JPH0910234A - 人体補綴物の製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】比較的安価な装置でＮＣによる工作機又はレー
ザーリソグラフィーにより歯冠補綴物を製作する。 【構成】クラウンの製作手順は、口腔内の前記支台歯お
よびその周囲と対合歯を計測手段２により計測して計測
データメモリ８に入力する。入力手段５により欠損部位
が例えば右下第１大臼歯であることを入力する。計測デ
ータ抽出手段１０は計測データからあらかじめ設定され
た種々の条件に従い印象データを検出する。比較手段１
１は識別データメモリ７に保存されている識別データと
計測印象データを順次比較する。選択手段１２はこの比
較結果に基づき特徴部位を除いた部位２８に対する所望
加工データと特徴部位２７に対する所望加工データを順
次選定する。次に選定された複数の加工データの組み合
わせによりＮＣ工作機又はレーザーリソグラフィーによ
りクラウンを製作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工データによりＮＣ
の切削加工、研削加工又は光造形加工を行って人体補綴
物を製作する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】クラウン、ブリッジ、インレー、アンレ
ー、ベニア等の歯冠補綴物や有床義歯等の歯科補綴物、
さらに人工骨、人工関節等を含む人体補綴物は埋没鋳造
法の原理を用いて製作されており、例えばクラウン等歯
冠補綴物の製作手順は、通法に従い支台歯形成後、口腔
内の前記支台歯およびその周囲と対合歯の印象を採得し
咬合紙に咬合状態を記録する。次に歯科用硬石膏を印象
内に注入し分割歯型による作業模型を製作する。次に咬
合器および咬合紙を用いて作業模型上にワックスパター
ンを形成し、スプルーを設けて耐火材で埋没する。次に
ワックスを焼成後、ワックスパターン形状の空間にスプ
ルーを通して溶融した金属を充填し、冷却する。その後
スプルーを取り除き、表面を研摩して所望の歯冠補綴物
を得る。ところで、上記製作方法で得られたこの種補綴
物の品質はその製作に携わる技工士等技術力の負うとこ
ろが大きく、技工士等の熟練度の差により品質のバラツ
キがあり品質基準の設定が難しい。近年三次元システム
を用いて人体補綴物を製作する方法の研究が進められ、
これにより品質に対する技工士等の熟練度の影響を軽減
することにより品質の均一化を確保できる傾向にある。
三次元システムを用いて人体補綴物を製作する方法は、
例えば歯冠補綴物を製作する場合には、支台歯およびそ
の周囲と対合歯の印象を採得し、歯科用硬石膏を印象内
に注入し硬化させて作業模型を形成し、この作業模型の
形状を三次元測定技術により測定して治療した歯とその
周囲のデータをコンピュータに格納し、そのデータから
三次元モデルを作製し、この三次元モデルにデータベー
スの中から選択された一般的な補綴物形状を重ね合わ
せ、複製において必要とされる形状と機能に適合するよ
うにその一般的な形状を変更し、この変更された形状の
ＮＣデータを作成し、このＮＣデータによりフライス盤
などのＮＣ工作機を制御することにより、プラスチッ
ク、セラミック等の加工材を自動切削して補綴物を得る
ものなど種々のものが提案されている。しかし、これら
のものはいずれも三次元ＣＡＤ／ＣＡＭを用いて補綴物
を設計し、加工データを作成する作業を必要とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、品質のバラツキを抑制できるものの三次元ＣＡＤ／
ＣＡＭシステムを必要とするため非常に高価な装置にな
るという問題がある。

【０００４】そこで本発明は、比較的安価な装置で加工
データによりＮＣの切削加工、研削加工又は光造形加工
を行って人体補綴物を製作する方法を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の人体補綴物の製作方法は、加工デーによりＮ
Ｃの切削加工、研削加工又は光造形加工を行って人体補
綴物を製作する方法において、あらかじめ複数種類の標
準モデル形状の加工データとこの加工データの識別デー
タを保存し、人体欠損部位に関する計測データと前記識
別データとに基づき所望の加工データを選択し、選択さ
れた加工データにより人体補綴物を製作するものであ
る。

【作用】本発明によれば、計測データに基づく所望の加
工データが選択され、選択された加工データにより所要
の人体補綴物が製作される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。図１は歯科用綴物を製作するために構成され
た装置の実施例であり、パーソナルコンピューターなど
からなる演算処理手段１と、計測手段２と、ＮＣによる
工作機または光造形装置いわゆるレーザーリソグラフィ
ーからなる加工手段３と、ディスプレイ４と、入力手段
５からなっている。演算処理手段１は加工データメモリ
６と、識別データメモリ７と、計測データメモリ８と、
加工データ選択手段９とを有し、加工データ選択手段９
は、計測データ抽出手段１０と比較手段１１と選択手段
１２と変形手段１３により構成されており、計測手段２
により得られた計測データと識別データに基づく所望の
加工データを加工データメモリ６に保存されているデー
タベースの中から例えば特徴部位およびその他の部位に
対しそれぞれ選択し、選択された複数の加工データの組
み合わせにより順次加工手段３を制御して補綴物を製作
する。計測手段２は演算処理部１の計測データメモリ８
に支台歯およびその周囲と対合歯などの計測データを入
力可能な適宜装置を用いることができ、例えば接触式又
は非接触式の三次元測定機を用いる場合は、従来通り支
台歯およびその周囲と対合歯の印象を採得し、歯科用硬
石膏を印象内に注入し硬化させて作業模型を形成し、こ
の作業模型の形状を三次元測定機により測定して計測デ
ータメモリ８に格納する。この場合、計測データは点列
データをワイヤーフレーム化しスムージング処理を施し
たデータとして格納するのが望ましい。ＣＴスキャンを
用いる場合も同様に前記作業模型を通法により測定した
三次元データとして計測データメモリ８に格納する。ま
た、計測手段２として図３に示す形状認識装置１４を用
いることもできる。この形状認識装置１４はピンマトリ
クス構造体１５と形状入力装置１６と復元装置１７から
なり、ピンマトリクス構造体１５は基準板１８に多数の
ピン１９を三次元座標のＸ，Ｙ座標に対応させてマトリ
クス状に貫通配置させている。形状入力装置１６は三次
元座標のＸ，Ｙ座標に対応させてピン１９の移動量を検
出しＺ座標として信号を送出するための位置検出装置２
０が設けられ、ピンマトリクス構造体１５を係脱自在な
弾性爪２１により着脱可能にセットできるようになって
いる。位置検出装置２０は前記基準板１８に各ピン１９
に対応して設けられたセンサ２２とピン１９長さ方向に
等間隔例えば０．５ｍｍ毎に設けられた検知２３とでな
り、ピン１９の移動量を検知部２３の検知数で判定する
ようにしている。復元装置１３は係脱自在な弾性爪２１
によりピンマトリクス構造体１５をセットすることによ
り基準面２４が前記ピン１９を初期設定位置まで移動す
るようになっている。そして、支台歯とその周囲にピン
マトリクス構造体１５のピン１９群を押当てて支台歯と
その周囲の三次元形状に合わせてピン１９群を移動さ
せ、その後ピンマトリクス構造体１５を形状入力装置１
６にセットして位置検出装置２０により各ピン１９の移
動量を各Ｘ，Ｙ座標におけるＺ座標として取り込み、計
測データメモリ８に格納する。その後ピンマトリクス構
造体１５に復元装置１７をセットすることによりピンマ
トリクス構造体１５のピン１９群を復元させる。続い
て、対合歯に対する三次元座標値データを同様な操作手
順により格納する。この形状認識装置１４によれば口腔
内において直接的に計測できるため従来の石膏模型製作
の手間を省略できる。また、比較的安価な装置により計
測できるものとして、カメラ撮影による画像データを用
いることもでき、例えば特開平２−７３４７１号公報で
開示されているように、計測手段２として図示しないカ
メラを用い、支台歯およびその周囲と対向歯の石膏模型
を一方のカメラにより正面像を撮影するとともに他方の
カメラにより平面像を撮影して、各画像データを計測デ
ータメモリ８に格納する。また、印象データ抽出手段１
０にはあらかじめ撮影しようとする物体の三次元標準モ
デルデータを格納しておき、前記三次元標準モデルを前
記石膏模型の大きさ及び撮影時の姿勢に一致するように
拡大、縮小、移動、回転し、三次元標準モデル形状を前
記画像の撮影条件と同じ条件で前記画像上に投影して前
記画像上での物体の輪郭や特徴部分の存在範囲を求め、
これに基づいて前記画像上での物体の輪郭と特徴部位な
どを印象データとして抽出するものである。加工データ
メモリ６には例えば多種標準モモデルの模型を作成し、
これを上述した三次元の計測手段により計測して三次元
座標値データを得、この三次元座標値データに基づき三
次元ＣＡＤ／ＣＡＭを用いて通法により作成された種々
の加工データが格納されている。そしてこの加工データ
は、形態変化に特徴を持つ特徴部位例えば図４に示す右
下第１大臼歯２５においては平面２６で区分された上側
の咬合部２７である特徴部位と下側の他の部位２８とに
分けられており、特徴部位はさらに図５に示すように咬
合部２７を頬側と舌側とに分け、頬側はさらに左右に分
けて第１〜第３の特徴部位２９〜３１に分けられてい
る。またこのような加工データは識別データメモリ７に
保存されている識別データに対応させて例えば管理番号
によって読み出し可能に管理されている。識別データメ
モリ７には前歯、臼歯の区別、上下左右の区別、さらに
第１小臼歯、第２小臼歯、第１大臼歯、第２大臼歯、第
３大臼歯などの歯牙種類別あるいは支台形成された支台
歯、窩洞形成された支台歯またはコア形成された支台歯
の形態の種類などの属性別にグループ化する属性データ
が識別データとして保存され、さらに各グループはその
特徴部分とその他の部分を相対応する親子関係でグルー
プ化する属性データが識別データとして保存され、さら
にこれらの各グループを大きさ、角度などの計測値に対
応する設定データ毎に子孫関係でグループ化する設定デ
ータが識別データとして保存され、このようにして順々
にグループ化する識別データが保存されている。計測デ
ータ抽出手段１０は計測データである三次元座標値デー
タに基づき例えば右下第１大臼歯２５が欠損している場
合においては、図６に示す支台歯３２の寸法，形状，マ
ージンライン位置、および右下第２小臼歯３３と第２大
臼歯３４間の距離、右下第２小臼歯３３と第２大臼歯３
４の大きさ、右上第１大臼歯３５の咬頭部形状、コンタ
クトポイント、またＰｏｕｎｄ’ｓ ｌｉｎｅなどの計
測データを演算により検出する。また識別データである
設定データとは、例えば許容範囲であり、抽出された計
測データが許容範囲であるか否かを順々に判定し、計測
値が識別データの許容範囲にあるものを所望加工データ
として選択する。そして、選定された加工データを計測
値と許容範囲の例えば中間値との誤差分に応じて変形手
段１３により変形する。例えばクラウンの製作手順は、
ディスプレイ４の表示内容との対話方式で操作するもの
で図２に示すように歯を治療した後、その歯を削って支
台歯３２を形成し、口腔内の前記支台歯３２およびその
周囲の歯３３，３４と対向歯３５，３６，３７を計測手
段２により計測して計測データメモリ８に入力する。ま
た入力手段５により欠損部位の属性データ、例えば右下
第１大臼歯であることなどを入力する。次に計測データ
抽出手段１０は計測データからあらかじめ設定された種
々の条件に従い計測データを抽出する。つぎに比較手段
１１は入力された指定属性データおよび抽出された計測
データを識別データメモリ７に保存されているデータと
順次比較する。選択手段１２はこの比較結果に基づき特
徴部位を除いた部位に対する所望加工データと特徴部位
に対する所望加工データを順次選定し変形処理をする。
次に選定された複数の加工データの組み合わせによりＮ
Ｃによる工作機又はレーザーリソグラフィーによりクラ
ウンを製作する。この場合、特徴部位を除いた部位の外
郭形状は歯牙の各種類に対し一種類の標準形状に特定す
るのが望ましい。また、加工データのデータ数は本製法
による加工後に手仕上げ加工で修正可能な誤差許容範囲
を考慮してデータベースを備えることが望ましい。ま
た、上記実施例において、第３の特徴部位３１のみを特
徴部位とし、部位２８と部位２９と部位３０とを組み合
わせたものをその他の部位と設定してもよく、特徴部位
は適宜選定すればよい。また、上記実施例においては、
特徴部位とその他の部位の組み合わせを選択できるよう
にした場合を示したが、特徴部位とその他の部位を分け
ずに分割しない歯牙モデル形状の加工データを多種保存
し、図８に示す方式で加工データを選択するように構成
してもよい。また、変形手段１３は選択された加工デー
タを拡大又は縮小するものであり、これは計測データと
識別データとの比較において必要と認められた場合に
Ｘ，Ｙ，Ｚの少なくとも１方向に加工許容範囲内におい
て加工データに対しスケーリング処理を施すものであ
る。また、上記実施例では、属性データを入力手段５か
ら入力するように説明したが、計測データに基づき欠損
部位の属性を判定するようにしてもよい。このように、
本実施例においては計測データと識別データに基づく所
望の加工データが選択され、選択された加工データによ
り所望人体補綴物が製作されるため三次元ＣＡＤ／ＣＡ
Ｍを必要としない比較的安価な装置を提供できる。なお
本発明は上記実施例に限定されるものではなく本発明の
要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例
えば歯冠補綴物を例に説明したが金属床、樹脂製の有床
義歯、人工骨、人工関節等の各種人体補綴物に適用でき
る。また、本発明でいう支台歯とは、支台形成された支
台歯、窩洞形成された支台歯またはコア形成された支台
歯をいう。

【０００７】

【発明の効果】本発明は比較的安価な装置でＮＣによる
工作機又はレーザーリソグラフィーにより人体補綴物を
製作可能な方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】フローチャート図である。

【図３】形状認識装置を示す概略説明図である。

【図４】特徴部位と他の部位を示す概略説明図である。

【図５】特徴部位と他の部位の分割状態を示す概略説明
図である。

【図６】計測内容を示す概略説明図である。

【図７】計測内容を示す概略説明図である。

【図８】他の実施例を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

２ 計測手段 ３ 加工手段 ６ 加工データメモリ ９ 加工データ選択手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工データによりＮＣの切削加工、研削
   加工又は光造形加工を行って人体補綴物を製作する方法
   において、あらかじめ複数種類の標準モデル形状の加工
   データとこの加工データの識別データを保存し、人体欠
   損部位に関する計測データと前記識別データとに基づき
   所望の加工データを選択し、選択された加工データによ
   り人体補綴物を製作することを特徴とする人体補綴物の
   製作方法。