(57)【要約】  本開示の要旨の実施形態によれば、サーバは、仮想モデリングファイルフォーマットの符号化された情報が、各治療ステップのための別個のファイルなしで歯列矯正治療計画のすべてのステップを表示するように、歯列矯正治療計画と共に符号化された仮想モデリングファイルを受信するように構成された、処理回路を備えることができる。また、処理回路は、仮想モデリングファイルフォーマットの第１の治療ステップをダウンロードし、第１の治療ステップに対応する歯肉および歯のジオメトリを受信し、第１の治療ステップを表示するように構成され得る。さらに、選択された治療ステップは、歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットへと符号化された情報に基づいて表示され得る。
2019518538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理回路を備えるサーバを備える歯列矯正仮想モデリングシステムであって、
前記処理回路は、
仮想モデリングファイルの符号化された情報が、各治療ステップのための別個の仮想モデリングファイルなしで歯列矯正治療計画のすべてのステップを表示するように、前記歯列矯正治療計画と共に符号化された前記仮想モデリングファイルを受信し、
前記仮想モデリングファイルの第１の治療ステップをダウンロードし、
前記第１の治療ステップに対応する歯肉のジオメトリおよび歯のジオメトリを受信し、
前記第１の治療ステップを表示するように構成される
歯列矯正仮想モデリングシステム。
【請求項２】
前記仮想モデリングファイルは、前記歯列矯正治療計画が各治療ステップのための複数のセクションに分割された状態で符号化され、
前記複数のセクションは、上顎弓変換行列、上顎歯肉のジオメトリ、各歯に関する上顎ジオメトリ、下顎歯肉のジオメトリ、各歯に関する下顎ジオメトリ、複数の上顎歯肉変換ベクトル、各歯に関する複数の上顎変換ベクトル、複数の下顎歯肉変換ベクトル、および各歯に関する複数の下顎変換ベクトルである
請求項１に記載の歯列矯正仮想モデリングシステム。
【請求項３】
前記回路はさらに
表示する選択された治療ステップの要求を送信し、
前記選択された治療ステップが前記第１の治療ステップであるか否かを判定し、
前記選択された治療ステップが前記第１の治療ステップであるときに、前記第１の治療ステップに対応する前記歯肉のジオメトリおよび前記歯のジオメトリを表示するように構成される、
請求項１に記載の歯列矯正仮想モデリングシステム。
【請求項４】
前記回路はさらに
前記選択された治療ステップが前記第１の治療ステップでないときに、前記仮想モデリングファイルの前記選択された治療ステップをダウンロードし、
前記選択された治療ステップに対応する上顎弓および下顎弓のそれぞれ関する複数の歯の変換行列および歯肉の変換ベクトルを受信し、
前記選択された治療ステップに基づいて、各歯に関する所定の変換行列を適用し、
現在表示されている治療ステップの歯肉のジオメトリを、前記第１の治療ステップに対応する歯肉のジオメトリに変換し、
前記選択された治療ステップに基づいて、前記歯肉のジオメトリに変換ベクトルを適用し、
各治療ステップに対して別個のファイルを作成することなしに前記仮想モデリングファイルに符号化された情報に基づいて、前記選択された治療ステップに対応する前記歯肉のジオメトリおよび前記歯のジオメトリを表示するように構成される、
請求項３に記載の歯列矯正仮想モデリングシステム。
【請求項５】
前記回路はさらに
前記選択された治療ステップが前記上顎弓に対応するか否かを判定し、
仮想モデリングレンダラ上で上顎弓変換行列を適用するように構成される、
請求項４に記載の歯列矯正仮想モデリングシステム。
【請求項６】
前記選択された治療ステップにおける前記歯の移動のための前記上顎弓変換行列は、１６ビット浮動小数点数の４×４行列である、
請求項５に記載の歯列矯正仮想モデリングシステム。
【請求項７】
前記選択された治療ステップのそれぞれに対応する前記歯肉を修正するための前記複数の変換ベクトルは、３Ｄベクトルのリストであり、ベクトルの数が前記歯肉のジオメトリの頂点の数に比例する、
請求項６に記載の歯列矯正仮想モデリングシステム。
【請求項８】
仮想モデリングファイルフォーマットの符号化された情報が、各治療ステップのための別個の仮想モデリングファイルなしで歯列矯正治療計画のすべてのステップを表示するように、前記歯列矯正治療計画と共に符号化された仮想モデリングファイルを受信するステップと、
前記仮想モデリングファイルフォーマットの第１の治療ステップをダウンロードするステップと、
前記第１の治療ステップに対応する歯肉のジオメトリおよび歯のジオメトリを受信するステップと、
前記第１の治療ステップを表示するステップと、
を含む、歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットから歯列矯正治療計画を表示する方法。
【請求項９】
前記仮想モデリングファイルフォーマットは、前記歯列矯正治療計画が各治療ステップのための複数のセクションに分割された状態で符号化され、
前記複数のセクションは、上顎弓変換行列、上顎歯肉のジオメトリ、各歯に関する上顎ジオメトリ、下顎歯肉のジオメトリ、各歯に関する下顎ジオメトリ、複数の上顎歯肉変換ベクトル、各歯に関する複数の上顎変換ベクトル、複数の下顎歯肉変換ベクトル、および各歯に関する複数の下顎変換ベクトルである
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
表示する選択された治療ステップの要求を送信するステップと、
処理回路を介して、前記選択された治療ステップが前記第１の治療ステップであるか否かを判定するステップと、
前記選択された治療ステップが前記第１の治療ステップであるときに、前記第１の治療ステップに対応する前記歯肉のジオメトリおよび前記歯のジオメトリを表示するステップと、
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記選択された治療ステップが前記第１の治療ステップでないときに、前記仮想モデリングファイルの前記選択された治療ステップをダウンロードするステップと、
前記選択された治療ステップに対応する上顎弓および下顎弓のそれぞれに関する複数の歯の変換行列および歯肉の変換ベクトルを受信するステップと、
前記選択された治療ステップに基づいて、各歯に関する所定の変換行列を適用するステップと、
現在表示されている治療ステップの歯肉のジオメトリを、前記第１の治療ステップに対応する歯肉のジオメトリに変換するステップと、
前記選択された治療ステップに基づいて、前記歯肉のジオメトリに変換ベクトルを適用するステップと、
各治療ステップに対して別個のファイルを作成することなしに前記仮想モデリングファイルに符号化された情報に基づいて、前記選択された治療ステップに対応する前記歯肉のジオメトリおよび前記歯のジオメトリを表示するステップと、
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
処理回路を介して、前記選択された治療ステップが前記上顎弓に対応するか否かを判定するステップと、
仮想モデリングレンダラ上で上顎弓変換行列を適用するステップと、
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記選択された治療ステップにおける前記歯の移動のための前記上顎弓変換行列は、１６ビット浮動小数点数の４×４行列である、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記選択された治療ステップのそれぞれに対応する前記歯肉を修正するための前記複数の変換ベクトルは、３Ｄベクトルのリストであり、ベクトルの数が前記歯肉のジオメトリの頂点の数に比例する、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータによって実行されたときに、前記コンピュータに対して、歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットから前記歯列矯正治療計画を表示する方法を実行させる、コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記方法は、
仮想モデリングファイルフォーマットの符号化された情報が、各治療ステップのための別個の仮想モデリングファイルなしで歯列矯正治療計画のすべてのステップを表示するように、前記歯列矯正治療計画と共に符号化された仮想モデリングファイルを受信するステップと、
前記仮想モデリングファイルフォーマットの第１の治療ステップをダウンロードするステップと、
前記第１の治療ステップに対応する複数の歯肉のジオメトリおよび歯のジオメトリを受信するステップと、
前記第１の治療ステップを表示するステップと、
を含む、
非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１６】
前記仮想モデリングファイルは、前記歯列矯正治療計画が各治療ステップのための複数のセクションに分割された状態で符号化され、
前記複数のセクションは、上顎弓変換行列、上顎歯肉のジオメトリ、各歯に関する上顎ジオメトリ、下顎歯肉のジオメトリ、各歯に関する下顎ジオメトリ、複数の上顎歯肉変換ベクトル、各歯に関する複数の上顎変換ベクトル、複数の下顎歯肉変換ベクトル、および各歯に関する複数の下顎変換ベクトルである
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
表示する選択された治療ステップの要求を送信するステップと、
前記選択された治療ステップが前記第１の治療ステップであるか否かを判定するステップと、
前記選択された治療ステップが前記第１の治療ステップであるときに、前記第１の治療ステップに対応する前記歯肉のジオメトリおよび前記歯のジオメトリを表示するステップと、
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記選択された治療ステップが前記第１の治療ステップでないときに、前記仮想モデリングファイルの前記選択された治療ステップをダウンロードするステップと、
前記選択された治療ステップに対応する上顎弓および下顎弓のそれぞれに関する複数の歯の変換行列および歯肉の変換ベクトルを受信するステップと、
前記選択された治療ステップに基づいて、各歯に関する所定の変換行列を適用するステップと、
現在表示されている治療ステップの歯肉のジオメトリを、前記第１の治療ステップに対応する歯肉のジオメトリに変換するステップと、
前記選択された治療ステップに基づいて、前記歯肉のジオメトリに変換ベクトルを適用するステップと、
各治療ステップに対して別個のファイルを作成することなしに前記仮想モデリングファイルに符号化された情報に基づいて、前記選択された治療ステップに対応する前記歯および前記歯肉のジオメトリを表示するステップと、
をさらに含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記選択された治療ステップが前記上顎弓に対応するか否かを判定するステップと、
仮想モデリングレンダラ上で上顎弓変換行列を適用するステップと、
をさらに含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記選択された治療ステップにおける前記歯の移動のための前記上顎弓変換行列は、１６ビット浮動小数点数の４×４行列であり、
前記選択された治療ステップのそれぞれに対応する前記歯肉を修正するための前記複数の変換ベクトルは、３Ｄベクトルのリストであり、ベクトルの数が前記歯肉のジオメトリの頂点の数に比例する、
請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想モデリングのためのグラフィック処理を改良した歯列矯正治療シミュレーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータベースの仮想モデリング、仮想現実および３Ｄ／４Ｄイメージング（画像化）技術の出現により、歯列矯正医は、患者の歯を詳細にモデリングし、治療計画や診断に至る。例えば、歯列矯正医は、治療計画の個々の治療ステップを表示するために仮想モデリングを使用することができ、各ステップは、別個の３Ｄファイルに記憶され、レンダリングされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の段落は、一般的な導入として提示されたものであり、添付の特許請求の範囲の限定を意図するものではない。添付の図面と併せて、後述の「発明を実施するための形態」を参照することによって説明される実施形態は、さらなる利点と共に、最もよく理解されるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の要旨の実施形態によれば、サーバは、仮想モデルファイルフォーマットの符号化された情報が、各治療ステップのための別個の仮想モデリングファイルなしで歯列矯正治療計画のすべてのステップを表示するように、歯列矯正治療計画と共に符号化された仮想モデリングファイルを受信するように構成された、処理回路を備えることができる。また、処理回路は、仮想モデリングファイルフォーマットの第１の治療ステップをダウンロードし、第１の治療ステップに対応する歯肉および歯のジオメトリを受信し、第１の治療ステップを表示するように構成され得る。さらに、選択された治療ステップは、歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットへと符号化された情報に基づいて表示され得る。
【０００５】
本開示およびそれに付随する利点の多くのより完全な理解は、これらが、添付の図面に関連して検討されるとき、後述の「発明を実施するための形態」を参照することにより、よりよく理解されるにつれて、容易に得られるはずである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の要旨の１つまたは複数の実施形態に係る、歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットのためのシステムの例示的なネットワークトポロジを示す。
【図２】本開示の要旨の１つまたは複数の実施態様に係る、歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットのワークフローを示す。
【図３】本開示の要旨の１つまたは複数の実施形態に係る、第１の治療ステップに関して仮想モデリングファイルフォーマットに符号化された情報のブロック図を示す。
【図４】本開示の要旨の１つまたは複数の実施形態に係る、選択された治療ステップに関して仮想モデリングファイルフォーマットに符号化された情報のブロック図を示す。
【図５】本開示の要旨の１つまたは複数の実施形態に係る、歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットを使用する、歯列矯正治療計画を表示するステップのアルゴリズムのフローチャートである。
【図６】本開示の要旨の１つまたは複数の例示的な実施態様に係る、サーバのハードウェアブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
添付の図面に関連して以下に記載される説明は、本開示の要旨の様々な実施形態の説明として意図され、必ずしも最良の実施形態（複数可）を表すことを意図されていない。ある場合には、説明は、本開示の要旨の理解を提供する目的のための特定の詳細を含む。しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細なしに実施形態を実施してもよいことが明らかなはずである。場合によっては、本開示の要旨の概念を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造および構成要素をブロック図形式で示す場合がある。
【０００８】
歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットの一利点は、各治療ステップの個々のファイルについて追加の記憶領域を必要とすることなく、時間と共に歯がどこにあるかをより正確に判定できることである。以前は、所定の治療ステップを見るときに、スタンドアロンの３Ｄ画像を表示しなければならなかった。しかしながら、改良された仮想モデリングファイルフォーマットは、はるかに柔軟性をもち、いかなるスタンドアロンの３Ｄイメージも、前もって作成し表示しておく必要なく、より小さな間隔で時間の中を進むことができる。
【０００９】
歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットは、いくつかのスタンドアロンの３Ｄ画像を作成するのではなく、元の歯の形状および位置ならびに歯の移動データを記憶することができ、それによって、変換行列を使用して、リアルタイムで歯の位置を計算することによって、仮想的にモデリングされた画像を適応的に表示することができるようにしている。各歯の位置は、変換行列を使用して、元の歯の位置に対して迅速かつ容易に決定することができる。変換行列は仮想モデリングファイルフォーマットに符号化されるため、選択された治療ステップを表示するための追加的な仮想モデリングファイルを作成する必要なく、仮想モデリングファイルからの情報を使用して、治療ステップを表示することができる。
【００１０】
仮想モデリングファイルフォーマットはまた、歯が移動させられたことによってできた間隙を単に埋めるのではなく、歯肉を実際に即してレンダリングするために、主要な歯肉情報を記憶することもできる。
【００１１】
別の利点は、直接ウェブページ（例えば、３Ｄ用のＷｅｂＧＬ）上で仮想モデリングファイルをホストできることである。治療計画全体を表示する単一の仮想モデリングファイルは、ダウンロードした後、仮想モデリングファイルフォーマットに符号化された情報により残りの画像を迅速にレンダリングすることができるため、ダウンロードおよびレンダリングの時間を最小化することができる。換言すれば、追加的な治療ステップをレンダリングする分の時間が省かれている。以前は、２週間、４週間、６週間などに対応する治療ステップのそれぞれが、全治療計画を示すときに、すぐに大きなファイルになり得るかなりの量の記憶領域（例えば、それぞれ２メガバイト）を必要とし得る、独立したファイルまたは別々のファイルであった。
【００１２】
仮想モデリングファイルフォーマットは、例えば、医師のコンピュータ上で仮想モデリングファイルフォーマットをレンダリングするときに、患者の歯をどのように移動するかを決定することができる移動データのログを含み、その結果、各治療ステップに対して３Ｄ画像を表示する個々のファイルと比較して、記憶する必要があるデータが少なくなる。例えば、各ファイルに歯のすべての位置を含む各治療ステップのための別個の３Ｄファイルを持つのではなく、歯を反時計回りに２度回転させたそれが歯の新しい位置を表すとき、表示する必要があるときにアクセスできるようその情報を仮想モデリングファイルフォーマットで記憶することができる。移動データが提供されると、ソフトウェアは、歯列矯正治療計画から選択された治療ステップに基づいて、各歯をあるべき位置に移動させることができる。
【００１３】
また、歯が移動されると、歯肉も影響を受ける。歯肉は、正確かつ現実的に見えるように再描画することができる。歯を移動したが、歯肉について何も行われなければ、大きな間隙が生じうる。例えば、歯を１ミリメートル後退させたとき、歯肉線と歯との間に１ミリメートルの溝ができる。次いで、既存のデータを使用して現在の歯肉の位置に基づいて歯肉がどこになるかを近似することによって、歯肉を再描画することができる。歯肉を完全に再描画するのに必要なデータの量は、例えばサーバまたはデータベースに記憶することができる、かなりの量のデータであり得る。データのすべてを効率的かつ／または迅速に送信することはできないため、歯肉のデータのすべてを仮想モデリングファイルフォーマットで記憶することはできない。医師のコンピュータにダウンロードされた仮想モデリングファイルには、歯肉に関する情報に対応する主要な情報のいくつかを含めてもよい。ダウンロードされると、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）を、例えば、歯肉のあるべき位置を推定するために、コンピュータ上でローカルで実行させることができる。ダウンロードしなければならないすべての歯肉のデータは、例えば最大５０から１００メガバイトになり得る。しかしながら、主要な情報のみが配信されるため、シミュレーションは、医師のコンピュータで容易に実行することができる。したがって、医者のステーション上でのより速いダウンロードおよび仮想モデルのレンダリングにより、コンピュータ処理能力を手頃にし、医者のコンピュータ上でローカルで行われるために、より速くすることができる。サーバから受信した歯肉データは、効率的かつ迅速にダウンロードするにはあまりにも大量のデータであり得るため、歯肉の正確な見え方に対応するすべての情報を受信するのではなく、戦略的に選択された情報に制限してもよい。例えば、サーバから、戦略的に予め定められた歯肉情報（例えば、歯肉の湾曲）にアクセスすることができ、ソフトウェアは新しい歯肉を描画するために情報における間隙を埋めることができる。歯肉の描画アルゴリズムは、移動した歯の後に残る溝を単純に埋めるのではない。あるいは、現在の歯肉の位置が理解され、歯を移動した後に歯肉がどこにあり得るかをインテリジェントに予測するために使用される。
【００１４】
ここで図面を参照すると、いくつかの図を通して、同様の参照番号は、同一または対応する部分を示しており、図１は、本開示の要旨の１つまたは複数の実施形態に係る、歯列矯正仮想モデリングシステム（本明細書ではシステム１００と呼ばれる）を示す。システム１００は、ネットワーク１３０を介して、モバイルデバイス１０５、サーバ１１０、およびデータベース１２０に接続されたコンピュータ１１５を備えることができる。モバイルデバイス１０５は、スマートフォン、ラップトップ、ＰＤＡ、タブレットなどを含むことができる。モバイルデバイス１０５は、ネットワーク１３０を介して、サーバ１１０、コンピュータ１１５、およびデータベース１２０に接続された１つまたは複数のモバイルデバイスを表すことができる。サーバ１１０は、ネットワーク１３０を介して、モバイルデバイス１０５、コンピュータ１１５、およびデータベース１２０に接続された１つまたは複数のサーバを表すことができる。コンピュータ１１５は、ネットワーク１３０を介して、モバイルデバイス１０５、サーバ１１０、およびデータベース１２０に接続された１つまたは複数のコンピュータを表すことができる。データベース１２０は、ネットワーク１３０を介して、モバイルデバイス１０５、サーバ１１０、およびコンピュータ１１５に接続された１つまたは複数のデータベースを表すことができる。ネットワーク１３０は、モバイルデバイス１０５、サーバ１１０、コンピュータ１１５、およびデータベース１２０を接続する１つまたは複数のネットワークを表すことができる。
【００１５】
ネットワーク１３０は、インターネットなどの公衆ネットワーク、またはＬＡＮもしくはＷＡＮネットワークなどのプライベートネットワーク、あるいはそれらの任意の組み合わせとすることができ、ＰＳＴＮまたはＩＳＤＮサブネットワークを含むこともできる。ネットワーク１３０はまた、イーサネット（登録商標）ネットワークなどの有線であってもよいし、ＥＤＧＥ、３Ｇおよび４Ｇ無線セルラーシステムを含むセルラーネットワークなどの無線であってもよい。無線ネットワークはまた、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、または既知の他の任意の無線通信方式であってもよい。
【００１６】
コンピュータ１１５は、キーボードおよび／またはマウスなどのインターフェースを備えることができ、これにより、ユーザが、例えば患者の歯が開始位置から終了位置に移動する所定の時間を通して、例えば患者の歯の位置に対応する治療ステップとやりとりできる。患者の歯の位置および移動は、例えば、ＷｅｂＧＬを介し、コンピュータ１１５のインターフェースを介して、仮想的にモデリング（例えば、３Ｄでモデリング）および表示することができる。
【００１７】
データベース１２０は、患者データおよび対応する仮想モデリングファイルを含む様々な情報を記憶することができる。仮想モデリングファイルは、本明細書でさらに説明するように、歯の形状、歯の位置、歯の移動データ、所定の戦略的歯肉情報などを記憶するための仮想モデリングファイルフォーマットで符号化することができる。歯肉情報は、データベース１２０に記憶させることができる。データベース１２０は、モバイルデバイス１０５、サーバ１１０、またはコンピュータ１１５に対してローカルであってもよい。また、データベース１２０は、外部データベースであってもよい。
【００１８】
一実施態様では、サーバ１１０は、サーバ１１０および／またはデータベース１２０からコンピュータ１１５および／またはモバイルデバイス１０５へ要求された情報（例えば、歯の移動後の患者の歯肉を現実的にレンダリングすることができるような歯肉情報）をサーバ１１０に送信させるための信号を、コンピュータ１１５および／またはモバイルデバイス１０５からを受信することができる。別の実施態様では、サーバ１１０は、処理をローカルで行うことができるように、コンピュータ（例えば、コンピュータ１１５）、ラップトップまたはスマートフォン（例えば、モバイルデバイス１０５）などを含むプロセッサを収容するデバイスとすることができる。
【００１９】
図２は、本発明の１つまたは複数の実施態様に係る、例示的なワークフローを示している。ワークフローは、符号化セクション２３５を含み、仮想モデリングファイル２２５をロードし、治療ステップ２３０を表示することができる。符号化セクション２３５は、歯列矯正治療計画を作成するステップ２０５と、歯列矯正治療計画を各治療ステップのためのセクションに分割するステップ２１０であって、各治療ステップを、上顎弓セクションと下顎弓セクションとを含む顎弓セクション２１５に分割することができ、各顎弓が、歯肉および歯のサブセクション２２０を含むことができる、ステップと、を含むことができる。
【００２０】
セクション２０５において、３Ｄファイルフォーマットは、治療の開始から治療の終了までの個々の患者の歯列矯正治療のための治療計画を含む。治療計画は、各治療ステップのためのセクション２１０に分割することができるため、各セクションは、時間ステップに対応することができる。例えば、元の顎弓、歯、および歯肉の位置および形状に対応することができる、第１のセクション（または時間ステップ）は、治療が行われていないため、時間ゼロに相当し得る。次に、第２、第３および第４のセクションは、それぞれ２週間、４週間および６週間に対応することができる。各セクションの時間ステップは、治療計画に基づいて任意長さの時間に対応することができ、セクションの数は、治療計画に基づいて任意のセクションの数とすることができる。
【００２１】
ワークフローの顎弓セクション２１５において、各治療ステップは、上顎弓セクションと下顎弓セクションとの２つのセクションに分割することができる。上顎弓および下顎弓は、それぞれ上顎および下顎の歯によって形成される顎弓である。上顎弓セクションは、下顎弓の上に上顎弓を合わせるために使用することができる変換情報を含む。また、歯肉および歯のサブセクション２２０については、上顎弓セクションおよび下顎弓セクションは、対応する顎弓において、歯肉に関するサブセクションと各歯に関するサブセクションとを含む。
【００２２】
次に、２２５において仮想モデリングファイルをロードするステップは、仮想モデリングファイルフォーマットの符号化された情報を受信するために、仮想モデリングファイルを読み出すステップを含むことができる。ロード動作の間、治療計画の第１のセクション（すなわち、歯肉および歯の元の形状および位置）に対応する情報がダウンロードされ、各顎弓の歯肉および歯の仮想モデリングジオメトリ情報が、第１のセクションから読み出され、モバイルデバイス１０５、サーバ１１０、およびコンピュータ１１５のうちの１つまたは複数のメモリ（例えば、データベース１２０および／またはローカルメモリ）にロードされる。
【００２３】
治療ステップ２３０を表示することは、歯肉および歯を、選択された治療ステップに対応する形状および位置で表示するステップを含む。仮想的にモデリングされた歯の形状を表示する前に、変換行列をレンダラ（例えば、３ＤレンダリングのためのＷｅｂＧＬ）に渡し、各歯のジオメトリを変換後に表示する。歯肉の変換は、仮想モデリングファイルからロードされた変換ベクトルを使用して、歯肉の影響を受けた頂点に対して、歯肉のジオメトリに手動で適用することができる。更新された歯肉のジオメトリは、表示のために仮想モデリングレンダラに渡すことができる。第１の治療ステップが表示のために選択されると、歯または歯肉に変換が適用されず、元の変換されていないジオメトリがレンダリングされ得る。また、別の治療ステップが表示のために選択されると、以前にロードされたステップの変換情報は、前回選択および表示された治療ステップを選択する際のより速い移行のために、メモリ空間があれば、キャッシュされてメモリに保持されてもよい。
【００２４】
図３は、本開示の要旨の１つまたは複数の実施形態に係る、第１の治療ステップ３０５に関する仮想モデリングファイルフォーマットに符号化された情報のブロック図を示す。仮想モデリングファイルフォーマットは、歯列矯正治療計画の各ステップを含む。一実施態様では、第１の治療ステップ３０５は、上顎弓３１０と下顎弓３４０とを含むことができる。上顎弓３１０は、上顎弓変換行列３１５と、上顎歯肉３２０と、第１の上顎歯３２５と、第２の上顎歯３３０と、第ｎの上顎歯３３５と、を含むことができ、第ｎの上顎歯３３５は、患者に基づく上顎弓３１０内の所定の歯の数および対応するデータを表す。上顎弓変換行列３１５は、表示の際に、下顎弓３４０の上に上顎弓３１０を合わせるために使用することができる。
【００２５】
第１の治療ステップ３０５において、上顎歯肉３２０は、ジオメトリ情報を含むことができ、ジオメトリ情報は、上顎歯肉３２０の形状とすることができる。第１の治療ステップ３０５は、上顎弓における歯肉および各歯の元の形状および位置に対応することができるため、第１の治療ステップ３０５では変換情報は必要ではない。第１の上顎歯３２５、第２の上顎歯３３０、および上顎弓３１０に関連するすべての他の上顎歯は、ジオメトリ情報を含み、上顎歯のジオメトリを形状および位置とすることができる。第１の治療ステップ３０５の上顎歯を元の形状および位置で表示することができるため、上顎歯肉３２０および上顎歯は、第１の治療ステップ３０５に関する変換情報を必要としない。
【００２６】
下顎弓３４０は、下顎歯肉３５０と、第１の下顎歯３５５と、第２の下顎歯３６０と、第ｎの下顎歯３６５と、を含むことができ、第ｎの下顎歯３６５は、患者に基づく下顎弓３４０内の所定の歯の数および対応するデータを表す。
【００２７】
第１の治療ステップ３０５において、下顎歯肉３５０は、ジオメトリ情報を含むことができ、ジオメトリ情報は、下顎歯肉３５０の形状とすることができる。第１の下顎歯３５５、第２の下顎歯３６０、および下顎弓３４０に関連するすべての他の下顎歯は、ジオメトリ情報を含み、下顎歯のジオメトリを形状および位置とすることができる。第１の治療ステップ３０５の下顎歯を元の形状および位置で表示することができるため、下顎歯肉３５０および下顎歯は、第１の治療ステップ３０５に関する変換情報を必要としない。
【００２８】
図４は、本開示の要旨の１つまたは複数の実施形態に係る、選択された治療ステップ４０５に関する仮想モデリングファイルフォーマットで符号化された情報のブロック図を示す。選択された治療ステップ４０５は、第１の治療ステップ３０５以外の治療計画の各治療ステップを表すことができる。選択されたステップ４０５は、患者への同じ治療計画の一部であり得るため、上顎弓３１０および下顎弓３４０は、選択された治療ステップ４０５に含まれてもよく、第１の治療ステップ３０５において使用されるのと同じ顎弓であってもよい。同一の患者への治療計画であることから、上顎弓３１０は、第１の治療ステップ３０５と同じ上顎弓変換行列３１５であり得る上顎弓変換行列３１５を含むことができる。また、上顎弓３１０は、上顎歯肉４２０と、第１の上顎歯４２５と、第２の上顎歯４３０と、第ｎの上顎歯４３５と、を含むことができ、第ｎの上顎歯４３５は、患者に基づく上顎弓３１０内の所定の歯の数および対応するデータを表す。上顎弓変換行列３１５は、表示の際に、下顎弓３４０の上に上顎弓３１０を合わせるために使用することができる。
【００２９】
選択された治療ステップ４０５において、上顎歯肉４２０は、変換ベクトルを含むことができ、変換ベクトルは、例えば、３Ｄベクトルの数が歯肉の頂点の数に比例するように上顎歯肉４２０の形状を決定するための３Ｄベクトルのリストとすることができる。第１の上顎歯４２５、第２の上顎歯４３０、および選択された治療ステップ４０５において上顎弓３１０に関連する任意の他の上顎歯は、１６ビット浮動小数点数の４×４行列を使用して、各選択された治療ステップ４０５における歯の移動を規定する変換行列を含むことができる。
【００３０】
下顎弓３４０は、下顎歯肉４５０と、第１の下顎歯４５５と、第２の下顎歯４６０と、第ｎの下顎歯３６５と、を含むことができ、第ｎの下顎歯３６５は、患者に基づく下顎弓３４０内の所定の歯の数および対応するデータを表す。
【００３１】
選択された治療ステップ４０５において、下顎歯肉４５０は、変換ベクトルを含むことができ、変換ベクトルは、例えば、３Ｄベクトルの数が歯肉の頂点の数に比例するように下顎歯肉４５０の形状を決定するための３Ｄベクトルのリストとすることができる。第１の下顎歯４５５、第２の下顎歯４６０、および選択された治療ステップ４０５において下顎弓３４０に関連するすべての他の下顎歯は、１６ビット浮動小数点数の４×４行列を使用して、各選択された治療ステップ４０５における歯の移動を規定する変換行列を含むことができる。
【００３２】
図５は、本開示の要旨の１つまたは複数の実施形態に係る、歯列矯正仮想モデリングファイルフォーマットを使用する、歯列矯正治療計画を表示するステップのアルゴリズムのフローチャートである。
【００３３】
Ｓ５０５において、仮想モデリングファイルの第１の治療ステップをダウンロードすることができる。Ｓ５０５でダウンロードされた第１の治療ステップは、図３に示す仮想モデリングファイルに符号化された第１の治療ステップに対応する情報を含むことができる。
【００３４】
Ｓ５１０において、第１の治療ステップ３０５に対応する歯肉および歯のジオメトリを受信することができる。Ｓ５０５およびＳ５１０は、図２のワークフローの仮想モデリングファイルをロードする２２５セクションに含めることができる。
【００３５】
Ｓ５１５において、表示のために治療ステップを選択することができる。
【００３６】
Ｓ５２０において、Ｓ５１５からの表示のために選択された治療ステップが第１の治療ステップ３０５であるか否かを判定することができる。Ｓ５１５からの選択された治療ステップ４０５が第１の治療ステップ３０５ではないとき、仮想モデリングファイルの選択された治療ステップ４０５は、Ｓ５３０でダウンロードすることができる。しかしながら、Ｓ５１５からの要求された治療ステップが第１の治療ステップ３０５であるとき、Ｓ５２５で元の歯肉および歯のジオメトリを表示することができる。
【００３７】
Ｓ５２５において、元の歯肉および歯のジオメトリを表示するステップは、下顎弓３４０の元の歯肉および歯のジオメトリを表示するステップ、上顎弓変換行列３１５を適用するステップ、および上顎弓３４０の元の歯肉および歯のジオメトリを表示するステップを含むことができる。元の歯肉および歯のジオメトリがＳ５２５で表示されると、プロセスは、選択された治療ステップ４０５が第１の治療ステップ３０５であるか否かを判定するために、Ｓ５２０に戻ってもよい。
【００３８】
Ｓ５３０において、仮想モデリングファイルの選択された治療ステップ４０５をダウンロードすることができる。
【００３９】
Ｓ５３５において、選択された治療ステップ４０５に対応する歯の変換行列および歯肉の変換ベクトルを受信することができる。
【００４０】
Ｓ５４０において、仮想モデリングレンダラ上で顎弓の変換行列を適用することができる。顎弓の変換行列（すなわち、上顎弓変換行列）は、顎弓が上顎弓３１０であるときにのみ適用されるため、Ｓ５４０は任意であり得る。
【００４１】
Ｓ５４５において、仮想モデリングレンダラ上で、対応する顎弓上の各歯に関する変換行列を適用することができる。
【００４２】
Ｓ５５０において、選択された治療ステップ４０５の現在の歯肉のジオメトリを、第１の治療ステップ３０５の元の歯肉の形状に変換することができる。
【００４３】
Ｓ５５５において、選択されたステップ４０５の変換ベクトルを、第１の治療ステップ３０５の歯肉のジオメトリに適用することができる。
【００４４】
Ｓ５６０において、変換行列および変換ベクトルから各歯の移動および歯肉の形状に基づく、選択された治療ステップ４０５に対応する歯および歯肉は、それぞれ、３Ｄ仮想モデルなどの仮想的にモデリングされた図形として表示することができる。
【００４５】
Ｓ５１５からＳ５６０は、図２に示したワークフローから選択された治療ステップ２３０を表示するステップに含めることができる。
【００４６】
図５に関して上で論じたステップは、その特定の順序で実行される必要はないことに留意されたい。様々なステップを逆にしたり、独立して実行したり、様々な順序で実行したり、同時に実行したりすることができる。
【００４７】
次に、図６を参照して、例示的な実施形態に係るサーバ１１０のハードウェア記述を説明する。図６では、サーバ１１０は、上記／下記のプロセスを実行するＣＰＵ６００を備える。プロセスデータおよび命令は、メモリ６０２に記憶されてもよい。これらのプロセスおよび命令はまた、ハードドライブ（ＨＤＤ）または可搬型記憶媒体などの記憶媒体ディスク６０４に記憶されてもよいし、遠隔で記憶されてもよい。さらに、請求される進歩性は、本発明のプロセスの命令が記憶されるコンピュータ可読媒体の形態に限定されない。例えば、命令は、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスク、またはサーバもしくはコンピュータなどのサーバ１１０が通信する他の任意の情報処理装置に記憶されてもよい。
【００４８】
本明細書で説明される機能および特徴はまた、システムの様々な分散コンポーネントによって実行されてもよい。例えば、１つまたは複数のプロセッサがこれらのシステム機能を実行してもよく、プロセッサは、ネットワーク内で通信する複数のコンポーネントにわたって分散される。分散コンポーネントは、様々なヒューマンインターフェースおよび通信デバイス（例えば、ディスプレイモニタ、スマートフォン、タブレット、携帯情報端末（ＰＤＡ））にまた、処理を共有することができる、１つまたは複数のクライアントおよびサーバマシンを含んでもよい。ネットワークは、ＬＡＮまたはＷＡＮなどのプライベートネットワークであってもよいし、インターネットなどの公衆ネットワークであってもよい。システムへの入力は、直接的なユーザ入力を介して受信されてもよく、リアルタイムまたはバッチ処理のいずれかで遠隔受信されてもよい。また、一部の実装は、説明されたものと同一ではないモジュールまたはハードウェア上で実行されてもよい。したがって、他の実装も請求の範囲内に含まれる。
【００４９】
上記のハードウェア記述は、本明細書で説明した機能を実行するための対応する構造の非限定的な例である。
【００５０】
以上、本開示の要旨の実施形態を説明したが、上記は単に説明のためのものであって、限定するものではなく、単なる例示として提示したものに過ぎないことは、当業者には明らかである。よって、本明細書では特定の構成について論じたが、他の構成も採用することができる。多数の修正および他の実施形態（例えば、組み合わせ、再構成など）が、本開示によって可能になり、当業者の視野内にあり、本開示の要旨およびそのあらゆる均等物の範囲内に含まれるとして企図されている。本開示の実施形態の特徴は、さらなる実施形態を生み出すために、本発明の範囲内で組み合わせ、再構成、省略などすることができる。さらに、特定の特徴は、他の特徴の対応する使用なしに有利に使用される場合がある。したがって、出願人（ら）は、本開示の要旨の趣旨および範囲内にある、すべてのそのような代替形態、修正形態、均等物および変形形態を包含することを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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