Development of three-dimensional oral structure, function diagnosis and treatment support system based on novel intraoral coordinate system
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22K12799
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
坂本 信 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80215657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平元 和彦 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00261652)
亀田 剛 日本歯科大学, 新潟生命歯学部, 講師 (30277610)
小林 公一 新潟大学, 医歯学系, 教授 (70296317)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 歯科 / 歯列 / 歯軸 / 咬合平面 / 三次元口腔内座標 / 顎運動 / バイオメカニクス / CBCT |
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| Outline of Research at the Start |
歯科臨床で使用されるコーンビームCT（Cone-Beam Computed Tomography: CBCT）画像から，研究代表者らが独自に考案した個人固有の3次元口腔内ワールド座標系（絶対座標系）を用いて，3次元歯軸，歯列および咬合形態という口腔構造を明らかにする．さらに，上下顎歯の空間運動から精度の高い顎運動測定・解析システムを構築する．そして，これらを融合することにより，臨床診断が可能となる国内外で例をみない新たな3次元歯および顎画像モデルによる口腔構造・機能診断，治療支援システムを開発して学術貢献を果たすとともに，製品化することにより研究成果を社会に還元する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
上下顎の歯軸および歯列関係を明らかにすることは，臨床上の適切な診断や調和のとれた補綴物の製作および歯科矯正において重要である．2023年度の一つ目の実績としては，上下顎の三次元咬合平面について明らかにした．咬合平面とは，口腔系形態，咬合採取および顎運動解析における基準平面の一つである．臨床的には矢状面X線画像より，歯冠部特徴点を直線的に結び表現されている．研究では，個性正常咬合者17名を対象にコーンビームCT画像から上下顎骨の解剖学的特徴点3点より構築する三次元口腔内ワールド座標系を用いて，咬合平面を三次元的かつ数学的に表現を行うことを目的とした．咬合平面は，三次元歯モデルを座標系に投影し，上下顎歯において，3点の歯冠部特徴点から平面を定めた．さらに，咬合平面および三次元口腔内座標系を用いて，冠状面および矢状面での平面傾斜角による評価を行った．その結果，冠状面においては傾きが小さく，ほぼ左右平行であった．矢状面においては，冠状面に比べ傾きの個人差があったが，上下顎咬合平面間では有意な相関関係があった．本結果より三次元口腔内ワールド座標系を基準とした三次元咬合平面の特徴評価を報告した．二つ目の実績としては，新たな三次元口腔内座標系を用いた顎運動計測・解析システムを確立した．これは，上述の我々が開発した個別の三次元口腔内座標系を基に顎運動を表現する方法である．顎運動の計測は，被検者ごとに作成したマウスピースの赤外線マーカをとりつけ，そのマーカを赤外線カメラで追従することで下顎の運動を得る．本システムの特徴は，顔が測定中に動いても上顎骨の動きも測定していることから，自然な下顎運動ができる点にある．これまでに8名の被検者のデータ解析が終わり，2024年には国内外の学会で発表する．また，論文として公表する予定であるとともに，臨床歯科において用いられるシステムを製品化する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023～2024年度の当初の予定では，2022年度で製作した口腔構造・顎運動解析システムを用いて被検者10名程度の測定と解析を行う．ここでは特に，歯軸と歯列の関係や咬合面等を表す適切な数学的表現法を検討し，個人分類評価を行う（坂本・小林・亀田）．また，口腔構造情報を含む顎運動解析（咀嚼運動，限界運動，開閉口運動等）を行い，これまで正確に求めることが困難である3次元咬合接触状態や顎関節の動態等を明らかにすることである．
以上のような予定の通り，本研究課題は進行しており，おおむね順調に進展していると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度には，2023年度でまでに製作した口腔構造・顎運動解析システムを用いて被検者50名程度の測定と解析を行う．ここでは特に，歯軸と歯列の関係や咬合面等を表す適切な数学的表現法を検討し，個人分類評価を行う．また，口腔構造情報を含む顎運動解析（咀嚼運動，限界運動，開閉口運動等）を行い，これまで正確に求めることが困難である3次元咬合接触状態や顎関節の動態等を明らかにする．さらには，本測定・解析法を歯科医師が使用しやすいユニットへと統合し，臨床歯科において広く用いられるシステムを開発・製品化して，研究成果を社会に還元する予定である．
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
