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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

研究課題

研究課題/領域番号 13557176
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 外科系歯学
研究機関大阪大学

研究代表者

荘村 泰治  大阪大学, 歯学研究科, 助教授 (10154692)

研究分担者 中村 隆志  大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (20198211)
高橋 純造  大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (80029149)
古郷 幹彦  大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (20205371)
吉田 篤  大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (90201855)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2001年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワードボリュームレンダリング / 歯科手術シミュレーション / インプラント / 外科矯正 / 三次元計測 / 口唇口蓋裂 / コンピュータ / バーチャルリアリティ / 歯科用手術シュミレーション / 三次元形状計測 / 歯科用手術シミュレーション
研究概要

3次元形状計測装置VIVID900よびX線-CTで計測した歯列や顔面の3DサーフェスデータおよびボリュームデータをバーチャルリアリティによるハプティックデバイスPHANToMを用い操作することで、以下の歯科独自の手術・診断支援システムを開発することができた。
(1)インプラント手術支援:PHANToMを用いた顎骨穿孔の疑似体験シミュレーション,対合歯との咬合を考慮したインプラント埋入位置決めのシミュレーション、およびインプラント埋入位置決め用骨上ステントのCAD/CAM法による作製法を開発することができた。
(2)顎切り手術シミュレーション:CTで撮影したDICOMデータから3次元CT骨像を構築し、PHANToMを用い顎切り術のシミュレーションを行った。これにより骨切り後の骨片の移動・回転による骨片間の隙間や干渉量を定量的に求め、CGで描画ができた。また、迅速成型装置3D Printingによる骨の造形も行い、実寸骨模型によるシミュレーションも可能となった。
(3)CT像の歯列部におけるアーチファクトの除去:CTで計測した頭蓋顔面や歯列データには、しばしば金属修復物に起因するアーチファクトが存在する。そこで、CTで計測した顔面と上下歯列をバイトをインターフェースとして統合した。この方法によって,アーチファクトのある歯列部を除去し、歯列模型データで置き換えることが可能になった。
(4)CTによる歯列模型の3次元形状計測:CTを用いて歯列模型計測を試みたところ、精度、分解能は最新のレーザ計測装置よりは幾分劣るものの、計測および3D化の容易さは遙かに優れていた。そこで、この3次元データを、矯正や外科手術に応用し活用できるようになった。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Kitagawa, T., Kohara, H., Sohmura, T., Takahashi, J., Tachimura, T., Kogo, M.: "Dentoalveolar Growth of Complete UCLP Patients by Early Two-Stage Furlow and Push Back Method ; Preliminary Results"Cleft Palate-Cran J.. (accepted). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitagawa, T., Kohara, H., Sohmura, T., Takahashi, J., Enomoto, A., Tanaka, E, Matsuya, T., Kogo, M.: "How to Inhibit Postoperative Palatal Contraction Following Palatoplasty? Dental Arch Development due to Artificial Anti- molding Action and Natural Molding Action : Clinical Trial"Ann.Plastic.Surg.. 52(4). 333-339 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagao M, Sohmura T, Kinuta S, Kojima T, Wakabayashi K, Nakamura T, Takahashi J: "Application of Dentition and Facial Morphology Integration System for Occlusal Correction."Dent Mater J. 23(1). 24-30 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sohmura T, Nagao M, Sakai M, Wakabayashi K, Kojima T, Kinuta S, Nakamura T, Takahashi J: "High-resolution 3-D shape integration of dentition and face measured by new laser scanner."IEEE Trans Medical Imaging. (accepted). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sohmura T, Hojo H, Nakajima M, Wakabayashi K, Nagao M, Iida S, Kitagawa T, Kogo M, Kojima T, Matsumura K, Nakamura T, Takahashi J: "A Prototype of Simulation of Orthognathic Surgery Using a Virtual Reality Haptic Device"Int J Ora Maxil Surg. (accepted). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sohmura T, Wakabayashi K, Lowmunkong R, Hojo H, Kusumoto N, Okuda H, Kojima T, Nakamura T, Yatani H, Takahashi J: "3D Shape Measurement of Dental Cast Using Medical X-ray CT."Dent Mater J. (accepted). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sohmura T, Hojo H, Kusumoto N, Nishida M, Lowmunkong R, Wakabayashi K, Nakamura T, Takahashi J, Yatani H: "A novel method of removing artifact due to metallic dental restorations in facial bone 3-D CT image"Int J Ora Maxil Surg. (accepted). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitagawa, T., Kohara, H., Sohmura, T., Takahashi, J., Tachimura, T., Kogo, M.: "Dentoalveolar Growth of Complete UCLP Patients by Early Two-Stage Furlow and Push Back Method; Preliminary Results"Cleft Palate-Cran J.. (accepted 25 July 2003).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitagawa, T., Kohara, H., Sohmura, T., Takahashi, J., Enomoto, A., Tanaka, E, Matsuya, T., Kogo, M.: "How to Inhibit Postoperative Palatal Contraction Following Palatoplasty? Dental Arch Development due to Artificial Anti-molding Action and Natural Molding Action : Clinical Trial"Ann.Plastic.Surg.. 52(4). 333-339 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagao M, Sohmura T, Kinuta S, Kojima T, Wakabayashi K, Nakamura T, Takahashi J.: "Application of Dentition and Facial Morphology Integration System for Occlusal Correction."Dent Mater J. 23(1). 24-30 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sohmura T, Nagao M, Sakai M, Wakabayashi K, Kojima T, Kinuta S, Nakamura T, Takahashi J.: "High-resolution 3-D shape integration of dentition and face measured by new laser scanner."IEEE Trans Medical Imaging. (accepted 14 Jan.2004).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sohmura T, Hojo H, Nakajima M, Wakabayashi K, Nagao M, Iida S, Kitagawa T, Kogo M, Kojima T, Matsumura K, Nakamura T, Takahashi J.: "A Prototype of Simulation of Ortho-gnathic Surgery Using a Virtual Reality Haptic Device"Int.J.Ora.Maxil Surg.. (accepted 9, Feb.2004).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sohmura T, Wakabayashi K, Lowmunkong R, Hojo H, Kusumoto N, Okuda H, Kojima T, Nakamura T, Yatani H, Takahashi J.: "3D Shape Measurement of Dental Cast Using Medical X-ray CT"Dent.Mater.J.. (accepted 14 Jan. 2004).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sohmura T, Hojo H, Kusumoto N, Nishida M, Lowmunkong R, Wakabayashi K, Nakamura T, Takahashi J, Yatani H.: "A novel method of removing artifact due to metallic dental restorations in facial bone 3-D CT image"Int.J.Ora.Maxil Surg. (accepted 30, April 2004).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitagawa, T., Kohara, H., Sohmura, T., Takahashi, J., Tachimura, T., Koga, M.: "Dentalveolar Growth of Complete UCLP Patients by Early Two-Stage Furlow and Push Back Method ; Preliminary Results"Cleft Palate-Cran J.. in press.

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kitagawa, T., Kohara, H., Sohmura, T., Takahashi, J., Enomoto, A., Tanaka, E., Matsuya, T., Koga, M.: "How to Inhibit Postoperative Palatal Contraction Following Palatoplasty? Dental Arch Development due to Artificial Anti-molding Action and Natural Molding Action ; Clinical Trial"Ann.Plastic.Surg.. in press.

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nagao, M., Sohmura, T., Kinuta, S., Kojima, T., Wakabayashi, K., Nakamura, T., Takahashi, J.: "Application of Dentition and Facial Morphology Integration System for Occlusal Correction"Dent.Mater.J.. in press.

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sohmura, T., Nagao, M., Wakabayashi, K., Kojima, T., Kinuta, S., Nakamura, T., Takahashi, J.: "High-resolution 3-D shape Integration of Dentition and Face Measured by new laser scanner"IEEE Trans Medical Imaging. in press.

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sohmura, T., Hojo, H., Nakajima, M., Wakabayashi, K., Nagao, M., Iida, S, Kitagawa, T., Kago, M., Kojima, T., Matsumura, K., Nakamura, T., Takahashi, J.: "A Prototype of Simulation of Orthognathic Surgery Using a Vitual Reality Haptic Device"Int.J.Ora.Maxil.Surge. in press.

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sohmura, T., Nagao, M., Sakai, M., Wakabayashi, K., Nakamura, T., Takahashi, J.: "Integration of 3D shape of face and dentition measured by laser scanner and simulation of deformation of data using virtual reality device., 4th Int. Congress on Dental Materials, (Honolulu, USA), 1. Nov"Trans. 4th Int Cong Dent Mater. 306 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Wakabayashi, K., Sohmura, T., Kitagawa, T., Kohara, H., Kogou, M., Nakamura, T., Takahashi, J.: "Application of haptic device for dental diagnosis and surgical operation., 4th Int. Congress on Dental Materials, (Honolulu, USA), 1. Nov"Trans. 4th Int Cong Dent Mater. 309 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kusumoto, N., Sohmura, T., M., Wakabayashi, K., Nakano, T., Yamada, S., Nakamura, T., Takahashi, J.: "Application of virtual reality force feed back device for dental implant surgery., 4th Int. Congress on Dental Materials, (Honolulu, USA), 31. Oct."Trans. 4th Int Cong Dent Mater. 344 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kojima, T., Sohmura, T., Wakabayashi, K., Kinuta, S., Nagao, M., Nakamura, T., Takahashi, J.: "Commputer-assisted dental cast analysis system used for the prosthetic treatment of malocclusion"J Oral Rehab. (accepted). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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