2004 Fiscal Year Annual Research Report

パターン認識技術を応用した簡易型顎運動測定システムの開発

Research Project

Project/Area Number	16591941
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	瑞森崇弘大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (10200023)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	矢谷博文大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (80174530) 中村隆志大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (20198211) 石垣尚一大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (40212865) 荘村泰治大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (10154692)
Keywords	顎運動 / モーションキャプチャー / ニューラルネットワーク / 顎運動計測システム
Research Abstract	我々は,動画像処理解析ソフトウェアにより顔面表面の運動を解析し,ニューラルネットワーク(NN)プログラムを応用することで,標点・治具等を下顎切歯部に付与することなく顎運動を測定するシステムを開発することを計画している. まず,我々が以前に開発した家庭用DVカメラを用いた簡易型顎運動測定システムが,市販の顎運動測定システムと同等の測定ができることを確認する必要があった.そこで,我々のシステムと市販のシステムで同時に被験者(5名)の咀嚼運動を測定した.その結果,両システムによる測定経路は非常に類似していた.さらに,回帰分析の結果,x,y,zいずれの座標値においても0.9以上の高い決定係数(R^2)を示す強い相関が確認された.つまり,我々の開発したシステムは,市販の顎運動測定システムと同等の高精度な顎運動測定を可能とするものであり,さらにそのシステムを応用することで,咀嚼時の顔面表面の運動を測定できることが見込まれた. 次に,限界運動時の下顎切歯部と口腔周囲組織の運動を同時に測定し,NNによる予測の可能性について検証した. 被験者(5名)の下顎切歯部と口腔周囲8カ所に紙製の標点を貼付し,各標点の運動軌跡を上記の我々の開発した顎運動測定システムを応用して測定した.被験運動は側方限界運動とし,下顎切歯部の運動と口腔周囲標点の運動の関係を,パーソナルコンピュータ上で動作するNNソフトウェアに学習させた.学習したNNを用いて,口腔周囲の標点の運動から下顎切歯部の運動を推測し,推測された座標値と実測値を比較した.その結果,すべての被験者においてNNによる推測値は実測値とほぼ一致した.すなわち,口腔周囲組織の運動軌跡から限界運動時の下顎切歯部の運動軌跡をニューラルネットワークによって,推測できることが示された.