JP5989234B2 - 顎部バーチャル像の作成方法 - Google Patents

Description

本発明は、顎部バーチャル像の作成方法に関する。

機能歯科医学では、骨、歯、顎関節および筋肉から成るシステム全体が観察対象となる。このような総体的システムの、患者個別の複雑な動きの連続は、複数の異なる時点において上顎に対する下顎の相対姿勢を６つの自由度（３つの回転、３つの並進）で電子的手法により記録されることが益々多くなってきている。このような動きの記録は、コンダイログラフデータとして得られる。

独国特許出願公開 DE 10 2004 002 953 A1 において、上顎ないしは下顎に固定的に結合された２つの超音波送信器および超音波センサを用いて両顎の相対的動きを測定する手法が記載されている。このようにして得られたコンダイログラフデータの表示を処理することにより、歯科医師はたとえば、咀嚼過程における顎関節の仮想的なヒンジアキシスが動く軌道を描くこともできる。仮想的ヒンジアキシスの動き軌道の上述の処理後の表示は、それ以前の測定システム‐いわゆるアキシオグラフシステム‐が、大抵は機械的に直接記録した測定結果等に相当する。このアキシオグラフシステムは、下顎姿勢の６つの自由度をすべて測定することなく、角度‐経路の組み合わせのみを測定する。このような組み合わせからは、上顎に対する下顎の相対的な空間的姿勢を、大抵は一義的に特定することができない。それにもかかわらず、６つすべての自由度を用いるコンダイログラフシステムでも、しばしば軸軌道の表現を行うことが多い。というのも医師は、この軌道データに基づいて病理診断を行うように訓練されているからである。

コンダイログラフやアキシオグラフによって関節筋肉の解剖学的構造において多くの病理診断を行うことができても、この診断結果は、隠れた解剖学的構造を幾何学的に正確に表現できるイメージング法により細分化しなければならないことが多い。このようなイメージング法の例に、デジタルボリューム断層撮影法（ＤＶＴ）、核磁気共鳴断層撮影法（ＭＲＴ）およびコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）がある。診断後に行われる治療計画でも、断層撮影画像の仕上げ処理が重要になることが多い。このことは特に、‐顎整形外科的処置を行っている間、または、外科的な介入に際し‐骨に変化を与えなければならない場合に当てはまる。

従来は、断層撮影スキャン中に両顎の姿勢関係を調整することは、典型的には全く行われていなかった。むしろ、患者を従来のバイトブロックに固定するか、または当該患者の頭を顎台に載せることにより、顎位置を規定することなく患者をスキャンしていた。バイトブロックを用いると歯が僅かに開き、顎台の場合には、歯は咬合状態ないしは最大咬頭嵌合になる。

顎関節円板の姿勢を診断できるようにするため、特に核磁気共鳴断層撮影では、ある程度の顎の開度が規定されている撮像プロトコルがある。この顎開度は典型的には、患者が撮影中に直径数ｃｍの円柱を歯の間に保持するにより実現される。しかし、患者の口を円柱により開けることにより、上顎と下顎との相互間の関係に及ぼすことができる影響は、非常に大まかなものになってしまう。その上、このことにより、顎関節が中心位置にあるときの関係しか固定することができない。円柱を用いることにより横方向力およびてこ力を発揮することができなくなる。

さらに問題となるのは、顎専門医または歯科専門医から、断層撮影ボリュームデータ撮影の専門家へ、患者が回されることが多いことである。この撮影専門家は、通常は歯科医学分野の専門知識を有していない者である。このような断層撮影ボリュームデータ専門家は通常、顎の位置決めの正確さを検査したり位置決め調整することができない。

顎関節のトラブルを診断および処置する際には、顎部の撮影のたびに、基本的に、不自然ないしは不所望の力が当該顎部に可能な限り加わらないように留意しなければならない。たとえば咬頭嵌合位（ＩＣＰ）で断層撮影法を実施すると、筋力に起因して、僅かではあるが顎関節が変形するか、または不自然な位置になってしまう。このことによって、デジタル画像の画質が必然的に顕著に制限されてしまう。さらに、断層撮影画像も、またＩＣＰで撮影した他の画像も、その有用性は比較的悪くなってしまう。というのも、上顎と下顎との間の境界領域における画像データと各顎とのマッピングは、良好に自動化できないからである。

本発明の課題は、コンダイログラフにより実現される診断手段をさらに活用できるようにすることである。本発明の基礎となる課題は、請求項１に記載の方法により解決され、従属請求項から有利な実施態様を導き出すことができる。

本発明の基礎はとりわけ、動き記録に基づいて、任意の時点で、ひいては正確に規定されない顎位置で、たとえばＤＶＴスキャン等で作成した上顎のデジタル画像と下顎のデジタル画像とを、相互に、当該上顎に対する当該下顎の実際の位置に相当する任意に設定可能な相対位置にすることを可能にすることである。その際にはたとえば、第１の診断ステップにおいて前記動き記録に基づき、所定の時点で病変を推定することができる。しかし、動き記録からだけで導き出せるこの病変の詳細情報は、しばしば限られていることが多い。本発明により顎関節を、たとえば、下顎および上顎の診断対象の位置で表示することができ、この表示からだけで既に、所望の顎位置のときに更に別のイメージング手法を用いる必要なく、更なる所見結果および診断結果を生成することができるようになる。また、他の時点を、すなわちとりわけ、前記所定の時点の直前の時点、または、前記所定の重要な時点の直後の時点を選択することもできる。これに対応する、両顎相互の相対位置は、上顎デジタル画像に対する下顎デジタル画像の簡単な仮想的なアライメントにより可視化することができる。これにより、患者が暴露される電離放射線量が格段に多く、格段に低コストであるモーション断層撮影法に、決して置き換えることができなかった、従来は未だ公知でなかった診断手段を実現することができる。ユーザは、動き記録の所望の時点をコンピュータにて設定して、顎位置のグラフィック表現を得ることができるようになる。

動き記録法としては特に、コンダイログラフ法が用いられる。以下、このコンダイログラフ法は、他の動き記録法を代表するものとしても記載する。動き記録法の結果が前記動き記録であり、以下、他の手法の結果を代表するものとしても、コンダイログラムまたはコンダイログラフデータを記載する。

ここで使用される両顎のデジタルボリューム像は、コンダイログラフ法を行った対象である人自身に由来するものである。ここで有利なのは、上顎像および下顎像を任意の顎位で、それぞれイメージング法により生成することである。それゆえ、前記イメージング法の実施中の上顎に対する下顎の位置はとりわけ、生成されるバーチャル顎像の仮想的なアライメントからずれた位置とすることができる。その点では、存在する可能性のある病変をコンダイログラムが示唆した位置と正確に同位置で、上顎および下顎のデジタル像を必ず取得しなければならないということはなくなる。逆に、まず最初に実際の両顎を「任意の」位置で撮影し、その後、上述のシミュレーションを用いて各顎位を少なくともバーチャルでシミュレートするだけで十分である。換言すると、本発明の方法によって、当業者は、コンダイログラフデータとボリューム撮像とを、とりわけ断層撮像とをマージすることができるようになる。

位置データセットを選択するためには、動き記録の推移における１時点を選択し、この選択した時点に基づいて、対応する位置データセットを識別して選択する。この位置データセットは、ある程度の期間にわたって取得され、各位置データセットにそれぞれ、咀嚼運動中の１時点を少なくとも間接的に対応付けることができる。この時点は、必ず１時間単位としなければならないわけではなく、たとえば、開閉中の口の開度に対応づけられるものとすることもできる。

前記位置データセットはここでは、上顎に固定している参照座標系を基準として、コンダイログラフ法の各取得時点における、下顎に位置固定した少なくとも１つまたは複数の点の空間的位置を表すことができる。この場合、上顎に対する下顎自体の絶対的配置がどうなっているかは、位置データセット自体からは必ずしも直接的に導き出すことができない。しかし上顎に対する下顎の位置は、コンダイログラムの少なくとも１時点では既知であるか、または計算することができる。こうするためには、とりわけ咬合採得部材によって、少なくとも１つの位置データセットに関する下顎に対する上顎の絶対的アライメントを計算することができる。これにより、他の位置データセットについても、対応する顎姿勢を計算することができる。アライメントはたとえば、咬合採得部材の表面スキャンを行うことにより生成することができる。上顎および下顎の各表面データは、上顎デジタル像および下顎デジタル像の各像から既に分かる。その後、「マッチング」を行う。つまり、所定の時点における位置データセットを呼び出し、咬合採得部材の表面データを下顎デジタル像に対してバーチャルでアライメントし、その後、咬合採得部材の当該表面データを上顎デジタル像に対してバーチャルでアライメントする。このようにして、上顎デジタル像と下顎デジタル像とのアライメントが形成される。その後、コンダイログラムを「更に巻く」ことにより、他の時点における両顎像の他のアライメントを再生することができる。

したがってまとめて言うと、本発明の方法では、顎および下顎のたとえば断層撮影データ（デジタル顎像）を取得または作成する。両顎相互の相対姿勢は、このデータの作成においては重要でない。というのも、両顎のデータ自体のみに関わるからである。これとは別個に、たとえば、両顎の相対運動を求めるための自明のコンダイログラフ法（動き記録法）を行う。コンダイログラフ法の実施中には、咬合採得部材を少なくとも１回作成するか、またはこれとは異なる手法として、上顎と下顎との相対姿勢を特定する（所定の時点における表面区画のサンプリング）。このようにして、両顎の断層撮影データが相互に空間的に同期する。したがって、両顎像相互の正確な空間的相対アライメントが分かるデータ値が、コンダイログラフ法により求められる。コンダイログラフ法の、対応する他のデータセットに応じて、両顎像の相対的アライメントを変化させると、両顎のデジタル像の相対的アライメントを、実際の被検者において当該他のデータセットを生成したときの実際の両顎の実際のアライメントに正確に相当する相対的アライメントにすることができる。この他のデータセットはたとえば、コンダイログラフが示唆する病変に関するデータセットとすることができる。この病変部と推測される位置で前記デジタル顎像を見て、適切に評価することが可能となる。

有利には、サンプリング中に択一的に、実際の上顎および実際の下顎の表面像、たとえば３Ｄ写真を作成することができる。その際には、この３Ｄ写真の時点は、動き記録の時点に相当する。この３Ｄ写真はたとえば、DE 10 2007 001 684 A1 において記載されている方法により、デジタル上顎像およびデジタル下顎像と結合することができる。

確かにアライメントは、デジタル上顎像およびデジタル下顎像を既に咬頭嵌合で取得することにより既に生成できるが、上顎印象と下顎印象との一義的なマッピングは、かみ合う歯先では、常に一義的に特定できるとは限らない。しかし、これに対して本発明の方法は更に、「任意の」顎位で撮影された上顎像と下顎像とを用いることが可能であることにより、両顎像が、咬合に起因する歪みや変形を示さなくなることを保証できるという利点も有する。

所定の時点とは特に、アキシオグラフのグラフにおける所定の位置、または、コンダイログラムの位置データセットにおける所定の位置でもある。

本発明はさらに、上述の形式のシミュレーションの作成方法を実施して行う、スキャンレールの形成方法も対象とする。この方法では、更にバーチャル顎像を用いて、少なくとも１つの規定された上顎当接面と１つの規定された下顎当接面とを有するスキャンレールを形成する。ここでは、上顎当接面が上顎と当接し、下顎当接面が下顎と当接するときに、実際の下顎が実際の上顎に対して、選択された位置データセットに相当する空間的位置をとるように、上顎当接面と下顎当接面とは相互にアライメントされている。ここで「上顎」および「下顎」とは、実際の上顎および下顎を意味する。また、「顎と当接する」とは本発明では、顎と少なくとも間接的に当接することも意味する。この「間接的に当接」とは、顎に位置固定的に保持される物、特に歯と直接当接することである。歯と当接することは、これに所属する顎と当接することにもなる。顎当接面はとりわけ、少なくとも局所的に、歯表面を反転したものとして形成される表面とすることができる。このようにすると、両顎当接面を結合して１つのオブジェクトに、すなわち前記スキャンレールとすることができる。前記スキャンレールは、両顎の幾何学的な表面区画のうち、選択した顎位になっているときの顎の実際の表面領域の相対的アライメントと正確に同一の相対的アライメントとなっている表面区画を含む。このようなレールはたとえば、フライス加工法、ステレオリソグラフィ法または３Ｄプリント法により形成することができる。このようにして、上述のスキャンレールを用いて、コンダイログラムにより疑い有りと診断された実際の顎位を、常に実際に再現することができる。その際にはスキャンレールを用いて、選択した位置データセットに対応する顎位で、実際の顎の検査を行うことができる。

他の後続のステップでは、スキャンレールを下顎および上顎に当接させた後、それぞれスキャンレールに当接している状態で当該下顎および上顎を断層撮影法に供して、デジタルボリュームデータを生成することもできる。特に断層画像撮影法により、撮影中には実際の下顎を、実際の上顎に対して前記選択した位置データセットに相当する位置に保持した状態で、新規の画像を生成することができる。患者は、前記撮影法の実施中はスキャンレールを装着しているので、当該撮影法の実施中は両顎が所望の位置になることが保証される。つまり、その前に先行のステップにおいて、どの顎姿勢が問題であるか、どの顎姿勢を詳しく検査する必要があるか、どのようにしたらこの実際の顎姿勢を再現できるかが特定され、その後に、実際の顎を問題的な姿勢に常にできるスキャンレールを、つまり特に、この問題的な姿勢で実際にスキャンを、特にＤＶＴを行うためのスキャンレールを形成することができる。その重要な利点は、スキャンレールが両顎を自然な相対位置にできることである。というのも、この相対位置はコンダイログラフィ法のデータセットに相当するからである。

上記で既に説明したバーチャル顎像とは異なり、この他の画像により、顎の非剛性要素またはこれに接する軟組織領域の非剛性要素も、または当該非剛性要素のみを、対象の顎位で正確に可視化することができる。前記非剛性要素はたとえば、軟骨や筋肉等の可撓性部位である。これにより、コンダイログラフデータに基づくバーチャル顎像自体からは分からないかまたは十分には導き出せない、存在する可能性のある病変を、更に詳しく診断することができる。その利点は特に、この新規の画像が当該状況を、コンダイログラムにおいて疑い有りと診断された状況で完全に描写できることである。断層撮影法の実施中に歯を相互に強制的に関連付けることにより、円板および関与する軟組織とともに顎関節を、ボリューム断層撮像に基づいて特に良好に診断することができる。

コンダイログラフにより導き出された病気の疑いをイメージングシステムにおいて所望通りに検査できるようにするため、本発明の方法により、両顎相互の姿勢関係を、つまり所定の顎位の姿勢関係を、規定通りに調整することができる。コンダイログラフデータで既に、咀嚼プロセスの所定の時点において疑い有りと特定された場合には、顎の運動の当該時点において生じた、上顎と下顎との上述の姿勢関係が、当該上顎および下顎の生成した画像においても正確に生じることとなる。このようにして、アキシオグラフとイメージング法とを併用したときに非常に高い信頼性を保証することができる。また、当該所定の時点の直前または直後の姿勢関係も、イメージング法による差分診断において非常に重要である。

動きデータとボリュームデータとの上述のマージにより、解剖学的関係に基づいてコンダイログラフデータの処理を行うこともできる。たとえば、解剖学的関係を用いて、アキシオグラフから判明した軸軌道の表現をパラメータ化することもできる。軸およびその運動軌道を、動き記録の運動学的特性のみから導き出す代わりに、たとえば、‐断層撮影でのみ可視化される‐顎関節軟骨の形状と、関節臼の勾配とが、軸の選択に影響を及ぼすことができ、これにより軸軌道に影響を及ぼすこともできる。

動き記録のどの期間によっても、ボリューム断層撮影データにおける相応の動きを‐たとえば、モーションボリューム断層撮影データの動画を再生することにより‐表現することができるようになる。

動きデータと断層撮影データとのマージでは、下顎の各点の動き軌道を追跡できるという利点も奏される。この情報により、ユーザに対し各点の動き軌道を提供する表示を実現することができる。とりわけこの表示は、動画を全く再生する必要なく、各点の軌道を時間の流れで、空間における軌道としても表示されるように行うことができる。また、所定の運動学的特性を有する解剖学的点の選択および／または有利な表現も可能である。たとえば、下顎における点であって、ｉ）特に高速で移動する点、ii）均一移動する点、iii）特に大きく加速する点、iv）特に長い区間または特に短い区間を移動するかまたは全く移動しない点を、たとえば選択した要素等として強調することができる。また、骨表面および／または歯表面における点であって、顎の左側と右側とにおいて上述の運動学的パラメータの振舞いが対称的ないしは非対称的になる点（「運動学的／機能的対称性」。形態学的対称性とは区別される）を求めることもできる。

それとは逆に、コンダイログラフ（もちろん、大抵は複数の撮像画像列から成る）において関心領域を選択するために断層撮影を用いることもできる。たとえば、操作者が歯、顎軟骨または顎関節における選択要素として１つの歯または１点をクリックし、当該選択した点が上記の運動学的パラメータのうち１つを上回るかまたは下回る、動画の時間領域および軌道を表示させることができる。たとえば、下切歯表面における１点について、当該下切歯点が最も大きく加速するコンダイログラフ写真を選択すること、または、当該１点が最長距離を移動するコンダイログラフ写真を選択することができる。

本発明では、デジタル像と動きデータとを上述のようにマージすることにより、ボリューム断層撮影データから導き出された可視化であれば、どのような可視化でも当該動きデータを用いることができる。たとえば、患者を電離放射線にさらに暴露させる必要なく、複数の異なる顎位における頭部Ｘ線写真に相当する断層撮影ボリュームデータから、投影写真を計算することができる。このＸ線写真は本発明では、初回に患者個別の動画として計算して表示することができる。さらに、このように計算されたＸ線写真の透過方向を、取得した動き記録に依存して選択することもできる。特に有利なのは、たとえば、動きデータから計算した、顎関節のヒンジアキシス方向に沿って延在する透過方向である。これにより透過方向は、動き記録のどの時点についても変わることができる。

また、他のシミュレート撮像画像も、動き記録を利用することができる。たとえば、動き記録に基づいてパラメータ化されたボリューム体積データから、パノラマ写真を計算したり、複数のパノラマ写真から成る動画を計算することもできる。たとえば、パノラマ写真の顎の左側と右側とで測定した動きが可能な限り対称的になるように、当該パノラマ写真を計算して表示することができる。また上顎および下顎の歯を示すボリューム断層撮影データから、たとえば上顎の歯と下顎の歯とがｉ）接触しないときの、または ii）最初に接触したときの、または iii）最大咬頭嵌合したときの歯のフィルム写真と歯のフィルム動画とを計算することもできる。さらにたとえば、このようにして計算された投影写真における１点を用いて、特にマウス等の入力機器を用いて動くことにより、当該投影写真において歯および顎の任意点の動き軌道を再び表示することもできる。

本発明はさらに、上記形式の方法により製造されたスキャンレールも対象とする。

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

上顎および下顎のコンダイログラフ、および、当該コンダイログラフから計算された軸軌道を示す図である。 フローチャートを示すブロック図である。 上顎動きと下顎動きとのマージ、および、断層撮影データを示す図である。

図１に、時点ｔ_１ないしはｔ_２における２つの異なる顎間関係に基づくコンダイログラフを示す。ここでは上顎１には、上方マウスピース３全体にわたって固定的に結合されたアクチュエータ素子５が設けられており、下顎２には、下方マウスピース４全体にわたって固定的に結合されたセンサ素子６が設けられている。もちろん、アクチュエータ素子およびセンサ素子をそれぞれ他方の顎に取り付けることも可能である。剛性でアクチュエータ素子およびセンサ素子に伝わる顎の動きと、当該アクチュエータ素子およびセンサ素子の幾何学的条件の既知情報とによって、当該センサ素子６にて測定した信号に基づき、上顎および下顎の相対運動を推定することができる。このようにして、コンダイログラフ中のどの時点ｔ_ｉについても、この剛性変換の空間における各点の並進および回転を含む６要素を１組として測定することができる。これらのデータから、動きの仮想的な軸軌道９または動きの一部区域の仮想的軸軌道９を計算することができる。咬合取得部材８によって、時点ｔ_１での顎間関係を固有の幾何学的参照にし、これにより、任意の他の時点ｔ_ｉでコンダイログラフを用いて顎間関係の換算を行うことができる。マウスピース３および４が歯の咬合面を覆わないように構成されたシステムおよび撮影プロトコルも幾つか存在する。このような場合には、歯の動きを閉咬位置（咬頭嵌合）になるまで記録することができる。

図２にて、本発明の方法をブロック図で概略的に説明する。最初のステップ１００において、従来技術から既に公知であり図１にて基本を説明したコンダイログラフ法を実施する。これにより、後で用いられる位置データセットを多数記録する。ステップ１１０において、前記コンダイログラフ法の所定の時点において、実際の上顎および実際の下顎の表面区分を撮影する。その際には、このサンプリングプロセスにおいて下顎と上顎との相対的アライメントも考慮される。このことはたとえば、図１ａに示したような咬合取得部材８により行うことができる。その際には被検者は、歯がたとえばほとんど閉じられた状態になる時点ｔ_１において、たとえば軟質のワックス材料等の咬合取得部材を噛み締める。このようにして咬合取得部材は、咀嚼プロセス中の実際の状況における上顎の表面の各領域および下顎の表面の各領域の双方をサンプリングする。このプロセスは、図２のブロック図ではステップ１１０によって記録される。しかしその際には、咬合取得部材８に残った印象を、図１のコンダイログラムと直接関連付けできるように、ちょうど前記時点ｔ_１で前記サンプリングが行われることも確認する。その後、この咬合取得部材８をスキャンおよびデジタル化する。

ステップ１３０において、コンダイログラムと上顎および下顎の任意のデジタルボリューム像とをマージする。こうするためには、その前にまずステップ１２０において、たとえば断層撮影法を用いて上顎デジタル像および下顎デジタル像を撮影する。機能１００および１１０を有する分岐と、機能１２０を有する分岐とを空間的に分離するだけで既に、コンダイログラムの取得を、ステップ１２０の上顎デジタルボリューム像および下顎デジタルボリューム像の撮影から完全に独立させることができる。その利点は、任意の時期に１回作成された上顎デジタルボリューム像および下顎デジタルボリューム像を用いることができることである。たとえば断層撮影像等である上顎デジタルボリューム像および下顎デジタルボリューム像とコンダイログラフデータとのマージを行うためには、咬合取得部材８または他のサンプリング法のサンプリングした表面領域と、上顎デジタルボリューム像および下顎デジタルボリューム像の表面データとを比較する。その際には、上顎デジタルボリューム像および下顎デジタルボリューム像が、スキャンした咬合取得部材の表面区画と一致するように、当該上顎デジタルボリューム像と下顎デジタルボリューム像との相互のアライメントを行う。このことを行えるようにするためには、場合によっては、ボリュームデータのどの部分が、動く下顎に相当し、どの部分がそうでないかを画定するいわゆるセグメンテーションを、当該ボリュームデータにおいて実施できることがある。その後、これにより、上顎デジタルボリューム像と下顎デジタルボリューム像との相互のアライメントを行うことにより、両像の位置決めがちょうど、コンダイログラフ法の実施中に咬合取得部材を形成した時点ｔ_１における実際の上顎および下顎の相互の相対位置に正確にアライメントされるようにする。

ステップ１４０において、より詳細な検査を行うための位置データセットを選択し、たとえば、開放顎位に近い時点ｔ_２における位置データセットを選択する。これによって、ステップ１５０において上顎デジタルボリューム像に対し下顎デジタルボリューム像を動かすことにより、下顎デジタルボリューム像を上顎デジタルボリューム像に対する所望の位置で表現するバーチャル顎像を実現することができる。この位置は、コンダイログラフ法の実施中に実際の顎が実際にとった実際の位置に相当する。

このようにアライメントされたバーチャル顎像で、さらに詳しい検査または処置を行うことができる。たとえば、上述のようなバーチャル顎像において顎関節における各関節要素の配置を正確に分析し、存在する可能性のある病変の有無を検査することができる。この検査を行うためには、基本的には、上顎デジタルボリューム像と下顎デジタルボリューム像とにより得られる画像情報のみを用いるだけでよい。断層撮影の場合には、これは骨構造である。というのも、骨構造の動きは剛性変換に従うからである。しかし、その動きに関与する軟質部位の位置は、常に直接推定できるとは限らない。したがって、この検査が不十分である場合には、上述のバーチャル顎像を用いて更なるステップを開始することができる。

とりわけ、上述のバーチャル顎像はスキャンレールを形成するために用いることができる。このスキャン軌道は実在のレールであって、当該レールを実際の上顎と実際の下顎との間に配置することにより、実際の上顎を実際の下顎に対する規定のアライメントにしたり、実際の上顎をこの規定のアライメントに維持するレールである。こうするためには、バーチャル顎像から表面データを抽出し、この表面データからまずは、スキャンレールに対する表面をバーチャル生成することができる。したがってこのようにして、バーチャルのスキャンレールでは、歯または顎の他の部位に対する当接面が生成される。その際にはもちろん、両顎相互の所望の相対的アライメントが考慮されたままである。次に、実際の物を形成するためにフライス加工法またはラピッドプロトタイピング法またはこれらに類する手法を実施することにより、上記のバーチャル形成されたスキャンレールを実際の物に変換することができる。この実際のスキャンレールが患者に嵌め込まれると、患者は、バーチャル顎像における顎位に相当する顎位を実際にとることになる。この実際の顎位に基づいて、さらに詳しい検査を行うことができる。とりわけ、患者の顎の関節または他の検査対象部位を、実際に検査すべき位置で撮影する新規のボリューム像を形成するため、別のイメージング法を、たとえば断層撮影法を用いることができる。この手法では、可撓性であるため先行のシミュレーションでは正確に調整できない、たとえば筋肉、軟骨、腱等の要素も（または当該要素のみを）撮影することができる。スキャンレールのバーチャル形成は、ステップ１６０に示しており、実際のスキャンレールの実際の形成は、ステップ１７０に示している。その後ステップ１８０において、患者がこのスキャンレールを装着した状態で断層撮影法を実施する。

図３ａに、時点ｔ_１における上顎デジタルボリューム像および下顎デジタルボリューム像とコンダイログラフデータとのマージを示す。太線は、咀嚼プロセス中に剛性オブジェクト３０として一緒に動く、下顎の骨の解剖学的領域をまとめて示している。この固定的結合により、歯にて測定したコンダイログラフの動きを、断層撮影で可視化された解剖学的構造の骨の領域にトランスファすることができる。とりわけ、この解剖学的構造を考慮した新規の軸点を軌道３１と共に、表示に選択することができる。とりわけ、この「解剖学的」軸点の選択は、関節窩３２の幾何学的形態または他の解剖学的構造に依存して選択することもできる。

図３ｂに、時点ｔ_２における状況を示す。下顎において歯と骨とが固定的に結合されているので、コンダイログラフにより測定された動きを、断層撮像で表現された骨の解剖学的構造３０にトランスファすることができる。このようにして、時点ｔ_１にて形成された断層撮像が、時点ｔ_２の顎間関係で取得されたかのように、当該断層撮像の下顎３０の骨部分を位置変更することができる。

図３ｃに、軟組織部位３４（円板）および３５（気管壁）の一例を示す。これらの位置および形状は、剛性変換を適用しただけでは求めることができない。さらに、筋肉および靱帯により下顎と非固定的に結合された舌骨（Hyoid）３６も示す。本発明のスキャンレール３３を用いることにより、軟組織部位３４および３５の正確な位置および形状や、‐下顎に非固定的に支持されている‐骨３６の位置を描写する、（さらに別の）断層撮像を生成することができる。

Claims (6)

1. 上顎デジタル像に対する複数の異なる位置で下顎デジタル像を表示できるバーチャル顎像の生成方法を最初に実施する、スキャンレールの形成方法であって、
   前記バーチャル顎像、上顎デジタル像および下顎デジタル像は、ボリューム像であり、
   前記生成方法は、
   コンダイログラフ法である動き記録法を実施することにより、所定の期間にわたって、所定の時点における上顎に対する下顎の実際の空間的位置を記述する複数の位置データセット（(t₁, x₁, y₁, z₁, rx₁, ry₁, rz₁), (t₂, x₂, y₂, z₂, rx₂, ry₂, rz₂),..）を生成して、コンダイログラムである動き記録を取得するステップ（１００）と、
   前記動き記録法の実施中に所定の時点において、咬合採得部材を用いて、実際の上顎の表面区画と実際の下顎の表面区画とをサンプリングすることにより、当該所定の時点における当該表面区画の空間的関係を求めるステップ（１１０）と、
   デジタル化された前記咬合採得部材を用いて、少なくとも１つの位置データセットを、前記上顎デジタル像に対する前記下顎デジタル像のバーチャル位置に対応付けるステップ（１３０）と、
   １つの位置データセットを選択するステップ（１４０）と、
   選択した前記１つの位置データセットに従い、前記上顎デジタル像に対して前記下顎デジタル像のバーチャルのアライメントを行うことにより、前記バーチャル顎像を生成するステップ（１５０）と、
   を有し、
   前記バーチャルのアライメントは、前記選択した１つの位置データセットに応じた、前記上顎に対する前記下顎の実際の位置に相当し、
   さらに、前記バーチャル顎像に基づいて、少なくとも１つの規定された上顎当接面と少なくとも１つの規定された下顎当接面とを有するスキャンレールであって、当該上顎当接面が上顎に当接し、かつ当該下顎当接面が下顎に当接しているときに、当該下顎が当該上顎に対し、前記選択した位置データセットに応じた空間的位置をとるように、当該上顎当接面と当該下顎当接面とが相互にアライメントされているスキャンレールを形成する、
   方法。
2. 前記上顎デジタル像および前記下顎デジタル像をそれぞれ、任意の顎位においてイメージング法により生成する（１２０）、
   請求項１記載の方法。
3. 前記位置データセットを選択するために、前記動き記録における１時点を選択し、選択した当該１時点に基づいて、選択される当該位置データセットを特定する、
   請求項１または２記載の方法。
4. 前記上顎デジタル像または前記下顎デジタル像の要素を選択し、
   選択した当該要素の動き軌道を、前記動き記録にしたがって表示する、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 動き過程中の前記上顎デジタル像または前記下顎デジタル像の要素の動き軌道を、前記動き記録にしたがって推定する、
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. デジタル像の生成方法において、
   請求項１から５までのいずれか１項にしたがい製造されたスキャンレールを、実際の下顎と実際の上顎とに当接させ、
   次に、それぞれスキャンレールに当接した状態で当該実際の下顎および実際の上顎を、断層撮影法に供し、
   前記断層撮影法により、顎領域の部位が、前記選択した位置データセットに応じて表現される画像を生成する、
   ことを特徴とする、デジタル像の生成方法。

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