ボリュームレンダリングを用いた歯科用手術・診断シミュレーションシステムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557176
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 荘村 泰治 大阪大学, 歯学研究科, 助教授 (10154692)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 隆志 大阪大学, 歯学部・附属病院, 講師 (20198211) ; 高橋 純造 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (80029149) ; 古郷 幹彦 大阪大学, 歯学研究科, 助教授 (20205371) ; 吉田 篤 大阪大学, 歯学研究科, 助教授 (90201855)
• Keywords: ボリュームレンダリング / バーチャルリアリティ / 歯科用手術シミュレーション / 三次元形状計測 / 口唇口蓋裂 / コンピュータ

Research Abstract

本研究ではコンピュータ技術を応用し計測したサーフェスおよびボリュームデータを活用し、口腔外科における口唇口蓋裂患者の形成術のシミュレーション、歯列と顔面三次元形状統合、補綴科におけるインプラント埋入シミュレーションなど歯科独自の手術・診断支援システムを開発することを目的としている。我々は、これまでVIVID700で計測した口唇周辺の三次元形状データを用い、口唇形成術における切開線のシミュレーション法を開発してきたが、この装置では計測精度がまだ不十分であった。そこで今年度は、まずより精度の高いVIVID900を導入し、計測した患児口唇周辺の高精度な形状データを用いて切開線のシミュレーションを行うことが可能になった。さらに、口蓋部の形状データも計測し、口唇および口蓋部の切開線を含めてシミュレートできるように拡張することを試みている。
一方、外科矯正をはじめ、術前・術後の顔面と歯列の相対的な位置関係の変化を正確に把握する必要がある場合が多い。CTやMRIでは歯列データが不正確である。そこで、VIVID900を用い、まず被験者の顔面を3方向から計測し合成した。VIVIDは歯列模型も精度高く計測できるので、多方向から計測し、その全三次元形状データを合成した。一方、バイトを口腔外に延長し、その先端にインターフェース用プレートを付けたジグを作製し、これを上下模型および被験者の口腔内に保持した状態で計測した。そして両者のインターフェース部のデータを対応し一致させることで、歯列と顔面三次元形状を統合することができた。この統合データから、顔面と歯列の相対的な位置関係を定量的に求め、術前後で比較することが可能になった。

Research Products

• [Publications] Nagao, M., Sohmura, T.et al.: "Integration of 3-D Shapes of Dentition and Facial Morphology Using High-Speed Laser Scanner"Int. J. Prosthodont. 14・6. 497-503 (2001)