3次元触覚デバイスを用いた歯学教育用シミュレータの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13672019
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 會田 英紀 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (10301011)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松 孝雪 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (90271668) ; 佐藤 範幸 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (00271669) ; 上田 康夫 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (30241342) ; 佐藤 華織 北海道大学, 歯学部附属病院, 助手 (40281828)
• Keywords: バーチャルリアリティー / VR / 3次元感触デバイス / 教育用シミュレータ

Research Abstract

本研究の目的は,感触モデリングシステムを用いてより高度でリアルな歯学教育用シミュレータを開発することである.初年度は,バーチャルワックスアップシステムの構築を試みた.3次元感触デバイスと専用の3次元CADソフトを用いて,下顎右側第一大臼歯のソリッドモデルを3次元CADソフトに読み込み,歯冠部の咬合面を削除した後にドロップオンテクニックを想定して歯冠形態を回復した.自由曲面のコントロールポイントの移動による従来の曲面の変形と比較して,3次元感触デバイスを用いたバーチャルワックスアップでは,より直感的に盛り上げや彫刻ができた.
また,今年度は3次元CTデータから得た頭蓋モデルデータに対して,まずはモデルの整形を目指して金属アーチファクトの除去を行った.これまでは,アーチファクトを自動抽出するのは難しく,全てのスライス画像に対して手作業で処理を行っていたため,多くの時間と労力を要した.3次元感触デバイスを用いることにより,3次元CAD上で自由にモデルを触ったり動かすことができるようになったため,2次元のスライス画像上で処理を行うのではなく,3次元的に形状を判別できるようになり,効率的かつ正確にモデルの整形を行なうことができた.よって,将来的には,この感触モデリングシステムを用いて,従来模型実習を行うことが困難であった顎顔面領域のよりリアルな手術シュミレーターを開発できることが確認された.
また,最終目標である支台歯形成を想定した歯学教育用シミュレータの開発に関しては,現状では,ラウンドバーを用いた罹患歯質の除去に相当するようなポイント切削しかシミュレートできず,ダイヤモンドポイントを用いたクラウンの支台歯形成のような面で切削はシミュレートできない.そこで,今後はクラウンの支台歯形成をシミュレートできるように特化したシステムを開発していく必要があると思われる.