WO2014141369A1 - 歯科補綴物設計プログラム、歯科補綴物設計装置、及び歯科補綴物設計方法 - Google Patents

歯科補綴物設計プログラム、歯科補綴物設計装置、及び歯科補綴物設計方法 Download PDF

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WO2014141369A1
WO2014141369A1 PCT/JP2013/056687 JP2013056687W WO2014141369A1 WO 2014141369 A1 WO2014141369 A1 WO 2014141369A1 JP 2013056687 W JP2013056687 W JP 2013056687W WO 2014141369 A1 WO2014141369 A1 WO 2014141369A1
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WO
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tooth
prosthesis
candidates
teeth
priority
Prior art date
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PCT/JP2013/056687
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English (en)
French (fr)
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稔久 藤原
間瀬　俊明
国平 孫
荒井　純一
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富士通株式会社
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Publication date
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Priority to JP2015505110A priority patent/JPWO2014141369A1/ja
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Priority to US14/817,725 priority patent/US10354019B2/en

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C13/00—Dental prostheses; Making same
    • A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
    • A61C13/0004—Computer-assisted sizing or machining of dental prostheses
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C5/00—Filling or capping teeth
    • A61C5/70—Tooth crowns; Making thereof
    • A61C5/77—Methods or devices for making crowns
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C13/00—Dental prostheses; Making same
    • A61C13/34—Making or working of models, e.g. preliminary castings, trial dentures; Dowel pins [4]

Definitions

  • the present invention relates to a dental prosthesis design program, a dental prosthesis design apparatus, and a dental prosthesis design method.
  • a dental prosthesis processing method for processing a dental prosthesis block into an inlay using a CAD / CAM device A processing portion for processing corresponding to a target shape is divided into a plurality of processing ranges. The rough shape of the target shape, the enlarged shape or the offset shape is roughly processed, and the target shape is finished based on these to obtain a replica. There is a technique that suppresses as much as possible and enables processing of a micro-replicated material (for example, see Patent Document 1).
  • a method for generating a digital model of a dental prosthetic part such as an abutment comprising: evaluating scan data for detecting at least a part of the shape of the dental prosthetic model; and holding the dental prosthetic part
  • a technique relating to a generation method including a step of evaluating scan data for detecting at least a position of a device (see, for example, Patent Document 2).
  • a tooth loss part having an esthetic property which is a combination configuration of a tooth shape part arranged at a tooth loss part and a fixing part that fixes the tooth side part of the adjacent tooth or the gingiva while covering one or both of them. Protection, prevention of disturbance after implantation of dental implants, when using CAD / CAM technique, by forming the prosthetic substitute based on the data of the tooth loss part and its surrounding shape, There is a technique that can form a more accurate prosthetic substitute, adapt to a loss site, and improve the fixation (see, for example, Patent Document 3).
  • the embodiment aims to make work related to design and production of a prosthesis more efficient.
  • a database storing data including a plurality of tooth structures including natural teeth information on the peripheral shape of the region where the prosthesis is to be mounted is used, and a plurality of teeth for the region where the prosthesis is to be mounted are used.
  • a candidate is searched, a predetermined rule is applied to the matching degree of the search, a priority is given to the plurality of tooth candidates, and information on the plurality of tooth candidates is output based on the priority.
  • a dental prosthesis design program for causing a computer to execute processing is provided.
  • the work related to the design and production of the prosthesis can be made more efficient.
  • gear candidate The figure which shows the example of detection of interference / separation with a patient pairing and the searched tooth
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a dental prosthesis design apparatus 100 according to an embodiment.
  • the dental prosthesis design apparatus 100 may include a receiving unit 110, a search unit 120, a database 130, a priority assigning unit 140, an output unit 150, and a database updating unit 170.
  • the receiving unit 110 can receive various inputs 112 from, for example, a dental technician, a doctor, an operator, a measuring instrument that measures shape information in the oral cavity, and the like.
  • the receiving unit 110 can be connected to various input devices (for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, etc.) or a measuring instrument relating to the shape of the oral cavity.
  • various input devices for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, etc.
  • a measuring instrument relating to the shape of the oral cavity As a method for measuring the shape of the teeth and the like in the oral cavity, an existing intra-oral three-dimensional measurement technique and the like can be used.
  • the three-dimensional measurement result in the oral cavity may be expressed by a plurality of polygons.
  • three-dimensional data composed of a plurality of polygons may be directly input from another device to the receiving unit.
  • the receiving unit 110 can provide the received information to the search unit 120, the database update unit 170, the priority assignment unit 140, and the like.
  • the information sent to the search unit 120 may include shape information in the oral cavity of the patient as described above.
  • the receiving unit 110 can send shape information of teeth (hereinafter referred to as “neighboring teeth”) existing on both sides of the tooth to be treated by the patient to the search unit.
  • neighboring teeth shape information of teeth
  • the information on the adjacent teeth may be only information on the adjacent teeth (or distant teeth) on one side of the tooth to be treated.
  • other intraoral information may be sent to the search unit 120.
  • gingival information and the like can be cited. Gingival information may be stored in the database 130, and the gingival information input during the search may be used.
  • FIG. 8A shows a plurality of teeth. Teeth 804a are shown as teeth that have completed treatment. Specifically, the adjacent teeth to the tooth 804a are the tooth 802 and the tooth 804.
  • FIG. 8B shows a cross-sectional view of the treated tooth 804a.
  • the treated tooth 804a includes, for example, a crown 804b and an abutment tooth 804c. It should be noted that FIG. 8A is a simplified cross-sectional view.
  • the shape information in the patient's oral cavity is not limited to information on neighboring teeth, but information on the shape of teeth around the tooth to be treated, such as information including gingiva and jawbone, or any of these It may be information.
  • the receiving unit 110 may receive information on the abutment tooth 804c shown in FIG.
  • FIG. 9 (A) schematically shows the situation in the oral cavity of the patient.
  • Abutment teeth 904 are shown between adjacent teeth 902 and adjacent teeth 906.
  • the shape and position information of the abutment tooth 904 may be acquired as a three-dimensional measurement result in the oral cavity.
  • the measured data may be data using polygons, for example.
  • the search unit 120 searches the database 130 using, for example, information on adjacent teeth as the shape information in the patient's oral cavity.
  • the database 130 stores information such as the shape of teeth including the natural teeth, the positional relationship of each tooth in the oral cavity, and the inclination.
  • the tooth shape stored in the database 130 may be a partial tooth shape. For example, it is good also as memorize
  • the search unit 120 may use, for example, an ICP (Iterative Closest Point) algorithm.
  • the ICP algorithm performs matching between each point of the shape data, iterative calculation based on the matching, and minimizing the distance.
  • the adjacent tooth and the search result data having a volume difference smaller than a predetermined threshold value with the shape data stored in the database 130 can be extracted together with the volume difference.
  • This volume difference can be used as an index of “matching degree” in the search, and can be used when the priority assigning unit 140 described later obtains the priority of the search result.
  • the volume difference is an example of information indicating the degree of matching of search results. Therefore, information other than the volume difference may be used as long as the information indicates the degree of matching of the search results.
  • the maximum value of the distance of the surface deviation between the adjacent tooth and the shape data stored in the database 130 may be used instead of the volume difference.
  • embodiment is not limited to the maximum value of the distance of a volume difference and a surface shift
  • FIG. 9B shows an example of the retrieved data.
  • the teeth 912 and the teeth 916 are similar to the input adjacent teeth 902 and adjacent teeth 906, respectively.
  • the tooth 914 sandwiched between the tooth 912 and the tooth 916 is taken out as a search result.
  • the retrieved tooth 914 can be a candidate tooth shape to be treated by the patient.
  • a plurality of search results can be acquired.
  • the plurality of search results obtained here are examples of a plurality of tooth candidates.
  • the search for shape data used by the search unit 120 is not limited to the ICP algorithm.
  • the database 130 can store information such as the structure of a plurality of teeth including natural teeth.
  • FIG. 7 shows an example of data stored in the database 130. Details of FIG. 7 will be described later.
  • the priority assigning unit 140 may include an axis misalignment detecting unit 141, an adjacent tooth consistency detecting unit 142, a matching consistency detecting unit 143, a priority calculating unit 144, and a specifying unit 145.
  • the rules executed in the processing in the priority assigning unit 140 are an example of predetermined rules.
  • the axis deviation detector 141 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 10A shows the abutment tooth 904.
  • FIG. 10B shows tooth candidates 914 searched from the database using the search unit 120.
  • the vector Va represents the relative position between the direction axis of the abutment tooth 904 and, for example, the teeth at both ends.
  • the determination of the vector Va is expressed by a vector passing through the center of gravity of the uppermost part 1011 of the abutment tooth from the substantially circular center of gravity position formed by the margin line 1012 of the abutment tooth (line at the boundary with the crown), for example. Also good.
  • the vector determination is not limited to the above. Further, when there is no abutment tooth, a vector extending vertically from the center of the hole existing in the gingiva may be used.
  • the vector Vb represents the relative position between the direction axis of the searched tooth candidate 914 and, for example, the teeth located at both ends thereof.
  • the vector Vb may be expressed by a vector passing from the center of gravity of the crown 1022 to the top of the crown 1021.
  • a vector passing through the center of gravity of the uppermost part 1021 of the tooth from the center of gravity of the substantially circular 1022 formed by a line corresponding to the margin line of the abutment tooth It may be expressed as The vector determination is not limited to the above.
  • FIG. 10C shows the deviation between the vector Va and the vector Vb.
  • Va and the vector Vb have a positional deviation ⁇ and a direction deviation ⁇ . Note that these two values may be used as the axis deviation amount G by using the following equation as a one-dimensional scalar value.
  • G m 1
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of detection of interference / separation between a patient's adjacent tooth and a searched tooth candidate.
  • a tooth candidate 914c is superimposed between the adjacent tooth 902 and the adjacent tooth 906 on the image plane.
  • the interference 1111 occurs with respect to the adjacent tooth 902
  • the interference 1112 occurs with respect to the adjacent tooth 906.
  • the shape of the candidate tooth cannot be used as it is.
  • a value obtained by adding the interference depth of the interference 1111 and the interference depth of the interference 1112 may be used.
  • the two interference volumes may be summed. The embodiment is not limited to this.
  • tooth candidates 914 d are overlapped between the adjacent teeth 902 and the adjacent teeth 904.
  • separation (gap) beta 1 has occurred.
  • the degree of separation may be the sum of the separation distances present on both sides.
  • FIG. 11C is a diagram simulating a case where tooth candidates are installed as crowns 914e on the abutment teeth 904e.
  • the abutment tooth 904e has gone out by a distance ⁇ 3 at the top of the crown 914e.
  • FIG. 11D is a diagram simulating a case where a tooth candidate is installed as a crown 914f on the abutment tooth 904f.
  • the abutment tooth 904f have gone out by a distance ⁇ 4 on the side of the crown 914f. If there is no abutment tooth, the interference between the tooth candidate and the abutment tooth may not be calculated.
  • interference the situation of FIGS. 11A to 11D may be collectively referred to as interference, including the case where a separation occurs. It is desirable not to employ candidate teeth that cause interference. For this reason, it is desirable to correct the priority of tooth candidates corresponding to these cases to a lower value as the interference amount increases. Alternatively, when interference occurs, it may be deleted from the tooth candidates.
  • these multiple interferences are expressed by a scalar value L as an index of consistency of adjacent teeth, etc., they can be expressed as follows.
  • k 1 is the sum of the depth distance of interference with both sides of the adjacent teeth and the teeth of the candidates in FIG. 11 (A).
  • k 2 is the sum of the distances of separation (gap) between the sides of adjacent teeth and the teeth of the candidates in FIG. 11 (B).
  • k 3 is the distance ⁇ 3 of the protrusion of the abutment tooth 904e in FIG.
  • k 4 is the distance ⁇ 4 of the protrusion to the side of the abutment tooth 904f in FIG.
  • a, b, c, and d are appropriate weights. Note that the index of consistency of adjacent teeth and the like is not limited to the above.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of detection of interference / separation between a tooth pair to be treated by a patient and a searched tooth candidate.
  • separation may also be collectively referred to as interference.
  • FIG. 12A shows a case where a static separation ⁇ 1 occurs between the tooth candidate 914 e and the counter tooth 1210.
  • static means a state in which the teeth are naturally closed without moving the jaw from side to side.
  • air means a state of facing a tooth existing on the opposite side up and down with respect to a predetermined tooth.
  • a pair of teeth is called a pair of teeth. It should be noted that there may be a plurality of counter teeth for one tooth.
  • FIG. 12B shows a case where the counter teeth 1210 cause static interference 1215 with respect to the tooth candidate 914f.
  • the amount of interference may be represented by the distance ⁇ 2 of the maximum depth of the part where both teeth interfere. Or you may use the volume which overlaps by interference of both teeth.
  • FIG. 12C shows a case where a dynamic separation ⁇ 3 is generated between the paired teeth 914 g and the paired teeth locus 1220.
  • the locus of the counter teeth means a locus drawn by the counter teeth when the teeth are closed and the jaw is moved left and right.
  • “Dynamic” means a case where the jaw is moved left and right.
  • the trajectory of the opposing teeth has a three-dimensional shape. It should be noted that FIG.
  • 11C is drawn two-dimensionally by a side view.
  • the “opposite tooth trajectory” is obtained by chewing a patient with a cam-like substance and moving the jaw to the left and right to obtain trajectory information as the shape of the gum-like substance.
  • the acquired shape can be measured three-dimensionally and used as data of a foreign joint trajectory.
  • FIG. 12D shows a case where a dynamic interference ⁇ 4 occurs between the paired teeth 914 h and the paired teeth locus 1220.
  • interferences are represented by a scalar value J as an index of matching consistency, they can be expressed as follows.
  • ⁇ 1 is the separation distance in FIG. ⁇ 2 is the distance of the interference depth in FIG. ⁇ 3 is a separation distance from the locus of the counter teeth in FIG. ⁇ 4 is the distance of the depth of interference with the locus of the counter teeth in FIG. Since separation and interference do not occur simultaneously, when one of ⁇ 1 and ⁇ 2 takes a value, the other is zero. When one of ⁇ 3 and ⁇ 4 takes a value, the other is zero. N 1 , n 2 , n 3 , and n 4 are appropriate weights. The index of matching consistency is not limited to the above.
  • the priority calculation unit 144 has the matching degree obtained by the search unit, the axis deviation amount G obtained by the axis deviation detection unit 141, and the adjacent tooth consistency matching unit 142 obtained by the adjacent tooth consistency matching unit 142.
  • the priority may be calculated in association with a plurality of tooth candidates based on the index L and the matching consistency index J obtained by the matching consistency detection unit 143. If the priority of the tooth candidate t1 is P t1 , the matching degree is M (assuming that matching is better as M is larger). For example, the priority P t1 can be calculated using the following equation: it can.
  • P t1 M ⁇ (G + L + J) In this case, the higher the value of P t1, the higher the priority.
  • the calculation may be performed by multiplying each parameter of the above formula by a predetermined weight. In addition, this calculation formula is an example, and the embodiment is not limited to this formula.
  • the priority calculation unit 144 determines whether the tooth is the patient's own tooth, whether the user has selected a tooth in the past, and whether the tooth candidate is a tooth shape feature that the user or the patient likes. Additional information regarding whether or not may be obtained from the database. Then, the priority calculation unit may correct the priority P t1 by adding a predetermined bias value to the priority P t1 based on the accompanying information.
  • the priority calculation unit 144 may correct the priority P t1 based on information on whether or not the tooth candidate is the patient's past tooth. Alternatively, when the tooth is the patient's own tooth, the priority calculation unit 144 may notify the specifying unit 145 described later and specify it as a top-priority tooth candidate.
  • the specifying unit 145 may receive information on tooth candidates given priority from the priority calculating unit 144, and may specify one of a plurality of tooth candidates, for example. For example, a tooth candidate with the highest priority may be specified. Alternatively, among the plurality of tooth candidates, a high-priority tooth candidate may be displayed on the output unit 150 described later, and the output unit 150 may prompt the user to select a tooth candidate.
  • the specifying unit 145 may receive information specifying the tooth candidate selected by the user. Or as above-mentioned, when the patient's own tooth
  • the identifying unit 145 may provide the output unit 150 and the database updating unit 170 with information on the identified tooth candidates.
  • the database updating unit 170 may update the database by incrementing the number of times of tooth candidate selection using information on the identified tooth candidate, operator information, and the like.
  • the database update unit 170 may accumulate information on the shape of the patient's oral cavity received by the receiving unit 110 in the database 130. In this case, the database update unit 170 obtains information related to the healthy tooth portion from the shape data in the oral cavity of the patient as an instruction from the operator, and adds data that can recognize the healthy tooth portion to the data. Alternatively, only healthy tooth portions may be stored in the database 130. By doing so, the data in the database 130 can be enriched.
  • data of tooth structures including arbitrary natural teeth can be registered at any time by an arbitrary external program or by receiving an operator's instruction. In this way, it is desirable to register more data and improve the database as needed so that the search unit can obtain a higher matching result.
  • the output unit 150 may send data 155 for display to a display device (not shown). Further, the output unit 150 may include a shape data generation unit 152.
  • the shape data generation unit 152 may generate shape data of a prosthesis (crown) to be installed on the abutment tooth from information on the identified tooth candidate and abutment tooth information.
  • the shape data generation unit 152 may send the prosthesis shape data 157 to a CAD / CAM crown manufacturing unit (not shown).
  • the dental prosthesis design apparatus dramatically simplifies the generation of shape data of a prosthesis such as a crown by effectively using information in a database including natural teeth. be able to.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the operation of the embodiment.
  • step S202 the search unit 120 searches for candidate teeth from the database 130 using information on the peripheral shape (for example, adjacent teeth) of the tooth to which the prosthesis is to be attached.
  • the left and right sides of human teeth are the target.
  • the data stored in the database can be set as a search target even for data obtained by horizontally flipping (mirroring) the data.
  • the mirroring is shown in FIGS. 9 (C1) and (C2).
  • this data can be mirrored (901).
  • the mirrored tooth information (912b, 916b) can be set as a search target.
  • the mirrored tooth candidate 914b is used as a search result.
  • step S204 the priority assigning unit 140 assigns priorities to a plurality of tooth candidates.
  • step S206 the output unit 150 may output information on a plurality of tooth candidates based on the priority.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of an operation for prioritizing searched tooth candidates.
  • the retrieved tooth (or crown) candidates are given priority according to the matching degree at the time of retrieval.
  • the following steps are performed to obtain data for use in further modifying the priority.
  • the axis deviation detection unit 141 may detect the amount of axis deviation between the axis of the abutment tooth and the candidate tooth.
  • step S304 the adjacent tooth etc. consistency detection unit 142 may detect consistency between the tooth candidate and the adjacent tooth.
  • step S306 the matching consistency detection unit 143 may detect the consistency between the tooth candidate and the matching.
  • step S308 the priority calculation unit 144 may give priority to the tooth candidates. Further, if necessary, candidate teeth with low priority may be deleted.
  • step S310 the specifying unit 145 may specify one tooth from the tooth candidates given priority.
  • step S312 the shape data generation unit 152 of the output unit 150 may generate and output prosthesis shape data.
  • FIG. 4 is a flowchart showing another example of the operation for prioritizing the searched tooth candidates.
  • the database 130 may store data related to the patient's own past teeth. In this case, based on information on the patient's own past teeth, the currently missing tooth can be reproduced in the past tooth shape.
  • step S402 the receiving unit 110 acquires patient identification information.
  • step S404 the search unit 120 searches for the patient's teeth.
  • step S406 the specifying unit 145 outputs the searched patient tooth information to the output unit.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of database update.
  • step S502 the receiving unit receives the identification information of the user who has selected the tooth.
  • step S504 the database update unit 170 updates the number of times the user stored in the database has selected a tooth.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of priority order correction.
  • step S602 the priority calculation unit 144 searches for a tooth shape characteristic that the user, the user's group, or the patient prefers, the number of times the user has selected a tooth in the past, whether or not the patient's own past tooth. Obtain from the database through 120.
  • gear in the past does not limit every user, You may acquire and utilize the frequency
  • step S604 the priority calculation unit 144 corrects the priority order using these pieces of information.
  • FIG. 7 shows an example of data stored in the database 130. For convenience of explanation, it is shown in a table format, but the data storage format is not limited to this.
  • the ID of the owner of the natural tooth can be stored. If the owner's ID is unknown, a unique tooth ID may be stored. For example, entry 1 stores M501 as a person ID.
  • the relative positions of the teeth may be stored.
  • Entry 1 stores UL4.
  • U indicates the upper tooth and “L” indicates the left side.
  • “4” indicates a tooth row number. With this information, the relative position of the tooth can be specified.
  • the axis information address is stored.
  • the entry 1 stores a memory address “2100”.
  • the tooth vector Vb shown in FIG. 10 can be stored in the memory address 2100.
  • the column 708 stores shape information addresses.
  • shape information for example, a three-dimensional model of a tooth may be stored.
  • the address 3100 of entry 1 may store information using, for example, polygons as a three-dimensional model.
  • an arrangement information address can be stored.
  • the address 4100 of entry 1 may store information on the relative position in the dentition.
  • positioning information can also exist in the data of the shape in the whole oral cavity, it does not need to have arrangement information for every tooth.
  • shape features can be stored. For example, shape features such as rounded teeth, sharpened teeth, etc. are stored. Entry 1 stores A, which may be defined to mean a tooth characteristic with a sharp tendency.
  • the priority calculation unit 144 may be used when matching the shape feature with the user's favorite tooth feature and changing the priority of the tooth candidate. Note that a pair of a user and a user's favorite shape feature may be stored in a database or other memory. This data may not exist.
  • the column 714 stores usage history information addresses. Entry 1 stores an address 5100.
  • the address 5100 may store, for example, the user ID used and the number of times the tooth has been selected (not shown).
  • the priority calculation unit 144 can use the usage history information to give different priority orders to the tooth candidates for each user. Thereby, it is possible to assign priorities reflecting the preferences of each user. Alternatively, the priority may be corrected so that a high priority is given to a tooth candidate that is frequently selected by many users, not for each user.
  • the information shown in FIG. 7 is an example and includes information that is not necessarily stored in the database 130. Also, other storage formats may be adopted as the data storage format.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a database search technique.
  • Fig.9 (a) is a figure which shows the condition of a patient's tooth
  • An abutment tooth 904 exists between the adjacent tooth 902 and the adjacent tooth 906.
  • FIG. 9B shows an example of a result obtained by the search unit 120 searching from the database. Shown are adjacent teeth 912 and adjacent teeth 916 corresponding to the patient's adjacent teeth 902 and adjacent teeth 906, respectively. In order to search for similar shapes, for example, the above-described ICP technique may be used.
  • FIG. 9C as described above, the data stored in the database 130 shown in FIG. 9C1 is mirrored, and the data shown in FIG. 9C2 is also searched. It shows the point that can be.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of detection of the abutment tooth and the axis misalignment of the searched tooth.
  • An axial vector Va of the abutment tooth 904 and an axial vector Vb of the tooth candidate 914 are shown.
  • the axial deviation detecting unit 141 uses the axial direction vector Va and the axial direction vector Vb, as shown in FIG. 9C, the axial deviation detecting unit 141 calculates the axial position deviation ⁇ and the axial direction deviation ⁇ . Based on these calculated data, the axis deviation detection unit 141 can calculate the axis deviation amount.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of detection of interference / separation between a patient's adjacent teeth and abutment teeth and a searched tooth candidate.
  • interference 1111 and interference 1112 occur.
  • separation beta 1 has occurred.
  • 11 In (C) between the abutment 904e and crown 914e, interference beta 2 is occurring.
  • FIG. 11 (D) between the abutment 904f and crown 914f, interference beta 3 occurs.
  • the adjacent tooth etc. consistency detection unit 142 can detect the consistency between the candidate tooth and the adjacent tooth as described above based on these pieces of information.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of detection of interference / separation between a patient's paired teeth and a searched tooth candidate.
  • a static separation ⁇ 1 or a static interference ⁇ 1 occurs between the tooth candidate and the counter tooth.
  • a dynamic separation ⁇ 3 or a dynamic interference ⁇ 4 occurs between the tooth candidate and the locus of the counter teeth. If such separation or interference occurs, the tooth candidate is often not an appropriate candidate.
  • the matching consistency detector 143 can detect the matching with the matching teeth.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a hardware configuration example according to an embodiment.
  • the hardware may include a processor 1302, a memory 1304, a display control unit 1306, a display device 1308, an input / output device 1310, a communication control unit 1312, a drive device 1314, and a hard disk 1318. Each device is connected by a bus 1320.
  • the drive device 1314 can read and write the portable recording medium 1316.
  • the communication control unit 1312 can be connected to a network (not shown).
  • the hard disk 1318 and / or the memory 1304 may store management information such as a program source and a generation related to the source.
  • Some or all of the programs in one embodiment may be stored in the memory 1304, the hard disk 1318, etc., and operated by the processor 1302.
  • the portable recording medium 1316 refers to one or more non-transitory storage media having a structure.
  • Illustrative examples of the portable recording medium 1316 include a magnetic recording medium, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a nonvolatile memory.
  • Magnetic recording media include HDDs, flexible disks (FD), magnetic tapes (MT) and the like.
  • Examples of the optical disc include DVD (Digital Versatile Disc), DVD-RAM, CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), CD-R (Recordable) / RW (ReWriteable), and the like.
  • Magneto-optical recording media include MO (Magneto-Optical disk). All or a part of the embodiments of the present invention can be implemented by reading a program stored in a portable recording medium and executing it by a processor.
  • the present invention also includes a case in which a program such as firmware or BIOS performs part or all of the actual processing and the functions of the embodiments are realized by the processing.
  • each component of the various embodiments of the present invention may be realized by a plurality of physically separated hardware.
  • each component of the various embodiments of the present invention may be realized by operating on one or more servers.

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Abstract

　本発明の一側面では、歯科治療において、補綴物の設計、製作に係る作業をより効率化することを目的とする。実施形態によれば、天然歯を含む複数の歯の構造を含むデータを記憶したデータベースから、補綴物を装着する部位の周辺形状の情報を用いて、補綴物を装着する部位に対する複数の歯の候補を検索し、前記検索のマッチング度に所定の規則を適用して、前記複数の歯の候補に優先度を付与し、前記優先度に基づいて、前記複数の歯の候補に関する情報を出力する、処理をコンピュータに実行させる歯科補綴物設計プログラムが提供される。

Description

歯科補綴物設計プログラム、歯科補綴物設計装置、及び歯科補綴物設計方法
　本発明は、歯科補綴物設計プログラム、歯科補綴物設計装置、及び歯科補綴物設計方法に関する。
　歯科治療においては、ＣＡＤ／ＣＡＭを利用して、インレーやクラウンなどの補綴物を製作する技術が利用されている。しかしながら、補綴物を装着する位置の歯は、既に失われている。このため、ＣＡＤ／ＣＡＭ技術においても、口腔内の周囲の歯との干渉又は離隔などを微調整する必要が発生し、オペレータがマニュアル作業により試行錯誤を繰り返すことが頻繁に行われている。
　なお、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を用いて歯科補綴物用ブロックをインレーに加工する歯科補綴物の加工方法で、目的形状に対応する加工するための加工部を複数の加工範囲に分割し、加工範囲ごとに目的とする形状の近似、拡大した形状又はオフセットした形状までを粗加工を施し、それらを基に目的形状までを仕上げ加工し複製物を得る方法により、加工治具の大きさやその動作の影響を極力抑え、微小複製物の加工を可能とする技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
　また、支台のような歯科補綴部品のデジタルモデルの生成方法であって、歯科補綴モデルの形状の少なくとも一部分を検知するためのスキャンデータを評価するステップと、前記歯科補綴部品を保持するためのデバイスの少なくとも位置を検知するためのスキャンデータを評価するステップと、を具備している生成方法に関する技術が存在する（例えば、特許文献２参照）。
　また、歯牙の喪失した部位に配置した歯牙形状部と隣接する歯の側面又は歯肉の一方又は両方を覆いながら接触的に固定する固定部による組み合わせ構成であって、審美性を備えた歯牙喪失部位の保護、歯科用のインプラントの植設後の外乱の防止を行い、ＣＡＤ／ＣＡＭ手法を用いる場合、歯牙喪失部およびその周辺の形状をデータ化しこれに基づいて補綴代用物を形成することで、より正確な補綴代用物が形成でき、喪失部位に適合し、固定性を高めることを可能とする技術が存在する（例えば、特許文献３参照）。
　部品間干渉のみならず、プリント基板周囲に存在する各種機構、あるいは装置と部品との間での干渉や、それらの機構、装置間干渉の有無をチェックする技術が存在する（例えば、特許文献４参照）。
特許第４４６４４８５号公報 特開２００８－１１４０７９号公報 特開２０１０－２６９０３４号公報 特許第２６０９３２０号公報
　上述のように、ＣＡＤ／ＣＡＭを利用した場合においても、オペレータによる試行錯誤のマニュアル作業が必要とされている。
　実施形態は、このような状況に鑑み、補綴物の設計、製作に係る作業をより効率化することを目的とする。
　実施形態によれば、天然歯を含む複数の歯の構造を含むデータを記憶したデータベースから、補綴物を装着する部位の周辺形状の情報を用いて、補綴物を装着する部位に対する複数の歯の候補を検索し、前記検索のマッチング度に所定の規則を適用して、前記複数の歯の候補に優先度を付与し、前記優先度に基づいて、前記複数の歯の候補に関する情報を出力する、処理をコンピュータに実行させる歯科補綴物設計プログラムが提供される。
　実施形態によれば、補綴物の設計、製作に係る作業をより効率化することができる。
一実施形態の概略を示すブロック図。 一実施形態の動作の概略を示すフローチャート。 検索された歯の候補に優先度付けを行う動作の例を示すフローチャート。 検索された歯の候補に優先度付けを行う動作の他の例を示すフローチャート。 データベースの更新の例を示すフローチャート。 優先順位の修正の例を示すフローチャート。 データベースに格納されるデータの構造の例を示す図。 治療された歯の構造に関する例を示す図。 データベースの検索の手法の一例を示す図。 支台歯と、検索された歯の軸ずれの検出の例を示す図。 患者の隣在歯及び支台歯等と、検索された歯の候補との干渉／離隔の検出の例を示す図。 患者の対合と、検索された歯の候補との干渉／離隔の検出の例を示す図。 一実施形態のハードウェア構成を示す図。
　以下、図面を参照しながら、実施形態について説明を行う。
　図１は、一実施形態の歯科補綴物設計装置１００の概略を示すブロック図を示している。歯科補綴物設計装置１００は、受取部１１０、検索部１２０、データベース１３０、優先度付与部１４０、出力部１５０、及びデータベース更新部１７０を含んでもよい。
　受取部１１０は、例えば、歯科技工士、医師、オペレータ、口腔内の形状情報などを計測する計測器などから様々な入力１１２を受け取ることができる。受取部１１０には、様々な入力装置（例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等）、又は口腔内の形状に関する計測器が接続され得る。口腔内の歯などの形状を計測する手法は、既存の口腔内の三次元計測の手法などを用いることができる。また、口腔内の三次元計測結果は、複数のポリゴンにより表現されてもよい。また、複数のポリゴンで構成された三次元データが、他の機器から受取部に直接入力されてもよい。
　受取部１１０は、受け取った情報を、検索部１２０、データベース更新部１７０、優先度付与部１４０などに提供することができる。
　受取部１１０が受け取るデータのうち、検索部１２０に送られる情報としては、上記のように患者の口腔内の形状情報が含まれ得る。例えば、受取部１１０は、患者の治療すべき歯の両側に存在する歯（以下、「隣在歯」という）の形状情報を検索部に送ることができる。なお、両側に隣在歯が存在しない場合には、隣在歯の情報は、治療する歯の片側の隣在歯（又は離れた歯）の情報だけでもよい。また、隣在歯の情報に代えて、或いは隣在歯の情報に加えて、他の口腔内の情報が検索部１２０に送られてもよい。例えば、他の情報としては、歯肉の情報などが挙げられる。データベース１３０に歯肉の情報を格納しておき、検索の際に入力された歯肉の情報を用いてもよい。
　図８（Ａ）は、複数の歯を示している。治療が完了した歯として歯８０４ａが示されている。歯８０４ａに対する隣在歯は、具体的には、歯８０２及び歯８０４である。
　図８（Ｂ）は、治療した歯８０４ａの断面図を示している。治療した歯８０４ａは、例えば、歯冠８０４ｂと支台歯８０４ｃが含まれる。なお、図８（ａ）は、簡略化した断面図である点に留意すべきである。
　本実施形態では、オペレータのマニュアル作業を極力排除して、たとえば歯冠８０４ａを製作するために必要とされるデータ（例えばＣＡＤ／ＣＡＭデータ）を簡便に取得することができる。
　なお、患者の口腔内の形状情報は、隣在歯の情報に限られるものではなく、治療する歯の周辺の歯の形状の情報、例えば歯肉、顎骨などを含む情報、或いはこれらのいずれかの情報であってもよい。
　加えて、受取部１１０は、図８に示した支台歯８０４ｃの情報を受け取ってもよい。
　図９（Ａ）は、患者の口腔内の状況を模式的に示している。隣在歯９０２及び隣在歯９０６の間に支台歯９０４が示されている。支台歯９０４の形状及び位置情報についても、同様に口腔内の三次元計測結果として取得してもよい。計測されたデータは、例えばポリゴンを用いたデータであってもよい。
　図１に戻る。検索部１２０は、患者の口腔内の形状情報として、例えば、隣在歯等の情報を用いて、データベース１３０を検索する。後述するように、データベース１３０には、天然歯を含む、歯の形状、それぞれの歯の口腔内での位置関係、傾きなどの情報が格納されている。また、データベース１３０に記憶される歯の形状は、歯の部分的形状であってもよい。たとえば、歯の上部の歯冠として用いることができる部分的な形状を記憶することとしてもよい。
　検索部１２０は、たとえば、ＩＣＰ（Iterative　Closest　Point）のアルゴリズムを用いてもよい。ＩＣＰアルゴリズムは、形状データの各点間の対応付けと、その対応付けに基づき反復計算し、距離を最小化することで位置合わせを行う。位置あわせを行った後に、例えば、隣在歯と、データベース１３０に格納された形状データと体積差が所定の閾値よりも小さい検索結果のデータを、体積差と共に取り出すことができる。なお、この体積差は、検索における「マッチング度」の指標として用いることができ、後述する優先度付与部１４０が、検索結果の優先度を求める際に利用することができる。体積差は、検索結果のマッチした度合いを示す情報の例である。したがって、検索結果のマッチした度合いを示す情報であれば、体積差以外の情報であってもよい。例えば、体積差に代えて、隣在歯と、データベース１３０に格納された形状データとの表面のずれの距離の最大値であってもよい。なお、実施形態は、体積差、表面のずれの距離の最大値に限定されるものではない。
　図９（Ｂ）に、検索されたデータの一例が示されている。歯９１２及び歯９１６は、入力されたそれぞれの隣在歯９０２及び隣在歯９０６に類似した歯である。そして、歯９１２及び歯９１６に挟まれた歯９１４が、検索結果として取り出される。この検索された歯９１４は、患者の治療する歯の形状の候補となり得るものである。検索結果は、複数個取得され得る。
　ここで得られた複数個の検索結果は、複数の歯の候補の一例である。なお、検索部１２０が用いる形状データの検索は、ＩＣＰアルゴリズムに限定されるものではない。
　データベース１３０は、天然歯を含む、複数の歯の構造などの情報を記憶することができる。図７は、データベース１３０に格納されるデータの一例を示している。図７の詳細については、後述する。
　図１に戻る。優先度付与部１４０は、軸ずれ検出部１４１、隣在歯等整合性検出部１４２、対合整合性検出部１４３、優先度算出部１４４、及び特定部１４５を含んでもよい。なお、優先度付与部１４０における処理において実行される規則は、所定の規則の一例である。
　軸ずれ検出部１４１については、図１０を用いて説明する。
　図１０（Ａ）は支台歯９０４を示している。図１０（Ｂ）は、検索部１２０を用いてデータベースから検索された歯の候補９１４を示している。ベクトルＶａは、支台歯９０４の方向軸と、例えば両端の歯との相対位置を表している。ベクトルＶａの決定は、例えば支台歯のマージンライン１０１２（歯冠との境目のライン）で形成される略円形の重心位置から、支台歯の最上部１０１１の重心を通るベクトルで表現してもよい。なお、ベクトルの決定は、上記に限られるものではない。また、支台歯が存在しない場合には、歯肉に存在する孔の中心から垂直に延びるベクトルを用いてもよい。
　ベクトルＶｂは、検索された歯の候補９１４の方向軸と、例えばその両端に位置する歯との相対位置を表している。ベクトルＶｂの決定は、例えば、検索されたデータが歯冠のデータであれば、歯冠の底面１０２２の重心位置から、歯冠の最上部１０２１の重心を通るベクトルで表現してもよい。また、検索されたデータが、歯全体のデータである場合には、支台歯のマージンラインに相当するラインで形成される略円形１０２２の重心位置から、歯の最上部１０２１の重心を通るベクトルで表現してもよい。なお、ベクトルの決定は、上記に限られるものではない。
　図１０（Ｃ）は、ベクトルＶａとベクトルＶｂとのずれを示している。ＶａとベクトルＶｂとは、位置ずれδと方向ずれθを持つ。なお、これらの２つの値を、１次元のスカラ値として、以下の式を用いて、軸ずれ量Ｇとして用いてもよい。
　Ｇ＝ｍ１｜δ｜＋ｍ２｜θ｜
　なお、ｍ１及びｍ２は、重みであり、予め定められた値を用いてもよい。なお、δとθは、次元の異なる値であるが、上式を用いることにより、軸ずれ量Ｇとして、１次元のスカラ値として取り扱うことができる。
　たとえば、Ｇが小さい値であればあるほど、支台歯９０４と、歯の候補９１４の軸は近似していることになる。したがって、近似した軸を持つ歯の候補９１４から、支台歯９０４にかぶせる歯冠を設計することで、患者の違和感を減少させることが期待できる。なお、軸ずれの取り扱いについては、上記に限定されるものではない。
　図１の隣在歯等整合性検出部１４２については、図１１を用いて説明する。
　図１１は、患者の隣在歯と、検索された歯の候補との干渉／離隔の検出の例を示す図である。図１１（Ａ）で、画像平面上で、隣在歯９０２と隣在歯９０６との間に、歯の候補９１４ｃを重ね合わせている。この場合、歯の候補９１４ｃが大きいため、隣在歯９０２に対して、干渉１１１１が発生し、隣在歯９０６に対して、干渉１１１２が発生している。このような場合には、干渉が発生しているために、歯の候補の形状をそのまま利用することができない。この干渉１１１１及び干渉１１１２を量的に表すために、例えば、干渉１１１１の干渉の深さと干渉１１１２の干渉の深さとを足した値を用いてもよい。或いは、２つの干渉の体積を合計してもよい。なお、実施形態は、これに限られるものではない。
　図１１（Ｂ）は、隣在歯９０２と隣在歯９０４との間に、歯の候補９１４ｄを重ね合わせている。この場合、歯の候補９１４ｄが小さいため、離隔（隙間）β１が発生している。離隔の程度は、両側に存在する離隔の距離を合計してもよい。
　また、図示していないが、離隔と干渉が同時に発生する場合も想定される。このように、歯の候補と隣在歯との間には、干渉と離隔が複数存在する。
　図１１（Ｃ）は、支台歯９０４ｅに、歯の候補を歯冠９１４ｅとして設置した場合をシミュレートした図である。この場合、支台歯９０４ｅが、歯冠９１４ｅの上部に距離β３だけ出てしまっている。
　図１１（Ｄ）は、支台歯９０４ｆに、歯の候補を歯冠９１４ｆとして設置した場合をシミュレートした図である。この場合、支台歯９０４ｆが、歯冠９１４ｆの側部に距離β４だけ出てしまっている。なお、支台歯が存在しない場合には、歯の候補と支台歯との干渉は算出しなくてもよい。
　本明細書では、図１１（Ａ）ないし（Ｄ）の状況を、離隔が発生している場合も含め、総称して干渉と呼ぶ場合がある。干渉が起きている歯の候補は、採用しないことが望ましい。このため、これらの場合に相当する歯の候補の優先度は、干渉量が大きくなれば、より低い値に修正することが望ましい。或いは、干渉が発生している場合には、歯の候補から削除してもよい。
　たとえば、これらの複数の干渉を、隣在歯等整合性の指標としてスカラ値Ｌで表すとすれば、以下のように表現することができる。
　Ｌ＝ａｋ１＋ｂｋ２＋ｃｋ３＋ｄｋ４
ここで、ｋ１は、図１１（Ａ）における両側の隣在歯と歯の候補との干渉の深さの距離の合計である。ｋ２は、図１１（Ｂ）における両側の隣在歯と歯の候補との離隔（隙間）の距離の合計である。ｋ３は、図１１（Ｃ）における支台歯９０４ｅの、上部への突出の距離β３である。ｋ４は、図１１（Ｄ）における支台歯９０４ｆの側部への突出の距離β４である。また、ａ、ｂ、ｃ、及びｄは、適切な重みである。なお、隣在歯等整合性の指標は、上記に限られるものではない。
　図１の対合整合性検出部１４３については、図１２を用いて説明する。
　図１２は、患者の治療する歯の対合歯と、検索された歯の候補との干渉／離隔の検出の例を示す図である。なお、図１１と同様に、離隔についても、干渉の語で総称する場合がある。
　図１２（Ａ）は、歯の候補９１４ｅと対合歯１２１０との間で、静的な離隔γ１が生じている場合を示している。ここで「静的」とは、顎を左右に動かさず、自然に歯を閉じたときの状態を意味する。また、対合とは、所定の歯に対して上下に反対側に存在する歯との対向状態を意味する。対合の歯を対合歯と呼ぶ。なお、１つの歯に対して、対合歯は複数存在する場合もある点に留意すべきである。
　図１２（Ｂ）では、歯の候補９１４ｆに対して、対合歯１２１０が、静的な干渉１２１５を起こしている場合を示している。干渉の量は、両者の歯の干渉する部分の最大の深さの距離γ２で代表させてもよい。或いは、両者の歯の干渉によって重なりが生じる体積を用いてもよい。　図１２（Ｃ）では、対合歯９１４ｇと、対合歯の軌跡１２２０との間で、動的な離隔γ３が生じている場合を示している。ここで、「対合歯の軌跡」とは、歯を閉じて顎を左右に動かした場合に対合歯が描く軌跡を意味する。また、「動的」とは、顎を左右に動かした場合を意味する。対合歯の軌跡は、三次元的な形状を持っている。図１１（Ｃ）では、側面図により、二次元的に描かれている点に留意すべきである。「対合歯の軌跡」は、患者にカム状の物質を噛ませて、顎を左右に動かして、軌跡の情報をガム状の物質の形状として取得する。取得された形状を、三次元計測して、外合資の軌跡のデータとして利用することができる。
　図１２（Ｄ）は、対合歯９１４ｈと、対合歯の軌跡１２２０との間で、動的な干渉γ４が生じている場合を示している。
　たとえば、これらの干渉を、対合整合性の指標としてスカラ値Ｊで表すとすれば、以下のように表現することができる。
　Ｊ＝ｎ１γ１＋ｎ２γ２＋ｎ３γ３＋ｎ４γ４
ここでγ１は、図１２（Ａ）の離隔の距離である。γ２は、図１２（Ｂ）の干渉の深さの距離である。γ３は、図１２（Ｃ）の対合歯の軌跡との離隔距離である。γ４は、図１２（Ｄ）の対合歯の軌跡との干渉の深さの距離である。なお、離隔と干渉は同時に発生しないため、γ１とγ２との一方が値を取るときは他方はゼロである。また、γ３とγ４との一方が値を取るときは他方はゼロである。また、ｎ１、ｎ２、ｎ３、及びｎ４は、適切な重みである。なお、対合整合性の指標は、上記に限られるものではない。
　図１に戻る。優先度算出部１４４について説明する。優先度算出部１４４は、検索部で得られたマッチング度、軸ずれ検出部１４１で得られた軸ずれ量Ｇ、隣在歯等整合性検出部１４２で得られた隣在歯等整合性の指標Ｌ、対合整合性検出部１４３で得られた対合整合性の指標Ｊを基にして、複数の歯の候補に対応付けて優先度を算出してもよい。歯の候補ｔ１の優先度をＰｔ１とすれば、マッチング度をＭとして（Ｍが大きいほど、よくマッチングしているとする）、例えば、次式を用いて優先度Ｐｔ１を計算することができる。
　Ｐｔ１＝Ｍ－（Ｇ＋Ｌ＋Ｊ）
この場合、Ｐｔ１の値が大きいほど、優先度が高くなることになる。なお、上式の各パラメータの各々に、所定の重みを掛けて計算してもよい。また、この計算式は例示であって、実施形態は、この式に限定されるものではない。
　なお、優先度算出部１４４は、患者自身の歯であるか否か、ユーザが過去に選択した歯の候補であるか否か、歯の候補がユーザ又は患者が好む歯の形状特徴であるか否かに関する付随的情報を、更にデータベースから取得してもよい。そして、優先度算出部は、これらの付随的情報に基づいて、優先度Ｐｔ１に所定のバイアス値を加えることにより、優先度Ｐｔ１を修正してもよい。
　また、優先度算出部１４４は、歯の候補が患者本人の過去の歯であるか否かの情報に基づいて、優先度Ｐｔ１を修正してもよい。あるいは、優先度算出部１４４は、患者本人の歯である場合には、後述する特定部１４５にその旨を知らせて、最優先の歯の候補として特定してもよい。
　図１において、特定部１４５は、優先度算出部１４４から、優先度を付与された歯の候補の情報を受け取り、例えば、複数の歯の候補から１つを特定してもよい。たとえば、優先度が一番高い歯の候補を特定してもよい。或いは、複数の歯の候補のうち、優先度の高い歯の候補を、後述の出力部１５０で表示させ、出力部１５０は、ユーザに、歯の候補の選択を促してもよい。そして、特定部１４５は、ユーザが選択した歯の候補を特定した情報を受け取ってもよい。或いは、上述のように、特定部１４５は、患者自身の歯が、歯の候補に存在する場合には、その歯の候補を自動的に選択して特定してもよい。
　特定部１４５は、特定された歯の候補の情報を出力部１５０及びデータベース更新部１７０に与えてもよい。
　データベース更新部１７０は、特定された歯の候補の情報、オペレータの情報などを用いて、歯の候補の選択回数をインクリメントするなどして、データベースを更新してもよい。
　また、データベース更新部１７０は、受取部１１０によって受け取られた、患者の口腔内の形状に関する情報を、データベース１３０に蓄積してもよい。この場合、データベース更新部１７０は、患者の口腔内の形状データのうち、健康な歯の部分に係る情報をオペレータの指示として取得し、健康な歯の部分が認識できる情報をデータに付加したデータ、又は健康な歯の部分のみを、データベース１３０に記憶することとしてもよい。このようにすることによって、データベース１３０のデータを充実させることができる。
　なお、データベース１３０は、任意の外部プログラムにより又はオペレータの指示を受け付けることにより、任意の天然歯を含む歯の構造のデータが随時登録され得る。このように、検索部においてより高いマッチング度の結果が得られるよう、より多くのデータを登録し、随時データベースの充実を図ってゆくことが望ましい。
　出力部１５０は、表示装置（不図示）に表示のためのデータ１５５を送ってもよい。また、出力部１５０は、形状データ生成部１５２を含んでもよい。
　形状データ生成部１５２は、特定された歯の候補の情報と、支台歯の情報等から、支台歯に設置する補綴物（歯冠）の形状データを生成してもよい。形状データ生成部１５２は、補綴物形状データ１５７を、ＣＡＤ／ＣＡＭの歯冠製造部（不図示）に送ってもよい。
　以上のようにして、上記実施形態の歯科補綴物設計装置は、天然歯を含むデータベースの情報を有効に利用して、歯冠などの補綴物の形状データの生成を、飛躍的に簡略化させることができる。
　＜動作＞
　以下、実施形態の動作について、図面を参照しながら説明する
　図２は、一実施形態の動作の概略を示すフローチャートである。
　ステップＳ２０２で、検索部１２０は、補綴物を装着する歯の周辺形状（例えば隣在歯等）の情報を用いて、データベース１３０から、歯の候補を検索する。
　なお、人の歯は、左右が略対象である。このため、データベースに保存されているデータを左右反転（ミラーリング）したデータに対しても検索対象とすることができる。
　上記ミラーリングに関しては、図９（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示されている。たとえば、データベースに、図９（Ｃ１）の歯の情報９１２ａ、９１４ａ、９１６ａが格納されている場合には、このデータをミラーリングすることができる（９０１）。そして、ミラーリングされた歯の情報（９１２ｂ、９１６ｂ）を検索対象とすることができる。
　そして、検索結果として、ミラーリングされた歯の候補９１４ｂが利用される。
　ステップＳ２０４で、優先度付与部１４０は、複数の歯の候補に優先度を付与する。
　ステップＳ２０６で、出力部１５０は、優先度に基づいて、複数の歯の候補に関する情報を出力してもよい。
　検索された歯の候補に優先度付けを行う動作の例を示すフローチャートである。
　なお、検索された歯（又は歯冠）の候補は、検索時のマッチング度により優先度が与えられている。以下のステップは、その優先度を更に修正する際に利用するデータを取得するために実行される。
　ステップＳ３０２で、軸ずれ検出部１４１は、支台歯の軸と、候補の歯との軸ずれ量を検出してもよい。
　ステップＳ３０４で、隣在歯等整合性検出部１４２は、歯の候補と、隣在歯等との整合性の検出を行ってもよい。
　ステップＳ３０６で、対合整合性検出部１４３は、歯の候補と、対合との整合性を検出してもよい。
　ステップＳ３０８で、優先度算出部１４４は、歯の候補に優先度を付与してもよい。また、必要に応じて、優先度の低い歯の候補は、抹消してもよい。
　ステップＳ３１０で、特定部１４５は、優先度が付与された歯の候補から１つの歯を特定してもよい。
　ステップＳ３１２で、出力部１５０の形状データ生成部１５２は、補綴物の形状データを生成し、出力してもよい。
　図４は、検索された歯の候補に優先度付けを行う動作の他の例を示すフローチャートを示している。データベース１３０には、患者自身の過去の歯に関するデータが保存されている場合がある。この場合には、患者自身の過去の歯の情報を基に、現在欠損している歯を過去の歯の形状に再現できる。
　ステップＳ４０２で、受取部１１０は、患者の識別情報の取得を行う。
　ステップＳ４０４で、検索部１２０は、患者の歯の検索を行う。
　ステップＳ４０６で、特定部１４５は、検索された患者の歯の情報を出力部に出力する。
　図５は、データベースの更新の例を示すフローチャートである。
　ステップＳ５０２で、受取部は、歯を選択したユーザの識別情報を受け取る。
　ステップＳ５０４で、データベース更新部１７０は、データベースに記憶されている
ユーザが歯を選択した回数を更新する。
　図６は、優先順位の修正の例を示すフローチャートである。
　ステップＳ６０２で、優先度算出部１４４は、患者自身の過去の歯であるか否か、ユーザが過去に歯を選択した回数、ユーザ、ユーザのグループ又は患者が好む歯の形状特徴を、検索部１２０を通じてデータベースから取得する。なお、過去に歯を選択した回数は、ユーザ毎を限定せず、全てのユーザに選択された回数を取得し、利用してもよい。
　ステップＳ６０４で、優先度算出部１４４は、これらの情報を用いて、優先順位の修正を行う。
　図７は、データベース１３０に格納されるデータの例を示している。説明の便宜上、表形式に示してあるが、データの格納形式は、これに限られない。
　欄７０２には、天然歯の所有者のＩＤが格納され得る。所有者のＩＤが不明な場合には、ユニークな歯のＩＤを格納してもよい。例えばエントリ１には、人ＩＤとして、Ｍ５０１が格納されている。
　欄７０４には、例えば歯の相対位置が格納されてもよい。エントリ１には、ＵＬ４が格納されている。「Ｕ」は上の歯を示し「Ｌ」は左側を示す。「４」は歯列番号を示している。この情報によって、歯の相対位置が特定できる。
　欄７０６には、軸情報アドレスが格納される。エントリ１には、メモリアドレス「２１００」が格納されている。メモリアドレス２１００には、例えば、図１０に示した歯のベクトルＶｂが格納され得る。
　欄７０８には、形状情報アドレスが格納される。形状情報は、例えば歯の三次元モデルが格納されてもよい。エントリ１のアドレス３１００には、三次元モデルとして、例えばポリゴンを利用した情報が格納されてもよい。
　欄７１０には、配置情報アドレスを格納することができる。例えばエントリ１のアドレス４１００には、歯列内での相対位置の情報が格納されてもよい。なお、配置情報は、口腔内全体の形状のデータにも内在さ得るため、歯毎に配置情報を持たなくてもよい。
　なお、実施形態は、上記の点に限定されるものではない。
　欄７１２は、形状特徴が格納することができる。例えば、丸い傾向の歯、尖った傾向の歯等、形状の特徴を記憶する。エントリ１には、Ａが記憶されており、このＡは、尖った傾向の歯の特徴を意味すると定義してもよい。優先度算出部１４４は、形状特徴と、ユーザの好みの歯の特徴とマッチングを取り、歯の候補の優先度を変更する際に用いてもよい。なお、ユーザとユーザの好みの形状特徴との対を、データベース又は、その他のメモリに記憶させておいてもよい。なお、このデータは存在しなくてもよい。
　欄７１４は、利用履歴情報アドレスが格納される。エントリ１には、アドレス５１００が格納されている。アドレス５１００には、例えば、利用したユーザのＩＤと、歯を選択した回数が格納されてもよい（不図示）。優先度算出部１４４は、この利用履歴情報を利用して、ユーザごとに異なる優先順位を、歯の候補に与えることができる。これによって、ユーザ毎の好みを反映した、優先順位の付与を行うことができる。或いは、ユーザ毎ではなく、一般的に多くのユーザに選択される回数が多い歯の候補に、高い優先度を与えるよう、優先度を修正してもよい。
　なお、図７に示す情報は、例であって、データベース１３０に保存することが必ずしも必要でないものも含まれている点に留意すべきである。また、データの格納形式は、他の格納形式が採用されてもよい。
　図９は、データベースの検索の手法の一例を示す図である。図９（ａ）は、患者の歯の状況を示す図である。隣在歯９０２と隣在歯９０６との間に支台歯９０４が存在している。
　図９（Ｂ）は、検索部１２０がデータベースから検索した結果の例を示している。患者の隣在歯９０２と隣在歯９０６にそれぞれ対応する隣在歯９１２と隣在歯９１６が示されている。類似した形状を検索するには、たとえば上述のＩＣＰの技術を用いてもよい。
　図９（ｃ）は、上述したように、図９（Ｃ１）に示されているデータベース１３０に格納されているデータをミラーリングし、図９（Ｃ２）のデータに対しても、検索を行うことができる点を示している。
　図１０は、支台歯と、検索された歯の軸ずれの検出の例を示す図である。支台歯９０４の軸方向ベクトルＶａと、歯の候補９１４の軸方向ベクトルＶｂが示されている。軸方向ベクトルＶａと軸方向ベクトルＶｂとを用いて、図９（Ｃ）に示されるように、軸ずれ検出部１４１は、軸の位置ずれδと軸の方向ずれθを計算する。これらの計算されたデータに基づいて、軸ずれ検出部１４１は、軸ずれ量を計算することができる。
　図１１は、患者の隣在歯及び支台歯と、検索された歯の候補との干渉／離隔の検出の例を示す図である。上述したように図１１（Ａ）では、干渉１１１１及び干渉１１１２が発生している。また、図１１（Ｂ）では、離隔β１が発生している。図１１（Ｃ）では、支台歯９０４ｅと歯冠９１４ｅとの間に、干渉β２が発生している。図１１（Ｄ）では、支台歯９０４ｆと歯冠９１４ｆとの間に、干渉β３が発生している。
　隣在歯等整合性検出部１４２は、これらの情報を基に、上述のように候補の歯と隣在歯等との整合性を検出することができる。
　図１２は、患者の対合歯と、検索された歯の候補との干渉／離隔の検出の例を示す図である。歯の候補と対合歯との間には、静的な離隔γ１又は静的な干渉γ１が発生している。また、歯の候補と対合歯の軌跡との間には、動的な離隔γ３又は動的な干渉γ４が発生している。このような離隔又は干渉が起きる場合には、歯の候補は、適切な候補でない場合が多い。
　既に説明したように、対合整合性検出部１４３は、対合歯との整合性を検出することができる。
　図１３は、一実施形態のハードウェアの構成例を示す図である。ハードウェアは、プロセッサ１３０２、メモリ１３０４、表示制御部１３０６、表示装置１３０８、入出力装置１３１０、通信制御部１３１２、ドライブ装置１３１４、ハードディスク１３１８が含まれてもよい。そして、それぞれの機器は、バス１３２０によって接続されている。また、ドライブ装置１３１４は、可搬記録媒体１３１６を読み書きすることができる。そして通信制御部１３１２には、ネットワーク（不図示）が接続され得る。ハードディスク１３１８及び／又はメモリ１３０４には、プログラムのソース及び、ソースに関連する世代等の管理情報が格納されてもよい。
　一実施形態におけるプログラムの一部又は全部は、メモリ１３０４、ハードディスク１３１８等に格納され、プロセッサ１３０２によって動作してもよい。
　なお、本実施形態の全部又は一部はプログラムによってインプリメントされ得る。このプログラムは、可搬記録媒体１３１６に格納することができる。可搬記録媒体１３１６とは、構造（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する１つ以上の非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）な記憶媒体を言う。例示として、可搬記録媒体１３１６としては、磁気記録媒体、光ディスク、光磁気記録媒体、不揮発性メモリなどがある。磁気記録媒体には、ＨＤＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ（ＭＴ）などがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ－Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）／ＲＷ（ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）などがある。また、光磁気記録媒体には、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｉｓｋ）などがある。可搬型記録媒体に格納されたプログラムが読み込まれ、プロセッサによって実行されることにより、本発明の実施形態の全部又は一部が実施され得る。
　以上、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明した。なお、上述の実施形態は、発明を理解するためのものであり、本発明の範囲を限定するためのものではない点に留意すべきである。また、上述の複数の実施形態は、相互に排他的なものではない。したがって、矛盾が生じない限り、異なる実施形態の各要素を組み合わせることも意図されていることに留意すべきである。また、請求項に記載された方法、及びプログラムに係る発明は、矛盾のない限り処理の順番を入れ替え、或いはスキップしてもよい。あるいは、複数の処理を同時に実行してもよい。そして、これらの実施形態も、請求項に記載された発明の技術的範囲に包含されることは言うまでもない。
　また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指令に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ、仮想マシンモニタＶＭＭ、ファームウエア、ＢＩＯＳなどのプログラムが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって実施形態の機能が実現される場合も、本発明に含まれることは言うまでもない。
　また、本発明の各種実施形態のそれぞれの構成要素は、物理的に分離された複数のハードウェアで実現されてもよい。また、本発明の各種実施形態のそれぞれの構成要素は、１つ以上のサーバ上で動作することによって実現されてもよい。また、本発明に係るプログラムを実行するＣＰＵは複数であってもよく、また、各ＣＰＵは複数のコアを含んでいてもよい。
１００　歯科補綴物設計装置
１１０　受取部
１２０　検索部
１３０　データベース
１４０　優先度付与部
１４１　軸ずれ検出部
１４２　隣在歯等整合性検出部
１４３　対合整合性検出部
１４４　優先度算出部
１４５　特定部
１５０　出力部
１５２　形状データ生成部
１７０　データベース更新部

Claims (18)

  1. 　天然歯を含む複数の歯の構造を含むデータを記憶したデータベースから、補綴物を装着する部位の周辺形状の情報を用いて、補綴物を装着する部位に対する複数の歯の候補を検索し、
    　前記検索のマッチング度に所定の規則を適用して、前記複数の歯の候補に優先度を付与し、
    　前記優先度に基づいて、前記複数の歯の候補に関する情報を出力する、
    　処理をコンピュータに実行させる歯科補綴物設計プログラム。
  2. 　前記検索する処理は、前記補綴物を装着する部位の周辺形状の左右反対側に対応する、前記データベースに蓄積された前記データを、左右反転させて、更に検索する、請求項１記載の歯科補綴物設計プログラム。
  3. 　前記検索する処理は、前記補綴物を装着する部位に隣接する隣在歯を含む情報に基づいて、検索する、請求項２記載の歯科補綴物設計プログラム。
  4. 　前記優先度を付与する処理は、
    　補綴物を装着する部位の支台歯の軸と、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯の軸とのずれ量を検出し、
    　前記補綴物を装着する部位の隣在歯及び支台歯の情報を用いて、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯について、前記隣在歯及び支台歯との干渉量及び／又は離隔距離に基づき前記隣在歯及び支台歯との整合性を検出し、
    　前記補綴物を装着する部位の対合の情報を用いて、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯について、前記対合との干渉量及び／又は離隔距離に基づき前記対合との整合性を検出し、
    　前記軸ずれ量、前記隣在歯及び支台歯との整合性、及び前記対合との整合性の少なくとも１つに基づき、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯の優先度を算出し、
    　前記優先度、又はユーザからの指示に基づき、前記複数の歯の候補から所定の歯を特定する、
    　処理を更に有する請求項３記載の歯科補綴物設計プログラム。
  5. 　記憶されたそれぞれの歯に対応付けて、歯を選択したユーザの識別と歯を選択した回数を用いて、前記データベースを更新する、
    　処理を更にコンピュータに実行させ、
    　前記優先度を算出する処理は、患者自身の過去の歯であるか否か、ユーザが過去に歯を選択した回数、ユーザ又は患者が好む歯の形状特徴、のうち少なくとも１つに基づき、前記優先度を修正する、
    　請求項４記載の歯科補綴物設計プログラム。
  6. 　前記出力する処理は、前記特定する処理によって特定された歯の情報に基づいて、前記補綴物の形状データを生成する処理、を含む請求項５記載の歯科補綴物設計プログラム。
  7. 　天然歯を含む複数の歯の構造を含むデータを記憶したデータベースと、
    　補綴物を装着する部位の周辺形状の情報を用いて、前記データベースから、補綴物を装着する部位に対する複数の歯の候補を検索する検索部と、
    　前記検索のマッチング度に所定の規則を適用して、前記複数の歯の候補に優先度を付与する、優先度付与部と、
    　前記優先度に基づいて、前記複数の歯の候補に関する情報を出力する出力部と、
    　を有する歯科補綴物設計装置。
  8. 　前記検索部は、前記補綴物を装着する部位の周辺形状の左右反対側に対応する、前記データベースに蓄積された前記データを、左右反転させて、更に検索する、請求項７記載の歯科補綴物設計装置。
  9. 　前記検索部は、前記補綴物を装着する部位に隣接する隣在歯を含む情報に基づいて、検索する、請求項８記載の歯科補綴物設計装置。
  10. 　前記優先度付与部は、
    　補綴物を装着する部位の支台歯の軸と、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯の軸とのずれ量を検出する、軸ずれ量検出部と、
    　前記補綴物を装着する部位の隣在歯及び支台歯の情報を用いて、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯について、前記隣在歯及び支台歯との干渉量及び／又は離隔距離に基づき前記隣在歯及び支台歯との整合性を検出する隣在歯等整合性検出部と、
    　前記補綴物を装着する部位の対合の情報を用いて、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯について、前記対合との干渉量及び／又は離隔距離に基づき前記対合との整合性を検出する、対合整合性検出部と、
    　前記軸ずれ量、前記隣在歯及び支台歯との整合性、及び前記対合との整合性の少なくとも１つに基づき、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯の優先度を算出する、優先度算出部と、
    　前記優先度、又はユーザからの指示に基づき、前記複数の歯の候補から所定の歯を特定する、特定部と、
    　を更に有する請求項９記載の歯科補綴物設計装置。
  11. 　記憶されたそれぞれの歯に対応付けて、歯を選択したユーザの識別と歯を選択した回数を用いて、前記データベースを更新する、データベース更新部、
    　を更に有し、
    　前記優先度算出部は、患者自身の過去の歯であるか否か、ユーザが過去に歯を選択した回数、ユーザ又は患者が好む歯の形状特徴、のうち少なくとも１つに基づき、前記優先度を修正する、
    　請求項１０記載の歯科補綴物設計装置。
  12. 　前記出力部は、前記特定部によって特定された歯の情報に基づいて、前記補綴物の形状データを生成する、形状データ生成部、を含む請求項１１記載の歯科補綴物設計装置。
  13. 　天然歯を含む複数の歯の構造を含むデータを記憶したデータベースから、補綴物を装着する部位の周辺形状の情報を用いて、補綴物を装着する部位に対する複数の歯の候補を検索する段階と、
    　前記検索のマッチング度に所定の規則を適用して、前記複数の歯の候補に優先度を付与する段階と、
    　前記優先度に基づいて、前記複数の歯の候補に関する情報を出力する段階と、
    　を有する歯科補綴物設計方法。
  14. 　前記検索する段階は、前記補綴物を装着する部位の周辺形状の左右反対側に対応する、前記データベースに蓄積された前記データを、左右反転させて、更に検索する、請求項１３記載の歯科補綴物設計方法。
  15. 　前記検索する段階は、前記補綴物を装着する部位に隣接する隣在歯を含む情報に基づいて、検索する、請求項１４記載の歯科補綴物設計方法。
  16. 　前記優先度を付与する段階は、
    　補綴物を装着する部位の支台歯の軸と、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯の軸とのずれ量を検出する段階と、
    　前記補綴物を装着する部位の隣在歯及び支台歯の情報を用いて、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯について、前記隣在歯及び支台歯との干渉量及び／又は離隔距離に基づき前記隣在歯及び支台歯との整合性を検出する段階と、
    　前記補綴物を装着する部位の対合の情報を用いて、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯について、前記対合との干渉量及び／又は離隔距離に基づき前記対合との整合性を検出する段階と、
    　前記軸ずれ量、前記隣在歯及び支台歯との整合性、及び前記対合との整合性の少なくとも１つに基づき、前記複数の歯の候補のそれぞれの歯の優先度を算出する段階と、
    　前記優先度、又はユーザからの指示に基づき、前記複数の歯の候補から所定の歯を特定する段階と、
    　を更に有する請求項１５記載の歯科補綴物設計方法。
  17. 　記憶されたそれぞれの歯に対応付けて、歯を選択したユーザの識別と歯を選択した回数を用いて、前記データベースを更新する段階、
    　を更に有し、
    　前記優先度を算出する段階は、患者自身の過去の歯であるか否か、ユーザが過去に歯を選択した回数、ユーザ又は患者が好む歯の形状特徴、のうち少なくとも１つに基づき、前記優先度を修正する、
    　請求項１６記載の歯科補綴物設計方法。
  18. 　前記出力する段階は、前記特定する段階によって特定された歯の情報に基づいて、前記補綴物の形状データを生成する段階、を含む請求項１７記載の歯科補綴物設計方法。
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