JP2022526082A - 患者に合わせた義歯部品のモデリング - Google Patents

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Abstract

本発明は、患者に合わせた義歯部品（１４０）をモデリングするための方法に関する。方法は、デジタル三次元患者状況モデル（１１８）と、デジタル三次元義歯部品モデル（１１４）と、患者固有の境界表面を使用して画定される１つ以上の幾何学的適合基準と、を提供することを含む。義歯部品モデルの義歯部品ジオメトリは、患者に合わせた様態で患者状況モデルの患者状況ジオメトリに適合される。患者に合わせた適合プロセスは、義歯部品モデルに対して繰り返し相互作用的にユーザー定義された変更を行うことも含み、義歯部品モデルは、各ユーザー定義された変更から結果として得られる変更状態に到達するまで、ユーザー定義された変更の各々の過程において中間状態のシーケンスを動的に通過する。対応する変更状態に到達するまでの中間状態の関連するシーケンスの動的な通過は、表示装置（１０８）上にグラフィカルユーザーインタフェース（１１９）によって表示される。

Description

本発明は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューター実装された方法、コンピュータープログラム製品およびコンピューターシステム、ならびに方法を実行する処理システムに関する。
義歯部品は、通常機械または手作業によって製作される。義歯部品の精密なサイズ設定に加えて、義歯部品の審美性は、特に対応する義歯部品がその間に配置される患者の残りの歯の状態と併せて、重要な役割を演じ、したがって手作業による仕上げプロセスが、義歯部品が機械によって製造される場合でさえも通常提供される。一般に、二つとして同じ歯はないので、患者に合わせた義歯部品のモデリングには高い需要があり、これは寸法に関して、および外観に関しての両方で、精密に適合されるべきである。義歯部品の機械ベースの製造の場合でさえも、したがって、コンピューターモデルの使用をともなう対応する義歯部品の手作業による事前のモデリングが通常実施される。しかしながら、この点に関して、公知のモデリング方法は、複雑で、かつ厄介であることが証明されている。例えば、モデルに対する各個々の変更は、個々に手作業によって実施しなければならない。特に、歯科用モデルに対する変更は、すでに以前に適合しているモデルの区域が、追加的な変更の結果として、もはやフィットしないことを意味し、そして調整もしなければならないということが、繰り返し起きる場合がある。
本発明の目的は、義歯部品をモデリングするための改善された方法を可能にすることである。
本発明の基盤を形成する目的は、独立請求項の各々の特徴によって達成される。本発明の実施形態は、従属請求項に記載される。
実施形態は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューター実装された方法を含み、方法は、
・デジタル三次元患者状況モデルを提供することであって、患者状況モデルが、モデリングの過程において義歯部品が適合される患者状況ジオメトリを画定する、患者の歯の組の１つ以上の対象の患者固有の境界表面を画定する、ことと、
・開始状態にある第１のデジタル三次元義歯部品モデルを提供することであって、第１の義歯部品モデルが、義歯部品ジオメトリを画定する義歯部品の義歯部品固有の境界表面を画定し、開始状態にある第１の義歯部品モデルが、開始ジオメトリの形態にある義歯部品ジオメトリを有する、ことと、
・患者固有の境界表面を使用して画定される、１つ以上の幾何学的適合基準を提供することであって、義歯部品ジオメトリの患者状況ジオメトリへの患者に合わせた適合の過程において、義歯部品固有の境界表面によってこの基準が満足される必要がある、ことと、
・第１の義歯部品モデルの義歯部品ジオメトリを、患者に合わせた様態で、患者状況モデルの患者状況ジオメトリへと適合することであって、
患者に合わせた適合プロセスが、第１の義歯部品モデルを、患者状況モデルによって義歯部品に対して提供される、開始位置に配置することを含み、
患者に合わせた適合プロセスは、配置された第１の義歯部品モデルに対して繰り返し相互作用的にユーザー定義された変更を行うことも含み、第１の義歯部品モデルは、各ユーザー定義された変更から結果として得られる変更状態が達成されるまで、ユーザー定義された変更の各々の過程において中間状態のシーケンスを動的に通過し、幾何学的適合基準を満足する一方で、対応する中間状態および結果として得られる変更状態の各々に対して、第１の義歯部品モデルの状態固有の状態ジオメトリが第１の義歯部品モデルの開始ジオメトリから自動的に計算され、
ユーザー定義された変更の各々が、グラフィカルユーザーインタフェースによって表示装置上に表示され、ユーザー定義された変更の各表示は、これのために計算された関連する状態固有の状態ジオメトリをともなって、対応する変更状態に到達するまで中間状態の関連するシーケンスを動的に通過する第１の義歯部品モデルの表示を含む、ことと、
・患者に合わせた義歯部品の製造のために、患者に合わせた義歯部品ジオメトリを提供するために、第１の義歯部品モデルの患者に合わせた適合から結果として得られる変更ジオメトリを使用することと、を含む。
設計モデルは、ユーザーがデジタル三次元義歯部品モデルを、開始状態から進んで、患者状況ジオメトリの個々の状態へと適合することを可能にする、という利点を有する場合がある。患者状況ジオメトリは、義歯部品モデルが適合される患者の歯の組の中に配置された、１つ以上の対象によって画定される。画定された幾何学的適合基準は、各ユーザー定義された変更が実装されている一方で、対応する適合基準を満足することを確実にする。言い換えれば、幾何学的適合基準に違反する状態は、それ故に、義歯部品モデルに対するユーザー定義された変更の結果として、それ自体確立するのが回避される場合がある。実施形態は、ユーザー定義された変更の結果として、対応する適合基準をもう一回満足するための義歯部品モデルの改正に対する必要性を完全になくす、という利点を有する。ユーザー定義された変更が、以前に行われた変更によってすでに満足し、そして新しい状態によって違反した適合基準をもう一回満足するための改正に対する必要性を結果としてもたらす、という問題は、それ故に回避されうる。対応する改正は、以前のユーザー定義された変更を、少なくとも部分的に繰り返さなければならない程度に戻させる場合があり、これは結果として、対応する適合基準を満足させるときに、問題につながる場合がある。対応する幾何学的適合基準を固定的に画定することによって、一方では対応する適合基準を、もう一方では義歯部品モデルの患者に合わせた適合に対するユーザー定義された変更を同時に満足する、時間のかかる反復的な近似を回避しうる。
さらに、中間状態のシーケンスの動的な通過を表示することは、ユーザーによって画定されたユーザー定義された変更の外的な効果をユーザーがより良好に理解することを可能にする。したがって、特に、ユーザーは、動的に通過した中間状態のうちの１つが、ユーザーによって求められている義歯部品モデルの有利な変更状態かどうかを識別しうる。もしそうだとすれば、ユーザーは、ユーザー定義された変更の部分を戻すことによって対応する中間状態に到着しうる。それ故に方法の実用性は増加し、また処理時間は著しく減少する。
ここで、状態固有の状態ジオメトリが、個々の中間状態に対して、および結果として得られる変更状態に対しての両方で、開始ジオメトリから自動的に計算されることが特に有利である。中間状態および／または変更状態の状態ジオメトリは、それ故に、各々の場合に開始ジオメトリから別個に計算されうる。例えば、ユーザー定義された変更が配置された義歯部品モデル上になされた場合、義歯部品モデルは、中間状態のシーケンスを通過する。状態固有の状態ジオメトリは、このシーケンスの各個々の中間状態に対して計算されてもよい。これらの状態ジオメトリのうちの各個々の１つは、開始ジオメトリから、すなわち、特に以前に計算された中間状態によるいかなる影響も有しないで、計算される。特に、シーケンスの個々の中間状態は、１つの工程の結果が次の工程の開始値として仮定する、反復手順の工程の結果ではない。言い換えれば、特に、シーケンスの中間状態は、シーケンスの次の中間状態を計算するための開始状態として使用されない。開始ジオメトリは、中間状態を計算するために、開始状態として毎回使用される。例えば、ユーザー定義された変更が戻され、そして中間状態のシーケンスが逆に通過する場合、シーケンスを逆に通過するとき、中間状態は、シーケンスを前向きに通過したときの状態と特に完全に一致する。これは、これらが各々開始ジオメトリから計算され、したがって計算は、いかなる逸脱にも遭遇することなく同一であるためであり、このことは過剰な時間を増加させ、通過する中間状態の数を増加させる場合があり、そしてこれは、例えば、丸め誤差などの数値的な効果によって生じる場合がある。例えば、開始ジオメトリから計算される可能性がある変更状態は、それ故に、通過した中間状態とは、特にこれらの中間状態を計算するときの丸め誤差などの数値的な効果とは無関係である場合がある。各状態での開始ジオメトリからの個々の状態ジオメトリの計算は、ユーザーによって作られた各ユーザー定義された変更がたやすくキャンセルされうることを確実にする場合がある。特に、義歯部品モデルの、事前に通過した中間状態への適合は、これによって容易になる。特に、ユーザーが強制的に新しくモデリングを開始する状況では、ユーザーによってなされたユーザー定義された変更の組み合わせは、すでにキャンセルされている場合があり、それ故に回避されうる。この状況は、特に、状態ごとに各事例において、数値的な近似方法を使用して義歯部品モデルの適合が計算される場合、発生しうる。例えば、丸め誤差などの数値的な効果の結果として、義歯部品モデルの固定的な参照状態を用いずには、その変更を完全に可逆的になすことが一般的にできない場合がある。この事例では、固定的な参照状態は、開始ジオメトリの形態で提供される。それ故に、実施形態は、患者に合わせた義歯部品のモデリングを、より迅速に、かつはるかにより簡単に実装することを可能にする場合がある。
変更状態は各々開始ジオメトリから進んで個々に計算されるので、各変更状態に対して変更データの組が作成されてもよく、これは開始ジオメトリと比較して対応する変更状態に対してなされた変更を定義するので、実施形態は、追加的に利点を有する場合がある。こうした変更データの組は、第１の義歯部品モデルに対してなされた任意の変更の第２の義歯部品モデルへの単純な形態での転送を可能にする。例えば、この目的のために、変更データの組で定義された変更が、第２の義歯部品モデルに適用される。これらは、開始ジオメトリから直接的に計算される変更なので、転送中の不正確さ（この不正確さは、数値的な性質のものおよび／または義歯部品モデル特有のものでありうる）は、減少される場合がある。
以前に記述した利点は、特に、複数の義歯部品、特に互いに独立した義歯部品がモデリングされる場合に効力を生じる。
義歯部品は、１つ以上の自然の歯および／またはその１つ以上の部分の欠失もしくは存在を置き換え、かつ／または補完するために、患者の歯の組の中、または患者の歯の組の上に配置される任意の形態の物体を意味することが理解される。義歯部品には、例えば、ブリッジ、インレイ、オーバーレイ、クラウンまたはこれに類するものが挙げられうる。義歯部品は、義歯材料、例えば、セラミック（酸化亜鉛セラミック、酸化アルミニウムセラミックなど）、金属、または金属合金から製造される。例えば、ＣｒＣｏ合金、金、または金合金が使用される。さらに、義歯材料は、プラスチックも含んでもよい。
義歯部品ジオメトリは、義歯部品特有の境界表面によって形成される義歯部品モデルの幾何学的形態（複数可）を意味する。これらの形態は、距離、長さ、幅、高さ、角度、点、（上）面、または体積などの幾何学的変数、または幾何学的変数の比によって定量的に記述することができる。義歯部品モデルは、予め定義された義歯部品モデルの収集、すなわちライブラリから選択されてもよく、または固有の用途のために製造されてもよい。この目的で、患者の歯の組の物理的対象が、デジタル三次元モデルのためのテンプレートとして使用されてもよく、または既存の患者固有のデジタル三次元モデルが、テンプレートおよび／または開始モデルとして使用されてもよい。
患者状況ジオメトリは、患者状況モデルによって成る、患者の歯の組の対応する対象の、存在し、かつ／または補完される患者の歯の組の１つ以上の対象の患者固有の境界表面によって形成される、患者状況モデルまたはモデルの幾何学的形態（複数可）を意味する。これらの形態は、距離、長さ、幅、高さ、角度、点、（上）面、または体積などの幾何学的変数、または幾何学的変数の比によって定量的に記述することができる。患者状況モデルは、歯の状態および／または義歯部品がフィットされる、または適合される患者の歯の組の１つ以上の部分の状態を表す。この事例では、患者状況モデルは、例えば、患者の歯の組および／または患者の歯の組の１つ以上の部分検査のに基づく。
実施形態によれば、ユーザー定義された変更は、入力されたときに各インスタンスにおいて同時に表示される。実施形態は、それ故に、ユーザーが、自分が作成した適合の視覚化を直接的に提供される、という利点を有する場合がある。中間状態および結果として得られた変更状態は、この事例では、その場でリアルタイムで計算される。
実施形態によれば、義歯ジオメトリが適合される一方で、開始ジオメトリによって画定され、かつ義歯部品に対する特色である形態学的特徴は維持する。実施形態は、対応する義歯部品がその基本的な機能的かつ／または審美的な特色は常に保持する、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、結果として得られる変更ジオメトリを提供することは、結果として得られる変更ジオメトリを患者に合わせた義歯部品ジオメトリとして使用することを含む。実施形態は、結果として得られる変更ジオメトリを、例えば、間接的に患者に合わせた歯のジオメトリとして、例えば、ＣＡＭ方法またはラピッドプロトタイピング方法などの好適な加工方法によって義歯部品を製造するために、使用してもよい、という利点を有する場合がある。これは、材料除去加工方法（例えば、ＣＮＣフライス加工）であってもよく、または材料付加加工方法（例えば、３Ｄプリンティング）であってもよい。
実施形態によれば、結果として得られる変更ジオメトリを提供することは、結果として得られる変更ジオメトリを第２のデジタル三次元義歯部品モデルへと転送することを含み、第２の義歯部品モデルは、第１の義歯部品モデルより高い解像度を有する。実施形態は、患者に合わせた義歯部品のマルチステージモデリングを可能にする、という利点を有する場合がある。モデリングされた義歯部品の正確さは、ここでステージごとに増加する。例えば、第１のモデリングステージでは、第１の解像度を有する第１のデジタル三次元義歯部品モデルが、使用されてもよい。この解像度は、例えば、比較的粗い解像度であってもよく、これは、少ないコンピューティングの労力を用いて、義歯部品モデルの基本的な寸法の患者状況ジオメトリの条件に対する急速な適合を可能にする。ここで結果として得られる変更ジオメトリは、次いで第１の義歯部品モデルより高い解像度を有する第２の義歯部品モデルへと転送されてもよい。言い換えれば、ユーザーは、すでになされた変更を利用してもよい。第２の義歯部品モデルは、次いで患者状況ジオメトリの対応する条件に対して微調整されてもよい。
実施形態によれば、幾何学的適合基準は、患者状況モデルの患者固有の境界表面と義歯部品モデルの義歯部品固有の境界表面との間の正のおよび／または負の距離もしくはオフセットに対する１つ以上の許容できる最大値および／または最小値を画定する。実施形態は、幾何学的適合基準に起因して、義歯部品モデルの計算される状態固有の状態ジオメトリの各々が、患者固有の境界面に関して１つ以上の基本的な幾何学的関係を確実に満足する、という利点を有する場合がある。負の距離は、患者固有の境界表面と義歯部品固有の境界表面との間の距離を意味し、義歯部品固有の境界表面は、患者状況モデルの内側に延在する。正の距離は、患者固有の境界表面と義歯部品固有の境界表面との間の距離を意味し、義歯部品固有の境界表面は、患者状況モデルの外側に延在する。
実施形態によれば、患者固有の境界面は、患者状況モデルによって成る１つ以上の対合歯の、患者状況モデルによって成る１つ以上の近似歯の、および／または患者状況モデルによって成る１つ以上の義歯部品の境界面である。実施形態によれば、許容できる最大値および／または最小値のうちの１つ以上は、ゼロである。実施形態は、義歯部品モデルおよび患者状況モデルの境界面の貫通は原則として除外されうる、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、幾何学的適合基準は、義歯部品モデルの義歯部品固有の境界表面の間の正の距離に対する１つ以上の許容できる最小値を画定する。言い換えれば、幾何学的適合基準は、義歯部品モデルに対して最小材料厚さを画定する。
実施形態によれば、患者固有の境界表面を使用して画定される幾何学的適合基準は、義歯部品ジオメトリの患者に合わせた適合の過程において計算された状態固有の状態ジオメトリによって満足されるべき以下の幾何学的基準のうちの少なくとも１つを含む。予め定義された第１の最小値を下回って下がらない境界表面によって制限される義歯部品モデルの材料厚さ、予め定義された最大値を超えない義歯部品モデルの境界面および患者状況モデルの境界面の最大貫通深さ、予め定義された第２の最小値を下回って下がらない義歯部品モデルの境界面および患者状況モデルの境界面の間の最小距離。
例えば、義歯部品モデルの材料厚さが、予め定義されたされた最小値を下回って下がりえないことが指定される。実施形態は、義歯部品の耐久性および高い安定性がそれ故に確保される、という利点を有する場合がある。それ故に、特に、患者の歯の組の対象の部品、例えば、歯の残根が、義歯部品モデルのシフティングの結果として、義歯部品モデルを完全に通して貫通して、そこから部分的に突き出ることがないことも確保されうる。２つの境界面の間の距離が、ユーザー定義された変更として減少し、これにより当該距離が予め定義された第１の最小値に対応する場合、対応する境界面のさらなる接近は、それ故に回避されうる。むしろ、距離は対応する最小値において一定に保持され、また義歯部品モデルの幾何学的変形の結果としてさらなる変更が生じる。例えば、ユーザーが義歯部品モデルを患者状況ジオメトリ内でシフトしたければ、状況が発生する場合があり、例えば、義歯部品モデルのクラウンが実際にシフトされるが、義歯部品モデルの下方部分は動かないまま、または下方部分の境界面の区域は動かないままである。
実施形態によれば、最大貫通深さまたは最小距離患者が制限される状況モデルの境界面は、患者状況モデルによって成る１つ以上の対合歯の、患者状況モデルによって成る１つ以上の近似歯の、および／または患者状況モデルによって成る１つ以上の義歯部品の境界面である。
例えば、義歯部品モデルの境界面および患者状況モデルの境界面の最大貫通深さは、予め定義された最大値を超えないことが規定される場合がある。ここで、例えば、いかなる貫通も許容できない場合、または対応する貫通が許容できる場合、当該貫通は、容認できる最大値に制限されうることが規定される場合がある。義歯部品モデルと患者状況モデルとの間で、例えば、義歯部品モデルと対合歯との間で、制限された貫通が許容できる場合がある。ここで、最小貫通は、患者が噛みつくときに接触の感覚を確実に有することができるようにするため、および効果的な咀嚼を確実にできるようにするために都合がよい場合がある。さらに、モデリングの過程において制限されない貫通は、初期に義歯部品モデルを全体として患者状況ジオメトリに適合するため、およびモデリングプロセスの終わりに、微調整の過程において残りの最小貫通を局所的に改正するために都合がよい場合がある。これは、例えば、義歯部品モデルの表面ジオメトリの局所的な変形によって、または義歯部品モデルの材料の局所的な除去によって達成される場合がある。
例えば、義歯部品モデルの境界面と患者状況モデルの境界面との間の最大距離は、予め定義された最大値を超えないことが規定される場合がある。実施形態は、それ故に、いくつかのセクションにおいて、義歯部品モデルと患者状況モデルとの間の距離が大きすぎないことを確実にする場合がある、という利点を有する場合がある。
例えば、義歯部品モデルの境界面と患者状況モデルの境界面との間の最小距離は、予め定義された最小値を超えないことが規定される場合がある。実施形態は、それ故に、いくつかのセクションにおいて、義歯部品モデルと患者状況モデルとの間の距離が小さすぎないことを確実にする場合がある、という利点を有する場合がある。
制限値が、適合基準のうちの１つに到達することによって規定される場合、例えば、それ故に、義歯部品モデルのその変形によるさらなるユーザーの個々の変更が、適合基準が満足されているという条件で許容されることが画定される場合がある。
実施形態は、義歯部品モデルおよび患者状況モデルの境界面の貫通は原則として除外されうる、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、幾何学的適合基準は、階層的に構造化される。幾何学的適合基準の事例では、これは互いに両立せず、個々の幾何学的適合基準は、階層的構造に従って、１つ以上の他の幾何学的適合基準に優先する。例えば、複数の幾何学的適合基準は、例えば、事前設定の形態で、またはユーザーによって行われた選択によって規定される。階層的構造または順番は、これらの幾何学的適合基準に対して、例えば、事前設定の形態で、またはユーザーによって行われた選択によって規定される。２つの以上の規定された幾何学的適合基準から矛盾がもたらされる状況が生じた場合、すなわち、これらの幾何学的適合基準を同時に満足することができない場合、階層的構造に従って、両立しない幾何学的適合基準のうちのある特定の幾何学的適合基準を両立しない幾何学的適合基準のうちの他の幾何学的適合基準に対して優先する。例えば、幾何学的適合基準は、さらなる幾何学的適合基準が１つ以上の矛盾のせいでもはや満足されえないようになるまで順番に満足される。この事例では、例えば、対応するさらなる幾何学的適合基準が満足されない、という事実が許容されてもよい。代替的に、対応するさらなる幾何学的適合基準によって規定される最大値は、順番に、すなわち、階層的順番に従って、さらなる幾何学的適合基準も満足するまで増加されてもよく、かつ／または対応するさらなる幾何学的適合基準によって規定される最小値は、順番に、すなわち、階層的順番に従って、さらなる幾何学的適合基準も満足するまで低減されてもよい。例えば、漸進的に、例えば、予め定義された増分で、最大値は、増加されてもよく、また最小値は低減される。実施形態は、幾何学的適合基準の間の不一致は、階層的構造の基準で解決されうる、という利点を有する場合がある。例えば、材料厚さに対する最小値の保持の選択基準は、貫通深さの制限の適合基準より高度に重み付けされる場合がある。例えば、２つの適合基準の間の矛盾の場合、階層的により低い適合基準，には、より低い重みが与えられ、例えば、最小材料厚さと最大の許容できる貫通深さとの間の矛盾の事例では、最大の許容できる貫通深さは、それ故に、より大きい重みを与えられる場合がある。こうした不一致の結果として違反した適合基準は、各モデリング動作の終わりに、例えば、義歯部品モデルの微調整の過程において改善することができる。例えば、望ましい貫通は、それ故に、義歯部品モデルにおける局所的な変形または材料除去によって除去されてもよい。
実施形態によれば、ユーザー定義された変更は、リアルタイムで表示される。実施形態は、ユーザーが、ユーザー定義された変更がどのような効果を有するかを直接的に見て、そしてこれらを迅速かつ効果的に適合しうる、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、ユーザー定義された変更の各々は、対話型ユーザー入力によって画定される以下の変更、すなわち、義歯部品モデルの予め定義された方向での義歯部品モデルの延長のスケーリング、患者状況モデルに対する義歯部品モデルのシフト、および患者状況モデルに対する義歯部品モデルの回転、のうちの少なくとも１つを含む。
実施形態によれば、各事例においてユーザー定義された変更を入力することは、グラフィカルユーザーインタフェース上に視覚的に提示された義歯部品モデルの境界表面の少なくとも１つの区域を、グラフィカルユーザーインタフェースによって提供される対話型デジタル処理ツールによって選択することおよび相互作用的に処理することを含む。
実施形態によれば、対話型処理は、区域を変形すること、および／または区域によって区切られた義歯部品ジオメトリの体積部分を切り取ることを含む。
変形は、義歯部品の一般的な形態は可能な限り最大の程度で維持される、という利点を有する場合がある。実施形態は、局所的な適合が行われる場合があるが、一方で一般的な歯の形態は変更されないままである、という利点を有する場合がある。特に、境界表面の異なる区域の間の滑らかな移行が、それ故に、確保される場合がある。
境界表面の切削は、随意にオフセットをともなって、義歯部品が切削区域の外側で最小限にのみ変更される、または義歯部品が全く変更されない、という利点を有する場合がある。例えば、ファセット面または研削端面として知られるものが、それ故に、歯の上に達成される。実施形態は、義歯部品モデルの局所的な適合が可能になる一方で、ジオメトリの残りの部分は可能な最大の範囲で変更されないままである、という利点を有する場合がある。
局所的な切削および／または変形によって、例えば、接触は、例えば、隣接して、かつ／または咬合的に最適化される場合がある。例えば、患者状況モデルによって成る義歯部品モデルの咬合境界表面と義歯部品の対合歯の咬合境界表面との間の接触は、それ故に最適化することができる。
実施形態によれば、ユーザー固有の変更は、入力装置を使用して入力される。入力装置は、例えば、マウス、キーボード、タッチパッド、タッチスクリーン、入力ペンもしくはスタイラス、三次元触覚入力装置、および／またはジェスチャーを認識するための装置を備える。実施形態によれば、入力装置は、グラフィカルユーザーインタフェース上の対話型処理ツールを制御するために使用される。実施形態によれば、対話型デジタル処理ツールは、グラフィカルユーザーインタフェース上で表面の区域を選択するため、および選択された区域を移動するためのカーソルを備える。移動は、例えば、ドラッグアンドドロップ機能として実施されてもよい。カーソルは、任意の設計であってもよく、特に、カーソルまたは対話型デジタル処理ツールによって提供される加工オプションを象徴するツールとして設計されてもよい。実施形態によれば、加工は、材料の局所的な適用、材料の除去、裂溝の平滑化、および／または裂溝の深化を含む。実施形態によれば、表面の点が選択される。実施形態によれば、ペイントブラシ機能によって区域が選択される。
実施形態によれば、１つ以上の区域が、デジタル三次元義歯部品モデル内に機能特異的に画定される。区域は、例えば、歯尖、歯尖先端、裂溝、咀嚼面等を備える。実施形態によれば、機能的に特異的に画定される区域のうちの１つ以上に対して、これらが変更可能かどうか、例えば、これらの本来の形態および／または位置が保持されるかどうかが予め定義される。実施形態によれば、ユーザーは、例えば、ユーザー入力またはホットキーを介して、機能的に特異的に画定される区域が、変更可能かどうか、および／またはどの程度まで対応する区域が変更可能、もしくは対応する区域が変更不可能かどうか、を画定してもよい。
実施形態によれば、ユーザー定義された変更は、ホットキー、数値、または他の２Ｄ制御要素を介して、間接的に入力され、中間アルゴリズムは、入力に応じて変更をデジタル三次元義歯部品モデルへと実装する。例えば、変更は、関節の状態、収縮、膨潤、および／または歯の経年劣化もしくは歯の平坦化に対する変更を含んでもよい。
実施形態によれば、ユーザー定義された変更の入力は、第１の義歯部品モデルの選択された区域、例えば、クラウンまたはクラウンの区域において仮想的に材料を追加または除去するための調整可能な材料適用値の調整を含む。実施形態によれば、材料適用値は、材料追加の事例では正であってもよく、材料除去の事例では負であってもよい。
実施形態は、材料追加および／または材料除去がリアルタイムで実施され、かつユーザーによって評価されうる、という利点を有する場合がある。例えば、製造される義歯部品に適用されるセラミック化粧板に対して必要な層厚さを、迅速に見積もる場合がある。
材料除去または収縮および材料追加または膨潤は、スケーリングに対しては全体的に技術的に対応しない。むしろ、これは、義歯部品モデルの表面の区域の、区域にわたる、すなわち、区域の各点に対する、義歯部品モデルの中心に対して相対的な一定の距離値だけの移動である。この事例では、一定の距離値は、中心からの距離とは無関係である。
実施形態によれば、義歯部品モデルの予め定義された区域は、材料除去および／または材料追加によって変更される。例えば、これらの区域は、例えば、セラミックを使用して化粧される、審美的に関連する区域である。審美的に関連する区域は、義歯部品が患者の歯の組の中に配置されるときに、通常の口の動きの過程において日常的に見える、製造される義歯部品の区域に対応する、義歯部品モデルの区域である。
実施形態によれば、義歯部品モデルを開始位置に配置することは、患者状況モデル内に画定される義歯部品に対して、義歯部品モデルを調整マージンへと自動的に適合することを含む。実施形態は、指定された調整マージンが、患者状況モデルによって常に満足される、という利点を有する場合がある。特に、調整マージンを満足するための改正に対する必要を、それ故に、義歯部品モデルに対するユーザー定義された変更の結果として完全になくすことが可能である。対応する調整マージンは、例えば、プロセスの開始においてユーザーによって画定され、かつ患者状況モデルの患者に合わせた条件に適合される場合がある。
実施形態によれば方法は、以下の工程、すなわち、
・第１の義歯部品モデルの変更状態を選ぶ工程と、
・第１の義歯部品モデルの選択された変更状態に対する咀嚼運動をシミュレートすることであって、咀嚼運動のシミュレーションが、患者状況モデルによって成る義歯部品モデルの対合歯へと動的に通過される義歯部品モデルの相対的な位置のシーケンスを計算することを含み、義歯部品モデルの少なくとも１つの咬合境界面と、対合歯の咬合境界面が、相対的な位置の各々に対してグラフィカルユーザーインタフェースによって表示装置上に表示される、工程と、も含む。
実施形態は、仮想咬合器が提供され、これによって患者の動的な咀嚼運動に対する義歯部品モデルの適合の効果がシミュレートされうる、という利点を有する場合がある。それ故に、義歯部品の適合が、対合歯に関する個々の相対的な位置決めに対してだけではなく、咀嚼運動の過程における相対的な位置決めについても好適であることが確保されうる。
実施形態によれば、動的なシーケンスの個々の相対的な位置の各々に対して、対合歯の咬合境界面に貫通する義歯部品モデルの咬合境界面の区域が表示される。実施形態によれば、咀嚼運動は、一般的な咀嚼運動である。実施形態によれば、咀嚼運動は、患者に合わせた咀嚼運動である。
咀嚼運動のシミュレーションの過程において、例えば、義歯部品に関する対合歯の相対的な位置は、影響され、延在され、かつ／または修正される。例えば、シミュレーションの過程において、重ね合わせられていない１つ以上の所定の位置は移動経路によって接近され、また対応する所定の位置は、対合歯の位置として適合される。この状況で、例えば、ユーザーが、仮想咬合器によって事前に計算された顎の動きの位置を選ぶためにスライダーを使用する場合、対応する位置に対する結果の表示をともなって直接的に提供される。
例えば、シミュレーションの過程において、移動経路によって組み合わされた数多くの対合歯の位置の重ね合わせとして新しい仮想対合歯が生成され、そして反対側の歯の個々の動きにおける仮想痕跡として各インスタンスにおいて示される。この事例では、すべての顎の移動経路から新しい人工境界面が生成される。
仮想咬合器は、標準的な移動プロファイル、例えば、左／右のラテロトゥルージョン・テロージョン（ｔｅｒｏｓｉｏｎ）、下顎後退等を有する咀嚼運動をシミュレートするための歯科用器具である実際の咬合器の単純化されたデジタルシミュレーションを意味する。代替的に、顎の移動経路は、患者の顎の測定システムから読み込まれてもよく、また対合歯の移動のために使用されてもよい。
実施形態は、義歯部品モデルと患者状況ジオメトリ内の対合歯との間の動的な相互作用が、咀嚼の過程において考慮に入れられうる、という利点を有する場合がある。特に、義歯部品モデルは、それ故に、異なる相互作用の状況に適合されてもよい。
実施形態によれば、開始状態における提供される義歯部品モデルは、義歯部品に対する一般的なモデルである。実施形態は、義歯部品モデルの点の間の距離比などの基本的な幾何学的条件を画定する一般的なモデルが使用されてもよい、という利点を有する場合がある。モデリングの過程において、対応する一般的なモデルは、患者に合わせた患者状況モデルの条件に適合されてもよい。ここで、根本的な一般的なモデルの一般的な条件は、例えば、保持されてもよい。対応する一般的な義歯部品モデルは、例えば、当該モデルがそれから読み込まれる場合があるライブラリの形態で提供される。
実施形態によれば、開始状態にある義歯部品モデルを提供することは、患者状況モデルによって成る歯および／または歯の部分を選択し、かつコピーすることを含む。実施形態によれば、提供するプロセスは、ミラーリングも含む。実施形態は、義歯部品をモデル化するために、すでに患者状況モデルの患者に合わせた条件に少なくとも部分的に適合された義歯部品モデルから開始することが可能である、という利点を有する場合がある。すでに以前に適合されているこの種類の義歯部品モデルは、適合プロセスがそれ故に短縮される、という利点を有する場合がある。実施形態は、既存の患者に合わせた対象を閲覧することが可能である、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、開始状態にある義歯部品モデルを提供することは、患者状況モデルにすでに適合している患者に合わせた義歯部品を選択し、かつコピーすることを含む。実施形態によれば、提供するプロセスは、ミラーリングも含む。実施形態は、既存の患者に合わせた義歯部品を閲覧することが可能である、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、患者の歯の組の対象は、以下の対象、すなわち、歯、歯の残根、歯茎、義歯、インプラント、歯周装置、ロケーター、咬合スプリント、バー、歯科補綴もしくは部分歯科補綴、部分義歯の除去、暫間義歯、詰め物、またはインレイ、のうちの１つ以上を含む。歯周装置とは、「アタッチメント」という用語によっても示される、歯の機能的な固定システムを指す。ロケーターとは、取り外し可能な義歯をインプラントへと接続するための既製の接続要素を指す。
咬合スプリントとは、歯列弓へと適合される特にプラスチック製の人工装具様の支持体を指し、そしてこれは、例えば、筋関節症（ｍｙｏａｒｔｈｒｏｐａｔｈｉｅｓ）の処置に使用される。例えば、バーで保持されるプロテーゼを固定するためには、バーが使用される。バーは、バープロテーゼを保持および／または支持するために、保持機能および／または支持機能を提供する。この種類のバーは、例えば、丸い、または四角い断面を有してもよい。バーは、少なくとも２つの歯またはインプラントを固定するために使用され、バーは、例えば、根面板、アンカークラウン（ａｎｃｈｏｒ ｃｒｏｗｎ）、または上部構造に固定されてもよい。例えば、複数のバーは相互接続されてもよい。
実施形態によれば、方法は、患者に合わせた義歯部品ジオメトリとして画定される変更ジオメトリを使用して、患者に合わせた義歯部品を製造することも含む。
実施形態によれば、患者固有の境界表面および義歯部品固有の境界表面は、以下の方法、すなわち、対応するメッシュ構造の頂点および／またはメッシュ構造の多角形内の点が対応する境界表面を画定する、多角形メッシュ構造、ポイントクラウドの点が対応する境界表面を画定する、ポイントクラウド、ボクセルグリッドを含む３Ｄボリュームデータ構造、または３Ｄ符号付き距離フィールド、のうちの１つを使用して実装される。
実施形態によれば、動的なシーケンスの数および増分は、表示されるアニメーションのための所望の標的フレームレートに応じて、または視覚的に期待される変更に応じて決定される。それ故に、コンピューターは不必要な読み込みを回避することが可能であり、同時に可能な限り最良の対話性を確保することが可能である。例えば、動作を速めるために、より少な中間工程が計算されてもよい。逆に、微調整に対する動作を速めるために、より多くの中間工程が計算されてもよい。
実施形態は、一方では、高度の対話性が確保されてもよく、他方では、コンピューターのコンピューティング労力が減少されてもよい、という利点を有する場合がある。加えて、中間工程の数を減少することによって、動的なシーケンスはより迅速に通過される場合があり、これによって義歯部品モデルは、より迅速に適合される場合がある。
実施形態によれば、義歯部品モデルの予め定義された領域は、境界の外側に保持される。対応する境界は、例えば、予め定義される、またはユーザーによって設定されてもよい。実施形態は、制限されたサイズのみの移行領域が予め定義された領域の外側に弾性的に変形する、という利点を有する場合がある。例えば、歯の歯尖の先端を、これが対向する顎の咀嚼表面の適切な位置に配置されるまでドラッグできるようにするためには、これが対応する予め定義された領域である場合、歯の歯尖自体を過度に著しく変形させる必要はない。
実施形態によれば、義歯部品モデルは、最適な歯の形態を達成するために、同じ顎の中に隣接して配置される、または対向する顎において互いに影響を及ぼす。この事例では、例えば、上顎は、下顎に優る優先順位を有する場合があり、歯の組の前方に配置される義歯部品は、審美的な理由で、さらに後方に配置される義歯部品に優る優先順位を有する場合がある、例えば、優先順位が割合として画定される混合した形態が提供されてもよい。ここで、その２つの相互に影響を及ぼす義歯部品のうちの一方ががより高い優先順位を有し、かつ一方がより低い優先順位を有して画定されてもよい。実施形態は、優先順位を画定することによって、相互に影響を与える義歯部品モデルの適合の間の不一致を解決することが可能になる、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、ユーザーによって選択される１つ以上の義歯部品は、場合によってはオフセットにより、患者モデルの境界表面の上に保持される、またはこれに対して位置する。例えば、義歯部品と対合歯との間の接触面は、それ故に、ある特定の位置に強制されてもよい。同時に、他の義歯部品は、例えば、対応する義歯部品の歯尖の先端または裂溝のために対合歯と相対的に十分なスペースを残すために、随意に同じ境界表面と接触しないようにされてもよく、場合によってはオフセットを有してもよい。実施形態は、義歯部品モデルおよび／または異なる義歯部品モデルの異なる区域に対する適合のための異なる要件が満足される場合がある、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、患者固有の、かつ／または義歯部品固有の境界表面に対する境界は、ユーザーによって幾何学的に作成された対象を介して画定されてもよい。例えば、平面の形態のデジタル境界は、例えば、スピーカーブまたはウィルソンカーブの形態で読み込まれ、かつ定置されてもよい。さらに、デジタル境界は、例えば、ライブラリから読み込まれる。例えば、球帽がライブラリから読み込まれ、かつ定置される。球帽は、歯のない顎のために、または反対側の顎のために予め組み立てられた歯の配置、のために位置決めの補助として使用され、例えば、完全な人工装具の事例では、これは有利でありうる。実施形態は、結果としてモデリングがより効率的に、かつより効果的に行われうる、という利点を有する場合がある。特に、追加的な要素の補完が単純化される場合がある。
実施形態によれば、患者固有の境界表面のうちの１つは、患者固有の境界表面（例えば、歯の残根、歯のインプラントの部分、および／または歯のアバットメントの部分の）に対する最小厚さ面として画定される。例えば、歯の残根上のオフセット面が、画定される場合があり、最小厚さ表面が読み込まれる場合があり、または材料固有に作成されたオフセット面が随意にそのうえに画定される場合がある。
実施形態によれば、物理的に提示される形態が絶対的に考慮され、そして成形が過剰な場合、その場で適合される。適合は、例えば、切削によって、かつ／または歯の形態などの予め定義された形態を考慮に入れて、物理的に予め定義された形態内の利用可能な自由空間に生成される。これは、例えば、完全な人工装具の歯に対して、有利である場合がある。実施形態によれば、これは、常に義歯部品とともに、または義歯部品に対して相対的に動く各義歯部品に対する追加的な面に読み込むこと、および現在モデリングされている義歯部品ジオメトリの境界として使用することによって実装されうる。対応する面は、例えば、予め形成されたライブラリ、すなわち、例えば、予め作られたインプラント接続を有するブランクの使用のための形態のライブラリから、または完全な人工装具の歯のライブラリから読み込まれてもよい。
実施形態は、義歯部品モデルと併せて効果的かつ効率的に予め形成されたものも考慮に入れうる、という利点を有する場合がある。実施形態は、変更もライブラリ内で効果的かつ効率的に実施しうる、という利点を有する場合がある。特に、実施形態は、すでに行われた適合が採用されてもよく、そして再度ゼロから開始する必要がないことを確実にする場合がある。
実施形態によれば、ライブラリは変更されてもよく、第１のライブラリからの第１の義歯部品モデルは、第２のライブラリからの第２の義歯部品モデルと取り替えられてもよい。実施形態によれば、第１の義歯部品モデルの現在の変更ジオメトリは、第２の義歯部品モデルへと転送される。これは、例えば、位置決めおよび第１の義歯部品モデルの形態、例えば、歯尖、裂溝、または他の接触点の位置を含んでもよい。実施形態は、ライブラリを変更した場合に再度すべての適合を実施しなくてもよい、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、グラフィカルユーザーインタフェースによって、異なるライブラリからの複数の義歯部品モデルが同じ義歯部品に対して示される。実施形態は、同じ義歯部品に対して、義歯部品モデルが同時に示されてもよく、またその場で移動または変更もされてもよい、という利点を有する場合がある。適合および表示は、分割画面表示によって、または重ね合わせの形態で（例えば、透過的にかつ／または異なる色で）同時に、のいずれかで実施されてもよい。
実施形態は、異なるライブラリが同時に考慮されうる、という利点を有する場合がある。これは、数多くのライブラリに対して１つの適合、および同じ適合を同時に実施することを可能にし、これにより、異なるライブラリに対する同一の適合結果が最後に生成されてもよく、そしてこれらから選択をすることができる。特に、１つのライブラリに対してだけでなく、いくつかのおよび／またはすべてのライブラリに対しても同時に最適である適合が、それ故に行われうる。
実施形態によれば、義歯部品は、例えば、ブリッジライブラリから読み込まれたブリッジである。実施形態は、ブリッジによって成る個々の歯または複数の歯の相対的な位置および／またはサイズが、固定的に予め定義されうる、という利点を有する場合がある。これは、例えば、完全な人工装具の奥歯に対して、有利である場合がある。実施形態によれば、これらの臼歯は、一緒に読み込まれ、そしてサイズおよび位置に関して互いに相対的に固定的に画定される。実施形態によれば、歯のブリッジ全体は、１つの表面として一緒に保存される。
実施形態は、ブリッジおよび／またはブリッジの部品の場合、これらのブリッジおよび／またはブリッジの部品は対称または義歯部品モデルとして提供され、かつ適合されるので、適合は、単純化および加速される場合がある、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、例えば、ライブラリから読み込まれた、義歯部品モデルは、歯肉構成要素を含む。実施形態は、歯肉構成要素も直接的に義歯部品モデル内に含まれ、そして、例えば、義歯部品モデルの歯の形態に対する変更の場合、これも変形および／または移動されうる、という利点を有する場合がある。実施形態によれば、歯肉構成要素を有する義歯部品モデルは、例えば、ライブラリから読み込まれたブリッジモデルである。
実施形態によれば、デジタル歯肉構成要素は、例えば、その場で、所与の義歯部品モデルに対して、自動的に生成される。例えば、歯肉構成要素は、近似境界面の間の距離が大きすぎる場合、または患者の顎からの距離が大きすぎる場合、生成される。実施形態は、歯茎における間隙が回避される、または自動的に充填される、という利点を有する場合がある。実施形態は、義歯部品モデルの適合中に、歯肉構成要素が効果的かつ効率的に考慮されうる、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、前歯の形態変更および変形は、対称的に実施される。例えば、形態変更および変形は、鏡面対称的である。実施形態は、前歯に対して対称的な適合が実施されうる、という利点を有する場合がある。
実施形態によれば、方法は、歯の経年劣化または疑似摩耗のシミュレーションを含む。経年劣化の程度の増加にともない、例えば、裂溝がますますより大きくなり、歯尖はますます低くなり、かつ／または咀嚼表面はますます平坦になる。経年劣化の程度は、例えば、ユーザー定義された変更として調整可能な値によって入力されてもよい。発見的にシミュレートした歯の経年劣化プロセスは、それ故に、例えば、その場で制御されてもよい。実施形態は、モデリングの過程において、経年劣化プロセスが効果的かつ効率的に考慮されうる、という利点を有する場合がある。
実施形態は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピュータープログラム製品も含んでもよく、このコンピュータープログラム製品は、不揮発性の、患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューター可読プログラム命令を有するコンピューター可読記憶媒体を備え、コンピューターシステムのプロセッサによるプログラム命令の実行は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするための方法をコンピューターシステムが実施するのを促し、この方法は、
・デジタル三次元患者状況モデルを提供することであって、患者状況モデルが、モデリングの過程において義歯部品が適合される患者状況ジオメトリを画定する、患者の歯の組の１つ以上の対象の患者固有の境界表面を画定する、ことと、
・開始状態にあるデジタル三次元義歯部品モデルを提供することであって、義歯部品モデルが、義歯部品ジオメトリを画定する義歯部品の義歯部品固有の境界表面を画定し、
開始状態にある義歯部品モデルが、開始ジオメトリの形態にある義歯部品ジオメトリを有する、ことと、
・患者固有の境界表面使用して画定される１つ以上の幾何学的適合基準を提供することであって、義歯部品ジオメトリの患者状況ジオメトリへの患者に合わせた適合の過程において、その基準が義歯部品固有の境界表面によって満足されなければならない、ことと、
・義歯部品モデルの義歯部品ジオメトリを患者に合わせた様態で患者状況モデルの患者状況ジオメトリへと適合することであって、
患者に合わせた適合プロセスが、義歯部品モデルを、患者状況モデルによって義歯部品に対して提供される、開始位置に配置することを含み、
患者に合わせた適合プロセスが、配置された義歯部品モデルに対して繰り返し相互作用的にユーザー定義された変更を行うことも含み、義歯部品モデルが、各ユーザー定義された変更から結果として得られる変更状態が達成されるまで、ユーザー定義された変更の各々の過程において中間状態のシーケンスを動的に通過し、幾何学的適合基準を満足する一方で、対応する中間状態および結果として得られる変更状態の各々に対して、義歯部品モデルの状態固有の状態ジオメトリが義歯部品モデルの開始ジオメトリから自動的に計算され、
ユーザー定義された変更の各々が、グラフィカルユーザーインタフェースによって表示装置上に表示され、ユーザー定義された変更の各表示が、これのために計算された関連する状態固有の状態ジオメトリをともなって、対応する変更状態に到達するまで中間状態の関連するシーケンスを動的に通過する義歯部品モデルの表示を含む、ことと、
・患者に合わせた義歯部品を製造するために使用される、患者に合わせた義歯部品ジオメトリとして、義歯部品モデルの患者に合わせた適合から結果として得られる変更ジオメトリを画定することと、を含む。
実施形態によれば、コンピュータープログラム製品は、上述の患者に合わせた義歯部品をモデリングするための方法の実施形態のうちの１つ以上を実行するように構成される。
実施形態は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューターシステムも備え、コンピューターシステムは、記憶媒体、プロセッサ、入力装置、および表示装置を備え、患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューター可読プログラム命令は、記憶媒体上に保存され、コンピューターシステムのプロセッサによるプログラム命令の実行は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするための方法をコンピューターシステムが実施するのを促し、この方法は、
・デジタル三次元患者状況モデルを提供することであって、患者状況モデルが、モデリングの過程において義歯部品が適合される患者状況ジオメトリを画定する、患者の歯の組の１つ以上の対象の患者固有の境界表面を画定する、ことと、
・開始状態にあるデジタル三次元義歯部品モデルを提供することであって、義歯部品モデルが、義歯部品ジオメトリを画定する義歯部品の義歯部品固有の境界表面を画定し、
開始状態にある義歯部品モデルが、開始ジオメトリの形態にある義歯部品ジオメトリを有する、ことと、
・患者固有の境界表面使用して画定される１つ以上の幾何学的適合基準を提供することであって、義歯部品ジオメトリの患者状況ジオメトリへの患者に合わせた適合の過程において、その基準が義歯部品固有の境界表面によって満足されなければならない、ことと、
・義歯部品モデルの義歯部品ジオメトリを患者に合わせた様態で患者状況モデルの患者状況ジオメトリへと適合することであって、
患者に合わせた適合プロセスが、義歯部品モデルを、患者状況モデルによって義歯部品に対して提供される、開始位置に配置することを含み、
患者に合わせた適合プロセスが、配置された義歯部品モデルに対して繰り返し相互作用的にユーザー定義された変更を行うことも含み、義歯部品モデルが、各ユーザー定義された変更から結果として得られる変更状態が達成されるまで、ユーザー定義された変更の各々の過程において中間状態のシーケンスを動的に通過し、幾何学的適合基準を満足する一方で、対応する中間状態および結果として得られる変更状態の各々に対して、義歯部品モデルの状態固有の状態ジオメトリが義歯部品モデルの開始ジオメトリから自動的に計算され、
ユーザー定義された変更の各々が、グラフィカルユーザーインタフェースによって表示装置上に表示され、ユーザー定義された変更の各表示が、これのために計算された関連する状態固有の状態ジオメトリをともなって、対応する変更状態に到達するまで中間状態の関連するシーケンスを動的に通過する義歯部品モデルの表示を含む、ことと、
・患者に合わせた義歯部品を製造するために使用される、患者に合わせた義歯部品ジオメトリとして、義歯部品モデルの患者に合わせた適合から結果として得られる変更ジオメトリを画定することと、を含む。
実施形態によれば、コンピューターシステムは、上述の患者に合わせた義歯部品をモデリングするための方法の実施形態のうちの１つ以上を実行するように構成される。
実施形態は、患者に合わせた義歯部品を製造するための加工システムであって、上述の実施形態のうちの１つによるコンピューターシステム、および患者に合わせた義歯部品ジオメトリを使用して患者に合わせた義歯部品を義歯材料から製造するための加工装置も備える、加工システムも含む。
本発明の実施形態が、以下で図面を参照しながら詳細に説明される。
図１は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするための例示的なコンピューターシステムの概略的なブロック図を示す。 図２は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするための例示的な方法の概略的なフロー図を示す。 図３は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするための例示的な加工システムの概略的なブロック図を示す。 図４は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするための例示的な加工システムの概略的なブロック図を示す。 図５Ａ～図５Ｃは、例示的な義歯部品モデルおよび患者状況モデルを示す。 図５Ａ～図５Ｃは、例示的な義歯部品モデルおよび患者状況モデルを示す。 図５Ａ～図５Ｃは、例示的な義歯部品モデルおよび患者状況モデルを示す。 図６Ａ～図６Ｃは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図６Ａ～図６Ｃは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図６Ａ～図６Ｃは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図７Ａ～図７Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図７Ａ～図７Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図７Ａ～図７Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図７Ａ～図７Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図７Ａ～図７Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図８Ａ～図８Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図８Ａ～図８Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図８Ａ～図８Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図８Ａ～図８Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図８Ａ～図８Ｅは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図９Ａ～図９Ｄは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図９Ａ～図９Ｄは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図９Ａ～図９Ｄは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図９Ａ～図９Ｄは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図１０Ａ～図１０Ｄは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図１０Ａ～図１０Ｄは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図１０Ａ～図１０Ｄは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図１０Ａ～図１０Ｄは、義歯部品モデルの例示的な適合を示す。 図１１Ａ～図１１Ｃは、義歯部品モデルおよび患者状況モデルの例示的な適合を示す。 図１１Ａ～図１１Ｃは、義歯部品モデルおよび患者状況モデルの例示的な適合を示す。 図１１Ａ～図１１Ｃは、義歯部品モデルおよび患者状況モデルの例示的な適合を示す。 図１２は、義歯部品モデルおよび患者状況モデルの例示的な貫通状況を示す。 図１３Ａ～図１３Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１３Ａ～図１３Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１３Ａ～図１３Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１４Ａ～図１４Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１４Ａ～図１４Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１４Ａ～図１４Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１５Ａ～図１５Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１５Ａ～図１５Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１５Ａ～図１５Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１６Ａ～図１６Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１６Ａ～図１６Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１６Ａ～図１６Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１７Ａ～図１７Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１７Ａ～図１７Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１７Ａ～図１７Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１８Ａ～図１８Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１８Ａ～図１８Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。 図１８Ａ～図１８Ｃは、義歯部品モデルの例示的な疑似摩耗を示す。
互いに対応する以下の実施形態の要素は、同じ参照記号によって示される。
図１は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューターシステム１００の概略的なブロック図を示す。コンピューターシステム１００は、１つ以上のプロセッサおよび１つ以上の記憶媒体を有するハードウェア構成要素１０２を備える。患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューター可読プログラム命令は、記憶媒体のうちの１つ以上に保存される。ハードウェア構成要素１０２のプロセッサのうちの１つ以上によるプログラム命令の実行は、コンピューターシステム１００が患者に合わせた義歯部品をモデリングするための方法を実施するのを促す。コンピューターシステム１００は、グラフィカルユーザーインタフェース１１０を表示するための表示装置１０８も備える。コンピューターシステム１００は、対話型ユーザー入力を行うためのキーボード１０４およびマウス１０６などの入力装置も備える。グラフィカルユーザーインタフェース１１０は、入力装置１０４、１０６を使用して、デジタル三次元義歯部品モデル１１４のモデリングを選ぶために使用されうる制御要素１１２を備える。デジタル三次元義歯部品モデル１１４は、グラフィカルユーザーインタフェース１１０上にも示され、そしてユーザーは、入力装置１０４、１０６を使用して、当該モデルを患者に合わせた様態で、グラフィカルユーザーインタフェース上に同様に提供される患者状況モデル１１８へと適合してもよい。義歯部品モデル１１４は、義歯部品ジオメトリを画定する義歯部品固有の境界表面１１６によって画定される。患者固有の境界表面１２０によって、患者状況モデル１１８は、患者状況ジオメトリを画定する。患者状況モデルの患者固有の境界表面１２０は、患者の歯の組の１つ以上の対象の境界表面である。さらに、グラフィカルユーザーインタフェースは、例えば、ユーザーが、入力装置１０４、１０６によって、患者に合わせた様態で適合される義歯部品モデル１１４および／または義歯部品モデル１１４の区域をユーザー定義された様態で選択および処理する、または変更することができるようにするデジタル加工ツール１２２を備える。対応するユーザー定義された変更には、例えば、義歯部品モデル１１４のシフト、回転、および／またはスケーリングが含まれる。コンピューター可読プログラム命令は、義歯部品モデル１１４のユーザー定義された変更に対する幾何学的適合基準も画定し、この基準を満足しなければならない。言い換えれば、予め定義された幾何学的適合基準を満足する変更のみが許容可能である。義歯部品モデルがユーザーによって入力装置１０４、１０６を使用して変更された場合（例えば、患者状況モデルに対してシフトされた場合）、対応する変更は、ユーザー表面１１０上に、当該モデルが、入力されたユーザー定義された変更に対応する変更状態に到達するまで通過する、義歯部品モデル１１４の中間状態の動的なシーケンスとして示される。言い換えれば、ユーザーは、義歯部品モデルを、例えば、グラフィカルユーザーインタフェース１１０内で、患者状況モデル１２０に対して、シフト、回転、および／またはスケーリングしてもよく、対応する変更は、リアルタイムで、動的な画像シーケンスとして示される。
図２は、患者に合わせた義歯部品をモデリングするための例示的な方法の概略的なフロー図を示す。ブロック２００において、デジタル三次元患者状況モデルが、提供される。患者状況モデルは、患者の歯の組の１つ以上の対象の患者固有の境界表面を画定する。言い換えれば、モデリングの過程においてこのモデルへと義歯部品が適合されるべき、患者状況モデルは、患者の歯の組における開始状況を反映する。患者固有の境界表面は、患者状況ジオメトリまたは区域構造を画定する。患者状況モデルまたは境界表面は、例えば、多角形メッシュ構造、例えば、三角形によって、ポイントクラウドによって、３Ｄボリュームデータ構造によって、または３Ｄ符号付き距離フィールドによって記述される。患者状況モデルは、例えば、患者の歯の組もしくは患者の歯の組の対象を、患者の口の中で直接的に、または、例えば、石膏もしくはプラスチックで作製された、患者の歯の組もしくは患者の歯の組の対象の少なくとも１つの印象またはモデルを測定することによって間接的に測定することによって生成される。例えば、Ｘ線画像、トモシンセシス画像、および／またはコンピューター断層撮影画像が、測定に使用されてもよい。さらに、患者状況モデルは、１つ以上のすでにモデリングされたデジタル三次元義歯部品モデル、すなわち、対象を含んでもよく、これは患者の歯の組の中でまたは患者の歯の組に使用するためにすでに固定的に画定されており、モデリングの過程において義歯部品を適合するときに同様に考慮する必要がある。
ブロック２０２において、デジタル三次元義歯部品モデルが、開始状態で提供される。患者状況モデルと同様に、義歯部品モデルも、境界表面、すなわち、義歯部品固有の境界表面を介して画定される。これらの境界表面は、義歯部品ジオメトリを記述する。義歯部品モデルまたは境界表面は、例えば、多角形メッシュ構造、例えば、三角形によって、ポイントクラウドによって、３Ｄボリュームデータ構造によって、または３Ｄ符号付き距離フィールドによって記述される。義歯部品モデルは、例えば、一般的なモデル、例えば、ライブラリから読み込まれた歯、患者状況モデルによって成る対象のコピー、すでに適合された患者に合わせた義歯部品モデルのコピー、または部分的に部分的に適合された患者に合わせた義歯部品モデルであってもよい。開始状態にある義歯部品モデルは、開始ジオメトリの形態にある義歯部品ジオメトリを有する。
ブロック２０４において、患者固有の境界表面を使用して画定される１つ以上の幾何学的適合基準が画定される。これらの適合基準は、義歯部品ジオメトリの患者状況ジオメトリへの患者に合わせた適合の過程において、義歯部品固有の境界表面によって満足されなければならない。言い換えれば、適合基準を満足する義歯部品ジオメトリの適合のみが許容され、または義歯部品ジオメトリに適合するためのユーザー定義された変更が実装され、これにより、これらが適合基準を満足する。適合基準は、例えば、患者固有の境界表面と義歯部品固有の境界表面との間の、許容できる最大および／もしくは最小の、正ならびに／または負の距離もしくはオフセットを画定する。さらに、例えば、適合基準は、２つの義歯部品固有の境界表面の間の、許容できる材料の最小厚さ、すなわち、許容できる最小オフセットを画定する。ユーザーが、画定された変更を行い（例えば、患者状況モデルに対して義歯部品モデルをシフトする）、これにより、例えば、義歯部品固有の境界表面が患者固有の境界表面を貫通することになり、そして許容できる最大の負のオフセットを超えることになるため、適合基準に違反することになる場合、それ故に、変更は、適合基準と両立可能なような範囲でのみ実施される。シフトの場合、例えば、これは、対応する患者固有の境界表面に対してもはやこれ以上はシフトすることができないまで、適合基準に従って患者固有の境界表面に対して許容できる最大シフト状態に到達している、こうした義歯部品固有の境界表面を生じることになる。適合基準との不一致のない、例えば、許容できる最大シフト状態に未だ到達していない、義歯部品固有の境界表面は、さらにシフトしてもよく、これは義歯部品ジオメトリの変形につながる。ここで、例えば、変形は、義歯部品ジオメトリの基本的な幾何学的関係、すなわち、義歯部品の形態の特徴的な特性は、可能な範囲で最大限保持されるようなものである。義歯部品ジオメトリの基本的な幾何学的関係は、例えば、距離比、曲率比等を含んでもよい。例えば、適合基準は、予め定義されてもよく、かつ／またはユーザーによって設定されてもよい。義歯部品ジオメトリの変形は、例えば、ラプラス変形プロセスを使用して計算されてもよい。
ブロック２０６において、義歯部品モデルの義歯部品ジオメトリは、患者に合わせた様態で患者状況モデルの患者状況ジオメトリに適合される。この目的で、義歯部品モデルは、義歯部品に対する患者状況モデルによって提供される開始位置に配置される。さらに、対話型のユーザー定義された変更は、配置された義歯部品モデル上で繰り返し行われる。例えば、これらの変更は、義歯部品モデルの延長の予め定義された方向に沿った義歯部品モデルの延長のスケーリング、患者状況モデルに対する義歯部品モデルのシフティング、および／または患者状況モデルに対する義歯部品モデルの回転を含む。例えば、グラフィカルユーザーインタフェース上で視覚的に再生された義歯部品モデルの境界表面の少なくとも１つの区域は、グラフィカルユーザーインタフェースによって提供される対話型デジタル処理ツールによって、選択的かつ相互作用的に加工される。
この場合、義歯部品モデルは、各ユーザー定義された変更から結果として得られる変更状態に到達するまで、ユーザー定義された変更の各々の過程において中間状態のシーケンスを動的に通過する。対応する中間状態および結果として得られる変更状態の各々に対して、義歯部品モデルの状態固有の状態ジオメトリが、対応する中間状態において第１の義歯部品モデルの開始ジオメトリから自動的に計算され、一方で幾何学的適合基準を満足する。ユーザー定義された変更の各々は、表示装置上にグラフィカルユーザーインタフェースによって表示される。ユーザー定義された変更は、例えば、その入力と同時に各々表示される。各インスタンスにおけるユーザー定義された変更の各々の表示は、これのために計算された関連する状態固有の状態ジオメトリとともに、対応する変更状態に到達するまでの関連する中間状態のシーケンスを動的に通過する義歯部品モデルの表示を含む。動的なシーケンスによって成る中間状態の数および増分は、予め定義されてもよく、かつ／またはユーザーによって設定されてもよい。実施形態によれば、これはコンピューターシステムの利用可能な演算能力に応じて自動的に適合されてもよい。
ブロック２０８において、患者に合わせた義歯部品の製造のために、患者に合わせた義歯部品ジオメトリを提供するための、第１の義歯部品モデルの患者に合わせた適合から結果として得られる変更ジオメトリが使用される。例えば、結果として得られる変更ジオメトリは、製造される義歯部品のために患者に合わせた義歯部品ジオメトリとして使用される。この目的で、例えば、構築された義歯部品を出力するためにユーザーの出力コマンドに応答して、患者に合わせた義歯部品ジオメトリを含んだデジタルデータセットが、義歯材料（例えば、歯の修復材料）から物理的な義歯部品、義歯部品の半完成品、または義歯部品のプロトタイプを自動式に製造するために生成される。例えば、自動化された製造は、ＣＮＣフライス加工または３Ｄプリンティングなどの、ＣＡＭまたはラピッドプロトタイピング方法によって実施される。義歯部品の半完成品は、義歯様の形態を有し、かつさらなる後続の、例えば、手動の加工工程によって、義歯部品がそれから製造される、半完成品である。
代替的な実施形態によれば、結果として得られる変更ジオメトリを提供することは、この結果として得られる変更ジオメトリを同じ義歯部品の第２のデジタル三次元義歯部品モデルへと転送することを含む。この第２の義歯部品モデルは、第１の義歯部品モデルより高い解像度を有する。次いで以前に記述された方法が、この第２の義歯部品モデルに対して繰り返され、第２の義歯部品モデルの開始状態は、一般的な開始状態、すなわち、無関係に採用された変更ジオメトリによって、または採用された変更ジオメトリによって、のいずれかで画定される。このインスタンスでは、「採用された変更ジオメトリとは無関係に」という表現は、採用された変更ジオメトリが第１のユーザー定義された変更として扱われることを意味する。
図３は、患者に合わせた義歯部品を製造するための加工システム１６０の概略的なブロック図を示す。加工システム１６０は、図１による患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューターシステム１００を備える。コンピューターシステム１００のコンピューター可読プログラム命令は、患者に合わせた義歯部品１４０をブランク１３６の義歯材料または歯の修復材料１３８から製造するための加工装置１３０を製造するようにも構成される。製造のために、例えば、患者に合わせた義歯部品ジオメトリが使用され、これはコンピューター１００を使用する患者に合わせた義歯部品のモデリングの結果である。対応する義歯部品ジオメトリは、例えば、加工装置１３０を制御する一連の製造モデルおよびコンピューターシステム１００として提供され、これは、例えば、患者に合わせた義歯部品ジオメトリによるＣＡＭ加工装置である。ここで、加工装置１３０は、例えば、加工ツール１３２で材料除去加工方法を使用して、ブランク１３６から義歯部品１４０が作り出されるように作動され、当該義歯部品のジオメトリは患者に合わせた義歯部品ジオメトリに対応する。この目的で、加工装置１３０は、保持装置１３４によって保持される保持ブランク１３６を提供する。
図４は、図１からのコンピューターシステム１００に対応するコンピューターシステム１００に加えて、コンピューターシステム１００によって提供される患者に合わせた義歯部品ジオメトリを使用して患者に合わせた義歯部品１４０を義歯材料から製造するための加工装置として３Ｄプリンター１５０も備える、代替的な加工システム１６０の概略的なブロック図を示す。３Ｄプリンター１５０は、義歯材料が層で出力される、印刷要素１５２を備え、これにより患者に合わせた義歯部品１４０が患者に合わせた義歯部品ジオメトリに従って層で作り出される。
図５Ａ～図５Ｃは、患者に合わせた義歯部品のモデリングのために使用される、異なるタイプの患者状況モデル１１８を示す。図５Ａは、患者状況モデル１１８が、患者の歯の組の１つ以上の対象のスキャンに基づく、状況を示す。患者状況モデル１１８は、スキャンされた患者固有の境界表面１２０によって画定される。これらは、対応する対象の直接的にスキャンされた境界表面１２０、または患者の歯の組の実際の対象のネガの印象もしくはポジの印象のスキャンであってもよい。デジタル三次元義歯部品モデル１１４は、この患者状況モデル１１８に適合され、かつ境界表面１１６によって画定される。図５Ｂは、患者の歯の組の対象が、患者状況モデル１１８を形成し、かつ義歯部品モデル１１４がこれに適合されるモデリングされた境界表面１２１を有する、すでにモデリングされたデジタル三次元義歯部品モデルである、状況を示す。最後に、図５Ｃは、スキャンした患者固有の境界表面１２０と、患者の歯の組に対してモデリングされた三次元義歯部品モデルのモデリングされた境界表面１２１との組み合わせから画定される、患者状況モデル１１８を示す。デジタル三次元義歯部品モデル１１４は、患者に合わせた様態でこの患者状況モデルへと適合される。
図６Ａ～図６Ｃは、義歯部品固有の境界表面１１６を画定する義歯部品モデル１１４に対する例示的なユーザー定義された変更を示す。例示的なユーザー定義された変更は、義歯部品ジオメトリの反対側の側面が一定に保持されるスケーリングである。スケーリングは、例えば、歯の主軸に沿い、これは、例えば、咬合軸、近心軸、または頬軸であってもよい。図６Ｂは、義歯部品ジオメトリの開始状況を示し、図６Ａは、咬合軸に沿って縮小した対応する義歯部品ジオメトリのスケーリングを示し、これに対して図６Ｃは、咬合軸に沿って拡大した義歯部品ジオメトリのスケーリングを示す。
図７Ａ～図７Ｅは、所定の最小厚さの形態の適合基準の考慮中の前歯に対する義歯部品モデル１１４の漸進的な変形を示す。最小厚さは、義歯部品固有の境界表面１１６である境界１７０によって提示され、この事例では、頬の境界面であり、超えてはならない。義歯部品モデル１１４が、境界１７０上に配置される場合、境界は、例えば、頬の境界面によって成るのではない後方領域において義歯部品モデル１１４から突出してもよい。境界１７０の領域１７２は、それ故に、義歯部品モデル１１４を貫通することになる。前歯または前歯の義歯部品モデル１１４が舌方向にシフトした場合、義歯部品モデル１１４の頬の境界面は特定された境界１７０を超ええないので、これは、舌方向の直径の増加をともなう前歯の変形につながることになる。この事例では、境界１７０は、顕著なように完全に包囲される。奥歯、すなわち臼歯または臼歯についての対応する状況を、図８Ａ～図８Ｅに示す。この場合も、最小厚さは、境界１７０によって画定され、これは、この事例では歯の形態を有する。義歯部品モデル１１４が咬合方向にシフトする場合、境界表面１１６としての咬合面は、これによって歯尖が平坦になり、また義歯部品モデル１１４は咬合方向に引き伸ばされる適合基準に従って、予め定義された境界１７０を貫通してはならない。境界１７０の領域１７２は、最初に義歯部品モデル１１４を咬合面の下方に貫通しうる。しかしながら、義歯部品モデル１１４が、咬合面が境界１７０の領域の中へと入るまで咬合方向下向きにシフトする場合、咬合面は、境界１７０の上方へとシフトし、そして貫通１７２は消滅する。図７Ｂ～図７Ｅおよび図８Ｂ～図８Ｅは、追加的に、図７Ｅおよび図８Ｅでそれぞれ示される義歯部品モデル１１４の変更ジオメトリへの、ユーザー定義された変更の過程において通過される動的なシーケンスを各々図示する。
図９Ａ～図９Ｄは、適合基準の考慮中の患者状況モデル１１８によって成る前歯についての対合歯に対する義歯部品モデル１１４の適合を示し、これに従って、適合されるべき義歯部品モデル１１４と患者状況モデル１１８の対合歯との間の貫通は許容されない。この事例では、すでに図７Ａ～図７Ｅにおける事例と同様に、前歯の直径は舌方向に増加しており、同時に義歯部品モデル１１４の頬の境界面は事実上変更されないままである。図９Ａ～図９Ｂは、図９Ｅで示される義歯部品モデル１１４の変更ジオメトリへの、ユーザー定義された変更の過程において通過される動的なシーケンスを図示する。
図１０Ａ～図１０Ｄは、図９Ａ～図９Ｄですでに提供されたものと同じ適合基準の下での、義歯部品モデル１１４の奥歯に対する適合を示し、これに従って、義歯部品モデル１１４および患者状況モデル１１８の対合歯の貫通は禁止される。この事例では、咬合面は、咬合方向で部分的に引き伸ばされ、義歯部品モデル１１４は、対合歯の周りに延在する。図９Ａ～図９Ｂは、図９Ｅで示される義歯部品モデル１１４の変更ジオメトリへの、ユーザー定義された変更の過程において通過される動的なシーケンスを図示する。
図１１Ａは、義歯部品モデル１１４の適合を示し、ここで対応する義歯部品モデル１１４は、変形されないままであり、また適合基準、例えば、患者状況モデル１１８の対合歯との貫通の除外は、対応する対合歯によって補償される。従って、対合歯は、ここで本来の位置から回転される。図１１Ｂは、両方とも変形されている義歯部品モデル１１４および患者状況モデル１１８の対合歯によって適合基準が満足されている例を示す。図１１Ｃは、適合される義歯部品モデル１１４の変形によって適合基準が独占的に満足され、一方で患者状況モデル１１８は変更されないままである例を示す。
図１２は、患者状況モデル１１８の、この事例では対合歯の咬合境界面１２０による義歯部品モデル１１４の咬合境界表面１１６の貫通１７２を示す。貫通１７２が存在する対応する領域は、例えば、義歯部品モデル１１４の対応する領域１７２を切削することによって、またはこれらの領域１７２において義歯部品モデル１１４の咬合境界面１１６を局所的に変形することによって、除去されてもよい。図１２は、義歯部品モデル１１４および患者状況モデル１１８の相対的な位置決めに対する貫通１７２を示す。仮想咬合器の事例では、例えば、義歯部品モデル１１４および患者状況モデル１１８の複数の異なる位置決めに対して、任意の貫通１７２とともに対応する表現が示される。ここで、異なる位置決めは、咀嚼運動の過程において通過される異なる相対的な位置決めに対応する。存在する可能性がある貫通１７２は、異なる位置決めが連続で通過される、動的なシーケンスの形態での連続で示される場合がある。それ故に、ユーザーは、存在する何らかの貫通１７２のせいで適合が必要かどうか、および該当する場合これらの適合を実施しうるかどうかを連続で各位置決めに対してチェックしてもよい。代替的に、貫通１７２の重ね合わせが、異なる位置決めのために義歯部品モデル１１４の上へと投影されてもよい。それ故に、ユーザーは、貫通１７２のせいで適合が必要かどうかを見て、かつチェックする場合があり、そして該当する場合、これらの適合を実施する場合がある。適合を行う場合、この事例では、ユーザーは、すべての位置決めに対してすべての貫通１７２を、重ね合わせのせいで同時に考慮する場合がある。
図１３Ａ～図１３Ｃは、疑似摩耗の実装を示し、ここで頸部の限度は保持され、また２つの義歯モデル１１６によって形成される対合歯の間の咬合は、実質的に保持される。各インスタンスにおける図１３Ａ～図１３Ｃの左部は、その境界表面１１８を有する義歯モデル１１６を示し、各インスタンスにおける右側は、義歯モデル１１６を通る断面を示す。図１３Ａから図１３Ｂ～図１３Ｃにおいて、示した実施例では、摩耗が低減し、すなわち、咬合面の歯尖と裂溝の底部の相対的な高さが増加する。
図１４Ａ～図１４Ｃは、疑似摩耗の実装を示し、ここで図１３Ａと同一である図１４Ａから開始して、図１４Ｂ～図１４Ｃを通して摩耗が増加する。摩耗の増加の過程において、咬合面における歯尖の高さまたは裂溝の底部は低減する。図１３Ａ～図１３Ｃの事例における事前のように、頸部の限度は、固定的であり、かつ咬合は事実上変わらないままである。
図１５Ａ～図１５Ｃは、前の図１３Ａ～図１３Ｃと同様に、より若い歯により対応する疑似摩耗の低減を示し、一方で図１６Ａ～図１６Ｃは、その境界表面１１６を有する義歯部品モデル１１４に対する疑似摩耗の増加を示し、これによって歯の経年劣化プロセスは改善されうる。図１６Ａ～図１６Ｃは、ここで図１４Ａ～図１４Ｃに対応する。この種類の義歯部品モデル１１４の仮想経年劣化の事例では、開始ジオメトリは、アルゴリズム的に変形され、そのためこれは典型的により高齢の患者の歯で遭遇するある特定の特性を満足する。例えば、これらの特性は、より平坦な裂溝および／または歯の表面の解剖学的構造のより大きい平滑化を含む。
図１７Ａ～図１７Ｃは、奥歯用の複数の義歯部品モデル１１４に対する対応する疑似摩耗を示し、図１７Ｂは、開始状況を示し、これに対して図１７Ａでは摩耗が低減しており、一方でこれは図１７Ｃでは相対的に増加している。
図１８Ａ～図１８Ｃは、前歯用の複数の義歯部品モデル１１４に対する対応する疑似摩耗を示し、ここで対応する経年劣化プロセスが、特に切縁の境界表面１１６またはそれから成る切縁の縁の平滑化によって示される。この場合も、図１８Ｂは、開始状況を示し、これに対して図１８Ａでは疑似摩耗は低減し、これに対して図１８Ｃでは相対的に増加している。
１００ コンピューターシステム
１０２ ハードウェア構成要素
１０４ 入力装置
１０６ 入力装置
１０８ 表示装置
１１０ グラフィカルユーザーインタフェース
１１２ 制御要素
１１４ 義歯部品モデル
１１６ 境界表面
１１８ 患者状況モデル
１２０ 境界表面
１２１ 境界表面
１２２ デジタル処理ツール
１３０ 加工装置
１３２ 加工ツール
１３４ 保持装置
１３６ ブランク
１３８ 義歯材料
１４０ 義歯部品
１５０ ３Ｄプリンター
１５２ 印刷要素
１６０ 加工システム
１７０ 境界
１７２ 貫通領域

Claims (20)

  1. 患者に合わせた義歯部品（１４０）をモデリングするためのコンピューター実装された方法であって、
    ・デジタル三次元の患者状況モデル（１１８）を提供することであって、前記患者状況モデルが、前記モデリングの過程において前記義歯部品が適合される患者状況ジオメトリを画定する、前記患者の歯の組の１つ以上の対象の患者固有の境界表面（１２０、１２１）を画定する、ことと、
    ・開始状態にあるデジタル三次元の第１の義歯部品モデル（１１４）を提供することであって、前記第１の義歯部品モデルが、義歯部品ジオメトリを画定する前記義歯部品の義歯部品固有の境界表面（１１６）を画定し、
    前記開始状態にある前記第１の義歯部品モデルが、開始ジオメトリの形態にある義歯部品ジオメトリを有する、ことと、
    ・前記患者固有の境界表面使用して画定される１つ以上の幾何学的適合基準を提供することであって、前記義歯部品ジオメトリの前記患者状況ジオメトリへの患者に合わせた適合の過程において、その基準が前記義歯部品固有の境界表面によって満足されなければならない、ことと、
    ・前記第１の義歯部品モデルの前記義歯部品ジオメトリを患者に合わせた様態で前記患者状況モデルの前記患者状況ジオメトリへと適合し、
    前記患者に合わせた適合プロセスが、前記第１の義歯部品モデルを、前記患者状況モデルによって前記義歯部品に対して提供される、開始位置に配置することを含み、
    前記患者に合わせた適合プロセスが、前記配置された第１の義歯部品モデルに対して繰り返し相互作用的にユーザー定義された変更を行うことも含み、前記第１の義歯部品モデルが、各ユーザー定義された変更から結果として得られる変更状態が達成されるまで、前記ユーザー定義された変更の各々の過程において中間状態のシーケンスを動的に通過し、対応する中間状態および前記結果として得られる変更状態の各々に対して、前記第１の義歯部品モデルの状態固有の状態ジオメトリが前記第１の義歯部品モデルの前記開始ジオメトリから自動的に計算され、一方で前記幾何学的適合基準を満足し、
    前記ユーザー定義された変更の各々が、グラフィカルユーザーインタフェース（１１０）によって表示装置（１０８）上に表示され、ユーザー定義された変更の各表示が、これのために計算された関連する状態固有の状態ジオメトリとともに、前記対応する変更状態に到達するまで中間状態の関連するシーケンスを動的に通過する前記第１の義歯部品モデルの表示を含む、ことと、
    ・前記患者に合わせた義歯部品の製造のために、患者に合わせた義歯部品ジオメトリを提供するために、前記第１の義歯部品モデルの前記患者に合わせた適合から結果として得られる変更ジオメトリを使用することと、を含む、方法。
  2. 前記結果として得られる変更ジオメトリを提供することが、前記結果として得られる変更ジオメトリを患者に合わせた義歯部品ジオメトリとして使用することを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記結果として得られる変更ジオメトリを提供することが、前記結果として得られる変更ジオメトリをデジタル三次元の第２の義歯部品モデルへと転送することを含み、前記第２の義歯部品モデルが、前記第１の義歯部品モデルより高い解像度を有する、請求項１に記載の方法。
  4. 前記幾何学的適合基準が、前記患者状況モデルの患者固有の境界表面と前記義歯部品モデルの義歯部品固有の境界表面との間の正の距離および／または負の距離に対する１つ以上の許容できる最大値および／または最小値を画定する、請求項１に記載の方法。
  5. 前記幾何学的適合基準が、前記義歯部品モデルの義歯部品固有の境界表面の間の正の距離に対する１つ以上の許容できる最小値を画定する、請求項１に記載の方法。
  6. 前記幾何学的適合基準が、階層的に構造化され、かつ両立しない幾何学的適合基準の場合に、前記階層的な構造に従って個々の幾何学的適合基準に１つ以上の他の幾何学的適合基準に対する優先順位が与えられる、請求項１～５のうちの１つに記載の方法。
  7. 前記ユーザー定義された変更が、リアルタイムで表示される、請求項１～６のうちの１つに記載の方法。
  8. 前記ユーザー定義された変更の各々が、対話型ユーザー入力によって画定される以下の変更、すなわち、前記義歯部品モデルの予め定義された方向での前記義歯部品モデルの延長のスケーリング、前記患者状況モデルに対する前記義歯部品モデルのシフト、および前記患者状況モデルに対する前記義歯部品モデルの回転、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１～７のうちの１つに記載の方法。
  9. 各事例において前記ユーザー定義された変更を入力することが、前記グラフィカルユーザーインタフェース上に視覚的に提示された前記義歯部品モデルの境界表面の少なくとも１つの区域を、前記グラフィカルユーザーインタフェースによって提供される対話型デジタル処理ツール（１２２）によって選択すること、および相互作用的に処理することを含む、請求項１～８のうちの１つに記載の方法。
  10. 対話型の前記処理が、区域を変形することおよび／または前記区域によって区切られた前記義歯部品ジオメトリの体積部分を切り取ることを含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記義歯部品モデルを、前記開始位置に配置することが、前記患者状況モデル内に画定される前記義歯部品に対して、前記義歯部品モデルを調整マージンへと自動的に適合することを含む、請求項１～１０のうちの１つに記載の方法。
  12. ・前記第１の義歯部品モデルの変更状態を選択することと、
    ・前記第１の義歯部品モデルの前記選択された変更状態に対する咀嚼運動をシミュレートすることであって、前記咀嚼運動の前記シミュレーションが、前記患者状況モデルによって成る前記義歯部品モデルの対合歯へと動的に通過される前記義歯部品モデルの相対的な位置のシーケンスを計算することを含み、前記義歯部品モデルの少なくとも１つの咬合境界面と、前記対合歯の咬合境界面が、前記相対的な位置の各々に対して前記グラフィカルユーザーインタフェースによって前記表示装置上に表示される、ことと、も含む、請求項１～１１のうちの１つに記載の方法。
  13. 前記動的なシーケンスの個々の前記相対的な位置の各々に対して、前記対合歯の前記咬合境界面に貫通する前記義歯部品モデルの前記咬合境界面の区域が表示される、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記開始状態における前記提供される義歯部品モデルが、前記義歯部品に対する一般的なモデルである、請求項１～１３のうちの１つに記載の方法。
  15. 患者の歯の組の前記対象が、以下の対象、すなわち、歯、歯の残根、歯茎、義歯、インプラント、歯周装置、ロケーター、咬合スプリント、バー、歯科補綴もしくは部分歯科補綴、部分義歯の除去、暫間義歯、詰め物、またはインレイ、のうちの１つ以上を含む、請求項１～１４のうちの１つに記載の方法。
  16. 前記方法が、患者に合わせた義歯部品ジオメトリとして画定される前記変更ジオメトリを使用して、前記患者に合わせた義歯部品を製造すること、も含む、請求項１～１５のうちの１つに記載の方法。
  17. 前記患者固有の境界表面および義歯部品固有の境界表面が、以下の方法、すなわち、対応するメッシュ構造の頂点および／または前記メッシュ構造の多角形内の点が前記対応する境界表面を画定する、多角形メッシュ構造、ポイントクラウドの点が前記対応する境界表面を画定する、ポイントクラウド、ボクセルグリッドを含む３Ｄボリュームデータ構造、または３Ｄ符号付き距離フィールド、のうちの１つを使用して実装される、請求項１～１６のうちの１つに記載の方法。
  18. 患者に合わせた義歯部品（１４０）をモデリングするためのコンピュータープログラム製品であって、前記コンピュータープログラム製品が、不揮発性の、前記患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューター可読プログラム命令を有するコンピューター可読記憶媒体であって、コンピューターシステム（１００）のプロセッサによる前記プログラム命令の実行が、前記患者に合わせた義歯部品をモデリングするための方法を前記コンピューターシステムが実施するのを促す、コンピューター可読記憶媒体を備え、この方法が、
    ・デジタル三次元の患者状況モデル（１１８）を提供することであって、前記患者状況モデルが、前記モデリングの過程において前記義歯部品が適合される患者状況ジオメトリを画定する、前記患者の歯の組の１つ以上の対象の患者固有の境界表面（１２０、１２１）を画定する、ことと、
    ・開始状態にあるデジタル三次元の義歯部品モデル（１１４）を提供することであって、前記義歯部品モデルが、義歯部品ジオメトリを画定する前記義歯部品の義歯部品固有の境界表面（１１６）を画定し、
    前記開始状態にある前記義歯部品モデルが、開始ジオメトリの形態にある義歯部品ジオメトリを有する、ことと、
    ・前記患者固有の境界表面使用して画定される１つ以上の幾何学的適合基準を提供することであって、前記義歯部品ジオメトリの前記患者状況ジオメトリへの患者に合わせた適合の過程において、その基準が前記義歯部品固有の境界表面によって満足されなければならない、ことと、
    ・前記義歯部品モデルの前記義歯部品ジオメトリを患者に合わせた様態で前記患者状況モデルの前記患者状況ジオメトリへと適合することであって、
    前記患者に合わせた適合プロセスが、前記義歯部品モデルを、前記患者状況モデルによって前記義歯部品に対して提供される、開始位置に配置することを含み、
    前記患者に合わせた適合プロセスが、前記配置された義歯部品モデルに対して繰り返し相互作用的にユーザー定義された変更を行うことも含み、前記義歯部品モデルが、各ユーザー定義された変更から結果として得られる変更状態が達成されるまで、前記ユーザー定義された変更の各々の過程において中間状態のシーケンスを動的に通過し、前記幾何学的適合基準を満足する一方で、対応する中間状態および前記結果として得られる変更状態の各々に対して、前記義歯部品モデルの状態固有の状態ジオメトリが前記義歯部品モデルの前記開始ジオメトリから自動的に計算され、
    前記ユーザー定義された変更の各々が、グラフィカルユーザーインタフェース（１１０）によって表示装置（１０８）上に表示され、ユーザー定義された変更の各表示が、これのために計算された関連する状態固有の状態ジオメトリとともに、対応する変更状態に到達するまで中間状態の関連するシーケンスを動的に通過する前記義歯部品モデルの表示を含む、ことと、
    ・前記患者に合わせた義歯部品を製造するために使用される、患者に合わせた義歯部品ジオメトリとして、前記義歯部品モデルの前記患者に合わせた適合から結果として得られる変更ジオメトリを画定することと、を含む、コンピュータープログラム製品。
  19. 患者に合わせた義歯部品（１４０）をモデリングするためのコンピューターシステム（１００）であって、前記コンピューターシステムが、記憶媒体、プロセッサ、入力装置（１０４、１０６）、および表示装置（１０８）を備え、前記患者に合わせた義歯部品をモデリングするためのコンピューター可読プログラム命令が、記憶媒体上に保存され、前記コンピューターシステムの前記プロセッサによる前記プログラム命令の実行が、前記患者に合わせた義歯部品をモデリングするための方法を前記コンピューターシステムが実施するのを促し、この方法が、
    ・デジタル三次元の患者状況モデル（１１８）を提供することであって、前記患者状況モデルが、前記モデリングの過程において前記義歯部品が適合される患者状況ジオメトリを画定する、前記患者の歯の組の１つ以上の対象の患者固有の境界表面（１２０、１２１）を画定する、ことと、
    ・開始状態にあるデジタル三次元の義歯部品モデルを提供することであって、前記義歯部品モデル（１１４）が、義歯部品ジオメトリを画定する前記義歯部品の義歯部品固有の境界表面（１１６）を画定し、
    前記開始状態にある前記義歯部品モデルが、開始ジオメトリの形態にある義歯部品ジオメトリを有する、ことと、
    ・前記患者固有の境界表面使用して画定される１つ以上の幾何学的適合基準を提供することであって、前記義歯部品ジオメトリの前記患者状況ジオメトリへの患者に合わせた適合の過程において、その基準が前記義歯部品固有の境界表面によって満足されなければならない、ことと、
    ・前記義歯部品モデルの前記義歯部品ジオメトリを患者に合わせた様態で前記患者状況モデルの前記患者状況ジオメトリへと適合することであって、
    前記患者に合わせた適合プロセスが、前記義歯部品モデルを、前記患者状況モデルによって前記義歯部品に対して提供される、開始位置に配置することを含み、
    前記患者に合わせた適合プロセスが、前記配置された義歯部品モデルに対して繰り返し相互作用的にユーザー定義された変更を行うことも含み、前記義歯部品モデルが、各ユーザー定義された変更から結果として得られる変更状態が達成されるまで、前記ユーザー定義された変更の各々の過程において中間状態のシーケンスを動的に通過し、前記幾何学的適合基準を満足する一方で、対応する中間状態および前記結果として得られる変更状態の各々に対して、前記義歯部品モデルの状態固有の状態ジオメトリが前記義歯部品モデルの前記開始ジオメトリから自動的に計算され、
    前記ユーザー定義された変更の各々が、グラフィカルユーザーインタフェース（１１０）によって前記表示装置（１０８）上に表示され、ユーザー定義された変更の各表示が、これのために計算された関連する状態固有の状態ジオメトリとともに、対応する変更状態に到達するまで中間状態の関連するシーケンスを動的に通過する前記義歯部品モデルの表示を含む、ことと、
    ・前記患者に合わせた義歯部品を製造するために使用される、患者に合わせた義歯部品ジオメトリとして、前記義歯部品モデルの前記患者に合わせた適合から結果として得られる変更ジオメトリを画定することと、を含む、コンピューターシステム。
  20. 患者に合わせた義歯部品を製造するための加工システム（１６０）であって、請求項１９に記載のコンピューターシステムと、前記患者に合わせた義歯部品ジオメトリを使用して前記患者に合わせた義歯部品（１４０）を義歯材料（１３８）から製造するための加工装置（１３０、１５０）と、を備える、加工システム（１６０）。
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