JP2017035173A - 歯牙解析装置およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】歯科医用画像（パノラマ画像）から、歯牙状態を解析することが可能な歯牙解析装置を提供する。【解決手段】歯牙解析装置１は、パノラマ画像上において、歯列の中心および幅を特定する位置情報を入力し、当該位置情報で特定される歯列内に個々の歯牙領域を設定する歯牙領域設定手段１２と、歯牙状態の異なる複数のテンプレート画像を記憶するテンプレート記憶手段１３と、歯牙領域の画像とテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域の歯牙状態を分類する歯牙状態分類手段１４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、歯列を撮影した歯科用のパノラマ画像から、歯牙の状態を解析する歯牙解析装置およびそのプログラムに関する。

従来、歯科医療現場では、歯科医師等が、Ｘ線撮影装置等によって撮影された歯列のパノラマ画像や患者の口腔内を目視して、歯牙状態（健全歯、修復歯、欠損歯等）を手動で記録することでデンタルチャートを生成している。
しかし、この手法では、デンタルチャートの生成に時間がかかる上、欠損歯が多いと歯番を間違える等の誤りが生じる場合があった。

この問題を解決する手法として、Ｘ線撮影装置等で撮影された画像（歯科医用画像）から欠損歯の有無の判定を行う手法が開示されている（特許文献１）。
この特許文献１に記載の発明（以下、従来発明）は、まず、歯科医用画像から、正中線座標の検索、歯牙方向に沿った上端下端の検索、歯牙方向に垂直な左右方向の両端の検索を行うことで、歯科医用画像内の解析領域を絞り込む。そして、従来発明は、その解析領域内において、歯番単位のサンプル幅とサンプル高とにより歯牙枠を決定し、歯牙枠内の濃度に基づいて欠損歯の判定を行う。
このように、従来発明は、歯科医用画像から、画像解析によって、欠損歯の有無を解析することを可能としている。

特許第５５７６６０１号公報

従来発明は、歯科医用画像から、欠損歯の有無を解析する発明である。
しかし、デンタルチャートには、欠損歯以外にも修復歯等、治療状態を記録する必要がある。すなわち、従来発明では、画像解析によって、歯科医用画像から欠損歯の有無をデンタルチャートに自動的に記録することは可能であっても、修復歯等の記録は、歯科医師が目視によって行う必要がある。
このように、従来発明においても、デンタルチャートを生成するためには、歯科医師の目視に依存する処理が多く、デンタルチャートの生成に時間がかかる上、歯番誤り等が発生しやすいといった問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、歯科医用画像（パノラマ画像）から、歯牙状態（健全歯、修復歯、欠損歯等）を解析することが可能な歯牙解析装置およびそのプログラムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、歯列を撮影したパノラマ画像から、歯牙状態を解析する歯牙解析装置であって、前記パノラマ画像上において、前記歯列の中心および幅を特定する位置情報を入力し、当該位置情報で特定される歯列内に個々の歯牙領域を設定する歯牙領域設定手段と、前記歯牙状態の異なる複数のテンプレート画像を記憶するテンプレート記憶手段と、前記歯牙領域の画像と前記テンプレート画像とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域の歯牙状態を分類する歯牙状態分類手段と、を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、歯牙解析装置は、パノラマ画像上で個々の歯牙の領域を特定する歯牙領域を設定することができる。そして、歯牙解析装置は、当該歯牙領域内の画像と、予め準備した歯牙状態の異なるテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、個々の歯牙の状態（健全歯、修復歯、欠損歯等）を特定することができる。
これによって、歯牙解析装置は、歯科医師等による歯番誤り等の発生を防止することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の歯牙解析装置において、前記歯牙領域設定手段が、上顎歯列と下顎歯列との歯幅の割合を定義した歯幅テンプレートを予め保持し、前記位置情報として、上顎歯列と下顎歯列との間の正中位置、右端位置および左端位置を入力し、前記正中位置、前記右端位置および前記左端位置の３点で特定される曲線に、前記歯幅テンプレートを対応付けて前記歯牙領域を特定することを特徴とする。

かかる構成によれば、歯牙解析装置は、標準的な歯列によって歯牙領域を特定することで、個々の領域を設定する場合に比べて、設定の手間を省くことができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の歯牙解析装置において、前記歯牙領域設定手段が、前記位置情報として、上顎歯列と下顎歯列との間の正中位置、右端位置および左端位置を入力し、前記正中位置、前記右端位置および前記左端位置の３点で特定される円弧を前記パノラマ画像上に設定し、前記円弧の半径を順次短くしたときの当該円弧上の画素値の変化と、前記円弧の半径を順次長くしたときの当該円弧上の画素値の変化とにより、前記上顎歯列および前記下顎歯列のそれぞれの歯牙の境界位置を探索して、前記歯牙領域を特定することを特徴とする。

かかる構成によれば、歯牙解析装置は、パノラマ画像上から、歯牙の境界位置を探索することができ、個々の歯科患者の歯列に対して正確な歯牙領域を設定することができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の歯牙解析装置において、前記テンプレート記憶手段には、複数の歯根部分のテンプレート画像と、前記歯根部分と歯冠部分とからなる健全歯を含む治療状態の異なる複数の前記歯牙のテンプレート画像とを記憶し、前記歯牙状態分類手段が、前記歯牙領域の画像と前記歯根部分のテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域における歯牙の欠損の有無を判定する欠損判定手段と、前記欠損判定手段で欠損でないと判定された前記歯牙領域の画像と前記歯牙のテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域の治療状態を判定する治療状態判定手段と、を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、歯牙解析装置は、歯牙の欠損を、歯根部分のテンプレート画像で判定することができる。これによって、歯牙解析装置は、歯冠部分の画像をパターンマッチングせずに、歯根部分のみのパターンマッチングで欠損の判定を行うことで、歯冠部分に治療が行われている場合でも、精度よく欠損の判定を行うことができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の歯牙解析装置において、前記歯牙状態分類手段で分類された歯牙状態を図表化してデンタルチャートを生成するデンタルチャート生成手段をさらに備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、歯牙解析装置は、歯牙の状態（健全歯、修復歯、欠損歯等）を記載したデンタルチャートを自動生成することができる。このとき、歯牙解析装置は、欠損歯があっても、その歯牙領域を認識できるため、生成したデンタルチャートにおいて、歯番のずれを防止することができる。

また、請求項６に記載の発明は、コンピュータを、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の歯牙解析装置として機能させるための歯牙解析プログラムとしてもよい。

かかる構成によれば、歯牙解析プログラムを、通信回線を介して配布したり、記録媒体に書き込んで配布したりすることが可能になり、パノラマ画像を入力可能な一般的なコンピュータ上で、本発明を動作させることができる。

本発明によれば、歯科医用画像（パノラマ画像）から、健全歯、修復歯、欠損歯等の歯科患者の個々の歯牙の状態を解析することができる。これによって、本発明は、歯牙状態を解析する際の時間を短縮化するとともに、正確性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る歯牙解析装置の構成を示す構成図である。 Ｘ線撮影装置で撮影されたパノラマ画像の一例を示す図である。 パノラマ画像上で、歯牙領域を設定するための基準となる３点を説明するための図である。 歯牙領域設定手段におけるパノラマ画像上の３点位置の曲線近似を説明するための図である。 歯牙領域を設定するための基準となる歯幅テンプレートの例を示す図である。 パノラマ画像上に歯牙領域を設定した状態を示す図である。 テンプレート記憶手段に記憶するテンプレート画像の一例を示す図である。 欠損判定手段における歯牙の欠損判定手法を説明するための図である。 治療状態判定手段における歯牙の治療状態判定手法を説明するための図である。 デンタルチャート生成手段が生成するデンタルチャートの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る歯牙解析装置の動作を示すフローチャートである。 歯牙領域を設定する他の手法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜歯牙解析装置の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る歯牙解析装置１の構成について説明する。
歯牙解析装置１は、歯科の患者の歯列を撮影したパノラマ画像から、歯牙状態を解析し、デンタルチャートを生成するものである。なお、図１では、歯牙解析装置１に接続する装置として、Ｘ線撮影装置２と、表示装置３と、位置入力装置４とを図示している。

Ｘ線撮影装置２は、患者の歯列を撮影する装置である。このＸ線撮影装置２は、例えば、図２に示すような、歯列のパノラマ画像を撮影する。歯牙解析装置１は、このＸ線撮影装置２で撮影されたパノラマ画像から、歯牙状態を解析する。

表示装置３は、歯牙解析装置１から出力されるパノラマ画像を表示するものである。この表示装置３は、歯科医師等がパノラマ画像を視認するもので、液晶ディスプレイ等の一般的な表示装置である。

位置入力装置４は、歯科医師等の操作者が、表示装置３に表示されたパノラマ画像上の位置指定等の操作を行うものである。例えば、位置入力装置４は、マウス、タッチペン等、表示装置３の画面上のパノラマ画像の位置を指定可能なものであればなんでもよい。

以下、歯牙解析装置１の構成について詳細に説明する。
図１に示すように、歯牙解析装置１は、パノラマ画像記憶手段１０と、パノラマ画像表示手段１１と、歯牙領域設定手段１２と、テンプレート記憶手段１３と、歯牙状態分類手段１４と、デンタルチャート生成手段１５と、を備える。

パノラマ画像記憶手段１０は、Ｘ線撮影装置２で撮影されたパノラマ画像を入力し、記憶するものである。このパノラマ画像記憶手段１０は、ハードディスク、半導体メモリ等の一般的な記憶装置で構成することができる。なお、パノラマ画像記憶手段１０は、着脱式の記録媒体（ＤＶＤ等）を読出し可能な記録媒体再生装置としてもよい。

パノラマ画像表示手段１１は、パノラマ画像記憶手段１０に記録されているパノラマ画像を読み出して、表示装置３に出力することで、パノラマ画像を表示するものである。

歯牙領域設定手段１２は、パノラマ画像上の歯列内に、歯番に対応した歯牙ごとの領域を示す歯牙領域を設定するものである。
この歯牙領域設定手段１２は、パノラマ画像上の正中、右端および左端の位置情報を外部から入力されることで、歯牙領域を設定する。ここで、外部から入力される位置情報は、表示装置３に表示されたパノラマ画像において、歯科医師等が、位置入力装置４を介して、画像上の位置を指定することで入力される。

ここで、図３〜図６を参照（適宜図１参照）して、歯牙領域設定手段１２における歯牙領域の設定処理について具体的に説明する。
図３は、表示装置３に表示されたパノラマ画像上において、上顎歯列と下顎歯列との間の正中位置Ｐ_Ｃ、右端位置Ｐ_Ｒおよび左端位置Ｐ_Ｌとを指定された状態を示している。すなわち、歯科医師等は、表示装置３に表示されたパノラマ画像を視認して、上顎歯列と下顎歯列との間において、２本の前歯（中切歯）の中間位置を正中位置Ｐ_Ｃとして設定する。また、歯科医師等は、上顎歯列と下顎歯列との間において、歯列の外側端部位置を左端位置Ｐ_Ｌおよび右端位置Ｐ_Ｒとして設定する。この正中位置Ｐ_Ｃ、右端位置Ｐ_Ｒおよび左端位置Ｐ_Ｌが、歯列の位置情報として歯牙領域設定手段１２に入力される。

ここで、歯牙領域設定手段１２は、入力された３点位置の位置情報に基づいて、３点を曲線で近似する。例えば、歯牙領域設定手段１２は、３点の位置情報から、スプライン曲線、円弧等によって、図４に示すように、正中位置Ｐ_Ｃ、右端位置Ｐ_Ｒおよび左端位置Ｐ_Ｌを曲線Ｌで近似し、上顎歯列と下顎歯列との間に境界を設定する。

また、歯牙領域設定手段１２は、図５に示すような、正中位置Ｐ_Ｃ、右端位置Ｐ_Ｒおよび左端位置Ｐ_Ｌに対して予め歯の横幅の割合を定義したテンプレート（歯幅テンプレートＴ_Ｗ）を予め準備しておく。この歯幅テンプレートＴ_Ｗは、例えば、予め複数の歯列から得られる歯列の左右幅に対する平均的な歯幅とする。
なお、歯幅テンプレートＴ_Ｗは、大人用と小児用のテンプレートを用意することとする。そして、歯牙領域設定手段１２は、別途入力されるパノラマ画像を撮影した患者の年齢に応じて、テンプレートを切り替える。例えば、１３歳以上であれば大人用のテンプレート、それ未満であれば小児用のテンプレートを用いる。

そして、歯牙領域設定手段１２は、図６に示すように、曲線Ｌに、図５の歯幅テンプレートを適用し、各歯の幅の割合に応じた間隔で、曲線Ｌから垂線を設定することで、歯牙領域Ｄ_Ｒを設定する。歯牙領域設定手段１２は、この歯牙領域Ｄ_Ｒを歯科医師等が視認できるように、表示装置３において、パノラマ画像に重畳して表示する。

なお、この歯幅テンプレートは、平均的な歯列の幅を規定するもので、すべての患者の歯列に対応するものではない。
そこで、歯牙領域設定手段１２は、位置入力装置４を介して、歯牙領域の補正（補正情報）を受け付け、領域変更を行う。この歯牙領域の変更を行うインタフェースは、特に限定するものではなく、種々の手法を用いることができる。

例えば、位置入力装置４が個々の垂線を選択し、曲線Ｌ上で左右に移動させることで、歯牙領域設定手段１２は、歯幅の変更を行う。また、例えば、位置入力装置４が個々の垂線で、曲線Ｌと反対側の端点を選択し移動させることで、歯牙領域設定手段１２は、個々の歯牙領域の傾きの変更を行う。また、例えば、位置入力装置４がパノラマ画像上の歯列以外の領域を選択し、その選択位置を右方向あるいは左方向に位置を移動させることで、歯牙領域設定手段１２は、歯牙領域全体で右側の歯幅の割合を大きくしたり、左側の歯幅の割合を大きくしたり等の変更を行う。
図１に戻って、歯牙解析装置１の構成について説明を続ける。

歯牙領域設定手段１２は、歯牙領域を確定後、その歯牙領域（大人用または小児用の識別を含む）を歯牙状態分類手段１４に出力する。なお、ここで、歯牙領域の確定とは、歯牙領域設定手段１２が、歯牙領域を表示装置３に表示し、必要に応じて歯牙領域を補正した後、表示装置３の図示を省略したメニュー等によって、歯科医師等が歯牙領域の確定を指示した状態をいう。

テンプレート記憶手段１３は、後記する歯牙状態分類手段１４において、歯牙の種類や治療状態を判定するための複数の歯牙のテンプレート画像を予め記憶するものである。このテンプレート記憶手段１３は、ハードディスク、半導体メモリ等の一般的な記憶装置で構成することができる。
このテンプレート記憶手段１３には、大人用テンプレート画像１３１と小児用テンプレート画像１３２とが記憶される。このテンプレート記憶手段１３に記憶されているテンプレート画像を参照することで、歯牙状態分類手段１４が歯牙の状態を分類する。

ここで、図７を参照して、テンプレート記憶手段１３に記憶するテンプレート画像（大人用テンプレート画像１３１）の一例について説明する。
図７に示すように、大人用テンプレート画像１３１には、歯根部分テンプレート１３１ａと、歯牙テンプレート１３１ｂとが含まれる。

歯根部分テンプレート１３１ａは、歯冠と歯根とで構成される歯牙のうちで歯根部分に相当する画像である。この歯根部分テンプレート１３１ａは、歯の種類（大臼歯、小臼歯、犬歯、前歯等）ごとに、複数のテンプレート画像で構成される。
この歯根部分テンプレート１３１ａは、歯牙状態分類手段１４の欠損判定手段１４１によって、欠損歯を判定するために用いられる。
なお、歯根部分テンプレート１３１ａには、インプラントＩの健全歯の歯根部分に相当するインプラント体の画像Ｉ_Ｇを含ませることができる。また、歯根部分テンプレート１３１ａには、永久歯が顎の歯茎の中で止まっている埋伏歯の画像Ｅ_Ｔを含ませることができる。
これによって、歯牙状態分類手段１４の欠損判定手段１４１の欠損判定時に、歯牙の欠損歯の例外として、インプラント、埋伏歯の判定が可能になる。

歯牙テンプレート１３１ｂは、歯牙の画像であって、歯の種類ごとに、歯根部分と歯冠部分とからなる健全歯を含む治療状態の異なる複数のテンプレート画像で構成される。
例えば、歯牙テンプレート１３１ｂは、大臼歯、小臼歯、犬歯、前歯等の歯牙の種類ごとに、健全歯、修復歯（部分）、修復歯（全部）、歯髄治療歯等といった歯牙の治療状態を表す複数のテンプレート画像で構成される。
この歯牙テンプレート１３１ｂは、歯牙状態分類手段１４の治療状態判定手段１４２によって、歯牙の治療状態を判定するために用いられる。

なお、歯根部分テンプレート１３１ａの歯牙の歯根部分の画像は、歯牙テンプレート１３１ｂの画像と一部重複する画像であるため、重複画像については、歯牙テンプレート１３１ｂと共通化しても構わない。

また、テンプレート記憶手段１３には、小児用テンプレート画像１３２が記憶されるが、小児用テンプレート画像１３２は、大人用テンプレート画像１３１に対して、歯の種類（大人用では大臼歯、小臼歯が、小児用では乳臼歯等）と、その画像が小児用の画像である点が異なるのみであるため、図示および説明を省略する。
図１に戻って、歯牙解析装置１の構成について説明を続ける。

歯牙状態分類手段１４は、歯牙領域設定手段１２で設定されたパノラマ画像上の歯牙領域の画像と、テンプレート記憶手段１３に記憶されているテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、歯牙領域内の歯牙ごとに、欠損歯、治療状態等の歯牙状態を分類するものである。なお、歯牙状態分類手段１４が、大人用テンプレート画像１３１を参照するか、小児用テンプレート画像１３２を参照するかは、歯牙領域設定手段１２から通知される大人用または小児用の識別に応じて行うこととする。
ここでは、歯牙状態分類手段１４は、欠損判定手段１４１と、治療状態判定手段１４２と、を備える。

欠損判定手段１４１は、パノラマ画像上の歯牙領域の画像と、歯根部分のテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域における歯牙の欠損の有無を判定するものである。すなわち、欠損判定手段１４１は、図８に示すように、個々の歯牙領域および歯牙領域の周辺において、複数のテンプレート（歯根部分テンプレート１３１ａ（図７参照））とパターンマッチングを行い、歯牙の欠損の有無を判定する。このとき、欠損判定手段１４１は、欠損していない歯牙の位置を、図示を省略したメモリ等に記憶しておく。

ここでは、欠損判定手段１４１は、上顎歯列と下顎歯列とのそれぞれについて、個々の歯牙領域において、大人用テンプレート画像１３１または小児用テンプレート画像１３２の歯根部分テンプレート（大人用であれば歯根部分テンプレート１３１ａ）の画像を、大きさ、縦横比、傾き等を順次変えてパターンマッチングを行うこととする。このパターンマッチングの手法は、特に限定しないが、例えば、ＳＳＤ（Sum of Squared Difference）、正規化相互相関（ＮＣＣ：Normalized Cross-Correlation）等、一般的な手法を用いることができる。そして、欠損判定手段１４１は、パターンマッチングで、予め定めた類似度を超過するテンプレートが存在した場合、当該歯牙領域に歯牙が存在すると判定し、すべてのパターンに対して、予め定めた類似度を超過しなかった場合、当該歯牙領域に歯牙が存在しないと判定する。
なお、欠損判定手段１４１は、インプラントのテンプレート画像が、予め定めた類似度を超過した場合、例外として、当該歯牙領域に歯牙が存在しないと判定する。

このように、欠損判定手段１４１は、歯牙領域の画像と、歯根部分のテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、歯冠部分の治療状態により影響を少なくして、歯牙の有無を判定することができる。

なお、欠損判定手段１４１は、欠損を判定する際に、前歯から臼歯方向に向かって順番に、パターンマッチングを行うことが好ましい。このように、歯牙領域および歯牙領域の周辺に対して、テンプレート画像の大きさ、縦横比、傾き等を順次変えて、前歯から臼歯方向に向かってパターンマッチングを行うことで、欠損判定手段１４１は、欠損している部分や各領域から歯牙位置がずれている場合でも、そのずれを認識して、次の歯牙位置のずれを把握しつつ、パターンマッチングを行うことが可能になる。

治療状態判定手段１４２は、欠損判定手段１４１で歯牙が欠損していないと判定された歯牙領域の画像と歯牙のテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域の治療状態を判定するものである。すなわち、治療状態判定手段１４２は、図９に示すように、欠損判定手段１４１によって記憶された欠損していない歯牙の位置である歯牙が存在する歯牙領域において、複数のテンプレート（歯牙テンプレート１３１ｂ（図７参照））とパターンマッチングを行い、歯牙の治療状態を判定する。

この治療状態判定手段１４２は、欠損判定手段１４１と同様、個々の歯牙領域において、大人用テンプレート画像１３１または小児用テンプレート画像１３２の歯牙テンプレートの画像を、大きさ、縦横比、傾き等を順次変えてパターンマッチングを行うこととする。なお、パターンマッチングの手法は、欠損判定手段１４１と同様、ＳＳＤ等の任意の手法を用いることができる。

この治療状態判定手段１４２は、歯牙領域ごと、すなわち、歯番ごとの治療状態と、欠損判定手段１４１によって記憶された歯番ごとの欠損状態とを、デンタルチャート生成手段１５に出力する。

デンタルチャート生成手段１５は、歯牙状態分類手段１４で分類された歯牙領域ごとの歯牙状態を図表化したデンタルチャートを生成するものである。このデンタルチャート生成手段１５は、例えば、図１０に示すようなデンタルチャートＤ_Ｃを生成する。
なお、デンタルチャート生成手段１５は、デンタルチャート内の歯牙状態によって変化する内容以外については、予め固定データとして保持しているものとする。

図１０の例では、右上６番、右下７番、左上６番、左上７番、左下６番、左下７番の歯牙が、口腔内状況「インレー」、すなわち、詰め物を入れた修復歯（部分）であることを示している。
また、右下６番の歯牙が、口腔内状況「ＦＣＫ（フルキャストクラウン）」、すなわち、歯全体を金属でかぶせた修復歯（全体）であることを示している。
また、右下８番の歯牙が、口腔内状況「埋伏」、すなわち、永久歯が顎の歯茎の中で止まっている埋伏歯であることを示している。また、左下８番の歯牙が、口腔内状況「欠損」、すなわち、歯牙が存在しない欠損歯であることを示している。
また、図１０の口腔内状況で空欄の歯番の歯牙は、健全歯であることを示している。

以上説明したように、歯牙解析装置１を構成することで、歯牙解析装置１は、歯科医用画像（パノラマ画像）から、歯牙状態（健全歯、修復歯、欠損歯等）を解析することができる。なお、歯牙解析装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を備えるコンピュータを、前記した各手段として機能させるための歯牙解析プログラムによって実現することもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布してもよく、光ディスク、磁気ディスク、フラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布してもよい。

＜歯牙解析装置の動作＞
次に、図１１を参照（構成については適宜図１参照）して、本発明の実施形態に係る歯牙解析装置１の動作について説明する。なお、パノラマ画像記憶手段１０には、Ｘ線撮影装置２で撮影された歯科患者の歯列を撮影したパノラマ画像が記憶されているものとする。また、テンプレート記憶手段１３には、予め大人用テンプレート画像１３１と小児用テンプレート画像１３２とが記憶されているものとする。

まず、歯牙解析装置１は、パノラマ画像表示手段１１によって、パノラマ画像記憶手段１０に記録されているパノラマ画像を読み出して、表示装置３に表示する（ステップＳ１）。

そして、歯牙解析装置１は、歯牙領域設定手段１２によって、歯科医師等が位置入力装置４を介して指定したパノラマ画像上の歯列の右端位置Ｐ_Ｒ、正中位置Ｐ_Ｃおよび左端位置Ｐ_Ｌ（図３参照）を入力する（ステップＳ２）。

そして、歯牙解析装置１は、歯牙領域設定手段１２によって、ステップＳ２で指定された歯列の右端、正中および左端の各位置（３点位置）に基づいて、歯番に対応した歯牙ごとの歯牙領域Ｄ_Ｒ（図6参照）を設定する（ステップＳ３）。
なお、このステップＳ３において、歯牙領域設定手段１２は、３点位置を曲線Ｌ（図４参照）で近似し、予め歯の横幅の割合を定義した歯幅テンプレートＴ_Ｗ（図５参照）によって、曲線に歯幅間隔の垂線を設定することで、大人用または小児用の歯牙領域を設定する。このとき、歯牙領域設定手段１２は、設定した歯牙領域を、パノラマ画像に重畳して表示装置３に表示し、位置入力装置４を介して、歯牙領域の補正（補正情報）を受け付け、領域変更を行う。

そして、歯牙領域確定後、歯牙解析装置１は、歯牙状態分類手段１４の欠損判定手段１４１によって、パノラマ画像上の歯牙領域の画像と、テンプレート記憶手段１３に記憶されている大人用または小児用の歯根部分のテンプレート画像（図７の歯根部分テンプレート１３１ａ）とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域における歯牙の欠損の有無を判定する（ステップＳ４）。

さらに、歯牙解析装置１は、歯牙状態分類手段１４の治療状態判定手段１４２によって、ステップＳ４で歯牙が欠損していないと判定された歯牙領域の画像と、テンプレート記憶手段１３に記憶されている大人用または小児用の歯牙のテンプレート画像（図７の歯牙テンプレート１３１ｂ）とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域の治療状態を判定する（ステップＳ５）。

そして、歯牙解析装置１は、デンタルチャート生成手段１５によって、ステップＳ４で判定された欠損状態と、ステップＳ５で判定された治療状態とを反映したデンタルチャートＤ_Ｃ（図１０参照）を生成する（ステップＳ６）。

以上の動作によって、歯牙解析装置１は、パノラマ画像上で、歯列の３点位置（右端、正中および左端）を指定され、必要に応じで歯牙領域を補正されるだけで、歯牙状態（健全歯、修復歯、欠損歯等）を解析し、デンタルチャートを生成することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態に係る歯牙解析装置１の構成および動作について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。
例えば、ここでは、歯牙領域設定手段１２は、患者の年齢を入力されることで、図５に示した歯幅テンプレートＴ_Ｗを、大人用または小児用に切り替えることとした。しかし、歯牙領域設定手段１２は、図３で説明した右端位置Ｐ_Ｒと左端位置Ｐ_Ｌとの距離によって、当該距離が予め定めた距離以上であれば、大人用のテンプレート、それ未満であれば小児用のテンプレートを用いることとしてもよい。
あるいは、歯牙領域設定手段１２は、大人用と小児用のテンプレートのいずれかを仮に適用し、歯牙状態分類手段１４におけるパターンマッチングの類似度の高い方を、正規のテンプレートとして適用することとしてもよい。

また、ここでは、歯牙領域設定手段１２は、図５に示した歯幅テンプレートＴ_Ｗを用いて、所定の割合で歯の幅を規定することで歯牙領域を設定したが、パノラマ画像から直接歯牙領域を求めてもよい。
その場合、歯牙領域設定手段１２は、図３で説明したように、外部からの指示により、パノラマ画像上に正中位置Ｐ_Ｃ、右端位置Ｐ_Ｒおよび左端位置Ｐ_Ｌを設定する。そして、歯牙領域設定手段１２は、図４に示すように、３点を曲線近似する。このとき、歯牙領域設定手段１２は、円弧によって３点を曲線Ｌで近似する。

そして、歯牙領域設定手段１２は、図１２に示すように、曲線（円弧）Ｌの円の中心Ｏを基準に、半径を単位画素（例えば、１画素）単位で短くした曲線Ｌ_Ｕを順次生成し、曲線Ｌ_Ｕの画素値（輝度値）の変化を求める。ここで、歯牙領域設定手段１２は、予め定めた輝度値より明るい画素を歯に対応する画素と判定し、その後に続く予め定めた輝度値より暗い画素を、隣接する歯牙の隙間（境界位置；図中、黒三角部分）と判定する。そして、歯牙領域設定手段１２は、個々の歯牙の境界位置から曲線Ｌに下ろした垂線によって、上顎歯列の歯牙領域を求める。なお、歯牙領域設定手段１２は、歯牙の境界位置と判定した画素が、曲線Ｌ_Ｕ上で連続する場合、その中の１点、例えば、当該連続画素中の中心を歯牙の境界位置とする。

また、歯牙領域設定手段１２は、曲線（円弧）Ｌの円の中心Ｏを基準に、半径を単位画素（例えば、１画素）単位で長くした曲線Ｌ_Ｄを順次生成し、曲線Ｌ_Ｄの画素値（輝度値）の変化を求める。そして、歯牙領域設定手段１２は、上顎歯列の歯牙の境界位置の判定と同様の手法で、下顎歯列の歯牙領域を求める。
これによって、歯牙領域設定手段１２は、歯幅テンプレートを用いる場合に比べて、患者の歯列に対応した歯牙領域を素早く設定することができる。

また、ここでは、歯牙状態分類手段１４が、大人用テンプレート画像１３１を参照するか、小児用テンプレート画像１３２を参照するかを、歯牙領域設定手段１２からの指示により行うこととした。しかし、歯牙状態分類手段１４は、大人用テンプレート画像１３１および小児用テンプレート画像１３２のいずれかを仮に適用して、パターンマッチングの類似度の高い方を、正規のテンプレート画像とすることとしてもよい。

また、ここでは、欠損判定手段１４１が歯牙の欠損の有無を自動で判定したが、この判定結果を表示装置３に表示して、判定結果が正しいか否かを歯科医師等の判断により確定することとしてもよい。

また、ここでは、治療状態判定手段１４２が歯牙の治療状態を自動で判定したが、この判定結果を表示装置３に表示して、判定結果が正しいか否かを歯科医師等の判断により確定することとしてもよい。このとき、治療状態判定手段１４２は、判定に使用したテンプレート画像に彩色して、パノラマ画像上にオーバレイ表示して、歯科医師等に確認できるようにすることとしてもよい。

また、ここでは、歯牙解析装置１は、デンタルチャート生成手段１５を備え、デンタルチャートを出力することとしたが、デンタルチャート生成手段１５を省略して構成しても構わない。例えば、歯牙状態分類手段１４の出力である歯番ごとに歯牙状態を、電子カルテシステム等に直接入力することとしてもよい。

また、欠損していない歯牙の歯番が明確に特定できていない可能性がある場合、例えば、歯牙の欠損数が予め定めた数よりも多い場合等、歯牙状態分類手段１４は、表示装置３に歯牙領域と歯番との対応関係の候補を複数表示し、歯科医師等からの操作により、歯番の指定を受け付けることとしてもよい。

１ 歯牙解析装置
１０ パノラマ画像記憶手段
１１ パノラマ画像表示手段
１２ 歯牙領域設定手段
１３ テンプレート記憶手段
１３１ 大人用テンプレート画像
１３１ａ 歯根部分テンプレート
１３１ｂ 歯牙テンプレート
１３２ 小児用テンプレート画像
１４ 歯牙状態分類手段
１４１ 欠損判定手段
１４２ 治療状態判定手段
１５ デンタルチャート生成手段
２ Ｘ線撮影装置
３ 表示装置
４ 位置入力装置
Ｔ_Ｗ 歯幅テンプレート

Claims (6)

1. 歯列を撮影したパノラマ画像から、歯牙状態を解析する歯牙解析装置であって、
   前記パノラマ画像上において、前記歯列の中心および幅を特定する位置情報を入力し、当該位置情報で特定される歯列内に個々の歯牙領域を設定する歯牙領域設定手段と、
   前記歯牙状態の異なる複数のテンプレート画像を記憶するテンプレート記憶手段と、
   前記歯牙領域の画像と前記テンプレート画像とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域の歯牙状態を分類する歯牙状態分類手段と、
   を備えることを特徴とする歯牙解析装置。
2. 前記歯牙領域設定手段は、
   上顎歯列と下顎歯列との歯幅の割合を定義した歯幅テンプレートを予め保持し、
   前記位置情報として、上顎歯列と下顎歯列との間の正中位置、右端位置および左端位置を入力し、
   前記正中位置、前記右端位置および前記左端位置の３点で特定される曲線に、前記歯幅テンプレートを対応付けて前記歯牙領域を特定することを特徴とする請求項１に記載の歯牙解析装置。
3. 前記歯牙領域設定手段は、
   前記位置情報として、上顎歯列と下顎歯列との間の正中位置、右端位置および左端位置を入力し、
   前記正中位置、前記右端位置および前記左端位置の３点で特定される円弧を前記パノラマ画像上に設定し、前記円弧の半径を順次短くしたときの当該円弧上の画素値の変化と、前記円弧の半径を順次長くしたときの当該円弧上の画素値の変化とにより、前記上顎歯列および前記下顎歯列のそれぞれの歯牙の境界位置を探索して、前記歯牙領域を特定することを特徴とする請求項１に記載の歯牙解析装置。
4. 前記テンプレート記憶手段には、複数の歯根部分のテンプレート画像と、前記歯根部分と歯冠部分とからなる健全歯を含む治療状態の異なる複数の前記歯牙のテンプレート画像とを記憶し、
   前記歯牙状態分類手段は、
   前記歯牙領域の画像と前記歯根部分のテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域における歯牙の欠損の有無を判定する欠損判定手段と、
   前記欠損判定手段で欠損でないと判定された前記歯牙領域の画像と前記歯牙のテンプレート画像とをパターンマッチングすることで、当該歯牙領域の治療状態を判定する治療状態判定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の歯牙解析装置。
5. 前記歯牙状態分類手段で分類された歯牙状態を図表化してデンタルチャートを生成するデンタルチャート生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の歯牙解析装置。
6. コンピュータを、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の歯牙解析装置として機能させるための歯牙解析プログラム。