JP5188179B2 - 処方歯列矯正アクチベータ - Google Patents

Description

［発明の背景］
本発明は、ほぼ見えない歯列矯正アクチベータを作製するための改良された方法、及び改良された取り外し可能な歯列矯正治療に関する。

歯列矯正は空間を作りその空間内で歯を動かすことに関し、従来は器具、ワイヤ、及びブレースもしくは固定具として知られる何らかの形態の結紮(ligation)を用いてこれを行っていた。それは、矯正歯科医により行われる非常に労働集約的なシステムであって、ワイヤを取り替えそしてワイヤを操作するために頻繁な再アクチベーション(reactivation)が必要である。これらのブレースは接着剤／酸系を用いて歯に取り付けられるが、このような接着剤／酸系は患者によっては不快であり、また専門医にとっては時間のかかるものである。ブレースの外観及びそれらの形状は、或る種の患者、特に大人の女性にとって問題となり得る。これはまた高価でもある。

数年前、Ａｌｉｇｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙが、患者、主に大人の、コンピュータ設計の一連のトレー(tray)を使う治療を発表した。これらのトレーでは、患者の歯の原型となる印象を採得し、デジタルデータベースを使用して、歯の実際のモールド又は型(mold)を作製し、次にその型の情報を発展させて、固定されたブレースを用いずに患者の不正咬合を治療しようとする一連のトレーを作製する。このようにすることは、治療を開始するまでに長い準備期間を必要とするとともに、プラスチックトレーが歯の移動に影響を及ぼすようになるにはより長い期間が必要であるため、非常に高価で時間がかかることが分かった。多忙な大人であっても辛抱強く処方計画を注意深く守らなければならず、また矯正歯科医／製造業者にとっては、ノンコンプライアンス又はコンピュータの推定誤差により治療途中に修正を必要とするため、一連のトレーを作り直さなければならないことが多い。患者は事実上外からは分からない治療を受けることができるが、治療完了までに何年もかかる場合があり、通常は従来の治療と比べて大きな妥協を伴う。これはまた、固定ブレースを使用する場合よりも高価である。これは付け心地がより良いものであるが、依然として、アライナ(aligner)と呼ばれるトレーの性能改善のために専門医による操作を伴う。診療時間が増える代わりに、製造業者との電子メール及び電話での相談により多くの時間が費やされる。このシステムの欠点は、問題点を診断するため及びその後のアライナの作製のために用いられるプロセスにある。よって本願の主題は、処方予測（prescribed set up）モデル及び処方モデル(prescribed model)と呼ばれる改良された診断プロセスにあり、これらは、より良好に形成されたトレー、改良された成形システム、及びトレー型を形成するための改良された材料をもたらすとともに、不正咬合を矯正するための最終製品の精度の向上をもたらすである。

前歯を矯正したいと思っている患者であっても、ブレースを拒否したり、上記システムの費用を賄えない患者は何百万人もいると推定される。こうした人々の一部は、問題となる部分を美容上カバーするため歯のラミネートに救いを求めるが、これもまた高価であり、定期的に付け替えなければならない。よってシステムが、ＩｎｖｉｓＡｌｉｇｎシステムよりも低費用であり、歯へのブレースの接着を伴わない、歯並びの悪い見える歯を、外からは殆ど分からないプラスチック製アクチベータシステムを用いて、患者の要求を満たすように矯正することができるシステムを設計することが重要である。

固定治療後の治療目標に近いものとなるように歯を誘導するための、透明なプラスチックでできたトゥースポジショナー(tooth positioner)が５０年以上前に開発されている。歯列矯正におけるデジタルイメージング(digital imaging)は以前に米国特許第５，６０５，４５９号において提示されている。Ｏｒｍｃｏは、ブレースを作製するための歯のデジタル画像の操作を米国特許第５，５３３，８９５号及び他の以前の特許に記載している。

米国特許第５，３３８，１９８号及び同第５，４５２，２１９号に歯の３Ｄモデルを製造するためのレーザ走査が記載されている。デジタル操作は米国特許第５，６０７，３０５号及び同第５，５８７，９１２号に記載されている。

［発明の簡単な概要］
本出願は、より正確な情報に基づく透明なアクチベータもしくはアクチバトール(activator)を用いて咬合関係を変化させることなく歯を歯列矯正するシステムである。通常、主な悩みは、空間があるために歯列弓からはみ出したり、重なり合ったり又は重度に回転した前歯である。本システムは、その問題を予期し、歯列弓とその中の歯を診断により測定し、専門医が咬合関係に影響を与えることなくエナメル質を削り、その一方で歯列弓間の関係を改善し、それらのはみ出した歯を矯正するための経路を作り出すことのできる箇所を判定するようにする。これは、まず処方予測又は設定モデル（模型）を患者の現状と対比して処理し、処方アクチベータを製造することのできる理想的な処方モデル（模型）をデジタルで又は手作業で作製して、患者及び医師に対しより有効な結果を提供することにより行われる。

［発明の詳細な説明］
本出願では、患者が専門医を訪ねて、外から見えない歯列矯正を頼むが、自覚する健康状態及び社会的身分のために固定器具は望まない。医師は、このシステムについての情報を患者に与え、歯のデジタル口腔内スキャン及びバイトレジストレーション(bite registration)を採得し、これをＯｒｔｈｏＣＡＤ（ニュージャージー州カールシュタット（Carlstadt）所在）等のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）会社に送る。ＯｒａＭｅｔｒｉｘ（テキサス州ダラス所在）は現在デジタルスキャナを有しており、ＯｒｔｈｏＣＡＤはデジタルスキャナを２００４年末までに導入する予定である。手作業のシステムでは、医師がアルジネート(alginate)又はＰＶＳを用いた印象及びバイトレジストレーションを採得し、これをＧＡＣ ＯｒｔｈｏＷｏｒｋｓ研究所（ウィスコンシン州ラシーン所在）等の矯正歯科研究所(矯正歯科技工所orthodontic lab)に送る。この研究所では、印象から歯のプラスター又はストーンモデルを作製し、次に上顎の歯列弓及び下顎の歯列弓を位置合わせして咬合位置を調べる。

ＣＡＤ会社は、ＯｒｔｈｏＣＡＤ又はＯｒｔｈｏＳｍｉｌｅという名称で入手可能な３Ｄ仮想モデリングソフトウェアシステムにデジタルスキャンを取り込む。このＣＡＤシステムは、デジタル３Ｄモデルを作製し、レジストレーション(registration)に基づいて歯列弓を位置合わせする。

次に、デジタル実施形態において、測定を行い、歯列弓の幅にずれがあるか、及び、いずれかの歯の幅が遺伝子による奇形のために異常に広いかを発見する。また、位置異常の歯を歯列弓にはめ込むために必要な歯列弓長を計算し、次に必要な空間をデジタルで計算する。

次の工程は、歯の健康を保ち空間を作り出すために、どの歯がどの程度エナメル質を削除すなわち削る(reduction)のに最も適しているかを計算することである。次に、経路解析を行う。歯はデジタルで理想の位置へ変形（モーフィング、morphed）され、障害について経路解析が判定される。歯を動かすための経路が空いていなければ不正咬合を矯正することはできない。従来の歯列矯正では、臼歯の遠心移動及び回転によりこれを支援することができたが、審美治療ではそれは不可能である。ＯｒｔｈｏＣＡＤプログラムは、既に歯の移動を行うことができるが、経路解析は含まれていない。本出願人はこれを、生物医学研究における再設計ソフトウェアにおいて現在用いられている経路解析に基づいてＯｒｔｈｏＣＡＤとともに共同開発する。障害が認められたら、その障害を除去するために必要な空間量を測定する。この解析を歯列弓の解析とともに用いて、最も重度な奇形歯のエナメル質を削り、理想的な経路作製のための空間を作り出す。エナメル質の削除は、ＧＡＣから入手可能な、非常に正確で医師及び患者にとって安全なＩｎｔｅｎｓｉｖ電気鋸を用いて行われることが理想的である。

予測される削り量がプログラム化されて仮想(virtual)の原型となる歯列弓及び理想的な歯列弓になると、それらは処方歯列弓(prescribed arch)及び理想的な処方歯列弓となる。理想的な処方歯列弓が得られたら、その情報を、Ｇｌｅｎｒｏｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（フロリダ州ブレーデントン所在）の、歯列矯正用に適合された高速プロトタイプ機にダウンロードすることができる。これにより、ＧＡＣから入手可能なＤｒｕｆｕｍａｔ等の熱真空装置を用いたプラスチックトレーの形成に用いることができる実際の処方モデルが作製される。この装置では、３つの気圧及び熱雰囲気を用いて、最も競争力のある機器よりも一層正確にプラスチック品を形成することができ、しかもＧｒｅａｔ ＬａｋｅｓのＢｉｏＳｔａｒ（ニューヨーク州バッファロー所在）等の他の機器と比べで比較的安価である。ただし、ＢｉｏＳｔａｒを用いることもできる。

処方モデル(prescribed model)を用いて、最初のトレーが形成され専門医である顧客に送られる。その際、使用したデジタル解析、エナメル質削除のための処方、並びに仮想の現在のモデル、処方モデル、及び理想的な処方モデルも一緒に送られ、患者の健康状態による未知の変更のため、又は専門医によりなされる承認のために供される。すると専門医は、次いでＩｎｔｅｎｓｉｖ型のシステムを用いてエナメル質を処方通りに削除し、作り出した空間を保つために最初の処方トレーを挿入する。

承認されると又は変更が行われ承認されると、歯群を処方モデルから理想的な処方モデルへ導く一連のプラスチック製アクチベータが作製される。推奨されるプラスチック製品はＧＡＣ製のＤｕｒａＴｒａｙであり、これは端から中央に向かって厚みが増し、その結果プラスチック製品が加熱されてスランプ(slump)しても、その元の標準寸法をより良く保ち、その耐久性を高め、トレー当たりの歯のアクチベーションをより多くするものである。

中間的工程を調整することができる経路解析プログラムにより、材料の制限及び動かすべき距離に基づいてアクチベータの個数及び摩耗(wear)期間を判定する。これは、専門医により送られた指定使用日及び患者のＩＤ番号が記された、折れやすいように取り付けられたタブに刻印することができる。専門医は、アクチベータセットを受け取り、その後、治療プログラムを患者に説明する。あらゆる変更がプログラムに組み込まれており、高品質プラスチックはその耐久性がより高く、またより有効であることから、アライナに対してアクチベータの量がほぼ半分に削減され、歯科医院での修正が事実上排除され、また治療途中の修正が協力の欠如及び予期されない何らかの精神的外傷のある場合に限定されることが予期される。

専門医は、保定装置(retainer)の摩耗及び患者の衛生のみを監視すればよい。この診療時間の削減により、専門医はより多くの患者を治療することができ、より多くの患者が真の審美的矯正を、固定器具と同様の費用で利用することができる。これにより、治療途中の修正とそれにかかる余分な時間及び労力の大部分が排除される。

また、本発明によれば、既存の患者への一連の郵送が、協力するためのやる気を起こさせるメッセージ及び新規の潜在的患者を見つけるための紹介状により行われる。全ての患者をこのように治療する必要はないが、本発明は、より多くの自意識の強い患者がその外見を高めより満足のいく結果を得るための道を開く。

一般に、このプロセスは、Ｉ級又はＩＩ級Ｉ類又はそれに近い臼歯関係を有し前歯が叢生している何百万人もの大人に対応するものである。また、歯列矯正治療を若いときに既に終えており、見た目の悪い捻転歯を矯正すればよいだけの多くの患者にも本システムは有益である。本システムは、ＩＩＩ級の治療及び多くのＩＩ級ＩＩ類の不正咬合には有効でない。

本明細書中で説明する本発明の方法のフロー図である。「Ｒｘ」という用語は「処方」を意味する。

Claims (10)

1. 位置異常の歯を歯列矯正する装置の制御方法であって、
   ａ．原型となる歯の３Ｄデジタル型又は雄型(positive mold)の作製に用いる患者の歯の印象又はスキャンを行う工程、
   ｂ．前記型／印象／スキャンを研究所に送る工程、ここで該研究所は歯及び各歯列弓の全幅を測定し、歯及び歯列弓の不規則さ及びサイズ分布を計算する、
   ｃ．経路障害箇所判定手段が、エナメル質の削除により解消される、歯を動かすための経路障害がある箇所を判定する工程、
   ｄ．削除歯判定手段が、障害をなくすために各歯列弓の中でどの歯が削除に理想的な歯であるかを判定する工程、
   ｅ．提案された削除を工程ｄで判定された処方歯からデジタルで又は物理的に削除するとともに、処方モデル及びトレーを作製する工程、
   ｆ．歯の配置を判定するためのＣＡＤ又は手動システムを備える歯の配置判定手段が、該ＣＡＤ又は手動システムにより処方歯列弓の望ましい歯の配置を判定する工程、および
   ｇ．理想的な最終処方モデル及び少なくとも１つの処方経過モデルを作製する工程、
   を含むことを特徴とする制御方法。
2. 印象をデジタルスキャンして、３Ｄモデリング機器による物理モデルの作製に用いられるデジタルモデルを作製することを含む請求項１に記載の制御方法。
3. ＣＡＤシステムが前記デジタルスキャンを取り込み、経路障害がある箇所を判定するとともに、デジタルキャリパス及び歯解析ソフトウェアを用いて該障害をなくし、前記削除を前記処方歯に投影するための理想的な方法を計算する請求項１に記載の制御方法。
4. 前記システムがＢｏｌｔｏｎ歯解析又はＭｉｃｈｉｇａｎ歯解析を用いる請求項３に記載の制御方法。
5. 前記デジタルスキャンされた原型となる処方モデル、及び少ない計算値を有する前記デジタルスキャンされた理想的な処方モデルを用いて、矯正全体に影響を与える上でのプラスチックの疲労を克服するための中間矯正装置を作製する請求項１に記載の制御方法。
6. デジタルモデルを記憶及び共有することによって該デジタル歯科モデルの評価を容易にする工程をさらに含む請求項１に記載の制御方法。
7. 記憶のためのデジタル保管(archival)サービスを提供するとともに、矯正した処方患者の将来の照会のための、安全なサイトから利用可能な物理的モデル又はデジタルモデルを保管(archive)する工程をさらに含む請求項１に記載の制御方法。
8. 認証された場合にのみ任意の治療パラメータにアクセスできるような、物理解析又はデジタル解析の結果を転送するための安全なシステムを作製する工程をさらに含む請求項１に記載の制御方法。
9. 工程ｂにおいてデジタルキャリパスを用いて歯を測定する請求項１に記載の制御方法。
10. デジタル歯列弓調整を使用してエナメル質の削除を決定する請求項４に記載の制御方法。

Images