JP3720221B2 - 再構成画像による歯科実習方法、歯科実習システム、この方法を実現するプログラムを記録した記録媒体、及び、再構成画像による歯科表示システム、このシステムを実現するプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再構成画像、つまり、予め準備されている三次元データを基に再構成された歯顎模型の断面や斜視の画像を用いた歯科実習方法、歯科実習システム、この方法を実現するプログラムを記録した記録媒体、及び、再構成画像、つまり、予め準備されている三次元データを基に再構成された歯顎の断面や斜視の画像を用いた歯科表示システム、このシステムを実現するプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯科治療では、従来、術者は治療器具を手に保持し、口腔外から治療部位を観察しながら、口腔内の歯顎の治療部位に切削等の治療を行っていた。しかしながら、治療部位は口腔内にあるため、その部位を治療のし易い方向から見ることができないことが多く、このため、口腔内に用いる歯科ミラーなど、いわゆる死角をなくすための工夫がなされているが、完全なものではなかった。
【０００３】
また、歯科治療では、剛体である歯牙などの虫歯部分を切削で除去して代替の充填物を埋め込むのが通例であるが、この場合、治療部位において、治療器具がどの程度歯牙などの虫歯部分を除去したかを検知することは非常に難しく、切削音の変化などを基に、術者の長年の勘や経験によって判断しているのが、現状であり、その切削部分の位置や形状を定量的に正確に把握をすることはできなかった。
【０００４】
さらに、この切削部分の形状を正確に把握することができないので、補綴物を制作する場合には、切削後に、改めて切削部分の形状を写しとる型取りの作業が不可欠であった。
【０００５】
このような状況は、インプラント治療を行う場合に発生する、インプラントのための穿孔状況を的確に把握することができない、適正なインプラントの選択が困難、インプラントによって装着した補綴物の状態を前もって把握することができないという状況とも共通していた。
【０００６】
また、治療状態を明確に術者が見ることができない、あるいは、視覚化できないということは、その状態を他者に見せて、助言を求めるようなことができないことにもなっていた。さらに、治療状態を把握できない、あるいは、データ化できないということは、他者に伝達するのに、余分な手段が必要であり、また、治療結果の評価、蓄積の点でも、問題があった。
【０００７】
さらに、このような種々の問題点は、歯科治療を修得するための、歯科実習の場合でも、同様に発生するものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決しようとするもので、歯科実習の状態が明確に表示、把握、データ化でき、保存して再利用できるような再構成画像による歯科実習方法、歯科実習システム、この方法を実現するプログラムを記録した記録媒体、及び、歯科治療の状態が明確に表示、把握、データ化でき、保存して再利用できるような再構成画像による歯科表示システム、このシステムを実現するプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
歯科治療の対象となる歯顎は、他の医療分野の治療対象に比べて、際だった特徴を備えている。それは、唯一、人体の外部に露出可能な剛体であること、それ故に切削等の結果をそのまま保存していること、一定の状態まで成長したら、それ以降変形しにくいこと、それ故に、いったん、損傷されると回復させることができず、充填物、補綴物、または、義歯などの代替物に拠らなければならないこと、などである。しかしながら、従来の歯科治療は、治療対象である歯顎のそのような特徴を十分に考慮したものではなかった。この事情は、歯科実習でも同様である。
【００１０】
本願発明は、上記歯顎の特徴を、根本的に捕らえ直して、それに適合した歯科実習方法等、及び、歯科表示システム等を提案するものであり、その基本理念は、歯科治療に工学的な手法を用いた点である。つまり、歯顎を剛体と把握し、一方、治療器具も剛体であるので、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させることで表示して、その表示を見ながら治療するＣＡＭ（Computer-Aided Manufacturing）的な手法を用いたことを特徴とする。
【００１１】
具体的には、再構成画像を用いることが基本的な特徴である。ここで、再構成画像とは、予め準備されている歯顎模型、治療器具、歯顎の３次元データから再構成された、その任意の断面、斜視の画像をいう。この３次元データとは、歯顎模型などの、任意の部分の３次元的な位置と組成の数値化されたデータをいい、歯顎模型、治療器具については、その製造のための図面から得ることができ、歯顎については、近年、進歩を遂げたＣＴ画像から演算して得ることができる。このような３次元データがあれば、その歯顎模型などの任意の断面、任意の一点からの斜視の画像は、演算によって再構成することができる。
【００１２】
このような再構成画像を用いると、通常の術者の位置からは見えない歯顎や治療器具の画像、例えば、人体の内部側から見た画像や、歯顎や治療器具の断面画像、例えば、治療器具の縦断面と、その縦断面と同一面の歯顎の断面の画像を重畳させた画像を得ることができ、歯科治療や実習の状態が明確に把握できる。また、双方とも剛体であるので、画像上の治療器具の切削部の軌跡が、切削部分として把握でき、そのデータも記録保存し、再利用することができる。
【００１３】
こうして、歯科治療に工学的な手法を用いることで、治療対象である歯顎の特徴に適合した治療を行うことができ、より人間重視の治療も実現することができるものである。なお、ここでいう歯科治療には、口腔外科も含まれるものである。
【００１４】
具体的には、請求項１〜７では、上記課題を解決する再構成画像による歯科実習方法、請求項８〜１４では再構成画像による歯科実習システム、請求項１５〜２１では、この方法を実現するプログラムを記録した記録媒体を提案し、請求項２２〜３５では、上記課題を解決する再構成画像による歯科表示システム、請求項３６〜４９では、このシステムを実現するプログラムを記録した記録媒体を提案している。請求項１に記載の再構成画像による歯科実習方法は、所定の位置マーカを、それぞれに設置した歯顎模型、治療器具と、この歯顎模型の３次元データからその歯顎模型の任意の断面または斜視の再構成画像を生成し、かつ、この治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像を生成する画像再構成手段と、前記位置マーカを検知することによって上記歯顎模型と治療器具との３次元的な位置と傾きを測定する位置測定手段と、この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具との３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示手段とを用い、上記画像表示手段は、歯科実習時における上記治療器具と上記歯顎模型との状態変化を、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させることで表示して、その再構成画像を見ながら実習を行なうことを特徴とする。
【００１５】
この歯科実習方法は、上記特徴を有する本願発明を、歯科実習方法に具体化したもので、重畳表示された歯顎模型と治療器具の再構成画像を見ながら、実習を行うので、いわゆる、死角がなく、実習に相応しい断面や、斜視の画像を見ながら、的確に実習をすることができる。
【００１６】
請求項２に記載の再構成画像による歯科実習方法は、請求項１において、更に、上記画像表示手段に表示すべき歯顎模型と治療器具との断面または斜視を、実習目的に合わせて選択できる画像選択手段を備え、上記画像表示手段は、上記画像選択手段によって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎模型と上記治療器具との再構成画像を重畳して表示することを特徴とする。
【００１7】
この歯科実習方法は、画像選択手段を特徴とするものである。例えば、この画像選択手段で、治療器具の縦断面と、その縦断面と同一面の歯顎模型の断面の画像を重畳させた画像を表示させると、治療器具による歯顎模型に垂直方向の実習状況の把握に便利であり、治療器具の切削部の横断面の重畳画像を表示させると、治療器具による歯顎に水平方向の実習状況の把握に便利である。
【００１８】
請求項３に記載の再構成画像による歯科実習方法は、請求項１または２のいずれかにおいて、上記位置測定手段が、所定の位置に固定された撮像手段と、この撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから上記歯顎模型と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算する位置演算手段とから構成されることを特徴とする。
【００１９】
この歯科実習方法は、位置測定手段をより具体的に規定したもので、ここでは撮像手段と位置演算手段からなるものを提案しており、位置測定手段を容易に構成することができる。
【００２０】
なお、位置測定手段は、これに限らず、種々のものが可能である。例えば、歯顎模型については、フリーアームの先端に設置した接触子を歯顎模型の所定の位置に固定することで測定するもの、位置マーカをレーザー光の反射で読み取るものなどがあり、治療器具については、治療器具自体を３次元テーブル様のものに設置して、その位置と傾きを測定するもの、歯顎模型と同様な方法によるものなどがある。
【００２１】
請求項４に記載の再構成画像による歯科実習方法は、請求項１〜３のいずれかにおいて、上記画像表示手段は、上記位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎模型と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする。
【００２２】
この歯科実習方法は、歯顎が剛体として把握できることを前提として、治療器具の軌跡と歯顎模型の重畳部分を、その治療器具の切削部によって切削された部分、つまり、治療済部分と見なして、表示し、治療データとして記録保存するものである。したがって、治療済部分が、明確に把握でき、また、治療データを利用、再利用することができる。
【００２３】
請求項５に記載の再構成画像による歯科実習方法は、請求項４において、更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、上記画像表示手段は、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、歯科実習を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする。
【００２４】
この歯科実習方法は、請求項４の特徴を更に生かして、治療目標形状を３次元データとして与え、これと治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、また、この差異部分によって、歯科実習を評価し、警告を発するようにしたもので、歯科実習に適している。
【００２５】
請求項６に記載の再構成画像による歯科実習方法は、請求項１〜３のいずれかにおいて、上記画像再構成手段は、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示手段は、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする。
【００２６】
この歯科実習方法は、再構成画像をインプラント植え立て実習に適用したもので、この実習をより的確に行うことができる。
【００２７】
請求項７に記載の再構成画像による歯科実習方法は、請求項６において、上記画像再構成手段は、更に、予め準備されている上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと上記補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示手段は、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に、上記インプラントと補綴物の再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するためのデータを生成するようにしたことを特徴とする。
【００２８】
この歯科実習方法は、再構成画像をインプラントを用いた補綴物の装着実習に適用したもので、この実習を的確に行うことができ、また、別途型取りなどすることなく、適正な補綴物を製作することができる。請求項８に記載の再構成画像による歯科実習システムは、所定の位置マーカを、それぞれに設置した歯顎模型、治療器具と、この歯顎模型の３次元データからその歯顎模型の任意の断面または斜視の再構成画像を生成し、この治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像を生成する画像再構成手段と、前記位置マーカを検知することによって上記歯顎模型と治療器具との３次元的な位置と傾きを測定する位置測定手段と、この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具との３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示手段とを用い、上記画像表示手段は、歯科実習時における上記治療器具と上記歯顎模型との状態変化を、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させることで表示して、その再構成画像を見ながら実習を行なうことを特徴とする。
【００２９】
この歯科実習システムは、請求項１の歯科実習方法を実現するものであり、その方法と同様の効果を発揮する。なお、以下の請求項９〜１４の歯科実習システムは、それぞれ、請求項２〜７の歯科実習方法を実現するものであり、それらの方法と同様の効果を発揮する。
【００３０】
請求項９に記載の再構成画像による歯科実習システムは、請求項８において、
更に、上記画像表示手段に表示すべき歯顎模型と治療器具との断面または斜視を、実習項目に合わせて選択できる画像選択手段を備え、上記画像表示手段は、この画像選択手段によって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎模型と治療器具の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする。
【００３１】
請求項１０に記載の再構成画像による歯科実習システムは、請求項８または９のいずれかにおいて、上記位置測定手段が、所定の位置に固定された撮像手段と、この撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから上記歯顎模型と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算する位置演算手段とから構成されることを特徴とする。
【００３２】
請求項１１に記載の再構成画像による歯科実習システムは、請求項８〜１０のいずれかにおいて、上記画像表示手段は、上記位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎模型と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする。
【００３３】
請求項１２に記載の再構成画像による歯科実習システムは、請求項１１において、更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、上記画像表示手段は、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、歯科実習を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする。
【００３４】
請求項１３に記載の再構成画像による歯科実習システムは、請求項８〜１０のいずれかにおいて、上記画像再構成手段は、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示手段は、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
請求項１４に記載の再構成画像による歯科実習システムは、請求項１３において、上記画像再構成手段は、更に、予め準備されている上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと上記補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示手段は、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントと補綴物の再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するためのデータを生成するようにしたことを特徴とする。
請求項１５に記載の記録媒体は、所定の位置マーカを、それぞれ設置した歯顎模型の３次元データからその歯顎模型の任意の断面または斜視の再構成画像と、所定の位置マーカを設置した治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像とを生成する画像再構成ステップと、前記位置マーカを検知することによって上記歯顎模型と治療器具との３次元的な位置と傾きを測定する位置測定ステップと、この位置測定ステップによって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具との３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示ステップからなり、上記画像表示ステップでは、歯科実習時における上記治療器具と上記歯顎模型との状態変化を、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させることで表示して、その再構成画像を見ながら実習を行なうことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものである。
【００３６】
この記録媒体は、請求項１の歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものであり、これを記録媒体読取装置を備えたシステムに読み取らせ、実行させることによって、その方法と同様の効果を発揮させることができる。なお、以下の請求項１６〜２１の記録媒体は、それぞれ、請求項２〜７の歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものであり、これを記録媒体読取装置を備えたシステムに読み取らせ、実行させることによって、その方法と同様の効果を発揮させることができる。
【００３７】
請求項１６に記載の記録媒体は、請求項１５において、更に、上記画像表示手段に表示すべき歯顎模型と治療器具との断面または斜視を、実習目的に合わせて選択できる画像選択ステップを備え、上記画像表示ステップは、この画像選択ステップによって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎模型と治療器具の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものである。
【００３８】
請求項１７に記載の記録媒体は、請求項１５または１６において、上記位置測定ステップが、所定の位置に固定された撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから、上記歯顎模型と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算する演算するものであることを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものである。
【００３９】
請求項１８に記載の記録媒体は、請求項１５〜１７のいずれかにおいて、上記画像表示ステップは、上記位置測定ステップによって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎模型と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものである。
【００４０】
請求項１９に記載の記録媒体は、請求項１８において、更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、上記画像表示ステップは、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、歯科実習を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものである。
【００４１】
請求項２０に記載の記録媒体は、請求項１５〜１７のいずれかにおいて、
上記画像再構成ステップは、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示ステップは、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものである。
【００４２】
請求項２１に記載の記録媒体は、請求項２０において、上記画像再構成ステップは、更に、予め準備されている上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと上記補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示ステップは、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントと補綴物の再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するためのデータを生成するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものである。
請求項２２に記載の再構成画像による歯科表示システムは、ＣＴ画像より得られた歯顎の３次元データからその歯顎の任意の断面または斜視の再構成画像を生成し、治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像とを生成する画像再構成手段と、上記歯顎と治療器具とのそれぞれに所定の位置マーカを設置し、その位置マーカを検知することによって上記歯顎と治療器具の３次元的な位置と傾きを測定する位置測定手段と、この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎と治療器具の３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示手段とを用い、上記画像表示手段によって、治療時における上記治療器具と上記歯顎模型との状態変化を、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させて表示することを特徴とする。
【００４３】
この歯科表示システムは、請求項１に記載の歯科実習方法の歯顎模型を歯顎に置き換え、治療中の歯顎と治療器具の再構成画像を表示させるようにしたシステムである。したがって、歯顎を治療対象とする場合にも、請求項１の歯科実習方法と同様の効果を発揮する。
【００４４】
この場合、歯顎の３次元データは、ＣＴ画像を解析して得られたものであるが、これに拠らない方法で得られた３次元データであってもよい。
【００４５】
請求項２３に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２２において、更に、上記画像表示手段に表示すべき歯顎と治療器具との断面または斜視を、治療目的に合わせて選択できる画像選択手段を備え、上記画像表示手段は、この画像選択手段によって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎と治療器具の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする。
【００４６】
この歯科表示システムは、請求項２と同様に画像選択手段を特徴とするものである。したがって、治療に最適の画面によって的確な治療を行うことができる。
【００４７】
請求項２４に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２２または２３のいずれかにおいて、上記位置測定手段が、所定の位置に固定された撮像手段と、この撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから上記歯顎と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算する位置演算手段とから構成されることを特徴とする。
【００４8】
この歯科表示システムは、請求項３と同様に、位置測定手段をより具体的に規定したもので、位置測定手段を容易に構成することができる。また、請求項３と同様に、位置測定手段は、これに限らず、種々のものが可能である。
【００４9】
請求項２５に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２２〜２４のいずれかにおいて、上記画像表示手段は、上記位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする。
【００50】
この歯科表示システムは、請求項４と同様に、歯顎が剛体として把握できることを前提として、治療器具の軌跡と歯顎の重畳部分を、その治療器具の切削部によって切削された部分、つまり、治療済部分と見なして、表示し、治療データとして記録保存するものである。したがって、治療済部分が、明確に把握でき、また、治療データを利用、再利用することができる。
【００51】
請求項２６に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２５において、更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、上記画像表示手段は、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、治療結果を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする。
【００52】
この歯科表示システムは、請求項５と同様に、請求項２５の特徴を更に生かして、治療目標形状を３次元データとして与え、これと治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、また、この差異部分によって、歯科治療を評価し、警告を発するようにしたもので、歯科治療に適している。
【００５３】
請求項２７に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２２〜２４のいずれかにおいて、上記画像再構成手段は、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示手段は、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする。
【００５４】
この歯科表示システムは、請求項６と同様に、再構成画像をインプラント植え立て状態の表示に適用したもので、この治療をより的確に行うのに役立つ。
【００５５】
請求項２８に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２７において、上記画像再構成手段は、更に、上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示手段は、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態、更に上顎と下顎の噛み合わせ状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に上記インプラントと補綴物の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする。
【００５６】
この歯科表示システムは、請求項７と同様に、再構成画像をインプラントを用いた補綴物の装着状態の表示に適用したもので、この治療をより的確に行うのに役立つ。ただし、補綴物の修正については、別項としたものである。
【００５７】
請求項２９に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２８において、上記画像表示手段によって、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態、上顎と下顎の噛み合わせ状態が模擬的に解るように、上記インプラントと上記補綴物との再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するための３次元データを生成するようにしたことを特徴とする。
【００５８】
この歯科表示システムは、請求項７と同様に、再構成画像をインプラントを用いた補綴物の装着状態の表示に適用し、噛み合わせ状態を見ながら、補綴物の修正を行い、その補綴物のデータを用いて、補綴物の製作を行う点だけを別項としたものである。したがって、別途型取りなどすることなく、適正な補綴物を製作することができる。
【００５９】
請求項３０に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２２〜２４のいずれかにおいて、上記画像再構成手段は、更に、上記歯顎を構成する歯牙のＣＴ画像により得られた３次元データからその任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示手段は、上記歯顎からの上記歯牙の除去状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像から上記歯牙の再構成画像を消去演算して表示するようにしたことを特徴とする。
【００６０】
この歯科表示システムは、再構成画像を歯牙の除去状態を示すのに用いたものである。したがって、抜歯治療の治療前チェックなどに有効である。
【００６１】
請求項３１に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２２〜３０のいずれかにおいて、上記位置測定手段は、上記歯顎の上顎と下顎のそれぞれに所定の位置マーカを設置し、その位置マーカを検知することによって上記上顎と下顎の３次元的な位置と傾きを測定する構成とされ、上記画像表示手段は、この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記上顎と下顎の３次元的な相対関係にしたがって、上記上顎の再構成画像と上記下顎の再構成画像とを重畳して表示する構成とされ、上記画像表示手段によって、上記上顎に対する上記下顎の運動を更に表示することを特徴とする。
【００６２】
この歯科表示システムは、再構成画像を下顎運動の表示に用いたものである。したがって、患者を侵襲することなく、正確な下顎運動を把握することができる。
【００６３】
請求項３２に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２２〜３０のいずれかにおいて、上記画像再構成手段は、ＣＴ画像より得られた歯顎の３次元データからその歯顎の任意の断面または斜視の再構成画像を生成するとともに、口腔カメラを用いて得られた歯牙または顔面の２次元画像データから歯顎の任意の部分の再構成画像を生成する構成とされ、上記画像表示手段は、上記歯顎の任意の断面または斜視と、上記歯牙または顔面の任意の部分との対応関係を付けながら、上記歯顎の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する構成とされ、上記画像表示手段によって、上記歯顎の断面または斜視の画像と、上記歯牙または顔面の部分の画像とを表示することを特徴とする。
【００６４】
この歯科表示システムは、再構成画像を、口腔カメラを用いて得られた歯牙または顔面の２次元画像データにも適用したものである。したがって、より人間の視覚画像に近い口腔カメラの画像と重畳させることによって、より、感覚的に把握しやすい画像を得ることができる。
【００６５】
請求項３３に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項３２において、上記画像表示手段は、上記歯顎の断面または斜視の再構成画像と、上記歯牙または顔面の再構成画像を、拡大縮小可能に、または／かつ、回転可能に表示することを特徴とする。
【００６６】
この歯科表示システムは、口腔カメラの画像と重畳させた再構成画像を、拡大縮小可能に、または、回転可能に、または、拡大縮小かつ回転可能に表示させるようにしたものである。したがって、治療に適切な大きさと位置から、再構成画像を見ることができる。
【００６７】
請求項３４に記載の再構成画面による歯科表示システムは、請求項２２〜３３において、上記画像表示手段は、更に、上記歯顎の再構成画面の任意の２点間の距離を算出し、表示するようにしたことを特徴とする。
【００６８】
したがって、治療に必要な距離を簡単に得ることができる。
【００６９】
請求項３５に記載の再構成画像による歯科表示システムは、請求項２２〜３４において、上記画像表示手段によって表示される再構成画像データを送信して、遠隔地でその再構成画像データを利用し、または／かつ、その再構成画像を表示できるようにしたことを特徴とする。
【００７０】
この歯科表示システムは、治療データなどを含んだ再構成画像データは、記録保存し、送受信できるものである点を利用して、これを積極的に、送信して、遠隔地での利用、表示、またはその双方ができるようにしたものである。したがって、遠隔地の経験ある術者のアドバイスを受けながら治療を行ったりすることができる。この際、送信の方法は、リアルタイム、ノンリアルタイム、オンライン、オフラインのいずれであってもよい。
請求項３６に記載の記録媒体は、ＣＴ画像より得られた歯顎の３次元データからその歯顎の任意の断面または斜視の再構成画像を生成し、治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像を生成する画像再構成ステップと、上記歯顎と治療器具とのそれぞれに所定の位置マーカを設置し、その位置マーカを検知することによって上記歯顎と治療器具の３次元的な位置と傾きを測定する位置測定ステップと、この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎と治療器具の３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示ステップからなり、上記画像表示ステップでは、治療時における上記治療器具と上記歯顎模型との位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させて表示することを特徴とする再構成画像よる歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００７１】
この記録媒体は、請求項２２の歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものであり、これを記録媒体読取装置を備えたシステムに読み取らせ、実行させることによって、そのシステムと同様の効果を発揮させることができる。なお、以下の請求項３７〜４９の記録媒体は、それぞれ、請求項２３〜３５の歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものであり、これを記録媒体読取装置を備えたシステムに読み取らせ、実行させることによって、そのシステムと同様の効果を発揮させることができる。
【００７２】
請求項３７に記載の記録媒体は、請求項３６において、更に、上記画像表示ステップで表示すべき歯顎と治療器具との断面または斜視を、治療目的に合わせて選択できる画像選択ステップを備え、上記画像表示ステップは、この画像選択ステップによって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎と治療器具の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００７３】
請求項３８に記載の記録媒体は、請求項３６または３７のいずれかにおいて、上記位置測定ステップが、所定の位置に固定された撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから上記歯顎と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算するものであることを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００７４】
請求項３９に記載の記録媒体は、請求項３６〜３８のいずれかにおいて、上記画像表示ステップは、上記位置測定ステップによって得られたデータから算出した上記歯顎と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００７５】請求項４０に記載の記録媒体は、請求項３９において、更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、上記画像表示ステップは、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、治療結果を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００７６】
請求項４１に記載の記録媒体は、請求項３６〜３８のいずれかにおいて、 上記画像再構成ステップは、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示ステップは、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００７７】
請求項４２に記載の記録媒体は、請求項４１において、上記画像再構成ステップは、更に、上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示ステップは、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態、更に上顎と下顎の噛み合わせ状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に上記インプラントと補綴物の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００７８】
請求項４３に記載の記録媒体は、請求項４２において、上記画像表示ステップによって、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態、上顎と下顎の噛み合わせ状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に、上記インプラントと補綴物の再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するための３次元データを生成することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００７９】
請求項４４に記載の記録媒体は、請求項３６〜３８のいずれかにおいて、上記画像再構成ステップは、更に、上記歯顎を構成する歯牙のＣＴ画像により得られた３次元データからその任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示ステップは、上記歯顎からの上記歯牙の除去状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像から上記歯牙の再構成画像を消去演算して表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００８０】
請求項４５に記載の記録媒体は、請求項３６〜４４のいずれかにおいて、上記位置測定ステップでは、上記歯顎の上顎と下顎のそれぞれに所定の位置マーカを設置し、その位置マーカを検知することによって上記上顎と下顎の３次元的な位置と傾きを測定し、かつ、上記画像表示ステップでは、上記位置測定ステップによって得られたデータから算出した上記上顎と下顎の３次元的な相対関係にしたがって、上記上顎の再構成画像と上記下顎の再構成画像とを重畳して表示することによって、上記上顎に対する上記下顎の運動を表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００８１】
請求項４６に記載の記録媒体は、請求項３６〜４４のいずれかにおいて、上記画像再構成ステップでは、ＣＴ画像より得られた歯顎の３次元データからその歯顎の任意の断面または斜視の再構成画像を生成するとともに、口腔カメラを用いて得られた歯牙または顔面の２次元画像データから任意の部分の再構成画像を生成し、上記画像表示ステップでは、上記歯顎の任意の断面または斜視と、上記歯牙または顔面の任意の部分との対応関係を付けながら、上記歯顎の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示することよって、上記歯顎の断面または斜視の画像と、上記歯牙または顔面の部分の画像とを表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００８２】
請求項４７に記載の記録媒体は、請求項４６において、上記画像表示ステップは、上記歯顎の断面または斜視の再構成画像と、上記歯牙または顔面の再構成画像を、拡大縮小可能に、または／かつ、回転可能に表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００８３】
請求項４８に記載の記録媒体は、請求項３６〜４７において、上記画像表示ステップは、更に、上記歯顎の再構成画面の任意の２点間の距離を算出し、表示するようにしたことを特徴とする再構成画面による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００８４】
請求項４９に記載の記録媒体は、請求項３６〜４８において、上記画像表示ステップによって表示される再構成画像データを送信して、遠隔地でその再構成画像データを利用し、または／かつ、その再構成画像を表示できるようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものである。
【００８５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００８６】
図１は、本発明の歯科実習システムの一例を概念的に説明する全体構成図である。
【００８７】
この歯科実習システム１０は、所定の位置マーカ１を設置した歯顎模型２、同様の位置マーカ３を設置した治療器具４と、この歯顎模型２の３次元データからその歯顎模型２の任意の断面または斜視の再構成画像を生成し、この治療器具４の３次元データからその治療器具４の任意の断面または斜視の再構成画像を生成する画像再構成手段５と、位置マーカ１、３を検知することによって歯顎模型２と治療器具４との３次元的な位置と傾きを測定する位置測定手段６と、この位置測定手段６によって得られたデータから算出した歯顎模型２と治療器具４との３次元的な相対関係にしたがって、歯顎模型２の再構成画像と治療器具４の再構成画像とを重畳して表示部７ａに表示する画像表示手段７、位置測定手段６によって得られたデータから算出した歯顎模型２と治療器具４との３次元的な相対関係にしたがって、歯科実習目的に合わせて、表示すべき歯顎模型２と治療器具４との断面または斜視を選択する画像選択手段７Ａ、画像再構成手段５によって生成され、画像表示手段７によって重畳表示された再構成画像を記録保存する画像記録手段７Ｂと、画像再構成手段５、位置測定手段６、画像選択手段７Ａ、画像記録手段７Ｂなどと接続され、これらの手段を統括制御しているＣＰＵ（中央演算処理手段）７Ｃ、これらの手段５〜７Ｂ、ＣＰＵ７Ｃ、記録媒体読取書込手段（不図示）などの関連手段を収容した演算処理装置９とから構成されている。
【００８８】
位置マーカ１、３については、詳細は後述するが、位置測定手段６によって容易に識別できるものが用いられ、歯顎模型２に設置される位置マーカ１と、治療器具４に設置される位置マーカ３は、同種類のものであってもよいが、位置測定手段６によって違いが識別されるものである必要がある。
【００８９】
歯顎模型２は、上顎模型２Ｕと下顎模型２Ｌから構成され、人体の歯顎に関する統計データから、平均的歯顎モデルになるように設計製作され、その３次元データは既知のものである。なお、ここでは、歯顎模型２のための位置マーカ１は、下顎模型２Ｌだけに設置されているが、これは、実習目的に依存するもので、必要に応じて、上顎模型２Ｕだけ、あるいは、上顎模型２Ｕと下顎模型２Ｌとの双方に設置する必要がある。
【００９０】
また、歯顎模型２に設置された模型の歯牙を、通例の歯科における歯牙の表記方法に準じて前歯の方からＳ１、Ｓ２、・・・Ｓ８と表すこととし、この例では、歯牙Ｓ７に治療部位、いわゆる虫歯が発生している場合を示している。この歯牙の表記方法は、後述する人体の歯顎の場合にも、同様に用いる。
【００９１】
治療器具４は、先端に切削部４ａを有しているが、この切削部の意味は、切削加工をするものだけに限定されず、研磨加工をするもの、スケール除去をするものなど、歯科治療に用いられるあらゆる治療方法のための加工部、あるいは、処理部を含むものである。また、この治療器具４は、設計図面に基づいて製作されるもので、もちろん、その３次元データは既知のものである。なお、以下では、治療器具４で切削加工を行う場合について説明する。
【００９２】
位置測定手段６は、所定の位置に固定された撮像手段６ａと、この撮像手段６ａから得られた位置マーカ１、３のデータから歯顎模型２と治療器具４の３次元的な位置と傾きを逐次演算する位置演算手段６ｂとから構成されている。撮像手段６ａは、ここでは、２カ所設けているが、これは、双方で、同じ位置マーカ１、３を撮像して、その左右の撮像手段６ａの映像の差から、位置マーカ１、３の立体的な位置を演算するためである。また、ここでは、２種類の位置マーカ１、３を共通の一組の撮像手段６ａで撮像しているが、位置マーカ１、３ごとに、別の撮像手段を用いてもよい。なお、位置演算手段６ｂの詳細は、図４を用いて後述する。
【００９３】
画像選択手段７Ａは、例えば、画像表示手段７の表示部７ａに示されているように、下顎模型２Ｌの治療部位に到達するまでは、治療器具４と下顎模型２Ｌの関連部分の斜視の重畳された再構成画像を選択し、そののち、治療器具４が治療部位に達したのには、図２に示すように、治療器具４の切削部４ａ縦断面と、その縦断面と同一面の治療部位の歯牙Ｓ７の断面の画像を重畳させた画像を選択し表示させるようにすると、治療器具による歯顎に垂直方向の治療状況の把握に便利である。一方、ここでは示していないが、治療器具４の切削部４ａの横断面の重畳画像を表示させると、治療器具４による歯牙Ｓ７に水平方向の治療状況の把握に便利である。
【００９４】
この歯科実習システム１０を用いて歯科実習を行う場合、実習生は、治療器具４や歯顎模型２の治療部位を見るのではなく、画像選択手段７Ａで適当な再構成画像を選択しながら、画像表示手段７の表示部７ａに示された治療器具４と治療部位の画像、例えば、図に示すような画像を見ながら、実習を行う。したがって、いわゆる、死角がなく、実習に相応しい断面や、斜視の画像を見ながら、的確に実習をすることができる。
【００９５】
また、この歯科実習システム１０は、別置き保存可能な記録媒体８を備えており、記録媒体読取書込手段を用いて、蓄積された再構成画像データや、治療データをバックアップ保存したり、他所でのデータ利用のために複写したりすることができる。さらに、このシステム１０の全体の処理ステップを制御しているプログラムが損傷を受けた場合には、このシステム１０を稼働させるプログラムを記録保存した記録媒体８を読み込ませ、インストールすることによって、システム１０を回復させることができる。
【００９６】
図２（ａ）〜（ｆ）は、図１の歯科実習システムの画像表示手段で表示された歯科実習の状態を例示的に示す再構成画像の図である。この図を用いて、再構成画像による歯科実習の状態について、より詳しく、具体的に説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同じ部分については、同じ符号を付して重複説明を省略する。
【００９７】
図２（ａ）に示す歯牙Ｓ７は、図１の歯牙７の断面を、治療器具４の切削部４ａの中心縦断面と同一面で重畳させて表示したものである。この歯牙Ｓ７において、Ｃは治療部位、つまり、虫歯の部分で、ＣＡは、治療目標形状、つまり、治療部位Ｃの形状に合わせて経験的に決められ、治療目標データとして予め与えられている理想的な切削目標形状である。
【００９８】
歯牙Ｓ７は、歯牙７の上部外側を覆う人体組成の中で最も硬いエナメル質Ｓａ、その内部にあって、エナメル質Ｓａの次に硬く、歯牙７の構造体となっている象牙質Ｓｂ、その象牙質の内部の空洞部であって、血管や神経などが走っている歯髄Ｓｃから構成されている。このエナメル質Ｓａ、象牙質Ｓｂは、成長、再生することは、原則としてなく、いったん、虫歯などが発生すると、その部分を切削除去などして、代替物を充填などする補綴治療が行われる。ここでは、そのような補綴治療の一例について説明する。
【００９９】
ここに示す、図２（ａ）〜（ｆ）の図は、特に画面枠を示していないが、いずれも、図１の画像表示手段７の表示部７ａに表示された再構成画像であり、実際の歯牙を示すものではない。しかしながら、本発明者は、歯顎の治療においては、その剛体としての特性から、このような再構成画像上の治療結果が、実際の治療結果、あるいは、実習結果に反映されるとしても、問題がない点に着目したものである。
【０１００】
表示部７ａの表示を見ながら、図２（ａ）の状態から、（ｂ）、（ｃ）の状態へと治療器具４で切削すると、この治療器具４の切削部４ａの軌跡と歯牙７の画像の重畳部が生じるが、システム１０は、この重畳部を治療済部分ＣＢと見なして、逐次、治療データとして記録保存し、また、図２（ｄ）のように表示する。システム１０は、治療目標形状ＣＡと治療済部分ＣＢとの差異部分を演算して、差異部分ＣＳとして表示し、その差異部分の態様に応じて、切削不足なら、適当な信号により更なる切削を促し、治療目標形状ＣＡを超えそうになる場合には、警告を発するようにしている。また、この治療過程全体、所要時間なども考慮して、歯科実習結果を評価することもできる。
【０１０１】
更に、表示部７ａの表示を見ながら、目標形状ＣＡになるように切削した結果が図２（ｅ）に示され、この治療済部分ＣＢに充填物ＣＤが充填された状態が図２（ｆ）に示されている。このような再構成画像による実習結果が、実際の歯顎模型２の歯牙７への切削結果に対応していることは、既に、説明したことである。
【０１０２】
こうして、実習生は、再構成画像を見ながら、実習状態を明確に把握しながら、より的確に実習を行うことができる。また、実際の切削結果に対応している、再構成画面上の治療済部分のデータは、治療データとして、記録保存され、利用、再利用などすることができ、また、歯科実習履歴として有効活用することができる。
【０１０３】
図３は、図１の歯科実習システムで用いる歯顎模型の一例を示すもので、（ａ）はその下顎を閉じた状態の側面図、（ｂ）は下顎を開いた状態の側面図、（ｃ）は、その歯顎模型を頭部模型に組み込み、前面を頬膜で覆った状態の正面図、（ｄ）は側面図である。
【０１０４】
すでに、図１で説明したように、この歯顎模型２は、人体の歯顎モデルの統計的平均値に従って製作されるので、３次元データが既知であり、また、種々のタイプがある。
【０１０５】
また、上顎模型２Ｕと下顎模型２Ｌの連結部２ａは、人体の下顎運動を模擬的に再現するような構造となっており、図３（ｂ）に点線で示したような顎路を描くように運動する。頭部模型Ａは、人体の頭部を模しており、この頭部模型Ａには、顎模型２をワンタッチで取りつけられるようになっている。頭部模型Ａの頬骨の上部に相当する部分には、口腔開口が設けられた頬マスク２ｂが取りつけられるようになっており、人体頭部の頬と***を再現している。
【０１０６】
こうして、この歯顎模型２を備えた頭部模型によって、より、実際の人体を対象とする感覚に近い感覚で、歯科実習を行うことができる。
【０１０７】
図４は、図１の歯科実習システムで用いる位置マーカを設置した治療器具の一例を示す外観斜視図である。
【０１０８】
治療器具４に設置された位置マーカ３は、空間で三角形を描くように配置された３つのターゲット３ａ、３ｂ、３ｃ、これらのターゲット３ａ、３ｂ、３ｃを先端に固定した３本のアーム３ｄ、３ｅ、３ｆ、これらの３本のアーム３ｄ、３ｅ、３ｆを、それぞれが、互いに直交するように立設させたリング３ｇから構成され、このリング３ｇを治療器具４の適当な部分に外から嵌め込んで固定して使用するようになっている。
【０１０９】
この様なターゲット３ａ、３ｂ、３ｃを、一組の撮像手段６ａで撮像して、位置演算手段６ｂで、得られたデジタル画像を二値化処理して、それぞれの３次元的な位置を演算し、それらを基に、術者の手Ｊｈに保持された治療器具４全体の位置と傾きを得ることができる。この場合、ターゲット３ａ、３ｂ、３ｃを異なる色に着色したりして、その識別、区別が容易にできるようにしておくとよい。この方法は、歯顎模型２の場合、また、後述する歯顎の場合にも適用することができる。
【０１１０】
また、このような方法以外にも、特公昭５０−５５０８号公報（「下顎運動検出装置」）に示された、ターゲットに反射板を用い、そのターゲットにレーザー光線を照射して、その反射光を測定することによって、歯顎の位置と傾きを検出する方法、特開昭６０−１１９９２２号公報（「下顎運動の再現方法及び同方法に用いる検出装置」）に示されたフリーアームの先端に設置した接触子を歯顎模型の所定の位置に固定することで測定する方法なども用いることができる。
【０１１１】
図５は、図１の歯科実習システムの全体構成を示す外観正面図である。
【０１１２】
この歯科実習システム１０を構成する歯顎模型２を備えた頭部模型Ａ、位置マーカ３を設置した治療器具４、撮像手段６ａ、画像表示手段７、演算処理装置９については、既に図１で説明した。
【０１１３】
６ｃは、撮像手段６ａによって撮像する部分、歯顎模型２の口腔部を照明する照明灯、１０ａは補綴実習用のハンドピースなどの補綴器具、１０ｂは補綴のための切削工具などを収容する引き出し、１０ｃは補綴器具１０ａの駆動操作のためのフートスイッチ、１０ｄは補綴実習に用いるバキュームマウス、１０ｅは治療器具４の駆動操作のためのフートスイッチ、１０ｆは、このシステム１０全体のための照明灯である。
【０１１４】
このように、この歯科実習システム１０は、上述した再構成画面を表示するための機器以外に、歯科実習に必要な機器が備えられ、また、表裏に対面して、また、左右に連続して設置できるようになっているので、歯科実習に、特に、多人数で行うものに適している。
【０１１５】
図６は、本発明の歯科表示システムの一例を概念的に説明する全体構成図である。
【０１１６】
この歯科表示システム２０の主要部は、図１の歯科実習システム１０の主要部とほぼ同様であり、異なるのは、歯顎模型２の代わりに、人体の歯顎Ｒが治療対象となる点だけである。そのため、図１において、相違点だけを、括弧内符号で示している。この内、ＲＵは上顎、ＲＬは下顎を示している。
【０１１７】
歯科表示システム２０の全体構成としては、人体を対象とするため、歯科実習システム１０と異なり、患者を仰臥位で保持することのできる保持台２０ａ、この保持台２０ａを上下移動可能、回転可能に支持する台座部２０ｂ、術者用椅子２０ｃを備え、術者Ｊは、図１で説明したのと同様に、画像表示手段７の表示部７ａに歯顎Ｒと治療器具４の斜視の再構成画像などを表示させ、また、図２で説明したのと同様に、歯牙と治療器具の断面の再構成画像を表示させ、それらの表示を見ながら、的確に歯科治療を行うことができ、また、その治療結果も、治療データとして記録保存することができる。人体の歯顎を対象とする場合、歯顎模型と違い、その３次元データは、人ごとによって異なり、また、同一人物でも、乳歯時期と永久歯時期、また、永久歯時期でも長期間が経過した場合、異なるものである。したがって、３次元データを新しく得る必要がある場合も多い、また、新規の患者の場合など、３次元データがない場合には、これを予め得る必要がある。これより、この３次元データを得る方法について説明する。
【０１１８】
図７は、従来のいわゆるＸ線ＣＴ撮影方法を示す図である。この従来のＸ線ＣＴ撮影方法を図６の歯科表示システムで用いる歯顎の３次元データを得るＣＴ画像の撮像方法として用いることができる。
【０１１９】
この、いわゆるＸ線ＣＴ撮影方法のＣＴとは、Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙのことをいい、規則的に角度を変えながら被写体３０の周りを旋回するＸ線発生器１１から放射される扇状のＸ線ビーム１１ｂで被写体３０を横断的に走査し、被写体３０を挟んでＸ線発生器１１に対向状態を保ちながら、１つの軸Ｐｃを旋回中心として旋回するリング状に設けられたＸ線検出素子群４０で、この被写体３０を透過したＸ線の強度を測定し、これをコンピュータにインプットして、求める断層面の画素のＸ線吸収係数を計算し、その吸収係数に比例した濃度によって被写体３０の画像を作り出すもので、既に広く医療に使用されているものである。
【０１２０】
このＣＴ撮影方法により図７のように、人体の歯列弓Ｓが含まれる頭部ＨＤの撮影を行うことにより、歯顎の３次元データを得ることができる。
【０１２１】
図８は、図６の歯科表示システムで用いる歯顎の３次元データを得るＣＴ画像の撮像方法の他例の説明図である。
【０１２２】
この撮像方法は、局所照射Ｘ線ＣＴ撮影方法といわれるもので、所定の中心軸回りに回転する旋回アーム（不図示）の両端に設けられたＸ線発生器１１と２次元Ｘ線イメージセンサ１２とを用い、３次元データを希望する歯牙、ここでは、歯牙Ｓ８の中心Ｐａに旋回アームの中心を一致させ、旋回アームを所定角度回転させながら、Ｘ線発生器１１から、この歯牙Ｓ８の近傍である局所部位Ｐを照射するだけの照射範囲の非常に小さいＸ線コーンビーム１１ａを照射させて、その透過画像を２次元Ｘ線イメージセンサ１２によってデジタル画像として取り込み、このデジタル透過画像を逆射影処理することによって、歯牙Ｓ８を含む局所部位の３次元的なＸ線透過係数、つまり、３次元データを得ることができるものである。
【０１２３】
この方法は、上述の従来のいわゆるＸ線ＣＴ撮影方法に比べて、非常に少ないＸ線照射量で、また、限定された局所部位だけの３次元データを得ることができる点で優れている。なお、ここでは、歯牙Ｓ１〜Ｓ８の集合体を歯列弓Ｓと表示している。
【０１２４】
図９は、図６の歯科表示システムで用いる画像再構成手段で再構成された画像の例を示すもので、（ａ）は、歯牙の立体斜視と、その歯牙の指定された断面を示す再構成画像の図、（ｂ）は、歯列弓Ｓの縦断断層面に沿って平面的に展開した歯顎の３次元画像を示す再構成画像を表示する表示部の図である。
【０１２５】
歯顎の３次元データが与えられると、本発明の画像再構成手段５によって、種々の画像を得ることができる。図９（ａ）は、画像表示手段７の表示部７ａに表示されたものであり、その左側は、図７または図８の方法で得られた歯牙Ｓ７の３次元データを基に再構成した歯牙Ｓ７の立体斜視の再構成画像を示している。
【０１２６】
この立体斜視画像において、図に示すように、適宜、断面Ｂ１を指定すると、表示部７ａの右側にその断面の画像が表示される。表示部７ａの左側で、順次、断面Ｂ１を移動、回転させていくと、それに合わせて、右側の断面図もそれに対応したものが表示されるようになっている。こうして、非常に便利に希望の歯牙や歯顎の断面、斜視の再構成画像を得、表示させることができる。なお、この右の部分で、Ｒａは歯牙Ｓ７を支える歯槽骨、Ｒｂは歯槽骨Ｒａを覆う歯肉である。
【０１２７】
また、この右側の断面図において、図に示すように、適宜、点Ｐ１、点Ｐ２を選択して、所定のボタンを操作すると、この二点Ｐ１、Ｐ２間の距離が演算され、表示される。こうして、例えば、歯髄Ｓｃの頭頂部間の距離などを簡単に知ることができ、便利である。
【０１２８】
図９（ｂ）の図は、図７または図８の方法で得られた歯列弓Ｓの３次元データを基に再構成した歯列弓Ｓの縦断断層面に沿って平面的に展開した歯顎の３次元画像を示す再構成画像を表示する表示部７ａを示している。
【０１２９】
図１０（ａ）は、図６の歯科表示システムの画像表示手段で表示されるインプラントの一例の植え立て状態を示す再構成画像の図、（ｂ）は、そのインプラントに補綴物を装着した噛み合わせ状態を示す再構成画像の図である。
【０１３０】
図１０（ａ）は、表示部７ａに再構成された下顎ＲＬの画像と、この下顎ＲＬに植え立てるべきインプラントＩが数種類表示された所である。この下顎ＲＬの歯牙６は抜歯されているので、ここに、義歯を植え立てる際には、インプラントＩを選択し、その最適の植え立て状態を検討する必要がある。
【０１３１】
この場合、適宜、インプラントＩを選択し、歯牙６の適当な部分に、角度を決めて模擬的に植え立てて見る。この植え立て状態が、図中に点線で示すように、不都合の場合には、システム２０は、警告を表示したり、警告音を発したりする。適当な位置と角度で植え立てられた場合は、ＯＫサインを出す。ＯＫサインがあった場合、システムは、そのインプラントＩに合わせた植え立て穴のデータを治療目標形状のデータとして記録保存し、インプラント用の穴の穿孔の際に利用する。
【０１３２】
こうして、再構成画像を用いると、インプラントの植え立て治療も、的確に行うことができる。この際、図に示した歯牙６の側方から見た画像だけでなく、前方あるいは後方から見た画像も合わせ表示するようにすると、前後、左右方向からの植え立て状態の検討を同時にすることができる。
【０１３３】図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のようにして適正なインプラントＩを選択した後に、抜歯した歯牙６の代用となる補綴物Ｈを装着し、その上で、上顎ＲＵと下顎ＲＬの噛み合わせ運動を患者にさせ、その運動を位置測定手段６で読み取って、その運動を再構成して、上顎ＲＵと下顎ＲＬの噛み合わせ状態を表示部７ａに表示させている所を示している。
【０１３４】
こうして、噛み合わせ状態をチェックしながら、補綴物Ｈの修正を施し、適正な噛み合わせ状態になった所で、修正された補綴物Ｈのデータを記録保存し、これを歯科技工士に提供することで、補綴物作成のための型取りなどをすることなく、補綴物を製作することができる。
【０１３５】
また、補綴物Ｈの装着状況も、的確に判断することができる。例えば、補綴物Ｈと他の歯牙との噛み合い接触度の相違を数値化して、これを表示すれば、補綴物の修正などもよりやり易くなる。
【０１３６】
なお、以上の説明では、再構成画像を充填治療、インプラント治療に用いる例を説明したが、歯牙の内部構造を希望の断面で治療器具の切削部と同時に再構成画像として見ることができるので、従来、経験と勘にたよりながら、ほとんど手探り状態で行ってきた根管治療にも、このシステムは非常に有効である。
【０１３７】
図１１は、図６の歯科表示システムの画像表示手段で表示される歯牙の除去状態と下顎の運動の一例を示す再構成画像の図である。
【０１３８】
上顎ＲＵに上顎用の位置マーカ３Ｕ、下顎ＲＬに下顎用の位置マーカ３Ｌをつけて、位置測定手段６で測定すれば、上顎ＲＵが動いたりした場合でも、図に示すように、上顎ＲＵに対する下顎ＲＬの運動を、再構成画像として、表示部７ａに表示することができ、顎運動不全などの治療に役立てることができる。
【０１３９】
また、図９（ａ）で説明したように、一本、一本の歯牙の形状を分離して表示することができるので、図示したように、歯牙Ｓ６を抜歯した状態を再構成画像として、表示部７ａに表示することができ、抜歯治療に役立つ。
【０１４０】
図１２（ａ）は、図６の歯科表示システムの画像表示手段で表示される頭部のカメラ画像とＸ線画像の重ね合わせ状態の一例を示す再構成画像の図、（ｂ）は、頭部のＸ線画像と顎顔面頭蓋の分析に用いられる基準線、基準平面の重ね合わせ状態の一例を示す再構成画像の図である。
【０１４１】
図１２（ａ）は、口腔カメラと同様に、人体の歯顎の外観の二次的画像データを撮像する通常のカメラの画像と、セファロＸ線撮影方法で得られた頭骸骨の画像とを、画像再構成手段を用いて、重畳して表示部７ａに表示した所を示している。
【０１４２】
このようにすると、頭骸骨と顔との関係がよりビジュアルになり、専門外の人の理解を助ける利点があり、この方法は、口腔カメラによる２次元画像データと歯顎の３次元画像データの重畳表示にも利用することができ、同様の効果を発揮する。
【０１４３】
また、この際、図に示すように、拡大縮小可能に、または、図示していないが、回転可能に、または、拡大縮小かつ回転可能に表示させるようにでき、治療に適切な大きさと位置から、再構成画像を見ることができる。
【０１４４】
図１２（ｂ）は、セファロＸ線撮影方法で得られた頭骸骨の画像に、頭骸骨構造を把握するのに必要な基準平面や、基準線を、画像再構成手段を用いて、表示部７ａに重畳表示させたもので、矯正治療に用いることができる。
【０１４５】
また、Ｘ線画像の重ね合わせの場合、同じ部位を、強度つまり浸透力の異なるＸ線を照射して得られた異なる３次元データから再構成された画像を重ね合わせることもでき、この場合、図１０（ｂ）や、図１１に示すように、骨などの硬組織だけでなく、軟組織も重畳表示することができ、より解りやすい表示が可能になる。また、造影剤を用いて、血管、リンパ腺などの特定の組織だけを画像化したものと重畳表示させることによって、特殊用途の治療にも役立つ。
【０１４６】
図１３は、本発明の歯科表示システムにおいて得られた再構成画像の遠隔地での利用形態を示す概念図である。
【０１４７】
歯科表示システム２０は、院内ＬＡＮや、公衆回線などを介して、同じ院内の他の治療室や、他の地域などの遠隔地にある同様の歯科表示システム２０Ａと接続されている。歯科表示システム２０Ａは、システム２０と同様の画像表示手段７Ａ、演算処理装置９Ａを備え、さらに、口腔カメラ１３ａを備えた口腔カメラシステム１３と、入力手段としてのマウス２０ｃを備えている。
【０１４８】
こうして、歯科表示システム２０から、オンライン、オフライン、あるいは、リアルタイム、ノンリアルタイムで、デジタル化された再構成画像データや、治療データを歯科表示システム２０Ａに送信することによって、遠隔地で、この表示を見ながら、歯科表示システム２０で治療を行っている術者にアドバイスを与えたり、保存記録されたデータを利用したりすることができる。
【０１４９】
また、治療データや、補綴物データを記録媒体に記録保存して、あるいは、通信で、歯科技工士に送り、補綴物などを製作することもできる。
【０１５０】
また、歯科表示システム２０を稼働させるプログラムも、記録媒体に記録保存したり、通信で送ったりすることもでき、そのプログラムを読み取らせて、インストールすることで、歯科表示システム２０が稼働していないシステムで、同じシステムを稼働させることができる。
【０１５１】
なお、図６以降、歯科表示システム２０について説明した事項は、対象を歯顎模型に変更することで、先に説明した歯科実習システムにも適用でき、同様の効果を発揮するものである。
【０１５２】
【発明の効果】
請求項１に記載の再構成画像による歯科実習方法によれば、再構成画像を用いる手法を、歯科実習方法に具体化したもので、重畳表示された歯顎模型と治療器具の再構成画像を見ながら、実習を行うので、いわゆる、死角がなく、実習に相応しい断面や、斜視の画像を見ながら、的確に実習をすることができる。
【０１５３】
請求項２に記載の再構成画像による歯科実習方法によれば、請求項１に記載の歯科実習方法の効果に加え、画像選択手段で、実習に最適の治療器具と歯顎模型の断面、斜視の再構成画像を選択できるので、実習状況の把握に便利である。請求項３に記載の再構成画像による歯科実習方法によれば、請求項１または２のいずれかに記載の歯科実習方法の効果に加え、上記位置測定手段が、所定の位置に固定された撮像手段と、位置測定手段をより具体的に規定したので、位置測定手段を容易に構成することができる。
【０１５４】
請求項４に記載の再構成画像による歯科実習方法によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の歯科実習方法の効果に加え、歯顎が剛体として把握できることを前提として、治療器具の軌跡と歯顎模型の重畳部分を、その治療器具の切削部によって切削された部分、つまり、治療済部分と見なして、表示し、治療データとして記録保存するので、治療済部分が、明確に把握でき、また、治療データを利用、再利用することができる。
【０１５５】
請求項５に記載の再構成画像による歯科実習方法によれば、請求項４に記載の歯科実習方法の効果に加え、請求項４の特徴を更に生かして、治療目標形状を３次元データとして与え、これと治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、また、この差異部分によって、歯科実習を評価し、警告を発するようにしたもので、歯科実習に適している。
【０１５６】
請求項６に記載の再構成画像による歯科実習方法によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の歯科実習方法の効果に加え、再構成画像をインプラント植え立て実習に適用したので、この実習をより的確に行うことができる。
【０１５７】
請求項７に記載の再構成画像による歯科実習方法によれば、請求項６に記載の歯科実習方法の効果に加え、再構成画像をインプラントを用いた補綴物の装着実習に適用したもので、この実習を的確に行うことができ、また、別途型取りなどすることなく、適正な補綴物を製作するためのデータを得ることができる。
【０１５８】
請求項８〜１４の歯科実習システムは、それぞれ、請求項１〜７の歯科実習方法を実現するものであり、それらの方法と同様の効果を発揮する。
【０１５９】
請求項１５〜２１の記録媒体は、それぞれ、請求項１〜７の歯科実習方法を実現するプログラムを記録したものであり、これを記録媒体読取装置を備えたシステムに読み取らせ、実行させることによって、その方法と同様の効果を発揮させることができる。請求項２２に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項１に記載の歯科実習方法の歯顎模型を歯顎に置き換え、治療中の歯顎と治療器具の再構成画像を表示させるようにしたシステムであるので、歯顎を治療対象とする場合にも、請求項１の歯科実習方法と同様の効果を発揮する。
【０１６０】
請求項２３に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２２に記載の歯科表示システムの効果に加え、請求項２の画像選択手段と同様の画像選択手段を特徴とするので、治療に最適の画面によって、的確な治療を行うことができる。
【０１６１】
請求項２４に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２２または２３のいずれかに記載の歯科表示システムの効果に加え、請求項３と同様に、位置測定手段をより具体的に規定したので、位置測定手段を容易に構成することができる。
【０１６２】
請求項２５に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２２〜２４のいずれかに記載の歯科表示システムの効果に加え、請求項４と同様に、歯顎が剛体として把握できることを前提として、治療器具の軌跡と歯顎の重畳部分を、その治療器具の切削部によって切削された部分、つまり、治療済部分と見なして、表示し、治療データとして記録保存するので、治療済部分が、明確に把握でき、また、治療データを利用、再利用することができる。
【０１６３】
請求項２６に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２５に記載の歯科表示システムの効果に加え、請求項５と同様に、請求項２５の特徴を更に生かして、治療目標形状を３次元データとして与え、これと治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、また、この差異部分によって、歯科治療を評価し、警告を発するようにしたので、歯科治療に適している。
【０１６４】
請求項２７に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２２〜２４のいずれかに記載の歯科表示システムの効果に加え、請求項６と同様に、再構成画像をインプラント植え立て状態の表示に適用したもので、この治療をより的確に行うのに役立つ。
【０１６５】
請求項２８に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２７に記載の歯科表示システムの効果に加え、請求項７と同様に、再構成画像をインプラントを用いた補綴物の装着状態の表示に適用したもので、この治療をより的確に行うのに役立つ。
【０１６６】
請求項２９に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２８に記載の歯科表示システムの効果に加え、請求項７の再構成画像をインプラントを用いた補綴物の装着状態の表示に適用し、噛み合わせ状態を見ながら、補綴物の修正を行い、その補綴物の３次元データを得ることができる。
【０１６７】
請求項３０に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２２〜２４のいずれかに記載の歯科表示システムの効果に加え、再構成画像を歯牙の除去状態を示すのに用いたので、抜歯治療の治療前チェックなどに有効である。
【０１６８】
請求項３１に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２２〜３０のいずれかに記載の歯科表示システムの効果に加え、再構成画像を下顎運動の表示に用いたものである。したがって、患者を侵襲することなく、正確な下顎運動を把握することができる。
【０１６９】
請求項３２に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２２〜３０のいずれかに記載の歯科表示システムの効果に加え、再構成画像を、口腔カメラを用いて得られた歯牙または顔面の２次元画像データにも適用したので、より人間の視覚画像に近い口腔カメラの画像と重畳させることによって、より、感覚的に把握しやすい画像を得ることができる。
【０１７０】
請求項３３に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項３２に記載の歯科表示システムの効果に加え、口腔カメラの画像と重畳させた再構成画像を、拡大縮小可能に、または、回転可能に、または、拡大縮小かつ回転可能に表示させるようにしたので、治療に適切な大きさと位置から、再構成画像を見ることができる。
【０１７１】
請求項３４に記載の再構成画面による歯科表示システムによれば、請求項２２〜３３に記載の歯科表示システムの効果に加え、画像表示手段は、歯顎の再構成画面の任意の２点間の距離を算出し、表示するようにしたので、治療に必要な距離を簡単に得ることができる。
【０１７２】
請求項３５に記載の再構成画像による歯科表示システムによれば、請求項２２〜３４に記載の歯科表示システムの効果に加え、治療データなどを含んだ再構成画像データは、記録保存し、送受信できるものである点を利用して、これを積極的に、送信して、遠隔地での利用、表示、またはその双方ができるようにしたので、遠隔地の経験ある術者のアドバイスを受けながら治療を行ったりすることができる。
【０１７３】
請求項３６〜４９の記録媒体は、それぞれ、請求項２２〜３５の歯科表示システムを実現するプログラムを記録したものであり、これを記録媒体読取装置を備えたシステムに読み取らせ、実行させることによって、そのシステムと同様の効果を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歯科実習システムの一例を概念的に説明する全体構成図
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、図１の歯科実習システムの画像表示手段で表示された歯科実習の状態を例示的に示す再構成画像の図
【図３】図１の歯科実習システムで用いる歯顎模型の一例を示すもので、（ａ）はその下顎を閉じた状態の側面図、（ｂ）は下顎を開いた状態の側面図、（ｃ）は、その歯顎模型を頭部模型に組み込み、前面を頬膜で覆った状態の正面図、（ｄ）は側面図
【図４】図１の歯科実習システムで用いる位置マーカを設置した治療器具の一例を示す外観斜視図
【図５】図１の歯科実習システムの全体構成を示す外観正面図
【図６】本発明の歯科表示システムの一例を概念的に説明する全体構成図
【図７】図６の歯科表示システムで用いる歯顎の３次元データを得るＣＴ画像の撮像方法の一例である、従来のいわゆるＸ線ＣＴ撮影方法の説明図
【図８】図６の歯科表示システムで用いる歯顎の３次元データを得るＣＴ画像の撮像方法の他例の説明図
【図９】図９は、図６の歯科表示システムで用いる画像再構成手段で再構成された画像の例を示すもので、（ａ）は、歯牙の立体斜視と、その歯牙の指定された断面を示す再構成画像の図、（ｂ）は、歯列弓の縦断断層面に沿って平面的に展開した歯顎の３次元画像を示す再構成画像を表示する表示部の図
【図１０】（ａ）は、図６の歯科表示システムの画像表示手段で表示されるインプラントの一例の植え立て状態を示す再構成画像の図、（ｂ）は、そのインプラントに補綴物を装着した噛み合わせ状態を示す再構成画像の図
【図１１】図６の歯科表示システムの画像表示手段で表示される歯牙の除去状態と下顎の運動の一例を示す再構成画像の図
【図１２】（ａ）は、図６の歯科表示システムの画像表示手段で表示される頭部のカメラ画像とＸ線画像の重ね合わせ状態の一例を示す再構成画像の図、（ｂ）は、頭部のＸ線画像と顎顔面頭蓋の分析に用いられる基準線、基準平面の重ね合わせ状態の一例を示す再構成画像の図
【図１３】本発明の歯科表示システムにおいて得られた再構成画像の遠隔地での利用形態を示す概念図
【符号の説明】
１ 位置マーカ
２ 歯顎模型
２Ｕ 上顎模型
２Ｌ 下顎模型
３ 位置マーカ
４ 治療器具
５ 画像再構成手段
６ 位置測定手段
６ａ 撮像手段
６ｂ 位置演算手段
７ 画像表示手段
７Ａ 画像選択手段
７Ｂ 画像記録手段
７Ｃ ＣＰＵ（中央演算処理手段）
８ 記録媒体
９ 演算処理装置
１０ 歯科実習システム
１１ Ｘ線発生器
１２ ２次元Ｘ線イメージセンサ
１３ 口腔カメラ
２０ 歯科表示システム
Ａ 頭部模型
Ｂ 断面
Ｃ 治療部位
ＣＡ 治療目標形状
ＣＢ 治療済部分（重畳部分）
ＣＣ 充填物
Ｉ インプラント
Ｈ 補綴物
Ｒ 歯顎
ＲＵ 上顎
ＲＬ 下顎
Ｓ 歯列弓
Ｓ１〜Ｓ８ 歯牙
Ｆ 顔面

Claims (49)

1. 所定の位置マーカを、それぞれに設置した歯顎模型、治療器具と、
   この歯顎模型の３次元データからその歯顎模型の任意の断面または斜視の再構成画像を生成し、かつ、この治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像を生成する画像再構成手段と、
   前記位置マーカを検知することによって上記歯顎模型と治療器具との３次元的な位置と傾きを測定する位置測定手段と、
   この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具との３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示手段とを用い、
   上記画像表示手段は、歯科実習時における上記治療器具と上記歯顎模型との状態変化を、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させることで表示して、その再構成画像を見ながら実習を行なうことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法。
2. 請求項１において、
   更に、上記画像表示手段に表示すべき歯顎模型と治療器具との断面または斜視を、実習目的に合わせて選択できる画像選択手段を備え、
   上記画像表示手段は、上記画像選択手段によって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎模型と上記治療器具との再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科実習方法。
3. 請求項１または２のいずれかにおいて、
   上記位置測定手段が、所定の位置に固定された撮像手段と、この撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから上記歯顎模型と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算する位置演算手段とから構成されることを特徴とする再構成画像による歯科実習方法。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   上記画像表示手段は、上記位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎模型と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする再構成画像による歯科実習方法。
5. 請求項４において、
   更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、
   上記画像表示手段は、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、歯科実習を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法。
6. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   上記画像再構成手段は、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
   上記画像表示手段は、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法。
7. 請求項６において、
   上記画像再構成手段は、更に、予め準備されている上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと上記補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
   上記画像表示手段は、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に、上記インプラントと上記補綴物の再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するためのデータを生成するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法。
8. 所定の位置マーカを、それぞれに設置した歯顎模型、治療器具と、
   この歯顎模型の３次元データからその歯顎模型の任意の断面または斜視の再構成画像を生成し、この治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像を生成する画像再構成手段と、
   前記位置マーカを検知することによって上記歯顎模型と治療器具との３次元的な位置と傾きを測定する位置測定手段と、
   この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具との３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示手段とを用い、
   上記画像表示手段は、歯科実習時における上記治療器具と上記歯顎模型との状態変化を、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させて表示して、その再構成画像を見ながら実習を行なうことを特徴とする再構成画像による歯科実習システム。
9. 請求項８において、
   更に、上記画像表示手段に表示すべき歯顎模型と治療器具との断面または斜視を、実習項目に合わせて選択できる画像選択手段を備え、上記画像表示手段は、この画像選択手段によって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎模型と治療器具の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科実習システム。
10. 請求項８または９のいずれかにおいて、
    上記位置測定手段が、所定の位置に固定された撮像手段と、この撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから上記歯顎模型と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算する位置演算手段とから構成されることを特徴とする再構成画像による歯科実習システム。
11. 請求項８〜１０のいずれかにおいて、
    上記画像表示手段は、上記位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎模型と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする再構成画像による歯科実習システム。
12. 請求項１１において、
    更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、
    上記画像表示手段は、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、歯科実習を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習システム。
13. 請求項８〜１０のいずれかにおいて、
    上記画像再構成手段は、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
    上記画像表示手段は、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習システム。
14. 請求項１３において、
    上記画像再構成手段は、更に、予め準備されている上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと上記補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
    上記画像表示手段は、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントと補綴物の再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するためのデータを生成するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習システム。
15. 所定の位置マーカを、それぞれに設置した歯顎模型の３次元データからその歯顎模型の任意の断面または斜視の再構成画像と、所定の位置マーカを設置した治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像とを生成する画像再構成ステップと、
    前記位置マーカを検知することによって上記歯顎模型と治療器具との３次元的な位置と傾きを測定する位置測定ステップと、
    この位置測定ステップによって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具との３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示ステップからなり、
    上記画像表示ステップでは、歯科実習時における上記治療器具と上記歯顎模型との状態変化を、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させて表示して、その再構成画像を見ながら実習を行なうことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録した記録媒体。
16. 請求項１５において、
    更に、上記画像表示手段に表示すべき歯顎模型と治療器具との断面または斜視を、実習目的に合わせて選択できる画像選択ステップを備え、
    上記画像表示ステップは、この画像選択ステップによって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎模型と治療器具の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録した記録媒体。
17. 請求項１５または１６において、
    上記位置測定ステップが、所定の位置に固定された撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから、上記歯顎模型と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算するものであることを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録した記録媒体。
18. 請求項１５〜１７のいずれかにおいて、
    上記画像表示ステップは、上記位置測定ステップによって得られたデータから算出した上記歯顎模型と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎模型と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録した記録媒体。
19. 請求項１８において、
    更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、
    上記画像表示ステップは、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、歯科実習を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録した記録媒体。
20. 請求項１５〜１７のいずれかにおいて、
    上記画像再構成ステップは、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、上記画像表示ステップは、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録した記録媒体。
21. 請求項２０において、
    上記画像再構成ステップは、更に、予め準備されている上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと上記補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
    上記画像表示ステップは、上記歯顎模型への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態が模擬的に解るように、上記歯顎模型の再構成画像に上記インプラントと補綴物の再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するためのデータを生成するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科実習方法を実現するプログラムを記録した記録媒体。
22. ＣＴ画像より得られた歯顎の３次元データからその歯顎の任意の断面または斜視の再構成画像を生成し、治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像とを生成する画像再構成手段と、
    上記歯顎と治療器具とのそれぞれに所定の位置マーカを設置し、その位置マーカを検知することによって上記歯顎と治療器具の３次元的な位置と傾きを測定する位置測定手段と、
    この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎と治療器具の３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示手段とを用い、
    上記画像表示手段によって、治療中における上記治療器具と上記歯顎模型との状態変化を、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させて表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
23. 請求項２２において、
    更に、上記画像表示手段に表示すべき歯顎と治療器具との断面または斜視を、治療目的に合わせて選択できる画像選択手段を備え、
    上記画像表示手段は、この画像選択手段によって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎と治療器具の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
24. 請求項２２または２３のいずれかにおいて、
    上記位置測定手段が、所定の位置に固定された撮像手段と、この撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから上記歯顎と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算する位置演算手段とから構成されることを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
25. 請求項２２〜２４のいずれかにおいて、
    上記画像表示手段は、上記位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
26. 請求項２５において、
    更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、
    上記画像表示手段は、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、治療結果を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
27. 請求項２２〜２４のいずれかにおいて、
    上記画像再構成手段は、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
    上記画像表示手段は、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
28. 請求項２７において、
    上記画像再構成手段は、更に、予め準備されている上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと上記補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
    上記画像表示手段は、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態、更に上顎と下顎の噛み合わせ状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に上記インプラントと補綴物の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
29. 請求項２８において、
    上記画像表示手段によって、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態、上顎と下顎の噛み合わせ状態が模擬的に解るように、上記インプラントと上記補綴物との再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するための３次元データを生成するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
30. 請求項２２〜２４のいずれかにおいて、
    上記画像再構成手段は、更に、上記歯顎を構成する歯牙のＣＴ画像により得られた３次元データからその任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
    上記画像表示手段は、上記歯顎からの上記歯牙の除去状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像から上記歯牙の再構成画像を消去演算して表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
31. 請求項２２〜３０のいずれかにおいて、
    上記位置測定手段は、上記歯顎の上顎と下顎のそれぞれに所定の位置マーカを設置し、その位置マーカを検知することによって上記上顎と下顎の３次元的な位置と傾きを測定する構成とされ、
    上記画像表示手段は、この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記上顎と下顎の３次元的な相対関係にしたがって、上記上顎の再構成画像と上記下顎の再構成画像とを重畳して表示する構成とされ、
    上記画像表示手段によって、上記上顎に対する上記下顎の運動を更に表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
32. 請求項２２〜３０のいずれかにおいて、
    上記画像再構成手段は、ＣＴ画像より得られた歯顎の３次元データからその歯顎の任意の断面または斜視の再構成画像を生成するとともに、口腔カメラを用いて得られた歯牙または顔面の２次元画像データから歯顎の任意の部分の再構成画像を生成する構成とされ、
    上記画像表示手段は、上記歯顎の任意の断面または斜視と、上記歯牙または顔面の任意の部分との対応関係を付けながら、上記歯顎の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する構成とされ、
    上記画像表示手段によって、上記歯顎の断面または斜視の画像と、上記歯牙または顔面の部分の画像とを表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
33. 請求項３２において、
    上記画像表示手段は、上記歯顎の断面または斜視の再構成画像と、上記歯牙または顔面の再構成画像を、拡大縮小可能に、または／かつ、回転可能に表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
34. 請求項２２〜３３において、
    上記画像表示手段は、更に、上記歯顎の再構成画面の任意の２点間の距離を算出し、表示するようにしたことを特徴とする再構成画面による歯科表示システム。
35. 請求項２２〜３４において、
    上記画像表示手段によって表示される再構成画像データを送信して、遠隔地でその再構成画像データを利用し、または／かつ、その再構成画像を表示できるようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システム。
36. ＣＴ画像より得られた歯顎の３次元データからその歯顎の任意の断面または斜視の再構成画像を生成し、治療器具の３次元データからその治療器具の任意の断面または斜視の再構成画像を生成する画像再構成ステップと、
    上記歯顎と治療器具とのそれぞれに所定の位置マーカを設置し、その位置マーカを検知することによって上記歯顎と治療器具の３次元的な位置と傾きを測定する位置測定ステップと、
    この位置測定手段によって得られたデータから算出した上記歯顎と治療器具の３次元的な相対関係にしたがって、上記歯顎模型の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示する画像表示ステップからなり、
    上記画像表示ステップでは、治療中における上記治療器具と上記歯顎模型との状態変化を、それらの位置と傾きを常に追跡し、両者間の３次元的関係をそれぞれの再構成画像を重畳させて表示することを特徴とする再構成画像よる歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
37. 請求項３６において、
    更に、上記画像表示ステップで表示すべき歯顎と治療器具との断面または斜視を、治療目的に合わせて選択できる画像選択ステップを備え、
    上記画像表示ステップは、この画像選択ステップによって選択された断面あるいは斜視に応じて、上記歯顎と治療器具の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
38. 請求項３６または３７のいずれかにおいて、
    上記位置測定ステップが、所定の位置に固定された撮像手段から得られた上記位置マーカのデータから上記歯顎と治療器具の３次元的な位置と傾きを逐次演算するものであることを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
39. 請求項３６〜３８のいずれかにおいて、
    上記画像表示ステップは、上記位置測定ステップによって得られたデータから算出した上記歯顎と治療器具の３次元的な相対関係から、この歯顎と治療器具の３次元データの重畳部分を治療済部分とみなし、この治療済部分を表示し、かつ、治療データとして記録保存することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
40. 請求項３９において、
    更に、予め歯牙の治療目標形状が３次元の治療目標データとして与えられており、
    上記画像表示ステップは、上記治療目標データと、上記治療済部分と、両者の差異部分とを表示し、かつ、この差異部分の態様によって、治療結果を評価し、また、警告を発するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
41. 請求項３６〜３８のいずれかにおいて、
    上記画像再構成ステップは、更に、予め準備されているインプラントの３次元データから選択されたインプラントの任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
    上記画像表示ステップは、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に上記インプラントの再構成画像を移動可能に重畳させて表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
42. 請求項４１において、
    上記画像再構成ステップは、更に、予め準備されている上記インプラントに装着すべき補綴物について、上記インプラントと上記補綴物の任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
    上記画像表示ステップは、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態、更に上顎と下顎の噛み合わせ状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に上記インプラントと補綴物の再構成画像を重畳して表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
43. 請求項４２において、
    上記画像表示ステップによって、上記歯顎への上記インプラントの植え立て状態と上記補綴物の装着状態、上顎と下顎の噛み合わせ状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像に、上記インプラントと補綴物の再構成画像を移動可能に重畳して表示させて、補綴物を製作するための３次元データを生成することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
44. 請求項３６〜３８のいずれかにおいて、
    上記画像再構成ステップは、更に、上記歯顎を構成する歯牙のＣＴ画像により得られた３次元データからその任意の断面または斜視の再構成画像を生成することができ、
    上記画像表示ステップは、上記歯顎からの上記歯牙の除去状態が模擬的に解るように、上記歯顎の再構成画像から上記歯牙の再構成画像を消去演算して表示するようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
45. 請求項３６〜４４のいずれかにおいて、
    上記位置測定ステップでは、上記歯顎の上顎と下顎のそれぞれに所定の位置マーカを設置し、その位置マーカを検知することによって上記上顎と下顎の３次元的な位置と傾きを測定し、かつ、
    上記画像表示ステップでは、上記位置測定ステップによって得られたデータから算出した上記上顎と下顎の３次元的な相対関係にしたがって、上記上顎の再構成画像と上記下顎の再構成画像とを重畳して表示することによって、上記上顎に対する上記下顎の運動を表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
46. 請求項３６〜４４のいずれかにおいて、
    上記画像構成ステップでは、ＣＴ画像より得られた歯顎の３次元データからその歯顎の任意の断面または斜視の再構成画像を生成するとともに、口腔カメラを用いて得られた歯牙または顔面の２次元画像データから任意の部分の再構成画像を生成し、
    上記画像ステップでは、上記歯顎の任意の断面または斜視と、上記歯牙または顔面の任意の部分との対応関係を付けながら、上記歯顎の再構成画像と上記治療器具の再構成画像とを重畳して表示することよって、上記歯顎の断面または斜視の画像と、上記歯牙または顔面の部分の画像とを表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
47. 請求項４６において、
    上記画像表示ステップは、上記歯顎の断面または斜視の再構成画像と、上記歯牙または顔面の再構成画像を、拡大縮小可能に、または／かつ、回転可能に表示することを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
48. 請求項３６〜４７において、
    上記画像表示ステップは、更に、上記歯顎の再構成画面の任意の２点間の距離を算出し、表示するようにしたことを特徴とする再構成画面による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。
49. 請求項３６〜４８において、
    上記画像表示ステップによって表示される再構成画像データを送信して、遠隔地でその再構成画像データを利用し、または／かつ、その再構成画像を表示できるようにしたことを特徴とする再構成画像による歯科表示システムを実現するプログラムを記録した記録媒体。

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