JP2022064285A - 歯科補綴物を設計する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自然な外観と高い色彩的および幾何学的精度を有する歯科補綴物を製造する方法、設計するためのコンピュータ装置と、コンピュータプログラムを提供する。【解決手段】自然歯をベースにして自然歯の光学的特性および／または幾何学形状を再現する目標データセットを測定し（Ｓ１０１）、内部アーキテクチャを含んだデジタル歯モデルを作成し（Ｓ１０２）、前記デジタル歯モデルの光学的特性および／または幾何学形状を再現する実データセットを作成するために、前記内部アーキテクチャに基づいてデジタル歯モデルをレンダリングし（Ｓ１０３）、前記目標データセットと実データセットの間の相違を計算し（Ｓ１０４）、前記デジタル歯モデルを反復して変更することによって、測定された目標データセットと再度レンダリングされたデジタル歯モデルの実データセットとの間のより小さな相違を取得する（Ｓ１０５）、各ステップを有してなる。【選択図】図４

Description

この発明は、歯科補綴物を設計する方法と、歯科補綴物を設計するためのコンピュータ装置と、そのコンピュータ装置のためのコンピュータプログラムに関する。

歯科補綴物の製造に際してしばしば色相と半透明性の問題が存在し、その理由はそれらが極めて判定困難で、また補綴物の構造が異なった層および材料によって最終的な外観に影響を与えるためである。また色判定も、現状はしばしば歯科技工士の経験に基づくか、またはカラーキーを使用した客観的な色比較による推定に基づく。今日では、歯科補綴物、特に個別補綴物が歯科医師によって製造されることも増えている。時には患者が歯科診療所で製造を待つ場合もあるため、正確な色選定が製造に際して重要である。

特許文献１により、例えば較正されたスクリーン上で使用者により仮想的な歯の外観が隣接歯の画像と比較され、それによって現実的な印象が得られるようにすることが開示されている。結果が満足できるものでない場合、例えば層厚あるいは半透明性を調整することができる。しかしながら、使用者によるスクリーン上での光学的な比較に際して、常に不正確性が存在する。

欧州特許第２４８６８９２号（Ｂ１）明細書

従って本発明の技術的な課題は、自然な外観と高い色彩的および幾何学的精度を有する歯科補綴物を製造することである。

前記の課題は、独立請求項の対象によって解決される。技術的に好適な実施形態が、従属請求項、明細書、および添付図面によって定義される。

第１の特徴によれば、前記の技術的課題は、自然歯をベースにして自然歯の光学的特性および／または幾何学形状を再現する目標データセットを測定し；内部アーキテクチャを含んだデジタル歯モデルを作成し；前記デジタル歯モデルの光学的特性および／または幾何学形状を再現する実データセットを作成するために、前記内部アーキテクチャに基づいてデジタル歯モデルをレンダリングし；前記目標データセットと実データセットの間の相違を計算し；前記デジタル歯モデルを反復して変更することによって、測定された目標データセットと再度レンダリングされたデジタル歯モデルの実データセットとの間のより小さな相違を取得する、ステップを有する歯科補綴物の設計方法によって解決される。

内部アーキテクチャは、空間的な構成とその構成のために使用される材料を含む。使用される材料の光学的な特性と空間的な構成が既知であるため、デジタル歯モデルからそのデジタル歯モデルの光学的外観を再現する光学的実データセットをレンダリングすることができる。目標データセットと実データセットの間の相違の自動的な計算とそこから導出される内部アーキテクチャおよび使用される材料の調整によって、測定された自然歯の外観に相当する外観を有する歯科補綴物を製造することができる。歯科補綴物を装着した後、人工歯が多様な照明状態において周囲の自然歯から見分けられない程に協調的に統合される。歯科補綴物の階層化は、使用される材料に応じて製造前に写実的に模擬することができ、それによって使用者が期待通り正確な結果を獲得する。

その際、スクリーン上に表示された画像上では再生不可能および認識不可能な使用される材料の光学的パラメータがレンダリングのために考慮される。特定の材料特性や、隣接歯、歯肉および／または多様な照明状況による影響も考慮することができる。従って、この方法は人間の感覚に依存しない。デジタル歯モデルの変更は、例えば異なった光学的特性を有する材料への交換によって、または内部アーキテクチャ中の材料の配置あるいは層厚の変更によって実行することができる。

この方法の技術的に好適な実施形態によれば、目標データセットと実データセットの間のユークリッド距離に基づいて前記相違が計算される。それによって、例えば小さな労力で正確な相違度合が判定されるという技術的な利点が得られる。目標データセットの数値が例えば臨床検査値等の特殊な色値であって歯のカラーキーの歯色として存在していない場合、臨床実際値と臨床目標値の比較に基づいて高い精度で比較を行うことができる。

この方法のさらに別の技術的に好適な実施形態によれば、目標データセットと実データセットの間のスペクトル距離に基づいて前記相違が計算される。それによって、例えば目標データセットと実データセットの間で正確な色比較が実施されるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、目標データセットが自然歯の２次元あるいは３次元画像に関するデータ、歯に対する撮影角度に関するデータ、歯の色情報に関するデータ、歯の色スペクトルに関するデータ、および／または歯の幾何情報に関するデータを含む。それによって、例えば極めて適したデータを再構築と相違の計算のために使用できるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、デジタルカメラ、３Ｄスキャナ、３Ｄカメラシステム、分光計、あるいはデジタル化されたカラーキーによって目標データセットが測定される。それによって例えば、環境要件が後にコンピュータプログラムによって算出可能であるため、環境要件に配慮する必要なく簡便かつ迅速な方式で目標データセットを取得することができるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、目標データセットが残存歯の光学的特性を含む。その場合残存歯のデータも同様に測定することができる。そのデータは、同様に残存歯の光学的特性および／または幾何学形状を含む。それによって例えば、残存歯質に基づいて歯科補綴物の適正かつ精密な調整が実施されるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、残存歯の光学的特性、残存歯の幾何学形状、周囲の隣接歯、口腔状況、歯肉あるいは歯肉色の考慮、および／または残存歯に歯科補綴物を固定するために使用される接着剤に基づいて、デジタル歯モデルがレンダリングされる。レンダリングは、歯科補綴物の光学的特性に相関して実行される。それによっても、例えば残存歯質に基づいて歯科補綴物の適正かつ精密な調整が実施されるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、デジタル歯モデルを作成するステップが、所与の内部アーキテクチャを有する歯モデルを取り込み、計算し、および／または決定するステップを含む。取り込みのステップは、作成のステップに対して前置することができる。それによって例えば、この方法を高速化し、複数の既存のデジタル歯モデルから選択出来るようになるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、歯の測定に際しての撮影角度および／または所与の照明要件に相当する角度でデジタル歯モデルがレンダリングされる。それによって例えば、目標データセットと実データセットの間でより良好な比較を実施することができ、残存歯あるいはプレパラート上の歯科補綴物の適宜な投象へのレンダリングのための計算作業が削減、すなわち高速化されるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、サブボリュームへの材料割り当ての変更によってデジタル歯モデルが変更される。それによって例えば、より大きな偏差を補償することができ、その結果歯科補綴物の自然的な構成および自然的な外観を実現できるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、外側幾何形状を維持しながらサブボリュームを変更することによってデジタル歯モデルが変更される。それによっても例えば、材料を交換することなくより小さな偏差を補償することができ、その結果歯科補綴物の自然的な構成および自然的な外観を実現できるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、例えば所与の最小壁厚等の機能要求と美容要求の間の比較が判断され、評価のために使用者に対して随意に提示される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、実データセットに基づいて歯科補綴物が製造される。それによっても例えば、歯科補綴物を自動的に製造できるようになり、予めのシミュレーションによって目標データセットに相当する適正な色再現が実行されるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、歯科補綴物の製造が多材三次元プリンタあるいはフライス盤を使用して実行される。歯科補綴物の製造は、光造形方法における歯科補綴物の印刷のステップと、後続する焼結を含むこともできる。色階調を有するブランクを使用したプレス技術を使用する際に、ブランク中における補綴物の方向性および位置を個別かつ特異的に決定することができる。上述した両方の製造方法によって例えば、自然な外観を有する歯科補綴物を高速に製造することができるという技術的な利点が達成される。

この方法の別の技術的に好適な実施形態によれば、歯科補綴物の製造が複数あるいは選択的に着色された材料から付加製造方法を使用して実行される。歯科補綴物の製造は、複数の材料が所与の歯科補綴物のサブボリュームに割り当てられて空間内で選択的に塗付されるか、あるいは単色の材料が層状に塗付されてその際に個々の層が選択的に着色あるいは変色される、付加製造のステップによって実行することができる。この付加製造方法によって例えば、デジタル目標データセットの設定に従って自然な外観を有する歯科補綴物を高速に製造することができるという技術的な利点が達成される。

第２の態様によれば、歯科補綴物を設計するコンピュータ装置によって、上述した第１の態様に係る方法を実施するために適した自然歯に基づいて目標データセットを測定するためのセンサを使用して、前述した技術的な課題が解決される。それによって、前述した第１の態様と同様な技術的な利点が達成される。

第３の態様によれば、前記第１の態様に係る方法ステップを実行するように前記第２の態様に係るコンピュータ装置を動作させる命令を含んだコンピュータプログラムによって、前述した技術的な課題が解決される。

本発明の種々の実施例が添付図面に示さており、後述する説明中においてより詳細に記述される。

歯科補綴物を設計するためのコンピュータ装置を示した概略説明図である。 目標データセットと実データセットの間の相違を示した概略説明図である。 目標データセットと実データセットの間の相違の計算を示した概略説明図である。 歯科補綴物の設計方法を示したブロック線図である。

図１には、歯科補綴物２０７を設計するためのコンピュータ装置２００が概略的に示されている。コンピュータ装置２００は、自然歯２０５に基づいて目標データセットを測定するためのセンサ２０３を備える。センサ２０３は、歯２０５の撮影角度に関するデータ、歯２０５の色情報に関するデータ、歯２０５の色スペクトルに関するデータ、歯２０５の半透明性に関するデータ、および／または歯２０５の幾何情報に関するデータを測定することができる。その際センサ２０３は、後の計算のために目標データセット内に埋め込まれたデータを提供する。

センサ２０３は、例えば電子デジタルカメラ、色検出を有する３Ｄスキャナ、飛行距離（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方法を使用するＴＯＦカメラ、線状光および三角法を使用して距離を計測することができるカメラとされる。センサ２０３によって歯２０５の色および幾何情報、例えば歯２０５の色分布、半透明性、および／または形状が測定される。色検出用のセンサ２０３は、幾何形状検出用のものと異なるようにすることが可能である。例えば、色検出をカメラによって実行し、幾何形状は独立したスキャナによって検出することができる。しかしながら、例えばアナログ印象を形成することもでき、それをその後Ｌａｂスキャナによってデジタル化する。

一般的にセンサ２０３としては、後に目標データセットの基礎として機能する、歯２０５の色、半透明性、および／または幾何情報を検出するために適した全てのデバイスを使用することができる。

センサ２０３によって、例えば隣接歯２０５に基づいた幾何情報および色情報を測定することができ、その後それが隣接する歯科補綴物２０７の製造のためのテンプレートとして機能する。加えてセンサ２０３は、歯２０５に関する投象の撮影角度を判定するように構成することができる。センサ２０３は、例えばスマートフォンあるいはタブレット等のモバイル装置の一部とすることができる。センサ２０３によって、隣接歯２０５の色測定あるいは半透明性測定を、例えば自然歯の色空間に基づいて実行することができる。加えてセンサ２０３によって、上に歯科補綴物２０７を装着する残存歯２０９、例えば残根の光学的特性および幾何形状を測定することができる。

コンピュータ装置２００は、内部アーキテクチャを有するデジタル歯モデルを生成する生成ユニット２１１をさらに備える。内部アーキテクチャは、デジタル歯モデルの内部構造を再現する。内部アーキテクチャは、異なった光学的および／または物理的特性を有する少なくとも２つの歯科補綴物材料からなる組み合わせを含むことができる。

それらの異なった歯科補綴物材料は、付加製造方法の場合ボクセル配列し、階層状原材料の場合は層状に配置することができる。単色材料の場合、各層を選択的に着色することができる。歯モデルの内部アーキテクチャは、三次元情報のみを含むのではなく、例えば使用される材料の吸着係数あるいは分散係数等の補綴物の物理的－光学的特定に関する情報も含む。

デジタル歯モデルは、異なったサブボリューム（シェル）からなるアーキテクチャから形成することができ、各サブボリュームに対応する光学的および／または物理的材料パラメータを割り当てることができる。そのため、使用される材料および半完成品が予め光学的に特徴付けおよびパラメータ化される。

生成ユニット２１１によって、例えばデジタル歯モデルの外形ならびに内部アーキテクチャの両方をＣＡＤプロセスでモデリングすることができる。そのため、補綴すべき歯のデジタル歯モデルを最初に所与の内部アーキテクチャを有する三次元歯モデルとしてデジタル歯ライブラリから読み込むことができ、その後所与の患者状況に適合させる。三次元歯モデルとして、外観が既知である、すなわち予め計算されている、理想化された三次元構造を基本とする。定義された色空間への目標データセットの自動的な割り当てによって、システムが補綴物の実データセットに対する材料組み合わせの予選択を前もって実行し、使用者に提示する。

コンピュータ装置２００はさらにレンダリングユニット２１３を備え、それが生体模倣型の歯科補綴物の光学的外観、すなわち実状況を生成されたデジタル歯モデルに基づいて光学的にシミュレートする。シミュレーションに際して歯の内部アーキテクチャのみでなく、使用される材料の光学的特性および必要に応じて機械的特性が考慮される。

この目的のため、三次元の幾何情報に加えて、デジタル歯モデルの異なった材料の全ての層あるいはサブボリュームに対して光学的パラメータおよび／または物理的特性がレンダリングユニット２１３のシミュレーションソフトウェア内に取り込まれる。デジタル歯モデルのレンダリングは、残存歯２０５および使用される歯科補綴物２０７固定用の接着剤の光学的特性、隣接歯、歯肉色、および／または口腔状況を考慮しながら実行することもできる。

目標データセットの撮影角度が既知である場合、デジタル歯モデルのレンダリングは検出された撮影に相当する投象から実行することができる。それによって、レンダリングされたデジタル歯モデルの二次元の画像を、目標データセットの測定の際の投象に相当する投象から実データセットとして生成することができる。同じ投象の目標データセットと実データセットの二次元画像を重ね合わせることによって、目標データセットと実データセットの相違を計算することができる。

レンダリングによって歯科補綴物２０７の光学的外観を、必要に応じて残存歯と接着剤を考慮しながらシミュレートして目標データセットと同じパラメータを含んだ実データセットを作成し、それによって相違を計算できるようにする。コンピュータ装置２００は、目標データセットと実データセットの間の数値相違ΔＥ_Ｓ，Ｉを計算する計算ユニット２１５を追加的に備える。前記相違ΔＥ_Ｓ，Ｉは、目標データセットと実データセットの間の相違を定量化する数値を定義する。その際例えば、目標データセットの色および半透明性スキームを使用して実データセットのマップマッチングを実行することができ、それによって差分画像から相違ΔＥ_Ｓ，Ｉを獲得することができる。

相違ΔＥ_Ｓ，Ｉは、目標データセットと実データセットの間のユークリッド距離あるいはスペクトル距離に基づいて計算することができる。

測定された目標データセットと再度レンダリングされたデジタル歯モデルの実データセットの間のより小さな相違ΔＥ_Ｓ，Ｉを取得するために、コンピュータ装置２００がデジタル歯モデルを自動的かつ反復的に変更する変更ユニット２１７を追加的に備える。そのため、変更ユニット２１７が例えば歯モデルの層厚あるいは材料割り当てを自動的に変更することができ、従って目標データセットの光学的特性を変更し、それによって現実的な外観が得られる。

例えば、歯の外側幾何形状を維持しながらサブボリューム、例えば切端領域と象牙質領域の間の材料割り当てを変更することによって、デジタル歯モデルの反復的変更を実行することができる。その際に、材料と光学的パラメータが変更された三次元歯モデルにプレパラートとセメント層を含めて割り当てられ、再度レンダリングされ、結果が目標データセットと比較され、実データセットと目標データセットの間の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが計算される。使用可能な歯科材料は、総合的な色パレットと多様な半透明段階をもって存在し得る。

変更された歯モデルから、再度実データセットがレンダリングされ、実データセットと目標データセットの間の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが計算される。

計算された相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが例えば所与の数値を超過すると、外側幾何形状を維持しながら歯科補綴物２０７の材料あるいは材料組み合わせを調整することができる。計算された相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが所与の数値を下回った場合、内部アーキテクチャのサブボリュームの変更によって、あるいは外側幾何形状を維持しながらの切端と象牙質の間の境界面の組織分布的な変更によって微調整が実行され、その際に境界面の組織分布的な変更によって補綴物の特徴付けも実行することができる。

所与の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉの下方値に到達した場合、補綴物２０７の設計ならびにデジタル歯モデルの材料選択が終了し、従って歯科補綴物２０７を製造することができる。従って相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが所与の数値よりも下方にある場合は、デジタル歯モデルが最終的な歯科補綴物２０７を再現する。

閾値で実施する代わりに、材料調節および境界面調節の両方の調整方法を同時に平行して適用することもできる。

複数の材料を有する三次元印刷あるいはブランクからのフライス加工を使用し、自動製造装置２１９によって製造することができる。患者の口内への歯科補綴物２０７の装着後に、生体模倣型の歯科補綴物の光学的な外観が自然な外観に最適に近似化される。

コンピュータ装置２００によって、歯科補綴物２０７を可能な限り自然に忠実（生体模倣型）に製造することができ、視覚的に最適に患者の口内環境に統合することができる。

使用される材料および染料の色的および美観的評価および選択は、使用者によって主観的にではなく、校正された自動プロセスによって客観的かつ再現可能に実行され、それが常に規則に従って実行される。使用される材料の光学的パラメータが明確に定義されるため、使用される材料、プレパラート、セメント層、象牙質および切端領域、ならびに口腔状況（紅白美観）の光学的な相互作用を現実に忠実にシミュレートおよびレンダリングすることができる。

それによって、歯科補綴物２０７の内部構造あるいは内部アーキテクチャを反復的に調整できるようにする目標／実際比較が可能になる。美容的に最適な生体模倣型の歯科補綴物２０７の品質を達成するための適宜な色、材料、半完成品、および／または製造方法を、レンダリングによって使用者に対して提示することができる。その方式によって、既存の患者の口内状況に理想的に適合する歯科補綴物２０７が提供される。材料あるいは半完成品をカラーキーに従って選択する使用者の主観的な経験には基づかずに、完成し適用される歯科補綴物２０７が美容的に最適に全体像中に統合される。経験による知見をソフトウェア内で考慮あるいは統合することができ、それによって経験の乏しい歯科技工士が利益を得ることができる。そのことは、例えば歯の内部アーキテクチャの設計あるいは染色技術に該当する。さらに、使用者に対して個人的な嗜好（例えば特殊なスキームに従ってペイントすること等）を選択肢として提示するか、または個人差を考慮する（光沢度）ことを可能にすることもできる。

図２には、目標データセットＤＳ－Ｓと実データセットＤＳ－Ｉの間の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが概略的に示されている。目標データセットＤＳ－Ｓは、センサ２０３による歯２０５の測定に基づいて取得される。デジタル生成された歯モデル２２１は、歯科補綴物２０７の空間的な幾何形状と歯科補綴物２０７を製造するための割り当てられた材料に関するデータを含む。レンダリングのために必要な光学的および物理的特性は、レンダリングソフトウェア中で既知である。それらは、常に新しい材料が追加されるパラメータテーブルから取り込むことができる。

歯モデル２２１のレンダリングが実行されることによって歯モデル２１１から実データセットＤＳ－Ｉが得られ、その際歯科補綴物２０７の空間的な幾何形状ならびに、場合によって接着剤および歯型を含めた、存在する多様な材料の光学的および物理的特性が考慮される。

歯モデル２２１内の光の伝搬は、マクスウェル方程式で示すことができる。レンダリングは例えば放射伝達式（ＲＴＥ）を使用し、それによれば伝搬媒体が吸収係数、散乱係数、屈折率、および散乱位相関数によって示される。デジタル歯モデル２２１は、例えば歯科補綴物２０７の空間的幾何形状と内部アーキテクチャ、ならびにアーキテクチャの各材料の吸収係数と散乱係数と屈折率と散乱位相関数に関するデータを含む。

散乱位相関数は、歯モデル２２１に基づいたレンダリングの際に上述したパラメータを使用してモンテカルロシミュレーション（波線追跡）によって任意の所要の精度で数値的に解くことができ、それにおいては多数の光子が歯モデルを介してランダム経路上で伝搬する。その結果、レンダリングによって、使用される材料と歯モデル２２１の外形および内部アーキテクチャを考慮した、歯科補綴物２０７の外観に対する実データセットＤＳ－Ｉを計算することができる。この計算された実データセットＤＳ－Ｉを、その後隣接歯に基づいて取得された目標データセットＤＳ－Ｓと比較することができる。比較を単純化するために、二次元の導関数（二次元画像）において実行することができる。実データセットと目標データセットの間の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉの尺度として数値が計算される。その後、相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが最小化するかあるいは所与の閾値未満になるまで、デジタル歯モデルが変更される。

図３には、目標データセットＤＳ－Ｓと実データセットＤＳ－Ｉの間の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉの計算が概略的に示されている。例えば、データセットＤＳ－Ｓは所与の投象における歯２０５の表示を含む。それに対して歯モデルからレンダリングされたデータセットＤＳ－Ｉは、同じ投象における歯モデルの表示を含む。目標データセットＤＳ－Ｓと実データセットＤＳ－Ｉからの両方の画像は、同じ大きさに縮尺されて並べて配置される。目標データセットＤＳ－Ｓと実データセットＤＳ－Ｉの間のユークリッド差は、比較ライン２２３に沿ったピクセルの色値における差を、例えばＬａｂ（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊）色空間において、累計することによって計算することができる。比較ライン２２３は、歯の各半分を同時に動かすことによって任意にシフトさせることができる。しかしながら、一般的に比較ライン２２３がその他の軌跡を有することもできる。比較は、最小解像度としてピクセルレベルで実行することができる。

比較ライン２２３に沿った色変化の差が大きいほど、数値的な相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが大きくなる。目標データセットＤＳ－Ｓと実データセットＤＳ－Ｉの間で完全に色一致する際に、相違ΔＥ_Ｓ，Ｉがゼロになる。しかしながら一般的に、例えばスペクトル情報に基づくもの等の別の方法を相違ΔＥ_Ｓ，Ｉの計算に採用することもできる。

図４には、歯科補綴物２０７を設計する方法のブロック線図が示されている。第１のステップＳ１０１において、自然歯２０５の色、配色、および半透明性等の光学的特性と、および／または幾何形状を再現する目標データセットＤＳ－Ｓが自然歯２０５に基づいて測定される。理想的には目標データセットＤＳ－Ｓの測定は、補綴すべき歯の隣接歯上でテンプレートとして実行することができる。それによって、歯科補綴物２０７の実データセットＤＳ－Ｉを可能な限り正確かつ同色に口腔状況に適合させ得るという技術的な利点が達成される。ステップＳ１０２においては、デジタル歯モデル２２１が内部アーキテクチャを備えて形成され、すなわち例えば歯ライブラリの中の理想的な歯モデルから誘導され、それが以後のプロセスの基盤として機能する。ステップＳ１０３において、デジタル歯モデル２２１に対して使用される材料とそれに従って必要な内部アーキテクチャの光学的および物理的パラメータが割り当てられ、それによってデジタル歯モデル２２１をレンダリングするとともに次の段階において目標／実際比較に使用される実データセットＤＳ－Ｉを作成する。

その後ステップＳ１０４において目標データセットＤＳ－Ｓと実データセットＤＳ－Ｉの間の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが計算される。ステップＳ１０５において、測定された目標データセットＤＳ－Ｓと生成された実データセットＤＳ－Ｉの間の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉがより小さくなるように、別の材料の割り当ておよび／または内部アーキテクチャの変更によってデジタル歯モデル２２１が変更される。実データセットＤＳ－Ｉと目標データセットＤＳ－Ｓの間の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが最小値に到達するかあるいは所与の収束区間に到達（例えば最小壁厚の維持、削減傾向にある歯科材料の入手の制限等のためにトレードオフする場合）するまで、ステップＳ１０３ないしＳ１０５が反復して実行される。この方法によって、測定された自然歯２０５のものに相当する生体模倣型の外観を有する歯科補綴物２０７を製造し得るという技術的な利点が達成される。加えて、将来的により少ない材料品目でより多くの外観形状をカバーし得るという利点が達成される。

生体模倣型の歯科補綴物２０７の反復式の形成方法によって、実データセットＤＳ－Ｉと目標データセットＤＳ－Ｓの間の相違ΔＥ_Ｓ，Ｉが最小になるまで実行される閉ループが実現する。そのことは、例えば患者固有の色測定、プレパラート、モデリング、シミュレーション、および美観性の高い歯科補綴物２０７の製造に該当する。それは、歯科補綴物２０７のモデリングおよびシミュレーションによって可能な限り患者口内の自然の外観に近似させる、反復式で閉鎖式のデジタルプロセスに係る。自然な外観に従って自動的な比較が実行されるため、各種のカラーキーの使用あるいは画像の主観的な比較が不要になる。

この歯科補綴物２０７の設計方法は、歯科補綴物２０７のモデリングおよびシミュレーションによって可能な限り患者口内の自然の外観に近似させる、反復式で閉鎖式のデジタルプロセスに係る。使用される材料の光学的パラメータが既知でレンダリングに際して考慮されるため、多様な三次元の層の光学的影響要因、例えばプレパラート、セメント層、象牙質および切端領域等を初めて光学的に現実に忠実にシミュレートすることができ、その結果装着された歯科補綴物２０７のより現実的な外観が提供される。既知の光学的および物理的特性を有する材料（光学的に較正された材料）を使用することによって、使用者が生体模倣型の歯科補綴物２０７を現実的なものとして認識する。

この方法によれば、生体模倣型の、すなわち自然に極めて近く、歯と近似する層状の歯科補綴物２０７の構造を、複数の材料を使用するフライス削りあるいは三次元印刷等のデジタル製造プロセスによって実現することができる。目標／実際比較の色情報は、浸透による二酸化ジルコニウム漂白剤の個別的で選択的な着色のためにも使用することができる。この方法は、間接的な歯科補綴物の総合的なデジタルワークフローに該当し、多材料の三次元印刷を含む美容歯科の実施の基盤を形成する。

本発明の個々の実施形態に関連して説明および図示した全ての特徴を、多様な組み合わせで本発明の対象とすることができ、それによって同時に有効な利点が達成される。

全ての方法ステップは、各方法ステップを実行するために適した装置を使用して実行することができる。対象である特徴によって実行される全ての機能は、この方法における方法ステップとすることができる。

本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ定義され、説明中に記述されたあるいは図示された特徴によって限定されるものではない。

Claims (15)

1. 歯科補綴物（２０７）を設計する方法であって：
   自然歯（２０５）をベースにして自然歯（２０５）の光学的特性および／または幾何学形状を再現する目標データセット（ＤＳ－Ｓ）を測定し（Ｓ１０１）；
   内部アーキテクチャを含んだデジタル歯モデル（２２１）を作成し（Ｓ１０２）；
   前記デジタル歯モデル（２２１）の光学的特性および／または幾何学形状を再現する実データセットを作成するために、前記内部アーキテクチャに基づいてデジタル歯モデル（２２１）をレンダリングし（Ｓ１０３）；
   前記目標データセット（ＤＳ－Ｓ）と実データセット（ＤＳ－Ｉ）の間の相違（ΔＥ_Ｓ，Ｉ）を計算し（Ｓ１０４）；
   前記デジタル歯モデル（２２１）を反復して変更することによって、測定された目標データセット（ＤＳ－Ｓ）と再度レンダリングされたデジタル歯モデル（２２１）の実データセット（ＤＳ－Ｉ）との間のより小さな相違（ΔＥ_Ｓ，Ｉ）を取得する（Ｓ１０５）、
   ステップを有してなる方法。
2. 目標データセット（ＤＳ－Ｓ）と実データセット（ＤＳ－Ｉ）の間のユークリッド距離に基づいて相違（ΔＥ_Ｓ，Ｉ）が計算される請求項１に記載の方法。
3. 目標データセット（ＤＳ－Ｓ）と実データセット（ＤＳ－Ｉ）の間のスペクトル距離に基づいて相違（ΔＥ_Ｓ，Ｉ）が計算される請求項１または２に記載の方法。
4. 目標データセット（ＤＳ－Ｓ）が自然歯（２０５）の２次元あるいは３次元画像に関するデータ、歯（２０５）に対する撮影角度に関するデータ、歯（２０５）の色情報に関するデータ、歯（２０５）の色スペクトルに関するデータ、および／または歯（２０５）の幾何情報に関するデータを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. デジタルカメラ、３Ｄスキャナ、３Ｄカメラシステム、分光計、あるいはデジタル化されたカラーキーによって目標データセット（ＤＳ－Ｓ）が測定される請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 目標データセット（ＤＳ－Ｓ）が残存歯（２０９）の光学的特性を含む請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 残存歯（２０９）の光学的特性、残存歯の幾何学形状、周囲の隣接歯、口腔状況、歯肉あるいは歯肉色の考慮、および／または残存歯（２０９）に歯科補綴物（２０７）を固定するために使用される接着剤に基づいてデジタル歯モデル（２２１）がレンダリングされる請求項６に記載の方法。
8. デジタル歯モデル（２２１）を作成するステップが、所与の内部アーキテクチャを有する歯モデル（２２１）を取り込み、計算し、および／または決定するステップを含む請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
9. 歯（２０５）の測定に際しての撮影角度および／または所与の照明要件に相当する角度でデジタル歯モデル（２２１）がレンダリングされる請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
10. サブボリュームへの材料割り当ての変更によってデジタル歯モデル（２２１）が変更される請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
11. 外側幾何形状を維持しながらサブボリュームを変更することによってデジタル歯モデル（２２１）が変更される請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
12. 実データセット（ＤＳ－Ｉ）に基づいて歯科補綴物（２０７）が製造される請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
13. 歯科補綴物（２０７）の製造が多材三次元印刷装置あるいはフライス盤を使用して実行される請求項１２に記載の方法。
14. 自然歯に基づいて目標データセットを測定するためのセンサ（２０３）を有していて、請求項１ないし１３のいずれかに係る方法を実行するために適するものである、歯科補綴物（２０７）を設計するためのコンピュータ装置（２００）。
15. 請求項１ないし１３のいずれかに係る方法ステップを実行するように請求項１４のコンピュータ装置を動作させる命令を含んだコンピュータプログラム。

Images