JP2004237104A - 義歯の作成装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全部のプラニングおよび実施が計算機制御／支援されて行われる、義歯の作成方法。
【解決手段】ａ．口腔内の３次元の、解剖学的な状態を記録／デジタル化し、ｂ．必要に応じて、咬合堤を含む咬合型の３次元データを記録／デジタル化し、ｃ．咬合器を調整するために顎データを記録し、ｄ．ａおよび必要に応じてｂおよび／またはｃから成るデータセットＤ０を、仮想の歯据え付けに対して重要な解剖学的な構造および仮想のモデルがデータセットＤ１として得られるように処理し、ｅ．既成作成され、その前にスキャニングされた歯の３−ＤデータセットＤをデータセットＤ３から選択し、ｆ．歯を仮想モデルにおいて仮に据え置き、かつ仮想据え付けを位置決め型によってモデルにトランスファするかまたは既成作成された歯をモデルに直接設置し、歯をモデルに固定し、義歯床を取り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は義歯の作成装置および方法に関する。

義歯のコンピュータ支援される作成に関する一連の方法、例えば３Ｄデータセットに従うセラミック素材のフライス加工（ＥＰ９０４７４３、ＤＥ１９８３８２３８Ａ１、ＤＥ１０１０７４５１Ａ１、ＣＥＲＥＣ^（Ｒ）−System von Sirona、ＰＲＯＣＥ−ＲＡ^（Ｒ）−System von Degussa、ＬＡＶＡ^（Ｒ）−System von 3M-Espe）または高速プロトタイピング（Rapid Prototyping）法（ＤＥ１０１１１７０４Ａ１，ＤＥ１０１１４２９０Ａ１）が公知である。

更に、咬合器機能を機械的に行うのではなくて完全にまたは部分的に計算機にて実施することが公知である（“Verbatim”Fruehjahr 2000、ＵＳ６１５２７３１、ＵＳ６３２２３５９）。
ＥＰ９０４７４３ ＤＥ１９８３８２３８Ａ１ ＤＥ１０１０７４５１Ａ１ ＤＥ１０１１１７０４Ａ１ ＤＥ１０１１４２９０Ａ１ ＵＳ６１５２７３１ ＵＳ６３２２３５９ ＣＥＲＥＣ（Ｒ）−System von Sirona、 ＰＲＯＣＥ−ＲＡ（Ｒ）−System von Degussa ＬＡＶＡ（Ｒ）−System von 3M-Espe "Verbatim"Fruehjahr 2000

できるだけ全部のプラニングおよび実施が計算機制御されてまたは計算機支援されて行われる、義歯の作成方法を開発することである。

本願発明では、歯の据え付けも計算機で仮想に実施される、義歯の作成方法が示される。その際既成作成された歯のデータセットが口状況の仮想のモデルにはめ込まれる。この後生じているデータから義歯床をＣＡＭ法を用いて直接作成することができるかまたは既成作成された歯の、物理的なモデルへの装着が行われる。

従って本発明は、
ａ． 口腔内の３次元の、解剖学的な状態を記録しかつデジタル化（スキャニング）し、
ｂ． 必要に応じて、咬合堤を含む咬合型の３次元データを記録しかつデジタル化（スキャニング）し、
ｃ． 必要に応じて、咬合器を調整するために普通は患者でとられる顎データを記録し、
ｄ． ａおよび必要に応じてｂおよび／またはｃから成るデータセットＤ０を、仮想の歯据え付けに対して重要な解剖学的な構造および仮想のモデルがデータセットＤ１として得られるように処理し、
ｅ． 既成作成され、その前にスキャニングされた歯の３−ＤデータセットをデータセットＤ３から選択し、
ｆ． 歯を仮想モデルにおいて仮想に据え付け、ここでデータセットＤ２を得、
かつ
ｊ． 仮想の据え付けを位置決め型（例えばフライス加工されたまたは高速プロトタイプ加工された）によってモデルにトランスファするかまたは既成作成された歯をモデルに直接据え付け、
ｋ． 歯をモデルに固定し、
ｉ． 義歯床を取り付ける
あるいは
ｊ． 義歯床を−仮想の歯据え付けのデータに従って−既成作成された歯の最終的な正しい位置決めおよび固定のための位置決め補助手段を用いて直接作成する
ステップから成る義歯の作成方法に関する。

この方法は例えば次のように実施される：まず、この間に普及してきた方法に従って、口腔の３次元の解剖学的な状態が記録される。これらデータは患者から、例えば３Ｄカメラ、マイクロレーザ付き光学装置、コンピュータトモグラフィー装置または超音波装置によって直接記録することができる、または従来通りとられた石膏モデルをスキャンする。場合により存在している咬合型および咬合堤のデータも記録可能である。更に、咬合器の調整のために通例は患者でとられる顎データをシステムに記録することが望まれる。こうしてデータセットＤ０が生じる。

引き続いてこれらデータは、仮想の歯据え付けにとって重要な幾何学的な状態が３Ｄモデルとして計算機に存在しているように処理される。これは以下、データセットＤ１と称される。

方法のこの個所で、後で挿入されるべき義歯が使用者によって選択されなければならない。このことは、その前にスキャニングされた、種々様々なサイズおよび形状の人工的な予め既成作成された義歯を有しているデータセットＤ３から行われる。普通は所望の形の歯が選択される（例えば三角形または四角形）。口状況の幾何学的なデータを用いて、歯の適合サイズがシステムによって求められることが可能になる。予め既成作成された義歯は既に、最適な咬合を可能にする表面を有している。それからシステムの提案が受けられる。それは、形状およびサイズ並びに歯間のそれぞれの間隔−または−僅かにずらされた据え付け−噛む動きでの最適な咬合である（データセットＤ２）。エステチックな監視はスクリーンにて直接可能である。更に、正面図を生成しかつこれを患者の顔のデジタル写真にはめ込む可能性もある。

ここで、ユーザには、最適化されているモデルとは異なって、個々の歯を手動で置き換えることで見た目が自然らしくなるようにしかつ結果をスクリーンで直接観察する可能性がある。例えば、ドラッグ・アンド・ドロップ方法によって個々の歯の位置を任意の空間方向にずらすことができる。システムは隣接している歯および対向している歯をただちに補正して、再び最適な噛み合わせが得られかつデータセットＤ２Ａが生じるようにする。相対向している歯全部の咬合データを調製して、変化された状況がその前の状況よりよいかまたは悪いかという点でこの変化された状況を評価する図形または数値データが得られるようにする。勿論、気に入らないまたは点数が低い場合には前の状態（Ｄ２）を再形成してかつそれから歯の据え付けをもう一度試すことができる。このことは、エステチックな印象も咬合データも満足のいくものになるまで繰り返される。

従って本発明の有利な実施形態では、
ステップｆの後に、ステップｇ：顎の動きを計算機でシミュレートし、
必要に応じてステップｇの後に、ステップｈ：機能、咬合の監視を計算機で実施し、かつ
ステップｈの後に；ステップｉ：歯の据え付けを手動で補正しかつ求められた噛み合わせデータおよび最適な咬合に整合するための新たな計算を行う（データセットＤ２Ａ）。

方法のいずれの段階においても、顎運動を計算機で公知の仮想咬合器の形式に従って追体験することができる。

仮のモデルでの作業が完了するとすぐに、義歯への適用を行うことができ、すなわち仮想の歯の据え付けデータに従って、義歯床が歯に対する位置決め支援によって作成され、それからそこに当該の選択された予め既成作成された歯が植え込まれればいいだけである。

義歯床は直接生成することができるか、またはそのための鋳型を製造することができる。その方法としては例えばフランジ加工または高速プロトタイピングが提供される。

義歯床への義歯の正確なはめあいを保証するために、例として図に基づいて説明する以下の方法を使用することができる。

次に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１Ａ）には左側に仮想の歯据え付け後にできあがる所望される状態が示されかつ右側に以下に説明するレゴブロック原理１に従った実施が示されている。

１． レゴブロック（おもちゃのレゴ形式の溝−さね式はめあい）原理（図１Ａ）
義歯床の、人工の歯が据え置かれるべき場所に特有の構造を設けることができる。この構造は次のようなものでなければならない：
ａ） 定められた空間的な配向を６つの自由度において有していること、
ｂ） 所属の人工的な歯のそれぞれのベースに対する形状の完全な一致を保証する幾何学的な特徴を有していること、
ｃ） 歯がそこで重合され、貼り付けられまたはその他の仕方で持続的に固定され得るような実現されていること。

例えば、義歯床のプラトーに、それが三角形に配置されている半球状の突起１を３つ有しているように加工することができる。この場合突起は歯基部のこれと完全に同形の溝２に一義的に位置決めされる。その際プラトーの位置の空間的な配向によって既に５つの自由度が決まってくる。突起は６番目の自由度（歯の上下軸線を中心に回転）を定めるために用いられる。突起は、例えば押しボタン形式の形状によって、歯のスナップ結合が可能になるように実現することもできる。

２． アタッチメント原理（図１Ｂ）
図１Ｂ）には左側に仮想の歯据え付け後にできあがる所望される状態が示されかつ右側に以下に説明するアタッチメント原理２に従った実施が示されている。

人工的な歯のベースの変形を回避するために、リングに似た形３（図では黒く濃く示されて断面図にして見て取れる）を作成することができる。この形はそれぞれの人工的な歯の幾何学形状に正確かつ定められたとおりに整合されている。人工的な歯はこのアタッチメントに差し込むことができ、その結果歯の空間的な配向はアタッチメントに関連して常に一定に定められている。義歯床の作成の際相応の完全に形状同形の凹部４がそれぞれの歯位置において成形されるまたはむき出し加工される。凹部はここでもアタッチメントが６つすべての自由度において正確かつ定められて位置決めされるのを保証するものである。このようにしてアタッチメントは定められて位置決めされかつ相応の人工的な歯（アタッチメントに関して既知の空間的な配向を含めて）は固定されることができる。人工的な歯の固定後、アタッチメントを取り外すことができる。

本発明は、義歯を作成するための方法を実施するための装置にも関し、それは実質的に次のものから成っている：
ａ． 患者または（石膏）モデルの口内状況のデジタル３ＤデータセットＤ０を記録するためのスキャニングまたは撮影装置、
ｂ． 口内状況の仮想モデルのデータ（データセットＤ１）を生成するための処理装置、
ｃ． 予め既成作成された人工歯の３ＤデータセットＤ３、
ｄ． 人工歯が取り付けられている仮想モデル（データセットＤ２）を生成しながら口内状況データＤ１に歯データＤ３をはめ込むための処理モジュール、
ｅ． 仮想モデルＤ２において変化される歯位置がテストされかつ最適化される、顎運動に対するシミュレーションモジュール（仮想咬合器）、
ｆ． 位置決め型または義歯床をデータセットＤ２から作成するための装置。

以下に装置の個々の構成部分について説明する：
ａ． スキャニングまたは記録装置は例えば３Ｄカメラ、マイクロレーザ光学装置、コンピュータトモグラフィー装置または超音波装置である。
ｂ． 口内状況の仮想モデルのデータ（データセットＤ１）を生成するための処理装置。これは通例コンピュータ、例えば相応のプログラム（ソフトウェア）との関連したパーソナルコンピュータである。
ｃ． 予め既成作成される人工歯Ｄ３の３Ｄデータセットとは、人工歯のスキャニングから到来するデータである。
ｄ． 処理モジュールは通例、この目的のために作成されるコンピュータプログラムである。
ｅ． 仮想咬合器は例えば“Verbatim”Fruehjahr 2000 に記載されているシステムである。
ｆ． 位置決め型または義歯床を作成するための装置は公知であり、例えば高速プロとタイピング機器である。

Ａ）の左側に仮想の歯据え付け後にできあがる所望される状態、右側にレゴブロック原理１に従った実施およびＢ）の左側に仮想の歯据え付け後にできあがる所望される状態、右側にアタッチメント原理２に従った実施をす図。

符号の説明

１ 突起
２ 溝
３ 形状部
４ 凹部

Claims (7)

1. ａ． 口腔内の３次元の、解剖学的な状態を記録しかつデジタル化（スキャニング）し、
   ｂ． 必要に応じて、咬合堤を含む咬合型の３次元データを記録しかつデジタル化（スキャニング）し、
   ｃ． 必要に応じて、咬合器を調整するために普通は患者でとられる顎データを記録し、
   ｄ． ａおよび必要に応じてｂおよび／またはｃから成るデータセットＤ０を、仮想の歯据え付けに対して重要な解剖学的な構造が定まりかつ仮想のモデルがデータセットＤ１として得られるように処理し、
   ｅ． 既成作成され、その前にスキャニングされた歯の３−ＤデータセットをデータセットＤ３から選択し、
   ｆ． 歯を仮想モデルに仮想に据え付け、ここでデータセットＤ２を得、
   かつ
   ｊ． 仮想の据え付けを位置決め型（例えばフライス加工されたまたは高速プロトタイプ作成された）によってモデルにトランスファするかまたは既成作成された歯をモデルに直接据え付け、
   ｋ． 歯をモデルに固定し、
   ｉ． 義歯床を取り付ける
   あるいは
   ｊ． 義歯床を−仮想の歯据え付けのデータに従って−既成作成された歯の最終的な正しい位置決めおよび固定のための位置決め補助手段を用いて直接作成する
   ステップから成る義歯の作成方法。
2. ステップａを３Ｄカメラを用いて口内状況の直接撮影によって行う
   請求項１記載の方法。
3. ステップａを石膏モデルのスキャニングによって行う
   請求項１記載の方法。
4. ステップｆの後に、ｇ．顎の運動を計算機でシミュレーションする
   請求項１記載の方法。
5. ステップｇの後に、機能、咬合の監視を計算機で実施する
   請求項４記載の方法。
6. ｉ． 歯の据え付けを手動で補正しかつ求められた噛み合わせデータおよび最適な咬合に整合するための新たな計算を行う（データセットＤ２Ａ）
   請求項５記載の方法。
7. 実質的に、
   ａ． 患者または（石膏）モデルの口内状況のデジタル３ＤデータセットＤ０を記録するためのスキャニングまたは撮影装置、
   ｂ． 口内状況の仮想モデルのデータ（データセットＤ１）を生成するための処理装置、
   ｃ． 予め既成作成された人工歯の３ＤデータセットＤ３、
   ｄ． 人工歯が収められている仮想モデル（データセットＤ２）を生成しながら口内状況データＤ１に歯データＤ１をはめ込むための処理モジュール、
   ｅ． 仮想モデルＤ２において変化される歯位置がテストされかつ最適化される、顎運動に対するシミュレーションモジュール（仮想咬合器）、
   ｆ． 位置決め型または義歯床をデータセットＤ２から作成するための装置
   から成る義歯を作成するための装置。

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