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個人識別を支援するAIを用いた歯科材料判別装置の開発

Research Project

Project/Area Number 20K18812
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57080:Social dentistry-related
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

村山 良介  日本大学, 歯学部, 専修医 (70706811)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords超音波 / OCT / 個人識別 / 歯冠色 / AI / 近赤外線
Outline of Research at the Start

本研究は, 大規模災害時に生じる身元確認作業において必要とされる遺体の歯科所見採得の際に, エックス線を必要としない非破壊装置(超音波, 近赤外線)を用いて, 補綴物および 修復物の材質を判定し, 体内に埋入されているインプラント体などを検出する装置を開発するための基礎的検討を行うものである. さらに, 人工知能(AI)を用いて, 超音波および近赤 外線装置から得られたデータから材質を特定するまでのプロセスを自動化するアルゴリズムを構築する.

Outline of Annual Research Achievements

本研究の概要は,歯冠色材料を非破壊的な計測手技を用いて特定することによって,歯科的個人識別へ応用することである.現在までのところ,研究が完了しているのは,歯冠色材料(セラミック,ジルコニア,レジンブロック)および歯質の超音波計測であり,これらは各学会で発表済みである.さらに,歯列のデジタルデータ化を実現するために,口腔内スキャナを用いた歯列の3Dデータ構築の一手法として,バーチャル模型を作成し,個人識別のための遠隔実習システムの検討,と題し第89回日本法医学会学術関東地方集会で発表した.
その後,歯冠色材料の赤外線データによる判別方法の一手技として,近赤外線装置であるOCTを用いて歯質および歯冠色材料の信号強度分布を採取した.その結果,エナメル質表面およびセラミックの信号強度分布は類似していることがわかった.このことは歯面研磨ペーストによる機械的歯面清掃を施した歯質表面のデータから導き出されたものである.すなわち,光線透過性と歯質の滑沢度は相関関係にあり,歯冠色材料であるセラミック表面の光線透過性は,エナメル質と同等であり,信号強度分布による識別は困難であるが,例えば陶材焼付金属冠のような金属フレームを有する場合は,パラジウムの存在によって識別は容易である.また,ジルコニアとCAD/CAMブロックもまた特有の信号強度分布を有するため,識別は容易であることがわかった.
AIを用いた検出方法としては,超音波計測で得られた波形を教師データとし,プログラミングはPythonを用い,アルゴリズムはYOLO v2を用いた.その結果,セラミック,ジルコニア,CAD/CAMブロックのインゴットを計測した波形の識別は97%で可能であった.

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Influence of one-step professional mechanical tooth cleaning pastes on surface roughness and morphological features of tooth substrates and restoratives2021

    • Author(s)
      Amari Y, Takamizawa T, Kawamoto R, Namura Y, Murayama R, Yokoyama M, Tsujimoto A, Miyazaki M
    • Journal Title

      Journal of Oral Science

      Volume: 63 Issue: 2 Pages: 133-138

    • DOI

      10.2334/josnusd.20-0420

    • NAID

      130008009593

    • ISSN
      1343-4934, 1880-4926
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超音波透過法を用いた歯冠色材料の異同識別のための基礎的検討2020

    • Author(s)
      村山 良介,網干 博文,小方 彩乃,近藤 真啓
    • Organizer
      第104次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] バーチャル模型を用いた個人識別のための遠隔実習システムの検討2020

    • Author(s)
      村山 良介,網干 博文,小方 彩乃,近藤 真啓
    • Organizer
      第89回日本法医学会学術関東地方集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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