JPH08287126A - 歯牙形状比較装置及び歯牙形状比較方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯牙形状の定性的及び／または定量的な比較
を十分かつ短時間に行うことができる歯牙形状比較装置
及び歯牙形状比較方法を提供すること。 【構成】 少なくとも、歯牙形状のデータを記憶するデ
ータ記憶部Ｃ１と、該データ記憶部Ｃ１に記憶された、
或いは別途入力された複数の歯牙形状データを同一座標
系の形状データに変換し、変換した複数の形状データを
用いて複数の歯牙形状を同一画面上に表示することによ
り、その形状の差を前記画面上に表示する表示処理部Ｃ
２と、前記複数の変換形状データのうちの少なくとも一
つの形状データを修正して前記データ記憶部Ｃ１及び／
または表示処理部Ｃ２に出力するデータ修正部Ｃ３とを
備えた歯牙形状比較装置Ｃ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯牙形状比較装置及び
歯牙形状比較方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯科の治療技術を向上させ、また支援す
るために、近年コンピュータの応用が盛んに検討されて
いる。そのなかでも、歯牙の形状を定性的、定量的に表
示することは、歯科の教育や治療技術向上にとって有効
な手段と考えられている。例えば、歯科治療における重
要な分野の一つに、クラウンや義歯などの補綴物を設計
製作する分野があるが、人工的な補綴物を天然歯牙と同
等に機能させるためには、先ず形態をできる限り類似さ
せることが要求される。

【０００３】また、天然歯牙にインレーやクラウンを装
着するためには、天然歯牙の齲蝕部分を削った後、残存
歯牙部の印象を採得する（型をとる）必要があるが、こ
の処置は口腔内で手作業にて行われる。齲蝕部分を削り
取るなどして、クラウンやインレーを装着できるように
歯を形成する技能は、模型上で作業実習等を行い、さら
に熟練した歯科医の指導により習得されるが、これまで
は指導者である熟練者が、その経験に基づいて、実習者
が作成する実習物を観察しながら、作業のカンやコツを
実習者に教育していた。

【０００４】また、総義歯を作製する際の主要作業の一
つに、人工歯を天然歯の歯列にできる限り合わせて義歯
床上に配列する作業があるが、これも実習者が歯列の標
準的な配列モデルを肉眼で観察しながら、配列技術を習
得していた。そして、コンピュータを用いた形状の評価
方法や比較方法としては、これまでに、口蓋の形態変化
の評価方法（日本口腔科学会雑誌４２巻１号、p56-63）
や、顔面形態の比較方法（日本口腔外科学会雑誌３８巻
１１号、p59-65）が紹介されている。いずれも、三次元
計測した目的の顔面の一部を画面表示し、経時変化等を
評価または比較するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これまでの歯牙形状の
比較は、肉眼で観察することにより感覚的に行うか、或
いはノギス等で実物大モデルの寸法を測ることにより行
っていた。複雑で個人差がある歯牙形状を比較するに
は、いずれも不十分であり、臨床的に満足できる技術を
習得するには、多大の時間と経験を要するという問題点
があった。

【０００６】本発明の目的は、歯牙形状の定性的及び／
または定量的な比較を十分かつ短時間に行うことができ
る歯牙形状比較装置及び歯牙形状比較方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「少なくとも、歯牙形状のデータを記憶するデータ記
憶部と、該データ記憶部に記憶された、或いは別途入力
された、複数の歯牙形状データを用いて、複数の歯牙形
状を同一画面上に表示することにより、その形状の差を
前記画面上に表示する表示処理部と、を備えた歯牙形状
比較装置（請求項１）」を提供する。

【０００８】また、本発明は第二に「少なくとも、歯牙
形状のデータを記憶するデータ記憶部と、該データ記憶
部に記憶された、或いは別途入力された、複数の歯牙形
状データを用いて、複数の歯牙形状を同一画面上に表示
することにより、その形状の差を前記画面上に表示する
表示処理部と、前記複数の歯牙形状データのうちの少な
くとも一つの歯牙形状データを修正して前記データ記憶
部及び／または表示処理部に出力するデータ修正部と、
を備えた歯牙形状比較装置（請求項２）」を提供する。

【０００９】また、本発明は第三に「少なくとも、歯牙
形状のデータを記憶するデータ記憶部と、該データ記憶
部に記憶された、或いは別途入力された、複数の歯牙形
状データを同一座標系の形状データに変換し、変換した
複数の形状データを用いて複数の歯牙形状を同一画面上
に表示することにより、その形状の差を前記画面上に表
示する表示処理部と、前記複数の変換形状データのうち
の少なくとも一つの形状データを修正して前記データ記
憶部及び／または表示処理部に出力するデータ修正部
と、を備えた歯牙形状比較装置（請求項３）」を提供す
る。

【００１０】また、本発明は第四に「少なくとも、デー
タ記憶部に歯牙形状のデータを入力する工程と、表示処
理部により、前記データ記憶部に記憶された、或いは別
途入力された、複数の歯牙形状データを用いて、複数の
歯牙形状を同一画面上に表示することにより、その形状
の差を前記画面上に表示する工程と、データ修正部によ
り、前記形状の差がなくなるように、或いは最小となる
ように、前記複数の歯牙形状データのうちの少なくとも
一つの歯牙形状データを修正し、修正歯牙形状データを
前記データ記憶部及び／または表示処理部に出力する工
程と、前記表示処理部により、前記画面上に表示された
修正対象の歯牙形状を消去すると共に、前記データ記憶
部に新たに記憶された、或いは別途入力された、修正歯
牙形状データを用いて、修正歯牙形状を前記画面上に表
示する工程と、を備えた歯牙形状比較方法（請求項
４）」を提供する。

【００１１】また、本発明は第五に「前記歯牙形状が支
台歯、窩洞、ワックスアップモデル、または歯列形態で
あることを特徴とする請求項４記載の歯牙形状比較方法
（請求項５）」を提供する。また、本発明は第六に「前
記歯列形態が該歯列上の歯牙の位置、植立方向、角度で
あることを特徴とする請求項５記載の歯牙形状比較方法
（請求項６）」を提供する。

【００１２】また、本発明は第七に「前記形状の差を比
較対象の各歯牙形状相互の、最も近い距離、任意の接平
面の法線方向の距離、及び／または特徴形状のずれ量を
用いて定量することを特徴とする請求項４〜６記載の歯
牙形状比較方法（請求項７）」を提供する。また、本発
明は第八に「前記形状の差を色の差及び／または数値を
用いて表示することを特徴とする請求項４〜６記載の歯
牙形状比較方法（請求項８）」を提供する。

【００１３】また、本発明は第九に「前記複数の歯牙形
状の各形状を、それぞれ異なる表示態様によって前記画
面上に表示することを特徴とする請求項４〜８記載の歯
牙形状比較方法（請求項９）」を提供する。また、本発
明は第十に「前記複数の歯牙形状データを同一座標系の
形状データとしたことを特徴とする請求項４〜９記載の
歯牙形状比較方法（請求項１０）」を提供する。

【００１４】また、本発明は第十一に「前記複数の歯牙
形状に共通の基準形状部分を設けることにより前記複数
の歯牙形状データを同一座標系の形状データとしたこと
を特徴とする請求項１０記載の歯牙形状比較方法（請求
項１１）」を提供する。また、本発明は第十二に「前記
複数の歯牙形状の各特徴点における形状が最も一致する
ように座標変換を行うことにより、前記複数の歯牙形状
データを同一座標系の形状データとしたことを特徴とす
る請求項１０記載の歯牙形状比較方法（請求項１２）」
を提供する。

【００１５】また、本発明は第十三に「前記特徴点が、
咬頭頂、小窩、隆線、溝、辺縁隆線、最大豊隆線、また
はマージンラインであることを特徴とする請求項１２記
載の歯牙形状比較方法（請求項１３）」を提供する。

【００１６】

【作用】本発明にかかる歯牙形状比較装置Ｃまたは歯牙
形状比較方法によれば、形状計測装置５による三次元形
状計測などにより得られた歯牙形状データを用いて、デ
ィスプレイＣ４の同一画面上に複数の歯牙形状を表示す
ることができる。そのため、互いに比較する歯牙形状を
ディスプレイＣ４の同一画面上で重ね合わせることによ
り、歯牙形状の定性的及び／または定量的な比較を十分
かつ短時間に行うことができる。さらに、目的に合わせ
た種々の形状比較を行うことができる。

【００１７】本発明を適用する歯牙形状としては、例え
ば、支台歯、窩洞、ワックスアップモデル、または歯列
形態が好適である（請求項５）。そして、前記歯列形態
としては、該歯列上の歯牙の位置、植立方向、角度が好
ましい（請求項６）。歯牙形状の差は、比較対象の各歯
牙形状相互の、最も近い距離、任意の接平面の法線方向
の距離、及び／または特徴形状のずれ量を用いて定量す
ることが好ましい（請求項７）。

【００１８】歯牙形状の差は、色の差及び／または数値
を用いて表示することが好ましい（請求項８）。複数の
歯牙形状の各形状は、それぞれ異なる表示態様によっ
て、ディスプレイＣ４の同一画面上に表示することが好
ましい（請求項９）。複数の歯牙形状データは、同一座
標系の形状データとすることが好ましい（請求項１
０）。

【００１９】この際、複数の歯牙形状に共通の基準形状
部分を設けることにより、前記複数の歯牙形状データを
同一座標系の形状データとすることが好ましい（請求項
１１）。或いは、複数の歯牙形状の各特徴点における形
状が最も一致するように座標変換を行うことにより、前
記複数の歯牙形状データを同一座標系の形状データとす
ることが好ましい（請求項１２）。

【００２０】ここで、前記特徴点としては、咬頭頂、小
窩、隆線、溝、辺縁隆線、最大豊隆線、またはマージン
ラインであることが好ましい（請求項１３）。本発明に
よれば、例えば、クラウン（歯冠）装着のための支台歯
形成技術を習得する場合、熟練者と初心者とがそれぞれ
形成した支台をディスプレイＣ４の同一画面上に表示す
ることができる。

【００２１】そして、臨床上重要視される形状（例え
ば、テーパ角度、アンダーカットの有無、マージン部の
保障など）を画面上にて部分的に拡大したり、三次元的
に回転させたりして定性的に比較することができる。ま
た、形状の差を数値で定量的に把握することもできる。
従って、初心者は支台歯形状の修正を先ず画面上でシミ
ュレーションしたうえで、実際の修正作業を行えるの
で、短期間に支台歯形成技術を習得できる。

【００２２】インレー装着の場合には、齲歯に窩洞を形
成する必要があり、形成する窩洞には、審美性及び外力
に対する力学的配慮が要求される。この場合も同様に、
熟練者と初心者とがそれぞれ形成した窩洞の形状をディ
スプレイＣ４の同一画面上で比較することにより、初心
者は短時間で窩洞形成技術を習得できる。支台歯に装着
するクラウンは、歯科技工士によってロストワックス法
により作成されるのが一般的である。この場合、作業中
にワックスでクラウンの形態を創製しなければならない
が、一般的には標準的な天然歯を見本にして創製を行
う。ワックスで創製されたモデルと天然歯モデルとを同
一画面上に表示して形状を比較すれば、同様に細部にわ
たって、定性的及び／または定量的な比較が可能とな
り、モデルの修正を精度高く行うことができる。

【００２３】総義歯作製における人工歯配列作業では、
作製した歯列のモデルと既知の標準的な配列モデルをデ
ィスプレイＣ４の同一画面上に表示することができる。
一般に、２８本の人工歯を所定位置に並べる必要がある
が、画面表示で比較すると、すべての歯の位置、植立方
向、及び植立方向を軸とした回転角度の標準モデルとの
各ずれを一度に比較することができる。そのため、修正
すべき歯牙の数と修正ポイントを全体との調和をみなが
ら、簡単に直すことができる。

【００２４】歯科矯正治療においては、経時的に変化す
る歯列を画面上で比較することが可能となり、治療効果
を確認することができる。以下、実施例により本発明を
更に具体的に説明するが、本発明はこの例に限定される
ものではない。

【００２５】

【実施例】本実施例の歯牙形状比較装置（図１参照）
は、歯牙形状のデータを記憶するデータ記憶部Ｃ１と、
該データ記憶部Ｃ１に記憶された、或いは入力装置６ま
たは形状計測装置５から入力された、複数の歯牙形状デ
ータを用いて、或いは該複数の歯牙形状データを変換し
て得た同一座標系の形状データを用いて、複数の歯牙形
状をディスプレイＣ４の同一画面上に表示することによ
り、その形状の差を前記画面上に表示する表示処理部Ｃ
２と、前記複数の変換形状データのうちの少なくとも一
つの形状データを修正して前記データ記憶部Ｃ１及び／
または表示処理部Ｃ２に出力するデータ修正部Ｃ３と、
を備えている。

【００２６】以下、本実施例の歯牙形状比較装置Ｃを用
いた歯牙形状比較の実際例を示す。 〈歯牙形状データのデータ記憶部Ｃ１への入力〉ディス
プレイＣ４の画面上に歯牙形状を表示するには、表示対
象となる歯牙の形状データ（例えば三次元立体データ）
が必要であり、図２はその一例である。この三次元立体
データは、形状計測装置５の一例である非接触レーザー
スポット変位計を用いた三次元形状計測により得た。三
次元形状計測の方法としては他に、接触式、画像解析
式、あるいはＣＴスキャニング式などがあり、目的に合
わせて適当な計測方法（または形状計測装置）を用いれ
ばよい。

【００２７】得られた歯牙形状データは、入力装置６を
介してデータ記憶部Ｃ１に、或いは、形状計測装置５か
ら直接、データ記憶部Ｃ１に入力される。 〈歯牙形状データの同一座標化〉前記データ記憶部Ｃ１
に記憶された複数の形状データを用い、複数の歯牙形状
をディスプレイＣ４の同一画面上に表示して比較するた
めには、複数の歯牙形状データを同一座標系の形状デー
タとすることが好ましい。

【００２８】例えば、歯牙形状の計測を同一基準で実施
できるように、治具等を用いて複数の歯牙を同一座標系
で計測すれば、計測データは、同一画面上に歯牙形状を
表示するためのデータとして、そのまま使用できるが、
形状計測装置の構造が複雑になる。また、計測対象の歯
牙に基準面または実質的な同一形状部分（以下、基準形
状部分と称することがある）を付加することにより、同
一座標化を行うことができる（図３）。

【００２９】図３は歯牙に基準形状部分を付加した例を
示す説明図であり、図３（ａ）では歯牙のマージン下部
の一部に設けた平面を基準形状部分とし、図３（ｂ）で
は、マージン下部全体を基準形状部分としている。この
場合、付加した基準形状部分を一緒に計測し、この部分
が一致するように、前記表示処理部Ｃ２を用いて計測デ
ータを座標変換処理した上で、ディスプレイＣ４の同一
画面上に各歯牙形状を表示する。計測そのものは簡単に
なるが、計測対象の歯牙に基準形状部分を付加する手間
がかかる。

【００３０】また、複数の歯牙形状の各特徴点における
形状が最も一致するように、計測データの座標変換処理
を行うことにより、複数の歯牙形状データの同一座標化
を行うことができる（図４）。図４は歯牙形状における
各特徴点を示す斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
特徴点としては、例えば、辺縁隆線、最大豊隆線、マー
ジンライン、咬頭頂、小窩、隆線、溝等を用いることが
できる。

【００３１】この場合、比較対象の各歯牙の特徴点がそ
れぞれ最も一致するように、前記表示処理部Ｃ２を用い
て計測データを座標変換処理する。この方法は、歯牙そ
のものの特徴を利用するので、基準形状部分の付加は不
要である。また、計測も簡単である。ただし、支台歯や
窩洞等のように特徴形状が失われたものについては使え
ない。 〈歯牙形状の定性的な比較〉図５（ａ）はディスプレイ
Ｃ４の同一画面上に重ねて表示した二つの歯牙形状を示
す図である。ここでは、一方の歯牙形状がシェーディン
グ表示されている。この画面により二つの歯牙が干渉し
ている領域を即座に見つけることができる。

【００３２】また、歯牙形状の一方をシェーディング表
示し、かつ二つの歯牙形状面を異なる色により表示する
こともできる。さらに、図５（ｂ）に示すように、歯牙
形状の一方をシェーディング表示し、かつ他方の歯牙形
状をメッシュ表示すると、シェーディング表示した歯牙
形状全体を観察できる（即ち、図５（ａ）の表示では、
観察できない干渉の内側に入っている部分も観察でき
る）ので、、形状の差を一目で認識することができる。 〈歯牙形状差の定量〉図６は、歯牙形状差の定量に用い
るパラメータを示す説明図である。このパラメータは、
比較対象である各歯牙形状相互の、最も近い距離、任意
の接平面の法線方向の距離、及び特徴形状のずれ量であ
る。

【００３３】歯牙１を形状比較の基準形状とすれば、基
準形状に対する歯牙２の定量的な形状差は、前記各パラ
メータについての数値として、前記表示処理部Ｃ２によ
る計算により求めることができる。また、必要に応じ
て、前記定量的な形状差をある範囲ごとの色分けにより
立体的に表示することもできる。 〈歯牙形状データの修正〉データ修正部Ｃ３により、前
記歯牙形状差がなくなるように、或いは最小となるよう
に、歯牙２の形状データを修正し、修正歯牙形状データ
を前記データ記憶部Ｃ１及び／または表示処理部Ｃ２に
出力する。

【００３４】前記表示処理部Ｃ２により、ディスプレイ
Ｃ４の画面上に表示された修正前の歯牙２形状を消去す
ると共に、前記データ記憶部Ｃ１に新たに記憶された、
或いはデータ修正部Ｃ３から入力された、修正後の歯牙
２形状データを用いて修正歯牙２形状を前記画面上に表
示する。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来、肉眼による現物比較（感覚的な比較）か、簡単な
寸法測定による比較しかできなかった歯牙形状の比較評
価を、定性的及び／または定量的に、しかも十分かつ短
時間に行うことができる。支台歯や窩洞形成、人工歯配
列の技術習得では、熟練者との比較が、細部にわたり、
定性的及び／または定量的に短時間で行え、修正のシミ
ュレーションを繰り返し実施できるので、技術習得の時
間を大幅に短縮できる。

【００３６】画面上で比較できるので、多数の人間に一
度に説明が可能になり、歯科教育の能率向上に貢献す
る。また、熟練者の作品の記録保存（データベース化）
が可能になり、情報の共有化を図れる。さらに、歯牙を
用いた人類学上の比較検討や人物特定を効率的に実施す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例の歯牙形状比較装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】は、歯牙の形状データの一例を示すデータ図で
ある。

【図３】は、歯牙に基準形状部分を付加した例を示す説
明図であり、（ａ）はマージン下部の一部に設けた平面
を基準形状部分とし、（ｂ）はマージン下部全体を基準
形状部分としている。

【図４】は、歯牙形状における各特徴点を示す斜視図
（ａ）及び平面図（ｂ）である。

【図５】は、ディスプレイの同一画面上に重ねて表示し
た二つの歯牙形状を示す図であり、（ａ）では一方の歯
牙形状がシェーディング表示され、（ｂ）では同じく一
方の歯牙形状がシェーディング表示され、かつ他方の歯
牙形状がメッシュ表示されている。

【図６】は、歯牙形状差の定量に用いるパラメータを示
す説明図である。

【主要部分の符号の説明】

１・・・第１の歯牙（基準形状） ２・・・第２の歯牙（比較形状） Ｃ１・・・データ記憶部 Ｃ２・・・表示処理部 Ｃ３・・・データ修正部 Ｃ４・・・ディスプレイ Ｃ・・・歯牙形状比較装置 ５・・・形状計測装置 ６・・・入力装置 以 上

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、 歯牙形状のデータを記憶するデータ記憶部と、 該データ記憶部に記憶された、或いは別途入力された、
   複数の歯牙形状データを用いて、複数の歯牙形状を同一
   画面上に表示することにより、その形状の差を前記画面
   上に表示する表示処理部と、を備えた歯牙形状比較装
   置。
2. 【請求項２】 少なくとも、 歯牙形状のデータを記憶するデータ記憶部と、 該データ記憶部に記憶された、或いは別途入力された、
   複数の歯牙形状データを用いて、複数の歯牙形状を同一
   画面上に表示することにより、その形状の差を前記画面
   上に表示する表示処理部と、 前記複数の歯牙形状データのうちの少なくとも一つの歯
   牙形状データを修正して前記データ記憶部及び／または
   表示処理部に出力するデータ修正部と、を備えた歯牙形
   状比較装置。
3. 【請求項３】 少なくとも、 歯牙形状のデータを記憶するデータ記憶部と、 該データ記憶部に記憶された、或いは別途入力された、
   複数の歯牙形状データを同一座標系の形状データに変換
   し、変換した複数の形状データを用いて複数の歯牙形状
   を同一画面上に表示することにより、その形状の差を前
   記画面上に表示する表示処理部と、 前記複数の変換形状データのうちの少なくとも一つの形
   状データを修正して前記データ記憶部及び／または表示
   処理部に出力するデータ修正部と、を備えた歯牙形状比
   較装置。
4. 【請求項４】 少なくとも、 データ記憶部に歯牙形状のデータを入力する工程と、 表示処理部により、前記データ記憶部に記憶された、或
   いは別途入力された、複数の歯牙形状データを用いて、
   複数の歯牙形状を同一画面上に表示することにより、そ
   の形状の差を前記画面上に表示する工程と、 データ修正部により、前記形状の差がなくなるように、
   或いは最小となるように、前記複数の歯牙形状データの
   うちの少なくとも一つの歯牙形状データを修正し、修正
   歯牙形状データを前記データ記憶部及び／または表示処
   理部に出力する工程と、 前記表示処理部により、前記画面上に表示された修正対
   象の歯牙形状を消去すると共に、前記データ記憶部に新
   たに記憶された、或いは別途入力された、修正歯牙形状
   データを用いて、修正歯牙形状を前記画面上に表示する
   工程と、を備えた歯牙形状比較方法。
5. 【請求項５】 前記歯牙形状が支台歯、窩洞、ワックス
   アップモデル、または歯列形態であることを特徴とする
   請求項４記載の歯牙形状比較方法。
6. 【請求項６】 前記歯列形態が該歯列上の歯牙の位置、
   植立方向、角度であることを特徴とする請求項５記載の
   歯牙形状比較方法。
7. 【請求項７】 前記形状の差を比較対象の各歯牙形状相
   互の、最も近い距離、任意の接平面の法線方向の距離、
   及び／または特徴形状のずれ量を用いて定量することを
   特徴とする請求項４〜６記載の歯牙形状比較方法。
8. 【請求項８】 前記形状の差を色の差及び／または数値
   を用いて表示することを特徴とする請求項４〜６記載の
   歯牙形状比較方法。
9. 【請求項９】 前記複数の歯牙形状の各形状を、それぞ
   れ異なる表示態様によって前記画面上に表示することを
   特徴とする請求項４〜８記載の歯牙形状比較方法。
10. 【請求項１０】 前記複数の歯牙形状データを同一座標
    系の形状データとしたことを特徴とする請求項４〜９記
    載の歯牙形状比較方法。
11. 【請求項１１】 前記複数の歯牙形状に共通の基準形状
    部分を設けることにより、前記複数の歯牙形状データを
    同一座標系の形状データとしたことを特徴とする請求項
    １０記載の歯牙形状比較方法。
12. 【請求項１２】 前記複数の歯牙形状の各特徴点におけ
    る形状が最も一致するように座標変換を行うことによ
    り、前記複数の歯牙形状データを同一座標系の形状デー
    タとしたことを特徴とする請求項１０記載の歯牙形状比
    較方法。
13. 【請求項１３】 前記特徴点が、咬頭頂、小窩、隆線、
    溝、辺縁隆線、最大豊隆線、またはマージンラインであ
    ることを特徴とする請求項１２記載の歯牙形状比較方
    法。