JP2022526052A - 自動歯科用ドリル - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]
本出願は、2018年5月10日に出願された米国仮特許出願No.62/669,934、2018年11月5日に出願された米国仮特許出願No.62/755,989、及び2019年4月8日に出願された米国仮特許出願No.62/830,951の利益を主張しており、各々、全体が引用によって本明細書に組込まれる。
近年、特定の歯の疾病の治療の進歩が見られたが、歯科治療の実際の供給は手による集中的な処置のままである。従って、歯科治療を自動化する方法のための要求がある。
少なくとも1つの態様では、本発明は歯の疾病の治療のための自動歯科用ドリルシステムに関する。本発明は、少なくとも一実施形態、被験者に歯科外科を行なうための自動歯科用ドリルを提供することによって、先行技術の1つ以上の課題を解決する。自動歯科用ドリルは、マウスピース筐体部および並進駆動筐体部を含む歯科用ドリル筐体と、マウスピース筐体部に少なくとも部分的に位置するシャフト部を有するエンドエフェクタ・駆動支持と、所望の許容差に生来の歯或いは歯科装置の切断のためのエンドエフェクタとを含む。エンドエフェクタはエンドエフェクタ・駆動支持に位置する。自動歯科用ドリルはさらにモーターを含み、モーターはエンドエフェクタに機械的に結合されているエンドエフェクタを駆動する。他の実施形態では、エンドエフェクタは、光学的手段を介してレーザー生成源に接続された切断レーザーである。駆動組立体は、マウスピース筐体部に対して3つの直交する直線方向に沿ってエンドエフェクタの位置を決める。
少なくとも1つの態様では、本発明は自動歯科用ドリル(ADD)に向けられる。自動歯科用ドリル(ADD)は、口腔外科において完全に自動化されたロボットのプラットフォームおよび歯冠準備(とりわけ、例えばブリッジ、ベニヤ、う蝕性の材料除去、歯の根管など)のための支援システムである。ADDは、所要の許容差および形態への生来の歯の切断を実行するように意図される、したがって、準備した補綴の歯は生来の歯に付着され得、歯科医によって現在なされている手動切断の必要性に取ってかわるかもしれない。
本明細書に提供される1つの態様は自動歯科用ドリルであって、当該自動歯科用ドリルは、マウスピース筐体部および並進駆動筐体部を含んでいる歯科用ドリル筐体;マウスピース筐体部に少なくとも部分的に位置するシャフト部を有するエンドエフェクタ・駆動支持、所望の許容差に生来の歯又は歯科矯正装置の切断のためのエンドエフェクタであって、エンドエフェクタ・駆動支持に位置するエンドエフェクタ、エンドエフェクタを駆動するモーターであって、エンドエフェクタに結合されたモーター、及びマウスピース筐体部に対する1つ以上の自由度に沿ってエンドエフェクタを並進させる駆動組立体、を含んでいる。
いくつかの実施形態では、自動歯科用ドリルは、歯科用ドリル筐体に位置する回転駆動であって、エンドエフェクタ駆動支持を回転させ、したがってマウスピース筐体部に対してエンドエフェクタを回転させる回転駆動をさらに含む。いくつかの実施形態では、回転駆動は、シャフト部を介してエンドエフェクタ・駆動支持を軸芯の回りに回転させる。いくつかの実施形態では、シャフト部はエンドエフェクタとモーターとを結合することを可能にするために中空である。いくつかの実施形態では、運動駆動組立体は、6つの自由度でエンドエフェクタを移動させることができる3つの回転駆動および3つの並進駆動を含んでいる。いくつかの実施形態では、運動の駆動装置は、3つの直交する直線方向にエンドエフェクタを移動させることができる、3つの並進駆動を含んでいる。いくつかの実施形態では、3つの並進駆動機構は各々独立している電気機械的装置である(モーター、例えばステッパ・駆動機構、圧電駆動機構又はサーボモーター・駆動機構など)。いくつかの実施形態では、3つの回転駆動機構および3つの並進駆動機構は各々独立している電気機械的装置である(モーター、例えばステッパ・駆動機構、圧電駆動機構又はサーボモーター・駆動機構など)。いくつかの実施形態では、3つの並進駆動機構は各々独立している電気機械的装置である(モーター、例えばステッパ・駆動機構、圧電駆動機構又はサーボモーター・駆動機構など)。いくつかの実施形態では、歯科用ドリルは、エンドエフェクタ・駆動支持およびエンドエフェクタと6つの運動駆動機構(motional drives)の運動を結合するカプラーをさらに含む。いくつかの実施形態では、歯科用ドリルは、エンドエフェクタ駆動支持およびエンドエフェクタと3つの並進駆動機構の運動を結合するカプラーをさらに含む。いくつかの実施形態では、駆動機構の一部は、1以上の自由度で駆動機構を操作して、エンドエフェクタの上に直接位置づけられる。いくつかの実施形態では、駆動機構全体は、小型化され、2以上の自由度で駆動機構を操作して、エンドエフェクタの上に直接位置づけられる。
必要とされるように、本発明の詳細な実施形態は本明細書に開示される;しかしながら、開示された実施形態が単に本発明の典型的なものであるにすぎず、様々の、かつ代替的な形態で具体化されることは理解されるべきである。図は、スケールではない;いくつかの特徴は構成要素の詳細を示すために誇張されるかもしれないし小さく見積もられるかもしれない。したがって、本明細書に開示された特定の構造及び機能的な詳細は限定するものと解釈されるべきではなく、単に本発明を種々に使用することを当業者に教示するための代表的な根拠と、解釈されるべきである。
<用語と定義>
もし他の方法で定義されなかったならば、本明細書に使用されるテクニカルタームはすべて本開示が属する技術に係る当業者によって一般に理解されるのと同じ意義を有する。
本明細書に使用されるように、単数の形態「a」、「an」および「the」は、もし文脈が明確に他の方法で規定しなければ、複数のレファレンスを含んでいる。本明細書中の「又は」への言及は、もし他に特段の言及がなければ、「及び/又は」を包含するように意図される。
本明細書に使用されるように、用語「約」は10%、5%あるいは1%と述べられた量の近辺にあり、その増量分を含む量に言及している。
本明細書に使用されるように、パーセンテージに関する用語「約」は、10%、5%あるいは1%と述べられたパーセンテージより大きいかあるいはより小さいその増量分を含む量に言及している。
本明細書で使用される用語「被験者」は、歯科治療を必要とする患者を指す。
本明細書に使用されるように、「少なくとも1」、「1以上」、及び「および/または」というフレーズは、動作において接続し、分離する開放式の表現である。例えば、表現の各々「A、BおよびCの少なくとも1つ」、「A、BあるいはCの少なくとも1つ」、「A、BおよびCの1つ以上」、「A、BあるいはCの1つ以上」、「A、Bおよび/またはC」は、A単独、B単独、C単独、AとBともに、AとCともに、BおよびC、ともに、あるいはA、BおよびCともに、を意味する。
<歯科用ドリル>
図4および5は、自動ドリルの概要の例証を示す。歯科用ドリル10は、歯科用ドリル筐体12を含むことができ、歯科用ドリル筐体12は駆動筐体部16に取り付けられたマウスピース筐体部14を含んでいる。マウスピース筐体部14は動作中に、被験者の口の中で少なくとも部分的に位置するように構成することができる。エンドエフェクタ駆動支持18は歯科用ドリル筐体12に配置することができる。エンドエフェクタ駆動支持18の少なくとも一部は、移動可能にマウスピース筐体部14に位置することができる。マウスピース筐体部14はマウスピース筐体14へ伸びるシャフト部20を含むことができる。いくつかの実施形態では、シャフト部20はシャフト22によってエンドエフェクタへの切断機構ドライバーの結合を可能にするために中空である。
さらに、図4、5および12につき、エンドエフェクタ88はエンドエフェクタ駆動支持18に取り付けることができ、そして、マウスピース筐体部14に対して3つの直交する直線方向(例えばx、y、z)に沿って移動可能であり得る。代替的に、エンドエフェクタ88はエンドエフェクタ駆動支持18に取り付けることができ、そして、マウスピース筐体部14に対して6つ以上の自由度に沿って移動可能になりえる。動作において、z方向は歯に垂直として定義される。x及びy方向はz方向に垂直であるとして定義することができる。典型的には、エンドエフェクタ88はエンドエフェクタ駆動支持18の端部に位置する。エンドエフェクタ88はマウスピース筐体部14から突出することができ、そして、所望の許容差および形態に、生来の歯、歯科矯正装置あるいは両方を切断するために使用することができる。切断駆動機構30はエンドエフェクタ88の位置に結合することができる。エンドエフェクタ88は歯科用ドリル筐体によって位置付けられることができ、歯科用ドリル筐体を介してシャフトは、(歯科用バーの切断のための電気機械であれ、切断レーザーのための電気光学部であれ)パワーをエンドエフェクタ88に提供することができる。
いくつかの実施形態では、自動歯科用ドリル10はさらに駆動組立体36を含んでおり、3つ以上の方向に沿ってエンドエフェクタ88を駆動する。駆動組立体36は、3つ以上の方向にエンドエフェクタ88を移動させる3つ以上の駆動機構、すなわちz-方向駆動機構38、y-方向駆動機構40およびx-方向駆動機構42を含むことができる。z-方向駆動機構38、y-方向駆動機構40およびx-方向駆動機構42の各々は、ステッパ駆動機構、圧電駆動機構、サーボモーター駆動機構あるいはそれらの組み合わせによって起動されうる。z-方向駆動機構38、y-方向駆動機構40およびx-方向駆動機構42の各々は、ステッパ駆動機構、圧電駆動機構、サーボモーター駆動機構あるいはそれらの組み合わせでありえる。カプラー44は、(例えば、歯科用切断バーによるものとして電気機械であれ、或いは切断レーザーによるものとして電気光学であれ)切断駆動支持18およびエンドエフェクタ88と3つの駆動部の運動を結合するために使用することができる。システムのエンドエフェクタは、歯組織の除去を可能にする多くの方法で位置づけられ得、そして、限定されることないが、本明細書に記述された自由度で可能になる。
いくつかの実施形態では、自動歯科用ドリル10はさらにそれは歯科クランプに取り付くクランプ・コネクター46を含む。歯クランプ48は、治療される被験者の歯の周りに取り付けることができる。クランプ・コネクター46は、歯科用ドリル筐体12に固定される支持システム50に取り付けることができる。クランプ48は、標的歯の位置およびトポグラフィーの走査データから製造することができる。そのようなデータは歯の走査装置から得られ得る(しかしDentsply Sirona CERECあるいはAlign Technologiesの口内の走査装置を使用することに限定されない)。クランプ48は、所与の歯を切断する前に患者の歯に置かれる時、走査とクランピングの間の相対的な歯の動きを矯正するために、それらのもとの走査位置に歯を再配置することができる。駆動組立体36は、切断の前にクランプ48に零補正することができる。駆動組立体36は、切断の間にクランプ48に機械的に結合することができる。いくつかの実施形態では、歯科クランプ48は、極めて高い精度の方法で歯とかみ合う内周面を有する、3D印刷され、成型され、あるいはCNCマシニング加工され得る構造である。切断中に、エンドエフェクタ(例えばドリルまたはレーザー)はクラムシェル構造のプラスチックを介して切断され得、下の歯材へとアクセスする。いくつかの歯が歯科クランプ内周面によって同時に保持されるので、歯の移動は切断の間に減じることができる。
図6は、典型的な第1の歯科クランプの例証を示す。図7は、典型的な第2の歯科クランプの例証を示す。図8は、典型的な第3の歯科クランプの例証を示す。図9は、典型的な第1の歯科クランプ、光導体、撮像センサーおよび注水システムの例証を示す。図10は、典型的な第2の歯科クランプ、光導体、撮像センサーおよび注水システムの例証を示す。図11は、典型的なレーザーADDシステムの例証を示す。
いくつかの実施形態では、自動歯科用ドリル10はさらに片持梁アーム50、ジンバル52、54、56を含み、自動歯科用ドリルの受動的な位置決めと支持を可能にする。片持梁アーム50はサポート構造58(例えば壁、カート、シーリング、床、歯科用椅子など)にしっかり固定され得る。
図12を参照すると、歯科治療システム60は、歯科走査装置64および自動歯科用ドリル10との通信に中央処理装置62を含み得る。上述のとおり、自動歯科用ドリル10は、ユーザー(すなわち歯科医)によって保持され得るか、あるいは片持梁アームに設けられうる。図12につき、被験者78の治療は歯科用椅子80に座っている間に実行することができる。被験者78の頭は、固定され得るか、或いはシート枕82によって支持され得る。
いくつかの実施形態では、歯科走査装置64は、必要に応じて走査装置を保持したり、移動したりするためのユーザー用のユーザー・ハンドルを含む。中央処理装置62は、歯科治療システム60の自動化された動作を制御し、歯の切断性能を監視することができる。中央処理装置は、計画されていない切断を示して、歯科用バーの接触を監視するか、あるいは歯の崩壊を検知するために使用される力のフィードバック機構から入力を受信することができる。さらに、位置的情報は、レーザーに基づいた切断システムによる切除処置の間に切断面のリアルタイム撮像からフィードバックすることができる。典型的には、中央処理装置62はコンピュータ・ワークステーションに含まれている。コンピュータメモリー72に存在する制御プログラム70は中央処理装置62によって実行することができ、歯科走査装置64から画像ファイルを受信し、自動歯科用ドリル10の運動を少なくとも部分的に制御する。動作中に、歯科走査装置64は中央処理装置62に歯の画像データを転送することができる。中央処理装置62はディスプレイ74を含み得る。外科的処置はディスプレイ74上で一連のオンスクリーンプロンプトを介してガイドされる。ディスプレイ74は、画像ファイルから外科的処置を必要とする被験者78の標的歯の画像76を再現することができる。
自動歯科用ドリル10は、口腔外科の実行のためにそこから伸びるエンドエフェクタ88を含み得る。一実施形態では、エンドエフェクタ88は歯科用バーである。別の実施形態では、エンドエフェクタ88は、処理領域上にレーザー光線を送達し、集中させる光学エレメント(レンズなど)である。別の実施形態では、エンドエフェクタ88は移動可能なレンズによって調整された、集光レーザー切断領域である。いくつかの実施形態では、歯科治療システム10は片持梁アーム50を含んでおり、患者の位置を追跡し、中央処理装置62に位置を中継する。いくつかの実施形態では、歯科治療システムは位置の追跡に使用される冷却水ジェットを含んでおり、冷却水ジェットは冷却水ジェットの下方を軸方向に光ファイバーに沿って超音波信号あるいは光信号を提供し、標的歯との距離を計算する。
<エンドエフェクタ>
一実施形態では、図5につき、エンドエフェクタは、モーター30に結合された電動ドリルを含んでいる。歯科用ドリル10は、さらに歯科用ドリル筐体に位置する回転駆動機構32を含み得、そこでは、回転駆動機構32は切断する運転駆動支持18を回転させ、したがって、マウスピース筐体部14に関してエンドエフェクタ26を回転させる。
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタは、その能力に対して選択された1および/または複数のレーザー波長でレーザー放射を発し、歯の組織を切断し、光学要素(例えばレンズ、ミラー、光ファイバーケーブルあるいは光導波路)を使用して作業領域上に集光する。例えば、レーザー光線は、約0.1μmから約50μmの範囲に動作波長を含んでいる。変形例では、レーザー光線は約1μmから約50μmの波長の範囲内の動作波長をもっている。いくつかの実施形態では、レーザー光線は、約5μmから約20μmの波長の範囲内の動作波長を持っている。いくつかの実施形態では、レーザー光線は、約6μmから約15μmの波長の範囲内の動作波長を持っている。いくつかの実施形態では、レーザー光線は約0.1μmから、約50μmの波長の範囲内の動作波長を持っている。いくつかの実施形態では、レーザー光線は約1μmから約50μmの範囲の複数の波長で動作する。いくつかの実施形態では、レーザー光線は、約5μmから約50μmの範囲の複数の波長で動作する。いくつかの実施形態では、レーザー光線は約1μmから約20μmの範囲の複数の波長で動作する。
一実施形態では、レーザーの生成源は歯科切断ヘッド内でエンドエフェクタの外部に位置される。1つの変形例では、レーザーの生成源は歯科用ドリルの外部に位置される。いくつかの実施形態では、レーザーは光ファイバーおよび/または複数のファイバーを使用して、エンドエフェクタに結合される。いくつかの実施形態では、レーザーは中実の光導体を使用して、エンドエフェクタに結合される。いくつかの実施形態では、レーザーは中空の光導体を使用して、エンドエフェクタに結合される。いくつかの実施形態では、レーザーは自由空間光学部(例えばレンズと鏡)を使用して、エンドエフェクタに結合される。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、エンドエフェクタ(例えばレーザーダイオード)に、あるいはそのエンドエフェクタ内に位置される。
いくつかの実施形態では、レーザーはエナメルを蒸発させる同位体の炭酸ガス(CO2)レーザーを含んでいる。いくつかの実施形態では、レーザーは、従来よりも高速、高精度および切断あるいは削孔方法より少ないブリージングで如何なる角度でも速く効率的な切断を可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、歯切断処理又は削孔処理のためのレーザー光線を含むシステムは、被験者の麻酔を必要としない。いくつかの実施形態では、レーザー光線は異なる切断又は削孔の応用に適している異なるスポットサイズを提供するように構成される。いくつかの実施形態では、レーザー光線は、切断の間のパルス脈動において、周期的なやり方で「オン」、「オフ」に切り替えられる。いくつかの実施形態では、「オン」パルスの間の持続時間は、切断または削孔を最適化するように制御さる得る。いくつかの実施形態では、本明細書において生成されたレーザー光線の光学的パワーは切断または削孔処理を最適化するために制御され得る。いくつかの実施形態では、本明細書において生成されたレーザー光線の光学的パワーは切断または削孔処理を最適化するように脈動するパルスから変えられ得る。いくつかの実施形態では、本明細書において生成されたレーザー光線の光学的パワーは切断または削孔処理を最適化するためにパルス内で変えられ得る。いくつかの実施形態では、レーザビームスポットは、その領域で歯科材料の除去を最適化するために歯の局在領域内で走査され得る。いくつかの実施形態では、レーザビームスポットはその領域で歯肉の除去を最適化するために歯の局在領域内で走査され得る。いくつかの実施形態では、スポットサイズ、スポット走査パターン、パルス充満比率、パルス持続時間、パルス・デューティサイクル、パルス発射システム、およびレーザーの光学的パワーのいくつか或いはすべては、歯科材料の除去を一緒に最適化することで制御され得る。いくつかの実施形態では、スポットサイズのいくつかのものあるいはすべて、スポット走査パターン、パルス充満割合、パルス時間、またレーザーの光学的パワーは、歯肉の除去を一緒に最適化することで制御され得る。
変形例では、レーザー・パラメーターは、1つのタイプの組織における組織除去の比率が他のタイプの組織のものよりも著しく高くなるように選択され、他のタイプの組織がレーザーによって著しく影響されないように選択される。例えば、軟組織中の組織除去の比率が歯牙エナメル質中の組織除去の比率に比して10倍、100倍、あるいそれ以上であるように、レーザー・パラメーターが選択され得る。別の例として、崩壊した歯の組織除去の比率が歯牙エナメル質中の組織除去の比率に比して10倍、100倍、あるいはそれ以上であるように、レーザー・パラメーターが選択され得る。このように、レーザーは組織除去のより高い比率をもつ組織タイプだけを有効に除去し、別の組織タイプを影響されないままにしておくために製造される。
いくつかの実施形態では、レーザー・パラメーターは1つのタイプの組織における組織除去の比率が他のタイプの組織よりも著しく高くなるように、他のタイプの組織がレーザーによって著しく影響されないように、選択される。例えば、軟組織中の組織除去の比率が歯牙エナメル質中の組織除去の比率に比して10倍、100倍、あるいはそれ以上であるように、レーザー・パラメーターが選択され得る。別の例として、崩壊した歯の組織除去の比率が歯牙エナメル質中の組織除去の比率に比して10倍、100倍、あるいはそれ以上であるように、レーザー・パラメーターが選択され得る。このように、レーザーは組織除去のより高い比率をもつ組織タイプだけを有効に除去し、別の組織タイプを影響されないままにしておくために製造される。
いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、ネオジム・ドープされたYAGレーザー(ネオジムYAG、Nd:YAG)である。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約0.946μmの波長をもつ光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約1.12μmの波長をもつ光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約1.32μmの波長をもつ光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約1.44μmの波長をもつ光を発する。
いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、エルビウム・ドープおよびクロム・ドープされたYAGレーザー(エルビウム・クロムYAG、Er、Cr:YSSG)である。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約2.78μmの波長をもつ光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、エルビウム・ドープされたYAGレーザー(エルビウムYAG、Er:YAG)である。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約2.94μmの波長をもつ光を発する。
いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は炭酸ガスレーザーである。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約10μmの波長をもつ光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約10.6μmの波長をもつ光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約10.3μmの波長をもつ光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約9.6μmの波長をもつ光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約9.3μmの波長をもつ光を発する。
いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、ハイドロキシアパタイトのピーク吸収近傍の約9.3μmの波長をもつ光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源の利得媒質は酸素-18同位体を含んでいるCO2ガスである。いくつかの実施形態では、本明細書のレーザーは、エナメルと歯肉を蒸発させる同位体の炭酸ガスレーザーを含んでいる。いくつかの実施形態では、レーザーは、高速度、高精度と、従来の切断あるいは穴あけ方法より少ないブリージングで、如何なる角度でも速く効率的な切断を可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、歯のためのレーザー光線を含むか、歯肉を切断或いは削孔のためのレーザー・ビームを含むシステムは、被験者の麻酔を必要としない。
いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約10 fsと約5ピコ秒の間の持続時間のパルスを製造するチタン・サファイア(Ti:Sapph)レーザーであり、ピーク光学的フルエンスが、歯の組織中の多光子イオン化を導くのに十分である。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約0.65μmと約1.10μmの間の波長の光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約0.78μmの中心波長の光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約0.80μmの中心波長の光を発する。
いくつかの実施形態では、レーザーの生成源はファイバー・レーザーであり、イッテルビウム・ドープされたシリカファイバから成り、約10fsと約5ピコ秒の間の持続時間のパルスを生成し、光学的ピークフルエンスが、歯の組織中の多光子イオン化を導くのに十分である。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約1.00μmと約1.20μmの間の波長範囲を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約1.03μmの中心波長の光を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約1.04μmの中心波長の光を発する。
いくつかの実施形態では、レーザーの生成源はファイバー・レーザーであり、イッテルビウム・ドープされたシリカファイバから成り、約10 fsと約5ピコ秒の間の持続時間のパルスを生成し、光学的ピークフルエンスが、歯の組織中の多光子イオン化を駆動するのに十分である。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約1.45μmと約1.65μmの間の波長範囲を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約1.55μmの中心波長の光を発する。
いくつかの実施形態では、レーザーの生成源はファイバー・レーザーであり、エルビウム・ドープされたフッ化ガラスファイバーから成り、約10fsと約5ピコ秒の間の持続時間のパルスを生成し光学的ピークフルエンスが、歯の組織中の多光子イオン化を導くのに十分である。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約2.0μmと約4.0μmの間の波長範囲を発する。いくつかの実施形態では、レーザーの生成源は、約2.80μmの中心波長の光を発する。
[0051]
一実施形態では、図12につき、歯科走査装置64は、アクチュエーターおよび/またはセンサーが自動歯科用ドリル10の外側にあるセンサーシステムを含んでいる。図12では、この外界センサーシステム94は自動歯科用ドリル10を視覚化し、切断歯に対するその運動を追跡する。いくつかの実施形態では、外科的計画との比較のために、処置が行われたとき歯科走査装置64は、歯の現在の空間的構造を決定する。例えば自動歯科用ドリル10に付けられたカメラ92の複数。複数のカメラ92は、外科手術の部位の予め定義した3D表面走査に写像されるべき被験者の歯の2次元および/または3次元画像および/またはライブ映像を提供し、それによって、セグメントに分けられた歯科用ハンドピースが登録される絶対座標系を確立する。1つの改善では、複数のカメラ92がミリメートルスケールのカメラを含んでいる。
いくつかの実施形態では、歯科走査装置64は歯科用ドリル10の内部にセンサーを含んでいる。いくつかの実施形態では、歯科走査装置は歯科用ドリルシャフトに隣接して取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、歯科走査装置・センサーは、歯科用ドリルシャフトによって環状の構造物に同軸状に取り付けられ得る。
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタがレーザー・ビームであるとき、歯科走査装置64は歯科用ドリルアクチュエーターによって使用されるものとは異なる波長の光が供給される光センサーを含んでいる。いくつかの実施形態では、光学式走査装置はレーザー・ビームで対向伝播する光によって供給され、そして、ビームスプリッターを使用して、センサー入力に分割される。いくつかの実施形態では、光学式走査装置は、レーザー・ビームで共同伝播も対向伝播もしない光によって供給され、そして、ビームスプリッターを使用して、センサー入力に分割される。いくつかの実施形態では、ビームスプリッターは二色性である:歯科走査装置によって使用される光学波長だけを反射し、レーザー・ビームの光学波長を反射しない。いくつかの実施形態では、歯科走査装置は歯科用ドリルシャフトに隣接して取り付けられ得る。他の実施形態では、歯科走査装置・センサーは、歯科用ドリルシャフトによって環状の構造物に同軸状に取り付けられ得る。
一実施形態では、歯科走査装置64は、処置領域で複数の点の位置を測定する三次元のレーザー距離測定システムを含んでいる。変形例では、三次元のレーザー距離測定システムは複数の脈動レーザー式のフライト時間の距離計を含んでいる。変形例では、三次元のレーザー距離測定システムは複数の散乱光センサーを含んでいる。一実施形態では、散乱光センサーは、歯の上の複数の点の位置を決定するためにスペックル・ホログラフィーを使用する。
第2の変形例では、三次元のレーザー距離測定システムは光干渉断層撮影(OCT)システムを含んでいる。いくつかの実施形態では、この光干渉断層撮影距離測定システムは、歯の上の複数の位置への範囲を決定するために白色光干渉計を使用し得る。他の実施形態では、この光干渉断層撮影距離測定システムは、立体的にコード化された周波数領域を使用し得る。別の実施形態では、この光干渉断層撮影距離測定システムは、一時的にコード化された周波数領域距決定法を使用し得る。
いくつかの実施形態では、歯科走査装置64は三次元の超音波システムを含んでいる。例えば、超音波システムは複数の超音波振動子および複数の超音波受信器を含んでいる。さらに別の実施形態では、歯科走査装置64は三次元のビジョンシステムを含み得る。例えば、ビジョンシステムは複数のカメラを含み得る。
いくつかの実施形態では、歯科走査装置64によって決定されるような歯の現在の寸法は、歯の前の寸法と比較され、組織除去の比率を決定する。いくつかの実施形態では、歯の前の寸法は同じ処置の間にセンサーによる前の測定を使用して決定される。いくつかの実施形態では、歯の前の寸法は、当業者に明らかな他の手段を使用して実行された歯の前の測定を使用して決定される。限定しない例として、歯の表面データは、表面の走査システムによって提供される。(限定されないが、例えばDentsply Sirona CERECあるいはAlignTechnologiesの口内の走査装置)
いくつかの実施形態では、歯の現在と過去の寸法は最適な組織除去のために自動歯科用ドリル(ADD)の切削速度を制御するために使用される。いくつかの実施形態では、(歯の現在と過去の寸法によって決定されると)組織除去の比率は、健康な組織と不健康な組織を区別するために使用される。限定しない例として、稠密な歯科材料はカリエスより低い比率で除去するだろう。いくつかの実施形態では、(歯の現在と過去の寸法によって決定されると)組織除去の比率は、歯肉と歯を区別するために使用される。いくつかの実施形態では、組織除去も比率の空間分布は除去される組織の範囲を決定し、かつ処置の進行および完結を決定するために使用される。
いくつかの実施形態では、手順の進行あるいは完結の測定は、組織除去の比率を使用して決定されると、自動制御システムを使用して実行される。限定しない例として、自動制御システムはコンピュータを使用して実行され得る。別の限定しない例として、自動制御システムはマイクロコントローラを使用して実行され得る。第3の限定しない例として、自動制御システムはフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を使用して実行され得る。
(エンドエフェクタがレーザー・ビームである)他の実施形態では、レーザー・ビームは、レンズ、ホログラフィーの要素などの光学系によってぴったりした焦点へもたらされ、影響されない外部の容積の組織を実質的に残す結果、レーザー・ビーム放射照度が空間の小さな容積だけの組織を除去するのに十分に高い。そのような実施形態では、組織除去の位置は、それ自体が、ドリル・アームに付けられているレンズの端部の位置に関して光学の物理的法則によって把握されている。組織が除去される空間の小さな容積の大きさはレンズの端部の位置は光学の物理的法則および特定の組織が除去されるという光学的性質によって決定される。この方法で、ドリル・アームの位置についての知識は除去される組織の位置を知るのに十分である。前記位置は、ドリル・アームのx位置、y位置およびz位置を制御可能に変更することにより、変更され得る。その代わりに、別の実施形態では、焦光光学系のz位置は、除去される組織のz位置を変更され得る。他の実施形態では、除去される組織のz位置を変更するために、ドリル・アームおよび焦光光学系の両方のz位置は、合わせて変更され得る。そのような実施形態では、歯科走査装置64は、処置の進行についての価値ある診断情報を提供する間、切断処置の制御に必要ではない。
図12を参照して、歯科治療システム60の動作は以下のように記載される。中央処理装置62は、標的歯の領域を除去するために自動歯科用ドリル10を制御する。歯科治療システム60は、外科的介入を提供するためにユーザー(すなわち歯科医)から外科的指示を受信する例えばキーボードとマウスであり得る入力装置120および122を含んでいる。その指示は中央処理装置62によって受信される。特徴的に、外科的指示は、治療される標的歯の画像の視覚表示124を含む。制御プログラム70は一連のオンスクリーンプロンプト(すなわちユーザー・インターフェース)を介して歯科プロトコルによってユーザーをガイドする。この文脈の中で、制御プログラム70に帰すことができる動作は、中央処理装置62によって関係のある工程の実行を意味すると理解される。変形例では、歯科治療システム60はユーザーによってアクセスすることができる患者プロフィルおよび記録の格納のためにスタティック・メモリー130を含んでいる。改善において、中央処理装置62は、一連の患者記録を示し、既存の患者をロードするか、あるいは新しい患者記録を生成するオプションを与えるロードスクリーンをも表示する。
一実施形態では、歯の切断面は切断ヘッドを囲むオリフィスから切断する間に水で洗い流される。図6を参照して、その後、水は、歯科クランプの一つのオリフィスに付けられた吸入管によって切断領域から遠ざけて引き込まれる。変形例では、吸入は歯科クランプ上の多数の吸入管およびオリフィスを介して行なわれる。変形例では、歯の表面は歯科クランプ自体の洗浄ポートから水であふれさせ、吸入(上で一般化されるように)は過剰水を遠ざけて引き込むために提供される。代替実施形態では、歯の切断面は、組織を除去し、完全にすべての材料を蒸発するレーザーにより、灌注を必要としない。すべての実施形態では、吸入は形成された微粒子、液体、および切断活動から、および切断活動中にガスを遠ざけて引きこむために提供される。
典型的な実施形態は上に記載されているが、これらの実施形態が発明のあらゆる形態について記載することは意図されない。むしろ、明細書の中で使用される用語は限定よりは記載の用語であり、様々な変更が発明の精神および範囲から逸脱せずに行なわれ得ることが理解される。さらに、様々な実施形態の特徴は発明のさらなる実施形態を形成するために組み合わせられ得る。
[0064]
図13を参照して、ブロックダイアグラムは典型的な機械を表して示され、該典型的な装置はコンピュータシステム1300(例えば処理またはコンピューティングシステム)を含んでおり、コンピューティングシステム内部で、1セットの命令が、本開示の静止コードスケジュールのための態様および/または方法論のうちのいずれか1つ以上を装置に実行又は実現させるために、実行できる。図13における構成要素はあくまでも一例にすぎず、如何なるハードウェア、ソフトウェア、埋め込まれたロジック・コンポーネント又は特定の実施形態を実行する2つ以上のそのような構成要素の組合せの使用もしくは機能性の範囲を限定しない。
コンピュータシステム1300は、バス1340を介して、互いに、及び他の構成要素と通信する1つ以上のプロセッサー1301、メモリー1303および記憶装置1308を含み得る。バス1340はさらにディスプレイ1332あるいは1以上の入力装置1333(例えば、キーパッド、キーボード、マウス、スタイラスなどを含み得る)、1つ以上の出力デバイス1334、1つ以上の記憶デバイス1335および様々な明確な記憶媒体1336を連結し得る。これらの要素はすべて、直接あるいは1以上のインターフェースもしくはバス1340へのアダプターを介して接続し得る。例えば、様々な明確な記憶媒体1336は記憶媒体インターフェース1326経由でバス1340と接続することができる。コンピュータシステム1300は、限定されないが、1つ以上の集積回路(IC)、プリント回路板(PCB)、携帯のハンドヘルド装置(携帯電話またはPDAなど)、ラップトップ又はノート型コンピュータ、分散コンピュータシステム、コンピューティング・グリッドあるいはサーバーを含む如何なる適切な物理的な形式も持ちうる。
コンピュータシステム1300は、機能を実現する1つ以上のプロセッサー1301(例えば中央処理装置(CPU)あるいは汎用グラフィック処理装置(GPGPU))を含んでいる。プロセッサー1301は、指示、データあるいはコンピュータ・アドレスの一時的局所記憶装置用のキャッシュ・メモリー・ユニット1302を随意に含んでいる。プロセッサー1301はコンピュータ読取り可能な指示の実行を助けるように構成される。コンピュータシステム1300は、メモリー1303、記憶装置1308、記憶デバイス1335および/または記憶媒体1336などの、1つ以上の明確なコンピュータ読取り可能な記憶媒体で具体化された非一時的なプロセッサー実行可能命令を実行するプロセッサー1301の結果として、図13に表された構成要素のために機能性を提供し得る。コンピュータ読取り可能な媒体は、特定の実施形態を実行するソフトウェアを格納し得、プロセッサー1301はソフトウェアを実行し得る。メモリー1303は、(大容量記憶装置1335および1336などの)1つ以上の他のコンピュータ読取り可能な媒体から、あるいはネットワーク・インターフェース1320などの適切なインターフェースを介して1つ以上の他の情報源からソフトウェアを読み得る。ソフトウェアはプロセッサー1301に本明細書に記載されたか、或いは例証された1以上のプロセス、或はプロセスの1以上のステップを実行させ得る。そのようなプロセスあるいはステップを実行することはメモリー1303に格納されたデータ構造を定義すること、及びソフトウェアによって指示されたデータ構造を修正することを含み得る。
メモリー1303は様々な構成要素(例えば機械可読の媒体)を含み得、該構成要素は、限定されないが、ランダム・アクセス・メモリー構成要素(例えばRAM1304)(例えば静止のRAM(SRAM)、動的なRAM(DRAM)、強誘電体ランダム・アクセス・メモリー(FRAM(登録商標))、相変化式随時書き込み読み出しメモリー(PRAM)など)、読み出し専用メモリー構成要素(例えばROM1305)およびそれらの組み合わせを含む。ROM1305はプロセッサー1301にデータと命令を一方向に伝えるために作用し得、RAM1304はプロセッサー1301によってデータと命令を二方向に伝達するために作用し得る。ROM1305およびRAM1304は、以下に述べられるいかなる適切な明確なコンピュータ読取り可能な媒体も含み得る。一例において、スタートアップの間などコンピュータシステム1300内の要素間の情報を移すことを助ける基本ルーチンを含む、基本入出力システム1306(BIOS)は、メモリー1303に格納され得る。
固定記憶装置1308は、記憶制御装置1307によってプロセッサー1301に二方向に随意に接続される。固定記憶装置1308は追加のデータ記憶容量を提供し、本明細書に記載された如何なる適切な明確なコンピュータ読取り可能な媒体もさらに含み得る。記憶装置1308は操作システム1309、実行可能なもの1310、データ1311、アプリケーション1312(応用プログラム)などを格納するために使用され得る。記憶装置1308はさらに光ディスク駆動装置、ソリッド・ステート・メモリー装置(例えばフラッシュベースのシステム)あるいは上記のいずれかの組み合わせを含み得る。記憶装置1308中の情報は、適切な場合に、仮想記憶としてメモリー1303に組み込まれ得る。
一例において、記憶装置1335は、記憶装置インターフェース1325を介してコンピュータシステム1300(例えば外部ポート・コネクタ(図示せず)を介して)と除去可能に接続され得る。特に、記憶装置1335および関連するマシン可読媒体は、コンピュータシステム1300に、機械読み取り可能命令、データ構造、プログラム・モジュールおよび/または他のデータ不揮発性の、および/または揮発性の記憶装置を提供し得る。一例において、ソフトウェアは、記憶装置1335上の機械読み取り可能媒体内に、完全にあるいは部分的に存在し得る。別の例において、ソフトウェアは、プロセッサー1301内に、完全にあるいは部分的に存在し得る。
バス1340は種々様々のサブシステムを接続する。本明細書において、バスへの照合は、適切であれば、共通の機能に役立つ1以上のデジタル信号ラインを包含し得る。バス1340はいくつかのタイプのバス構造のいずれかであり得、限定されないが、様々なバス・アーキテクチャーのいずれかを使用するメモリー・バス、メモリー・コントローラ、周辺バス、局所的バスおよびそれらの組み合わせを含む。限定ではなく一例として、そのようなアーキテクチャーは、業界標準アーキテクチャー(ISA)バス、エンハンストISA(EISA)バス、マイクロ・チャネル・アーキテクチャー(MCA)バス、ビデオ・エレクトロニクス標準協会の局所的バス(VLB)、周辺構成要素インターコネクト(PCI)バス、PCI-エクスプレス(PCI-X)バス、高速グラフィックポート(AGP)バス、HyperTransport(HTX)バス、シリアル・アドバンスト・テクノロジ・アタッチメント(SATA)バスおよびそれらの組み合わせを含む。
コンピュータシステム1300はさらに入力装置1333を含み得る。一例において、コンピュータシステム1300のユーザーは入力装置1333によってコンピュータシステム1300へコマンドおよび/または他の情報を入力し得る。入力装置1333の例は、限定されないが、アルファベット数字式の入力装置(例えばキーボード)、ポインティングデバイス装置(例えばマウスまたはタッチパッド)、タッチパッド、タッチ・スクリーン、マルチ・タッチ・スクリーン、ジョイスティック、スタイラス、ゲームパッド、オーディオ入力装置(例えばマイクロホン、音声応答システムなど)、光学式走査器、ビデオ又は静止撮像装置(例えばカメラ)、およびそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、入力装置はカイネクト(Kinect)、リープモーションなどである。入力装置1333は、限定されないが、直列、並列、ゲーム・ポート、USB、WIRE(登録商標)、THUNDERBOLT(登録商標)あるいは上記のもののいずれかの組み合わせを含む様々な入力インターフェース1323(例えば入力インターフェース1323)のうちのいずれかを介してバス1340に接続され得る。
特定の実施形態では、コンピュータシステム1300がネットワーク1330に接続されるとき、コンピュータシステム1300は、ネットワーク1330に接続された他のシステム、特にモバイル装置および企業システム、分散型コンピューティングシステム、クラウド記憶システム、クラウド・コンピューティングシステムなどと通信し得る。コンピュータシステム1300間の伝達はネットワーク・インターフェース1320を介して送信され得る。例えば、ネットワーク・インターフェース1320は、1つ以上のパケット(インターネットプロトコル(IP)パケットなど)の形態で(他の装置からのリクエストあるいはレスポンスなどの)ネットワーク1330から入って来る通知を受信し得、コンピュータシステム1300は処理のためにメモリー1303に入って来る通信を格納し得る。コンピュータシステム1300は、同様に出ていく通信(他の装置へのリクエストあるいはレスポンスなど)をメモリー1303に1以上のパケットの形で格納し得、ネットワーク・インターフェース1320からネットワーク1330へと通信され得る。プロセッサー1301は、処理のためにメモリー1303に格納されたこれらの通信パケットにアクセスし得る。
ネットワーク・インターフェース1320の例は、限定されないが、ネットワーク・インターフェース・カード、モデムおよびそれらの組み合わせを含む。ネットワーク1330あるいはネットワーク・セグメント1330の例は、限定されないが、分散型コンピューティングシス装置、クラウド・コンピューティングシステム、広域ネットワーク(WAN)(例えばインターネット、企業ネットワーク)、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)(例えばオフィス、ビルディング、キャンパスあるいは他の比較的小さな地理的な空間に関連したネットワーク)、電話機回路網、2台のコンピューティング装置(device)間の直接の接続、ピアツーピア・ネットワークおよびそれらの組み合わせ。ネットワーク1330などネットワークは、有線及び/または無線の通信モードを使用し得る。一般に、如何なるネットワーク・トポロジーをも使用し得る。
情報とデータはディスプレイ1332を介して表示することができる。ディスプレイ1332の例は、限定されないが、陰極線管(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、薄膜トランジスター液晶ディスプレイ(TFT-LCD)、パッシブ・マトリクスOLED(PMOLED)、アクティブ・マトリックスOLED(AMOLED)ディスプレイ、プラズマ・ディスプレイなどの有機液体結晶ディスプレイ(OLED)、およびそれらの組み合わせを含む。ディスプレイ1332は、プロセッサー1301、メモリー1303および固定記憶装置1308に接続することができ、並びにバス1340を介して入力装置1333など他の装置に接続することができる。ディスプレイ1332はビデオ・インターフェース1322を介してバス1340にリンクされ、ディスプレイ1332とバス1340の間のデータの輸送は、グラフィックス制御1321によって制御することができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイはビデオ・プロジェクターである。いくつかの実施形態では、ディスプレイはVRヘッドセットなどの頭部装着形表示装置(HMD)である。さらなる実施形態において、適切なVRヘッドセットは、限定しない例であるが、HTC Vive、Oculus Rift、Samsung Gear VR、Microsoft HoloLens、Razer OSVR、FOVE VR、Zeiss VR One、Avegant Glyph、Freefly VRヘッドセットなどを含む。またさらなる実施形態において、ディスプレイは本明細書に開示されたものなどの装置の組み合わせである。
ディスプレイ1332に加えて、コンピュータシステム1300は、限定されないが、オーディオ・スピーカー、プリンター、記憶装置およびそれらの組み合わせを含む1以上のほかの周辺出力装置1334を含み得る。そのような周辺の出力装置はアウトプット・インターフェース1324を介してバス1340に接続され得る。アウトプット・インターフェース1324の例は、限定されないが、シリアルポート、並列接続、USBポート、FIREWIRE(登録商標)ポート、THUNDERBOLT(登録商標)ポート、およびそれらの組み合わせを含む。
追加あるいは代替として、コンピュータシステム1300は、ハードワイヤによるロジック又は回路に具現化された他の方法の結果として機能性を提供し得るものであり、本明細書で記載されたか或いは例証された1以上のプロセス、又はプロセスの1以上のステップを実行するためのソフトウェアの代わり、あるいはそのソフトウェアと一緒に動作し得る。この開示でのソフトウェアへの言及はロジックを包含し得、ロジックへの言及はソフトウェアを包含し得る。さらに、コンピュータ読取り可能な媒体への言及は、実行のためにソフトウェアを格納する回路(ICなど)、実行のためにロジックを具体化する回路、若しくは適切であれば両方を包含し得る。本開示は、ハードウェア、ソフトウェアあるいは両方の如何なる適切な組み合わせも包含する。
当業者は、様々な例証となる論理的なブロック、モジュール、回路、および本明細書に開示された実施形態に関して記載されたアルゴリズム・ステップは、電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェアあるいは両方の組み合わせとして実行され得ることを認識するだろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に例証するために、様々な例証となる構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップは、それらの機能性の点から一般に上述された。
様々な例証となる論理的なブロック、モジュール、および本明細書に開示された実施形態に関して記述された回路は、メインプロセッサ、デジタル・シグナル・プロセッサー(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(FPGA)あるいは他のプログラム可能ロジックデバイス、離散性ゲートまたはトランジスター・ロジック、離散性ハードウェア構成部品あるいは本明細書に記載された機能を実現するように設計されたそれらの組み合わせによって実行或いは実現され得る。メインプロセッサはマイクロプロセッサーであり得るが、代替において、プロセッサーはすべての従来のプロセッサー、コントローラー、マイクロコントローラあるいはステート・マシンであり得る。プロセッサーもコンピュータ装置の組み合わせ、例えばDSPとマイクロプロセッサーの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサー、DSPコアと協力する1以上のマイクロプロセッサーあるいは他の構成、として実行され得る。
本明細書に開示された実施形態に関して記述された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、1つ以上のプロセッサーあるいは2つの組み合わせによって実行されたソフトウェア・モジュールで直接具体化され得る。ソフトウェア・モジュールは、RAMメモリー、フラッシュ・メモリー、ROMメモリー、EPROMメモリー、EEPROMメモリー、レジスター、ハードディスク、リムーバブル・ディスク、CD-ROMあるいは当該技術で既知の記憶媒体の他の形態に存在し得る。典型的な記憶媒体は、プロセッサーに結合され、プロセッサーは記憶媒体から情報を読み、そして書くことができる。代替において、記憶媒体はプロセッサーに不可欠かもしれない。プロセッサーと記憶媒体はASICに存在し得る。ASICはユーザー端末に存在し得る。代替において、プロセッサーと記憶媒体は、ユーザー端末の離散性の構成要素として存在し得る。
明細書の記載に従って、適切なコンピュータ装置は、限定しないが、サーバコンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、ノート型コンピュータ、サブノート型コンピュータ、netbookコンピュータ、ネットパッド(netpad)コンピュータ、セット-トップ・コンピュータ、媒体ストリーミング装置、ハンドヘルド・コンピュータ、インターネット家電、携帯のスマートフォン、タブレット・コンピュータ、携帯情報端末、ビデオゲーム機および車両を含んでいる。当業者は、任意のコンピュータ・ネットワーク連結性によって選択したテレビ、ビデオ・プレーヤおよびデジタル音楽プレーヤーが本明細書に記述されたシステムで使用することに適していることを認識するだろう。適切なタブレット・コンピュータは、様々な実施形態において、当業者に既知の小冊子、スレートおよび可変の構成を備えたものを含んでいる。
いくつかの実施形態では、コンピューティング装置は、実行可能な命令を実行するように構成された操作システムを含んでいる。動作システムは例えばプログラムとデータを含むソフトウェアであり、装置のハードウェアを管理し、アプリケーションの実行のためにサービスを提供する。当業者は、限定しないが、適切なサーバー操作システムがFreeBSD、OpenBSD、NetBSD(登録商標)、Linux(登録商標)、Apple(登録商標) Mac OS X Server(登録商標)、Oracle(登録商標)Solaris(登録商標)、Windows Server(登録商標)およびNovell(登録商標)NetWare(登録商標)を含むことを認識するだろう。当業者は、限定しないが、適切なパソコン操作システムがMicrosoft(登録商標)Windows(登録商標)、Apple(登録商標) Mac OS X(登録商標)、UNIX(登録商標)、およびGNU/Linux(登録商標)のようなUNIX(登録商標)などの操作システムを含むことを認識するだろう。いくつかの実施形態では、操作システムはクラウド・コンピューティングによって提供される。当業者は、さらに限定しないが、適切な携帯のスマートフォン操作システムがNokia(登録商標)Symbian(登録商標)OS、Apple(登録商標)iOS(登録商標)、Motion(登録商標) Black Berry OS(登録商標)における研究、Google(登録商標)Android(登録商標)、Microsoft(登録商標)Windows Phone(登録商標)OS、Microsoft(登録商標)Windows Mobile(登録商標)OS、Linux(登録商標)およびPalm(登録商標)WebOS(登録商標)を含むことを認識するだろう。当業者は、さらに適切な媒体ストリーミング装置の動作システムが、限定しないが、Apple TV(登録商標)を含むことを認識するだろう、Roku(登録商標)(Boxee(登録商標))はTV(登録商標)をGoogle Chromecast(登録商標)、Amazon Fire(登録商標)およびSamsung(登録商標)HomeSync(登録商標)を含むことを認識するだろう。当業者は、さらに限定しないが、適切なビデオゲーム機操作システムがSony(登録商標)PS3(登録商標)、Sony(登録商標)PS4(登録商標)、Microsoft(登録商標)Xbox 360(登録商標)、Microsft Xbox One、Nintendo(登録商標)Wii(登録商標)、Nintendo(登録商標)Wii U(登録商標)およびOuya(登録商標)を含むことを認識するだろう。
[0082]
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されたプラットフォーム、システム、媒体、および方法は、随意にネットワーク化されたコンピューティング装置の操作システムによって実行可能な命令を含むプログラムでエンコードされた1つ以上の非一時的なコンピュータ読取り可能な記憶媒体を含んでいる。さらなる実施形態では、コンピュータ読取り可能な記憶媒体はコンピューティング装置の明確な構成要素である。またさらなる実施形態では、コンピュータ読取り可能な記憶媒体は、コンピューティング装置から随意に除去可能である。いくつかの実施形態では、コンピュータ読取り可能な記憶媒体は、限定しない例として、CD-ROM、DVD、フラッシュ・メモリー装置、ソリッド・ステート・メモリー、磁気ディスク駆動機構、磁気テープ駆動機構、光ディスク駆動装置、クラウド・コンピューティングシステムおよびサービスを含む分散コンピューティングシステムなどを含んでいる。いくつかの場合では、プログラムと命令は媒体上で、永久に、本実質的に永久に、半永久に、あるいは非一時的にエンコードされる。
[0083]
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されたプラットフォーム、システム、媒体、および方法は少なくとも1つのコンピュータプログラム、あるいはその使用を含んでいる。コンピュータプログラムは、指定されたタスクを実行するために書かれて、計算装置のCPUの1つ以上のプロセッサーによって実行可能で、命令のシーケンスを含んでいる。コンピュータ読取り可能な命令は、機能、対象、データ構造を計算して、アプリケーション・プログラミング・インターフェース(API)をプログラムするアプリケーションなどのプログラム・モジュールとして実行され得、特定のタスクあるいはツールを実行するか、或いは特定の抽象データ型式を実行する。本明細書に提供される開示に照らして、当業者は、コンピュータプログラムが様々な用語の様々なバージョンで書かれるかもしれないことを認識するだろう。
様々な環境中で望まれるように、コンピュータ読取り可能な命令の機能性は組み合わせられるかもしれないし分配されるかもしれない。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、命令の1つのシーケンスを含む。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、命令の複数のシーケンスを含む。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは1つの場所から提供される。他の実施形態では、コンピュータプログラムは複数の場所から提供される。様々な実施形態では、コンピュータプログラムは1つ以上のソフトウェア・モジュールを含んでいる。様々な実施形態では、コンピュータプログラムは一部分あるいは全体として、1つ以上のウェブ・アプリケーション、1つ以上の携帯のアプリケーション、1つ以上のスタンド・アロンのアプリケーション、1つ以上のウェブ・ブラウザ・プラグ・イン、エクステンション、アドイン、あるいはアドオン若しくはそれらの組み合わせを含んでいる。
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムはウェブ・アプリケーションを含んでいる。本明細書に提供される開示に照らして、当業者は、様々な実施形態で、ウェブ・アプリケーションが1つ以上のソフトウェアフレームワークおよび1つ以上のデータベース・システムを利用することを認識するだろう。いくつかの実施形態では、ウェブ・アプリケーションンは、Microsoft(登録商標).NETあるいはRuby on Rails(RoR)などのソフトウェアフレームワーク上で生成される。いくつかの実施形態では、ウェブ・アプリケーションは1つ以上のデータベース・システムを利用しており、限定しない例として、リレーショナル、ノン-リレーショナル オブジェクトに向けられた、組合せの、およびXMLのデータベース・システムを含んでいる。さらなる実施形態では、適切なリレーショナル・データベース・システムは、限定しない例として、Microsoft(登録商標)SQLサーバー、mySQL(商標)Oracle(登録商標)を含んでいる。当業者は、さらにウェブ・アプリケーションが様々な実施形態で、1つ以上の用語の1つ以上の言語のバージョンで書かれていることを認識するだろう。ウェブ・アプリケーションは、1つ以上のマークアップ言語、プレゼンテーション定義言語、クライアントサイドスクリプト言語、サーバーサイド・コーディング言語、データベースクエリー言語あるいはそれらの組み合わせで書かれてもよい。いくつかの実施形態では、ウェブ・アプリケーションは、ハイパーテキストマークアップ言語(HTML)、拡張可能なハイパーテキストマークアップ(XHTML)あるいは拡張マークアップ言語(XML)などのマークアップ言語である程度まで書かれている。いくつかの実施形態では、ウェブ・アプリケーションは、カスケーディング・スタイル・シート(CSS)のようなプレゼンテーション定義言語である程度まで書かれている。いくつかの実施形態では、ウェブ・アプリケーションは、アシンクロナスJavascriptおよびXML(AJAX)、Flash(登録商標)Actionscript、JavascriptあるいはSilverlight(登録商標)などのサーバーサイド・コーディング言語である程度まで書かれている。いくつかの実施形態では、ウェブ・アプリケーションは、Active Server Psges(ASP)、ColdFusion(登録商標)、Perl,Java(商標)、JavaServer Pages(JSP)、Hypertext Preprocessor(PHP)、Python-、Ruby、Tcl、Smalltalk、WebDNA(登録商標)、あるいはGroovyなどのなどのクライアントサイドスクリプト言語である程度まで書かれている。
いくつかの実施形態では、ウェブ・アプリケーションは、構造化クエリー言語(SQL)などのデータベースクエリー言語である程度まで書かれている。いくつかの実施形態では、ウェブ・アプリケーションは、IBM(登録商標)、Lotus Domino(登録商標)などの企業サーバー・プロダクトを統合する。いくつかの実施形態では、ウェブ・アプリケーションはメディア・プレイヤー要素を含んでいる。様々なさらなる実施形態では、メディア・プレイヤー要素は、限定しない例として、Adobe(登録商標)Flash(登録商標)、HTML 5、Apple(登録商標)QuickTime(登録商標)、Microsoft(登録商標)Silverlight(登録商標)、Java(商標)、Unity(登録商標)を含む多くの適切なマルチメディア技術の1つ以上を利用する。
<スタンド・アロン・アプリケーション>
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、独立した計算機プロセスとして実行されるプログラムである、スタンド・アロンのアプリケーションを含んでいるが既存の処理へのアドオンは含まない、例えば、プラグ・インは含まない。
当業者は、スタンド・アロンのアプリケーションがしばしばコンパイルされることを認識するだろう。コンパイラーは、プログラミング言語で書かれたソース・コードをアセンブリ言語または機械コードなどの二値のオブジェクトコードに変換するコンピュータプログラムである。適切なコンパイルされたプログラミング言語は、限定しない例として、C、C++、オブジェクディブC、COBOL、Delphi、 Eiffel、Java(商標)、 Lisp、Python(商標)、Visual Basic、およびVB.NET、あるいはそれらの組み合わせを含む。コンパイル処理は実行可能なプログラムを生成するために少なくとも部分的にしばしば実行される。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは1つ以上の実行可能なコンパイルされたアプリケーションを含んでいる。
<ソフトウェア・モジュール>
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されたプラットフォーム、システム、媒体、および方法はソフトウェア、サーバーおよび/またはデータベース・モジュールを含んでいるか、あるいはその使用を含んでいる。本明細書に提供された開示を考慮して、ソフトウェア・モジュールは、当該技術には既知のマシン、ソフトウェアおよび言語を使用して、当業者によって作成される。本明細書に開示されたソフトウェア・モジュールは、多くの方法で実行される。様々な実施形態では、ソフトウェア・モジュールはファイル、コードのセクション、プログラム対象、プログラム構造あるいはその組み合わせを含む。さらに様々な実施形態では、ソフトウェア・モジュールは複数のファイル、コードの複数のセクション、複数のプログラム対象、複数のプログラム構造、あるいはそれらの組み合わせを含む。様々な実施形態では、1つ以上のソフトウェア・モジュールは、限定しない例として、ウェブ・アプリケーション、携帯用アプリケーションおよびスタンド・アロンのアプリケーションを含む。いくつかの実施形態では、ソフトウェア・モジュールは1つのコンピュータプログラムあるいはアプリケーションに存在する。他の実施形態では、ソフトウェア・モジュールは1つを超えるコンピュータプログラムあるいはアプリケーションに存在する。いくつかの実施形態では、ソフトウェア・モジュールは1つのマシン上でホストされる。他の実施形態では、ソフトウェア・モジュールは1つを超えるマシン上でホストされる。さらなる実施形態では、ソフトウェア・モジュールは、クラウド・コンピューティング・プラットフォームなどの分散コンピューティングプラットフォーム上でホストされる。いくつかの実施形態では、ソフトウェア・ジュールは1つの位置の1つ以上のマシン上でホストされる。他の実施形態では、ソフトウェア・モジュールは1つを超える位置の1つ以上のマシン上でホストされる。
<データベース>
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されたプラットフォーム、システム、媒体、および方法は1つ以上のデータベース、あるいはその使用を含んでいる。本明細書に提供される開示を考慮して、当業者は、多くのデータベースが、自動歯科用ドリルシステムによって保証された歯科的処方の計画或いは実行を助けるための手術および外科的の情報の記憶、再生あるいはその実行に適していることを認識するだろう。様々な実施形態では、適切なデータベースは、限定しない例として、リレーショナル・データベース、ノン-李リレーショナル・データベース、オブジェクトに向けられたデータベース、オブジェクトデータベース、エンティティ関係モデルデータベース、組合のデータベースおよびXMLデータベースを含んでいる。さらに限定しない例として、SQL、PostgreSQL、MySQL、 Oracle、DB2およびSybaseを含んでいる。いくつかの実施形態では、データベースはインターネットに基づく。さらなる実施形態では、データベースはウェブ・ベースに基づく。またさらなる実施形態では、データベースはクラウド・コンピューティングに基づく。特定の実施形態では、データベースは分散型データベースである。他の実施形態では、データベースは1つ以上の局所的なコンピュータ記憶装置に基づく。
Claims (23)
- 多自由度歯科位置づけシステムであって、当該システムは、
(a)パワーソースに対するパワーソース・コネクター、
(b)歯科エンドエフェクタ、
(c)前記パワーソース・コネクターと前記歯科エンドエフェクタとに接続されたエンドエフェクタ・カップリングであって、
そこでは、前記エンドエフェクタ・カップリングは、パワーを前記パワーソース・コネクターから前記歯科エンドエフェクタまで転送するように構成されてなる、前記エンドエフェクタ・カップリング、
及び
(d)前記歯科エンドエフェクタを2つ以上の方向に並進するように構成された駆動装置、を含んでなる、
ことを特徴とするシステム。 - 前記歯科エンドエフェクタはドリル、レーザー、プローブ、ノズル、ピック、X線あるいはその任意の組み合わせを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記レーザーはピコ秒レーザー、フェムト秒レーザー、マイクロ秒炭酸ガスレーザーあるいはその任意の組み合わせを含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記レーザーは、約0.5μm乃至約18μmの波長を持っているビームを発する、請求項2に記載のシステム。
- 前記レーザーは、約0.5μJ乃至約50,000μJのパルスエネルギーを持っている妻梁を発する、請求項2に記載のシステム。
- 前記レーザーは、約10ナノ秒乃至約500,000ナノ秒のパルス持続時間を持っているビームを発する、請求項2に記載のシステム。
- 前記レーザーは、約5Hz乃至約5,000,000Hzのパルス繰返し率を持っているビームを発する、請求項2に記載のシステム。
- 前記レーザーは1~100億のパルスを発する、請求項4乃至7のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記エンドエフェクタ・カップリングはギヤー、シャフト、プーリー、光ファイバー、導光体、自由空間光学部、ウォーム駆動機構、線形スライド、直線駆動機構、ロータリー機構、ミラー、レンズ、プリズムあるいはその任意の組み合わせを含む、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシステム。
- 駆動組立体は、ステッパー駆動、圧電駆動、サーボモーター駆動あるいはその任意の組み合わせを含む、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記駆動組立体は2つ以上の自由度に関する歯科エンドエフェクタを並進するか回転させるように構成される、請求項1乃至10のいずれか1項に記載のシステム。
- パワーソースは、モーター、レーザー・エミッター、バッテリー、壁コンセント、ジェネレーターの1以上、あるいはその任意の組み合わせを含む、請求項1乃至11のいずれか1項に記載のシステム。
- パワーソースは前記駆動組立体に取り付けられる、請求項12に記載のシステム。
- パワーソースは前記駆動組立体に取り付けられない、請求項12に記載のシステム。
- さらにハウジングを含み、
少なくともパワーソース・コネクター、歯科エンドエフェクタ、エンドエフェクタ・カップリングおよび駆動装置の1つ以上の少なくとも一部は、筐体内に存在する、請求項1乃至14のいずれか1項に記載のシステム、 - 歯科クランプおよび歯科クランプ・コネクターをさらに含み、
そこでは、歯科クランプはリジッドに患者の歯に除去可能に取り付けられるように構成される、請求項1乃至15のいずれか1項に記載のシステム。 - 歯科クランプ・コネクターは、駆動装置、歯科クランプあるいは両方にリジッドに付けられている、請求項16に記載のシステム。
- 歯科クランプ・コネクターは駆動装置、歯科クランプあるいは両方に付けられ、駆動装置、歯科クランプあるいは両方に関して1つ以上の方向に自由に移動する、請求項16に記載のシステム。
- 駆動装置は、歯科クランプに関して少なくとも2つの自由度中のエンドエフェクタを並進する、請求項16に記載のシステム。
- ハウジング、駆動装置あるいは両方に取り付けられジンバル・アームを更に含み、
ジンバル・アームは手で固定面に関してハウジング、駆動装置あるいは両方の位置を決めるように構成される、請求項1乃至19のいずれか1項に記載のシステム。 - 自動歯科用ドリルに取り付けられた1つ以上のカメラを含む三次元の(3D)視覚装置をさらに含み、
カメラはそれぞれ、被験者の歯の2次元画像、ライブビデオ中継あるいは両方を提供する、請求項20に記載のシステム。 - 2次元画像、ライブビデオ中継の少なくとも1つが、ワールド座標系を確立するために、外科手術部位に予め定義された3D表面の走査に写像され、
ワールド座標系に自動歯科用ドリルは、登録され、かつ、材料の除去の比率が追跡される、請求項21に記載のシステム。 - カメラの1つ以上がミリメートル・スケールのカメラを含むことを特徴とする請求項21のシステム。
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