(57)【要約】歯科及び整形外科デンシトメトリーモデリングシステムは、患者のデンシトメトリー情報を記憶するようになっているデジタル記憶装置、入力、及び出力を有するコンピュータを含む。歯科又は整形外科入力装置は、エネルギー源及びエネルギーセンサを含み、両者は、患者の外部又は口腔内に配置することができる。センサは、デンシトメトリー信号をコンピュータに転送し、コンピュータは、デジタルデンシトメトリーモデルを生成、記憶、及び比較する。デンシトメトリーモデリング法は、歯科又は整形外科情報のデンシトメトリーデータベースを生成する段階と、患者から最新の歯科又は整形外科デンシトメトリー情報を取得する段階とを含む。最新情報は、患者の過去のデンシトメトリーモデルを含むことができるデータベースと比較され、患者の最新のデンシトメトリーモデルが生成される。
2006518248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者のデンシトメトリー情報を記憶するようになっているデジタル記憶装置、入力、及び出力を含むコンピュータと、
患者の歯科又は整形外科組織の少なくとも一部をその間に配置するようになっているエネルギー源及びエネルギーセンサを含む、歯科又は整形外科入力装置と、
前記コンピュータの出力に接続され、デンシトメトリーモデル比較情報を伝達するようになっている出力装置と、
を備え、
前記センサが、前記コンピュータの入力に信号を転送するようになっており、
前記信号が、患者の歯科又は整形外科組織のデンシトメトリーを表し、
前記コンピュータが、患者の歯科又は整形外科組織のデジタルデンシトメトリーモデルを生成、記憶、及び比較するようになっている、
ことを特徴とする患者の歯科又は整形外科モデリングを生成するためのデジタルモデリングシステム。
【請求項２】
前記エネルギー源が外部にあることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記エネルギー源が口腔内にあることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記センサが外部にあることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記センサが口腔内にあることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
視準された前記エネルギーと、
前記コンピュータに付随する画像処理ソフトウエアと、
前記出力装置に付随しデンシトメトリーモデル情報を表示するようになっているディスプレイと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
それぞれの患者に対応する歯科又は整形外科デンシトメトリーデータモデルの患者固有データベースと、
前記患者固有データベースの時間差自動デジタル比較手段と、
を含み、前記比較手段が、個々の患者の歯科又は整形外科組織の歯科又は整形外科デンシトメトリー変化を特定することを特徴とする歯科又は整形外科診断システム。
【請求項８】
年齢及び性別に関する変数を含む患者の歯科又は整形外科デンシトメトリーデータのベーラインデータベースと、
前記患者固有データと前記ベースラインデータとの自動デジタル比較手段と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記患者固有データベースが、全体的な歯科健康状態、歯科衛生、全身作用、腫瘍学、口渇、投薬、感染に対する感受性、及び齲蝕に対する感受性に関連する1つ又はそれ以上の情報を含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
予測患者モデルを含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
局所化された歯科特有のデンシトメトリーモデル情報を含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
年齢及び性別に関する変数を含む、患者の歯科又は整形外科デンシトメトリーデータのベースラインデータベースと、
前記患者固有データと前記ベースラインデータとの自動デジタル比較手段と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
初期患者固有デンシトメトリーモデルを構築する段階と、
前記患者に関する最新のデンシトメトリーデータを取得する段階と、
前記患者固有デンシトメトリーモデルを更新する段階と、
を含むことを特徴とする歯科又は整形外科デンシトメトリーモデリング方法。
【請求項１４】
歯科又は整形外科デンシトメトリーデータのデータベースを構築する段階と、
前記データベースの情報に基づいて予測デンシトメトリーモデルを構築する段階と、
を追加的に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
患者固有デンシトメトリーモデルから取得した情報を用いて前記データベースを更新する段階を追加的に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
根尖周囲、咬翼、全顎、パノラマ、又は頭部計測の内の少なくとも１つの歯科検査から取得した歯科デンシトメトリー情報を前記患者固有デンシトメトリーモデルに含める段階を追加的に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
携帯型エネルギー源又はフィールド源を準備する段階と、
前記エネルギー源又はフィールド源から放射されるエネルギー又はフィールドを得るためのセンサを準備する段階と、
モデル化されることになる患者の歯科又は整形外科組織の反対側に前記エネルギー源又はフィールド源と前記センサとを配置する段階と、
前記エネルギー源又はフィールド源からエネルギー又はフィールドを放射して、前記患者の組織を通過させる段階と、
前記センサを用いて前記エネルギー又はフィールドを検出する段階と、
を追加的に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記エネルギー源又はフィールド源が、携帯型ＣＲＴであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
患者に関するデンシトメトリーモデル変化に基づいて局所化された歯科又は整形外科組織の領域を観察領域として特定する段階と、
前記ＣＲＴを、局所化された歯科又は整形外科組織の観察領域に方向付けする段階と、
前記領域のデンシトメトリーモデルに関する、局所化された特定のデンシトメトリー情報を取得する段階と、
を追加的に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
歯科又は医科診療室における主観的又はアナログ情報を用いた以前の処置を、デジタルデンシトメトリーデータを使用したものに置き換える段階を追加的に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願の説明）
本出願は、１９９９年１２月１日出願の米国出願番号０９／４５２，３４８（米国特許第６，３８１，３０１号）の継続出願である２００２年４月２７日出願の米国出願番号１０／１３４，１５３の一部継続出願であり、この優先権を主張するものであり、これらは引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
（発明の背景）
１．技術分野
本発明は、全般的には、歯科及び整形外科診断法、法医学、個人識別、生物測定学、及び治療法に関し、詳細には、デンシトメトリーモデリングシステム及びその方法に関する。
【０００３】
２．従来技術の説明
歯科診断学の分野は、一般に歯系組織、すなわち歯及びその周辺の組織と骨における病状の特定に関連する。最も一般的な病状は、１）虫歯に関連する齲蝕、２）破損、及び３）根尖膿瘍である。本発明のシステム及び方法は主としてこれらの病状の検出及び整形外科に関連するが、これらに限定されるものではない。
【０００４】
歯系病状の早期発見は、損傷を最小限に抑えるために非常に重要である。従来の診断方法は、一般に歯科用Ｘ線装置（固定型Ｘ線及び走査型Ｘ線の両者）、探針、及び他の従来型装置を用いて行われている。
【０００５】
特にエナメル質表面にある初期齲蝕は、従来の装置では検出できないままである場合が多い。このような齲蝕がやっと発見された際には、歯組織にはかなりの損傷が生じている場合がある。表面下の初期齲蝕は、完全に歯牙エナメル層の内部にある。従来の装置及び方法を用いて発見することは非常に難しい。このような初期齲蝕が発見される時までに、従来のＸ線ネガフイルム上に現れるであろう損傷よりも１７％〜２３％だけ拡大する場合が多い。
【０００６】
歯の破損は、歯ぎしり又は外傷等によって起こる可能性がある。脱灰等の様々な原因によって弱体化した歯組織は、特に破損の影響を受ける。破損は、「ひび割れ」、垂直、斜め、及び水平の線模様を含む様々な形状と想定することができる。破損の模様及び形状は、従来の装置及び方法では発見するのが困難であろう。例えば、Ｘ線に略平行な破損は、Ｘ線ネガフイルム上では検出できない場合が多い。検出できないので未治療の破損は、歯のエナメル層を貫通する直接路をもたらす可能性があり、細菌はここを通って象牙質層及び歯髄層へ侵入できる。象牙質層及び歯髄層の病状は、かなりの痛み及び歯牙欠損を伴う場合が多い。
【０００７】
根尖膿瘍は、従来の装置での診断が困難なもう１つの歯の病気を含んでいる。進行した根尖膿瘍は、歯根管並びに歯根尖周辺の骨組織内にある神経血管束を含むので、かなりの痛みを引き起こす可能性がある。根尖膿瘍の早期発見は、結果として適切な初期段階の治療につながる可能性があるので、痛みを伴う進行した疾病過程、腫れ、及び他の深刻な健康上の問題及び合併症を防ぐことができる。
【０００８】
走査型Ｘ線を使用したトモグラフィー又はＸ線断層撮影技術は、以前から歯科用途に用いられている。例えば、米国特許第４，１８８，５３７号、米国特許第４，２５９，５８３号、米国特許第４，８２３，３６９号、米国特許第４，８５６，０３８号、及び米国特許第５，２１４，６８６号の全ては走査型Ｘ線技術を利用した歯科Ｘ線診断に関するものであり、本明細書に引用によって組み込まれている。
【０００９】
医療分野において、デンシトメトリーは、走査型Ｘ線技術を利用した骨組織密度（ＢＭＤ）測定に用いられている。米国特許第５，５３３，０８０号、米国特許第５，８３８，７６５号、及び米国再発行特許第３６，１６２号にはその例が示されており、本明細書に引用によって組み込まれている。デンシトメトリー法の医学用途は、このような骨粗鬆症のような骨疾患の診断及び治療を含む。
【００１０】
大容量記憶装置をもつ比較的高速のコンピュータを適切な価格で入手できるので、種々のフォーマットでＢＭＤモデルをマッピングするためのＸ線画像デジタル化が可能となっている。例えば、ＢＭＤ画像は、密度変化を識別するために色を使用する。また、デジタル化された患者のＢＭＤモデルは、標準モデル及び患者自身の過去のＢＭＤモデルと比較するために使用される。骨粗鬆症等のような病状の発症及び進行を診断及び監視するために、患者モデルに年齢補正係数を適用できる。本発明は、このようなデンシトメトリーモデリング及びマッピング技術を歯科用途で利用するものである。
【００１１】
病状の検出及び診断以外に、本発明は、骨結合の監視に応用できる。骨結合は、骨組織と、インプラント及び人工関節等の人工器官との間の界面で生じる。例えば、歯科インプラントは患者の歯系組織と骨結合する。断層撮影法によるデンシトメトリー技術を骨結合の監視に応用することにより、医科又は歯科開業医にインプラント法の有用性を評価するための重要な情報を提供できる。従来、デンシトメトリー技術を齲蝕及び脱灰の検出といった歯科及び医科用途に適用するための、及び歯科及び医科の人工器官との関連で骨結合を監視するためのシステム又は方法は利用できなかった。
【００１２】
（発明の要約）
本発明の実施に際して、歯科及び整形外科デンシトメトリーモデリングシステムは、マイクロプロセッサ及び種々の記憶装置を備えたコントローラを利用する。入力装置は、これによりモデリングシステムの動作を制御し、患者のデンシトメトリーモデルとの比較のためのデンシトメトリーパラメータを含むデータベースを供給するために、マイクロプロセッサへデータを入力する。コントローラは、事前にプログラムされた走査経路に沿って患者の歯科及び整形外科組織を走査するようになっているＸ線装置の動作を制御する。Ｘ線の出力はマイクロプロセッサによってデンシトメトリーモデルを生成するように処理され、これは種々のフォーマットで出力できる。本発明の方法の実施に際して、患者及びＸ線装置は、相互に相対的に配置される。コントローラは、走査経路及び患者に対応するデータが事前にプログラムされている。Ｘ線装置は、Ｘ線を第１のエネルギー準位及び第２のエネルギー準位で放射及び検出して、デンシトメトリー出力を生成する。デンシトメトリー出力はデジタル化及び統合化され、患者固有の所定のパラメータと比較できる断層撮影モデルが生成される。このモデルは、歯科及び整形外科組織の密度変化を示すために色分けされた視像を含む、種々のフォーマットで出力できる。本システム及び方法の用途は、診断法、治療法、個人識別、法医学、及び生物測定学を含む。
【００１３】
（本発明の主たる目的及び利点）
本発明の主たる目的及び利点は、デンシトメトリーに適する歯科及び整形外科診断応用を提供すること；デンシトメトリーを利用して歯科及び整形外科組織をモデリングする方法を含む応用を提供すること；二重エネルギーＸ線放射及び検出を含む方法を提供すること；歯の密度を示す色分けされた出力モデルを提供することを含む方法を提供すること；初期齲蝕を検出する方法を提供すること；歯のエナメル層の表面下にある脱灰を検出するようになっている方法を提供すること；走査Ｘ線技術を用いる方法を提供すること；市販の断層撮影装置及び説明されているようなその他の装置を利用する方法を提供すること；歯の破損を検出する方法を提供すること；歯の根尖膿瘍を検出する方法を提供すること；ミクロン単位で歯の病状を検出する方法を提供すること；適切な治療法を決定するために、歯系組織における脱灰の監視を容易にする方法を提供すること；骨結合の監視に適応できる方法を提供すること；既存のデンシトメトリー装置のわずかな変更によって実施できる方法を提供すること；歯科及び整形外科診断法、治療法、個人識別、法医学、及び生物測定学に応用できるシステム及び方法を提供すること；運用が経済的で、特にその使用目的にうまく適合するシステム及び方法を提供することを含む。
【００１４】
本発明の他の目的及び利点は、添付の図面を参照して、本発明の例示的な特定の実施形態を示す以下の説明から明らかになるはずである。図面は、本明細書の一部を構成し、本発明の例示的な実施形態を含み、その種々の目的及び特徴を示すものである。
【００１５】
（発明を実施するための最良の形態）
Ｉ．序論及び環境
必要に応じて、本発明の詳細な実施形態は本明細書に開示されており、開示された実施形態は本発明を単に例示するものであり、本発明は種々の形態で具体化できることを理解されたい。従って、本明細書に開示される特定の構造及び機能の詳細内容は、限定的ではないものとして、単に請求項の根拠として、及び実質的に任意の適切な詳細構造でもって本発明を多様に使用できることを当業者に教示するための代表的な根拠として理解されたい。
【００１６】
ＩＩ．歯科デンシトメトリーモデリングシステム２
図面を詳細に参照すると、参照符号２は、全体として、本発明を具体化する歯科及び整形外科デンシトメトリーモデリングシステムを示す。システム２は、デジタル記憶装置７に接続されているマイクロプロセッサ６を有するコントローラ４を含む。コントローラ４のハードウェアコンポーネント、すなわちマイクロプロセッサ６及び記憶装置７は、市販のものであり、この用途に適する任意の適切な多数のハードウェア装置を備えることができる。種々のプログラム可能な論理回路（ＰＤＬ）及び特殊用途のマイクロプロセッサ以外に、市販の汎用パーソナルコンピュータをコントローラ４において利用できる。コントローラ４は、種々の市販のプログラム言語及びソフトウエア開発システムの任意のものを利用して任意の適切な方法でプログラミングできる。
【００１７】
マイクロプロセッサ６は、キーボード、ポインティング装置（例えばマウス）、通信回線、又は他のコンピュータといった１つ又はそれ以上の入力装置８からの入力を受信するようになっている。入力装置８を介して入力できる有用なデータの普遍性を制限することなく、これらのデータは、１）以前の断層撮影デンシトメトリーモデルを含む患者の歯科及び整形外科記録、２）年齢、性別、体格、体重などの因子に適するように調整できるベースライン断層撮影デンシトメトリーモデル、及び３）事前にプログラムされたＸ線装置の走査経路を含むことができる。
【００１８】
マイクロプロセッサ６は、Ｘ線装置１２に作動可能に接続された位置決めモータ１０を制御し、Ｘ線装置は３つの作動軸によって動くようになっている。本発明での使用に適応可能なＸ線装置の例は、米国特許第５，５３３，０８０号、米国特許第５，８３８，７６５号、及び米国再発行特許第３６，１６２号に開示されており、これらは引用によって本明細書に組み込まれている。Ｘ線装置１２は、Ｘ線ビーム源１４及び検出器アレイ１６を含む。Ｘ線ビームは、ファン形状、ペンシル形状、コーン形状等の任意の適切な形状を呈するように適切に視準することができる。開示された走査技術に関して、制限された（すなわち、視準された）ビームが望ましい。Ｘ線ビーム源１４及び検出器アレイ１６は、患者の歯科又は整形外科組織の１８の各々の側に位置決めするのに適している。
【００１９】
検出器アレイ１６からのアナログ信号はアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２０に出力され、Ａ／Ｄコンバータからのデジタル化された信号はマージ装置２２に伝送され、マイクロプロセッサ６による処理及び解析に適するフォーマットにマージングされる。マイクロプロセッサ６は、マージ装置２２からのデータを用いて断層撮影デンシトメトリーモデル２４を生成し、これは出力装置２６に伝送される。有用な出力装置２６の普遍性を制限することなく、モニタ、ディスプレイ、プリンタ、通信回線、及び／又は他のコンピュータを含むことができる。例えば、断層撮影デンシトメトリーモデル２４の色分けされたグラフ表示を出力するためにカラープリンタを利用できる。色分けは、密度に対応することができるので、脱灰が発生して低密度になっている潜在的に問題のある領域を特定できる。インプラント２８又は他の人工器官近傍の歯科又は整形外科組織１８（組織及び骨）の密度は、歯科又は医科開業医がインプラント又は人工器官処置の有用性の評価に使用できる重要な診断ツールを提供できるので、断層撮影デンシトメトリーモデル２４は骨結合の監視にも有用である。また、断層撮影デンシトメトリーモデル２４は、コンピュータの記憶装置７に入力される。
【００２０】
ＩＩＩ．歯科及び整形外科デンシトメトリーモデリング法
図２は、本発明を具体化する歯科及び整形外科デンシトメトリーモデリング法のフローチャートである。本方法は、患者を位置決めする段階と、患者に対してＸ線装置を位置決めする段階、すなわち検査対象の患者の歯科／整形外科組織がＸ線源１４と検出器アレイ１６との間に位置するように位置決めする段階とを含む。
【００２１】
診断パラメータはシステムに入力されるが、このパラメータは、例えば患者の以前の断層撮影デンシトメトリーモデル及び標準モデルを含むことができる。断層撮影デンシトメトリーモデルは、患者の年齢、性別、身体的特徴などを考慮するために修正及び／又は調整できる。入力された診断パラメータは、コンピュータの記憶装置に格納できる。Ｘ線装置の走査経路は、事前にコンピュータにプログラムされている。
【００２２】
走査手順は、第１のエネルギー帯のＸ線ビームを視準することから始まり、検出器アレイでＸ線ビームからの放射を検出して、検出器アレイのアナログ出力をデジタル信号に変換するようになっている。デジタル信号はコンピュータに格納するために出力される。エネルギー帯のＸ線ビームの視準段階と、その検出、デジタル化、及び格納段階は、第２のエネルギー帯のＸ線ビームに対して繰り返される。Ｂｉｓｅｋ他の米国再発行特許第３６，３６２号には、医療用デンシトメトリー用途に二重エネルギーＸ線ビームを使用することが開示されている。この特許に開示されているように、二重エネルギーのデンシトメトリーは、結果としてより正確な患者モデルをもたらす。
【００２３】
次に、Ｘ線装置は、事前にプログラムされた走査経路を横断し、第１のエネルギー帯／第２のエネルギー帯の各段階は、走査手順が完了するまで繰り返される。デジタル化された検出器アレイの出力はマージングされ、コンピュータの記憶装置に格納されている診断パラメータと比較される。歯科／整形外科デンシトメトリーは断層撮影式にモデル化され、モデルから画像に変換するために、例えばモニタ又はプリンタへ出力されて。視像は歯科及び医科開業医が使用できるように可視形態で出力される。
【００２４】
ＩＶ．修正実施形態のデンシトメトリーモデリングシステム１０２
本発明の第１の修正実施形態を含むデンシトメトリーモデリングシステム１０２は、図３に示されており、全体として入力１０４ａ及び出力１０４ｂを有するコンピュータ１０４を含む。入力装置１０６及び出力装置１０８は、それぞれコンピュータ入力１０４ａ及び出力１０４ｂに接続されている。
【００２５】
コンピュータ１０４は、ハードディスク装置、テープ装置、集積回路（例えばＲＡＭ）、又は特定の他の適切なデジタル記憶装置等の記憶装置１１０を含み、記憶装置はコンピュータ１０４の内部又は外部のいずれにあってもよい。画像処理ソフトウエア１１２はデジタルデータを画像化するために設けられており、出力装置１０８のモニタ１１４に表示することによって、又はプリンタ１１６で印刷することによって画像を目視検査できる。このような画像は、ファクス又はモデム等の適切な伝送装置１１７によって伝送することができる。また、コンピュータ１０４は比較ソフトウエア１１８を含み、このソフトウエアは、ベースラインと患者固有の歯科及び整形外科デンシトメトリーモデルとをデジタル方式で比較するようになっている。
【００２６】
入力装置１０６は、電子ビーム源１２０及びセンサ／受光器１２２を含み、患者１２４の少なくとも一部が両者の間に位置するように位置決めされるようになっている。本発明の範囲には電子ビーム源及びセンサ／受光器の種々の組み合わせ方が含まれている。電子ビーム源１２０は、患者の歯科／整形外科組織を走査するのに適する視準電子ビームを放射することが好ましい。このような装置は、患者の内部又は外部に配置することができ、「ワンド」及び「ペン」を含む。また、スタイラス装置の先端に装着するのに適するマイクロデバイスを利用できる。有線式及び無線（ＲＦ）式の電子ビーム源装置のいずれも使用できる。外部装置は、歯科医院又は医療現場でよく見かけられる関節式アーム組立体に装着されている電子ビームヘッドを含む。また、種々の携帯型装置、固定型装置、及び密閉型装置は電子ビーム放射をもたらすことができる。電子ビーム源１２０の制御は、コンピュータ１０４で自動化することができ、携帯型の場合には手動式となる。
【００２７】
センサ／受光器１２２は、同様に患者の外部又は内部に配置することができる。例えば、種々の形式の口腔内センサを利用できる。リン薄膜センサは、Ｘ線フィルムと同様に使用され、コンピュータによって変換されて読み取られ、記録されたデジタルデータが転送される。その他の形式としては、電荷結合素子（ＣＣＤ）及び相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）を挙げることができ、これらは、それぞれに接続された電子回路からデジタルデータを出力する。このようなセンサにマイクロプリント回路を組み込んでコンピュータの入力１０４ａにデジタルセンサ出力を供給することができる。
【００２８】
更に、電子ビーム源１２０及びセンサ／受光器１２２の一方又は両方は、患者１２４に対するコンピュータ制御による移動を実現するために事前にプログラムできる。従って、患者を移動させることなくパノラマ画像又は断層撮影画像を得ることができる。このような装置は市販されており、一般に歯科用途では約１２０度の円弧に沿って移動する。特定の電子ビーム源１２０及びセンサ／受光器１２２構成要素は、必要に応じて所望のモデルの形式に応じて選択できる。例えば、歯根尖周囲、咬翼、全顎、パノラマ、及び頭部計測画像処理の全ては、歯科医術、口腔外科、及びその関連分野において広範囲にわたって使用されている。更に、本システムは、歯科医が口腔内に配置するのに適するワンド、ペン、又は類似の装置を用いることによる、取り外し可能な使用及び個別の歯の解剖学的構造の検査を意図している。従って、特定の「観察」領域に関するデンシトメトリー変化を詳しく観察できる。
【００２９】
更に別の形式の電子ビーム源１２０は、局部用途に適する小型携帯型ＣＲＴを備える。例えば、初期齲蝕になりやすいと思われる領域は、診断を行って観察領域として特定することができ、歯科開業医は追跡のための来診及び処置の過程において小型ＣＲＴ電子ビーム源装置を用いてこの領域を詳細に検査できる。従って、このような非常に局所化され歯に特定されたデンシトメトリーモデルを用いると、患者は微量の放射にさらされるだけで済む。システム１０２の利点は、モデルが瞬時に処理されて比較される点にある。従って、歯科医が得ることができる１回の診察予約において、特に観察領域に向けられた限定範囲の局所デンシトメトリーモデルを複数回比較及び分析する。
【００３０】
図４ａから図４ｄは、患者１２４の下顎１２６及び歯１２８に対する電子ビーム源１２０及びセンサ／受光器１２２の選択的な配置及び配列を示す。図４ａは、電子ビーム源１２０ａ及びセンサ／受光器１２２ａの両方が外部に配置されており、電子ビームは患者１２４を通過する。このような配置は、パノラマ、全顎、又は頭部計測画像を収集するために、患者１２４の周りを円弧又は軌道に沿って移動するように事前にプログラムできる。図４ｂは、外部電子ビーム源１２０ｂ及び内部センサ／受光器１２２ｂを示す。図４ｃは、内部電子ビーム源１２０ｃ及び外部センサ／受光器１２２ｃを示す。図４ｄでは、電子ビーム源１２０ｄ及びセンサ／受光器１２２ｄの両方が口腔内に配置されている。
【００３１】
Ｖ．修正デンシトメトリーモデリング法及び用途
モデリング法の有用な歯科及び整形外科用途、及び本発明に関する用途の普遍性を制限することなく、いくつかの歯科用途を詳細に説明する。図５は、歯冠１２８ａ及び歯根１２８ｂをもつ歯１２８を示す。歯冠１２８ａは、象牙質１２８ｄを覆うエナメル質１２８ｃを含む。歯根１２８ｂは、歯根膜１２８ｅに取り囲まれ根管１２８ｆを有しており、根管１２８ｆ内に神経、動脈、及び静脈から構成される神経血管束１２８ｇが通っている。根管１２８ｆは、歯髄１２８ｈで満たされセメント質１２８ｋで取り囲まれている。歯根１２８ｂは、骨組織である下顎骨又は上顎骨１２６で取り囲まれており、この上に歯肉及び歯肉繊維１２８ｉがある。歯冠１２８ａが歯根１２８ｂと接する場所にはセメント質−エナメル質境界（ＣＥＪ）があり、歯周病の代表的な基準点となっている。隣接する歯牙との間の歯冠１２８ａの位置１３０は、歯磨きやデンタルフロスを用いて除去しない限り細菌が集まりやすいので、代表的な齲蝕の場所である。別の代表的な問題個所は根尖１２８ｊであり、ここに膿瘍が形成される。
【００３２】
図６ａから図６ｂは、個々の患者に関するデンシトメトリーモデリング法のフローチャートを示す。フローチャートの各段階は、概ねルーチンに対応し、手動又はコンピュータ１０４のいずれによっても実行できる。ソフトウエアを起動して初期化した後、母集団データベース／ベースラインが読み込まれる。母集団データベース／ベースラインは、全体的な母集団、又は年齢、性別、地理的な領域等の変数によってグループ化された母集団の部分集合に関するデンシトメトリーデータを含むことができる。以下に詳細に説明するように、推定患者モデルは、母集団データベース情報及び患者固有情報の両方から生成される。歯科モデルを生成するために利用される代表的な情報の例が示されており、根尖周囲、咬翼、全顎、パノラマ、及び頭部計測デンシトメトリーデータ取り込みを含む。整形外科等の他の用途の患者モデルを生成するために、他の形式のデータを取り込んで使用することができる。電子ビーム源／受光器の内部／外部の選択（図４ａから図４ｄを参照）は、適切な決定段階で行う。
【００３３】
初期患者モデルを生成して、年齢、性別、及び他の変数が一致する個体の「標準」歯科／整形外科デンシトメトリーに関するベースラインモデルと比較することができる。初期モデルは、Ａ．１と指定できる。必要であれば、治療を施すことができる。
【００３４】
追跡期間において第２のモデルＡ．Ｘを作ることができる。変数Ｘは、例えば、バージョン番号、又は第1のモデルＡ．１が生成さてからの日数等の時間間隔に対応することができる。ソフトウエアは、２つの患者固有モデルＡ．１とＡ．Ｘとの間の比較を行うことができる。歯科医又は医者は、デンシトメトリー値の変化を注意深く観察することができる。例えば、著しいデンシトメトリー値の減少を示す領域は、歯科医に初期齲蝕の可能性を警告することとなる。変化の程度及び危うくなった密度によっては、予防治療が必要かもしれず、又はその領域は今後の悪化又は変化に備えて今後注意深く監視する必要があるかもしれない。ある程度の変化は正常なので、ベースラインに加えて患者の医科／歯科既往歴は、治療が必要な状態を正常な脱灰／石灰化と区別する際に利用できる。
【００３５】
また、インプラントの骨結合は、本システム及び本発明の方法を用いて監視することができる。例えば、本明細書に説明されているデンシトメトリー技術は、骨−インプラント界面の進行を監視して成功した骨結合を示すことができるが、軟組織肉芽形成が継続又は進展している場合はインプラントの失敗を意味する。
【００３６】
本発明のシステム及び方法を用いた監視に特に良く適合する他の疾患は、破損、齲蝕、膿瘍、歯垢、歯周病を含む。更に、本システム及び方法を用いて３D画像処理を行うことが可能なので、２D画像処理では検出が難しい破損及び他の損傷を顕在化させることができる。
【００３７】
図７は、ベースラインデータベースを生成し、これを歯科又は医科診療に利用し、個々の患者のデンシトメトリーモデルを構築するためのフローチャートを示す。図示されているように、このプロセスは、診療データベースの構築に利用される個別の患者のデータと情報のやりとりを行い、このデータは順に全体的母集団ベースラインデータベースに影響を与えることができる。従って、所定期間にわたる個々の患者及び診療からの提供データを用いて高精度のベースラインデータベースを得ることができる。更に、個々の患者モデルは、来診がある度に更新され、ベースラインに由来する予測患者密度に照らして監視することができる。
【００３８】
図示されているように、フッ素添加水、水道水又は井戸水、及び地理領域的事項等の環境因子を適用することができる。同様に、患者因子は、デンシトメトリーモデルに影響を与えることもある。これらには、全般的な歯科健康状態、歯科衛生（頻繁かつ徹底した歯磨き及びデンタルフロスの利用等）、全身作用、腫瘍学、口渇、抗拒絶剤を服用中の移植患者、感染及び齲蝕に対する感受性が含まれる。
【００３９】
本発明の方法の付加的な実施形態及び態様は、法医学、生物測定学、及び個人識別等の多数の付加的なデンシトメトリーモデリングの用途を含む。例えば、歯科及び医療記録からの個人識別は、デジタルデータの取り込み、処理、比較、及び表示技術、及び本明細書に開示されデンシトメトリーモデルを使用するのに適する方法によって素早く処理することができる。医療及び歯科用途に加えて、このような方法及び結果として得られるモデルは、法医学、警備（例えば生体認証技術）、及び法的処置の分野においても用途がある。
【００４０】
本発明の特定の態様及び実施形態が説明され示されているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、幅広い他の別の態様及び実施形態を想定できることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を具体化する歯科及び整形外科デンシトメトリーモデリングシステムの概略的なブロック図である。
【図２】本発明を具体化する歯科及び整形外科デンシトメトリーモデリング法のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の修正実施形態を構成する歯科又は整形外科デンシトメトリーモデリングシステムのブロック図である。
【図４ａ】外部電子ビーム源及び外部センサ／受光器の応用を示す。
【図４ｂ】外部電子ビーム源及び内部センサ／受光器の応用を示す。
【図４ｃ】内部電子ビーム源及び外部センサ／受光器の応用を示す。
【図４ｄ】内部電子ビーム源及び内部センサ／受光器の応用を示す。
【図５】本発明のシステム及び方法を用いたデンシトメトリー監視法に適する特定の領域の位置を示す歯の組織図である。
【図６ａ】本発明による患者固有のデンシトメトリーモデリング法のフローチャートである。
【図６ｂ】本発明による患者固有のデンシトメトリーモデリング法のフローチャートである。
【図７】本発明による全体的母集団ベースラインデータベースデンシトメトリーモデリング法のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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