高精度頭部モデルを用いた頭部形態・機能の可視化による歯科診断支援

顎顔面骨格形態に非対称を有する者は,顎機能においても非対称性を呈し,顎関節症状が高率に発現することが報告され,診断時には顎顔面・顎関節形態や咬合状態および下顎運動経路の特徴など,形態と機能の両面からの総合的な解析が必要とされている。本研究課題では,顎骨格形態の高精度3次元可視化と顎運動計測による統合的歯科診断支援システムとして,以下の2つにシステムを構築した。1.正面・側面方向から同時撮影した二枚の頭部X線規格画像(セファロ画像)から形態分析に用いるのに十分な精度を持つ患者個人の頭部三次元骨格モデルを構築する手法を検討した.まず,市販のポリゴンモデルを日本人成人の標準的な骨格形態を有する被験者群の3D-CTデータによって基準化したモデルを用意した.次に,個人の正面・側面セファロ画像から抽出した解剖学的特徴点群の三次元座標値を算出した.それらの点群データを基準モデルに与え,モデル全体の形状をRadial Basis Function Transformを用いた形状補間処理により変形し,個人の骨格形状モデルを構築した.本手法を実際の症例に対して適用し,精度評価によりその有用性を確認した.2.Computed Tomographyを用いて得た頭蓋骨および下顎骨の三次元再構成像に非接触型三次元計測装置を用いて撮影し得られた歯列模型の形態画像を統合した後,六自由度下顎運動データで駆動することで患者固有の下顎運動と三次元的な顎顔面骨格構造や上下歯列形態の対応を視覚的に把握できる四次元顎運動可視化システムを開発した.これを実際に顎変形症患者の症例に適用・可視化する実験を行い,臨床診断支援システムとしての有用性を確認した.以上,2つのシステムを統合し,臨床応用に向けての試験的システム運用を終え,実用化に向けたシステムの改良を行っている.

顎顔面骨格形態に非対称を有する者は,顎機能においても非対称性を呈し,顎関節症状が高率に発現することが報告され,診断時には顎顔面・顎関節形態や咬合状態および下顎運動経路の特徴など,形態と機能の両面からの総合的な解析が必要とされている。本研究課題では,顎骨格形態の高精度3次元可視化と顎運動計測による統合的歯科診断支援システムとして,以下の2つにシステムを構築した。1.正面・側面方向から同時撮影した二枚の頭部X線規格画像(セファロ画像)から形態分析に用いるのに十分な精度を持つ患者個人の頭部三次元骨格モデルを構築する手法を検討した.まず,市販のポリゴンモデルを日本人成人の標準的な骨格形態を有する被験者群の3D-CTデータによって基準化したモデルを用意した.次に,個人の正面・側面セファロ画像から抽出した解剖学的特徴点群の三次元座標値を算出した.それらの点群データを基準モデルに与え,モデル全体の形状をRadial Basis Function Transformを用いた形状補間処理により変形し,個人の骨格形状モデルを構築した.本手法を実際の症例に対して適用し,精度評価によりその有用性を確認した.2.Computed Tomographyを用いて得た頭蓋骨および下顎骨の三次元再構成像に非接触型三次元計測装置を用いて撮影し得られた歯列模型の形態画像を統合した後,六自由度下顎運動データで駆動することで患者固有の下顎運動と三次元的な顎顔面骨格構造や上下歯列形態の対応を視覚的に把握できる四次元顎運動可視化システムを開発した.これを実際に顎変形症患者の症例に適用・可視化する実験を行い,臨床診断支援システムとしての有用性を確認した.以上,2つのシステムを統合し,臨床応用に向けての試験的システム運用を終え,実用化に向けたシステムの改良を行っている.