顎顔面形態の非接触三次元計測及び立体モデル作成の自動化とその臨床応用に関する研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63440075
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 内山 洋一 北海道大学, 歯学部, 教授 (40005020)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉藤 比登志 北海道大学, 歯学部, 助手 (50153820) ; 大畑 昇 北海道大学, 歯学部, 助教授 (60002185) ; 大浦 武彦 北海道大学, 医学部, 教授 (70000982) ; 岸浪 建史 北海道大学, 工学部, 教授 (30001796)
• Keywords: 顎顔面形態計測 / 形態の数値化 / スケレトグラム / NC工作 / 積層立体モデル / 3次元表示CT

Research Abstract

本研究の目的は本学工学部で開発した「曲面形状の非接触型自動測定法」の原理を応用して、顎顔面形態の精密な三次元解析の自動化を行い、さらにその技術を臨床面で病態の診断治療計画の立案、治療効果の判定及び顎顔面補綴物作製の自動化などに応用することである。
研究1年目(昭和63年度)は、(1)顔面石膏模型を三次元座標測定器「トライステ-ション」を用いて計測し、顔面の三次元形状を数値化し、(2)CT画像デ-タから頭蓋の硬組織及び軟組織の形態情報の蓄積を行った。さらに(3)この2種類のデ-タをCRT画面上に同時に表示させて重ね合わせるソフト・ウェアの開発に着手した。
また研究2年目(平成元年度)はさらに(1)CTのスライス・デ-タを元にしてコンピュ-タ内に頭蓋の三次元画像を構築しそれを一定の基準面上で比較・分析するソフトウェア(スケレトグラム)の開発を行った。(2)歯牙及び歯列の形状の三次元計測を行い、コンピュ-タ内にその幾何モデルを構築した。(3)新たに小型のNC工作機「CAMMー3」を購入し、コンピュ-タ内の三次元画像を元にして実体模型を加工・作製するソフト・ウェアの開発を行った。またこの技術の臨床応用についても検討を開始した。
研究の最終年度である本平成2年度には、さらに以下のような研究を行った。
1.スケレトグラムに改良を加え、頭蓋部の骨の形態情報に歯牙の位置情報をも追加して分析可能とした。
2.三次元表示CTやトライステ-ションのデ-タを元にNC加工を行うソフトウェアを開発した。
3.CT画像デ-タを元に、頭蓋の硬組織の実寸大模型を合成樹脂などを用いて以下の方法で製作した。(1)手作業による積層(2)NC加工による自動積層(3)レ-ザ-リソグラフィの応用(4)CAMMー3による三次元NC加工

Research Products

• [Publications] 河上 宗博,大畑 昇,内山 洋一,大浦 武彦,小野 一郎他: "3次元CTを用いた頭蓋顎顔面変形症例の骨格および歯列に対する検討" 日本形成外科学会会誌. 10. 176 (1990)
• [Publications] 小野 一郎,大浦 武彦,大畑 昇,内山 洋一他: "3次元表示CTを用いた唇顎口蓋裂症例の頭蓋顎顔面形態の検討" 日本形成外科学会会誌. 10. 177 (1990)
• [Publications] 大浦 武彦,伊福部 達,岸浪 建史,内山 洋一: "医療と工学の接点" 日本人間工学会誌 第26回特別号. 26. 13-21 (1990)
• [Publications] 斉藤 比登志,大畑 昇,内山 洋一,他: "3DーCTデ-タを元にした顎顔面部実体模型の製作について" 第7回日本顎顔面補綴学会総会抄録集. 54 (1990)
• [Publications] 大畑 昇,斉藤 比登志,内山 洋一,大浦 武彦,岸浪 建史,小野 一郎,他: "頭蓋顎顔面形態三次元計測及び立体モデル作成の自動化とその臨床応用に関する研究" 日本補綴歯科学会雑誌第84回学術大会論文集. 160 (1990)
• [Publications] 木本 勝敏,田中 文基,岸浪 建史: "内部構造モデルのCAMシステムに関する研究(第二報)Voxelの三次元補間" 1990年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集第1分冊. 507-508 (1990)
• [Publications] 大浦 武彦,岸浪 建史,他: "生体工学 医療への新たな展開" 北海道大学図書刊行会, 170 (1990)