矯正治療の完成形はどう決める？矯正歯科のデジタルセットアップについて
こんにちは。
茨城県石岡市、小美玉市、かすみがうら市、笠間市、土浦市、水戸市などからも通っていただいている矯正歯科、石岡みらい矯正歯科・院長の丸岡です。
矯正治療を検討している患者さんからすると、治療前の検査をしたあと、矯正歯科医がどのように治療後の歯並びを考えているのかは、なかなか分かりにくい部分ではないかと思います。
前歯はどのくらい下げるのか。歯を並べるスペースはどこから作るのか。抜歯をした場合と非抜歯の場合では何が変わるのか。奥歯は動かすのか。治療後にはどのようなかみ合わせを目指すのか。
矯正治療では、単に装置をつけて歯をきれいに並べていくわけではありません。治療を始める前に、現在の歯並びやかみ合わせを詳しく調べ、最終的にどこへ歯を動かしていくのかを考えることが大切です。
近年では、この治療計画を立てる過程でもデジタル技術が使われるようになっています。その一つが、今回お話しするデジタルセットアップです。
今回は少し専門的な内容になりますが、矯正治療におけるデジタルセットアップとは何か、そして矯正歯科医がその画面を見ながら何を考えているのかについてお伝えさせていただきます。
はじめに
デジタルセットアップとは、現在の歯並びの3Dデータをもとに、歯を一本ずつデジタル上で動かし、治療後に目指す歯並びやかみ合わせを検討する方法です。
いわゆる治療後のシミュレーションに近いものですが、単にきれいな歯並びを画面上に作ることが目的ではありません。
どの歯を、どの方向に、どの程度動かすのか。歯を並べるためのスペースをどこから作るのか。前歯と奥歯の位置をどうするのか。上下の歯をどのようにかみ合わせるのか。
こうした治療計画を具体的に考えるための資料の一つとして使用します。
一方で、デジタルセットアップで作った歯並びが、そのまま将来の治療結果になるわけではありません。歯の移動には個人差があり、歯根や歯を支える骨、歯ぐきの状態、使用する矯正装置、患者さんの協力度など、多くの条件が関係します。
そのため当院では、デジタルセットアップを未来を予測する画像というよりも、治療方針をより具体的に検討するための設計図のようなものと考えています。
デジタルセットアップとは
矯正歯科では以前から、セットアップ模型と呼ばれる方法が使われてきました。このセットアップは矯正治療のゴールを考えるうえで非常に有用な方法ですが、作業が大変です。
従来は患者さんの歯型から石膏模型を作り、その模型の歯を一本ずつ切り離して、治療後に想定される位置へ並べ直す方法が行われていました。この工程を、研修期間中は全患者に行っていました。毎日、夜中まで残ってこの作業をしていました。
現在では口腔内スキャナーを使って歯並びを3Dデータとして記録できるようになりました。
デジタルセットアップでは、この3Dデータ上で一本一本の歯を分離し、コンピューター上で動かすことができます。
デジタル模型による計測については、従来の石膏模型と比較して臨床的に利用可能な精度を有することが多くの研究で報告されています。また、デジタルセットアップについても、従来の模型を用いたセットアップと比較しながら、その有用性が検討されてきました。
さらに、同じ初診時のデータから複数の治療案を作成して比較できることも、デジタル化の大きな利点の一つです。
例えば抜歯をして前歯を後方へ移動させる治療と、抜歯をせずに歯列を整える治療について、それぞれの治療目標を作成し、歯の位置やかみ合わせがどのように変化するのかを比較することもできます。
もちろん、セットアップだけで抜歯か非抜歯かを決めることはできません。
横顔や口元、レントゲン写真、骨格、歯根、歯周組織などを含めて総合的に診断する必要がありますが、治療方針を考える際の一つの重要な資料になります。
なぜ治療前にセットアップを作ることが大切なのか
矯正治療で難しいのは、単純に歯を一直線に並べれば治療が終わるわけではないことです。
例えば前歯にガタガタがある場合、その歯を並べるためにはスペースが必要です。歯列を少し広げる方法もあれば、歯を後方へ動かす方法、歯と歯の間をわずかに削るIPRという方法、抜歯によってスペースを作る方法もあります。
どの方法を選択するかによって、最終的な前歯の位置や歯列の幅、奥歯の位置、口元の変化などが変わってきます。
ここで重要なのは、ガタガタをなくすことだけを考えるのではなく、最終的に前歯をどこへ置きたいのかというゴールから逆算して治療方法を考えることです。
これは、コンピューターが正しい答えを教えてくれるという意味ではありません。
頭の中で考えていた治療計画を実際に3次元の歯並びとして再現することで、この位置まで本当に歯を動かす必要があるのか、このスペースの使い方でよいのか、治療後の前歯と奥歯の関係に無理がないか、といったことを改めて検討できる点に意味があると考えています。
AIにまだまだできないもの。これは臨床経験に基づいた治療予測なのではないでしょうか。過去の治療経験から得た移動予測を実際に落とし込む。この作業がセットアップであり、AIのシミュレーションとの違いと私は考えています。
矯正医はデジタルセットアップの何を見ているのか
患者さんがセットアップを見ると、最初に目に入るのは治療前と治療後の歯並びの違いだと思います。しかし、矯正歯科医が見ているのは完成した歯並びだけではありません。
まず重要になるのが、歯を並べるためのスペースです。
現在どの程度スペースが不足しているのか。それに対して、歯列をどの程度変化させるのか。前歯を前方へ出すのか、それとも後方へ下げるのか。奥歯を動かすのか。抜歯によって得られたスペースをどのように使用するのかを考えます。
次に確認するのが、一本一本の歯の位置と向きです。歯は前後左右に移動するだけではありません。傾きを変えたり、回転させたり、歯ぐきの方向へ動かしたり、反対に引き出したりする必要があります。特に前歯では、歯の先端だけの位置ではなく、歯の傾きも治療後の口元やかみ合わせに関係します。
さらに上下の歯の関係も重要です。
上の歯だけをきれいに並べても、下の歯とうまくかみ合わなければ矯正治療として十分とはいえません。
前歯の前後的な距離であるオーバージェット、前歯の垂直的な重なりであるオーバーバイト、左右の奥歯のかみ合わせ、歯列の幅、上下の正中などを確認しながら治療目標を考えていきます。
このように考えると、デジタルセットアップは単なる歯並びのビフォーアフターではなく、矯正治療を3次元的に考えるための作業模型に近いものと考えています。
また治療計画はこのようなセットアップだけでは決まりません。特に前歯、大臼歯の位置関係は、セファログラムグラムの分析値をもとにしたプレディクション（VTOとも）も重要になります。このプレディクションが実現可能かをみる最終的な確認の意味も込めて、制作をするようにしています。
デジタルセットアップはマウスピース矯正だけのものではありません
デジタル上で歯を動かすと聞くと、インビザラインをはじめとするマウスピース矯正を思い浮かべる方が多いと思います。確かにマウスピース型矯正装置では、治療前に歯の移動をデジタル上で設計することが一般的です。
しかし、デジタルセットアップの考え方そのものはマウスピース矯正に限定されるものではありません。
ワイヤー矯正でも、治療前に最終的な歯の位置を検討することには大きな意味があります。
当院でも、装置の種類にかかわらず、必要と考えられる症例ではデジタルセットアップを診断や治療計画の検討に役立てています。
デジタルセットアップの通りに歯は動くのか
ここはとても大切なところです。
画面上では歯を自由に移動できます。しかし、実際の患者さんの歯はコンピューター上の模型ではありません。
歯は歯槽骨という骨の中にあり、歯根の周囲には歯根膜があります。そのため、実際に可能な歯の移動には医学的(生物学的)な制約があります。
また、同じ装置を使用して同じように力を加えても、すべての患者さんで全く同じように歯が動くわけではありません。そのため、デジタルセットアップは治療結果を保証するものではなく、あくまでも参考にしていただくものとしてお話ししています。
治療中には実際の歯の動きを確認しながら、必要に応じてワイヤーの調整、装置の変更、治療計画の修正を行います。
完成予想図を作ることよりも、治療前にできるだけ多くの問題を検討しておくことに、デジタルセットアップの大きな意味があると考えています。
当院では矯正治療のデジタル化を進めています
当院では現在、口腔内スキャナーを使用した歯並びの記録をはじめ、矯正歯科診療のさまざまな部分でデジタル化を進めています。
口腔内スキャナーで取得した歯並びを単に保存するだけではなく、その3Dデータを診断や治療計画へつなげることが重要だと考えています。
今後はデジタルセットアップだけでなく、治療前後の歯並びの比較、装置製作、3Dプリンターを利用した模型製作など、さまざまな場面でデジタルデータを活用していきます。
ただし、私たちが目指しているのは、新しい機械やAIを導入すること自体ではありません。
デジタル技術を使うことによって、これまで頭の中や石膏模型で考えていた治療計画をより見える形にし、矯正歯科医自身が治療計画をより深く検討できるようにすること。そして、必要に応じて患者さんにも分かりやすく説明できるようにすることが大切だと考えています。
矯正治療は一般的に年単位の治療になります。
だからこそ、治療を始める前に、どこを治したいのか、そのためにどの歯をどこへ動かすのか、治療後にどのような歯並びとかみ合わせを目指すのかを十分に考えておくことが重要です。
デジタルセットアップは、そのための新しい道具の一つです。
まとめ
デジタルセットアップとは、口腔内スキャナーなどから得られた3Dの歯並びのデータを利用して、治療後に目指す歯の位置をコンピューター上で検討する方法です。
矯正治療後の歯並びを視覚的に確認できるだけでなく、スペースの使い方、前歯や奥歯の位置、歯の傾き、上下のかみ合わせなどを具体的に検討できることが大きな特徴です。
一方で、セットアップは未来の治療結果をそのまま再現するものではありません。
コンピューター上では可能な歯の移動であっても、実際には歯根、歯槽骨、歯周組織などを考慮する必要があります。そのため最終的には、レントゲン写真や口元、骨格、歯周組織などの情報と合わせて、矯正歯科医が治療計画を判断することが大切です。
当院ではデジタル技術を取り入れながら、より詳しく治療計画を検討できる診療環境の整備を進めています。
矯正治療やご自身の歯並び、治療後の変化について気になることがありましたら、矯正歯科で一度相談してみるとよいと思います。
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