特許 7348837 顎部の硬組織の動きを追跡する追跡部品

(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】2023-09-12

(45)【発行日】2023-09-21

(54)【発明の名称】顎部の硬組織の動きを追跡する追跡部品

(51)【国際特許分類】

   A61C 19/045 20060101AFI20230913BHJP

   A61B 6/14 20060101ALI20230913BHJP

【ＦＩ】

A61C19/045 110

A61B6/14

A61C19/045 ZDM

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019534126

(86)(22)【出願日】2017-12-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-01-23

(86)【国際出願番号】 FI2017050890

(87)【国際公開番号】W WO2018115576

(87)【国際公開日】2018-06-28

【審査請求日】2020-12-11

(31)【優先権主張番号】20166026

(32)【優先日】2016-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】591036309

【氏名又は名称】プランメカ オイ

【氏名又は名称原語表記】Ｐｌａｎｍｅｃａ Ｏｙ

【住所又は居所原語表記】Ａｓｅｎｔａｊａｎｋａｔｕ ６， ００８８０ Ｈｅｌｓｉｎｋｉ， Ｆｉｎｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】トイメラ ラッセ

(72)【発明者】

【氏名】ニホルム クスタ

【審査官】沼田 規好

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２０３９１４９２４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２６２７１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５１７３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１６６１７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｃ １９／０４５

Ａ６１Ｂ ６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物理的な追跡部品（１１０）を作製する方法であって、前記物理的な追跡部品（１１０）が、突出部（１１２）およびスプリント部（１１１）を備えており、前記物理的な追跡部品（１１０）が、人に取り付けられるように、かつ人の顎部の動きに追随するように構成されており、前記方法が、
－ 撮影装置（３１０）が、前記人の口腔内の解剖学的構造の少なくとも一部、または前記解剖学的構造の痕跡を撮影して、撮影結果を取得するステップと、
－ データ処理システム（３２０）が、前記撮影結果に基づいて、前記口腔内の解剖学的構造の表面の少なくとも一部を表現する第１のデジタルモデルを生成するステップと、
－ 前記データ処理システム（３２０）が、前記スプリント部（１１１）を表現しており、かつ、前記第１のデジタルモデルが前記口腔内の解剖学的構造の前記表面の前記少なくとも一部に完全に嵌まる前記スプリント部（１１１）の内面の少なくとも一部を表現するように前記第１のデジタルモデルを含む第２のデジタルモデルを生成するステップと、前記第２のデジタルモデルは、前記スプリント部（１１１）の前記内面の前記少なくとも一部を形成するための開始データとして前記第１のデジタルモデルを使用し、次に、前記解剖学的構造の前記表面の前記少なくとも一部を表現する前記第１のデジタルモデルの表面の形状とは無関係に、前記解剖学的構造の当該モデル化された表面の上部に、前記スプリント部（１１１）を表現する前記第２のデジタルモデルの実際の形状全体を構築することによって生成される、
－ 前記データ処理システム（３２０）が、前記第２のデジタルモデルに合成される第３のデジタルモデルであって、前記第３のデジタルモデルが、前記突出部（１１２）のための取付け構造を表現する、前記第３のデジタルモデルを生成するステップと、
－ 前記データ処理システム（３２０）が、前記第３のデジタルモデルを前記第２のデジタルモデルに合成して前記追跡部品（１１０）のデジタルモデルを生成するステップと、
－ 作製ユニット（３３０）が、前記物理的な追跡部品（１１０）の作製において、前記追跡部品（１１０）の前記デジタルモデルを使用するステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

前記データ処理システム（３２０）が、追跡マーカー（１１３）または追跡マーカー（１１３）のための取付け構造を表現する第４のデジタルモデルを生成するステップと、前記第４のデジタルモデルを、前記突出部（１１２）を表現する前記デジタルモデルに合成するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）が、前記突出部（１１２）に一体化されている、または取り外し自在に前記突出部（１１２）に取り付けられており、前記突出部（１１２）に一体化されているかまたは取り付けられている前記追跡マーカー（１１３）が、少なくとも１つの波長を反射するかまたは発する手段、を備えている、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記撮影装置（３１０）が、口腔内表面の光学スキャン装置またはＣＴもしくはＣＢＣＴ撮影装置である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記作製ユニット（３３０）が、積層造形機、３Ｄプリンタ、またはフライスカッターである、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

追跡部品（１１０）のデジタルモデルを生成する方法であって、前記追跡部品（１１０）が、人の解剖学的構造に取り付けられるように、かつ人の顎部の動きに追随するように構成されており、前記追跡部品（１１０）が、スプリント部（１１１）および突出部（１１２）、または、前記スプリント部（１１１）および前記突出部（１１２）のための結合構造、を備えており、前記方法が、
－ 撮影装置（３１０）が、前記人の口腔内の解剖学的構造の少なくとも一部、または前記解剖学的構造の痕跡を撮影して、撮影結果を取得するステップと、
－ データ処理システム（３２０）が、前記撮影結果に基づいて、前記口腔内の解剖学的構造の表面の少なくとも一部を表現する第１のデジタルモデルを生成するステップと、
－ 前記データ処理システム（３２０）が、前記スプリント部（１１１）を表現しており、かつ、前記第１のデジタルモデルが前記口腔内の解剖学的構造の前記表面の前記少なくとも一部に完全に嵌まる前記スプリント部（１１１）の内面の少なくとも一部を表現するように前記第１のデジタルモデルを含む第２のデジタルモデルを生成するステップと、前記第２のデジタルモデルは、前記スプリント部（１１１）の前記内面の前記少なくとも一部を形成するための開始データとして前記第１のデジタルモデルを使用し、次に、前記解剖学的構造の前記表面の前記少なくとも一部を表現する前記第１のデジタルモデルの表面の形状とは無関係に、前記解剖学的構造の当該モデル化された表面の上部に、前記スプリント部（１１１）を表現する前記第２のデジタルモデルの実際の形状全体を構築することによって生成される、
－ 前記データ処理システム（３２０）が、前記第２のデジタルモデルに合成される第３のデジタルモデルであって、前記第３のデジタルモデルが、前記突出部（１１２）のための取付け構造を表現する、前記第３のデジタルモデルを生成するステップと、
－ 前記データ処理システム（３２０）が、前記第３のデジタルモデルを前記第２のデジタルモデルに合成して前記追跡部品（１１０）のデジタルモデルを生成するステップと、
を含む、方法。

【請求項7】

前記データ処理システム（３２０）が、追跡マーカー（１１３）または追跡マーカー（１１３）のための取付け構造を表現する第４のデジタルモデルを生成するステップと、前記第４のデジタルモデルを、前記突出部（１１２）を表現する前記デジタルモデルに合成するステップと、をさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

人の顎部の硬組織の動きを追跡する方法であって、
検出手段（６０１）が、人の解剖学的構造に取り付けられている少なくとも１つのマーカーの動きを検出するステップと、
マッピング手段（６０３）が、前記動きを前記人の解剖学的構造にマッピングするステップと、
を含み、
前記少なくとも１つのマーカーが、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法で作製される前記追跡部品（１１０）の一部であり、
前記検出手段（６０１）が、前記追跡部品（１１０）を設計したときにベースとなった表面に対応する解剖学的構造に前記追跡部品（１１０）が嵌合によって取り付けられている間に、前記追跡部品（１１０）の動きを検出する、
方法。

【請求項9】

請求項１～５のいずれか１項に記載の方法を実施するように構成されている、前記撮影装置（３１０）としてのＣＴ撮影装置または光学的な口腔内スキャナーと、前記データ処理システム（３２０）としてのコンピュータと、前記作製ユニット（３３０）としてのＣＡＤ／ＣＡＭ作製機と、前記撮影装置（３１０）、前記データ処理システム（３２０）、および前記作製ユニット（３３０）を動作させるためのソフトウェア製品と、を備えている、装置。

【請求項10】

人に取り付けられるように、かつ顎部の動きに追随するように設計されている追跡部品であって、前記追跡部品（１１０）が、スプリント部（１１１）と、前記スプリント部（１１１）から突き出している少なくとも１つの部分（１１２）と、前記少なくとも１つの部分（１１２）のための対応する取付け構造とを備えており、前記追跡部品（１１０）が、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法で作製されている、追跡部品。

【請求項11】

前記追跡部品（１１０）が、少なくとも１つの波長を反射するかまたは少なくとも１つの波長を発する少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）、を備えている、請求項１０に記載の追跡部品。

【請求項12】

前記少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）が、少なくとも１つのＬＥＤ、少なくとも１つの赤外線反射物、または少なくとも１つの光反射物、を備えている、請求項１１に記載の追跡部品。

【請求項13】

前記少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）は、放射線不透過性でありまたは放射線不透過性部分を含む、請求項１１または１２に記載の追跡部品。

【請求項14】

コンピュータ可読記憶媒体に具体化されているコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムが、請求項６または７に記載の方法を実行するためのプロセスを制御するためのプログラムコード、を備えている、コンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、顎部の硬組織の動きの追跡に関連して使用される追跡部品、特に、このような追跡部品のデジタルモデルの生成と、このような追跡部品の作製と、このような追跡部品の設計および作製に関連するソフトウェア製品ならびに装置と、に関する。

【背景技術】

【0002】

顎関節症（temporomandibular disorder）の診断および治療に関して、顎部の動きを記録することに関連してさまざまな方法および装置が使用されてきた。上顎骨に対する下顎骨の姿勢および動きを解明することは難しく、なぜなら軟組織の層の背後に位置する解剖学的構造を視覚的に観察することが不可能であるためである。人の顎部の動きを記録することに関連して、機械技術を採用するシステム、電子技術を採用するシステム、超音波技術を採用するシステム、電磁気技術を採用するシステム、および光学技術を採用するシステムなど、さまざまなシステムが使用されてきた。１つの一般的な解決策は、上顎および下顎の両方に物理的マーカー（代理オブジェクト（surrogate object）と称されることもある）を取り付けるステップと、それぞれの相対的な動きを記録するステップを含む。マーカーは、一般には、人の口の中から外に延びる細長い部品であり、人の顎部の動きによって生じる部品の動きが観察および記録される。次にこの動きをディスプレイ上に（例えば関連する解剖学的構造のデジタルモデルに適用された状態で）視覚化することができる。

【0003】

このような手順において使用される技術とは無関係に、関与する作業工程はしばしば時間および労力を要し、なぜなら作業工程は、個別の装置と、個別に実行される互いに別の操作の使用を含みうるためである。これらの操作には、解剖学的構造にマーカーを取り付けるステップと、顎部の動きを生成するステップと、マーカーの動きを検出および記録するステップと、顎部の動きを視覚化するモデルを生成する（次にこの視覚化をディスプレイに示すことができる）ステップとが含まれうる。マーカーの動きに関連する撮影結果を取得するステップと、顎部の動きを視覚化するステップとが個別のプロセスであり、後になって、顎部の動きのデジタルモデルの質を高めるために追加の動き情報が必要であった、または少なくとも望ましいことが認識された場合、そのような追加の情報を生成することは、次回に同じ人にマーカーを取り付けて、そのマーカーの動きを新たに検出および記録するまで不可能である。

【0004】

代理オブジェクトを人の解剖学的構造に取り付ける公知のプロセスは、接着剤または他の取付け方法を使用することを含む。このプロセス全体では、代理オブジェクトと解剖学的構造の相対的な空間位置を何らかの方法で解明することを必要とする。いかなる較正システム（calibration system）も不正確性が生じやすく、従来技術の多くに関して、その次の検査において代理オブジェクトと解剖学的構造のまったく同じ相対位置を繰り返すことは、実際には不可能である。

【0005】

顎部の動きの追跡に関連する従来技術の例としては、特許公報である特許文献１、特許文献２、特許文献３、および特許文献４に記載されているシステムが挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】米国特許第４，８３６，７７８号明細書

【文献】米国特許第４，８５９，１８１号明細書

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１５７２１８号明細書

【文献】国際公開第２０１３／０１７５０１８号

【発明の概要】

【0007】

以下では、本発明のいくつかの態様または目的を基本的に理解できるようにする目的で、本発明の単純化された要約を提示する。この要約は、本発明の主要な要素もしくは重要な要素を識別する、または本発明の範囲を示すようには意図されていない。

【0008】

本発明の目的は、新規のタイプの追跡部品を使用することによって、人の顎部の硬組織の動きを追跡する新規の手段であって、新規性が、そのような追跡部品を設計する新規の方法に基づく、手段、を提供することである。この新規の設計方法は、人の解剖学的構造の撮影結果から生成されるデジタルモデルを利用することに基づき、これによって患者に固有な追跡部品を作製することが可能になる。

【0009】

本発明のさまざまな態様は、添付の独立請求項に記載されている内容を特徴とする、方法、装置、追跡部品、配置構造、およびコンピュータプログラム、を含む。本発明のさらなる態様は、添付の従属請求項と、発明を実施するための形態のセクションに開示されている。

【0010】

本発明の１つまたは複数の態様によって提供される１つの利点として、人の顎部の解剖学的構造の上部、特に、下顎部の歯の少なくとも一部の上部に完全に嵌まる外殻を形成している患者に固有な追跡部品を使用することによって、顎部の硬組織の動きを追跡できることが挙げられる。完全に嵌まることによって、解剖学的構造に追跡部品を確実に取り付けるために追加の接着剤が必要ない、または最小限の量の接着剤のみが必要である。本発明に係る追跡部品が、解剖学的構造との正確に既知の結合状態にあるとき、人の解剖学的構造に追跡部品を取り付けた後に個別の較正ステップが必要ない。さらには、同じ追跡部品を、追加の較正段階なしで何度か使用することができる。したがって、硬組織の動きの追跡を、ただ１つの物理的な追跡部品を使用してスムーズに行うことができ、たとえ長期間にわたっても同じ追跡部品を何度か使用することができる。

【0011】

以下の図は、本発明のさまざまな実施形態のいくつかの態様を提示している。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】人の下顎部に取り付けられている追跡部品を示している。

【図2】本発明の一実施形態に係る、設計およびその後の作製プロセスの流れ図を示している。

【図3】本発明に係る１つの好ましい装置の一部のブロック図を示している。

【図4】本発明に関連する使用に適用可能な撮影装置の例を示している。

【図5】２つのカメラの視野の中で追跡部品が下顎骨に取り付けられている状態で動きを追跡撮影する１つの原理的な配置構造を例として示している。

【図6】代理オブジェクトの動きを検出し、顎部の硬組織の動きをモデル化する原理的な追跡システムを示している。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下は、本発明の実施形態の例である。本明細書では、さまざまな箇所において、実施形態、「一」実施形態、または「いくつかの」実施形態を参照しているが、これは、そのような参照それぞれが（１つまたは複数の）同じ実施形態を指す、または実施形態の特徴がその特定の１つの実施形態に適用されるのみであることを必ずしも意味しない。さまざまな実施形態の個々の特徴を組み合わせる、または省いて、必ずしも説明の中で詳しく開示されていない実施形態を提供することができる。

【0014】

図１は、人の下顎部（１２０）に取り付けられている物理的な追跡部品（１１０）を側面図として示している。追跡部品（１１０）は、スプリント部（splint part）（１１１）および少なくとも１つの突出部（１１２）を備えている。突出部（１１２）は、人の口の中から外に延びるように構成されている。図１の突出部（１１２）は、少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）をさらに備えている。追跡マーカー（１１３）は、突出部（１１２）と一体化することができ、または、突出部（１１２）に取付け可能である、場合によっては取り外し自在に突出部（１１２）に取付け可能である、ように構成することができる。追跡マーカー（１１３）は、少なくとも１つの波長を反射する、または発するように構成することができ、例えば、少なくとも１つのＬＥＤ、少なくとも１つの赤外線反射物、または少なくとも１つの光反射物を備えていることができる。追跡マーカー（１１３）は、放射線不透過性とすることができ、または、放射線不透過性部分を含むことができる。

【0015】

図１による物理的な追跡部品（１１０）は、追跡部品（１１０）のデジタルモデルを最初に生成することによって患者に固有な追跡部品として設計および作製することができ、追跡部品（１１０）は、そのスプリント部（１１１）に関して、人の実際の解剖学的構造のデジタル表面データ（３Ｄ表面モデル）に基づいて設計される。表面データを生成するための画像データは、解剖学的構造の痕跡を撮影することによって、または、人の解剖学的構造を直接撮影することによって、取得することができる。次に、口腔内の解剖学的構造と接触するスプリント部（１１１）の内面を、人のその解剖学的構造の表面に完全に嵌まるように設計することができる。スプリント部（１１１）の全体の形状（すなわち人の解剖学的構造に合致している表面のみならず、スプリント部（１１１）の他の表面も含むデジタルモデル）は、より自由に設計することができる。

【0016】

追跡部品（１１０）の設計プロセス全体は、少なくとも１つの突出部（１１２）（スプリント部（１１１）に取り付けられるかまたは一体化される）のデジタルモデルを設計するステップ、および／または、少なくとも１つの突出部（１１２）の少なくとも１つの結合構造をスプリント部（１１１）に設計するステップ、をさらに含むことができる。したがってこのプロセスは、例えば、特定の人の口腔内の解剖学的構造の表面に合致している１つの表面領域を有するスプリント部（１１１）のデジタルモデルを設計するステップと、そのモデルを、少なくとも１つの突出部（１１２）、およびオプションとして、少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）の構造または少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）に関連する構造、の表面を表現するモデルと合成して、追跡部品（１１０）のデジタルモデルを形成するステップと、を含むことができる。

【0017】

図２は、追跡部品のデジタルモデルの生成に関連するステップの例を示す流れ図である。

【0018】

図２は、物理的な追跡部品を作製する次のステップをさらに示しており、追跡部品は、スプリント部と、さらに、少なくとも１つの突出部または少なくとも１つの突出部のための少なくとも１つの結合構造、を備えている。

【0019】

図２に示したプロセスに関して、ステップ（２０１）においては、人の口腔内の解剖学的構造の少なくとも一部、または解剖学的構造の痕跡を撮影して、撮影結果を取得する。この解剖学的構造は、例えば、少なくとも歯の一部、歯の表面、歯肉、または人の口腔内の解剖学的構造の他の細部、を含むことができる。この撮影結果を取得するステップは、口腔内表面の光学スキャン装置、またはＣＴもしくはＣＢＣＴ撮影装置を使用するステップを含むことができる。

【0020】

ステップ（２０２）においては、撮影結果に基づいて第１のデジタルモデルを生成し、このモデルは、人の口腔内の解剖学的構造の表面の少なくとも一部を表現する。

【0021】

ステップ（２０３）においては、スプリント部（１１１）を表現しており、かつ上記の第１のデジタルモデルの少なくとも一部を含む第２のデジタルモデル、を生成する。このステップを説明するための１つの方法として、スプリント部の内面、すなわち底面の少なくとも一部を形成するための開始データとして、解剖学的構造の表面モデルを使用し、次に解剖学的構造のモデル化された表面の上部に、スプリント部（１１１）のモデルの実際の形状全体を「構築する」ことによって、スプリント部（１１１）のモデルを生成する。

【0022】

ステップ（２０４）においては、少なくとも１つの突出部（１１２）、または少なくとも１つの突出部（１１２）のための取付け構造を表現する少なくとも１つの第３のデジタルモデルを生成する。

【0023】

ステップ（２０５）においては、スプリント部（１１２）を表現する第２のデジタルモデルと、少なくとも１つの第３のデジタルモデルとを合成して、追跡部品（１１０）のデジタルモデルを形成する。

【0024】

追跡部品のデジタルモデルを生成する方法は、図２には、特定の具体的な個々のステップ（２０１）～（２０５）を含むものとして提示してあるが、当然ながら、これらのステップのすべてを個別に実行する必要はない。例として、上に開示したステップ（２０３）～（２０５）は、「スプリント部（１１１）と前出の第１のデジタルモデルの少なくとも一部とを表現する第２のデジタルモデルと、この第２のデジタルモデルに合成される第３のデジタルモデルであって、少なくとも１つの突出部（１１２）または少なくとも１つの突出部（１１２）のための取付け構造を表現する、第３のデジタルモデルと、を含む、追跡部品（１１０）のデジタルモデル、を生成するステップ」、を含むものとして、記載することができる。

【0025】

突出部（１１２）のモデルは、オプションとして、少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）のモデル、または、少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）のための取付け構造のモデル、を含むことができる。当然ながら、この場合も、突出部（１１２）のモデルは、このような１つもしくは複数のモデルを含むように直接生成してもよく、または、このような１つもしくは複数のモデルを個別に設計し、次に突出部（１１２）のモデルと合成することができる。

【0026】

言い換えれば、追跡マーカー（１１３）の１つもしくはいくつかのモデルを突出部（１１２）のモデルと統合することができる、または、追跡マーカー（１１３）を突出部（１１２）に取付け可能であるように設計することができるが、「第３のデジタルモデル」は、突出部（１１２）のみならず、少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）または少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）のための取付け構造も含むことができる。

【0027】

追跡部品（１１０）または追跡部品の一部のデジタルモデルは、患者に固有な物理的な追跡部品（１１０）または患者に固有な追跡部品の一部を作製する目的などで、後から使用できるように記憶しておくことができる。

【0028】

したがって、本発明の一態様によれば、図２のステップ（２０５）の後に、物理的な追跡部品（１１０）または物理的な追跡部品の一部の作製において、追跡部品（１１０）の生成されたデジタルモデルの少なくとも一部を使用するステップ（２０６）、が続く。言い換えれば、追跡部品（１１０）のデジタルモデルは、その後に物理的な追跡部品（１１０）または物理的な追跡部品の一部を作製するための基礎データを形成する。

【0029】

物理的な追跡部品（１１０）は、３Ｄプリンタやフライスカッターなどの装置を含むＣＡＤ／ＣＡＭ装置において作製することができる。

【0030】

物理的な追跡部品（１１０）は、追跡部品（１１０）のスプリント部（１１１）を設計するために使用される、人の口腔内の解剖学的構造のデジタル表面モデルに対する、少なくとも１つの追跡マーカー（１１３）の位置が既知であるように、設計および作製することができる。

【0031】

これに対して、設計によっては、人の口腔内の解剖学的構造の特定のデジタル表面モデルに対する位置が既知であるべき追跡部品（１１０）の１つまたは複数の部分は、図１に示した追跡マーカー（１１３）以外の、追跡部品（１１０）の何らかの別の構造であってもよい。

【0032】

本発明の一態様によれば、本発明を実施するための装置は、ＣＴまたはＣＢＣＴ撮影装置と、図２および関係する上の説明部分に関連して記載されているプロセスステップの少なくともいくつかを実施するためのソフトウェアを備えたコンピュータと、本発明に従って設計された物理的造形物を作製するための例えば積層造形機またはフライス盤と、を備えていることができる。

【0033】

したがって、本発明の一実施形態は、コンピュータ可読記憶媒体に具体化されているコンピュータプログラムを備えており、このコンピュータプログラムは、図２に関連して説明されている本方法のステップの少なくともいくつか（図２を参照しながら説明されているステップ（２０１）～（２０５）の少なくとも一部など）を制御および実行するためのプログラムコード、を備えている。

【0034】

本発明を実施するための１つの装置（３００）の一般的なアーキテクチャ（図３に示してある）は、撮影装置（３１０）（検出器（３１１）および放射線源（３１２）を備えたＣＢＣＴスキャナーとすることができる）と、メモリ（３２１）およびスキャン結果処理ユニット（３２２）を備えていることのできるデータ処理システム（３２０）と、を備えている。スキャン結果処理ユニット（３２２）は、スキャン結果を数値的に再構築して、スキャンされた解剖学的構造を表現する、３次元ピクセル（すなわちボクセル）から構成されているいわゆるデジタルボリューム（digital volume）またはボリュームデータ（volumetric data）を生成するように構成することができる。データ処理システム（３２０）は、処理ユニット（３２２）によって生成されたデータと相互作用して、スキャンされた解剖学的構造のデジタルモデルおよび追跡部品（１１０）のデジタルモデルを生成するように構成されているモデリングユニット（３２３）、をさらに備えていることができる。データ処理システム（３２０）は、このようなモデルをメモリ（３２１）に記録するようにも構成することができる。

【0035】

図３に示した実施形態などの本発明の一実施形態は、モデリングユニット（３２３）によって作成された追跡部品（１１０）のデジタルモデルまたはデジタルモデルの一部から、物理的な追跡部品（１１０）または物理的な追跡部品（１１０）の一部を生成するように構成されている作製ユニット（３３０）（例えば３Ｄプリンタまたはフライスカッター）、をさらに備えていることができる。

【0036】

解剖学的構造の表面モデルのための撮影結果を取得するための装置は、光学的な口腔内スキャナー（登録商標Ｐｌａｎｍｅｃａ ＰｌａｎＳｃａｎとして市販されているものなど）とすることができるが、図４には、本発明に関連しての使用に適用可能なＣＢＣＴ装置の例を示してある。図４の撮影装置（４１０）は、垂直支持構造（１１）を含み、この垂直支持構造（１１）から、患者支持手段（１７）を支持しているアーム（１２）と、この装置の撮影手段を支持しているアーム部（１４）を支持しているアーム部（１３，１３’）とが、水平方向に延びている。撮影手段を支持しているアーム部（１４）は、回転可能に配置されており、撮影手段を支持しているアーム部（１４）を支持しているアーム部（１３，１３’）を回転可能に配置してもよい。（図４に示した装置では、撮影手段を支持しているアーム部（１４）を支持しているアーム部（１３，１３’）が２つの部分からなり、そのうちの少なくとも第２の部分（１３’）を回転可能に配置することができるが、これら２つの部分（１３，１３’）を、ただ１つのモノリシックなアーム部を形成するように構成することもできる。）この装置の撮影手段は、撮影手段を支持しているアーム部（１４）に互いに距離をおいて配置されているＸ線源（１５）およびＸ線画像情報の受信機（２１）を含む。撮影手段は、患者支持手段（１７）に対して以下のように配置されている、すなわち、Ｘ線源（１５）とＸ線画像情報の受信機（２１）との間の領域内に撮影ステーション（１８）が形成され、Ｘ線源（１５）によって生成されたビームをこの撮影ステーション（１８）を通ってＸ線画像情報の受信機（２１）に向けて導くことができるように、配置されている。この装置は制御手段を含み、図４には、制御手段のうち、患者支持手段（１７）を支持しているアーム（１２）に配置されているユーザインタフェース（１６）を示してあり、ユーザインタフェース（１６）は動作モード選択手段（１９）を含むことができる。Ｘ線画像情報の受信機（２１）は、画像情報の受信機モジュール（２０）（すなわち検出器モジュール（２０））の一部として配置することができ、この受信機モジュール（２０）は、Ｘ線画像情報の受信機（２１）に加えて、１つまたは複数の光学カメラ（後述する）を備えていることができる。画像情報を処理する手段がコンピュータ（３０）に配置されており、コンピュータ（３０）はさらにディスプレイ（３１）に動作接続された状態に配置されている。ユーザインタフェース（１６）がディスプレイを備えていてもよく、撮影装置の何らかの別の構造に配置されたディスプレイを設けてもよい。

【0037】

口腔内の表面のモデルを生成するために光学的な口腔内スキャナーが使用されているが、光学スキャナーに可視である以外の顎部の硬組織の動きも（顎骨の全体としての動きのように）表示できることが望まれる場合、このような表面モデルを、上述したＣＢＣＴスキャナーなど何らかの別の適用可能な撮影装置によって生成される、同じ解剖学的構造を含むモデルと合成する必要がある。人の解剖学的構造をＣＢＣＴまたは別の適用可能な装置によってスキャンする場合には、そのようなスキャンのデータを使用して所望の口腔内の表面のモデルを生成することができ、追加の光学的スキャンと、したがってそのような合成は、まったく行う必要がない。

【0038】

図５は、本発明に関連する使用に適用可能な１つのシステムに従って顎部の動きを検出するための配置構造を示している。この配置構造は、互いに距離をおいて配置されており人の頭部を写真撮影することを目的とする２つの光学カメラ（５０１）を含む。人の顎部が動くときに追跡部品（１１０）が顎部の動きに追随するように、本発明に係る追跡部品（１１０）が人に取り付けられている。図５の配置構造は、カメラ（５０１）のすぐ近くに配置されており本質的にカメラ（５０１）が向けられている方向に光を発する光源（５０２）、をさらに含む。図４に示した装置などのＸ線撮影装置は、例えば上述したように検出器モジュールに光学カメラを含めることによって、図５に示した配置構造をさらに備えているように構成することができる。

【0039】

上述したように頭蓋硬組織の動きを描写するデジタルモデルを生成する目的で情報を取得するための、図５による配置構造は、２台のカメラを使用することに基づいているが、何らかの別の数のカメラを使用することに基づく配置構造をこの目的に使用することもできる。

【0040】

したがって、本発明の一態様は、人の顎部の硬組織の動きを追跡する方法であって、人の顎部に取り付けられている少なくとも１つのマーカーの動きを検出するステップと、これらの動きを人の解剖学的構造にマッピングするステップと、を含み、この少なくとも１つのマーカーが、上述したように作製される追跡部品（１１０）の一部であり、動きを検出するステップが、追跡部品（１１０）を設計したときにベースとなった表面に対応する解剖学的構造に追跡部品（１１０）が嵌合によって取り付けられている間に、追跡部品（１１０）の動きを検出するステップ、を含む、方法、である。

【0041】

図６は、顎部の動きを検出およびモデル化する原理的なシステム（追跡システム（６００）を示しており、このシステムは、図４の撮影装置（４１０）の一部として実施することができる。追跡システム（６００）は、追跡部品（１１０）の例えば少なくとも１つの突出部（１１２）または追跡マーカー（１１３）の動きを検出することによって、および、この動きを解剖学的構造の仮想モデルにマッピングすることによって、顎部の動きを解明するように構成されている。したがって追跡システム（６００）は、少なくとも１つの突出部（１１２）または追跡マーカー（１１３）の動きを検出する検出手段（６０１）を備えていることができる。検出手段（６０１）は、人の解剖学的構造に取り付けられているときに物理的な追跡部品（１１０）の（少なくとも一部の）動きを検出するための図５の配置構造、を備えていることができ、物理的な追跡部品（１１０）は、解剖学的構造に嵌め合わされるように設計および作製されている。追跡システム（６００）は、検出された動きを記憶するメモリ（６０２）をさらに備えていることができる。図６の追跡システム（６００）は、追跡部品（１１０）の動きのみならず実際の解剖学的構造の動きも（または解剖学的構造の動きのみを）表示することができるように、追跡部品（１１０）の動きを、人の口腔内の解剖学的構造の撮影結果の少なくとも一部に（すなわち患者に固有な物理的な追跡部品（１１０）を作製するために使用された解剖学的構造のモデル化された表面の少なくとも一部に）マッピングするマッピング手段（６０３）、を備えている。

【0042】

本明細書に開示されている本発明のコンセプトは、技術が進歩するにつれて、さまざまな方法で実施できることが、当業者には明らかであろう。本発明およびその実施形態は、上述した例に限定されるのではなく、添付の請求項の範囲内でさまざまな形をとることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】