CN111970991B - 扫描用夹具、对种植物等的空间上的位置进行确定的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够取得患者的面部与基牙(5a)之间的空间上的位置关系的扫描用夹具(T)。扫描用夹具(T)用于确定包括埋入患者的口腔内的基牙(5a)等的埋入物的空间上的位置，且具备：基部(1)，其与埋入物连结；被扫描部(3)，其具有能够被3D扫描仪扫描的扫描区域(30)；以及连结部(2)，其用于将基部(1)与被扫描部(3)连结。对于连结部(2)，其一端在规定方向上与基部(1)连结且另一端在规定方向上与被扫描部(3)连结，并且连结部(2)具有在基部(1)与埋入物连结时使被扫描部(3)位于口腔外的规定的长度。

Description

扫描用夹具、对种植物等的空间上的位置进行确定的方法及 系统
技术领域
本发明涉及用于牙科种植治疗的扫描用夹具、使用该扫描用夹具对种植物(Implant)等的空间上的位置进行确定的方法及系统。
背景技术
作为牙齿脱落时的治疗方法，存在牙科种植治疗。在牙科种植治疗中使用的牙科种植物包括埋入颚骨的种植体(人工牙根)、作为脱落的牙齿的代替的补缀物(人工牙)以及将种植体与补缀物连结的基牙。作为利用一根种植体对一根人工牙进行支承的牙科种植以外的治疗方法，存在由较少种植体对连结着的较多人工牙进行支承的种植桥。对于该种植桥，作为单颚或者两颚的牙齿全部缺失的情况下的治疗方法，存在利用四根种植体对10～12根人工牙进行支承的被叫做All-on-4的治疗方法。
在这些用于牙科种植治疗的补缀物的制作中，从工时以及加工精度的观点出发，相比利用手工操作来制作补缀物的方法，优选为利用CAD/CAM系统来制作补缀物的方法。CAD/CAM系统基于口腔内的印模的3维数据以及埋入物的印模的3维数据来制作补缀物，该埋入物包括埋入口腔内的种植体或者与该种植体连结的基牙。患者参照基于该3维数据生成的模拟图像，能够在制造补缀物之前对补缀物与埋入物连结的状态进行确认。
作为将口腔内的印模和埋入物的印模作为3维数据来取得的方法，存在如下方法：在牙科种植物用的扫描体(参照专利文献1)已与埋入物连结的状态下，利用口腔内用3D扫描仪对口腔内进行扫描，而取得3维数据的方法；以及利用印模材料和印模用盖来获取口腔内的印模，并根据该印模来制作口腔内模型，将扫描体与该模型连结，并利用3D扫描仪对该模型进行扫描而取得3维数据的方法。
然而，即使是利用CAD/CAM系统制作出的补缀物，当与埋入物连结时，也存在患者的瞳间线与补缀物的咬合面不平行、或该患者的面部正中线与补缀物的门牙的中央的位置错开这样的问题。该问题的原因在于，上述的3维数据仅根据患者的口腔内的信息而取得，而患者的瞳间线等与埋入物之间的空间上的位置关系并不包括在该3维数据中。
在专利文献2中，公开了具备托盘部分及与托盘连接的手柄的用于获取印模的牙科印模托盘。该手柄相对于托盘部分在远端侧具有直线部，该直线部具有30mm以上的长度。印模生成者将该直线部分与患者的瞳间线对位，从而能够将托盘部分正确地配置于患者的口腔内。由此，使用了该牙科印模托盘的印模获取能够取得患者的咬合面相对于患者的瞳间线的倾斜度。然而，该牙科印模托盘未就种植治疗进行考虑，即使使用了该牙科印模托盘，也不能取得种植体等相对于面部的空间上的位置。
另外，作为其他问题，存在这样的问题：患者能够在补缀物制作前的模拟图像中确认的只有补缀物的形状，而不能预先确认补缀物相对于正中线、瞳间线、E线这样的面部的特征的位置。
在专利文献3中，公开了与补缀物的CAD设计有关的系统及方法。该系统及方法使用3D扫描仪和CAD软件，取得患者的修复前的牙齿的3维数据，并且通过光学手段来取得患者的面部的至少一部分的数据，对患者的面部的数据与患者的修复前的牙齿及假想的修复后的牙齿的数据进行排列，能够使患者看到该排列好的牙科修复CAD模型。然而，在这些数据中不包括面部的特征与种植体等之间的空间上的位置关系，从而不能基于准确的模拟图像来确认补缀物相对于瞳间线等的空间上的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2012-115668号公报
专利文献2：特表2010-507446号公报
专利文献3：特表2012-520694号公报
发明内容
发明要解决的课题
于是，本发明的课题在于，提供能够取得患者的面部与种植体或者连结到种植体的基牙之间的空间上的位置关系的扫描用夹具。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的扫描用夹具是用于确定埋入物的空间上的位置的扫描用夹具，所述埋入物包括埋入患者的口腔内的种植体或者与种植体连结的基牙，所述扫描用夹具的特征在于，具备：
基部，其与埋入物连结；
被扫描部，其具有能够被3D扫描仪扫描的扫描区域；以及
连结部，其用于将基部与被扫描部连结，
所述连结部具有在所述基部与所述埋入物连结时使所述被扫描部位于所述口腔外的规定的长度，
在基部与埋入物连结并且使被扫描部位于口腔外的状态下，利用3D扫描仪对患者的面部的至少一部分和扫描区域进行扫描，并对取得的3维数据进行解析，由此确定面部的一部分与埋入物之间的空间上的位置关系。
上述扫描用夹具优选为，
基部具有规定的高度，并且所述基部的一端部侧与埋入物连结且另一端部侧与连结部连结。
上述扫描用夹具优选为，
基部具有螺纹孔，所述螺纹孔用于通过螺丝将所述基部固定于埋入物。
上述扫描用夹具优选为，
连结部以能够拆下的方式与基部及被扫描部中的任一方或者两方连结。
上述扫描用夹具优选为，
扫描区域具有平面。
上述扫描用夹具优选为，
扫描区域具有2维标记及3维标记中的一方或者两方。
为了解决上述课题，本发明的方法是确定面部的一部分与埋入物之间的空间上的位置关系的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将上述扫描用夹具与患者的埋入物连结；
在使被扫描部位于口腔外的状态下，利用3D扫描仪对面部的至少一部分和扫描区域进行扫描，而取得3维数据；以及
对3维数据进行解析，而确定面部的一部分与埋入物之间的空间上的位置关系。
为了解决上述课题，本发明的方法是确定面部的特征与埋入物之间的空间上的位置关系的方法，所述面部的特征包括面部正中线、瞳间线、唇线、E线、甘伯氏平面基准点、法兰克福平面基准点、下巴、嘴唇、嘴角及人中之中的任一个或者全部，
所述方法的特征在于，包括以下步骤：
将上述扫描用夹具与埋入物连结；
在使被扫描部位于口腔外的状态下，利用3D扫描仪对包括确定面部的特征的范围在内的面部的一部分和扫描区域进行扫描，而取得3维数据；以及
对3维数据进行解析，而确定面部的特征，并确定面部的特征与埋入物之间的空间上的位置关系。
为了解决上述课题，本发明的方法是使口腔内的印模的图像与面部的图像合成的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将上述扫描用夹具与埋入物连结；
根据口腔内及埋入物的印模而取得口腔内及埋入物的第一3维数据；
在使被扫描部位于口腔外的状态下，利用3D扫描仪对面部的至少一部分和扫描区域进行扫描，而取得第二3维数据；
对第二3维数据进行解析，而确定面部的一部分与埋入物之间的空间上的位置关系；
通过对第二3维数据内的埋入物的空间上的位置与第一3维数据内的埋入物的空间上的位置进行对照，并且将面部的一部分与埋入物之间的空间上的位置关系应用于第一3维数据，从而确定面部的一部分与第一3维数据之间的空间上的位置关系；以及
基于面部的一部分与第一3维数据之间的空间上的位置关系，对根据第一3维数据生成的口腔内的图像与根据第二3维数据生成的面部的一部分的图像进行合成。
为了解决上述课题，本发明的制作牙齿的补缀物的方法的特征在于，包括以下步骤：
将上述扫描用夹具与埋入物连结；
根据口腔内及埋入物的印模而取得口腔内及埋入物的第一3维数据；
在使被扫描部位于口腔外的状态下，利用3D扫描仪对面部的至少一部分和扫描区域进行扫描，而取得第二3维数据；
对第二3维数据进行解析，而确定面部的一部分与埋入物之间的空间上的位置关系；
通过对第二3维数据内的埋入物的空间上的位置与第一3维数据内的埋入物的空间上的位置进行对照，并且将面部的一部分与埋入物之间的空间上的位置关系应用于第一3维数据，从而确定面部的一部分与第一3维数据之间的空间上的位置关系；以及
基于第一3维数据和面部的一部分与第一3维数据之间的空间上的位置关系而制作补缀物。
为了解决上述课题，本发明的制作种植桥的补缀物的方法的特征在于，包括以下步骤：
将上述扫描用夹具分别与多个埋入物连结，其中，所述多个埋入物包括与一个种植桥连结的多个种植体或者与多个种植体连结的多个基牙；
根据口腔内及多个埋入物的印模而取得口腔内及多个埋入物的第一3维数据；
在使被扫描部位于口腔外的状态下，利用3D扫描仪对包括确定面部的特征的范围在内的面部的一部分和多个被扫描部的扫描区域进行扫描，而取得第二3维数据，其中，所述面部的特征包括面部正中线、瞳间线、唇线、E线、甘伯氏平面基准点、法兰克福平面基准点、下巴、嘴唇、嘴角及人中之中的任一个或者全部；
对第二3维数据进行解析，而确定面部的特征，并确定面部的特征与多个埋入物之间的空间上的位置关系；
通过对第二3维数据内的多个埋入物的空间上的位置与第一3维数据内的多个埋入物的空间上的位置进行对照，并且将面部的特征与多个埋入物之间的空间上的位置关系应用于第一3维数据，从而确定面部的特征与第一3维数据之间的空间上的位置关系；以及
基于第一3维数据和面部的特征与第一3维数据之间的空间上的位置关系来制作补缀物。
为了解决上述课题，本发明的制作种植桥的补缀物的系统的特征在于，包括：
上述扫描用夹具，它们与多个埋入物连结，所述多个埋入物包括与一个种植桥连结的多个种植体或者与多个种植体连结的多个基牙；
第一3D扫描仪，其根据口腔内及多个埋入物的印模而取得口腔内及多个埋入物的第一3维数据；
第二3D扫描仪，其在使被扫描部位于口腔外的状态下，对包括确定面部的特征的范围在内的面部的一部分和多个被扫描部的扫描区域进行扫描，而取得第二3维数据，所述面部的特征包括面部正中线、瞳间线、唇线、E线、甘伯氏平面基准点、法兰克福平面基准点、下巴、嘴唇、嘴角及人中之中的任一个或者全部；
解析装置8，其对第二3维数据进行解析，而确定面部的特征，并确定面部的特征与多个埋入物之间的空间上的位置关系，且所述解析装置通过对第二3维数据内的多个埋入物的空间上的位置与第一3维数据内的多个埋入物的空间上的位置进行对照，并且将面部的特征与多个埋入物之间的空间上的位置关系应用于第一3维数据，从而确定面部的特征与第一3维数据之间的空间上的位置关系；以及
制作机，基于补缀物的3维数据来控制所述制作机制作补缀物，所述补缀物的3维数据基于第一3维数据和面部的特征与第一3维数据之间的空间上的位置关系而生成。
发明效果
根据本发明，可以提供能够取得患者的面部与种植体或者连结到种植体的基牙之间的空间上的位置关系的扫描用夹具。
附图说明
图1的(a)是示出种植体、基牙及本发明的扫描用夹具的立体图，图1的(b)是该扫描用夹具的基部的中心纵轴截面图。
图2是使用图1的扫描用夹具来制作补缀物的方法的流程图。
图3是使用图1的扫描用夹具来制作种植桥的补缀物的系统的结构图。
图4是示出图1以外的种植体、基牙以及图1的扫描用夹具的立体图。
图5的(a)是示出埋入下颚的图1及图2的种植体及基牙的立体图，图5的(b)是示出与该基牙连结的图1的扫描用夹具的立体图。
图6的(a)是示出与口腔内的基牙连结的图1的扫描用夹具及面部的主视图，图6的(b)是其侧视图。
图7的(a)是示出面部的特征的主视图，图7的(b)是其侧视图。
图8是示出将面部的图像与口腔内的图像合成而得到的模拟图像的图。
图9的(a)是示出图1及图2以外的种植体、基牙及本发明的扫描用夹具的立体图，图9的(b)是该扫描用夹具的基部的中心纵轴截面图。
图10是使用图9的扫描用夹具来确定面部的特征与第一3维数据之间的空间上的位置关系的方法的流程图。
图11的(a)是示出埋入下颚的图9的种植体及基牙的立体图，图11的(b)是示出与该基牙连结的图9的扫描用夹具的立体图。
图12的(a)是示出与口腔内的基牙连结的图9的扫描用夹具及面部的主视图，图12的(b)是其侧视图。
图13是示出本发明的扫描用夹具的变形例的立体图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图对本发明的扫描用夹具、使用该扫描用夹具来制作补缀物的方法及系统进行说明。
<扫描用夹具>
图1的(a)是示出本发明的第一实施方式的扫描用夹具T(以下简称为“夹具T”。)、与夹具T连结的基牙5a以及与基牙5a连结的种植体4a的立体图。
种植体4a及基牙5a是例如在All-on-4这样的种植桥中使用的构件。在种植体4a的上端设置有具有内螺纹的圆孔4aH。
基牙5a具备下侧连结部50a、基牙主体51a以及上侧连结部52a。在下侧连结部50a设置有外螺纹。下侧连结部50a插入圆孔4aH并与种植体4a螺合。上侧连结部52a呈圆台状，且在其上端沿着上侧连结部52a的中心纵轴线设置有具有内螺纹的圆孔5aH。上侧连结部52a的上端面形成为与上侧连结部52a的中心纵轴线正交的平面。
夹具T具备基部1、连结部2以及被扫描部3。
基部1具有：圆台连结部10；基部主体11，其从圆台连结部10的上端起连续；以及螺纹孔TH，其设置于基部主体11的上端面中央。
圆台连结部10构成为能够转动自如地与基牙5a的上侧连结部52a抵接。具体而言，如图1的(b)所示，圆台连结部10由具有圆台状的中空的截面为倒凹状的圆台状构成。与上侧连结部52a抵接的圆台连结部10的内侧的下表面111形成为与中心纵轴线G正交的平面。对于圆台连结部10的外侧的形状，只要圆台连结部10能够转动自如地与上侧连结部52a抵接，便没有特别限定。
基部主体11形成为沿基部1的中心纵轴线G方向延伸的圆柱状，但这只是一例而并不限定于此。
螺纹孔TH沿着基部1的中心纵轴线G设置。将螺丝(未图示)插入螺纹孔TH，并利用该螺丝，将基部1以能够拆下的方式与上侧连结部52a螺合。
对于连结部2，其一端与基部1在规定方向上连结，且另一端与被扫描部3在规定方向上连结。另外，连结部2具有在将基部1与埋入患者的基牙5a连结时使被扫描部3位于口腔外的规定的长度。连结部2的中间部的厚度只要具有能够防止其变形的机械强度，则优选比息止颌间隙薄。在本实施方式中，连结部2为棒状，但这只是一例而并不限定于此。
被扫描部3由能够被3D扫描仪扫描的四面体构成。该四面及其四面体间共通的边缘相当于本发明的扫描区域30。该扫描区域30的结构只是一例而并不限定于此。扫描区域30的表面以最适合3D扫描仪的扫描的方式进行了消光加工，并且构成为白色，但这只是一例而并不限定于此。另外，被扫描部3的形状没有特别限定。
连结部2与基部主体11的上端侧连结。基部1具有能够在基部1与基牙5a连结的状态时防止连结部2与口腔内的任一部分接触而变形的规定的高度。该规定的高度基于例如相邻的牙齿的高度这样的口腔内的状态来设定。
像这样构成的夹具T例如通过将夹具T及基牙5a的形状作为3维数据预先存储于解析装置8(图3)的存储部，从而当扫描区域30被第二3D扫描仪7b(图3)扫描时，由解析装置8根据取得的3维数据D2来确定基部1的空间上的位置，并且还确定与基部1连结的基牙5a的空间上的位置。该解析方法只是一例而并不限定于此。另外，被扫描的扫描区域30的范围只要可以取得能够对基部1的空间上的位置进行确定的3维数据D2，则也可以是被扫描部3的面积的一部分。
<使用本实施方式的扫描用夹具来制作补缀物的方法及系统>
接下来，参照图2～图8这些图，以针对无牙颚的下颚的All-on-4为例，对使用夹具T来生成补缀物的方法及系统进行说明。
图3是本实施方式的制作种植桥的补缀物100的系统的结构图。该系统具备夹具T、第一3D扫描仪7a、第二3D扫描仪7b、解析装置8以及制作机9。该系统构成为：(1)利用第一3D扫描仪7a对根据口腔内的印模制作出的口腔内的模型B1和连结于该模型B1的扫描体B2进行扫描而取得第一3维数据D1；(2)利用第二3D扫描仪7b对面部F及夹具T进行扫描而取得第二3维数据D2；(3)通过利用解析装置对第一及第二3维数据D1、D2进行解析，从而确定面部F的特征与第一3维数据之间的空间上的位置关系；(4)基于该位置关系而利用制作机9制作补缀物100。
在牙科种植治疗中，首先，在种植体埋入手术之前进行CT检查，并基于利用该CT检查取得的图像来进行用于种植体埋入手术的模拟。接下来，基于该模拟而进行四根种植体的埋入手术。对于埋入手术，例如存在在切开牙龈之后将种植体埋入的方法以及不切开牙龈而利用牙龈打孔器开孔并将种植体埋入的方法。在切开牙龈的情况下，能够通过进行基于上述的模拟的骨还原(Bone Reduction)来进行具备理想的审美性的种植治疗。
在本实施方式中，基于模拟的结果，而将两根种植体4a1、4a2相对于下颚垂直埋入，并将另外两根种植体4b1、4b2倾斜埋入。相对于下颚垂直埋入的种植体4a1、4a2与上述的种植体4a相同。另外，与种植体4a1、4a2连结的基牙是与上述的基牙5a相同的基牙5a1、5a2。
接下来，对倾斜插入的种植体4b以及与该种植体4b连结的基牙5b进行说明。
参照图4，在种植体4b的上端设置有具有内螺纹的六边孔4bH。
基牙5b是在与基牙5a相同的All-on-4中使用的多单元基牙(Multi-unitAbutment)中的带有角度校正的多单元基牙。基牙5b具有下侧连结部50b、螺纹孔5bH1、角度校正部53以及上侧连结部52b。
下侧连结部50b由六棱柱状构成。下侧连结部50b沿着种植体4b与下侧连结部50b共通的中心纵轴线A插入种植体4b的六边孔4bH，并与种植体4b以不能转动的方式连结。
螺纹孔5bH1沿着下侧连结部50b的中心纵轴线A并且从角度校正部53的上端贯穿下侧连结部50b的下端而设置。螺丝(未图示)插入螺纹孔5bH1内，基牙5b利用该螺丝与种植体4b螺合。
角度校正部53在下侧连结部50b的上侧以其剖面的直径扩宽的方式形成为台阶。角度校正部53包括下段侧结构与上段侧结构这两段结构，并且在从下段侧结构向上段侧结构的过渡部分弯曲。
上侧连结部52b设置于角度校正部53的上端。上侧连结部52b的形状除了被螺纹孔5bH2贯穿了一部分以外，与基牙5a的上侧连结部52a的形状相同。因此，上侧连结部52b以和上侧连结部52a与夹具T的基部1连结时相同的方法，利用螺丝(未图示)而与该基部1以能够拆下的方式螺合。
如图5的(a)所示，通过种植体埋入手术，而将种植体4a1、4a2笔直地埋入患者的下颚F1的前部，并在其后侧倾斜埋入种植体4b1、4b2。该种植体4a1、4a2、4b1、4b2各自分别与基牙5a1、5a2、5b1、5b2连结。基牙5a1、5a2、5b1、5b2的上侧连结部52a1、52a2、52b1、52b2分别从牙龈F11朝向上方露出。在埋入手术中，理想上是使上侧连结部52a1～52b2全部如基于CT检查的模拟那样配置、以及上侧连结部52a1～52b2的中心纵轴线彼此为大致平行。
接下来，利用第一3D扫描仪7a取得口腔内的印模及被埋入的基牙5a1、5a2、5b1、5b2的印模以作为第一3维数据D1(图2的S1)。在本实施方式中，首先，使用印模材料和印模用盖来获取口腔内的印模，并根据该印模来制作口腔内模型B1，将扫描体B2与该模型B1连结，并利用第一3D扫描仪7a对该模型B1进行扫描，由此取得口腔内的印模及被埋入的基牙5a1、5a2、5b1、5b2的印模以作为第一3维数据D1。
接下来，如图5的(b)所示，四根夹具T1～T4以使被扫描部3处于前方的方式与四根基牙5a1～5b2分别连结，并利用螺丝而螺合(图2的S2)。
接下来，如图6的(a)、(b)所示，在使四根夹具T1～T4的被扫描部3位于口腔外的状态下，利用第二3D扫描仪7b扫描包括对面部F的特征进行确定的范围在内的面部F的一部分和四根夹具T1～T4的被扫描部3的扫描区域30，而取得第二3维数据D2(图2的S3)，其中，面部F的特征包括面部正中线M、瞳间线I、唇线L、E线E、甘伯氏(Camper′s Plane)平面基准点、法兰克福平面基准点、下巴F5、嘴唇F6、嘴角F61及人中F7中的任一个或者全部。在本实施方式中，在下颚F1的位置为下颚息止颌位并且法兰克福平面H与地面水平的状态下，利用第二3D扫描仪7b对包括上述面部F的全部特征在内的范围的面部F的一部分进行扫描。需要说明的是，第一及第二3D扫描仪7a、7b可以是相同的3D扫描仪。另外，甘伯氏平面基准点是指鼻下点F2、耳珠点F3，法兰克福平面基准点是指眼窝最下点F41、F42、外耳孔F3，下巴F5是指下颚的前端，嘴角F61是指嘴唇F6两侧的部分。
接下来，利用解析装置8对第二3维数据D2进行解析，而确定面部F的特征，并确定面部F的特征与四根基牙5a1～5b2之间的空间上的位置关系(图2的S4)。
在本实施方式中，作为用于确定面部F的特征与四根基牙5a1～5b2之间的位置关系的X及Y方向的基准线，而使用瞳间线I和患者的面部正中线M，并将其交点作为X-Y平面的原点P(x0，y0)。即在X-Y平面，瞳间线I是作为穿过坐标(x0，y0)的X轴的基准线，面部正中线M是作为穿过坐标(x0，y0)的Y轴的基准线。
另外，在本实施方式中，作为Z方向的基准线，而使用了将成为法兰克福平面的基准线的左右任一个眼窝最下点F41、F42与外耳孔F3的上端连接的线H。即在Y-Z平面，线H是穿过坐标(y1，z0)的与Z轴平行的直线，并且是基准线。并且，在本实施方式中，图6的(b)的瞳孔的中心为Y-Z平面的原点P(y0，z0)。
上述只是一例，也可以将唇线L作为X轴的基准线，也可以将连接成为甘伯氏平面的基准的鼻下点F2与左右任一方的耳珠点F3的线C作为Z轴的基准线。
作为确定患者的瞳间线I的方法，例如，既可以是，基于根据第二3维数据D2生成的图像并基于作业者的主观来确定瞳间线I，也可以是，利用解析装置8来确定该图像的两瞳孔的中心坐标(xe1，Ye1，ze1)、(xe2，ye2，ze2)，并将连接该两坐标的线唯一确定为瞳间线I。另外，在3D扫描仪的扫描只能在闭上眼的状态下进行的情况下，也可以是，根据第二3维数据D2来生成闭上眼的状态下的面部F的图像，并根据该图像来推测瞳孔的位置，从而确定瞳间线I。
作为确定患者的面部正中线M的方法，例如，既可以是，基于根据第二3维数据D2生成的图像并由作业者的主观确定面部正中线M，也可以是，利用解析装置8，将相对于上述的瞳孔的中心坐标(xe1，Ye1，ze1)、(xe2，ye2，ze2)之间的中间点(xe3，Ye3，ze3)沿上下正交的线唯一确定为面部正中线M。
也可以是，如图7的(a)、(b)所示，在将夹具T拆下的状态下，利用3D扫描仪对包括能够确认E线E、唇线L的范围在内的面部F的一部分进行扫描，并将取得的该3维数据应用于第二3维数据D2，由此确定E线E、唇线L。通过像这样在闭上嘴的状态下对面部F进行扫描，能够适当确定E线E、唇线L。
面部F的各特征的空间上的位置由解析装置8基于上述的X、Y、Z方向的坐标轴来确定。另外，利用解析装置8，基于该X、Y、Z方向的坐标轴来确定四根夹具T1～T4的各扫描区域30的空间上的位置，并确定四根夹具T1～T4的各基部1的空间上的位置，接下来，确定四根基牙5a1～5b2各自的空间上的位置。
由此，确定患者的面部F的特征与四根基牙5a1～5b2中的每一个之间的空间上的位置关系。
接下来，利用解析装置8将面部F的特征与四根基牙5a1～5b2之间的空间上的位置关系(第二3维数据D2)应用于第一3维数据D1，而确定面部F的特征与第一3维数据D1之间的空间上的位置关系(图2的S5)。具体而言，通过对第二3维数据D2内的四根基牙5a1～5b2的空间上的位置与第一3维数据D1内的四根基牙5a1～5b2的空间上的位置进行对照，并且将通过上述的解析确定出的患者的面部F的特征与四根基牙5a1～5b2中的每一个之间的空间上的位置关系(第二3维数据D2)应用于第一3维数据D1，从而基于上述的X、Y、Z方向的坐标轴来确定第一3维数据D1的空间上的位置。
由此，确定面部F的特征与第一3维数据D1之间的空间上的位置关系。
接下来，基于第一3维数据D1和面部F的特征与第一3维数据D1之间的空间上的位置关系，利用制作机9来制作补缀物100(图2的S6)。具体而言，首先，基于第一3维数据D1及面部F的特征与第一3维数据D1之间的空间上的位置关系，来生成制作机9所需要的补缀物100的3维数据。补缀物100的3维数据中的补缀物100的弓形的角度、牙齿的倾斜度、牙齿的大小预先根据上颚F8残存的牙齿的信息等来确定。并且，为了将补缀物100与四根基牙5a1～5b2连接，设置于补缀物100的四只孔(以下也称作“进入孔(Access Hole)”)的位置及倾斜度基于第一3维数据D1及面部F的特征与第一3维数据D1之间的空间上的位置关系来确定。具体而言，首先，基于第一3维数据D1来确定各进入孔间的空间上的位置关系，接下来，根据面部F的特征与第一3维数据D1之间的空间上的位置关系，来验证该进入孔的位置及倾斜度是否为适当的位置及倾斜度。
验证也可以基于由解析装置8生成的模拟图像来进行。作为生成该模拟图像的方法，首先，对制作的补缀物100的3维数据所包括的进入孔的空间上的位置与第一3维数据D1的四根基牙5a1～5b2的空间上的位置进行对照，并且将患者的面部F的特征与四根基牙5a1～5b2中的每一个之间的空间上的位置关系应用于补缀物100的3维数据。由此，基于上述的X、Y、Z方向的坐标轴来确定补缀物100的3维数据的空间上的位置。
接下来，利用解析装置生成图8所示那样的模拟图像。具体而言，利用解析装置8，基于该确定出的补缀物100的3维数据的空间上的位置，而对根据第二3维数据D2生成的面部F的图像、根据补缀物100的3维的数据生成的补缀物100的图像还有根据第一3维数据D1生成的上颚(牙)F8的图像进行合成，从而生成模拟图像。根据该模拟图像，补缀物100的制作者及患者能够在制作补缀物100之前，预先确认面部F的特征与补缀物100之间的空间上的位置关系。
具体而言，验证针对面部正中线M与制作的补缀物100的中心是否一致、瞳间线I与制作的补缀物100的咬合面是否平行、补缀物100的Z轴方向的位置相对于E线E是否适当等而进行。
接下来，基于该验证结果，来修正补缀物100的3维数据的进入孔的位置及倾斜度，从而生成最终的补缀物100的3维数据。
接下来，基于生成的补缀物100的3维数据来控制制作机9，而制作补缀物100。制作机9例如也可以是铣床、3D打印机。
利用以上那样的方法制作的补缀物100基于将口腔内的信息与面部F的特征组合后的信息而制作，由此能够满足功能上及审美上的要求。另外，由于能够在制作之前预先从功能上及审美上的观点出发来确认补缀物100，而能够减轻在制作之后对补缀物100进行修正的情况。由此，还带来减轻与患者的种植治疗有关的金钱负担以及缩短治疗时间这样的效果。
(第二实施方式)
接下来，以一个牙缺失的情况下的牙科种植治疗为例，对使用本发明的扫描用夹具来合成口腔内的图像与面部的图像的方法进行说明。
<扫描用夹具>
图9的(a)是示出本发明的第二实施方式的扫描用夹具T(以下简称为“夹具T”)、与夹具T连结的基牙5c以及与基牙5c连结的种植体4c的立体图。对于本实施方式的夹具T与图1的(a)的夹具T1，基部1的方式不同，但其他结构共通。因此，对共通的结构标注相同编号并省略详细的说明。
种植体4c及基牙5c主要是在由一根种植体支承一根牙齿的种植治疗中使用的构件。在种植体4c的上端设置有具有内螺纹的三角孔4cH。
基牙5c具备下侧连结部50c、基牙主体51c以及六边状的螺纹孔5cH。螺纹孔5cH由多段结构的孔构成并且具有内螺纹。下侧连结部50c由三棱柱状构成。下侧连结部50c插入三角孔4cH，并利用插入螺纹孔5cH的螺丝(未图示)而螺合。
夹具T具备基部1、连结部2以及被扫描部3。
基部1具有：六棱柱连结部12；基部主体11，其从六棱柱连结部12上端起呈台阶状扩宽；以及螺纹孔T2H，其设置于基部主体11的上端中央。
六棱柱连结部12以不能转动的方式插入螺纹孔5cH。
基部主体11形成为沿基部1的中心纵轴线G方向延伸的六棱柱状，但这只是一例而并不限定于此。
如图9的(b)所示，螺纹孔TH沿着基部1的中心纵轴线G设置。将螺丝(未图示)插入螺纹孔TH，并利用该螺丝将基部1以能够拆下的方式与基牙主体51c螺合。
连结部2与基部主体11的上端侧连结，并架设于基部1与被扫描部3之间。
像这样构成的夹具T通过利用3D扫描仪对扫描区域30进行扫描，并基于与第一实施方式相同的方法进行解析，从而确定与基部1连结的基牙5c的空间上的位置。
<对口腔内的图像与面部的图像进行合成的方法>
接下来，参照图10～图12这些图来说明对口腔内的图像与面部的图像进行合成的方法。
首先，如图11的(a)所示，种植体4c基于与第一实施方式相同的方法而插入下颚F1内。基牙5c与该种植体4c连结。
接下来，基于与第一实施方式相同的方法，根据口腔内的印模及被埋入的基牙5c的印模而取得第一3维数据D1(图10的S1)。
接下来，如图11的(b)所示，夹具T以使被扫描部3处于前方的方式并且以尽量不与口腔内的牙齿接触的方式与基牙5c连结，并利用螺丝而螺合(图10的S2)。
接下来，如图12的(a)、(b)所示，在使被扫描部3位于口腔外的状态下，基于与第一实施方式相同的方法，利用3D扫描仪对面部F的一部分和夹具T的扫描区域30进行扫描，而取得第二3维数据D2(图10的S3)。在面部F的一部分中包括对面部F的特征进行确定的范围，该面部F的特征包括面部正中线M、瞳间线I、唇线L、E线E、甘伯氏平面基准点(即鼻下点F2、耳珠点F3)及法兰克福平面基准点(即外耳孔F3、眼窝最下点F41、F42)、下巴F5、嘴唇F6、嘴角F61以及人中F7中的任一个或者全部。
接下来，利用解析装置对第二3维数据D2进行解析，而确定面部F的特征，并确定面部F的特征与基牙5c之间的空间上的位置关系(图10的S4)。具体而言，基于与第一实施方式相同的方法，根据第二3维数据D2中的与面部F有关的3维数据来确定成为X、Y、Z方向的基准线的面部F的特征，并且根据确定出的由面部F的特征构成的该基准线来确定X、Y、Z方向的坐标轴及原点P。
接下来，基于与第一实施方式相同的方法，来确定基于上述的X、Y、Z方向的坐标轴下夹具T的基部1的空间上的位置，并确定基牙5c的空间上的位置。另外，基于与第一实施方式相同的方法，还确定基于相同的坐标轴下面部F的各特征的空间上的位置。由此，确定患者的面部F的特征与基牙5c之间的空间上的位置关系。
接下来，基于与第一实施方式相同的方法，将面部F的特征与基牙5c之间的空间上的位置关系(第二3维数据D2)应用于第一3维数据D1，从而确定面部F的特征与第一3维数据D1之间的空间上的位置关系(图10的S5)。
接下来，基于该确定出的面部F的特征与第一3维数据D1之间的空间上的位置关系，生成对根据第一3维数据D1生成的口腔内的图像与根据第二3维数据D2生成的面部F的一部分的图像进行合成而得到的图像(图10的S6)。由此，例如，通过将制作的补缀物的3维数据中的外螺纹部分的空间上的位置对照于第一3维数据D1的基牙5c的螺纹孔5cH的空间上的位置，从而确定第一3维数据D1与补缀物的3维数据之间的空间上的位置关系，并通过将根据补缀物的3维数据生成的图像进一步合成于上述的合成图像，从而生成模拟图像。
由此，补缀物的制作者及患者能够在制作补缀物之前确认根据该模拟图像制作的补缀物与面部F之间的空间上的位置关系。
以上对本发明的扫描用夹具的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。
与夹具T的基部1连结的也可以是种植体。在该情况下，利用3D扫描仪对被扫描部3进行扫描而取得3维数据，由此确定与夹具T1、T2连结的种植体的空间上的位置。
与基部1连结的种植体、基牙的方式没有特别限定，例如，也可以是种植体与基牙成一体的整体式(One-piece Type)的种植体。
连结部2的一端与基部1连结的部分并不限定于基部1的侧面，也可以是基部1的上端面。在该情况下也可以是，连结部2在其中间部分具有弯曲部，在该弯曲部弯曲，从而使连结部2的另一端位于口腔外。
也可以是，连结部2相对于基部1及被扫描部3中的任一方或者两方，以能够拆下的方式连结。
被扫描部3的形状例如也可以如图13的(a)、(b)、(c)的被扫描部3a、3b、3c所示那样为三棱柱或长方体，没有特别限定。另外，扫描区域30只要通过被3D扫描仪扫描而确定被扫描部3a、3b、3c的空间上的位置，则也可以设为被扫描部3a、3b、3c的表面的一部分。另外，扫描区域也可以如图13的(c)所示那样具有成为被3D扫描仪扫描时的标识的标记31。成为标识的标记也可以是标记31那样的3维标记或者2维标记中的任一方。
优选的是，扫描区域30具有平面，以使得最适合被3D扫描仪扫描。另外，优选的是，扫描区域30在多方向上分别具有该平面，以使得能够被3D扫描仪从多方向扫描。
夹具T1、T2为了防止由自重、周围环境引起的变形而优选为轻量并且具有机械强度。因此，夹具T1、T2的材质例如也可以是比重轻且耐热性、机械强度优异的聚醚醚酮(PEEK)。
附图标记说明
T 扫描用夹具
TH 螺纹孔
1 基部
10 圆台连结部
11 基部主体
2 连结部
3、3a、3b、3c 被扫描部
30、30a、30b、30c 扫描区域
31 标记
4a、4b、4c 种植体
4aH 圆孔
4bH 六边孔
4cH 三角孔
5a、5b、5c 基牙
50a、50b、50c 下侧连结部
51a、51c 基牙主体
52a、52b 上侧连结部
53 角度校正部
7a 第一3D扫描仪
7b 第二3D扫描仪
8 解析装置
9 制作机
100 补缀物
B1 口腔内模型
B2 扫描体
C 甘伯氏平面基准线
D1 第一3维数据
D2 第二3维数据
E E线
F 面部
F1 下颚
F11 牙龈
F2 鼻下点
F3 外耳孔、耳珠点
F41、F42 眼窝最下点
F5 下巴
F6 嘴唇
F61 嘴角
F7 人中
F8 上颚(牙)
H 法兰克福平面基准线
I 瞳间线
L 唇线
M 面部正中线
P 原点。

Claims (11)

1.一种扫描用夹具，其用于确定埋入物的空间上的位置，所述埋入物包括埋入患者的颚内的种植体或者与所述种植体连结的基牙，
所述扫描用夹具的特征在于，具备：
基部，其以能够拆下的方式固定于所述埋入物；
被扫描部，其具有能够被3D扫描仪扫描的扫描区域；以及
连结部，其用于将所述基部与所述被扫描部连结，
所述连结部具有在所述基部与所述埋入物连结时使所述被扫描部位于口腔外的规定的长度，
所述埋入物具有用于通过螺丝将补缀物或基牙螺合的第一内螺纹，
所述基部具有螺纹孔，所述螺纹孔用于通过螺丝将所述基部固定于所述埋入物，
所述螺纹孔具有第二内螺纹，
在以所述第一内螺纹和所述第二内螺纹配置于同一轴线上的状态使所述基部通过拧入所述第一内螺纹和第二内螺纹的所述螺丝而与所述埋入物螺合并且使所述被扫描部位于所述口腔外的状态下，利用所述3D扫描仪对所述患者的面部的至少一部分和所述扫描区域进行扫描，并对取得的3维数据进行解析，由此确定所述面部的一部分与所述埋入物之间的空间上的位置关系，
所述面部的一部分包括面部正中线、瞳间线、唇线、E线、甘伯氏平面基准点、法兰克福平面基准点、下巴、嘴唇、嘴角及人中之中的任一个或者全部。
2.根据权利要求1所述的扫描用夹具，其特征在于，
所述基部具有规定的高度，并且所述基部的一端部侧与所述埋入物螺合且另一端部侧与所述连结部连结。
3.根据权利要求1或2所述的扫描用夹具，其特征在于，
所述连结部以能够拆下的方式与所述基部及所述被扫描部中的任一方或者两方连结。
4.根据权利要求1或2所述的扫描用夹具，其特征在于，
所述扫描区域具有平面。
5.根据权利要求1或2所述的扫描用夹具，其特征在于，
所述扫描区域具有2维标记及3维标记中的一方或者两方。
6.一种确定患者的面部的一部分与包括埋入患者的颚内的种植体或者与所述种植体连结的基牙的埋入物之间的空间上的位置关系的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1或2所述的扫描用夹具与所述埋入物螺合；
在使所述被扫描部位于所述口腔外的状态下，利用所述3D扫描仪对所述面部的至少一部分和所述扫描区域进行扫描，而取得3维数据；以及
对所述3维数据进行解析，而确定所述面部的一部分与所述埋入物之间的空间上的位置关系，
所述埋入物具有用于通过螺丝将补缀物或基牙固定的第一内螺纹，
以所述第一内螺纹和所述第二内螺纹配置于同一轴线上的状态使所述基部通过拧入所述第一内螺纹和第二内螺纹的所述螺丝而与所述埋入物螺合。
7.一种确定患者的面部的特征与包括埋入患者的颚内的种植体或者与所述种植体连结的基牙的埋入物之间的空间上的位置关系的方法，所述面部的特征包括面部正中线、瞳间线、唇线、E线、甘伯氏平面基准点、法兰克福平面基准点、下巴、嘴唇、嘴角及人中之中的任一个或者全部，
所述方法的特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1或2所述的扫描用夹具与所述埋入物螺合；
在使所述被扫描部位于所述口腔外的状态下，利用所述3D扫描仪对包括确定所述面部的所述特征的范围在内的所述面部的一部分和所述扫描区域进行扫描，而取得3维数据；以及
对所述3维数据进行解析，而确定所述面部的所述特征，并确定所述面部的特征与所述埋入物之间的空间上的位置关系，
所述埋入物具有用于通过螺丝将补缀物或基牙固定的所述第一内螺纹，
以所述第一内螺纹和所述第二内螺纹配置于同一轴线上的状态使所述基部通过拧入所述第一内螺纹和第二内螺纹的所述螺丝而与所述埋入物螺合。
8.一种使患者的口腔内的印模的图像与患者的面部的图像合成的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1或2所述的扫描用夹具与所述埋入物螺合；
根据所述口腔内及所述埋入物的印模而取得所述口腔内及所述埋入物的第一3维数据；
在使所述被扫描部位于所述口腔外的状态下，利用所述3D扫描仪对所述面部的至少一部分和所述扫描区域进行扫描，而取得第二3维数据；
对所述第二3维数据进行解析，而确定所述面部的一部分与所述埋入物之间的空间上的位置关系；
通过对所述第二3维数据内的所述埋入物的空间上的位置与所述第一3维数据内的所述埋入物的空间上的位置进行对照，并且将所述面部的一部分与所述埋入物之间的空间上的位置关系应用于所述第一3维数据，从而确定所述面部的一部分与所述第一3维数据之间的空间上的位置关系；以及
基于所述面部的一部分与所述第一3维数据之间的空间上的位置关系，对根据所述第一3维数据生成的所述口腔内的图像与根据所述第二3维数据生成的所述面部的一部分的图像进行合成。
9.一种制作牙齿的补缀物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1或2所述的扫描用夹具与所述埋入物螺合；
根据所述口腔内及所述埋入物的印模而取得所述口腔内及所述埋入物的第一3维数据；
在使所述被扫描部位于所述口腔外的状态下，利用所述3D扫描仪对所述面部的至少一部分和所述扫描区域进行扫描，而取得第二3维数据；
对所述第二3维数据进行解析，而确定所述面部的一部分与所述埋入物之间的空间上的位置关系；
通过对所述第二3维数据内的所述埋入物的空间上的位置与所述第一3维数据内的所述埋入物的空间上的位置进行对照，并且将所述面部的一部分与所述埋入物之间的空间上的位置关系应用于所述第一3维数据，从而确定所述面部的一部分与所述第一3维数据之间的空间上的位置关系；以及
基于所述第一3维数据和所述面部的一部分与所述第一3维数据之间的空间上的位置关系而制作所述补缀物。
10.一种制作种植桥的补缀物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1或2所述的扫描用夹具分别与多个埋入物螺合，其中，所述多个埋入物包括与一个种植桥连结的多个所述种植体或者与所述多个种植体连结的多个所述基牙；
根据所述口腔内及所述多个埋入物的印模而取得所述口腔内及所述多个埋入物的第一3维数据；
在使所述被扫描部位于所述口腔外的状态下，利用3D扫描仪对包括确定所述面部的特征的范围在内的所述面部的一部分和多个所述被扫描部的所述扫描区域进行扫描，而取得第二3维数据，其中，所述面部的特征包括面部正中线、瞳间线、唇线、E线、甘伯氏平面基准点、法兰克福平面基准点、下巴、嘴唇、嘴角及人中之中的任一个或者全部；
对所述第二3维数据进行解析，而确定所述面部的特征，并确定所述面部的所述特征与所述多个埋入物之间的空间上的位置关系；
通过对所述第二3维数据内的所述多个埋入物的空间上的位置与所述第一3维数据内的所述多个埋入物的空间上的位置进行对照，并且将所述面部的所述特征与所述多个埋入物之间的空间上的位置关系应用于所述第一3维数据，从而确定所述面部的所述特征与所述第一3维数据之间的空间上的位置关系；以及
基于所述第一3维数据和所述面部的所述特征与所述第一3维数据之间的空间上的位置关系而制作所述补缀物，
所述多个埋入物分别具有用于通过螺丝将所述种植桥或基牙螺合的所述第一内螺纹，
以所述第一内螺纹和所述第二内螺纹配置于同一轴线上的状态使所述基部通过拧入所述第一内螺纹和第二内螺纹的螺丝而与所述埋入物螺合。
11.一种制作种植桥的补缀物的系统，其特征在于，包括：
权利要求1或2所述的扫描用夹具，它们与多个埋入物螺合，所述多个埋入物包括与一个种植桥连结的多个所述种植体或者与所述多个种植体连结的多个所述基牙；
第一3D扫描仪，其根据所述口腔内及所述多个埋入物的印模而取得所述口腔内及所述多个埋入物的第一3维数据；
第二3D扫描仪，其在使所述被扫描部位于所述口腔外的状态下，对包括确定所述面部的特征的范围在内的所述面部的一部分和多个所述被扫描部的所述扫描区域进行扫描，而取得第二3维数据，所述面部的特征包括面部正中线、瞳间线、唇线、E线、甘伯氏平面基准点、法兰克福平面基准点、下巴、嘴唇、嘴角及人中之中的任一个或者全部；
解析装置，其对所述第二3维数据进行解析，而确定所述面部的特征，并确定所述面部的所述特征与所述多个埋入物之间的空间上的位置关系，且所述解析装置通过对所述第二3维数据内的所述多个埋入物的空间上的位置与所述第一3维数据内的所述多个埋入物的空间上的位置进行对照，并且将所述面部的所述特征与所述多个埋入物之间的空间上的位置关系应用于所述第一3维数据，从而确定所述面部的所述特征与所述第一3维数据之间的空间上的位置关系；以及
制作机，基于补缀物的3维数据来控制所述制作机制作所述补缀物，所述补缀物的3维数据基于所述第一3维数据和所述面部的所述特征与所述第一3维数据之间的空间上的位置关系而生成，
所述多个埋入物分别具有用于通过螺丝将所述种植桥或基牙螺合的所述第一内螺纹，
以所述第一内螺纹和所述第二内螺纹配置于同一轴线上的状态使所述基部通过拧入所述第一内螺纹和第二内螺纹的螺丝而与所述埋入物螺合。
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