JP5993446B2 - 歯内治療における咬合面アクセスキャビティの形状を確立するための方法及びシステム - Google Patents

Description

本出願は、歯内治療における咬合面アクセスキャビティの形状を確立するための方法、コンピュータプログラム及びソフトウェア、ツール並びにシステムに関する。

歯内治療学的根管治療の際、歯髄及び神経は、損傷又は罹患している場合は根管から除去される。治療は、歯根の尖部を除去（根尖切除としても知られる）し、患者の顎骨を通して作られたアクセス孔を介して根管を密閉する（塞ぐ）ことによって外科的に行われる。しかし、より一般的治療手法は、歯の咬合面に穴を開け、キャビティ（髄室を含む）を作成して根管オリフィスへのアクセスを設け、罹患した歯髄及び神経を除去し、専用の器具（例えば、歯内治療用やすり）を用いて罹患した象牙質を除去して根管を機械的に整形し、専用の洗浄媒体を用いて根管を洗浄及び消毒し、密閉し塞いで治療区域への細菌の再侵入を防止する。

この種の手法の周知の問題は、器具の破損に関係する。文献（非特許文献１）によれば、歯内治療用手持ち器具の破損発生率は１乃至６％の範囲と報告されている。これは、歯内治療における法医学的苦情の２番目に重要な理由であり、全歯科苦情の約５．６％を占める（非特許文献２）。歯根尖端周囲の病変の場合、歯内器具の残留破片が治癒率を低下させると報告されている。器具破損の最も一般的な原因の一つは、髄室及び接続する根管へのアクセスを与える咬合面キャビティの不適切な成形である。キャビティのサイズが小さ過ぎるか又は不適な形状であることが多い。このため、歯髄の除去中に器具が不適切に曲がり、最終的に器具の破損が生じる。さらに、アクセスキャビティの不適切な成形により、主根管、例えば、上部大臼歯内の第４近心面頬面管を見失う場合がある。歯内治療の有効性は、罹患／感染した組織が除去される程度に大きく依存するので、管を見失うことは最終的に治療失敗を招く場合がある。理想的には、アクセスキャビティは、器具に最大能力を発揮させるのに役立つ直線アクセス及びグライドパスをもたらすことが必要である。不完全なアクセスはやすりにかかる応力を増し破損を招く。

しかしながら、開業医にとってはアクセスキャビティを適切に作成することは、視野が限られ、かつ根管オリフィスの位置が治療開始前には殆ど（３Ｄで）わからないため、非常に困難である。通常、開業医は、髄室内への第１のアクセスが得られるまで歯にドリルで穴を開ける。次に、根管を探しながらこのアクセスを徐々に延長する。根管に関する信頼できる情報、具体的にはその量及び髄室の床のオリフィスの位置に関する情報がなければ、アクセスキャビティが適切な寸法にならない可能性が大きくなる。さらに、幾つかの場合、健康な咬合面組織が過剰に除去されることがあり、歯の容易な補綴学的修復を損なうおそれがある。

従来技術において、ＣＴイメージングを用いて歯及び対応する根管の３次元画像を得ることが知られている。特許文献１は、ＣＴ又はＭＲＩスキャナ、超音波などの３Ｄイメージング装置を用いて罹患した１又はそれ以上の歯をデジタル化し、次いで画像データから根管系の３Ｄ表現を抽出し、コンピュータ画面上で視覚化し、外科用テンプレートが、歯内治療器具を案内して内部操作可能なように根管の位置を突き止めるように設計されるという点で特徴付けられる、３Ｄデジタル歯内治療の方法及びシステムを教示する。さらに、根管オリフィスの位置は、画像データから根管系を抽出することにより、例えば、画像セットの１つ又は複数のスライス内において根管の軸に沿った点を示すことにより、決定される。これらの点が接続されて歯の根管系を表す３Ｄ線グラフが作成される。

この方法は、根管に関する情報を与え、ガイドを用いて内部操作可能なように根管の位置を突き止めるのに役立つが、識別された根管の各々に対して、歯の咬合面から材料を過剰に除去せずに、直線アクセスを実現するために、髄室へのアクセスキャビティをどのように作成及び成形するかについての言及又は教示がない。従って、器具の破損は依然として起こり得る。

現在の技術状況によれば、歯内治療の後の、歯の補綴修復（例えば、インレー、冠）の機能においてアクセスキャビティの形状を最適化する方法はない。

その他の従来技術のなかで、歯内治療を改善するためのコンピュータの使用に関連する幾つかの他の解決策がある。特許文献２は、一体型カメラを有する歯科用ハンドピース、及び事前プログラム化手順ステップ及び治療進行に伴うフィードバックを可能にするコンピュータについて検討する。コンピュータは、一体型センサから取り込んだカメラ画像及びデータを、付属モニタを介して歯科専門家に伝送する。しかし、説明された方法及びシステムには、髄室へのアクセスキャビティを、例えば、器具破損を防ぐために又は歯内治療後の補綴修復機能を最適化するために、形成又は成形することは論じられていない。

国際出願ＰＣＴ／ＥＰ第２０１１／０５２４５７号 国際公開第２０１１／０１９８４６号

Ｐｅｔｅｒ Ｓｐｉｌｉ、ＢＳｃ、ＢＤＳｃ、Ｐｅｔｅｒ Ｐａｒａｓｈｏｓ、ＭＤＳｃ、ＰｈＤ及びＨａｒｏｌｄ Ｈ．Ｍｅｓｓｅｒ、ＭＤＳｃ、ＰｈＤ著、「Ｔｈｅ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｆｒａｃｔｕｒｅ ｏｎ Ｏｕｔｃｏｍｅ ｏｆ Ｅｎｄｏｄｏｎｔｉｃ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ」、ＪＯＥ、３１巻、１２号、８４５−８５０頁、２００５年１２月 Ｄａｖｉｄ Ｋａｎ著、「Ｍｅｄｉｃｏ−Ｌｅｇａｌ Ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ Ｅｎｄｏｄｏｎｔｉｃ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ」、Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ Ｄｅｎｔａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ、１巻、９９−１００頁、２００４年

本発明の目的は、歯内治療の前に、歯根への咬合面アクセスキャビティの形状及び幾何学的配置を定め、表示するための方法、ツール又はシステムを提供することである。本発明の別の目的は、歯内治療中、咬合面アクセスキャビティの望ましい形状に関する情報を患者の歯に転写するための方法、ツール又はシステムを提供することである。
本発明は、従来技術の方法及び装置の少なくとも１つの問題を低減又は克服しようとするものである。

本発明によると、歯への咬合面アクセスキャビティの形状及び幾何学的配置を定めるステップは、コンピュータ、又はコンピュータネットワーク等のコンピュータシステムを用いて実施することができる。治療される歯の幾何学的配置（内部及び外部）の情報は１つ又はそれ以上のイメージング技術によって取得することができる。歯に関する幾何学的情報を捉えるのに使用される画像の性質（２Ｄ、３Ｄ、表面情報、容積情報など）は、使用されるイメージング技術（Ｘ線、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波など）の性質に応じて変化し得る。場合によっては複数のイメージング様式を組み合せることができる。

取得された情報は、歯の内部構造、即ち、根管及び髄室を含む、歯の３Ｄコンピュータモデルを作成するのに使用される。コンピュータモデルは、いずれかの形態のディスプレイ機器、例えばコンピュータ画面、投影ディスプレイ、頭部装着型ディスプレイなどに、断面図で又は表面モデル若しくは容積レンダリングなどの３Ｄ表現で視覚化することができる。

根管への入口の位置（歯の咬合面に対する）並びに根管の３Ｄ曲率に関する情報は、歯のコンピュータモデルから抽出される。このステップの自動化の水準は様々であり得る。一実施形態において、方法及びシステムは、ユーザがデータを入力するのを可能にする、例えば、キーボード、キーパッド、マウスポインタなどの適切な入力手段及びソフトウェアを提供することにより適合される。例えば、根管に沿った点は、いずれかの適切な手段により、例えばグラフィカルユーザインタフェースにより、又はそれらの３Ｄ座標を数値で入力することにより、示すことができる。他の実施形態によると、特徴認識アルゴリズムなどを方法又はシステムにより用いて、根管を歯の残り部分に対して区別する。さらに他の実施形態によると、システムは、ユーザ入力及び／又は画像処理ツール及び／又は歯根幾何学的配置の統計データの組み合わせを使用することができる。

本発明の特徴は、定められた根管オリフィスの位置に基づいて、アクセスキャビティの形状が計算されることである。計算には、歯の３Ｄ曲率の情報及び／又は歯内治療後の所望の歯補綴修復に関する要件及び／又は歯内治療器具の使用に関する要件／制限を考慮に入れてもよいし、入れなくてもよい。

本発明の別の特徴は、計算されたアクセスキャビティの形状に基づいて、歯の咬合面側のアクセスキャビティの境界面を示す、歯の咬合面の輪郭を計算することである。この輪郭を、例えば歯の咬合図において、コンピュータ画面などのディスプレイ機器上に視覚化し、例えば特注ジグを用いて、患者の口に転写するための手段が提供される。

本発明の重要な利点は、臨床医が、患者固有情報の関数でアクセスキャビティをどのように最適に形成するかについて実装される明白なガイドラインを有することによって、根管治療の計画を立てる際に概ね支援されることである。また、本発明は、臨床医が、幾つの根管を清掃する必要があるか、どこを調べるか、及びアクセスキャビティをどのような寸法にするかについて知った上で治療を開始することができるので、治療時間の大幅な節約をもたらす。治療自体の間には調査の必要がなく、また全ての必要な根管を治療したかどうかについても不確実さが残らない。

本発明の別の利点は、根管への直線的なアクセス及び歯内器具の湾曲を最小にして破損を防ぐことを保証するためのアクセスキャビティを容易に作成できることである。

本発明のこれら及びさらに別の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照する以下の詳細な説明から明白となるであろう。

説明される図面は概略的かつ非限定的に過ぎず、図面においては、幾つかの要素のサイズは、説明のために誇張され縮尺通りに描かれていない場合がある。

本発明によって用いることができる歯の内部構造、即ち髄室及び根管を有する歯の３Ｄコンピュータモデルを示す。 歯の断面図及び本発明で使用できる輪郭を用いた同じ歯の２．５Ｄ表現を示す。 本発明の一実施形態による、特徴認識アルゴリズムを用いて歯内治療において咬合面アクセスキャビティの形状を確立し根管及び根管それぞれの入口を識別するためのシステムを示す。 本発明の一実施形態による、３Ｄ曲線があてはめられる根管に沿った点を示すためのグラフィカルユーザインタフェースを示す。 本発明の一実施形態による、計算（推奨）されるアクセスキャビティが決定された歯の断面図及び咬合面図を示す。 本発明の一実施形態による、歯の根管と関連付けられたそれぞれの３Ｄ曲線を通って適合され、その歯の咬合面と交差し、それによりその表面上のアクセスキャビティの輪郭を定める直線を示す。 本発明の一実施形態による、歯の根管に関連付けられたそれぞれの３Ｄ曲線を通ってあてはめられ、髄室の表面と交差する直線を示す。それにより、接続された交差点が髄室の表面上のアクセスキャビティの輪郭を定め、その輪郭の、歯の咬合面への投影がアクセスキャビティの形状を定める。 成形された歯の残根及び歯冠形態の望ましい補綴修復を示す。 本発明の一実施形態による、歯冠及び、歯冠の挿入方向との関係でアンダーカットを有するように成形された歯の残根の断面図を示す。 本発明の一実施形態による、元の歯冠に対して概ね傾いた根管を有する（人工）冠を受けるように成形される歯を示す。 本発明の一実施形態による、歯の咬合面上に示される推奨されるアクセスキャビティの輪郭を有する歯の３Ｄコンピュータモデル、及び、その歯の輪郭を患者の口内の歯に転写するための種々の手段（即ち、ジグ、トランスペアレント、眼鏡及びナビゲーションシステム）を示す。 本発明で用いることができる概略的コンピュータシステムを示す。

本発明を、特定の実施形態に関して特定の図面を参照して説明するが、本発明はそれらに限定されず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

本発明の好ましい実施形態によると、髄室（２）及び根管（３）を含む歯（１）の３次元コンピュータモデル（１６）が必要とされ取得される。歯のエナメル質、骨及び軟組織は可視である。本発明の方法は、３次元コンピュータモデル（１６）が利用可能であると開始する。続く第１のステップにおいて、根管オリフィス（４）の位置（歯の咬合面に対する）が、歯（１）のコンピュータモデル（１６）から抽出される。１つの手法によると、このステップは完全に自動化される。一例として、自動装置は、システム（１７）によって実行される以下の一連の動作で構成される。初めに、歯（１）の尖端冠（長手方向）軸（５）が特定される。これは、例えば、歯（１）の慣性主軸の計算に基づいて行うことができる。ひとたび主軸が計算されると、平面交差曲線（即ち、輪郭）（６）が歯の画像を用いて主軸に沿って等間隔に計算される。その結果、歯（１）の２．５Ｄ画像（７）を与える一組の輪郭が得られる。この輪郭の組は、歯の表面（１０）を表す外側輪郭（８）及び根管（３）及び髄室（２）を表す内側輪郭（９）から成る。根管の入口点（４）は、歯の冠（即ち咬合）表面（１１）に対して所与の間隔で開始され、軸に沿って、歯（１）の尖端方向における平面交差（スライス）（６）のスクリーニングによって特定される。
髄室（２）から根管（３）への遷移は、歯（１）の内側輪郭（９）によって囲まれる面積（２１）が所定の閾値に達した（切歯の場合に典型的なように）という事実、又は内側輪郭（９）が複数の輪郭（１２）に分かれる（大臼歯又は小臼歯の場合に典型的なように）という事実によってマーク付けされる。後者は、歯の長手方向軸（５）に沿って種々の水準で、例えば、３つ又はそれ以上の歯根の場合に起こり得る。髄室（２）と根管（３）の間の遷移をマーク付けするスライス（１４）が特定されると、根管オリフィス（４）の位置は、例えば、それらのスライスに対応する内側輪郭の重心（１３）によって与えられる。

別の例によると、自動装置は、システムによる特徴認識アルゴリズムの使用で構成される。特徴（１５）は歯の根管（３）の考えられる形状の数学的表現（例えば、行列）である。特徴は、例えば、所与の相関値が特定の値より大きくなると認識される。ひとたび特徴（即ち、根管）が識別されると、その入口も歯（１）の咬合面（１１）との関係でわかる。

異なる手法を用いると、根管オリフィスはシステム（１７）への入力として与えられる。この手法は、エンドユーザとの相互作用を必要とし、この相互作用は、ユーザが３Ｄコンピュータモデル（１６）上に関連する点（４）を直接示すことを可能にするグラフィカルユーザインタフェース（１８）を用いて、システム（１７）により容易にされる。代替的に、入力は、例えば、キーボード（１９）を介して入口点の座標を数値的にシステム（１７）に入力することによって与えることができる。

第２の、随意的なステップにおいて、根管（３）の３Ｄ曲率に関する情報が、歯（１）のコンピュータモデル（１６）から抽出される。ここで、全ての根管（３）の正中線（２０）をシステム（１７）によって（半）自動的に決定することができる。前のステップのように、３Ｄ正中線（２０）の計算も様々な程度に自動化することができる。単純な実施によれば、３Ｄ曲線（２２）は、根管（３）に沿った多くの点（２３）を通るように適合され、これらの点（２３）は、ユーザによりシステム（１７）への入力として与えられる。より高度な実施では、前述のようにスライス（６）を用いて根管（３）に沿った輪郭（６）の連続する重心（１４）を決定し、曲線を適合させることができる。他の実施も可能である。全ての根管（３）に関連付けられた３Ｄ曲線（２２）を用いて、適切な数学公式を適用することにより、３Ｄ曲率が得られる。

第３のステップにおいて、システム（１７）は、少なくとも根管（３）への入口（４）の位置に基づいて髄室（２）へのアクセスキャビティ（３１）の形状を決定する。一実施形態によると、平面（２４）が、歯（１）の咬合面（１１）を通るように適合される。次に、根管（３）への入口点（４）が、平面（２４）内に、平面（２４）に直角な方向に従って投影される。平面（２４）の全ての投影された入口点（２５）の周りに、所定の直径の、例えば直径１００μｍの円（２６）が定められる。次に、円（２６）は、全ての円が結果として生じる境界（２８）に囲まれ、囲まれた表面積（２９）を最小にするように、平面（２４）内で直線（２７）により接続される。根管（３）が１つだけの場合は、境界（２８）は単一の円で構成される。次に、境界（２８）は、歯（１）の尖端冠（長手方向）軸（５）に沿って押し出され、結果として生じる３Ｄ体積（３０）と歯（１）の３Ｄモデル（１６）との交差部分（２９）が計算される。咬合面（１１）と髄室（２２）の間の交差部分（２９）の形状は、アクセスキャビティ（３１）の形状（この場合平行壁で囲まれる）を定める。

別の実施形態によると、システム（１７）は、歯根の３Ｄ曲率に関する付加的情報を用いてアクセスキャビティ（３１）の形状を計算する。この場合、根管（３）毎の直線（３３）が、根管（３）の入口点（４）を通って定められ、その根管（３）に関連付けられた３Ｄ曲線（２２）の所定の部分（３２）を通るように適合される。その限度において、線（３３）は３Ｄ曲線（２２）全体を通るように適合される。各根管（３）に対して得られる線（３３）は、歯（１）の咬合面（１１）まで延びる。次に、咬合面（１１）からの線（３３）の出現点（３４）が、最短距離の原理に従って、咬合面上の曲線３５と接続される。これにより、アクセスキャビティ（３１）の境界（２８）の咬合面上の輪郭線（３６）が得られる。随意的に、使用する歯内器具のサイズに応じて外向きのオフセット（３７）を境界（２８）に適用し、アクセスキャビティ（３１）を拡大することができる。根管（３）が１つ又は２つだけ存在する場合は、アクセスキャビティ（３１）は単一の孔（所与の直径を有する）、２つの別個の孔又は溝（つまり所与の幅を有する直線キャビティ）とすることができる。アクセスキャビティ（３１）の壁（３８）は、根管（３）から延びる直線（３３）上の対応する点間の線分を接続することにより生成されるそれぞれの線織面によって与えられる。代替的に、それぞれの根管（３）と関連付けられた３Ｄ曲線（２２）の部分（３２）を通るように適合された線（３３）が、髄室（２）の表面（３９）まで延ばされて、その表面（３９）との交差点（４０）が計算される。交差点（４０）は、最短経路に従って表面（３９）の曲線と接続される。それにより輪郭付けされた境界（４１）が咬合面（１１）に投影され、アクセスキャビティ（３１）の形状を定める。アクセスキャビティ（３１）の壁（３８）は、境界（４１）に沿った投影の方向に平行な線の掃引によって定められる。投影の方向は、例えば、それぞれの根管（３）と関連付けられた延長線（３３）の平均方向、又は歯（１）の咬合面（１１）を通るように適合された平面（２４）に直角な方向、又はシステム（１７）のエンドユーザによってランダムに指定された方向とすることさえできる。随意に、髄室（２）の表面（３９）上に輪郭付けられた境界（４１）に、咬合面（１１）への投影の前に、外向きのオフセットを与えることができる。

本発明の別の実施形態によると、システム（１７）は、所望の補綴修復（４２）に関する付加的情報を用いてアクセスキャビティ（３１）の形状及びサイズを決定する。歯内治療に続く歯（１）の補綴修復（４２）の一例として、歯冠（４３）を挙げることができる。歯冠（４３）を接着するための歯の残根（４４）を成形するためには、特定の要件が存在する。この要件は、根管（３）だけの情報に基づいて根管（３）へのアクセスキャビティ（３１）を成形するための推奨ガイドラインとは必ずしも適合しない場合がある。根管（３）への考えられる最良のアクセスを保証し、歯内治療に続いて歯冠（４３）を歯の残根（４４）に適切に固定するためには、妥協が必要な場合がある。

歯の残根（４４）への歯冠（４３）の望ましい挿入方向（４５）が決まると、残根は、歯冠（４３）を残根（４４）に接着するときにアンダーカット（４６）が存在しないように成形する必要がある。また、残根（４４）の成形周縁部（４７）は、歯冠（４３）から歯根（４８）への滑らかな遷移を可能にする特定のプロファイルを有する必要がある。また、残根（４４）は、均一に（多くの場合、多少円錐形に）研削する必要がある。しかし、この研削プロセスは、残根（４４）の表面（４９）と髄室（２）の間の最小厚（Ｄ）要件により、制御する必要がある。（人工）歯冠（４３）を受けるように成形される歯（１）の根管（３）が、元の歯冠（５０）に対して概ね斜めに配向されていると、直線アクセス／最小湾曲の原理だけに基づくシステムによって推奨されるキャビティ（３１）は、例えば、根管（３）へのアクセスを得るために過剰の材料（５１）が除去されるので、後で臨床医が残根（４４）を適切に成形することができない場合がある。これは、システム（１７）によって是正することができる。第１の例示的な手法によると、根管（３）の入口点（４）の各々に２つの線が引かれ、１つの線（５２）は補綴要素の所定の挿入方向に平行に引かれ、及び１つの線（３３）はそれぞれの根管に続く３Ｄ曲線（又はその一部分）を通るように適合される。線（５３）の各対は、根管（３）のそれぞれの入口点（４）から始まる。次に、システム（１７）は、各根管（３）について、前記の線の対（５３）のそれぞれの二等分線（５４）を計算する。根管（３）に続く３Ｄ曲線（２２）を通るように適合された延長線（３３）を使用する代わりに、二等分線がアクセスキャビティ（３１）の形状の計算（前述のように）に使用される。

本発明のさらに別の実施形態によると、システム（１７）は、歯（１）の咬合面（１１）のアクセスキャビティ（３１）の輪郭（３６）を患者の口内に転写することができる。一つの実施によると、システム（１７）は、歯（１）（及び／又は隣接する歯）の咬合面（及び／又は舌側面及び頬側面）（１１）に嵌るジグ（５５）を設計し、アクセスキャビティ（３１）の輪郭（３６）を、例えばジグ（５５）の中央開口部（５６）として組み込む。従って、医療用マーカーを用いて輪郭を歯の上にトレースすることができる。ジグは、圧延、急速プロトタイプ法などの様々な技術を用いて製造することができる。

代替的に、システム（１７）は、グラフィカルユーザインタフェースを介して、１：１縮尺で示されたキャビティ（３１）の境界（３６）を有する歯（１）の咬合面図（５７）を出力する。この図は、例えば、透明プラスチック（５８）上に印刷することにより器具内に変換し、歯内治療中に歯（１）へのオーバーレイとして使用し、実際のキャビティ成形と調和させることができる。より高度なシステム、例えば、オーバーレイを歯内治療中に装着する眼鏡（５９）に投影し、歯（１）の位置に対する頭の移動の関数として補正するシステムを考えることができる。また、アクセスキャビティの成形中、歯内器具及びキャビティ（３１）の境界（３６）の表示と共に歯をコンピュータ画面上に視覚化できるナビゲーションシステム（６０）は、歯科専門医を、計画通りにアクセスキャビティを成形するように誘導できる。

図１２は、本発明による方法と共に及びシステム内で用いることができ、Ｍａｔｅｒｉａｌｉｓｅ Ｎ．Ｖ．（ルーバン、ベルギー）により供給される３−ｍａｔｉｃ（商標）などのコンピュータプログラムを含む、コンピューティングシステムの概略図である。図示されるコンピュータ１５０は、映像ディスプレイ端末１５９、キーボード１５５などのデータ入力手段、及びマウス１５６などのグラフィカルユーザインタフェース指示手段を含むことができる。コンピュータ１５０は、汎用コンピュータ、例えば、ＵＮＩＸ（登録商標）ワークステーション又はパーソナルコンピュータとして実装することができる。

コンピュータ１５０は、Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｐ．ＵＳＡによって供給されるＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサが単なる一例である通常のマイクロプロセッサ等の中央処理ユニット（ＣＰＵ）１５１、及びバスシステム１５４を介して相互接続される多数の他のユニットを含む。バスシステム１５４は、任意の好適なバスシステムとすることができ、上記の図は単なる概略図である。コンピュータ１５０は、少なくとも１つのメモリを含む。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、及びハードディスクとして当業者には既知の不揮発性読み出し／書き込みメモリなど、当業者には既知の様々なデータ記憶装置の何れかを含むことができる。例えば、コンピュータ１５０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１５２、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１５３、並びに、システムバス１５４を映像ディスプレイ端末１５９に接続するためのディスプレイアダプタ１５１２、及び、周辺機器（例えば、ディスク及びテープドライブ１５８）をシステムバス１５４に接続するための随意の入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ１５１１をさらに含むことができる。映像ディスプレイ端末１５９は、コンピュータ１５０の視覚出力であって、コンピュータハードウェアの分野で周知のＣＲＴベースの映像ディスプレイなどの任意の好適なディスプレイ装置とすることができる。しかし、デスクトップコンピュータ、ポータブル又はノートブックベースのコンピュータを用いる場合、映像ディスプレイ端末１５９は、ＬＣＤベースの又はガスプラズマベースのフラットパネルディスプレイと置換えることができる。ディスプレイの他の形態は、歯内治療中に装着する眼鏡とすることができる。コンピュータ１５０は、キーボード１５５、マウス１５６、及び随意のスピーカ１５７を接続するためのユーザインタフェースアダプタ１５１０をさらに含む。３Ｄモデルを記述する関連データは、キーボード１５５を用いて直接、又は記憶装置１５８等からコンピュータに入力することができ、その後プロセッサが本発明による方法を実行する。本方法の何れかの結果は、さらに別の近隣又は遠隔位置の、例えば印刷又はＣＡＤ／ＣＡＭ処理装置に伝送し、コンピュータ１５０によって与えられる詳細に従って、歯冠、ジグ、印刷されたプラスチックテンプレート（前述の）などのツールを製造することができる。

印刷システム又はＣＡＤ／ＣＡＭ製造ユニット１５１６も、コンピュータ１５０をインターネット、イントラネット、ローカルエリア又は広域ネットワーク（ＬＡＮ又はＷＡＮ）、又はＣＡＮなどのデータネットワークに接続するバス１５４に、通信アダプタ１５１７を介して接続することができる。製造ユニット１５１６は、歯冠、ジグ、印刷プラスチックテンプレート（前述の）などのツールの製造に適した記述子ファイルを、本発明による歯内治療における咬合アクセスキャビティの形状を確立するためのコンピュータプログラムを実行するコンピュータ１５０から直接受け取る、又はコンピュータ１５０の出力から導出される値又は記述子ファイルを受け取ることができる。代替的に、ユニット１５１６は、ディスケット、交換可能ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＣＤＲＯＭなどの光学格納装置、磁気テープなどの好適な信号格納媒体上の関連する設計データを間接的に受取ることができる。

コンピュータ１５０は、コンピュータ１５０の動作を指示する機械可読媒体内に常駐するグラフィカルユーザインタフェースも含む。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１５２、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１５３、磁気ディスケット、磁気テープ、又は光ディスク（最後の３つはディスク及びデープドライブ１５８内にある）などの任意の好適な機械可読媒体は、グラフィカルユーザインタフェースを保持することができる。任意の好適なオペレーティングシステム及び付随するグラフィカルユーザインタフェース（例えば、マイクロソフトウィンドウズ（登録商標）、リナックス（登録商標））は、ＣＰＵ１５１に命令することができる。また、コンピュータ１５０は、コンピュータメモリ格納部１５６１内に常駐する制御プログラム１５１７を含む。制御プログラム１５７１は、ＣＰＵ１５１上で実行されると本発明の方法の何れかに関して説明された動作をコンピュータ１５０に実行させる命令を含む。

コンピュータ１５０は、３Ｄデジタル歯内治療法のためのコンピュータ・ベースの方法に用いることができ、３Ｄイメージング装置は、罹患した歯の画像をデジタル化して画像データを形成するために用いられる。３Ｄイメージング装置は、ＣＴスキャナ、ＭＲＩスキャナ、又は超音波スキャナなどの容積データの生成のためのものである。

ユーザインタフェースは、画像データから咬合アクセスキャビティの形状を抽出し、視覚ディスプレイユニット上に視覚化するように適合されることが好ましい。ユーザインタフェースは、冠状平面、矢状平面及び／又は横断平面上の根管の３Ｄ及び断面表示ができるように適合されることが好ましい。

コンピュータシステム上で実行されるソフトウェアは、根管系を画像データから抽出することによって根管オリフィスの位置を定めるように準備されることが好ましい。この抽出のステップは、画像の１つ又は複数のスライス内の根管の軸に沿った点を指示することによって行うことができる。これらの点を接続して、歯の根管系を表す３Ｄ線グラフを作り上げることができる。

コンピュータシステム上で実行されるユーザインタフェース及びソフトウェアは、各根管のオリフィスを異なる色の点として視覚化するように適合されることが好ましい。随意的に、根管オリフィスは、歯固有の座標系における座標として表すことができる。

当業者であれば、図１２に示すハードウェアは、固有の用途によって変えることができることを認識するであろう。例えば、光ディスク媒体、音声アダプタ、又は、コンピュータハードウェハの分野で周知のＰＡＬ若しくはＥＰＲＯＭプログラミング装置等のチッププログラミング装置などの他の周辺機器を、既述のハードウェアに加えて、又はその代わりに用いることができる。

図１２に示される例において、本発明の方法を実行するためのコンピュータプログラム製品は、任意の好適なメモリ内に常駐することができる。しかしながら、当業者であれば、本発明の機構は、様々な形態でコンピュータプログラム製品として配布することができること、及び、本発明は、実際に配布するのに用いられる信号支持媒体の具体的な型式に無関係に、等しく適用されることは重要であることを認識するであろう。コンピュータ可読信号支持媒体の例には、フロッピー（登録商標）ディスク及びＣＤ ＲＯＭ、固体メモリ、テープ記憶装置、磁気ディスクなどの記録可能型式の媒体が含まれる。

従って、本発明は、好適なコンピューティングデバイス上で実行されたときに、本発明の方法のいずれかを実行するソフトウェア製品を含む。Ｃなどの好適な高水準言語でプログラミングし、目標コンピュータプロセッサ用の好適なコンパイラでコンパイルすることにより、好適なソフトウェアを取得することができる。

Claims (23)

1. 歯内治療の前に歯の根管への咬合アクセスキャビティの形状及び幾何学的配置を定め、表示するためのコンピュータ・ベースの方法であって、
   １つ又はそれ以上のイメージング技術によって取得された、治療される患者の歯の幾何学的配置の情報を前記コンピュータにロードするステップと、
   前記歯の内部構造を含む、前記歯の３Ｄコンピュータモデルを作成するステップと、
   前記コンピュータモデルを視覚化するステップと、
   前記歯の咬合面に対する前記歯の根管への入口の位置を視覚化するステップと、
   根管オリフィスの位置に基づいて、計算手段を用いて、前記アクセスキャビティの前記形状を計算するステップと、
   前記アクセスキャビティの前記計算された形状に基づいて、前記歯の咬合側の前記アクセスキャビティの表面境界を示す、前記歯の前記咬合面の輪郭を計算するステップと、
   を含み、前記方法は、
   前記輪郭をコンピュータ画面などのディスプレイ装置上に視覚化するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
2. 前記根管オリフィスの前記位置に関する情報は、前記歯の全体の軸又は個々の歯根の軸に関する情報と、後者の情報を用いて前記位置が前記歯の髄室の表面又は前記咬合面の上に投影される方向を定めるように組み合わされ、前記アクセスキャビティの前記形状は、前記投影された点を接続する最短経路曲線により指示され、前記アクセスキャビティの壁は、前記歯根軸情報、前記投影の方向、前記点の周りの前記包絡線、又はこれらのいずれかの組み合わせに基づいて計算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 上部境界及び下部境界は、前記咬合面及び前記髄室の表面によって定められることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記イメージング技術は、２Ｄ情報、３Ｄ情報、表面情報、又は容積情報を与えることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の方法。
5. 前記イメージング技術は、Ｘ線、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波、又はこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の方法。
6. 前記コンピュータモデルは、コンピュータ画面、投影ディスプレイ、頭部装着ディスプレイなどのディスプレイ装置上に、断面図又は表面モデル若しくは容積レンダリングなどの３Ｄ表現で視覚化されることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 前記歯の咬合面に対する前記根管への前記入口の前記位置、並びに、前記根管の３Ｄ曲率に関する情報は、前記歯の前記コンピュータモデルから抽出されることを特徴とする、請求項２〜請求項６のいずれかに記載の方法。
8. 前記アクセスキャビティの前記形状は、前記根管の前記３Ｄ曲率に関する情報に基づくことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 特徴認識アルゴリズムを使用して、前記根管を前記歯の残り部分に対して区別することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
10. 前記根管オリフィスの前記定められた位置に基づいて、前記アクセスキャビティの前記形状を計算し、前記計算には、前記歯の根管の３Ｄ曲率の情報、及び／又は、歯内治療後の前記歯の所望の補綴修復に関する要件、及び／又は、歯内器具の使用に関する要件／制限が考慮に入れられることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の方法。
11. 歯内治療の前に歯の根管への咬合アクセスキャビティの形状及び幾何学的配置を定め、表示するためのコンピュータ・ベースのシステムであって、
    １つ又はそれ以上のイメージング技術によって取得された、治療される患者の歯の幾何学的配置の情報を前記コンピュータにロードするための入力手段と、
    前記歯の内部構造を含む、前記歯の３Ｄコンピュータモデルを作成するための手段と、 前記コンピュータモデルを視覚化するように適合されたディスプレイ手段と、
    を含み、前記システムは、前記歯の咬合面に対する根管への入口の位置を視覚化するように適合され、
    根管オリフィスの位置に基づいて、前記アクセスキャビティの前記形状を計算するための計算手段と、
    が設けられ、前記システムは、前記アクセスキャビティの前記計算された形状に基づいて、前記歯の咬合側の前記アクセスキャビティの前記表面境界を示す、前記歯の前記咬合面の輪郭を計算するように適合され、前記ディスプレイは、前記輪郭を視覚化するように適合される、ことを特徴とするシステム。
12. 前記システムは、前記根管オリフィスの前記位置に関する情報を、前記歯の全体の軸又は個々の歯根の軸に関する情報と、後者の情報を用いて前記位置が前記歯の髄室の表面又は前記咬合面の上に投影される方向を定めるように組み合わせるように適合され、前記アクセスキャビティの前記形状は、前記投影された点を接続する最短経路曲線により指示され、前記アクセスキャビティの壁は、前記歯根軸情報、前記投影の方向、前記点の周りの包絡線、又はこれらのいずれかの組み合わせに基づいて計算されることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
13. 上部境界及び下部境界は、前記咬合面及び前記髄室の表面によって定められることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
14. 歯内治療中、前記咬合アクセスキャビティの前記形状に関する情報を患者の歯に転写するための手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１１〜請求項１３のいずれかに記載のシステム。
15. 前記イメージング技術の画像は、２Ｄ情報、３Ｄ情報、表面情報、又は容積情報を含むことを特徴とする、請求項１１〜請求項１４のいずれかに記載のシステム。
16. 前記イメージング技術の画像は、Ｘ線画像、ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、超音波画像のいずれかであることを特徴とする、請求項１１〜請求項１５のいずれかに記載のシステム。
17. 前記ディスプレイは、コンピュータ画面、投影ディスプレイ、頭部装着ディスプレイであり、前記ディスプレイは、断面図又は表面モデル若しくは体積レンダリングなどの３Ｄ表現で表示するように適合されることを特徴とする、請求項１１〜請求項１６のいずれかに記載のシステム。
18. 前記歯の前記コンピュータモデルから、前記歯の咬合面に対する前記根管への前記入口の前記位置、並びに、前記根管の３Ｄ曲率に関する情報を抽出するための手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１１〜請求項１７のいずれかに記載のシステム。
19. 前記アクセスキャビティの前記形状は、前記根管の前記３Ｄ曲率に関する情報に基づくことを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記システムは、特徴認識アルゴリズムを実行して、前記根管を前記歯の残り部分に対して区別するように適合されることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
21. 前記根管オリフィスの前記定められた位置に基づいて、前記アクセスキャビティの前記形状を計算するための手段をさらに含み、前記計算には、前記歯の３Ｄ曲率の情報、及び／又は、歯内治療後の前記歯の所望の補綴修復に関する要件、及び／又は、歯内器具の使用に関する要件／制限が考慮に入れられることを特徴とする、請求項１１〜請求項２０のいずれかに記載のシステム。
22. プロセッサ上で実行されるとき、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の方法、又は、請求項１１〜請求項２１のいずれかに記載のシステムを実施するソフトウェアコードを備えたコンピュータプログラム。
23. 請求項２２に記載のコンピュータプログラム製品を格納する非一時的機械可読格納媒体。

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