(57)【要約】【課題】  歯科補綴物の構造安定性を改善するための方法を提供する。【解決手段】  歯科補綴物の構造安定性を改善するためのコンピュータ実施される方法において、その方法が、コンピュータシステムを使用して、少なくとも部分的に支持点構成の構造安定性に基づいて補綴物のための前記支持点構成を決定することを含み、前記補綴物が内表面、外表面、及び周縁を含み、前記周縁が内表面と外表面の間に配置されており、支持点構成が複数の離散点を含み、複数の離散点が補綴物の内表面上に配置され、補綴物を製造するためのデータが、少なくとも部分的に前記支持点構成に基づいて生成される、ことを特徴とする。【選択図】  図２
2013521958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科補綴物の構造安定性を改善するためのコンピュータ実施される方法において、
その方法が、コンピュータシステムを使用して、少なくとも部分的に支持点構成の構造安定性に基づいて補綴物のための前記支持点構成を決定することを含み、
前記補綴物が内表面、外表面、及び周縁を含み、
前記周縁が内表面と外表面の間に配置されており、
支持点構成が複数の離散点を含み、複数の離散点が補綴物の内表面上に配置され、
補綴物を製造するためのデータが、少なくとも部分的に前記支持点構成に基づいて生成される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
補綴物のための前記支持点構成を決定することが、
コンピュータシステムを使用して、少なくとも二つの候補支持点構成を決定すること、ただし候補支持点構成がそれぞれ複数の離散点を含み；
コンピュータシステムを使用して、前記候補支持点構成のそれぞれのための構造安定性評価を決定すること；及び
少なくとも部分的に少なくとも二つの構造安定性評価に基づいて前記支持点構成として少なくとも二つの候補支持点構成の一つを選択すること、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記候補支持点構成を決定することが、予想支持点位置としてランダムシード位置の構成を生成すること、及び予想支持点位置を反復的に移動して、それらの位置での支持点が前の反復の予想支持点構成の構造安定性より改善された構造安定性を持つ支持点位置の構成を見出すことを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
候補支持点構成を決定することが、Ｗａｎｇアルゴリズムを実施することを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
製造のためのデータを生成することが、補綴物の内表面から突出するキャップに近い支持点の形状を生成することを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
製造のためのデータを生成することが、少なくとも部分的に製造公差に基づいて支持点の寸法及び形状を決定することを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
製造のためのデータを生成することが、コーピング、歯冠、またはブリッジからなる群から補綴物を選択することを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
補綴物のための前記支持点構成を決定することが、二つより多い候補支持点構成を決定することを含み、決定された候補支持点構成の数が予め規定されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
補綴物のための前記支持点構成を決定することが、二つより多い候補支持点構成を決定することを含み、追加の候補支持点構成が、候補支持点構成の少なくとも一つのための構造安定性評価が予め規定された閾値より上になるまで決定されることを特徴とする請求項２〜４または８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
補綴物のための前記支持点構成を決定することが、少なくとも部分的に、補綴物の内表面の公称位置に比べたときの多数のシミュレートされた組み立て体に渡る補綴物の内表面の位置の変動の二乗平均平方根に基づいて構造安定性評価を計算することを含むことを特徴とする請求項２〜４または８〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
補綴物のための前記支持点構成を決定することが、少なくとも部分的に、多数のシミュレートされた組み立て体に渡る補綴物の内表面の位置の変動の最悪例計算または最良例計算に基づいて構造安定性評価を計算することを含むことを特徴とする請求項２〜４または８〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
製造のためのデータを生成することが、三つ以上の離散支持点を含む複数の離散支持点のためのデータを生成することを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
製造のためのデータを生成することが、少なくとも一つの支持点が補綴物の内表面の頂部から離れて位置されるように前記支持点構成内の少なくとも一つの支持点のためのデータを生成することを含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
製造のためのデータを生成することが、内表面及び前記支持点構成のための表面模型を含むデータを生成することを含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
製造のためのデータを生成することが、内表面及び前記支持点構成をフライス削りするためのフライス削り経路のためのデータを生成することを含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
内表面、外表面、及び周縁を含む本体を含む歯科補綴物において、
前記外表面は補綴物の外に向いた部分上に一般的に配置されており、前記内表面は、調製された歯に取り付けられるように一般的に設計されており、かつ前記周縁は内表面と外表面の間に配置され、
補綴物はまた、支持点構成を含み、前記支持点構成は複数の支持点を含み、複数の支持点は周縁から離れて内表面上に不均一に配置される、
ことを特徴とする歯科補綴物。
【請求項１７】
複数の支持点が、補綴物の内表面から突出する球体キャップの形状に近いことを特徴とする請求項１６に記載の歯科補綴物。
【請求項１８】
複数の支持点の寸法及び形状が少なくとも部分的に製造公差に基づいて決定されることを特徴とする請求項１６〜１７のいずれかに記載の歯科補綴物。
【請求項１９】
補綴物がコーピング、歯冠、またはブリッジからなる群から選択されることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の歯科補綴物。
【請求項２０】
複数の支持点が三つ以上の離散支持点を含むことを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の歯科補綴物。
【請求項２１】
補綴物の内表面がさらに、頂部を含み、複数の支持点の少なくとも一つが内表面の頂部から離れて配置されていることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載の歯科補綴物。
【請求項２２】
前記支持点構成が、前記支持点構成の構造安定性に基づいて決定されることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれかに記載の歯科補綴物。
【請求項２３】
補綴物のための前記支持点構成が少なくとも部分的に以下のことに基づいて決定されることを特徴とする請求項１６〜２２のいずれかに記載の歯科補綴物：
少なくとも二つの候補支持点構成を決定すること、ただし少なくとも二つの候補支持点構成のそれぞれが複数の離散点を含む；
少なくとも二つの候補支持点構成のそれぞれのための構造安定性評価を決定すること；及び
少なくとも二つの候補支持点構成中から少なくとも部分的に少なくとも二つの構造安定性評価に基づいて前記支持点構成を選択すること。
【請求項２４】
歯科補綴物の構造安定性を改善するためのシステムにおいて、
前記システムが一つ以上のコンピュータを含み、コンピュータのそれぞれが一つ以上の処理器及びメモリを含み、
前記コンピュータが、補綴物のための支持点構成を少なくとも部分的に前記支持点構成の構造安定性に基づいて決定するように構成されており、
前記補綴物が内表面、外表面、及び周縁を含み、前記周縁が内表面と外表面の間に配置されており、
支持点構成が複数の離散点を含み、複数の離散点が補綴物の内表面上に配置され、
補綴物を製造するためのデータが、少なくとも部分的に前記支持点構成に基づいて生成される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２５】
歯科補綴物の構造安定性を改善するためのコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記コンピュータ読み取り可能な媒体が命令を含み、前記命令がコンピュータシステム上で実行するように操作可能であり、
前記命令が、コンピュータシステム上で実行されるときに少なくとも部分的に前記支持点構成の構造安定性に基づいて補綴物のための支持点構成を決定することを含む方法を実施し、
前記補綴物が内表面、外表面、及び周縁を含み、前記周縁が内表面と外表面の間に配置され、
支持点構成が複数の離散点を含み、複数の離散点が補綴物の内表面上に配置され、
補綴物を製造するためのデータが、少なくとも部分的に前記支持点構成に基づいて生成されること、
を特徴とするコンピュータ読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書における実施態様は、歯科補綴物計画及び改善された歯科補綴物に関する。より詳細には、本明細書における実施態様は、歯科補綴物の構造安定性を改善することを指向している。
【背景技術】
【０００２】
歯科医学の分野では、歯冠及び他の補綴物の大量注文生産はより一般的となっている。大量注文生産の工程時に、歯科医または他の従業者は歯冠のような補綴物を設計し、調製された歯の上に取り付けるだろう。コーピング、歯冠、またはブリッジのような歯で支持される人工歯科補綴物は、歯の表面部分を覆うことができ、患者の口から離れた実験室内で通常仕上げられ、次いで歯科従業者により口内で組み立てられる。本明細書で使用される調製歯または調製された歯は、歯科補綴物を受け入れるために造形された歯である。歯科補綴物の強い取り付けを達成するために、調製歯の表面が歯科補綴物のかみ合い表面と密接に一致することが重要である。すなわち、調製された歯の上に（補綴物の計画された配置に比べたとき）多くの回転なしに、かつ多くの並進運動なしに補綴物が座ることが重要である。しかし、補綴物設計及び製造の現在使用されている方法では、補綴物は、典型的には調製された歯の仕上げラインに沿ってのみ支持体を見出すだろう。なぜなら補綴物が物理的に設計されるとき、調製された歯と物理的設計の間に均一な隙間を作るためにダイスペーサーが通常、調製された歯の頂部の上に置かれるからである。同様に、補綴物がＣＡＤ（コンピュータ援用設計）、３Ｄ、または他のソフトウエアで設計されるとき、調製された歯と補綴物の間の固定した幅の隙間がソフトウエアにより要求されるかまたは提供される。物理的設計またはＣＡＤ設計の場合のいずれでも、歯と補綴物との間に仕上げラインに沿った部分を除く全ての点で隙間があるため、組み立てられた補綴物は仕上げラインに沿った支持体を見出すだけだろう。補綴物が調製された歯の仕上げラインに沿ってのみ支持体を見出すとき、それはほとんど束縛なしに回転または並進することができる。補綴物のこの回転及び並進は、補綴物の配置の最終的な変動に寄与し、望ましくない。
【０００３】
先行技術の持つ別の問題は、補綴物と調製された歯の間の隙間が不規則であるかもしれないことである。補綴物と調製された歯の間のこの隙間はセメント空間と呼ばれることがある。もしセメント空間が不規則であるなら、そのときは補綴物は強くないかもしれず、より短い寿命を持つかもしれない。不規則なセメント空間を持つ補綴物は、例えば、均一なセメント空間を持つ補綴物より短い年数の寿命を持つかもしれない。
【０００４】
これらの問題及び他の問題は、本明細書に述べられたシステム、方法、装置、及びコンピュータ読み取り可能な媒体により対処される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本明細書に与えられたものは、歯科補綴物の操作、選択、及び計画のための方法、システム、装置、及びコンピュータ読み取り可能な媒体である。この発明の概要は、本明細書において本発明を決して限定するものではなく、代わりに少しの実施態様を要約するために提供される。
【０００６】
本明細書における実施態様は、歯科補綴物の構造安定性を改善するためのシステム及び方法を含む。ある実施態様は、歯科補綴物の構造安定性を改善するための方法、システム、及びコンピュータ読み取り可能な媒体、及びそれにより作られた補綴物を含む。実施態様は、少なくとも部分的に支持点構成の構造安定性に基づいて補綴物のための支持点構成を決定することを含むことができる。補綴物は内表面、外表面、及び周縁を含むことができ、周縁は内表面と外表面の間に配置されている。支持点構成は複数の離散点を含むことができ、複数の離散点は補綴物の内表面上に配置され、補綴物を製造するためのデータは、少なくとも部分的に支持点構成に基づいて生成されることができる。補綴物はコーピング、歯冠、被せ、ブリッジ等であることができる。
【０００７】
ある実施態様では、歯科補綴物は、内表面、外表面、及び周縁を含む本体を含むことができ、外表面は補綴物の外に向いた部分上に一般的に配置されており、内表面は調製された歯に適合するように一般的に設計されており、周縁は内表面と外表面の間に配置されている。補綴物はまた、複数の支持点を持つ支持点構成を含むことができ、複数の支持点は周縁から離れた内表面上に不均一に配置されている。
【０００８】
ある実施態様では、補綴物のための支持点構成を決定することは、コンピュータシステムを使用して、少なくとも二つの候補支持点構成を決定すること、ただし候補支持点構成はそれぞれ複数の離散点を含む；コンピュータシステムを使用して、候補支持点構成のそれぞれのための構造安定性評価を決定すること；及び少なくとも部分的に少なくとも二つの構造安定性評価に基づいて支持点構成として少なくとも二つの候補支持点構成の一つを選択すること；を含むことができる。支持点は、補綴物の頂部及び／または周縁から離れて位置されることができる。
【０００９】
ある実施態様では、候補支持点構成を決定することは、Ｗａｎｇアルゴリズム、その修正を実施すること、または予想支持点位置としてランダムシード位置の構成を生成すること、及びそれらの位置での支持点は前の反復の予想支持点構成の構造安定性より改善された構造安定性を持つ支持点位置の構成を見出すことを含むことができる。いずれの他の適切なアルゴリズムもまた、使用されることができる。考えるべき候補支持点構成の数は予め規定されることができ、または追加の候補支持点構成は、少なくとも一つの候補支持点構成のための構造安定性評価が予め定められた閾値より上になるまで決定されることができる。構造安定性評価は、多数のシミュレートされた組み立て体に渡る補綴物の内表面の位置の変動の二乗平均平方根に基づいてまたは最悪例計算もしくは最良例計算に基づいて計算されることができる。
【００１０】
多くの他の実施態様が本明細書全体を通して述べられる。
【００１１】
本発明、及び先行技術を越えて達成された利点を要約する目的のために、本発明の特定の目的及び利点が本明細書に述べられる。もちろん、必ずしも全てのかかる目的または利点はいずれかの特定の実施態様により達成される必要がないことが理解されるべきである。従って、例えば、当業者は、本発明が本明細書に教示されまたは示唆されることができる他の目的または利点を必ずしも達成することなく本明細書に教示または示唆される一つの利点または一群の利点を達成または最適化する態様で実施または実行されることができることは認識されるだろう。
【００１２】
これらの実施態様の全ては、本明細書に開示された発明の範囲内にあることを意図されている。これらの及び他の実施態様は、添付図面に関してなされる以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかとなるであろうし、本発明はいかなる特定の開示された実施態様（単数または複数）にも限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、歯科補綴物のライフサイクルを示す流れ図である。
【００１４】
【図２】図２は、歯科データ計画のための方法のための流れ図を示す。
【００１５】
【図３】図３は、下から描写した、中空部を持つ補綴物の第一概略図である。
【００１６】
【図４】図４は、下から描写した、中空部を持つ補綴物の第二概略図である。
【００１７】
【図５】図５は、補綴物の中空部の内表面内の三つの異なる領域を描く図である。
【００１８】
【図６】図６は、支持点の種々の形状及び寸法を描く図である。
【００１９】
【図７】図７は、歯科補綴物の構造安定性を改善するためのシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
歯科補綴物
図１に示されるように、患者の診察と補綴物の製造及び組み立ての間に多くの工程がある。一般的に、歯科医は患者を診察し、どのタイプの補綴物が必要であるかを決定する。これは、図１の処置ライフサイクル１００の工程１１０に示される。医者は、歯が歯冠、コーピング、またはブリッジのような補綴物を受け入れかつ支持することができるように歯を研磨またはそうでなければ調製することができる。工程１１０は、調製された歯の石膏模型を作ることを含むことができる。工程１１０はまた、スキャナーにより物理的にまたは仮想的に印象を取ることを含むことができる。診察及びいずれかの調製が完了した後、調製された歯の３Ｄ模型が得られることができる。調製された歯の３Ｄ模型は、もし歯が３Ｄスキャナーを用いて走査されたなら、調製された歯の走査から直接入手されることができるだろう。もしその代わりに、歯の物理的印象または模型が作られたなら、そのときは工程１２０で歯の印象または模型が３Ｄ模型を得るために走査されることができる。調製された歯の直接走査または歯の印象もしくは模型の走査の出力は、典型的にはポイントクラウド（ｐｏｉｎｔ  ｃｌｏｕｄ）または三角化メッシュ表面模型のような３Ｄ模型であるだろう。補綴物は、工程１３０で調製された歯の走査された模型に基づいて設計される。補綴物の設計は、種々のＣＡＤ、３Ｄ模型化、ＮｏｂｅｌＰｒｏｃｅｒａ、及び／または他のタイプのソフトウエアを用いていかなる従業者によっても達成されることができる。工程１３０で作られた補綴物の設計に基づいて、補綴物は工程１４０で製造される。製造は多数の異なる形を取ることができる。例えば、コーピングのためには、コーピング自体が作られかつ歯科技術者に送られることができ、歯科技術者は次いで歯の上に陶材層を塗布することができる。ある実施態様では、歯冠全体を作るとき、表面を含む歯冠全体が作られることができる。上薬または他の着色層は後で技術者により塗布されるか、または製造工程の一部として自動的に付与されることができる。補綴物が工程１４０で製造された後、それは工程１５０の一部として患者の口内に組み立てられるために従業者に送られる。本明細書で使用される組み立てという用語は、従業者が補綴物を調製された歯の上に置くことを示すことができる。当業者は、他の処置ライフサイクルが存在し、本明細書において実施態様と共に使用されることができることを認識するだろう。
【００２１】
ある実施態様では、補綴物は内表面、外表面、及び周縁を持つことができる。前記外表面は補綴物の外に向いた部分であることができる。例えば、歯冠に対しては、外表面は、歯冠がいったん組み立てられたら見ることができる補綴物の部分であることができる。内表面は、調製された歯の上に適合するように設計されている補綴物の部分であることができる。ある実施態様では、支持点は内表面上に分配される。周縁は、内表面と外表面の間に配置された界面であることができる。
【００２２】
本明細書における種々の実施態様はまた、２０１０年３月１２日に出願され、ＰＣＴ／ＥＰ０８／０７４６９の優先権を主張する「医療行為を計画しかつ前記医療行為に関連したデータを生成するための方法とシステム」と題する米国特許出願第１２／６７８１３７号に記載されているような組み立て工程全体のための構造安定性または感度の決定の一部として使用されることができる。前記出願は、全ての目的のためにその全体を参考として本明細書に組み込まれる。
【００２３】
歯科補綴物のための構造安定性
本明細書における多数の実施態様は、設計された補綴物に対し構造安定性を改善する能力を提供する。本明細書で使用される構造安定性は、補綴物がいったん組み立てられた後に設計されたまたは望ましい配置にどのくらい近くに補綴物があるかの尺度である。言い換えると、構造安定性は、位置及び配向の最少変動で組み立てられることを可能にする歯冠または他の補綴物の特性である。構造安定性は、多数の補綴物の組み立て体をシミュレートしかつ設計されたまたは希望の配置に関して組み立て体がどのくらい「遠くに離れている」かを測定することにより評価されることができる。設計において、セメントのための十分な空間、特に均一なセメント空間をなお提供しながら、調製された歯と補綴物の内表面の間の周辺開口及び隙間を最小にすることが重要でありうる。上に示したように、補綴物の構造安定性を改善するために均一または略均一なセメントベースが望ましいかもしれない。構造安定性は設計の重要な側面である。なぜなら構造安定性設計はまた、多くの可能な組み立て体に渡る周辺開口及び隙間を最小にするからである。補綴物が患者のための調製された歯のために設計されているとき、典型的には補綴物と調製された歯の間に隙間があるだろう。この隙間は、典型的には補綴物を調製された歯に固定するためにセメントにより満たされるだろう。調製された歯と補綴物の間の空間は、「セメント空間」と呼ばれることがある。セメント空間は、４０〜６０マイクロメーターのようないかなる厚さまたは幅であることもできる。
【００２４】
調製された歯に対する補綴物の位置は、調製された歯の上の補綴物の組み立て体により規定されるだろう。伝統的には、補綴物は、調製された歯の上に置かれ、補綴物と調製された歯の間の接触点は、調製された歯の底の仕上げラインに沿っているだろう。調製された歯の仕上げラインに沿ったまたはその近くのどの点が補綴物と接触状態にあるかを正確に予想することは困難である。伝統的な方法を使用すると、仕上げラインに沿った接触点は仕上げラインの近くの非常に狭い領域と略同一平面上にあることができ、または全てその領域内にあることができる。部分的には仕上げラインに沿った接触点は伝統的な方法を使用するとき略同一平面上にあるので、補綴物が調製された歯の上に挿入されるとき、それは希望の配置に対して、垂直に及び／または水平に回転され及び／または並進される方法で挿入されることができる。本明細書における種々の実施態様は、補綴物が歯の上への補綴物の幅広い種類の組み立て体に渡る適切な位置に案内されることができるために補綴物上の支持点または接触点を決定することによりこの問題を修正することを助ける。
【００２５】
構造安定性の改善
補綴物の構造安定性を改善するために、支持点が補綴物の内表面に追加されることができる。これらの支持点は、補綴物と調製された歯の間の接触点を提供する。支持点は、シード値に基づいて各反復に対し候補支持点構成を選択するというアルゴリズムの幾つかの反復に渡って規定されることができる。ある実施態様では、全ての反復に対し候補支持点構成のための構造安定性が比較され、それらの一つが補綴物と共に使用するために選択される。この選択された支持点構成は、次いで組み立て工程時により構造的に安定である補綴物を製造するために補綴物の製造で使用されることができる。一般的に、各候補支持点構成は、補綴物の内表面上に複数の支持点を含むだろう。ある実施態様では、複数の支持点は不均一に分配されるだろう。候補支持点構成中のシーディング及び選択におけるさらなる詳細は、以下において種々の実施態様に関してさらに説明される。
【００２６】
図２は、歯科データ計画のための方法のための流れ図を示す。方法２００は、種々の順序で実施されることができる多数の工程を含む。幾つかの工程は二回以上実施されることができ、一群の工程は二回以上実施されることができ、幾つかの工程は省かれることができ、かつ工程は異なる順序で実施されることができる。ある実施態様では、工程は図２に示される通りに実施される。
【００２７】
工程２１０では、候補支持点構成が決定される。ある実施態様では、工程２１０は候補支持点構成中の支持点の位置を決定することを含むことができる。ある実施態様では、工程２１０はまた、支持点の寸法及び／または形状を決定することを含むことができる。さらに他の実施態様では、支持点の寸法及び／または形状は、工程２１０の前後のいずれかで方法２００の別の工程の一部として、または方法２００に示されていない工程で決定されることができる。支持点の寸法及び形状に関する考察は、以下にさらに説明される。
【００２８】
支持点の位置は、いずれかの適切なアルゴリズムを使用して決定されることができる。例えば、ある実施態様では、シード点は、調製された歯の上に取り付けられる補綴物の内表面または中空部の周りに分配されることができる。それらの点のうちそれらのシード点の位置は移動及び／または再分配されることができ、かつ補綴物の構造安定性への効果がそれらの移動または再分配の後にチェックされることができる。もし支持点の新しい位置がより良好な構造安定性評価を与えるなら、そのときは新しい位置が採用される。ある実施態様では、一つの支持点の位置が一度に移動され、構造安定性評価がそれぞれの個々の移動後に比較される。点の移動は、構造安定性のそれ以上の増加が点を移動することにより達成されないなら停止することができる。点の移動が停止されたら、支持点の位置は候補支持点構成となることができる。
【００２９】
ある実施態様では、工程２１０で、候補支持点構成がＷａｎｇらのアルゴリズム、Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ  Ｆｉｘｔｕｒｅ  Ｌａｙｏｕｔ  ｉｎ  ａ  Ｐｏｉｎｔ−Ｓｅｔ  Ｄｏｍａｉｎ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｒｏｂｏｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．３，Ｊｕｎｅ  ２００１．により決定されることができる。一般的に、このアルゴリズム（ここでは「Ｗａｎｇアルゴリズム」と呼ばれる）は表面上の種々の位置でシード点を使用し、組み立て時に起こるかもしれない並進及び回転の量を最少にするためにそれらの点の位置を最適化する。そのアルゴリズムの詳細はここに与えられる。Ｗａｎｇアルゴリズムを使用して、かつ図３及び図４（それらのそれぞれは、調製された歯の上に取り付けるために設計された中空部３１０または４１０を持つ補綴物３００または４００の概略図である）を参照すると、この方法は、補綴物３００の中空部３１０の内側の周りに位置されたランダム点３２１〜３２６の組を最初に選択するだろう。シード点３２１〜３２６にＷａｎｇアルゴリズムを実行した後、図４の支持点４２１〜４２６により示されたように、候補支持点構成は決定される。ある実施態様では、候補支持点構成は不均一な分配を持つだろう。
【００３０】
Ｗａｎｇまたはいずれかの他のアルゴリズムで使用されるシード点は、歯冠または他の補綴物の中空部の内表面全体に渡って無秩序に分配されることができる。ある実施態様では、シード点は、補綴物の中空部の内表面の全領域より小さい部分に渡って分配される。表面の全領域より小さい部分に渡って分配されている支持点は、支持点構成の範囲を減少することができ、従って幾つかの構造安定性解決策を排除するが、製造限界または設置考慮のような種々の理由のために好ましいかもしれない。例えば、周縁近くの支持点は、補綴物及び調製された歯の封止から除去されるだろう。また、内表面の頂部、天井、またはキャップに支持点を持つことは、補綴物を調製された歯の上で揺れ動かすことまたは振動させることができる。別の例として、支持点の寸法はまた、どのくらい接近して支持点が補綴物の周縁にあることができるかに影響するかもしれない。例えば、もし支持点が０．１ｍｍ突出し、セメント空間の希望の厚さが０．１ｍｍであるなら、そのときは支持点を周縁から少なくとも０．１ｍｍ離して保つことが重要であるかもしれない。
【００３１】
補綴物を作るために使用される材料の強さはまた、支持点が置かれることができる場所及び置かれることができない場所を規定することを助けることができる。もし補綴物が例えばセラミックであるなら、そのときは支持点は、補綴物が破砕させられないために薄過ぎる場所に置いてはいけない。これは、補綴物が薄い周縁またはいずれかの他の領域から離れて支持点を置くことを意味することができる。従って、ある実施態様では、支持点が周縁から離れて保たれているため、または補綴物が薄過ぎる場所に支持点を置くことを避けるために、シード点は周縁近くの補綴物のベース及び／または周縁から最も遠い補綴物のヘッドを除外する補綴物の中空部の内表面の領域の上に分配されることができる。これは図５に示されている。図５は、補綴物の中空部の内表面内の三つの異なる領域を描く図である。表面５１０は、周縁近くの補綴物の底に近い補綴物の内部中空部の領域である。表面５２０は補綴物の内表面全体を示す。表面５３０は補綴物の内表面の頂部、天井、キャップ、または天頂近くの領域を除外する補綴物の内表面の領域であり、これは中間領域表面５３０と呼ばれるかもしれない。示したように、ある実施態様では、シード支持点は補綴物の内表面５２０の全体の周りにまたは中間領域表面５３０のような補綴物の内表面の部分集合の周りに分配されることができる。さらに、ある実施態様では、Ｗａｎｇまたはいずれかの他のアルゴリズムの結果、例えば候補支持点構成は、図５の表面５３０により示された領域のような、補綴物の内表面の部分集合上にもある支持点に限定されることができる。
【００３２】
ある実施態様では、候補支持点構成は支持点の不均一な分配を含むことができる。不均一支持点構成は多くの形を取ることができる。例えば、もし三つの支持点があるなら、三つの支持点を含む面は、補綴物の縦軸に対して非垂直であることができる。もし四つ以上の支持点があるなら、それらは単一面内に全て含まれないかもしれない。ある実施態様では、支持点はそれぞれ、補綴物のベースに対して異なる高さにあることができる。支持点はまた、補綴物の周囲周りに不均一に分配されることができる。例えば、一対の支持点間の周囲に沿った角度はいずれかの他の対の支持点間の周囲に沿った角度とは異なることができる。
【００３３】
補綴物の内表面の頂部は多数の方法で規定されることができる。ある補綴物に対しては、補綴物の内表面の面は略垂直であることができ、一方頂部は略水平な表面を持つことができる。補綴物の内表面を見ることにより頂部を規定し、かつ内表面の水平部分と内表面の略垂直部分の間の「肩」が存在する場所を決定することができる。内表面の略水平部分は頂部として規定されることができる。内表面の頂部はまた、内表面上の最上部または最高点からの百分率距離に換算して規定されることができる。例えば、頂部は、内表面の最高で約２％、５％、６％、１０％、３０％、またはいずれかの他の適切な百分率として規定されることができる。同様に、支持点が周縁から離れて分配されているとき、いずれかの支持点が位置している縁からの最小距離は、周縁から離れた内表面の少なくとも約２％、５％、６％、１０％、３０％、またはいずれかの他の適切な百分率であることができる。
【００３４】
ある実施態様では、候補支持点構成を決定するために使用される複数のシード点は、三つ以上であることができる。例えば、六つの支持点は、六つの自由度、例えば回転及び並進を制御するために使用されることができ、そこでは補綴物は、取り付け工程時に、希望の取り付け場所から変えることができる。ある実施態様では、六つの自由度は、Ｘ，Ｙ、及びＺ方向、及びピッチ、ロール、及びヨーであることができる。ある実施態様では、より多くの支持点が、構造安定性を改善するために反復時に追加されることができる。例えば、もし三つのシード点が最初に設定されていたとしても、そのとき一つ、二つ、三つ、またはそれより多くのシード点が構造安定性を改善するために追加されることができる。
【００３５】
典型的には、最初に使用されるシード点の数にかかわらず、少なくとも三つの離散支持点が構造安定性を維持するために支持点の候補構成に使用されるだろう。一つより多い支持点が別の支持点と同じ場所に配置されることができ、それにより支持点の総数を一つだけ効果的に減らすことができる。これが起こるとき、六つより少ない支持点が補綴物の内表面上で使用されることができる。異なる実施態様では、支持点のいずれの数も使用されることができる。ある実施態様では、二つ以上の支持点が同じ場所に配置されることができるにもかかわらず、もし全ての方向の自由度が制御されることになるなら、支持点のいずれかの候補構成での補綴物の内表面上に三つ以上の離散支持点があるだろう。
【００３６】
候補支持点構成を決定するための他のアルゴリズムは工程２１０で使用されることができる。かかる他のアルゴリズムは当業者には既知である。
【００３７】
工程２１０で候補支持点が決定された後、構造安定性評価が工程２２０で支持点のその構成のために決定される。ある実施態様では、構造安定性評価は、補綴物の模型化された内表面に基づいて決定されることができる。例えば、補綴物の内表面は、三角形の網目を使用して模型化されることができる。網目の三角形は結節点を共有するだろうし、各三角形は三つの結節点により規定される。候補支持点のための構造安定性評価を決定することは、補綴物の調製された歯の上への組み立てまたは取り付け工程をシミュレートすること、及び補綴物の公称のまたは設計された配置と補綴物のシミュレートされたまたは評価された配置の間の変動の誤差基準を決定することを含むことができる。かかる基準は、補綴物の内表面をそれらの結節点の公称の、計画された、または希望された位置に比べたときの補綴物の内表面を表わす三角形網目上の結節点の乱されたまたは変動された場所の二乗平均平方根であることができる。前記網目は図３及び図４には描かれていない。二乗平均平方根または他の基準は、取り付けまたは組み立て工程の多数のシミュレーションに渡って決定されることができる。例えば、組み立てまたは取り付け工程の１００００シミュレーション、またはいずれかの数のシミュレーションが構造安定性測定の計算で使用されることができる。他の基準もまた、使用されることができる。例えば、最悪例または最良例シナリオの標準偏差に基づいて計算された基準が使用されることができる。例えば、もし潜在的に可能な最悪例シナリオの衝撃を減らすことを望むなら、そのときは構造安定性基準として最悪例シナリオの標準偏差の幾つかの数でみた変動を選んでもよい。最も望ましい最悪例シナリオ基準を持つ候補支持点構成を選ぶことにより、補綴物の組み立てまたは取り付けのための最悪例シナリオは同様に最小化されまたは軽減されるはずである。
【００３８】
それらの候補支持点構成のための構造安定性評価が工程２２０で決定された後、次いで工程２３０で、より多くの候補支持点構成が決定されるべきであるかどうかに関して決定がなされる。ある実施態様では、予め決められた数の候補支持点構成が生成される（例えば５または１０）。ある実施態様では、新しい候補支持点構成が、構成が閾値構造安定性評価に合致するまでまたは新しい候補支持点構成が前の評価に対してある閾値を越えるまで生成される。
【００３９】
もしより多くの候補支持点構成が決定されないことになるなら、そのときは工程２４０が実施される。しかし、もしより多くの候補支持点構成が決定されることになるなら、そのときは支持点の別の構成を決定するために工程２１０及び２２０が再度実施される。特に、工程２１０で新しい候補支持点構成を決定するためにランダムシード点の新しい構成が使用される。次いで構造安定性計算が工程２２０で新しく決定された候補支持点構成のために実施される。
【００４０】
工程２４０で、支持点の構成が全ての候補支持点構成中から選ばれる。候補支持点中の選択は、ある実施態様では、「最良」構造安定性評価を持つものを選ぶことを含むことができる。もし、例えば、工程２２０で決定されたような補綴物の中空部の内表面上の結節点の位置の二乗平均平方根がどの候補支持点構成が使用されるべきかを選ぶのかに使用されるなら、そのときは選択は、どの候補支持点構成が最低の二乗平均平方根を持つかに基づくだろう。ある実施態様では、候補支持点構成は不均一であることができるので、選ばれた支持点構成もまた、不均一であることができる。
【００４１】
支持点構成が工程２４０で選ばれた後、次いで工程２５０で、歯科補綴物のためのデータが少なくとも部分的に選ばれた支持点構成に基づいて作られる。ある実施態様では、歯科補綴物のためのデータを生成することは、支持点の選ばれた構成を持つ内部中空部を含む、補綴物を表わす三角形網目のためのＳＴＬまたはＳＤＬ模型または表面模型をエクスポートすることを含むことができる。表面模型の生成は、支持点がソフトウエア歯科設計工程時に規定される場合になされることができる。支持点の選ばれた構成の配置は、これに代えて補綴物表面からの別のデータファイルに含まれることができる。ある実施態様では、データは補綴物のＣＡＭ（コンピュータ援用製造）調製工程時に生成されることができる。生成されたデータは、内表面及び選ばれた支持点構成をフライス削りするためのフライス削り経路を含むことができる。当業者は、データをエクスポートすることができかつ続いてのＣＡＤ模型化、ＣＡＭ模型化、または製造で使用されることができる多くの方法があることを認識するだろう。模型がエクスポートされ、続いて使用されることができる全てのそれらの種々の方法は本明細書における実施態様の範囲及び精神内にあると考えられる。
【００４２】
ここでの実施態様は、二つ以上の内表面領域を含む補綴物を含む、いかなるタイプの補綴物も含むことができる。例えば、ブリッジの場合、上にブリッジが取り付けられる多数の調製された歯であることができる。補綴物は、各調製された歯のための内表面を含むことができる。もしブリッジが例えば三つの調製された歯の上に取り付けられるなら、ブリッジ上に三つの内表面があることができ、支持点は本明細書における実施態様を用いて各調製された歯のために決定されることができる。追加的に、補綴物は、図に示された実施態様に示されたような収容されたキャップを含む必要はない。ある実施態様では、被せまたはラミネートのような補綴物は中空部を含まなくてもよいが、代わりに歯とかみ合うように設計されるが、歯の部分的覆いのみを形成する内表面を持つことができる。本明細書における実施態様は、被せ、ラミネートまたはいずれかの他の補綴物の上に支持点の構成を決定することを含む。
【００４３】
支持点
候補支持点の位置、及び方法２００で決定された選ばれた支持点構成を決定することに加えて、支持点の寸法及び／または形状に関しても決定がなされることができる。これは工程２１０に関して上で説明されている。上で言及したように、支持点の寸法及び／または形状を決定することは工程２１０の一部としてなされることができ、またはそれは工程２１０の前後に実施される別の工程の一部であることができる。ある実施態様では、支持点は、少なくとも部分的にフライス削り精度またはいずれかの他の適切な因子のようなそれらの製造公差に基づいて規定されることができる。製造公差は異なる製造場所で異なることができる。従って、製造場所を知ることは、支持点の寸法及び／または形状を規定するのを助けることができる。
【００４４】
支持点の寸法及び／または形状に影響するかもしれない別の因子は、補綴物と調製された歯の間のセメント空間の希望の厚さであることができる。例えば、もし特別な幅のセメント空間が望ましいなら、そのときは支持点は、調製された歯と補綴物の間のセメント空間のその特別な幅を維持するために補綴物の内表面からその特別な幅だけ突出するように設計されることができる。上で説明したように、セメント空間のために均一な幅を持つことは、補綴物の強さ及び構造安定性を改善することができる。
【００４５】
支持点の形状のための一つの選択は、球体または回転楕円体キャップのようなキャップである。支持点は、半球体または半球体より小さな球体キャップとして補綴物の内表面から延びることができる。図６の例を考えると、それは表面６００上の種々の支持点６１０〜６４０を示す。ある実施態様は単一タイプの支持点（例えば同じ寸法及び形状）を使用するだろうし、一方で他の実施態様は多数のタイプの支持点を使用するであろう。支持点は、歯冠のような補綴物の内表面と調製された歯の間の力及び摩擦をより均一に分配するために設計されることができる。ある実施態様では、支持点６１０〜６３０のような、球体キャップに近い形状を持つ支持点が使用されるだろう。一般的に、球体キャップ支持点が使用されるとき、最大で、球の半分のみが表面６００から延びるだろう。支持点６１０は略半球体として表面６００から延びる。支持点６２０は半球体より小さい球体キャップとして表面６００から延びる。支持点６３０は、６１０または６２０より大きな球であり、かつ表面６００から半球体より小さい球体キャップとして延びる。支持点６４０は球体ではなく、その代わりに異なる種類の回転楕円体である。支持点６４０は、本明細書における種々の実施態様で使用されることができる支持点の異なる種類の多くの例の一つにすぎない。
【００４６】
上で言及したように、支持点の形状のさらなる検討として、支持点は球体キャップの形状を持つことができる。支持点を作る球のキャップの半径は、０．０５ｍｍから２ｍｍ、またはいずれかの他の適切な寸法であることができる。ある実施態様では、球の半径が大きいほど、支持点を作るために使用される球は少なくなる。支持点の半径は、製造能力及び／または設計考慮に基づいて規定されることができる。例えば、もし補綴物がフライス削りされるなら、フライス削りツールの寸法は支持点の寸法に制約を与えるかもしれない。
【００４７】
上で言及したように、方法２００は異なる工程を含むことができ、含まれる工程は異なる順序で実施されることができる。例えば、ある実施態様では、各候補支持点構成のための構造安定性評価の決定の工程２２０は、全ての候補支持点構成が工程２１０及び２３０に渡る反復により決定されたら実施されることができる。さらに、工程２２０は、工程２４０でなされた選ばれた支持点構成の決定の一部として実施されることができる。
【００４８】
追加の工程として、図２には描かれていないが、図１の工程１４０に対応して、補綴物は、工程２５０で生成されたデータに少なくとも基づいて生成されることができる。ある実施態様では、補綴物はフライス削りされることができる。他の実施態様では、補綴物は、図２の工程２５０で生成されたデータに基づいて作られた鋳型に基づいて作られることができる。データに基づいて補綴物を作るための他の適切な方法及び技術は、当業者により認識されるだろう。さらに、図１の説明で言及したように、工程２５０からのデータに基づいて生成された補綴物は、図１の工程１５０に示されたように患者に埋入されることができる。歯冠、ブリッジ、またはコーピングのような製造された補綴物は、補綴物内に中空部を規定する内表面を持つことができる。上で言及したように、内表面は中間領域を持つことができる。ある実施態様では、製造された補綴物は、中間領域に沿って一つ以上のその支持点を持つことができる。上で言及したように、中間領域に沿って支持点を持つことは補綴物の構造安定性を改善することができる。
【００４９】
例示システム
図７は、歯科補綴物の構造安定性を改善するためのシステム７００の一実施態様を示す。システム７００は、一つ以上のディスプレイ７２０に結合された一つ以上のコンピュータ７１０、及び一つ以上の入力装置７３０を含むことができる。種々の実施態様が、操作者７４０との相互作用なしに、一つ以上のコンピュータ７１０のみを含むシステム７００上でまさに実行されるだろう。ある実施態様では、歯科医、歯科技術者、または他の人であることができる操作者７４０との相互作用があるとき、操作者７４０は、キーボード及び／またはマウスであることができる一つ以上の入力装置７３０を操作することにより、システム７００を使用して歯科補綴物のためのデータを計画することができる。ある実施態様では、歯科設計について作業しながら、操作者７４０はディスプレイ７２０上の画像を見ることができる。ディスプレイ７２０は一つ以上のディスプレイ領域またはディスプレイの部分を含むことができ、それらのそれぞれは歯科設計の異なる態様を表示する。ディスプレイ７２０はまた、操作者７４０が患者（単数または複数）のデータを入力することを可能にする領域を持つことができ、操作者は、キーボード及びマウスのような入力装置を使用してデータを入力することができる。
【００５０】
種々の実施態様において、コンピュータ７１０は一つ以上の処理器、一つ以上のメモリ、及び／または一つ以上の通信機構を含むことができる。ある実施態様では、ここで説明されたモジュール、方法、及び処理を実行するために二つ以上のコンピュータ７１０が使用されることができる。追加的に、ここでのモジュール及び処理は、一つまたは多数の処理器上で、一つ以上のコンピュータ上でそれぞれ実行することができ、またはここでのモジュールは専用のハードウエア上で実行することができる。入力装置７３０は一つ以上のキーボード（片手または両手用）、マウス、タッチスクリーン、音声コマンド及び関連ハードウエア、ジェスチュア認識、または操作者７４０とコンピュータ７１０の間の通信を提供するいずれかの他の手段を含むことができる。システム７００の種々の要素中の通信は、ＵＳＢ、ＶＧＡケーブル、同軸ケーブル、ファイアワイヤ、直列ケーブル、並列ケーブル、ＳＣＳＩケーブル、ＩＤＥケーブル、ＳＡＴＡケーブル、８０２．１１またはブルートゥースに基づく無線、またはいずれかの他の有線または無線接続（単数または複数）を含むいずれかの適切な結合を介して達成されることができる。システム７００中の一つ以上の要素はまた、単一ユニット中に結合されることができる。ある実施態様では、システム７００の全ての電子要素は単一の物理的ユニット内に含まれる。
【００５１】
ディスプレイ７２０は２Ｄまたは３Ｄディスプレイであることができ、ＬＣＤ、ＣＲＴ、プラズマ、プロジェクション等のようないずれかの技術に基づくことができる。
【００５２】
本明細書で述べられた処理、コンピュータ読み取り可能媒体、及びシステムは、コンピュータシステムのような種々のタイプのハードウエア上で実施されることができるか、またはそれらに関連することができる。コンピュータ内で、システムは、情報を通信するための母線または他の通信機構、及び情報を処理するためにこの母線と結合された処理器を含むことができる。コンピュータシステムは、母線に結合されたランダムアクセスメモリまたは他のダイナミックストレージ装置のようなメインメモリを持つことができる。メインメモリは、命令及び一時的数値変数を格納するために使用されることができる。コンピュータシステムはまた、静的情報及び命令を格納するための母線に結合された読み出し専用メモリまたは他の静的格納装置を含むことができる。コンピュータシステムはまた、ＣＲＴまたはＬＣＤモニターのようなディスプレイに結合されることができる。入力装置はまた、コンピュータシステムに結合されることができる。これらの入力装置は、マウス、トラックボール、またはカーソル指向キーを含むことができる。本明細書に述べられたコンピュータシステムは、コンピュータ７１０、ディスプレイ７２０、及び／または入力装置７３０を含むことができる。各コンピュータシステムは、一つ以上の物理的コンピュータまたはコンピュータシステムまたはそれらの一部分を使用して実施されることができる。コンピュータシステムにより実行される命令はまた、コンピュータ読み取り可能媒体から読み取られることができる。コンピュータ読み取り可能媒体は、ＣＤ、ＤＶＤ、光または磁気ディスク、レーザーディスク（登録商標）、搬送波、またはコンピュータシステムにより読み取り可能ないずれかの他の媒体であることができる。ある実施態様では、配線接続回路は、処理器により実行されるソフトウエア命令の代わりにまたはそれと組み合わせて使用されることができる。
【００５３】
明らかであるように、上に開示された特定の実施態様の特徴及び属性は、追加の実施態様を形成するために異なる方法で組み合わされることができ、それらの全ては本発明の範囲内に入る。
【００５４】
特に「できる（ｃａｎ，ｃｏｕｌｄ，ｍｉｇｈｔ，ｍａｙ）」、「例えば」等の本明細書で使用される条件言語は、もし特別にそうではないと述べられない限り、または使用された文脈内でそうでないと理解されない限り、一般的に、ある実施態様がある特徴、要素及び／または状態を含むが、他の実施態様がそれらを含まないことを伝えることを意図されている。従って、かかる条件言語は、一般的に特徴、要素及び／または状態がどんな方法でも一つ以上の実施態様のために必要であること、または一つ以上の実施態様が著者の意見または鼓舞によりまたはよらないで、これらの特徴、要素及び／または状態がいずれかの特定の実施態様に含まれるかまたは実施されるべきであるかどうかを決定するための論理を必ずしも含むことを意味することを意図しない。
【００５５】
本明細書に述べられた及び／または添付図面に示された流れ図内のいずれの工程説明、要素、またはブロックは、方法中の特別な論理機能または工程を実施するための一つ以上の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの部分を潜在的に表わすものとして理解されるべきである。代替実施化は、本明細書に述べられた実施態様の範囲内に含まれ、そこでは要素または機能は、当業者により理解されるように、関与する機能性に依存して、実質的に同時にまたは逆順序を含む、示されまたは説明されたものから削除され、その順序外で実行されることができる。
【００５６】
上述の全ての方法及び工程は、上述のそれらのコンピュータシステムのような、一つ以上の汎用目的のコンピュータまたは処理器により実行されるソフトウエアコードモジュールで具体化され、かつそれらを介して完全に自動化されることができる。コードモジュールはいずれのタイプのコンピュータ読み取り可能な媒体内にまたは他のコンピュータ記憶装置内に格納されることができる。幾つかのまたは全ての方法は、代替的に専用コンピュータハードウエア内で具体化されることができる。
【００５７】
多くの変形及び修正が上述の実施態様になされることができることは強調されるべきであり、それらの要素は他の許容可能な例中にあるものとして理解されるべきである。全てのかかる修正及び変形は、ここでこの開示の範囲内に含まれかつ以下の請求項により保護されることを意図されている。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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