特許 7469709 位置合わせプログラム、位置合わせ方法及び情報処理装置

(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】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】位置合わせプログラム、位置合わせ方法及び情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   A61C 13/36 20060101AFI20240410BHJP

   A61C 11/00 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

A61C13/36

A61C11/00 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022556871

(86)(22)【出願日】2020-10-20

(86)【国際出願番号】 JP2020039459

(87)【国際公開番号】W WO2022085090

(87)【国際公開日】2022-04-28

【審査請求日】2023-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002918

【氏名又は名称】弁理士法人扶桑国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】半沢 克成

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼梨 知宏

(72)【発明者】

【氏名】石塚 伸護

【審査官】細川 翔多

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３２４６０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０２０－５２０２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１３５９３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２３０５６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｃ １３／３６

Ａ６１Ｃ １１／００

Ａ６１Ｃ １９／０４

Ａ６１Ｃ １９／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のマーカ部が付加された上顎模型をスキャンして得られる第１のスキャンデータと、第２のマーカ部が付加された下顎模型をスキャンして得られる第２のスキャンデータとを取得し、
前記第１のスキャンデータに含まれる前記第１のマーカ部の領域と、前記第２のスキャンデータに含まれる前記第２のマーカ部の領域と、前記第１のマーカ部と前記第２のマーカ部の位置関係を定めた位置決め基準情報とに基づいて、前記第１のスキャンデータと前記第２のスキャンデータの位置関係を決定する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする位置合わせプログラム。

【請求項2】

前記第１のマーカ部は、前記上顎模型の本体が設置される第１の模型台であり、前記第２のマーカ部は、前記下顎模型の本体が設置される第２の模型台である、ことを特徴とする請求項１に記載の位置合わせプログラム。

【請求項3】

前記位置決め基準情報は、位置決め治具に固定された、前記第１の模型台に対応する第３の模型台と、前記第２の模型台に対応する第４の模型台とを含む領域をスキャンして得られる第３のスキャンデータである、ことを特徴とする請求項２に記載の位置合わせプログラム。

【請求項4】

前記上顎模型の本体または前記下顎模型の本体は、咬合状態としたときの前記第１の模型台と前記第２の模型台の位置関係が、前記位置決め基準情報における前記第３の模型台の領域と前記第４の模型台の領域との位置関係と同じになるように、前記第１の模型台または前記第２の模型台との固定位置、または厚さが調整されている、ことを特徴とする請求項３に記載の位置合わせプログラム。

【請求項5】

前記第１のスキャンデータと前記第２のスキャンデータの位置関係を決定した後、前記第１のマーカ部の領域及び前記第２のマーカ部の領域のデータを削除する、処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の位置合わせプログラム。

【請求項6】

前記上顎模型または前記下顎模型は支台歯模型が抜かれた支台歯抜き模型であり、
前記位置決め情報では、前記第１のマーカ部または前記第２のマーカ部と、前記支台歯模型に付加された第３のマーカ部の位置関係が定められており、
前記コンピュータに、
前記第３のマーカ部が付加された前記支台歯模型をスキャンして得られる第４のスキャンデータを取得し、
前記第４のスキャンデータに含まれる前記第３のマーカ部の領域と、前記第１のマーカ部の領域または前記第２のマーカ部の領域と、前記位置決め基準情報とに基づいて、前記第１のスキャンデータまたは前記第２のスキャンデータと、前記第４のスキャンデータの位置関係を決定する、
処理を実行させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の位置合わせプログラム。

【請求項7】

前記第３のマーカ部は、前記支台歯模型の本体が設置される第５の模型台である、ことを特徴とする請求項６に記載の位置合わせプログラム。

【請求項8】

コンピュータが、
第１のマーカ部が付加された上顎模型をスキャンして得られる第１のスキャンデータと、第２のマーカ部が付加された下顎模型をスキャンして得られる第２のスキャンデータとを取得し、
前記第１のスキャンデータに含まれる前記第１のマーカ部の領域と、前記第２のスキャンデータに含まれる前記第２のマーカ部の領域と、前記第１のマーカ部と前記第２のマーカ部の位置関係を定めた位置決め基準情報とに基づいて、前記第１のスキャンデータと前記第２のスキャンデータの位置関係を決定する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。

【請求項9】

上顎模型に付加された第１のマーカ部と下顎模型に付加された第２のマーカ部の位置関係を定めた位置決め基準情報を記憶する記憶部と、
前記第１のマーカ部が付加された前記上顎模型をスキャンして得られる第１のスキャンデータと、前記第２のマーカ部が付加された前記下顎模型をスキャンして得られる第２のスキャンデータとを取得し、前記第１のスキャンデータに含まれる前記第１のマーカ部の領域と、前記第２のスキャンデータに含まれる前記第２のマーカ部の領域と、前記位置決め基準情報とに基づいて、前記第１のスキャンデータと前記第２のスキャンデータの位置関係を決定する処理部と、
を有することを特徴とする情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置合わせプログラム、位置合わせ方法及び情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、歯科医療において、治療や技工作業の効率化などのため、ＣＡＤ（Computer Aided Design）／ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）技術が用いられてきている（たとえば、特許文献１乃至４参照）。

【0003】

歯科医療において、ＣＡＤ技術は、たとえば、インレー（詰め物）、クラウン（被せ物）、ブリッジ、義歯、インプラントなどの補綴物を設計する際に用いられる。このような補綴物を設計する際、まず、歯科医や歯科衛生士が採取した患者の口腔内の印象（歯型）をもとに、歯科技工士（以下技工士という）が歯列を含む上下顎の模型を製作する。そして、製作された模型が、３次元スキャナによってスキャンデータ（３次元データ）に変換され、コンピュータ上でそのスキャンデータを用いて補綴物が設計される。

【0004】

なお、上顎と下顎の一方の歯に設ける補綴物が、上顎と下顎の他方の歯に干渉しないように補綴物をＣＡＤ技術により設計するなどの理由のため、上顎と下顎とが咬み合わされた状態（咬合状態）をＣＡＤ上で再現することが行われる。たとえば、従来、上顎模型と下顎模型のそれぞれのスキャンデータとは別に取得した咬合状態の上下顎模型のスキャンデータに対して、上顎模型と下顎模型のそれぞれのスキャンデータを合わせる形で位置合わせを行い、咬合状態を再現していた。また、クラウンやブリッジなどの土台となる歯（支台歯）の模型のスキャンデータと顎模型のスキャンデータとの位置合わせも行われることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２０２０－５２６３０４号公報

【文献】特表２０１６－５２８０２０号公報

【文献】特開２００９－１０１１２４号公報

【文献】特表２０２０－５２０２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、従来の手法では、上顎模型と下顎模型のそれぞれのスキャンデータとは別に位置合わせ用のスキャンデータを用意しなければならないため、スキャン作業に時間がかかるという問題がある。

【0007】

１つの側面では、本発明は、スキャン作業にかかる時間を短縮可能な位置合わせプログラム、位置合わせ方法及び情報処理装置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】

１つの実施態様では、位置合わせプログラムが提供される。位置合わせプログラムは、第１のマーカ部が付加された上顎模型をスキャンして得られる第１のスキャンデータと、第２のマーカ部が付加された下顎模型をスキャンして得られる第２のスキャンデータとを取得し、第１のスキャンデータに含まれる第１のマーカ部の領域と、第２のスキャンデータに含まれる第２のマーカ部の領域と、第１のマーカ部と第２のマーカ部の位置関係を定めた位置決め基準情報とに基づいて、第１のスキャンデータと第２のスキャンデータの位置関係を決定する、処理をコンピュータに実行させる。

【0009】

また１つの実施態様では、位置合わせ方法が提供される。
また１つの実施態様では、情報処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0010】

１つの側面では、本発明は、スキャン作業にかかる時間を短縮できる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施の形態の位置合わせ方法及び情報処理装置の一例を示す図である。

【図2】情報処理装置のハードウェア例を示すブロック図である。

【図3】位置決め基準情報の生成方法の一例を示す図である。

【図4】上顎模型及び下顎模型の準備の一例を示す図である。

【図5】位置合わせ処理の一例の流れを示すフローチャートである。

【図6】スキャンデータの取得例を示す図である。

【図7】各スキャンデータの位置合わせ例を示す図である。

【図8】位置合わせ結果の出力例を示す図である。

【図9】マーカ部の領域を削除した３次元モデルの一例を示す図である。

【図10】位置合わせ用のスキャンデータの１つ目の例である。

【図11】位置合わせ用のスキャンデータの２つ目の例である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の位置合わせ方法及び情報処理装置の一例を示す図である。

【0013】

第１の実施の形態の情報処理装置１０は、上顎模型１５のスキャンデータ１７と下顎模型１６のスキャンデータ１８の位置合わせを行う。
情報処理装置１０は、記憶部１１及び処理部１２を有する。

【0014】

記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置、または、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置である。
記憶部１１は、位置決め基準情報１１ａと、位置合わせ結果である３次元モデル１１ｂを記憶する。

【0015】

位置決め基準情報１１ａは、上顎模型１５に付加されるマーカ部と、下顎模型１６に付加されるマーカ部の位置関係を定めた情報である。以下では、マーカ部の一例として、上顎模型１５の本体１５ａが設置される模型台１５ｂ、下顎模型１６の本体１６ａが設置される模型台１６ｂを用いて説明を行うが、マーカ部はこれに限定されるものではない。マーカ部は、たとえば、上顎模型１５の本体１５ａや下顎模型１６の本体１６ａの決まった位置に付加される３つの所定の形状（たとえば三角）のマークであってもよい。

【0016】

位置決め基準情報１１ａは、たとえば、位置決め治具（後述の図３参照）に固定された２つの模型台を含む領域をスキャンしたスキャンデータであり、予め記憶部１１に記憶されている。上記２つの模型台は、模型台１５ｂ，１６ｂに対応するものであり、たとえば、形状及び大きさが模型台１５ｂ，１６ｂと同じものである。位置決め基準情報１１ａにおける２つの模型台の領域では、たとえば、対向する面（本体１５ａ，１６ａが接着される面）が平行で、面間の距離が５０．０ｍｍなどと、適切な位置関係となっている。

【0017】

３次元モデル１１ｂは、スキャンデータの位置合わせ結果を示し、たとえば、上顎模型１５と下顎模型１６の咬合状態などを再現したものである。
処理部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのハードウェアであるプロセッサにより実現される。ただし、処理部１２は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの特定用途の電子回路を含んでもよい。プロセッサは、ＲＡＭなどのメモリに記憶されたプログラムを実行する。たとえば、位置合わせプログラムが実行される。なお、複数のプロセッサの集合を「マルチプロセッサ」または単に「プロセッサ」ということがある。

【0018】

処理部１２は、上顎模型１５と下顎模型１６のそれぞれをスキャンして得られるスキャンデータ１７，１８を、たとえば、３次元スキャナ１２ａから取得する。なお、処理部１２は、スキャンデータ１７，１８を図示しない他の情報処理装置や記憶装置からネットワークを介して取得（受信）してもよい。処理部１２は、取得したスキャンデータ１７，１８を記憶部１１に記憶させてもよい。

【0019】

上顎模型１５の本体１５ａと下顎模型１６の本体１６ａは、たとえば、患者ごとまたは症例ごとに製作されたものである。また、本体１５ａ，１６ａは、ユーザによって咬合状態とされたときに、模型台１５ｂ，１６ｂの位置関係が位置決め基準情報１１ａにおける領域１１ａ１，１１ａ２の位置関係と一致するように、厚みや模型台１５ｂ，１６ｂとの固定位置が調整されていてもよい。この調整方法の例については、後述の第２の実施の形態において説明する。

【0020】

なお、図１の例では、下顎模型１６は、支台歯模型が抜かれた支台歯抜き模型となっている。このため、処理部１２は、支台歯模型のスキャンデータを取得し、上顎模型１５または下顎模型１６（支台歯抜き模型）のスキャンデータとの位置合わせを行ってもよいが、その例についても、後述の第２の実施の形態において説明する。

【0021】

そして、処理部１２は、スキャンデータ１７に含まれる模型台１５ｂの領域１７ａと、スキャンデータ１８に含まれる模型台１６ｂの領域１８ａと、位置決め基準情報１１ａとに基づいて、スキャンデータ１７，１８の位置関係を決定する。

【0022】

位置決め基準情報１１ａが、位置決め治具に固定された２つの模型台を含む領域をスキャンしたスキャンデータである場合、図１に示したように位置合わせが行われる。すなわち、位置決め基準情報１１ａにおける一方の模型台の領域１１ａ１と、スキャンデータ１７に含まれる模型台１５ｂの領域１７ａの位置合わせが行われる。位置合わせは、たとえば、領域１１ａ１と領域１７ａの形状が一致するように行われる。模型台１５ｂに位置合わせ用の３つのマークが付加されている場合には、領域１１ａ１と領域１７ａのそれぞれに含まれる３つのマークが一致するように位置合わせが行われる。位置決め基準情報１１ａにおける他方の模型台の領域１１ａ２と、スキャンデータ１８に含まれる模型台１６ｂの領域１８ａの位置合わせについても同様に行われる。

【0023】

図１では、位置合わせの結果、上顎模型１５と下顎模型１６の咬合状態が３次元モデル１１ｂにより再現されている。本体１５ａ，１６ａにおいて、咬合状態のときの模型台１５ｂ，１６ｂの位置関係が位置決め基準情報１１ａにおける模型台１５ｂ，１６ｂの位置関係と一致するように厚みや模型台１５ｂ，１６ｂとの固定位置が調整されている場合、咬合状態が再現される。

【0024】

処理部１２は、３次元モデル１１ｂを記憶部１１に記憶するとともに、情報処理装置１０の外部に出力してもよい。たとえば、処理部１２は、情報処理装置１０に接続された表示装置１２ｂに３次元モデル１１ｂを出力して表示させてもよい。

【0025】

上記のように、第１の実施の形態の位置合わせ方法及び情報処理装置１０では、処理部１２は、上顎模型１５と下顎模型１６をそれぞれスキャンして得られるスキャンデータ１７，１８を取得する。そして、処理部１２は、スキャンデータ１７，１８に含まれる模型台１５ｂ，１６ｂの領域１７ａ，１８ａと、模型台１５ｂ，１６ｂの位置関係を定めた位置決め基準情報１１ａに基づいて、スキャンデータ１７，１８の位置関係を決定する。これにより、上顎模型１５と下顎模型１６のそれぞれのスキャンデータ１７，１８とは別に位置合わせ用のスキャンデータ（たとえば、咬合状態の上下顎模型のスキャンデータ）を用意しなくても位置合わせを行うことが可能となる。このため、スキャン作業にかかる時間を短縮できる。

【0026】

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を説明する。
図２は、情報処理装置のハードウェア例を示すブロック図である。

【0027】

情報処理装置２０は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＨＤＤ２３、画像信号処理部２４、入力信号処理部２５、媒体リーダ２６及び通信インタフェース２７を有する。上記ユニットは、バスに接続されている。

【0028】

ＣＰＵ２１は、プログラムの命令を実行する演算回路を含むプロセッサである。ＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２３に記憶されたプログラムやデータの少なくとも一部をＲＡＭ２２にロードし、プログラムを実行する。なお、ＣＰＵ２１は複数のプロセッサコアを備えてもよく、情報処理装置２０は複数のプロセッサを備えてもよく、以下で説明する処理を複数のプロセッサまたはプロセッサコアを用いて並列に実行してもよい。また、複数のプロセッサの集合（マルチプロセッサ）を「プロセッサ」と呼んでもよい。

【0029】

ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２１が実行するプログラムやＣＰＵ２１が演算に用いるデータを一時的に記憶する揮発性の半導体メモリである。なお、情報処理装置２０は、ＲＡＭ以外の種類のメモリを備えてもよく、複数個のメモリを備えてもよい。

【0030】

ＨＤＤ２３は、ＯＳ（Operating System）やミドルウェアやアプリケーションソフトウェアなどのソフトウェアのプログラム、及び、データを記憶する不揮発性の記憶装置である。プログラムには、たとえば、上顎模型と下顎模型のそれぞれのスキャンデータの位置合わせを情報処理装置２０に実行させる位置合わせプログラムが含まれる。データには、たとえば、前述の位置決め基準情報１１ａが含まれる。なお、情報処理装置２０は、フラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）などの他の種類の記憶装置を備えてもよく、複数の不揮発性の記憶装置を備えてもよい。

【0031】

画像信号処理部２４は、ＣＰＵ２１からの命令にしたがって、情報処理装置２０に接続されたディスプレイ２４ａに画像を出力する。ディスプレイ２４ａとしては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）、有機ＥＬ（ＯＥＬ：Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなどを用いることができる。

【0032】

入力信号処理部２５は、情報処理装置２０に接続された入力デバイス２５ａや３次元スキャナ２５ｂから入力信号を取得し、ＣＰＵ２１に出力する。入力デバイス２５ａとしては、マウスやタッチパネルやタッチパッドやトラックボールなどのポインティングデバイス、キーボード、リモートコントローラ、ボタンスイッチなどを用いることができる。また、情報処理装置２０に、複数の種類の入力デバイスが接続されていてもよい。

【0033】

媒体リーダ２６は、記録媒体２６ａに記録されたプログラムやデータを読み取る読み取り装置である。記録媒体２６ａとして、たとえば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク（ＭＯ：Magneto-Optical disk）、半導体メモリなどを使用できる。磁気ディスクには、フレキシブルディスク（ＦＤ：Flexible Disk）やＨＤＤが含まれる。光ディスクには、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が含まれる。

【0034】

媒体リーダ２６は、たとえば、記録媒体２６ａから読み取ったプログラムやデータを、ＲＡＭ２２やＨＤＤ２３などの他の記録媒体にコピーする。読み取られたプログラムは、たとえば、ＣＰＵ２１によって実行される。なお、記録媒体２６ａは、可搬型記録媒体であってもよく、プログラムやデータの配布に用いられることがある。また、記録媒体２６ａやＨＤＤ２３を、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ということがある。

【0035】

通信インタフェース２７は、ネットワーク２７ａに接続され、ネットワーク２７ａを介して他の情報処理装置と通信を行うインタフェースである。通信インタフェース２７は、スイッチなどの通信装置とケーブルで接続される有線通信インタフェースでもよいし、基地局と無線リンクで接続される無線通信インタフェースでもよい。

【0036】

（位置決め基準情報の生成方法）
以下、第１の実施の形態において説明した位置決め基準情報１１ａの生成方法の一例を説明する。

【0037】

図３は、位置決め基準情報の生成方法の一例を示す図である。
位置決め基準情報１１ａは、たとえば、図３のように位置決め治具３０に固定された模型台３１，３２を含む領域３３を、３次元スキャナでスキャンすることで得られる。

【0038】

模型台３１，３２は、対向する面が平行になるように位置決め治具３０により固定されている。また、位置決め治具３０は、模型台３１，３２の対向する面間の距離を調整可能である。面間の距離は、たとえば、５０．０ｍｍなどとされる。位置決め基準情報１１ａに含まれる模型台３１，３２に対応する領域１１ａ１，１１ａ２が位置合わせに用いられるマーカ部の領域となる。

【0039】

位置決め基準情報１１ａは、図１に示した記憶部１１の一例であるＨＤＤ２３などに予め記憶される。なお、ユーザが３次元スキャナ２５ｂを用いて、上記のような方法により位置決め基準情報１１ａを作成してもよい。

【0040】

（上顎模型及び下顎模型の準備）
図４は、上顎模型及び下顎模型の準備の一例を示す図である。
まず、たとえば、患者または症例ごとに上顎模型の本体４０と下顎模型の本体４１とが石膏を用いて製作される。なお、上顎模型の本体４０または下顎模型の本体４１には、支台歯模型が組込まれていてもよい。支台歯模型は本体４０，４１から取り外すことができる。以下の例では、下顎模型の本体４１には、支台歯模型が組込まれているものとするが、上顎模型の本体４０に支台歯模型が組込まれていてもよい。

【0041】

位置決め治具３０は、模型台３５を設置する部分と、模型台３６を設置する部分とに分離することができる。ユーザは、両部分を分離した状態で、たとえば、模型台３６に対して下顎模型の本体４１を接着させ固定させる。その後、ユーザは模型台３１に接着する前の上顎模型の本体４０を、下顎模型の本体４１にのせ、本体４０，４１をユーザの所望の位置合わせ状態（咬合状態）とさせる。その状態で、ユーザは、位置決め治具３０に設置された模型台３５の接着面を上顎模型の本体４０の上部に押し当てて接着させる。これにより、本体４０，４１と模型台３５，３６との接着位置（固定位置）は、咬合状態を反映したものとなる。

【0042】

なお、模型台３５，３６の対向する面間の距離が、位置決め基準情報１１ａにおける模型台３１，３２の当該面間の距離と異なる場合、本体４０を模型台３５に接着する前に、距離が同じになるように本体４０上に石膏が追加され、本体４０の厚さが調整される。

【0043】

このように本体４０，４１は、ユーザの所望の咬合状態としたときの模型台３５，３６の位置関係が位置決め基準情報１１ａにおける領域１１ａ１，１１ａ２との位置関係と同じになるように、模型台３５，３６との固定位置または厚さが調整されている。

【0044】

その後、位置決め治具３０から、模型台３５に設置（接着）された上顎模型の本体４０と、模型台３６に設置（接着）された下顎模型の本体４１とが取り外される。また、下顎模型の本体４１に組み込まれていた支台歯模型が本体４１から取り外され、別の模型台に設置（接着）される。

【0045】

（位置合わせ処理の流れ）
図５は、位置合わせ処理の一例の流れを示すフローチャートである。図５の処理は、図２に示したＣＰＵ２１が位置合わせプログラムを実行することで行われる。

【0046】

まず、ＣＰＵ２１は、前述のように準備された各種模型をスキャンして得られるスキャンデータを、たとえば、３次元スキャナ２５ｂから取得する（ステップＳ１０）。
図６は、スキャンデータの取得例を示す図である。

【0047】

図６の例では上顎模型（模型台３５とそれに設置された本体４０）、支台歯抜き下顎模型（模型台３６とそれに設置された本体４１ａ）、支台歯模型（模型台３７とそれに設置された本体４１ｂ）がスキャン対象である。

【0048】

３次元スキャナ２５ｂにより、上顎模型をスキャンすることでスキャンデータ５０が得られ、支台歯抜き下顎模型をスキャンすることでスキャンデータ５１が得られ、支台歯模型をスキャンすることでスキャンデータ５２が得られる。

【0049】

なお、各模型のスキャン精度は異なっていてもよい。たとえば、クラウンやブリッジなどの土台となる支台歯の模型である支台歯模型については、他の模型よりも高い精度でスキャンされるようにしてもよい。

【0050】

また、支台歯模型が複数ある場合には、各支台歯模型についてのスキャンデータが取得される。
ステップＳ１０の処理後、ＣＰＵ２１は、各スキャンデータに含まれるマーカ部の領域と位置決め基準情報１１ａに含まれるマーカ部の領域とが一致しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。

【0051】

マーカ部の領域は、たとえば、位置決め基準情報１１ａと各スキャンデータに含まれる模型台に対応する領域である。図６に示した上顎模型のスキャンデータ５０については、模型台３５に対応した領域と、図３に示した領域１１ａ１とが一致するか否かが判定される。図６に示した支台歯抜き下顎模型のスキャンデータ５１については、模型台３６に対応した領域と、図３に示した領域１１ａ２とが一致するか否かが判定される。図６に示した支台歯模型のスキャンデータ５２については、模型台３７に対応した領域と、図３に示した領域１１ａ２とが一致するか否かが判定される。

【0052】

ＣＰＵ２１は、たとえば、各模型台に位置合わせ用の３つのマークが付加されている場合、位置決め基準情報１１ａと各スキャンデータの各模型台に対応する各領域に現れる３つのマークを用いて、各領域が一致するか否かを判定する。たとえば、ＣＰＵ２１は、領域１１ａ１に含まれる３つのマークと、上顎模型のスキャンデータ５０に含まれる模型台３１に対応した領域に含まれる３つのマークとの位置の誤差が所定値以内の場合、両領域が一致すると判定する。

【0053】

ＣＰＵ２１は、マーカ部の領域が一致しないと判定した場合、スキャンデータに含まれるマーカ部の領域が、位置決め基準情報１１ａに含まれるマーカ部の領域と一致するように、座標変換などによりスキャンデータを移動または回転させる（ステップＳ１２）。その後、ステップＳ１１からの処理が繰り返される。

【0054】

図７は、各スキャンデータの位置合わせ例を示す図である。
上顎模型のスキャンデータ５０のマーカ部の領域（図６の模型台３５に対応する領域５０ａ）については、位置決め基準情報１１ａに含まれるマーカ部の領域１１ａ１と一致するように位置合わせが行われる。支台歯抜き下顎模型のスキャンデータ５１のマーカ部の領域（図６の模型台３６に対応する領域５１ａ）については、位置決め基準情報１１ａに含まれるマーカ部の領域１１ａ２と一致するように位置合わせが行われる。支台歯模型のスキャンデータ５２のマーカ部の領域（図６の模型台３７に対応する領域５２ａ）については、位置決め基準情報１１ａに含まれるマーカ部の領域１１ａ２と一致するように位置合わせが行われる。

【0055】

ステップＳ１１の処理で、各スキャンデータに含まれるマーカ部の領域と位置決め基準情報１１ａに含まれるマーカ部の領域とが一致していると判定した場合、ＣＰＵ２１は、位置合わせ結果を出力する（ステップＳ１３）。

【0056】

図８は、位置合わせ結果の出力例を示す図である。
図８の例では、上顎模型と支台歯抜き下顎模型と支台歯模型による咬合状態が、位置合わせ結果である３次元モデル６０により再現されている。ＣＰＵ２１は、たとえば、３次元モデル６０を、ディスプレイ２４ａに出力して表示させる。

【0057】

その後、ＣＰＵ２１は、マーカ部の領域のデータを削除し（ステップＳ１４）、処理を終了する。
図９は、マーカ部の領域を削除した３次元モデルの一例を示す図である。

【0058】

図９には、図８に示した３次元モデル６０から、マーカ部である模型台の領域（図７の領域１１ａ１，１１ａ２，５０ａ，５１ａ，５２ａ）のデータを削除したときの３次元モデル６０ａの例が示されている。模型台の領域のデータは、補綴物の設計には不要であるため、図９のように削除することが望ましい。

【0059】

なお、上記の処理順序は一例であり、適宜処理の順序を入れ替えてもよい。
上記のように、第２の実施の形態の位置合わせ方法及び情報処理装置２０では、ＣＰＵ２１は、上顎模型、下顎模型（図６の例では支台歯抜き下顎模型）、支台歯模型をそれぞれスキャンして得られるスキャンデータ５０，５１，５２を取得する。そして、ＣＰＵ２１は、スキャンデータ５０～５２に含まれる模型台３５～３７の領域５０ａ，５１ａ，５２ａと、位置決め基準情報１１ａに基づいて、スキャンデータ５０～５２の位置関係を決定する。これにより、たとえば、咬合状態の上下顎模型のスキャンデータや、支台歯模型を含む顎模型のスキャンデータを、位置合わせ用のスキャンデータとして用意しなくても位置合わせができる。

【0060】

図１０は、位置合わせ用のスキャンデータの１つ目の例である。
図１０には、上顎模型のスキャンデータ７０と下顎模型のスキャンデータ７１を、咬合状態が再現されるように位置合わせするための、咬合状態の上下顎模型のスキャンデータ７２が示されている。スキャンデータ７２は位置合わせのためだけに用いられるため、スキャンデータ７０，７１よりもスキャン精度が低くてもよい。

【0061】

図１１は、位置合わせ用のスキャンデータの２つ目の例である。
図１１には、支台歯模型のスキャンデータ８０，８１の位置合わせのため、支台歯模型を含む下顎模型のスキャンデータ８２が示されている。スキャンデータ８２は位置合わせのためだけに用いられるため、スキャンデータ８０，８１よりもスキャン精度が低くてもよい。

【0062】

図１０や図１１に示すような位置合わせ用のスキャンデータ７２，８２は、たとえば、患者や症例ごとに用意することになるため、スキャン作業に時間がかかる。これに対して、第２の実施の形態の位置合わせ方法及び情報処理装置２０では、位置合わせ用のスキャンデータが不要である。このため、スキャン作業にかかる時間を短縮できる。

【0063】

また、上記の位置合わせ方法によれば、以下の理由により、これまで実現することが困難であった各種模型のスキャン作業の自動化を実現することが容易になる。
上顎模型及び下顎模型のスキャンデータ、位置決め用の上下顎模型のスキャンデータ、支台歯模型のスキャンデータを取得する場合、たとえば、以下の順序で処理が行われる。まず、上顎模型のスキャン（作業１）、下顎模型のスキャン（作業２）が行われ、上顎模型と下顎模型を咬合状態にするように位置決め（作業３）したのち、咬合状態の上下顎模型がスキャン（作業４）される。その後、上顎模型または下顎模型から支台歯以外が抜かれ（作業５）、支台歯模型のスキャンが行われる（作業６）。

【0064】

上記の作業１～６のうち、作業３，５は自動化が困難な作業である。第２の実施の形態の位置合わせ方法では、位置合わせ用の上下顎模型のスキャンデータが不要であるため、スキャン作業の途中に上顎模型と下顎模型を咬合状態にするように位置決めする作業３は発生しない。また、第２の実施の形態の位置合わせ方法では、図６に示したように、上顎模型や下顎模型のスキャンの際に支台歯模型についても用意されているため、スキャン作業の途中に上顎模型または下顎模型から支台歯以外を抜くという作業５は発生しない。

【0065】

残る作業１，２，４，６は、ユーザが３次元スキャナ２５ｂのステージに模型を設置する設置作業を含むが、設置作業はロボットアームにより実施させることが可能である。設置作業をユーザが行う場合でも、作業３～５が不要になるため、スキャン作業にかかる時間は、作業１～６が全て行われる場合よりも短縮できる。

【0066】

なお、従来、口腔内スキャナで得た上顎と下顎のそれぞれのスキャンデータで表される歯の形状や特徴に基づいて、システムが自動で上顎と下顎のそれぞれのスキャンデータの位置合わせを行い、咬合状態を再現する手法があった（たとえば、特許文献４参照）。

【0067】

しかしながら、上顎と下顎のそれぞれのスキャンデータで表される歯の形状や特徴に基づいて、上顎と下顎のそれぞれのスキャンデータの位置合わせを行うと、ユーザ（たとえば、技工士）が求める位置合わせ結果が得られない場合がある。

【0068】

第２の実施の形態の位置合わせ方法では、図４に示したように、上顎模型の本体４０または下顎模型の本体４１は、模型台３５，３６との固定位置、または厚さが調整されている。すなわち、ユーザが本体４０，４１を咬合状態としたときの模型台３５，３６の位置関係が、位置決め基準情報１１ａにおける模型台３１，３２の領域との位置関係と同じになるように、これらが調整されている。したがって、得られる上顎模型のスキャンデータと下顎模型のスキャンデータの位置合わせ結果は、ユーザが指定した咬合状態を反映するものとなり、ユーザが求める位置合わせ結果が得られる。

【0069】

なお、前述のように、上記の処理内容は、情報処理装置２０にプログラムを実行させることで実現できる。
プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体（たとえば、記録媒体２６ａ）に記録しておくことができる。記録媒体として、たとえば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどを使用できる。磁気ディスクには、ＦＤ及びＨＤＤが含まれる。光ディスクには、ＣＤ、ＣＤ－Ｒ（Recordable）／ＲＷ（Rewritable）、ＤＶＤ及びＤＶＤ－Ｒ／ＲＷが含まれる。プログラムは、可搬型の記録媒体に記録されて配布されることがある。その場合、可搬型の記録媒体から他の記録媒体（たとえば、ＨＤＤ２３）にプログラムをコピーして実行してもよい。

【0070】

上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

【符号の説明】

【0071】

１０ 情報処理装置
１１ 記憶部
１１ａ 位置決め基準情報
１１ａ１，１１ａ２，１７ａ，１８ａ 領域
１１ｂ ３次元モデル
１２ 処理部
１２ａ ３次元スキャナ
１２ｂ 表示装置
１５ 上顎模型
１５ａ，１６ａ 本体
１５ｂ，１６ｂ 模型台
１６ 下顎模型
１７，１８ スキャンデータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】