JP2020188988A - Data processing device, data generation device, scanner system, data processing method, program for data processing, data generation method, and program for data generation - Google Patents

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Abstract

To provide a data processing device, a data generation device, a scanner system, a data processing method, a program for data processing, a data generation method, and a program for data generation, capable of more simply creating an appropriate prosthesis.SOLUTION: A data processing device comprises: an acquisition unit 1141 for acquiring three-dimensional data on a tooth; an extraction unit 1142 that on the basis of an extraction model 1142a including extraction algorithm on which machine learning has been performed for extracting a latent variable from a plurality of pieces of data, extracts a latent variable on a feature of the tooth from the three-dimensional data acquired by the acquisition unit; and a storage unit 1143 for storing the latent variable extracted by the extraction unit.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、データ処理装置、データ生成装置、スキャナシステム、データ処理方法、データ処理用プログラム、データ生成方法、およびデータ生成用プログラムに関する。 The present invention relates to a data processing apparatus, a data generating apparatus, a scanner system, a data processing method, a data processing program, a data generation method, and a data generation program.

従来から、歯科分野において、補綴物などをコンピュータ上でデジタル設計するために、欠損した歯牙である欠損歯牙を含む部位の三次元形状を取得する三次元スキャナが公知である。たとえば、特許文献1には、三次元スキャナの三次元カメラを用いて口腔内を撮像することで、口腔内の形状を記録する技術が開示されている。 Conventionally, in the field of dentistry, a three-dimensional scanner that acquires a three-dimensional shape of a portion including a defective tooth, which is a defective tooth, has been known in order to digitally design a prosthesis or the like on a computer. For example, Patent Document 1 discloses a technique for recording the shape of the oral cavity by imaging the oral cavity using a three-dimensional camera of a three-dimensional scanner.

特開2000−74635号公報JP-A-2000-74635

歯科医師などの術者は、特許文献1に開示された技術を用いることで、患者の口腔内の形状データ(以下、「三次元データ」とも称する)を記録することができる。記録された三次元データは、欠損歯牙の欠損箇所などを補うための補綴物の作製に用いられる。たとえば、術者は、患者の欠損歯牙を含む三次元データを三次元スキャナによって取得し、取得した三次元データに基づいて、欠損箇所に適合する補綴物を作製するための作製データ(以下、「補綴物データ」とも称する)をコンピュータ上でデジタル設計する。あるいは、術者は、取得した三次元データを歯科技工士に送信し、歯科技工士が三次元データに基づいて欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データをコンピュータ上でデジタル設計する。 An operator such as a dentist can record shape data (hereinafter, also referred to as "three-dimensional data") in the oral cavity of a patient by using the technique disclosed in Patent Document 1. The recorded three-dimensional data is used to prepare a prosthesis for compensating for a defective portion of a defective tooth. For example, the surgeon acquires three-dimensional data including the defective tooth of the patient with a three-dimensional scanner, and based on the acquired three-dimensional data, creates production data for producing a prosthesis suitable for the defective portion (hereinafter, "" Digitally design the prosthesis data) on a computer. Alternatively, the surgeon sends the acquired 3D data to the dental technician, and the dental technician digitally designs the prosthesis data on the computer so that the dental technician can create a prosthesis that fits the defect based on the 3D data. To do.

ところが、術者や歯科技工士の技術レベルは様々であるため、取得された三次元データに基づいて欠損箇所に適切な補綴物データを生成することは必ずしも容易ではなく、より簡単に適切な補綴物を作製することができる技術が望まれている。 However, since the skill level of surgeons and dental technicians varies, it is not always easy to generate appropriate prosthesis data for the defective part based on the acquired 3D data, and it is easier and more appropriate for the appropriate prosthesis. A technique capable of producing an object is desired.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、より簡単に適切な補綴物を作製することができるデータ処理装置、データ生成装置、スキャナシステム、データ処理方法、データ処理用プログラム、データ生成方法、およびデータ生成用プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and is used for a data processing device, a data generating device, a scanner system, a data processing method, and a data processing device that can more easily produce an appropriate prosthesis. It is an object of the present invention to provide a program, a data generation method, and a data generation program.

本開示の一例に従えば、歯牙の三次元データを生成するデータ処理装置が提供される。データ処理装置は、歯牙の三次元データを取得する取得部と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得部によって取得された三次元データから、歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する抽出部と、抽出部によって抽出された潜在変数を蓄積する蓄積部とを備える。 According to an example of the present disclosure, a data processing device for generating three-dimensional data of teeth is provided. The data processing device is acquired by the acquisition unit based on an acquisition unit that acquires three-dimensional data of teeth and an extraction model that includes a first algorithm that has been machine-learned to extract latent variables from a plurality of data. It includes an extraction unit that extracts latent variables related to tooth characteristics from the three-dimensional data, and a storage unit that stores the latent variables extracted by the extraction unit.

本開示の一例に従えば、歯牙の補綴物を作製するための補綴物データを生成するデータ生成装置が提供される。データ生成装置は、欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得する取得部と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得部によって取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する抽出部と、予め歯牙の特徴に関する複数の潜在変数を蓄積する蓄積部と、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出部によって抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積部によって蓄積されている潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成する生成部とを備える。 According to an example of the present disclosure, there is provided a data generator that generates prosthesis data for producing a tooth prosthesis. The data generator is an acquisition unit that acquires at least three-dimensional data that includes at least peripheral teeth that are teeth located around the missing teeth that are missing teeth, and machine learning is performed to extract latent variables from multiple data. Based on the extraction model including the first algorithm, the extraction unit that extracts latent variables related to peripheral tooth characteristics from the three-dimensional data acquired by the acquisition unit and a plurality of latent variables related to tooth characteristics are accumulated in advance. A latent variable related to the characteristics of the peripheral teeth extracted by the extraction unit based on the storage unit and a generation model including a second algorithm that has been machine-learned to generate data based on a plurality of latent variables, and the storage unit. It is provided with a generation unit that generates prosthesis data for producing a prosthesis that matches the defective portion of the defective tooth by using the latent variables accumulated by.

本開示の一例に従えば、歯牙の形状情報を取得するスキャナシステムが提供される。スキャナシステムは、三次元カメラを用いて欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得する三次元スキャナと、三次元スキャナによって取得された三次元データに基づき、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成するデータ生成装置とを備える。データ生成装置は、周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得する取得部と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得部によって取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する抽出部と、予め歯牙の特徴に関する複数の潜在変数を蓄積する蓄積部と、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出部によって抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積部によって蓄積されている潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成する生成部とを含む。 According to an example of the present disclosure, a scanner system for acquiring tooth shape information is provided. The scanner system is a 3D scanner that uses a 3D camera to acquire 3D data that includes at least peripheral teeth that are teeth located around the missing tooth, which is a missing tooth, and a 3D scanner that is acquired by the 3D scanner. It is provided with a data generation device that generates prosthesis data for producing a prosthesis that matches the defective portion of the defective tooth based on the data. The data generator is based on an acquisition unit that acquires three-dimensional data including at least peripheral teeth and an extraction model that includes a first algorithm that has been machine-learned to extract latent variables from multiple data. To generate data based on a plurality of latent variables, an extraction unit that extracts latent variables related to peripheral tooth characteristics, and a storage unit that stores multiple latent variables related to tooth characteristics in advance from the three-dimensional data acquired by Based on the generation model including the second algorithm that was machine-learned in, the latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth extracted by the extraction unit and the latent variables accumulated by the accumulation unit were used to determine the missing teeth. It includes a generator that generates prosthesis data for producing a prosthesis that fits the defect.

本開示の一例に従えば、歯牙の三次元データを生成するデータ処理方法が提供される。データ処理方法は、任意の歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップと、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップと、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、既に蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データを生成するステップと、正解データとして入力された任意の歯牙の三次元データとに基づいて、生成された任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データが適切か否かを識別するステップとを含む。生成モデルは、識別するステップによる識別結果に基づいて、機械学習される。 According to an example of the present disclosure, a data processing method for generating three-dimensional data of teeth is provided. The data processing method consists of a step of acquiring three-dimensional data including at least peripheral teeth that are teeth located around any tooth, and a first algorithm in which machine learning is performed to extract latent variables from a plurality of data. A step to extract latent variables related to peripheral tooth characteristics from the acquired three-dimensional data based on an extraction model including, and a second algorithm in which machine learning was performed to generate data based on multiple latent variables. Three-dimensional data of teeth of the same type as any tooth type, using the latent variables related to the extracted peripheral tooth characteristics and the latent variables related to the already accumulated tooth characteristics based on the generation model including And the step of identifying whether the three-dimensional data of the same type of tooth as the generated arbitrary tooth type is appropriate based on the three-dimensional data of any tooth input as the correct answer data. And include. The generative model is machine-learned based on the identification result of the identification step.

本開示の一例に従えば、歯牙の三次元データを生成するデータ処理用プログラムが提供される。データ処理用プログラムは、コンピュータに、任意の歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップと、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップと、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データを生成するステップと、正解データとして入力された任意の歯牙の三次元データとに基づいて、生成された任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データが適切か否かを識別するステップとを実行させる。生成モデルは、識別するステップによる識別結果に基づいて、機械学習される。 According to an example of the present disclosure, a data processing program for generating three-dimensional data of teeth is provided. The data processing program is machine-learned to acquire three-dimensional data including at least peripheral teeth, which are teeth located around any tooth, and to extract latent variables from multiple data. Based on the extraction model including the first algorithm, the step of extracting latent variables related to the characteristics of peripheral teeth from the acquired three-dimensional data and machine learning are performed to generate data based on multiple latent variables. Based on the generation model including the second algorithm, the latent variables related to the extracted peripheral tooth characteristics and the latent variables related to the accumulated tooth characteristics are used to obtain the same type of tooth as any type of tooth. Based on the step of generating 3D data and the 3D data of any tooth input as correct answer data, whether or not the 3D data of the same type of tooth as the generated arbitrary tooth type is appropriate. Perform the identification step. The generative model is machine-learned based on the identification result of the identification step.

本開示の一例に従えば、歯牙の補綴物を作製するための補綴物データを生成するデータ生成方法が提供される。データ生成方法は、欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップと、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップと、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成するステップとを含む。 According to an example of the present disclosure, there is provided a data generation method for generating prosthesis data for producing a tooth prosthesis. The data generation method includes the step of acquiring three-dimensional data including at least the peripheral teeth that are the teeth located around the defective teeth that are the missing teeth, and machine learning to extract the latent variables from multiple data. Based on the extraction model including the first algorithm, the steps of extracting latent variables related to the characteristics of peripheral teeth from the acquired three-dimensional data and machine learning to generate data based on multiple latent variables are performed. Based on the generation model including the second algorithm, the latent variables related to the extracted peripheral tooth characteristics and the latent variables related to the accumulated tooth characteristics are used to obtain a prosthesis suitable for the defective part of the defective tooth. Includes steps to generate prosthesis data for fabrication.

本開示の一例に従えば、歯牙の補綴物を作製するための補綴物データを生成するデータ生成用プログラムが提供される。データ生成用プログラムは、コンピュータに、欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップと、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップと、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成するステップとを実行させる。 According to an example of the present disclosure, a data generation program for generating prosthesis data for producing a tooth prosthesis is provided. The data generation program is a machine for acquiring three-dimensional data including at least the peripheral teeth of the teeth located around the missing teeth, which are the missing teeth, and extracting latent variables from multiple data. A machine to extract latent variables related to peripheral tooth characteristics from the acquired three-dimensional data based on an extraction model including the first algorithm that has been trained, and to generate data based on multiple latent variables. Based on the generation model including the second algorithm that was trained, the latent variables related to the extracted peripheral tooth characteristics and the latent variables related to the accumulated tooth characteristics are used to fit the defective part of the defective tooth. The step of generating prosthesis data for producing the prosthesis to be performed is executed.

本発明によれば、より簡単に適切な補綴物を作製することができる。 According to the present invention, a suitable prosthesis can be produced more easily.

本実施の形態に係るデータ処理装置の適用例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the application example of the data processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係る三次元スキャナのスキャン対象となる歯牙の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the tooth to scan the 3D scanner which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係る三次元スキャナのスキャン対象となる歯牙の種類を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the type of the tooth to be scanned by the 3D scanner which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係るデータ処理装置の学習段階における機能構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the functional structure in the learning stage of the data processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係るデータ生成部の機能構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the functional structure of the data generation part which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係るデータ処理装置の実用段階における機能構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the functional structure in the practical stage of the data processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係るシステムの全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the system which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るデータ処理装置のハードウェア構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the hardware configuration of the data processing apparatus which concerns on this embodiment. 潜在変数データの蓄積を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the accumulation of latent variable data. 潜在変数データの蓄積を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the accumulation of latent variable data. 蓄積された潜在変数データの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the accumulated latent variable data. 学習段階における補綴物データの生成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the generation of prosthesis data in a learning stage. 実用段階における補綴物データの生成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the generation of prosthesis data in a practical stage. 本実施の形態に係るデータ処理装置が実行する学習処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the learning process executed by the data processing apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るデータ処理装置が実行するデータ生成処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the data generation processing executed by the data processing apparatus which concerns on this Embodiment.

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.

[適用例]
図1は、本実施の形態に係るデータ処理装置の適用例を示す模式図である。
[Application example]
FIG. 1 is a schematic view showing an application example of the data processing apparatus according to the present embodiment.

図1に示すように、ユーザ1は、スキャナシステム10を用いることで、対象者2が有する歯牙を含む口腔内の三次元形状のデータ(三次元データ)を取得することができる。なお、「ユーザ」は、歯科医師などの術者、歯科助手、歯科大学の先生または生徒、歯科技工士、メーカの技術者、製造工場の作業者など、スキャナシステム10を用いる者であればいずれであってもよい。「対象者」は、歯科医院の患者、歯科大学における被験者など、スキャナシステム10の対象となる者であればいずれであってもよい。また、「対象者」は、生身の人間に限らず、人体模型であってもよいし、頭部模型であってもよい。 As shown in FIG. 1, the user 1 can acquire the three-dimensional shape data (three-dimensional data) of the oral cavity including the teeth of the subject 2 by using the scanner system 10. The "user" is any person who uses the scanner system 10, such as a surgeon such as a dentist, a dental assistant, a teacher or student at a dental school, a dental technician, a technician at a manufacturer, or a worker at a manufacturing factory. It may be. The "subject" may be any person who is the target of the scanner system 10, such as a patient in a dental clinic or a subject in a dental school. Further, the "target person" is not limited to a living human being, and may be a human body model or a head model.

本実施の形態に係るスキャナシステム10は、三次元スキャナ200と、データ処理装置100と、ディスプレイ300とを備える。三次元スキャナ200は、内蔵された三次元カメラによってスキャン対象の三次元データを取得する。具体的には、三次元スキャナ200は、対象者2の口腔内をスキャンすることで、スキャン対象の部位を構成する複数の点のそれぞれの位置情報(たとえば、歯牙の横方向、奥行き方向、高さ方向の座標)や色情報(たとえば、歯牙の表面の色)を、光学センサなどを用いて取得する。データ処理装置100は、三次元スキャナ200によって取得された三次元データに基づき三次元画像を生成し、生成した三次元画像をディスプレイ300に表示する。 The scanner system 10 according to the present embodiment includes a three-dimensional scanner 200, a data processing device 100, and a display 300. The three-dimensional scanner 200 acquires three-dimensional data to be scanned by a built-in three-dimensional camera. Specifically, the three-dimensional scanner 200 scans the oral cavity of the subject 2 to provide position information (for example, lateral direction, depth direction, and height of the teeth) of a plurality of points constituting the part to be scanned. The coordinates in the vertical direction) and color information (for example, the color of the surface of the tooth) are acquired by using an optical sensor or the like. The data processing device 100 generates a three-dimensional image based on the three-dimensional data acquired by the three-dimensional scanner 200, and displays the generated three-dimensional image on the display 300.

具体的には、ユーザ1は、対象者2の欠損歯牙の欠損箇所に適合した補綴物を作製するための補綴物データをコンピュータ上でデジタル設計するために、三次元スキャナ200によって対象者2の口腔内を撮像する。ユーザ1が口腔内を撮像するごとに三次元データが順次取得され、少なくとも欠損歯牙を含む口腔内の三次元画像がディスプレイ300に表示される。ユーザ1は、ディスプレイ300に表示された三次元画像を確認しながら三次元データの不足部分を重点的にスキャンしていく。このようにして記録された三次元データは、補綴物の作製に用いられる。 Specifically, the user 1 uses the three-dimensional scanner 200 to digitally design the prosthesis data for producing the prosthesis suitable for the defective portion of the defective tooth of the subject 2 by the three-dimensional scanner 200. Image the inside of the oral cavity. Each time the user 1 takes an image of the oral cavity, three-dimensional data is sequentially acquired, and a three-dimensional image of the oral cavity including at least the missing tooth is displayed on the display 300. The user 1 focuses on scanning the missing portion of the three-dimensional data while checking the three-dimensional image displayed on the display 300. The three-dimensional data recorded in this way is used in the production of the prosthesis.

「欠損歯牙」には、たとえば、支台歯、窩洞、およびインプラント体など、う蝕または治療時の切削によってその形状が欠損している歯牙が含まれる。「補綴物」には、たとえば、クラウン、ブリッジ、インプラント、インレーなど、補綴歯科で採用される公知の種々の詰め物や被せ物が含まれる。 "Defective teeth" include teeth whose shape has been lost due to caries or therapeutic cutting, such as abutment teeth, tooth cavities, and implant bodies. "Prosthodontic prostheses" include various known fillings and coverings used in prosthetic dentistry, such as crowns, bridges, implants, inlays and the like.

たとえば、クラウンによって欠損歯牙の欠損箇所を補綴する場合、術者は、先ずタービンなどの切削器具によって歯のう蝕部分を削り取って支台歯を形成し、その上にクラウンを装着する。このとき、マージンと呼ばれる支台歯の外縁と、クラウンの外縁とを密着させなければ、二次う蝕の原因になる。インレーによって欠損箇所を補綴する場合も同様に、歯のう蝕部分を削り取った後の窩洞に対して、インレーを密着させなければ、二次う蝕の原因になる。 For example, when prosthesis a defective tooth with a crown, the operator first scrapes the carious portion of the tooth with a cutting tool such as a turbine to form an abutment tooth, and then mounts the crown on the carious portion. At this time, if the outer edge of the abutment tooth called the margin and the outer edge of the crown are not brought into close contact with each other, a secondary caries may occur. Similarly, when the defective portion is prosthesis with an inlay, if the inlay is not brought into close contact with the tooth cavity after the caries portion of the tooth is scraped off, a secondary caries will occur.

また、補綴物の作製においては、欠損箇所(欠損歯牙)の周辺の歯牙(以下、「周辺歯牙」とも称する)、つまり、欠損歯牙に隣合う歯牙(以下、「隣接歯牙」とも称する)と補綴物との間の距離、および欠損箇所(欠損歯牙)に対向する歯牙(以下、「対向歯牙」とも称する)と補綴物との間の距離が適切であることも重要である。なお、「隣合う」とは、欠損歯牙に接しながら当該欠損歯牙の隣に位置すること、または欠損歯牙に接することなく当該欠損歯牙の隣に位置することを含む。 Further, in the production of a prosthesis, a prosthesis is made with a tooth around the defective portion (defective tooth) (hereinafter, also referred to as "peripheral tooth"), that is, a tooth adjacent to the defective tooth (hereinafter, also referred to as "adjacent tooth"). It is also important that the distance to the object and the distance between the tooth facing the defect (defective tooth) (hereinafter, also referred to as “opposite tooth”) and the prosthesis are appropriate. In addition, "adjacent" includes being located next to the defective tooth while being in contact with the defective tooth, or being located next to the defective tooth without being in contact with the defective tooth.

さらに、詳しくは後述するが、歯牙には、中切歯、側切歯、犬歯、第1小臼歯、第2小臼歯、第1大臼歯、第2大臼歯、および第3大臼歯といったように、様々な種類がある。また、歯牙の種類に応じてその形状が特徴的であり、これらの形状は歯の噛み合わせなどに影響する。よって、欠損歯牙と同じ種類の補綴物、すなわち出来る限り欠損歯牙と同じ形状(特徴)を有する補綴物を作製することが重要である。 Further, as will be described in detail later, the teeth include central incisors, lateral incisors, canines, first premolars, second premolars, first molars, second molars, and third premolars. , There are various types. In addition, the shape is characteristic depending on the type of tooth, and these shapes affect the meshing of teeth and the like. Therefore, it is important to prepare a prosthesis of the same type as the defective tooth, that is, a prosthesis having the same shape (characteristic) as the defective tooth as much as possible.

このように、補綴物の作製においては、重要な点が多数存在するが、ユーザ1である術者や歯科技工士の技術レベルは様々であるため、欠損箇所に適切な補綴物データを生成することは必ずしも容易ではない。 As described above, there are many important points in the production of the prosthesis, but since the technical level of the surgeon and the dental technician who is the user 1 is various, the appropriate prosthesis data is generated at the defective part. That is not always easy.

そこで、本実施の形態に係るスキャナシステム10は、データ処理装置100が有するAI(人工知能:Artificial Intelligence)を利用して、三次元スキャナ200によって取得された三次元データに基づき、欠損箇所に適切な補綴物データを生成するように構成されている。 Therefore, the scanner system 10 according to the present embodiment is suitable for the defective portion based on the three-dimensional data acquired by the three-dimensional scanner 200 by using the AI (artificial intelligence) possessed by the data processing device 100. It is configured to generate various prosthesis data.

具体的には、ユーザ1が三次元スキャナ200を用いて対象者2の口腔内をスキャンすると、少なくとも欠損歯牙を含む三次元データがデータ処理装置100に入力される。データ処理装置100は、入力された三次元データおよび生成モデルに基づき、欠損箇所に適合する補綴物データを自動的に生成する。補綴物データは、補綴物そのものを作製するための三次元データとして、補綴物を構成する複数の点のそれぞれの位置情報(縦方向、横方向、高さ方向の各軸の座標)を含む。補綴物データの出力形式は、PCDファイル、STLファイル、またはPLYファイルなどが適用される。 Specifically, when the user 1 scans the oral cavity of the subject 2 using the three-dimensional scanner 200, the three-dimensional data including at least the missing teeth is input to the data processing device 100. The data processing device 100 automatically generates prosthesis data that matches the missing portion based on the input three-dimensional data and the generation model. The prosthesis data includes position information (coordinates of each axis in the vertical direction, the horizontal direction, and the height direction) of each of a plurality of points constituting the prosthesis as three-dimensional data for producing the prosthesis itself. As the output format of the prosthesis data, a PCD file, an STL file, a PLY file, or the like is applied.

このようにしてデータ処理装置100によって生成された補綴物データは、歯科技工所に出力される。歯科技工所においては、データ処理装置100から取得した補綴物データに基づき、歯科技工士が補綴物を作製する。 The prosthesis data generated by the data processing device 100 in this way is output to the dental laboratory. At the dental laboratory, a dental technician prepares a prosthesis based on the prosthesis data acquired from the data processing device 100.

また、補綴物を自動で製造可能な自動製造装置600が歯科医院内に配置されている場合、データ処理装置100によって生成された補綴物データは、自動製造装置600に出力されてもよい。このようにすれば、ユーザ1は、自動製造装置600によっても補綴物データに基づき補綴物を作製することができる。自動製造装置600の一例としては、ミリングマシンおよび3Dプリンタなどが挙げられる。 Further, when the automatic manufacturing apparatus 600 capable of automatically manufacturing the prosthesis is arranged in the dental clinic, the prosthesis data generated by the data processing apparatus 100 may be output to the automatic manufacturing apparatus 600. In this way, the user 1 can also produce the prosthesis based on the prosthesis data by the automatic manufacturing apparatus 600. Examples of the automatic manufacturing apparatus 600 include a milling machine and a 3D printer.

このように、本実施の形態に係るスキャナシステム10によれば、データ処理装置100が有するAIを利用して、三次元スキャナ200によって取得された三次元データに基づき補綴物データが自動的に生成される。スキャナシステム10は、AIを利用することで、ユーザ1では抽出できない歯牙の特徴を見出すこともでき、これにより、ユーザ1は、より簡単に適切な補綴物を得ることができる。 As described above, according to the scanner system 10 according to the present embodiment, the prosthesis data is automatically generated based on the three-dimensional data acquired by the three-dimensional scanner 200 by using the AI possessed by the data processing device 100. Will be done. By using AI, the scanner system 10 can also find tooth features that cannot be extracted by the user 1, which allows the user 1 to more easily obtain a suitable prosthesis.

[スキャン対象となる歯牙の一例]
図2は、本実施の形態に係る三次元スキャナ200のスキャン対象となる歯牙の一例を示す模式図である。なお、図2においては、三次元スキャナ200のスキャン対象となる歯牙が線図によって表されている。
[Example of teeth to be scanned]
FIG. 2 is a schematic view showing an example of teeth to be scanned by the three-dimensional scanner 200 according to the present embodiment. In FIG. 2, the teeth to be scanned by the three-dimensional scanner 200 are represented by a diagram.

図2に示すように、三次元スキャナ200のスキャン対象となる歯牙が上顎の切歯である場合、得られる三次元画像が、上唇側の部位、口蓋側の部位、および切縁側の部位の画像を少なくとも含むように、ユーザ1によって対象者2の口腔内がスキャンされる。また、三次元スキャナ200のスキャン対象となる歯牙が上顎の犬歯および臼歯である場合、得られる三次元画像が、頬側の部位、口蓋側の部位、および咬合する部位の画像を少なくとも含むように、ユーザ1によって対象者2の口腔内がスキャンされる。三次元スキャナ200のスキャン対象となる歯牙が下顎の切歯である場合、得られる三次元画像が、下唇側の部位、舌側の部位、および切縁側の部位の画像を少なくとも含むように、ユーザ1によって対象者2の口腔内がスキャンされる。三次元スキャナ200のスキャン対象となる歯牙が下顎の犬歯および臼歯である場合、得られる三次元画像が、頬側の部位、舌側の部位、および咬合する部位の画像を少なくとも含むように、ユーザ1によって対象者2の口腔内がスキャンされる。 As shown in FIG. 2, when the tooth to be scanned by the three-dimensional scanner 200 is the incisor of the maxilla, the obtained three-dimensional image is an image of the upper lip side part, the palatal side part, and the incisor side part. The oral cavity of the subject 2 is scanned by the user 1 so as to include at least. Further, when the teeth to be scanned by the three-dimensional scanner 200 are dog teeth and molars of the upper jaw, the obtained three-dimensional image should include at least an image of a buccal part, a palatal side part, and an occlusal part. , The oral cavity of the subject 2 is scanned by the user 1. When the tooth to be scanned by the 3D scanner 200 is a mandibular incisor, the obtained 3D image includes at least an image of the lower labial part, the lingual part, and the incisor side part. The oral cavity of the subject 2 is scanned by the user 1. When the teeth to be scanned by the 3D scanner 200 are lower jaw dog teeth and molars, the user so that the obtained 3D image includes at least images of the buccal part, the lingual part, and the occlusal part. 1 scans the oral cavity of subject 2.

一般的に、対象者2の歯牙は、その種類によって形状および大きさが異なる。たとえば、上顎の切歯の場合、上唇側の面は一般的にU字形であるのに対して、上顎の犬歯の場合、頬側の面は一般的に五角形である。各歯牙は、形状および大きさがその種類に応じて特徴的である。よって、各歯牙の特徴(種類)を見極めながら補綴物データをデジタル設計することは、術者や歯科技工士の知見に大きく依存することになる。 Generally, the teeth of subject 2 differ in shape and size depending on the type. For example, in the case of maxillary incisors, the upper labial surface is generally U-shaped, whereas in the case of maxillary canines, the buccal surface is generally pentagonal. Each tooth is characteristic in shape and size depending on its type. Therefore, digitally designing prosthesis data while identifying the characteristics (types) of each tooth largely depends on the knowledge of the surgeon and dental technician.

[スキャン対象となる歯牙の種類]
図3は、本実施の形態に係る三次元スキャナ200のスキャン対象となる歯牙の種類を説明するための模式図である。
[Types of teeth to be scanned]
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the types of teeth to be scanned by the three-dimensional scanner 200 according to the present embodiment.

図3に示すように、各歯牙には、その種類および位置に応じて、中切歯、側切歯、犬歯、第1小臼歯、第2小臼歯、第1大臼歯、第2大臼歯、および第3大臼歯といったように名称が付されている。また、口腔内において、上顎右側、上顎左側、下顎右側、および下顎左側のそれぞれに、上述した各歯牙が一般的には存在する。 As shown in FIG. 3, each tooth has a central incision, a lateral incision, a canine, a first premolar, a second premolar, a first molar, and a second premolar, depending on the type and position. And the names such as the third molar. Further, in the oral cavity, each of the above-mentioned teeth is generally present on the right side of the maxilla, the left side of the maxilla, the right side of the mandible, and the left side of the mandible.

さらに、各歯牙には、その種類および位置に応じて、所定の番号が割り当てられている。たとえば、中切歯には1番が割り当てられ、側切歯には2番が割り当てられ、犬歯には3番が割り当てられ、第1小臼歯には4番が割り当てられ、第2小臼歯は5番が割り当てられ、第1大臼歯には6番が割り当てられ、第2大臼歯には7番が割り当てられ、第3大臼歯には8番が割り当てられている。 Further, each tooth is assigned a predetermined number according to its type and position. For example, the middle premolar is assigned number 1, the lateral incisor is assigned number 2, the canine is assigned number 3, the first premolar is assigned number 4, and the second premolar is assigned number 2. No. 5 is assigned, the first molar is assigned No. 6, the second molar is assigned No. 7, and the third molar is assigned No. 8.

[データ処理装置の学習段階における機能構成]
図4は、本実施の形態に係るデータ処理装置100の学習段階における機能構成を示す模式図である。なお、データ処理装置100は、歯牙の補綴物を作製するための補綴物データを生成する機能を有していてもよく、「データ生成装置」とも称される。
[Functional configuration at the learning stage of the data processing device]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a functional configuration in the learning stage of the data processing device 100 according to the present embodiment. The data processing device 100 may have a function of generating prosthesis data for producing a tooth prosthesis, and is also referred to as a “data generation device”.

図4に示すように、データ処理装置100は、入力部1102と、データ生成部1104と、識別部1106とを有する。これらの各機能は、後述するデータ処理装置100の演算装置130が、OS127、識別用プログラム120、学習用プログラム121、およびデータ処理用プログラム125などを実行することで実現される。なお、データ処理用プログラム125は、補綴物データを生成する処理を含んでいてもよく、「データ生成用プログラム」とも称される。 As shown in FIG. 4, the data processing device 100 includes an input unit 1102, a data generation unit 1104, and an identification unit 1106. Each of these functions is realized by the arithmetic unit 130 of the data processing device 100, which will be described later, executing the OS 127, the identification program 120, the learning program 121, the data processing program 125, and the like. The data processing program 125 may include a process for generating prosthesis data, and is also referred to as a “data generation program”.

入力部1102には、歯牙の三次元データが入力される。入力部1102に入力される三次元データは、任意の歯牙、当該任意の歯牙と隣合う隣接歯牙、当該任意の歯牙と対向する対向歯牙、対向歯牙と隣合う歯牙、および当該任意の歯牙の反対側(はんたいそく)の歯牙の少なくともいずれか1つの三次元データを含む。 Three-dimensional data of teeth is input to the input unit 1102. The three-dimensional data input to the input unit 1102 is an arbitrary tooth, an adjacent tooth adjacent to the arbitrary tooth, an opposing tooth facing the arbitrary tooth, a tooth adjacent to the opposing tooth, and the opposite of the arbitrary tooth. Includes 3D data of at least one of the lateral teeth.

たとえば、図3を参照して、任意の歯牙が上顎左側の犬歯(3番)である場合、各歯牙を以下のように例示することができる。たとえば、上顎左側の犬歯(3番)と隣合う隣接歯牙としては、上顎左側の側切歯(2番)、中切歯(1番)、第1小臼歯(4番)、または第2小臼歯(5番)などが挙げられる。上顎左側の犬歯(3番)と対向する対向歯牙としては、下顎左側の犬歯(3番)などが挙げられる。上顎左側の犬歯(3番)と対向する対向歯牙と隣合う歯牙としては、下顎左側の側切歯(2番)または第1小臼歯(4番)などが挙げられる。また、任意の歯牙の反対側の歯牙とは、任意の歯牙が属する歯列における左右の反対側の歯牙のことである。たとえば、上顎左側の犬歯(3番)の反対側の歯牙としては、上顎右側の犬歯(3番)などが挙げられる。 For example, with reference to FIG. 3, when any tooth is a canine (No. 3) on the left side of the maxilla, each tooth can be exemplified as follows. For example, the adjacent teeth adjacent to the canine (No. 3) on the left side of the maxilla include the lateral incisor (No. 2), central incisor (No. 1), first premolar tooth (No. 4), or second small on the left side of the maxilla. Examples include molar teeth (No. 5). Examples of the facing tooth facing the canine (No. 3) on the left side of the upper jaw include the canine (No. 3) on the left side of the lower jaw. Examples of the tooth adjacent to the opposite tooth facing the canine (No. 3) on the left side of the upper jaw include the lateral incisor (No. 2) or the first premolar (No. 4) on the left side of the lower jaw. Further, the tooth on the opposite side of any tooth is a tooth on the opposite side on the left and right in the dentition to which the arbitrary tooth belongs. For example, examples of the tooth on the opposite side of the canine (No. 3) on the left side of the maxilla include the canine (No. 3) on the right side of the maxilla.

なお、入力部1102には、三次元スキャナ200によって取得された実際の歯牙の三次元データに限らず、学習用に予め用意された三次元データのモデルが入力されてもよい。さらに、入力部1102には、ユーザによって入力された、任意の歯牙、隣接歯牙、対向歯牙、対向歯牙と隣合う歯牙、および反対側の歯牙などの三次元データに含まれる各歯牙の種類(名称または番号)を特定するためのデータ(たとえば、歯牙の名称または番号)が入力される。 In addition, the input unit 1102 may input not only the actual three-dimensional data of the teeth acquired by the three-dimensional scanner 200 but also a model of the three-dimensional data prepared in advance for learning. Further, in the input unit 1102, the type (name) of each tooth included in the three-dimensional data such as an arbitrary tooth, an adjacent tooth, an opposing tooth, a tooth adjacent to the opposing tooth, and a tooth on the opposite side input by the user. Data (for example, the name or number of the tooth) for identifying the (or number) is entered.

図4に示すように、学習段階の一例として、入力部1102には、任意の歯牙が省略された歯列における各歯牙の三次元データ、および当該歯列における各歯牙の種類(名称や番号)を特定するためのデータが入力されてもよい。 As shown in FIG. 4, as an example of the learning stage, the input unit 1102 receives three-dimensional data of each tooth in a dentition in which an arbitrary tooth is omitted, and a type (name or number) of each tooth in the dentition. Data may be entered to identify.

データ生成部1104は、歯牙の三次元データを生成する生成部1144を含む。たとえば、生成部1144は、入力部1102から入力された三次元データおよび生成モデル1144aに基づき、任意の歯牙に適合する三次元データ(以下、補綴物データともいう)を生成する。このような生成部1144による補綴物データを生成する処理を「データ生成処理」とも称する。また、三次元データに含まれる各歯牙の種類(名称または番号)が入力部1102に入力された場合、生成部1144は、ユーザによって入力された、三次元データに含まれる各歯牙の種類(名称または番号)にさらに基づいて、補綴物データを生成する。 The data generation unit 1104 includes a generation unit 1144 that generates three-dimensional data of teeth. For example, the generation unit 1144 generates three-dimensional data (hereinafter, also referred to as prosthesis data) suitable for any tooth based on the three-dimensional data input from the input unit 1102 and the generation model 1144a. The process of generating prosthesis data by the generation unit 1144 is also referred to as "data generation process". When the type (name or number) of each tooth included in the three-dimensional data is input to the input unit 1102, the generation unit 1144 inputs the type (name) of each tooth included in the three-dimensional data input by the user. Or number) further to generate prosthesis data.

ここで、図5を参照しながら、データ生成部1104について具体的に説明する。図5は、本実施の形態に係るデータ生成部1104の機能構成を示す模式図である。図5に示すように、データ生成部1104は、取得部1141と、抽出部1142と、蓄積部1143と、生成部1144とを有する。 Here, the data generation unit 1104 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing a functional configuration of the data generation unit 1104 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the data generation unit 1104 has an acquisition unit 1141, an extraction unit 1142, an accumulation unit 1143, and a generation unit 1144.

取得部1141は、入力部1102から入力された三次元データを取得する。抽出部1142は、抽出モデル1142aに基づいて、取得部1141によって取得された三次元データから、歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する。 The acquisition unit 1141 acquires the three-dimensional data input from the input unit 1102. The extraction unit 1142 extracts latent variables related to tooth characteristics from the three-dimensional data acquired by the acquisition unit 1141 based on the extraction model 1142a.

具体的には、抽出モデル1142aは、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われたアルゴリズム(「第1アルゴリズム」に対応する)を含む。たとえば、抽出モデル1142aは、図示しないニューラルネットワークと、当該ニューラルネットワークによって用いられるパラメータとを含む。抽出モデル1142aのニューラルネットワークにおいては、中間層が多層構造になることで、ディープラーニングによる処理が行われる。なお、抽出モデル1142aのニューラルネットワークの仕組みには既存のものが適用されてもよい。 Specifically, the extraction model 1142a includes an algorithm (corresponding to the "first algorithm") that has been machine-learned to extract latent variables from a plurality of data. For example, the extraction model 1142a includes a neural network (not shown) and parameters used by the neural network. In the neural network of the extraction model 1142a, the intermediate layer has a multi-layer structure, so that processing by deep learning is performed. An existing one may be applied to the mechanism of the neural network of the extraction model 1142a.

抽出部1142は、エンコーダと称される機能を有し、抽出モデル1142aに基づき、取得部1141によって取得された歯牙の三次元データを解析することで、当該歯牙の特徴を多面的に捉え、その結果に基づいて、歯牙の三次元データから当該歯牙の種類を特徴付ける潜在的な変数を潜在変数として抽出する。たとえば、抽出部1142は、歯牙の形状(全体の大きさ、全体の形状、エッジの形状など)、歯牙の位置、歯牙の色、周辺歯牙との関係(位置関係、接触具合など)といった歯牙を特徴付ける各要素について、その特徴となるものを潜在変数として抽出する。なお、抽出部1142は、1回の三次元データの取得ごとに1つの潜在変数を抽出するものに限らず、1回の三次元データの取得ごとに複数の潜在変数を抽出するものであってもよい。 The extraction unit 1142 has a function called an encoder, and by analyzing the three-dimensional data of the tooth acquired by the acquisition unit 1141 based on the extraction model 1142a, the characteristics of the tooth can be grasped from various aspects. Based on the results, potential variables that characterize the tooth type are extracted as latent variables from the three-dimensional data of the teeth. For example, the extraction unit 1142 extracts teeth such as tooth shape (overall size, overall shape, edge shape, etc.), tooth position, tooth color, and relationship with surrounding teeth (positional relationship, contact condition, etc.). For each element to be characterized, the characteristic one is extracted as a latent variable. The extraction unit 1142 is not limited to extracting one latent variable for each acquisition of three-dimensional data, but extracts a plurality of latent variables for each acquisition of three-dimensional data. May be good.

蓄積部1143は、抽出部1142によって抽出された潜在変数を特定するためのデータ(以下、「潜在変数データ」とも称する)を蓄積する。なお、蓄積部1143における潜在変数データの蓄積については、図9および図10を参照しながら後述する。 The storage unit 1143 stores data for identifying the latent variable extracted by the extraction unit 1142 (hereinafter, also referred to as “latent variable data”). The storage of latent variable data in the storage unit 1143 will be described later with reference to FIGS. 9 and 10.

生成部1144の生成モデル1144aは、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われたアルゴリズム(「第2アルゴリズム」に対応する)を含む。たとえば、生成モデル1144aは、図示しないニューラルネットワークと、当該ニューラルネットワークによって用いられるパラメータとを含む。生成モデル1144aのニューラルネットワークにおいては、中間層が多層構造になることで、ディープラーニングによる処理が行われる。なお、生成モデル1144aのニューラルネットワークの仕組みには既存のものが適用されてもよい。 The generation model 1144a of the generation unit 1144 includes an algorithm (corresponding to the “second algorithm”) in which machine learning is performed to generate data based on a plurality of latent variables. For example, the generative model 1144a includes a neural network (not shown) and parameters used by the neural network. In the neural network of the generative model 1144a, the intermediate layer has a multi-layer structure, so that processing by deep learning is performed. An existing one may be applied to the mechanism of the neural network of the generative model 1144a.

生成部1144は、デコーダと称される機能を有し、任意の歯牙が省略された歯列における各歯牙の三次元データが取得部1141によって取得されると、生成モデル1144aに基づき、任意の歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙(たとえば、任意の歯牙と隣合う隣接歯牙、任意の歯牙と対向する対向歯牙、対向歯牙と隣合う歯牙、任意の歯牙の反対側の歯牙)の特徴に関する潜在変数と、蓄積部1143によって既に蓄積されている潜在変数データによって特定される潜在変数とを用いて、任意の歯牙に適合する三次元データ(補綴物データ)を生成する。たとえば、生成部1144は、任意の歯牙の種類(名称または番号)と同じ種類(名称または番号)の歯牙の三次元データ(補綴物データ)を生成する。 The generation unit 1144 has a function called a decoder, and when the three-dimensional data of each tooth in the tooth row in which the arbitrary tooth is omitted is acquired by the acquisition unit 1141, the arbitrary tooth is based on the generation model 1144a. Regarding the characteristics of peripheral teeth (for example, adjacent teeth adjacent to any tooth, opposing teeth facing any tooth, adjacent teeth adjacent to any tooth, teeth opposite to any tooth), which are teeth located around the Using the latent variable and the latent variable specified by the latent variable data already accumulated by the storage unit 1143, three-dimensional data (prosthesis data) suitable for any tooth is generated. For example, the generation unit 1144 generates three-dimensional data (prosthesis data) of teeth of the same type (name or number) as any tooth type (name or number).

上述したデータ生成部1104には、3次元画像に特化した処理を行うプログラムとして、たとえば、AAE、“Learning Representations and Generative Models”、ShapeVAE、“Shape Generation using Spatially Partitioned Point Clouds”、FoldingNet、P2P-Net、PCN(Point Completion Network)、PPF-FoldingNet、PC-GAN、およびDeepSDFなどが用いられるが、その他のプログラムが用いられてもよい。 In the data generation unit 1104 described above, as programs that perform processing specialized for 3D images, for example, AAE, "Learning Representations and Generative Models", ShapeVAE, "Shape Generation using Spatially Partitioned Point Clouds", FoldingNet, P2P- Net, PCN (Point Completion Network), PPF-FoldingNet, PC-GAN, DeepSDF, etc. are used, but other programs may be used.

図4に戻り、生成部1144によって生成された補綴物データは、識別部1106に出力される。識別部1106は、生成部1144によって生成された補綴物データと、ユーザによって入力された正解データとに基づき、当該補綴物データが適切か否かを識別する。補綴物データが適切か否かの識別としては、補綴物データに基づき作製される補綴物の形状が正解データとして入力された見本となる歯牙の形状と一致しているか否かを識別すること、補綴物データに基づき作製される補綴物の形状と正解データとして入力された見本となる歯牙の形状との類似度が基準値以上であるか否かを識別すること、補綴物データに基づき作製される補綴物の歯牙の種類(名称または番号)が正解データとして入力された任意の歯牙の種類(名称または番号)と一致しているか否かを識別すること、などが挙げられる。このような識別部1106による補綴物データが適切か否かを識別する処理を「識別処理」とも称する。 Returning to FIG. 4, the prosthesis data generated by the generation unit 1144 is output to the identification unit 1106. The identification unit 1106 identifies whether or not the prosthesis data is appropriate based on the prosthesis data generated by the generation unit 1144 and the correct answer data input by the user. To identify whether the prosthesis data is appropriate, identify whether the shape of the prosthesis produced based on the prosthesis data matches the shape of the sample tooth input as the correct answer data. Identifying whether or not the similarity between the shape of the prosthesis produced based on the prosthesis data and the shape of the sample tooth input as correct data is equal to or higher than the reference value, and being produced based on the prosthesis data. It is possible to identify whether or not the tooth type (name or number) of the prosthesis matches any tooth type (name or number) input as correct data. The process of identifying whether or not the prosthesis data by the identification unit 1106 is appropriate is also referred to as "identification process".

本実施の形態においては、識別部1106は、生成部1144によって生成された補綴物データに基づき作製される補綴物の形状と正解データとして入力された見本となる歯牙の形状とが一致するか否かを識別する。 In the present embodiment, whether or not the shape of the prosthesis produced based on the prosthesis data generated by the generation unit 1144 and the shape of the sample tooth input as the correct answer data match in the identification unit 1106. To identify.

たとえば、任意の歯牙として、下顎右側における6番の第1大臼歯が省略された場合、ユーザ1は、正解データとして当該6番の第1大臼歯に対応する三次元データをデータ処理装置100に予め入力する。データ処理装置100においては、6番の第1大臼歯が省略されている口腔内の三次元データが入力されると、生成部1144は、入力された三次元データと生成モデル1144aとに基づき、出来る限り6番の第1大臼歯の特徴を有する補綴物を作製するための補綴物データを生成しようとする。識別部1106は、生成部1144によって生成された補綴物データと、ユーザによって予め入力された6番の第1大臼歯に対応する三次元データとを比較し、両者が一致するか否かを識別する。 For example, when the 6th first molar on the right side of the mandible is omitted as an arbitrary tooth, the user 1 inputs the 3D data corresponding to the 6th first molar as the correct answer data to the data processing device 100. Enter in advance. In the data processing device 100, when the intraoral three-dimensional data in which the sixth first molar is omitted is input, the generation unit 1144 is based on the input three-dimensional data and the generation model 1144a. As much as possible, we try to generate prosthesis data for producing a prosthesis with the characteristics of the 6th first molar. The identification unit 1106 compares the prosthesis data generated by the generation unit 1144 with the three-dimensional data corresponding to the sixth first molar pre-input by the user, and identifies whether or not the two match. To do.

識別部1106によって得られた識別結果は、生成部1144にフィードバックされる。生成モデル1144aは、識別部1106からフィードバックされた識別結果に基づき、機械学習される。このような生成モデル1144aを機械学習させる処理を「学習処理」とも称する。 The identification result obtained by the identification unit 1106 is fed back to the generation unit 1144. The generative model 1144a is machine-learned based on the identification result fed back from the identification unit 1106. The process of machine learning such a generative model 1144a is also referred to as "learning process".

たとえば、学習処理において、生成モデル1144aは、識別結果に基づき、生成部1144によって生成された補綴物データが、正解データと一致すると判定すればパラメータを更新しない一方で、一致しないと判定すれば両者が一致するようにパラメータを更新することで、パラメータの最適化を図る。なお、生成モデル1144aは、生成部1144によって生成された補綴物データと正解データとが完全に一致する場合に限らず、生成部1144によって生成された補綴物データと正解データとの一致度が所定の基準値を超える場合に両者が一致すると判断してもよい。このように、学習処理において、生成モデル1144aは、パラメータが最適化されることで機械学習される。なお、生成モデル1144aにおいて、パラメータが更新されるものに限らず、ニューラルネットワーク(たとえば、ニューラルネットワークのアルゴリズム)が更新されるものであってもよい。 For example, in the learning process, the generation model 1144a does not update the parameters if it is determined that the prosthesis data generated by the generation unit 1144 matches the correct answer data based on the identification result, but if it is determined that they do not match, both are not updated. The parameters are optimized by updating the parameters so that they match. The generation model 1144a is not limited to the case where the prosthesis data generated by the generation unit 1144 and the correct answer data completely match, and the degree of coincidence between the prosthesis data generated by the generation unit 1144 and the correct answer data is predetermined. If it exceeds the reference value of, it may be judged that the two match. As described above, in the learning process, the generative model 1144a is machine-learned by optimizing the parameters. In the generative model 1144a, the parameters are not limited to those updated, and the neural network (for example, the algorithm of the neural network) may be updated.

このように構成されたデータ処理装置100においては、三次元スキャナ200によって取得された三次元データ、あるいは学習用に予め用意された三次元データが入力される。学習前において、生成部1144は、省略された任意の歯牙に適合する適切な補綴物データを生成することはできないが、先ずは、自身の予測に従って、三次元データおよび生成モデル1144aに基づき補綴物データを生成してみる。識別部1106は、生成部1144によって生成された補綴物データが、正解データと一致するか否かを識別し、その識別結果を生成部1144にフィードバックする。生成部1144は、フィードバックされた識別結果に基づき、生成モデル1144aを機械学習することで、学習前よりも一層、正解データに近づくように、適切な補綴物データを生成するようになる。また、このような機械学習を繰り返すことによって、生成部1144による補綴物データの生成の精度が向上する。 In the data processing device 100 configured in this way, the three-dimensional data acquired by the three-dimensional scanner 200 or the three-dimensional data prepared in advance for learning is input. Prior to learning, the generator 1144 cannot generate appropriate prosthesis data that fits any of the omitted teeth, but first, according to its own predictions, the prosthesis based on the three-dimensional data and the generative model 1144a. Try to generate data. The identification unit 1106 identifies whether or not the prosthesis data generated by the generation unit 1144 matches the correct answer data, and feeds back the identification result to the generation unit 1144. By machine learning the generative model 1144a based on the feedback identification result, the generation unit 1144 will generate appropriate prosthesis data so as to be closer to the correct answer data than before the learning. Further, by repeating such machine learning, the accuracy of prosthesis data generation by the generation unit 1144 is improved.

さらに、任意の歯牙、隣接歯牙、対向歯牙、対向歯牙と隣合う歯牙、および反対側の歯牙などの三次元データに含まれる各歯牙の種類(名称または番号)が入力部1102に入力される場合、生成部1144は、三次元データに含まれる各歯牙の種類(名称または番号)に基づいて補綴物データを生成することになる。この場合、生成部1144は、ユーザによって入力された各歯牙の種類(名称または番号)も考慮して機械学習を行うこととなり、より精度の高い補綴物データを生成することができるようになる。 Further, when the type (name or number) of each tooth included in the three-dimensional data such as an arbitrary tooth, an adjacent tooth, an opposing tooth, a tooth adjacent to the opposing tooth, and a tooth on the opposite side is input to the input unit 1102. , The generation unit 1144 will generate the prosthesis data based on the type (name or number) of each tooth included in the three-dimensional data. In this case, the generation unit 1144 will perform machine learning in consideration of the type (name or number) of each tooth input by the user, and will be able to generate more accurate prosthesis data.

[データ処理装置の実用段階における機能構成]
図6は、本実施の形態に係るデータ処理装置100の実用段階における機能構成を示す模式図である。
[Functional configuration at the practical stage of data processing equipment]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a functional configuration of the data processing device 100 according to the present embodiment at a practical stage.

図4および図5で説明した学習処理によって、生成部1144における生成モデル1144aが機械学習される度に、生成モデル1144aは、より適切な補綴物を作製するための補綴物データを生成できるようになる。生成部1144が基準を満たす適切な補綴物を作製するための補綴物データを生成できるようになると、ユーザは、データ処理装置100を実用段階で使用することになる。つまり、学習済みのデータ処理装置100を搭載したスキャナシステム10が市場に投入されることで、ユーザ1である術者によって実際の患者の補綴物を作製するための補綴物データが取得される。 Each time the generation model 1144a in the generation unit 1144 is machine-learned by the learning process described with reference to FIGS. 4 and 5, the generation model 1144a can generate prosthesis data for producing a more appropriate prosthesis. Become. When the generation unit 1144 can generate prosthesis data for producing an appropriate prosthesis that meets the criteria, the user will use the data processing device 100 in a practical stage. That is, when the scanner system 10 equipped with the learned data processing device 100 is put on the market, the surgeon who is the user 1 acquires the prosthesis data for producing the prosthesis of the actual patient.

図6に示すように、実用段階においては、生成モデル1144aの機械学習を必要としないため、データ処理装置100は、学習処理に係る識別部1106を備えなくてもよい。術者が三次元スキャナ200を用いて実際の患者の口腔内の三次元データを取得すると、取得された三次元データが入力部1102から入力される。生成部1144は、入力部1102から入力された三次元データおよび学習済みの生成モデル1144aに基づき、補綴物データを生成する。生成部1144によって生成された補綴物データは、歯科技工所または自動製造装置600に送信される。そして、補綴物データに基づき患者の口腔内における欠損箇所に適した補綴物が作製される。なお、補綴物データの生成後に、ユーザが生成された補綴物データを微調整して最終的に補綴物を完成させた場合、完成させた補綴物データを正解データとして生成モデル1144aを機械学習させてもよい。 As shown in FIG. 6, since machine learning of the generative model 1144a is not required in the practical stage, the data processing device 100 does not have to include the identification unit 1106 related to the learning process. When the operator acquires the three-dimensional data in the oral cavity of the actual patient using the three-dimensional scanner 200, the acquired three-dimensional data is input from the input unit 1102. The generation unit 1144 generates prosthesis data based on the three-dimensional data input from the input unit 1102 and the trained generation model 1144a. The prosthesis data generated by the generator 1144 is transmitted to the dental laboratory or the automatic manufacturing apparatus 600. Then, based on the prosthesis data, a prosthesis suitable for the defective portion in the oral cavity of the patient is produced. When the user fine-tunes the generated prosthesis data after the prosthesis data is generated and finally completes the prosthesis, the completed prosthesis data is used as correct answer data and the generation model 1144a is machine-learned. You may.

なお、データ処理装置100は、実用段階においても識別部1106を備えていてもよく、さらに、実用段階においても学習処理を実行するものであってもよい。このようにすれば、データ処理装置100を搭載したスキャナシステム10が製品として市場に投入された後であっても、実際の患者の口腔内の三次元データに基づき、生成モデル1144aを機械学習させることができる。これにより、実用段階において、生成部1144による補綴物データの生成精度を向上させることができる。 The data processing device 100 may include the identification unit 1106 even in the practical stage, and may also execute the learning process in the practical stage. In this way, even after the scanner system 10 equipped with the data processing device 100 is put on the market as a product, the generative model 1144a is machine-learned based on the three-dimensional data in the oral cavity of the actual patient. be able to. Thereby, in the practical stage, the accuracy of generating the prosthesis data by the generation unit 1144 can be improved.

[システムの全体構成]
図7は、本実施の形態に係るシステムの全体構成を示す模式図である。
[Overall system configuration]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the overall configuration of the system according to the present embodiment.

図7に示すように、スキャナシステム10は、複数のローカルA〜Cのそれぞれに配置されている。たとえば、ローカルAおよびローカルBは歯科医院であり、当該歯科医院の院内において、ユーザ1である術者は、スキャナシステム10を利用して対象者2である患者の歯牙を含む三次元データを取得するとともに、補綴物データを生成する。また、ローカルCは歯科大学であり、当該歯科大学において、ユーザ1である先生や生徒は、対象者2である被験者の口腔内の三次元データを取得するとともに、補綴物データを生成する。ローカルA〜Cのそれぞれで取得された口腔内の三次元データおよび補綴物データは、ネットワーク5を介して、ローカルDである歯科技工所に送信される。 As shown in FIG. 7, the scanner system 10 is arranged in each of the plurality of locals A to C. For example, local A and local B are dental clinics, and in the dental clinic, the surgeon who is the user 1 acquires three-dimensional data including the teeth of the patient who is the subject 2 by using the scanner system 10. And generate prosthesis data. Further, the local C is a dental school, and in the dental school, the teacher or student who is the user 1 acquires the three-dimensional data in the oral cavity of the subject who is the subject 2 and generates the prosthesis data. The intraoral three-dimensional data and the prosthesis data acquired in each of the locals A to C are transmitted to the dental laboratory, which is the local D, via the network 5.

なお、ローカルA〜Cのそれぞれで取得された口腔内の三次元データおよび補綴物データは、ネットワーク5を介して、管理センターに配置されたサーバ装置500に出力されてもよい。管理センターにおいては、サーバ装置500が、ローカルA〜Cのそれぞれから取得した三次元データおよび補綴物データを蓄積して記憶し、ビッグデータとして保持する。 The three-dimensional data and the prosthesis data in the oral cavity acquired in each of the locals A to C may be output to the server device 500 arranged in the management center via the network 5. In the management center, the server device 500 accumulates and stores the three-dimensional data and the prosthesis data acquired from each of the locals A to C, and holds them as big data.

なお、サーバ装置500は、歯科医院などのローカルとは異なる管理センターに配置されるものに限らず、ローカル内に配置されてもよい。たとえば、ローカルA〜Cのうちのいずれかのローカル内にサーバ装置500が配置されてもよい。また、1つのローカル内に複数のデータ処理装置100が配置されてもよく、さらに、当該1つのローカル内に当該複数のデータ処理装置100と通信可能なサーバ装置500が配置されてもよい。また、サーバ装置500は、クラウドサービスの形態で実現されてもよい。 The server device 500 is not limited to the one arranged in a management center different from the local one such as a dental clinic, and may be arranged in the local one. For example, the server device 500 may be located in any of the locals A to C. Further, a plurality of data processing devices 100 may be arranged in one local, and further, a server device 500 capable of communicating with the plurality of data processing devices 100 may be arranged in the one local. Further, the server device 500 may be realized in the form of a cloud service.

歯科技工所においては、ローカルA〜Cのように、様々な所から口腔内の三次元データおよび補綴物データが集約される。このため、歯科技工所で保持されている口腔内の三次元データおよび補綴物データは、ネットワーク5を介して管理センターに送信されてもよいし、あるいは、CD(Compact Disc)およびUSB(Universal Serial Bus)メモリなどのリムーバブルディスク550を介して管理センターに送られてもよい。 In the dental laboratory, three-dimensional data in the oral cavity and prosthesis data are collected from various places such as locals A to C. Therefore, the three-dimensional data and the prosthesis data in the oral cavity held in the dental laboratory may be transmitted to the management center via the network 5, or may be transmitted to the management center via the network 5, or CD (Compact Disc) and USB (Universal Serial). Bus) It may be sent to the management center via a removable disk 550 such as a memory.

なお、ネットワーク5を介さずに、ローカルA〜Cのそれぞれからも、リムーバブルディスク550を介して口腔内の三次元データおよび補綴物データが管理センターに送られてもよい。また、ローカルA〜Cのそれぞれの間においても、ネットワーク5またはリムーバブルディスク550を介して口腔内の三次元データおよび補綴物データを互いに送り合ってもよい。 In addition, the three-dimensional data in the oral cavity and the prosthesis data may be sent to the management center from each of the locals A to C via the removable disk 550 without going through the network 5. In addition, three-dimensional data and prosthesis data in the oral cavity may be sent to each other via the network 5 or the removable disk 550 between the locals A to C.

各ローカルA〜Cのデータ処理装置100が保持する生成モデル1144aは、各ローカルA〜Cのデータ処理装置100間で共通化されてもよい。 The generation model 1144a held by the data processing devices 100 of each local A to C may be shared among the data processing devices 100 of each local A to C.

また、サーバ装置500がデータ処理装置100の機能を有していてもよい。たとえば、各ローカルA〜Cは、取得した口腔内の三次元データをサーバ装置500に送信し、サーバ装置500は、各ローカルA〜Cから受信したそれぞれの三次元データと、自身が保持する生成モデルとに基づき、それぞれにおける補綴物データを生成してもよい。そして、サーバ装置500は、各ローカルA〜Cまたは歯科技工所に補綴物データを送信してもよい。このように、各ローカルA〜Cのデータ処理装置100は、サーバ装置500が保持する生成モデルをクラウドサービスの形態で共有してもよい。このようにすれば、各ローカルA〜Cは、三次元データをサーバ装置500に送信するだけで、サーバ装置500に補綴物データを生成させることができる。 Further, the server device 500 may have the function of the data processing device 100. For example, each local A to C transmits the acquired three-dimensional data in the oral cavity to the server device 500, and the server device 500 receives the three-dimensional data received from each local A to C and the generation held by itself. Prosthesis data for each may be generated based on the model. Then, the server device 500 may transmit the prosthesis data to each local A to C or the dental laboratory. As described above, the data processing devices 100 of the locals A to C may share the generation model held by the server device 500 in the form of a cloud service. In this way, each of the locals A to C can cause the server device 500 to generate the prosthesis data simply by transmitting the three-dimensional data to the server device 500.

[データ処理装置のハードウェア構成]
図8は、本実施の形態に係るデータ処理装置100のハードウェア構成を示す模式図である。データ処理装置100は、たとえば、汎用コンピュータで実現されてもよいし、スキャナシステム10専用のコンピュータで実現されてもよい。
[Hardware configuration of data processing device]
FIG. 8 is a schematic diagram showing a hardware configuration of the data processing device 100 according to the present embodiment. The data processing device 100 may be realized by, for example, a general-purpose computer or a computer dedicated to the scanner system 10.

図8に示すように、データ処理装置100は、主なハードウェア要素として、スキャナインターフェース102と、ディスプレイインターフェース103と、周辺機器インターフェース105と、ネットワークコントローラ106と、メディア読取装置107と、PCディスプレイ108と、メモリ109と、ストレージ110と、演算装置130とを備える。 As shown in FIG. 8, the data processing device 100 has a scanner interface 102, a display interface 103, a peripheral device interface 105, a network controller 106, a media reader 107, and a PC display 108 as main hardware elements. A memory 109, a storage 110, and an arithmetic unit 130 are provided.

スキャナインターフェース102は、三次元スキャナ200を接続するためのインターフェースであり、データ処理装置100と三次元スキャナ200との間のデータの入出力を実現する。 The scanner interface 102 is an interface for connecting the three-dimensional scanner 200, and realizes data input / output between the data processing device 100 and the three-dimensional scanner 200.

ディスプレイインターフェース103は、ディスプレイ300を接続するためのインターフェースであり、データ処理装置100とディスプレイ300との間のデータの入出力を実現する。ディスプレイ300は、たとえば、LCD(Liquid Crystal Display)または有機ELD(Electroluminescence Display)などで構成される。 The display interface 103 is an interface for connecting the display 300, and realizes data input / output between the data processing device 100 and the display 300. The display 300 is composed of, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic ELD (Electroluminescence Display).

周辺機器インターフェース105は、キーボード601およびマウス602などの周辺機器を接続するためのインターフェースであり、データ処理装置100と周辺機器との間のデータの入出力を実現する。 The peripheral device interface 105 is an interface for connecting peripheral devices such as a keyboard 601 and a mouse 602, and realizes data input / output between the data processing device 100 and the peripheral devices.

ネットワークコントローラ106は、ネットワーク5を介して、歯科技工所に配置された装置、管理センターに配置されたサーバ装置500、自動製造装置600、および他のローカルに配置された他のデータ処理装置100のそれぞれとの間でデータを送受信する。ネットワークコントローラ106は、たとえば、イーサネット(登録商標)、無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)などの任意の通信方式に対応する。 The network controller 106 is a device located in a dental laboratory, a server device 500 located in a management center, an automatic manufacturing device 600, and another locally located data processing device 100 via a network 5. Send and receive data to and from each. The network controller 106 supports any communication method such as Ethernet (registered trademark), wireless LAN (Local Area Network), and Bluetooth (registered trademark).

メディア読取装置107は、三次元データおよび補綴物データなどの各種データを、リムーバブルディスク550に書き出したり、リムーバブルディスク550から読み出したりする。 The media reader 107 writes various data such as three-dimensional data and prosthesis data to the removable disk 550 and reads the data from the removable disk 550.

PCディスプレイ108は、データ処理装置100専用のディスプレイである。PCディスプレイ108は、たとえば、LCDまたは有機ELディスプレイなどで構成される。なお、本実施の形態においては、PCディスプレイ108は、ディスプレイ300と別体であるが、ディスプレイ300と共通化されてもよい。 The PC display 108 is a display dedicated to the data processing device 100. The PC display 108 is composed of, for example, an LCD or an organic EL display. In the present embodiment, the PC display 108 is separate from the display 300, but may be shared with the display 300.

メモリ109は、演算装置130が任意のプログラムを実行するにあたって、プログラムコードやワークメモリなどを一時的に格納する記憶領域を提供する。メモリ109は、たとえば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)またはSRAM(Static Random Access Memory)などの揮発性メモリデバイスで構成される。 The memory 109 provides a storage area for temporarily storing a program code, a work memory, or the like when the arithmetic unit 130 executes an arbitrary program. The memory 109 is composed of, for example, a volatile memory device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or a SRAM (Static Random Access Memory).

ストレージ110は、識別処理、学習処理、およびデータ生成処理などに必要な各種のデータを格納する記憶領域を提供する。ストレージ110は、たとえば、ハードディスクまたはSSD(Solid State Drive)などの不揮発性メモリデバイスで構成される。 The storage 110 provides a storage area for storing various data required for identification processing, learning processing, data generation processing, and the like. The storage 110 is composed of, for example, a hard disk or a non-volatile memory device such as an SSD (Solid State Drive).

ストレージ110は、スキャン情報112と、抽出モデル1142aと、生成モデル1144aと、潜在変数データ1143aと、識別用プログラム120と、学習用プログラム121と、データ処理用プログラム(データ生成用プログラム)125と、OS(Operating System)127とを格納する。 The storage 110 includes scan information 112, an extraction model 1142a, a generation model 1144a, latent variable data 1143a, an identification program 120, a learning program 121, a data processing program (data generation program) 125, and the like. Stores OS (Operating System) 127.

スキャン情報112は、三次元スキャナ200によって取得された口腔内の三次元データ122と、当該三次元データ122に基づきデータ生成処理により生成された補綴物データ123と、当該補綴物データ123に対する識別処理による識別結果124とを含む。補綴物データ123および識別結果124は、三次元データ122に関連付けられてストレージ110に格納される。 The scan information 112 includes three-dimensional data 122 in the oral cavity acquired by the three-dimensional scanner 200, prosthesis data 123 generated by data generation processing based on the three-dimensional data 122, and identification processing for the prosthesis data 123. Includes the identification result 124 and. The prosthesis data 123 and the identification result 124 are stored in the storage 110 in association with the three-dimensional data 122.

識別用プログラム120は、識別処理を実行するためのプログラムである。学習用プログラム121は、生成モデル1144aの学習処理を実行するためのプログラムである。データ処理用プログラム125は、データ生成処理を実行するためのプログラムであり、データ生成用プログラムとも称される。 The identification program 120 is a program for executing the identification process. The learning program 121 is a program for executing the learning process of the generative model 1144a. The data processing program 125 is a program for executing data generation processing, and is also referred to as a data generation program.

潜在変数データ1143aは、学習段階において抽出された潜在変数を特定するためのデータであり、ストレージ110内において1または複数の潜在変数データが蓄積されている。なお、学習段階に限らず、実用段階においても、潜在変数が抽出される度に当該潜在変数を特定するための潜在変数データがストレージ110に蓄積されてもよい。このようにすれば、学習段階に限らず、実用段階においても、補綴物データを生成する際に参照される潜在変数データを増やすことができ、補綴物データの生成精度を向上させることができる。 The latent variable data 1143a is data for identifying the latent variables extracted in the learning stage, and one or more latent variable data are accumulated in the storage 110. Not only in the learning stage, but also in the practical stage, latent variable data for identifying the latent variable may be stored in the storage 110 each time the latent variable is extracted. By doing so, it is possible to increase the latent variable data referred to when generating the prosthesis data not only in the learning stage but also in the practical stage, and it is possible to improve the accuracy of prosthesis data generation.

演算装置130は、各種のプログラムを実行することで、識別処理、学習処理、およびデータ生成処理などの各種の処理を実行する演算主体であり、コンピュータの一例である。演算装置130は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)132、FPGA(Field-Programmable Gate Array)134、およびGPU(Graphics Processing Unit)136などで構成される。 The arithmetic unit 130 is an arithmetic unit that executes various processes such as identification processing, learning processing, and data generation processing by executing various programs, and is an example of a computer. The arithmetic unit 130 is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit) 132, an FPGA (Field-Programmable Gate Array) 134, a GPU (Graphics Processing Unit) 136, and the like.

[潜在変数データの蓄積]
図9および図10を参照しながら、学習段階における潜在変数データの蓄積の一例について説明する。図9および図10は、潜在変数データの蓄積を説明するための模式図である。
[Accumulation of latent variable data]
An example of the accumulation of latent variable data in the learning stage will be described with reference to FIGS. 9 and 10. 9 and 10 are schematic diagrams for explaining the accumulation of latent variable data.

先ず、図9を参照しながら、1つの歯牙ごとに行われる潜在変数データの蓄積について説明する。図9に示すように、学習段階においては、1つの任意の歯牙の三次元データから、抽出部1142によって当該歯牙の特徴に関する潜在変数が抽出される。抽出部1142によって抽出された潜在変数を特定するための潜在変数データは、蓄積部1143によって蓄積される。 First, the accumulation of latent variable data performed for each tooth will be described with reference to FIG. 9. As shown in FIG. 9, in the learning stage, a latent variable related to the characteristics of the tooth is extracted by the extraction unit 1142 from the three-dimensional data of one arbitrary tooth. The latent variable data for identifying the latent variable extracted by the extraction unit 1142 is accumulated by the storage unit 1143.

たとえば、下顎右側の第3大臼歯(8番)の三次元データから、当該第3大臼歯(8番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。下顎右側の第2大臼歯(7番)から、当該第2大臼歯(7番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。下顎右側の第1大臼歯(6番)から、当該第1大臼歯(6番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。下顎右側の第2小臼歯(5番)から、当該第2小臼歯(5番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。下顎右側の第1小臼歯(4番)から、当該第1小臼歯(4番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。 For example, latent variables related to the characteristics of the third molar (No. 8) are extracted from the three-dimensional data of the third molar (No. 8) on the right side of the mandible and accumulated in the storage unit 1143. From the second molar (No. 7) on the right side of the mandible, latent variables related to the characteristics of the second molar (No. 7) are extracted and accumulated in the storage unit 1143. From the first molar (No. 6) on the right side of the mandible, latent variables related to the characteristics of the first molar (No. 6) are extracted and accumulated in the storage unit 1143. Latent variables related to the characteristics of the second premolar (No. 5) are extracted from the second premolar (No. 5) on the right side of the mandible and accumulated in the storage unit 1143. Latent variables related to the characteristics of the first premolar (No. 4) are extracted from the first premolar (No. 4) on the right side of the mandible and accumulated in the storage unit 1143.

なお、下顎右側における他の歯牙、および下顎左側における各歯牙についても同様に、1つの歯牙ごとに潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。また、下顎の歯列弓に限らず、上顎の歯列弓についても同様に、1つの歯牙ごとに潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。 Similarly, for the other teeth on the right side of the mandible and each tooth on the left side of the mandible, latent variables are extracted for each tooth and accumulated in the storage unit 1143. Further, not only the dental arch of the lower jaw but also the dental arch of the upper jaw, a latent variable is extracted for each tooth and accumulated in the storage unit 1143.

このようにして、上顎および下顎の歯列弓ごとに、各歯牙を任意の歯牙として、当該歯牙の特徴に関する潜在変数が蓄積される。たとえば、1つの歯牙ごとに、歯牙の形状(全体の大きさ、全体の形状、エッジの形状など)、歯牙の位置、および歯牙の色といった歯牙を特徴付ける各要素について、その特徴となるものが潜在変数として抽出されて、潜在変数データとして蓄積部1143に蓄積される。 In this way, for each maxillary and mandibular dental arch, each tooth is an arbitrary tooth, and latent variables related to the characteristics of the tooth are accumulated. For example, for each tooth, each element that characterizes the tooth, such as the shape of the tooth (overall size, overall shape, edge shape, etc.), the position of the tooth, and the color of the tooth, is latent. It is extracted as a variable and stored in the storage unit 1143 as latent variable data.

次に、図10を参照しながら、複数の歯牙ごとに行われる潜在変数データの蓄積について説明する。図10に示すように、学習段階においては、複数の歯牙の三次元データから、抽出部1142によって複数の歯牙の特徴に関する潜在変数が抽出される。抽出部1142によって抽出された潜在変数を特定するための潜在変数データは、蓄積部1143によって蓄積される。 Next, with reference to FIG. 10, the accumulation of latent variable data performed for each of a plurality of teeth will be described. As shown in FIG. 10, in the learning stage, latent variables related to the characteristics of the plurality of teeth are extracted by the extraction unit 1142 from the three-dimensional data of the plurality of teeth. The latent variable data for identifying the latent variable extracted by the extraction unit 1142 is accumulated by the storage unit 1143.

たとえば、下顎右側の第1大臼歯(6番)、第2大臼歯(7番)、および第3大臼歯(8番)の三次元データから、当該第1大臼歯(6番)、第2大臼歯(7番)、および第3大臼歯(8番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。下顎右側の第2小臼歯(5番)、第1大臼歯(6番)、および第2大臼歯(7番)の三次元データから、当該第2小臼歯(5番)、第1大臼歯(6番)、および第2大臼歯(7番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。下顎右側の第1小臼歯(4番)、第2小臼歯(5番)、および第1大臼歯(6番)の三次元データから、当該第1小臼歯(4番)、第2小臼歯(5番)、および第1大臼歯(6番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。下顎右側の犬歯(3番)、第1小臼歯(4番)、および第2小臼歯(5番)の三次元データから、当該犬歯(3番)、第1小臼歯(4番)、および第2小臼歯(5番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。下顎右側の側切歯(2番)、犬歯(3番)、および第1小臼歯(4番)の三次元データから、当該側切歯(2番)、犬歯(3番)、および第1小臼歯(4番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。下顎右側の中切歯(1番)、側切歯(2番)、および犬歯(3番)の三次元データから、当該中切歯(1番)、側切歯(2番)、および犬歯(3番)の特徴に関する潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。 For example, from the three-dimensional data of the first molar (No. 6), the second molar (No. 7), and the third molar (No. 8) on the right side of the mandible, the first molar (No. 6) and the second molar. Latent variables related to the characteristics of the molars (No. 7) and the third molars (No. 8) are extracted and accumulated in the storage unit 1143. From the three-dimensional data of the second premolar (No. 5), the first molar (No. 6), and the second molar (No. 7) on the right side of the mandible, the second premolar (No. 5) and the first molar Latent variables related to the characteristics of (No. 6) and the second molar (No. 7) are extracted and accumulated in the storage unit 1143. From the three-dimensional data of the first premolar (No. 4), the second premolar (No. 5), and the first molar (No. 6) on the right side of the mandible, the first premolar (No. 4) and the second premolar Latent variables related to the characteristics of (No. 5) and the first molar (No. 6) are extracted and accumulated in the storage unit 1143. From the three-dimensional data of the canines (No. 3), first premolars (No. 4), and second premolars (No. 5) on the right side of the mandible, the canines (No. 3), first premolars (No. 4), and Latent variables related to the characteristics of the second premolar (No. 5) are extracted and accumulated in the storage unit 1143. From the three-dimensional data of the lateral incisors (No. 2), canines (No. 3), and first prescription teeth (No. 4) on the right side of the mandible, the lateral incisors (No. 2), canines (No. 3), and No. 1 Latent variables related to the characteristics of the small canine (No. 4) are extracted and accumulated in the storage unit 1143. From the three-dimensional data of the central incision (No. 1), lateral incision (No. 2), and canine (No. 3) on the right side of the mandible, the central incision (No. 1), lateral incision (No. 2), and canine The latent variable related to the feature (No. 3) is extracted and stored in the storage unit 1143.

なお、下顎右側における他の歯牙、および下顎左側における各歯牙についても同様に、複数の歯牙ごとに潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。また、下顎の歯列弓に限らず、上顎の歯列弓についても同様に、複数の歯牙ごとに潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積される。 Similarly, for the other teeth on the right side of the mandible and each tooth on the left side of the mandible, latent variables are extracted for each of the plurality of teeth and accumulated in the storage unit 1143. Further, not only in the dental arch of the lower jaw, but also in the dental arch of the upper jaw, latent variables are extracted for each of a plurality of teeth and accumulated in the storage unit 1143.

このようにして、上顎および下顎の歯列弓ごとに、複数の歯牙をまとめて任意の歯牙として、当該複数の歯牙の特徴に関する潜在変数が蓄積される。たとえば、複数の歯牙ごとに、各歯牙の形状(全体の大きさ、全体の形状、エッジの形状など)、各歯牙の位置、各歯牙の色、および周辺歯牙との関係(位置関係、接触具合など)といった歯牙を特徴付ける各要素について、その特徴となるものが潜在変数として抽出されて、潜在変数データとして蓄積部1143に蓄積される。 In this way, for each of the maxillary and mandibular dental arches, a plurality of teeth are grouped together as an arbitrary tooth, and latent variables related to the characteristics of the plurality of teeth are accumulated. For example, for each of multiple teeth, the shape of each tooth (overall size, overall shape, edge shape, etc.), the position of each tooth, the color of each tooth, and the relationship with surrounding teeth (positional relationship, contact condition). For each element that characterizes the tooth, such as), the characteristic element is extracted as a latent variable and stored in the storage unit 1143 as latent variable data.

なお、1つの歯牙や隣合う複数の歯牙などの任意の歯牙に限らず、当該任意の歯牙と対向する対向歯牙、対向歯牙と隣合う歯牙、および当該任意の歯牙の反対側(はんたいそく)の歯牙についても同様に、潜在変数が抽出されて蓄積部1143に蓄積されてもよい。このようにすれば、データ処理装置100は、任意の歯牙の周辺に位置する歯牙の特徴に関する潜在変数を用いて、当該任意の歯牙に適合する補綴物データを生成することができる。 It should be noted that the tooth is not limited to any tooth such as one tooth or a plurality of adjacent teeth, but the opposite tooth facing the arbitrary tooth, the tooth adjacent to the opposite tooth, and the opposite side of the arbitrary tooth (Hantaisoku). ), The latent variable may be extracted and accumulated in the storage unit 1143 in the same manner. In this way, the data processing apparatus 100 can generate prosthesis data suitable for the arbitrary tooth by using the latent variable regarding the characteristics of the tooth located around the arbitrary tooth.

[潜在変数データの一例]
図11は、蓄積された潜在変数データの一例を示す模式図である。説明の便宜上、図11においては、抽出された複数の潜在変数のうちから2つの潜在変数を選択して2次元でマッピングした場合の潜在変数データの分布を表すが、歯牙を特徴付ける要素が多ければ多いほど、多数の次元で潜在変数データの分布を表すことができる。なお、図中においては、横軸で表される潜在変数を「Z(1)」、縦軸で表される潜在変数を「Z(2)」としている。
[Example of latent variable data]
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the accumulated latent variable data. For convenience of explanation, FIG. 11 shows the distribution of latent variable data when two latent variables are selected from a plurality of extracted latent variables and mapped in two dimensions. However, if there are many elements that characterize the teeth, The larger the number, the more the distribution of the latent variable data can be represented in many dimensions. In the figure, the latent variable represented by the horizontal axis is "Z (1)", and the latent variable represented by the vertical axis is "Z (2)".

図11に示すように、複数の潜在変数のうちから特徴的な2つの潜在変数を選択し、その潜在変数データを2次元でマッピングした場合、歯牙の種類(歯牙の番号)に応じてその配置箇所が集まる傾向にある。たとえば、1番の歯牙から抽出された潜在変数データは、白色の丸で表されており、各々のデータが近距離に位置する。2番の歯牙から抽出された潜在変数データは、菱形で表されており、各々のデータが近距離に位置する。3番の歯牙から抽出された潜在変数データは、バツ印で表されており、各々のデータが近距離に位置する。4番の歯牙から抽出された潜在変数データは、黒色の丸で表されており、各々のデータが近距離に位置する。5番の歯牙から抽出された潜在変数データは、星で表されており、各々のデータが近距離に位置する。6番の歯牙から抽出された潜在変数データは、三角で表されており、各々のデータが近距離に位置する。7番の歯牙から抽出された潜在変数データは、白色の四角で表されており、各々のデータが近距離に位置する。8番の歯牙から抽出された潜在変数データは、黒色の四角で表されており、各々のデータが近距離に位置する。 As shown in FIG. 11, when two characteristic latent variables are selected from a plurality of latent variables and the latent variable data is mapped in two dimensions, the arrangement thereof is according to the type of tooth (tooth number). There is a tendency for places to gather. For example, the latent variable data extracted from the first tooth is represented by a white circle, and each data is located at a short distance. The latent variable data extracted from the second tooth is represented by a rhombus, and each data is located at a short distance. The latent variable data extracted from the third tooth is represented by a cross, and each data is located at a short distance. The latent variable data extracted from the 4th tooth is represented by a black circle, and each data is located at a short distance. The latent variable data extracted from the 5th tooth is represented by a star, and each data is located at a short distance. The latent variable data extracted from the 6th tooth is represented by a triangle, and each data is located at a short distance. The latent variable data extracted from the 7th tooth is represented by a white square, and each data is located at a short distance. The latent variable data extracted from the 8th tooth is represented by a black square, and each data is located at a short distance.

上述したように、歯牙の種類に応じてその形状が特徴的であり、同じ種類の歯牙間では似たような特徴を有する。このため、歯牙ごとに抽出された潜在変数データも、同じ種類の歯牙間で似たような値を取る傾向にある。 As described above, the shape is characteristic depending on the type of tooth, and the teeth of the same type have similar characteristics. Therefore, the latent variable data extracted for each tooth tends to take similar values between teeth of the same type.

[学習段階における補綴物データの生成]
図12は、学習段階における補綴物データの生成の一例を示す模式図である。図12に示す例では、学習段階において、5番の歯牙の三次元データが省略された歯列における各歯牙の三次元データが入力部1102から入力される。
[Generation of prosthesis data in the learning stage]
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of generation of prosthesis data in the learning stage. In the example shown in FIG. 12, in the learning stage, the three-dimensional data of each tooth in the dentition in which the three-dimensional data of the fifth tooth is omitted is input from the input unit 1102.

学習段階において、抽出部1142は、抽出モデル1142aに基づいて、取得部1141によって取得された三次元データから、歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する。具体的には、抽出部1142は、5番の歯牙に隣合う4番および6番の歯牙の各々の特徴に関する潜在変数を抽出する。 In the learning stage, the extraction unit 1142 extracts latent variables related to tooth characteristics from the three-dimensional data acquired by the acquisition unit 1141 based on the extraction model 1142a. Specifically, the extraction unit 1142 extracts latent variables related to the characteristics of the 4th and 6th teeth adjacent to the 5th tooth.

ここで、図9〜図11を参照しながら説明したように、蓄積部1143には、既に複数の潜在変数データが蓄積されており、たとえば、選択された特徴的な2つの潜在変数が2次元のデータ分布としてマッピングされている。生成部1144は、生成モデル1144aに基づいて、4番の歯牙に対応する潜在変数データと、6番の歯牙に対応する潜在変数データとを用いて、5番の歯牙に対応する潜在変数データを特定し、当該5番の歯牙に対応する潜在変数データに基づいて、省略された5番の歯牙に対応する補綴物データを生成する。 Here, as described with reference to FIGS. 9 to 11, a plurality of latent variable data have already been accumulated in the storage unit 1143, and for example, two selected characteristic latent variables are two-dimensional. It is mapped as the data distribution of. Based on the generative model 1144a, the generation unit 1144 uses the latent variable data corresponding to the 4th tooth and the latent variable data corresponding to the 6th tooth to generate the latent variable data corresponding to the 5th tooth. Identify and generate prosthesis data corresponding to the omitted 5th tooth based on the latent variable data corresponding to the 5th tooth.

このようにして生成された補綴物データは、識別部1106によって識別処理が実行され、識別結果のフィードバックによって生成モデル1144aが機械学習される。 The prosthesis data generated in this way is subjected to identification processing by the identification unit 1106, and the generation model 1144a is machine-learned by the feedback of the identification result.

[実用段階における補綴物データの生成]
図13は、実用段階における補綴物データの生成の一例を示す模式図である。図13に示す例では、実用段階において、5番の歯牙が欠損した歯列における各歯牙の三次元データが入力部1102から入力される。
[Generation of prosthesis data in the practical stage]
FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of generation of prosthesis data in the practical stage. In the example shown in FIG. 13, in the practical stage, three-dimensional data of each tooth in the dentition lacking the fifth tooth is input from the input unit 1102.

実用段階において、抽出部1142は、抽出モデル1142aに基づいて、取得部1141によって取得された三次元データから、歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する。具体的には、抽出部1142は、5番の欠損歯牙に隣合う4番および6番の歯牙の各々の特徴に関する潜在変数を抽出する。 In the practical stage, the extraction unit 1142 extracts latent variables related to tooth characteristics from the three-dimensional data acquired by the acquisition unit 1141 based on the extraction model 1142a. Specifically, the extraction unit 1142 extracts latent variables related to the characteristics of the 4th and 6th teeth adjacent to the 5th missing tooth.

生成部1144は、生成モデル1144aに基づいて、4番の歯牙に対応する潜在変数データと、6番の歯牙に対応する潜在変数データとを用いて、5番の歯牙に対応する潜在変数データを特定し、当該5番の歯牙に対応する潜在変数データに基づいて、5番の欠損歯牙に対応する補綴物データを生成する。 Based on the generative model 1144a, the generation unit 1144 uses the latent variable data corresponding to the 4th tooth and the latent variable data corresponding to the 6th tooth to generate the latent variable data corresponding to the 5th tooth. Identify and generate prosthesis data corresponding to the 5th missing tooth based on the latent variable data corresponding to the 5th tooth.

なお、上述した例では、生成部1144は、補綴対象である下顎右側の5番の欠損歯牙の「周辺歯牙」に対応する潜在変数データとして、下顎右側の4番の歯牙に対応する潜在変数データ、および下顎右側の6番の歯牙に対応する潜在変数データに基づいて、下顎右側の5番の欠損歯牙に対応する補綴物データを生成しているが、その他の周辺歯牙に対応する潜在変数データに基づいて、下顎右側の5番の欠損歯牙に対応する補綴物データを生成してもよい。たとえば、生成部1144は、下顎右側の5番の欠損歯牙に対向する対向歯牙である上顎右側の5番の歯牙に対応する潜在変数データを特定し、当該上顎右側の5番の歯牙に対応する潜在変数データに基づいて、下顎右側の5番の欠損歯牙に対応する補綴物データを生成してもよい。 In the above-mentioned example, the generation unit 1144 has latent variable data corresponding to the 4th tooth on the right side of the lower jaw as latent variable data corresponding to the "peripheral tooth" of the 5th missing tooth on the right side of the lower jaw to be prosthesis. , And, based on the latent variable data corresponding to the 6th tooth on the right side of the lower jaw, the prosthesis data corresponding to the 5th missing tooth on the right side of the lower jaw is generated, but the latent variable data corresponding to the other peripheral teeth. The prosthesis data corresponding to the 5th missing tooth on the right side of the lower jaw may be generated based on the above. For example, the generation unit 1144 identifies latent variable data corresponding to the 5th tooth on the right side of the upper jaw, which is the opposite tooth facing the 5th missing tooth on the right side of the lower jaw, and corresponds to the 5th tooth on the right side of the upper jaw. Based on the latent variable data, prosthesis data corresponding to the 5th missing tooth on the right side of the mandible may be generated.

このようにして、三次元スキャナ200によって取得された欠損歯牙および当該欠損歯牙の周辺歯牙を含む歯列の三次元データに基づき、欠損歯牙に対応する補綴物データが生成される。 In this way, the prosthesis data corresponding to the defective tooth is generated based on the three-dimensional data of the dentition including the defective tooth and the peripheral tooth of the defective tooth acquired by the three-dimensional scanner 200.

[学習処理のフローチャート]
図14は、本実施の形態に係るデータ処理装置100が実行する学習処理を説明するためのフローチャートである。図14に示す各ステップは、データ処理装置100の演算装置130が、OS127、識別用プログラム120、学習用プログラム121、およびデータ処理用プログラム(データ生成用プログラム)125などを実行することで実現される。
[Flowchart of learning process]
FIG. 14 is a flowchart for explaining the learning process executed by the data processing device 100 according to the present embodiment. Each step shown in FIG. 14 is realized by the arithmetic unit 130 of the data processing device 100 executing the OS 127, the identification program 120, the learning program 121, the data processing program (data generation program) 125, and the like. To program.

図14に示すように、データ処理装置100は、学習処理の開始条件が成立したか否かを判定する(S1)。開始条件は、たとえば、データ処理装置100において学習処理を実行するための何らかのアクションが行われたときに成立するものであればよい。たとえば、学習アプリケーションの学習開始アイコンがユーザによって操作されたことを開始条件としてもよい。 As shown in FIG. 14, the data processing device 100 determines whether or not the start condition of the learning process is satisfied (S1). The start condition may be, for example, any one that is satisfied when some action for executing the learning process is performed in the data processing device 100. For example, the start condition may be that the learning start icon of the learning application is operated by the user.

データ処理装置100は、開始条件が成立していない場合(S1でNO)、本処理を終了する。一方、データ処理装置100は、開始条件が成立した場合(S1でYES)、三次元データを取得したか否かを判定する(S2)。たとえば、データ処理装置100は、補綴物データを生成するのに十分な量の三次元データを取得したか否かを判定する。データ処理装置100は、十分な量の三次元データを取得していない場合(S2でNO)、S2の処理を繰り返す。 If the start condition is not satisfied (NO in S1), the data processing device 100 ends this processing. On the other hand, when the start condition is satisfied (YES in S1), the data processing device 100 determines whether or not the three-dimensional data has been acquired (S2). For example, the data processing device 100 determines whether or not a sufficient amount of three-dimensional data has been acquired to generate prosthesis data. When the data processing device 100 has not acquired a sufficient amount of three-dimensional data (NO in S2), the data processing device 100 repeats the processing of S2.

一方、データ処理装置100は、十分な量の三次元データを取得した場合(S2でYES)、抽出モデル1142aに基づき、三次元データから任意の歯牙の周辺に位置する周辺歯牙の潜在変数を抽出する(S3)。なお、三次元データは、補綴物データの生成対象となる任意の歯牙の周辺に位置する周辺歯牙の三次元データを少なくとも含む。 On the other hand, when a sufficient amount of three-dimensional data is acquired (YES in S2), the data processing device 100 extracts latent variables of peripheral teeth located around an arbitrary tooth from the three-dimensional data based on the extraction model 1142a. (S3). The three-dimensional data includes at least three-dimensional data of peripheral teeth located around any tooth for which prosthesis data is to be generated.

データ処理装置100は、生成モデル1144aに基づき、抽出した潜在変数、および既に蓄積された潜在変数とを用いて、任意の歯牙に対応する三次元データ(補綴物データ)を生成する(S4)。 The data processing device 100 generates three-dimensional data (prosthesis data) corresponding to an arbitrary tooth by using the extracted latent variable and the already accumulated latent variable based on the generative model 1144a (S4).

次に、データ処理装置100は、生成した任意の歯牙に対応する補綴物データと、正解データである当該任意の歯牙に対応する三次元データとを比較する(S5)。データ処理装置100は、両者が一致する場合(S6でYES)、本処理を終了する。なお、データ処理装置100は、生成した補綴物データと正解データとが完全に一致する場合に限らず、生成した補綴物データと正解データとの一致度が所定の基準値を超える場合に両者が一致すると判断してもよい。 Next, the data processing device 100 compares the prosthesis data corresponding to the generated arbitrary tooth with the three-dimensional data corresponding to the arbitrary tooth which is the correct answer data (S5). When the two match (YES in S6), the data processing device 100 ends this processing. The data processing device 100 is not limited to the case where the generated prosthesis data and the correct answer data completely match, and when the degree of coincidence between the generated prosthesis data and the correct answer data exceeds a predetermined reference value, both of them You may decide that they match.

一方、データ処理装置100は、両者が一致しない場合(S6でNO)、生成モデル1144aを調整する(S7)。たとえば、データ処理装置100は、生成モデル1144aが含むニューラルネットワークまたはパラメータを調整して生成モデル1144aの最適化を図る。その後、データ処理装置100は、S3に戻る。 On the other hand, when the two do not match (NO in S6), the data processing device 100 adjusts the generation model 1144a (S7). For example, the data processing apparatus 100 adjusts the neural network or parameters included in the generative model 1144a to optimize the generative model 1144a. After that, the data processing device 100 returns to S3.

[データ生成処理のフローチャート]
図15は、本実施の形態に係るデータ処理装置が実行するデータ生成処理を説明するためのフローチャートである。図15に示す各ステップは、データ処理装置100の演算装置130が、OS127、識別用プログラム120、およびデータ処理用プログラム(データ生成用プログラム)125などを実行することで実現される。
[Flowchart of data generation process]
FIG. 15 is a flowchart for explaining the data generation process executed by the data processing apparatus according to the present embodiment. Each step shown in FIG. 15 is realized by the arithmetic unit 130 of the data processing device 100 executing the OS 127, the identification program 120, the data processing program (data generation program) 125, and the like.

図15に示すように、データ処理装置100は、データ生成処理の開始条件が成立したか否かを判定する(S11)。開始条件は、たとえば、データ処理装置100においてデータ生成処理を実行するための何らかのアクションが行われたときに成立するものであればよい。具体的には、開始条件は、三次元スキャナ200の電源を立ち上げたときに成立してもよいし、三次元スキャナ200の電源を立ち上げた後にデータ生成処理に対応するモードに切り替えられたときに成立してもよい。あるいは、開始条件は、データ生成処理に対応するアイコン(たとえば、AIアシストアイコン)が操作されてアイコンが点滅状態になった後に開始スイッチが操作されたときに成立してもよい。 As shown in FIG. 15, the data processing apparatus 100 determines whether or not the start condition of the data generation processing is satisfied (S11). The start condition may be, for example, any one that is satisfied when some action for executing the data generation process is performed in the data processing device 100. Specifically, the start condition may be satisfied when the power supply of the three-dimensional scanner 200 is turned on, or the mode is switched to the mode corresponding to the data generation processing after the power supply of the three-dimensional scanner 200 is turned on. It may be established at times. Alternatively, the start condition may be satisfied when the start switch is operated after the icon corresponding to the data generation process (for example, the AI assist icon) is operated and the icon is in the blinking state.

データ処理装置100は、開始条件が成立していない場合(S11でNO)、本処理を終了する。一方、データ処理装置100は、開始条件が成立した場合(S11でYES)、三次元データを取得したか否かを判定する(S12)。たとえば、データ処理装置100は、補綴物データを生成するのに十分な量の三次元データを取得したか否かを判定する。データ処理装置100は、十分な量の三次元データを取得していない場合(S12でNO)、S12の処理を繰り返す。 If the start condition is not satisfied (NO in S11), the data processing device 100 ends this processing. On the other hand, when the start condition is satisfied (YES in S11), the data processing device 100 determines whether or not the three-dimensional data has been acquired (S12). For example, the data processing device 100 determines whether or not a sufficient amount of three-dimensional data has been acquired to generate prosthesis data. When the data processing device 100 has not acquired a sufficient amount of three-dimensional data (NO in S12), the data processing device 100 repeats the processing of S12.

一方、データ処理装置100は、十分な量の三次元データを取得した場合(S12でYES)、抽出モデル1142aに基づき、三次元データから欠損歯牙の周辺に位置する周辺歯牙の潜在変数を抽出する(S13)。なお、三次元データは、補綴物データの生成対象となる欠損歯牙の周辺に位置する周辺歯牙の三次元データを少なくとも含む。 On the other hand, when a sufficient amount of three-dimensional data is acquired (YES in S12), the data processing device 100 extracts latent variables of peripheral teeth located around the missing tooth from the three-dimensional data based on the extraction model 1142a. (S13). The three-dimensional data includes at least three-dimensional data of peripheral teeth located around the defective tooth for which the prosthesis data is to be generated.

データ処理装置100は、生成モデル1144aに基づき、抽出した潜在変数、および既に蓄積された潜在変数とを用いて、欠損歯牙を補綴するための補綴物データを生成する(S14)。 The data processing device 100 generates prosthetic data for prosthesis of a defective tooth by using the extracted latent variable and the already accumulated latent variable based on the generation model 1144a (S14).

次に、データ処理装置100は、生成した補綴物データを、歯科技工所、自動製造装置600、またはサーバ装置500に出力する(S15)。その後、データ処理装置100は、本処理を終了する。 Next, the data processing device 100 outputs the generated prosthesis data to the dental laboratory, the automatic manufacturing device 600, or the server device 500 (S15). After that, the data processing device 100 ends this processing.

[主な構成]
以上のように、本実施の形態では以下のような開示を含む。
[Main configuration]
As described above, the present embodiment includes the following disclosure.

データ処理装置100は、歯牙の三次元データを取得する取得部1141と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む抽出モデル1142aに基づいて、取得部1141によって取得された三次元データから、歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する抽出部1142と、抽出部1142によって抽出された潜在変数を蓄積する蓄積部1143とを備える。 The data processing device 100 is based on an acquisition unit 1141 that acquires three-dimensional data of teeth and an extraction model 1142a that includes an algorithm that has been machine-learned to extract latent variables from a plurality of data. It includes an extraction unit 1142 for extracting latent variables related to tooth characteristics from the acquired three-dimensional data, and a storage unit 1143 for accumulating latent variables extracted by the extraction unit 1142.

これにより、データ処理装置100は、取得した三次元データから、歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出して蓄積することができるため、蓄積した潜在変数を用いて欠損歯牙などの任意の歯牙の三次元データ(補綴物データ)を生成することができる。したがって、ユーザ1は、データ処理装置100を利用することによって、補綴物データを自らデジタル設計する必要が無く、より簡単に適切な補綴物を得ることができる。 As a result, the data processing device 100 can extract and accumulate latent variables related to tooth characteristics from the acquired three-dimensional data. Therefore, the accumulated latent variables can be used to three-dimensionalize any tooth such as a defective tooth. Data (prosthesis data) can be generated. Therefore, by using the data processing device 100, the user 1 does not need to digitally design the prosthesis data by himself / herself, and can more easily obtain an appropriate prosthesis.

取得部1141は、任意の歯牙、当該任意の歯牙と隣合う歯牙、当該任意の歯牙と対向する歯牙、当該対向する歯牙と隣合う歯牙、および当該任意の歯牙の反対側の歯牙の少なくともいずれか1つの三次元データを取得する。 The acquisition unit 1141 is at least one of an arbitrary tooth, a tooth adjacent to the arbitrary tooth, a tooth facing the arbitrary tooth, a tooth adjacent to the opposing tooth, and a tooth opposite to the arbitrary tooth. Acquire one 3D data.

これにより、データ処理装置100は、隣接歯牙、対向歯牙、および任意の歯牙の反対側の歯牙の少なくともいずれか1つの三次元データから、歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出して蓄積することができるため、任意の歯牙の周辺に位置する周辺歯牙の特徴を考慮して当該任意の歯牙に適合する補綴物データを生成することができる。 As a result, the data processing device 100 can extract and accumulate latent variables related to tooth characteristics from at least one of three-dimensional data of adjacent teeth, opposing teeth, and teeth on the opposite side of any tooth. Therefore, it is possible to generate prosthesis data suitable for the arbitrary tooth in consideration of the characteristics of the peripheral tooth located around the arbitrary tooth.

データ処理装置100は、任意の歯牙の三次元データを生成する生成部1144を備える。抽出部1142は、任意の歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データから、当該周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する。生成部1144は、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む生成モデル1144aに基づいて、抽出部1142によって抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積部1143によって蓄積されている潜在変数とを用いて、任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データを生成する。 The data processing device 100 includes a generation unit 1144 that generates three-dimensional data of an arbitrary tooth. The extraction unit 1142 extracts a latent variable related to the characteristics of the peripheral tooth from the three-dimensional data including at least the peripheral tooth which is a tooth located around the arbitrary tooth. The generation unit 1144 accumulates latent variables related to the characteristics of peripheral teeth extracted by the extraction unit 1142 based on the generation model 1144a including an algorithm in which machine learning is performed to generate data based on a plurality of latent variables. Using the latent variables accumulated by part 1143, three-dimensional data of teeth of the same type as any type of tooth is generated.

これにより、データ処理装置100は、任意の歯牙の周辺に位置する周辺歯牙の三次元データから抽出した潜在変数と、既に蓄積されている潜在変数とを用いて、任意の歯牙に適合する補綴物データを生成することができるため、任意の歯牙の周辺に位置する周辺歯牙の特徴を考慮して当該任意の歯牙に適合する補綴物データを生成することができる。 As a result, the data processing device 100 uses the latent variables extracted from the three-dimensional data of the peripheral teeth located around the arbitrary teeth and the latent variables already accumulated, and the prosthesis suitable for the arbitrary teeth. Since the data can be generated, the prosthesis data suitable for the arbitrary tooth can be generated in consideration of the characteristics of the peripheral teeth located around the arbitrary tooth.

データ処理装置100は、正解データとして入力された任意の歯牙の三次元データに基づいて、生成部1144によって生成された任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データが適切か否かを識別する識別部1106を備える。生成モデル1144aは、識別部1106による識別結果に基づいて、機械学習される。 The data processing device 100 determines whether or not the three-dimensional data of the tooth of the same type as the arbitrary tooth type generated by the generation unit 1144 is appropriate based on the three-dimensional data of any tooth input as the correct answer data. An identification unit 1106 for identifying is provided. The generative model 1144a is machine-learned based on the identification result by the identification unit 1106.

これにより、データ処理装置100は、生成した三次元データ(補綴物データ)が適切か否かを識別することで、生成モデル1144aを機械学習させることができるため、補綴物データの生成精度を向上させることができる。 As a result, the data processing device 100 can machine-learn the generation model 1144a by identifying whether or not the generated three-dimensional data (prosthesis data) is appropriate, thus improving the accuracy of prosthesis data generation. Can be made to.

データ生成装置(データ処理装置100)は、欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得する取得部1141と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む抽出モデル1142aに基づいて、取得部1141によって取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する抽出部1142と、予め歯牙の特徴に関する複数の潜在変数を蓄積する蓄積部1143と、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む生成モデル1144aに基づいて、抽出部1142によって抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積部1143によって蓄積されている潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成する生成部1144とを備える。 The data generation device (data processing device 100) has an acquisition unit 1141 that acquires at least three-dimensional data including peripheral teeth that are located around the missing tooth, which is a missing tooth, and extracts latent variables from a plurality of data. Based on the extraction model 1142a including the machine learning algorithm, the extraction unit 1142 that extracts the latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth from the three-dimensional data acquired by the acquisition unit 1141 and the tooth characteristics in advance. Peripheral teeth extracted by extraction unit 1142 based on a storage unit 1143 that stores multiple latent variables related to and a generation model 1144a that includes an algorithm that has been machine-learned to generate data based on the plurality of latent variables. It is provided with a generation unit 1144 that generates prosthesis data for producing a prosthesis suitable for a defective part of a defective tooth by using a latent variable related to the characteristics of the above and a latent variable accumulated by the storage unit 1143.

これにより、データ生成装置(データ処理装置100)は、取得した三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出し、抽出した潜在変数と既に蓄積している潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成することができる。したがって、ユーザ1は、補綴物データを自らデジタル設計する必要が無く、より簡単に適切な補綴物を得ることができる。 As a result, the data generation device (data processing device 100) extracts latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth from the acquired three-dimensional data, and uses the extracted latent variables and the already accumulated latent variables to delete the latent variables. Prosthesis data for producing a prosthesis that fits the missing part of the tooth can be generated. Therefore, the user 1 does not need to digitally design the prosthesis data by himself / herself, and can more easily obtain an appropriate prosthesis.

スキャナシステム10は、三次元カメラを用いて欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得する三次元スキャナ200と、三次元スキャナ200によって取得された三次元データに基づき、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成するデータ生成装置(データ処理装置100)とを備える。データ生成装置(データ処理装置100)は、周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得する取得部1141と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む抽出モデル1142aに基づいて、取得部1141によって取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する抽出部1142と、予め歯牙の特徴に関する複数の潜在変数を蓄積する蓄積部1143と、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む生成モデル1144aに基づいて、抽出部1142によって抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積部1143によって蓄積されている潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成する生成部1144とを含む。 The scanner system 10 is acquired by a three-dimensional scanner 200 and a three-dimensional scanner 200 that acquire three-dimensional data including at least peripheral teeth that are teeth located around the missing tooth, which is a missing tooth, using a three-dimensional camera. It is provided with a data generation device (data processing device 100) that generates prosthesis data for producing a prosthesis that matches the defective portion of the defective tooth based on the three-dimensional data. The data generation device (data processing device 100) includes an extraction model 1142a including an acquisition unit 1141 that acquires three-dimensional data including at least peripheral teeth, and an algorithm that has been machine-learned to extract latent variables from a plurality of data. Extraction unit 1142 that extracts latent variables related to peripheral tooth characteristics from the three-dimensional data acquired by acquisition unit 1141 based on the above, and storage unit 1143 that stores a plurality of latent variables related to tooth characteristics in advance. Based on the generation model 1144a, which includes an algorithm that has been machine-learned to generate data based on the latent variables, the latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth extracted by the extraction unit 1142 and the accumulation unit 1143 are accumulated. It includes a generator 1144 that generates prosthesis data for producing a prosthesis that fits the missing part of the missing tooth using a latent variable.

これにより、スキャナシステム10のデータ生成装置(データ処理装置100)は、取得した三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出し、抽出した潜在変数と既に蓄積している潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成することができる。したがって、ユーザ1は、データ生成装置(データ処理装置100)を利用することによって、補綴物データを自らデジタル設計する必要が無く、より簡単に適切な補綴物を得ることができる。 As a result, the data generation device (data processing device 100) of the scanner system 10 extracts latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth from the acquired three-dimensional data, and extracts the extracted latent variables and the already accumulated latent variables. It can be used to generate prosthesis data for making a prosthesis that fits the missing part of the missing tooth. Therefore, by using the data generation device (data processing device 100), the user 1 does not need to digitally design the prosthesis data by himself / herself, and can more easily obtain an appropriate prosthesis.

データ処理方法は、任意の歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップ(S2)と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む抽出モデル1142aに基づいて、取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップ(S3)と、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む生成モデル1144aに基づいて、抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、任意の歯牙の三次元データを生成するステップ(S4)と、正解データとして入力された任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データに基づいて、生成された任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データが適切か否かを識別するステップ(S5)とを含む。生成モデル1144aは、識別するステップによる識別結果に基づいて、機械学習される。 The data processing method was a step (S2) of acquiring at least three-dimensional data including peripheral teeth that are teeth located around an arbitrary tooth, and machine learning was performed to extract latent variables from a plurality of data. A step (S3) of extracting latent variables related to peripheral tooth characteristics from the acquired three-dimensional data based on the extraction model 1142a including an algorithm, and machine learning to generate data based on a plurality of latent variables. A step to generate three-dimensional data of an arbitrary tooth by using the latent variable related to the extracted peripheral tooth characteristics and the latent variable related to the accumulated tooth characteristics based on the generation model 1144a including the obtained algorithm. Based on (S4) and the three-dimensional data of the tooth of the same type as the arbitrary tooth type input as the correct answer data, whether or not the three-dimensional data of the tooth of the same type as the generated arbitrary tooth type is appropriate. The step (S5) for identifying the data is included. The generative model 1144a is machine-learned based on the identification result of the identification step.

これにより、取得した三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出し、抽出した潜在変数と既に蓄積している潜在変数とを用いて、任意の歯牙に適合する補綴物データを生成することができる。したがって、ユーザ1は、補綴物データを自らデジタル設計する必要が無く、より簡単に適切な補綴物を得ることができる。さらに、取得した三次元データに基づき生成した補綴物データが適切か否かの識別結果を利用して生成モデル1144aを機械学習させることによって、より適切な補綴物データを生成することができるようになる。 As a result, latent variables related to the characteristics of peripheral teeth are extracted from the acquired three-dimensional data, and prosthesis data suitable for any tooth is generated using the extracted latent variables and the latent variables that have already been accumulated. be able to. Therefore, the user 1 does not need to digitally design the prosthesis data by himself / herself, and can more easily obtain an appropriate prosthesis. Furthermore, more appropriate prosthesis data can be generated by machine learning the generative model 1144a using the identification result of whether or not the prosthesis data generated based on the acquired three-dimensional data is appropriate. Become.

データ処理用プログラムは、コンピュータ(演算装置130)に、任意の歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップ(S2)と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む抽出モデル1142aに基づいて、取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップ(S3)と、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む生成モデル1144aに基づいて、抽出された周辺歯牙の特徴に関する前記潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データを生成するステップ(S4)と、正解データとして入力された任意の歯牙の三次元データに基づいて、生成された任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データが適切か否かを識別するステップ(S5)とを実行させる。生成モデル1144aは、識別するステップによる識別結果に基づいて、機械学習される。 The data processing program has a step (S2) of acquiring at least three-dimensional data including peripheral teeth, which are teeth located around arbitrary teeth, on a computer (computing device 130), and extracting latent variables from a plurality of data. A step (S3) of extracting latent variables related to peripheral tooth characteristics from the acquired three-dimensional data based on an extraction model 1142a including an algorithm that has been machine-learned to perform the data, and data based on a plurality of latent variables. Based on the generation model 1144a, which includes an algorithm that was machine-learned to generate, using the latent variables for the extracted peripheral tooth features and the latent variables for the accumulated tooth features. Based on the step (S4) of generating three-dimensional data of teeth of the same type as the tooth type of, and the three-dimensional data of any tooth input as correct answer data, the same type of any tooth generated. The step (S5) of identifying whether or not the three-dimensional data of the tooth is appropriate is executed. The generative model 1144a is machine-learned based on the identification result of the identification step.

これにより、取得した三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出し、抽出した潜在変数と既に蓄積している潜在変数とを用いて、任意の歯牙に適合する補綴物データを生成することができる。したがって、ユーザ1は、補綴物データを自らデジタル設計する必要が無く、より簡単に適切な補綴物を得ることができる。さらに、取得した三次元データに基づき生成した補綴物データが適切か否かの識別結果を利用して生成モデル1144aを機械学習させることによって、より適切な補綴物データを生成することができるようになる。 As a result, latent variables related to the characteristics of peripheral teeth are extracted from the acquired three-dimensional data, and prosthesis data suitable for any tooth is generated using the extracted latent variables and the latent variables that have already been accumulated. be able to. Therefore, the user 1 does not need to digitally design the prosthesis data by himself / herself, and can more easily obtain an appropriate prosthesis. Furthermore, more appropriate prosthesis data can be generated by machine learning the generative model 1144a using the identification result of whether or not the prosthesis data generated based on the acquired three-dimensional data is appropriate. Become.

データ生成方法は、欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップ(S12)と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む抽出モデル1142aに基づいて、取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップ(S13)と、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む生成モデル1144aに基づいて、抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成するステップ(S14)とを含む。 The data generation method includes a step (S12) of acquiring at least three-dimensional data including at least peripheral teeth of teeth located around the missing teeth, which is a missing tooth, and machine learning to extract latent variables from a plurality of data. Step (S13) to extract latent variables related to the characteristics of peripheral teeth from the acquired three-dimensional data based on the extraction model 1142a including the algorithm in which the above was performed, and to generate data based on a plurality of latent variables. Based on the generation model 1144a including the machine-learned algorithm, the latent variables related to the extracted peripheral tooth characteristics and the latent variables related to the accumulated tooth characteristics are used to fit the defective part of the defective tooth. This includes a step (S14) of generating prosthesis data for producing the prosthesis to be produced.

これにより、取得した三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出し、抽出した潜在変数と既に蓄積している潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物データを生成することができる。したがって、ユーザ1は、補綴物データを自らデジタル設計する必要が無く、より簡単に適切な補綴物を得ることができる。 As a result, latent variables related to the characteristics of peripheral teeth are extracted from the acquired three-dimensional data, and the extracted latent variables and the latent variables that have already been accumulated are used to obtain prosthesis data that matches the defective part of the defective tooth. Can be generated. Therefore, the user 1 does not need to digitally design the prosthesis data by himself / herself, and can more easily obtain an appropriate prosthesis.

データ生成用プログラムは、コンピュータ(演算装置130)に、欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップ(S12)と、複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む抽出モデル1142aに基づいて、取得された三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップ(S13)と、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われたアルゴリズムを含む生成モデル1144aに基づいて、抽出された周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成するステップ(S14)とを実行させる。 The data generation program includes a step (S12) of acquiring at least three-dimensional data including at least peripheral teeth, which are teeth located around the defective teeth, which are the missing teeth, on a computer (computing device 130), and from a plurality of data. A step (S13) of extracting latent variables related to peripheral tooth characteristics from the acquired three-dimensional data based on an extraction model 1142a including an algorithm in which machine learning was performed to extract latent variables, and a plurality of latent variables. Based on the generation model 1144a, which includes an algorithm that was machine-learned to generate data based on the variables, we used the extracted latent variables for peripheral tooth characteristics and the accumulated latent variables for tooth characteristics. Then, the step (S14) of generating the prosthesis data for producing the prosthesis suitable for the defective portion of the defective tooth is executed.

これにより、取得した三次元データから、周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出し、抽出した潜在変数と既に蓄積している潜在変数とを用いて、欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物データを生成することができる。したがって、ユーザ1は、補綴物データを自らデジタル設計する必要が無く、より簡単に適切な補綴物を得ることができる。 As a result, latent variables related to the characteristics of peripheral teeth are extracted from the acquired three-dimensional data, and the extracted latent variables and the latent variables that have already been accumulated are used to obtain prosthesis data that matches the defective part of the defective tooth. Can be generated. Therefore, the user 1 does not need to digitally design the prosthesis data by himself / herself, and can more easily obtain an appropriate prosthesis.

[変形例]
本発明は、上記の実施例に限られず、さらに種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な変形例について説明する。
[Modification example]
The present invention is not limited to the above examples, and various modifications and applications are possible. Hereinafter, modifications applicable to the present invention will be described.

データ処理装置100(データ生成装置)において、歯列の三次元データとともに、当該歯列の所有者である対象者2の属性データが入力されるものであってもよい。属性データには、年齢、性別、人種、身長、体重、および居住地など、対象者2に関する属性情報(プロファイル)が含まれる。さらに、データ処理装置100は、対象者2に関する属性情報(プロファイル)を考慮して、補綴物データを生成してもよい。 In the data processing device 100 (data generation device), the attribute data of the target person 2 who is the owner of the dentition may be input together with the three-dimensional data of the dentition. The attribute data includes attribute information (profile) regarding the subject 2 such as age, gender, race, height, weight, and place of residence. Further, the data processing device 100 may generate prosthesis data in consideration of the attribute information (profile) regarding the subject 2.

一般的に歯牙の形状は、年齢、性別、人種、身長、体重、および居住地など、遺伝または生活環境などに依存してその特徴が異なる。たとえば、一般的に、大人の永久歯は、子供の乳歯よりも大きく、両者でその形状が異なる。また、一般的に、男性の歯牙は、女性の歯牙よりも大きく、両者でその形状が異なる。また、一般的に、欧米人の歯牙は、硬い肉やパンを噛み切り易いように先端が尖る傾向があるのに対して、日本人の歯牙は、柔らかい米や野菜をすり潰し易いように先端が滑らかになる傾向がある。このため、属性情報(プロファイル)に基づき生成モデル1144aを機械学習させれば、遺伝または生活環境などを考慮して対象者2に関する属性情報(プロファイル)に適合した補綴物を作製するための補綴物データを生成することができる。 In general, the shape of a tooth differs in its characteristics depending on heredity or living environment such as age, gender, race, height, weight, and place of residence. For example, in general, adult permanent teeth are larger than children's deciduous teeth, and both differ in shape. Also, in general, male teeth are larger than female teeth, and their shapes are different. Also, in general, Westerners' teeth tend to have a sharp tip so that they can easily bite through hard meat and bread, while Japanese teeth have a tip that makes it easy to grind soft rice and vegetables. Tends to be smooth. Therefore, if the generative model 1144a is machine-learned based on the attribute information (profile), a prosthesis for producing a prosthesis suitable for the attribute information (profile) related to the subject 2 in consideration of heredity or living environment. Data can be generated.

また、データ処理装置100(データ生成装置)において、歯列の三次元データとともに、隣接歯牙および対向歯牙の少なくともいずれか一方における咬合運動に関する運動データが入力されるものであってもよい。咬合運動には、たとえば、食べ物を潰すための下顎の上下運動、食べ物をすり潰すための下顎の前後運動などが含まれる。さらに、データ処理装置100は、隣接歯牙および対向歯牙の少なくともいずれか一方における咬合運動を考慮して、各歯牙について潜在変数を抽出してもよく、抽出された潜在変数を利用して補綴物データを生成してもよい。 Further, in the data processing device 100 (data generation device), motion data related to the occlusal motion in at least one of the adjacent tooth and the opposing tooth may be input together with the three-dimensional data of the dentition. Occlusal movements include, for example, up and down movements of the lower jaw to grind food, back and forth movements of the lower jaw to grind food, and the like. Further, the data processing device 100 may extract a latent variable for each tooth in consideration of the occlusal motion in at least one of the adjacent tooth and the opposing tooth, and the prosthesis data may be extracted by using the extracted latent variable. May be generated.

このように、入力部1102には、顎が運動した場合における当該顎の運動データが入力されてもよい。このようにすれば、学習段階において、顎の運動データを考慮した潜在変数が蓄積される。さらに、実用段階において、欠損歯牙の周辺に位置する周辺歯牙の三次元データに加えて顎の運動データが入力されてもよく。このようにすれば、顎の運動データを考慮して、補綴物の形状を決めることができるため、ユーザ1は、より適切な補綴物を得ることができる。 In this way, the movement data of the jaw when the jaw moves may be input to the input unit 1102. In this way, latent variables that take into account jaw movement data are accumulated in the learning stage. Further, in the practical stage, jaw motion data may be input in addition to the three-dimensional data of the peripheral teeth located around the defective tooth. In this way, the shape of the prosthesis can be determined in consideration of the jaw movement data, so that the user 1 can obtain a more appropriate prosthesis.

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。なお、本実施の形態で例示された構成および変形例で例示された構成は、適宜組み合わせることができる。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. In addition, the configuration exemplified in this embodiment and the configuration exemplified in the modified example can be appropriately combined.

1 ユーザ、2 対象者、5 ネットワーク、10 スキャナシステム、100 データ処理装置、102 スキャナインターフェース、103 ディスプレイインターフェース、105 周辺機器インターフェース、106 ネットワークコントローラ、107 メディア読取装置、108,300 ディスプレイ、109 メモリ、110 ストレージ、112 スキャン情報、120 識別用プログラム、121 学習用プログラム、122 三次元データ、123 補綴物データ、124 識別結果、125 データ処理用プログラム、130 演算装置、200 三次元スキャナ、500 サーバ装置、550 リムーバブルディスク、600 自動製造装置、601 キーボード、602 マウス、1102 入力部、1104 データ生成部、1106 識別部、1141 取得部、1142 抽出部、1142a 抽出モデル、1143 蓄積部、1143a 潜在変数データ、1144 生成部、1144a 生成モデル。 1 user, 2 subjects, 5 networks, 10 scanner systems, 100 data processors, 102 scanner interfaces, 103 display interfaces, 105 peripherals interfaces, 106 network controllers, 107 media readers, 108,300 displays, 109 memories, 110 Storage, 112 scan information, 120 identification program, 121 learning program, 122 three-dimensional data, 123 prosthesis data, 124 identification result, 125 data processing program, 130 arithmetic unit, 200 three-dimensional scanner, 500 server equipment, 550 Removable disk, 600 automatic manufacturing device, 601 keyboard, 602 mouse, 1102 input unit, 1104 data generation unit, 1106 identification unit, 1141 acquisition unit, 1142 extraction unit, 1142a extraction model, 1143 storage unit, 1143a latent variable data, 1144 generation Part, 1144a generation model.

Claims (10)

歯牙の三次元データを生成するデータ処理装置であって、
歯牙の三次元データを取得する取得部と、
複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、前記取得部によって取得された三次元データから、歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された潜在変数を蓄積する蓄積部とを備える、データ処理装置。
It is a data processing device that generates three-dimensional data of teeth.
An acquisition unit that acquires 3D data of teeth,
Extraction to extract latent variables related to tooth features from the three-dimensional data acquired by the acquisition unit based on an extraction model including a first algorithm in which machine learning was performed to extract latent variables from a plurality of data. Department and
A data processing device including a storage unit that stores latent variables extracted by the extraction unit.
前記取得部は、任意の歯牙、当該任意の歯牙と隣合う歯牙、当該任意の歯牙と対向する歯牙、当該対向する歯牙と隣合う歯牙、および当該任意の歯牙の反対側の歯牙の少なくともいずれか1つの三次元データ、または顎の運動データを取得する、請求項1に記載のデータ処理装置。 The acquisition portion is at least one of an arbitrary tooth, a tooth adjacent to the arbitrary tooth, a tooth facing the arbitrary tooth, a tooth adjacent to the opposing tooth, and a tooth opposite to the arbitrary tooth. The data processing apparatus according to claim 1, which acquires one three-dimensional data or jaw movement data. 任意の歯牙の三次元データを生成する生成部を備え、
前記抽出部は、任意の歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データから、当該周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出し、
前記生成部は、複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、前記抽出部によって抽出された前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、前記蓄積部によって蓄積されている潜在変数とを用いて、前記任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データを生成する、請求項1または請求項2に記載のデータ処理装置。
It has a generator that generates 3D data of any tooth.
The extraction unit extracts latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth from the three-dimensional data including at least the peripheral teeth that are the teeth located around the arbitrary teeth.
The generator includes latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth extracted by the extractor based on a generative model including a second algorithm that has been machine-learned to generate data based on a plurality of latent variables. The data processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the latent variable accumulated by the storage unit is used to generate three-dimensional data of a tooth of the same type as the arbitrary tooth type.
正解データとして入力された前記任意の歯牙の三次元データに基づいて、前記生成部によって生成された前記任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データが適切か否かを識別する識別部を備え、
前記生成モデルは、前記識別部による識別結果に基づいて、機械学習される、請求項3に記載のデータ処理装置。
An identification unit that identifies whether or not the three-dimensional data of a tooth of the same type as the arbitrary tooth type generated by the generation unit is appropriate based on the three-dimensional data of the arbitrary tooth input as correct answer data. With
The data processing device according to claim 3, wherein the generative model is machine-learned based on the identification result by the identification unit.
歯牙の補綴物を作製するための補綴物データを生成するデータ生成装置であって、
欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得する取得部と、
複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、前記取得部によって取得された三次元データから、前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する抽出部と、
予め歯牙の特徴に関する複数の潜在変数を蓄積する蓄積部と、
複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、前記抽出部によって抽出された前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、前記蓄積部によって蓄積されている潜在変数とを用いて、前記欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成する生成部とを備える、データ生成装置。
A data generator that generates prosthesis data for producing a tooth prosthesis.
An acquisition unit that acquires three-dimensional data including at least peripheral teeth that are teeth located around the defective teeth that are missing teeth,
Based on an extraction model including a first algorithm that has been machine-learned to extract latent variables from a plurality of data, latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth are extracted from the three-dimensional data acquired by the acquisition unit. Extraction section and
A storage unit that stores multiple latent variables related to tooth characteristics in advance,
Based on a generative model that includes a second algorithm that has been machine-learned to generate data based on a plurality of latent variables, the latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth extracted by the extraction unit and the storage unit A data generation device including a generation unit that generates prosthesis data for producing a prosthesis that matches the defective portion of the defective tooth by using the accumulated latent variables.
歯牙の形状情報を取得するスキャナシステムであって、
三次元カメラを用いて欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得する三次元スキャナと、
前記三次元スキャナによって取得された前記三次元データに基づき、前記欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成するデータ生成装置とを備え、
前記データ生成装置は、
前記周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得する取得部と、
複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、前記取得部によって取得された三次元データから、前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出する抽出部と、
予め歯牙の特徴に関する複数の潜在変数を蓄積する蓄積部と、
複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、前記抽出部によって抽出された前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、前記蓄積部によって蓄積されている潜在変数とを用いて、前記欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成する生成部とを含む、スキャナシステム。
A scanner system that acquires tooth shape information.
A 3D scanner that uses a 3D camera to acquire 3D data that includes at least peripheral teeth that are located around the missing tooth, which is a missing tooth.
A data generating device for generating prosthesis data for producing a prosthesis suitable for a defective portion of the defective tooth based on the three-dimensional data acquired by the three-dimensional scanner is provided.
The data generator is
An acquisition unit that acquires three-dimensional data including at least the peripheral teeth, and
Based on an extraction model including a first algorithm that has been machine-learned to extract latent variables from a plurality of data, latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth are extracted from the three-dimensional data acquired by the acquisition unit. Extraction section and
A storage unit that stores multiple latent variables related to tooth characteristics in advance,
Based on a generative model that includes a second algorithm that has been machine-learned to generate data based on a plurality of latent variables, the latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth extracted by the extraction unit and the storage unit A scanner system including a generator that uses the accumulated latent variables to generate prosthesis data for producing a prosthesis that fits the defective portion of the defective tooth.
歯牙の三次元データを生成するデータ処理方法であって、
任意の歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップと、
複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得された三次元データから、前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップと、
複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出された前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、前記任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データを生成するステップと、
正解データとして入力された前記任意の歯牙の三次元データに基づいて、生成された前記任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データが適切か否かを識別するステップとを含み、
前記生成モデルは、前記識別するステップによる識別結果に基づいて、機械学習される、データ処理方法。
It is a data processing method that generates three-dimensional data of teeth.
A step to acquire 3D data including at least peripheral teeth that are teeth located around any tooth, and
A step of extracting latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth from the acquired three-dimensional data based on an extraction model including a first algorithm in which machine learning was performed to extract latent variables from a plurality of data.
Based on a generative model including a second algorithm that was machine-learned to generate data based on multiple latent variables, the extracted latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth and the accumulated characteristics of the teeth. A step of generating three-dimensional data of a tooth of the same type as the above-mentioned arbitrary tooth type using a latent variable, and
Including a step of identifying whether or not the three-dimensional data of the same type of tooth as the generated arbitrary tooth type is appropriate based on the three-dimensional data of the arbitrary tooth input as the correct answer data.
The generative model is a data processing method that is machine-learned based on the identification result of the identification step.
歯牙の三次元データを生成するデータ処理用プログラムであって、
前記データ処理用プログラムは、コンピュータに、
任意の歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップと、
複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得された三次元データから、前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップと、
複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出された前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、前記任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データを生成するステップと、
正解データとして入力された前記任意の歯牙の三次元データに基づいて、生成された前記任意の歯牙の種類と同じ種類の歯牙の三次元データが適切か否かを識別するステップとを実行させ、
前記生成モデルは、前記識別するステップによる識別結果に基づいて、機械学習される、データ処理用プログラム。
A data processing program that generates three-dimensional data for teeth.
The data processing program is installed in a computer.
A step to acquire 3D data including at least peripheral teeth that are teeth located around any tooth, and
A step of extracting latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth from the acquired three-dimensional data based on an extraction model including a first algorithm in which machine learning was performed to extract latent variables from a plurality of data.
Based on a generative model including a second algorithm that was machine-learned to generate data based on multiple latent variables, the extracted latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth and the accumulated characteristics of the teeth. A step of generating three-dimensional data of a tooth of the same type as the above-mentioned arbitrary tooth type using a latent variable, and
Based on the three-dimensional data of the arbitrary tooth input as the correct answer data, the step of identifying whether or not the three-dimensional data of the same type of tooth as the generated arbitrary tooth type is appropriate is executed.
The generative model is a data processing program that is machine-learned based on the identification result of the identification step.
歯牙の補綴物を作製するための補綴物データを生成するデータ生成方法であって、
欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップと、
複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得された三次元データから、前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップと、
複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出された前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、前記欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成するステップとを含む、データ生成方法。
It is a data generation method for generating prosthesis data for producing a tooth prosthesis.
The step of acquiring three-dimensional data including at least the peripheral teeth that are the teeth located around the defective teeth that are the missing teeth, and
A step of extracting latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth from the acquired three-dimensional data based on an extraction model including a first algorithm in which machine learning was performed to extract latent variables from a plurality of data.
Based on a generative model including a second algorithm that was machine-learned to generate data based on multiple latent variables, the extracted latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth and the accumulated characteristics of the teeth. A data generation method including a step of generating prosthesis data for producing a prosthesis suitable for a defective portion of the defective tooth using a latent variable.
歯牙の補綴物を作製するための補綴物データを生成するデータ生成用プログラムであって、
前記データ生成用プログラムは、コンピュータに、
欠損した歯牙である欠損歯牙の周辺に位置する歯牙である周辺歯牙を少なくとも含む三次元データを取得するステップと、
複数のデータから潜在変数を抽出するために機械学習が行われた第1アルゴリズムを含む抽出モデルに基づいて、取得された三次元データから、前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数を抽出するステップと、
複数の潜在変数に基づきデータを生成するために機械学習が行われた第2アルゴリズムを含む生成モデルに基づいて、抽出された前記周辺歯牙の特徴に関する潜在変数と、蓄積されている歯牙の特徴に関する潜在変数とを用いて、前記欠損歯牙の欠損箇所に適合する補綴物を作製するための補綴物データを生成するステップとを実行させる、データ生成用プログラム。
A data generation program that generates prosthesis data for producing tooth prostheses.
The data generation program is installed in a computer.
The step of acquiring three-dimensional data including at least the peripheral teeth that are the teeth located around the defective teeth that are the missing teeth, and
A step of extracting latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth from the acquired three-dimensional data based on an extraction model including a first algorithm in which machine learning was performed to extract latent variables from a plurality of data.
Based on a generative model including a second algorithm that has been machine-learned to generate data based on multiple latent variables, the extracted latent variables related to the characteristics of the peripheral teeth and the accumulated characteristics of the teeth. A data generation program that executes a step of generating prosthesis data for producing a prosthesis that matches the defective portion of the defective tooth by using a latent variable.
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