JP6757671B2 - 歯肉モデルの仮想二次加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、人工歯肉プランニングで作成された第１の仮想三次元歯肉モデルの仮想二次加工方法に関する。

従来技術から歯科補綴物の形成方法が多数知られている。

総義歯における人口歯肉の三次元モデルを形成する場合、歯肉の形状は、顎及び計画されている修復歯に解剖学的に正しく合わせられる。周知の総義歯作製方式では、第１の工程において無歯顎印象を作成し、軟性樹脂の複数の層に歯肉モデルを手作業で徐々に埋め込む。次に、歯肉モデルに対して歯の補綴物を配置する。

この方式の欠点は、総義歯製作の複数の工程が手作業で行われ、非常に時間がかかることにある。

従って、本発明の課題は、より簡単で迅速な、解剖学的に正しい加工を可能にする、歯肉モデルの仮想二次加工方法を提供することである。

本発明は、人工歯肉プランニングで作成された仮想三次元歯肉モデルの仮想二次加工方法に関する。この場合、歯肉モデルの少なくとも１つの定義づけられた三次元表面構造を、コンピュータを用いた仮想ツールによって変更することにより、仮想歯肉モデルを仮想的に二次加工する。

この仮想三次元歯肉モデルは、総義歯又は部分義歯の人口歯肉プランニングの結果である。総義歯又は部分義歯のプランニングでは顎の三次元モデルが使用されるが、このモデルは無歯顎であってよい。部分義歯では顎にまだ歯が残っており、この場合は、歯のない部分に歯肉が退縮することができる。これらの部分には、義歯と一緒に部分義歯の人口歯肉も使用される。本方法は、補綴物を人工歯肉で補完することが有効である場合に、インプラントブリッジ又は単純なクラウンのプランニングでも利用することができる。顎のモデルは、例えば三次元測定用の歯科カメラなどを用いて作成することができる。この顎のモデルに基づいて、次に、顎に対する歯の三次元モデルをプランニングする。次の工程では、人口歯肉の歯肉モデルをプランニングする。このとき、歯肉モデルは、既存の顎に対する歯肉境界とプランニングした歯のモデルに対する歯肉境界とによって決定される。次に、コンピュータ支援による分析法を用いることにより、この仮想歯肉モデルを複数の三次元表面構造に分割することができる。次の二次加工では、ユーザーが、マウス又はキーボードなどの入力手段を使用しながら仮想ツールによって特定の表面構造を選択し、例えばこの表面構造の歯肉境界の高さ、厚さ又は形状変化などに関して変更を行うことが可能である。

この方法の利点は、歯肉モデルが解剖学的に正しい表面構造に自動的に分割され、仮想ツールを使って適切に変更可能なことにある。すなわち、これにより、周知のＣＡＤツールを使用する場合よりも簡単に、解剖学的に正しい歯肉モデルの適合が達成される。なぜなら、そのようなＣＡＤツールを使用すると、解剖学的構造を考慮せずに３Ｄモデルが次々に変更されてしまうからである。

有利には、定義づける歯肉の表面構造が、歯間、歯の乳頭状部分、歯根の歯肉部分、歯肉モデルと顎モデル間の移行部分及び／又は顎弓が終了する末端部分であってもよい。

表面構造は歯間の歯肉であってもよく、歯と歯の間の歯間は第１の歯の近心面と第２の歯の遠心面との歯肉境界によって境界されている。

歯の乳頭状部分は、歯肉と歯との間の歯肉境界によって、ならびにこの歯を取り囲むカーブによって定義づけられている。歯肉は、ほとんどが歯の表面からほぼ垂直に突き出し、その後、歯の表面に対して平行に通るカーブを描いている。このとき、乳頭状部分は、通常、歯の表面から見て唇方向又は頬方向に２ｍｍの幅を有している。乳頭状部分は、近心側に第１の最高点と遠心側に第２の最高点を有している。さらに乳頭状部分は、舌側又は頬側に最低点も有している。両方の最高点から最低点までの、それぞれの歯の歯軸に沿った乳頭状部分の高さは、通常４ｍｍである。

歯根の歯肉部分はこの歯の乳頭状部分につながっており、このとき、歯根の歯肉部分は歯根周辺にある厚い歯肉部分によって定義づけられている。コンピュータ支援による方法を用いて、歯根周辺にあるこれらの厚い部分は、歯肉モデルの形状変化を分析することによって自動的に検知可能である。

顎から歯肉への移行部分は、プランニングした歯肉モデルと既存の顎との間の歯肉境界の境界部分に配置されている。この移行部分は、総義歯を入れたときに、人工歯肉が既存の顎の歯肉とスムーズにつながるように形成しなければならない。

顎弓が終了する末端部分は最後の奥歯の遠位表面によって境界され、歯肉モデルの境界まで通じている。

歯肉モデルの残りの部分は、関連のある表面構造として、仮想ツールによって選択され、例えば顎の厚みづけのために変更することができ、このとき残りの全部分の厚さが増加又は軽減される。

有利には、仮想ツールを使用して、歯肉モデルの定義づけられた表面構造を選択的に変更することができる。

これにより、歯肉モデルを解剖学的に正しく適合できる。

有利には、仮想ツールを使用して、少なくとも１つの歯間の歯肉境界の高さと形状変化を変更することができる。

すなわち、仮想ツールを使用することで、歯間の高さ又は最高点を隣接する歯の歯軸に対して平行に移動させることが可能になる。隣接する歯の一方の歯軸に沿った、解剖学的によく見られる歯間の最低点と最高点の高さの違いは、通常、最大４ｍｍである。この高さを変更する場合、隣接する歯に対する歯肉境界の形状変化を解剖学的に正しい形で自動的に適合させることができる。歯間表面の形状変化も同様に、周辺部分に対して適合される。ユーザーは、両方の隣接する歯の一方の歯軸に沿って、例えば歯間の最高点を移動させることができ、このとき、この最高点周辺の歯間部分は膜状に変形される。

有利には、仮想ツールを使用して、少なくとも１つの乳頭状部分の歯肉境界の高さと形状変化を変更することができる。

乳頭状部分の高さを変更する場合、例えば最低点を、それぞれの歯の歯軸に沿って移動させることができ、このとき、歯に対する歯肉境界の形状変化が相応に適合される。

有利には、仮想ツールを使用して、乳頭状部分の歯肉境界を変更し、乳頭状部分の最低点を舌方向、頬方向、唇方向又は口蓋方向に移動させることができる。

すなわち、乳頭状部分の最低点を仮想ツールを使って移動させることができ、このとき、歯肉境界の形状変化ならびに乳頭状部分の表面が歯肉モデルの周辺部分に適合される。

有利には、仮想ツールを使用して、乳頭状部分の歯肉境界を変更し、乳頭状部分の最高点を咬合方向、切歯方向又は歯頸部方向に移動させることができる。

これにより、乳頭状部分の両方の端部の一方の最高点が咬合方向、切歯方向又は歯頸部方向に移動し、このとき、歯肉モデルの隣接する表面構造への移行部分が適合される。

有利には、仮想ツールを使用して、選択した歯肉表面構造の厚さを変更することができる。

すなわち、これにより、歯間、乳頭状部分又は歯根の歯肉部分を選択し、その厚さを選択的に変更することができ、このとき、隣接する表面構造への移行部分が適合されるため、スムーズに連続する形状が生じる。これにより、例えば乳頭状部分又は歯根の歯肉部分を個別に厚みづけすることができる。

有利には、仮想ツールを使用して、顎端部への歯肉の移行部分の厚さを増加又は減少させることができる。

これにより、最後の奥歯の遠心表面の歯肉境界から開始して、一般的には最大４ｍｍの幅がある顎端部の移行部分について、その厚さを変更することができる。

有利には、仮想ツールを使用して、歯肉モデル全体の全般的な厚さを変更することができる。

これにより、例えば歯肉モデルの残りの部分を関連する表面構造として選択し、歯肉モデルの厚さ全体を１つの工程内で変更することが可能になる。

有利には、コンピュータ支援により、分析法を利用して歯肉モデルの表面構造を自動で定義づけすることが可能である。

これにより、歯肉モデルは、解剖学的に正しく適合できるさまざまな表面構造に自動的に分割される。

有利には、仮想ツールを使って表面構造を選択することができ、このとき、この表面構造を、その色又は透明度を変えることによって、グラフィックでハイライト表示することができる。

これにより、選択した表面構造がグラフィックでハイライト表示されるため、ユーザーには、現在どの表面構造が二次加工中であるかが簡単に分かる。

本発明を図に基づいて詳しく説明する。
本方法を明確に示すための図である。 第１の仮想ツールの使用を明確に示すための図である。 さらなる仮想ツールの使用を明確に示すための図である。

図１は本方法を明確に示すための図である。第１の工程では、無歯顎１の歯の状況を、光学的三次元歯科用カメラ２で撮影する。歯科用カメラは、例えばプロジェクション方式に基づくものであってよい。カメラ２で作成された画像データは、コンピュータ３に伝送される。無歯顎１の顎モデル４は、モニターなどの表示装置５によって表示される。歯科医師又は歯科技工士などのユーザーは、キーボード７又はマウス８などの入力装置を使用し、カーソル６によって顎モデル４の範囲内を移動できる。次の工程では、義歯の歯モデル９の形状及び顎モデル４に対する配置をプランニングする。その次の工程では、仮想三次元歯肉モデル１０をプランニングし、このとき、顎モデル４及びプランニングした歯モデル９の形状と配置が考慮される。

歯肉モデル１０のプランニング後、本発明の方法を開始し、このとき、歯肉モデル１０が仮想的に二次加工される。二次加工は、歯肉モデル１０を複数の表面構造、すなわち歯間１１、乳頭状部分１２、歯根の歯肉部分１３、歯肉モデル１０と顎モデル４間の周縁部の移行部分１４又は顎弓が終了する末端部分１５などに分割することによって行われる。歯肉モデル１０の残りの部分１６も同様に、統一された表面構造としてまとめ、例えば厚さなどを変更することができる。すなわち、個々の表面構造１１、１２、１３、１４、１５及び１６は個別に選択可能であり、例えば高さ、厚さ又は歯肉境界の形状変化に関して、この表面構造を変更することができる。歯間１１は隣接する２つの歯モデル１７及び１８の間にあり、このとき、歯間１１は、第１の歯モデル１７の歯弓中心側にある近心表面１９の歯肉境界と、歯弓終点側にある第２の歯モデル１８の遠心表面２０の歯肉境界とによって境界される。この歯間は、側面が弓形の境界線２１によって境界される。

歯モデル２２の乳頭状部分１２は、この歯モデル２２を取り囲むカーブ２３によって境界されており、このとき、乳頭状部分１２の形状変化は、通常、平面２４において歯モデル２２の歯軸２５に対してほぼ垂直に始まり、続いて歯の表面に対してほぼ平行に通っている。

歯根の歯肉範囲１３は、歯の乳頭状部分１２に直接続いており、歯根２６の上に覆いかぶさっている。コンピュータ支援による分析法を使って、歯根２６の上に配置されている歯肉の厚さを検知することができ、この場合、歯肉モデル１０の形状変化が分析されるが、この厚さは、歯根の歯肉部分１３の間にある残りの部分１６の歯肉モデルの平坦な形状変化に対する隆起部として検知される。次に、この厚さが、歯根の歯肉部分１３として定義づけられる。

歯肉モデル１０の周縁部における既存の顎モデル４への移行部分１４は、例えば歯肉モデル１０の周縁部の幅２７を２ｍｍに規定することによって定義づけることができる。顎終点の移行部分１５は、最後の奥歯２９の遠位表面２８によって定義づけられ、歯肉モデルの側面の歯肉境界３０まで顎軸３１に沿って通っている。

図２は仮想ツールの使用を明確に示すための図である。歯モデル９ならびに歯肉モデル１０は、図１の顎軸３１に対して垂直な断面図で示されている。第１の仮想ツールを用いて、歯モデルの頬側４０及び口蓋側４１上の乳頭状部分１１が選択される。次に、乳頭状部分１２の厚さが削られるため、頬側４０では乳頭状部分が第１の厚さ４２から始まり、変更後の厚さ４３まで縮小される。ここでは、仮想ツール使用後の乳頭状部分の形状変化が破線で示されている。口蓋側４１の乳頭状部分１２は、厚さ４４から始まって変更後の厚さ４５まで縮小される。ここでは、変更後の乳頭状部分が破線で示されている。

第２の仮想ツールを使用して、歯根の歯肉部分１３の間にある残りの部分１６の平坦な形状変化４６に対する隆起部として検知可能な歯根の歯肉部分１３の厚さを変更する。この場合、頬側４０では、第１の厚さ４７から始まって第２の変更後の厚さ４８まで厚さが増加される。ここでは、変更後の歯根の歯肉部分１３が破線で示されている。反対側に位置する口蓋側４１の歯根の歯肉部分１３が相応に変更され、このとき、第１の厚さ４９から始まって第２の変更後の厚さ４９’まで厚さが増加される。ここでは、変更後の歯根の歯肉部分が破線で示されている。このようにして、本方法により、歯肉モデル１０を僅かな工程で解剖学的に正しく変更することが可能になる。

図３はさらなる仮想ツールの使用を明確に示すための図である。２つの歯モデル９ならびに歯肉モデル１０の一部が、唇方向から見た図で示されている。第３の仮想ツールを使用して、歯間１１の最高点５０を、２つの歯モデル９の一方の歯軸５１に沿って変更後の最高点５２へ移動する。このとき、歯間１１の歯肉境界５３の形状変化が自動的に周辺部分に適合される。歯間１１の歯肉境界の変更後の形状変化５４は、破線で示されている。最高点５０の変更後の最高点５２への移動は、矢印５５によって示されている。第４の仮想ツールを使用して、２つの歯モデル９の一方の乳頭状部分１２の最低点５６を、変更後の最低点５７へ移動する。このとき、乳頭状部分１２の歯肉境界５８の形状変化が相応に適合される。変更後の乳頭状部分の変更後の歯肉境界５９は破線で示されている。すなわち、歯間１１と乳頭状部分１２の範囲内における歯肉境界５４及び５９の形状変化は、歯間１１と乳頭状部分１２との間の移行部分６０においてスムーズに連続する移行が生じるように自動的に適合される。このことから、この特別な仮想ツールの使用によって、適切かつ解剖学的に正しい歯肉モデルの適合が僅かな工程で可能になる。

１ 無歯顎
２ 光学的三次元歯科用カメラ
３ コンピュータ
４ 顎モデル
５ 表示装置
６ カーソル
７ キーボード
８ マウス
９ 歯モデル
１０ 歯肉モデル
１１ 歯間
１２ 乳頭状部分
１３ 歯根の歯肉部分
１４ 移行部分
１５ 末端部分
１６ 残りの部分
１７ 歯モデル
１８ 歯モデル
１９ 近心表面
２０ 遠位表面
２１ 弓形の境界線
２２ 歯モデル
２３ カーブ
２４ 平面
２５ 歯軸
２６ 歯根
２７ 幅
２８ 遠位表面
２９ 奥歯
３０ 側面の歯肉境界
３１ 顎軸
４０ 頬側
４１ 口蓋側
４２ 厚さ
４３ 厚さ
４４ 厚さ
４５ 厚さ
４６ 平坦な形状変化
４７ 厚さ
４８ 厚さ
４９ 厚さ
５０ 最高点
５１ 歯軸
５２ 変更後の最高点
５３ 歯肉境界の形状変化
５４ 変更後の形状変化
５５ 矢印
５６ 最低点
５７ 変更後の最低点
５９ 歯肉境界
６０ 移行部分

Claims (3)

1. 人工歯肉プランニングで作成された仮想三次元の歯肉モデル（１０）の仮想二次加工方法であり、前記歯肉モデルの少なくとも１つの定義づけられた三次元の表面構造（１１、１２、１３、１４、１５、１６）を、コンピュータ（３）を用いた仮想ツールによって変更することにより、前記歯肉モデル（１０）を仮想的に二次加工する方法であって；
   定義づけられた歯肉の前記表面構造が、歯間（１１）、歯の乳頭状部分（１２）、歯根の歯肉部分（１３）、前記歯肉モデル（１０）と顎モデル（４）間の移行部分（１４）及び／又は顎弓が終了する末端部分（１５）であり；
   前記歯肉モデルのうち、前記１１〜１５の部分を除いた部分が残りの部分（１６）であり；
   前記コンピュータ（３）の前記仮想ツールにより、前記歯肉モデル（１０）の定義づけられた前記表面構造（１１、１２、１３、１４、１５、１６）が適切に変更され、
   前記コンピュータ（３）の前記仮想ツールにより、少なくとも１つの歯間（１１）の歯肉境界（５３）の高さ（５５）と形状変化が変更され、
   前記コンピュータ（３）の前記仮想ツールにより、少なくとも１つの乳頭状部分（１２）の歯肉境界（５８）の高さと形状変化が変更され、
   前記コンピュータ（３）の前記仮想ツールにより、乳頭状部分（１２）の歯肉境界（５８）が変更され、前記乳頭状部分（１２）の最低点（５６）が舌方向、頬方向、唇方向又は口蓋方向に移動し、
   前記コンピュータ（３）の前記仮想ツールにより、乳頭状部分（１２）の歯肉境界（５８）が変更され、前記乳頭状部分の最高点が咬合方向、切歯方向又は歯頸部方向に移動し、
   前記コンピュータ（３）の前記仮想ツールにより、前記歯肉モデル（１０）の選択した表面構造（１２、１３）の厚さ（４２、４５、４７、４９）が変更され、
   前記コンピュータ（３）の前記仮想ツールにより、顎端部への前記歯肉の前記移行部分（１５）の厚さが増加又は減少し、
   前記コンピュータ（３）の前記仮想ツールにより、前記歯肉モデル（１０）全体の厚さが変更され、
   前記歯肉モデルは、解剖学的に正しく適合できる前記表面構造（１１、１２、１３、１４、１５、１６）に自動的に分割され、
   それぞれ選択した前記表面構造において、その形状変化が相応に適合され、
   さらにその形状変化により、自動的に周辺部に対しても適合される、
   ことを特徴とする方法。
2. コンピュータ支援により、分析法を利用して前記歯肉モデル（１０）の前記表面構造（１１、１２、１３、１４、１５、１６）を自動で定義づけする
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記コンピュータ（３）の前記仮想ツールにより、前記表面構造（１１、１２、１３、１４、１５、１６）が選択され、この表面構造が、その色又は透明度を変えることによって、グラフィックでハイライト表示される
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
   

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