JP7055428B2 - ハイブリッド歯の矯正装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、歯の矯正装置及びその製造方法に関するもので、より詳細には、支持ブラケットを利用した舌側矯正装置と歯に着用する透明矯正装置をハイブリッドに利用して矯正期間を短縮し、最適な矯正効果を得ることができる歯の矯正装置及びその製造方法に関するものである。

歯の矯正装置は、歯列が曲がった歯、突出した口、不正咬合の歯の矯正治療の目的に加えて、ひねくれた歯を矯正しバランスのとれた外形の為の美容目的に広く使用されている。

歯の矯正装置は、歯の前面に金属ブラケットを固定するメタル矯正装置、歯の色と同様のセラミックブラケットを歯の前面に固定するセラミック矯正装置、歯の内側にブラケットを固定する舌側矯正装置、歯の形の透明な材質の歯カバーをマウスピースのように歯に着用する透明矯正装置などが使用されている。

この中、矯正装置が外部に視認されずに、矯正治療効果に優れた舌側矯正装置が広く使用されている。

上記舌側矯正装置は、歯の内側、舌側に支持ブラケットを固定し、前記支持ブラケットの貫通穴の間に接続された矯正ワイヤを結合することにより、矯正ワイヤのスケーラビリティに応じて、歯が移動して補正効果が発生する方式であり、透明矯正装置は、矯正が必要な歯を少しずつ移動させるために、現在の歯の状態と最終的な歯の矯正状態の間に、歯を微細に漸進的に移動させることができる段階別の多数個の透明矯正器具を製造した後、段階の順序によって前記透明矯正器具を着用して歯を再配置する方式である。

ここで、前記舌側矯正装置は、歯の内側、舌側に支持ブラケットが形成されるので、外部に視認されない、矯正ワイヤのスケーラビリティによって歯が矯正されるので、矯正期間が短い利点があるが、歯の拡張時の歯の拘束が難しいため、歯が過度に多く拡張または回転して、予測された形態の矯正から離脱しやすいので精密な矯正の制御が難しい問題があった。

そして、前記透明矯正装置は、マウスピースのように歯に簡単に着用することができ、外部に視認されない利点があるが、歯の移動の制限によって過度に多くのステップの透明矯正装置を順次着用しなければならなので矯正期間が長く、予測された状態に歯が矯正されない場合は、歯に無理を与えることがあり、ひどい場合、歯の神経が損傷することがある問題があった。

一方、前記舌側矯正装置と透明矯正装置をハイブリッドに利用して矯正期間を短縮し、矯正効果を高めることができる歯の矯正装置が開発されているが、患者の歯の状態によって不正咬合がひどい場合、上記２つの矯正装置を同時に着用することができない場合が発生することがあるので、歯の状態に応じて段階的に舌側矯正装置と透明矯正装置のハイブリッド着用の可否を決定して、歯の移動を精密に制御する必要がある。

本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたものであり、舌側矯正装置と透明矯正装置の利点をハイブリッドに利用するが、各段階ごとに、患者の歯の状態に応じて、舌側矯正装置と透明矯正装置のハイブリッド着用の可否を決定して段階別に着用計画を算出することにより、矯正期間を短縮し、矯正の効果を高めることができる歯の矯正装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明に係る歯の矯正装置は、舌側矯正装置と透明矯正装置をハイブリッドに結合して歯を矯正する矯正装置であって、患者の歯の内側面に固定される舌側矯正ユニットと、上記舌側矯正ユニットが装着された歯の上に着用され、前記舌側矯正ユニットの矯正力による歯の移動範囲をガイドするように生成された単位矯正データをもとに製造された透明矯正ユニットと、上記舌側矯正ユニットと透明矯正ユニットの同時着用の可否を決定して矯正器具を設計する矯正器具設計ユニットを含むことを特徴とする。

上記舌側矯正ユニットは、透明矯正データ生成プログラムを通じて、患者のデジタル歯データ（ＳＴＬ１）にデジタル舌側矯正ユニットをセッティングして舌側矯正データ（ＳＴＬ２）を獲得し、前記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）に対する歯の金型を製造し、前記歯の金型に透明合成樹脂を熱加圧して製造された透明ジグ型で歯の矯正を必要としない領域を切断してジグを製造し、上記セッティングされたデジタル舌側矯正ユニットに基づいて舌側矯正ユニットを作成して製造し、上記舌側矯正ユニットの支持ブラケットを上記ジグに挿入し、前記ジグを歯に着用することで、装着されることを特徴とする。

上記矯正器具設計ユニットは、患者の歯の状態に基づいて舌側矯正ユニット着用による矯正に必要な歯の拡張範囲と回転範囲を含む挙動範囲を予測し、前記挙動範囲が既に設定された可能範囲内にあるかどうかを判断して、前記挙動範囲が可能範囲内である場合には、舌側矯正ユニットと透明矯正ユニットを同時着用するように決定し、前記挙動範囲が可能範囲を超える場合には、舌側矯正ユニットを先に着用して矯正した後、追って挙動範囲が可能範囲以内に矯正されたかどうかを確認して挙動範囲が可能の範囲内である場合、舌側矯正ユニットと透明矯正ユニットを同時着用するように決定することを特徴とする。

前記透明矯正ユニットは、透明矯正データ生成プログラムを通じて、患者のデジタル歯データ（ＳＴＬ１）にデジタル舌側矯正ユニットをセッティングし舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）を獲得し、舌側矯正ユニットによる歯の挙動をガイドする透明矯正データ（ＳＴＬ３）を獲得し、前記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）を重畳させて単位矯正データ（ＳＴＬ４）を獲得し、上記単位矯正データ（ＳＴＬ４）に対する歯の金型を製造し、上記歯の金型に透明合成樹脂を熱加圧して製造されたことを特徴とする。

前記透明矯正データ生成プログラムは、上記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）を重畳させて単位矯正データ（ＳＴＬ４）を獲得するが、上記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）の重畳領域の中で最外側の外形線に拡張させてスペースを詰めてブロック化を実行するブロック－アウト（Ｂｌｏｃｋ－Ｏｕｔ）処理で重畳させ単位矯正データ（ＳＴＬ４）を取得することを特徴とする。

一方、本発明に係る歯の矯正装置の製造方法は、舌側矯正装置と透明矯正装置をハイブリッドに結合して歯を矯正する矯正装置の製造方法であって、患者のデジタル歯データに舌側矯正ユニットをセッティングするステップと、上記セッティングされた舌側矯正ユニットを製造するステップと、上記セッティングされた舌側矯正ユニットによる歯の挙動を予測して、透明矯正ユニットの同時着用の可否を決定するステップと、前記透明矯正ユニットと同時着用が可能な場合、前記セッティングされた舌側矯正ユニットの矯正力による歯の移動範囲をガイドするように生成された単位矯正データをもとに、透明矯正ユニットを製造するステップを含むことを特徴とする。

上記舌側矯正ユニットをセッティングするステップは、患者の現在の歯の状態に対するスキャンされた３Ｄのデジタル歯データ（ＳＴＬ１）を獲得し、上記デジタル歯データ（ＳＴＬ１）中の矯正が必要な歯に矯正ワイヤで連結される仮想のアーチラインを基準に支持ブラケットの位置と方向を調整して、前記デジタル歯データ（ＳＴＬ１）の歯内側面に配置して、デジタル舌側矯正ユニットをセッティングして舌側矯正データ（ＳＴＬ２）を獲得することを特徴とする。

前記透明矯正ユニットの同時着用の可否を決定するステップは、矯正器具設計ユニットを通じて、患者の歯の状態に基づいて舌側矯正ユニットの着用による矯正に必要な歯の拡張範囲と回転範囲を含む挙動範囲を予測し、上記挙動範囲が既に設定された可能範囲内にあるかどうかを判断し、前記挙動範囲が可能範囲内である場合には、舌側矯正装置と透明矯正ユニットを同時着用するように決定し、前記挙動範囲が可能範囲を超える場合には、舌側矯正ユニットを先に着用して矯正した後、追って挙動範囲が可能範囲内に矯正されたかどうかを確認して挙動範囲が可能範囲内である場合、舌側矯正ユニットと透明矯正ユニットを同時着用するように決定することを特徴とする。

上記挙動範囲が可能範囲を超える場合、舌側矯正ユニットを設定期間着用した後、矯正された現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）を獲得し、これによって歯の挙動を予測し、前記挙動範囲が可能範囲を超える場合には、舌側矯正ユニットの着用と予測を繰り返し、上記挙動範囲が可能範囲内に入った場合には、舌側矯正ユニットと透明矯正ユニットを同時着用するように決定することを特徴とする。

前記透明矯正ユニットを製造するステップは、前記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）にセッティングされた舌側矯正ユニットの矯正力による歯の回転、移動、拡大のためのスペースの確保が必要なほど歯を再配列して、透明矯正データ（ＳＴＬ３）を生成するステップと、上記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）を重畳させて、現在の歯を収容しながら歯の回転、移動、拡大が可能なスペースが確保された単位矯正データ（ＳＴＬ４）を生成するステップと、上記単位矯正データ（ＳＴＬ４）を３Ｄプリントして歯の金型を製造し、上記歯の金型に透明合成樹脂を熱加圧して透明矯正ユニットを製造するステップを含むことを特徴とする。

上記単位矯正データ（ＳＴＬ４）を生成するステップは、前記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）の重畳領域の中で最外側の外形線に拡張させてスペースを詰めてブロック化を実行するブロック－アウト（Ｂｌｏｃｋ－Ｏｕｔ）処理で重畳させ単位矯正データ（ＳＴＬ４）を取得することを特徴とする。

上記セッティングされた舌側矯正ユニットを製造するステップは、前記セッティングされた舌側矯正ユニットの支持ブラケットと矯正ワイヤを製造するステップと、上記セッティングされた支持ブラケットを歯の正確な位置に固定する支持骨格の役割を担うジグを製造するステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る歯の矯正装置は、舌側矯正ユニットが矯正が必要な歯にスケーラビリティを提供し、透明矯正ユニットが、前記舌側矯正ユニットによるスケーラビリティを正確な範囲に制限することにより、舌側矯正装置と透明矯正装置の利点を倍にさせて矯正期間を短縮し、矯正の効果を画期的に向上させることができる優れた効果が発生する。

図１は、本発明の好ましい実施形態に係る矯正の原理を概略的に示す概念図である。 図２は、本発明の好ましい実施形態に係る歯の矯正装置を概略的に示したものである。 図３は、本発明の好ましい実施形態に係る歯の矯正装置の舌側矯正ユニットのセッティング方法を概略的に示す工程図である。 図４は、本発明の好ましい実施形態に係る歯の矯正装置の透明矯正ユニットを製造する方法を概略的に示す工程図である。 図５は、本発明の好ましい実施形態に係る歯の矯正装置の透明矯正ユニットを製造する方法を概略的に示す工程図である。 図６は、本発明の好ましい実施形態に係る舌側矯正装置による予測歯挙動を概略的に示したものである。 図７は、本発明の好ましい実施例による単位矯正データを生成するためのブロックアウトのプロセスを概略的に示したものである。 図８は、本発明の好ましい実施例による単位矯正データを生成するためのブロックアウトのプロセスを概略的に示したものである。

本発明に係る歯の矯正装置は、歯の内側面に形成された舌側矯正ユニット（１０）と、上記舌側矯正ユニットが装着された歯に装着される透明矯正ユニット（２０）と、上記舌側矯正ユニット（１０）と透明矯正ユニット（２０）の同時着用の可否を決定して矯正器具を設計する矯正器具設計ユニット（３０）を含んで構成されることができる。

以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照して、詳細に説明することにする。

図１は、本発明の好ましい実施形態に係る矯正の原理を概略的に示す概念図であり、図２は、本発明の好ましい実施形態に係る歯の矯正装置を概略的に示したものである。

図１及び２を参照すると、本発明に係る歯の矯正装置は、歯の内側面に形成された舌側矯正ユニット（１０）と、上記舌側矯正ユニットが装着された歯に装着される透明矯正ユニット（２０）と、上記舌側矯正ユニット（１０）と透明矯正ユニット（２０）の同時着用の可否を決定して矯正器具を設計する矯正器具設計ユニット（３０）を含んで構成されることができる。

本発明に係る歯の矯正装置は、舌側矯正装置と透明矯正装置をハイブリッドに利用するが、舌側矯正装置のスケーラビリティと透明矯正装置のブロッキングによる回転力を組み合わせることで矯正力を最大化し、矯正期間を短縮させることができる。

より具体的には、舌側矯正装置の役割を担当する舌側矯正ユニット（１０）は、矯正が必要な歯の内側面に形成された支持ブラケット（１１０）と上記支持ブラケット（１１０）を接続する矯正ワイヤ（１２０）を含むよう構成され、前記支持ブラケットの間に接続された矯正ワイヤが歯を拡張しようとする力を提供することになる。

そして、透明矯正装置の役割を担う透明矯正ユニット（２０）は、現在の歯の歯列と前記歯列を再配置して生成された歯の矯正状態データを重畳して生成された単位矯正データに基づいて製造され、前記舌側矯正ユニットと一緒に歯に装着される。

前記透明矯正ユニット（２０）は、現在の歯の状態データと歯の矯正状態データを重畳させて製造されるため、現在の歯を収容しながら歯が拡張し回転することができるスペースの境界を設定して矯正をガイドすることになる。

したがって、上記の舌側矯正ユニットから発生した歯のスケーラビリティを前記透明矯正ユニットのブロッキングによる歯の回転力を提供してオーバー拡張されないようにガイドすることになる。

舌側矯正装置は、歯にスケーラビリティを提供することができるが、回転力と歯の拡張範囲を精密に制御することができない問題があり、透明矯正装置は、歯に強制挿入方式で矯正効果を提供するという点でｍｍ単位の微細な移動のために過度に多くのステップの透明矯正器具が必要であり、矯正期間が増える問題があるが、本発明に係る歯の矯正装置は、上記のような舌側矯正装置と透明矯正装置の欠点を解決し、利益を最大化して画期的な歯の矯正効果と歯の矯正期間の短縮が可能である。

患者の歯の状態に応じて、拡張力と回転力が同時に必要になる場合もあるが、歯が不正咬合であるため、拡張力と回転力を同時に提供することが困難な場合、または拡張力または回転力のいずれかが過度に多く必要な場合は、舌側矯正装置と透明矯正装置を同時に着用することができない場合が存在する。

この場合、無理に舌側矯正装置と透明矯正装置を同時着用する場合、歯に無理な力が加わり、神経の損傷などの副作用が発生することがある。

したがって、上記矯正管理ユニット（３０）は、患者の歯の状態に応じて、舌側矯正装置と透明矯正装置を同時着用することができるかどうかを判断してガイドする役割を担う。

より具体的には、一般的に舌側矯正装置は、歯に一度装着されると、ワイヤの強弱を調節しながら矯正力を調節することができるので、矯正が完了するまで着用されるが、透明矯正装置は、歯を徐々に移動させるように、複数の段階に区分され、複数の透明矯正装置が順次着用される。

上記矯正器具設計ユニット（３０）は、患者の歯の状態に基づいて舌側矯正装置の着用による矯正に必要な歯の拡張範囲と回転範囲を含む挙動範囲を予測し、前記挙動範囲が既に設定された可能範囲内にあるかどうかを判断して、前記挙動範囲が可能範囲内である場合には、舌側矯正装置と透明矯正装置を同時着用するように決定し、前記挙動範囲が可能範囲を超える場合には、舌側矯正装置を先に着用して矯正した後、追って挙動範囲が可能範囲内に矯正されたかどうかを確認して挙動範囲が可能範囲内である場合、舌側矯正装置と透明矯正装置を同時着用するように設計する。

以下、本発明の好ましい実施形態に係る歯の矯正装置の製造方法について説明することにする。

図３は、本発明の好ましい実施形態に係る歯の矯正装置の舌側矯正ユニットのセッティング方法を概略的に示す工程図である。

図３を参照すると、まず、矯正が必要な患者の歯のデータを３Ｄスキャンして、患者の現在の状態のデジタル歯データ（ＳＴＬ１）を獲得する。

より具体的には、患者の歯を印象採得し（図３ａ）、これをもとに石膏モデルを製作し（図３ｂ）、前記製作された石膏モデルを３Ｄスキャンして（図３ｃ）、データ処理を通じてデジタル歯データ（ＳＴＬ１）を獲得する（図３ｄ）。

ここで、前記３Ｄスキャンされたデジタル歯のデータは、不必要な領域を削除して、デジタル処理を通じて前処理され、デジタル歯データ（ＳＴＬ１）が獲得される。

そして、患者の歯を３Ｄスキャナでスキャンして前処理し、印象採得及び石膏モデルなしでデジタル歯データ（ＳＴＬ１）が獲得されることができる。

続いて、上記患者のデジタル歯データ（ＳＴＬ１）に矯正が必要な歯をもとに、デジタル舌側矯正ユニットをセッティングする（図３ｅ）。

より具体的には、上記デジタル舌側矯正ユニットのセッティングは、上記デジタル歯データ（ＳＴＬ１）に理想的なアーチラインを基準に矯正が必要な歯に固定するブラケットの位置と方向を決定し、上記ブラケットの貫通孔に矯正ワイヤと上記アーチラインを一致させて、デジタル舌側矯正ユニットのセッティングを完了する。

そして、前記デジタル舌側矯正ユニットがセッティングされたデジタル歯データから基本舌側矯正データ（ＳＴＬ２）を生成し、ジグ（Ｚｉｇ）を製作する。

上記セッティングされたデジタル舌側矯正ユニットは、歯の内側面に付着されるブラケットと、上記ブラケットを接続する矯正ワイヤを含み、前記セッティングされたデジタル舌側矯正ユニットを基礎として舌側矯正ユニットを製作することになる。ここで、前記舌側矯正ユニットの製造過程は、通常の舌側矯正装置の製造方法と同一であり、本発明のコアから外れる部分なので具体的な説明は省略することにする。

これとは別に、上記の基本舌側矯正データ（ＳＴＬ２）に基づいてジグ（Ｚｉｇ）を制作することになる。

ここで、ジグは、前記舌側矯正ユニットが歯に固定された場合、前記舌側矯正ユニットの正確な位置に固定させるための支持骨格の役割を担当する構成であり、舌側矯正ユニットが含まれている歯の領域のみに形成されるように構成されることができる。

上記ジグ（Ｚｉｇ）は、上記基本舌側矯正データ（ＳＴＬ２）を３Ｄプリンティングして第１の歯の金型を作成した後（図３ｇ）、上記歯の金型の歯の間のスペースにレジンを満たし（図３ｈ）、上記第１の歯の金型に透明合成樹脂プレートを熱成形機に熱加圧して、透明ジグモデルを作成した後（図３ｉ）、前記透明ジグモデル部分の矯正が不要な歯の領域を除去してジグが製造される（図３ｊ）。

上記ジグは支持ブラケットを挿入して、歯の正確な位置に支持ブラケットを固定させるための支持骨格の役割をする構成である。

図４及び５は、本発明の好ましい実施形態に係る歯の矯正装置の透明矯正ユニットを製造する方法を概略的に示す工程図である。

まず、患者の基本舌側矯正データ（ＳＴＬ２）を抽出する。

そして矯正器具設計ユニット（３０）が、前記基本舌側矯正データ（ＳＴＬ２）による歯挙動を予測して、透明矯正装置と同時着用するかどうかを決定する。

より具体的には、舌側矯正装置と透明矯正装置を同時に着用するためには、歯が拡張と回転に必要なスペースが確保されるべきで、スペースが確保されていない状態で、透明矯正装置と共に着用する場合、歯に無理な力が作用することになる。

したがって、上記矯正器具設計ユニット（３０）は、基本舌側矯正データ（ＳＴＬ２）をもとに、歯の挙動予測モデルを作成し、前記歯の挙動予測モデルに基づいて、理想的な歯の配列のために、歯の拡大と回転に必要な挙動範囲を算出し、前記挙動範囲が設定された可能範囲内にあるかどうかを判断する。

ここで、前記可能範囲は、歯の拡張範囲と回転範囲を含み、歯に無理を与えない最大の範囲に設定でき、理想的な歯の配列までの歯の挙動に基づいて設定されることができる。

図６は、本発明の好ましい実施形態に係る舌側矯正装置による歯の予測挙動を概略的に示したものである。

例えば、設定された可能範囲が拡張範囲０．５ｍｍ、回転範囲が０．３ｍｍに設定された場合、予測された挙動範囲が拡張範囲０．８ｍｍでありながら回転範囲が０．２ｍｍである場合、回転範囲は可能範囲内であるが、拡張範囲が可能範囲以上であるため、舌側矯正装置と透明矯正装置の同時着用は不可能である。

したがって、上記矯正装置の着用計画算出ユニット（３０）は、舌側矯正装置だけ着用して挙動範囲の拡大範囲が、設定された可能範囲の拡大範囲内に矯正され、挙動範囲が可能範囲内に矯正された場合、透明矯正装置を同時着用するように設計する。

上記のように舌側矯正装置の矯正で挙動範囲が可能範囲内に矯正された場合、透明矯正ユニットを製造する。

より具体的には、現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）を重畳させて単位矯正データ（ＳＴＬ４）を生成する。

ここで、前記現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）は挙動範囲が可能範囲以上なので, 設定された期間中に舌側矯正ユニットのみ着用した後に抽出されたデジタルデータを意味し、挙動範囲が可能範囲内である場合には、最初の舌側矯正データ（ＳＴＬ２）が適用される。

より具体的には、まず、患者の現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）からデジタル舌側矯正ユニットの矯正力を考慮して矯正が必要な歯を拡大、移動、回転させる再配列を通じて舌側矯正ユニットによる歯の挙動をガイドする透明矯正データ（ＳＴＬ３）を生成する。

上記デジタル舌側矯正ユニットの基準となるアーチラインと上記再配列の基準となるアーチラインを一致させて、上記デジタル舌側矯正ユニットを通じた歯の移動挙動を基準に、歯が回転または移動するのに必要なスペースを拘束することができるようガイドする透明矯正データ（ＳＴＬ３）を生成する。

一般的に、透明矯正装置は、歯にかぶせて、強制的な拘束力によって歯の矯正効果が発生するため、過度に大きな歯の移動は、歯に無理を与えることがあり、ひどい場合、歯の神経の損傷まで発生することがあるので、段階別の歯の移動は、ｍｍ単位以下に制限される。

したがって、最終的に矯正された歯データに歯を矯正させるためには、多数の段階別の矯正データが必要なので、歯列の不規則と不正咬合がひどい場合は、矯正期間が過度に長い問題がある。

しかし、本発明は、舌側矯正装置と透明矯正装置をハイブリッドに利用し、透明矯正ユニットは、舌側矯正ユニットの矯正力の範囲をガイドする役割を担うので、歯の移動が大きく制限される必要がなく、舌側矯正ユニットの矯正力による歯の回転、移動、拡大のために必要なスペースだけ歯を再配置して作成された透明矯正データ（ＳＴＬ３）を生成する。

本発明は、一般的な透明矯正装置の段階と比較した場合、２段階以上のデジタル矯正データが採用されることができるので、矯正期間を大幅に短縮することができる

ここで、前記デジタル矯正データは、段階ごとの矯正データとは無関係に舌側矯正ユニットに基づいて生成することができるが、目的とする矯正歯の形状が矯正装置に関係なく大きな違いがないので、透明矯正装置を完全に着用したときに生成される最初の矯正データから最終の矯正データまで複数個の段階で構成される複数個の矯正データのいずれかの矯正データが選択されて、透明矯正データ（ＳＴＬ３）が生成されることができる。

この場合、舌側矯正ユニットの矯正力を考慮すると、現在のデジタル歯のデータに基づいて、３～５段階のデジタル矯正データが選択されることが望ましい。

次に、上記のように透明矯正データ（ＳＴＬ３）が生成されると、上記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）を重畳させて単位矯正データ（ＳＴＬ４）を生成することになる。

図７は、本発明の好ましい実施例による単位矯正データを生成するためのブロックアウトのプロセスを概略的に示したものである。

より具体的には、上記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）は、歯の内側面に舌側矯正ユニットがセッティングされた状態で歯列の輪郭は、患者の現在の状態のデジタル歯データ（ＳＴＬ１）と同様であるため、舌側矯正データ（ＳＴＬ２）と、歯が再配列された透明矯正データ（ＳＴＬ３）が重畳される場合、歯の矯正が必要な部分の歯列に歯が重なる領域が形成される。

上記重畳される領域で、歯の内側または外側に突出する最外側の輪郭線に空間を詰め拡張するブロックアウト（ｂｌｏｃｋ－ｏｕｔ）の処理を実行して、単位矯正データ（ＳＴＬ４）を獲得することができる。

上記ブロックアウト（ｂｌｏｃｋ－ｏｕｔ）は、図７のように重畳された領域のうち、内部で重なる領域は無視し、最も外側の輪郭線だけを抽出して空間を詰めることで、拡張された形でブロック化することを意味する。

ここで、歯の上部が屈曲形状を持っている場合、歯の移動が不可能であるため、歯の上部は、図８のように矯正前と後のラインをそのまま連結させ詰めてブロックアウトが行われる。

上記のように生成された単位矯正データ（ＳＴＬ４）は、歯の内側に突出する現在の歯が基準になり、歯の外側は、矯正で移動する歯の締め切り線として作用するため、現在の歯に着用され歯の矯正による歯の移動スペース範囲をガイドする単位矯正データ（ＳＴＬ４）を獲得することができる。

ここで、前記舌側矯正ユニットのセッティング、舌側矯正データ（ＳＴＬ２）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）と単位矯正データ（ＳＴＬ４）の生成は、３Ｄモデリングとデジタル処理を実行する矯正データ生成プログラムを使用して作成することができる。

より具体的には、上記矯正データ生成プログラムは、３Ｄスキャンされた患者の歯のデータの不要な領域を除去し、デジタル処理により意味のあるデータに簡素化する前処理を実行して、デジタル歯のデータ（ＳＴＬ１）を獲得する前処理プログラムモジュールと、前記デジタル歯のデータ（ＳＴＬ１）にデジタル舌側矯正ユニットをセットして舌側矯正データ（ＳＴＬ２）を獲得する舌側矯正プログラムモジュールと、前記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）の舌側矯正ユニットの歯の移動挙動をもとに、歯の移動を拘束してガイドするための歯の移動範囲を制限する透明矯正データ（ＳＴＬ３）を獲得する透明矯正プログラムモジュールと、前記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）を重畳し、ブロックアウト処理して単位矯正データ（ＳＴＬ４）を獲得する単位矯正プログラムモジュールとを含んで構成されることができる。

上記のように単位矯正データ（ＳＴＬ４）が生成されると、上記単位矯正データ（ＳＴＬ４）に基づいて３Ｄプリンティングして、歯の金型を製造する（図４のｃ）。

ここで、精巧な透明矯正ユニットを獲得するために第２の歯の金型の表面にレジンを注入し、歯の表面または歯の間の屈曲と空のスペースを削除してブロック化する段階をさらに含むことができる（図４のｄ）。

続いて、前記第２の歯の金型に板状の透明合成樹脂を熱成形機に熱加圧して透明矯正ユニットを製造し（図４のｅ）、前記製造された透明矯正ユニットの表面を切断及び研磨して仕上げて透明矯正ユニットが製造される（図４のｆ）。

ここで、前記透明矯正ユニットの製造時、同一の段階に対して透明合成樹脂の厚さが異なる複数の透明矯正ユニットを製造し、厚さが最も薄い透明矯正ユニットから最も厚い透明矯正ユニットまで順次着用するように設定することができる。

例えば、厚さが異なる３つの透明矯正ユニットが製造される場合、厚さが最も薄い透明矯正ユニットを最初に着用し、歯が順応することができる期間を提供してから、次の厚い透明矯正ユニットを着用し矯正力を高め、最後に最も厚い透明矯正ユニットを着用することで、該当ステップの矯正力を完成することができる。

上記のように、透明矯正ユニットが製造され、歯の矯正装置の両方が製造されると、まず、製造された舌側矯正ユニットの支持ブラケットをジグに挿入し、前記支持ブラケットが挿入されたジグを歯に装着して支持ブラケットが正確な位置に付着されるように位置を整列し、前記支持ブラケットを歯の内側面に固定する。

ここで、前記支持ブラケットの歯の内側面が触れ合う面には、接着ボンドが塗布されているのでジグを着用するだけで、正確な位置に支持ブラケットを固定することができ、接着ボンドが硬化された状態で、ジグを削除すると、支持ブラケットのみ歯の内側面に固定された状態のままにされる。

この状態で、前記支持ブラケットの貫通孔を介して矯正ワイヤを装着することで、舌側矯正ユニットが歯に付着し、歯に矯正力を提供する。

続いて、前記製造された透明矯正ユニットを上記舌側矯正ユニットが付着した歯に着用すると、本発明に係る歯の矯正装置の着用が完了する。

上記のように歯の矯正装置を着用すると舌側矯正ユニットによる歯の矯正力により、歯が移動しながら矯正され、歯の拡張時、矯正力がオーバーされて歯が過度に拡大することを透明矯正ユニットがブロックして矯正効果を倍加させることができる。

上記のような歯の矯正装置の着用が終了すると、本発明に係る歯の矯正装置の製造方法を繰り返して、第２段階の歯の矯正装置を製造して着用する過程を、歯が最終矯正状態まで達するまで繰り返し、歯の矯正を完了させることができる。

以上で説明した本発明の詳細な説明では、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、本発明の保護範囲は、上記実施例に限定されるものではなく、当該技術分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解されたい。

本発明は、歯の矯正装置及びその製造方法に関するもので、より詳細には、支持ブラケットを利用した舌側矯正装置と歯に着用する透明矯正装置をハイブリッドに利用して矯正期間を短縮し、最適な矯正効果を得ることができるので、歯の矯正装置に関わる産業に極めて有用な発明である。

Claims (5)

1. 舌側矯正装置と透明矯正装置をハイブリッドに結合して歯を矯正する歯の矯正装置であって、
   患者の歯の内側面に固定される舌側矯正ユニットと、
   上記舌側矯正ユニットが装着された歯の上に着用され、前記舌側矯正ユニットの矯正力による歯の移動範囲をガイドするように生成された単位矯正データをもとに製造された透明矯正ユニットと、
   上記舌側矯正ユニットと透明矯正ユニットの同時着用の可否を決定して矯正器具を設計する矯正器具設計ユニットを含むことを特徴とする歯の矯正装置。
2. 上記舌側矯正ユニットは、
   透明矯正データ生成プログラムを通じて、患者のデジタル歯データ（ＳＴＬ１）にデジタル舌側矯正ユニットをセッティングして舌側矯正データ（ＳＴＬ２）を獲得し、
   前記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）に対する歯の金型を製造し、前記歯の金型に透明合成樹脂を熱加圧して製造された透明ジグ型で歯の矯正を必要としない領域を切断してジグを製造し、
   上記セッティングされたデジタル舌側矯正ユニットに基づいて舌側矯正ユニットを作成して製造し、
   上記舌側矯正ユニットの支持ブラケットを上記ジグに挿入し、前記ジグを歯に着用することで、装着されることを特徴とする請求項１に記載の歯の矯正装置。
3. 上記矯正器具設計ユニットは、
   患者の歯の状態に基づいて舌側矯正ユニットの着用による矯正に必要な歯の拡張範囲と回転範囲を含む挙動範囲を予測し、前記挙動範囲が既に設定された可能範囲内にあるかどうかを判断して、前記挙動範囲が可能範囲内である場合には、舌側矯正装置と透明矯正ユニットを同時着用するように決定し、前記挙動範囲が可能範囲を超える場合には、舌側矯正ユニットを先に着用して矯正した後、追って挙動範囲が可能範囲内に矯正されたかどうかを確認して挙動範囲が可能範囲内である場合、舌側矯正ユニットと透明矯正ユニットを同時着用するように決定することを特徴とする請求項１に記載の歯の矯正装置。
4. 前記透明矯正ユニットは、
   透明矯正データ生成プログラムを通じて、患者のデジタル歯データ（ＳＴＬ１）にデジタル舌側矯正ユニットをセッティングし舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）を獲得し、舌側矯正ユニットによる歯の挙動をガイドする透明矯正データ（ＳＴＬ３）を獲得し、前記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）を重畳させて単位矯正データ（ＳＴＬ４）を獲得し、
   上記単位矯正データ（ＳＴＬ４）に対する歯の金型を製造し、
   上記歯の金型に透明合成樹脂を熱加圧して製造されたことを特徴とする請求項１に記載の歯の矯正装置。
5. 前記透明矯正データ生成プログラムは、
   上記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）を重畳させて単位矯正データ（ＳＴＬ４）を獲得するが、
   上記舌側矯正データ（ＳＴＬ２）または現在の舌側矯正データ（ＳＴＬ２＿Ｃ）と透明矯正データ（ＳＴＬ３）の重畳領域の中で最外側の外形線に拡張させてスペースを詰めてブロック化を実行するブロック－アウト（Ｂｌｏｃｋ－ｏｕｔ）処理で重畳させ単位矯正データ（ＳＴＬ４）を取得することを特徴とする請求項４に記載の歯の矯正装置。

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