(57)【要約】  体腔をスキャンし、体腔の３Ｄモデルをレンダリングするためのデータを取得するように構成された、内腔スキャナー（２６０）を含む装置が提供される。内腔スキャナーは、内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で体腔の画像を取得するように構成された光センサー（２４０）、および内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で光センサーによって画像化された体腔の領域上へと流体を方向付けるように構成された流体ノズル（２０２）を含む。【選択図】図２
2018514309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔をスキャンし、体腔の３Ｄモデルをレンダリングするためのデータを取得するように構成された、内腔スキャナーを含む、装置であって、該内腔スキャナーは、
内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で体腔の画像を取得するように構成された光センサー；および
内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で光センサーによって画像化された体腔の領域上へと流体を方向付けるように構成された流体ノズル、を含む装置。
【請求項２】
ハウジングをさらに含み、流体ノズルが内腔スキャナーのハウジング内に組み込まれる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ハウジングをさらに含み、流体ノズルが内腔スキャナーのハウジング上に取り付けられ、そこから取り外し可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
流体ノズルを通って方向付けられた流体の流体圧力の制御を可能にするように構成された流体ノズル制御部をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
携帯用流体圧装置および流体ノズルと携帯用流体圧装置とを接続する流体導管をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
取得したデータをプロセッサーに無線で送信するように構成された無線送信装置をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
内腔スキャナーがさらに、
バッテリー；
取得したデータをコンピューターに無線で送信するように構成された無線送信装置；および
流体ノズルに流体を供給する携帯用流体圧装置を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
内腔スキャナーが、携帯用流体圧装置および内腔スキャナーに動力を供給するためのバッテリーを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
流体ノズルが複数の流体ノズルを含み、複数の流体ノズルが光センサーのまわりに位置付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
流体ノズルが、光センサーによって画像化される硬組織を不明瞭にする軟組織を移動させるのに十分な体腔内の流体の流れを生成するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
流体ノズルが、光センサーの周囲に配置された複数の流体ノズルを含み、各流体ノズルが、光センサーの視野へと向けられたそれぞれの流体の流れを生成するように構成されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
それぞれの流体の流れが互いに平行である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置；および
３Ｄモデルに基づいて歯科用補綴物を作り上げるように構成された製造装置を含む、システムであって、
該製造装置が、加工装置および３Ｄ印刷機から成る群から選択される、システム。
【請求項１４】
請求項１に記載の装置；
圧縮流体のソース；および
圧縮流体のソースと流体ノズルとの間に流体連通を提供する流体導管を含む、システム。
【請求項１５】
ハウジングをさらに含み、該ハウジングに光センサーおよび流体ノズルが固定され、流体導管が、ハウジング内で一体的に形成されるか又はハウジング内に配置される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
体腔に内腔スキャナーを挿入する工程であって、該内腔スキャナーは、内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で体腔の画像を取得するように構成された光センサー、
および内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で光センサーによって画像化された体腔の領域上へと流体を方向付けるように構成された流体ノズルを含む、工程；
光センサーを体腔の一部に向ける工程；
体腔の一部で軟組織を移動させるのに十分な圧力で流体を体腔の一部に方向付ける工程；および
光センサーによって収集されたデータを示す信号をプロセッサーに送信する工程を含む、方法。
【請求項１７】
軟組織を移動させるのに十分な圧力で流体を方向付ける工程がさらに、以前に軟組織に覆われた体腔の標的部分の覆いを取るのに十分な圧力で流体を方向付ける工程を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
命令の１つ以上のシーケンスを搬送する非一時的コンピューター可読媒体であって、１つ以上のプロセッサーによる命令の１つ以上のシーケンスの実行が、装置に、
被験体の体腔に配置された内腔スキャナーにおける光センサーから、体腔の可視部分および光センサーの位置および配向を示す第１の信号を提供する工程；
内腔スキャナーにおいて光センサーに隣接して配置された流体ノズルと流体連通している流体に適用された圧力の量を示す第２の信号を受信する工程；
第１の信号および第２の信号に基づいて体腔のデジタル３Ｄモデルを決定する工程；および
出力デバイス上にデジタル３Ｄモデルのレンダリングを提示する工程、
を実行させる、非一時的コンピューター可読媒体。
【請求項１９】
デジタル３Ｄモデルを決定する工程はさらに、圧力の量、光センサーの配向または位置、あるいはそれらの組み合わせが、体腔の標的部分を覆う軟組織を移動させるのに十分ではないと判定される場合に、デジタル３Ｄモデルに第１信号を含まないことを含む、請求項１８に記載の非一時的コンピューター可読媒体。
【請求項２０】
デジタル３Ｄモデルを決定する工程はさらに、圧力の量および体腔の可視部分に基づいてデジタル３Ｄモデル上の位置で組織の相対的剛性を判定する工程を含む、請求項１８に記載の非一時的コンピューター可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願への相互参照＞
本出願は、２０１５年４月２９日に出願の米国仮特許出願第６２／１５４，２７４号の利益を主張し、その内容全体が、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、本明細書で十分に明記されるように本明細書に引用によって組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
義歯を作り上げる伝統的な方法は、幾つかのアポイントメントをとる多大な労力を必要とするプロセスである。総義歯を作り上げるための現在の標準プロセスは、以下に記載される多くの工程を含み得る。
【０００３】
第一に、患者の口腔の初期の印象が、初期の訪問の間に取られる。印象は、診断用模型を形成するためにイエローストーン（ｙｅｌｌｏｗ  ｓｔｏｎｅ）とともに注がれる。個人トレーが、合成物またはレジン床を用いて患者の鋳型から作られる。個人トレーは、患者の口内で試され、軟組織へと深く伸長しすぎないように調節される。個人トレーを縁成形するために、灰色のスティック化合物（ｓｔｉｃｋ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、熱可塑性化合物、または粘性印象材が使用され、前庭深さの解剖学的構造を捕らえる。個人トレーは、印象材を充填され、最終的な印象は患者の口腔から取られる。最終的な印象は、箱詰め及び数珠状にされ（ｂｏｘｅｄ  ａｎｄ  ｂｅａｄｅｄ）（最終的な印象のまわりの壁を構築するために使用される技術）、最終的な鋳型のためにグリーンストーン（ｇｒｅｅｎ  ｓｔｏｎｅ）とともに注がれる。義歯床は、最終的な印象の鋳型からの合成物またはレジン床から作られる。咬合堤は、ワックスから及び標準化された測定値に対して（ｔｏ）作られる。顎関係は、患者の口内の咬合堤とともに実行され、同一平面上となるように調節される。咬合堤の縁は切縁に対応している。鋳型を咬合器上に載せるために、顔弓移動が行われる。歯、義歯材料、および咬合設計が選択される。咬合堤からワックスが除去され、前義歯が上顎および下顎の弓に置かれる。前義歯を有する咬合堤は、患者の口内で試される。顎関係が繰り返される。咬合堤からワックスが除去され、後義歯が上顎および下顎の弓に置かれる。前後の義歯を有する咬合堤は、患者の口内で試される。顎関係は繰り返される。中心位が確認される。咬合堤および記録床は、義歯の形成操作のために送られる。義歯は、患者に送達され、必要に応じて調節される。上記からわかるように、完全な総義歯を作り上げるための現在の標準プロセスは、患者にとってかなり長く、複雑であり、不都合ある。
【０００４】
部分的な義歯を作り上げるための現在の標準プロセスは、以下に記載される多くの工程を含み得る。患者の口腔の初期の印象は、初期の訪問の間に取られる。印象は、診断用模型を形成するためにイエローストーンとともに注がれる。フレームワーク、歯の選択、および鉤設計が決定される。個人トレーは、合成物またはレジン床で患者の鋳型から作られる。輪郭調整のレストおよび高さに対する歯への変更は、口腔内で行われる。個人トレーは、患者の口内で試され、軟組織へと深く伸長しすぎないように調節される。個人トレーを縁成形するために、灰色のスティック化合物、熱可塑性化合物、または粘性印象材が使用される。個人トレーは、印象材を充填され、最終的な印象は患者の口腔から取られる。最終的な印象は、箱詰め及び数珠状にされ（最終的な印象のまわりの壁を構築するために使用される技術）、最終的な鋳型のためにイエローストーンとともに注がれる。最終的な鋳型は研究所に送られ、各弓に対してフレームワークが作成される。フレームワークは、患者の口内で試され、必要に応じて調節される。咬合堤は、ワックスからフレームワーク上に及び標準化された測定値に対して構築される。顎関係は、患者の口内の咬合堤とともに実行され、同一平面上となるように調節される。咬合堤の縁は切縁に対応している。鋳型を咬合器上に載せるために、顔弓移動が行われる。咬合堤からワックスが除去され、歯が置かれる。義歯を有する咬合堤は、患者の口内で試される。顎関係は繰り返される。中心位が確認される。咬合堤およびフレームワークは、義歯の形成操作のために送られる。義歯は、患者に送達され、必要に応じて調節される。
【０００５】
完全および部分的な義歯を作り上げるための上記の従来の手順は、５のアポイントメント、各印象に対する幾つかの材料、義歯を作り上げるための熟練労働、および口腔内で作られる複数の不快且つしばしば乱雑な印象を必要とする。
【０００６】
最近、義歯の成形プロセスをよりコストおよび時間効率の良いプロセスにするために、新しい装置および手順が開発された。例えば、Ｈｏｗｅは、義歯のデジタル版を設計するために患者の口腔の３Ｄ画像を使用する技術を開発した（特許番号：８，６４１，９３８  Ｂ２）。記録床および咬合堤は、顎関係に対して選択された材料から加工され、その後、デジタルで調節される。咬合堤のかなりの部分は加工されて除去され、より審美的な材料が注がれ、その場所で硬化され、これは、その後、歯の輪郭へと加工される。
【０００７】
完全および部分的な義歯の両方に対するＣＡＤ／ＣＡＭ設計が、市場に存在する。「熱溶解積層法」は、義歯を作り上げるために使用される３Ｄ印刷の形態であり、義歯の３Ｄ画像を構築するために、材料の微小液滴がｘ−ｙ平面において排出される。義歯は、患者の口腔の３Ｄ画像を必要とする義歯の３Ｄモデルから作成される。しかしながら、このプロセスにおいて作成された義歯は摩耗耐性が低い。歯科用補綴物を製造するための当該技術分野における当業者に公知の３Ｄ印刷の別の形態は、光造形法である。
【０００８】
代替的に、幾つかのグループは、義歯を設計するためにコンピューターモデリングを使用しているが、加工された義歯床を有しているだけである。これらの義歯床は、しばしば、検査技師が義歯を作成するときに置く歯に対する場所に対応する穴で加工される。
【０００９】
Ｆｉｓｋｅｒ（米国特許公開番号２０１３／０３１６３０２  Ａ１）は、１つの材料において仮想歯を及び別の材料において歯肉部を事実上モデル化する、およびその後、加工するか又は３Ｄ印刷するために、患者の口腔の３Ｄ画像を使用する技術の特許を取った。その後、歯および歯肉部は、両方の成分の設計に組み込まれた特有のアタッチメントシステムでつながれる。
【００１０】
Ｓｃｏｔｔｓｄａｌｅ  ＡＺのＡｖａｄｅｎｔ（登録商標）  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｄｅｎｔａｌ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓは、現在、わずか２回の往診での義歯の成形を提供している。最初の往診の間に、医師は、印象を取るために、Ａｖａｄｅｎｔ（登録商標）  によって提供されたＡｎａｔｏｍｉｃａｌ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅを使用する。印象は、Ａｖａｄｅｎｔ’ｓ（登録商標）  の研究室に送られ、ここで、それはスキャンされ、歯を設定する及び顎関係を実行するためにアルゴリズムが使用される。理想的な設計を決定した後に、Ａｖａｄｅｎｔ（登録商標）  は、置かれ及び結合される人工歯に対する対応する穴を用いて記録床を加工するか、または多色性の材料から義歯全体を加工する。義歯は、検査技師によって磨かれて、検査され、検査技師は、医師に義歯を送り返す前に、最終製品を仮想設計と比較する。
【００１１】
縁成形を得ない及び前庭の解剖学的構造を捕らえないシステムは、多くの医師によって劣っていると考えられている。縁成形は、個人トレーの周縁のカスタマイゼーションを可能にする不可欠な手順であり、これは、前庭を正確に捕らえ、最適な義歯の維持および安定性を確かなものとするのに重要である。
【００１２】
上記の例はすべて、デジタル義歯の現在の実施例であり、患者の口腔の３Ｄモデルを必要とする。各技術は、現在、患者の口腔の物理的な印象を取り、その後、３Ｄモデルを開発するために、それをネガとしてスキャンする。
【００１３】
口腔内スキャナーは、現在、歯冠および橋義歯のために調製された歯をスキャンするために使用される。これらの調製物をスキャンする前に、歯肉溝組織は、しばしば、歯頚部と歯肉組織との間でｈｅｍｏｄｅｎｔに浸されたパッキング用のコード（ｐａｃｋｉｎｇ  ｃｏｒｄ）によって圧排され（ｒｅｔｒａｃｔｅｄ）、１０分後に除去される。このコードは、最終的なレンダリングにおける調製物の縁をより良く検出し、理想的な適合する歯冠を作成するために、調製物の縁と軟組織との間に空間を作るために使用される。歯肉下にある縁のスキャンを行うときに、圧排コードが除去された後に歯肉溝組織が縁の上に重なるために、明確な縁とともにレンダリングを得ることは特に困難になりかねない。
【００１４】
現在の方法および装置が歯肉下の縁を検出することができないことは、産業上の課題の１つであり、これによって、多くの医師は歯科用補綴物を調製する方法を変えなければならない。理想的に、歯冠の場合には、例えば、医師は、歯冠調製物（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）の縁を、およそ１ｍｍ歯肉下に位置付けるように努め、その結果、歯冠が置かれると縁は可視ではない。現在のスキャナーが歯肉下領域をスキャンすることができないため、歯肉下のスキャンが必要であるときに、口腔内スキャナーを使用する医師は、それらの縁を歯肉縁に又はその上に置く。結果として、口腔内スキャナーの使用は後方歯に委ねられ（ｒｅｌｅｇａｔｅｄ）、ここで、縁は可視ではなく、伝統的な歯の調製および印象法が、前歯およびより審美的な事例に使用される。
【００１５】
この不足を克服するための試みがなされており、それには、縁を検出するために軟組織および流体をスキャンするレーダー式のシステムの開発を含む。しかしながら、これは新しく複雑な試みである。したがって、医師が明確な縁とともにレンダリングを容易に得ることができる方法および装置が必要とされている。
【００１６】
他の場合には、歯肉溝組織は電気手術によって圧排される。多くの場合には、電気手術およびｈｅｍｏｄｅｎｔに浸されたパッキング用の圧排コードの両方を用いると、出血があり得る。湿気は、歯冠辺縁をデジタルで捕らえる医師の能力を妨げる。
【発明の概要】
【００１７】
患者のために、義歯の成形のコストを下げる、義歯の成形をより正確にする、およびより好適にするなどの義歯の成形のプロセスをさらに改善する方法および装置が必要とされている。医師および体腔がスキャンされる被験体の両方のために、義歯の成形のプロセスなどの３Ｄモデルの提示のコストを下げる、それをより正確にする、およびより好適にするべく、口腔などの体腔のデジタル画像を記録するための方法および装置が、本明細書に記載される。幾つかの実施形態では、３Ｄモデルは、歯科用補綴物に対する設計基準または歯科用補綴物自体として機能する。
【００１８】
実施形態の第１のセットにおいて、装置は、体腔をスキャンし、体腔の３Ｄモデルをレンダリングするためのデータを取得するように構成された、内腔スキャナーを含む。内腔スキャナーは以下を含む：内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で体腔の画像を取得するように構成された光センサー；および内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で光センサーによって画像化された体腔の領域上へと流体を方向付けるように構成された流体ノズル。
【００１９】
実施形態の第２のセットにおいて、システムは以下を含む：体腔をスキャンし、体腔の３Ｄモデルをレンダリングするためのデータを取得するように構成された、内腔スキャナー；および３Ｄモデルに基づいて歯科用補綴物を作り上げるように構成された、製造装置。製造装置は、加工装置および３Ｄ印刷機に限定される群から選択される。
【００２０】
実施形態の第３のセットにおいて、システムは以下を含む：体腔をスキャンし、体腔の３Ｄモデルをレンダリングするためのデータを取得するように構成された、内腔スキャナー；圧縮流体のソース；および圧縮流体のソースと流体ノズルとの間に流体連通を提供する、流体導管。
【００２１】
実施形態の第４のセットにおいて、方法は以下の工程を含む：内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で体腔の画像を取得するように構成された光センサー、および内腔スキャナーが体腔の内部に配置されている中で光センサーによって画像化された体腔の領域上へと流体を方向付けるように構成された流体ノズルを有する内腔スキャナーを体腔に挿入する工程；光センサーを体腔の一部に向ける工程；体腔の一部で軟組織を移動させるのに十分な圧力で流体を体腔の一部に方向付ける工程；および光センサーによって収集されたデータを示す信号をプロセッサーに送信する工程。
【００２２】
実施形態の第５のセットにおいて、非一時的コンピュータ可読媒体は、命令の１つ以上のシーケンスを搬送し、ここで１つ以上のプロセッサーによる命令の１つ以上のシーケンスの実行は、装置に以下の工程を実行させる：被験体の体腔に配置された内腔スキャナーにおける光センサーから、体腔の可視部分および光センサーの位置および配向を示す第１の信号を提供する工程；内腔スキャナーにおいて光センサーに隣接して配置された流体ノズルと流体連通している流体に適用された圧力の量を示す第２の信号を受信する工程；第１の信号および第２の信号に基づいて体腔のデジタル３Ｄモデルを決定する工程；および出力装置上にデジタル３Ｄモデルのレンダリングを提示する工程。
【００２３】
幾つかの歯科用途のために、本出願に開示された方法および装置により、歯肉溝を透明な流体で充填することによって歯肉下の縁の画像を捕らえる、したがって、ｔａコード（ｔａ  ｃｏｒｄ）によって作成された圧排を維持する医師の能力が向上し得る。流体ノズルから排出された乾性ガスによって、歯面および歯肉溝組織の分離を維持しながら対象領域において湿気を制御する医師の能力が向上し、それにより、歯冠をスキャンし、永久的な歯冠をデジタルで作成する理想条件を可能にする。
【００２４】
前述の概要および以下の詳述はさらなる説明を提供する実施例だけである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
同様の参照符号が類似した要素を指す添付図面の図において、例によって、および限定することなく、実施形態が例証される：
【００２６】
【図１】図１は、先行技術による、患者の口腔の３Ｄ画像を記録し、３Ｄ画像を使用して歯科用補綴物を製造するための典型的な装置の実例である。
【図２】図２は、一実施形態による、口腔内スキャナー、携帯用空気圧装置、およびコンピュータを含む、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置を例証する。
【図３】図３は、別の実施形態による、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置の口腔内スキャナーを例証する。
【図４】図４は、また別の実施形態による、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置の口腔内スキャナーおよび携帯用空気圧装置を例証する。
【図５】図５は、また別の実施形態による、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置の口腔内スキャナーを例証する。
【図６】図６は、また別の実施形態による、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置の口腔内スキャナーを例証する。
【図７】図７は、また別の実施形態による、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置の口腔内スキャナーを例証する。
【図８】図８は、一実施形態による、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置の空気ノズルの配置を例証する。
【図９】図９は、一実施形態による、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置の空気ノズルの配置を例証する。
【図１０Ａ】図１０Ａは、冠状面において適所に義歯を有する上顎無歯の歯列弓の右側の第１の断面図を例証する。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、一実施形態に従ってスキャンされる、義歯を適所に有さない、冠状面における上顎無歯の歯列弓の右側の別の断面図を例証する。
【図１１】図１１は、一実施形態による、冠状面における図１０Ａ−１０Ｂの上顎無歯の歯列弓の右側、および第１の位置および第１の配向における口腔内スキャナーヘッドおよび空気噴流の動作を示す断面図である。
【図１２】図１２は、一実施形態による、第２の位置および第２の配向における口腔内スキャナーヘッドおよび空気噴流の動作を示す図１１の断面図である。
【図１３】図１３は、一実施形態による、第３の位置および第３の配向における口腔内スキャナーヘッドおよび空気噴流の動作を示す図１１の断面図である。
【図１４】図１４は、一実施形態に従ってスキャンされる、臼歯の歯冠調製物の冠状面の断面図である。
【図１５】図１５は、パッキング用の圧排コードを用いる臼歯の歯冠調製物を示す図１４の冠状面の断面図である。
【図１６】図１６は、一実施形態による、口腔内スキャナーヘッドおよび空気噴流の動作を示す臼歯の歯冠調製物を示す、図１４の冠状面の断面図の拡大図である
【図１７】図１７は、一実施形態による、空気噴流を有する３Ｄスキャナーを操作且つ使用する典型的な方法を例証するフローチャートである。
【図１８】図１８は、本発明の実施形態が実施され得るコンピュータシステムを例証するブロック図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施形態が実施され得るチップセットを例証する。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
３Ｄ画像または映像をレンダリングし、あるいは、鋳型の陽性または陰性、あるいは、補綴物または補綴物の構成要素を３Ｄ印刷するなどの体腔の３Ｄモデルを提示するために、患者の口腔または結腸のような体腔のデジタル画像を記録するための方法と装置が記載されている。以下の記載では、本発明を十分に理解するべく、説明のために多くの特定の詳細が明記されている。しかしながら、こうした特定の詳細がなくとも本発明を実行可能であることが当業者には明らかとなるであろう。他の例では、本発明を不必要に不明瞭にすることがないように周知の構造とデバイスはブロック図の形で示している。
【００２８】
別段の定めのない限り、図面と詳細な記載では、図面の同じ参照番号は同じ要素、特徴、および構造を指すことを理解されたい。こうした要素の相対的な大きさと描写は分かりやすくするために誇張されることがある。さらに、要素が別の要素に「接続される」ものとして参照されている場合、その要素が他の要素に直接接続されることもあれば、あるいは、介在する要素が存在することもあることを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを記載するためにあり、本開示を制限することを意図していない。
【００２９】
いくつかの特徴は個々の典型的な実施形態に関して記載されることもあるが、１つ以上の典型的な実施形態からの特徴が１つ以上の典型的な実施形態からの他の特徴と組み合わせ可能となるように、態様はそれらの実施形態に限定される必要はない。
【００３０】
広い範囲を説明する数値の範囲とパラメータは近似値であるにもかかわらず、特定の非限定的な例で説明される数値はできるだけ正確に報告される。しかしながら、どんな数値も、本明細書を書く時点でのそれぞれの試験測定値で見られる標準偏差に必ず起因する特定の誤差を本質的に含む。さらに、文脈から明らかでない限り、本明細書で提示される数値は、最下位桁により与えられる言外の精度を有する。したがって、値１．１とは１．０５から１．１５までの値を意味する。用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、所定の値を中心とするより広い範囲を示すために使用され、文脈から明らかでない限り、「約１．１」が１．０から１．２までの範囲を意味するなど、最下位桁の付近の広範な範囲を意味する。最下位桁が不明瞭である場合、用語「約」は２の係数を意味し、例えば、「約Ｘ」とは約０．５Ｘから２Ｘまでの範囲の値を意味し、例えば、約１００は５０から２００までの範囲の値を意味する。さらに、本明細書で開示されるすべての範囲は、本明細書で含まれる全ての部分範囲を包含するように理解されるものとする。例えば、「１０未満」の範囲は、ゼロの最小値と１０の最大値との間の（およびこれらを含む）全ての部分範囲、すなわち、０以上の最小値と１０以下の最大値を有するすべての部分範囲、例えば、１〜４を含み得る。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態は、義歯のような歯科用補綴物の製作の文脈で以下に記載される。しかしながら、本発明はこの文脈には制限されない。他の実施形態において、本発明は、歯冠や矯義歯などの他の歯科用補綴物の文脈で、または、内視鏡、結腸内視鏡、腹腔鏡、関節鏡などの他の光プローブを用いて検査される被験体の身体の他の管腔の３Ｄモデルを開発するために、使用されてもよい。
【００３２】
１．概観
歯科用補綴物を作り上げるために使用される被験体の口腔の画像のような体腔の３Ｄ画像を、光プローブ中の光センサーを用いて記録するための技術が提供される。後者の実施形態では、ある領域の３Ｄ画像は、光センサーによって口腔をスキャンし、その領域の静止画像、映像、または静止画像と映像の組み合わせを撮影する口腔内スキャナーを使用して得られる。光プローブは、組織の弾性に基づいた量でスキャンされる領域から組織を偏向させるか、あるいは軟組織によって覆われた表面から軟組織をさらに分離させる流体噴流を方向づけるノズルを備え、それによって、以前は覆われていたスキャンされる表面／領域の視野を光センサーに与える。流体噴流は、画像化領域を漏出した口腔内流体（例えば、血液や唾液）のない状態に保ち、それによりその領域をうまく分離させることもある。さらに、流体噴流は流体が光センサー上に跳ね返るのを防ぐこともある。
【００３３】
以下の記載の多くの実施形態では、典型的な体腔は口腔であり、典型的な流体は空気である。様々な実施形態では、ノズルは、流体供給部と、重力供給部、ポンプ、あるいはチューブおよびプランジャーの配置（プランジャーは手動でまたはモーターを使用して作動する）を備えるノズルなどの流体供給部からの流体に対する圧力源とに流体連通している。任意の液体あるいはガス状流体は水または食塩水などの軟組織を移動させる役目を果たすこともある。しかしながら、口腔内スキャナーによって撮られる画像に干渉しないため、透明なガス状流体が好ましい。ガスなどの乾燥した流体は管腔で湿気を取り除くことができる。さらに、患者に無害な透明な流体は、安全性と良好な画像化の両方のために好ましい。例証される実施形態の多くでは、流体は空気である。しかしながら、高濃度の酸素、窒素、二酸化炭素、貴ガスなどの当該技術分野で知られている他のものも、単独であるいはいくつか組み合わせて使用されてもよい。
【００３４】
さらに他の態様、特徴、および利点は、本発明を実行するために企図される最良の形態を含む、多くの特定の実施形態と実施を単に例証することにより、以下の詳細な記載から容易に明白である。さらに、他の実施形態は他のおよび様々な特徴と利点も例証でき、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、その詳細のいくつかを様々な明らかな点で修正することができる。それに応じて、図面と記載は自然界で例示的なものであり、かつ限定的ではないと見なされるものとする。
【００３５】
例証されるデバイスは、空気ノズルなどの埋め込まれたあるいは取り付けられた１つ以上の流体ノズルを備えた３Ｄの口腔内スキャナーである。口腔内の硬組織をスキャンする場合、デバイスは最新の口腔内スキャナーと同じ方法で使用される。軟組織、とりわけ、前庭をスキャンする場合、１つ以上の流体ノズルは、負荷力を与えるために、かつ以前は縁成形によってでしか得られなかった口腔の解剖学的構造のような軟組織解剖学的構造を捕らえるために、一定あるいは調整可能な圧力で流体を吹きつける。流体圧力は、歯冠辺縁をスキャンする際に歯肉溝の圧排をもたらして維持するのに役立つ。いくつかの実施形態では、流体は乾燥しており、例えば、流体は、含むにしても水蒸気飽和水準よりも低い水蒸気を含んだ気体であり、その結果、湿気は、光センサーを考慮して衝突する気体によって乾かされる。
【００３６】
スキャナーは、体腔の３Ｄモデルに基づいて、体腔のデジタル３Ｄモデルを、画像または他の種類の出力（例えば、３Ｄの回転可能な画像または映像、３Ｄ印刷した出力または３Ｄ加工した（ｍｉｌｌｅｄ）オブジェクト）としてレンダリングするために、スキャナーによって得られたデジタル画像データを保持および分析する、ソフトウェアを備えたコンピュータなどのプロセッサーに物理的に、あるいは無線接続される。例えば、この３Ｄモデルは、記録床を加工または３Ｄ印刷するために使用可能であり、あるいは物理的な最終的な印象をスキャンする他のデジタル義歯方法を補足することができる。
【００３７】
本明細書で開示される方法とデバイスにより、例えば、医師は、高価で汚い印象材を使用することなく、最初の面談時に同等のまたは改良された最終印象の詳細を用いて、患者の口腔の３Ｄデジタルモデルを作り出すことができる。この方法と技術は、記録床を設計および加工することができる元となる口腔内の３Ｄ画像を提供することにより、およびその後、実験技術者に顎関係のための咬合堤を開発させ、最終的に手動で歯をセットさせることにより、従来の義歯の製造を支援するために使用可能である。その代わりに、該方法と技術は、デバイスが口腔のスキャンに基づいて義歯床と咬合堤または義歯全体を作り上げる高度なデジタル義歯手順に対して、物理的な印象の代わりに使用可能である。両方を使用することで、医師と患者の両方にとって材料、手間、および時間を節約することできる。
【００３８】
さらに、本出願で開示される方法と装置は、歯肉溝を空気で満たすことにより歯冠と矯義歯のために用意された歯をスキャンし、コードによってもたらされた圧排を維持しつつ、歯肉下の辺縁部を捕らえる医師の能力を高めることができる。さらに、空気ノズルからの気流は、歯面と歯肉溝組織の分離を維持しつつ、対象領域の湿気を制御する医師の能力を著しく高め、それにより、歯冠をスキャンし、かつデジタルで永久的な歯冠を作成するのに理想的な条件を可能にする。さらに、光センサーによって捕えられた画像中の目に見えるくぼみを生ずるなどのガス圧力に対する組織の反応は、口腔または結腸または他の体腔中の組織の弾性特性を指すことがあり得る。
【００３９】
２．典型的な実施形態
図１は、従来技術に基づいて、患者の口腔の３Ｄ画像を記録し、３Ｄ画像を使用して歯科用補綴物を製造するための典型的な装置の図である。該装置は口腔内スキャナー（１０２）、口腔内スキャナー（１０２）によってスキャンされたデータを解釈するように構成されたソフトウェアを保存および実行するためのコンピュータ（１０４）、ディスプレイ（１０６）、および加工ユニット（１０８）を含んでいる。加工ユニットの典型的なメーカーとしては以下が挙げられる：Ｒｏｌａｎｄ  ＤＧＡ  Ｃｏｒｐ．；  Ｓｉｒｏｎａ；  Ｅ４ｄ；  Ｏｒｉｇｉｎ；  Ｇｌｉｄｅｗｅｌｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ；  Ｚｕｂｌｅｒ  ＵＳＡ；  Ｚｉｒｋｏｎｚａｈｎ  ＵＳＡ；  Ｓｃｈｕｔｚ  Ｄｅｎｔａｌ；  Ｊｅｎｓｅｎ  Ｄｅｎｔａｌ；  Ｉｖｏｃｌａｒ  Ｖｉｖａｄｅｎｔ；  Ｄａｔｒｏｎ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ；  Ｃｒｅｏ  Ｄｅｎｔａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ；  ＣａｄＢｌｕ  Ｉｎｃ．；  Ｂ＆Ｄ  Ｄｅｎｔａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  （Ｏｒｉｇｉｎ）；  Ａｍａｎｎ  Ｇｉｒｒｂａｃｈ  ＧｍｂＨ；  Ａｘｓｙｓ  Ｄｅｎｔａｌ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ；  Ｃａｒｅｓｔｒｅａｍ  Ｄｅｎｔａｌ；  Ｎｏｂｅｌ  Ｂｉｏｃａｒｅ；および３Ｍ。
【００４０】
いくつかの実施形態では、装置（１００）の要素は互いに有線通信している一方で、他の実施形態では、要素は互いに無線通信している。口腔内スキャナー（１０２）は少なくとも１つの光センサー（１１２）を含み、患者の口腔をスキャンし、かつコンピュータ（１０４）にデータを送信するように構成される。コンピュータ（１０４）は、データを解釈し、かつ患者の口腔内の３Ｄモデル（１１０）を開発するためにソフトウェアを使用する。一実施形態では、３Ｄモデルに基づいた画像がディスプレイ（１０６）に示される。一実施形態では、記録床、咬合堤、あるいは潜在的には義歯全体を加工するために、３Ｄモデル（１１０）は３Ｄ設計として使用される。他の実施形態では、記録床、咬合堤、あるいは義歯全体を作るために、３Ｄモデルは３Ｄプリンターによって使用される。３Ｄプリンターの典型的なメーカーとしては以下が挙げられる：ＥｎｖｉｓｉｏｎＴｅｃ；  ＦｏｒｍＬａｂｓ；  Ｊａｖｅｌｉｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ；  ＢＥＧＯ；および、Ｓｔｒａｔａｓｙｓ。典型的な３Ｄプロセスは熱溶解積層法と光造形法の融合型を含む。
【００４１】
図２は、１つの実施形態に係る、内腔スキャナー（２６０）、加圧流体保管ユニット（２１８）、およびコンピュータ（１０４）を含む、患者の口腔内の３Ｄ画像を記録する典型的な装置（２５０）を例証する。内腔スキャナ（２６０）は、少なくとも１つの流体ノズル（２０２）を有する流体ノズル配置（２００）を含む。流体ノズル（２０２）は、軟組織上に送達可能であり、かつ、単独でまたは他の流れと組み合わせて、軟組織を移動させるのに十分な力を与えることができる、流体の流れを生成するように構成される構造である。一実施形態では、構造は簡易な直線の導管に類似する。別の実施形態では、その構造は、閾値量の流体の視準が確実に実現されるように、必要に応じてより複雑な形をとることがある。任意の液体あるいはガス状流体は軟組織を移動させる役目を果たすことがある。しかしながら、内腔スキャナ（２６０）によって写される画像に干渉しないため、透明なガス状流体が好ましい。さらに、患者に無害な透明な流体が好ましい。一実施形態では、流体は空気である。しかしながら、従来技術で知られている他のものが使用されてもよい。この典型的な実施形態では、流体ノズル（２０２）は、内腔スキャナ（２６０）のスキャナーヘッド（２０４）に一体的に形成される。例証的な典型的な実施形態では、光センサー（２４０）の視野計（２０６）に関して配置された４つの（４）流体ノズル（２０２）がある。この典型的な実施形態では、光センサー（２４０）はスキャナーヘッド（２０４）の内部に収容される。様々な実施形態では、光センサーは、単一のセンサー、あるいは１次元または２次元の電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイのようなセンサーのアレイである。しかしながら、いくつかの実施形態では、光センサー（２４０）は内腔スキャナ（２６０）の外部表面（２１０）から突出するか、あるいは該外部表面に固定される。同様に、この典型的な実施形態では、流体ノズル（２０２）はスキャナーヘッド（２０４）の内部に収容される。しかしながら、いくつかの実施形態では、流体ノズル（２０２）は内腔スキャナ（２６０）の外部表面（２１０）から突出するか、あるいは該外部表面に固定される。流体ノズル（２０２）はそれぞれ、流体噴流（２１２）の形態の流体を、光センサー（２４０）の視野（２１４）へと放出する。図２は４つの流体ノズル（２０２）だけを示しているが、他の実施形態では、スキャンされている軟組織を移動させ安定させるために、流体ノズル（２０２）の様々な構成を使用することができる。さらに、一実施形態では、流体ノズル（２０２）は図２に示されるような平行の流体噴流（２１２）を生成するように構成される。その代わりに、流体ノズル（２０２）は、互いに集束し、あるいは互いから分岐し、あるいは様々な他の実施形態ではそれらを組み合わせる、流体噴流（２１２）を生成するように構成されてもよい。
【００４２】
一実施形態では、内腔スキャナ（２６０）は、加圧流体保管ユニット（２１８）から流体ノズル（２０２）まで流体を供給する流体導管（２１６）をその本体内に含む。一実施形態では、流体圧力は圧力調整器（２２０）によって医師の仕様書を満たすように調整可能である。流体導管（２１６）は、加圧流体保管ユニット（２１８）と流体ノズル（２０２）との間の流体連通を提供し、内腔スキャナ（２６０）のハウジング（２２２）内に少なくとも部分的に配置されてもよい。同様に、電源線（２２４）は電源（２２８）から電気を提供し、一実施形態では、ハウジング（２２２）内に少なくとも部分的に配置される。その代わりに、またはそれに加えて、電源（２２８）が利用できない場合には、内腔スキャナ（２６０）に動力を供給するためにバッテリー（２３０）がハウジング内に配置される。一実施形態では、データ通信回線（２３２）は、光センサー（２４０）とコンピュータ（１０４）との間のデータ通信をもたらす。その代わりに、またはそれに加えて、無線送信機ユニット（２３４）はハウジング（２２２）内に配置され、様々な他の実施形態において、コンピュータ（１０４）とデータ通信した無線受信機ユニット（２３６）にデータを無線送信する。
【００４３】
図３は、別の実施形態に係る、患者の口腔内の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置（３５０）の内腔スキャナ（３６０）を例証する。この実施形態では、４つの流体ノズル（２０２）が光センサー（２４０）の視野計（２０６）のまわりに埋め込まれ、追加の流体ノズル（３００）は光センサー（２４０）の中心に埋め込まれている。流体噴流（２１２）はそれぞれ、軟組織に接触するそれぞれの位置で軟組織に対して力を付与する。図２の流体ノズル配置（２００）のような４つの平行の流体噴流（２１２）がある場合、流体噴流（２１２）は、各々がそれぞれの流体噴流（２１２）に関連した４つのくぼみを軟組織に形成することができる。こうした４つのくぼみは、その間に軟組織の隆起した領域を形成する。光センサー（２４０）の中心にある追加の流体ノズル（３００）により、追加の流体噴流（３０２）はくぼみの間のその領域の軟組織に衝突する。これによりくぼみの間における隆起領域の形成を低減するかまたは防ぐ。これにより、その後、光センサー（２４０）の視野（２１４）内に軟組織のより滑らかな輪郭を捕らえることができ、それによってより正確な画像化が可能となる。いくつかの実施形態では、ガス噴射の圧力に対するくぼみのサイズまたは深さは、例えば、歯ぐきあるいは頬、または健常な組織あるいは病的な組織などの組織を特徴づけるために使用可能な組織の剛性を評価するために使用される。
【００４４】
図４は、さらに別の実施形態に係る、患者の口腔内の３Ｄ画像を記録するための内腔スキャナ（４６０）と典型的な装置（４５０）の携帯加圧流体保管ユニット（２１８）を例証する。この実施形態では、内腔スキャナ（４６０）に取り付けられた複数の流体ノズル（４００）が提供される。流体ノズル（４００）は、内腔スキャナ（４６０）に固定される取り付け装置（４０２）によって接続される。典型的な実施形態では、取り付け装置（４０２）は、ハウジング（２２２）の首部（４０６）に留められるが解除しやすい取り付けクリップ（４０４）を含む。複数の流体ノズル（４００）は同様に内腔スキャナ（４６０）の先端（４０８）のまわりに位置することがある。この実施形態では、流体導管（２１６）はハウジング（２２２）の外部に配される。例えば、流体導管（４１０）は、加圧流体保管ユニット（２１８）間のハウジング（２２２）の外部表面（２１０）に沿って流体ノズル（４００）まで延びている。一実施形態では、流体ノズル（４００）は、内腔スキャナ（４６０）の先端（４０８）に留められるようにも構成され、それによって第２の固定点を提供するという点で、二重の役割を果たす。この配置の利点は既存のスキャナーに流体ノズルを据え付けることができるということである。さらなる利点は廉価な使い捨ての材料で流体ノズルを作ることができるということである。廉価な使い捨ての材料を使用することで、毎回新しいノズル配置（２００）を使用することができ、繰り返し使用するためにノズルを殺菌する必要がなくなる。
【００４５】
図４は任意の個々の流体ノズル制御部（４１２）をさらに開示しており、個々の流体ノズル制御部（４１２）は一実施形態においてそれぞれの流体ノズル（４００）への流体の流れを制御する。これにより、それぞれの流体噴流（２１２）を個々に制御することが可能となり、メインバルブ（４１４）は、流体ノズル配置（４１６）に対する完全な流体流動を制御する。個々の流体ノズル制御部（４１２）とメインバルブ（４１４）は、任意の実施形態において任意の組み合わせで存在することもある。典型的な実施形態では、選択されたノズルは、移動を助けるためにより高い圧力の空気噴射口を備えることもあるが、他のノズルは歯肉組織の安定化を助けるためにより低い圧力を備えることもある。不均等な圧力は組織を安定させ、口腔内の流体を取り除き、および特定の状況下で組織を独自に変形させる助けとなり得る。
【００４６】
従来、口全体で得られる印象は一連の抵抗量を与える１つの材料で作られていた。印象を採る当業者は、１つの領域に対して他の領域よりも多くの圧力を加えることができるが、それにより組織と印象材の両方を移動させることになり、望ましくない。本明細書に記載の教示により、従来技術に関連する損害のない口腔内の様々な領域で様々な量の圧力を使用することが可能となり、それによってこれまで達成されることのなかった装着度合を与えることができる。
【００４７】
別の典型的な実施形態（図示せず）では、個々のバルブの代わりに、制御システムはビデオゲームコントローラーのジョイスティックに似たジョイスティックを含むこともある。ジョイスティックをある方向に動かすと、その方向に関連したノズル中の圧力を制御することができる。例えば、ジョイスティックを右上に押すと、右上の空気ノズルに対する圧力が増える。ジョイスティックを押し下げると、下方の空気ノズルの両方に対する圧力が増える。空気ノズルから来る圧力はソフトウェアで制御することもできる。スキャンされている領域と所望の結果次第では、ソフトウェアは、口腔内スキャナーによってリアルタイムで結果を測定しながら、それ自体で気圧を調節することができる。
【００４８】
データ通信に関して、図２乃至７における構成は、バッテリーにより単独で無線操作され（例えば、コードレス）、且つ獲得したデータをコンピュータ（１０４）へと無線送信するよう組み立てられてもよい。幾つかの実施形態において、加圧流体保管ユニット（２１８）は、単独で無線操作されるよう組み立てられる内腔スキャナー（４６０）に取り付けられ、特に、医師による操作の自由度をより大きなものにする携帯型デバイスに役立つ。
【００４９】
図５乃至７は、また別の実施形態に係る、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置（５５０）の口腔内スキャナー（５６０）を示す。この実施形態において、口腔内スキャナーは、異なるハウジング（２２２）、及び、口腔内スキャナーの先端（４０８）の外部にあり且つそれに取り外し自在に固定される流体ノズル配置（４１６）と共に示される。流体導管（２１６）は流体ノズルヘッド（５００）に接続される。一実施形態において、流体導管（２１６）は、例えば、剛性（例えばステンレス鋼）チューブを包囲するプラスチックチューブ（例えばポリプロピレン）を含む。流体導管（２１６）は、流体ノズルヘッド（５００）へと機械的（例えば、プレス嵌め又はファスナーを介して）及び／又は、化学的に（例えば接着剤を介して）固定される。流体ノズルヘッド（５００）は、３Ｄ印刷プロセスを含む、当業者に既知の方法を介して製作される。流体ノズルヘッド（５００）は、先端（４０８）へと機械的に（例えば、ファスナー）又は化学的に（例えば、両面テープなどの接着剤を介して）固定される。接着剤が使用される場合、接着剤は、流体噴流（２１２）により生成された力に耐えるほど強力なものが好都合であり、なぜならば、この力が流体ノズルヘッド（５００）を先端（４０８）から離すのを促す傾向があるためである。別の一例の実施形態において、流体ノズル配置（４１６）は、ハウジング（２２２）に統合される流体ノズル（２１２）と、ハウジング（２２２）の外部にある流体ノズル（２１２）を組み合わせている。例えば、統合された流体ノズル（２０２）は、図５乃至７に示される一例の実施形態の光センサー（２４０）の中央に付加されてもよい。加圧流体は、示される流体導管（２１６）により、及び／又はハウジング（２２２）の外部又は内部にあり得る追加の流体導管（示されず）により、流体ノズル（２０２）へと供給され得る。
【００５０】
一例の実施形態（示されず）において、個々のノズルは、第１に１つのタスクに関与し、第２に別のタスクに関与し得る。例えば、選択されたノズル（複数可）は、第１に軟組織を動かす力を与えるタスクに関与し、第２に流体が光センサーに跳ね返るのを防ぐタスクに関与し得る。同様に、残りのノズルの選択されたノズルは、第１に流体が光センサーに跳ね返るのを防ぐタスクに関与し、第２に軟組織を動かす力を与えるタスクに関与し得る。この役割の分担は、上記に見られるような実施形態を使用して達成されてもよく、及び／又は、追加のノズルが付加されてもよい。
【００５１】
一例の実施形態において、ノズルは、光センサー（２４０）の周辺（２０６）に位置付けられ、及び光センサー（２４０）へと内方向に角度を形成され得る。そのような構成において、角度形成されたノズルから出る流体噴流（２１２）は、光スキャナーを通り抜け、それにより光センサー（２４０）上に空気膜を形成する。空気膜は、光センサー（２４０）の方に跳ね返り得る流体を流入させる。一旦流入されると、跳ね上がった流体は、光センサーに到達する前に空気膜により光センサー（２４０）から離れるように再び配向され、跳ね返りにより妨げられることなく光センサー（２４０）が自由にスキャンを行うようにする。
【００５２】
一例の実施形態において、複数のノズルが、空気膜ノズルに寄与するよう内方向に角度形成されてもよい。理想的には、このような空気膜ノズルにより形成される流体噴流は、１つの形態又は別の形態で互いと協働するように構成される。例えば、流体噴流はそれぞれ、光スキャナーのそれぞれの異なる領域を通り抜け、それにより、流体噴流は共に、１つの噴流がそれ自体により可能とするよりも幅広い領域を覆う。別の一例の実施形態において、流体噴流は、重複する領域ではあるが、光センサー（２４０）とは異なる距離で通り抜ける場合もある。この構成において、結果として生じる空気膜は、より幅広いとは反対に、より厚いと考慮され得る。別の一例の実施形態において、流体噴流は、光スキャナーからずらされる領域を通過するように構成されてもよい。例えば、実施により、跳ね返りが特定の方向から、より生じる傾向があることが示される場合、流体噴流は、光センサー（２４０）と跳ね返りの予測された最初の位置との間に空気膜を形成することにより、光センサー（２４０）を好ましくは押し流す（ｓｗｅｅｐｉｎｇ）／保護するのを好むように構成されてもよい。
【００５３】
更に、空気膜ノズルが配向される角度は、予期された操作環境に基づいて選択され得る。一例の実施形態において、角度は、光センサー（２４０）のアレイと略平行であり、且つ図４に示される流体噴流（２１２）に垂直である空気膜を形成するために流体噴流が光センサー（２４０）を通り抜けるようなものでもよい。代替的に、角度は、流体噴流（２１２）が、光センサー（２４０）のアレイに対しほぼ垂直であり、且つ図４の流体噴流（２１２）と平行になるような角度でもよい。前者の例において、任意の跳ね返りが押しのけられ、一方で後者の例において、任意の跳ね返りはその最初の位置の方へと押し返され得る。前者は、任意の方向から生じるあまり活動的でない跳ね返りの方に適しており、一方で後者は、既知の方向から生じる更に活動的な跳ね返りの方に適していてもよい。従って、空気膜ノズルの構成は、予測された動作環境に適合され得る。
【００５４】
図８及び９は、一実施形態に係る、患者の口腔の３Ｄ画像を記録するための典型的な装置（５５０）の流体ノズル配置（４１６）を示す。この実施形態において、流体ノズルヘッド（５００）と流体導管（２１６）は、内腔スキャナー（５６０）とは離れている。流体ノズルヘッド（５００）は、内部チャネル（８００）を含み、その各々は、流体導管（２１６）と、流体ノズル（８０４）それぞれの出口（８０２）との間の流体連通をもたらす。内部チャネルは、プレナム（８０６）にて上流に結合する。一例の実施形態において、内部チャネルは、流体導管（２１６）がプレナム（８０６）の出口（８０２）それぞれに接続する入口（８０８）から、同じ圧力損失を持つように設計される。しかし、内部チャネル（８００）は、異なる長さ及び／又は異なる幾何学的形状を有する場合もあり、これらは結果として異なる内部圧力損失をもたらしかねない。圧力損失が等しいことを確認するために、内部チャネル（８００）は、一実施形態での内部チャネル（８００）における圧力損失を調整するように意図された１以上の特徴を含むように設計される。例えば、比較的低い圧力損失を伴う内部チャネル（８００）は、より曲がりくねった経路を持つように作られてもよく、及び／又は、圧力損失を他の内部チャネルのものにまで増大させる、流れ妨害物を含んでもよい。このように、出口（８０２）における圧力は、等しくなるように設計され得る。代替的に、圧力は異なるように設計されてもよい。その代わり、チャネルはそれぞれ、異なる圧力損失を伴う場合もある。訂正されていないと、これは、あまり正確でない３Ｄ画像を生成し得るが、流体ノズルヘッド（５００）の製造はあまり高価ではなく、誤差は許容可能なパラメータ内にあってもよい。代替的に、ソフトウェアは、局所の圧力変動及び関連する異なる軟組織の偏向の光学的効果を考慮し、且つ場合により解消するようにプログラムされ得る。幾つかの実施形態において、各ノズル又は噴流での異なる圧力は都合が良く、故に、必要であれば訂正は、各出力ポートにて都合の良い異なる圧力をもたらすように設計される。
【００５５】
一例の実施形態において、流体ノズル（８０４）は互いに平行となるように配向され、一方で別の例の実施形態において、流体ノズル（８０４）は、流体噴流（２１２）が一点に集中する又は分散するように傾けられる。一例の実施形態において、流体噴流（２１２）は、焦点として考慮される単一の点に集中する。この例の実施形態において、焦点は、内腔スキャナー（５６０）の先端（４０８）から設定された距離に位置付けられる。操作中、医師は、焦点が曲げられる軟組織とほぼ一致するのを確実にするために、およその設定された距離により曲げられる軟組織から先端（４０８）が後退することを確実にし得る。代替的に、流体噴流（２１２）は、それらが、光センサー（２４０）においてアレイに垂直となるよう配向され、且つ光センサー（２４０）中ではあるが先端（４０８）から異なる距離にて集中された線と交差するように、配向される。（この線は、図２の追加の流体ノズル（３００）から出ている、流体噴流（２１２）の軌道と同様である。）例えば、第１の流体噴流（２１２）は、１ミリメートルで中心線と交差し、第２の流体噴流（２１２）は２ミリメートルで中心線と交差し、第３の流体噴流（２１２）３ミリメートルで、及び第４の流体噴流は４ミリメートルで中心線と交差し得る。そのような実施形態において、移動される軟組織が中心線に沿って配置されると、先端（４０８）は、様々な距離（例えば１−４ミリメートル）により軟組織とは切り離され、且つ未だに、少なくとも１つの流体噴流（２１２）の完全な移動力を受けることができる。１つの流体噴流（２１２）の移動力が焦点にて４つの噴流の移動力未満である一方、焦点は、内腔スキャナー（５６０）の先端（４０８）の位置決めに関してより寛容である（ｆｏｒｇｉｖｉｎｇ）。一例の実施形態において、限定的であることを意味していないが、組織上に加えられる力は、１平方センチメートル（ｃｍ２）当たり約０．５〜約２５キロニュートン（ｋＮ）に及ぶ。約５ｋＮ／ｃｍ２より下の圧力は、歯肉溝（一方の歯のエナメル及び歯根の基部と、他方の歯肉との間の境界）の開口に都合が良く、この範囲におけるより高い圧力は、ゴムから頬を離し且つ下にある筋肉を動かすことに都合が良い。
【００５６】
３Ｄ画像の記録用の機器を使用する方法は、本発明の例の実施形態に従って以下に記載される。図１０Ａは、冠状面において適所に義歯（１００２）を含む上顎無歯の歯列弓（１０００）の右側の第１の断面図を示す。図１０Ｂは、一実施形態に従ってスキャンされる、適所に義歯（１００２）が無い冠状面の上顎無歯の歯列弓（１０００）の右側の別の断面図を示す。これらの図は、頬部口腔前庭（１００８）及び顎堤（１０１０）に対して適所に義歯（１００２）を含む、及び含んでいない頬粘膜（１００４）の静止位置を表す。流体ノズル（２０２）が欠如している状態では、頬部口腔前庭（１００８）は頬粘膜（１００４）により遮断され、且つ軟組織に負荷を与える力が必要とされるため、内腔スキャナー（５６０）は、負荷を与えられた頬部口腔前庭（１００８）の解剖学的構造を捕捉することができない場合もある。
【００５７】
図１１は、一実施形態に従って、冠状面における図１０Ａ−１０Ｂの上顎無歯の歯列弓（１０００）の右側、口腔内スキャナーヘッド（２０４）、及び、第１の位置及び第１の配向での流体噴流（２１２）の動作を示す断面図である。流体ノズル（２０２）は、流体噴流（２１２）を押し出し、頬部口腔前庭（１００８）の深さの方へ頬粘膜（１００４）に沿って動かされる。図１２は、一実施形態に従って、第２の位置及び第２の配向での口腔内スキャナーヘッド（２０４）及び流体噴流（２１２）の動作を示す図１１の断面図である。スキャナーヘッド（２０４）は頬粘膜（１００４）から顎堤（１０１０）へと回転され、流体は至る所に押し出されている。流体噴流（２１２）が頬部口腔前庭（１００８）へと表されると、未付着組織は、縁成形中に負荷を与えられる方法と同様に負荷を与えられる。流圧を調整し、頬部口腔前庭（１００８）中の筋肉を係合させることで、基礎をなす筋肉解剖学的構造の検出を可能にしてもよい。この解剖学的構造は、視野（２１４）をスキャンしている、スキャナーヘッド（２０４）における光センサー（２４０）により捕捉される。
【００５８】
図１３は、一実施形態に従って、第３の位置及び第３の配向での口腔内スキャナーヘッド（２０４）及び流体噴流（２１２）の動作を示す図１１の断面図である。スキャナーヘッド（２０４）は、流体噴流（２１２）と共に顎堤（１０１０）の稜（１３００）の方へと顎堤（１０１０）に沿って冠状に動かされる。医師は、軟口蓋と硬口蓋（１３０２）を中央に動かしてスキャンする前に、無歯患者、又は部分的に無歯の患者の歯について顎堤（１０１０）をスキャンする。
【００５９】
幾つかの実施形態において、捕捉ソフトウェアは、任意の流体リップルを補正するために特定の領域それぞれの捕捉画像を平均化し、それにより、結果として生じるレンダリングは最終印象において得られた解剖学的構造を含んでおり、これによりレンダリングは記録床形態（ｆｒｏｍ）を加工するのに理想的なものとされる。
【００６０】
３Ｄ画像記録用の機器（図１乃至７に示される機器など）を使用する他の方法は、本発明の例の実施形態に従って以下に記載される。図１４は、実施形態に従って、スキャンされる臼歯の歯冠調製物（１４００）の冠状断面図である。歯冠調製物（１４００）の縁（１４０３）と、付着歯肉（１４０４）との間には、歯肉溝（１４０６）がある。歯冠調製物（１４００）をスキャンする前に、歯冠調製物（１４００）の縁（１４０２）と付着歯肉（１４０４）の間の空間は、様々な方法により作られる。前記空間を作るための一般的な方法は、Ｈｅｍｏｄｅｎｔに浸された圧排コード（１５００）を歯肉溝に詰め込む工程を含む。図１５は図１４の冠状断面図であり、パッケージング用の圧排コード（１５００）を伴う臼歯の歯冠調製物（１４００）を示す。
【００６１】
図１６は図１４の環状断面図の拡大図であり、一実施形態に従い、臼歯の歯冠調製物（１４００）を示し、且つ口腔内スキャナーヘッド（２０４）と流体噴流（２１２）の動作を示す。本発明の一例の実施形態に従い、前記冠部調製部の空間を作る方法は、内腔スキャナー（２６０）の使用を含み、流体ノズル（２０２）を使用して歯肉溝（１４０６）を満たす（ｆｌｏｏｄ）流体噴流（２１２）を生成し、（図１６に示されるように）歯冠辺縁（１４０２）と付着歯肉（１４０４）との間に空間（１６００）を維持することを補助し、且つ歯冠調製物（１４００）が光センサー（２４０）によりスキャンされている間に水分調節を支援する。一例の実施形態において、流体ノズル配置（２００）と退縮帯（１５００）の両方が上述のように使用されてもよい。代替的に、流体噴流（２１２）単独の力は、歯冠辺縁（１４０２）と付着歯肉（１４０４）との間に十分な空間（１６００）を作るのに十分であり、退縮帯（１５００）又は他の空間作成方法のための必要性を否定し得る。
【００６２】
幾つかの実施形態において、流体ノズル（２０２）が交番圧力にて流体噴流（２１２）を吹き付けている間、歯冠調製物（１４００）がスキャンされる。このような様々な圧力は、硬組織及び骨からの軟組織の分化を可能にする。例えば、特定領域をスキャンし且つその上に流体噴流（２１２）を向ける間、軟組織と流体の移動が存在する。一例の実施形態において、医師は、多数の画像が記録される時間中、様々な動作のためにその領域において内腔スキャナー（２６０）を保持する。画像は、絶えず動いている軟組織、同様に硬組織も示している。軟組織／歯肉組織が硬組織又は骨（例えば、歯冠辺縁（１４０２））の上を上下に動いていたとしても、軟組織が離れるごとに、歯冠辺縁（１４０２）は同じ場所に位置している。画像の評価により、ソフトウェアは、どの組織が軟組織であり、どの組織が硬組織であるのかを判定し、それにより優れた歯冠辺縁の検出を提供することができる。変形の量により、ユーザー又はソフトウェアは、組織における抵抗／弾性の量を判定することができる。更に、流体の力により、下にある筋肉を係合させ、移動に抵抗することができる。これにより、下にある筋肉の解剖学的構造の検出が可能になる。
【００６３】
加えて、パラメータのスキャンは、組織分化を改善するように調整され得る。例えば、空気噴流（２１２）における流体の圧力は、プロセス中に調製され得る。圧力上昇は、例えば、より下方の圧力で移動しない軟組織を移動させる場合もある。
【００６４】
＜３．口腔を画像化する方法＞
図１７は、一実施形態に従って、流体噴流用いて３Ｄスキャナーを操作し且つ使用するための、一例となる方法（１７００）を示すフローチャートである。工程は図１７において、例示目的のために特定の順で必須工程として表されるが、他の実施形態において、１以上の工程、又はその一部は、異なる順で、時間が重なりあって、連続して、又は平行して実行され、或いは省略され、又は、１以上の追加の工程が加えられ、又は前記方法は、方法の幾つかの組み合わせで変更される。
【００６５】
工程（１７０３）において、内腔スキャナーは、光センサーにより画像化される体腔の表面（壁）の一部付近に内腔スキャナーを動かすことにより、体腔の表面の一部に内腔スキャナーの光センサーを向けることにより、及び、軟組織により覆われ得る体腔の表面の一部の覆いを取るよう軟組織の弁を動かすのに十分な力で、又は、組織の剛性を判定するのに十分に体腔の表面の一部を構築する組織を動かす力で、画像化目的に十分な速度（例えば、表面が目に見え又は組織の剛性が判定されない流れが無い）で流体ノズルを通じて流体を方向付けることにより、体腔に配向される。
【００６６】
工程（１７０５）において、体腔の表面の一部の１以上の画像は、内腔スキャナーの位置と配向を示すデータ、及び、流体の流れのメトリックを示すデータ（ノズルにおける流速又は圧力、或いは１以上のノズル又は幾つかの組み合わせの方向など）と共に、集められる。例えば、画像データは、有線式電機通信又は無線電磁気通信を介して集められ、流体の流れのメトリックは、モーター又はポンプなどのアクチュエータへの命令信号、及び流体の流れのメトリックへの命令信号に関連する較正曲線により判定される。幾つかの実施形態において、流速又は圧力センサーが、流体の流れのメトリックを提供するために、ノズルに、又はその付近に位置付けられる。流体の流れのメトリックは、体腔の表面の一部の画像に関連してコンピュータ可読メモリに保存される。
【００６７】
工程（１７１１）では、例えば、流量、圧力、または流れの方向を変更するために、流体の流れを変化させるための条件が満たされているかが判断される。例えば、軟組織の弁が画像化される表面を覆うことを、例えば現在の画像を表示している画面を見ることによって、医師が観察する場合は、医師は、画面上に表示される画像が、軟組織を移動させて画像化される体腔の表面の一部を可視化することを示すまで、例えば内腔スキャナーを回転させることにより、流体の流れの量を増加させるか、または流体の流れの方向を変えるかを決定する。口腔の実施形態において、このことは、頬部口腔前庭（１００８）が頬粘膜（１００４）（頬）によって遮られることを観察し、頬粘膜が頬部口腔前庭（１００８）によって移動されるまで流体の流れまたは方向を変えることに相当する。口腔のスキャンのいくつかの実施形態において、歯冠調製物（１４００）の縁（１４０２）と付着歯肉（１４０４）との間の歯肉溝（１４０６）（隙間）が、十分に開いているかが判断され、そうではない場合、歯肉溝をさらに開くために向き、流体の流量または圧力を変える。いくつかの実施形態において、軟組織が、画像化される表面を覆わない場合、流体の流量または圧力が減少する。
【００６８】
いくつかの実施形態において、画像化される体腔の表面の一部の組織が、流体の流れの現在の速度または圧力下で移動することが観察される場合、圧力は、軟組織が組織Ｌの剛性を判断するために移動しなくなるまで低下し、同様に、画像化される体腔の表面の一部の組織が流体の流れの現在の速度または圧力の下で移動することが観察されない場合、圧力は、軟組織がその表面の一部で組織の剛性を判断するために移動し始めるまで上昇する。流体のメトリック（ｆｌｕｉｄ  ｍｅｔｒｉｃ）（流量、圧力、方向、またはいくつかの組合せ）の変化を必要とする組織の剛性の変化は、健康な組織と患部組織との間の変化を示すことができる。
【００６９】
工程（１７１１）において、流体の流れを変えるための条件が満たされると判断された場合、工程（１７１３）において、流体の流れは、流体の流量、圧力、方向、またはいくつかの組合せを増加または減少させることにより変化し、制御は、体腔の表面の一部で内腔スキャナーを操作するために工程（１７０３）および（１７０５）に戻り、より多くの画像データおよび流れのメトリックデータを収集する。流体の流れを変えるための条件が満たされていない場合、制御は工程（１７２１）に移る。
【００７０】
工程（１７２１）において、スキャンが完了したのか、例えば、画像化された体腔の全ての部分が画像化されてきたのかが判断される。そうでない場合、制御は、工程（１７０３）に戻り、内腔スキャナーを操作し、内腔スキャナーを新しい位置に移動させ、体腔の表面の新しい部分を画像化する。スキャンが完了した場合、制御は工程（１７２３）に移る。
【００７１】
工程（１７２３）において、体腔を規定する表面の３次元モデルは、当技術分野で知られている方法を使用して判断される。いくつかの市販のソフトウェアパッケージは、体腔内で収集された画像から３Ｄモデルを判断する。
【００７２】
いくつかの実施形態では、工程（１７２５）において、体腔の３次元モデルの表面に沿う組織の剛性は、３Ｄモデルの一部に寄与する画像が収集されたときに、組織を移動させることに関与する流体のメトリックに基づいて判断される。いくつかの実施形態では、体腔の３次元モデルの表面に沿う組織の剛性は、判断されず、工程（１７２５）は省略される。
【００７３】
工程（１７２７）において、３Ｄモデルは出力装置上で提示され、例えば、内部または外部の位置からの表示は画面に表示され、体腔の経路の映像（ａ  ｖｉｄｅｏ  ｏｆ  ａ  ｆｌｉｇｈｔ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｔｈｅ  ｂｏｄｙ  ｌｕｍｅｎ）は画面上に映像として表示され、３Ｄプリンターは体腔を満たす鋳型に相当する口腔の３Ｄ印刷またはそのネガ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）をレンダリングする。
【００７４】
工程（１７２９）において、３Ｄモデルを生成するために体腔が画像化されている被験体は、出力装置の産物に基づいて処置される。例えば、義歯床は、体腔の表面の３Ｄモデルのレンダリングの１つ以上の部分にぴったりとはめ込むように加工されるか、健康な組織の範囲外の剛性を有する体腔の一部分は、放射線、または電気的もしくは化学的アブレーションで切除されるか、処置される。
【００７５】
いくつかの実施形態では、方法（１７００）の１つ以上の工程は、プロセッサーにより自動的に行われる。例えば、プロセッサーは、工程（１７０５）の間に、装置に、被験体の体腔内に配置された内腔スキャナーの光センサーから、体腔の可視部分と、光センサーの部分と、光センサーの向きと、を示す第１信号を提供させ、内腔スキャナーの光センサーに隣接して配置された流体ノズルと流体連通している、流体に適用された圧力の量を示す第２信号を受信させる命令を用いてプログラムされる。工程（１７２３）の間、プロセッサーは、装置に、第１信号および第２信号に基づいて体腔のデジタル３Ｄモデルを判断させ、そして工程（１７２７）の間、プロセッサーは、装置に、第１信号および第２信号に基づいて体腔のデジタル３Ｄモデルを判断させ、出力装置上でデジタル３Ｄモデルのレンダリングを提示する。
【００７６】
４．コンピュータハードウェア（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  ｈａｒｄｗａｒｅ）の概要
図１８は、本発明の実施形態が実施され得るコンピュータシステム（１８００）を例証するブロック図である。コンピュータシステム（１８００）は、コンピュータシステム（１８００）の他の内部コンポーネントと外部コンポーネントとの間で情報を伝えるためのバス（１８１０）のような通信機構を含む。情報は、測定可能な現象の物理的信号として示され、典型的には電圧であるが、他の実施形態においては、磁気的、電磁気的、圧力的、化学的、分子原子的、および量子化学的な相互作用のような現象を含んでいる。例えば、北向きおよび南向きの磁界、または０および非０の電圧は、２進数（ビット）の２つの状態（０，１）を示している。他の現象は、より高次の桁（ｄｉｇｉｔｓ  ｏｆ  ａ  ｈｉｇｈｅｒ  ｂａｓｅ）を示し得る。測定前の多数の同時な量子状態の重ね合せは、量子ビット（キュービット）を示す。１つ以上の数のシーケンスは、文字のための数またはコードを表すために使用されるデジタルデータを構成する。いくつかの実施形態において、アナログデータと呼ばれる情報は、特定の範囲内の測定可能な値の実質的な（ｎｅａｒ）連続体によって表される。コンピュータシステム（１８００）、またはその一部は、本明細書に記載の１つ以上の方法の１つ以上の工程を行うための手段を構成する。
【００７７】
２進数のシーケンスは、文字のための数またはコードを表すために使用されるデジタルデータを構成する。バス（１８１０）は、情報がバス（１８１０）に接続される装置間で迅速に転送されるように、情報の多くの平行導体を含む。情報を処理するための１つ以上のプロセッサー（１８０２）は、バス（１８１０）に接続される。プロセッサー（１８０２）は、情報に対して一連の操作を行う。一連の操作は、バス（１８１０）内から情報を取り出すこと、およびバス（１８１０）上に情報を配することを含む。一連の操作は、典型的には、２つ以上の情報単位を比較すること、情報単位の位置を変えること、および２つ以上の情報単位を加算および乗算などによって組み合わせることも含む。プロセッサー（１８０２）によって実行される操作のシーケンスは、コンピュータ命令を構成する。
【００７８】
コンピュータシステム（１８００）は、バス（１８１０）に接続されたメモリ（１８０４）も含む。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的記憶装置などのメモリ（１８０４）は、コンピュータ命令を含む情報を記憶する。ダイナミックメモリは、そこに記憶された情報がコンピュータシステム（１８００）によって変更されることを可能にする。ＲＡＭは、メモリアドレスと呼ばれる場所に記憶された情報単位が、隣接するアドレスの情報とは独立して記憶され、取得されることを可能にする。メモリ（１８０４）はまた、コンピュータ命令の実行中に、一時的な値を記憶するためにプロセッサー（１８０２）によって使用される。コンピュータシステム（１８００）は、コンピュータシステム（１８００）によって変更されない命令を含む静的情報を記憶するためのバス（１８１０）に接続される、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）（１８０６）、または他の静的記憶装置も含む。コンピュータシステム（１８００）の電源が切られたとき、そうでなければ電力を喪失したときでさえ持続する、命令を含む情報を記憶するための磁気ディスクまたは光ディスクのような、不揮発性（永続的）記憶装置（１８０８）も、バス（１８１０）に接続される。
【００７９】
命令を含む情報は、人間のユーザーによって操作される英数字キーを含むキーボード、またはセンサーなどの外部入力装置（１８１２）から、プロセッサーによる使用のためのバス（１８１０）に提供される。センサーは、その近傍の状態を検出し、これらの検出を、コンピュータシステム（１８００）において情報を表すために用いられる信号と互換性のある信号へと変換する。バス（１８１０）に接続され、主に人間とやりとりするために使用される他の外部装置は、画像を提示するための陰極線管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなディスプレイ装置（１８１４）と、ディスプレイ（１８１４）上に提示される小さなカーソル画像の位置を制御し、ディスプレイ（１８１４）上に提示される図形要素に関連するコマンドを発行するためのマウス、トラックボール、またはカーソル方向キーのようなポインティングデバイス（１８１６）と、を含む。
【００８０】
例証された実施形態において、特定用途向け集積回路（ＩＣ）（１８２０）のような特殊な用途のハードウェアが、バス（１８１０）に接続されている。特殊な用途のハードウェアは、特殊な用途にとって十分迅速なプロセッサー（１８０２）で行われない操作を行うように構成されている。特定用途向けＩＣの例は、ディスプレイ（１８１４）に画像を生成するためのグラフィックスアクセラレータカード、ネットワークを介して送信されるメッセージを暗号化および復号化するための暗号ボード、音声認識、ハードウェアにおいてより効率的に実施されるいくつかの複雑な操作のシーケンスを繰り返し行う、ロボットアームおよび医療スキャン設備のような特別な外部装置に対するインターフェースを含む。
【００８１】
コンピュータシステム（１８００）は、バス（１８１０）に接続された通信インターフェース（１８７０）の１つ以上のインスタンスも含む。通信インターフェース（１８７０）は、それ自体のプロセッサーと共に操作されるプリンター、スキャナー、および外部ディスクのような種々の外部装置に接続して、２方向通信を提供する。一般的に、接続には、それ自体のプロセッサーを含む種々の外部装置が接続されるローカルネットワーク（１８８０）に接続される、ネットワークリンク（１８７８）が用いられる。例えば、通信インターフェース（１８７０）は、パーソナルコンピュータ上のパラレルポート、シリアルポート、またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートであってもよい。いくつかの実施形態では、通信インターフェース（１８７０）は、統合サービスデジタル通信網（ＩＳＤＮ）カード、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）カード、または対応するタイプの電話線に情報通信接続を提供する電話モデムである。いくつかの実施形態では、通信インターフェース（１８７０）は、バス（１８１０）上の信号を、同軸ケーブルを介する通信接続のための信号へと、または光ファイバーケーブルを介する通信接続のための光信号へと変換するケーブルモデムである。別の例として、通信インターフェース（１８７０）は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであってもよく、イーサネット（登録商標）のような互換性のあるＬＡＮにデータ通信接続を提供する。無線接続もまた実施されてもよい。電波、光波、および赤外線波を含む、音波および電磁波のような搬送波は、ワイヤまたはケーブルを用いずに、空間を介して移動する。信号は、搬送波の振幅、周波数、位相、偏光、または他の物理特性の人為的な変動を含む。無線接続として、通信インターフェース（１８７０）は、デジタルデータのような情報ストリームを搬送する赤外線信号および光信号を含む、電気的、音響的または電磁気的な信号を送受信する。
【００８２】
用語「コンピュータ可読媒体」は、実行のための命令を含む、プロセッサー（１８０２）に情報を提供することに関与する媒体を指すために本明細書で使用される。そのような媒体は、限定されないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含む、多くの形態を取ってもよい。不揮発性媒体は、例えば、記憶装置（１８０８）のような光または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、例えば、ダイナミックメモリ（１８０４）を含む。伝送媒体は、例えば、同軸ケーブル、銅線、光ファイバーケーブル、およびワイヤまたはケーブルを用いることなく、電波、光波、および赤外線波を含む音波および電磁波のような、空間を介して移動する波を含む。用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、伝送媒体を除いた、情報をプロセッサー（１８０２）に提供することに関与する媒体を指すために、本明細書で使用される。
【００８３】
コンピュータ可読媒体の一般的な形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または他の磁気媒体、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、または他の光媒体、パンチカード、紙テープ、または穴のパターンを有する他の物理媒体、ＲＡＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュＥＰＲＯＭ、または他のメモリチップもしくはカートリッジ、搬送波、またはコンピュータが読み込むことができる他の媒体を含む。用語「非一時的コンピュータ可読記憶媒体」は、搬送波および他の信号を除く、情報をプロセッサー（１８０２）に提供することに関与する媒体を指すために、本明細書で使用される。
【００８４】
１つ以上の有形媒体内にエンコードされたロジックは、ＡＳＩＣ（１８２０）のようなコンピュータ可読記憶媒体および特殊な用途のハードウェア上の、プロセッサー命令の１つまたはその両方を含む。
【００８５】
ネットワークリンク（１８７８）は、典型的には、１つ以上のネットワークを介して、情報を使用するか処理する他の装置へ情報通信を提供する。例えば、ネットワークリンク（１８７８）は、のローカルネットワーク（１８８０）を介して、ホストコンピュータ（１８８２）へ、またはインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）によって操作される機器（１８８４）へ、接続を提供してもよい。同様に、ＩＳＰ機器（１８８４）は、現在一般的にインターネット（１８９０）と呼ばれるネットワークの公共のワールドワイドパケット交換通信ネットワーク（ｔｈｅ  ｐｕｂｌｉｃ，  ｗｏｒｌｄ−ｗｉｄｅ  ｐａｃｋｅｔ−ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して、データ通信サービスを提供する。インターネットに接続されたサーバ（１８９２）と呼ばれるコンピュータは、インターネット上で受信した情報に応じてサービスを提供する。例えば、サーバ（１８９２）は、ディスプレイ（１８１４）で提示される映像データを表す情報を提供する。
【００８６】
本発明は、本明細書に記載された技術を実施するためのコンピュータシステム（１８００）の使用に関する。本発明の１つの実施形態によれば、これらの技術は、メモリ（１８０４）に含まれる１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを行うプロセッサー（１８０２）に応じて、コンピュータシステム（１８００）により実行される。ソフトウェアおよびプログラムコードとも呼ばれるこのような命令は、記憶装置（１８０８）のような、別のコンピュータ可読媒体からメモリ（１８０４）へと読み込まれてもよい。メモリ（１８０４）に含まれる命令のシーケンスの実行は、本明細書に記載の方法の工程を、プロセッサー（１８０２）に行わせる。代替的な実施形態において、特定用途向け集積回路（１８２０）のようなハードウェアは、本発明を実施するためのソフトウェアの代わりに、またはそれと組み合わせて使用されてもよい。したがって、本発明の実施形態は、ハードウェアおよびソフトウェアの特定の組み合わせに限定されない。
【００８７】
ネットワークリンク（１８７８）、および通信インターフェース（１８７０）を通る他のネットワーク上で送信される信号は、情報をコンピュータシステム（１８００）へ、およびコンピュータシステム（１８００）から搬送する。コンピュータシステム（１８００）は、ネットワーク（１８８０）、（１８９０）を介して、とりわけネットワークリンク（１８７８）および通信インターフェース（１８７０）を介して、プログラムコードを含む情報を送受信し得る。インターネット（１８９０）を使用する例において、サーバ（１８９２）は、インターネット（１８９０）、ＩＳＰ機器（１８８４）、ローカルネットワーク（１８８０）、および通信インターフェース（１８７０）を介して、コンピュータ（１８００）から送られるメッセージによって要求される、特定用途のためのプログラムコードを送信する。受信されたコードは、受信されると同時にプロセッサー（１８０２）によって実行されるか、後で実行するために記憶装置（１８０８）もしくは他の不揮発性記憶装置に記憶されるか、あるいはその両方であってもよい。このようにして、コンピュータシステム（１８００）は、搬送波上で信号の形態のアプリケーションプログラムコードを得てもよい。
【００８８】
コンピュータ可読媒体の種々の形態は、実行のためのプロセッサー（１８０２）へ、１つ以上の命令のシーケンス、データ、またはその両方を搬送することに関与してもよい。例えば、命令およびデータは、最初、ホスト（１８８２）などのリモートコンピュータの磁気ディスク上で搬送されてもよい。リモートコンピュータは、命令およびデータをそのダイナミックメモリへとロードし、モデムを使用して、電話線上で命令およびデータを送信する。コンピュータシステム（１８００）固有のモデムは、電話線上で命令およびデータを受信し、命令およびデータを、ネットワークリンク（１８７８）として機能する赤外線搬送波上の信号に変換するために赤外線送信機を使用する。通信インターフェース（１８７０）として機能する赤外線検出器は、赤外線信号で搬送された命令およびデータを受信し、命令およびデータを表す情報をバス（１８１０）上に配する。バス（１８１０）は、メモリ（１８０４）へ情報を搬送し、メモリ（１８０４）から、プロセッサー（１８０２）が命令を取得し、命令と共に送信されたデータの一部を用いて命令を実行する。メモリ（１８０４）に受信された命令およびデータは、プロセッサー（１８０２）によって実行される前または後に、記憶装置（１８０８）上で随意に記憶されてもよい。
【００８９】
図１９は、本発明の実施形態が実施され得るチップセット（１９００）を例証する。チップセット（１９００）は、本明細書に記載の方法の１つ以上の工程を行うようにプログラムされており、例えば、１つ以上の物理的パッケージ（例えば、チップ）で組み込まれた、図１８に関して記載されるプロセッサーおよびメモリコンポーネントを含む。例として、物理的パッケージは、物理的強度、サイズの保全、および／または電気的相互作用の制限のような、１つ以上の特徴を提供するために、構造組立品（例えばベースボード）上に、１つ以上の材料、コンポーネント、および／またはワイヤの配置を含む。チップセットは、特定の実施形態において、単一のチップで実施される可能性があることが考えられる。また、チップセット（１９００）、またはその一部は、本明細書に記載の方法の１つ以上の工程を行うための手段を構成する。
【００９０】
１つの実施形態において、チップセット（１９００）は、チップセット（１９００）のコンポーネント間に情報を渡すためのバス（１９０１）のような通信機構を含む。プロセッサー（１９０３）は、例えば、命令を実行し、メモリ（１９０５）内に記憶される情報を処理するために、バス（１９０１）との接続性を有する。プロセッサー（１９０３）は、１つ以上の処理コアを含んでもよく、各処理コアは独立して働くように構成される。マルチコアプロセッサーは、単一の物理的パッケージ内での多重処置を可能にする。マルチコアプロセッサーの例は、２、４、８、またはそれ以上の数の処理コアを含む。代替的に、または加えて、プロセッサー（１９０３）は、命令と、パイプライン処理（ｐｉｐｅｌｉｎｉｎｇ）と、マルチスレッディング（ｍｕｌｔｉｔｈｒｅａｄｉｎｇ）と、を独立して実行可能にするために、バス（１９０１）を介して並んで構成された１つ以上のマイクロプロセッサーを含んでもよい。プロセッサー（１９０３）は、１つ以上のデジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）（１９０７）または１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）（１９０９）のような、特定の処理機能およびタスクを行うために、１つ以上の特殊化されたコンポーネントを伴ってもよい。ＤＳＰ（１９０７）は、典型的には、プロセッサー（１９０３）とは無関係にリアルタイムで実世界の信号（例えば音）を処理するように構成されている。同様に、ＡＳＩＣ（１９０９）は、汎用的なプロセッサーでは容易には行われない、特殊用途の機能を行うように構成され得る。本明細書に記載の発明的な機能を行うことを補助する他の特殊用途のコンポーネントは、１つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）（図示せず）、１つ以上の制御装置（図示せず）、または１つ以上の他の特殊用途のコンピュータチップを含む。
【００９１】
プロセッサー（１９０３）および付随するコンポーネントは、バス（１９０１）を介するメモリ（１９０５）への接続性を有する。メモリ（１９０５）は、実行時に本明細書に記載の方法の１つ以上の工程を行う、実行可能な命令を記憶するためのダイナミックメモリ（例えば、ＲＡＭ、磁気ディスク、書き込み可能な光ディスク等）、およびスタティックメモリ（例えば、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等）の両方を含む。メモリ（１９０５）は、本明細書に記載の方法の１つ以上の工程の実行に関連するデータ、またはそれにより生成されたデータも記憶する。
【００９２】
５．変更および修正
前述の明細書では、本発明は、本明細書の特定の実施形態を参照して記載されている。しかしながら、本発明のより広い趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を本発明に行ってもよいということは明らかである。したがって、本明細書および図面は、限定的な意味というよりむしろ、例示的なものと考えるべきである。本明細書および特許請求の範囲を通じて、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、単語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」のようなその変形は、記載した項目、要素または工程、もしくは記載した項目、要素または工程の群の包含を意味するが、他の項目、要素または工程、もしくは他の項目、要素または工程の群の除外は意味しないと理解されるであろう。さらに、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、その冠詞によって修正される項目、要素または工程の１つ以上を示すことを意味する。本明細書で使用する場合、文脈から明らかでない限り、他の値が２の係数（２倍または２分の１）以内である場合は、「約」他の値（”ａｂｏｕｔ”  ａｎｏｔｈｅｒ  ｖａｌｕｅ  ）である。例の範囲が与えられる場合、文脈から明らかでない限り、含まれる範囲は、様々な実施形態においても意図されている。したがって、０から１０の範囲は、いくつかの実施形態において１から４の範囲を含む。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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