JP2003000619A - 咬合器調節支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【発明が解決しようとする課題】生体と咬合器上とで立
体的互換性のある撮影で得た電子画像データを、咬合器
調節用の顎間関係データとする、咬合器調節支援システ
ム。 【課題を解決するための手段】カメラ部と測定用被写体
を上下顎的に設置して、測定用被写体を撮影して記録し
たセンサー上の結像位置データを、上下顎の顎間関係デ
ータとし、カメラ部と測定用被写体を上下顎模型を装着
した咬合器上に立体的設置条件を等しくして移設し、測
定用被写体を撮影して得たセンサー上の結像位置データ
を、上下顎模型の顎間関係データとすることにより、二
つの顎間関係データ間に立体的な互換性を持たせ、患者
で記録した顎間関係データを表示した画面上に、咬合器
運動と連動する咬合器上の顎間関係データをリアルタイ
ムに表示することを、手段とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、咬合器の調節に用
いるもので、患者の上下顎側において対向的に設置した
一組の撮影システムと測定用被写体による画像データ
を、上下顎における相対的な立体関係をあらわす顎間関
係データとすることにより、咬合器の調節と運用を支援
することを目的とした、咬合器調節支援システムに関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、ＰＳＤをセンサーとしたカメラを
頭蓋顔面部に設置し、一個の光源を下顎側に設置して、
頭蓋顔面部から撮像して得た光源のセンサー座標系にお
ける位置を、下顎の運動軌跡として観察する装置では、
頭蓋顔面系や咬合器座標系に定量的に変換することがで
きず、下顎運動軌跡の２次元的な、定性的観察装置にす
ぎなかった。一方、下顎切歯部に設置した１個の光源の
１次元的位置を、線状光電センサーをセンサーとしたカ
メラを３台、患者の外部に設置して測定し、咬合器の調
節値を求めようとしたものでは、１点３自由度にしか過
ぎない測定システムの欠点を補うために、顎運動論上の
仮定を合目的的に多く用いざるを得ず、顎運動の物理的
な測定方法としては極めて完成度が低く、信頼性に劣る
ものであった。また、ＣＣＤをセンサーとする２台のカ
メラで、下顎の運動軌跡を測定するシステムでは、３個
の光源を下顎側に設置して、これを患者から水平的に離
れた場所から撮影して、センサー座標系における結像位
置を求め、これらをステレオグラフ法等によって解析す
ることにより、下顎の運動軌跡を３次元座標で求めるも
のであり、カメラを頭蓋顔面上顎側に設置しないことか
ら、測定システムの設置に相当のスペースを必要とする
ことと、患者の体から離れた場所からの撮影であるため
に、体動や頭部の動揺も下顎に設置した標点の動きに含
まれることとなり、これをキャンセルするために必要な
頭蓋顔面上顎部の動きの別途測定や、これら測定値の演
算処理と解析を必要とする、比較的大掛かりなシステム
であった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、患者が示し
た各種の顎位と顎運動経路を咬合器上で再現させるに際
して、生体と咬合器上とで立体的互換性のある撮影で得
られた電子画像データを、咬合器調節用の顎間関係デー
タとして、咬合器の調節を支援するシステムの開発を課
題とするものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】ＣＣＤ２次元イメージセ
ンサーをセンサーとした一台のデジタルビデオカメラを
パーソナルコンピュータへの顎間関係入力装置とし、２
値化画像データ出力機能を有する画像入出力ボードと、
これに接続して２値化画像データの変化点座標のみを取
り出してボードのエッジメモリーに格納するランレング
スボードとを組み合わせて、一対の画像計測用ボードと
し、これを画像処理回路として組み込んだパーソナルコ
ンピュータを顎間関係解析装置として、さらに３標点を
有するテストパターンを顎間関係の測定用被写体とする
ことにより、画像入力解析装置を構成させ、３標点のセ
ンサー座標系における２次元的な位置を、上下顎の電子
的な顎間関係データとして連続的に測定、記録し、これ
を咬合器の調節用データとしてディスプレイ上にグラフ
イック表示すると共に、デジタルビデオカメラと測定用
被写体とを、生体と顎模型とで解剖学的に同等な立体的
位置関係にて咬合器上に移設して、咬合器上で撮影して
得られた測定用被写体のグラフィツクデータも同一画面
上に表示することにより、立体的に互換性のある二つの
グラフィックデータのディスプレイ上での表示位置を、
咬合器操作によって一致させることを、咬合器の調節と
運用の手段とするものであり、より詳細な説明を下記に
示す。 【０００５】剛体とみなされている下顎の空間的位置と
姿勢を共に表すには、最低限度６自由度の測定が必要と
され、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標の各要素を含んだ６自由度による
測定や、ステレオグラフ法による測定等、主に磁気ある
いは光学式の比較的複雑な測定方法が、顎運動の測定に
採用されてきた。しかし、本システムでは、３次元座標
上の位置と姿勢を共に示す絶対値を求める測定ではな
く、患者が示した上下顎の相対的な３次元的位置関係
を、咬合器上で同定し再現することに目的を限定した、
相対的な立体関係の測定方法とする技術思想であるた
め、測定系と実際の運用上の手間を大幅に省略すること
が可能となったものであり、その原理を下記に示す。一
定の光学系を用いた測定条件では、同一平面上にあり同
一直線上にない、テストパターン上の３標点の光学系を
経由したセンサー面上の結像位置が、光学系と物体との
距離と方向と対面姿勢とに一義的に対応するという、一
般的な光学的原理を上下顎間関係の同定に利用したもの
であり、これによって、デジタルビデオカメラのレンズ
を経由してセンサー面上に結像したテストパターン上の
３標点の位置を、センサー座標系で２次元測定すること
により、上下顎の距離と方向と対面姿勢とを咬合器上で
同定することのできる顎間関係データを得るものであ
る。 【０００６】本発明は、相対的な顎間関係を示すに必要
な上下顎の距離と方向と対面姿勢とを、上に記した一般
的な光学的原理を利用して求めるものであり、上顎側に
設置した一台の撮影装置によって、下顎側に設置した二
等辺三角形の各頂点を指標とするテストパターンを撮影
して、その画像データをパーソナルコンピュータに入力
し、入力された画像データを２値化画像処理して得られ
た２値化画像データの変化点座標から、テストパターン
のパターンエッジの２次元座標を抽出し、その座標値の
大小関係を比較することによって、顎運動範囲内で定性
的に不変な（Ｘ，Ｙ）座標の大小関係を保つよう配置し
た二等辺三角形の３頂点の、センサー座標系における２
次元座標値を検出し、これを咬合器調節用の顎間関係デ
ータとするものである。 【０００７】また、患者での測定に使用した光学系とテ
ストパターンを、咬合器に付着された上下顎模型が示す
顎間関係の測定にも用いることとし、これらを咬合器上
に移設して、患者における上下顎間関係の測定と、咬合
器上における上下顎模型が示す顎間関係の測定とで、同
等な立体的撮影条件を設定することによって、本システ
ムを用いて検出し特定する患者での顎間関係と、本シス
テムを用いて検出し特定する咬合器上での上下顎模型に
よる顎間関係に、立体的な互換性を持たせるものであ
り、これによって、測定データをもとに、咬合器の調節
をコンピュータのディスプレイ上でビジュアルに支援す
ることを可能としたものである。 【０００８】また、咬合器上での顎間関係を検出して、
リアルタイムにディスプレイ上にグラフィック表示する
ことにより、咬合器付着された上下顎模型が示す立体的
な位置関係を、常に視認し確認することを可能としたも
のである。 【０００９】従って、本発明は撮影条件の立体的な設定
と、咬合器運用とを総合的に関連させ、記録された患者
の任意の顎位における顎間関係データを、ディスプレイ
上にグラフィック表示しながら、咬合器付着された上下
顎模型の、咬合器運動と連動するリアルタイムな顎間関
係データを、同一画面上にグラフィック表示して、立体
的な位置関係で互換性のある二つの顎間関係を、同一画
面上でビジュアル化することにより、ディスプレイを見
ながら咬合器を調節操作して、両者のディスプレイ上で
の表示位置を一致させることで、咬合器の３次元的な調
節と運用の支援を可能としたものである。また、顎運動
軌跡を求めずに、デジタイザーを入力装置としたゴシッ
クアーチトレーサーと併用する場合には、テストパター
ンの画像そのものを顎間関係データとして、患者で記録
した画像に咬合器上のリアルタイムな画像を重ね合わせ
ることで、チエックバイト法による咬合器の調節が可能
であり、画像処理によって３標点の２次元座標を求める
ことを省略することができる。 【００１０】 【発明の実施の形態】２次元イメージセンサをセンサー
としたカメラ部と、これに接続する制御回路部とからな
る一台のビデオカメラと、画像処理回路を組み込んだパ
ーソナルコンピュータ、測定用被写体である二等辺三角
形をテストパターンとして描いたテストパターンプレー
ト等を主要構成要素とし、カメラ部を頭蓋顔面上顎側
に、テストパターンプレートを下顎側に設置して、テス
トパターンを撮影して記録した２次元イメージセンサー
上におけるテストパターンの各頂点の、結像位置データ
を上下顎の顎間関係データとし、カメラ部とテストパタ
ーンプレートを上下顎模型を装着した咬合器上に移設し
て上下顎的に設置し、テストパターンを撮影して得られ
る２次元イメージセンサー上におけるテストパターンの
各頂点の結像位置データを、咬合器上の上下顎模型によ
る顎間関係データとして、咬合器を操作して、グラフィ
ック化された二つの顎間関係データのディスプレイ上で
の表示位置を一致させることを咬合器の調節手段とし
た、請求項１の咬合器調節支援システム。以下、図面に
もとずいて、発明の実施の形態と運用について説明す
る。 【００１１】図１に示したごとく、ＣＣＤ２次元イメー
ジセンサーをセンサーとしたＣＣＤカメラ部と、これに
接続する制御回路部とからなる一台のデジタルビデオカ
メラ、黒色紙の中央に各頂点を標点とする直角二等辺三
角形を白色で描いたテストパターンプレート、デジタル
ビデオカメラから入力された画像信号を２値化して２値
化画像データを出力する画像入出力ボード、画像入出力
ボードと接続し２値化画像データの変化点座標のみをボ
ードのエッジメモリに収納するランレングスボード、そ
れらを画像計測用ボードとして拡張スロットに搭載する
パーソナルコンピュータ等を主要装置とし、図２で示し
た口外法用ゴシックアーチトレーサー、図４で示したＣ
ＣＤカメラ部頭部固定装置、図５で示した咬合器用ＣＣ
Ｄカメラ部固定装置等を補助装置とするものであり、口
外法用ゴシックアーチトレーサーは、無歯顎患者での下
顎水平運動経路測定に際して、テストパターンプレート
を下顎側に貼付するために使用するものであり、有歯顎
患者での測定に際しては、歯牙接触を妨げない線副子様
固定装置等他の設置用具を使用するものである。 【００１２】以下、運用とデータ処理の一例を図面にも
とずいて示す。 ａ．患者の頭顔面部に装着したＣＣＤカメラ部頭部固定
装置に、デジタルビデオカメラの制御回路部と接続した
ＣＣＤカメラ部を固定する。（図４） ｂ．テストパターンプレートをゴシックアーチトレーサ
ー描記用プレートの上面に貼付し、これを咬合床を介し
て咬合平面と平行に患者の下顎側に装着すると共に、描
記針部を除いたゴシックアーチトレーサーベアリングプ
レートを咬合床を介して患者の上顎側に装着する。（図
４） ｃ．ＣＣＤカメラ部とテストパターンプレートとを上下
顎的に対向させ、デジタルビデオカメラによって撮影し
たテストパターンのデジタル画像信号をパーソナルコン
ピュータに搭載した画像入出力ボードに入力して、画像
データを２値化し、２値化画像データを出力させる。 ｄ．出力された２値化画像データを画像入出力ボードと
接続したランレングスボードに取り込み、２値化画像デ
ータの変化点（Ｘ，Ｙ）座標を抽出してボードのエッジ
メモリに格納する。 ｅ．ボードのエッジメモリから順次変化点の（Ｘ，Ｙ）
座標データを取り出して、それぞれの大小関係を比較す
ることにより、センサー座標系におけるＸ座標の最大値
と最小値、Ｙ座標の最小値あるいは最大値を示す直角二
等辺三角形の３頂点の、各（Ｘ，Ｙ）座標を検出する。 ｆ．検出した３頂点の２次元座標値を顎間関係データと
して、１フレーム毎に配列メモリに格納して時系列デー
タとして記録すると共に、その座標値をディスプレイ座
標系に変換して、３点のドットをディスプレイ上に表示
する。 ｇ．３点のドット間を線分で結んだ三角形を表示すると
共に、１フレーム毎にこれらを更新して、リアルタイム
な顎間関係を示す三角形表示とする。 ｈ．三角形の各頂点のドットから各々の前回のドット表
示の位置まで線分を引き、フレームの更新に際してもこ
の線分表示を継続して残すことにより、各頂点での運動
軌跡を表示する。 ｉ．ソフトによって以上の処理を１フレーム毎に繰り返
し、停止コマンドが発せられるまで、リアルタイムな顎
間関係を示す三角形表示と、３標点の運動軌跡の表示を
継続する。（図７） 【００１３】ｊ．中心位における上下顎の立体的な顎間
関係を咬合採得材にて記録し、患者での測定を終了する
際に、センサー部の咬合器上への移設を目的として、上
顎側に設置したカメラ部で下顎側に設置したテストパタ
ーンを、同じく中心位で撮影して、患者の中心位を示す
電子的な顎間関係データとして別途メモリーに記憶させ
た後、中心位にてゴシックアーチトレーサーを固定した
上下顎咬合床と咬合採得材を、一塊としたまま口腔外に
取り出す。 ｋ．咬合器付着された上顎模型に上記一塊の上顎咬合床
側を適合させ、下顎咬合床に咬合器から分離した下顎模
型を適合させて、下顎模型の咬合器への再付着を行うこ
とにより、測定された中心位における上下顎模型の、咬
合器付着を完了する。 ｌ．咬合器付着完了後も、上下顎模型間に咬合採得材と
ゴシックアーチトレーサーを固定した上下顎咬合床を介
在させたまま、咬合器上顎側に設置したＣＣＤカメラ部
固定装置にＣＣＤカメラ部を仮固定する。 ｍ．先に別途記録した中心位における顎間関係データを
ディスプレイ座標系に変換して、３ドットとこれを結ん
だ三角形としてディスプレイ上に表示する。（図８） ｎ．咬合器上顎側に仮固定したＣＣＤカメラ部で、下顎
模型上に移設してあるテストパターンプレート上のテス
トパターンを撮影し、同様な処理によって得られた上下
顎模型の顎間関係データをディスプレイ座標系に変換し
て、３ドットとこれを結んだ三角形として同一画面上に
リアルタイムにて色別表示する。（図９） ｏ．咬合器用ＣＣＤカメラ部固定装置を操作して、ディ
スプレイ上で、記録された中心位での顎間関係を示す三
角形の表示位置に、咬合器付着された上下顎模型の顎間
関係を示す三角形表示の位置を重ねるよう移動させ、そ
れぞれの顎間関係を示す二つの三角形の表示位置を合致
させる。（図１０） ｐ．二つの三角形の表示位置を合致させたまま咬合器用
ＣＣＤカメラ部固定装置を固定して、ＣＣＤカメラ部を
咬合器上に最終固定した後、上下顎模型間に介在させた
咬合採得材を撒去する。 ｑ．以上の方法によって、患者に装着したデジタルビデ
オカメラのＣＣＤカメラ部とテストパターンプレート
を、患者での上下顎側に於ける立体的設置関係を変えず
に咬合器上の上下顎側に移設して、患者に於ける上下顎
顎間関係の立体的撮影条件と、咬合器上の上下顎模型が
示す上下顎顎間関係の立体的撮影条件とを等しくし、画
像処理して得らる顎間関係データの示すそれぞれの顎間
関係が、患者上でも咬合器上でも等しくなるよう設置す
る。 ｒ．咬合器に設置された本システムによって、咬合器上
から検出したテストパターンエッジ上の３標点のセンサ
ー座標系における２次元座標値を測定して、咬合器付着
した上下顎模型の顎間関係データとし、これをディスプ
レイ座標系に変換して、上下顎模型の顎間関係を３標点
の位置を示すドットとこれらを線分で結んだ三角形とし
て、停止コマドが発せられるまで、１フレーム毎に更新
しながらディスプレイ上に表示する。 【００１４】ｓ．ＣＣＤカメラ部とテストパターンの、
生体上での立体的設置条件と等しくした咬合器上への移
設終了後、画面を一旦クリアにして、メモリーに格納し
た患者の顎間関係データを呼び出しディスプレイ座標系
に変換して、記録された３標点の運動軌跡のみをディス
プレイ上に再描記する。（図１１） 再度メモリーから患者の顎間関係データを順次呼び出し
てディスプレイ座標系に変換し、患者が示した顎間関係
を、３標点を示すドットとドット間を結んだ三角形とし
て、３標点の運動軌跡が表示されている同一画面上に減
速表示しながら、チエックバイト位とする任意の顎位に
てこれを静止する。（図１３） ｔ．上記チエックバイト位における顎間関係を静的に表
示した画面上に、上下顎模型が付着された咬合器側に移
設したＣＣＤカメラ部とテストパターンから検出する上
下顎模型の顎間関係データを逐次ディスプレイ座標系に
変換し、上下顎模型の示すリアルタイムな顎間関係を３
ドットとこれらを結ぶ三角形として、１フレーム毎に同
一画面上に色別表示する。（図１４） ｕ．上記のように、電子的な記録を元に患者の顎間関係
をグラフイック表示した画面上に、咬合器運動に連動す
る咬合器上の上下顎模型の顎間関係を色別グラフイック
表示して、二つの顎間関係を、同一画面上の同一ディス
プレイ座標系で表示しながら、表示位置を一致させて咬
合器を調節する。前方チエックバイト例（図１３）、
（図１４）、（図１５）、並びに、側方チエックバイト
例（図１６）、（図１７）、（図１８） 上記のようにした、請求項１の咬合器調節支援システ
ム。 【００１５】 【作用並びに効果】ａ．センサー面上に結像するテスト
パターン像の位置、面積、形態等は、測定光学系とテス
トパターンとの距離と方向、対面姿勢とに一義的に対応
するので、複雑な解析を施さなくても顎間関係を３次元
的に特定するグラフィックデータを得ることができる。 ｂ．直角二等辺三角形をテストパターンとして、底辺を
左右下顎頭間軸と平行に設置することにより、最大開閉
口運動あるいは水平限界運動を行っても、それらの顎運
動範囲では２次元イメージセンサー座標系において、直
角二等辺三角形の各頂点が示す座標上の位置的特徴が定
性的に変化しないので、２値化画像処理によって抽出さ
れたパターンエッジの座標である変化点座標を、Ｘ座標
あるいはＹ座標においてその最大値、あるいは最小値を
判別するソフトに取り込んで処理することにより、測定
上の標点としたテストパターンの３頂点の、センサー座
標系における２次元座標値を検出することができる。セ
ンサー面上の像の位置と形態だけでもこれを記録するこ
とにより、咬合器上で顎間関係を３次元的に特定するこ
とが可能であるが、標点を設けてこれらの位置を２次元
座標系で測定し、測定された３点のセンサー座標系にお
ける２次元座標値を、時系列データとして記録すること
により、顎運動軌跡を再現したり、顎運動を定量的に解
析する必要最低限のデータとして利用することができ
る。 ｃ．テストパターンとした直角二等辺三角形の底辺を、
左右下顎頭間軸と平行に設置することにより、左右下顎
頭間軸とディスプレイ上に表示される三角形の底辺の２
次元的な動きが定性的に等しくなり、左右下顎頭間軸の
咬合平面に対する投影的動態を簡略化して、リアルタイ
ムで見ることができる。 ｄ．咬合高径を変えずに下顎の水平運動を測定する顎運
動測定方法では、３頂点を結ぶ三角形のディスプレイ上
での動きが、下顎の切歯点と左右下顎頭を結んだ三角形
の動きに定性的に等しいことの外、底辺と頂点までの距
離や底辺の長さの変化は咬合平面の前後左右における傾
斜を、重心に対する３頂点の位置変化は咬合平面の回
転、重心の移動は咬合平面の移動を示しており、ディス
プレイ上で、下顎の運動を簡易的に理解することが容易
である。 ｅ．３頂点のセンサー座標系における２次元測定によ
り、本実施例による顎運動の測定が３点６自由度測定と
なるものの、１台のデジタルビデオカメラからの入力で
は、咬合平面との距離に関する定量的データを直接的に
含まないので、簡単さを特徴とする本実施例では、測定
の価値が真の６自由度３次元測定に匹敵するものではな
い。しかしながら、測定項目と解析計算が少なく、顎間
関係のリアルタイムな表示を行うにも、パーソナルコン
ピュータのハード、ソフトに負担を掛けないという運用
上の利点を有する上、患者において記録した顎間関係の
電子的データを元に、咬合器上の上下顎模型において、
その顎間関係を簡単に再現することができるという臨床
上の極めて大きな利点を有している。 ｆ．半調節性咬合器の調節機構を操作して、ディスプレ
イの画面上で、患者のチエックバイト位における顎間関
係を示した三角形の表示位置に、咬合器付着された上下
顎模型のリアルタイムな顎間関係を示す三角形の表示位
置を合わせることによって、患者のチエックバイト位に
おける立体的な顎間関係を、咬合器付着された上下顎模
型の立体的な顎間関係として再現できるので、チエック
バイト法による半調節性咬合器の調節をビジュアルに支
援することができる。 ｇ．上記のように、生体上で測定したゴシックアーチや
チエックバイトデータを含む電子的な顎間関係データ
を、咬合器上の上下顎模型の顎間関係に適応して、咬合
器の運動を画面表示と連動させながら、咬合器調節をデ
ィスプレイ上でビジュアルに行うことができる本システ
ムは、チエックバイト記録の電子化と咬合器調節のナビ
ゲーション化を実現したものである。 ｈ．ＰＳＤをセンサーとしＬＥＤを指標とする多点測定
システムでは、発光と取り込みの時分割制御が必要とな
る外、ＬＥＤへの導線が必要となり、重量と操作性の点
で無歯顎患者への適応には不適当であったが、本システ
ムでは、下顎位の指標が軽量で非有線式であることか
ら、有歯顎患者のみならず、指標を咬合床に付着するこ
とにより、無歯顎患者での３次元的顎間関係を測定する
ことが容易である。 【００１６】 【その他の作用並びに効果】ａ．測定システムの簡略化 基本的には、２値化画像データの解析から取り出した３
標点の２次元座標データを元に、上下顎の立体的位置関
係を三角形としてディスプレイ上に表示する、比較的簡
単な処理がソフトの主体であり、従来のように、数多く
の測定データから、左右下顎頭の運動経路を間接的に３
次元解析した上で、使用咬合器の機械的寸法や各種調節
機構の特性を考慮して各調節値を算出する等の、複雑な
解析用ソフトを全く必要としない。 ｂ．調節システムの汎用化 本発明の、電子的記録をもとにしたチエックバイト法で
は、咬合器の機械的寸法、調節機構の特性、生体と測定
装置との設置位置等を解析条件として測定して、解析用
ソフトにそれらのデータを入力する必要がないため、測
定が簡略化されるばかりか、従来のチエックバイト法と
同様に、使用する半調節性咬合器を選ばない運用環境と
なり、調節システムの汎用化が実現できた。 ｃ．下顎の水平運動の測定には、底辺の大きい二等辺三
角形がより有利であり、垂直運動の測定には高さの高い
二等辺三角形がより有利である。水平、垂直運動を同時
に測定するには正三角形が比較的有利である。本システ
ムでは、目的とする測定に最も有利なテストパターンの
形態を便宜選択することができる。 ｄ．運用方法により、デジタイザーを入力装置とするゴ
シックアーチトレーサーで得られる顎運動情報を、本シ
ステムによっても得ることができる。 ｅ．本システムによって得られる顎間関係データを加工
処理することによって、口内の任意の位置におけるゴシ
ックアーチをシュミレートして描かせることができるの
で、各配列位置での人工歯裂溝あるいは人工歯咬頭の走
行を表示させ、人工歯の配列に利用することができる。 ｆ．ディスプレイ上で拡大表示することによって、微小
な顎運動に追従した精密な咬合調整を行うことができ
る。 ｇ．人工網膜チップを使用した、より簡単なシステムに
発展させることができる。 ｈ．電子カメラを２台とすることにより、生体上でステ
レオグラフ法による顎運動測定を行うシシテムへと、発
展させることができる。 ｉ．デジタルカメラに手振れ防止機構や手振れ補正回路
を組み込むことにより、測定精度を高めることができ
る。 【００１７】 【顎間関係データの臨床利用】ａ．テストパターンを咬
合平面と平行に設置して測定したデータの利用 テストパターンを咬合平面と平行に設置し、中心位にて
直角二等辺三角形の底辺を左右下顎頭間軸と平行に設置
して撮影して得た各頂点の運動軌跡により、水平運動で
は、各頂点における三つのゴシックアーチを描記するこ
とができる外、ゴシックアーチを基準としたチエックバ
イト位の決定と、その位置における電子的なチエックバ
イト記録（顎間関係データ）等を自動的に得ることがで
きる。垂直運動（開閉口運動）では、３点を結ぶ三角形
の面積や形態、高さ、各辺の長さの変化、表示位置変化
等により、開口程度、咬合平面の水平方向での移動や回
転、前後、左右方向での傾斜等を推量することができる
外、その要因である左右下顎頭の３次元的動態等を推察
することができる。 ｂ．テストパターンを咬合平面と垂直に設置して測定し
たデータの利用 テストパターンを前頭面と平行に設置して、中心位付近
にて直角二等辺三角形の底辺を左右下顎頭間軸と平行に
設置することにより、これと対向して顔面前方から撮像
して得た各頂点の開閉口運動軌跡からは、顎機能診査支
援情報を得ることができる外、顎間関係の三角形表示に
より、開閉口に伴う咬合平面の移動や回転、傾斜等を観
察することができ、その要因である左右下顎頭の３次元
的動態を推察することができる。 【００１８】 【多様な発展性】ａ）咬合器上での閉口路の再現 生理的な状態での閉口運動が、単純な回転運動だけで構
成されるものではないことから、咬合器上における閉口
路の３次元的再現が、機能的な診断や補綴物の製作に不
可欠とされながらも、これを実用的に再現する手段をも
たず、咬合器上では、力頭球の水平的滑走運動と、力頭
間軸の回転運動を単純に組み合わせて、顎運動を近似的
に再現するしか手段がなかった。本発明では、テストパ
ターンを咬合平面と平行に下顎側に設置した撮影条件
で、下顎水平運動のみならず垂直運動においても、同一
光学系で一連の撮影が可能であることから、咬合器閉口
路の３次元的再現に必要なデータの提供が可能である。
一例として、テストパターンの３頂点の、閉口運動にお
ける運動軌跡と、顎間関係を示す三角形をディスプレイ
上に減速表示して、これを咬合器操作にて、咬合器付着
された上下顎模型の顎間関係を示す三角形で追随させて
トレースすることにより、咬合器上の上下顎模型で、閉
口路を立体的にシュミレートすることが可能である。ま
た、Ｘ−Ｙテーブルの高さを調節し、テーブルの回転と
２軸傾斜を制御する機構により、咬合平面の３次元位置
と、その位置における咬合平面の回転と２軸傾斜を制御
要素とする、閉口路再現型咬合器の入力システムとして
も利用が可能である。 ｂ）咬合高径の測定 カメラの光学系に対する被写体の対面角度が一定である
ならば、センサー面上に結像した被写体の標点間の距離
あるいは面積と、被写体と光学系までとの距離は一義的
に対応するので、実際の測定系でキャリブレーションデ
ータを得ておくことにより、センサー面に結像したテス
トパターンのセンサー座標系に於ける標点間の距離、あ
るいはピクセル数のカウントによるテストパターンの結
像面積の測定等から、光学系とテストパターンまでの距
離を測定することができる。一例として、黒色テストパ
ターンプレート中央に白色球状体を設置して、球状体を
撮影ターゲットとすることにより、背景光と対面角の変
化を考慮せずに球状体のセンサー面上における結像径を
検出して、光学系と球状体の中心までの距離を測定する
ことができる。これによって咬合高径の測定を行うこと
が可能である。さらにこの球状体の中に、２軸傾斜セン
サーと方位センサーを組み込むことにより、球状体まで
の距離と方向に加え、姿勢を特定することも可能となる
ので、顎運動の真の３次元測定装置として発展させるこ
とが可能である。 【００１９】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例の、画像入力解析装置の構成を
示した斜視図である。 【図２】描記針部を除いて無歯顎患者へのテストパター
ンプレート設置用具とした、口外法用ゴシックアーチト
レーサーの平面図である。 【図３】描記板上面にテストパターンプレートを設置し
た、口外法用ゴシックアーチトレーサーの平面図であ
る。 【図４】ＣＣＤカメラ部とテストパターンプレートを、
ＣＣＤカメラ部頭部固定装置と咬合床を介して無歯顎患
者に装着したことを示す模式図である。 【図５】ＣＣＤカメラ部とテストパターンプレートを、
ＣＣＤカメラ部固定装置と咬合床を介して、咬合器上に
移設したことを示す側面図である。 【図６】ＣＣＤカメラ部とテストパターンプレートの、
患者上での設置位置と咬合器上での設置位置の、撮影上
の立体的互換性を示す概念の模式図である。 【図７】テストパターンを咬合平面と平行に設置して、
下顎水平運動測定中の、３標点の軌跡とリアルタイムな
顎間関係を表示する一例画面の、模式図である。 【図８】測定終了時に中心位記録として記録した、中心
位での顎間関係を示す画面表示例の、模式図である。 【図９】上記画面上に、ＣＣＤカメラ部を咬合器上に移
設し仮固定して調節中の、咬合器上の上下顎模型の顎間
関係を重ね表示した、画面表示例の模式図である。 【図１０】咬合器を操作して、記録した中心位での顎間
関係を示す三角形の表示位置に、咬合器上の上下顎模型
の顎間関係を示す三角形の表示位置を一致させた時の、
画面表示例の模式図である。（カメラを固定する。） 【図１１】下顎水平運動を撮影して記録したテストパタ
ーンの３標点の、運動軌跡を再描記した画面表示例の模
式図である。 【図１２】上記画面上に、記録した顎間関係データか
ら、患者が示した顎間関係を遅速再生表示している一例
画面の、模式図である。 【図１３】遅速再生途中、前方チエックバイト位とする
位置にて、画面を静止させた画面表示例の模式図であ
る。 【図１４】上記画面上に、咬合器上の上下顎模型が示す
顎間関係を識別表示している画面表示例の、模式図であ
る。 【図１５】前方チエックバイト位での顎間関係を示す三
角形の表示位置に、咬合器調節機構を操作して、咬合器
上の上下顎模型の顎間関係を示す三角形の表示位置を一
致させた時の、画面表示例の模式図である。（前方チエ
ックバイト位における咬合器調整） 【図１６】同様に、左側方チエックバイト位とする位置
にて画面を静止させた画面表示例の、模式図である。 【図１７】上記画面上に、咬合器上の上下顎模型が示す
顎間関係を識別表示している画面表示例の、模式図であ
る。 【図１８】左側方チエックバイト位での顎間関係を示す
三角形の表示位置に、咬合器調節機構を操作して、咬合
器上の上下顎模型の顎間関係を示す三角形の表示位置を
一致させた時の画面表示例の、模式図である。（左側方
チエックバイト位における咬合器調整） 【符号の説明】 １．テストパターン ２．テストパターンプレート ３．ＣＣＤカメラ部 ４．ＣＣＤカメラ部接続用コード ５．デジタルビデオカメラ制御回路部 ６．接続用コード ７．画像入出力ボード ８．ランレングスボード ９．パーソナルコンピュータ １０．口外法用ゴシックアーチトレーサー・ベアリング
プレート（描記針を除く） １１．口外法用ゴシックアーチトレーサー・描記用プレ
ート １２．ＣＣＤカメラ部頭部固定装置 １３．上顎咬合床 １４．下顎咬合床 １５．咬合器 １６．上顎模型 １７．下顎模型 １８．ＣＣＤカメラ部固定装置 １９．水平的顎運動軌跡表示 ２０．顎間関係表示 ２１．中心位顎間関係表示 ２２．、咬合器上の上下顎模型の顎間関係表示 ２３．前方チエックバイト位での顎間関係表示 ２４．左側方チエックバイト位での顎間関係表示

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】２次元イメージセンサーをセンサーとする
   電子カメラと、これに接続する画像処理回路を搭載した
   パーソナルコンピュータ、並びに測定用被写体等を構成
   要素とする撮影システムにおいて、 電子カメラと測定用被写体とを上下顎側にて対向させて
   設置して、測定用被写体を撮影して得た画像データを、
   咬合器調節用の顎間関係データとすることを特徴とす
   る、咬合器調節支援システム。