JP5557533B2 - 作製支援装置、作製支援方法、及び作製支援プログラム - Google Patents

Description

本発明は、歯科用補綴物の作製を支援する新規な作製支援装置に関する。
また、本発明は、この作製支援装置における新規な作製支援方法に関する。
また、本発明は、この作製支援装置を構成するコンピュータに実行させる新規な作製支援プログラムに関する。

従来、インレー、クラウン、ブリッジ等の歯科用補綴物を作製する方法としては、金属材料をいわゆるロストワックス鋳造法により鋳造することにより作製する方法や、耐火模型上にセラミックス材料を築盛した後に真空電気炉等により焼成することにより作製する方法等が知られている。

しかしながら、このような従来のロストワックス鋳造法や、焼成する方法等により歯科用補綴物を作製する場合には、多くの工程を歯科技工士が手作業により行うこととなる。この作業は、細かく、煩雑なものなので、手間がかかるとともに、時間がかかるという問題がある。また、作業を行う歯科技工士の熟練度によって作成される歯科用補綴物の品質が異なってしまうという問題があった。

これに対して、近年では、歯科用補綴物の三次元形状データを作成し、当該三次元形状データに基づいて切削加工機等の加工機により歯科用補綴物を作製する歯科用のＣＡＤ／ＣＡＭ（Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing）システムが開発されており、安定した品質の歯科用補綴物を効率よく作製することが可能になってきている。

このような歯科用補綴物の作製支援を行うＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいては、支台歯と、歯科用補綴物との境界線（マージンライン）をどのように設定するかが、重要である。マージンラインを設定する場合には、まず、歯科用補綴物を適用する支台歯を含む石膏模型を作製しておく。次いで、石膏模型からマージン部分が明確にされた三次元形状計測用の模型を作製する。すなわち、マージン部分には歯肉内にあることが多いので、石膏模型から歯肉に相当する余分な部分を削除することにより、マージン部分を明確にした三次元形状計測用の模型を作製する。

そして、計測用の模型から三次元形状データを取得して、三次元形状データを利用してマージンラインを設定することが行われる。マージンラインを設定する方法としては、三次元形状データを用いて最大外形部をマージン部分としたり、外郭線の最大変曲点をマージン部分としたり（例えば、特許文献１参照）、歯牙を照明することにより生ずる陰影を利用してマージン部分としたりする（例えば、特許文献２参照）方法が知られている。

このようなマージンラインの設定においは、三次元形状データによって一律に決定されるので、歯科医師が適切な形状の支台歯を形成することができていない場合や、歯科技工士が模型を形成する際に、必要な部分を削除してしまった場合等には、マージンラインが適切に設定できない虞がある。

これに対して、ＣＡＤのオペレータが自由にマージンラインを設定できる技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。この技術によると、歯等の原型体の縦断面図を画面上に表示させ、オペレータが当該断面図上においてマージン部を指定するということを、原型体の複数の縦断面図において行い、それらをつなぎ合わせることによりマージンラインを設定している。

しかしながら、上述したように、ＣＡＤのオペレータが自由にマージンラインを設定できる技術においては、オペレータが各断面図を見つつ、適切なマージン部分を設定するといった作業を、複数回（例えば、３６回）繰り返す必要があり、オペレータの手間と時間がかかるという問題が生じる。また、各断面図においてマージン部分を設定する際には、マウス等の入力装置により正確にマージン部分を示す必要があり、繊細な作業が必要であり、オペレータの技量が必要となり、負荷がかかる問題が生じる。

このため、容易に適切なマージンラインを設定できる技術が報告されている（例えば、特許文献４参照）。すなわち、歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶するＲＡＭと、模型における基準軸を含む面において、接点を規定する線についての当該基準軸に対する角度の指定を受け付ける受付部と、三次元形状データに基づいて、模型における基準軸を含む面において、当該基準軸に対して指定された角度をなす線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出部と、接点の座標に基づいて、模型におけるマージンラインの三次元位置情報を決定するマージンライン決定部とを有するように構成する作製支援装置である。

特開平５−２６９１４６号公報 特開２０００−１８５０６０号公報 特許第３４６０７４１号公報 特開２００７−２１５６５６号公報

一方、コーピングの作製に当たって、強度を保ちつつ、審美的な効果を向上させるためには、手作業にて唇側を非常に神経質に厚み調整する必要がある。しかし、ジルコニア材料などでは、手作業で均質な厚みに研磨することはほぼ不可能である。
また、上述した従来の作製支援装置を使用する場合、製造することが困難であるという問題がある。

そのため、このような課題を解決する、新規な作製支援装置、作製支援方法、及び作製支援プログラムの開発が望まれている。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、歯科用補綴物の作製を支援する新規な作製支援装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、この作製支援装置における新規な作製支援方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、この作製支援装置を構成するコンピュータに実行させる作製支援プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の作製支援装置は、歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶する形状データ記憶手段と、前記三次元形状データに基づいて、前記模型における所定の基準軸を含む面において、所定の線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出手段と、前記接点の三次元位置情報に基づいて、前記支台歯の模型におけるマージンラインを作成し、さらに、唇側に存在する前記マージンラインの一部を、前記模型上を所定の高さ移動して三次元位置情報を決定するマージンライン決定手段と、を有するものである。

本発明の作製支援方法は、歯科用補綴物の作製を支援する作製支援装置における作製支援方法であって、前記作製支援装置は、歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶する形状データ記憶手段を有しており、前記三次元形状データに基づいて、前記模型における所定の基準軸を含む面において、所定の線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出ステップと、前記接点の三次元位置情報に基づいて、前記支台歯の模型におけるマージンラインを作成し、さらに、唇側に存在する前記マージンラインの一部を、前記模型上を所定の高さ移動して三次元位置情報を決定するマージンライン決定ステップと、を有する方法である。

本発明の作製支援プログラムは、歯科用補綴物の作製を支援する作製支援装置を構成するコンピュータに実行させるための作製支援プログラムであって、前記作製支援装置は、歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶する形状データ記憶手段を有しており、前記コンピュータを、前記三次元形状データに基づいて、前記模型における所定の基準軸を含む面において、所定の線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出手段と、前記接点の三次元位置情報に基づいて、前記支台歯の模型におけるマージンラインを作成し、さらに、唇側に存在する前記マージンラインの一部を、前記模型上を所定の高さ移動して三次元位置情報を決定するマージンライン決定手段として機能させるプログラムである。

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。

本発明の作製支援装置は、歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶する形状データ記憶手段と、前記三次元形状データに基づいて、前記模型における所定の基準軸を含む面において、所定の線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出手段と、前記接点の三次元位置情報に基づいて、前記支台歯の模型におけるマージンラインを作成し、さらに、唇側に存在する前記マージンラインの一部を、前記模型上を所定の高さ移動して三次元位置情報を決定するマージンライン決定手段と、を有するので、新規な作製支援装置を提供することができる。

本発明の作製支援方法は、歯科用補綴物の作製を支援する作製支援装置における作製支援方法であって、前記作製支援装置は、歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶する形状データ記憶手段を有しており、前記三次元形状データに基づいて、前記模型における所定の基準軸を含む面において、所定の線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出ステップと、前記接点の三次元位置情報に基づいて、前記支台歯の模型におけるマージンラインを作成し、さらに、唇側に存在する前記マージンラインの一部を、前記模型上を所定の高さ移動して三次元位置情報を決定するマージンライン決定ステップと、を有するので、新規な作製支援方法を提供することができる。

本発明の作製支援プログラムは、歯科用補綴物の作製を支援する作製支援装置を構成するコンピュータに実行させるための作製支援プログラムであって、前記作製支援装置は、歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶する形状データ記憶手段を有しており、前記コンピュータを、前記三次元形状データに基づいて、前記模型における所定の基準軸を含む面において、所定の線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出手段と、前記接点の三次元位置情報に基づいて、前記支台歯の模型におけるマージンラインを作成し、さらに、唇側に存在する前記マージンラインの一部を、前記模型上を所定の高さ移動して三次元位置情報を決定するマージンライン決定手段として機能させるので、新規な作製支援プログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る歯科用補綴物作製システムの構成図である。 本発明の一実施形態に係る支台歯模型における基準軸を含む断面と、基準軸に垂直な面を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る作製支援装置の構成図である。 本発明の一実施形態に係るメイン処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るメインウインドウを示す図である。 本発明の一実施形態に係る表示関連処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るマージンライン作成処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るマージンライン作成ウインドウを示す図である。 本発明の一実施形態に係るマージンラインの検出範囲の指定を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るマージンラインの接点検出処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る検出されたマージンラインを説明する図である。 本発明の一実施形態に係るコーピングウインドウを示す図である。 本発明の一実施形態に係る基点位置の指定を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る基点位置の指定を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る基点、制御点等算出処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る基点、制御点等表示を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る制御点位置調整処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るマージンライン表示を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る内形作成処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る内形作成ウインドウを示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御点位置調整処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る制御点位置調整処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る外形作成処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る外形作成ウインドウを示す図である。 本発明の一実施形態に係る外形座標算出処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る外形座標算出処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る境界線位置の指定を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る外形座標算出処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るコーピングの外形形状表示を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

まず、本発明の一実施形態に係る歯科用補綴物作製システム１の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る歯科用補綴物作製システムの構成図である。歯科用補綴物作製システム１は、三次元計測装置２と、作製支援装置３と、切削加工装置４とを有する。三次元計測装置２と作製支援装置３とは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等のケーブル５により接続され、両者間でデータ送受信が可能となっている。また、作製支援装置３と切削加工装置４とは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等のケーブル６により接続され、両者間でデータ送受信が可能となっている。

なお、作製支援装置３と三次元計測装置２とをケーブル５で直接接続するようにしていたが、本発明はこれに限られず、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介して接続するようにしてもよい。また、作製支援装置３と切削加工装置４との間についても、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを介して接続するようにしてもよい。

三次元計測装置２は、支台歯模型を、例えば、レーザによって三次元計測することにより、支台歯模型の三次元形状データを作成し、当該三次元形状データを作製支援装置３に送信する。三次元計測装置２では、例えば、模型における、中心を通り、かつ支台歯の向いている方向（天然歯ならば萌出方向）にほぼ対応する軸を、測定時のＺ方向の基準軸とし、その軸に垂直な面内に、互いに垂直なＸ軸及びＹ軸をとり、これらの３軸における三次元座標を三次元形状データとして作成している。作製支援装置３は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）等によって構成されており、三次元計測装置２から送信された三次元形状データを利用し、オペレータからの指示入力に応じて、支台歯に適合する歯科用補綴物を作製するための作製用データを生成する処理を行い、生成した作製用データを切削加工装置４に送信する。切削加工装置４は、作製支援装置３から送信された作製用データに従って、例えば、セラミックス等の素材を切削して歯科用補綴物を作製する。

次に、三次元計測装置２により計測される三次元形状データについて、図２を用いて説明をする。図２（１）は、支台歯模型Ｔにおける基準軸Ｚを含む断面ＴＳの一例を示している。レーザによる計測線ＬＨは、この断面上にありまた基準軸Ｚに垂直である。複数の計測線ＬＨは、等間隔に並び、間隔は０．０５〜０．５ｍｍの範囲にある。複数の計測線ＬＨのうち、最も咬合側の計測線ＬＨの、基準軸Ｚ上の位置は、任意に設定することができる。支台歯模型Ｔの表面と計測線ＬＨの交点ＤＦから三次元形状データを作製する。レーザによる計測線ＬＩは、この断面上にありまた最も咬合側の計測線ＬＨと基準軸Ｚの交点を通る。複数の計測線ＬＩは、最も咬合側の計測線ＬＨと基準軸Ｚがなす９０°の間で等角度に位置し、９０°の間で合計５０〜２００の範囲にある。支台歯模型Ｔの表面と計測線ＬＩの交点ＤＦから三次元形状データを作製する。なお、隣り合う２つの交点ＤＦの間隔を１単位とし、この間隔の数を「αメッシュ数」とする。例えば、交点ＤＦが３つ連続するときは、αメッシュ数が２である。図２（２）は、支台歯模型Ｔにおける基準軸Ｚに垂直な面の一例を示している。複数の断面ＴＳは、基準軸Ｚの周りで等角度に位置し、合計で２００〜３６０の範囲にある。支台歯模型Ｔの表面と断面ＴＳの交わる点に交点ＤＦが存在する。なお、隣り合う２つの交点ＤＦの間隔を１単位とし、この間隔の数を「θメッシュ数」とする。例えば、交点ＤＦが３つ連続するときは、θメッシュ数が２である。

次に、作製支援装置３についてより詳細に説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る作製支援装置の構成図である。作製支援装置３は、装置本体１０と、表示装置１１と、入力装置１２とを有する。表示装置１１は、例えば、液晶ディスプレイや、ＣＲＴディスプレイ等の画像を表示する装置である。入力装置１２は、例えば、マウス、キーボード等の作製支援装置３のオペレータからの入力を受け付けるための装置である。装置本体１０において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５と、ハードディスクドライブ１６と、表示処理部１７と、入力インターフェース１８と、コンボドライブ１９と、外部インターフェース２０、２１とがバス２２を介して接続されている。

ＲＯＭ１４は、ブートプログラム等の基本プログラムを記憶する。ＲＡＭ１５は、プログラムやデータを記憶する領域として、或いは、ＣＰＵ１３による処理に使用しているデータを格納する作業領域として利用される。本実施形態では、ＲＡＭ１５は、形状データ記憶手段の一例であり、処理対象の支台歯模型の三次元形状データを記憶する。また、本実施形態では、ＲＡＭ１５は、マージンライン記憶手段の一例であり、処理によって設定されたマージンラインの三次元位置情報を記憶する。表示処理部１７は、ＣＰＵ１３の制御により、表示装置１１に画像を表示させるための表示用データを生成し、表示装置１１に出力する。

コンボドライブ１９は、複数種類の記録媒体２３からのデータ、プログラムの読み込み、記録媒体２３へのデータ等の書き込みを行う。記録媒体２３としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等がある。ハードディスクドライブ１６は、ＯＳ（オペレーティングシステム）や、各種プログラムや、各種データベースを読み出し可能に記憶する。本実施形態では、ハードディスクドライブ１６は、歯科用補綴物の作製を支援する作製支援プログラム、複数の支台歯模型の三次元形状データを記憶する。

入力インターフェース１８は、入力装置１２と接続可能であり、入力装置１２からの信号をデータとして、ＣＰＵ１３、ＲＡＭ１５に渡す。外部インターフェース２０は、外部の装置とのデータのやりとりの仲介を行う。本実施形態では、外部インターフェース２０は、ケーブル５を介して接続された三次元計測装置２との間でデータのやりとりを行う。外部インターフェース２１は、外部の装置とのデータのやりとりの仲介を行う。本実施形態では、外部インターフェース２１は、ケーブル６を介して接続された切削加工装置４との間でデータのやりとりを行う。

ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１４の基本プログラムやハードディスクドライブ１６に格納されているＯＳやプログラムをＲＡＭ１５に読み出して実行することにより各種処理を実行する。また、ＣＰＵ１３は、各部１４〜２１の動作を制御する。

本実施形態では、ＣＰＵ１３が、ハードディスクドライブ１６に格納されたＯＳ及び作製支援プログラムを実行することにより、検出範囲受付手段及び厚さ受付手段の一例としての受付部１３ａと、表示手段の一例としての表示制御部１３ｂと、接点検出手段の一例としての接点検出部１３ｃと、マージンライン決定手段の一例としてのマージンライン決定部１３ｄと、外形決定手段の一例としてのコーピング処理部１３ｅと、加工設定処理部１３ｆと、通信処理部１３ｇとが構成される。

受付部１３ａは、表示制御部１３ｂにより表示された各種ウインドウに対する、オペレータの入力装置１２を利用しての操作に応じて各種指示を受け付ける。本実施形態では、受付部１３ａは、メインウインドウ３１（図５参照）、マージンライン作成ウインドウ５１（図８参照）、コーピングウインドウ６１（図１２参照）、内形作成ウインドウ７１（図２０参照）、外形作成ウインドウ８１（図２４参照）に対する、オペレータの入力装置１２を利用しての操作に応じて各種指示を受け付ける。

表示制御部１３ｂは、メインウインドウ３１、マージンライン作成ウインドウ５１、コーピングウインドウ６１、内形作成ウインドウ７１、外形作成ウインドウ８１を表示処理部１７により表示装置１１に表示させる。例えば、表示制御部１３ｂは、ＲＡＭ１５に記憶された支台歯模型の三次元形状データに基づいて、支台歯模型の立体的な画像を表示装置１１に表示させる処理を行う。また、表示制御部１３ｂは、受付部１３ａによって受け付けられたオペレータの指示に応じて、表示させる支台歯模型の立体的な画像の表示態様を変更する。接点検出部１３ｃは、受付部１３ａにより受け付けたオペレータの指定に基づいて、基準軸Ｚを含む断面での支台歯模型の外形部分における接点を検出する。マージンライン決定部１３ｄは、接点検出部１３ｃによって検出された接点等に基づいて、マージンラインを決定する。

コーピング処理部１３ｅは、マージンラインの三次元位置データと、受付部１３ａにより受け付けたオペレータの指定とに基づいて、コーピングＣの内面ＣＩ及び外形（外面ＣＯと、端部面ＣＥ）を含む形状の三次元形状データを生成する。加工設定処理部１３ｆは、コーピングＣの形状と、受付部１３ａにより受け付けたオペレータの指定とに基づいて、コーピングＣを切削加工装置４で作製するための作製用データを生成するとともに、生成した作製用データを、通信処理部１３ｇにより切削加工装置４に送信させる。通信処理部１３ｇは、外部インターフェース２０を介して、三次元計測装置２から支台歯模型の三次元形状データを受信し、ハードディスクドライブ１６に格納する。また、通信処理部１３ｇは、外部インターフェース２１を介して、生成された作製用データを切削加工装置４に送信する。

次に、本発明の一実施形態に係る作製支援装置により実行される処理について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るメイン処理のフローチャートである。このメイン処理は、オペレータが入力装置１２によって作製支援プログラムの起動を指示した場合に開始される。メイン処理が開始されると、表示制御部１３ｂがメインウインドウ３１を、表示処理部１７によって表示装置１１に表示させ（ステップＳ１）、後述する表示関連処理（図６参照）を開始する（ステップＳ２）。次いで、受付部１３ａが、メインウインドウ３１に対して所定の作業ボタンが押下されたか否かを判定し（ステップＳ３）、押下されていない場合には、ステップＳ３を繰り返し実行する一方、押下された場合には、押下された作業ボタンに応じて処理開始する。

すなわち、受付部１３ａが、計測データ登録ボタン３２が押下されたことを検出した場合には、データ登録処理を開始する（ステップＳ４）。データ登録処理においては、表示制御部１３ｂが、処理を行う対象となる支台歯模型の三次元形状データのファイル名の指定を受け付けるウインドウを表示し、当該ウインドウに対するオペレータの入力操作を受付部１３ａが受け付ける。次いで、表示制御部１３ｂが、受付部１３ａにより受け付けられたファイル名の三次元形状データをハードディスクドライブ１６から取得して、ＲＡＭ１５に記憶させ、当該三次元形状データに基づいて、メインウインドウ３１の画像表示領域３７に当該支台歯模型の立体画像を表示させる。

また、受付部１３ａが、マージンライン作成ボタン３３が押下されたことを検出した場合には、後述するマージンライン作成処理（図７参照）を開始する（ステップＳ５）。また、受付部１３ａが、内形作成ボタン３４が押下されたことを検出した場合には、後述する内形作成処理（図１９参照）を開始する（ステップＳ６）。また、受付部１３ａが、外形作成ボタン３５が押下されたことを検出した場合には、後述する外形作成処理（図２３参照）を開始する（ステップＳ７）。

そして、いずれかの処理（ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）が開始された後に、受付部１３ａは、終了指示があったか否か、すなわち、終了ボタン４１が押下されたか否かを判定し（ステップＳ８）、終了指示があった場合には、処理を終了する一方、終了指示がない場合には、ステップＳ３からのステップを繰り返し実行する。

次に、ステップＳ１において開始されるメインウインドウ表示について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係るメインウインドウを示す図である。メインウインドウ３１には、計測データ登録ボタン３２と、マージンライン作成ボタン３３と、内形作成ボタン３４と、外形作成ボタン３５と、画像表示領域３７と、画像移動ボタン３８と、画像表示方向ボタン３９と、移動量ボタン４０と、終了ボタン４１とが表示される。

計測データ登録ボタン３２は、作製支援を行う支台歯模型の三次元画像データを当該ソフトで処理可能に登録するためのデータ登録処理の開始の指示を受け付けるボタンである。マージンライン作成ボタン３３は、マージンライン作成処理を開始する指示を受け付けるボタンである。内形作成ボタン３４は、内形作成処理を開始する指示を受け付けるボタンである。外形作成ボタン３５は、外形作成処理を開始する指示を受け付けるボタンである。画像表示領域３７は、データ登録処理により登録された支台歯模型及び当該支台歯模型に関する画像を表示する領域である。なお、同図においては、既に、処理対象の支台歯模型が登録されている場合を示しており、当該支台歯模型Ｔが立体的な画像として表示されている。

画像移動ボタン３８は、画像表示領域３７に表示されている支台歯模型Ｔの画像を移動させる指示を受け付けるボタンであり、左移動ボタン３８ａと、右移動ボタン３８ｂと、下移動ボタン３８ｃと、上移動ボタン３８ｄと、Ｘプラスボタン３８ｅと、Ｘマイナスボタン３８ｆと、Ｙプラスボタン３８ｇと、Ｙマイナスボタン３８ｈと、Ｚプラスボタン３８ｉと、Ｚマイナスボタン３８ｊとを有する。左移動ボタン３８ａは、支台歯模型の画像を左方向に移動させる指示を受け付けるボタンである。右移動ボタン３８ｂは、支台歯模型の画像を右方向に移動させる指示を受け付けるボタンである。下移動ボタン３８ｃは、支台歯模型の画像を下方向に移動させる指示を受け付けるボタンである。上移動ボタン３８ｄは、支台歯模型の画像を上方向に移動させる指示を受け付けるボタンである。

Ｘプラスボタン３８ｅは、支台歯模型の基準軸Ｚ方向からみてＸ軸プラス方向に傾ける指示を受け付けるボタンである。Ｘマイナスボタン３８ｆは、支台歯模型の基準軸Ｚ方向からみてＸ軸マイナス方向に傾ける指示を受け付けるボタンである。Ｙプラスボタン３８ｇは、支台歯模型を基準軸Ｚ方向からみてＹ軸プラス方向に傾ける指示を受け付けるボタンである。Ｙマイナスボタン３８ｈは、支台歯模型を基準軸Ｚ方向からみてＹ軸マイナス方向に傾ける指示を受け付けるボタンである。Ｚプラスボタン３８ｉは、支台歯模型の基準軸Ｚ方向咬合側からみて反時計回りに回転させる指示を受け付けるボタンである。Ｚマイナスボタン３８ｊは、支台歯模型の基準軸Ｚ方向咬合側からみて時計回りに回転させる指示を受け付けるボタンである。

画像表示方向ボタン３９は、画像表示領域３７に表示されている支台歯模型の画像の向き及びサイズに対する指示を受け付けるボタンであり、咬合側ボタン３９ａと、遠心側ボタン３９ｂと、舌側ボタン３９ｃと、唇側・頬側ボタン３９ｄと、近心側ボタン３９ｅと、底側ボタンｆと、拡大ボタン３９ｇと、縮小ボタン３９ｈとを有する。咬合側ボタン３９ａは、支台歯模型を咬合側を正面として表示させる指示を受け付けるボタンである。遠心側ボタン３９ｂは、支台歯模型を遠心側を正面として表示させる指示を受け付けるボタンである。舌側ボタン３９ｃは、支台歯模型を舌側を正面として表示させる指示を受け付けるボタンである。唇側・頬側ボタン３９ｄは、支台歯模型を唇側・頬側を正面として表示させる指示を受け付けるボタンである。近心側ボタン３９ｅは、支台歯模型を近心側を正面として表示させる指示を受け付けるボタンである。底側ボタン３９ｆは、支台歯模型を基準軸Ｚ方向下から表示させる指示を受け付けるボタンである。拡大ボタン３９ｇは、支台歯模型を拡大して表示させる指示を受け付けるボタンである。縮小ボタン３９ｈは、支台歯模型を縮小して表示させる指示を受け付けるボタンである。

移動量ボタン４０は、画像移動ボタン３８及び画像表示方向ボタン３９によるボタンに対する指示における移動量の単位を受け付けるボタンである。移動量ボタン４０は、５．０ボタン４０ａと、１．０ボタン４０ｂと、０．５ボタン４０ｃと、０．１ボタン４０ｄとを有する。５．０ボタン４０ａは、画像移動ボタン３８及び画像表示方向ボタン３９に対する指示時において、５．０とすることを受け付けるボタンである。１．０ボタン４０ｂは、画像移動ボタン３８及び画像表示方向ボタン３９に対する指示時において、１．０とすることを受け付けるボタンである。０．５ボタン４０ｃは、画像移動ボタン３８及び画像表示方向ボタン３９に対する指示時において、０．５とすることを受け付けるボタンである。０．１ボタン４０ｄは、画像移動ボタン３８及び画像表示方向ボタン３９に対する指示時において、０．１とすることを受け付けるボタンである。

終了ボタン４１は、作製支援プログラムによる処理を終了する指示を受け付けるボタンである。終了ボタン４１が押下されると、表示制御部１３ｂによりメインウインドウ３１が閉じられる。

マウスカーソルＭは、入力装置１２の一例であるマウスに対するオペレータの操作により、ウインドウ上を移動可能であり、ウインドウ上の所定の位置を指し示すマークの一例である。なお、マウスカーソルＭの形状は、処理の状況に応じて変更されて表示される。なお、マウスカーソルＭは、メインウインドウ３１の範囲を超えても移動可能である。マウスによってマウスカーソルＭを移動させて、マウスに設けられた例えば、左側ボタンをオペレータが押下する（いわゆる左クリックする）。ことにより、受付部１３ａは、当該マウスカーソルＭが指し示す対象に対する指示入力を受け付ける。メインウインドウ３１においては、受付部１３ａはウインドウの各種ボタン３２〜４１の押下等の指示入力を受け付ける。

次に、ステップＳ２において開始される表示関連処理を説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る表示関連処理のフローチャートである。表示関連処理において、表示制御部１３ｂは、受付部１３ａによって画像移動ボタン３８のいずれかのボタンの押下が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ１１）、受け付けられた場合には、押下されたボタンに応じて、画像表示領域３７に表示されている支台歯模型Ｔの画像を移動させて表示させる（ステップＳ１２）。一方、受け付けられていない場合には何もしない。次いで、表示制御部１３ｂは、受付部１３ａによって画像表示方向ボタン３９のいずれかのボタンの押下が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ１３）、受け付けられた場合には、押下されたボタンに応じて、画像表示領域３７に表示されている支台歯模型Ｔの画像の正面を変えて、或いは表示されている画像を拡大または縮小して表示させる（ステップＳ１４）。一方、受け付けられていない場合には何もしない。

次いで、表示制御部１３ｂは、受付部１３ａによって移動量ボタン４０のいずれかのボタンの押下が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ１５）、受け付けられた場合には、押下されたボタンに応じて、画像移動ボタン３８、画像表示方向ボタン３９による移動量の単位を設定する（ステップＳ１６）。一方、受け付けられていない場合には何もしない。その後、表示制御部１３ｂは、受付部１３ａによって終了指示が受け付けられたか否か、すなわち、終了ボタン４１が押下されたか否かを判定し（ステップＳ１７）、終了指示があった場合には、表示関連処理を終了する一方、終了指示がない場合にはステップＳ１１からのステップを繰り返し実行する。

次に、ステップＳ５において開始されるマージンライン作成処理を説明する。図７は、本発明の一実施形態に係るマージンライン作成処理のフローチャートである。マージンライン作成処理は、既に計測データ登録処理が実行され、処理対象の支台歯模型の三次元形状データがＲＡＭ１５に読み出され、画像表示領域３７に該当する支台歯模型Ｔの画像が表示されている状態において実行される。マージンライン作成処理が開始されると、表示制御部１３ｂがマージンライン作成ウインドウを、表示処理部１７によって表示装置１１に表示させる（ステップＳ２１）。図８は、本発明の一実施形態に係るマージンライン作成ウインドウを示す図である。マージンライン作成ウインドウ５１には、マージン設定ボタン５２と、コーピングボタン５３と、閉じるボタン５４とが表示される。閉じるボタン５４は、マージンライン作成処理を終了する指示を受け付けるボタンである。閉じるボタン５４が押下されると、表示制御部１３ｂによりマージンライン作成ウインドウ５１が閉じられる。

マージンライン作成ウインドウ５１においては、マウスによってマウスカーソルＭを移動させて、マウスに設けられた左ボタンをオペレータがクリックすることにより、受付部１３ａは、各種ボタン５２、５３、５４の押下を受け付ける。

図７において、受付部１３ａが、マージンライン作成ウインドウ５１に対して所定の作業ボタンが押下されたか否かを判定し（ステップＳ２２）、押下されていない場合には、ステップＳ２２を繰り返し実行する一方、押下された場合には、押下された作業ボタンに応じて処理開始する。

まず、受付部１３ａが、マージン設定ボタン５２が押下されたことを検出した場合について説明する。受付部１３ａが、マージン設定ボタン５２が押下されたことを検出した場合には、範囲指定受付処理を開始する（ステップＳ２３）。すなわち、受付部１３ａが接点を検出すべき基準軸Ｚ方向の検出範囲の指定を受け付ける。次いで、接点検出部１３ｃが、接点の検出処理が未処理の断面における支台歯模型Ｔの、基準軸Ｚ方向に属する複数の点の座標を取得する（ステップＳ２４）。ここで、座標を取得する点としては、計測した時に直接得られている点であってもよく、或いは計測した点に基づいて所定の演算により得られる、計測された点の間に存在する点であってもよい。例えば、計測点間に存在する点は、ペジェ曲線上の点であってもよい。次いで、これら複数の点の中から、接点を検出する処理（接点検出処理）を行い（ステップＳ２５）、当該断面における接点についての三次元座標（三次元位置情報）をＲＡＭ１５に書き込む（ステップＳ２６）。

その後、接点検出部１３ｃが、基準軸の周囲方向において接点を検出すべき全断面について処理を行ったかを判定し（ステップＳ２７）、全断面について処理を行っていない場合には、ステップＳ２４からの処理を繰り返す。一方、全断面について処理を行った場合（ステップＳ２７のＹＥＳ）には、ＲＡＭ１５に記憶されている複数の接点の座標に基づいて、当該支台歯模型におけるマージンラインの三次元形状データ（三次元位置情報）を決定する（ステップＳ２８）。ここで、マージンラインは、例えば、複数の接点を所定のアルゴリズムで滑らかに繋いだ線を三次元形状データとして決定される。

次いで、表示制御部１３ｂが決定した三次元形状データに基づいて、画像表示領域３７に表示されている支台歯模型Ｔの画像上に、マージンラインを表示する（ステップＳ２９）。その後、マージンライン決定部１３ｄは、受付部１３ａによって終了指示が受け付けられたか否か、すなわち、閉じるボタン５４が押下されたか否かを判定し（ステップＳ３０）、終了指示があった場合には、マージンライン作成処理を終了する一方、終了指示がない場合には、ステップＳ２２からのステップを実行する。

次に、ステップＳ２３における検出範囲の指定について図面を用いて詳細に説明する。図９は、本発明の一実施形態に係るマージンラインの検出範囲の指定を説明する図である。図９は、検出範囲の指定時におけるメインウインドウ３１の画像表示領域３７の表示例を使っての説明図である。図９に示すように、メインウインドウ３１の画像表示領域３７には、支台歯模型Ｔが立体的に表示されている。検出範囲を指定する際においては、マウスカーソルＭは、図９に示すように円形となっている。本実施形態では、入力装置１２の一例であるマウスの左ボタンを押下した状態でマウスカーソルＭを移動させる操作（ドラッグ操作）によって、受付部１３ａが接点を検出すべき検出範囲の指定を受け付けるようになっている。ドラッグ操作を行った際に通過したそれぞれの位置における、マウスカーソルＭの基準軸Ｚ方向の幅ａは、当該位置においてマウスカーソルＭの中心点が示す支台歯模型Ｔの外周の点と、基準軸Ｚとを含む断面において、接点を探すべき外周の点の範囲を示している。

次に、ステップＳ２５における接点検出処理を図面を用いて詳細に説明する。図１０は、本発明の一実施形態に係るマージンラインの接点検出処理を説明する図である。図１０は、基準軸Ｚを含む断面の一例を示している。接点検出処理においては、接点検出部１３ｃは、基準軸Ｚに平行な線ＬＴと接する支台歯模型Ｔの外周部分の接点ＭＰを検出する。本実施形態では、接点検出部１３ｃは、検出範囲ａに属する支台歯模型Ｔの外周部分の複数の点を取得し、これら各点と基準軸Ｚとの距離を算出する。そして、接点検出部１３ｃは、最も距離の遠い点を接点として決定する。本実施形態では、基準軸方向の限られた検出範囲に属する点のみを接点を検出する対象としているので、少ない処理量で接点を検出することができる。また、基準軸Ｚとの距離のみを算出することにより、接点を検出することができるので、複雑な計算処理を行う必要がない。

なお、基準軸Ｚとの距離により支台歯模型Ｔの外周部分の点が接点か否かを判定していたが、本発明はこれに限られず、例えば、外周部分の線の関数を求め、基準軸Ｚに平行な直線の関数において基準軸Ｚからの距離を逐次変えつつ、それらの関数同士の関係に基づいて接点を検出するようにしてもよい。また、基準軸Ｚを用いて接点を検出するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、支台歯模型Ｔの検出範囲部分よりも外側の基準軸Ｚに平行な線を用いて接点を検出するようにしてもよい。なお、この場合には、直線との距離が最小となる点を接点とするようにすればよい。
また、線ＬＴは基準軸Ｚに平行な線としたが、これに限定されるわけではない。線ＬＴは基準軸Ｚに対して角度を有する線であってもよい。

次に、マージンライン作成処理によって設定されたマージンラインを図面を用いて説明する。図１１は、本発明の一実施形態に係る検出されたマージンラインを説明する図である。マージンライン作成ウインドウ５１において、マージン設定ボタン５２を押下した後、マウスのドラッグ操作により、支台歯模型Ｔのマージンラインが存在する範囲の全周に対して、マウスカーソルＭを移動させると、図１１に示すように、基準軸Ｚの周囲方向における各断面における接点が検出され、各接点を滑らかに繋いだマージンラインＭＬがメインウインドウ３１の画像表示領域３７に表示された支台歯模型Ｔの画像に重ねあわされて表示される。

次に、受付部１３ａが、コーピングボタン５３が押下されたことを検出した場合について説明する。ここでの処理は、上述したステップＳ２３〜２９の一連の処理により、既にマージンラインが作成され、支台歯模型Ｔのマージンラインの三次元形状データが作成されている状態において実行される。受付部１３ａが、コーピングボタン５３が押下されたことを検出した場合には、表示制御部１３ｂがコーピングウインドウを、表示処理部１７によって表示装置１１に表示させる（ステップＳ３１）。図１２は、本発明の一実施形態に係るコーピングウインドウを示す図である。コーピングウインドウ６１には、マージンからの高さの入力を受け付ける高さ入力領域６２と、ＯＫボタン６３とが表示される。ＯＫボタン６３は、コーピングウインドウ６１で設定された条件によりマージンラインを作成する指示を受け付けるボタンである。コーピングウインドウ６１においては、マウスによってマウスカーソルＭを移動させて、マウスに設けられた左ボタンをオペレータがクリックすることにより、受付部１３ａは、ＯＫボタン６３の押下を受け付ける。また、マウスカーソルＭを高さ入力領域６２上に移動させて、オペレータがクリックを行った後において、入力装置１２の一例であるキーボードにおけるキー押下があった場合には、受付部１３ａは高さ入力領域６２に対しての文字入力を受け付ける。なお、コーピングウインドウ６１の高さ入力領域６２には、例えば、デフォルトの設定値が表示されている。

次いで、マージンライン決定部１３ｄは、受付部１３ａによって、マージンからの高さの入力が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ３２）、受け付けられた場合には、表示制御部１３ｂによりコーピングウインドウ６１に設定条件を表示させる（ステップＳ３３）とともに、当該設定内容をＲＡＭ１５に記憶させる（ステップＳ３４）。一方、受け付けられていない場合には何もしない。

次に、基点位置指定受付処理を開始する（ステップＳ３５）。すなわち、受付部１３ａが基点位置の指定を受け付ける。次に、マージンライン決定部１３ｄが設定条件に基づいて、基点、制御点等の三次元座標を算出し、当該座標をＲＡＭ１５に記憶させる（ステップＳ３６）。次に、表示制御部１３ｂが基点、制御点等を支台歯模型Ｔの画像に合わせて、メインウインドウ３１の画像表示領域３７に表示させる（ステップＳ３７）。

次に、制御点位置調整処理を開始する。すなわち、受付部１３ａが制御点位置の調整を受け付ける。次に、マージンライン決定部１３ｄが制御点等の三次元座標を算出し、当該座標をＲＡＭ１５に記憶させる。次に、表示制御部１３ｂが制御点等を支台歯模型Ｔの画像に合わせて、メインウインドウ３１の画像表示領域３７に表示させる（ステップＳ３８）。次に、ＲＡＭ１５に記憶されている基点、制御点等の三次元座標に基づいて、当該支台歯模型におけるマージンラインの三次元形状データ（三次元位置情報）を決定する（ステップＳ３９）。

次に、表示制御部１３ｂが決定した三次元形状データに基づいて、画像表示領域３７に表示されている支台歯模型Ｔの画像上に、マージンラインを表示する（ステップＳ４０）。その後、マージンライン決定部１３ｄは、受付部１３ａによって終了指示が受け付けられたか否か、すなわち、閉じるボタン５４が押下されたか否かを判定し（ステップＳ３０）、終了指示があった場合には、マージンライン作成処理を終了する一方、終了指示がない場合には、ステップＳ２２からのステップを実行する。

次に、ステップＳ３５における基点位置の指定について図面を用いて詳細に説明する。図１３，１４は、本発明の一実施形態に係る基点位置の指定を説明する図である。図１３，１４は、基点位置の指定時におけるメインウインドウ３１の画像表示領域３７の表示例を使っての説明図であり、一方は近心側を、他方は遠心側を示している。図１３，１４に示すように、メインウインドウ３１の画像表示領域３７には、支台歯模型Ｔが立体的に表示されている。本実施形態では、入力装置１２の一例であるマウスの操作によりマウスカーソルをマージンラインＭＬ上の任意の位置に静止しマウスの左ボタンを押下することによって、受付部１３ａが基点ＢＰの位置指定を受け付けるようになっている。

次に、ステップＳ３６における基点、制御点等算出処理について図面を用いて詳細に説明する。図１５は、本発明の一実施形態に係る基点、制御点等算出処理を説明する図である。図１５は、遠心側または近心側を示しており、裏側の近心側または遠心側では同様な構成になっている。図面の左側が唇側である。マージンラインＭＬは、実際には曲線であるが、ここではモデル的に直線で表している。図１５には、基点ＢＰ、中間点ＭＰ、制御点ＣＰＥ，ＣＰＭがある。

これらの点のθメッシュ数について説明する。基点ＢＰは、ステップＳ３５において指定された基点である。基点ＢＰと制御点ＣＰＥの間のθメッシュ数ＣＥＤは１０〜２０の範囲内にあることが好ましい。基点ＢＰと中間点ＭＰの間のθメッシュ数ＭＰＰは２〜８の範囲内にあることが好ましい。複数の制御点ＣＰＭは、近心側の制御点ＣＰＥと遠心側の制御点ＣＰＥの間のθメッシュ数を７〜１０分割したところにある。

基点ＢＰ、中間点ＭＰ、制御点ＣＰＥ，ＣＰＭの各点について、基準軸Ｚ方向のマージンラインＭＬからの高さについて説明する。基点ＢＰはマージンラインＭＬの上にある。制御点ＣＰＥの高さＣＥＨは、αメッシュ数として４〜１６の範囲内にあることが好ましい。中間点ＭＰの高さＭＰＨは、αメッシュ数として３〜１５の範囲内にあることが好ましい。ここで、制御点ＣＰＥの高さＣＥＨは、中間点ＭＰの高さＭＰＨより大きな値である。制御点ＣＰＭの高さＣＭＨは、０．０〜４．０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。制御点ＣＰＭの高さＣＭＨは、上述のステップＳ３２において入力が受け付けられた値である。なお、制御点ＣＰＭの高さＣＭＨは、すべての制御点ＣＰＭについて同じ高さにすることに限定されない。各制御点ＣＰＭの高さＣＭＨを個別に予め条件を与えて決定してもよい。
以上の算出から、基点ＢＰ、中間点ＭＰ、制御点ＣＰＥ，ＣＰＭの各点について、θメッシュ、基準軸Ｚ方向高さに該当する点を支台歯模型Ｔ上に求め、三次元形状データのうちから各点に最も近いものを各点の座標と決定する。

基点ＢＰ、中間点ＭＰ、制御点ＣＰＥ，ＣＰＭの各点を通る関数曲線を算出する。関数曲線としては例えばペジェ曲線等を採用することができる。基点ＢＰ、中間点ＭＰ、制御点ＣＰＥ，ＣＰＭの各点の三次元座標、及び関数曲線の三次元座標は、ＲＡＭ１５に記憶させる。なお、基点ＢＰ、中間点ＭＰ、制御点ＣＰＥ，ＣＰＭのうち、中間点ＭＰは省略し、基点ＢＰ、制御点ＣＰＥ，ＣＰＭのみ作製してもよい。制御点ＣＰＥ単独、または制御点ＣＰＥ及び中間点ＭＰを作製することにより、関数曲線は、近心側及び遠心側において、基準軸Ｚ方向の上方に閉じた湾曲形状を形成する。なお、湾曲形状は関数曲線に限定されない。滑らかに変化する曲線であれば、他の方法により決定してもよい。

次に、ステップＳ３７における基点、制御点等表示について図面を用いて説明する。図１６（１），（２）は、本発明の一実施形態に係る基点、制御点等表示を説明する図である。基点ＢＰ、中間点ＭＰ、制御点ＣＰＥ，ＣＰＭの各点、及び関数曲線の三次元形状データに基づいて、画像表示領域３７に表示されている支台歯模型Ｔの画像上に、基点ＢＰ、中間点ＭＰ、制御点ＣＰＥ，ＣＰＭの各点、及び関数曲線ＦＬを表示する。

次に、ステップＳ３８における制御点位置調整処理について図面を用いて詳細に説明する。図１７は、本発明の一実施形態に係る制御点位置調整処理を説明する図である。マウスのドラッグ操作により、マウスカーソルＭを制御点ＣＰＭの位置Ａから位置Ｂに移動させると、制御点ＣＰＭは位置Ｂまで移動する。また、制御点ＣＰＭの位置Ｂを通る新たな関数曲線ＦＬ１が算出され、表示される。移動した制御点ＣＰＭの三次元座標、及び新たな関数曲線ＦＬ１の三次元座標は、ＲＡＭ１５に記憶させる。なお、マウスのドラッグ操作による制御点ＣＰＭの移動は、基準軸Ｚを含む断面ＴＳ上でかつ支台歯模型Ｔ上でのみ可能である。このように、制御点ＣＰＭを移動させることができる。このため、立体的な支台歯模型Ｔの画像における関数曲線ＦＬを確認して、好ましくない制御点ＣＰＭについてのみ、新たな制御点ＣＰＭを作製するようにして、関数曲線ＦＬを容易に設定し直すことができる。

次に、ステップＳ３９におけるマージンライン決定について説明する。ＲＡＭ１５に記憶されている関数曲線の三次元座標に基づいて、当該支台歯模型におけるマージンラインの三次元形状データ（三次元位置情報）を決定する。ここで、マージンラインは、例えば、関数曲線を分割した座標値と近い三次元形状データの値をマージンラインの座標値として決定される。

次に、ステップＳ４０におけるマージンライン表示について説明する。図１８（１），（２）は、本発明の一実施形態に係るマージンライン表示を説明する図である。表示制御部１３ｂが決定した三次元形状データに基づいて、画像表示領域３７に表示されている支台歯模型Ｔの画像上に、マージンラインＭＬを表示する。

以上のように、唇側のマージンラインを基準軸Ｚ方向の上方に移動させることにより、陶材を盛るスペースを大きくすることができ、コーピングの色調を整えることが容易になる。
また、マージンラインのうち、近心側及び遠心側において、基準軸Ｚ方向の上方に閉じた湾曲形状を形成することにより、コーピングの加工時にマージン部分にチッピングが発生するのを防止することができる。

次に、ステップＳ６において開始される内形作成処理を説明する。図１９は、本発明の一実施形態に係る内形作成処理のフローチャートである。内形作成処理は、既にマージンライン作成処理が実行され、支台歯模型Ｔのマージンラインの三次元形状データが作成されている状態において実行される。内形作成処理が開始されると、表示制御部１３ｂが内形作成ウインドウ７１を、表示処理部１７によって表示装置１１に表示させる（ステップＳ４１）。

図２０は、本発明の一実施形態に係る内形作成ウインドウを示す図である。内形作成ウインドウ７１には、セメントスペースＣＳ（図２１参照）の開始高さＣＳＨ（図２１参照）の入力を受け付ける開始高さ入力領域７２と、セメントスペースの厚みＣＳＴ（図２１参照）の入力を受け付ける厚み入力領域７３と、内形作成ボタン７４と、閉じるボタン７５とが表示される。内形作成ボタン７４は、内形作成ウインドウ７１で設定された条件により内面を作成する指示を受け付けるボタンである。閉じるボタン７５は、内形作成処理を終了する指示を受け付けるボタンである。閉じるボタン７５が押下されると、表示制御部１３ｂにより内形作成ウインドウ７１が閉じられる。内形作成ウインドウ７１においては、マウスによってマウスカーソルＭを移動させて、マウスに設けられた左ボタンをオペレータがクリックすることにより、受付部１３ａは、各種ボタン７４，７５の押下を受け付ける。また、マウスカーソルＭを入力領域７２，７３上に移動させて、オペレータがクリックを行った後において、入力装置１２の一例であるキーボードにおけるキー押下があった場合には、受付部１３ａは該当する入力領域に対しての文字入力を受け付ける。なお、内形作成ウインドウ７１の各入力領域には、例えば、デフォルトの設定値が表示されている。

次いで、コーピング処理部１３ｅは、受付部１３ａによって、セメントスペース開始高さ、セメントスペース厚みに関する設定条件の入力が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ４２）、受け付けられた場合には、表示制御部１３ｂにより内形作成ウインドウ７１に設定条件を表示させる（ステップＳ４３）とともに、当該設定内容をＲＡＭ１５に記憶させる（ステップＳ４４）。一方、受け付けられていない場合には何もしない。

次いで、コーピング処理部１３ｅは、受付部１３ａによって、内形作成ボタン７４の押下が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ４５）、受け付けられた場合には、制御点位置調整処理を開始する。すなわち、コーピング処理部１３ｅが、制御点等の三次元座標を算出し、当該座標をＲＡＭ１５に記憶させると同時に、表示制御部１３ｂが制御点等を支台歯模型Ｔの画像に合わせて、メインウインドウ３１の画像表示領域３７に表示させる。次に、受付部１３ａが制御点位置の調整を受け付ける。次に、コーピング処理部１３ｅが制御点等の三次元座標を算出し、当該座標をＲＡＭ１５に記憶させると同時に、表示制御部１３ｂが制御点等を支台歯模型Ｔの画像に合わせて、メインウインドウ３１の画像表示領域３７に表示させる（ステップＳ４６）。次に、コーピング処理部１３ｅが設定条件に基づいて、コーピングの内面の三次元座標を算出し（ステップＳ４７）、当該座標をＲＡＭ１５に記憶させる（ステップＳ４８）。次いで、表示制御部１３ｂがコーピング内面の形状を支台歯模型Ｔの画像に合わせて、メインウインドウ３１の画像表示領域３７に表示させる（ステップＳ４９）。なお、内形作成ボタン７４の押下が受け付けられていない場合（ステップＳ４５のＮＯ）には、次のステップＳ５０に進む。次いで、コーピング処理部１３ｅは、受付部１３ａによって終了指示が受け付けられたか否か、すなわち、閉じるボタン７５が押下されたか否かを判定し（ステップＳ５０）、終了指示があった場合には、内形作成処理を終了する一方、終了指示がない場合には、ステップＳ４２からのステップを繰り返し実行する。

次に、ステップＳ４６における制御点位置調整処理について図面を用いて詳細に説明する。図２１，２２は、本発明の一実施形態に係る制御点位置調整処理を説明する図である。セメントスペースＣＳの開始高さＣＳＨは、図２１に示すように、マージンラインＭＬからセメントスペースＣＳの始まる位置ＣＩＳまでの基準軸Ｚ方向の高さのことをいう。また、セメントスペースＣＳの厚みＣＳＴとは、図２１に示すように、支台歯模型Ｔと、コーピング内面ＣＩとの間の領域ＣＳ（実際の場面においては、支台歯に対してコーピングを接着する際のセメントが入り込むための領域（セメントスペース））における最大の厚みのことをいう。また、制御点ＣＰＣとは、図２１に示すように、セメントスペースＣＳが厚みＣＳＴとなる点のことをいう。

図２２に示すように、複数の制御点ＣＰＣがある。これらの制御点ＣＰＣのθメッシュ数について説明する。複数の制御点ＣＰＣは、基準軸Ｚ周りのすべてのθメッシュ数を等分割したところにある。制御点ＣＰＣの数は１０〜２０の範囲内にあることが好ましい。制御点ＣＰＣが存在する断面ＴＳにおいて、基準軸Ｚと支台歯模型Ｔの交点である点ＺＰからマージンラインＭＬまでのαメッシュ数に対する、点ＺＰから制御点ＣＰＣまでのαメッシュ数の比率は、５０〜９０％の範囲内にあることが好ましい。

以上の算出から、制御点ＣＰＣの各点について、θメッシュ、αメッシュに該当する点を支台歯模型Ｔ上に求め、三次元形状データのうちから各点に最も近いものを各点の座標と決定する。次に、制御点ＣＰＣの各点を通る関数曲線を算出する。関数曲線としては例えばペジェ曲線等を採用することができる。制御点ＣＰＣの各点の三次元座標、及び関数曲線の三次元座標は、ＲＡＭ１５に記憶させる。次に、制御点ＣＰＣの各点、及び関数曲線の三次元形状データに基づいて、図２２に示すように、画像表示領域３７に表示されている支台歯模型Ｔの画像上に、制御点ＣＰＣの各点、及び関数曲線ＦＬを表示する。

次に、マウスのドラッグ操作により、マウスカーソルＭを制御点ＣＰＣの位置Ａから位置Ｂに移動させると、制御点ＣＰＣは位置Ｂまで移動する。また、制御点ＣＰＣの位置Ｂを通る新たな関数曲線ＦＬ１が算出され、表示される。移動した制御点ＣＰＣの三次元座標、及び新たな関数曲線ＦＬ１の三次元座標は、ＲＡＭ１５に記憶させる。なお、マウスのドラッグ操作による制御点ＣＰＣの移動は、基準軸Ｚを含む断面ＴＳ上でかつ支台歯模型Ｔ上でのみ可能である。このように、制御点ＣＰＣを移動させることができる。このため、立体的な支台歯模型Ｔの画像における関数曲線ＦＬを確認して、好ましくない制御点ＣＰＣについてのみ、新たな制御点ＣＰＣを作製するようにして、関数曲線ＦＬを容易に設定し直すことができる。

次に、ＲＡＭ１５に記憶されている関数曲線の三次元座標に基づいて、各制御点ＣＰＣを通りかつ支台歯模型Ｔ上に座標を有する滑らかな曲線の三次元形状データ（三次元位置情報）を決定する。ここで、滑らかな曲線は、例えば、関数曲線を分割した座標値と近い三次元形状データの値を、滑らかな曲線の座標値として決定される。

次に、ステップＳ７において開始される外形作成処理を説明する。図２３は、本発明の一実施形態に係る外形作成処理のフローチャートである。外形作成処理は、既に内形作成処理が実行され、支台歯模型Ｔのマージンラインの三次元形状データが作成されているとともに、コーピングの内面の座標が作成されている状態において実行される。外形作成処理が開始されると、表示制御部１３ｂが外形作成ウインドウ８１を、表示処理部１７によって表示装置１１に表示させる（ステップＳ５１）。

図２４は、本発明の一実施形態に係る外形作成ウインドウを示す図である。外形作成ウインドウ８１には、マージンラインＭＬからの高さＣＯＨ（図２５，２６参照）の入力を受け付ける高さ入力領域８２と、コーピングＣの厚みＣＴ（図２５，２６参照）の入力を受け付けるコーピング厚み入力領域８３と、唇側のコーピングＣの厚みＣＴＢ（図２８参照）の入力を受け付けるコーピング厚み（唇側）入力領域８４と、設定ボタン８５と、閉じるボタン８６とが表示される。設定ボタン８５は、外形作成ウインドウ８１で設定された条件により外形を作成する指示を受け付けるボタンである。閉じるボタン８６は、外形作成処理を終了する指示を受け付けるボタンである。閉じるボタン８６が押下されると、表示制御部１３ｂにより外形作成ウインドウ８１が閉じられる。

外形作成ウインドウ８１においては、マウスによってマウスカーソルＭを移動させて、マウスに設けられた左ボタンをオペレータがクリックすることにより、受付部１３ａは、各種ボタン８５，８６の押下を受け付ける。また、マウスカーソルＭを入力領域８２〜８４上に移動させて、オペレータがクリックを行った後において、入力装置１２の一例であるキーボードにおけるキー押下があった場合には、受付部１３ａは該当する入力領域に対しての文字入力を受け付ける。なお、外形作成ウインドウ８１の各入力領域には、例えば、デフォルトの設定値が表示されている。

次いで、コーピング処理部１３ｅは、受付部１３ａによって、マージンラインからの高さ、コーピングの厚み、及びコーピングの厚み（唇側）の設定条件の入力が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ５２）、受け付けられた場合には、表示制御部１３ｂにより外形作成ウインドウ８１に設定条件を表示させる（ステップＳ５３）とともに、当該設定内容をＲＡＭ１５に記憶させる（ステップＳ５４）。一方、受け付けられていない場合には何もしない。

次いで、コーピング処理部１３ｅは、受付部１３ａによって、設定ボタン８５の押下が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ５５）、受け付けられた場合には、コーピング処理部１３ｅがマージンラインからの高さ、コーピングの厚みの設定条件に基づいて、コーピングの外形（外面ＣＯ及び端部面ＣＥ）の形状の三次元座標を算出し（ステップＳ５６）、当該座標をＲＡＭ１５に記憶させる（ステップＳ５７）。次いで、表示制御部１３ｂがコーピング外形の形状を支台歯模型Ｔの画像に合わせて、メインウインドウ３１の画像表示領域３７に表示させる（ステップＳ５８）。

次に、境界線位置指定受付処理を開始する（ステップＳ５９）。すなわち、受付部１３ａが境界線位置の指定を受け付ける。次いで、コーピング処理部１３ｅが境界線位置、コーピングの厚み（唇側）の設定条件に基づいて、コーピングの外形（外面ＣＯ）の形状の三次元座標を算出し（ステップＳ６０）、当該座標をＲＡＭ１５に記憶させる（ステップＳ６１）。次いで、表示制御部１３ｂがコーピング外形の形状を支台歯模型Ｔの画像に合わせて、メインウインドウ３１の画像表示領域３７に表示させる（ステップＳ６２）。なお、設定ボタン８５の押下が受け付けられていない場合（ステップＳ５５のＮＯ）には、次のステップＳ６３に進む。

次いで、コーピング処理部１３ｅは、受付部１３ａによって終了指示が受け付けられたか否か、すなわち、閉じるボタン８６が押下されたか否かを判定し（ステップＳ６３）、終了指示があった場合には、外形作成処理を終了する一方、終了指示がない場合には、ステップＳ５２からのステップを繰り返し実行する。

次に、ステップＳ５６における外形座標算出処理について図面を用いて詳細に説明する。図２５，２６は、本発明の一実施形態に係る外形座標算出処理を説明する図である。コーピングＣの厚みＣＴとは、図２５に示すように、コーピングの内面と外面との間の厚さのことをいう。
コーピングＣの外形のうち端部面ＣＥの詳細について、図２６を用いて説明する。マージンラインＭＬからの高さＣＯＨは、図２６に示すように、マージンラインＭＬからの基準軸Ｚ方向の高さのことをいう。まず、コーピングＣの内面ＣＩのうち、マージンラインＭＬからの高さＣＯＨの位置にある点をＤ点とする。Ｄ点における内面ＣＩの接線に対する垂線と、コーピングＣの外面ＣＯとの交点をＥ点とする。マージンラインＭＬからの高さＣＯＨの位置にあり、かつマージンラインＭＬから外側に距離ＣＯＤの位置にある点をＦ点とする。Ｅ点とＦ点は直線にする。距離ＣＯＤは、高さＣＯＨの０．５倍とする。なお、Ｄ点とＦ点の間の距離が高さＣＯＨより短いときは、Ｄ点とＦ点の間の距離を高さＣＯＨと等しくする。Ｆ点とＧ点（マージンラインＭＬ）を結ぶ直線を３等分する。Ｆ点及びＧ点から基準軸Ｚに垂直で１５０μｍ外側に制御点Ｌ，Ｈを作成する。また、２つの分割点Ｊ，Ｋから基準軸Ｚに垂直で２００μｍ外側に制御点Ｍ，Ｎを作成する。これらの制御点を用い、スプライン曲線を作成する。このスプライン曲線と直線ＥＦとの交点をＩ点とする。Ｇ点、Ｈ点、Ｉ点及びＥ点を通る線を端部面ＣＥとする。端部面ＣＥの作成は、基準軸Ｚを含む断面ＴＳ（図２（１）参照）において行う。また、端部面ＣＥの作成は、基準軸Ｚの周りのすべて断面ＴＳについて行う。

端部面ＣＥの作成は、上記の方法に限定されない。Ｇ点から、端部面ＣＥの最外部までを距離ＲＤとし、Ｇ点から、端部面ＣＥの曲線の上端までを高さＲＨとする。端部面ＣＥは、この距離ＲＤ及び高さＲＨを有する、曲線、曲線と直線の組み合わせ、または直線と直線の組み合わせであればよい。距離ＲＤは、高さＣＯＨの０．５倍以上であることが好ましい。高さＲＨは０．１〜１．２ｍｍの範囲内にあることが好ましい。
コーピングの外形のうち端部面を所定寸法の範囲内にすることにより、コーピングの加工時にマージン部分にチッピングが発生するのを防止することができる。

次に、ステップＳ５９における境界線位置の指定について図面を用いて詳細に説明する。図２７は、本発明の一実施形態に係る境界線位置の指定を説明する図である。図２７は、境界線位置の指定時におけるメインウインドウ３１の画像表示領域３７の表示例を使っての説明図である。図２７に示すように、メインウインドウ３１の画像表示領域３７には、コーピングＣが表示されている。本実施形態では、入力装置１２の一例であるマウスの操作によりマウスカーソルを、基点ＢＰよりも唇側の任意の位置に静止しマウスの左ボタンを押下することによって、受付部１３ａが境界線ＢＬの位置指定を受け付けるようになっている。

次に、ステップＳ６０における外形座標算出処理について図面を用いて詳細に説明する。図２８は、本発明の一実施形態に係る外形座標算出処理を説明する図である。図２８は、基準軸Ｚを含む１つの断面ＴＳについての図である。コーピング厚み（唇側）ＣＴＢは、図２８に示すように、コーピングの唇側における内面と外面との間の厚さのことをいう。まず、図２８（１）に示すように、境界線ＢＬの位置が指定される。コーピングＣの外面ＣＯと境界線ＢＬとの交点をＪ点とする。次に、図２８（２）に示すように、Ｊ点より唇側のコーピングＣの厚みをＣＴＢにする。また、Ｊ点から両側に等距離ＢＤの位置にＫ点、Ｌ点をとる。距離ＢＤは０．５〜２ｍｍの範囲内にあることが好ましい。次に、図２８（３）に示すように、Ｋ点、Ｌ点を通る関数曲線を作成する。関数曲線は、例えばペジェ曲線を採用することができる。なお、Ｋ点、Ｌ点を通る線は関数曲線に限定されない。滑らかに変化する曲線であれば、他の方法により決定してもよい。この外形座標算出処理は、境界線ＢＬと交わる他のすべての断面ＴＳについても行う。
唇側のコーピングの厚みを薄くすることにより、陶材を盛るスペースを大きくすることができ、コーピングの色調を整えることが容易になる。

次に、ステップＳ６２における外形形状表示について説明する。図２９は、本発明の一実施形態に係るコーピングＣの外形形状表示を説明する図である。表示制御部１３ｂが記憶された三次元形状データに基づいて、画像表示領域３７にコーピングＣの外形形状を表示する。

なお、本発明は上述の発明を実施するための形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１ 歯科用補綴物作製システム、２ 三次元計測装置、３ 作製支援装置、４ 切削加工装置、５ ケーブル、６ ケーブル、１０ 装置本体、１１ 表示装置、１２ 入力装置、１３ ＣＰＵ、１３ａ 受付部、１３ｂ 表示制御部、１３ｃ 接点検出部、１３ｄ マージンライン決定部、１３ｅ コーピング処理部、１３ｆ 加工設定処理部、１３ｇ 通信処理部、１４ ＲＯＭ、１５ ＲＡＭ、１６ ハードディスクドライブ、１７ 表示処理部、１８ 入力インターフェース、１９ コンボドライブ、２０ 外部インターフェース、２１ 外部インターフェース、２２ バス、３１ メインウインドウ、５１ マージンライン作成ウインドウ、６１ コーピングウインドウ、７１ 内形作成ウインドウ、８１ 外形作成ウインドウ、Ｚ 基準軸、Ｍ マウスカーソル、Ｔ 支台歯模型、ＭＬ マージンライン、ＬＴ 接線、ＴＳ 断面、ＬＨ 計測線、ＬＩ 計測線、ＤＦ 交点、ＢＰ 基点、ＣＥ 端部面、ＢＬ 境界線、Ｃ コーピング

Claims (3)

1. 歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶する形状データ記憶手段と、
   前記三次元形状データに基づいて、前記模型における所定の基準軸を含む面において、所定の線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出手段と、
   前記接点の三次元位置情報に基づいて、前記支台歯の模型におけるマージンラインを作成し、さらに、唇側に存在する前記マージンラインの一部を、前記模型上を所定の高さ移動し、かつ、前記マージンラインのうち、近心側及び遠心側において、前記基準軸方向の上方に閉じた湾曲形状を形成して三次元位置情報を決定するマージンライン決定手段
   を有する作製支援装置。
2. 歯科用補綴物の作製を支援する作製支援装置における作製支援方法であって、
   前記作製支援装置は、歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶する形状データ記憶手段を有しており、
   前記三次元形状データに基づいて、前記模型における所定の基準軸を含む面において、所定の線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出ステップと、
   前記接点の三次元位置情報に基づいて、前記支台歯の模型におけるマージンラインを作成し、さらに、唇側に存在する前記マージンラインの一部を、前記模型上を所定の高さ移動し、かつ、 前記マージンラインのうち、近心側及び遠心側において、前記基準軸方向の上方に閉じた湾曲形状を形成して三次元位置情報を決定するマージンライン決定ステップ
   を有する作製支援方法。
3. 歯科用補綴物の作製を支援する作製支援装置を構成するコンピュータに実行させるための作製支援プログラムであって、
   前記作製支援装置は、歯科用補綴物を適用する支台歯の模型の三次元形状データを記憶する形状データ記憶手段を有しており、
   前記コンピュータを、
   前記三次元形状データに基づいて、前記模型における所定の基準軸を含む面において、所定の線との接点の三次元位置情報を検出する接点検出手段と、
   前記接点の三次元位置情報に基づいて、前記支台歯の模型におけるマージンラインを作成し、さらに、唇側に存在する前記マージンラインの一部を、前記模型上を所定の高さ移動し、かつ、 前記マージンラインのうち、近心側及び遠心側において、前記基準軸方向の上方に閉じた湾曲形状を形成して三次元位置情報を決定するマージンライン決定手段と
   して機能させる作製支援プログラム。
   
   

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