特許 7065668 補助器具及び補助器具を用いた３次元画像データ作成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-28

(45)【発行日】2022-05-12

(54)【発明の名称】補助器具及び補助器具を用いた３次元画像データ作成方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/14 20060101AFI20220502BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20220502BHJP

   A61C 19/04 20060101ALI20220502BHJP

【ＦＩ】

A61B6/14 300

A61B6/03 F

A61B6/03 360G

A61B6/03 360J

A61C19/04 Z

A61B6/14 ZDM

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2018061271

(22)【出願日】2018-03-28

(65)【公開番号】P2019170608

(43)【公開日】2019-10-10

【審査請求日】2020-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】390011143

【氏名又は名称】株式会社松風

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100183265

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 剣一

(72)【発明者】

【氏名】高田 朝

(72)【発明者】

【氏名】近藤 良平

【審査官】伊知地 和之

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２０９１１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５２７２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５１４８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１３７３９８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００ － ６／１４

Ａ６１Ｃ １９／００ － １９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

口腔内を３次元計測した複数の３次元画像データを繋ぎ合わせて３次元口腔内画像データを作成するための位置合わせの基準として使用される歯科用の補助器具であって、
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するシート部と、
前記シート部の前記第１面から前記シート部の厚み方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する複数の識別部と、
を備え、
更に、
患者の口唇を広げて固定する口唇部と、
前記口唇部と連結部によって連結され、且つ、前記患者の口角を広げて固定する口角部と、
前記口角部に接続され、把持可能なハンドル部と、
を備え、
前記シート部は、前記口唇部及び／又は前記口角部に接続され、且つ前記口唇部及び／又は前記口角部から前記口腔内へ向かって延びる、補助器具。

【請求項2】

前記複数の識別部は、
前記シート部の前記第１面から前記第２面に向かう方向と反対方向に突出した凸部、
前記シート部の前記第１面から前記第２面に向かって窪んだ凹部、及び
前記シート部の前記第１面と前記第２面とを連通する孔、
のうち少なくとも１つの形状を有する、請求項１に記載の補助器具。

【請求項3】

前記複数の識別部のうち隣り合う識別部の形状は異なる、請求項１又は２に記載の補助器具。

【請求項4】

前記複数の識別部は、文字、数字、記号、絵、図形、紋章、模様、シンボル、及び形態のうち少なくとも１つの形状を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の補助器具。

【請求項5】

前記複数の識別部のそれぞれは、前記シート部の厚み方向における寸法が０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下で形成され、且つ前記シート部の厚み方向から見て長手方向及び短手方向における寸法が０．１０ｍｍ以上２０．００ｍｍ以下で形成される、請求項１～４のいずれか一項に記載の補助器具。

【請求項6】

生体安全性の認められた着色剤を含み、且つ、Ｘ線造影剤が添加された材料で形成される、請求項１～５のいずれか一項に記載の補助器具。

【請求項7】

前記シート部は、厚みが０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下、且つ前記シート部の厚み方向から見て長手方向及び短手方向における寸法が１．００ｍｍ以上２００．００ｍｍ以下の矩形形状を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の補助器具。

【請求項8】

前記シート部は、前記シート部の厚み方向から見て半円形状を有し、
前記シート部において円弧状の外縁部は、前記シート部の前記第１面から前記第２面に向かって屈曲している、請求項１～６のいずれか一項に記載の補助器具。

【請求項9】

前記シート部は、前記シート部の厚み方向から見てＵ字状に屈曲して形成され、且つ前記シート部を厚み方向に切断した断面において、前記シート部の前記第２面から前記第１面に向かう方向に窪む凹状の断面形状を有する、請求項８に記載の補助器具。

【請求項10】

更に、
上顎咬合床と、前記上顎咬合床と適合する下顎咬合床と、を具備し、
前記上顎咬合床は、
患者の上顎の口腔粘膜の形態に適合する第１プレート、及び前記第１プレートの端面から前記患者の上顎の口腔粘膜側に延びる、前記複数の識別部が形成された前記シート部を有する第１基礎床部と、
前記上顎の歯槽上に配置され、且つ前記第１基礎床部の前記第１プレートと接続される第１咬合堤部と、
を備え、
前記第１咬合堤部の端面には、前記複数の識別部が形成されており、
前記下顎咬合床は、
患者の下顎の口腔粘膜の形態に適合する第２プレート、及び前記第２プレートの端面から前記患者の下顎の口腔粘膜側に延びる、前記複数の識別部が形成された前記シート部を有する第２基礎床部と、
前記下顎の歯槽上に配置され、且つ前記第２基礎床部の前記第２プレートと接続される第２咬合堤部と、
を備え、
前記第２咬合堤部の端面には、前記複数の識別部が形成されている、
請求項１～７のいずれか一項に記載の補助器具。

【請求項11】

歯科用の補助器具を用いて、３次元口腔内の画像データを作成する３次元画像データ作成方法であって、
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するシート部と、前記シート部の前記第１面から前記シート部の厚み方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する複数の識別部と、を備え、更に、患者の口唇を広げて固定する口唇部と、前記口唇部と連結部によって連結され、且つ、前記患者の口角を広げて固定する口角部と、前記口角部に接続され、把持可能なハンドル部と、を備え、前記シート部は、前記口唇部及び／又は前記口角部に接続され、且つ前記口唇部及び／又は前記口角部から前記口腔内へ向かって延びる補助器具が配置されている口腔領域を、重複する部分を含みつつ３次元計測することによって、前記補助器具と口腔内の形状とが共に３次元計測された複数の３次元画像データを取得するステップ、
前記複数の３次元画像データのそれぞれにおいて、前記補助器具の前記複数の識別部の形状をそれぞれ識別するステップ、
前記複数の３次元画像データのうち前記重複する部分において、近似した形状を有する１つ又は複数の識別部を特定するステップ、
特定された前記１つ又は複数の識別部を位置合わせの基準として用い、前記複数の３次元画像データを位置合わせするステップ、
位置合わせした前記複数の３次元画像データを繋ぎ合わせることによって、３次元口腔内画像データを作成するステップ、
を含む、３次元画像データ作成方法。

【請求項12】

歯科用の補助器具を用いた３次元口腔領域断層撮影データと３次元口腔内画像データとの位置合わせ方法であって、
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するシート部と、前記シート部の前記第１面から前記シート部の厚み方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する複数の識別部と、を備え、更に、患者の口唇を広げて固定する口唇部と、前記口唇部と連結部によって連結され、且つ、前記患者の口角を広げて固定する口角部と、前記口角部に接続され、把持可能なハンドル部と、を備え、前記シート部は、前記口唇部及び／又は前記口角部に接続され、且つ前記口唇部及び／又は前記口角部から前記口腔内へ向かって延びる補助器具が配置されている口腔領域を、重複する部分を含みつつ３次元計測することによって、前記補助器具と口腔内の形状とが共に３次元計測された複数の３次元画像データを取得するステップ、
前記複数の３次元画像データのそれぞれにおいて、前記補助器具の前記複数の識別部の形状を識別するステップ、
前記複数の３次元画像データのうち前記重複する部分において、近似した形状を有する１つ又は複数の識別部を特定するステップ、
特定された前記１つ又は複数の識別部を位置合わせの基準として用い、前記複数の３次元画像データを位置合わせするステップ、
位置合わせした前記複数の３次元画像データを繋ぎ合わせることによって、３次元口腔内画像データを作成するステップ、
前記補助器具が配置されている前記口腔領域を、ＣＴスキャンすることによって、３次元口腔領域断層撮影データを取得するステップ、
前記３次元口腔内画像データ及び前記３次元口腔領域断層撮影データのそれぞれにおいて、前記１つ又は複数の識別部の寸法が既知の寸法となるように、前記３次元口腔内画像データ及び前記３次元口腔領域断層撮影データの寸法を補正するステップ、
前記補正した３次元口腔内画像データ及び３次元口腔領域断層撮影データを前記１つ又は複数の識別部に基づいて、位置合わせするステップ、
を含む、位置合わせ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、補助器具及び補助器具を用いた３次元画像データ作成方法に関する。特に、本発明は、口腔内を３次元計測するときに口腔内に配置され、３次元計測した複数の３次元画像データを繋ぎ合わせて３次元口腔内画像データを作成するための位置合わせの基準として使用される補助器具、及び補助器具を用いた３次元画像データ作成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

患者の口腔領域の３次元口腔領域断層撮影データと患者の歯列模型の外形データとから３次元断層撮影像を作成するためのマーカー、及びそのマーカーを用いた３次元断層撮影像の作成方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

特許文献１に記載の３次元断層撮影像の作成方法では、マーカーを患者の口腔領域に配置し、３次元口腔領域断層撮影データ及び歯列模型の３次元画像データを取得する。そして、特許文献１の３次元断層撮影像の作成方法では、マーカーの位置を基準として、３次元口腔領域断層撮影データと歯列模型の３次元画像データとを位置合わせすることによって、前記２つのデータの位置合わせが行われた３次元断層撮影像を作成している。

【0004】

また、近年では、口腔内を３次元計測した複数の３次元画像データを繋ぎ合わせて３次元口腔内画像データを作成する方法が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００９－２３３２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

口腔内を３次元計測した複数の３次元画像データを繋ぎ合わせて３次元口腔内画像データを作成する方法において、３次元口腔内画像データの正確度及び精度を向上させることが求められている。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するため、３次元画像データの正確度及び精度を向上させることが可能な補助器具、及び補助器具を用いた３次元画像データ作成方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る補助器具は、
口腔内を３次元計測した複数の３次元画像データを繋ぎ合わせて３次元口腔内画像データを作成するための位置合わせの基準として使用される歯科用の補助器具であって、
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するシート部と、
前記シート部の前記第１面から前記シート部の厚み方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する複数の識別部と、
を備える。

【0009】

本発明の一態様に係る補助器具を用いた３次元画像データ作成方法は、
歯科用の補助器具を用いて、３次元口腔内画像データを作成する３次元画像データ作成方法であって、
シート部と、前記シート部の前記第１面から前記シート部の厚み方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する複数の識別部と、を備える補助器具が配置されている口腔領域を、重複する部分を含みつつ３次元計測することによって、前記補助器具と口腔内の形状とが共に３次元計測された複数の３次元画像データを取得するステップ、
前記複数の３次元画像データのそれぞれにおいて、前記補助器具の前記複数の識別部の形状を識別するステップ、
前記複数の３次元画像データのうち前記重複する部分において、近似した形状を有する１つ又は複数の識別部を特定するステップ、
特定された前記１つ又は複数の識別部を位置合わせの基準として用い、前記複数の３次元画像データを位置合わせするステップ、
位置合わせした前記複数の３次元画像データを繋ぎ合わせることによって、３次元口腔内画像データを作成するステップ、
を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明の補助器具、及び補助器具を用いた３次元画像データ作成方法によれば、３次元口腔内画像データの正確度及び精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態１に係る補助器具の一例を示す概略図

【図2】本発明の実施の形態１に係る変形例の補助器具を示す概略図

【図3】本発明の実施の形態１に係る別の変形例の補助器具を示す概略図

【図4】紋章の一例を示す図

【図5】模様の一例を示す図

【図6】シンボルの一例を示す図

【図7】形態の一例を示す図

【図8】本発明の実施の形態１に係る補助器具の製造方法の一例のフローチャート

【図9】本発明の実施の形態１に係る補助器具の製造方法の別例のフローチャート

【図10】本発明の実施の形態１に係る補助器具を用いた３次元画像データ作成方法の一例のフローチャート

【図11A】３次元画像作成方法の例示的な工程の一部を示す図

【図11B】３次元画像作成方法の例示的な工程の一部を示す図

【図12】本発明の実施の形態１に係る補助器具を用いた３次元口腔領域断層撮影データと３次元口腔内画像データとの位置合わせ方法の一例のフローチャート

【図13】実施例１として、補助器具を用いた３次元画像データ作成方法によって作成した３次元画像データを示す図

【図14】比較例１として、補助器具を用いずに作成した３次元画像データを示す図

【図15】実施例１の３次元画像データの正確度評価を行うために測定した距離を示す図

【図16】本発明の実施の形態１に係る別の変形例の補助器具を示す斜視図

【図17】変形例の補助器具を患者の口に装着した状態の一例を示す図

【図18】変形例の補助器具を患者の口に装着した状態の別例を示す図

【図19】本発明の実施の形態１に係る補助器具の別の変形例を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0012】

（本発明に至った経緯）
歯科臨床において、歯科医療従事者らは、患者の口腔内形状の情報を得るため、患者の歯、粘膜及び支台歯等の模型を製作している。例えば、歯科医療従事者らは、アルジネート印象材又はシリコーン印象材で患者の歯、粘膜及び支台歯等の型を製作する（以下、「印象採得」と称する。）。次に、歯科医療従事者らは、製作した型に石膏を注入し、硬化させることによって、歯、粘膜及び支台歯等の模型を製作する。

【0013】

このような印象採得法においては、印象採得時に嘔吐反射、熱刺激及び開口したまま印象材の硬化を待つ等の苦痛が患者に生じること、印象材を介して歯科医療従事者へ感染症がうつるといった問題がある。

【0014】

これらの問題を解決するために、口腔内デジタル印象採得装置として、例えば、非接触式の光学式スキャナを用いて、患者の口腔内の３次元形状等の情報を取得することが求められている。なお、本明細書では、「口腔内デジタル印象採得装置」を「印象採得装置」と称する場合がある。

【0015】

加えて、印象採得装置によって得られた３次元画像データを利用して、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムで機械加工することによって補綴装置を製作することで、生産性の向上、品質の均一化及び治療期間の短縮を実現することが求められている。

【0016】

歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムとは、例えば、計測装置、設計装置、及び／又は加工装置を備え、補綴装置を機械加工により製作するものである。印象採得装置を利用した歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、１９８５年から欧米で臨床応用されている。

【0017】

しかしながら、印象採得装置を利用した歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、印象採得装置の３次元計測精度、加工機の加工精度の観点、及び加工装置で加工可能な歯科材料が少ない等の理由から、インレー及び／又はクラウンなどの１歯分の補綴治療に用いられるのみである。

【0018】

印象採得装置は、ＬＥＤ光又はレーザー光を照射しながら口腔内を３次元計測し、歯の表面で反射した光をスキャナで検出し、専用のソフトウェアにより連続した３次元画像データを作成する装置である。

【0019】

印象採得装置による３次元形状の計測方法は、共焦点法、アクティブ三角測量法、光干渉断層法、アクティブ波形サンプリング法、モアレ断層撮影法、立体鏡とライン投影の併用法、ステレオ撮影と構造化光投影の併用法などが採用されている。

【0020】

印象採得装置の属性として、ヒトの口腔内に入るほど３次元計測可能な領域が小さく、ワンショットで３次元計測可能な範囲が制限される。このため、印象採得装置は、複数の３次元画像データを連続して取得し、複数の３次元画像データを繋ぎ合わせることによって連続した３次元画像データを作成している。具体的には、印象採得装置は、３次元計測した複数の３次元画像データを専用のソフトウェアにより繋ぎ合わせている。例えば、印象採得装置は、専用のソフトウェアによって、複数の３次元画像データにおいてそれぞれの３次元形状が近似している部分を検出する。印象採得装置は、検出した近似する部分を位置合わせの基準として利用し、複数の３次元画像データを繋ぎ合わせることにより３次元画像データを作成している。この場合、印象採得装置は、複数の３次元画像データにおいて３次元形状が近似している部分の検出に誤りが生じることがある。このため、複数の３次元画像データを正確に位置合わせして繋ぎ合わせることができないという問題がある。

【0021】

近年、コンピュータの３次元画像処理能力の向上と３次元計測経路の最適化により、歯科臨床において歯列弓の連続３次元画像を、データを破綻させずに繋ぎ合わせることが可能となっている。しかしながら、ワンショット２５.００ｍｍ^２以上６２５．００ｍｍ^２以下の３次元計測範囲内で３次元計測した複数の３次元画像データにおいて、３次元形状が近似している部分の検出の正確度及び精度を向上させることは困難である。このため、検出した近似する３次元形状の部分を位置合わせの基準として用いたとしても、複数の３次元画像データを正確且つ精度良く位置合わせし、繋ぎ合わせることは困難である。例えば、近似した３次元形状を有する無歯顎、孤立歯支台歯、ブリッジ支台歯、前歯部支台歯、顔面欠損部等を３次元計測した複数の３次元画像データを、精度良く位置合わせして繋ぎ合わせることが難しい。このため、補綴装置の製作精度の観点から、印象採得装置の適用症例は、クラウン又はインレー等の３次元計測範囲が小さいものに限られているのが現状である。

【0022】

今後、口腔領域、インプラントスキャンボディ及び顔面等の３次元画像データを正確且つ精度良く取得することが可能になれば、印象採得装置が構成要素の１つである歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの適用症例が広がることが期待されている。印象採得装置を用いた歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの適用症例が広がれば、手作業による補綴装置製作から歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを利用した補綴装置製作への移行が進む。これにより、補綴装置製作において、作業効率化及び品質の均一化が実現され、歯科疾患患者の治療期間の短縮、歯科医療従事者の作業負担の軽減に寄与することが可能となる。

【0023】

加えて、歯科医療技術の高度化及びデジタル化に伴い、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）／ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）で得られた患者固有の神経の走行、歯槽骨の厚み及び顎関節等の３次元口腔領域断層撮影データ及びＣＴ、技工用デスクトップスキャナーにより得られた口腔領域模型の３次元画像データ、デジタル印象採得等で得られた患者の口腔領域３次元画像データを正確に位置合わせすることが求められる。また、３次元口腔領域断層撮影データの寸法を簡便に正確な大きさへ修正することが求められる。更に、バーチャルリアリティでの各種治療シミュレーションに応用するだけでなく、前記３次元口腔領域断層撮影データと口腔領域３次元データを正確に位置合わせしたデータを利用して実際の補綴装置又はサージカルガイド等の製作に応用することも求められる。

【0024】

そこで、本発明者らは、以下の発明に至った。

【0025】

本発明の一態様に係る補助器具は、
口腔内を３次元計測した複数の３次元画像データを繋ぎ合わせて３次元口腔内画像データを作成するための位置合わせの基準として使用される歯科用の補助器具であって、
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するシート部と、
前記シート部の前記第１面から前記シート部の厚み方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する複数の識別部と、
を備える。

【0026】

前記補助器具において、前記複数の識別部は、
前記シート部の前記第１面から前記第２面に向かう方向と反対方向に突出した凸部、
前記シート部の前記第１面から前記第２面に向かって窪んだ凹部、及び
前記シート部の前記第１面と前記第２面とを連通する孔、
のうち少なくとも１つの形状を有していてもよい。

【0027】

前記補助器具において、前記複数の識別部のうち隣り合う識別部の形状は、異なっていてもよい。

【0028】

前記補助器具において、前記複数の識別部は、文字、数字、記号、絵、図形、紋章、模様、シンボル、及び形態のうち少なくとも１つの形状を有していてもよい。

【0029】

前記補助器具において、前記複数の識別部のそれぞれは、前記シート部の厚み方向における寸法が０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下で形成され、且つ前記シート部の厚み方向から見て長手方向及び短手方向における寸法が０．１０ｍｍ以上２０．００ｍｍ以下で形成されていてもよい。

【0030】

前記補助器具においては、生体安全性の認められた着色剤を含み、且つ、Ｘ線造影剤が添加された材料で形成されていてもよい。

【0031】

前記補助器具において、前記シート部は、厚みが０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下、且つ前記シート部の厚み方向から見て長手方向及び短手方向における寸法が１．００ｍｍ以上２００．００ｍｍ以下の矩形形状を有していてもよい。

【0032】

前記補助器具において、前記シート部は、前記シート部の厚み方向から見て半円形状を有し、
前記シート部において円弧状の外縁部は、前記シート部の前記第１面から前記第２面に向かって屈曲していてもよい。

【0033】

前記補助器具において、前記シート部の厚み方向から見てＵ字状に屈曲して形成され、且つ前記シート部を厚み方向に切断した断面において、前記シート部の前記第２面から前記第１面に向かう方向に窪む凹状の断面形状を有していてもよい。

【0034】

前記補助器具においては、患者の口唇を広げて固定する口唇部と、
前記口唇部と連結部によって連結され、且つ、前記患者の口角を広げて固定する口角部と、
前記口角部に接続され、把持可能なハンドル部と、
を備え、
前記シート部は、前記口唇部及び／又は前記口角部に接続され、且つ前記口唇部及び／又は前記口角部から前記口腔内へ向かって延びていてもよい。

【0035】

前記補助器具においては、上顎咬合床と、前記上顎咬合床と適合する下顎咬合床と、を具備し、
前記上顎咬合床は、
患者の上顎の口腔粘膜の形態に適合する第１プレート、及び前記第１プレートの端面から前記患者の上顎の口腔粘膜側に延びる、前記複数の識別部が形成された前記シート部を有する第１基礎床部と、
前記上顎の歯槽上に配置され、且つ前記第１基礎床部の前記第１プレートと接続される第１咬合堤部と、
を備え、
前記第１咬合堤部の端面には、前記複数の識別部が形成されており、
前記下顎咬合床は、
患者の下顎の口腔粘膜の形態に適合する第２プレート、及び前記第２プレートの端面から前記患者の下顎の口腔粘膜側に延びる、前記複数の識別部が形成された前記シート部を有する第２基礎床部と、
前記下顎の歯槽上に配置され、且つ前記第２基礎床部の前記第２プレートと接続される第２咬合堤部と、
を備え、
前記第２咬合堤部の端面には、前記複数の識別部が形成されていてもよい。

【0036】

本発明の一態様の３次元画像データ作成方法は、
歯科用の補助器具を用いて、３次元口腔内画像データを作成する３次元画像データ作成方法であって、
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するシート部と、前記シート部の前記第１面から前記シート部の厚み方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する複数の識別部と、を備える補助器具が配置されている口腔領域を、重複する部分を含みつつ３次元計測することによって、前記補助器具と口腔内の形状とが共に３次元計測された複数の３次元画像データを取得するステップ、
前記複数の３次元画像データのそれぞれにおいて、前記補助器具の前記複数の識別部の形状をそれぞれ識別するステップ、
前記複数の３次元画像データのうち前記重複する部分において、近似した形状を有する１つ又は複数の識別部を特定するステップ、
特定された前記１つ又は複数の識別部を位置合わせの基準として用い、前記複数の３次元画像データを位置合わせするステップ、
位置合わせした前記複数の３次元画像データを繋ぎ合わせることによって、３次元口腔内画像データを作成するステップ、
を含む。

【0037】

本発明の一態様の位置合わせ方法は、
歯科用の補助器具を用いた３次元口腔領域断層撮影データと３次元口腔内画像データとの位置合わせ方法であって、
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するシート部と、前記シート部の前記第１面から前記シート部の厚み方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する複数の識別部と、を備える補助器具が配置されている口腔領域を、重複する部分を含みつつ３次元計測することによって、前記補助器具と口腔内の形状とが共に３次元計測された複数の３次元画像データを取得するステップ、
前記複数の３次元画像データのそれぞれにおいて、前記補助器具の前記複数の識別部の形状を識別するステップ、
前記複数の３次元画像データのうち前記重複する部分において、近似した形状を有する１つ又は複数の識別部を特定するステップ、
特定された前記１つ又は複数の識別部を位置合わせの基準として用い、前記複数の３次元画像データを位置合わせするステップ、
位置合わせした前記複数の３次元画像データを繋ぎ合わせることによって、３次元口腔内画像データを作成するステップ、
前記補助器具が配置されている前記口腔領域を、ＣＴスキャンすることによって、３次元口腔領域断層撮影データを取得するステップ、
前記３次元口腔内画像データ及び前記３次元口腔領域断層撮影データのそれぞれにおいて、１つ又は複数の識別部の寸法が既知の寸法となるように、前記３次元口腔内画像データ及び前記３次元口腔領域断層撮影データの寸法を補正するステップ、
前記補正した口腔内３次元画像データ及び３次元口腔領域断層撮影データを前記１つ又は複数の識別部に基づいて、位置合わせするステップ、
を含む。

【0038】

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。以下の全ての図において、同一又は相当部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0039】

（実施の形態１）
［補助器具］
補助器具は、口腔内を３次元計測した複数の３次元画像データを繋ぎ合わせることによって３次元口腔内画像データを作成するための基準として使用される歯科用の補助器具である。３次元口腔内画像データとは、患者の口腔内の３次元形状を表した画像データである。

【0040】

図１は、本発明の実施の形態１に係る補助器具１０の一例を示す概略図である。図１中のＸ、Ｙ及びＺ方向は、それぞれ、補助器具１０の横方向、縦方向及び厚み方向を示す。図１に示すように、補助器具１０は、シート部１１と、シート部１１に設けられた複数の識別部１２と、を備える。

【0041】

以下、補助器具１０の構成について詳細に説明する。

【0042】

＜シート部＞
シート部１１は、シート状の部材で形成されている。具体的には、シート部１１は、第１面と第１面に対向する第２面とを有する薄いシート状の部材で形成されており、厚み方向、即ちＺ方向から見て、矩形形状を有する。なお、実施の形態１では、第１面をシート部１１の上面とし、第２面をシート部１１の下面として説明するが、これに限定されない。第１面をシート部１１の下面、第２面をシート部１１の上面としてもよい。

【0043】

また、シート部１１は、弾性変形可能な材料で形成されている。このため、患者の口腔内の形状又は模型の形状に応じて、補助器具１０を変形させて口腔内に配置することができる。

【0044】

また、シート部１１は、生体安全性が認められた材料で形成されている。これにより、口腔内に配置しても人体に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。

【0045】

また、シート部１１は、Ｘ線造影剤が添加された材料で形成されている。これにより、口腔内をＣＴスキャンする場合においても、補助器具１０を３次元計測することができる。なお、補助器具１０において、Ｘ線造影剤は、必須の構成ではない。

【0046】

シート部１１は、患者の口腔内又は模型に配置することができるシート形状で形成されている。例えば、シート部１１は、三角形、矩形、菱形、円形、楕円形、又は半円などの形状であってもよい。

【0047】

実施の形態１では、一例として、シート部１１は、厚み方向から見て略正方形に形成されている。シート部１１は、例えば、厚みが０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。また、シート部１１は、厚み方向から見て長手方向及び短手方向における寸法が１．００ｍｍ以上２００．００ｍｍ以下である。本明細書において、長手方向はＸ方向を意味し、短手方向はＹ方向を意味する。

【0048】

なお、シート部１１の形状は、略正方形に限定されず、患者の口腔内の形状に対応した形状であってもよい。図２は、変形例の補助器具１０Ａの概略図である。図２に示すように、補助器具１０Ａにおいて、シート部１１ａの外縁部１３は、患者の歯肉領域を覆うように形成されている。歯肉領域とは、口腔粘膜の一部の領域であって、歯の歯根を囲む領域である。

【0049】

具体的には、シート部１１ａは、半円形状に形成されている。シート部１１ａの外縁部において湾曲している部分は、シート部１１の厚み方向に屈曲している。具体的には、シート部１１ａにおいて円弧状の外縁部１３は、シート部１１の第１面（上面）から第２面（下面）に向かって屈曲している。また、シート部１１ａの中央部１４は、第１面から第２面に向かう方向に窪んでいる。

【0050】

図３は、別の変形例の補助器具１０Ｂの概略図である。図３に示すように、補助器具１０Ｂにおいて、シート部１１ｂは、患者の歯肉を覆うように形成されている。具体的には、シート部１１ｂは、シート部１１ｂの厚み方向から見てＵ字状に屈曲して形成され、且つシート部１１ｂを厚み方向に切断した断面において、シート部１１ｂの厚み方向、即ち、第２面から第１面に向かう方向に窪む凹状の断面形状を有していてもよい。

【0051】

このように、患者の歯肉を覆うようにシート部１１ａ、１１ｂを形成することによって、口腔内に補助器具１０Ａ、１０Ｂを配置しやすくなる。

【0052】

＜複数の識別部＞
図１に戻って、複数の識別部１２は、シート部１１の第１面（上面）からシート部１１の厚み方向、即ちＺ方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する。

【0053】

「それぞれ識別可能な立体形状」とは、印象採得装置によって３次元計測された複数の３次元画像データに表された複数の立体形状が、制御装置によってそれぞれ識別可能であることを意味する。

【0054】

制御装置は、例えば、印象採得装置によって３次元計測された複数の３次元画像データを記憶し、複数の３次元画像データを繋ぎ合わせて３次元口腔内画像データを作成するコンピュータである。また、制御装置は、印象採得装置を制御する。制御装置は、印象採得装置に含まれていてもよいし、印象採得装置と別で構成されていてもよい。実施の形態１では、制御装置は、印象採得装置と別で構成される。

【0055】

制御装置は、１つ又は複数のプロセッサと、メモリと、を備える。

【0056】

１つ又は複数のプロセッサは、例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、又はコンピュータ実行可能命令の実行が可能なその他の処理ユニットである。プロセッサは、メモリに記憶された命令を実行可能である。

【0057】

メモリは、制御装置のデータを格納する。メモリは、例えば、コンピュータ記録媒体を含み、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又はその他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気記憶デバイス、あるいは所望の情報を格納するために用いることができ、制御装置がアクセスすることができる任意の媒体を含む。

【0058】

メモリは、印象採得装置によって３次元計測した複数の３次元画像データを記憶する。また、メモリは、補助器具１０に基づいて、口腔内を３次元計測した３次元複数の画像データを繋ぎ合わせて３次元口腔内画像データを作成する方法を実行するためのプログラムを記憶している。

【0059】

複数の識別部１２は、シート部１１の第１面（上面）から第２面（下面）に向かう方向と反対方向に突出した凸部、シート部１１の第１面から第２面に向かって窪んだ凹部、又はシート部１１の第１面と第２面とを連通する孔のうち少なくとも１つの形状を含む。あるいは、複数の識別部１２は、凸部、凹部、及び孔のうち少なくとも２つ以上の組み合わせであってもよい。

【0060】

図１～３に示す補助器具１０、１０Ａ、１０Ｂでは、複数の識別部１２のそれぞれは、シート部１１の第１面から第２面に向かう方向と反対方向に突出した凸部で形成されている。複数の識別部１２は、シート部１１のＸ方向及びＹ方向に、それぞれ間隔を有して規則的に配列されている。また、複数の識別部１２のうち隣り合う識別部の形状は異なっているのが好ましい。このような構成により、制御装置によって複数の識別部１２のそれぞれを識別しやすくなる。

【0061】

複数の識別部１２は、シート部１１と同じ材料で形成されている。

【0062】

複数の識別部１２は、印象採得装置によってワンショットで３次元計測される領域において、例えば、２５.００ｍｍ^２以上６２５．００ｍｍ^２以下の３次元計測範囲内において、それぞれ異なる立体形状を有する。具体的には、複数の識別部１２は、制御装置によってそれぞれ異なる形状であることが識別可能な輪郭を有する。例えば、複数の識別部１２は、文字、数字、記号、絵、図形、紋章、模様、シンボル、形態及びこれらの組み合わせなどの形状を有する。

【0063】

図形とは、一定の決まりによって定められる様々な形状のことである。図形は、例えば、直方体などであってもよい。

【0064】

図４は、紋章の一例を示す。図４に示すように、紋章とは、個人及び家系をはじめとして、地方自治体や国家、学校、公的機関、組合（ギルド）、軍隊の部隊などの組織及び団体などを識別し、特定する意匠又は図案である。

【0065】

図５は、模様の一例を示す。図５に示すように、模様とは、織物、染め物、工芸品などに装飾として施す種々の絵又は形である。また、模様とは、ものの表面にあらわれた図形であってもよい。

【0066】

図６は、シンボルの一例を示す。図６に示すように、シンボルとは、ある意味をもつ記号である。また、シンボルは、ある意味を持つ数字、文字、身ぶりを表した図形などであってもよい。

【0067】

図７は、形態の一例を示す。図７に示すように、形態とは、物又は機構などの組織体を外から見た形やありさまである。

【0068】

実施の形態１では、複数の識別部１２は、種々のアルファベット文字で形成されている。

【0069】

複数の識別部１２のそれぞれは、シート部１１の厚み方向における寸法が０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下で形成され、且つシート部１１の厚み方向から見て長手方向及び短手方向における寸法が０．１０ｍｍ以上２０．００ｍｍ以下で形成される。

【0070】

実施の形態１では、複数の識別部１２は、シート部１１のＸ方向及びＹ方向に、それぞれ間隔を有して規則的に配列されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、複数の識別部１２は、ランダムに配置されていてもよい。また、複数の識別部１２のうち隣り合う識別部の形状は異なっていなくてもよい。

【0071】

［補助器具の製造方法］
補助器具１０の製造方法の一例について、図８を用いて説明する。図８は、補助器具１０の製造方法の一例のフローチャートである。図８に示すように、補助器具１０の製造方法は、陰型を製作するステップＳＴ１１と、製作した陰型に補助器具１０を形成する材料を充填して硬化させるステップＳＴ１２と、を含む。

【0072】

ステップＳＴ１１において、補助器具１０の形状を形作る陰型を製作する。陰型は、補助器具１０のシート部１１と、複数の識別部１２と、を形作る型である。

【0073】

例えば、陰型は、補助器具１０のシート部１１の形状に形作られた第１凹部を有する。補助器具１０の外形に対応する第１凹部とは、補助器具１０を形成する材料が充填される部分である。第１凹部の底面には、複数の識別部１２を形成するための複数の凹凸が形成されている。複数の凹凸は、複数の識別部１２の形状に対応する形状を有する。

【0074】

実施の形態１では、複数の識別部１２は、それぞれ、シート部１１の第１面（上面）から第２面（下面）に向かう方向と反対方向に突出した凸部で形成されている。このため、第１凹部の底面には、アルファベット文字の形状に対応する複数の第２凹部が形成されている。複数の第２凹部は、第１凹部の底面において、シート部１１の第１面から第２面に向かう方向に窪んで形成される。

【0075】

なお、複数の識別部１２が、シート部１１の第１面から第２面に向かって窪んだ凹部、又はシート部１１の第１面と第２面とを連通する孔で形成されている場合、第１凹部の底面には、アルファベット文字の形状に対応する複数の凸部が形成される。複数の凸部は、第１凹部の底面において、シート部１１の第２面から第１面に向かう方向に突出して形成される。

【0076】

陰型の製作においては、コンピュータによって、３次元陰型設計データを作成する。例えば、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）によって３次元陰型設計データを作成してもよい。あるいは、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）ソフトウェアによって３次元陰型設計データを作成してもよい。

【0077】

次に、３次元陰型設計データに基づいて、陰型を製作する。例えば、３次元陰型設計データに基づいて、切削加工機又は３Ｄプリンタによって陰型を製作する。あるいは、３次元陰型設計データに基づいて、レーザー加工機、又は超音波加工等によって陰型を製作する。

【0078】

３次元ＣＡＤは、工業製品又は建築物の設計、製図を行うＣＡＤの種類の一つで、造形物を立体的に表示及び編集して作図を行うものである。

【0079】

ＣＡＭは、製品の製造を行うためにＣＡＤで作成された形状データを入力データとして、例えば、加工用のＮＣプログラム、又は３Ｄプリンタによる加工のためスライスデータの作成などの生産準備全般をコンピュータ上で行う為のシステムである。

【0080】

３Ｄプリンタは、ある空間に立体モデルの材料を付加していく装置のことをいう。３Ｄデータに基づいて高精度の立体モデルを完成させている。３Ｄプリンタの造形方式（３Ｄプリント方式）としては、例えば、材料押出（熱溶解層）、液相光重合（光造形）、材料噴射（インクジェット）、結合剤噴射、粉末床溶融結合、シート積層、指向性エネルギー堆積等がある。使用する材料により造形方式を任意に選択してもよい。

【0081】

レーザー加工は、レーザーによって、例えば、金属、木、皮等も含む様々な素材に彫刻、切断、穴あけ、マーキング加工を行うことをいう。

【0082】

超音波加工は、砥粒を水などの加工液に混合し、これを高周波で振動する工具と加工物との間に介在させ、工具が砥粒を介して加工物に与える衝撃破砕作用によって行う加工法のことをいう。工具の振動数は１５.００ｋＨｚ以上５０.００ｋＨｚ以下、振幅は１.００μｍ以上１５０.００μｍ以下が好ましい。

【0083】

製作した陰型の表面には、例えば、サンドブラスト処理、ワセリン又はシリコーン分離材塗布等の表面処理を施してもよい。

【0084】

サンドブラスト処理は、圧縮空気に研磨材を混ぜて吹き付ける加工法である。研磨材は、例えば、アルミナ又はガラスビーズである。サンドブラスターに取り付けるエアーコンプレッサーの圧力は、１.００ＭＰａ以上が好ましい。

【0085】

陰型は、補助器具１０を形成する材料と化学的に反応しない材料で製作される。

【0086】

実施の形態１では、陰型において、補助器具１０のシート部１１の形状に対応する第１凹部は、矩形状で形成されている。第１凹部の一辺は、例えば、横５０.００ｍｍ以上１００.００ｍｍ以下、縦４０.００ｍｍ以上８０.００ｍｍ以下である。また、第１凹部の深さは、例えば、０．１０ｍｍ以上３.００ｍｍ以下になるように設計されている。例えば、第１凹部は、板状部材を切削加工機によって切削加工して形成されてもよいし、又は板状部材の上に枠体が設けられて形成されてもよい。

【0087】

また、第１凹部の底面には、複数の識別部１２に対応する複数のアルファベット文字の形状に対応して形成される複数の第２凹部が設けられている。複数の第２凹部のそれぞれの深さは、例えば、０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下である。複数の第２凹部のそれぞれの縦横寸法は、例えば、０．１０ｍｍ以上２０．００ｍｍ以下である。複数の第２凹部の間隔は、０．１０ｍｍ以上２．００ｍｍ以下である。

【0088】

ステップＳＴ１２において、ステップＳＴ１１で製作した陰型に補助器具１０を形成する材料を充填し、硬化させる。

【0089】

補助器具１０を形成する材料としては、各種組成物、高分子材料、熱可塑性樹脂、高分子ゲルなどが挙げられる。各種組成物としては、例えば、歯科用レジン組成物、歯科用シリコーン印象材組成物、歯科用アルジネート印象材組成物、歯科用寒天印象材組成物などが挙げられる。高分子材料としては、例えば、光造形用樹脂、光造形用ゴムライク樹脂、光造形用シリコーン樹脂等の弾性又は粘性を有する高分子材料などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、テフロン（登録商標）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂などが挙げられる。高分子ゲルとしては、例えば、ダブルネットワークゲル、ナノコンポジットゲル、ポリロタキサン等の高分子ゲルなどが挙げられる。この他、補助器具１０を形成する材料としては、例えば、天然ゴムラテックス、ガッタパーチャ、等が挙げられる。

【0090】

また、補助器具１０を形成する材料は、生体安全性が認められた着色剤及びＸ線造影剤が混合されている。着色剤は、例えば、口腔内の色と異なる色のものが用いられる。着色剤は、光学式の印象採得装置で３次元計測が可能な色であればよく、具体的には、黒以外の色であればよい。例えば、着色剤は、青色、又は緑色などであってもよい。

【0091】

ステップＳＴ１２においては、補助器具１０を形成する材料を陰型に流し込み、脱泡しながら形成する。例えば、歯科臨床で使用されている付加型シリコーンゴムのベース材とキャタリスト材を１対１で練和する。次に、練和したシリコーンゴムを陰型に注入しながらエアガン等で気泡を除去する。その後、付加反応により材料を硬化させ、バリを除去して形成物を陰型から取り出す。

【0092】

このように、ステップＳＴ１１及びＳＴ１２を行うことによって、補助器具１０を製作することができる。なお、図２及び図３に示す変形例の補助器具１０Ａ、１０Ｂについても、陰型の形状、即ち、第１凹部の形状を変更することによって、上述した製造方法を用いて製造することができる。

【0093】

なお、ステップＳＴ１２においては、補助器具１０を形成する材料として、熱可塑性樹脂を用いてもよい。この場合、ステップＳＴ１２においては、熱可塑性樹脂を用いて射出成形することによって補助器具１０を製造してもよい。

【0094】

射出成形とは、軟化する温度に加熱した熱可塑性樹脂を、射出圧を加えて陰型に押し込んで充填して形成するものである。

【0095】

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、テフロン（登録商標）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、及びアクリル樹脂等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂には、生体安全性が認められた着色剤及びＸ線造影剤が混合されていることが好ましい。

【0096】

射出圧力は１０.００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上３０００.００ｋｇｆ／ｃｍ^２以下の範囲が好ましい。熱可塑性樹脂の加熱温度は、熱可塑性樹脂の融点あるいはガラス転移温度より５０.００℃以上１５０.００℃以下の範囲で高いことが好ましい。

【0097】

なお、上述した補助器具１０の製造方法は例示であって、これらの製造方法に限定されない。補助器具１０の製造方法は、シート部１１と、シート部１１の第１面（上面）に形成される複数の識別部１２と、を含む補助器具１０を製造できる方法であればよい。

【0098】

積層造形法又は切削加工によって補助器具１０を製造してもよい。例えば、補助器具１０の３次元設計データを作成し、３次元設計データに基づいて３Ｄプリンタによって、補助器具１０を製作してもよい。あるいは、３次元設計データに基づいて切削加工機によって切削加工することにより補助器具１０を製作してもよい。

【0099】

補助器具１０の製造方法の別例について、図９を用いて説明する。図９は、補助器具１０の製造方法の別例のフローチャートである。図９に示す製造方法は、患者の口腔内情報を反映させた形状の補助器具１０を製造する方法である。

【0100】

図９に示すように、補助器具１０の製造方法は、口腔内の概形３次元画像データを取得するステップＳＴ２１と、取得した概形３次元画像データに基づいて補助器具１０の３次元設計データを作成するステップＳＴ２２と、３次元設計データに基づいて補助器具１０を製作するステップＳＴ２３と、を含む。

【0101】

ステップＳＴ２１においては、印象採得装置によって、患者又は模型の口腔領域に対して、デジタル概形印象採得を行う。デジタル概形印象採得とは、口腔内の３次元形状を、非接触の光学スキャナなどによって簡易的に３次元計測することを意味する。したがって、デジタル概形印象採得によって取得される３次元画像データ（以下、「概形３次元画像データ」と称する）は、口腔内の３次元形状がおおよそ把握できる程度の精度でよく、３次元計測の正確度及び精度が低くてもよい。例えば、概形３次元画像データは、口腔内の３次元形状の実測値との誤差が０.００％以上３０.００％以下であることが好ましい。

【0102】

印象採得装置の３次元計測方法は、例えば、共焦点法、アクティブ三角測量法、光干渉断層法、アクティブ波形サンプリング法、モアレ断層撮影法、立体鏡とライン投影法の併用法、ステレオ撮影と構造化光投影法の併用法等を用いることができる。口腔内の３次元計測時の歯や補綴装置等の乱反射を防ぐために、二酸化チタンのパウダーを被３次元計測部位に塗布してもよい。

【0103】

ステップＳＴ２１においては、印象採得装置の被３次元計測物に対する焦点を合わせ、被３次元計測部位である口腔領域に沿って印象採得装置を走査する。これにより、口腔内の形状を連続して３次元計測し、複数の３次元画像データを取得する。印象採得装置は、複数の３次元画像データを制御装置に送信する。制御装置は、複数の３次元画像データを受信し、専用のソフトウェアにより複数の３次元画像データを繋ぎ合わせる。複数の３次元画像データの繋ぎ合わせは、例えば、３次元計測された歯肉又は歯列部分の形状（例えば、曲率、エッジなど）を基準として用いて行われる。これにより、患者固有の口腔内のおおよその３次元形状を再現した概形３次元画像データを取得する。

【0104】

ステップＳＴ２１においては、印象採得装置によって、患者の口腔領域に加えて顔面部や手足の指の３次元画像データを取得してもよい。顔面部とは、頭部の正面の部分である。具体的には、顔面部は、上下方向において顎の先端から頭髪の生え際までの部分であって、左右方向において両耳の間の部分を意味する。

【0105】

実施の形態１では、ステップＳＴ２１において、印象採得装置によって口腔領域を連続して３次元計測する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ステップＳＴ２１において、印象採得装置によって連続的に３次元計測せずに、複数回に分けて口腔領域を３次元計測してもよい。

【0106】

ステップＳＴ２２においては、ステップＳＴ２１で取得した口腔内の概形３次元画像データを用いて補助器具１０の３次元設計データを作成する。具体的には、制御装置は、メモリに記憶された３Ｄモデリング機能を有するプログラムを用いて、口腔内の概形３次元画像データに基づいて、補助器具１０の３次元設計データを作成する。制御装置は、例えば、ユーザからの入力に基づいて、メモリに記憶されたプログラムを実行し、補助器具１０の３次元設計データを作成する。

【0107】

制御装置は、取得した口腔内の概形３次元画像データに基づいて、プログラムによって再現される口腔内の３次元形状の上に、補助器具１０を設計する。これにより、口腔内の概形３次元形状に適合する補助器具１０の形状をモデリングする。即ち、制御装置は、概形３次元画像データ上に、補助器具１０の形状を再現したデータを作成する。

【0108】

例えば、制御装置は、着脱方向の決定、着脱方向に対するアンダーカット部の除去（以下、「ブロックアウト」と称する）、シート部１１の外形線の設定、シート部１１の厚みの設定、複数の識別部１２の形状、大きさ、個数及び位置の設定などを行う。これにより、制御装置は、補助器具１０の形状を設定する。

【0109】

補助器具１０の着脱方向は、咬合平面（左右下顎第二大臼歯遠心頬側咬頭頂と下顎中切歯の近心隅角の中点の三点を結ぶ仮想平面）に対して垂直とすることが好ましい。補助器具１０の着脱方向を基準にしたアンダーカット部をデータ上でブロックアウトして着脱方向に対するアンダーカットを除去することが好ましい。

【0110】

また、口腔内の概形３次元画像データにおける支台歯の歯肉縁から０．１０ｍｍ以上１．００ｍｍ以下の範囲で下方に補助器具１０のシート部１１の外縁部が位置するように補助器具１０を設計することが好ましい。

【0111】

補助器具１０の外形線は、歯肉頬粘膜移行部と上顎の口蓋部を超えないことが好ましい。補助器具１０の厚みは、０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下が好ましい。

【0112】

複数の識別部１２のそれぞれの形状は異なっていることが好ましい。また、複数の識別部１２のそれぞれの大きさは、縦横０．１０ｍｍ以上２０．００ｍｍ以下が好ましい。複数の識別部１２が凸部で形成されている場合、複数の識別部１２のそれぞれの高さは０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下が好ましい。複数の識別部１２が凹部又は孔で形成されている場合、複数の識別部１２のそれぞれの深さは０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下が好ましい。複数の識別部１２の間隔は、０．１０ｍｍ以上２０．００ｍｍ以下が好ましい。

【0113】

このようにして、制御装置は、設定した補助器具１０の形状を、口腔内の概形３次元画像データにより再現される口腔内の３次元画像データの上にモデリングする。

【0114】

次に、制御装置は、補助器具１０をモデリングしたデータから口腔内の概形３次元画像データをブール演算の差で除去することで、補助器具１０の３次元設計データを取得する。

【0115】

ステップＳＴ２３においては、ステップＳＴ２２において設計した３次元設計データに基づいて補助器具１０を製作する。具体的には、補助器具１０の３次元設計データに基づいて、製作装置によって補助器具１０を製作する。製作装置とは、補助器具１０を製作する装置であり、例えば、３Ｄプリンタ又は切削加工機などである。製作装置は、制御装置によって制御される。実施の形態１では、製作装置は、３Ｄプリンタである例を説明する。

【0116】

例えば、制御装置は、補助器具１０の３次元設計データに基づいて、３Ｄプリンタ用のＣＡＭソフトウェアで出力データを作成する。出力データとは、３Ｄプリンタによって読み込むことが可能なデータである。出力データとしては、例えば、スライスデータ等が挙げられる。制御装置は、出力データを３Ｄプリンタに送信する。

【0117】

３Ｄプリンタは、制御装置から出力データを受信し、出力データに基づいて補助器具１０を製作する。

【0118】

液槽光重合方式の３Ｄプリンタである場合、使用材料としては、例えば、光造形用樹脂、光造形用ゴムライク樹脂、光造形用シリコーン樹脂が挙げられる。ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタである場合、使用材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、テフロン（登録商標）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、あるいはダブルネットワークゲル、ナノコンポジットゲル、ポリロタキサン等の高分子ゲル等が挙げられる。

【0119】

以上のように、ステップＳＴ２１～ＳＴ２３を実行することによって、患者の口腔内情報を反映させた形状の補助器具１０を製造することができる。

【0120】

［補助器具を用いた３次元画像データ作成方法］
補助器具１０を用いた３次元画像データ作成方法について、図１０を用いて説明する。図１０は、補助器具１０を用いた３次元画像データ作成方法の一例のフローチャートである。

【0121】

図１０に示すように、ステップＳＴ３１において、補助器具１０を口腔内に配置する。補助器具１０は、印象採得装置によって３次元計測される口腔領域に配置される。具体的には、補助器具１０は、患者の口腔内、又は患者の口腔内を再現した模型に配置される。

【0122】

補助器具１０は、口腔内の３次元計測したい部分に応じて加工することが可能である。例えば、患者の口腔内において、補綴装置が取り付けられる部分を３次元計測したい場合、補綴装置が取り付けられる部分が露出するように、補助器具１０に孔を形成してもよい。あるいは、歯列を３次元計測したい場合、歯列部分が露出するように、補助器具１０を切断してもよい。

【0123】

図１１Ａは、３次元画像データ作成方法の例示的な工程の一部を示しており、補助器具１０を模型２０の口腔内に配置している状態を示す。図１１Ａに示すように、補助器具１０は、口腔内において補綴装置が取り付けられる取り付けピン２１ａ、２１ｂの部分に対応する位置に孔が設けられており、取付けピン２１ａ、２１ｂが露出するように加工されている。

【0124】

このように、ステップＳＴ３１においては、口腔内において３次元計測したい部分、即ち口腔内において３次元画像データを取得したい部分に補助器具１０を配置する。

【0125】

図１０に戻って、ステップＳＴ３２において、補助器具１０が配置されている口腔領域を、重複する部分を含みつつ３次元計測することによって、複数の３次元画像データを取得する。

【0126】

図１１Ｂは、３次元画像データ作成方法の例示的な工程の一部を示しており、印象採得装置３０によって、補助器具１０が配置されている模型２０の口腔領域を３次元計測している状態を示す。図１１Ｂに示すように、口腔内において印象採得装置３０を移動させながら、補助器具１０が配置された口腔領域を連続して複数箇所で３次元計測する。これにより、口腔内の形状と共に補助器具１０が３次元計測された複数の３次元画像データを取得する。

【0127】

印象採得装置３０は、重複する部分を含みながら口腔領域を連続して複数箇所で３次元計測している。したがって、連続して３次元計測された複数の３次元画像データ、即ち前後に３次元計測された２つの３次元画像データは、互いに重複する部分を含んでいる。

【0128】

印象採得装置３０は、取得した複数の３次元画像データを制御装置に送信する。

【0129】

図１０に戻って、ステップＳＴ３３において、３次元計測された複数の３次元画像データのそれぞれにおいて、補助器具１０の複数の識別部１２の形状をそれぞれ識別する。

【0130】

具体的には、制御装置は、印象採得装置から複数の３次元画像データを受信する。次に、制御装置は、複数の３次元画像データのそれぞれにおいて、複数の識別部１２のそれぞれの特徴（例えば、凹凸、輪郭など）を検出する。これにより、複数の３次元画像データに写っている複数の識別部１２のそれぞれの立体形状を識別する。

【0131】

ステップＳＴ３４において、複数の３次元画像データのうち重複する部分において、近似した形状を有する１つ又は複数の識別部１２を特定する。

【0132】

制御装置は、連続して３次元計測された複数の３次元画像データのうち重複する部分において、ステップ３３において識別した複数の識別部１２の立体形状のうち、近似する立体形状を有する１つ又は複数の識別部１２を特定する。

【0133】

具体的には、制御装置は、連続する２つの３次元画像データの重複する部分において、識別された複数の識別部１２の立体形状をそれぞれ比較する。これにより、連続する２つの３次元画像データの重複する部分において、近似した形状を有する１つ又は複数の識別部１２を特定する。近似した形状とは、誤差が例えば、３０.００μｍ以下、好ましくは１０.００μｍ以下で識別部１２の立体形状が一致することを意味する。

【0134】

ステップＳＴ３５において、ステップＳＴ３４において特定された１つ又は複数の識別部１２を位置合わせの基準として用い、複数の３次元画像データを位置合わせする。

【0135】

具体的には、制御装置は、複数の３次元画像データのうち重複する部分で近似する１つ又は複数の識別部１２の立体形状が重なるように、複数の３次元画像データを位置合わせする。例えば、制御装置は、複数の３次元画像データのうち重複する部分において、近似する１つ又は複数の識別部１２の立体形状の輪郭が一致するように、１つ又は複数の識別部１２の立体形状の位置、角度、及び大きさなどを調整する。これにより、複数の３次元画像データの位置合わせをすることができる。

【0136】

ステップＳＴ３６において、位置合わせした複数の３次元画像データを繋ぎ合わせる。具体的には、制御装置は、ステップＳＴ３５において位置合わせした複数の３次元画像データを繋ぎ合わせる。

【0137】

このように、ステップＳＴ３１～ＳＴ３６を実行することによって、３次元口腔内画像データを作成することができる。

【0138】

なお、複数の３次元画像の位置合わせのために利用するアルゴリズムは次のとおりである。以下に示す工程Ａ１～Ａ４は、図１０に示すステップＳＴ３３及びＳＴ３４で行われる。また、工程Ａ１～Ａ４は、制御装置によって行われる。

【0139】

（工程Ａ１）３次元画像データのボクセルそのものあるいは点集合等の特徴のうち、どの特徴を利用するかを設定する（特徴空間の設定）。具体的には、ボクセル又は点集合などの情報で表された識別部の特徴（例えば、凹凸、輪郭など）を特徴空間として設定する。

【0140】

（工程Ａ２）各３次元画像データにおいて、工程Ａ１で設定した特徴空間を探索する範囲を設定する（探索空間の設定）。

【0141】

（工程Ａ３）各３次元画像データにおいて、工程Ａ２で設定した探索範囲内で、工程Ａ１で設定した特徴空間を検出する。

【0142】

（工程Ａ４）工程Ａ３までで得られた各３次元画像データの特徴（形状）を相関関数で表し、相関関数の最大値を算出する（類似性測度）。なお、相関関数とは、複数の３次元画像データを位置合わせする際の評価に用いられる関数である。

【0143】

複数の３次元画像データの位置合わせは、例えば、相互相関法を使い、３次元画像間の相関関数を類似性測度として算出する。例えば、第１の３次元画像データを関数Ａ、第２の３次元画像データを関数Ｂと表現した場合、関数Ａと関数Ｂの相関関数を計算して、相関関数の最大値を求める。求めた最大値が、２つの３次元画像データの位置関係が最も一致していることを示す。これにより、複数の３次元画像データ間で類似性の一番高い向きを検出し、複数の３次元画像データの位置合わせを行うことができる。

【0144】

実施の形態１では、一例として、工程Ａ１において、点集合を用いて、識別部の特徴を特徴空間として設定する。工程Ａ２において、回転角方法を用いる場合には、範囲指定、刻み幅指定を設定する。平行移動に関しては、ピクセル間隔で全探索を設定する。工程Ａ３において、オイラー角を使い、３次元画像データを回転させながら特徴空間を検出する。工程Ａ４において、各３次元画像データの特徴を相関関数で表し、相関関数の最大値を算出する。相関関数としては、例えば、通常の相関関数、位相相関関数、強度の２乗根を重みとして位相相関をとる方法などがある。

【0145】

実施の形態１では、連続する前後の２つの３次元画像データを取得する度に、２つの３次元画像データの位置合わせを行っている。

【0146】

［３次元口腔領域断層撮影データ及び３次元口腔内画像データの位置合わせ方法］
補助器具１０を用いた３次元口腔領域断層撮影データ及び３次元口腔内画像データの位置合わせ方法について図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の実施の形態１に係る補助器具１０を用いた３次元口腔領域断層撮影データ及び３次元口腔内画像データの位置合わせ方法の一例のフローチャートである。

【0147】

図１２に示すように、ステップＳＴ４１において、３次元口腔内画像データを作成する。具体的には、ステップＳＴ４１は、図１０に示すステップＳＴ３１～ＳＴ３６を実行する。３次元口腔内画像データは、補助器具１０と共に３次元計測された３次元口腔内画像データである。

【0148】

あるいは、３次元口腔内画像データは、従来の印象法で歯列模型を製作してもよい。ステップＳＴ４１において、歯列模型に補助器具１０を配置し、技工用デスクトップスキャナーで３次元計測することによって、３次元口腔内画像データを取得してもよい。

【0149】

ステップＳＴ４２において、補助器具１０が配置されている口腔領域を、ＣＴスキャンすることによって、３次元口腔領域断層撮影データを取得する。これにより、補助器具１０と共に３次元口腔領域断層撮影データを取得する。ＣＴスキャンは、例えば、ＣＴ撮影装置によって行われる。なお、ＣＴ撮影装置は、例えば、制御装置によって制御される。

【0150】

ＣＴ撮影装置は、３次元口腔領域断層撮影データを制御装置に送信する。

【0151】

ステップＳＴ４３において、既知の寸法を有する複数の識別部１２を利用して、３次元口腔領域断層撮影データ及び３次元口腔内画像データの寸法を補正する。具体的には、３次元口腔領域断層撮影データ及び３次元口腔内画像データの複数の識別部１２の寸法が既知の寸法となるように、３次元口腔領域断層撮影データ及び３次元口腔内画像データの寸法を拡大縮小して補正する。既知の寸法とは、予め定められている寸法を意味し、識別部１２の実際の寸法を意味する。

【0152】

ステップＳＴ４４において、複数の識別部１２に基づいて、補正した３次元口腔領域断層撮影データ及び３次元口腔内画像データを位置合わせする。例えば、反復最近接点法（ＩＣＰ法）、参照点ベストフィット法、３点位置合わせ法などによって、補正した３次元口腔領域断層撮影データ及び３次元口腔内画像データの位置合わせを行う。

【0153】

このように、識別部１２の既知の寸法を、得られた３次元口腔領域断層撮影データ及び３次元口腔内画像データの寸法補正に用いることができる。また、寸法補正がなされることで従来よりも高精度な３次元画像位置合わせができる。

【0154】

なお、口腔内３次元画像データと３次元口腔領域断層撮影データとを用いて３次元口腔内画像データの寸法を決定する方法において、補助器具１０は、Ｘ線造影剤が添加された材料で形成されているものを用いることが好ましい。

【0155】

［補綴装置の製造方法］
また、上述した補助器具１０を用いた３次元画像データ作成方法は、補綴装置を製造する方法に用いることも可能である。

【0156】

補綴装置を製造する方法は、例えば、図１０に示すステップＳＴ３１～ＳＴ３６に加えて、作成した３次元口腔内画像データに基づいて、補綴装置を製作するステップを含む。

【0157】

補綴装置を製作するステップでは、３次元口腔内画像データから口腔内の３次元形状に適合した補綴装置を製作する。

【0158】

具体的には、補綴装置を製作するステップは、図１０に示すステップＳＴ３１～ＳＴ３６に加えて、以下の工程Ａ１１～Ａ１６を含む。

【0159】

（工程Ａ１１）作成した３次元口腔内画像データを歯科用３ＤＣＡＤにインポートする。

【0160】

（工程Ａ１２）歯科用３ＤＣＡＤを用いて各補綴装置の形態を補綴歯科学的設計指針に基づきデザインする。

【0161】

（工程Ａ１３）デザインした各補綴装置の３ＤデータをＳＴＬ形式のデータとしてエクスポートする。

【0162】

（工程Ａ１４）歯科用ＣＡＭソフトウェアに作成したＳＴＬ形式のデータをインポートして、加工に用いる工作機械に応じて切削加工用データ（ＮＣデータ）あるいは３Ｄプリント用データ（スライスデータ）を作成する。

【0163】

（工程Ａ１５）作成した出力データ（切削加工用データあるいは３Ｄプリント用データ）を用いて、切削加工あるいは３Ｄプリントを行う

【0164】

例えば、切削加工の加工用材料は、ジルコニア、ＰＭＭＡ、ワックス、コンポジットレジン、グラスファイバー強化型レジン、コバルトクロム合金、チタン合金、純チタン等である。

【0165】

例えば、３Ｄプリント用の材料は、光造形用樹脂、ＦＤＭ方式用樹脂、ＰＥＥＫ、ＡＢＳ、ジルコニア、コバルトクロム合金粉末、チタン合金粉末、純チタン粉末等である。

【0166】

（工程Ａ１６）加工完了後、レストやサポートの除去を行い、調整及び研磨を行う。これにより、補綴装置が完成する。

【0167】

なお、補綴装置は、インレー、クラウン、ブリッジなど様々な種類があるが、製作方法は前記の工程で製作可能である。異なる点は、歯科用３ＤＣＡＤでの詳細なモデリング法である。

【0168】

［効果］
本発明に係る補助器具、補助器具の製造方法、及び補助器具を用いた３次元画像データ作成方法によれば、以下の効果を奏することができる。

【0169】

補助器具１０は、第１面と第１面に対向する第２面とを有するシート部１１、及びシート部１１の第１面（上面）からシート部１１の厚み方向に形成され、且つ、それぞれ識別可能な立体形状を有する複数の識別部１２を有する。このような構成により、口腔内を３次元計測した複数の３次元画像データを繋ぎ合わせて３次元口腔内画像データを作成する場合において、複数の識別部１２を複数の３次元画像データの位置合わせの基準として用いることができる。これにより、３次元口腔内画像データの正確度及び精度を向上させることができる。

【0170】

複数の識別部１２は、シート部１１の第１面から第２面に向かう方向と反対方向に突出した凸部、シート部１１の第１面から第２面に向かって窪んだ凹部、及びシート部１１の第１面と第２面とを連通する孔、のうち少なくとも１つの形状を有する。このような構成により、複数の識別部１２が制御装置によって識別されやすくなるため、複数の３次元画像データを容易に位置合わせして繋ぎ合わせることができる。これにより、３次元口腔内画像データの正確度及び精度を更に向上させることができる。

【0171】

複数の識別部１２のうち隣り合う識別部の形状は異なっている。このような構成により、複数の識別部１２が制御装置によって更に識別されやすくなるため、３次元口腔内画像データの正確度及び精度を更に向上させることができる。

【0172】

複数の識別部１２は、文字、数字、記号、絵、紋章、模様、シンボル、及び形態のうち少なくとも１つの形状を有する。このような構成により、複数の識別部１２が制御装置によって更に識別されやすくなるため、３次元口腔内画像データの正確度及び精度を更に向上させることができる。

【0173】

複数の識別部１２のそれぞれは、シート部１１の厚み方向における寸法が０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下で形成され、且つシート部１１の厚み方向から見て長手方向及び短手方向における寸法が０．１０ｍｍ以上２０．００ｍｍ以下で形成される。このような構成により、複数の識別部１２が制御装置によって更に識別されやすくなるため、３次元口腔内画像データの正確度及び精度を更に向上させることができる。

【0174】

補助器具１０は、生体安全性が認められた着色剤を含む材料で形成されている。このような構成により、補助器具１０の色を口腔内の色と異なるように着色することによって、複数の識別部１２をより識別しやすくすることができる。これにより、３次元口腔内画像データの正確度及び精度を更に向上させることができる。

【0175】

補助器具１０は、Ｘ線造影剤が添加された材料で形成される。このような構成により、ＣＴスキャンする場合でも、補助器具１０の形状を３次元計測することができる。

【0176】

シート部１１は、厚みが０．１０ｍｍ以上３．００ｍｍ以下、且つシート部１１の厚み方向から見て長手方向及び短手方向における寸法が１.００ｍｍ以上２００．００ｍｍ以下の矩形形状を有する。このような構成により、補助器具１０を口腔内あるいは顔面部周辺に配置しやすいという利点がある。

【0177】

補助器具１０Ａにおいて、シート部１１ａは、シート部１１ａの厚み方向（Ｚ方向）から見て半円形状を有し、シート部１１ａにおいて円弧状の外縁部は、シート部１１ａの第１面から第２面に向かって屈曲している。このような構成により、補助器具１０Ａの形状を患者の歯肉形状に対応した形状とすることができ、補助器具１０を口腔内に配置しやすくなる。

【0178】

補助器具１０Ｂにおいて、シート部１１ｂは、シート部１１ｂの厚み方向から見てＵ字状に屈曲して形成され、且つシート部１１ｂを厚み方向に切断した断面において、シート部１１ｂの第２面から第１面に向かう方向に窪む凹状の断面形状を有しているこのような構成により、補助器具１０Ｂの形状を患者の歯肉形状により対応した形状とすることができ、補助器具１０Ｂを口腔内により配置しやすくなる。

【0179】

［実施例］
実施例１として、本発明の実施の形態１の補助器具１０を用いた３次元画像データの作成方法を実行することによって取得した３次元口腔内画像データの例を説明する。また、比較例１として、補助器具１０を用いずに３次元口腔内画像データを作成した例についても説明する。なお、実施例１及び比較例１ともに模型の口腔内を印象採得装置で連続して３次元計測し、複数の３次元画像データを繋ぎ合わせることによって３次元口腔内画像データを作成した。

【0180】

図１３は、実施例１として、補助器具１０を用いた３次元画像データ作成方法によって作成した３次元画像データの一例を示す。図１４は、比較例１として、補助器具１０を用いずに作成した３次元画像データの一例を示す。

【0181】

実施例１では、図１３に示すように、補助器具１０を用いることによって、印象採得装置によって３次元計測された複数の３次元画像データを、複数の識別部１２を位置合わせの基準として用いて、繋ぎ合わせている。これにより、実施例１では、患者の口腔内の形状を表した３次元口腔内画像データの正確度が向上していることがわかる。

【0182】

一方、比較例１では、図１４に示すように、印象採得装置によって３次元計測された複数の３次元画像データを、歯肉形状の曲率又はエッジを位置合わせの基準として用いて、繋ぎ合わせている。このため、比較例１では、複数の３次元画像データを繋ぎ合わせるときに、誤って繋ぎ合わせてしまうことがある。このため、比較例１では、３次元口腔内画像データの正確度を改善することが困難である。

【0183】

このように、実施例１は、比較例１と比べて、３次元口腔内画像データの正確度を向上させることができる。

【0184】

次に、実施例１と比較例１とにおいて、補綴装置が取り付けられる取り付けピン２１ａ、２１ｂとの間の距離を測定し、実測値との誤差をそれぞれ算出する。

【0185】

図１５は、実施例１の３次元画像データの正確度の評価を行うために測定した距離Ｌ１を示す。具体的には、印象採得装置（ＴＲＩＯＳ３ オーラルスキャナ，３Ｓｈａｐｅ）を用いて実施例１の３次元画像データを３次元計測し、得られたデータを３ＤＣＡＤ（Ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ ４．０, ｖｅｒｓｉｏｎ ４．０, Ｒｏｂｅｒｔ ＭｃＮｅｅｌ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ）で入力することによって、実施例１の３次元画像データの取り付けピン２１ａ、２１ｂの間の距離Ｌ１を測定する。

【0186】

比較例１においても、実施例１と同様に、印象採得装置（ＴＲＩＯＳ３ オーラルスキャナ）及び３ＤＣＡＤを用いて、比較例１の３次元画像データの取り付けピン２１ａ、２１ｂの間の距離Ｌ１を測定する。

【0187】

取り付けピン２１ａ、２１ｂの間の距離Ｌ１について、実測値、実施例１、及び比較例１の測定結果について表１に示す。

【0188】

【表1】

【0189】

表１に示すように、実施例１では実測値との差が０．０３ｍｍである。比較例１では、実測値との差が０．１８ｍｍである。このように、実施例１では、比較例１と比べて、実測値との差が小さくなっており、３次元画像データの正確度が向上している。

【0190】

［変形例］
次に、変形例の補助器具について説明する。

【0191】

［補助器具］
図１６は、本発明の実施の形態１に係る別の変形例の補助器具５０を示す斜視図である。図１７は、補助器具５０を患者の口に装着した状態の一例を示す。図１６及び図１７に示す補助器具５０は、患者の口に装着可能に構成されている。

【0192】

図１６及び図１７に示すように、補助器具５０は、複数の識別部１２が形成されたシート部１１に加えて、更に、口唇部５１、口角部５２、連結部５３、ハンドル部５４、及び舌固定部５５を備える。シート部１１は、口角部５２に接続され、且つ口角部５２から患者の口腔内へ向かって延びている。なお、舌固定部５５は、必須の構成ではない。

【0193】

口唇部５１は、患者の口唇を広げて固定する部材である。口唇部５１は、患者の上口唇と下口唇とにそれぞれ配置される。口唇部５１は、患者の上口唇を上方向に広げ、下口唇を下方向に広げて、患者の歯肉部分を露出させる。口唇部５１は、患者の口唇にフィットするような形状を有する。具体的には、口唇部５１は、断面が凹状に形成されている。

【0194】

口角部５２は、患者の口角、即ち、患者の上口唇と下口唇の接合部に配置される部材である。口角部５２は、患者の口角を左右方向に広げて固定する。口角部５２は、患者の口角にフィットするように、フック形状を有する。具体的には、口角部５２は、断面が凹状に形成されている。口角部５２は、連結部５３によって連結されている。

【0195】

口角部５２には、シート部１１が接続されている。シート部１１は、口角部５２から患者の口腔内へ向かって延びている。

【0196】

連結部５３は、口唇部５１と口角部５２とを連結する部材である。連結部５３は、変形可能な部材で形成されている。例えば、口唇部５１及び口角部５２が患者の口唇及び口角を広げるときに、連結部５３が変形する。そして、連結部５３は、変形した状態を維持することによって、口唇部５１及び口角部５２の位置を固定する。これにより、患者の口を開いたままにすることができる。

【0197】

ハンドル部５４は、ユーザが把持可能な部分である。ハンドル部５４は、口角部５２に接続されており、口角部５２から患者の口角を広げる方向に延びる板状の部材で形成されている。

【0198】

舌固定部５５は、患者の舌を固定するものである。舌固定部５５は、口角部５２と連結されている。

【0199】

図１８は、補助器具５０を患者の口に装着した状態の別例を示す。なお、図１８は、舌固定部５５の図示を省略している。図１８に示すように、補助器具５０が患者の口に装着された状態においては、口角部５２から患者の口腔内に向かって延びるシート部１１が、患者の口腔内に配置される。これにより、印象採得装置によって、口腔内を３次元計測するときに口腔内の形状と共にシート部１１に形成された複数の識別部１２が３次元計測される。その結果、補助器具５０において、複数の識別部１２に基づいて、複数の３次元画像データを位置合わせすることができ、３次元口腔内画像データの正確度を向上させることができる。

【0200】

補助器具５０の製造方法については、上述した補助器具１０の製造方法と同様の方法で製造することができる。例えば、上述したような射出成形あるいは３Ｄプリンタによって、補助器具５０を製造することができる。

【0201】

なお、図１６～１８に示す補助器具５０においては、シート部１１は口角部５２に接続されている例について説明したが、これに限定されない。シート部１１は、口唇部５１に接続され、口唇部５１から患者の口腔内へ向かって延びていてもよい。

【0202】

図１９は、本発明の実施の形態１に係る別の変形例の補助器具６０を示す斜視図である。図１９に示す補助器具６０は、咬合床形態を有する。なお、図１９に示す補助器具６０は、上下無歯顎の場合に使用される。

【0203】

具体的には、補助器具６０は、上顎咬合床７０と、上顎咬合床７０と適合する下顎咬合床８０と、を具備する。実施の形態では、上顎咬合床７０と下顎咬合床８０とは、一体で形成されておらず、分離可能である。

【0204】

上顎咬合床７０は、第１基礎床部７１と、第１基礎床部７１と接続される第１咬合堤部７２と、を備える。

【0205】

第１基礎床部７１は、患者の上顎の口腔粘膜の形態に適合する形態を有する。具体的には、第１基礎床部７１は、患者の上顎の口腔粘膜の形態に適合する第１プレート、及び第１プレートの端面から患者の上顎の口腔粘膜側に延びる、複数の識別部１２が形成されたシート部１１を有する。

【0206】

第１プレートは、半円形状の板状の部材で形成されている。第１プレートの上面は、患者の上顎の口腔粘膜と接触する。第１プレートの下面は、第１咬合堤部７２と接続される。

【0207】

第１基礎床部７１のシート部１１は、第１プレートの端面から患者の上顎の口腔粘膜側に延びている。第１プレートの端面とは、第１プレートの外面において、上面と下面とを接続する側面である。第１プレートの端面は、第１プレートの上面及び下面と交差する方向に延びている。

【0208】

第１基礎床部７１のシート部１１は、第１基礎床部７１を上側からみてＵ字状に形成されている。補助器具６０を患者の口腔内に配置した状態において、第１基礎床部７１のシート部１１は、患者の口唇と歯槽頂との間に配置される。

【0209】

第１基礎床部７１は、例えば、ワックス、常温重合レジン（ＰＭＭＡ）等で形成されている。

【0210】

第１咬合堤部７２は、上顎の歯槽上に配置され、且つ第１基礎床部７１の第１プレートと接続される。第１咬合堤部７２は、板状の部材で形成されている。具体的には、第１咬合堤部７２は、半円形状の板状部材で形成されている。第１咬合堤部７２は、第１基礎床部７１の第１プレートの延びる方向と同じ方向に延びている。第１咬合堤部７２の上面は、第１基礎床部７１の第１プレートの下面と接続されている。

【0211】

第１咬合堤部７２の端面には、複数の識別部１２が形成されている。第１咬合堤部７２の端面とは、第１咬合堤部７２の外面において、上面と下面とを接続する側面である。実施の形態１では、第１咬合堤部７２は、第１基礎床部７１の形状に沿って形成されている。

【0212】

第１咬合堤部７２は、例えば、ワックスで形成されている。

【0213】

下顎咬合床８０は、第２基礎床部８１と、第２基礎床部８１と接続される第２咬合堤部８２と、を備える。

【0214】

第２基礎床部８１は、患者の下顎の口腔粘膜の形態に適合する形態を有する。具体的には、第２基礎床部８１は、患者の下顎の口腔粘膜の形態に適合する第２プレート、及び第２プレートの端面から患者の下顎の口腔粘膜側に延びる、複数の識別部１２が形成されたシート部１１を有する。

【0215】

第２プレートは、Ｕ字形状の板状の部材で形成されている。第２プレートの下面は、患者の下顎の口腔粘膜と接触する。第２プレートの上面は、第２咬合堤部８２と接続される。

【0216】

第２基礎床部８１のシート部１１は、第２プレートの端面から患者の下顎の口腔粘膜側に延びている。第２プレートの端面とは、第２プレートの外面において、上面と下面とを接続する側面である。第２プレートの端面は、第２プレートの上面及び下面と交差する方向に延びている。

【0217】

第２基礎床部８１のシート部１１は、第２基礎床部８１を下側からみてＵ字状に形成されている。補助器具６０を患者の口腔内に配置した状態において、第２基礎床部８１のシート部１１は、患者の口唇と歯槽頂との間に配置される。

【0218】

第２基礎床部８１は、例えば、ワックス、常温重合レジン（ＰＭＭＡ）等で形成されている。

【0219】

第２咬合堤部８２は、下顎の歯槽上に配置され、且つ第２基礎床部８１の第２プレートと接続される。第２咬合堤部８２は、板状の部材で形成されている。具体的には、第２咬合堤部８２は、Ｕ字形状の板状部材で形成されている。第２咬合堤部８２は、第２基礎床部８１の第２プレートの延びる方向と同じ方向に延びている。第２咬合堤部８２の下面は、第２基礎床部８１の第２プレートの上面と接続されている。

【0220】

第２咬合堤部８２の端面には、複数の識別部１２が形成されている。第２咬合堤部８２の端面とは、第２咬合堤部８２の外面において、上面と下面とを接続する側面である。第１咬合堤部７２は、第２基礎床部８１の形状に沿って形成されている。

【0221】

第２咬合堤部８２は、例えば、ワックスで形成されている。

【0222】

上述した構成の補助器具６０は、デジタル咬合採得に用いられる。なお、図１９に示す補助器具６０は、上下無歯顎の場合に用いられる形状の一例である。補助器具６０は、残存歯及び顎堤粘膜の形態によって、異なる形状を有していてもよい。例えば、歯が残存している患者の咬合採得をする場合、補助器具６０は、残存している歯を被覆せずに、歯を補助器具６０の外部に露出させる孔が空けられた形状であってもよい。

【0223】

補助器具６０を用いたデジタル咬合採得について説明する。

【0224】

（工程Ａ２１）上顎と下顎とをそれぞれ、印象採得装置によって３次元計測する。これにより、上顎の３次元画像データと、下顎の３次元画像データとを取得する。

【0225】

（工程Ａ２２）補助器具６０を患者の口腔内に配置する。具体的には、上顎咬合床７０が患者の上顎に配置され、下顎咬合床８０が患者の下顎に配置される。なお、補助器具６０は、顎堤粘膜の一部を露出させるような形態であってもよい。

【0226】

（工程Ａ２３）患者が口を閉じた状態において、印象採得装置によって、咬合採得を行う。具体的には、印象採得装置によって、補助器具６０と共に上顎と下顎を３次元計測する。具体的には、補助器具６０で覆われた上顎及び下顎の部分と、顎堤粘膜が露出した部分とをまとめて３次元計測する。

【0227】

このとき、補助器具６０を用いて、中心咬合位、咬合平面及び咬合高径の決定、前庭側の豊隆、人工歯排列の基準線の記入などを行ってもよい。

【0228】

（工程Ａ２４）咬合採得によって取得された複数の３次元画像データから咬合状態の３次元口腔内画像データを作成する。咬合状態の３次元口腔内画像データは、図１０に示すステップＳＴ３３～ＳＴ３６を行うことによって、作成することができる。

【0229】

（工程Ａ２５）工程２１で得られた上顎及び下顎の３次元画像データと、工程２４で得られた咬合状態の３次元口腔内画像データとを、例えば、反復最近接点法（ＩＣＰ法）で位置合わせする。

【0230】

以上の工程により、デジタル咬合採得を行うことができる。

【0231】

例えば、補助器具６０は、通常の方法で製作された咬合床に複数の識別部１２を有するシート部１１を接着剤などで固定する方法で製作されてもよい。補助器具６０は、口腔内の概形３次元画像データを取得し、歯科用３ＤＣＡＤを用いて補助器具６０を設計し、３Ｄプリンタによって製作してもよい。あるいは、補助器具６０は、複製義歯に複数の識別部１２を有するシート部１１を接着剤などで固定する方法によって製作されてもよい。複製義歯とは、光学式の３次元スキャナで３次元画像データを取得し、３Ｄプリンタで３Ｄプリントしたもの、又は旧義歯の陰型に常温重合レジンを流し込んで製作したものを意味する。

【0232】

補助器具６０によれば、デジタル咬合採得の正確度及び精度を向上させることができる。

【0233】

実施の形態１では、補助器具６０の第１咬合堤部７２の端面に、複数の識別部１２が形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１基礎床部７１のシート部１１が第１プレートの端面から第１咬合堤部７２の端面に延びていてもよい。また、第２咬合堤部８２の端面に、複数の識別部１２が形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、第２基礎床部８１のシート部１１が第２プレートの端面から第２咬合堤部８２の端面に延びていてもよい。

【0234】

実施の形態１では、１つのコンピュータである制御装置が、印象採得装置、ＣＴ撮影装置、及び製作装置を制御する例について説明したが、これに限定されない。例えば、印象採得装置、ＣＴ撮影装置、及び製作装置は、それぞれ制御装置を備えていてもよい。

【0235】

上述した実施の形態１の補助器具、補助器具の製造方法、補助器具を用いた３次元画像データ作成方法、補助器具を用いた補綴物の製造方法、及び補助器具を用いた寸法決定方法においては、適用される環境に応じて、構成要素を追加、減少、分割、及び統合してもよい。

【0236】

本発明をある程度の詳細さをもって各実施形態において説明したが、これらの実施形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、各実施形態における要素の組合せや順序の変化は請求された本発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

【産業上の利用可能性】

【0237】

本発明に係る補助器具、補助器具の製造方法、及び補助器具を用いた３次元画像データ作成方法は、３次元口腔内画像データを精度高く作成することができる。このため、歯科領域における診査診断及び補綴装置、矯正装置、保隙装置、スプリント及び手術支援装置等医科及び歯科治療に用いる装置の品質向上及び均一化に有用である。

【符号の説明】

【0238】

１０、１０Ａ、１０Ｂ 補助器具
１１、１１ａ、１１ｂ シート部
１２ 識別部
１３ 外縁部
１４ 中央部
２０ 模型
２１ａ、２１ｂ 取り付けピン
３０ 印象採得装置
５０ 補助器具
５１ 口唇部
５２ 口角部
５３ 連結部
５４ ハンドル部
５５ 舌固定部
６０ 補助器具
７０ 上顎咬合床
７１ 第１基礎床部
７２ 第１咬合堤部
８０ 下顎咬合床
８１ 第２基礎床部
８２ 第２咬合堤部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】