コンピュータ実装型の計画作成およびマスカスタマイズ骨構造の提供
コンピュータ実装型の方法であって、前記方法は、患者の医療処置の仮想計画作成を含み、前記医療処置は、前記患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含み、さらに、前記方法は、前記仮想計画作成に基づいて製作データを生成することを含み、前記製作データは前記骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、前記医用製品は前記医療処置で使用するように構成され、かつ前記医療処置を容易化するために前記患者に配置するように構成され、医療処置の前記仮想計画作成は、前記身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供し、さらに、前記方法は、前記位置データに応じて前記身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に医療処置の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、骨格調整を伴う医療処置のコンピュータ実装型の仮想計画作成に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第０７０４５０００号には、生体適合性インプラント、プロテーゼ、および医療用途で使用するためのインターベンションツールをカスタムフィットするための方法、技術、材料、および装置、ならびにそれらの使用が開示されている。国際公開第０７０４５０００号の開示に従って製作される装置は、適切な金属合金組成物を有し各使途に対し機能設計の仮想検証を受けた全てのプロテーゼまたはインターベンション装置がユーザのために個人化されるように、コンピュータ生成モデルに基づいて、追加の製造技術を用いて作成される。
【０００３】
しかし、国際公開第０７０４５０００号の開示は、既存の骨格状況に対しプロテーゼの追加調整のみを可能にする。それは、実現することのできる医療処置に関する深刻な制限である。
【０００４】
仮骨延長法は、骨格変形の再建のために使用される外科的プロセスである。骨は（皮質切開術により）外科的に２つのセグメントに分割される。延長技術は主に整形外科の分野では使用されてきたが、該プロセスは顔面骨格再建でも同様に効果的であることを示してきた。
【０００５】
しかし、そのような外科的延長プロセスの計画作成はこれまで試行錯誤の原則に基づいて行われるか、延長プロセスを実施する外科医の経験に非常に大きく依存している。したがって最終結果は、最初に計画された結果とはかなり異なる場合がある。
【０００６】
ゆえに、患者の骨構造調整を伴う医療処置の仮想計画作成を含む、改善された方法、システム、および／またはコンピュータプログラムは、有益であろう。特に、柔軟性、費用対効果、信頼性、患者安全性、および／または患者満足度の向上を可能にすることは有益であろう。
【発明の概要】
【０００７】
したがって、本発明の実施形態は、添付する特許請求の範囲に記載の方法、システム、コンピュータプログラム、医療用ワークステーション、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースを単独でまたは任意の組合せにより提供することによって、上記のような１つ以上の技術上の欠点、不利点、または問題点を好ましくは軽減、緩和、または解消しようとするものである。
【０００８】
本発明の第１態様では、コンピュータ実装型の方法を提供する。該方法は、患者の医療処置の仮想計画作成を含み、該医療処置は、患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む。さらに、該方法は、一部の実施形態では、仮想計画作成に基づいて製作データを生成することを含み、製作データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。医療処置の仮想計画作成は、身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供し、位置データに応じて身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成することを含む。
【０００９】
本発明の第２態様では、システムを提供する。該システムは患者の医療処置のコンピュータ実装型の仮想計画作成のために考案され、医療処置は患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む。一部の実施形態では、システムは、仮想計画作成に基づいて製作データを生成するためのユニットを備え、製作データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。医療処置の仮想計画作成のためのシステムは、身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するためのユニットを備える。さらにシステムは、位置データに応じて身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成するためのユニットを備える。
【００１０】
本発明のさらなる態様では、コンピュータによって処理するためのコンピュータプログラムを提供する。コンピュータプログラムは、患者の医療処置の仮想計画作成のための第１コードセグメントを含み、医療処置は患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む。一部の実施形態では、仮想計画作成に基づいて製作データを生成するための第２コードセグメントが設けられる。製作データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するための第３コードセグメント、および位置データに応じて身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成するための第４コードセグメントが設けられる。
【００１１】
本発明のさらなる実施形態が従属クレームで定義されており、そこでは、本発明の第２およびそれ以降の態様に関する特徴は、必要な変更が加えられて、第１の態様に関する特徴と同様である。
【００１２】
本発明の一部の実施形態は、患者の審美的に健全な身体部分の形成をもたらす。
【００１３】
本発明の一部の実施形態は、解剖学的に以前に存在した構造の再形成をもたらす。
【００１４】
本発明の一部の実施形態は、患者の解剖学的により正確な身体部分の形成をもたらす。
【００１５】
本明細書で使用する場合の用語「含む／含んでいる」は、記載した特徴、整数、ステップ、またはコンポーネントの存在を明記するものと解釈されるものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴、整数、ステップ、コンポーネント、またはそれらの群の存在または追加を排除するものではないことを強調しておきたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の実施形態が可能なこれらのおよび他の態様、特徴、および利点は、添付の図面を参照する本発明の実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【００１７】
【図１ａ−ｂ】図１ａは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の医療インプラントによる所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータによる方法の初期状態の略図である。図１ｂは、図１ａの仮想計画による所望の最終結果を示す略図である。
【図１ｃ−ｄ】図１ｃは、仮想計画された修復の最終結果を示す略図である。図１ｄは、仮想計画による修復の経過を示す略図である。
【図１ｅ−ｆ】図１ｅは、仮想計画による修復の経過を示す略図である。図１ｆは、仮想計画による修復の経過を示す略図である。
【図１ｇ】図１ｇは、修復の最終結果を示す略図である。
【００１８】
【図２ａ】図２ａは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の、人工骨構造を形成する膜処理による所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の初期状態の略図である。
【図２ｂ−ｃ】図２ｂは、図２ａの仮想計画による骨成長の仮想シミュレーションを示す略図である。図２ｃは、仮想計画による骨固定を示す略図である。
【図２ｄ−ｅ】図２ｄは、仮想計画により再形成される骨の仮想シミュレーションを示す略図である。図２ｅは、仮想計画の修復経過を示す略図である。
【図２ｆ−ｇ】図２ｆは、仮想計画の最終結果を示す略図である。図２ｇは、仮想計画に使用される仮想計画された医用製品の略図である。
【図２ｈ−ｉ】図２ｈは、仮想計画により製作される実際の外科用テンプレートを示す略図である。図２ｉは、修復の最終結果を示す略図である。
【００１９】
【図３ａ】図３ａは、具体的には望ましくない過剰の骨構造を持つ身体部分の骨組織の除去による所望の審美的形成および適切な骨構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の初期状態の略図である。
【図３ｂ】図３ｂは、図３ａの仮想計画の最終結果を示す略図である。
【図３ｃ】図３ｃは、仮想計画の所望の最終結果を示す略図である。
【図３ｄ】図３ｄは、仮想計画の途中経過を示す略図である。
【図３ｅ】図３ｅは、実際の医療処置の経過を示す略図である。
【図３ｆ】図３ｆは、実際の医療処置の経過を示す略図である。
【図３ｇ】図３ｇは、実際の医療処置の最終結果を示す略図である。
【００２０】
【図４ａ−ｂ】図４ａは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の延長処置による所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の初期状態の略図である。図４ｂは、仮想計画による所望のインプラント位置の決定を示す略図である。
【図４ｃ−ｄ】図４ｃは、仮想計画による最終インプラント位置の決定を示す略図である。図４ｄは、外科用テンプレートの仮想計画を示す略図である。
【図４ｅ−ｆ】図４ｅは、仮想計画の処置経過のシミュレーションを示す略図である。図４ｆは、仮想計画の処置経過のシミュレーションを示す略図である。
【図４ｇ−ｈ】図４ｇは、実際の歯科修復処置の経過を示す略図である。図４ｈは、実際の歯科修復処置の経過を示す略図である。
【図４ｉ】図４ｉは、最終結果を示す略図である。
【００２１】
【図５】図５は、医療処置を仮想的に計画する方法の実施形態のフローチャートである。
【００２２】
【図６】図６は、医療処置を仮想的に計画するためのシステムの略図である。
【００２３】
【図７】図７は、コンピュータ可読媒体に格納される、医療処置を仮想的に計画するためのコンピュータプログラムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施態様は添付の図面を参照しながら説明されるであろう。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施されることができ、本明細書中に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が充分かつ完全であり、当業者に本発明の範囲を充分に伝達できるように提供される。添付の図面において例示される実施形態の詳細な説明において使用される用語は、本発明を制限することを意図していない。図面において、類似の数字は類似の要素を示す。
【００２５】
実施形態では、医療処置、例えば歯科修復処置を仮想的に計画するためのツールを提供する。図５は、医療処置を仮想的に計画する方法５の実施形態のフローチャートである。
【００２６】
医療処置の最終アウトカムまたは少なくとも計画された最終アウトカムが、例えば患者入力データに基づく仮想計画作成方法によって、ステップ５００に提供される。この初期点すなわち最終アウトカムから、患者の骨格状況がステップ５１０で解析される。事前に計画された最終アウトカムを達成するために、所望の骨構造がステップ５２０で仮想的に計画される。骨構造を提供するための種々のツールは、骨成長および骨内成長を制御し、骨プロテーゼを提供し、骨部分を除去する等のような、骨構造の仮想計画作成のために使用することができる。データは骨構造または医用製品の後での製作のために仮想計画作成から提供され、医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。
【００２７】
実施形態では、仮想計画作成は、患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む患者の医療処置を仮想的に計画することを含む、コンピュータ実装型の方法として提供される。仮想計画作成に基づくデータが生成され、データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成される。実際の医療処置はこうして、仮想計画作成に基づいて実施することができる。
【００２８】
以下の説明は、口腔または顎顔面骨構造の仮想計画作成および後での形成に適用可能な本発明の実施形態に焦点を当てる。しかし、本発明はこの用途に限定されず、例えば目、耳、鼻、顎等のような頭蓋の構造、を含め、多くの他の解剖的構造に適用することができることは理解されるであろう。医療処置は顎顔面外科手術、顎矯正手術、および／または美容外科手術のような歯科手術を含み得る。
【００２９】
出発点
実施形態では、所望の形、形状、外観、容貌等の身体部分を提供するための医療処置の最終アウトカムのコンピュータ実装型の仮想計画作成を提供する。例えば顎矯正手術では、最終アウトカムは、適切な咬合、すなわち上顎および下顎の歯および臼歯が相互に適切に噛み合うこと、および審美的に快適な顔である。
【００３０】
医療処置の最終アウトカムのこの仮想計画作成は、
−例えばブリッジ構造を支持する歯科インプラントの位置決めを含む歯科修復物の仮想計画作成と、
−医療処置の容認できる最終アウトカムを定義するために、咬合線、咬合指数、唇位置、および／または良好な審美性のような処置パラメータを考慮することと
を含む。
【００３１】
この仮想計画による最終結果から出発して、患者の身体部分における骨構造が、最終結果に関連して解析される。この解析の結果、医療処置により最終結果を達成することができるようにするために、患者の身体部分における既存の解剖学的骨格構造を変えることが必要になり得る。
【００３２】
骨構造は、例えばインプラントを所定の位置に維持し、ブリッジ構造または他の歯科修復物を保持するための構造を提供するために、追加材料を付加しなければならない可能性がある。この場合、身体部分における解剖的構造に、骨プロテーゼまたは骨インプラントのような人工的要素を設けることができる。代替的に、または追加的に、医療処置の計画された最終結果の達成を容易化する所望の骨構造をもたらすために、身体部分に骨代用材料を提供することができる。代替的に、または追加的に、同一患者の自家移植骨代替物を仮想計画することができる。例えば仮想計画作成から提供されるデータは、骨を採取するための適切な切削テンプレートを製作するために使用することができる。代替的に、または追加的に、骨成長は、例えばヒドロキシアパタイトのような適切な骨成長物質を使用することによって所望の骨構造がもたらされるように、適切な方法でシミュレートすることができる。代替的に、または追加的に、適切な骨形成医療処置を、延長技術のような医療処置の仮想計画作成に追加することができる。
【００３３】
代替的に、または追加的に、医療処置の所望の最終結果を達成することができるようにするために、身体部分における骨の一部分を除去する必要があり得る。
【００３４】
切削テンプレートは、例えば良好な審美的結果をもたらすために、所望の最終結果の達成を妨げる骨構造の少なくとも一部分を除去するために使用することができる。これは、所望の審美的最終結果を達成するために、プロテーゼの位置が既存の骨組織と衝突する場合に当てはまり得る。例えば良好な唇位置、咬合、咬合指数、および／または笑顔等を達成するために、後で歯科修復物を支持する歯科インプラントの挿入に適した骨領域にアクセスするために、例えば顎組織の一部分を除去する必要があり得る。追加的に、または代替的に、骨組織内のインプラントの機械的強度を高めるために、骨構造から骨を除去することによって、骨構造を適応させることができる。
【００３５】
一部の実施形態では、骨構造のどこを切削するか外科医に指針を与えるための切削テンプレートを提供する。切削テンプレートは例えば、延長処置に適した方法で骨を採取するためまたは骨を切削するために使用することができる。代替的に、または追加的に、切削テンプレートは、所望の骨構造をもたらすために、所望の最終結果を達成するために医療処置が実施される身体部分から骨を除去するために使用することができる。
【００３６】
一部の実施形態では、医療処置の所望の最終結果は、計画前に、または処置自体を開始する前に、達成される可能性がある。例えば、身体部分における骨肉腫を患っている患者では、少なくとも腫瘍に冒された骨を外科的に除去しなければならない。外科的骨除去処置の前に、審美的外観および骨構造を登録することができる。この入力に基づく患者データは、その後の医学的再形成処置の最終結果として使用することができる。医学的適応症によって必要に応じて骨部分を除去した後、この解剖学的状況の患者データを、以下でさらに説明する通り、適切な手段によって提供することができる。
【００３７】
このようにして、単一の医療処置セッションは、例えば切削テンプレートを用いて骨組織物質を除去することによって骨構造を用意すること、および医療処置の所望の最終結果が得られるように適応された骨構造を有する身体部分に対し、事前計画されかつ事前製造されたプロテーゼを取り付けることを含むことができる。
【００３８】
医療処置のそのような仮想計画作成およびその後のステップを説明する幾つかの具体的な実施形態を、以下でさらに提示する。
【００３９】
インデータ
医療処置のコンピュータに基づく仮想計画作成のためのインデータは、デジタル化患者データを含むことができ、それには次のようなものが含まれる。
＊３Ｄデータ−例えばタッチ・プローブ・スキャナまたは光学スキャナを用いて、患者の身体部分の印象または鋳造模型をスキャンすることから得られる。
＊ＣＴ、ＭＲ、Ｘ線、超音波のような撮像モダリティからの患者データ。
＊２Ｄおよび３Ｄ写真。
＊３Ｄ骨格模型および／または皮膚模型。
【００４０】
デジタル化患者インデータから、診断および仮想治療計画作成を実行することができる。この患者治療計画作成は、医療処置で使用される製品の設計および製品カスタマイズを可能にする。このようにして、インプラント、プロテーゼ、骨代用材料を鋳造するための膜、外科用テンプレート、切削テンプレート、穿孔およびインプラント誘導外科手術用の外科用テンプレート、延長処置用の誘導テンプレート等のような医用製品の製作のためのデータが提供される。製品は暫間ブリッジ、ブリッジ用フレームワーク、最終ブリッジ、コーピング、アバットメント、外科用テンプレート、骨プロテーゼ、３Ｄ骨解剖学的インプラント、膜等を含むことができる。
【００４１】
このデータに基づいて、製品を製作し、医療処置の仮想計画に基づいて実際の医療処置を実行するために使用することができる。
【００４２】
計画作成ツール
医療処置の所望の最終結果を仮想的に計画するために、例えば仮想歯のライブラリ、顔のような身体部分の画像、内容全体を参照によって本書に援用する本願と同一出願人の国際公開第９５／２２２９９号に記載されているような仮想咬合器、穿孔およびインプラント誘導外科手術用の外科用テンプレートまたは切削テンプレートのためのデータを提供するためのインプラント位置のシミュレーション等のような、幾つかのツールを使用することができる。そのようなツールを用いて、医療処置の所望の最終結果を仮想的に決定または検証することができる。
【００４３】
ＮｏｂｅｌＧｕｉｄｅ（登録商標）のコンセプトによってもたらされたデュアルスキャン技術に従って、幾つかのＣＴスキャンの照合を行うことができる。それは、例えばラジオグラフィックガイドと患者データを照合するために使用される。
【００４４】
様々な入力源からのデータを照合するための別の照合技術は例えば、２００７年１月１７日に出願した本願と同一出願人の特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５０４２６号に記載されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。
【００４５】
要約すると、患者の現在の解剖学的状況は例えば、ＣＴ、ＭＲ、またはスキャンされる患者の身体部分の印象のような例えば撮像モダリティからの患者入力データに基づいて知られる。医療処置の最終結果は仮想的に計画され、例えば医療用ワークステーションのディスプレイ上に提示することができる。次いで、最終結果を達成するために骨構造の適応が仮想計画によって決定される。仮想計画は、医療処置に使用される医用製品を製作するために使用されるデータを提供することができる。このようにして、医療処置の仮想計画に基づいて、実際の医療処置を実行することができる。実際の医療処置中に、仮想計画のデータおよび／または入力データに基づいて製作される医用製品を使用することができる。
【００４６】
実施形態
図１ａ〜図１ｇは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の医療インプラントによる所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータによる方法の略図である。
【００４７】
図１ａに、患者の身体領域１の解剖学的状況の略図１００を提示する。さらに詳しくは、患者の口腔の一部分の略図が示されている。この図の基になっている患者データは例えば、「インデータ」の節で上述した通り、適切なユニットによって取得することができる。図示する口腔の部分は、第１歯１１０と第２歯１１１との間に歯空隙１４０を含む。第３歯１１２が第２歯１１１の隣に示される。歯は軟組織１２０によって覆われた顎骨組織１３０に根付いている。無歯の歯空隙１４０の骨組織１３０は退縮し、歯空隙１４０の領域に骨稜の後退を残す。歯科インプラントが歯空隙１４０に設置された場合、歯科修復物の審美的または事実上機能的な形成は不可能であろう。良好な咬合を形成するためには、歯科修復物の頂部が基本的に、まだ残存している歯の頂部と同じ高さでなければならない。しかし、この場合、各インプラントの一部分およびこれらの間の空隙が見えてしまい、それは審美的に望ましくなく、かつ／またはインプラントの安定性を不充分にする。他方、より短い歯科インプラントを使用することによって、自然に見える均整の取れた適正な歯科修復歯で所望の咬合を達成することはできない。
【００４８】
図１ｂに、歯科修復処置の仮想計画の所望の最終結果を示すが、依然として骨組織１３０が歯空隙１４０で陥凹している。より詳しくは、良好な審美的結果および咬合線を達成するために、２つのライブラリ歯１１３、１１４が仮想的に配置される。歯空隙１４０の領域に、軟組織１２０および骨組織１３０の所望の延長も図示されている。見て分かる通り、歯科修復処置の所望の最終結果を達成するために、歯空隙１４０の骨稜を適切な高さまで持ち上げるため、間腔１４３は適切な方法で充填されている。
【００４９】
コンピュータ実装型の方法を用いて、所望の最終結果を達成するために医療処置の仮想計画が使用される。医療処置は、歯空隙１４０の身体部分に患者構成骨構造を提供する。この仮想計画に基づいて、骨構造または医用製品の製作で後で使用するように構成された製作データが生成される。医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。医療処置の仮想計画は、身体部分、ここでは仮想ライブラリ歯１１３、１１４の上面または咬合面に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供することを含む。さらに、方法は、位置データに応じて身体部分の境界面の修正を仮想的に計画することを含む。ここでは、歯空隙１４０における顎骨組織１３０の境界面は、陥凹位置から顎骨組織１３０の残存する骨稜と一致する高さ位置まで移動される。この方法について次にさらに詳述する。
【００５０】
図１ｃに、骨組織１３０および間腔１４３内に挿入される螺刻部分を含む２つの歯科インプラント１５０、１５１のみならず、軟組織１２０の矯正部分１５６をも含む、歯科修復処置の仮想計画された最終結果を示す。境界面は、図１ｃに示すように持ち上げることが望ましい。２つの歯科インプラント１５０、１５１は、適切なアバットメント１５２、１５３を介してそれらの頂端部に取り付けられる歯冠１５４、１５４を有する。仮想ライブラリ歯１１３、１１４から歯冠１５４、１５４を有する仮想計画された歯科インプラント１５０、１５１への仮想移行は、適切なアルゴリズムを用いて自動的に、または示唆された移行の手動的補正を含めて半自動的に、または標準サイズの範囲から適切な歯科インプラントを選択し、かつライブラリ歯の頂部の位置に従って歯冠を計画することによって完全に手動的に、行うことができる。この仮想的に計画されたリハビリテーションは、歯科修復処置の所望の最終結果に対する骨構造の適応を仮想的に計画するための適切なプラグインまたはソフトウェアルーチンを有する、ＮｏｂｅｌＢｉｏｃａｒｅのＰｒｏｃｅｒａ（登録商標）のような、歯科用計画作成ソフトウェアで行うことができる。
【００５１】
境界面の持上げは、この実施形態では、図１ｄに示すように凹部１４１の骨充填をもたらすことによって達成される。間腔１４３を充填し、かつこうして境界面を修正するための構造の形成は、多くの様々な方法で行うことができる。具体的には骨置換インプラントを提供し、あるいは膜技術を用いて骨代替物を形成する、２つの実施例を以下で、図１ｄ〜図１ｇならびに図２ａ〜図２ｉを参照しながら説明する。図３ａ〜図３ｇでは、骨組織の除去によって境界面の修正が達成される。一部の実施形態では、医療処置の所望の最終アウトカムを達成するために、様々な境界修正を組み合わせて使用することができる。実施形態の組合せを使用することもできる。
【００５２】
図１ｄ〜１ｅで、骨インプラント１６０が仮想的に計画され、例えば審美製、安定性、および強度に関する要件を満たす歯科修復処置の最終結果が示される。仮想計画から、骨インプラント１６０を製作するためのデータを提供することができる。骨インプラントは種々の材料から様々な技術で、例えば以下で説明するソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーションで作成することができる。骨インプラント１６０は、適切な材料１５７ならびにヒドロキシアパタイト（ＨＡ）またはＴｉｕｎｉｔｅ（登録商標）またはＺｉｕｎｉｔｅ（登録商標）のような補強材および／または骨形成促進剤もしくは構造１５８を含む。骨インプラント１６０は、歯科インプラントを受容するための適切なブシュ１７０、１７１を含む。
【００５３】
図１ｅ〜図１ｆは、医療処置中に骨インプラント１６０がどのようにして歯空隙１４０に設置されるかを示す。骨インプラントは、例えば歯空隙１４０の位置で骨インプラント１６０を骨組織１３０と一体化する骨セメントまたは骨伝導性表面によって、骨組織１３０に固定することができる。この場合、歯科インプラント用の穴を穿孔するためのドリルの操作制御のためのガイドスリーブを持つ穿孔およびインプラント誘導外科手術用の外科用テンプレートは必要ない可能性がある。それは、歯科修復処置を実行する口腔外科医によってステップレスを実行しなければならないことを意味する。骨インプラント１６０が第２機能を果たす。すなわち、ドリル用の所望の方向のガイドを提供し、かつドリルのための止め子をもたらし、こうして骨組織１３０および骨インプラント１６０のよく定義された方向および深さに歯科インプラントを受容するための穴を設けることを可能にする。しかし、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための別個の外科用テンプレートが、歯科インプラントを位置決めするために使用され得る。
【００５４】
代替的に、または追加的に、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレートは、骨組織１３０および／または骨インプラント１６０に穴を開けるために使用することができ、歯科インプラント１８０、１８１は任意選択的に、図１ｆに示すように骨インプラントに当接するショルダを有するヘッドのような適切な設計によって、骨インプラントを所定の位置に維持することができる。
【００５５】
骨インプラント１６０は、歯科プロテーゼ構成部品をそこに取り付けるための一体的接続界面を含み得る。接続界面は例えば、本願の出願人の市販製品ＮｏｂｅｌＲｅｐｌａｃｅ（商標）またはＢｒａｎｅｍａｒｋ（登録商標）システムに含まれる接続界面のような、六角形突起、内部に少なくとも部分的に六角形の形状を持つ凹部、またはマルチローブを含むことができる。接続界面は、プロテーゼ構成部品の少なくとも回転ロックをもたらす。
【００５６】
図１ｇに、適切なアバットメント１９５、１９６を介して、かつ適切な接着剤１９２、１９３またはプレス嵌めのような他の固定手段を用いて、歯冠１９０、１９１が歯科インプラントに取り付けられた、歯科修復物の最終結果を示す。
【００５７】
図２ａ〜図２ｉは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の、人工骨構造を形成する膜処理による所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の略図である。
【００５８】
図２ａには、図１ｃに示した間腔１４３における骨の再建のための膜２１０の仮想設計を示す。膜２１０は、中で骨代替物が形成される中空空間を形成する、鋳物形のマトリックスとすることができる。膜２１０は例えば、特定の解剖学的患者状況に合わせて構成された形状を有する金属の薄片とすることができる。
【００５９】
図２ｂに、例えば骨片２２０およびＢＭＰ２２１または他の適切な骨充填材を用いた骨成長の仮想シミュレーションを示す。
【００６０】
図２ｃで、所望の骨部分２３０を形成または再形成するために、膜２１０の固定が仮想的に計画される。成長した骨部分２３０は、例えば成長した骨組織２３０および以前から存在していた骨組織１３０に機械的に強固な座を持つ１本以上の歯科インプラント、歯科修復処置の審美的に有利な最終結果等を達成することにより、歯科修復物の有利な形成を促進する。
【００６１】
仮想計画に基づく製作データは、膜２１０を製作するために提供され得る。医療処置の仮想計画は、顎骨組織１３０に対する咬合線の位置のための位置データを提供することを含む。こうして、歯空隙１４０における顎骨組織境界面の修正が、咬合線の位置データに応じて達成される。
【００６２】
図２ｄに、再形成された骨部分２３０の仮想シミュレーションを示す。代替的に、または追加的に、図１ａ〜図１ｃおよび図２ａ〜図２ｃに示す仮想計画に基づいて、実際の歯科修復処置を実行することができる。この場合、仮想的に計画された通り、膜２１０を患者構成マスカスタマイズ医用製品として製作し、患者に固定することができる。骨組織２３０の骨成長が完了した後、この場合、成長した骨組織２３０を含む身体部分に対し、患者データを登録することができる。上述の通り、所望の最終結果を定義するために仮想ライブラリ歯１１３および１１４が使用されている図２ｅに示すように、患者データは、仮想計画を微調整し、かつ実際の患者状況に適応させるために使用することができる。
【００６３】
図１ｃと同様に、仮想計画作成の最終結果を図２ｆに示す。ここには、成長した骨組織２３０および以前から存在する骨組織１３０に挿入される螺刻部分を含む２つの歯科インプラント１５０、１５１による、歯科修復処置の仮想計画された最終結果が示されている。２つの歯科インプラント１５０、１５１は、適切なアバットメント１５２、１５３を介してそれらの頂端部に取り付けられた歯冠１５４、１５５を有する。仮想ライブラリ歯１１３、１１４から歯冠１５４、１５４を有する仮想計画された歯科インプラント１５０、１５１への仮想移行は、適切なアルゴリズムを用いて自動的に、または提案された移行の手動補正を含めて半自動的に、または標準サイズの範囲から適切な歯科インプラントを選択し、かつライブラリ歯の頂部の位置に従って歯冠を計画することによって完全に自動的に、行うことができる。この仮想計画リハビリテーションは、歯科修復処置の所望の最終結果への骨構造の適応を仮想的に計画するための適切なプラグインまたはソフトウェアルーチンを有する、Ｎｏｂｅｌ ＢｉｏｃａｒｅのＰｒｏｃｅｒａ（登録商標）のような歯科用計画ソフトウェアで行うことができる。
【００６４】
図２ｇに、歯科インプラント１５０、１５１を受容するための穴の穿孔を用意するためのガイドスリーブ２４１、２４２を持つ、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０の形の仮想計画された医用製品を示す。仮想計画の後で実際の歯科修復処置で使用される、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２５０を製作するためのデータは、仮想計画からの出力として提供される。穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０は、歯空隙１４０に隣接する歯１１０、１１１に適切に固定することができる。代替的に、または追加的に、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレートは、アンカピンを用いて顎骨組織に固定することができる。穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０は、所望の方向に少なくとも１つのドリルガイドを提供し、かつドリルのための止め子を提供し、こうして骨組織１３０および骨インプラント１６０のよく定義された方向および深さに歯科インプラントを受容するための穴を設けることを可能にする。同様にして、歯科インプラントは、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０のガイドスリーブによって案内され、骨組織２３０、１３０内に螺着することができる。仮想計画に基づく製作データは、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０を製作するために提供される。インプラントを位置決めするための外科用テンプレートも使用することができる。図１ｅ〜図１ｆおよび下述する図４ｂの状況で使用することができる。
【００６５】
図２ｈに、穴を穿孔し歯科インプラントを穴に固定する前の穿孔およびインプラント誘導外科手術のための実際の外科用テンプレート２５０を示す。
【００６６】
図２ｉに、歯冠１９０、１９１が適切なアバットメント１９５、１９６を介して、かつ適切な接着剤１９２、１９３またはプレス嵌めもしくはねじのような他の固定手段を用いて、歯科インプラントに取り付けられた、歯科修復物の最終結果を示す。
【００６７】
図３ａ〜図３ｄは、具体的には望ましくない過剰の骨構造を持つ身体部分の骨組織の除去による所望の審美的形成および適切な骨構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の略図である。
【００６８】
図３ａに、顎骨組織１３０および軟組織１２０を含む患者の顎の稜の輪郭を示す。輪郭の特定のトポグラフィは、様々な歴史的展開、例えば外科的処置、動揺歯、抜歯等に由来する。
【００６９】
図３ｂに、歯ライブラリから選択され、顎の歯列弓に沿って配置された複数の仮想歯を含む、医療処置、ここでは歯科修復処置の最終アウトカムを仮想的に計画する段階を示す。本実施形態および本書に記載する他の実施形態におけるような、歯科修復処置の最終アウトカムを仮想的に計画するための歯の位置決めは例えば、本願と同一出願人による２００７年５月２５日出願のＳＥ０７０１２９６−６に記載されるような、解剖学的に固定された頭蓋標識に基づくなど、種々の方法に従って行うことができ、該出願の内容全体を参照によって本書に援用する。
【００７０】
図３ｂで、骨構造の輪郭が所望の最終アウトカムと衝突することがすでに分かる。骨のトポグラフィの高さの差は、例えば審美的理由および／または良好な咬合、咬合指数等のような歯科的状況要件に基づいて、所望の最終アウトカムを達成することを不可能にする。
【００７１】
図３ｃに、顎骨組織に固定され、歯冠３２０を担持する２つの歯科インプラント３２１、３２２を含む、仮想的に計画された歯科修復物の所望の最終アウトカムを示す。
【００７２】
この最終アウトカムを達成するためには、図３ｄに示すように、骨組織１３０の一部分３３０を除去しなければならない。この実施例では、顎骨組織の稜は図３ｄに破線で示すように平坦化される。骨組織除去のこの仮想計画に基づいて、切削テンプレートを製作するためのデータを提供することができる。仮想計画をここで中断することができ、実際の医療処置を実行することができ、骨が除去された状況に対して新しい患者データを入力することができ、そこで最終アウトカムを微調整することができる。代替的に、医療処置の仮想計画を直接続行することができ、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート３４０を製作するためのデータが提供される。
【００７３】
穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート３４０を製作するために、仮想計画作成に基づく製作データを提供することができる。医療処置の仮想計画は、顎骨組織１３０に対する歯冠３２０の咬合線の位置のための位置データを提供することを含む。こうして、骨組織部分３３０における顎骨組織境界面の修正が、歯冠３２０の咬合線の位置データに応じてもたらされる。
【００７４】
図３ｅ〜図３ｇは、骨のトポグラフィを所望の高さに調整した後で実行される実際の医療処置を示す。穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート３４０は、骨組織１３０に穴を穿孔し、歯科インプラント３５０、３５２を案内し、かつ該歯科インプラントを骨組織１３０に固定するために使用される。歯冠３６５は、中間アバットメント３６０、３６２および距離３６１、３６２および／または適切な接着剤を用いて、歯科インプラント３５０、３５２に固定される。図３ｇに示す実際の医療処置はしたがって仮想的に計画された最終アウトカムに匹敵する。
【００７５】
図４ａ〜図４ｉは、医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法、および仮想計画に基づく実際の医療処置の略図である。該医療処置は、不充分な骨構造を持つ身体部分の所望の審美的形成のための歯科修復処置であり、該処置は延長処置による充分な骨構造の形成を含む。
【００７６】
仮骨延長法は、骨格変形の再建のために使用される外科的プロセスである。骨は外科的に（皮質切開術により）２つのセグメントに分割される。延長技術は主に整形外科の分野で使用されてきたが、該プロセスは顔面骨格再建でも同様に効果的であることを示してきた。
【００７７】
医療処置の仮想計画は骨延長の仮想計画を含むことができる。一部の実施形態では、歯科インプラントは顎骨の既存の稜内に仮想的に配置され、事前に計画された所望の最終位置への稜の再配置が、仮想的に計画された延長技術を用いて、仮想的に計画される。仮想計画は、延長器ユニットによって後で連続的に移動される顎骨の一部分を切り離すために顎骨に適用される、切削テンプレートを製作するためのデータを提供することができる。
【００７８】
延長を用いる骨矯正方法の一般的説明は、例えばＷｉｌｌｉａｍ Ｂｅｌｌ ＤＤＳ、Ｃｅｓａｒ Ｇｕｅｒｒｅｒｏ ＤＤＳの「Ｄｉｓｔｒａｃｔｉｏｎ Ｏｓｔｅｏｇｅｎｅｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆａｃｉａｌ Ｓｋｅｌｅｔｏｎ」（ＩＳＢＮ ９７８−１−５５００９−３４４−５；発行日２００６年１２月）に記載されている。
【００７９】
所望の最終位置は、上述の通り、例えばライブラリ歯を使用する仮想計画を用いて、仮想的に計画することができる。
【００８０】
代替的に、患者の口腔に適用される従来のラジオグラフィックガイドを使用して、歯科修復処置の仮想計画に入力患者データを提供することができる。ラジオグラフィックガイドはこの場合、提供される歯科修復物の最終位置を画定することができる。
【００８１】
これらの実施形態は、図４ａ〜図４ｉに関連して以下でさらに詳細に説明する。
【００８２】
図４ａは、図１ａと同様に不充分な所望の審美性を持つ解剖学的患者状況４を示す。仮想ラジオグラフィックガイド４００は、歯空隙１４０に隣接する歯１１０、１１１、１１２に取り付けられる。仮想ラジオグラフィックガイド４００は、歯空隙１４０における２つの歯４０１、４０２の最終位置を含む。患者の身体部分はラジオグラフィックガイド４００と共に、ＣＴ、ＣＴ等のような適切な技術を利用してデジタル化される。この所望の最終アウトカムに基づいて、歯科修復処置は仮想的に計画される。図１および図２に関連して上述した実施形態と同様に、歯空隙１４０は顎稜の凹部１４１を含み、したがってそれを調整しなければならない。
【００８３】
本実施形態では、歯空隙１４０の凹部１４１は、仮想的に計画される延長技術を用いて調整される。図４ｂに示すように、延長の領域４６０における歯科インプラント４５０、４５１の所望の位置が決定される。これは、図４ｃに示すように、歯科インプラント４５０、４５１の最終インプラント位置を決定することによって行われる。延長の領域４６０は、図４ｂに破線で示すように決定される。図４ｂの矢印４５５、４５６は延長の方向を示す。この実施形態では、両方の歯科インプラント４５０、４５１の延長の方向は、必要に応じてかつ下述するように延長領域４６０の骨の所望の延長をもたらすために、相互に平行に向けられる。骨組織領域４６１は延長プロセスによって、すなわち連続的に、しかし充分に緩徐に、延長領域を矢印４５５、４５６の方向に延伸しながら、形成される。
【００８４】
仮想計画に基づく製作データは、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート４７０を製作するために提供することができる。医療処置の仮想計画は、顎骨組織１３０に対する歯４０１、４０２の咬合線の位置のための位置データを提供することを含む。したがって、歯４０１、４０２の咬合線の位置データに応じて、歯空隙１４０における顎骨組織境界面の修正がもたらされる。
【００８５】
この仮想計画に基づいて、歯科インプラントを延長の領域内に挿入するための穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレートを製作するためのデータを提供することができる。
【００８６】
仮想計画は、図４ｂに示すように、既存の骨構造への歯科インプラントの挿入に続く。延長の領域を周囲の骨組織から除去するために、切削テンプレートを製作するためのデータを提供することができる。穿孔およびインプラント誘導外科手術のためおよび歯科インプラント４５０、４５１の挿入のための外科用テンプレートの仮想計画を、図４ｄに示す。穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレートは、骨組織１３０における歯科インプラント４５０、４５１の所望の向きおよび位置を決定するためのガイドスリーブ４７１、４７２を備える。さらに、歯科インプラント４５０、４５１に直接または間接的に取り付けられる延長ねじ４８１、４８２に対抗力を提供するためのカウンタホルダ４８０を製作するためのデータを提供することができる。中間延長モジュール４９０を製作するためのデータを生成することができる。中間延長モジュールは、図４ｅおよび図４ｆに示すように、延長ホルダと歯科インプラントとの間の延伸方向を矯正することができる。仮想計画作成は、所望の高さまで引き上げられた延長領域の骨組織のシミュレーションに続き、そこで人工的に形成された延長の空隙内に成長した骨４６１は連続的に空隙を充填し、結果として図４ｃに示す状況になる。
【００８７】
その後、図４ｇ〜図４ｉに示すように、実際の歯科修復処置が実行される。
【００８８】
図４ｇには、事前の仮想計画のデータから製作された、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート（図示せず）を用いることによって顎骨組織１３０に配置された、２つの歯科インプラント４５０、４５１が示される。こうしてインプラントは骨組織１３０に固定される。
【００８９】
図４ｈでは、図示するように、延長ねじ４８１、４８２に対抗力を提供するためのカウンタホルダ４８０が、歯科インプラント４５０、４５１に直接または間接的に取り付けられる。カウンタホルダ４８０は事前の仮想計画のデータから製作される。図４ｈに示すように、延長ホルダと歯科インプラントとの間に中間延長モジュール４９０が使用される。中間延長モジュール４９０は、延長ねじ４８１、４８２を歯科インプラントに平行にまたは直接的に配置することができない場合に、延長領域４６０の平行な延長移動を達成するために使用することができる。カウンタホルダ４８０は、例えば顎骨組織１３０のアンカピンおよび／または延長領域外のインプラントを用いて、隣在歯１１０、１１１、１１２に、または代替的にもしくは追加的に、延長領域４６０の所望の最終位置に対して固定位置を有する他の要素に、取り付けることができる。図４ｉに、完成した延長を示す。その後、単一または複数の歯冠のような、事前に仮想的に計画された適切な歯科修復物を歯科インプラントに取り付けることによって、歯科修復が完了する。このようにして、事前に仮想的に計画された最終アウトカムが達成される。
【００９０】
骨代替物
生物分解性の骨代替物は当業界で公知であり、一部の実施形態に従って仮想的に計画される医療処置で使用することができる。患者利便性の低い骨移植処置を回避するために、骨代替物または代用材料、例えばポリマー材料を使用することができる。
【００９１】
例えば米国特許第５２７８２０２号に、生物分解性のインサイチュ形成インプラントおよびそれを作製する方法が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。生物分解性ポリマーは、動物用の注射器で注入可能なインサイチュ形成される固体の生物分解性インプラントを提供するのに使用するために提供される。ポリマーは液体の形で動物に注入され、硬化してインサイチュでインプラントを形成する。インプラントを形成する熱可塑性システムは、非反応性ポリマーを生体適合性溶剤中に溶解して液を形成するステップと、液を動物の体内に注入するステップと、溶剤を消散させてインプラントを製作させるステップとを含む。代替的な熱硬化性システムは、有効量の液体アクリル酸エステル末端生物分解性プレポリマーおよび硬化剤を一緒に混合し、混合液を動物の体内に注入し、プレポリマーを硬化させてインプラントを形成することを含む。どちらのシステムも、体内に注入する前に有効レベルの生物活性薬剤を液に添加することによって、注射器で注入可能な固体の生物分解性送達系を提供する。
【００９２】
米国特許第５０７７０４９号には、歯周組織を再生するための生物分解性システムが開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。歯周ポケットにおける歯周組織の修復を助長し、かつ歯根表面に沿った上皮細胞の移動を遅らせるための方法が記載されている。該方法は、歯の表面に隣接してインサイチュ形成生物分解性障壁の配置を含む。障壁は微孔性であり、所定サイズの細孔を含む。障壁は生物活性薬剤を含むことができる。
【００９３】
米国特許第６２０６９２０号には、生物分解性インプラントをインサイチュで形成するための組成物および方法ならびにこれらのインプラントの使用が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。該発明は、薬学的に、医学的に、または獣医学的に容認できるポリマー、約１０〜１００重量％の乳酸（ＬＡ）単位、好ましくは約５０〜９０重量％のＬＡ単位を含む好ましくはポリ（乳酸−コ−グリコール酸）コポリマー（ＰＬＧＡ）、およびアルファ−（テトラヒドロフルアニル）−オメガ−ヒドロキシポリ（オシキ−１，２−エタンジイル）（グリコフロール）の混合物を有する組成物を開示している。固体インプラントを動物の体内でインサイチュで形成する方法、任意選択的に薬物または他の生物活性薬剤を含むインプラントのみならず、動物の身体の治療における発明の組成物の使用も開示されている。
【００９４】
米国特許第５８８５８２９号には、口腔組織の操作が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。開示されているのは、構造マトリックス上にエクスビボ培養物を用いて生細胞から歯科および口腔組織を再生するための方法である。再生された口腔組織およびこうしてもたらされる組織マトリックス製剤は両方とも、歯科医術および口腔医学に臨床応用され、またインビトロでの毒性および生体適合性の試験にも有用である。
【００９５】
米国特許第６４０９７６４号には、骨または歯周組織を再生するための方法および物品が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。生体骨または歯周組織の欠損が関与する多数の医学的状況が存在し、そこでは生体骨または歯周組織の質量の増加が望まれる。装置によって少なくとも部分的に包囲される空間が形成されるように、生細胞および生体組織が侵入することのできる構成シェル状装置を哺乳動物の体内に植え込む方法が記載されている。装置のコンフィギュレーションは、形成される空間のコンフィギュレーションが、組織欠損の治療のために所望される生体骨または歯周組織のコンフィギュレーションと基本的に同一となるように行われる。形成された空間内での生体骨または歯周組織の成長を刺激する目的のために、タンパク質の形質転換成長因子βスーパーファミリから少なくとも１つのタンパク質が、形成された空間内に配置される。上述した構成要素から構成される、生体骨または歯周組織の生成のためのキットも開示されている。
【００９６】
米国特許第４７８７９０６号には、制御された組織成長およびグラフト封じ込めが開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。無歯状態のヒトの顎骨の歯槽堤を修復するための装置および技術。そのような装置は顆粒を含有する不活性多孔質チューブを含み、それによって、装置が堤に配置されたときに、生体骨から多孔質チューブを介して粒状充填材から内向きまたは外向きに組織成長が発生する。チューブは顆粒が移動するのを防止する。
【００９７】
米国特許第４５４２５３９号には、漸変多孔質コーティングを有する外科インプラントが開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。この生体適合性の外科的プロテーゼインプラントは、インプラントの金属本体から骨と相互作用するコーティングの表面に向かう方向に粒径が増大する金属粒子から形成される多層コーティングを有する。漸変は、最初に金属コーティング材の小粒子、例えば小球体の層をインプラントの表面に堆積し、次いで続く層に徐々に大きくなる粒子を堆積することによって達成される。粒子は、幾つかのパラメータが粒子の粒径に応じて制御される、フレーム−プラズマプロセスをはじめ、それに限らず、多数の周知のプロセスのいずれか１つによって堆積させることができる。結果的に得られるコーティングは、骨の内方成長を促進するように、その外面に最小密度および最大多孔率を有する。コーティングの密度はコーティングとインプラントの本体との間の界面を最大とし、それによってインプラントの本体およびコーティングの機械的および熱的性質が実質的に整合し、インプラントの本体に対するコーティングの最適付着が達成される。
【００９８】
米国特許第５８３９８９９号には、誘導組織再生プレート支持および固定システムを利用して顎骨を成長させるための方法および装置が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。組織衝突、咬合負荷、咀嚼力、または筋圧の無い分離され保護された空間が骨膜と顎骨との間に形成される、顎骨を成長させる方法、ならびに該方法で使用される関連誘導組織再生プレート支持および固定システム。この空間は、最初に歯科インプラントまたは誘導組織再生プレート支持および固定システムテント形支持ねじのいずれかを顎骨内に配置することによって形成される。好ましくは等級１の市販の純チタンから作られ、中心のより支持的領域がより厚くかつ剛性であり、周辺部がより薄い、誘導組織再生プレート支持および固定システムのプレート部分は、支持ねじの頭に、またはレシーバキャップを有するかあるいは歯科インプラント内に直接螺入される歯科インプラントの専用の修正ヒーリングスクリュに、スナップ係合される。次いでプレートは屈曲され、適切な形状に成形される。基本的に、柔軟で成形可能なプレートは歯科インプラントまたは支持ねじによって支持されると共に、プレートの支持および固定の両方を形成しその表面の下に骨を成長させるための正確な空間をもたらす同じねじによって、所定の位置に固定される。このプレート部分は中実または有孔とすることができ、それは通気性または無通気性とすることができる。
【００９９】
米国特許第５２９７５６３号には、口腔外科または顎手術の最中またはその後に使用される誘導骨および組織生成装置および方法が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。該開示は一般的に、骨欠損部の組織および骨誘導再生を促進するための方法および装置に関する。欠損部を被覆する機械的障壁寸法が、障壁を所定の位置に固定するための手段として提供される。
【０１００】
米国特許第７１２２２０５号には、組織修復のための生体浸食性ポリマー接着剤が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。生体適合性で生体浸食性のポリマーを含むマトリックスを使用し、かつ組織欠損部にマトリックスを適用する、組織修復のための方法が提供され、ポリマーは、乳酸、グリコール酸、およびカプロラクトンまたはバレロラクトンいずれかから誘導されるモノマー単位の熱可塑性ラクチド含有ターポリマーを含み、約２５℃で約０．０１〜約５００ｍｇ／ｍＬの水溶性および約６００〜約１５００００Ｐａの接着強度を有する。マトリックスまたは接着剤はさらに充填材もしくは生物活性剤、または両方を含むことができる。
【０１０１】
上記の開示は、記載された材料、装置、および方法を考慮に入れて、医療処置の仮想計画を提供するために、実施形態で使用することができる。
【０１０２】
骨移植
代替的に、骨採取は、適切な骨形状をもたらすよう仮想的に計画することができる。切削テンプレートのためのデータは、仮想計画から提供することができる。切削テンプレートは、患者の適切な身体部分から少なくとも１片の骨を採取するために使用することができる。切削テンプレートは、骨組織境界面を修正するために、仮想計画された例えば顎の骨空隙を充填する医療処置が実施される身体領域に適合させるのに適した形状がこのようにしてもたらされた、骨片の採取を容易にする。こうして骨片は、患者の別の身体部分の骨構造を置換または形成するために簡便に使用することができる。これはまた、患者の骨構造の形成に外来性の材料が使用されないので、身体の免疫反応がほとんど回避されるという利点も有する。
【０１０３】
フリー・フォーム・ファブリケーション
フリー・フォーム・ファブリケーション（ＦＦＦ）は、３Ｄ ＣＡＤ情報から直接部品を製作するために要求される技術および機器の名称である。固体のフリーフォームを完全に複製することができる。例えば金属製の物体を製作する際に、完全に開いたダクト、穴、および鈍角および平面は一挙に複製することができる。
【０１０４】
フリー・フォーム・ファブリケーション
Ａｒｃａｍの国際公開第０４０５４７４３Ａ１号には、ケーシング内に作業台および照射銃を備え、部分的にケーシングの外にパウダディスペンサを備えた、３次元製品を製作するための装置が開示されている。国際公開第０４０５４７４３Ａ１号は、その内容全体を参照によって本書に援用する。
【０１０５】
Ａｒｃａｍは、３Ｄ ＣＡＤモデルに基づいて金属粉末から立体造形物を直接製作することを可能にするＦＦＦ技術（フリー・フォーム・ファブリケーション）を開発したハイテク企業である。該技術は、ツールを射出成形およびダイキャストする製作時間をかなり短縮し、それによって設計から製品の仕上げまでのリードタイムを低減するという製造産業内で高まるニーズに応える。
【０１０６】
例えばＡｒｃａｍ ＥＢＭ Ｓ１２は、固体チタンおよび鋼のコンポーネントのＣＡＤからの直接のフリー・フォーム・ファブリケーション（ＦＦＦ登録商標）のために開発されたものであり、チタンおよび鋼製品の製造に対し独自の幾何学的可能性を提供する。
【０１０７】
電子ビーム溶解（ＥＢＭ）プロセス中に、電子ビームは１層ずつのプロセスで金属粉末を溶解して身体部品を構築する。マスカスタマイズされるインプラントは、こうして迅速かつ費用効果的に製造することができる。例えば上述した骨プロテーゼは、こうして仮想計画からの出力データに基づいて、簡便に作成することができる。
【０１０８】
代替的なソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーション技術は、溶融堆積モデリングおよび３次元印刷技術を含む。
【０１０９】
ソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーションのこれらおよび他の技術は、金属以外の材料、例えばセラミック、ガラスセラミックのみならず、セラミックマトリックスおよびポリマーマトリックス複合材料をも使用することができる。アルミナ、ジルコニア、ムライト、シリカ、スピネル、リン酸三カルシウム、アパタイト、フルオロアパタイト、ヒドロキシアパタイト、およびそれらの混合物は、そのようなソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーション技術で使用することのできる代表的なセラミック材料である。本発明で使用される複合材料は、微粒子または繊維充填成分を持つポリマーマトリックスを含む。繊維強化および微粒子充填複合材料のポリマーマトリックス要素は、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアリレート、ポリウレタン、ビニルエステル、またはエポキシ系材料を含め、これらに限らず、当業界で公知の歯科用材料から選択することができる。他のポリマーマトリックスはスチレン、スチレンアクリロニトリル、ＡＢＳポリマー、ポリスルホン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド等を含む。そのような材料は、本願の文脈内で、例えば骨組織代用要素、または患者の身体部分の骨構造の提供に関連する医用製品を提供するために使用することもできる。
【０１１０】
米国特許出願公開第２００４０２５４６６８Ａ１号には、微孔性ヒドロキシアパタイトの足場組成物およびそのフリー・フォーム・ファブリケーション方法が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。組織操作用途向けのリン酸カルシウム系の多孔性足場を作成するためのソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーション方法および組成物。該方法は、（Ａ）粉末容器内に乾燥固体粉末粒子の混合物を準備するステップと、（Ｂ）粉末容器とは別個のリザーバに流体成分を準備するステップであって、粉末混合物および流体成分が別個にまたは組み合わせて少なくともカルシウム源およびリン酸源を構成するようにしたステップと、（Ｃ）物体支持プラットフォームの標的表面上の選択された位置に対し、リザーバから液体成分を分注するための液体体積装置および粉末容器から固体粉末混合物を分注するための固体粉末分注装置を含む材料堆積システムを操作して、分注された流体および分注された粉末成分が反応してリン酸カルシウム組成物（特にヒドロキシアパタイトまたはその誘導体）を形成させるステップと、（Ｄ）操作ステップ（Ｃ）中に、堆積システムおよび物体支持プラットフォームを相互に対してＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動させて、粒径が５０μｍ超の微孔を含む足場を形成させるステップとを含む。
【０１１１】
マスカスタマイズされる個々の医用製品は、例えば歯科ブリッジ、アバットメント、コーピング、歯冠フレームワーク、切削テンプレート、外科用テンプレート、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート、骨インプラント、患者特異的な膜等を含むことができる。
【０１１２】
計画パラメータは例えば以下を含むことができる。
＊歯科インプラントのようなインプラントの場合、方向、深さ、他の構造物までの距離、推定される機械的強度等。
＊穿孔およびインプラント誘導外科手術のためのガイドスリーブの場合、例えば方向、深さ、位置等。
＊膜の場合、例えばサイズ、形状、位置、材料。
＊歯科インプラントの計画の場合、例えばインプラントおよびプロテーゼの組立体の有利な機械的強度を達成するため、プロテーゼ、インプラント、または周囲の骨組織の過度の歪みを回避するため、および審美的理由から、例えば出口穴の位置および方向は、プロテーゼの中心または真ん中に計画することが好ましい。
＊例えば解剖学的に固定された基準点に対し解剖学的に補正された位置における歯の位置。
＊歯冠、歯科インプラント、およびアバットメントのような種々の構成部品の形状、輪郭、長さ、厚さ、深さ等。
＊切削テンプレート：所望の形状、輪郭、方向等。
【０１１３】
計画は、例えば有利な咬合を達成するために、表面合わせに基づくことができる。
【０１１４】
計画は、ヒューマン・インタフェース・ユニットを介して、例えば種々のコンポーネントのクリックおよびそれらのマウス操作によって、変更することができる。
【０１１５】
図６は、医療処置を仮想的に計画するためのシステムの実施形態の略図である。
【０１１６】
システム６は、患者の歯科修復処置のような医療処置のコンピュータに基づく計画作成をもたらす。システム６は、患者の医療処置を仮想計画するためのユニット６００を備える。システム６は、医療処置のコンピュータ実装型の仮想計画を作成するように考案されており、ここで医療処置は、患者の身体部分に例えば当該方法の上記実施形態に記載したような患者構成骨構造を提供することを含む。システムは、仮想計画に基づいて製作データを生成するためのユニット６１０を備え、ここで製作データは、骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成される。医用製品は、骨インプラント、膜、延長ホルダ、誘導外科手術のための外科用テンプレートのように、医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。医療処置を仮想計画するためのシステム６は、医療処置の最終アウトカムの咬合線のような身体部分に対する、プロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するためのユニット６２０を備える。さらに、システムは、位置データに応じて身体部分における境界面の修正を、例えば当該方法の上述した実施例および実施形態にあるような例えば顎骨稜の修正を、仮想計画するためのユニット６３０を備える。ユニット６００、６１０、６２０、６３０は、医療用ワークステーション６４０に実装し、ワークステーション６４０によって実行されるソフトウェアコード部分によって達成することができる。
【０１１７】
医療用ワークステーション６４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、インタフェース等のような通常のコンピュータコンポーネントを含む。さらにそれは、ＣＴスキャン、３Ｄスキャン、デジタル画像等から得られるデータのような、データ入力源から受け取るデータを処理するための適切なソフトウェアを装備する。
【０１１８】
図７は、医療処置を仮想的に計画するためにコンピュータ可読媒体７０５に格納されるコンピュータプログラム７の略図である。コンピュータプログラム７は、コンピュータ６４１によって処理するように提供される。コンピュータ６４１は医療用ワークステーション６４０として実現することができ、あるいはコンピュータプログラムを医療用ワークステーション６４０で実行することができるようにその処理装置とすることができる。コンピュータ可読媒体７０５は、仮想計画を作成するための適切なコードセグメント７００、７１０、７２０、７３０を備えたソフトウェアの形のコンピュータプログラム１９４０を備えることができる。コンピュータプログラム７は、例えばユーザと対話しながら、半自動的に、または完全に自動的に、患者の医療処置を仮想計画するための第１コードセグメント７００を含む。医療処置は、患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む。コンピュータプログラム７は、仮想計画に基づいて製作データを生成するための第２コードセグメント７１０を備え、該製作データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、該医用生品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。コンピュータプログラム７は、身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するための第３コードセグメント７２０を備える。さらにコンピュータプログラム７は、位置データに応じて身体部分の境界面の修正を仮想計画するための第４コードセグメント７３０を備える。
【０１１９】
コンピュータプログラム７は、例えば医療用ワークステーション６４０によってアクセス可能なコンピュータ可読媒体７０５上に格納され得る。
【０１２０】
医療用ワークステーション６４０はさらに、例えば表現された画像を表示するためのモニタのみならず、例えばソフトウェアによって提供される自動計画を手動で微調整するためのキーボード、マウス等のような適切なヒューマンインタフェース装置を備える。医療用ワークステーションはシステム６の一部とすることができる。医療用ワークステーションは製作データを提供することもできる。
【０１２１】
仮想計画のために、例えばＣＴスキャンからの患者データは、例えば医用ワークステーション６４０で実行される歯科修復処置のような医療処置の手術前計画のためのソフトウェアにインポートされる。医療用ワークステーション６４０は、医療処置をコンピュータに基づいて計画するためのグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有することができる。グラフィカル・ユーザ・インタフェースは、本明細書で上述しあるいは添付する特許請求の範囲に記載する方法を可視化するためのコンポーネントを含むことができる。
【０１２２】
医療処置の仮想計画の結果は、医療用ワークステーション６４０のグラフィカル・ユーザ・インタフェースでユーザに提供することができる。骨構造またはその表面境界の適応は、医療用ワークステーション６４０のヒューマンインタフェース装置を用いて、そのモニタに提示されるグラフィカル・ユーザ・インタフェースを介して対話しながら行うことができる。
【０１２３】
本発明を特定の実施形態に関連して上述した。しかし、上記以外の実施形態も本発明の精神および範囲内で同等に可能である。ハードウェアまたはソフトウェアによって当該方法を実行する、上記とは異なる方法ステップを、本発明の精神および範囲内で提供することができる。本発明の異なる特徴およびステップを、記載したものとは異なる組合せで組み合わせることができる。本発明の範囲は、付属の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に医療処置の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、骨格調整を伴う医療処置のコンピュータ実装型の仮想計画作成に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第０７０４５０００号には、生体適合性インプラント、プロテーゼ、および医療用途で使用するためのインターベンションツールをカスタムフィットするための方法、技術、材料、および装置、ならびにそれらの使用が開示されている。国際公開第０７０４５０００号の開示に従って製作される装置は、適切な金属合金組成物を有し各使途に対し機能設計の仮想検証を受けた全てのプロテーゼまたはインターベンション装置がユーザのために個人化されるように、コンピュータ生成モデルに基づいて、追加の製造技術を用いて作成される。
【０００３】
しかし、国際公開第０７０４５０００号の開示は、既存の骨格状況に対しプロテーゼの追加調整のみを可能にする。それは、実現することのできる医療処置に関する深刻な制限である。
【０００４】
仮骨延長法は、骨格変形の再建のために使用される外科的プロセスである。骨は（皮質切開術により）外科的に２つのセグメントに分割される。延長技術は主に整形外科の分野では使用されてきたが、該プロセスは顔面骨格再建でも同様に効果的であることを示してきた。
【０００５】
しかし、そのような外科的延長プロセスの計画作成はこれまで試行錯誤の原則に基づいて行われるか、延長プロセスを実施する外科医の経験に非常に大きく依存している。したがって最終結果は、最初に計画された結果とはかなり異なる場合がある。
【０００６】
ゆえに、患者の骨構造調整を伴う医療処置の仮想計画作成を含む、改善された方法、システム、および／またはコンピュータプログラムは、有益であろう。特に、柔軟性、費用対効果、信頼性、患者安全性、および／または患者満足度の向上を可能にすることは有益であろう。
【発明の概要】
【０００７】
したがって、本発明の実施形態は、添付する特許請求の範囲に記載の方法、システム、コンピュータプログラム、医療用ワークステーション、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースを単独でまたは任意の組合せにより提供することによって、上記のような１つ以上の技術上の欠点、不利点、または問題点を好ましくは軽減、緩和、または解消しようとするものである。
【０００８】
本発明の第１態様では、コンピュータ実装型の方法を提供する。該方法は、患者の医療処置の仮想計画作成を含み、該医療処置は、患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む。さらに、該方法は、一部の実施形態では、仮想計画作成に基づいて製作データを生成することを含み、製作データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。医療処置の仮想計画作成は、身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供し、位置データに応じて身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成することを含む。
【０００９】
本発明の第２態様では、システムを提供する。該システムは患者の医療処置のコンピュータ実装型の仮想計画作成のために考案され、医療処置は患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む。一部の実施形態では、システムは、仮想計画作成に基づいて製作データを生成するためのユニットを備え、製作データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。医療処置の仮想計画作成のためのシステムは、身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するためのユニットを備える。さらにシステムは、位置データに応じて身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成するためのユニットを備える。
【００１０】
本発明のさらなる態様では、コンピュータによって処理するためのコンピュータプログラムを提供する。コンピュータプログラムは、患者の医療処置の仮想計画作成のための第１コードセグメントを含み、医療処置は患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む。一部の実施形態では、仮想計画作成に基づいて製作データを生成するための第２コードセグメントが設けられる。製作データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するための第３コードセグメント、および位置データに応じて身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成するための第４コードセグメントが設けられる。
【００１１】
本発明のさらなる実施形態が従属クレームで定義されており、そこでは、本発明の第２およびそれ以降の態様に関する特徴は、必要な変更が加えられて、第１の態様に関する特徴と同様である。
【００１２】
本発明の一部の実施形態は、患者の審美的に健全な身体部分の形成をもたらす。
【００１３】
本発明の一部の実施形態は、解剖学的に以前に存在した構造の再形成をもたらす。
【００１４】
本発明の一部の実施形態は、患者の解剖学的により正確な身体部分の形成をもたらす。
【００１５】
本明細書で使用する場合の用語「含む／含んでいる」は、記載した特徴、整数、ステップ、またはコンポーネントの存在を明記するものと解釈されるものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴、整数、ステップ、コンポーネント、またはそれらの群の存在または追加を排除するものではないことを強調しておきたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の実施形態が可能なこれらのおよび他の態様、特徴、および利点は、添付の図面を参照する本発明の実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【００１７】
【図１ａ−ｂ】図１ａは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の医療インプラントによる所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータによる方法の初期状態の略図である。図１ｂは、図１ａの仮想計画による所望の最終結果を示す略図である。
【図１ｃ−ｄ】図１ｃは、仮想計画された修復の最終結果を示す略図である。図１ｄは、仮想計画による修復の経過を示す略図である。
【図１ｅ−ｆ】図１ｅは、仮想計画による修復の経過を示す略図である。図１ｆは、仮想計画による修復の経過を示す略図である。
【図１ｇ】図１ｇは、修復の最終結果を示す略図である。
【００１８】
【図２ａ】図２ａは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の、人工骨構造を形成する膜処理による所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の初期状態の略図である。
【図２ｂ−ｃ】図２ｂは、図２ａの仮想計画による骨成長の仮想シミュレーションを示す略図である。図２ｃは、仮想計画による骨固定を示す略図である。
【図２ｄ−ｅ】図２ｄは、仮想計画により再形成される骨の仮想シミュレーションを示す略図である。図２ｅは、仮想計画の修復経過を示す略図である。
【図２ｆ−ｇ】図２ｆは、仮想計画の最終結果を示す略図である。図２ｇは、仮想計画に使用される仮想計画された医用製品の略図である。
【図２ｈ−ｉ】図２ｈは、仮想計画により製作される実際の外科用テンプレートを示す略図である。図２ｉは、修復の最終結果を示す略図である。
【００１９】
【図３ａ】図３ａは、具体的には望ましくない過剰の骨構造を持つ身体部分の骨組織の除去による所望の審美的形成および適切な骨構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の初期状態の略図である。
【図３ｂ】図３ｂは、図３ａの仮想計画の最終結果を示す略図である。
【図３ｃ】図３ｃは、仮想計画の所望の最終結果を示す略図である。
【図３ｄ】図３ｄは、仮想計画の途中経過を示す略図である。
【図３ｅ】図３ｅは、実際の医療処置の経過を示す略図である。
【図３ｆ】図３ｆは、実際の医療処置の経過を示す略図である。
【図３ｇ】図３ｇは、実際の医療処置の最終結果を示す略図である。
【００２０】
【図４ａ−ｂ】図４ａは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の延長処置による所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の初期状態の略図である。図４ｂは、仮想計画による所望のインプラント位置の決定を示す略図である。
【図４ｃ−ｄ】図４ｃは、仮想計画による最終インプラント位置の決定を示す略図である。図４ｄは、外科用テンプレートの仮想計画を示す略図である。
【図４ｅ−ｆ】図４ｅは、仮想計画の処置経過のシミュレーションを示す略図である。図４ｆは、仮想計画の処置経過のシミュレーションを示す略図である。
【図４ｇ−ｈ】図４ｇは、実際の歯科修復処置の経過を示す略図である。図４ｈは、実際の歯科修復処置の経過を示す略図である。
【図４ｉ】図４ｉは、最終結果を示す略図である。
【００２１】
【図５】図５は、医療処置を仮想的に計画する方法の実施形態のフローチャートである。
【００２２】
【図６】図６は、医療処置を仮想的に計画するためのシステムの略図である。
【００２３】
【図７】図７は、コンピュータ可読媒体に格納される、医療処置を仮想的に計画するためのコンピュータプログラムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施態様は添付の図面を参照しながら説明されるであろう。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施されることができ、本明細書中に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が充分かつ完全であり、当業者に本発明の範囲を充分に伝達できるように提供される。添付の図面において例示される実施形態の詳細な説明において使用される用語は、本発明を制限することを意図していない。図面において、類似の数字は類似の要素を示す。
【００２５】
実施形態では、医療処置、例えば歯科修復処置を仮想的に計画するためのツールを提供する。図５は、医療処置を仮想的に計画する方法５の実施形態のフローチャートである。
【００２６】
医療処置の最終アウトカムまたは少なくとも計画された最終アウトカムが、例えば患者入力データに基づく仮想計画作成方法によって、ステップ５００に提供される。この初期点すなわち最終アウトカムから、患者の骨格状況がステップ５１０で解析される。事前に計画された最終アウトカムを達成するために、所望の骨構造がステップ５２０で仮想的に計画される。骨構造を提供するための種々のツールは、骨成長および骨内成長を制御し、骨プロテーゼを提供し、骨部分を除去する等のような、骨構造の仮想計画作成のために使用することができる。データは骨構造または医用製品の後での製作のために仮想計画作成から提供され、医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。
【００２７】
実施形態では、仮想計画作成は、患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む患者の医療処置を仮想的に計画することを含む、コンピュータ実装型の方法として提供される。仮想計画作成に基づくデータが生成され、データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成される。実際の医療処置はこうして、仮想計画作成に基づいて実施することができる。
【００２８】
以下の説明は、口腔または顎顔面骨構造の仮想計画作成および後での形成に適用可能な本発明の実施形態に焦点を当てる。しかし、本発明はこの用途に限定されず、例えば目、耳、鼻、顎等のような頭蓋の構造、を含め、多くの他の解剖的構造に適用することができることは理解されるであろう。医療処置は顎顔面外科手術、顎矯正手術、および／または美容外科手術のような歯科手術を含み得る。
【００２９】
出発点
実施形態では、所望の形、形状、外観、容貌等の身体部分を提供するための医療処置の最終アウトカムのコンピュータ実装型の仮想計画作成を提供する。例えば顎矯正手術では、最終アウトカムは、適切な咬合、すなわち上顎および下顎の歯および臼歯が相互に適切に噛み合うこと、および審美的に快適な顔である。
【００３０】
医療処置の最終アウトカムのこの仮想計画作成は、
−例えばブリッジ構造を支持する歯科インプラントの位置決めを含む歯科修復物の仮想計画作成と、
−医療処置の容認できる最終アウトカムを定義するために、咬合線、咬合指数、唇位置、および／または良好な審美性のような処置パラメータを考慮することと
を含む。
【００３１】
この仮想計画による最終結果から出発して、患者の身体部分における骨構造が、最終結果に関連して解析される。この解析の結果、医療処置により最終結果を達成することができるようにするために、患者の身体部分における既存の解剖学的骨格構造を変えることが必要になり得る。
【００３２】
骨構造は、例えばインプラントを所定の位置に維持し、ブリッジ構造または他の歯科修復物を保持するための構造を提供するために、追加材料を付加しなければならない可能性がある。この場合、身体部分における解剖的構造に、骨プロテーゼまたは骨インプラントのような人工的要素を設けることができる。代替的に、または追加的に、医療処置の計画された最終結果の達成を容易化する所望の骨構造をもたらすために、身体部分に骨代用材料を提供することができる。代替的に、または追加的に、同一患者の自家移植骨代替物を仮想計画することができる。例えば仮想計画作成から提供されるデータは、骨を採取するための適切な切削テンプレートを製作するために使用することができる。代替的に、または追加的に、骨成長は、例えばヒドロキシアパタイトのような適切な骨成長物質を使用することによって所望の骨構造がもたらされるように、適切な方法でシミュレートすることができる。代替的に、または追加的に、適切な骨形成医療処置を、延長技術のような医療処置の仮想計画作成に追加することができる。
【００３３】
代替的に、または追加的に、医療処置の所望の最終結果を達成することができるようにするために、身体部分における骨の一部分を除去する必要があり得る。
【００３４】
切削テンプレートは、例えば良好な審美的結果をもたらすために、所望の最終結果の達成を妨げる骨構造の少なくとも一部分を除去するために使用することができる。これは、所望の審美的最終結果を達成するために、プロテーゼの位置が既存の骨組織と衝突する場合に当てはまり得る。例えば良好な唇位置、咬合、咬合指数、および／または笑顔等を達成するために、後で歯科修復物を支持する歯科インプラントの挿入に適した骨領域にアクセスするために、例えば顎組織の一部分を除去する必要があり得る。追加的に、または代替的に、骨組織内のインプラントの機械的強度を高めるために、骨構造から骨を除去することによって、骨構造を適応させることができる。
【００３５】
一部の実施形態では、骨構造のどこを切削するか外科医に指針を与えるための切削テンプレートを提供する。切削テンプレートは例えば、延長処置に適した方法で骨を採取するためまたは骨を切削するために使用することができる。代替的に、または追加的に、切削テンプレートは、所望の骨構造をもたらすために、所望の最終結果を達成するために医療処置が実施される身体部分から骨を除去するために使用することができる。
【００３６】
一部の実施形態では、医療処置の所望の最終結果は、計画前に、または処置自体を開始する前に、達成される可能性がある。例えば、身体部分における骨肉腫を患っている患者では、少なくとも腫瘍に冒された骨を外科的に除去しなければならない。外科的骨除去処置の前に、審美的外観および骨構造を登録することができる。この入力に基づく患者データは、その後の医学的再形成処置の最終結果として使用することができる。医学的適応症によって必要に応じて骨部分を除去した後、この解剖学的状況の患者データを、以下でさらに説明する通り、適切な手段によって提供することができる。
【００３７】
このようにして、単一の医療処置セッションは、例えば切削テンプレートを用いて骨組織物質を除去することによって骨構造を用意すること、および医療処置の所望の最終結果が得られるように適応された骨構造を有する身体部分に対し、事前計画されかつ事前製造されたプロテーゼを取り付けることを含むことができる。
【００３８】
医療処置のそのような仮想計画作成およびその後のステップを説明する幾つかの具体的な実施形態を、以下でさらに提示する。
【００３９】
インデータ
医療処置のコンピュータに基づく仮想計画作成のためのインデータは、デジタル化患者データを含むことができ、それには次のようなものが含まれる。
＊３Ｄデータ−例えばタッチ・プローブ・スキャナまたは光学スキャナを用いて、患者の身体部分の印象または鋳造模型をスキャンすることから得られる。
＊ＣＴ、ＭＲ、Ｘ線、超音波のような撮像モダリティからの患者データ。
＊２Ｄおよび３Ｄ写真。
＊３Ｄ骨格模型および／または皮膚模型。
【００４０】
デジタル化患者インデータから、診断および仮想治療計画作成を実行することができる。この患者治療計画作成は、医療処置で使用される製品の設計および製品カスタマイズを可能にする。このようにして、インプラント、プロテーゼ、骨代用材料を鋳造するための膜、外科用テンプレート、切削テンプレート、穿孔およびインプラント誘導外科手術用の外科用テンプレート、延長処置用の誘導テンプレート等のような医用製品の製作のためのデータが提供される。製品は暫間ブリッジ、ブリッジ用フレームワーク、最終ブリッジ、コーピング、アバットメント、外科用テンプレート、骨プロテーゼ、３Ｄ骨解剖学的インプラント、膜等を含むことができる。
【００４１】
このデータに基づいて、製品を製作し、医療処置の仮想計画に基づいて実際の医療処置を実行するために使用することができる。
【００４２】
計画作成ツール
医療処置の所望の最終結果を仮想的に計画するために、例えば仮想歯のライブラリ、顔のような身体部分の画像、内容全体を参照によって本書に援用する本願と同一出願人の国際公開第９５／２２２９９号に記載されているような仮想咬合器、穿孔およびインプラント誘導外科手術用の外科用テンプレートまたは切削テンプレートのためのデータを提供するためのインプラント位置のシミュレーション等のような、幾つかのツールを使用することができる。そのようなツールを用いて、医療処置の所望の最終結果を仮想的に決定または検証することができる。
【００４３】
ＮｏｂｅｌＧｕｉｄｅ（登録商標）のコンセプトによってもたらされたデュアルスキャン技術に従って、幾つかのＣＴスキャンの照合を行うことができる。それは、例えばラジオグラフィックガイドと患者データを照合するために使用される。
【００４４】
様々な入力源からのデータを照合するための別の照合技術は例えば、２００７年１月１７日に出願した本願と同一出願人の特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５０４２６号に記載されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。
【００４５】
要約すると、患者の現在の解剖学的状況は例えば、ＣＴ、ＭＲ、またはスキャンされる患者の身体部分の印象のような例えば撮像モダリティからの患者入力データに基づいて知られる。医療処置の最終結果は仮想的に計画され、例えば医療用ワークステーションのディスプレイ上に提示することができる。次いで、最終結果を達成するために骨構造の適応が仮想計画によって決定される。仮想計画は、医療処置に使用される医用製品を製作するために使用されるデータを提供することができる。このようにして、医療処置の仮想計画に基づいて、実際の医療処置を実行することができる。実際の医療処置中に、仮想計画のデータおよび／または入力データに基づいて製作される医用製品を使用することができる。
【００４６】
実施形態
図１ａ〜図１ｇは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の医療インプラントによる所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータによる方法の略図である。
【００４７】
図１ａに、患者の身体領域１の解剖学的状況の略図１００を提示する。さらに詳しくは、患者の口腔の一部分の略図が示されている。この図の基になっている患者データは例えば、「インデータ」の節で上述した通り、適切なユニットによって取得することができる。図示する口腔の部分は、第１歯１１０と第２歯１１１との間に歯空隙１４０を含む。第３歯１１２が第２歯１１１の隣に示される。歯は軟組織１２０によって覆われた顎骨組織１３０に根付いている。無歯の歯空隙１４０の骨組織１３０は退縮し、歯空隙１４０の領域に骨稜の後退を残す。歯科インプラントが歯空隙１４０に設置された場合、歯科修復物の審美的または事実上機能的な形成は不可能であろう。良好な咬合を形成するためには、歯科修復物の頂部が基本的に、まだ残存している歯の頂部と同じ高さでなければならない。しかし、この場合、各インプラントの一部分およびこれらの間の空隙が見えてしまい、それは審美的に望ましくなく、かつ／またはインプラントの安定性を不充分にする。他方、より短い歯科インプラントを使用することによって、自然に見える均整の取れた適正な歯科修復歯で所望の咬合を達成することはできない。
【００４８】
図１ｂに、歯科修復処置の仮想計画の所望の最終結果を示すが、依然として骨組織１３０が歯空隙１４０で陥凹している。より詳しくは、良好な審美的結果および咬合線を達成するために、２つのライブラリ歯１１３、１１４が仮想的に配置される。歯空隙１４０の領域に、軟組織１２０および骨組織１３０の所望の延長も図示されている。見て分かる通り、歯科修復処置の所望の最終結果を達成するために、歯空隙１４０の骨稜を適切な高さまで持ち上げるため、間腔１４３は適切な方法で充填されている。
【００４９】
コンピュータ実装型の方法を用いて、所望の最終結果を達成するために医療処置の仮想計画が使用される。医療処置は、歯空隙１４０の身体部分に患者構成骨構造を提供する。この仮想計画に基づいて、骨構造または医用製品の製作で後で使用するように構成された製作データが生成される。医用製品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。医療処置の仮想計画は、身体部分、ここでは仮想ライブラリ歯１１３、１１４の上面または咬合面に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供することを含む。さらに、方法は、位置データに応じて身体部分の境界面の修正を仮想的に計画することを含む。ここでは、歯空隙１４０における顎骨組織１３０の境界面は、陥凹位置から顎骨組織１３０の残存する骨稜と一致する高さ位置まで移動される。この方法について次にさらに詳述する。
【００５０】
図１ｃに、骨組織１３０および間腔１４３内に挿入される螺刻部分を含む２つの歯科インプラント１５０、１５１のみならず、軟組織１２０の矯正部分１５６をも含む、歯科修復処置の仮想計画された最終結果を示す。境界面は、図１ｃに示すように持ち上げることが望ましい。２つの歯科インプラント１５０、１５１は、適切なアバットメント１５２、１５３を介してそれらの頂端部に取り付けられる歯冠１５４、１５４を有する。仮想ライブラリ歯１１３、１１４から歯冠１５４、１５４を有する仮想計画された歯科インプラント１５０、１５１への仮想移行は、適切なアルゴリズムを用いて自動的に、または示唆された移行の手動的補正を含めて半自動的に、または標準サイズの範囲から適切な歯科インプラントを選択し、かつライブラリ歯の頂部の位置に従って歯冠を計画することによって完全に手動的に、行うことができる。この仮想的に計画されたリハビリテーションは、歯科修復処置の所望の最終結果に対する骨構造の適応を仮想的に計画するための適切なプラグインまたはソフトウェアルーチンを有する、ＮｏｂｅｌＢｉｏｃａｒｅのＰｒｏｃｅｒａ（登録商標）のような、歯科用計画作成ソフトウェアで行うことができる。
【００５１】
境界面の持上げは、この実施形態では、図１ｄに示すように凹部１４１の骨充填をもたらすことによって達成される。間腔１４３を充填し、かつこうして境界面を修正するための構造の形成は、多くの様々な方法で行うことができる。具体的には骨置換インプラントを提供し、あるいは膜技術を用いて骨代替物を形成する、２つの実施例を以下で、図１ｄ〜図１ｇならびに図２ａ〜図２ｉを参照しながら説明する。図３ａ〜図３ｇでは、骨組織の除去によって境界面の修正が達成される。一部の実施形態では、医療処置の所望の最終アウトカムを達成するために、様々な境界修正を組み合わせて使用することができる。実施形態の組合せを使用することもできる。
【００５２】
図１ｄ〜１ｅで、骨インプラント１６０が仮想的に計画され、例えば審美製、安定性、および強度に関する要件を満たす歯科修復処置の最終結果が示される。仮想計画から、骨インプラント１６０を製作するためのデータを提供することができる。骨インプラントは種々の材料から様々な技術で、例えば以下で説明するソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーションで作成することができる。骨インプラント１６０は、適切な材料１５７ならびにヒドロキシアパタイト（ＨＡ）またはＴｉｕｎｉｔｅ（登録商標）またはＺｉｕｎｉｔｅ（登録商標）のような補強材および／または骨形成促進剤もしくは構造１５８を含む。骨インプラント１６０は、歯科インプラントを受容するための適切なブシュ１７０、１７１を含む。
【００５３】
図１ｅ〜図１ｆは、医療処置中に骨インプラント１６０がどのようにして歯空隙１４０に設置されるかを示す。骨インプラントは、例えば歯空隙１４０の位置で骨インプラント１６０を骨組織１３０と一体化する骨セメントまたは骨伝導性表面によって、骨組織１３０に固定することができる。この場合、歯科インプラント用の穴を穿孔するためのドリルの操作制御のためのガイドスリーブを持つ穿孔およびインプラント誘導外科手術用の外科用テンプレートは必要ない可能性がある。それは、歯科修復処置を実行する口腔外科医によってステップレスを実行しなければならないことを意味する。骨インプラント１６０が第２機能を果たす。すなわち、ドリル用の所望の方向のガイドを提供し、かつドリルのための止め子をもたらし、こうして骨組織１３０および骨インプラント１６０のよく定義された方向および深さに歯科インプラントを受容するための穴を設けることを可能にする。しかし、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための別個の外科用テンプレートが、歯科インプラントを位置決めするために使用され得る。
【００５４】
代替的に、または追加的に、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレートは、骨組織１３０および／または骨インプラント１６０に穴を開けるために使用することができ、歯科インプラント１８０、１８１は任意選択的に、図１ｆに示すように骨インプラントに当接するショルダを有するヘッドのような適切な設計によって、骨インプラントを所定の位置に維持することができる。
【００５５】
骨インプラント１６０は、歯科プロテーゼ構成部品をそこに取り付けるための一体的接続界面を含み得る。接続界面は例えば、本願の出願人の市販製品ＮｏｂｅｌＲｅｐｌａｃｅ（商標）またはＢｒａｎｅｍａｒｋ（登録商標）システムに含まれる接続界面のような、六角形突起、内部に少なくとも部分的に六角形の形状を持つ凹部、またはマルチローブを含むことができる。接続界面は、プロテーゼ構成部品の少なくとも回転ロックをもたらす。
【００５６】
図１ｇに、適切なアバットメント１９５、１９６を介して、かつ適切な接着剤１９２、１９３またはプレス嵌めのような他の固定手段を用いて、歯冠１９０、１９１が歯科インプラントに取り付けられた、歯科修復物の最終結果を示す。
【００５７】
図２ａ〜図２ｉは、具体的には不充分な骨構造を持つ身体部分の、人工骨構造を形成する膜処理による所望の審美的形成および充分な構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の略図である。
【００５８】
図２ａには、図１ｃに示した間腔１４３における骨の再建のための膜２１０の仮想設計を示す。膜２１０は、中で骨代替物が形成される中空空間を形成する、鋳物形のマトリックスとすることができる。膜２１０は例えば、特定の解剖学的患者状況に合わせて構成された形状を有する金属の薄片とすることができる。
【００５９】
図２ｂに、例えば骨片２２０およびＢＭＰ２２１または他の適切な骨充填材を用いた骨成長の仮想シミュレーションを示す。
【００６０】
図２ｃで、所望の骨部分２３０を形成または再形成するために、膜２１０の固定が仮想的に計画される。成長した骨部分２３０は、例えば成長した骨組織２３０および以前から存在していた骨組織１３０に機械的に強固な座を持つ１本以上の歯科インプラント、歯科修復処置の審美的に有利な最終結果等を達成することにより、歯科修復物の有利な形成を促進する。
【００６１】
仮想計画に基づく製作データは、膜２１０を製作するために提供され得る。医療処置の仮想計画は、顎骨組織１３０に対する咬合線の位置のための位置データを提供することを含む。こうして、歯空隙１４０における顎骨組織境界面の修正が、咬合線の位置データに応じて達成される。
【００６２】
図２ｄに、再形成された骨部分２３０の仮想シミュレーションを示す。代替的に、または追加的に、図１ａ〜図１ｃおよび図２ａ〜図２ｃに示す仮想計画に基づいて、実際の歯科修復処置を実行することができる。この場合、仮想的に計画された通り、膜２１０を患者構成マスカスタマイズ医用製品として製作し、患者に固定することができる。骨組織２３０の骨成長が完了した後、この場合、成長した骨組織２３０を含む身体部分に対し、患者データを登録することができる。上述の通り、所望の最終結果を定義するために仮想ライブラリ歯１１３および１１４が使用されている図２ｅに示すように、患者データは、仮想計画を微調整し、かつ実際の患者状況に適応させるために使用することができる。
【００６３】
図１ｃと同様に、仮想計画作成の最終結果を図２ｆに示す。ここには、成長した骨組織２３０および以前から存在する骨組織１３０に挿入される螺刻部分を含む２つの歯科インプラント１５０、１５１による、歯科修復処置の仮想計画された最終結果が示されている。２つの歯科インプラント１５０、１５１は、適切なアバットメント１５２、１５３を介してそれらの頂端部に取り付けられた歯冠１５４、１５５を有する。仮想ライブラリ歯１１３、１１４から歯冠１５４、１５４を有する仮想計画された歯科インプラント１５０、１５１への仮想移行は、適切なアルゴリズムを用いて自動的に、または提案された移行の手動補正を含めて半自動的に、または標準サイズの範囲から適切な歯科インプラントを選択し、かつライブラリ歯の頂部の位置に従って歯冠を計画することによって完全に自動的に、行うことができる。この仮想計画リハビリテーションは、歯科修復処置の所望の最終結果への骨構造の適応を仮想的に計画するための適切なプラグインまたはソフトウェアルーチンを有する、Ｎｏｂｅｌ ＢｉｏｃａｒｅのＰｒｏｃｅｒａ（登録商標）のような歯科用計画ソフトウェアで行うことができる。
【００６４】
図２ｇに、歯科インプラント１５０、１５１を受容するための穴の穿孔を用意するためのガイドスリーブ２４１、２４２を持つ、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０の形の仮想計画された医用製品を示す。仮想計画の後で実際の歯科修復処置で使用される、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２５０を製作するためのデータは、仮想計画からの出力として提供される。穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０は、歯空隙１４０に隣接する歯１１０、１１１に適切に固定することができる。代替的に、または追加的に、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレートは、アンカピンを用いて顎骨組織に固定することができる。穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０は、所望の方向に少なくとも１つのドリルガイドを提供し、かつドリルのための止め子を提供し、こうして骨組織１３０および骨インプラント１６０のよく定義された方向および深さに歯科インプラントを受容するための穴を設けることを可能にする。同様にして、歯科インプラントは、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０のガイドスリーブによって案内され、骨組織２３０、１３０内に螺着することができる。仮想計画に基づく製作データは、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート２４０を製作するために提供される。インプラントを位置決めするための外科用テンプレートも使用することができる。図１ｅ〜図１ｆおよび下述する図４ｂの状況で使用することができる。
【００６５】
図２ｈに、穴を穿孔し歯科インプラントを穴に固定する前の穿孔およびインプラント誘導外科手術のための実際の外科用テンプレート２５０を示す。
【００６６】
図２ｉに、歯冠１９０、１９１が適切なアバットメント１９５、１９６を介して、かつ適切な接着剤１９２、１９３またはプレス嵌めもしくはねじのような他の固定手段を用いて、歯科インプラントに取り付けられた、歯科修復物の最終結果を示す。
【００６７】
図３ａ〜図３ｄは、具体的には望ましくない過剰の骨構造を持つ身体部分の骨組織の除去による所望の審美的形成および適切な骨構造の形成のための医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法の略図である。
【００６８】
図３ａに、顎骨組織１３０および軟組織１２０を含む患者の顎の稜の輪郭を示す。輪郭の特定のトポグラフィは、様々な歴史的展開、例えば外科的処置、動揺歯、抜歯等に由来する。
【００６９】
図３ｂに、歯ライブラリから選択され、顎の歯列弓に沿って配置された複数の仮想歯を含む、医療処置、ここでは歯科修復処置の最終アウトカムを仮想的に計画する段階を示す。本実施形態および本書に記載する他の実施形態におけるような、歯科修復処置の最終アウトカムを仮想的に計画するための歯の位置決めは例えば、本願と同一出願人による２００７年５月２５日出願のＳＥ０７０１２９６−６に記載されるような、解剖学的に固定された頭蓋標識に基づくなど、種々の方法に従って行うことができ、該出願の内容全体を参照によって本書に援用する。
【００７０】
図３ｂで、骨構造の輪郭が所望の最終アウトカムと衝突することがすでに分かる。骨のトポグラフィの高さの差は、例えば審美的理由および／または良好な咬合、咬合指数等のような歯科的状況要件に基づいて、所望の最終アウトカムを達成することを不可能にする。
【００７１】
図３ｃに、顎骨組織に固定され、歯冠３２０を担持する２つの歯科インプラント３２１、３２２を含む、仮想的に計画された歯科修復物の所望の最終アウトカムを示す。
【００７２】
この最終アウトカムを達成するためには、図３ｄに示すように、骨組織１３０の一部分３３０を除去しなければならない。この実施例では、顎骨組織の稜は図３ｄに破線で示すように平坦化される。骨組織除去のこの仮想計画に基づいて、切削テンプレートを製作するためのデータを提供することができる。仮想計画をここで中断することができ、実際の医療処置を実行することができ、骨が除去された状況に対して新しい患者データを入力することができ、そこで最終アウトカムを微調整することができる。代替的に、医療処置の仮想計画を直接続行することができ、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート３４０を製作するためのデータが提供される。
【００７３】
穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート３４０を製作するために、仮想計画作成に基づく製作データを提供することができる。医療処置の仮想計画は、顎骨組織１３０に対する歯冠３２０の咬合線の位置のための位置データを提供することを含む。こうして、骨組織部分３３０における顎骨組織境界面の修正が、歯冠３２０の咬合線の位置データに応じてもたらされる。
【００７４】
図３ｅ〜図３ｇは、骨のトポグラフィを所望の高さに調整した後で実行される実際の医療処置を示す。穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート３４０は、骨組織１３０に穴を穿孔し、歯科インプラント３５０、３５２を案内し、かつ該歯科インプラントを骨組織１３０に固定するために使用される。歯冠３６５は、中間アバットメント３６０、３６２および距離３６１、３６２および／または適切な接着剤を用いて、歯科インプラント３５０、３５２に固定される。図３ｇに示す実際の医療処置はしたがって仮想的に計画された最終アウトカムに匹敵する。
【００７５】
図４ａ〜図４ｉは、医療処置を仮想的に計画するコンピュータに基づく方法、および仮想計画に基づく実際の医療処置の略図である。該医療処置は、不充分な骨構造を持つ身体部分の所望の審美的形成のための歯科修復処置であり、該処置は延長処置による充分な骨構造の形成を含む。
【００７６】
仮骨延長法は、骨格変形の再建のために使用される外科的プロセスである。骨は外科的に（皮質切開術により）２つのセグメントに分割される。延長技術は主に整形外科の分野で使用されてきたが、該プロセスは顔面骨格再建でも同様に効果的であることを示してきた。
【００７７】
医療処置の仮想計画は骨延長の仮想計画を含むことができる。一部の実施形態では、歯科インプラントは顎骨の既存の稜内に仮想的に配置され、事前に計画された所望の最終位置への稜の再配置が、仮想的に計画された延長技術を用いて、仮想的に計画される。仮想計画は、延長器ユニットによって後で連続的に移動される顎骨の一部分を切り離すために顎骨に適用される、切削テンプレートを製作するためのデータを提供することができる。
【００７８】
延長を用いる骨矯正方法の一般的説明は、例えばＷｉｌｌｉａｍ Ｂｅｌｌ ＤＤＳ、Ｃｅｓａｒ Ｇｕｅｒｒｅｒｏ ＤＤＳの「Ｄｉｓｔｒａｃｔｉｏｎ Ｏｓｔｅｏｇｅｎｅｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆａｃｉａｌ Ｓｋｅｌｅｔｏｎ」（ＩＳＢＮ ９７８−１−５５００９−３４４−５；発行日２００６年１２月）に記載されている。
【００７９】
所望の最終位置は、上述の通り、例えばライブラリ歯を使用する仮想計画を用いて、仮想的に計画することができる。
【００８０】
代替的に、患者の口腔に適用される従来のラジオグラフィックガイドを使用して、歯科修復処置の仮想計画に入力患者データを提供することができる。ラジオグラフィックガイドはこの場合、提供される歯科修復物の最終位置を画定することができる。
【００８１】
これらの実施形態は、図４ａ〜図４ｉに関連して以下でさらに詳細に説明する。
【００８２】
図４ａは、図１ａと同様に不充分な所望の審美性を持つ解剖学的患者状況４を示す。仮想ラジオグラフィックガイド４００は、歯空隙１４０に隣接する歯１１０、１１１、１１２に取り付けられる。仮想ラジオグラフィックガイド４００は、歯空隙１４０における２つの歯４０１、４０２の最終位置を含む。患者の身体部分はラジオグラフィックガイド４００と共に、ＣＴ、ＣＴ等のような適切な技術を利用してデジタル化される。この所望の最終アウトカムに基づいて、歯科修復処置は仮想的に計画される。図１および図２に関連して上述した実施形態と同様に、歯空隙１４０は顎稜の凹部１４１を含み、したがってそれを調整しなければならない。
【００８３】
本実施形態では、歯空隙１４０の凹部１４１は、仮想的に計画される延長技術を用いて調整される。図４ｂに示すように、延長の領域４６０における歯科インプラント４５０、４５１の所望の位置が決定される。これは、図４ｃに示すように、歯科インプラント４５０、４５１の最終インプラント位置を決定することによって行われる。延長の領域４６０は、図４ｂに破線で示すように決定される。図４ｂの矢印４５５、４５６は延長の方向を示す。この実施形態では、両方の歯科インプラント４５０、４５１の延長の方向は、必要に応じてかつ下述するように延長領域４６０の骨の所望の延長をもたらすために、相互に平行に向けられる。骨組織領域４６１は延長プロセスによって、すなわち連続的に、しかし充分に緩徐に、延長領域を矢印４５５、４５６の方向に延伸しながら、形成される。
【００８４】
仮想計画に基づく製作データは、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート４７０を製作するために提供することができる。医療処置の仮想計画は、顎骨組織１３０に対する歯４０１、４０２の咬合線の位置のための位置データを提供することを含む。したがって、歯４０１、４０２の咬合線の位置データに応じて、歯空隙１４０における顎骨組織境界面の修正がもたらされる。
【００８５】
この仮想計画に基づいて、歯科インプラントを延長の領域内に挿入するための穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレートを製作するためのデータを提供することができる。
【００８６】
仮想計画は、図４ｂに示すように、既存の骨構造への歯科インプラントの挿入に続く。延長の領域を周囲の骨組織から除去するために、切削テンプレートを製作するためのデータを提供することができる。穿孔およびインプラント誘導外科手術のためおよび歯科インプラント４５０、４５１の挿入のための外科用テンプレートの仮想計画を、図４ｄに示す。穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレートは、骨組織１３０における歯科インプラント４５０、４５１の所望の向きおよび位置を決定するためのガイドスリーブ４７１、４７２を備える。さらに、歯科インプラント４５０、４５１に直接または間接的に取り付けられる延長ねじ４８１、４８２に対抗力を提供するためのカウンタホルダ４８０を製作するためのデータを提供することができる。中間延長モジュール４９０を製作するためのデータを生成することができる。中間延長モジュールは、図４ｅおよび図４ｆに示すように、延長ホルダと歯科インプラントとの間の延伸方向を矯正することができる。仮想計画作成は、所望の高さまで引き上げられた延長領域の骨組織のシミュレーションに続き、そこで人工的に形成された延長の空隙内に成長した骨４６１は連続的に空隙を充填し、結果として図４ｃに示す状況になる。
【００８７】
その後、図４ｇ〜図４ｉに示すように、実際の歯科修復処置が実行される。
【００８８】
図４ｇには、事前の仮想計画のデータから製作された、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート（図示せず）を用いることによって顎骨組織１３０に配置された、２つの歯科インプラント４５０、４５１が示される。こうしてインプラントは骨組織１３０に固定される。
【００８９】
図４ｈでは、図示するように、延長ねじ４８１、４８２に対抗力を提供するためのカウンタホルダ４８０が、歯科インプラント４５０、４５１に直接または間接的に取り付けられる。カウンタホルダ４８０は事前の仮想計画のデータから製作される。図４ｈに示すように、延長ホルダと歯科インプラントとの間に中間延長モジュール４９０が使用される。中間延長モジュール４９０は、延長ねじ４８１、４８２を歯科インプラントに平行にまたは直接的に配置することができない場合に、延長領域４６０の平行な延長移動を達成するために使用することができる。カウンタホルダ４８０は、例えば顎骨組織１３０のアンカピンおよび／または延長領域外のインプラントを用いて、隣在歯１１０、１１１、１１２に、または代替的にもしくは追加的に、延長領域４６０の所望の最終位置に対して固定位置を有する他の要素に、取り付けることができる。図４ｉに、完成した延長を示す。その後、単一または複数の歯冠のような、事前に仮想的に計画された適切な歯科修復物を歯科インプラントに取り付けることによって、歯科修復が完了する。このようにして、事前に仮想的に計画された最終アウトカムが達成される。
【００９０】
骨代替物
生物分解性の骨代替物は当業界で公知であり、一部の実施形態に従って仮想的に計画される医療処置で使用することができる。患者利便性の低い骨移植処置を回避するために、骨代替物または代用材料、例えばポリマー材料を使用することができる。
【００９１】
例えば米国特許第５２７８２０２号に、生物分解性のインサイチュ形成インプラントおよびそれを作製する方法が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。生物分解性ポリマーは、動物用の注射器で注入可能なインサイチュ形成される固体の生物分解性インプラントを提供するのに使用するために提供される。ポリマーは液体の形で動物に注入され、硬化してインサイチュでインプラントを形成する。インプラントを形成する熱可塑性システムは、非反応性ポリマーを生体適合性溶剤中に溶解して液を形成するステップと、液を動物の体内に注入するステップと、溶剤を消散させてインプラントを製作させるステップとを含む。代替的な熱硬化性システムは、有効量の液体アクリル酸エステル末端生物分解性プレポリマーおよび硬化剤を一緒に混合し、混合液を動物の体内に注入し、プレポリマーを硬化させてインプラントを形成することを含む。どちらのシステムも、体内に注入する前に有効レベルの生物活性薬剤を液に添加することによって、注射器で注入可能な固体の生物分解性送達系を提供する。
【００９２】
米国特許第５０７７０４９号には、歯周組織を再生するための生物分解性システムが開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。歯周ポケットにおける歯周組織の修復を助長し、かつ歯根表面に沿った上皮細胞の移動を遅らせるための方法が記載されている。該方法は、歯の表面に隣接してインサイチュ形成生物分解性障壁の配置を含む。障壁は微孔性であり、所定サイズの細孔を含む。障壁は生物活性薬剤を含むことができる。
【００９３】
米国特許第６２０６９２０号には、生物分解性インプラントをインサイチュで形成するための組成物および方法ならびにこれらのインプラントの使用が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。該発明は、薬学的に、医学的に、または獣医学的に容認できるポリマー、約１０〜１００重量％の乳酸（ＬＡ）単位、好ましくは約５０〜９０重量％のＬＡ単位を含む好ましくはポリ（乳酸−コ−グリコール酸）コポリマー（ＰＬＧＡ）、およびアルファ−（テトラヒドロフルアニル）−オメガ−ヒドロキシポリ（オシキ−１，２−エタンジイル）（グリコフロール）の混合物を有する組成物を開示している。固体インプラントを動物の体内でインサイチュで形成する方法、任意選択的に薬物または他の生物活性薬剤を含むインプラントのみならず、動物の身体の治療における発明の組成物の使用も開示されている。
【００９４】
米国特許第５８８５８２９号には、口腔組織の操作が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。開示されているのは、構造マトリックス上にエクスビボ培養物を用いて生細胞から歯科および口腔組織を再生するための方法である。再生された口腔組織およびこうしてもたらされる組織マトリックス製剤は両方とも、歯科医術および口腔医学に臨床応用され、またインビトロでの毒性および生体適合性の試験にも有用である。
【００９５】
米国特許第６４０９７６４号には、骨または歯周組織を再生するための方法および物品が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。生体骨または歯周組織の欠損が関与する多数の医学的状況が存在し、そこでは生体骨または歯周組織の質量の増加が望まれる。装置によって少なくとも部分的に包囲される空間が形成されるように、生細胞および生体組織が侵入することのできる構成シェル状装置を哺乳動物の体内に植え込む方法が記載されている。装置のコンフィギュレーションは、形成される空間のコンフィギュレーションが、組織欠損の治療のために所望される生体骨または歯周組織のコンフィギュレーションと基本的に同一となるように行われる。形成された空間内での生体骨または歯周組織の成長を刺激する目的のために、タンパク質の形質転換成長因子βスーパーファミリから少なくとも１つのタンパク質が、形成された空間内に配置される。上述した構成要素から構成される、生体骨または歯周組織の生成のためのキットも開示されている。
【００９６】
米国特許第４７８７９０６号には、制御された組織成長およびグラフト封じ込めが開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。無歯状態のヒトの顎骨の歯槽堤を修復するための装置および技術。そのような装置は顆粒を含有する不活性多孔質チューブを含み、それによって、装置が堤に配置されたときに、生体骨から多孔質チューブを介して粒状充填材から内向きまたは外向きに組織成長が発生する。チューブは顆粒が移動するのを防止する。
【００９７】
米国特許第４５４２５３９号には、漸変多孔質コーティングを有する外科インプラントが開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。この生体適合性の外科的プロテーゼインプラントは、インプラントの金属本体から骨と相互作用するコーティングの表面に向かう方向に粒径が増大する金属粒子から形成される多層コーティングを有する。漸変は、最初に金属コーティング材の小粒子、例えば小球体の層をインプラントの表面に堆積し、次いで続く層に徐々に大きくなる粒子を堆積することによって達成される。粒子は、幾つかのパラメータが粒子の粒径に応じて制御される、フレーム−プラズマプロセスをはじめ、それに限らず、多数の周知のプロセスのいずれか１つによって堆積させることができる。結果的に得られるコーティングは、骨の内方成長を促進するように、その外面に最小密度および最大多孔率を有する。コーティングの密度はコーティングとインプラントの本体との間の界面を最大とし、それによってインプラントの本体およびコーティングの機械的および熱的性質が実質的に整合し、インプラントの本体に対するコーティングの最適付着が達成される。
【００９８】
米国特許第５８３９８９９号には、誘導組織再生プレート支持および固定システムを利用して顎骨を成長させるための方法および装置が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。組織衝突、咬合負荷、咀嚼力、または筋圧の無い分離され保護された空間が骨膜と顎骨との間に形成される、顎骨を成長させる方法、ならびに該方法で使用される関連誘導組織再生プレート支持および固定システム。この空間は、最初に歯科インプラントまたは誘導組織再生プレート支持および固定システムテント形支持ねじのいずれかを顎骨内に配置することによって形成される。好ましくは等級１の市販の純チタンから作られ、中心のより支持的領域がより厚くかつ剛性であり、周辺部がより薄い、誘導組織再生プレート支持および固定システムのプレート部分は、支持ねじの頭に、またはレシーバキャップを有するかあるいは歯科インプラント内に直接螺入される歯科インプラントの専用の修正ヒーリングスクリュに、スナップ係合される。次いでプレートは屈曲され、適切な形状に成形される。基本的に、柔軟で成形可能なプレートは歯科インプラントまたは支持ねじによって支持されると共に、プレートの支持および固定の両方を形成しその表面の下に骨を成長させるための正確な空間をもたらす同じねじによって、所定の位置に固定される。このプレート部分は中実または有孔とすることができ、それは通気性または無通気性とすることができる。
【００９９】
米国特許第５２９７５６３号には、口腔外科または顎手術の最中またはその後に使用される誘導骨および組織生成装置および方法が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。該開示は一般的に、骨欠損部の組織および骨誘導再生を促進するための方法および装置に関する。欠損部を被覆する機械的障壁寸法が、障壁を所定の位置に固定するための手段として提供される。
【０１００】
米国特許第７１２２２０５号には、組織修復のための生体浸食性ポリマー接着剤が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。生体適合性で生体浸食性のポリマーを含むマトリックスを使用し、かつ組織欠損部にマトリックスを適用する、組織修復のための方法が提供され、ポリマーは、乳酸、グリコール酸、およびカプロラクトンまたはバレロラクトンいずれかから誘導されるモノマー単位の熱可塑性ラクチド含有ターポリマーを含み、約２５℃で約０．０１〜約５００ｍｇ／ｍＬの水溶性および約６００〜約１５００００Ｐａの接着強度を有する。マトリックスまたは接着剤はさらに充填材もしくは生物活性剤、または両方を含むことができる。
【０１０１】
上記の開示は、記載された材料、装置、および方法を考慮に入れて、医療処置の仮想計画を提供するために、実施形態で使用することができる。
【０１０２】
骨移植
代替的に、骨採取は、適切な骨形状をもたらすよう仮想的に計画することができる。切削テンプレートのためのデータは、仮想計画から提供することができる。切削テンプレートは、患者の適切な身体部分から少なくとも１片の骨を採取するために使用することができる。切削テンプレートは、骨組織境界面を修正するために、仮想計画された例えば顎の骨空隙を充填する医療処置が実施される身体領域に適合させるのに適した形状がこのようにしてもたらされた、骨片の採取を容易にする。こうして骨片は、患者の別の身体部分の骨構造を置換または形成するために簡便に使用することができる。これはまた、患者の骨構造の形成に外来性の材料が使用されないので、身体の免疫反応がほとんど回避されるという利点も有する。
【０１０３】
フリー・フォーム・ファブリケーション
フリー・フォーム・ファブリケーション（ＦＦＦ）は、３Ｄ ＣＡＤ情報から直接部品を製作するために要求される技術および機器の名称である。固体のフリーフォームを完全に複製することができる。例えば金属製の物体を製作する際に、完全に開いたダクト、穴、および鈍角および平面は一挙に複製することができる。
【０１０４】
フリー・フォーム・ファブリケーション
Ａｒｃａｍの国際公開第０４０５４７４３Ａ１号には、ケーシング内に作業台および照射銃を備え、部分的にケーシングの外にパウダディスペンサを備えた、３次元製品を製作するための装置が開示されている。国際公開第０４０５４７４３Ａ１号は、その内容全体を参照によって本書に援用する。
【０１０５】
Ａｒｃａｍは、３Ｄ ＣＡＤモデルに基づいて金属粉末から立体造形物を直接製作することを可能にするＦＦＦ技術（フリー・フォーム・ファブリケーション）を開発したハイテク企業である。該技術は、ツールを射出成形およびダイキャストする製作時間をかなり短縮し、それによって設計から製品の仕上げまでのリードタイムを低減するという製造産業内で高まるニーズに応える。
【０１０６】
例えばＡｒｃａｍ ＥＢＭ Ｓ１２は、固体チタンおよび鋼のコンポーネントのＣＡＤからの直接のフリー・フォーム・ファブリケーション（ＦＦＦ登録商標）のために開発されたものであり、チタンおよび鋼製品の製造に対し独自の幾何学的可能性を提供する。
【０１０７】
電子ビーム溶解（ＥＢＭ）プロセス中に、電子ビームは１層ずつのプロセスで金属粉末を溶解して身体部品を構築する。マスカスタマイズされるインプラントは、こうして迅速かつ費用効果的に製造することができる。例えば上述した骨プロテーゼは、こうして仮想計画からの出力データに基づいて、簡便に作成することができる。
【０１０８】
代替的なソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーション技術は、溶融堆積モデリングおよび３次元印刷技術を含む。
【０１０９】
ソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーションのこれらおよび他の技術は、金属以外の材料、例えばセラミック、ガラスセラミックのみならず、セラミックマトリックスおよびポリマーマトリックス複合材料をも使用することができる。アルミナ、ジルコニア、ムライト、シリカ、スピネル、リン酸三カルシウム、アパタイト、フルオロアパタイト、ヒドロキシアパタイト、およびそれらの混合物は、そのようなソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーション技術で使用することのできる代表的なセラミック材料である。本発明で使用される複合材料は、微粒子または繊維充填成分を持つポリマーマトリックスを含む。繊維強化および微粒子充填複合材料のポリマーマトリックス要素は、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアリレート、ポリウレタン、ビニルエステル、またはエポキシ系材料を含め、これらに限らず、当業界で公知の歯科用材料から選択することができる。他のポリマーマトリックスはスチレン、スチレンアクリロニトリル、ＡＢＳポリマー、ポリスルホン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド等を含む。そのような材料は、本願の文脈内で、例えば骨組織代用要素、または患者の身体部分の骨構造の提供に関連する医用製品を提供するために使用することもできる。
【０１１０】
米国特許出願公開第２００４０２５４６６８Ａ１号には、微孔性ヒドロキシアパタイトの足場組成物およびそのフリー・フォーム・ファブリケーション方法が開示されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。組織操作用途向けのリン酸カルシウム系の多孔性足場を作成するためのソリッド・フリー・フォーム・ファブリケーション方法および組成物。該方法は、（Ａ）粉末容器内に乾燥固体粉末粒子の混合物を準備するステップと、（Ｂ）粉末容器とは別個のリザーバに流体成分を準備するステップであって、粉末混合物および流体成分が別個にまたは組み合わせて少なくともカルシウム源およびリン酸源を構成するようにしたステップと、（Ｃ）物体支持プラットフォームの標的表面上の選択された位置に対し、リザーバから液体成分を分注するための液体体積装置および粉末容器から固体粉末混合物を分注するための固体粉末分注装置を含む材料堆積システムを操作して、分注された流体および分注された粉末成分が反応してリン酸カルシウム組成物（特にヒドロキシアパタイトまたはその誘導体）を形成させるステップと、（Ｄ）操作ステップ（Ｃ）中に、堆積システムおよび物体支持プラットフォームを相互に対してＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動させて、粒径が５０μｍ超の微孔を含む足場を形成させるステップとを含む。
【０１１１】
マスカスタマイズされる個々の医用製品は、例えば歯科ブリッジ、アバットメント、コーピング、歯冠フレームワーク、切削テンプレート、外科用テンプレート、穿孔およびインプラント誘導外科手術のための外科用テンプレート、骨インプラント、患者特異的な膜等を含むことができる。
【０１１２】
計画パラメータは例えば以下を含むことができる。
＊歯科インプラントのようなインプラントの場合、方向、深さ、他の構造物までの距離、推定される機械的強度等。
＊穿孔およびインプラント誘導外科手術のためのガイドスリーブの場合、例えば方向、深さ、位置等。
＊膜の場合、例えばサイズ、形状、位置、材料。
＊歯科インプラントの計画の場合、例えばインプラントおよびプロテーゼの組立体の有利な機械的強度を達成するため、プロテーゼ、インプラント、または周囲の骨組織の過度の歪みを回避するため、および審美的理由から、例えば出口穴の位置および方向は、プロテーゼの中心または真ん中に計画することが好ましい。
＊例えば解剖学的に固定された基準点に対し解剖学的に補正された位置における歯の位置。
＊歯冠、歯科インプラント、およびアバットメントのような種々の構成部品の形状、輪郭、長さ、厚さ、深さ等。
＊切削テンプレート：所望の形状、輪郭、方向等。
【０１１３】
計画は、例えば有利な咬合を達成するために、表面合わせに基づくことができる。
【０１１４】
計画は、ヒューマン・インタフェース・ユニットを介して、例えば種々のコンポーネントのクリックおよびそれらのマウス操作によって、変更することができる。
【０１１５】
図６は、医療処置を仮想的に計画するためのシステムの実施形態の略図である。
【０１１６】
システム６は、患者の歯科修復処置のような医療処置のコンピュータに基づく計画作成をもたらす。システム６は、患者の医療処置を仮想計画するためのユニット６００を備える。システム６は、医療処置のコンピュータ実装型の仮想計画を作成するように考案されており、ここで医療処置は、患者の身体部分に例えば当該方法の上記実施形態に記載したような患者構成骨構造を提供することを含む。システムは、仮想計画に基づいて製作データを生成するためのユニット６１０を備え、ここで製作データは、骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成される。医用製品は、骨インプラント、膜、延長ホルダ、誘導外科手術のための外科用テンプレートのように、医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。医療処置を仮想計画するためのシステム６は、医療処置の最終アウトカムの咬合線のような身体部分に対する、プロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するためのユニット６２０を備える。さらに、システムは、位置データに応じて身体部分における境界面の修正を、例えば当該方法の上述した実施例および実施形態にあるような例えば顎骨稜の修正を、仮想計画するためのユニット６３０を備える。ユニット６００、６１０、６２０、６３０は、医療用ワークステーション６４０に実装し、ワークステーション６４０によって実行されるソフトウェアコード部分によって達成することができる。
【０１１７】
医療用ワークステーション６４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、インタフェース等のような通常のコンピュータコンポーネントを含む。さらにそれは、ＣＴスキャン、３Ｄスキャン、デジタル画像等から得られるデータのような、データ入力源から受け取るデータを処理するための適切なソフトウェアを装備する。
【０１１８】
図７は、医療処置を仮想的に計画するためにコンピュータ可読媒体７０５に格納されるコンピュータプログラム７の略図である。コンピュータプログラム７は、コンピュータ６４１によって処理するように提供される。コンピュータ６４１は医療用ワークステーション６４０として実現することができ、あるいはコンピュータプログラムを医療用ワークステーション６４０で実行することができるようにその処理装置とすることができる。コンピュータ可読媒体７０５は、仮想計画を作成するための適切なコードセグメント７００、７１０、７２０、７３０を備えたソフトウェアの形のコンピュータプログラム１９４０を備えることができる。コンピュータプログラム７は、例えばユーザと対話しながら、半自動的に、または完全に自動的に、患者の医療処置を仮想計画するための第１コードセグメント７００を含む。医療処置は、患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含む。コンピュータプログラム７は、仮想計画に基づいて製作データを生成するための第２コードセグメント７１０を備え、該製作データは骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、該医用生品は医療処置で使用するように考案され、かつ医療処置を容易化するために患者に配置するように考案される。コンピュータプログラム７は、身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するための第３コードセグメント７２０を備える。さらにコンピュータプログラム７は、位置データに応じて身体部分の境界面の修正を仮想計画するための第４コードセグメント７３０を備える。
【０１１９】
コンピュータプログラム７は、例えば医療用ワークステーション６４０によってアクセス可能なコンピュータ可読媒体７０５上に格納され得る。
【０１２０】
医療用ワークステーション６４０はさらに、例えば表現された画像を表示するためのモニタのみならず、例えばソフトウェアによって提供される自動計画を手動で微調整するためのキーボード、マウス等のような適切なヒューマンインタフェース装置を備える。医療用ワークステーションはシステム６の一部とすることができる。医療用ワークステーションは製作データを提供することもできる。
【０１２１】
仮想計画のために、例えばＣＴスキャンからの患者データは、例えば医用ワークステーション６４０で実行される歯科修復処置のような医療処置の手術前計画のためのソフトウェアにインポートされる。医療用ワークステーション６４０は、医療処置をコンピュータに基づいて計画するためのグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有することができる。グラフィカル・ユーザ・インタフェースは、本明細書で上述しあるいは添付する特許請求の範囲に記載する方法を可視化するためのコンポーネントを含むことができる。
【０１２２】
医療処置の仮想計画の結果は、医療用ワークステーション６４０のグラフィカル・ユーザ・インタフェースでユーザに提供することができる。骨構造またはその表面境界の適応は、医療用ワークステーション６４０のヒューマンインタフェース装置を用いて、そのモニタに提示されるグラフィカル・ユーザ・インタフェースを介して対話しながら行うことができる。
【０１２３】
本発明を特定の実施形態に関連して上述した。しかし、上記以外の実施形態も本発明の精神および範囲内で同等に可能である。ハードウェアまたはソフトウェアによって当該方法を実行する、上記とは異なる方法ステップを、本発明の精神および範囲内で提供することができる。本発明の異なる特徴およびステップを、記載したものとは異なる組合せで組み合わせることができる。本発明の範囲は、付属の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ実装型の方法であって、前記方法は、患者の医療処置の仮想計画作成を含み、前記医療処置は、前記患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含み、さらに、前記方法は、前記仮想計画作成に基づいて製作データを生成することを含み、前記製作データは前記骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、前記医用製品は前記医療処置で使用するように構成され、かつ前記医療処置を容易化するために前記患者に配置するように構成され、医療処置の前記仮想計画作成は、前記身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供し、さらに、前記方法は、前記位置データに応じて前記身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成することを含む、方法。
【請求項２】
前記位置データの提供が、前記医療処置の仮想計画された最終アウトカムとして前記プロテーゼ構成部品の輪郭の位置データを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プロテーゼ構成部品が、歯冠またはブリッジ用フレームワークのような歯科用修復物である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記境界面が、少なくとも前記身体部分に存在する骨構造の輪郭である、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記境界面の修正が、存在する骨構造の除去を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記境界面の修正が、患者構成骨構造を提供することを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記患者構成骨構造の提供が、前記境界面の修正のために骨インプラントを提供することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記患者構成骨構造の提供が、前記境界面の修正のために膜を提供することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記患者構成骨構造の提供が、前記境界面の修正のために延長を実施することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記プロテーゼ構成部品の輪郭の前記データが、ラジオグラフィックガイドの捕捉された位置から誘導され、ラジオグラフィックガイドが、前記医療処置の前記仮想計画された最終アウトカムを提供する、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記プロテーゼ構成部品の輪郭の前記データが、少なくとも一つの仮想ライブラリ歯から誘導され、仮想ライブラリ歯が、前記医療処置の前記仮想計画された最終アウトカムを提供する、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロテーゼ構成部品の輪郭が、表面照合技術によって決定される、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記表面照合技術が、咬合線を決定するために提供される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記仮想計画作成が、前記位置データを有する歯科用修復物の前に仮想計画された位置に対する膜および骨代替物の仮想計画作成を含み、前記製作データが少なくとも前記膜のために提供される、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記仮想計画作成が、前記位置データを有する歯科用修復物の前に仮想計画された位置に対する骨インプラントの仮想計画作成を含み、前記製作データが少なくとも前記骨インプラントのために提供される、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記仮想計画作成が、前記位置データを有する歯科用修復物の前に仮想計画された位置に対する延長処置の仮想計画作成を含み、前記製作データが少なくとも前記延長処置を実施するために構成された少なくとも一つのホルダ要素のために提供される、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記仮想計画作成が、歯科インプラントの仮想計画作成を含み、前記製作データが穿孔およびインプラント誘導外科手術のための少なくとも一つの外科用テンプレートのために提供される、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記仮想計画された医療処置が、顎顔面外科用手術、顎矯正手術、および／または美容外科手術のような歯科手術を含む、歯科修復処置である、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
患者の医療処置のコンピュータ実装型の仮想計画作成のためのシステムであって、前記医療処置は前記患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含み、前記システムは、前記仮想計画作成に基づいて製作データを生成するためのユニットを備え、前記製作データは前記骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、前記医用製品は前記医療処置で使用するように構成され、かつ前記医療処置を容易化するために前記患者に配置するように構成され、医療処置の仮想計画作成のための前記システムは、前記身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するためのユニットを備え、さらに、前記システムは、前記位置データに応じて前記身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成するためのユニットを備える、システム。
【請求項２０】
コンピュータによって処理するためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、患者の医療処置の仮想計画作成のための第１コードセグメントを含み、前記医療処置は前記患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含み、さらに、前記コンピュータプログラムは、前記仮想計画作成に基づいて製作データを生成するための第２コードセグメントを含み、前記製作データは前記骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、前記医用製品は前記医療処置で使用するように構成され、かつ前記医療処置を容易化するために前記患者に配置するように構成され、さらに、前記コンピュータプログラムは、前記身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するための第３コードセグメント、および前記位置データに応じて前記身体部分の境界面の修正の仮想計画作成のための第４コードセグメントを含む、コンピュータプログラム。
【請求項２１】
請求項１〜１８のいずれかに記載の方法の実施を可能にする、請求項２０に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載のコンピュータプログラムを具現化したコンピュータ可読媒体。
【請求項１】
コンピュータ実装型の方法であって、前記方法は、患者の医療処置の仮想計画作成を含み、前記医療処置は、前記患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含み、さらに、前記方法は、前記仮想計画作成に基づいて製作データを生成することを含み、前記製作データは前記骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、前記医用製品は前記医療処置で使用するように構成され、かつ前記医療処置を容易化するために前記患者に配置するように構成され、医療処置の前記仮想計画作成は、前記身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供し、さらに、前記方法は、前記位置データに応じて前記身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成することを含む、方法。
【請求項２】
前記位置データの提供が、前記医療処置の仮想計画された最終アウトカムとして前記プロテーゼ構成部品の輪郭の位置データを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プロテーゼ構成部品が、歯冠またはブリッジ用フレームワークのような歯科用修復物である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記境界面が、少なくとも前記身体部分に存在する骨構造の輪郭である、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記境界面の修正が、存在する骨構造の除去を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記境界面の修正が、患者構成骨構造を提供することを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記患者構成骨構造の提供が、前記境界面の修正のために骨インプラントを提供することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記患者構成骨構造の提供が、前記境界面の修正のために膜を提供することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記患者構成骨構造の提供が、前記境界面の修正のために延長を実施することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記プロテーゼ構成部品の輪郭の前記データが、ラジオグラフィックガイドの捕捉された位置から誘導され、ラジオグラフィックガイドが、前記医療処置の前記仮想計画された最終アウトカムを提供する、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記プロテーゼ構成部品の輪郭の前記データが、少なくとも一つの仮想ライブラリ歯から誘導され、仮想ライブラリ歯が、前記医療処置の前記仮想計画された最終アウトカムを提供する、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロテーゼ構成部品の輪郭が、表面照合技術によって決定される、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記表面照合技術が、咬合線を決定するために提供される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記仮想計画作成が、前記位置データを有する歯科用修復物の前に仮想計画された位置に対する膜および骨代替物の仮想計画作成を含み、前記製作データが少なくとも前記膜のために提供される、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記仮想計画作成が、前記位置データを有する歯科用修復物の前に仮想計画された位置に対する骨インプラントの仮想計画作成を含み、前記製作データが少なくとも前記骨インプラントのために提供される、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記仮想計画作成が、前記位置データを有する歯科用修復物の前に仮想計画された位置に対する延長処置の仮想計画作成を含み、前記製作データが少なくとも前記延長処置を実施するために構成された少なくとも一つのホルダ要素のために提供される、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記仮想計画作成が、歯科インプラントの仮想計画作成を含み、前記製作データが穿孔およびインプラント誘導外科手術のための少なくとも一つの外科用テンプレートのために提供される、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記仮想計画された医療処置が、顎顔面外科用手術、顎矯正手術、および／または美容外科手術のような歯科手術を含む、歯科修復処置である、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
患者の医療処置のコンピュータ実装型の仮想計画作成のためのシステムであって、前記医療処置は前記患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含み、前記システムは、前記仮想計画作成に基づいて製作データを生成するためのユニットを備え、前記製作データは前記骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、前記医用製品は前記医療処置で使用するように構成され、かつ前記医療処置を容易化するために前記患者に配置するように構成され、医療処置の仮想計画作成のための前記システムは、前記身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するためのユニットを備え、さらに、前記システムは、前記位置データに応じて前記身体部分の境界面の修正の仮想計画を作成するためのユニットを備える、システム。
【請求項２０】
コンピュータによって処理するためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、患者の医療処置の仮想計画作成のための第１コードセグメントを含み、前記医療処置は前記患者の身体部分に患者構成骨構造を提供することを含み、さらに、前記コンピュータプログラムは、前記仮想計画作成に基づいて製作データを生成するための第２コードセグメントを含み、前記製作データは前記骨構造または医用製品の製作に後で使用するように構成され、前記医用製品は前記医療処置で使用するように構成され、かつ前記医療処置を容易化するために前記患者に配置するように構成され、さらに、前記コンピュータプログラムは、前記身体部分に対するプロテーゼ構成部品の少なくとも一部分の位置のための位置データを提供するための第３コードセグメント、および前記位置データに応じて前記身体部分の境界面の修正の仮想計画作成のための第４コードセグメントを含む、コンピュータプログラム。
【請求項２１】
請求項１〜１８のいずれかに記載の方法の実施を可能にする、請求項２０に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載のコンピュータプログラムを具現化したコンピュータ可読媒体。
【図１ａ−ｂ】
【図１ｃ−ｄ】
【図１ｅ−ｆ】
【図１ｇ】
【図２ａ】
【図２ｂ−ｃ】
【図２ｄ−ｅ】
【図２ｆ−ｇ】
【図２ｈ−ｉ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図３ｅ】
【図３ｆ】
【図３ｇ】
【図４ａ−ｂ】
【図４ｃ−ｄ】
【図４ｅ−ｆ】
【図４ｇ−ｈ】
【図４ｉ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１ｃ−ｄ】
【図１ｅ−ｆ】
【図１ｇ】
【図２ａ】
【図２ｂ−ｃ】
【図２ｄ−ｅ】
【図２ｆ−ｇ】
【図２ｈ−ｉ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図３ｅ】
【図３ｆ】
【図３ｇ】
【図４ａ−ｂ】
【図４ｃ−ｄ】
【図４ｅ−ｆ】
【図４ｇ−ｈ】
【図４ｉ】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１１−５００１１４（Ｐ２０１１−５００１１４Ａ）
【公表日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２８３１９（Ｐ２０１０−５２８３１９）
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／００８５５３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０４６９８７
【国際公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（５０６２６０３８６）ノベル バイオケア サーヴィシィズ アーゲー (42)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／００８５５３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０４６９８７
【国際公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（５０６２６０３８６）ノベル バイオケア サーヴィシィズ アーゲー (42)
【Ｆターム（参考）】
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