MRIデータによる顎関節の三次元構築自動化システムの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08557108
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 菊池 雅彦 東北大学, 歯学部・附属病院, 講師 (60195211)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 服部 佳功 東北大学, 歯学部, 助手 (40238035)
• Keywords: 顎関節 / 下顎頭 / 下顎窩 / MR画像 / 自動的抽出 / 3次元再構築 / 動的輪郭モデル / 診断支援システム

Research Abstract

顎関節の画像診断に用いられるMR連続断層画像より、構造物の形態や位置関係を3次元的に把握することは必ずしも容易ではない。そこで本研究では、下顎頭および下顎窩の皮質骨表面をMR画像より可及的自動的に抽出、表示し、その3次元的形態や位置関係の直観的把握を可能とする顎関節の診断支援システムを構築した。
下顎頭、下顎窩の皮質骨表面の抽出行程は、動的輪郭モデル(Snakes)を用いた連続断層画像からの輪郭抽出、動的輪郭モデルの3次元拡張である動的表面モデルによる表面抽出の順に行った。動的輪郭モデルに用いる初期輪郭は、顎関節の中央付近を通る1断面についてのみ術者が入力し、その他の断面では輪郭抽出を終えた隣接断面における輪郭を用いた。これにより抽出行程の可及的自動化が実現された。抽出された皮質骨表面は、解剖学的特徴をよく表現し3次元的に滑らかであった。同一断面での抽出結果の輪郭と歯科医師によるトレース結果との比較により、抽出結果の妥当性が示された。
形態、位置関係の提示行程の検討では、下顎頭および下顎窩の3次元再構築像ならびに任意断面における断層像の表示と、下顎頭・下顎窩間距離の下顎頭表面上への疑似カラー表示を実現した。提示方法の有用性の検討に、右側顎関節の開口痛を主訴とし、復位を伴わない関節円板前方転位と診断された顎関節症患者(45歳、女性)の両側顎関節MR画像を用いたところ、3次元再構築像より患側である右側下顎頭の骨棘形成および平坦化が、下顎頭・下顎窩間距離の下顎頭表面上への疑似カラー表示により、患側の関節腔の著しい狭窄が観察された。
以上の結果より、本システムは下顎頭、下顎窩の皮質骨表面の可及的自動的な抽出と、下顎頭、下顎窩の3次元的形態や位置関係の直観的な把握が可能な、臨床的に有用なシステムであることが示唆された。

Research Products

• [Publications] 三浦 周: "層状構造の抽出を目的としたエネルギー項のSnakesへの応用" 1997年電子情報通信学会総合大会講演論文集. 212-212 (1997)
• [Publications] 三浦 周: "顎関節内部構造の評価におけるMR画像プロファイルの応用" 医用電子と生体工学. 35・特別号. 215-215 (1997)
• [Publications] 三浦 周: "MRプロファイルを応用した顎関節構造の評価" 第10回日本顎関節学会総会プログラム予稿抄録集. 81-81 (1997)
• [Publications] 三浦 周: "動的輪郭モデルを用いた顎関節MR画像からの下顎頭,下顎窩の抽出" 第31回日本ME学会東北北海道支部大会講演論文集. 29-29 (1997)