歯科製作物の三次元測定評価装置とその評価指導方法
【課題】評価対象となる各種歯科製作物等を簡易に、高速で、客観性、公平性、妥当性、再現性をもって二次元的及び/または三次元的に評価し、修正部分等を客観的な数量をもって具体的に提示し指導する。
【解決手段】評価対象となる各種歯科製作物を三次元的に計測し、目的に合わせて三次元データの移動や変形等の修正を行い、モデルとなる歯科製作物形態との二次元的及び/または三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、修正すべき部分と数量を具体的・客観的に提示することにより、歯科臨床技術実習者等を指導する。
【解決手段】評価対象となる各種歯科製作物を三次元的に計測し、目的に合わせて三次元データの移動や変形等の修正を行い、モデルとなる歯科製作物形態との二次元的及び/または三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、修正すべき部分と数量を具体的・客観的に提示することにより、歯科臨床技術実習者等を指導する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、歯科製作物の三次元形態をモデルとなる基本形態と比較して、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
歯科医療の分野では、人工的な補綴物を天然の歯牙と同等に機能させるために、できる限り天然の歯牙の形態に近似させることが要求されている。そこで、歯科治療技術の向上のための教育、研修、歯科技術の試験においては、モデルとなる基本的な形態により近似した形態にする製作技術の修得が必要になっている。
【0003】
これまでの、歯科臨床技術の評価指導方法は、指導者である熟練者が、実習者が製作した評価対象物をその経験に基づいて、主に目視観察によって行なっている。そのため、評価者によって評価結果や指導方法が微妙に異なってしまう。
他方、CAD/CAMを用いた歯科材料の製造についても古くから行われており、計測された補綴物モデルの表面データと、予め記憶された基準データとの比較による評価手法についても、様々な提案がなされている。
【0004】
【特許文献1】特願昭55−127074
【特許文献2】特願平7−89716 特願昭55−127074には、歯牙等の三次元の形態をコンピュータに記憶させ、記憶した患者の歯牙形態と理想の形態とを投影スクリーン上に重ねて投影し、どの部分を修正すべきかを即座に判断する。評価のためにコンピュータを使用する、ことが開示されている。 すなわち、歯牙等の三次元データをコンピュータに記憶させ、そのデータを理想形態等と重ねて評価することは古くから公知技術化している。 特願:平7−89716(ニコン出願)では、データを重ねるために、データ修正(座標移動)を行い、最も特徴点や形状が一致する状態で評価する。これにより、定性的及び/または定量的な評価が可能になる、といった教育を主眼とした手法も提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この様に、コンピュータによる仮想的補綴物形状の形成を、歯科研修を支援するソフトとして、提案されるに至ったものの、立体を形成するに足りる3次元形状データは非常に大きく、これらをコンピュータ上で比較処理するためには、時間を費やすか、処理能力の優れたコンピュータを必要とした。
解決しようとする問題点は、製作された歯科補綴物等の三次元形態を、客観性、公平性、妥当性、再現性等をもって迅速に評価指導できない点である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、歯科治療のために製作される補綴物等を、三次元的に計測した後に、それぞれの目的に合わせて三次元データの移動や変形等の修正を行い、モデルとなる基本形態と比較評価することによって、より天然の歯牙に類似した補綴物等を製作し、また、その製作技術を習得することを最も主要な特徴とする。
更に本発明は、受験者が、加工するモデルの評価を、要部に重点をおくようにすることで、迅速な結果と、有効な判定を可能とする。
【0007】
本発明のカービング模型の比較評価においては、製作されたカービング模型の形態バランスの評価が重要で、全体の大きさは評価対象にはならない。そのため、比較対象となるカービング形態を三次元的に計測した後に、モデルとなる基本形態に最も近い二次元形態及び/または三次元形態に拡大または縮小して重ね合わせて、その二次元的な面積及び/または三次元的な体積の正及び負の誤差を積算し、さらには咬頭頂の位置、隅角部の位置、中心窩の位置、最大豊隆部の位置等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0008】
本発明のワックスアップ歯の比較評価においては、ワックスアップを製作する支台歯形態は同形態であるので、マージン部のデータは三次元的に一致している。そのため、比較対象となるワックスアップ形態を三次元的に計測した後に、モデル形態のマージン部データと比較対象形態のマージン部データを三次元的に重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらには咬頭頂の位置、隅角部の位置、中心窩の位置、最大豊隆部の位置等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0009】
本発明の支台形成歯の比較評価においては、支台形成をする原型歯は同形態であるので、原型歯に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。そのため、比較対象となる支台形成歯形態を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらにはマージンの位置、軸面の角度、辺縁の形態、隅角の形態等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0010】
本発明の窩洞形成歯の比較評価においては、窩洞形成をする原型歯は同形態であるので、原型歯に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。そのため、比較対象となる窩洞形成形態を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらには、マージンの位置、軸面の角度、開縁の傾斜等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0011】
本発明の義歯の配列顎模型の比較評価においては、義歯を配列する顎模型は同形態であるので、顎模型に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。そのため、比較対象となる義歯の配列形態を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらには、各義歯の二次元の位置、各義歯の高さ、各義歯の傾斜角度等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0012】
本発明の義歯等の固定用クラスプの比較評価においては、義歯等の固定用クラスプが歯牙と適切に接する三次元形態が重要になる。そのため、
比較対象となるクラスプ形態を三次元的に計測した後に、モデル形態の歯牙面に接する三次元データと比較対象形態の歯牙面に接する三次元データを最も近似する位置で重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらには、他部分の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0013】
本発明は、歯科治療のために製作される補綴物等を、三次元的に計測した後に、それぞれの目的に合わせて三次元データの移動や変形等の修正を行い、モデルとなる基本形態と比較評価することによって、より天然の歯牙に類似した補綴物等を製作し、また、その製作技術を習得することを最も主要な特徴とする。
即ち、実習で製作された歯科補綴物の表面形状を接触乃至非接触にて測定し3次元データを形成する測定器と、最終的形状見本の3次元見本データを入力され、ハート゛テ゛イスク、MO、CD−R、CD、SD、メモリーカード、RAM、ROM、或いはネットワークを用いて、入力され一時的に、又は継続的に記憶したテ゛ータをコンヒ゜ュータモニタ上に映し出しす構成において、
【0014】
コンピュータの画面上に計測データ及び見本データをX、Y、Z座標を具えた三次元的な表示を行うステップ、
前記計測データと見本データをX、Y、Z軸上で所定の基準に基づいて重ね合わせた三次元データを形成し表示するステップ、
前記重ね合わせた3次元データを、座標平面で切断したデータとして表示するステップ
、よりなる歯科技術評価指導用の画像表示システム。
当該表示されたデータが、操作者の操作に連動しながら切り替わり、目的とする部位を目視的に確認選択できるようにすることで、
単に全体上からその相違点のみを観察するのではなく、評価者が経験上重要な部分で、3次元データ上ではなかなか識別しにくい部位なども明確に表示することが可能となる。
【0015】
比較対象となる歯科用製作物の三次元データとモデルとなる形態の三次元データを重ね合わせて、三次元的な形態の差異を比較する場合に、X軸方向またはY軸方向に帯状に切り取り、さらにコンピュータのインタフェースの簡単な操作により自在にスライドさせて、評価者が重視する部分を定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量で差異を提示することを特徴とする。
【0016】
比較対象となる歯科用製作物の三次元データとモデルとなる形態の三次元データを重ね合わせて、三次元的な形態の差異を比較する場合に、特徴となるそれぞれの凹凸データのZ値の頂上値と谷底値の位置を比較することにより、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量で差異を提示することを特徴とする。
【0017】
比較対象となる歯科用製作物の三次元データとモデルとなる形態の三次元データを重ね合わせて、三次元的な形態の差異を比較する場合に、モデルとなる形態のZ値の頂上値を繋ぐ二次元平面で切り取り、その平面で比較対象となる歯科用製作物の形態を比較することにより、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量で差異を提示することを特徴とする。
本発明は、画面上にその差を断片的にコンピュータ上で表し、且つ他の部位について連続的にコンピュータ画面上で差を表すことで、明確な差を示すことができると共に全体として見た差と部分的な差をオーバーラップさせながら観察でき、歯科補綴物製造技術を評価指導する為の適正な評価資料を提供する。
コンピュータ上での相違の表示は、その部位をコンピュータに使用されるマウス、トラックボール、キーボード、ライトペン等のインタフェースの操作によって、任意に移動変化させることができるため、様々な角度から、モデルとの差異が表示できる。
【発明の効果】
【0018】
本発明は、これまで目視観察によって評価してきた歯科用の各種製作物の三次元形態を、三次元形態計測装置で計測した後に、各製作物の評価目的に合わせて三次元データの移動や変形などの修正を行い、客観性、公平性、妥当性、再現性等をもって三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導できるという利点がある。
歯科用の各種製作物の評価において、見えない部分又は見えにくい部分を客観的に評価する場合、本発明は、コンピュータの簡単な操作により、製作物の部分的な形状を連続して見ることができるのであり、隠れたミスなどが評価指摘可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
各種歯科製作物の三次元的な形態を評価し、歯科の臨床技術の向上を図るためには、客観性をもって、定性的及び/または定量的にその指針を指導する必要がある。そのためには、各歯科製作物の重要な基準形態を元に、三次元データを移動や変形等により修正して、比較評価し、さらに形態修正量の指針を示す必要がある。本発明は、三次元形態計測装置で計測した後に、各目的に合わせて三次元データの修正と評価を行い、さらに形態不良部分を定性的及び/または定量的に数量等によって表示することにより、歯科の臨床技術を向上させることができる簡易で高速な三次元形態の評価指導システムを実現した。
即ち、評価者によるコンピュータインタフェースの単純な操作、キーボード、マウスのボタン等を押し続け、希望の部位で押すのをやめると、画像上に希望の部位である見本と、評価しようとするモデルの断片的合成部分が表示される、この様なモードは、例えば、評価しようとするモデルと、見本との差が極端に相違する部位において着色、線の太さ等により誇張的に表示する仕様を有していても良い。また希望の部位を画像上でグラフイックに表示し、希望する場合は、アイコンをその部位に持って行くだけで、その差に相当する数値が表示されても良い。
【実施例1】
【0020】
図1は、本発明の1実施例で、モデルとなるカービング模型モデル11と実習者が手彫りにより製作した実習カービング模型12の三次元計測データを並べ、上方から比較した図である。明らかに実習者の実習カービング模型12の大きさが小さいことが分かる。 カービング模型の評価においては、形態的なバランスが重要なポイントになるので、このまま三次元的な誤差を積算して評価することはできない。そこで、実習者の実習カービング模型12の中心点Oを算出した後に、モデルとなるカービング模型モデル11とその二次元的な断面積が最も近似する大きさまで拡大して、それぞれのデータを中心点Oを中心に重ねたのが図2である。
L1は、カービング模型モデル11の最大豊隆部に相当し、L2は、実習カービング模型12の最大豊隆部に相当する。
中心点Oは、例えばそれぞれのカービング模型のX方向及びY方向の最大値と最小値の中心によって求める。
本実施例の結果では、カービングモデル歯模型(カービング模型モデル11)の断面積は216mm2で、実習者により作成された実習カービング模型12の断面積の正及び負の誤差を積算した結果は18.5mm2で、誤差率は8.56%であった。一例として、誤差率1%に対して2点減点と設定すると、実習者の評価点数は82.87点となる。また、三次元的な体積の正及び負の誤差を積算した誤差率は12.7%で、評価点数は74.6点となる。
【0021】
誤差率は、及び評価点は以下の式を用いて求める。
図3は、コンピュータの画面の一例を示しており、カービング模型モデル11のみを表示した。複数の咬頭頂L11〜L14を示す。図1、図2で示すようにカービング模型モデル11と実習カービング模型12を重ね合わせた後、一乃至複数の咬頭頂L11〜L14を比較してその誤差率から評価しても良い。
尚 咬頭頂は、図3で示す部位に限らず、少なくとも、データ上で、z軸の値が一番高い値を示すところから、所定の範囲にあるものであればよい。
咬頭頂の求め方は、例えば、各歯牙によって決まっている咬頭頂数に合わせて、頂点となっているZ値を選択することで示される。
咬頭頂位置L11〜L14の三次元的距離の誤差の積算結果は、1.80mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は82.0点となる。
尚、咬頭頂の比較の際、最初は、図2で示すように両者の中心点Oを一致させて行うことが好ましい。 L10は、参照モデルの咬頭頂の部位一つであり、L10’は、L10に相当する部位の咬頭頂の部位であり、両者は、何れも本来同じ部位に無ければならならず、多少のずれが評価の減点対象となる。
【0022】
同様に、図4に示すカービング模型モデル11の隅角部L20〜L23の位置の、三次元的距離の誤差の積算結果は、2.80mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は72.0点となる。
隅角部L20〜L23は、例えば xy軸方向に対し中心から半径2〜5mmでz軸方向に対し、最高値から3mmの範囲にある部位を求めること、によって求める。 隅角部の中の一つについて詳細に説明する。L20は、カービング模型モデルの隅角部、L20’は、実習カービング模型の隅角部を示している。
L20とL20’のずれが、実習カービング模型の評価の算定要素となる。ずれが大きければ、評価がさがり、複数の隅角部を評価に入れる場合は、それぞれずれを算出して、加算平均した値を評価値の判断要素として用いても良い。
【0023】
図5に示すコンピュータ上の画面01における、カービング模型モデル11の中心窩(咬合面におけるz軸値の最小値)L30の位置の、三次元的距離の誤差の積算結果は、0.80mmで、一例として、0.1mmを2点減点と設定すると評価点数は84.0点となる。
中心窩L30の求め方は、例えば咬合面におけるz軸値の最小値であって、隣接する値との差(傾斜)が所定範囲内にあるもので示す。
中心窩L30は、見本参照用のモデル上のものであって、L30’が、実習者の実習によって作成されたモデル上の中心窩 である。L30とL30’のずれの量が評価の減点数に比例するように設定されても良い。
【0024】
図6に示すコンピュータ画面01上のカービング模型モデル11の最大豊隆部L4の位置の、三次元的面積の誤差の積算結果は、23.80mm2で、誤差率は7.34%となり、一例として、1%を2点減点と設定すると評価点数は85.3点となる。
最大豊隆部L4の位置の、三次元的面積は、例えば (xy平面におけるモデルの最大輪郭値に対するz軸値±2〜5mm、によって求める。
図6(b)のL41は、カービング模型モデルの最大豊隆輪郭、L41’は、実習カービング模型の最大豊隆部を示す。 L41とL41’のずれが、評価の減点数に比例する場合もある。
このようにして、カービング模型の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例2】
【0025】
ワックスアップ部の評価
図7は、本発明の他の実施例で、モデルとなる仮想ワックスアップ歯形態モデル13と実習者が製作した仮想実習ワックスアップ歯形態13’を重ねて、側方からx,z軸、又はyz軸面で比較した図である。 L51は、ワックスアップ歯形態モデル13の輪郭であり、L51’は、実習ワックスアップ歯形態13’の輪郭である。
当該輪郭は。x,z軸、又はyz軸面でとらえたものであり、評価は、このx,z軸の面に対し、他の軸を単位あたりずらして得られる4〜8面を加算平均して行う場合もある。
本発明のワックスアップ歯の比較評価においては、ワックスアップを製作する支台歯形態は同形態であるので、マージン部のデータは三次元的に一致しており、基準として用いられる場合もある。
【0026】
そのため、比較対象となるワックスアップ歯形態13を三次元的に計測した後に、モデル形態のマージン部データL41と比較対象形態のマージン部データL41’を三次元的に重ね合わせて、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、ワックスアップ歯形態を評価する。
【0027】
本実施例の結果では、モデルとなるワックスアップ歯モデルの断面積は5.72mm2で、実習者の作成した実習ワックスアップ歯の断面積の正及び負の誤差を積算した結果は0.93mm2で、誤差率は16.2%であった。一例として、誤差率1%に対して2点減点と設定すると、実習者の評価点数は67.6点となる。
また、三次元的な体積の正及び負の誤差を積算した誤差率は13.6%で、評価点数は72.8点となる。
さらに、図3は咬頭頂位置の三次元的な比較を示しているが、咬頭頂位置の三次元的距離の誤差の積算結果は、2.51mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は74.9点となる。
【0028】
同様に、図4に示す隅角部の位置の、三次元的距離の誤差の積算結果は、3.25mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は67.5点となる。図5に示す中心窩の位置の、三次元的距離の誤差の積算結果は、2.67mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は73.3点となる。図6に示す最大豊隆部の位置の、三次元的面積の誤差の積算結果は、6.92mm2で、誤差率は12.1%となり、一例として、1%を2点減点と設定すると評価点数は75.8点となる。
このようにして、ワックスアップ歯の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例3】
【0029】
支台歯部の評価
本発明における教育システムは、支台歯部の形成についても評価可能とするが、その一例を図8〜図11に示し、説明する。
図8から図11は、コンピュータ画面上に表示される仮想的なデータであって、重ね合わせてずれた部分が着色、断面処理等がされている状態を示している。
図8は、本発明の1実施例で、モデルとなる支台形成歯形態81と実習者が形成した支台歯形態81’を重ねて、側方x,z軸、又はyz軸面から比較した図である。
その差を81’’で示す。この差81’’が大きくなると評価が小さくなるが、差を、2次元的に計測して比較するか、3次元的に計測して比較するかは、適宜選択され、
少なくとも要部を含む、複数の平面をランダムに選択して差を計測することが好ましい場合もある。
【0030】
本発明の支台形成歯の比較評価においては、支台形成をする原型歯は同形態であるので、原型歯に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。
そのため、比較対象となる支台形成歯形態81を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、支台形成歯の形態を評価する。
本実施例の結果では、モデル歯の支台形成歯全面の断面積は6.51mm2で、実習者の断面積の正及び負の誤差を積算した結果は0.69mm2で、誤差率は10.6%であった。一例として、誤差率1%に対して2点減点と設定すると、実習者の評価点数は78.8点となる。また、三次元的な体積の正及び負の誤差を積算した誤差率は13.8%で、評価点数は72.4点となる。
さらに、図9はマージンの位置の三次元的な比較を示しているが、マージンの位置の、三次元的面積の誤差82’’の積算結果は、17.68mm2で、誤差率は7.8%となり、一例として、1%を2点減点と設定すると評価点数は84.4点となる。
【0031】
同様に、図10に示す軸面の角度の、三次元的全面の平均結果は、6.31度で、一例として、0.1度を1点減点と設定すると評価点数は69.0点となる。図10の構成は、図8、図9と同一であるため、その番号は、同じ番号を用いた。
図11(a)に示すマージンライン82の辺縁の形態81aに対する81a’の形態の、三次元的評価結果は、マージンラインから1mm内側のZ値の比較で、一例として、誤差の積算結果は0.84mmで、0.1mmを2点減点と設定すると評価点数は83.2点となる。
図11(b)に示す隅角81bに対する81b’の形態の、三次元的評価結果は、4箇所の隅角の三次元的な位置の誤差を積算した結果は1.64mmで、一例として、0.1点を1点減点と設定すると評価点数は83.6点となる。
このようにして、支台歯の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例4】
【0032】
インレー部の評価
更に本発明は、インレーの評価を可能とするが、当該実施例を図12〜図15を参照して詳細に説明する。
図12は、本発明の1実施例で、モデルとなる窩洞形成歯形態と実習者が形成した窩洞歯形態を重ねて、側方x,z軸、又はyz軸面から比較した図である。
本発明の窩洞形成歯の比較評価においては、窩洞形成をする原型歯は同形態であるので、原型歯に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。
そのため、比較対象となる窩洞形成歯形態を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、窩洞形成歯の形態を評価する。
本実施例の結果では、モデル歯の窩洞内の断面積は1.98mm2で、実習者の断面積の正及び負の誤差を積算した結果は0.173mm2で、誤差率は8.74%であった。一例として、誤差率1%に対して2点減点と設定すると、実習者の評価点数は82.5点となる。また、三次元的な体積の正及び負の誤差を積算した誤差率は16.7%で、評価点数は66.6点となる。
【0033】
さらに、図13は参照用模型モデル91の上面を示し、90が評価しようとする製造物の一つインレーを示す。
この場合マージン93と実習者が形成したマージン93’の位置の三次元的な比較を示しているが、マージンの位置の、三次元的面積の誤差の積算結果は、13.45mm2で、誤差率は6.93%となり、一例として、1%を2点減点と設定すると評価点数は86.14点となる。
同様に、図14(a)に示す軸面の角度(モデル窩洞92の角度91aに対する実習者加工窩洞92’の角度91a’)の、三次元的全面の平均結果は、5.83度で、一例として、0.1度を1点減点と設定すると評価点数は83.0点となる。
このようにして、窩洞形成歯の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例5】
【0034】
有床義歯部の評価
図15(a)は、本発明の1実施例で、モデルとなる義歯の配列顎の三次元データと実習者が製作した義歯の配列101顎の三次元データを重ねて、斜め上方から比較した図である。本発明の義歯の配列101形態の比較評価においては、義歯を配列する顎模型102は同形態であるので、顎模型102に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。
そのため、比較対象となる義歯の配列101形態を三次元的に計測した後に、モデル顎模型102に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、義歯の配列101形態を評価する。
本実施例の結果では、モデルとなる義歯の配列顎の各義歯の切端中央位置と実習者の同位置の、三次元的な正及び負の誤差の積算距離は11.84mmで、一例として、0.5mmを1点減点と設定すると評価点数は76.32点となる。同様に、図15(b)は各義歯の高さ(正常な高さ101aに対し、より高い状態101a’)の、三次元的な正及び負の誤差の積算距離は9.32mmで、一例として、0.5mmを1点減点と設定すると評価点数は81.37点となる。図15(c)は各義歯の傾斜角度(正常姿勢101b)に対する傾斜姿勢101b’)の、正及び負の誤差の積算角度101bcは7.23度で、一例として、0.5度を1点減点と設定すると評価点数は85.5点となる。このようにして、義歯の配列顎の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例6】
【0035】
固定具等の評価
図16は、本発明の1実施例で、モデルとなる隣在歯によって義歯を固定する義歯等の固定用クラスプの三次元データと、実習者が製作したクラスプの三次元データを重ねて、上方から比較した図である。
本発明の義歯等の固定用クラスプの比較評価においてはクラスプが歯牙と適切に接する側の三次元形態が重要になる。そのため、比較対象となるクラスプ形態を三次元的に計測した後に、それぞれの三次元データを歯牙面に設置して重ね合わせ、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、クラスプの三次元形態を評価する。
図16(a)は、クラスプを上面から見た図、図16(b)は、側面図、図16(c)は、隣在歯をクラスプで、囲繞した図である。110は、義歯と接続する接続部、111は、隣在歯112を囲繞する囲繞部である。
【0036】
本実施例の結果では、モデルとなる義歯等の固定用クラスプの歯牙面に接する側の三次元データと、実習者が製作した同三次元データの正及び負の誤差(113−113’)の積算面積は21.94mm2で、一例として、1mm2を1点減点と設定すると評価点数は78.06点となる。同様に、図16(d)のモデルとなるクラスプとこれに接する歯牙との間の面積と、実習者のその面積の誤差は18.26mm2で、一例として、1mm2を1点減点と設定すると評価点数は81.74点となる。このようにして、義歯等の固定用クラスプの形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【0037】
次に本発明に用いられる3次元形状測定器の一例を図17に示し説明する。
121は、測定用プローブであり、先端にスタイラス122が接続している。
測定用プローブ121は、パラレルリンクロボットアーム等と結合し、ロボットアームの動きによってa〜cの様な移動を行い、先端のスタイラス122が、被計測物の表面に接触して、その接触時のXYZ座標を、結ぶことで3次元形状データを得る。
123は、栽置部であり、被計測物124を栽置し、接触計測が適当に行われるように上下、回転など行う。スタイラスが接触した場所が、検知され、その部位が予め決定された絶対空間座標中のどの座標かを数値化してコンピュータ等に記憶処理される。
【0038】
この様な構成を持つ計測装置を用いた教育用システムの全体を図18に示した。
125は計測装置本体であり、126は、処理装置であって、専用又は汎用コンピュータ等で構成される。126aは、マウスであり、一つボタンのタイプ、2ボタンのタイプ、3ボタン、中央にローラコントローラを用いたもの、トラックボールを含む物が例示され、ノート型の場合は、指を接触させて使用するタッチパネルタイプ等であってもよい。
126bは、キーボードであり、テンキーだけであってもよい。126cは、モニター画面であり、液晶、CTRで構成され、プリンタ等が代用される場合もある。
計測装置125と、処理装置126は、RS232Cケーブル、プリンタケーブル、USBケーブルなど、パラレル又は、シリアルの接続ケーブル130で接続されている。
127は、インターネット、LAN等のネットワークをネットワーク133を、介して接続する他の遠隔用処理装置107であって、専用、又は汎用のコンピュータにより構成される。
【0039】
128及び129は、回線接続部A及びBであり、プロバイダ等、処理装置とネットワークを接続するためのものである。
回線接続部A128は、遠隔用処理装置127と、ケーブル132を介して接続し、
回線接続部B129は、計測装置125又は処理装置126と、ケーブル131を介して接続されている。
これらのケーブルは、何れも、電波、赤外線等の媒体に置き換えても良く、回線接続部も、媒体に合わせて構成が変更されても良い。
【0040】
図18で示すシステムでは、受験者と、評価者が、必ずしも、同じ場所にいる必要がなく、遠隔用処理装置127により、遠隔地において、審査員、指導員が、操作を指示し、評価することも可能である。
図17で示す訓練用モデル124を栽置部123に置く。計測用プローブ121は、図17で示すようように、a〜cの方向へ移動しながら、接触計測を行う。
この場合の接触計測は、試験用モデル124の中心を決め、この中心点から放射状に計測する放射計測が、好適に行われる。
本発明では、少なくとも、支台歯表面を計測した支台歯データを得た後、義歯等の補綴上部を接触計測して義歯等の補綴上部データを得れば足り、迅速で、評価の要部を捉えた、補綴データが形成される。
図17で示す実施例による計測装置に置いては、例えば、カービングによる補綴物の評価を行う場合、受験者が形成したカービング模型の内上部から最大豊隆部までを接触計測して3次元データを取得した後、支台歯となる模型の表面を計測して、マージンライン等を含む3次元データを得る。
【0041】
次に、最大豊隆部とマージンラインを結ぶ側面3次元データを仮想的に作成する。
この仮想側面データは、最大豊隆部を越えない曲面データであって、スプライン曲線等、既成のデータによって形成されてもよい。
この部分は、おおよそ評価の対象とはならない部分であるため、コンピュータ上で、仮想的に表示するには、補完した状態で、表示し、計測データと見本又は参照データの比較を目視的に行うには、好ましいのである。
尚、数値的に比較評価する場合は、この様な補完は必要ない場合もある。
更に側面について、実測を行いたい場合は、T字スタイラス、十字スタイラスを利用しても良い場合もある。
【0042】
次に本発明の他の実施例を図17、図18及び図19以降の図面を参照して詳細に説明する。
図19は、例えば図17で示す接触式の接触式プローブ121による表面接触により得られた3次元の表面データ及び予め記録された見本の三次元データ等を画面上に基準点を中心として重ね合わせた状態で再現したものである。
具体的には、予め記憶されたモデルとなるカービング模型に基づく3次元データにより画面上に形成された3次元データ12と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データ11を重ね合わせる。それぞれのデータは、図18で示す処理装置126に一時的又は継続的に記憶される。
次に図19(a)のX軸方向(XZ平面)の一つで帯状に切り取りモニター126cに表示する。13,14が切り取り面であり、図19(b)は、その部分だけを示す。14が、モデルデータの輪郭の一部、13が実習生が製作した製作物の3次元データによって形成された輪郭の一部を示す。
図19(b)で示す様に、二次元平面で比較することにより、形態の差が明確に分かり、さらに指定した箇所を客観的な数値で評価することができる。また、帯状に切り取った面をY軸方向に移動することにより、全体の形態差を視覚的に確認できる。
【0043】
図20は、本発明の1実施例で、モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを重ね合わせた後に、上面からそれぞれのデータの凹凸データのZ座標の頂上値Tと谷底値Sの位置を示した図である。
図20(a)は、コンピュータ画面126c上で、モデル20の3次元データを仮想的に立体的に示したものであり、頂上を示す部位をT1からT6で示す。同様に実習生が作成した頂上点もデータの値から検出する。
図20(b)は、モデルデータ20及び実習生製作模型の輪郭を重ね合わせた状態の上面を示す。21が実習生製作モデルの輪郭で、22が見本モデルの輪郭である。
S1からS5が見本モデルの谷底値に相当し、U1〜U5が実習生製作模型の谷底値に相当する。
実習生製作模型の谷底値は、形状計測後の値が一番小さい部分であって、見本モデルデータ20の谷底値のそれぞれ対応する部位に相当する。
特徴となる点を比較することにより、全体の形態差を視覚的に確認できる。
【0044】
図20(c)は、図20(b)と同様、見本モデルの頂上値T1〜T5、実習生製作モデルの頂上値R1〜R5を検出して値のずれを視覚的に検出する構成を示す。
このようにして、カービング模型の形態を特徴点を比較することによって、定性的及び/または定量的に評価し、指導することができる。
尚、本評価方法は、カービング模型形態の評価に限らず、ワックスアップ歯形態、支台形成歯形態、窩洞形成歯形態、義歯の配列顎形態、義歯等の固定用クラスプ形態等でも同様に行なえる。
【0045】
図21は、本発明の1実施例で、モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを重ね合わせた後に、モデルとなる形態のZ座標の頂上値を繋ぐ二次元平面で切り取り、その平面で比較対象となる歯科用製作物の形態を比較した図である。
図21(a)は、図20(c)のT4−T5−T1方向、T3−T2方向(遠近方向23)をZY平面で見た図である。見本モデルデータの輪郭の一部23と実習者製作モデルの輪郭の一部23aを同一の画面上に示したものである。
図21(b)は、図20(c)のT1−T2方向(頬舌方向24)をXY平面で見た図である。
【0046】
見本モデルデータの輪郭の一部24と実習者製作モデル24aの輪郭の一部を同一画面上に示したものである。
図21(a)と(b)は、見本モデルデータの輪郭の一部と、同じ部位の実習者製作モデルの輪郭の一部をモニタ上等で重ね合わせた図であり、特徴となる点を比較することにより、全体の形態差を視覚的に確認できる。
このようにして、カービング模型の形態を特徴点を比較することによって、定性的及び/または定量的に評価し、指導することができる。
尚、本評価方法は、カービング模型形態の評価に限らず、ワックスアップ歯形態、支台形成歯形態、窩洞形成歯形態、義歯の配列顎形態、義歯等の固定用クラスプ形態等でも同様に行なえる。
【0047】
本発明は、見本モデルの3次元データと、実習者製作モデルの3次元製作モデルの仮想画面を重ね合わせ、ある部位を座標的に切断抽出して表示し、画像的にその差を表示するものであるが、
図22で示すように切り取った帯状の部位を操作者が一つの軸を基準軸として連続的に移動させて、評価者の評価部位を任意に見つけ出すような構成も取り得る。
即ち、図18で示すモニタ画面126cに図19(b)で示す輪郭の断片を、部位を操作者のキーボード、マウスの操作に同期して移動させる態様である。
図22は、ZY平面で切断した輪郭の一部を示し実線13aが実習者作成モデル輪郭データ、点線14aが見本モデルの輪郭データである。
最初図22(a)で示す様にx軸の値は、モニタ上で一番遠い位置にある値の場合の輪郭を示す。
次に図18で示すキーボード126bのある一つのキーを一つ押す又は、マウス126aの左クリックを押すと、図22(b)で示すように、X軸の値が決められた間隔だけ手前の値となった場合のZY平面の輪郭を表示する。
【0048】
更にキーを一つ押すか、マウスの左クリックを押すと、同様にX軸の座標が加算され、ZY平面の輪郭を表示し、これを繰り返すと、図22(c)→(d)→(e)と移動していく、
この移動は、キーを押し続けると、素速く移動し、目の錯覚から、立体模型が走査されるように見える。
この様な走査により、実習者の模型データと見本モデルデータの差であって、評価者が、注目する部位において、キーを押す手を離すと、画面の位置が止まり、図22(a)から(e)の一つを表示する。
【0049】
図23は、ZX面で切断した輪郭の一部を示す。実線13bが実習者作成モデル輪郭データ、点線14aが見本モデルの輪郭データである。
図23は、y軸の値を一番遠い部分から、キーボード、マウスの操作により手前に移動していく状態を示す。
評価者は、キーボードやマウスの操作により、画面上での見本データと実習者製作模型の細部における相違は、全体と部分を交える観察から、容易に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明の、歯科製作物の三次元測定評価装置とその評価指導方法により、これまで熟練者が目視観察によって評価し、指導してきた作業内容を、簡易に、高速で、客観的に、再現性、妥当性をもって評価し指導することができる。本発明は、歯科製作物の三次元的な形態を、定性的及び/または定量的に表示するので、多人数の教育や研修等においてもより具体的に評価し指導することが可能となる。また、評価指導後の歯科製作物等を指針に従って修正し、再び計測評価することにより、歯科臨床技術の向上を図るための自己研修もできる。以上のように、本発明は、歯科医療分野において、各種治療技術の向上、歯科補綴物等の製作技術の向上等において産業上利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを並べ、上方から比較した本発明の実施例を説明する為の説明図である。
【図2】実習者のカービング模型の中心点を算出した後に、モデルとなるカービング模型とその二次元的な断面積が最も近似する大きさまで調整して、それぞれのデータを重ねた本発明の実施例を説明する為の図である。
【図3】カービング模型の咬頭頂の三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図4】カービング模型の隅角部の三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図5】カービング模型の中心窩の三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図6】カービング模型の最大豊隆部の三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図7】モデルとなるワックスアップ歯形態と実習者が製作したワックスアップ歯形態を重ねて比較する場合の実施例を説明する為の図である。
【図8】モデルとなる支台形成歯形態と実習者が形成した支台歯形態を重ねて、側方から比較した実施例を説明する為の図である。
【図9】支台形成歯のマージンの三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図10】支台形成歯の軸面の角度を三次元的に比較している実施例を説明する為の図である。
【図11】支台形成歯の辺縁、隅角の形態を三次元的に比較している実施例を説明する為の図である。
【図12】モデルとなる窩洞形成歯形態と実習者が形成した窩洞歯形態を重ねて、側方から比較した実施例を説明する為の図である。
【図13】窩洞形成歯のマージンの三次元的な位置を比較している実施例を説明するための図である。
【図14】窩洞形成歯の軸面の角度、開縁傾斜の形態を三次元的に比較している実施例を説明する為の図である。
【図15】モデルとなる義歯の配列顎の三次元データと実習者が製作した義歯の配列顎の三次元データを重ねて、斜め上方から比較した図、各義歯列の高さを三次元的に比較している図、傾斜角度を三次元的に比較している実施例を説明する為の図である。
【図16】モデルとなる義歯等の固定用クラスプの三次元データと、実習者が製作したクラスプの三次元データを重ねて、上方から比較した図及びクラスプとこれに接する歯牙との間の面積の三次元的な差を比較している実施例を説明する為の図である。
【図17】本発明の実施例におけるモデル形状測定部の一例を示す実施例を説明する為の図。
【図18】本発明の実施例におけるシステムの一例を示す図。
【図19】モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを並べ、X軸方向で帯状に切り取った実施例を説明する為の図である。
【図20】モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを並べ、上面からそれぞれのデータの凹凸データのZ値の頂上値と谷底値の位置を示した実施例を説明する為の図である。
【図21】モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを並べ、モデルとなる形態のZ値の頂上値を繋ぐ二次元平面で切り取り、その平面で比較対象となる歯科用製作物の形態を比較した実施例を説明する為の図である。
【図22】本発明の実施例を説明するための図。
【図23】本発明の実施例を説明するための図。
【符号の説明】
【0052】
11 カービング模型モデル
12 実習カービング模型
L1 カービング模型モデルの最大豊隆部
L2 実習カービング模型の最大豊隆部
O 中心点
【技術分野】
【0001】
本発明は、歯科製作物の三次元形態をモデルとなる基本形態と比較して、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
歯科医療の分野では、人工的な補綴物を天然の歯牙と同等に機能させるために、できる限り天然の歯牙の形態に近似させることが要求されている。そこで、歯科治療技術の向上のための教育、研修、歯科技術の試験においては、モデルとなる基本的な形態により近似した形態にする製作技術の修得が必要になっている。
【0003】
これまでの、歯科臨床技術の評価指導方法は、指導者である熟練者が、実習者が製作した評価対象物をその経験に基づいて、主に目視観察によって行なっている。そのため、評価者によって評価結果や指導方法が微妙に異なってしまう。
他方、CAD/CAMを用いた歯科材料の製造についても古くから行われており、計測された補綴物モデルの表面データと、予め記憶された基準データとの比較による評価手法についても、様々な提案がなされている。
【0004】
【特許文献1】特願昭55−127074
【特許文献2】特願平7−89716 特願昭55−127074には、歯牙等の三次元の形態をコンピュータに記憶させ、記憶した患者の歯牙形態と理想の形態とを投影スクリーン上に重ねて投影し、どの部分を修正すべきかを即座に判断する。評価のためにコンピュータを使用する、ことが開示されている。 すなわち、歯牙等の三次元データをコンピュータに記憶させ、そのデータを理想形態等と重ねて評価することは古くから公知技術化している。 特願:平7−89716(ニコン出願)では、データを重ねるために、データ修正(座標移動)を行い、最も特徴点や形状が一致する状態で評価する。これにより、定性的及び/または定量的な評価が可能になる、といった教育を主眼とした手法も提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この様に、コンピュータによる仮想的補綴物形状の形成を、歯科研修を支援するソフトとして、提案されるに至ったものの、立体を形成するに足りる3次元形状データは非常に大きく、これらをコンピュータ上で比較処理するためには、時間を費やすか、処理能力の優れたコンピュータを必要とした。
解決しようとする問題点は、製作された歯科補綴物等の三次元形態を、客観性、公平性、妥当性、再現性等をもって迅速に評価指導できない点である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、歯科治療のために製作される補綴物等を、三次元的に計測した後に、それぞれの目的に合わせて三次元データの移動や変形等の修正を行い、モデルとなる基本形態と比較評価することによって、より天然の歯牙に類似した補綴物等を製作し、また、その製作技術を習得することを最も主要な特徴とする。
更に本発明は、受験者が、加工するモデルの評価を、要部に重点をおくようにすることで、迅速な結果と、有効な判定を可能とする。
【0007】
本発明のカービング模型の比較評価においては、製作されたカービング模型の形態バランスの評価が重要で、全体の大きさは評価対象にはならない。そのため、比較対象となるカービング形態を三次元的に計測した後に、モデルとなる基本形態に最も近い二次元形態及び/または三次元形態に拡大または縮小して重ね合わせて、その二次元的な面積及び/または三次元的な体積の正及び負の誤差を積算し、さらには咬頭頂の位置、隅角部の位置、中心窩の位置、最大豊隆部の位置等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0008】
本発明のワックスアップ歯の比較評価においては、ワックスアップを製作する支台歯形態は同形態であるので、マージン部のデータは三次元的に一致している。そのため、比較対象となるワックスアップ形態を三次元的に計測した後に、モデル形態のマージン部データと比較対象形態のマージン部データを三次元的に重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらには咬頭頂の位置、隅角部の位置、中心窩の位置、最大豊隆部の位置等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0009】
本発明の支台形成歯の比較評価においては、支台形成をする原型歯は同形態であるので、原型歯に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。そのため、比較対象となる支台形成歯形態を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらにはマージンの位置、軸面の角度、辺縁の形態、隅角の形態等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0010】
本発明の窩洞形成歯の比較評価においては、窩洞形成をする原型歯は同形態であるので、原型歯に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。そのため、比較対象となる窩洞形成形態を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらには、マージンの位置、軸面の角度、開縁の傾斜等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0011】
本発明の義歯の配列顎模型の比較評価においては、義歯を配列する顎模型は同形態であるので、顎模型に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。そのため、比較対象となる義歯の配列形態を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらには、各義歯の二次元の位置、各義歯の高さ、各義歯の傾斜角度等の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0012】
本発明の義歯等の固定用クラスプの比較評価においては、義歯等の固定用クラスプが歯牙と適切に接する三次元形態が重要になる。そのため、
比較対象となるクラスプ形態を三次元的に計測した後に、モデル形態の歯牙面に接する三次元データと比較対象形態の歯牙面に接する三次元データを最も近似する位置で重ね合わせて、三次元的な面積の正及び負の誤差を積算し、さらには、他部分の三次元的な誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導する。
【0013】
本発明は、歯科治療のために製作される補綴物等を、三次元的に計測した後に、それぞれの目的に合わせて三次元データの移動や変形等の修正を行い、モデルとなる基本形態と比較評価することによって、より天然の歯牙に類似した補綴物等を製作し、また、その製作技術を習得することを最も主要な特徴とする。
即ち、実習で製作された歯科補綴物の表面形状を接触乃至非接触にて測定し3次元データを形成する測定器と、最終的形状見本の3次元見本データを入力され、ハート゛テ゛イスク、MO、CD−R、CD、SD、メモリーカード、RAM、ROM、或いはネットワークを用いて、入力され一時的に、又は継続的に記憶したテ゛ータをコンヒ゜ュータモニタ上に映し出しす構成において、
【0014】
コンピュータの画面上に計測データ及び見本データをX、Y、Z座標を具えた三次元的な表示を行うステップ、
前記計測データと見本データをX、Y、Z軸上で所定の基準に基づいて重ね合わせた三次元データを形成し表示するステップ、
前記重ね合わせた3次元データを、座標平面で切断したデータとして表示するステップ
、よりなる歯科技術評価指導用の画像表示システム。
当該表示されたデータが、操作者の操作に連動しながら切り替わり、目的とする部位を目視的に確認選択できるようにすることで、
単に全体上からその相違点のみを観察するのではなく、評価者が経験上重要な部分で、3次元データ上ではなかなか識別しにくい部位なども明確に表示することが可能となる。
【0015】
比較対象となる歯科用製作物の三次元データとモデルとなる形態の三次元データを重ね合わせて、三次元的な形態の差異を比較する場合に、X軸方向またはY軸方向に帯状に切り取り、さらにコンピュータのインタフェースの簡単な操作により自在にスライドさせて、評価者が重視する部分を定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量で差異を提示することを特徴とする。
【0016】
比較対象となる歯科用製作物の三次元データとモデルとなる形態の三次元データを重ね合わせて、三次元的な形態の差異を比較する場合に、特徴となるそれぞれの凹凸データのZ値の頂上値と谷底値の位置を比較することにより、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量で差異を提示することを特徴とする。
【0017】
比較対象となる歯科用製作物の三次元データとモデルとなる形態の三次元データを重ね合わせて、三次元的な形態の差異を比較する場合に、モデルとなる形態のZ値の頂上値を繋ぐ二次元平面で切り取り、その平面で比較対象となる歯科用製作物の形態を比較することにより、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量で差異を提示することを特徴とする。
本発明は、画面上にその差を断片的にコンピュータ上で表し、且つ他の部位について連続的にコンピュータ画面上で差を表すことで、明確な差を示すことができると共に全体として見た差と部分的な差をオーバーラップさせながら観察でき、歯科補綴物製造技術を評価指導する為の適正な評価資料を提供する。
コンピュータ上での相違の表示は、その部位をコンピュータに使用されるマウス、トラックボール、キーボード、ライトペン等のインタフェースの操作によって、任意に移動変化させることができるため、様々な角度から、モデルとの差異が表示できる。
【発明の効果】
【0018】
本発明は、これまで目視観察によって評価してきた歯科用の各種製作物の三次元形態を、三次元形態計測装置で計測した後に、各製作物の評価目的に合わせて三次元データの移動や変形などの修正を行い、客観性、公平性、妥当性、再現性等をもって三次元形態を評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量等を指導できるという利点がある。
歯科用の各種製作物の評価において、見えない部分又は見えにくい部分を客観的に評価する場合、本発明は、コンピュータの簡単な操作により、製作物の部分的な形状を連続して見ることができるのであり、隠れたミスなどが評価指摘可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
各種歯科製作物の三次元的な形態を評価し、歯科の臨床技術の向上を図るためには、客観性をもって、定性的及び/または定量的にその指針を指導する必要がある。そのためには、各歯科製作物の重要な基準形態を元に、三次元データを移動や変形等により修正して、比較評価し、さらに形態修正量の指針を示す必要がある。本発明は、三次元形態計測装置で計測した後に、各目的に合わせて三次元データの修正と評価を行い、さらに形態不良部分を定性的及び/または定量的に数量等によって表示することにより、歯科の臨床技術を向上させることができる簡易で高速な三次元形態の評価指導システムを実現した。
即ち、評価者によるコンピュータインタフェースの単純な操作、キーボード、マウスのボタン等を押し続け、希望の部位で押すのをやめると、画像上に希望の部位である見本と、評価しようとするモデルの断片的合成部分が表示される、この様なモードは、例えば、評価しようとするモデルと、見本との差が極端に相違する部位において着色、線の太さ等により誇張的に表示する仕様を有していても良い。また希望の部位を画像上でグラフイックに表示し、希望する場合は、アイコンをその部位に持って行くだけで、その差に相当する数値が表示されても良い。
【実施例1】
【0020】
図1は、本発明の1実施例で、モデルとなるカービング模型モデル11と実習者が手彫りにより製作した実習カービング模型12の三次元計測データを並べ、上方から比較した図である。明らかに実習者の実習カービング模型12の大きさが小さいことが分かる。 カービング模型の評価においては、形態的なバランスが重要なポイントになるので、このまま三次元的な誤差を積算して評価することはできない。そこで、実習者の実習カービング模型12の中心点Oを算出した後に、モデルとなるカービング模型モデル11とその二次元的な断面積が最も近似する大きさまで拡大して、それぞれのデータを中心点Oを中心に重ねたのが図2である。
L1は、カービング模型モデル11の最大豊隆部に相当し、L2は、実習カービング模型12の最大豊隆部に相当する。
中心点Oは、例えばそれぞれのカービング模型のX方向及びY方向の最大値と最小値の中心によって求める。
本実施例の結果では、カービングモデル歯模型(カービング模型モデル11)の断面積は216mm2で、実習者により作成された実習カービング模型12の断面積の正及び負の誤差を積算した結果は18.5mm2で、誤差率は8.56%であった。一例として、誤差率1%に対して2点減点と設定すると、実習者の評価点数は82.87点となる。また、三次元的な体積の正及び負の誤差を積算した誤差率は12.7%で、評価点数は74.6点となる。
【0021】
誤差率は、及び評価点は以下の式を用いて求める。
図3は、コンピュータの画面の一例を示しており、カービング模型モデル11のみを表示した。複数の咬頭頂L11〜L14を示す。図1、図2で示すようにカービング模型モデル11と実習カービング模型12を重ね合わせた後、一乃至複数の咬頭頂L11〜L14を比較してその誤差率から評価しても良い。
尚 咬頭頂は、図3で示す部位に限らず、少なくとも、データ上で、z軸の値が一番高い値を示すところから、所定の範囲にあるものであればよい。
咬頭頂の求め方は、例えば、各歯牙によって決まっている咬頭頂数に合わせて、頂点となっているZ値を選択することで示される。
咬頭頂位置L11〜L14の三次元的距離の誤差の積算結果は、1.80mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は82.0点となる。
尚、咬頭頂の比較の際、最初は、図2で示すように両者の中心点Oを一致させて行うことが好ましい。 L10は、参照モデルの咬頭頂の部位一つであり、L10’は、L10に相当する部位の咬頭頂の部位であり、両者は、何れも本来同じ部位に無ければならならず、多少のずれが評価の減点対象となる。
【0022】
同様に、図4に示すカービング模型モデル11の隅角部L20〜L23の位置の、三次元的距離の誤差の積算結果は、2.80mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は72.0点となる。
隅角部L20〜L23は、例えば xy軸方向に対し中心から半径2〜5mmでz軸方向に対し、最高値から3mmの範囲にある部位を求めること、によって求める。 隅角部の中の一つについて詳細に説明する。L20は、カービング模型モデルの隅角部、L20’は、実習カービング模型の隅角部を示している。
L20とL20’のずれが、実習カービング模型の評価の算定要素となる。ずれが大きければ、評価がさがり、複数の隅角部を評価に入れる場合は、それぞれずれを算出して、加算平均した値を評価値の判断要素として用いても良い。
【0023】
図5に示すコンピュータ上の画面01における、カービング模型モデル11の中心窩(咬合面におけるz軸値の最小値)L30の位置の、三次元的距離の誤差の積算結果は、0.80mmで、一例として、0.1mmを2点減点と設定すると評価点数は84.0点となる。
中心窩L30の求め方は、例えば咬合面におけるz軸値の最小値であって、隣接する値との差(傾斜)が所定範囲内にあるもので示す。
中心窩L30は、見本参照用のモデル上のものであって、L30’が、実習者の実習によって作成されたモデル上の中心窩 である。L30とL30’のずれの量が評価の減点数に比例するように設定されても良い。
【0024】
図6に示すコンピュータ画面01上のカービング模型モデル11の最大豊隆部L4の位置の、三次元的面積の誤差の積算結果は、23.80mm2で、誤差率は7.34%となり、一例として、1%を2点減点と設定すると評価点数は85.3点となる。
最大豊隆部L4の位置の、三次元的面積は、例えば (xy平面におけるモデルの最大輪郭値に対するz軸値±2〜5mm、によって求める。
図6(b)のL41は、カービング模型モデルの最大豊隆輪郭、L41’は、実習カービング模型の最大豊隆部を示す。 L41とL41’のずれが、評価の減点数に比例する場合もある。
このようにして、カービング模型の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例2】
【0025】
ワックスアップ部の評価
図7は、本発明の他の実施例で、モデルとなる仮想ワックスアップ歯形態モデル13と実習者が製作した仮想実習ワックスアップ歯形態13’を重ねて、側方からx,z軸、又はyz軸面で比較した図である。 L51は、ワックスアップ歯形態モデル13の輪郭であり、L51’は、実習ワックスアップ歯形態13’の輪郭である。
当該輪郭は。x,z軸、又はyz軸面でとらえたものであり、評価は、このx,z軸の面に対し、他の軸を単位あたりずらして得られる4〜8面を加算平均して行う場合もある。
本発明のワックスアップ歯の比較評価においては、ワックスアップを製作する支台歯形態は同形態であるので、マージン部のデータは三次元的に一致しており、基準として用いられる場合もある。
【0026】
そのため、比較対象となるワックスアップ歯形態13を三次元的に計測した後に、モデル形態のマージン部データL41と比較対象形態のマージン部データL41’を三次元的に重ね合わせて、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、ワックスアップ歯形態を評価する。
【0027】
本実施例の結果では、モデルとなるワックスアップ歯モデルの断面積は5.72mm2で、実習者の作成した実習ワックスアップ歯の断面積の正及び負の誤差を積算した結果は0.93mm2で、誤差率は16.2%であった。一例として、誤差率1%に対して2点減点と設定すると、実習者の評価点数は67.6点となる。
また、三次元的な体積の正及び負の誤差を積算した誤差率は13.6%で、評価点数は72.8点となる。
さらに、図3は咬頭頂位置の三次元的な比較を示しているが、咬頭頂位置の三次元的距離の誤差の積算結果は、2.51mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は74.9点となる。
【0028】
同様に、図4に示す隅角部の位置の、三次元的距離の誤差の積算結果は、3.25mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は67.5点となる。図5に示す中心窩の位置の、三次元的距離の誤差の積算結果は、2.67mmで、一例として、0.1mmを1点減点と設定すると評価点数は73.3点となる。図6に示す最大豊隆部の位置の、三次元的面積の誤差の積算結果は、6.92mm2で、誤差率は12.1%となり、一例として、1%を2点減点と設定すると評価点数は75.8点となる。
このようにして、ワックスアップ歯の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例3】
【0029】
支台歯部の評価
本発明における教育システムは、支台歯部の形成についても評価可能とするが、その一例を図8〜図11に示し、説明する。
図8から図11は、コンピュータ画面上に表示される仮想的なデータであって、重ね合わせてずれた部分が着色、断面処理等がされている状態を示している。
図8は、本発明の1実施例で、モデルとなる支台形成歯形態81と実習者が形成した支台歯形態81’を重ねて、側方x,z軸、又はyz軸面から比較した図である。
その差を81’’で示す。この差81’’が大きくなると評価が小さくなるが、差を、2次元的に計測して比較するか、3次元的に計測して比較するかは、適宜選択され、
少なくとも要部を含む、複数の平面をランダムに選択して差を計測することが好ましい場合もある。
【0030】
本発明の支台形成歯の比較評価においては、支台形成をする原型歯は同形態であるので、原型歯に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。
そのため、比較対象となる支台形成歯形態81を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、支台形成歯の形態を評価する。
本実施例の結果では、モデル歯の支台形成歯全面の断面積は6.51mm2で、実習者の断面積の正及び負の誤差を積算した結果は0.69mm2で、誤差率は10.6%であった。一例として、誤差率1%に対して2点減点と設定すると、実習者の評価点数は78.8点となる。また、三次元的な体積の正及び負の誤差を積算した誤差率は13.8%で、評価点数は72.4点となる。
さらに、図9はマージンの位置の三次元的な比較を示しているが、マージンの位置の、三次元的面積の誤差82’’の積算結果は、17.68mm2で、誤差率は7.8%となり、一例として、1%を2点減点と設定すると評価点数は84.4点となる。
【0031】
同様に、図10に示す軸面の角度の、三次元的全面の平均結果は、6.31度で、一例として、0.1度を1点減点と設定すると評価点数は69.0点となる。図10の構成は、図8、図9と同一であるため、その番号は、同じ番号を用いた。
図11(a)に示すマージンライン82の辺縁の形態81aに対する81a’の形態の、三次元的評価結果は、マージンラインから1mm内側のZ値の比較で、一例として、誤差の積算結果は0.84mmで、0.1mmを2点減点と設定すると評価点数は83.2点となる。
図11(b)に示す隅角81bに対する81b’の形態の、三次元的評価結果は、4箇所の隅角の三次元的な位置の誤差を積算した結果は1.64mmで、一例として、0.1点を1点減点と設定すると評価点数は83.6点となる。
このようにして、支台歯の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例4】
【0032】
インレー部の評価
更に本発明は、インレーの評価を可能とするが、当該実施例を図12〜図15を参照して詳細に説明する。
図12は、本発明の1実施例で、モデルとなる窩洞形成歯形態と実習者が形成した窩洞歯形態を重ねて、側方x,z軸、又はyz軸面から比較した図である。
本発明の窩洞形成歯の比較評価においては、窩洞形成をする原型歯は同形態であるので、原型歯に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。
そのため、比較対象となる窩洞形成歯形態を三次元的に計測した後に、モデル形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、窩洞形成歯の形態を評価する。
本実施例の結果では、モデル歯の窩洞内の断面積は1.98mm2で、実習者の断面積の正及び負の誤差を積算した結果は0.173mm2で、誤差率は8.74%であった。一例として、誤差率1%に対して2点減点と設定すると、実習者の評価点数は82.5点となる。また、三次元的な体積の正及び負の誤差を積算した誤差率は16.7%で、評価点数は66.6点となる。
【0033】
さらに、図13は参照用模型モデル91の上面を示し、90が評価しようとする製造物の一つインレーを示す。
この場合マージン93と実習者が形成したマージン93’の位置の三次元的な比較を示しているが、マージンの位置の、三次元的面積の誤差の積算結果は、13.45mm2で、誤差率は6.93%となり、一例として、1%を2点減点と設定すると評価点数は86.14点となる。
同様に、図14(a)に示す軸面の角度(モデル窩洞92の角度91aに対する実習者加工窩洞92’の角度91a’)の、三次元的全面の平均結果は、5.83度で、一例として、0.1度を1点減点と設定すると評価点数は83.0点となる。
このようにして、窩洞形成歯の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例5】
【0034】
有床義歯部の評価
図15(a)は、本発明の1実施例で、モデルとなる義歯の配列顎の三次元データと実習者が製作した義歯の配列101顎の三次元データを重ねて、斜め上方から比較した図である。本発明の義歯の配列101形態の比較評価においては、義歯を配列する顎模型102は同形態であるので、顎模型102に基準位置を設けておけば簡易に比較データを重ね合わせることができる。
そのため、比較対象となる義歯の配列101形態を三次元的に計測した後に、モデル顎模型102に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、義歯の配列101形態を評価する。
本実施例の結果では、モデルとなる義歯の配列顎の各義歯の切端中央位置と実習者の同位置の、三次元的な正及び負の誤差の積算距離は11.84mmで、一例として、0.5mmを1点減点と設定すると評価点数は76.32点となる。同様に、図15(b)は各義歯の高さ(正常な高さ101aに対し、より高い状態101a’)の、三次元的な正及び負の誤差の積算距離は9.32mmで、一例として、0.5mmを1点減点と設定すると評価点数は81.37点となる。図15(c)は各義歯の傾斜角度(正常姿勢101b)に対する傾斜姿勢101b’)の、正及び負の誤差の積算角度101bcは7.23度で、一例として、0.5度を1点減点と設定すると評価点数は85.5点となる。このようにして、義歯の配列顎の形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【実施例6】
【0035】
固定具等の評価
図16は、本発明の1実施例で、モデルとなる隣在歯によって義歯を固定する義歯等の固定用クラスプの三次元データと、実習者が製作したクラスプの三次元データを重ねて、上方から比較した図である。
本発明の義歯等の固定用クラスプの比較評価においてはクラスプが歯牙と適切に接する側の三次元形態が重要になる。そのため、比較対象となるクラスプ形態を三次元的に計測した後に、それぞれの三次元データを歯牙面に設置して重ね合わせ、二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、クラスプの三次元形態を評価する。
図16(a)は、クラスプを上面から見た図、図16(b)は、側面図、図16(c)は、隣在歯をクラスプで、囲繞した図である。110は、義歯と接続する接続部、111は、隣在歯112を囲繞する囲繞部である。
【0036】
本実施例の結果では、モデルとなる義歯等の固定用クラスプの歯牙面に接する側の三次元データと、実習者が製作した同三次元データの正及び負の誤差(113−113’)の積算面積は21.94mm2で、一例として、1mm2を1点減点と設定すると評価点数は78.06点となる。同様に、図16(d)のモデルとなるクラスプとこれに接する歯牙との間の面積と、実習者のその面積の誤差は18.26mm2で、一例として、1mm2を1点減点と設定すると評価点数は81.74点となる。このようにして、義歯等の固定用クラスプの形態を二次元的及び/または三次元的に誤差を積算して、定性的及び/または定量的に三次元形態を評価し、指導することができる。
【0037】
次に本発明に用いられる3次元形状測定器の一例を図17に示し説明する。
121は、測定用プローブであり、先端にスタイラス122が接続している。
測定用プローブ121は、パラレルリンクロボットアーム等と結合し、ロボットアームの動きによってa〜cの様な移動を行い、先端のスタイラス122が、被計測物の表面に接触して、その接触時のXYZ座標を、結ぶことで3次元形状データを得る。
123は、栽置部であり、被計測物124を栽置し、接触計測が適当に行われるように上下、回転など行う。スタイラスが接触した場所が、検知され、その部位が予め決定された絶対空間座標中のどの座標かを数値化してコンピュータ等に記憶処理される。
【0038】
この様な構成を持つ計測装置を用いた教育用システムの全体を図18に示した。
125は計測装置本体であり、126は、処理装置であって、専用又は汎用コンピュータ等で構成される。126aは、マウスであり、一つボタンのタイプ、2ボタンのタイプ、3ボタン、中央にローラコントローラを用いたもの、トラックボールを含む物が例示され、ノート型の場合は、指を接触させて使用するタッチパネルタイプ等であってもよい。
126bは、キーボードであり、テンキーだけであってもよい。126cは、モニター画面であり、液晶、CTRで構成され、プリンタ等が代用される場合もある。
計測装置125と、処理装置126は、RS232Cケーブル、プリンタケーブル、USBケーブルなど、パラレル又は、シリアルの接続ケーブル130で接続されている。
127は、インターネット、LAN等のネットワークをネットワーク133を、介して接続する他の遠隔用処理装置107であって、専用、又は汎用のコンピュータにより構成される。
【0039】
128及び129は、回線接続部A及びBであり、プロバイダ等、処理装置とネットワークを接続するためのものである。
回線接続部A128は、遠隔用処理装置127と、ケーブル132を介して接続し、
回線接続部B129は、計測装置125又は処理装置126と、ケーブル131を介して接続されている。
これらのケーブルは、何れも、電波、赤外線等の媒体に置き換えても良く、回線接続部も、媒体に合わせて構成が変更されても良い。
【0040】
図18で示すシステムでは、受験者と、評価者が、必ずしも、同じ場所にいる必要がなく、遠隔用処理装置127により、遠隔地において、審査員、指導員が、操作を指示し、評価することも可能である。
図17で示す訓練用モデル124を栽置部123に置く。計測用プローブ121は、図17で示すようように、a〜cの方向へ移動しながら、接触計測を行う。
この場合の接触計測は、試験用モデル124の中心を決め、この中心点から放射状に計測する放射計測が、好適に行われる。
本発明では、少なくとも、支台歯表面を計測した支台歯データを得た後、義歯等の補綴上部を接触計測して義歯等の補綴上部データを得れば足り、迅速で、評価の要部を捉えた、補綴データが形成される。
図17で示す実施例による計測装置に置いては、例えば、カービングによる補綴物の評価を行う場合、受験者が形成したカービング模型の内上部から最大豊隆部までを接触計測して3次元データを取得した後、支台歯となる模型の表面を計測して、マージンライン等を含む3次元データを得る。
【0041】
次に、最大豊隆部とマージンラインを結ぶ側面3次元データを仮想的に作成する。
この仮想側面データは、最大豊隆部を越えない曲面データであって、スプライン曲線等、既成のデータによって形成されてもよい。
この部分は、おおよそ評価の対象とはならない部分であるため、コンピュータ上で、仮想的に表示するには、補完した状態で、表示し、計測データと見本又は参照データの比較を目視的に行うには、好ましいのである。
尚、数値的に比較評価する場合は、この様な補完は必要ない場合もある。
更に側面について、実測を行いたい場合は、T字スタイラス、十字スタイラスを利用しても良い場合もある。
【0042】
次に本発明の他の実施例を図17、図18及び図19以降の図面を参照して詳細に説明する。
図19は、例えば図17で示す接触式の接触式プローブ121による表面接触により得られた3次元の表面データ及び予め記録された見本の三次元データ等を画面上に基準点を中心として重ね合わせた状態で再現したものである。
具体的には、予め記憶されたモデルとなるカービング模型に基づく3次元データにより画面上に形成された3次元データ12と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データ11を重ね合わせる。それぞれのデータは、図18で示す処理装置126に一時的又は継続的に記憶される。
次に図19(a)のX軸方向(XZ平面)の一つで帯状に切り取りモニター126cに表示する。13,14が切り取り面であり、図19(b)は、その部分だけを示す。14が、モデルデータの輪郭の一部、13が実習生が製作した製作物の3次元データによって形成された輪郭の一部を示す。
図19(b)で示す様に、二次元平面で比較することにより、形態の差が明確に分かり、さらに指定した箇所を客観的な数値で評価することができる。また、帯状に切り取った面をY軸方向に移動することにより、全体の形態差を視覚的に確認できる。
【0043】
図20は、本発明の1実施例で、モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを重ね合わせた後に、上面からそれぞれのデータの凹凸データのZ座標の頂上値Tと谷底値Sの位置を示した図である。
図20(a)は、コンピュータ画面126c上で、モデル20の3次元データを仮想的に立体的に示したものであり、頂上を示す部位をT1からT6で示す。同様に実習生が作成した頂上点もデータの値から検出する。
図20(b)は、モデルデータ20及び実習生製作模型の輪郭を重ね合わせた状態の上面を示す。21が実習生製作モデルの輪郭で、22が見本モデルの輪郭である。
S1からS5が見本モデルの谷底値に相当し、U1〜U5が実習生製作模型の谷底値に相当する。
実習生製作模型の谷底値は、形状計測後の値が一番小さい部分であって、見本モデルデータ20の谷底値のそれぞれ対応する部位に相当する。
特徴となる点を比較することにより、全体の形態差を視覚的に確認できる。
【0044】
図20(c)は、図20(b)と同様、見本モデルの頂上値T1〜T5、実習生製作モデルの頂上値R1〜R5を検出して値のずれを視覚的に検出する構成を示す。
このようにして、カービング模型の形態を特徴点を比較することによって、定性的及び/または定量的に評価し、指導することができる。
尚、本評価方法は、カービング模型形態の評価に限らず、ワックスアップ歯形態、支台形成歯形態、窩洞形成歯形態、義歯の配列顎形態、義歯等の固定用クラスプ形態等でも同様に行なえる。
【0045】
図21は、本発明の1実施例で、モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを重ね合わせた後に、モデルとなる形態のZ座標の頂上値を繋ぐ二次元平面で切り取り、その平面で比較対象となる歯科用製作物の形態を比較した図である。
図21(a)は、図20(c)のT4−T5−T1方向、T3−T2方向(遠近方向23)をZY平面で見た図である。見本モデルデータの輪郭の一部23と実習者製作モデルの輪郭の一部23aを同一の画面上に示したものである。
図21(b)は、図20(c)のT1−T2方向(頬舌方向24)をXY平面で見た図である。
【0046】
見本モデルデータの輪郭の一部24と実習者製作モデル24aの輪郭の一部を同一画面上に示したものである。
図21(a)と(b)は、見本モデルデータの輪郭の一部と、同じ部位の実習者製作モデルの輪郭の一部をモニタ上等で重ね合わせた図であり、特徴となる点を比較することにより、全体の形態差を視覚的に確認できる。
このようにして、カービング模型の形態を特徴点を比較することによって、定性的及び/または定量的に評価し、指導することができる。
尚、本評価方法は、カービング模型形態の評価に限らず、ワックスアップ歯形態、支台形成歯形態、窩洞形成歯形態、義歯の配列顎形態、義歯等の固定用クラスプ形態等でも同様に行なえる。
【0047】
本発明は、見本モデルの3次元データと、実習者製作モデルの3次元製作モデルの仮想画面を重ね合わせ、ある部位を座標的に切断抽出して表示し、画像的にその差を表示するものであるが、
図22で示すように切り取った帯状の部位を操作者が一つの軸を基準軸として連続的に移動させて、評価者の評価部位を任意に見つけ出すような構成も取り得る。
即ち、図18で示すモニタ画面126cに図19(b)で示す輪郭の断片を、部位を操作者のキーボード、マウスの操作に同期して移動させる態様である。
図22は、ZY平面で切断した輪郭の一部を示し実線13aが実習者作成モデル輪郭データ、点線14aが見本モデルの輪郭データである。
最初図22(a)で示す様にx軸の値は、モニタ上で一番遠い位置にある値の場合の輪郭を示す。
次に図18で示すキーボード126bのある一つのキーを一つ押す又は、マウス126aの左クリックを押すと、図22(b)で示すように、X軸の値が決められた間隔だけ手前の値となった場合のZY平面の輪郭を表示する。
【0048】
更にキーを一つ押すか、マウスの左クリックを押すと、同様にX軸の座標が加算され、ZY平面の輪郭を表示し、これを繰り返すと、図22(c)→(d)→(e)と移動していく、
この移動は、キーを押し続けると、素速く移動し、目の錯覚から、立体模型が走査されるように見える。
この様な走査により、実習者の模型データと見本モデルデータの差であって、評価者が、注目する部位において、キーを押す手を離すと、画面の位置が止まり、図22(a)から(e)の一つを表示する。
【0049】
図23は、ZX面で切断した輪郭の一部を示す。実線13bが実習者作成モデル輪郭データ、点線14aが見本モデルの輪郭データである。
図23は、y軸の値を一番遠い部分から、キーボード、マウスの操作により手前に移動していく状態を示す。
評価者は、キーボードやマウスの操作により、画面上での見本データと実習者製作模型の細部における相違は、全体と部分を交える観察から、容易に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明の、歯科製作物の三次元測定評価装置とその評価指導方法により、これまで熟練者が目視観察によって評価し、指導してきた作業内容を、簡易に、高速で、客観的に、再現性、妥当性をもって評価し指導することができる。本発明は、歯科製作物の三次元的な形態を、定性的及び/または定量的に表示するので、多人数の教育や研修等においてもより具体的に評価し指導することが可能となる。また、評価指導後の歯科製作物等を指針に従って修正し、再び計測評価することにより、歯科臨床技術の向上を図るための自己研修もできる。以上のように、本発明は、歯科医療分野において、各種治療技術の向上、歯科補綴物等の製作技術の向上等において産業上利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを並べ、上方から比較した本発明の実施例を説明する為の説明図である。
【図2】実習者のカービング模型の中心点を算出した後に、モデルとなるカービング模型とその二次元的な断面積が最も近似する大きさまで調整して、それぞれのデータを重ねた本発明の実施例を説明する為の図である。
【図3】カービング模型の咬頭頂の三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図4】カービング模型の隅角部の三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図5】カービング模型の中心窩の三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図6】カービング模型の最大豊隆部の三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図7】モデルとなるワックスアップ歯形態と実習者が製作したワックスアップ歯形態を重ねて比較する場合の実施例を説明する為の図である。
【図8】モデルとなる支台形成歯形態と実習者が形成した支台歯形態を重ねて、側方から比較した実施例を説明する為の図である。
【図9】支台形成歯のマージンの三次元的な位置を比較している実施例を説明する為の図である。
【図10】支台形成歯の軸面の角度を三次元的に比較している実施例を説明する為の図である。
【図11】支台形成歯の辺縁、隅角の形態を三次元的に比較している実施例を説明する為の図である。
【図12】モデルとなる窩洞形成歯形態と実習者が形成した窩洞歯形態を重ねて、側方から比較した実施例を説明する為の図である。
【図13】窩洞形成歯のマージンの三次元的な位置を比較している実施例を説明するための図である。
【図14】窩洞形成歯の軸面の角度、開縁傾斜の形態を三次元的に比較している実施例を説明する為の図である。
【図15】モデルとなる義歯の配列顎の三次元データと実習者が製作した義歯の配列顎の三次元データを重ねて、斜め上方から比較した図、各義歯列の高さを三次元的に比較している図、傾斜角度を三次元的に比較している実施例を説明する為の図である。
【図16】モデルとなる義歯等の固定用クラスプの三次元データと、実習者が製作したクラスプの三次元データを重ねて、上方から比較した図及びクラスプとこれに接する歯牙との間の面積の三次元的な差を比較している実施例を説明する為の図である。
【図17】本発明の実施例におけるモデル形状測定部の一例を示す実施例を説明する為の図。
【図18】本発明の実施例におけるシステムの一例を示す図。
【図19】モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを並べ、X軸方向で帯状に切り取った実施例を説明する為の図である。
【図20】モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを並べ、上面からそれぞれのデータの凹凸データのZ値の頂上値と谷底値の位置を示した実施例を説明する為の図である。
【図21】モデルとなるカービング模型と実習者が製作したカービング模型の三次元計測データを並べ、モデルとなる形態のZ値の頂上値を繋ぐ二次元平面で切り取り、その平面で比較対象となる歯科用製作物の形態を比較した実施例を説明する為の図である。
【図22】本発明の実施例を説明するための図。
【図23】本発明の実施例を説明するための図。
【符号の説明】
【0052】
11 カービング模型モデル
12 実習カービング模型
L1 カービング模型モデルの最大豊隆部
L2 実習カービング模型の最大豊隆部
O 中心点
【特許請求の範囲】
【請求項1】
歯科用の製作物を三次元的に計測する装置と、その計測データを目的に合わせて修正し三次元的に比較評価し、客観的な数量によって指導する方法。
【請求項2】
比較対象となる歯科用製作物を三次元的に計測し、その三次元データを目的に合わせて修正し、データベースに記憶させたモデルとなる形態と比較することにより定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項3】
歯科用製作物がカービング模型で、比較対象となるカービング形態を三次元的に計測した後に、モデル形状に最も近い三次元形態に拡大または縮小して重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項4】
歯科用製作物がワックスアップ歯で、比較対象となるワックスアップ歯形態を三次元的に計測した後に、モデル歯形態のマージン部データと比較対象のマージン部データを三次元的に重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項5】
歯科用製作物が支台形成歯で、比較対象となる支台形成歯形態を三次元的に計測した後に、モデル歯形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項6】
歯科用製作物が窩洞形成歯で、比較対象となる窩洞形成形態を三次元的に計測した後に、モデル歯形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項7】
歯科用製作物が義歯の配列顎模型で、比較対象となる義歯の配列形態を三次元的に計測した後に、モデル顎模型に設定された基準位置データと比較対象顎模型の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項8】
歯科用製作物が義歯等の固定用クラスプで、比較対象となるクラスプ形態を三次元的に計測した後に、モデル形態の歯牙面に接する三次元データと比較対象形態の歯牙面に接する三次元データを最も近似する位置で重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項9】
前記接触プローブの主に先端を、受験者が作成した模型表面に接触させながら、模型の3次元形状データを得る計測装置と、前記3次元形状データと、正解に相当する3次元形状データとが比較可能とする処理装置を有し、
前記計測装置は、前記模型の、最大豊隆部から上部と、支台歯模型のマージンラインまでの形状を計測して、データ比較し、評価する歯科技術評価システム。
【請求項10】
歯科用の製作物を三次元的に計測した計測データと、その計測データを見本データに基づいてコンピュータの画面上で三次元的に比較評価し、指導する方法において、
コンピュータの画面上に計測データ及び見本データをX、Y、Z座標を具えた三次元的な表示を行うステップ、
前記計測データと見本データをX、Y、Z軸上で所定の基準に基づいて重ね合わせた三次元データを形成し表示するステップ、
前記重ね合わせた3次元データを、任意の座標平面で切断したデータとしてモニター上で表示するステップ
よりなる歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項11】
前記モニター上の座標平面をコンピュータのインタフェースの操作に応じて移動させるステップを有する請求項10に記載の歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項12】
前記インタフェースがボタン、トラックボール、キーの内1乃至最小の構成であって、動作の開始停止の操作が行われるものを示し、当該インターフェースの簡単な操作により、画面上の切断データの位置を自在に操作し表示させる請求項10に記載の歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項13】
前記重ね合わせた3次元データにおける座標平面で切断して得られる輪郭データのコンピュータ画面上での表示が、輪郭データの内の咬合面に相当する帯状の部分である請求項10に記載の歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項14】
前記重ね合わせた3次元データにおける座標平面で切断して得られる輪郭データのコンピュータ画面上での表示の両データ間の頂上値と谷底値の位置を、コンピュータのインタフェースを操作することで定性的及び/または定量的な数値として表示するステップを含む請求項10に記載の歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項15】
比較対象となる歯科用製作物の三次元データをモデルとなる形態の三次元データと重ね合わせた後に、モデルとなる形態のZ値の頂上値を繋ぐ二次元平面で切り取り、その平面で比較対象となる歯科用製作物の形態を、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項2に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項1】
歯科用の製作物を三次元的に計測する装置と、その計測データを目的に合わせて修正し三次元的に比較評価し、客観的な数量によって指導する方法。
【請求項2】
比較対象となる歯科用製作物を三次元的に計測し、その三次元データを目的に合わせて修正し、データベースに記憶させたモデルとなる形態と比較することにより定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項3】
歯科用製作物がカービング模型で、比較対象となるカービング形態を三次元的に計測した後に、モデル形状に最も近い三次元形態に拡大または縮小して重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項4】
歯科用製作物がワックスアップ歯で、比較対象となるワックスアップ歯形態を三次元的に計測した後に、モデル歯形態のマージン部データと比較対象のマージン部データを三次元的に重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項5】
歯科用製作物が支台形成歯で、比較対象となる支台形成歯形態を三次元的に計測した後に、モデル歯形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項6】
歯科用製作物が窩洞形成歯で、比較対象となる窩洞形成形態を三次元的に計測した後に、モデル歯形態に設定された基準位置データと比較対象形態の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項7】
歯科用製作物が義歯の配列顎模型で、比較対象となる義歯の配列形態を三次元的に計測した後に、モデル顎模型に設定された基準位置データと比較対象顎模型の基準位置データを三次元的に重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項8】
歯科用製作物が義歯等の固定用クラスプで、比較対象となるクラスプ形態を三次元的に計測した後に、モデル形態の歯牙面に接する三次元データと比較対象形態の歯牙面に接する三次元データを最も近似する位置で重ね合わせて、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項1に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【請求項9】
前記接触プローブの主に先端を、受験者が作成した模型表面に接触させながら、模型の3次元形状データを得る計測装置と、前記3次元形状データと、正解に相当する3次元形状データとが比較可能とする処理装置を有し、
前記計測装置は、前記模型の、最大豊隆部から上部と、支台歯模型のマージンラインまでの形状を計測して、データ比較し、評価する歯科技術評価システム。
【請求項10】
歯科用の製作物を三次元的に計測した計測データと、その計測データを見本データに基づいてコンピュータの画面上で三次元的に比較評価し、指導する方法において、
コンピュータの画面上に計測データ及び見本データをX、Y、Z座標を具えた三次元的な表示を行うステップ、
前記計測データと見本データをX、Y、Z軸上で所定の基準に基づいて重ね合わせた三次元データを形成し表示するステップ、
前記重ね合わせた3次元データを、任意の座標平面で切断したデータとしてモニター上で表示するステップ
よりなる歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項11】
前記モニター上の座標平面をコンピュータのインタフェースの操作に応じて移動させるステップを有する請求項10に記載の歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項12】
前記インタフェースがボタン、トラックボール、キーの内1乃至最小の構成であって、動作の開始停止の操作が行われるものを示し、当該インターフェースの簡単な操作により、画面上の切断データの位置を自在に操作し表示させる請求項10に記載の歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項13】
前記重ね合わせた3次元データにおける座標平面で切断して得られる輪郭データのコンピュータ画面上での表示が、輪郭データの内の咬合面に相当する帯状の部分である請求項10に記載の歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項14】
前記重ね合わせた3次元データにおける座標平面で切断して得られる輪郭データのコンピュータ画面上での表示の両データ間の頂上値と谷底値の位置を、コンピュータのインタフェースを操作することで定性的及び/または定量的な数値として表示するステップを含む請求項10に記載の歯科技術評価指導用の画像表示システム。
【請求項15】
比較対象となる歯科用製作物の三次元データをモデルとなる形態の三次元データと重ね合わせた後に、モデルとなる形態のZ値の頂上値を繋ぐ二次元平面で切り取り、その平面で比較対象となる歯科用製作物の形態を、定性的及び/または定量的に評価し、客観的な数量を提示することにより、修正量を指導する請求項2に記載の測定装置とそのデータの比較評価指導方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【公開番号】特開2006−175205(P2006−175205A)
【公開日】平成18年7月6日(2006.7.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−202345(P2005−202345)
【出願日】平成17年7月11日(2005.7.11)
【出願人】(000126757)株式会社アドバンス (60)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年7月6日(2006.7.6)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年7月11日(2005.7.11)
【出願人】(000126757)株式会社アドバンス (60)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]