JP5036061B2 - 歯科治療計画のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
(1.発明の分野)
本発明は、一般的に歯科矯正学の分野に関し、より詳細には、歯科矯正処置計画および歯科矯正器具のコンピュータによる自動化された開発に関する。
歯科矯正処置を完成するための歯ポジショナは、Keslingによる、Am.J.Orthod. Oral.Surg.31:297−304(1945)および32:285−293(1946)に説明される。患者の歯の幅広い歯科矯正的な再配置のためのシリコーンポジショナの使用は、WarunekらによるJ.Clin.Orthod.23:694−700(1989)に説明される。歯の位置を完成かつ維持するためのクリアなプラスチック固定装置は、Raintree Essix,Inc.,New Orleans,Louisiana 70125,and Tru−Tain Plastics ,Rochester,Minnesota 55902から入手可能である。歯科矯正ポシショナの製造は、米国特許第5,186,623号、第5,059,118号、第5,055,039号、第5,035,613号、第4,856,991号、第4,798,534号、および第4,755,139号に説明される。
1局面では、コンピュータで実現されたシステムおよび方法は、2次元アレイを用いて歯の移動パターンを特定し、この特定されたパターンに従って歯を移動させる処置経路を生成することによってデンタル処置計画を実現する。
expansion)、発赤、遠位化(distalization)およびより低い切歯拡張(lower incisor expansion)のうち少なくとも1つを含む1以上の臨床処置規定を選択する工程を含む。各処置ステージに対して器具が製造される。この器具は、取り外し可能な器具または固定された器具のいずれかであり得る。本方法はまた、各処置ステージについて、歯に対する3次元モデルを生成する工程を含む。
図1は、上顎骨22および下顎骨20を有する頭蓋10を示す。下顎骨20は、ジョイント30において頭蓋骨10に固定される。ジョイント30は、temporomandibular joint(TMJ)と呼ばれる。上顎骨22は、上顎101と関連し、下顎骨20は、下顎100と関連する。
2.「最後の位置」:患者の処置目的の詳細な説明
3.「移動」:最後の配置に対する所望の目標を達成するために患者の歯がどのように移動すればよいかについての詳細で連続的な説明
(1.最初の位置)
最初の位置の選択は、患者の不正咬合において詳細に説明する。考慮は、以下を含む
a.密集
b.隙間
c.切除
d.抜去(stripping)
さらに、以下に説明される最後の位置についての考慮が使用され得る。
このセクションは、最後の位置対象物および処置目標(静的および機能的の両方)の詳細な説明である。これらの考慮は
a.オーバージェット
b.被蓋咬合
c.中央線
d.機能的咬合
e.分類
f.トルク
g.チップ
h.回転
i.舌/口蓋
j.頬/顔面
k.咬頭嵌合
l.咬合の最初の位置−CR/CO考慮
m.内部アーチ組織
n.アーチ内の組織
o.隙間
3.移動
移動部は、最終の配置に対する目的を達成するために、患者の歯を移動させる順序を明記する。このプロセスにおいて、歯科矯正医は、どの歯を歯科矯正医が移動させたいのか、およびどの歯を(移動させるのではなく)固定したいのかに関して精密な制御手段を有し、これにより、治療を別個の段階に分解する。移動順序の情報は、上部および下部のアーチの両方に対して獲得される。
b.遠位
c.頬/顔
d.舌/口蓋
e.拡張
f.空間
g.過去の互いの歯の移動
h.侵入
i.延出
j.回転
k.どの歯がいつ移動するか?
l.どの歯が最初に移動するか?
m.どの歯が他の歯が移動される前に移動する必要があるか?
n.何の移動が容易になされるか?
o.固定
p.臼歯を遠ざけることおよび成人における小さい拡張に関する矯正歯科医のユーザの観点
一実施形態において、ユーザは、望ましい処置ステージの数を最初から目標の歯の状態にまで変更し得る。移動されない任意のコンポーネントは、静止を保っていることが想定され、これにより、その最終的な位置が、最初の位置と同様であることが想定される(一つ以上のキーフレームが該当するコンポーネントに対して規定されない場合、中間の位置の全てに対して同様である)。
各経路の増加用
各歯に関連する負荷拘束
拘束の観点で歯を移動させる
歯の衝突検出を実行する
衝突が発生した場合、関連された歯の衝突に対して、衝突を避けるために「プッシュ」ベクトルおよび衝突後の「跳ね上がり」を作成する
終了用
歯の経路モデルを終了する
図6は、非線形治療経路を生成するためにコンピュータで実行されるプロセスのフローチャートであり、患者の歯は、治療の間、この経路に沿って移動する。非線形経路は、通常、コンピュータプログラムによって自動的に生成されるが、いくつかの場合には、人の助力によって生成される。プログラムは、患者の歯の最初の位置および最終の位置を入力として受信し、この情報を用いて、移動される各歯に対する中間の位置を選択する(ステップ1600)。プログラムは、次いで、従来のスプラインカーブの計算アルゴリズムを適用して、各歯の最初の位置を歯の最終の位置につなぐスプラインカーブを作成する(ステップ1602)。多くの状況で、カーブは拘束されて、中間位置間の最も短い経路に続く。プログラムは、次いで、中間位置間の各スプラインカーブをサンプリングし(ステップ1604)、衝突検出アルゴリズムをサンプルに適用する(ステップ1606)。任意の衝突が検出された場合、プログラムは、中間ステップの一つのために新しい位置を選択し(ステップ1608)、新しいスプラインカーブを作成する(1602)ことにより各衝突する対における少なくとも一つの歯の経路を変更する。プログラムは、次いで、新しい経路(1604)をサンプリングし、再度、衝突検出アルゴリズム(1606)を適用する。プログラムは、衝突が検出されなくなるまで、この様態で続行する。ルーチンが、次いで、例えば、ハードディスク等の電子格納デバイス内の経路位置での歯内の各点の座標をセーブすることによって、経路を格納する(ステップ1610)。
ユーザインターフェース入力デバイスは、通常、キーボードを含み、ポインティングデバイスおよびスキャナをさらに含み得る。ポインティングデバイスは、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スタブレット、または、ディスプレイに組み込まれたタッチスクリーン等の直接的なポインティングデバイス等の間接的なポインティングデバイスであり得る。音声認識システム等の他の種類のユーザ入力デバイスが用いられ得る。
格納サブシステム506は、本発明の機能を提供する、ベーシックプログラミングおよびデータ構成を維持する。上述のソフトウェアモジュールは、通常、格納サブシステム506に格納される。格納サブシステム506は、通常、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を含む。
Claims (6)
- 2次元アレイを用いて、歯の移動パターンのライブラリーから歯の移動パターンを特定する手段と、
特定されたパターンに従って該歯を移動するための処置経路を生成する手段と
を備える、処置計画システム。 - プロセッサと、
該プロセッサに結合されたデータ格納デバイスと、
該データ格納デバイスに格納された歯の移動パターンのライブラリーと
を備える、コンピュータシステムであって、
該プロセッサは、
2次元アレイを用いて、該歯の移動パターンの格納されたライブラリーから歯の移動パターンを特定する第1のコンピュータ実行可能コードと、
該特定されたパターンに従って該歯を移動させるための処置経路を生成する第2のコンピュータ実行可能コードと
を実行するように構成される、コンピュータシステム。 - 前記処置経路を生成する手段は、拘束を考慮する手段をさらに備える、請求項1に記載の処置計画システム。
- 衝突検出の手段をさらに備える、請求項1または3に記載の処置計画システム。
- 前記処置経路を最適化する手段をさらに備える、請求項1、3または4のいずれか一項に記載の処置計画システム。
- 前記処置経路を生成する手段は、歯の最初のデジタルデータセットおよび歯の最後のデジタルデータセットを考慮する、請求項1に記載の処置計画システム。
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