(57)【要約】  本発明は、歯顎顔面対象の形状を前記歯顎顔面対象のボリュメトリック画像データから捕捉するための方法に関する。該方法は、ａ）前記歯顎顔面対象とその背景との区別を示す少なくとも１つの算出されたセグメント化パラメータにより前記ボリュメトリック画像データのセグメント化を実行するステップと、ｂ）前記セグメント化されたボリュメトリック画像データから前記歯顎顔面対象の形状を捕捉するステップとを含む。【選択図】図２
2013503662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯顎顔面対象の形状を前記歯顎顔面対象のボリュメトリック画像データから捕捉するための方法であって、
ａ）前記歯顎顔面対象とその背景との区別を示す少なくとも１つの算出されたセグメント化パラメータにより前記ボリュメトリック画像データのセグメント化を実行するステップと、
ｂ）前記セグメント化されたボリュメトリック画像データから前記歯顎顔面対象の形状を捕捉するステップと
を含む方法。
【請求項２】
歯顎顔面対象のボリュメトリック画像データの少なくとも１つのセグメント化パラメータを決定するための方法であって、
ａ）前記歯顎顔面対象の前記ボリュメトリック画像データを得るために使用されるのと同じ撮像プロトコルで所定の形状の較正対象（１０）のボリュメトリック画像データを得るステップと、
ｂ）前記較正対象（１１）の画像データセットと前記較正対象（１０）の前記ボリュメトリック画像データを位置合せするステップと、
ｃ）前記位置合せされたデータセットを比較するための測度を導出するステップと、
ｅ）前記測度に関する選択基準を使用して前記少なくとも１つのセグメント化パラメータを決定し、それにより前記較正対象（１０）の形状および前記較正対象（１１）の前記ボリュメトリック画像データが考慮されるステップと
を含む方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのセグメント化パラメータを適用することによって達成されたセグメント化の精度測度を算出するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記位置合せするステップは、ボクセルベースのレジストレーションによって、または点ベースの位置合せ法によって実行される、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記選択基準は、位置合せされた較正対象（１４）の表面で、前記較正対象（１１）の前記ボリュメトリック画像データの画像値を測定することによって形成されたヒストグラムに基づく、請求項２〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ボリュメトリック画像データは、ＣＴスキャンを含む断層撮影技術によって取得される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記較正対象（１０）は、前記撮像プロトコルに対し前記歯顎顔面対象の材料特性と実質的に同等の材料特性を有する、請求項２〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記較正対象（１０）は前記歯顎顔面対象の形状と実質的に同等の形状を有する、請求項２〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記較正対象（１０）は前記歯顎顔面対象の寸法と実質的に同等の寸法を有する、請求項２〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
歯顎顔面対象をデジタル化するための方法であって、
ａ）断層撮影技術に適した材料特性を持ち、かつ任意選択的に形状および寸法の両方が前記歯顎顔面対象と実質的に等しいように設計された較正対象（１０）を選択するステップと、
ｂ）前記較正対象（１０）を断層撮影装置で走査するステップと、
ｃ）少なくとも１つのセグメント化パラメータを導出するステップと、
ｄ）ステップｂ）で較正対象（１０）用に使用されるのと同じ撮像装置および設定で歯顎顔面対象を走査するステップと、
ｅ）走査された歯顎顔面対象に対し、ステップｃ）から得られた少なくとも１つのセグメント化パラメータでセグメント化を適用するステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記セグメント化は二値化することである、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
実行されたときに請求項２〜１０のいずれかに記載の方法を実施する命令を含む、プログラム可能な装置で実行可能なプログラム。
【請求項１３】
較正対象（１０）と、請求項１２に記載のプログラムを含むデータ記憶媒体とを含むキット。
【請求項１４】
前記較正対象（１０）を撮像装置に配置するための対象をさらに含み、前記対象撮像は前記較正対象（１０）とはかなり異なる、請求項１３に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯顎顔面対象の形状を該対象のボリュメトリック画像データから捕捉するための方法に関する。さらに、本発明は、歯顎顔面対象をデジタル化するのに用いるパラメータを決定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯顎顔面治療は歯列、頭蓋、および顔面軟組織に関係する。治療の範囲は、歯並び、歯冠修復、抜歯、歯根および歯冠を含む修復のような歯の処理から、頭蓋および歯列の外科的再構築または修復を含む顎顔面手術のような骨関連治療に及び、下顎矯正術と呼ばれる特に顎の相互の位置ずれの修復の外科的介入、顎関節（ＴＭＪ）治療を包含し、組織スカルプティング、リフティングのような顔面軟組織治療に及ぶ。これらの治療で重要なことは、良好な咬合およびスマイルラインを形成することである。咬合とは、口を閉じたときに上下弓からの歯が噛み合う状態を意味する。
【０００３】
歯顎顔面治療は複雑であり、患者の顔面予後に対する影響が大きいので、正確な治療計画が必要である。従来の手動治療計画プロセスをデジタル化するコンピュータ支援歯顎顔面計画システムが利用可能になってきている。治療計画を最適化できるようにするために、これらのシステムに、歯科印象、歯科石膏模型、または着脱可能な補綴物等のような、歯顎顔面対象のデジタル版を組み込むことがしばしば必要である。したがって、歯顎顔面対象の正確なデジタル化を可能にする必要がある。
【０００４】
歯顎顔面対象は、種々のアンダカットおよび小さい細部を示すきわめて不規則な形状によって特徴付けられる。この特徴は形状のデジタル化を困難な仕事にする。
【０００５】
歯顎顔面対象をデジタル化するために、立体撮像、構造光撮像、レーザ走査、または、数ある中でもコノスコピックホログラフィに基づく表面走査を適用することができる。これらの方法は、対象のきわめて詳細な表面走査を達成することができる。一部の技術は走査できる形状の多様性に関してより柔軟であるが、特定の形状はデジタル化が依然として困難なままである。
【０００６】
歯顎顔面素材の形状をデジタル化する代替的方法は、破壊走査法または断層撮影法のようなボリュメトリック撮像技術を使用するものである。断層撮影法は、断層画像を生成する全ての画像モダリティを含む。これらの断層画像は、３Ｄ画像ボリュームに配置することができる。
【０００７】
そのような断層撮影の例としてＣＴ走査がある。このモダリティでは、歯顎顔面素材の形状をデジタル化するためにＸ線が使用される。これは典型的には、工業用ＣＴスキャナまたはマイクロＣＴスキャナに基づく工業化環境で行なわれる。しかし、この手法は著しい投資を必要とし、かつロジスティック問題を生じる。例えば、歯科印象は乾燥すると変形する。したがって、印象はできるだけ早くデジタル化し、かつそれが貯蔵される環境を慎重に制御することが望ましい。
【０００８】
対象を走査するための種々の撮像技術が存在するが、ボリュメトリック画像データから前記対象の正確な輪郭または形状を捕捉することは非常に難しく、あるいは不正確であるという問題が残っている。さらに、この輪郭または形状捕捉は通常、主観的に実行される。この輪郭捕捉プロセスはしばしば、ボリュメトリック画像データのセグメンテーションとも呼ばれる。
【０００９】
したがって、ボリュメトリック画像データから歯顎顔面素材の形状のような形状をより確実に捕捉する正確な方法が必要である。
【００１０】
国際公開第００／１９９２９号には、スライスの画像を撮影する破壊走査のボリューム撮像技術が記載されている。
【００１１】
米国特許第７１２３７６７号明細書は、例えばＣＴスキャンを使用してデジタル歯列模型を個々の構成要素の模型にセグメント化するための技術を記載している。幾つかの３Ｄセグメント化技術が記載されており、その多くは人間支援（ｈｕｍａｎ‐ａｓｓｉｓｔｅｄ）型である。他のコンピュータ実装技術は、正確な閾値の代わりに隣接歯間マージンが形成されるだけであるという欠点を有する。しかし、デジタル歯列模型のセグメント化の精度は重大な要素ではあるが、この文書はこれに関係するものではない。
【００１２】
歯科医院において容易にアクセス可能または設置される、断層撮影のようなボリューム撮像技術で歯顎顔面素材を走査する能力を、歯科専門家に提供することも必要である。そのような断層撮影法の例として、標準医用ＣＴスキャナまたは円錐ビームＣＴスキャナによるＣＴ走査がある。
【００１３】
断層撮影は１つまたは複数個ものボリュメトリック画像データセットを生成し、そこから歯顎顔面対象の表面をセグメント化する必要がある。幅広い種類の断層撮影装置に鑑みて、歯顎顔面対象の形状の便利で正確なデジタル化を可能にするために、容易かつ高度に自動化された方法が必要である。
【００１４】
論文「Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ａｃｃｕｒａｃｙ  ｏｆ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｏｌｕｍｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ」（Ｅｇｇｅｒｓら、Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒａｌ  ａｎｄ  Ｍａｘｉｌｌｏｆａｃｉａｌ  Ｓｕｒｇｅｒｙ、ｖｏｌ．４６、ｎｏ．８、Ｄｅｃ．２００８、ｐｐ．６３９〜６４４）は、デジタルボリューム断層撮影が画像誘導手術に適するか否かという問題に関係する。幾何学的精度は、正確な患者対画像のレジストレーションおよびしたがって患者の安全性にとって重要である。デジタルボリューム断層撮影は適切な方法であることが分かっている。
【００１５】
欧州特許出願公開第１８０８１２９号明細書は、人体要素に対する基準位置からの位置情報が未知である場合に、ＣＴ情報等から得られた人体要素に関する３Ｄ情報から、基準位置からの位置情報を含む人体情報を抽出するための人体情報抽出装置を開示している。提案された解決策では、位置決めのための基準面は、ＣＴ情報からの３Ｄ人体情報および人体模型からの３Ｄ模型情報の両方に含まれる共通位置決め部材に関する情報を検出することによって検出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、先行技術の欠点および限界を克服する、ボリュメトリック画像データセットから歯顎顔面対象の形状のデジタル模型を生成するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、歯顎顔面対象の形状を前記歯顎顔面対象のボリュメトリック画像データから捕捉するための方法に関する。該方法は、前記歯顎顔面対象とその背景との区別を示す少なくとも１つの算出されたセグメント化パラメータにより前記ボリュメトリック画像データのセグメント化を実行するステップと、前記セグメント化されたボリュメトリック画像データから前記歯顎顔面対象の形状を捕捉するステップとを含む。
【００１８】
現状技術は、システムのユーザによる直観的なセグメント化に依存して、素材のデジタル化を達成する。しかし、この主観的な方法は形状の正確さに関係する大きいリスクを暗示する。本発明に係る解決策では、この問題は、ＣＴスキャナのような臨床医または歯科医が容易に利用可能な機器を使用する要件を維持しながら、自動的に解消される。
【００１９】
本発明はまた、歯顎顔面対象のボリュメトリック画像データの少なくとも１つのセグメント化パラメータを決定（すなわち算出）するための方法にも関する。該方法は、前記歯顎顔面対象の前記ボリュメトリック画像データを得るために使用されるのと同じ撮像プロトコルで較正対象のボリュメトリック画像データを得るステップと、前記較正対象の形状および前記較正対象の前記ボリュメトリック画像データによって前記少なくとも１つのセグメント化パラメータを決定するステップとを含む。提案する方法では、較正対象の画像データセットおよび較正対象のボリュメトリック画像データを位置合せし、位置合せされたデータセットを比較するための測度を導出し、かつ前記測度に関する選択基準に基づいて少なくとも１つのセグメント化パラメータを導出することによって、少なくとも１つのセグメント化パラメータが決定される。
【００２０】
１つの実施形態では、前記方法は、少なくとも１つのセグメント化パラメータを適用することによって達成されたセグメント化の精度測度を算出するステップを含む。
【００２１】
特定の実施形態では、位置合せは、ボクセルベースのレジストレーションによって、または点ベースの位置合せ法によって実行される。
【００２２】
別の特定の実施形態では、選択基準は、位置合せされた較正対象の表面で、較正対象のボリュメトリック画像データの画像値を測定することによって形成されたヒストグラムに基づく。
【００２３】
好適な実施形態では、ボリュメトリック画像データは、ＣＴスキャンを含む断層撮影技術によって取得される。
【００２４】
実施形態では、較正対象は、特定の撮像技術に対し歯顎顔面対象の材料特性と実質的に同等の材料特性を有する。別の実施形態では、較正対象は歯顎顔面対象の形状と実質的に同等の形状特性を有する。さらなる実施形態では、較正対象は歯顎顔面対象の寸法と実質的に同等の寸法を有する。
【００２５】
別の態様では、本発明は、歯顎顔面対象をデジタル化するための方法であって、ａ）断層撮影技術に適した材料特性を持ち、かつ任意選択的に形状および寸法の両方が歯顎顔面対象と実質的に等しいように設計された較正対象を選択するステップと、ｂ）較正対象を断層撮影装置で走査するステップと、ｃ）少なくとも１つのセグメント化パラメータを導出するステップと、ｄ）ステップｂ）で較正対象用に使用されるのと同じ撮像装置および設定で歯顎顔面対象を走査するステップと、ｅ）走査された歯顎顔面対象に対し、ステップｃから得られた少なくとも１つのセグメント化パラメータでセグメント化を適用するステップとを含む方法に関する。
【００２６】
好適な実施形態では、本発明の方法の前記セグメント化は二値化することである。
【００２７】
さらに別の態様では、本発明は、実行されたときに上述した方法のいずれかにおける方法を実施する命令を含む、プログラム可能な装置で実行可能なプログラムに関する。
【００２８】
さらなる態様では、本発明は、較正対象と、上述したプログラムを含むデータ記憶媒体とを含むキットに関する。１つの実施形態では、前記キットはさらに、較正対象を撮像装置に配置するためのキャリア対象を含み、前記キャリア対象撮像は較正対象とはかなり異なる。
【００２９】
本発明はさらに、較正対象を設計するための方法を開示する。
【００３０】
本発明の方法の主要な利点は、臨床医または歯科医が容易に利用可能な機器により素材を正確、頑健、かつ確実にデジタル化することである。該方法は、断層撮影法によって取得されるボリュメトリック画像ボリュームの解像度を前提として、詳細かつ正確な表面が自動的に生成されることを保証する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明に係るデジタル化の方法のワークフローを示す。
【００３２】
【図２】図２は、最適閾値を定義するためのアルゴリズムの概要を示す。
【００３３】
【図３】図３は、較正対象設計の走査結果（ａ）およびポリカーボネートで製造された製品（ｂ）を示す。
【００３４】
【図４】図４は、（ａ）容器部および頂部を有する較正対象、ならびに（ｂ）容器部上の頂部の配置を示す。
【００３５】
【図５】図５は、（ａ）頂部および歯科印象材が充填された容器部、ならびに（ｂ）頂部を取り外した後の容器部内の歯列の印象を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
用語「ボリュメトリックスキャン」とは、断層撮影または破壊走査のようなボリューム撮像技術によって得られるデータを意味する。本文中で使用される同義語として、「ボリュメトリック画像データ」または「ボリュメトリック画像データセット」がある。
【００３７】
医療分野における種々の製品のさらなる格納、処理、設計、および製造のために、身体の形状を反映する素材の正確なデジタル化を実行する必要がある。この形状はきわめて不規則である可能性が高いので、１回の高速取得で形状全体を撮像することは困難である。
【００３８】
歯顎顔面分野では、種々の対象がこの目的に使用される。１群の素材として印象材がある。印象は歯、顔面、耳のような解剖学的部分から作られる。別の素材群として石膏模型がある。種々の解剖学的模型の石膏模型は典型的に印象から作製される。さらに補綴物のような他の素材、またはＸ線撮影ガイドおよびワックスアップのような特別設計素材をデジタル化する必要がある。
【００３９】
歯顎顔面対象をデジタル化するために、破壊撮像または断層撮影のようなボリュメトリック撮像技術を使用することができる。別の実施形態では、表面走査技術を適用することができる。
【００４０】
典型的な断層撮影走査技術はＸ線を使用する。臨床または歯科環境では、患者の解剖学的組織をデジタル化するために、ＣＴスキャナによる走査を使用することができる。ＣＴスキャナは医用ＣＴスキャナ、円錐ビームＣＴスキャナ（ＣＢＣＴ）、またはマイクロＣＴスキャナ（μＣＴ）とすることができる。
【００４１】
身体の形状を反映する歯顎顔面対象は、非常に異なるように画像化されるキャリア素材上に配置することができる。これら２つの素材の材料特性が異なる場合、身体の形状を反映する対象を明瞭に見ることができる。素材を走査したときに、対象はあたかも浮遊しているように見える。Ｘ線を利用して撮像するには、スポンジのような放射線透過性の非常に高いキャリア素材がよい。しかし、このボリュメトリックスキャンからの正確な形状のセグメント化のためには、医療および歯科分野に存在する広範囲の機器を前提として、医療または歯科作業環境に適した新しいステップが要求される。この目的のために、本発明は較正およびセグメント化手順を提供する。
【００４２】
図１は本発明に係る対象をデジタル化するための方法のワークフローを表わす。
【００４３】
１つの実施形態では、較正対象（３）の走査を実行する（４）ことによって、断層撮影スキャナ（２）が較正される。この走査から１つ以上のセグメント化パラメータ（６）が自動的に算出される（５）。前記較正対象（３）は、較正された断層撮影スキャナ（７）によりデジタル化すべき対象（１）用に特別に設計される（１０）。較正済みセグメント化（８）が走査された素材に実行され、前記素材の正確な表面模型（９）がもたらされる。
【００４４】
較正対象（３）は設計される。較正対象用の素材は、断層撮影法に対し、デジタル化する必要のある標的素材と同様の材料特性を有する。デジタル化する必要のある実際の物質の形状と同様とすることのできる正確な形状情報（１０）は、設計から既知である。
【００４５】
較正対象は、標的素材が走査されるのと同じ方法でかつ同じスキャナにより走査される（４）。走査からのボリュメトリック画像データ（１１）および設計（１０）からの既知の形状に基づき、特定のセグメント化手法のための正確な形状を生成するパラメータ（６）が決定される（５）。これらのパラメータにより、走査対象の正確な形状を突き止める二分決定点が決定される。これに加えて、結果的に得られるセグメント化の精度測度を算出することができる（１２）。
【００４６】
次に、実際の素材が較正走査と同じ走査プロトコルで走査される（７）。決定されたパラメータ（６）でセグメント化アルゴリズムが適用される（８）。このようにして素材の正確な形状が得られる（９）。
【００４７】
較正走査は、規則的な時間頻度で、またはＣＴスキャン装置もしくは使用される素材に変更または更新が行なわれたときに、簡単にやり直すことができる。この方法は迅速であり、かつ臨床医および彼らのチーム自体によって取り扱うことができる。
【００４８】
特定の実施形態では、ボリュメトリック画像ボリュームからの表面のセグメント化は二値化によって実行される。閾値は素材と背景との間の遷移を画定し、したがって素材の表面を画定する。
【００４９】
図２は、最適閾値またはセグメント化パラメータを自動的に算出するためのアルゴリズムを示す。（５）。
【００５０】
該アルゴリズムは、２つの入力データセット、すなわち較正対象設計（１０）、および較正対象の画像ボリューム（１１）を必要とする。該アルゴリズムは主要ステップとして、２つの入力データセットを位置合せするステップ（１３〜１４）と、位置合せされたデータセットを比較するための測度を導出する（例えばヒストグラムを作成することによって（１５〜１６））ステップと、最終的にセグメント化パラメータの値、例えば最適閾値を導出するステップ（１７−２０）とを含む。
【００５１】
較正対象の設計（１０）および画像ボリューム（１１）は位置合せされていないので、位置合せステップが必要である。位置合せとは、変換されたオブジェクトおよび画像ボリュームが同一３Ｄ空間を共有し、したがって一致するように、変換を探索することと定義される。この位置合せを達成するために、様々な手順を使用することができる。可能な手法は次の通りである。第１に、較正対象の設計（１０）に基づいて画像ボリュームを算出する。次に、この画像ボリュームデータを、断層撮影（１１）を介して得られた較正対象の画像ボリュームデータと位置合せする。このアルゴリズムの結果が変換であり、次いでそれを較正対象の設計（１０）に適用して、位置合せされた較正対象の設計（１４）を得る。位置合せされた較正対象の設計（１４）は、同一３Ｄ空間で較正対象（１１）の画像ボリュームと一致する。
【００５２】
１つの実施形態では、位置合せは、相互情報量の最大化に基づくボクセルレジストレーションによって行なうことができる（「Ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌｉｔｙ  ｉｍａｇｅ  ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｍｕｔｕａｌ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」、Ｍａｅｓら、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ、１６（２）：１８７〜１９８、Ａｐｒｉｌ  １９９７）。別の実施形態では、点ベースの位置合せ方法（「Ｌｅａｓｔ  ｓｑｕａｒｅ  ｆｉｔｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｔｗｏ  ３Ｄ  Ｐｏｉｎｔ  Ｓｅｔｓ」、Ａｒｕｎら、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ、９（５）、Ｓｅｐｔ．１９８７）を使用する。この点ベースの位置合せ方法は最初に、較正対象の設計（１０）および較正対象の画像ボリューム（１１）における明確に定義可能な点または特徴を抽出する。次に、該方法は両方のデータセットの対応する３Ｄ点を位置合せする変換を探索する。
【００５３】
第２ステップで、アルゴリズムは、位置合せされた較正対象の設計（１４）の表面で較正対象の画像ボリューム（１１）の画像値を測定する。測定された画像値は全て格納され、格納された画像値のヒストグラム（１５）が形成される。該アルゴリズムの安定性を改善するために、位置合せされた較正対象の設計（１４）の表面の周りの小さい領域に向かって、測度面積を拡張させることができる。このようにして、位置合せアルゴリズムまたは走査データのノイズを部分的に除去することができる。
【００５４】
最後に、最適閾値（１９）、換言するとセグメント化パラメータが、生成された画像値ヒストグラム（１６）と共に選択基準（１８）を使用することによって、導出される（１７）。可能な選択基準（１８）として、平均画像値、最頻出画像値、最大画像値等がある。異なる選択基準は結果的にわずかに異なる閾値を生じ、最適選択基準は最終用途によって異なる。
【００５５】
最適閾値を定義した後、セグメント化の予想される全体的精度（２０）の測度を得ることができる。この値を算出するために、マーチング・キューブ・アルゴリズム（Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ＳＩＧＧＲＡＰＨ、ｐｐ．１６３〜１６９、１９８７）および導出された最適閾値を用いて、較正対象の走査画像ボリューム（１１）から表面表現が生成される。次に、この表面表現と較正対象設計（１０）との間の距離マップを算出することができる。この距離マップ、またはこの距離マップから導出される任意の統計的測度は、一致する撮像プロトコルを持つ断層撮影方法および装置を前提として、デジタル化される素材の全体的デジタル化手順の予想精度を表わす。
【００５６】
最適閾値を自動的に算出するための代替的方法は、走査された較正対象および仮想的較正対象設計を位置合せするステップと、任意の閾値に対し、走査された対象の再構成表面と対象設計の仮想表面との間の距離マップを生成するステップと、算出された距離マップに基づいて最適閾値を導出するステップとを含む。
【実施例】
【００５７】
実施例１：アクリル製補綴物用の較正対象（１０）の設計
デジタル化される素材（１）がアクリル製歯科補綴物である場合、較正対象（１０）を設計するときに、幾つか特定のガイドラインを考慮することができる。第１に、設計された対象のボリュームは、典型的な歯科補綴物のボリュームとおおよそ等しいことが好ましい。さらに、アルゴリズムの精度を保証することができるように、対象の表面は充分な詳細３Ｄ情報すなわち形状変化を含むことが好ましい。最後に、較正対象に使用される素材の特性は、特定の断層撮影技術に対してデジタル化される素材の特性と同様または等しくすべきである。
【００５８】
断層撮影方法が前記アクリル製補綴物のＣＴスキャンである場合、較正対象（１０）は次のように設計することができる。較正対象は、高さの小さい円筒上に事実上装着される典型的な歯の表面から構成される。設計された対象は、歯科補綴物を作製するために使用されるアクリル材と同様の放射線透過性を有するポリカーボネートで作製される（図３）。そのようなポリカーボネートの例としてＴＥＣＡＮＡＴ（商標）がある。
【００５９】
実施例２：歯科印象用の較正対象（１０）の設計
デジタル化される素材が歯科印象であり、断層撮影方法がＣＴスキャンである場合、較正対象（１０）を設計するときに、幾つかの特定のガイドラインを考慮することができる。第１に、多くの歯科印象材が存在することに留意する必要がある。これらの素材は全て異なる放射線透過性を有する。したがって、設計された較正対象は、これらの歯科印象材のいずれかに使用可能でなければならない。第２に、較正対象のボリュームは、典型的な歯科印象のボリュームとおおよそ等しいことが好ましい。最後に、アルゴリズムの精度を保証することができるように、較正対象は充分な詳細３Ｄ情報すなわち形状変化を含むことが好ましい。これらのガイドラインに適合するように、較正対象を作製することができ、特別な較正手順を構想することができる。
【００６０】
特定の設計の実施形態は次の通りである。図４に示す特定の実施形態では、設計された対象（１０）は２つの部分、すなわち頂部および容器部を含む。頂部は、上部歯列に似た構造を下面に持つ正方形のブロックである。容器部は２つのキャビティから構成される。第１キャビティ（図４ｂのＣ１）は頂部よりわずかに大きい。第２キャビティ（図４ｂのＣ２）は頂部よりわずかに小さい。２つのキャビティの異なる大きさのため、頂部は容器部の上の周知の位置に配置することができる。印象材を較正するために、下方のキャビティＣ１に印象材が充填される（図４ｂ参照）。次に、頂部は容器上に配置され、２つの部分は互いに密着するように押し付けられる。数分後に印象材が硬化すると、頂部を取り出すことができる。残りの部分すなわち印象材を伴う容器部は最終較正対象を画定し、それを走査して較正対象の画像ボリューム（１１）が得られる。頂部の下面の歯列表面は較正対象設計（１０）として働く。
【００６１】
本発明を特定の実施形態に関連して説明したが、本発明が上述した例証としての実施形態の詳細に限定されず、本発明がその範囲から逸脱することなく種々の変化および変形を施して具現することができることは、当業者には明白であろう。したがって、本発明の実施形態は、あらゆる点で例証であって、制限ではないとみなすべきであり、本発明の範囲は、上述した説明によってではなく、添付する特許請求の範囲によって示されており、したがって特許請求の範囲の意義および均等物の範囲内に該当する全ての変形を、その中に包含するつもりである。換言すると、根底にある基本原理の範囲内に該当しかつ本質的な属性が本特許出願で請求されているあらゆる変形、変化、または均等物を網羅することを意図している。さらに、用語「含んでいる」または「含む」が他の要素またはステップを除外するものではないこと、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数を除外するものではないこと、かつ単一要素、例えばコンピュータシステム、プロセッサ、または別の一体的ユニットは、特許請求の範囲に記載される幾つかの手段の機能を果たすことがあることを、本特許出願の読者は理解されるであろう。特許請求の範囲における参照符号は、関係するそれぞれの請求項を制限するものと解釈してはならない。用語「第１」、「第２」、「第３」、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」等は、説明または特許請求の範囲で使用される場合、同様の要素またはステップを区別するために導入するものであって、逐次的または時間的順番を記載するものではない。同様に、用語「上部」、「下部」、「上」、「下」等は、説明のために導入したものであって、必ずしも相対的な位置を表わすものではない。そのように使用される用語は適切な状況下で互いに置き換えることができ、本発明の実施形態は、本発明に従って他の順番で、または上述もしくは上で例示したのとは異なる向きで動作することができることを理解されたい。
【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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【国際調査報告】
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