Determination of optimal design of orthodontic appliances using artificial intelligence and simulation of long-term tooth movement

本年度は、骨密度と骨リモデリング量の相関を調べるために、ラットを用いた実験的歯の移動を行った。10週齢ウィスター系雌のラットを対象に、固定源としてラット上顎前方部に歯科矯正用アンカースクリューを埋入し、10g の NiTi スプリングを用いて第一 臼歯の近心傾斜移動を行った。また、アンカースクリューと第二・第三臼歯はワイヤーで連結、固定した。移動前後のmicro CT 画像から歯の移動量を計測した。第二・第三臼歯を基準として、Iterative Closest Point アルゴリズムを用いて 3 次元の重ね合わせを行い、矯正力による第一臼歯の移動量を回転行列と並進量として計算した。歯槽骨密度はBone mineral density（BMD）が既知の標本を用いてキャリブレーションを行い、Hounsfield Unit（HU）から計算することとした。Mimicsを用いて移動前の micro CT データの HU値を全座標について出力し、BMDの3 次元マップを生成した。その結果、骨密度と骨吸収により生じる移動量は有意に相関しており、骨密度が大きい部位では歯の移動が遅くなる事が示唆された。

本年度は、骨密度と骨リモデリング量の相関を調べるために、ラットを用いた実験的歯の移動を行った。10週齢ウィスター系雌のラットを対象に、固定源としてラット上顎前方部に歯科矯正用アンカースクリューを埋入し、10g の NiTi スプリングを用いて第一 臼歯の近心傾斜移動を行った。また、アンカースクリューと第二・第三臼歯はワイヤーで連結、固定した。移動前後のmicro CT 画像から歯の移動量を計測した。第二・第三臼歯を基準として、Iterative Closest Point アルゴリズムを用いて 3 次元の重ね合わせを行い、矯正力による第一臼歯の移動量を回転行列と並進量として計算した。歯槽骨密度はBone mineral density（BMD）が既知の標本を用いてキャリブレーションを行い、Hounsfield Unit（HU）から計算することとした。Mimicsを用いて移動前の micro CT データの HU値を全座標について出力し、BMDの3 次元マップを生成した。その結果、骨密度と骨吸収により生じる移動量は有意に相関しており、骨密度が大きい部位では歯の移動が遅くなる事が示唆された。