JP5374382B2 - 歯科用計画および生産のための方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は一般的に歯科医術の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、歯科修復処置を計画するため、ならびに歯科修復物および／または歯科修復処置関連製品を製造するための方法およびシステムに関する。

歯科修復用途では、従来、患者から採得された印象に石膏を充填することによって作製された、患者の歯列の石膏の作業用歯科模型がしばしば用意された。作業用歯科模型は次いで、得られた咬合指数の助けを借りて咬合器に装着され、歯科模型の正しい配置および位置合せを確実にした。次いで、得られた作業用歯科模型上で歯科修復物が製作された。精度は咬合器を用いて点検された。

しかし、このタイプの製作は、実行しなければならない多数の時間の掛かる手動加工作業を含んでいた。合理化ステップは、３次元（３Ｄ）スキャナ、例えばＰｒｏｃｅｒａ Ｆｏｒｔｅ（登録商標）により作業用模型をスキャンすることであった。その後、歯科修復物は例えばＰｒｏｃｅｒａ（登録商標）ＣＡＤシステムによって電子的に設計された。得られたＣＡＤデータから、ブリッジのような歯科修復物が製造された。最終的にベニアリングが行なわれ、歯科修復物は研磨および咬合器による点検によって完成した。最終的に歯科修復物は患者に設置された。それでもなお石膏模型は必要であり、それに関連して、石膏模型の研磨、石膏模型の穴あけ、石膏模型のピンニング、支持ベースプレートの鋳造、ベースプレートの研磨、石膏模型のセクション化等をはじめとする手動加工作業が必要であった。

外科手術を計画するための改善されたシステムが、本願と同一出願人の国際出願ＷＯ０２／０５３０５６およびＷＯ２００５／０５５８５６に提示されてきた。これらの公開明細書には、放射線撮影ガイドおよびおそらく放射線撮影インデックスを患者の口に挿入して行なわれる患者の顎領域の１回目のＣＴスキャンのみならず、放射線撮影インデックス無しで放射線撮影ガイドのみの２回目のＣＴスキャンをも含む、二重スキャン技術が開示されている。

コンピュータベースのデュアルスキャン技術は、信頼できる安全な治療計画およびサージカルテンプレートの製作をもたらす。しかし、ＣＴに関連する問題は、ＣＴスキャンでは口腔の解剖学的形態を正確に表現することができないことが時々あることである。例えば患者の既存の金属系歯科修復物は、ＣＴスキャン中に激しい散乱を引き起こすことがある。さらに、患者のその後の検査中にしばしば繰り返されるＣＴスキャンは、１回目のＣＴスキャン中に頭蓋全体がＣＴスキャナからの放射線に暴露されるので、かなりの放射線負担となる。したがって、別の問題は、歯科修復処置の計画ならびに歯科修復物および関連製品の製作のためのデータの作成中に患者が暴露される放射線の量を最小化することである。

さらに、放射線撮影ガイドのみの２回目のＣＴスキャンは時々、充分に正確なデータをもたらさないことがあるので、この２回目のＣＴスキャンによって取得されるＣＴスキャンデータからＣＡＤシステムで設計されるサージカルテンプレートは、状況によっては患者適合性の劣化を引き起こすことがある。これの１つの理由は、ＣＴスキャンデータがコーピング、アバットメント、ブリッジ、歯冠、解剖学的アバットメント、解剖学的歯冠、インレー、アンレー等のような歯科修復物をそのＣＴスキャンデータから製作するための充分なデータ精度を持たないことである。

さらに、歯科修復処置の計画ならびに歯科修復物および関連製品の製作に必要な工程数を最小化することが依然として必要である。

したがって、歯科修復処置の計画ならびに歯科修復物および関連製品の製作のための改善されたシステムがあれば有利であろう。

したがって、本発明は好ましくは、患者の歯科修復処置を計画し、かつ少なくとも１つの歯科修復物および／または歯科修復処置関連製品を製作するために有用な方法、システム、コンピュータプログラム、および医療用ワークステーションを提供することによって、当該技術分野における１つ以上の欠如、不利点、または問題点を軽減、緩和、または排除しようとするものである。

本発明の様々な態様は、付属する特許請求の範囲の独立請求項に記載する。

１態様では、患者の歯科修復処置を計画し、かつ前記歯科修復処置で使用される歯科修復物および歯科修復処置関連製品の少なくとも１つを製作するために有用な方法を提供する。該方法は、第１データ入力源からの患者の頭蓋顔面領域の第１データを前記第１データ入力源とは異なる第２データ入力源からの患者の口腔内の解剖学的形態の第２データと整合させて、前記計画および製作のための整合データを形成するステップを含み、前記整合データにおける前記第１データの少なくとも一部は前記計画のために提供され、かつ前記整合データにおける前記第２データの少なくとも一部は前記製作のために提供される。

別の態様では、患者の歯科修復処置を計画し、かつ前記歯科修復処置に使用される歯科修復物および歯科修復処置関連製品の少なくとも１つを製作するために有用なシステムを提供する。該システムは、第１データ入力源からの患者の頭蓋顔面領域の第１データを、前記第１データ入力源とは異なる第２データ入力源からの患者の口腔内の解剖学的形態の第２データと整合させて、前記計画および製作のための整合データを形成するための整合ユニットを備え、前記整合データにおける前記第１データの少なくとも一部は前記計画のために提供され、かつ前記整合データにおける前記第２データの少なくとも一部は前記製作のために提供される。

本発明のさらなる態様では、患者の歯科修復処置を計画し、かつ前記歯科修復処置に使用される歯科修復物および歯科修復処置関連製品の少なくとも１つを製作するために有用なコンピュータプログラムを、コンピュータによって処理するために提供する。該コンピュータプログラムは、第１データ入力源からの患者の頭蓋顔面領域の第１データを、前記第１データ入力源とは異なる第２データ入力源からの患者の口腔内の解剖学的形態の第２データと整合させて、前記計画および製作のための整合データを形成するためのコードセグメントを含み、前記整合データにおける前記第１データの少なくとも一部は前記計画のために提供され、かつ前記整合データにおける前記第２データの少なくとも一部は前記製作のために提供される。

本発明のさらに別の態様では、本発明の上述したさらなる態様のコンピュータプログラムを実行することによって、本発明の上述した態様の方法を実行するための医療用ワークステーションを提供する。

本発明のさらなる実施形態は従属請求項に記載する。

本発明の一部の実施形態は患者の線量低下をもたらす。

一部の実施形態は、作業用模型の作製を必要とせずに歯科修復処置の術前計画ならびに歯科修復物および／または歯科修復処置関連製品の製作をもたらす。

一部の実施形態は、歯科修復処置の計画およびその関連製品の製作のためのデータを提供するためにＣＴスキャンの必要性を排除する。

本明細書で使用する場合の用語「含む／含んでいる」は、記載した特徴、整数、ステップ、またはコンポーネントの存在を明記するものと解釈されるものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴、整数、ステップ、コンポーネント、またはそれらの群の存在または追加を排除するものではないことを強調しておきたい。

本発明の実施形態が可能なこれらのおよび他の態様、特徴、および利点は、添付の図面を参照する本発明の実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

図１は、歯科修復処置の計画ならびに歯科修復物および関連製品の製作のみならず、そのためのデータの作成も示すフローチャートである。 図２は、咬合状態の上顎と下顎との間の印象および炭化ケイ素（ＳｉＣ）球または酸化アルミニウム（ＡｌＯ）球のような基準マーカが歯科用印象トレーの所定の位置にある、印象採得中の歯科用印象トレーを示す略図である。 図３は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）球のような基準マーカ付きの印象が整合のために所定の位置にある状態の、採得された印象付きの歯科用印象トレーを示す略斜視図である。 図４は、図３の採得された印象付きの歯科用印象トレーを上から見た平面図であり、上顎の印象を示す。 図５は、図３の採得された印象付きの歯科用印象トレーを下から見た平面図であり、図４に示した上顎の印象に対向する下顎の印象を示す。 図６は、３０ミクロンの解像度のような高精度でＣＡＤソフトウェアにデジタル化された、図３の歯科用印象トレー内の上顎および下顎の印象の光学スキャンニングから得られた３Ｄモデルのレンダリングによるコンピュータ可視化を示す略斜視図である。 図７は、患者が所定の位置で印象を噛合し、次いでＣＴスキャンが実行された場合に、患者ならびに患者の口内に挿入された歯科用印象トレーおよび印象のＣＴスキャンから得られた、図３の歯科用印象トレーおよび印象のコンピュータ化された３Ｄモデルのレンダリングによるコンピュータ可視化を示す略正面図である。 図８は、光学的にスキャンされた印象の３Ｄデータと整合する、ＣＴスキャンされた患者の上顎のレンダリングによるコンピュータ可視化を示す略正面図である。 図９は、光学的にスキャンされた印象の３Ｄデータと整合する、ＣＴスキャされた患者の上顎のレンダリングによるコンピュータ可視化を示す、前方下からの略斜視図である。 図１０は、上顎印象および下顎印象の光学スキャンから受け取った３Ｄデータと整合した、患者の頭蓋顔面のＣＴスキャンのレンダリングによるコンピュータ可視化を示す前方から見た略斜視図である。 図１１は、整合した光学スキャンデータおよびＣＴスキャンデータをＰｒｏｃｅｒａ（登録商標）のようなコンピュータベースのソフトウェアでの外科手術計画と共に示す前方下からの略斜視図である。 図１２は、低線量コーンビームＣＴスキャナからのような限定された顎領域の整合ＣＴデータから導出された、レンダリングによるコンピュータ可視化を示す略図である。 図１３は、歯列弓全体の歯科用印象のスキャンから導出される、高精度３Ｄスキャナによって提供されるデータから導出された、レンダリングによるコンピュータ可視化を示す略図である。 図１４は、高精度３Ｄスキャンデータによる口腔内画像の整合における咬合線を示す。 図１５は、高精度３Ｄスキャンデータによる口腔内画像の整合において、３Ｄスキャンからの歯科用印象と整合された口腔内画像を示す。 図１６は、高精度３Ｄスキャンデータによる口腔内画像の整合における口腔内画像を示す。 図１７は、高精度３Ｄスキャンデータによる口腔内画像の整合における、口腔内画像を用いた歯科インプラントの術前計画の略図である。 図１８は、高精度３Ｄスキャンデータによる口腔内画像の整合における、整合した口腔内画像およびスキャンされた歯科用印象によるインプラント配置計画の略図である。 図１９は、コンピュータプログラムを実行するための医療用ワークステーションを備えた実施形態に係るシステムの略図である。 図２０Ａ〜２０Ｃは、２ＤのＸ線データをスキャンされた歯科用印象からの３Ｄデータと整合させる実施例の略図である。

本発明の実施態様は添付の図面を参照しながら説明されるであろう。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施されることができ、本明細書中に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が充分かつ完全であり、当業者に本発明の範囲を充分に伝達できるように提供される。添付の図面において例示される実施形態の詳細な説明において使用される用語は、本発明を制限することを意図していない。図面において、類似の数字は類似の要素を示す。

上述の通り、システムは、二重スキャンを開示する本願と同一出願人の国際出願ＷＯ０２／０５３０５６およびＷＯ２００５／０５５８５６に提示されてきた。さらに詳しくは、上述の放射線撮影ガイドは、１回目のＣＴスキャン中に歯、軟組織表面、および無歯空間をシミュレートするために使用することができる。放射線撮影ガイドはアクリル系の非放射線不透過性材料から作られ、歯科技工所で患者から採得した上顎の印象、下顎の印象、および咬合見当合せ指数から製造される。放射線不透過性グッタペルカマーカが放射線撮影ガイドに挿入され、基準点を提供する。

この二重スキャン技術の理由は、非放射線不透過性放射線撮影ガイドに対して生じたハウンズフィールド単位が、軟組織のそれに極めてよく似ていることである。１回目のＣＴスキャンでは、患者および患者の口腔内に挿入された放射線撮影ガイドがＣＴスキャンされる。したがって、１回目のＣＴスキャンによって提供されたデータから、非放射線不透過性放射線撮影ガイドと患者の軟組織を分離することは難しい。しかし、１回目のＣＴスキャンにおける放射線撮影ガイドの空間的位置は、放射線不透過性グッタペルカマーカから決定することができる。２回目のＣＴスキャン中には、放射線撮影ガイドだけがＣＴスキャンされ、ＣＴデータは放射線撮影ガイドおよびグッタペルカマーカの位置の両方に対して提供される。放射線撮影ガイド上のグッタペルカマーカは、１回目のＣＴスキャンおよび２回目のＣＴスキャンの整合を実行するための基準点として使用される。１回目および２回目のＣＴスキャンからのデータは整合され、サージカルテンプレートの製作を含め、その後の外科手術のコンピュータベースの計画に使用される。サージカルテンプレートは、歯科修復物が固定される１つまたは幾つかの歯科インプラントを取り付けるための適切な孔を形成するために使用することができる。

図１には、歯科修復処置の計画ならびに歯科修復物および／または歯科修復処置の関連製品の製作のみならず、そのためのデータの作成の改善された方法の実施形態を例証する目的で、フローチャートを掲示する。該方法は次のステップを含むことができる。
１００：歯科用印象が採得される。
１１０：歯科用印象が３Ｄスキャンされる。
１２０：歯科用印象が患者の口腔内に挿入された状態で患者がＣＴスキャンされる。
１２５：３ＤスキャンからのデータおよびＣＴスキャンからのデータが整合される。
１３０：術前計画および製作用データの作成を含むＣＡＤ設計が、整合データに基づいて行なわれる。
１３５：サージカルテンプレートの製作。
１４０：歯科修復物が製造される。
１５０：任意選択的に歯科修復物―最終歯科修復物のベニアリングが完全にＣＡＤ計画され、あるいは任意選択的に手動仕上げが実行される。
１６０：患者における歯科修復物の設置。

該方法の実施形態について、図２〜図１８を参照しながら以下でさらに詳細に説明する。

歯科修復用途では、印象はしばしば、例えば歯の形態、歯肉の輪郭等のような歯および顎の隣接部分の型（ｉｍｐｒｉｎｔ）または陰型（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｌｉｋｅｎｅｓｓ）を作成するために使用される。また、無歯患者の場合、歯肉だけの印象が採得される。印象は、欠如している歯科構造物の歯科修復または再建に先立って作られる。印象は一般的に、弓状トレーの開放トラフまたは溝の領域内に軟質の半流動物質を配置し、次いでそれを患者の口内に配置し、こうして物質を固化または硬化させることによって形成される。最も正確な咬交を達成するために、印象模型は歯列弓全体を表わすべきである。この目的のために、第１トレーは上顎（上顎骨）の印象を採得するために使用され、第２トレーは下顎（下顎骨）の印象を採得するために使用され、咬合指数は第３トレーを用いて採得される。歯および周囲構造物の陰型または雌型模型から、インレー、アンレー、歯冠、ブリッジ、修復物等のような歯科修復物を製作する目的のために、陽型複製物または雄型石膏模型が作成される。

ステップ１００で患者の歯科用印象を得ることは、適切な量の歯科用印象材料２１０を歯科用印象トレーの受容キャビティ内に充填することを含む。歯科用トレーは患者の口内の望ましい位置に配置され、患者が歯科用印象トレー内の印象材を噛み込んだ後、印象が歯科用印象材２１０に形成される。図２は、咬合状態の上顎と下顎との間の印象材による印象採得中の歯科用印象トレー２００を示す略図である。歯科用印象材は、患者が印象材を噛み込んだ後、適切な時間にわたってトレー内で硬化される。次いで歯科用印象トレー２００は患者の口から取り外される。歯科用印象は、患者の口腔内の解剖学的形態を記録するために利用可能であるか、利用可能になるであろう任意の印象材を使用することができる。

図２に示す歯科用印象トレー２００はトリプルトレータイプであり、下顎および上顎両方の印象を、２つの印象の空間的関係すなわち咬合見当合せ指数と一緒に、１回の工程で得ることができる。しかし、他の実施形態では、シングルトレーまたは複数のシングルトレーおよび咬合指数が使用されるかもしれない。また、一部の実施形態では、計画され製作される歯科修復物の性質に応じて、歯列弓を部分的にカバーするだけの歯科用印象トレーが使用されるかもしれない。

歯科用印象トレー２００は、歯科用印象トレーの適位置に例えば球の形の基準マーカを有する。これらの基準マーカは、空間における歯科用印象トレー２００の、したがって歯科用印象トレーによって保持された歯科用印象の、正確な位置を画定するために使用される。

適切な歯科用印象トレーは、本願と同一出願人によって出願されたスウェーデン特許出願第ＳＥ０６０２２７２‐７号に記載されており、その内容全体を参照によって本書に援用する。

歯科用印象トレー２００は、ポリ塩化ビニル、ナイロン、および高密度ポリエチレンをはじめとするプラスチックのような適切な材料から、例えば射出成形によって作成される。

正面のハンドルは、歯科用印象トレー２００の便利な取扱いのみならず、その正しい上顎および下顎の向き付けを確実にすることができる。

歯科用印象トレー２００は複数の基準マーカ２２０を含み、基準マーカ２２０は、印象採得のために歯科用印象トレー２００が患者の口の中にインビボ挿入可能であるように、歯科用印象トレー２００の少なくとも１つの外面に対して定義された関係に配設される。

基準マーカはまた、歯科用印象トレーの内部に配設してもよい。この場合、歯科用印象トレーの表面に対する基準マーカの定位置は、歯科用印象トレーのＣＡＤモデルに格納することができる。さらに詳しくは、トレー内部の基準マーカの位置は、歯科用印象トレーのＣＡＤデータによって正確に設けることができる。その場合、例えば歯科用印象付きのトレーの３Ｄスキャンは、トレーの外面のデータを提供する。ＣＡＤデータを用いて、歯科用印象トレー内の基準マーカの正確な位置が決定可能である。Ｘ線等のＣＴスキャンによって歯科用トレーを撮像したときに、トレー材の内部に配設されているが、適切なトレー材の非放射線不透過性のため、放射線不透過性基準マーカの位置が提供される。ＣＡＤトレーデータを例えばＣＴスキャンデータと整合させることにより、基準マーカの正確な位置の復元が可能になる。整合は歯科用印象トレーの表面上の目印によって容易化される。ＣＡＤモデルによって、基準マーカに対する目印の空間的関係が分かる。決定効率をさらに高めるために、各基準マーカはそれに関連付けられる特定の目印を持つことができる。

また、ＣＴスキャン中に、例えば患者の歯における既存の金属充填物によって生じる例えばアーチファクトのために、１つ以上の基準マーカが消失した場合、これらの基準マーカの位置は依然として復元することができる。ＣＴスキャンデータから消失した１つ以上の基準マーカの位置の復元は、上述の目印の位置に基づくことができる。

歯科用印象トレー２００は、トレー２００の空間定位の正確な識別に備えるために、トレー２００全体に分散された少なくとも３つの基準マーカを含むことができる。

基準マーカ２２０をトレー２００の少なくとも１つの外面から外に部分的に延出させ、前記基準マーカが前記外面の３Ｄスキャンによって識別可能となるようにすることができる。基準マーカはそれらの物理的形状によって識別することができる。例えば、基準マーカは球状ビードのような特定の形状を有する３次元物体である。基準マーカを識別するために、基準マーカの特定の形状はデータセット内で探索される。基準マーカは、放射線画像における基準マーカの位置を明瞭にする、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、または窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_５）のような放射線不透過性材料から作ることができる。代替的に、ＣＡＤデータ識別と組み合わせて基準マーカに関連する目印を使用して、基準マーカを識別することができる。

歯科用印象トレー２００は、上顎、下顎、および咬合見当合せ指数両方の同時印象採得に備えることができる。

ひとたび印象材が固化すると、歯科用印象トレー２００は口から取り出され、さらなる処理のために印象が利用可能になり、トレー内に維持される。印象材が固化した後、ステップ１１０で、レーザスキャナ、機械的高精度走査型プローブスキャナ、またはホログラフィックスキャナのような高解像度３Ｄスキャナ、例えば光学スキャナによって、印象を直接３Ｄスキャンすることができる。市販されている高解像度３Ｄスキャナの例として、コノスコピックホログラフィ技術に基づくＯｐｔｉＭｅｔの３Ｄ非接触スキャナ、または３Ｓｈａｐｅの歯科用３Ｄスキャナが挙げられる。３Ｓｈａｐｅの歯科用３Ｄスキャナは、レーザ平面をスキャン対照物体に投影する光学スキャンシステムを使用する。高解像度デジタルカメラは、物体に形成された線の画像を取得する。画像は処理され、全表面を持つ正確な３Ｄモデルを得ることができる。さらなる３ＤスキャナがＲｅｎｉｓｈａｗから入手可能である。Ｒｅｎｉｓｈａｗスキャナはタッチプローブベースデジタル化システムである。

さらに、患者の口腔内の解剖学的形態のトポグラフィの少なくとも一部分の高解像度３Ｄモデルの入力データを提供するために、口腔内光学スキャナを代替的に使用することができる。１つのそのようなスキャナはＣＡＤＥＮＴから市販されている。この場合、口腔内スキャンは口腔内スキャン中に歯科用印象トレーの基準マーカからデータを提供しないので、整合は異なる仕方で解決される（下記参照）。整合の１つの方法は、例えば基準マーカを、患者のおそらく既存の歯のような患者の口腔内の解剖学的形態の解剖的構造体に適切に取り付けることである。口腔内の解剖学的形態を口腔内３Ｄスキャンすることにより、得られた３Ｄデータセットで歯の基準マーカの形状を見つけることによってこれらの基準マーカを識別するためのデータがもたらされる。こうして、頭蓋顔面データと整合させることのできる、基準マーカの位置データがもたらされる。頭蓋顔面データは例えば歯の基準マーカをＣＴスキャンすることによって得ることができる。放射線不透過性基準マーカはＣＴデータセットで識別され、それらの位置が提供される。３ＤデータセットとＣＴデータセットの整合は、基準マーカの識別された位置を用いて行なわれる。

代替的な方法は、表面整合を使用することである。ＣＴデータおよび３Ｄデータの両方で表面が識別される。例えば歯の多数の表面を適切なアルゴリズムによって識別することができる。ＣＴデータは、口腔内の解剖学的形態の表面モデルに変換することができる。１本または複数の歯およびそれらの表面、または咬合面がＣＴデータで識別される。相応して、３Ｄデータで表面が識別可能である。次いで、両方のデータセットで識別された表面を使用することによって、ＣＴデータおよび３Ｄデータが整合される。

さらなる代替的方法は、輪郭整合を使用する。ＣＴデータおよび３Ｄデータで輪郭が識別される。例えば１本または数本の歯の輪郭を適切なアルゴリズムによって識別することができる。次いで、両方のデータセットで識別された輪郭を使用することによって、ＣＴデータおよび３Ｄデータが整合される。一部の実施形態では、表面整合法および輪郭整合法を組み合わせて使用することができる。表面整合法および輪郭整合法を基準マーカの代わりに、またはそれと組み合わせて使用することができる。

図３は、採得された両顎の印象付きの歯科用印象トレー２００を示す略斜視図であり、基準マーカを持つ印象は整合のために適位置にある。

図４は、上顎の印象を示す、図３の採得された印象付きの歯科用印象トレー２００を上から見た平面図である。

図５は、図３の採得された印象付きの歯科用印象トレー２００を下から見た平面図であり、図４に示した上顎の印象と対向する下顎の印象を示す。

例えば上述したように、少なくとも１つの歯科用印象が得られると、硬化した歯科用印象は、例えば非接触３Ｄ表面スキャナを用いてデジタル化される。基準マーカ２２０付きトレー２００内の上顎および下顎の上述した歯科用印象は、３Ｄレーザ表面スキャナのような上述したタイプの３Ｄスキャナを用いてスキャンされる。そのような３Ｄスキャナによって行なわれる測定は非常に正確であり、データの取得が自動であるので、オペレータエラーが事実上排除される。

３Ｄスキャナの精度は、２０または３０ミクロンのように数十ミクロンの範囲、例えば１０から５０ミクロン、すなわち０．０１から０．０５ｍｍである。３Ｄスキャナのこの解像度は、ＣＴスキャナの解像度より微細な大きさである。ＣＴスキャンは０．５から１ｍｍの範囲の精度を有する。３Ｄスキャナと同様にＣＴスキャナの幾つかのより詳細な具体的解像度を下の表１に掲げる。したがって、３Ｄスキャナ、例えばレーザスキャナのような光学スキャナを使用することによって、コンピュータベースの歯科修復処置の計画ならびに歯科修復物および／または歯科修復処置計画に関連する製品の製作のために、おそらく患者の残存歯列を含む患者の口腔内の解剖学的形態のトポグラフィの高解像度データが提供される。

以前は、このデータは上述した石膏模型を３Ｄスキャンすることから得られた。

別の実施形態では、印象の両側、すなわち上顎印象および下顎印象は別々に３Ｄスキャンされる。別の実施形態では、両方の印象が一緒にまたは同時に３Ｄスキャンされる。

図６は、図３の歯科用印象トレーにおける上顎および下顎の印象の光学スキャンから得られた３Ｄモデル印象データのレンダリングによるコンピュータ可視化６００を示す略斜視図である。コンピュータプログラムを用いて、１つ以上のスキャンされた陰型歯科用印象を裏返して、歯列の１つ以上の陽型モデルを生成することができる。この方法で、３Ｄデジタル歯科モデルを作成することができる。

歯科用印象トレー内の歯科用印象が作成され、印象の３Ｄスキャンが終了した後、基準マーカ２２０付き歯科用印象トレー２００内の歯科用印象はステップ１２０で再び、患者の上顎および下顎に配置される。歯科用印象トレー２００を挿入された患者は次いでＣＴスキャンされる。ＣＴスキャンの実行中、患者は印象を適位置に噛合する。こうして頭蓋顔面データおよび基準マーカを含むデジタルＣＴデータが提供される。

デジタルＣＴデータはここでさらなる処理に利用可能である。次いで３Ｄ頭蓋顔面モデルがＣＴデータに基づいて復元される。基準マーカ２２０の位置が得られ、例えば基準マーカ２２０の位置を使用する整合アルゴリズムで使用するために登録される。

３ＤのＣＴ歯列モデルの解像度は０．５から１ｍｍの範囲である。この精度により、ここで外科手術計画が可能である。１実施形態では、外科手術計画は歯科インプラントの位置決めである。しかし、ＣＴデータから歯科修復物所望の程度まで正確に製作することは不可能である。例えば上顎の歯と下顎の歯との間の咬合には、既存の歯列および／または歯科インプラントに対し歯科修復物を高精度で適合させることが要求され、小さい誤差であっても結果的に不正咬合になる。歯科修復物に対する幾つかの製造公差を表２に掲示する。提示する製造公差の範囲は、信頼できる長期歯科修復物を確実にし、患者の満足を確実にする。

ステップ１２５で、３ＤスキャンからのデータおよびＣＴスキャンからのデータが整合される。高解像度３ＤスキャンデータとＣＴスキャンデータを整合させて整合データを形成することにより、その単一組の整合データから外科手術を計画し、かつ歯科修復物または前記歯科修復物に関連するサージカルテンプレートのような製品を製作することがもたらされる。これは、歯科修復処置を計画し、それに使用される製品を製作するためのデータを提供することが、単一の医療用ワークステーションで連続的なワークフローで同じ機会に行なえることを意味する。同時に、使用される製品の高い精度および信頼性は、歯科修復処置の信頼できる安全な結果をもたらす。

医療用ワークステーション１９１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１９２０、メモリ１９３０、インタフェース１９４０等のような通常のコンピュータコンポーネントを含む。さらに、それはデータ入力源から受信するデータ、例えばＣＴスキャンまたは３Ｄスキャンから得られるデータを処理するための適切なソフトウェアを具備する。ソフトウェアは、例えば医療用ワークステーション１９１０によってアクセス可能なコンピュータ可読媒体１９３０に格納することができる。コンピュータ可読媒体１９３０は、患者の歯科修復処置を計画しかつ歯科修復物および歯科修復処置関連製品の少なくとも１つを製作するための適切なコードセグメントを含むコンピュータプログラム１９４０の形のソフトウェアを含むことができる。医療用ワークステーション１９１０はさらに、例えばレンダリングによる可視化の表示のためのモニタのみならず、キーボード、マウス等のような適切なヒューマンインタフェース装置をも含む。医療用ワークステーションは、患者の歯科修復処置を計画しかつ歯科修復物および歯科修復処置関連製品の少なくとも１つを製作するためのシステム１９００の一部とすることができる。

整合のために、３ＤＣＴ歯列モデルは例えば医療用ワークステーション１９１０で実行される術前歯科修復処置の計画のためのソフトウェアにインポートされる。術前計画が行なわれるときに、歯科修復物および／または前記術前計画に関連するサージカルテンプレートのような製品の製作を行なうことができる。

さらに詳しくは、ＣＴデータセットおよび３Ｄスキャンデータセットの整合は、次のように実行することができる。３ＤＣＴ歯列モデルの一部分、例えば歯、軟組織、または歯肉を除去する。ＣＴデータセットにおける基準マーカ２２０の位置が、３Ｄスキャンによって取得された３Ｄデジタル歯科データにおける同じ基準マーカ２２０の位置と整合させるために取得される。ＣＴデータセットにおける基準マーカの位置は、ＣＴデータセットで放射線不透過性基準マーカの特定の形状を探索することによって決定することができる。基準マーカがＣＴデータセットで識別されると、したがってその位置が分かる。基準マーカが歯科用印象トレーの表面に部分的に埋め込まれているだけの場合、３Ｄデータセットにおける基準マーカの位置は、３Ｄデータセットで基準マーカの特定の形状を探索することによって決定することができる。ここで、基準マーカの形状は３Ｄデータセットで探索され、見つかると、基準マーカの位置が分かる。１つ以上の基準マーカが歯科用印象トレーの材料内に完全に埋め込まれている場合、基準マーカの位置を決定するために、歯科用印象トレーのＣＡＤデータと組み合わせて目印を使用することができる。この場合、３Ｄデータセットで目印の形状が探索され、見つかると、その位置が分かる。ＣＡＤデータを介して目印の位置を基準マーカの位置にリンクさせることによって、３Ｄデータセットにおける基準マーカの位置も分かる。

３ＤデータおよびＣＴデータは、歯科用印象トレー２００の基準マーカ２２０を位置合せすることによって整合される。さらに詳しくは、ＣＴデータの基準マーカ２２０は、対応する３Ｄデータの同じ基準マーカ２２０と整合される。歯科用印象トレーの残存構造物に対する基準マーカの位置は、例えばＣＴスキャンデータ、歯科用印象トレーのＣＡＤデータ等から分かる。ＣＴデータと３Ｄスキャンデータの整合はこうして行なわれる。

骨格がＣＴスキャンをベースにし、かつ歯科構造物が高解像度光学スキャンをベースにした、コンピュータ化複合歯科モデルが形成される。この方法により、３Ｄ ＣＴデータに基づく充分な精度で外科手術計画が可能になる。高精度３Ｄスキャンデータに基づく充分な精度で、歯科修復物および／または外科手術計画に関連するサージカルテンプレートのような製品の製作が可能になる。これは、今利用可能になった整合データに基づき、データのさらなる収集、石膏模型の作成等を必要とせずに、計画および製作の両方が１つのデータセット、すなわち整合データセットから達成されることを意味する。

図７は、患者の口内に挿入された図６の歯科用印象トレーおよび印象からの整合データのレンダリングによるコンピュータ可視化７００を示す略正面図である。レンダリングによるコンピュータ可視化７００は上顎７１０、下顎７２０、および歯科用印象トレー６００を示す。

図８は、図７の詳細、すなわちコンピュータ化複合歯科モデルのレンダリングによるコンピュータ可視化８００を示す略正面図である。ＣＴスキャンされた患者の上顎７１０は、３Ｄスキャンされた印象の３Ｄスキャンデータと整合される。

図９は、コンピュータ化複合歯科モデルのレンダリングによるコンピュータ可視化９００を示す前方下からのさらなる略斜視図である。ＣＴスキャンされた患者の上顎は、光学的にスキャンされた印象の３Ｄデータと整合される。

図１０は、患者の頭蓋顔面ＣＴスキャンデータが上顎印象および下顎印象の光学スキャンから得られた３Ｄデータと整合された、コンピュータ化複合歯科モデルのレンダリングによるコンピュータ可視化１０００を示す、前方から見た略斜視図である。

ここで、方法のステップ１２０で、歯科修復処置のコンピュータベースの計画のためのソフトウェアで、術前計画が行われる。複合歯科モデルを用いることによって、石膏モデルはもはや不要になる。さらに、放射線撮影ガイドの別個のスキャンも不要である。基準マーカ付きの歯科用印象トレーの設計のおかげで、ステップ１３０で歯科修復処置のコンピュータベース計画の簡単な臨床使用が達成される。複合歯科モデルは、方法のステップ１３５におけるサージカルテンプレートの製作を含め、その後の外科手術のコンピュータベースの計画に使用することができる。さらに詳しくは、術前計画はコンピュータベースで対話的に行われる。歯科修復物の計画は、ユーザ入力によって対話的に操作されるワークステーションのディスプレイ上で視覚的に行われる。例えば顎骨内の歯科インプラントの位置および方向は、ＣＴデータに基づいて歯科修復が行われる顎骨構造を可視化するディスプレイ上で事実上計画される。計画中に、歯科インプラントの外科的設置の成功を確実にするために、例えば神経を損傷しないように、または歯科インプラントができるだけ密度の高い骨に配置されるように、注意を払わなければならない。次いで、すでに計画されたインプラントに適合する、インプラントに取り付けられる上部構造を、３Ｄスキャンされるデータに基づいて事実上計画することができる。したがって、ユーザは配置前にインプラント計画と組み合わせてブリッジ、コーピング等を作成することができる。

この術前計画に基づいて、ステップ１３５でラピッドプロトタイピング技術を用いてサージカルテンプレートを製作することができる。サージカルテンプレートは、３Ｄスキャンデータに基づき高精度で製作される。サージカルテンプレートは、計画された位置で計画された向きに歯科修復物を固定する歯科インプラントを取り付けるための適切な孔を形成するために公知の方法で使用される。

ステレオリソグラフィによって生成されるサージカルテンプレートのような製品のためのデータは、ＳＴＬのような適切なフォーマットで保存することができる。ＳＴＬ（標準テッセレーション言語）ファイルは、種々のソフトウェアパッケージによってインポートおよびエクスポートすることができる。ＳＴＬファイルはラピッドプロトタイピングに特に適している。このフォーマットは、立体モデルの表面をラピッドプロトタイピングのために三角形で近似化する。ラピッドプロトタイピングはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）から仮想設計を選び、それらを依然として仮想の断面に変換し、次いでモデルが完成するまで次々に各断面を物理的空間で作成する。比較的低い解像度でＣＴスキャンから生成されるＳＴＬファイルは、ラピッドプロトタイピングによって作成されたときに、しばしば段のあるモデルを導く。高解像度の光学スキャンから生成されるＳＴＬファイルは、事実上オリジナルとあまり差のないモデルを導く。したがって、ラピッドプロトタイピングからの階段効果が回避され、高解像度のサージカルテンプレートがもたらされる。今日のラピッドプロトタイピングの典型的な解像度は０．０５〜０．１２５ｍｍの範囲である。将来の解像度は０．００５ｍｍの範囲になると予見される。本発明のシステムおよび方法は、そのような将来のより高い解像度のラピッドプロトタイピングに適合するであろう。

他の製品は他のフォーマットによって表現することができる。例えばコーピングまたはブリッジを表現するために使用されるデータフォーマットは、省略ＴＲＭによるものが公知である。

図１１は、整合した光学スキャンデータおよびＣＴスキャンデータを、Ｐｒｏｃｅｒａ（登録商標）のようなコンピュータベースソフトウェアにおける外科手術計画テンプレート１１００と共に示す、前方下からの略斜視図である。固定ピン１１１０およびドリルをガイドするためのガイドスリーブ１１２０が図１１に図式的に示される。

方法のステップ１３０で、物理的患者モデルを製作することができる。患者モデルは、希望するならば利用可能なデータから設けることができる。患者モデルは例えば、ベニアリングを手動で実行することを希望する場合に、ベニアリングのために使用することができる。患者モデルおよび咬合器の製作は、本願と同一出願人によって出願されたスウェーデン特許出願第ＳＥ０６０２２７１‐９号および第ＳＥ０６０２２７３‐５号に記載されており、それらの内容全体を参照によって本書に援用する。しかし、利用可能なデータは術前計画ならびにサージカルテンプレートおよび歯科修復物の製作の両方にとって充分な精度を提供するので、このステップは省くことができる。

方法のステップ１４０で、利用可能な高解像度３Ｄデータに基づいて歯科修復物が製作される。高解像度データは歯科用印象の３Ｄスキャンから入手可能であるので、術前計画中に行われる入力を考慮しながら、歯科修復物はそのデータから直接製作される。

方法のステップ１５０で、従来の方法で歯科修復物のベニアリングを実行することができる。この目的のために、上述の物理的患者モデルを使用することができる。別の実施形態では、最終修復物の設計は事実上、高解像度データに基づいて行われ、よって手動ベニアリングはもはや必要無い。

最後に、方法のステップ１６０で、歯科修復物が患者に設置される。さらに詳しくは、各々が歯科インプラントを受容する１つ以上の孔を設けるために、上述の通り製作されたサージカルテンプレートが使用される。サージカルテンプレートが高精度で製作されるおかげで、歯科インプラントは非常に精密に顎骨組織内にはめ込まれる。こうして歯科修復物のための周到な基礎が設けられ、次いで歯科修復物は公知の方法で歯科インプラントに取り付けられる。

上述の方法を使用することにより、石膏モデルの鋳造、セクション化、およびピンニングが不要になる。これは、歯科修復処置を計画しかつ実行するときに、より速いターンアラウンドタイムをもたらす。

したがって、非常に正確に配置される歯科修復物が、非常に経済的かつ時間節約的にもたらされる。

一部の治療では、もはやサージカルテンプレートさえも不用である。例えば、歯科調製体に取り付けられる歯冠またはブリッジ用などのコーピングを製作する場合、コーピングは歯科用トレー３Ｄスキャンの高精度入力データから直接製作することができる。

さらに、上述の高解像度スキャンの結果として、完全な歯列の上述のＣＴスキャンの代わりに、患者の放射線負担をさらに低減するために、限定領域のＣＴスキャンを使用することができる。限定領域は、歯科インプラントが設置される領域だけとすることができる。歯列の限定領域のＣＴスキャンでは適切なサージカルテンプレートを製作するための充分なデータが供給されなかったので、これを実現することはこれまで難しかった。これは一方では、ＣＴデータの低解像度が原因であり、それは患者適合性の低下を導く。他方、限定領域に基づくサージカルテンプレートはしばしば、信頼できる外科手術に足る充分な安定性に欠ける。例えばＭｏｒｉｔａによって製造された低線量コーンビームスキャナは、４センチメートルのように小さい領域をカバーするだけであり、その結果、そのようなＣＴスキャナから生成されるＣＴデータのみに基づく場合、信頼できる作業に足る充分な安定性に欠けるサージカルテンプレートが生じる。しかし、コーンビームスキャンからのデータは、インプラントの位置決めを計画するのに充分である。

歯科用印象の３Ｄスキャナからのデータを、限定領域のＣＴスキャン、例えば低線量ＣＴスキャナと組み合わせて使用することにより、今や、充分に正確かつ安定し、信頼できる結果をもたらすサージカルテンプレートを提供することが達成可能である。歯科インプラントの位置および向き付けの術前計画は、図１２および図１３に示すように、限定領域のＣＴスキャンからのデータに基づくことができる。ＣＴスキャンから導出される第１データは、顎骨の位置および密度、回避すべき神経チャネルの延び等のような、この目的のために充分な情報を提供する。さらに、歯科用印象の高精度スキャンは、ＣＴスキャナによってスキャンされた限定領域の範囲を超えて広がる口腔内領域に取り付けることのできるサージカルテンプレートを製作するための充分な第２データを提供する。これは以前には不可能であった。２つのデータセットは、上述の通り、相互に整合される。さらに詳しくは、図１２は、下顎１２１０および歯科用印象１２２０のレンダリングによるコンピュータ可視化を前方から示す略図である。下顎１２１０と歯科用印象１２２０との間の空間は、ここに図示されない軟組織である。図１３は、上顎１３１０および歯科用印象１３２０のレンダリングによるコンピュータ可視化を前方から示す略図である。レンダリングによる可視化は、低線量コーンビームＣＴスキャナから得られるような、１２１０または１３１０にそれぞれ示す限定された顎領域の整合されたＣＴデータ、および１２２０または１３２０にそれぞれ示す歯列弓全体の歯科用印象をスキャンすることから導出される、高精度３Ｄスキャナによって提供されるデータから導出される。

光学３Ｄスキャナのような歯科用印象をスキャンするための３Ｄスキャナと組み合わせて、種々のＣＴスキャナを使用することができる。幾つかの市販されているＣＴスキャナとして例えばＰｌａｎｍｅｃａ Ｐｒｏｍａｘ ３Ｄ、Ｎｅｗｔｏｎ ９０００および３Ｇ、Ｉ‐ＣＡＴ、Ａｃｃｕｉｔｏｍｏ Ｍｏｒｉｔａがある。歯列弓全体の３Ｄスキャンからのデータは、歯列弓の非完全ＣＴスキャンを補償する。サージカルテンプレートを確実に製作することができるために充分なデータが歯科用印象の３Ｄスキャンから得られる限り、歯科修復物が設置される領域の近傍の顎の骨構造をＣＴスキャンすれば、外科手術計画にとって充分であることが立証された。

さらに、１実施形態では、従来の２Ｄ歯科用Ｘ線を高解像度印象スキャンからのデータと整合させることができる。例えば患者の歯列の１セグメントを示す口腔内Ｘ線画像を、高解像度印象スキャンからのデータと整合させることができる。２つのデータ源からの整合入力データは、種々の歯科修復処置にとって充分である。高解像度印象スキャンからのデータの正確な位置は、咬合線を用いることによって、口腔内Ｘ線画像と充分正確に整合させることができる。これは、口腔内画像と高精度３Ｄスキャンデータとの整合を示す図１４から図１８に示される。図１４は、３Ｄスキャンから導出された可視化された歯科用印象１４１０の咬合線１４２０を示す。２次元（２Ｄ）輪郭は例えば歯の輪郭を辿ってＸ線データから生成される。歯科用印象からの３Ｄデータの２Ｄセクションが作られる。次いで印象データの２Ｄセクションで２Ｄ輪郭が探索される。Ｘ線データセットおよび３Ｄデータセットの当該セクションの両方で２Ｄ輪郭を識別することによって、整合が行なわれる。２Ｄ Ｘ線はしばしば歯の中心線に沿って撮影されるので、２Ｄセクションは歯列弓に沿って印象の中央に作られることが好ましい。

図１５は、３Ｄスキャンから可視化された歯科用印象１４１０に整合された口腔内画像１５１０を３Ｄで示す。図１６は口腔内画像を２Ｄで示す。図１７は、口腔内画像１５１０を使用する歯科インプラント１７１０の術前計画の略図である。図１８は、整合された口腔内画像１５１０および可視化されたスキャン歯科用印象１４１０によるインプラント配置計画のみならず、計画されたインプラント１７１０をも示す略図である。図１８はその後に続く歯科修復処置の術前計画を示す。インプラント、サージカルテンプレート等の製作は、上述の通り、前記整合に基づいて行われる。

２Ｄ Ｘ線データとスキャンされた印象からの３Ｄデータとを整合させる別の例を図２０に掲げ、図１４から図１８に関連して示した方法をさらに明瞭にする。抜けた歯を有する歯列弓の歯空隙２００５が存在する場合、歯科修復物を配置することが望ましい。この目的のために、２Ｄ Ｘ線データが生成され、歯科用印象の３Ｄスキャンデータが生成され、２Ｄデータおよび３Ｄデータが整合される。整合データは、歯科修復処置の計画、例えば適切なインプラントおよび歯科修復物の位置の計画のためだけでなく、計画からのデータを適切な歯科修復物の製作のために提供するためにも使用することができる。さらに詳しくは、図２０Ａに示すように、歯列弓２０００の歯空隙２００５におけるＸ線画像２０３０が撮影される。参照符号２０２０でＸ線感光膜板が示される。膜板は、患者の口内に便利に挿入するために担持体２０１０によって保持される。代替的に、Ｘ線画像を登録するためにデジタルＸ線受像装置を使用することができる。空隙２００５は、Ｘ線画像２０３０で下顎の歯列弓の２本の隣在歯の間に明瞭に識別可能である。歯科用印象トレー２０４０は、歯列弓２０００の歯科用印象を採得するために使用される。歯列弓２０００の３Ｄデータは、採得された歯科用印象の３Ｄスキャンによって得られる。３Ｄデータに基づく可視化２０６０は、図２０Ｂの右側に示される。また、ここで歯空隙２００５も明瞭に識別可能である。歯列弓２０００の中心線２０５０も図２０Ｂに示される。Ｘ線画像は、歯と平行な面に対して垂直かつ中心線２０５０に対して垂直な方向に撮影することが好ましい。２Ｄ Ｘ線データはここで３Ｄデータと整合され、それを図２０Ｃに示す。２Ｄ Ｘ線データは例えば輪郭整合によって３Ｄデータと整合される。例えば３Ｄデータ歯列弓のカットの輪郭は２Ｄカットプレーンをもたらす。２Ｄ Ｘ線画像はこのカットプレーンと同じ面内で撮影することができる。したがって、例えば歯空隙２００５の２本の隣在歯の輪郭は、カットプレーンのＸ線画像に整合させることができる。歯空隙２００５および整合された隣在歯のみならず、歯空隙２００５の部位における下顎の顎骨組織もまた、図２０Ｃで識別可能である。この整合データに基づいて、上述の通り計画策定を実行することができる。おそらく、計画策定を容易化するために、希望するならば、他のＸ線画像には図示するより多くの顎骨を示すことができる。

ＣＴスキャン、Ｘ線画像、および高解像度３Ｄスキャナのような異なる入力源からのデータを整合させることによって、患者が暴露する放射線量を低減させることができると考えられる。例えばＣＴスキャナチューブは、ＣＴスキャンの解像度が低下し、かつＣＴスキャンの信号対雑音比が高くなるが、より少ない放射線作用で使用することができる。患者が暴露する放射線量は低下する。術前計画のための充分なデータがＣＴスキャンによってもたらされる限り、信頼できる術前計画が、信頼できる計画および製作に必要な患者線量を低減して得られたＣＴデータまたはＸ線データから可能になる。例えば、顎構造および最終的に残存歯列ならびに基準マーカがＣＴデータで充分に識別可能である場合、信頼できる治療を提供することができる。ＣＴデータまたはＸ線データに基づいて、例えば歯科インプラントの仮想配置を含め、術前計画を提供することができる。サージカルテンプレートは、限定領域のＣＴデータまたはＸ線データと整合された、例えば口腔内解剖学的形態全体を表わす３Ｄスキャンデータから製作することができる。したがってサージカルテンプレートは、仮想計画に従って歯科インプラントを患者に確実に挿入することを達成する。

術前計画の場合、インプラントを配置するときの角度、深さ等を計画するために、Ｘ線データを使用することができる。３Ｄスキャンデータは、サージカルテンプレートに対するインプラントの方向の３次元計画のために使用することができる。要するに、データは高精度サージカルテンプレートを製作するのに充分である。

このようにして患者線量に対する解像度の有利な比率が達成可能である。歯科修復物の術前計画を可能にするために頭蓋顔面構造を認識するためのデータを充分によく提供する第１入力データ源を頭蓋顔面構造に対して選択または使用することによって、患者線量はかなり低下される。上述の通り、顎骨構造、神経チャネルのデータのみならず、例えば頬骨インプラントに必要な他の関連骨構造のデータも、信頼できる術前計画を可能にするために充分に提供しなければならない。しかし、線量を増加させた高解像度ＣＴスキャンはもはや必要無い。特定の実施形態は、術前計画および／または製作のためのＣＴデータの必要性を完全に排除しさえする。例えばＣＴスキャンに代って、かなり低減された患者線量で術前計画に充分なデータを提供する口腔内Ｘ線を使用することができる。

別の実施形態では、顎骨構造のための３Ｄデータは、患者の口腔内の解剖学的形態の測定のみならず、口腔内軟組織の測定にも基づいて取得されるので、顎骨構造のための３Ｄデータはこれらの測定から推断される。さらに詳しくは、患者の口腔内の解剖学的形態の石膏模型は歯科用印象から作られる。マッピングガイドを作成するために、真空プレステンプレートが上顎または下顎の石膏模型に押し付けられる。マッピングガイドには一連の穴、例えば３つの頬側穴、３つの舌／口蓋骨穴、および歯科修復物が計画される部位の稜の上の１つの穴が開けられる。次いで、患者の口内にマッピングガイドが配置され、マッピングガイドの穴を介して軟組織に穿孔するためにプローブが使用される。その後、マッピングガイドは患者の口から取り除かれる。例えば目盛および歯内治療ディスク付きプローブを軟組織の穿孔内に挿入することによって、軟組織の厚さが測定される。さらに、残存歯間の１本または複数の抜けた歯の部位の距離が測定され、歯列弓に沿った長手方向の顎骨の尺度がもたらされる。軟組織の厚さが測定された部位の顎骨の幅が、これらの部位の位置で口腔内の解剖学的形態の全幅を測定することによって、決定される。これは、口腔内測定によって、またはこれらの部位の位置でマッピングガイドの内部断面を測定することによって行われる。軟組織の厚さを全断面尺度から減算することによって、穿孔部位の顎骨の厚さが決定される。顎骨のトポグラフィを表わす３Ｄデータは、複数の測定点によって決定される。例えばマッピングガイドの穴の位置を３Ｄデータの対応する位置と整合させることによって、口腔内解剖学的形態の３Ｄデータと整合させることのできる顎骨の仮想モデルを提供するために、３ＤデータをＣＡＤシステムに入力することができる。このタイプの測定データは、さらに２Ｄ Ｘ線データおよび３Ｄデータを整合させるために供給することができる。改善された計画策定のために３Ｄ顎骨トポグラフィに関する情報を使用することができるので、計画策定は容易化される。

代替的に、マッピングガイドおよびそこにある穴のトポグラフィを決定するために、マッピングガイドの３Ｄ表面スキャンを使用することができる。したがって、歯科用印象からの３Ｄデータとの整合のために、マッピングガイドの３Ｄデータが利用可能である。

さらに別の実施形態では、口腔内の解剖学的形態の３Ｄデータは、患者の口腔内解剖学的形態の石膏の模型のスキャンに基づいて取得される。模型は、患者から採得された印象に次いで石膏を充填することから製作される。このようにして、口腔内の解剖学的形態の陽型石膏モデルがもたらされる。石膏モデルは、光学３Ｄスキャナまたは例えばＰｒｏｃｅｒａ Ｆｏｒｔｅ（登録商標）表面プローブスキャナのような３Ｄスキャナによりスキャンされる。石膏モデルの３Ｄスキャンにより、患者の口腔内解剖学的形態の高解像度３Ｄデータがもたらされる。３Ｄスキャンは、各顎の模型に対して別々に行なうことができる。こうしてもたらされた患者モデルの３Ｄデータは、例えば高精度の歯科修復物の製作に使用することができる。３Ｄデータは、頭蓋顔面解剖学的形態のデータ、例えば顎骨、その中の神経チャネル等のトポグラフィと整合させたときに、医療用ワークステーションで歯科修復処置を計画するために使用することができる。

頭蓋顔面解剖学的形態の少なくとも一部分のデータは、患者の頭蓋顔面解剖学的形態をＣＴスキャンすることから得ることができる。このようにして、上述の通り、ＣＴデータが得られる。ＣＴデータは、石膏モデルの３Ｄスキャンから得られた３Ｄデータと整合させることができる。

適切な整合技術として表面整合または輪郭整合が挙げられる。表面はＣＴデータおよび３Ｄデータの両方で識別することができる。例えば患者に残存歯があり、無歯ではない場合、歯の多数の表面を適切なアルゴリズムによって識別することができる。ＣＴデータは口腔内解剖学的形態の表面モデルに変換することができる。データセットの整合のために、対応する表面を３ＤデータおよびＣＴデータで識別することができる。代替的に、または組み合わせて、ＣＴデータおよび３Ｄデータの両方で輪郭を識別することができる。ＣＴデータおよび３Ｄデータは次いで、両方のデータセット内の識別された輪郭を使用することによって、整合させることができる。

上述のＣＴデータに代って、データは従来の２Ｄ Ｘ線のような他のＸ線撮像源から提供することができる。図２０に関連して上述した実施形態と同様に、例えば口腔内Ｘ線が行われる。２Ｄ Ｘ線データおよび石膏モデルの３Ｄスキャンから得られた３Ｄデータの整合は、輪郭整合によって行なうことができる。例えば２次元（２Ｄ）輪郭は、例えば歯の輪郭を辿ってＸ線データから生成される。石膏モデルからの３Ｄデータの２Ｄセクションが作られる。次いで、石膏モデルの３Ｄデータの２Ｄセクションで２Ｄ輪郭が探索される。整合は、Ｘ線データセットおよび３Ｄデータセットのセクションの両方で２Ｄ輪郭を識別することによって行なわれる。

代替的に、整合は基準マーカに基づくことができる。基準マーカは例えば患者の口腔内の解剖学的形態の解剖的構造体に適切に取り付けられる。例えば基準マーカは、例えば適切な接着性物質を用いて患者のおそらく残存歯に取り付けることができる。口腔内解剖学的形態の印象を採得する際に、基準マーカはそれに応じて印象をも形作る。石膏モデルを設けるために印象から模型を作成するときに、基準マーカの形状は石膏モデルに受け渡される。このようにして、石膏モデルを３Ｄスキャンすると、患者の口腔内の解剖学的形態における基準マーカを識別するためのデータがもたらされる。基準マーカは識別のために適切な形状、例えば半球状ビードの形状を有する。口腔内の解剖学的形態の３Ｄデータセットにおける基準マーカの位置は、これらの基準マーカの形状を見つけることによって得られる。基準マーカは例えば患者の歯に取り付けられたブレースの形で設けることもでき、あるいは基準マーカは既存のブレースに適切に取り付けられる。こうして頭蓋顔面データと整合することのできる基準マーカの位置データが提供される。頭蓋顔面データは例えば、基準マーカが歯科用印象を採得する場合と同じ位置にある状態でＣＴスキャンすることによって得られる。放射線不透過性基準マーカはＣＴデータセットで識別され、その位置を提供する。３ＤデータセットとＣＴデータセットとの整合は、基準マーカの識別された位置によって行なわれる。

別の実施形態では、石膏モデルから得られた口腔内の解剖学的形態の３Ｄデータを、患者の口腔内の解剖学的形態の測定および口腔内軟組織の測定に基づいて取得した顎骨構造の３Ｄデータと整合させることができる。この場合、顎骨構造の３Ｄデータは、上で詳述した通り、これらの測定から推断される。患者の口腔内の解剖学的形態の石膏モデルは歯科用印象から作られる。石膏モデルは、患者の口腔内解剖学的形態の３Ｄスキャンのためだけでなく、マッピングガイドを作成するためにも使用される。マッピングガイドを作成するために、真空プレステンプレートが上顎または下顎の石膏模型に押し付けられる。マッピングガイドは患者の口内に配置され、マッピングガイドの穴を通して軟組織に穿孔するためにプローブが使用され、顎骨構造および軟組織の３Ｄデータのために測定データが提供される。しかし、プローブによるマッピングからの３Ｄデータは高解像度を持たない。したがって、石膏モデルを次のように使用することができる。歯科修復物の部位における軟組織に対応するトポグラフィは少なくとも部分的に、例えば研磨によって石膏モデルから除去される。このようにして顎骨構造の石膏モデルはむきだしになる。顎骨石膏構造は次いで、顎骨構造の第１データサブセットを提供するために３Ｄスキャンされる。顎骨構造のこの第１データサブセットは、口腔内の解剖学的形態または頭蓋顔面の解剖学的形態の他のデータサブセットと整合するための基礎を提供する。次いで、軟組織のトポグラフィが歯肉レプリカ材によって顎骨石膏モデルに復元される。軟組織のトポグラフィを作成するためのデータは、プローブを用いたマッピングから得られる。復元された軟組織を持つ石膏モデルは次いで３Ｄスキャンされ、軟組織を持つ口腔内の解剖学的形態のための第２データサブセットを提供する。３Ｄスキャンは、第１データサブセットを生成する場合と同じ石膏モデルの位置で行なわれる。２つのデータサブセットは整合され、３Ｄの口腔内の解剖学的形態および顎骨構造のための複合データセットを提供する。さらに、歯科修復物は、レプリカ歯肉が取り付けられた石膏モデルに取り付けられる。この構成の第３データサブセットを得るために、顎骨構造、軟組織、および歯科修復物を持つモデルを３Ｄスキャンすることができる。３Ｄスキャンは再び石膏モデルの同じ位置で行なわれる。したがって、第１、第２、および第３データサブセットを整合させて、整合３Ｄデータセットを形成することができる。整合３Ｄデータセットは、外科処置を計画するため、かつ歯科修復物および／または外科処置関連製品を製作するためのデータを提供するために、独立して使用することができる。柔軟性を高めるために、整合３ＤデータセットはさらにＣＴスキャン、Ｘ線等によって得られたデータと整合させることができる。

歯科修復物は患者の残存する口腔内構造物内によく適合することが要求されるので、残存する口腔内構造物の入力データを提供するために、高解像度を有する第２データ入力源、例えば高解像度３Ｄスキャン装置が使用される。口腔内構造物のための高解像度３Ｄデータは、歯科用印象の３Ｄスキャンから提供される。

第１入力データ源および第２データ源からのデータを整合させるために、歯科修復物または術前計画関連製品の製作に高精度が必要な領域、すなわち歯列の領域に、高解像度が提供される。高精度３Ｄデータは、サージカルテンプレート、歯科修復物、およびそれらに関連する製品の正確かつ信頼できる製作をもたらす。依然として、第１入力データ源からの入力データは、信頼できる外科手術計画に備えるために充分な情報を提供する。

本明細書で使用する場合、単数形態「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、そうでないことが明確に示されていない限り、複数形態をも包含する。さらに、本明細書で使用する場合、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ／ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、記載した特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／またはコンポーネントの存在を明記するが、１つまたはそれ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネント、および／またはそれらの群の存在または追加を排除するものではないことが理解されるであろう。ある要素が、他の要素に「結合される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」または「連結される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」と示される場合、それは他の要素に直接的に結合または連結されることができ、あるいは、介在要素が存在することができることは理解されるであろう。さらに、本明細書で使用される場合、「結合される」または「連結される」は、ワイヤレスで結合または連結されることも包含することができる。本明細書で使用する場合、用語「および／または」は、関連する列挙された項目の１つまたはそれ以上の組合せのいずれかおよび全てを包含する。

当業者には理解される通り、本発明は装置、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現することができる。したがって本発明は、完全なハードウェア実施形態、ソフトウェア実施形態、またはソフトウェア態様およびハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形を取ることができる。

さらに本発明は、媒体に埋め込まれたコンピュータ使用可能プログラムコードを有する、コンピュータ使用可能記憶媒体上のコンピュータプログラム製品の形を取ることができる。ハードディスク、ＣＤ‐ＲＯＭ、光学記憶装置、インターネットもしくはイントラネットをサポートするような伝送媒体、または磁気記憶装置をはじめ、いずれかの適切なコンピュータ可読媒体を利用することができる。

本発明の実施形態を本書では、フローチャートおよび／またはブロック図を参照しながら説明している。図示したブロックの一部または全部をコンピュータプログラム命令によって実現することができることは理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータのプロセッサ、または他のプログラマブルデータ処理装置に提供され、コンピュータのプロセッサまたは他のプログラマブルデータ処理装置を介して実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の単一または複数のブロックに指定された機能／活動を実現するための手段を形成するように、機械を製作することができる。

これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読メモリに格納された命令がフローチャートおよび／またはブロック図の単一または複数のブロックに指定された機能／活動を実現する命令手段を含む製品を製作するように、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置に特定の仕方で機能するように支持することのできるコンピュータ可読メモリに格納することもできる。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラマブル装置で実行された命令がフローチャートおよび／またはブロック図の単一または複数のブロックに指定された機能／活動を実現するためのステップをもたらすように、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置にロードして、一連の動作ステップをコンピュータまたは他のプログラマブル装置で実行させて、コンピュータ実現プロセスを生じさせることもできる。

図において示された機能／活動が、操作上の実例において示された順と異なって行なわれることができることは理解されるべきである。例えば、連続して示される２つのブロックは、含まれる機能／活動に依存して、実際は、実質的に同時に実行されることができるか、または２つのブロックはしばしば逆の順で実行されることができる。図のうちのいくつかは、伝達の主たる方向を示すために伝達経路上に矢印を含むが、伝達が描かれた矢印と反対の方向にも起こりうることは理解されるべきである。

本発明を特定の実施形態に関連して上述した。しかし、上記以外の実施形態も本発明の精神および範囲内で同等に可能である。ハードウェアまたはソフトウェアによって当該方法を実行する、上記とは異なる方法ステップを、本発明の精神および範囲内で提供することができる。本発明の異なる特徴およびステップを、記載したものとは異なる組合せで組み合わせることができる。本発明の範囲は、付属の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (17)

1. 患者の歯科修復処置を計画し、かつ歯科修復物および歯科修復処置関連製品の少なくとも１つを製作するために有用な方法であって、前記方法は、
   整合ユニットが、第１データ入力源からの患者の頭蓋顔面領域の第１データを、前記第１データ入力源とは異なる第２データ入力源からの患者の口腔内の解剖学的形態の第２データと整合して、前記計画および製作のための整合データを形成するステップを含み、
   前記整合データにおける前記第１データの少なくとも一部は前記計画のために提供され、かつ前記整合データにおける前記第２データの少なくとも一部は前記製作のために提供され、前記第１データは、前記計画を可能にするために充分な第１解像度を有し、前記第２データは、前記製作を可能にするために充分な第２解像度を有し、前記第１解像度は、前記第２解像度より低く、前記第１データ入力源は、口腔内Ｘ線撮像装置である、方法。
2. 前記第１解像度は、前記第２解像度より実質的に低い、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１データが、前記歯科修復処置のための部位の顎骨組織に関するものである、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第２データを３Ｄスキャナから得るステップを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記第２データは、患者の口腔内の解剖学的形態から採得した歯科用印象をスキャンする前記３Ｄスキャナから得られたデータに基づいて生成される、請求項４に記載の方法。
6. 前記整合は、患者の口腔内の解剖学的形態の印象を採得するために使用される歯科用印象トレーの基準マーカに基づく、請求項５に記載の方法。
7. 印象付きの前記歯科用印象トレーは、前記第１データを取得するときに患者の口腔内に挿入される、請求項６に記載の方法。
8. 前記歯科用印象は、前記第１データを取得する前に前記第２データを得るために３Ｄスキャンされる、請求項７に記載の方法。
9. 前記第２データが、少なくとも前記歯科修復処置のための部位の前記口腔内の解剖学的形態に関するものである、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
10. 前記計画は、前記歯科修復処置の術前計画を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
11. 前記計画は、前記第１データに基づく歯科インプラントの仮想配置を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記製作は、前記歯科修復処置のときに歯科インプラントを設置するための、第２データに基づくサージカルテンプレートの製作を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記製作は、前記歯科修復処置のためのサージカルテンプレートの製作の制御を含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記製作は、歯科インプラント、アバットメント、コーピング、ブリッジ、インレー、アンレー、解剖学的アバットメント、解剖学的歯冠、または歯冠、の少なくとも１つの製作を含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
15. 患者の歯科修復処置を計画し、かつ歯科修復物および歯科修復処置関連製品の少なくとも１つを製作するために有用なコンピュータプログラム（１９４０）であって、前記コンピュータプログラムは、
    整合ユニットに、第１データ入力源からの患者の頭蓋顔面領域の第１データを、前記第１データ入力源とは異なる第２データ入力源からの患者の口腔内の解剖学的形態の第２データと整合させて、前記計画および製作のための整合データを形成させる機能を実現させるためのものであり、
    前記整合データにおける前記第１データの少なくとも一部は前記計画のために提供され、かつ前記整合データにおける前記第２データの少なくとも一部は前記製作のために提供され、前記第１データは、前記計画を可能にするために充分な第１解像度を有し、前記第２データは、前記製作を可能にするために充分な第２解像度を有し、前記第１解像度は、前記第２解像度より低く、前記第１データ入力源は、口腔内Ｘ線撮像装置である、コンピュータプログラム（１９４０）。
16. 請求項１５に記載のコンピュータプログラムを搭載して具現した、コンピュータ可読媒体（１９３０）。
17. 請求項１５に記載のコンピュータプログラム（１９４０）を実行することによって、請求項１に記載の方法を実行するための医療用ワークステーション（１９１０）。

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