Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

インターネット / 頭部三次元形態画像 / 顎運動 / 遠隔分析・診断システム / 遠隔診断 / 下顎運動 / 三次元画像 / 3Dセファロ

本研究成果の具体的な内容については、正・側面頭部工ックス線規格写真(セファロ)から立体構築した顎顔面形態の3D画像(3D-Cephalo)を、6自由度顎運動測定装置で計測した下顎運動に基づいて駆動させる4次元表示システムを構築したことである。さらに、インターネットを通して送信されてきたセファロトレース画像上の解剖学的特徴点を自動認識して3D-Cephaloを立ち上げるプログラムを開発した。そして患者の頭部立体画像を用いた三次元形態分析結果および患者の下顎運動をパソコン画面上で可視化できるように再構成して、ユーザーである臨床医に同じくインターネットを介して返送する遠隔診断システムを構築した。近年,医療分野において著しく発達しているITを利用することにより,一般開業医より送られてきた患者の形態画像と顎運動計測データをもとに種々の分析を行い、得られた結果を三次元画像と一緒にネットワークを介して臨床医に送信ができる。これは歯科一般臨床医や矯正・小児歯科専門医に遠隔診断支援として役立つだけでなく、患者にとってもよりリアリティーのある分かり易いコミュニケーションツールとなると思われた。また、歯科矯正領域における二次元の形態分析では標準偏差図表が頻繁に用いられていて臨床医にはなじみが深い。そこで同じく、本システムを発展させて三次元標準偏差図表を新たに作製し、患者の値を当てはめることで異常部位の特定とその程度を定量的に評価する方法を開発した。このように本システムは日常臨床への利用が可能になることが示唆され、社会的にも意義ある研究だと考えている。

顎運動 / コンピュータグラフィック / 遠隔診断 / 三次元構築 / 表情解析 / コンピュータグラフィックス / インターネット / 骨格歯列統合画像

近年、顎顔面骨格形態と顎機能の関係について多くの研究が見られるようになってきた。しかしながらこれまでに、同じ座標系の中で機能と形態を三次元かつ同時に表示、解析する方法はほとんど報告されていない。そこでわれわれは被験者の頭部3次元CT(Computed Tomography)画像を顎運動データに合わせて動かすシステムを新しく構築した。歯は3次元表面形状レーザー計測装置、顎運動は6自由度動作計測装置で計測し、これらをセラミック球を用いてCT頭部画像に統合した。
一方、CTは頭部の立体的構造を正確に表示できる利点があるが、撮影装置が高価であり、また被験者へのエックス線被爆も大きい。そこでわれわれが報告した日本人の標準頭部立体モデルを側方頭部エックス線規格写真と歯列模型の計測値で変形させる方法を用いて、被験者の歯・顎顔面形態を立体構築するシステムを構築した。そしてこのモデルを3D-CTの場合と同様な方法で顎運動データに合わせて駆動するシステムを併せて開発した。
2つの三次元頭部モデルの下顎運動表示にはいずれもコンピュータグラフィックの技術を用いた。これらは下顎運動のパターンと骨格形態や咬合の関係を同時に把握することができる。したがって患者への理解し易い説明用ツールとして応用できるとともに、インターネットを通した遠隔診断にも応用できるシステムになる可能性が示唆された。現在は本研究の当初の計画通り、顎運動機能と咬合接触や顎関節空隙との関連に加えて、表情や発語動作の研究に発展させている。
以上の研究成果は原著9編に発表し日本矯正歯科学会と日本顎機能学会から学術奨励賞が授与された。また19演題の学会口頭・パネル発表を行い、そのうち1演題が優秀発表賞を獲得した。本研究成果は2つの海外学会の特別講演で発表した。

【研究分担者】
青木義満	慶應義塾大学	理工学部	准教授	(Kakenデータベース)
中島昭彦	九州大学	名誉教授	(Kakenデータベース)
寺嶋雅彦	九州大学	大学院・歯学研究院	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
青木義満	芝浦工業大学	工学部	助教授	(Kakenデータベース)
上原美智也	九州大学	大学病院	医員	(Kakenデータベース)
中村真吾	ベルテックジャパン	研究開発部	研究員