(57)【要約】【課題】石膏模型を別途作製すること無く、歯顎の表面に対応する三次元形状データを作成し、また歯科用補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭシステムを利用した自動切削加工機により切削用ブロックを切削加工して作製する際に用いる歯科用補綴物の三次元形状データの基本となる歯牙に直接固着される面の歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データや、更には歯科用補綴物の口腔内に露出する面の歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データを作成する。【解決手段】印象材により患者の歯顎の印象を採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材を走査して印象材の三次元形状データを作成し、該三次元形状データから患者の歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出す。歯科用補綴物を作製する場合には、歯科用補綴物を作製する部位の前記患者の歯顎の表面に対応する三次元形状データから歯牙に固着される面や、口腔内に露出する面側の歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データを取り出す。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
印象材により患者の歯顎の印象を採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材を走査して印象材の三次元形状データを作成し、該三次元形状データから患者の歯顎表面に対応する三次元形状データを取り出すことを特徴とする歯顎表面の三次元形状データの作成方法。
【請求項２】
印象材により患者の上下両歯顎の印象を採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材をそれぞれ走査して印象材の三次元形状データを作成し、該三次元形状データから患者の上下両歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出すことを特徴とする歯顎の三次元形状データの作成方法。
【請求項３】
印象材により患者の歯科用補綴物を作製する部位を含んだ歯顎の印象を採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材における歯科用補綴物を作製する部位を走査して印象材の三次元形状データを作成し、該三次元形状データから、歯科用補綴物が歯牙の窩洞に装着されるインレーの場合は該歯牙の窩洞内面形状の三次元形状データを、また歯科用補綴物が支台歯に装着されるクラウンやブリッジの場合は該支台の外面形状の三次元形状データを、取り出すことを特徴とする歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データの作成方法。
【請求項４】
印象材により、患者の歯科用補綴物を作製する部位を含んだ歯顎の印象と、該印象採得部位に対向する部位の対向歯顎の印象とを採得し、Ｘ線ＣＴ装置によりそれぞれの該印象材における歯科用補綴物を作製する部位を含んだ所定部位と該所定部位に対向する対向歯顎側の部位とを走査して印象材の三次元形状データを作成し、歯科用補綴物を作製する部位を含んだ歯顎の印象材の該三次元形状データから、歯科用補綴物が歯牙の窩洞に装着されるインレーの場合は該歯牙の窩洞内面形状の三次元形状データを、また歯科用補綴物が支台歯に装着されるクラウンやブリッジの場合は該支台の外面形状の三次元形状データを、取り出すと共に、該両印象材から作成した三次元形状データから上下両歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出して適合させることにより歯科用補綴物の口腔内に露出する面形状の三次元形状データを取り出すことを特徴とする歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データの作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏模型を別途作製すること無く、歯顎の表面に対応する三次元形状データを作成する方法と、インレーやクラウン又はブリッジなどの歯科用補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭシステムを利用した自動切削加工機により切削用ブロックを切削加工して作製する際に用いる歯科用補綴物の三次元形状データの基本となる歯牙に直接固着される面の歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データを作成する方法と、更にインレーやクラウン又はブリッジなどの歯科用補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭシステムを利用した自動切削加工機により切削用ブロックを切削加工して作製する際に用いる歯科用補綴物の三次元形状データの基本となる歯牙に直接固着される面及び口腔内に露出する面の歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データを作成する方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、患者の歯顎の精密な形状を把握することは歯科治療において非常に重要であり、このような患者の歯顎の精密な形状を把握するには印象材を用いて患者の歯顎（歯顎全体である場合と歯顎の一部である場合とがある）の印象を印象材によって採得し、この印象に基づいて患者の歯顎を再現した石膏模型を作製してこの石膏模型を利用して種々の歯科治療が行われている。
【０００３】
例えば、患者の歯牙が総て健全である場合に患者の健全な状態の歯顎の精密な石膏模型を予め作製し保存しておいて、その患者が歯科用補綴物を作製しなければならない状態になった時に予め作製し保存しておいた石膏模型に基づいて健全な状態時の歯牙と近似した状態に歯科用補綴物を作製する参考にしたり、また患者が歯科用補綴物を作製しなければならない状態になった時にその患者の歯科用補綴物を作製しようとする部位を含んだ石膏模型を作製し、作製する歯科用補綴物がブリッジやクラウンの如き支台歯の外面に固着される歯科用補綴物である場合にはその支台歯の外面に固着される内面の形状を正確に把握したり、作製する歯科用補綴物がインレーの如き歯牙の窩洞の内面に固着される歯科用補綴物である場合にはその窩洞の内面に固着される外面の形状を正確に把握したり、更にはこれらの歯科用補綴物の口腔内に露出する面の形状を把握したり、歯科用補綴物が義歯の如き顎堤及び顎床の口腔内側面に装着される歯科用補綴物である場合にはその顎堤及び顎床の口腔内面の形状を正確に把握したりするのに利用されているのである。
【０００４】
しかしながら、患者の歯牙が総て健全である場合に患者の健全な状態の歯顎の精密な石膏模型を予め作製し保存しておいて、その患者が歯科用補綴物を作製しなければならない状態になった時に予め作製し保存しておいた石膏模型に基づいて健全な状態時の歯牙と近似した状態に歯科用補綴物を作製する参考にしようとすると、かなりの容積を占める石膏模型をその患者が治療に訪れた際に直ちに取り出せるように保管しておかなければならないため、その収納・保管場所の確保に問題があった。
【０００５】
また、従来の歯科用補綴物を作製する方法は、先ず患者の歯顎の印象を採得し、この印象に基づいて患者の歯顎を再現した石膏模型を作製し、次にこの石膏模型上に作製しようとする歯科用補綴物の模型をワックスで作製した後にこのワックス模型を石膏模型から取り外し、しかる後に埋没用石膏内に埋没して加熱によりそのワックス模型を焼却して形成した空洞に溶融した歯科用金属材料を流入して歯科用補綴物を鋳造により作製するロストワックス鋳造法や、先ず患者の歯顎の印象を採得し、この印象に基づいて患者の歯顎を再現した模型を耐火石膏で作製し、次にこの耐火石膏模型上に作製しようとする歯科用補綴物の模型をセラミックス材料を築盛して作製し、しかる後に真空電気炉により焼成して審美性に主眼を置いたセラミックインレー，オールセラミッククラウンなどの歯科用補綴物を作製する方法などが一般的であった。
【０００６】
しかしながら、このような従来のロストワックス鋳造法や真空電気炉による焼成の方法により歯科用補綴物を作製する際には、殆どの工程が歯科技工士により手作業で行われるものであり、しかもこの手作業による工程も非常に細かく繁雑なものであるから、これら工程に膨大な時間と手間がかかってしまうと共に歯科技工士の熟練度により作製される歯科用補綴物の品質の良し悪しが左右されるという問題があった。
【０００７】
そこで、歯科技工士による手作業に頼ることなく安定した品質の歯科用補綴物を短時間により多く作製する方法として、近年では印象材を用いて採得した患者の歯顎の印象に基づいて患者の歯顎を再現した石膏模型を三次元計測装置により計測し、その計測データからコンピュータなどを用いて歯顎形状の三次元形状データを作成し、この三次元形状データに基づいてインレー，クラウン，ブリッジ等の歯科用補綴物の三次元形状データをコンピュータ上で作成し、この作成した歯科用補綴物の三次元形状データに基づいて自動切削加工機により歯科用補綴物切削用ブロックを切削加工して歯科用補綴物を作製する歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムが開発されてきた。
【０００８】
このような歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて、歯科用補綴などの治療を目的とする歯牙を含む石膏模型の三次元形状をコンピュータに入力する装置として、例えば、光ファイバを使用して石膏模型に直接光を照射し、その反射光を受光して非接触式で三次元形状データを得たり（例えば、特許文献１参照。）、石膏模型に直接レーザを照射して非接触式で三次元形状データを得る装置がある（例えば、特許文献２参照。）。また、接触子となるプローブを用いて石膏模型表面を接触計測することにより三次元形状データを得る装置もある（例えば、特許文献３〜５参照）。
【０００９】
しかし、石膏模型に光やレーザを照射して非接触式で三次元形状データを得たり、接触子となるプローブを用いて石膏模型表面を接触計測して三次元形状データを得たりする装置や方法では、必ず被計測対象となる石膏模型を準備する必要があるので作業効率が悪く、この間接作業を挟むために三次元データの誤差も大きくなる虞があった。また、患者の歯牙を三次元計測装置で直接計測することも考えられるが、計測に必要な時間だけ患者に静止を求める必要があるので患者への負担が大きく、患者も完全な静止は不可能であるので計測の誤差も大きかった。
【００１０】
そして、前述した従来のロストワックス鋳造法や真空電気炉による焼成の方法により歯科用補綴物を作製する方法においても、歯科用補綴物を作製した後に残る石膏模型や耐火石膏模型の処理の問題、例えば廃棄する場合は廃棄物としての問題、保存しておく場合にはその保存場所確保等の問題があり、また歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使用して歯科用補綴物を作製する場合でも歯科用補綴などの治療を目的とする歯牙を含む石膏模型を作製しなければならないので、その三次元形状データを得た後の石膏模型の処理の問題、例えば廃棄する場合は廃棄物としての問題、保存しておく場合にはその保存場所確保等の問題があったのである。
【００１１】
【特許文献１】特開昭５８−１８７８０２号公報
【特許文献２】特開平５−３３２７３１号公報
【特許文献３】特開昭５７−２００１４４号公報
【特許文献４】特開２００２−３３６２７７号公報
【特許文献５】特開２００３−６１９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明は、石膏模型を別途作製したり患者の口腔内を三次元計測装置で直接計測したりする必要が無く歯顎の表面に対応する三次元形状データを作成できる方法と、インレーやクラウン又はブリッジなどの歯科用補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭシステムを利用した自動切削加工機により切削用ブロックを切削加工して作製する際に用いる歯科用補綴物の三次元形状データの基本となる歯牙に直接固着される面の歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用の三次元形状データを作成できる方法と、更にインレーやクラウン又はブリッジなどの歯科用補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭシステムを利用した自動切削加工機により切削用ブロックを切削加工して作製する際に用いる歯科用補綴物の三次元形状データの基本となる歯牙に直接固着される面及び口腔内に露出する面の歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用の三次元形状データを作成できる方法とを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、従来の歯顎の表面に対応する三次元形状データを作成する方法や歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用の三次元形状データを作成する方法のように印象材を用いて採得した患者の歯顎の印象に基づいて患者の歯顎を再現した石膏模型を被計測物として作製しこの石膏模型を計測したり、患者の口腔内を三次元計測装置で直接計測する代わりに、印象材で患者の歯顎形状の印象を採得した後にその印象材を直接Ｘ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピューテッドモノグラフィ装置）で計測すると前記の課題を解決できることを究明して本発明を完成したのである。
【００１４】
即ち本発明は、印象材により患者の歯顎の印象を採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材を走査して印象材の三次元形状データを作成し、該三次元形状データから患者の歯顎表面に対応する三次元形状データを取り出すことを特徴とする歯顎表面の三次元形状データの作成方法と、
印象材により患者の上下両歯顎の印象を採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材をそれぞれ走査して印象材の三次元形状データを作成し、該三次元形状データから患者の上下両歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出すことを特徴とする歯顎の三次元形状データの作成方法と、
印象材により患者の歯科用補綴物を作製する部位を含んだ歯顎の印象を採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材における歯科用補綴物を作製する部位を走査して印象材の三次元形状データを作成し、該三次元形状データから、歯科用補綴物が歯牙の窩洞に装着されるインレーの場合は該歯牙の窩洞内面形状の三次元形状データを、また歯科用補綴物が支台歯に装着されるクラウンやブリッジの場合は該支台の外面形状の三次元形状データを、取り出すことを特徴とする歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データの作成方法と、
印象材により、患者の歯科用補綴物を作製する部位を含んだ歯顎の印象と、該印象採得部位に対向する部位の対向歯顎の印象とを採得し、Ｘ線ＣＴ装置によりそれぞれの該印象材における歯科用補綴物を作製する部位を含んだ所定部位と該所定部位に対向する対向歯顎側の部位とを走査して印象材の三次元形状データを作成し、歯科用補綴物を作製する部位を含んだ歯顎の印象材の該三次元形状データから、歯科用補綴物が歯牙の窩洞に装着されるインレーの場合は該歯牙の窩洞内面形状の三次元形状データを、また歯科用補綴物が支台歯に装着されるクラウンやブリッジの場合は該支台の外面形状の三次元形状データを、取り出すと共に、該両印象材から作成した三次元形状データから上下両歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出して適合させることにより歯科用補綴物の口腔内に露出する面形状の三次元形状データを取り出すことを特徴とする歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データの作成方法とである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る歯顎の三次元形状データの作成方法は、印象材により患者の一方又は上下両歯顎の印象を採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材を走査して印象材の三次元形状データを作成し、該三次元形状データから患者の歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出す歯顎の三次元形状データの作成方法であるから、従来のように被計測対象となる石膏模型を使用せずに患者の歯顎の印象を採得すると直ちに患者の歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出す作業に移れるので作業の効率が良く、また石膏模型の作製という間接作業を挟まないので計測に誤差を生じる可能性が少なく、更には患者に計測のために長時間の静止など余計な負担を与えることもないばかりか、三次元形状データを得た後の石膏模型の処理の問題、例えば廃棄する場合は廃棄物としての問題、保存しておく場合にはその保存場所確保等の問題も無い優れた歯顎の三次元形状データの作成方法であり、得られた歯顎の表面に対応する三次元形状データはコンピュータの記憶装置やＣＤ，ＤＶＤなどの記憶媒体に記憶させておけば石膏模型のようにその収納や保存に要する空間の確保などの問題が無く、必要なときにはコンピュータの記憶装置やＣＤ，ＤＶＤなどの記憶媒体から呼び出してコンピュータに患者の歯顎を再現したグラフィック画像として表示させることができるため、石膏模型を作製することによる問題が一挙に解決できるのである。
【００１６】
また、本発明に係る歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データの作成方法は、印象材により患者の歯科用補綴物を作製する部位を含んだ歯顎の印象を採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材における歯科用補綴物を作製する部位を走査して印象材の三次元形状データを作成し、該三次元形状データから、歯科用補綴物が歯牙の窩洞に装着されるインレーの場合は該歯牙の窩洞内面形状の三次元形状データを、また歯科用補綴物が支台歯に装着されるクラウンやブリッジの場合は該支台の外面形状の三次元形状データを取り出す方法と、更に前記印象採得部位に対向する部位の対向歯顎の印象も採得し、Ｘ線ＣＴ装置により該印象材における歯科用補綴物を作製する部位を含んだ所定部位に対向する対向歯顎側の部位も走査して印象材の三次元形状データを作成し、両印象材から作成した三次元形状データから上下両歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出して適合させることにより歯科用補綴物の口腔内に露出する面形状の三次元形状データを取り出す方法とであるから、従来のように被計測対象となる石膏模型を使用せずに患者の歯顎の印象を採得すると直ちに歯科用補綴物を作製しようとする部位の患者の歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出す作業に移れるので作業の効率が良く、また石膏模型の作製という間接作業を挟まないので計測に誤差を生じる可能性が少なく、更には患者に計測のために長時間の静止など余計な負担を与えることもない優れた歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データの作成方法であり、得られた歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データはコンピュータの記憶装置やＣＤ，ＤＶＤなどの記憶媒体に記憶させた後に呼び出してコンピュータに歯科用補綴物を作製しようとする部位を再現したグラフィック画像として表示させることができるため、迅速に歯科用補綴物を作製することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る歯顎の三次元形状データの作成方法及び歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭ用三次元形状データの作成方法について詳細に説明する。
【００１８】
本発明方法では、先ず印象材により患者の歯顎の印象を印象材によって採得するのである。
この印象を採得する患者の歯顎は、患者の歯牙が総て健全である場合に患者の健全な状態の歯顎の精密な三次元形状データを保存しておいて、その患者が歯科用補綴物を作製しなければならない状態になった時にその三次元形状データに基づいて健全な状態時の歯牙と近似した状態に歯科用補綴物を作製する参考にする場合には、患者の歯牙が存在する顎堤部であればよく、また患者が歯科用補綴物を作製しなければならない状態になった時にその歯科用補綴物が義歯の如き顎堤及び顎床の口腔内側面に装着される歯科用補綴物である場合にはその顎堤及び顎床の口腔内側面の形状全体である。
また患者が歯科用補綴物を作製しなければならない状態になった時にその歯科用補綴物がブリッジやクラウンの如き支台歯の外面に固着される歯科用補綴物である場合にはその支台歯を含んだ歯顎であり、作製する歯科用補綴物がインレーの如き歯牙の窩洞の内面に固着される歯科用補綴物である場合にはその窩洞が存在する歯を含んだ歯顎である。
【００１９】
この際、印象を採得する患者の歯顎は、上顎又は下顎の一方でもよいが、上下両顎であることが咬合面等の口腔内に露出する面の形状を把握できるので好ましい。
この印象採得の方法は、従来より歯科における治療時に使用される歯科用印象材料を使用してその使用方法に従って行うことができる。
【００２０】
即ち、歯顎の形状を正確に採得可能な歯科用印象材が好ましく、例えば、従来から歯科用補綴物の作製の際に歯科で使用されている歯科用アルギン酸塩印象材やシリコーン系印象材が扱い易く好適である。
【００２１】
歯顎形状の印象採得には通常金属製，高分子材料製などの各種歯科用トレーが印象材を保持する支持体として使われているが、本発明方法ではＸ線ＣＴ装置により印象を採得した印象材を走査してその印象材の三次元形状データを作成することから、Ｘ線ＣＴ装置の特性上、高分子材料製トレーなどＸ線の透過に影響を与え難い材質のトレーを使用することが好ましい。
【００２２】
次いで、歯顎形状を採得した印象材をＸ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピューテッドモノグラフィ装置）で走査してその印象材の三次元形状データを作成するのである。この走査は一方向についてのみの走査でよいが、方向を変えた走査と組合せればより精密な三次元形状データを作成できるので好ましい。この走査により得られる三次元形状データは、Ｘ線の相対的な透過率の情報が三次元的な格子状などに配列された点群データとして得られる。このデータには印象を採得した印象材の外形形状のみならずＸ線ＣＴ装置の任意設定若しくは固定設定された走査範囲内全ての情報が含まれている。
【００２３】
Ｘ線ＣＴ装置で走査して得られた印象材の三次元形状データは、歯顎の陰型三次元形状データであるので、得られた三次元形状データから印象採得された歯顎表面に対応する三次元形状データをオペレータが選択して取り出すことで最終的な歯顎の表面に対応する三次元形状データを作成する。即ち、目的とする歯顎形状の三次元形状データ以外にも使用した歯科用トレーなどの不必要な三次元形状データが含まれているので、全ての三次元形状データの中から不要な歯科用トレーなどの三次元形状データを削除する作業を行うことが好ましい。このとき、コンピュータにより印象材の形状認識を行い、印象採得された歯顎の表面に対応する部位に存在する形状データの選択を補助するラインや面を示すなどオペレータの選択作業を補助するための機能を利用してもよい。
【００２４】
Ｘ線ＣＴ装置で得られた印象材の三次元形状データの中から印象採得された歯顎の表面に対応する三次元形状データのみを取り出す処理は、前記のようにコンピュータ上にて手動で行う方法の他に、コンピュータで自動的に行う方法もある。コンピュータで自動的に行う場合は、歯顎形状の採得に用いた印象材の組成データ，そのＸ線透過率データ，歯科用トレーのＸ線透過率データ，歯科用トレーの形状データなどが事前にコンピュータ登録されていれば自動処理がより正確になるので好ましい。目的とする歯顎形状の三次元形状データは手動時と同様の処理を、予め設定された選択プロクラムに従いコンピュータにより自動で選択処理を行う。
【００２５】
本発明方法では、Ｘ線ＣＴ装置で走査して作成した印象材の三次元形状データから印象採得された歯顎の表面に対応する三次元形状データを取り出す処理を行うための装置は、Ｘ線ＣＴ装置と別であってもよく、逆にＸ線ＣＴ装置に印象材の三次元形状データから印象採得された歯顎の表面に対応する三次元形状データを選択及び取り出す処理を行う機能が備わっていてもよい。
【００２６】
Ｘ線ＣＴ装置に前記処理機能が備わっている場合には、Ｘ線ＣＴ装置により印象材を走査するときからオペレータによる選択処理を行うことなく、直接予め設定された選択プロクラムに従いコンピュータにより自動で選択処理を行えるので作業を更に迅速に行うことができる。