(57)【要約】【課題】歯または歯の組におけるアライナーにより与えられる圧力量を定量化するためのデバイス、方法、システム、およびコンピュータプログラム製品を提供すること。【解決手段】定量化は、アライナーに配置されるセンサにより支援されてよく、センサは、入力信号を受信することに応答して圧力量を示す出力信号を生成するように構成され得る。前記入力信号は、検知機器またはコンピューティングデバイスにより生成されてよい。圧力量は、治療の専門家による検討および判断のために治療追跡ソフトウェアおよび/または治療追跡データベースに記録されてよい。治療の専門家は、その後歯または歯の組における定量化された圧力量に基づき歯列矯正治療についての決定を行ってよい。【選択図】図１３
2017047206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯の組にフィットするように適合された歯列矯正アライナーと、
前記歯列矯正アライナーに配置され、前記アライナーと前記歯の組の中の歯との間の圧力を感知するように構成されるセンサと
を含むデバイス。
【請求項２】
前記センサが、
第1の誘導電極と、
第2の誘導電極と、
前記第1の誘導電極および前記第2の誘導電極の間に配置される変形層と
を含み、
前記変形層が圧力に対して変形するように構成される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
前記圧力の値が、前記第1の誘導電極および前記第2の誘導電極の間の距離に少なくとも部分的に基づく、請求項2に記載のデバイス。
【請求項４】
前記センサから前記圧力の値を収集するように構成される検知機器をさらに含む、請求項2に記載のデバイス。
【請求項５】
前記検知機器が、
出力信号を前記センサに送信するように構成される信号送信器であって、前記出力信号が、前記圧力の値を示す出力信号を生成するように前記第1の誘導電極および第2の誘導電極を共振させる、信号送信器と、
前記出力信号を受信するように構成される信号受信器と
をさらに含む、請求項4に記載のデバイス。
【請求項６】
前記センサが前記アライナー内に固定される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項７】
前記アライナーが第1の層および第2の層を含み、前記センサが前記第1の層および前記第2の層の間に配置される、請求項6に記載のデバイス。
【請求項８】
アライナーに配置されるセンサによって、歯においてアライナーにより与えられる圧力値を感知するステップと、
前記圧力値を提供するように前記センサを作動させるステップと
を含む方法。
【請求項９】
前記センサを作動させるために、検知機器から前記センサに入力信号を送信するステップと、
前記センサによって、前記入力信号を受信することに応答して出力信号を生成するステップであって、前記出力信号が前記圧力値を示す、ステップと
をさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記入力信号により第1の誘導電極および第2の誘導電極を共振させるステップと、
前記第1の誘導電極および前記第2の誘導電極の前記共振によって前記出力信号を生成するステップ
をさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記センサの第1の誘導電極および第2の誘導電極の間に変形層を配置するステップであって、前記第1の誘導電極および前記第2の誘導電極は、ある距離だけ間隔が置かれる、ステップと、
前記歯に与えられる圧力に応じて前記変形層を変形させ、前記第1の誘導電極および前記第2の誘導電極の間の距離を変えるステップであって、前記圧力値が前記距離に少なくとも部分的に基づく、ステップと
をさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１２】
検知機器により、前記圧力値を収集するステップと、
前記圧力値を前記検知機器から治療追跡ソフトウェアアプリケーションへ通信するステップと
をさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１３】
前記治療追跡ソフトウェアアプリケーションによって、ディスプレイ上に前記圧力値を表示するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記治療追跡ソフトウェアアプリケーションによって、前記圧力値が閾値を越えるか否かを判断するステップと、
前記圧力値が前記閾値を越えると判断することに応答して、前記アライナーに関連付けられる治療の専門家に通知するステップと
をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１５】
前記治療追跡ソフトウェアアプリケーションによって、前記圧力値が閾値を越えるか否かを判断するステップと、
前記圧力値が前記閾値を越えると判断することに応答して、警告を生成するステップと
をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１６】
前記警告を、前記アライナーに関連付けられる治療の専門家に、テキストメッセージまたはEメールメッセージにより通信するステップをさらに含む請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
アプリケーションをコンピューティングデバイスにダウンロードするステップと、
入力信号を前記コンピューティングデバイスから前記センサに送信し前記センサを作動させるために、前記アプリケーションを作動させるステップと、
前記センサによって、前記入力信号を受信することに応答して前記圧力値を示す出力信号を生成するステップと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記出力信号を収集するステップと
をさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１８】
前記入力信号が、近距離無線通信プロトコルに従ってコンピューティングデバイスによって生成される、請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
前記コンピューティングデバイスが、スマートフォンまたはタブレットコンピュータである、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
前記コンピューティングデバイスが、前記アライナーを用いて治療中の患者に関連付けられる、請求項17に記載の方法。
【請求項２１】
前記圧力値を、前記コンピューティングデバイスからインターネットを介して治療追跡ソフトウェアアプリケーションに通信するステップをさらに含む、請求項17に記載の方法。
【請求項２２】
歯列矯正アライナーによって、歯の組の中の各歯にかかる圧力値を定量化するステップと、
各歯についての前記圧力値を前記アライナーに関連付けられる治療の専門家に提供するステップと
を含む、方法。
【請求項２３】
前記歯の組の中の特定の歯に対して最大圧力閾値を関連付けるステップと、
前記特定の歯についての前記圧力値が前記最大圧力閾値を上回る場合に、警告を前記治療の専門家に通信するステップと
をさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
前記歯の組の中の各歯に対して最小圧力閾値を関連付けるステップと、
前記圧力値が、前記歯の組の中の各歯に対する前記最小圧力閾値を下回るか否かを判断するステップと、
前記圧力値が前記歯の組の各歯に対する前記最小圧力閾値を下回ると判断することに応答して、前記アライナーによる治療を終了するステップと
をさらに含む、請求項23に記載の方法。
【請求項２５】
歯列矯正アライナーを用いる歯の歯列矯正治療の期間中に患者の歯に与えられる圧力量を定量化するためのシステムであって、
前記歯列矯正アライナーに配置され、前記歯に関連付けられるセンサを作動させ、
前記センサから出力信号を受信するように構成される検知機器であって、前記出力信号が前記歯における前記圧力量を示す、検知機器と、
プロセッサと、
命令を含むメモリと
を含み、前記命令は、前記プロセッサにより実行されるときに、前記システムに、
前記検知機器から前記圧力量を受信すること、
治療追跡データベースに前記圧力量を記録すること、および
前記圧力量をディスプレイ上に表示すること
を行わせる、システム。
【請求項２６】
前記プロセッサにより実行されるときに、前記システムに、
前記センサに関連付けられる圧力閾値を前記治療追跡データベースに記録すること、
前記圧力閾値と前記圧力量を比較すること、および
前記圧力量が前記圧力閾値を越える場合に警告を生成すること
を行わせる命令をさらに含む、請求項25に記載のシステム。
【請求項２７】
前記センサが、第1の誘導電極、第2の誘導電極、およびそれらの間に配置される変形層を含む、請求項25に記載のシステム。
【請求項２８】
非一時的コンピュータ可読記録媒体と、
前記非一時的コンピュータ可読記録媒体に記録される命令と
を含み、前記命令が、プロセッサに実行されるときに、
歯において歯列矯正アライナーにより与えられる圧力量を受信すること、
前記圧力量を治療追跡データベースに記録すること、および
前記圧力量をディスプレイ上に表示すること
を前記プロセッサに行わせる、コンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
プロセッサにより実行されるときに、
前記歯に関連付けられる圧力閾値を前記治療追跡データベースに記録すること、
前記圧力閾値と前記圧力量を比較すること、および
前記圧力量が前記圧力閾値を越える場合に警告を生成すること
を前記プロセッサに行わせる、前記非一時的コンピュータ可読記録媒体に記録された命令をさらに含む、請求項28に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３０】
前記圧力量がインターネットを介して受信される、請求項28に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３１】
アライナーによって定められ、歯の一部を受け入れるように適合されるポケットと、
前記アライナー内に前記ポケットに近接して配置されるセンサであって、前記アライナーに関連付けられる性能変数を測定するように構成されるセンサと
を含む、歯列矯正アライナー。
【請求項３２】
前記性能変数が、前記アライナーおよび前記歯の一部の間の圧力の圧力値である、請求項31に記載の歯列矯正アライナー。
【請求項３３】
生体内のユーザの口の中に存在するように適合されるアライナーと、
前記アライナー内に配置され、生体内の前記アライナーの性能値を測定するように構成されるセンサと、
前記性能値を生体内の前記センサから収集するように構成される検知機器と
を含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互参照関連出願
本出願は、2015年8月31日付けで提出された米国仮特許出願62/212,103号への優先権を主張するものであり、参照によりその全体が本開示に組み込まれる。本発明は、一般に歯列矯正アライナーに関するものであり、特に、アライナーを用いる歯の歯列矯正治療期間において歯にかかる力の量を定量化するためのデバイス、方法、システム、およびコンピュータプログラム製品に関する。一般に本発明はさらに、収集された情報を使用し、より効果的な患者のための歯列矯正体験を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
アライナーは、歯の上にはめ込む一連のきつくフィットする特注固定器具である。歯列矯正アライナーは、典型的には、軽度もしくは中度の叢生歯、または深刻ではない隙間の問題を抱える患者のために使用される。深刻な叢生もしくは隙間の問題、深刻な受け口、深刻な被蓋咬合、または交差咬合を抱える患者は、より複雑な治療を必要とし得る。歯医者、歯科矯正医、または治療の専門家は、患者の咬合をどのように正すかを決定すると、歯を開始位置から最終的な提案される位置まで動かすために計画が作られる。患者には、治療期間にわたって歯を動かすためにわずかな調整を行うアライナーのいくつかのバージョンがフィッティングされる。アライナーは、典型的には歯にきつくフィットするように透明プラスチックまたはアクリル樹脂材料から形成され、食事、歯磨き、およびフロッシングのために取り外し可能である。患者は、典型的には所望の位置に歯を動かし続けるために新たなアライナーを数週間ごとに受け取る。アライナーを用いる治療期間は、歯をどれだけ動かす、または回転させる必要があるかに基づいている。より咬合がずれている、またはより歯並びが悪いと、治療はより長くなる。治療は通常、10ヵ月から24ヵ月かかる。
【０００３】
アライナーは人気を得ているが、一方で歯科矯正の分野では依然として比較的に新しい技術のままである。そうであるので、アライナーを使用する歯の矯正移動についての研究量は残念ながら限られている。大部分の文献は、偏見を有し得る著者によって書かれた事例報告、論説、ブログ、または記事で構成されている。アライナーを用いる治療の結果として生じる歯の移動の種類を説明するための根拠に基づく試みはわずかしかない。これらの研究の結果の解釈に向けられた当分野の一致した見解は存在せず、従来の考えでは、移動は、抵抗の中心と歯の頂点との間に位置する回転中心を伴ったほとんど制御されていない傾斜移動であると提唱されている。
【０００４】
図1Aおよび1Bは、当分野におけるアライナーの従来の理解に従う歯の移動を説明するものである。図1Aおよび1Bに示されるように、歯2は、第1の方向で歯肉組織4に配置されている。矢印Aの方向に力がかかると、歯2は、第1の方向(図1A)から第2の方向(図1B)へ回転中心6周りで回転する。この回転は、図1Bの矢印Bの経路に従う。
【０００５】
歯列矯正の分野において、典型的な歯を動かすためにどの程度の大きさの持続的な力が必要か、および所与の力をどの程度の期間かけるべきか、よく分かっていない。アライナーが全ての患者で最適であるか、効果的であるか、さらに言えば正しいかどうかについての明確な理解を伴わないまま、アライナーは、1ヵ月につき歯を1ミリメートル動かすと一般的に考えられている。業界標準では一般的に、特定のアライナーを歯の組に対して2週間適用する。しかし、2週間が正しい期間であると示唆する証拠は存在していない。多くの施術者は、この2週間の基準は第1世代のアライナーの材料的な弱さによって大きく影響され、2週間頃からアライナーが伸び、剛性および力を失うと考えている。しかし、より最近のアライナーは、同様の時間にわたる剛性の損失または一貫性のない力に悩まされない。
【０００６】
図2に示されるように、歯の速度または追跡における最も良い結果は、歯周圧力が最適範囲8にあるときにもたらされる。当分野では最適範囲8が知られており、所与の歯における約1.5N/cm2から2.6N/cm2の圧力である。最適範囲8は、過程においてかかる圧力によって歯、歯茎、または歯根を傷つけずに歯を動かすのに必要な圧力量と関係する。歯周圧力が低すぎる場合、歯茎および歯根の組織は反応せず、位置に留まる。歯周圧力が高すぎる場合、歯根吸収が起こり得る。歯根吸収は、歯根の構造の破損または破壊、およびそれに続く損失である。これは、生体細胞が歯の一部を攻撃することで引き起こされる。深刻な歯根吸収は、治療が非常に難しく、多くの場合抜歯が必要である。吸収は、外傷、歯根の経路において萌出する異所性歯牙、慢性の炎症、過剰な咬合負荷、または悪性の腫瘍、嚢腫、もしくはその他の腫瘍の結果として生じ得る。しかし、西洋社会において歯根吸収の最も一般的な原因は、誤って適用された歯列矯正の力によるものである。
【０００７】
従って、歯の移動を最大化しながら歯の壊滅的な損失を最小限にするように、アライナーが確実に図2に示される最適範囲8内にあるようにすることは非常に重要である。そのように、アライナーを最適範囲8に保持することは、大きな医学的および経済的な利点を歯科矯正医または治療の専門家だけなく、患者にも提供する。残念ながら、所与のアライナーが所与の歯において生じさせる力の量を知ることにおいて多くの不確定性が存在する。現在、体内の歯におけるアライナーの力を測定する正確な方法が存在していない。また、初期の力が分からないものの、アライナーの力は、アライナーの変形のために、または歯の組がより所望の位置に移動した当然の結果として、時間とともに口腔環境において変化し得る。またさらに、歯に与えられる力は複雑であり、標準的な線形の伝達に従わない。従って、アライナーからの歯への力をモデル化すること、さらに言えば近似化することは非常に複雑であり、今日、アライナーにおける歯にかかる力の量を定量化するための正確な方法は存在しない。
【０００８】
患者におけるアライナーの使用を長引かせ得る主要な欠点の一つは、患者による不順守である。多くの場合、透明アライナー治療の対象者は、アライナーの計画された進行から逸脱し、治療のゴールに達するために、再評価、中間軌道修正、および/または固定式矯正器具を必要とする。1日あたり22時間として指示されるアライナーを着用しないことは、治療の進行を著しく遅くする。一部の治療の専門家は、指示される22時間のうちの1時間アライナーを着用しないと、失われた1時間を埋め合わせるために追加の24時間の着用時間が必要になると考えている。その他の問題は、歯科矯正医または治療の専門家の計算ミス、整列治療のためのよい候補を選ばなかったこと、および予定通りに歯の移動ステージが進まないことを含む。
【０００９】
今日現在、アライナー治療期間中に歯にかかる力の量を定量化する方法が存在しない。歯科矯正医または治療の専門家は、治療を予測および支援するために、専門知識、ソフトウェア、および視覚的な検査に頼らなければならない。アライナーを使用する歯の移動のメカニズムのより良い理解は、患者の適切な選択、歯の移動ステージのより良い順序、およびより効果的な治療を導くことができる。従って、アライナーを用いる歯の歯列矯正治療期間において歯にかかる力の量を定量化するための改良されたデバイス、システム、方法、およびコンピュータプログラム製品が、より効果的な歯列矯正体験を歯科矯正医または治療の専門家だけでなく患者に対しても提供するために必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態では、デバイスが提供される。デバイスは、歯の組にフィットするように適合される歯列矯正アライナーを含む。デバイスは、アライナーに配置されるセンサであって、アライナーと歯の組の中の歯との間の圧力値を感知するように構成されるセンサをさらに含む。
【００１１】
本発明の他の実施形態では、方法が提供される。方法は、アライナーに配置されるセンサによって、アライナーによって歯に与えられる圧力値を感知するステップを含む。方法は、圧力値を提供するために、センサを作動させるステップをさらに含む。
【００１２】
本発明の他の実施形態では、方法が提供される。方法は、歯列矯正アライナーによって歯の組の各歯にかかる圧力値を定量化するステップを含む。方法は、アライナーに関連付けられる治療の専門家に各歯についての圧力値を提供するステップをさらに含む。
【００１３】
他の実施形態では、アライナーを用いる歯の歯列矯正治療期間において患者の歯に与えられる圧力量を定量化するためのシステムが提供される。システムは、アライナーに配置され、歯に関連付けられるセンサを作動させるように構成される検知機器を含む。検知機器は、センサから出力信号を受信するようにさらに構成され、出力信号は歯における圧力量を示す。システムは、プロセッサと命令を含むメモリとをさらに含み、命令は、プロセッサに実行されたときに、システムに、検知機器から圧力量を受信することと、治療追跡データベースに圧力量を記録することと、圧力量をディスプレイに表示することとを行わせる。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、非一時的コンピュータ可読記録媒体と、非一時的コンピュータ可読記録媒体に記録される命令とを含むコンピュータプログラム製品が提供される。命令は、プロセッサに実行されたときに、プロセッサに、歯列矯正アライナーによって歯に与えられる圧力量を受信させる。命令はさらに、プロセッサに実行されたときに、プロセッサに、圧力量を治療追跡データベースに記録させる。命令はさらに、プロセッサに実行されたときに、プロセッサに、圧力量をディスプレイに表示させる。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、歯列矯正アライナーが提供される。歯列矯正アライナーは、アライナーによって定められるとともにそこに歯の一部を受け入れるように適合されるポケットと、アライナーに配置されポケットに近接するセンサとを含み、センサは、アライナーに関連付けられる性能変数を測定するように構成される。
【００１６】
本発明のさらなる他の実施形態では、アライナーを含むシステムが提供され、アライナーは、生体内のユーザの口の中に存在するように適合される。システムは、アライナーに配置されるとともに生体内のアライナーの性能値を測定するように構成されるセンサと、生体内のセンサから性能値を収集するように構成される検知機器とを含む。
【００１７】
添付の図面は、本明細書の一部に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本発明の様々な実施形態を説明するとともに、上記で与えられた本発明の一般的な説明および下記で与えられる実施形態の詳細な説明と併せて本発明の実施形態を説明する目的を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】第1の位置の歯の側面図である。
【図１Ｂ】第2の位置に回転した図1Aの歯の側面図である。
【図２】歯周圧力に対する歯の速度の図である。
【図３】歯の組に配置される例示的なアライナーの正面斜視図である。
【図４】図3の線4-4に沿う例示的なアライナーおよび歯の断面図である。
【図５】例示的なセンサの分解斜視図である。
【図６Ａ】第1の圧力下の例示的なセンサの側面断面図である。
【図６Ｂ】第2の圧力下の例示的なセンサの側面断面図である。
【図７】患者および例示的な検知機器の正面斜視図である。
【図８】ネットワークを介してオフィス環境と通信するホーム環境を含む例示的な動作環境の概略図である。
【図９】図8の例示的なコンピュータシステムの概略図である。
【図１０】様々な歯に対する圧力情報を示す例示的なインターフェイスの図である。
【図１１】期間に対する日ごとの平均圧力を示す例示的なインターフェイスの図である。
【図１２】例示的な警告の図である。
【図１３】本発明の実施形態により実行され得る警告生成プロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態は、アライナーを用いる歯の歯列矯正治療期間において歯にかかる力の量を定量化し、患者のより効果的な歯列矯正体験を提供するために収集された情報を使用するためのデバイス、システム、方法、およびコンピュータプログラム製品に向けられる。本発明の実施形態は、そこに配置される複数のセンサを有するアライナーによって実施されてよく、各センサは患者の特定の歯に並ぶように位置する。センサは、アライナーの第1の層および第2の層の間に配置または封入される。センサは、2つの誘導電極の間に配置される変形層を含んでよく、これにより、入力信号を受信することに応答してセンサにより発せられる出力信号が、2つの誘導電極の間の相対的空間に従って変化する。各センサからの出力信号を感知するために、およびセンサにかかる圧力に依存して周波数が変化するので、受信される信号の周波数に基づき圧力測定値を導出するために、機器が提供されてよい。
【００２０】
本発明の実施形態は、検知機器によって実施されてよく、検知機器は、センサの2つの誘導電極を共振させるために入力信号を発するように構成され、これにより出力信号がセンサにより返信で発せられる。その後、検知機器は、センサに発せられる出力信号を収集し、治療追跡ソフトウェアアプリケーションに圧力情報を渡す。その後、治療追跡ソフトウェアアプリケーションは、患者の治療の中で歯科矯正医または治療の専門家によって使用されてよい。
【００２１】
本発明の実施形態では、検知機器は、歯科矯正医のオフィスまたはクリニック等のオフィス環境内のセンサとやり取りを行う。本発明の他の実施形態では、検知機器はホーム環境における使用のために患者に提供され、検知機器は、歯科矯正医のオフィスまたはクリニックに存在する治療追跡ソフトウェアアプリケーションに、インターネット等のネットワークを介して圧力情報を渡すように構成される。その後、歯科矯正医または治療の専門家は、オフィスに患者がおらずとも圧力情報を検討することができ、患者および歯科矯正医の両方の時間とコストを節約する。幾つかのシナリオでは、検知機器は、圧力情報を患者の家から歯科矯正医のオフィスへ直接渡すように構成されなくてもよい。そのように、患者には、検知機器から治療追跡ソフトウェアアプリケーションに情報を転送することを支援するための通信デバイスが提供されてもよい。例えば、通信デバイスは、検知機器と治療追跡ソフトウェアとの間で情報を受け渡すためのセルラネットワークインターフェイスまたはその他の機構を含んでよい。通信デバイスは、患者のコンピューティングデバイスと治療追跡ソフトウェアアプリケーションとの間の通信を支援するためにインストールされるアプリケーションを有するスマートフォンまたはタブレットコンピュータ等の患者自身のコンピューティングデバイスを含んでよい。本発明の実施形態では、検知機器は、インストールされるアプリケーションを有する患者自身のコンピューティングであってよい。この実施形態では、近距離無線通信(NFC)技術または類似のもの等の、元となるパーソナルコンピューティングデバイスの特定の信号生成および受信の機能が用いられる。
【００２２】
治療追跡ソフトウェアアプリケーションは、所与のパラメータが満たされる、または超えられる場合、例えば歯に与えられる特定の圧力が設定された圧力閾値を越える場合、歯科矯正医または治療の専門家に警告を行うように構成されてよい。通知は、Eメール、テキストメッセージ、事前記録された電話呼、FAX、治療追跡ソフトウェアアプリケーション内の通知メッセージ、または所与のパラメータが満たされることを歯科矯正医または治療の専門家に警告するための任意の他の機構の形態であってよい。例えば、特定のセンサが、関連付けられた歯における圧力が所与の圧力閾値よりも大きいことを示す場合に、治療追跡ソフトウェアは、患者の名前、問題の歯、問題の歯についての圧力測定値を伴う歯科矯正医へのEメールの形態での警告を生成するように構成されてよい。その後、歯科矯正医は、Eメールおよび患者の記録を検討し、患者の予約をスケジュールするか否かを決定することができる。
【００２３】
治療追跡ソフトウェアアプリケーションは、ディスプレイ上で提供されるインターフェイスを有する治療追跡サーバ上に存在してよい。治療追跡ソフトウェアアプリケーションは、収集された生の圧力データを、歯科矯正医または治療の専門家による使用のための様々な図表または都合の良い指標に凝縮または合成してよい。例えば、各歯についての最近の圧力測定値が、目標の圧力と、特定のアライナーの使用によって歯に与えられる全体の平均圧力とに沿って表示されてよい。アライナーのセンサ測定値および治療追跡ソフトウェアアプリケーションの使用によって、歯科矯正医または治療の専門家に患者の歯に働く圧力の定量化された測定が提供されるので、患者の治療の全体が改善されうる。そのように、歯科矯正医は、誤りを最小にし、患者がオフィスに居る時間を必要なときにのみスケジュールしながら、治療を完了するための最短および最速の道筋を決定することができる。
【００２４】
ここで図3および4を参照すると、本発明の実施形態に従うアライナーが、アライナー10として示される。アライナー10は、歯の組12にフィットするように構成およびカスタマイズされてよく、外層14および内層16の2つの層を含んでよい。複数のセンサ18は、外層14および内層16の間に配置され、その間にしっかりと保持される。アライナー10の構成および各センサ18のそこへの配置では、対応する歯12に隣接して各センサ18が位置する。図4に示されるように、説明のために一般的にセンサ18Aは、歯12Aに対応するように位置合わせされるとともに、一般にセンサ18Bは歯12Bに対応するように位置合わせされる。各センサはアライナー10内に配置され、アライナー10は歯の組12に対してしっかりと圧をかけるように構成されるので、各センサ18は、対応する歯12に対してアライナー10が与える圧力および/または力を測定するように構成される。対応する歯に関してセンサが説明されるが、センサは特定の歯に位置合わせされる必要は必ずしもない。さらなる例示では、複数のセンサがアレイ上で並べられてよく、アレイは患者の口の中の特定の領域に対応し得る。
【００２５】
図5に示されるように、センサ18は、柔軟性のある基板の幾つかの層を使用して構築されてよい。本発明の実施形態では、センサ18は、第1の層、第2の層、第3の層、第4の層、および第5の層の5つの層を含む。底面フィルム20として称される第1の層は、上面22および底面24を含む。底面フィルム20は、透明な材料および/または導電性を有する材料から形成されてよい。第1の誘導電極または底面誘導電極26として称される第2の層は、上面28および底面30を含む。底面誘導電極26は、銅素材から形成されてよく、コイル状であってよい。
【００２６】
変形層32として称されるセンサ18の第3の層32は、上面34および底面36を含む。変形層32は、複数の変形要素33を含んでよい。本発明の実施形態では、変形要素33は、ピラミッド型で形成され、ゴム素材で作られてよい。他の実施形態では、変形要素33は、カーボンナノチューブ、またはセンサ18の第2の層および第4の層の間に調整および変形可能に存在するための任意の他の機構であってよい。図3に示される実施形態では、各変形要素33は、変形層32の底面36に固定される土台35を含む。さらに、各変形要素33は、第2の層26の上面へ下の方向に頂点37で終わるまで伸びる。変形要素33のピラミッド型が与えられると、圧力がセンサ18にかかるときに、かかる圧力に応答して各変形要素33は縮む、または歪み得る。変形要素33が、円柱、六角柱、または立方体等のその他の形で形成されてよいことは理解されるべきである。さらに、変形層33の形は、キャパシタンスの変化に起因して圧力センサの感度に影響を及ぼし得る。
【００２７】
第2の誘導電極または上面誘導電極38として称される第4の層は、上面40および底面42を含む。底面誘導電極26に類似して、上面誘導電極38も銅素材から形成されてよく、および/またはコイル状であってよい。最後に、上面フィルム44として称される第5の層は、上面46および底面48を含む。底面フィルム20に類似して、上面フィルム44は、透明な材料および/または導電性を有する材料から形成されてよい。
【００２８】
センサ18は複数の方法で、対応する歯に対して、または患者の口の中の領域に対応するセンサのアレイに対して位置してよい。限定ではなく単に例示として、一つの配置のアプローチは、テキスチャマッピング技術(Texture Mapping Technique)を行うことができるコンピュータアルゴリズムを用いることであり、テキスチャマッピング技術は、熱形成されたアライナーと、アライナーがそこから製造される熱形成されていないプラスチックディスクとの間の位置マッピングを確立することができる。この技術によって、アライナー内のセンサの所望の位置は、熱形成されていないプラスチックディスク内の対応する位置まで遡る。この予測アプローチでは、熱形成されたアライナーの3次元表面モデルが、平らなプラスチックディスクに対応してよい平面パラメータ領域にフラット化され得る。一つの実施形態では、予測アプローチは、形成過程中にプラスチック素材の物理的な伸びの量に反比例するフラット化過程での歪みの量を保持することを含む。
【００２９】
限定ではなく、さらなる例示として、他のアプローチは、例えば極座標を用いて印をつけられた定規ディスク(Ruler Disk)がアライナー内の所望の位置にセンサを位置させるために使用され得る測定アプローチを含む。一実施形態では、極座標ディスクがレーザーまたはインクにより印づけされる。その後、印をつけられたディスクは、所望のアライナーに熱形成される。次に、印づけに基づいて、アライナーにおける点が、センサが位置することになる歯の表面を特定するために測定される。その次に、自動または手動システムが所望の位置に、印をつけられた熱プラスチックディスクに沿ってセンサを設置する。代替的に、印をつけられたディスクは、印づけを除去可能な場合においてアライナーを形成するためにも使用されてよい。除去は、美観的目的で必要だと考えられる。単に例示として、水性、または熱もしくは光に晒された際に気化するインクが、熱プラスチックディスクに印をつけるために使用されてよい。一度アライナーが製造されると、印づけは取り除かれてよい。
【００３０】
センサ配置の例示的な方法のどちらか一方に従って、センサが、外層14および内層16のうちの一つまたは両方において所望の位置に置かれると、層14, 16は、層14, 16の一つまたは両方にセンサ18を接着するためにコールドラミネートされ、それらを所望の位置に保持し得る。コールドラミネートに続き、またはラミネートと同時に、組み立てられた層14, 16およびセンサ18は、センサ18を完全に封入しながら所望のアライナーに熱形成されてよい。
【００３１】
代替的に、一実施形態においてセンサ18は、既に形成されたアライナーに接着されてよく、その後アライナーの他の層に密封されてよい。例えば、この層は、熱プラスチック層をアライナーに超音波溶接することによって加えられてもよいし、アライナーおよびセンサ上にポリマー塗膜を置くことによって加えられてもよい。形成されたアライナー上にセンサを位置させた後にセンサが引き伸ばされず、著しい圧がかからないため、この代替的な実施形態は有利であり得る。
【００３２】
無線信号等の電気信号が、底面誘導電極26および上面誘導電極38に向かって発せされてよく、次に底面誘導電極26および上面誘導電極38は、共振し、底面誘導電極26および上面誘導電極38の間の距離に基づく特定の周波数を有する返りの電気信号を出力してよい。圧力がセンサ18にかかるとき、底面誘導電極26および上面誘導電極38は変形層32によって相隔たり隔離されるので、変形層32は、底面誘導電極26および上面誘導電極38の間の距離を歪ませ、変化させる。次に、2つの誘導電極の間の距離に依存して、加えられた信号の共振が変化するので、出力信号の周波数が変化し、適切な機器によって測定され得る。従って、センサ18および機器の変形特性を関係付けることによって、入力信号を用いて2つの誘導電極を励起することによりセンサ18からの圧力情報が受動的に取得される。
【００３３】
図6Aおよび6Bに示されるように、無線信号源50は、センサ18の方向に入力信号52を発してよく、応答してセンサ18は、特定の周波数または測定可能な特性の組を有する出力信号54を発してよい。センサ18によって発せられる特定の出力信号54は、底面誘導電極26および上面誘導電極38の間の距離の関数である。図6Aに示されるように、センサ18は、デフォルトまたは非デフォルト状態にあり、入力信号52を受信することに応答して出力信号54Aを生成する。図6Bに示されるように、センサ18は、変形状態にあり、入力信号52を受信することに応答して出力信号54Bを生成する。矢印Cの方向の圧力が変形層32の変形要素33を圧縮するとき、出力信号54Bは、出力信号54Aに対して周波数が低い。この変形は、底面誘導電極26および上面誘導電極38の間の距離を小さくする。この小さくされた底面誘導電極26および上面誘導電極38の間の距離は、入力信号52を受信することに応答して、低い周波数を有する共振出力信54Bをもたらす。例えば出力信号54Aおよび出力信号54Bであるセンサ18から発せられる出力信号は、調整されたやり方で発せられるとともに、出力信号54が底面誘導電極26および上面誘導電極38の間の距離の関数であるので、出力信号は共振周波数のアレイと比較され、センサ18にかかる正確な圧力と関係付けることができる。
【００３４】
図3、4、および7に示されるように、高分解能の圧力感知能力を有することに加えて、各センサ18は、非平面の表面を包むように伸縮し、たわみ、曲がるための能力を含んでよく、機械的に頑丈であり、伸縮性があり、しわができることなく折り畳み可能な材料に統合されてよい。これらの特性は、各歯が移動する、および圧力がかかる場所に関する詳細な追跡情報を導出するために重要である。
【００３５】
図7に示されるように、検知機器56は、入力信号52を生成し、返信で発せられる出力信号54を収集するために使用されてよい。アライナー10が歯の組12において配置される間、検知機器56はアライナー10のすぐ近くに置かれ、これによりアライナー10および歯12の間の圧力を感知する。検知機器56は、アライナー10の近くにあると入力信号52を発し、出力信号54を収集する。従って、検知機器56は、他の構成要素による後の読み出しのために、収集された出力信号54を記録してもよいし、または検知機器56は、検知機器56上の発光ダイオード(LED)スクリーン等の出力ディスプレイ(図示せず)において測定値またはフィードバックを生成してもよい。代替的に、検知機器56は、直接有線接続を介して、または無線接続を介して無線で、測定された出力信号54を他の構成要素にリアルタイムで提供してもよい。検知機器56は、バッテリーで電力供給される、または有線で直接電源に接続可能である(図示せず)ハンドヘルドデバイスであってよい。
【００３６】
図8は、アライナー10の例示的な動作環境57を示し、ここで検知機器56は、歯科矯正医のオフィス、またはアライナー10を装着する患者と臨床医の間で来診が生じるその他のオフィス環境等のオフィス58で使用されてよい。オフィス58において、検知機器56は、アライナー10内の各センサに対して底面誘導電極26および上面誘導電極38を共振させる入力信号52を生成する。各センサ18の共振は、検知機器56によって収集される出力信号54を生成する。従って、検知機器56は、収集された出力信号54を、無線でまたは有線接続で治療追跡サーバ60へ送信するように構成されてよい。治療追跡サーバ60は、収集された出力信号54を記録するため、および出力信号をその他の患者のデータと関係付け、アライナー10を使用する患者の歯列矯正治療を追跡するためのするための様々な構成要素を含んでよい。そのように、治療追跡サーバ60は、患者およびアライナー10についての歯列矯正の圧力および歯の移動を追跡することを支援するための治療追跡ソフトウェアアプリケーション62を含んでよい。治療追跡サーバ60は、検知機器56によって取得され、治療追跡サーバ60に渡される圧力測定値を記録することに使用するための治療追跡データベース64を含んでもよい。そのように、本発明の実施形態では、検知機器56、治療追跡サーバ60、治療追跡ソフトウェアアプリケーション62、および治療追跡データベース64は、アライナー10に対する患者の歯列矯正の進捗を追跡することを支援するために、相互に通信し、データを送信してよい。
【００３７】
検知機器56は、例えば患者の家66であるオフィス58の外で使用されてもよい。これは、患者が、クリニックオフィスの訪問とは独立して治療追跡に直接関与することを可能にする。検知機器56は患者に貸し出されてもよいし、または歯列矯正過程の全体の費用の一部として検知機器56を患者が購入してもよい。本発明の実施形態では、検知機器56は、歯科矯正医への来診と来診の間の断続的な期間において収集された圧力データを保持するための大きさがあるバッファを含む。この実施形態では、患者は、スケジュールされた予約の間、検知機器56をオフィス58に持って来て、歯科矯正医は、検知機器56から圧力データをオフィス58内の治療追跡サーバ60にダウンロードする。他の実施形態では、収集された圧力データを検知機器56から読み出し、その後、収集された圧力データを家66からネットワーク67を介してオフィス58に受け渡すための通信デバイス68を患者は提供される。通信デバイス68は、収集された出力信号54を受信するように検知機器56とインターフェイスし、この情報を治療追跡サーバ60に受け渡すことを支援するように構成される。通信デバイス68は、イーサネット(登録商標)等のプロトコルを使用する有線接続を介するネットワーク67に接続するためのネットワークインターフェイスカード(NIC)を含んでもよいし、1つまたは複数のセルラネットワークを介して治療追跡サーバ60へ情報を受け渡すためのセルラネットワークインターフェイスカードを含んでもよい。ネットワーク67は、データの交換を可能にする1つまたは複数のプライベートネットワークまたはパブリックネットワーク(例えば、インターフェイス)を含んでよく、従って通信デバイス68は、ユーザ識別情報および/またはパスワード等の治療追跡サーバ60にリモートアクセスするための機能を含んでよい。通信デバイス68は、検知機器56とインターフェイスするために意図的に構築される、またはカスタマイズされるタブレットコンピュータまたはスマートフォンであってよい。代替的に、通信デバイス68は、タブレットまたはスマートフォン等の一般的な容易に入手可能なコンピューティングデバイスにダウンロードされるアプリケーション70を含んでよい。この実施形態では、アプリケーション70は、治療追跡サーバ60を認証し、治療追跡サー
バ60と接続するための機能を提供してよい。
【００３８】
検知機器56および/または通信デバイス68を患者に提供する代わりに、患者は、インストールされたソフトウェアアプリケーションを有するスマートフォン72等のパーソナルコンピューティングデバイスを使用してよい。スマートフォン72は、入力信号52をセンサ18に発し、センサ18から返る出力信号54を収集するための任意のスマートフォン72に包含される技術を使用してよい。例えば、スマートフォン72が、無線周波数領域で信号を使用する適切な信号発信および捕捉ハードウェアを備える場合、スマートフォン72は、検知機器56の機能のほとんどを再現し得る。代替的に、スマートフォン72は、近距離無線通信(NFC)技術を使用してよい。NFCは、スマートフォン72が、Bluetooth(登録商標)技術等の他のデバイスへのペアリングを必要とすることなしに近距離で情報を送信することを可能にする。この実施形態では、追加の回路が必要とされ、NFCチップ(図示せず)が、底面誘導電極26、上面誘導電極38、またはその両方に接続されなければならない。この実施形態は、患者が、既存のコンピューティングデバイスを用いて、センサ18からの圧力情報の収集を支援することを可能にする。一旦スマートフォン72およびアプリケーション74が圧力情報を収集すると、検知機器56および通信デバイス68と共に説明されたように、情報はネットワーク67を介して治療追跡サーバ60に送信される。
【００３９】
ここで図9を参照すると、動作環境57の検知機器56、治療追跡サーバ60、通信デバイス68、スマートフォン72、およびネットワーク67は、例示的なコンピュータシステム76等の1つまたは複数のコンピューティングデバイスまたはシステムにおいて実行されて得る。コンピュータシステム76は、プロセッサ78、メモリ80、大容量記録デバイス82、入出力(I/O)インターフェイス84、ヒューマンマシンインターフェイス(HMI)86を含んでよい。コンピュータシステム76は、ネットワーク67またはI/Oインターフェイス84を介して1つまたは複数の外部リソース88に動作可能に結合されてもよい。限定はしないが、外部リソースは、サーバ、データベース、大容量記録デバイス、周辺デバイス、クラウドベースネットワークサーバ、またはコンピュータシステム76によって使用され得る任意のその他の適切なコンピュータリソースを含んでよい。
【００４０】
プロセッサ78は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、中央処理ユニット、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ、プログラマブル・ロジックデバイス、状態機械、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、またはメモリ80に記録される動作命令に基づき信号(アナログまたはデジタル)を操作する任意の他のデバイスから選択される1つまたは複数のデバイスを含んでよい。メモリ80は、限定はしないが、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、動的ランダムアクセスメモリ(DRAM)、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、または情報を記録することが可能な任意の他のデバイスを含む単一のメモリデバイスまたは複数のメモリデバイスであってよい。大容量記録デバイス82は、ハードドライブ、光学ドライブ、テープドライブ、不揮発性ソリッドステートデバイス、または情報を記録することが可能な任意のその他のデバイスを含んでよい。
【００４１】
プロセッサ78は、メモリ80に存在するオペレーティングシステム90の制御下で動作してよい。オペレーティングシステム90は、コンピュータリソースを管理してよく、これにより、メモリ90に存在するアプリケーション92等の1つまたは複数のコンピュータソフトウェアとして具現化されるコンピュータプログラムコードが、プロセッサ78により実行される命令を有することができる。アプリケーション92は、治療追跡ソフトウェアアプリケーション62またはソフトウェアアプリケーション74等のアプリケーションを含んでよい。代替的な実施形態では、プロセッサ78は、オペレーティングシステム90が省略される場合に、アプリケーション92を直接実行してよい。1つまたは複数のデータ構造94は、メモリ90に存在してもよく、データを記録および操作するためにプロセッサ78、オペレーティングシステム90、またはアプリケーション92によって使用されてよい。
【００４２】
I/Oインターフェイス84は、ネットワーク67または外部リソース88等のその他のデバイスおよびのシステムにプロセッサ78を動作可能に結合するマシンインターフェイスを提供してよい。アプリケーション92は、本発明の実施形態を含む様々な特徴、機能、アプリケーション、処理、またはモジュールを提供するために、I/Oインターフェイス84を介して通信することでネットワーク67または外部リソース88と協働して動作することができる。アプリケーション92は、1つまたは複数の外部リソース88によって実行されるプログラムコードを備えるか、またはコンピュータシステム76の外部の他のシステムもしくはネットワーク構成要素により提供される機能または信号を頼ってもよい。実際、ほぼ際限のないハードウェアおよびソフトウェア構成が可能であれば、本発明の実施形態が、コンピュータシステム76の外部に位置するアプリケーション、複数のコンピュータもしくは外部リソース88の中で分散されるアプリケーション、またはクラウドコンピューティングサービス等のネットワーク67を介したサービスとして提供されるコンピューティングリソース(ハードウェアおよびソフトウェア)によって提供されるアプリケーションを含んでもよいことを当業者は理解する。
【００４３】
HMI86は、既知の方法でコンピュータシステム76のプロセッサ78に動作可能に結合され、ユーザがコンピュータシステム76と直接やり取りすることを可能にする。HMI86は、ビデオまたは英数字ディスプレイ、タッチスクリーン、スピーカ、ならびにユーザにデータを提供することが可能な任意のその他の適切な音声および視覚的インジケータを含んでよい。HMI86は、ユーザからのコマンドまたは入力を受け入れ、入れられた入力をプロセッサ78に送信する事が可能な、英数字キーボード、ポインティングデバイス、キーバッド、プッシュボタン、制御ノブ、およびマイクロフォン等を含んでもよい。
【００４４】
データベース96は、大容量記録デバイス82上に存在してよく、本明細書で説明される様々なシステムおよびモジュールによって使用されるデータを収集し、編成するために使用されてよい。データベース96は、データ、ならびにデータを記録および編成する支援データ構造を含んでよい。特に、データベース96は、限定はしないが、関係型データベース、階層型データベース、ネットワークデータベース、またはそれらの組み合わせを含む任意のデータベース編成またはデータ構造で編成されてよい。プロセッサ78における命令として実行するコンピュータソフトウェアアプリケーションの形態であるデータベース管理システムは、問い合わせ(Query)に応答してデータベース96の記録内に保存される情報またはデータにアクセスするために使用されてよく、ここで問い合わせは、オペレーティングシステム90、その他のアプリケーション92、または1つもしくは複数のモジュールによって動的に決定および実行され得る。図8で示されるように、本発明の実施形態では、データベース96は、治療追跡データベース64を含み得る。
【００４５】
図10および11を特に参照すると、インターフェイス63は、容易に判読可能または規格化されたフォーマットでアライナー10およびセンサ18から収集される元となる圧力データの凝縮または合成された表示を歯科矯正医または治療の専門家に提供し得る。さらに、治療追跡ソフトウェアアプリケーション62は、患者から収集された生のデータからさらなるデータを導出してよい。例えば、図10に示されるように、インターフェイス63Aは、歯ごとの現在の圧力79、歯ごとの平均圧力81、目標圧力閾値83のリストを提供してよい。歯の現在の圧力79は、歯に関連付けられるセンサ18から収集された直近の圧力測定値を示してよい。歯あたりの平均圧力81は、歯に関連付けられるセンサ18から収集された圧力測定値の全てに対する平均圧力を示してもよいし、直近の圧力測定値について重み付けされるローリング平均(Rolling Average)であってもよい。アライナー10からの圧力により患者の口の中で歯が動くにつれて、その歯における圧力は減少する。そのように、目標圧力閾値83は、歯科矯正医または治療の専門家によって設定された1本ごとの歯を基礎とした閾値であってもよいし、各歯が達成するべき全体的な圧力目標であってもよい。
【００４６】
インターフェイス63Aは、特定の歯が目標圧力閾値以下に移動したときを治療追跡ソフトウェアアプリケーション62のユーザに視覚的に示すために、歯ごとに達成される目標圧力のインジケータ85を提供する。目標圧力閾値に達する歯は、歯が次のアライナー10への準備ができていることを示し得る。インターフェイス63は、患者の口の中の歯の位置に関する情報、または歯科矯正医または治療の専門家に有益であり得るその他の関連データを提供してもよい。
【００４７】
同様に、インターフェイス63Bは、特定の歯に関連付けられるセンサ18からの圧力測定値のグラフ表示を提供してよい。図11に示されるように、各日についての圧力測定値が収集され、各日についての平均が生成され、X-Y表示に沿ってグラフ化されてよく、ここでX軸は平均圧力を示し、Y軸は、患者がアライナー10を装着し始めた1日目に対する日にちを示す。従って、歯科矯正医または治療の専門家は、時間にわたるアライナー10からの元となる歯における相対的な圧力を容易に観察することができる。図11に表示される圧力は、緩やかな下り坂を描いており、アライナー10が適正に働いていることを歯科矯正医が予期するであろう場合である。圧力の任意の異常は、グラフの中で、急激な上昇または下降として容易に判読可能であり、アライナー10の構成要素に伴う問題を歯科矯正医または治療の専門家に警告することができる。
【００４８】
図12に示されるように、本発明の実施形態では、警告93は、システムに統合される様々なトリガまたは動作ポイントに応答して治療追跡ソフトウェアアプリケーション62によって生成されてよい。例えば、特定のアライナー10の各センサ18が設定された閾値を下回る場合、治療追跡ソフトウェアアプリケーション62は、警告93を生成し、患者が新しいアライナー10へフィッティングされる準備ができていることを歯科矯正医に通知してよい。他の例では、設定された閾値を上回る圧力測定値を特定のセンサ18が提供する場合に、治療追跡ソフトウェアアプリケーション62は、警告93を生成し、アライナー10および/または患者の歯が、歯根吸収を防ぐために早急の評価を必要とし得ることを歯科矯正医に通知してよい。警告93は、歯科矯正医または治療の専門家へのEメール、テキストメッセージ、治療追跡ソフトウェアアプリケーション62の通知部を介して利用可能な内部メッセージ、または特定の閾値が満たされる、もしくは任意の他のトリガが収集された圧力データにより作動させられたことを歯科矯正医または治療の専門家に通知するための任意の他のメカニズムの形態であってよい。警告93は、患者の名前または電話番号等の患者の識別情報95を含んでよい。警告93は、特定の警告93をトリガした元となる問題の受信を報告するための問題97を含んでよい。図12に図示される特定の警告93では、「歯3」に関連付けられるセンサ18は、歯についての最大設定圧力閾値を越えた圧力測定値を生成した。従って、このような圧力測定値は、治療追跡ソフトウェアアプリケーション62を作動させ、通知93が応答して生成された。
【００４９】
同様に、図13は、警告93を生成するためのプロセス101の実施形態を示す。プロセス101はステップ103で始まり、ここで歯科矯正医または治療の専門家が患者の各歯についての最大圧力閾値を設定する。代替的に、全体的な単一の最大閾値が、患者の全ての歯について設定されてよい。その後、ステップ103はステップ105に進む。ステップ105において、歯科矯正医または治療の専門家は、患者の各歯について最小圧力閾値を設定する。同様に、全体的な単一の最小閾値が患者の全ての歯について設定されてよい。その後、ステップ105はステップ107に進む。
【００５０】
ステップ107において、特定のアライナー10内の各センサからの圧力測定値が収集され、その後ステップ107はステップ109に進む。ステップ109において、収集された圧力測定値のいずれかが、ステップ103において提供される最大圧力閾値を上回るか否かについての判断が行われる。収集された圧力測定値の少なくとも1つが最大圧力閾値を上回ると判断される場合(判断ステップの「YES」の分岐)、ステップ107はステップ111に進む。収集された圧力測定値のいずれも最大圧力閾値を上回らない場合(判断ステップの「NO」の分岐)、ステップ107はステップ109に進む。
【００５１】
ステップ109において、収集された各圧力測定値が、ステップ105において提供される関連付けられた最小圧力閾値を下回るか否かについての判断が行われる。収集された各圧力測定値が、それらの関連付けられた最小圧力閾値を下回る場合(判断ステップの「YES」の分岐)、ステップ109はステップ111に進む。代替的に、収集された1つまたは複数の圧力測定値が、それらの関連付けられた最小圧力閾値を下回らない場合(判断ステップの「NO」の分岐)、ステップ109はステップ107に戻る。
【００５２】
ステップ111において、警告が、元となる問題に基づいて生成される。例えば、圧力測定値が、関連付けられた最大圧力閾値を上回ると判断される場合、ステップ111は、この問題に関連する情報を用いて警告を生成し、歯科矯正医、またはさらに言えば元となる問題の解決の仕方を歯科矯正医と連携する患者等の適切な実体に警告を渡す。同様に、圧力測定値の全てが、それらに関連付けられた最小圧力閾値を下回る場合、ステップ111は、この情報を用いて警告を生成し、適切な実体へ警告を送信する。その後、現在のアライナーがアライナーに対する正しい位置に患者の歯を動かしたことを警告が歯科矯正医に通知するとき、歯科矯正医は、患者のための新しいアライナーをフィッティングするために患者との予約をスケジュールしてよい。適切な警告がステップ111によって生成された後、ステップ111はステップ107に戻る。
【００５３】
本発明のデバイス、システム、および方法は、歯科矯正医が元となる歯にかかる力の量を定量化することを可能にするため、幾つかの利益を実現し得る。例えば、歯科矯正医がアライナーにアクセスする来診におけるチェックとは対象的に、歯科矯正医は、ここにおいて必要な予約のみをスケジュールしてもよい。さらに、患者が新しいアライナーについて準備できているときを正確に判断することによって治療はより効果的であり、歯科矯正医は、最小のケースリローディングを伴う歯列矯正治療を完了するための最短、最速の道筋を決定することができる。そのように、全治療期間は短縮され、歯科矯正医または治療の専門家に対する全体の作業費用が削減される。
【００５４】
作業において、歯列矯正治療の専門家は、歯の咬合および歯の位置を検討することによって患者の初期評価を行う。その後、治療の専門家は、患者の歯および咬合の元の位置から最終的な位置への特定の移動を処方する患者に対する治療計画を決定する。この治療計画に従って、アライナーは、患者の歯を元の位置から最終的な位置に動かすように構築される。上記したように、アライナー10は各歯12に近接したセンサ18を含み、これにより各センサ18が、センサ18に関連付けられる元となる歯12に対して圧力情報を生成することができる。センサ18はアライナー10に封入されるので、センサ18は、患者の口の中に存在する摩擦および湿気から保護される。
【００５５】
本発明の実施形態では、治療の専門家のオフィス58におけるアライナー10の初期のフィッティング期間において、治療の専門家は、アライナー10内の各センサ18から圧力データを収集する。これは、各歯12がアライナー10からの適切な範囲内の圧力を受けていることを確実にし、処方された治療計画に従ってアライナーが適切に構築されたことを検証する。治療の専門家は、患者の歯に近接して検知機器56を置き、検知機器56からセンサ18に入力信号を送信することで圧力値を収集する。センサ18は、特定の歯12におけるアライナー10からの圧力を示す出力信号54を返信で生成する。検知機器56がセンサ18からの全ての圧力値を収集した後、検知機器56は、治療追跡サーバ60の治療追跡データベース64に記録されるように収集された圧力データを治療追跡ソフトウェアアプリケーション62に送信する。
【００５６】
各センサ18は、変形層がそれら2つの間に配置される2つの誘導電極を含んでよい。図5に例示されるように、底面誘導電極26および上面誘導電極38は、変形層32による距離だけ間隔が置かれる。圧力量の違いは、変形層を変形または圧縮し、次に2つの誘導電極の間の距離を変化させることにより底面誘導電極26および上面誘導電極38の間の距離を変化させる。入力信号52がセンサ18に送信されるとき、出力信号54は、底面誘導電極26および上面誘導電極38の間の距離に関連して変化する。この変化は、アライナー10が特定の歯12に与えている圧力値を提供する。
【００５７】
患者の歯におけるアライナー10の初期のフィッティングの後に、患者はオフィス58を離れ、患者の家66に戻る。本発明の実施形態では、治療の専門家は、患者の家66における使用のために通信機器だけでなく検知機器56を患者に提供する。治療の専門家は、日のある時間において検知機器56によりアライナー10から圧力データを収集するために患者のための計画を処方する。例えば、治療の専門家は、4時間毎または1日に一度、圧力値を測定するように患者に依頼する。適切な時間に、患者は、アライナー10と近接して検知機器56を置き、圧力データを収集する。検知機器56は、アライナー10内の各センサ18について底面誘導電極26および上面誘導電極38を共振させるために入力信号52を生成する。その後、各センサ18は、関連付けられる歯12にアライナー10が現在与えている圧力値を示す出力信号54で応答する。検知機器56は、全ての出力信号54を収集し、この情報を通信デバイス68に転送するように構成される。その後、アプリケーション70を介して通信デバイス68は、収集された圧力値を、オフィス58内の治療追跡サーバ60に存在する治療追跡ソフトウェアアプリケーション62にネットワーク67を介して転送する。収集された情報は、治療の専門家による使用のために治療追跡データベース64内に記録される。代替的に、検知機器56は、検知機器56からの圧力値をネットワーク67を介して治療追跡ソフトウェアアプリケーション62に直接転送することを可能にする機能を含んでよい。本発明の他の実施形態では、患者には、検知機器56が提供されない。そうではなく、患者は、スマートフォン72等の患者のパーソナルコンピューティングデバイス上にソフトウェアアプリケーション74をダウンロードするように招待される。ソフトウェアアプリケーション74は、NFC通信機能等の患者のスマートフォン72の組み込み機能を使用して、入力信号52を生成し、出力信号54を収集する。その後、スマートフォン72は、セルラデータ送信機能、またはインターネットへの接続などのさらなる組み込み機能を使用して、収集された圧力値をネットワーク67を介して治療追跡ソフトウェアアプリケーション62に送信してよい。
【００５８】
その後、治療の専門家は、治療追跡ソフトウェアアプリケーション62のインターフェイスによって、収集された圧力値を検討し得る。治療の専門家は、治療追跡データベース64に問い合わせる、またはそうでなければ、患者の治療を監督するために必要な任意の方法で、元となる圧力値データを操作し得る。いずれかの収集された圧力値が適正な範囲を外れる場合、治療の専門家は、患者に連絡を取り、必要に応じて圧力の問題の解決を進める。治療追跡ソフトウェアアプリケーション62は、収集された圧力値を各歯12についての最大閾値および/または最小閾値と比較し、治療追跡ソフトウェアアプリケーション62が収集された圧力値は特定の閾値の外にあると判断する場合に警告を生成するように構成される。この警告は、アライナー10に関する圧力の問題の受信を通知する、治療の専門家または患者に通信されるテキストメッセージまたはEメールメッセージの形態であってよい。その後、治療の専門家は、患者に関する圧力の問題を修正するためのステップを進める。
【００５９】
治療追跡ソフトウェアアプリケーション62は、各センサ18について収集された圧力値の全てが、治療計画の進行における次のアライナー10への患者の移行を推奨する設定された範囲内にあることを判断してもよい。治療追跡ソフトウェアアプリケーション62は、このデータを治療の専門家に受動的に提供してもよいし、収集された圧力値の全てが、患者を次のアライナー10に移行させることが適切である範囲内にあることの受信を報告する治療の専門家への通知を生成してもよい。
【００６０】
一般的に、オペレーティングシステムの一部または特定のアプリケーションとして実施されるか否かにかかわらず、本発明の実施形態を実施するために実行されるルーチン、構成要素、プログラム、オブジェクト、モジュールもしくは命令シーケンス、またはさらに言えばそれらの部分集合は、「コンピュータプログラムコード」または単に「プログラムコード」として本明細書では称され得る。典型的にプログラムコードは、コンピュータ可読命令を含み、コンピュータ可読命令は、コンピュータ内の様々なメモリおよび記録デバイス内に様々な時間において存在し、コンピュータ内の1つまたは複数のプロセッサによって読み取られ実行されるときに、コンピュータに本発明の実施形態の様々な態様を実施する動作および/または構成要素を実行するのに必要な動作を実行させる。本発明の実施形態の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、例えば、アッセンブル言語、または1つもしくは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれるソースコードもしくはオブジェクトコードであってよい。
【００６１】
本明細書で説明される様々なプログラムコードは、本発明の特定の実施形態で実施されるアプリケーションに基づいて特定される。一方で、続くいかなる特定のプログラムの命名も単に便宜的に用いられるのみであり、したがって本発明が、そのような命名によって識別または示唆される任意の特定のアプリケーションのみで使用されると限定されるべきではないことは理解されるべきである。さらに、典型的なコンピュータ(例えば、オペレーティングシステム、ライブラリ、API、アプリケーション、アプレット等)内に存在する様々なソフトウェアレイヤの中にプログラム機能が割り当てられ得る様々な方法だけでなく、コンピュータプログラムがルーチン、手順、方法、モジュール、オブジェクト等に編成される一般に際限のない数の方法が与えられれば、本発明の実施形態は、本明細書で説明されるプログラム機能の特定の編成および配置に限定されない。
【００６２】
本明細書において説明される任意のアプリケーション/モジュールにおいて具現化されるプログラムコードは、異なる形態の種類のプログラム製品として個々に、または一括して配布されることが可能である。特に、プログラムコードは、本発明の実施形態の態様をプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記録媒体を使用して配布されてよい。
【００６３】
本質的に非一時的であるコンピュータ可読記録媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、またはその他のデータ等の情報の記録のための任意の方法または技術で実施される、揮発性および不揮発性ならびにリムーバブルおよび非リムーバブル有形的表現媒体を含んでよい。コンピュータ可読記録媒体は、RAM、ROM、消去可能プログラマブル・リードオンリメモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル・リードオンリメモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、もしくはその他の任意のソリッドステートメモリ技術、ポータブルコンパクトディスク・リードオンリメモリメモリ(CD-ROM)もしくはその他の光学記録装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記録装置、もしくはその他の磁気記録装置、または所望の情報を記録するために使用可能であるとともにコンピュータによって読取り可能な任意のその他の媒体をさらに含んでよい。コンピュータ可読記録媒体は、それ自体が一時的な信号として構築されるべきではない(例えば、無線波もしくはその他の伝播する電磁波、導波管などの送信媒体を介して伝播する電磁波、または有線を介して送信される電気信号)。コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、その他の種類のプログラム可能なデータ処理装置、もしくはその他のデバイスに、コンピュータ可読記録媒体からダウンロードされてもよいし、またはネットワークを介して外部コンピュータまたは外部記録デバイスにダウンロードされてもよい。
【００６４】
コンピュータ可読媒体内に記録されるコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、その他の種類のプログラム可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスを、特定の方法で機能するように指示するために用いられてよく、それにより、コンピュータ可読媒体内に記録された命令が、フローチャート、シーケンスダイアグラム、および/またはブロックダイアグラムで特定される機能、活動、および/または動作を実施する命令を含む製品を作り出す。コンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、またはその他のプログラム可能なデータ処理装置の1つまたは複数のプロセッサに、マシンを生成するために提供されてよく、これにより、1つまたは複数のプロセッサを介して実行する命令は、一連の計算に、フローチャート、シーケンスダイアグラム、および/またはブロックダイアグラムで特定される機能、活動、および/または動作を実施させる。
【００６５】
ある代替的な実施形態では、フローチャート、シーケンスダイアグラム、および/またはブロックダイアグラムで特定される機能、活動、および/または動作は、本発明の実施形態と整合して、再度順序付けされ、順次処理され、および/または同時に処理されてよい。さらに、フローチャート、シーケンスダイアグラム、および/またはブロックダイアグラムのいずれも、本発明の実施形態と整合して、説明されたものよりも多いまたは少ないブロックを含んでもよい。
【００６６】
本明細書において使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明の実施形態を限定することを意図しない。本明細書において使用されるように、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈で明確に示されない限り複数形も含む。さらに、語句「comprises(含む/備える)」および/または「comprising(含む/備える)」は、本明細書で使用される場合、説明される特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を特定するものであり、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはそれらの組の追加または存在を除外するものではない。さらに、語句「includes(含む)」、「having(有する)」、「has(有する)」、「with(有する)」、「comprised of(含む)」、またはそれらの変形が発明の詳細な説明または特許請求の範囲のいずれかで使用される限り、これらの語句は、語句「comprising(含む/備える)」と同様の方法で包含的であることが意図される。
【００６７】
様々な実施形態の説明によって本発明の全体が説明され、これらの実施形態がかなり詳細に説明されてきたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制限または何らかの形で限定することが出願人の意図ではない。追加の利益および変更は当業者には明らかである。従って、より広い態様での本発明は、特定の詳細、代表的な装置および方法、ならびに示され説明された説明に役立つ例示に限定されない。従って、出願人の一般的な発明概念の趣旨および範囲を逸脱することなく、そのような詳細からの逸脱が行われてよい。
【符号の説明】
【００６８】
２  歯
４  歯肉組織
６  回転中心
８  最適範囲
１０  アライナー
１２  歯の組
１２Ａ  歯
１２Ｂ  歯
１４  外層
１６  内層
１８，１８Ａ，１８Ｂ  センサ
２０  底面フィルム、第１の層
２２  底面フィルムの上面
２４  底面フィルムの底面
２６  底面誘導電極、第２の層
２８  底面誘導電極の上面
３０  底面誘導電極の底面
３２  変形層、第３の層
３３  変形層の変形要素
３４  変形層の上面
３５  変形層の土台
３６  変形層の底面
３７  変形層の頂点
３８  上面誘導電極、第４の層
４０  上面誘導電極の上面
４２  上面誘導電極の底面
４４  上面フィルム、第５の層
４６  上面フィルムの上面
４８  上面フィルムの底面
５０  無線信号源
５２  入力信号
５４，５４Ａ，５４Ｂ  出力信号
５６  検知機器
５７  動作環境
５８  オフィス
６０  治療追跡サーバ
６２  治療追跡ソフトウェアアプリケーション
６３，６３Ａ，６３Ｂ  インターフェイス
６４  治療追跡データベース
６６  家
６７  ネットワーク
６８  通信デバイス
７０  アプリケーション
７２  スマートフォン
７４  ソフトウェアアプリケーション
７６  コンピュータシステム
７８  プロセッサ
７９  現在の圧力圧力
８０  メモリ
８１  平均圧力
８２  大容量記録デバイス
８３  目標圧力閾値
８４  入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェイス
８５  インジケータ
８６  ヒューマンマシンインターフェイス（ＨＭＩ）
８８  外部リソース
９０  オペレーティングシステム
９２  アプリケーション
９３  警告、通知
９４  データ構造
９５  識別情報
９６  データベース
９７  問題
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
2017047206000001.pdf