(57)【要約】  ワイヤの固定式装具内への挿入及び歯科矯正治療経過中の構造の摺動を容易にする特注アーチワイヤを形成する。これらのアーチワイヤは、全体的なアーチワイヤ形状を維持しながら、曲げの有害作用及びアーチワイヤ長の相違を軽減するようにアーチワイヤ形状を修正することにより舌側装具と調和する。これは、同時に、アーチワイヤ形状の１つ以上のセグメントを選択する、アーチ長を戦略的に調節する、最終咬合を対象としたワイヤ構成に対してモーフィング又は平滑化作業を実施する、及びそれらの組み合わせにより達成することができる。
2014521439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科矯正アーチワイヤを作製する方法であって、
患者の歯の特定の位置と関連する第１のアーチワイヤ形状を準備する工程と、
所定の寸法を有するアーチワイヤスロット内で摺動する適切なアーチワイヤを形成するアーチワイヤ形状に関連する干渉パラメータの許容範囲を定義する工程と、
前記第１のアーチワイヤ形状が前記許容範囲を外れて拡大する干渉パラメータを有することを測定する工程と、
干渉パラメータが前記許容範囲を外れて拡大する前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を、前記干渉パラメータがもはや前記許容範囲を外れて拡大しないアーチワイヤ形状に修正する工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記特定の位置が、前記患者の歯の所望の位置である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記修正されたアーチワイヤ形状に従って前記アーチワイヤを製造する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記干渉パラメータが、アーチワイヤ曲げ角度に基づく、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記干渉パラメータが、アーチワイヤ曲率に基づく、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を修正する工程が、曲線適合アルゴリズムを前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部に適用する工程を含む、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項７】
曲線適合アルゴリズムを適用する工程が、平滑化スプラインを適用する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
曲線適合アルゴリズムを適用する工程が、全体のアーチワイヤ形状を維持しながら、前記第１のアーチワイヤ形状の曲げを２つ以上の比較的より緩やかな曲げと差し替える工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を修正する工程が、前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を、アーチワイヤ形状のライブラリから選択される第２のアーチワイヤ形状の一部でモーフィングすることを含む、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を修正する工程が、
アーチワイヤ形状のライブラリから第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を選択する工程と、
前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を前記第２のアーチワイヤ形状の前記選択された一部と差し替える工程と、を含む、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を選択する工程が、所定の許容度内で前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部と一致するアーチワイヤ形状を求めて前記ライブラリを検索する工程を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記干渉パラメータが、アーチ長の相違に基づく、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項１３】
前記アーチワイヤ形状の少なくとも一部を修正する工程が、前記第１のアーチワイヤ形状のアーチ長を調節して、前記アーチ長の相違を低減させる工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
アーチ長を調節する工程が、前記第１のアーチワイヤ形状を等尺的に拡大縮小する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
アーチ長を調節する工程が、前記第１のアーチワイヤ形状を２つ以上の別個のアーチワイヤ区画に分割する１つ以上のノードを前記第１のアーチワイヤ形状に沿って画定する工程と、第１のアーチワイヤ区画のアーチ長を前記第２のアーチワイヤ区画のアーチ長よりも長く又は短く調節する工程と、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２のアーチワイヤ区画の配向及び位置が、前記第１のアーチワイヤ形状のアーチ長が調節されるときに固定されたままである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
それぞれのアーチワイヤ区画のアーチ長調節の程度が、前記アーチワイヤ区画に関連する歯の密集の程度に依存する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記歯の密集の程度が、前記第１のアーチワイヤ形状に沿った１つ以上の曲げの前記曲げ角度に少なくとも部分的に基づく、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記歯の密集の程度が、前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部に沿って測定された曲率に少なくとも部分的に基づく、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を修正する工程が、
前記アーチワイヤが不正咬合歯の上に配置された状態で、前記第１のアーチワイヤ形状の１つ以上のセグメントの位置及び配向を測定する工程と、
前記アーチワイヤが特定の位置で歯の上に配置された状態で、前記１つ以上のセグメントの位置及び配向を測定する工程と、
前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を、前記不正咬合歯及び特定の歯の位置に関連する前記セグメントの前記位置及び配向により画定される第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部と差し替える工程と、を更に含む、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項２１】
前記不正咬合歯及び特定の歯の位置に関連するアーチワイヤセグメントの前記位置及び配向を線形補間して、前記第２のアーチワイヤ形状の前記画定された部分を得る工程を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記１つ以上のセグメントが実質的に同一平面上に存在するように、前記１つ以上のセグメントの前記位置及び配向が制限される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
幾何学的偏差指数を定義する工程を更に含み、前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を前記第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部と差し替える工程が、所定の範囲内に入る前記第１と第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部間の前記偏差指数に依存する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記干渉パラメータがもはや前記許容範囲を外れて拡大しないように前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を修正する工程が、
前記許容範囲を外れて拡大する干渉パラメータを有する第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を準備する工程と、
差し替えアーチワイヤ形状セグメントを得るために、前記第２のアーチワイヤ形状の平滑化された部分の前記干渉パラメータがもはや前記許容範囲を外れて拡大しなくなるまで、前記第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を反復的に平滑化する工程と、
前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を前記差し替えアーチワイヤ形状セグメントと差し替える工程と、を含む、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を修正する工程が、
前記許容範囲を外れて拡大する干渉パラメータを有する第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を準備する工程と、
差し替えアーチワイヤ形状セグメントを得るために、前記第２のアーチワイヤ形状の調節された部分の前記干渉パラメータがもはや前記許容範囲を外れて拡大しなくなるまで、前記第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部の前記アーチ長を反復的に調節する工程と、
前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を前記差し替えアーチワイヤ形状セグメントと差し替える工程と、を含む、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の方法により作製された特注歯科矯正アーチワイヤ。
【請求項２７】
歯科矯正アーチワイヤ一式を作製する方法であって、
アーチワイヤ形状を測定する工程と、
１つ以上の固定具に設けられる複数のチャネルを作り出す工程であって、少なくとも２つのチャネルが、前記測定されたアーチワイヤ形状を反映し、互いに異なるそれぞれの断面寸法を有する、工程と、
前記アーチワイヤが前記測定された形状を採用するように、アーチワイヤをそれぞれのチャネルに制限する工程と、
前記１つ以上の固定具を、それらの中の前記アーチワイヤが前記測定されたアーチワイヤ形状を固定して採用するのに十分な条件に曝し、それによって前記測定されたアーチワイヤ形状に関して様々な程度の忠実性を表す２つ以上のアーチワイヤを形成する工程と、を含む、方法。
【請求項２８】
前記断面寸法が横幅である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記それぞれの固定具のチャネルが、端から端までの配列において複数の略線形セグメントと、隣接する複数のセグメントが一緒になる位置に位置する複数の空洞と、を有し、それぞれの線形セグメントの前記横幅が、その長さに沿ってほぼ均一である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
一般に複数のチャネルを作り出す工程が、
それぞれが前記アーチワイヤのそれよりも断面寸法を有する２つ以上のチャネルを画定する工程と、
前記固定具上で重ね合わされるとき、前記測定された形状の前記長手方向軸線が一般に前記チャネルのそれぞれのセグメントと交差するように、それぞれの固定具においてそれぞれのチャネルを形成する工程と、を更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
第１のアーチワイヤ形状を有する第１のアーチワイヤと、
第２のアーチワイヤ形状を有する第２のアーチワイヤと、を含み、前記第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部が、前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部の幾何学的に平滑化された表示である、歯科矯正キット。
【請求項３２】
前記平滑化された表示が、前記第１のアーチワイヤ形状のそれぞれの部分の干渉パラメータ未満の前記干渉パラメータを有し、前記干渉パラメータが、平均曲げ角度、最大曲げ角度、平均曲率、最大曲率、及びアーチ長の相違のうちの１つ以上に基づく、請求項３１に記載の歯科矯正キット。
【請求項３３】
第１のアーチワイヤ形状を有する第１のアーチワイヤと、
第２のアーチワイヤ形状を有する第２のアーチワイヤと、を含み、前記第１及び第２のアーチワイヤ形状のそれぞれが、それぞれアーチ長を有し、前記第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部が、前記第１及び第２のアーチワイヤ形状の前記アーチ長が互いに異なるように、前記第１のアーチワイヤ形状に対して幾何学的に拡張される、又は縮小される前記第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部の表示である、歯科矯正キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
歯科矯正装具及びそれを作製する関連方法を提供する。より具体的には、特注のアーチワイヤ及びそれを作製する方法は、固定歯科矯正装具を用いて使用するために提供される。
【背景技術】
【０００２】
歯科矯正療法は、不正咬合（又は歪んだ）歯の監督された治療に関する歯科の専門領域である。一般に、そのような治療は、１つ以上の歯科矯正装具を使用して、歯に連続して軽度の力を慎重に適用することを伴う。これらの力は、周囲の骨構造の変化を刺激し、それによって歯を徐々に口腔内のその適切な位置に誘導する。歯科矯正療法は、衛生状態を保つ容易さ、顔貌の改善、並びに咬合機能の改善を含む多くの利益を提供することができる。
【０００３】
固定式装具又は「ブレース」は、ブラケットと呼ばれる小さいスロット付き装具が歯に取り付けられる歯科矯正治療の一種を表す。次いで、弾力的なＵ字形状のアーチワイヤは、ブラケットのスロット内に配置される。ブラケットに連結されるとき、アーチワイヤは、治療経過中に歯をその適切な位置に誘導する進路として作用する。治療の初めに、アーチワイヤは連結を容易にするために小さい断面寸法を有し、歯がほぐされると、歯に加わる力も比較的小さく保つ傾向がある。治療の後期の段階では、歯はその標的位置に近づき、関連する歯に対する実施者の制御を改善するために、進行的により大きい（そしてより硬い）ワイヤを使用することが可能である。
【０００４】
舌側歯科矯正治療では、固定式装具は、歯の舌に面する表面に結合される。この種類の治療は、患者がブレースが見えるのを望まない美的治療の状況において特に望ましい。舌側歯科矯正治療の一例としては、３Ｍ  Ｕｎｉｔｅｋ（Ｍｏｎｒｏｖｉａ，ＣＡ）から販売されているＩＮＣＯＧＮＩＴＯ商標の舌側ブレースである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
舌側ブレースは、多くの美的利点を提供するが、いくつかの固有の技術的な課題も提示する。舌側治療において認識される問題の１つは、患者ごとのアーチ長、アーチ形状、及び相対的な歯の大きさの実質的な変動である。これらの相違は、歯の舌側表面を処理するときに特に顕著である。デジタル走査方法及び高速プロトタイピングにおける技術の発展により、ブラケット、アーチワイヤ、又はその両方が個々の患者の歯の構成に完全に特注されることを可能にしてきた。
【０００６】
だが、特注装具の実装にも関わらず、多くの課題が残っている。主な問題は、歯の不正咬合位置ではなく、歯の所望の位置に基づき特注されたアーチワイヤ形状に由来する。ブラケット間の距離は、歯の舌側表面上に制限されるため、アーチワイヤのブラケット内への挿入及び適切な摺動は、困難になり得る。これらの問題は、一般に、例えば犬歯と小臼歯との間に鋭い段曲げを有する舌側のアーチ形状の変則性により悪化する。アーチワイヤの直径を減少させることにより、ある程度の緩和を提供することができるが、これらの曲げは、歯の最終位置に基づき、不正咬合歯列に配置されるときにブラケットのスロットと干渉する可能性があるため、依然として問題がある。
【０００７】
起因要因は、比較的狭いブラケットのスロットを通してアーチワイヤの摺動を妨害する突然の曲げを生成する可能性がある、機械的に成形された特注ワイヤからも生じる。ブラケットのアーチワイヤスロットに接続される真っ直ぐなワイヤセグメントを長くすることにより摺動を容易にすることは可能であるが、これらの真っ直ぐなワイヤセグメントを互いに接合するために利用可能な隣接歯間空間を減少させるため、これも不利である可能性がある。皮肉にも、これは、他の領域に更に鋭い曲げを生成することにより問題を悪化させる可能性がある。
【０００８】
本明細書において、舌側歯科矯正治療の初期段階で、ワイヤの挿入及び摺動を容易にする特注のアーチワイヤを説明する。これらのアーチワイヤは、効率的な歯科矯正治療を促進するように所望のアーチ形状の特徴を維持しながら、特注のアーチワイヤと関連するブラケットとの間の干渉を予測し、減少させるように所望のアーチワイヤ形状を修正することにより、舌側装具と調和する構成を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様では、歯科矯正アーチワイヤを作製する方法であって、本方法は、患者の歯の特定の位置と関連する第１のアーチワイヤ形状を準備する工程と、所定の寸法を有するアーチワイヤスロット内で摺動する適切なアーチワイヤを形成するアーチワイヤ形状に関連する干渉パラメータの許容範囲を定義する工程と、第１のアーチワイヤ形状が許容範囲を外れて拡大する干渉パラメータを有することを測定する工程と、干渉パラメータが許容範囲を外れて拡大する第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部を、干渉パラメータがもはや許容範囲を外れて拡大しないアーチワイヤ形状に修正する工程とを含む。
【００１０】
別の態様では、歯科矯正アーチワイヤ一式を作製する方法が提供され、本方法は、アーチワイヤ形状を決定する工程と、１つ以上の固定具に設けられる複数のチャネルを作り出す工程であって、少なくとも２つのチャネルが、測定されたアーチワイヤ形状を反映し、互いに異なるそれぞれの断面寸法を有する、工程と、アーチワイヤが形成された形状を採用するように、アーチワイヤをそれぞれのチャネルに制限する工程と、１つ以上の固定具を、アーチワイヤが測定されたアーチワイヤ形状を固定して採用するのに十分な条件に曝し、それによって測定されたアーチワイヤ形状に関して様々な程度の忠実性を表す２つ以上のアーチワイヤを形成する工程とを含む。
【００１１】
また別の態様では、第１のアーチワイヤ形状を有する第１のアーチワイヤと、第２のアーチワイヤ形状を有する第２のアーチワイヤとを含み、第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部が、幾何学的に平滑化された第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部の表示である歯科矯正キットを提供する。
【００１２】
更に別の態様では、歯科矯正キットは、第１のアーチワイヤ形状を有する第１のアーチワイヤと、第２のアーチワイヤ形状を有する第２のアーチワイヤであって、第１及び第２のアーチワイヤ形状のそれぞれが、それぞれアーチ長を有し、第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部が、第１及び第２のアーチワイヤ形状のアーチ長が互いに異なるように、第１のアーチワイヤ形状に対して幾何学的に拡張される、又は縮小される第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部の表示である、第２のアーチワイヤとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】クライアントコンピュータが製造施設と通信する代表的なコンピュータ環境のブロックダイアグラムである。
【図２】一実施形態による代表的な歯科矯正アーチワイヤ製造方法を目的とする高レベルのフローチャートである。
【図３】関連するブラケット及びアーチワイヤセグメントに沿った歯列の平面図である。
【図４】図２のアーチワイヤセグメントを独立して示す平面図である。
【図５】図２及び３のアーチワイヤセグメントに一部基づくアーチワイヤ形状を示す平面図である。
【図６】真っ直ぐなアーチワイヤセグメントと固定寸法のアーチワイヤスロットとの間の関係を示す図である。
【図７】様々な曲げ角度及び図５のアーチワイヤスロットを有する曲がったアーチワイヤセグメント間の関係を示す図である。
【図８】様々な曲げ角度及び図５のアーチワイヤスロットを有する曲がったアーチワイヤセグメント間の関係を示す図である。
【図９】様々な曲げ角度及び図５のアーチワイヤスロットを有する曲がったアーチワイヤセグメント間の関係を示す図である。
【図１０】連続して湾曲したアーチワイヤセグメントと図５〜８のアーチワイヤスロットとの間の関係を示す図である。
【図１１】別の実施形態による図２の歯列に重ね合わせられた平滑化されたアーチワイヤ形状を示す平面図である。
【図１２】また別の実施形態による曲がったアーチワイヤセグメントと図５〜９のアーチワイヤスロットとの間の関係を示す図である。
【図１３ａ】更に別の実施形態を目的とする一組の固定具を示す平面図である。
【図１３ｂ】更に別の実施形態を目的とする一組の固定具を示す平面図である。
【図１４ａ】それぞれ、図１３ａ及び１３ｂの固定具を使用して作製された一組のアーチワイヤを示す平面図である。
【図１４ｂ】それぞれ、図１３ａ及び１３ｂの固定具を使用して作製された一組のアーチワイヤを示す平面図である。
【図１５】関連する装具に沿った不正咬合歯列に重ね合わせられた平滑化されたアーチワイヤ形状を示す平面図である。
【図１６】更に別の実施形態を目的とするアーチワイヤセグメントに沿った図１５の装具の平面図である。
【００１４】
定義
本明細書において使用するところの、
「近心側」は、患者の湾曲した歯列弓の中央に向かう方向を意味する。
「遠心側」は、患者の湾曲した歯列弓の中央から離れる方向を意味する。
「咬合側」は、患者の歯の外側先端部に向かう方向を意味する。
「歯肉側」は、患者の歯茎又は歯肉に向かう方向を意味する。
「顔面側」は、患者の唇又は頬に向かう方向を意味する。
「舌側」は、患者の舌に向かう方向を意味する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここで、実施形態がより詳細に参照され、その実施例は、添付の図面において図示される。本明細書において、提供される実施形態は、歯科矯正治療用の特注のアーチワイヤを作製するための物品、キット、及び方法を目的とする。好ましい実施形態では、記載される方法は、コンピュータにより施行され、デジタルデータの操作及び伝送を伴う。
【００１６】
本明細書で使用される、「デジタル画像」とは、視認可能な３Ｄ画像若しくは画像自体を表す、画定する、又は表示するデジタルデータを指す。患者の「歯列」とは、３次元（３Ｄ）空間に位置し、治療中の特定の時間で患者に関連する自然若しくは人工歯一式又はその一部を指す。デジタル画像は、バックオフィスサーバー、又はワークステーション、例えば、デジタル画像を操作することのできるプロセッサ、ユーザーインターフェース、及びユーザーがデジタル画像を見ることを可能にするディスプレイを有する汎用コンピュータを使用して、保存、処理、及び／又は伝達され得る。コンピュータは、複数組のデジタル画像を保存でき、コンピュータで実行するソフトウェアに十分にアクセス可能なメモリを更に含む。
【００１７】
図１は、クライアントコンピュータ１２を含む代表的なコンピュータ環境１０を示すブロック図である。好ましくは、クライアントコンピュータ１２はプロセッサ、入力装置、記憶装置、及び表示装置を有する。クライアントコンピュータ１２は、患者１６の歯列のデジタル画像と相互作用する歯科矯正実施者１４のインターフェースを表す。同じインターフェースは、実施者１４が歯の予想される移動を再検討し、患者１６の１つ以上の特注装具を要求することを可能にすることもできる。示されるように、クライアントコンピュータ１２はネットワーク２０を介して製造施設１８内の製造用コンピュータ２２と通信する。製造用コンピュータ２０は、同時に製造技術者２２が実施者１４によって提供される指示を再検討し、要求された装具を構成するための環境を提供する。製造用コンピュータ２０は、要求された装具の製作を可能にする製造装置２２も制御する。
【００１８】
幾つかの実施形態では、クライアントコンピュータ１２及び製造用コンピュータ２２は、歯科研究所又は実施者のオフィスに位置する単一コンピュータに統合される。クライアントコンピュータ１２又は製造用コンピュータ２２に関連する計算資源は、異なる位置の２つ以上のコンピュータにも分配され得る。別の可能性として、実施者１４及び技術者２２の両方は、データ及び／又はアプリケーションがインターネット又はイントラネット等のネットワーク上でアクセスされるウェブに基づくアプリケーションでデータファイルと相互作用することができる。ウェブに基づくアプリケーションの使用は、高度のクロスプラットフォームの適合性を提供する一方で、アプリケーションの更新及びサポートを容易するのに有益であり得る。
【００１９】
デジタル画像収集
治療前に、実施者１４は、不正咬合状態の患者１６の歯列を表すデジタル画像を得る。この工程で、患者の歯列構成のデジタル画像が提供され、現場の又は遠隔の計算装置に保存される。デジタル画像は、患者１６の歯列構造全体、上歯列弓若しくは下歯列弓のみ、又は一つ若しくは両方の歯列弓の一部のみを表し得る。任意により、歯科矯正治療の開始時に、例えば、歯列矯正装具を歯へと結合又は配置する直前又は直後に、第１デジタル画像が提供される。幾つかの実施形態では、第１デジタル画像は、患者の歯だけではなくまた、ブラケット、又はこれに関連する他の歯科矯正装具の３Ｄ形状を示す。
【００２０】
幾つかの実施形態では、デジタル画像は、ＰＣＴ公開第ＷＯ  ２００７／０８４７２７号（Ｂｏｅｒｊｅｓ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される能動波面サンプリングを用いた口腔内スキャナ等の携帯型の口腔内スキャナを使用して提供され得る。また、他の口腔内スキャナ又は口腔内接触プローブを使用することもできる。別の選択肢として、第１のデジタル画像は、患者の歯の凹型の歯科印象を走査することによって提供され得る。更に別の選択肢として、第１のデジタル画像は、患者の歯の凸型の物理的モデルを撮像することにより、又は患者の歯のモデル上で接触プローブを使用することにより提供され得る。走査に使用されるモデルは、例えば、アルギネート又はポリビニルシロキサン（ＰＶＳ）などの好適な歯科印象材から、患者の歯列の印象をキャスティングし、キャスティング材料（例えば、歯科矯正石膏又はエポキシ樹脂）を歯科印象材に注ぎ、キャスティング材料を硬化させることによって作製され得る。モデルを走査するために、Ｘ線写真、レーザー走査、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、及び超音波画像診断を含む、任意の好適な操作技術が使用され得る。他の可能な走査方法について米国特許出願公開第２００７／００３１７９１号（Ｃｉｎａｄｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）に述べられている。
【００２１】
任意に、デジタル歯列データは更なる処理を受ける。例えば、未加工データは、明らかなエラーを表すか、又は不必要であるいずれかのデータポイントを除去することにより、「浄化」されてもよい。例えば、隣り合うデータポイント同士に通常予想される幾何学的関係から著しく外れたデータポイントを含む、歯表面を表すデータファイルを、データ処理ソフトウェアで修正することによって、誤ったデータポイントを除去することができる。更に、欠けている歯のデータポイントをデータ処理ソフトウェアにより追加又は推定することによって、データポイントによって画定されるリアルな滑らかに湾曲した歯又は顎骨の形状を形成することもできる。幾つかの実施形態では、デジタルデータは、Ｇｅｏｍａｇｉｃ，Ｉｎｃ．（Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｔｒｉａｎｇｌｅ  Ｐａｒｋ，ＮＣ）等の提供元からのモデル化ソフトウェアを使用して「表面化」されるか、又はデジタルポイントクラウドから３Ｄ表面へと変換されてもよい。
【００２２】
歯のセグメント化
幾つかの実施形態では、デジタル画像は、別個の要素へと仮想的に分離され、それによって各歯が、別個のオブジェクトとして、別々に動かされ得る。任意に、歯の要素はまた、周辺の歯肉組織及び骨から分離されて、歯冠の浮動３Ｄ画像のみを残す。歯根の画像が無い場合、歯の視覚化及び操作において実施者１４を補助するために、仮想の根株が加えられ得る。
【００２３】
任意に、これらのプロセスは、２０１１年２月２１日に出願された同時係属中の米国特許出願第６１／４４４，６６４号（ｅｔ  ａｌ．を参照）に記載される半自動プロセスを用いたデジタルセットアップソフトウェアを使用して実施される。そのようなソフトウェアは、現場の又は遠隔の演算装置で実行され、自動的に又はオペレータの介入により実施され得る。歯の、個別の歯のオブジェクトへの分離を記載する別の方法は、発行済みの米国特許第６，６３２，０８９号（Ｒｕｂｂｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，３７１，７６１号（Ｃｈｅａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、及び同第７，２４５，７５０号（Ｃｅｒｍａｋ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される。
【００２４】
代替として、物理的プロセスは歯をセグメント化するために使用され得る。例えば、物理的石膏モデルは歯を互いに分離するために手によって分割され得る。次に、個別化された歯はワックス等の可鍛材料中に装填され得、訓練された技術者によって歯が適切な位置に配置されることを可能にする。更なる代替えとして、歯のレプリカモデルが、米国特許第６，２２７，８５１号（Ｃｈｉｓｈｔｉ  ｅｔ  ａｌ．）、第６，３９４，８０１号（Ｃｈｉｓｈｔｉ  ｅｔ  ａｌ．）、及び第６，４９９，９９７号（Ｃｈｉｓｈｔｉ  ｅｔ  ａｌ．）等に記載される装具を製作するのに使用可能な操作可能な歯列モデルシステムに装填され得る。
【００２５】
デジタルセットアップモデル作製
別個の移動可能な歯のオブジェクトが、物理的モデル又はソフトウェアのいずれかで一旦作製されたら、これらのオブジェクトは、所望の歯の位置を反映する歯科矯正セットアップモデルを提供するように操作することができる。物理的セットアップモデルが石膏モデルから歯のオブジェクトを分割し、それらをワックス中にはめ込むことにより作製された場合、適切なスキャナを用いてセットアップモデルのデジタルアナログが表示され得る。この目的に使用可能なスキャナとしては、例えばＧＯＭ  ｍｂＨ（Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ，ＧＥＲＭＡＮＹ）により製造された高解像度光学３Ｄスキャナが挙げられる。
【００２６】
あるいは、デジタルセットアップモデルは、クライアントコンピュータ１２、製造用コンピュータ２２、又は共有コンピュータのいずれかで実行されるソフトウェアにおいて完全に構築され得る。例えば、セットアップモデルは、不正咬合位置から所望の位置に歯を仮想的に移動するための治療計画ソフトウェアを実行するコンピュータ上で前処理され得る。仮想セットアップモデルの作製は、自動又は半自動であり得る。代表的な半自動デジタルセットアッププロセスは、例えば同時係属中の米国特許出願第６１／４４４，６６４号（ｅｔ  ａｌ．を参照）に記載される。デジタルセットアップの実装により、物理的な歯のモデルのカッティング及び再位置付けに関連する手間が不要になるため、物理的モデルの使用と比較して製造業者の大幅な費用削減を提供することができる。
【００２７】
よって、完了したデジタルセットアップモデルが実現された後、承認のため実施者１４に送信され得る。一旦この承認が得られたら、特注のブラケット及びアーチワイヤの製作を開始することができる。
【００２８】
ブラケットの製造
上記の収集されたデジタルデータは、舌側歯科矯正治療の特注のブラケットを製作するために使用され得る。これらの装具の構成は、歯科矯正クリニックのユーザーによって行うことができるか、又は遠隔に位置する製造所で実施することができる。治療用の特注装具一式は、一般に、結合装具一式又はブラケット及び弾力的な金属性のアーチワイヤを含む。下側のプロファイル装具を形成するために、ブラケット及びアーチワイヤの両方を個々の患者１６に合わせることが有益であり得る。
【００２９】
各ブラケットは、結合基部（又はパッド）及び本体を含む。好ましくは、結合基部は実質的に患者の歯列のそれぞれの歯の外側形状に一致する。結合基部の形状及び大きさは、ブラケットが結合される歯の所望の領域に関する入力を受信するソフトウェアを使用して測定することができる。この領域のこの仕様は、例えばユーザーが歯の表面上に仮想上の線を引く場合、手動であってよい。一方、この仕様は、ソフトウェアのアルゴリズムが歯の表面の曲率を分析し、ブラケットの歯の表面上への確実な手動による位置付けを可能にするために、実質的な曲率特徴を網羅するのに十分に大きい表面を測定する場合、部分的に又は完全に自動であってもよい。そのようなアルゴリズムは、所定の基部の大きさから開始することもできる。
【００３０】
幾つかの実施形態では、基本的な歯の領域は、ブラケットと歯との間の界面結合表面を表す湾曲表面を画定するために使用される。次に、この表面は、画定された基部厚を有する３次元の固体オブジェクトを生成するために、歯の表面に対して垂直方向に沿って押出される。好ましくは、基部は下側のブラケットプロファイルを維持するために比較的薄い（０．３ミリメートル未満）。
【００３１】
アーチワイヤスロットを収容するブラケットの本体は、「ライブラリ」、又はコンピュータ上に作製され、保存することができる所定の仮想モデルの一群から選択され得る。あるいは、ブラケット本体はまた、患者１６に合わせて特注することもできる。いずれの場合においても、実施者１４は、仮想環境において実現が可能である、特殊なフック又はタイウイング（tiewing）を取り付ける等の１つ以上のブラケットに修正を行う選択肢を有する。
【００３２】
次に、ブラケットの本体及び結合基部は、例えば自由造形形状を構成し、既存の形状を互いに接続することができるコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアを使用して、一体型オブジェクトを形成するように仮想的に一緒に統合される。これらのオブジェクトは、結合された装具の全体的なプロファイルを最少にし、ブラケット間の距離を最大にするような方法で統合され得る。更なる利点として、例えば治療の経過中、隣接する又は対向するブラケット間の干渉の可能性を避けるために、結合基部に対して本体を空間的に調節することが可能である。
【００３３】
本体及び結合基部を単一の仮想オブジェクトに接合した後、次に、オブジェクトを表すデジタルデータを高速プロトタイピング装置にエクスポートすることによって物理的アナログを直接製造することができる。そのような装置は、例えば立体リソグラフ装置（「ＳＬＡ」）、積層オブジェクト製造、選択的レーザー焼結、溶着載置、ソリッド研磨硬化、及び３−Ｄ印刷を含む。あるいは、ブラケットは、ブラケットの凸型レプリカがワックスで作製され、セラミック材料に注ぎ込まれ、次に、凹型鋳型を生成するために続いて熱により取り外される「失ろう」技法を使用して間接的に作製され得る。次に、凹型鋳型は、ブラケットを金又は他の好適な合金に鋳造するために使用され得る。
【００３４】
装具製造プロセスの更なる選択肢及び利点は、例えば米国特許第６，７７６，６１４号（Ｗｉｅｃｈｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される。
【００３５】
アーチワイヤ形状の測定
好ましい実施形態では、ブラケット及びアーチワイヤは両方とも所望の歯の位置を制御する歯科矯正指示を協同的に表す様式で特注される。内側−外側、垂直高さ、回転、角形成、及び各歯に関連するトルクを含む歯科矯正指示の任意の所与の要素は、ブラケット、アーチワイヤ、又は組み合わせでその両方に組み込むことができる。可能な場合、アーチワイヤが実質的に平面内にあるように、これらの装具を構成することが有利であり得る。この原理は、例えば３Ｍ  Ｕｎｉｔｅｋ（Ｍｏｎｒｏｖｉａ，ＣＡ）により製造されるＩＮＣＯＧＮＩＴＯ商標のＡｐｐｌｉａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍに適用されている。
【００３６】
任意に、ブラケットのうちの１つ以上は、そのそれぞれのブラケット結合基部に対してほぼ平行な配列で配向されるアーチワイヤスロットを有する。この構成では、ブラケット一式が患者１６の歯列上に設置され、アーチワイヤがスロットに挿入されるとき、アーチワイヤは、アーチワイヤがスロット内に挿入される位置で歯の表面と一致するように、咬合平面に対して傾斜される。これは同時にブラケットの全体的な厚さを減少させることができる。傾斜歯科矯正アーチワイヤの開発及び製造の詳細は、例えば米国特許第６，７７６，６１４号（Ｐａｅｈｌ  ｅｔ  ａｌ．）及び第６，９２８，７３３号（Ｒｕｂｂｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される。
【００３７】
図２は、特注アーチワイヤを作製するのに使用される製造工程を示すフローチャートである。任意に、これらの工程の幾つか又は全ては、技術者２４の監視のもと、製造用コンピュータ２２上で実行される。提供される、これらの工程は、アーチワイヤ形状を提案する工程（ブロック５０）、アーチワイヤ干渉パラメータに関連する制限を定義する工程（ブロック５２）、現在のアーチワイヤ形状の干渉パラメータを測定する工程（ブロック５４）、及び次に干渉パラメータが定義された制限を超えたかを確認する工程（ブロック５６）を含む。超えた場合、アーチワイヤ形状は訂正され（ブロック５８）、条件が合致するまで定義された制限と反復的に再度比較される（ブロック５６）。最後に、条件が一旦合致したら、アーチワイヤ形状に従い物理的アーチワイヤが製造される（ブロック６０）。これらの工程のそれぞれは、次の段落で更に説明される。
【００３８】
最初に、患者の歯の指定された位置に関連するアーチワイヤ形状が準備される。代表的な実施形態及び図２のブロック５０に示されるように、歯の位置は実施者１４及び／又は技術者１８により指定され、患者の歯の所望の位置を表す。所望の歯の位置は、上述のデジタルセットアップモデルを使用して、例えば、実施者によって承認された最終的な歯の位置及び提案されたアーチワイヤ形状であり得る。あるいは、所望の歯の位置は、治療の終了前のある時点で達し得る中間位置での歯に基づいてよい。好ましくは、アーチワイヤ形状は、アーチワイヤの長手方向軸線により画定されるアーチの形状だけでなく、ワイヤの断面寸法も含む。アーチワイヤ形状は、アーチに沿って変動することができるその長手方向軸線の周囲のワイヤの配向を更に含む。
【００３９】
その所望の位置に固定された歯と共に、仮想ブラケットは、その適切な所定の位置に従いそのそれぞれの歯オブジェクトに取り付けることができる。コンピュータは、次に、統一された３Ｄ座標系において、仮想ブラケットに関連するアーチワイヤスロットのそれぞれの正確な位置及び配向を測定することができる。
【００４０】
図３は、歯科矯正治療を受ける患者１６の所望の歯の位置を表す仮想デジタルセットアップモデル２００を示す。セットアップモデル２００は、歯２０２の舌側表面に取り付けられる仮想の歯２０２及びブラケット２０４（一般的にここでは長方形として表される）を平面図で示す。代表的な実施形態では、その一式の各ブラケット２０４のアーチワイヤスロットは、限定されたワイヤセグメント２０６の位置及び配向を測定する。各セグメント２０６は、ソフトウェアで調節することができる定義された長さを有する。しかしながら、好ましくは、セグメントの長さは、アーチワイヤの摺動を容易にするように、各ブラケット２０４のアーチワイヤスロットの少なくとも長手方向の長さである。この例では、アーチワイヤスロット（及び関連するワイヤセグメント２０６）の全ては平面内に整合されるが、一般的に必ずしもそうである必要はない。
【００４１】
図示される実施形態では、セグメント２０６は、近心側及び遠心側上のそのそれぞれのアーチワイヤスロットの長さをそれぞれのマージンδｍ及びδｄ超える。マージンδｍ及びδｄは、互いに等しくある必要はなく、デジタルセットアップソフトウェア内のユーザーインターフェースにおいて別個に調節することができ、１つのセグメント２０６ごとによって異なってよい。場合によっては、大幅な隣接歯間空間がブラケット間で利用可能であるとき、δｍ及びδｄを増加させ、隣接歯間空間が制限されるとき、δｍ及びδｄを減少させることが望ましい場合がある。幾つかの実施形態では、マージンにはデフォルト値が割り当てられ、セットアップモデル２００のセグメント２０６の幾つか又は全てのδｍ及びδｄを調節するために、実施者１４が指示を提供する。
【００４２】
デジタルセットアップソフトウェアは、実施者１４又は技術者２４のいずれかがアーチワイヤの定義に更なる手動による調節を行うことを可能にすることもできる。例えば、各アーチワイヤセグメント２０６は、次のうちの１つ以上に対して個々に調節され得る：舌側又は咬合段曲げ、トルク、角形成、回転、及び内側−外側（即ち舌側−顔面側）オフセット。デジタルセットアップソフトウェアは、任意に、実施者１４又は技術者２４からの入力と取り換えることができる、治療基準に基づくアーチワイヤ形状に対して１つ以上のデフォルト調節を含む。例えば、前歯の幾つか又は全てのセグメント２０６は、ブラケット間の距離を拡張するために僅かな咬合オフセットを自動的に含むことができる。
【００４３】
図４は、ブラケット２０４及び歯２０２を取り除いた不連続のアーチワイヤセグメント２０６を示す。各セグメント２０６は、デカルト座標空間における正確な長さ、位置、及び配向を有する。セグメント２０６に使用される座標系は、歯２０２及びブラケット２０４に使用される座標系に共通しており、患者の歯列に関連する参照平面又は患者の顎骨上の固定された位置等の口腔における固定された位置に基づく１つ以上の所定の標識に対して任意に画定される。
【００４４】
セグメント２０６は、簡潔化のために本明細書において単純な線のセグメントとして図示されるが、各セグメント２０６は、角形成及びトルクの両方を含む具体的な空間配向を有することを理解するべきである。長方形のアーチワイヤに関して、各セグメント２０６は、図３及び４では明らかではないその長手方向軸線の周囲にある程度の捻れを有することができる。例えば、傾斜アーチワイヤは、歯２０２の舌側表面と密に一致するように、アーチの長さに沿って１つ以上の捻れを含む。更なる例として、セグメントは、セグメント２０６が咬合平面（即ち図４の頁の平面）に対して所定の角度で拡大するある程度の角形成を有することもできる。
【００４５】
ここで図５を参照すると、セグメント２０６は、次に、完全な仮想アーチワイヤ２１０を形成するために、隣接歯間（又は接続）ワイヤセグメント２０８を加えることにより相互に接続される。示される例において、単一の隣接歯間セグメント２０８は、隣接するセグメント２０６の各組を接続する。しかしながら必ずしもそうである必要はない。例えば、隣接するセグメント２０６の各組は、端から端まで接合される２つ以上の隣接歯間セグメント２０８により互いに接続され得る。トルク値がセグメント２０６内で変動する場合では、隣接歯間セグメント２０８は、好ましくは、アーチワイヤ２１０の長さに沿って得られる捻れに連続性を提供する配向を採用する。
【００４６】
図５に示される、アーチワイヤ２１０を構成するセグメント２０６、２０８は、歯科矯正セットアップモデルにおける装具の相対的配向に基づき異なる角度で一緒になる。セグメント２０６、２０８はこの場合真っ直ぐであるため、隣接するセグメント２０６、２０８間の接合部は曲げ２１２を呈する。これらの曲げ２１２の特徴は、以下で更に詳細に検討される。
【００４７】
この図の目的において、アーチワイヤは、図６〜１０及び１２に関して頁の平面内に存在するように制限されることが仮定される。図５は、固定された第１及び第２の側面２２４、２２６を有するアーチワイヤスロット２２２に存在する真っ直ぐなアーチワイヤセグメント２２０を示す。図７及び８は、僅かな曲げ３２８、４２８を含み、同じアーチワイヤスロット２２２内に存在するアーチワイヤセグメント３２０、４２０を示す。曲げ３２８、４２８は、曲げ角度θ、又は曲げ３２８、４２８の片側上のセグメント３２０、４２０の一部の軌道から曲げ３２８、４２８の反対側のセグメント３２０、４２０の一部の角偏差を特徴とする。
【００４８】
この図に示される、曲げ角度θは、スロット２２２を通過するときにセグメント２２０が直面する摺動に対する抵抗に著しい影響を及ぼす可能性がある。θが０のとき、理論的には、図６に示されるように、摺動に対する抵抗が本質的にないだろう。θがほんの僅か増加する場合、図７に示されるように、セグメント３２０とスロット２２２との間に依然接触はない。よって、依然として、セグメントアーチワイヤ３２０が固定寸法のスロットを通ってある程度摺動することを可能にするが、但し、アーチワイヤ３２０の再配置が可能であることを条件とする。しかしながら、図８は、θが一旦ある閾値θｓに増加されると、セグメント４２０とスロット２２２の第１及び第２の側面２２４、２２６との間の接触はもはや避けることができない。アーチワイヤが直径Ｄを有し、スロット２２２が長さＬ、及び横断幅Ｗを有するここに示される幾何モデルでは、閾値曲げ角度は、
θｓ＝２ｔａｎ（２（Ｗ−Ｄ）／Ｌ）として概算され得る。
【００４９】
したがって、θｓの値は、アーチワイヤの直径が増加すると減少し、セグメント４２０の直径Ｄがスロット２２２の幅Ｗに近づくと、０に近づく。
【００５０】
図９は、セグメント５２０とθｓを超えるθを有する曲げ５２８との間の相互作用を示す。この構成では、曲げ５２８は、セグメント５２０がスロット２２２の近心端及び遠心端で第２の側面２２６と干渉するのに十分に鋭い。曲げ５２８を収容するために、アーチワイヤセグメントは、図９に示されるように、例えば広く屈曲させることにより形状を変更することができる。しかしながら、セグメント５２８をスロット内で無理に屈折させることは、幾つかの欠点を提示する。例えば、セグメント５２０の屈折は、結合及び摺動に対する抵抗の増加をもたらす可能性がある。そのような抵抗は、特に治療の平滑化及び整合段階中の歯の移動を妨げる可能性がある。セグメント５２０の剛性により、セグメント５２０のスロット２２２内への初期係合は、曲げ５２８により複雑になる可能性もあり、実施者の使いやすさの問題を提示する。これは、歯の不整合が最大であり、ブラケットスロットがアーチワイヤの真っ直ぐなワイヤセグメントと一致しないことが多い治療の初期段階において特に問題である。
【００５１】
これらの問題は、真っ直ぐなワイヤセグメントから構成されるアーチワイヤに限定されない。図１０は、同様の干渉が、曲げが一点に集中せず、アーチワイヤセグメント６２０に沿った連続する湾曲にわたって広がるときでさえ生じることを図示する。示されるように、セグメント６２０は、その曲率半径がＲｃを下回って減少するときに側面２２４、２２６と干渉を開始する。ピタゴラスの定理を適用することにより、閾値半径は、よって、
Ｒｃ＝［（Ｗ２−Ｄ２＋Ｌ２／４）／（Ｗ−Ｄ）−Ｄ］／２のように概算され得る。
【００５２】
曲率κは単に曲率の半径の逆数であるため、示されるアーチワイヤセグメントの曲率が限界曲率κｃ又は１／Ｒｃを超えるとき、セグメント６２０の結合が生じることが概算され得る。この幾何関係に基づき、ワイヤの直径Ｄがスロット幅Ｗに近づくと、Ｒｃは無限に近づき、κｃは０に近づく。
【００５３】
アーチ長の相違は、それがアーチワイヤの係合及び摺動の両方に影響を及ぼすことを更に考慮する。この相違は、セットアップモデルのアーチ長と不正咬合歯列モデルのアーチ長との間の差として測定される。咬合の悪さにより、このアーチ長の相違は、アーチ長の不足又は過剰のいずれかの形態であり得る。舌側歯科矯正において、隣接したブラケット間のアーチワイヤの長さは、歯が整合されると大幅に減少するため、最終的な歯の位置に基づき構成されたアーチワイヤを密集した歯列に配置することは特に困難であり得る。唇側アーチワイヤと違い、舌側アーチワイヤは、これらの作用を拡大する可能性がある犬歯と小臼歯との間に位置する著しい段曲げを有する傾向もある。
【００５４】
一般に、アーチワイヤの係合及び摺動の問題は、舌側歯科矯正治療において重大な結果を生じる可能性がある。例えば、アーチワイヤ挿入の難しさは、患者１６にとって不快であるだけでなく、ワイヤ交換中椅子に座っている時間も延びる可能性がある。ワイヤが全く挿入できない場合、実施者１４は、問題の曲げが治療の経過中アーチワイヤスロットの近心側と遠心側との間に交互に並ぶように、アーチワイヤを強制的に「操作」しなければならない。しかしながら、この実践は、アーチ形状を歪め、効率の悪い治療をもたらす傾向があるため、理想的ではない。いずれの場合においても、アーチワイヤとブラケットの間の干渉は、ワイヤ材料にストレスを与え、治療経過中のアーチワイヤ破損のリスクを増加させる。
【００５５】
アーチワイヤ形状の訂正
前に説明されたように、アーチワイヤの曲げから生じる干渉は、治療において問題であり得る。この問題は、アーチワイヤ製造前に提案されたアーチワイヤ形状を仮想的に訂正することによって改善され得る。この試みを支援するために、１つ以上の干渉パラメータは、それらが生じる前に干渉を予測するために使用され得る。好適な干渉パラメータは、アーチワイヤセグメントと固定された寸法の部分的に取り囲んでいるアーチワイヤスロットとの間の幾何関係を説明する任意の他の測定基準又は複数の測定基準に基づき得る。
【００５６】
幾つかの実施形態では、干渉パラメータは、アーチワイヤに沿った１つ以上の曲げの曲げ角度θに基づく。干渉パラメータは、アーチワイヤの少なくとも一部に沿って測定された曲率κ又は曲率の半径Ｒにも基づき得る。θ、κ、及びＲによって表される測定基準が明示的に本明細書において言及されるが、これらは単に例示であり、アーチワイヤとアーチワイヤスロットとの間の干渉と相関する他の幾何パラメータも使用することができる。
【００５７】
図２のブロック５２に戻って参照すると、干渉パラメータの制限は、ブラケットのアーチワイヤスロットの既知の寸法（例えば長さ、幅、及び高さ）に基づき定義され得る。干渉パラメータの限界値は、所望の適切なアーチワイヤの摺動及びブラケット内への挿入が、アーチワイヤ形状の干渉パラメータがその限界（又は閾値）値を超えない限り維持され得るように測定され得る。特に、制限は、上述の最大曲げ角度（θｃ）若しくは最大曲率（κｃ）等の上限、又は曲率（Ｒ）の最小半径等の下限であり得る。個別に、上限又は下限は値の解放範囲をもたらし、一方、組み合わせでの上限及び下限は値の限定範囲をもたらす。選択肢として、干渉パラメータに対する制限は、製造されたアーチワイヤが上記の干渉をもたらす条件に更に近づくのを防止するために、「安全のマージン」を組み込むこともできる。
【００５８】
図２のブロック５４に示されるように、提案されたアーチワイヤ又はアーチワイヤセグメントの干渉パラメータが次に測定される。図２のブロック５６に進むと、干渉パラメータは、次にブロック５２で前に定義された上限（又は下限）と比較される。その場合、プロセスは、干渉パラメータがそのもはや許容範囲を外れて拡大しないようにアーチワイヤ形状が修正され得るブロック５８に移動することができる。そのような修正は、アーチワイヤの挿入を容易にし、歯が所望の位置に向かって移動すると、曲げをアーチワイヤスロットに沿ってより容易に摺動させることができる。比較的小さな矯正に関して、アーチワイヤ形状は、理想のアーチワイヤ形状にできる限り密に一致するべきであることを更に認識する。元の提案されたアーチワイヤ形状の忠実性を維持することは、歯をセットアップモデルによって前に画定されたその意図される位置近くにできる限り移動させるのに有益であり得る。
【００５９】
一実施形態では、アーチワイヤ形状は、アーチワイヤ形状の少なくとも一部を平滑化することにより修正される。これは、例えば、滑らかな曲線を比較的凹凸のワイヤ構成に適合させる数学的曲線適合アルゴリズムを使用して達成することができる。そのような平滑化作業は、平滑化スプライン（即ちピース−ワイズ多項式関数）、多項式回帰、又は曲線適合の使用を含む。平滑化の程度は、提案されたアーチワイヤ形状に対する忠実性とアーチワイヤ形状の凹凸との間の妥協点を制御する、例えば平滑化スプライン関数における平滑化パラメータλを用いて便宜的に調節することができる。好ましくは、平滑化の程度は、限界曲げ角度又は修正されたアーチワイヤ形状の曲率が提案されたアーチワイヤ形状から過度に外れないように選択される。
【００６０】
代替えの実施形態では、修正されたアーチワイヤ形状は、提案されたアーチワイヤ形状の少なくとも一部を既存のアーチワイヤ形状のライブラリから選択されたアーチワイヤ形状の少なくとも一部と差し替えることにより準備される。この代用は、干渉パラメータの必要条件を満たす修正されたアーチワイヤ形状を準備することができる。選択プロセスは、例えばある許容度を定義する工程と、次に提案されたアーチワイヤ形状の一部を仮想ライブラリに保存されるアーチワイヤ形状と比較する工程とを含み得る。プロセスは、例えば、ある許容度内で提案されたアーチワイヤ形状（又はその一部）に一致するアーチワイヤ形状が見つかったときに終了する。許容度が非常に多い一致をもたらす場合、一致が見つかるまで反復して減少させることができる。一方、一致が見つからない場合、許容度は、一致が見つかるまで漸進的に増加され得る。
【００６１】
上記の実施形態の変形として、修正されたアーチワイヤ形状は、提案されたアーチワイヤ形状を既存のアーチワイヤ形状のライブラリから選択されたアーチワイヤ形状を用いてモーフィングすることにより準備され得る。類似性により、提案されたアーチワイヤ形状の１つ以上の部分は、そのライブラリから選択されたそれぞれの部分を用いて提案されたアーチワイヤ形状の部分をモーフィング（又は平均化）することにより修正され得る。利点として、本方法は、修正されたアーチワイヤ形状又はその一部を実施者によって承認されたセットアップモデルから得られる所望の構成に更に密に一致させる。任意に、２つのアーチワイヤ形状のモーフィングは、提案されたアーチワイヤ形状に対して様々な忠実性を有する可能な中間構成の範囲を提供するために、変動制で実行することができる。
【００６２】
図２に示されるように、上記は反復プロセスを用いて実行することができる。一実施形態では、許容範囲を外れて拡大する干渉パラメータを有するアーチワイヤ形状の少なくとも一部が準備され得る。次に、アーチワイヤ形状部分は、ワイヤ形状の少なくとも一部の干渉パラメータが差し替えアーチワイヤ形状セグメントを得るために、もはや許容範囲を外れて拡大しなくなるまで、反復的に平滑化され得る。最後に、元のアーチワイヤ形状の一部は、次に、差し替えアーチワイヤ形状セグメントの対応する部分と差し替えられ得る。
【００６３】
幾つかの実施形態では、アーチワイヤ形状の平滑化は、アーチワイヤ形状の全長に沿って実行され得る。例えば、図１１は、患者の歯列と重ね合わされた仮想アーチワイヤ７２０の形状を示す。示されるように、アーチワイヤ７２０の形状は、別個の曲げを排除するために、その全アーチ形状に沿って数学的に平滑化された。アーチワイヤに沿った突然の曲げを排除することにより、それぞれのブラケットにおけるアーチワイヤ７２０の摺動及び挿入は大幅に強化され、一方で、元の平滑化されていないアーチワイヤの全体的な特注構成を維持する。
【００６４】
別の変形では、アーチワイヤ形状の平滑化は、局所的に、又はアーチワイヤ形状の制限された部分にわたって実行され得る。例えば、図１２は、鋭い曲げの１つが、互いに離間する２つの比較的より緩やかな曲げ８２８、８３０によって差し替えられたアーチワイヤセグメント８２０に示される初期の平滑化作業の結果を示す。示されるように、より緩やかな曲げ８２８、８３０のそれぞれは、限界曲げ角度θｃ未満の曲げ角度を有する。この修正は、アーチワイヤスロット２２２におけるアーチワイヤの挿入及び摺動の強化を提供し、一方で、図９に示される元の平滑化されていないアーチワイヤセグメントと全体的に同じ形状を維持する。
【００６５】
更に別の実施形態では、平滑化作業は、図２のブロック５８及び６０により表される工程を単一工程に効率的に統合するアーチワイヤ製造プロセス自体に組み込まれ得る。図１３ａ及び１３ｂはそれぞれのプレート固定具９００、９０２を示し、それぞれが、ニッケルチタン等の形状記憶合金又はその誘導体合金から構成されるアーチワイヤの製造のためにそれぞれのチャネル９０４、９０６を設ける。示されるように、各チャネル９０４、９０６は、端から端までの配列で接続される複数の略線形チャネルセグメントを含む。各線形セグメントのチャネル幅は、一般にその長さに沿って均一であり、対応するアーチワイヤの横幅より幾分大きい。
【００６６】
任意に及び示されるように、各チャネル９０４、９０６は、隣接するチャネルセグメントが一緒になる位置に対応する複数の円筒形の空洞９０８、９１０を含む。空洞９０８、９１０は、チャネル９０４、９０６に物理的に係合する、及びそれから解放するのを補助することができる。チャネル９０４、９０６は、同時にセットアップモデルから直接提供され得る、所望のアーチワイヤ形状を表すデジタルデータを入力として受信する数値的に制御されたミリング機械を用いて彫ることができる。ここで、所望のアーチワイヤ形状の長手方向軸線は、固定具９００、９０２のいずれかに重ね合わされるとき、一般に、そのそれぞれのチャネル９０４、９０６の各セグメントと交差する。本方法に一般的に関連する更なる選択肢及び利点は、米国特許第６，９２８，７３３号（Ｒｕｂｂｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される。
【００６７】
固定具９００、９０２の適用は、異なる程度の平滑度を提供するために、アーチワイヤ材料の自然な弾性を利用する。図１３ａ及び１３ｂを再度参照すると、チャネル９０４、９０６は、同じ所望のアーチワイヤ形状を目的とする構成を有する。しかしながら、チャネル９０６は、チャネル９０４より大きい断面寸法（ここでは横幅）を有する。アーチワイヤを形状設定するために、好適な形状記憶合金から構成されるワイヤは、チャネル９０４、９０６のそれぞれの中に挿入される。各ワイヤはそのそれぞれのチャネル９０４、９０６に制限されるため、その長さに沿った鋭い曲げを最小にする構成を採用するように自然に弛緩する。各固定具９００、９０２は、次に、収容されるアーチワイヤに所望の形状を固定して採用させるのに十分な条件に曝される。ニッケル−チタンワイヤに関して、これは、一般に、３５０℃を超える温度に加熱することにより達成される。
【００６８】
図１４ａ及び１４ｂは、図１３ａ及び１３ｂの固定具９００、９０２を用いて上記の方法により製造された完成したアーチワイヤ９１２、９１４を示す。示されるように、アーチワイヤ９１２は、より広い断面寸法を有するチャネル９０６に形状設定された結果として、アーチワイヤ９１４より実質的に平滑な輪郭を有する。本方法の更なる利点はその単純さに由来する。所望する場合、得られるアーチワイヤ形状の平滑度は、チャネル９０４、９０６の幅を単純に調節することにより、広範囲にわたって調整することができ、一方で、全体的なアーチワイヤ形状に対する大幅な変更を避ける。
【００６９】
この実施形態では、収容されるアーチワイヤに所望の形状を固定して採用させるのに十分な条件に固定具９００、９０２を曝す工程は、所望の形状に対して様々な程度の忠実性を表す２つ以上のアーチワイヤを形成する。これは、同時に、各連続するアーチワイヤの形状が歯科矯正セットアップモデルにおいて画定される所望のアーチワイヤ形状に漸進的に近づく、アーチワイヤの順序を提供するために使用され得る。
【００７０】
これらの方法を使用することにより、アーチワイヤ形状は、アーチに沿った異なる位置で異なる程度の平滑度を表すように調整され得る。これは、例えば、不均一な断面寸法を有する（例えば先細りの壁）チャネルを用いて固定具を実装することにより達成することができる。そのようなアーチワイヤ構成は、患者の歯列の一部がセットアップモデルとほぼ一致し、一方で、歯列弓の別の部分がセットアップモデルから大幅に外れる状態において有利であり得る。これらの場合では、アーチワイヤの幾つかのセグメントを他より大きな程度に平滑することが有益であり得る。平滑度の変化は、実施者の必要性により徐々に又は急激のいずれかであり得る。チャネル９０４、９０６の断面寸法が固定具を製造する能力によってのみ制限されるとき、特注化の自由度を広くすることが可能である。
【００７１】
アーチワイヤ長の相違は、提案されたアーチワイヤ形状を訂正することによって軽減され得る別の問題である。この事実は、患者の不正咬合歯列に重ね合わされた代表的なアーチワイヤ形状９１６を示す図１５に示される。アーチワイヤ形状９１６は、調節可能なノード９２２、９２４により２つの後方区画９１８及び前方区画９２０に細分化される。前方領域において著しく密集した患者１６の不正咬合歯列に重ね合わせられたアーチワイヤ形状９１６が示される。ノード９２２、９２４間のアーチワイヤ形状９１６の部分を見ると、前方セグメント９２０を前歯の上のブラケットに係合するためのワイヤ長が不十分であることは、視覚的に明らかである。アーチワイヤを更に平滑化する工程は、この矛盾が個々のアーチワイヤスロットとの干渉により作り出されたのではなく、むしろ全体としてのアーチワイヤ形状の不一致によるものであるため、この問題を解決しないことが更に観察される。
【００７２】
ノード９２２、９２４は、区画９１８、９２０を再画定するために、所望により、実施者１４又は技術者２２のいずれかによって、ソフトウェアにおいて自由に画定及び調節することができる。例えば、単一ノードは、アーチワイヤ形状を２つの別個のアーチワイヤ区画に分割するために使用され、一方で、３つ以上のノードは、４つ以上の別個のアーチワイヤ区画を作り出すために使用され得る。いずれの場合においても、ノード９２２、９２４は、アーチワイヤ形状の異なる区画が単離され、互いから別々に訂正されることを可能にする。
【００７３】
代表的な実施形態では、干渉パラメータはアーチ長の相違に基づく。所与のアーチワイヤ形状のアーチ長は、次に、アーチ長の相違を低減させるために必要に応じて調節される。例えばアーチ長に不足がある場合、不一致は、干渉パラメータ条件が満たされるまで、アーチ長の相違を低減させるためにアーチワイヤの長さを増加することにより軽減することができる。図１５において、前方区画９２０のみが密集と関連し、一方で、後方区画９１８は適切に整合された歯列と関連する。この状況は、その長さを拡張するために、前方区画９２０を拡大することにより対処することができ、同時に後方区画９１８の位置及び／又は配向を維持する。アーチワイヤ形状９１６の位置のちょうど上にアーチワイヤの長さを拡張することにより、後方歯列に対する任意の悪影響は、実質的に排除又は低減され得る。より一般的には、ノード９２２、９２４は、所与の区画９１８、９２０のアーチ長を別の所与の区画９１８、９２０のアーチ長より長く又は短く調節するのを可能にする。
【００７４】
図１５により提供される例において、前方区画９２０のエンドポイントを提供するノード９２２、９２４は、制限されてもされなくてもよい。幾つかの実施形態では、ノード９２２、９２４は、前方区画９２０が前方方向（不正咬合歯列に向かって）に非対称的に拡張し、一方で、後方区画９１８がその元の位置に固定されたままであるように留められる。したがって、後方区画９１８の配向及び位置は、アーチワイヤ形状９１６のアーチ長が調節されるとき、固定されたままであり得る。別の選択肢として、前方区画９２０が全方向において外向きに拡張することが可能であるノード９２２、９２４の幾つかの変形が可能である。この種類の拡張は、例えば、区画９２０を等尺性を保って拡大するときに生じる。しかしながら、これは、後方区画９１８の位置を最初に提案されたアーチワイヤ形状のものから大幅に外れさせる可能性があるため、望ましくない可能性がある。
【００７５】
前方区画９２０の拡張は、前方区画９２０の長さに沿って均一に又は不均一に生じてよい。アーチに沿った均一な拡張は、例えば、前方区画９２０を等尺性を保って拡大するときに生じる。逆に、不均一な拡張は、前方セグメントの第１の部分が前方セグメントの第２の部分より比例して大きく又は小さく拡張するときに生じる。例えば、前方区画９２０自体は、２つ以上の小区画に細分化することができ、それぞれアーチ長調節の範囲を画定するそれぞれの拡張指数を有する。幾つかの実施形態では、拡張指数は、ソフトウェアにおいて自動的に又は半自動的に測定される。任意に、１つ以上の区画の拡張指数は、各区画又は小区画に関連する患者の歯列における密集の程度に基づき得る。
【００７６】
幾つかの実施形態では、拡張されるワイヤ区画は、図５の文脈において前述されるデジタルセットアップモデルからの所定のアーチワイヤセグメント２０６、２０８のうちの１つ以上の歯列に基づく。拡張されるワイヤ区画がアーチワイヤセグメントを目的とする場合、関連する拡張指数は、任意に、アーチワイヤ形状に沿ったワイヤセグメントとその隣接するワイヤセグメントのうちの１つ又はその両方との間に形成される曲げ角度に少なくとも部分的に基づき得る。拡張指数が、関連するアーチワイヤ区画に近位の不正咬合歯列における密集の程度に関する曲率等の任意の他の測定可能な干渉パラメータに少なくとも部分的に基づき得ることが更に想定される。
【００７７】
これらの方法は、必ずしもアーチワイヤ拡張に限定される必要はない。前方セグメントの拡張が上述されるが、隣接する歯間に大幅な隙間がある逆のシナリオも生じ得る。この状況では、治療の１つ以上の初期段階中に存在する過剰なアーチワイヤ長を相殺するために、１つ以上のアーチワイヤセグメントの縮小が想定される。
【００７８】
任意に、一連の各工程での大きさは、その前の反復に対して制御された活動を提供する構成を有する。ワイヤは平面にあるために、アーチ形状の各セグメントは、４つの自由度で記載され得る。
【００７９】
前のように、上記の方法は反復的に実施することができる。例えば、許容範囲を外れて拡大する干渉パラメータを有するアーチワイヤ形状の少なくとも一部が準備され得る。次に、差し替えアーチワイヤ形状セグメントを得るために、アーチワイヤ形状の部分の干渉パラメータがもはや許容範囲を外れて拡大しなくなるまで、アーチワイヤ形状の一部のアーチ長は反復的に調節され得る。最後に、元のアーチワイヤ形状の対応する一部は、次に、差し替えアーチワイヤ形状セグメントと差し替えられ得る。
【００８０】
幾つかの実施形態では、提案されたアーチワイヤ形状に対する訂正は、少なくとも部分的に不正咬合歯列モデルに基づく。例えば、訂正は、アーチワイヤが患者の不正咬合歯列モデル上に配置されるとき、１つ以上のアーチワイヤセグメントの初期の位置及び配向を測定する工程を伴う場合がある。これは、アーチワイヤがセットアップモデル上に配置されるとき、歯が所望の（又は最終）位置にある、それぞれのセグメントの位置及び配向と比較され得る。３Ｄ座標系における初期位置と最終位置との間のアーチワイヤセグメントの位置及び配向を変換する数学関数を定義することにより、コンピュータは、提案されたアーチワイヤ形状を、アーチワイヤ長の相違を実質的に軽減する中間アーチワイヤ形状と差し替えることができる。
【００８１】
一実施形態では、提案されたアーチワイヤ形状におけるアーチワイヤセグメントの位置（位置及び配向）は、最初に、不正咬合歯列に対して測定され、次に、同じセグメントの位置は、所望の歯列に対して測定され、次に、提案されたアーチワイヤ形状の少なくとも一部は、不正咬合歯列及び所望の歯列に関連するセグメントの位置により画定されるモーフィングされたアーチワイヤ形状の少なくとも一部と差し替えられる。これは図１６を参照に示される。
【００８２】
図１６は、図１５に示される不正咬合歯列上のブラケット９２８に関連する真っ直ぐなワイヤセグメント９３０を示す。この場合において、セグメント９３０の全ては同じ平面内にあるように制限され、各セグメントの各位置及び配向は、４つの自由度のみに完全に特定され得る。各セグメントは、セグメントごとに変動することができる個々の長さを更に有する。したがって、ワイヤの断面寸法が固定されると仮定すると、ワイヤセグメントの仕様Ｓは、一般的に、
Ｓ＝ｆ（ｘ，ｙ，α，β，Ｌ）
として定義することができるということになり、式中、ｘ及びｙは、ｘ−ｙ平面内のデカルト座標であり、αは平面における角度配向を定義し、βはワイヤセグメントの長手方向軸線の周囲のトルク角を定義し、Ｌはワイヤセグメントの長さである。
【００８３】
次に、Ｓ１＝ｆ（ｘ１，ｙ１，α１，β１，Ｌ１）及びＳ２＝（ｘ２，ｙ２，α２，β２，Ｌ２）は、所与のワイヤセグメントの初期構成及び最終構成を表すと仮定する。この場合、中間ワイヤセグメントの仕様Ｓｉは、自明に、
Ｓｉ＝ｆ（（ｘ２−ｘ１）／２，（ｙ２−ｙ１）／２，（α２−α１）／２，（β２−β１）／２，（Ｌ２−Ｌ１）／２）と定義することができる。
【００８４】
よって、仕様Ｓｉは、ある意味で、初期及び最終のワイヤセグメントの幾何「平均」を提供する。初期及び最終のアーチワイヤ形状を含む対応するワイヤセグメントの各対に関してこのプロセスを反復することにより、訂正されたアーチワイヤ形状は、どちらがＳ１及びＳ２の特徴を平均化するかを完全に特定することができる。
【００８５】
図２のブロック５６によって示されるように、次に、訂正されたアーチワイヤ形状のアーチ長の相違が計算され、実施者１４又は製造者のいずれかによって特定された所定の制限と比較され得る。アーチ長の相違が定義された制限内に入る場合、訂正されたアーチワイヤ形状は認められる。試験が失敗した場合、更なる中間アーチワイヤ形状が得られ（図２、ブロック５８）、好適なアーチワイヤ形状が見つかるまで試験される。更なる中間アーチワイヤ形状は、例えばＳ１及びＳｉをモーフィングすることによって得られる。あるいは、Ｓ１とＳ２との間の重量平均が使用され得る。このプロセスを繰り返すことにより、アーチワイヤ形状は、絶えず訂正され、アーチ長の相違条件が満たされるまで、不正咬合状態に漸進的に近づく。
【００８６】
幾つかの実施形態では、複数の中間アーチワイヤ形状は、段階的な治療計画を提供するために、上述のように、初期のアーチワイヤ形状と最終アーチワイヤ形状との間に線形補間されることにより最初に測定される。例えば、これは、中間アーチワイヤ形状の画定された部分を得るために、不正咬合歯及び所望の歯の位置に関連する対のアーチワイヤセグメントの位置及び配向を線形補間することにより実行することができる。この治療計画は、初期位置から最終位置に歯を漸進的に移動させるために、歯に結合される特注ブラケットを係合する一連のアーチワイヤを含み得る。
【００８７】
任意に、１つのアーチワイヤ形状から次への幾何偏差を反映する偏差指数が測定される。所望する場合、第１のアーチワイヤ形状を第２のアーチワイヤ形状と差し替える工程は、所定の範囲内に入る第１と第２のアーチワイヤ形状との間の偏差指数に依存してもよい。幾つかの実施形態では、第１及び第２のアーチワイヤ形状は、アーチワイヤ配列において連続したアーチワイヤ形状である。範囲は、アーチワイヤが治療経過中に差し替えられるとき、各連続するアーチワイヤがある程度以下の活動（単位領域当たり患者の歯に適用される力の最大レベルに対応する）を提供するように定義され得る。単純な歯の移動に関して、段階的な治療計画は、アーチワイヤ形状が歯の予測される移動に適合するため、アーチワイヤ摺動に関連する問題を最小にすることができる。
【００８８】
最後に、訂正されたアーチワイヤ形状が定義された干渉パラメータ制限を一旦満たすと、１つ以上の特注のアーチワイヤが訂正されたアーチワイヤ形状に基づき製造される図２のブロック６０のプロセスに進む。特注のアーチワイヤは、当該技術分野において既知の幾つかの方法のいずれかを用いて製造され得る。好適なアーチワイヤ材料としては、ニッケル−チタン及び銅−ニッケル−チタンの合金を含む、ステンレススチール、チタン、及び形状記憶合金が挙げられる。
【００８９】
幾つかの実施形態では、アーチワイヤは、比較的軟性で熱処理可能である金属合金から構成される。そのような合金の１つは、Ｒｏｃｋｙ  Ｍｏｕｎｔａｉｎ  Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ（Ｄｅｎｖｅｒ，ＣＯ）により提供されるＥＬＧＩＬＯＹ商標のコバルトクロム合金である。この特別なワイヤ材料は、コバルト４０％、クロム２０％、ニッケル１５％、モリブデン７％、マンガン２％、炭素０．１５％、残りは鉄の組成物を有する。別の好適な合成は、Ｏｒｍｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｏｒａｎｇｅ，ＣＡ）により提供されるＡＺＵＲＬＯＹ商標の合金である。これらの合金から作製されたアーチワイヤは、加熱つかみ具を有する６軸曲げロボットでの使用に特に好適である。ワイヤ曲げロボットは、訂正されたアーチワイヤ形状を表すデジタルデータを用いて、真っ直ぐな長さのワイヤを特注アーチワイヤに変換することができる。６軸ワイヤ曲げロボットの使用に関する更なる詳細は、国際特許公開第ＷＯ  ０１／８０７６１号（Ｒｕｂｂｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される。
【００９０】
アーチワイヤは、ワイヤの強度を増加させるために、曲げた後に加熱処理され得る。例えば、曲げロボットの加熱つかみ具は、ワイヤを抵抗加熱するために電流を適用することができる。別の選択肢として、加熱処理は、アーチワイヤを炉又は米国特許第６，２１４，２８５号（Ｒｕｂｂｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される他の加熱装置に配置することにより、アーチワイヤ全体に対して実施され得る。コバルトクロムアーチワイヤが使用される場合、加熱処理は約２６０℃の温度で実施され得る。
【００９１】
別の態様では、アーチワイヤは、アーチワイヤをワイヤ曲げロボットに供給し、訂正されたアーチワイヤ形状を有するようにアーチワイヤをワイヤ曲げロボットを用いて曲げ、ワイヤがワイヤ曲げロボットによって定位置に保持される間にアーチワイヤを加熱処理することにより曲げられ、加熱処理され得る。コバルトクロム合金が想定されるが、曲げた後に加熱処理から利益を受ける他の合金も使用することができる。ここで、曲げ及び加熱処理の工程は、ワイヤにおける一連の曲げを誘発し、一連の曲げにおけるそれぞれの曲げを誘発した後にワイヤを加熱することにより実施され得る。
【００９２】
加えて、図１３ａ〜ｂ及び１４ａ〜ｂの文脈において前述されるように、アーチワイヤは、訂正されたアーチワイヤ形状を表すデジタルデータに基づき１つ以上の固定具の構成を作り出し、構成に基づき１つ以上の固定具を製造し、１つ以上の固定具においてワイヤを制限し、アーチワイヤに訂正された形状を永久的に採用させるのに十分な条件に固定具を曝すことにより、所望の形状に形成され得る。任意に、固定具は、１つ以上のアーチワイヤ形状を表すデジタルデータを入力として受信する数値的に制御された製造装置を用いて製造される。好適な製造装置としては、例えば、チャネルを略平面固定具内に正確にミリングすることが可能であるコンピュータ制御高速ミリング機械を挙げることができる。
【００９３】
キット及びアセンブリ
提供される方法により製造されたアーチワイヤは、個別に又は２つ以上のアーチワイヤを含むキットの一部としてパッケージ化され得る。アーチワイヤ一式を含むキットは、例えば、歯を所望の位置に漸進的に移動させるために順に使用するための２つ以上のアーチワイヤが形成される段階的な治療を可能にするために、歯科矯正実施者に提供され得る。
【００９４】
代表的な歯科矯正キットは、第１のアーチワイヤ形状を有する第１のアーチワイヤと、第２のアーチワイヤ形状を有する第２のアーチワイヤとを含み、第２のアーチワイヤ形状の一部は、幾何学的に平滑化された第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部の表示である。任意に、平滑化された表示は、第１のアーチワイヤ形状の対応する部分の干渉パラメータより低い干渉パラメータを有する。前に定義されるように、干渉パラメータは、平均曲げ角度、最大曲げ角度、平均曲率、最大曲率、アーチ長の相違、及びそれらの組み合わせに基づき得る。
【００９５】
別の代表的な歯科矯正キットは、第１のアーチワイヤ形状を有する第１のアーチワイヤと、第２のアーチワイヤ形状を有する第２のアーチワイヤとを含み、第１及び第２のアーチワイヤ形状のそれぞれは、それぞれのアーチ長を特徴とする。第２のアーチワイヤ形状の少なくとも一部は、第１及び第２のアーチワイヤ形状のアーチ長が互いに異なるように、第１のアーチワイヤ形状に対して幾何学的に拡張される、又は縮小される第１のアーチワイヤ形状の少なくとも一部の表示である。
【００９６】
任意に、アーチワイヤは、歯科矯正治療において、不正咬合位置から所望の位置に歯を移動させるのに十分である。例えば、一式は、図２のブロック６０において参照される修正されたアーチワイヤ形状を有する初期のアーチワイヤと、図２のブロック５０において参照される提案されたアーチワイヤ形状を有する最終アーチワイヤとを含み得る。アーチワイヤ一式は、治療の意図される段階により、異なる断面形状（例えば丸、長方形）及び寸法（例えば０１４、０１６、１６×２２、１７×２５）も有することができる。
【００９７】
幾つかの実施形態では、アーチワイヤは、患者の歯の上に配置されたとき、所定の程度の活動を提供するそれぞれの形状を有する。活動の程度は、順序において、所与のアーチワイヤと次のアーチワイヤとの間の偏差指数の関数として測定され得る。偏差指数の所望の範囲は、アーチワイヤが歯に適用するべき力の最適範囲に基づき計算することができ、ワイヤ材料の固有の剛性、ワイヤの断面寸法、隣接歯間セグメントの長さ、及び意図される歯の種類の移動に依存し得る。
【００９８】
様々なパッケージ構成が可能である。形成されるアーチワイヤは、パッケージ化され、使用順序を示す個別の容器で実施者に発送され得る。アーチワイヤもパッケージ化され、ブラケット、頬チューブ、及びバンド等の１つ以上の特注の結合可能な装具一式と共に発送され得る。アーチワイヤ及びブラケットが一緒にパッケージ化される場合、ブラケットは、任意に、同様に患者に特注される間接結合トレー等の好適な留置装置において準備される。更なる選択肢として、留置装置のブラケットは、例えば米国特許第７，１３７，８１２号（Ｃｉｎａｄｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される、好適な歯科矯正接着剤と共にパッケージ化され得る。
【００９９】
上記で触れた特許及び特許出願の全てを本明細書に明確に援用するものである。上記に述べた実施形態は本発明を例示するものであり、他の構造もまた可能である。したがって、本発明は、上記に詳細に説明し、添付図面に示した実施形態に限定されるものと見なされるべきではなく、以下の特許請求の範囲の正当な範囲及びその均等物によってのみ限定されるものである。
【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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【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１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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