JP4878121B2 - 歯の最終的位置を決定するためのシステム - Google Patents

Description

（背景）
本発明は、一般に、矯正歯科の分野に関し、そしてより詳細には、徐々に歯を再配置するためのシステムおよび方法に関する。

矯正歯科における基本的な目的は、患者の歯を、歯が機能する位置に最適にかつ審美的に再配列することである。代表的には、処置する矯正歯科医により患者の歯に取り付け具（例えば、装具）が付けられる。各取り付け具は、歯に連続的な力を付与し、歯の理想的な位置に向かうように徐々に歯を動かす。一定期間にわたり、矯正歯科医は取り付け具を調節して、歯の最終的な目的位置に向かって歯を動かす。

歯に装具を取り付けるプロセスは、単調で長く、かつ痛みを伴う。さらに、矯正歯科医へのそのたびごとの通院は、時間がかかり、かつ高価である。このプロセスはさらに、最終的な各歯の配列を決定する際の不確定性により複雑になる。一般に、最終的な歯列は、処方箋を書く、処置する矯正歯科医により決定される。伝統的には、処方箋は、各歯の意図された最終的な位置を選択する際に矯正歯科医の知識および経験に基づき、そして各歯が互いに接触する場合に歯に働く力を正確に計算することはない。

（発明の要旨）
本発明は、歯のコンピューターモデルを配列するためのシステム、装置およびコンピューター実行可能な方法を包含する。

１つの実施に従うと、この方法は、歯の配列を示す歯列弓形を作製する工程；複数の歯をこの歯列弓形に従って配置する工程；各歯とその隣接する歯との間の距離差を決定する工程；およびこの距離差に従って各歯を動かす工程を包含する。

１つの局面に従うと、この方法は、距離差のうちの少なくとも１つの関数に従って、決定する工程および動かす工程を繰り返す工程を包含する。

１つの局面に従うと、この方法は、上記複数の歯についての距離差の合計が所定の閾値を超える場合に決定する工程および動かす工程を繰り返し、それによって最終的デジタルデータセットを作製する工程を包含する。

１つの局面に従うと、この方法は、シュペー弯曲に従って歯列弓形を改変する工程を包含する。

１つの局面に従うと、上記配置する工程は、各歯の付着点を規定する工程；および
上記歯列弓形が歯の付着点を通るように、各歯を配置する工程を包含する。

１つの局面に従うと、上記決定する工程は、選択された歯と、この選択されたに隣接する第１の歯との間の第１の距離を決定する工程；この選択された歯と、この選択された歯に隣接する第２の歯との間の第２の距離を決定する工程；およびこの第１の距離と、この第２の距離との間の差を計算する工程を包含する。

１つの局面に従うと、上記第１の距離および上記第２の距離は歯の間の最短距離である。

１つの局面に従うと、この方法は、各歯の遠心測定点および近心測定点を規定する工程；ならびにこの測定点の間の上記第１の距離および上記第２の距離を測定する工程を包含する。

１つの局面に従うと、上記動かす工程は、上記歯の付着点が上記歯列弓形の上にあるように、各歯を平行移動する工程を包含する。

１つの局面に従うと、この方法は、上記歯の付着点での上記歯列弓形に対する接線への上記歯の距離差の投影に比例した距離だけ、各歯を平行移動する工程を包含する。

１つの局面に従うと、この方法は、ユーザーからの入力に応答して、上記歯の少なくとも１つを動かす工程を包含する。

１つの局面に従うと、この方法は、患者の咀嚼系に基づいて、最初のデジタルデータセットおよび最終的デジタルデータセットを作製する工程；これら最初のデジタルデータセットおよび最終的デジタルデータセットに基づいて、少なくとも１つの中間デジタルデータセットを作製する工程；ならびに各中間デジタルデータセットに基づいて、漸増式調節取り付け具を作製する工程を包含する。

１つの実施に従うと、このシステムは、プロセッサ；このプロセッサに連結されたディスプレイデバイス；およびこのプロセッサに連結されたデータ格納デバイスを備え、このデータ格納デバイスは、このプロセッサに、以下のことをさせるように操作可能な指示を格納する：歯の配列を示す歯列弓形を作製すること；複数の歯をこの歯列弓形に従って配置すること；各歯とその隣接する歯との間の距離差を決定すること；各歯をこの距離差に従って動かすこと；およびこの複数の歯についての距離差の合計が所定の閾値を超える場合に、この距離差のうちの少なくとも１つの関数に従って決定する工程および動かす工程を繰り返すこと。

この方法はまた、歯のモデルを作製する工程；およびこのモデルにおける歯の位置を処方箋に従って調節する工程を包含する。この方法はさらに、視覚的外観を有する歯のモデルを作製する工程；およびこのモデルの視覚的外観に満足いくまで、このモデルにおける歯の位置を調節する工程を包含する。このモデルは、理想化された歯の配置の理論的モデルに基づき得る。上記理論的モデルは、１つ以上の歯列弓形により特定され得るか、または上記歯に関連する１つ以上の特性を用いて特定され得る。上記歯の位置は、患者の歯に応じてカスタマイズされ得る。

本発明は、患者の咀嚼系における上側および下側の歯のセットに対するフィットを規定するための方法を提供する。このフィットは、この患者の咀嚼系のコンピューター表示を作製する工程、および１つ以上のキーを用いて、この咀嚼系のコンピューター表示から咬合位を決定する工程によって規定される。

本発明の実施は、以下のうちの１つ以上を含む。キーは、臼歯の関係、歯冠角形成、歯冠傾斜、歯の回転、歯の接触点、および咬合平面からなる群より選択され得る。ここでこのキーは、臼歯の関係に基づいており、第１の永久臼歯は、第２の永久臼歯と咬合され得る。ここで第１の永久臼歯は、遠心面を伴った遠心面頬面咬頭を有し、そして第２の永久臼歯は、内心面を伴った内心面頬面咬頭を有する。この遠心面は、内心面と咬合し得る。内心頬面咬頭は、第１の永久臼歯の遠心咬頭と中央咬頭との間の溝で咬合し得る。内心面は遠心面に近づき得る。さらに、犬歯および小臼歯は、頬側で咬頭−鼓形空隙関係を有し、そして舌側で咬頭−窩関係を有する。

このキーが歯冠の角形成に基づく場合、この方法は、歯冠の歯肉部分の遠心傾斜を決定し得る。この遠心傾斜は、全ての歯に対して一定のままであり得るか、または各歯の型内で一定であり得る。角形成は、臨床歯冠の顔面軸（ＦＡＣＣ）と咬合平面に対して垂直な線との間に決定され得る。角形成は、値が正であろうと負であろうと、最小化され得る。

このキーは、歯冠傾斜に基づく場合、この方法は、咬合平面に対して垂直な線、およびブラケット部位に対する接線により形成される角を決定し得る。歯冠傾斜は、上側の犬歯から上側の第２小臼歯を通して測定される場合、負であり得る。歯冠傾斜は、下側の犬歯から下側の第２臼歯を通して測定される場合、徐々に負になり得る。歯冠傾斜は、臨床歯冠の中点で臨床歯冠の顔面軸（ＦＡＣＣ）に対して平行、この軸に対する接線と、咬合平面に対して垂直な線との間であり得る。

このキーは、歯の回転、歯が所望されない回転を含まない位置に基づき得る。このキーは、歯の接触点に基づき得、ここでこの接触点は狭くてもよく、ここで接触点の間に空間は存在しない。このキーは、咬合平面に基づき得る。この平面は、シュペー弯曲から平面の間で変動し得る。シュペー弯曲は深いか、狭いか、またはリバースカーブ（ｒｅｖｅｒｓｅ）であり得る。

この方法はまた、歯の最終的な配置を最適化する工程を包含する。この方法はまた、上記歯と関連する１つ以上の特徴を同定する工程；および上記同定された特徴に基づいてこの歯のモデルを作製する工程を包含し得る。上記特徴は、自動的に同定され得るか、またはユーザーにより同定され得る。上記コンピューター表示は、患者の歯の模型からまたは得られ得るか、または良好な咬合を有する患者から得られる、理想的な歯のモデルセットであり得る。この方法はまた、決定された咬合に関連した進行状況報告を作成する工程を包含する。作成された報告は、ワイドエリアネットワーク（インターネット）またはローカルエリアネットワークのようなネットワーク上で読まれ得る。進行状況報告は、患者または臨床医により見られ得る。患者または臨床医であり得るユーザーは、咀嚼系のコンピューター表示を操作する。

この方法はまた、歯のモデルを作製する工程；およびこのモデルにおける歯の位置を処方箋に従って調節する工程を包含する。この方法は、視覚的外観を有する歯のモデルを作製する工程；およびこのモデルの視覚的外観に満足いくまで、このモデルにおける歯の位置を調節する工程をさらに包含する。このモデルは、理想化された歯の配置の理論的モデルに基づき得る。この理論的モデルは、１つ以上の歯列弓形により特定され得るか、またはこの歯と関連する１つ以上の特徴を用いて特定され得る。この歯の位置は、患者の歯に応じてカスタマイズされ得る。

別の局面において、患者のための１つ以上の取り付け具を作製するためのシステムは、プロセッサ；このプロセッサに連結されたディスプレイデバイス；このプロセッサに連結されたデータ格納デバイス；咀嚼系をモデリングするデータを提供するためにこのプロセッサに連結されたスキャナ；患者の咀嚼系における上側と下側の歯のセットとの間のフィットを規定するための手段；およびこの歯のフィットに従って、取り付け具を作製するために、このプロセッサに連結された歯科用取り付け具製作機械を備える。

本発明の利点は、以下のうちの１つ以上を含む。処方箋または他の最終的な指示が提供された場合、コンピューターモデルは、この処方箋に適合するように作製され、そして操作され得る。この処方箋は、画像ならびに最終的な歯の配列を表示するデジタルデータセットを作製するために自動的に判断され得る。

（説明）
図１は、上顎骨２２および下顎骨２０とともに頭蓋１０を示す。下顎骨２０は、頭蓋１０に対して関節３０で蝶番式につながっている。関節３０は、側頭下顎骨関節（ＴＭＪ）とよばれる。上顎骨２２は、上顎１０１と関連づけられている一方で、下顎骨２０は、下顎１００と関連づけられている。

顎１００および１０１のコンピューターモデルが作製され、そしてコンピューターシミュレーションは、顎１００と１０１との歯の間の相互作用をモデリングする。このコンピューターシミュレーションは、このシステムが顎に備えられる歯の間の接触に関わる運動に対して焦点を当てることを可能にする。このコンピューターシミュレーションは、このシステムが、顎１００および１０１が互いに接触する場合に物理的に正しい、実際的な顎の運動を与えることを可能にする。この顎のモデルは、処置される位置に個々の歯を配置する。さらに、このモデルを用いて、前方突き出し運動、横運動、または「歯を誘導する」運動を含む、顎の運動をシミュレートする。ここで、下顎１００の経路は、顎１００および１０１の解剖学的制限よりむしろ、歯の接触により誘導される。運動は、一方の顎に対して適用されてもよいし、両方の顎に対して適用されてもよい。咬合位の決定に基づいて、歯の最終的な位置が確認され得る。

ここで図２Ａを参照すると、下顎１００は、例えば、複数の歯１０２を備える。これらの歯のうちの少なくともいくつかは、最初の歯列から最終的な歯列まで動かし得る。どのように歯を動かし得るかを記載する評価基準系として、歯１０２を通る任意の中心線（ＣＬ）が引かれ得る。この中心線（ＣＬ）に対して、各歯は、軸１０４、１０６、および１０８（ここで、１０４は中心線である）により示される直交方向に動かされ得る。この中心線は、それぞれ、矢印１１０および１１２により示されるように、軸１０８（歯根角形成（ｒｏｏｔ ａｎｇｕｌａｔｉｏｎ））および軸１０４（トルク）の周りに回転され得る。さらに、この歯は、矢印１１４によって示されるように、中心線の周りに回転され得る。従って、全ての可能な歯の自由形態運動が行われ得る。

図２Ｂは、歯１０２上の任意の点Ｐの最大線形平行移動に関して、任意の歯の運動の大きさをどのように規定し得るかを示す。各点Ｐ₁は、歯が図２Ａに規定された直行方向または回転方向のいずれかに動くにつれて、累積平行移動を受ける。すなわち、この点は通常非線形経路をたどるが、処置の間のいずれか２回、決定されるときに、歯の任意の点の間に線形距離が存在する。従って、任意の点Ｐ₁は、事実、矢印ｄ₁により示されるように、真の側方から側方への平行移動を受け得るが、第２の任意の点Ｐ₂は、弓状経路に沿って移動して、最終的な平行移動ｄ₂を獲得し得る。本発明の多くの局面は、任意の特定の歯に対して示された点Ｐ₁の最大の許容可能な移動に関して規定される。このような最大の歯の移動は、次いで、任意の処置工程においてその歯のための最大の移動を受ける歯上の点Ｐ₁の最大線形平行移動として規定される。

図２Ｃは、上に一般的に記載されるように、顎における個々の歯の、漸増的な再配置を達成するために患者が装着する、１つの調節取り付け具１１を示す。この取り付け具は、歯を受け入れる腔を有するポリマー外殻である。これは、米国特許出願第０９／１６９，０３６号（１９９８年１０月８日出願）に記載されており、この出願は、米国特許出願第０８／９４７，０８０号（１９９７年１０月８日出願）の優先権を主張し、同様に、この出願は、米国仮特許出願第６０／０５０，３５２号（１９９７年６月２０日出願）の優先権を主張する（これらをまとめて、「先願」とよぶ）。これらの全ての開示は、本明細書中に参考として援用される。

先願において示されるように、各ポリマー外殻は、その歯を受け入れる腔が、取り付け具に対して意図される、中間歯列または最終的な歯列に対応するジオメトリーを有するように、形づくられ得る。患者の歯は、患者の歯の上に一連の漸増式位置調節取り付け具を配置することにより、それらの最初の歯列から最終的な歯列まで再配置される。この調節取り付け具は、処置の最初に作製され、そして患者は、歯にかかる各取り付け具の圧力をもはや感じることができなくなるまで、各取り付け具を装着する。その点では、患者は現在の調節取り付け具を、取り付け具がもはや存在しないようになるまで、この過程で次の調節取り付け具と交換する。都合のよいことには、この取り付け具は、概して歯に張り付けられず、患者は、この手順の間のいずれかの時間にこの取り付け具を配置し、そして交換し得る。最終的な取り付け具またはこの過程の中でのいくつかの取り付け具は、歯列を過剰矯正するために選択されたジオメトリーを有し得る（すなわち、（十分に達成された場合）「最終的」と選択された歯列を超えて個々の歯を動かすジオメトリーを有し得る）。このような過剰矯正は、再配置方法が終了した後の潜在的な再発を相殺するために所望され得る（すなわち、それらの予め矯正された位置へ個々の歯を戻すいくらかの動きを許容する）。過剰矯正はまた、矯正の速度を早めるために有益であり得る。すなわち、取り付け具が所望の中間位置または最終的な位置を超えて配置されるジオメトリーを有することにより、個々の歯は、より速い速度でその位置に向かって移動する。このような場合において、取り付け具の使用は、取り付け具により規定された位置に歯が達する前に終了し得る。

ポリマー外殻１１１は、上顎または下顎に存在する全ての歯に対してフィットされ得る。しばしば、歯のわずか特定の１つが再配置されるが、他の歯は、取り付け具１１１が再配置されるべき歯（単数または複数）に対する弾力的な再配置力を適用する場合に、代わりに、取り付け具１１１を維持するための基部またはアンカー領域を提供する。しかし、複雑な場合には、複数の歯が処置の間にいくらかの点で再配置され得る。このような場合、動かされる歯はまた、再配置取り付け具を維持するための基部またはアンカー領域として働き得る。

図２Ｃのポリマー取り付け具１１１は、適切なエラストマーのポリマー（例えば、Ｔｒｕ−Ｔａｉｎ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａから市販される熱形成歯科材料である、Ｔｒｕ−Ｔａｉｎ ０．０３ ｉｎ）の薄いシートから形成され得る。通常、歯に対して定位置にこの取り付け具を維持するために、ワイヤまたは他の手段は提供されない。しかし、いくつかの場合、歯に対する個々のアンカーに、取り付け具１００において、対応するレセプタクルまたはアパーチャを提供することが所望または必要とされ、その結果、取り付け具が、このようなアンカーがない場合には不可能である上方向の力を、歯に対して適用し得る。

図３は、患者の歯を再配置するように、患者が引き続き使用するための漸増式位置調節取り付け具を作製するためのプロセス２００を示す。第１の工程として、最初の歯列を表す最初のデジタルデータセット（ＩＤＤＳ）を得る（工程２０２）。このＩＤＤＳは、種々の方法で得られ得る。例えば、患者の歯は、とりわけ、Ｘ線、３次元Ｘ線、コンピューター補助断層撮影画像もしくはデータセット、または磁気共鳴画像を用いてスキャンされ得るか、または画像化され得る。歯のデータは、参考として援用される米国特許出願第０９／１６９，０３４号（１９９８年１０月８日）に記載されるように、分解スキャナ（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｓｃａｎｎｅｒ）によって作製され得る。

次いで、ＩＤＤＳは、適切なグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）および画像をみて変更するために適切なソフトウェアを有するコンピューターを用いて操作される。このプロセスのより具体的な局面は、以下に詳細に記載される。

個々の歯および他の成分は、このモデルにおいてセグメント化されるかまたは抜き出されて、それらの個々の再配置またはこのデジタルモデルからの除去を可能にする。成分をセグメント化したか、または抜き出した後に、ユーザーは、しばしば、処方箋または処置専門家により提供された他の書かれた仕様書に従うことにより、このモデルにおいて歯を再配置する。あるいは、このユーザーは、外見に基づいて、またはコンピューターにプログラミングされた規則（ｒｕｌｅ）およびアルゴリズムに基づいて１つ以上の歯を再配置し得る。一旦ユーザーが満足すると、最終的な歯列が最終的デジタルデータセット（ＦＤＤＳ）に取り込まれる（工程２０４）。このＦＤＤＳを用いて、特定の順序で歯を動かす取り付け具を作製する。第１に、各歯のモデルの中心を多くの方法を用いて配列し得る。１方法は、標準の弓である。次いで、歯のモデルの歯根が適切な垂直位置になるまで歯のモデルを回転させる。次いで、歯のモデルを、適切な方向へとその垂直軸の周りに回転させる。次いで、この歯のモデルを、側面から観察し、そしてそれらの適切な垂直位置に垂直に平行移動する。最後に、２つの弓を共に配置し、そしてこの歯のモデルを、上側弓と下側弓が適切に確実にかみ合うように、わずかに移動させる。上側弓と下側弓とのかみ合いを、衝突検出プロセスを使用して視覚化して、歯の接触点を強調する。

ＩＤＤＳおよびＦＤＤＳの両方に基づいて、複数の中間デジタルデータセット（ＩＮＴＤＤＳ）を規定して、漸増的に調節した取り付け具を対応させる（工程２０６）。最終的に、ＩＮＴＤＤＳおよびＦＤＤＳに基づいて、漸増式位置調節取り付け具のセットを作製する（工程２０８）。

工程２０４において、患者の咀嚼系における上側の歯と下側の歯についての最終位置は、咀嚼系のコンピューター表示を作製することにより決定される。上側の歯と下側の歯の咬合位は、このコンピューター表示から計算され；そして機能的咬合位は、この咀嚼系のコンピューター表示における相互作用に基づいて計算される。この咬合位は、歯の理想的モデルのセットを作製することにより決定され得る。理想的モデルのセットにおける各理想的モデルは、以下で議論されるように、患者の歯に合わせて作られた理想化した歯の配置の理論的モデルである。この理想的モデルをこのコンピューター表示に適用した後、理想的モデルにフィットするように歯の位置を最適化する。この理想的モデルは、１つ以上の歯列弓形により特定されてもよいし、歯と関連づけられた種々の特徴を用いて特定されてもよい。

図４は、歯の特徴に基づいて歯の最終的な配置を最適化するプロセス３００を示す。最初にプロセス３００は、自動的に、または人的補助を用いて、各歯と関連づけられた種々の特徴を同定して、歯のモデルに達する（工程３０２）。次いで、歯の理想的モデルセットを、患者の歯の模型（ｃａｓｔ）から、または良好な咬合位を有する患者からのいずれかから作製する（工程３０３）。

工程３０２から、プロセス３００は、この理想的モデルに対する特徴の一致に基づいて、その空間的に近い最終位置に歯のモデルを配置する（工程３０４）。その工程において、各歯のモデルは、その特徴が理想的モデルにおける対応する歯の特徴と配列されるように、動かされる。この特徴は、咬頭、歯の窩、線状隆起、距離ベースの測定規準法、または形状ベースの測定規準法に基づき得る。形状ベースの測定規準法は、とりわけ、患者の弓の関数として表され得る。

例えば、各歯と関連づけられる咬頭の特徴が使用され得る。咬頭は、歯の咀嚼面に対する尖った隆起である。検出段階において、可能な咬頭は、歯の表面上の「島」と見なされる。この島に対してこの最も高い点は、候補咬頭である。「最も高い」は、モデルの座標系に関して測定されるが、各歯の局所座標系に関しても同様に容易に測定され得る。全ての可能な咬頭のセットは、歯のモデル上の全ての局所的極大（これは、このモデルの境界となるボックスの先端の特定の距離内にある）を探し出すことによって決定される。最初に、このモデルにおける最も高い点を、最初の候補咬頭として示す。点の高さが測定される方向に垂直に、この点を通って平面を通過させる。次いで、この平面をＺ軸に沿って予め決定された小さな距離だけ低くする。次いで、歯に接続され、そして平面の上にあり、かついくつかの接続された成分が存在する全ての頂点を、咬頭として候補咬頭と関連づける。この工程はまた、はみ出し充填（ｆｌｏｏｄ ｆｉｌｌ）工程ともいわれる。各候補咬頭位置から、対応する候補咬頭の一部として、この様式でみたモデルの各頂点を印付けして、外側のはみ出しを行う。はみ出し充填工程が完了した後に、このモデルの全ての頂点を試験する。平面の上にあり、そしてはみ出し充填の１つによりみられていない任意の頂点を候補咬頭のリストに加える。これらの工程は、平面が特定の距離を移動するまで反復される。

この検出段階の後、咬頭検出プロセスは、咬頭候補の各々の周りの局所的ジオメトリーがそれらが非咬頭様特徴を有するか否かを決定するために分析される拒絶段階を包含し得る。非咬頭様特徴を示す咬頭候補は、咬頭候補のリストから除かれる。種々の基準を用いて、非咬頭特徴を同定し得る。１つの試験に従うと、咬頭候補の周囲面の局所的湾曲を用いて、この候補が非咬頭様特徴を有するか否かを決定する。あるいは、平滑さの尺度が、候補咬頭の周辺の領域における平均標準（ａｖｅｒａｇｅ ｎｏｒｍａｌ）に基づいて計算される。平均標準が特定の量を超えて、咬頭で標準からはずれる場合は、この候補咬頭は拒絶される。

次いで、プロセス３００は、矯正／咬合位の指数を計算する（工程３０６）。使用され得る１つの指数は、ＰＡＲ（同等査定評価測定規準法）指数である。ＰＡＲに加えて、他の測定規準法（例えば、形状ベースの測定規準法または距離ベースの測定規準法）が用いられ得る。

このＰＡＲ指数は、良好な咬合位から歯がどのくらい離れているかを同定する。不正咬合を構成する種々の咬合位形質に対してスコアが割り当てられる。個々のスコアを合計して、合計全体を得る。この合計は、症例が、正常な配列および咬合位からはずれている程度を示す。正常な咬合位および配列は、隣接している、上頬側の歯と下頬側の歯との間の良好な咬合位（ｉｎｔｅｒｃｕｓｐａｌ ｍｅｓｈ）および過度ではないオーバージェットおよびオーバーバイトを伴う全ての解剖学的接触点として規定される。

ＰＡＲでは、ゼロというスコアは、良好な配列を示し、そしてより高いスコアは、不揃いのレベルの増加を示す。スコア全体は、処置前および処置後の歯の模型に対して記録される。これらのスコア間の差異は、矯正介入および積極的な処置の結果として改善の程度を表す。ＰＡＲ指数の１１の構成成分は、以下のとおりである：右上方セグメント；上前方セグメント；左上方セグメント；右下方セグメント；下前方セグメント；左下方セグメント；右頬側咬合位；オーバージェット；オーバーバイト；中心線；および左頬側咬合位。ＰＡＲ指数に加えて、他の指数は、それらの理想的位置または理想的形状から歯に対する特徴の距離に基づき得る。

工程３０６から、プロセス３００は、さらなる指数減少の移動が可能か否かを決定する（工程３０８）。ここで、全ての可能な移動が試みられる（各主軸に沿った小さな移動および小さな回転を伴う小さな移動を含む）。指数値は、各小さな移動および最も良好な結果を伴う移動が選択された後に計算される。この状況において、最も良好な結果は、ＰＡＲベースの測定規準値、形状ベースの測定規準値または距離ベースの測定規準値の１つ以上を最小化する結果である。最適化は、多くの技術（とりわけ、シミュレートされたアニーリング技術、ヒルクライミング技術、ベストファースト技術、Ｐｏｗｅｌｌ法、および発見的技術を含む）を用い得る。シミュレートされたアニーリング技術が用いられ得、ここで、この指数は、より小さな最低値を有する検索空間において別の経路が見出され得るように、一時的に増加される。しかし、歯をほぼ理想的な位置で始めることにより、指数の任意の減少が最も良好な結果に収束するはずである。

工程３０８において、歯を動かすことにより指数が最適化され得る場合、漸増的な指数減少の移動の入力が加えられ（工程３１０）、そしてこのプロセスは、工程３０６にループバックして、矯正／咬合位の指数を計算し続ける。あるいは、この指数がこれ以上最適化され得ない事象では、プロセス３００は終了する（工程３１２）。

ここで、図５に戻ると、機能的咬合位を行うためのプロセス３２０が示される。機能的咬合位は、顎が動くときにどれだけ十分に歯が組み立てられているかを決定するためのプロセスである。このプロセス３２０は、最初に、歯／弓の顎記録を得る。これは、従来技術（例えば、Ｘ線、コンピューター断層撮影、または顔弓転位のような力学的デバイス）を用いて行われ得る。

記録情報を得た後に、プロセス３２０はデジタル関節結合シミュレーターに歯のデジタル歯科モデルを配置する（工程３２４）。この関節結合シミュレーターは、以下に記載するように、顎運動（例えば、シミュレートされる咀嚼運動）のサブセットを可能にする。

工程３２４から、プロセス３２０は、顎の運動をシミュレートする（工程３２６）。移動の物理的特性（運動学）の単純化したセットを歯科モデルに適用する。このプロセス３２０は、互いに関して、顎１００および１０１に対する相互作用力の単純化したセットを用いてシミュレーションを行う。この単純化した物理的シミュレーションは、このシステムが顎の間の多くの接触に関わる運動に焦点を当てることを可能にする。この物理的シミュレーションは、顎１００および１０１が互いに接触するときに、システムが実際的な物理的に正しい顎の移動を与えることを可能にする。

シミュレートした運動の範囲を、運動のライブラリーを用いて供給し得る。このライブラリーによって供給される１つの代表的な運動は、下顎１０１が前方および後方に動いて、両方の顎の前歯が互いに接触する場合の突き出し運動である。別の運動は、食物を咀嚼する際にみられる横運動である。横運動は、顎１００および１０１を左右に（ｓｉｄｅ ｔｏ ｓｉｄｅ）動かすことを包含する。ライブラリーに供給され得る他の運動は、下顎１００の経路が、歯が互いに接触することによって誘導される、「歯を誘導する」運動を包含する。

次いで、プロセス３２０は、工程３２６における運動のシミュレーションの間に観察された接触に基づいて、最終位置を調節する（工程３２８）。シミュレーションの結果が分析され、各歯の位置は、その歯と関連づけられた接触が過剰であると思われる場合に調節し得る。

最終的に、この作製された接触データに基づいて、このプロセスは、さらなる運動シミュレーションを行うことが必要であるか否かを決定する。運動のシミュレーションは、各歯と関連づけられた接触が、処置する矯正歯科医に受け入れられ得るまでもとに戻し得る。歯のモデル操作のプロセスは、主観的に行われ得る。すなわち、ユーザーは、最終的な位置の観察に基づいて、または接触のシミュレーションに基づいて、審美的におよび／または治療的に所望される様式で歯を簡単に再配置し得る。あるいは、規則およびアルゴリズムを使用して、ユーザーが接触に基づいた歯の再配置を行うことを補助し得る。シミュレーションを反復することが必要な場合、このプロセスは、工程３２６にループバックする（工程３３０）。あるいは、このプロセスは終了する（工程３３２）。

図６は、中間処置情報を最終的な配置プロセスに組み込むというオプション的なプロセス３４０を示す。第１に、患者と関連づけられた歯科情報を組み込むデジタルモデルは、患者の歯のスキャンから作製される（工程３４２）。このスキャンは、模型、Ｘ線または任意の従来のスキャン法を用いて行われ得る。

次いで、このデジタルモデルは、各歯についての１つのモデルにセグメント化される（工程３４４）。次いで、各歯を、処置計画の開始時に現像した、前のスキャンと関連づけられたモデルに対して合わせる（工程３４６）。この合わせる工程は、歯の現在のスキャンと前のスキャンとの間の対応位置を合わせることに基づく。ほとんどの場合、現在のスキャンからセグメント化された歯は、処置計画の開始時に決定された形状を保持し、そしてこの合わせる工程は、モデルが互いに類似するので容易である。

次いで、最終的位置変換は、新たな歯のモデルに適用される（工程３４８）。この最終的位置および前のモデルからの処方箋は、患者の現在のモデルに複写され、そしてこの最終的位置は、新たなモデル、新たなＸ線情報または新たな処方箋に基づいて調節される（工程３５０）。工程３５０は、新たな情報を用いて、以前に記載した最小化プロセス３００（図４）に戻ることを基本的に包含する。これは、モデルにおけるわずかな変化、Ｘ線スキャンにおける変化または処方箋の変化であり得る。最終的に、このプロセス３４０は終了する（工程３５２）。

図７は、歯のモデルにおいて最適な咬合を決定するためのプロセス４００のフローチャートである。プロセス４００は、６つの特徴（６つのキー）（これらは、天然に最適な咬合の１２０の模型のコレクションに一貫して存在することが見出された）に基づいて、咬合を最適化する。これらのキーは、臼歯の関係キー、歯冠角形成キー、歯冠傾斜キー、歯の回転キー、歯の接触点キー、および咬合平面キーを含む。個々のキーが、最適な咬合の指標の完全なセットを提供し、可染性のランドマークから判断され得、そして歯冠の顔側および咬合側の表面から判断され得、従って、咬合界面を確認するために咬合紙の舌側を観察する必要性を減少させる。これらのキーは、Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｆ．Ａｎｄｒｅｗｓ、「Ｔｈｅ ｓｉｘ ｋｅｙｓ ｔｏ ｎｏｒｍａｌ ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ」、Ａｍ．Ｊ．Ｏｒｔｈｏｄ．第６２巻、Ｎｏ．３ ２９６−３０９頁（９／７２）およびこの著者の「Ｓｔｒａｉｇｈｔ Ｗｉｒｅ−Ｔｈｅ Ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉａｎｃｅ」の表題の本の第３章（Ｌ．Ａ．Ｗｅｌｌｓ出版）に記載され、これらの内容は、参考として援用される。

これら６つのキーは、最適な咬合の構造的システムの独立した要素であり、そして歯の型の角形成、傾斜、形状、および相対的大きさ（顔側の隆起）のパターンの類似性に基づく。それ自体で、これらは、咬合を評価するための基礎として作用する。これら６つのキーは、患者のための処置目標として、使用される。これら６つのキーの特徴は、取り付け具１１１の設計に組み込まれて、処置結果の正確さおよび一貫性を増加させる。

プロセス４００は、最初に、最適化が臼歯の関係キーに関してなされ得るべきか否かをチェックする（工程４０２）。そうである場合には、プロセス４００は、適切な臼歯の関係をチェックし、そして適用する（工程４０４）。臼歯の関係は、歯の咬合および顎間関係に関する。工程４０４は、臼歯の関係キーの以下の７つの要件を実施する：
１．上顎の永久第一臼歯の近心面頬面の咬頭が、下顎の永久第一臼歯の近心の咬頭と中心の頬側の咬頭との間の溝に咬合する。
２．上顎の第一臼歯の遠心の辺縁隆線が、下顎の第二臼歯の近心の辺縁隆線と咬合する。
３．上顎の第一臼歯の近心面舌面の咬頭が、下顎の第一臼歯の中心の窩と咬合する。
４．上顎の小臼歯の頬側の咬頭が、下顎の小臼歯との咬頭鼓形空隙関係を有する。
５．上顎の小臼歯の舌側の咬頭が、下顎の小臼歯と咬頭窩関係を有する。
６．上顎の犬歯が、下顎の犬歯および第一小臼歯と咬頭鼓形空隙関係を有する。この咬頭の先端は、鼓形空隙に対してわずかに近心である。
７．上顎の切歯が、下顎の切歯と重なり、そして弓の中線が一致する。

臼歯の咬頭溝および辺縁隆線の状態、小臼歯と犬歯との咬頭鼓形関係、ならびに切歯の水平被蓋は、頬側の斜視から直接観察され得る。臨床歯冠の顔面軸（ＦＡＣＣ）の測定を使用して、以下に説明するように、臼歯および小臼歯を、これらの近心面頬面から見た場合の臼歯と小臼歯との舌側咬頭咬合の評価を可能にする。

工程４０４において、２つの生歯の後方歯の顎間関係は同じであり得るが、これら２つの生歯の咬合表面の界面は、異なる歯冠傾斜に起因して、異なり得る。

工程４０４は、正しい顎間関係、角形成、および歯冠傾斜によって、正しい咬合界面を確実にする。顎間関係および角形成は、頬側の斜視から最良に判断される；後方歯についての歯冠傾斜は、生歯の近心面頬面の斜視から最良に判断される。後方の咬合を、最初に頬側の斜視から（角形成および顎間関係について）、次いで近心面頬面斜視から（傾斜について）判断することにより、系統的に記載され、そして定量され得る斜視が提供される。このような情報は、他の無咬合ガイドラインとともに、工程４０４で使用されて、咬合異常を同定する。

工程４０４は、第一永久臼歯を第二永久臼歯と咬合させることを包含する。このような咬合において、第一永久臼歯は、遠心表面との遠心面頬面の咬頭を有し、第二永久臼歯は、近心表面との近心面頬面咬頭を有し、そして遠心表面は、近心表面と咬合する。近心面頬面咬頭は、第一永久臼歯の近心の咬頭と中心の咬頭との間の溝に咬合し得る。近心表面は、遠心表面に近く接近し得る。さらに、歯が犬歯および小臼歯を有する場合には、これらの犬歯および小臼歯は、頬側に咬頭鼓形空隙関係、および舌側に咬頭窩関係を有する。

工程４０２から４０４まで、プロセス４００は、咬合が歯冠角形成キーに関して最適化される必要があるか否かをチェックする（工程４０６）。そうである場合には、咬合が歯冠角形成キーに関して最適化される（工程４０８）。本質的に、工程４０８は、全ての歯冠が正の角形成を有し、そして各歯型の全ての歯冠の角形成量が類似することを、確実にする。さらに、各歯型についての接触領域位置が、類似であるべきである。工程４０８は、歯冠の歯肉部分の遠心の傾斜を決定する。遠心の傾斜は、各歯の型において一定であり得る。角形成は、ＦＡＣＣと、咬合面に対して垂直な線との間に規定され得る。工程４０８は、正または負であり得る角形成を最小化し得る。

工程４０６または工程４０８から、プロセス４００は、咬合が歯冠傾斜キーに関して最適化されるべきであるか否かをチェックする（工程４１０）。そうである場合には、歯冠傾斜の最適化が実施される（工程４１２）。これらが角形成している場合には、一貫したパターンがまた、歯冠傾斜に普及する。個々の歯についての以下の３つの特徴が、工程４１２において分析される。
１．大部分の上顎の切歯が、正の傾斜を有する；下顎の切歯が、わずかに負の傾斜を有する。大部分の最適なサンプルにおいて、切端間の歯冠角度は、１８０°未満である。上顎の切歯の歯冠は、下顎の切歯が咬合平面に対して９０°の線に対して負に傾斜するより、この線に対してより正に傾斜する。
２．上顎の切歯歯冠の傾斜が、ほぼ正である（中心が側方より正である）。犬歯および小臼歯は、負であり、そして非常に類似している。上顎の第一および第二の臼歯の傾斜もまた、類似しており、そして負であるが、犬歯および小臼歯の傾斜よりわずかにさらに負である。臼歯はより負である。なぜなら、これらは、犬歯および小臼歯が測定される隆起した顔側の縁部からではなく、溝から測定されるからである。
３．下顎の歯冠の傾斜が、切歯から第二臼歯にかけて、前進的により負である。

工程４１２において、歯冠傾斜が、咬合平面に対して垂直な線およびブラケット部位に接する線とにより形成される角度を提示し得る。この工程において、歯冠傾斜は、上の犬歯から上の第二小臼歯にかけて測定する場合に、負であり得る。歯冠傾斜は、下の犬歯から下の第二臼歯にかけて測定される場合に、前進的により負になり得る。歯冠傾斜はまた、ＦＡＣＣの中点に対して平行であり、かつＦＡＣＣの中点において接する線と、咬合平面に対して垂直な線との間に位置し得る。

工程４１０または４１２から、プロセス４００は、咬合が回転キーを使用して最適化されるべきであるか否かをチェックする（工程４１４）。そうである場合には、プロセス４００は、所望でない回転に関してチェックし（工程４１６）、そして歯の回転が存在しなくなるように、このモデルを補正する。

工程４１４または工程４１６から、プロセス４００は、次いで、咬合が間隔に関して最適化されるべきであるか否かを決定する（工程４１８）。そうである場合には、プロセス４００は、密な接触に関してチェックする；すなわち、歯の間にいかなる間隔も存在しないべきである（工程４２０）。工程４１８は、矛盾が近遠心の歯冠直径において存在しない限り、接触点が当接することをチェックする。

工程４１８または工程４２０から、プロセス４００は、次いで、咬合が咬合平面キーに関して最適化されるべきであるか否かをチェックする（工程４２２）。そうである場合には、プロセス４００は、咬合の平面を分析することによって、歯のモデルを最適化する（工程４２４）。工程４２４において、シュペー弯曲の深さは、平坦な平面からわずかに凹状の平面までの範囲である。この平面は、平坦からシュペー弯曲までの範囲であり得る。さらに、シュペー弯曲は、深いか、わずかであるか、または逆になり得る。工程４２２または工程４２４から、プロセス４００を終了する。

図８は、患者の歯の最終的な位置を決定するための、第二のプロセスを示すフローチャートである。図８のプロセスは、弓弯曲を含む歯の最終位置のための理想的なベースモデルを同定する（工程４５０）。このモデルは、（模型、Ｘ線、処方箋、または他の供給源からの患者についてのデータを介して）理想的な咬合を有する患者に由来するか、または処置中の患者に由来する、一揃いのテンプレートモデルから選択され得る。次に、このソフトウェアのユーザーは、マーカーを各歯に配置し、そして配向し、このマーカーを通して、弓弯曲（単数または複数）が通過することを意図される（工程４５２）。これらの弯曲は、これらが歯の顔側表面、舌側表面、または咬合表面に配置されるマーカーを通過するべきであるように、設計され得る。複数の弓弯曲を使用して、最終位置のより正確な仕様を作製し得る。工程４５４において、歯の位置および配向が、弓弯曲が各歯のマーカーを通過し、そして歯が重ならないように、調節される。必要に応じて、歯は、この工程において、互いに接触するようにされ得る。次に、歯が複数のマーカーを有する場合には、歯の位置および配向が、弓弯曲が各歯の全てのマーカーの可能な限り近くを通過するよう設定される（工程４５６）。別の実施においては、マーカーは、各歯において、自動的に配置および配向され得る。ユーザーは、必要に応じて、これらの位置および配向を調節し得る。

図９は、患者の歯の最終的な位置を決定するための第三のプロセスを示すフローチャートである。歯の配列を考慮して、図９のプロセスは、各歯の最終的な位置を決定する。例えば、このプロセスは、入力として上記のような最初の歯のデータセットを受容し得、そして最終的な歯のデータを自動的に作製し得る。ユーザーは、このプロセスの出力を調査し、調節し、そしてこのプロセスを再度実施し得る。例示的な調節としては、歯列弓形の形状を変化させること、歯を移動させること、および調節チップ、傾斜などにより歯の配向を変化させることが挙げられる。

このプロセスは、歯列弓形を作製する（工程４６０）。この歯列弓形は、弓テンプレートのセットから選択され得るか、または手動で入力され得る。この歯列弓形は、平坦であるか、またはシュペー弯曲に従い得る。この歯列弓形は、ユーザーにより手動で調節され得る。

このプロセスは、歯列弓形に従って、複数の歯を配置する（工程４６２）。各歯は、付着点を含む。付着点は、歯の任意の表面上、または歯の内部に存在し得る。これらの歯は、歯列弓形が各付着点を通過するように、配置される。

図１０は、図９のプロセスにより作製される歯のコンピュータモデルを示す。各々が唇側の付着点４８６を有する複数の歯４８４は、歯列弓形４８２が各付着点を通過するように、配置される。

再度図９を参照すると、このプロセスは、各歯とその隣の歯との間の距離差を決定する（工程４６４）。選択した歯についての距離差は、選択した歯とこの選択した歯に隣接する歯との間の距離を決定することにより、得られる。選択した歯についての距離差は、これら２つの距離の差である。１つの実施において、距離差は、歯列弓形の平面内で決定される。この実施においては、選択した歯と隣接する歯との間の最小の距離を使用する。

１つの実施において、距離および距離差が、ベクトルである。図１１は、歯列弓形４８２がそれぞれの唇側の付着点４８６Ａ、Ｂ、Ｃを通過するように配置された、３つの歯４８４Ａ、Ｂ、Ｃを示す。歯４８４Ａと歯４８４Ｂとの間の距離は、ベクトル４８８Ｂにより表される。歯４８４Ａと歯４８４Ｃとの間の距離は、ベクトル４８８Ｃにより表される。歯４８４Ａに関する距離差は、４８８Ａにより表され、そしてベクトル４８８Ａと４８８Ｂとの間の距離に等しい。

再度図９を参照すると、このプロセスは、各歯を、その距離差に従って移動させる（工程４６６）。各歯は、これらの歯の付着点が歯列弓形上に残るように、並進および配向される。各歯は、その距離差に比例する距離を並進される。

このプロセスは、停止条件に適合するまで繰り返され（工程４６８）、これによって、提唱される歯のデータセットを提供する。１つの実施において、停止条件は、歯についての距離差の合計が所定の閾値より低い場合に、適合される。もちろん、他の停止条件（例えば、実施されるべき反復の数を制限すること）もまた使用され得る。

ユーザーは、得られた歯の配列を検査し、そして必要な場合には、歯を移動させ（工程４７０）、これによって、最終的な歯のデータセットを作製する。このプロセスを終了する（工程４７２）。

１つの実施において、三次元距離ベクトルが使用される。図１２は、歯列弓形４８２へのそれぞれの付着点４８６Ａ、Ｂを有する、２つの歯４８６Ａ、Ｂを示す。各歯は、測定点を有する。このプロセスは、各歯に対する遠心および近心の測定点を規定する。図１２を参照すると、近心の測定点４９０Ａが歯４８４Ａに関して規定され、そして遠心の測定点４９０Ｂが歯４８４Ｂに関して規定される。歯の間の距離が、測定点間で測定される。例えば、距離ベクトル４９２は、測定点４９０Ａから測定点４９０Ｂへと規定される。

各歯に対して、歯に対する距離ベクトルの間の差をとることにより、距離差ベクトルが計算される。各歯が、その距離差ベクトルに従って移動される。１つの実施において、歯に関する三次元距離差ベクトルは、歯の付着点における歯列弓形に対する接線に突出し、移動ベクトルを得る。次いで、歯が、移動ベクトルに従って移動される。

図１３は、データ処理システム５００の単純化したブロック図である。データ処理システム５００は、代表的には、バスサブシステム５０４に対して多くの周辺デバイスを接続する少なくとも１つのプロセッサ５０２を備える。これらの周辺デバイスは、代表的には、格納サブシステム５０６（メモリサブシステム５０８およびファイル格納サブシステム５１４）、ユーザーインターフェース入出力デバイス５１８のセット、および公の切換られる電話網（ｐｕｂｌｉｃ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）を備える外部ネットワーク５１６に対するインターフェースを備える。このインターフェースは、「モデムおよびネットワークインターフェース」ブロック５１６として模式的に示され、そして接続ネットワークインターフェース５２４に対して他のデータ処理システムの対応するインターフェースデバイスに連結される。データ処理システム５００は、端末またはローエンドパーソナルコンピューターもしくはハイエンドパーソナルコンピューター、ワークステーションもしくはメインフレームを備え得る。

ユーザーインターフェース入力デバイスは、代表的には、キーボードを備え、そしてポインティングデバイスおよびスキャナをさらに備え得る。ポインティングデバイスは、間接的ポインティングデバイス（例えば、マウス、トラックボール、タッチパッド、またはグラフィックタブレット）、あるいは直接ポインティングデバイス（例えば、ディスプレイに組み込まれたタッチスクリーン）であり得る。他の型のユーザーインターフェース入力デバイス（例えば、音声認識システム）が、使用され得る。

ユーザーインターフェース出力デバイスは、プリンタおよびディスプレイサブシステムを備え得、このディスプレイサブシステムは、ディスプレイコントローラおよびこのコントローラに連結されたディスプレイデバイスを備える。このディスプレイデバイスは、陰極線管（ＣＲＴ）、平面パネルデバイス（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ））または投影デバイスであり得る。このディスプレイサブシステムはまた、非視覚的ディスプレイ（例えば、音声出力）を提供し得る。

格納サブシステム５０６は、本発明の機能性を提供する基本的プログラミングおよびデータ構築を維持する。上記で議論されたソフトウェアモジュールは、代表的には、格納サブシステム５０６において格納される。格納サブシステム５０６は、代表的には、メモリサブシステム５０８およびファイル格納サブシステム５１４を備える。

メモリサブシステム５０８は、代表的には、プログラム実行の間の指示およびデータの格納のための主なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５１０ならびに固定された指示が格納される読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５１２を含む多くのメモリを備える。マッキントッシュ互換パーソナルコンピューターの場合において、ＲＯＭは、オペレーティングシステムの部分を含む；ＩＢＭ互換パーソナルコンピューターの場合において、これは、ＢＩＯＳ（ベーシック入力／出力システム）を含む。

ファイル格納サブシステム５１４は、プログラムおよびデータファイルのための永続的（不揮発性）格納を提供し、そして代表的には、少なくとも１つのハードディスクドライブおよび少なくとも１つのフロッピー（登録商標）ディスクドライブ（関連する取り外し可能媒体を伴う）を備える。ＣＤ−ＲＯＭドライブおよび光学的ドライブのような他のデバイス（全て、それらの関連する取り外し可能媒体を伴う）もまた存在し得る。さらに、このシステムは、取り外し可能媒体カートリッジとともに、この型のドライブを備え得る。この取り外し可能媒体カートリッジは、例えば、ハードディスクカートリッジ（例えば、Ｓｙｑｕｅｓｔなどによって販売されるもの）、およびフレキシブルディスクカートリッジ（例えば、Ｉｏｍｅｇａによって販売されるもの）であり得る。このドライブの１つ以上は、例えば、ローカルエリアネットワーク上のサーバにおいて、またはインターネットのワールドワイドウェブ上のサイトで遠隔位置に配置され得る。

この状況において、用語「バスサブシステム」は、一般に、種々の構成要素およびサブシステムを、意図されるように、互いに接続させるための任意の機構を含むように用いられる。入力デバイスおよびディスプレイを除外すると、他の構成要素は、同じ物理的位置にある必要はない。従って、例えば、ファイル格納システムの一部は、種々のローカルエリアまたはワイドエリアネットワーク媒体（電話回線を含む）に対して接続され得る。同様に、入力デバイスおよびディスプレイは、プロセッサと同じ位置にある必要はないが、本発明はＰＣおよびワークステーションの状況において最も頻繁に実施されることが予想される。

バスサブシステム５０４は、単一バスとして模式的に示されるが、代表的なシステムは、ローカルバスおよび１つ以上の拡張バスのような多くのバス（例えば、ＡＤＢ、ＳＣＳＩ、ＩＳＡ、ＥＩＳＡ、ＭＣＡ、ＮｕＢｕｓ、またはＰＣＩ）ならびにシリアルポートおよびパラレルポートを有する。ネットワーク接続は、通常、これらの拡張バス上の１つのネットワークアダプタまたはシリアルポート上のモデムのようなデバイスを通して確立される。クライアントコンピューターは、デスクトップシステムであってもよいし、持ち運び可能なシステムであってもよい。

スキャナ５２０は、患者または矯正歯科医のいずれかから得られる患者の歯の模型のスキャニングを担い、そしてスキャンしたデジタルデータセット情報をさらなる処理のためにデータ処理システム５００に提供する。分散した環境において、スキャナ５２０は、遠隔位置に位置し得、そしてスキャンされたデジタルデータセット情報とデータ処理システム５００とを、ネットワークインターフェース５２４によって接続し得る。

製作機器５２２は、データ処理システム５００から受けた中間および最終的データセット情報に基づいて、歯科取り付け具を製作する。分散した環境において、製作機器５２２は、遠隔位置に位置され得、そしてネットワークインターフェース５２４によってデータ処理システム５００からデータセット情報を受け取り得る。

種々の代替、改変、および等価物が、上記の構成成分の代わりに使用され得る。歯の最終的位置は、コンピューター補助技術を用いて決定され得るが、ユーザーは、処方箋の制約を満足させつつ、１つ以上の歯を独立して操作することにより、歯をそれらの最終的位置に動かし得る。

さらに、本明細書中に記載の技術は、ハードウェアもしくはソフトウェア、またはこの２つの組み合わせにおいて実施され得る。この技術は、プログラム可能なコンピューター上で実行するコンピュータープログラムにおいて実施され得、このコンピューターは、プロセッサ、プロセッサにより読みとり可能な格納媒体（揮発性もしくは不揮発性メモリおよび／または格納要素を含む）、および適切な入出力デバイスを各々備える。プログラムコードは、入力デバイスを用いて入力したデータに適用されて、記載された機能を行い、かつ出力情報を生成する。この出力情報は、１つ以上の出力デバイスに適用される。

各プログラムは、高レベルの手続プログラミング言語または目的指向性プログラミング言語において実行されて、コンピューターシステムとともに操作され得る。しかし、このプログラムは、所望であれば、アセンブリ言語または機械語において実行され得る。いずれの場合においても、この言語は、コンパイルされた言語または通訳された言語であり得る。

このようなコンピュータープログラムの各々は、格納媒体またはデバイスが記載された手順を行うためにコンピューターにより読みとられる場合、コンピューターを設定および操作するために、汎用または専用のプログラム可能なコンピューターによって読みとり可能な格納媒体またはデバイス（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスクまたは磁気ディスケット）に格納され得る。このシステムはまた、コンピューター読みとり可能な格納媒体として実行され得、コンピュータープログラムで設定され得、ここでこのように設定された格納媒体は、コンピューターを特定および予め規定された様式で操作する。

さらに、本発明は、その実施形態を参照して示され、かつ記載されたが、上記および他の、形態および詳細の変更が、上記の特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく行われ得ることは、当業者に理解される。

図１は、患者の顎の解剖学的関係を示す立面図である。 図２Ａは、患者の下顎をより詳細に示し、そして本発明の方法および装置によりどのように歯が動かされるかの一般的表示を提供する。 図２Ｂは、図２Ａからの１本の歯を示し、そしてどのように歯の移動距離が決定されるかを規定する。 図２Ｃは、漸増式位置調節取り付け具とともに図２Ａの顎を示し、この取り付け具は、本発明の方法および装置に従って形づくられている。 図３は、漸増式位置調節取り付け具を作製するためのプロセスを示す、ブロック図である。 図４は、患者の歯の第１の最終配置を最適化するためのプロセスを示すフローチャートである。 図５は、患者の歯に対して機能的咬合位を実行するためのプロセスを示すフローチャートである。 図６は、患者の歯の最終配置に対する中間処置情報を取り込むためのオプション的プロセスを示すフローチャートである。 図７は、１つ以上の鍵に基づいて、合を最適化するためのプロセスを示すフローテャートである。 図８は、患者の歯に対して機能的咬合を実行するための第２のプロセスを示すフローチャートである。 図９は、患者の歯の最終的な位置を決定するための第３のプロセスを示すフローチャートである。 図１０は、図９のプロセスに従って作製された歯のコンピューターモデルを示す。 図１１は、歯列弓形が歯の唇付着点を通過するように配置された３つの歯を示す。 図１２は、歯列弓形上に各々の付着点を有する２つの歯を示す。 図１３は、本発明に従って取りつけ具を作製するためのシステムを例示するブロック図である。

Claims (16)

1. 複数の歯を配列するためのコンピューターにインプリメントされた方法であって、該コンピューターは、入力手段と、プロセッサと、製作機械と通信するための通信手段とを備え、
   該方法は、
   該入力手段が、複数の歯の最初の配列を表す最初のデータセットを受信することと、
   該プロセッサが、歯の配列を表す歯列弓形を生成することと、
   該プロセッサが、該複数の歯を該歯列弓形に従って配置することにより、該最初のデータセットを修正することと、
   該プロセッサが、該修正された最初のデータセットに基づいて、各歯に対して距離差を決定することであって、選択された１つの歯に対する距離差は、該選択された１つの歯と該選択された１つの歯に隣接する複数の歯との間の複数の距離の差分である、ことと、
   該プロセッサが、該修正された最初のデータセットを修正することによって、該距離差に従って各歯を動かすことと、
   該プロセッサが、各歯の距離差の合計が所定の閾値を超えているか否かを決定することと、
   該合計が該所定の閾値を超えていると決定された場合には、該プロセッサが、該決定するステップおよび該動かすステップを繰り返すことと、
   該合計が該所定の閾値を超えていないと決定された場合には、該プロセッサが、最後の修正するステップの結果のデータセットを最終のデータセットと決定することと、
   該プロセッサが、該最初のデータセットおよび該最終のデータセットに基づいて、少なくとも１つの中間のデータセットを生成することであって、該少なくとも１つの中間のデータセットの各々は、該複数の歯の中間の配列をそれぞれ表す、ことと、
   該プロセッサが、該少なくとも１つの中間のデータセットの各々に対して、および該最終のデータセットに対して調節器具を作製するように該製作機械に命令するように、該通信手段に命令することと
   を包含する、方法。
2. 前記プロセッサが、前記距離差のうちの少なくとも１つの距離差の関数に従って、前記決定するステップおよび前記動かすステップを繰り返すことをさらに包含する、請求項１に記載のコンピューターにインプリメントされた方法。
3. 前記入力手段が、シュペー弯曲に従った歯列弓形への調節を受信することをさらに包含する、請求項１に記載のコンピューターにインプリメントされた方法。
4. 前記最初のデータセット、前記最終のデータセットおよび前記中間のデータセットは、各歯の付着点を含み、
   前記配置するステップは、
   前記歯列弓形が該歯の付着点を通るように、該歯の付着点を設定することを包含する、請求項１に記載のコンピューターにインプリメントされた方法。
5. 前記決定するステップは、
   前記プロセッサが、選択された歯と、該選択された歯に隣接する第１の歯との間の第１の距離を決定することと、
   該プロセッサが、該選択された歯と、該選択された歯に隣接する第２の歯との間の第２の距離を決定することと、
   該プロセッサが、該第１の距離と該第２の距離との間の差を計算することと
   を包含する、請求項１に記載のコンピューターにインプリメントされた方法。
6. 前記第１の距離および前記第２の距離が歯の間の最短距離である、請求項５に記載のコンピューターにインプリメントされた方法。
7. 前記最初のデータセットは、各歯の遠心測定点および近心測定点を含み、
   前記決定するステップは、該測定点の間の前記第１の距離および前記第２の距離を測定することをさらに包含する、請求項６に記載のコンピューターにインプリメントされた方法。
8. 前記動かすステップは、
   前記プロセッサが、前記歯の付着点が前記歯列弓形の上にあるように、各歯を平行移動することを包含する、請求項４に記載のコンピューターにインプリメントされた方法。
9. 前記動かすステップは、
   前記プロセッサが、前記歯の付着点での前記歯列弓形に対する接線への前記歯の距離差の投影に比例した距離だけ、各歯を平行移動することをさらに包含する、請求項８に記載のコンピューターにインプリメントされた方法。
10. 前記動かすステップは、
    前記プロセッサが、ユーザーからの入力に応答して、前記歯の少なくとも１つを動かすことをさらに包含する、請求項１に記載のコンピューターにインプリメントされた方法。
11. 歯のコンピューターモデルを配列するための装置であって、
    該装置は、
    複数の歯の最初の配列を表す最初のデータセットを受信する手段と、
    歯の配列を表す歯列弓形を生成する手段と、
    該複数の歯を該歯列弓形に従って配置する手段であって、それにより、該最初のデータセットを修正する、手段と、
    該修正された最初のデータセットに基づいて、各歯に対して距離差を決定する手段であって、選択された１つの歯に対する距離差は、該選択された１つの歯と該選択された１つの歯に隣接する複数の歯との間の複数の距離の差分である、手段と、
    該修正された最初のデータセットを修正することによって、該距離差に従って各歯を動かす手段と、
    各歯の距離差の合計が所定の閾値を超えているか否かを決定する手段と、
    該合計が該所定の閾値を超えていると決定された場合には、該決定する手段および該動かす手段を繰り返し実行させる手段と、
    該合計が該所定の閾値を超えていないと決定された場合には、最後の修正するステップの結果のデータセットを最終のデータセットと決定する手段と、
    該最初のデータセットおよび該最終のデータセットに基づいて、少なくとも１つの中間のデータセットを生成する手段であって、該少なくとも１つの中間のデータセットの各々は、該複数の歯の中間の配列をそれぞれ表す、手段と、
    該少なくとも１つの中間のデータセットの各々に対して、および該最終のデータセットに対して調節器具を作製する手段と
    を備える、装置。
12. 前記距離差のうちの少なくとも１つの距離差の関数に従って、前記決定する手段および前記動かす手段を繰り返し実行させる手段をさらに備える、請求項１１に記載の装置。
13. 前記最初のデータセット、前記最終のデータセットおよび前記中間のデータセットは、各歯の付着点を含み、
    前記配置する手段は、
    前記歯列弓形が該歯の付着点を通るように、各歯の付着点を設定する手段を備える、請求項１１に記載の装置。
14. 前記決定する手段は、
    選択された歯と、該選択された歯に隣接する第１の歯との間の第１の距離を決定する手段と、
    該選択された歯と、該選択された歯に隣接する第２の歯との間の第２の距離を決定する手段と、
    該第１の距離と該第２の距離との間の差を計算する手段と
    を備える、請求項１１に記載の装置。
15. コンピューター読みとり可能な媒体に具体的に格納されたコンピュータープログラム製品であって、該コンピュータープログラム製品は、歯のコンピューターモデルを配列するためのコンピュータープログラム製品であり、
    該製品は、プログラム可能なプロセッサに、
    歯の配列を表す歯列弓形を生成することと、
    複数の歯を該歯列弓形に従って配置することにより、該複数の歯の最初の配列を表す最初のデータセットを修正することと、
    該修正された最初のデータセットに基づいて、各歯に対する距離差を決定することであって、選択された１つの歯に対する距離差は、該選択された１つの歯と該選択された１つの歯に隣接する複数の歯との間の複数の距離の差分である、ことと、
    該修正された最初のデータセットを修正することによって、各歯を該距離差に従って動かすことと、
    各歯の距離差の合計が所定の閾値を超えているか否かを決定することと、
    該合計が該所定の閾値を超えていると決定された場合には、該決定するステップおよび該動かすステップを繰り返すことと、
    該合計が該所定の閾値を超えていないと決定された場合には、最後の修正するステップの結果のデータセットを最終のデータセットと決定することと、
    該最初のデータセットおよび該最終のデータセットに基づいて、少なくとも１つの中間のデータセットを生成することであって、該少なくとも１つの中間のデータセットの各々は、該複数の歯の中間の配列をそれぞれ表す、ことと、
    該少なくとも１つの中間のデータセットの各々に対して、および該最終のデータセットに対して調節器具を作製するように製作機械に命令するように、該コンピューターの通信手段に命令することであって、該通信手段は、該製作機械と通信するように構成されている、ことと
    を実行させるように作用可能な命令を含む、コンピュータープログラム製品。
16. 歯のコンピューターモデルを配列するためのシステムであって、該システムは、製作機械と、コンピューターとを備え、
    該コンピューターは、
    プロセッサと、
    該製作機械と通信するように構成された通信手段と、
    該プロセッサに連結されたディスプレイデバイスと、
    該プロセッサに連結されたデータ格納デバイスと
    を備え、
    該データ格納デバイスは、該プロセッサに、
    歯の配列を表す歯列弓形を生成することと、
    複数の歯を該歯列弓形に従って配置することにより、該複数の歯の最初の配列を表す最初のデータセットを修正することと、
    該修正された最初のデータセットに基づいて、各歯に対して距離差を決定することであって、選択された１つの歯に対する距離差は、該選択された１つの歯と該選択された１つの歯に隣接する複数の歯との間の複数の距離の差分である、ことと、
    該修正された最初のデータセットを修正することによって、各歯を該距離差に従って動かすことと、
    各歯の距離差の合計が所定の閾値を超えているか否かを決定することと、
    該合計が該所定の閾値を超えていると決定された場合には、該距離差のうちの少なくとも１つの距離差の関数に従って該決定するステップおよび該動かすステップを繰り返すことと、
    該合計が該所定の閾値を超えていないと決定された場合には、最後の修正するステップの結果のデータセットを最終のデータセットと決定することと、
    該最初のデータセットおよび該最終のデータセットに基づいて、少なくとも１つの中間のデータセットを生成することであって、該少なくとも１つの中間のデータセットの各々は、該複数の歯の中間の配列をそれぞれ表す、ことと、
    該少なくとも１つの中間のデータセットの各々に対して、および該最終のデータセットに対して調節器具を作製するように該製作機械に命令するように、該通信手段に命令することと
    を実行させるように作用可能な命令を格納する、システム。

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