(57)【要約】  患者が装着するプライマ器具のセット及び治療用器具のセットを提供する。プライマ器具は、治療用器具による歯の更なる再配置に備えて歯の局所環境を整える為に最初に装着される。プライマ器具は、歯周靱帯を、歯の所望の最終位置を達成する為の好適な方向に圧縮することが可能である。この圧縮により、歯の局所環境において生物学的反応を発生させることが可能である。プライマ器具は、歯の最小限の再配置を引き起こしてよく、或いは、歯の再配置を引き起こさなくてよい。治療用器具は、歯を治療段階の初期位置から最終位置に再配置する為に装着される。プライマ器具は、治療用器具による歯移動の効率及び精度を高めることが可能である。
2018509206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯列矯正治療を計画する方法であって、
患者の歯の初期配列を表す初期デジタルデータセットを受け取るステップと、
前記患者の歯を前記初期配列からターゲット配列に向けて連続的に再配置する為の複数の中間配列を生成するステップと、
前記初期配列から前記ターゲット配列に向けての再配置に備えて前記患者の歯を整えるように成形された歯受けキャビティを含む１つ以上のプライマ器具のジオメトリを決定するステップであって、前記１つ以上のプライマ器具の前記歯受けキャビティは、それぞれが、前記複数の中間配列のうちの第１の中間配列に従って成形される、前記１つ以上のプライマ器具のジオメトリを決定する前記ステップと、
前記初期配列から前記ターゲット配列に向けて前記患者の歯を連続的に再配置するように成形された歯受けキャビティを含む複数の治療用器具のジオメトリを決定するステップであって、前記複数の治療用器具の前記歯受けキャビティは、それぞれが、前記第１の中間配列に続く前記複数の中間配列のうちの各中間配列に従って成形される、前記複数の治療用器具のジオメトリを決定する前記ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記１つ以上のプライマ器具の前記歯受けキャビティは、それぞれが、前記患者の歯を第１の移動速度で動かすように成形され、前記複数の治療用器具の前記歯受けキャビティは、それぞれが、前記患者の歯を、前記第１の移動速度より速い第２の移動速度で動かすように成形される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上のプライマ器具の前記歯受けキャビティは、それぞれが、前記患者の歯を第１の移動量だけ動かすように成形され、前記複数の治療用器具の前記歯受けキャビティは、それぞれが、前記患者の歯を、前記第１の移動量より大きい第２の移動量だけ動かすように成形される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上のプライマ器具は、同じ歯受けキャビティジオメトリを有する複数のプライマ器具を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のプライマ器具は、同じ歯受けキャビティジオメトリを有する３つ以上のプライマ器具を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の治療用器具は、それぞれが異なる歯受けキャビティジオメトリを有する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上のプライマ器具及び前記複数の治療用器具を製作する命令を生成するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記生成された命令に基づいて、前記１つ以上のプライマ器具及び前記複数の治療用器具を製作するステップを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記１つ以上のプライマ器具の前記歯受けキャビティは、それぞれが、前記患者の歯を前記再配置に備えて整えることを、前記歯の前記再配置に対する前記患者の組織の抵抗を低減することによって行うように成形される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記抵抗を低減することは、骨再形成を引き起こすこと、歯周靱帯の１つ以上の特性の変化を引き起こすこと、生化学的信号の濃度の変化を引き起こすこと、又は歯の局所環境の細胞構成の変化を引き起こすことのうちの１つ以上を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の治療用器具の前記歯受けキャビティは、それぞれが、前記１つ以上のプライマ器具によって前記組織の抵抗が既に低減された後に、前記患者の歯を前記初期配列から前記ターゲット配列に向けて連続的に再配置するように成形される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
歯列矯正治療を計画する方法であって、
前記歯列矯正治療の間に第１の配列から第２の配列に再配置する複数の歯を決定するステップと、
前記複数の歯のうちの、前記歯列矯正治療のうちの実施済みの段階で既に再配置されている第１のサブセットを識別するステップと、
前記複数の歯のうちの、前記歯列矯正治療のうちの実施済みの段階でまだ再配置されていない第２のサブセットを識別するステップと、
前記複数の歯のうちの前記第１のサブセットについては第１の移動速度を決定し、前記複数の歯のうちの前記第２のサブセットについては第２の移動速度を決定するステップであって、前記第１の移動速度は前記第２の移動速度より速い、前記第１及び前記第２の移動速度を決定する前記ステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
前記第２の移動速度は、前記複数の歯のうちの前記第２のサブセットを再配置に向けて整えるように構成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の移動速度は、前記複数の歯の前記再配置に対する前記患者の組織の抵抗を低減することにより、前記複数の歯のうちの前記第２のサブセットを再配置に備えて整えるように構成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記抵抗を低減することは、骨再形成を引き起こすこと、歯周靱帯の１つ以上の特性の変化を引き起こすこと、生化学的信号の濃度の変化を引き起こすこと、又は歯の局所環境の細胞構成の変化を引き起こすことのうちの１つ以上を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の歯を前記第１の配列から前記第２の配列に連続的に再配置するように成形される複数の器具のジオメトリを決定するステップを更に含み、前記複数の器具は、それぞれが、前記複数の歯のうちの前記第１のサブセットを前記第１の移動速度で再配置するように成形された第１の歯受けキャビティセットと、前記複数の歯のうちの前記第２のサブセットを前記第２の移動速度で再配置するように成形された第２の歯受けキャビティセットと、を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数の器具の前記第２の歯受けキャビティセットは、それぞれが同じキャビティジオメトリを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の器具の前記第１の歯受けキャビティセットは、それぞれが同じキャビティジオメトリを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の器具は、３つ以上の器具を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の器具を製作する命令を生成するステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記生成された命令に基づいて、前記複数の器具を製作するステップを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数の器具は、それぞれが、同じ時間長にわたって、患者によって装着されるように構成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
歯列矯正治療を計画する方法であって、
患者の歯の初期配列を表す初期デジタルデータセットを受け取るステップと、
前記患者の歯を前記初期配列からターゲット配列に向けて連続的に再配置する為の複数の中間配列を生成するステップと、
前記患者の歯を、前記初期配列から、前記複数の中間配列のうちの第１の中間配列に再配置する為の第１の期間を決定するステップと、
前記患者の歯を、前記第１の中間配列から、前記複数の中間配列のうちの後続の第２の中間配列に再配置する為の第２の期間を決定するステップであって、前記第１の期間は前記第２の期間より長い、前記第２の期間を決定する前記ステップと、
を含む方法。
【請求項２４】
前記第１の期間は、前記歯を再配置に備えて整えるのに十分な長さである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の期間は、前記歯の前記再配置に対する組織の抵抗を低減するのに十分な長さである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記抵抗を低減することは、骨再形成を引き起こすこと、歯周靱帯の１つ以上の特性の変化を引き起こすこと、生化学的信号の濃度の変化を引き起こすこと、又は歯の局所環境の細胞構成の変化を引き起こすことのうちの１つ以上を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の期間は約２週間以上である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の期間は、約２週間から約１２週間の範囲にある、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の期間は、前記第２の期間の少なくとも３倍の長さである、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記初期配列から前記第１の中間配列までの前記歯の移動距離は、前記第１の中間配列から前記第２の中間配列までの前記歯の移動距離と同じである、請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２の中間配列は、前記第１の中間配列の直後にある、請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記患者の歯を、前記第２の中間配列から、前記複数の中間配列のうちの後続の第３の中間配列に再配置する為の第３の期間を決定するステップであって、前記第３の期間は前記第２の期間と同じ長さである、前記第３の期間を決定する前記ステップを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記複数の歯を前記初期配列から前記ターゲット配列に向けて連続的に再配置するように成形される複数の器具のジオメトリを決定するステップを更に含み、前記複数の器具は、前記患者の歯を、前記第１の期間にわたって、前記初期配列から前記第１の中間配列に再配置するように成形された複数のプライマ器具と、前記患者の歯を、前記第２の期間にわたって、前記第１の中間配列から前記第２の中間配列に再配置するように成形された治療用器具と、を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
前記複数の器具は、それぞれが、同じ時間長にわたって、前記患者によって装着されるように構成される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記複数のプライマ器具は、３つ以上のプライマ器具を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
歯列矯正治療を計画する為のシステムであって、請求項１から３５のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成された１つ以上のプロセッサを含む前記システム。
【請求項３７】
患者の歯を再配置する方法であって、
前記患者の複数の歯の支持構造を再配置に備えて整える為に、前記複数の歯の上に１つ以上のプライマ器具を配置するステップを含み、前記１つ以上のプライマ器具は、前記支持構造の生物学的反応を引き起こすのに十分な大きさの力又はトルクを前記複数の歯にかけるように成形された複数の歯受けキャビティを含む、
方法。
【請求項３８】
前記複数の歯受けキャビティは、前記生物学的反応が引き起こされて前記複数の歯が再配置可能な状態になった時点で前記複数の歯を永続的に動かすことがない大きさの力又はトルクを前記複数の歯にかけるように成形される、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記１つ以上のプライマ器具は、前記複数の歯を動かす段階の前の、治療の中間部分の間に与えられる、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
治療の中間部分の複数の器具を与えるステップを更に含み、前記治療の前記中間部分は、治療の、複数の再配置段階を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記治療の前記中間部分は、前記複数の歯を最終位置に向けてインクリメンタルに動かす為の、複数の再配置段階の複数の再配置器具を与えるステップを含み、前記複数の歯のうちの１つ以上が、連続する再配置段階の間に、プライマ段階の間の単位時間当たりの移動距離より大きな、単位時間当たりの再配置距離だけ動く、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
治療の仕上げ段階で使用する１つ以上の仕上げ器具を与えるステップを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４３】
前記１つ以上のプライマ器具による治療のプライマ部分の完了時の、前記複数の歯の移動量が、前記１つ以上のプライマ器具の配置前の、前記複数の歯の初期位置から、前記１つ以上のプライマ器具の前記複数の歯受けキャビティの位置までの距離の約半分を超える距離だけ、前記歯を永続的に移動させるには十分ではない、請求項３７に記載の方法。
【請求項４４】
前記複数の歯受けキャビティのうちの１つ以上が、前記複数の歯のうちの１つ以上を、前記１つ以上のプライマ器具のプレコンディショニング方向にずらすように成形され、前記プレコンディショニング方向は、初期再配置段階による再配置方向への移動を促進する為に、前記初期再配置段階の前記再配置方向から離れる方向である、請求項３７に記載の方法。
【請求項４５】
前記１つ以上のプライマ器具は、前記複数の歯を、第１の時間長にわたって、複数の第１の位置から複数の第２の位置へ動かすように構成されており、そのような、前記複数の第１の位置から前記複数の第２の位置への移動は、第１の移動速度に対応し、前記方法は、前記歯を、前記第１の移動速度より速い第２の移動速度で再配置する為の、複数の、治療の再配置段階の再配置器具を与えるステップを更に含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４６】
前記１つ以上のプライマ器具は、複数の再配置器具による前記複数の歯の前記再配置に対する前記患者の組織の抵抗を低減する、請求項３７に記載の方法。
【請求項４７】
前記１つ以上のプライマ器具を前記複数の歯の上に配置するステップと、前記複数の歯の上に１つ以上の再配置器具を配置するステップと、を更に含み、前記１つ以上のプライマ器具は、前記１つ以上の再配置器具の、前記複数の歯の上に配置されたときの歪みを低減する為に、前記１つ以上の再配置器具に先立って配置される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４８】
患者の歯を再配置するシステムであって、
前記患者の複数の歯の支持構造を再配置に備えて整えるために、前記複数の歯の上に配置する１つ以上のプライマ器具を含み、前記１つ以上のプライマ器具は、支持構造の生物学的反応を引き起こすのに十分な大きさの力又はトルクを前記複数の歯にかけるように成形された複数の歯受けキャビティを含む、
システム。
【請求項４９】
前記複数の歯受けキャビティは、前記生物学的反応が引き起こされて前記複数の歯が再配置可能な状態になった時点で前記複数の歯を永続的に動かすことがない大きさの力又はトルクを前記複数の歯にかけるように成形されている、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
治療の中間部分の為の複数の器具を更に含み、前記治療の前記中間部分は、治療の、複数の再配置段階を含む、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５１】
前記治療の前記中間部分の為の前記複数の器具は、前記複数の歯を最終位置に向けてインクリメンタルに動かす為の、複数の再配置段階に対応する複数の再配置器具を含み、前記複数の再配置器具は、前記複数の歯のうちの１つ以上を、連続する再配置段階の間に、プライマ段階の間の単位時間当たりの移動距離より大きな、単位時間当たりの再配置距離だけ動かすように構成されている、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５２】
治療の仕上げ段階で使用する１つ以上の仕上げ器具を更に含む、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５３】
前記１つ以上のプライマ器具は、前記１つ以上のプライマ器具による治療のプライマ部分の完了時の、前記複数の歯の移動量が、前記１つ以上のプライマ器具の配置前の、前記複数の歯の初期位置から、前記１つ以上のプライマ器具の複数の歯受けキャビティの位置までの距離の約半分を超える距離だけ、前記複数の歯を永続的に移動させるには十分ではないように構成されている、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５４】
前記複数の歯受けキャビティのうちの１つ以上が、前記複数の歯のうちの１つ以上を、前記１つ以上のプライマ器具のプレコンディショニング方向にずらすように成形されており、前記プレコンディショニング方向は、初期再配置段階による再配置方向への移動を促進する為に、前記初期再配置段階の前記再配置方向から離れる方向である、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５５】
前記１つ以上のプライマ器具は、前記複数の歯を、第１の時間長にわたって、複数の第１の位置から複数の第２の位置へ動かすように構成されており、そのような、前記複数の第１の位置から前記複数の第２の位置への移動は、第１の移動速度に対応し、治療の複数の再配置段階に対応する複数の再配置器具が、前記複数の歯を、前記第１の移動速度より速い第２の移動速度で再配置するように構成されている、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５６】
前記１つ以上のプライマ器具は、複数の再配置器具による前記複数の歯の前記再配置に対する、前記患者の組織の抵抗を低減する、請求項４８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によって全開示内容が本明細書に組み込まれている、２０１５年２月２３日に出願された米国特許仮出願第６２／１１９，７２８号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
先行技術の、歯並びを整える方法及び装置は、少なくとも場合によっては、理想どおりでないことがある。歯を動かして歯並びを整える為にブレースを使用する場合があるが、ブレースは、装着しにくい場合があり、患者への装着に専門技術が必要となる場合がある。又、複雑な移動は達成困難な場合があり、少なくとも場合によっては、歯列矯正配置では、幾つかの歯の複雑な移動に理想的に対処することができないことがある。
【０００３】
歯をうまく動かす為に、透明なシェル器具が使用されてきた。例えば、ユーザには、一連の透明なシェル器具が与えられてよい。その一連のシェルの各シェルは、治療の一段階に対応してよい。例えば、一連の１０個のシェルの４番目のシェルは、治療の４番目の状態に対応してよい。透明なシェル器具は、歯をうまく再配置することに使用できるが、少なくとも場合によっては、理想どおりの結果が得られないことがある。例えば、抜歯箇所を埋めることなどの為に複数の歯を複雑に動かすことは、透明なシェル器具では治療しにくい場合がある。又、少なくとも場合によっては、透明なシェル器具の装着者の治療が完了しないことがあり、これは、例えば、その器具で歯が十分動かず、ユーザが治療を中止する場合である。そして、少なくとも場合によっては、治療が実施された際に治療の過程を再評価しなければならないことがあり、その結果、第２の一連の透明なシェル器具の製作が必要になって治療期間が延びる可能性がある。
【０００４】
上記を鑑みると、ポリマーシェル器具を使用して歯をターゲット位置まで動かす改良された方法及び装置を提供することが望ましいであろう。理想的には、そのような方法及び装置であれば、より正確に歯がターゲット位置まで動くであろうし、同時に、生物学的反応が改善されるであろうし、治療を完遂する可能性が高まるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術の課題を解決するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の実施形態は、歯を再配置するシステムを提供し、このシステムは、患者が装着するプライマ器具のセットと、治療用器具のセットとを含む。プライマ器具は、再配置治療の初期のプライマ段階として、治療段階の間の治療用器具による患者の歯の更なる再配置に備えて歯の局所環境を整える為に、患者に与えられてよい。プライマ器具は、歯周靱帯に穏やかな歪力をかけることにより、歯周靱帯に圧縮、伸張、又は伸長のうちの１つ以上を施すことが可能である。歪力は、様々な方向のうちの１つ以上の方向にかけられてよい。歯周靱帯に対する穏やかな歪力は、歯の所望の移動方向にかけられてよく、この方向は、歯の所望の最終位置の方向に対応してよく、或いは、所望の歯移動の方向から離れる方向、例えば、外側に向かう方向に対応してよい。歯周靱帯に対する穏やかな歪力は、歯の局所環境において生物学的反応を発生させることが可能であり、この生物学的反応は、口内組織及び骨の再形成の過程に関連付けられることが可能な１つ以上の生化学的信号の発生を含む。プライマ器具によってかけられる穏やかな歪力は、歯の再配置をほとんど又は全く引き起こさなくてよい。或いは、プライマ器具によってかけられる穏やかな歪力は、治療用器具より遅い速度で歯を再配置してよい。プライマ段階は、患者において所望の生物学的反応を達成するのに十分な初期治療段階にわたって歯の上に配置されてよい。初期治療段階は、約３週間から約８週間の範囲の期間にわたってよい。プライマ段階に続いて、歯を再配置する治療用器具が患者に与えられてよい。治療用器具は、治療の１つ以上の段階に対応する１つ以上の治療用器具セットを含んでよい。治療用器具は、歯を治療段階の初期位置から最終位置に再配置する為に装着されてよい。複数の治療段階を通して、歯が、治療用器具セットによって、最終的には所望の最終位置に再配置されるように、複数の治療用器具の装着と交換が漸進的に行われてよい。プライマ器具を使用して、歯を再配置に備えてプライマ処理することにより、治療用器具の各セットを患者が装着する期間を短縮すること、治療の総期間を短縮すること、可能な歯移動の総量を増やすこと、不要な歯移動を減らすこと、並びに歯移動の予測可能性及び精度を高めることが可能になり、これによって、より多くの患者が治療に成功することが可能になる。
【０００７】
文献の引用
本明細書で言及される全ての発行物、特許、及び特許出願は、個々の発行物、特許、又は特許出願のそれぞれが、参照によって組み込まれるものとして具体的且つ個別に示されているのと同程度に、参照によって本明細書に組み込まれている。
【０００８】
添付の特許請求の範囲には、本発明の新規な特徴が具体的に示されている。本発明の原理が利用される例示的実施形態を示す以下の詳細説明、並びに下記添付図面を参照することにより、本発明の特徴及び利点をよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】顎を、本開示の実施形態によるインクリメンタル位置決め調節器具とともに示す図である。
【図２】本開示の実施形態による治療の過程を明示する、プロセスのフローチャートである。
【図３】本開示の実施形態による、歯の移動及び再配置を行う治療過程の概略図である。
【図４】本開示の実施形態による、治療の過程にわたる歯位置のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示は、歯を動かして所望の歯の移動を引き出すこと、及び／又は歯を所望の配列に再配置することの為の、改良された、より効果的な歯列矯正システム及び関連する方法を提供する。本明細書に開示の方法及び装置は、様々な歯の症状のうちの１つ以上を治療する為に、様々な様式で組み合わされて使用されてよい。
【００１１】
実施形態によっては、透明なシェル器具を使用して歯並びを整える特定の方法及び装置が、複数の透明なシェル器具を与えることを頼りにしてよく、これらの器具は、ほぼ同等の時間間隔で漸進的に装着されてよく、それぞれが各治療段階においてほぼ同じ比率の歯の移動を与えるものであってよい。諸実施形態に関連する研究によれば、そのようなアプローチの結果が、少なくとも場合によっては理想どおりにならないことがあり、これは、シェル器具の装着に対する生物学的反応が治療の全過程を通して一定ではない場合がある為である。例えば、歯は、治療の最初の数段階での再配置に対する抵抗が特に大きい場合があり、結果として、これらの初期段階が完了したと考えられる時点で歯が所望の位置又は計画された位置にない場合がある。少なくとも場合によっては、この、治療の遅れ又は食い違いにより、治療に必要な総時間が延びる可能性がある。これは、患者が初期段階のシェル器具をより長い期間にわたって装着しようとする場合がある為である。少なくとも場合によっては、この遅れ又は食い違いにより、初期治療段階の後に、計画された位置ではなく現在の歯位置から新たに治療を始められるように、治療段階を再評価することが必要になる場合すらある。場合によっては、患者が治療の中止を決定する場合がある。
【００１２】
本開示に関連する研究によれば、ポリマーシェル器具による治療計画及び力システムによっては、計画された位置に対する歯位置の遅れを考慮しない場合がある。又、諸実施形態に関連する研究によれば、実施形態によっては、器具治療の最初の数段階において、複数の歯位置決め器具の順次位置が、移動に対する歯の抵抗が特に大きい場合に対して理想どおりに対処することができない場合がある。このように、最初の数段階の抵抗が特に大きいことは、組織の弾性に関連している場合があり、生物学的反応に対して先行技術の歯位置決め器具に割り当てられた時間が十分ではない場合がある。
【００１３】
一態様では、患者の歯を再配置する方法を提供する。本方法は、患者の複数の歯の支持構造を再配置に備えて整えるために、その複数の歯の上に配置する１つ以上のプライマ器具を与えるステップを含んでよく、その１つ以上のプライマ器具は、支持構造の生物学的反応を引き起こすのに十分な大きさの力又はトルクをその複数の歯にかけるように成形された複数の歯受けキャビティを含む。
【００１４】
多くの実施形態では、その複数の歯受けキャビティは、生物学的反応が引き起こされてその複数の歯が再配置可能な状態になった時点でその複数の歯を永続的に動かすことがない大きさの力又はトルクをその複数の歯にかけるように成形されている。
【００１５】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、その複数の歯を動かす段階の前の、治療の中間部分の間に与えられる。
【００１６】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、口蓋拡大又は下顎再配置のうちの１つ以上を含む事前治療の後に使用する為に与えられ、その複数の歯を動かすように構成された機能器具が、その１つ以上のプライマ器具の前に使用する為に与えられる。
【００１７】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、口蓋拡大又は下顎再配置のうちの１つ以上を含む事前治療の後に使用する為に与えられ、その複数の歯を動かすように構成された機能器具が、その１つ以上のプライマ器具の後に使用する為に与えられる。
【００１８】
多くの実施形態では、本方法は更に、治療の中間部分の複数の器具を与えるステップを含み、治療の中間部分は、治療の、複数の再配置段階を含む。本方法は更に、治療の仕上げ段階で使用する１つ以上の仕上げ器具を与えるステップを含んでよい。治療の中間部分は、その複数の歯を最終位置に向けてインクリメンタルに動かす為の、複数の再配置段階の複数の再配置器具を与えるステップを含んでよく、その複数の歯のうちの１つ以上が、連続する再配置段階の間に、プライマ段階の間の単位時間当たりの移動距離より大きな、単位時間当たりの再配置距離だけ動くことが可能である。多くの実施形態では、その１つ以上の仕上げ器具の複数の歯受けキャビティの複数の位置が、その複数の歯の複数の最終位置に対応する、その複数の歯受けキャビティの複数の最終位置を含む。
【００１９】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、支持構造の生物学的反応を引き起こすのに十分な時間にわたって、その複数の歯の上に配置され、この十分な時間は少なくとも約２週間を含む。
【００２０】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、支持構造の生物学的反応を引き起こすのに十分な時間にわたって、その複数の歯の上に配置され、この時間は約３週間から約１２週間の範囲にある。
【００２１】
多くの実施形態では、患者は１８歳以上の大人であり、その１つ以上のプライマ器具は、支持構造の生物学的反応を引き起こすのに十分な時間にわたって、その複数の歯の上に配置され、この時間は約３週間から約１２週間の範囲にある。
【００２２】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具による治療のプライマ部分の完了時の、その複数の歯の移動量が、その１つ以上のプライマ器具の配置前の、その複数の歯の初期位置から、その１つ以上のプライマ器具の複数の歯受けキャビティの位置までの距離の約半分を超える距離だけ、その複数の歯を永続的に移動させるには十分ではない。
【００２３】
多くの実施形態では、その複数の歯受けキャビティのそれぞれが、生物学的反応が引き起こされてその複数の歯が再配置可能な状態になった時点でその複数の歯を永続的に動かすことがない大きさの力又はトルクをその複数の歯にかけるように、受けた歯を位置決めするように成形されている。
【００２４】
多くの実施形態では、その複数の歯受けキャビティのうちの１つ以上が、その複数の歯のうちの１つ以上を、その１つ以上のプライマ器具のプレコンディショニング方向にずらすように成形されており、プレコンディショニング方向は、初期再配置段階による再配置方向への移動を促進する為に、初期再配置段階の再配置方向から離れる方向である。
【００２５】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、その複数の歯を、第１の時間長にわたって、複数の第１の位置から複数の第２の位置へ動かすように構成されており、そのような、複数の第１の位置から複数の第２の位置への移動は、第１の移動速度に対応する。本方法は更に、その複数の歯を、第１の移動速度より速い第２の移動速度で再配置する為の、複数の、治療の再配置段階の再配置器具を与えるステップを含んでよい。
【００２６】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、その１つ以上のプライマ歯列矯正器具の複数の歯受けキャビティによって受けられるその複数の歯の各歯の歯周靱帯に対して、制御された歪み分布を与えるように構成されている。
【００２７】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、再配置器具によるその複数の歯の再配置に対する患者の組織の抵抗を低減する。この組織は、歯周靱帯を含んでよい。
【００２８】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、その複数の歯の局所環境において生物学的反応を発生させる。この生物学的反応は、骨再形成を含んでよい。生物学的反応は、生化学的信号の濃度の変化、又は局所環境の細胞構成の変化の一方又は両方を含んでよい。
【００２９】
多くの実施形態では、本方法は更に、その１つ以上のプライマ器具をその複数の歯の上に配置するステップと、その複数の歯の上に１つ以上の再配置器具を配置するステップと、を含み、その１つ以上のプライマ器具は、その１つ以上の再配置器具の、その複数の歯の上に配置されたときの歪みを低減する為に、その１つ以上の再配置器具に先立って配置される。
【００３０】
別の態様では、患者の歯を再配置するシステムを提供する。本システムは、患者の複数の歯の支持構造を再配置に備えて整えるために、その複数の歯の上に配置する１つ以上のプライマ器具を含んでよく、その１つ以上のプライマ器具は、支持構造の生物学的反応を引き起こすのに十分な大きさの力又はトルクをその複数の歯にかけるように成形された複数の歯受けキャビティを含む。
【００３１】
多くの実施形態では、その複数の歯受けキャビティは、生物学的反応が引き起こされてその複数の歯が再配置可能な状態になった時点でその複数の歯を永続的に動かすことがない大きさの力又はトルクをその複数の歯にかけるように成形されている。
【００３２】
多くの実施形態では、本システムは更に、治療の中間部分の為の複数の器具を含み、治療の中間部分は、治療の、複数の再配置段階を含む。本システムは更に、治療の仕上げ段階で使用する１つ以上の仕上げ器具を含んでよい。
【００３３】
多くの実施形態では、治療の中間部分の為の複数の器具は、その複数の歯を最終位置に向けてインクリメンタルに動かす為の、複数の再配置段階に対応する複数の再配置器具を含み、その１つ以上のプライマ器具及びその複数の再配置器具は、その複数の歯のうちの１つ以上を、連続する再配置段階の間に、プライマ段階の間の単位時間当たりの移動距離より大きな、単位時間当たりの再配置距離だけ動かすように構成されている。
【００３４】
多くの実施形態では、その１つ以上の仕上げ器具の複数の歯受けキャビティの複数の位置が、その複数の歯の複数の最終位置に対応する、その複数の歯受けキャビティの複数の最終位置を含む。
【００３５】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、支持構造の生物学的反応を引き起こすのに十分な時間にわたって、その複数の歯の上に配置されるように構成されており、この時間は約３週間から約１２週間の範囲にある。
【００３６】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、その１つ以上のプライマ器具による治療のプライマ部分の完了時の、その複数の歯の移動量が、その１つ以上のプライマ器具の配置前の、その複数の歯の初期位置から、その１つ以上のプライマ器具の複数の歯受けキャビティの位置までの距離の約半分を超える距離だけ、その複数の歯を永続的に移動させるには十分ではないように構成されている。
【００３７】
多くの実施形態では、その複数の歯受けキャビティのそれぞれが、生物学的反応が引き起こされてその複数の歯が再配置可能な状態になった時点でその複数の歯を永続的に動かすことがない大きさの力又はトルクをその複数の歯にかけるように、受けた歯を位置決めするように成形されている。
【００３８】
多くの実施形態では、その複数の歯受けキャビティのうちの１つ以上が、その複数の歯のうちの１つ以上を、その１つ以上のプライマ器具のプレコンディショニング方向にずらすように成形されており、プレコンディショニング方向は、初期再配置段階による再配置方向への移動を促進する為に、初期再配置段階の再配置方向から離れる方向である。
【００３９】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、その複数の歯を、第１の時間長にわたって、複数の第１の位置から複数の第２の位置へ動かすように構成されており、そのような、複数の第１の位置から複数の第２の位置への移動は、第１の移動速度に対応し、治療の複数の再配置段階に対応する複数の再配置器具が、その複数の歯を、第１の移動速度より速い第２の移動速度で再配置するように構成されている。
【００４０】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、その１つ以上のプライマ歯列矯正器具の歯受けキャビティによって受けられるその複数の歯の各歯の歯周靱帯に対して、制御された歪み分布を与えるように構成されている。
【００４１】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、再配置器具によるその複数の歯の再配置に対する患者の組織の抵抗を低減する。この組織は、歯周靱帯を含んでよい。
【００４２】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、その複数の歯の局所環境において生物学的反応を発生させる。この生物学的反応は、骨再形成を含んでよい。生物学的反応は、生化学的信号の濃度の変化、又は局所環境の細胞構成の変化の一方又は両方を含んでよい。
【００４３】
別の態様では、１つ以上のプライマ器具を製作する為のデータを出力するようにユーザが入力及び指示したことに対する応答として、その１つ以上のプライマ器具を生成することの命令を含むプロセッサを含むシステムを提供する。
【００４４】
別の態様では、歯列矯正治療を計画する方法を提供する。本方法は、患者の歯の初期配列を表す初期デジタルデータセットを受け取るステップと、患者の歯を初期配列からターゲット配列に向けて連続的に再配置する為の複数の中間配列を生成するステップと、患者の歯を初期配列からターゲット配列に向けて再配置する為に患者の歯を整えるように成形された歯受けキャビティを含む１つ以上のプライマ器具のジオメトリを決定するステップであって、その１つ以上のプライマ器具の歯受けキャビティは、それぞれが、その複数の中間配列のうちの第１の中間配列に従って成形される、その１つ以上のプライマ器具のジオメトリを決定するステップと、患者の歯を初期配列からターゲット配列に向けて連続的に再配置するように成形された歯受けキャビティを含む複数の治療用器具のジオメトリを決定するステップであって、その複数の治療用器具の歯受けキャビティは、それぞれが、第１の中間配列に続く複数の中間配列の各中間配列に従って成形される、複数の治療用器具のジオメトリを決定するステップと、を含んでよい。
【００４５】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具の歯受けキャビティは、それぞれが患者の歯を第１の移動速度で動かすように成形されており、その複数の治療用器具の歯受けキャビティは、それぞれが患者の歯を第２の移動速度で動かすように成形されており、第２の移動速度は第１の移動速度より速い。
【００４６】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具の歯受けキャビティは、それぞれが患者の歯を第１の移動量だけ動かすように成形されており、その複数の治療用器具の歯受けキャビティは、それぞれが患者の歯を第２の移動量だけ動かすように成形されており、第２の移動量は第１の移動量より大きい。
【００４７】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具の歯受けキャビティは、それぞれが、患者の歯を動かさない力及び／又はトルクを患者の歯にかけるように成形されており、その複数の治療用器具の歯受けキャビティは、それぞれが、患者の歯の移動を引き出す力及び／又はトルクを患者の歯にかけるように成形されている。
【００４８】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具は、同じ歯受けキャビティジオメトリを有する複数のプライマ器具を含む。本明細書では、「同じ歯受けキャビティジオメトリ」は、歯受けキャビティのサイズ、形状、位置、及び／又は向きが同じであることを意味してよい。例えば、同じジオメトリを有する歯受けキャビティは、患者が器具を装着しているときの、患者の歯列弓に対して相対的な位置及び向きが同じであってよい。その複数のプライマ器具は、同じ歯受けキャビティジオメトリを有する３つ以上のプライマ器具を含んでよい。その複数の治療用器具は、それぞれが異なる歯受けキャビティジオメトリを有してよい。
【００４９】
多くの実施形態では、本方法は更に、その１つ以上のプライマ器具及びその複数の治療用器具を製作する命令を生成するステップを含む。本方法は更に、その生成された命令に基づいて、その１つ以上のプライマ器具及びその複数の治療用器具を製作するステップを含んでよい。
【００５０】
多くの実施形態では、その１つ以上のプライマ器具の歯受けキャビティは、それぞれが、歯の再配置に対する患者の組織の抵抗を低減することにより、患者の歯を再配置に備えて整えるように成形されている。抵抗を低減することは、骨再形成を引き起こすこと、歯周靱帯の１つ以上の特性の変化を引き起こすこと、生化学的信号の濃度の変化を引き起こすこと、又は歯の局所環境の細胞構成の変化を引き起こすことのうちの１つ以上を含んでよい。その複数の治療用器具の歯受けキャビティは、それぞれが、その１つ以上のプライマ器具によって組織の抵抗が既に低減された後に、患者の歯を初期配列からターゲット配列に向けて連続的に再配置するように成形されてよい。
【００５１】
別の態様では、歯列矯正治療を計画する方法を提供する。本方法は、歯列矯正治療の間に第１の配列から第２の配列に再配置する複数の歯を決定するステップと、その複数の歯のうちの、歯列矯正治療のうちの実施済みの段階で既に再配置されている第１のサブセットを識別するステップと、その複数の歯のうちの、歯列矯正治療のうちの実施済みの段階でまだ再配置されていない第２のサブセットを識別するステップと、その複数の歯のうちの第１のサブセットについては第１の移動速度を決定し、その複数の歯のうちの第２のサブセットについては第２の移動速度を決定するステップであって、第１の移動速度は第２の移動速度より速い、第１及び第２の移動速度を決定するステップと、を含んでよい。
【００５２】
多くの実施形態では、第２の移動速度は、その複数の歯のうちの第２のサブセットを再配置に向けて整えるように構成されている。第２の移動速度は、その複数の歯の再配置に対する患者の組織の抵抗を低減することにより、その複数の歯のうちの第２のサブセットを再配置に備えて整えるように構成されてよい。抵抗を低減することは、骨再形成を引き起こすこと、歯周靱帯の１つ以上の特性の変化を引き起こすこと、生化学的信号の濃度の変化を引き起こすこと、又は歯の局所環境の細胞構成の変化を引き起こすことのうちの１つ以上を含む。
【００５３】
多くの実施形態では、本方法は更に、その複数の歯を第１の配列から第２の配列に連続的に再配置するように成形される複数の器具のジオメトリを決定するステップを含む。その複数の器具は、それぞれが、その複数の歯のうちの第１のサブセットを第１の移動速度で再配置するように成形された第１の歯受けキャビティセットと、その複数の歯のうちの第２のサブセットを第２の移動速度で再配置するように成形された第２の歯受けキャビティセットと、を含んでよい。言い換えると、１つの器具が、歯を再配置することを意図された幾つかの歯受けキャビティと、再配置に備えて歯のプライマ処理を行うことを意図された幾つかの歯受けキャビティと、を有してよい。その複数の器具の第２の歯受けキャビティセットは、それぞれが同じキャビティジオメトリを含んでよい。その複数の器具の第１の歯受けキャビティセットは、それぞれが同じキャビティジオメトリを含んでよい。その複数の器具は、３つ以上の器具を含んでよい。本方法は更に、その複数の器具を製作する命令を生成するステップ、及び／又はその生成された命令に基づいて、その複数の器具を製作するステップを含んでよい。その複数の器具は、それぞれが、同じ時間長にわたって患者によって装着されるように構成されてよい。
【００５４】
別の態様では、歯列矯正治療を計画する方法を提供する。本方法は、患者の歯の初期配列を表す初期デジタルデータセットを受け取るステップと、患者の歯を初期配列からターゲット配列に向けて連続的に再配置する為の複数の中間配列を生成するステップと、患者の歯を、初期配列から、その複数の中間配列のうちの第１の中間配列に再配置する為の第１の期間を決定するステップと、患者の歯を、第１の中間配列から、その複数の中間配列のうちの後続の第２の中間配列に再配置する為の第２の期間を決定するステップであって、第１の期間は第２の期間より長い、第２の期間を決定するステップと、を含んでよい。
【００５５】
多くの実施形態では、第１の期間は、歯を再配置に備えて整えるのに十分な長さである。
【００５６】
多くの実施形態では、第１の期間は、歯の再配置に対する組織の抵抗を低減するのに十分な長さである。抵抗を低減することは、骨再形成を引き起こすこと、歯周靱帯の１つ以上の特性の変化を引き起こすこと、生化学的信号の濃度の変化を引き起こすこと、又は歯の局所環境の細胞構成の変化を引き起こすことのうちの１つ以上を含んでよい。
【００５７】
多くの実施形態では、第１の期間は約２週間以上である。
【００５８】
多くの実施形態では、第１の期間は、約２週間から約１２週間の範囲にある。
【００５９】
多くの実施形態では、第１の期間は、第２の期間の少なくとも３倍の長さである。
【００６０】
多くの実施形態では、初期配列から第１の中間配列までの歯の移動距離は、第１の中間配列から第２の中間配列までの歯の移動距離と同じである。
【００６１】
多くの実施形態では、第２の中間配列は、第１の中間配列の直後にある。
【００６２】
多くの実施形態では、本方法は更に、患者の歯を、第２の中間配列から、その複数の中間配列のうちの後続の第３の中間配列に再配置する為の第３の期間を決定するステップであって、第３の期間は第２の期間と同じ長さである、第３の期間を決定するステップを含む。
【００６３】
多くの実施形態では、本方法は更に、その複数の歯を初期配列からターゲット配列に向けて連続的に再配置するように成形される複数の器具のジオメトリを決定するステップを含み、その複数の器具は、患者の歯を、第１の期間にわたって、初期配列から第１の中間配列に再配置するように成形された複数のプライマ器具と、患者の歯を、第２の期間にわたって、第１の中間配列から第２の中間配列に再配置するように成形された治療用器具と、を含む。その複数の器具は、それぞれが、同じ時間長にわたって、患者によって装着されるように構成されてよい。その複数のプライマ器具は、３つ以上のプライマ器具を含んでよい。
【００６４】
別の態様では、歯列矯正治療を計画するシステムを提供する。本システムは、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる方法を実施するように構成された１つ以上のプロセッサを含んでよい。
【００６５】
本明細書では、「及び／又は」は、文法上の接続詞であり、この、文法上の接続詞でつながれた要素のうちの１つ以上が与えられてよいことを示す、文法上の接続詞である。例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａのみ、又はＢのみと、ＡとＢの組み合わせとのうちの１つ以上を示す。
【００６６】
本明細書では、「複数の歯」は、２つ以上の歯を包含する。
【００６７】
本明細書では、プライマ段階は、歯の支持構造の状態を移動に備えて整える、治療の初期段階を包含する。
【００６８】
本明細書では、再配置段階は、治療の完了時の意図された最終位置に向けて１つ以上の歯が再配置される、治療の中間段階を包含する。
【００６９】
本明細書では、治療の仕上げ段階は、歯を最終位置まで動かすように成形された歯受けキャビティを有する１つ以上の歯位置決め器具が歯の上に配置される、治療の最終段階を包含する。
【００７０】
本明細書において提供される方法及び装置は、歯再配置治療の初期段階において、歯の反応の自然な遅れを考慮することが可能である。多くの場合、再配置治療の最初の数段階において、移動の完遂に対する歯の抵抗が特に大きい可能性がある。この、移動に対する抵抗が特に大きいことは、再配置治療の初期段階において歯周靱帯の弾性が比較的大きいことに起因すると考えられる。代替又は追加として、この、移動に対する抵抗が特に大きいことは、歯の局所環境における生物学的反応の開始に必要な時間に起因すると考えられ、生物学的反応は、ポリマーシェル器具などの器具によってかけられた力に対する反応として、歯の移動を可能にする。生物学的反応の例として、組織中又は歯肉溝滲出液中の生化学的信号（例えば、サイトカイン、酵素、成長因子、ホルモンなど）の濃度の変化や、局所環境の細胞構成の変化（例えば、細胞動員、細胞分化）などがありうる。生物学的反応は、歯周靱帯内又は歯周靱帯の周囲の細胞、例えば、骨細胞、溶骨細胞、造骨細胞、線維芽細胞、又は循環始原細胞などの細胞の影響を受ける可能性がある。１つ以上の歯に、本明細書に記載の１つ以上のプライマアライナ又はプライマ器具を事前装着することにより、歯周靱帯の１つ以上の特性が変化するのに十分な時間を与えることが可能になり、これによって、歯の移動に対する抵抗を低減することが可能になる。更に、プライマ器具は、骨再形成に伴う生物学的反応の発生及び／又は促進を支援することが可能である。従って、プライマ段階は、後続の治療段階における歯の移動をより容易にすること、並びに、より予測しやすいものにすることが可能である。プライマ段階の後、治療用器具は、より大きなインクリメント量で歯を動かすように構成されてよい。
【００７１】
歯を受けて（例えば、器具の弾力性による力をかけて）再配置する歯受けキャビティを有する器具について、図１を参照して大まかに説明する。図示されるように、図１は、顎１０の個々の歯のインクリメンタル再配置を達成する為に患者が装着する一例示的調節器具１１を示す。この器具は、歯を受けて弾力性によって再配置する歯受けキャビティを有するシェル（例えば、ポリマーシェル）を含んでよい。インビザライン・システム（Ｉｎｖｉｓａｌｉｇｎ（登録商標）  Ｓｙｓｔｅｍ）で利用されるものを含む同様の器具が、アライン・テクノロジ社（Ａｌｉｇｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｉｎｃ．）に譲渡された多くの特許及び特許出願に記載されており（例えば、米国特許第６，４５０，８０７号及び同第５，９７５，８９３号）、又、同社のウェブサイトにおいても説明されており、これはワールドワイドウェブにおいてアクセス可能である（例えば、ＵＲＬ「ａｌｉｇｎ．ｃｏｍ」を参照されたい）。
【００７２】
先行出願において記載されているように、器具は、器具のセット、又は複数の器具の一部として設計及び／又は提供されてよく、治療は、治療計画に従って施されてよい。そのような実施形態では、各器具は、１つ以上の歯受けキャビティが、その器具に対して意図された中間又は最終の歯配列に対応するジオメトリを有するように、構成されてよい。器具のジオメトリは更に、患者の歯に所望の力又は力系をかけて、所望の歯の移動を引き出し、意図された配列まで歯を徐々に再配置するように、設計又は修正されてよい（例えば、歯アタッチメントに適応するか、歯アタッチメントと連動して動作するように修正されてよい）。一連のインクリメンタルな位置調節器具を患者の歯の上に配置することにより、患者の歯を、その初期歯配列から最終歯配列まで漸進的に再配置することが可能である。これらの調節器具は、全てが同一段階で生成可能であり、或いは、複数のセット又はバッチに分けて生成可能であり、例えば、治療の一段階の開始時に生成可能であり、患者は、各器具を、歯に対する各器具の圧力が感じられなくなるまで装着する。異なる複数の器具（例えば、セット）を、それらの複数の器具のいずれかを患者が装着する前に、設計することが可能であり、更には製作することが可能である。その時点で、患者は、現在の調節器具を、一連の器具の中の次の調節器具と交換することが可能であり、器具の残りがなくなるまでこれを行うことが可能である。これらの器具は歯に貼り付けられなくてよく、患者は、処置中の任意の時点で器具の装着及び交換を行うことが可能である。一連の器具のうちの最終の１つ又は幾つかの器具は、歯配列を過補正するように選択されたジオメトリを有してよく、即ち、（完全に達成された場合には）「最終」として選択されている歯配列を越える場所まで個々の歯を動かすことが可能なジオメトリを有してよい。そのような過補正は、再配置方法が終了した後の潜在的な逆戻りを相殺すること、即ち、個々の歯が、それぞれの本来の補正位置に向かって戻ることを可能にすることの為に必要とされる場合がある。過補正は、補正の速度を速める為に有用である場合もある。即ち、所望の中間位置又は最終位置を越えた場所に配置されるジオメトリを器具に持たせることにより、個々の歯は、より速く所望位置に向かってシフトされる。そのような場合、器具の使用を終了するのは、器具によって規定された位置に歯が到達する前であってよい。
【００７３】
歯列矯正器具は、図１に示されるように、器具の歯受けキャビティと、受けられた歯及び／又はアタッチメントとの各接点において、歯冠、及び／又は歯の上に配置されたアタッチメントの歯冠に対して力をかけることが可能である。これらの力のそれぞれの大きさ、及び歯の表面に対するそれらの力の分布によって、結果としての、歯列矯正による歯の移動のタイプが決定されうる。歯の移動のタイプは、従来、押し出し、貫入、回転、傾斜、並進、及び歯根移動のように言い表されてよい。歯冠の移動距離が歯根の移動距離より大きい場合を傾斜移動と呼ぶことがある。歯冠の移動距離と歯根の移動距離とが同等である場合を並進移動と呼ぶことがある。歯根の移動距離が歯冠の移動距離より大きい場合を歯根移動と呼ぶことがある。
【００７４】
上述のように、患者の歯を、大まかには治療計画に従って漸進的に再配置することが可能である。以下では、治療計画の設計、並びに器具の設計及び製作の例示的方法について更に説明する。一般に、器具及び／又は治療計画の設計は、必須ではなく任意選択で、様々なコンピュータベースのアプリケーションを用いて達成されてよい。当然のことながら、器具の設計及び製作は、いかなる特定の方法にも限定されず、様々なコンピュータベース及び非コンピュータベースの方法を含んでよい。
【００７５】
本開示の実施形態による治療計画について説明する。患者データの収集及び分析が行われてよく、具体的な治療ステップが指定及び／又は指示されてよい。多くの実施形態では、治療計画は、歯科医による精査に向けて生成及び提案されてよい。歯科医は、治療計画を受け入れたり、治療計画の修正を要求したりしてよい。治療計画が承認されたら、器具の製作を開始できる。３次元歯列矯正治療計画ツールによりデジタル治療計画が生成されてよく、このツールは、例えば、アライン・テクノロジ社（Ａｌｉｇｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｉｎｃ．）から提供されるソフトウェア、又は他のソフトウェア、特にｅＭｏｄｅｌｓやＯｒｔｈｏＣＡＤから提供されるソフトウェアであってよい。これらの技術は、臨床医が治療計画をカスタマイズする際の開始点として実際の患者の歯列を使用することを可能にすることができる。アライン・テクノロジ社のソフトウェア技術は、患者ごとのデジタルモデルを使用して治療計画をプロットすることが可能であり、その後、達成された、又は実際の治療結果を走査して、その結果の成功度を、オリジナルのデジタル治療計画との比較で評価する。これについては、２００３年８月２１日に出願された米国特許出願第１０／６４０，４３９号、並びに２００２年８月２２日に出願された米国特許出願第１０／２２５，８８９号において説明されている。
【００７６】
本開示の適切な実施形態による組み込みに適するポリマーシェル器具の例が、２００９年１１月２０日に出願され、２０１０年６月３日に米国特許出願公開第２０１０／０１３８０２５号として公開された米国特許出願第１２／６２３，３４０号、件名「パラメトリックアタッチメントを含む歯列矯正のシステム及び方法（Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  ａｔｔａｃｈｍｅｎｔｓ）」、並びに２０１３年４月１７日に出願され、米国特許出願公開第２０１３／０２３０８１８号として公開された米国特許出願第１３／８６５，０９１号、件名「歯科アライナジオメトリを最適化する方法及びシステム（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ  ｄｅｎｔａｌ  ａｌｉｇｎｅｒ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ）」に記載されており、これらの開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている。
【００７７】
多くの場合には、且つ多くの移動に関しては、プレーンなポリマーシェル器具が良好に動作することが可能である。有意の回転移動、押し出し移動、又は歯根移動などの難しい移動がある場合には、形状物を追加してよい。そうであっても、プレーンなポリマーシェル器具自体はやはり、歯を動かす力及びモーメントのほとんどを生成することが可能である。本明細書に記載のプライマ器具は、歯の移動を強化するパワーリッジのような構造を有してよく、歯の上に配置されたアタッチメントなどの形状物を受けるように成形されてよい。或いは、本明細書に記載のプライマ器具は、パワーリッジのような構造がなくてよく、歯の上に配置されたアタッチメントなどの形状物を受けるように成形されなくてよい。
【００７８】
プレーンなポリマーシェル器具の製作過程は、以下のとおりであってよい。まず、初期歯位置及び最終歯位置を取得してよく、全ての歯の移動経路を生成してよい。次に、アタッチメント、ディンプル、リッジなどの追加形状物を、歯に追加してよい。次に、３Ｄプリンタを使用して、歯、顎、及び他の形状物の実型を印刷してよい。型の上に薄いプラスチックシートを熱成形してよい。歯肉線をカットしてよく、ポリマーシェル器具を型から外してよい。最後に、そのプレーンなポリマーシェル器具を洗浄し、包装してよい。
【００７９】
本明細書に記載の器具は、数ある方法のうちの１つ以上の方法で成形されてよく、例えば、機械加工された材料片、熱成形された材料、３Ｄ印刷された材料、及びこれらの組み合わせを含んでよい。
【００８０】
ポリマーシェル器具を含む器具を参照しているが、本明細書に開示の実施形態は、歯を受ける様々な器具との使用に好適であり、例えば、ポリマー又はシェルのうちの一方又は両方がない器具との使用に好適である。器具は、数ある材料のうちの１つ以上の材料で製作されてよく、例えば、金属、ガラス、強化繊維、炭素繊維、複合材料、強化複合材料、アルミニウム、生物学的材料、及びこれらの組み合わせなどで製作されてよい。器具は、様々な方法で成形されてよく、例えば、本明細書に記載のように熱成形又は直接製作などにより成形されてよい。代替又は追加として、器具は、機械加工により製作されてよく、例えば、コンピュータ数値制御機械加工により、材料のブロックから製作されてよい。
【００８１】
図２は、患者の歯列矯正治療の為の治療計画の生成、又は再配置器具の定義及び生成の例示的プロセス１００の大まかな流れを示す。プロセス１００は、参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許出願第１２／６２３，３４０号に記載のように、最適化及び／又はカスタマイズされたアタッチメント、及びその設計を含んでよい。プロセス１００は、後述のように、本開示の方法を含んでよく、本開示の、最適化及び／又はカスタマイズされたアタッチメント及び装置に適する。本プロセスの各計算ステップは、１つ以上の従来型デジタルコンピュータで実行されるコンピュータプログラムモジュールとして有利に実施可能である。
【００８２】
初期ステップとして、患者の歯又は口内組織の型又は走査結果を取得する（ステップ１１０）。このステップ１１０は、患者の歯及び歯茎の型を取得することを含んでよく、追加又は代替として、ワックスバイト、直接接触走査、Ｘ線画像化、断層撮影画像化、超音波画像化、及び他の、歯、顎、歯茎、及び他の歯列矯正に関連する組織の位置及び構造に関する情報を取得する方法を実施することを含んでよい。そのように取得されたデータから、患者の歯及び他の組織の初期（即ち、治療前の）配列を表すデジタルデータセットを抽出することが可能である。
【００８３】
この初期デジタルデータセットは、走査により得られたローデータ、並びにこのローデータから抽出されたサーフェスモデルを表すデータの両方を含んでよく、組織構成要素を互いにセグメント化するように処理される（ステップ１２０）。具体的には、このステップ１２０において、個々の歯冠をデジタルで表現したデータ構造を生成することが可能である。有利なことに、測定又は外挿された隠面及び歯根構造、並びに周囲の骨組織及び軟組織を含む歯全体のデジタルモデルを生成することが可能である。
【００８４】
歯の所望の最終位置、即ち、歯列矯正治療又は歯列矯正治療段階の所望且つ意図された最終結果は、指示の形で臨床医から受け取られてよく、或いは、歯列矯正の基本原理から計算されてよく、或いは、臨床指示から計算により推定されてよい（ステップ１３０）。歯の所望の最終位置の仕様と、歯自体のデジタル表現とにより、所望の治療終了時点における歯の完成モデルを形成する為の、各歯の最終の位置及びサーフェスジオメトリを指定してよい（ステップ１４０）。大まかに言うと、このステップ１４０では、全ての歯の位置を指定することが可能である。このステップの結果は、所望の歯列矯正治療段階における、安定していると推定される組織に対して相対的な、モデル化された歯の歯列矯正的に正しい再配置を表すデジタルデータ構造のセットであってよい。歯及び組織は、両方ともデジタルデータとして表現される。
【００８５】
本プロセスは、歯ごとに開始位置と最終位置の両方を有することにより、次に、各歯の動きの歯経路を定義してよい（ステップ１５０）。実施形態によっては、歯をその初期位置から所望の最終位置まで動かす為の歯の移動が最速且つ最小迂回量になるように、歯経路を全体として最適化することが可能である。迂回は、所望の最終位置にまっすぐ向かう方向以外の方向への歯のあらゆる動きとして定義されてよい。迂回は、場合によっては、歯同士の追い越しを可能にする為に必要になることがある。歯経路はセグメント化されてよい。これらのセグメントは、セグメント内での各歯の動きが直線並進移動及び回転並進移動の限界値の範囲にとどまりうるように計算されてよい。このようにして、各プロファイルセグメントの終点は、臨床的に実効可能な再配置を構成することが可能であり、セグメント終点の集合体は、臨床的に実行可能な歯位置系列を構成し、これによって、その系列の１つの点から次の点への移動が歯同士の衝突につながらない。
【００８６】
直線並進移動及び回転並進移動の限界値は、一実施態様では、使用する器具の性質に基づくデフォルト値で初期化される。患者ごとのデータを使用して、より個人に適応された限界値が計算されてよい。この限界値は、器具計算（ステップ１７０）の結果に基づいて更新されてもよく、その計算では、１つ以上の歯経路上の１つ以上の点において、そのときに存在している構成の歯及び組織に対して器具が発生させうる力では、１つ以上の歯プロファイルセグメントで表される再配置を達成できないことが判明する可能性がある。この情報により、セグメント化された経路を定義する（ステップ１５０）サブプロセスは、経路、又は影響を受ける副経路を再計算することが可能である。
【００８７】
本プロセスの様々な段階において、特に、セグメント化された経路が定義された後の様々な段階において、本プロセスは、患者の治療を担当する臨床医と対話することが可能であり、一般的にはこれを行う（ステップ１６０）。臨床医との対話はクライアントプロセスにより実施可能であり、このクライアントプロセスは、プロセス１００の他のステップが実施されるサーバコンピュータ又はプロセスから歯位置及び歯モデル、並びに経路情報を受け取るようにプログラムされている。このクライアントプロセスは、臨床医が位置及び経路のアニメーションを表示することを可能にするように、且つ、臨床医が、１つ以上の歯の最終位置を再設定することと、セグメント化された経路に適用すべき制約を指定することと、を可能にするように、有利にプログラムされてよい。臨床医が何らかのそのような変更を行った場合は、セグメント化された経路を定義するサブプロセス（ステップ１５０）が再度実施されてよい。
【００８８】
セグメント化された歯経路及び関連付けられた歯位置データを使用して、プロファイルセグメントで指定される各ステップにおいて定義済み治療経路上の歯を動かす、臨床的に受け入れ可能な器具構成（又は次の器具構成の変更）を計算することが可能である（ステップ１７０）。各器具構成は、患者の治療経路に沿ったステップを表すことが可能である。各ステップの定義及び計算は、各個別位置が、前の個別ステップで達成された歯位置からの直線歯移動又は単純な回転をたどることが可能なように、且つ、各ステップにおいて必要とされる再配置の大きさが、患者の歯列に対する歯列矯正的に最適な大きさの力を伴うように行われてよい。経路を定義するステップと同様に、この器具計算ステップは、臨床医との対話、更には対話の反復（ステップ１６０）を含んでよい。このステップ１７０を複数のサブステップの形で実施する各プロセスステップの動作については、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許出願第１２／６２３，３４０号においてより詳しく説明されている。
【００８９】
器具定義を計算した後、プロセス１００は、製作ステップ（ステップ１８０）に進んでよく、ステップ１８０では、本プロセスで定義される器具を製作するか、器具構成又は器具構成の変更を定義する手動又は自動のプロセスで使用可能な電子情報又は印刷された情報を生成する。
【００９０】
歯列矯正器具のセットが製作されたところで、この歯列矯正器具のセットを、プライマ歯列矯正器具のセットと、治療用歯列矯正器具のセットとに分ける為に、治療のタイミングパラメータを調節してよい（ステップ１９０）。プライマ処理段階及び治療段階の必要に応じて、追加の歯列矯正器具を製作してよい。例えば、プライマ歯列矯正器具のセットは、治療のプライマ段階に対応する複数の器具を含んでよく、これらはプライマ器具として製作及び装着されてよい。
【００９１】
患者によっては、治療過程の初期段階において、歯の移動及び再配置の、治療に対する反応が鈍い場合がある。例えば、１９歳以上の大人の場合は、治療の最初の３週間から８週間では歯が有意に動かない可能性があるが、これに対して、より若い患者の歯は、治療の開始から１時間以内に動く可能性がある。治療の開始と歯の移動との間の時間遅れは、歯列矯正器具によってかけられた力に対する生物学的反応の開始に必要な時間に起因すると考えられる。例えば、骨再形成が発生しうる為には、歯の局所環境中の様々な生化学的信号又はメッセンジャ（例えば、サイトカイン、成長因子、酵素、ホルモンなど）の濃度が変化しなければならない場合があり、或いは、適切な細胞タイプの動員及び／又は分化が発生しなければならない場合がある。従って、各治療段階を設計する際に初期時間遅れを考慮することが、治療過程の後の方の段階で患者の歯を適切な速度及び精度で動かすことに役立ちうる。歯の移動及び再配置に備えて歯及び関連する解剖学的構造（特に歯周靱帯）を整える為に、プライマ歯列矯正器具が装着されてよい。プライマ器具は、歯周靱帯及び周囲の支持構造（例えば、歯肉、歯槽骨）を圧縮するように構成されてよく、これは、適切な生物学的反応を引き出す為である。プライマ歯列矯正器具が適切な長さの時間にわたって装着されると、歯の骨再形成及びその後の移動を可能にするのに必要な生物学的反応の確立が可能であり、例えば、歯周靱帯の粘性の低減が可能である。これにより、後に装着される治療用歯列矯正器具が、正確且つ効果的に歯を動かして再配置することが可能である。例えば、そのようにプライマ処理が施された歯を動かして再配置する為に、歯に取り付けられるアタッチメントがより少なくてよく、且つ／又は、かけられる力がより小さくてよい。更に、プライマ器具は、治療過程の間の歯の移動の予測可能性を高めることが可能であり、これによって、計画された移動経路の調節、及び／又は予測されない動きを補償する新たな治療用器具の製作の必要性を低減することが可能である。多くの実施形態では、プライマ器具を使用することにより、治療用歯列矯正器具を漸進的に交換する場合のインクリメントの数を減らすことが可能である。従って、プライマ器具は、治療期間を全体的に短縮することが可能である。
【００９２】
更に、実施形態によっては、最初に１つ以上のプライマ器具を使用して患者の歯を整えることを行わずに治療用器具を歯に適用すると、結果として治療用器具がゆがむ可能性がある。治療用器具のゆがみが発生しうるのは、例えば、移動に対する歯の抵抗が特に大きく、それによって、器具の計画された移動に対して遅れが生じているときに器具を装着した場合である。例えば、第１の治療段階に対応する第１の治療用器具を装着した後、それ相応の進展が歯に見られないうちに第２の治療段階に対応する第２の治療用器具を装着すると、第２の治療用器具にゆがみ（例えば、変形、たわみ、及び／又は反り）が発生する可能性がある。ゆがみが発生すると、結果として器具と歯との接点が変わる可能性があり、歯の移動に最適な力系を生成する上での器具の有効性が低下する可能性がある。治療用器具が連続して配置されるにつれて、ゆがみの程度が悪化する可能性があり、結果として、計画された力の印加、並びに意図された歯移動軌道から更にずれる可能性がある。プライマ器具を使用して、患者の歯を移動に備えて整えることにより、治療段階の間の、意図された歯移動と達成された歯移動との間の遅れを減らすか無くすことが可能であり、治療用器具のゆがみを抑えることが可能である。
【００９３】
実施形態によっては、プライマ器具は、治療用器具より遅い移動速度で歯を動かすように成形される。代替又は追加として、プライマ器具は、治療用器具による移動量より少ない移動量で歯を動かすように成形されてよい。治療用器具の設計は、移動に対する歯及び／又は口内組織の抵抗がプライマ器具の使用によって既に小さくなってから歯を動かすように行われてよい。例えば、治療用器具によって達成される移動の量及び／又は速度は、プライマ処理の後に治療用器具を使用した場合には大きい可能性があり、プライマ処理を行わずに治療用器具を使用した場合には小さい可能性がある。
【００９４】
上述の各ステップは、様々な実施形態による、患者の歯列矯正治療の為の治療計画の生成、又は再配置器具の定義及び生成の方法１００を示しているが、当業者であれば、本明細書に記載の教示に基づく様々な変形形態を認識されるであろう。これらのステップは、別の順序でも完遂可能である。ステップの追加又は削減があってもよい。ステップによってはサブステップを含んでもよい。これらのステップの多くは、治療に有用なだけ繰り返されてよい。
【００９５】
方法１００のステップのうちの１つ以上が、本明細書に記載のコンピューティングシステムの回路で実施されてよく、例えば、コンピュータ又はコンピュータ化されたシステムのプロセッサ又は論理回路の一方又は両方で実施されてよい。この回路は、方法１００のステップのうちの１つ以上を提供するようにプログラムされてよく、プログラムは、例えば、コンピュータ可読メモリに記憶されたプログラム命令、又は論理回路のプログラムされたステップを含んでよい。
【００９６】
実施形態によっては、歯列矯正治療計画が複数の段階を含んでよく、例えば、プライマ段階と治療段階とを含んでよい。プライマ段階は、（例えば、再配置に対する組織の抵抗を減らすことにより）歯を移動に備えて整えることに適用されてよく、一方、治療段階は、プライマ段階の適用後に、計画された移動を実際に引き起こすことに適用されてよい。実施形態によっては、歯列矯正治療を計画することは、歯を初期配列からターゲット配列に向けて再配置する為の複数の中間歯配列を決定することを含む。患者の歯を初期配列から第１の中間配列に再配置する第１の期間が決定されてよく、この期間は、治療のプライマ段階に対応してよい。歯を第１の中間配列から第２の中間配列に再配置する第２の期間が決定されてよく、この期間は、治療段階の第１のサブ段階に対応してよい。歯を後続の各中間配列に再配置する更なる期間が決定されてよく、例えば、歯を第２の中間配列から第３の中間配列に再配置する第３の期間、その他が決定されてよい。本明細書に記載の再配置に備えて歯を十分に整える為に、第１の期間（プライマ段階）は、後続の各期間（各治療サブ段階）より長くてよく、例えば、少なくとも３倍長くてよい。実施形態によっては、プライマ段階は、約２週間より長く、或いは、約２週間から約１２週間の範囲内である。プライマ段階の間の各歯の計画された移動距離は、各治療サブ段階の計画された移動距離と同じであってよく、これにより、歯は、プライマ段階においては治療段階より遅い速度で動かされるように意図される。実施形態によっては、プライマ段階における遅い移動速度は、同じキャビティジオメトリを有する複数のプライマ器具（例えば、３つ以上のプライマ器具）を使用することによって達成される。プライマ器具は、それぞれが、治療用器具と同じ期間（例えば、器具ごとに１週間から２週間）にわたって装着されてよく、これにより、同じジオメトリを有する複数のプライマ器具を与えることにより、結果として、計画された移動速度が治療用器具より遅くなる。
【００９７】
図３は、プライマ段階３１０及び治療段階３２０を有する一例示的スケジュール３００を示す。この図は、プライマアライナ、治療用アライナ、仕上げアライナ、及びリテーナ（例えば、ビベラ（Ｖｉｖｅｒａ（登録商標））など）を示している。プライマ段階３１０は、第１のプライマ器具３１１、第２のプライマ器具３１２、及び第３のプライマ器具３１３を含んでよい。プライマ器具３１１、３１２、３１３のそれぞれは、治療過程の第１の段階に対応してよい。プライマ器具３１１、３１２、３１３のそれぞれは、第１の期間にわたって装着されてよく、例えば約１０日間から約１８日間、或いは、例えば約２週間にわたって装着されてよい。或いは、プライマ段階３１０は、プライマ段階の全継続期間（例えば、約３週間から約８週間）にわたって同じプライマ器具が装着されてよい。プライマ器具の構成、及び／又はプライマ段階の全継続期間は、患者の年齢、人種、民族、歯形状、及び歯周状態のうちの１つ以上に基づいて決定されてよい。
【００９８】
図３は、本明細書に記載の方法及び複数のアライナの一例による一例示的スケジュール３００を参照しているが、スケジュール３００は様々に修正されてよい。プライマ器具は、治療の半ばのどこかで適用されてもよい。例えば、部分的再配置器具又は下顎再配置器具を使用する場合は、例えば、下顎再配置器具の後にプライマ段階を適用してよい。プライマ器具は、様々な形式の歯移動の１つ以上に使用することが可能であり、例えば、代替又は追加として、小矯正に使用することが可能である。プライマ器具は、例えば、治療の困難な段階の前、又は治療計画の変更時、治療の新しいセクションの開始時のうちの１つ以上において適用されてよい。本明細書に記載のプライマ器具の概念は、治療の後のほうで適用されてもよく、例えば、下顎前方移動、又は口蓋拡大の後などに適用されてよい。本明細書に記載のプライマ器具の概念は、様々な形式の歯科治療のうちの１つ以上での歯の移動の開始に適用されてよい。
【００９９】
治療過程の第１の段階は、プログラムされた歯移動経路の一部を含んでも含まなくてもよく、例えば、本明細書に記載の方法１００のステップ１５０で定義される経路を含んでも含まなくてもよい。多くの実施形態では、第１の段階は、プログラムされた経路を含まない。多くの実施形態では、第１の段階は、歯の所望の最終位置を達成する為の好適な方向に圧縮するように構成され、例えば、意図された歯移動の方向に圧縮するように構成される。歯の所望の最終位置を達成する為に各歯に与えられるべき適切な圧縮量は、有限要素解析（ＦＥＡ）を用いて決定されてよい。多くの実施形態では、治療過程の第１の段階は、歯の局所環境において生物学的反応を発生させるのに十分な圧縮を歯周靱帯に与えるように構成される。例えば、プライマ器具は、歯に荷重をかけて、歯を約０．０２ｍｍから約０．３ｍｍ、又は約０．２ｍｍ動かすことが可能である。プライマ器具は、各歯の歯周靱帯上の歪み分布を制御するように構成されてよい。実施形態によっては、プライマ器具は、歯の一部のみを圧縮するように構成されてよい。例えば、プライマ器具は、口の各四半部において１つ以上の選択された歯のみを圧縮するように構成されてよく、歯の局所環境の生物学的反応を引き出すには部分圧縮で十分な場合がある。
【０１００】
プライマ段階の全継続期間は、各患者に適応されてよく、且つ／又は治療中に調節されてよく、これにより、プライマ器具は、移動段階で歯を動かし始めることに備えて、歯のプレコンディショニングを行う為の十分な長さの時間にわたって与えられる。歯が動き始めたかどうかを調べる為に、患者の歯肉溝滲出液を一定間隔（例えば、２週間ごと）に検査して、１つ以上の関連する生化学的信号、例えば、数ある中でも特に、組織壊死因子ベータ（ＴＮＦ−β）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）、マクロファージコロニー刺激因子（Ｍ−ＣＳＦ）、及び副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）の濃度を測定してよい。代替又は追加として、プライマ段階全体を通して患者の歯の位置を視覚的に追跡することによって移動を識別することが可能であり、例えば、切縁の周囲に分離が存在すれば、それは、歯が動き始めていないことを示している可能性があり、又、プライマ段階を延ばしてよいことを示している可能性がある。器具を取り外したときに患者がうずき又は痛みを示した場合、これは、そのときに移動が始まっていることを示している可能性がある。
【０１０１】
患者は、情報を提供することが可能であり、いつ、プライマ段階の装着が十分な長さの時間にわたって行われ、歯の支持構造が治療に備えて整えられたかを確認するように指示されてよい。プライマ段階の器具が最初に歯の上に配置されたときには、患者は、多少不快さを感じる可能性がある。支持組織が整えられている為、この多少の不快さは、プライマ器具が歯の上にあることで漸減する。しかしながら、プライマ器具が取り外されると、患者は不快さを感じる可能性がある。この多少の不快感は、プライマ器具が取り外されて歯が無負荷状態になったことによるものであり、歯移動に備えて歯の支持構造が整えられていることの表れである。プライマ段階を終了し、一連の器具における次の器具により中間段階を開始してよい。本明細書に記載のように、プライマ段階の完了を示す１つ以上の他の徴候に、患者の主観的反応を組み合わせてよい。
【０１０２】
任意選択で、治療過程の第１の段階は、様々なサブ段階を含んでよく、サブ段階に対応する各プライマ器具（例えば、３１１、３１２、３１３）は、様々な分布の力をかけるように構成される。多くの実施形態では、プライマ段階は、歯のプログラムされた移動経路の一部を含まないが、プライマ器具によってかけられる力は、１つ以上の歯の多少の移動を引き起こす可能性がある。そのような移動によって、歯の所望の最終位置を達成する為に与えられるべき圧縮の方向が変わる可能性がある。そこで、プライマ器具によって与えられる歪み分布が、所望の最終位置を達成する上で適正であるように、プライマ段階の間にプライマ器具を調節してよい。
【０１０３】
治療段階３２０は、例えば、第１の治療用器具３２２と、第２の治療用器具３２３と、移動の最終段階の仕上げ治療用器具３２７と、を含んでよい。第１の治療用器具３２２は、治療過程の第２の段階に対応してよく、第２の治療用器具３２３は、治療過程の第３の段階に対応してよく、以降も同様である。治療用器具３２２、３２３、及び３２７のそれぞれは、第２の期間にわたって装着されてよく、第２の期間は、プライマ器具が装着される第１の期間より短くてよい。例えば、治療用器具のそれぞれは、約７日間から約１４日間にわたって、或いは約１０日間にわたって装着されてよい。これに対し、プライマ段階がない治療過程では、各治療用器具は、より長い期間（通常は２週間）にわたって装着されてよい場合が多い。
【０１０４】
治療過程が完了した後、患者は、歯を更に動かすか再配置する為に、例えば、所望の最終歯配列により近く一致させる為に、又は上述のように過補正を行う為に、歯列矯正改良器具セット３３０を与えられてよい。改良器具３３０が与えられてよいのは、例えば、計画された治療過程の最終時点における歯の位置が所望の最終歯配列からずれている場合、或いは、歯の過補正が適切である場合である。これらの歯列矯正改良器具３３０は、上述のプロセス１００により設計及び製作されてよい。代替又は追加として、この改良器具は１つ以上のリテーナを含んでよく、例えば、アライン・テクノロジ社（Ａｌｉｇｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、カリフォルニア州サンタクララ）から市販されているビベラ（Ｖｉｖｅｒａ（登録商標））透明ポリマーシェルリテーナなどを含んでよい。実施形態によっては、リテーナは、患者の歯を所望の配列（例えば、歯列矯正治療の結果である最終配列）で保持するように成形された歯受けキャビティを含む。リテーナの歯受けキャビティジオメトリ（例えば、サイズ、形状、位置、及び／又は向き）は、所望の歯配列の歯ジオメトリと同一又は同様であってよい。従って、リテーナは、歯が前の位置に戻ろうとする間、その形状を維持するように設計されてよい。実施形態によっては、リテーナは、歯が既に再配置された後に、歯をそれらの現在の位置（例えば、治療計画の終了時の位置）で保持する為に使用され、一方、プライマ器具は、歯の再配置の前に、歯をそれらの現在の位置（例えば、治療計画の開始時の位置）から移動させることに備えて歯を整える為に使用される。本明細書に記載のプライマ器具の実施形態によっては、装着時に歯を移動させない場合があるが、そのようなプライマ器具でも、再配置を促進する生物学的反応を引き出すのに十分な力を歯にかけることが可能である。実施形態によっては、リテーナがある場合、リテーナによってかかる力は、そのような生物学的反応を引き出すほどではなく、従って、歯を再配置に備えて整えることはない。
【０１０５】
図４は、治療の過程にわたる歯位置を表す一例示的歯移動プロファイル４００を示す。１つの歯の移動プロファイル４００が図示されているが、当業者であれば理解されるように、本明細書に記載の器具によって、多数の歯を同様に動かすことが可能である。本明細書に記載の、治療の各段階、及び一連の器具の歯受けキャビティに従って、初期位置から最終位置までの経路に沿って歯を動かすことにより、歯位置は時間とともに変化しうる。この治療プロファイルは、本明細書に記載のように移動に備えて歯及び支持組織のプライマ処理が行われる初期プライマ部分４１０を含む。この治療プロファイルは、中間部分４２０、及び仕上げ部分４３０を含む。歯の移動の大部分は、治療プロファイルの中間部分４２０で起こる。治療の仕上げ部分４３０は、歯が歯の最終ターゲット位置まで移動することを可能にする。
【０１０６】
患者の治療に使用される複数の器具は、歯移動プロファイル４００によって歯を動かすように構成されてよい。複数の歯受けキャビティのそれぞれは、歯を受ける形状プロファイルと、対応する歯受けキャビティ位置とを含む。歯受けキャビティ位置は、歯に対する力がかなり低減される、歯の位置に対応する。歯受けキャビティ位置は、例えば、器具の機械的力に対する歯の抵抗がないとしたら歯が動くであろう位置に対応してよい。プライマ処理段階では、歯受けキャビティの位置は、例えば、歯の初期位置から約０．０２ｍｍから約１ｍｍの範囲にあってよい。この範囲は、例えば、約０．０４ｍｍから約０．５ｍｍであってよい。プライマ処理段階では複数の器具が与えられてよく、或いは、１つの器具が、治療の中間部分の器具より長い期間にわたって歯に与えられてよい。治療のプライマ部分が完了すると、ただちに、治療の中間部分の器具が与えられる。治療の中間部分の歯受けキャビティの位置は、図示されるように歯位置を導く。一連の器具の歯受けキャビティは、複数のインクリメンタルな位置により歯を漸進的に再配置するように配列される。治療の仕上げ部分では、歯は、歯受けキャビティの位置まで動くことを可能にされる。歯が歯受けキャビティの位置に入っていくことを可能にする為には、仕上げ段階の間の歯移動の速度は、中間段階より小さくてよい。
【０１０７】
本明細書に記載のプライマ器具による治療は、様々なタイプのうちの１つ以上のタイプの患者に使用することに好適である。これらの器具は、例えば、子供と大人に使用することに好適である。一部の子供の歯は一部の大人の歯より速く移動する場合があるが、少なくとも一部の子供の歯及び支持構造は、本明細書に開示のプライマ器具の恩恵が得られる場合がある。代替又は追加として、本明細書に記載のプライマ器具は、大人の治療に使用可能であり、例えば、１８歳以上に使用可能である。本明細書に記載のプライマ器具は、本明細書に記載のように歯の移動を促進するのに適する長さの時間（例えば、少なくとも約２週間）にわたって歯の上に配置されるように構成可能である。
【０１０８】
各治療部分は、本明細書に記載のように適切な範囲の歯移動を含んでよい。プライマ段階の間の約０．０２ｍｍから約０．３ｍｍの範囲の移動量は、少なくとも約２週間、例えば、約３週間から約１０週間の期間にわたって実現されることが可能である。週当たりのプライマ段階のずれ量は、例えば、週当たり約０．００２ｍｍから週当たり約０．７５ｍｍの範囲にあってよい。中間段階では、各段階の歯の移動量は、例えば、約０．１ｍｍから約０．３ｍｍの範囲にあってよい。歯移動の速度は、例えば、週当たり約０．０５ｍｍから週当たり約０．５ｍｍの範囲にあってよい。仕上げ段階では、器具は、歯が最終位置まで移動することを可能にするのに十分な長さの時間にわたって歯の上にとどまってよく、速度は、中間段階より小さくてよい。仕上げ段階では、歯移動の速度は、例えば、週当たり約０．００２ｍｍから週当たり約０．１ｍｍの範囲にあってよい。
【０１０９】
治療のプライマ部分、中間部分、及び仕上げ部分は、数ある方法のうちの１つ以上により、患者に与えられてよい。例えば、患者には複数の器具が与えられてよく、各器具は、他の器具と同等の歯の移動量を実現する。治療のプライマ段階は、生物学的軟化反応を発生させるだけの長さの時間にわたって歯の上に第１の器具を配置することを含んでよい。第１の器具は、本明細書に記載のように生物学的反応を与える長さの時間にわたって歯の上に配置されてよく、生物学的反応は、例えば、歯周靱帯の軟化及び関連する変化である。この時間の長さは、例えば、約３週間から約１２週間の範囲にあってよい。中間治療では、中間治療段階を構成する複数の器具が与えられてよい。一連の器具中の次の器具は、第１の器具による支持組織のプレコンディショニングに応じて与えられてよい。治療の仕上げ部分では、例えば、一連の器具中の最後の器具が与えられてよい。一連の器具中の最後の器具は、例えば、治療の中間部分のそれぞれの器具より長い時間にわたって歯の上に配置されてよい。
【０１１０】
治療のプライマ部分は、本明細書に記載のように移動に備えて歯のプライマ処理を行う為に歯を適切にずらすように構成された器具を配置することを含んでよい。治療のプライマ部分は、同一又は同様の歯受けキャビティジオメトリ（例えば、位置及び向き）を有する複数のプライマ器具を連続的に配置することを含んでよく、例えば、同一又は同様のキャビティジオメトリを有する３つ以上のプライマ器具を連続的に配置することを含んでよい。実施形態によっては、同一又は同様のキャビティジオメトリを有する複数の器具が使用されるのは、各器具が同じ歯配列への歯移動を引き出すことを意図されている場合である。しかしながら、当然のこととして、各器具によって達成される実際の移動量は異なる場合があり、例えば、器具が装着された時点で再配置に備えて歯が整えられた程度に応じて異なる場合がある。例えば、歯をターゲット位置に再配置する為に、同じキャビティジオメトリを有する３つのプライマ器具が連続的に適用される場合、第１の器具は最小量の歯移動（例えば、ターゲット位置までの距離の１０％）を引き出してよく、第２の器具は中間量の歯移動（例えば、ターゲット位置までの距離の３０％）を引き出してよく、第３の器具は最大量の歯移動（例えば、ターゲット位置までの距離の６０％）を引き出してよい。
【０１１１】
図示されているのは、１つの次元の方向の歯の位置の、時間に対する変化であるが、歯の移動は、自由度が最大で６、並進自由度が最大で３、回転自由度が最大で３であってよい。各自由度の方向の歯受けキャビティのインクリメンタルな位置及び歯の位置は、例えば、歯が治療ベクトルの方向に移動するにつれて同様に与えられてよい。
【０１１２】
プライマ器具は、治療の移動プロファイルの初期部分の初期の数週間４１０の間に与えられてよく、これは、歯周靱帯を圧縮することにより、治療経路方向の移動に備えて歯を整える為である。圧縮力は、各歯にかけられてよい。代替又は追加として、一四半部の歯の一部にのみ、移動の為の圧縮力をかけず、歯を整えるように圧縮力をかけてよい。圧縮力に対する生物学的反応は、圧縮力を受けている歯から離れた１つ以上の歯と一緒に起こりうる。圧縮力は四半部内の各歯にかけられてよいが、これは、四半部内の全ての歯を移動に備えて整える為には必須でなくてよく、それは、生物学的反応が、圧縮力を受けている歯に局所化されない場合がある為である。
【０１１３】
生物学的反応を引き起こす為の圧縮は、様々な方法で行われてよい。プライマ段階によって実現される比較的小さな量の歯移動は、計画された歯移動経路の一部を含まなくてよい。或いは、プライマ段階によって実現される小さな量の歯移動は、計画された歯移動経路の一部を含んでよい。しかしながら、プライマ段階の結果として、有意な歯移動はあってもなくてもよい。歯移動プロファイルセグメント４１２に示されるように、治療の初期の数週間４１０は、歯移動がほとんど又は全くなくてよく、これは、生物学的反応を引き起こすのに必要な長さの時間に相当する。或いは、歯移動プロファイルセグメント４１４に示されるように、所望の最終位置の方向の、比較的小さな量の歯移動と、結果としての歯の位置変化とがあってよく、これは、プライマ器具が、歯の所望の最終位置を達成する為の好ましい方向に圧縮するように構成されてよい為である。プライマ部分の初期の数週間４１０の間には、他のパターンの歯移動及び歯位置変化も可能であってよい。例えば、歯移動プロファイルセグメント４１６に示されるように、方向が明確には画定されない、小さな量の歯移動があってよく、プライマ部分の初期の数週間４１０にわたる歯位置の平均変化量は、ゼロに近いかゼロですらある。
【０１１４】
プライマ器具は、その設計において、治療の為の移動が必要でない歯の位置が変化しないように作られることが可能である。プライマ段階においてこのように移動がないことにより、移動を意図されない歯の固定を強化することが可能である。
【０１１５】
治療過程の最初の３週間から８週間を含んでよいプライマ段階に続いて治療段階が始まってよく、治療段階では、計画された経路における歯移動を引き起こす治療用器具が与えられてよい。治療の中期の数週間４２０では、治療用器具が与えられ、歯移動の速度、並びに歯の位置変化は、初期の数週間４１０に比べて比較的大きくてよい。治療の後期の数週間４３０では、別個の改良段階が含まれてよく、歯移動の速度、並びに歯の位置変化は、比較的小さくてよく、中期の数週間４２０より小さくてよい。代替又は追加として、後期の数週間４３０は、通常の治療過程の終わりに近い部分を含んでよく、歯の移動速度が中期の数週間４２０の間より遅くてよい。
【０１１６】
本明細書に記載のプライマ器具の特性は、必要に応じて様々であってよい。実施形態によっては、プライマ器具の特性は、治療用器具と同じか、ほぼ同様である。例えば、プライマ器具は、治療用器具の製作に使用されるであろう材料と同じか同様の材料で製作されてよい。プライマ器具の剛性、厚さ、硬度、応力緩和などは、治療用器具のそれと同じか同等であってよい。或いは、実施形態によっては、プライマ器具の特性は、治療用器具の特性と異なってよく、例えば、剛性、厚さ、硬度、応力緩和などに関して異なってよく、且つ／又は、治療用器具に使用される材料と異なる材料で作られてよい。プライマ器具の特性は、プライマ処理対象の歯の具体的なタイプ（例えば、門歯、犬歯、小臼歯、大臼歯）、及び／又はプライマ処理対象の歯移動のタイプ（例えば、並進、回転、傾斜、トルク、貫入、押し出しなど）に基づいて様々であってよい。歯移動のタイプによっては、プライム処理期間を長くすることが必要な場合があり、又、歯移動のタイプによっては、短いプライム処理期間で歯移動を効果的に達成できる場合がある。
【０１１７】
プライマ器具によってかけられる力及び／又はトルクの大きさは、治療用器具によってかけられる力及び／又はトルクの大きさと異なってよく、例えば、より大きいか、より小さくてよい。実施形態によっては、プライマ器具の歯受けキャビティは、治療用器具の場合より大きな力を歯にかけるように成形され、これは、例えば、生物学的反応の十分な誘発を確実に行う為である。或いは、実施形態によっては、プライマ器具の歯受けキャビティは、治療用器具の場合より小さな力を歯にかけるように成形され、これは、例えば、プライマ処理段階の間の患者の不快さを軽減する為である。そのように変化をつけることは、患者ごとに行われてよく、例えば、痛みに弱い患者、高齢の患者などには小さな力をかけてよい。実施形態によっては、プライマ器具は、（例えば、位置及び向きが、対応する受ける歯と同じである歯受けキャビティを使用して）歯の移動を引き出さない力を歯にかけるように成形されてよく、一方、治療器具は、（例えば、位置及び／又は向きが、対応する受ける歯と異なる歯受けキャビティを使用して）歯の移動を引き出す力を歯にかけるように成形されてよい。位置及び向きが、対応する受ける歯と同じである歯受けキャビティを使用して歯に力をかけるのは、例えば、他の歯の移動の結果としての歪み、又は器具によって動きが制限されている舌又は頬からの力による歪みがある為である。
【０１１８】
更に、本明細書に記載の特定の実施形態では、プライマ処理が歯列矯正治療の開始時に行われるが、当然のことながら、プライマ処理は、治療が既に始まってから行われてもよく、これは、例えば、その前の治療段階でまだ動いていない歯のプライマ処理を行う為である。例えば、治療計画の途中まで１つ以上の歯の移動がスケジュールされていない場合は、本明細書に記載の理由で、再配置の前にそれらの歯のプライマ処理を行うことが有用であろう。実施形態によっては、１つの器具の幾つかの歯受けキャビティが、特定の歯のプライマ処理を移動に備えて行うことに使用されてよく、一方、その同じ器具の他の歯受けキャビティが、他の歯を再配置する為の力をかけることに使用されてよい。従って、治療の特定段階における各歯の計画された移動速度は、その歯の再配置が治療中に既に完了しているかどうか、且つ／又は、その歯が最後に再配置されてから十分長い期間が経過したかどうか、に基づいて、様々であってよい。実施形態によっては、歯列矯正治療を計画することは、歯列矯正治療の間に第１の配列から第２の配列に再配置する複数の歯を決定することと、治療の、前の段階の間に再配置が既に完了している、歯の第１のサブセットと、治療の、前の段階の間に再配置がまだ完了していない、歯の第２のサブセットと、を識別することと、を含んでよい。歯の第１のサブセットは、効果的な移動を達成するのにプライマ処理を必要としなくてよく、一方、本明細書に記載のように、歯の第２のサブセットを移動に備えて整える為には、それらの歯のプライマ処理が有用であろう。従って、治療計画の手順は、再配置に適切な、複数の歯の第１のサブセットの第１の移動速度と、プライマ処理に適切な、複数の歯の第２のサブセットの第２の移動速度とを決定することを含んでよい。例えば、第１の移動速度は、第２の移動速度より速くてよい。歯列矯正器具のジオメトリは、第１及び第２の歯のサブセットをそれぞれの移動速度で再配置するように決定されてよく、これにより、特定の歯のプライマ処理と、同時に他の歯の再配置とが選択的に達成される。
【０１１９】
本明細書に記載の器具は、１つ以上のプロセッサを含むシステムを利用して設計及び製作されてよい。多くの実施形態では、プロセッサは、ユーザが治療の各段階において複数の歯をターゲットの位置及び向きに位置づけ、方向づける為のユーザ用入力装置及び表示装置を含む。プロセッサは、１つ以上のプライマ器具と、本明細書に記載の、歯移動により歯を再配置する複数の再配置器具と、本明細書に記載の１つ以上の仕上げ器具と、を与える為に、本明細書に記載のように器具の歯受けキャビティを各位置に配置する命令を含んでよい。プロセッサは、熱成形を含む間接製作、又は、例えば、３Ｄ印刷、ステレオリソグラフィ、又は熱溶解積層法のうちの１つ以上を含む直接製作により、複数の器具を製作する命令を含んでよい。
【０１２０】
本明細書では本発明の好ましい実施形態を図示及び説明してきたが、当業者であれば明らかなように、そのような実施形態は、例としてのみ与えられている。もはや当業者であれば、本発明から逸脱しない様々な変形、変更、及び置換を思い浮かべられるであろう。当然のことながら、本発明の実施においては、本明細書に記載の本発明の実施形態に対する様々な代替を使用することが可能である。以下の特許請求の範囲は本発明の範囲を規定するものとし、これらの特許請求の範囲の範囲内の方法及び構造、並びにそれらの等価物は、特許請求の範囲によってカバーされるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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