(57)【要約】【課題】患者の１つまたは複数の歯科画像から歯科修復製品の設計を生成するための技術を提供すること。【解決手段】本方法は、患者の歯の状態の変化より前のその患者の歯の状態の３次元（３Ｄ）画像を取得するステップと、次いで、その患者の歯の状態の変化を判定するステップとを含み得る。歯科修復製品の設計が、歯の状態の変化より前の歯の状態の３Ｄ画像に基づいて患者の少なくとも１つの歯について自動的に生成され得る。様々な他のコンピュータ実装方法、システム、およびコンピュータ可読媒体もまた、開示される。【選択図】図２
2017006658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の１つまたは複数の歯科画像から歯科修復製品(a dental restorative product) の設計を生成する方法（７００）であって、
前記患者の歯の状態(dentition)の変化より前の前記患者の歯の状態の３次元（３Ｄ）画像を取得するステップ（７１０）と、
前記患者の歯の状態の前記変化を判定するステップ（７２０）と、
歯の状態の前記変化より前の歯の状態の前記３Ｄ画像に少なくとも基づいて、前記患者の少なくとも１つの歯の歯科修復製品の設計をプロセッサによって自動的に生成するステップ（７３０）と
を含む、方法。
【請求項２】
前記患者の歯の状態の前記変化を判定するステップが、前記患者の歯の状態の前記変化の後の前記患者の変化後の３Ｄ画像を取得するステップをさらに含み、前記生成するステップが、歯の状態の前記変化より前の歯の状態の前記３Ｄ画像と前記変化後の３Ｄ画像との少なくとも１つの差に基づいて前記設計を生成するステップをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記設計に基づいて前記歯科修復製品を製造するステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記歯科修復製品を製造するステップが、
フライス盤(milling machine)および積層造形デバイス(additive manufacturing device)から成るグループから選択された少なくとも１つを含む製造(fabrication)デバイス（１５０）に前記設計を送信するステップであって、前記患者の歯の状態の３Ｄ画像を取得する前記ステップが歯科医院において実行され、前記製造デバイスが前記歯科医院内に置かれる、ステップと、
前記設計に基づいて前記製造デバイスを使用して前記歯科修復製品を製造するステップと
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記積層造形デバイスが、ステレオリソグラフィおよびデジタル光処理から成るグループから選択された少なくとも１つを使用する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記患者の歯の状態の前記３Ｄ画像を取得するステップが、口腔内イメージングデバイスおよびボリュメトリック(volumetric)歯科イメージングデバイスから成るグループから選択された少なくとも１つを備えるイメージングデバイスから歯の状態の前記３Ｄ画像を獲得するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記患者の歯の状態の前記３Ｄ画像を取得するステップが、
非電離(non-ionizing)スキャナを使用して前記患者の口腔内画像を獲得するステップであって、前記口腔内画像が、表面形状(surface geometry)ファイルを含み、前記非電離スキャナが、光学スキャナおよびレーザスキャナから成るグループから選択された少なくとも１つを含む、ステップ、または、
Ｘ線コンピュータ断層撮影、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、および超音波イメージングから成るグループから選択された少なくとも１つを使用して前記患者のボリュメトリック歯科画像を獲得するステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記患者の歯の状態の前記３Ｄ画像を取得するステップが、
非電離イメージングデバイスを使用して前記患者の口腔内画像を獲得するステップと、
前記口腔内画像に基づいて歯周組織の上の歯の歯冠表面(crown surface)を判定するステップと、
Ｘ線ベースのイメージングデバイスを使用し、前記患者のボリュメトリック歯科画像を獲得するステップと、
前記ボリュメトリック歯科画像に基づいて前記歯周組織に囲まれた根の組織(root tissue)の少なくとも一部を含む前記歯の歯組織(tooth tissue)の形状(geometry)を判定するステップと、
画像登録プロセスを使用し、前記口腔内画像および前記ボリュメトリック歯科画像の組合せに基づいて、前記歯冠表面および前記根の組織の少なくとも一部を含む歯の状態の前記３Ｄ画像を生成するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記設計が、コンピュータ支援設計フォーマット（ＣＡＤフォーマット）ファイルおよび画像ファイルから成るグループから選択された少なくとも１つを備え、
前記歯科修復製品が、歯科補綴物(prosthesis)、義歯(denture)、インプラント、インレー、詰め物(filling)、プラグ(plug)、歯冠、オンレー(onlay)、およびベニア(veneer)から成るグループから選択された少なくとも１つを備える、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記患者に関連するパーソナル化ライブラリ内の歯の状態の前記変化より前の前記患者の歯の状態の前記３Ｄ画像をデータ記憶デバイスに記憶するステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記患者の歯の状態の前記３Ｄ画像をセグメント化して歯の歯冠データを生成するステップと、
前記歯冠データを処理して歯冠設計ファイルを生成するステップと、
前記患者に関連するパーソナル化ライブラリに前記歯冠設計ファイルを記憶するステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１２】
前記生成するステップが、
前記パーソナル化ライブラリから前記歯冠設計ファイルを取得するステップと、
前記歯冠設計ファイルに基づいて前記歯科修復製品の前記設計を生成するステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記患者の歯の状態の３Ｄ画像を取得するステップが、歯に損傷が生じるより前にデータ記憶デバイスのパーソナル化ライブラリに前に保存された外傷前(pre-trauma)の設計ファイルを取得するステップをさらに含み、
前記患者の歯の状態の前記変化を判定するステップが、前記歯に損傷が生じた後(post-trauma)の前記パーソナル化ライブラリに保存された外傷後の設計ファイルを取得するステップをさらに含み、
前記設計を生成するステップが、
前記歯の前記外傷前の設計ファイルと前記外傷後の設計ファイルとを比較するステップと、
前記外傷前の設計ファイルと前記外傷後の設計ファイルとの比較に基づいて歯科修復製品ファイルを生成するステップであって、前記歯科修復製品ファイルが、前記外傷前の設計ファイルには存在するが前記外傷後の設計ファイルにはない歯組織(tooth tissue)を含む、ステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記患者の歯の状態の前記３Ｄ画像をセグメント化するステップが、
歯の状態の前記３Ｄ画像において歯組織および非歯組織(non-tooth tissue)を区別するステップと、
歯の状態の前記３Ｄ画像内の前記歯組織に基づいて前記歯の前記歯冠データ(crown data)を生成するステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
歯の状態の前記変化より前の前記患者の歯の状態の３次元画像を取得する前記ステップの後に歯の状態の前記変化をもたらす修復のために歯を準備するステップをさらに含み、歯の状態の前記変化を判定する前記ステップが、前記準備するステップの後に、前記患者の変化後の３Ｄ画像を取得するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
請求項０に記載の方法を実装するために実行されるようになされた複数の命令を備える少なくとも１つの非一時的(non-transitory)機械(machine)可読記憶媒体。
【請求項１７】
患者の１つまたは複数の歯科画像から歯科修復製品の設計を生成するように構成された歯科コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システム（１００）であって、
前記患者の歯の状態の変化より前の前記患者の歯の状態の３次元（３Ｄ）画像を取得し、
前記患者の歯の状態の前記変化を判定し、
歯の状態の前記変化より前の歯の状態の前記３Ｄ画像に少なくとも基づいて前記患者の少なくとも１つの歯の歯科修復製品の設計を自動的に生成する
ように構成された計算回路を有する、システム（１００）。
【請求項１８】
前記患者の歯の状態の前記変化の後の前記患者の変化後の３Ｄ画像を取得し、
歯の状態の前記変化より前の歯の状態の前記３Ｄ画像と前記変化後の３Ｄ画像との少なくとも１つの差に基づいて前記設計を生成する
ようにさらに構成された、請求項１７に記載の計算回路。
【請求項１９】
前記設計に基づいて前記歯科修復製品を製造する
ようにさらに構成された、請求項１７に記載の計算回路。
【請求項２０】
口腔内イメージングデバイスおよびボリュメトリック歯科イメージングデバイスから成るグループから選択された少なくとも１つを備えるイメージングデバイスから歯の状態の前記３Ｄ画像を獲得する
ようにさらに構成された、請求項１７に記載の計算回路。
【請求項２１】
患者の１つまたは複数の歯科画像（１３４）から歯科修復製品の設計を生成するように動作可能なシステム（１００）であって、
前記患者の歯の状態の変化より前の前記患者の歯の状態の３次元（３Ｄ）画像を取得する
ように構成された、イメージングモジュール（１４４）と、
前記患者の歯の状態の前記変化を判定し、
歯の状態の前記変化より前の歯の状態の前記３Ｄ画像に少なくとも基づいて前記患者の少なくとも１つの歯の歯科修復製品の設計を自動的に生成する
ように構成された、設計モジュール（１４８）と
を備える、システム（１００）。
【請求項２２】
イメージングモジュール（１４４）が、
前記患者の歯の状態の前記変化の後の前記患者の変化後の３Ｄ画像を取得するようにさらに構成され、
前記設計モジュールが、
歯の状態の前記変化より前の歯の状態の前記３Ｄ画像と前記変化後の３Ｄ画像との少なくとも１つの差に基づいて前記設計を生成するようにさらに構成された、
請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
フライス盤および積層造形デバイスから成るグループから選択された少なくとも１つを備える製造(manufacturing)デバイス（１５０）であって、前記設計に基づいて前記歯科修復製品を製造するように構成された製造デバイス
をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
口腔内イメージングデバイスおよびボリュメトリック歯科イメージングデバイスから成るグループから選択された少なくとも１つを備える画像獲得デバイス（１１０）であって、歯の状態の前記３Ｄ画像を獲得するように構成された画像獲得デバイス
をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記患者に関連するパーソナル化ライブラリに歯の状態の前記変化より前の前記患者の歯の状態の前記３Ｄ画像を記憶するように構成された記憶デバイス（１３０）
をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[1]本発明の実施形態は、歯の人工装具の製造に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、３次元（３Ｄ）印刷および他の製造技法を使用する修復（たとえば、歯の人工装具）の設計および製造のための歯の状態の画像の取込みおよび記憶に関する。
【背景技術】
【０００２】
[2]ある種の口腔内画像システムは、歯科医が患者の口の３Ｄ画像を生成し、コンピュータ表示モニタに歯の組織分布的特性を表示することを可能にする。３Ｄ画像は、３Ｄ空間に固定された座標系の点群の形をとり得る。表面が、患者の口の内側の軟および硬組織の組織分布マップを生成するために、この点群に適合され得る。口腔内イメージングデバイスは、様々な非電離放射線（たとえば、常光およびレーザ放射）を使用して患者の歯の状態の点群または表面データを作成することができる。
【０００３】
[3]コーンビームコンピュータ断層撮影法（ＣＢＣＴ：ｃｏｎｅ  ｂｅａｍ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、歯ならびに周囲の骨格および軟組織の画像を生成するために、画像処理システムのアルゴリズムまたはソフトウェアと結合された回転ＣＢＣＴスキャナガントリの使用を含む。ＣＢＣＴスキャナは、高エネルギ放射（たとえば、Ｘ線放射）を使用して患者の３Ｄ画像を生成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明の一実施例は、例えば、歯科画像からの歯科修復製品の設計の生成に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[4]一実施形態で、本発明は、患者の１つまたは複数の歯科画像から歯科修復製品の設計を生成するための方法を提供する。本方法は、患者の歯の状態の変化より前のその患者の歯の状態の３Ｄ画像を取得するステップを含む。患者の歯の状態の変化を判定するステップが、後に続く。本方法の次のステップは、歯の状態の変化より前の歯の状態の３Ｄ画像に少なくとも基づいて患者の少なくとも１つの歯の歯科修復製品の設計を自動的に生成するステップである。歯科修復製品の設計の自動的生成は、プロセッサを使用する。本方法は、機械上の命令として実行することができ、その命令は、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体または１つの非一時的機械可読記憶媒体に含まれる。
【０００６】
[5]一例では、患者の歯の状態の変化を判定するステップは、患者の歯の状態が変化した後のその患者の変化後の３Ｄ画像を取得するステップを含み、そして、生成するステップは、歯の状態の変化より前の歯の状態の３Ｄ画像と変化後の３Ｄ画像との少なくとも１つの差に基づいて設計を生成するステップをさらに含む。本方法は、その設計に基づいて歯科修復製品を製造するステップをさらに含み得る。患者の歯の状態の３Ｄ画像を取得するステップは、歯科医院で実行される。歯科修復製品を製造するステップは、設計を製造デバイスに送信するステップと、その設計に基づいて製造デバイスを使用して歯科修復製品を製造するステップとをさらに含み得る。製造デバイスは、歯科医院に置かれたフライス盤または積層造形デバイスを含み得る。積層造形デバイスは、ステレオリソグラフィ、３Ｄ印刷、またはデジタル光処理ベースの３Ｄ印刷を使用することができる。
【０００７】
[6]もう１つの例では、患者の歯の状態の３Ｄ画像を取得するステップは、イメージングデバイスから歯の状態の画像を獲得するステップを含み、イメージングデバイスは、口腔内イメージングデバイスを含む。歯の状態の３Ｄ画像を取得するステップは、非電離スキャナを使用するステップを含み得る。非電離スキャナは、光学スキャナまたはレーザスキャナを含み得る。口腔内画像は、ステレオリソグラフィファイルまたは他のタイプの表面形状ファイルを含み得る。別法として、患者の３Ｄ画像を取得するステップは、ＣＢＣＴ、他のタイプのコンピュータ断層撮影（ＣＴ：ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、ボリュメトリック断層撮影（ＶＴ：ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、または当技術分野で知られている任意の他の適切なボリュメトリックイメージング方法を含むがこれらに限定されない、Ｘ線イメージングを使用して患者のボリュメトリック歯科画像を獲得するステップを含み得る。画像は、たとえば、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ：ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）または超音波イメージングを含む、他の技法またはモダリティを使用して、取得することができる。
【０００８】
[7]さらに別の例では、患者の歯の状態の３Ｄ画像を取得するステップは、（１）非電離スキャナを使用して患者の口腔内画像を獲得するステップと、（２）口腔内画像に基づいて歯周組織の上の歯の歯冠表面を判定するステップと、（３）Ｘ線ベースの技術を使用して患者のボリュメトリック歯科画像を獲得するステップと、（４）ボリュメトリック歯科画像に基づいて歯周組織に囲まれた根の組織の少なくとも一部を含む歯の歯組織の形状を判定するステップと、（５）反復最接近点（ＩＣＰ：ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  ｃｌｏｓｅｓｔ  ｐｏｉｎｔ）プロセスまたは４点合同セット（４ＰＣＳ：４  ｐｏｉｎｔ  ｃｏｎｇｒｕｅｎｔ  ｓｅｔ）プロセスを使用して、口腔内画像およびボリュメトリック歯科画像の組合せに基づいて、歯冠表面および根の組織の少なくとも一部を含む歯の状態の３Ｄ画像を生成するステップとをさらに含む。
【０００９】
[8]設計は、コンピュータ支援設計フォーマット（ＣＡＤフォーマット）ファイルまたは画像ファイルを含み得る。歯科修復製品は、歯科補綴物、義歯、インプラント、インレー、詰め物、プラグ、歯冠、オンレー、またはベニアを含み得る。もう１つの例で、本方法は、患者に関連するパーソナル化ライブラリ内のその患者の歯の状態の変化より前の歯の状態の３Ｄ画像をデータ記憶デバイスに記憶するステップをさらに含み得る。
【００１０】
[9]もう１つの例では、本方法は、患者の歯の状態の３Ｄ画像をセグメント化して歯の歯冠データを生成するステップと、その歯冠データを処理して歯冠設計ファイルを生成するステップと、その患者に関連するパーソナル化ライブラリにおいてその歯冠設計ファイルを記憶するステップとを含む。１つの構成では、患者の少なくとも１つの歯の歯科修復製品の設計を生成するステップは、パーソナル化ライブラリから歯冠設計ファイルを取得するステップと、その歯冠設計ファイルに基づいて歯科修復製品の設計を生成するステップとを含む。もう１つの構成では、患者の歯の状態の３Ｄ画像を取得するステップは、歯に損傷が生じる前にデータ記憶デバイスのパーソナル化ライブラリに前に保存された外傷前の設計ファイルを取得するステップをさらに含む。患者の歯の状態の変化を判定するステップは、歯に損傷が生じた後にパーソナル化ライブラリに保存された外傷後の設計ファイルを取得するステップをさらに含む。
【００１１】
[10]患者の歯の歯科修復製品の設計を生成するステップは、歯の外傷前の設計ファイルと外傷後の設計ファイルとを比較するステップをさらに含む。歯科修復製品ファイルが、外傷前の設計ファイルと外傷後の設計ファイルとの比較に基づいて生成される。歯科修復製品ファイルは、外傷前の設計ファイルには存在するが外傷後の設計ファイルにはない歯組織を含み得る。もう１つの構成では、患者の歯の状態の３Ｄ画像をセグメント化するステップは、歯の状態の３Ｄ画像において歯組織および非歯組織を区別するステップと、歯の状態の３Ｄ画像内の歯組織に基づいて歯の歯冠データを生成するステップとをさらに含む。
【００１２】
[11]もう１つの例では、本方法は、患者の歯の状態の変化より前の歯の状態の３次元画像を取得するステップの後で、歯の状態の変化を判定するステップの前に、歯の修復の準備をするステップをさらに含み得る。歯の修復の準備をするステップは、歯の状態の変化をもたらす。歯の状態の変化を判定するステップは、患者の変化後の３Ｄ画像を取得するステップをさらに含む。
【００１３】
[12]もう１つの実施形態では、本発明は、患者の１つまたは複数の歯科画像から歯科修復製品の設計を生成するように構成された計算回路（たとえば、プロセッサまたはコントローラ）を有する歯科コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムを提供する。その計算回路は、患者の歯の状態の変化より前のその患者の歯の状態の３Ｄ画像を取得し、患者の歯の状態の変化を判定し、患者の歯の状態の変化および歯の状態の変化より前の歯の状態の３Ｄ画像に基づいて患者の少なくとも１つの歯の歯科修復製品の設計を自動的に生成するように構成される。
【００１４】
[13]一例では、計算回路は、前述の方法を実装するように構成される。たとえば、計算回路は、患者の歯の状態の変化の後のその患者の変化後の３Ｄ画像を取得し、歯の状態の変化より前の歯の状態の３Ｄ画像と変化後の３Ｄ画像との少なくとも１つの差に基づいて設計を生成するように構成することができる。計算回路は、その設計に基づいて歯科修復製品を製造するようにさらに構成することができる。もう１つの例で、計算回路は、口腔内イメージングデバイスまたはボリュメトリック歯科イメージングデバイスを含むイメージングデバイスから歯の状態の３Ｄ画像を獲得するようにさらに構成される。
【００１５】
[14]もう１つの実施形態では、本発明は、患者の１つまたは複数の歯科画像から歯科修復製品の設計を生成するように動作可能なシステムを提供する。本システムは、イメージングモジュールおよび設計モジュールを含み得る。イメージングモジュールは、患者の歯の状態の変化より前のその患者の歯の状態の３Ｄ画像を生成および／または取得するように構成することができる。設計モジュールは、患者の歯の状態の変化を判定し、患者の歯の状態の変化および歯の状態の変化より前の歯の状態の３Ｄ画像に基づいて患者の少なくとも１つの歯の歯科修復製品の設計を自動的に生成するように構成することができる。
【００１６】
[15]一例では、本システムは、前述の方法を実装するように構成することができる。たとえば、イメージングモジュールは、患者の歯の状態の変化の後のその患者の変化後の３Ｄ画像を取得するようにさらに構成することができ、設計モジュールは、歯の状態の変化より前の歯の状態の３Ｄ画像と変化後の３Ｄ画像との少なくとも１つの差に基づいて設計を生成するようにさらに構成することができる。もう１つの例で、本システムは、設計に基づいて歯科修復製品を製造するための製造デバイスを含む。その製造デバイスは、フライス盤または積層造形デバイスを含み得る。もう１つの例で、本システムは、歯の状態の３Ｄ画像を獲得または生成するための画像獲得デバイスを含む。イメージングデバイスは、口腔内イメージングデバイスまたはボリュメトリック歯科イメージングデバイスを含み得る。もう１つの構成では、本システムは、患者に関連するパーソナル化ライブラリに歯の状態の変化より前の患者の歯の状態の３Ｄ画像を記憶するための記憶デバイス（たとえば、揮発性または不揮発性メモリ）を含む。
【００１７】
[16]本発明の他の態様が、詳細な説明および添付の図面を考慮することによって、明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】[17]セグメント化モジュールを使用して患者の１つまたは複数の歯科画像のパーソナル化ライブラリから歯科修復製品の設計を生成するためのシステムを示す図である。
【図２】[18]患者の１つまたは複数の歯科画像のパーソナル化ライブラリから歯科修復製品の設計を生成するためのシステムを示す図である。
【図３】[19]図３Ａは、表面データおよび／または点群データを含む口腔内の光学スキャン画像を示す図である。[20]図３Ｂは、口腔内の光学スキャン画像にオーバレイされたセグメント化された歯冠データを示す図である。
【図４】[21]コーンビームコンピュータ断層撮影法（ＣＢＣＴ）スキャンからのボリュメトリック画像を示す図である。
【図５】[22]患者の１つまたは複数の歯科画像のパーソナル化ライブラリを作成するための方法を説明する流れ図の一例を示す図である。
【図６】[23]患者特有のカスタムアナトミー（ａｎａｔｏｍｙ）ライブラリを使用するインレーの設計の一例を示すブロック図である。
【図７】[24]患者の１つまたは複数の歯科画像から歯科修復製品の設計を生成する方法の一例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[25]本発明のいずれかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に表記されるまたは以下の図面に示される構造の詳細および構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施または実行することができる。異なる図面内の同じ参照番号は、同じ要素を表す。流れ図およびプロセスにおいて提供される番号は、ステップおよび動作の説明を明確にするために提供され、特定の順番または順番列を必ずしも示さない。
【００２０】
[26]本発明の実施形態は、特に、患者の歯の状態の口腔内画像の取込みおよび記憶と３Ｄ印刷または積層造形を使用する歯科修復製品（たとえば、歯科補綴物）の迅速な設計および製造のための３Ｄコンピュータ支援設計およびコンピュータ支援製造（ＣＡＤ／ＣＡＭ）システムにおけるそれらの画像の使用とのための方法およびシステムに関する。本発明の実施形態はまた、統合されたインプラントプランニングおよび修復設計のための融合した口腔内スキャンおよびＣＢＣＴ画像に関する。歯の状態は、歯と、口の中でのそれらの配置とに関する。
【００２１】
[27]修復設計システム（ソフトウェアを含む）の口腔内光学スキャナとの結合により、歯科医は、歯科補綴物、義歯、インプラント、インレー、詰め物、プラグ、オンレー、歯冠、およびベニアを含むがこれらに限定されない、様々なタイプの修復を設計することができる。歯科補綴物は、喪失歯、歯の欠けている部分、ならびに、顎および口蓋の欠けている軟または硬組織を含むがこれらに限定されない、口腔内の障害を復元する（たとえば、再構築する）ために使用される。義歯（入れ歯とも呼ばれる）は、喪失歯を置き換えるために構築された補綴具である。義歯は、口腔（すなわち、口）の周囲の軟および硬組織によって支えられる。歯のインプラントは、歯冠、ブリッジ、義歯、顔面補綴物を含むがこれらに限定されない歯科補綴物を支えるために、または歯列矯正の支えの役割を果たすために、顎または頭蓋骨の骨とつなぎ合わせる外科的構成要素である。インレーは、歯の空洞に適合するように形成された固体物質（たとえば、金属、陶材、または硬化したコンポジットレジン）を含む間接的修復（たとえば、詰め物）であり、これは、所定の位置に固定される。歯の詰め物は、欠けた歯の構造の機能、完全性、および形態を復元するために使用される歯の修復材である。プラグ（たとえば、コラーゲンプラグ）は、顎骨内のソケット（たとえば、穴）を埋める（たとえば、歯が抜かれたときに）ために使用することができる材料である。オンレーは、インレーに似ているが、但し、オンレーは、欠けている歯尖があるエリアをカバーすることによって歯尖の代替品を組み込む。歯冠（歯の補綴具としての）は、歯の表面を完全にカバーするオンレーの１つのタイプである。ベニアは、歯の美観を向上させるために、または歯の表面を損傷から保護するために、歯に被せられる材料の薄い層である。
【００２２】
[28]修復設計プロセスにおける第１のステップとして、歯科医は、口腔内イメージングデバイス（図１の１１２、たとえば、光学スキャナ）を使用して、患者の歯の状態のデジタルインプリントまたはデジタルモデルをそこから作ることができる患者の歯の状態の画像を獲得する。デジタル口腔内イメージングデバイスは、デジタルフォーマット（たとえば、オープンＳＴＬフォーマットまたは独自仕様のフォーマット）でのスキャンデータの記憶を可能にする。ＳＴＬ（ステレオリソグラフィ）は、３Ｄシステムによって作成されたステレオリソグラフィＣＡＤソフトウェアのネイティブファイルフォーマットである。しかし、他の種類の表面形状ファイルフォーマットが使用され得る。デジタルデータは、次いで、３Ｄ  ＣＡＤソフトウェアにインポートされる。デジタルデータは、歯科医が特定の場合の修復補綴物をそこから設計することができる基本構造を提供する。３Ｄ  ＣＡＤソフトウェアシステムは、位置、年齢、または性別に基づいて分類された、歯冠または歯設計の様々なライブラリを含み得る。ＣＥＲＥＣ（Ｃｈａｉｒｓｉｄｅ  Ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ  Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｓｔｈｅｔｉｃ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ｏｒ  ＣＥｒａｍｉｃ  ＲＥＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ、セレック）およびコンパスは、歯冠および歯設計画像ライブラリを使用する商業的３Ｄ  ＣＡＤソフトウェアのいくつかの例である。歯冠は、歯周組織の上の歯の解剖学的領域を指し得る。歯冠は、通常は、エナメルによって覆われている。歯周組織は、上顎のおよび下顎の（顎）骨において歯を維持する、歯を囲み、支える特殊化した組織を指す。
【００２３】
[29]患者の歯の状態の分析に基づいて、ライブラリからのストック設計は、起点としてソフトウェアシステムによって推奨および選択することができ、または、ストック設計は、歯科医によって、彼らの経験に基づいて、手動で選択することができる。ライブラリからのこの選択されたストック設計は、次いで、患者のアナトミーに適合するようにストックライブラリモデルを修正するために、３Ｄ  ＣＡＤソフトウェアで実行される、スケーリング、ストレッチング、または同様の動作を介して、修正することができる。咬合面は、歯科医によって手動で（３Ｄ  ＣＡＤソフトウェアで提供されるツールを使用して）またはコンピュータアルゴリズムに基づいてソフトウェアによって自動的に設計することができる。コンピュータで生成された表面は最適でないことがあり、特定の患者のための形状および機能を確保するために、歯科医によって修正される必要がある場合がある。咬合面は、上の（すなわち、上顎の）と下の（すなわち、下顎の）歯の間に作られた接点を含むがこれに限定されない、他の歯に接触し得る歯の表面である。
【００２４】
[30]ストック設計の選択、修復補綴物のためのその設計の修復、修復専門家（たとえば、歯科医または歯医者）による製造のための修復補綴物の設計の構成のプロセスは、完了するために１２から１５分以上かかり得る。修復補綴物の設計のこの時間の間、患者は待たなければならない（歯科用椅子で）ことがある。修復補綴物の設計時間を最小限に抑えることで、歯科医院の仕事の流れを改善し、歯の処置に対する患者の満足度を向上させることができる。加えて、ストック設計に基づいてコンピュータで生成される咬合面は、患者の自然歯アナトミーによく適合しないことがあり、歯科医によって修正される必要があることのあるいくつかの質的な「噛んだ感じ」の問題を引き起こす。
【００２５】
[31]ＣＡＤ／ＣＡＭシステムはまた、フライス加工プロセスまたは積層造形プロセスを使用して修復補綴物を製造する製造デバイスを使用し得る。そのようなコンピュータ制御のフライス盤および積層造形デバイスは、高価であることがあり、入念なメンテナンス（たとえば、多大な維持費を有する）を必要とし得る。加えて、補綴物の製造のために使用される材料ブランク（たとえば、金、銀、陶材、または樹脂）は、比較的高価であることがあり、歯科医の歯科補綴物当たりの費用を高くさせ、その費用は、通常、患者に転嫁される。
【００２６】
[32]積層造形技術（たとえば、３Ｄ印刷）および生体適合樹脂材の進歩は、複雑な形状（たとえば、歯科補綴物）の製造を可能にする。これらの製造プロセス（たとえば、比較的低コスト、小型の、デスクトップ３Ｄプリンタ機械を使用する）および材料（たとえば、より高密度の樹脂）は、長期の一時的な歯科修復製品として使用されるのに十分な強度を有する積層造形技術（たとえば、３Ｄ印刷）を使用する修復補綴物のチェアサイド製造のために使用され得る。積層造形技法を使用する恒久的修復補綴物の製造のために使用することができる、より高い強度の材料もまた、開発されている。積層造形の特質により、製造プロセス中に生じる材料損失は最小限であり、これは、補綴具の製造のためのフライス加工技法に対する材料費の優位性を潜在的に実現し得る。チェアサイド製造は、製造のために歯科修復製品の設計が現場から離れた歯科技工室に送られるのではなくて、歯科医院内で実行される製造を示す。チェアサイド製造は、歯科医が治療セッション（すなわち、アポイントメント）の間に歯科修復製品を設計および製造することを可能にし得る。
【００２７】
[33]ＣＡＤ／ＣＡＭシステムライブラリからのストック設計を使用し、患者の歯のプロファイルにマッチさせて歯科修復製品を作成しようとしてそれらの設計を修正する代わりに、患者自身の３Ｄ画像（たとえば、光学画像）が、歯科修復製品の設計を自動的に生成するために使用され得る。本開示において使用される、「自動的」または「自動的に」という用語は、追加のユーザ入力またはコマンドなしに歯の状態の画像に基づいて設計を生成するプロセスを示す。たとえば、図１は、歯科修復製品を設計および製造するために使用することができる修復設計および製造システム１００を示す。システム１００は、画像処理システム１２０、製造デバイス１５０、およびインターフェースデバイス１６０（たとえば、コンピュータ、ラップトップコンピュータ、モニタ、キーボード、および／またはマウス）を含む。インターフェースデバイス１６０は、選択を行う、３Ｄ画像を見る、設計を操作し、変更を行う、および／または、歯科修復製品の設計および製造に関連する他の機能のために、歯科医によって使用され得る。
【００２８】
[34]画像処理システム１２０は、歯科修復製品の設計を生成するための回路、ソフトウェア、コンピュータハードウェア、構成要素、および／またはモジュールを含み得る。画像処理システム１２０はまた、製造デバイス１５０（たとえば、フライス盤または積層造形デバイス）ならびに／または、計算デバイス、出力デバイス（たとえば、設計および画像を表示するためのモニタ）、および／もしくは入力デバイス（たとえば、キーボードまたはマウス）を含むがこれらに限定されない、インターフェースデバイス１６０を含むことができ、またはそれらに結合され得る。一例では、製造デバイス１５０とともに画像処理システム１２０は、歯科医院において提供され得る。そのような状況で、画像処理システム１２０および製造デバイス１５０は、チェアサイド修復設計および製造システム１００または２００と呼ばれ得る。
【００２９】
[35]画像処理システム１２０は、画像獲得デバイス１１０、記憶デバイス１３０、およびＣＡＤデバイス１４０を含み得る。画像獲得デバイス１１０は、いくつかの異なるデバイスのうちの１つ、または、組み合わせて使用される２つ以上のデバイスでもよい。一例では、画像獲得デバイス１１０は、口腔内イメージングデバイス１１２および／またはボリュメトリック歯科イメージングデバイス１１４を含む。画像獲得デバイス１１０からの画像データは、記憶デバイス１３０および／またはＣＡＤデバイス１４０に提供される。
【００３０】
[36]記憶デバイス１３０は、１つまたは複数の患者ファイル１３２を含み得る。各患者ファイルは、１つまたは複数の患者の歯の状態の３Ｄ画像１３４および／または患者のＣＡＤフォーマットライブラリ１３６を含む。ＣＡＤフォーマットライブラリ１３６は、１つまたは複数の歯の歯冠データ１３８を含み得る。記憶デバイス１３０は、揮発性または不揮発性のメモリまたは記憶要素を含むことができ、歯医者の診療室にローカルまたは遠隔（たとえば、クラウド記憶機構）のいずれでもよい。
【００３１】
[37]ＣＡＤデバイス１４０は、プロセッサ１４２、イメージングモジュール１４４、セグメント化モジュール１４６、および設計モジュール１４８を含み得る。画像処理システム１２０および／または製造デバイス１５０を含む、修復設計および製造システム１００の構成要素は、歯科修復製品の設計に関連してさらに詳細に説明される。
【００３２】
[38]患者自身の３Ｄ画像を使用して歯科修復製品の設計を生成するために、システム１００は、たとえば、歯科修復製品の要求をもたらす事象または外傷に先立って、患者の３Ｄ画像を取得する。たとえば、定期的な歯の検査（たとえば、口の中全体の区画の一部として５年ごとの）中に、画像獲得デバイス１１０は、歯の状態の３Ｄ画像１３４を取得するために使用され、画像１３４は、次いで、記憶デバイス１３０に記憶するための新しい患者ファイル１３２を形成する（または既存の患者ファイルを更新する）ために使用される。図３Ａは、歯の状態の３Ｄ画像１３４の一例である口腔内光学画像を示す。
【００３３】
[39]ある場合には、特定の患者の患者ファイル１３２は、１つまたは複数の歯の状態の３Ｄ画像１３４を含む。ある場合には、歯の状態の３Ｄ画像１３４に加えて、患者のＣＡＤフォーマットライブラリ１３６が、患者ファイル１３２に含まれる。患者のＣＡＤフォーマットライブラリ１３６を生成するために、いくつかの実施形態で、イメージングモジュール１４４は、患者ファイル１３２または画像獲得デバイス１１０から患者の歯の状態の３Ｄ画像１３４を取得する。次いで、患者の歯の状態の３Ｄ画像１３４は、セグメント化モジュール１４６によって個別の歯冠（図３Ｂの３１０Ａ〜Ｅ）にセグメント化され、患者ファイル１３２内の歯冠データ１３８ファイルとしてデジタルフォーマット（たとえば、ＣＡＤフォーマットファイルまたはＳＴＬファイル）で記憶される。デジタルフォーマットされた歯冠データ１３８ファイルのセットは、次いで、歯科修復製品を生成するためにテンプレートとしてその後のいつかに使用することができる患者のパーソナル化アナトミーライブラリ（たとえば、患者のＣＡＤフォーマットライブラリ１３６）を提供することができる。
【００３４】
[40]患者が治療オプションのために構築された修復補綴物を必要とする場合および／またはとき、画像処理システム１２０の設計モジュール１４８は、患者自身のパーソナル化アナトミーライブラリ（たとえば、患者のＣＡＤフォーマットライブラリ１３６）に基づいて初期設計を推奨することができ、または、歯科医が、歯の位置に基づいて患者のパーソナル化アナトミーライブラリから初期設計を選択することができる。初期設計は、その歯の状態の変化より前の患者の歯の状態に基づくので、そのような初期設計は、サイズ、間隔、および咬合面設計の観点に関して、所望の修復補綴物に厳密にマッチしたものになり得る。厳密にマッチした結果として、初期設計は、最終設計を生成するための歯科医による操作がより少ないものとなり得る。より少ない操作により、患者のアナトミーに適合するストック設計または一般的歯冠形状の操作と比較して、最終的修復補綴物の設計時間を減らすことができ、患者へのよりよい適合を実現することができる。
【００３５】
[41]診療室内で設計されたそのような修復補綴物は、設計モジュール１４８から製造デバイス１５０に設計ファイルとして送信することができる。設計ファイルは、物理的歯科修復製品を生成するために製造デバイス１５０によって使用可能な歯科修復製品のデジタル表現を提供する。修復補綴物は、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、３Ｄ印刷、およびデジタルライト処理（ＤＬＰ）ベースの３Ｄ印刷を含むがこれらに限定されない、使用可能な積層造形技法のうちの１つまたは複数を使用してチェアサイドで製造することができる。ＳＬＡおよびＤＬＰは、液体フォトポリマから固体の部品（たとえば、歯科修復製品）を作り出す光重合プロセスを使用することができる。他の３Ｄ印刷技術は、押出凝結、粒状材料結合、およびラミネート加工を含む。Ｅｎｖｉｓｉｏｎ  ＴＥＣまたはＤＷＳシステムによって提供されるものを含むがこれらに限定されない、３Ｄプリンタおよび材料が、長期仮設を製造するために使用され得る。製造デバイス１５０は、歯科医院でまたは歯科医院から離れて、任意の他の歯科製造プロセスを使用することができる。歯科修復製品の設計は、歯科医院に置かれた製造デバイス１５０を使用して実現することができるが、歯科修復製品の設計はまた、任意のタイプの歯科製造プロセス（たとえば、フライス盤）を使用して歯科修復製品を製造するために、（たとえば、インターネット、安全なサーバへの他のコンピュータネットワーク、または電子媒体を使用するメールを介して）別の施設に送信することができる。
【００３６】
[42]様々な利益が、患者自身の個人の３Ｄ画像に基づく歯科修復製品の設計の使用から生じ得る。たとえば、設計を作成するために使用される仕事の流れは、患者が歯科用椅子で待つ予想時間を減らすことができる、最終的修復の設計のために必要とされる時間の低減により改善され得る。もう１つの利益は、患者の自然咬合パターン（たとえば、表面から表面の接点および間隔）の維持を助けることができ、それによって設計についての患者の快適性または受容性を高めることができる、咬合面についての患者のアナトミーを使用することによる最終的修復の形および適合の改良である。改良された咬合面に加えて、スキャンされた患者のアナトミーに基づく近心および末端表面プロファイルならびに隣接する歯の間隔の事前の計算は、修復の適合度を高めることができる。
【００３７】
[43]図２は、もう１つの実施形態を示し、ここで、患者の歯の状態の３Ｄ画像１３４は、画像処理システム２２０の画像獲得デバイス１１０を使用して取得することができる。歯の状態の変化より前に取得された歯の状態の３Ｄ画像１３４は、患者ファイル１３２で記憶デバイス１３０に記憶することができる。患者が歯科修復製品を必要とする場合および／またはとき、歯の状態の３Ｄ画像１３４は、イメージングモジュール１４４から取得することができ、歯科修復製品の設計の基盤として使用することができる。設計モジュール１４８は、歯の状態の変化より前に取得された歯の状態の３Ｄ画像１３４および歯科修復製品の要求されるタイプに基づいて、初期設計を推奨することができ、または、歯科医が、歯の状態の３Ｄ画像１３４に基づいて初期設計を選択することができる。歯科修復製品の設計を生成するために使用されるＣＡＤデバイス２４０は、プロセッサ１４２、イメージングモジュール１４４、および設計モジュール１４８を含み得る。記憶デバイス１３０は、１つまたは複数の患者ファイル１３２を含み得る。各患者ファイルは、１つまたは複数の患者の歯の状態の３Ｄ画像１３４を含む。
【００３８】
[44]一例では、歯科医は、歯の状態の変化が生じたと判定し、患者の口の目視検査に基づいて、歯科修復製品のタイプを選択することができる。もう１つの例で、画像獲得デバイス１１０は、歯の状態の変化の後に歯の状態の３Ｄ画像１３４を取得するために使用することができ、設計モジュール１４８は、歯の状態の変化の後の患者の変化後の３Ｄ画像と歯の状態の変化より前の患者の変化前の３Ｄ画像との比較に基づいて、歯科修復製品のタイプを推奨することができる。設計モジュール１４８は、変化前の３Ｄ画像と変化後の３Ｄ画像との少なくとも１つの差に基づいて、歯科修復製品の設計を生成することができる。たとえば、設計モジュール１４８は、１つまたは複数の歯の変化前の表面と変化後の表面との空間または差によって定義されるボリュメトリック形状またはギャップを計算することができ、そのギャップを埋めるように形を合わせた初期修復設計を生成することができる。変化後の３Ｄ画像および変化前の３Ｄ画像は、歯の状態の３Ｄ画像１３４の例である。
【００３９】
[45]もう１つの実施形態では、図４のＣＢＣＴスキャン４００を含むがこれに限定されない、ボリュメトリック歯科画像もまた、歯科修復製品の設計を生成するために使用され得る。ボリュメトリック歯科画像は、ボリュメトリック歯科イメージングデバイス１１４から取得することができ、患者の歯の状態の３Ｄ画像１３４のもう１つの例である。たとえば、ボリュメトリック歯科イメージング中に、ボリュメトリック歯科イメージングデバイス１１４（たとえば、ＣＢＣＴスキャナ）は、複数の別個の２次元の（２Ｄ）画像を取得しながら、患者の頭の周りで回転する。対象の領域（たとえば、患者の頭）にわたるボリュメトリック歯科イメージングデバイス１１４の１度の回転（たとえば、通常は、非オフセットスキャニングについては２００度まで、または、オフセットスキャニングについては３６０度以上）で、複数の２Ｄデジタル画像を含むボリュメトリックデータセットを獲得する。計算回路（たとえば、ソフトウェア）、ボリュメトリック歯科イメージングデバイス１１４、または画像処理システム１２０もしくは２２０は、デジタル２Ｄ画像データを集め、そのデータを再構築し、次いで画像処理システム１２０または２２０（たとえば、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム）で操作および視覚化することができる解剖学的データの３次元ボクセルから成るデジタルボリュームを生成する。ボクセルは、３次元空間内の規則的格子上の値を表す。たとえば、ボクセルという用語は、ピクセルとボリュームとの組合せである。
【００４０】
[46]患者の歯のボリュメトリック画像は、口腔内画像を処理するために使用される計算デバイスと同様の計算デバイス（たとえば、画像処理システム１２０もしくは２２０、画像獲得デバイス１１０、またはＣＡＤデバイス１４０もしくは２４０）で受信され得る。ボリュメトリック画像の生成のモダリティは、Ｘ線イメージング（たとえば、ＣＢＣＴ）、ＭＲＩ、または超音波イメージングを含み得る。多方向スキャンからの複数の２Ｄデジタル画像を含む未再構築のボリュメトリックデータは、患者の歯の状態の３Ｄ画像１３４のもう１つの例である。
【００４１】
[47]ボリュメトリック歯科画像および口腔内画像は、異なる特徴を示すことができ、異なる解像度を有し得る。たとえば、口腔内画像は、歯冠の下の特徴を示すボリュメトリック画像と融合することができる完全な歯冠データを提供することができる。加えて、口腔内イメージングデバイス（たとえば、口腔内スキャナ）を使用して取得された口腔内画像は、ＣＢＣＴ技術を使用して取得されたものを含むがこれに限定されないボリュメトリック画像と比較して、極めて高い正確性を有し得る。したがって、口腔内画像だけで、多数の歯科修復製品の設計に十分であり得る。しかし、一部のシナリオでは、口腔内画像は、歯科修復製品の設計を生成するために必要とされるすべての特徴を示さないことがある。したがって、一部の例では、患者の歯の状態またはアナトミーのボリュメトリック画像と口腔内画像の組合せが、口腔内画像のみまたは患者特有の歯の状態もしくはアナトミーを説明しない歯冠の下の特徴のストック設計と組み合わせた口腔内画像の使用よりも優れた歯科修復製品の設計を生成するために使用され得る。
【００４２】
[48]画像処理システム１２０は、ＩＣＰプロセス、４ＰＣＳプロセス、ＩＣＰもしくは４ＰＣＳの何らかの他の変形形態、および／または他の点集合登録プロセスを含むがこれらに限定されない、少なくとも２つの異なる画像または少なくとも２つの異なるタイプの画像からの同じ特徴を結び付けるための任意のアルゴリズムを使用するボリュメトリック画像の対応するボクセルを有する前に取得された口腔内画像（たとえば、前もってスキャンされた患者ファイル１３２から使用可能な）からの要素を登録するために使用することができる。点マッチングとしても知られる、点集合登録は、２つの点集合をグローバルに整合のとれたモデルに整列させる空間的変形を見つけるプロセスである。ＩＣＰは、２つの点群（たとえば、ボクセル）の差を最小限に抑えるために使用されるアルゴリズムである。ＩＣＰアルゴリズムでは、１つの点群、基準または目標、は固定されたままであるが、他方の点群、ソース、が、推定され（たとえば、平均平方誤差（ＭＳＥ：ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅｄ  ｅｒｒｏｒ）関数を使用して）、基準に最もよくマッチするように変形される。ＩＣＰアルゴリズムは、ソースから基準点群までの距離を最小限に抑えるために必要とされる変形（並進と回転の組合せ）を反復して改訂する。４ＰＣＳは、雑音および異常値に耐性のあることで知られる、ワイドベースを使用する３Ｄ点集合のための高速で堅固な位置合わせ方式である。４ＰＣＳアルゴリズムは、データに事前にフィルタをかけるまたは雑音を取り除くことなしに、異常値で汚染されていることがある未加工の雑音の多いデータの登録を可能にする。４ＰＣＳは、位置合わせの開始に関する前提なしに、雑音の存在下において基本的表面の間に信頼できる登録を確立するために使用される反復または試験の数を大きく減らすことができる。４ＰＣＳは、同一平面上の４点の所与のセットに、厳正な変形の下で、ほぼ合同の３Ｄ点集合から同一平面上の４点集合を抽出することができる。
【００４３】
[49]口腔内画像とボリュメトリック画像との組合せの利益は、完全な歯または歯の一部を失った患者の治療を含むことができ、その治療のプランは、歯を失った場所（すなわち、歯の欠けた場所または歯のない場所）でのインプラントベースの人工歯配置を含む。ボリュメトリック画像は、口腔内画像には示されない詳細を提供することができる。患者のアナトミーの口腔内画像の可用性は、修復設計を考慮した統合されたインプラントプランニング手法のために修復設計および製造システム１００において治療プランニングソフトウェア（たとえば、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェア）を使用する歯科医に初期歯冠形状およびサイズの推奨を行うために、画像処理システム１２０または２２０によって使用され得る。患者が、口腔内画像が生成された時点で、クラスＩＩより悪い歯列不整を有した場合、その口腔内画像の有用性は限定され得る。
【００４４】
[50]図５は、口腔内画像およびボリュメトリック画像の両方を使用する例示的流れ５００を示す。最初のステップ５１０で、患者の歯の状態の３Ｄ画像１３４は、患者のアナトミーの口腔内画像の形であり、画像獲得デバイス１１０を介して獲得される。次のステップ５２０では、ボリュメトリック画像が使用可能である場合、口腔内画像は、イメージングモジュール１４２を介してボリュメトリック画像（前に保存されたまたは最近獲得された患者の歯の状態の別の３Ｄ画像１３４）で登録され得る。ボリュメトリック画像が使用可能である場合、口腔内画像は、点集合登録プロセス（たとえば、ＩＣＰまたは４ＰＣＳ）を使用して、ボリュメトリック画像と結合され得る。もう１つのステップ５３０で、歯冠データ１３８が、登録された口腔内およびボリュメトリック画像から導出された口腔内画像をセグメント化することによって取得され得る。次のステップ５４０で、ＣＡＤ／ＣＡＭデバイス１４０または２４０は、歯冠データ１３８を処理して、必要が生じれば後で使用するためにカスタムの（すなわち、患者特有の）アナトミーライブラリを生成することができる。もう１つのステップ５５０で、元の（すなわち、未加工の）口腔内画像および歯冠データ１３８が、記憶デバイス１３０において（たとえば、ローカルコンピュータシステム内にまたは安全に遠隔サーバに）患者特有のライブラリ（たとえば、患者のＣＡＤフォーマットされたライブラリ１３６）または患者ファイル１３２に保存され得る。次のステップ５６０で、本プロセスは、臨床的に有意の変化がアナトミー（たとえば、歯の状態）において検出されるときまたは場合に、患者が後で再度スキャンされるときに繰り返すことができる。次いで、前述のように口腔内画像および歯冠データ１３８に基づいて、設計ファイルが生成され得る、および／または、歯科修復製品が製造され得る。
【００４５】
[51]他の実施形態では、歯科修復製品の設計は、口腔内画像を使用することなしに、ボリュメトリック画像のみに基づく歯の状態の３Ｄ画像から生成することができる。
[52]もう１つの例で、口腔内画像（歯の状態の変化より前または歯の状態の変化の後のいずれか）は、点集合登録プロセス（たとえば、ＩＣＰまたは４ＰＣＳ）を使用して、複数の口腔内画像から生成することができ、または、ボリュメトリック画像（歯の状態の変化より前または歯の状態の変化の後のいずれか）が、点集合登録プロセス（たとえば、ＩＣＰまたは４ＰＣＳ）を使用して、複数のボリュメトリック画像から生成され得る。たとえば、複数の口腔内画像が異なる時（たとえば、様々な検査）に取得され得る。３Ｄ画像（たとえば、口腔内画像および／またはボリュメトリック画像）は、経時的な歯の状態の微妙な変化を表す合成口腔内画像を生成するために組み合わせることができ、または、エラーまたは雑音のスキャンのために補正することができ、それによってより正確な３Ｄ画像を提供することができる。別法として、最新の３Ｄ画像は、歯の状態の最近の通常の摩耗を示し得るので、歯の状態の有意の変化（歯科修復製品が推奨される）以前の最新の３Ｄ画像が、歯科修復製品の設計の基盤として使用され得る。
【００４６】
[53]図６は、３Ｄ画像（たとえば、光学画像）が歯科修復製品（たとえば、インレー）を生成するために使用され得る、別の実施形態６００を示す。たとえば、定期的な歯の検査（たとえば、２〜５年ごとに起こる）の間に、ステップ６１０に示すように、画像獲得デバイス１１０（たとえば、口腔内のスキャナ１１２）を使用して元の歯形Ａをとらえる患者の歯冠データが取得される。そのように取得された口腔内画像は、個別の歯冠にセグメント化モジュール１４６を介してセグメント化され、画像処理システム１２０の記憶デバイス１３０にデジタル３Ｄ画像ファイル（たとえば、ＳＴＬファイル）として記憶することができる。デジタル３Ｄ画像ファイルのこのセットは、患者のパーソナル化アナトミーライブラリを提供し得る。
【００４７】
[54]患者が治療（たとえば、インレーの構築）を必要とする場合またはとき、歯科医は、ステップ６２０に示すように、画像獲得デバイス１１０を使用し、準備された歯形Ｂ（患者の保存された元の歯形スキャンと同じ歯を表す）をとらえる治療のための特定のまたは準備された歯のスキャンを行うことができる。インレーが構築されることになる特定の歯は、歯の状態の全スキャンからセグメント化モジュール１４６を介してセグメント化され得る。このセグメント化された歯（たとえば、準備された歯）は、次いで、ステップ６３０に示すように、ＣＡＤデバイス１４０を使用して前に作成されたその患者のパーソナル化アナトミーライブラリからの同じ歯のセグメント化されたデジタル表現（すなわち、元の歯形Ａ）と登録または比較することができる。点集合登録プロセス（たとえば、４ＰＣＳまたはＩＣＰアルゴリズム）は、２つのデータセットの登録のために使用され得る。
【００４８】
[55]画像処理システム１２０のＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、次いで、製造されることになるインレーの設計のために患者自身のパーソナル化アナトミーライブラリを使用することができる。ブール演算（たとえば、ボリュメトリック形状または元の歯形Ａと準備後の歯形Ｂとのギャップを計算するために、元の健康な歯形の３Ｄ  ＣＡＤ／ＣＡＭモデルから準備された歯形の３Ｄ  ＣＡＤ／ＣＡＭモデルの引き算（すなわち、Ａ−Ｂ））が、ステップ６４０に示すように、患者の自然歯と同様の咬合面を有するインレーの最終に近い設計を提供することができる。初期設計は、次いで、ステップ６５０に示すように、所望の３Ｄ  ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェア内のツール（たとえば、デジタルワキシングツール）を使用し、修正することができる。デジタルワキシングは、歯科医が、必要に応じて材料（たとえば、ワックス）を加えるまたは取り除くことによって、設計を微調整することを可能にする。ステップ６５０のブール演算および／または修正は、設計モジュール１４８によって実行することができる。
【００４９】
[56]次いで、歯科修復製品の設計ファイル（たとえば、ＳＴＬファイル）が、ステップ６６０に示すように、製造デバイス１５０（たとえば、３Ｄプリンタ）によって製造され得る。製造デバイスは、歯科医院（たとえば、設計が生成される所）に、または歯科医院から離れた別の場所に置いてもよい。製造デバイス１５０は、フライス盤または積層造形デバイスを使用することができ、積層造形デバイスは、ステレオリソグラフィ、３Ｄ印刷、またはＤＬＰベースの、３Ｄ印刷を含むがこれらに限定されない、積層造形技法を使用する。もう１つの例で、図６の方法６００は、同様に、修復設計および製造システム１００の他のハードウェアおよび／または構成要素を使用して実行することができる。
【００５０】
[57]もう１つの例は、図７の流れ図に示すように、患者の１つまたは複数の歯科画像から歯科修復製品の設計を生成するための方法７００を提供する。本方法は、ステップ７１０にあるように、患者の歯の状態の変化より前のその患者の歯の状態の３Ｄ画像を取得するステップを含む。患者の歯の状態の変化を判定するステップが、ステップ７２０にあるように、続く。本方法の次のステップは、ステップ７３０にあるように、歯の状態の変化より前の歯の状態の３Ｄ画像に少なくとも基づいて患者の少なくとも１つの歯の歯科修復製品の設計を自動的に生成するステップである。
【００５１】
[58]もう１つの例で、本方法は、前述のように、製造デバイスに設計ファイルの形で設計を送信するステップと、次いで、設計ファイルに基づいて歯科修復製品を製造するステップとをさらに含み得る。
【００５２】
[59]様々な技法、またはある種の態様もしくはその一部分は、フロッピディスケット、コンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ハードドライブ、非一時的コンピュータ可読記憶媒体、または任意の他の機械可読記憶媒体を含むがこれらに限定されない、有形媒体において実施されるプログラムコード（すなわち、命令）の形をとることができ、そのプログラムコードは、機械（たとえば、コンピュータ）にロードされ、その機械によって実行され、その機械は、様々な技法を実施するための装置になる。回路（たとえば、計算回路）は、ハードウェア、ファームウェア、プログラムコード、実行可能コード、コンピュータ命令、および／またはソフトウェアを含み得る。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、信号を含まないコンピュータ可読記憶媒体でもよい。プログラマブルコンピュータで実行するプログラムコードの場合、計算デバイスは、プロセッサ、プロセッサによって可読の記憶媒体（揮発性および不揮発性のメモリおよび／または記憶要素を含む）、少なくとも１つの入力デバイス、および、少なくとも１つの出力デバイスを含み得る。揮発性および不揮発性メモリおよび／または記憶要素は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュドライブ、光学ドライブ、磁気ハードドライブ、半導体ドライブ、または、電子データを記憶するための他の媒体でもよい。本明細書に記載の様々な技法を実装または使用することができる１つまたは複数のプログラムは、アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）、再使用可能コントロールなどを使用することができる。そのようなプログラムは、コンピュータシステムと通信するための高水準の手続き型またはオブジェクト指向のプログラミング言語で実装され得る。しかし、そのプログラムは、必要であれば、アセンブリまたは機械言語で実装され得る。いずれの場合にも、言語は、コンパイル型言語でもインタプリタ型言語でもよく、ハードウェア実装形態と結合され得る。
【００５３】
[60]本明細書に記載された機能ユニットの多くは、それらの実装の独立性をより具体的に強調するためにモジュールとして分類されることを理解されたい。たとえば、モジュールは、カスタム超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路を備えるハードウェア回路、または、論理チップ、トランジスタ、もしくは他の個別の構成要素を含むがこれらに限定されない、ゲートアレイ、既製の半導体、として実装され得る。モジュールはまた、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイ論理、プログラマブル論理デバイスまたは同様のものを含むがこれらに限定されない、プログラマブルハードウェアデバイスにおいて実装され得る。
【００５４】
[61]モジュールはまた、様々なタイプのプロセッサによって実行するためのソフトウェアにおいて実装され得る。たとえば、実行可能コードの識別されているモジュールは、たとえば、オブジェクト、プロシージャ、または関数として編成することができる、コンピュータ命令の１つまたは複数の物理または論理ブロックを備え得る。前述にかかわらず、識別されているモジュールの実行可能コードは、物理的にともに配置される必要はないが、論理的に結合されるときに、そのモジュールを備え、そのモジュールの規定の目的を達成する、異なる場所に記憶された異種命令を備え得る。
【００５５】
[62]実際には、実行可能コードのモジュールは、単一の命令、または多数の命令でもよく、いくつかの異なるコードセグメントにわたって、異なるプログラムの間で、および、いくつかのメモリデバイスにわたって、分散されてもよい。同様に、運用データは、本明細書ではモジュール内で識別および図示されることがあり、任意の適切な形で実施し、任意の適切なタイプのデータ構造内で編成され得る。運用データは、単一のデータセットとして集めることができ、または、異なる記憶デバイスにわたり含まれる異なる場所にわたって分散されてもよく、少なくとも部分的に、単にシステムまたはネットワーク上の電子信号として存在し得る。モジュールは、所望の機能を実行するように動作可能なエージェントを含み、受動でも能動でもよい。
【００５６】
[63]本明細書をとおして、「例」または「例示的」の言及は、その例に関して説明される特定の特徴、構造または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書をとおして、様々な場所での「一例で」という語句または「例示的」という単語の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を参照しない。
【００５７】
[64]本明細書で使用される、複数の項目、構造的要素、組成的要素、および／または材料は、便宜的に共通のリストにおいて提示され得る。しかし、これらのリストは、そのリストの各メンバが、別個のおよび一意のメンバとして個々に識別されるかのように解釈されるべきである。したがって、そのようなリストの個々のメンバは、逆の指示がない限り、共通のグループ内のそれらの提示に単に基づいて同じリストの任意の他のメンバの事実上の同等物として解釈されるべきではない。加えて、本発明の様々な実施形態および例が、その様々な構成要素の代替とともに本明細書で参照されることがある。そのような実施形態、例、および代替は、お互いの事実上の同等物として解釈されるものではなく、本発明の別個のおよび自律的表現として考えられるものとすると理解されたい。
【００５８】
[65]さらに、記載された特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な様態で組み合わせることができる。以下の説明では、多数の具体的な詳細が、本発明の実施形態の完全な理解をもたらすために提供される（たとえば、レイアウトの例、距離、ネットワーク例）。しかし、本発明は、それらの具体的詳細のうちの１つもしくは複数なしに、または他の方法、構成要素、レイアウトとともに、実施され得ることが、当業者には理解されよう。他の例では、よく知られている構造体、材料、または動作は、本発明の態様を分かり難くすることを避けるために、詳細に図示または説明されない。
【００５９】
[66]前述の例は、１つまたは複数の特定の適用例における本発明の原理の例示であり、実装の形、使用、および詳細の多数の修正が、発明力の行使なしに、本発明の原理および概念を逸脱することなしに、行われ得ることが、当業者には明らかとなろう。したがって、以下に記載される請求項による場合を除いて、本発明が限定されることは意図されていない。
【符号の説明】
【００６０】
１００  修復設計および製造システム
１１０  画像獲得デバイス
１１２  口腔内イメージングデバイス
１１４  ボリュメトリック歯科イメージングデバイス
１２０  画像処理システム
１３０  記憶デバイス
１３２  患者ファイル
１３４  歯の状態の３Ｄ画像
１３６  ＣＡＤフォーマットライブラリ
１３８  歯冠データ
１４０  ＣＡＤデバイス
１４２  プロセッサ
１４４  イメージングモジュール
１４６  セグメント化モジュール
１４８  設計モジュール
１５０  製造デバイス
１６０  インターフェースデバイス
２００  修復設計および製造システム
２２０  画像処理システム
２４０  ＣＡＤデバイス
４００  ＣＢＣＴスキャン
【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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【外国語明細書】
2017006658000001.pdf