JP2015523108A - 歯の状況の測定方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、歯の修復部材をはめ込むための複数のインプラント２、３、４、５及び／又は複数の調製物を含む、歯の状況１の測定方法に関するものである。第１の測定方法を使用してまず歯の状況１の第１の範囲１３を検出し、このとき第１の測定データが生成される。第１の範囲１３は、少なくとも２つのインプラント２、３、４、５及び／又は調製物を含むように選択されている。続いて、複数の対象範囲１７、１８、１９、２０がインプラント２、３、４、５及び／又は調製物の周りに設定され、第２の測定方法を使用して、設定された対象範囲１７、１８、１９、２０を検出し、第２の測定データが生成される。このとき、第２の測定方法は、第１の測定方法よりも精密である。

Description

本発明は、歯の修復部材をはめ込むための複数のインプラント及び／又は複数の調製物を含む、歯の状況の測定方法に関するものである。まず、第１の測定方法を使用して前記歯の状況の第１の範囲が検出される。このとき、第１の測定データが生成される。前記第１の範囲が少なくとも２つのインプラント及び／又は調製物を含んでいる。

従来技術からは歯の状況を測定するための複数の方法が知られており、この測定においては、複数のインプラント又は調製物の相対的な位置が相互に特定される。

典型的には、インプラントの位置及びインプラントの向きが従来の印象によって測定され、このとき、石膏型が作成される。つづいて、この石膏型が測定され、インプラントの位置及び向きが生成された測定データを使用して特定される。この方法においては、多くの場合、インプラントの相互に関連した、及び残歯部に対して相対的な位置及び向きが特定される。

代替的な方法においては、歯の状況を光学的な三次元の測定方法によって測定し、つづいてデジタル式にインプラントの相互に関連した、及び残歯部に対して相対的な位置及び向きを特定することが可能である。

独国特許出願公開第１０２００４０３５０９１号明細書には、デンタルインプラントの位置及び向きの特定方法、並びにそのための付属部分が開示されている。ここで、インプラント上には測定空間配置が設定されており、この測定空間配置によって、インプラントの位置及び向きを類推することが可能である。つづいて、歯の状況が三次元的に測定され、測定データが生成される。測定データ内では測定体が同定され、測定体の位置及び向きが特定される。そして、測定空間配置の位置及び向きに基づき、インプラントの位置及び向きが特定される。付属部分の様々な実施形態が開示されており、この付属部分は、例えば六角形状に形成することが可能である。

独国特許出願公開第１０２００４０３５０９０号明細書には、補償部分と、歯修復部材の測定方法とが開示されている。ここで、動作モデルにおいて設定された操作インプラント上には付属部分が載置されており、この付属部分は、歯修復部材を包囲する歯肉上に載置するための載置面を含んでいる。この付属部分は、付属部分の向きの特定を可能にする目印を備えることが可能である。

独国特許出願公開第１０２００７０５６８２０号明細書には、インプラントのための測定体と、３Ｄ測定記録の作成方法とが開示されている。この測定体は測定空間配置を備えており、この測定空間配置は、測定カメラによって検出される。そして、この測定空間配置に基づき、インプラントの整向及び配向を特定することが可能である。

独国特許出願公開第１０２００４０３５０９１号明細書 独国特許出願公開第１０２００４０３５０９０号明細書 独国特許出願公開第１０２００７０５６８２０号明細書

上述の方法の欠点は、インプラントの相互に関連した位置及び向きを特定するためには記録のクオリティがしばしば十分でないことにある。同時に、より高い解像度を有する記録は、これに伴って記録時間がより長くなるため、しばしば不可能である。

したがって、以下の発明の課題は、インプラントの相互に関連した位置及び向きの精密な特定を可能にする、歯の状況の測定方法を提供することにある。

本発明は、歯の修復部材をはめ込むための複数のインプラント及び／又は複数の調製物を含む、歯の状況の測定方法に関するものである。まず、第１の測定方法を使用して前記歯の状況の第１の範囲を検出する。このとき、第１の測定データが生成される。前記第１の範囲が少なくとも２つのインプラント及び／又は調製物を含んでいる。つづいて、対象範囲が前記インプラント及び／又は前記調製物の周りに設定され、第２の測定方法を使用して、設定された前記対象範囲を検出し、このとき第２の測定データが生成され、前記第２の測定方法は前記第１の測定方法よりも精密である。

歯の状況のこの測定方法は、患者の口腔内の歯の状況にも、また歯の状況の歯の型にも応用することができる。歯の型は、例えば歯の状況の石膏印象によって製作することができる。インプラントは、任意に形成することができ、はめ込まれる支台歯又は適切な歯の修復部材のために特定の接続幾何形状を備えることができる。測定を改善するためには、インプラントに接続される測定体の使用が可能である。これらの測定体は特定の測定空間配置を備えることができ、この測定空間配置は、インプラントの位置及び向きの特定を可能にする。このとき、この測定空間配置は、四角形のような特定の幾何的な形状、又は例えば三角形に配置された３つの点を備えることができる。このとき、この測定体を、第１の測定方法及び第２の測定方法による測定のために適切であるように形成することができる。レントゲン撮影法による測定の際には、測定体は、例えばレントゲンに敏感であることが可能である。本方法は、調製物の測定にも使用可能である。第１の範囲は、少なくとも２つのインプラントを有する歯の状況の一部又は歯の状況全体を含むことができる。生成された第１の測定データは、三次元的な画像データであるか、又は、後に処理をするための処理前データであることができる。対象範囲は、任意に形成することができ、例えば、インプラントを囲む円形であることができる。第２の測定データは、三次元的な画像データであるか、又は、更に処理をするための処理前データであることができる。第２の測定データは、例えば解像度及び精度について、第１の測定データよりも精密である。したがって、記録された対象の実際の測定量と第２の測定データとの偏差は、第１の測定データの場合よりもわずかである。

この方法の利点は、まず、第１の測定方法によって概略記録を生成し、つづいて、第２の測定方法によってより精密な記録を生成することにある。これにより、インプラントの相互に関連した、及び歯の状況に対して相対的な位置及び向きを特定するためにインプラントが精密に測定可能となり、測定時間が短縮される。

有利には、第１の測定データ及び第２の測定データが、歯の状況の重ね合わせた記録にまとめられることができる。

第１の測定データと第２の測定データは、一致する範囲を認識するパターン認識アルゴリズムによって、重ね合わせた記録にまとめられる。重ね合わせた記録により、使用者は、インプラントを囲む対象範囲の、統合されたより精密な第２の測定データによって、歯の状況全体を迅速に概観することができる。

有利には、使用者は、対象範囲を手動で設定することができる。

対象範囲を手動で設定する際には、使用者は、コンピュータを用いて複数の対象範囲をマウスポインタによって縁取りすることができる。また、使用者は、仮想の工具も使用するでき、まず、円形の対象範囲の中心点がインプラントの対称軸に設定され、つづいて、この点の周りに１つの円が適切な距離だけ引き延ばされる。

有利には、対象範囲はサーチアルゴリズムによって自動的に設定される。

対象範囲を自動的に設定する際には、インプラントをサーチアルゴリズムによって、コンピュータ支援を受けて検出することができる。つづいて、検出された各インプラントを囲む円形の対象範囲が、インプラントの対称軸に対して特定の距離をもって自動的に設定されることができる。中心点への距離は、例えば２〜１０ｍｍであることができる。

有利には、第１の測定方法が、パターン投影法、共焦点の顕微鏡検査法、白色干渉法、カラーパターンによる三角測量法又は三次元のレントゲン撮影法に基づくことが可能である。

公知のパターン投影法においては、測定対象が、さまざまな幅の平行な明暗のストライプでできた縞模様によって照明される。その次のステップでは、投影された縞模様が、投影に対する既知の視野角においてカメラで撮影される。いわゆる位相シフト法を使用して投影座標を特定することが可能であり、この投影座標は、ストライプの数を再現するものである。プロジェクタにおけるストライプの数は、カメラにおける画像座標に相当する。対象に対して相対的な既知のカメラ位置及び既知のプロジェクタ位置では、各ストライプによって定義された平面と、カメラにおける座標によって定義された直線との間の交点を算定することができる。このような仕方で、測定点のそれぞれについて表面の三次元座標が特定される。

白色干渉法においては、わずかなコヒーレンス長の光が使用され、そのため、参照ビームと物体ビームとで光路長がほぼ同一の場合には、色的な中立が生じる。光路長が変化すると干渉模様が変化し、その結果、干渉縞に基づいて測定対象の表面に対する距離を特定することができる。

三次元的な共焦点の顕微鏡検査法においては、歯科的な対象の表面が段階的に走査され、焦点面が段階的に移動する。焦点面の外部の光は、ピンホール開口によって、できる限りフェードアウトされる。つづいて、さまざまな焦点面の個々のステップの測定された画像データに基づいて、測定対象の三次元的なモデルを算定することができる。

カラーパターンによる三角測量法においては、さまざまな色の複数の光源又はさまざまな色の複数のフィルタを有する光源及び投影されたカラーパターンの生成のための投影格子を使用することができる。これにより、さまざまな色の平行なラインのような、互いに区画されたカラーパターンを明確に生成することができ、このカラーパターンは、歯科的な対象に投影される。この方法は、第１の測定データを生成するための第１の測定方法及び／又は第２の測定データを生成するための第２の測定方法として使用されることができる。

三次元のレントゲン撮影法は、例えばＤＶＴ法又はＣＴ法であることができる。第１の測定方法又は第２の測定方法は、ＭＲＴ法でもあることができる。

有利には、より精密な第２の測定方法は、三角測量法及びパターン投影法に基づくことができ、少なくとも撮影する対象範囲があらかじめ除塵される。

精密な記録のためには、測定対象の反射しない表面が必ず必要である。このために、歯科的な対象は、多くの場合記録の前に特別な粉末によってコーティングされる。記録の後には、塗布された粉末コーティングが除去される。除塵がなされない場合には、単にわずかな精度が得られるだけである。なぜなら、不均等な反射によって記録エラーが生じるためである。

有利には、より精密な第２の測定方法が三角測量法に基づくことができ、この三角測量法において、第２の三角測量角は、第１の測定方法の第１の三角測量角よりも小さいことが可能であり、第２の測定データに対する精度要件が満たされているほど小さく選択されている。

より精密な第２の測定方法の第２の三角測量角は、例えば十分な解像度のような精度要件が満たされるほど小さく選択されている。

有利には、より精密な第２の測定方法がマルチカメラシステムによって実行され、写真測量法に基づくことが可能である。

写真測量法は、さまざまな空間方向に基づく対象の記録及び精密な測定画像に基づいて、その対象の空間的な位置又は三次元的な形状を特定するための測定手法及びリモートセンシングの解析手法である。通常の場合には、画像は、特別なマルチカメラシステムによって撮影される。この方法により、マルチカメラシステムの個々のカメラの二次元的な光学的な記録に基づき、撮影対象の三次元的な記録を算出することができる。

有利には、より精密な第２の測定方法が、対象範囲の個々の走査によって触覚的な走査スキャナにより実行されることができる。

触覚的な走査スキャナは、対象範囲を逐一走査し、各対象点に対して深さ座標を生成する装置であることができる。そして、検出された深さ座標に基づき、測定対象の三次元的な表面が生成されることができる。

有利には、より精密な第２の測定方法は、第１の測定方法の場合よりも高い解像度を有する三次元のレントゲン撮影法に基づくことができる。

ＤＶＴ法又はＣＴ法においては、生成された三次元的なレントゲン画像の解像度が、被曝量の増大に関連する編集シーケンスの減少によって達成されることができる。

有利には、設定された対象範囲の第２の測定データに基づき、インプラント及び／又は調製物の位置及び向きが相互に関連して、及び歯に対して相対的に検出されることができる。

測定を改善するためには、測定体をインプラントに装着することが可能であり、これらの測定体により、インプラントの位置及び向きの特定が容易となる。測定体又ははめ込まれたインプラントの視認可能な範囲を、例えばコンピュータアルゴリズムによって第２の測定データにおいて検出することができ、つづいて、インプラントの相互に関連した、及び歯に対しての相対的な位置及び向きを同様にコンピュータアルゴリズムによって自動的に検出することが可能である。

有利には、より精密な第２の測定方法が、マルチカメラシステムによって実行されるとともに写真測量法に基づくことが可能であり、対象範囲がマルチカメラシステムの個々の各撮影において設定されることができる。つづいて、個々の撮影に基づく対象範囲の第２の測定データに基づいて、対象範囲の三次元的な記録をコンピュータアルゴリズムによって再構成することが可能である。

これにより、単に三次元的な記録の再構成のための対象範囲のみが使用される。このことは、三次元的な記録の再構成における計算時間の短縮に結びつく。

本発明を図面に基づいて説明する。

方法を説明するための歯の状況の略図である。 対象範囲の自動的な設定を説明するための略図である。

図１には、歯の状況１を測定するための方法を説明するための略図を含む、歯の修復部材をはめ込むための複数のインプラント２、３、４及び５が示されている。残歯部６は、複数の隣接する歯７を含んでいる。第１のインプラント２は、第１の測定体８に接続され、第２のインプラント３は、第２の測定体９に接続され、第３のインプラント４は、第３の測定体１０に接続され、第４のインプラント５は、第４の測定体１１に接続されている。測定体８、９、１０及び１１は、３つの点で構成された測定空間配置１２を備えており、この測定空間配置は、インプラント２、３、４及び５の歯７に対する、並びにこれらのインプラントの相互に関連した位置及び向きの検出を可能にする。第１の方法ステップにおいては、一点鎖線で示された第１の範囲１３が、第１の測定方法を使用して第１のカメラ１４によって測定される。このとき、歯の状況１全体の概略記録が生成される。第１の測定方法は、例えば、パターン投影法、共焦点の顕微鏡検査法、白色干渉法、カラーパターンによる三角測量法又は三次元のレントゲン撮影法に基づくことが可能である。概略記録１５は、モニタのような表示装置１６によって表示される。つづいて、次の複数の方法ステップにおいては、インプラント２、３、４及び５を囲む対象範囲１７、１８、１９及び２０が設定される。これらの対象範囲は、使用者によって手動でマウスポインタ２１により、又は自動的に設定されることが可能である。更なる画像処理のためには、キーボード２３及びマウス２４のような入力手段を有するコンピュータ２２が使用される。対象範囲１７、１８、１９及び２０は、破線で示されており、インプラント２、３、４及び５の対称軸２５、２６、２７及び２８に一致する中心点を有する円形に形成されている。つづいて、設定された対象範囲１７、１８、１９及び２０が、第１のカメラ３０及び第２のカメラ３１から構成されるマルチカメラシステム２９によって検出される。このとき、第２の測定データが生成され、この第２の測定データは、概略記録１５の第１の測定データよりも精密である。この第２の測定データは、第１の測定データよりも高い解像度を有しており、そのため、インプラント２、３、４及び５のより精密な位置及び向きの特定が可能である。つづいて、概略記録１５の第１の測定データと、設定された対象範囲の第２の測定データとが、重ね合わせた記録３２にまとめられ、この記録が表示装置１６によって示される。これにより、使用者は、迅速に情報を得ることができるとともに、対象範囲１７、１８、１９及び２０に基づいてインプラント２、３、４及び５の位置及び向きを特定することが可能である。インプラント２、３、４及び５の位置及び向きの特定は、コンピュータアルゴリズムによって自動的に行うことも可能であり、このとき、測定体８、９、１０及び１１は照準を定められる。したがって、本方法の成果は、インプラント２、３、４及び５の相互に関連した、及び歯７に対する相対的な正確な位置及び向きである。図１に示されたマルチカメラシステム２９は、写真測量法の実行に適したものであり、このとき、対象範囲１７、１８、１９及び２０がカメラ３０及び３１の個々の各撮影において設定され、つづいて、この設定された対象範囲の第２の測定データに基づき対象範囲１７、１８、１９及び２０の三次元的な記録が再構成される。

図２には、隣接する歯７の間の対象範囲１７の自動的設定を説明するための略図が示されており、対象範囲１７の縁部が、特定の距離４０を有する円及びインプラント２の対称軸２５として自動的に設定される。この距離は、例えば４〜１０ｍｍである。対称軸２５の位置は、測定体８の測定空間配置１２によって自動的に特定されることが可能である。

１ 歯の状況
２ インプラント
３ インプラント
４ インプラント
５ インプラント
６ 残歯部
７ 歯
８ 測定体
９ 測定体
１０ 測定体
１１ 測定体
１２ 測定空間配置
１３ 範囲
１４ カメラ
１５ 概略記録
１６ 表示装置
１７ 対象範囲
１８ 対象範囲
１９ 対象範囲
２０ 対象範囲
２１ マウスポインタ
２２ コンピュータ
２３ キーボード
２４ マウス
２５ 対称軸
２６ 対称軸
２７ 対称軸
２８ 対称軸
２９ マルチカメラシステム
３０ 第１のカメラ
３１ 第２のカメラ
３２ 記録全体
４０ 距離／半径

図１には、歯の状況１を測定するための方法を説明するための略図を含む、歯の修復部材をはめ込むための複数のインプラント２、３、４及び５が示されている。残歯部６は、複数の隣接する歯７を含んでいる。第１のインプラント２は、第１の測定体８に接続され、第２のインプラント３は、第２の測定体９に接続され、第３のインプラント４は、第３の測定体１０に接続され、第４のインプラント５は、第４の測定体１１に接続されている。測定体８、９、１０及び１１は、３つの点で構成された測定空間配置１２を備えており、この測定空間配置は、インプラント２、３、４及び５の歯７に対する、並びにこれらのインプラントの相互に関連した位置及び向きの検出を可能にする。第１の方法ステップにおいては、一点鎖線で示された第１の範囲１３が、第１の測定方法を使用してカメラ１４によって測定される。このとき、歯の状況１全体の概略記録が生成される。第１の測定方法は、例えば、パターン投影法、共焦点の顕微鏡検査法、白色干渉法、カラーパターンによる三角測量法又は三次元のレントゲン撮影法に基づくことが可能である。概略記録１５は、モニタのような表示装置１６によって表示される。つづいて、次の複数の方法ステップにおいては、インプラント２、３、４及び５を囲む対象範囲１７、１８、１９及び２０が設定される。これらの対象範囲は、使用者によって手動でマウスポインタ２１により、又は自動的に設定されることが可能である。更なる画像処理のためには、キーボード２３及びマウス２４のような入力手段を有するコンピュータ２２が使用される。対象範囲１７、１８、１９及び２０は、破線で示されており、インプラント２、３、４及び５の対称軸２５、２６、２７及び２８に一致する中心点を有する円形に形成されている。つづいて、設定された対象範囲１７、１８、１９及び２０が、第１のカメラ３０及び第２のカメラ３１から構成されるマルチカメラシステム２９によって検出される。このとき、第２の測定データが生成され、この第２の測定データは、概略記録１５の第１の測定データよりも精密である。この第２の測定データは、第１の測定データよりも高い解像度を有しており、そのため、インプラント２、３、４及び５のより精密な位置及び向きの特定が可能である。つづいて、概略記録１５の第１の測定データと、設定された対象範囲の第２の測定データとが、重ね合わせた記録３２にまとめられ、この記録が表示装置１６によって示される。これにより、使用者は、迅速に情報を得ることができるとともに、対象範囲１７、１８、１９及び２０に基づいてインプラント２、３、４及び５の位置及び向きを特定することが可能である。インプラント２、３、４及び５の位置及び向きの特定は、コンピュータアルゴリズムによって自動的に行うことも可能であり、このとき、測定体８、９、１０及び１１は照準を定められる。したがって、本方法の成果は、インプラント２、３、４及び５の相互に関連した、及び歯７に対する相対的な正確な位置及び向きである。図１に示されたマルチカメラシステム２９は、写真測量法の実行に適したものであり、このとき、対象範囲１７、１８、１９及び２０がカメラ３０及び３１の個々の各撮影において設定され、つづいて、この設定された対象範囲の第２の測定データに基づき対象範囲１７、１８、１９及び２０の三次元的な記録が再構成される。

Claims (12)

1. 歯の修復部材をはめ込むための複数のインプラント（２、３、４、５）及び／又は複数の調製物を含む、歯の状況（１）の測定方法であり、第１の測定方法を使用して前記歯の状況（１）の第１の範囲（１３）を検出し、このとき第１の測定データが生成され、前記第１の範囲（１３）が少なくとも２つのインプラント（２、３、４、５）及び／又は調製物を含む方法であって、
   対象範囲（１７、１８、１９、２０）が前記インプラント（２、３、４、５）及び／又は前記調製物の周りに設定され、第２の測定方法を使用して、設定された前記対象範囲（１７、１８、１９、２０）を検出し、このとき第２の測定データが生成され、前記第２の測定方法は前記第１の測定方法よりも精密であることを特徴とする方法。
2. 前記第１の測定データ及び前記第２の測定データが、前記歯の状況（１）の重ね合わせた記録（３２）にまとめられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記対象範囲（１７、１８、１９、２０）が使用者によって手動で設定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. 前記対象範囲（１７、１８、１９、２０）が、サーチアルゴリズムによって自動的に設定されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記第１の測定方法が、パターン投影法、共焦点の顕微鏡検査法、白色干渉法、カラーパターンによる三角測量法又は三次元のレントゲン撮影法に基づくことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. より精密な前記第２の測定方法が三角測量法及びパターン投影法に基づくものであり、少なくとも撮影する前記対象範囲（１７、１８、１９、２０）があらかじめ除塵されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. より精密な前記第２の測定方法が三角測量法に基づくものであり、該三角測量法では、第２の三角測量角が、前記第１の測定方法の第１の三角測量角よりも小さく選択されているため、前記第２の測定データに対する精度要件が満たされていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
8. より精密な前記第２の測定方法が、マルチカメラシステム（２９）によって実行されるとともに、写真測量法に基づくものであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
9. より精密な前記第２の測定方法が、触覚的な走査スキャナを使用して、前記対象範囲の個々の走査によって実行されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
10. より精密な前記第２の測定方法が、前記第１の測定方法の場合よりも高い解像度を有する三次元のレントゲン撮影法に基づくことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
11. 設定された前記対象範囲（１７、１８、１９、２０）の前記第２の測定データに基づき、前記インプラント（２、３、４、５）及び／又は前記調製物の位置及び向きが相互に関連して、及び前記歯（７）に対して相対的に検出されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. より精密な前記第２の測定方法が、マルチカメラシステム（２９）によって実行されるとともに写真測量法に基づいており、前記対象範囲（１７、１８、１９、２０）が前記マルチカメラシステム（２９）の個々の撮影ごとに設定され、続いて、該個々の撮影に基づく前記対象範囲（１７、１８、１９、２０）の前記第２の測定データに基づいて、前記対象範囲（１７、１８、１９、２０）の三次元的な記録がコンピュータアルゴリズムによって再構成されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。

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