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【発明の名称】 弧線選択装置および方法並びに解剖学的矯正決定装置および方法
【発明者】 【氏名】デイビッド・シー・ハミルトン
【要約】 【課題】個々の患者の歯の大きさに基づいて理想的な大きさの弧線を選択することができるような弧線選択装置および方法を提供すること。

【解決手段】複数の歯の大きさの少なくとも１つの合計および複数の歯の大きさのうち少なくとも一方を入力装置１０５，１０６，１０７により入力し、前記入力装置にインターフェイスされたプロセッサ１０１により、前記入力装置から前記少なくとも１つの合計および前記複数の歯の大きさのうち前記少なくとも一方を受信し、また、前記入力装置から前記複数の歯の大きさを受信した際、前記複数の歯の大きさの関数として前記少なくとも１つの合計を決定しかつ前記少なくとも１つの合計の関数として少なくとも１本の弧線を選択し、さらに前記選択された少なくとも１本の弧線を表示装置１０９により表示する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 少なくとも１本の弧線を選択するための弧線選択装置において、複数の歯の大きさの少なくとも１つの合計および複数の歯の大きさのうち少なくとも一方を入力する入力装置と、前記入力装置にインターフェイスされかつ前記入力装置から前記少なくとも１つの合計および前記複数の歯の大きさのうち前記少なくとも一方を受信するプロセッサであって、前記入力装置から前記複数の歯の大きさを受信した際、前記複数の歯の大きさの関数として前記少なくとも１つの合計を決定しかつ前記少なくとも１つの合計の関数として少なくとも１本の弧線を選択する該プロセッサと、前記選択された少なくとも１本の弧線を表示する表示装置と、を備えてなることを特徴とする弧線選択装置。
【請求項２】 前記入力装置がデジタルカリパスであることを特徴とする請求項１に記載の弧線選択装置。
【請求項３】 前記少なくとも１つの合計が上顎弓の歯の大きさの合計および下顎弓の歯の大きさの合計を含み、前記プロセッサが前記上顎弓の解剖学的矯正および前記下顎弓の解剖学的矯正の少なくとも一方を前記上顎弓の歯の大きさの合計および前記下顎弓の歯の大きさの合計の関数として決定し、前記表示装置が前記上顎弓の解剖学的矯正および前記下顎弓の解剖学的矯正の少なくとも一方を表示することを特徴とする請求項２に記載の弧線選択装置。
【請求項４】 前記プロセッサが、次式、Ｘ＝Ｌ／Ｒ−Ｕここで、Ｘは上顎弓の解剖学的矯正、Ｌは下顎弓の歯の大きさの合計、Ｒは比率、Ｕは上顎弓の歯の大きさの合計、を使用して前記上顎弓の解剖学的矯正を決定することを特徴とする請求項３に記載の弧線選択装置。
【請求項５】 前記比率が６本の歯の分析に関する０．７７２および１２本の歯の分析に関する０．９１３の一方であることを特徴とする請求項４に記載の弧線選択装置。
【請求項６】 前記プロセッサが、次式、Ｙ＝（Ｕ×Ｒ）−Ｌここで、Ｙは下顎弓の解剖学的矯正、Ｕは上顎弓の歯の大きさの合計、Ｒは比率、Ｌは下顎弓の歯の大きさの合計、を使用して下顎弓の解剖学的矯正を決定することを特徴とする請求項３に記載の弧線選択装置。
【請求項７】 前記比率が６本の歯の分析に関する０．７７２および１２本の歯の分析に関する０．９１３の一方であることを特徴とする請求項６に記載の弧線選択装置。
【請求項８】 前記少なくとも１つの合計が上顎弓の歯の大きさの合計および下顎弓の歯の大きさの合計を含み、前記選択された少なくとも１本の弧線が上顎弓用の弧線および下顎弓用の弧線を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の弧線選択装置。
【請求項９】 前記上顎弓の歯の大きさの前記合計が４４．５ｍｍ以下である場合、前記上顎弓に選択された前記弧線は略２５．４１２５ｍｍの曲率半径を有しかつ前記下顎弓に選択された前記弧線は略２０．０３７５ｍｍの曲率半径を有することを特徴とする請求項８に記載の弧線選択装置。
【請求項１０】 前記上顎弓の歯の大きさの前記合計が４４．５ｍｍないし４９．４ｍｍの間である場合、前記上顎弓に選択された前記弧線は略２６．７５ｍｍの曲率半径を有しかつ前記下顎弓に選択された前記弧線は略２４．２５ｍｍの曲率半径を有することを特徴とする請求項８に記載の弧線選択装置。
【請求項１１】 前記上顎弓の歯の大きさの前記合計が少なくとも４８．４ｍｍである場合、前記上顎弓に選択された前記弧線は略２８．０８７５ｍｍの曲率半径を有しかつ前記下顎弓に選択された前記弧線は略２５．４６２５ｍｍの曲率半径を有することを特徴とする請求項８に記載の弧線選択装置。
【請求項１２】 前記入力装置がキーボードであることを特徴とする請求項１に記載の弧線選択装置。
【請求項１３】 上顎弓および下顎弓の少なくとも一方用の解剖学的矯正を決定するための解剖学的矯正決定装置において、少なくとも１つの歯の大きさを測定するカリパスと、前記カリパスにインターフェイスされ、前記カリパスから前記少なくとも１つの歯の大きさ受信し、前記少なくとも１つの歯の大きさの関数として複数の歯の大きさの少なくとも１つの合計を決定し、前記上顎弓および前記下顎弓の少なくとも一方用の前記解剖学的矯正を前記少なくとも１つの合計の関数として決定するプロセッサと、前記決定された解剖学的矯正を表示する表示装置と、を備えてなることを特徴とする解剖学的矯正決定装置。
【請求項１４】 前記少なくとも１つの合計が上顎弓の歯の大きさの合計および下顎弓の歯の大きさの合計を含み、前記プロセッサが前記上顎弓の歯の大きさの合計および前記下顎弓の歯の大きさの合計の関数として前記上顎弓および前記下顎弓の少なくとも一方の解剖学的矯正を決定することを特徴とする請求項１３に記載の解剖学的矯正決定装置。
【請求項１５】 前記プロセッサが、次式、Ｘ＝Ｌ／Ｒ−Ｕここで、Ｘは上顎弓の解剖学的矯正、Ｌは下顎弓の歯の大きさの合計、Ｒは比率、Ｕは上顎弓の歯の大きさの合計、を使用して前記上顎弓の解剖学的矯正を決定することを特徴とする請求項１３に記載の解剖学的矯正決定装置。
【請求項１６】 前記比率が６本の歯の分析に関する０．７７２および１２本の歯の分析に関する０．９１３の一方であることを特徴とする請求項１５に記載の解剖学的矯正決定装置。
【請求項１７】 前記プロセッサが、次式、Ｙ＝（Ｕ×Ｒ）−Ｌここで、Ｙは下顎弓の解剖学的矯正、Ｕは上顎弓の歯の大きさの合計、Ｒは比率、Ｌは下顎弓の歯の大きさの合計、を使用して下顎弓の解剖学的矯正を決定することを特徴とする請求項１３に記載の解剖学的矯正決定装置。
【請求項１８】 前記比率が６本の歯の分析に関する０．７７２および１２本の歯の分析に関する０．９１３の一方であることを特徴とする請求項１７に記載の解剖学的矯正決定装置。
【請求項１９】 少なくとも１本の弧線を選択するためのコンピュータ化された弧線選択方法において、プロセッサによって入力装置から複数の歯の大きさの少なくとも１つの合計および複数の歯の大きさのうち少なくとも一方を受信する工程と、前記複数の歯の大きさが受信される場合に、前記プロセッサによって前記少なくとも１つの合計を決定する工程と、前記プロセッサによって前記少なくとも１つの合計の関数として前記少なくとも１本の弧線を選択する工程と、を備えてなることを特徴とする弧線選択方法。
【請求項２０】 さらに、前記選択された少なくとも１本の弧線を表示する工程を備えてなることを特徴とする請求項１９に記載の弧線選択方法。
【請求項２１】 前記入力装置がデジタルカリパスであることを特徴とする請求項１９に記載の弧線選択方法。
【請求項２２】 前記少なくとも１つの合計が上顎弓の歯の大きさの合計および下顎弓の歯の大きさの合計を含み、さらに、前記上顎弓の歯の大きさの合計および前記下顎弓の歯の大きさの合計の関数として前記上顎弓の解剖学的矯正および前記下顎弓の解剖学的矯正の少なくとも一方を前記プロセッサによって決定する工程と、前記上顎弓の解剖学的矯正および前記下顎弓の解剖学的矯正の前記少なくとも一方を表示する工程と、を備えてなることを特徴とする請求項１９に記載の弧線選択方法。
【請求項２３】 前記上顎弓の解剖学的矯正および前記下顎弓の解剖学的矯正の少なくとも一方を決定する前記工程が、次式、Ｘ＝Ｌ／Ｒ−Ｕここで、Ｘは上顎弓の解剖学的矯正、Ｌは下顎弓の歯の大きさの合計、Ｒは比率、Ｕは上顎弓の歯の大きさの合計、を使用して前記上顎弓の解剖学的矯正を決定する工程を含んでいることを特徴とする請求項２２に記載の弧線選択方法。
【請求項２４】 前記比率が６本の歯の分析に関する０．７７２および１２本の歯の分析に関する０．９１３の一方であることを特徴とする請求項２３に記載の弧線選択方法。
【請求項２５】 前記上顎弓の解剖学的矯正および前記下顎弓の解剖学的矯正の少なくとも１つを決定する前記工程が、次式、Ｙ＝（Ｕ×Ｒ）−Ｌここで、Ｙは下顎弓の解剖学的矯正、Ｕは上顎弓の歯の大きさの合計、Ｒは比率、Ｌは下顎弓の歯の大きさの合計、を使用して下顎弓の解剖学的矯正を決定する工程を含んでいることを特徴とする請求項２２に記載の弧線選択方法。
【請求項２６】 前記比率が６本の歯の分析に関する０．７７２および１２本の歯の分析に関する０．９１３の一方であることを特徴とする請求項２５に記載の弧線選択方法。
【請求項２７】 前記少なくとも１つの合計が上顎弓の歯の大きさの合計および下顎弓の歯の大きさの合計を含み、かつ前記選択工程が、前記上顎弓の歯の大きさの前記合計が４４．５ｍｍ以下である場合、略２５．４１２５ｍｍの曲率半径を有する上顎弓用の弧線を選択し、略２０．０３７５ｍｍの曲率半径を有する下顎弓用の弧線を選択する工程を含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の弧線選択方法。
【請求項２８】 前記少なくとも１つの合計が上顎弓の歯の大きさの合計および下顎弓の歯の大きさの合計を含み、かつ前記選択工程が、前記上顎弓の歯の大きさの前記合計が４４．５ｍｍないし４９．４ｍｍの間である場合、略２６．７５ｍｍの曲率半径を有する上顎弓用の弧線を選択し、略２４．２５ｍｍの曲率半径を有する下顎弓用の弧線を選択する工程を含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の弧線選択方法。
【請求項２９】 前記少なくとも１つの合計が上顎弓の歯の大きさの合計および下顎弓の歯の大きさの合計を含み、かつ前記選択工程が、前記上顎弓の歯の大きさの前記合計が少なくとも４８．４ｍｍである場合、略２８．０８７５ｍｍの曲率半径を有する上顎弓用の弧線を選択し、略２５．４６２５ｍｍの曲率半径を有する下顎弓用の弧線を選択する工程を含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の弧線選択方法。
【請求項３０】 前記入力装置がキーボードであることを特徴とする請求項１９に記載の弧線選択方法。
【請求項３１】 上顎弓および下顎弓の少なくとも一方用の解剖学的矯正を決定するためのコンピュータ化された解剖学的矯正決定方法において、複数の歯の大きさをカリパスにより測定する工程と、前記プロセッサによって前記カリパスから前記少なくとも１つの歯の大きさ受信する工程と、前記プロセッサによって前記少なくとも１つの合計を前記複数の歯の大きさの関数として決定する工程と、少なくとも１つの近遠心幅の関数として前記上顎弓および前記下顎弓の少なくとも一方に関して前記解剖学的矯正を決定する工程と、前記決定された解剖学的矯正を表示する工程と、を備えてなることを特徴とする解剖学的矯正決定方法。
【請求項３２】 前記少なくとも１つの合計が上顎弓の歯の大きさの合計および下顎弓の歯の大きさの合計を含んでいることを特徴とする請求項３１に記載の解剖学的矯正決定方法。
【請求項３３】 前記決定工程が、次式、Ｘ＝Ｌ／Ｒ−Ｕここで、Ｘは上顎弓の解剖学的矯正、Ｌは下顎弓の歯の大きさの合計、Ｒは比率、Ｕは上顎弓の歯の大きさの合計、を使用して前記上顎弓の解剖学的矯正を決定する工程を含んでいることを特徴とする請求項３２に記載の解剖学的矯正決定方法。
【請求項３４】 前記比率が６本の歯の分析に関する０．７７２および１２本の歯の分析に関する０．９１３の一方であることを特徴とする請求項３３に記載の解剖学的矯正決定方法。
【請求項３５】 前記決定工程が、次式、Ｙ＝（Ｕ×Ｒ）−Ｌここで、Ｙは下顎弓の解剖学的矯正、Ｕは上顎弓の歯の大きさの合計、Ｒは比率、Ｌは下顎弓の歯の大きさの合計、を使用して下顎弓の解剖学的矯正を決定する工程を含んでいることを特徴とする請求項３２に記載の解剖学的矯正決定方法。
【請求項３６】 前記比率が６本の歯の分析に関する０．７７２および１２本の歯の分析に関する０．９１３の一方であることを特徴とする請求項３５に記載の解剖学的矯正決定方法。
【請求項３７】 上顎弓に嵌合するように寸法付けられた金属ワイヤを備えてなり、この金属ワイヤが２５．４１２５ｍｍ、２６．７５ｍｍおよび２８．０８７５ｍｍのうち１つの曲率半径を有していることを特徴とする弧線。
【請求項３８】 前記金属ワイヤが超弾性の予め形成された弧線を含んでいることを特徴とする請求項３７に記載の弧線。
【請求項３９】 前記金属ワイヤが円形、正方形および矩形断面の１つを有していることを特徴とする請求項３７に記載の弧線。
【請求項４０】 下顎弓に嵌合するように寸法付けられた金属ワイヤを備えてなり、この金属ワイヤが２５．４６２５ｍｍ、２４．２５ｍｍおよび２５．４６２５ｍｍのうち１つの曲率半径を有していることを特徴とする弧線。
【請求項４１】 前記金属ワイヤが超弾性の予め形成された弧線を含んでいることを特徴とする請求項４０に記載の弧線。
【請求項４２】 前記金属ワイヤが円形、正方形および矩形断面の１つを有していることを特徴とする請求項４０に記載の弧線。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歯科矯正学の分野に関し、特に、少なくとも１本の弧線を選択するための弧線選択装置および方法に関し、また、上顎弓および下顎弓の少なくとも一方用の解剖学的矯正を決定するための解剖学的矯正決定装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】歯科矯正学の分野において、上方の（上顎の）および下方の（下顎の）歯の大きさ（近遠心の幅）間には、数学的比率が存在している。この数学的比率は理想的な歯の咬合において存在すべきである。頻繁という程ではないが、特に歯科矯正の問題を有する患者においては、歯の大きさの相違が存在している。これらの統計を確認する信頼し得る疫学的研究はないが、アメリカ人の略１／３が、釣り合ったかつ理想的な咬合の理に適った範囲内にある歯の大きさを有していると判断される。しかしながら、アメリカ人の残りの２／３は、数学的比率が理想的でない歯を有しており、かつ重大な歯の大きさの相違または不適合性に対して消極的である。
【０００３】ドクター・ウエイン・エイ・ボルトンによる「歯の大きさの不調和および不正咬合の分析および処置との関係」と題された科学研究論文においては、歯の大きさの相違の存在および大きさを識別するための方法（「ボルトン分析」）が記載されている。この方法は６本の前歯（２本の犬歯、２本の外側歯、および２本の中切歯）について、または１２本の歯（６本の前歯、４本の小臼歯、および２本の大臼歯）について実施され得る。数学的比率は、６本の前歯に関しては０．７７２であり、１２本の歯の分析に関しては０．９１３である、理想的な数学的比率と比較される。この比較により、数学的比率と理想的な数学的比率との間の差である、あらゆる存在している歯の大きさの相違および歯の大きさの相違の大きさが識別される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】代表的には、ボルトン分析は、ボルトンの論文に設けられた表、もはや製造されていない計算尺、または計算機を使用して実施される。それゆえ、ボルトン分析を使用して歯の大きさの相違の存在を判定することは、非常に冗長でかつ時間を消費することである。ボルトン分析は、歯の大きさの相違の存在および大きさを判定する一方、理想的な咬合を達成するために上顎および／または下顎の歯に必要な数学的矯正を定量化するものではない。したがって、歯を測定しかつ容易かつ迅速な方法で歯の大きさの相違の存在および大きさを正確に判定するコンピュータ化された装置が必要である。
【０００５】診断の間中歯の大きさの相違の存在および量を認識し、かつ処置の間中歯の構造の理想的な比率に近づけることを達成するような歯科矯正医の失敗は、結果として、上顎および／または下顎歯の密集または広がり等の処置の問題を生じるかも知れない。理想的な比率からのずれは、また、処置の再発および／または機能的な、審美的なかつ衛生的な問題を結果として生じるかも知れない。
【０００６】しかしながら、歯科矯正医がボルトン分析を使用して判定された歯の大きさの相違を矯正しようと試みるとき、問題が発生する。ボルトン分析の結果は比率に直接関連しているので、その結果は上顎または下顎弓に必要な実際の解剖学的矯正の量を正確には示していない。変化がいずれかの方向に始められると直ぐに、比率が変化する。歯の大きさの相違が、上顎または下顎弓において、ボルトン分析の結果によって示された歯の構造の量を単に追加または除去することによって矯正され得ると仮定しているような歯科矯正医は間違いを犯すであろう。そのうえ、ボルトン分析の結果は、歯の大きさの相違を促している１本または複数本の実際の歯を歯科矯正医または研究者に明瞭には示すものではない。したがって、ボルトン分析の結果を使用して必要な解剖学的矯正の量を決定するコンピュータ化された装置がさらに必要である。歯の大きさの相違の原因となり得る１本または複数本の歯を医者に即座に知らしめるように、この装置が各歯の実際のおよび平均の大きさを、モニタ上におよび／またはプリンタ出力に示すならば望ましい。
【０００７】超弾性の予め形成された弧線等の予め形成された弧線が、歯および弓を平らにし、整列させ、回転させ、および／または成形するような処置の第１および第２の段階の間に頻繁に使用される。予め形成された弧線の現行の歯科矯正での使用（上顎弓に１本、下顎弓に１本）は、患者の略１７％が大き過ぎる弧線により処置されかつ患者の１７％が小さ過ぎる弧線により処置されることを意味している。これらの予め形成された弧線は患者の顔面の大きさに調整することができないので、これらの弧線は上顎および／または下顎弓の過剰な膨張または収縮によって問題を生じるかも知れない。これらの問題は、最小に望まれるとき、処置において後で修正されるかも知れず、その場合、処置時間が延長されることになる。加えて、これらの予め形成されたワイヤの使用は、また、「周遊（ラウンドトリッピング）」、すなわち、歯を間違った方向に動かし、したがって歯を再び矯正しなければならないという結果を生じるかもしれない。かくして、より精密なかつ安定した処置をもたらすために理想的な弧線の大きさを決定するコンピュータ化された装置がさらに必要である。
【０００８】したがって、本発明は、個々の患者の歯の大きさに基づいて理想的な大きさの弧線を選択することができるような弧線選択装置および方法を提供することを目的としている。また、本発明は、理想的な解剖学的矯正を決定することができるような解剖学的矯正決定装置および方法を提供することを他の目的としている。また、本発明は、理想的な弧線を提供することをさらに他の目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の弧線選択装置は、少なくとも１本の弧線を選択するための弧線選択装置において、複数の歯の大きさの少なくとも１つの合計および複数の歯の大きさのうち少なくとも一方を入力する入力装置と、前記入力装置にインターフェイスされかつ前記入力装置から前記少なくとも１つの合計および前記複数の歯の大きさのうち前記少なくとも一方を受信するプロセッサであって、前記入力装置から前記複数の歯の大きさを受信した際、前記複数の歯の大きさの関数として前記少なくとも１つの合計を決定しかつ前記少なくとも１つの合計の関数として少なくとも１本の弧線を選択する該プロセッサと、前記選択された少なくとも１本の弧線を表示する表示装置と、を備えてなることを特徴としている。
【００１０】本発明の解剖学的矯正決定装置は、上顎弓および下顎弓の少なくとも一方用の解剖学的矯正を決定するための解剖学的矯正決定装置において、少なくとも１つの歯の大きさを測定するカリパスと、前記カリパスにインターフェイスされ、前記カリパスから前記少なくとも１つの歯の大きさ受信し、前記少なくとも１つの歯の大きさの関数として複数の歯の大きさの少なくとも１つの合計を決定し、前記上顎弓および前記下顎弓の少なくとも一方用の前記解剖学的矯正を前記少なくとも１つの合計の関数として決定するプロセッサと、前記決定された解剖学的矯正を表示する表示装置と、を備えてなることを特徴としている。
【００１１】本発明の弧線選択方法は、少なくとも１本の弧線を選択するためのコンピュータ化された弧線選択方法において、プロセッサによって入力装置から複数の歯の大きさの少なくとも１つの合計および複数の歯の大きさのうち少なくとも一方を受信する工程と、前記複数の歯の大きさが受信される場合に、前記プロセッサによって前記少なくとも１つの合計を決定する工程と、前記プロセッサによって前記少なくとも１つの合計の関数として前記少なくとも１本の弧線を選択する工程と、を備えてなることを特徴としている。
【００１２】本発明の解剖学的矯正決定方法は、上顎弓および下顎弓の少なくとも一方用の解剖学的矯正を決定するためのコンピュータ化された解剖学的矯正決定方法において、複数の歯の大きさをカリパスにより測定する工程と、前記プロセッサによって前記カリパスから前記少なくとも１つの歯の大きさ受信する工程と、前記プロセッサによって前記少なくとも１つの合計を前記複数の歯の大きさの関数として決定する工程と、少なくとも１つの近遠心幅の関数として前記上顎弓および前記下顎弓の少なくとも一方に関して前記解剖学的矯正を決定する工程と、前記決定された解剖学的矯正を表示する工程と、を備えてなることを特徴としている。
【００１３】本発明の弧線は、上顎弓に嵌合するように寸法付けられた金属ワイヤを備えてなり、この金属ワイヤが２５．４１２５ｍｍ、２６．７５ｍｍおよび２８．０８７５ｍｍのうち１つの曲率半径を有していることを特徴としている。
【００１４】本発明の弧線は、下顎弓に嵌合するように寸法付けられた金属ワイヤを備えてなり、この金属ワイヤが２５．４６２５ｍｍ、２４．２５ｍｍおよび２５．４６２５ｍｍのうち１つの曲率半径を有していることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面を参照しながらさらに詳細に説明する。図１は、本発明によるコンピュータ装置を示している。このコンピュータ装置は、中央処理ユニット（プロセッサ）１０１、第１記憶装置（フロッピー（登録商標）ディスクドライブ）１０２、第２記憶装置（ハードディスクドライブ）１０３、ダイナミックメモリ装置（ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））１０４、および入力／出力装置１０５、１０６、１０７、１０８および１０９（それぞれ、キーボード、マウス、カリパス、レーザプリンタおよびモニタ）を含んでいる。中央処理ユニット１０１は、コンピュータプログラム、特に、歯の大きさの相違、必要な解剖学的矯正、歯の大きさの相違の原因となっている１本または複数本の歯、および弧線の大きさを決定するソフトウェアプログラムを実行し、コンピュータ装置の動作を管理かつ制御するためのものである。
【００１６】フロッピーディスクドライブ等の第１記憶装置１０２は、フロッピーディスク等の取り外し可能な記憶媒体にデータおよびコンピュータプログラムを書き込みかつそれから読み取るために中央処理ユニット１０１に結合されている。また、第２記憶装置１０３も、中央処理ユニット１０１に結合されており、コンピュータプログラムおよびデータを記憶するための手段を提供している。しかしながら、第２記憶装置１０３は、例えば、大記憶容量を有するハードディスクドライブであってもよい。
【００１７】ダイナミックメモリ装置１０４、例えばＲＡＭは、中央処理ユニット１０１に結合されている。コンピュータ装置は、例えば、キーボード１０５、マウス１０６、レーザプリンタ１０８、およびモニタ１０９等の代表的な入力／出力装置を含んでいる。コンピュータ装置は、また、例えば、コンピュータ化されたカリパス１０７等の歯の近遠心幅を測定するための入力／出力装置を含んでいる。
【００１８】本実施形態においては、コンピュータ化されたカリパス１０７は、例えば、ファウラー「マックス−カル：コンピュータ化されたカリパス」、注文番号５４−２００−０００または５４−２００−０００８等のデジタルカリパスであってもよい。この装置は、実施形態にしたがって変更可能である。例えば、測定用タインは、それらが鋭く向けられかつ個々の歯の非常に正確な測定に適するように取り替え可能である。実際の歯または歯の石膏モデルが測定可能である。留意すべきことは、実際の歯を測定するその場合には、コンピュータ化されたカリパスを消毒すべきである、ということである。
【００１９】カリパス１０７からの入力を読み取るためにドライバが設けられる。このドライバは、カリパス１０７の入力ボタンが押された後カリパス１０７によって取り込まれた各測定値を検出することができる。ドライバは、例えば、カリパスが接続される図１に示したコンピュータ装置の通信ポートを決定する。さらに、ドライバは、例えば、カリパス１０７とコンピュータ装置との間の通信リンクを確立する。
【００２０】図２は、使用者が患者の情報、例えば、患者の氏名、年齢および性別および欠けているかまたは奇形の歯を入力する画面表示を示している。
【００２１】図３は、測定値を入力するのにキーボード１０５またはカリパス１０７を使用するかどうかを選択するためのプルダウンメニュー２０５を示している。測定値をキーボード１０５を介して入力しようとする場合、使用者は何も選択すべきでない。測定値をカリパス１０７を介して入力しようとする場合、使用者は、通信ポート、すなわち、カリパス１０７が接続されているＣＯＭ１，ＣＯＭ２等を選択すべきである。使用者がいったん入力装置を選択しかつ患者の情報を入力すると、使用者は図６および図７に示されるプログラムを実行するために「次へ」ボタンを選択すべきである。
【００２２】図４および図５は、図６および図７に示されるフローチャートを実行するプログラムの画面表示である。プログラムは、Ｃ＋＋等の通常のプログラミング言語を使用して実行可能である。
【００２３】図４は、使用者が６本の歯の分析に必要な個々の歯の大きさを入力した画面表示を示している。図４に示されているように、使用者はラジオボタン（選択ボタン）２０１で６本の歯の分析またはラジオボタン２０２で１２本の歯の分析を選択することができる。使用者は、また、ラジオボタン２０３で個々の歯の大きさまたはラジオボタン２０４で上顎および下顎弓の合計を入力するように選択することができる。この場合、使用者は６本の歯の分析を選択しかつ個々の歯の大きさを入力するように選択している。これらの選択はキーボード１０５またはマウス１０６を介して行われる。使用者が個々の測定よりむしろ合計を入力するように選択した場合、使用者は６本の歯の分析に関しては入力点２０７および２０８において、１２本の歯の分析に関しては入力点２０９および２１０において合計を入力する。
【００２４】この段階において、使用者はキーボード１０５またはカリパス１０７を介して測定値を入力する。使用者が入力装置としてキーボード１０５を選択した場合、使用者はキーボード１０５を使用して指示された順序で測定値を入力し、かつキーボード１０５の入力キーを押す。本実施形態においては、測定値を入力する順序は、入力点２０６において示されているように取り込まれるべき測定値を強調することによって指示される。入力点２０６の上方には、右上の犬歯の平均の大きさ、７．９１ｍｍが示されている。
【００２５】使用者が入力装置としてカリパス１０７を選択した場合、使用者は各歯の近遠心幅を測定するためにカリパス１０７を使用し、かつ各測定の後カリパス１０７上の入力ボタンを押す。すべての測定値が入力された後、使用者は「印刷」ボタン２１１および／または「計算」ボタン２１２をクリックすべきである。「印刷」ボタン２１１は、すべての入力された測定値により図４に示されているような画面表示をプリントアウトする。「計算」ボタン２１２は、弓の大きさ、歯の大きさの相違、必要な矯正、および弧線の大きさの決定を実行し、結果として、例えば、図５に示されるような画面表示を生じる。
【００２６】図５は、図６および図７に示されるフローチャートを実行するプログラムの出力分析概要の画面表示を示している。この画面表示は、上顎弓合計２１３、下顎弓合計２１４、必要な解剖学的矯正２１５，２１６、および推奨される弧線の大きさ２１７を示している。この場合においては、上顎弓の合計は４４．２８ｍｍそして下顎弓の合計は３６．１９ｍｍである。必要な解剖学的矯正は２．６ｍｍだけの上顎弓の増加または２．０１ｍｍだけの下顎弓の減少である。これは、上顎歯の近遠心幅が２．６ｍｍだけ増加されるべきであり、そして下顎歯の近遠心幅が２．０１ｍｍだけ減少されるべきであることを示している。しかしながら、歯科矯正医は、また、２つの計算の組み合わせである処置を実行するように決定することも可能である。推奨される弧線の大きさ２１７は、この場合には、「小さい」である。
【００２７】歯の大きさの相違の原因となっている歯は、個々の歯の測定値のすべてを入力した後図４に示した画面表示を見ることより決定することができる。この特別な画面表示は、歯の測定値の上方または下方に各歯の平均の大きさを示している。上顎の歯に関しては、平均の大きさは各測定値の上方に表示されている。下顎の歯の平均の大きさは、各測定値の下方に表示されている。使用者は、各特定の歯に関して測定値を平均の大きさと比較することによって歯の大きさの相違の原因となっている歯を決定することができる。
【００２８】図６および図７は、歯の大きさの相違、必要な歯の大きさの矯正、歯の大きさの相違の原因となっている個々の歯、および本発明による弧線の大きさを決定するソフトウェアプログラムのフローチャートを示している。
【００２９】プログラムの実行の間中、使用者は、６本の歯の分析または１２本の歯の分析が行われるのかどうかを示すためにキーボード１０５またはマウス１０６を介して６または１２を選択する（ステップ３０１）。次に、プログラムは６本の歯または１２本の歯の分析が選択されたかどうかを判断する（ステップ３０２および３０４）。使用者が６本の歯の分析を指示した場合には、理想的な数学的比率Ｒは０．７７２に設定される（ステップ３０３）。使用者が１２本の歯の分析を指示した場合には、理想的な数学的比率Ｒは０．９１３に設定され（ステップ３０５）、それ以外の場合には、プログラムはプログラムの始めに戻る（ステップ３０１）。
【００３０】理想的な数学的比率Ｒが設定された後、プログラムは個々の歯の大きさまたは各弓の個々の歯の大きさの合計が入力されるかどうかを判断する（ステップ３０６）。合計が入力される場合には、使用者は上顎の歯の近遠心幅の合計Ｕを入力する（ステップ３０７）。同様に、使用者は下顎の歯の近遠心幅の合計Ｌを入力する（ステップ３０８）。個々の歯の近遠心幅が入力される場合には、使用者は上顎歯の個々の近遠心幅および上顎歯の近遠心幅の合計Ｕを入力するように促される（ステップ３０９）。同様に、使用者は下顎歯の個々の近遠心幅および下顎歯の近遠心幅の合計Ｌを入力するように促される（ステップ３１０）。
【００３１】次に、上顎および下顎弓の必要な解剖学的矯正が決定される。上顎弓に必要な解剖学的矯正Ｘの大きさは、略１／１００ｍｍに丸みが付けられる（ステップ３１１）。
【００３２】上顎弓に必要な解剖学的矯正Ｘが、次式、Ｘ＝Ｌ／Ｒ−Ｕ （１）
にしたがって決定される。
【００３３】下顎弓に必要な解剖学的矯正Ｙが、次式、Ｙ＝（Ｕ×Ｒ）−Ｌ （２）
にしたがって決定される。
【００３４】次いで、上顎弓に必要な解剖学的矯正Ｘがゼロと比較される（ステップ３１２）。上顎弓に必要な解剖学的矯正Ｘがゼロより大きい場合、プログラムは、上顎弓の歯の近遠心幅が丸みを付けられたＸだけ減少されるべきであることを出力する（ステップ３１３）。上顎に必要な解剖学的矯正Ｘがゼロより小さい場合、プログラムは、上顎弓の歯の近遠心幅が丸みを付けられたＸだけ増加されるべきであることを出力する（ステップ３１４）。上顎弓に必要な解剖学的矯正がゼロに等しい場合、歯の大きさの相違はなくかつ解剖学的矯正は必要ない。
【００３５】次に、下顎弓に必要な解剖学的矯正Ｙの大きさが、略１／１００ｍｍに丸みを付けられる（ステップ３１５）。
【００３６】次いで、下顎弓に必要な解剖学的矯正Ｙがゼロと比較される（ステップ３１６）。必要な解剖学的矯正Ｙがゼロより大きい場合、プログラムは、下顎弓の歯の近遠心幅が丸みを付けられたＹだけ減少されるべきであることを出力する（ステップ３１７）。必要な解剖学的矯正Ｙがゼロより小さい場合、プログラムは、下顎弓の歯の近遠心幅が下顎弓に関して丸みを付けられたＹだけ増加されるべきであることを出力する（ステップ３１８）。下顎弓に必要な解剖学的矯正Ｙがゼロに等しい場合、歯の大きさの相違はなくかつ解剖学的矯正は必要ない。
【００３７】最後に、推奨される弧線の大きさが選択されそして使用者に表示される（ステップ３１９）。上顎の歯の合計が４４．５ｍｍ以下である場合、１組の小さい弧線が上顎および下顎弓に関して選択される。上顎の歯の合計が４４．５ｍｍより大きいが４９．４ｍｍより小さい場合、１組の中位の弧線が上顎および下顎弓に関して選択される。上顎の歯の合計が４９．４ｍｍ以上である場合、１組の大きい弧線が上顎および下顎弓に関して選択される。これらのパラメータは、ボルトンの科学的研究に使用された未処置の理想的な咬合を有する患者の上顎の前歯の大きさの平均の合計の標準偏差に基づいて決定された。
【００３８】上顎および下顎弓に必要な解剖学的矯正がいったん本発明にしたがって計算されたならば、歯科矯正医は通常の処置方法を選択することができる。歯科矯正医は、以下の方法の１つまたは組み合わせによって弓の大きさの相違を修正することができる。
１．歯間磨耗による選択された歯の近遠心幅の選択的なかつ測定された減少（必要な矯正によるエナメル面の減少）。
２．摘出。
３．必要な矯正にしたがって義歯の取り替えまたは歯の追加。
４．存在する歯の大きさを変更する複雑な追加、表面仕上げまたは人工歯冠を利用する義歯の処置。
【００３９】推奨された弧線は処置の全過程の間中使用されるべきである。本実施形態においては、選択された弧線は処置の全過程を通して、すなわち始めから終わりまで使用される。本発明による弧線の使用は３つの問題に対応している。第１に、歯の測定による弓の大きさの決定は、ほとんど例外なく、処置の結果が患者の顔および顎との、顔面および骨格の、機能的かつ審美的調和をもたらすことを保証する。第２に、本発明によって選択された弧線は、個々の患者の歯の大きさに適合しており、処置過程中の弓の過剰な膨張または収縮を防止する。第３に、本発明による弧線は、間違った方向に歯を動かし次いで歯を再び矯正することにより発生する「周遊」を防止することができる。かかる動きは重い医原性の後遺症を発生させるかもしれない。
【００４０】図８は、本発明による１組の小さい弧線、中位の弧線および大きい弧線を示す図である。各組は上顎弓および下顎弓用の弧線を含んでいる。上顎弓用の大きい弧線は略２８．０８７５ｍｍの曲率半径を有している。下顎弓用の大きい弧線は略２５．４６２５ｍｍの曲率半径を有している。上顎弓用の中位の弧線は略２６．７５ｍｍの曲率半径を有している。下顎弓用の中位の弧線は略２４．２５ｍｍの曲率半径を有している。上顎弓用の小さい弧線は略２５．４１２５ｍｍの曲率半径を有している。下顎弓用の小さい弧線は略２３．０３７５ｍｍの曲率半径を有している。弧線の各々の曲率半径は履歴的な患者のデータから決定されており、小さい弧線および大きい弧線は±標準偏差となっている。
【００４１】弧線は、例えば、ステンレス鋼および／またはニッケル−チタン（ＮｉＴｉ）から作られており、例えば、円形、矩形または正方形であってもよい。ＮｉＴｉから作られた円形の弧線の大きさは、例えば、０．０１４インチ、０．０１６インチ、および０．０１８インチである。矩形のＮｉＴｉ弧線の寸法は、例えば、０．０１６インチ×０．０１６インチ、０．０１６インチ×０．０２２インチ、０．０１７インチ×０．０２５インチ、０．０１８インチ×０．０２５インチ、０．０２インチ×０．０２インチ、および０．０２１インチ×０．０２８インチである。バイオフォース弧線の寸法は、例えば、０．０１６インチ×０．０１６インチ、０．０１６インチ×０．０２２インチ、０．０１８インチ×０．０１８インチ、０．０１８インチ×０．０２５インチ、０．０２インチ×０．０２インチ、および０．０２１インチ×０．０２８インチである。
【００４２】歯の大きさの相違、必要な矯正、および弧線の大きさは、部分的に、ボルトン分析による理想的な数学的比率を使用して決定される。「歯の大きさの不調和および不正咬合の分析および処置との関係」と題された論文に記載された最初のボルトン分析は、コーカサス人の患者のみを含んでいた。他の実施形態において、本発明は、他の人種に特定の、僅かであるが統計的に顕著な差異を補償するために、その計算を調整している。その方法および過程は同一であるが、個々の歯の理想的な比率および平均の大きさは、これらの統計的な差異に基づいて変化する。
【００４３】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、本発明の弧線選択装置および方法によれば、個々の患者の歯の大きさに基づいて理想的な大きさの弧線を選択することができる。また、本発明の解剖学的矯正決定装置および方法によれば、理想的な解剖学的矯正を決定することができる。さらに、本発明の弧線によれば、理想的な弧線が得られる。
【出願人】 【識別番号】５００５１６０８９
【氏名又は名称】デイビッド・シー・ハミルトン
【出願日】 平成１２年１１月８日（２０００．１１．８）
【代理人】 【識別番号】１００１０５６４７
【弁理士】
【氏名又は名称】小栗 昌平 （外４名）
【公開番号】 特開２００１−１７８７４３（Ｐ２００１−１７８７４３Ａ）
【公開日】 平成１３年７月３日（２００１．７．３）
【出願番号】 特願２０００−３４０６３３（Ｐ２０００−３４０６３３）