JPWO2021028260A5

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Publication number: JPWO2021028260A5
Application number: JP2022507796A
Authority: JP
Publication date: 2023-07-21

Claims

支持構造体と、
ディスプレイスクリーンと、
歯科処置または治療をシミュレートするように構成されたコンピュータと、
前記支持構造体から吊設されたリンケージであって、ハプティック力フィードバックを提供することによって医療処置または治療をシミュレートするために前記コンピュータによって制御されるリンケージと、
前記リンケージに動作可能に連結され、ユーザの手に保持され、現実空間内の作業空間において前記ユーザによって操作されるように構成されたハンドピースと、
前記支持構造体によって移動可能に支持され、前記作業空間内に設けられた模型上顎および模型下顎と
を備える歯科処置シミュレータであって、
前記コンピュータは、前記模型上顎または前記模型下顎と同位置に置かれた少なくとも一つの仮想歯を含む仮想環境を前記ディスプレイスクリーンに表示するように構成される、
歯科処置シミュレータ。
前記コンピュータは、仮想ハンドピース、仮想上顎、および仮想下顎を含む仮想環境を生成するように構成され、前記コンピュータは、前記仮想環境を前記ディスプレイスクリーンに表示するように構成され、前記コンピュータは、
前記仮想ハンドピースを前記ハンドピースと同位置に置き、
前記仮想上顎を前記模型上顎と同位置に置き、および／または
前記仮想下顎を前記模型下顎と同位置に置く
ように構成される、請求項１に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型下顎は、好ましくは前記模型上顎に対して移動可能に設けられる、請求項１または２に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎および前記模型下顎は、模型歯を受けるための一つ以上の凹部が提供され、前記少なくとも一つの仮想歯は、前記ディスプレイスクリーン上で模型歯を受けるための前記一つ以上の凹部の一つと同位置に置かれ、前記一つ以上の凹部の前記一つは、好ましくは模型歯が受け入れられていない、請求項１から３のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎は、好ましくは前記模型下顎と一体となって、前記支持構造体に対して移動可能であり、前記歯科処置シミュレータは、前記支持構造体に対する前記模型上顎および前記模型下顎の位置および向きを感知するように構成された一つ以上のセンサを備え、前記コンピュータは、前記一つ以上のセンサを通じて、前記模型上顎および好ましくは前記模型下顎の位置および向きを受信し、前記コンピュータは、前記模型上顎または模型下顎が移動されたときに前記少なくとも一つの仮想歯が前記ディスプレイスクリーン上で前記模型上顎または模型下顎と同位置に置かれたままであるように、前記模型上顎または好ましくは前記模型下顎の移動に合わせて前記少なくとも一つの仮想歯の向きおよび位置を調整するように構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記コンピュータは、前記仮想上顎の少なくとも一部分および前記仮想下顎の一部分を表示するように構成され、前記コンピュータは、前記模型上顎または前記模型下顎が移動されたときにも、前記ディスプレイスクリーン上で前記仮想上顎を前記模型上顎と同位置に置き、前記仮想下顎を前記模型下顎と同位置に置くように構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型下顎は、ヒンジ機構、例えば四バーリンケージ、好ましくは人間の顎の動きを模倣するヒンジ機構によって、前記模型上顎から吊設される、請求項１から６のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型下顎は、開位置と閉位置との間の移動を可能にするように前記模型上顎から吊設される、請求項１から７のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎に対する前記模型下顎の位置を示す信号を生成するように構成された位置センサを備える、請求項１から８のいずれかに記載の歯科処置シミュレータ。
前記閉位置は咬合減少を検査するための位置に対応し、前記コンピュータは、好ましくはディスプレイスクリーンに前記模型上顎のための仮想上歯群および前記模型下顎のための下仮想歯群を表示し、それにより前記閉位置での前記仮想歯群の視覚的咬合検査を可能にするように構成される、請求項８または９に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎は、一、二、または三回転自由度の回転を可能にするように前記支持構造体から吊設され、好ましくは各自由度の回転中心は前記模型上顎と前記模型下顎との間に位置する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記一、二、または三自由度の回転は、手動で与えられるのが好ましく、前記歯科処置シミュレータは、前記一から三自由度の各々の前記模型上顎の回転を感知するための一つ以上の回転位置センサを備える、請求項８に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎は、第一機構が前記作業空間に入り込むことなく前記作業空間に配置された第一水平軸Ｙの周りで前記上顎が回転することを可能にする前記第一機構によって前記支持構造体から吊設され、前記第一機構は、好ましくは遠隔中心リンケージ、好ましくは二つの離隔された平行な遠隔中心リンケージを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎は、第二機構が前記作業空間と交差することなく前記作業空間に配置された第二水平軸Ｘの周りで前記模型上顎が回転することを可能にする前記第二機構によって前記支持構造体から吊設される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎は、第三機構が前記作業空間と交差することなく垂直軸Ｚの周りでの前記模型上顎の回転を可能にする前記第三機構によって前記支持構造体から吊設される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎は、除去可能上顎要素が除去可能に取り付けられる上側支持部材を備え、前記模型下顎は、除去可能下顎要素が除去可能に取り付けられる下側支持部材を備え、前記除去可能上顎要素は、好ましくは一般的上顎要素であり、前記一般的上顎要素は、好ましくは歯を有さず／画成せず、前記除去可能下顎要素は、好ましくは一般的下顎要素であり、前記除去可能下顎要素は、好ましくは歯を有しない／画成しない、請求項１から１５のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記除去可能上顎要素は、模型歯が提供された特定上顎要素であり、前記歯は、前記特定上顎要素に除去可能に取り付けられるのが好ましく、前記特定上顎要素とその歯は、本物の人間の上顎の一部分とその歯の正確な複製であるのが好ましく、前記除去可能下顎要素は、模型歯が提供された特定下顎要素であり、前記歯は、前記特定下顎要素に除去可能に取り付けられるのが好ましく、前記特定下顎要素とその歯は、本物の人間の下顎の一部分とその歯の正確な複製であるのが好ましい、請求項１６に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎および／または前記模型下顎は、セグメントの少なくとも一つが除去可能に設けられるセグメント化された模型顎である、請求項１から１７のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
支持構造体と、
歯科処置または治療をシミュレートするように構成されたコンピュータと、
前記支持構造体から吊設されたリンケージであって、歯科処置または治療をシミュレートするように構成されたハプティック力フィードバックを提供することによって医療処置または治療をシミュレートするために前記コンピュータによって制御されるリンケージと、
前記リンケージに動作可能に連結され、ユーザの手に保持され、現実空間内の作業空間において前記ユーザによって操作されるように構成されたハンドピースと、
前記支持構造体によって移動可能に支持され、前記作業空間内に設けられた模型上顎と
を備える歯科処置シミュレータであって、
前記模型上顎は、機構が前記作業空間と交差することなく前記作業空間に配置された少なくとも一つの軸の周りで前記模型上顎が回転することを可能にする前記機構によって前記支持構造体から吊設される、
歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎は、第一機構が前記作業空間に入り込むことなく前記作業空間に配置された水平軸の周りで前記上顎が回転することを可能にする前記第一機構によって前記支持構造体から吊設され、前記第一機構は、好ましくは少なくとも一つの離隔された平行な遠隔中心リンケージを備える、請求項１９に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎は、第二機構が前記作業空間と交差することなく水平軸の周りでの前記模型上顎の回転を可能にする前記第二機構によって前記支持構造体から吊設され、前記第二機構は、好ましくは、前記模型頭部と前記模型上顎との間に延びるＬ字型プレートを備える、請求項１９または２０に記載の歯科処置シミュレータ。
前記模型上顎は、第三機構が前記作業空間と交差することなく垂直軸の周りでの前記模型上顎の回転を可能にする前記第三機構によって前記支持構造体から吊設され、前記第三機構は、好ましくは、前記第一機構をＬ字型プレートに接続し、前記Ｌ字型プレートが垂直軸の周りで回転することを可能にするヒンジピンを備える、請求項２１から２１のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
歯科処置または治療をシミュレートするように構成されたコンピュータと、
前記コンピュータによって制御される並列ロボットであって、少なくとも三並進自由度を提供し、前記並列ロボットを通してハプティック力フィードバックを提供することによって歯科処置または治療をシミュレートするために前記コンピュータによって制御される並列ロボットと、
少なくとも三回転自由度を提供する機構によって前記並列ロボットに動作可能に連結されたハンドピースであって、ユーザの手に保持され、現実空間内の作業空間においてユーザによって操作されるように構成されたハンドピースと
を備え、
前記コンピュータは、ディスプレイスクリーン上の表示のために前記シミュレートされた歯科処置の画像を生成するように構成される、
歯科処置シミュレータであって、
前記ディスプレイスクリーンからの画像を前記ユーザの目に反射するように設けられた一部透明反射要素を備え、
前記作業空間は、前記一部透明反射要素を通して前記ユーザに視認可能であるように設けられる、
歯科処置シミュレータ。
前記並列ロボットは、並進自由度ごとに一つのアクチュエータを備える、請求項２３に記載の歯科処置シミュレータ。
前記ハンドピースの向きを感知するためのセンサを備える、請求項２３または２４に記載の歯科処置シミュレータ。
前記一部透明反射要素上の反射によって前記ディスプレイスクリーンからの前記画像を前記ユーザの目に反射するように構成され、前記画像を前記一部透明反射要素を通して前記ユーザに見える前記作業空間の視界と混合するように構成される、請求項２３から２５のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記ユーザが目視空間から前記一部透明反射要素を見たときに、前記ディスプレイスクリーン上の前記画像が前記ユーザの目に反射され、同時に前記一部透明反射要素を通して前記作業空間が前記ユーザに視認可能である、請求項２３から２６のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記ディスプレイスクリーンは、立体ディスプレイスクリーン、好ましくは自動立体ディスプレイスクリーンである、請求項２３から２７のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記コンピュータは、前記立体ディスプレイスクリーンに立体画像を送信するように構成される、請求項２８に記載の歯科処置シミュレータ。
前記コンピュータは、前記ハンドピースと同位置に置かれた仮想ハンドピースの画像を生成するように構成され、前記画像は好ましくは立体画像である、請求項２３から２９のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記コンピュータは、第一仮想位置と第一仮想向きとを有する第一仮想ツールを含む三次元仮想環境を提供するように構成され、前記第一仮想ツールは、サイズおよび形状が前記ハンドピースに対応し、前記第一仮想ツールは、前記ハンドピースと同位置に置かれる、請求項２３から３０のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記一部透明反射要素は、一部透明ミラーまたは半透明ミラーである、請求項２３から３１のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
歯科処置または治療をシミュレートするように構成されたコンピュータと、
前記コンピュータによって制御される並列ロボットであって、少なくとも三並進自由度を提供し、前記並列ロボットを通してハプティック力フィードバックを提供することによって歯科処置または治療をシミュレートするために前記コンピュータによって制御される並列ロボットと、
少なくとも三回転自由度を提供する機構によって前記並列ロボットに動作可能に連結されたハンドピースであって、ユーザの手に保持され、現実空間内の作業空間においてユーザによって操作されるように構成されたハンドピースと、
自動立体ディスプレイスクリーンと
を備え、
前記コンピュータは、前記自動立体ディスプレイスクリーン上の表示のために前記シミュレートされた歯科処置の立体画像を生成するように構成され、前記コンピュータは、前記ハンドピースと同位置に置かれた仮想ハンドピースの立体画像を生成するように構成される、
歯科処置シミュレータ。
前記コンピュータによって制御される並列ロボットを備え、
前記並列ロボットは、少なくとも三並進自由度を提供し、
前記並列ロボットは、前記並列ロボットを通してハプティック力フィードバックを提供することによって歯科処置または治療をシミュレートするために前記コンピュータによって制御され、
前記ハンドピースは、少なくとも三回転自由度を提供する機構によって前記並列ロボットに動作可能に連結される、
請求項３３に記載の歯科処置シミュレータ。
前記並列ロボットは、並進自由度ごとに一つのアクチュエータを備える、請求項３４に記載の歯科処置シミュレータ。
前記ハンドピースの向きを感知するためのセンサを備える、請求項３３から３５のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記自動立体ディスプレイスクリーンからの画像を前記ユーザの目に反射するように設けられた一部透明反射要素を備え、前記作業空間は、前記一部透明反射要素を通して前記ユーザに視認可能であるように設けられる、請求項３３から３６のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記コンピュータは、第一仮想位置と第一仮想向きとを有する第一仮想ツールを含む三次元仮想環境を生成するように構成され、前記第一仮想ツールは、好ましくはサイズおよび形状が前記ハンドピースに対応し、前記コンピュータは、前記第一仮想ツールを前記ハンドピースと同位置に置くように構成される、請求項３３から３７のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
歯科処置または治療をシミュレートするように構成されたコンピュータと、
基準と、
歯科ドリルハンドルをシミュレートする第一ハンドピースであって、ユーザの手に保持され、現実空間内の作業空間において前記ユーザによって操作されるように構成された第一ハンドピースと、
前記基準に連結されたリンケージであって、前記リンケージを通してハプティックフィードバックを提供することによって歯科処置または治療をシミュレートするために前記コンピュータによって制御されるリンケージと
を備える歯科処置シミュレータであって、
歯科ミラーをシミュレートするための第二ハンドピースであって、ユーザの手に保持され、現実空間内の作業空間において前記ユーザによって操作されるように構成された第二ハンドピースと、
第一および第二自由度を提供する一つ以上の継手によって前記基準に連結された一次リンクと、
第三および第四自由度を提供する一つ以上の継手によって前記一次リンクに連結された二次リンクと、
前記第二ハンドピースは、前記第二ハンドピースを前記基準に六自由度で接続するシリアルチェーンを形成するように、第五および第六自由度を提供する一つ以上の継手によって前記二次リンクに接続されることと、
前記第一自由度の移動を感知するための第一センサと、
前記第二自由度の移動を感知するための第二センサと、
前記第三自由度の移動を感知するための第三センサと、
前記第一、第二および第三位置センサは、前記コンピュータとデータ接続されることと、
前記第二ハンドピース内に設けられた慣性測定ユニットであって、前記コンピュータとデータ接続され、少なくとも前記第四、第五および第六自由度の移動を感知するように構成された慣性測定ユニットと
を特徴とする、歯科処置シミュレータ。
前記第二ハンドピースは、第六自由度を提供する一つ以上の継手によって前記二次リンクに接続され、前記第六自由度は、前記第二ハンドピースが前記第二ハンドピースの軸の周りで回転することを可能にし、前記慣性測定ユニットは、前記第六自由度を感知するように構成される、請求項３９に記載の歯科処置シミュレータ。
前記第一センサ、前記第二センサおよび／または前記第三センサは、回転位置センサである、請求項３９または４０に記載の歯科処置シミュレータ。
前記一次リンクは、前記第一自由度を実現するために前記一次リンクがその長手軸の周りで回転することを可能にする第三ピボット継手によって前記基準に連結される細長リンクである、請求項３９から４１のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記第一センサは、前記長手軸の周りの前記一次リンクの回転を感知するように構成された回転位置センサである、請求項４２に記載の歯科処置シミュレータ。
前記一次リンクは、前記第二自由度を得るために前記一次リンクが横軸の周りで回転することを可能にするヒンジによって前記基準に連結される細長リンクである、請求項３９から４３のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記第二位置センサは、前記横軸の周りの前記一次リンクの回転を感知するように構成された回転位置センサである、請求項４４に記載の歯科処置シミュレータ。
前記二次リンクは、前記第三自由度を得るために前記二次リンクが横軸の周りで回転することを可能にする第三ヒンジによって前記一次リンクに連結される細長リンクである、請求項３９から４５のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
前記第三センサは、前記横軸の周りの前記二次リンクの回転移動を感知するように構成された回転位置センサである、請求項４６に記載の歯科処置シミュレータ。
前記二次リンクは、前記第四自由度を得るために前記二次リンクがその長手軸の周りで回転することを可能にする第二ピボット継手によって前記一次リンクに連結される細長リンクである、請求項３９から４７のいずれか一項に記載の歯科処置シミュレータ。
ユーザの手に保持され、現実空間内の作業空間において前記ユーザによって操作されるように構成されたハンドピースと、
医療処置または治療をシミュレートするように構成されたコンピュータによって制御されるリンケージと
を備え、
前記ハンドピースは、外側部内に延びる内側部を備え、前記外側部は前記内側部の周りで回転するように構成され、
前記内側部の一部分が前記外側部から突出し、前記部分は少なくとも二自由度の継手によって前記リンケージに連結される、
医療処置シミュレータであって、
前記内側部に装着され、前記コンピュータに連結された慣性測定ユニットと、
前記内側部に対する前記外側部の回転移動を感知するための回転位置センサであって、前記回転位置センサは前記コンピュータに連結され、前記回転位置センサの少なくとも第一部分が前記内側部上に装着される、回転位置センサと、
前記第一部分は、前記内側部によって案内または支持されるケーブルによって前記コンピュータに接続されることと
を特徴とする、医療処置シミュレータ。
前記慣性測定ユニットは、前記ハンドピースの回転向きを示す向きデータを作成するように構成される、請求項４９に記載の医療処置シミュレータ。
前記慣性測定ユニットは、前記内側部によって案内または支持されるケーブルによって前記コンピュータに連結される、請求項４９または５０に記載の医療処置シミュレータ。
前記内側部と前記外側部との間の第一回転ベアリングを備える、請求項４９から５１のいずれか一項に記載の医療処置シミュレータ。
前記第一回転ベアリングから軸方向に離隔された第二回転ベアリングを備える、請求項５２に記載の医療処置シミュレータ。
前記内側部は細長く、前記内側部の第一先端で前記継手に接続され、前記回転位置センサは、前記内側部の第二先端またはその近くに設けられ、前記第二先端は前記外側部の内側に位置する、請求項４９から５３のいずれか一項に記載の医療処置シミュレータ。
前記慣性測定ユニットは、現実空間内の前記ハンドピースの位置および／または向きデータを作成するために構成される、請求項４９から５４のいずれか一項に記載の医療処置シミュレータ。
慣性測定ユニットの前記コンピュータへの前記連結は、位置および／または向きデータの伝送のための前記慣性測定ユニットから前記コンピュータへのデータリンクを備える、請求項４９から５５のいずれか一項に記載の医療処置シミュレータ。
前記回転位置センサの前記コンピュータへの前記連結は、回転位置データの伝送のための前記回転位置センサから前記コンピュータへのデータリンクを備える、請求項４９から５６のいずれか一項に記載の医療処置シミュレータ。
前記外側部は前記内側部に対して無限に回転する、請求項４９から５７のいずれか一項に記載の医療処置シミュレータ。