2019 Fiscal Year Research-status Report
歯科矯正治療支援を目指した歯の移動予測データ同化システムの構築
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18K11339
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
須賀 一博 工学院大学, 工学部, 准教授 (30408992)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 歯科矯正 / データ同化 / 逆問題 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，より安全かつ効果的な歯科矯正治療の実現を支援するために，歯の移動予測システムを開発することを目的としている．
本年度は，効率的な歯の移動予測システムを開発するために，データ同化によるは移動量の定量予測システムの開発を実施した．
まず，実際の歯の移動量を計測するシステムの開発を進めた．歯の歯冠部の３次元形状計測データを歯科用光学スキャナで計測する．計測された移動前後の計測データから歯の並進移動量と回転移動量を算出する．数値実験によりアルゴリズムの妥当性を検証した．歯冠部の３次元形状計測データから，既知の移動量を加えて移動後の歯の３次元形状の計測データを模擬した．開発したシステムを用いて，歯の移動量を計測した．検証の結果，システムの妥当性を確認した．さらに，歯冠部の形状がどの程度計測されていれば，高精度で計測できるかを明らかにした．
次に，歯の材料定数や歯に作用している矯正力を同定するシステムの改良を進めた．前年度開発した歯の移動方向を予測する簡易モデルは，逆問題を解くことで，歯の移動方向を決定する．この逆問題は，初期値依存性があるという問題があった．初期値依存性を克服するための遺伝的アルゴリズムを用いて，アルゴリズムの改良を試みた．また，１ヶ月程度の歯の移動量を先験情報として用いることで，逆問題の探索空間を限定した．今後，様々な設定で，移動量を予測する数値実験を行いシステムの有効性を検証する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画した内容のうち，歯の材料定数や矯正力を同定するシステムの改良がやや遅れている． また，模擬歯モデルや臨床データを用いた実験的有効性検証を行が実施できていない．しかし，数値実験で用いた模擬計測データでは，測定誤差の影響も考慮しているため臨床実験の一部に変えて有効性評価に利用できることが期待できる．以上の理由から，やや遅れていると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定に加えて，歯の材料定数や矯正力を同定するシステムの改良に，研究リソースを配分して研究を推進する．
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| Causes of Carryover |
システムのアルゴリズム開発の遅れ，計算機の購入を見送ったため．
新たな仕様を決定し計算機を購入，計算実施環境費用等に利用する．
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[Presentation] Orthodontic Force and Moment Sensing Device: Influence of Deflection of Wire and Tooth’s Orientation2019
Author(s)
Kunio Shimoda, Satoki Tsuichihara, Hiroshi Takemura, Kohei Soga, Kazuhiro Suga, Wei-Jen Lai, Sunmin Kim, Zuisei Kanno, and Motohiro Uo
Organizer
2019 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (IEEE SMC 2019)
Int'l Joint Research
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