulated when an artificial tooth is placed in the tooth defect portion of the jaw bone of the patient. And an implant design method. 請求項１２に記載のインプラント設計方法において、
前記手術のシミュレーションを行うステップは、前記荷重のシミュレーションにより得られたインプラント本体にかかる荷重に基づいて、該インプラント本体を患者の顎骨が支えられるか否かをシミュレートするステップを含む、インプラント設計方法。The implant design method according to claim 12,
The step of simulating the operation includes a step of simulating whether or not a patient's jawbone can be supported by the implant body based on a load applied to the implant body obtained by the simulation of the load. . 歯科用インプラントをコンピュータによる画像処理を用いて設計するインプラント設計装置であって、
患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成する顎骨モデル作成部と、
歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するインプラントモデル作成部と、
該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルに組み込んで、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするシミュレーション部と、
該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計する設計部と
を備えた、インプラント設計装置。An implant design apparatus for designing a dental implant using image processing by a computer,
A jawbone model creation unit that creates a jawbone model from jawbone data indicating the structure of the patient's jawbone;
An implant model creation unit for creating an implant model from implant data indicating the external shape of a dental implant;
A simulation unit for simulating a surgical operation in which a dental implant is embedded in a patient's jawbone by being incorporated in the implant model at a specified site of the jawbone model;
An implant design apparatus comprising: a design unit that designs the dental implant from an implant model obtained by modifying and deforming the implant data according to a result of the simulation. 歯科用インプラントを設計するインプラント設計方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
該コンピュータが、
患者の顎骨の構造を示す顎骨データから顎骨モデルを作成するステップと、
歯科用インプラントの外形形状を示すインプラントデータからインプラントモデルを作成するステップと、
該顎骨モデルの指定された部位に該インプラントモデルに組み込んで、患者の顎骨に歯科用インプラントを埋め込む手術をシミュレーションするステップと、
該シミュレーションの結果に応じて該インプラントデータを修正して変形させたインプラントモデルから該歯科用インプラントを設計するステップと
を実行する、インプラント設計プログラム。A program for causing a computer to execute an implant design method for designing a dental implant,
The computer
Creating a jawbone model from jawbone data representing the structure of the patient's jawbone;
Creating an implant model from implant data indicating the external shape of the dental implant;
Simulating the operation of implanting a dental implant into a patient's jawbone by incorporating it into the implant model at a specified site of the jawbone model;
And a step of designing the dental implant from an implant model obtained by modifying and modifying the implant data in accordance with a result of the simulation.
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