JP6319980B2 - 歯牙測色方法、歯牙測色装置、及び歯牙測色プログラム - Google Patents

Description

本発明は、歯科分野において補綴物を作製する際に必要とされる情報の１つである色を決めるため、予め患者の歯牙の色を測定する方法、装置、及びそのためのプログラムに関する。

歯科では、歯科治療に際してクラウン等の歯科補綴物を用い、疾患等により損失した歯牙の機能を人工的に回復させている。歯牙はいわゆる咀嚼等の機能の他、歯牙の形状、並び方、及び色等が人の顔における印象に影響を与えることが知られている。従って、歯科補綴物を作製するに際しては、該歯科補綴物の色も適切に決めなければならない。例えば、歯科補綴物が他の天然歯に比べて黒すぎる場合は非常に不自然である。

そのためにシェードガイドが準備されている。シェードガイドは、少しずつ色の異なる複数の歯科補綴物の見本が配列され１つの組になっており、歯科補綴物の色を決める際に、見本を取り出して患者の歯牙と比較し、これを繰り返すことで歯牙の色に近い色の見本を探して選択する。そしてこの色見本に基づいて作製される歯科補綴物が着色される。

しかしながら、シェードガイドから適切な色を選択することは、比較及び見本の選択を繰り返すので手間であるとともに、その選択自体も人の色覚によって感覚的に行われていたため、必ずしも常に安定して適切である色を選択しているとは言えなかった。これに対して特許文献１には、歯牙の色を定量的に把握して客観的に色見本との対比を行う装置が開示されている。

特開２００７−１９０３７１号公報

ところが、特許文献１に記載の装置では、一度歯牙の画像を撮影し、これを他の装置に接続して画像を読み取り、別途色を測定する必要がある。これによると装置が大掛かりになるとともに、結果をすぐに見ることができないので、患者との対話が円滑に進まない虞があった。近年において、特に高齢化社会に向けて、患者とコミュニケーションを取りつつ、短期間で治療を進めていく要望は高まっており、迅速な結果取得が必要とされている。

そこで本発明は、迅速に歯牙の色を測定することができ、結果を早く得ることが可能な歯牙測色方法を提供することを課題とする。また、これを用いた歯牙測色装置、歯牙測色プログラムを提供する。

以下、本発明について説明する。ここでは分かり易さのため、図面に付した参照符号を括弧書きで併せて記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、撮像手段（１１）、記憶手段（１３）、及び演算手段（１０）を備える装置（１）を用い、色が異なる複数の色見本を撮像手段で撮影し、撮像手段（１１）からの信号を演算手段（１０）により色を定量化してこれを複数の色見本のそれぞれの基準値として記憶手段（１３）に記憶させ、測定対象である歯牙の映像の色を即時に演算手段（１０）により定量的に数値化しながら測定値を得て、基準値と測定値とが一致しない場合には異なる基準値に変更して再度測定値を得て、基準値と測定値とを比較して最も近い基準値の見本を抽出する、歯牙測色方法である。

請求項２に記載の発明は、撮影した映像を電気信号に変換する素子を有する撮像手段（１１）と、撮像手段（１１）により撮影された、色が異なる複数の色見本から色を定量化してこれらをそれぞれの色見本の基準値とし、測定対象である歯牙の映像の色を即時に定量的に数値化しながら測定値を得て、基準値と測定値とが一致しない場合には異なる基準値に変更して再度測定値を得て、及び、基準値と測定値とを比較して最も近い基準値の見本を抽出する、演算手段（１０）と、演算手段（１０）による演算結果を記憶する記憶手段（１３）と、演算手段（１０）で演算した結果の少なくとも一部を表示する表示手段（１５）と、を備える歯牙測色装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の歯牙測色装置（１）において、撮像手段（１１）、演算手段（１０）、記憶手段（１３）、表示手段（１５）、及び通信手段（１６）がいずれも１つの筐体に収められている。

請求項４に記載の発明は、色が異なる複数の色見本を撮像手段（１１）で取得させ、演算手段（１０）により色を定量化してこれを複数の色見本のそれぞれの基準値として記憶手段（１３）に記憶させるステップと、測定対象である歯牙の映像の色を即時に演算手段（１０）により定量的に数値化しながら測定値を得て、基準値と測定値とが一致しない場合には異なる基準値に変更して再度測定値を得るステップと、演算手段（１０）に基準値と測定値とを比較して最も近い基準値の見本を抽出させるステップとを有する、歯牙測色プログラムである。

本発明によれば、歯牙の即時（リアルタイム）の映像から測色して結果を得るのでその場で患者に結果を提供することができる。

歯牙測色装置の構成を説明する図である。 歯牙測色方法及びそのためのプログラムの流れを説明する図である。 測色の領域について説明する図である。

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら形態に限定されるものではない。

図１は１つの形態を説明する図で、歯牙測色装置１の構成を概念的に説明する図である。歯牙測色装置１は、測色手段としても機能する演算手段１０、撮像手段１１、入力手段１２、記憶手段１３、ＲＡＭ１４、表示手段１５、及び通信手段１６を有して構成されている。

演算手段１０は、いわゆるＣＰＵ（中央演算子）により構成されており、歯牙測色装置１に備えられる各構成部材に接続され、これらを記憶手段１３に記憶されたプログラムに基づいて演算して制御する手段である。また演算手段１０は、記憶手段１３に記憶された各種プログラムを実行し、取得された映像データ及びプログラムに基づいて測色の演算をする測色手段としても機能する。具体的な測色の態様については後で説明する。

撮像手段１１は、撮像レンズ、及び撮像素子を備えて構成されている。
撮像レンズは、被写体である歯牙像を結像し、撮像素子に照射させる。
撮像素子は、照射された光に基づきＲＧＢの要素ごとに光を電気信号に変換し、これを映像信号として出力する。この撮像素子の種類は特に限定されることはないが、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳを挙げることができる。
撮像素子により得られた電気信号は演算手段１０に送信され、測色手段として機能する演算手段１０でプログラムに基づいて処理される。

入力手段１２は、使用者が例えば歯牙の測色の開始・終了を指示したり、測色や撮像の条件を入力したりする手段である。これには例えば操作ボタン等を挙げることができる。また、近年特に広く用いられるようになったいわゆるタッチパネルによる入力手段を適用してもよい。入力手段１２からの指令は電気信号として演算手段１０に送信され、プログラムに基づいて演算手段１０が演算して必要に応じて各構成部材に対して指令をする。

記憶手段１３は、演算手段１０における根拠となるプログラムが保存される記憶媒体として機能する手段である。そして根拠となるプログラムの１つとして、演算手段１０を測色手段として機能させるためのプログラムが含まれる。記憶手段１３にはその他、生成された各種データが保存されてもよい。

ＲＡＭ１４は、演算手段１０の作業領域や一時的なデータの記憶手段として機能する構成部材である。ＲＡＭ１４は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成することができ、公知のＲＡＭと同様である。

表示手段１５は、演算手段１０で演算された結果のうち、使用者に伝えるべき事項を表示する手段である。これにはいわゆる画像表示装置を挙げることができる。

通信手段１６は、演算手段１０で演算された結果のうち、対応した装置に情報を通信する手段である。これにはいわゆる無線通信装置を挙げることができる。

以上のような歯牙測色装置１は、その各構成部材の全てが１つの筐体に納められた態様であることが好ましい。これにより装置を簡易に構成することができ、より使いやすい歯牙測色装置１になる。これには例えば携帯型端末を挙げることができる。携帯型端末には上記した構成のうち、演算手段を測色手段として機能させるためのプログラム以外は予め備えられていることが多い。従って携帯型端末に当該プログラムをインストールすることにより歯牙測色装置１とすることも可能である。これによれば従来のような大掛かりな装置構成を要しない。

次に、歯牙測色装置１を用いて、患者の歯牙の測色をする方法の１つの形態（歯牙測色方法Ｓ１０）について説明する。ここではわかりやすさのため歯牙測色装置１を用いた例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の趣旨を含む方法を可能とするものであれば他の装置によって測色が行われてもよい。

歯牙測色方法Ｓ１０の流れを図２に示した。歯牙測定方法Ｓ１０は、キャリブレーション過程Ｓ１１、測定対象部位の決定過程Ｓ１２、測色過程Ｓ１３、比較判断過程Ｓ１４、結果出力過程Ｓ１５、及び継続測定判断過程Ｓ１６を有している。以下に各過程について説明する。なお、これら各工程にて行われる事項は、記憶手段１３に記憶されていたプログラムに基づいて、測色手段としての演算手段１０が演算することにより進められる。従って歯牙測色方法Ｓ１０はプログラムの流れに沿ったものとなる。

キャリブレーション過程Ｓ１１では、シェードガイドの実物、又は、シェードガイドの色（明度、彩度、色相）が再現された印刷物を撮像手段１１で撮影し、その色を定量化して基準値として登録する。シェードガイド及び印刷物は、色が少しずつ異なる複数の色見本から構成されているので、基準値もこれに対応して複数存在する。
色の定量化は特に限定されることはないが、ＲＧＢ、又はＨＳＶ（Hue（色相）、Saturation（彩度）、Value（明度））の色空間にて複数の諧調に分け、その階調にて定量化することができる。基準となる色見本は複数種類の色調が準備されているので、その各々に対して色を定量化して基準値として記憶手段１３に記録させる。
キャリブレーション過程Ｓ１１は、必ずしも歯牙の測色ごとに毎回行う必要はなく、一度行ってこれを記録しておけば次回からは省略することもできる。

測定対象部位の決定過程Ｓ１２は、実際に測定する部位の位置及び範囲を決める過程である。図３に示したように、歯牙測色装置１では、歯牙上に所定の領域Ａを形成してこの部位における色を測定する。そして、この領域Ａの位置及び大きさは変更することができる。従って、後述するように本発明によればリアルタイム（即時）で測色をしつつ、患者に対して結果を提示できるので、施術者と患者とは対話しつつ領域Ａの位置及び大きさを変更しながら多く部位や範囲について測色することが可能となる。

測色過程Ｓ１３は、上記過程Ｓ１２で決定した領域Ａに対して患者の歯牙を直接に測色して測定値を得る過程である。測色過程Ｓ１３では、撮像手段１１において得た映像をリアルタイム（即時）に画素ごとにＲＧＢ色空間及び／又はＨＳＶ色空間に分解し、ＲＧＢ及び／又はＨＳＶの各々について全諧調のうちのどの程度であるか数値化し、電気信号として演算手段１０に送信する。そして演算手段１０でプログラムに基づいて演算し、撮像手段１１から得た信号から画素ごとに色（明度、彩度、色相）を定量的に特定して測定値とする。ただし、この後の過程では画素ごとではなく、領域Ａに含まれる画素における色から算出した値の平均値を領域Ａの「測定値」として取り扱う。

比較判断過程Ｓ１４は、測色過程Ｓ１３で得た測定値と、過程Ｓ１１で得ておいた基準値とを比較する過程である。すなわち、過程Ｓ１１により登録されている少しずつ色が異なる複数の基準値に対して、１つずつ過程Ｓ１３で得られた測定値と比較する。この過程Ｓ１４で測定値と基準値とが一致した場合にはＹｅｓが選択されて次の過程に進む。一方、測定値と基準値とが一致しない場合にはＮｏが選択され、複数の基準値のもののうち異なる基準値のものに変更して（過程Ｓ１４１）再び過程Ｓ１３で測色が行われるとともに、比較判断過程Ｓ１４により比較が行われる。
このとき、基準値と測定値との完全一致をＹｅｓの条件とすると、実質上Ｙｅｓとすることはほとんど不可能なので、ある程度の色の相違は許容し、Ｙｅｓと判断するための測定値に所定の幅を持たせることが好ましい。

このような比較判断過程Ｓ１４により、存在するシェードガイドのうち最も近い色見本が抽出される。

結果出力過程Ｓ１５では、抽出された色見本との比較結果が表示手段１５に表示される。

継続測定判断過程Ｓ１６では、過程Ｓ１５で出力された結果に基づいて、領域Ａの位置や大きさを変更する等して再度測定するかを判断する。ここでＹｅｓが選択されると再び過程Ｓ１２に戻り領域Ａの設定を変更する等して過程Ｓ１３以降の処理を行う。一方ここでＮｏが選択されると測定は終了する。

歯牙測色方法Ｓ１０によれば、過程Ｓ１３において撮像されている歯牙に対するリアルタイム（即時）の映像により測色が行われ、その場にて主観によらない客観的な結果を得ることができる。従って、施術者と患者とがその結果に基づいて話をしつつ歯科補綴物の色を決めることが可能となる。そして、必要に応じて過程Ｓ１６に示したように再度の測定も患者に負荷が少なく、むしろ患者の希望により簡易に行うこともできる。

また、通信手段１６を使用してこれを対応した表示機器、例えばもう一対の歯牙測色装置１をインターネットを介して接続し、測色情報を通信してリアルタイムに表示することにより、患者及び歯科補綴物作製者もリアルタイムで測色の状況を知ることができる。

１ 歯牙測色装置
１０ 演算手段（測色演算手段）
１１ 撮像手段
１２ 入力手段
１３ 記憶手段
１４ ＲＡＭ
１５ 表示手段
１６ 通信手段

Claims (4)

1. 撮像手段、記憶手段、及び演算手段を備える装置を用い、
   色が異なる複数の色見本を前記撮像手段で撮影し、前記撮像手段からの信号を前記演算手段により色を定量化してこれを複数の前記色見本のそれぞれの基準値として前記記憶手段に記憶させ、
   測定対象である歯牙の映像の色を即時に前記演算手段により定量的に数値化しながら測定値を得て、前記基準値と前記測定値とが一致しない場合には異なる前記基準値に変更して再度前記測定値を得て、
   前記基準値と前記測定値とを比較して最も近い基準値の見本を抽出する、歯牙測色方法。
2. 撮影した映像を電気信号に変換する素子を有する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮影された、色が異なる複数の色見本から色を定量化してこれらをそれぞれの前記色見本の基準値とし、測定対象である歯牙の映像の色を即時に定量的に数値化しながら測定値を得て、前記基準値と前記測定値とが一致しない場合には異なる前記基準値に変更して再度前記測定値を得て、及び、前記基準値と前記測定値とを比較して最も近い基準値の見本を抽出する、演算手段と、
   前記演算手段による演算結果を記憶する記憶手段と、
   前記演算手段で演算した結果の少なくとも一部を表示する表示手段と、を備える歯牙測色装置。
3. 前記撮像手段、前記演算手段、前記記憶手段、前記表示手段、及び通信手段がいずれも１つの筐体に収められている請求項２に記載の歯牙測色装置。
4. 色が異なる複数の色見本を撮像手段で取得させ、演算手段により色を定量化してこれを複数の前記色見本のそれぞれの基準値として記憶手段に記憶させるステップと、
   測定対象である歯牙の映像の色を即時に前記演算手段により定量的に数値化しながら測定値を得て、前記基準値と前記測定値とが一致しない場合には異なる前記基準値に変更して再度前記測定値を得るステップと、
   前記演算手段に前記基準値と前記測定値とを比較して最も近い基準値の見本を抽出させるステップとを有する、歯牙測色プログラム。

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