(57)【要約】      （修正有）【課題】患者が居なければならない歯科診療の長さを短くするために、歯科コンポーネントの設計および製造のために必要とされる時間を大幅に短縮する方法を提供する。【解決手段】３Ｄモデルは、第１の３Ｄサブモデルが少なくとも１つの第１の表面部分を伴って設計される少なくとも1つの第１の設計ステップと、第２の３Ｄサブモデルが少なくとも１つの第２の表面部分を伴って設計される第２の設計ステップとにおいて製造され、第１の設計ステップは第２の設計ステップの前に完了され、ＣＡＭユニットは、第２の３Ｄサブモデルの設計が完了される前に第１の３Ｄサブモデルに基づいて、歯科コンポーネントの第１の表面部分の製造を開始する。【選択図】図１
2020093098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を伴う歯科コンポーネントの設計および製造のための方法であって、前記歯科コンポーネントの3DモデルがCADユニットを用いて設計され、前記3Dモデルに基づいて、前記歯科コンポーネントはCAMユニットによって製造され、
前記3Dモデルは、少なくとも1つの第1の表面部分を伴う第1の3Dサブモデルが設計される少なくとも1つの第1の設計ステップと、少なくとも1つの第2の表面部分を伴う第2の3Dサブモデルが設計される第2の設計ステップとにおいて設計され、前記第1の設計ステップは前記第2の設計ステップの前に完了され、前記CAMユニットは、前記第2の3Dサブモデルの前記設計が完了される前に前記第1の3Dサブモデルを使用して、前記歯科コンポーネントの前記第1の表面部分の製造を始めることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記歯科コンポーネントの前記製造は、被加工物ブランクから、除去製造方法を用いて行われ、好ましくは切削加工を用いて行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記製造はフライス加工および/または研削を用いて行われることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記歯科コンポーネントの前記製造は、付加製造方法を用いて行われ、好ましくは3D印刷を用いて行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の3Dサブモデルの前記第1の表面部分は前記歯科コンポーネントの第1の表面部分に対応し、前記第2の3Dサブモデルの前記第2の表面部分は前記歯科コンポーネントの第2の表面部分に対応することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
アルゴリズムが、前記第1の設計ステップにおける前記第1の3Dサブモデルとして3D概略モデルを設計するために使用され、前記第2の設計ステップにおいて、3D精緻モデルが前記第2の3Dサブモデルとして設計され、
a)  除去製造方法が使用され、前記少なくとも1つの第1の表面部分によって限定される前記3D概略モデルの体積が、前記少なくとも1つの第2の表面部分によって限定される前記3D精緻モデルの体積より大きいか、または、
b)  付加製造方法が使用され、前記少なくとも1つの第1の表面部分によって限定される前記3D概略モデルの体積が、前記少なくとも1つの第2の表面部分によって限定される前記3D精緻モデルの体積より小さいか
のいずれかであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記3D概略モデルの前記設計は、以前の設計の3Dモデルに基づいて、ディープラーニングなどの機械学習のための人工神経回路網(畳み込みニューラルネットワーク、CNN)を使用して自動的に行われることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記3D概略モデルの前記設計は歯科コンポーネントの種類に基づいて自動的に行われることを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
【請求項９】
前記歯科コンポーネントは、顎に連結される取付要素に固定されるように意図され、前記3Dモデルが設計される前に、前記取付要素の三次元形状が、少なくとも、設計される前記歯科コンポーネントと接触するように意図される領域においてキャプチャまたは決定され、前記3Dモデルの前記設計は、前記取付要素の前記キャプチャまたは決定された三次元形状に基づいて実施されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記キャプチャは、口内で実施され、好ましくは3Dスキャナの支援で実施されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記取付要素の前記三次元形状に基づいて、形成接触表面が前記取付要素の前記三次元形状に基づいて決定され、前記第1の設計ステップにおいて、前記形成接触表面と接触する表面部分が前記第1の3Dサブモデルに含まれ、前記第1の3Dサブモデルは前記形成接触表面に対応して形作られることを特徴とする、請求項9または10に記載の方法。
【請求項１２】
前記形成接触表面の前記決定はアルゴリズムの支援で自動的に実施されることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
製造される前記歯科コンポーネントの前記表面は、前記取付要素から離れる方を向く上面と、前記取付要素を向く下面とを有し、前記第1の表面部分は、製造される前記歯科コンポーネントの前記下面であり、前記第2の表面部分は、製造される前記歯科コンポーネントの前記上面であることを特徴とする、請求項5、または、請求項5に基づくという条件での請求項6から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第2の設計ステップにおいて、初めに、3D概略サブモデルがアルゴリズムを使用して自動的に設計され、次に、前記第2の3Dサブモデルが設計され、前記3D概略サブモデルに対応する前記歯科コンポーネントの前記表面の前記製造は、前記第2の設計ステップが完了される前に開始され、
a)  除去製造方法が使用され、前記3D概略サブモデルの体積が前記第2の3Dサブモデルの体積より大きいか、または、
b)  付加製造方法が使用され、前記3D概略サブモデルの体積が前記第2の3Dサブモデルの体積より小さいか
のいずれかであることを特徴とする、請求項5、または、請求項5に基づくという条件での請求項6から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記3D概略サブモデルの前記自動的な設計は、以前の設計の3Dモデルに基づいて、ディープラーニングなどの機械学習のための人工神経回路網(畳み込みニューラルネットワーク、CNN)を使用して行われることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科コンポーネントの設計および製造のための方法に関する。歯科コンポーネントは、例えば、インレー、アンレー、オーバーレイ、ベニア、歯冠、ブリッジ、インプラント歯冠、または即時インプラントなどの歯科補綴物であり得る。歯科コンポーネントはバイトスプリントまたは印象トレーであってもよい。
【背景技術】
【０００２】
以下において、知られている方法が、具体的には歯冠である歯科補綴物の設計および製造の例を用いて記載されている。歯科補綴物は、取り付けの目的のために顎に連結される取付要素を有し得る。例えば、取付要素は、形成された歯(形成された残根としても知られる)であり得る。代替で、取付要素はインプラントの支台部であってもよい。
【０００３】
歯科補綴物の設計および製造のために、歯科補綴物の3DモデルがCADユニットを用いて概して最初に設計され、次に、歯科補綴物が、3Dモデルに基づいてCAMユニットによって製造される。
【０００４】
通常、歯科医が歯科補綴物を受け入れるために歯を形成した後、形成された歯の三次元形状が決定される。
【０００５】
これは、デジタル化する方法の支援でしばしば実施される。次に、形成された歯の三次元形状が、多くの場合、外部の歯科技工室へと送られ、それによって、歯科技工士が3D形状に基づいて対応する歯科補綴物を設計および製造する。
【０００６】
歯科補綴物の設計および製造まで、患者は、対応する形成された歯で生活しなければならず、これは、患者にとって大きな制限を意味する可能性がある。
【０００７】
そのため、歯科補綴物は、歯科技工士の支援なしで、歯科医の実務において益々頻繁に作り出されている。このような方法は、例えばDE19518702C2から知られている。
【０００８】
最初のステップにおいて、修復および形成される歯、必要な場合にはその歯の周囲、および場合によっては対合歯の形状が、電子的に記録および保存される。
【０００９】
次のステップにおいて、形成された歯の画像が読み取られる。形成縁(形成境界または形成線ともしばしば呼ばれる)、つまり、修復される歯における、歯科補綴物が適用される表面を包囲する縁が、画像において特定される。これは、経験を積んだ歯科医によって手作業で、または、アルゴリズムを用いるソフトウェアによって一部で自動的に、もしくは、さらには完全に自動的にのいずれかで、実現され得る。
【００１０】
最後に、歯科補綴物の3DモデルがCADユニットの支援で設計される。3Dモデルの設計の後、歯科コンポーネントは、CAMユニットにおいて材料の塊から、知られている手法で最終的に研削またはフライス加工される。
【００１１】
次に、歯科補綴物は診療の間に患者の顎へと挿入され、紫外線硬化性の接着剤を用いて取付要素に付着させられ得る。
【００１２】
特に複雑な形を伴う歯科補綴物の場合には、上記の手順は比較的長い時間を取る可能性がある。
【００１３】
ここで特に時間の掛かることは、一方では、歯科医の経験が影響するため、および、正確な形は患者との相談の後に決定される必要があり得るため、歯科補綴物の視認側の設計であり、他方では、歯科補綴物の視認できない根元部分、つまり、取付要素を向く部分の除去加工である。
【００１４】
同じ方法で、バイトスプリントまたは個人に合わせた印象トレーが設計および製造でき、これらのコンポーネントは顎に取り付けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】DE19518702C2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記の先行技術に基づいて、本発明の目的は、患者が居なければならない歯科診療の長さを短くするために、歯科コンポーネントの設計および製造のために必要とされる時間を大幅に短縮する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、この目的は、3Dモデルは、第1の3Dサブモデルが少なくとも1つの第1の表面部分を伴って設計される少なくとも1つの第1の設計ステップと、第2の3Dサブモデルが少なくとも1つの第2の表面部分を伴って設計される第2の設計ステップとにおいて製造され、第1の設計ステップは第2の設計ステップの前に完了され、CAMユニットは、第2の3Dサブモデルの設計が完了される前に第1の3Dサブモデルに基づいて、歯科コンポーネントの第1の表面部分の製造を始める、先に記載された方法で達成される。
【００１８】
そのため、本発明によれば、3Dモデルは3Dサブモデルへと分割され、3Dサブモデルは、連続して、および/または、異なる速度で、設計される。歯科コンポーネントの製造は、第1の3Dサブモデルの設計が完了されるとすぐに始められる。
【００１９】
好ましい実施形態では、歯科コンポーネントの製造は、被加工物ブランクから、除去製造方法、好ましくは切削加工を用いて実施される。フライス加工または研削などの機械加工方法を使用することが特に好ましいとされる。
【００２０】
代替の実施形態では、歯科コンポーネントの製造は、好ましくは3D印刷を介して、付加製造方法を用いて実施される。
【００２１】
好ましい実施形態では、第1の3Dサブモデルの第1の表面部分は歯科コンポーネントの第1の表面部分に対応し、第2の3Dサブモデルの第2の表面部分は歯科コンポーネントの第2の表面部分に対応する。別の言い方をすれば、歯科コンポーネントの表面の一部分は第1の3Dサブモデルによって表され、歯科コンポーネントの表面の別の部分は第2の3Dサブモデルによって表される。
【００２２】
作り出される歯科コンポーネントの第1の表面部分を定める第1の3Dサブモデルが設計されるとすぐに、歯科コンポーネントのこの表面部分の製作が始められる一方で、第2の3Dサブモデルはなおも設計されている。
【００２３】
基本的に、本発明による方法は、歯科コンポーネントの表面構造の少なくとも一部分に関する第1の情報が利用可能となるとすぐに、歯科コンポーネントの製造で始まる。設計を2つの設計ステップに分割することは必ずしも要求されない。代わりに、対応する3Dサブモデルを各々作り出す3つ以上の設計ステップへと設計を分けることは有益であり得る。3Dサブモデルが作り出されるとすぐに、この3Dサブモデルによって定められた歯科コンポーネントの表面部分の製造を始めることが可能である。
【００２４】
代替の実施形態では、アルゴリズムが、第1の設計ステップにおける第1の3Dサブモデルとして3D概略モデルを設計するために使用され、第2の設計ステップにおいて、第2の3Dサブモデルとしての3D精緻モデルが設計され、
a)  除去製造方法が使用され、3D概略モデルの体積が3D精緻モデルの体積より大きいか、または、
b)  付加製造方法が使用され、3D概略モデルの体積が3D精緻モデルの体積より小さいか
のいずれかである。
【００２５】
この場合、3D概略モデルの体積は、第1の3Dサブモデルの少なくとも1つの表面部分によって限定され、3D精緻モデルの体積は、第2の3Dサブモデルの少なくとも1つの表面部分によって限定される。
【００２６】
3Dモデルを、歯科コンポーネントの異なる表面部分を表す3Dサブモデルへと分割する代わりに、この実施形態は概略モデルと精緻モデルへと分割される。
【００２７】
概略モデルは、アルゴリズムの支援によるコンピュータ支援されたやり方で自動的に作り出され得る。経験値がこの目的のために使用されてもよい。例えば、3D概略モデルの設計は、以前の設計の3Dモデルに基づいて、ディープラーニングなどの機械学習のための人工神経回路網(畳み込みニューラルネットワーク、CNN)を使用して自動的に行われてもよい。
【００２８】
代替または組み合わせで、3D概略モデルの設計は歯科コンポーネントの種類に基づいて自動的に実施され得る。歯科コンポーネントの種類には、任意選択で歯科補綴物が取り付けられる歯の位置に従って細分化されるインレー、アンレー、ベニア、歯冠、ブリッジ、インプラント歯冠、もしくは即時インプラントなどの歯科補綴物の種類、または、バイトスプリントもしくは印象トレーなどのコンポーネントの種類があり得る。
【００２９】
設計を始める前、どの種類の歯科コンポーネントが製造されるのかはほとんどの場合で分かっている。この知識が、3D概略モデルの設計において自動的に使用され得る。例えば、歯冠が左上犬歯(23番)のために製造されるべきことが決定された場合、この情報が3D概略モデルの設計のために使用され得る。
【００３０】
歯科コンポーネントのためのブランクとして、積層ベニアセラミックによるセラミックハードコアフレームを使用することが通常でもある。セラミックの個々の層は異なる着色を有し、そのため、製造される歯科コンポーネントの色は、ブランク内での3D精緻モデルの位置決めに依存する。結果として、3D概略モデルは3D精緻モデルと本質的に同じであり得るが、除去製造方法を使用するとき、3D概略モデルの体積は3D精緻モデルの体積より大きくなり、そのため3D精緻モデルは、所望の着色を達成するために3D概略モデル内で移動され得る。3D精緻モデルの位置が3D概略モデルにおいて決定されるとすぐに、歯科コンポーネントが最終的に作り出され得る。
【００３１】
歯科コンポーネントの視認できる表面のモデル化は、第2の設計ステップの実施の間、しばしば時間を取る。また、噛む間に、歯科コンポーネントと、相対する歯との間の接触がどの場所にあるべきかが決定されなければならない。この場合、患者の時間の掛かる関与が要求されることもある。しかしながら、経験を積んだ歯科医のこれらの本質的に設計に関する介入は、製造される歯科コンポーネントの表面部分において比較的小さい効果しかない。
【００３２】
3D概略モデルであれば、第2の設計ステップが完了される前に歯科コンポーネントの概略の形が容易に決定できる。そのため、歯科コンポーネントが、例えば、歯科コンポーネントの所望の形に大まかに対応するスクラブ加工で製造され得る。仕上げ加工は、第2の設計ステップが終了されるとすぐに実施され、そのため、歯科コンポーネントの正確な所望の最終的な形が定められる。
【００３３】
しかしながら、除去製造方法の場合、精緻モデルの体積が概略モデルの体積内にあることは配慮されなければならない。そのため、概略モデルの製造の間、精緻モデルがもはや製造できないほど多くの材料をブランクから除去することはできない。
【００３４】
しかしながら、3D印刷などの付加製造方法の場合、概略モデルの体積は精緻モデルの体積内になければならないが、これは、そうでない場合に、概略モデルの製造の間に精緻モデルが材料を提供しない場所には材料がすでに適用されているためである。
【００３５】
3D概略モデルの自動的な設計は、好ましい実施形態では、ディープラーニングなどの機械学習のための人工神経回路網(畳み込みニューラルネットワーク、CNN)を使用して実施される。これらの技術は、3D概略モデルがどのように決定され得るかを学習するために、以前の設計の3Dモデルを使用する。以前の3Dモデルを使用することで、ソフトウェアは、形成される歯科コンポーネントの寸法を学習することができる。3D概略モデルについての特定の寸法が、後でアクセスされるテーブルで保存されることも可能である。
【００３６】
3Dモデルの設計の前に、少なくとも、設計される歯科コンポーネントと接触するように意図される領域において、取付要素の三次元形状がキャプチャまたは決定され、3Dモデルの設計が、取付要素のキャプチャまたは決定された三次元形状に基づいて実施される場合、通常は有利である。
【００３７】
取付要素がインプラント、支台部、またはインプラント本体である場合、取付要素の三次元形状はすでに知られている。どのインプラントが使用されたかを決定することが必要なだけである。三次元形状の追加のキャプチャは通常は必要ではない。
【００３８】
しかしながら、取付要素が対応するように形成された歯である場合、取付要素の実際の三次元形状が決定されなければならない。
【００３９】
この目的のために、例えばシリコーン印象を患者から取ることができ、次に、石こうモデルが形作られてデジタル化され得る。
【００４０】
しかしながら、手順を加速させるために、キャプチャが口内であり、したがって3Dスキャナの支援で最良に実施される場合、有利である。最初に、取付要素、つまり、例えば、形成された歯と、場合によっては隣接する歯とをキャプチャすることが、必要なだけである。
【００４１】
この情報は、歯科コンポーネントの最大の側方の膨張が何であるか、および、形成された歯に対応する歯科コンポーネントの3Dモデルの表面がどのように見えるかがすでに確立されているため、歯科コンポーネントの製造を始めるのに十分である。
【００４２】
概して、歯科医は、反対の顎部分の対応する3D画像も作成する。また、閉じた歯列の画像が、2つの顎の位置決めを決定し、延いては、相対する対合歯に対して作り出される歯科コンポーネントの位置決めを決定するために、側方から通常は撮られる。
【００４３】
閉じた歯列および反対の顎部分の三次元キャプチャの間、歯科コンポーネントの製造は、少なくとも形がすでに分かっている表面部分について、すでに行われ得る。
【００４４】
さらなる好ましい実施形態では、形成接触表面が取付要素の三次元形状に基づいて決定され、第1の設計ステップにおいて、形成接触表面と接触する表面部分は第1の3Dサブモデルに含まれることが提供される。この表面部分が設計されるとすぐに、形成接触表面と接触する歯科コンポーネントの表面の製造は始まることができる。
【００４５】
形成接触表面の決定は、最良には、アルゴリズムを使用して自動的に実施され得る。形成接触表面を定めるために、いわゆる形成縁が決定され得る。形成縁は形成接触表面を画定する。
【００４６】
形成接触表面は、歯科コンポーネントと接触するように意図される表面の一部分を含み得る。形成接触表面は、歯科コンポーネントと接触するように意図されるすべての表面を備えてもよい。第1の3Dサブモデルにおいて、歯科コンポーネントと接触するべきでない他の表面部分を含むことも可能である。
【００４７】
頻繁に、製造される歯科コンポーネントの表面は、取付要素から離れる方を向く上面と、取付要素を向く下面とを有する。そのため下面は形成縁を常に含む。
【００４８】
方法の好ましい実施形態では、第1の表面部分は、製造される歯科コンポーネントの下面であり、第2の表面部分は、製造される歯科コンポーネントの上面である。製造される歯科コンポーネントの下面のモデル化は、比較的単純であり、経験を積んだ歯科医の手作業の介入を必要とすることなくコンピュータ制御できるが、これは、取付要素および隣接する歯の分かっている位置において、下面が分かっており、そのため設計に関する介入が必要とされないためである。
【００４９】
下面の設計が比較的単純に行われ、そのためコンピュータ支援され得る場合であっても、この表面の製造は、特に下面が凹状に湾曲され、形成された歯を受け入れるための空洞を有するとき、しばしば非常に時間を取る。そのため、歯科医が歯科コンポーネントのキャップ表面のコンピュータ支援されたモデル化でなおも忙しい間に、製造される歯科コンポーネントの下面の製造が始められ得る場合、非常に有利なものとなる。
【００５０】
第2の設計ステップにおいて、初めに3D概略サブモデルが、次に第2の3Dサブモデルが、アルゴリズムを使用して自動的に設計され、ここで、3D概略サブモデルに対応する歯科コンポーネントの表面の製造が、第2の設計ステップが完了される前に始められる場合、有利であり得る。ここでもまた、除去製造方法が使用される場合、3D概略サブモデルの体積は第2の3Dサブモデルの体積より大きくなければならない、または、付加製造方法が使用される場合、3D概略サブモデルの体積は第2の3Dサブモデルの体積より小さい。
【００５１】
歯科コンポーネントの視認できる表面のモデル化は、第2の設計ステップの実施の間、しばしば時間が掛かる。また、噛む間に、歯科コンポーネントと、相対する歯との間の接触がどの場所にあるべきかが決定されなければならない。この場合、患者の時間の掛かる関与が要求されることもある。しかしながら、経験を積んだ歯科医のこれらの本質的に設計に関する介入は、製造される歯科コンポーネントの表面部分において比較的小さい効果しかない。
【００５２】
3D概略モデルであれば、第2の設計ステップが完了される前に歯科コンポーネントの概略の形が容易に決定できる。
【００５３】
3D概略サブモデルの自動的な設計は、先に記載した3D概略モデルにおけるように、好ましい実施形態では、ディープラーニングなどの機械学習のための人工神経回路網(畳み込みニューラルネットワーク、CNN)を使用して実施される。これらの技術は、3D概略モデルがどのように決定され得るかを学習するために、以前の設計の3Dモデルを使用する。以前の3Dモデルを使用することで、ソフトウェアは、形成される歯科コンポーネントの寸法を学習することができる。3D概略モデルについての特定の寸法が、後でアクセスされるテーブルで保存されることも可能である。
【００５４】
その間、つまり、第1の3Dサブモデルの設計の後に、隣接する歯への側方の距離、または、反対の歯(対合歯)への距離など、利用可能となった情報を参照することも可能である。
【００５５】
したがって、この実施形態では、3Dモデルは、異なる表面部分を各々表す2つの3Dサブモデルへと最初に分割される。第1の3Dサブモデルが設計されると、歯科コンポーネントの製造が、3Dサブモデルに対応する表面部分において始まる。
【００５６】
第2の3Dサブモデルは、2つのサブモデル、すなわち、概略サブモデルと精緻サブモデルへとさらに分割される。ここでもまた、概略サブモデルの製造は、概略サブモデルが設計されるとすぐに始まることができる。第2の3Dサブモデルの精緻サブモデルの時間の掛かる設計が完了されるとすぐに、この時点で一部の表面部分において完了されており、他の表面部分において所望の輪郭を少なくとも大まかに有している歯科コンポーネントが、完全に製造され得る。
【００５７】
したがって、本発明によれば、3Dモデルの完全な設計の前に、製造される歯科コンポーネントの表面について利用可能な情報の少なくとも一部が、歯科コンポーネントの時間の掛かる製造を始めるために使用される。さらなる情報が利用可能になるとすぐに、その情報は歯科コンポーネントの製造を継続または改善するためにも使用され得る。例えば、第2の設計ステップでは、歯科医は、上面、つまり、対合歯を向く表面が設計される前に、製造される歯科コンポーネントの側方表面を最初に設計できる。側方表面の設計が確立されるとすぐに、歯科コンポーネントの側方表面の製造は始まることができる。
【００５８】
本発明のさらなる利点、特徴、および可能な用途が、好ましい実施形態の以下の記載および添付の図を使用して説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による方法の第1の実施形態の個々のステップの概略図である。
【図２】本発明による方法の第1の実施形態の個々のステップの概略図である。
【図３】本発明による方法の第1の実施形態の個々のステップの概略図である。
【図４】本発明による方法の第1の実施形態の個々のステップの概略図である。
【図５】本発明による方法の第1の実施形態の個々のステップの概略図である。
【図６】本発明による方法の第1の実施形態の個々のステップの概略図である。
【図７】本発明の方法の第2の実施形態の方法ステップの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
図1〜図6に基づいて、本発明による方法の第1の実施形態が記載されている。
【００６１】
図1では、初期の状況が、関係する歯科医または患者によって見られているとして示されている。形成されていない歯1が、上顎または下顎(図示せず)にしっかりと連結されている。歯は、歯冠、歯頸、および歯根から成る。歯根は顎骨に固定されている。何らかの理由のため、歯冠が損傷または疾患している場合、生来の歯冠を人工の歯冠、つまり、歯科コンポーネントで置き換えるかまたは完全にすることが必要であり得る。診断の過程において、歯科医は、患者と一緒に、どの歯科コンポーネントの種類が現在の状況において患者の要望に最良に対応するかを決定することになる。
【００６２】
可能な歯科コンポーネントの種類は、例えば、歯科インレー、歯科アンレー、歯科オーバーレイ、ベニア、歯冠、ブリッジ、インプラントなどである。
【００６３】
診断に基づいて、計画された修復に大きさがすでに適合されている対応する修復ブランクが、CAMユニットにおいて使用され得る。
【００６４】
このような修復ブランク2が図2に示されている。修復ブランク2は、保持体3に連結されており、CAMユニットにおいて保持体3に取り付けられ得る。修復ブランク2の材料は、CAMユニットによって加工できる限り、歯科医の判断において選択され得る。完全なセラミックのブランクが最近では幅広く実施されている。しかしながら、セラミックまたはプラスチックと組み合わされた固体金属または金属合金から作られたブランクなど、他の材料がある。
【００６５】
次のステップでは、歯科医は、疾患した歯を形成する。ここでの例では、これは、生来の歯冠が歯肉線かまたはさらにその若干下まで研削されることを意味する。生来の歯冠は、通常は円筒形または若干の円錐形に研削される。段差が歯の頸部に作り出される。この手法で形成された歯が、図3において概略的に示されている。歯根は顎骨に連結されている。形成された歯4の歯冠4が、下地面6で見られる。さらに、形成された歯において段差を形作る形成縁5が見られる。
【００６６】
形成の後、形成された歯はデジタル化される。好ましい実施形態では、これは、口内3Dスキャナを用いてデジタル処理で実施される。このような口内3Dスキャナは、様々な実施形態において知られており、取得することができる。このような口内スキャナは、例えば、アクティブ型三角測量の原理に従って、トゥルーカラーおよび粉末なしで実施できる。
【００６７】
デジタル化処理の終わりには、歯肉または顎骨によって覆われていない形成された歯の三次元の輪郭がある。
【００６８】
ここで、形成縁、つまり、形成される歯科コンポーネントと接触する形成接触表面の境界を決定することが必要である。この決定は、経験を積んだ歯科医によって手作業で実施されるか、または、適切なソフトウェアの支援で自動的に実施されるかのいずれかであり得る。形成縁5が決定されるとすぐに、製造される歯科コンポーネントの対応する表面部分の形は分かっている。そのため、製造される歯科コンポーネントの対応する3Dサブモデルが、コンピュータを使用して簡単に作り出され得る。歯科コンポーネントは、形成された歯に置かれ、形成縁に正確に結合できなければならないため、形成された歯に向かう歯科コンポーネントの表面、いわゆる下面に、設計の自由はなく、そのため、形成縁の特定の後、歯科コンポーネントの下側についての対応する3Dサブモデルは容易に作ることができ、そのため歯科コンポーネントの製造が始められる。
【００６９】
図4は、形成のネガティブ、つまり、第1の3Dサブモデルの表面部分がすでに導入されている対応する修復ブランク2を示している。形成縁5に対応する表面部分8と、形成された歯4を受け入れるために提供された空洞7とが見られる。したがって、この凹状の形態の精巧な加工は、加工の非常に早い段階においてすでに実施され得る。
【００７０】
同時に、CADで支援された修復計画、つまり、第2の3Dサブモデルの設計が実施され得る。経験を積んだ歯科医は、アルゴリズムの支援で、咬合、歯間接触などを決定できる。形成の目的のために、例えば口内3Dスキャナで、形成された歯の隣に位置付けられた隣接する歯、対合歯(相対する歯)、および患者の顎の静止の咬合をデジタル化することも必要であり得る。
【００７１】
第2の3Dサブモデルが作り出されるとすぐに、ここで歯科コンポーネント10は、反対側、つまり、上側からも加工され得る。この段階は図5に示されている。
【００７２】
歯科コンポーネント10は、保持バー9だけを介して保持要素3になおも取り付けられている。保持バー9は製造の終わりに切り落とされ、その領域は歯科医によって研磨される。
【００７３】
図6では、歯科コンポーネント10が形成された歯冠4に配置されている。歯科コンポーネント10は、例えば紫外線硬化接着剤の支援で、歯に接着され得る。
【００７４】
図7は、方法の代替の実施形態を概略的に示している。
【００７５】
ここでもまた、形成された歯は最初にデジタル化され、次に歯科コンポーネントの下側が形成される。しかしながら、次に3D概略サブモデルが第2の3Dサブモデルのために最初に作り出される。この3D概略サブモデルは、製造される歯科コンポーネントの上側を大まかに反映するだけであり、第2の3Dサブモデルの表面部分が3D概略サブモデルの輪郭内に位置付けられることが確保されている。したがって、例えば、歯科コンポーネントの最大の可能な高さが計算され得、歯科コンポーネントの最大高さを表す上概略表面12が製造され得る。また、材料は歯科コンポーネントの側方表面からすでに除去でき、そのため側方概略表面11が生じる。
【００７６】
第2の3Dサブモデルが最終的に作り出されるとすぐに、図5に示された段階に到達するために、表面11および12の加工が次に行われ得る。
【００７７】
本出願はCAD(「コンピュータ支援設計」)ユニットとCAM(「コンピュータ支援製造」)ユニットとを区別しているが、CADユニットとCAMユニットとの両方から作業を引き継ぐCAD/CAMユニットが代わりに使用されてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
1  歯
2  修復ブランク
3  保持要素
4  形成された歯
5  形成縁
6  下地面
7  空洞
8  表面部分
9  保持バー
10  歯科コンポーネント
11  側方概略表面
12  上概略表面
【図１】
2020093098.tif 000003
【図２】
2020093098.tif 000004
【図３】
2020093098.tif 000005
【図４】
2020093098.tif 000006
【図５】
2020093098.tif 000007
【図６】
2020093098.tif 000008
【図７】
2020093098.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月30日(2020.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を伴う歯科コンポーネントの設計および製造のための方法であって、前記歯科コンポーネントの3DモデルがCADユニットを用いて設計され、前記3Dモデルに基づいて、前記歯科コンポーネントはCAMユニットによって製造され、
前記3Dモデルは、少なくとも1つの第1の表面部分を伴う第1の3Dサブモデルが設計される少なくとも1つの第1の設計ステップと、少なくとも1つの第2の表面部分を伴う第2の3Dサブモデルが設計される第2の設計ステップとにおいて設計され、前記第1の設計ステップは前記第2の設計ステップの前に完了され、前記CAMユニットは、前記第2の3Dサブモデルの前記設計が完了される前に前記第1の3Dサブモデルを使用して、前記歯科コンポーネントの前記第1の表面部分の製造を始めることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記歯科コンポーネントの前記製造は、被加工物ブランクから、除去製造方法を用いて行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記製造はフライス加工および/または研削を用いて行われることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記歯科コンポーネントの前記製造は、付加製造方法を用いて行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の3Dサブモデルの前記第1の表面部分は前記歯科コンポーネントの第1の表面部分に対応し、前記第2の3Dサブモデルの前記第2の表面部分は前記歯科コンポーネントの第2の表面部分に対応することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
アルゴリズムが、前記第1の設計ステップにおける前記第1の3Dサブモデルとして3D概略モデルを設計するために使用され、前記第2の設計ステップにおいて、3D精緻モデルが前記第2の3Dサブモデルとして設計され、
a)  除去製造方法が使用され、前記少なくとも1つの第1の表面部分によって限定される前記3D概略モデルの体積が、前記少なくとも1つの第2の表面部分によって限定される前記3D精緻モデルの体積より大きいか、または、
b)  付加製造方法が使用され、前記少なくとも1つの第1の表面部分によって限定される前記3D概略モデルの体積が、前記少なくとも1つの第2の表面部分によって限定される前記3D精緻モデルの体積より小さいか
のいずれかであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記3D概略モデルの前記設計は、以前の設計の3Dモデルに基づいて、機械学習のための人工神経回路網(畳み込みニューラルネットワーク、CNN)を使用して自動的に行われることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記3D概略モデルの前記設計は歯科コンポーネントの種類に基づいて自動的に行われることを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
【請求項９】
前記歯科コンポーネントは、顎に連結される取付要素に固定されるように意図され、前記3Dモデルが設計される前に、前記取付要素の三次元形状が、少なくとも、設計される前記歯科コンポーネントと接触するように意図される領域においてキャプチャまたは決定され、前記3Dモデルの前記設計は、前記取付要素の前記キャプチャまたは決定された三次元形状に基づいて実施されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記キャプチャは、口内で実施され、3Dスキャナの支援で実施されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記取付要素の前記三次元形状に基づいて、形成接触表面が前記取付要素の前記三次元形状に基づいて決定され、前記第1の設計ステップにおいて、前記形成接触表面と接触する表面部分が前記第1の3Dサブモデルに含まれ、前記第1の3Dサブモデルは前記形成接触表面に対応して形作られることを特徴とする、請求項9または10に記載の方法。
【請求項１２】
前記形成接触表面の前記決定はアルゴリズムの支援で自動的に実施されることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
製造される前記歯科コンポーネントの前記表面は、前記取付要素から離れる方を向く上面と、前記取付要素を向く下面とを有し、前記第1の表面部分は、製造される前記歯科コンポーネントの前記下面であり、前記第2の表面部分は、製造される前記歯科コンポーネントの前記上面であることを特徴とする、請求項5、または、請求項5に基づくという条件での請求項6から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第2の設計ステップにおいて、初めに、3D概略サブモデルがアルゴリズムを使用して自動的に設計され、次に、前記第2の3Dサブモデルが設計され、前記3D概略サブモデルに対応する前記歯科コンポーネントの前記表面の前記製造は、前記第2の設計ステップが完了される前に開始され、
a)  除去製造方法が使用され、前記3D概略サブモデルの体積が前記第2の3Dサブモデルの体積より大きいか、または、
b)  付加製造方法が使用され、前記3D概略サブモデルの体積が前記第2の3Dサブモデルの体積より小さいか
のいずれかであることを特徴とする、請求項5、または、請求項5に基づくという条件での請求項6から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記3D概略サブモデルの前記自動的な設計は、以前の設計の3Dモデルに基づいて、機械学習のための人工神経回路網(畳み込みニューラルネットワーク、CNN)を使用して行われることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
【外国語明細書】
2020093098000001.pdf