JP5177777B2 - System and method for dental treatment planning - Google Patents

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    • A61C9/0053Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam

Description

(発明の背景)
(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。
(Background of the Invention)
(1. Field of the Invention)
The present invention relates generally to the field of orthodontics, and more particularly to orthodontic treatment planning and computerized automated development of orthodontic appliances.

従来、美観または他の理由のための歯の再配置は、一般的に「ブレス」と呼ばれる器具を装着することによって達成される。ブレスは、ブラケット、アーチワイヤ、結紮糸、およびO−リング等の様々な器具を含む。この器具の患者の歯への取り付けは、処置矯正歯科医との多くの診察を要する退屈で時間のかかる計画である。その結果、従来の歯科矯正処置は、矯正歯科医の患者の収容力を制限し、歯科矯正処置をかなり高価にする。このように、従来のブレスの使用は、退屈で、時間のかかるプロセスであり、歯科矯正医の診療所への多くの来診を要する。さらに、患者の観点からブレスの使用は、見苦しく不快であり、感染の危険を示し、ブラッシング、デンタルフロス、および他のデンタル衛生処置を困難にする。   Traditionally, tooth repositioning for aesthetics or other reasons is accomplished by wearing an appliance commonly referred to as a “brace”. The braces include various instruments such as brackets, archwires, ligatures, and O-rings. The attachment of this instrument to the patient's teeth is a tedious and time consuming plan that requires a lot of consultation with the orthodontic dentist. As a result, conventional orthodontic procedures limit the capacity of orthodontic patients and make orthodontic procedures quite expensive. Thus, the use of conventional breaths is a tedious and time consuming process and requires many visits to the orthodontist's clinic. Furthermore, the use of breath from the patient's point of view is unsightly and uncomfortable, presents a risk of infection, and makes brushing, dental floss and other dental hygiene procedures difficult.

(2.背景技術の説明)
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。
(2. Explanation of background art)
Tooth positioners for completing orthodontic treatments are described by Kesling, Am. J. et al. Orthod. Oral. Surg. 31: 297-304 (1945) and 32: 285-293 (1946). The use of silicone positioners for wide orthodontic repositioning of patient teeth has been described by Warunek et al. Clin. Orthod. 23: 694-700 (1989). A clear plastic fixation device for completing and maintaining the position of the teeth is described by Raintree Essix, Inc. , New Orleans, Louisiana 70125, and Tru-Tain Plastics, Rochester, Minnesota 55902. The manufacture of orthodontic positioners is described in US Pat. Nos. 5,186,623, 5,059,118, 5,055,039, 5,035,613, 4,856,991, Nos. 4,798,534 and 4,755,139.

他の刊行物は、KleemanおよびJanssenによる、J.Clin.Orthodon.30:673−680(1996)と、Curetonによる、J.Clin.Orthodon.30:390−395(1996)と、Chiapponeによる、J.Clin.Orthodon.14:121−133(1980)と、Shillidayによる、Am.J.Orthodontics59:596−599(1970)と、Wellsによる、Am.J.Orthodontics58:351−366(1970)と、Cottinghamによる、Am.J.Orthodontics55:23−31(1969)とを含むデンタルポジショナの製造および使用を説明する。   Other publications are described by Kleeman and Janssen, J.M. Clin. Orthodon. 30: 673-680 (1996); Clin. Orthodon. 30: 390-395 (1996) and Chiaphone, J. et al. Clin. Orthodon. 14: 121-133 (1980) and by Shirday, Am. J. et al. Orthodontics 59: 596-599 (1970) and Wells, Am. J. et al. Orthodontics 58: 351-366 (1970) and by Cottingham, Am. J. et al. The manufacture and use of dental positioners including Orthodontics 55: 23-31 (1969) is described.

Kurodaらによる、Am.J.Orthodontics110:365−369(1996)は、プラスタデンタル型をレーザスキャンして、型のデジタル画像を生成するための方法を説明する。   Kuroda et al., Am. J. et al. Orthodontics 110: 365-369 (1996) describes a method for laser scanning a plastic type to generate a digital image of the type.

Ormco Corporationに譲受された、米国特許第5,533,895号、第5,474,448号、第5,454,717号、第5,447,432号、第5,431,562号、第5,395,238号、第5,368,478号、および第5,139,419号は、歯科矯正器具を設計するために歯のデジタル画像を操作するための方法を説明する。   US Pat. Nos. 5,533,895, 5,474,448, 5,454,717, 5,447,432, 5,431,562, assigned to Ormco Corporation, 5,395,238, 5,368,478, and 5,139,419 describe methods for manipulating digital images of teeth to design orthodontic appliances.

米国特許第5,011,405号は、歯をデジタルに画像化し、歯科矯正処置のための最適なブラケット配置を決定する方法を説明する。3次元モデルを作成するために成型された歯のレーザスキャンは、米国特許第5,338,198号に説明される。米国特許第5,452,219号は、歯のモデルをレーザスキャンし、歯の型をミリングする方法を説明する。歯の輪郭のデジタルコンピュータ操作は、米国特許第5,607,305号、および第5,587,912号に説明される。顎のコンピュータ化されたデジタル画像は、米国特許第5,343,202号、および第5,340,309号に説明される。関連のある他の特許は、米国特許第5,549,476号、第5,382,164号、5,273,429号、第4,936,862号、3,860,803号、3,660,900号、5,645,421号、5,055,039号、4,798,534号、第4,856,991号、第5,035,613号、第5,059,118号、第5,186,623号、および第4,755,139号を含む。   US Pat. No. 5,011,405 describes a method for digitally imaging teeth and determining the optimal bracket placement for orthodontic treatment. Laser scanning of a molded tooth to create a three-dimensional model is described in US Pat. No. 5,338,198. U.S. Pat. No. 5,452,219 describes a method of laser scanning a tooth model and milling a tooth mold. Tooth contour digital computer operation is described in US Pat. Nos. 5,607,305 and 5,587,912. Computerized digital images of the jaws are described in US Pat. Nos. 5,343,202 and 5,340,309. Other related patents include U.S. Pat. Nos. 5,549,476, 5,382,164, 5,273,429, 4,936,862, 3,860,803, 3, 660,900, 5,645,421, 5,055,039, 4,798,534, 4,856,991, 5,035,613, 5,059,118, 5,186,623, and 4,755,139.

(発明の簡単な要旨)
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。
(Simple Summary of Invention)
In one aspect, a computer-implemented system and method implements a dental treatment plan by identifying a tooth movement pattern using a two-dimensional array and generating a treatment path that moves the tooth according to the identified pattern. To do.

本発明のインプリメンテーションは、1以上の以下のものを含む。このアレイのある次元は、歯の運動における各ステージを特定し、このアレイのある次元は、固有の歯を特定する。歯の運動は、歯に対する開始ステージおよび終了ステージを示すことによって特定される。1以上の歯の経路は、選択された歯の運動パターンに基づいて決定される。本方法は、隙間圧接(space closure)、再近接化(reproximation)、デンタル拡張(dental
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。
Implementations of the invention include one or more of the following. A dimension of the array identifies each stage in tooth movement, and a dimension of the array identifies a unique tooth. Tooth movement is identified by showing the start and end stages for the tooth. One or more tooth paths are determined based on the selected tooth movement pattern. The method consists of space closure, reproximation, dental extension.
selecting one or more clinical treatment rules that include at least one of expansion, redness, distalization, and lower incisor expansion. An instrument is manufactured for each treatment stage. The instrument can be either a removable instrument or a fixed instrument. The method also includes generating a three-dimensional model for the tooth for each treatment stage.

本システムは、1以上の制限に適合し得る。この制限は、歯の密集、歯の間隔、歯の抜歯、歯の切除、歯の回転、および歯の運動に関連する。この歯は、約5度および10度(ステージ当り)回転され得、1以上のステージ(ステージ当り)においてさらに移動させ得る。各ステージは、各歯を約0.2mm〜約0.4mm移動させる。この制限は、歯の移動において各ステージを特定する、アレイのある次元を有するアレイに格納され得る。この処置経路は、最初の位置から最後の位置まで各歯を移動させるために必要な並進の最小量を決定すること、および移動の最小量のみ必要とする各移動経路を生成することを含む。さらに、歯が等しい大きさの並進運動を受ける少なくとも1つの歯に対して中間の位置が生成され得る。さらに、歯が等しくない大きさの並進運動を受ける少なくとも1つの歯に対して中間の位置が生成され得る。1セットの規則が、患者の歯が処置経路に沿って移動する場合に発生する任意の衝突を検出するために適用され得る。衝突は、第1の歯と第2の歯との間に中立投影面を確立することによって、投影面上の基準点の各セットから正の方向および負の方向を有する平面に垂直なz軸を確立することによって、第1の歯までの第1の符号付けされた距離および第2の歯までの第2の符号付けされた距離を含む符号付けされた距離の対(この符号付けされた距離は、基準点を通りかつz軸に平行な直線上で測定される)を計算することによって、ならびに符号付けされた距離の任意の対が衝突を示す場合、衝突が発生するかを決定することによって、第1の歯と第2の歯との間の距離を計算することによって検出され得る。第1の距離に対する正の方向が第2の距離に対する正の方向と反対の位置で、符号付けされた距離の任意の対の合計がゼロ以上である場合、衝突が検出され得る。患者の歯が処置経路に従うかどうか示す情報が処置経路を修正するために使用され得る。各歯に対する1以上の候補となる処置経路が生成されて、各候補となる処置経路が選択のため人間のユーザにグラフィカルに表示され得る。患者の歯が処置経路に沿って移動する場合に発生する任意の衝突を検出するように、1セットの規則が適用され得る。第1の歯と第2の歯との間に中立投影面を確立することによって、投影面上の基準点の各セットから正の方向および負の方向を有する平面に垂直なz軸を確立することによって、第1の歯までの第1の符号付けされた距離および第2の歯までの第2の符号付けされた距離を含む符号付けされた距離の対(この符号付けされた距離は、基準点を通りかつz軸に平行な直線上で測定される)を計算することによって、ならびに任意の符号付けされた距離が衝突を示す場合、衝突が発生することを決定することによって、第1の歯と第2の歯との間の距離を計算することによって、衝突が検出され得る。符号付けされた距離の任意の対の合計がゼロ以上である場合、衝突が検出され得る。患者の歯が処置経路に沿って移動する場合に発生する任意の不適切な咬合を検出するように1セットの規則が適用され得る。不正咬合インデックスに対する値が計算されて、この値が人間のユーザに表示され得る。処置経路は、患者の歯の運動に関する制限を示すデータを受け取って、処置経路を生成するようにこのデータを適用することによって生成され得る。選択されたデータセットに対応する位置において、歯の3次元(3D)グラフィカル表示が描画され得る。処置経路に沿う歯の移動の視覚表示を提供する歯のグラフィカル表示が生成され得る。ビデオカセットレコーダ上にコントロールボタンを示すコンポーネントを有し、人間のユーザが動画を制御するように操作し得るグラフィカルインターフェイスが生成され得る。選択されたデータセット内のデータの一部が歯のグラフィカル表示を描画するために使用され得る。詳細なレベルの(level of detail)圧縮が歯のグラフィカル表示を描画するためにデータセットに適用され得る。ユーザの要求に応じて、人間のユーザは、歯のグラフィカル表示を修正し得、選択されたデータセットは修正され得る。人間のユーザはグラフィカル表示における歯を選択し、これに応じて、歯に関する情報が表示され得る。この情報は、歯が処置経路に沿って移動している間に受ける運動に関連し得る。また情報は、グラフィカル表示においてその歯と別の歯との間の直線距離を示し得る。この歯は、歯科矯正に特有の複数の視角のうちの選択された角度で描画され得る。患者の歯のグラフィカル表示を見た後、人間ユーザがテキストベースのコメントを提供し得るユーザインターフェイスが設けられ得る。グラフィカル表示データは、人間がグラフィカル表示を見たいと望むリモートコンピュータにダウンロードされ得る。人間のユーザによって制御される3Dジャイロスコープ入力デバイスからの入力信号は、グラフィカル表示における歯の配向を変更するために印加され得る。
(項目1) 処置計画をインプリメントするためのコンピュータでインプリメントされた方法であって、該方法は、
2次元アレイを用いて歯の移動パターンを特定するステップと、
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ステップと
を包含する、方法。
(項目2) 前記処理経路は1つ以上の拘束により変更される、項目1に記載の方法。
(項目3) 前記拘束のうちの1つは歯の叢生に関連する、項目2に記載の方法。
(項目4) 前記拘束のうちの1つは歯の隙間に関連する、項目2に記載の方法。
(項目5) 前記拘束のうちの1つは歯の抜歯に関連する、項目2に記載の方法。
(項目6) 前記拘束のうちの1つは歯のストリッピングに関連する、項目2に記載の方法。
(項目7) 前記拘束のうちの1つは歯の回転に関連する、項目2に記載の方法。
(項目8) 前記歯は1段階あたりに約5〜10度回転される、項目7に記載の方法。
(項目9) 前記拘束のうちの1つは歯の移動に関連する、項目2に記載の方法。
(項目10) 前記歯は1段階あたりに1つ以上の段階に漸進的に移動される、項目9に記載の方法。
(項目11) 各歯は各段階において約0.2mm〜約0.4mm移動される、項目10に記載の方法。
(項目12) 前記拘束はアレイに格納される、項目1に記載の方法。
(項目13) 前記アレイの1次元は前記歯の移動における各段階を識別する、項目12に記載の方法。
(項目14) 前記処置経路を生成するステップは、最初の位置から最後の位置まで各歯を移動させるに必要な最小変形量を決定するステップと、該最小移動量のみを必要とする各処置経路を作成するステップとを包含する、項目1に記載の方法。
(項目15) 前記処置経路を生成するステップは、その間で前記歯が等しい大きさの平行移動を受ける少なくとも1つの歯について中間位置を生成するステップを包含する、項目1に記載の方法。
(項目16) 前記処置経路を生成するステップは、その間で前記歯が等しくない大きさの平行移動を受ける少なくとも1つの歯について中間位置を生成するステップを包含する、項目1に記載の方法。
(項目17) 患者の前記歯が前記処置経路に沿って移動するにつれて発生する任意の衝突を検知するためのルールのセットを適用するステップをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目18) 前記患者の歯が前記処置経路に続いているか否かを示す情報を受け取り、前記処置経路に続いていない場合、該処理経路を修正するための情報を使用するステップをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目19) 前記処置経路を生成するステップは、各歯について1つより多い候補処置経路を生成するステップと、選択のために人間のユーザに対して各候補処置経路のグラフィカルな表示を提供するステップとを包含する、項目1に記載の方法。
(項目20) 選択されたデータセットに対応する位置に前記歯の3次元(3D)グラフィカル表示を提供するステップをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目21) 前記処置経路に沿った前記歯の移動の視覚的表示を提供するために該歯の前記グラフィカル表示を動画にするステップをさらに包含する、項目20に記載の方法。(項目22) ビデオカセットレコーダに制御ボタンを表すコンポーネントとともに、人間のユーザが前記動画を制御するために操作し得るグラフィカルインターフェイスを提供するステップをさらに包含する、項目21に記載の方法。
(項目23) 前記アレイの1次元は前記歯の移動における各段階を識別する、項目1に記載の方法。
(項目24) 前記アレイの1次元は独自の歯を識別する、項目1に記載の方法。
(項目25) 前記アレイの1次元は前記歯の移動における各段階を識別し、かつ前記アレイの1次元は独自の歯を識別する、項目1に記載の方法。
(項目26) 歯について最初の段階と最後の段階とを示すことにより歯の移動を特定するステップをさらに包含する、項目25に記載の方法。
(項目27) 選択された前記歯の移動パターンに基づいて1つ以上の歯の経路を決定するステップをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目28) 1つ以上の臨床的処置処方を選択するステップをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目29) 前記臨床的処置処方は、以下:スペースクロージャ、再近接、歯科的膨張、拡大、ディスタリゼーション、および下側切歯抜歯のうちの少なくとも1つを含む、項目24に記載の方法。
(項目30) 歯の経路を決定するステップは、1つ以上の歯について最初の位置と最後の位置との間に衝突のない最短経路を確認するステップを包含する、項目23に記載の方法。
(項目31) 1つ以上の歯の経路を一連の段階に分割するステップをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目32) 各処置段階のための器具を生成するステップをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目33) 前記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る、項目28に記載の方法。
(項目34) 各処理段階の前記歯のための3次元モデルを生成するステップをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目35) 2次元アレイを用いて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。
(項目36) 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、
2次元アレイを用いて歯の移動パターンを特定する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コンピュータ実行可能コードと
を備える、コンピュータシステム。
(項目37) コミュニティに関する情報を通信するためのネットワークと、
該ネットワークに結合された1人以上の患者と、
該ネットワークに結合された1つ以上の処置専門家と、
該ネットワークに結合されたサーバであって、該サーバは各患者のデータを格納し、ユーザの要求に応じて患者データ視覚化を実行する、サーバと
を含む、バーチャルヘルスケア電子商取引コミュニティ。
(項目38) 前記処置専門家は、以下のネットワークを介する患者データ視覚化:右側頬ビュー、左側頬ビュー、後方ビュー、前方ビュー、下顎咬合ビュー、上顎咬合ビュー、オーバージェットビュー、左側遠位臼歯ビュー、左側舌ビュー、舌切歯ビュー、右側舌ビュー、右側遠位臼歯ビュー、上側顎ビュー、および下側顎ビューのうちの1つ以上を視認する、項目37に記載のコミュニティ。
(項目39) 前記処置専門家は歯科医または矯正歯科医を含む、項目37に記載のコミュニティ。
(項目40) 前記ネットワークに結合された1つ以上のパートナーをさらに含む、項目37に記載のコミュニティ。
(項目41) 前記パートナーは資金調達パートナーを含む、項目40に記載のコミュニティ。
(項目42) 前記パートナーはサプライヤーを含む、項目40に記載のコミュニティ。(項目43) 前記パートナーはデリバリー会社を含む、項目40に記載のコミュニティ。
(項目44) 前記処置専門家は前記サーバを用いてオフィス管理操作を実行する、項目37に記載のコミュニティ。
(項目45) 前記オフィス管理操作は、以下:患者計画、患者会計、およびクレーム処理のうちの1つ以上を含む、項目44に記載のコミュニティ。
(項目46) 前記患者および前記処置専門家はブラウザを用いて前記サーバにアクセスする、項目37に記載のコミュニティ。
(項目47) 歯科関連の電子商取引を実行するためのコンピュータインプリメントされた方法であって、
認可された要求に応じて、インターネットによって歯科サーバから処置専門家のコンピュータに患者に関連した歯のデータを伝送するステップと、
ブラウザを用いて該処置専門家のコンピュータに該歯の3次元コンピュータモデルを表示するステップと、
処置専門家に該ブラウザを用いて該歯の該3次元コンピュータモデルを操作することを許可するステップと、
該処置専門家のコンピュータから該サーバに該コンピュータモデルを伝送するステップと、
該歯の該コンピュータモデルに基づいて該患者を処置するための器具を生成するステップと
を包含する、方法。
(項目48) 1つ以上の資金調達パートナーを用いて前記患者の資金調達オプションを提供するステップをさらに包含する、項目47に記載の方法。
(項目49) 前記患者の歯科的要求に連動したオンラインショップを提供するステップをさらに包含する、項目47に記載の方法。
(項目50) 前記処置専門家のためのオフィス管理ユーティリティを提供するステップさらに包含する、項目47に記載の方法。
(項目51) 前記オフィス管理ユーティリティは、以下:患者計画、患者会計、およびクレーム処理のうちの1つ以上を含む、項目49に記載の方法。
(項目52) 前記処置専門家にブラウザを用いて歯の3次元コンピュータモデルを操作することを許可するステップは、複数の歯科的ビューを表示するステップをさらに包含する、項目47に記載の方法。
(項目53) 前記歯科的ビューは、以下:右側頬ビュー、左側頬ビュー、後方ビュー、前方ビュー、下顎咬合ビュー、上顎咬合ビュー、オーバージェットビュー、左側遠位臼歯ビュー、左側舌ビュー、舌切歯ビュー、右側舌ビュー、右側遠位臼歯ビュー、上側顎ビュー、および下側顎ビューのうちの1つ以上を含む、項目51に記載の方法。
(項目54) 前記処置専門家にブラウザを用いて歯の3次元コンピュータモデルを操作することを許可するステップは、歯の位置を調節するために該歯をクリックするステップをさらに包含する、項目47に記載の方法。
(項目55) 前記処置専門家が前記歯の位置を調節することが可能となるためのx、y、およびz軸を表示するステップをさらに包含する、項目54に記載の方法。
(項目56) 前記患者に歯白色化サービスを含む補助的サービスを提供するステップをさらに包含する、項目47に記載の方法。
(項目57) 1人以上の患者および1つ以上のサービスプロバイダを有するヘルスケア電子商取引コミュニティをサポートするためのサーバであって、
ネットワークと通信するように適合されたプロセッサと、
該プロセッサに結合され、各患者のデータを格納するように適合されたデータ格納デバイスと、
クライアントの要求に応じて3D患者データを通信するためのソフトウェアと
を備える、サーバ。
(項目58) 前記クライアントの要求を受け取り、前記サーバに該要求を伝送するように適合されたブラウザをさらに備える、項目57に記載のサーバ。
(項目59) 前記ブラウザは3Dで患者データを可視化するビューワプラグインをさらに含む、項目58に記載のサーバ。
(項目60) 前記プロバイダサービスは、以下:ヘルスケアアプリケーション、歯科学アプリケーション、美容増強、ヘアケア向上、脂肪吸引、形成外科、または再建手術のうちの1つ以上を含む、項目57に記載のサーバ。
The system may meet one or more restrictions. This limitation is related to tooth compaction, tooth spacing, tooth extraction, tooth resection, tooth rotation, and tooth movement. The teeth can be rotated about 5 and 10 degrees (per stage) and can be moved further in one or more stages (per stage). Each stage moves each tooth from about 0.2 mm to about 0.4 mm. This restriction can be stored in an array having a certain dimension of the array that identifies each stage in tooth movement. This treatment path includes determining the minimum amount of translation required to move each tooth from the first position to the last position, and generating each movement path that requires only the minimum amount of movement. Furthermore, an intermediate position may be generated for at least one tooth that undergoes an equal amount of translational movement. Furthermore, an intermediate position can be generated for at least one tooth that undergoes an unequal translational movement. A set of rules can be applied to detect any collisions that occur when the patient's teeth move along the treatment path. The collision is established by establishing a neutral projection plane between the first tooth and the second tooth, thereby causing a z-axis perpendicular to a plane having a positive and negative direction from each set of reference points on the projection plane. A pair of signed distances (this signed number) including a first signed distance to the first tooth and a second signed distance to the second tooth. The distance is measured on a straight line passing through the reference point and parallel to the z-axis) as well as determining if a collision occurs if any pair of signed distances indicates a collision. And can be detected by calculating the distance between the first tooth and the second tooth. A collision may be detected if the positive direction for the first distance is opposite the positive direction for the second distance and the sum of any pair of signed distances is greater than or equal to zero. Information indicating whether the patient's teeth follow the treatment path can be used to modify the treatment path. One or more candidate treatment paths for each tooth can be generated and each candidate treatment path can be graphically displayed to a human user for selection. A set of rules can be applied to detect any collisions that occur when the patient's teeth move along the treatment path. Establishing a neutral projection plane between the first tooth and the second tooth establishes a z-axis perpendicular to a plane having a positive direction and a negative direction from each set of reference points on the projection plane By means of a signed distance pair comprising a first signed distance to the first tooth and a second signed distance to the second tooth (this signed distance is By measuring (on a straight line passing through a reference point and parallel to the z-axis), and by determining that a collision will occur if any signed distance indicates a collision, the first By calculating the distance between the first tooth and the second tooth, a collision can be detected. A collision can be detected if the sum of any pair of signed distances is greater than or equal to zero. A set of rules can be applied to detect any inappropriate occlusion that occurs when the patient's teeth move along the treatment path. A value for the malocclusion index may be calculated and displayed to a human user. The treatment path may be generated by receiving data indicative of limitations on the movement of the patient's teeth and applying this data to generate a treatment path. At a location corresponding to the selected data set, a three-dimensional (3D) graphical representation of the teeth can be rendered. A graphical display of the teeth can be generated that provides a visual display of the movement of the teeth along the treatment path. A graphical interface can be generated that has components showing control buttons on the videocassette recorder and that can be manipulated by a human user to control the video. A portion of the data in the selected data set can be used to render a graphical representation of the tooth. A level of detail compression can be applied to the data set to render a graphical representation of the teeth. Depending on the user's requirements, a human user can modify the graphical representation of the teeth and the selected data set can be modified. A human user selects a tooth in the graphical display and, accordingly, information about the tooth can be displayed. This information may be related to the movement that the tooth undergoes while moving along the treatment path. The information may also indicate a linear distance between the tooth and another tooth in a graphical display. The teeth can be drawn at a selected angle among a plurality of viewing angles specific to orthodontics. After viewing the graphical representation of the patient's teeth, a user interface may be provided that allows a human user to provide text-based comments. The graphical display data can be downloaded to a remote computer where a human wants to see the graphical display. Input signals from a 3D gyroscope input device controlled by a human user can be applied to change the tooth orientation in the graphical display.
(Item 1) A computer-implemented method for implementing a treatment plan, the method comprising:
Identifying a tooth movement pattern using a two-dimensional array;
Generating a treatment path for moving the tooth according to the identified pattern.
(Item 2) The method according to item 1, wherein the processing path is changed by one or more constraints.
3. The method of claim 2, wherein one of the constraints is related to dental crowding.
4. The method of claim 2, wherein one of the constraints is related to a tooth gap.
5. The method of claim 2, wherein one of the constraints is related to tooth extraction.
6. The method of claim 2, wherein one of the constraints is related to tooth stripping.
7. The method of claim 2, wherein one of the constraints is related to tooth rotation.
8. The method of claim 7, wherein the teeth are rotated about 5-10 degrees per step.
9. The method of claim 2, wherein one of the constraints is related to tooth movement.
10. The method of claim 9, wherein the teeth are gradually moved to one or more stages per stage.
11. The method of claim 10, wherein each tooth is moved from about 0.2 mm to about 0.4 mm at each stage.
12. The method of claim 1, wherein the constraint is stored in an array.
13. The method of claim 12, wherein one dimension of the array identifies each stage in the tooth movement.
(Item 14) The step of generating the treatment path includes a step of determining a minimum deformation amount necessary for moving each tooth from the first position to the last position, and each treatment path that requires only the minimum movement amount. The method according to item 1, comprising the steps of:
15. The method of claim 1, wherein generating the treatment path includes generating an intermediate position for at least one tooth between which the tooth undergoes an equal amount of translation.
16. The method of claim 1, wherein generating the treatment path includes generating an intermediate position for at least one tooth between which the tooth undergoes an unequal amount of translation.
17. The method of claim 1, further comprising applying a set of rules for detecting any collisions that occur as the patient's teeth move along the treatment path.
(Item 18) The method further includes the step of receiving information indicating whether or not the patient's teeth follow the treatment path and, if not following the treatment path, using information for correcting the treatment path. The method according to Item 1.
(Item 19) The step of generating a treatment path provides more than one candidate treatment path for each tooth and provides a graphical display of each candidate treatment path to a human user for selection. The method according to item 1, comprising a step.
20. The method of claim 1, further comprising providing a three-dimensional (3D) graphical representation of the tooth at a location corresponding to the selected data set.
21. The method of claim 20, further comprising animating the graphical representation of the tooth to provide a visual indication of movement of the tooth along the treatment path. 22. The method of claim 21, further comprising the step of providing a graphical interface operable by a human user to control the video with a component representing a control button on the video cassette recorder.
23. The method of claim 1, wherein one dimension of the array identifies each stage in the tooth movement.
24. The method of claim 1, wherein one dimension of the array identifies unique teeth.
25. The method of claim 1, wherein one dimension of the array identifies each stage in the tooth movement, and one dimension of the array identifies a unique tooth.
26. The method of claim 25, further comprising identifying tooth movement by indicating an initial stage and a final stage for the tooth.
27. The method of claim 1, further comprising determining one or more tooth paths based on the selected tooth movement pattern.
28. The method of claim 1, further comprising selecting one or more clinical treatment prescriptions.
29. The method of claim 24, wherein the clinical treatment prescription comprises at least one of the following: space closure, close proximity, dental expansion, enlargement, distalization, and lower incisor extraction. .
30. The method of claim 23, wherein determining a tooth path includes identifying a shortest path without collision between an initial position and a last position for one or more teeth.
31. The method of claim 1, further comprising the step of dividing one or more tooth paths into a series of stages.
32. The method of claim 1, further comprising generating an instrument for each treatment stage.
33. The method of claim 28, wherein the instrument is either a removable instrument or a fixed instrument.
34. The method of claim 1, further comprising generating a three-dimensional model for the teeth at each processing stage.
(Item 35) Means for specifying a tooth movement pattern using a two-dimensional array;
Means for generating a treatment path for moving the tooth according to the identified pattern.
(Item 36) A processor;
A data storage device coupled to the processor;
Computer executable code for identifying tooth movement patterns using a two-dimensional array;
Computer-executable code for generating a treatment path for moving the tooth according to the identified pattern.
(Item 37) A network for communicating information about the community;
One or more patients coupled to the network;
One or more treatment professionals coupled to the network;
A virtual health care e-commerce community comprising: a server coupled to the network, wherein the server stores data for each patient and performs patient data visualization in response to user requests.
(Item 38) The treatment specialist visualizes patient data via the following network: right cheek view, left cheek view, posterior view, anterior view, mandibular occlusion view, maxillary occlusion view, overjet view, left distal molar 40. The community of item 37, viewing one or more of a view, a left tongue view, a tongue incisor view, a right tongue view, a right distal molar view, an upper jaw view, and a lower jaw view.
39. The community of claim 37, wherein the treatment professional includes a dentist or orthodontist.
40. The community of claim 37, further comprising one or more partners coupled to the network.
41. The community of claim 40, wherein the partner includes a funding partner.
42. The community of claim 40, wherein the partner includes a supplier. (Item 43) A community according to item 40, wherein the partner includes a delivery company.
(Item 44) The community according to Item 37, wherein the treatment specialist performs an office management operation using the server.
45. The community of claim 44, wherein the office management operation includes one or more of the following: patient planning, patient accounting, and complaint handling.
46. The community of claim 37, wherein the patient and the treatment professional access the server using a browser.
47. A computer implemented method for performing dental related electronic commerce comprising:
In response to an authorized request, transmitting dental data associated with the patient from the dental server to the treatment professional's computer via the Internet;
Displaying a three-dimensional computer model of the tooth on the treatment professional's computer using a browser;
Allowing a treatment professional to manipulate the three-dimensional computer model of the tooth using the browser;
Transmitting the computer model from the treatment specialist's computer to the server;
Generating an instrument for treating the patient based on the computer model of the tooth.
48. The method of claim 47 further comprising providing the patient funding options using one or more funding partners.
49. The method of claim 47 further comprising providing an online shop linked to the patient's dental requirements.
50. The method of claim 47 further comprising providing an office management utility for the treatment professional.
51. The method of claim 49, wherein the office management utility includes one or more of the following: patient planning, patient accounting, and claims processing.
52. The method of claim 47, wherein allowing the treatment professional to manipulate a three-dimensional computer model of a tooth using a browser further comprises displaying a plurality of dental views.
(Item 53) The dental views are as follows: right cheek view, left cheek view, posterior view, anterior view, mandibular occlusion view, maxillary occlusion view, overjet view, left distal molar view, left tongue view, lingual incision 52. The method of item 51, comprising one or more of a tooth view, a right tongue view, a right distal molar view, an upper jaw view, and a lower jaw view.
54. Allowing the treatment professional to manipulate a three-dimensional computer model of a tooth using a browser further includes clicking the tooth to adjust the position of the tooth. The method described in 1.
55. The method of claim 54, further comprising displaying x, y, and z axes to allow the treatment professional to adjust the position of the teeth.
56. The method of claim 47 further comprising providing supplementary services to the patient including tooth whitening services.
57. A server for supporting a healthcare e-commerce community having one or more patients and one or more service providers comprising:
A processor adapted to communicate with the network;
A data storage device coupled to the processor and adapted to store data for each patient;
And software for communicating 3D patient data in response to a client request.
58. The server of claim 57, further comprising a browser adapted to receive the client request and transmit the request to the server.
59. The server of claim 58, wherein the browser further includes a viewer plug-in that visualizes patient data in 3D.
60. The server of claim 57, wherein the provider service includes one or more of the following: health care application, dentistry application, beauty enhancement, hair care improvement, liposuction, plastic surgery, or reconstruction surgery.

図1は、患者の顎の解剖学的関係を示す上面図である。FIG. 1 is a top view showing the anatomical relationship of a patient's jaw. 図2Aは、患者の下顎を詳細に示し、本発明の方法および装置によって、歯がどのように移動され得るかについての一般的な指標を示す。FIG. 2A shows the patient's mandible in detail and provides a general indication as to how teeth can be moved by the method and apparatus of the present invention. 図2Bは、図2Aからの単一の歯を示し、歯の移動距離がどのようにして決定されるかを規定する。FIG. 2B shows a single tooth from FIG. 2A and defines how the tooth travel distance is determined. 図2Cは、図2Aの顎を、本発明の方法および装置によって構成されるインクリメンタル位置調整器具と共に示す。FIG. 2C shows the jaw of FIG. 2A with an incremental positioner constructed by the method and apparatus of the present invention. 図3は、インクリメンタル位置調整器具を作製するためのプロセスを示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a process for making an incremental alignment tool. 図4は、患者の歯の最後の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。FIG. 4 is a flowchart illustrating a process for optimizing the final placement of a patient's teeth. 図5は、歯科矯正的処置計画の様々なステップにおける歯の配置を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart showing tooth placement at various steps of an orthodontic treatment plan. 図6は、歯科矯正的処置計画における中間位置の間の歯の経路を決定するためのプロセスのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of a process for determining a tooth path between intermediate positions in an orthodontic treatment plan. 図7は、歯科矯正的処置計画における最初の位置から最後の位置までの歯の経路を最適化するプロセスを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart illustrating a process for optimizing the tooth path from the first position to the last position in the orthodontic treatment plan. 図8は、衝突検出アルゴリズムを使用するためのバッファリング技術を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a buffering technique for using a collision detection algorithm. 図9は、衝突検出技術のためのフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart for the collision detection technique. 図10は、本発明による、器具を作製するシステムを示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a system for making an instrument according to the present invention. 図11は、拡張パターンにおいて移動させる必要のある歯のセットの図である。FIG. 11 is an illustration of a set of teeth that need to be moved in an extended pattern. 図12は、図11の図における各歯の移動を示す例示的な2次元図である。FIG. 12 is an exemplary two-dimensional view showing the movement of each tooth in the diagram of FIG. 図13は、例示的なX−タイプ移動を示す。FIG. 13 illustrates an exemplary X-type move. 図14は、例示的なA−タイプ移動を示す。FIG. 14 illustrates an exemplary A-type move. 図15は、例示的なV−タイプ移動を示す。FIG. 15 illustrates an exemplary V-type move. 図16は、例示的なXX−タイプ移動を示す。FIG. 16 shows an exemplary XX-type move.

(発明の詳細な説明)
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。
(Detailed description of the invention)
FIG. 1 shows a skull 10 having a maxilla 22 and a mandible 20. The mandible 20 is fixed to the skull 10 at a joint 30. The joint 30 is called a temporary joint (TMJ). The maxilla 22 is associated with the maxilla 101 and the mandible 20 is associated with the mandible 100.

顎100および101のモデルが生成され、顎100および101上の歯の間のコンピュータシミュレーションモデルが相互作用する。コンピュータシミュレーションは、システムが、顎に取り付けられた歯の間の接点を含む運動に焦点を合わせることを可能にする。コンピュータシミュレーションは、システムが実際の顎の運動を描画することを可能にし、この顎の運動は、顎100および101が互いに接触する場合、物理的に正確である。顎のモデルは、個々の歯を処置される位置に配置する。さらにこのモデルが使用されて、突出運動、横運動、および「歯にガイドされた」運動を含む顎の運動をシミュレートし得る。下顎100の経路は、顎100および101の解剖学的限界ではなく歯の接触によってガイドされる。運動が1つの顎に付与されるが、両方の顎に付与されてもよい。咬合決定に基づいて、歯の最後の位置が確認され得る。   Models of the jaws 100 and 101 are generated and a computer simulation model between the teeth on the jaws 100 and 101 interacts. Computer simulation allows the system to focus on movement involving contacts between teeth attached to the jaws. Computer simulation allows the system to draw the actual jaw movement, which is physically accurate when the jaws 100 and 101 touch each other. The jaw model places individual teeth at the location to be treated. In addition, this model can be used to simulate jaw movements including protrusion movements, lateral movements, and "tooth guided" movements. The path of the lower jaw 100 is guided by tooth contact rather than the anatomical limits of the jaws 100 and 101. Motion is applied to one jaw, but may be applied to both jaws. Based on the occlusion decision, the last position of the teeth can be confirmed.

ここで、図2Aを参照して、下顎100は、例えば複数の歯102を含む。少なくともいくつかのこれらの歯を最初の歯の配置から最後の歯の配置まで移動させ得る。どのようにして歯が動かされ得るかを説明する基準フレームとして任意の中央線(CL)が歯102を貫通して描かれている。この中央線(CL)に関して、軸104、106、および108(軸104は中央線)によって示される直交方向に各歯が移動され得る。それぞれ矢印110および112によって示されるように、軸108(歯根角)および軸104(トルク)の周りに回転され得る。さらに、矢印114によって示されるように、歯を中央線の周りに回転させ得る。従って、全ての可能な歯の自由形態運動が実行され得る。   Here, referring to FIG. 2A, the lower jaw 100 includes, for example, a plurality of teeth 102. At least some of these teeth may be moved from the first tooth arrangement to the last tooth arrangement. An optional center line (CL) is drawn through the teeth 102 as a reference frame to explain how the teeth can be moved. With respect to this centerline (CL), each tooth can be moved in the orthogonal direction indicated by axes 104, 106, and 108 (axis 104 is the centerline). It can be rotated about axis 108 (root angle) and axis 104 (torque) as indicated by arrows 110 and 112, respectively. In addition, as indicated by arrow 114, the teeth may be rotated around the centerline. Thus, all possible free-form movements of the teeth can be performed.

図2Bは、任意の歯の運動の大きさが、どのようにして歯102上の任意の点Pの最大直線並進に関して規定され得るかを示す。図2Aに規定される任意の直交方向または回転方向に歯が運動する場合、各点P1は、蓄積された並進を受ける。すなわち、通常この点は、非直線経路に従うが、処置の間、任意の2つの時刻において決定された場合、歯における任意の点の間の直線距離が存在する。従って、実際に任意の点P1は、矢印d1によって示されるように、真の側面並進を受け得る一方で、第2の任意の点P2は、弓型の経路に沿って移動し、最後の並進d2を生じ得る。本発明の多くの局面は、任意の特定の歯上に誘導された点P1の最大許容運動について規定される。次にこのような最大歯運動は、任意の処置ステップにおいてこの歯に対する最大歯運動を受ける、歯上のこの点P1の最大直線並進として規定される。   FIG. 2B shows how the magnitude of any tooth movement can be defined in terms of the maximum linear translation of any point P on the tooth 102. When the tooth moves in any orthogonal or rotational direction as defined in FIG. 2A, each point P1 undergoes an accumulated translation. That is, this point usually follows a non-linear path, but there is a linear distance between any point on the tooth if determined at any two times during the procedure. Thus, in fact any point P1 can undergo a true side translation, as indicated by arrow d1, while the second arbitrary point P2 moves along the arcuate path and the last translation d2 may be produced. Many aspects of the invention are defined for the maximum allowable movement of point P1 induced on any particular tooth. Such maximum tooth movement is then defined as the maximum linear translation of this point P1 on the tooth that undergoes the maximum tooth movement for this tooth in any treatment step.

図2Cは、概ね上述したように、顎における個々の歯のインクリメンタル再配置を達成するために患者によって装着される一調整器具111を示す。この器具は、キャビティを受け取る歯を有するポリマーシェルである。これは、1998年10月8日に出願された米国出願第09/169,036号に説明され、この出願は1997年10月8日出願された米国出願第08/947,080号の優先権を主張し、さらに1997年6月20日に出願された仮出願第06/050,352号(まとめて先の出願)の優先権を主張し、これらの出願の全開示を参考として援用する。   FIG. 2C shows an adjustment device 111 worn by the patient to achieve an incremental repositioning of individual teeth in the jaw, generally as described above. The appliance is a polymer shell having teeth that receive cavities. This is described in US application Ser. No. 09 / 169,036 filed Oct. 8, 1998, which is a priority of US application Ser. No. 08 / 947,080 filed Oct. 8, 1997. And claims the priority of provisional application No. 06 / 050,352 (collectively earlier applications) filed on June 20, 1997, the entire disclosures of which are incorporated herein by reference.

先の出願において説明されるように、キャビティを受け取る歯が器具として意図された中間の歯の配置または最後の歯の配置に対応するジオメトリを有するように各ポリマーシャルに構成され得る。患者の歯は、一連のインクリメンタル位置調整器具を、患者の歯を覆うように配置することによって患者の最初の歯の配置から最後の歯の配置に再配置される。調整器具は、処置の開始時において生成され、歯の上の各器具の圧力がもはや残され得ないまで、患者は各器具を装着する。この点において、患者は、器具がこれ以上残されないまで、現在の調整器具を次の調整器具に連続して置換する。従来、一般に器具は歯に固定されず、患者は処置の間、任意の時刻で装置を配置し、置換し得る。一連の最後の器具またはいくつかの器具は、歯の配置を過補正(overcorrect)するように、あるジオメトリまたは選択されたジオメトリを有し得る(すなわち、「最後」として選択されてきた歯の配置よりも個々の歯を超えて運動させるジオメトリを有する(十分に達成される場合))。このような過補正は、再配置方法が終了した後で潜在的な再発(すなわち、個々の歯が歯の予め補正された位置に戻るいくつかの運動を可能にする)を補正するために望ましくあり得る。また過補正は、補正速度を加速するために有益であり得る。すなわち、所望の中間位置または最後の位置を超えて配置されるジオメトリを有する器具を有することによって、個々の歯はより大きな速度でその位置にシフトされる。このような場合、器具の使用は、歯が器具によって規定される位置に到達する前に、終了され得る。   As described in the earlier application, each polymeric shear can be configured such that the teeth receiving the cavity have a geometry corresponding to the intermediate tooth placement or the last tooth placement intended for the appliance. The patient's teeth are repositioned from the patient's first tooth placement to the last tooth placement by placing a series of incremental positioning devices over the patient's teeth. Adjustment appliances are generated at the start of the procedure and the patient wears each appliance until the pressure of each appliance on the teeth can no longer be left. In this regard, the patient continuously replaces the current adjustment device with the next adjustment device until no more devices are left. Traditionally, instruments are generally not secured to teeth and the patient can place and replace the device at any time during the procedure. The last set of appliances or some appliances may have some geometry or a selected geometry to overcorrect the tooth placement (ie, the tooth placement that has been selected as the “last”) With a geometry that moves beyond individual teeth (if fully achieved). Such overcorrection is desirable to correct for potential recurrence after the relocation method is completed (ie, allowing some movement of individual teeth back to the precorrected position of the teeth). possible. Overcorrection can also be beneficial to accelerate the correction speed. That is, by having an appliance with a geometry that is placed beyond the desired intermediate or final position, the individual teeth are shifted to that position at a greater speed. In such a case, the use of the appliance can be terminated before the teeth reach the position defined by the appliance.

ポリマーシェル111は、下顎または上顎に存在する全ての歯にわたって固定され得る。しばしば、歯のうちの所定の歯のみが再配置され、器具111が再配置される歯に抗して残りの再配置力を付与する場合、他の歯は、器具111を保持するベース領域またはアンカー領域を提供する。しかし、複雑な場合では、処置の間いくつかの点において複数の歯が再配置され得る。このような場合、運動される歯はまた、再配置器具を支持するベース領域またはアンカー領域として機能し得る。   The polymer shell 111 can be secured over all teeth present in the lower or upper jaw. Often, if only certain of the teeth are repositioned and the appliance 111 provides the remaining repositioning force against the tooth to be repositioned, the other teeth will either be the base region that holds the appliance 111 or Provides an anchor area. However, in complex cases, multiple teeth can be repositioned at some point during the procedure. In such cases, the tooth being moved may also function as a base region or anchor region that supports the repositioning device.

図2Cの重合器具111は、Tru−Tain Plastics,Rochester,Minnesotaから入手可能な熱形成デンタル材料Tru−Tain0.03のような適切なエラストマーポリマーの薄いシートから形成され得る。通常、ワイヤまたは他の手段が歯を覆うように器具を保持するために設けられない。しかし、いくつかの場合、器具100における対応するレセプタクルまたは開口部を個々のアンカーまたは歯に設けることが望ましいかまたは必要であり、器具は、このようなアンカーがなければ可能ではない、歯の上の上向きの力を付与し得る。   The polymerization device 111 of FIG. 2C can be formed from a thin sheet of a suitable elastomeric polymer such as the thermoformed dental material Tru-Tain 0.03 available from Tru-Tain Plastics, Rochester, Minnesota. Usually, no wires or other means are provided to hold the appliance over the teeth. However, in some cases, it may be desirable or necessary to provide corresponding receptacles or openings in the appliance 100 in individual anchors or teeth, and the appliance may be on a tooth that would not be possible without such an anchor. The upward force can be applied.

図3は、患者の歯を再配置するために、患者による以後の使用のためのインクリメンタル位置調整器具を生成するためのプロセス200を示す。第1のステップでは、最初の歯の配置を示す最初のデジタルデータセット(IDDS)が得られる(ステップ202)。   FIG. 3 shows a process 200 for generating an incremental alignment device for subsequent use by a patient to reposition the patient's teeth. In the first step, an initial digital data set (IDDS) representing the initial tooth placement is obtained (step 202).

いくつかのインプリメンテーションでは、IDDSは、患者の歯の物理モデルをスキャンする(レーザスキャナまたは破壊スキャナを用いて患者の歯の正インプレッションまたは負インプレッションをスキャンすること等)ことによって得られたデータを含む。正のインプレッションおよび負のインプレッションは、より正確なデータを提供するために互いにインターロックする間スキャンされ得る。また、最初のデジタルデータセットは、患者の歯の体積画像データを含み得、コンピュータは、例えば従来のマーチングキューブ(marching cube)技術を用いて、この画像データを歯の表面の3D幾何学的モデルに変換し得る。いくつかの実施形態では、個々の歯のモデルは、隠れた歯の面(例えば、X線、CTスキャン、またはMRI技術)によって画像化された歯根)を示すデータを含む。歯根および隠れた面はまた、患者の歯の視覚可能な面からが外挿され得る。次いで、IDDSは、適切なグラフィカルユーザインターフェイス(GUI)およびこの画像を観察および変更するのに適したソフトウェアを有するコンピュータを用いて操作される。このプロセスの詳細な局面は以下に詳細に説明される。   In some implementations, the IDDS is data obtained by scanning a physical model of the patient's teeth (such as scanning the patient's teeth for positive or negative impressions using a laser scanner or destructive scanner). including. Positive and negative impressions can be scanned while interlocking with each other to provide more accurate data. The initial digital data set may also contain volumetric image data of the patient's teeth, and the computer may use this image data for a 3D geometric model of the tooth surface, for example using conventional marching cube technology. Can be converted to In some embodiments, the individual tooth model includes data indicating hidden tooth surfaces (eg, roots imaged by X-ray, CT scan, or MRI techniques). The roots and hidden surfaces can also be extrapolated from the visible surface of the patient's teeth. The IDDS is then operated using a computer with an appropriate graphical user interface (GUI) and software suitable for viewing and modifying this image. Detailed aspects of this process are described in detail below.

個々の歯および他の要素は、モデルにおいてセグメント化または分離され得、デジタルモデルからの個々の再配置または除去を可能にする。要素をセグメント化または分離した後、しばしばユーザは、処置専門家によって提供される規定または他の仕様書に従うことによってモデルにおいて歯を再配置する。あるいは、ユーザは、視覚的外観あるいはコンピュータにプログラムされた規則およびアルゴリズムに基づいて1以上の歯を再配置し得る。一旦、ユーザが満足すると、最後の歯の配置は最後のデジタルデータセット(FDDS)に組み込まれる(ステップ204)。   Individual teeth and other elements can be segmented or separated in the model, allowing individual relocation or removal from the digital model. After segmenting or separating elements, users often reposition teeth in the model by following rules or other specifications provided by treatment professionals. Alternatively, the user may reposition one or more teeth based on visual appearance or computer programmed rules and algorithms. Once the user is satisfied, the last tooth placement is incorporated into the last digital data set (FDDS) (step 204).

ステップ204では、患者の咀嚼システムのコンピュータ表示を生成することによって決定される。上歯および下歯の咬合は、コンピュータ表示から計算され、咀嚼システムのコンピュータ表示における相互作用に基づいて機能的な咬合が計算される。この咬合は、歯の理想的モデルのセットを生成することによって決定され得る。理想的モデルのセットにおける各理想的モデルは、患者の歯に対してカスタマイズされた、理想化された歯の配置の抽象的なモデルである。理想的なモデルをコンピュータ表示に適用した後、歯の位置は理想的なモデルに適合するように最適化される。理想的なモデルは、1以上の円弧形状によって特定されるか、または歯に関連する様々な特性を用いて特定され得る。   At step 204, a determination is made by generating a computer representation of the patient's mastication system. The occlusion of the upper and lower teeth is calculated from the computer display, and the functional occlusion is calculated based on the interaction in the computer display of the mastication system. This occlusion can be determined by generating an ideal set of teeth models. Each ideal model in the set of ideal models is an abstract model of idealized tooth placement, customized for the patient's teeth. After applying the ideal model to the computer display, the tooth position is optimized to fit the ideal model. An ideal model can be specified by one or more arc shapes or can be specified using various characteristics associated with the teeth.

FDDSは、モデル内の歯をその最後の位置に移動するように矯正歯科医の規定に従うことによって生成される。一実施形態では、この規定はコンピュータに組み込まれ、歯の最後の位置を自動的に計算する。代替の他の実施形態では、規定の制限を満足しつつ、1以上の歯を独立して操作することによって、ユーザは歯を最後の位置に移動する。上述の技術の様々な組み合わせが使用されて、最後の歯の位置に到達し得る。   The FDDS is generated by following orthodontic rules to move the teeth in the model to their last position. In one embodiment, this rule is built into the computer and automatically calculates the final position of the tooth. In another alternative embodiment, the user moves the teeth to the last position by manipulating one or more teeth independently while satisfying the prescribed limits. Various combinations of the above techniques may be used to reach the final tooth position.

FDDSを生成するための一方法は、特定の順序で歯を移動させるステップを含む。第1に、各歯モデルの中心は、複数の方法を用いて位置合わせされ得る。一方法は標準アーチである。次いで、歯根が適切な垂直位置になるまで歯モデルを回転させる。次に、歯モデルを垂直軸の周りに回転させて適切な配向にする。次いで歯モデルは、側面から観測され、適切な垂直位置に垂直に並進させる。最後に、2つのアーチが互いに配置され、歯モデルをわずかに移動させて上アーチおよび下アーチが互いに適切に結合することを確実にする。上アーチおよび下アーチを互いに結合することは、衝突検出プロセスを用いて視覚化して、歯の接触点を強調表示する。   One method for generating the FDDS includes moving the teeth in a specific order. First, the center of each tooth model can be aligned using multiple methods. One method is a standard arch. The tooth model is then rotated until the root is in the proper vertical position. The tooth model is then rotated around the vertical axis to the proper orientation. The tooth model is then observed from the side and translated vertically to the appropriate vertical position. Finally, the two arches are placed on each other and the tooth model is moved slightly to ensure that the upper and lower arches are properly joined together. Coupling the upper and lower arches together is visualized using a collision detection process to highlight the tooth contact points.

IDDSおよびFDDSに基づいて、複数の中間デジタルデータセット(INTDDS)は、増加的に調整された器具に対応するように規定される(ステップ206)。最後にインクリメンタル位置調整器具のセットは、一連のINTDDSおよびFDDSに基づいて生成される(ステップ208)。   Based on IDDS and FDDS, a plurality of intermediate digital data sets (INTDDS) are defined to correspond to incrementally adjusted instruments (step 206). Finally, a set of incremental alignment instruments is generated based on a series of INTDDS and FDDS (step 208).

歯および他の要素が配置または除去されて最後の歯の配置のモデルを生成された後、前述のように、一連のINTDDSおよびFDDSを生成する処置計画を生成することが必要である。これらのデータセットを生成するためには、一連の連続肯定にわたって、最初の位置から最後の位置までの選択された個々の歯の移動を規定またはマッピングすることが必要である。さらに、処置器具において所望の特性を生成するために他の特性をデータセットに追加することが必要である。例えば、特定目的(歯茎の苦痛を低減するため、歯周部の問題を回避するため、キャップなどを可能にするために器具と歯または顎の特定領域との間の隙間を維持する)のためのキャビティまたは凹部を規定するためにワックスパッチを画像に追加することが望ましくあり得る。さらにしばしば、アンカーを収容するために意図されたレセプタクルまたは開口部を設けることが必要であり、このアンカーは、アンカーに必要な態様(例えば、顎に対して持ち上げられるべきである)で歯が操作されることを可能にするために、歯の上に配置される。   After the teeth and other elements are placed or removed to generate a model of the last tooth placement, it is necessary to create a treatment plan that produces a series of INTDDS and FDDS, as described above. In order to generate these data sets, it is necessary to define or map selected individual tooth movements from the first position to the last position over a series of consecutive positives. Furthermore, it is necessary to add other characteristics to the data set to produce the desired characteristics in the treatment instrument. For example, for specific purposes (to reduce gum pain, to avoid periodontal problems, to maintain gaps between appliances and specific areas of teeth or jaws to allow caps, etc.) It may be desirable to add wax patches to the image to define the cavities or recesses of the image. More often, it is necessary to provide a receptacle or opening intended to accommodate the anchor, which is manipulated by the teeth in the manner required for the anchor (eg, should be lifted relative to the jaw). Placed on the tooth to allow it to be done.

上述の態様では、患者の歯が最初の処置されていない状態から最後の処置されていない状態までどのようにして移動すべきであるかに関する情報が使用されて、規定または処置プランを生成する。規定は以下のことを考慮する。   In the above aspect, information regarding how the patient's teeth should move from the first untreated state to the last untreated state is used to generate a rule or treatment plan. The rules consider the following:

1.「開始位置」:最初の不正咬合の詳細な説明
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。
1. “Start position”: Detailed description of the first malocclusion. 2. “Last Position”: Detailed description of the patient's treatment objective. “Movement”: a detailed and continuous description of how the patient's teeth should move to achieve the desired goal for the final placement (1. Initial position)
The selection of the initial position is described in detail in the patient's malocclusion. Considerations include the following: a. Dense b. Gap c. Excision d. Stripping
In addition, consideration for the last position described below may be used.

(2.最後の位置)
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。
(2. Last position)
This section is a detailed description of the last location object and treatment goal (both static and functional). These considerations include: a. Overjet b. Capping occlusion c. Center line d. Functional occlusion e. Classification f. Torque g. Chip h. Rotation i. Tongue / palate j. Cheek / face k. Intercuspal fitting l. Initial position of occlusion-CR / CO considerations m. Internal arch tissue n. Tissue within the arch o. Gap 3. Movement The movement part specifies the order in which the patient's teeth are moved to achieve the goal for the final placement. In this process, the orthodontist has precise control over which teeth the orthodontist wants to move and which teeth he wants to fix (rather than move), thereby separating the treatment Disassemble to the stage. Movement order information is obtained for both the upper and lower arches.

各ステージで、大きい歯の移動および小さい歯の移動が分析される。大きな移動は、通常、歯の移動の初期に発生する。小さい移動は、通常、治療の終了近くで発生する「細目」移動として発生する。平均して、各調整器(aligner)は、2週間の期間内で、約0.25〜0.33nmの移動を達成することができ、約5〜10度回転させることができるべきである。しかしながら、生物学的な変化能、患者および臨床医の嗜好も考察に入れられる。さらに、遠心、チップ、およびトルク等の種々の移動が別々のパラメータを有し得る。   At each stage, large tooth movement and small tooth movement are analyzed. Large movements usually occur early in the tooth movement. Small movements usually occur as “fine” movements that occur near the end of treatment. On average, each aligner should be able to achieve a movement of about 0.25-0.33 nm and be rotated about 5-10 degrees within a two week period. However, biological variability, patient and clinician preferences are also considered. In addition, various movements such as centrifugation, tip, and torque can have separate parameters.

これらの考察に基づいて、歯を移動させるための計画が生成される。図4は、同時係属中の米国出願番号09/169,034号に議論されている、歯の指標を最小化しながら歯の移動を生成するためのプロセス300を示す。この出願の内容は、本明細書において参考として援用される。最初に、プロセス300は自動的にまたは人の助力によって、各歯と結びつく種々の特徴を識別し、歯のモデルに到達する(ステップ302)。次いで、歯の理想的なモデルのセットが患者の歯の鋳型または既知の受諾可能な咬合を持った患者からのいずれかから生成される(ステップ303)。   Based on these considerations, a plan for moving the teeth is generated. FIG. 4 shows a process 300 for generating tooth movement while minimizing tooth index, as discussed in co-pending US application Ser. No. 09 / 169,034. The contents of this application are incorporated herein by reference. Initially, the process 300 identifies various features associated with each tooth, either automatically or with human assistance, to arrive at a tooth model (step 302). An ideal set of teeth is then generated either from the patient's dental mold or from a patient with a known acceptable occlusion (step 303).

ステップ302から、プロセス300は、理想モデルへの特徴の一致に基づいて歯のモデルを近似の最終的な位置に位置決めする(ステップ304)。このステップにおいて、各歯のモデルは、その特徴が理想モデルでの対応する歯の特徴に調整されるように移動される。その特徴は、尖頭、窩(fossae)、隆起(ridge)、間隔に基づく基準、または、形状に基づく基準に基づき得る。形状に基づく距離は、特に患者のアーチの機能として表され得る。   From step 302, the process 300 positions the tooth model in the approximate final position based on the feature match to the ideal model (step 304). In this step, each tooth model is moved so that its features are adjusted to the corresponding tooth features in the ideal model. The feature may be based on a crest, fossae, ridge, spacing-based criteria, or shape-based criteria. The distance based on the shape can be expressed in particular as a function of the patient's arch.

次に、プロセス300は、歯科矯正/咬合指標を演算する(ステップ306)。用いられ得る一つの指標は、PAR(Peer Assessment Rating)指標である。PARに加えて、形状に基づく測定基準または間隔に基づく測定基準等の他の測定基準が用いられ得る。PAR指標は、良好なかみ合わせから歯がどれだけ離れているかを識別する。スコアが、不正咬合を仕立てる種々の咬合特性に割当られる。正常な配列および咬合から逸脱するケースの度合いを表す全合計を取得するために、個々のスコアが総計される。正常な咬合および配列は、上側および下側の口内の歯の間の良好な尖頭間でのかみ合わせ、および過剰でないオーバージェットおよびオーバーバイトによる、解剖学上の近接する全接触ポイントとして規定される。   Next, the process 300 calculates an orthodontic / occlusion index (step 306). One index that can be used is a PAR (Peer Assessment Rating) index. In addition to PAR, other metrics can be used, such as a shape based metric or a spacing based metric. The PAR indicator identifies how far the teeth are from good meshing. Scores are assigned to various occlusal characteristics that tailor malocclusion. The individual scores are summed to obtain a total sum representing the normal sequence and the degree of case deviating from the occlusion. Normal occlusion and alignment is defined as all anatomically adjacent contact points with good intercuspation between the teeth in the upper and lower mouth and non-excessive overjet and overbite .

PARにおいて、0のスコアは、良好な配列であることを示し、より高いスコアは、不規則性の増加されたレベルを示す。全スコアが治療前および治療後の歯の鋳型に記録される。これらのスコア間の相違は、歯科矯正の介入および活発な治療の結果としての向上の度合いを表す。PAR指標の11の要素は、上部右セグメント、上部前方セグメント、上部左セグメント、下部右セグメント、下部前方セグメント、下部左セグメント、右頬咬合、オーバージェット、オーバーバイト、中央線、および左頬咬合である。PAR指標に加えて、他の指標が、理想的な位置または理想的な形状からの歯に関する特徴の隔たりに基づき得る。   In PAR, a score of 0 indicates a good sequence and a higher score indicates an increased level of irregularity. The total score is recorded in the dental template before and after treatment. The difference between these scores represents the degree of improvement as a result of orthodontic intervention and active treatment. The eleven elements of the PAR indicator are upper right segment, upper front segment, upper left segment, lower right segment, lower front segment, lower left segment, right cheek occlusion, overjet, over bite, center line, and left cheek occlusion is there. In addition to the PAR indication, other indications may be based on the separation of the tooth features from the ideal position or ideal shape.

ステップ306から、プロセス300が、さらなる指標縮小移動が可能であるかどうかを判定する(ステップ308)。ここに、各主要軸に沿った小さな移動および小さな回転に伴う小さな移動を含めて、全ての可能な移動が試みられる。指標の値は、各小さな移動後に演算され、最良の結果に合った移動が選択される。本明細書において、最良の結果は、PARベースの測定基準、形状ベースの判定基準または間隔ベースの判定基準等の一つ以上の測定基準を最小化する結果である。最適化は、特にシュミレートされたアニーリング技術、丘陵クライミング技術、最良の第一技術、パウエル法、および発見的技術を含む複数の技術を用い得る。シュミレートされたアニーリング技術は、指標が一時的に増加して、より低い最小値を有する検索スペースにおける他の経路が見出され得る場合に用いられ得る。しかしながら、ほぼ理想的な位置にある歯を用いて開始することによって、指標における任意の低下は、最良の結果に収束するべきである。   From step 306, process 300 determines whether further index reduction movement is possible (step 308). Here, all possible movements are attempted, including small movements along each major axis and small movements with small rotations. The index value is calculated after each small move and the move that best suits the result is selected. As used herein, the best results are those that minimize one or more metrics such as PAR-based metrics, shape-based criteria, or interval-based criteria. Optimization may use a number of techniques, including simulated annealing techniques, hilly climbing techniques, best first techniques, Powell methods, and heuristic techniques. A simulated annealing technique can be used when the index is temporarily increased and other paths in the search space with lower minimum values can be found. However, by starting with a tooth that is in an almost ideal position, any drop in the index should converge to the best result.

ステップ308において、歯を移動させることによって指標が最適化され得る場合、増加指標縮小移動の入力が加えられ(ステップ310)、プロセスは、ステップ306にループバックして、歯科矯正/咬合指標の演算を継続する。あるいは、指標がさらに最適化され得ない場合には、プロセス300は終了する(ステップ312)。   In step 308, if the index can be optimized by moving the teeth, an input of an increase index reduction movement is added (step 310) and the process loops back to step 306 to calculate the orthodontic / occlusion index. Continue. Alternatively, if the index cannot be further optimized, the process 300 ends (step 312).

ステップ310の移動を低減する指標を生成する工程において、プロセスは、歯の経路移動計画に影響を及ぼす一組の移動の強制を考慮する。一実施形態において、約50の別個のステージのための移動情報が特定化される。各ステージは、単一の整列器を表し、この整列器は、約2週間おきに置き換えられることが予想される。したがって、各ステージは、約2週間の期間を表す。一実施形態において、二次元配列が、特定の周期で各歯に対する特定の移動を追跡するために用いられる。このアレイの1つの次元が歯の識別に関連する一方で、第二の次元が時間周期またはステージに関連する。いつ歯が移動され得るかに関する考慮は、以下に挙げる事項を含む。   In the step 310 of generating an indicator that reduces the movement, the process considers a set of movement forcings that affect the tooth path movement plan. In one embodiment, travel information for about 50 distinct stages is specified. Each stage represents a single aligner, which is expected to be replaced about every two weeks. Thus, each stage represents a period of about 2 weeks. In one embodiment, a two-dimensional array is used to track a specific movement for each tooth with a specific period. One dimension of the array is associated with tooth identification while the second dimension is associated with a time period or stage. Considerations regarding when teeth can be moved include the following:

a.近心
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)。
a. Mesial b. Distal c. Cheek / face d. Tongue / Palate e. Expansion f. Space g. Past tooth movement h. Intrusion i. Extension j. Rotation k. Which teeth move when?
l. Which tooth moves first?
m. Which teeth need to move before other teeth are moved?
n. What moves can be made easily?
o. Fixed p. Orthodontic user's view of moving away molars and small extensions in adults In one embodiment, the user may change the number of desired treatment stages from the beginning to the target dental condition. Any component that is not moved is assumed to remain stationary, so that its final position is assumed to be similar to the initial position (one or more keyframes are applicable components). The same is true for all intermediate positions).

ユーザは、さらに、中間状態を選択し、コンポーネント位置(単数または複数)に変更することによって、「キーフレーム」を特定し得る。いくつかの実施形態において、他の状態で指示がない場合には、ソフトウェアは、自動的に線形的にすべてのユーザが特定された位置(最初の位置、すべてのキーフレーム位置、および目標位置を含む)の間で補間する。例えば、特別なコンポーネントに対して最終位置のみが規定される場合、最初のステージのあとの各接続のステージは簡単にコンポーネントに、最終位置により近い等しい線形距離および回転(特に、四元数によって)を示す。ユーザが該当するコンポーネントのための二つのキーフレムを特定する場合、コンポーネントは、最初の位置から異なるステージを介してに第二のキーフレームよって規定された位置に線形的に「移動」する。次いで、それは、できるだけ異なる方向に、線形的に、第二のキーフレームによって規定される位置に移動する。最後に、それは、おそらくできるだけさらに異なる方向に、線形的に目標位置に移動する。   The user may further identify a “keyframe” by selecting an intermediate state and changing to component position (s). In some embodiments, if not otherwise indicated, the software will automatically and linearly identify all users' specified positions (initial position, all keyframe positions, and target position). Interpolate between). For example, if only the final position is specified for a particular component, the stage of each connection after the first stage is simply equal to the component and the linear distance and rotation closer to the final position (especially by quaternion) Indicates. If the user specifies two keyframes for the component in question, the component “moves” linearly from the first position through a different stage to the position defined by the second keyframe. It then moves to the position defined by the second keyframe, linearly in as different directions as possible. Finally, it moves to the target position linearly, possibly in a further different direction.

これらの操作は各コンポーネントで独立してなされ得、その結果、あるコンポーネントに対するキーフレームは、他のコンポーネントがさらにそのキーフレームでユーザによって移動されない限り、別のコンポーネントに影響を及ぼさない。あるコンポーネントは、ある一対のステージ間の曲線に沿って加速し得るが(例えば、該当する多くのステージを有する処置計画でのステージ3および8)、一方で、別のコンポーネントは、線形的に別の対のステージ間を移動し(例えば、ステージ1〜5)、次いで、突然、方向を変更し、後のステージへの線形経路に沿ってスローダウンする(例えば、ステージ10)。この柔軟性は、患者の治療を計画することに相当の自由度を許容する。   These operations can be done independently at each component, so that keyframes for one component do not affect other components unless another component is further moved by the user at that keyframe. Some components may accelerate along a curve between a pair of stages (eg, stages 3 and 8 in a treatment plan with many applicable stages), while other components are separated linearly. Move between pairs of stages (e.g., stages 1-5), then suddenly change direction and slow down along a linear path to a later stage (e.g., stage 10). This flexibility allows considerable freedom in planning patient treatment.

いくつかの実行において、非線形補間が、線形的に補間する代わりにまたは線形的に補間することに加えて用いられ、治療経路をキーフレーム間に構成する。一般に、選択されたポイント間で適合するように作成されたスプラインカーブ等の非線形経路は、ポイントを接合する直線のセグメントから形成された経路より短い。「治療経路」は、歯をからその最初の位置から最終位置まで移動させるための特定の歯に適用される変換曲線を描く。通常の治療経路は、上記のように、対応する歯の回転移動および並進移動のいくつかの組み合わせを含む。   In some implementations, non-linear interpolation is used instead of or in addition to linear interpolation to configure the treatment path between key frames. In general, non-linear paths such as spline curves created to fit between selected points are shorter than paths formed from straight segments joining points. “Treatment path” describes a transformation curve that is applied to a particular tooth to move the tooth from its initial position to its final position. Typical treatment paths include several combinations of rotational and translational movement of the corresponding teeth, as described above.

図5は、ステップ310をより詳細に示す。まず、第一の歯が選択される(ステップ311)。次に、歯に関連する拘束が、現在のステージまたは周期のために検索される(ステップ312)。したがって、特定周期の時間での各歯に対する特定の移動を追跡するための二次元アレイを維持する実施形態に対して、歯の識別および時間周期またはステージ情報が、アレイ出し、現在の歯に関連する拘束を検索するために用いられる。   FIG. 5 shows step 310 in more detail. First, the first tooth is selected (step 311). Next, the constraints associated with the tooth are retrieved for the current stage or period (step 312). Thus, for embodiments that maintain a two-dimensional array to track a specific movement for each tooth at a specific period of time, tooth identification and time period or stage information is derived from the array and associated with the current tooth. Used to search for a constraint to be performed.

次に、拘束を考慮に入れる歯の移動計画が、生成される(ステップ313)。図5のプロセスが、次いで、計画された移動が隣接の歯と衝突を引き起こすかどうかを検出する(ステップ314)。衝突検出プロセスは、歯表面を描くジオメトリのうちのいずれが交差するかを判定する。障害がない場合、空間は自由であると考えられる。そうでない場合には、妨害される。適切な衝突検出アルゴリズムが以下により詳細に議論される。   Next, a tooth movement plan that takes into account the constraints is generated (step 313). The process of FIG. 5 then detects whether the planned movement causes a collision with an adjacent tooth (step 314). The collision detection process determines which of the geometry describing the tooth surfaces intersects. If there are no obstacles, the space is considered free. If not, it will be disturbed. A suitable collision detection algorithm is discussed in more detail below.

衝突が発生した場合、「プッシュ」ベクトルが作成され、計画された移動の経路をシフトする(ステップ315)。プッシュベクトルに基づいて、現在の歯の衝突からの「跳ね上がり」および新しい歯の移動が生成される(ステップ316)。ステップ314または316から、現在の歯の移動は、終了される。   If a collision occurs, a “push” vector is created to shift the planned path of travel (step 315). Based on the push vector, a “bounce” from the current tooth collision and a new tooth movement are generated (step 316). From step 314 or 316, the current tooth movement is terminated.

次に、図5のプロセスが、歯の移動計画がすべての歯に対して生成されたかどうかを判定し(ステップ317)、生成されたと判定された場合、プロセスは終了する。あるいは、治療計画における次の歯が選択され(318)、図5のプロセスがステップ312にループバックして、歯の移動計画の生成を続ける。   Next, the process of FIG. 5 determines whether a tooth movement plan has been generated for all teeth (step 317), and if it is determined that it has been generated, the process ends. Alternatively, the next tooth in the treatment plan is selected (318) and the process of FIG. 5 loops back to step 312 to continue generating the tooth movement plan.

結果としての最終経路は、一連のベクトルを含み、ベクトルのそれぞれは、移動する歯の変形する並進および回転する成分一群の補間パラメータを表す。ひとまとめにして、これらは、歯間の妨害を避ける歯の移動のスケジュールを構成する。特定化された拘束の観点での歯の経路を生成するための擬似コードは、以下のように示される。   The resulting final path contains a series of vectors, each of which represents a transforming translational and rotating component group of interpolation parameters of the moving tooth. Collectively, these constitute a schedule of tooth movement that avoids interdental interference. Pseudo code for generating a tooth path in terms of specified constraints is shown as follows:

各歯の経路モデル用
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)。
For each tooth path model For each path increase Load constraint related to each tooth Move teeth in terms of restraint Perform tooth collision detection When a collision occurs, Create a “push” vector and a “bounce” after a collision to avoid the end. End tooth path model FIG. 6 is a flowchart of a process performed by a computer to generate a non-linear treatment path, The patient's teeth move along this path during treatment. Non-linear paths are usually generated automatically by a computer program, but in some cases are generated with human assistance. The program receives as input the initial and final positions of the patient's teeth and uses this information to select an intermediate position for each tooth being moved (step 1600). The program then applies a conventional spline curve calculation algorithm to create a spline curve that connects the initial position of each tooth to the final position of the tooth (step 1602). In many situations, the curve is constrained and follows the shortest path between intermediate positions. The program then samples each spline curve between the intermediate positions (step 1604) and applies a collision detection algorithm to the sample (step 1606). If any collision is detected, the program selects a new position for one of the intermediate steps (step 1608) and creates a new spline curve (1602) to create at least one tooth in each colliding pair. Change the route. The program then samples the new path (1604) and again applies the collision detection algorithm (1606). The program continues in this manner until no collision is detected. The routine then stores the path by saving the coordinates of each point in the tooth at the path location in an electronic storage device such as a hard disk (step 1610).

経路生成プログラムは、線形または非線形の補間のいずれを使用するにしても、歯の治療経路が各隣接する対の治療ステップ間でほぼ等しい長さになるように、治療位置を選択する。プログラムは、さらに、所与の最大速度以上で移動させるように歯の部分を押し付ける治療位置を避ける。例えば、歯は第一の経路T1に沿って最初の位置T11から最終位置T13に、中間位置T12を介して移動するようにスケジューリングされ得る。中間位置T12は、最終位置T13により近くに存在する。別の歯は、より短い経路T2に沿って最初の位置T21から最終位置T23に中間位置T22を介して移動するようにスケジューリングされる。中間位置T22は、最初の位置T21および最終位置T23から等距離である。この状況において、プログラムは、第二の中間位置T14を、最初の位置T11および中間位置T12からほぼ等距離であり、中間位置T12を最後の位置T13からほぼ同一の距離だけ分離するこれらの2つの位置を分離している第一の経路T1に沿って挿入することを選択し得る。第一の経路T1をこの方法で変更することは、第一の歯が等しい大きさのステップで移動することを保証する。しかしながら、第一の経路T1を変更することは、さらに、第二の経路T2に相対物がない付加的な治療ステップを導入する。プログラムは、第二の治療ステップの間第二の歯が静止したままであることを許容することによる、すなわち、第一の歯がある中間位置T14から他の中間位置T13に移動するか、または、第二の経路T2を4つの等距離の治療位置を含むように変更することによる等の種々の方法でこの状況に反応し得る。プログラムは、歯の移動を制限する一連の歯科矯正の拘束を適用することによって、いかに反応するかを判定する。   The path generator program selects the treatment location so that the tooth treatment path is approximately equal in length between each adjacent pair of treatment steps, whether using linear or non-linear interpolation. The program further avoids treatment positions that push the tooth part to move above a given maximum speed. For example, the teeth may be scheduled to move along the first path T1 from the initial position T11 to the final position T13 via the intermediate position T12. The intermediate position T12 exists closer to the final position T13. Another tooth is scheduled to move via the intermediate position T22 from the initial position T21 to the final position T23 along a shorter path T2. The intermediate position T22 is equidistant from the first position T21 and the final position T23. In this situation, the program is that these two intermediate positions T14 are approximately equidistant from the initial position T11 and intermediate position T12, and the intermediate position T12 is separated from the final position T13 by approximately the same distance. One may choose to insert along the first path T1 separating positions. Changing the first path T1 in this way ensures that the first tooth moves in equal sized steps. However, changing the first path T1 further introduces an additional treatment step in which there is no counterpart in the second path T2. The program allows the second tooth to remain stationary during the second treatment step, i.e. the first tooth moves from one intermediate position T14 to another intermediate position T13, or This situation can be reacted in various ways, such as by changing the second path T2 to include four equidistant treatment locations. The program determines how to react by applying a series of orthodontic constraints that limit tooth movement.

経路生成プログラムによって適用され得る歯科矯正の拘束は、任意の所与の時間で隣接する歯の間で許容される最小距離および最大距離、歯が移動されるべき最大の線形または回転速度、治療ステップの間に歯が移動される最大距離、歯の形状、組織の特徴および歯(例えば、強直歯は全く移動させることができない)に取り囲まれている骨、およびアライナー材料の特徴(例えば、アライナーが所与の歯を所与の時間周期を超えて移動させ得る最大距離)を含む。例えば、患者の年齢および顎の密度は、超えると患者の歯が移動を強いることができなくなる一定の「安全リミット」を指示し得る。一般に、2つの隣り合う、比較的垂直で、中央が尖っていない、側生の歯の間の間隙は、7週間毎に約1mmより大きくは、閉じるべきではない。歯科矯正器具の材料の特性も、器具が歯を移動させ得る量を制限する。例えば、従来の保持具の材料は、通常、個々の歯の移動を、治療ステップの間で約0.5mmに制限する。拘束は、患者に特別の値が計算されないか、またはユーザに提供されなければ付与する欠陥値を有する。拘束情報は、テキストブックおよび治療臨床医を含む種々のソースから入手可能である。   The orthodontic constraints that can be applied by the path generator are the minimum and maximum distances allowed between adjacent teeth at any given time, the maximum linear or rotational speed at which the tooth should be moved, the treatment step The maximum distance the tooth is moved between, tooth shape, tissue characteristics and bones surrounded by the tooth (eg, tough teeth cannot be moved at all), and aligner material characteristics (eg, aligner The maximum distance that a given tooth can be moved over a given time period). For example, the patient's age and jaw density may indicate a certain “safety limit” beyond which the patient's teeth cannot force movement. In general, the gap between two adjacent, relatively vertical, non-pointed, lateral teeth should not close more than about 1 mm every 7 weeks. The material properties of orthodontic appliances also limit the amount that the appliance can move teeth. For example, conventional retainer materials typically limit the movement of individual teeth to about 0.5 mm between treatment steps. The constraint has a defect value that is given to the patient if no special value is calculated or provided to the user. Restraint information is available from a variety of sources including textbooks and treating clinicians.

各歯のために中間位置を選択する際、経路生成プログラムは、衝突検出プログラムを呼び出し、衝突が選択された経路に沿って発生するかどうかを判定する。また、プログラムは、治療の過程にわたって受諾可能なかみ合わせを形成するように歯が配列していること保証するために、経路に沿って、各治療ステップでの患者の咬合を検査する。衝突または受諾できない噛み合わせが発生した場合、または、要求される拘束が満足できない場合、プログラムは、まちがった歯の経路を全ての条件が満足されるまで反復して変更する。上記の事実上の咬合器は、中間治療位置の噛み合わせ咬合をテストするための一つのツールである。   In selecting an intermediate position for each tooth, the path generation program calls a collision detection program to determine whether a collision occurs along the selected path. The program also examines the patient's occlusion at each treatment step along the path to ensure that the teeth are aligned to form an acceptable engagement over the course of treatment. If a collision or unacceptable engagement occurs, or if the required constraints are not met, the program will iteratively change the wrong tooth path until all conditions are met. The virtual articulator described above is one tool for testing the bite bite at the intermediate treatment position.

図7に示すように、経路生成プログラムが各歯が移動される衝突のない経路を確立すると、プログラムは、最初の位置および最終位置の間の各歯のための曲線をより直線的に変換することを試みる最適化ルーチンを呼ぶ。ルーチンは、治療ステップ(ステップ1702)の間の点で、例えば、各治療ステップ間の2つのサンプルポイント配置し、各歯のために、サンプルポイント間で適合するより線形の治療経路を計算することにより、各治療経路をサンプリングするによって開始する(ステップ1704)。ルーチンは、次いで、衝突検出アルゴリズムを適用し、衝突が変更された経路からの結果であるかどうかを判定する(ステップ1706)。その経路の結果である場合、ルーチンは、変更された経路を再度サンプリングし(ステップ1708)、次いで、各歯のために代わりの経路をサンプル間に構成する(ステップ1710)。ルーチンは、衝突が発生しなくなるまでこの方法で継続する(ステップ1712)。   As shown in FIG. 7, when the path generation program establishes a collision-free path in which each tooth is moved, the program transforms the curve for each tooth between the initial position and the final position more linearly. Call an optimization routine that tries to do that. The routine places, for example, two sample points between each treatment step at a point during the treatment step (step 1702) and calculates a more linear treatment path that fits between the sample points for each tooth. Starts by sampling each treatment route (step 1704). The routine then applies a collision detection algorithm to determine if the collision is a result from a modified path (step 1706). If so, the routine again samples the modified path (step 1708) and then configures an alternative path between samples for each tooth (step 1710). The routine continues in this manner until no collision occurs (step 1712).

いくつかの実施形態では、上記で触れたように、ソフトウェアが、IDDSおよびFDDSに基づいて、自動的に治療経路を演算する。これは、各コンポーネント、すなわち各歯の速度を判定し、最初の位置から最終位置への経路に沿って移動させる、パッチスケジューリングアルゴリズムを用いて達成される。パッチスケジューリングアルゴリズムは、「ラウンド−トリッピング(round−tripping)を避けながら、すなわち、歯を真っ直ぐにするために絶対に必要な間隙よりも大きい間隔に沿って歯を移動させること避けながら、治療経路を判定する。このような動きは、あまり望ましくはなく、患者にとって潜在的にネガティブな効果を有している。   In some embodiments, as mentioned above, the software automatically computes a treatment route based on IDDS and FDDS. This is accomplished using a patch scheduling algorithm that determines the speed of each component, i.e., each tooth, and moves along the path from the initial position to the final position. The patch scheduling algorithm is a "smooth path that avoids round-tripping, i.e. avoids moving the tooth along a gap larger than the gap absolutely necessary to straighten the tooth. Such movement is less desirable and has a potentially negative effect on the patient.

経路スケジューリングアルゴリズムの一つの実行は、最初に、各歯を最も線形的な最初の位置から最終位置までの治療経路に拘束することによって歯の移動をスケジューリングまたは実現することを試みる。線形的な経路に沿って歯の間に衝突が発生する場合または強制的な拘束が犯された場合にのみ、アルゴリズムは、次いで、最終位置への直接でないルートをたよる。アルゴリズムは、必要であれば、中間治療ステップが最初の位置および最終位置の間の線形変換曲線に沿って存在しない経路を構成するために、上記の経路生成プロセスの一つを適用する。あるいは、アルゴリズムは、例示的な歯の配置のための好ましい治療のデータベースを引き出すことによって治療経路をスケジューリングする。このデータベースは、時間を超えて、種々の過程の治療を観測し、各一般のクラスの最初の歯の配置を用いて最も好結果をもたらすものであることが分かる治療計画を識別することによって、構成され得る。経路スケジューリングアルゴリズムは、いくつかの代替の経路を作成し、各経路をグラフィカルにユーザに提示し得る。アルゴリズムは、出力としてユーザによって選択された経路を提供する。   One implementation of the path scheduling algorithm first attempts to schedule or achieve tooth movement by constraining each tooth to the treatment path from the most linear initial position to the final position. The algorithm then relies on a non-direct route to the final position only if a collision occurs between the teeth along a linear path or if a forced constraint is violated. The algorithm applies one of the above path generation processes, if necessary, to construct a path where there is no intermediate treatment step along the linear transformation curve between the initial and final positions. Alternatively, the algorithm schedules treatment paths by deriving a preferred treatment database for exemplary tooth placement. This database, over time, observes the treatment of various processes and identifies treatment plans that prove to be most successful with the first tooth placement of each general class, Can be configured. The route scheduling algorithm may create several alternative routes and present each route graphically to the user. The algorithm provides the path selected by the user as output.

他の実行では、経路スケジューリングアルゴリズムは、妨げられない経路を、可能ない治療計画を記載する構成空間を介して見出すために確率検索技術を利用する。グローバルキーフレームが規定された2人のユーザ間のスケジューリング動作への一つのアプローチは、以下のように記載される。中間キーフレームを含む時間間隔を超えたスケジューリングは、時間インターバルを、中間キーフレームを含まないサブインターバルに分割し、これらのインターバルのそれぞれを独立してスケジューリングし、次いで、その結果のスケジュールを結びつけることによって達成される。   In other implementations, the route scheduling algorithm utilizes probability search techniques to find unimpeded routes through a configuration space describing the impossible treatment plan. One approach to the scheduling operation between two users in which a global key frame is defined is described as follows. Scheduling beyond a time interval that includes intermediate keyframes involves dividing the time interval into subintervals that do not include intermediate keyframes, scheduling each of these intervals independently, and then combining the resulting schedules. Achieved by:

一つの実施形態において使用された衝突または障害検出アルゴリズムは、Stefan
Gottschalkらによる、SIGGRAPH論文(1996):「OBBTree:A Hierarchical Structure for Rapid Interference Detection.」に記載されたアルゴリズムに基づく。SIGGRAPH論文の内容は、本明細書において参考として援用される。
The collision or failure detection algorithm used in one embodiment is Stefan.
Gottschalk et al., SIGGRAPH paper (1996): “OBBTTree: A Hierarchical Structure for Rapid Interference Detection.”. The contents of the SIGGRAPH paper are incorporated herein by reference.

アルゴリズムは、オブジェクトによって占められた空間の再帰的再分の周りに集中され、オブジェクトは、バイナリーツリーのような様式に組織化される。DDSでは、歯を表すためにトライアングルが用いられる。ツリーの各ノードが、配向されたバウンディングボックス(OBB)として参照され、ノードの親に現れるトライアングルのサブセットを含む。親ノードの子は、それらの間に、親ノードに格納されたトライアングルデータのすべてを含む。   The algorithm is centered around a recursive subdivision of the space occupied by the object, and the object is organized in a binary tree-like manner. In DDS, triangles are used to represent teeth. Each node of the tree is referred to as an oriented bounding box (OBB) and contains a subset of triangles that appear in the parent of the node. The child of the parent node contains all of the triangle data stored in the parent node between them.

ノードのバウンディングボックスは、ノードにおけるトライアングルの周囲全てに堅く適合するように配向される。ツリー内のリーフノードは、理想的には、単一のトライアングルを含むが、一つより多くのトライアングルを含むこともあり得る。2つのオブジェクトの間で衝突を検出する工程は、オブジェクトのOBBツリーが交差するかを判定する工程を含む。ツリーのルートノードのOBBがオーバーラップする場合には、ルートの子は、オーバーラップに対してチェックされる。アルゴリズムは、リーフノードが到達されるまで、再帰的な様式で進行する。この点で、強いトライアングル交差ルーチンが、枝部でのトライアングルが衝突に含まれるかを判定するために用いられる。   The bounding box of the node is oriented to fit tightly around all triangles at the node. The leaf nodes in the tree ideally contain a single triangle, but could contain more than one triangle. Detecting a collision between two objects includes determining whether the object's OBB trees intersect. If the OBB of the root node of the tree overlaps, the root children are checked for overlap. The algorithm proceeds in a recursive manner until leaf nodes are reached. In this regard, a strong triangle crossing routine is used to determine if the triangle at the branch is included in the collision.

本明細書に記載された衝突検出技術は、SIGGRAPH論文に記載された衝突検出アルゴリズムへのいくつかの増加を提供する。例えば、OBBツリーは、メモリおよび時間をセーブするために、たるんだ様式で構築され得る。このアプローチは、モデルのいくつかの部分が決して衝突に含まれないことを観察することから生じ、結論として、モデルのこのような部分のためのOBBツリーは、演算される必要がない。OBBツリーは、再帰的衝突判定アルゴリズムの間に内部のノードを必要に応じて分けることによって拡張される。   The collision detection techniques described herein provide some increase to the collision detection algorithm described in the SIGGRAPH paper. For example, the OBB tree can be built in a slack fashion to save memory and time. This approach arises from observing that some parts of the model are never involved in the collision, and in conclusion, the OBB tree for such parts of the model need not be computed. The OBB tree is expanded by separating internal nodes as needed during the recursive collision determination algorithm.

さらに、衝突データが要求されないモデル内のトライアングルも、OBBツリーが構築されている場合、考慮から特別に排除され得る。例えば、動きが2つのレベルで見られ得る。オブジェクトは、全体的な意味で「ムービング」として概念化され得る。または、それらは、他のオブジェクトに関連する「ムービング」として概念化され得る。このようなオブジェクト間の衝突の状態は変化しないので、付加的な情報は、互いに関して休止しているオブジェクト間の衝突情報の再演算を回避することによって衝突検出のために取得された時間を向上する。   In addition, triangles in the model where no collision data is required can be specifically excluded from consideration when the OBB tree is built. For example, movement can be seen at two levels. Objects can be conceptualized as “moving” in an overall sense. Or they can be conceptualized as “moving” in relation to other objects. Since the state of collision between such objects does not change, additional information improves the time acquired for collision detection by avoiding recalculation of collision information between objects that are dormant with respect to each other. To do.

図8は、代替の衝突検出スキームを示し、あるスキームは、2つの歯1804、1806が沿うz軸1802に沿って配向された「衝突バッファ」を計算する。衝突バッファは、各治療ステップまたは衝突検出が要求される治療経路に沿った各位置に対して計算される。バッファを作成するために、x、y平面1808が歯1804、1806の間に規定される。平面は、2つの歯に対して「中性」でなければならない。理想的には、中性平面は、いずれの歯にも交差しないように位置決めされる。一方の歯または両方の歯との交差が避けられない場合、中性平面は、平面の対向側に、できるだけ多く、歯が存在するように配向される。言い換えると、中性平面は、他の歯と同様に、平面の同一側に各歯の表面領域の量を最小化する。   FIG. 8 shows an alternative collision detection scheme, where one scheme calculates a “collision buffer” oriented along the z-axis 1802 along which the two teeth 1804, 1806 are aligned. A collision buffer is calculated for each position along the treatment path where each treatment step or collision detection is required. To create a buffer, an x, y plane 1808 is defined between the teeth 1804, 1806. The plane must be “neutral” with respect to the two teeth. Ideally, the neutral plane is positioned so as not to intersect any teeth. If an intersection with one or both teeth is unavoidable, the neutral plane is oriented so that there are as many teeth as possible on the opposite side of the plane. In other words, the neutral plane, like the other teeth, minimizes the amount of surface area on each tooth on the same side of the plane.

平面1808内には、格子である分離部分があり、この格子の分解能は、衝突検出ルーチンのために要求される分解能に依存する。通常の高分解能衝突バッファは、400×400の格子を含む。通常の低分解能バッファは、20×20の格子を含む。z軸1802は、平面1808に対して垂直な線によって規定される。   Within the plane 1808 is a separation portion that is a grating, the resolution of which depends on the resolution required for the collision detection routine. A typical high resolution collision buffer includes a 400 × 400 grid. A typical low resolution buffer includes a 20 × 20 grid. The z-axis 1802 is defined by a line perpendicular to the plane 1808.

歯1804、1806の相対位置は、格子内の点のそれぞれ、平面1808と各歯1804、1806に最も近い表面との間のz軸1802に平行な線形的な距離を計算することによって決定される。例えば、任意の所与の格子点(M、N)で、平面1808および後ろ側の歯1804の最も近い表面が、値Z1(M、N)によって表わされる距離によって分離され、一方、平面1808および前方の歯1806の最も近い表面が、値Z2(M、N)によって表わされる距離によって分離される。衝突バッファは、平面1808がz=0にありおよびzの正の値が後部の歯1804の方にあるように規定され、歯1804、1806は、平面1808上の任意の格子点(M、N)で、Z1(M、N) Z2(M、N)の場合に衝突する。   The relative positions of the teeth 1804, 1806 are determined by calculating a linear distance parallel to the z-axis 1802 between each of the points in the grid, the plane 1808 and the surface closest to each tooth 1804, 1806. . For example, at any given grid point (M, N), the closest surfaces of plane 1808 and back tooth 1804 are separated by a distance represented by the value Z1 (M, N), while plane 1808 and The closest surfaces of the front teeth 1806 are separated by a distance represented by the value Z2 (M, N). The collision buffer is defined such that the plane 1808 is at z = 0 and the positive value of z is towards the rear tooth 1804, where the teeth 1804, 1806 are arbitrary grid points (M, N ) In the case of Z1 (M, N) Z2 (M, N).

図9は、この衝突バッファスキームを実行する衝突検出ルーチンのフローチャートである。ルーチンは、最初にデータを、テストされる歯の表面の位置を示すデジタルデータセットの一つから受信する(ステップ1900)。次いで、ルーチンは、中立のx、y平面を規定し(ステップ1902)および平面に垂直なz−軸を作成する(ステップ1904)。   FIG. 9 is a flowchart of a collision detection routine for executing this collision buffer scheme. The routine initially receives data from one of the digital data sets indicating the position of the tooth surface to be tested (step 1900). The routine then defines a neutral x, y plane (step 1902) and creates a z-axis perpendicular to the plane (step 1904).

ルーチンは、次いで、平面上の第一の格子点のx、y位置に対する、その平面と各歯の最も近い表面との間でz−方向内の線形距離を判定する(ステップ1906)。x、y−位置での衝突を検出するために、ルーチンは、後部の歯の最も近い表面のz−位置が前方の歯の最も近い表面のz−位置以下であるかどうかを判定する(ステップ1908)。z−位置以下である場合、ルーチンは、エラーメッセージを作成して、ユーザに表示し、または、経路生成プログラムにフィードバックし、衝突が発生することを知らせる(ステップ1910)。次いで、ルーチンは、平面上の格子点に関連する全てのx、y−位置をテストしたかどうかを判定し(ステップ1912)、もしそうでない場合にはステップを各残りの格子点について繰り返す。衝突検出ルーチンは、各治療ステップでの患者の口内の各対の隣接する歯に対して行われる。   The routine then determines a linear distance in the z-direction between the plane and the closest surface of each tooth for the x, y position of the first grid point on the plane (step 1906). To detect a collision at the x, y-position, the routine determines whether the z-position of the nearest surface of the rear tooth is less than or equal to the z-position of the nearest surface of the front tooth (step 1908). If it is below the z-position, the routine creates an error message and displays it to the user or feeds back to the path generator program to inform that a collision occurs (step 1910). The routine then determines whether all x, y-positions associated with the grid points on the plane have been tested (step 1912), and if not, the step is repeated for each remaining grid point. A collision detection routine is performed for each pair of adjacent teeth in the patient's mouth at each treatment step.

本システムは、さらに「映画」機能を組み込み得、ユーザは、任意の点で、最初の状態から目標の位置への移動の動画を示すために、「映画」機能を使用する。これは、全体のコンポーネントの移動を治療プロセスにわたって視覚化するのに有用である。   The system may further incorporate a “movie” function, where the user uses the “movie” function to show a moving movie from the initial state to the target location at any point. This is useful for visualizing the movement of the entire component over the treatment process.

上記のように、コンポーネント識別のための一つの適切なユーザインターフェースは、3次元双方向グラフィカルユーザインターフェース(GUI)である。3次元GUIは、コンポーネントの操作器にさらに有利である。このようなインターフェースは、専門の治療またはユーザに、即時で、かつ、目に見える、デジタルモデルコンポーネントとの相互作用を提供する。3次元GUIは、コンピュータに指示して特定のセグメントを操作するためのただ一つの低レベルコマンドを許容するという利点をインターフェースに提供する。言い換えれば、操作のために適合されるGUIは、インターフェースよりも多くの点でより良好であり、指令、例えば、「このコンポーネントを0.1mmだけ右に並進させる」等を受け入れる。このような低レベルのコマンドは、微細なチューニングに有用である。しかし、それらが、単独のインターフェアであった場合には、コンポーネント操作のプロセスは、退屈で、時間を消費する相互作用になる。   As described above, one suitable user interface for component identification is a three-dimensional interactive graphical user interface (GUI). The three-dimensional GUI is further advantageous for component operators. Such an interface provides a professional treatment or user with immediate and visible interaction with digital model components. The 3D GUI provides the interface with the advantage of allowing only one low level command to instruct the computer to manipulate a particular segment. In other words, the GUI adapted for operation is better in many respects than the interface and accepts commands such as “translate this component to the right by 0.1 mm”. Such low-level commands are useful for fine tuning. However, if they were a single interface, the component manipulation process would be tedious and time consuming interaction.

操作プロセスの前および操作プロセスの間、一つ以上の歯のコンポーネントは、歯根のテンプレートモデルによって増加され得る。根のテンプレートで増加された歯のモデルの操作は、例えば、ガムラインの下が強く当たることが関与する状況において、有用である。これらのテンプレートモデルは、例えば、デジタル化されたの患者の歯にx線表示を含む。   Prior to and during the manipulation process, one or more dental components may be augmented by a root template model. Manipulating tooth models augmented with root templates is useful, for example, in situations involving striking under the gum line. These template models include, for example, x-ray representations on digitized patient teeth.

ソフトウェアは、さらに、テキストおよび/または器具の配列数を含み得るデータセットに注釈を付加すること許容する。注釈は、中断されたテキスト(すなわち、それは、3−Dジオメトリである)として加えられ、その結果、それは、印刷された正のモデル上に現れる。注釈が、再配置器具によって覆われる口の一部上に配置され得るが、歯の動きにとって重要ではなく、注釈は送達された再配置器具(単数または複数)上に現れ得る。   The software further allows for annotating data sets that may include text and / or instrument sequence numbers. The annotation is added as interrupted text (ie it is a 3-D geometry) so that it appears on the printed positive model. The annotation may be placed on the part of the mouth covered by the repositioning device, but is not important for tooth movement, and the annotation may appear on the delivered repositioning device (s).

上記のコンポーネント識別およびコンポーネント操作のソフトウェアは、オペレーターの熟練レベルと同一基準の洗練で動作するように設計される。例えば、コンポーネント操作ソフトウェアは、歯科矯正の練習を行うことなく、歯の許可された操作および禁じられた操作に関するフィードバックを提供することによって、コンピューターオペレーターを助力することができる。一方で、歯科矯正医は、口腔内の生理学および歯の移動の動力学に優れたスキルを有し、コンポーネント識別および操作のソフトウェアをツールとして簡単に使用し、アドバイスを無能にし、またはさもなければ、無視することができる。   The above component identification and component manipulation software is designed to operate with the same standards of refinement as the operator's skill level. For example, component operation software can assist a computer operator by providing feedback on permitted and forbidden operations of teeth without performing orthodontic practice. On the other hand, orthodontists have excellent skills in oral physiology and tooth movement dynamics, easily use component identification and manipulation software as a tool, disable advice, or otherwise Can be ignored.

図10は、データ処理システム500を単純化したブロック図である。データ処理システム500は、通常、多数の周辺デバイスとバスサブシステム504を介して通信する少なくとも一つのプロセッサ502を含む。これらの周辺デバイスは、通常、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)、一セットのユーザインターフェースおよび出力デバイス518、および外部ネットワーク516へのインターフェース(公けのスイッチングされた電話ネットワークを含む)を含む。このインターフェースは、概略的に「Modems and Network Interface」ブロック516として示され、他のデータ処理システム内の対応するインターフェースデバイスに通信ネットワークインターフェース524を介して結合される。データ処理システム500は、端末のまたはローエンドのパーソナルコンピュータまたはハイエンドのパーソナルコンピュータ、ワークステーションまたはメインフレームを含み得る
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。
FIG. 10 is a simplified block diagram of the data processing system 500. Data processing system 500 typically includes at least one processor 502 that communicates with a number of peripheral devices via bus subsystem 504. These peripheral devices typically include a storage subsystem 506 (memory subsystem 508 and file storage subsystem 514), a set of user interfaces and output devices 518, and an interface to an external network 516 (a public switched telephone). Network). This interface is shown schematically as a “Modems and Network Interface” block 516 and is coupled via a communication network interface 524 to corresponding interface devices in other data processing systems. Data processing system 500 may include a terminal or low-end personal computer or high-end personal computer, workstation or mainframe. The user interface input device typically includes a keyboard and may further include a pointing device and a scanner. The pointing device can be an indirect pointing device such as a mouse, trackball, touchpad, or graphics tablet, or a direct pointing device such as a touch screen embedded in a display. Other types of user input devices such as voice recognition systems can be used.

ユーザインターフェース出力デバイスは、プリンターおよびディスプレイサブシステムを含み得、これは、ディスプレイコントローラーおよびコントローラに結合されたディスプレイデバイスを含む。ディスプレイデバイスは、カソードレイチューブ(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、または投射デバイス等のフラットパネルデバイスであり得る。ディスプレイサブシステムは、さらに、音声出力等のノンビジュアルディスプレイを提供し得る
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。
The user interface output device may include a printer and a display subsystem, which includes a display controller and a display device coupled to the controller. The display device can be a flat panel device such as a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display (LCD), or a projection device. The display subsystem may further provide a non-visual display such as audio output. The storage subsystem 506 maintains the basic programming and data organization that provides the functionality of the present invention. The software modules described above are typically stored in the storage subsystem 506. Storage subsystem 506 typically includes a memory subsystem 508 and a file storage subsystem 514.

メモリサブシステム508は、通常、プログラム実行の間に指示およびデータを格納するための主要なランダムアクセスメモリ(RAM)510および固定された指示が格納されたリードオンリーメモリ(ROM)512を含む複数のメモリを含む。マッキントッシュ−コンパティブルパーソナルコンピュータの場合、ROMは操作システムの部分を含み、IBM−コンパティブルパーソナルコンピュータの場合、これはBIOS(basic
input/output system)を含む。
The memory subsystem 508 typically includes a plurality of main random access memory (RAM) 510 for storing instructions and data during program execution and a read only memory (ROM) 512 in which fixed instructions are stored. Includes memory. In the case of a Macintosh-compatible personal computer, the ROM includes a part of the operating system, and in the case of an IBM-compatible personal computer, this is the BIOS (basic
input / output system).

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持続性(不揮発性)ストレージを提供し、通常、少なくとも一つのディスクドライブおよび少なくとも一つのフロッピー(登録商標)ディスクドライブ(除去可能なメディアに関連する)を含む。さらに、CD−ROMドライブ、光学ドライブ(全て取り外し可能なメディアに関連する)等の他のデバイスでもよい。加えて、システムは、取り外し可能なメディアカートリッジを有する種類のドライブを含み得る。取り外し可能なメディアカートリッジは、例えば、Iomegaによって売買されているもの等のハードディスクカートリッジであり得る。一つ以上のドライバが、局所領域ネットワーク上のサーバ内またはInternetのワールドワイドウェブ上のサイト等の離れた箇所に配置され得る。   The file storage subsystem 514 provides persistent (non-volatile) storage for program and data files, typically associated with at least one disk drive and at least one floppy disk drive (removable media associated) Included). In addition, other devices such as CD-ROM drives, optical drives (all associated with removable media) may be used. In addition, the system may include a type of drive having a removable media cartridge. The removable media cartridge can be, for example, a hard disk cartridge such as that sold by Imega. One or more drivers may be located in a remote location, such as a server on a local area network or a site on the Internet's World Wide Web.

この文脈において、用語「バスサブシステム」は、一般に、任意のメカニズムを含み、種々のコンポーネントおよびサブシステムに互いに意図されながら通信させるように用いられる。入力デバイスおよびディスプレイを除いて、他のコンポーネントは、同一の物理的配置である必要はない。したがって、例えば、ファイル格納システムの部分は、電話線を含む種々のローカルエリアまたはワイドアリアネットワークメディアを介して結合され得る。同様に、入力デバイスおよびディスプレイは、プロセッサと同一の位置にある必要はないが、本発明は、コンPCSおよびワークステーションのテキストにおいて、頻繁に実行されることが予想される。   In this context, the term “bus subsystem” is generally used to include various mechanisms and to allow various components and subsystems to communicate with each other as intended. Other than the input device and the display, the other components need not be in the same physical arrangement. Thus, for example, portions of the file storage system can be coupled via various local area or wide area network media including telephone lines. Similarly, the input device and display need not be co-located with the processor, but it is expected that the present invention will be performed frequently in the ConPCS and workstation text.

バスサブシステム504は、単一のバスとして概略的に示されるが、通常のシステムは、ローカルバス等の複数のバスおよび一つ以上の拡張バス(例えば、ADB、SCSI、ISA、EISA、MCA、NuBus、またはPCI)、並びに、シリアルまたはパラレルポートを有する。ネットワーク接続は、通常、これらの拡張バスの一つまたはシリアルポート上のモデムのネットワークアダプター等のデバイスを介して確立される。クライアントコンピュータは、デスクトップシステムまたはポータブルシステムであり得る。   Although the bus subsystem 504 is shown schematically as a single bus, a typical system is a multiple bus such as a local bus and one or more expansion buses (eg, ADB, SCSI, ISA, EISA, MCA, NuBus, or PCI), and a serial or parallel port. The network connection is usually established via a device such as one of these expansion buses or a modem network adapter on a serial port. The client computer can be a desktop system or a portable system.

スキャナ520は、患者からまたは歯科矯正医から取得された患者の歯の鋳型をスキャニングし、スキャンされたデジタルデータセット情報をデータ処理システム500にさらなる処理のために提供する責任を負う。分配された環境において、スキャナ520は、離れた位置に配置され、スキャンされたデジタルデータセット情報をデータ処理システム500にネットワークインターフェース524を介して通信し得る。   The scanner 520 is responsible for scanning the patient's dental mold obtained from the patient or from an orthodontist and providing the scanned digital data set information to the data processing system 500 for further processing. In a distributed environment, the scanner 520 may be remotely located and communicate scanned digital data set information to the data processing system 500 via the network interface 524.

製造装置522は、データ処理システム500から受信された中間および最終のデータセット情報に基づいて歯科用器具を製造する。分配された環境において、製造装置522は、離れた位置に配置され、データセット情報をデータ処理システム500からネットワークインターフェース524を介して受信し得る。   The manufacturing device 522 manufactures dental instruments based on the intermediate and final data set information received from the data processing system 500. In a distributed environment, the manufacturing device 522 may be remotely located and receive data set information from the data processing system 500 via the network interface 524.

図10のシステムは、一連の連続器具を、治療計画によって規定されたように生成し得る。治療計画は、歯科医または歯科矯正医その他等の治療専門家によって特定され得る。図11〜16は、歯の移動計画システムを用いた例示的な治療特定化を示す。図11は、601、602、604、606、610、612、614、616、614、616、618、620、622、624および625でナンバリングされた14の歯のセットを例示的に示す。図11の例において、歯601、602、604は、図の左側の方に移動するかまたは拡張する必要があるが、一方で、歯606、608、610および612は、曲線状に左の方に拡張移動する必要がある。これに対して、歯614、616および618は、図の右側に、曲線状に拡張して移動する必要があり、歯618、620、622、624および625は、右に移動される必要がある。図11に例示された規定の終了した結果、歯は、拡張パターン内で移動される。   The system of FIG. 10 may generate a series of continuous instruments as defined by the treatment plan. The treatment plan may be specified by a treatment professional such as a dentist or orthodontist. FIGS. 11-16 illustrate an exemplary treatment specification using a tooth movement planning system. FIG. 11 exemplarily shows a set of 14 teeth numbered 601, 602, 604, 606, 610, 612, 614, 616, 614, 616, 618, 620, 622, 624 and 625. In the example of FIG. 11, teeth 601, 602, 604 need to move or expand toward the left side of the figure, while teeth 606, 608, 610 and 612 are curvilinearly toward the left Need to move extended. In contrast, the teeth 614, 616 and 618 need to be moved in a curvilinear manner on the right side of the figure and the teeth 618, 620, 622, 624 and 625 need to be moved to the right. . As a result of the end of the definition illustrated in FIG. 11, the teeth are moved within the expansion pattern.

ここで、図12に戻ると、2次元アレイ上に特定されたように、図11の移動の図表の例示が示されている。図12において、最上位の列は、歯の身元を識別し、左の行番号は、各歯に対するステージ配列を示す。この場合、各ステージは約2週間を要し、持続時間が増加されまたは減少され得る。図12の例において、歯601は、ステージ1〜10間に移動される。同様に、歯602、604、606は、ステージ1〜10間に移動される。ステージ10〜20において、歯608は、移動される。さらに、ステージ20〜30において、歯610〜616が移動される。歯618は、ステージ10〜20間に移動される。また、歯620、622、624および625は、ステージ1〜10内に移動される。2次元アレイによって特定されたように正味の結果は、拡張移動パターンである。   Returning now to FIG. 12, an illustration of the movement diagram of FIG. 11 is shown as specified on the two-dimensional array. In FIG. 12, the top row identifies the identity of the tooth, and the left row number indicates the stage arrangement for each tooth. In this case, each stage takes about 2 weeks and the duration can be increased or decreased. In the example of FIG. 12, the tooth 601 is moved between the stages 1-10. Similarly, teeth 602, 604, 606 are moved between stages 1-10. In stages 10-20, teeth 608 are moved. Further, the teeth 610 to 616 are moved on the stages 20 to 30. Teeth 618 are moved between stages 10-20. Also, teeth 620, 622, 624 and 625 are moved into stages 1-10. The net result is an extended movement pattern as specified by the two-dimensional array.

図13〜16は、例示的拡張移動パターンを示しているが、他のパターンが、同様に2次元アレイを用いて特定され得る。これらのパターンは、移動のライブラリーに組み込まれ得る。患者の歯の所与の最初の位置および最終の集められた位置に対して、システムは、各歯のステージ位置を選択された移動によって見出すことによってin−betweenステージを生成する。図13〜16は、例示的移動パターン、すなわち、X型移動、A型移動、V型移動、およびXX型移動その他を示す。これらの例示の移動パターンは、次に議論される。   13-16 illustrate exemplary extended movement patterns, other patterns can be identified using a two-dimensional array as well. These patterns can be incorporated into a library of migrations. For a given initial position and final collected position of the patient's teeth, the system generates an in-between stage by finding the stage position of each tooth by the selected movement. FIGS. 13-16 illustrate exemplary movement patterns: X-type movement, A-type movement, V-type movement, and XX-type movement and others. These exemplary movement patterns are discussed next.

例示のX型移動は、図13に示されている。また、X型移動は、「全て等しい移動」として知られている。この移動では、所与の群内の全ての歯が同時に移動している。歯の経路は開始のフレームを分割することによって決定される。フレームは、歯を半分のフレームに含み、再帰的に中間経路を各半分に決定する。各フラーム内の移動する距離が所与の基準を満足する場合に再帰が停止する。移動がなされると、システムは、歯の移動を、各フレームが一つ以上の距離拘束を超えないように調整する。   An exemplary X movement is shown in FIG. X-type movement is also known as “all equal movement”. In this movement, all teeth in a given group are moving simultaneously. The tooth path is determined by dividing the starting frame. The frame includes teeth in half frames and recursively determines intermediate paths in each half. Recursion stops when the distance traveled within each frame meets a given criterion. As the movement is made, the system adjusts the tooth movement so that each frame does not exceed one or more distance constraints.

次に、A型移動が議論される。このタイプの移動では、前方の歯が最初に移動し、後方の歯がそれに続く。移動は、前方の歯が隣の前方に移動するのでAの字に類似する。各歯において、隣の歯は、現在の歯が現在の歯の目標の位置に対してに到達した場合に移動を開始する。A型移動の図が図14に示される。   Next, type A movement is discussed. In this type of movement, the front teeth move first, followed by the back teeth. The movement is similar to the letter A because the front tooth moves to the next front. In each tooth, the adjacent tooth starts moving when the current tooth reaches the target position of the current tooth. A diagram of A-type movement is shown in FIG.

V型移動が図15に示される。概念的に、V型移動は、A型移動の逆である。後ろ側の歯が最初に移動し、次いで、隣の前方の歯が続く。一つの実行において、逆A移動が後方の歯に対してなされるが、前方の歯は、X型移動を通過する。   V-shaped movement is shown in FIG. Conceptually, V-type movement is the opposite of A-type movement. The back teeth move first, followed by the next front teeth. In one implementation, a reverse A movement is made to the rear teeth, but the front teeth pass through the X-type movement.

図16はXX型移動を示しており、全2つで等しい移動を含む。後方の歯が全て等しい移動(X型)を最初に実行し、前方の歯が、すべて等しい移動を通過する。   FIG. 16 shows XX type movements, including two equal movements. The rear teeth all perform the same movement (type X) first, and the front teeth all pass the same movement.

様々な代替、修飾、および等価が上記コンポーネントの代わりに用いられ得る。歯の最終位置は、コンピュータ支援の技術を用いて決定され得、ユーザは、独立して一つ以上の歯を、規定の制限を満足しながら操作することにより、歯を最終位置に移動し得る。   Various alternatives, modifications, and equivalents may be used in place of the above components. The final position of the tooth can be determined using computer-aided techniques, and the user can move the tooth to the final position independently by manipulating one or more teeth while satisfying prescribed limits. .

加えて、本明細書に記載された技術は、ハードウェアまたはソフトウェア、またはこの2つの組み合わせに援用され得る。技術は、それぞれが、プロセッサ、プロセッサによって読み込み可能な格納メディア(揮発性または不揮発性メモリおよび/または格納素子を含む)、および適切な入力および出力デバイスを含むプログラム可能なコンピュータ上で実行するコンピュータプログラムに援用され得る。プログラムコードは、記載された機能を実行し、出力情報を生成するために入力デバイスを用いて入力されたデータに適用される。出力情報は、一つ以上の出力デバイスに適用される。   In addition, the techniques described herein may be incorporated into hardware or software, or a combination of the two. The technology is a computer program that runs on a programmable computer, each including a processor, storage media readable by the processor (including volatile or non-volatile memory and / or storage elements), and appropriate input and output devices. Can be incorporated into. The program code is applied to data entered using an input device to perform the functions described and generate output information. The output information is applied to one or more output devices.

各プログラムは、高レベルの手続き上のまたは、オブジェクトに配向されたプログラミング言語で実行され、コンピュータシステムに関連して動作し得る。しかしながら、望みの場合、プログラムはアセンブリまたはマシン言語で実行され得る。ある場合には、言語は、編集され、または翻訳処理された言語であり得る。   Each program may be executed in a high-level procedural or object-oriented programming language and operate in conjunction with a computer system. However, if desired, the program can be executed in assembly or machine language. In some cases, the language may be an edited or translated language.

このようなそれぞれのコンピュータプログラムは、格納媒体またはデバイスがコンピュータによって読み取られて記載した手順を実施する場合、コンピュータを構成しそして操作するための一般目的または特別目的のプログラマブルコンピュータによって読み取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、または磁気ディスク)に格納され得る。このシステムはまた、コンピュータプログラムとともに構成されたコンピュータ読み取り可能記録媒体としてインプリメントされ得る。ここで、格納媒体は上記のように構成されているので、コンピュータは特定の様式および所定の様式で動作することができる。   Each such computer program is a storage medium readable by a general purpose or special purpose programmable computer for configuring and operating the computer when the storage medium or device is read by a computer and performs the procedures described. Or it can be stored on a device (eg, CD-ROM, hard disk, or magnetic disk). The system can also be implemented as a computer readable recording medium configured with a computer program. Here, since the storage medium is configured as described above, the computer can operate in a specific manner and a predetermined manner.

本発明は、特定の実施形態について説明されてきた。他の実施形態は特許請求の範囲内に入る。例えば、上記の3次元スキャニング法を用いて、歯のキャスティングおよび整列器を形成する材料の材料特性(例えば、収縮性および膨張性)を解析し得る。さらに、上記の3Dの歯モデルおよびグラフィカルインターフェイスは、従来のブレスまたは他の従来の歯科矯正器具で患者を処置する臨床医を支援するために用いられ得る。この場合、歯に付与される制約は、それに応じて変更される。さらに、歯のモデルは、対応する患者および処置する臨床医による制限されたアクセスのためのハイパーテキストトランスファープロトコル(http)ウェブサイトに提示され得る。   The present invention has been described with respect to particular embodiments. Other embodiments are within the scope of the claims. For example, the three-dimensional scanning method described above can be used to analyze the material properties (eg, contractility and expandability) of the materials forming the tooth casting and aligner. Further, the 3D tooth model and graphical interface described above can be used to assist clinicians treating patients with conventional braces or other conventional orthodontic appliances. In this case, the constraints imposed on the teeth are changed accordingly. In addition, the dental model may be presented on a hypertext transfer protocol (http) website for limited access by the corresponding patient and treating clinician.

さらに、本発明は本発明の実施形態を参照して示され、かつ説明されてきたが、上記および他の形式的変更および詳細の変更は、特許請求の範囲の意図および範囲を逸脱することなくなされ得ることを当業者は理解する。   Furthermore, while the invention has been shown and described with reference to embodiments of the invention, the foregoing and other formal and detailed changes may be made without departing from the spirit and scope of the claims. Those skilled in the art will understand that this can be done.

Claims (5)

歯科関連の電子商取引を実行するためのコンピュータインプリメントされた方法であって、  A computer-implemented method for performing dental-related electronic commerce comprising:
認可された要求により、インターネットを介して歯科サーバから処置専門家のコンピュータに患者に関連した歯のデータを伝送することと、  In accordance with authorized requests, transmitting dental data related to the patient from the dental server to the treatment specialist's computer via the Internet;
ブラウザを用いて該処置専門家のコンピュータに該歯の3次元コンピュータモデルを表示することと、  Displaying a three-dimensional computer model of the tooth on the treatment professional's computer using a browser;
該ブラウザを用いて該歯の該3次元コンピュータモデルを操作すること、および、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の使用を特定することを処置専門家に許可することと、  Allowing the treatment professional to manipulate the three-dimensional computer model of the tooth using the browser and to identify the use of a tooth movement pattern from a stored library of tooth movement patterns; ,
該処置専門家のコンピュータから該サーバに該コンピュータモデルを伝送することと、  Transmitting the computer model from the treatment specialist's computer to the server;
該歯の該コンピュータモデルに基づいて該患者を処置するための器具を生成することと  Generating an instrument for treating the patient based on the computer model of the tooth;
を包含する、方法。  Including the method.
前記ブラウザを用いて歯の3次元コンピュータモデルを操作することを処置専門家に許可することは、複数の歯科的ビューを表示することをさらに包含する、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein allowing a treatment professional to manipulate a three-dimensional computer model of a tooth using the browser further comprises displaying a plurality of dental views. 前記歯科的ビューは、右側頬ビュー、左側頬ビュー、後方ビュー、前方ビュー、下顎咬合ビュー、上顎咬合ビュー、オーバージェットビュー、左側遠位臼歯ビュー、左側舌ビュー、舌切歯ビュー、右側舌ビュー、右側遠位臼歯ビュー、上側顎ビュー、および下側顎ビューのうちの1つ以上を含む、請求項2に記載の方法。  The dental view includes right cheek view, left cheek view, posterior view, anterior view, mandibular occlusion view, maxillary occlusion view, overjet view, left distal molar view, left tongue view, tongue incisor view, right tongue view 3. The method of claim 2, comprising one or more of: a right distal molar view, an upper jaw view, and a lower jaw view. 前記ブラウザを用いて歯の3次元コンピュータモデルを操作することを処置専門家に許可することは、歯の位置を調節するために該歯をクリックすることをさらに包含する、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein allowing a treatment professional to manipulate a three-dimensional computer model of a tooth using the browser further comprises clicking on the tooth to adjust the position of the tooth. Method. 前記処置専門家が前記歯の位置を調節することが可能となるためのx、y、およびz軸を表示することをさらに包含する、請求項4に記載の方法。  The method of claim 4, further comprising displaying x, y, and z axes to allow the treatment professional to adjust the position of the teeth.
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