JP2003530948A

JP2003530948A - 歯科治療計画のためのシステムおよび方法

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Publication number: JP2003530948A
Application number: JP2001577868A
Authority: JP
Inventors: ロスジェイ．ミラー，; ムハンマドチシュティ，; フアフェンウェン，
Original assignee: Align Technology Inc
Current assignee: Align Technology Inc
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2003-10-21
Also published as: JP5177777B2; WO2001080765A1; JP2012106013A; EP1278476A1; JP5036061B2; JP2009045480A; AU2001255638A1; EP1278476A4; JP4824736B2; JP2011156416A; JP2008284350A

Abstract

(57)【要約】コンピュータインプリメントされたシステムおよび方法が、２次元アレイを用いて歯の移動パターンを特定し、特定されたパターンに従って歯を移動させるための処置経路を生成することにより歯科処置計画がインプリメントされる。さらに、プロセッサと、プロセッサに結合されたデータ格納デバイスと、２次元アレイを用いて歯の移動パターンを特定するコンピュータ実行可能コードと、特定されたパターンに従って歯を移動させるための処置経路を生成するコンピュータ実行可能コードとを備える、コンピュータシステムが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の背景）（１．発明の分野）本発明は、一般的に歯科矯正学の分野に関し、より詳細には、歯科矯正処置計
画および歯科矯正器具のコンピュータによる自動化された開発に関する。

【０００２】従来、美観または他の理由のための歯の再配置は、一般的に「ブレス」と呼ば
れる器具を装着することによって達成される。ブレスは、ブラケット、アーチワ
イヤ、結紮糸、およびＯ−リング等の様々な器具を含む。この器具の患者の歯へ
の取り付けは、処置矯正歯科医との多くの診察を要する退屈で時間のかかる計画
である。その結果、従来の歯科矯正処置は、矯正歯科医の患者の収容力を制限し
、歯科矯正処置をかなり高価にする。このように、従来のブレスの使用は、退屈
で、時間のかかるプロセスであり、歯科矯正医の診療所への多くの来診を要する
。さらに、患者の観点からブレスの使用は、見苦しく不快であり、感染の危険を
示し、ブラッシング、デンタルフロス、および他のデンタル衛生処置を困難にす
る。

【０００３】 (２．背景技術の説明) 歯科矯正処置を完成するための歯ポジショナは、Ｋｅｓｌｉｎｇによる、Ａｍ
．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄ．Ｏｒａｌ．Ｓｕｒｇ．３１：２９７−３０４（１９４５
）および３２：２８５−２９３（１９４６）に説明される。患者の歯の幅広い歯
科矯正的な再配置のためのシリコーンポジショナの使用は、Ｗａｒｕｎｅｋらに
よるＪ．Ｃｌｉｎ．Ｏｒｔｈｏｄ．２３：６９４−７００（１９８９）に説明さ
れる。歯の位置を完成かつ維持するためのクリアなプラスチック固定装置は、Ｒ
ａｉｎｔｒｅｅＥｓｓｉｘ，Ｉｎｃ．，ＮｅｗＯｒｌｅａｎｓ，Ｌｏｕｉｓ
ｉａｎａ７０１２５，ａｎｄＴｒｕ−ＴａｉｎＰｌａｓｔｉｃｓ，Ｒｏ
ｃｈｅｓｔｅｒ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ５５９０２から入手可能である。歯科矯
正ポシショナの製造は、米国特許第５，１８６，６２３号、第５，０５９，１１
８号、第５，０５５，０３９号、第５，０３５，６１３号、第４，８５６，９９
１号、第４，７９８，５３４号、および第４，７５５，１３９号に説明される。

【０００４】他の刊行物は、ＫｌｅｅｍａｎおよびＪａｎｓｓｅｎによる、Ｊ．Ｃｌｉｎ．
Ｏｒｔｈｏｄｏｎ．３０：６７３−６８０（１９９６）と、Ｃｕｒｅｔｏｎによ
る、Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎ．３０：３９０−３９５（１９９６）と、
Ｃｈｉａｐｐｏｎｅによる、Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎ．１４：１２１−
１３３（１９８０）と、Ｓｈｉｌｌｉｄａｙによる、Ａｍ．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄｏ
ｎｔｉｃｓ５９：５９６−５９９（１９７０）と、Ｗｅｌｌｓによる、Ａｍ．Ｊ
．Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ５８：３５１−３６６（１９７０）と、Ｃｏｔｔｉ
ｎｇｈａｍによる、Ａｍ．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ５５：２３−３１（１
９６９）とを含むデンタルポジショナの製造および使用を説明する。

【０００５】Ｋｕｒｏｄａらによる、Ａｍ．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ１１０：３６５
−３６９（１９９６）は、プラスタデンタル型をレーザスキャンして、型のデジ
タル画像を生成するための方法を説明する。

【０００６】ＯｒｍｃｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲受された、米国特許第５，５３３，
８９５号、第５，４７４，４４８号、第５，４５４，７１７号、第５，４４７，
４３２号、第５，４３１，５６２号、第５，３９５，２３８号、第５，３６８，
４７８号、および第５，１３９，４１９号は、歯科矯正器具を設計するために歯
のデジタル画像を操作するための方法を説明する。

【０００７】米国特許第５，０１１，４０５号は、歯をデジタルに画像化し、歯科矯正処置
のための最適なブラケット配置を決定する方法を説明する。３次元モデルを作成
するために成型された歯のレーザスキャンは、米国特許第５，３３８，１９８号
に説明される。米国特許第５，４５２，２１９号は、歯のモデルをレーザスキャ
ンし、歯の型をミリングする方法を説明する。歯の輪郭のデジタルコンピュータ
操作は、米国特許第５，６０７，３０５号、および第５，５８７，９１２号に説
明される。顎のコンピュータ化されたデジタル画像は、米国特許第５，３４３，
２０２号、および第５，３４０，３０９号に説明される。関連のある他の特許は
、米国特許第５，５４９，４７６号、第５，３８２，１６４号、５，２７３，４
２９号、第４，９３６，８６２号、３，８６０，８０３号、３，６６０，９００
号、５，６４５，４２１号、５，０５５，０３９号、４，７９８，５３４号、第
４，８５６，９９１号、第５，０３５，６１３号、第５，０５９，１１８号、第
５，１８６，６２３号、および第４，７５５，１３９号を含む。

【０００８】（発明の簡単な要旨）１局面では、コンピュータで実現されたシステムおよび方法は、２次元アレイ
を用いて歯の移動パターンを特定し、この特定されたパターンに従って歯を移動
させる処置経路を生成することによってデンタル処置計画を実現する。

【０００９】本発明のインプリメンテーションは、１以上の以下のものを含む。このアレイ
のある次元は、歯の運動における各ステージを特定し、このアレイのある次元は
、固有の歯を特定する。歯の運動は、歯に対する開始ステージおよび終了ステー
ジを示すことによって特定される。１以上の歯の経路は、選択された歯の運動パ
ターンに基づいて決定される。本方法は、隙間圧接（ｓｐａｃｅｃｌｏｓｕｒ
ｅ）、再近接化（ｒｅｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）、デンタル拡張（ｄｅｎｔａｌ
ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）、発赤、遠位化（ｄｉｓｔａｌｉｚａｔｉｏｎ）および
より低い切歯拡張（ｌｏｗｅｒｉｎｃｉｓｏｒｅｘｐａｎｓｉｏｎ）のうち
少なくとも１つを含む１以上の臨床処置規定を選択する工程を含む。各処置ステ
ージに対して器具が製造される。この器具は、取り外し可能な器具または固定さ
れた器具のいずれかであり得る。本方法はまた、各処置ステージについて、歯に
対する３次元モデルを生成する工程を含む。

【００１０】本システムは、１以上の制限に適合し得る。この制限は、歯の密集、歯の間隔
、歯の抜歯、歯の切除、歯の回転、および歯の運動に関連する。この歯は、約５
度および１０度（ステージ当り）回転され得、１以上のステージ（ステージ当り
）においてさらに移動させ得る。各ステージは、各歯を約０．２ｍｍ〜約０．４
ｍｍ移動させる。この制限は、歯の移動において各ステージを特定する、アレイ
のある次元を有するアレイに格納され得る。この処置経路は、最初の位置から最
後の位置まで各歯を移動させるために必要な並進の最小量を決定すること、およ
び移動の最小量のみ必要とする各移動経路を生成することを含む。さらに、歯が
等しい大きさの並進運動を受ける少なくとも１つの歯に対して中間の位置が生成
され得る。さらに、歯が等しくない大きさの並進運動を受ける少なくとも１つの
歯に対して中間の位置が生成され得る。１セットの規則が、患者の歯が処置経路
に沿って移動する場合に発生する任意の衝突を検出するために適用され得る。衝
突は、第１の歯と第２の歯との間に中立投影面を確立することによって、投影面
上の基準点の各セットから正の方向および負の方向を有する平面に垂直なｚ軸を
確立することによって、第１の歯までの第１の符号付けされた距離および第２の
歯までの第２の符号付けされた距離を含む符号付けされた距離の対（この符号付
けされた距離は、基準点を通りかつｚ軸に平行な直線上で測定される）を計算す
ることによって、ならびに符号付けされた距離の任意の対が衝突を示す場合、衝
突が発生するかを決定することによって、第１の歯と第２の歯との間の距離を計
算することによって検出され得る。第１の距離に対する正の方向が第２の距離に
対する正の方向と反対の位置で、符号付けされた距離の任意の対の合計がゼロ以
上である場合、衝突が検出され得る。患者の歯が処置経路に従うかどうか示す情
報が処置経路を修正するために使用され得る。各歯に対する１以上の候補となる
処置経路が生成されて、各候補となる処置経路が選択のため人間のユーザにグラ
フィカルに表示され得る。患者の歯が処置経路に沿って移動する場合に発生する
任意の衝突を検出するように、１セットの規則が適用され得る。第１の歯と第２
の歯との間に中立投影面を確立することによって、投影面上の基準点の各セット
から正の方向および負の方向を有する平面に垂直なｚ軸を確立することによって
、第１の歯までの第１の符号付けされた距離および第２の歯までの第２の符号付
けされた距離を含む符号付けされた距離の対（この符号付けされた距離は、基準
点を通りかつｚ軸に平行な直線上で測定される）を計算することによって、なら
びに任意の符号付けされた距離が衝突を示す場合、衝突が発生することを決定す
ることによって、第１の歯と第２の歯との間の距離を計算することによって、衝
突が検出され得る。符号付けされた距離の任意の対の合計がゼロ以上である場合
、衝突が検出され得る。患者の歯が処置経路に沿って移動する場合に発生する任
意の不適切な咬合を検出するように１セットの規則が適用され得る。不正咬合イ
ンデックスに対する値が計算されて、この値が人間のユーザに表示され得る。処
置経路は、患者の歯の運動に関する制限を示すデータを受け取って、処置経路を
生成するようにこのデータを適用することによって生成され得る。選択されたデ
ータセットに対応する位置において、歯の３次元（３Ｄ）グラフィカル表示が描
画され得る。処置経路に沿う歯の移動の視覚表示を提供する歯のグラフィカル表
示が生成され得る。ビデオカセットレコーダ上にコントロールボタンを示すコン
ポーネントを有し、人間のユーザが動画を制御するように操作し得るグラフィカ
ルインターフェイスが生成され得る。選択されたデータセット内のデータの一部
が歯のグラフィカル表示を描画するために使用され得る。詳細なレベルの（ｌｅ
ｖｅｌｏｆｄｅｔａｉｌ）圧縮が歯のグラフィカル表示を描画するためにデ
ータセットに適用され得る。ユーザの要求に応じて、人間のユーザは、歯のグラ
フィカル表示を修正し得、選択されたデータセットは修正され得る。人間のユー
ザはグラフィカル表示における歯を選択し、これに応じて、歯に関する情報が表
示され得る。この情報は、歯が処置経路に沿って移動している間に受ける運動に
関連し得る。また情報は、グラフィカル表示においてその歯と別の歯との間の直
線距離を示し得る。この歯は、歯科矯正に特有の複数の視角のうちの選択された
角度で描画され得る。患者の歯のグラフィカル表示を見た後、人間ユーザがテキ
ストベースのコメントを提供し得るユーザインターフェイスが設けられ得る。グ
ラフィカル表示データは、人間がグラフィカル表示を見たいと望むリモートコン
ピュータにダウンロードされ得る。人間のユーザによって制御される３Ｄジャイ
ロスコープ入力デバイスからの入力信号は、グラフィカル表示における歯の配向
を変更するために印加され得る。

【００１１】（発明の詳細な説明）図１は、上顎骨２２および下顎骨２０を有する頭蓋１０を示す。下顎骨２０は
、ジョイント３０において頭蓋骨１０に固定される。ジョイント３０は、ｔｅｍ
ｐｏｒｏｍａｎｄｉｂｕｌａｒｊｏｉｎｔ（ＴＭＪ）と呼ばれる。上顎骨２２
は、上顎１０１と関連し、下顎骨２０は、下顎１００と関連する。

【００１２】顎１００および１０１のモデルが生成され、顎１００および１０１上の歯の間
のコンピュータシミュレーションモデルが相互作用する。コンピュータシミュレ
ーションは、システムが、顎に取り付けられた歯の間の接点を含む運動に焦点を
合わせることを可能にする。コンピュータシミュレーションは、システムが実際
の顎の運動を描画することを可能にし、この顎の運動は、顎１００および１０１
が互いに接触する場合、物理的に正確である。顎のモデルは、個々の歯を処置さ
れる位置に配置する。さらにこのモデルが使用されて、突出運動、横運動、およ
び「歯にガイドされた」運動を含む顎の運動をシミュレートし得る。下顎１００
の経路は、顎１００および１０１の解剖学的限界ではなく歯の接触によってガイ
ドされる。運動が１つの顎に付与されるが、両方の顎に付与されてもよい。咬合
決定に基づいて、歯の最後の位置が確認され得る。

【００１３】ここで、図２Ａを参照して、下顎１００は、例えば複数の歯１０２を含む。少
なくともいくつかのこれらの歯を最初の歯の配置から最後の歯の配置まで移動さ
せ得る。どのようにして歯が動かされ得るかを説明する基準フレームとして任意
の中央線（ＣＬ）が歯１０２を貫通して描かれている。この中央線（ＣＬ）に関
して、軸１０４、１０６、および１０８（軸１０４は中央線）によって示される
直交方向に各歯が移動され得る。それぞれ矢印１１０および１１２によって示さ
れるように、軸１０８（歯根角）および軸１０４（トルク）の周りに回転され得
る。さらに、矢印１１４によって示されるように、歯を中央線の周りに回転させ
得る。従って、全ての可能な歯の自由形態運動が実行され得る。

【００１４】図２Ｂは、任意の歯の運動の大きさが、どのようにして歯１０２上の任意の点
Ｐの最大直線並進に関して規定され得るかを示す。図２Ａに規定される任意の直
交方向または回転方向に歯が運動する場合、各点Ｐ１は、蓄積された並進を受け
る。すなわち、通常この点は、非直線経路に従うが、処置の間、任意の２つの時
刻において決定された場合、歯における任意の点の間の直線距離が存在する。従
って、実際に任意の点Ｐ１は、矢印ｄ１によって示されるように、真の側面並進
を受け得る一方で、第２の任意の点Ｐ２は、弓型の経路に沿って移動し、最後の
並進ｄ２を生じ得る。本発明の多くの局面は、任意の特定の歯上に誘導された点
Ｐ１の最大許容運動について規定される。次にこのような最大歯運動は、任意の
処置ステップにおいてこの歯に対する最大歯運動を受ける、歯上のこの点Ｐ１の
最大直線並進として規定される。

【００１５】図２Ｃは、概ね上述したように、顎における個々の歯のインクリメンタル再配
置を達成するために患者によって装着される一調整器具１１１を示す。この器具
は、キャビティを受け取る歯を有するポリマーシェルである。これは、１９９８
年１０月８日に出願された米国出願第０９／１６９，０３６号に説明され、この
出願は１９９７年１０月８日出願された米国出願第０８／９４７，０８０号の優
先権を主張し、さらに１９９７年６月２０日に出願された仮出願第０６／０５０
，３５２号（まとめて先の出願）の優先権を主張し、これらの出願の全開示を参
考として援用する。

【００１６】先の出願において説明されるように、キャビティを受け取る歯が器具として意
図された中間の歯の配置または最後の歯の配置に対応するジオメトリを有するよ
うに各ポリマーシャルに構成され得る。患者の歯は、一連のインクリメンタル位
置調整器具を、患者の歯を覆うように配置することによって患者の最初の歯の配
置から最後の歯の配置に再配置される。調整器具は、処置の開始時において生成
され、歯の上の各器具の圧力がもはや残され得ないまで、患者は各器具を装着す
る。この点において、患者は、器具がこれ以上残されないまで、現在の調整器具
を次の調整器具に連続して置換する。従来、一般に器具は歯に固定されず、患者
は処置の間、任意の時刻で装置を配置し、置換し得る。一連の最後の器具または
いくつかの器具は、歯の配置を過補正（ｏｖｅｒｃｏｒｒｅｃｔ）するように、
あるジオメトリまたは選択されたジオメトリを有し得る（すなわち、「最後」と
して選択されてきた歯の配置よりも個々の歯を超えて運動させるジオメトリを有
する（十分に達成される場合））。このような過補正は、再配置方法が終了した
後で潜在的な再発（すなわち、個々の歯が歯の予め補正された位置に戻るいくつ
かの運動を可能にする）を補正するために望ましくあり得る。また過補正は、補
正速度を加速するために有益であり得る。すなわち、所望の中間位置または最後
の位置を超えて配置されるジオメトリを有する器具を有することによって、個々
の歯はより大きな速度でその位置にシフトされる。このような場合、器具の使用
は、歯が器具によって規定される位置に到達する前に、終了され得る。

【００１７】ポリマーシェル１１１は、下顎または上顎に存在する全ての歯にわたって固定
され得る。しばしば、歯のうちの所定の歯のみが再配置され、器具１１１が再配
置される歯に抗して残りの再配置力を付与する場合、他の歯は、器具１１１を保
持するベース領域またはアンカー領域を提供する。しかし、複雑な場合では、処
置の間いくつかの点において複数の歯が再配置され得る。このような場合、運動
される歯はまた、再配置器具を支持するベース領域またはアンカー領域として機
能し得る。

【００１８】図２Ｃの重合器具１１１は、Ｔｒｕ−ＴａｉｎＰｌａｓｔｉｃｓ，Ｒｏｃｈ
ｅｓｔｅｒ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａから入手可能な熱形成デンタル材料Ｔｒｕ−Ｔ
ａｉｎ０．０３のような適切なエラストマーポリマーの薄いシートから形成され
得る。通常、ワイヤまたは他の手段が歯を覆うように器具を保持するために設け
られない。しかし、いくつかの場合、器具１００における対応するレセプタクル
または開口部を個々のアンカーまたは歯に設けることが望ましいかまたは必要で
あり、器具は、このようなアンカーがなければ可能ではない、歯の上の上向きの
力を付与し得る。

【００１９】図３は、患者の歯を再配置するために、患者による以後の使用のためのインク
リメンタル位置調整器具を生成するためのプロセス２００を示す。第１のステッ
プでは、最初の歯の配置を示す最初のデジタルデータセット（ＩＤＤＳ）が得ら
れる（ステップ２０２）。

【００２０】いくつかのインプリメンテーションでは、ＩＤＤＳは、患者の歯の物理モデル
をスキャンする（レーザスキャナまたは破壊スキャナを用いて患者の歯の正イン
プレッションまたは負インプレッションをスキャンすること等）ことによって得
られたデータを含む。正のインプレッションおよび負のインプレッションは、よ
り正確なデータを提供するために互いにインターロックする間スキャンされ得る
。また、最初のデジタルデータセットは、患者の歯の体積画像データを含み得、
コンピュータは、例えば従来のマーチングキューブ（ｍａｒｃｈｉｎｇｃｕｂ
ｅ）技術を用いて、この画像データを歯の表面の３Ｄ幾何学的モデルに変換し得
る。いくつかの実施形態では、個々の歯のモデルは、隠れた歯の面（例えば、Ｘ
線、ＣＴスキャン、またはＭＲＩ技術）によって画像化された歯根）を示すデー
タを含む。歯根および隠れた面はまた、患者の歯の視覚可能な面からが外挿され
得る。次いで、ＩＤＤＳは、適切なグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵ
Ｉ）およびこの画像を観察および変更するのに適したソフトウェアを有するコン
ピュータを用いて操作される。このプロセスの詳細な局面は以下に詳細に説明さ
れる。

【００２１】個々の歯および他の要素は、モデルにおいてセグメント化または分離され得、
デジタルモデルからの個々の再配置または除去を可能にする。要素をセグメント
化または分離した後、しばしばユーザは、処置専門家によって提供される規定ま
たは他の仕様書に従うことによってモデルにおいて歯を再配置する。あるいは、
ユーザは、視覚的外観あるいはコンピュータにプログラムされた規則およびアル
ゴリズムに基づいて１以上の歯を再配置し得る。一旦、ユーザが満足すると、最
後の歯の配置は最後のデジタルデータセット（ＦＤＤＳ）に組み込まれる（ステ
ップ２０４）。

【００２２】ステップ２０４では、患者の咀嚼システムのコンピュータ表示を生成すること
によって決定される。上歯および下歯の咬合は、コンピュータ表示から計算され
、咀嚼システムのコンピュータ表示における相互作用に基づいて機能的な咬合が
計算される。この咬合は、歯の理想的モデルのセットを生成することによって決
定され得る。理想的モデルのセットにおける各理想的モデルは、患者の歯に対し
てカスタマイズされた、理想化された歯の配置の抽象的なモデルである。理想的
なモデルをコンピュータ表示に適用した後、歯の位置は理想的なモデルに適合す
るように最適化される。理想的なモデルは、１以上の円弧形状によって特定され
るか、または歯に関連する様々な特性を用いて特定され得る。

【００２３】ＦＤＤＳは、モデル内の歯をその最後の位置に移動するように矯正歯科医の規
定に従うことによって生成される。一実施形態では、この規定はコンピュータに
組み込まれ、歯の最後の位置を自動的に計算する。代替の他の実施形態では、規
定の制限を満足しつつ、１以上の歯を独立して操作することによって、ユーザは
歯を最後の位置に移動する。上述の技術の様々な組み合わせが使用されて、最後
の歯の位置に到達し得る。

【００２４】ＦＤＤＳを生成するための一方法は、特定の順序で歯を移動させるステップを
含む。第１に、各歯モデルの中心は、複数の方法を用いて位置合わせされ得る。
一方法は標準アーチである。次いで、歯根が適切な垂直位置になるまで歯モデル
を回転させる。次に、歯モデルを垂直軸の周りに回転させて適切な配向にする。
次いで歯モデルは、側面から観測され、適切な垂直位置に垂直に並進させる。最
後に、２つのアーチが互いに配置され、歯モデルをわずかに移動させて上アーチ
および下アーチが互いに適切に結合することを確実にする。上アーチおよび下ア
ーチを互いに結合することは、衝突検出プロセスを用いて視覚化して、歯の接触
点を強調表示する。

【００２５】ＩＤＤＳおよびＦＤＤＳに基づいて、複数の中間デジタルデータセット（ＩＮ
ＴＤＤＳ）は、増加的に調整された器具に対応するように規定される（ステップ
２０６）。最後にインクリメンタル位置調整器具のセットは、一連のＩＮＴＤＤ
ＳおよびＦＤＤＳに基づいて生成される（ステップ２０８）。

【００２６】歯および他の要素が配置または除去されて最後の歯の配置のモデルを生成され
た後、前述のように、一連のＩＮＴＤＤＳおよびＦＤＤＳを生成する処置計画を
生成することが必要である。これらのデータセットを生成するためには、一連の
連続肯定にわたって、最初の位置から最後の位置までの選択された個々の歯の移
動を規定またはマッピングすることが必要である。さらに、処置器具において所
望の特性を生成するために他の特性をデータセットに追加することが必要である
。例えば、特定目的（歯茎の苦痛を低減するため、歯周部の問題を回避するため
、キャップなどを可能にするために器具と歯または顎の特定領域との間の隙間を
維持する）のためのキャビティまたは凹部を規定するためにワックスパッチを画
像に追加することが望ましくあり得る。さらにしばしば、アンカーを収容するた
めに意図されたレセプタクルまたは開口部を設けることが必要であり、このアン
カーは、アンカーに必要な態様（例えば、顎に対して持ち上げられるべきである
）で歯が操作されることを可能にするために、歯の上に配置される。

【００２７】上述の態様では、患者の歯が最初の処置されていない状態から最後の処置され
ていない状態までどのようにして移動すべきであるかに関する情報が使用されて
、規定または処置プランを生成する。規定は以下のことを考慮する。

【００２８】１．「開始位置」：最初の不正咬合の詳細な説明２．「最後の位置」：患者の処置目的の詳細な説明３．「移動」：最後の配置に対する所望の目標を達成するために患者の歯が
どのように移動すればよいかについての詳細で連続的な説明（１．最初の位置）最初の位置の選択は、患者の不正咬合において詳細に説明する。考慮は、以下
を含むａ．密集ｂ．隙間ｃ．切除ｄ．抜去（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）さらに、以下に説明される最後の位置についての考慮が使用され得る。

【００２９】（２．最後の位置）このセクションは、最後の位置対象物および処置目標（静的および機能的の両
方）の詳細な説明である。これらの考慮はａ．オーバージェットｂ．被蓋咬合ｃ．中央線ｄ．機能的咬合ｅ．分類ｆ．トルクｇ．チップｈ．回転ｉ．舌／口蓋ｊ．頬／顔面ｋ．咬頭嵌合ｌ．咬合の最初の位置−ＣＲ／ＣＯ考慮ｍ．内部アーチ組織ｎ．アーチ内の組織ｏ．隙間３．移動移動部は、最終の配置に対する目的を達成するために、患者の歯を移動させる
順序を明記する。このプロセスにおいて、歯科矯正医は、どの歯を歯科矯正医が
移動させたいのか、およびどの歯を（移動させるのではなく）固定したいのかに
関して精密な制御手段を有し、これにより、治療を別個の段階に分解する。移動
順序の情報は、上部および下部のアーチの両方に対して獲得される。

【００３０】各ステージで、大きい歯の移動および小さい歯の移動が分析される。大きな移
動は、通常、歯の移動の初期に発生する。小さい移動は、通常、治療の終了近く
で発生する「細目」移動として発生する。平均して、各調整器（ａｌｉｇｎｅｒ
）は、２週間の期間内で、約０．２５〜０．３３ｎｍの移動を達成することがで
き、約５〜１０度回転させることができるべきである。しかしながら、生物学的
な変化能、患者および臨床医の嗜好も考察に入れられる。さらに、遠心、チップ
、およびトルク等の種々の移動が別々のパラメータを有し得る。

【００３１】これらの考察に基づいて、歯を移動させるための計画が生成される。図４は、
同時係属中の米国出願番号０９／１６９，０３４号に議論されている、歯の指標
を最小化しながら歯の移動を生成するためのプロセス３００を示す。この出願の
内容は、本明細書において参考として援用される。最初に、プロセス３００は自
動的にまたは人の助力によって、各歯と結びつく種々の特徴を識別し、歯のモデ
ルに到達する（ステップ３０２）。次いで、歯の理想的なモデルのセットが患者
の歯の鋳型または既知の受諾可能な咬合を持った患者からのいずれかから生成さ
れる（ステップ３０３）。

【００３２】ステップ３０２から、プロセス３００は、理想モデルへの特徴の一致に基づい
て歯のモデルを近似の最終的な位置に位置決めする（ステップ３０４）。このス
テップにおいて、各歯のモデルは、その特徴が理想モデルでの対応する歯の特徴
に調整されるように移動される。その特徴は、尖頭、窩（ｆｏｓｓａｅ）、隆起
（ｒｉｄｇｅ）、間隔に基づく基準、または、形状に基づく基準に基づき得る。
形状に基づく距離は、特に患者のアーチの機能として表され得る。

【００３３】次に、プロセス３００は、歯科矯正／咬合指標を演算する（ステップ３０６）
。用いられ得る一つの指標は、ＰＡＲ（ＰｅｅｒＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＲａ
ｔｉｎｇ）指標である。ＰＡＲに加えて、形状に基づく測定基準または間隔に基
づく測定基準等の他の測定基準が用いられ得る。ＰＡＲ指標は、良好なかみ合わ
せから歯がどれだけ離れているかを識別する。スコアが、不正咬合を仕立てる種
々の咬合特性に割当られる。正常な配列および咬合から逸脱するケースの度合い
を表す全合計を取得するために、個々のスコアが総計される。正常な咬合および
配列は、上側および下側の口内の歯の間の良好な尖頭間でのかみ合わせ、および
過剰でないオーバージェットおよびオーバーバイトによる、解剖学上の近接する
全接触ポイントとして規定される。

【００３４】ＰＡＲにおいて、０のスコアは、良好な配列であることを示し、より高いスコ
アは、不規則性の増加されたレベルを示す。全スコアが治療前および治療後の歯
の鋳型に記録される。これらのスコア間の相違は、歯科矯正の介入および活発な
治療の結果としての向上の度合いを表す。ＰＡＲ指標の１１の要素は、上部右セ
グメント、上部前方セグメント、上部左セグメント、下部右セグメント、下部前
方セグメント、下部左セグメント、右頬咬合、オーバージェット、オーバーバイ
ト、中央線、および左頬咬合である。ＰＡＲ指標に加えて、他の指標が、理想的
な位置または理想的な形状からの歯に関する特徴の隔たりに基づき得る。

【００３５】ステップ３０６から、プロセス３００が、さらなる指標縮小移動が可能である
かどうかを判定する（ステップ３０８）。ここに、各主要軸に沿った小さな移動
および小さな回転に伴う小さな移動を含めて、全ての可能な移動が試みられる。
指標の値は、各小さな移動後に演算され、最良の結果に合った移動が選択される
。本明細書において、最良の結果は、ＰＡＲベースの測定基準、形状ベースの判
定基準または間隔ベースの判定基準等の一つ以上の測定基準を最小化する結果で
ある。最適化は、特にシュミレートされたアニーリング技術、丘陵クライミング
技術、最良の第一技術、パウエル法、および発見的技術を含む複数の技術を用い
得る。シュミレートされたアニーリング技術は、指標が一時的に増加して、より
低い最小値を有する検索スペースにおける他の経路が見出され得る場合に用いら
れ得る。しかしながら、ほぼ理想的な位置にある歯を用いて開始することによっ
て、指標における任意の低下は、最良の結果に収束するべきである。

【００３６】ステップ３０８において、歯を移動させることによって指標が最適化され得る
場合、増加指標縮小移動の入力が加えられ（ステップ３１０）、プロセスは、ス
テップ３０６にループバックして、歯科矯正／咬合指標の演算を継続する。ある
いは、指標がさらに最適化され得ない場合には、プロセス３００は終了する（ス
テップ３１２）。

【００３７】ステップ３１０の移動を低減する指標を生成する工程において、プロセスは、
歯の経路移動計画に影響を及ぼす一組の移動の強制を考慮する。一実施形態にお
いて、約５０の別個のステージのための移動情報が特定化される。各ステージは
、単一の整列器を表し、この整列器は、約２週間おきに置き換えられることが予
想される。したがって、各ステージは、約２週間の期間を表す。一実施形態にお
いて、二次元配列が、特定の周期で各歯に対する特定の移動を追跡するために用
いられる。このアレイの１つの次元が歯の識別に関連する一方で、第二の次元が
時間周期またはステージに関連する。いつ歯が移動され得るかに関する考慮は、
以下に挙げる事項を含む。

【００３８】ａ．近心ｂ．遠位ｃ．頬／顔ｄ．舌／口蓋ｅ．拡張ｆ．空間ｇ．過去の互いの歯の移動ｈ．侵入ｉ．延出ｊ．回転ｋ．どの歯がいつ移動するか？ｌ．どの歯が最初に移動するか？ｍ．どの歯が他の歯が移動される前に移動する必要があるか？ｎ．何の移動が容易になされるか？ｏ．固定ｐ．臼歯を遠ざけることおよび成人における小さい拡張に関する矯正歯科医の
ユーザの観点一実施形態において、ユーザは、望ましい処置ステージの数を最初から目標の
歯の状態にまで変更し得る。移動されない任意のコンポーネントは、静止を保っ
ていることが想定され、これにより、その最終的な位置が、最初の位置と同様で
あることが想定される（一つ以上のキーフレームが該当するコンポーネントに対
して規定されない場合、中間の位置の全てに対して同様である）。

【００３９】ユーザは、さらに、中間状態を選択し、コンポーネント位置（単数または複数
）に変更することによって、「キーフレーム」を特定し得る。いくつかの実施形
態において、他の状態で指示がない場合には、ソフトウェアは、自動的に線形的
にすべてのユーザが特定された位置（最初の位置、すべてのキーフレーム位置、
および目標位置を含む）の間で補間する。例えば、特別なコンポーネントに対し
て最終位置のみが規定される場合、最初のステージのあとの各接続のステージは
簡単にコンポーネントに、最終位置により近い等しい線形距離および回転（特に
、四元数によって）を示す。ユーザが該当するコンポーネントのための二つのキ
ーフレムを特定する場合、コンポーネントは、最初の位置から異なるステージを
介してに第二のキーフレームよって規定された位置に線形的に「移動」する。次
いで、それは、できるだけ異なる方向に、線形的に、第二のキーフレームによっ
て規定される位置に移動する。最後に、それは、おそらくできるだけさらに異な
る方向に、線形的に目標位置に移動する。

【００４０】これらの操作は各コンポーネントで独立してなされ得、その結果、あるコンポ
ーネントに対するキーフレームは、他のコンポーネントがさらにそのキーフレー
ムでユーザによって移動されない限り、別のコンポーネントに影響を及ぼさない
。あるコンポーネントは、ある一対のステージ間の曲線に沿って加速し得るが（
例えば、該当する多くのステージを有する処置計画でのステージ３および８）、
一方で、別のコンポーネントは、線形的に別の対のステージ間を移動し（例えば
、ステージ１〜５）、次いで、突然、方向を変更し、後のステージへの線形経路
に沿ってスローダウンする（例えば、ステージ１０）。この柔軟性は、患者の治
療を計画することに相当の自由度を許容する。

【００４１】いくつかの実行において、非線形補間が、線形的に補間する代わりにまたは線
形的に補間することに加えて用いられ、治療経路をキーフレーム間に構成する。
一般に、選択されたポイント間で適合するように作成されたスプラインカーブ等
の非線形経路は、ポイントを接合する直線のセグメントから形成された経路より
短い。「治療経路」は、歯をからその最初の位置から最終位置まで移動させるた
めの特定の歯に適用される変換曲線を描く。通常の治療経路は、上記のように、
対応する歯の回転移動および並進移動のいくつかの組み合わせを含む。

【００４２】図５は、ステップ３１０をより詳細に示す。まず、第一の歯が選択される（ス
テップ３１１）。次に、歯に関連する拘束が、現在のステージまたは周期のため
に検索される（ステップ３１２）。したがって、特定周期の時間での各歯に対す
る特定の移動を追跡するための二次元アレイを維持する実施形態に対して、歯の
識別および時間周期またはステージ情報が、アレイ出し、現在の歯に関連する拘
束を検索するために用いられる。

【００４３】次に、拘束を考慮に入れる歯の移動計画が、生成される（ステップ３１３）。
図５のプロセスが、次いで、計画された移動が隣接の歯と衝突を引き起こすかど
うかを検出する（ステップ３１４）。衝突検出プロセスは、歯表面を描くジオメ
トリのうちのいずれが交差するかを判定する。障害がない場合、空間は自由であ
ると考えられる。そうでない場合には、妨害される。適切な衝突検出アルゴリズ
ムが以下により詳細に議論される。

【００４４】衝突が発生した場合、「プッシュ」ベクトルが作成され、計画された移動の経
路をシフトする（ステップ３１５）。プッシュベクトルに基づいて、現在の歯の
衝突からの「跳ね上がり」および新しい歯の移動が生成される（ステップ３１６
）。ステップ３１４または３１６から、現在の歯の移動は、終了される。

【００４５】次に、図５のプロセスが、歯の移動計画がすべての歯に対して生成されたかど
うかを判定し（ステップ３１７）、生成されたと判定された場合、プロセスは終
了する。あるいは、治療計画における次の歯が選択され（３１８）、図５のプロ
セスがステップ３１２にループバックして、歯の移動計画の生成を続ける。

【００４６】結果としての最終経路は、一連のベクトルを含み、ベクトルのそれぞれは、移
動する歯の変形する並進および回転する成分一群の補間パラメータを表す。ひと
まとめにして、これらは、歯間の妨害を避ける歯の移動のスケジュールを構成す
る。特定化された拘束の観点での歯の経路を生成するための擬似コードは、以下
のように示される。

【００４７】各歯の経路モデル用各経路の増加用各歯に関連する負荷拘束拘束の観点で歯を移動させる歯の衝突検出を実行する衝突が発生した場合、関連された歯の衝突に対して、衝突を避けるため
に「プッシュ」ベクトルおよび衝突後の「跳ね上がり」を作成する終了用歯の経路モデルを終了する図６は、非線形治療経路を生成するためにコンピュータで実行されるプロセス
のフローチャートであり、患者の歯は、治療の間、この経路に沿って移動する。
非線形経路は、通常、コンピュータプログラムによって自動的に生成されるが、
いくつかの場合には、人の助力によって生成される。プログラムは、患者の歯の
最初の位置および最終の位置を入力として受信し、この情報を用いて、移動され
る各歯に対する中間の位置を選択する（ステップ１６００）。プログラムは、次
いで、従来のスプラインカーブの計算アルゴリズムを適用して、各歯の最初の位
置を歯の最終の位置につなぐスプラインカーブを作成する（ステップ１６０２）
。多くの状況で、カーブは拘束されて、中間位置間の最も短い経路に続く。プロ
グラムは、次いで、中間位置間の各スプラインカーブをサンプリングし（ステッ
プ１６０４）、衝突検出アルゴリズムをサンプルに適用する（ステップ１６０６
）。任意の衝突が検出された場合、プログラムは、中間ステップの一つのために
新しい位置を選択し（ステップ１６０８）、新しいスプラインカーブを作成する
（１６０２）ことにより各衝突する対における少なくとも一つの歯の経路を変更
する。プログラムは、次いで、新しい経路（１６０４）をサンプリングし、再度
、衝突検出アルゴリズム（１６０６）を適用する。プログラムは、衝突が検出さ
れなくなるまで、この様態で続行する。ルーチンが、次いで、例えば、ハードデ
ィスク等の電子格納デバイス内の経路位置での歯内の各点の座標をセーブするこ
とによって、経路を格納する（ステップ１６１０）。

【００４８】経路生成プログラムは、線形または非線形の補間のいずれを使用するにしても
、歯の治療経路が各隣接する対の治療ステップ間でほぼ等しい長さになるように
、治療位置を選択する。プログラムは、さらに、所与の最大速度以上で移動させ
るように歯の部分を押し付ける治療位置を避ける。例えば、歯は第一の経路Ｔ１
に沿って最初の位置Ｔ１１から最終位置Ｔ１３に、中間位置Ｔ１２を介して移動
するようにスケジューリングされ得る。中間位置Ｔ１２は、最終位置Ｔ１３によ
り近くに存在する。別の歯は、より短い経路Ｔ２に沿って最初の位置Ｔ２１から
最終位置Ｔ２３に中間位置Ｔ２２を介して移動するようにスケジューリングされ
る。中間位置Ｔ２２は、最初の位置Ｔ２１および最終位置Ｔ２３から等距離であ
る。この状況において、プログラムは、第二の中間位置Ｔ１４を、最初の位置Ｔ
１１および中間位置Ｔ１２からほぼ等距離であり、中間位置Ｔ１２を最後の位置
Ｔ１３からほぼ同一の距離だけ分離するこれらの２つの位置を分離している第一
の経路Ｔ１に沿って挿入することを選択し得る。第一の経路Ｔ１をこの方法で変
更することは、第一の歯が等しい大きさのステップで移動することを保証する。
しかしながら、第一の経路Ｔ１を変更することは、さらに、第二の経路Ｔ２に相
対物がない付加的な治療ステップを導入する。プログラムは、第二の治療ステッ
プの間第二の歯が静止したままであることを許容することによる、すなわち、第
一の歯がある中間位置Ｔ１４から他の中間位置Ｔ１３に移動するか、または、第
二の経路Ｔ２を４つの等距離の治療位置を含むように変更することによる等の種
々の方法でこの状況に反応し得る。プログラムは、歯の移動を制限する一連の歯
科矯正の拘束を適用することによって、いかに反応するかを判定する。

【００４９】経路生成プログラムによって適用され得る歯科矯正の拘束は、任意の所与の時
間で隣接する歯の間で許容される最小距離および最大距離、歯が移動されるべき
最大の線形または回転速度、治療ステップの間に歯が移動される最大距離、歯の
形状、組織の特徴および歯（例えば、強直歯は全く移動させることができない）
に取り囲まれている骨、およびアライナー材料の特徴（例えば、アライナーが所
与の歯を所与の時間周期を超えて移動させ得る最大距離）を含む。例えば、患者
の年齢および顎の密度は、超えると患者の歯が移動を強いることができなくなる
一定の「安全リミット」を指示し得る。一般に、２つの隣り合う、比較的垂直で
、中央が尖っていない、側生の歯の間の間隙は、７週間毎に約１ｍｍより大きく
は、閉じるべきではない。歯科矯正器具の材料の特性も、器具が歯を移動させ得
る量を制限する。例えば、従来の保持具の材料は、通常、個々の歯の移動を、治
療ステップの間で約０．５ｍｍに制限する。拘束は、患者に特別の値が計算され
ないか、またはユーザに提供されなければ付与する欠陥値を有する。拘束情報は
、テキストブックおよび治療臨床医を含む種々のソースから入手可能である。

【００５０】各歯のために中間位置を選択する際、経路生成プログラムは、衝突検出プログ
ラムを呼び出し、衝突が選択された経路に沿って発生するかどうかを判定する。
また、プログラムは、治療の過程にわたって受諾可能なかみ合わせを形成するよ
うに歯が配列していること保証するために、経路に沿って、各治療ステップでの
患者の咬合を検査する。衝突または受諾できない噛み合わせが発生した場合、ま
たは、要求される拘束が満足できない場合、プログラムは、まちがった歯の経路
を全ての条件が満足されるまで反復して変更する。上記の事実上の咬合器は、中
間治療位置の噛み合わせ咬合をテストするための一つのツールである。

【００５１】図７に示すように、経路生成プログラムが各歯が移動される衝突のない経路を
確立すると、プログラムは、最初の位置および最終位置の間の各歯のための曲線
をより直線的に変換することを試みる最適化ルーチンを呼ぶ。ルーチンは、治療
ステップ（ステップ１７０２）の間の点で、例えば、各治療ステップ間の２つの
サンプルポイント配置し、各歯のために、サンプルポイント間で適合するより線
形の治療経路を計算することにより、各治療経路をサンプリングするによって開
始する（ステップ１７０４）。ルーチンは、次いで、衝突検出アルゴリズムを適
用し、衝突が変更された経路からの結果であるかどうかを判定する（ステップ１
７０６）。その経路の結果である場合、ルーチンは、変更された経路を再度サン
プリングし（ステップ１７０８）、次いで、各歯のために代わりの経路をサンプ
ル間に構成する（ステップ１７１０）。ルーチンは、衝突が発生しなくなるまで
この方法で継続する（ステップ１７１２）。

【００５２】いくつかの実施形態では、上記で触れたように、ソフトウェアが、ＩＤＤＳお
よびＦＤＤＳに基づいて、自動的に治療経路を演算する。これは、各コンポーネ
ント、すなわち各歯の速度を判定し、最初の位置から最終位置への経路に沿って
移動させる、パッチスケジューリングアルゴリズムを用いて達成される。パッチ
スケジューリングアルゴリズムは、「ラウンド−トリッピング（ｒｏｕｎｄ−ｔ
ｒｉｐｐｉｎｇ）を避けながら、すなわち、歯を真っ直ぐにするために絶対に必
要な間隙よりも大きい間隔に沿って歯を移動させること避けながら、治療経路を
判定する。このような動きは、あまり望ましくはなく、患者にとって潜在的にネ
ガティブな効果を有している。

【００５３】経路スケジューリングアルゴリズムの一つの実行は、最初に、各歯を最も線形
的な最初の位置から最終位置までの治療経路に拘束することによって歯の移動を
スケジューリングまたは実現することを試みる。線形的な経路に沿って歯の間に
衝突が発生する場合または強制的な拘束が犯された場合にのみ、アルゴリズムは
、次いで、最終位置への直接でないルートをたよる。アルゴリズムは、必要であ
れば、中間治療ステップが最初の位置および最終位置の間の線形変換曲線に沿っ
て存在しない経路を構成するために、上記の経路生成プロセスの一つを適用する
。あるいは、アルゴリズムは、例示的な歯の配置のための好ましい治療のデータ
ベースを引き出すことによって治療経路をスケジューリングする。このデータベ
ースは、時間を超えて、種々の過程の治療を観測し、各一般のクラスの最初の歯
の配置を用いて最も好結果をもたらすものであることが分かる治療計画を識別す
ることによって、構成され得る。経路スケジューリングアルゴリズムは、いくつ
かの代替の経路を作成し、各経路をグラフィカルにユーザに提示し得る。アルゴ
リズムは、出力としてユーザによって選択された経路を提供する。

【００５４】他の実行では、経路スケジューリングアルゴリズムは、妨げられない経路を、
可能ない治療計画を記載する構成空間を介して見出すために確率検索技術を利用
する。グローバルキーフレームが規定された２人のユーザ間のスケジューリング
動作への一つのアプローチは、以下のように記載される。中間キーフレームを含
む時間間隔を超えたスケジューリングは、時間インターバルを、中間キーフレー
ムを含まないサブインターバルに分割し、これらのインターバルのそれぞれを独
立してスケジューリングし、次いで、その結果のスケジュールを結びつけること
によって達成される。

【００５５】一つの実施形態において使用された衝突または障害検出アルゴリズムは、Ｓｔ
ｅｆａｎＧｏｔｔｓｃｈａｌｋらによる、ＳＩＧＧＲＡＰＨ論文（１９９６）
：「ＯＢＢＴｒｅｅ：ＡＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｆ
ｏｒＲａｐｉｄＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ．」に記載
されたアルゴリズムに基づく。ＳＩＧＧＲＡＰＨ論文の内容は、本明細書におい
て参考として援用される。

【００５６】アルゴリズムは、オブジェクトによって占められた空間の再帰的再分の周りに
集中され、オブジェクトは、バイナリーツリーのような様式に組織化される。Ｄ
ＤＳでは、歯を表すためにトライアングルが用いられる。ツリーの各ノードが、
配向されたバウンディングボックス（ＯＢＢ）として参照され、ノードの親に現
れるトライアングルのサブセットを含む。親ノードの子は、それらの間に、親ノ
ードに格納されたトライアングルデータのすべてを含む。

【００５７】ノードのバウンディングボックスは、ノードにおけるトライアングルの周囲全
てに堅く適合するように配向される。ツリー内のリーフノードは、理想的には、
単一のトライアングルを含むが、一つより多くのトライアングルを含むこともあ
り得る。２つのオブジェクトの間で衝突を検出する工程は、オブジェクトのＯＢ
Ｂツリーが交差するかを判定する工程を含む。ツリーのルートノードのＯＢＢが
オーバーラップする場合には、ルートの子は、オーバーラップに対してチェック
される。アルゴリズムは、リーフノードが到達されるまで、再帰的な様式で進行
する。この点で、強いトライアングル交差ルーチンが、枝部でのトライアングル
が衝突に含まれるかを判定するために用いられる。

【００５８】本明細書に記載された衝突検出技術は、ＳＩＧＧＲＡＰＨ論文に記載された衝
突検出アルゴリズムへのいくつかの増加を提供する。例えば、ＯＢＢツリーは、
メモリおよび時間をセーブするために、たるんだ様式で構築され得る。このアプ
ローチは、モデルのいくつかの部分が決して衝突に含まれないことを観察するこ
とから生じ、結論として、モデルのこのような部分のためのＯＢＢツリーは、演
算される必要がない。ＯＢＢツリーは、再帰的衝突判定アルゴリズムの間に内部
のノードを必要に応じて分けることによって拡張される。

【００５９】さらに、衝突データが要求されないモデル内のトライアングルも、ＯＢＢツリ
ーが構築されている場合、考慮から特別に排除され得る。例えば、動きが２つの
レベルで見られ得る。オブジェクトは、全体的な意味で「ムービング」として概
念化され得る。または、それらは、他のオブジェクトに関連する「ムービング」
として概念化され得る。このようなオブジェクト間の衝突の状態は変化しないの
で、付加的な情報は、互いに関して休止しているオブジェクト間の衝突情報の再
演算を回避することによって衝突検出のために取得された時間を向上する。

【００６０】図８は、代替の衝突検出スキームを示し、あるスキームは、２つの歯１８０４
、１８０６が沿うｚ軸１８０２に沿って配向された「衝突バッファ」を計算する
。衝突バッファは、各治療ステップまたは衝突検出が要求される治療経路に沿っ
た各位置に対して計算される。バッファを作成するために、ｘ、ｙ平面１８０８
が歯１８０４、１８０６の間に規定される。平面は、２つの歯に対して「中性」
でなければならない。理想的には、中性平面は、いずれの歯にも交差しないよう
に位置決めされる。一方の歯または両方の歯との交差が避けられない場合、中性
平面は、平面の対向側に、できるだけ多く、歯が存在するように配向される。言
い換えると、中性平面は、他の歯と同様に、平面の同一側に各歯の表面領域の量
を最小化する。

【００６１】平面１８０８内には、格子である分離部分があり、この格子の分解能は、衝突
検出ルーチンのために要求される分解能に依存する。通常の高分解能衝突バッフ
ァは、４００×４００の格子を含む。通常の低分解能バッファは、２０×２０の
格子を含む。ｚ軸１８０２は、平面１８０８に対して垂直な線によって規定され
る。

【００６２】歯１８０４、１８０６の相対位置は、格子内の点のそれぞれ、平面１８０８と
各歯１８０４、１８０６に最も近い表面との間のｚ軸１８０２に平行な線形的な
距離を計算することによって決定される。例えば、任意の所与の格子点（Ｍ、Ｎ
）で、平面１８０８および後ろ側の歯１８０４の最も近い表面が、値Ｚ１（Ｍ、
Ｎ）によって表わされる距離によって分離され、一方、平面１８０８および前方
の歯１８０６の最も近い表面が、値Ｚ２（Ｍ、Ｎ）によって表わされる距離によ
って分離される。衝突バッファは、平面１８０８がｚ＝０にありおよびｚの正の
値が後部の歯１８０４の方にあるように規定され、歯１８０４、１８０６は、平
面１８０８上の任意の格子点（Ｍ、Ｎ）で、Ｚ１（Ｍ、Ｎ）Ｚ２（Ｍ、Ｎ）の
場合に衝突する。

【００６３】図９は、この衝突バッファスキームを実行する衝突検出ルーチンのフローチャ
ートである。ルーチンは、最初にデータを、テストされる歯の表面の位置を示す
デジタルデータセットの一つから受信する（ステップ１９００）。次いで、ルー
チンは、中立のｘ、ｙ平面を規定し（ステップ１９０２）および平面に垂直なｚ
−軸を作成する（ステップ１９０４）。

【００６４】ルーチンは、次いで、平面上の第一の格子点のｘ、ｙ位置に対する、その平面
と各歯の最も近い表面との間でｚ−方向内の線形距離を判定する（ステップ１９
０６）。ｘ、ｙ−位置での衝突を検出するために、ルーチンは、後部の歯の最も
近い表面のｚ−位置が前方の歯の最も近い表面のｚ−位置以下であるかどうかを
判定する（ステップ１９０８）。ｚ−位置以下である場合、ルーチンは、エラー
メッセージを作成して、ユーザに表示し、または、経路生成プログラムにフィー
ドバックし、衝突が発生することを知らせる（ステップ１９１０）。次いで、ル
ーチンは、平面上の格子点に関連する全てのｘ、ｙ−位置をテストしたかどうか
を判定し（ステップ１９１２）、もしそうでない場合にはステップを各残りの格
子点について繰り返す。衝突検出ルーチンは、各治療ステップでの患者の口内の
各対の隣接する歯に対して行われる。

【００６５】本システムは、さらに「映画」機能を組み込み得、ユーザは、任意の点で、最
初の状態から目標の位置への移動の動画を示すために、「映画」機能を使用する
。これは、全体のコンポーネントの移動を治療プロセスにわたって視覚化するの
に有用である。

【００６６】上記のように、コンポーネント識別のための一つの適切なユーザインターフェ
ースは、３次元双方向グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）である。
３次元ＧＵＩは、コンポーネントの操作器にさらに有利である。このようなイン
ターフェースは、専門の治療またはユーザに、即時で、かつ、目に見える、デジ
タルモデルコンポーネントとの相互作用を提供する。３次元ＧＵＩは、コンピュ
ータに指示して特定のセグメントを操作するためのただ一つの低レベルコマンド
を許容するという利点をインターフェースに提供する。言い換えれば、操作のた
めに適合されるＧＵＩは、インターフェースよりも多くの点でより良好であり、
指令、例えば、「このコンポーネントを０．１ｍｍだけ右に並進させる」等を受
け入れる。このような低レベルのコマンドは、微細なチューニングに有用である
。しかし、それらが、単独のインターフェアであった場合には、コンポーネント
操作のプロセスは、退屈で、時間を消費する相互作用になる。

【００６７】操作プロセスの前および操作プロセスの間、一つ以上の歯のコンポーネントは
、歯根のテンプレートモデルによって増加され得る。根のテンプレートで増加さ
れた歯のモデルの操作は、例えば、ガムラインの下が強く当たることが関与する
状況において、有用である。これらのテンプレートモデルは、例えば、デジタル
化されたの患者の歯にｘ線表示を含む。

【００６８】ソフトウェアは、さらに、テキストおよび／または器具の配列数を含み得るデ
ータセットに注釈を付加すること許容する。注釈は、中断されたテキスト（すな
わち、それは、３−Ｄジオメトリである）として加えられ、その結果、それは、
印刷された正のモデル上に現れる。注釈が、再配置器具によって覆われる口の一
部上に配置され得るが、歯の動きにとって重要ではなく、注釈は送達された再配
置器具（単数または複数）上に現れ得る。

【００６９】上記のコンポーネント識別およびコンポーネント操作のソフトウェアは、オペ
レーターの熟練レベルと同一基準の洗練で動作するように設計される。例えば、
コンポーネント操作ソフトウェアは、歯科矯正の練習を行うことなく、歯の許可
された操作および禁じられた操作に関するフィードバックを提供することによっ
て、コンピューターオペレーターを助力することができる。一方で、歯科矯正医
は、口腔内の生理学および歯の移動の動力学に優れたスキルを有し、コンポーネ
ント識別および操作のソフトウェアをツールとして簡単に使用し、アドバイスを
無能にし、またはさもなければ、無視することができる。

【００７０】図１０は、データ処理システム５００を単純化したブロック図である。データ
処理システム５００は、通常、多数の周辺デバイスとバスサブシステム５０４を
介して通信する少なくとも一つのプロセッサ５０２を含む。これらの周辺デバイ
スは、通常、格納サブシステム５０６（メモリサブシステム５０８およびファイ
ル格納サブシステム５１４）、一セットのユーザインターフェースおよび出力デ
バイス５１８、および外部ネットワーク５１６へのインターフェース（公けのス
イッチングされた電話ネットワークを含む）を含む。このインターフェースは、
概略的に「ＭｏｄｅｍｓａｎｄＮｅｔｗｏｒｋＩｎｔｅｒｆａｃｅ」ブロ
ック５１６として示され、他のデータ処理システム内の対応するインターフェー
スデバイスに通信ネットワークインターフェース５２４を介して結合される。デ
ータ処理システム５００は、端末のまたはローエンドのパーソナルコンピュータ
またはハイエンドのパーソナルコンピュータ、ワークステーションまたはメイン
フレームを含み得るユーザインターフェース入力デバイスは、通常、キーボードを含み、ポインテ
ィングデバイスおよびスキャナをさらに含み得る。ポインティングデバイスは、
マウス、トラックボール、タッチパッド、またはグラフィックスタブレット、ま
たは、ディスプレイに組み込まれたタッチスクリーン等の直接的なポインティン
グデバイス等の間接的なポインティングデバイスであり得る。音声認識システム
等の他の種類のユーザ入力デバイスが用いられ得る。

【００７１】ユーザインターフェース出力デバイスは、プリンターおよびディスプレイサブ
システムを含み得、これは、ディスプレイコントローラーおよびコントローラに
結合されたディスプレイデバイスを含む。ディスプレイデバイスは、カソードレ
イチューブ（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、または投射デバイス等の
フラットパネルデバイスであり得る。ディスプレイサブシステムは、さらに、音
声出力等のノンビジュアルディスプレイを提供し得る格納サブシステム５０６は、本発明の機能を提供する、ベーシックプログラミ
ングおよびデータ構成を維持する。上述のソフトウェアモジュールは、通常、格
納サブシステム５０６に格納される。格納サブシステム５０６は、通常、メモリ
サブシステム５０８およびファイル格納サブシステム５１４を含む。

【００７２】メモリサブシステム５０８は、通常、プログラム実行の間に指示およびデータ
を格納するための主要なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５１０および固定さ
れた指示が格納されたリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）５１２を含む複数のメモ
リを含む。マッキントッシュ−コンパティブルパーソナルコンピュータの場合、
ＲＯＭは操作システムの部分を含み、ＩＢＭ−コンパティブルパーソナルコンピ
ュータの場合、これはＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔｓｙ
ｓｔｅｍ）を含む。

【００７３】ファイル格納サブシステム５１４は、プログラムおよびデータファイルのため
の持続性（不揮発性）ストレージを提供し、通常、少なくとも一つのディスクド
ライブおよび少なくとも一つのフロッピー（Ｒ）ディスクドライブ（除去可能な
メディアに関連する）を含む。さらに、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、光学ドライブ（
全て取り外し可能なメディアに関連する）等の他のデバイスでもよい。加えて、
システムは、取り外し可能なメディアカートリッジを有する種類のドライブを含
み得る。取り外し可能なメディアカートリッジは、例えば、Ｉｏｍｅｇａによっ
て売買されているもの等のハードディスクカートリッジであり得る。一つ以上の
ドライバが、局所領域ネットワーク上のサーバ内またはＩｎｔｅｒｎｅｔのワー
ルドワイドウェブ上のサイト等の離れた箇所に配置され得る。

【００７４】この文脈において、用語「バスサブシステム」は、一般に、任意のメカニズム
を含み、種々のコンポーネントおよびサブシステムに互いに意図されながら通信
させるように用いられる。入力デバイスおよびディスプレイを除いて、他のコン
ポーネントは、同一の物理的配置である必要はない。したがって、例えば、ファ
イル格納システムの部分は、電話線を含む種々のローカルエリアまたはワイドア
リアネットワークメディアを介して結合され得る。同様に、入力デバイスおよび
ディスプレイは、プロセッサと同一の位置にある必要はないが、本発明は、コン
ＰＣＳおよびワークステーションのテキストにおいて、頻繁に実行されることが
予想される。

【００７５】バスサブシステム５０４は、単一のバスとして概略的に示されるが、通常のシ
ステムは、ローカルバス等の複数のバスおよび一つ以上の拡張バス（例えば、Ａ
ＤＢ、ＳＣＳＩ、ＩＳＡ、ＥＩＳＡ、ＭＣＡ、ＮｕＢｕｓ、またはＰＣＩ）、並
びに、シリアルまたはパラレルポートを有する。ネットワーク接続は、通常、こ
れらの拡張バスの一つまたはシリアルポート上のモデムのネットワークアダプタ
ー等のデバイスを介して確立される。クライアントコンピュータは、デスクトッ
プシステムまたはポータブルシステムであり得る。

【００７６】スキャナ５２０は、患者からまたは歯科矯正医から取得された患者の歯の鋳型
をスキャニングし、スキャンされたデジタルデータセット情報をデータ処理シス
テム５００にさらなる処理のために提供する責任を負う。分配された環境におい
て、スキャナ５２０は、離れた位置に配置され、スキャンされたデジタルデータ
セット情報をデータ処理システム５００にネットワークインターフェース５２４
を介して通信し得る。

【００７７】製造装置５２２は、データ処理システム５００から受信された中間および最終
のデータセット情報に基づいて歯科用器具を製造する。分配された環境において
、製造装置５２２は、離れた位置に配置され、データセット情報をデータ処理シ
ステム５００からネットワークインターフェース５２４を介して受信し得る。

【００７８】図１０のシステムは、一連の連続器具を、治療計画によって規定されたように
生成し得る。治療計画は、歯科医または歯科矯正医その他等の治療専門家によっ
て特定され得る。図１１〜１６は、歯の移動計画システムを用いた例示的な治療
特定化を示す。図１１は、６０１、６０２、６０４、６０６、６１０、６１２、
６１４、６１６、６１４、６１６、６１８、６２０、６２２、６２４および６２
５でナンバリングされた１４の歯のセットを例示的に示す。図１１の例において
、歯６０１、６０２、６０４は、図の左側の方に移動するかまたは拡張する必要
があるが、一方で、歯６０６、６０８、６１０および６１２は、曲線状に左の方
に拡張移動する必要がある。これに対して、歯６１４、６１６および６１８は、
図の右側に、曲線状に拡張して移動する必要があり、歯６１８、６２０、６２２
、６２４および６２５は、右に移動される必要がある。図１１に例示された規定
の終了した結果、歯は、拡張パターン内で移動される。

【００７９】ここで、図１２に戻ると、２次元アレイ上に特定されたように、図１１の移動
の図表の例示が示されている。図１２において、最上位の列は、歯の身元を識別
し、左の行番号は、各歯に対するステージ配列を示す。この場合、各ステージは
約２週間を要し、持続時間が増加されまたは減少され得る。図１２の例において
、歯６０１は、ステージ１〜１０間に移動される。同様に、歯６０２、６０４、
６０６は、ステージ１〜１０間に移動される。ステージ１０〜２０において、歯
６０８は、移動される。さらに、ステージ２０〜３０において、歯６１０〜６１
６が移動される。歯６１８は、ステージ１０〜２０間に移動される。また、歯６
２０、６２２、６２４および６２５は、ステージ１〜１０内に移動される。２次
元アレイによって特定されたように正味の結果は、拡張移動パターンである。

【００８０】図１３〜１６は、例示的拡張移動パターンを示しているが、他のパターンが、
同様に２次元アレイを用いて特定され得る。これらのパターンは、移動のライブ
ラリーに組み込まれ得る。患者の歯の所与の最初の位置および最終の集められた
位置に対して、システムは、各歯のステージ位置を選択された移動によって見出
すことによってｉｎ−ｂｅｔｗｅｅｎステージを生成する。図１３〜１６は、例
示的移動パターン、すなわち、Ｘ型移動、Ａ型移動、Ｖ型移動、およびＸＸ型移
動その他を示す。これらの例示の移動パターンは、次に議論される。

【００８１】例示のＸ型移動は、図１３に示されている。また、Ｘ型移動は、「全て等しい
移動」として知られている。この移動では、所与の群内の全ての歯が同時に移動
している。歯の経路は開始のフレームを分割することによって決定される。フレ
ームは、歯を半分のフレームに含み、再帰的に中間経路を各半分に決定する。各
フラーム内の移動する距離が所与の基準を満足する場合に再帰が停止する。移動
がなされると、システムは、歯の移動を、各フレームが一つ以上の距離拘束を超
えないように調整する。

【００８２】次に、Ａ型移動が議論される。このタイプの移動では、前方の歯が最初に移動
し、後方の歯がそれに続く。移動は、前方の歯が隣の前方に移動するのでＡの字
に類似する。各歯において、隣の歯は、現在の歯が現在の歯の目標の位置に対し
てに到達した場合に移動を開始する。Ａ型移動の図が図１４に示される。

【００８３】Ｖ型移動が図１５に示される。概念的に、Ｖ型移動は、Ａ型移動の逆である。
後ろ側の歯が最初に移動し、次いで、隣の前方の歯が続く。一つの実行において
、逆Ａ移動が後方の歯に対してなされるが、前方の歯は、Ｘ型移動を通過する。

【００８４】図１６はＸＸ型移動を示しており、全２つで等しい移動を含む。後方の歯が全
て等しい移動（Ｘ型）を最初に実行し、前方の歯が、すべて等しい移動を通過す
る。

【００８５】様々な代替、修飾、および等価が上記コンポーネントの代わりに用いられ得る
。歯の最終位置は、コンピュータ支援の技術を用いて決定され得、ユーザは、独
立して一つ以上の歯を、規定の制限を満足しながら操作することにより、歯を最
終位置に移動し得る。

【００８６】加えて、本明細書に記載された技術は、ハードウェアまたはソフトウェア、ま
たはこの２つの組み合わせに援用され得る。技術は、それぞれが、プロセッサ、
プロセッサによって読み込み可能な格納メディア（揮発性または不揮発性メモリ
および／または格納素子を含む）、および適切な入力および出力デバイスを含む
プログラム可能なコンピュータ上で実行するコンピュータプログラムに援用され
得る。プログラムコードは、記載された機能を実行し、出力情報を生成するため
に入力デバイスを用いて入力されたデータに適用される。出力情報は、一つ以上
の出力デバイスに適用される。

【００８７】各プログラムは、高レベルの手続き上のまたは、オブジェクトに配向されたプ
ログラミング言語で実行され、コンピュータシステムに関連して動作し得る。し
かしながら、望みの場合、プログラムはアセンブリまたはマシン言語で実行され
得る。ある場合には、言語は、編集され、または翻訳処理された言語であり得る
。

【００８８】このようなそれぞれのコンピュータプログラムは、格納媒体またはデバイスが
コンピュータによって読み取られて記載した手順を実施する場合、コンピュータ
を構成しそして操作するための一般目的または特別目的のプログラマブルコンピ
ュータによって読み取り可能な格納媒体またはデバイス（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ
、ハードディスク、または磁気ディスク）に格納され得る。このシステムはまた
、コンピュータプログラムとともに構成されたコンピュータ読み取り可能記録媒
体としてインプリメントされ得る。ここで、格納媒体は上記のように構成されて
いるので、コンピュータは特定の様式および所定の様式で動作することができる
。

【００８９】本発明は、特定の実施形態について説明されてきた。他の実施形態は特許請求
の範囲内に入る。例えば、上記の３次元スキャニング法を用いて、歯のキャステ
ィングおよび整列器を形成する材料の材料特性（例えば、収縮性および膨張性）
を解析し得る。さらに、上記の３Ｄの歯モデルおよびグラフィカルインターフェ
イスは、従来のブレスまたは他の従来の歯科矯正器具で患者を処置する臨床医を
支援するために用いられ得る。この場合、歯に付与される制約は、それに応じて
変更される。さらに、歯のモデルは、対応する患者および処置する臨床医による
制限されたアクセスのためのハイパーテキストトランスファープロトコル（ｈｔ
ｔｐ）ウェブサイトに提示され得る。

【００９０】さらに、本発明は本発明の実施形態を参照して示され、かつ説明されてきたが
、上記および他の形式的変更および詳細の変更は、特許請求の範囲の意図および
範囲を逸脱することなくなされ得ることを当業者は理解する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、患者の顎の解剖学的関係を示す上面図である。

【図２Ａ】図２Ａは、患者の下顎を詳細に示し、本発明の方法および装置によって、歯が
どのように移動され得るかについての一般的な指標を示す。

【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａからの単一の歯を示し、歯の移動距離がどのようにして決定
されるかを規定する。

【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａの顎を、本発明の方法および装置によって構成されるインク
リメンタル位置調整器具と共に示す。

【図３】図３は、インクリメンタル位置調整器具を作製するためのプロセスを示すブロ
ック図である。

【図４】図４は、患者の歯の最後の配置を最適化するためのプロセスを示すフローチャ
ートである。

【図５】図５は、歯科矯正的処置計画の様々なステップにおける歯の配置を示すフロー
チャートである。

【図６】図６は、歯科矯正的処置計画における中間位置の間の歯の経路を決定するため
のプロセスのフローチャートである。

【図７】図７は、歯科矯正的処置計画における最初の位置から最後の位置までの歯の経
路を最適化するプロセスを示すフローチャートである。

【図８】図８は、衝突検出アルゴリズムを使用するためのバッファリング技術を示す図
である。

【図９】図９は、衝突検出技術のためのフローチャートである。

【図１０】図１０は、本発明による、器具を作製するシステムを示すブロック図である。

【図１１】図１１は、拡張パターンにおいて移動させる必要のある歯のセットの図である
。

【図１２】図１２は、図１１の図における各歯の移動を示す例示的な２次元図である。

【図１３】図１３は、例示的なＸ−タイプ移動を示す。

【図１４】図１４は、例示的なＡ−タイプ移動を示す。

【図１５】図１５は、例示的なＶ−タイプ移動を示す。

【図１６】図１６は、例示的なＸＸ−タイプ移動を示す。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１０月３０日（２００２．１０．３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２Ａ

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図２Ａ】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２Ｂ

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図２Ｂ】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２Ｃ

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図２Ｃ】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図３】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図４】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図５】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図６】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図７】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図８】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図９】

【手続補正１２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１０】

【手続補正１３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１１】

【手続補正１４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１２】

【手続補正１５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１３】

【手続補正１６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１４】

【手続補正１７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１５】

【手続補正１８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者チシュティ，ムハンマドアメリカ合衆国カリフォルニア 95086，サニーベイル，コートマデラ 972，アパートメント 302 (72)発明者ウェン，フアフェンアメリカ合衆国カリフォルニア 94065，レッドウッドショアーズ，ゴッサマーアベニュー 2117 Ｆターム(参考） 4C052 AA06 JJ10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処置計画をインプリメントするためのコンピュータでインプ
リメントされた方法であって、該方法は、２次元アレイを用いて歯の移動パターンを特定するステップと、特定されたパターンに従って該歯を移動するための処置経路を生成するステッ
プとを包含する、方法。
【請求項２】前記処理経路は１つ以上の拘束により変更される、請求項１
に記載の方法。
【請求項３】前記拘束のうちの１つは歯の叢生に関連する、請求項２に記
載の方法。
【請求項４】前記拘束のうちの１つは歯の隙間に関連する、請求項２に記
載の方法。
【請求項５】前記拘束のうちの１つは歯の抜歯に関連する、請求項２に記
載の方法。
【請求項６】前記拘束のうちの１つは歯のストリッピングに関連する、請
求項２に記載の方法。
【請求項７】前記拘束のうちの１つは歯の回転に関連する、請求項２に記
載の方法。
【請求項８】前記歯は１段階あたりに約５〜１０度回転される、請求項７
に記載の方法。
【請求項９】前記拘束のうちの１つは歯の移動に関連する、請求項２に記
載の方法。
【請求項１０】前記歯は１段階あたりに１つ以上の段階に漸進的に移動さ
れる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】各歯は各段階において約０．２ｍｍ〜約０．４ｍｍ移動さ
れる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】前記拘束はアレイに格納される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】前記アレイの１次元は前記歯の移動における各段階を識別
する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】前記処置経路を生成するステップは、最初の位置から最後
の位置まで各歯を移動させるに必要な最小変形量を決定するステップと、該最小
移動量のみを必要とする各処置経路を作成するステップとを包含する、請求項１
に記載の方法。
【請求項１５】前記処置経路を生成するステップは、その間で前記歯が等
しい大きさの平行移動を受ける少なくとも１つの歯について中間位置を生成する
ステップを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】前記処置経路を生成するステップは、その間で前記歯が等
しくない大きさの平行移動を受ける少なくとも１つの歯について中間位置を生成
するステップを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】患者の前記歯が前記処置経路に沿って移動するにつれて発
生する任意の衝突を検知するためのルールのセットを適用するステップをさらに
包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】前記患者の歯が前記処置経路に続いているか否かを示す情
報を受け取り、前記処置経路に続いていない場合、該処理経路を修正するための
情報を使用するステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】前記処置経路を生成するステップは、各歯について１つよ
り多い候補処置経路を生成するステップと、選択のために人間のユーザに対して
各候補処置経路のグラフィカルな表示を提供するステップとを包含する、請求項
１に記載の方法。
【請求項２０】選択されたデータセットに対応する位置に前記歯の３次元
（３Ｄ）グラフィカル表示を提供するステップをさらに包含する、請求項１に記
載の方法。
【請求項２１】前記処置経路に沿った前記歯の移動の視覚的表示を提供す
るために該歯の前記グラフィカル表示を動画にするステップをさらに包含する、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】ビデオカセットレコーダに制御ボタンを表すコンポーネン
トとともに、人間のユーザが前記動画を制御するために操作し得るグラフィカル
インターフェイスを提供するステップをさらに包含する、請求項２１に記載の方
法。
【請求項２３】前記アレイの１次元は前記歯の移動における各段階を識別
する、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】前記アレイの１次元は独自の歯を識別する、請求項１に記
載の方法。
【請求項２５】前記アレイの１次元は前記歯の移動における各段階を識別
し、かつ前記アレイの１次元は独自の歯を識別する、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】歯について最初の段階と最後の段階とを示すことにより歯
の移動を特定するステップをさらに包含する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】選択された前記歯の移動パターンに基づいて１つ以上の歯
の経路を決定するステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】１つ以上の臨床的処置処方を選択するステップをさらに包
含する、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】前記臨床的処置処方は、以下：スペースクロージャ、再近
接、歯科的膨張、拡大、ディスタリゼーション、および下側切歯抜歯のうちの少
なくとも１つを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】歯の経路を決定するステップは、１つ以上の歯について最
初の位置と最後の位置との間に衝突のない最短経路を確認するステップを包含す
る、請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】１つ以上の歯の経路を一連の段階に分割するステップをさ
らに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】各処置段階のための器具を生成するステップをさらに包含
する、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】前記器具は取り外し可能な器具または固定された器具のい
ずれかである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３４】各処理段階の前記歯のための３次元モデルを生成するステ
ップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】２次元アレイを用いて歯の移動パターンを特定する手段と
、特定されたパターンに従って該歯を移動するための処置経路を生成する手段とを備える、処置計画システム。
【請求項３６】プロセッサと、該プロセッサに結合されたデータ格納デバイスと、２次元アレイを用いて歯の移動パターンを特定するコンピュータ実行可能コー
ドと、該特定されたパターンに従って該歯を移動させるための処置経路を生成するコ
ンピュータ実行可能コードとを備える、コンピュータシステム。
【請求項３７】コミュニティに関する情報を通信するためのネットワーク
と、該ネットワークに結合された１人以上の患者と、該ネットワークに結合された１つ以上の処置専門家と、該ネットワークに結合されたサーバであって、該サーバは各患者のデータを格
納し、ユーザの要求に応じて患者データ視覚化を実行する、サーバとを含む、バーチャルヘルスケア電子商取引コミュニティ。
【請求項３８】前記処置専門家は、以下のネットワークを介する患者デー
タ視覚化：右側頬ビュー、左側頬ビュー、後方ビュー、前方ビュー、下顎咬合ビ
ュー、上顎咬合ビュー、オーバージェットビュー、左側遠位臼歯ビュー、左側舌
ビュー、舌切歯ビュー、右側舌ビュー、右側遠位臼歯ビュー、上側顎ビュー、お
よび下側顎ビューのうちの１つ以上を視認する、請求項３７に記載のコミュニテ
ィ。
【請求項３９】前記処置専門家は歯科医または矯正歯科医を含む、請求項
３７に記載のコミュニティ。
【請求項４０】前記ネットワークに結合された１つ以上のパートナーをさ
らに含む、請求項３７に記載のコミュニティ。
【請求項４１】前記パートナーは資金調達パートナーを含む、請求項４０
に記載のコミュニティ。
【請求項４２】前記パートナーはサプライヤーを含む、請求項４０に記載
のコミュニティ。
【請求項４３】前記パートナーはデリバリー会社を含む、請求項４０に記
載のコミュニティ。
【請求項４４】前記処置専門家は前記サーバを用いてオフィス管理操作を
実行する、請求項３７に記載のコミュニティ。
【請求項４５】前記オフィス管理操作は、以下：患者計画、患者会計、お
よびクレーム処理のうちの１つ以上を含む、請求項４４に記載のコミュニティ。
【請求項４６】前記患者および前記処置専門家はブラウザを用いて前記サ
ーバにアクセスする、請求項３７に記載のコミュニティ。
【請求項４７】歯科関連の電子商取引を実行するためのコンピュータイン
プリメントされた方法であって、認可された要求に応じて、インターネットによって歯科サーバから処置専門家
のコンピュータに患者に関連した歯のデータを伝送するステップと、ブラウザを用いて該処置専門家のコンピュータに該歯の３次元コンピュータモ
デルを表示するステップと、処置専門家に該ブラウザを用いて該歯の該３次元コンピュータモデルを操作す
ることを許可するステップと、該処置専門家のコンピュータから該サーバに該コンピュータモデルを伝送する
ステップと、該歯の該コンピュータモデルに基づいて該患者を処置するための器具を生成す
るステップとを包含する、方法。
【請求項４８】１つ以上の資金調達パートナーを用いて前記患者の資金調
達オプションを提供するステップをさらに包含する、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】前記患者の歯科的要求に連動したオンラインショップを提
供するステップをさらに包含する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】前記処置専門家のためのオフィス管理ユーティリティを提
供するステップさらに包含する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】前記オフィス管理ユーティリティは、以下：患者計画、患
者会計、およびクレーム処理のうちの１つ以上を含む、請求項４９に記載の方法
。
【請求項５２】前記処置専門家にブラウザを用いて歯の３次元コンピュー
タモデルを操作することを許可するステップは、複数の歯科的ビューを表示する
ステップをさらに包含する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５３】前記歯科的ビューは、以下：右側頬ビュー、左側頬ビュー
、後方ビュー、前方ビュー、下顎咬合ビュー、上顎咬合ビュー、オーバージェッ
トビュー、左側遠位臼歯ビュー、左側舌ビュー、舌切歯ビュー、右側舌ビュー、
右側遠位臼歯ビュー、上側顎ビュー、および下側顎ビューのうちの１つ以上を含
む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】前記処置専門家にブラウザを用いて歯の３次元コンピュー
タモデルを操作することを許可するステップは、歯の位置を調節するために該歯
をクリックするステップをさらに包含する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５５】前記処置専門家が前記歯の位置を調節することが可能とな
るためのｘ、ｙ、およびｚ軸を表示するステップをさらに包含する、請求項５４
に記載の方法。
【請求項５６】前記患者に歯白色化サービスを含む補助的サービスを提供
するステップをさらに包含する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５７】１人以上の患者および１つ以上のサービスプロバイダを有
するヘルスケア電子商取引コミュニティをサポートするためのサーバであって、ネットワークと通信するように適合されたプロセッサと、該プロセッサに結合され、各患者のデータを格納するように適合されたデータ
格納デバイスと、クライアントの要求に応じて３Ｄ患者データを通信するためのソフトウェアとを備える、サーバ。
【請求項５８】前記クライアントの要求を受け取り、前記サーバに該要求
を伝送するように適合されたブラウザをさらに備える、請求項５７に記載のサー
バ。
【請求項５９】前記ブラウザは３Ｄで患者データを可視化するビューワプ
ラグインをさらに含む、請求項５８に記載のサーバ。
【請求項６０】前記プロバイダサービスは、以下：ヘルスケアアプリケー
ション、歯科学アプリケーション、美容増強、ヘアケア向上、脂肪吸引、形成外
科、または再建手術のうちの１つ以上を含む、請求項５７に記載のサーバ。