JP4408067B2 - ３次元断層撮影像作成方法およびコンピュータシステム - Google Patents
３次元断層撮影像作成方法およびコンピュータシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4408067B2 JP4408067B2 JP2004242441A JP2004242441A JP4408067B2 JP 4408067 B2 JP4408067 B2 JP 4408067B2 JP 2004242441 A JP2004242441 A JP 2004242441A JP 2004242441 A JP2004242441 A JP 2004242441A JP 4408067 B2 JP4408067 B2 JP 4408067B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dimensional
- image
- region
- marker
- oral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 210000004513 dentition Anatomy 0.000 claims description 90
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 claims description 90
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 39
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims description 31
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 claims description 23
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 15
- 238000009966 trimming Methods 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 6
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 2
- 241000276425 Xiphophorus maculatus Species 0.000 claims 2
- 230000001055 chewing effect Effects 0.000 claims 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 7
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 4
- 210000002050 maxilla Anatomy 0.000 description 4
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 210000001847 jaw Anatomy 0.000 description 3
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 3
- 210000004373 mandible Anatomy 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 208000032170 Congenital Abnormalities Diseases 0.000 description 2
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010061619 Deformity Diseases 0.000 description 2
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LULCPJWUGUVEFU-UHFFFAOYSA-N Phthiocol Natural products C1=CC=C2C(=O)C(C)=C(O)C(=O)C2=C1 LULCPJWUGUVEFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000016063 arterial thoracic outlet syndrome Diseases 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 238000009206 nuclear medicine Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5258—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
本発明は、３次元断層撮影像の作成方法および作成用コンピュータシステムに関し、特に、断層撮影像のアーチファクトを除去した上下顎骨や上下歯列の３次元断層撮影像の作成方法および作成用コンピュータシステムに関する。
歯科における人工歯根インプラント手術等において、上下顎骨や上下歯列の形態を把握することは重要である。このため、従来は、口腔領域のＣＴ（Computerized Tomography）像を撮影し、かかるＣＴ像を基に、上下顎骨や上下歯列の３次元ＣＴ像を得ていた（例えば、非特許文献１、２）。
Aita, H., Ueda, Y., Tamura, S., Kasai, N., Ohata, N., Inoue, N., Kobayashi,H. & Ikeda, K. (2002) "A new method of removing metal artifacts from 3-D model data for rapid prototyping", Maxillofacial Prosthetics 25: pp42 G Goerres, G.W., Hany, T.F., Kamel, E., von Schulthess, G.K. & Buck, A. (2002) "Head and neck imaging with PET and PET/CT: artefacts from dental metallic implants", European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 29: pp367-370
Aita, H., Ueda, Y., Tamura, S., Kasai, N., Ohata, N., Inoue, N., Kobayashi,H. & Ikeda, K. (2002) "A new method of removing metal artifacts from 3-D model data for rapid prototyping", Maxillofacial Prosthetics 25: pp42 G Goerres, G.W., Hany, T.F., Kamel, E., von Schulthess, G.K. & Buck, A. (2002) "Head and neck imaging with PET and PET/CT: artefacts from dental metallic implants", European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 29: pp367-370
しかしながら、口腔内に歯科金属修復物がある場合、歯科金属修復物に起因するアーチファクト（映像障害）がＣＴ像に発生した。このため、２次元のＣＴ像を合成して作成した上下顎骨や上下歯列の３次元ＣＴ像が正確に表示されず、アーチファクトの除去が求められていた。
これに対して、２次元ＣＴ像の画像処理によりアーチファクトを消去する方法が試みられたが、アーチファクトが大きく、例えば歯列の大部分がアーチファクトで覆われるような場合には、アーチファクトだけを除去することは不可能であった。
一方、人工歯根インプラント手術等では、通常、石膏等で歯列模型が作製される。発明者らは、かかる歯列模型に着目し、歯列模型の形状データを用いて、患者の３次元ＣＴ像を修正することにより、アーチファクトを除去した３次元ＣＴ像が得られることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、金属修復物等に起因するアーチファクトを除去し、上下顎骨や上下歯列の正確な３次元断層撮影像を得ることを目的とする。
本発明は、入力手段、表示手段、および演算手段を含むコンピュータを用いて、アーチファクト源を有する口腔領域の３次元断層撮影像を作成する方法であって、
（ａ）バイトとマーカとを含むインターフェイスのバイトを噛んだ状態で、患者の口腔領域を断層撮影した口腔領域断層撮影データを、入力手段を介してコンピュータに入力する工程と、
（ｂ）患者の歯列模型がバイトを噛んだ状態を断層撮影した歯列模型断層撮影データを、入力手段を介してコンピュータに入力する工程と、
（ｃ）口腔領域断層撮影データからマーカを含む３次元口腔領域像を作成して、表示手段に表示する工程と、
（ｄ）歯列模型断層撮影データからマーカを含む３次元歯列模型像を作成して、表示手段に表示する工程と、
（ｅ）演算手段が、
３次元口腔領域像中のマーカと、３次元歯列模型像中のマーカとが略一致するように、３次元口腔領域像と３次元歯列模型像とを重ね合わせ、
入力手段を介して選択された選択領域に基づいて、３次元歯列模型像をトリミングし、
入力手段を介して選択された選択領域に基づいて、３次元口腔領域像に含まれるアーチファクトを削除し、
３次元口腔領域像の一部を３次元歯列模型像で置き換えて合成した像を３次元断層撮影像とする工程と、を含むことを特徴とする３次元断層撮影像作成方法である。
（ａ）バイトとマーカとを含むインターフェイスのバイトを噛んだ状態で、患者の口腔領域を断層撮影した口腔領域断層撮影データを、入力手段を介してコンピュータに入力する工程と、
（ｂ）患者の歯列模型がバイトを噛んだ状態を断層撮影した歯列模型断層撮影データを、入力手段を介してコンピュータに入力する工程と、
（ｃ）口腔領域断層撮影データからマーカを含む３次元口腔領域像を作成して、表示手段に表示する工程と、
（ｄ）歯列模型断層撮影データからマーカを含む３次元歯列模型像を作成して、表示手段に表示する工程と、
（ｅ）演算手段が、
３次元口腔領域像中のマーカと、３次元歯列模型像中のマーカとが略一致するように、３次元口腔領域像と３次元歯列模型像とを重ね合わせ、
入力手段を介して選択された選択領域に基づいて、３次元歯列模型像をトリミングし、
入力手段を介して選択された選択領域に基づいて、３次元口腔領域像に含まれるアーチファクトを削除し、
３次元口腔領域像の一部を３次元歯列模型像で置き換えて合成した像を３次元断層撮影像とする工程と、を含むことを特徴とする３次元断層撮影像作成方法である。
また、本発明は、アーチファクト源を有する口腔領域の３次元断層撮影像を作成するためのコンピュータシステムであって、
患者の口腔領域断層撮影データと、患者の歯列模型の歯列模型断層撮影データとを入力する入力手段と、
口腔領域断層撮影データから作成された３次元口腔領域像と、歯列模型断層撮影データから作成された３次元歯列模型像とを表示する表示手段と、
３次元口腔領域像中の基準点と、３次元歯列模型像中の基準点とが略一致するように２つの像を重ねた位置で、３次元口腔領域像の一部を３次元歯列模型像で置き換えて画像合成する手段と、
入力手段を介して入力された選択領域に基づいて３次元歯列模型像をトリミングするトリミング手段と、
入力手段を介して入力された選択領域に基づいて３次元口腔領域像に含まれるアーチファクトを除去する除去手段とを含むことを特徴とするコンピュータシステムでもある。
患者の口腔領域断層撮影データと、患者の歯列模型の歯列模型断層撮影データとを入力する入力手段と、
口腔領域断層撮影データから作成された３次元口腔領域像と、歯列模型断層撮影データから作成された３次元歯列模型像とを表示する表示手段と、
３次元口腔領域像中の基準点と、３次元歯列模型像中の基準点とが略一致するように２つの像を重ねた位置で、３次元口腔領域像の一部を３次元歯列模型像で置き換えて画像合成する手段と、
入力手段を介して入力された選択領域に基づいて３次元歯列模型像をトリミングするトリミング手段と、
入力手段を介して入力された選択領域に基づいて３次元口腔領域像に含まれるアーチファクトを除去する除去手段とを含むことを特徴とするコンピュータシステムでもある。
本発明にかかる３次元断層撮影像作成方法および作成用コンピュータシステムを用いることにより、上下顎骨や上下歯列の正確な３次元断層撮影像を得ることができ、人工歯根インプラント手術等の臨床例への適用が可能となる。
図１は、歯の金属修復物を有する患者の口腔内写真（下顎）である。このような金属修復物を有する患者に対して口腔領域のＣＴ像を撮影し、３次元イメージに合成した３次元口腔領域像を図２に示す。３次元口腔領域像は、断層写真であるＣＴ像を積み重ねて合成する。３次元口腔領域像の合成には、ハプティックデバイス（商品名：ＰＨＡＮＴｏＭ）を用いる。
図２に示すように、患者が金属修復物を有する場合、金属修復物によるアーチファクト（映像障害）が発生し、歯列部分の正確な画像が得られない。例えば、上下顎骨のＣＴ撮影に対しては、密度の高い金合金、銀合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、ステンレス鋼等が、アーチファクトを発生させるアーチファクト源となる。
一方、人工歯根インプラント手術や顎変形症手術を行う場合、通常は、石膏の歯列模型が作製される。歯列模型は、患者の歯列の型を取り作製されるため、その患者の歯列が正確に再現されている。
本実施の形態では、かかる歯列模型から３次元歯列模型像をとり、かかる３次元歯列模型像を用いて３次元口腔領域像の一部を置き換えるものである。
図３は、患者の３次元口腔領域像の一部を、３次元歯列模型像で置き換える場合に、位置合わせの基準となるインターフェイスである。全体が１０で表されるインターフェイスは、歯列バイト１と位置合わせ用マーカープレート２からなる。
歯列バイト１は、その患者の歯列に対応した形状となっている。また、歯列バイト１は、顎骨や歯列模型の撮影に用いられるＣＴ値（４００〜９００）では撮影されない材料から形成される。かかる材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート（PMMA）のような高分子材料（即時重合レジン）、シリコーン、ウレタン、チオコールのようなゴム系材料がある。また、マーカープレート２は石膏から形成された板状体からなる。マーカープレート２の表面には、例えば、直径が４〜５ｍｍの円状の凸部（又は凹部）が部分的に設けられている。後述する位置合わせの工程で、かかる凸部が重なるように位置合わせすることにより、位置合わせの精度が向上する。
歯列バイト１は、その患者の歯列に対応した形状となっている。また、歯列バイト１は、顎骨や歯列模型の撮影に用いられるＣＴ値（４００〜９００）では撮影されない材料から形成される。かかる材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート（PMMA）のような高分子材料（即時重合レジン）、シリコーン、ウレタン、チオコールのようなゴム系材料がある。また、マーカープレート２は石膏から形成された板状体からなる。マーカープレート２の表面には、例えば、直径が４〜５ｍｍの円状の凸部（又は凹部）が部分的に設けられている。後述する位置合わせの工程で、かかる凸部が重なるように位置合わせすることにより、位置合わせの精度が向上する。
ここでは、まず、図９のフローチャートを参照しながら、本実施の形態にかかる３次元断層撮影像作成方法について説明する。ＣＴ撮影は、顎骨や歯列模型の撮影に用いられるＣＴ値を用いて行われる、顎骨や歯列模型の撮影とする。
かかる方法では、まず、患者の歯列模型２０を、例えば石膏で作製する。この石膏模型は、一般的な歯科治療で用いられる模型である。
かかる方法では、まず、患者の歯列模型２０を、例えば石膏で作製する。この石膏模型は、一般的な歯科治療で用いられる模型である。
次に、図４（ａ）に示すように、歯列模型２０にインターフェイス１０を噛ませる。上述のように、インターフェイス１０の歯列バイト１は、歯列模型２０と噛み合うようにできている。
このように、歯列模型２０にインターフェイス１０を噛ませて固定した状態で、ＣＴ像（歯列模型断層撮影データ）を取得する。ＣＴ像の撮影には、１６列マルチスライス・ヘリカルＣＴ（SOMATOM Sensation 16、 Siemens製、スライス幅：０．３１ｍｍ）が用いられる。ＣＴ像は、入力手段を介してコンピュータに入力され、ＤＩＣＯＭ方式のデータとして記憶手段に保存される（工程Ｓ１１）。
更に、得られたＣＴ像（歯列模型断層撮影データ）を用いて、３次元歯列模型像が構築される。３次元歯列模型像の構築は、例えば、VGStudio MAX1.1 (Volume Graphic製)を用いて行われ、ＤＩＣＯＭ方式のデータが、ＳＴＬ（Standard Template Library）形式の３次元データに変換されて、ディスプレイ等の表示手段に表示される（工程Ｓ１２）。
更に、得られたＣＴ像（歯列模型断層撮影データ）を用いて、３次元歯列模型像が構築される。３次元歯列模型像の構築は、例えば、VGStudio MAX1.1 (Volume Graphic製)を用いて行われ、ＤＩＣＯＭ方式のデータが、ＳＴＬ（Standard Template Library）形式の３次元データに変換されて、ディスプレイ等の表示手段に表示される（工程Ｓ１２）。
図４（ｂ）は、表示手段に表示された、歯列模型２０にインターフェイス１０を噛ませた状態の３次元歯列模型像２５である。上述のように、即時重合レジン等からなる歯列バイトは、ＣＴ像には写らない。
次に、図５（ａ）に示すように、患者３０にインターフェイス１０を噛ませた状態で、口腔領域を撮影し、ＣＴ像（口腔領域断層撮影データ）を得る。かかるデータは、入力手段を介してコンピュータに入力され、記憶手段に保存される（工程Ｓ２１）。
口腔領域断層撮影データは、３次元口腔領域像３５に合成されて、表示手段に表示される（工程Ｓ２２）。図５（ｂ）は、患者３０にインターフェイス１０を噛ませた状態の３次元口腔領域像３５である。図５（ｂ）からわかるように、歯列近傍では、金属修復物の影響でアーチファクトが発生している。また、歯列バイトは、３次元口腔領域像３５には写っていない。
次に、図６に示すように、図４（ｂ）の３次元歯列模型像２５と、図５（ｂ）の３次元口腔領域像３５とを重ね合わせる。具体的には、図４（ｂ）の３次元歯列模型像２５を、図５（ｂ）の３次元口腔領域像３５の座標上に配置して位置合わせした後に、３次元歯列模型像２５で３次元口腔領域像３５の一部を置き換えて、３次元像を合成する（工程Ｓ３）。
３次元像を置き換える際、双方の３次元像中のマーカープレート２が重なるように、位置合わせを行う。位置合わせには、Polygon Edition Tool (Konica-Minolta製) を用いる。マーカープレート２のような基準を用いてＣＴ像を合成することにより、高い位置精度で、３次元歯列模型像２５を、３次元口腔領域像３５に取り込むことができる。
具体的には、まず、３次元歯列模型像２５に含まれるマーカプレート２上の、基準点（３点）を抽出する。次に、３次元口腔領域像３５に含まれるマーカプレート２に対しても、マーカプレート２上の同じ位置にある基準点（３点）を抽出する。
ここでは、同一のマーカプレート２が双方の３次元像で用いられているため、基準点の位置が正確に抽出される。また、マーカープレート２の表面に、凸部が設けられることにより、基準点の特定が容易かつ正確に行える。
なお、双方の３次元像において、異なったマーカを用いることも可能である。また、特定の歯や歯の傷などを基準点に用いて、位置合わせを行っても良い。
ここでは、同一のマーカプレート２が双方の３次元像で用いられているため、基準点の位置が正確に抽出される。また、マーカープレート２の表面に、凸部が設けられることにより、基準点の特定が容易かつ正確に行える。
なお、双方の３次元像において、異なったマーカを用いることも可能である。また、特定の歯や歯の傷などを基準点に用いて、位置合わせを行っても良い。
次に、３次元口腔領域像３５に含まれるマーカプレート２上で抽出された３点に、３次元歯列模型像２５に含まれるマーカプレート２上で抽出された３点が重なるように、３次元口腔領域像３５と３次元歯列模型像２５とを重ねる。かかる工程で、３次元口腔領域像３５と３次元歯列模型像２５とが、概ね位置合わせされる。
続いて、３次元歯列模型像２５に含まれるマーカプレート２と、３次元口腔領域像３５に含まれるマーカプレート２に対して、例えば法線ベクトル法を適用して、更に、正確に位置合わせを行う。
位置合わせが終了した状態で、３次元口腔領域像３５の一部を３次元歯列模型像２５で置き換える。これにより、図６に示すような３次元像が得られる。
図６では、３次元歯列模型像２５がそのまま３次元口腔領域像３５に合成されているため、必要に応じて３次元歯列模型像２５をトリミングし、３次元歯列模型像２５中の歯列以外の部分（主に歯肉部分）を削除し、歯列のみの像（３次元歯列像）とする（工程Ｓ４）。具体的には、表示手段に表示された３次元歯列模型像２５を見ながら、カーソルやポインタ等の入力手段を介して所定の選択領域を指定し、かかる選択領域に含まれるデータを３次元歯列模型像２５のデータから消去する。選択領域は、位置データとして、例えば座標で入力しても構わない。
また、図６では、アーチファクト４０が残っているが、必要に応じてこれも削除する（Ｓ５）。アーチファクト４０の除去には、例えばハプティックデバイス（触力覚デバイス）であるＰＨＡＮＴｏＭ（米国、SensAble Technologies 社製）が用いられる。具体的には、表示手段に表示された３次元画像のアーチファクト４０を見ながら、不要な領域をカーソルやポインタ等の入力手段を介して選択領域として指定し、かかる選択領域に含まれるデータを３次元口腔領域像３５のデータから削除する。
なお、アーチファクトの除去は、トリミング後の歯列模型像をもとに行っても良い。即ち、アーチファクトは、例えば、図６に見られるように、金属修復物を有する歯列から外方に延びる。このため、トリミング後の歯列模型像を基準として、トリミング後の歯列模型像（歯列）の外部表面から外方に広がった領域を選択領域として入力し、かかる領域に含まれる３次元口腔領域像３５のデータを削除することにより、アーチファクトの削除が可能となる。更にアーチファクトが部分的に残る場合には、上述の方法に従って、残ったアーチファクトを除去しても構わない。
以上の工程で、アーチファクト源を有する口腔領域の３次元断層撮影像が完了する。
ここで、図９のフローチャートでは、３次元歯列模型像２５を３次元口腔領域像３５に合成（工程Ｓ３）してから３次元歯列模型像２５のトリミング（工程Ｓ４）、アーチファクトの除去（工程Ｓ５）を行ったが、トリミング（工程Ｓ４）、アーチファクト除去（工程Ｓ５）を別々の画像で行った後に、双方の画像を合成（工程Ｓ３）することもできる。例えば、位置合わせした状態で、２つの画像を重ねて表示した後、それぞれの画像に対してトリミング（工程Ｓ４）とアーチファクトの除去（工程Ｓ５）を行い、最後に２つの画像を合成（工程Ｓ３）しても良い。
図７は、本実施の形態にかかる３次元断層撮影像（ＣＴ像）の作成方法を、インプラント手術を行う患者に適用した場合の３次元像である。図７（ａ）は、本方法適用前の３次元像であり、図７（ｂ）は、本方法適用後の３次元像である。
図７からわかるように、本方法を適用することにより、アーチファクトにより不明瞭であった下顎の歯列が明確に表されるようになる。
図７からわかるように、本方法を適用することにより、アーチファクトにより不明瞭であった下顎の歯列が明確に表されるようになる。
また、図８は、本実施の形態にかかる３次元断層撮影像（ＣＴ像）の作成方法を、顎変形患者に適用した場合の３次元像である。図８（ａ）は、本方法適用前の３次元ＣＴ像であり、図８（ｂ）、（ｃ）は、本方法適用後の３次元ＣＴ像（正面、側面）である。
図８からわかるように、本方法を適用することにより、アーチファクトにより不明瞭であった上下の歯列が、正面、側面ともに明確に表されるようになる。
図８からわかるように、本方法を適用することにより、アーチファクトにより不明瞭であった上下の歯列が、正面、側面ともに明確に表されるようになる。
なお、本実施の形態では、ＣＴ像から得た３次元口腔領域像を、歯列模型をＣＴ撮影して得た３次元歯列模型像を用いて修正したが、歯列模型の形状は、接触式３次元デジタイザ（商品名ＡＴＯＳ、ドイツＧＯＭ社製）やレーザ光測定装置、接触式の測定装置を用いて測定しても良い。
また、本実施の形態では、３次元断層撮影像としてＣＴ撮影で得られた像について説明したが、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging；磁気共鳴映像）法を用いて得られた像に対しても適用できる。ＭＲＩ法を用いて３次元断層撮影像を作成した場合は、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｔｉ等からなる金属修復物が、アーチファクト源となる。
続いて、本実施の形態にかかる３次元断層撮影像を作成するためのコンピュータシステムについて、簡単に説明する。
図１０は、全体が１００で表されるコンピュータシステムの概略図である。コンピュータシステム１００は、まず、口腔領域断層撮影データ／歯列模型断層撮影データ等を入力するための、入力部１０１を有する。口腔領域断層撮影データ／歯列模型断層撮影データは、例えばＤＩＣＯＭデータとして提供される。トリミングする領域、アーチファクトとして除去する領域等の選択領域も、かかる入力部を介して行われる。
図１０は、全体が１００で表されるコンピュータシステムの概略図である。コンピュータシステム１００は、まず、口腔領域断層撮影データ／歯列模型断層撮影データ等を入力するための、入力部１０１を有する。口腔領域断層撮影データ／歯列模型断層撮影データは、例えばＤＩＣＯＭデータとして提供される。トリミングする領域、アーチファクトとして除去する領域等の選択領域も、かかる入力部を介して行われる。
入力部１０１は、例えば、インターネットやＣＤ−ＲＯＭによる供給等、一般的なコンピュータへのデータ供給手段のほか、ポインタやカーソルで、表示手段の所定領域を選択するような手段であっても良い。
コンピュータシステム１００は、また、口腔領域断層撮影データ等を記憶する記憶部１０２を有する。記憶部１０２は、例えばハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等の記憶媒体からなる。
コンピュータシステム１００は、また、制御演算部１０３を有する。制御演算部１０３は、更に、口腔領域断層撮影データ／歯列模型断層撮影データから３次元像を作成する３次元像作成部１０５を含む。３次元像の作成には、例えば、VGStudio MAX1.1 (Volume Graphic製)が用いられ、ＤＩＣＯＭデータが、ＳＴＬ（Standard Template Library）形式の３次元データに変換される。
制御演算部１０３は、また、３次元像合成部１０６を有する。３次元像合成部１０６では、３次元口腔領域像と３次元歯列模型像との位置合わせを行い、３次元口腔領域像の一部を３次元歯列模型像で置き換えて画像合成を行う。
制御演算部１０３は、また、３次元歯列模型像をトリミングするトリミング部１０７を含む。トリミング部１０７には、例えば、Konica-Minolta製のPolygon Edition Toolなどが使用される。
制御演算部１０３は、更に、３次元口腔領域像に含まれるアーチファクトを削除するアーチファクト除去部１０８を有する。かかる除去部としては、例えば、ハプティックデバイスであるＰＨＡＮＴｏＭ（米国、SensAble Technologies 社製）が用いられる。
コンピュータシステム１００は、更に、表示部１０４を有する。表示部１０４には、例えば、一般的なディスプレイが用いられる。
なお、コンピュータシステム１００は、必要に応じて、コンピュータシステムが一般的に備える他の手段を備えるものとする。
１ 歯列バイト
２ マーカプレート
１０ インターフェイス
２０ 歯列模型
２５ 歯列模型の３次元ＣＴ像
３０ 患者
３５ 患者の３次元ＣＴ像
４０ アーチファクト
１００ コンピュータシステム
２ マーカプレート
１０ インターフェイス
２０ 歯列模型
２５ 歯列模型の３次元ＣＴ像
３０ 患者
３５ 患者の３次元ＣＴ像
４０ アーチファクト
１００ コンピュータシステム
Claims (8)
- 入力手段、表示手段、および演算手段を含むコンピュータを用いて、アーチファクト源を有する口腔領域の３次元断層撮影像を作成する方法であって、
（ａ）骨や歯を画像化するＣＴ値では画像化されない材料からなるバイトとマーカとを含むインターフェイスの該バイトを噛んだ状態で、患者の口腔領域を断層撮影した口腔領域断層撮影データを、該入力手段を介して該コンピュータに入力する工程と、
（ｂ）該患者の歯列模型が該バイトを噛んだ状態を断層撮影した歯列模型断層撮影データを、該入力手段を介して該コンピュータに入力する工程と、
（ｃ）該口腔領域断層撮影データから該マーカを含む３次元口腔領域像を作成して、該表示手段に表示する工程と、
（ｄ）該歯列模型断層撮影データから該マーカを含む３次元歯列模型像を作成して、該表示手段に表示する工程と、
（ｅ）演算手段が、
該３次元口腔領域像中の該マーカと、該３次元歯列模型像中の該マーカとが略一致するように、該３次元口腔領域像と該３次元歯列模型像とを重ね合わせ、
該３次元口腔領域像の一部を該３次元歯列模型像で置き換えて合成した像を３次元断層撮影像とする工程と、を含むことを特徴とする３次元断層撮影像作成方法。 - 入力手段、表示手段、および演算手段を含むコンピュータを用いて、アーチファクト源を有する口腔領域の３次元断層撮影像を作成する方法であって、
（ａ）骨や歯を画像化するＣＴ値では画像化されない材料からなるバイトとマーカとを含むインターフェイスの該バイトを噛んだ状態で、患者の口腔領域を断層撮影した口腔領域断層撮影データを、該入力手段を介して該コンピュータに入力する工程と、
（ｂ）該患者の歯列模型が該インターフェイスの該バイトを噛んだ状態の外形形状を表す歯列模型データを、該入力手段を介して該コンピュータに入力する工程と、
（ｃ）該口腔領域断層撮影データから該マーカを含む３次元口腔領域像を作成して、該表示手段に表示する工程と、
（ｄ）該歯列模型データから該マーカを含む３次元歯列模型像を作成して、該表示手段に表示する工程と、
（ｅ）演算手段が、
該３次元口腔領域像中の該マーカと、該３次元歯列模型像中の該マーカとが略一致するように、該３次元口腔領域像と該３次元歯列模型像とを重ね合わせ、
該３次元口腔領域像の一部を該３次元歯列模型像で置き換えて合成した像を３次元断層撮影像とする工程と、を含むことを特徴とする３次元断層撮影像作成方法。 - 更に、上記（ｅ）演算手段が、上記入力手段を介して選択された選択領域に基づいて、上記３次元歯列模型像をトリミングして３次元歯列像を作成する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の３次元断層撮影像作成方法。
- 更に、上記（ｅ）演算手段が、上記入力手段を介して選択された選択領域に基づいて、上記３次元口腔領域像に含まれるアーチファクトを削除して、上記３次元歯列像を露出させる工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の３次元断層撮影像作成方法。
- アーチファクト源を有する口腔領域の３次元断層撮影像を作成するためのコンピュータシステムであって、
骨や歯を画像化するＣＴ値では画像化されない材料からなるバイトとマーカとを含むインターフェイスの該バイトを噛んだ状態で患者の口腔領域を断層撮影した口腔領域断層撮影データと、
該インターフェイスの該バイトを噛んだ状態で該患者の歯列模型を断層撮影した歯列模型断層撮影データとを入力する入力手段と、
該口腔領域断層撮影データから作成された３次元口腔領域像と、該歯列模型断層撮影データから作成された３次元歯列模型像とを表示する表示手段と、
該３次元口腔領域像中の該マーカと、該３次元歯列模型像中の該マーカとが略一致するように２つの像を重ねた位置で、該３次元口腔領域像の一部を該３次元歯列模型像で置き換えて画像合成する手段と、
該入力手段を介して入力された選択領域に基づいて該３次元歯列模型像をトリミングするトリミング手段と、
該入力手段を介して入力された選択領域に基づいて該３次元口腔領域像に含まれるアーチファクトを除去する除去手段と、を含むことを特徴とするコンピュータシステム。 - アーチファクト源を有する口腔領域の３次元断層撮影像を作成するためのコンピュータシステムであって、
骨や歯を画像化するＣＴ値では画像化されない材料からなるバイトとマーカとを含むインターフェイスの該バイトを噛んだ状態で患者の口腔領域を断層撮影した口腔領域断層撮影データと、
該患者の歯列模型が該インターフェイスの該バイトを噛んだ状態の外形形状を表す歯列模型データとを入力する入力手段と、
該口腔領域断層撮影データから作成された３次元口腔領域像と、該歯列模型データから作成された３次元歯列模型像とを表示する表示手段と、
該３次元口腔領域像中の該マーカと、該３次元歯列模型像中の該マーカとが略一致するように２つの像を重ねた位置で、該３次元口腔領域像の一部を該３次元歯列模型像で置き換えて画像合成する手段と、
該入力手段を介して入力された選択領域に基づいて該３次元歯列模型像をトリミングするトリミング手段と、
該入力手段を介して入力された選択領域に基づいて該３次元口腔領域像に含まれるアーチファクトを除去する除去手段と、を含むことを特徴とするコンピュータシステム。 - バイトと該バイトに固定されたマーカからなり、該バイトを噛んだ状態の患者の口腔領域の断層撮影像と、該バイトを噛んだ状態の該患者の歯列模型の３次元歯列模型像とを、該マーカを基準点として重ね合わせて合成するためのインターフェイスであって、
該バイトは、骨や歯を画像化するＣＴ値では該断層撮影像に写らない材料からなることを特徴とするインターフェース。 - 上記マーカープレートは石膏から形成された板状体からなり、該板状体の表面には、凸部又は凹部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のインターフェイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004242441A JP4408067B2 (ja) | 2004-06-11 | 2004-08-23 | ３次元断層撮影像作成方法およびコンピュータシステム |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004174381 | 2004-06-11 | ||
| JP2004242441A JP4408067B2 (ja) | 2004-06-11 | 2004-08-23 | ３次元断層撮影像作成方法およびコンピュータシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006021016A JP2006021016A (ja) | 2006-01-26 |
| JP4408067B2 true JP4408067B2 (ja) | 2010-02-03 |
Family
ID=35794696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004242441A Active JP4408067B2 (ja) | 2004-06-11 | 2004-08-23 | ３次元断層撮影像作成方法およびコンピュータシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4408067B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103690188A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-04-02 | 中国人民解放军第四军医大学 | 头部正面拍摄装置及三维头部模型的自然头位校正方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090089402A (ko) * | 2006-12-13 | 2009-08-21 | 이마그노시스 가부시키가이샤 | 의료용 촬영 마커 |
| JP5283949B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-09-04 | 和田精密歯研株式会社 | Ｃｔ撮影用マーカーおよび３次元断層撮影像の作成方法 |
| JP6578026B2 (ja) * | 2015-06-09 | 2019-09-18 | ▲シャ▼承▲キン▼SHE, Chengxin | 顎顔面矯正手術画像校正デザインシステム及びその方法 |
| ES2886675T3 (es) * | 2015-06-30 | 2021-12-20 | Canon Usa Inc | Marcadores fiduciarios, sistemas, y procedimientos de registro |
| US10420626B2 (en) | 2015-06-30 | 2019-09-24 | Canon U.S.A., Inc. | Fiducial markers, systems, and methods of registration |
| JP6238330B1 (ja) * | 2017-06-26 | 2017-11-29 | 浩明 清水 | Ｃｔ撮影用リファレンスマーカーおよび３次元断層撮影像作成方法 |
| US11202652B2 (en) | 2017-08-11 | 2021-12-21 | Canon U.S.A., Inc. | Registration and motion compensation for patient-mounted needle guide |
-
2004
- 2004-08-23 JP JP2004242441A patent/JP4408067B2/ja active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103690188A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-04-02 | 中国人民解放军第四军医大学 | 头部正面拍摄装置及三维头部模型的自然头位校正方法 |
| CN103690188B (zh) * | 2013-12-09 | 2017-10-13 | 中国人民解放军第四军医大学 | 头部正面拍摄装置及三维头部模型的自然头位校正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006021016A (ja) | 2006-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10166088B2 (en) | Unified three dimensional virtual craniofacial and dentition model and uses thereof | |
| JP5283949B2 (ja) | Ｃｔ撮影用マーカーおよび３次元断層撮影像の作成方法 | |
| EP1759353B1 (en) | Method for deriving a treatment plan for orthognatic surgery and devices therefor | |
| JP5233456B2 (ja) | 歯冠設計方法および歯冠作製方法 | |
| JP5976730B2 (ja) | 形状情報を引き出すための方法 | |
| JP5374382B2 (ja) | 歯科用計画および生産のための方法およびシステム | |
| JP4328621B2 (ja) | 医療用シミュレーション装置 | |
| KR102093325B1 (ko) | 디지털 스플린트 | |
| KR102088334B1 (ko) | 가상 스플린트 | |
| KR101252277B1 (ko) | 치과 치료용 가상 중첩 장치 및 그 방법 | |
| Lee et al. | Use of cone beam computed tomography and a laser intraoral scanner in virtual dental implant surgery: part 1 | |
| US20080124681A1 (en) | Automatic tooth movement measuring method employing three dimensional reverse engineering technique | |
| WO2015154125A1 (en) | Dental implant guide formation system | |
| JP4408067B2 (ja) | ３次元断層撮影像作成方法およびコンピュータシステム | |
| Nc et al. | Orthodontics in the Era of Digital Innovation--A Review. | |
| Choi et al. | Impact of the number of registration points for replacement of three-dimensional computed tomography images in dental areas using three-dimensional light-scanned images of dental models | |
| WO2014015459A1 (zh) | 牙科补缀及赝复体数字建档与制作的方法及其教学训练 | |
| RU88538U1 (ru) | Технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций (варианты) | |
| EP2368498A1 (en) | Method for deriving shape information of a person's dentition | |
| Sohmura et al. | Original computer aided support system for safe and accurate implant placement—Collaboration with an university originated venture company | |
| Srivastava et al. | Digital workflow feasibility for the fabrication of intraoral maxillofacial prosthetics after surgical resection: a systematic literature review. | |
| Tohme et al. | Navigation and Guided Surgery | |
| TW201345491A (zh) | 牙科補綴及贗復體數位建檔與製作之方法及其教學訓練 | |
| Ramachandran et al. | Diagnosis and treatment planning using rapid prototyping technology in surgical endodontics | |
| Foong | Use of Digital Models/Dental Casts and their Role in Orthodontics/Maxillofacial Surgery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060728 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20080123 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090630 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090826 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091006 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091105 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20181120 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |