医用画像情報からの高精度頭部3次元モデルの構築と臨床応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750399
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: 青木 義満 芝浦工業大学, 工学部, 講師 (00318792)
• Keywords: 医用画像 / 頭部3次元モデル / コンピュータグラフィックス / 手術シミュレーション / 表情解析 / 画像診断 / 可視化

Research Abstract

画像診断においては,患部周辺の形状計測データから,高精度な3次元画像を構築し,医師が患部や異常部を特定する作業を支援する必要がある。また,人体各部の機能的な情報(変形や運動)についても,静的な形状の計測・可視化に加えて,診断を行う上での重要な手がかりとなっている。特に顔面形成外科や歯科分野においては,顔面骨格および顔表面形状を立体的に改変して形状の正常化を図り,形態異常に起因する咀嚼運動の障害、発音障害などの機能面を改善するとともに顔貌の審美障害を改善することが求められている。申請者は,98年より頭部の解剖学的構造と変形機構を正確に再現した3次元頭部モデルの構築に関する研究に従事してきた。その応用事例として,本研究課題において,九州大学歯学研究院中島昭彦教授の協力のもと医用画像データから高精度3次元頭部モデルを構築し,歯科における顎顔面形態の診断支援を行う実用的なシステムを構築し,その研究成果により工学・医学双方の学会において論文賞を受賞するに至った。現在,構築システムは九州大学歯学部付属病院にて試験運用中である。
現在,更なる形態表示の精度向上を目指すとともに,顎顔面運動の計測・可視化機能をも組み込むことで,形態・機能両面から顎顔面領域における歯科的診断・治療を支援するシステムの構築を目指している。本研究課題は、工学,歯学(医学)の領域をまたぐ学際的なテーマであるため,研究成果の発表は工学,歯学双方の学会において行い,双方の分野において広く成果を公表することを心がけた。尚,本課題遂行期間中の成果を纏めた学術論文投稿の準備を進めている段階である。

Research Products

• [Publications] 星野, 青木, 寺嶋, 森, 橋本, 中島: "日本人成人男女の三次元骨格基準モデルの構築"日本矯正歯科学会雑誌. 61・5. 334-342 (2002)
• [Publications] 中村真吾, 青木義満, 橋本周司, 畑浩二: "ディジタル画像を用いた高精度画像計測のための画像補正"画像電子学会論文誌. 31・4. 534-541 (2002)
• [Publications] 青木, 高山, 山口, 橋本, 寺島, 中島: "頭部形態と顎機能の可視化による歯科的診断支援システム"第14回外観検査の自動化ワークショップ. 19-24 (2002)
• [Publications] 村岡, 川野, 寺嶋, 中島, 青木: "前歯のかみ合わせと顔の動きとの関係〜高速度カメラを用いた3次元顔面動作計測〜"電子情報通信学会 HCS研究技報. HCS2002-24. 13-17 (2002)
• [Publications] 青木, 山口, 寺嶋, 中島, 中村, 橋本: "複数台の高速度カメラを用いた動画像処理による顔面運動の3次元計測"第4回動画像処理実利用化ワークショップ論文集. 78-81 (2003)