(57)【要約】患者の調製される前の歯の少なくとも一部での歯科修復を計画し、可視化し、および／または最適化するための方法を開示し、前記方法は、調製される前の歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するステップと、調製される前の歯の少なくとも一部の３Ｄデジタルモデルに基づいて、少なくとも１つの歯科修復ＣＡＤモデルを設計するステップと、調製された歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するステップであって、調製された歯は、少なくとも部分的に歯科修復ＣＡＤモデルに基づいて、歯科修復作業により調製される前の歯を調製することによって提供される、ステップと、調製される前の歯および調製された歯の３Ｄモデルを整列させるステップとを含む。
2012520694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の調製される前の歯の少なくとも一部での歯科修復を計画、可視化、および／または最適化する方法であって、該方法は、
該調製される前の歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するステップと、
該調製される前の歯の少なくとも一部の該３Ｄデジタルモデルに基づいて、少なくとも１つの歯科修復ＣＡＤモデルを設計するステップと、
調製された歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するステップであって、該調製された歯は、少なくとも部分的に該歯科修復ＣＡＤモデルに基づいて、歯科修復作業によって該調製される前の歯を調製することによって提供される、ステップと、
該調製される前の歯と該調製された歯との該３Ｄモデルを整列させるステップと
を含む、方法。
【請求項２】
少なくとも部分的に前記調製される前の歯の前記モデルに基づいて、歯科調製ＣＡＤモデルを設計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】
前記歯科修復ＣＡＤモデルの設計を、前記調製された歯の前記モデルに転送するステップをさらに含む、請求項１〜２のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記患者の顔面の少なくとも一部を光学的に走査することによって提供される、前記歯の少なくとも一部が可視的であるか、および／または露出している、該患者の顔面３Ｄデジタルモデルを提供するステップをさらに含む、請求項１〜３のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記調製される前の歯の前記３Ｄモデルおよび／または前記歯科修復ＣＡＤモデルを、前記顔面３Ｄモデルの中の前記可視的な歯と少なくとも部分的に整列させるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記歯科修復ＣＡＤモデルは、前記顔面３Ｄモデルに基づいて少なくとも部分的に設計される、請求項４または５のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記歯を調製する前に、歯科医用の調製ガイドを提供するステップをさらに含み、該調製ガイドは、少なくとも部分的に前記歯科調製ＣＡＤモデルに基づく、請求項１〜６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記調製ガイドは、歯冠の延長、辺縁の場所および／または種類、および／または同等物との関連で支援を提供し、該調製ガイドの生成は、少なくとも部分的に、前記調製される前の歯の前記歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または前記３Ｄモデル、および／または前記歯科調製ＣＡＤモデル、および／または該モデルの分割に基づく、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記調製ガイドは、機械生成された調製および／または調製モデルの実行のための命令を備える、請求項７〜８のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記調製ガイドは、命令テキスト、複数の２Ｄスクリーンショット、３Ｄアニメーション、コンピュータ可視化、ビデオ、および／または機械／ロボット調製のための命令を備える、請求項７〜９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記調製ガイドは、印を付けた歯科モデル等の、石膏モデルおよび／またはワックスアップモデル等の前記調製の歯科モデルを備える、請求項７〜１０のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記調製ガイドは、前記患者の口の中で試験することができる、所望の調製の物理的モデルまたは所望の調製のネガ型表現を含む、請求項５〜１１のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記歯科修復ＣＡＤモデルの設計を転送するステップは、前記歯科調製ＣＡＤモデルを、前記調製された歯の前記３Ｄモデルと整列させるステップを含む、請求項１〜１１のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
整列させるステップは、少なくとも部分的に、前記モデルの辺縁線を検出、および／または画定、および／または整列させるステップに基づく、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記歯科修復ＣＡＤモデルの設計を転送するステップは、該歯科修復ＣＡＤモデルの一部を前記調製された歯の前記３Ｄモデルにモーフィングするステップを含む、請求項１〜１４のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
モーフィングは、前記調製された歯の前記歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または前記３Ｄモデルの前記辺縁線付近に適用される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
モーフィングの影響は、前記調製された歯の前記歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または前記３Ｄモデルの前記辺縁線付近で最も高く、該辺縁線までの距離を増加させると、該モーフィングの影響が減少する、請求項１５〜１６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記歯科修復ＣＡＤモデルの設計を転送するステップは、前記調製された歯の前記３Ｄモデルのオフセットとして該歯科修復ＣＡＤモデルの内面を作成するステップを含み、該オフセットは、咬合／切歯方向に該調製された歯の該３Ｄモデルの前記辺縁線から始まる、請求項１〜１７のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記オフセットは、自動的に提供される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記歯科修復ＣＡＤモデルの外面の有意な部分は、前記調製された歯の前記３Ｄモデルに転送されると維持され、該歯科修復ＣＡＤモデルの前記内面の輪郭は、該調製された歯の該３Ｄモデルの外面と実質的に同様であり、該調製された歯の該歯科修復ＣＡＤモデルおよび該３Ｄモデルの辺縁線領域は、ともにモーフィングされる、請求項１〜１９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記歯科修復ＣＡＤモデルの設計を転送するステップは、前記調製された歯の前記３Ｄモデルを用いて該歯科修復ＣＡＤモデルをモーフィングし、それにより、該調製された歯の該３Ｄモデルへの前記歯科調製ＣＡＤモデルの変換を提供し、後に、この変換を該歯科修復ＣＡＤモデルに適用するステップを含む、請求項１〜２０のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記歯科修復ＣＡＤモデルを前記調製された歯の前記３Ｄモデルに転送するステップの後に、該歯科修復ＣＡＤモデルの設計を修正するステップをさらに含む、請求項１〜２１のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
患者の歯の少なくとも一部での歯科修復を計画、可視化、および／または最適化する方法であって、該方法は、
該患者の顔面の少なくとも一部を光学的に走査することによって提供される、該患者の歯の少なくとも一部が可視的であるか、および／または露出している、該患者の該顔面の少なくとも一部の３Ｄデジタルモデルを提供するステップと、
調製された歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを取得するステップであって、該調製された歯は、歯科修復作業によって調製される、ステップと、
該調製された歯の該３Ｄモデルを、該顔面３Ｄモデルの中の該可視的な歯と整列させるステップと、
該調製された歯の該３Ｄモデルに基づいて、および少なくとも部分的に該顔面３Ｄモデルに基づいて、少なくとも１つの歯科修復ＣＡＤモデルを設計するステップと
を含む、方法。
【請求項２４】
前記調製される前の歯の前記３Ｄモデルおよび／または前記調製された歯の前記３Ｄモデルは、口腔内で走査すること、歯および／または拮抗筋の印象を走査すること、歯および／または拮抗筋の鋳型を走査すること、ＣＴ走査、および／または類似の走査方法等の走査によって提供される、請求項１〜２３のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記３Ｄモデルの辺縁線を計算するステップをさらに含む、請求項１〜２４のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
前記顔面の前記３Ｄ顔面モデル、前記調製される前の歯の前記３Ｄモデル、および／または前記調製された歯の前記３Ｄモデル、および／または、前記歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または前記歯科調製ＣＡＤモデルは、幾何学形状およびテクスチャ（色）の情報を備える、請求項１〜２５のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
色は、少なくとも１つの色感受性センサを用いて、および／または色チャネルのスタッキングを用いて検出される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記３Ｄ顔面モデルは、前記顔面の複数のサブスキャンを整列、および／または組み合わせることによって提供され、サブスキャンは、異なる角度から提供される、請求項４〜２７のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記サブスキャンの少なくとも一部は、少なくとも部分的に重複している、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記サブスキャンの少なくとも一部のサブテクスチャの少なくとも一部は、前記３Ｄ顔面モデルのテクスチャを提供するように、テクスチャウィービング等によって、色調整および／または色補間される、請求項２８〜２９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記患者の毛髪の少なくとも一部は、反射粉末が塗られる、請求項４〜３０のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
複数のサブスキャンからのシルエットは、押し出され、後に、視覚的凸包近似を提供するように交差される、請求項２８〜３１のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
前記３Ｄ顔面モデルから前記歯の少なくとも一部を切断および／または除去するステップをさらに含む、請求項４〜３２のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
前記歯科修復ＣＡＤモデルの設計は、少なくとも部分的に、前記歯科修復の審美的印象を最適化するためのバイオメトリック情報、上顎前歯表示の程度（モーリー比）等のバイオメトリック情報、上唇のひだ、および歯肉表示に基づく、請求項４〜３３のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
顔面正中線は、アーチ正中線と実質的に整列させられ、および／または切歯面ならびに瞳孔間線は、実質的に平行に提供される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
顔面スキャナは、前記顔面正中線、前記アーチ正中線、前記切歯面、および／または前記瞳孔間線等の前記患者の前記顔面の特徴を測定するために使用される、請求項１〜３５のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
頭部、顎、ならびに前記事前に調製された歯および／または該調製された歯の少なくとも一部の少なくとも１つのＸ線像を提供するステップをさらに含む、請求項１〜３６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
異なる角度から取得される複数のＸ線像は、３ＤＸ線モデルを提供するように組み合わされる、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記３ＤＸ線モデルは、前記３Ｄモデルおよび／または前記ＣＡＤモデルのうちの１つ以上と整列、および／またはそれらに沿って可視化される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
自動および／または半自動支援が、前記歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または前記歯科調製ＣＡＤモデルの設計において提供され、支援は、自動提案、基本的規則および要件の評価、および／または同等物等であり、要件は、医療および／または生物学的要件である、請求項１〜３９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４１】
標準修復および／または標準調製のライブラリが、前記歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または前記歯科調製ＣＡＤモデルを設計するときに提供され、該ライブラリは、ＣＡＤモデルのライブラリ等である、請求項１〜４０のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４２】
有限要素シミュレーションを用いて推定するステップ等の、計画された歯科修復の強度を推定するステップをさらに含む、請求項１〜４１のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４３】
例えば、前記患者、歯科医、および／または歯科技工士に対して、前記歯科修復ＣＡＤモデルを可視化するステップをさらに含む、請求項１〜４２のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４４】
前記歯科修復ＣＡＤモデルは、前記調製される前の歯の前記モデルに沿って、および／または前記調製される前の歯の前記モデルの上で、並んで可視化される、請求項１〜４３のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４５】
前記顔面モデルにおいて整列させられた前記歯科修復ＣＡＤモデルを可視化するステップをさらに含む、請求項４〜４３のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４６】
前記歯科修復作業の結果として発生する顔面軟組織変化を予測および／または可視化するステップをさらに含む、請求項１〜４５のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４７】
可視化は、３ＤモデルおよびＣＡＤモデルの可視化等の３Ｄで提供される、請求項１〜４６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４８】
可視化は、少なくとも１つのコンピュータ画面を用いて、および／または少なくとも１つの診断用ワックスアップを製造することによって提供される、請求項１〜４７のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項４９】
可視化は、インターネット等のコンピュータネットワーク上で提供される、請求項１〜４８のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項５０】
前記歯科修復作業の結果として発生する顔面軟組織変化を予測および／または可視化するステップをさらに含む、請求項１〜４９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項５１】
前記調製される前の歯の前記３Ｄモデルおよび／または前記調製された歯の前記３Ｄモデルにおいて、および／または前記３Ｄ顔面モデルにおいて、歯肉等の歯および組織を少なくとも部分的に分割するステップをさらに含む、請求項１〜５０のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項５２】
分割は、歯の表面の湾曲を表す３Ｄマトリクスに適用される、最短経路アルゴリズム等のコンピュータ実装アルゴリズムを用いて、少なくとも部分的に提供される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
分割は、少なくとも部分的に前記３Ｄモデルにおける色情報に基づいている、請求項５１〜５２のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項５４】
患者の調製される前の歯の少なくとも一部での歯科修復を計画、可視化、および／または最適化する方法であって、
該調製される前の歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するステップと、
該調製される前の歯の少なくとも一部の該３Ｄデジタルモデルに基づいて、少なくとも１つの歯科修復ＣＡＤモデルを設計するステップと、
を含み、該方法は、
動的咬合障害をシミュレートし、推定するステップをさらに含み、
該障害は、該患者の歯に固定される少なくとも１つの参照物体を追跡することによって該患者の顎関節動作を記録する複数のスキャンから少なくとも部分的に推測される、方法。
【請求項５５】
前記顔面スキャナは、リアルタイムで前記患者の前記顎および顔面の３Ｄ移動を測定するために使用される、請求項１〜５４のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項５６】
前記顔面スキャナは、頭蓋骨に対する上顎および／または下顎の位置を測定するために使用される、請求項１〜５５のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項５７】
歯科医および／または前記患者からの入力に基づいて、および／または、審美的外観、バイオメトリクス、医療および／または生物学的規則および／または要件、強度の推定、軟組織変化、咬合障害、色の問題、修復の費用、および／または同等物に関する考慮から、前記歯科修復ＣＡＤモデルの設計を対話形式で修復および／または最適化するステップをさらに含む、請求項１〜５６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項５８】
前記歯科修復ＣＡＤモデルの双方向修復および最適化は、異なる地理的場所に位置している患者、歯科医、および／または歯科技工士等のコンピュータネットワークにわたって提供される、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記調製された歯の３Ｄモデルに少なくとも部分的に基づいて、調製ガイドおよび／または１組の調製された歯を評価および／または検証するステップをさらに含む、請求項１〜５８のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６０】
評価および／または検証は、提案された歯科修復、材料の選択、修復方法の選択、および／または同等物を推定および／または評価するステップを含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
歯科修復は、１つ以上のインレイ、オンレイ、ベニア、歯冠、ブリッジ、またはそれらの組み合わせとなり得るか、および／または歯科修復は、取外し可能な部分義歯骨格および／またはインプラント保持構造となり得る、請求項１〜６０のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６２】
前記頭部および／または顔面に適用される形成外科の計画、可視化、および／または最適化をさらに含む、請求項１〜６１のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６３】
少なくとも１つの「スナップオン」の計画、可視化、および／または最適化を含み、「スナップオン」ＣＡＤモデルは、前記歯科修復ＣＡＤモデルから前記調製される前の歯の前記３Ｄモデルを差し引くことによって作成される、請求項１〜６２のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６４】
ＣＡＭを用いて、前記歯科修復ＣＡＤモデルに基づいて前記調製された歯の歯科修復を製造するステップをさらに含む、請求項１〜６３のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６５】
ＣＡＭを用いて、前記歯科修復ＣＡＤモデルに基づいて診断用ワックスアップを製造するステップをさらに含む、請求項１〜６４のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６６】
ＣＡＭを用いて、前記歯科調製ＣＡＤモデルに基づいて前記調製された歯のための調製ガイドを製造するステップをさらに含む、請求項１〜６５のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６７】
ＣＡＭを用いて、前記歯科調製ＣＡＤモデルおよび／または前記調製ガイドに基づいて診断用ワックスアップを製造するステップをさらに含む、請求項１〜６６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６８】
前記歯科修復の製造のためのＣＡＭ命令は、インターネットを介して処理センターに転送される等、コンピュータネットワークを用いて提供および／または配信される、請求項１〜６７のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６９】
任意の記載されたステップは、ＣＡＤを用いて少なくとも部分的に提供されるか、またはＣＡＤを用いて提供することができる、請求項１〜６８のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項７０】
一時的な歯冠を設計するステップをさらに含み、該一時的な歯冠は、ＣＡＤ設計から導出される、請求項１〜６９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項７１】
患者の調製される前の歯の少なくとも一部での歯科修復を計画、可視化、および／または最適化するシステムであって、
該調製される前の歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供する手段と、
該調製される前の歯の少なくとも一部の該３Ｄデジタルモデルに基づいて、少なくとも１つの歯科修復ＣＡＤモデルを設計する手段と、
調製された歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供する手段であって、該調製された歯は、少なくとも部分的に該歯科修復ＣＡＤモデルに基づいて、歯科修復作業により該調製される前の歯を調製することによって提供される、手段と、
該調製される前の歯および該調製された歯の前記３Ｄモデルを整列させる手段と
を備える、システム。
【請求項７２】
コンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータプログラム製品は、患者の前記調製される前の歯等の歯の少なくとも一部において歯科修復を計画、可視化、最適化、および／または実行するシステムを提供し、請求項１〜７０のうちのいずれかに記載の方法のうちのいずれかのステップのうちのいずれかを実行する手段を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項７３】
プログラムコード手段がデータ処理システム上で実行されるときに、該データ処理システムに、請求項１〜７０のうちのいずれか一項に記載の方法を実施させるプログラムコード手段を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項７４】
コンピュータ可読媒体を備え、該コンピュータ可読媒体は、前記プログラムコード手段が自身の上に記憶されている、請求項７３に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、歯科修復作業を計画するシステムおよび方法に関する。本発明はさらに、歯科修復の双方向ＣＡＤ設計ならびに現実的な３Ｄ表現および可視化と、ＣＡＭを用いた後続の身体的実現とのためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科診療では、修復治療、例えば、前歯の上のベニアおよび歯冠を視覚化し、計画するために診断用ワックスアップが作成される。診断用ワックスアップは、従来、治療計画のために、ならびに修復結果の可視化および患者との話し合いのためにそれを使用する歯科医のために、歯科研究所によって石膏ギプス上にワックスで作成される。歯科医と患者との間の対話は、向上した患者満足度のための重要なツールであり、しばしば、より高価な治療を可能にする。診断用ワックスアップから患者の歯へ設計を転送するために、歯科技工士は、典型的には、原本の診断用ワックスアップを見て、歯科医および患者からの潜在的コメントを取り込んで、実際の修復のためにこの設計を手動で複製しようとする。この手動複製過程は、費用がかかるとともに、おそらく不正確で、時間がかかる。
【０００３】
手作業が伴われるため、診断用ワックスアップは、概して高価であり、しばしば数百米ドルである。ワックスアップモデルを作成することも、患者がそれを評価する別の予約のために再訪問しなければならないため、時間がかかる。診断用ワックスアップはまた、歯だけのモデルであるため、修復治療の全審美的影響を伝えることができない。患者の笑顔の視覚的印象も、歯肉および顔面全体によって決定される［１（非特許文献１）］。さらに、独立ワックスアップモデルは、歯が受けている照明を口の内側に伝えることができない。歯列矯正の分野では、治療計画は一般的に、歯および顔面の両方、または頭部の３Ｄモデルさえも伴っている。データソースは、顔面の２Ｄカラー画像および頭部のＣＴスキャンを含む［２（非特許文献２）、３（非特許文献３）］。
【０００４】
特許文献１は、患者での歯科治療の予測結果の写実的画像を生成するための方法を含む、歯列矯正治療のための方法およびシステムを開示し、該方法は、患者の治療前の顔面および歯の１つ以上の画像を獲得するステップと、患者の治療前の顔面および歯の画像から、患者の治療前の顔面および歯の３Ｄデジタルモデルを生成するステップと、患者の治療前の歯列弓の３Ｄデジタルモデルを獲得するステップと、治療に起因する患者の予測歯列弓の３Ｄデジタルモデルを獲得するステップと、患者の治療前の顔面および歯、治療前の歯列弓、および予測歯列弓の３Ｄデジタルモデルから、患者の予測された顔面および歯の３Ｄデジタルモデルを生成するステップと、患者の予測された顔面および歯の３Ｄデジタルモデルから、写実的画像をレンダリングするステップとを含む。
【０００５】
特許文献２は、歯列矯正治療に関し、プロセッサおよびユーザインターフェースを有する、汎用コンピュータシステムと、ａ）第１の画像デバイスから取得される患者の頭蓋顔面画像情報を表す、第１組のデジタルデータ、およびｂ）前記第１の撮像デバイスとは異なる第２の画像デバイスから取得される患者の頭蓋顔面画像情報を表す、第２組のデジタルデータを記憶する、前記汎用コンピュータシステムにアクセス可能なメモリであって、前記第１および第２組のデータは、少なくとも部分的に、前記患者の一般的な頭蓋顔面解剖学的構造を表し、前記第１および第２組のデジタルデータのうちの少なくとも１つは、患者の顔面の外部外観または表面構成を表す、メモリと、前記汎用コンピュータシステムにアクセス可能な機械可読記憶媒体上に記憶される、１組のコンピュータ命令とを備える、人間の患者の診断および治療計画で使用するためのシステムを開示し、前記１組の命令は、前記汎用コンピュータシステムに、１）自動的に、および／または操作者相互作用を用いて、一般的座標系において前記頭蓋顔面解剖学的構造の複合結合型デジタル表現を提供するよう、前記第１のデジタルデータおよび第２組のデジタルデータを重ね合わせさせる、２）前記システムのユーザへ、前記頭蓋顔面解剖学的構造の前記複合結合型デジタル表現を表示するための命令を備える。
【０００６】
したがって、歯列矯正の分野では、歯および顔面の両方の３Ｄモデルを伴う治療計画が知られている。
【０００７】
特許文献３は、歯科治療を計画し、実施するための方法であって、歯科治療を受けなければならない患者の口腔内の少なくとも１つの部位の位置、立体構造、および寸法に関する、および前記患者の顔面の少なくとも一部分の立体構造に関する、１組のデータの獲得段階と、前記１組のデータから始まり、かつコンピュータ上で実装されるソフトウェアプログラムを用いて、前記治療中に前記部位で嵌合することができる、少なくとも１つの歯科補綴の仮想プロトタイプの設計段階と、前記歯科補綴の嵌合後に、前記顔面の一部分を視覚的に再現するために好適な少なくとも１つの仮想モデルの、前記ソフトウェアプログラムを用いた、かつ前記１組のデータおよび歯科補綴の前記仮想プロトタイプから始まる、決定段階と、前記歯科補綴の設置および製造前に、前記ソフトウェアの援助により、かつ歯科補綴の前記仮想プロトタイプおよび前記仮想モデルから始まる、歯科器具を用いた前記部位の調製段階とを含む、方法を開示する。
【０００８】
特許文献３は、顔面のスキャンおよび口腔のスキャンの両方で表される、特に歯の種々の幾何学形状情報源を組み合わせる方法を説明していない。特許文献３は、設計段階の結果を、実際の調製後の歯の幾何学形状に転送する方法も説明していない。さらに、特許文献４は、口腔部位の調製を実行した同じ歯科器具によって実施される、視覚的印象の読み出し段階を仮定する。
【０００９】
特許文献４は、顎運動中の個人の口腔生体構造の１組の時間ベースの３次元画像を取得するステップと、個人の歯科物体の３次元データを取得するステップと、歯科物体の３次元データを時間ベースの３次元画像のうちの少なくとも１つと位置合わせするステップと、歯科出バイスを設計するために、時間ベースの３次元画像および位置合わせした３次元データを使用するステップとを含む、カスタム歯科デバイスを設計するための方法を開示する。
【００１０】
特許文献４は、３次元画像が毎秒５０の速度で獲得されることを仮定するが、そのようなスキャナは現在存在せず、開示されてもいない。さらに、精度が約２０ｍｍである、推定で必要とされる歯科物体を追跡する精度を、参照された技術のうちのいずれかで達成できることは、非現実的と思われ、開示された任意の新しい適切な技術でもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第０６／０６５９５５号明細書
【特許文献２】国際公開第０４／０９８３７８号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／１５３０６１号明細書
【特許文献４】国際公開第０９／０９１４３８号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ａｃｋｅｒｍａｎ  ＭＢ，Ａｃｋｅｒｍａｎ  ＪＬ．  Ｓｍｉｌｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  ｄｅｓｉｇｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｅｒａ．  Ｊ  Ｃｌｉｎ  Ｏｒｔｈｏｄ．２００２；３６，２２１−３６．
【非特許文献２】Ｘｉａ  Ｊ，Ｗａｎｇ  Ｄ，Ｓａｍｍａｎ  Ｎ，Ｗａｉ  Ｒ，Ｙｅｕｎｇ  Ｋ，Ｔｉｄｅｍａｎ  Ｈ．  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｐｌａｎｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：３Ｄ  ｃｏｌｏｒ  ｆａｃｉａｌ  ｍｏｄｅｌ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．  Ｉｎｔ  Ｊ  Ｏｒａｌ  ＆  Ｍａｘｉｌｌｏｆａｃｉａｌ  Ｓｕｒｇｅｒｙ  ２００２，２９（１），２−１０．
【非特許文献３】Ｒａｎｇｅｌ  ＦＡ，Ｍａａｌ  ＴＪ，Ｂｅｒｇｅ  ＳＪ，ｖａｎ  Ｖｌｉｊｍｅｎ  ＯＪ，Ｐｌｏｏｉｊ  ＪＭ，Ｓｃｈｕｔｙｓｅｒ  Ｆ，Ｋｕｉｊｐｅｒｓ−Ｊａｇｔｍａｎ  ＡＭ．  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｄｅｎｔａｌ  ｃａｓｔｓ  ｉｎ  ３−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｆａｃｉａｌ  ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ．  Ａｍ  Ｊ  Ｏｒｔｈｏｄ  Ｄｅｎｔｏｆａｃｉａｌ  Ｏｒｔｈｏｐ．２００８，１３４（６），８２０−６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
全体として、患者の歯における歯科修復を計画し、視覚化するための改良型システムおよび方法を提供することは、依然として課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
間接的修復と、例えば、部分義歯およびインプラント保持構造との両方である、歯科修復は、ますます頻繁に、ＣＡＤソフトウェアと、通常は３Ｄスキャナを用いて取得されるデジタルモデルである、患者の歯のデジタルモデルとを使用して設計されている。ＣＡＤソフトウェアでの設計後、修復をＣＡＭソフトウェアによって生成することができる。しかしながら、現在の歯科ＣＡＤソフトウェアは、どちらかといえば、現在のＣＡＤモデリング過程が、概して調製された歯から始まり、患者が有意な程度で治療に影響を及ぼすには遅すぎるため、患者との相互作用をサポートしていない。したがって、本発明の主要目的は、設計過程の初期段階で歯科修復のデジタル設計を提供することである。
【００１５】
これは、患者の調製される前の歯の少なくとも一部での歯科修復を計画するための方法によって達成され、該方法は、
調製される前の歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するステップと、
調製される前の歯の少なくとも一部の３Ｄデジタルモデルに基づいて、少なくとも１つの歯科修復ＣＡＤモデルを設計するステップと、
調製された歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するステップであって、調製された歯は、好ましくは少なくとも部分的に歯科修復ＣＡＤモデルに基づいて、歯科修復作業により調製される前の歯を調製することによって提供される、ステップと、
調製される前の歯および調製された歯の３Ｄモデルを整列させるステップと、
を含む。
【００１６】
したがって、方法が、複数の３Ｄソースの整列および合併と、治療前分析および計画の結果の利用とを提供するという利点がある。
【００１７】
歯科修復がどのように見えるかを患者が見ることができるように、歯科医が患者の歯を調製し始める前に、歯科医が仮想モデルである歯科修復ＣＡＤモデルを設計し、患者に見せることができるという、方法の利点がある。歯科修復ＣＡＤモデルは、患者の調製される前の歯の３Ｄデジタルモデルに基づくため、歯科修復は、歯科修復が実際にどのように見えるかという真の像を生じる。したがって、歯科医が患者の１つ／複数の歯を調製し始める前に、患者には、歯科修復に異なる形状、サイズ等を有することを希望するかどうかを言う機会がある。
【００１８】
次いで、歯科医が、合意した歯科修復を受容するように、またはそれに合うように、患者の歯を調製した後に、調製された歯の３Ｄデジタルモデルが提供される。ここで、調製される前の歯の３Ｄモデルおよび調製された歯の３Ｄモデルがあり、次いで、これら２つのモデルが整列される。２つのモデルを整列させる時に、元の歯および調製された歯が考慮されるように、調製される前の歯および調製された歯の両方が設計で使用されるため、最適な歯科修復を取得することが可能である。
【００１９】
調製される前の歯は、治療が適用される前の患者の歯となり得る。しかしながら、調製される前の歯はまた、歯科修復前にしばしば必要とされる、調製作業前の患者の歯であってもよい。したがって、調製される前の歯は、清掃、研磨、軽微研削、および／または同等物等の何らかの（典型的には軽微な）治療を受容していてもよいが、調製される前の歯は、歯科修復のために調製されていない。歯科修復のための調製は、典型的には、関連する１つ／複数の歯の研削、掘削、除去、歯内治療、および／または同等物を必要とする。全体で、本発明によって、調製される前の歯の３Ｄモデルに基づいて、ＣＡＤを用いて、可能な歯科修復を提供することができる。
【００２０】
したがって、本発明の実施形態は、ＣＡＤを用いて、歯科修復作業を計画、可視化、最適化、および／または実行するステップに関する。
【００２１】
歯科修復作業前に、関連する１つ／複数の歯が調製される。したがって、調製される前の歯の３Ｄモデルも調製されてもよい。本発明のさらなる実施形態では、好ましくは少なくとも部分的に、調製される前の歯のモデルに基づいて、歯科調製ＣＡＤモデルが設計される。
【００２２】
したがって、本発明は、調製前の設計作業を実際の調製手順に、および調製後の設計段階にさえも効果的に転送する手順を提供する。これは、図１で図示されている。さらに、調製される前の歯および調製された歯の重複設計作業が回避される。
【００２３】
関連目的は、歯科修復の計画、評価、および実行に関して、診断用ワックスアップの手動生成を回避することである。
【００２４】
歯列矯正が、歯列矯正具、ヘッドギア等の器具を用いて、歯を移動させることに関係付けられ、したがって、歯列矯正では歯科修復が設計されていないため、歯列矯正に関係付けられる従来技術の文書は、歯科修復を設計することを開示していない。
歯が、器具を用いて長期にわたって段階的に移動させられるため、歯列矯正に関して記述される仮想３Ｄモデル等のモデルは、歯列矯正治療および計画における異なるステップでの歯の構成または歯列のモデルである。
【００２５】
従来技術の文書ＵＳ２００８／０１５３０６１は、例えば、調製される前の歯および調製された歯の３Ｄモデルを整列させるステップを開示していない。
【００２６】
いくつかの実施形態では、方法はさらに、歯科修復ＣＡＤモデルの設計を、調製された歯のモデルに転送するステップを含む。歯科修復ＣＡＤモデルの設計を、調製された歯のモデルに転送する時に、自動的に、および／または手動で、モデルに合うように設計を調整することができる。
【００２７】
本発明のさらなる目的は、おそらく患者の顔面とともに、提案された修復を可視化することである。これは、患者の顔面の少なくとも一部を走査すること、好ましくは、光学的走査によって提供される、好ましくは歯の少なくとも一部が可視的である、および／または露出している、患者の顔面３Ｄデジタルモデルを提供することによって達成される。
【００２８】
本発明のさらなる実施形態は、調製される前の歯の３Ｄモデルおよび／または歯科修復ＣＡＤモデルを、顔面３Ｄモデルの中の可視的な歯と少なくとも部分的に整列させるステップを含む。
【００２９】
本発明のさらなる実施形態では、歯科修復ＣＡＤモデルは、顔面３Ｄモデルに基づいて少なくとも部分的に設計される。
【００３０】
本発明のさらなる実施形態は、歯を調製する前に、歯科医用の調製ガイドを提供するステップを含み、該調製ガイドは、好ましくは少なくとも部分的に、歯科調製ＣＡＤモデルに基づく。
【００３１】
本発明のさらなる実施形態では、該調製ガイドは、歯冠の延長、辺縁の場所および／または種類、および／または同等物との関連で支援を提供し、該調製ガイドの生成は、少なくとも部分的に、調製される前の歯の歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または３Ｄモデル、および／または歯科調製ＣＡＤモデル、および／またはモデルの分割に基づく。
【００３２】
本発明のさらなる実施形態では、該調製ガイドは、機械生成された調製および／または調製モデルの実行のための命令を備える。
【００３３】
本発明のさらなる実施形態では、該調製ガイドは、印を付けた歯科モデル等の、石膏モデルおよび／またはワックスアップモデル等の調製の歯科モデルを備える。
【００３４】
本発明のさらなる実施形態では、歯科修復ＣＡＤモデルの設計を転送するステップは、歯科調製ＣＡＤモデルを、調製された歯の３Ｄモデルと整列させるステップを含む。
【００３５】
本発明のさらなる実施形態では、整列させるステップは、少なくとも部分的に、モデルの辺縁線を検出する、および／または画定する、および／または整列させるステップに基づく。
【００３６】
本発明のさらなる実施形態では、歯科修復ＣＡＤモデルの設計を転送するステップは、歯科修復ＣＡＤモデルの一部を、調製された歯の３Ｄモデルにモーフィングするステップを含む。
【００３７】
本発明のさらなる実施形態では、モーフィングは、調製された歯の歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または３Ｄモデルの辺縁線付近に適用される。
【００３８】
さらなる実施形態では、モーフィングの影響は、調製された歯の歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または３Ｄモデルの辺縁線付近で最も高く、辺縁線までの距離を増加させると、モーフィングの影響が減少する。
【００３９】
本発明のさらなる実施形態では、歯科修復ＣＡＤモデルの設計を転送するステップは、調製された歯の３Ｄモデルのオフセットとして歯科修復ＣＡＤモデルの内面を作成するステップを含み、該オフセットは、好ましくは、調製された歯の３Ｄモデルの辺縁線から咬合／切歯方向である。
【００４０】
本発明のさらなる実施形態では、該オフセットは、自動的に提供される。
【００４１】
本発明のさらなる実施形態では、歯科修復ＣＡＤモデルの外面の有意な部分は、調製された歯の３Ｄモデルに転送されると維持され、歯科修復ＣＡＤモデルの内面の輪郭は、調製された歯の３Ｄモデルの外面と実質的に同様であり、調製された歯の歯科修復ＣＡＤモデルおよび３Ｄモデルの辺縁線領域は、ともにモーフィングされる。
【００４２】
その上、本発明のさらなる実施形態では、歯科修復ＣＡＤモデルの設計を転送するステップは、調製された歯の３Ｄモデルを用いて歯科修復ＣＡＤモデルをモーフィングし、それにより、調製された歯の３Ｄモデルへの歯科調製ＣＡＤモデルの変換を提供し、後に、この変換を歯科修復ＣＡＤモデルに適用するステップを含む。
【００４３】
本発明のさらなる実施形態は、該歯科修復ＣＡＤモデルを調製された歯の３Ｄモデルに転送するステップの後に、歯科修復ＣＡＤモデルの設計を修正するステップを含む。
【００４４】
本発明のさらに別の実施形態は、患者の歯の少なくとも一部での歯科修復を計画し、可視化し、および／または最適化するための方法に関し、該方法は、
好ましくは患者の顔面の少なくとも一部を光学的に走査することによって提供される、好ましくは患者の歯の少なくとも一部が可視的である、および／または露出している、患者の顔面の少なくとも一部の３Ｄデジタルモデルを提供するステップと、
調製された歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを取得するステップであって、調製された歯は、歯科修復作業によって調製される、ステップと、
調製された歯の３Ｄモデルを、顔面３Ｄモデルの中の記可視的な歯と整列させるステップと、
調製された歯の３Ｄモデルに基づいて、および少なくとも部分的に顔面３Ｄモデルに基づいて、少なくとも１つの歯科修復ＣＡＤモデルを設計するステップと、
を含む。
【００４５】
本発明のさらなる実施形態では、調製される前の歯の３Ｄモデルおよび／または調製された歯の３Ｄモデルは、口腔内で走査すること、歯および／または拮抗筋の印象を走査すること、歯および／または拮抗筋の鋳型を走査すること、ＣＴ走査、および／または類似走査方法等の走査によって提供される。
【００４６】
その上、本発明のさらなる実施形態は、３Ｄモデルの辺縁線を計算するステップを含む。
【００４７】
本発明のさらなる実施形態では、顔面の３Ｄ顔面モデル、調製される前の歯の３Ｄモデル、および／または調製された歯の３Ｄモデル、および／または、歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または歯科調製ＣＡＤモデルは、幾何学形状およびテクスチャ（色）の情報を備える。
【００４８】
本発明のさらなる実施形態では、色は、少なくとも１の色感受性センサを用いて、および／または色チャネルのスタッキングを用いて検出される。
【００４９】
本発明のさらなる実施形態では、３Ｄ顔面モデルは、顔面の複数のサブスキャンを整列させる、および／または組み合わせることによって提供され、好ましくは、サブスキャンは、異なる角度から提供される。
【００５０】
本発明のさらなる実施形態では、サブスキャンの少なくとも一部は、少なくとも部分的に重複している。
【００５１】
本発明のさらなる実施形態では、サブスキャンの少なくとも一部のサブテクスチャの少なくとも一部は、３Ｄ顔面モデルのテクスチャを提供するように、テクスチャウィービング等によって、色調整および／または色補間される。
【００５２】
本発明のさらなる実施形態では、患者の毛髪の少なくとも一部は、反射粉末が塗られる。
【００５３】
本発明のさらなる実施形態では、複数のサブスキャンからのシルエットは、押し出され、後に、視覚的凸包近似を提供するように交差される。
【００５４】
その上、本発明のさらなる実施形態は、３Ｄ顔面モデルから歯の少なくとも一部を切断および／または除去するステップを含む。
【００５５】
本発明のさらなる実施形態では、歯科修復ＣＡＤモデルの設計は、少なくとも部分的に、歯科修復の審美的印象を最適化するためのバイオメトリック情報、上顎前歯表示の程度（モーリー比）等のバイオメトリック情報、上唇のひだ、および歯肉表示に基づく。
【００５６】
本発明のさらなる実施形態では、顔面正中線は、アーチ正中線と実質的に整列され、および／または切歯面ならびに瞳孔間線は、実質的に平行に提供される。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態では、顔面スキャナは、顔面正中線、アーチ正中線、切歯面、および／または瞳孔間線等の患者の顔面の特徴を測定するために使用される。
【００５８】
その上、本発明のさらなる実施形態は、頭部、顎、ならびに事前に調製された歯および／または調製された歯の少なくとも一部の少なくとも１つのＸ線像を提供するステップを含む。
【００５９】
本発明のさらなる実施形態では、異なる角度から取得される複数のＸ線像は、３ＤＸ線モデルを提供するように組み合わせられる。
【００６０】
本発明のさらなる実施形態では、３ＤＸ線モデルは、３Ｄモデルおよび／またはＣＡＤモデルのうちの１つ以上と整列される、および／またはそれらに沿って可視化される。
【００６１】
本発明のさらなる実施形態では、自動および／または半自動支援が、歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または歯科調製ＣＡＤモデルの設計において提供され、支援は、自動提案、基本的規則および要件の評価、および／または同等物等であり、要件は、医療および／または生物学的要件である。
【００６２】
本発明のさらなる実施形態では、標準修復および／または標準調製のライブラリが、歯科修復ＣＡＤモデルおよび／または歯科調製ＣＡＤモデルを設計する時に提供され、ライブラリは、ＣＡＤモデルのライブラリ等である。
【００６３】
その上、本発明のさらなる実施形態は、有限要素シミュレーションを用いて推定するステップ等の、計画された歯科修復の強度を推定するステップを含む。
【００６４】
本発明のさらなる実施形態は、例えば、患者、歯科医、および／または歯科技工士のために、歯科修復ＣＡＤモデルを可視化するステップを含む。
【００６５】
本発明のさらなる実施形態では、歯科修復ＣＡＤモデルは、並んで、調製される前の歯のモデルに沿って、および／または調製される前の歯のモデルの上で可視化される。
【００６６】
本発明のさらなる実施形態は、顔面モデルにおいて整列された歯科修復ＣＡＤモデルを可視化するステップを含む。
【００６７】
本発明のさらなる実施形態は、歯科修復作業の結果として発生する、顔面軟組織変化を予測および／または可視化するステップを含む。
【００６８】
本発明のさらなる実施形態では、可視化は、３ＤモデルおよびＣＡＤモデルの可視化等の３Ｄで提供される。
【００６９】
本発明のさらなる実施形態では、可視化は、少なくとも１つのコンピュータ画面を用いて、および／または少なくとも１つの診断用ワックスアップを製造することによって提供される。したがって、３Ｄモデルおよび／またはＣＡＤモデルは、コンピュータ画面上で提示することができるが、モデルはまた、例えば、石膏またはワックスにおける３Ｄ印刷によって物理的に実現されてもよい。
【００７０】
本発明のさらなる実施形態では、可視化は、インターネット等のコンピュータネットワーク上で提供される。
【００７１】
その上、本発明のさらなる実施形態は、歯科修復作業の結果として発生する、顔面軟組織変化を予測および／または可視化するステップを含む。
【００７２】
その上、本発明のさらなる実施形態は、調製される前の歯の３Ｄモデルおよび／または調製された歯の３Ｄモデルにおいて、および／または３Ｄ顔面モデルにおいて、歯肉等の歯および組織を少なくとも部分的に分割するステップを含む。
【００７３】
本発明のさらなる実施形態では、分割は、歯の表面の湾曲を表す３Ｄマトリクスに適用される、最短経路アルゴリズム等のコンピュータ実装アルゴリズムを用いて、少なくとも部分的に提供される。
【００７４】
本発明のさらなる実施形態では、分割は、少なくとも部分的に３Ｄモデルにおける色情報に基づく。
【００７５】
本発明のさらなる側面は、患者の調製される前の歯の少なくとも一部での歯科修復を計画し、可視化し、および／または最適化するための方法に関し、該方法は、
調製される前の歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するステップと、
調製される前の歯の少なくとも一部の３Ｄデジタルモデルに基づいて、少なくとも１つの歯科修復ＣＡＤモデルを設計するステップと、
を含み、方法はさらに、
動的咬合障害をシミュレートし、推定するステップを含み、
該障害は、患者の歯に固定される少なくとも１つの参照物体を追跡することによって該患者の顎関節動作を記録する、複数のスキャンから少なくとも部分的に推測される。
【００７６】
その上、本発明のさらなる実施形態は、顎の関節動作を計算し、それにより、動的咬合障害をシミュレートおよび／または推定するステップを含む。
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態では、顔面スキャナは、リアルタイムで患者の顎および顔面の３Ｄ移動を測定するために使用される。
【００７８】
本発明のいくつかの実施形態では、顔面スキャナは、頭蓋骨に対する上顎および／または下顎の位置を測定するために使用される。したがって、顔面スキャナは、次いで、この測定に従来使用されている顔弓に取って代わってもよい。
【００７９】
したがって、顔面スキャナは、中心決定または正中線等の顔の平面を測定するために使用することができ、顎の移動を測定するために使用することができ、および／または頭蓋骨の他の部分に対する顎の付着および／または移動を測定するために使用することができる。
【００８０】
したがって、物理的に正しい運動または移動である、測定された顎の移動は、歯科修復が向上した機能性および審美性を有する、歯科修復を設計することができるように、動的仮想咬合器において移動をシミュレートするために使用される。したがって、顔面スキャナは、歯科修復を提供し、それにより、例えば、顔弓等の使用に取って代わるために、関連測定を実施することができる。
【００８１】
本発明のさらなる実施形態では、顎の関節運動および／または動的咬合障害の計算および／または推定は、少なくとも部分的に、複数の顔面スキャンならびに調製される前の歯および／または調製された歯の少なくとも１つの３Ｄモデルであって、拮抗筋を備える３Ｄモデルに基づく。最適な精度および精密性のために、１つ以上の参照球または物体を歯に固定することが有利である。
【００８２】
その上、本発明のさらなる実施形態は、好ましくは歯科医および／または患者からの入力に基づいて、および／または、審美的外観、バイオメトリクス、医療および／または生物学的規則および／または要件、強度の推定、軟組織変化、咬合障害、色の問題、修復の費用、および／または同等物に関する考慮から、歯科修復ＣＡＤモデルの設計を対話形式で修復および／または最適化するステップを含む。
【００８３】
歯科修復ＣＡＤモデルの設計および／または設計修正を、患者と協力して歯科医および／または歯科技工士によって提供することができる。しかしながら、デジタルモデルが伴われると、コンピュータネットワークを介して、モデルを配信し、提示し、および／または可視化することができるため、患者は同じ場所にいる必要はない。したがって、本発明のさらなる実施形態では、歯科修復ＣＡＤモデルの双方向修復および最適化は、異なる地理的場所に位置している患者、歯科医、および／または歯科技工士等のコンピュータネットワークにわたって提供される。例えば、歯科医がウェブページ等を介して歯科修復ＣＡＤモデルを提示している間に、患者は自宅にいてもよい。または、歯科医および患者は、歯科医医院にいてもよく、別の場所の歯科研究所で歯科技工士によって提供された患者の歯科修復モデルを一緒に評価する。
【００８４】
本発明のさらなる実施形態は、少なくとも部分的に調製された歯の３Ｄモデルに基づいて、調製ガイドおよび／または１組の調製された歯を評価および／または検証するステップを含む。
【００８５】
本発明のさらなる実施形態では、評価および／または検証は、提案された歯科修復、材料の選択、修復方法の選択、および／または同等物を推定および／または評価するステップを含む。
【００８６】
本発明のさらなる実施形態では、歯科修復は、１つ以上のインレイ、オンレイ、ベニア、歯冠、ブリッジ、またはそれらの組み合わせとなり得る、および／または歯科修復は、取り外し可能な部分義歯骨格および／またはインプラント保持構造となり得る。
【００８７】
本発明の別の実施形態では、歯科修復作業を計画し、視覚化し、最適化し、および／または実行するステップは、頭部および／または顔面に適用される形成外科の計画、可視化、最適化、および／または実行と組み合わせられる。
【００８８】
本発明のさらなる実施形態では、少なくとも１つの「スナップオン」の計画、可視化、および／または最適化をさらに含み、「スナップオン」ＣＡＤモデルは、歯科修復ＣＡＤモデルから調製される前の歯の３Ｄモデルを差し引くことによって作成される。
【００８９】
その上、本発明のさらなる実施形態は、好ましくはＣＡＭを用いて、歯科修復ＣＡＤモデルに基づいて調製された歯の歯科修復を製造するステップを含む。
【００９０】
本発明のさらなる実施形態は、好ましくはＣＡＭを用いて、歯科修復ＣＡＤモデルに基づいて診断用ワックスアップを製造するステップを含む。
【００９１】
本発明のさらなる実施形態は、好ましくはＣＡＭを用いて、歯科調製ＣＡＤモデルに基づいて調製された歯のための調製ガイドを製造するステップを含む。
【００９２】
本発明のさらなる実施形態は、好ましくはＣＡＭを用いて、歯科調製ＣＡＤモデルおよび／または調製ガイドに基づいて診断用ワックスアップを製造するステップを含む。
【００９３】
本発明のさらなる実施形態では、歯科修復の製造のためのＣＡＭ命令は、インターネットを介して処理センターに転送される等、コンピュータネットワークを用いて提供および／または配信される。
【００９４】
本発明のさらなる実施形態では、任意の記載されたステップは、ＣＡＤを用いて少なくとも部分的に提供される、またはＣＡＤを用いて提供することができる。
【００９５】
さらなる実施形態では、方法はさらに、一時的な歯冠を設計するステップをさらに含み、一時的な歯冠は、ＣＡＤ設計から導出される。
【００９６】
本発明のさらなる実施形態は、スナップオンの設計および／または製造に関する。
【００９７】
好ましくは、患者と対話形式で、次いで、歯科修復を設計することを決定する過程全体が、デジタルでサポートされる。
【００９８】
本発明はさらに、記載された方法のうちのいずれかを実行するための手段を備える、システムに関する。
【００９９】
本発明はさらに、コンピュータ可読媒体を有する、コンピュータプログラム製品に関し、該コンピュータプログラム製品は、記載された方法のうちのいずれかを実行するための手段を備える。
【０１００】
本発明の好ましい実施形態は、修復治療の双方向設計を可能にし、したがって、完全な患者満足度の可能性を増大させる。双方向性に関して、本発明は、例えば、２Ｄデジタル画像のみに関するＵＳ  ６，７８６，７２６に反して、３Ｄモデルに基づく。
【０１０１】
本発明の一実施形態は、主に３Ｄデータに依存し、物理的な診断用ワックスアップを必要とせずに、歯科修復治療を計画し、実行する方法およびシステムを提供する。好ましくは、患者の頭部のカラー３Ｄスキャンも取得され、計画過程内で使用され、さらに包括的および現実的にする。本願で説明される方法は、患者と歯科医との間で双方向性となり得るため、患者の提案された治療の受け入れを確実にする。別の利点として、治療前段階で取得される３Ｄデータは、修復がＣＡＭによる製造のために実際に設計される時に利用することができる。
【０１０２】
一実施形態では、本発明は、歯科修復治療を計画し、調製前状態での患者の歯の３Ｄデジタルモデルに基づいて歯科修復を設計するためのシステムおよび方法に関し、この計画および設計は、ソフトウェアのみで実装される。それにより、システムおよび方法は、高い費用および面倒で時間がかかる製造という不利点を伴わずに、診断用ワックスアップの利点を有する。歯科医は、患者と対話形式で修復を設計することさえできる。いったん設計が決定されると、歯科医は、概して、それに応じて歯を調製し、調製された歯の別の３Ｄモデルを生成する。最終設計は、調製された状態に基づくが、調製前の設計を利用することができる。
【０１０３】
任意で、該実施形態では、本発明は、患者の頭部のカラー３Ｄモデルを取得するシステムおよび方法を含む。この後者のモデルは、通常、別の種類のスキャナで取得され、歯の３Ｄモデルと同じレベルの詳細を有する必要はない。治療の効果を可視化するために、頭部モデルにおける歯は、何らかの種類の整列技法およびＣＡＤ設計前の歯の３Ｄモデルからの情報を使用して、ＣＡＤ設計した歯（すなわち、治療後に見えるような歯）に置換される。結果は、歯単独の３Ｄモデルよりもさらに良好に潜在的修復作業の効果を視覚化することができる、頭部および歯の複合３Ｄモデルである。
本発明の別の実施形態では、患者の頭部のカラー３Ｄモデルが必要とされるが、調製前状態の歯のデジタルモデルは必要とされない。調製された歯のモデルが取得された後の修復の設計は、以前の実施形態と同様に、顔面モデルにおける情報を活用することができる。
【０１０４】
本発明は、上記で説明される方法を含む、異なる局面に関し、以下では、それぞれ、最初に記述された局面との関連で説明される有益性および利点のうちの１つ以上をもたらし、それぞれ、最初に記述された側面との関連で説明される、および／または添付の請求項で開示される実施形態に対応する、１つ以上の実施形態を有する、対応する方法、システム、デバイス、用途、および／または製品手段に関する。
【０１０５】
具体的には、患者の調製される前の歯の少なくとも一部での歯科修復を計画し、可視化し、および／または最適化するためのシステムが開示され、該システムは、
調製される前の歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するための手段と、
調製される前の歯の少なくとも一部の３Ｄデジタルモデルに基づいて、少なくとも１つの歯科修復ＣＡＤモデルを設計するための手段と、
調製された歯の少なくとも一部の少なくとも１つの３Ｄデジタルモデルを提供するための手段であって、調製された歯は、少なくとも部分的に歯科修復ＣＡＤモデルに基づいて、歯科修復作業により調製される前の歯を調製することによって提供される、手段と、
調製される前の歯および調製された歯の３Ｄモデルを整列させるための手段と、
を備える。
【０１０６】
（定義）
３Ｄモデル（別名３Ｄデジタルモデル）は、点集団、表面（ファセット／メッシュ状）、または体積式となり得る。ファセット／メッシュ状モデルは、点集団よりも好まれるが、ファセット／メッシュ状モデルは、例えば、三角測量によって、点集団から生成することができる。体積モデルは、ＣＴスキャナ等の透過性放射線を印加するスキャナで取得することができる。
【０１０７】
修復ＣＡＤモデルは、修復の仮想コンピュータモデルである。同様に、調製ＣＡＤモデルは、調製の仮想コンピュータモデルである。ＣＡＤモデルは、ソフトウェアプログラムで作成され、患者の歯の１つ以上の３Ｄモデルに基づくことができる。したがって、３Ｄモデルが、典型的には、物理的対象のデジタル表現である一方で、ＣＡＤモデルは仮想デジタルモデルであるが、おそらく少なくとも部分的に、物理的対象の少なくとも一部のデジタル表現を含む。
【０１０８】
修復は、インレイ／オンレイ、ベニア、歯冠、ブリッジ、インプラント保持構造等の古典的な固定修復であるが、類推により、義歯等の取り外し可能な修復でもある。修復は、歯科修復作業を必要とする。
【０１０９】
調製ガイドは、歯科調製を実行するための推奨手順である。それは、文書、視聴覚資料、または歯科モデル例等の物理的人工物の形態であってもよい。それは、どの機器を使用するか、およびどのようにそれを使用するかに関する情報を含有してもよい。したがって、調製ガイドは、典型的には、歯科医、歯科技工士、歯科研究所、および／または同等物を対象にする。調製ガイドは、調製に使用される機械によって実行することができる（ソフトウェア）命令を備えてもよい。
【０１１０】
患者は、修復が設計される個人である。この患者の歯科治療の医学的適応があってもよいが、審美的考慮事項も歯科修復を設計するための関連動機となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
本発明の上記および／または付加的な目的、特徴、および利点は、添付図面を参照した、本発明の実施形態の以下の例証的かつ非限定的な詳細な説明によって、さらに解明されるであろう。
【図１】図１は、本発明の動機であり、明確にするための図式説明図を伴うフローチャートの概要である。
【図２】図２は、本発明で説明される方法の変化例Ｖ１の詳細なフローチャートである。
【図３】図３は、本発明で説明される方法の変化例Ｖ２の詳細なフローチャートである。
【図４】図４は、本発明で説明される方法の種々のステップを可視化する、概略的な歯の矢状断面である。
【図５】図５は、調製前の設計を調製された歯に転送するステップを図示する、概略的な歯の拡大矢状断面である。
【図６−１】図６は、本発明におけるいくつかのステップのグラフィック表示である。
【図６−２】図６は、本発明におけるいくつかのステップのグラフィック表示である。
【図７】図７は、笑顔の一部が切り取られ、修復のモデル（歯６−１１に影響を及ぼす）および組織（分割されている）が顔に整列されている、顔モデルを示すＣＡＤソフトウェアのスクリーンスナップショット例である。この図の中で顔面スキャンおよび修復モデルを区別することが可能であるために、修復の色は、顔面スキャンの中の歯の色と意図的に一致させようとしなかった（これは白黒画像でさえも可視的である）。（ａ）：正面図、（ｂ）：側面図。
【発明を実施するための形態】
【０１１２】
以下の説明では、例証としてどのように本発明が実践されてもよいかを示す、添付図を参照する。
【０１１３】
本発明の一実施形態（以下で「Ｖ１」と称され、図２のフローチャートで図示される）では、好ましくは３Ｄスキャナで取得される、患者の歯の治療前（調製前）の３Ｄモデルが使用される。任意で、患者の顔面の別の３Ｄモデル（おそらく別の種類のスキャナで取得される）が、最適な整列および／または審美的外観のために利用される。
【０１１４】
本発明の別の実施形態（以下で「Ｖ２」と称され、図３のフローチャートで図示される）では、３Ｄ顔面モデルが必要とされる一方で、治療前の３Ｄモデルは任意的である。
【０１１５】
Ｖ１およびＶ２の両方は、同様のステップを含んでもよいが、異なる組み合わせおよびわずかな違いを伴う。Ｖ１およびＶ２における任意的なステップおよびモデルは、フローチャート要素において鎖線の境界によって示される。いくつかのステップがソフトウェアで実装されてもよい一方で、他のステップは手動作業および／または機械の適用を表してもよい。ソフトウェアは、優先的に、最適な使いやすさのために、単一のプログラムである。
【０１１６】
いくつかのステップは、図４−７でも図式的に図示されている。
【０１１７】
ステップ１：治療前の歯および歯肉の３Ｄデジタルモデルを取得する（Ｖ１で必要とされ、Ｖ２では適用されない）：
歯の３Ｄデジタルモデル１００を取得するために利用可能ないくつかの商用システムがある（例えば、Ｃａｄｅｎｔ  ｉＴｅｒｏ、３Ｍ  ＥＳＰＥ  Ｌａｖａ、３Ｓｈａｐｅ  Ｄ６４０）。これらの中には、口腔内スキャナおよび歯科印象またはその鋳型用のスキャナがある（例えば、３Ｓｈａｐｅ  Ｄ６４０）。スキャナは、例えば、光学スキャナ（レーザ、構造光）となり得る。３Ｄデジタルモデル１００を取得するために、関連スキャナ製造業者の操作説明書の中のガイドラインに従うべきである。このモデル１００はまた、以下では、調製前のモデルとしても表される。図４でのその輪郭はＣ１００である。
潜在的に、モデル１００を取得するために、（円錐ビーム）ＣＴスキャナ（Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ’ｓ  ｉ−ＣＡＴ，Ｋｏｄａｋ／Ｉｍｔｅｃ’ｓ  Ｉｌｕｍａ）等の透過性放射線を伴うスキャナを使用することができる。それらは、歯の内側の腐食も示す体積モデルを提供するという利点を有する一方で、不利点は、放射線量および治療の高い費用に関する懸念を含む。歯スキャンが、図６のステップ１で示されている。
【０１１８】
ステップ２：歯肉から調製される前の歯を分割する（Ｖ１で任意的であり、Ｖ２では適用されない）：
光学スキャナは、概して、物体の表面の３Ｄデジタルモデルを取得する。このモデルは、幾何学形状を描写するが、表面を構成する材料または従属物体を区別しない。具体的に歯科用途について、３Ｄモデルは、歯と歯肉とを区別せず、そのうちのいくつかが不注意に歯スキャンに含まれる。したがって、歯科修復の可視化およびＣＡＤ設計のために、結合型３Ｄモデルを歯および組織にそれぞれ分割することが有利となりえる。分割は、モデル１０１を生じさせる、ソフトウェアで実装されるアルゴリズムを用いて適用することができる。分割された歯モデルが、図６に示されている。
【０１１９】
本発明の一実施形態では、分割アルゴリズムは、各歯と垂直なベクトル、またはモデル全体と垂直な単一のベクトル、および各歯の中央の１つの点、または歯の遠位および近心側の２つの点を使用する。分離アルゴリズムの好ましいバージョンは、好ましくは負の重量を取り扱うことが可能な３Ｄ最短経路アルゴリズム、例えば、Ｂｅｌｌｍａｎ−Ｆｏｒｄアルゴリズムを使用することに基づく。アルゴリズムは、好ましくは、歯モデル１００の表面の湾曲を表す要素を伴う３Ｄマトリクスで適用される。
【０１２０】
別の実施形態では、モデル１００を生成するために使用されるスキャナは、色も捕捉することができる。次いで、分割は色情報に基づくことができる。
【０１２１】
ステップ２が省略された場合、モデル１００および１０１は同一である。
【０１２２】
ステップ３：顔面／頭部の３Ｄデジタルモデルを取得する（Ｖ１で任意的であり、Ｖ２で必要とされる）：
頭部、特に顔面の３Ｄデジタルモデルを取得するために利用可能ないくつかのシステムがある（例えば、Ｋｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ  Ｖｉｖｉｄ、Ｂｒｅｕｃｋｍａｎｎ  ｆａｃｅＳｃａｎ）。頭部／顔面スキャンの必要分解能は概して、より低いが、関心の体積はより大きいため、頭部／顔面および歯科スキャナは概して、異なる器具である。ほとんどの光学頭部／顔面スキャナは構造光を採用する。
【０１２３】
本発明の好ましい実施形態では、頭部／顔面スキャナは、表面幾何学形状だけでなく、色も検出することができる。色（テクスチャとも称される）情報は、可視化において重要である。色は、スキャナのカメラの中の色感受性センサを選択することによって直接検出することができる。別のアプローチは、全光強度のみに敏感なセンサを使用するが、照明がそれぞれにおいて単一の基調色である、いくつかの画像を撮影し、次いで、これらの画像を組み合わせることによって色を再構築することである。この過程は、色チャネルのスタッキングとも呼ばれ、典型的な基調色は、赤、緑、および青である。
【０１２４】
患者が自分の歯を露出している状態で、頭部／顔面を走査することが好ましい。この配置はステップ６で利用することができる。概して、歯科修復の審美的外観はしばしば、笑顔にとって最も重要と見なされるため、患者は微笑むことを望む。
【０１２５】
頭部の３Ｄモデルは、異なる角度からのいくつかのスキャンを必要としてもよい。複数のそのようなスキャンは、結合型モデルに整列されなければならない。多くのアルゴリズム、例えば、Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｃｌｏｓｅｓｔ  Ｐｏｉｎｔが、この目的で存在する。それらは全て、少なくとも複数対のサブスキャンの何らかの重複を必要とする。全サブスキャンにおける明暗は概して、異なるため、サブテクスチャは、結合型テクスチャのために色調整される必要がある。例えば、異なるサブスキャン間の色差を平滑にするために、テクスチャウィービングを採用することができる［４］。
【０１２６】
限定された反射性により、頭部の毛髪部分は概して、光学スキャナで捕捉しにくい。この制限は、毛髪を反射粉末が塗られることによって克服することができる。３Ｄで毛髪部分を再構築する別の方法は、複数の頭部画像（異なる角度から撮影される）の中のシルエットを押し出し、次いで、視覚的凸包近似を形成するようにそれらを交差することである。
【０１２７】
ステップ３の後に、フローチャートは２つの分岐に分かれる。これらの分岐は選択肢ではないが、両方とも実行することができる。それらは、ステップ４ａおよび４ｂからそれぞれ始まる。
【０１２８】
ステップ４ａ：顎の運動を導出する（Ｖ１で任意的であり、Ｖ２で任意的である）：
特に歯冠設計について、動的咬合障害に対処することが有利となり得る。複数の顔面スキャンモデル２００があると、顎の関節動作を推論し、したがって、拮抗筋を含む歯１０１の３Ｄモデルを考慮して動的咬合障害をシミュレートすることが可能である。３Ｄ顔面モデルから関節動作を推論するために、好ましくは、下唇と下顎切歯との間で、１つ以上の参照球を患者の下顎歯に固定し、その球の運動を追跡することが有利であってもよい。［９］では、単一の球および２Ｄ画像について手順が説明されているが、３Ｄデータを用いてより精密となり、１つより多くの球が使用される場合に回転移動を正しく検出することが期待できる。付加的な球または物体も患者の上顎歯の上に固定することができる。３Ｄデータを用いて、咀嚼中に頭部の同時移動を顎の移動から分離することができる。ＷＯ  ２００９／０９１４３９は、歯科物体を追跡することによって３Ｄ移動が推論される手順を開示している。しかしながら、これは、歯科物体と違って、球が、高い精密性および精度で中心位置を判定することが可能である完璧な幾何学表面を有するため、参照球を使用するほど正確ではない。したがって、多くの度量衡標準が、参照球、例えば、ＩＳＯ  １０３６０−３を採用している。
【０１２９】
ステップ４ｂ：抜歯する（Ｖ１で任意的であり、Ｖ２で任意的である）：
任意の顔面／頭部モデル２００が歯（およびおそらくは歯肉骨格）を示す場合、それらを切り取り、後に（例えば、ステップ６で）、それらの場所で歯／歯肉モデル１０１（Ｖ１）または４０１（Ｖ２）を表示することが有利となり得る。後者のモデルはしばしば、ステップ６で歯科修復をモデル化するために高レベルの詳細が必要とされるため、より高い程度の詳細を有する。切断はまた、例えば、モデル１０１または４０１がそれぞれ、いくつかの歯だけ、または単一の歯だけを有する場合に、歯のうちのいくつかのみに適用することもできる。該切断は、対話形式で行うことができる、または少なくとも部分的に自動化することができる、ソフトウェアで実施される。
【０１３０】
双方向切断は、例えば、モデル上に３Ｄ線を配置し、線の内側の全ての点および／またはファセットを切り取ることによって、３Ｄソフトウェアで実施することができる。おそらく、切断線が正確に順守されるように、切断線に沿ってファセットを細分することができる。３Ｄソフトウェアで切断線を入力する１つの方法は、いくつかの参照点をクリックし、それらを接続するためにスプラインを使用することである。スプラインはモデル２００の表面を辿るべきである。ソフトウェアアルゴリズムによって歯（およびおそらくは歯肉）を検出することによって、自動切断を実施することができる。例えば、それらの色および／またはそれらの形状等によって、歯を検出することができる。
【０１３１】
モデル１０１または４０１がそれぞれ、完全な一式の歯を含む場合、内部交連は、口角における唇の朱色の最内合流点によって線引きされるような、切り取るモデル２００の中の好ましいセクションである［１］。
【０１３２】
ステップ５：歯モデルを顔面スキャンに整列させる（Ｖ１で任意的であり、Ｖ２では適用されない）：
このステップでは、歯／歯肉モデル１０１は、何らかの頭部／顔面モデル２００、またはステップ４が実施された場合、切断頭部・顔面モデル２０１と整列される。言い換えれば、モデル１０１の位置は、モデル２００／２０１の対応する部分の位置になり、両方を有意義な方法で同時に表示することができる。したがって、整列は、少なくとも１つのモデルの、他方のモデルの局所座標形への、または何らかの他の共通座標形への厳格な変換である。
【０１３３】
整列は、好ましくは、対話形式で、および／または自動的に、ソフトウェアで実施される。モデルをドラッグすること（平行移動）、または回転のためのいくつかの制御点をドラッグすることによって、ソフトウェアによって提供されるグラフィカルユーザインターフェースで双方向整列を実施することができる。モデルを変換する別の方法は、変換マトリクスを直接入力または調整することである。
【０１３４】
整列の基準は、主観的視覚適合となり得るか、または数学的に定義することができる。一般的なそのような基準は、２つのモデルの間の二乗距離の合計である。距離は通常、表面法線の方向に測定される。他の基準は、切歯面または切歯間の正中線等の、ある特徴の間の距離に基づくことができる。
【０１３５】
ステップ３と同じアルゴリズムを使用して、自動整列を実施することができる。おそらく、ユーザは、自動微細整列のための第１の推測としての機能を果たす、整列されるモデルの対応する点に対する制御点を配置しなければならない。自動整列は、数学的に定義された適合基準の最適化である。頭部／顔面モデル２００が表面上で歯を露出しない場合、頭部／顔面モデルがファログラム（頭部のＸ線写真）であれば、歯／歯肉モデル１０１との整列は依然として可能となり得る［５］。
【０１３６】
ステップ６：ＣＡＤシステムで修復を設計する（Ｖ１で必要とされ、Ｖ２で必要とされる）：
このステップは、両方の変化例（すなわちＶ１およびＶ２）で大部分が同一であるが、変化例Ｖ１では調製される前の歯から始まる一方で、変化例Ｖ２では調製された歯から始まる。変化例Ｖ１でのワークフローの初期位置は、この変化例でのいくつかの付加的な可能性を可能にする。
【０１３７】
（変化例Ｖ１およびＶ２の両方でのステップ６における共通特徴）
ＣＡＤシステムで設計することができる歯科修復は、インレイ、オンレイ、ベニア、歯冠、ブリッジ、それらの組み合わせ、およびその他を含む。類推により、「修復」という用語は、取り外し可能な部分義歯骨格およびインプラント保持構造も網羅する。
【０１３８】
そのような設計を可能にする、いくつかの歯科ＣＡＤソフトウェアパッケージ、例えば、３Ｓｈａｐｅ  ＤｅｎｔａｌＤｅｓｉｇｎｅｒが利用可能である。モデル３００は、修復のみのモデルである。このステップ６では、それはデジタルモデルにすぎない。図４でのその輪郭はＣ３００である。修復は、調製のための要件を示唆する。モデル３００がデジタルであるため、このステップ６では調製も仮想である。所与の修復モデル３００について、多くの可能な仮想調製Ｃ１０２があり得るが、いくつかは他よりも妥当であってもよい（ステップ７参照）。図４の仮想調製の輪郭例はＣ１０２である。主に、Ｃ１０２は、セメント空間によってＣ３００からオフセットされる。図４のセメント空間の厚さは、図式的に明確にするためだけに誇張されている。
【０１３９】
このステップ６で使用されるソフトウェアは、好ましくは、例えば、自動提案を行うこと、および／または基本的規則および要件を評価することによって、修復を設計するのに歯科医/歯科技工士を支援するべきである。
【０１４０】
好ましくはソフトウェアで実装される基本的規則および要件は、修復のための最小厚さ（概して材料に依存する）および生物学的幅を含んでもよい。他の規則は、歯冠の調製の必須連続円周高さを確定することができる。修復の強度は、数値的に、例えば、厚さを測定することによって、または好ましくは有限要素シミュレーションによって決定することができる。さらに別の規則は、拮抗筋および近位歯を貫通しないこととなり得る。
【０１４１】
体積モデルではない頭部モデル１０１の一般的な場合において、Ｘ線像の中で可視的な腐食の程度が修復の選択を制約するため、このステップ６では、これらのＸ線像を統合することが有利となり得る。複数のＸ線像が異なる角度から撮影される場合、ステップ３での毛髪を３Ｄで再構築できる方法と同様に、全ての画像の中のシルエットから近似３Ｄモデルを作成することが可能となる。しかしながら、数枚のＸ線写真しか撮影できないため、このモデルの３Ｄの分解能は、概して不良である。この不良な質のため、ステップ６での該Ｘ線像の統合は、他のモデルへの適正な整列ではない場合があるが、少なくともソフトウェアでの同時可視化であってもよい。おそらくソフトウェアは、断面間の最良適合によって歯の３Ｄモデル（Ｖ１では１０１、Ｖ２では４０１）の中でＸ線の画像面を検出し、次いで、Ｘ線の画像面に一致するように後者のモデルの３Ｄ可視化において視点を自動的に設定することができる。
【０１４２】
本発明の主要な利点は、任意で研究所も伴って、治療に関する患者と歯科医との間の対話を可能にすることである。例えば、歯科医は、コンピュータ画面上で提案された修復を視覚化することができる。好ましくは、修復自体の仮想設計のために歯科技工士／歯科医が使用するＣＡＤソフトウェアは、そのような可視化を提供し、患者との対話において設計を更新するために対話形式で使用することができる。技工士／歯科医は、外観および審美性を提案し、ならびに、費用とともに潜在的修復の機能的利点および不利点を説明することができる。物理的診断用ワックスアップも、従来の診断用ワックスアップよりもさらに安価かつ迅速に、ＣＡＭによって製造することができる。
【０１４３】
利用可能な３Ｄモデルを写実的にレンダリングできることが有利である。ＯｐｅｎＧＬのようなＰＣ上のグラフィック機能性が、この目標に向かって援助する。歯／歯肉モデル（変化例Ｖ１では１０１、変化例Ｖ２では４０１）における、それぞれ歯肉および歯、またはそれらの領域の適正または調整可能な着色が、同様に有利である。たとえ該モデルがカラー使用可能スキャナで取得されても、それを捕捉するために使用される照明は概して、モデル２００を捕捉する時に適用されるものとは異なり、整列された全てのモデル（ステップ５）の表示における視覚的不一致につながる。レイトレーシングのような特殊コンピュータグラフィック技法が、１つより多くの光源のモデル化とともに、外観を向上させることができる。
【０１４４】
顔面／頭部モデル２０１が利用可能である時に、歯科修復の審美的印象を最適化するために、バイオメトリック情報を利用することができる［６］。例えば、しばしば、顔面正中線をアーチ正中線と整列させること、切歯面と瞳孔間線との間の平行性を達成することが理想的と思われる。笑顔の生体構造の測定基準は、上顎前歯表示の程度（モーリー比）、上唇のひだ、および歯肉表示を含む［１］。
歯科修復が既存の状態から有意に逸脱する場合、口付近の軟組織に影響を及ぼす場合がある。シミュレートされた顎矯正手術系計画後の３Ｄ顔面軟組織変化予測が文献［例えば、７］で提示されており、本発明との関連で類似手順を適用することができる。任意の（任意的な）軟組織変化シミュレーションの結果を、モデル２０２として可視化することができる。
【０１４５】
ステップ４ａが実施され、下顎歯の軌道が決定されている場合、動的咬合障害を本発明で試験することができ、そのような障害を回避するために、歯科医／歯科技工士がモデル３００を修正することを可能にする。この手順は、少なくとも部分的に自動であってもよく、該軌道を考慮して、拮抗筋と衝突するモデル３００の任意の部分を除去する。
【０１４６】
ＣＡＤ設計が終了すると、デジタルモデル３００の物理的診断用ワックスアップモデル、またはその複数部分をＣＡＭによって製造することができる。そのような製造は、本質的に手作業を必要とせず、従来の手動生成よりもはるかに安価である。物理的ワックスアップは、実行される前に提案された治療を評価する別の機会を歯科医および／または患者に与える。これは、特に修復設計が別の場所の歯科研究所で実施されるか、または歯科医が非常に従来的である時の関連手順であってもよい。物理的診断用ワックスアップが作成される場合、研究所の技工士は、走査する前に調製前のモデルで研削するように要求されてもよい。いずれの物理的モデルも存在しない場合、ＣＡＭによって製造することができる。
【０１４７】
本発明の別の実施形態では、治療結果を視覚化する患者の歯の上に直接載置することができる、「スナップオン」を作成するために、ＣＡＤ設計を使用することができる。「スナップオン」は、設計から調製される前の歯を差し引くことによって、直接作成される。すなわち、調製される前の歯の３Ｄモデルが、設計された「スナップオン」のＣＡＤモデルから差し引かれる。結果として生じる差し引かれた設計は、後にＣＡＭによって製造することができるスナップオンのモデルを提供し、そうするとすぐに、スナップオンは使用の調製ができている。
【０１４８】
通信ネットワークは、修復設計が別の場所で実施される状況で、患者および／または歯科医との双方向性を確立する他の手段を提供する。例えば、患者および／または歯科医は、設計者のコンピュータへの実況インターネット接続を介して、設計過程を辿ることができる。
【０１４９】
変化例Ｖ１のみ：本発明の一実施形態では、歯科医または歯科技工士は、ソフトウェアで歯モデル１０１上の修復設計のための所望の辺縁を確定する。別の実施形態では、歯科医が、例えば、歯冠ライブラリ（潜在的にモデル１０１の中の対応する部分と同じであるが、必ずしもそうではない）から修復の所望の表面を選択し、ソフトウェアが辺縁線を計算する。特にブリッジについて、該実施形態の任意の組み合わせも可能である。ソフトウェアでの可能な自動提案は、辺縁配置、特に、歯番号に依存する歯尖配置を含む。歯科医にはまた、修正することができる標準修復のライブラリの中からの選択が提供されてもよい。
【０１５０】
このステップ６では、しかし調製にも関連して（以下のステップ７）、一時的な歯冠を設計することができる。一時的な歯冠は、ステップ６で全ＣＡＤ設計から直接導出されるが、仮想調製と一時的な歯冠の内側との間に、例えば０．２ｍｍの付加的なセメント空間を伴う。増加したセメント空間は、歯科医によって実施される実際の調製の不正確性に適応するように作成される。
【０１５１】
ステップ７：調製ガイドを生成する（Ｖ１で任意的であり、Ｖ２では適用されない）：
本発明の好ましい実施形態では、ソフトウェアは、調製作業で歯科医を支援する。多くの場合、一般的な調製ガイドは、歯科材料および機器の製造業者によって提供される。歯科医の作業を容易にし、修復強度および全体的品質を向上させるために、本発明は、ステップ６の終了時に取得される特定の設計のために自動的に調製ガイドを提供してもよい。
【０１５２】
おそらくソフトウェアは、歯冠延長の計画を支援することができる。これに関連して、ステップ２が有益であり、辺縁が過度に歯肉縁下に配置されるのを防止することができる。また、辺縁の種類（斜面、段部）をソフトウェアによって提案することができる。
【０１５３】
調製の詳細を提案するほかに、調製ガイドを生成するソフトウェアはおそらく、歯科医および／または歯科技工士が他の手段によって考案した調製を検証することもできる。例えば、ソフトウェアは、修復強度および／または材料の選択、および／または修復治療方法の選択さえも評価することができる。
【０１５４】
調製ガイドは、命令テキスト、複数の２Ｄスクリーンショット、３Ｄアニメーション、コンピュータ可視化、ビデオ、および／または機械／ロボット調製のための命令を含む、多くの形態を成すことができる。調製ガイドはまた、患者の口の中で試験することができる、所望のポジ型調製の物理的モデルまたは物理的ネガ型表現を含んでもよい。例えば、モデル１００が走査された鋳型モデルである場合、歯科技工士はこの鋳型を調製することができる。仮想調製は、デジタル形態でも利用可能であるため（歯科調製ＣＡＤモデル、図４の輪郭Ｃ１０２）、ＣＡＭによって製造することもできる。
【０１５５】
ステップ８：歯を調製する（Ｖ１で必要とされ、Ｖ２で必要とされる）：
合意した修復治療に基づいて、かつステップ７からのガイドを伴って、または伴わずに、歯科医は患者の歯を調製する。調製は、典型的には、修復作業を接着させることができるように、歯科医が歯を研削することによって実施される。変化例Ｖ１では、調製が、ステップ６で設計された修復のためである一方で、変化例Ｖ２では、いずれの以前の設計も調製作業を決定しない。
【０１５６】
スナップオン（Ｓｎａｐ−ｏｎ  Ｓｍｉｌｅによる商品）は、いずれの侵襲性調製も必要としない。
【０１５７】
ステップ９：調製された歯および歯肉の３Ｄデジタルモデルを取得する（Ｖ１で必要とされ、Ｖ２で必要とされる）：
手順に関して、この走査ステップはステップ１と同一であるが、このステップでは、調製された歯が走査される。図４の実際の調製の輪郭はＣ４００である。図中で簡単にするために、これは仮想調製Ｃ１０２と同一であるが、必ずしもそうである必要はない。
【０１５８】
ステップ１０：歯肉から調製された歯を分割する：（Ｖ１で任意的であり、Ｖ２で任意的である）：
調製されたモデルにおける歯および歯肉の分割は、ステップ２と同様に実行することができるが、調製される前のモデルの代わりに調製されたモデルに適用することができる。このスキップが省略された場合、モデル４００および４０１は同一である。
【０１５９】
ステップ１１：整列させる（Ｖ１で必要とされ、Ｖ２で必要とされる）：
論理的かつ手順的に、このステップは、変化例Ｖ１およびＶ２において同様であるが、このステップは、いずれか一方の変化例において異なるモデルに関する。
【０１６０】
変化例Ｖ１：調製される前の歯（ステップ６、モデル１０１）、調製された歯（モデル４０１）に設計された修復の整列は、ステップ３で説明されるのと同じソフトウェアアルゴリズムによって実施することができる。再度、モデルにおいて何らかの重複を有することが重要である。調製が全ての歯に影響を及ぼさない限り、そのような領域が概して存在する。修復のモデル３００はすでに、モデル１０１と同じ局所座標系の中にあり、それに基づいて設計された。したがって、モデル３００はまた、さらなる処理を伴わずにモデル４０１と整列される。頭部／顔面スキャン（モデル２０１）が利用可能である場合、３つ全てのモデルが一致するようにモデル１０１／３００および４０１に整列させることができる。図７は、そのような配置のためのこのステップ１１の典型的な結果を示す。
【０１６１】
変化例Ｖ２：調製された歯（モデル４０１）および頭部／顔面スキャン（モデル２０１）の整列は、ステップ３で説明されるのと同じソフトウェアアルゴリズムによって実施することができる。
【０１６２】
ステップ１２：ＣＡＤ設計を調製される前の歯から調製された歯に転送する（Ｖ１で必要とされ、Ｖ２では適用されない）：
手動調製により、実際の調製Ｃ４０２（図５）は、一般に、設計ステップ６で作成された仮想調製Ｃ１０２とは少なくともわずかに異なる。したがって、修復設計は、それに応じて修正される必要があるが、好ましくは、転送は、可能な限りステップ６で作成された設計の大部分を維持するべきである。この手順は、好ましくは、ソフトウェアで実装される。
【０１６３】
このステップ１２によって提供される自動化は、現在の技術である手動で主観的な過程に欠けているものである。典型的には、現在、設計を転送するために、歯科技工士は、原本の診断用ワックスアップを見て、歯科医および患者からの潜在的コメントを取り込んで、実際の修復のためにこの設計を手動で複製しようとする。この手動複製過程は、費用がかかるとともに、不正確で時間がかかる。
【０１６４】
このステップ１２のための好ましいアルゴリズムは、仮想調製（図５の６００）および実際の調製（図５の６０１）の両方で辺縁線を画定することによって始まる。辺縁は、図５である２Ｄ断面内の点であるが、実際には３Ｄの曲線であり、例えば、（Ｂ）スプラインによって表すことができる。３Ｓｈａｐｅ’ｓ  ＤｅｎｔａｌＤｅｓｉｇｎｅｒのような歯科ＣＡＤソフトウェアは、辺縁線を自動的に検出し、該スプラインを配置することができるが、ユーザ相互作用も許容されるべきである。６００と６０１との間の変換はＴと表される。
【０１６５】
Ｔを表面に一般化するために、自由形状変形（ＦＦＤ）モデルを使用することができる。この過程はしばしば、「モーフィング」とも呼ばれる。モーフィング動作は、モデル３００の辺縁付近の部分に影響を及ぼし、表面部分への影響を減少させると、辺縁からの距離が減少する。アルゴリズムの関連パラメータはユーザによって調整することができる。「歯冠一致」のための同様の手順が［８］で提案されているが、歯科修復の範囲外である。口語的に言うと、モーフィングは、その「穴縁」（辺縁線に対応する、それを通して空気が吹き込まれる厚いリング）を引く、または押すことによってゴム風船を伸張させることに似ている。
【０１６６】
図５に示された実施例では、調製された辺縁が仮想辺縁から歯肉側に位置するため、モデル３００の外面はモデル３０１に達するように延長させられる必要がある。しかしながら、逆の場合も可能である。調製が最終的に、モデル３００を作成する時に仮定されたのよりも少ない物質を除去した場合、モデル３０１の外面はモデル３００よりも小さくなり得る。言い換えれば、モーフィングは、収縮および伸張動作の両方となり得る。所与の歯について、モーフィングは、辺縁の種々のセクションに沿った収縮および伸張の組み合わせにさえなり得て、すなわち、歯肉および咬合／切歯方向の両方での仮想調製と実際の調製との間の逸脱がある時である。
【０１６７】
調製／修復の内部に向かって辺縁から離れ、モーフィングが適用される必要はない。代わりに、修復の内面を通常の様式で計算することができ、すなわち、いくつかのパラメータによって制御される辺縁線より上側の調製のオフセットによって、表面が作成される。
【０１６８】
修復の外部に沿って辺縁から離れ、かつモーフィング動作の影響圏（図５のセクション６００から６０２）を越えて、調製される前の設計および最終設計の表面は同一であり、すなわち、輪郭Ｃ３００およびＣ３０１は相互に重なり合う。
【０１６９】
同一表面、モーフィングされた表面、および調製生成表面を組み合わせることによって、最終ＣＡＤ設計３０１（輪郭Ｃ３０１）が完成される。最終ＣＡＤ設計を作成する時に、材料および製造過程の要件が含まれるべきであり、例えば、実際の設計をプレス用の２つのファイルに分けることができる。ステップ７が省略され、したがってモデル１０２が実際には利用可能ではない（モデル１０１と同じである）場合、仮想辺縁線は修復のモデル３００から得ることもできる。
【０１７０】
ステップ６の下で記述されるのと同じ手順で、修復の設計へのさらなる修復を行うことができる。色がステップ６で調整された場合、色情報を修復の設計へ、後に製造へ転送することが有利であってもよい。
【０１７１】
実際の調製が仮想調製に一致し、他の修正が望ましくないという、起こりそうにない場合のみ、モデル３００および３０１が同一となる。
【０１７２】
ステップ１３：生産する（Ｖ１で任意的であり、Ｖ２で任意的である）：
いったんモデル３０１が仕上げられると、ＣＡＭ（コンピュータ支援製造）を使用して生産することができる。ラピッとプロトタイピング（ＲＰ）機およびフライス機の両方を実際の生産に使用することができる。ＣＡＭソフトウェア（例えば、３Ｓｈａｐｅ  ＣＡＭｂｒｉｄｇｅ）が生産のためのデータ（モデル３０１を含む）を調製する。ＲＰ機について、この調製は、典型的には、３Ｄ回転、配置（ネスティング）、支持、スライシング、ＩＤタグ等を伴う。フライス機については、調製は、典型的には、３Ｄ回転、配置（ネスティング）、スプルー（コネクタピン）、ドロップ、彫刻、フライス経路生成、後処理等を伴う。いくつかの歯科ＣＡＤ／ＣＡＭソリューションは、生産のための調製の同じ内部ステップを含み、したがって、本発明で説明される方法に技術的に好適であるが、現在、他の製造業者の機器（例えば、Ｓｉｒｏｎａ  ＣＥＲＥＣ）によって生成された３Ｄモデルには対応していない。
【０１７３】
生産過程は、即座に（例えば、ジルコニアのブロックから）、または間接的に修復を製造することができる。間接的仮定では、例えば、ワックスが圧延または印刷され、次いで、従来の「ロストワックス」技法を使用して鋳造される。多くの製造業者が、そのような作業に好適なＲＰ（ＳＬＡ、ＳＬＳ、ＳＬＭ、ＤＬＰ、ＦＤＭ、Ｐｏｌｙｊｅｔ等）および／またはフライス機を提供し、例えば、Ｒｏｌａｎｄ、３ＤＳｙｓｔｅｍｓ、ＥｎｖｉｓｉｏｎＴｅｃ、Ｓｏｌｉｄｓｃａｐｅ、ＤＷＳ、ＥＯＳ、ＰｒｏＭｅｔａｌ、およびその他である。
【０１７４】
製造は、多くの場合、先行のステップとは別の場所で実施されてもよい。デジタルモデルおよび設計は、例えば、インターネットを介して処理センターに転送することができる。
【０１７５】
いくつかの実施形態を詳細に説明し、示してきたものの、本発明はそれらに制限されないが、以下の請求項で定義される主題の範囲内で、他の方法でも具現化されてもよい。具体的には、他の実施形態が利用されてもよく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の構造および機能的修正が行われてもよいことを理解されたい。
【０１７６】
いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項では、これらの手段のうちのいくつかは、１つの同じハードウェアによって具現化することができる。ある対策が相互に異なる従属請求項で記載されるか、または異なる実施形態で説明されるという単なる事実は、これらの対策の組み合わせを有利に使用できないということを示さない。
【０１７７】
本明細書で使用される時の「備える」という用語は、記述された特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を特定すると解釈されないが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはそれらの群の存在または追加を除外しないことが強調されるべきである。
【０１７８】
以上および以下で説明される方法の特徴は、ソフトウェアで実装され、データ処理システム、またはコンピュータ実行可能命令の実行によって引き起こされる他の処理手段で実行されてもよい。命令は、記憶媒体から、またはコンピュータネットワークを介した別のコンピュータから、ＲＡＭ等のメモリにロードされるプログラムコード手段であってもよい。代替として、説明された特徴は、ソフトウェアの代わりに、またはソフトウェアと組み合わせて、配線接続された回路によって実装されてもよい。
【０１７９】
（参考文献）
【０１８０】
【表１−１】
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【０１８１】
【表１−２】
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【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６−１】
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【図６−２】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【国際調査報告】
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