(57)【要約】      （修正有）【課題】歯科矯正治療計画の漸増的段階を表す連続する一組のパターンを製造し、次いで連続パターンの全てまたは一部を同時に歯科医に送る方法に関する。【解決手段】歯科医には、歯のポジ型パターンのネガの印象として一組のアライナを熱成形する真空機が提供される。ポリマーシートが真空成形機に挿入され、ポジ型パターン上に吸い付けられ、空洞を有するポリマーシェルが成形される。空洞は、歯を受け入れ、歯の少なくとも一部をアライナの空洞と位置合わせするように弾性的に偏倚または位置決めし直すように形付けられる。アライナが成形され、まだ光造形プラスチックパターン上に存在する間に、アライナのポリマー材料の過剰な部分が手動工具および／またはレーザ切削機を使用してトリミングされる。【選択図】図１
2014176746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科矯正アライナの製造方法であって、
プラスチックシートからアライナを成形するアライナ成形機を提供する工程と、
不正咬合の歯列の画像を獲得する工程と、
前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程と、
前記最初のデジタルモデルに基づいてデジタル形式で生成された、少なくとも１つの連続する歯並びの少なくとも１つの連続するデジタルモデルに対応する少なくとも１つの連続するパターンを製造し、各パターンが前記少なくとも１つの連続する歯並びのうちの１つを表す工程と、
前記少なくとも１つのパターンを歯科矯正治療施設に出荷する工程と、
前記歯科矯正治療施設で前記連続するパターンのネガ型として前記プラスチックシートから少なくとも１つの歯科矯正アライナを製造する工程とを含み、さらに、
前記連続するデジタルモデルを、ＣＡＤで操作可能なコードで作成する工程と、
前記アライナを形成するための光造形パターンを製造するように、前記連続するデジタルモデルを、ラピッドプロトタイピングマシンの操作に適したコードに変換する工程とを含む方法。
【請求項２】
前記画像を獲得する工程が、患者の不正咬合の歯列の石モデルを用意する工程および前記石モデルを走査する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最初のデジタル画像が、前記走査した石モデルに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記最初のデジタルモデルに基づいてデジタル形式で生成された、少なくとも１つの連続する歯並びの少なくとも１つの連続するデジタルモデルが、複数の連続する歯並びの複数の連続するデジタルモデルである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの連続するパターンを製造する工程が、前記複数の連続する歯並びの複数の連続するパターンを製造する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記パターンを出荷する前に前記少なくとも１つの連続するパターンを単一パッケージに区分する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記パターンを出荷する前に前記複数の連続するパターンを単一パッケージに区分する工程をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記歯科矯正アライナを製造する工程が、前記複数の歯のパターンの組の全体よりも少ない前記連続するパターンのネガ型として、熱成形可能なプラスチックシートから一連の歯科矯正アライナを製造する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記一連の歯科矯正アライナから前記プラスチックシートの過剰な部分をトリミングする工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記不正咬合の歯列の画像を獲得し、前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程が、
前記不正咬合の歯列を走査する工程、および
前記走査した歯列に基づいてデジタルモデルを生成する工程を含み、前記デジタルモデルが視覚および操作に適した形式で表される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記不正咬合の歯列の画像を獲得し、前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程が、
前記不正咬合の歯列の少なくとも一部および前記不正咬合の歯列の周囲の歯肉および軟組織の一部の印象を獲得し、前記不正咬合の歯列の前記少なくとも一部および前記不正咬合の歯列の周囲の歯肉および軟組織の一部の物理モデルを製造する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記印象がアルギン酸塩、ＰＶＳ、または他の適した歯の印象材料を使用して得られる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記物理モデルを加工処理のために歯科技工室またはサービスセンタに出荷する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記不正咬合の歯列の画像を獲得し、前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程が、
前記不正咬合の歯列の少なくとも一部および前記不正咬合の歯列の周囲の歯肉と軟組織の一部の印象を得る工程、および
前記印象を物理モデルとして歯科技工室またはサービスセンタに加工処理のために出荷する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記歯科技工室またはサービスセンタで前記物理モデルおよび歯科矯正医からの処方を受け取る工程、および
前記患者の不正咬合の歯列に関連する一連の情報を前記歯科技工室またはサービスセンタのデータベースに入力する工程をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記デジタルモデルが点群を生成し、前記点群が前記不正咬合の歯の歯面を表す複数のデータ点を有し、前記複数のデータ点のうち各データ点が前記患者の歯の前記物理的石モデル上の所定の原点に対する３次元空間の特定の座標に割り当てられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記点群をソリッドモデルに処理し、ソリッドモデルＣＡＤソフトウェアを用いて前記ソリッドモデルを操作し修正する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記歯列を走査する工程が歯科矯正医院において手持型走査ワンドで行われ、前記方法が前記走査結果を前記歯科矯正サービスセンタに処理のために電子的に伝送する工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記不正咬合の歯列の画像を獲得し、前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程が、
前記不正咬合の歯列の少なくとも一部および前記不正咬合の歯列の周囲の歯肉と軟組織の一部の印象を得る工程、
前記印象から直接凹部のネガの溝を走査して前記不正咬合の歯列のネガデジタルモデルを獲得する工程、および
前記ネガデジタルモデルを歯科技工室またはサービスセンタに処理のために伝送する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記アライナ成形機が熱成形真空機、正圧熱成形機、および真空／正圧機からなる群から選択され、前記プラスチックシートが熱成形ポリマーシートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記アライナが歯科矯正治療施設で成形される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００６年８月２２日に出願の米国仮出願第６０／８２３，１１８号の利益
を主張するものである。この仮出願の開示は参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、歯科矯正アライナを製造する方法および装置に関し、より詳細には、一組の
連続するコンピュータ生成モデルから歯科矯正アライナを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、不正咬合の歯の矯正にポリマーの歯アライナを使用する歯科矯正治療が開発され
ている。こうした治療方法の歴史および発展の詳細な論考は、本発明者による米国特許出
願第７，０７７，６４６号および米国特許出願第６，７０２，５７５号に記載されている
。
【０００４】
また、歯科矯正治療を完了するための歯のポジショナは、Ｋｅｓｌｉｎｇによるｔｈｅ
Ａｍ．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄ．Ｏｒａｌ．Ｓｕｒｇ．３１：２９７  ３０４（１９４５）お
よび３２：２８５  ２９３（１９４６）に記載されている。患者の歯の広範囲の矯正再調
整に対するシリコーンポジショナの使用は、Ｗａｒｕｎｅｋら（１９８９）Ｊ．Ｃｌｉｎ
．Ｏｒｔｈｏｄ．２３：６９４  ７００に記載されている。歯の位置決めを完了し、その
位置を維持するための透明プラスチックリテーナは、ルイジアナ州  ７０１２５  ニュー
オーリンズのＲａｉｎｔｒｅｅ  Ｅｓｓｉｘ、Ｉｎｃ．およびミネソタ州  ５５９０２  
ロチェスターのＴｒｕ−Ｔａｉｎ  Ｐｌａｓｔｉｃｓから市販されている。歯科矯正ポジ
ショナの製造は、米国特許第５，１８６，６２３号、第５，０５９，１１８号、第５，０
５５，０３９号、第５，０３５，６１３号、第４，８５６，９９１号、第４，７９８，５
３４号、および第４，７５５，１３９号に記載されている。歯科矯正治療を行うための２
つ以上の真空成形装置の使用は、Ｎａｈｏｕｍ（１９６４）Ｎ．Ｙ．Ｓｔａｔｅ  Ｄ．Ｊ
．３０：３８５  ３９０で提案されている。
【０００５】
歯のポジショナの製造および使用について記載された他の刊行物には、Ｋｌｅｅｍａｎ
ｎおよびＪａｎｓｓｅｎ（１９９６）Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎ．３０：６７３  
６８０、Ｃｕｒｅｔｏｎ（１９９６）Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎ．３０：３９０  
３９５、Ｃｈｉａｐｐｏｎｅ（１９８０）Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎ．１４：１２
１  １３３、Ｓｈｉｌｌｉｄａｙ（１９７１）Ａｍ．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ５９
：５９６  ５９９、Ｗｅｌｌｓ（１９７０）Ａｍ．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ５８：
３５１  ３６６、およびＣｏｔｔｉｎｇｈａｍ（１９６９）Ａｍ．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎ
ｔｉｃｓ５５：２３  ３１が含まれる。
【０００６】
Ｋｕｒｏｄａら（１９９６）Ａｍ．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ１１０：３６５  ３
６９には、石膏の歯科模型をレーザ走査して、模型のデジタル画像を生成する方法が記載
されている。米国特許第５，６０５，４５９号も参照されたい。
【０００７】
Ｏｒｍｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡される米国特許第５，５３３，８９５号、
第５，４７４，４４８号、第５，４５４，７１７号、第５，４４７，４３２号、第５，４
３１，５６２号、第５，３９５，２３８号、第５，３６８，４７８号、および第５，１３
９，４１９号には、歯のデジタル画像を操作して歯科矯正装置を設計する方法が記載され
ている。
【０００８】
米国特許第５，０１１，４０５号には、歯をデジタル画像化し、歯科矯正治療に最適な
ブラケットの位置決めを決定する方法が記載されている。成形した歯をレーザ走査して３
次元モデルを作成する方法は、米国特許第５，３３８，１９８号に記載されている。米国
特許第５，４５２，２１９号には、歯のモデルをレーザ走査し、歯の型を切削加工する方
法が記載されている。歯の輪郭のデジタルコンピュータ操作は、米国特許第５，６０７，
３０５号および第５，５８７，９１２号に記載されている。顎のコンピュータによるデジ
タル画像化は、米国特許第５，３４２，２０２号および第５，３４０，３０９号に記載さ
れている。他の注目の特許には、米国特許第５，５４９，４７６号、第５，３８２，１６
４号、第５，２７３，４２９号、第４，９３６，８６２号、第３，８６０，８０３号、第
３，６６０，９００号、第５，６４５，４２１号、第５，０５５，０３９号、第４，７９
８，５３４号、第４，８５６，９９１号、第５，０３５，６１３号、第５，０５９，１１
８号、第５，１８６，６２３号、および第４，７５５，１３９号が含まれる。
【０００９】
この方法を簡潔に要約すると、歯科矯正治療計画には、通常、患者の不正咬合の石モデ
ルを作成し、モデルのデジタルスキャン画像を作成し、コンピュータ端末で作業する技術
者がデジタル操作して一連の連続する歯並びを生成することができるＣＡＤファイルとし
て、不正咬合の仮想モデルを生成することが含まれる。仮想モデルは、患者の口の直接走
査、または患者の歯の印象（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）の走査によって得ることもできる。
各歯並びは、不正咬合の歯を望ましい最終結果である理想的な咬合に順次再配列するため
の処方計画において、選択された歯の漸増的な移動を表す。技術者は、不正咬合の歯を表
す最初の歯並びを使用して、歯並びのＣＡＤ画像上で選択的仮想「切削」を行うことによ
って、各連続する歯並びを作成する。技術者は、治療計画に従って、その歯並びの選択さ
れた部分を次に続く歯並びに位置決めし直して、次の歯並びを作成する。技術者は、位置
決めし直した歯並びから次の歯並びを作成し、この工程を必要に応じて繰り返して、最終
の理想的な歯並びを得る。仮想モデルがデジタル媒体で完成された後、対応する一連の物
理パターンがラピッドプロトタイピング技法を使用して生成される。次いで、一組の連続
する歯科矯正アライナが、通常、真空成形または「吸入（ｓｕｃｋ−ｄｏｗｎ）」機を使
用して、ポジ型パターンのネガをこれらの物理パターン上で成形することによって、ポジ
型パターンのネガとして熱成形される。
【００１０】
アライナを１回で作成し、各アライナを使用する適切な順序およびタイミングのための
マーキングおよび指示を含む単一パッケージでアライナのセットを患者に直接出荷する能
力が非常に重要視されている。患者は単に指示およびマーキングに従い、治療計画の経過
の検査のために医院を時折訪問するだけでよいことが、矯正歯科医の時間および資金の有
効利用として理解されている。カリフォルニア州、サンタ・クララのＡｌｉｇｎ  Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ、Ｉｎｃ．に譲渡される米国特許第６，５５４，６１１号および米国特許
第６，３９８，５４８号には、この方法で治療計画を実施する方法が開示されている。
【００１１】
ポリマーシェルアライナで不正咬合を治療する他の方法も開発されており、この方法で
は、ポリマー製アライナが、処方された治療計画に基づいて、デジタルモデルのラピッド
プロトタイピングによって歯科技工室で製造され、アライナが対で患者または歯科医院に
送られる。治療計画が完了するまで、次のアライナが１つまたは２つのグループで発送さ
れる。この方法は、アライナが適切な順序かつ適切な間隔で使用されることを保証するも
のである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
アライナが完全なマーキングされたセットとして出荷されようと、所定の間隔で対で郵
送されようと、アライナは発送される前にトリミングされ、ポリマーシートから余分な材
料が除去されなければならない。それには通常、成形されたアライナがポリマー光造形パ
ターン上にある間に過剰分をトリミングするために、手による切削および／またはレーザ
切削機が必要とされる。こうした手作業での切削の労働コストは比較的高い可能性があり
、アライナを製造する一部の企業は、製造事業の労働集約部分を労働コストが大幅に低い
外国に移転する選択をしているため、アライナは歯科医院の職員およびその患者にとって
比較的アクセスし難いものになっている。
【００１３】
上記の方法をさらに複雑にしているのは、アライナが製造された後、光造形パターンが
破壊され、材料が他のアライナのバッチに再利用されることである。これは効率の良い製
造方法であると考えられるが、たとえば一組のアライナの同一のセットまたは一部を作成
するためなどに、最初のパターンのセットへのアクセスが必要になることがある。たとえ
ば、使用されているアライナは快適性および衛生的理由から患者によって取り外し可能で
ある。また美的目的から、アライナはほとんど見えない透明のポリマー材料でできている
。したがって、多数が青少年または思春期直前である患者が、自分のアライナの１つを紛
失し、代替品が必要になることは珍しいことではない。現在の製造方法では歯科医がパタ
ーンにアクセスできないため、アライナを製造するには、新しいパターンを再作成しなけ
ればならない。製造工場の場所により取替え時間がさらに遅れ、この全てが、紛失したア
ライナの交換コストを増大させる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、歯科矯正治療計画の漸増的段階を表す連続する一組のパターンを製造し、次
いで連続パターンの全てまたは一部を同時に歯科医に送る方法に関する。歯科医には、歯
のポジ型パターンのネガの印象としてアライナを熱成形する真空機が提供される。ポリマ
ーシートが、より高弾性または柔軟なものになるように加熱され、真空成形機に挿入され
、ポジパターン上に吸い付けられ、空洞を有するポリマーシェルが成形される。空洞は、
歯を受け入れ、歯の少なくとも一部をアライナの空洞と位置合わせするように弾性的に偏
倚させ、または位置決めし直すように形付けられる。アライナが成形され、まだ光造形プ
ラスチックパターン上に存在する間に、アライナのポリマー材料の過剰な部分が手動工具
および／またはレーザ切削機を使用してトリミングされる。
【００１５】
一組の連続パターンが歯科医に提供されることによって、製造者がアライナを成形する
必要がなくなり、熱成形プラスチックシートから過剰なプラスチックをトリミングする時
間のかかる作業が歯科医院で行われるようになる。熱可塑性アライナの製造は、世界中の
歯科医院で日常的に行われる非常に簡単な手順である。ペンシルバニア州ヨークのＤｅｎ
ｔｓｐｌｙ、Ｉｎｃ．の子会社であるＲａｉｎｔｒｅｅ  Ｅｓｓｉｘ、Ｉｎｃ．は、熱可
塑性歯科矯正アライナの製造方法を教示する世界で最もよく知られた企業である。各パタ
ーンについての理想的な位置を得るために熱成形機上の特定の設計と一致するように、パ
ターンがベース上の特定の設計を含む。理想の向きは、治療計画がコンピュータ技術者に
よって実施されるときコンピュータによって決定されることが好ましい。
【００１６】
一実施形態では、本発明は、歯科矯正アライナの製造方法に関する。この方法は、プラ
スチックシートからアライナを成形するアライナ成形機を提供する工程と、不正咬合の歯
列の画像を獲得する工程と、獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工
程と、目標の歯並びを表す最終的な歯並びを決定し、最終的な歯並びに基づいて不正咬合
の歯列を最初の歯並びから最終的な歯並びに位置決めし直すための治療計画を計算する工
程と、最初のデジタルモデルを操作して、デジタル形式で少なくとも１つの連続する歯並
びの少なくとも１つの連続するデジタルモデルを生成する工程と、連続する歯並びの少な
くとも１つの連続するデジタルモデルに対応する少なくとも１つの連続するパターンを製
造し、各パターンが少なくとも１つの連続する歯並びの１つを表す工程と、少なくとも１
つのパターンを歯科矯正治療施設に出荷する工程と、歯科矯正治療施設で連続するパター
ンのネガの型として熱成形可能なプラスチックシートから少なくとも１つの歯科矯正アラ
イナを製造する工程とを含む。
【００１７】
本発明の一利点は、ＣＡＤでの実施および他のコンピュータ作業を任意の選択された遠
隔地側で行うことができ、連続する歯のパターンが要望どおりに同じ場所または全く別の
場所で生成されることである。
【００１８】
本発明の一利点は、アライナの製造および手仕事の全てを歯科医院で行うことができる
ことである。
本発明の他の特徴および利点は、本発明の原理を一例として示す添付の図面と併せ見れ
ば、好ましい実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の工程を全般的に示すフローチャートである。
【図２】ＣＡＤ装置で生成された患者の下顎歯および歯肉のＣＡＤ画像である。
【図３】基準線および寸法を有するＣＡＤ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
歯科矯正業界は全般的に、最終製品、すなわち順次歯科矯正アライナを患者および／ま
たは歯科医に既成の最終形態として納品することに重点的に取り組んでいる。以下により
詳細に記載するように、本発明では、歯科矯正アライナが歯科医院、あるいは便利な地元
の技工室で製造される。歯科医は、患者ごとに一連のパターンを保持して、たとえば患者
が紛失または破損したアライナを交換することができる。さらに、歯科医が同じ一連のパ
ターンで複数のアライナを製造することが可能である。たとえば、２つの異なる程度の弾
性または硬度（ジュロメータ）を有する熱可塑性材を使用して、比較的軟質の材料、すな
わち比較的高弾性の材料から開始し、歯がパターンの配列に向かって前進されるにつれて
、後続の比較的硬質の材料、すなわち比較的低弾性の材料で徐々に移動を大きくし、徐々
に歯を位置決めし直すことができる。比較的高弾性の熱可塑性アライナが最初に作成され
てから、次に比較的硬質の熱可塑性アライナが作成される。
【００２１】
本発明の方法の一実施形態では、歯科矯正症例を治療するための完全なパターンのセッ
トが単一出荷で、すなわち１回で歯科医に提供される。順次プラスチックパターンの数は
歯科矯正治療計画を実施するための歯科矯正アライナの順序を表す。
【００２２】
図１を参照し、本発明の方法を以下に記載する。最初に、患者の歯科解剖学的構造、た
とえば患者の歯、歯肉、および軟組織の少なくとも一部分の印象を歯科医院でアルギン酸
塩、ＰＶＳ、または他の従来の歯科用印象材料を使用して得ることができる。次いで工程
１０１で、こうした印象を使用して従来の石モデル（ｓｔｏｎｅ  ｍｏｄｅｌ）または他
の物理モデルが作成される。次いで、物理モデルが歯科技工室またはサービスセンタに出
荷されて加工処理される。あるいは、印象自体がサービスセンタに出荷される物理モデル
としての機能を果たすこともできる。いずれの場合も、サービスセンタは、患者の物理モ
デルおよび歯科矯正医からの処方箋の指示書式を受け取り、その症例がサービスセンタの
データベースに記録される。他の実施形態では、物理モデルをサービスセンタに送る必要
がなく、物理モデルを歯科矯正医院または歯科医院で加工処理することができる。本開示
では、サービスセンタ技工室という用語は、歯科矯正医院または歯科医院を含むと考えら
れるべきであり、別段の断りがない限り、２つの用語を全体において交換可能に使用する
ことができる。
【００２３】
次いで工程１０２で、患者のモデルまたは印象が走査工程を受け、上下の歯列弓につい
て得られたデータがデジタル形式で記憶されて、患者の歯科解剖学的構造の少なくとも一
部のＣＡＤモデルが生成される。本発明の代替実施形態では、モデルまたは印象を作成せ
ずに、患者の口腔の解剖学的構造の関連した部分を直接走査して、ＣＡＤ装置での観察お
よび操作に適した形式でデジタルモデルを生成することができる。
【００２４】
実際の物理的対象を３次元画像化用のデジタルコードに変換する最も頻繁に使用される
手段、すなわちレーザ走査並びに他の方法では、先ず「点群（ｐｏｉｎｔ  ｃｌｏｕｄ）
」として知られるものが生成される。ソフトウェアは、実際の対象物の特徴に関連するこ
とが知られている点の位置を、対象物を複数の角度から走査している間に得られた、他の
スキャンにおいて発見された同じ点を用いて合理化（ｒａｔｉｏｎａｌｉｚｅ）しようと
する。様々な有利な角度からの複数のスキャンから得られた全ての点が重ねられ解釈され
ることにより、ソフトウェアは、おそらく５０万個の個々の点からなる一群の点によって
表される複雑な表面を生成することができるようになる。各点は、患者の歯の物理的石モ
デル上の所定の原点に対する３次元空間内の割り当てられた特定の座標である。理解され
るように、全ての点は画像化されている部分の表面上に理論的に存在し、全ての点を見る
ことによって、最初の部分のおおまかな視像をコンピュータモニタ上で視覚的に見ること
ができる。
【００２５】
工程１０３で、ＣＡＤ技術者が使用可能な他のソフトウェアを使用して、点群を、ソリ
ッドモデリング（ｓｏｌｉｄ−ｍｏｄｅｌｉｎｇ）ＣＡＤソフトウェアを使用して後で操
作し修正することができる真のソリッドモデルとして知られたものに、さらに処理するこ
とができる。図２は、患者の歯の得られたＣＡＤ画像１５の一例である。しかし、ＣＡＤ
技術者が歯科矯正患者の症例を処理する際に行う必要がある操作の一部を初期の点群フェ
ーズで行うことができる。
【００２６】
図１の工程１０１および１０２の代替として、たとえば歯科矯正医院でＯｒａｍｅｔｒ
ｉｘ  ＲＴＭシステムなど手持型走査ワンドを使用して、患者の口腔の解剖学的構造を直
接走査することができる。次いで、得られたデジタルデータが歯科矯正サービスセンタに
電子的に伝送される。同様に、上記の走査方法が一組の歯科用印象から凹面のネガの溝を
直接走査することを対象とすることも可能である。それには標準走査技法を一部変更する
必要があるが、こうした工程は実用的である。印象からの直接走査には明らかな利点があ
る。ａ．標準アルギン酸塩印象は濡れたペーパータオルで包んで慎重に保管しないと、数
日間で乾燥し収縮することがある。アルギン酸塩印象が商業歯科矯正サービスセンタに送
付され、出荷に数日かかっている場合、何らかの寸法の変化が生じる可能性がある。ポリ
シロキサン、非アルギン酸系印象材ではこうした問題が生じないが、コスト高である。ｂ
．現在では、少数の歯科矯正医院しかレーザ走査および画像化機器を有する経済的余裕が
ないが、走査レーザの製造者が特に医院内での使用に最適化されたユニットの開発を検討
中であることが知られている。こうしたユニットは手ごろな値段であろうし、その場合、
こうしたユニットは将来一般的になるであろう。費用のかからないアルギン酸塩印象を医
院で入手し、収縮が起こる前に即時に走査することができる。ｃ．将来、医院内での走査
が一般的になれば、享受される利点の１つは、走査データを商業歯科矯正サービスセンタ
にインターネットを介して簡単に伝送することができることである。現在、歯科学用のコ
ンピュータによる断層撮影（ＣＡＴ）走査機器も出現している。この機器は、たとえば病
院で通常見られる全身ＣＡＴ走査機よりも小型であり、人の頭部だけを走査するように最
適化されている。デジタル歯科矯正学は、３次元歯画像化の将来において一役担うものと
して、ＣＡＴ走査式方法を期待して待たなければならない。レーザ走査データと同様に、
ＣＡＴデータは、３次元画像に簡単に変換することができ、走査データと同様に、インタ
ーネット上で歯科矯正サービスセンタに送信して処理することができる。
【００２７】
本発明の一実施形態では、歯科矯正サービスセンタは、本発明を実施し、個々の患者に
ついての医者の指示で連続する歯のパターンを製造するために設立される。本発明の装置
を使用する技術者は、一組のデジタルツールを使用して、歯のパターンの組を製造する。
一連の各後続パターンは、歯を僅かに位置決めし直し、所定の理想の位置に向かって前進
させるものである。しかし、本発明では、用語「漸進的」は必ずしも各モデルの歯を漸進
的に偏倚させることを指すわけではない。
【００２８】
技術者がコンピュータモニタ上で見ることができる患者のモデルを分析するときに、技
術者は、治療の始めの不正咬合または部分的に治療された咬合を表す画像を見る。モデル
を使用して患者の口腔の解剖学的構造の真の３次元画像を生成することができるため、技
術者は歯のトポロジー（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）を動的に回転して、厳重な検査を行うことが
できる。技術者は、実際にあらゆる角度、または口の後ろから見るなど生きた患者では解
剖学的に不可能である有利な点、あるいは骨および組織によって閉塞された有利な点を含
む有利な点から仮想歯中を観測することができる。
【００２９】
モデルは仮想３次元ＣＡＤ空間内に存在するため、技術者は、その症例にアクセスし、
上対下の歯列弓周長、歯列弓幅経、犬歯間幅、歯列弓形態、並びに開咬／過蓋咬合（ｏｐ
ｅｎ／ｄｅｅｐ  ｂｉｇｈｔ）の程度、大臼歯の関係、オーバージェット、スピー（Ｓｐ
ｅｅ）カーブ、および対称性など、治療のための様々な基準を定量化する測定値を得るこ
とができる。技術者は、全て主治医の指示／処方に照らして、第１生歯、乳歯、欠如歯、
および埋伏歯を記録し、統計的な解剖学的値を参考にすることができる。たとえば技術者
は、ＣＡＤソフトウェアを使用して、図３で示したように、任意の数の基準線、中心線な
どを描くことができる。ＣＡＤソフトウェアで任意のソリッドモデルの寸法を決定するこ
とができるのと同様に、歯列を調べることができる。図３で示したように、２次元および
３次元のスプラインを、スキャンインした表面の特徴間に配列することができる。技術者
は、検査および意思決定を行うために特定の特徴を拡大することができる。任意の数の特
徴の寸法を、技術者指定の基準線から、または解剖学的構造の他の特徴に対して示すこと
ができる。その後、技術者は一般的に、この測定および検査の工程に基づいて、同じ年齢
、性別、および民族的特徴の患者に見られる典型的なトルク、先端隆起、および歯列弓形
の値など確立された解剖学的歯の基準または他の基準の周知の統計データを参照し使用す
ることができる。こうした活動は全て、工程１０４で、幾つかのアライナおよびアライナ
補助具を設計するための準備において最適の決定に至り、治療目的を達成するために行わ
れる。
【００３０】
工程１０５で、一般的に、技術者はＣＡＤモデルを操作して、患者の歯科矯正治療中に
順次使用されるアライナ補助具を収容するための特徴を有する漸進的な一連のアライナを
作成する。ＣＡＤシステムを使用して作業する技術者は、「走査された通りの」咬合と望
ましい最終的な咬合の間の歯の漸増的な、しかし漸進的な移動を表す複数の仮想モデルを
生成することができる。さらに、技術者はＣＡＤシステムを使用し、治療目的に従って、
アライナ補助具を使用すべき特定の治療フェーズの終わりに理想的であると考えられる所
望の位置に特定の歯を移動させることができる。ＣＡＤ技術者によって行われる移動には
、トルク、先端、隆起、回転、歯体移動、およびある程度の圧下および挺出に関する個々
の歯の矯正が含まれる。
【００３１】
本発明に基づいてサービスを提供する商業歯科矯正サービスセンタの基本的施設内で、
ＣＡＤ技術者は、歯科矯正主治医からの指示と共に、統計的歯の基準など所定のデータを
含む自由に使用できる全ての分析ツールに基づいて、症例を治療すべき方法に関して幾つ
かの決定をする。たとえば、アライナがＣＡＤモデルを使用して仮想レベルで設計され完
成された後、得られた修正済みのモデルのセットをＣＡＤで操作可能なコードから、光造
形法を使用して硬質の物理パターンを生成するラピッドプロトタイピングマシンの操作に
適したコードに変換することができる。この方法で生成されたパターンは、工程１０５で
一連の実際のアライナを成形するための吸入パターン（ｓｕｃｋ−ｄｏｗｎ  ｐａｔｔｅ
ｒｎ）として働く。
【００３２】
一連のパターンが生成された後、順次治療計画に従ってパターンにマークすることがで
きる。プラスチック製の順次パターンがコンピュータ自動化システムで生成され、パター
ンの生成および出荷に最小限の人員しか必要とされないことが好ましい。パターンが生成
され、たとえばコンベヤベルト上で包装領域に移動され、適切な郵送情報を有する区分け
された出荷容器内に入れられる。次いで工程１０６で、出荷容器が歯科医に出荷される。
プラスチックパターンは比較的軽く、妥当な出荷コストで出荷することができる。
【００３３】
工程１０７で、歯科医院が順次パターンを受け取った場合、歯科医または歯科医の助手
は、真空熱成形「吸入」工程を使用してアライナの１つまたは複数を製造する。熱成形機
器および備品（具体的には、熱成形可能なプラスチックシート）は、歯科医または技工室
で保持され、Ｄｅｎｓｔｐｌｙ／Ｒａｉｎｔｒｅｅ−Ｅｓｓｉｘ，  Ｉｎｃ．から簡単に
入手可能である。理解されるように、吸入工程によるアライナの熱成形は、アライナの製
造方法の一例であり、新規なものではない。正圧熱成形機、たとえばＧｒｅａｔ  Ｌａｋ
ｅｓ  Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ  Ｌｔｄ．によって製造され商標名ＢＩＯＳＴＡＲ（商
標）として販売されている正圧熱成形機、および真空／正圧機を含むアライナの他の製造
方法も本発明の範囲内のアライナの製造方法であることが企図される。正確なアライナを
患者の口にすぐに挿入することができ、その時に次の幾つかのアライナが患者に提供され
る。患者に一度に提供されるアライナの数は、治療計画および歯科医が好ましいとする検
査間隔に応じて変わるが、通常はアライナの２つまたは３つが患者に提供される。患者は
検査すべき所定の間隔、たとえば６から８週間の間隔で歯科医院を訪れ、その時に患者に
、アライナのその順序における次の幾つかのアライナが提供される。工程１０８で、アラ
イナがトリミングされ、好ましくは順に番号が付けられる。最後に工程１０９で、上記の
ように、歯科矯正医が一連のアライナおよびアライナ補助具を使用して患者を治療する。
【００３４】
本発明の他の態様では、パターンのラピッドプロトタイピング並びに製造が歯科医院で
行われる。ラピッドプロトタイピングまたは３Ｄプリント技法は、３Ｄプリンタのコスト
がより手ごろになり、３Ｄプリンタがより小型になったために、より広範に使用可能にな
った。特殊なラピッドプロトタイピングマシンは、ＣＡＤ形式などデジタルデータを使用
してプラスチックからモデルを作成し、一層ごとにモデルを作成する。プラスチックの層
は、レーザまたは紫外ビームを使用して液状樹脂を硬化することによって構築される。他
の３Ｄプリンタでは、プリンタヘッドがプラスチック粒子を放出し、層状に接着して、Ｃ
ＡＤファイルに基づくモデルが作成される。完成モデルは、以前は患者の歯の型から作成
され、次いでその型が石モデルの注入に使用され、その工程は数日間を要した。同様のモ
デルが、今は数時間足らずで作成され、場合によっては１時間もかからない。したがって
、上記の方法を、デジタルデータに基づく連続パターンの製造を含むように修正する。
【００３５】
さらに、他の好ましい実施形態では、方法は、仮想歯科矯正治療計画、すなわち治療計
画を歯科医院でも行われるＰＣベースのコンピュータまたは作業端末で進行させることも
含む。治療計画は、カスタマイズされた歯科矯正治療計画およびＣＡＤ／ＣＡＭによる歯
の位置決め用ソフトウェアを使用して行われる。本発明のこの実施形態を使用すると、歯
科医または歯科矯正医は、工程の全てのステップを歯科医院／または歯科矯正医院内で行
うことによって、非常に短期間、たとえば所要時間２４時間から４８時間以内でアライナ
を提供することができるようになる。
【００３６】
また、本発明の代替実施形態では、歯の所定の点に治療の力を加えるアライナ補助具を
収容するように、ポリマーシェルを適合することができる。
好ましい実施形態を参照して本発明を記載したが、当業者には理解されるように、本発
明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を加え、本発明の要素を等価のものと置き変
えることができる。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況ま
たは材料に適合するように本発明の教示に多くの修正を加えることができる。したがって
、本発明は本発明を実施するために企図される最良の態様として開示した特定の実施形態
に限定されず、本発明は添付の特許請求の範囲内にある全ての実施形態を包含するものと
する。
【図１】
2014176746.tif 000003
【図２】
2014176746.tif 000004
【図３】
2014176746.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月30日(2014.5.30)
【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】
歯科矯正アライナの製造方法であって、
プラスチックシートからアライナを成形するアライナ成形機を提供する工程と、
歯科矯正治療施設で患者の口腔の解剖学的構造を直接走査して、不正咬合の歯列の画像を獲得する工程と、
前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程と、
前記最初のデジタルモデルを歯科矯正サービスセンタに提供する工程と、
前記最初のデジタルモデルに基づいた、少なくとも１つの連続する歯並びの少なくとも１つの連続するデジタルモデルを、ＣＡＤで操作可能なコードで作成する工程と、
前記少なくとも１つの連続するデジタルモデルに対応する少なくとも１つの連続するパターンを、前記歯科矯正サービスセンタで製造し、各パターンが前記少なくとも１つの連続する歯並びのうちの１つを表す工程と、
前記少なくとも１つの連続するパターンを前記歯科矯正治療施設に出荷する工程と、
前記歯科矯正治療施設で前記少なくとも１つの連続するパターンのネガ型として前記プラスチックシートから少なくとも１つの歯科矯正アライナを製造する工程とを含む方法。
【請求項２】
少なくとも１つの連続する歯並びの少なくとも１つの連続するデジタルモデルが、複数の連続する歯並びの複数の連続するデジタルモデルである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの連続するパターンを製造する工程が、前記複数の連続する歯並びの複数の連続するパターンを製造する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パターンを出荷する前に前記少なくとも１つの連続するパターンを単一パッケージに区分する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パターンを出荷する前に前記複数の連続するパターンを単一パッケージに区分する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記歯科矯正アライナを製造する工程が、前記複数の歯のパターンの組の全体よりも少ない前記連続するパターンのネガ型として、熱成形可能なプラスチックシートから一連の歯科矯正アライナを製造する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記一連の歯科矯正アライナから前記プラスチックシートの過剰な部分をトリミングする工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記デジタルモデルが点群を生成し、前記点群が前記不正咬合の歯の歯面を表す複数のデータ点を有し、前記複数のデータ点のうち各データ点が前記患者の歯の前記物理的石モデル上の所定の原点に対する３次元空間の特定の座標に割り当てられる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記点群をソリッドモデルに処理し、ソリッドモデルＣＡＤソフトウェアを用いて前記ソリッドモデルを操作し修正する工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記歯列を走査する工程が手持型走査ワンドで行われ、前記方法が前記走査結果を前記歯科矯正サービスセンタに処理のために電子的に伝送する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記アライナ成形機が熱成形真空機、正圧熱成形機、および真空／正圧機からなる群から選択され、前記プラスチックシートが熱成形ポリマーシートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記アライナが歯科矯正治療施設で成形される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
歯科矯正アライナの製造方法であって、
プラスチックシートからアライナを成形するアライナ成形機を提供する工程と、
歯科矯正治療施設で患者の口腔の解剖学的構造の少なくとも一部の印象を得る工程と、
前記印象から不正咬合の歯列の画像を獲得する工程と、
前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程と、
前記最初のデジタルモデルを歯科矯正サービスセンタに提供する工程と、
前記最初のデジタルモデルに基づいた、少なくとも１つの連続する歯並びの少なくとも１つの連続するデジタルモデルを、ＣＡＤで操作可能なコードで作成する工程と、
前記少なくとも１つの連続するデジタルモデルに対応する少なくとも１つの連続するパターンを、前記歯科矯正サービスセンタで製造し、各パターンが前記少なくとも１つの連続する歯並びのうちの１つを表す工程と、
前記少なくとも１つの連続するパターンを前記歯科矯正治療施設に出荷する工程と、
前記歯科矯正治療施設で前記少なくとも１つの連続するパターンのネガ型として前記プラスチックシートから少なくとも１つの歯科矯正アライナを製造する工程とを含む方法。
【請求項１４】
前記患者の口腔の解剖学的構造の少なくとも一部が、前記不正咬合の歯列の少なくとも一部および前記不正咬合の歯列の周囲の歯肉および軟組織の少なくとも一部を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記不正咬合の歯列の画像を獲得し、前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程が、
前記印象から直接凹部のネガの溝を走査して前記不正咬合の歯列のネガデジタルモデルを獲得する工程、および
前記ネガデジタルモデルを歯科技工室または前記歯科矯正サービスセンタに処理のために伝送する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記不正咬合の歯列の画像を獲得し、前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程が、
前記印象から患者の不正咬合の歯列の物理モデルを製造する工程と、
前記物理モデルを走査する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記不正咬合の歯列の画像を獲得し、前記獲得した画像に基づいて最初のデジタルモデルを生成する工程が、
前記印象を物理モデルとして歯科技工室またはサービスセンタに処理のために出荷する工程をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記歯科技工室またはサービスセンタで前記物理モデルおよび歯科矯正医からの処方を受け取る工程、および
前記患者の不正咬合の歯列に関連する一連の情報を前記歯科技工室またはサービスセンタのデータベースに入力する工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記印象がアルギン酸塩、ＰＶＳ、または他の適した歯の印象材料を使用して得られる、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの連続する歯並びの少なくとも１つの連続するデジタルモデルが、複数の連続する歯並びの複数の連続するデジタルモデルであり、前記少なくとも１つの連続するパターンを製造する工程が、前記複数の連続する歯並びの複数の連続するパターンを製造する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【外国語明細書】
2014176746000001.pdf