CN103083107A - 咬合评价装置、咬合评价方法以及咬合评价程序 - Google Patents

Abstract

一种不依赖于被检测者而能够评价因牙齿的咬合形状产生的咀嚼能力的咬合评价装置，读入上颌磨牙（1、2、3、4）以及下颌磨牙（5、6、7、8）的形状的三维数据，算出并显示在上颌磨牙与下颌磨牙咬合时在上颌磨牙的咬合面和下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间（Va）的形状，能够使上颌磨牙（1、2、3、4）和下颌磨牙（5、6、7、8）滑动来任意变更咬合状态，且使显示的流动空间（Va）的形状按照咬合状态变化。

Description

咬合评价装置、咬合评价方法以及咬合评价程序

技术领域

本发明涉及咬合评价装置以及咬合评价方法以及咬合评价程序。

背景技术

作为测定牙齿（天然牙齿以及人造牙齿）的咀嚼能力的方法，如专利文献1、2以及非专利文献1所记载的那样，提出有根据人实际咀嚼物质的情况来判断咀嚼能力的方法。

在这样的方法中，不能够区别测定出因被检测者的肌肉力量或咀嚼习惯等产生的影响和因牙齿（包括假牙）的咬合形状产生的影响。尤其，在制作或调整假牙时，希望能够仅评价因假牙的咬合形状产生的咀嚼能力。

在天然牙齿中，因牙齿生长状况而形成的上下颌的咬合状态和随年龄增长牙齿的磨损对咀嚼食物的能力有很大影响。但是，没有公开用于测定因牙齿的排列咬合状态而形成的咀嚼能力的装置和方法。

另外，对于假牙而言，因牙齿排列状况而形成的上下颌的咬合状态、假牙的研磨、假牙使用一定时间后的磨损对食物的咀嚼力有很大影响。但是，没有公开用于测定因牙齿的排列咬合状态而形成的咀嚼能力的装置和方法。

尤其，在没有比较不同的假牙间或同一假牙使用前后的咀嚼力的情况下，不能够评价假牙的更换时期或假牙的咀嚼能力。另外，假牙自身的咀嚼能力受到患者的咬合力、咀嚼习惯、饮食习惯等的影响大，适于每个患者的假牙都不同。因此，期待着有一种在制作假牙时能预先评价假牙是否适合于佩戴假牙的患者的咀嚼能力的方法。

如果能够在装戴前知晓假牙的咀嚼能力，则能够将其作为患者的治疗、诊断的信息使用，能够对下一次治疗发挥作用。

另外，如果能够使咀嚼能力数值化，则能够设定阈值来判定制作出的假牙是否合适，另外，能够定量地评价制作出的假牙具有何种程度的咀嚼能力。

专利文献1：日本特开2005-237710号公报。

专利文献2：日本特开2008-220600号公报。

非专利文献1：《咀嚼障碍评价法的准则-主要为咀嚼能力检查法》，日本牙科修补协会杂志，2002年，第46卷第4号，p.619-625。

发明内容

鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种在被检测者不实际使用的情况下，能够评鉴因牙齿的咬合形状产生的咀嚼能力的咬合评价装置以及咬合评价方法。

为了解决所述问题，本发明的咬合评价装置的第一方式，具有输入装置、运算装置、显示装置，所述输入装置用于向所述运算装置输入上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据，所述运算装置用于确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，使所述流动空间的形状变化，所述显示装置以能够确认的方式显示所述流动空间的形状，使所显示的所述流动空间的形状随着所述咬合状态的变化而变化。

另外，本发明的咬合评价装置的第二方式，具有输入装置、运算装置、显示装置，所述输入装置用于向所述运算装置输入上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据，所述运算装置用于确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，所述运算装置使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，算出所述流动空间的体积相对于所述上颌磨牙与所述下颌磨牙的相对移动量的变化量，所述显示装置显示所述流动空间的体积相对于所述相对移动量的变化量。

根据这些结构，能够通过食物流动空间的大小和形状的变化，确认因咀嚼运动引起的流动空间的形状变化，能够易于把握磨牙磨碎食物从牙间排出的效果的大小，能够在不依赖于患者或被检验者的肌肉力量和咀嚼习惯的情况下评价磨牙的咀嚼能力。

尤其，通过显示截面，能够观察食物被磨碎的位置和食物排出的位置。

此外，本发明的咬合评价装置中的上颌磨牙和下颌磨牙的咬合可以再现通过颌运动测定装置测定出的患者的实际的颌运动，可以通过即刻侧移（immediate side shift）的调节机构、作业侧侧方髁道角调节机构等在数据上模拟能够通过咬合器再现的咬合条件，例如矢状髁道倾斜度、平衡侧侧方髁道。

另外，本发明的第二方式的咬合评价装置可以读取多个上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据，比较并显示所述流动空间的体积。

根据该结构，能够定量地确认因假牙的磨损而引起的咀嚼能力的降低或因研磨而引起的咀嚼能力的变化的情况。另外，能够比较当前的假牙与新制作的假牙的咀嚼能力。尤其，如果能够使因假牙的磨损而引起的咀嚼能力的降低的情况定量化，显示能够比较各假牙的数据的坐标图，则能够存储特定的患者的信息，易于针对该患者制作更合适的假牙。

在本发明的咬合评价装置中，所述流动空间可以是如下空间之一：由与包括所述上颌磨牙与所述下颌磨牙接触的接触点中的相互相邻的两个接触点的咬合平面垂直的平面、所述上颌磨牙的咬合面、所述下颌磨牙的咬合面划定出的空间；由与包括所述上颌磨牙的相邻的两个牙尖的咬合平面垂直的平面、与包括所述下颌磨牙的相邻的两个牙尖的咬合平面垂直的平面、所述上颌磨牙的咬合面、所述下颌磨牙的咬合面划定出空间；由与包括所述上颌磨牙的相邻的两个最大轮廓部的咬合平面垂直的平面、位于所述上颌磨牙的窝的上方的规定的上颌基准平面、与包括所述下颌磨牙的相邻的两个最大轮廓部的咬合平面垂直的平面、位于所述下颌磨牙的窝的下方的规定的下颌基准平面、所述上颌磨牙的咬合面、所述下颌磨牙的咬合面划定出的空间。

根据该结构，能够易于确定应该比较的范围。

另外，本发明的咬合评价装置可以显示所述流动空间的体积。

根据该结构，能够将咀嚼能力形成数值而定量地掌握。

另外，本发明的咬合评价装置可以确定显示所述流动空间中的截面积最小的截面。

根据该结构，通过最小的截面最直接地显示因滑动而引起的磨损或研磨的程度。

另外，本发明的咬合评价装置可以能够修正所述上颌磨牙以及所述下颌磨牙的形状的所述三维数据。

根据该结构，能够模拟因假牙的研磨引起的咀嚼能力的变化，能够进行最佳的研磨。

另外，本发明的咬合评价装置，可以在当对所述上颌磨牙以及所述下颌磨牙的咬合状态进行变更时，算出与所述流动空间的咬合平面相垂直的截面的截面积相对于所述上颌磨牙与所述下颌磨牙的相对移动量的变化量，并且对相对移动量进行微分并显示微分结果。

根据该结构，能够确认咀嚼运动的过程中的咀嚼能力的变化。

另外，本发明的咬合评价方法，将上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据读入计算机，通过所述计算机确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，在所述计算机的显示装置上以能够确认的方式显示所述流动空间的形状，在所述计算机中，使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，使显示在所述显示装置上的所述流动空间的形状随着咬合状态的变化而变化。

另外，本发明的咬合评价程序，将上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据读入计算机，通过所述计算机确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，算出所述流动空间的体积，使所述计算机的显示装置显示所述流动空间的体积，在所述计算机中，使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，从而使所述显示装置所显示的所述流动空间的体积变化，并且算出所述流动空间的体积相对于所述上颌磨牙与所述下颌磨牙的相对移动量的变化量，将算出的该变化量显示在所述显示装置上。

根据本发明，通过掌握食物流动空间的大小和形状，能够在不依赖于患者或被检验者的肌肉力量和咀嚼习惯的情况下评价磨牙的咀嚼能力。

另外，根据本发明，通过存储多个假牙的数据，能够使包括患者的咀嚼习惯的咀嚼能力可视化以及定量化，从而能够进行正确的诊断或制作更合适的假牙。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的咬合评价装置的结构的框图。

图2是本发明的流动空间的第一方式的剖视图。

图3是图2的流动空间的俯视图。

图4是本发明的流动空间的第二方式的剖视图。

图5是图4的流动空间的俯视图。

图6是本发明的流动空间的第三方式的剖视图。

图7是图6的流动空间的俯视图。

图8是图7的代替方案的流动空间的俯视图。

图9是图5的A-A线剖视图。

具体实施方式

由此，参照附图说明本发明的实施方式。如图1所示，本发明的咬合评价装置是使用具有运算装置、数据输入装置、显示装置、用户输入装置的计算机等来实现的。

运算装置能够由个人计算机和软件及程序实现，但是可以设计专用的运算装置。数据输入装置可以仅是能够直接读取三维形状的三维扫描器等设备，还可以是存储设备或盘存储装置等媒体读取装置或数据通信装置那样的将被外部的三维扫描器等读取的三维形状数据读入运算装置的装置。显示装置可以是一般的显示器。用户输入装置能够利用键盘、鼠标等通用的输入装置。

本发明的咬合评价装置，借助数据输入装置将上颌磨牙以及下颌磨牙的三维形状数据读入运算装置，在运算装置中使上颌磨牙和下颌磨牙咬合，算出在上颌磨牙的咬合面和下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的三维形状，并将流动空间的三维形状显示在显示装置上。在流动空间的显示方法中适用在计算机制图法中使用的线框法（wire frame）、光线跟踪法（ray tracing）等方法。

图2以及3表示本发明的实施方式的第一方式的流动空间Va，图4以及5表示本发明的实施方式的第二方式的流动空间Vc，图6以及7表示本发明的实施方式的第三方式的流动空间Vw。

第一方式的流动空间Va是由平面Sa、上颌磨牙1、2、3、4的咬合面1a、2a、3a、4a、下颌磨牙5、6、7、8的咬合面5a、6a、7a、8a所划定出的空间，其中所述平面Sa垂直于包括上颌磨牙（第一前磨牙1、第二前磨牙2、第一磨牙3、第二磨牙4）和下颌磨牙（第一前磨牙5、第二前磨牙6，第一磨牙7、第二磨牙8）的接触点Pa中的相互相邻的两个接触点Pa的咬合平面。

第二方式的流动空间Vc是由与包括上颌磨牙1、2、3、4的相邻的两个牙尖Pc的咬合平面垂直的平面Sc、与包括下颌磨牙5、6、7、8的相邻的两个牙尖Pc的咬合平面垂直的平面Sc、上颌磨牙1、2、3、4的咬合面1a、2a、3a、4a、下颌磨牙5、6、7、8的咬合面5a、6a、7a、8a所划定出的空间。

第三方式的流动空间Vw是由与包括相邻的两个上颌磨牙1、2、3、4的最大轮廓部Pw的咬合平面垂直的平面Sw、与包括相邻的两个下颌磨牙5、6、7、8的最大轮廓部Pw的咬合平面垂直的平面Sw、位于上颌磨牙1、2、3、4的咬合面1a、2a、3a、4a的上方的上颌基准面Su、位于下颌磨牙5、6、7、8的咬合面5a、6a、7a、8a的下方的下颌基准面Sl、上颌磨牙1、2、3、4的咬合面1a、2a、3a、4a、下颌磨牙5、6、7、8的咬合面5a、6a、7a、8a所划定出的空间。

严格地说，咬合平面指由下颌中切牙的切缘的接触点、左右的下颌第二磨牙远中颊侧牙尖这3点决定的平面，但是在本发明中，咬合平面可以是依照所述平面定义的任何平面。例如，在不具有前牙的数据的情况下，可以将由左右某个下颌第一前磨牙近中颊侧牙尖、左右下颌第二磨牙远中颊侧牙尖这3点决定的平面作为咬合平面，在仅具有左右某个磨牙的数据的情况下，可以将下颌第一前磨牙近中颊侧牙尖、下颌第二磨牙远中颊侧牙尖、下颌第一磨牙近中舌侧牙尖这3点决定的平面作为咬合平面。作为进一步的代替方案，可以将读入下颌磨牙形状时的基准面（直角坐标系中的上下的轴向的位置相等的平面）即数据中的下颌磨牙或其牙龈的基底面作为咬合平面。此外，在本发明中，咬合面是指磨牙的表面上的具有凹凸的面的术语，明确区别于咬合平面。

在本发明中，通常，流动空间Va、Vc、Vw左右逐一计算，但是在磨牙有缺损的情况下，可以在缺损牙的近中侧和远中侧分割算出流动空间，也可以按各对咬牙对算出流动空间。另外，在具有第三磨牙的情况下，可以扩展到第三磨牙，来算出流动空间Va、Vc、Vw。

在算出第三方式的流动空间Vw过程中，在能够划定牙弓的情况下，最大轮廓部Pw可以为颊侧以及舌侧的最大轮廓部，如图7所示，最大轮廓部Pw还可以为直角坐标系三维数据在左右的轴向上的最大的点以及最小的点。

另外，通过包括第一前磨牙的相邻的两个接触点Pa的平面Sa以及包括第二磨牙的相邻的两个接触点Pa的平面Sa、包括第一前磨牙的相邻的两个牙尖Pc的平面Sc以及包括第二磨牙的相邻的两个牙尖Pc的平面Sc、包括第一前磨牙的左右方向（颊舌方向）两侧的最大轮廓部Pw的平面Sw以及包括第二磨牙的颊舌方向两侧的最大轮廓部Pw的平面Sw，分别将图3、5、7所示的流动空间Va、Vc、Vw划定为在近中远中方向上封闭的空间。但是，在图8所示的第三方式的流动空间Vw的代替方案中，通过第一前磨牙的近中方向或坐标轴方向上的最大轮廓部Pm的切面Sm，以及第二磨牙的远中方向或坐标轴方向上的最大轮廓部Pd的切面Sd，划定流动空间Vw的近中远中方向的端面。同样，可以通过以其他基准设定的平面划定第一方式的流动空间Va以及第二方式的流动空间Vc的近中远中方向上的端面。

另外，在图6所示的流动空间Vw的计算中，上颌基准面Su以及下颌基准面Sl分别为包括预先设定的3点最大轮廓部Pw（例如，第一前磨牙1、5的颊侧最大轮廓部、第二磨牙4、8的颊侧最大轮廓部以及舌侧最大轮廓部）的平面。但是，上颌基准面Su只要是位于上颌磨牙1、2、3、4的所有的窝的上方的平面即可，下颌基准面Sl只要是位于下颌磨牙5、6、7、8的所有的窝的下方的平面即可。例如，上颌基准面Su以及下颌基准面Sl可以分别为与包括预先设定的磨牙的规定的最大轮廓部的咬合平面平行的平面。

另外，在算出第一方式的流动空间Va以及第二方式的流动空间Vc时，在牙齿间等，有时不能够通过咬合面划定与咬合平面垂直的方向上的边界。因此，在算出第一方式的流动空间Va以及第二方式的流动空间Vc过程中，可以与第三方式的流动空间Vw的划定方法相同，设定上颌基准面Su以及下颌基准面Sl。

优选本发明的咬合评价装置能够显示用户（医生或技师）通过用户输入装置选择的流动空间Va、流动空间Vc以及流动空间Vw中的某个流动空间的形状。

另外，本发明的咬合评价装置能够显示流动空间Va、Vc、Vw并且能够显示它们的体积，由此能够定量地掌握咀嚼能力。

另外，优选本发明的咬合评价装置能够自动算出上颌磨牙1、2、3、4和下颌磨牙5、6、7、8的牙尖嵌合位置、咬合位置、中心嵌合位置，以及流动空间Va、Vc或Vw最大的初始接触位置等，并能够显示用户从这些咬合状态中选择的状态。

另外，优选本发明的咬合评价装置能够任意变更上颌磨牙1、2、3、4和下颌磨牙5、6、7、8的咬合状态。例如，通过用户输入使上颌磨牙1、2、3、4相对于下颌磨牙5、6、7、8移动的任意的方向，计算机计算上颌磨牙1、2、3、4与下颌磨牙5、6、7、8之间的滑动，实时地显示流动空间Va、Vc、Vw的形状变化，这样能够通过肉眼掌握因咀嚼运动产生的流动空间Va、Vc、Vw的变化。

另外，优选本发明的咬合评价装置能够显示流动空间Va、Vc、Vw的任意的截面形状以及其截面积。例如，图9示出了图5的流动空间Vc的A-A截面。另外，咬合评价装置推算截面积最小的截面位置，将该位置显示在画面上，这样能够使用户知晓在流动空间Va、Vc、Vw中的咀嚼过程中最有意义的截面。

另外，优选本发明的咬合评价装置将上颌磨牙1、2、3、4和下颌磨牙5、6、7、8在任意的滑动中的流动空间Va、Vc、Vw的体积、流动空间Va、Vc、Vw的规定位置的截面积，与上颌磨牙1、2、3、4和下颌磨牙5、6、7、8的相对移动量之间的变化关系形成坐标图来显示。更优选，以运动量对变化量进行微分以及双重微分，求出流动空间Va、Vc、Vw的变化率，通过使该变化率形成坐标图，能够确认咀嚼运动的流畅性。

另外，优选本发明的咬合评价装置能够修正上颌磨牙1、2、3、4以及下颌磨牙5、6、7、8的三维数据。由此，能够最佳地设计假牙或模拟研磨状态。

在本发明的咬合评价装置中，通过流动空间Va、Vc、Vw不仅能够决定最佳的假牙的形状，而且通过评价新假牙与使用后的磨损了的假牙之间的咀嚼能力的差异，能够评价包括患者的咀嚼习惯等而形成的假牙的咀嚼能力。

Claims (11)

1.一种咬合评价装置，其特征在于，

读入上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据，

确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，以能够确认的方式显示所述流动空间的形状，

使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，使所显示的所述流动空间的形状随着咬合状态的变化而变化。

2.一种咬合评价装置，其特征在于，

读入上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据，

确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，算出并显示所述流动空间的体积，

使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，从而使所显示的所述流动空间的体积变化，并且，算出并显示所述流动空间的体积相对于所述上颌磨牙与所述下颌磨牙的相对移动量的变化量。

3.如权利要求2所述的咬合评价装置，其特征在于，读入多个上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据，比较显示所述流动空间的体积。

4.如权利要求1~3中任一项所述的咬合评价装置，其特征在于，

所述流动空间是如下空间之一：

由与包括所述上颌磨牙和所述下颌磨牙之间的接触点中的相互相邻的两个接触点的咬合平面相垂直的平面、所述上颌磨牙的咬合面、所述下颌磨牙的咬合面划定出的空间；

由与包括所述上颌磨牙的相邻的两个牙尖的咬合平面相垂直的平面、与包括所述下颌磨牙的相邻的两个牙尖的咬合平面相垂直的平面、所述上颌磨牙的咬合面、所述下颌磨牙的咬合面划定出的空间；

由与包括所述上颌磨牙的相邻的两个最大轮廓部的咬合平面相垂直的平面、位于所述上颌磨牙的窝的上方的规定的上颌基准平面、与包括所述下颌磨牙的相邻的两个最大轮廓部的咬合平面相垂直的平面、位于所述下颌磨牙的窝的下方的规定的下颌基准平面、所述上颌磨牙的咬合面、所述下颌磨牙的咬合面划定出的空间。

5.如权利要求1~4中任一项所述的咬合评价装置，其特征在于，能够确定并显示所述流动空间中截面积最小的截面。

6.如权利要求1~5中任一项所述的咬合评价装置，其特征在于，能够修正所述上颌磨牙以及所述下颌磨牙的形状的所述三维数据。

7.如权利要求1~6中任一项所述的咬合评价装置，其特征在于，在对所述上颌磨牙以及所述下颌磨牙的咬合状态进行变更时，算出与所述流动空间的咬合平面相垂直的截面的截面积相对于所述上颌磨牙与所述下颌磨牙的相对移动量的变化量，并且对相对移动量进行微分并显示微分结果。

8.一种咬合评价方法，其特征在于，

将上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据读入计算机，

通过所述计算机确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，在所述计算机的显示装置上以能够确认的方式显示所述流动空间的形状，

在所述计算机中，使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，使显示在所述显示装置上的所述流动空间的形状随着咬合状态的变化而变化。

9.一种咬合评价方法，其特征在于，

将上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据读入计算机，

通过所述计算机确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，算出所述流动空间的体积，使所述计算机的显示装置显示所述流动空间的体积，

在所述计算机中，使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，从而使所述显示装置所显示的所述流动空间的体积变化，并且算出所述流动空间的体积相对于所述上颌磨牙与所述下颌磨牙的相对移动量的变化量，将算出的该变化量显示在所述显示装置上。

10.一种咬合评价程序，其特征在于，

将上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据读入计算机，

通过所述计算机确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，在所述计算机的显示装置上以能够确认的方式显示所述流动空间的形状，

在所述计算机中，使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，使显示在所述显示装置上的所述流动空间的形状随着咬合状态的变化而变化。

11.一种咬合评价程序，其特征在于，

将上颌磨牙以及下颌磨牙的形状的三维数据读入计算机，

通过所述计算机确定在所述上颌磨牙与所述下颌磨牙咬合时在所述上颌磨牙的咬合面和所述下颌磨牙的咬合面之间形成的流动空间的形状，算出所述流动空间的体积，使所述计算机的显示装置显示所述流动空间的体积，

在所述计算机中，使所述上颌磨牙和所述下颌磨牙滑动来任意变更咬合状态，从而使所述显示装置所显示的所述流动空间的体积变化，并且算出所述流动空间的体积相对于所述上颌磨牙与所述下颌磨牙的相对移动量的变化量，将算出的该变化量显示在所述显示装置上。

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