歯科補綴部材を製造する方法ならびにＣＡＤ／ＣＡＭ装置
【課題】患者の口内環境への歯科補綴部材の適合に関してより改善された歯科補綴部材の製造方法ならびにＣＡＤ／ＣＡＭ装置を得る。
【解決手段】補綴される歯（１０）および／または少なくとも１本の隣接歯および／または対咬歯のデータを使用することによって補綴される歯（１０）の仮想的な補綴部材を提供し、前記データは色データとして蓄積するとともに前記仮想的な補綴部材のコンピュータ支援された作成のために使用する。前記色データを仮想的な補綴部材に沿って延在する複数の個別の３次元のセクション（１８）に分割し、続いて各セクション（１８）の相違を個々の色パラメータに関して判定するとともに使用する歯色（Ａ１，Ｂ２等）に割り当てる。その後前記歯色のデータをＣＡＭ装置に伝送する。前記データを層毎に伝送し、異なった歯色を有する歯科材料を使用し、続いてそれを硬化させることにより色調節された歯科補綴部材が層状に形成される。
【解決手段】補綴される歯（１０）および／または少なくとも１本の隣接歯および／または対咬歯のデータを使用することによって補綴される歯（１０）の仮想的な補綴部材を提供し、前記データは色データとして蓄積するとともに前記仮想的な補綴部材のコンピュータ支援された作成のために使用する。前記色データを仮想的な補綴部材に沿って延在する複数の個別の３次元のセクション（１８）に分割し、続いて各セクション（１８）の相違を個々の色パラメータに関して判定するとともに使用する歯色（Ａ１，Ｂ２等）に割り当てる。その後前記歯色のデータをＣＡＭ装置に伝送する。前記データを層毎に伝送し、異なった歯色を有する歯科材料を使用し、続いてそれを硬化させることにより色調節された歯科補綴部材が層状に形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１前段に記載の歯科補綴部材の製造方法にならびに請求項１２前段に記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
補綴される歯に隣接する歯の彩度および明度を判定して局部的な分布にも配慮しながらいわゆる歯科補綴部材のための見本として使用することによって歯科補綴部材の製造方法を改善し得ることが以前から知られている。一般的に歯は多様な歯色をもって製造され、その際実用上明度および基本色の両方に関して大まかに設定された例えばＡ２，Ｂ３と言ったカラーサンプル表記あるいは“歯色”が使用される。
【０００３】
本願出願人による独国特許出願公開第１０２００７０３５６１０号（Ａ１）明細書によって知られているように、いわゆるカラーキーあるいはシェードガイドを使用した光学的比較が伝統的に導入されているが、近年前記カラーキーあるいはシェードガイドを歯によって現実化するとともに隣接歯のデジタル画像を使用して色の選択を洗練あるいは改善することが知られている。この点に関して、欧州特許出願公開第２２５９０３４号（Ａ１）明細書によって歯科カラーキーあるいはシェードガイドを具現化するとともに電子支援によって補綴部材の歯色を改善することが提案されている。
【０００４】
また、検出された隣接歯の映像をラスター走査あるいはスキャニングするとともにセクションに分割して個々のセクションの色および明度を判定することによってさらに解析し、それによって歯上の色および明度数値の分布を改善することも提案されている。
【０００５】
特に前歯領域に対して前記の方法が提案されているが、最適な結果につながるものではなく、その結果は代替歯すなわちいわゆる歯科補綴部材の調和的な色調を定義することに従事する歯科技工士のスキルに大きく依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７０３５６１０号（Ａ１）明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２２５９０３４号（Ａ１）明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明は、達成される結果に関して、すなわち患者の口内環境への歯科補綴部材の適合に関してより改善される、請求項１前段に記載の歯科補綴部材の製造方法ならびに請求項１２前段に記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置を開発することを対象に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題は本発明に従って請求項１によって解決される。従属請求項によって好適な追加構成が提示される。
【０００９】
本発明によれば、本発明に係る方法を前歯に適用することが特に好適であるが、臼歯および小臼歯に適用することも原則的に可能である。
【００１０】
本発明によればさらに、歯の表面に関して第３の次元でかつ隣接歯のデータも第３の次元で記録しながら、特に義歯等の製造される仮想的な補綴部材が定義される。ここで第３の次元は歯の表面に対して直角な方向とされる。
【００１１】
他方、Ｘ，ＹおよびＺ座標を有する３次元座標システムを定義することも可能である。例えばＹ座標を歯軸に対して平行に延在させることができる。
【００１２】
Ｘ軸は前記Ｙ軸に対して直角に延在し、すなわち歯面に対して略平行に水平方向に延在する。この場合Ｘ座標が各歯に対して幾らか異なった角度で設定されることが理解される。Ｚ座標はＸおよびＹ座標に対して直角に延在して前述した深度に相当し、すなわち上顎の場合唇側−口蓋方向、下顎の場合は唇側−舌側方向となる。
【００１３】
本発明によれば、補綴される歯の隣接歯あるいは対咬歯のフォトメトリックステレオ法のデータを作成および使用する。フォトメトリックステレオ法で得られるデータの生成は、例えば相互に所定の角度を有して配置されるとともにいずれも同じ歯の方向を指向する２台のデジタルカメラの支援によって達成することができるが、２つの異なった角度から連続的に撮影する１台のデジタルカメラの支援によって達成することもできる。同一の対象物を２つの異なった角度から表示する２枚のデジタル画像からのフォトメトリックステレオ法のデータの生成は既に周知であり、本発明においてデータを使用できるようにそれが利用される。
【００１４】
このようにして生成されたデータは写像あるいは記録された歯、隣接歯あるいは対咬歯の３次元のコピーを示す。隣接歯あるいは対咬歯の撮像的に記録されたデータ以外に例えば既に一度製造されていて前記のデータのセットと関連して使用される歯科補綴部材に基づいた“仮想の歯”も使用することができるが、その際例えば歯色および／または色分布に関して既存のデータを改変し得ることは勿論である。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、既に製造された歯科補綴部材のＺ軸の既存データを使用し、そのデータを補綴される歯の隣接歯あるいは対咬歯の２次元で作成されたデータと組み合わせることも可能である。
【００１６】
好適な実施形態によれば、補綴される歯の２本の隣接歯を使用してそれらを撮像的に記録する。
【００１７】
フォトメトリックステレオ法によるデータの記録のために、画像を撮影する２か所の位置がＸ座標だけにおいて相互に離間していることが好適である。そのことによってＹ座標に関する追加的な変換が不要となるためフォトメトリックステレオ法によって得られたデータの計算が単純化される。
【００１８】
このことを実用上で実施するために、画像が撮影される正確な基準面を最初に定義することが好適である。その基準面は患者の頭部を基準する必要があり、すなわち下顎の補綴に際して下顎、上顎の補綴に際しては上顎をそれぞれ基準にする必要がある。そのことをさらに容易化するために、好適な実施形態において患者の口内に補助ポイントまたは必要に応じてＸ方向に指向する水平線をマーキングし、前記の線は５％未満、例えば約１％の水平精度で画像を撮影することを可能にするものとされる。
【００１９】
本発明によれば、フォトメトリックステレオ法によって得られた３次元のデータに基づいて３次元セクションを個別に作成することが極めて好適である。セクションのサイズは必要性に従って広範囲に適応させることができる。３つの次元の辺長は互いに異なったものとすることができるが、各セクションが立方体の形状を有することもでき、すなわち全ての次元において等しい辺長あるいは縁長を有することもできる。例えば、Ｘ方向における辺長を歯科補綴部材の底幅の１／３ないし１／５０とし、Ｙ方向は補綴される歯の高さの１／４ないし１／５０に、Ｚ方向は補綴される歯の１／３ないし１／２０とする。
【００２０】
従って各セクションが通常ブロック形状であるとともに同じ歯色を有する（Ａ１，Ｂ２等）。ここで“歯色”とは補綴に使用される歯科材料の彩度数値と明度数値ならびに透明度数値の全てに対応する。
【００２１】
詳細な説明は不要だが、本発明に係る歯科補綴部材の製造はセラミック歯科材料および樹脂歯科材料のいずれによっても、あるいはハイブリッド歯科材料によっても可能であるが、本発明においてラピッドプロトタイピング処理タイプの歯科材料を使用しそれによって補綴歯を形成することが好適である。
【００２２】
好適な実施形態によれば、例えばラピッドプロトタイピングプロセスの支援によって歯科補綴部材を層状に形成することが可能であるが、３Ｄプロッティングあるいは３Ｄプリンティング手段による積層構造に代えて下記の方法のうちの１つを使用することも可能である：
− 熱溶着積層法（ＦＤＭ）
− 薄膜積層法（ＬＯＭ）
− インクジェットプリンティング（ＩＪＰ）
− 選択的レーザ溶解法（ＳＬＭ）
− 選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、あるいは
− 光造形法（ＳＴＬまたはＳＬＡ）
【００２３】
ラピッドプロトタイピング処理の実行のために３次元形式で存在する色データを処理することとデータを機械読み取り可能なデータに変換することが必要となる。この変換は、座標配分がＣＡＤ手段内、すなわち色データの提供部とＣＡＭ装置、すなわちラピッドプロトタイピング処理に従って歯科補綴部材を製造する装置の間に保持されれば極めて単純になり、それによって隣接歯の記録中と同じ座標で義歯が製造されるようになる。
【００２４】
本発明によれば、データ解像度を作成されるセクションばかりでなくＣＡＭ装置にも適合させることが好適である。この観点におけるセクションに対してはボクセルという用語が適しており、従ってこの点に関して等方性ボクセルが存在する。例えば３Ｄプリンティング処理が使用される場合、ＣＡＤ装置のドロップレットサイズがセクションのサイズを決定することが可能になる。
【００２５】
本発明によれば、各セクションに対して同じ歯色が使用される。しかしながら、極めて大きなセクション、例えばＺ方向における歯の厚みの半分の辺長の場合、１つのパラメータ、例えば透明度を１つの座標、例えばＺ座標方向において変化させることも可能であり、すなわち表面に近い部分の透明度を高くし歯の内部で低くすることができる。このことは、ラピッドプロトタイピング処理中においてドロップレットサイズがセクションのサイズより小さくなりそれによって所要の変化付けを実施し得る場合にのみ可能となることが理解される。
【００２６】
しかしながら、セクション内の色データパラメータは一定に保持することが好適である。
【００２７】
ＣＡＤステップの間ユーザ側による任意の操作が実現可能である。従って例えば、製造される歯の３Ｄモデルを既知の方式でディスプレイ上に表示し、また空間中で変化、すなわち傾斜、回転、およびズームさせることができる。
【００２８】
さらに、セクションの色データは任意の方式で変更することができる。このことはレンダリングステップの前に実施することができ、従って例えば露出あるいは光環境に合わせてフォトメトリックステレオ法による記録中に明度あるいは彩度を調節する。しかしながらこれは、作成されたボクセルのサブセットに対して例えばＺ軸方向に向かって透明度数値に負の勾配を与えすなわち透明度を低下させることによってレンダリングの後に実施することもできる。
【００２９】
本発明によれば、仮想的あるいは現実的に生成された義歯および自然歯のデータから構成されたデータベースを設けることが極めて好適である。人間の歯は色データのパラメータに関して、すなわち彩度数値と明度、ならびに透明度数値の全てに関して一定の分布の変動幅を有する。ここで、決定された色データの自然歯への適応のための基礎を可能にするために、データベース中において最も頻繁に分布する色データに重点をおいて記録する。
【００３０】
データベースを自然歯のパラメータ数値の大まかな分布に基づいて作成、すなわち例えば１ｍｍのボクセル辺長を基本にしてそのラスターをいわば基本として使用し、それによってＣＡＤ設計によって生成するセクションを例えば０．１ｍｍの辺長をもって容易に実現可能にすることも可能である。
【００３１】
この点に関して“微細ボクセル”の作成のために隣接する“大まかなボクセル”のデータを迅速に決定することができ、またより精密な分布を可能にするために（１つの座標方向に見て）１０個の“微細ボクセル”にわたって勾配を設定することができる。
【００３２】
本発明の極めて好適な方式によれば、歯科補綴部材の仮想データの作成に際して一種のフィードバックも可能である：
ＣＡＤ設計の間、製造される歯をシミュレートしてスクリーン上に表示することができる。スクリーンが色レンダリングに関して較正されている場合、現実的な印象を達成するために仮想的な歯の外観を隣接歯の画像と比較することができる。結果が依然として不充分である場合、例えば層厚あるいは透明度を調節することができ、また新たなレンダリング操作を開始することもできる。
【００３３】
さらに、ＣＡＭ処理における収縮値を予め数学的に補償することも可能である。セラミック未加工部材の焼成あるいは焼結中、ならびに硬化性の樹脂材料の重合中のいずれにおいても収縮係数は既知であり、予めそれを判定して補正することができる。
【００３４】
最適化のために、使用される処理の支援によって予めサンプル歯を準備し、その後それを焼結あるいは硬化（また必要であればそれを人工的に老化）させ、さらにオリジナルあるいはソースデータと比較して収縮量を判定することができる。３つの空間座標においてそれぞれ収縮が異なっていることが判明した場合、本発明に従って実際に作成されたパラメータと３つの座標方向の３つの収縮係数を設定する目標との間の単純な変換の手段によってそれを補償することもできる。
【００３５】
好適な実施形態によれば、歯色の判定に基づいて３次元セクションの集合の中から少なくとも１個のセクションあるいは複数のセクションがスクリーン上で表示および選択され、前記選択された１つあるいは複数のセクションの表面色が層データベース内に蓄積された歯色と比較され、前記スクリーン上に特に検出された歯色、個々の層材料の色、個々の層の厚み、切縁材料の厚みおよび／またはパーセンテージによる透明度が個々のセクションについて立体的に関連付けられた方式で表示される。
【００３６】
好適な実施形態によれば、１つあるいは複数のセクションの選択に際して歯色の判定が実施され、前記１つあるいは複数のセクションの歯色がスクリーン上で確認しながらワークテーブル内にそれぞれ蓄積され、前記のワークテーブルが歯科補綴部材のＣＡＭ製造の基礎を形成する。
【００３７】
好適な実施形態によれば、３次元のカラー画像を形成することによって色データを作成し、その際少なくとも２か所の異なったカメラ位置および／または２台のカメラが異なった角度位置から歯科補綴部材に対する隣接歯および／または対咬歯の画像を撮影し、そのカラー画像をフォトメトリックステレオ法によって重ね合わせて３Ｄ画像を形成する。
【００３８】
好適な実施形態によればさらに、形成された３次元カラー画像をレンダリングし、仮想的な歯科補綴部材をディスプレイ上にシミュレートして隣接歯のカラー画像と比較する。
【００３９】
好適な実施形態によれば、３次元のセクションが層に統合され、隣接歯との視覚的な比較の後に層の厚み、透明度、ならびに材料選定が調整され、また必要に応じて再度レンダリングされる。
【００４０】
好適な実施形態によればさらに、歯科材料の硬化とそこで生じる収縮に際しての経験値を考慮した１つの補正係数によって３次元セクションのサイズおよび／または層の厚みを拡大する。
【００４１】
好適な実施形態によれば、硬化のために使用される歯科材料が少なくとも部分的に重合性可能であるとともに重合され、特にインクジェットプリンティングをラピッドプロトタイピング処理に使用する場合硬化が冷却によって実施される。
【００４２】
好適な実施形態によれば、歯科材料をセラミック未加工部材の形式で供給し、それを硬化のために焼結する。
【００４３】
好適な実施形態によれば、多様な歯の形状および／または歯の輪郭が３次元で記録された形態で示されそれに基づいて層が形成されるデータベースを使用して仮想的な歯科補綴部材の作成が実施される。
【００４４】
好適な実施形態によれば、歯科補綴部材の製造のためのＣＡＤ／ＣＡＭ装置が製造される歯科補綴部材の幾何学的な形状を決定する幾何学データに基づいていて、また製造される歯科補綴部材を特徴付けるものであって歯のデータベースまたは製造される歯科補綴部材の隣接歯および／または対咬歯のいずれかから形成された色データに基づいており、装置が色データをフォトメトリックステレオ法によって３次元に検出するとともに歯科補綴部材を通って延在する複数の３次元のセクションのそれぞれに生成された色データを分割し；それに基づいて装置が歯科補綴部材を製造する歯科材料の層を決定し；少なくとも１個のセクションおよび／または統合された複数のセクションに対して歯色（Ａ１，Ｂ２等）を手動あるいは自動的に決定してワークテーブル内に蓄積し、歯色データをＣＡＭ装置に伝送してそれに基づいて歯科補綴部材を層状に形成するとともにその後硬化させる。
【００４５】
好適な実施形態によれば、装置がカーソルを含んだディスプレイを備え、３次元のセクションをディスプレイ上で表示可能かつ選択可能であり、前記の選択に基づいて表面色と蓄積された層データベースの歯色の比較を実行し、それによって多様なパラメータをディスプレイ上に表示可能にするとともにＣＡＭデータを提供するために確認可能にする。
【００４６】
別の好適な実施形態によれば、水平方向において相互に離間するとともに垂直方向においては同じ垂直高度に配置されるか、あるいは垂直方向において相互に離間するとともに水平方向において同じ位置に配置された２か所の位置で色データを検出するデジタルカメラを装置が備える。
【００４７】
別の好適な実施形態によれば、フォトメトリックステレオ法によって検出された色は撮影した画像を利用して２次元で提供可能であるか、または第３の次元、特にＺ座標の方向において既に存在しているデータ、特に既に存在している歯科補綴部材を使用して提供可能である。
【００４８】
本発明のその他の詳細、特徴ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する本発明の２例の実施形態の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例に係る仮想的な義歯あるいは歯科補綴部材を３次元で示した概略図である。
【図２】図１に対して別の仮想的な歯科補綴部材の実施例を示した概略図である。
【図３】補助的なスクリーンおよびその表示を含めて本発明に係るＣＡＤ／ＣＡＭ処理の中間的なステップを示した説明図である。
【図４】フォトメトリックステレオ法によって隣接歯の色データを検出するための構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１には、歯科補綴部材として製造されていて従ってスクリーン上に表示可能である仮想的な歯が示されている。図示された実施例において義歯１０は切歯として実施されているが、小臼歯あるいは臼歯としての実施も同様に可能である。
【００５１】
周知の方式によって義歯１０は表面１２に近接してその表面１２に沿って数ｍｍの単位の厚みで延在するエナメル材料を備える。
【００５２】
周知の方式によってエナメル質内部に象牙質１６が延在し、その延在長に沿ってエナメル質１４の層厚がＸ方向およびＹ方向の両方において幾らか変化するが大きくは変化しない。
【００５３】
このようにして実現された義歯の構造はセクション１８を決定することによって形成され、これは図１において簡略化の観点から大きく拡大して示されているが、実用上では相当に小さいものとなる。エナメル質１４の領域内にセクション１８ａが設けられ、これは実質的に幅Ｂの１．５倍に略相当する高さＨを有する正方形断面体形状で延在する。高さＨはＹ座標方向の辺長に相当し、幅Ｂはセクション１８ａのＸ座標方向における辺長に相当する。
【００５４】
セクション１８ａにはさらにＺ座標方向における辺長に相当する深度Ｔが含まれ、これも実質的に幅Ｂよりも小さくなり、例えば幅Ｂの１／３に相当する。
【００５５】
セクション１８ａはその歯色に相関して定義され、すなわちフォトメトリックステレオ法によって記録された隣接歯のデータに基づいたものとなる。
【００５６】
セクション１８ａの歯色に相関したデータを提供するために、図４に概略的に示されたフォトメトリックステレオ法処理が使用される。図３に簡単に示されているようにデータ収集に続いてＣＡＤ装置手段によってデータが適用される。
【００５７】
セクション１８のそれぞれが歯色のパラメータ、すなわちその明度数値、彩度数値、および透明度数値に相関して決定される。図３に示されているように、義歯の製造に先行してその義歯がＣＡＤ装置のディスプレイ上に適宜な方式で表示される。
【００５８】
セクション１８ａの他に、さらにセクション１８ｂおよび１８ｃが図１に示されており、その際セクション１８ｂは象牙質の領域内に延在し、他方セクション１８ｃはエナメル質領域内の歯１０に関してセクション１８ａの反対側に延在する。
【００５９】
これら３個のセクションの歯色は通常異なっており、また義歯１０の広範囲な領域内に通常３個を超えるセクションが設けられることが理解される。
【００６０】
セクションは義歯１０にわたってボクセルの形式で３次元に延在する。実用上において義歯１０毎に１０００個あるいは１００００個のボクセルを設けることが充分に可能である。従って各セクション１８の延在はそれらが相互に隣接するようなものとなる。隣接する各セクションは、図４に示されるようにフォトメトリックステレオ法による隣接歯のデジタル記録の結果のレンダリングに従って歯色に関してそれぞれ独立して選択される。
【００６１】
本発明に係るフォトメトリックステレオ法による記録を通じた第３の次元、すなわちＺ軸の使用によって義歯の深み効果が（特にエナメル質の領域で）大幅に改善され、実質的に従来の方法に比べてより自然歯に近くなる。
【００６２】
フォトメトリックステレオ法によって記録されたデータに基づいて、フォトメトリックステレオ法のデータ、すなわちＸ，ＹおよびＺ方向のデータへの変換が本発明に従って実施される。各ボクセルに対して、すなわち各セクション１８に対して３次元レンダリングを実施することによって適宜なパラメータが決定される。この点に関して、計算上最も単純な解決方式は等しいサイズの個々のボクセルで処理することであるものの、必要であればレンダリング処理中にセクションサイズおよびサイズ分布を調整することができる。
【００６３】
図１の実施例において各セクションは実質的にブロック形状であるが、このことは図２の実施例においては該当しない。ここで深度方向、すなわちＺ座標方向の辺長が短縮され、また切歯の象牙質層１６が歯の軸２０にわたって変化するために義歯１０の上側領域３０内には義歯１０の下側領域３２内に比べてより多くのセクションが設けられる。
【００６４】
このことは、底部分で先細になっているセクション１８ｄによって概略的に示されている。実際は、（前述したように）セクションの数が図示されているよりも相当に大きくなり、Ｚ座標方向における適宜な寸法変化を再現するために領域３０と領域３２の間で見た場合に例えばセクション数が２０個から１６個に削減される。
【００６５】
実際の解像度を近似するセクション分布が図３の左側に図示されたディスプレイ上に示されている。そこには３次元設計を達成するために義歯が概略的に示されており、その際カーソルによってセクション群のフィールド２８を選択することができ、それらを合同で処理することが可能になる。
【００６６】
それに代えて、図３の左側のディスプレイ中のさらに幾らか左側に示されているように、単一のセクション１８をカーソルによって選択することもできる。
【００６７】
周知の方式によって、最初に決定した歯色の領域（例えばＡ１）が該当するセクション上にカーソルが位置する際に表示される。
【００６８】
図３のスクリーンの中央領域の上部操作パネル３６内でいくつかのセクションの歯色を同時に設定し得るようにするために層化を選択することが可能である。簡略化のために３つの層のみを選択することができるが、実用上は実質的により多数の層で実施することができる。
【００６９】
操作パネル３８内で層化の補正を実施することができる。第１の層１を列４０で処理し、第２の層２は列４２で処理し、また第３の層３は列４４で処理することができる。上側の行内で最初に歯色Ａ１，Ｂ２等を表示および変更することができ、第２番目の行内においては例えば層１に対して２．１ｍｍ、層２に対して０．５ｍｍ、層３に対しては非固定の数値である層の厚みを表示および変更することができる。従って本発明によれば層３の厚みが非固定であるという事実が、Ｚ方向における残りの歯の厚みがそこで満たされることを意味する。
【００７０】
第３の行においては別のフィールドの各列内で透明度が決定および必要に応じて変更される。
【００７１】
中央領域の下側に別の操作フィールド４６が設けられ、それが全ての層に対する共通の操作を可能にするとともに例えば透明度（Ｔｒ．％）に関してそれらを適宜に変更することを可能にする。
【００７２】
別の操作フィールド４８を使用して、選択した領域の詳細なレンダリングが実施される。
【００７３】
変更結果は図３のスクリーンの右側領域５０内に示される。所要のＣＡＤ機能および３Ｄ設計を提供するためにスクリーンをタッチパネルとして構成するかあるいはカーソルによって操作することができる。
【００７４】
領域５０内に完成した歯がレンダリングされた形態で示され、続いてＣＡＭ製造の前に予定される結果を評価することができる。この点に関して、別の歯色の選択パラメータ、または別のセクションサイズおよび／または透明度数値をもってレンダリング処理を繰り返すことも可能である。
【００７５】
図４には所要のデータを検出するためにどのように隣接歯を使用するかが概略的に示されている。各検出点に対して周知のフォトメトリックステレオ法によって多様な角度からそれぞれ１枚のデジタル画像が撮影される。各点に対してそれぞれ２か所の位置ＡおよびＢが存在し、それらが検出される歯の領域６０あるいは６２に対してそれぞれ異なった角度を形成する。
【００７６】
ここでは歯６０の表面の検出のみが示されているが、実際には特に隣接歯６０のエナメル質の透明度のためフォトメトリックステレオ法による撮影によって深み効果を検出し本発明に従って歯科補綴部材の製造に際して第３の次元を形成するために利用し得ることが理解される。
【００７７】
本発明によれば、さらに幾らか口蓋方向に延在する隣接歯６０の領域６４が歯の隙間を利用して検出可能であることも好適であり、従って該当する切歯の裏側領域も検出して新たな義歯の製造に使用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ 義歯
１２ 表面
１４ エナメル質
１６ 象牙質
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ セクション
２０ 歯の軸
３０ 上側領域
３２ 下側領域
３６ 上部操作パネル
３８ 操作パネル
４０，４２，４４ 列
４６，４８ 操作フィールド
５０ 右側領域
６０，６２ 歯
６４ 領域
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１前段に記載の歯科補綴部材の製造方法にならびに請求項１２前段に記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
補綴される歯に隣接する歯の彩度および明度を判定して局部的な分布にも配慮しながらいわゆる歯科補綴部材のための見本として使用することによって歯科補綴部材の製造方法を改善し得ることが以前から知られている。一般的に歯は多様な歯色をもって製造され、その際実用上明度および基本色の両方に関して大まかに設定された例えばＡ２，Ｂ３と言ったカラーサンプル表記あるいは“歯色”が使用される。
【０００３】
本願出願人による独国特許出願公開第１０２００７０３５６１０号（Ａ１）明細書によって知られているように、いわゆるカラーキーあるいはシェードガイドを使用した光学的比較が伝統的に導入されているが、近年前記カラーキーあるいはシェードガイドを歯によって現実化するとともに隣接歯のデジタル画像を使用して色の選択を洗練あるいは改善することが知られている。この点に関して、欧州特許出願公開第２２５９０３４号（Ａ１）明細書によって歯科カラーキーあるいはシェードガイドを具現化するとともに電子支援によって補綴部材の歯色を改善することが提案されている。
【０００４】
また、検出された隣接歯の映像をラスター走査あるいはスキャニングするとともにセクションに分割して個々のセクションの色および明度を判定することによってさらに解析し、それによって歯上の色および明度数値の分布を改善することも提案されている。
【０００５】
特に前歯領域に対して前記の方法が提案されているが、最適な結果につながるものではなく、その結果は代替歯すなわちいわゆる歯科補綴部材の調和的な色調を定義することに従事する歯科技工士のスキルに大きく依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７０３５６１０号（Ａ１）明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２２５９０３４号（Ａ１）明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明は、達成される結果に関して、すなわち患者の口内環境への歯科補綴部材の適合に関してより改善される、請求項１前段に記載の歯科補綴部材の製造方法ならびに請求項１２前段に記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置を開発することを対象に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題は本発明に従って請求項１によって解決される。従属請求項によって好適な追加構成が提示される。
【０００９】
本発明によれば、本発明に係る方法を前歯に適用することが特に好適であるが、臼歯および小臼歯に適用することも原則的に可能である。
【００１０】
本発明によればさらに、歯の表面に関して第３の次元でかつ隣接歯のデータも第３の次元で記録しながら、特に義歯等の製造される仮想的な補綴部材が定義される。ここで第３の次元は歯の表面に対して直角な方向とされる。
【００１１】
他方、Ｘ，ＹおよびＺ座標を有する３次元座標システムを定義することも可能である。例えばＹ座標を歯軸に対して平行に延在させることができる。
【００１２】
Ｘ軸は前記Ｙ軸に対して直角に延在し、すなわち歯面に対して略平行に水平方向に延在する。この場合Ｘ座標が各歯に対して幾らか異なった角度で設定されることが理解される。Ｚ座標はＸおよびＹ座標に対して直角に延在して前述した深度に相当し、すなわち上顎の場合唇側−口蓋方向、下顎の場合は唇側−舌側方向となる。
【００１３】
本発明によれば、補綴される歯の隣接歯あるいは対咬歯のフォトメトリックステレオ法のデータを作成および使用する。フォトメトリックステレオ法で得られるデータの生成は、例えば相互に所定の角度を有して配置されるとともにいずれも同じ歯の方向を指向する２台のデジタルカメラの支援によって達成することができるが、２つの異なった角度から連続的に撮影する１台のデジタルカメラの支援によって達成することもできる。同一の対象物を２つの異なった角度から表示する２枚のデジタル画像からのフォトメトリックステレオ法のデータの生成は既に周知であり、本発明においてデータを使用できるようにそれが利用される。
【００１４】
このようにして生成されたデータは写像あるいは記録された歯、隣接歯あるいは対咬歯の３次元のコピーを示す。隣接歯あるいは対咬歯の撮像的に記録されたデータ以外に例えば既に一度製造されていて前記のデータのセットと関連して使用される歯科補綴部材に基づいた“仮想の歯”も使用することができるが、その際例えば歯色および／または色分布に関して既存のデータを改変し得ることは勿論である。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、既に製造された歯科補綴部材のＺ軸の既存データを使用し、そのデータを補綴される歯の隣接歯あるいは対咬歯の２次元で作成されたデータと組み合わせることも可能である。
【００１６】
好適な実施形態によれば、補綴される歯の２本の隣接歯を使用してそれらを撮像的に記録する。
【００１７】
フォトメトリックステレオ法によるデータの記録のために、画像を撮影する２か所の位置がＸ座標だけにおいて相互に離間していることが好適である。そのことによってＹ座標に関する追加的な変換が不要となるためフォトメトリックステレオ法によって得られたデータの計算が単純化される。
【００１８】
このことを実用上で実施するために、画像が撮影される正確な基準面を最初に定義することが好適である。その基準面は患者の頭部を基準する必要があり、すなわち下顎の補綴に際して下顎、上顎の補綴に際しては上顎をそれぞれ基準にする必要がある。そのことをさらに容易化するために、好適な実施形態において患者の口内に補助ポイントまたは必要に応じてＸ方向に指向する水平線をマーキングし、前記の線は５％未満、例えば約１％の水平精度で画像を撮影することを可能にするものとされる。
【００１９】
本発明によれば、フォトメトリックステレオ法によって得られた３次元のデータに基づいて３次元セクションを個別に作成することが極めて好適である。セクションのサイズは必要性に従って広範囲に適応させることができる。３つの次元の辺長は互いに異なったものとすることができるが、各セクションが立方体の形状を有することもでき、すなわち全ての次元において等しい辺長あるいは縁長を有することもできる。例えば、Ｘ方向における辺長を歯科補綴部材の底幅の１／３ないし１／５０とし、Ｙ方向は補綴される歯の高さの１／４ないし１／５０に、Ｚ方向は補綴される歯の１／３ないし１／２０とする。
【００２０】
従って各セクションが通常ブロック形状であるとともに同じ歯色を有する（Ａ１，Ｂ２等）。ここで“歯色”とは補綴に使用される歯科材料の彩度数値と明度数値ならびに透明度数値の全てに対応する。
【００２１】
詳細な説明は不要だが、本発明に係る歯科補綴部材の製造はセラミック歯科材料および樹脂歯科材料のいずれによっても、あるいはハイブリッド歯科材料によっても可能であるが、本発明においてラピッドプロトタイピング処理タイプの歯科材料を使用しそれによって補綴歯を形成することが好適である。
【００２２】
好適な実施形態によれば、例えばラピッドプロトタイピングプロセスの支援によって歯科補綴部材を層状に形成することが可能であるが、３Ｄプロッティングあるいは３Ｄプリンティング手段による積層構造に代えて下記の方法のうちの１つを使用することも可能である：
− 熱溶着積層法（ＦＤＭ）
− 薄膜積層法（ＬＯＭ）
− インクジェットプリンティング（ＩＪＰ）
− 選択的レーザ溶解法（ＳＬＭ）
− 選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、あるいは
− 光造形法（ＳＴＬまたはＳＬＡ）
【００２３】
ラピッドプロトタイピング処理の実行のために３次元形式で存在する色データを処理することとデータを機械読み取り可能なデータに変換することが必要となる。この変換は、座標配分がＣＡＤ手段内、すなわち色データの提供部とＣＡＭ装置、すなわちラピッドプロトタイピング処理に従って歯科補綴部材を製造する装置の間に保持されれば極めて単純になり、それによって隣接歯の記録中と同じ座標で義歯が製造されるようになる。
【００２４】
本発明によれば、データ解像度を作成されるセクションばかりでなくＣＡＭ装置にも適合させることが好適である。この観点におけるセクションに対してはボクセルという用語が適しており、従ってこの点に関して等方性ボクセルが存在する。例えば３Ｄプリンティング処理が使用される場合、ＣＡＤ装置のドロップレットサイズがセクションのサイズを決定することが可能になる。
【００２５】
本発明によれば、各セクションに対して同じ歯色が使用される。しかしながら、極めて大きなセクション、例えばＺ方向における歯の厚みの半分の辺長の場合、１つのパラメータ、例えば透明度を１つの座標、例えばＺ座標方向において変化させることも可能であり、すなわち表面に近い部分の透明度を高くし歯の内部で低くすることができる。このことは、ラピッドプロトタイピング処理中においてドロップレットサイズがセクションのサイズより小さくなりそれによって所要の変化付けを実施し得る場合にのみ可能となることが理解される。
【００２６】
しかしながら、セクション内の色データパラメータは一定に保持することが好適である。
【００２７】
ＣＡＤステップの間ユーザ側による任意の操作が実現可能である。従って例えば、製造される歯の３Ｄモデルを既知の方式でディスプレイ上に表示し、また空間中で変化、すなわち傾斜、回転、およびズームさせることができる。
【００２８】
さらに、セクションの色データは任意の方式で変更することができる。このことはレンダリングステップの前に実施することができ、従って例えば露出あるいは光環境に合わせてフォトメトリックステレオ法による記録中に明度あるいは彩度を調節する。しかしながらこれは、作成されたボクセルのサブセットに対して例えばＺ軸方向に向かって透明度数値に負の勾配を与えすなわち透明度を低下させることによってレンダリングの後に実施することもできる。
【００２９】
本発明によれば、仮想的あるいは現実的に生成された義歯および自然歯のデータから構成されたデータベースを設けることが極めて好適である。人間の歯は色データのパラメータに関して、すなわち彩度数値と明度、ならびに透明度数値の全てに関して一定の分布の変動幅を有する。ここで、決定された色データの自然歯への適応のための基礎を可能にするために、データベース中において最も頻繁に分布する色データに重点をおいて記録する。
【００３０】
データベースを自然歯のパラメータ数値の大まかな分布に基づいて作成、すなわち例えば１ｍｍのボクセル辺長を基本にしてそのラスターをいわば基本として使用し、それによってＣＡＤ設計によって生成するセクションを例えば０．１ｍｍの辺長をもって容易に実現可能にすることも可能である。
【００３１】
この点に関して“微細ボクセル”の作成のために隣接する“大まかなボクセル”のデータを迅速に決定することができ、またより精密な分布を可能にするために（１つの座標方向に見て）１０個の“微細ボクセル”にわたって勾配を設定することができる。
【００３２】
本発明の極めて好適な方式によれば、歯科補綴部材の仮想データの作成に際して一種のフィードバックも可能である：
ＣＡＤ設計の間、製造される歯をシミュレートしてスクリーン上に表示することができる。スクリーンが色レンダリングに関して較正されている場合、現実的な印象を達成するために仮想的な歯の外観を隣接歯の画像と比較することができる。結果が依然として不充分である場合、例えば層厚あるいは透明度を調節することができ、また新たなレンダリング操作を開始することもできる。
【００３３】
さらに、ＣＡＭ処理における収縮値を予め数学的に補償することも可能である。セラミック未加工部材の焼成あるいは焼結中、ならびに硬化性の樹脂材料の重合中のいずれにおいても収縮係数は既知であり、予めそれを判定して補正することができる。
【００３４】
最適化のために、使用される処理の支援によって予めサンプル歯を準備し、その後それを焼結あるいは硬化（また必要であればそれを人工的に老化）させ、さらにオリジナルあるいはソースデータと比較して収縮量を判定することができる。３つの空間座標においてそれぞれ収縮が異なっていることが判明した場合、本発明に従って実際に作成されたパラメータと３つの座標方向の３つの収縮係数を設定する目標との間の単純な変換の手段によってそれを補償することもできる。
【００３５】
好適な実施形態によれば、歯色の判定に基づいて３次元セクションの集合の中から少なくとも１個のセクションあるいは複数のセクションがスクリーン上で表示および選択され、前記選択された１つあるいは複数のセクションの表面色が層データベース内に蓄積された歯色と比較され、前記スクリーン上に特に検出された歯色、個々の層材料の色、個々の層の厚み、切縁材料の厚みおよび／またはパーセンテージによる透明度が個々のセクションについて立体的に関連付けられた方式で表示される。
【００３６】
好適な実施形態によれば、１つあるいは複数のセクションの選択に際して歯色の判定が実施され、前記１つあるいは複数のセクションの歯色がスクリーン上で確認しながらワークテーブル内にそれぞれ蓄積され、前記のワークテーブルが歯科補綴部材のＣＡＭ製造の基礎を形成する。
【００３７】
好適な実施形態によれば、３次元のカラー画像を形成することによって色データを作成し、その際少なくとも２か所の異なったカメラ位置および／または２台のカメラが異なった角度位置から歯科補綴部材に対する隣接歯および／または対咬歯の画像を撮影し、そのカラー画像をフォトメトリックステレオ法によって重ね合わせて３Ｄ画像を形成する。
【００３８】
好適な実施形態によればさらに、形成された３次元カラー画像をレンダリングし、仮想的な歯科補綴部材をディスプレイ上にシミュレートして隣接歯のカラー画像と比較する。
【００３９】
好適な実施形態によれば、３次元のセクションが層に統合され、隣接歯との視覚的な比較の後に層の厚み、透明度、ならびに材料選定が調整され、また必要に応じて再度レンダリングされる。
【００４０】
好適な実施形態によればさらに、歯科材料の硬化とそこで生じる収縮に際しての経験値を考慮した１つの補正係数によって３次元セクションのサイズおよび／または層の厚みを拡大する。
【００４１】
好適な実施形態によれば、硬化のために使用される歯科材料が少なくとも部分的に重合性可能であるとともに重合され、特にインクジェットプリンティングをラピッドプロトタイピング処理に使用する場合硬化が冷却によって実施される。
【００４２】
好適な実施形態によれば、歯科材料をセラミック未加工部材の形式で供給し、それを硬化のために焼結する。
【００４３】
好適な実施形態によれば、多様な歯の形状および／または歯の輪郭が３次元で記録された形態で示されそれに基づいて層が形成されるデータベースを使用して仮想的な歯科補綴部材の作成が実施される。
【００４４】
好適な実施形態によれば、歯科補綴部材の製造のためのＣＡＤ／ＣＡＭ装置が製造される歯科補綴部材の幾何学的な形状を決定する幾何学データに基づいていて、また製造される歯科補綴部材を特徴付けるものであって歯のデータベースまたは製造される歯科補綴部材の隣接歯および／または対咬歯のいずれかから形成された色データに基づいており、装置が色データをフォトメトリックステレオ法によって３次元に検出するとともに歯科補綴部材を通って延在する複数の３次元のセクションのそれぞれに生成された色データを分割し；それに基づいて装置が歯科補綴部材を製造する歯科材料の層を決定し；少なくとも１個のセクションおよび／または統合された複数のセクションに対して歯色（Ａ１，Ｂ２等）を手動あるいは自動的に決定してワークテーブル内に蓄積し、歯色データをＣＡＭ装置に伝送してそれに基づいて歯科補綴部材を層状に形成するとともにその後硬化させる。
【００４５】
好適な実施形態によれば、装置がカーソルを含んだディスプレイを備え、３次元のセクションをディスプレイ上で表示可能かつ選択可能であり、前記の選択に基づいて表面色と蓄積された層データベースの歯色の比較を実行し、それによって多様なパラメータをディスプレイ上に表示可能にするとともにＣＡＭデータを提供するために確認可能にする。
【００４６】
別の好適な実施形態によれば、水平方向において相互に離間するとともに垂直方向においては同じ垂直高度に配置されるか、あるいは垂直方向において相互に離間するとともに水平方向において同じ位置に配置された２か所の位置で色データを検出するデジタルカメラを装置が備える。
【００４７】
別の好適な実施形態によれば、フォトメトリックステレオ法によって検出された色は撮影した画像を利用して２次元で提供可能であるか、または第３の次元、特にＺ座標の方向において既に存在しているデータ、特に既に存在している歯科補綴部材を使用して提供可能である。
【００４８】
本発明のその他の詳細、特徴ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する本発明の２例の実施形態の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例に係る仮想的な義歯あるいは歯科補綴部材を３次元で示した概略図である。
【図２】図１に対して別の仮想的な歯科補綴部材の実施例を示した概略図である。
【図３】補助的なスクリーンおよびその表示を含めて本発明に係るＣＡＤ／ＣＡＭ処理の中間的なステップを示した説明図である。
【図４】フォトメトリックステレオ法によって隣接歯の色データを検出するための構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１には、歯科補綴部材として製造されていて従ってスクリーン上に表示可能である仮想的な歯が示されている。図示された実施例において義歯１０は切歯として実施されているが、小臼歯あるいは臼歯としての実施も同様に可能である。
【００５１】
周知の方式によって義歯１０は表面１２に近接してその表面１２に沿って数ｍｍの単位の厚みで延在するエナメル材料を備える。
【００５２】
周知の方式によってエナメル質内部に象牙質１６が延在し、その延在長に沿ってエナメル質１４の層厚がＸ方向およびＹ方向の両方において幾らか変化するが大きくは変化しない。
【００５３】
このようにして実現された義歯の構造はセクション１８を決定することによって形成され、これは図１において簡略化の観点から大きく拡大して示されているが、実用上では相当に小さいものとなる。エナメル質１４の領域内にセクション１８ａが設けられ、これは実質的に幅Ｂの１．５倍に略相当する高さＨを有する正方形断面体形状で延在する。高さＨはＹ座標方向の辺長に相当し、幅Ｂはセクション１８ａのＸ座標方向における辺長に相当する。
【００５４】
セクション１８ａにはさらにＺ座標方向における辺長に相当する深度Ｔが含まれ、これも実質的に幅Ｂよりも小さくなり、例えば幅Ｂの１／３に相当する。
【００５５】
セクション１８ａはその歯色に相関して定義され、すなわちフォトメトリックステレオ法によって記録された隣接歯のデータに基づいたものとなる。
【００５６】
セクション１８ａの歯色に相関したデータを提供するために、図４に概略的に示されたフォトメトリックステレオ法処理が使用される。図３に簡単に示されているようにデータ収集に続いてＣＡＤ装置手段によってデータが適用される。
【００５７】
セクション１８のそれぞれが歯色のパラメータ、すなわちその明度数値、彩度数値、および透明度数値に相関して決定される。図３に示されているように、義歯の製造に先行してその義歯がＣＡＤ装置のディスプレイ上に適宜な方式で表示される。
【００５８】
セクション１８ａの他に、さらにセクション１８ｂおよび１８ｃが図１に示されており、その際セクション１８ｂは象牙質の領域内に延在し、他方セクション１８ｃはエナメル質領域内の歯１０に関してセクション１８ａの反対側に延在する。
【００５９】
これら３個のセクションの歯色は通常異なっており、また義歯１０の広範囲な領域内に通常３個を超えるセクションが設けられることが理解される。
【００６０】
セクションは義歯１０にわたってボクセルの形式で３次元に延在する。実用上において義歯１０毎に１０００個あるいは１００００個のボクセルを設けることが充分に可能である。従って各セクション１８の延在はそれらが相互に隣接するようなものとなる。隣接する各セクションは、図４に示されるようにフォトメトリックステレオ法による隣接歯のデジタル記録の結果のレンダリングに従って歯色に関してそれぞれ独立して選択される。
【００６１】
本発明に係るフォトメトリックステレオ法による記録を通じた第３の次元、すなわちＺ軸の使用によって義歯の深み効果が（特にエナメル質の領域で）大幅に改善され、実質的に従来の方法に比べてより自然歯に近くなる。
【００６２】
フォトメトリックステレオ法によって記録されたデータに基づいて、フォトメトリックステレオ法のデータ、すなわちＸ，ＹおよびＺ方向のデータへの変換が本発明に従って実施される。各ボクセルに対して、すなわち各セクション１８に対して３次元レンダリングを実施することによって適宜なパラメータが決定される。この点に関して、計算上最も単純な解決方式は等しいサイズの個々のボクセルで処理することであるものの、必要であればレンダリング処理中にセクションサイズおよびサイズ分布を調整することができる。
【００６３】
図１の実施例において各セクションは実質的にブロック形状であるが、このことは図２の実施例においては該当しない。ここで深度方向、すなわちＺ座標方向の辺長が短縮され、また切歯の象牙質層１６が歯の軸２０にわたって変化するために義歯１０の上側領域３０内には義歯１０の下側領域３２内に比べてより多くのセクションが設けられる。
【００６４】
このことは、底部分で先細になっているセクション１８ｄによって概略的に示されている。実際は、（前述したように）セクションの数が図示されているよりも相当に大きくなり、Ｚ座標方向における適宜な寸法変化を再現するために領域３０と領域３２の間で見た場合に例えばセクション数が２０個から１６個に削減される。
【００６５】
実際の解像度を近似するセクション分布が図３の左側に図示されたディスプレイ上に示されている。そこには３次元設計を達成するために義歯が概略的に示されており、その際カーソルによってセクション群のフィールド２８を選択することができ、それらを合同で処理することが可能になる。
【００６６】
それに代えて、図３の左側のディスプレイ中のさらに幾らか左側に示されているように、単一のセクション１８をカーソルによって選択することもできる。
【００６７】
周知の方式によって、最初に決定した歯色の領域（例えばＡ１）が該当するセクション上にカーソルが位置する際に表示される。
【００６８】
図３のスクリーンの中央領域の上部操作パネル３６内でいくつかのセクションの歯色を同時に設定し得るようにするために層化を選択することが可能である。簡略化のために３つの層のみを選択することができるが、実用上は実質的により多数の層で実施することができる。
【００６９】
操作パネル３８内で層化の補正を実施することができる。第１の層１を列４０で処理し、第２の層２は列４２で処理し、また第３の層３は列４４で処理することができる。上側の行内で最初に歯色Ａ１，Ｂ２等を表示および変更することができ、第２番目の行内においては例えば層１に対して２．１ｍｍ、層２に対して０．５ｍｍ、層３に対しては非固定の数値である層の厚みを表示および変更することができる。従って本発明によれば層３の厚みが非固定であるという事実が、Ｚ方向における残りの歯の厚みがそこで満たされることを意味する。
【００７０】
第３の行においては別のフィールドの各列内で透明度が決定および必要に応じて変更される。
【００７１】
中央領域の下側に別の操作フィールド４６が設けられ、それが全ての層に対する共通の操作を可能にするとともに例えば透明度（Ｔｒ．％）に関してそれらを適宜に変更することを可能にする。
【００７２】
別の操作フィールド４８を使用して、選択した領域の詳細なレンダリングが実施される。
【００７３】
変更結果は図３のスクリーンの右側領域５０内に示される。所要のＣＡＤ機能および３Ｄ設計を提供するためにスクリーンをタッチパネルとして構成するかあるいはカーソルによって操作することができる。
【００７４】
領域５０内に完成した歯がレンダリングされた形態で示され、続いてＣＡＭ製造の前に予定される結果を評価することができる。この点に関して、別の歯色の選択パラメータ、または別のセクションサイズおよび／または透明度数値をもってレンダリング処理を繰り返すことも可能である。
【００７５】
図４には所要のデータを検出するためにどのように隣接歯を使用するかが概略的に示されている。各検出点に対して周知のフォトメトリックステレオ法によって多様な角度からそれぞれ１枚のデジタル画像が撮影される。各点に対してそれぞれ２か所の位置ＡおよびＢが存在し、それらが検出される歯の領域６０あるいは６２に対してそれぞれ異なった角度を形成する。
【００７６】
ここでは歯６０の表面の検出のみが示されているが、実際には特に隣接歯６０のエナメル質の透明度のためフォトメトリックステレオ法による撮影によって深み効果を検出し本発明に従って歯科補綴部材の製造に際して第３の次元を形成するために利用し得ることが理解される。
【００７７】
本発明によれば、さらに幾らか口蓋方向に延在する隣接歯６０の領域６４が歯の隙間を利用して検出可能であることも好適であり、従って該当する切歯の裏側領域も検出して新たな義歯の製造に使用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ 義歯
１２ 表面
１４ エナメル質
１６ 象牙質
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ セクション
２０ 歯の軸
３０ 上側領域
３２ 下側領域
３６ 上部操作パネル
３８ 操作パネル
４０，４２，４４ 列
４６，４８ 操作フィールド
５０ 右側領域
６０，６２ 歯
６４ 領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想的な補綴部材を作成するために幾何学的データ、特に補綴部材の空間的な寸法、位置、および／または容積に関するデータを判定および記録し；
前記の処理ステップにおいて補綴される歯（１０）および／または少なくとも１本の隣接歯（６０）および／または対咬歯のデータを使用することによって補綴される歯（１０）の仮想的な補綴部材を提供し、前記データは色データとして蓄積するとともに前記仮想的な補綴部材のコンピュータ支援された作成のために使用するものとし、
前記仮想的な補綴部材を作成するためのデータは前記色データを使用することによって前記幾何学データから作成する、歯科補綴部材の製造方法であり、
前記色データは補綴される歯（１０）および／または前記補綴される歯（１０）の少なくとも１本の隣接歯（６０）および／または対咬歯に基づいてフォトメトリックステレオ法によって得られる３次元のデータとして生成するとともに；
仮想的な補綴部材に沿って延在する複数の個別の３次元のセクション（１８）に分割し；
続いて各セクション（１８）の相違を個々の色パラメータに関して判定するとともに使用する歯色（Ａ１，Ｂ２等）に割り当て；
前記歯色のデータを処理および蓄積するとともに歯科補綴部材の製造のために機械読み取り可能なデータに変換し；
前記機械読み取り可能なデータを特にラピッドプロトタイピング処理に従ってＣＡＭ装置に伝送し、異なった歯色を有する歯科材料を使用し続いてそれを硬化させることにより色調節された歯科補綴部材を特に層状に形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
歯色の判定に基づいて３次元セクションの集合の中から少なくとも１個のセクション（１８）あるいは複数のセクションをスクリーン上で表示および選択し；
前記選択された１つのセクション（１８）あるいは複数のセクションの表面色を層データベース内に蓄積された歯色と比較し；
前記スクリーン上に特に検出された歯色、個々の層材料の色、個々の層の厚み、切縁材料の厚みおよび／またはパーセンテージによる透明度を個々のセクションについて立体的に関連付けられた方式で表示することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
１つあるいは複数のセクションの選択に際して歯色の判定を実施し、前記１つあるいは複数のセクションの歯色をスクリーン上で確認しながらワークテーブル内にそれぞれ蓄積し、前記のワークテーブルが歯科補綴部材のＣＡＭ製造の基礎を形成することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
３次元のカラー画像を形成することによって色データを作成し、その際少なくとも２か所の異なったカメラ位置および／または２台のカメラが異なった角度位置から歯科補綴部材に対する隣接歯（６０）および／または対咬歯の画像を撮影し、そのカラー画像をフォトメトリックステレオ法によって重ね合わせて３Ｄ画像を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
形成された３次元カラー画像をレンダリングし、仮想的な歯科補綴部材をディスプレイ上にシミュレートして隣接歯（６０）のカラー画像と比較することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
３次元のセクション（１８）を層に統合し、隣接歯（６０）との視覚的な比較の後に層の厚み、透明度、ならびに材料選定を調整し、また必要に応じて再度レンダリングすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
歯科材料の硬化とそこで生じる収縮に際しての経験値を考慮した１つの補正係数によって３次元セクション（１８）のサイズおよび／または層の厚みを拡大することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
硬化のために使用される歯科材料が少なくとも部分的に重合性可能であるとともに重合され、特にインクジェットプリンティングをラピッドプロトタイピング処理に使用する場合硬化が冷却によって実施されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
歯科材料をセラミック未加工部材の形式で供給し、それを硬化のために焼結することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
多様な歯の形状および／または歯の輪郭を３次元で記録した形態で示しそれに基づいて層が形成されるデータベースを使用して仮想的な歯科補綴部材の作成を実施することを特徴とする請求項２ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
歯科補綴部材を形成するために樹脂材料および／またはセラミック材料を使用することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
幾何学データに基づいて歯科補綴部材を製造するためのものであって、
前記幾何学データが製造する歯科補綴部材の幾何学的な形状を決定するとともに、
前記幾何学データは製造される歯科補綴部材を特徴付ける色データに基づくものとし；
前記色データは歯のデータベースまたは製造される歯科補綴部材の隣接歯（６０）および／または対咬歯のいずれかから生成する、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置であり、
装置が色データをフォトメトリックステレオ法によって３次元に検出するとともに歯科補綴部材を通って延在する複数の３次元のセクションのそれぞれに生成された色データを分割し；
それに基づいて装置が歯科補綴部材を製造する歯科材料の層を決定し；
少なくとも１個のセクションおよび／または統合された複数のセクションに対して歯色（Ａ１，Ｂ２等）を手動あるいは自動的に決定し；
それをワークテーブル内に蓄積し、
歯色データをＣＡＭ装置に伝送し、
それに基づいて歯科補綴部材を層状に形成するとともにその後硬化させる、
ことを特徴とするＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項１３】
装置がカーソルを含んだディスプレイを備え、３次元のセクション（１８）をディスプレイ上で表示可能かつ選択可能であり、前記の選択に基づいて表面色と蓄積された層データベースの歯色の比較を実行し、それによって多様なパラメータをディスプレイ上に表示可能にするとともにＣＡＭデータを提供するために確認可能にすることを特徴とする請求項１２記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項１４】
水平方向において相互に離間するとともに垂直方向においては同じ垂直高度に配置されるか、あるいは垂直方向において相互に離間するとともに水平方向において同じ位置に配置された２か所の位置で色データを検出するデジタルカメラを装置が備えることを特徴とする請求項１２または１３記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項１５】
フォトメトリックステレオ法によって検出された色は撮影した画像を利用して２次元で提供可能であるか、または第３の次元、特にＺ座標の方向において既に存在しているデータ、特に既に存在している歯科補綴部材を使用して提供可能であることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項１】
仮想的な補綴部材を作成するために幾何学的データ、特に補綴部材の空間的な寸法、位置、および／または容積に関するデータを判定および記録し；
前記の処理ステップにおいて補綴される歯（１０）および／または少なくとも１本の隣接歯（６０）および／または対咬歯のデータを使用することによって補綴される歯（１０）の仮想的な補綴部材を提供し、前記データは色データとして蓄積するとともに前記仮想的な補綴部材のコンピュータ支援された作成のために使用するものとし、
前記仮想的な補綴部材を作成するためのデータは前記色データを使用することによって前記幾何学データから作成する、歯科補綴部材の製造方法であり、
前記色データは補綴される歯（１０）および／または前記補綴される歯（１０）の少なくとも１本の隣接歯（６０）および／または対咬歯に基づいてフォトメトリックステレオ法によって得られる３次元のデータとして生成するとともに；
仮想的な補綴部材に沿って延在する複数の個別の３次元のセクション（１８）に分割し；
続いて各セクション（１８）の相違を個々の色パラメータに関して判定するとともに使用する歯色（Ａ１，Ｂ２等）に割り当て；
前記歯色のデータを処理および蓄積するとともに歯科補綴部材の製造のために機械読み取り可能なデータに変換し；
前記機械読み取り可能なデータを特にラピッドプロトタイピング処理に従ってＣＡＭ装置に伝送し、異なった歯色を有する歯科材料を使用し続いてそれを硬化させることにより色調節された歯科補綴部材を特に層状に形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
歯色の判定に基づいて３次元セクションの集合の中から少なくとも１個のセクション（１８）あるいは複数のセクションをスクリーン上で表示および選択し；
前記選択された１つのセクション（１８）あるいは複数のセクションの表面色を層データベース内に蓄積された歯色と比較し；
前記スクリーン上に特に検出された歯色、個々の層材料の色、個々の層の厚み、切縁材料の厚みおよび／またはパーセンテージによる透明度を個々のセクションについて立体的に関連付けられた方式で表示することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
１つあるいは複数のセクションの選択に際して歯色の判定を実施し、前記１つあるいは複数のセクションの歯色をスクリーン上で確認しながらワークテーブル内にそれぞれ蓄積し、前記のワークテーブルが歯科補綴部材のＣＡＭ製造の基礎を形成することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
３次元のカラー画像を形成することによって色データを作成し、その際少なくとも２か所の異なったカメラ位置および／または２台のカメラが異なった角度位置から歯科補綴部材に対する隣接歯（６０）および／または対咬歯の画像を撮影し、そのカラー画像をフォトメトリックステレオ法によって重ね合わせて３Ｄ画像を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
形成された３次元カラー画像をレンダリングし、仮想的な歯科補綴部材をディスプレイ上にシミュレートして隣接歯（６０）のカラー画像と比較することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
３次元のセクション（１８）を層に統合し、隣接歯（６０）との視覚的な比較の後に層の厚み、透明度、ならびに材料選定を調整し、また必要に応じて再度レンダリングすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
歯科材料の硬化とそこで生じる収縮に際しての経験値を考慮した１つの補正係数によって３次元セクション（１８）のサイズおよび／または層の厚みを拡大することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
硬化のために使用される歯科材料が少なくとも部分的に重合性可能であるとともに重合され、特にインクジェットプリンティングをラピッドプロトタイピング処理に使用する場合硬化が冷却によって実施されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
歯科材料をセラミック未加工部材の形式で供給し、それを硬化のために焼結することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
多様な歯の形状および／または歯の輪郭を３次元で記録した形態で示しそれに基づいて層が形成されるデータベースを使用して仮想的な歯科補綴部材の作成を実施することを特徴とする請求項２ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
歯科補綴部材を形成するために樹脂材料および／またはセラミック材料を使用することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
幾何学データに基づいて歯科補綴部材を製造するためのものであって、
前記幾何学データが製造する歯科補綴部材の幾何学的な形状を決定するとともに、
前記幾何学データは製造される歯科補綴部材を特徴付ける色データに基づくものとし；
前記色データは歯のデータベースまたは製造される歯科補綴部材の隣接歯（６０）および／または対咬歯のいずれかから生成する、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置であり、
装置が色データをフォトメトリックステレオ法によって３次元に検出するとともに歯科補綴部材を通って延在する複数の３次元のセクションのそれぞれに生成された色データを分割し；
それに基づいて装置が歯科補綴部材を製造する歯科材料の層を決定し；
少なくとも１個のセクションおよび／または統合された複数のセクションに対して歯色（Ａ１，Ｂ２等）を手動あるいは自動的に決定し；
それをワークテーブル内に蓄積し、
歯色データをＣＡＭ装置に伝送し、
それに基づいて歯科補綴部材を層状に形成するとともにその後硬化させる、
ことを特徴とするＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項１３】
装置がカーソルを含んだディスプレイを備え、３次元のセクション（１８）をディスプレイ上で表示可能かつ選択可能であり、前記の選択に基づいて表面色と蓄積された層データベースの歯色の比較を実行し、それによって多様なパラメータをディスプレイ上に表示可能にするとともにＣＡＭデータを提供するために確認可能にすることを特徴とする請求項１２記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項１４】
水平方向において相互に離間するとともに垂直方向においては同じ垂直高度に配置されるか、あるいは垂直方向において相互に離間するとともに水平方向において同じ位置に配置された２か所の位置で色データを検出するデジタルカメラを装置が備えることを特徴とする請求項１２または１３記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項１５】
フォトメトリックステレオ法によって検出された色は撮影した画像を利用して２次元で提供可能であるか、または第３の次元、特にＺ座標の方向において既に存在しているデータ、特に既に存在している歯科補綴部材を使用して提供可能であることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６６０３０（Ｐ２０１２−１６６０３０Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３００１９（Ｐ２０１２−３００１９）
【出願日】平成２４年２月１４日（２０１２．２．１４）
【出願人】（５９６０３２８７８）イボクラール ビバデント アクチェンゲゼルシャフト (63)
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１４日（２０１２．２．１４）
【出願人】（５９６０３２８７８）イボクラール ビバデント アクチェンゲゼルシャフト (63)
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