特表 2024-528612 ニューラルネットワークを用いた積層／除去造形ジョブにおける保護に値する表面および体積の決定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-30

(54)【発明の名称】ニューラルネットワークを用いた積層／除去造形ジョブにおける保護に値する表面および体積の決定

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/386 20170101AFI20240723BHJP

   G06N 3/02 20060101ALI20240723BHJP

   A61C 13/00 20060101ALI20240723BHJP

   A61C 13/007 20060101ALI20240723BHJP

   A61C 8/00 20060101ALI20240723BHJP

   A61C 5/77 20170101ALI20240723BHJP

   B29C 69/00 20060101ALI20240723BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240723BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20240723BHJP

   G06F 30/27 20200101ALI20240723BHJP

   G06F 30/10 20200101ALI20240723BHJP

   G06F 113/10 20200101ALN20240723BHJP

【ＦＩ】

B29C64/386

G06N3/02

A61C13/00 Z

A61C13/007

A61C8/00 Z

A61C5/77

B29C69/00

B33Y10/00

B33Y50/00

G06F30/27

G06F30/10

G06F113:10

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024501655

(86)(22)【出願日】2022-07-12

(85)【翻訳文提出日】2024-02-19

(86)【国際出願番号】 EP2022069382

(87)【国際公開番号】W WO2023285420

(87)【国際公開日】2023-01-19

(31)【優先権主張番号】21184956.7

(32)【優先日】2021-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515304558

【氏名又は名称】デンツプライ・シロナ・インコーポレイテッド

(71)【出願人】

【識別番号】519410367

【氏名又は名称】シロナ・デンタル・システムズ・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】シュタール、クリスティアン

【テーマコード（参考）】

4C159

4F213

5B146

【Ｆターム（参考）】

4C159AA55

4C159FF02

4C159TT03

4F213WA25

4F213WA43

4F213WA54

4F213WA67

4F213WB01

4F213WL55

4F213WL85

4F213WW24

5B146DC03

(57)【要約】

本発明は、スプリント、義歯床、モデル、ブリッジおよびクラウンなどの修復物などの歯科用コンポーネントのための積層／除去造形ジョブの準備に使用するためのコンポーネント記述データの自動生成のためのコンピュータ実装方法に関し、少なくとも１つのコンポーネントタイプごとに、歯科用コンポーネントの表面および／または体積属性を設定するために、特殊な事前トレーニングされたニューラルネットワークが使用され、表面および体積属性は、意図された使用に関する歯科用コンポーネントの構築要素の精度および品質要件を記述し、精度および品質要件は、幾何学的寸法精度、機械的強度、表面テクスチャ色、および支持要素の取り付けの回避のうちの少なくとも１つを備え、ニューラルネットワークは、表面および／または体積の属性が既に実行された歯科用コンポーネントによって事前トレーニングされている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スプリント、義歯床、モデル、ブリッジおよびクラウンなどの修復物などの歯科用コンポーネントのための積層／除去造形ジョブの準備に使用するためのコンポーネント記述データを自動的に生成するためのコンピュータ実装方法であって、
少なくとも１つのコンポーネントタイプのそれぞれについて、前記歯科用コンポーネントの表面属性および／または体積属性を設定するために、特化された事前トレーニングされたニューラルネットワークが使用され、
前記表面属性および前記体積属性は、意図された使用に関する前記歯科用コンポーネントの構築要素の精度および品質要件を記述し、
前記精度および品質要件は、幾何学的寸法精度、機械的強度、表面テクスチャの色、および支持要素の取り付けの回避のうちの少なくとも１つを備え、
前記ニューラルネットワークは、表面および／または体積の属性が既に実行された歯科用コンポーネントによって事前トレーニングされている、コンピュータ実装方法。

【請求項2】

前記構築要素は、形態、前記歯科用コンポーネント内の位置、環境形態などのコンポーネントタイプのバリエーション内の特徴的な特性も有し、それに基づいて、前記ニューラルネットワークを用いて分類され、対応する属性を提供されることができることを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項3】

帰属されるべき前記構築要素は、ドリルテンプレート上のドリルスプーン支持体、モデルのベース／ソケット、義歯床の歯ポケットのうちの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１または２に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項4】

ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアからのテストケースおよび顧客ケースがトレーニングデータとして機能し、前記表面属性および前記体積属性は、少なくとも部分的に手動で設定され、および／または少なくとも部分的に区別可能な構築要素に基づいて前記ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアで設定されたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項5】

コンポーネントタイプ分類は、前記歯科用コンポーネントの三角測量ノードおよび／または三角形に基づくニューラルネットワークによって実行されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の方法によって生成された前記コンポーネント記述データを使用して、積層／除去造形方法によって歯科用コンポーネントを製造するプロセス。

【請求項7】

ディスプレイ上での視覚化のための、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法から得られるデータセットの使用。

【請求項8】

コンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法ステップを実行させるコンピュータ読取可能プログラムコードを備えるＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェア。

【請求項9】

請求項８に記載のＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアを備える記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権主張出願ＥＰ２１１８４９５６.７の全内容は、ＰＣＴの規定の下で、この国際出願を参照することにより本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、歯科用コンポーネントの積層／除去造形プロセスに関する。

【背景技術】

【0003】

歯科用コンポーネントのための従来技術のＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、表面属性を使用して、３Ｄ印刷またはフライス加工ジョブの高品質の準備を提供する。これらの表面属性は、例えば、３Ｄ印刷中に支持要素が配置されるべきではない敏感な／機能的な表面領域をマークして、これらの領域に対する手動の後処理を回避する。表面属性は、適切な入力データが利用可能である場合、例えば、構築ステップにおいて既に行われた構築要素へのコンポーネントの十分に細かい細分が利用可能である場合、自動的に設定されることができる。

【0004】

入力データがＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアにおける表面属性の自動設定に適した情報を含まない場合、特に、コンポーネントデータがしばしばそうであるように形状情報のみを含む場合、表面属性は後で追加されなければならない。通常、ユーザは、これらの表面属性を手動で追加しなければならない。このために、例えば、あるＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアには、「ペインタツール」が設けられている。しかしながら、「ペインタツール」を使用する手動属性のプロセスは、ユーザが表面属性をユーザ自身の裁量で定義し、必ずしも指定されたまたは予想される態様に従って定義するわけではないので、時間がかかり、潜在的にエラーを起こしやすい。

【発明の概要】

【0005】

本発明の１つの目的は、歯科用コンポーネントのための積層／除去造形ジョブの高品質自動準備のためのコンピュータ実装方法およびＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアを提供することである。

【0006】

本発明の別の目的は、ニューラルネットワークによって歯科用コンポーネントの表面および体積属性を設定するための方法およびＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアを提供することである。

【0007】

これらの目的は、請求項１に従った方法及び請求項８に従ったＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアによって達成される。従属請求項の主題事項は、更なる展開及び好ましい実施形態に関する。

【0008】

本発明による方法および対応するＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、とりわけ、スプリント、義歯床、モデル、ブリッジおよびクラウンなどの修復物などの様々なタイプの歯科用コンポーネントのための積層／除去造形ジョブの高品質自動準備のために使用される。ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、コンポーネントタイプ分類のためのニューラルネットワークを特徴とするか、またはコンポーネントのタイプが他のソースからすでに知られているかのいずれかである。さらにこれに基づいて、本発明によれば、少なくとも１つのコンポーネントタイプごとに、コンポーネントの表面および／または体積属性に対して、特殊な事前トレーニングされたニューラルネットワークが使用され、すなわち、いくつかのニューラルネットワークが、いくつかのコンポーネントタイプに対して使用されてもよい。表面属性および体積属性は、敏感な／機能的な表面および体積、特に、コンポーネントの様々な構築要素の精度および品質要件を記述し、構築要素はそれぞれ、コンポーネントの１つ以上の表面領域または体積領域を備える。このような敏感な／機能的な構築要素は、例えば、歯冠およびブリッジ上の準備マージン、またはドリルテンプレート上のドリルスプーン支持体であり、一般に、コンポーネントのタイプに特有である。

【0009】

本発明は、具体的には、スプリント、義歯床、モデル、ブリッジおよびクラウンなどの修復物などの歯科用コンポーネントのための積層／除去造形ジョブの準備に使用するためのコンポーネント記述データの自動生成のためのコンピュータ実装方法を提供し、少なくとも１つのコンポーネントタイプごとに、専用の事前訓練されたニューラルネットワークが、歯科用コンポーネントの表面および／または体積属性を設定するために使用され、表面および体積属性は、意図された使用に関する歯科用コンポーネントの構築要素の精度および品質要件を記述し、精度および品質要件は、幾何学的寸法精度、機械的強度、表面テクスチャの色、および支持要素の取り付けの回避のうちの少なくとも１つを含み、ニューラルネットワークは、表面および／または体積の属性が既に実行された歯科用コンポーネントによって事前訓練されている。

【0010】

本発明はまた、上記のように生成されたコンポーネント記述データを使用して、積層／除去造形方法によって歯科用コンポーネントを製造する方法を提供する。

【0011】

ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアからのテストケースおよび顧客ケースは、ニューラルネットワークのためのトレーニングデータとして機能することができ、表面属性および体積属性は、コンポーネントの構築ステップから知られている構築要素に基づいてＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアを用いて設定されるか、または専門知識を通して手動で専門的に設定される。

【0012】

本発明の有利な効果は、本方法またはＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアを通じて、表面および体積属性を帰属させるプロセスが、専門的な方法で、コンポーネントの指定された態様に従って、ニューラルネットワークを使用して自動的に実行できることである。このようなＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、手作業の時間を節約し、事前に訓練されたニューラルネットワークを使用するため、エラーが発生しにくい。

【0013】

下記の説明において、以下の図面を参照して実施形態によって、本発明をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、いくつかの構築要素を有するコンポーネントを示す。

【0015】

図面に示される参照番号は、例示的な実施形態の以下の説明で参照される、以下にリストアップされた要素を示す。
１．コンポーネント
２，２`，２``構築要素
３．ガイドスリーブ／ブッシュ

【0016】

本発明による方法を以下に詳細に説明する。本発明によるプロセスは、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアを通して実施することができる。

【0017】

本発明によるＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、スプリント、義歯床、モデル、ブリッジおよびクラウンなどの修復物などの歯科用コンポーネントのための３Ｄ印刷またはフライス加工ジョブの高品質の自動準備を可能にする。ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、例えば、コンポーネントタイプ分類のためのニューラルネットワークを使用することによって、または別のソースから、各コンポーネントのコンポーネントタイプ（例えば、スプリント、義歯床、モデルなど）を知っている。少なくとも１つのコンポーネントタイプの各々について、コンポーネントの表面および／または体積属性に対して、特化された事前トレーニングされたニューラルネットワークがさらに使用される。表面属性および体積属性は、コンポーネントの構築要素の所望のまたは必要な精度要件および品質要件を記述する。精度要件及び品質要件は、幾何学的寸法精度、機械的強度、表面仕上げ／質感、色、及び３Ｄ印刷中の支持要素の取り付けの回避などの特性を含む。

【0018】

構築要素は、形態、コンポーネント内の位置、環境形態などのコンポーネントタイプのバリエーション内の特徴的な特性を有することもでき、それに基づいて、ニューラルネットワークを使用して分類することができる。

【0019】

構築要素は、例えば、ドリルテンプレート上のドリルスプーン支持体、モデル上のベース／ソケット、義歯床内の歯ポケットなどである。

【0020】

ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアからのテストケースおよび顧客ケースは、トレーニングデータとして機能することができ、表面属性および体積属性は、コンポーネントの構築ステップから知られている構築要素に基づいてＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアによって設定されるか、または専門知識を通じて手動で専門的に設定される。

【0021】

トレーニングデータセットは、１つ以上のコンポーネントタイプ固有のニューラルネットワークをトレーニングするために使用される。データセットは、ディスプレイ上での視覚化にも使用されることができる。

【0022】

ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、プログラムコードとして記憶媒体上に提供され、コンピュータシステム上で実行されることができる。ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、好ましくは、例えば３Ｄプリンタまたはフライス盤などの積層／除去造形デバイスを制御することもできる。コンピュータシステムは、好ましくは、コンポーネントの幾何学的形状を記述するデータおよび／またはコンポーネントに関連するトレーニングデータを入力するためのユーザインターフェースを備える。

【0023】

図１は、コンポーネント（１）、特に穿孔テンプレートを示す。穿孔テンプレートは、ドリルまたは歯内療法用ファイルをガイドすることができるガイドスリーブ（３）を受け入れるための開口を有する。ガイドスリーブ（３）が載置される箇所では、ガイドスリーブ（３）の正確な配置を可能にするために、表面特性、例えば造形のための精度要件を高く設定することができる。穿孔テンプレートの異なる構築要素（２，２'，２"）は、例えば、穿孔テンプレートの下面、穿孔テンプレートの上面／外面、及び、ガイドスリーブ（３）のためのベアリング／支持面として機能する穿孔テンプレートの開口の内面をそれぞれ含む。穿孔テンプレート（サージカルガイド）の上面では、穿孔テンプレートが歯に載置される下面とは対照的に、表面属性、例えば精度要件を低く設定することができる。予め訓練されたニューラルネットワークは、コンポーネント（１）のための構築要素（２，２'，２'''）を認識し、意図された使用に従って対応する精度要求を有する表面および／または体積属性をそれらに割り当てる。

【0024】

表面属性の代わりに、または表面属性に加えて、体積属性を同様の方法で使用することができ、それによって、体積領域の積層／除去造形（たとえば、フライス加工または３Ｄ印刷）が、精度要件を記述する対応する体積属性を用いて実行される。

【0025】

さらなる実施形態では、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、くり抜かれていないモデルの場合には、くり抜かれる領域が属性によってマークされることを可能にし、モデルは、このマーキングに基づいてくり抜かれることを可能にする。この目的のために、事前に訓練されたニューラルネットワークは、くり抜かれるエリアの対応する表面および／または体積属性を設定する。

【0026】

表面および／または体積属性は、積層／除去造形の精度および品質要件を決定する値または特性を帯びることができる。これらの要件を満たすために、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、これらの領域における造形プロセス及び／又は造形プロセスの準備において、例えば、層厚さ、照射線量、マスクタイプ又はツールタイプの変動；支持要素の強制的存在／不在などの特定の調整を選択的に行うことができる。

【図1】

【手続補正書】

【提出日】2024-03-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スプリント、義歯床、モデル、ブリッジおよびクラウンなどの修復物などの歯科用コンポーネントのための積層／除去造形ジョブの準備に使用するためのコンポーネント記述データを自動的に生成するためのコンピュータ実装方法であって、
少なくとも１つのコンポーネントタイプのそれぞれについて、前記歯科用コンポーネントの表面属性および／または体積属性を設定するために、特化された事前トレーニングされたニューラルネットワークが使用され、
前記表面属性および前記体積属性は、意図された使用に関する前記歯科用コンポーネントの構築要素の精度および品質要件を記述し、
前記精度および品質要件は、幾何学的寸法精度、機械的強度、表面テクスチャの色、および支持要素の取り付けの回避のうちの少なくとも１つを備え、
前記ニューラルネットワークは、表面および／または体積の属性が既に実行された歯科用コンポーネントによって事前トレーニングされている、コンピュータ実装方法。

【請求項2】

前記構築要素は、形態、前記歯科用コンポーネント内の位置、環境形態などのコンポーネントタイプのバリエーション内の特徴的な特性も有し、それに基づいて、前記ニューラルネットワークを用いて分類され、対応する属性を提供されることができることを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項3】

帰属されるべき前記構築要素は、ドリルテンプレート上のドリルスプーン支持体、モデルのベース／ソケット、義歯床の歯ポケットのうちの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１または２に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項4】

ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアからのテストケースおよび顧客ケースがトレーニングデータとして機能し、前記表面属性および前記体積属性は、少なくとも部分的に手動で設定され、および／または少なくとも部分的に区別可能な構築要素に基づいて前記ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアで設定されたことを特徴とする、請求項１または２に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項5】

コンポーネントタイプ分類は、前記歯科用コンポーネントの三角測量ノードおよび／または三角形に基づくニューラルネットワークによって実行されることを特徴とする、請求項１または２に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項6】

請求項１または２に記載の方法によって生成された前記コンポーネント記述データを使用して、積層／除去造形方法によって歯科用コンポーネントを製造するプロセス。

【請求項7】

ディスプレイ上での視覚化のための、請求項１または２に記載の方法から得られるデータセットの使用。

【請求項8】

コンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに、請求項１または２に記載の方法ステップを実行させるコンピュータ読取可能プログラムコードを備えるＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェア。

【請求項9】

請求項８に記載のＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアを備える記憶媒体。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0026】

表面および／または体積属性は、積層／除去造形の精度および品質要件を決定する値または特性を帯びることができる。これらの要件を満たすために、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアは、これらの領域における造形プロセス及び／又は造形プロセスの準備において、例えば、層厚さ、照射線量、マスクタイプ又はツールタイプの変動；支持要素の強制的存在／不在などの特定の調整を選択的に行うことができる。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
スプリント、義歯床、モデル、ブリッジおよびクラウンなどの修復物などの歯科用コンポーネントのための積層／除去造形ジョブの準備に使用するためのコンポーネント記述データを自動的に生成するためのコンピュータ実装方法であって、
少なくとも１つのコンポーネントタイプのそれぞれについて、前記歯科用コンポーネントの表面属性および／または体積属性を設定するために、特化された事前トレーニングされたニューラルネットワークが使用され、
前記表面属性および前記体積属性は、意図された使用に関する前記歯科用コンポーネントの構築要素の精度および品質要件を記述し、
前記精度および品質要件は、幾何学的寸法精度、機械的強度、表面テクスチャの色、および支持要素の取り付けの回避のうちの少なくとも１つを備え、
前記ニューラルネットワークは、表面および／または体積の属性が既に実行された歯科用コンポーネントによって事前トレーニングされている、コンピュータ実装方法。
［Ｃ２］
前記構築要素は、形態、前記歯科用コンポーネント内の位置、環境形態などのコンポーネントタイプのバリエーション内の特徴的な特性も有し、それに基づいて、前記ニューラルネットワークを用いて分類され、対応する属性を提供されることができることを特徴とする、Ｃ１に記載のコンピュータ実装方法。
［Ｃ３］
帰属されるべき前記構築要素は、ドリルテンプレート上のドリルスプーン支持体、モデルのベース／ソケット、義歯床の歯ポケットのうちの少なくとも１つであることを特徴とする、Ｃ１または２に記載のコンピュータ実装方法。
［Ｃ４］
ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアからのテストケースおよび顧客ケースがトレーニングデータとして機能し、前記表面属性および前記体積属性は、少なくとも部分的に手動で設定され、および／または少なくとも部分的に区別可能な構築要素に基づいて前記ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアで設定されたことを特徴とする、Ｃ１から３のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
［Ｃ５］
コンポーネントタイプ分類は、前記歯科用コンポーネントの三角測量ノードおよび／または三角形に基づくニューラルネットワークによって実行されることを特徴とする、Ｃ１から４のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
［Ｃ６］
Ｃ１から５のいずれか一項に記載の方法によって生成された前記コンポーネント記述データを使用して、積層／除去造形方法によって歯科用コンポーネントを製造するプロセス。
［Ｃ７］
ディスプレイ上での視覚化のための、Ｃ１から５のいずれか一項に記載の方法から得られるデータセットの使用。
［Ｃ８］
コンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに、Ｃ１から７のいずれか一項に記載の方法ステップを実行させるコンピュータ読取可能プログラムコードを備えるＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェア。
［Ｃ９］
Ｃ８に記載のＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアを備える記憶媒体。

【国際調査報告】