(57)【要約】【課題】スキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法を提供する。【解決手段】本発明に係る推定復元方法は、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との仮想境界線として、複数の点を有する仮フィニッシュラインを設定するステップ、支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分において、仮フィニッシュラインを含むスキャンデータを削除するステップ、スキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの部分を補う方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの方向に延長するステップ、延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインに基づいて、削除したスキャンデータのエッジ部分よりも外側に形成されるエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元するステップ、を含む。【選択図】図１１
2019080839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャンによって変化した支台歯あるいは支台歯模型のフィニッシュライン近傍の形態を推定復元する方法であって、
支台歯あるいは支台歯模型をスキャナでスキャンして得られた生スキャンデータから３次元データで構成されるスキャンデータを作成することによって、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との仮想境界線として、スキャンデータ上における複数の点を有する仮フィニッシュラインを設定するステップ、
支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分において、仮フィニッシュラインを含むスキャンデータを削除するステップ、
スキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの部分を補う方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの方向に延長するステップ、
延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインとに基づいて、削除したスキャンデータのエッジ部分よりも外側に形成されるエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元するステップ、
を含む、方法。
【請求項２】
前記仮フィニッシュラインを設定するステップは、仮フィニッシュラインを、支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータのエッジ部分に沿って環状に設定すること、を含み
前記スキャンデータを削除するステップは、
支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータ上における仮フィニッシュラインを構成する複数の点におけるスキャンデータを、仮フィニッシュラインに囲まれた範囲に有する歯根側から歯冠側に伸びる任意の直線を含む平面で切断した切断面のそれぞれにおいて、仮フィニッシュラインの曲率に基づいて、エッジ部分のスキャンデータを削除する参照点である歯冠側切断参照点と歯根側切断参照点とを検出すること、
各切断面の前記歯冠側切断参照点を連結して歯冠方向切断線を作成すること、
各切断面の前記歯根側切断参照点を連結して歯根方向切断線を作成すること、
前記歯冠方向切断線と前記歯根方向切断線との間のエッジ部分のスキャンデータを削除すること、
を含み、
前記延長するステップは、各切断面のスキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを前記歯冠側切断参照点から歯冠方向と反対方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを前記歯根側切断参照点から歯根方向と反対方向に延長すること、を含み、
前記フィニッシュラインを推定復元するステップは、
各切断面のスキャンデータを削除した部分において、延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインとが交差する交差点を算出すること、
各切断面において算出された交差点を連結して作成した交差ラインと、延長した歯冠側仮フィニッシュラインと、延長した歯根側仮フィニッシュラインとに基づいて、支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元すること、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記歯冠側切断参照点と前記歯根側切断参照点とを検出することは、前記切断面において、歯冠方向における仮フィニッシュラインの曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯冠側切断参照点として検出すると共に、歯根方向にける仮フィニッシュラインの曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯根側切断参照点として検出すること、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記延長することは、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率を維持して延長すること、
前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率を維持して延長すること、
を含む、
請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率は、前記歯冠側切断参照点から歯冠方向に０．１ｍｍの範囲内の仮フィニッシュラインに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率を含み、
前記歯根側参照点近傍の複数の点に基づいて算出した曲率又は曲率の変化率は、前記歯根側切断参照点から歯根方向に０．１２ｍｍの範囲内の仮フィニッシュラインに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率を含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記交差点を算出することは、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率を維持して延長すると共に、前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率を維持して延長することによって算出された第１交差点と、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率の変化率を維持して延長すると共に、前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率の変化率を維持して延長することによって算出された第２交差点と、
を比較し、前記第１交差点と前記第２交差点とのうち歯冠から最も外側に位置する点を、延長した前記歯冠側仮フィニッシュラインと延長した前記歯根側仮フィニッシュラインとが交差する交差点として算出すること、
を含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記フィニッシュラインの推定復元に使用される前記仮フィニッシュラインを構成する隣り合う複数の点の距離は、０．００２ｍｍから１ｍｍの範囲内である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
各切断面における前記仮フィニッシュラインのエッジの曲率に基づいて、前記仮フィニッシュラインのうちフィニッシュラインを推定復元する部分と、フィニッシュラインを推定復元しない部分とを判別するステップ、
フィニッシュラインを推定復元しない部分において、前記仮フィニッシュラインを前記フィニッシュラインとして設定するステップ、
を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
コンピュータに請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
コンピュータに請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
スキャンによって変化した支台歯形態を推定復元し、推定復元した支台歯形態に基づいて支台歯あるいは支台歯模型に適合する補綴装置を作製する製造システムであって、
支台歯あるいは支台歯模型の生スキャンデータに基づいてフィニッシュラインを推定復元し、推定復元した前記フィニッシュラインから前記補綴装置の設計データを作成する制御装置、
前記設計データに基づいて前記補綴装置を作製する切削装置、
を備え、
前記制御装置は、
１つ又は複数のプロセッサ、
前記１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令を記憶したメモリ、
を有し、
前記命令は、
支台歯あるいは支台歯模型をスキャナでスキャンして得られた生スキャンデータから３次元データで構成されるスキャンデータを作成することによって、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との仮想境界線として、複数の点を有する仮フィニッシュラインを設定するステップ、
支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分において、仮フィニッシュラインを含むスキャンデータを削除するステップ、
スキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの部分を補う方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの方向に延長するステップ、
延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインとに基づいて、削除したスキャンデータのエッジ部分よりも外側に形成されるエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元するステップ、を含む、補綴装置の製造システム。
【請求項１２】
前記仮フィニッシュラインを設定するステップは、仮フィニッシュラインを、支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータのエッジ部分に沿って環状に設定すること、を含み
前記スキャンデータを削除するステップは、
支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータ上における仮フィニッシュラインを構成する複数の点におけるスキャンデータを、仮フィニッシュラインに囲まれた範囲に有する歯根側から歯冠側に伸びる任意の直線を含む平面で切断した切断面のそれぞれにおいて、仮フィニッシュラインの曲率に基づいて、エッジ部分のスキャンデータを削除する参照点である歯冠側切断参照点と歯根側切断参照点とを検出すること、
各切断面の前記歯冠側切断参照点を連結して歯冠方向切断線を作成すること、
各切断面の前記歯根側切断参照点を連結して歯根方向切断線を作成すること、
前記歯冠方向切断線と前記歯根方向切断線との間のエッジ部分のスキャンデータを削除すること、
を含み、
前記延長するステップは、各切断面のスキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを前記歯冠側切断参照点から歯冠方向と反対方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを前記歯根側切断参照点から歯根方向と反対方向に延長すること、を含み、
前記フィニッシュラインを推定復元するステップは、
各切断面のスキャンデータを削除した部分において、延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインとが交差する交差点を算出すること、
各切断面において算出された交差点を連結して作成した交差ラインと、延長した歯冠側仮フィニッシュラインと、延長した歯根側仮フィニッシュラインとに基づいて、支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元すること、
を含む、請求項１１に記載の補綴装置の製造システム。
【請求項１３】
前記歯冠側切断参照点と前記歯根側切断参照点とを検出することは、前記切断面において、歯冠方向における仮フィニッシュラインの曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯冠側切断参照点として検出すると共に、歯根方向にける仮フィニッシュラインの曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯根側切断参照点として検出すること、を含む、請求項１２に記載の補綴装置の製造システム。
【請求項１４】
前記延長することは、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率を維持して延長すること、
前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率を維持して延長すること、
を含む、
請求項１２又は１３に記載の補綴装置の製造システム。
【請求項１５】
前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率は、前記歯冠側切断参照点から歯冠方向に０．１ｍｍの範囲内の仮フィニッシュラインに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率を含み、
前記歯根側参照点近傍の複数の点に基づいて算出した曲率又は曲率の変化率は、前記歯根側切断参照点から歯根方向に０．１２ｍｍの範囲内の仮フィニッシュラインに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率を含む、
請求項１４に記載の補綴装置の製造システム。
【請求項１６】
前記交差点を算出することは、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率を維持して延長すると共に、前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率を維持して延長することによって算出された第１交差点と、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率の変化率を維持して延長すると共に、前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率の変化率を維持して延長することによって算出された第２交差点と、
を比較し、前記第１交差点と前記第２交差点とのうち歯冠から最も外側に位置する点を、延長した前記歯冠側仮フィニッシュラインと延長した前記歯根側仮フィニッシュラインとが交差する交差点として算出すること、
を含む、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の補綴装置の製造システム。
【請求項１７】
前記フィニッシュラインの推定復元に使用される前記仮フィニッシュラインを構成する隣り合う複数の点の距離は、０．００２ｍｍから１ｍｍの範囲内である、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の補綴装置の製造システム。
【請求項１８】
前記命令は、
各切断面における前記仮フィニッシュラインのエッジの曲率に基づいて、前記仮フィニッシュラインのうちフィニッシュラインを推定復元する部分と、フィニッシュラインを推定復元しない部分とを判別するステップ、
フィニッシュラインを推定復元しない部分において、前記仮フィニッシュラインを前記フィニッシュラインとして設定するステップ、
を含む、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の補綴装置の製造システム。
【請求項１９】
スキャンによって変化した支台歯形態を推定復元し、推定復元した支台歯形態に基づいて支台歯あるいは支台歯模型に適合する補綴装置を作製する製造方法であって、
支台歯あるいは支台歯模型の生スキャンデータを取得するステップ、
前記生スキャンデータから３次元データで構成されるスキャンデータを作成することによって、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との仮想境界線として、複数の点を有する仮フィニッシュラインを設定するステップ、
支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分において、仮フィニッシュラインを含むスキャンデータを削除するステップ、
スキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの部分を補う方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの方向に延長するステップ、
延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインとに基づいて、削除したスキャンデータのエッジ部分よりも外側に形成されるエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元するステップ、
前記フィニッシュラインに基づいて作成した設計データから補綴装置を作製するステップ、
を含む、補綴装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャンによって変化したフィニッシュライン近傍の支台歯あるいは支台歯形態を推定復元する方法及びそのプログラムに関する。特に、本発明は、歯科におけるデジタル歯科機器を応用した補綴装置の製作工程の一部分であり、支台歯あるいは支台歯模型を口腔内スキャナあるいはデスクトップスキャナでスキャンして得たスキャンデータから、支台歯あるいは支台歯模型が本来有するフィニッシュライン近傍の形状とフィニッシュラインを推定復元する方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、歯科におけるデジタル歯科機器を応用した補綴装置の製作において、支台歯あるいは支台歯模型をスキャンして支台歯あるいは支台歯形態を再現し、本来有する支台歯形態に適合する補綴装置を作製している。
【０００３】
例えば、特許文献１では、被登録者の歯形模型をスキャンすることにより取得した歯形データを用いて、歯列データから損失した歯牙に対応する歯牙の形状を歯科補綴物の補綴物データとして抽出する装置が開示されている。
【０００４】
非特許文献１では、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭを使用した補綴物製作として、支台歯あるいは支台歯模型をスキャンしたデータに基づいて、補綴物を作製する手順が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１６９２３９号公報
【非特許文献１】歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭハンドブックII  山本貴金属地金株式会社  ２０１５年１１月１６日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、支台歯あるいは支台歯模型をスキャンすると、スキャンにより支台歯あるいは支台歯模型が本来有する支台歯形態が損なわれるという問題がある。
【０００７】
この問題を解決すべく、本発明は、スキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る方法は、
スキャンによって変化した支台歯あるいは支台歯模型のフィニッシュライン近傍の形態を推定復元する方法であって、
支台歯あるいは支台歯模型をスキャナでスキャンして得られた生スキャンデータから３次元データで構成されるスキャンデータを作成することによって、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との仮想境界線として、スキャンデータ上における複数の点を有する仮フィニッシュラインを設定するステップ、
支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分において、仮フィニッシュラインを含むスキャンデータを削除するステップ、
スキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの部分を補う方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの方向に延長するステップ、
延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインに基づいて、削除したスキャンデータのエッジ部分よりも外側に形成されるエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元するステップ、
を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスキャンによって変化した支台歯あるいは支台歯形態を推定復元する方法及びそのプログラムによれば、スキャンによって損なわれた支台歯あるいは支台歯形態を推定復元することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使用した補綴装置製作のフローチャート
【図２Ａ】例示的な支台歯模型の写真を示す図
【図２Ｂ】図２Ａの支台歯模型のエッジ部分の拡大図
【図３Ａ】図２Ａの支台歯模型をスキャンして得た、本来有する支台歯形態が損なわれている例示的なスキャンデータを示す図
【図３Ｂ】図３Ａの支台歯模型のエッジ部分の拡大図
【図４】補綴装置の例示的な作製工程を示す図
【図５】例示的な補綴装置の写真を示す図
【図６】支台歯模型に補綴装置を取り付けた状態の写真を示す図
【図７】支台歯模型の断面図
【図８】図７の支台歯模型の断面形状のスキャンデータを示す図
【図９】図８のスキャンデータのエッジ部分の概略拡大図
【図１０】図８のスキャンデータに基づいて作製した補綴装置を支台歯模型に取り付けた状態のエッジ部分を拡大して示す概略部分断面図
【図１１】本発明に係るスキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法のフローチャート
【図１２Ａ】仮フィニッシュラインを設定する工程を示す概略図
【図１２Ｂ】仮フィニッシュラインの複数の点に基づいてスキャンデータを切断する切断位置を示す概略図
【図１２Ｃ】図１２Ｂの切断位置Ｐ１の切断面において、歯冠側切断参照点と歯根側切断参照点とを検出する工程を示す概略図
【図１２Ｄ】歯冠方向切断線及び歯根方向切断線を作成する工程を示す概略図
【図１２Ｅ】スキャンデータのエッジ部分を削除する工程を示す概略図
【図１２Ｆ】仮フィニッシュラインを延長する工程を示す概略図
【図１２Ｇ】延長した仮フィニッシュラインの交差点を算出する工程を示す概略図
【図１３】本発明に係る支台歯形態の推定復元方法を用いて推定復元したフィニッシュラインを示す概略図
【図１４】本発明に係る補綴装置の製造システムの概略構成を示すブロック図
【図１５】制御装置の概略構成を示すブロック図
【図１６】本発明に係る補綴装置の製造方法のフローチャート
【図１７】本発明に係る補綴装置の製造方法を用いて作製された補綴装置を支台歯模型に取り付けた状態のエッジ部分を拡大して示す概略部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明に至った経緯）
デジタル歯科機器を応用した補綴装置の作製において、支台歯あるいは支台歯模型の生スキャンデータから補綴装置の設計に使用する歯科用ＣＡＤ上のデータである補綴装置の設計データを作成するまでの工程は大きく分けて２つある。
【００１２】
１つの方法では、患者の口腔内を印象材で印象採得し、そこに石膏を流して模型を作製し、補綴装置の作製が必要な部位についてはプレパレーション形状を損なうことなく調整などを施してスキャン用に支台歯模型を準備する。この支台歯模型を歯科用スキャン装置でスキャンして点群データを得、歯科用ＣＡＤに読み込んで支台歯模型形状を再現する。この再現された支台歯模型形状を補綴装置の設計データとし、自動、または手動、或いは自動と手動の併用によってフィニッシュラインを設定して、補綴装置の設計データと共に補綴装置の設計に用いている。
【００１３】
もう１つの方法では、口腔内スキャン装置で患者の口腔内の支台歯を直接スキャンし、得られたデータをそのまま歯科用ＣＡＤに読み込み、前述の手順と同様にフィニッシュラインを設定して、補綴装置の設計データと共に補綴装置の設計に用いている。
【００１４】
支台歯模型又は患者口腔内の支台歯をスキャンして得られるデータは点の集まりであり、歯科用ＣＡＤは、多くの場合、このデータを基にしてＳＴＬデータ、あるいはポリゴンデータなどの形式にてスキャンした形状を保持する。
【００１５】
支台歯模型をスキャンする際にはエッジの有無は考慮せずに点をプロットするため、歯科用ＣＡＤでスキャンした形状を再現すると、シャープなエッジがそのまま再現されることはなく丸められる。
【００１６】
また、支台歯模型の材質が石膏で、レーザー光を用いるスキャナを用いる場合、スキャンするために照射したレーザー光線が少なからず石膏を透過するため、特に、エッジなどの鋭角な部位では多くの割合でレーザー光線が模型を透過してしまう。このため、スキャン装置のセンサに戻る光量が少なくなり、エッジなどの部分の点の位置精度が低下する傾向にある。
【００１７】
患者の支台歯を直接スキャンする場合においても支台歯模型をスキャンする場合と同じくエッジが丸められてしまうという問題がある。また、支台歯である歯牙が半透明であることからスキャン光を照射してもその一部が反射せずに透過してしまい、受光量が少なくなるほどスキャン精度が低下する。特に、エッジ部分においては支台歯模型のスキャン時と同様の位置精度低下が生じる。更に、支台歯のフィニッシュラインが歯肉縁下にある場合はスキャン光の投光及び受光が困難になりがちであるため、精度の低下がより著しいものとなる。なお、写真や動画から３次元データを得る場合にも同様にエッジ部分の形状は丸められる。
【００１８】
これら複数の理由により、スキャンデータから再現された歯科用ＣＡＤ上の形状は特にフィニッシュラインのエッジが本来の位置とは異なり、また本来のシャープな形状よりも丸くなり、総じて形状再現精度が低下するという問題が存在する。
【００１９】
このような過程を経て構成された歯科用ＣＡＤ上の形状データから自動、または手動、或いは自動と手動の併用によってフィニッシュラインを設定しても、すでにエッジの角が丸められたデータ上に設定されるため、支台歯や支台歯模型が本来持っていたフィニッシュラインからは位置的に相当異なるラインとなる。つまり、誤った位置にフィニッシュラインが設定されることとなる。このような精度低下は、特にフィニッシュラインなどシャープなエッジ部分などだけではなく広範囲な角度において生じることが分かっている。
【００２０】
更には本来支台歯や支台歯模型が有していたフィニッシュラインと、歯科用ＣＡＤで設定されたフィニッシュラインとの間には０．０３ｍｍから０．１８０ｍｍ程度の差が生じる。これは目視によって確認できる支台歯あるいは支台歯と補綴装置との間隙の目安である０．０３ｍｍ〜０．０４ｍｍと同等かそれ以上の大きな差である。
【００２１】
一例として、支台歯模型のエッジの角度が６０°の場合、スキャンして得た点群データで形状を再現するとエッジから支台歯模型の内側方向に約０．１８ｍｍ入った箇所から誤差が生じ始め、エッジはシャープな形状をなしておらず曲面として再現されてしまう。
【００２２】
一例として、支台歯模型のエッジ角度が９０°の場合でもエッジから支台歯模型の内側方向に約０．１５ｍｍ入った箇所から誤差が生じ始め、６０°の場合と同様にエッジはシャープな形状ではなく曲面として再現されてしまう。
【００２３】
支台歯模型のフィニッシュラインとしては相当にブロードな形状であり、一般的にはエッジはほとんど丸まらないと認識されている１２０°の場合でも９０°の場合と同様にエッジから支台歯模型の内側方向に０．１５ｍｍ入った箇所から誤差が生じ始め、エッジはシャープな形状ではなく曲面として再現されてしまう。
【００２４】
このように支台歯模型のフィニッシュラインのエッジ角度が臨床でよく見られる６０°から１２０°の範囲では０．１５ｍｍから０．１８ｍｍもの誤差が生じている。この誤差を何ら補正することなく補綴装置形状を設計する際の基準形状として使用すると、支台歯模型が持っていた本来のフィニッシュラインと設計した補綴装置のフィニッシュラインには、優に０．１ｍｍ以上の誤差が含まれてしまう。また、補綴装置のマージン近傍の形状が本来あるべき形状とは異なってしまう。なお、マージンとは、補綴装置の辺縁を意味する。
【００２５】
一般に支台歯と補綴装置のマージンの間の空隙は０．０２ｍｍ以上０．０４ｍｍ以下であることが望ましいが、上述した例は、それを大きく逸脱している。
【００２６】
従来から用いられている金属鋳造冠において、歯科医あるいは歯科技工士によって調整され、実用上問題なく適合している支台歯と補綴装置のマージンの間の空隙は、０．０２ｍｍから０．０４ｍｍ程度であることが知られている。
【００２７】
空隙が０．０２ｍｍよりも狭いと補綴装置を支台歯にセメントで合着する際に余剰のセメントが溢出できなくなり、適合させる上で障害となる恐れがある。また、空隙が０．０４ｍｍよりも広いと、支台歯の上に補綴装置を装着した場合、空隙が大きいために補綴装置を正しい位置、高さ、向きで固定することが極めて困難になる。
【００２８】
エッジが丸められた補綴装置の設計データと、誤った位置に存在するフィニッシュラインとをそのまま受け入れて補綴装置の設計を行い、加工製作すると結果として、
大きな誤差発生による補綴装置の支台歯あるいは支台歯模型に対する適合不良、
後の作業に及ぼす影響すなわち補綴装置のセメントスペースが設計値と異なる、
咬合高径が設計値よりも高くなる、
設計形状通りの形状とならない箇所が発生する、
等の原因となり、意図しない薄肉部の発生と試適時の破折の恐れなどを惹起する恐れが生じる。
【００２９】
歯科技工士は、このような問題が起こることを極力防止するため、補綴装置のマージン部分を細心の注意を払って慎重に調整するのが一般的となっており、熟練と多大な時間、および労力を費やして仕上げることを余儀なくされていた。
【００３０】
一方、歯科医師は調整の結果、マージン周辺部が極端に薄くなってしまった補綴装置を患者に試適する際、慎重に行わないと容易にこの薄い辺縁が破折してしまい、再製作しなければならないことが多く、患者、歯科医師、歯科技工士の全てが余計な時間と手間をかけざるを得ないケースが後を絶たない。
【００３１】
そこで、これらの問題を解決するために、本発明者らは、以下の発明に至った。
【００３２】
本発明の一態様に係る方法は、
スキャンによって変化した支台歯あるいは支台歯模型のフィニッシュライン近傍の形態を推定復元する方法であって、
支台歯あるいは支台歯模型をスキャナでスキャンして得られた生スキャンデータから３次元データで構成されるスキャンデータを作成することによって、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との仮想境界線として、スキャンデータ上における複数の点を有する仮フィニッシュラインを設定するステップ、
支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分において、仮フィニッシュラインを含むスキャンデータを削除するステップ、
スキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの部分を補う方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの方向に延長するステップ、
延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインに基づいて、削除したスキャンデータのエッジ部分よりも外側に形成されるエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元するステップ、
を含む。
【００３３】
前記方法において、前記仮フィニッシュラインを設定するステップは、仮フィニッシュラインを、支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータのエッジ部分に沿って環状に設定すること、を含み
前記スキャンデータを削除するステップは、
支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータ上における仮フィニッシュラインを構成する複数の点におけるスキャンデータを、仮フィニッシュラインに囲まれた範囲に有する歯根側から歯冠側に伸びる任意の直線を含む平面で切断した切断面のそれぞれにおいて、仮フィニッシュラインの曲率に基づいて、エッジ部分のスキャンデータを削除する参照点である歯冠側切断参照点と歯根側切断参照点とを検出すること、
各切断面の前記歯冠側切断参照点を連結して歯冠方向切断線を作成すること、
各切断面の前記歯根側切断参照点を連結して歯根方向切断線を作成すること、
前記歯冠方向切断線と前記歯根方向切断線との間のエッジ部分のスキャンデータを削除すること、
を含み、
前記延長するステップは、各切断面のスキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを前記歯冠側切断参照点から歯冠方向と反対方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを前記歯根側切断参照点から歯根方向と反対方向に延長すること、を含み、
前記フィニッシュラインを推定復元するステップは、
各切断面のスキャンデータを削除した部分において、延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインとが交差する交差点を算出すること、
各切断面において算出された交差点を連結して作成した交差ラインと、延長した歯冠側仮フィニッシュラインと、延長した歯根側仮フィニッシュラインとに基づいて、支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元すること、
を含んでもよい。
【００３４】
前記歯冠側切断参照点と前記歯根側切断参照点とを検出することは、前記切断面において、歯冠方向における仮フィニッシュラインの曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯冠側切断参照点として検出すると共に、歯根方向にける仮フィニッシュラインの曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯根側切断参照点として検出すること、を含んでもよい。
【００３５】
前記方法において、前記延長するステップは、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率を維持して延長すること、
前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率を維持して延長すること、
を含んでもよい。
【００３６】
前記方法において、
前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率は、前記歯冠側切断参照点から歯冠方向に０．１ｍｍの範囲内の仮フィニッシュラインに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率を含み、
前記歯根側参照点近傍の複数の点に基づいて算出した曲率又は曲率の変化率は、前記歯根側切断参照点から歯根方向に０．１２ｍｍの範囲内の仮フィニッシュラインに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率を含んでもよい。
【００３７】
前記方法において、前記交差点を算出することは、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率を維持して延長すると共に、前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率を維持して延長することによって算出された第１交差点と、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率の変化率を維持して延長すると共に、前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率の変化率を維持して延長することによって算出された第２交差点と、
を比較し、前記第１交差点と前記第２交差点とのうち歯冠から最も外側に位置する点を、延長した前記歯冠側仮フィニッシュラインと延長した前記歯根側仮フィニッシュラインとが交差する交差点として算出すること、
を含んでもよい。
【００３８】
前記方法において、前記フィニッシュラインの推定復元に使用される前記仮フィニッシュラインを構成する隣り合う複数の点の距離は、０．００２ｍｍから１ｍｍの範囲内であってもよい。
【００３９】
前記方法において、
各切断面における前記仮フィニッシュラインのエッジの曲率に基づいて、前記仮フィニッシュラインのうちフィニッシュラインを推定復元する部分と、フィニッシュラインを推定復元しない部分とを判別するステップ、
フィニッシュラインを推定復元しない部分において、前記仮フィニッシュラインを前記フィニッシュラインとして設定するステップ、
を含んでもよい。
【００４０】
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに前記方法を実行させる。
【００４１】
本発明の一態様に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータに前記方法を実行させるためのプログラムを記録する。
【００４２】
本発明の一態様に係る補綴装置の製造システムは、
スキャンによって変化した支台歯形態を推定復元し、推定復元した支台歯形態に基づいて支台歯あるいは支台歯模型に適合する補綴装置を作製する製造システムであって、
支台歯あるいは支台歯模型の生スキャンデータに基づいてフィニッシュラインを推定復元し、推定復元した前記フィニッシュラインから前記補綴装置の設計データを作成する制御装置、
前記設計データに基づいて前記補綴装置を作製する切削装置、
を備え、
前記制御装置は、
１つ又は複数のプロセッサ、
前記１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令を記憶したメモリ、
を有し、
前記命令は、
支台歯あるいは支台歯模型をスキャナでスキャンして得られた生スキャンデータから３次元データで構成されるスキャンデータを作成することによって、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との仮想境界線として、複数の点を有する仮フィニッシュラインを設定するステップ、
支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分において、仮フィニッシュラインを含むスキャンデータを削除するステップ、
スキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの部分を補う方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの方向に延長するステップ、
延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインに基づいて、削除したスキャンデータのエッジ部分よりも外側に形成されるエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元するステップ、
を含む。
【００４３】
前記製造システムにおいて、前記仮フィニッシュラインを設定するステップは、仮フィニッシュラインを、支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータのエッジ部分に沿って環状に設定すること、を含み
前記スキャンデータを削除するステップは、
支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータ上における仮フィニッシュラインを構成する複数の点におけるスキャンデータを、仮フィニッシュラインに囲まれた範囲に有する歯根側から歯冠側に伸びる任意の直線を含む平面で切断した切断面のそれぞれにおいて、仮フィニッシュラインの曲率に基づいて、エッジ部分のスキャンデータを削除する参照点である歯冠側切断参照点と歯根側切断参照点とを検出すること、
各切断面の前記歯冠側切断参照点を連結して歯冠方向切断線を作成すること、
各切断面の前記歯根側切断参照点を連結して歯根方向切断線を作成すること、
前記歯冠方向切断線と前記歯根方向切断線との間のエッジ部分のスキャンデータを削除すること、
を含み、
前記延長するステップは、各切断面のスキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを前記歯冠側切断参照点から歯冠方向と反対方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを前記歯根側切断参照点から歯根方向と反対方向に延長すること、を含み、
前記フィニッシュラインを推定復元するステップは、
各切断面のスキャンデータを削除した部分において、延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインとが交差する交差点を算出すること、
各切断面において算出された交差点を連結して作成した交差ラインと、延長した歯冠側仮フィニッシュラインと、延長した歯根側仮フィニッシュラインとに基づいて、支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元すること、
を含んでもよい。
【００４４】
前記製造システムにおいて、前記歯冠側切断参照点と前記歯根側切断参照点とを検出することは、前記切断面において、歯冠方向における仮フィニッシュラインの曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯冠側切断参照点として検出すると共に、歯根方向にける仮フィニッシュラインの曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯根側切断参照点として検出すること、を含んでもよい。
【００４５】
前記製造システムにおいて、前記延長するステップは、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率を維持して延長すること、
前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率を維持して延長すること、
を含んでもよい。
【００４６】
前記製造システムにおいて、
前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率又は曲率の変化率は、前記歯冠側切断参照点から歯冠方向に０．１ｍｍの範囲内の仮フィニッシュラインに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率を含み、
前記歯根側参照点近傍の複数の点に基づいて算出した曲率又は曲率の変化率は、前記歯根側切断参照点から歯根方向に０．１２ｍｍの範囲内の仮フィニッシュラインに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率を含んでもよい。
【００４７】
前記製造システムにおいて、前記交差点を算出することは、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率を維持して延長すると共に、前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率を維持して延長することによって算出された第１交差点と、
前記歯冠側仮フィニッシュラインを、前記歯冠側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率の変化率を維持して延長すると共に、前記歯根側仮フィニッシュラインを、前記歯根側切断参照点近傍の仮フィニッシュラインの曲率の変化率を維持して延長することによって算出された第２交差点と、
を比較し、前記第１交差点と前記第２交差点とのうち歯冠から最も外側に位置する点を、延長した前記歯冠側仮フィニッシュラインと延長した前記歯根側仮フィニッシュラインとが交差する交差点として算出すること、
を含んでもよい。
【００４８】
前記製造システムにおいて、前記フィニッシュラインの推定復元に使用される前記仮フィニッシュラインを構成する隣り合う複数の点の距離は、０．００２ｍｍから１ｍｍの範囲内であってもよい。
【００４９】
前記製造システムにおいて、
前記命令は、
各切断面における前記仮フィニッシュラインのエッジの曲率に基づいて、前記仮フィニッシュラインのうちフィニッシュラインを推定復元する部分と、フィニッシュラインを推定復元しない部分とを判別するステップ、
フィニッシュラインを推定復元しない部分において、前記仮フィニッシュラインを前記フィニッシュラインとして設定するステップ、
を含んでもよい。
【００５０】
本発明の一態様に係る補綴装置の製造方法は、
スキャンによって変化した支台歯形態を推定復元し、推定復元した支台歯形態に基づいて支台歯あるいは支台歯模型に適合する補綴装置を作製する製造方法であって、
支台歯あるいは支台歯模型の生スキャンデータを取得するステップ、
前記生スキャンデータから３次元データで構成されるスキャンデータを作成することによって、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との仮想境界線として、複数の点を有する仮フィニッシュラインを設定するステップ、
支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分において、仮フィニッシュラインを含むスキャンデータを削除するステップ、
スキャンデータを削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの部分を補う方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュラインを、削除されたスキャンデータの方向に延長するステップ、
延長した歯冠側仮フィニッシュラインと延長した歯根側仮フィニッシュラインに基づいて、削除したスキャンデータのエッジ部分よりも外側に形成されるエッジ部分のフィニッシュラインを推定復元するステップ、
前記フィニッシュラインに基づいて作成した設計データから補綴装置を作製するステップ、
を含む。
【００５１】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。以下の全ての図において、同一又は相当部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５２】
（実施の形態１）
［補綴装置製作のフロー］
図１は、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使用した補綴装置製作の例示的なフローチャートを示す。図１に示すように、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使用した補綴装置製作は、支台歯形成工程ＳＴ１、スキャン工程ＳＴ２、設計データ作成工程ＳＴ３、補綴装置作製工程ＳＴ４を含む。
【００５３】
支台歯形成工程ＳＴ１においては、支台歯を形成する。本明細書において、支台歯とはその上に補綴装置などの補綴装置が安定的に装着されるようにするため、歯科医師によって形成された歯牙のことである。齲蝕や異常な接触等がある場合はその患部を除去・充填した上で支台歯を形成する。例えば、支台歯は、天然歯を切削装置で削ることによって形成される。あるいは、支台歯は、歯に金属バーやグラスファイバーのバーを差し込み、レジン材料などのペーストを用いて築造したものを切削装置で削ることによって形成される。
【００５４】
本発明で対象とする補綴装置とは、主に歯科分野において齲蝕や歯周病等の歯科疾患、事故や怪我等による破折または抜歯により喪失、または一部欠損した患部を有する歯牙に人工物で形状、機能を回復するために装着されるインレー、アンレー、クラウン、ブリッジ、デンチャー、インプラント上部構造体などの歯科用補綴装置である。
【００５５】
スキャン工程ＳＴ２においては、支台歯形成工程ＳＴ１で形成された支台歯の形状をスキャン装置などによってスキャンする。支台歯のスキャンは、例えば、支台歯模型を作製して、その支台歯模型をスキャンしてもよいし、口腔内の支台歯を直接スキャンしてもよい。支台歯模型とは、形成された支台歯を印象材で象って患者の支台歯や周辺の歯肉等の雌型を作製し、その雌型に石膏等を流し込み、硬化させてから取り出し患者の口腔内の補綴装置による治療が必要な部位を複製した得た模型のことである。実施の形態１では、支台歯模型を作製し、支台歯模型をスキャンしている。
【００５６】
図２Ａは、例示的な支台歯模型１０の写真を示す。図２Ｂは、図２Ａの支台歯模型１０のエッジ部分Ｚ１の拡大図を示す。図３Ａは、図２Ａの支台歯模型１０をスキャンして得た例示的なスキャンデータ２０を示す。図３Ｂは、図３Ａのスキャンデータ２０のエッジ部分Ｚ２の拡大図を示す。図２Ａ及び図３Ａに示すように、スキャン工程ＳＴ２においては、図２Ａに示す支台歯模型１０をスキャン装置によりスキャンすることによって、図３Ａに示すＳＴＬデータであるスキャンデータ２０を取得する。ここで、図２Ａに示す支台歯模型１０のエッジ部分Ｚ１と、図３Ａに示すスキャンデータ２０のエッジ部分Ｚ１を比較する。図２Ｂ及び図３Ｂに示すように、図３Ｂに示すスキャンデータ２０のフィニッシュライン部は、図２Ｂに示す支台歯模型１０のフィニッシュライン部が本来有する形態が明らかに損なわれている。
【００５７】
設計データ作成工程ＳＴ３においては、スキャン工程ＳＴ２で取得した支台歯のスキャンデータ２０に基づいて、補綴装置の設計データを作成する。具体的には、支台歯のスキャンデータ２０は、歯科用ＣＡＤに読み込まれ、支台歯の形状が再現される。この再現された支台歯の形状に基づいて、補綴装置の設計データが作成される。
【００５８】
設計データ作成工程ＳＴ３においては、本発明に係るスキャンによって変化したフィニッシュライン近傍の支台歯形態を推定復元する方法が実施される。本明細書において、フィニッシュラインとは、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との境界線を意味する。形成部分とは、歯冠部で歯科医や歯科技工士が補綴装置を装着するために意図的に形状を整えた部分を意味し、未形成部分とは、歯根部側で支台歯あるいは支台歯模型１０の形状を変えずに、そのまま残した部分を意味する。言い換えると、フィニッシュラインとは支台歯あるいは支台歯模型の辺縁形状上の補綴装置（コーピング）のエッジと接する部分に相当し、補綴装置を設置した際にその端部となるラインのことである。
【００５９】
補綴装置作製工程ＳＴ４においては、設計データ作成工程ＳＴ３で作成した設計データに基づいて、補綴装置を作製する。具体的には、設計データに基づいて、切削装置によって、支台歯模型１０の形状に適合するように補綴装置の内側を削る。
【００６０】
図４は、例示的な補綴装置３０の作製工程を示す。図４に示すように、補綴装置３０の内側を切削装置７０によって削る。これにより、補綴装置３０の内側を支台歯模型１０の形状に適合した形状にすることができる。
【００６１】
図５は、例示的な補綴装置３０ａ、３０ｂの写真を示す。図５においては、作製された２つの補綴装置（コーピング）３０ａ、３０ｂを示している。なお、補綴装置３０ｂは、内側の形状の支台歯模型への適合状態を見やすくするため、側壁の一部をカットしている。
【００６２】
図６は、支台歯模型１０に補綴装置３０ｂを取り付けた状態の写真を示す。図６においては、側壁の一部がカットされた補綴装置３０ｂが支台歯模型１０に取り付けられている。
【００６３】
このように、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使用した補綴装置の製作は、支台歯形成工程ＳＴ１、スキャン工程ＳＴ２、設計データ作成工程ＳＴ３、補綴装置作製工程ＳＴ４を実行することによって、補綴装置３０を作製している。なお、図１に示す補綴装置製作のフローチャートは、例示であって、これらの工程に限定されない。
【００６４】
［支台歯形態を推定復元する方法］
本発明に係るスキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法について説明する。具体的には、支台歯形態として、支台歯あるいは支台歯模型が有するフィニッシュライン近傍の形状とフィニッシュラインを推定復元する方法に関して説明する。
【００６５】
図７は、例示的な支台歯模型１０の断面図を示す。図８は、図７の支台歯模型１０の断面形状のスキャンデータ２０を示す。図７及び図８を比較すると、図８に示すスキャンデータ２０のエッジ部分では、図７に示す支台歯模型１０が本来持っていたシャープなエッジ形状が損なわれ、エッジ部分が丸く形成されていることがわかる。
【００６６】
図９は、図８のスキャンデータ２０のエッジ部分Ｚ３の概略拡大図を示す。図９に示すラインＬ１は、実際の支台歯模型１０のエッジの輪郭を示す。図９に示すように、スキャンデータ２０により再現される支台歯模型１０の形状は、本来エッジが形成されている領域Ａ１が消失して形成されている。このため、スキャンデータ２０により再現される支台歯模型１０の形状は、実際の支台歯模型１０の形状と比べて、エッジ部分が丸く形成されている。
【００６７】
参考例として、図１０は、図８のスキャンデータ２０に基づいて作製した補綴装置３０を支台歯模型１０に取り付けた状態のエッジ部分の概略拡大図を示す。図１０に示すように、エッジ部分が消失したスキャンデータ２０を用いて作製した補綴装置３０を支台歯模型１０に取り付けた場合、支台歯模型１０のエッジ部分が補綴装置３０の内側部分に干渉する。即ち、補綴装置３０は支台歯模型１０のエッジ部分に当たって浮き上がった状態となる。このように、エッジ部分が消失したスキャンデータ２０に基づいて補綴装置３０を作製した場合、補綴装置３０が支台歯模型１０に密着せずに隙間Ｓ１が生じる。
【００６８】
図１１は、本発明に係るスキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法のフローチャートを示す。
【００６９】
図１１に示すように、工程ＳＴ１０においては、支台歯のスキャンデータを取得する。例えば、患者の口腔内各部を直接スキャン可能な口腔内スキャナにより支台歯の生スキャンデータを得る。また、支台歯模型の場合は、デスクトップスキャナのステージに支台歯模型を設置してスキャンすることにより生スキャンデータを得る。或いは支台歯模型を口腔外ではあるが口腔内スキャナでスキャンして生スキャンデータを得る場合もある。このようにして得られた生スキャンデータは、点の集合体であり、各点の位置情報である。
【００７０】
スキャン装置からは、点群データ、または隣り合う三点で構成される三角形を面としたときの面の裏表および面の法線ベクトル情報を加えたＳＴＬデータ、または隣り合う点を結んだ三角形で構成されるワイヤーフレームデータ、またはワイヤーフレームの各三角形に面を張ったポリゴンデータ等の形式で出力されることが多い。歯科においては中でもＳＴＬデータが最もよく用いられており、異なるメーカー間でも互換性の高い共通の書式データとして普及が進んでいる。
【００７１】
工程ＳＴ２０においては、支台歯あるいは支台歯模型１０の生スキャンデータに基づいて仮フィニッシュラインを設定する。本明細書では、仮フィニッシュラインとは、支台歯あるいは支台歯模型の形成部分と未形成部分との仮想境界線を意味する。言い換えると、仮フィニッシュラインとは、支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータ上におけるエッジ部分の仮想ラインを意味する。
【００７２】
具体的には、工程ＳＴ２０においては、生スキャンデータを歯科用の補綴装置を設計する目的で用いられる歯科用ＣＡＤに読み込んで、３次元データで構成されるスキャンデータを作成し、支台歯、或いは支台歯模型の形状を歯科用ＣＡＤ上に再現する。
【００７３】
３次元データで構成されるスキャンデータは、例えば、パラメトリック曲線、点データの組、高次関数、あるいはこれらの組み合わせなどで構成される３次元形状を表すデータである。
【００７４】
実施の形態１では、パラメトリック曲線で構成されるスキャンデータに基づいて、複数の点を有する仮フィニッシュラインを設定する。具体的には、歯科用ＣＡＤが予め設定された部位情報又は仮フィニッシュラインを抽出するための各種のパラメータに従って自動的に仮フィニッシュラインを抽出する。その方法は、ユーザが予め、或いは作業時に設定した演算ピッチに従って仮フィニッシュラインを構成する点を求めていき、例えば、これらの点を順次結んで対象部位（例えば、エッジライン）を一周する一本の仮フィニッシュラインを設定する。
【００７５】
図１２Ａは、仮フィニッシュライン２３を設定する工程を示す概略図を示す。なお、図１２Ａは、生スキャンデータからパラメトリック曲線で構成されるスキャンデータ２１を示している。図１２Ａにおいては、エッジラインの仮フィニッシュライン２３を容易に理解するために、スキャンデータ２１におけるエッジラインの複数の点２２のみを示している。
【００７６】
図１２Ａに示すように、生スキャンデータからパラメトリック曲線で構成されるスキャンデータ２１を作成することによって、複数の点２２を有する仮フィニッシュライン２３を設定する。実施の形態１では、仮フィニッシュライン２３は、支台歯あるいは支台歯模型１０のスキャンデータ２１のエッジ部分に沿って環状に設定される。即ち、実施の形態１では、仮フィニッシュライン２３は、スキャンデータ２１の仮想のエッジラインとして設定される。
【００７７】
図１１に戻って、工程ＳＴ３０においては、支台歯あるいは支台歯模型１０のエッジ部分において、仮フィニッシュライン２３を含むスキャンデータ２１を削除する。具体的には、工程ＳＴ３０は、工程ＳＴ３１〜ＳＴ３４を実施することにより、支台歯あるいは支台歯模型１０のエッジ部分のスキャンデータ２１を削除する。
【００７８】
工程ＳＴ３１においては、仮フィニッシュライン２３の複数の点２２においてスキャンデータを切断した断面のそれぞれにおいて、歯冠側切断参照点及び歯根側切断参照点を検出する。具体的には、支台歯あるいは支台歯模型１０のスキャンデータ２１上における仮フィニッシュライン２３を構成する複数の点２２におけるスキャンデータ２１を、仮フィニッシュライン２３に囲まれた範囲に有する歯根側から歯冠側に伸びる任意の直線を含む平面で切断した切断面のそれぞれにおいて、仮フィニッシュライン２３の曲率に基づいて歯冠側切断参照点２４と歯根側切断参照点２５とを検出する。歯冠側切断参照点２４及び歯根側切断参照点２５とは、エッジ部分のスキャンデータ２１を削除する参照点であり、切断面の仮フィニッシュライン２３の複数の点２２の中から選択される参照点である。
【００７９】
実施の形態１では、仮フィニッシュライン２３に囲まれた範囲に有する歯根側から歯冠側に伸びる任意の直線を含む平面で切断した切断面は、仮フィニッシュライン２３の法線方向断面であることが望ましい。
【００８０】
なお、仮フィニッシュライン２３に囲まれた範囲に有する歯根側から歯冠側に伸びる任意の直線を含む平面で切断した切断面は、仮フィニッシュライン２３の法線方向断面に限定されるものではない。仮フィニッシュライン２３に囲まれた範囲に有する歯根側から歯冠側に伸びる任意の直線を含む平面で切断した切断面は、歯根側から歯冠側に向かって延びる平面で切断した切断面であればよく、例えば、歯軸を含む平面で切断した切断面であってもよい。
【００８１】
図１２Ｂは、仮フィニッシュライン２３の複数の点２２に基づいてスキャンデータ２１を切断する位置を示す概略図である。図１２Ｂに示すように、工程ＳＴ３１においては、支台歯あるいは支台歯模型１０スキャンデータ２１上における仮フィニッシュライン２３を構成する複数の点２２にけるスキャンデータを、仮フィニッシュライン２３に囲まれた範囲に有する歯根側から歯冠側に伸びる任意の直線を含む平面で切断する。例えば、仮フィニッシュライン２３を構成する複数の点２２において、歯軸方向、歯冠（クラウン）の抜け方向、又はアンダーカットのない方向にスキャンデータ２１を切断する。実施の形態１では、仮フィニッシュライン２３は、スキャンデータ２１のエッジの全周にわたって設定されている。そのため、エッジラインを構成する仮フィニッシュライン２３を構成する複数の点２２の中から任意の点を開始点として、エッジラインを一周するまで順次スキャンデータ２１を切断する。
【００８２】
図１２Ｃは、図１２Ｂの切断位置Ｐ１の切断面において、歯冠側切断参照点２４と歯根側切断参照点２５とを検出する工程を示す概略図である。図１２Ｃに示すように、工程ＳＴ３１においては、それぞれの切断面において、切断面の仮フィニッシュライン２３の曲率に基づいて歯冠側切断参照点２４及び歯根側切断参照点２５を検出する。具体的には、それぞれのエッジ部分の切断面において、切断面の仮フィニッシュライン２３の複数の点２２のうち、歯冠方向Ｄ１において仮フィニッシュライン２３の曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯冠側切断参照点２４として検出する。また、工程ＳＴ３１においては、切断面の仮フィニッシュライン２３の複数の点２２のうち、歯根方向Ｄ２において仮フィニッシュライン２３の曲率が０となる最初の点又は曲線の半径方向が逆転する最初の点を歯根側切断参照点２５として検出する。
【００８３】
図１１に戻って、工程ＳＴ３２においては、各切断面の歯冠側切断参照点２４を連結して歯冠方向切断線を作成する。具体的には、各切断面の歯冠側切断参照点２４を連結してパラメトリック曲線を作成することによって、歯冠方向切断線を作成する。
【００８４】
工程ＳＴ３３においては、各切断面の歯根側切断参照点２５を連結して歯根方向切断線を作成する。具体的には、各切断面の歯根側切断参照点２５を連結してパラメトリック曲線を作成することによって、歯根方向切断線を作成する。
【００８５】
図１２Ｄは、歯冠方向切断線２６及び歯根方向切断線２７を作成する工程を示す概略図である。図１２Ｄに示すように、各切断面の歯冠側切断参照点２４を連結してパラメトリック曲線を作成することによって、仮フィニッシュライン２３より歯冠側に歯冠方向切断線２６が作成される。また、各切断面の歯根側切断参照点２５を連結してパラメトリック曲線を作成することによって、仮フィニッシュライン２３より歯根側に歯根方向切断線２７が作成される。歯冠方向切断線２６及び歯根方向切断線２７は、それぞれ、エッジ部分を一周する１本の曲線として作成される。
【００８６】
実施の形態１では、歯冠方向切断線２６及び歯根方向切断線２７は、パラメトリック曲線を用いて作成される例について説明しているが、これに限定されない。歯冠方向切断線２６及び歯根方向切断線２７は、パラメトリック曲線以外に、例えば、点データの組、高次関数、あるいはこれらの組み合わせで作成されてもよい。
【００８７】
図１１に戻って、工程ＳＴ３４においては、歯冠方向切断線２６と歯根方向切断線２７との間のエッジ部分のスキャンデータ２１を削除する。具体的には、仮フィニッシュライン２３を含むエッジ部分のスキャンデータ２１を削除する。
【００８８】
図１２Ｅは、切断面において、スキャンデータ２１のエッジ部分を削除する工程を示す概略図である。図１２Ｅに示す点線は、削除された仮フィニッシュラインを示す。図１２Ｅに示すように、切断面において、エッジ部分のスキャンデータ２１、即ち歯冠側切断参照点２４と歯根側切断参照点２５との間の仮フィニッシュライン２３が削除される。これにより、歯冠側仮フィニッシュライン２３ａと歯根側仮フィニッシュライン２３ｂとに分けられる。
【００８９】
図１１に戻って、工程ＳＴ４０においては、各切断面のスキャンデータ２１を削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュライン２３ａを、削除されたスキャンデータ２１の部分を補う方向に延長すると共に、歯根側仮フィニッシュライン２３ｂを、削除されたスキャンデータの方向に延長する。具体的には、工程ＳＴ４０においては、各切断面のスキャンデータ２１を削除した部分において、歯冠側仮フィニッシュライン２３ａを歯冠側切断参照点２４から歯冠方向Ｄ１と反対方向に延長する。また、各切断面のスキャンデータ２１を削除した部分において、歯根側仮フィニッシュライン２３ｂを歯根側切断参照点２５から歯根方向Ｄ２と反対方向に延長する。
【００９０】
図１２Ｆは、仮フィニッシュライン２３ａ、２３ｂを延長する工程を示す概略図である。図１２Ｆに示すように、工程ＳＴ４０においては、歯冠側仮フィニッシュライン２３ａを、歯冠側切断参照点２４近傍の仮フィニッシュライン２３ａの曲率又は曲率の変化率を維持して、歯冠側切断参照点２４から歯冠方向Ｄ１と反対方向に延長する。また、工程ＳＴ４０においては、歯根側仮フィニッシュライン２３ｂを、歯根側切断参照点２５近傍の仮フィニッシュライン２３ｂの曲率又は曲率の変化率を維持して、歯根側切断参照点２５から歯根方向Ｄ２と反対方向に延長する。これにより、歯冠側からスキャンデータ２１を削除した部分を補う方向に延長した歯冠側仮フィニッシュライン２３ｃと、歯根側からスキャンデータ２１を削除した部分を補う方向に延長した歯根側仮フィニッシュライン２３ｄとを形成する。
【００９１】
歯冠側切断参照点２４近傍の仮フィニッシュライン２３ａの曲率又は曲率の変化率は、好ましくは、歯冠側切断参照点２４から歯冠方向Ｄ１に０．１ｍｍの範囲内の仮フィニッシュライン２３ｂに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率である。
【００９２】
曲率の算出のために歯冠側切断参照点２４から歯冠方向Ｄ１に０．１ｍｍ以上の範囲を参照すると支台歯あるいは支台歯模型１０がフィニッシュラインに対して不連続な傾斜を持っている場合、不連続な傾斜が参照範囲に含まれる恐れがある。この場合、フィニッシュラインを実用上十分な精度で推定復元する上で妨げとなる恐れがある。
【００９３】
歯根側切断参照点２５近傍の仮フィニッシュライン２３ｂの曲率又は曲率の変化率は、好ましくは、歯根側切断参照点２５から歯根方向Ｄ２に０．１２ｍｍの範囲内の仮フィニッシュライン２３ｂに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率である。
【００９４】
曲率の算出のために歯根側切断参照点２５から歯根方向Ｄ２に０．１２ｍｍ以上の範囲を参照するとトリミングによって形成される、あるいは傾斜角度が変化した部分が存在する場合、それも参照範囲に含まれる恐れがある。この場合、フィニッシュラインを実用上十分な精度で推定復元する上で妨げとなる恐れがある。
【００９５】
図１１に戻って、工程ＳＴ５０においては、延長した歯冠側仮フィニッシュライン２３ｃと延長した歯根側仮フィニッシュライン２３ｄとに基づいてフィニッシュラインを推定復元する。具体的には、工程ＳＴ５０は、工程ＳＴ５１及びＳＴ５２を実施することにより、フィニッシュラインを推定復元する。
【００９６】
工程ＳＴ５１においては、延長した歯冠側仮フィニッシュライン２３ｃと延長した歯根側仮フィニッシュライン２３ｄとが交差する交差点を算出する。
【００９７】
図１２Ｇは、延長した仮フィニッシュライン２３ｃ、２３ｄの交差点２８を算出する工程を示す概略図である。図１２Ｇに示すように、工程ＳＴ５１においては、延長した歯冠側仮フィニッシュライン２３ｃと延長した歯根側仮フィニッシュライン２３ｄとが交差する交差点２８を算出し、交差点２８を超えて外側にはみ出した余剰線をトリミングする。
【００９８】
図１１に戻って、工程ＳＴ５２においては、各切断面の交差点２８を連結することによって取得した交差ラインと、延長した仮フィニッシュライン２３ｃ、２３ｄとに基づいて、エッジ部分のフィニッシュライン２９を推定復元する。具体的には、各切断面の交差点２８を連結することによって交差ラインを得る。交差ラインは、支台歯あるいは支台歯模型の実際のエッジに相当し、１本の曲線として作成される。工程ＳＴ５２においては、この交差ラインを支台歯あるいは支台歯模型のエッジを形成するフィニッシュラインとして推定復元する。また、工程ＳＴ５２においては、各切断面において、交差ラインと接続される、延長した歯冠側仮フィニッシュライン２３ｃと延長した歯根側仮フィニッシュライン２３ｄとについても、支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分を形成するフィニッシュラインとして推定復元する。
【００９９】
実施の形態１では、交差ラインは、例えば、パラメトリック曲線、点データの組、高次関数、あるいはこれらの組み合わせなどによって作成される。
【０１００】
フィニッシュライン２９の推定復元に使用される仮フィニッシュライン２３を構成する隣り合う複数の点２２の距離は、０．００２ｍｍから１ｍｍの範囲内であり、好ましくは、０．００２ｍｍから０．２５０ｍｍの範囲内である。
【０１０１】
複数の点２２のうち隣り合う２点間の距離が０．００２ｍｍより小さい場合、隣り合う２点間の距離がスキャンピッチよりも小さくなり処理点数が増える一方で、本発明で推定復元するフィニッシュラインの精度の向上が望めない。また、スキャンデータ２１の点と点の間は、細かくスキャンする場合でも０．００５ｍｍ程度であり、直線や曲線で補完されるため必然的に誤差が含まれる。この誤差が少なくとも０．００２ｍｍ程度存在する。
【０１０２】
更に、スキャンされる側の支台歯あるいは支台歯模型１０の表面が微細な凹凸を有する事が多い。非接触でスキャンする場合、凹凸を有する表面に当たったスキャン光が乱反射して受光部に戻るため、０．００２ｍｍから０．０１ｍｍ程度の誤差を含むのが通常である。このため、仮フィニッシュライン２３を構成する複数の点２２のうち隣り合う２点間の距離を、誤差よりも細かく分割しても効果が得られない。
【０１０３】
フィニッシュライン２９を可能な限り正確に復元するためには、元の歯の半径よりも十分に小さく分割して処理を行う必要がある。その目安となる数値は、支台歯あるいは支台歯模型１０のサイズとフィニッシュライン２９の形状によって決まる。最大サイズとしては大臼歯のように半径が最も大きい値を取るケースにおいて実用上十分な精度が得られる、複数の点２２のうち隣接する２点の間隔は、経験的に１ｍｍまでであることが知られている。複数の点２２のうち隣接する２点の間隔が１ｍｍより大きいと、途中で細かく湾曲した部分を再現できない恐れがある。
【０１０４】
仮フィニッシュライン２３を構成する複数の点２２の間隔は、歯科用ＣＡＤによって均等に割り振られる事が多く、作業者は形状を再現する上で問題がない限りはその結果を受け入れることが一般的である。その際、歯牙の形成されたフィニッシュラインの小半径部分と大半径部分のどちらにおいても高い再現性を持った仮フィニッシュライン２３とするためには隣り合う点と点の間隔は、０．００２ｍｍから０．２５０ｍｍの範囲内にある事が好ましい。
【０１０５】
［効果］
本発明に係るスキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法によれば、以下の効果を奏することができる。
【０１０６】
本発明に係るスキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法では、エッジ部分のスキャンデータ２１を削除して、仮フィニッシュライン２３を延長することによって、支台歯あるいは支台歯模型のフィニッシュラインを推定復元している。これにより、スキャンによって損なわれた支台歯形態を推定復元することができる。その結果、推定復元したフィニッシュライン２９と、実際の支台歯あるいは支台歯模型のフィニッシュラインとの誤差を小さくすることができ、支台歯形態の推定復元精度を向上させることができる。
【０１０７】
このように、本発明に係る方法によれば、支台歯あるいは支台歯模型が本来有するフィニッシュラインを精度高く推定復元することができるため、支台歯あるいは支台歯模型の辺縁形態を精度高く再現することが可能となる。
【０１０８】
図１３は、本発明に係る推定復元方法を用いて推定復元したフィニッシュラインを示す。図１３の一点鎖線は仮フィニッシュライン２３を示し、実線は推定復元されたフィニッシュライン２９を示す。図１３に示すように、スキャン装置によってスキャンされたスキャンデータは、仮フィニッシュライン２３に示すように、エッジ部分が丸められている。推定復元されたフィニッシュライン２９は、エッジ部分が仮フィニッシュライン２３よりもシャープになっており、実際の支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分と適合する形状になっている。
【０１０９】
本発明に係る推定復元方法によれば、歯冠側仮フィニッシュライン２３ａを、歯冠側切断参照点２４近傍の仮フィニッシュライン２３ａの曲率又は曲率の変化率を維持して延長している。また、歯根側仮フィニッシュライン２３ｂを、歯根側切断参照点２５近傍の仮フィニッシュライン２３ｂの曲率又は曲率の変化率を維持して延長している。このように、仮フィニッシュライン２３ａ、２３ｂの曲率又は曲率の変化率に基づいて、仮フィニッシュライン２３ａ、２３ｂを延長することによって、フィニッシュライン２９をより精度を向上させての推定復元することができる。即ち、推定復元したフィニッシュライン２９と、実際の支台歯あるいは支台歯模型の有するフィニッシュラインとの誤差を小さくすることができる。
【０１１０】
また、本発明に係る推定復元方法においては、歯冠側切断参照点２４近傍の仮フィニッシュライン２３ａの曲率又は曲率の変化率は、好ましくは、歯冠側切断参照点２４から歯冠方向に０．１ｍｍの範囲内の仮フィニッシュライン２３ｂに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率である。歯根側切断参照点２５近傍の仮フィニッシュライン２３ｂの曲率又は曲率の変化率は、好ましくは、歯根側切断参照点から歯根方向に０．１２ｍｍの範囲内の仮フィニッシュライン２３ｂに基づいて算出された曲率又は曲率の変化率である。
【０１１１】
上記数値範囲内で本発明に係る方法を実施して推定復元されたフィニッシュライン２９と、支台歯模型１０が本来持っていたフィニッシュラインとの誤差を測定したところ、多くの場合、０．００２ｍｍ〜０．０４０ｍｍの範囲に収まることが確認できた。これは目視によって確認できる支台歯と補綴装置の間隙の目安である０．０３〜０．０４ｍｍと同等かそれ以内の誤差である。このことから、上記数値範囲内で本発明に係る方法を実施すれば、実用上十分な精度で実際の支台歯のフィニッシュラインを再現することができる。
【０１１２】
本発明に係る推定復元方法によれば、十分な精度で支台歯のフィニッシュラインを再現することができるため、歯科技工士がフィニッシュラインの調整を行う必要を減らすことができる。
【０１１３】
なお、実施の形態１では、工程ＳＴ１０は、スキャン装置によって支台歯あるいは支台歯模型のスキャンデータを取得する例について説明したが、これに限定されない。例えば、歯科技工士又は歯科医師がスキャンしたデータを、ネットワークを介して受診することによって、スキャンデータを取得してもよい。
【０１１４】
実施の形態１では、工程ＳＴ１０において、仮フィニッシュライン２３は、支台歯あるいは支台歯模型１０のスキャンデータ２１のエッジ部分に沿って環状に設定される例について説明したが、これに限定されない。例えば、仮フィニッシュライン２３は、支台歯あるいは支台歯模型１０のスキャンデータ２１のエッジ部分の一部に設定されてもよい。
【０１１５】
実施の形態１では、工程ＳＴ４０においては、仮フィニッシュライン２３の曲率に基づいて延長する方法と、仮フィニッシュライン２３の曲率の変化率に基づいて延長する方法とのうちいずれか一方を実施してもよいし、両方を実施してもよい。
【０１１６】
工程ＳＴ４０において、仮フィニッシュライン２３の曲率に基づいて延長する方法と、仮フィニッシュライン２３の曲率の変化率に基づいて延長する方法の両方を実施する場合、工程ＳＴ５１においては、２つの方法で算出された交差点のうち歯冠から最も外側に位置する点を交差点２８として算出してもよい。
【０１１７】
例えば、工程ＳＴ５１においては、歯冠側仮フィニッシュライン２３ａを、歯冠側切断参照点２４近傍の仮フィニッシュライン２３ａの曲率を維持して延長すると共に、歯根側仮フィニッシュライン２３ｂを、歯根側切断参照点２５近傍の仮フィニッシュライン２３ｂの曲率を維持して延長することによって第１交差点を算出してもよい。また、工程ＳＴ５１においては、歯冠側仮フィニッシュライン２３ａを、歯冠側切断参照点２４近傍の仮フィニッシュライン２３ａの曲率の変化率を維持して延長すると共に、歯根側仮フィニッシュライン２３ｂを、歯根側切断参照点２５近傍の仮フィニッシュライン２３ｂの曲率の変化率を維持して延長することによって第２交差点を算出してもよい。そして、第１交差点と第２交差点とを比較し、歯冠から最も外側に位置する点を、延長した歯冠側仮フィニッシュライン２３ｃと歯根側の仮フィニッシュライン２３ｄとが交差する交差点２８として算出してもよい。
【０１１８】
このような構成により、フィニッシュラインをより精度高く推定復元することができる。
【０１１９】
実施の形態１では、交差点２８を超えて外側にはみ出した余剰線をトリミングする例について説明したが、これに限定されない。例えば、延長した歯冠側仮フィニッシュライン２３ｃと延長した歯根側仮フィニッシュライン２３ｄとが接続された時点で延長を停止してもよい。これにより、余剰線が生じず、トリミングする必要がなくなる。
【０１２０】
実施の形態１では、支台歯あるいは支台歯模型の全てのエッジ部分を削除してからフィニッシュライン２９を推定復元する例について説明したが、これに限定されない。例えば、支台歯あるいは支台歯模型の一部のエッジ部分のフィニッシュライン２９を推定復元してもよい。
【０１２１】
例えば、本発明に係る推定復元方法は、各切断面における仮フィニッシュライン２３のエッジの曲率に基づいて、仮フィニッシュライン２３のうちフィニッシュライン２９を推定復元する部分と、フィニッシュライン２９を推定復元しない部分とを判別するステップを有していてもよい。この場合、フィニッシュライン２９を推定復元しない部分において、仮フィニッシュライン２３をそのままフィニッシュライン２９として設定してもよい。あるいは、フィニッシュライン２９を推定復元しない部分において、既にフィニッシュライン２９が推定復元されている場合、仮フィニッシュライン２３の形態に戻してもよい。
【０１２２】
このような構成により、仮フィニッシュライン２３の一部がシャープではなくなだらかな状態である場合にフィニッシュラインの推定復元を行い、シャープな部分は仮フィニッシュライン２３をそのままフィニッシュラインとして設定することができる。このため、スキャンにより損なわれなかった形態の部分をそのまま使用しつつ、スキャンにより損なわれた形態の部分のフィニッシュラインを推定復元することができる。これにより、より精度の高い支台歯形態を再現することができると共に、データの処理量を減らすことができる。なお、なだらかな状態であるか否かの判別、即ち、フィニッシュラインを推定復元するか否かの判別は、切断面における仮フィニッシュライン２３のエッジの曲率の閾値に基づいて行うことができる。曲率の閾値については、例えば、ユーザによって任意に設定することができる。
【０１２３】
実施の形態１では、上述した方法を実行させるためのプログラム、又は当該方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって実現されてもよい。例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体は、本発明に係る推定復元方法を、プロセッサによって実行可能なコンピュータ読み取り可能な命令として含んでいてもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、様々なタイプの揮発性及び不揮発性記録媒体を含んでもよく、例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル・リード・オンリー・メモリ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブル・リード・オンリー・メモリ（ＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なリード・オンリー・メモリ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、いくつかの他の有形データ記憶デバイス、それらのいくつかの組み合わせを含んでもよい。
【０１２４】
実施の形態１では、スキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法として説明したが、本発明はスキャンによって変化した支台歯形態を推定復元するシステムとしても実現可能である。例えば、スキャンによって変化した支台歯形態を推定復元するシステムは、工程ＳＴ１０〜ＳＴ５０を実行するスキャンデータ取得部、仮フィニッシュライン設定部、切断参照点検出部、歯冠方向切断線作成部、歯根方向切断線作成部、スキャンデータ削除部、仮フィニッシュライン延長部、交差点算出部、及びフィニッシュライン推定復元部を備えてもよい。
【０１２５】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１のスキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法を用いて補綴装置を製造する製造システム及び製造方法を説明する。なお、実施の形態２では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
【０１２６】
［補綴装置の製造システム］
本発明に係る補綴装置の製造システムについて説明する。
【０１２７】
図１４は、本発明に係る補綴装置の製造システム１００の概略構成を示すブロック図である。図１４に示すように、製造システム１００は、スキャン装置５０、制御装置６０、及び切削装置７０を備える。
【０１２８】
スキャン装置５０は、支台歯あるいは支台歯模型１０をスキャンして生スキャンデータを取得する装置である。スキャン装置５０は、例えば、口腔内スキャナ、又はデスクトップスキャナである。
【０１２９】
制御装置６０は、スキャン装置５０から生スキャンデータを取得し、補綴装置を設計するための設計データを作成する装置である。
【０１３０】
図１５は、制御装置６０の概略構成を示すブロック図である。図１５に示すように、制御装置６０は、１つ又は複数のプロセッサ６１、メモリ６２、及び通信部６３を備える。
【０１３１】
プロセッサ６１は、例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、又はコンピュータ実行可能命令の実行が可能なその他の処理ユニットである。プロセッサ６１は、メモリ６２に記憶された命令を実行可能である。
【０１３２】
メモリ６２は、制御装置６０のデータを格納する。メモリ６２は、例えば、コンピュータ記録媒体を含み、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又はその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気記憶デバイス、あるいは所望の情報を格納するために用いることができ、制御装置６０がアクセスすることができる任意の媒体を含む。
【０１３３】
メモリ６２は、実施の形態１の支台歯形態の推定復元方法を実行するためのプログラムを格納している。また、メモリ６２は、後述する補綴装置３０の設計データを作成するためのプログラムを格納している。
【０１３４】
通信部６３は、例えば、ネットワークを介して、スキャン装置５０から生スキャンデータを受信する。また、通信部６３は、例えば、ネットワークを介して、切削装置７０に補綴装置の設計データを送信する。
【０１３５】
切削装置７０は、制御装置６０で作成された設計データに基づいて、補綴装置３０を作製する。実施の形態２では、補綴装置３０としてジルコニアのコーピングを作製する。
【０１３６】
［補綴装置の製造方法］
本発明に係る補綴装置の製造システム１００で実施される補綴装置の製造方法について説明する。
【０１３７】
図１６は、本発明に係る補綴装置の製造方法のフローチャートを示す。
【０１３８】
図１６に示すように、工程ＳＴ６１においては、スキャン装置５０によって、支台歯あるいは支台歯模型をスキャンする。これにより、支台歯あるいは支台歯模型の生スキャンデータを取得する。取得された生スキャンデータは、制御装置６０に送信される。
【０１３９】
工程ＳＴ６２においては、制御装置６０によって、生スキャンデータからパラメトリック曲線で構成されるスキャンデータ２１を作成することによって、支台歯あるいは支台歯模型のエッジ部分の仮想ラインとして、複数の点２２を有する仮フィニッシュライン２３を設定する。
【０１４０】
工程ＳＴ６３においては、制御装置６０によって、フィニッシュライン２９の推定復元が必要か否かを判別する。例えば、フィニッシュライン２９を推定復元するか否かの判別は、仮フィニッシュライン２３のエッジの曲率の閾値に基づいて行う。これにより、スキャンデータ２１のエッジ部分において、フィニッシュライン２９の推定復元が必要な部分を検出する。フィニッシュライン２９の推定復元が必要な部分とは、スキャンにより損なわれた部分に対応する。
【０１４１】
工程ＳＴ６３において、フィニッシュライン２９の推定復元が必要であると判別された場合、工程ＳＴ６４へ進む。工程ＳＴ６３において、フィニッシュライン２９の推定復元が不要であると判別された場合、工程ＳＴ６５へ進む。
【０１４２】
工程ＳＴ６４においては、制御装置６０によって、仮フィニッシュライン２３に基づいてフィニッシュライン２９を推定復元する。フィニッシュライン２９の推定復元については、実施の形態１の推定復元方法と同じであるため、説明を省略する。
【０１４３】
工程ＳＴ６５においては、制御装置６０によって、仮フィニッシュライン２３をフィニッシュライン２９として設定する。即ち、工程ＳＴ６５においては、スキャンデータ２１をそのままフィニッシュライン２９に適用する。
【０１４４】
工程ＳＴ６６においては、制御装置６０によって、フィニッシュライン２９に基づいて補綴装置３０設計データを作成する。具体的には、工程ＳＴ６６においては、工程ＳＴ６４によって推定復元されたフィニッシュライン２９と、工程ＳＴ６５によって設定されたフィニッシュライン２９とを、矛盾なく滑らかに接続する。このようにして得られたフィニッシュライン２９に基づいて、支台歯あるいは支台歯模型の辺縁形態を再現する。また、辺縁形態以外の形態は、スキャンデータ２１によって再現される。このようにして、制御装置６０は、補綴装置３０の設計データを作成する。作成された設計データは、切削装置７０に送信される。
【０１４５】
工程ＳＴ６７においては、切削装置７０によって、設計データに基づいて補綴装置３０を作製する。
【０１４６】
［効果］
本発明に係る補綴装置の製造システム及び製造方法によれば、以下の効果を奏することができる。
【０１４７】
本発明に係る補綴装置３０の製造システム１００及び製造方法では、十分な精度で支台歯のフィニッシュラインを再現することができるため、支台歯あるいは支台歯模型との適合精度の高い補綴装置３０を作製することができる。
【０１４８】
図１７は、本発明に係る補綴装置３０の製造方法を用いて作製された補綴装置３０を支台歯模型１０に取り付けた状態のエッジ部分を拡大して示す概略部分断面図である。図１７に示すように、本発明に係る補綴装置３０の製造方法を用いて作製された補綴装置３０は、支台歯模型１０のエッジ部分に精度高く適合している。図１０と図１７とを比較すると、図１７に示す支台歯模型１０と補綴装置３０との隙間Ｓ２は、図１０に示すスキャンデータ２０に基づいて作製した補綴装置３０と支台歯模型１０との隙間Ｓ１よりも小さくなっていることがわかる。
【０１４９】
このように、本発明に係る製造システム及び製造方法によれば、支台歯あるいは支台歯模型との適合精度を向上させた補綴装置３０を作製することができる。
【０１５０】
本発明に係る製造システム及び製造方法によれば、補綴装置３０を作製する際に、歯科技工士が行う内冠部の調整をほぼ省略することが可能となる。このため、歯科技工士が内冠調整作業などに費やしていた時間と労力がほぼ不要となる。更に、これらの作業を行うに当たり必要とされていた作業の熟練度、経験が不要となるため、作業経験の浅い歯科技工士であっても、経験を積んだ歯科技工士が作業した場合と同様の適合精度を有する補綴装置３０を容易に作製することができる。
【０１５１】
本発明に係る製造システム及び製造方法によれば、補綴装置３０の適合不良、咬合高径の拳上傾向、試適時の破折などの発生確率を低下させることができるため、歯科医師の冗長な治療時間と労力の削減が実現できる。
【０１５２】
また、患者にとっては本発明によって設計され加工された補綴装置３０の装着時の適合性向上による満足度の向上、再作製による再来院の可能性低下、治療回数、治療時間の減少による身体的心理的負担の軽減効果と可及的速やかな顎口腔機能の回復効果が得られる。
【０１５３】
なお、実施の形態２では、スキャン装置５０によって、支台歯あるいは支台歯形態の生スキャンデータを取得する例を説明したが、これに限定されない。本発明に係る補綴装置３０の製造システム１００においてスキャン装置５０は必須の構成ではなく、製造方法において工程ＳＴ６１は必須の構成ではない。例えば、本発明に係る補綴装置３０の製造システムは、歯科技工士又は歯科医師などがスキャンして得た生スキャンデータを電子的に受信する、又は生スキャンデータが記録された電子記録媒体を受け取ることによって、生スキャンデータを取得してもよい。
【０１５４】
実施の形態２では、製造システム１００は、切削装置７０を備える例について説明したが、これに限定されない。例えば、製造システム１００においては、推定復元したフィニッシュライン２９に基づいて作成した設計データを、ネットワークを介して歯科技工士又は歯科医師に電子的に送信するか、又は設計データを記録した電子記録媒体を歯科技工士又は歯科医師に送ってもよい。これにより、歯科技工士又は歯科医師が受け取った設計データを基に、補綴装置３０を作製してもよい。
【０１５５】
実施の形態２では、制御装置６０は、製造方法のステップを実行する構成要素を備えてもよい。例えば、制御装置６０は、工程ＳＴ６２〜ＳＴ６６をそれぞれ実行する、仮フィニッシュライン設定部、フィニッシュライン推定復元判別部、フィニッシュライン推定復元部、及び設計データ作成部を備えてもよい。なお、フィニッシュライン推定復元部は、工程ＳＴ６４とＳＴ６５とを実行してもよい。また、スキャン装置５０の代わりに、制御装置６０は、スキャンデータ取得部を備えていてもよい。
【０１５６】
上述した実施の形態１及び２の方法及びシステムにおいては、適用される環境に応じて、構成要素を追加、減少、分割、及び統合してもよい。
【０１５７】
本発明をある程度の詳細さをもって各実施形態において説明したが、これらの実施形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、各実施形態における要素の組合せや順序の変化は請求された本発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明に係るスキャンによって変化した支台歯形態を推定復元する方法は、スキャンによって損なわれた支台歯あるいは支台歯模型の有するフィニッシュラインを推定復元することができる。このため、補綴装置を作製する装置又は方法に有用である。
【符号の説明】
【０１５９】
１０  支台歯模型
２０、２１  スキャンデータ
２２  点
２３  仮フィニッシュライン
２３ａ  歯冠側仮フィニッシュライン
２３ｂ  歯根側仮フィニッシュライン
２３ｃ  延長した歯冠側仮フィニッシュライン
２３ｄ  延長した歯根側仮フィニッシュライン
２４  歯冠側切断参照点
２５  歯根側切断参照点
２６  歯冠方向切断線
２７  歯根方向切断線
２８  交差点
２９  フィニッシュライン
３０  補綴装置
５０  スキャン装置
６０  制御装置
６１  プロセッサ
６２  メモリ
６３  通信部
７０  切削装置
１００  補綴装置の製造システム
【図１】
2019080839.tif 000003
【図２Ａ】
2019080839.tif 000004
【図２Ｂ】
2019080839.tif 000005
【図３Ａ】
2019080839.tif 000006
【図３Ｂ】
2019080839.tif 000007
【図４】
2019080839.tif 000008
【図５】
2019080839.tif 000009
【図６】
2019080839.tif 000010
【図７】
2019080839.tif 000011
【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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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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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