JP6853895B2 - ３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム - Google Patents

３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム Download PDF

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Description

本発明は、顎矯正システムに係り、さらに詳細には、患者のＣＢＣＴデータを３次元映像ファイルに変換し、作業模型スキャンデータを変換された映像に併合して、精密な３次元映像を構築する３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システムに関する。
顎矯正手術（顎矯正手術、顎手術）は、上顎骨や下顎骨の成長が正常から外れて、過剰、不足、あるいは非対称的な状態を有している時、このような形態とサイズとの変異を正す手術を言う。顎矯正手術は、顎骨の位置変化をもたらすために、手術前後に矯正治療が伴われることが一般的である。手術の計画は、通常矯正医師と口腔顎顔面外科医師との協議によって決定される。したがって、一般的な手術とは異なって、手術のあらゆる準備段階と手術後の咬合を調節する段階などを含む全体的な期間が長く、治療も複雑な手術に属する。
顎矯正手術において、手術者の３Ｄシミュレーションを通じてガイドを活用して施術する方式が少しずつ紹介されている。しかし、ほとんどの方式が、施術後、上・下顎歯牙の咬合関係を利用した顎骨関係の再現に限っている。これは、両顎手術の主要段階である診断、顎骨分離、結合で最終段階である結合部分に対する結果のみ誘導することにより、潜在的な危険性がある顎骨分離過程に対して備えが足りない面がある。また。顎骨切断後、正確な位置移動に対する客観的な指標がないために、全面的に執刀医の判断に依存するしかない限界がある。
一方、特許文献１には、対象患者の顔面骨を撮影したＣＴ（コンピュータ断層撮映）映像から発生するノイズを除去し、歯牙部分の３次元スキャンデータを用いて上顎と下顎との歯牙部分に対する正確性を向上させ、このような映像情報を用いて咬合情報を反映することにより、正確な顎矯正模擬手術を行わせる「顎矯正手術のための映像マッチング情報生成方法及びそれを利用した顎矯正模擬手術方法」が開示されている。
また、特許文献２には、患者の口腔内に印象採得を実行して得た実モデルを用いて中心咬合状態で組み立てられた上下顎モデル、上顎モデル及び下顎モデルのそれぞれをスキャンした後、スキャンされた映像のそれぞれを組み立てて、中心咬合デジタル歯列モデルを生成し、患者のＣＴ映像から軟組織、骨、歯牙、矯正用ブラケット及び手術用フックのうち少なくとも１つを含むモデルを分離して、該分離されたそれぞれの前記モデル及び前記中心咬合デジタル歯列モデルを３次元イメージで処理し、生成された前記中心咬合デジタル歯列モデルの上下顎を前記ＣＴ映像から分離した上下顎歯列及び矯正用ブラケット及び手術用フック、口蓋面軟組織に重畳することにより、施術または矯正後の咬合関係を正確に分かるようにし、手術用スプリント（ｓｐｌｉｎｔ）を容易に製作可能にする「顎矯正手術シミュレーション方法、その記録媒体及び装置」が開示されている。
以上のような特許文献１、特許文献２に開示された技術は、いずれも顎矯正手術と関連した内容であって、正確な顎矯正模擬手術を可能にするか、施術または矯正後の咬合関係を正確に把握可能にするなど、それなりの長所がある。
しかし、顎矯正手術と関連した歯列矯正に限定されているか、あるいは模擬手術と実際手術との関連性の側面での対応が十分ではなく、顎骨分離過程に対する全般的な備えが足りない面がある。
韓国公開特許第１０−２０１３−０００８２３６号公報 韓国公開特許第１０−２０１３−００７５３０５号公報
本発明は、前記のような事項を勘案して案出されたものであって、患者のＣＢＣＴ（Ｃｏｎｅ Ｂｅａｍ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）データをレンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）を通じて３次元映像ファイルに変換し、その変換された３次元映像に顎矯正のための口腔及び顎骨模型のスキャンデータを併合して、精密な３次元ハイブリッド映像を構築し、それに基づいて仮想顎矯正を行い、実際の顎矯正に必要な顎矯正補助装置を製作して提供することにより、安全かつ効率的な顎矯正を行えるようにした３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システムを提供するところにその目的がある。
前記目的を果たすために、本発明による３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システムは、ＣＴ撮影装置、歯科医院サーバ及び顎矯正装置製作会社サーバを備え、前記歯科医院サーバと顎矯正装置製作会社サーバとの間に顎矯正のための一連のデータを送受信しながら、顎矯正のための事前準備作業を行った後、それに基づいて実際の顎矯正を行う顎矯正システムであって、顎矯正診断計画樹立のために、顎矯正対象患者の頭蓋骨に対するＣＴ撮影を行うＣＴ撮影装置と、前記ＣＴ撮影装置によって撮影されたＣＴ撮影映像データに基づいて顎矯正のための基礎データを準備して、前記顎矯正装置製作会社サーバに伝送し、前記顎矯正装置製作会社サーバから受信した顎骨切開データを３次元ハイブリッド映像構築プログラムに入力して、仮想顎矯正を行い、その仮想顎矯正結果を前記顎矯正装置製作会社サーバに伝送する歯科医院サーバと、前記歯科医院サーバから受信した基礎データに基づいてＣＴデータと歯茎データとを前記３次元ハイブリッド映像構築プログラムを用いて併合し、前記併合されたデータを抽出して、仮想顎矯正のための顎骨３次元映像ファイルを生成し、その生成された顎骨３次元映像ファイルを用いて顎骨をプログラム上で切開し、前記顎骨切開に関するデータを前記歯科医院サーバに伝送する顎矯正装置製作会社サーバと、を含む点にその特徴がある。
ここで、前記顎矯正対象患者に対する印象採得を通じて製作された口腔模型をスキャンするスキャナーをさらに含み得る。
また、前記基礎データは、前記口腔模型をスキャンした口腔模型スキャンデータを前記患者の頭蓋骨に対してＣＴ撮影したＣＴイメージ上に融合することで得られる。
また、前記３次元ハイブリッド映像構築プログラムは、歯科インプラントモジュールまたは顎矯正モジュールを含んで構成することができる。
その際、前記歯科インプラントモジュールは、患者のＣＴデータと口腔模型または口腔を３Ｄスキャンしたイメージとを重畳することにより、インプラント診断及び仮想診断のための環境を具現することができる。
また、前記歯科インプラントモジュールは、前記ＣＴデータと口腔模型または口腔を３Ｄスキャンしたイメージとを重畳して得られたデータ上に修復される歯牙のイメージを併合することにより、最適のインプラント植立位置を選定し、インプラント植立部位のカラー骨質分析を用いて顎矯正方法及びインプラント植立のためのドリリング順序などを決定することができる。
また、前記顎矯正モジュールは、顎骨を３Ｄモデリング上で分析して、患者に適した顎矯正方法を提示し、それにより、必要な部位を３Ｄ上で切断後、仮想顎矯正を施行して、顎矯正後、変形された顎骨の位置関係を再現することができる。
また、前記顎矯正モジュールは、前記再現結果に基づいて顎骨切断に必要な切削ガイド（ｓａｗｉｎｇ ｇｕｉｄｅ）及び顎矯正後、顎骨の固定及び正確な位置関係の再現のための固定板（ｐｌａｔｅ）をデザインする機能を備えることができる。
その際、前記切削ガイドを固定するためのホールと前記固定板を固定するためのホールは、少なくとも一対のホールが顎骨における同じ位置に形成されるようにデザインされる。
また、前記顎矯正装置製作会社サーバは、顎骨をプログラム上で切開するのに先立って、精密な仮想顎矯正のために、３次元映像データ（イメージ）に対する表面処理を行う機能を備えることができる。
また、前記歯科医院サーバは、仮想顎矯正を行うに当って、それぞれの部分に切断された顎骨断片をプログラム上で移動及び回転させながら、仮想顎矯正を行うことができる。
また、前記顎矯正装置製作会社サーバは、前記歯科医院サーバから受信した仮想顎矯正結果と顎矯正前のＣＴ分析データとを比較して、仮想顎矯正結果の良否を検証する機能をさらに含み得る。
また、前記顎矯正装置製作会社サーバは、前記歯科医院サーバから受信した仮想顎矯正結果に基づいて顎矯正補助装置をデザインする機能をさらに含み得る。
その際、前記顎矯正補助装置は、実際の顎矯正遂行で各顎骨を切断するための切削ガイドと、切削ガイドによって切断された顎骨の各部分を仮想顎矯正を通じて移動させた後、顎骨を固定する固定ピンの位置を案内するための顎骨固定板（ｆｉｘａｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ）及び顎骨固定板を固定する時、上・下顎弓の仮想顎矯正位置の固定のために、上・下顎の間に挟まれる臨時固定体としての顎弓固定板（ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ ｓｔｅｎｔ）と、を含んで構成することができる。
このような本発明によれば、３次元ハイブリッド映像構築プログラムを用いて仮想顎矯正を行い、その仮想顎矯正結果に基づいて実際の顎矯正に必要な顎矯正補助装置をデザイン及び製作して、顎矯正遂行者に提供することにより、顎矯正遂行者は、患者に外科的顎矯正の副作用を最小化しながら、安全かつ効率的な顎矯正を行うことができる。
本発明の実施形態による３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システムの構成を概略的に示す図面である。 本発明による３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システムに基づいて顎矯正を行う過程を示すフローチャートである。 本発明による顎矯正システムを用いて顎矯正対象患者の頭蓋骨をＣＴ撮影したイメージを示す図面である。 本発明による顎矯正システムを用いて乱反射の補正のために、口腔模型スキャンデータをＣＴイメージ上に融合した状態を示す図面である。 本発明による顎矯正システムを用いて顔面骨主要測定ポイントを設定し、ＣＴデータを用いて顔面構造を分析した映像を示す図面である。 本発明による顎矯正システムに採用される３次元ハイブリッド映像構築プログラムのインプラントモジュールと顎矯正モジュールとを示す図面である。 本発明による顎矯正システムを用いて顎骨３次元映像ファイルを生成及び映像に対する表面処理を行った状態を示す図面である。 本発明による顎矯正システムを用いて通常の顎矯正のための顎骨切断方法によって顎骨を切断した状態を示す図面である。 図８に示された切断された顎骨断片を仮想顎矯正を通じて再組み合わせた状態を示す図面である。 本発明による顎矯正システムを利用した仮想顎矯正前、後のＣＴデータの比較結果を２次元映像で示す図面である。 本発明による顎矯正システムを利用した仮想顎矯正前、後のＣＴデータの比較結果を３次元映像で示す図面である。 本発明による顎矯正システムに採用される切削ガイド、顎骨固定板及び顎弓固定板が上・下顎骨に付着された状態を示す図面である。 本発明による顎矯正システムに採用される多様な形態の切削ガイドと顎骨固定板とを示す図面である。
本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は、通常的に、または辞書的な意味として限定されて解釈されてはならず、発明者は、自分の発明を最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義できるという原則を踏まえて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されねばならない。
明細書の全体において、ある部分が、ある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載のない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載の「…部」、「…機」、「モジュール」、「装置」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアやソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの組み合わせで具現可能である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態による３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システムの構成を概略的に示す図面である。
図１を参照すれば、本発明による３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム１００は、ＣＴ撮影装置１０１、歯科医院サーバ１０３及び顎矯正装置製作会社サーバ１０４を備え、前記歯科医院サーバ１０３と顎矯正装置製作会社サーバ１０４との間に顎矯正のための一連のデータを送受信しながら、顎矯正のための事前準備作業を行った後、それに基づいて実際の顎矯正を行う顎矯正システムである。ここで、このような本発明の顎矯正システム１００は、示したように、スキャナー１０２をさらに含み得る。
ＣＴ撮影装置１０１は、顎矯正診断計画樹立のために、顎矯正対象患者の頭蓋骨に対するＣＴ撮影を行う。
スキャナー１０２は、前記顎矯正対象患者に対する印象採得を通じて製作された口腔模型をスキャンする。ここで、このような口腔模型は、歯科医院や顎矯正装置製作会社によって製作することができる。また、このようなスキャナー１０２は、顎矯正システムに必ずしも必要なものではなく、場合によっては、顎矯正システムの構成で省略されることもある。すなわち、前記ＣＴ撮影装置１０１が、顎矯正対象患者の実際の口腔や口腔模型をスキャンすることができる機能を備える場合、スキャナー１０２は省略されることもある。しかし、本実施形態では、便宜上、顎矯正システムにスキャナー１０２が別途に備えられた場合を例として説明する。
歯科医院サーバ１０３は、前記ＣＴ撮影装置１０１によって撮影されたＣＴ撮影映像データと、前記スキャナー１０２によって獲得されたスキャンデータと、に基づいて顎矯正のための基礎データを準備して、顎矯正装置製作会社サーバ１０４に伝送し、顎矯正装置製作会社サーバ１０４から受信した顎骨切開データを３次元ハイブリッド映像構築プログラムに入力して、仮想顎矯正を行い、その仮想顎矯正結果を前記顎矯正装置製作会社サーバ１０４に伝送する。ここで、このような歯科医院サーバ１０３は、仮想顎矯正を行うに当って、それぞれの部分に切断された顎骨断片をプログラム上で移動及び回転させながら、仮想顎矯正を行うことができる。
また、以上のような歯科医院サーバ１０３によって準備される基礎データは、前記口腔模型をスキャンした口腔模型スキャンデータを前記患者の頭蓋骨に対してＣＴ撮影したＣＴイメージ上に融合することで得られる。また、前記３次元ハイブリッド映像構築プログラムは、歯科インプラントモジュールまたは顎矯正モジュールを含んで構成することができる。この際、前記歯科インプラントモジュールは、患者のＣＴデータと口腔模型または口腔を３Ｄスキャンしたイメージとを重畳することにより、インプラント診断及び仮想診断のための環境を具現することができる。
また、前記インプラントモジュールは、前記ＣＴデータと口腔模型または口腔を３Ｄスキャンしたイメージとを重畳して得られたデータ上に修復される歯牙のイメージを併合することにより、最適のインプラント植立位置を選定し、インプラント植立部位のカラー骨質分析を用いて顎矯正方法及びインプラント植立のためのドリリング順序などを決定することができる。
また、前記顎矯正モジュールは、顎骨を３Ｄモデリング上で分析して、患者に適した顎矯正方法を提示し、それにより、必要な部位を３Ｄ上で切断後、仮想顎矯正を施行して、顎矯正後、変形された顎骨の位置関係を再現することができる。
また、前記顎矯正モジュールは、前記再現結果に基づいて顎骨切断に必要な切削ガイド及び顎矯正後、顎骨の固定及び正確な位置関係の再現のための固定板をデザインする機能を備えることができる。この際、前記切削ガイドを固定するためのホールと前記固定板を固定するためのホールは、少なくとも一対のホールが同じ位置に形成されるようにデザインされる。
顎矯正装置製作会社サーバ１０４は、前記歯科医院サーバ１０３から受信した基礎データに基づいてＣＴデータと歯茎データとを前記３次元ハイブリッド映像構築プログラムを用いて併合し、それを抽出して、仮想顎矯正のための顎骨３次元映像ファイルを生成し、その生成された顎骨３次元映像ファイルを用いて顎骨をプログラム上で切開し、そのデータを前記歯科医院サーバ１０３に伝送する。ここで、このような顎矯正装置製作会社サーバ１０４は、顎骨をプログラム上で切開するのに先立って、精密な仮想顎矯正のために、３次元映像データ（イメージ）に対する表面処理を行う機能を備えることができる。
また、前記顎矯正装置製作会社サーバ１０４は、前記歯科医院サーバ１０３から受信した仮想顎矯正結果と顎矯正前のＣＴ分析データとを比較して、仮想顎矯正結果の良否を検証する機能をさらに含み得る。
また、前記顎矯正装置製作会社サーバ１０４は、前記歯科医院サーバ１０３から受信した仮想顎矯正結果に基づいて顎矯正補助装置をデザインする機能をさらに含み得る。ここで、このように顎矯正装置製作会社側で顎矯正補助装置をデザインすることもできるが、このような顎矯正補助装置のデザインは、デザイン専門会社に依頼してなされることもある。すなわち、顎矯正補助装置のデザインと製作は、それぞれ別個の会社によって行われる。
この際、前記顎矯正補助装置は、実際の顎矯正遂行で各顎骨を切断するための切削ガイドと、切削ガイドによって切断された顎骨の各部分を仮想顎矯正を通じて移動させた後、顎骨を固定する固定ピンの位置を案内するための顎骨固定板及び顎骨固定板を固定する時、上・下顎弓の仮想顎矯正位置の固定のために、上・下顎の間に挟まれる臨時固定体としての顎弓固定板と、を含んで構成することができる。このような顎矯正補助装置については、後で再び説明する。
以下、以上のような構成を有する本発明による３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システムを用いて顎矯正を行う過程について説明する。
図２は、本発明による３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システムに基づいて顎矯正を行う過程を示すフローチャートである。
図２を参照すれば、本発明による３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム１００は、前述したように、ＣＴ撮影装置１０１、スキャナー１０２、歯科医院サーバ１０３及び顎矯正装置製作会社サーバ１０４を備え、前記歯科医院サーバ１０３と顎矯正装置製作会社サーバ１０４との間に顎矯正のための一連のデータを送受信しながら、顎矯正のための事前準備作業を行った後、それに基づいて実際の顎矯正を行う顎矯正システムであって、まず、顎矯正診断計画樹立のために、ＣＴ撮影装置１０１によって顎矯正対象患者の頭蓋骨に対するＣＴ撮影を行い、スキャナー１０２によって患者に対する印象採得を通じて製作された口腔模型をスキャンした後、歯科医院サーバ１０３によって、前記ＣＴ撮影によって得られたＣＴ撮影映像データと、スキャンによって得られたスキャンデータと、に基づいて仮想顎矯正のための基礎データを準備して、前記顎矯正装置製作会社サーバ１０４に伝送する（ステップＳ２０１）。ここで、このような基礎データは、前記口腔模型をスキャンした口腔模型スキャンデータを前記患者の頭蓋骨に対してＣＴ撮影したＣＴイメージ上に診断ソフトウェア（すなわち、後述する３次元ハイブリッド映像構築プログラム）を用いて融合することで得られる。ここで、また、以上のように患者に対する印象採得を通じて口腔模型を製作し、口腔模型をスキャンする理由は、患者の歯牙に設けられている金属矯正補綴物や金属歯牙による乱反射によってＣＴイメージが鮮明ではない部分を補正し、仮想顎矯正時に、患者の咬合関係を正確に把握するためのものである。
図３は、顎矯正対象患者の頭蓋骨に対するＣＴ撮影イメージを示す図面であり、図４は、乱反射の補正のために、それぞれの口腔模型スキャンデータをＣＴイメージ上に融合した状態を示す図面である。
また、前記歯科医院サーバ１０３によって、図５の（Ａ）のように、ＣＴデータ分析のための顔面骨の主要測定ポイントを設定し、そのポイントを基準に、図５の（Ｂ）のように、ＣＴデータを用いて患者の顔面構造を分析し、該分析結果によって、上・下顎の必要な移動量及び顎骨除去量を計画する。
次に、前記顎矯正装置製作会社サーバ１０４によって、前記歯科医院サーバ１０３から受信した基礎データに基づいてＣＴデータと歯茎データとを３次元ハイブリッド映像構築プログラムを用いて併合し、それを抽出して、仮想顎矯正のための顎骨３次元映像ファイルを生成する（ステップＳ２０２）。ここで、このように基礎データに基づいてＣＴデータと歯茎データとを３次元ハイブリッド映像構築プログラムを用いて併合し、それを抽出して、仮想顎矯正のための顎骨３次元映像ファイルを生成することは、顎矯正装置製作会社サーバ１０４によってのみ行われると限定されるものではなく、場合によっては、歯科医院サーバ１０３によっても行われる。
ここで、また、以上のような３次元ハイブリッド映像構築プログラムは、図６に示したように、歯科インプラントモジュール（Ａ）または顎矯正モジュール（Ｂ）を含んで構成される。
ここで、前記歯科インプラントモジュール（Ａ）は、前述したように、患者のＣＴデータと口腔模型または口腔を３Ｄスキャンしたイメージとを重畳することにより、インプラント診断及び仮想診断のための最適の環境を具現する。そして、このような歯科インプラントモジュール（Ａ）は、前記ＣＴデータと口腔模型または口腔を３Ｄスキャンしたイメージとを重畳して得られたデータ上に修復される歯牙のイメージを併合することにより、最適のインプラント植立位置を選定し、インプラント植立部位のカラー骨質分析を用いて顎矯正方法及びインプラント植立のためのドリリング順序などを決定する。
また、前記顎矯正モジュール（Ｂ）は、顎骨を３Ｄモデリング上で分析して、患者に適した顎矯正方法を提示し、それにより、必要な部位を３Ｄ上で切断後、仮想顎矯正を施行して、顎矯正後、変形された顎骨の位置関係を再現する。そして、このような顎矯正モジュール（Ｂ）は、前記再現結果に基づいて顎骨切断に必要な切削ガイド及び顎矯正後、顎骨の固定及び正確な位置関係の再現のための固定板をデザインする。この際、前述したように、前記切削ガイドを固定するためのホールと前記固定板を固定するためのホールは、少なくとも一対のホールが同じ位置に形成されるようにデザインされる。
一方、以上のように、前記顎矯正装置製作会社サーバによって仮想顎矯正のための顎骨３次元映像ファイルを生成した後、顎矯正装置製作会社サーバは、その生成された顎骨３次元映像ファイルを用いて顎骨をプログラム上で切開し、そのデータを前記歯科医院サーバ１０３に伝送する（ステップＳ２０３）。ここで、顎骨をプログラム上で切開するのに先立って、精密な仮想顎矯正のために、図７のように、３次元映像データ（イメージ）に対する表面処理を行うことができる。また、顎骨をプログラム上で切開するに当って、図８のように、通常の顎矯正のための顎骨切断方法によって顎骨を切断することができる。
以後、前記歯科医院サーバ１０３によって、前記顎矯正装置製作会社サーバ１０４から受信した顎骨切開データを前記３次元ハイブリッド映像構築プログラムに入力して、仮想顎矯正を行い、その仮想顎矯正結果を前記顎矯正装置製作会社サーバ１０４に伝送する（ステップＳ２０４）。ここで、仮想顎矯正を行うに当って、それぞれの部分に切断された顎骨断片をプログラム上で移動及び回転させながら、仮想顎矯正を行う。
図９は、図８に示された切断された顎骨断片を、仮想顎矯正を通じて再組み合わせた状態を示すものであって、（Ａ）は、正面形状であり、（Ｂ）は、側面形状である。
次いで、前記顎矯正装置製作会社サーバ１０４によって、前記歯科医院サーバ１０３から受信した仮想顎矯正結果に基づいて顎矯正補助装置をデザインし、製作会社技術者によって顎矯正補助装置を製作して歯科医院に提供する（ステップＳ２０５）。ここで、前記顎矯正補助装置は、顎矯正装置製作会社のみで製作するものではなく、歯科医院または技工所でも製作することができる。
ここで、また、前記顎矯正装置製作会社サーバ１０４によって、前記歯科医院サーバ１０３から受信した仮想顎矯正結果と顎矯正前のＣＴ分析データとを比較して、仮想顎矯正結果の良否を検証する段階をさらに含み得る。
図１０及び図１１は、仮想顎矯正前、後のＣＴデータの比較結果を示すものであって、図１０は、２次元映像で示す図面であり、図１１は、３次元映像で示す図面である。
また、前記顎矯正装置製作会社によって製作された顎矯正補助装置は、図１２の（Ａ）、図１２の（Ｂ）のように、実際の顎矯正で各顎骨を切断するための切削ガイド１１０ａ〜１１０ｃと、図１２の（Ｃ）のように、切削ガイド１１０ａ〜１１０ｃによって切断された顎骨の各部分を仮想顎矯正を通じて移動させた後、顎骨を固定する固定ピンの位置を案内するための顎骨固定板１２０ａ〜１２０ｄ及び顎骨固定板１２０ａ〜１２０ｄを固定する時、上・下顎弓の仮想顎矯正位置の固定のために、上・下顎の間に挟まれる臨時固定体としての顎弓固定板１３０と、を含んで構成される。
ここで、以上のような切削ガイド１１０ａ〜１１０ｃは、顎骨上にデザインされた鋸刃誘導装置を加工のためのファイルとして抽出し、該抽出されたファイルを、３Ｄプリンターを用いて加工することで製作することができる。この際、このような切削ガイドの材質としては、合成樹脂や特殊合成ゴムが使われる。
また、前記顎骨固定板１２０ａ〜１２０ｄは、顎骨上にデザインされた顎骨固定板を加工のためのファイルとして抽出し、該抽出されたファイルを、精密ミリング機を用いて加工することで製作することができる。この際、このような顎骨固定板の材質としては、人体に無害な材質であれば、いずれも使用することができるが、望ましくは、チタン（ｔｉｔａｎｉｕｍ）が使われる。
最後に、前記顎矯正装置製作会社から提供された顎矯正補助装置を用いて歯科医院によって実際の顎矯正を行う（ステップＳ２０６）。すなわち、歯科医院の歯科医師は、図１３の（Ａ）、図１３の（Ｂ）に示したような多様な形態の切削ガイド１１０と顎骨固定板１２０とを前述した図１２の（Ａ）、図１２の（Ｂ）、図１２の（Ｃ）のように、上・下顎の各当該部位に固定ピン（図示せず）によって固定させた状態で実際の顎矯正を行うものである。このような顎矯正を行うに当って、切削ガイド１１０に指示された切断線に沿って、外科用の鋸を用いて顎骨を切断することにより、意図した通りに安定して顎骨を切断し、顎矯正中、顎矯正遂行者の不注意または予想していない原因による鋸刃の離脱を予め防止させ得る。これにより、患者に外科的顎矯正の副作用を最小化しながら、安全な顎矯正を行える。
また、分離された顎骨を顎骨固定板１２０を用いて再び再結合させることにより、顎矯正前に計画された位置に顎骨たちを正確に位置及び移動させ、これにより、（両）顎矯正を成功的に完了させ得る。
ここで、以上のように、切削ガイド１１０に指示された切断線に沿って、外科用の鋸を用いて顎骨を切断し、分離された顎骨を顎骨固定板１２０を用いて再び再結合させる一連の作業と関連して、もう少し説明を付け加える。
例えば、シミュレーションプログラムを通じて除去する骨の位置を選定し、仮想で施術以後の骨形状をマッチングさせた後、顎骨固定板１２０の位置を選定すると同時に、顎骨固定板１２０の種類を決定し、顎骨固定板１２０を固定するためのスクリューホール（ｓｃｒｅｗ ｈｏｌｅ）位置を設定する。
その後、骨を除去する線を確定し、それを案内するための切削ガイド１１０の種類を決定及び固定位置を設定する。この際、切削ガイド１１０の固定のためのスクリューホールは、前記での顎骨固定板１２０のスクリューホール位置と同様に設定する。
施術時に、前述したような切削ガイド１１０によって誘導される線に沿って骨を除去した後、既定の顎骨固定板１２０のスクリューホール位置と切削ガイド１１０のスクリューホール位置とを合わせる。この際、顎骨固定板１２０のスクリューホール位置と切削ガイド１１０のスクリューホール位置とが互いにマッチングされない場合、これは、骨除去が誤ったものであるということを意味し、これを通じて追加的な補正作業ができる。そして、以上のような方式で施術を行うことにより、施術が成功的によくできたか否かを検証することができる。
以上の説明のように、本発明による３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システムは、３次元ハイブリッド映像構築プログラムを用いて仮想顎矯正を行い、その仮想顎矯正結果に基づいて実際の顎矯正に必要な顎矯正補助装置をデザイン及び製作して、顎矯正遂行者に提供することにより、顎矯正遂行者は、患者に外科的顎矯正の副作用を最小化しながら、安全かつ効率的な顎矯正を行うことができる。
以上、望ましい実施形態を通じて本発明に関して詳しく説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様に変更、応用され得るということは、当業者に自明である。したがって、本発明の真の保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって解釈されねばならず、それと同等な範囲内にあるあらゆる技術的思想は、本発明の権利範囲に含まれると解釈されねばならない。

Claims (14)

  1. ＣＴ撮影装置、歯科医院サーバ及び顎矯正装置製作会社サーバを備え、前記歯科医院サーバと顎矯正装置製作会社サーバとの間に顎矯正のための一連のデータを送受信しながら、顎矯正のための事前準備作業を行った後、それに基づいて実際の顎矯正を行う顎矯正システムであって、
    顎矯正診断計画樹立のために、顎矯正対象患者の頭蓋骨に対するＣＴ撮影を行うＣＴ撮影装置と、
    前記ＣＴ撮影装置によって撮影されたＣＴ撮影映像データに基づいて顎矯正のための基礎データを準備して、前記顎矯正装置製作会社サーバに伝送し、前記顎矯正装置製作会社サーバから受信した顎骨切開データを３次元ハイブリッド映像構築プログラムに入力して、仮想顎矯正を行い、その仮想顎矯正結果を前記顎矯正装置製作会社サーバに伝送する歯科医院サーバと、
    前記歯科医院サーバから受信した基礎データに基づいてＣＴデータと歯茎データとを前記３次元ハイブリッド映像構築プログラムを用いて併合し、前記併合されたデータを抽出して、仮想顎矯正のための顎骨３次元映像ファイルを生成し、その生成された顎骨３次元映像ファイルを用いて顎骨をプログラム上で切開し、前記顎骨切開に関するデータを前記歯科医院サーバに伝送する顎矯正装置製作会社サーバと、
    を含む３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  2. 前記顎矯正対象患者に対する印象採得を通じて製作された口腔模型をスキャンするスキャナーをさらに含む請求項１に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  3. 前記歯科医院サーバによって準備される前記基礎データは、前記口腔模型をスキャンした口腔模型スキャンデータを前記患者の頭蓋骨に対してＣＴ撮影したＣＴイメージ上に融合することで得られる請求項２に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  4. 前記３次元ハイブリッド映像構築プログラムは、歯科インプラントモジュールまたは顎矯正モジュールを含む請求項１に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  5. 前記歯科インプラントモジュールは、患者のＣＴデータと口腔模型または口腔を３Ｄスキャンしたイメージとを重畳することにより、インプラント診断及び仮想診断のための環境を具現する請求項４に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  6. 前記歯科インプラントモジュールは、前記ＣＴデータと口腔模型または口腔を３Ｄスキャンしたイメージとを重畳して得られたデータ上に修復される歯牙のイメージを併合することにより、インプラント植立位置を選定し、インプラント植立部位のカラー骨質分析を用いて顎矯正方法及びインプラント植立のためのドリリング順序を決定する請求項５に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  7. 前記顎矯正モジュールは、顎骨を３Ｄモデリング上で分析して、患者に適した顎矯正方法を提示し、それにより、必要な部位を３Ｄ上で切断後、仮想顎矯正を施行して、顎矯正後、変形された顎骨の位置関係を再現する請求項４に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  8. 前記顎矯正モジュールは、前記再現結果に基づいて顎骨切断に必要な切削ガイド及び顎
    矯正後、顎骨の固定及び正確な位置関係の再現のための固定板をデザインする機能を備える請求項７に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  9. 前記切削ガイドを固定するためのホールと前記固定板を固定するためのホールは、少なくとも一対のホールが顎骨における同じ位置に形成されるようにデザインされる請求項８に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  10. 前記顎矯正装置製作会社サーバは、顎骨をプログラム上で切開するのに先立って、精密な仮想顎矯正のために、３次元映像データ（イメージ）に対する表面処理を行う機能を備える請求項１に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  11. 前記歯科医院サーバは、仮想顎矯正を行うに当って、それぞれの部分に切断された顎骨断片をプログラム上で移動及び回転させながら、仮想顎矯正を行う請求項１に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  12. 前記顎矯正装置製作会社サーバは、前記歯科医院サーバから受信した仮想顎矯正結果と顎矯正前のＣＴ分析データとを比較して、仮想顎矯正結果の良否を検証する機能をさらに含む請求項１に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  13. 前記顎矯正装置製作会社サーバは、前記歯科医院サーバから受信した仮想顎矯正結果に基づいて顎矯正補助装置をデザインする機能をさらに含む請求項１に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
  14. 前記顎矯正補助装置は、実際の顎矯正遂行で各顎骨を切断するための切削ガイドと、切削ガイドによって切断された顎骨の各部分を仮想顎矯正を通じて移動させた後、顎骨を固定する固定ピンの位置を案内するための顎骨固定板及び顎骨固定板を固定する時、上・下顎弓の仮想顎矯正位置の固定のために、上・下顎の間に挟まれる臨時固定体としての顎弓固定板と、を含む請求項１３に記載の３次元ハイブリッド映像構築プログラムを利用した顎矯正システム。
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