(57)【要約】【課題】患者の歯を、歯が最適に機能し、審美的に満足である位置に移動させること。【解決手段】患者の歯に対象物を位置付けるための歯科用テンプレートを作製する方法であって、以下の工程：  患者の歯のモデルを作製する工程；  歯のモデル上の所定の位置に対象物を加える工程；および  該対象物を該患者の歯に位置付けるように、該歯科用テンプレートを作製する工程、を包含する。１つの局面において、歯科用テンプレートは、全体として全ての対象物が、使用者が規定した理想的な配置に並べられるように配向された患者の歯の上に対象物を位置付けることを支持する。テンプレートを作製するための方法が、開示され、この方法は、患者の歯をデジタル化する工程；仮想的な対象物をデジタル化された歯の上の所定の位置に加える工程；および患者の歯の上に対象物を位置付けるように歯科用テンプレートを作製する工程を包含する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科矯正結合テンプレートであって、患者の歯の上に挿入されるように成形された複数の空洞を有するポリマーシェルを備え、該ポリマーシェルが、該シェルの開口部の上に配置された歯科矯正デバイスを受容するように適合された少なくとも１つの開口部および該歯科矯正デバイスを該シェルに固定するための該開口部上の曲線の縁部を有する、歯科矯正結合テンプレート。
【請求項２】
請求項１に記載のテンプレートであって、前記歯科矯正デバイスが、ブラケットである、テンプレート。
【請求項３】
請求項１に記載のテンプレートであって、前記シェルが、複数の可撓性の連結された空洞を備え、関節状である、テンプレート。
【請求項４】
請求項３に記載のテンプレートであって、前記シェルが、直接的または間接的に作製される、テンプレート。
【請求項５】
請求項１に記載のテンプレートであって、前記テンプレートが、非関節状のユニットである、テンプレート。
【請求項６】
請求項１に記載のテンプレートであって、前記開口部が、結合剤が前記歯の所定の領域に適用され得るウィンドウを備える、テンプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権の主張）
本出願は、２００４年３月４日に出願された米国特許出願１０／７９４，３２４号、および２００４年３月４日に出願された米国特許出願第１０／７９４，３２５号（これらは、２００３年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／３７５，２２３号の一部継続出願である）からの優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般的に、歯科矯正学の分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
歯科矯正学における１つの目的は、患者の歯を、歯が最適に機能し、そしてまた審美的に満足である位置に移動させることである。従来の器具（例えば、ブレスおよびワイヤ）は、歯科矯正医または適切に訓練された歯科医のような処置提供者によって、患者の歯上に位置付けられ得る。一旦、歯に取り付けられると、ハードウェアは、歯に連続的な力を及ぼし、次第に歯をそれらの理想の位置に押しやる。経時的に、処置提供者は、歯をそれらの最終の行き先に向けて移動させるために、ブレスおよびワイヤを調節する。
【０００４】
歯科矯正ブラケットは、しばしば、患者の歯に直接結合される。代表的に、少量の接着剤が、各ブラケットの基部に配置され、次いでブラケットが、選択された歯に配置される。接着剤が硬化される前に、ブラケットは、歯の所望の位置へと誘導される。一旦接着剤が硬化すると、ブラケットは、処置が進行したときのその後の歯科矯正力に耐えるのに十分な力で歯に結合される。この技術を用いる１つの欠点は、重度に混雑した歯または結合表面が、顎を閉じる間に対向する歯列弓における歯によって妨害される歯における、ブラケットの配置のために最適な表面にアクセスすることの困難性である。後方の歯について、処置提供者は、歯の表面に対してブラケットの正確な位置を見ることの困難性を有し得る。結合手順を実施するための必要とされる時間は、患者および処置提供者の両方にとって厄介であり得る。また、患者の唾液からの水分混入物を最小化する必要性は、手順を長くさせ、そしてまた歯へのブラケットの配置の正確性を過度に損ない得る。これらの因子の全てが、最終的な接着剤の結合が処置の間、歯上にブラケットを保持するのに十分な力を有さない可能性を増加する。直接的なブラケットの配置の制限のいくつかを克服するための１つの方法は、間接的な結合である。代表的に、患者の歯の歯列弓の各々の型穴（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）がとられ、そしてレプリカプラスターまたは「ストーン（ｓｔｏｎｅ）」モデルが各型穴から作製され、そしてシールされる。ブラケットが、一時的なセメントを使用して、シールされたストーンモデルに結合される。次いで、モデルとモデル上のブラケットとの両方の上に、マトリクス材料を配置することによって、移動トレーが作製される。例えば、加熱されたプラスチックシートマトリクス材料が、モデルおよびブラケットの上に配置され得、次いで、圧力下にされ得る。次いで、プラスチックシート材料が、所望の位置にブラケットを有するストーンモデルのレプリカの歯の形状に正確に一致する構成をとる。次いで、プラスチック材料は、冷却および硬化されて、トレーを形成する。一時的な接着剤を除去し、そして永久的な接着剤を、トレーの各ブラケットの基部に配置し、次いで、埋め込まれたブラケットを有するトレーを、患者の歯の歯列弓の一致する部分の上に配置する。トレーの内面の構成が患者の歯の歯列弓のそれぞれの部分に密接に一致するので、各ブラケットは、最終的に、ストーンモデル上の同じブラケットの以前の位置に対応する同じ位置に正確に、患者の歯上に位置付けられる。接着剤は、硬化され、そしてマトリクス材料が、除去され、所望の位置にブラケットを残す。しかし、この方法は、労働集約的である。間接的な方法を用いるさらなる問題は、ブラケットが、歯科歯列弓からのマトリクスの除去の間に取り外され得ることである。重度に屈曲した歯またはブラケットが配置され得ないように対向する歯列弓で妨害する歯の場合における、最適な配置のための歯の表面への適切なアクセスの問題もまた、取り組まれていない。
【０００５】
特許文献１（本発明の譲受人に対して同一人に譲渡された）に記載されるような新たな方法によって、処置が、先に計画され得、そして複数のポリマー性シェル器具が、処置の始めに作製される。ポリマーシェル器具の使用は、より快適で；あまり見えず；そして患者によって取り外し可能な処置を提供し、そして患者のコンプライアンス、快適性、および満足を大きく改善する。
【０００６】
各患者が固有であり、時々、カスタマイズされた処置を必要とするので、患者は、ブレス／ワイヤおよびシェル器具の組合せを利用する必要があり得る。理想的には、デバイスは、マトリクスの除去の際にブラケットをずらす危険を最小限にして、歯上にブラケットの正確な配置を可能し、隣接する幾何学的形状とは独立して、最終の配置を可能にする。言い換えると、不明瞭な歯の表面の配置は、歯の表面が、重度に重なった歯が最初に混雑していないことによって曝露される場合に、後に、達成され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，９７５，８９３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、以下の項目１〜３１が提供され、上記目的が達成される。
【０００９】
（項目１）
患者の歯に対象物を位置付けるための歯科用テンプレートを作製する方法であって、以下の工程：
患者の歯のモデルを作製する工程；
歯のモデル上の所定の位置に対象物を加える工程；および
該対象物を該患者の歯に位置付けるように、該歯科用テンプレートを作製する工程、
を包含する、方法。
【００１０】
（項目２）
項目１に記載の方法であって、前記歯のモデルをスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）する工程をさらに包含する、方法。
【００１１】
（項目３）
項目２に記載の方法であって、元の歯のモデルの上に、前記スケーリングされた歯のモデルを重ねる工程をさらに包含する、方法。
【００１２】
（項目４）
項目３に記載の方法であって、前記重ねられたスケーリングされた歯のモデル上に仮想的な対象物を配置する工程をさらに包含する、方法。
【００１３】
（項目５）
項目３に記載の方法であって、前記重ねられたスケーリングされた歯のモデルに、所定の配置および方向で、仮想的な対象物を配置する工程をさらに包含する、方法。
【００１４】
（項目６）
項目３に記載の方法であって、前記歯のモデルを前記スケーリングされた歯のモデルから除去して、仮想的な器具を形成する工程をさらに包含する、方法。
【００１５】
（項目７）
項目１に記載の方法であって、歯肉ラインにおいて、歯肉ラインの下で、または歯肉ラインに沿って、デジタル化された構造を除去する工程をさらに包含する、方法。
【００１６】
（項目８）
項目１に記載の方法であって、隣接する歯と近接して接触する構造を除去する工程をさらに包含する、方法。
【００１７】
（項目９）
項目１に記載の方法であって、前記歯のモデルが、物理的モデルまたはデジタルモデルのいずれかである、方法。
【００１８】
（項目１０）
項目１に記載の方法であって、作製する工程が、迅速原型作製法（ｒａｐｉｄ  ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）を使用して、物理的歯科用テンプレートを与える工程を包含する、方法。
【００１９】
（項目１１）
患者の歯に歯科矯正対象物を配置する方法であって、以下の工程：
該患者の歯をデジタル化する工程；
該デジタル化した歯の所定の位置に仮想的な対象物を加える工程；
患者の歯に歯科矯正ブラケットを配置するように、テンプレートを作製する工程；
該患者の歯に該テンプレートを配置する工程；
該テンプレートと該歯との間に、該歯科矯正対象物をマウントする工程；および
該歯科矯正対象物を該歯に結合する工程、
を包含する、方法。
【００２０】
（項目１２）
項目１１に記載の方法であって、前記デジタルの歯をスケーリングする工程をさらに包含する、方法。
【００２１】
（項目１３）
項目１２に記載の方法であって、前記デジタルの歯の上に、前記スケーリングされたデジタルの歯を重ねる工程をさらに包含する、方法。
【００２２】
（項目１４）
項目１３に記載の方法であって、前記重ねられたスケーリングされたデジタルの歯に、前記仮想的な対象物を配置する工程をさらに包含する、方法。
【００２３】
（項目１５）
項目１３に記載の方法であって、前記重ねられたスケーリングされたデジタルの歯に、所定の位置および配向で前記仮想的な対象物を配置する工程をさらに包含する、方法。
【００２４】
（項目１６）
項目１３に記載の方法であって、前記スケーリングされたデジタル化された歯から前記デジタル化された歯を除去して、仮想的な器具を形成する工程をさらに包含する、方法。
【００２５】
（項目１７）
項目１１に記載の方法であって、歯肉ラインにおいて、歯肉ラインの下で、または歯肉ラインに沿って、デジタル化された構造を除去する工程をさらに包含する、方法。
【００２６】
（項目１８）
項目１１に記載の方法であって、隣接する歯と直接的に近位間で接触するか、または望ましくなく近位にあるデジタル化された構造を除去する工程をさらに包含する、方法。
【００２７】
（項目１９）
項目１１に記載の方法であって、頬構造、歯肉構造、または舌の構造を除去する工程をさらに包含する、方法。
【００２８】
（項目２０）
項目１１に記載の方法であって、作製する工程が、迅速原型作製法を使用して、物理的歯科用テンプレートを与える工程をさらに包含する、方法。
【００２９】
（項目２１）
歯科矯正対象物を患者の歯に配置する方法であって、以下の工程：
該患者の歯をデジタル化する工程；
該デジタル化した歯の所定の位置に仮想的な対象物を加える工程；
患者の歯に歯科矯正ブラケットを配置するように、テンプレートを作製する工程；
該テンプレートに該歯科矯正対象物を配置する工程；
該歯科矯正対象物を含むテンプレートを、該患者の歯上に挿入する工程；および
該歯科矯正対象物を該歯に結合する工程、
を包含する、方法。
【００３０】
（項目２２）
歯科矯正結合テンプレートであって、患者の歯の上に挿入されるように成形された複数の空洞（ｃａｖｉｔｙ）を有するシェルを備え、該シェルが、該シェルの開口部の上に配置された歯科矯正デバイスを受容するように適合された少なくとも１つの開口部を有する、歯科矯正結合テンプレート。
【００３１】
（項目２３）
項目２２に記載のテンプレートであって、前記シェルが、ポリマーである、テンプレート。
【００３２】
（項目２４）
項目２２に記載のテンプレートであって、前記歯科矯正デバイスを前記シェルに固定するために、前記開口部上に曲線の縁部をさらに備える、テンプレート。
【００３３】
（項目２５）
項目２２に記載のテンプレートであって、前記歯科矯正デバイスが、ブラケットである、テンプレート。
【００３４】
（項目２６）
項目２２に記載のテンプレートであって、前記シェルが、複数の可撓性の連結された空洞を備え、関節状（ａｒｔｉｃｕｌａｂｌｅ）である、テンプレート。
【００３５】
（項目２７）
項目２６に記載のテンプレートであって、前記シェルが、直接作製される、テンプレート。
【００３６】
（項目２８）
項目２６に記載のテンプレートであって、前記シェルが、間接的に作製される、テンプレート。
【００３７】
（項目２９）
項目２２に記載のテンプレートであって、前記テンプレートが、非関節状のユニットである、テンプレート。
【００３８】
（項目３０）
項目２２に記載のテンプレートであって、前記開口部が、結合剤が前記歯の所定の領域に適用され得るようなウィンドウを備える、テンプレート。
【００３９】
（項目３１）
患者の歯上に対象物を位置付けるための歯科用テンプレートを作製する方法であって、以下の工程：
該患者の歯をデジタル化する工程；
仮想的な対象物を、該デジタル化された歯上の所定の位置に加える工程；および
該患者の歯上に該対象物を位置付けるように、該歯科用テンプレートを作製する工程、を包含する、方法。
【００４０】
（要旨）
１つの局面において、歯科用テンプレートは、全体として全ての対象物が、使用者が規定した理想的な配置に並べられるように配向された患者の歯の上に対象物を位置付けることを支持するために開示される。また、テンプレートを作製するための方法が、開示される。この方法は、患者の歯をデジタル化する工程；仮想的な対象物をデジタル化された歯の上の所定の位置に加える工程；および患者の歯の上に対象物を位置付けるように歯科用テンプレートを作製する工程を包含する。
【００４１】
別の局面において、歯科用テンプレートは、全体として全ての対象物が、使用者が規定した理想的な配置に並べられるように配向された患者の歯の上に対象物を位置付けることを支持するために開示される。また、テンプレートを作製するための方法が、開示される。この方法は、患者の歯をデジタル化する工程；仮想的な対象物をデジタル化された歯の上の所定の位置に加える工程；および患者の歯の上に対象物を位置付けるように歯科用テンプレートを作製する工程を包含する。この歯科用テンプレートは、患者の歯において所定の傾斜または所定の角度で各対象物を位置付けるように設計される。このテンプレートは、エッチングするためまたはブラケットを歯上に位置付けるために使用され得る。
【００４２】
別の局面において、対象物を患者の歯上に位置付け、歯を最初の位置から標的位置に移動させるための歯科用テンプレートを作製するためのシステムおよび方法が開示される。このシステムは、最初の位置において患者の歯のモデルをデジタル化し；対象物を歯モデル上の標的位置に配置し；最初の位置における対象物の位置を決定し；そして患者の歯に対象物を位置付けるように、歯科用テンプレートを作製する。
【００４３】
別の局面において、患者の歯上にブラケットを位置付けるための方法は、最初の歯の位置で患者の歯をデジタル化する工程；歯の最終位置を決定する工程；ブラケットを最終的な歯の位置に配置する工程；最終的な歯の位置のブラケットの位置に基づいて、最初の歯の位置のブラケットの位置を決定する工程；および患者の歯上にブラケットを取り付けるように歯科用器具を作製する工程を包含する。
【００４４】
上記局面の実行は、以下の１つ以上を含み得る。対象物は、ブラケットであり得、そしてブラケットは、そのスロット内に位置付けられて、歯科矯正ワイヤを受容する。この方法は、複数のブラケットを患者の歯の標的位置に位置付ける工程であって、各々のブラケットが、歯科矯正ワイヤを中を通して受容するように適合されたスロットを有する、工程；および標的位置におけるワイヤの歪みを最小化するようにブラケットを整列させる工程を包含する。標的位置におけるワイヤは、アーチ形状であり、そして最初の位置のワイヤは、不規則である。この方法は、対象物の位置を相互作用的に調節する工程を包含する。この方法はまた、理想的な配置からの対象物の逸脱を決定する工程およびこの逸脱を最小化するように、対象物の位置を反復的に調節する工程を包含する。作製は、迅速原型作製法（ｒａｐｉｄ  ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）を使用して、物理的歯科用テンプレートを与える工程を包含する。この対象物は、歯科用テンプレートに埋め込まれ得るか、または歯上に結合される前に、歯科用テンプレートの開口部に挿入され得る。標的位置におけるワイヤは、アーチ形状であり、一方、最初の位置のワイヤは、不規則である。テンプレートは、複数の可撓性の連結された空洞を有して、関節状（ａｒｔｉｃｕｌａｂｌｅ）である。テンプレートは、取り外し可能な器具および固定器具の組合せを使用して、歯を処置するために使用され得る。固定器具は、歯列弓（歯列弓の一部）または歯列弓全体の上の２つ以上の歯を覆う。固定器具はまた、患者の歯の舌側に位置付けられ得る。
【００４５】
なお別の局面において、対象物を患者の歯上に位置付け、歯を最初の位置から標的位置に移動させるための歯科用テンプレートを作製するための装置は、最初の位置の患者の歯のモデルをデジタル化するためのスキャナー；標的位置において歯のモデル上に対象物を配置するための手段；最初の位置の対象物の位置を決定するための手段；および患者の歯に対象物を位置付けるように歯科用テンプレートを作製するための機械を備える。
【００４６】
上記局面の実施は、以下の１つ以上を含み得る。機械は、迅速プロトタイピング機であり得る。この装置は、理想の配置からの対象物の逸脱を決定するための手段およびこの逸脱を最小化するためにこの対象物の位置を反復的に調節するための手段を備え得る。
【００４７】
テンプレートの利点としては、以下の１つ以上が挙げられ得る。テンプレートが、エッチングするためまたは歯上にブラケットを位置付けるために使用され得る。処置は、視覚的になされ得、そしてブラケットの配置は、取り外し可能なガイドであるテンプレートデバイスを使用してなされ得る。このデバイスは、ブラケットの正確な配置を可能にし、そして全体的な歯列弓の幾何学的形状とは独立して特定の歯の上にブラケットの配置を可能にする。テンプレートによって、あまり十分な訓練を受けていない人または訓練されていない人が、ブラケットを結合することが容易にされる。このシステムは、距離および角度の認識におけるバリエーションを最小化する。テンプレートは、ブラケットの配置に対して非常に正確な制御を提供する。ブラケットの配置が首尾良い処置に対する重要な変数の１つであるので、テンプレートは、患者間および歯間の処置の正確性を改善する。
【００４８】
テンプレートの他の利点としては、以下の１つ以上が挙げられ得る。歯科矯正テンプレートの必要なデジタル表示を形成するために使用される、方法、工程、およびアルゴリズムは、上記される。さらなる特徴、本体、または成分データファイルは、前記テンプレートを形成するために使用された歯ファイルに加えて使用され得る。上記作製方法の要素または概念は、混合されても、結び付けられてもよい。すなわち、ファイルはまた、１つの方法からのいくつかの工程および１つ以上の他の方法からの他の工程を使用することによって作製され得る。
【００４９】
テンプレートは、ブラケットの基礎が設計されたノルム（ｎｏｒｍ）からの歯表面のバリエーションに関わらず、標準化されたブラケットが、歯に正確に位置決めされることを可能にする。処理は、バーチャルに実施され得、ブラケットの配置は、除去可能なガイドであるテンプレートデバイスを使用して実施され得る。このデバイスは、ブラケットの正確な配置を可能にし、全体的な歯列弓形状に依存せず、特定の歯に対するブラケットの配置を可能にする。テンプレートは、あまり熟練していない人または全く熟練していない人が、ブラケットを結合することを容易にする。システムは、知覚距離および知覚角度のバリエーションを最小にする。テンプレートは、ブラケットの配置に対する非常に正確な制御を提供する。ブラケット配置が、首尾よい処理に対する重大な変数の１つであるので、テンプレートは、患者間および歯間で、処理精度を改善する。
【００５０】
デバイス自体は、従来の間接的結合（ＩＤＢ）テンプレートを備えるようなブラケットを必ずしも備えなくてもよいが、ブラケットが、形状適合に基づいて配置されるべき正確な位置に関してユーザを指向する。
【００５１】
テンプレートの他の利点としては、以下の１つ以上が挙げられ得る。テンプレートは、歯に対してブラケットをエッチングするか、または位置決めするために使用され得る。処理は、バーチャルに実施され得、ブラケットの配置は、除去可能なガイドであるテンプレートデバイスを使用して実施され得る。このデバイスは、ブラケットの正確な配置を可能にし、全体的なアーチ形状に依存せず、特定の歯に対するブラケットの配置を可能にする。テンプレートは、あまり熟練していない人または全く熟練していない人が、ブラケットを結合することを容易にする。システムは、知覚距離および知覚角度のバリエーションを最小にする。テンプレートは、ブラケットの配置に対する非常に正確な制御を提供する。ブラケット配置が、首尾よい処理に対する重大な変数の１つであるので、テンプレートは、患者間および歯間で、処理精度を改善する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、歯科用テンプレートを製造し、患者の歯に対して対象物を位置決めするための例示的な方法またはプロセスを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、患者の歯に対して歯科矯正対象物を配置するための例示的な方法またはプロセスを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、患者の歯に対して歯科矯正対象物を配置するための第２の方法を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、歯科用テンプレートを製造するための例示的なプロセスを示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、４つの可能なテンプレートを提供するためのプロセスを示す。
【図４−１】図４−１は、種々のテンプレートの斜視図を示す。
【図４−２】図４−２は、種々のテンプレートの斜視図を示す。
【図５】図５Ａおよび５Ｂは、関節付きテンプレートの２つの実施形態を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、患者の歯に対象物を位置決めし、初期位置から標的位置まで歯を動かすための歯科用テンプレートを製造するためのプロセスを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、最終位置で歯に対して位置決めされたブラケットの例を示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、ユーザが歯を各処理段階で可視化し得る、例示的なユーザインターフェースを示す。
【図６Ｄ】図６Ｄは、初期位置に戻される場合の例示的ブラケットを示す。
【図７】図７は、対象物を歯に取り付けるプロセスのダイヤグラムである。
【図８】図８は、ワイヤを歯に適合させるプロセスのダイヤグラムである。
【図９】図９は、アタッチメント配置に対するワイヤのマーキングを示すダイヤグラムである。
【図１０】図１０は、歯科用テンプレートを使用するアタッチメントマウンティングを示すダイヤグラムである。
【図１１】図１１Ａ〜１１Ｃは、歯におけるブラケット基部の制御された配置を可能にする１つの実施形態を示す。
【図１２】図１２Ａ〜１２Ｂは、所望される角形成および／または傾斜を有して、歯に対して歯科矯正対象物を位置決めするための他の実施形態を示す。
【図１３】図１３は、所定の角形成および／または傾斜を有して、任意の３Ｄ位置に歯科矯正対象物を位置決めするためのプロセスの例示的なフローチャートである。
【図１４】図１４は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図１５】図１５は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図１６】図１６は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図１７】図１７は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図１８】図１８は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図１９】図１９は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２０】図２０は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２１】図２１は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２２】図２２は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２３】図２３は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２４】図２４は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２５】図２５は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２６】図２６は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２７】図２７は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２８】図２８は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図２９】図２９は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３０】図３０は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３１】図３１は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３２】図３２は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３３】図３３は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３４】図３４は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３５】図３５は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３６】図３６は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３７】図３７は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３８】図３８は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図３９】図３９は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図４０】図４０は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図４１】図４１は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図４２】図４２は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図４３】図４３は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図４４】図４４は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図４５】図４５は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【図４６】図４６は、歯科用テンプレートをデジタル的に規定し、そして形成する種々の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
（説明）
図１は、患者の歯に対象物を位置決めするための歯科用テンプレートを製造する例示的な方法またはプロセスを示す。まず、プロセスは、患者の歯をデジタル化する（１０）。次に、仮想的な対象物が、このデジタル化された歯上の前もって決定された位置に追加される（１２）。最後に、プロセスは、患者の歯上に対象物を配置するための歯科用テンプレートを製造する（１４）。図１の１つの詳細な実行が、以下の図３Ａおよび３Ｂに記載される。
【００５４】
図２Ａは、患者の歯上に歯科矯正対象物を配置するための例示的な方法またはプロセスを示す。このプロセスは、図１のプロセスにおいて製造されたテンプレートを使用する。このプロセスは、以下の工程を包含する：患者の歯にテンプレートを配置する工程（２０）；テンプレートと歯との間に歯科矯正対象物をマウントする工程（２２）；および歯にこの歯科矯正対象物を結合する工程（２４）。結合操作において、化学硬化性接着剤または光硬化性接着剤が、使用され得る。化学硬化において、別々に供給された硬化成分が、一緒に混合され、わずかな量の混合物が、ブラケットの後に配置され、その後、歯上にブラケットを配置する。光硬化性接着剤は、一旦接着剤が、十分な量の光に曝されると、硬化反応を開始する光開始剤を含有する。直接結合のための光硬化性接着剤を使用する共通の方法は、ブラケットの底に少量の接着剤を配置する工程、および、次いで、患者の歯にこのブラケットを配置する工程、を包含する。次いで、開業医は、必要とされ得るように、歯上でブラケットを移動する。一旦、ブラケットが、その正確な意図される位置になると、歯の硬化ユニットからの光は、接着剤を十分に硬化するために十分な期間、接着剤の方に指向される。
【００５５】
図２Ｂは、患者の歯上に歯科矯正対象物を配置する第２の方法を示す。このプロセスにおいて、歯科矯正対象物は、テンプレート上に配置される（３０）。次に、このプロセスは、患者の歯上にこの歯科矯正対象物を含むテンプレートを挿入する工程を包含する（３２）。最後に、このプロセスは、歯に歯科矯正対象物を結合する工程を包含する（３４）。
【００５６】
図３Ａは、歯科用テンプレートを製造する例示的プロセスを示す。まず、患者の歯のデジタルモデルが得られる（１０２）。デジタルモデルは、種々の方法において得られ得る。例えば、患者の歯は、周知の技術（例えば、Ｘ線、三次元的Ｘ線、コンピューター補助断層撮影画像またはデータセット、磁気共鳴画像など）を使用して、走査され得るかまたは画像化され得る。種々の範囲取得システムが存在し、これらは、一般的に、取得のプロセスが、三次元対象物との接触を必要とするかどうかによって分類される。接触型の範囲取得システムは、プローブを使用し、複数の程度の並進自由度および／または回転自由度を有する。サンプル表面を越えて引かれる場合プローブの物理的変位を記録することによって、サンプル対象物のコンピューター読み取り可能表示が作製される。非接触型の範囲取得デバイスは、反射型システムまたは透過型システムのいずれかであり得る。種々の反射型システムが用いられている。これらの反射型システムのいくつかは、非光学的入射エネルギー源（例えば、マイクロ波レーダーまたはマイクロ波ソナー）を使用する。他のものは、光学的エネルギーを使用する。反射された光学的エネルギーによって作動するこれらの非反射型システムは、実施されるべき特定の測定技術を可能にするように構成された特殊な装置（例えば、画像化レーダー、三角測量およびインターフェロメトリー）をさらに備える。
【００５７】
次に、仮想的なブラケットが選択される（１０４）。仮想的なブラケットは、現存するブラケットの３Ｄモデルである。３Ｄモデルは、コンピューター支援設計（ＣＡＤ）モデルであり得るか、または、上記のスキャナーを使用してスキャンされ得る。ブラケットは、デジタル化された歯上に、適切なグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）および画像を見、そして改変するために適切なソフトウェアを有する、コンピューターまたはワークステーションを使用して位置決めされ得る。上記の成分同定および成分操作ソフトウェアは、操作者の熟練レベルに比例した複雑さで操作されるように設計される。例えば、成分操作ソフトウェアは、歯科矯正の熟練を有さないコンピューター操作者を、歯の許容操作および禁制操作に関するフィードバックを提供することによって、補助し得る。他方、口内生理学および歯移動動力学においてより高い熟練を有する歯科矯正医は、ツールとして成分同定および操作ソフトウェアを単純に使用し、アドバイスを抑止するか、またはそうでなければ無視する。
【００５８】
方法は、デジタルデータのコンピューター操作を頼みにし、その一方で、歯科用テンプレートまたは器具は、非コンピューター補助技術によって作成され得る。例えば、上記されるように得られる硬膏剤キャストは、ナイフ、鋸子または他の切断ツールを使用して切断され、キャスティング内の個々の歯の再位置決めを可能にする。次いで、ばらばらにされた歯は、ソフトワックスまたは他の延性材料によって適所に保持され得、次いで、複数の中間の歯配列が、患者の歯の改変された石膏剤キャスティングのようなものを使用して調製され得る。異なる配置は、圧力成型技術および真空成型技術を使用してテンプレートを調製するために使用され得る。本発明の器具システムのこのような手での作成が、一般的にあまり好ましくない、その一方で、このように作成されたシステムは、本発明の範囲内に含まれる。
【００５９】
ＣＡＤワークステーションを使用して、仮想的ブラケットと歯とを合わせたデジタルモデルが、作成される（１０６）。
【００６０】
１つの実行において、図３Ｂにより詳細に議論されるように、以下の４つのテンプレート実施形態のうちの１つが、選択され得る：直接的関節付きテンプレート、間接的関節付きテンプレート、直接的一体化されたテンプレート、および間接的一体化されたテンプレート。
【００６１】
１つの実施形態において、一旦テンプレートが製造されると、システムは、患者の歯列弓のモデル上にテンプレートを取り付けるか、そうでなければ、これらのそれぞれの歯の隣接する位置にテンプレートを位置決めする。熱成型された層、キャスト層、またはそうでなければ可撓性材料の形成された層が、本体上に配置される。この層は、テンプレートの、本体との接触を、密接かつ比較的丈夫にする。これは、とりわけ、体に対する外形を加算するかまたは減算し、材料層と良好に係合することによって、達成され得る。この方法は、工場かまたは歯科矯正医の診療所のいずれかで実施され得る。
【００６２】
システムは、テンプレート本体および歯内部分の両方を同時に生成し、続いて、種々の部分の剛性を変更する。これを達成する１つの方法は、３−Ｄプリンターを用いて歯列弓全体を生成すること、歯内部分から歯体をマスクすること、および歯体を剛性化剤を用いて埋め、可撓性を生成するための薬剤を用いて歯内部分を埋めることである。
【００６３】
関節付きテンプレートが製造されるべき場合、プロセスは、１０８から、１１０まで進行し、ここで、直接形成されたテンプレートが製造される場合、プロセスは、１１４に進行し、ここで、各歯がスケールされ；歯科用テンプレートまたは器具が患者の歯に挿入される場合、空洞が、歯を取り囲むように形成される。次に、不必要な構造がデジタルモデルから除去される。デジタルモデルは、物理的モデルとして生成される。可撓性柔軟層が、形成され、得られた組み合わせは、適切な適合および機能を可能にするように形を整えられる。
【００６４】
あるいは、間接的な形成がなされるべき場合、プロセスは、１１０から、アライナーを形成し、切断し、そして過剰の材料を除去する（１１２）。
【００６５】
１０８から、非統合テンプレートが間接的に製造されるべき場合（１１６）、アライナーが、形成され、そして形を整えられる（１１８）。直接的に形成された非統合テンプレートの場合（１１６）、プロセスは、１２０に進行し、ここで、アーチ内の各歯がスケールされ；歯科用テンプレートまたは器具が、患者の歯の上に挿入される場合、空洞は、歯を取り囲むように形成される。次に、不必要な構造が、デジタルモデルから除去される。デジタルモデルが、物理的モデルとして生成される。
【００６６】
図３Ｂは、４つの可能なテンプレートを提供するためのプロセスを示す。まず、プロセスは、歯列のデジタルモデルを取得し、歯に仮想的ブラケットを追加し、そして合わせたモデルを作成する（１８０）。次に、４つのテンプレート選択肢のうち１つが、選択され得る。第１の選択肢は、一体化されたか（または単一の断片であり）（プロセスがアーチをスケール（推定１０５〜１５０％）する直接製造選択肢）、同じ３Ｄ空間においてオリジナルのアーチおよびスケールされたアーチを配置し、スケールされたアーチの内部にオリジナルの空洞を作製し、歯肉部分、舌歯表面の実質部分、仮想的ブラケットを覆う頬面歯肉表面を除去し、そしてデジタルモデルから実際のアーチモデルを作成する（１８２）。
【００６７】
第２の選択肢（一体化された間接的製造）において、プロセスは、デジタルモデルから実際のアーチモデルを作成し、実際のアーチモデル上に取り外し可能な器具（アライナー）テンプレートを形成する。テンプレートは、実際のモデルから取り外され、次いで、歯肉部分、舌歯表面の実質部分、仮想的ブラケットを覆う頬面歯肉表面を除去する（１８４）。
【００６８】
第３の選択肢（関節付き直接的製造）において、プロセスは、個々の歯をスケール（推定１０５〜１５０％）し、同じ３Ｄ空間においてオリジナルの歯およびそのスケールされたバージョンを各々配置し、スケールされたバージョンの内部に各オリジナルの空洞を作製し、歯肉部分、舌歯表面の実質部分、仮想的ブラケットを覆う頬面歯肉表面を除去し、デジタルモデルから実際の歯モデルを作成し、適切な位置および方向に歯を位置決めし、歯の上に可撓性材料または柔軟な材料を形成し、そしてテンプレートから過剰の材料を切り取る（１８６）。
【００６９】
４つ目の選択肢において（関節付き間接的製作）、このプロセスは、歯列弓の鋳型におけるアライナー様のテンプレートを形成する。このテンプレートは、鋳型から取り除かれ、そして実質上のブラケットを覆う歯肉部分、舌の近くの歯表面のかなりの部分および頬筋歯肉表面が、切り取られる。このプロセスは、個々の歯における歯列弓状のテンプレートを、切断する。テンプレート上の可撓性のある層または形成しやすい層が形成され、そして過剰な材料が、切り取られる（１８８）。
【００７０】
なお別の実施形態において、プロセスが、歯の外形を得る。直接の製作が用いられる場合、このプロセスは、以下を実施する：
歯を１０５％〜１５０％の範囲内のような値にスケールする。
【００７１】
同じ３次元空間で元の（１００％）歯およびスケールされた歯を、共に配置する。
【００７２】
特定の位置で、および各々の歯が処理される特定の向きにおいて実質的なブラケットまたは他の適切な外形を配置する。
【００７３】
元の歯およびスケールされた歯におけるブラケットに穴を開ける。
【００７４】
生じるテンプレート、または歯肉の線より下である面を取り除く。ブラケットに対して頬側および歯肉側で生じる本体の部分の除去は、生じる本体の舌の近くの側面のかなりの部分または全てを取り除く。
【００７５】
このコンピューターモデルを、迅速原型作製法を介して実際の部分に変換する（例えば、溶解配置モデル、３Ｄ印刷、および立体リソグラフィー）。
【００７６】
間接的製作が行なわれる場合、以下の操作が、歯列弓モデルを用いて行なわれる：
ブラケットまたは歯上に適切に位置した他の適切な外形を有する歯列弓モデル上に、アライナー様器具またはテンプレートを形成する。
【００７７】
アライナーまたはテンプレートから歯肉の線の下である面または隣接する歯に接触する直接の隣接歯間を取り除く。ブラケットに対して頬側および歯肉側のアライナーの部分を取り除く。アライナーの舌の近くの面のかなりの部分または全てを取り除く。
完了後、このプロセスは、処理の開始においてか、または処理が要求される場合のいずれにおいても歯科矯正医に対してテンプレート、本体または完成した器具を発送する。
【００７８】
図４Ａは、鋳型２１０上で形成された歯科用テンプレート２２０または器具の１つの実施形態を示す。このテンプレートは、除去可能な器具のように見えるが、これは、開口部２２２もしくはフットプリントに近づく「ポート穴」、フットプリントの重要な部分、および／またはブラケットの可能性のある他の幾何学的特徴を有し、各々の歯におけるブラケットの厳密な配置を導く。開口部２２２または「ポート穴」を有するこのテンプレート２２０はまた、エナメル質エッチングまたは粘着配置のための指針であり得る。
【００７９】
鋳型２１０は、迅速原型作製法を用いて作製されたデジタルモデルの物理的翻訳である。突出または突起２１２が、鋳型２１０から生じ、歯科用テンプレートまたは器具が熱的に形成される場合、開口部２２２が、テンプレート２２０上に形成される。開口部２２２は、テンプレートが突出または突起２１２の端に沿ってテンプレートが切られる位置である。開口部２２２は、ブラケット支持端２２６を有し、その操作は、図４Ｂにより詳細に記載される。支持端２２６に加えて、テンプレート２２０は、歯の解剖学における保持を最小化する特徴を有し得る。例えば、デバイスの舌に近い面が、最大の被覆を有し得るわけではない。
【００８０】
鋳型２１０についての作製方法は、立体リソグラフィー機械または統合された配置モデリング機械のような迅速原型作製デバイスを利用する。適切な迅速原型作製機械は、３Ｄ
Ｓｙｓｔｅｍ、Ｖａｌｅｎｃｉａ、Ｃａｌｉｆから入手可能なモデルＳＬＡ−２５０／５０である。迅速原型作製機械は、液体または他の非硬化樹脂を３次元的構造に選択的に硬化し、これは残っている非硬化樹脂から分離され、洗われ、およびこの器具として直接またはこの器具を作り出すための鋳型として間接的にのいずれかで用いられ得る。原型機械は、個々のデジタルデータセットを受け、所望される器具の各々に対応する１つの構造を作り出す。一般に、立体リソグラフィー機械が、最適でない機械特性を有し得、かつ患者の使用のために一般に受容可能でないかもしれない樹脂を利用し得るために、原型機械は、鋳型２１０を作り出す。正のモデルが調製される後、従来の加圧または真空成型機械を使用して、Ｔｒｕ−Ｔａｉｎ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ、Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ、Ｍｉｎｎ．５５９０２より入手可能な０．０３インチの熱形成歯材料のような、より適切な材料から器具を作り出し得る。適切な圧力成型装置が、Ｇｒｅａｔ  Ｌａｋｅｓ  Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ，Ｌｔｄ．，Ｔｏｎａｗａｎｄａ，Ｎ．Ｙ．１４１５０から商品名ＢＩＯＳＴＡＲの下、入手可能である。成型機械が、正の歯モデルおよび所望される材料から直接各々の器具を作り出す。適切な真空成型機械が、Ｒａｉｎｔｒｅｅ  Ｅｓｓｉｘ，Ｉｎｃ．から入手可能である。
【００８１】
１つの実施形態において、テンプレートが、厚い材料（例えば、０．０３インチ以上）から作られ、使用者に深部方向におけるさらなる指針を提供する。さらに、厚いテンプレートは、ブラケットを歯により容易に整列させることを可能にする。
【００８２】
歯科用テンプレートまたは器具の作製についてのより多くの情報は、米国特許第６，４９９，９９７号「Ｍａｎｉｐｕｌａｂｌｅ  ｄｅｎｔａｌ  ｍｏｄｅｌ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｄｅｎｔａｌ  ａｐｐｌｉａｎｃｅ」；米国特許第６，４９７，５７４号「Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｔｏｏｔｈ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ
ｔｈｅｉｒ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」；米国特許第６，４８８，４９９号「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｐｒｅｐｌａｎｎｅｄ  ｔｏｏｔｈ  ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ」；米国特許第６，４８５，２９８号「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｒｅｌｅａｓｉｎｇ  ｔｏｏｔｈ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ」；米国特許第６，４７１，５１１号「Ｄｅｆｉｎｉｎｇ  ｔｏｏｔｈ−ｍｏｖｉｎｇ  ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ  ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｌｙ」；米国特許第６，４６３，３４４号「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｄａｔａ  ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｅｅｔｈ  ｍｏｄｅｌ」；米国特許第６，４５７，９７２号「Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｆｉｎａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｅｅｔｈ」；米国特許第６，４５４，５６５号「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｖａｒｙｉｎｇ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｍｏｄｕｌｕｓ  ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ」；米国特許第６，４５０，８０７号「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｔｅｅｔｈ」；米国特許第６，４０９，５０４号「Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ  ａ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｄｅｎｔｉｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ  ｔｏ  ｆｏｒｍ  ｍｏｄｅｌｓ  ｏｆ  ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  ｄｅｎｔｉｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」；米国特許第６，４０６，２９２号「Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｆｉｎａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｅｅｔｈ」；米国特許第６，３９８，５４８号「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｌｙ  ｍｏｖｉｎｇ  ｔｅｅｔｈ」；米国特許第６，３９４，８０１号「Ｍａｎｉｐｕｌａｂｌｅ  ｄｅｎｔａｌ  ｍｏｄｅｌ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｄｅｎｔａｌ  ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ」；米国特許第６，３９０，８１２号「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｒｅｌｅａｓｉｎｇ  ｔｏｏｔｈ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ」；米国特許第６，３８６，８７８号「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｒｅｍｏｖｉｎｇ  ｇｉｎｇｉｖａ  ｆｒｏｍ  ｔｅｅｔｈ」；米国特許第６，３８６，８６４号「Ｓｔｒｅｓｓ
ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ  ｆｏｒ  ｔｏｏｔｈ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ」；米国特許第６，３７１，７６１号「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｌａｎｅ  ｆｏｒ
ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ  ｔｅｅｔｈ  ｍｏｄｅｌｓ」；米国特許第６，３１８，９９４号「Ｔｏｏｔｈ  ｐａｔｈ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｐｌａｎ」；米国特許第６，３０９，２１５号「Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ａ
ｄｅｎｔａｌ  ａｐｐｌｉａｎｃｅ」；米国特許第６，２９９，４４０号「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ｔｏｏｔｈ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ」；米国特許第６，２２７，８５１号「Ｍａｎｉｐｕｌａｂｌｅ  ｄｅｎｔａｌ  ｍｏｄｅｌ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｄｅｎｔａｌ  ａｐｐｌｉａｎｃｅ」；米国特許第６，２２７，８５０号「Ｔｅｅｔｈ  ｖｉｅｗｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ」；米国特許第６，２１７，３２５号「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｌｙ  ｍｏｖｉｎｇ  ｔｅｅｔｈ」；米国特許第６，２１０，１６２号「Ｃｒｅａｔｉｎｇ  ａ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｍｏｌｄ  ｏｆ  ａ  ｐａｔｉｅｎｔ’ｓ  ｄｅｎｔｉｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｕｓｅ  ｉｎ  ｆｏｒｍｉｎｇ  ａｎ  ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃ  ａｐｐｌｉａｎｃｅ」；および米国特許第５，９７５，８９３号「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｌｙ  ｍｏｖｉｎｇ  ｔｅｅｔｈ」に開示され、その内容は参照によって本明細書中に援用される。
【００８３】
さて図４Ｂに注意すると、テンプレート２２０が、鋳型２１０から分離される。開口部２２２が、ブラケット基部が、開口部２２２に適合することを可能にする。ブラケット支持端２２６は、テンプレート２２０中にブラケットを安全に位置する必要がある。この実施形態において、ブラケット支持端２２６は曲線美がある。端２２６が、単純な平らな端として終結する場合、ブラケットは、歯のＸおよびＹ表面上に位置し得るが、Ｚ方向（頬の舌の方向）は、制御されない。端２２６が、Ｚ方向におけるブラケットの自由度の必要とされる制御を提供し、任意の所定の軸についてブラケットの方向付けを可能にする。これらの特徴は、ブラケットが、各々の歯における適切な位置および向きに固定されることを可能にする。端２２６は、売り手に依存して、または処方箋に依存して変わり得る。
【００８４】
テンプレートの別の実施形態を、患者の歯におけるエッチング結合化合物として用い得る。エッチングテンプレートは、使用者を、結合される必要のある歯表面上の所定の位置に向ける。このエッチングテンプレートは、窓のあるテンプレートまたは結合ゲルが凹面に充填されるか、または予め充填される、凹面表面のテンプレートの形式のいずれかであり得る。
【００８５】
図４Ｃは、テンプレート２２０中の各々の開口部、切り出し、ポート穴、またはスロット２２２が、特定のブラケット４Ａ、４Ｂおよび４Ｃに適合するように設計され、各々のブラケットが、テンプレート上の各々の部分に適合する、テンプレートを示す。
【００８６】
図４Ｄは、システムが、ブラケット設計または形に制限されないことを示す。図４Ｄにおいて、大臼歯チューブブラケット２１５が、開口部２２２上に配置され得る。従って、テンプレート２２０は、いずれの特定のブラケットにも制限されない。むしろ、歯上に置かれた固定された歯科矯正器具の任意の形態が、収容され得る。
【００８７】
図５Ａおよび５Ｂは、関連付けられるテンプレートの２つの例示的な実施形態を例示する。図５Ａは、２つの近位の歯の隣接歯間の領域で結合される２つのセグメントを示す。結合方法が、または１つの隣接歯間領域から次のものに交互であるか、または代わり得ることを包含する、歯を結合させる多くの代わりの方法が、用いられ得る。さらに、結合方法はまた、図５Ｂで描かれるような歯のさらなる表面または異なる表面を覆う層であり得る。
【００８８】
図５Ａにおいて、テンプレートが、数多くの移動可能なテンプレート成分２５０から構成されている。各々のテンプレート成分２５０が、患者の歯上に置かれ、ブラケット結合を容易にし得る。移動可能なテンプレート成分２５０が、成分２５０の上に置かれる材料２５２のシートにより一緒に物理的に結合され、その結果この成分は、鋳型または立体リソグラフィー器具（ＳＬＡ）モデルからの除去の際に崩壊せず、さもなければ分解されない。関連付けられるテンプレートは、これらがより大きな調節可撓性を提供するという点で利点がある。
【００８９】
このテンプレートを、エッチングテンプレートとしてさらに用い得る。エッチングテンプレートは、医師が、ブラケットが配置される歯の領域を、正確にエッチングすることを可能にする。小さな窓が、エッチングされる領域と境界を接し、エッチングまたは所望されないエナメル質除去に対する歯の感受性を最小化する。このエッチングテンプレートの別の種類において、カットアウトが形成されない。その代わりに、歯の表面に面する領域が、凹面である。これらの凹面は、エッチング化合物を含む。使用者は、エッチング化合物をむき出しにするか、または活性化してから、歯上にテンプレートを設置する。
【００９０】
テンプレート２２０は、除去の容易さのための物理的特性スイッチを含む材料から構成され得る。これらのスイッチとしては、温度応答性、ｐＨ応答性、湿気応答性または層が、変動する物理的特性を有する多層系が挙げられ得る。セクション５００（図５Ｂ）は、可撓性または成形しやすい材料を表す。さらに、この材料は、繊維、ひも、繊維網、または繊維で補強された固体であり得る。隣接歯間の材料は、同質でも異質でもよい。
【００９１】
テンプレートセクション２５２は、除去を容易にするための物理的特性スイッチを含む材料から構成され得る。これらのスイッチとしては、温度応答性、ｐＨ応答性、湿気応答性または層が、変動する物理的特性を有する多層系が挙げられ得る。セクション２５２は、可撓性または成形しやすい材料を表す。さらに、この材料は、繊維、ひも、繊維網、または繊維で補強された固体であり得る。隣接歯間の材料は、同質でも異質でもよい。
【００９２】
除去可能な器具（例えば、米国特許第６，３０９，２１５号に記載されるような）ならびにワイヤーおよびブラケット器具の両方を用いる１つの例示的な処置の間、医者は、診察の間処置が必要な患者の歯列弓を眺め得、そして続いて彼／彼女が用いて、処置の一部を実施する、特定のワイヤーを選択し得る。ワイヤーの選択において、医者は、医者の処方に基づく実質的なセットアップシステムに対する情報を提出する。別の実施において、データ採掘は、以前に蓄積したデータを用いて歯科用器具を用いる歯の移動の成功率、および失敗率の可能性を示し得る。このデータを、３つの領域にカテゴライズして、成功の処置および移動の可能性を記載する：例えば、高い成功の可能性；処置の結果における減少した成功の可能性；およびほとんどない成功の可能性からまったくない成功の可能性まで。データ採掘の結果に基づいて、システムは、歯科用器具使用の適切な順序を推薦する。
【００９３】
順序決めは、どのアライナーの可能な運動が、容易さの程度または効果的な処置の結果に対する必要に従って、最初に実施されるべきかを決定することである。組み合わせ処置の１つの例示的な実行が、処置におけるより早い信頼性の高い動きを実施し、より挑戦的な動きが続く。これは、除去可能な器具が、処置の第１の段階で用いられ、接着およびワイヤー処置が続くことを意味し得る。あるいは；ある場合について接着およびワイヤー処置を最初に用い、除去可能な器具を、処置の最終段階で用い得る。処置方法がまた、変わり得（すなわち、アライナー、付属品およびワイヤー、アライナーが続く）および組み合わせ処置が、同時に用いられ得る（すなわち、アライナーならびに付属品およびワイヤーが同時に用いられる）。付属品およびワイヤーが、歯の頬側または舌側において配置され得る。器具はまた、部分的（例えば、３−３前方歯列弓のような）であり得、部分的付属品およびワイヤー処置と組み合わされ得る（すなわち、臼歯上または後方の歯上に配置される）。１つの実施例反復において、ＩＰＲ（隣接歯間減少）を用いて、患者の顎の上部の歯列弓における双頭歯のような歯上の空間を作り出す。続いて、ワイヤーを載せて、前方の歯を歯列弓の大きさが減少し、そして隣接歯間の空間が閉まるように後ろに引っ張り、アライナーを用いて達成される３−３移動が続く。
【００９４】
図６Ａは、歯科用テンプレートを作製して、目的物（例えば、ブラケットのような）を患者の歯上に位置し、始めの位置から標的位置に歯を動かすプロセスを例示する。このプロセスは、始めの位置での患者の歯のモデルをデジタル化する工程を包含する（６０２）。次に、標的位置が決定される（６０４）。標的位置は、処置の終わりの歯の最後の位置であり得る。
【００９５】
次に、テンプレートの作製の後、医者が標的位置にて患者の歯上に複数のブラケットを配置し、スロットを有する各々のブラケットは、患者の歯の最後の位置における載せられたブラケットを示す図６Ｂに例示されるような、それを通る歯科矯正のワイヤーを受けるよう適合される（６０６）。このプロセスは、必要に応じてブラケットを整列し、標的位置でのワイヤーにおけるひずみを最小化する（６０８）。
【００９６】
このプロセスは、歯がその最初の位置に届くまで、同時に一段階で、歯の最後の位置から後戻りすることによって最初の位置にて目的物の位置を決定する（６１０）。歯を最後の位置から最初の位置に動かすための座標変換が適用され、目的物の最初の位置の位置を決定する。
【００９７】
図６Ｃは、ユーザが歯を各処置段階において可視化することを可能にする、例示的なユーザインターフェースを示す。１つの例において、歯は、ある時点において１つの段階に退却され、最初の位置に達し得る。ブラケットが歯に固定されるので、ブラケットの退却位置もまた決定され得る。図６Ｄは、ブラケットが最初の位置に退却した場合の例示的なブラケットを示す。このプロセスはまた、理想的な配置からの対象物の変位を決定し得、そして対象物の位置を繰り返し調節して、この変位を最小にし得る。
【００９８】
図６Ａに戻って参照すると、最終的に、歯科用テンプレートは、医師が患者の歯に対象物を配置することを可能にするために、作製される（６１２）。このテンプレートは、迅速原型作製法を使用して、作製され得る。１つ以上のブラケット対象物が歯科用テンプレートに埋め込まれ得、そしてこの歯科用テンプレートが、患者の歯を覆って挿入され得る。あるいは、ブラケット対象物は、歯に接着される前に、歯科用テンプレート上の開口部に挿入され得る。
【００９９】
図７は、組み合わせ処置の１つの例示的な実施を記載する。処置の段階が選択される（工程７０２）。このプロセスは、取り外し可能な装具を処置のために使用するか、またはアタッチメントおよびワイヤを使用することのいずれかの、医師に好都合な処置の予測を行う（工程７０４）。
【０１００】
症例の最終配列に基づいて、適切なアタッチメントが選択される（工程７０６）。一旦、アタッチメントが決定されると、予め決定されたフィット値（例えば、ＦＡＣＣ点）が規定される（工程７０８）。ＦＡＣＣ点の決定に含まれる要因としては、歯、アタッチメント、およびワイヤの衝突が挙げられる。一旦、ＦＡＣＣ点が決定されると、データベースは、医師によって使用される最適なワイヤを提供する（工程７１０）。歯科医は、患者のためにワイヤを選択する場合に、個々のアプローチを使用する。ある医師は、単一の型のワイヤを使用し、ある医師は、多数の異なるワイヤから選択する。あるいは、標準的なワイヤが使用され得る。一旦選択されると、そのワイヤは、アタッチメントの適切な配置のためにマーキングされる（工程７１２）。最後に、アタッチメントおよびワイヤが、患者の歯に設置される（工程７１４）。
【０１０１】
図８は、工程７１０を記載する。最適なワイヤが、一連の単純な最小二乗法の数学式を使用して決定される。特定の患者症例が与えられると（工程７２２）、ワイヤが選択される。処置の最終位置を使用して（工程７２４）、ブラケット先端からワイヤの縁部までの最短距離が計算される（７２６）。
【０１０２】
ｄ＝アタッチメントとワイヤとの間の距離とすると、
ｉ＝１〜１６または１７〜３２（いずれの歯／顎かに依存する）の任意のｉについて、ｄｉ＞０
ｄｉ＜Ｄ
であり、ここで、Ｄは、０．１ｍｍと５０ｍｍとの間で規定される数である。このワイヤは、アタッチメントとワイヤとの間の最短距離を有する、最適なワイヤであると設定される（７２８）。全ての引き続くワイヤが、同じ計算を使用して測定される（７３０〜７３４）。
【０１０３】
図９は、医師によるアタッチメントの配置のためにワイヤにマーキングする、より詳細な工程７１２を記載する。測定値が、初期位置における顎へのアタッチメントの配置から検索される。距離および方向が、地点の間で測定される（７４２）。２つのさらなる領域が測定され得る：１）ワイヤの物理的特性（すなわち、ワイヤがどの程度屈曲し得るか）（工程７４４）、および２）１つのブラケット先端から隣のブラケット先端までの曲線距離（工程７４６）。最後に、最初のアタッチメントが停止する場所を示すための点が、ワイヤに配置される（工程７４８）。同じ繰り返しが、各引き続くアタッチメントについて反復される。
【０１０４】
図１０は、より詳細な工程７１４を示す。ワイヤおよびアタッチメントを設置するために、歯の基部からワイヤへの移行構造が決定される（７５２）。アタッチメント対象物が、アライナーのポケット領域の内側に配置される（７５４）。充填材料（セメントが最もあり得る）が、アライナー中で、アタッチメントの後方かつ残りのアライナーの領域に配置される（７５６および７５８）。これは、アタッチメントが歯に配置される後の段階において、アライナーの取り外しの容易さを増加させる。医師は、このアライナーを、アタッチメントおよびセメントと共に、歯に嵌める（７６０）。紫外線が使用されて、セメント充填材料を歯に固定する（７６２）。Ｔｅｓｔａベースのアライナーについては、熱水が、このアライナーに撒布される（工程７６４）。なぜなら、Ｔｅｓｔａ材料は、より柔軟になることによって、熱に応答するからである。一旦、アライナーが冷却されると（７６６）、医師は、このアライナーを患者の口から、比較的容易に取り外し得る（７６８）。このアタッチメントはここで、歯に固定され、これは、ブラケットを配置する標準的な歯科矯正学的原理に従う。最後に、医師は、工程７１２において参照としてワイヤ上にマークされた印を使用して、ワイヤを各アタッチメントに接続する。
【０１０５】
組み合わせ処置を実施するための例示的な擬似コードは、以下の通りである：
処置の段階を選択する。
医師に対して最も高度な好都合さに基づいて、アタッチメントおよびワイヤを使用する処置の予測を行う。
症例の最終配列に基づいて、適切なアタッチメントを選択する。
ＦＡＣＣ点を規定する。
最小自乗式を使用して、最適なワイヤを決定する。
【０１０６】
ワイヤを選択する
処置の最終位置に行く
ブラケット先端からワイヤの縁部までの最短距離を計算する
この値を（ｓｅｔ＿ｍｉｎｉｍｕｍ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）および最適なワイヤとして設定する
次のワイヤを選択する
ブラケット先端からワイヤの縁部までの最短距離を計算する
距離の値（ｍｍで）が第一のワイヤの最短距離より小さい場合、このワイヤが最適なワイヤとして再設定される
距離の値（ｍｍで）がより大きい場合、第一のワイヤが、最適として選択される
アタッチメントの適切な配置のために、ワイヤをマーキングする。
【０１０７】
アタッチメント点間の距離および方向を測定する
ワイヤの物理的特性を測定する
１つの先端から隣の先端までの曲線距離を計算する
最終位置においてアタッチメント点をマーキングする
点が認容可能である場合、この繰り返しを、各引き続くアタッチメントについて反復する
ワイヤおよびアタッチメントを患者の歯に設置する。
【０１０８】
歯の基部からワイヤへの移行構造を決定する
指定されたアライナー「ポケット」内にアタッチメントを配置する
アライナーの後部および各アタッチメントの周りに、セメント／充填剤を充填する
さらなるセメント充填剤をアライナー内に配置して、アライナーの取り外しの容易さを増加させる
アライナーを歯に嵌める
ＵＶ光を使用してアタッチメントを歯に固定する
熱水をＴｅｓｔａベースのアライナーに撒布する
アライナーを冷却する
アライナーを取り外す。
【０１０９】
従って、上記プロセスは、履歴データに基づいて、最適な処置手順を決定する；そして歯を移動させるための１つ以上の歯科デバイスを作製し、このデバイスは、コンピュータで合成された維持装置またはアタッチメントとワイヤとの組み合わせから選択される。最適な処置手順の決定は、患者の歯のデジタルモデルを捕捉する工程；およびこのデジタルモデルを、履歴処置症例のライブラリーと比較する工程を包含し得る。この処置は、保持器具を用いて歯を移動させる工程、およびアライナーでの処置の終了時に、アタッチメントが埋包された保持器具を製造する工程を包含し得る。
【０１１０】
歯科矯正学用ブラケットは、所定の製造者の処方および使用について、固定された基部プロフィールで設計および作製される。ブラケットの基部は、歯と界面を接するその表面をいう。患者の歯の形態は独特であるので、ブラケットの基部およびその下にある歯は、十分に歯嵌合しないかもしれない。代表的に、ブラケットの基部と歯の表面との間には、ギャップが存在する。このギャップは、充填されて、「あつらえ基部」を形成する必要がある。あつらえ基部は、ブラケットが歯に適用される場合の、ブラケット基部の角形成および／または傾きの調節を包含し得る。
【０１１１】
図１１Ａ〜１１Ｃは、ブラケット基部の歯４０４への制御された配置を可能にする、別の実施形態を示す。図１１Ａは、歯４０４を覆うテンプレート４００を示し、一方で図１１Ｂは、モデル４１３を覆うテンプレート４００を示す。テンプレート４００は、ブラケット４０２を備える。ギャップ４０６が、歯４０４とテンプレート４００との間に存在する。図１１Ｂにおいて、ギャップ４０６は、ブラケットとモデルとの間に存在する。ブラケットは、予め決定されたトルク（傾き）および予め決定された先端（角形成）を有する、その好ましい位置に配置される。図１１Ｃは、シェル付のモデル上のテンプレートを示し、これは、ギャップがモデル４１４内から充填され得るように、貫通孔を有する。適切なエポキシが、このギャップを充填するために適用される。
【０１１２】
結合テンプレートは、ギャップ４０６へのアクセスをなお残したままで、ブラケットを空間的に固定し得る。テンプレートは、実際の歯または歯のモデルに適用され得る。このアクセスは、この目的のために設計されたアプリケータを用いてかまたは用いずに、テンプレートにおける適切な構造を介し得る。
【０１１３】
歯のモデルを使用する場合において、このモデルは、ブラケット４０２の背後へのアクセスのための穴４１２を有するシェルであり得る。また、あつらえられた基部は、１つのモデルを別のモデルにプレスすることによって形成され得、同時にブラケットがテンプレート４００によって空間的に固定される。この場合、外側「モデル」は、テンプレートと類似の構造であるが、より剛性であり、かつ歯の表面のより多くを覆う。内側「モデル」は、実際の歯を置きかえる。基部のギャップは、まず結合媒体（例えば、接着剤）で充填される。２つのモデルが一緒にフィットされる場合、結合媒体は、このギャップ内に圧縮され、そしてブラケットの周りのすべての過剰のばりが除去される。なお別の方法は、歯を置き換えるための中空モデル、このモデルを覆ってブラケットを適所に固定するテンプレート、および第一の中空モデル内に入れ子にされる第二のモデルを有する。この後者が中空モデルに押し込まれる場合、接着剤が、中空モデル内の穴（これは、ブラケットの基部の背後に位置する）を強制的に通される。接着剤を硬化させた後に、２つのモデルが取り外され、これによって、ブラケットおよびそのあつらえ基部が、テンプレート内に残る。
【０１１４】
予め選択されたかまたは予め決定された傾きまたは角形成を有するテンプレートは、以下のように設計される。第一に、このシステムは、患者の歯をデジタル化する。次に、操作者は、歯科ＣＡＤシステムを使用して、仮想的な対象物を、デジタル化された歯の上の予め決定された位置に追加する。このＣＡＤシステムは、仮想的な対象物を、歯の上の予め決定された傾きまたは予め決定された角形成に移動させるために使用される。生じるデータは、歯科用テンプレートを製造するための製造機械に送信され、決定された傾きおよび／または角形成を用いて、患者の歯の上での対象物を具体的に位置決定する。
【０１１５】
使用の間、歯科の専門家は、歯科矯正用対象物またはブラケットをテンプレート上に設置し、そしてこのテンプレートを、患者の歯またはそのモデルに配置する。テンプレートは、予め処方された角形成および／または傾きでブラケットを保持するので、このブラケットの基部は、歯の上で正確に配置される。歯科の専門家は、エポキシを、ブラケットと歯との間のギャップに注入して、所望の角形成および／または傾きで、歯科矯正用対象物を歯に結合する。
【０１１６】
図１２Ａ〜１２Ｂは、所望の角形成および／または傾きで、歯に歯科矯正用対象物を配置するための、他の実施形態を示す。図１２Ａの実施形態において、複数のレール４３２が、歯のモデル４３０に形成される。図１２Ｂの実施形態において、レール４４２がまた、歯のモデル４４０に配置される。複数の開口部４４４が、モデル４４０に提供されて、レール上またはレール内に設置されるブラケットの基部へのアクセスを可能にする。レール４３２および４４２は、適切な位置に加えて、歯の上でのブラケットの適切な角形成および／または傾きを提供するように、設計される。
【０１１７】
１つの実施形態において、２つ以上のレールまたはリッジが、適切なモデル基材上で、ブラケットの外側縁部に沿って作製される。この基材は、プラスター、樹脂、またはポリマーの基材であり得る。結合媒体が、基部の近隣を覆って適用される。この結合媒体またはエポキシは、基部の寸法を超えて流れ得る。次いで、ブラケットは、レールに対して、またはレール内のチャネル内へと押し込まれ、これは、ブラケットの基部を適合させて、正確な空間的位置を矯正し、そしてまた、正確な面位置に制限する。これらのレールはまた、ブラケットの基部を、正確な面位置に制限する。次いで、結合媒体が硬化される。ブラケットおよびあつらえ基部が、基材から取り外され、この基材は、主として支持せず、または弾性結合を接着させない。
【０１１８】
ここで図１３を参照すると、あらゆる任意の三次元位置でブラケットを位置決めし得るテンプレートを形成するための、例示的なプロセスが示されている。第一に、このプロセスは、歯のデジタルモデルを獲得する（４５０）。次に、このプロセスは、テンプレートによって支持されるべきブラケットのデジタルモデルを獲得する（４５２）。次に、このプロセスは、３Ｄ空間において、各ブラケットを、その下にある歯に対して配置する（４５４）。これらの位置を決定する方法は、以下を包含する：Ａｎｄｒｅｗの直状ワイヤ、Ｒｏｔｈ、ＭＢＴ、ブラケット構造と生物学的参照との間の距離および角度を測定すること、または医師の特定の理論もしくは哲学に基づくこと。次いで、このプロセスは、本明細書中に開示されるようなテンプレートファイルを作成する（４５６）。このテンプレートは、完成したデジタルファイルから作成される（４５８）。
【０１１９】
図１４は、ヒトの歯５０２、５０４、５０６の、３回走査されたかまたは他の様式で捕捉されたデジタルモデルまたは表現の、１００％スケールでの表現を示す。図１５は、図１４の歯からスケールを変更した歯のモデルを示す。この実施形態において、尺度因子は１４０％であるが、このスケールは、約１０５％と１５０％との間であり得る。図１６は、歯のモデル５０８と５１２とが重なった箇所を示す。ワイヤフレーム表現が、共通の体積５１０を示すために使用されている。この共通の体積は、適切なテンプレートを作成することと矛盾し得る対象物を同定する。図１７は、隔壁５１０の実線表現である。
【０１２０】
図１８および１９は、スケーリングされた歯のモデル５０８を示し、この場合、歯のモデル５０８は、１４０％に拡大されている。図１８は、歯のモデル５０８とその隣接する歯のモデル５１２との間で共有される、共通の体積５１０のモデルの近位側（観察者に最も近い側）からの除去を示す。図１９は、共通の体積５１０が歯の近位表面から除去され、「かつ」１００％の歯のモデルが歯のモデル５０８から減算された、歯のモデル５０８を示す。従って、図１９は、１００％の歯のモデルを覆うシェルである。
【０１２１】
図２０および２１は、共通の体積５１０を隣接する歯のモデルから除去する必要性を図示する。図２０は、図１５のスケーリングされた歯のモデルから図１４のもとの歯のモデルを減算して、隔壁５１０によって分離される空洞５０９を形成することを示す。このような形成は、テンプレートが患者の歯を覆って配置されることを除外する。図２１において、共通の体積５１２および５１４は、歯のモデル５１１と歯のモデル５１３との間、および歯のモデル５１３と歯のモデル５１５との間に位置する。体積５１２および５１４は、これらの除去または減算の前で示されている。図２２は、共通の体積がテンプレートモデルから除去されたモデルを示す。この場合、共通の体積５２０および５２２は、明瞭さのために拡大されているが、実際には、共通の体積の形状をもたらす歯の尺度因子によって規定される体積の大きさである。図２３および２４は、接合していない歯のモデルを接続するための、バットレスまたは手段の追加を示す。図２２に戻って参照すると、一旦、これらの共通の体積５２０および５２２が除去されると、ギャップ５２４および５２６は、それぞれ歯のモデル５２５、５２７および５２９の間に存在し得る。
【０１２２】
図２３〜２４は、患者の歯の上に配置されるべき１つの連続テンプレートである、固体本体の液性を示す。図２３の場合において、接合要素またはバットレス要素５３０〜５３２が、別個の対象物として、テンプレートモデルの作製後に挿入される。バットレス要素５３０は、円形要素であるが、一方でバットレス要素５３２は、三日月形状の要素である。これらは代表的な形状の２つの可能性を示し、多くの他のものが可能である。バットレス要素の表面は、テンプレートモデルの表面に接合される。図２４は、空洞を形成するための上記配向に続いての、バットレス要素５４０〜５４２の追加を示す。この操作において、３つの歯のモデルおよびバットレス要素５４０〜５４２を含む１つの連続対象物は、全て同時に形成される。両方の場合において、バットレス要素は、テンプレートモデル中に構成される。テンプレートモデルまたはその要素をさらに形成するために、引き続く工程がなされ得る。
【０１２３】
歯のスケーリングアプローチを使用してテンプレートを作成するための擬似コードは、以下の通りである：
１．歯のデジタル表現が、走査または他のデジタル化手段を介して獲得される。
２．この歯のファイルがコンピュータアプリケーションにおいて開かれ、これは、使用者がファイルを変更すること、またはファイル自体が変更されることを可能にする。
３．歯が１００％より大きいスケール（代表的に、１０５〜１５０％の範囲）にされる；そして別個のファイルとして保存される。
・もとの歯のファイル（すなわち、１００％スケール）が、スケーリングされた歯内で同じ場所に配置される。
・もとの歯の構造が、スケーリングされた歯から減算されて、中空体またはシェル状体を残す。
・歯根および歯肉下の外観が、この対象物から除去される。この除去は、維持されるべき対象物から切断されるか、空洞化されるか、または減算されるさらなる対象物または表面の使用を介して実施され得る。
（隣接する歯を空洞化する方法Ａ）
・中実（中空ではない）の、スケーリングされたバージョンの隣接する歯を、この本体から、この本体が重なるかまたは交差する位置で減算する。
（隣接する歯を空洞化する方法Ｂ）
・目的の歯と隣接する歯とに共通する構造を、この本体から減算する。この工程は、目的の歯を中空にする前に、最良に実施される。
４．次いで、テンプレートの一部となる、目的の弓における全ての歯を、それらの適切な相対位置および配向にして、各弓についてのテンプレートを形成する。
【０１２４】
５．  外部隣接歯間領域を、必要に応じて、歯シェルセグメントを一緒に結合するように埋める。この「バットレス（ｂｕｔｔｒｅｓｓｉｎｇ）」プロセスは、中でも以下の、多くの可能性を有する：
歯の頬側表面を越えて伸長する中実体を加え、そして、空洞化しなければ歯にぶつかる所を再び空洞化する。
【０１２５】
１００％の頬側表面から外へ向かう、隣接する歯および／またはスケーリングした歯の間の隣接歯間領域を個々に埋める。
【０１２６】
各々の歯上に別の大きくスケーリングした歯を加え、そして空洞化しなければ下にある歯とぶつかる所を再び空洞化する。
【０１２７】
切縁／咬合性表面上および切縁／咬合性表面中に中実体を適用することによって、隣接歯間領域をばらばらにすることを可能にするが、各々の歯を結合され得ない。必要に応じてこれを再空洞化する。
【０１２８】
６．  任意の所望ではない幾何学的形状、または妨害する幾何学的形状を除去する。これは、ブラケットまたは他の歯科矯正構成要素もしくは歯科構成要素の位置を含み得る。上記のように、除去は、保持された本体から切断されるか、空洞化されるか、または減算されるために使用される、さらなる本体または表面の使用を介して行なわれ得る。
【０１２９】
７．  必要な場合、結果として生じるファイルが迅速原型作製法に必要とされるフォーマットに変換される。
【０１３０】
図２５〜３２は、かぶせた空洞の実施形態を説明する様々な図を示す。図２５において、ブロック５５０を、任意の本体として使用し、そして１００％スケーリング歯モデル５５２をその本体の内側に配置する。図２６において、各外観において図２５のブロック５５０の本体と同じ大きさを有する同じブロック５５０は、スケーリング歯５５４（例えば、１４０％スケーリング歯モデル）を含む。各々の場合において、本体は元の歯モデルおよびスケーリング歯モデルを完全に含む。図２７において、１００％歯は、ブロック５５０から空洞化されるか、またはくり抜かれ、そして図２８において、１４０％スケーリング歯モデル５５４は、ブロック５５０から空洞化される。図２９において、１００％歯モデル５５２を含む空洞化ブロック５５０は、１４０％歯モデル５５４を含む空洞化ブロック５５０と同じ場所に位置し、その結果、モデル５５２はモデル５５４の内側になる。
【０１３１】
図３０は、１００％歯モデルに対する空洞化ブロック５５０およびスケーリング歯モデルに対する空洞化ブロック５５０の減算を示し、１００％スケーリングモデルおよび１４０％スケーリングモデル５５２および５５４各々の間の領域によって定義される本体を作成する。元の１００％歯モデル５５２の中実モデルを有する、スケーリング歯モデル５５４のワイヤフレームモデルを図３１に示す。図３２は、図３１のモデル断面図であり、スケーリング歯モデル５５４により定義される外表面を有する１００％スケーリング歯モデル５５２を囲むシェル５６０を示す。
【０１３２】
かぶせた空洞の実施形態を実行するための疑似コードは、以下である：
１．  歯のデジタル表示が、走査または他のデジタル化手段を介して獲得される。
【０１３３】
２．  この歯のファイルがコンピュータアプリケーションにおいて開かれ、これは、使用者がファイルを変更すること、またはファイル自身がファイルを変更することを可能にする。
【０１３４】
３．  全ての歯で占められた空間のより多くを含む本体を、アプリケーション中で作成するか、または開く。これは、画像中のブロック５５０である。あるいは、含まれる本体を、個々の歯または歯の群のために作成し得る。これらの本体を、後に１つのテンプレートファイル中に一緒に運ぶ（図２５）。
【０１３５】
４．  優先的に、全ての対象歯をこのファイル中のこれらの適切な位置および方向に運ぶ。次いで本体を歯で空洞化する。あるいは、本体を、個々の歯によって連続して空洞化し得る。結果として生じる本体を保存する。
【０１３６】
５．  次いで、各歯が１００％より大きいスケーリング（代表的に、１０５〜１５０％の範囲）に拡大される；そして、別個のファイルとして保存される。
【０１３７】
６．  第２の同一の、全てを含む本体（５５０）が、アプリケーションにおいて作成されるか、または開かれる。この本体、ブロック５５０は、ブロック５５０と厳密に同じ寸法を必然的に有する（図２６）。
【０１３８】
７．  工程４を、ブロック５５０（図２６）に対して、工程５のスケーリング歯を使用するという差異で、反復する。あるいは、スケーリング歯の作成および使用は、必要とされない。むしろ、元の歯がブロック５５０において、１００％スケールより大きいスケールで空洞化され得る。
【０１３９】
８．  図２５のブロック５５０および図２６のブロック５５０は、それらのファイルの１つか、または、これらの２つの対象物のみを優先的に含む新しいファイルにおいて同じ場所に位置する。
【０１４０】
９．  図２６のブロック５５０は、図２５のブロック５５０から減算される。これは、１つ以上のシェル本体、スケーリング歯により定義された外部表面を、および元の非スケーリング歯による内部表面を残す。
【０１４１】
１０．  歯根および歯肉下の外観が、本体から除去される。この除去は、維持されるべき対象物から切断されるか、空洞化されるか、または減算されるさらなる本体、または表面の使用を介して実施され得る。
【０１４２】
１１．  連続的にか、または同時に、目的歯およびその隣接する歯に共通する幾何学的形状を本体から減算する。
【０１４３】
１２．  外部隣接歯間領域を、必要に応じて、歯シェルセグメントを一緒に結合するように埋める。この「バットレス」プロセスは、多くの可能性を有する：
歯の頬側表面を越えて伸長する中実体を加え、そして、空洞化しなければ歯にぶつかる所を再び空洞化する。
【０１４４】
頬側表面から外へ向かう、隣接する歯の間の隣接歯間領域を個々に埋める。
【０１４５】
各々の歯上に別のより大きなスケールの歯を加え、そして空洞化しなければ下にある歯とぶつかる所を再び空洞化する。
【０１４６】
切縁／咬合性表面上および切縁／咬合性表面中に中実体を適用することによって、隣接歯間領域をばらばらにすることを可能にするが、個々の歯を結合させる。必要に応じてこれを再空洞化する。
【０１４７】
バットレスは、工程７および／または工程８の前に、工程７および／または工程８と同時に、または工程７および／または工程８の後で、スケーリング歯上に配置され得るか、または制定され得る。それは、優先的に工程９の前に実行される。
【０１４８】
１３．  任意の望ましくないか、または妨害する幾何学的形状が除去される（例えば、内部隣接歯間領域）。この除去は、ブラケットまたは他の歯科矯正構成要素もしくは歯科構成要素を含み得る。この除去は、上記のように達成され得る。
【０１４９】
１４．  必要な場合、結果として生じるファイルが迅速原型作製法に必要とされるフォーマットに変換される。
【０１５０】
図３３は、歯モデルをスケーリングするための別の実施形態を説明する。この実施形態において、元の歯モデル表面は、所定の数学的式を用いるか、または所定のポイントまたは制約数を使用するオフセット（５６５）である。この実施形態は、多くの表面をオフセットし、歯モデルを拡大するか、または同じ形状に束縛されるが、歯モデルの拡大スケールである、表面を作製する代替の方法を示す。図３４は、図３３からの表面（５６５）を歯に向かう内部に厚くする、本体５６７を形成する。図３５は、同じ表面（５６５）であるが、ここで、歯から外へ厚され、そして図３６は、同時に内部および外部の両方に厚くすることを示す。
【０１５１】
図３７〜４０は、鋳型を作製するための別の実施形態を示す。この実施形態において、幾何学的形状的本体５７０（図３７）が配置され、その結果それは、歯５７４上の歯科矯正構成要素５７２に隣接している。一つの実施形態において、構成要素５７２はブラケットである。ブラケットの位置は、この加えられた本体がある場所を規定し；この場合、本体５７０の角は、２つの側面上のブラケット５７２に隣接する。図３７〜４０の実施形態において、３つのブラケットが配置され、３つの幾何学的形状的本体が、図３７のブラケット５７２に対して位置付けられる。図３８において、本体５７０が、本体５７０の間の２つの結合要素５７６と結合される。図３９において、図３８の構造が歯の上または下（例えば、切歯表面または咬合表面）まで伸長される。図３９〜４０は、本体５７０の咬合図および頬側図および歯５７４上の結合要素５７６を示す。図３９〜４０において、伸長される本体５７５は、本体５０７および５７６と連結され、そして取り付けの組み合わせの高さを伸ばす。
【０１５２】
図４１および４２は、一旦本体５７０が図３９および４０に示されるように伸ばされると、さらなる被覆物質５８０が、咬合表面または切縁表面上に配置され得、テンプレートが、歯と相対する空間にある場所を完全に規定することを示し、そしてこの場合、単純プレート形状が示される。しかし、より複雑な幾何学的形状が使用され得る。
【０１５３】
歯プレーティングの実施形態のための疑似コードは、以下である：
１．  歯のデジタル表示が、走査または他のデジタル化手段を介して獲得される。
【０１５４】
２．  この歯のファイルがコンピュータアプリケーションにおいて開かれ、これは、使用者がファイルを変更すること、またはファイル自身がファイルを変更することを可能にする。
【０１５５】
３．  歯科矯正構成要素あるいは歯科構成要素が、その意図された位置の歯の上に配置される。あるいは、このプレートは、構成要素が配置されることが知られる場所に対して配置される。
【０１５６】
４．  本体が、歯の上、歯の中、および／または歯を覆って配置され、従って、本体は所望な場合、その所望の自由度を制限するために十分に接触する構成成分と接触する。この本体は、標準化された形状であり得るか、または歯の型に関してカスタマイズされ得るか、あるいは所定の患者の歯に特異的であり得る。最低限で、この本体は、これらの特質または特徴を有する：構成成分の直径の約半分より大きいが、一般的に構成成分およびそのそれぞれの歯の厚さの合計よりも小さい、頬舌厚；歯の近遠心幅より大きくなり得るか、小さくなり得るか、または等しくなり得る、近遠心長；および歯の高さより大きくなり得るか、小さくなり得るか、または等しくなり得る、咬合歯肉（ｏｃｃｌｕｓｏｇｉｎｇｉｖａｌ）の高さ。本体は、単純な長方形であり得るか、または歯または口の形態学と同じく複雑であり得、そして歯科矯正構成成分のための嵌合空洞をまた含み得る。あるいは、構成成分は、後者がただ大体に配置された場合、本体において後に空洞化され得る。
【０１５７】
５．  全ての歯が「プレート」された後、そのプレートが、ギャップがあるところで合併され、接続され、または結合され、そしてそれらが望まない突出である場合、切断されるか、削られるか、または成形される。切縁／咬合性要素はまた、この時、プレート中に合併され得る。
【０１５８】
６．  必要な場合、歯本体はプレートおよび任意の切縁／咬合性要素から構成される本体から減算される。
【０１５９】
７．  任意の所望ではない幾何学的形状、または妨害する幾何学的形状が除去される。これは、ブラケットまたは他の歯科矯正構成要素もしくは歯科構成要素の位置を含み得る。上記の除去方法を参照のこと。
【０１６０】
８．  必要な場合、結果として生じるファイルが迅速原型作製法に必要とされるフォーマットに変換される。
【０１６１】
図４３および４４は、表面オフセット方法の別の実施形態を示す。この実施形態において、２つの表面５９０および５９２が、むしろちょうど１つの表面よりも使用される。図４３において、１つの表面５９２が、歯でか、または歯の近くでオフセットされる。第２の表面５９０が、２つの表面において生じる表面５９２からの距離よりも長い距離でオフセットされる。この２つの表面は、本質的に一致するが、異なる距離に位置する。図４４は、中実体に結合する２つの表面５９０および５９２を示す。中実体は、多くの方法において詳細に記載され得る。例えば、１つの表面がもう一つの表面、あるいは、表面ギャップが閉じられ得る縁（５９１）に向かって押し出され得る。
【０１６２】
表面オフセットの疑似コードは、以下である：
１．  歯のデジタル表示が、走査または他のデジタル化手段を介して獲得される。
【０１６３】
２．  この歯のファイルがコンピュータアプリケーションにおいて開かれ、これは、使用者がファイルを変更すること、またはファイル自身が変更されることを可能にする。
【０１６４】
３．  歯の表面が、所望の距離にオフセットされる。
【０１６５】
４．  オフセット距離が、ゼロより大きい場合、表面が、外向きの半径方向に、太くされる。オフセット距離が、ゼロより大きい場合、表面が、内向きまたは内向きおよび外向きの半径方向に、太くされる。内向きに方向付けられた厚さは、歯の表面を優先的に貫通しない。しかし、それが起こる場合、歯本体は、続いてオフセット表面を厚くすることによって作成される固体から減算され得る。
【０１６６】
５．  任意の所望ではない幾何学的形状、または妨害する幾何学的形状が除去される。これらは、隣接歯間領域ならびにブラケットまたは他の歯科矯正構成要素もしくは歯科構成要素の位置を含み得る。上記の除去方法を参照のこと。
【０１６７】
６．  必要な場合、結果として生じるファイルが迅速原型作製法に必要とされるフォーマットに変換される。
【０１６８】
複数の表面オフセットの疑似コードは、以下である：
１．  歯のデジタル表示が、走査または他のデジタル化手段を介して獲得される。
【０１６９】
２．  この歯のファイルがコンピュータアプリケーションにおいて開かれ、これは、使用者がファイルを変更すること、またはファイル自身が変更されることを可能にする。
【０１７０】
３．  歯の表面が、所望の第１の距離にオフセットされる。
【０１７１】
４．  歯の表面が、所望の第２の距離（第１の距離より優先的に大きいかまたは小さい）にオフセットされる。
【０１７２】
５．  次いで、第１の表面および第２の表面の間の容積が埋められ、中実体を形成する。
【０１７３】
６．  オフセット距離の１つが歯本体の内側の一致する表面をセットする場合、中実体が元の歯本体により空洞化され得る。
【０１７４】
７．  任意の所望ではない幾何学的形状、または妨害する幾何学的形状が除去される。これらは、隣接歯間領域ならびにブラケットまたは他の歯科矯正構成要素もしくは歯科構成要素の位置を含み得る。上記の除去方法を参照のこと。
【０１７５】
８．  必要な場合、結果として生じるファイルが迅速原型作製法に必要とされるフォーマットに変換される。
【０１７６】
図４５および４６は、テンプレート切断の１つの実施形態を示す。切断本体５９３は、下にあるブラケット５７２を部分的に含み、テンプレート中に「窓」を作成する。このテンプレート中で、ブラケットは、配置され得、そして添付され得、一方テンプレートの後の除去が依然として可能である。一つの実施形態において、切断本体５９３は、単純な幾何学的形状を有する。他の形状は、必要性または意図に基づいた、多少の内在的な歯科矯正構成要素または歯科構成要素を含み得る。さらに、本体５９３の形状は、より複雑であり、さらなる利点（例えば、所定の位置に、構成成分「ハンズフリー」を保持するための部分的ロック）を作成し得、テンプレートが除去のために容易に破壊されるか、または、結合または硬化のための容易なアクセスを可能にするものに沿って、継ぎ目を生じ得る。この例において、含有本体５９３は、テンプレートの頬側表面に舌を続け、テンプレートを容易に破壊するその頬側縁に沿って鋭く鋭い縁の薄い領域５９４を生じる。
【０１７７】
本体５９３は、テンプレート中でカットアウトを作成し、歯科矯正構成要素あるいは歯科構成要素（例えば、ブラケット）を配置する。全ての幾何学的形状を捕捉する必要はなく、むしろブラケットまたは構成要素を正しい位置に配置するのに十分な幾何学的形状表面の外観を捕捉する必要がある。この場合、中心の歯は、ブラケットを覆う本体を有する。この本体は、ブラケット本体を越えて歯肉を伸長し、従って、ブラケットが、テンプレート中に配置され得、そして歯の上に結合され得、そして続いてテンプレートが除去され得る。
【０１７８】
図４６は、同じブラケット、本体、およびテンプレート部分の咬合図であるが、本体中に組みこまれ得る他の特徴を示す。この場合、テンプレートを切断して、破壊縁５９４または剥離線を形成する切断本体５９３中に、三角形の外観がある。１つ以上の構成要素を配置するための異なるアクセス経路があることに必要であり得るので、より複雑な幾何学的形状が、激しく回転されるか、または激しく傾けた歯に使用され得る。これは、テンプレート除去もまた促進し得る。
【０１７９】
上記のテンプレートはまた、任意の３Ｄ位置にブラケットを配置し、ブラケットについての所定の角および傾斜の詳細を支持し得る。この場合、テンプレートは、歯と相対的な空間にブラケットを固定する。
【０１８０】
様々な代替物、改良物、および同等物が上記の構成要素の代わりに使用され得る。さらに、本明細書に記載された技術は、ハードウェアまたはソフトウェア、あるいは２つの組み合わせにおいて実行され得る。この技術は、プログラム可能なコンピューターで実行するコンピュータープログラムで実行され得る。このプログラム可能なコンピューターは各々、プロセッサー、プロセッサーで読み取り可能な保存媒体（揮発性メモリおよび非揮発性メモリ、および／または保存要素を含む）、および適切な入力および出力デバイスを備える。プログラムコードは、入力デバイスを用いて入力されるデータに適用され、記載される機能を実行し、そして出力情報を生成する。出力情報が、１つ以上の出力デバイスに適用される。各プログラムが、高レベル手順または対象物指向性プログラミング言語で実行され得、コンピューターシステムと共に作動し得る。しかし、このプログラムは、所望の場合、アセンブリまたは機械語で実行され得る。任意の場合、言語は、コンパイラ型言語またはインタープリタ型言語であり得る。このようなコンピュータープログラムの各々において、保存媒体またはデバイス（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスクまたは磁気ディスク）上に保存され得る。保存媒体またはデバイスがコンピューターにより読み取られ、記載の手順を実行する場合、コンピューターを設定し、作動するために汎用または特殊目的プログラム可能なコンピューターによって、保存媒体またはデバイスは読み取り可能である。このシステムはまた、コンピューター読み取り可能保存媒体として実行され得る。これは、コンピュータープログラムとともに構成され得る。ここで、このように構成された保存媒体は、特定の方法および所定の方法でコンピューターを作動させる。さらに、本発明がそれらの実施形態に対し、参考文献とともに示され、そして記載された場合、当業者は、添付の特許請求の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における上記の変化または他の変化がなされ得ることを理解する。
【０１８１】
患者の歯上に対象物を位置付けるための歯科用テンプレートは、患者の歯をデジタル化すること；仮想的な対象物をこのデジタル化された歯上の所定の位置に加えること；および患者の歯上にこの対象物を位置付けるように、この歯科用テンプレートを作製することを包含する。このテンプレートは、エッチングするため、またはブラケットを歯上に位置付けるために使用され得る。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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