JP2009045480A - 歯科治療計画のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】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。
【選択図】なし
Description
(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。
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、Raintree Essix,Inc.,New Orleans,Louisiana 70125,and Tru−Tain Plastics ,Rochester,Minnesota 55902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5,059,118号、第5,055,039号、第5,035,613号、第4,856,991号、第4,798,534号、および第4,755,139号に説明される。
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。
expansion)、発赤、遠位化(distalization)およびより低い切歯拡張(lower incisor expansion)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。
(項目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。
(項目2) 前記処理経路は1つ以上の拘束により変更される、項目1に記載の方法。
(項目3) 前記拘束のうちの1つは歯の叢生に関連する、項目2に記載の方法。
(項目4) 前記拘束のうちの1つは歯の隙間に関連する、項目2に記載の方法。
(項目5) 前記拘束のうちの1つは歯の抜歯に関連する、項目2に記載の方法。
(項目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、項目2に記載の方法。
(項目7) 前記拘束のうちの1つは歯の回転に関連する、項目2に記載の方法。
(項目8) 前記歯は1段階あたりに約5〜10度回転される、項目7に記載の方法。
(項目9) 前記拘束のうちの1つは歯の移動に関連する、項目2に記載の方法。
(項目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、項目9に記載の方法。
(項目11) 各歯は各段階において約0.2mm〜約0.4mm移動される、項目10に記載の方法。
(項目12) 前記拘束はアレイに格納される、項目1に記載の方法。
(項目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、項目12に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目20に記載の方法。
(項目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、項目21に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目24) 前記アレイの1次元は独自の歯を識別する、項目1に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目25に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目24に記載の方法。
(項目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、項目23に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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、項目28に記載の方法。
(項目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、項目1に記載の方法。
(項目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。
(項目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。
(項目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。
(項目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、項目37に記載のコミュニティ。
(項目39) 前記処置専門家は歯科医または矯正歯科医を含む、項目37に記載のコミュニティ。
(項目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、項目37に記載のコミュニティ。
(項目41) 前記パートナーは資金調達パートナーを含む、項目40に記載のコミュニティ。
(項目42) 前記パートナーはサプライヤーを含む、項目40に記載のコミュニティ。
(項目43) 前記パートナーはデリバリー会社を含む、項目40に記載のコミュニティ。
(項目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、項目37に記載のコミュニティ。
(項目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、項目44に記載のコミュニティ。
(項目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、項目37に記載のコミュニティ。
(項目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。
(項目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、項目47に記載の方法。
(項目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、項目47に記載の方法。
(項目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、項目47に記載の方法。
(項目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、項目49に記載の方法。
(項目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、項目47に記載の方法。
(項目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、項目51に記載の方法。
(項目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、項目47に記載の方法。
(項目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、項目54に記載の方法。
(項目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、項目47に記載の方法。
(項目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。
(項目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、項目57に記載のサーバ。
(項目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、項目58に記載のサーバ。
(項目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、項目57に記載のサーバ。
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、temporomandibular joint(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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
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。
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