6自由度顎運動測定装置と非接触三次元形状測定装置による咬合面形状と咀嚼運動の分析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11470457
• Research Institution: The Nippon Dental University
• Principal Investigator: 新井 一仁 日本歯科大学, 歯学部, 講師 (00193037)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 俊弘 日本歯科大学, 歯学部, 講師 (60172417)
• Keywords: 6自由度顎運動測定装置 / 顎運動 / 歯科矯正学 / 非接触三次元形状計測システム / 形態的分析 / 画像処理 / 口腔模型 / レーザ光

Research Abstract

計測装置およびデータ処理の問題として以下の2点が上げられる.
今年度は主にこの問題について対応した.
(1) 非接触三次元計測分析システムによる三次元座標計測に用いていた石膏球の材質が,接触式の計測に耐え得るだけの強度がないため,強度の向上のためセラミック球に変更することを考案したが,レーザ光は散乱し計測の精度が低下した.最も誤差が大きかったのはCCDカメラとレーザの反射光が直交する位置のデータであり,その原因としてセラミック球の表面形状の影響によるレーザ反射光の散乱(収束)が考えられた.そこでこのノイズを削減するためにセラミック球の表面にサンド・ブラスターにより表面処理を行った結果,ノイズは軽減し比較的良好な結果が得られた.
(2) 現有の日本歯科大学式半調節性咬合器(NDU-77型)に口腔模型を通法にしたがって付着し,咬合器の開閉口運動について6自由度顎運動測定分析システムを用いて記録した.計測点は下顎模型上に設定したセラミック球の表面に20点設定した.また、開閉口運動は約10秒間に3回を手動にて行った.その結果、開閉口運動の出力データは1秒間に100点もの高速度の計測がスムーズに行われており,咬合器の微少な位置が補正された運動データを得る事ができた.
しかし
(1) データをCADソフトウェアにて読み込むためのデータ形式の変換が必要となった.
(2)データの量が多いため、全ての運動データから任意の時点の三次元座標値を取り出すことが必要となった.よって,まずMS-DOSを基本ソフトとするC言語(Microsoft Visual C)にてソフトウェアを開発し試用したところ,良好な結果が得られた.しかし依然として操作性には劣ることから,同じアルゴリズムをMicrosoft Visual Basic6.0に移植し,Windowsを基本ソフトとする設計の変更について検討する必要性が示唆された.