JP2014534866A - 歯、顔弓、及び咬合器を調整するための歯科用要素又は補助器具を作成する方法 - Google Patents

Abstract

歯を調節するために患者のデータを使用する方法であって、患者の正面図及び側面図の第１及び第２の写真画像を作るステップと、第１及び第２の写真画像に基づいて、目線に対する犬歯線の方向に関する第１の基準、及びカンペル面に対する咬合面の方向に関する第２の基準を計算するステップと、研究用模型を用意するステップと研究用模型に基づいて作業模型を用意するステップと、第１及び第２の基準を作業模型に転写するステップと、を含む方法。【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、歯列を調整するための歯科用要素又は（仮想）補助器具を作るという目的で、特に、全義歯若しくは部分義歯、歯冠若しくはブリッジ、又は例えばインプラント用の、（仮想）ガイドプレートなどをサイズ決めするために作られた（仮想）補助器具、又は例えば歯肉の矯正若しくは骨の矯正のための矯正型を作るという目的で、患者のデータを使用する方法に関する。本発明はまた、特にかかる方法で使用される、顔弓及び咬合器に関する。

患者が自身の歯を矯正したいと考えた場合、患者はこの目的のために歯科医に予約を入れる。歯科医は、例えば、患者の歯の石膏型を取るか、又は口腔内スキャナーを使用して歯のデジタル模型を作る。次に、この物理的研究用模型又は仮想研究用模型を歯科技工士に送る。既存の方法によれば、歯冠及びブリッジは歯科技工士の経験に基づいて設置される。しかし、歯科技工士が持っている情報は歯科医よりも少ない。結局のところ、患者は作業室には居ないので、歯科技工士は研究用模型に全面的に依存しなければならない。したがって、歯科技工士は、瞳孔の間の目線（eye line）、カンペル面など、患者の顔面に関する追加情報を有さない。

本発明は、その目的のため、より正確な形で歯を調整することができる方法を提供しなければならない。この方法の有利な実施形態は、歯科医と歯科技工士との間のより良好なコミュニケーションを可能にするべきである。

本発明による方法の一実施形態は、この目的のため、以下のステップを含むという点で区別される。少なくとも患者の正面図の第１の写真画像及び患者の側面図の第２の写真画像が解析され、目線に対する犬歯線（canine line）の方向に関する第１の基準、及びカンペル面に対する咬合面の方向に関する第２の基準といった、多数の基準が計算される。換言すれば、この第１及び第２の基準は、このようにして、歯列弓の傾きを規定する。更に、患者の歯群全体又はその一部の仮想若しくは実際の研究用模型が作られるが、その研究用模型は患者の上顎を参照する。研究用模型に基づいて、歯科用要素又は補助器具のための仮想若しくは実際の作業模型が作られるが、その作業模型は同様に患者の上顎を参照する。第１及び第２の基準は、研究用模型における犬歯線及び咬合面の方向に基づいて、作業模型へと転写される。最後に、転写された第１及び第２の基準に基づいて、作業模型上で歯科用要素又は補助器具が作成される。

このようにして進行することによって、目線及びカンペル面など、特定の顔面のパラメータも、歯科用要素又は補助器具を作る際に考慮され、患者のためのより正確な歯科用要素又は補助器具を作成することができる。

その方法の有利な一実施形態によれば、左右の鼻孔間を結ぶ直線の中心の位置に対する前歯の間の正中線の位置に関する第３の基準が更に計算される。この基準もまた、研究用模型における正中線の位置に基づいて、作業模型へと転写することができる。別の更に発展した実施形態によれば、切歯の可視長（visible length）に関する第４の基準も計算され、この第４の基準は作業模型へと転写される。この第３及び第４の基準は、したがって、歯列弓の垂直位置及び水平位置についての指示を形成する。第１及び第３の基準を組み合わせて、理想的な歯配列では、正中線が目線に垂直であって、左右の鼻孔間を結ぶ直線の中心を通るという事実を考慮に入れることができることに留意されたい。

本発明の方法の見込まれる変形例によれば、患者の歯の物理的研究用模型が作られる。この物理的研究用模型は咬合器内に配置される。咬合器内における研究用模型の配置及び位置決めは、好ましくは、次の手法のうち１つで行われる。
第１の選択肢によれば、研究用模型は手動で位置付けられ、この場合、一般的に、咬合面をほぼ水平に配向し、正中線を咬合器の垂直ピンに対して位置合わせするように試みられる。この位置決めの間に、研究用模型を石膏で成型することができる。いわゆるスプリットキャスト技術が好ましくは使用されるが、他の技術も可能である。スプリットキャスト技術によれば、研究用模型は、石膏を用いて、咬合器の上部プレートにスナップ嵌合することができるスプリットキャストプレートに「接着」される。
第２の選択肢によれば、研究用模型は、顔弓のバイトフォークによって咬合器内で位置決めされる（下記を参照）。
第３の選択肢によれば、位置決めは、第１及び第２の写真画像と咬合器上でカメラによって撮影した研究用模型の画像とのビデオオーバーレイを活用して実施される（下記を参照）。

研究用模型を咬合器内に配置した後、測定手段を用いて、研究用模型上で犬歯線及び咬合面の方向が特定される。次に、研究用模型は除去され、作業模型が咬合器内の同じ位置に設置される。計算された第１及び第２の基準に基づいて、次に、犬歯線及び咬合面の理想的な方向が、咬合器内に設置された作業模型上で指定される。その有利な一実施形態によれば、正中線の方向も研究用模型上で特定され、第３の基準に基づいて正中線の理想的な方向が作業模型上で指定される。更により好ましくは、理想的な歯長も、第４の基準に基づいて作業模型上で指定される。

その特に有利な一実施形態によれば、位置決め手段を使用して光源が咬合器に取り付けられる。光源は、第１の面及びその垂直方向の第２の面内で光を投射するように構成される。位置決め手段は、第１の面を咬合面及び犬歯線とほぼ一致させ、且つ第２の面を正中線とほぼ一致させるように、ユーザによって操作される。次に、第１及び第２の面を咬合面及び正中線の理想的な方向と一致させるために、第１、第２、及び第３の基準を考慮に入れながら、位置決め手段を操作することができる。

本発明の別の態様によれば、患者の正面図及び側面図それぞれの第１及び第２の写真画像は、顔弓に特定の配置で取り付けられる二台のビデオカメラを使用して撮影される。このことはやはり、カメラが、患者の頭部の特定の位置に対して既知の位置で取り付けられ、それにより、画像をソフトウェアで処理するのがより簡単であるという利点を提供する。特に有利な一実施形態によれば、二台のビデオカメラは、顔弓について利用される既知の配置と同じ配置で咬合器に配置される。

本発明の更なる態様によれば、物理的研究用模型が咬合器内に配置され、少なくとも二台のビデオカメラに基づいて、研究用模型の正面図及び側面図それぞれの第１及び第２の画像が得られる。これら第１及び第２の画像は画面に表示され、ユーザは画面上で、研究用模型のこれら第１及び第２の画像に対する犬歯線及び咬合面の方向を指示する。これらの基準線が画面上で指定された後、第１及び第２の基準を、基準線を利用する作業模型に転写することができる。かかる操作方法は、研究用模型の画像を、カメラ及び研究用模型自体の既知の位置で撮影し、その後、便利な形でソフトウェアで処理することができるという利点を有する。このことは、患者の第１及び第２の画像が顔弓と共に撮影され、その際にカメラが同じ既知の位置にあり、それによって研究用模型及び顔面の画像のオーバーレイが簡単に可能であるときに、特に推奨される。

本発明の更に別の態様によれば、三台のカメラが、即ち患者の正面図の第１の画像を撮影する二台の第１のカメラと、患者の側面図の画像を撮影する第２のカメラとが、咬合器に設けられる。同様の形で、三台のカメラが設けられる顔弓と連携することが可能である。その結果、これら三台のカメラは、好ましくは、咬合器及び顔弓上における同じ配置で使用される。このようにして、患者／研究用模型の３Ｄ（３次元）画像を３Ｄ画面に示すことができ、方法を３Ｄで行うことができる。

本発明の更なる態様によれば、二台又は三台のビデオカメラが咬合器に配置され、二台又は三台のビデオカメラが顔弓に配置され、研究用模型の画像及び患者の画像でオーバーレイが作られる。ここで、研究用模型における犬歯線及び咬合面の方向、並びに第１及び第２の基準を活用して、理想的な歯配列を有する患者の画像の更なるオーバーレイを作ることができる。

本発明はまた、顔弓に関する。本発明による顔弓の一実施形態によれば、患者の正面図の第１の画像を記録するために位置決めされるように配置された第１のビデオカメラと、患者の側面図の第２の画像を記録するために位置決めされるように配置された第２のカメラとを備える。その変形例によれば、二台の第１のビデオカメラは、患者の正面図の二枚の画像を作る目的で設けられることができる。顔弓は更に、一般的には、患者の頭部の異なる位置に設置されるように構成された多数の支持体を備える。これらの支持体は、好ましくは、顔弓を患者の頭部にほぼ移動不能に位置決めすることができるようなものである。支持体は、好ましくは、両目の間に設置されるように構成された支持体、及び耳の中に位置決めされるように構成された支持体を含む。口内に位置決めされるように構成された、且つ咬合器内で上顎に対する位置を転写するのに有用なマウスピースも随意に設けることができる。

本発明はまた、咬合器に関する。本発明による咬合器は、咬合器に接続された位置決め手段に取り付けられるインジケータ手段を備えるという点で、第１の態様にしたがって区別される。インジケータ手段は、咬合器内に設置された研究用又は作業模型において、第１の面及びそのほぼ垂直方向の第２の面を指定するように構成される。位置決め手段は、好ましくは、第１の面を、研究用模型の歯の犬歯線／咬合面とほぼ一致させるように、且つ作業模型の歯の所望の犬歯線／咬合面とほぼ一致させるように構成される。位置決め手段は、更に好ましくは、第２の面を、研究用模型の前歯の間の正中線と一致させるように、又は所望の正中線と一致させるように構成される。その有利な一実施形態によれば、位置決め手段は、第２の面の水平並進を測定するための第１のデジタル距離測定手段、及び／又は第１の面の垂直並進を測定するための第２のデジタル距離測定手段、及び／又は第１の面と第２の面との交差線を中心にした第１の面の回転を測定するための第１のデジタル角度測定手段、及び／又は第１の面内にあって交差線に垂直な軸線を中心にした第１の面の回転を測定するための第２のデジタル角度測定手段を備える。

本発明の更に別の態様によれば、研究用模型又は作業模型の正面図の少なくとも一枚の第１の画像を記録することができるように配置された、少なくとも一台の第１のビデオカメラを備えるという点で区別される、咬合器が提供される。咬合器は、咬合器内に設置された研究用模型又は作業模型の側面図の第２の画像を記録することができるように配置された、第２のビデオカメラを更に備える。

本発明による方法、咬合器、及び顔弓の決して限定的ではない多数の例示の実施形態に基づいて、添付図面を参照して、本発明について更に説明する。

本発明による方法の一実施形態を示すフローチャートである。 (同上) (同上) 本発明による顔弓の一実施形態を示す概略斜視図である。 上面から見た本発明による咬合器の一実施形態を示す概略斜視図である。 下面から見た本発明による咬合器の一実施形態を示す概略斜視図である。 後面から見た本発明による咬合器の第２の実施形態を示す概略斜視図である。 前面から見た本発明による咬合器の第２の実施形態を示す概略斜視図である。 本発明によるコンピュータプログラムの一実施形態を例証として示す複数の画面の概略図である。 （同上） （同上）

図１Ａ〜１Ｃは、本発明による方法の一実施形態の様々なステップを示す。様々なステップは必ずしも記載した順序で行う必要はなく、他の実施形態では、特定のステップを省略することができ、及び／又は追加のステップを付加することができることに留意されたい。

ステップ１で、患者の正面図及び側面図それぞれの写真又はビデオが作られる（ステップ１０１を参照）。ここで、写真材料に基づいて特定の寸法を導き出すことができることが推奨される。この目的のため、物差しを患者の顔面付近に配置することができ、この物差しも写真／ビデオ上で目に見えると共に、それによって写真／ビデオで特定の寸法を導き出すことが可能である。これは単に見込まれる一実施形態に過ぎず、例えば、患者の顔面に配置される既知の寸法のステッカーを使って作業することも可能であり、又は、写真上の物体とカメラとの間の距離も記録し、患者の顔面の他の寸法も導き出せるようにする、飛行時間型カメラを活用することも可能であることに留意されたい。更に別の選択肢によれば、歯の石膏模型上で基準長さが測定される。

正面図及び側面図の写真／ビデオを撮影する目的で、規定された手順にしたがって、例えば、咬合面の基準を容易に見てとることができる写真を含む、正面図の三枚の写真（例えば、患者が普通に微笑している第１の写真、上唇を持ち上げた第２の写真、及び患者が話している第３の写真）と、右側面図、左側面図の三枚の写真とをもたらすことが可能である。好ましくは、咬合面を導き出すのに最も適した側面図がここで選択される（下記を参照）。別の変形例によれば、患者が微笑んでいる、話しているなどの状態で、患者の頭部の正面図及び側面図のビデオを録画する目的でカメラが取り付けられる顔弓を活用することができる。適切な顔弓の一実施形態は、図２に示される。顔弓２００は、患者の頭部に位置決めされるように構成された、２つの第１の支持体２１０、２１１を備える。図示される実施形態では、これらの支持体２１０、２１１はそれぞれ四本の脚体２１２を備える。支持体２１０、２１１は、調整可能なアーム２１４を介して顔弓のフレームＧに接続される。更に、両目の間であって鼻の上側に設置されるように構成された支持体２２０が設けられる。支持体２２０は、調整可能なアーム２２１を用いて顔弓のフレームＧに接続される。また、患者の耳の中に設置されるように構成された支持体２４１、２４２が設けられる。支持体２４１、２４２は、フレームに対して調整可能に接続された一本の脚体によって実質的に形成される。最後に、口の中に設置されるように構成されたマウスピース２３０が設けられる。これは、例えば、上顎を食い込ませるワックスウェハ（wax wafer）を備えたバイトフォークである。マウスピース２３０は、調整可能なアーム２３１によってフレームに接続される。当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、支持体の他の変形例を想起できることを認識するであろう。支持体全体によって、好ましくは、顔弓が患者の頭部に移動不能に取り付けられるように、患者の頭部における固有の位置付けが可能になる。

支持体２１０、２１１は省略できることに留意されたい。写真／ビデオ画像を処理するのに使用されるソフトウェアを、更に、患者の頭部に対する顔弓の見込まれる移動を修正するように適合させることができる。

顔弓は、メインフレームＧに接続される補助フレームＨを更に備える。この補助フレームＨは、患者の正面図及び側面図それぞれの画像を記録するため、二台のビデオカメラ２０１及び第２のビデオカメラ２０２を取り付けるように構成される。補助フレームＨは、フレームＧに特定の角度で取り付けることができる、ほぼ水平のアーム２５０から成る。フレームＧは、患者の顔面にほぼ平行に延在することが意図されるアーム２６０を備え、その結果、アーム２５０は、アーム２６０に対して約４５°の角度で延在することが意図される。アーム２５０は、その外側端部に、ビデオカメラ２０１、２０２の個々のキャリア部２５１、２５２を備える。耳管はビデオカメラ２０２の視野内にはないが、画像に対するその位置は既知であるので、カンペル面を特定できることに留意されたい（下記を参照）。

図２に示される変形例は、３Ｄ画面で活用される３Ｄ効果を生成する目的、及び／又は顔面を３Ｄで記録する目的で、正面図を記録するのに二台のカメラ２０１を使用する。しかし、正面図を記録する目的で一台のカメラ２０１のみを使用することも可能である。二台又は三台のカメラによるかかるカメラ位置によって、多数の写真が撮影され、又は患者が話している、微笑んでいる、唇を非常に高く持ち上げているなどのビデオが短時間記録される。次に、撮影された写真に基づいて、又はビデオからの多数のフレームに基づいて、顔面解析が行われる（ステップ１０２を参照）。

写真又はビデオフレームに基づく顔面解析は、歯科医自身によって、又は専門の作業室で行われる。顔面解析は、好ましくは、その目的向けに特別に記述されたソフトウェアによって行われる。完全な顔面解析を行うために、好ましくは次のものが活用される。
目と、
二本の前歯の間の正中線と、
六本の前歯の歯牙列（tooth progression）（切縁の中心、犬歯の歯根尖（cuspid apexes））と、
スマイルライン、即ち微笑んでいる間に歯が唇によって被覆される範囲と、
六本の前歯の歯肉列（gum progression）と、
話している間における中央前歯の唇による被覆範囲と、
２つの鼻孔とを示し、
好ましくは顎の下に配置され、前歯にほぼ平行であり、レンズからの距離が歯と同じである、写真の校正を可能にするために測定する物差し（別の選択肢によれば、歯の石膏模型上で基準長さが測定され、図２を参照して記載されるような顔弓が使用される場合、作られた画像における距離はカメラの既知の位置から導き出すことができ、したがって、物差し又は他の基準長さは不要である）を随意に示す、患者の複数の正面図写真。
横顔で見た唇の厚みを評価するための、互いに合わさっている唇と、
前歯の位置及び傾きを評価するための、微笑むことによって露出する前歯と、
中切歯と側切歯及び犬歯の歯牙列（切縁の中心、犬歯の歯根尖）、並びに顎を横に引いた状態で目に見える最も後側の歯と、
カンペル面を特定することを可能にする鼻及び耳管の先端（図２の顔弓が使用される場合、画像に対する既知の地点なので、耳管は目に見える必要はない）とを示し、
写真の校正を可能にするため、好ましくは鼻の位置にある物差し（変形例によれば、基準長さを測定することができる石膏模型を使用することができ、図２を参照して記載されるような顔弓が使用される場合、かかる物差し又は基準長さは更に不要である）を随意に示す、複数の側面図写真。

見込まれる一実施形態によれば、ソフトウェアは、特定される変数それぞれについて特定の基準点を入力するようにユーザに求める。したがって、例えば、瞳孔をクリックすることが可能になり、その後、ソフトウェアは写真上に目線を表示し、その方向を計算する。同様の方法で、犬歯の下縁部をクリックすることができ、その後、ソフトウェアは犬歯線を画面上に表示し、長さ及び方向を計算する。切縁（歯牙列）、正中線、スマイルライン、及び歯肉線は、同じ手法で、患者の正面図の写真に基づいて特定される（図１Ａ〜１Ｃも参照）。カンペル面及び咬合面の方向は、側面図の写真に基づいて特定される。

後に続くステップ１０３で、好ましくはソフトウェアによって、理想的な歯牙列が計算される。理想的な歯牙列では、正面図における咬合面の傾き、即ち犬歯線は、目線に平行でなければならない。したがって、犬歯線と目線との間の角度の差によって、犬歯線がどの程度の矯正を要するかが特定される。理想的な歯牙列では、前歯の間の正中線は更に、好ましくは、左鼻孔と右鼻孔を結ぶ直線の中心に垂直に通る。したがって、第２の矯正は正中線の矯正から成る。理想的な歯牙列では、咬合面の傾きは更に、好ましくはカンペル面の傾きに等しい。したがって、第３の矯正は咬合面の傾きに関する。最後に、理想的な歯牙列では、話しているときに中切歯で測定した前歯の可視長は約１．５〜２ｍｍ以上であり、歯肉列は、好ましくは、正面図での理想的な切縁列に平行である。これは、第４の矯正、特に歯長を特定する。

有利な一実施形態によれば、側面図における前歯の位置も考慮に入れられるが、これは、唇を閉じた状況で見積もられ比較される。横顔で見た前歯の位置における唇の厚みが厚過ぎるか又は薄過ぎる場合、これは更に、理想的な歯の位置を特定する目的で測定し補正することができる。

これらの第１、第２、第３、及び第４の矯正基準に基づいて、このように、咬合面の正確な位置並びに歯列弓の位置及び寸法を定義することができる。

患者の希望及び選択した治療に応じて、上述の矯正の全てを実施しないことも可能であることに留意されたい。例えば、理想的な歯牙列に完全に従うことができない、又は従う必要がない場合があり得る。例えば、前歯の歯冠を研磨し適合させる際、正中線の位置は大きく変化しないことがある。

理想的な矯正が分かった後、理想的な歯列弓を患者の正面図及び側面図の写真に表示することができる。有利な一実施形態によれば、ソフトウェアによって、見込まれる最良の最終結果のために、矯正を更に修正し洗練させることが可能になる。

また、ステップ１０２で述べた全ての測定を行うのではなく、ステップ１０３を省略することも可能であることに留意されたい。例えば、図２の顔弓が使用されるとき、この変形例が可能である。その結果、ソフトウェアは、顔面における歯牙列の理想位置が正面図及び側面図とリンクさせて示される、シミュレーション成分を含むことができる。ユーザは、正面図及び側面図における歯牙列のいくつかの基準点をクリックして、正面図及び側面図の画像を互いにリンクさせることができる。これらの画像がリンクされた後、ユーザによって変位可能な直線を使用して、理想的な歯牙列を示すことができる。次に、ユーザは、これらの直線を所望の位置に設置することができ、その後、これらの位置を、作業模型に表示するために記録することができる。これは図５Ａ〜５Ｃに示される。シミュレーションの第１のステップＡで、患者の正面図及び患者の側面図の画像が示される。正面図で、前歯の歯牙列に従う第１の基準線５０１と、前歯の間の正中線に従う第２の基準線５０２とが指定される。側面図で、咬合面と一致する、且つ結果として正面図における線５０１と連結される線５０３が指定される。更に、正面図の正中線５０２に連結される線５０６が指定される。ユーザは、これらの線５０１、５０２を手動で変位させることができ、連結が終了した後、線５０３及び５０６が自動的に共に変位／回転する。次に、口の詳細図が正面図で示される（ステップＢを参照）。この詳細図は、実際の歯牙列を指定する目的で直線５０４、５０５を示す。直線５０４’、５０５’が更に、理想的な歯牙列を指定する目的で示される。これらの直線は、好ましくは、一方では、話している間の通常の唇の位置を含む正面図で示され（ステップＢを参照）、他方では、唇が持ち上げられている口の位置で示される（ステップＣを参照）。正面図と側面図との間のリンクによって、側面図の直線を自動で共に変位させることが可能になる。このように、ユーザは、直線５０４、５０４’、及び５０５、５０５’を使用して、実際の歯牙列及び理想的な歯牙列を手動で指定し格納することができる。その後、この理想的な歯牙列を作業模型に転写することができる（下記を参照）。

更に別の選択肢によれば、ステップ１０２の詳細な顔面解析は行われないが、正面図及び側面図において歯牙列のみが、例えば正面図における犬歯線及び側面図における咬合面の方向がクリックされる、短縮した解析が実施される。続いて、ユーザがドラッグすることができる多数の基準が、各前歯について画面上に示される。次に、ユーザは、このようにして理想的な歯配列に到達するために、顔面の他の特徴を考慮に入れて、これらの基準を手動で修正することができる。ユーザが基準を全て適切に設定した後、それらは保存され、実施すべき矯正が、後で理想的な作業模型上に表示できるように計算され、歯配列を作成することができる（下記を参照）。

後に続くステップ１０５ａ、１０５ｂで、患者の歯の研究用模型が作られる。このステップは、ステップ１０１の前に、又はステップ１０１の直後に行うこともできることに留意されたい。これは、典型的には石膏模型である物理的研究用模型（ステップ１０５ａ）、又は例えば患者の歯の３Ｄスキャンを行うことによる、仮想研究用模型（ステップ１０５ｃ）であることができる。物理的研究用模型が作られる場合、本発明による方法の見込まれる一実施形態は、ステップ１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ、及び１１２ａを含む。別の変形例によれば、ステップ１０６ｂ、１０７、１０８ｂ、１１０ｂ、及び１１１ｂが行われる（下記を参照）。

ステップ１０６で、研究用模型Ｍは咬合器内に設置される。これは図３Ａ及び３Ｂに示される。咬合器３０１はインジケータ手段３０２を備える。インジケータ手段３０２は、図示される変形例では、第１の面Ｖ１及びその垂直方向の面Ｖ２内で光を放射する十字形のレーザー光によって形成される。インジケータ手段３０２は位置決め手段３０３に取り付けられる。位置決め手段３０３は、第１の面が、研究用模型Ｍの歯の犬歯線／咬合面と、又は作業模型における理想的な歯配列の理想的な犬歯線／咬合面とほぼ一致するような、インジケータ手段の位置決めを可能にするように構成される。位置決め手段は更に、研究用模型の前歯の間の正中線と、又は理想的な正中線と一致するような、面Ｖ２の位置決めを可能にするように構成される。位置決め手段３０３は、第１の水平方向に滑動可能なアーム３２１と、水平アーム３２１の位置を測定する第１のデジタル距離測定手段３１１とを備える。位置決め手段は、水平アーム３２１にほぼ垂直に延在する垂直アーム３２２を更に備える。スライド部品３３２は、垂直アーム３２２に沿って垂直に移動させることができる。第２のデジタル距離測定手段３１２は、垂直アーム３２２に沿ったスライド部品３３２の変位を測定する。スライド部品３３２は、回転部品３１４に対して軸線Ａ２を中心にして枢動可能に接続され、回転部品３１４は、スライド部品３３２に対する軸線Ａ２を中心にした回転部品３１４の回転を測定する、デジタル角度測定デバイスを備える。回転部品３１４はその垂直方向の回転部品３１３に接続され、十字形のレーザー光３０２は、回転部品３１３の軸線Ａ１を中心にして枢動可能に接続される。回転部品３１３は、回転部品３１３に関する十字形のレーザー光３０２の傾動を測定するためのデジタル角度測定デバイスを備える。

研究用模型が咬合器内に設置された後、レーザー面Ｖ１、Ｖ２はステップ１０８ａで次のように方向付けられる。最初の動作では、面Ｖ１が犬歯線に平行になるまで、十字形のレーザー光が軸線Ａ１を中心にして傾動され、その後、デジタル角度測定デバイス３１３がゼロに設定される。次に、面Ｖ２が前歯の正中線とほぼ一致するまで、水平デジタル距離測定手段３１１が変位され、水平デジタル距離測定手段３１１がゼロに設定される。次に、軸線Ａ２を中心にして回転部品３１４を傾動することによって、面Ｖ１が、ソフトウェアにおいて以前は基準として使用していた中央前歯の切縁（上記を参照）に向かって、且つソフトウェアにおいて基準として使用していた最も後側の歯の歯根尖（上記を参照）に向かって方向付けられる。傾動の後、スライド部品３３２の更なる垂直方向の滑動及び／又はアーム３２１の水平方向の滑動も、一般的には必須である。次に、デジタル角度測定デバイス３１４がゼロに設定される。最後に、垂直距離測定手段３１２を設定することができ、その際、スライド部品３３２は、面Ｖ１が中切歯の切縁に達するまで、上方／下方に垂直方向で滑動させられる。次に、この垂直距離測定手段３１２がゼロに設定される。

ステップ１１０ａで、デジタル測定手段３１１、３１３、３１４を、ステップ１０３で特定された矯正を使用して設定することができる。次に、垂直距離測定手段３１２も、ステップ１０３で特定された歯長に対する矯正を用いて設定することができる。面Ｖ１及びＶ２は、結果として、作業模型において従うべき理想的な歯配列の面を指定する。ステップ１１１ａで、研究用模型は咬合器内で作業模型と置き換えられ、その際、従うべき基準はレーザー面Ｖ１、Ｖ２で示される。この作業模型は、当然ながら、研究用模型と同じ位置に、特に下顎に対して同じ位置に取り付けられなければならない。作業模型は、例えば、新しい歯群を配置すべきである歯のない顎模型、又はブリッジを配置すべきである患者の歯の歯根の模型であることができる。

ステップ１０６ｂ、１０７、１０８ｂ、１１０ｂ、及び１１１ｂについて、次に説明する。ステップ１０６ｂで、研究用模型は、図４Ａ及び４Ｂに概略的に示される咬合器内に設置される。咬合器は、図２の顔弓で使用される補助フレームＨと同一の補助フレームＨを備える。図２と同様に、補助フレームは、咬合器に対してほぼ水平に取り付けることが意図されるアーム４５０から成る。研究用模型は咬合器の上部プレート４１０に接続されるので、カメラを支える補助フレームを上部プレート４１０に接続することも推奨される。アーム４１１は、この目的のため、上部プレート４１０に固定的に接続され、そのアーム上に補助フレームＨが設置される。アーム４１１は、顔弓のアーム２６０に類似しており、研究用模型の前面にほぼ平行に延びることが意図される。第１及び第２のビデオカメラ４０１、４０２は補助フレームに取り付けられる。ビデオカメラ４０１は、図２に関して記載されるような二重のビデオカメラであることができる。咬合器の上部プレート４１０は、一般的に、軸線Ａを中心にして傾動することができ、及び／又は調整可能であることができ、及び／又は咬合器の下部プレート４１２に対して固定の若しくは調整可能な角度で滑動可能であることができる。カメラ４０１、４０２によって撮影される画像はライブで画面に示すことができる。ステップ１０７で、ライブ画像の基準点がクリックされる。これらの基準点は、例えば、犬歯線、正中線、及び咬合面であることができる。二台のカメラそれぞれのライブ画像の上に、又は三台のカメラの場合、３Ｄ表現のライブ画像の上に、オーバーレイが同時に表示される。このオーバーレイは、理想的な歯配列を示し、ユーザが指定した基準線及びステップ１０３で事前計算された矯正に基づいて、回転、並進、及びサイズ変更される。

図４Ａ及び４Ｂの設定を使用する代わりに、石膏模型の正面図及び側面図の標準写真を用いて作業することも可能であることに留意されたい。かかる状況では、カメラ位置は未知であるが、正面図及び側面図においてユーザがクリックした基準点に基づいて計算することができるので、正面図及び側面図の画像を、図５Ａ〜５Ｃを参照して示されているようなリンクされた滑動及び傾動の選択肢を有する、実際の合同表現のためにリンクさせることができる。

図２の顔弓が使用される場合、顔面の画像を転写することができ、咬合器のカメラ位置は顔弓と同じなので、オーバーレイはわずかだけ位置決めし直す必要がある。これは、上顎で噛んだ状態で顔弓のバイトフォークを固定することによって、上顎の位置が物理的に転写されるという点で可能になる。次に、このバイトフォーク位置を顔弓から咬合器上に転写することができる。別の選択肢によれば、上顎の位置はデジタル的に転写することができる。これは、咬合器内にある研究用模型のライブ画像の両方の図において、図２の顔弓によって取られた上顎のビデオ記録の透明画像を、ビデオオーバーレイとして表示することによって行うことができる。研究用模型は、このように、手動でオーバーレイと照合し、固定し、次に石膏型の研究用模型を得るために、例えば、咬合器内にスナップ嵌合することができるスプリットキャストプレートに対して研究用模型が石膏で固定されるスプリットキャスト技術を活用して、石膏で成型することができる。次に、作業模型を同様の方法で石膏で成型することができる。

更に、患者が図２の顔弓を装着した状態で作られたライブ画像に基づいて、異なるビデオフレームの口腔をデジタル的に切り取り、咬合器内の研究用模型が口腔の後方に見えるようにすることによって、患者が研究用模型「越しに話す」ことを可能にすることができる。顔弓及び咬合器内の研究用模型を含む３Ｄ記録の場合、このように、患者が３Ｄ画面上に３Ｄで可視化され、３Ｄ石膏模型越しに話し、又は３Ｄで従うべき基準線及び基準面を用いて、理想的な歯配列を示すことができる。

標準写真の正面図及び側面図をリンクさせることによって、３Ｄ画像は、従うべき理想的な歯配列の面及び歯の位置で形成することもできることに留意されたい。しかし、図２の顔弓が使用される場合、これら３つの画像は一般に、より一層精密である。

ステップ１０５ｃ、１０８ｃ、１１０ｃ、及び１１１ｃについて、次に説明する。方法のこの変形例が行われる場合、作られるのは物理的研究用模型ではなく、例えば患者の歯をスキャンすることによる、デジタル研究用模型である。また、物理的研究用模型を作り、それに続いてスキャンによって研究用模型のデジタル３Ｄ模型を作ることも可能であることに留意されたい。かかるデジタル研究用模型はステップ１０５ｃで作られる。このデジタル研究用模型は、一般的にＳＴＬ形式で作成され、スキャンのこのＳＴＬ形式は修正済みのソフトウェアにロードされ、これには撮影された患者の写真／ビデオもロードされる。ステップ１０８ｃで、デジタル研究用模型は、デジタル模型の基準線（例えば、犬歯線、咬合面、及び正中線）を特定し、これらの線を、ステップ１０２で既に特定された画像の基準と照合することによって、写真に対して再位置決めされる。次に、ステップ１１０ｃで、この位置決めし直されたデジタル研究用模型は、ステップ１０３で既に計算された矯正と併せて保存される。ステップ１１１ｃで、位置決めし直されたデジタル研究用模型は、理想的な歯配列を作成する目的のソフトウェアにロードされる。

ステップ１１３で、ステップ１０１で撮影した患者の正面図及び側面図の写真／ビデオに基づいて、歯の色が特定される。このステップはより初期の段階で行うこともできることに留意されたい。最後に、ステップ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃで、作業模型上で歯配列が作成される。

見込まれる一実施形態によれば、ステップ１０５で、理想的な歯配列のオーバーレイと共に、患者の正面図及び側面図のシミュレーションを示すことが可能である。このシミュレーションは、咬合器に配置された研究用模型の画像上に、以前に作った患者の顔面の解析画像上に、又は例えば処置の間、患者の顔面のライブ画像上に表示することができる。後者の場合、外科医は、例えばインプラント手術中に有用であり得る、仮想ガイドプレートを用意する。かかる仮想ガイドプレートはまた、例えば歯肉矯正をどの程度行うべきか、又は最終的な形態に留めるために歯をどの程度更に研磨すべきかを検証するために、歯科医にとって有用であり得る。図２の顔弓において二台の正面カメラが活用されるとき、第２の正面カメラによる記録に基づく第２のスクリーンショットを作ることができる。デジタル研究用模型は、この立体正面図の後方の二枚の異なるスクリーンショットを用いて位置付けることができ、第２の正面カメラのライブ画像を照合するために、第２のビデオオーバーレイとして使用することができるので、話をしている患者の３Ｄ画像を、仮想歯配列の３Ｄ表現と共に３Ｄ画面に表示することができる。同様の方法を活用して、図４Ａ、４Ｂの咬合器に取り付けられた物理的模型の画像上で従う理想的な形態を表示することができる。

当業者であれば、本発明は上述の例示的な実施形態に限定されず、保護範囲は以下の請求項によってのみ定義されることを認識するであろう。

Claims (24)

1. 歯を調節するための歯科用要素又は補助器具を作る際に患者のデータを使用する方法であって、
   少なくとも前記患者の正面図の第１の写真画像及び前記患者の側面図の第２の写真画像を作るステップ（１０１）と、
   前記第１及び第２の写真画像に基づいて、
   目線の方向に対する犬歯線の方向に関する第１の基準、及び
   カンペル面に対する咬合面の方向に関する第２の基準を計算するステップ（１０３）と、
   前記患者の上顎を参照する前記患者の歯の少なくとも一部の仮想又は実際の研究用模型を用意するステップと、
   前記研究用模型に基づいて、前記歯科用要素若しくは補助器具のための仮想又は実際の作業模型を用意するステップと、
   前記研究用模型における前記犬歯線及び前記咬合面の方向に基づいて、前記第１及び第２の基準を前記作業模型に転写するステップと、
   転写された前記第１及び第２の基準に基づいて、前記作業模型上で前記歯科用要素又は補助器具を作成するステップと、を含む方法。
2. 前記計算が、左右の鼻孔間を結ぶ直線の中心の位置に対する前歯の間の正中線の位置に関する第３の基準を計算するステップを更に含み、前記第３の基準もまた、前記研究用模型における前記正中線の位置に基づいて、前記作業模型へと転写されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記計算が、切歯の可視長に関する第４の基準を計算するステップを更に含み、前記第４の基準もまた前記作業模型へと転写されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記計算が、閉じた唇の位置に対する、側面図における前歯の位置に関する第５の基準を計算するステップを更に含み、前記第５の基準もまた前記作業模型へと転写されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記研究用模型が物理的研究用模型であって咬合器内に配置され、前記犬歯線及び前記咬合面の方向が測定手段を用いて前記研究用模型上で特定され、次に前記研究用模型が除去され、前記作業模型が前記咬合器内の同じ位置に設置され、前記第１及び第２の基準に基づいて、前記犬歯線及び前記咬合面の理想的な方向が、前記咬合器内に設置された前記作業模型上で指定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記正中線も前記研究用模型上で特定され、前記正中線の理想的な位置が、前記第３の基準に基づいて前記作業模型上で指定されることを特徴とする、請求項２及び５に記載の方法。
7. 理想的な歯長が、前記第４の基準に基づいて前記作業模型上で指定されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記研究用模型が物理的研究用模型であって咬合器内に配置され、前記咬合器に光源（３０２）が取り付けられ、前記光源が、位置決め手段（３０３）を使用して取り付けられると共に、少なくとも第１の面（Ｖ１）及びその垂直方向の第２の面（Ｖ２）内で光を投射するように構成され、前記位置決め手段が、前記第１の面を前記咬合面及び前記犬歯線とほぼ一致させ、前記第２の面を前記正中線とほぼ一致させるように操作され、次に前記位置決め手段が、前記第１の面及び前記第２の面が前記理想的な方向／位置と一致するように、前記第１、第２、及び第３の基準を考慮に入れながら操作されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項及び請求項２に記載の方法。
9. 前記研究用模型が物理的研究用模型であって咬合器（４００）内に配置され、二台のビデオカメラに基づいて、前記研究用模型の正面図及び側面図それぞれの第１及び第２の画像が得られ、次に前記研究用模型における前記犬歯線及び前記咬合面の方向が前記研究用模型の前記第１及び第２の画像上で特定され、これによって、特定された前記方向を活用しながら前記第１及び第２の基準を前記作業模型へと転写できることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記患者の正面図の前記第１の写真画像及び前記患者の側面図の前記第２の写真画像が、顔弓（２００）に特定の配置で取り付けられる二台のビデオカメラを使用して撮影されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記二台のビデオカメラが、前記顔弓（２００）上における前記二台のビデオカメラの特定の配置と同じ配置で前記咬合器（４００）に配置されることを特徴とする、請求項９及び１０に記載の方法。
12. 前記研究用模型が物理的研究用模型であって咬合器内に配置され、二台の第１のビデオカメラに基づいて前記研究用模型の正面図の第１の画像が得られ、第２のビデオカメラに基づいて前記研究用模型の側面図の第２の画像が得られ、次に前記研究用模型における前記犬歯線及び前記咬合面の方向が前記第１及び第２の画像上で特定され、これによって、特定された前記方向を活用しながら前記第１及び第２の基準を前記作業模型へと転写できることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記患者の正面図の第１の画像が二台の第１のカメラを使用して作られ、前記患者の側面図の第２の画像が第２のカメラを使用して作られることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記第１及び第２のビデオカメラが、前記患者の前記第１及び第２の画像を作るのに使用される前記第１及び第２のビデオカメラと同じ配置で前記咬合器に配置されることを特徴とする、請求項１２及び１４に記載の方法。
15. 前記患者の正面図の前記第１の写真画像及び前記患者の側面図の前記第２の写真画像が、特定の配置で顔弓に取り付けられた二台のビデオカメラを使用して作られる第１及び第２のビデオ記録の一部を成すことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記二台のビデオカメラが、前記顔弓（２００）上における前記二台のビデオカメラの特定の配置と同じ配置で前記咬合器（４００）に配置され、前記研究用模型の前記第１の画像と前記第１のビデオ記録とのオーバーレイ、及び前記研究用模型の前記第２の画像と前記第２のビデオ記録とのオーバーレイが作られ、次に、前記研究用模型の前記犬歯線及び前記咬合面の方向並びに前記第１及び第２の基準を活用して、前記第１及び第２のビデオ記録と理想的な歯配列とのオーバーレイが作られることを特徴とする、請求項９及び１５に記載の方法。
17. 少なくとも一台の第１のビデオカメラ（２０１）が、患者（Ｐ）の正面図の少なくとも一枚の第１の画像を記録するように位置付けられるようにして配置され、第２のカメラ（２０２）が、患者（Ｐ）の側面図の第２の画像を記録するように位置付けられるようにして配置される、顔弓（２００）。
18. 前記顔弓が、両目の間に設置されるように構成された支持体（２２０）を備え、口内に位置付けられるように構成されたマウスピース（２３０）を随意に備えることを特徴とする、請求項１７に記載の顔弓。
19. 前記咬合器に接続された位置決め手段（３０３）に取り付けられるインジケータ手段（３０２）を備えた咬合器（３０１）であって、前記インジケータ手段が、前記咬合器内に設置された研究用模型又は作業模型（Ｍ）上において、第１の面（Ｖ１）及びそのほぼ垂直方向の第２の面（Ｖ２）を指定するように構成され、前記位置決め手段（３０３）が、前記第１の面（Ｖ１）を、前記研究用模型の歯の犬歯線／咬合面とほぼ一致させるように、又は前記作業模型の歯の所望の犬歯線／咬合面とほぼ一致させるように、並びに前記第２の面（Ｖ２）を、前記研究用模型の前歯の間の正中線と一致させるように、又は前記作業模型の所望の正中線と一致させるように構成される、咬合器（３０１）。
20. 前記位置決め手段（３０３）が、前記第２の面（Ｖ２）の水平並進を測定するための第１のデジタル距離測定手段（３１１）と、前記第１の面（Ｖ１）の垂直並進を測定するための第２のデジタル距離測定手段（３１２）と、前記第１の面及び前記第２の面の間の交差線（Ｓ）を中心にした前記第１の面の回転を測定するための第１のデジタル角度測定デバイス（３１３）と、前記第１の面内にあって前記交差線に垂直な軸線（Ａ２）を中心にした前記第１の面の回転を測定するための第２のデジタル角度測定デバイス（３１４）とを備えることを特徴とする、請求項１９に記載の咬合器。
21. 咬合器（４００）であって、
    前記咬合器内に設置される歯科用要素又は補助器具のための研究用模型若しくは作業模型（Ｍ）の正面図の少なくとも一枚の第１の画像を記録するように位置付けられた、少なくとも一台の第１のビデオカメラ（４０１）が配置され、前記咬合器内に設置される研究用模型（Ｍ）若しくは作業模型の側面図の第２の画像を記録するように位置付けられた、第２のカメラ（４０２）が配置される、咬合器（４００）。
22. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法の１つ又は複数のステップを実行するための命令を含む、コンピュータプログラム。
23. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法における、請求項１７又は１８に記載の顔弓の使用。
24. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法における、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の咬合器の使用。

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