JPH062137B2 - 三次元の哺乳動物体模型の製造装置 - Google Patents
三次元の哺乳動物体模型の製造装置Info
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- JPH062137B2 JPH062137B2 JP58098131A JP9813183A JPH062137B2 JP H062137 B2 JPH062137 B2 JP H062137B2 JP 58098131 A JP58098131 A JP 58098131A JP 9813183 A JP9813183 A JP 9813183A JP H062137 B2 JPH062137 B2 JP H062137B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は一般に哺乳動物体内構造の三次元（立体）模型
を作る装置に関し、特に体に物理的に侵入することなく
得られた内部構造の立体像から哺乳動物体の模型を作製
する装置に関する。
を作る装置に関し、特に体に物理的に侵入することなく
得られた内部構造の立体像から哺乳動物体の模型を作製
する装置に関する。
正確な寸法および形状が未知である哺乳動物体構造の三
次元模型は、普通その構造の寸法を直接測定することに
よって作製される。内部構造の直接測定は、正確な寸法
情報を提供して内部構造を正確に表わした哺乳動物体の
模型の作製を可能にする利点を有する。しかしながら、
哺乳動物体の内部構造を直接測定できない場合がしばし
ばある。そのような場合、目的の内部構造を測定するた
めに哺乳動物体を開いてさわれるようにする。そのよう
な開口が実施不可能または望ましくない場合には、哺乳
動物体の模型は目的の内部構造の標準放射線像の視覚検
査、哺乳動物体を外面的に成形した注型品、およびその
他哺乳動物体の間接検査法などによって作製されてき
た。しかしながら、そのような方法の欠陥は内部構造を
正確に表わした哺乳動物体模型の作製を困難にした。殆
んどの部分に対して、そのような間接検査法は、哺乳動
物体の内部構造の不正確な寸法情報および構造描写を提
供するので、欠陥がある。
次元模型は、普通その構造の寸法を直接測定することに
よって作製される。内部構造の直接測定は、正確な寸法
情報を提供して内部構造を正確に表わした哺乳動物体の
模型の作製を可能にする利点を有する。しかしながら、
哺乳動物体の内部構造を直接測定できない場合がしばし
ばある。そのような場合、目的の内部構造を測定するた
めに哺乳動物体を開いてさわれるようにする。そのよう
な開口が実施不可能または望ましくない場合には、哺乳
動物体の模型は目的の内部構造の標準放射線像の視覚検
査、哺乳動物体を外面的に成形した注型品、およびその
他哺乳動物体の間接検査法などによって作製されてき
た。しかしながら、そのような方法の欠陥は内部構造を
正確に表わした哺乳動物体模型の作製を困難にした。殆
んどの部分に対して、そのような間接検査法は、哺乳動
物体の内部構造の不正確な寸法情報および構造描写を提
供するので、欠陥がある。
哺乳動物解剖学における内部組織構造の模型の作製には
精度が特に重要である。そのような模型は、本明細書に
おいては以後外科移植用人工装具または外部人工装具の
いずれの形態でも人工装具（プロテーゼ）と呼ぶ。再建
手術のための移植人工装具の作製には正確な測定と正確
な外形が望ましいけれども、内部解剖組織構造の非侵入
直接測定は本法には利用されず、かつ人工装具の製造用
に実施できない。現行法は、移植用人工装具の製造に、
異常な部分の上に施した石膏注型品に基いて構造欠陥部
と石膏との間に挿入した軟質テイッシュで骨の形状異常
を修正する必要がある。この注型品から、模型のアンレ
ー人工装具は、熱練した補綴歯科医によって間接測定に
よる不精密度をある程度許容するが最も近似させて手動
造形法によって作られる。残った不精密個所は、次に深
部構造の外科的検査ができる移植時に修正しなければな
らない。
精度が特に重要である。そのような模型は、本明細書に
おいては以後外科移植用人工装具または外部人工装具の
いずれの形態でも人工装具（プロテーゼ）と呼ぶ。再建
手術のための移植人工装具の作製には正確な測定と正確
な外形が望ましいけれども、内部解剖組織構造の非侵入
直接測定は本法には利用されず、かつ人工装具の製造用
に実施できない。現行法は、移植用人工装具の製造に、
異常な部分の上に施した石膏注型品に基いて構造欠陥部
と石膏との間に挿入した軟質テイッシュで骨の形状異常
を修正する必要がある。この注型品から、模型のアンレ
ー人工装具は、熱練した補綴歯科医によって間接測定に
よる不精密度をある程度許容するが最も近似させて手動
造形法によって作られる。残った不精密個所は、次に深
部構造の外科的検査ができる移植時に修正しなければな
らない。
構造欠陥を矯正するために患者から骨の移植をする場
合、外科医は手術のときの直接検査の前に骨の異常の正
確な像をもたず、従って前もって作った模型の利点なし
に手術室でその異常（奇形）を改造して移植を行う必要
がある。
合、外科医は手術のときの直接検査の前に骨の異常の正
確な像をもたず、従って前もって作った模型の利点なし
に手術室でその異常（奇形）を改造して移植を行う必要
がある。
正確な手術前の模型および矯正された移植物の作製は前
述の手動造形法の欠点を回避しかつ現在必要な長時間の
麻酔に伴う病的状態を少なくする。
述の手動造形法の欠点を回避しかつ現在必要な長時間の
麻酔に伴う病的状態を少なくする。
本発明は哺乳動物体内の所定の構造を正確に表わす３次
元の哺乳動物体模型を作製する装置に関するものであ
る。
元の哺乳動物体模型を作製する装置に関するものであ
る。
本発明により、哺乳動物体に放射エネルギーを当てるこ
とより得られた放射エネルギー・レスポンスを検出し、
第三次元に沿って一定の間隔をもった複数の二次元デイ
ジタル像を得て、哺乳動物体内の構造を三次元的に表わ
すデイジタル・データセットを得る手段； 前記哺乳動物体内の構造を表わす前記デイジタル・デー
タセットの中から、所定の構造体の表面を画定するデイ
ジタル座標の所定のサブセットを選択する手段；および 前記三次元のデイジタル座標に従って、造形工具を作動
させて所定構造体の三次元模型を成形する手段からなる
ことを特徴とする哺乳動物体内構造の三次元模型の製造
装置が提供される。
とより得られた放射エネルギー・レスポンスを検出し、
第三次元に沿って一定の間隔をもった複数の二次元デイ
ジタル像を得て、哺乳動物体内の構造を三次元的に表わ
すデイジタル・データセットを得る手段； 前記哺乳動物体内の構造を表わす前記デイジタル・デー
タセットの中から、所定の構造体の表面を画定するデイ
ジタル座標の所定のサブセットを選択する手段；および 前記三次元のデイジタル座標に従って、造形工具を作動
させて所定構造体の三次元模型を成形する手段からなる
ことを特徴とする哺乳動物体内構造の三次元模型の製造
装置が提供される。
本発明の望ましい実施態様の説明からさらに明らかとな
るように、非侵入放射線写真像復元法と自動制御機械加
工法を併用して内部構造の精密測定および内部構造の正
確な像である哺乳動物体模型の作製をすることができ
る。本発明に特に有用な放射線撮影像複元法はコンピユ
ーター断層撮影法であって、それによって横断面の断層
写真像が哺乳動物体に対して異なる角度での行路に沿っ
て哺乳動物体を透過またはその内部から反射された放射
エネルギーから作製される。その像は、哺乳動物体の横
断面部で生じる局部的放射エネルギー・レスポンスが計
算されるアルゴリズムに従って検出された放射エネルギ
ーをコンピユーター処理することよって作られる。計算
された放射エネルギー・レスポンスは検出された放射エ
ネルギー・レスポンスの横断面部における物質の特性で
あり、従ってその横断面部における構造体の像を作るこ
とができる。そのような一連の像は、哺乳動物体に放射
エネルギーを当てて各部における透過または反射の放射
エネギーを検出することによって横断面に垂直な線に沿
って分布した場所において得られる。コンピユーター断
層撮影装置は哺乳動物体内構造の像を作製するデータを
得るためにＸ−線法、核磁気共鳴（ＮＭＲ）法、陽電子
放射法（ＰＥＴ）および超音波放射エネルギー法を採用
してきた。そのようなコンピュータ断層撮影装置によっ
て、検出放射エネルギー・レスポンスのアナログ・グレ
ースケール画像およびそのグレースケール値の写像数値
像のペーパー・プリントアウトが一般に提供される。そ
のような装置は、例えば米国特許第３，６７３，３９４
号、第４，２９８，８００号、再発行第３０，３９７号
およびそれらの特許に引用されている文献に記載されて
いる。
るように、非侵入放射線写真像復元法と自動制御機械加
工法を併用して内部構造の精密測定および内部構造の正
確な像である哺乳動物体模型の作製をすることができ
る。本発明に特に有用な放射線撮影像複元法はコンピユ
ーター断層撮影法であって、それによって横断面の断層
写真像が哺乳動物体に対して異なる角度での行路に沿っ
て哺乳動物体を透過またはその内部から反射された放射
エネルギーから作製される。その像は、哺乳動物体の横
断面部で生じる局部的放射エネルギー・レスポンスが計
算されるアルゴリズムに従って検出された放射エネルギ
ーをコンピユーター処理することよって作られる。計算
された放射エネルギー・レスポンスは検出された放射エ
ネルギー・レスポンスの横断面部における物質の特性で
あり、従ってその横断面部における構造体の像を作るこ
とができる。そのような一連の像は、哺乳動物体に放射
エネルギーを当てて各部における透過または反射の放射
エネギーを検出することによって横断面に垂直な線に沿
って分布した場所において得られる。コンピユーター断
層撮影装置は哺乳動物体内構造の像を作製するデータを
得るためにＸ−線法、核磁気共鳴（ＮＭＲ）法、陽電子
放射法（ＰＥＴ）および超音波放射エネルギー法を採用
してきた。そのようなコンピュータ断層撮影装置によっ
て、検出放射エネルギー・レスポンスのアナログ・グレ
ースケール画像およびそのグレースケール値の写像数値
像のペーパー・プリントアウトが一般に提供される。そ
のような装置は、例えば米国特許第３，６７３，３９４
号、第４，２９８，８００号、再発行第３０，３９７号
およびそれらの特許に引用されている文献に記載されて
いる。
機械制御輪郭造形工具装置はそれらの表面像から三次元
の目的物表面を模造するため広く使用されてきた。これ
らの装置には、例えば輪郭または外形追随器具を使用す
ることによって所望の目的物の図面や写真から得た数値
データに従って製作品に関する工具軌道を制御するもの
がある。別の輪郭造形装置は、所望対象の哺乳動物体模
型に追随して造形工具の軌道制御用座標制御データを発
生するようになっている輪郭従動部を利用する。輪郭従
動部のあるものは造形工具に機械的に結合し、それよっ
て輪郭従動部の移動が直接対応する造形工具の移動をも
たらす。輪郭造形工具装置は、例えば米国特許第２，８
５２，１８９号、第３，１９５，４１１号、第３，２５
９，０２２号および第３，７９６，１２９号に記載され
ている。
の目的物表面を模造するため広く使用されてきた。これ
らの装置には、例えば輪郭または外形追随器具を使用す
ることによって所望の目的物の図面や写真から得た数値
データに従って製作品に関する工具軌道を制御するもの
がある。別の輪郭造形装置は、所望対象の哺乳動物体模
型に追随して造形工具の軌道制御用座標制御データを発
生するようになっている輪郭従動部を利用する。輪郭従
動部のあるものは造形工具に機械的に結合し、それよっ
て輪郭従動部の移動が直接対応する造形工具の移動をも
たらす。輪郭造形工具装置は、例えば米国特許第２，８
５２，１８９号、第３，１９５，４１１号、第３，２５
９，０２２号および第３，７９６，１２９号に記載され
ている。
本発明の望ましい実施態様におけるコンピュータ−化Ｘ
−線断層撮影装置は哺乳動物体内における物質に吸収係
数の表示をするように作動される。吸収係数の描写は内
部構造を描き、描かれた所定の内部構造の三次元像を画
定する三次元座標データを得るために検討される。その
座標データは、所定の内部構造の所望の哺乳動物体模型
を作るように選ばれた機械制御造形工具装置と一致する
フオーマットに得られる。コンピユータ化Ｘ−線断層撮
影装置によって得られた構造体の吸収係数像から導出さ
れた座標データに従って製作品に関する切削造形工具の
軌道を制御するために機械制御造形工具装置を操作する
ことによって適当な材料の製作品から模型が作られる。
−線断層撮影装置は哺乳動物体内における物質に吸収係
数の表示をするように作動される。吸収係数の描写は内
部構造を描き、描かれた所定の内部構造の三次元像を画
定する三次元座標データを得るために検討される。その
座標データは、所定の内部構造の所望の哺乳動物体模型
を作るように選ばれた機械制御造形工具装置と一致する
フオーマットに得られる。コンピユータ化Ｘ−線断層撮
影装置によって得られた構造体の吸収係数像から導出さ
れた座標データに従って製作品に関する切削造形工具の
軌道を制御するために機械制御造形工具装置を操作する
ことによって適当な材料の製作品から模型が作られる。
以上の本発明の目的およびその他の目的、利点並びに特
徴は添付図面と共に以下に説明する特定の実施例および
特許請求の範囲を考慮すことよってさらに明らかになる
であろう。
徴は添付図面と共に以下に説明する特定の実施例および
特許請求の範囲を考慮すことよってさらに明らかになる
であろう。
本発明は、解剖学的構造体への物理的な侵入を行うこと
なく得られた内部構造を画定する三次元座標データから
内部解剖組織構造の人工装具を作製するように計画され
た本発明の実施態様に関して説明される。しかしなが
ら、以下の説明からわかるように、本発明は解剖学的構
造体以外の哺乳動物体内構造の明確な三次元座標データ
を得るためおよびその構造の模型を作るために実施する
ことができる。
なく得られた内部構造を画定する三次元座標データから
内部解剖組織構造の人工装具を作製するように計画され
た本発明の実施態様に関して説明される。しかしなが
ら、以下の説明からわかるように、本発明は解剖学的構
造体以外の哺乳動物体内構造の明確な三次元座標データ
を得るためおよびその構造の模型を作るために実施する
ことができる。
第１図に示すように、哺乳動物体の所定内部構造の模型
像は、所定の内部構造の輪郭を明記する三次元座標によ
って決定された製作品を比例した軌道に従って造形工具
を制御することによって作られる。本発明に従って、三
次元座標データを得るために、工程８１おいて所定の内
部構造体に放射エネルギーを当ててその構造体を描写し
かつ哺乳動物体の外部で検出できる放射エネルギー・レ
スポンスを出すことによって、所定の内部構造体が走査
される。その放射エネルギー・レスポンスは工程８２に
おいて検出され、検出さたレスポンは工程８３において
処理されて所定の構造を三次元的に描くデータが得られ
る。工程８４において、所定の内部構造体を表わす所望
の哺乳動物体膜型作製における造形工具の制御に必要な
三次元座標データは工程８３の実施によって得られるデ
ータから生じる。前に概説したように、また以下の本発
明の望ましい実施態様の詳細な説明の考察から明らかな
ように、本発明によって所定の構造体を表わす種々の哺
乳動物体膜型を作製することができる。哺乳動物体内の
状態における内部構造体のスケール・レプリカは所定の
構造体を目盛で画定する三次元座標のデータから作られ
る。内部構造体のスケール・レプリカ以外のものが必要
な場合は、データを工程８４で処理（操作）して所定内
部構造体の別の哺乳動物体膜型像を作製するために変換
した三次元座標データを得る。そのデータ処理は、工程
８３の実施、例えば、未変換の三次元座標データを変換
した所望の三次元座標データに関連づける算法に従って
三次元座標のデータを生成することによって提供される
データから三次元座標データの生成時に行うことができ
る。また、変換された三次元座標のデータは、発生した
未変換の三次元座標データの処理、三次元座標データの
発生前における所定構造部を描写するデータの処理、ま
たはそらの処理を組み合せることによっても得ることが
できる。いずれの場合でも、三次元座標データは哺乳動
物体の所定内部構造体の模型像の作製に使用される造形
工具によって決定さるフオーマットに画かれる。所望の
哺乳動物体模型像は工程８５において、三次元座標デー
タによって画定される像を作る製作品に関する軌道に従
った三次元座標データに従って造形具を追随させること
によって得られる。哺乳動物体模型はその用途に適した
材料で作られる。本人工装具の作製に適した材料は、例
えば「シラスチック」および「プロプラスト」である。
「シラスチック」はＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ社の商品名
で耐熱性シリコーン・ゴムである。「プロプラスト」は
Ｖｉｔｅｋ社の商品名である。
像は、所定の内部構造の輪郭を明記する三次元座標によ
って決定された製作品を比例した軌道に従って造形工具
を制御することによって作られる。本発明に従って、三
次元座標データを得るために、工程８１おいて所定の内
部構造体に放射エネルギーを当ててその構造体を描写し
かつ哺乳動物体の外部で検出できる放射エネルギー・レ
スポンスを出すことによって、所定の内部構造体が走査
される。その放射エネルギー・レスポンスは工程８２に
おいて検出され、検出さたレスポンは工程８３において
処理されて所定の構造を三次元的に描くデータが得られ
る。工程８４において、所定の内部構造体を表わす所望
の哺乳動物体膜型作製における造形工具の制御に必要な
三次元座標データは工程８３の実施によって得られるデ
ータから生じる。前に概説したように、また以下の本発
明の望ましい実施態様の詳細な説明の考察から明らかな
ように、本発明によって所定の構造体を表わす種々の哺
乳動物体膜型を作製することができる。哺乳動物体内の
状態における内部構造体のスケール・レプリカは所定の
構造体を目盛で画定する三次元座標のデータから作られ
る。内部構造体のスケール・レプリカ以外のものが必要
な場合は、データを工程８４で処理（操作）して所定内
部構造体の別の哺乳動物体膜型像を作製するために変換
した三次元座標データを得る。そのデータ処理は、工程
８３の実施、例えば、未変換の三次元座標データを変換
した所望の三次元座標データに関連づける算法に従って
三次元座標のデータを生成することによって提供される
データから三次元座標データの生成時に行うことができ
る。また、変換された三次元座標のデータは、発生した
未変換の三次元座標データの処理、三次元座標データの
発生前における所定構造部を描写するデータの処理、ま
たはそらの処理を組み合せることによっても得ることが
できる。いずれの場合でも、三次元座標データは哺乳動
物体の所定内部構造体の模型像の作製に使用される造形
工具によって決定さるフオーマットに画かれる。所望の
哺乳動物体模型像は工程８５において、三次元座標デー
タによって画定される像を作る製作品に関する軌道に従
った三次元座標データに従って造形具を追随させること
によって得られる。哺乳動物体模型はその用途に適した
材料で作られる。本人工装具の作製に適した材料は、例
えば「シラスチック」および「プロプラスト」である。
「シラスチック」はＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ社の商品名
で耐熱性シリコーン・ゴムである。「プロプラスト」は
Ｖｉｔｅｋ社の商品名である。
さて、哺乳動物体内の模型を作製する本発明の望ましい
実施態様は第２〜７図を参照して以下に詳細に説明す
る。その実施態様は下顎の補綴物（人工装具）の作製に
関して説明する。さらに詳しくは、第２図〜第４図に示
すように、哺乳動物体１１の下顎１０は、哺乳動物体物
質の所定の物理的性質およびその外部で検出される特性
である哺乳動物体内の放射エネルギー・レスポンスを発
生させるために哺乳動物体に放射エネルギーを当てるこ
とによって三次元的に特定される。哺乳動物体１１の物
質が異なると、検出時に哺乳動物体内に配置された異な
る物質像を区別できる識物可能な異なる特性放射エネル
ギー・レスポンスが発生する。以下に詳細に説明される
ように、哺乳動物体１１内の異なる物質の識別像を得る
ための本発明の実施態様の実施にはコンピュータ−断層
撮影装置13（第６図参照）が使用される。前述のよう
に、コンピューター断層撮影装置は、哺乳動物体に対し
て種々の角度での行路に沿って哺乳動物体の内部を透過
または反射した放射エネルギーから復元された哺乳動物
体１１の内部構造の横断面像を提供するＸ−線断層撮影
装置１３において、幅の狭いＸ−線ビーム１４（第５Ａ
図および第５Ｂ図参照）は１つの面内の２、３の行路
（矢印１６で示す）に沿って哺乳動物体１１を透過す
る。そしてその透過した放射線はＸ−線検出器１７で測
定される。各行路に沿って得た透過測定値はそのビーム
行路における全構成要素の吸収特性の合成を表わすＸ−
線断層撮影装置１３と結合したコンピュータ−・データ
処理装置１８は、Ｘ−線ビーム１４が向けられる各ＸＹ
面１９（第２図）における構成要素の減衰係数を計算す
る算法に従って２、３の行路に沿って得られた測定値を
処理する。ＸＹ面１９に垂直なＺ軸、従ってＸ−線ビー
ムに沿って所定の間隔で分布する他の面における構成要
素の減衰係数はＸ−線ビームの面にほぼ直角な線に沿っ
て哺乳動物体１１とＸ−線発生装置および検出装置とを
相対的に移動さすことによって得られる。典型的に、哺
乳動物体１１は、各ＸＹ面における２、３の行路に沿っ
たＸ−線測定値が哺乳動物体の回りで反対側に配置され
たＸ−線発生装置２６とＸ−線検出器１７（第５Ａ図お
よび第５Ｂ図）を回転することによって得られる固定走
査台を介して移動される。計算された減衰係数は哺乳動
物体内物質の密度を正確に表わす。測定値の処理におい
て、各面１９の位置における哺乳動物体１１の像を表示
するのに適した各面１９における要素を表わすために計
算された減衰係数にグレースケール値をあてはめる。
実施態様は第２〜７図を参照して以下に詳細に説明す
る。その実施態様は下顎の補綴物（人工装具）の作製に
関して説明する。さらに詳しくは、第２図〜第４図に示
すように、哺乳動物体１１の下顎１０は、哺乳動物体物
質の所定の物理的性質およびその外部で検出される特性
である哺乳動物体内の放射エネルギー・レスポンスを発
生させるために哺乳動物体に放射エネルギーを当てるこ
とによって三次元的に特定される。哺乳動物体１１の物
質が異なると、検出時に哺乳動物体内に配置された異な
る物質像を区別できる識物可能な異なる特性放射エネル
ギー・レスポンスが発生する。以下に詳細に説明される
ように、哺乳動物体１１内の異なる物質の識別像を得る
ための本発明の実施態様の実施にはコンピュータ−断層
撮影装置13（第６図参照）が使用される。前述のよう
に、コンピューター断層撮影装置は、哺乳動物体に対し
て種々の角度での行路に沿って哺乳動物体の内部を透過
または反射した放射エネルギーから復元された哺乳動物
体１１の内部構造の横断面像を提供するＸ−線断層撮影
装置１３において、幅の狭いＸ−線ビーム１４（第５Ａ
図および第５Ｂ図参照）は１つの面内の２、３の行路
（矢印１６で示す）に沿って哺乳動物体１１を透過す
る。そしてその透過した放射線はＸ−線検出器１７で測
定される。各行路に沿って得た透過測定値はそのビーム
行路における全構成要素の吸収特性の合成を表わすＸ−
線断層撮影装置１３と結合したコンピュータ−・データ
処理装置１８は、Ｘ−線ビーム１４が向けられる各ＸＹ
面１９（第２図）における構成要素の減衰係数を計算す
る算法に従って２、３の行路に沿って得られた測定値を
処理する。ＸＹ面１９に垂直なＺ軸、従ってＸ−線ビー
ムに沿って所定の間隔で分布する他の面における構成要
素の減衰係数はＸ−線ビームの面にほぼ直角な線に沿っ
て哺乳動物体１１とＸ−線発生装置および検出装置とを
相対的に移動さすことによって得られる。典型的に、哺
乳動物体１１は、各ＸＹ面における２、３の行路に沿っ
たＸ−線測定値が哺乳動物体の回りで反対側に配置され
たＸ−線発生装置２６とＸ−線検出器１７（第５Ａ図お
よび第５Ｂ図）を回転することによって得られる固定走
査台を介して移動される。計算された減衰係数は哺乳動
物体内物質の密度を正確に表わす。測定値の処理におい
て、各面１９の位置における哺乳動物体１１の像を表示
するのに適した各面１９における要素を表わすために計
算された減衰係数にグレースケール値をあてはめる。
例えば、第３図と第４図は下顎１０を貫通する面１９で
とった第２図に示す哺乳動物体１１の１つの横断面の異
なる復元像２０と２０′をそれぞ模式的示す。第３図と
第４図からわかるように、光のグレースケール下顎表示
値１０は周囲のより暗い他の物質のグレ−スケール像と
容易に区別することができる。横断面における下顎を表
わすグレースケール値と他の哺乳動物体の物質のグレー
スケール像間のコントラストを強くすることは第４図と
共に後述の方法で像の復元を強くすることによって得ら
れる。第３図および第４図の復元像おけるグレースケー
ル像は下顎の三次元座標が導出される下顎１０の表面部
１２を明確に描いている。Ｚ軸に沿って得られる解剖体
１１の一連のグレースケール横断面像は三次元座標デー
タを導出することができる情報を提供する。後で詳細に
説明するように、模型を作製せんとする所定構造１０を
特定する三次元座標データはそのような哺乳動物体１１
の一連の横断面像から得られる。
とった第２図に示す哺乳動物体１１の１つの横断面の異
なる復元像２０と２０′をそれぞ模式的示す。第３図と
第４図からわかるように、光のグレースケール下顎表示
値１０は周囲のより暗い他の物質のグレ−スケール像と
容易に区別することができる。横断面における下顎を表
わすグレースケール値と他の哺乳動物体の物質のグレー
スケール像間のコントラストを強くすることは第４図と
共に後述の方法で像の復元を強くすることによって得ら
れる。第３図および第４図の復元像おけるグレースケー
ル像は下顎の三次元座標が導出される下顎１０の表面部
１２を明確に描いている。Ｚ軸に沿って得られる解剖体
１１の一連のグレースケール横断面像は三次元座標デー
タを導出することができる情報を提供する。後で詳細に
説明するように、模型を作製せんとする所定構造１０を
特定する三次元座標データはそのような哺乳動物体１１
の一連の横断面像から得られる。
前述のように、目的の構造１０を画定する所望の三次元
座標データを得ることができる哺乳動物体１１の横断面
像を得る本発明法の実施に他の非侵入式放射線撮影装置
も利用することができる。例えば、ＰＥＴ装置（陽電子
放射断層撮映装置）では、陽電子を放出する放射性同位
体を標識した静脈投与の生物学的活性物質から哺乳動物
体１１内に放射エネルギーが生じる。そのアイソトープ
は電子と衝突する前に組織内で短い距離動く陽電子を放
出することによって崩解する。陽電子と電子間の衝突は
両方の粒子を消滅させ、２つの粒子の質量を反対方向の
行路に沿って同時に放出される２つのガンマ線間に等分
割されるエネルギーに変換する。使用されるＰＥＴ装置
の１つは、検出器が配置された軸において可動テーブル
で支えられた被験者を所定の領域で囲むシンチレーショ
ン検出器のアレイを含む。検出器のアイは１つの撮影サ
イクル中に被験者の軸方向一定間隔の複数の横断面で同
時に放射されるガンマ線を記録する、それらの検出器は
両側で対に結合されているので、放射ガンマ線は一対の
両検出器がガンマ線を同時に感じるときだけ記録され
る。対の検出器を結合する円筒形共直線視野によって画
定される被験者のある体積内に生じる全てのガンマ線の
対が検知される。その体積外に生じるガンマ線は検出器
によって検出されない。検出されたガンマ線のレスポン
スはその視野内の物質を描く像を得るために処理され
る。可動テーブルは周囲の検出器に関して軸方向に被験
者を動かしてその軸方向定間隔の複数横断面における放
射エネルギー事象の検出および付随する物質の像の生成
をさせる。
座標データを得ることができる哺乳動物体１１の横断面
像を得る本発明法の実施に他の非侵入式放射線撮影装置
も利用することができる。例えば、ＰＥＴ装置（陽電子
放射断層撮映装置）では、陽電子を放出する放射性同位
体を標識した静脈投与の生物学的活性物質から哺乳動物
体１１内に放射エネルギーが生じる。そのアイソトープ
は電子と衝突する前に組織内で短い距離動く陽電子を放
出することによって崩解する。陽電子と電子間の衝突は
両方の粒子を消滅させ、２つの粒子の質量を反対方向の
行路に沿って同時に放出される２つのガンマ線間に等分
割されるエネルギーに変換する。使用されるＰＥＴ装置
の１つは、検出器が配置された軸において可動テーブル
で支えられた被験者を所定の領域で囲むシンチレーショ
ン検出器のアレイを含む。検出器のアイは１つの撮影サ
イクル中に被験者の軸方向一定間隔の複数の横断面で同
時に放射されるガンマ線を記録する、それらの検出器は
両側で対に結合されているので、放射ガンマ線は一対の
両検出器がガンマ線を同時に感じるときだけ記録され
る。対の検出器を結合する円筒形共直線視野によって画
定される被験者のある体積内に生じる全てのガンマ線の
対が検知される。その体積外に生じるガンマ線は検出器
によって検出されない。検出されたガンマ線のレスポン
スはその視野内の物質を描く像を得るために処理され
る。可動テーブルは周囲の検出器に関して軸方向に被験
者を動かしてその軸方向定間隔の複数横断面における放
射エネルギー事象の検出および付随する物質の像の生成
をさせる。
ＮＭＲ撮影装置は非イオン化形態の放射エネルギーを用
いる利点を有する。ＮＭＲ装置では、被験者は強磁場内
に置かれ、同時に短い高周波信号が哺乳動物体に発せら
れる。哺乳動物体の物質の異なる原子が哺乳動物体の回
りに配置された回転式受信アンテナによって検出される
異なる特性のラジオ信号を送ることよって応答する。回
転式受信アンテナは所定のラジオ信号に応答するように
調整され、それによって被験者の面内においてその物質
の識別可能な特性像を発生するための共同コンピュータ
ー・データ処理装置によって処理される所定物質の像を
得る。限定された線に沿い一定の間隔を有する他の平行
面における物質の像は被験者を磁場内に通過させて受信
アンテナを介して得られる。
いる利点を有する。ＮＭＲ装置では、被験者は強磁場内
に置かれ、同時に短い高周波信号が哺乳動物体に発せら
れる。哺乳動物体の物質の異なる原子が哺乳動物体の回
りに配置された回転式受信アンテナによって検出される
異なる特性のラジオ信号を送ることよって応答する。回
転式受信アンテナは所定のラジオ信号に応答するように
調整され、それによって被験者の面内においてその物質
の識別可能な特性像を発生するための共同コンピュータ
ー・データ処理装置によって処理される所定物質の像を
得る。限定された線に沿い一定の間隔を有する他の平行
面における物質の像は被験者を磁場内に通過させて受信
アンテナを介して得られる。
超音波放射線撮影装置も哺乳動物体内構造の像を得るた
めに使用することができる。ＮＭＲ撮影装置のように、
超音波装置は、哺乳動物体内構造の像が導出されるデー
タを得るのに非イオン化形態の放射エネルギーを使用す
る利点を有する。大部分の超音波撮影装置は哺乳動物体
に向けた高周波パルスの音波の検出反射波から哺乳動物
体構造の像を発生する。一連のパルス音波は哺乳動物体
と接触している電気的にパルスを発生する圧電変換器に
よって哺乳動物体へ送られる。使用する変換器は所望の
パルス周波数で電気エネルギーを振動機械エネルギーへ
可逆的に変化することができる。音波エネルギーの各々
の短いバーストまたはパルスを送った後、変換器と共同
する回路がその送信音波の戻りまたは反射エコーの受信
器として作動するように切換える。パルス音波が密度の
異なる組織界面に当ったときエコーは反射される。音響
インピーダンスの異なる組織が異なるエコーを返す。反
射されたエコーは圧電変換器によって代表的な電気信号
に変換され、それから哺乳動物体内部構造の平面像が得
られる。超音波装置と共同するデータ処理装置が音パル
スの送信と各エコーの受信との間の経過時間を変換器か
らエコー反射のそれぞれの場所までの距離に変換する。
めに使用することができる。ＮＭＲ撮影装置のように、
超音波装置は、哺乳動物体内構造の像が導出されるデー
タを得るのに非イオン化形態の放射エネルギーを使用す
る利点を有する。大部分の超音波撮影装置は哺乳動物体
に向けた高周波パルスの音波の検出反射波から哺乳動物
体構造の像を発生する。一連のパルス音波は哺乳動物体
と接触している電気的にパルスを発生する圧電変換器に
よって哺乳動物体へ送られる。使用する変換器は所望の
パルス周波数で電気エネルギーを振動機械エネルギーへ
可逆的に変化することができる。音波エネルギーの各々
の短いバーストまたはパルスを送った後、変換器と共同
する回路がその送信音波の戻りまたは反射エコーの受信
器として作動するように切換える。パルス音波が密度の
異なる組織界面に当ったときエコーは反射される。音響
インピーダンスの異なる組織が異なるエコーを返す。反
射されたエコーは圧電変換器によって代表的な電気信号
に変換され、それから哺乳動物体内部構造の平面像が得
られる。超音波装置と共同するデータ処理装置が音パル
スの送信と各エコーの受信との間の経過時間を変換器か
らエコー反射のそれぞれの場所までの距離に変換する。
前述の放射線 影装置の各々は哺乳動物体に所定の放射
エネルギーを当てることよって哺乳動物体内構造の像を
提供する。Ｘ−線、ＮＭＲおよび超音波装置において、
哺乳動物体は外から投射される放射エネルギーを受け
る。しかしながら、ＰＥＴ装置では、哺乳動物体は体自
体の中で発生する放射エネルギーを受ける。いずれの場
合も、それらの放射線撮影装置の各々は哺乳動物体内に
放射エネルギー・レスポンスを発生し、それから体の異
なる内部構造の識別可能な像を描き、さらにそれから所
定の哺乳動物体内構造を画定する三次元座標が得られ
て、その座標によって造型工具を作動して所定内部構造
体の人工装具模型像を成形する。
エネルギーを当てることよって哺乳動物体内構造の像を
提供する。Ｘ−線、ＮＭＲおよび超音波装置において、
哺乳動物体は外から投射される放射エネルギーを受け
る。しかしながら、ＰＥＴ装置では、哺乳動物体は体自
体の中で発生する放射エネルギーを受ける。いずれの場
合も、それらの放射線撮影装置の各々は哺乳動物体内に
放射エネルギー・レスポンスを発生し、それから体の異
なる内部構造の識別可能な像を描き、さらにそれから所
定の哺乳動物体内構造を画定する三次元座標が得られ
て、その座標によって造型工具を作動して所定内部構造
体の人工装具模型像を成形する。
本発明法の望ましい実施態様に従って哺乳動物体１１の
下顎１０を画定する三次元座標データを得るのに適した
コンピュータ−Ｘ線断層撮影装置はゼネラル・エレクト
リック社によってＣＴ／Ｔ８８００型走査装置なる名称
で市販されている。本発明に従って下顎１０を画定する
三次元座標データを得る望ましい方法を第５図と第６図
に模型的に示すＣＴ／Ｔ８８００走査装置に関して説明
する。コンピュータ−Ｘ線断層撮影装置１３（第６図）
は多重Ｘ−線吸収測定値から哺乳動物体の全ての部分の
コンピュータ−再現（又は復元）横断面像を作るように
配列されている。装置１３は、被験者を支持しかつ矢印
２３で示す行路に沿って被験者をＸ−線走査台２２に移
送するターンテーブル２１（第５図）を備えた放射線走
査アセンブリ２７を含む。ターンテーブル２１は走査ア
センブリ２７のＸ−線発生装置２６（第５Ａ図、第５Ｂ
図）および検出器１７対して所定の方向に哺乳動物体１
１を限定しかつ中心合わせを助けるよう配置されてい
る。
下顎１０を画定する三次元座標データを得るのに適した
コンピュータ−Ｘ線断層撮影装置はゼネラル・エレクト
リック社によってＣＴ／Ｔ８８００型走査装置なる名称
で市販されている。本発明に従って下顎１０を画定する
三次元座標データを得る望ましい方法を第５図と第６図
に模型的に示すＣＴ／Ｔ８８００走査装置に関して説明
する。コンピュータ−Ｘ線断層撮影装置１３（第６図）
は多重Ｘ−線吸収測定値から哺乳動物体の全ての部分の
コンピュータ−再現（又は復元）横断面像を作るように
配列されている。装置１３は、被験者を支持しかつ矢印
２３で示す行路に沿って被験者をＸ−線走査台２２に移
送するターンテーブル２１（第５図）を備えた放射線走
査アセンブリ２７を含む。ターンテーブル２１は走査ア
センブリ２７のＸ−線発生装置２６（第５Ａ図、第５Ｂ
図）および検出器１７対して所定の方向に哺乳動物体１
１を限定しかつ中心合わせを助けるよう配置されてい
る。
放射線走査アセンブリ２７は、行路２３に沿って配置さ
れ行路２３に対して垂直な面でまたは所定の角度でター
ンテーブル２１を回転すべくＸ−線発生装置２６とＸ−
線検出器１７を支えるガントリー２４（第５Ｂ図）も含
む。Ｘ−線発生装置２６はガントリー２４の反対側で検
出器１７を形成するＸ−線放射感知セルの列ら向けられ
る扇状のＸ−線ビーム１４を放射する。ビーム１４が形
成され、検出器１７がビームの面に配置された目的の検
出ゾーン２９（第５図）の走査をさせるように配列され
る。検出器１７の各セルは検出ゾーン２９（およびその
ゾーンに配置された哺乳動物体１１の全ての部分）をビ
ーム１４が通過した後そのＸ−線ビーム１４の一部を検
出して、Ｘ−線発生装置２６とデータ・セル間の行路に
沿って複合Ｘ−線放射減衰係数のデータ像を提供する。
検出器１７およびＸ−線発生装置２６がテーブル２１に
支えられた被験者の回りに回転される際に検出器１７に
よって提供されるデータは処理されてＸ−線ビーム１４
によって走査された哺乳動物体１１の横断面の各体積構
成要素３１（第４図参照）に対する減衰係数像が描かれ
る。ＣＴ／Ｔ８８００型装置１３の解像能力はＸ−線ビ
ーム１４の扇状の厚さと装置１３に用いられるソフトウ
エア・プログラムを特徴づけるデータ再現アルゴリズム
の能力に依存する。代表的なＣＴ／Ｔ８８００装置は
１．５mm×０．８mm×０．８mm程度の寸法を有しその長
さ１．５mmがビーム１４の扇状厚さ寸法の方向、従って
走査される哺乳動物体１１の横断面方向に伸びる体積構
成要素３１に対して減衰係数の像を描く。走査横断面の
面における体積構成要素３１の他の寸法は大部分ソフト
ウエア・プログラムによって決まる、そして走査横断面
の面におけるより小寸法の体積構成要素の減衰係数像は
データ再現用ソフトウエア・プログラムの能力を上げる
ことによって得られる。
れ行路２３に対して垂直な面でまたは所定の角度でター
ンテーブル２１を回転すべくＸ−線発生装置２６とＸ−
線検出器１７を支えるガントリー２４（第５Ｂ図）も含
む。Ｘ−線発生装置２６はガントリー２４の反対側で検
出器１７を形成するＸ−線放射感知セルの列ら向けられ
る扇状のＸ−線ビーム１４を放射する。ビーム１４が形
成され、検出器１７がビームの面に配置された目的の検
出ゾーン２９（第５図）の走査をさせるように配列され
る。検出器１７の各セルは検出ゾーン２９（およびその
ゾーンに配置された哺乳動物体１１の全ての部分）をビ
ーム１４が通過した後そのＸ−線ビーム１４の一部を検
出して、Ｘ−線発生装置２６とデータ・セル間の行路に
沿って複合Ｘ−線放射減衰係数のデータ像を提供する。
検出器１７およびＸ−線発生装置２６がテーブル２１に
支えられた被験者の回りに回転される際に検出器１７に
よって提供されるデータは処理されてＸ−線ビーム１４
によって走査された哺乳動物体１１の横断面の各体積構
成要素３１（第４図参照）に対する減衰係数像が描かれ
る。ＣＴ／Ｔ８８００型装置１３の解像能力はＸ−線ビ
ーム１４の扇状の厚さと装置１３に用いられるソフトウ
エア・プログラムを特徴づけるデータ再現アルゴリズム
の能力に依存する。代表的なＣＴ／Ｔ８８００装置は
１．５mm×０．８mm×０．８mm程度の寸法を有しその長
さ１．５mmがビーム１４の扇状厚さ寸法の方向、従って
走査される哺乳動物体１１の横断面方向に伸びる体積構
成要素３１に対して減衰係数の像を描く。走査横断面の
面における体積構成要素３１の他の寸法は大部分ソフト
ウエア・プログラムによって決まる、そして走査横断面
の面におけるより小寸法の体積構成要素の減衰係数像は
データ再現用ソフトウエア・プログラムの能力を上げる
ことによって得られる。
一旦哺乳動物体１１が走査台２２に対して所望の位置に
配置されたら、ターンテーブル２１とガントリー２４は
コンピュータ−３２の制御下で順次作動されて、（ｉ）
走査台２２内の哺乳動物体１１を行路２３に沿った所望
の位置に配置し、（ｉｉ）Ｘ−線発生装置２６および検
出器１７を回転して哺乳動物体の横断面スライスにＸ−
線ビームを当て得られた放射線レスポンスを検出し、
（ｉｉｉ）テーブル２１を１．５ｍｍの距離増して哺乳
動物体のもう一つの横断面スライスをＸ−線で走査す
る。このテーブル２１とガントリー２４の操作は哺乳動
物体２１の所望の数の横断面スライスからのデータが得
られるまで続く。横断面スライスの各々からのデータ
は、Ｘ−線発生装置２６と検出器１７を哺乳動物１１の
回りに回転させるためにガントリー２４を操作しなが
ら、Ｘ−線発生装置２６にパルスを発生させてＸ−線放
射パルスを横断面スライスに送ることによって得られ
る。これは放射線レスポンス・データを提供し、そのデ
ータから哺乳動物体の横断面像が描かれる。
配置されたら、ターンテーブル２１とガントリー２４は
コンピュータ−３２の制御下で順次作動されて、（ｉ）
走査台２２内の哺乳動物体１１を行路２３に沿った所望
の位置に配置し、（ｉｉ）Ｘ−線発生装置２６および検
出器１７を回転して哺乳動物体の横断面スライスにＸ−
線ビームを当て得られた放射線レスポンスを検出し、
（ｉｉｉ）テーブル２１を１．５ｍｍの距離増して哺乳
動物体のもう一つの横断面スライスをＸ−線で走査す
る。このテーブル２１とガントリー２４の操作は哺乳動
物体２１の所望の数の横断面スライスからのデータが得
られるまで続く。横断面スライスの各々からのデータ
は、Ｘ−線発生装置２６と検出器１７を哺乳動物１１の
回りに回転させるためにガントリー２４を操作しなが
ら、Ｘ−線発生装置２６にパルスを発生させてＸ−線放
射パルスを横断面スライスに送ることによって得られ
る。これは放射線レスポンス・データを提供し、そのデ
ータから哺乳動物体の横断面像が描かれる。
検出器１７の検出した放射線レスポンスはコンピュータ
−３２の制御下で装置１３のデータ取得装置３３によっ
て処理して記憶装置３６記憶する。再現データ処理装置
３７は記憶データから哺乳動物体１１の横断面像を再現
するためにコンピュータ−３２によって制御される。さ
らに詳しくは、再現データ処理装置３７はコンピュータ
−３２によって制御されて、哺乳動物体１１の各横断面
スライスの体積構成要素３１（第４図）の各々に対する
減衰係数を計算する再現用アルゴリズムに従って記憶さ
れたデータを数学的に処理する。像を表示するために
は、計算された減衰係数はハウンスフイルド単位（一般
に「ＣＴナンバー」と呼ばれる）で数値表示されるグレ
ースケール値に変換される。
−３２の制御下で装置１３のデータ取得装置３３によっ
て処理して記憶装置３６記憶する。再現データ処理装置
３７は記憶データから哺乳動物体１１の横断面像を再現
するためにコンピュータ−３２によって制御される。さ
らに詳しくは、再現データ処理装置３７はコンピュータ
−３２によって制御されて、哺乳動物体１１の各横断面
スライスの体積構成要素３１（第４図）の各々に対する
減衰係数を計算する再現用アルゴリズムに従って記憶さ
れたデータを数学的に処理する。像を表示するために
は、計算された減衰係数はハウンスフイルド単位（一般
に「ＣＴナンバー」と呼ばれる）で数値表示されるグレ
ースケール値に変換される。
コンピューター・データ処理装置１８はオペレータ−制
御装置４２を介して検出された放射線レスポンス・デー
タから哺乳動物体１１の種々の像を作る操作ができる。
例えば、哺乳動物体の横断面像は哺乳動物体における物
質の減衰係数の範囲に対してグレースケール範囲を選択
的に狭くするおよび／または相殺することによって強く
することができる。第３図と第４図は哺乳動物体11の横
断面線を強くした例を模式的に示す。図示の例におい
て、所定の範囲内の減衰係数を有する体積構成要素３１
は１つのグレースケール値、例えば、白に指定され、一
方その所定の範囲外の減衰係数を有する体積構成要素は
全て黒いグレースケール値に指定される。この例におけ
るグレースケールの範囲は骨の所の減衰係数の範囲の端
部に中心がある。また、オペレータ−制御装置４２は、
哺乳動物体の軸面に直交する１つ以上の所定面において
哺乳動物体の矢状および冠状横断面像を再現するために
検出された放射線レスポンス・データを処理することが
できる。前述の再現横断面像の各々は像の横断面部にお
ける哺乳動物体11の内部構造を正確に描く、従って哺乳
動物体内部構造体の模型作製用の三次元座標データの導
出に使用される。
御装置４２を介して検出された放射線レスポンス・デー
タから哺乳動物体１１の種々の像を作る操作ができる。
例えば、哺乳動物体の横断面像は哺乳動物体における物
質の減衰係数の範囲に対してグレースケール範囲を選択
的に狭くするおよび／または相殺することによって強く
することができる。第３図と第４図は哺乳動物体11の横
断面線を強くした例を模式的に示す。図示の例におい
て、所定の範囲内の減衰係数を有する体積構成要素３１
は１つのグレースケール値、例えば、白に指定され、一
方その所定の範囲外の減衰係数を有する体積構成要素は
全て黒いグレースケール値に指定される。この例におけ
るグレースケールの範囲は骨の所の減衰係数の範囲の端
部に中心がある。また、オペレータ−制御装置４２は、
哺乳動物体の軸面に直交する１つ以上の所定面において
哺乳動物体の矢状および冠状横断面像を再現するために
検出された放射線レスポンス・データを処理することが
できる。前述の再現横断面像の各々は像の横断面部にお
ける哺乳動物体11の内部構造を正確に描く、従って哺乳
動物体内部構造体の模型作製用の三次元座標データの導
出に使用される。
所望の三次元座標情報を得ることができるデータはコン
ピューター化Ｘ−線撮影装置１３から種々のフオーマッ
トで得られる哺乳動物体１１の再現横断面のデジタル・
データ像は記憶装置３６に記憶されて、三次元座標デー
タ発生用に得られる。さらに、コンピューター断層撮影
装置１３は哺乳動物体１１の再現横断面数値像地図、グ
レースケール画像のアナログ表示、またはアナログ・グ
レ−スケール画像のハードコピ−の形でペーパー・プリ
ントアウト像の提供操作ができる像作製装置２８を含
む。さらに詳しくは、哺乳動物体１１の所定再現横断面
図の地図にした数値像のプリントアウトは像作製装置２
８に含まれるプリンター３８によって提供される。再現
横断面のアナログ・グレースケール画像はＣＲＴ３９お
よびＸ−線フイルム・カメラ４１から得られるハード・
コピー上で見ることができる。
ピューター化Ｘ−線撮影装置１３から種々のフオーマッ
トで得られる哺乳動物体１１の再現横断面のデジタル・
データ像は記憶装置３６に記憶されて、三次元座標デー
タ発生用に得られる。さらに、コンピューター断層撮影
装置１３は哺乳動物体１１の再現横断面数値像地図、グ
レースケール画像のアナログ表示、またはアナログ・グ
レ−スケール画像のハードコピ−の形でペーパー・プリ
ントアウト像の提供操作ができる像作製装置２８を含
む。さらに詳しくは、哺乳動物体１１の所定再現横断面
図の地図にした数値像のプリントアウトは像作製装置２
８に含まれるプリンター３８によって提供される。再現
横断面のアナログ・グレースケール画像はＣＲＴ３９お
よびＸ−線フイルム・カメラ４１から得られるハード・
コピー上で見ることができる。
哺乳動物体１１の横断面の再現像映写におけるコンピュ
ータ−・Ｘ−線断層撮影装置１３の制御はオペレータ−
制御装置４２を介してオペレーターによって行われる。
ゼネラルエレクトリック社のＣＴ／Ｔ８８００型走査装
置およびオペレータ−・マニュアルは容易に入手でき、
それから装置１３の構成および操作の詳細がわかるの
で、ここではそのような詳細は説明しない。
ータ−・Ｘ−線断層撮影装置１３の制御はオペレータ−
制御装置４２を介してオペレーターによって行われる。
ゼネラルエレクトリック社のＣＴ／Ｔ８８００型走査装
置およびオペレータ−・マニュアルは容易に入手でき、
それから装置１３の構成および操作の詳細がわかるの
で、ここではそのような詳細は説明しない。
第２図に示す下顎１０の三次元座標データを得るため
に、装置１３を操作して下顎全体の複数個の連続する
１．５ｍｍの軸方向横断面から放射線レスポンス・デー
タを得る。その放射線レスポンス・データは、第３図に
示すような軸方向横断面２０の各々の像を再現するため
に処理される。その再現および軸方向横断面データの使
用を容易にするために、軸方向横断面像の各々は各横断
面２０′の位置における他の全ての物質から骨の物質を
区別するために第４図に示すように強調される。
に、装置１３を操作して下顎全体の複数個の連続する
１．５ｍｍの軸方向横断面から放射線レスポンス・デー
タを得る。その放射線レスポンス・データは、第３図に
示すような軸方向横断面２０の各々の像を再現するため
に処理される。その再現および軸方向横断面データの使
用を容易にするために、軸方向横断面像の各々は各横断
面２０′の位置における他の全ての物質から骨の物質を
区別するために第４図に示すように強調される。
下顎１０を画定する三次元座標のデータはコンピュータ
ーＸ−線断層装置１３によって生成されて記憶装置３６
に記憶されるデジタル・データから直接得ることができ
る。例えば、装置１３は描かれた体積構成要素の空間座
標に従って横断面体積エレメントの再現デジタル・デー
タ記号を発生しそれを処理する。それらの空間座標に従
って装置１３内のそのような記号を呼出すことによっ
て、下顎１０の表面１２の三次元座標が装置の記憶装置
３６に記憶されたデータから直接かつ自動的に得られ
る。
ーＸ−線断層装置１３によって生成されて記憶装置３６
に記憶されるデジタル・データから直接得ることができ
る。例えば、装置１３は描かれた体積構成要素の空間座
標に従って横断面体積エレメントの再現デジタル・デー
タ記号を発生しそれを処理する。それらの空間座標に従
って装置１３内のそのような記号を呼出すことによっ
て、下顎１０の表面１２の三次元座標が装置の記憶装置
３６に記憶されたデータから直接かつ自動的に得られ
る。
また、三次元座標データは、第４図に示すような軸方向
横断面の再現像のアナログ・グレースケール画像から直
接得られる。軸方向横断面２０′の一連の画像の各々は
周知のグレースケール値からなり、それからＸおよびＹ
のような２つの平面座標が決まる。下顎１０を含む場所
における哺乳動物体の軸方向配列の連続横断面の一連の
画像によって表わされるような軸方向におけるグレース
ケール値の分布は第３の座標Ｚが決まるデータを提供す
る。下顎１０の三次元表面を画定する空間座標は表面１
２のグレースケール値信号の座標位置から決定される。
この座標決定は空間座標に関して各横断面２０′のアナ
ログ・プリントまたはデイスプレーを主動的に画定する
ことを含む種々の測定法によって行われる。また、その
座標決定は輪郭またはプロフイル追随のような機械補助
具の使用を介して行うこともできる。そのような補助具
は各横断面２０′における再現されて表面像１２のＸＹ
平面座標の決定に用いられる、第３の座標は各再現横断
面の軸座標Ｚで与えられる。下顎１０の再現横断面の全
てが三次元座標データの生成に使用される場合、Ｚ軸座
標データは再現データで示された哺乳動物体１１の横断
面の中心から中心までの間隔に対応する間隔で分布す
る。再現データが哺乳動物体１１の連続横断面から得ら
れるとき、Ｚ軸座標データは１．５ｍｍの間隔である。
横断面の再現像のアナログ・グレースケール画像から直
接得られる。軸方向横断面２０′の一連の画像の各々は
周知のグレースケール値からなり、それからＸおよびＹ
のような２つの平面座標が決まる。下顎１０を含む場所
における哺乳動物体の軸方向配列の連続横断面の一連の
画像によって表わされるような軸方向におけるグレース
ケール値の分布は第３の座標Ｚが決まるデータを提供す
る。下顎１０の三次元表面を画定する空間座標は表面１
２のグレースケール値信号の座標位置から決定される。
この座標決定は空間座標に関して各横断面２０′のアナ
ログ・プリントまたはデイスプレーを主動的に画定する
ことを含む種々の測定法によって行われる。また、その
座標決定は輪郭またはプロフイル追随のような機械補助
具の使用を介して行うこともできる。そのような補助具
は各横断面２０′における再現されて表面像１２のＸＹ
平面座標の決定に用いられる、第３の座標は各再現横断
面の軸座標Ｚで与えられる。下顎１０の再現横断面の全
てが三次元座標データの生成に使用される場合、Ｚ軸座
標データは再現データで示された哺乳動物体１１の横断
面の中心から中心までの間隔に対応する間隔で分布す
る。再現データが哺乳動物体１１の連続横断面から得ら
れるとき、Ｚ軸座標データは１．５ｍｍの間隔である。
現された各横断面の体積構成要素の再現吸収係数の地
図にした数値記号のプリントアウトも下顎１０の表面１
２を画定する三次元座標データを得るため使用できる。
哺乳動物体１１の再現横断面の数値像地図の説明を容易
にするため、哺乳動物体の再現横断面２０′は線によっ
て同一であることを意味する数値の範囲に分割される。
また、それらの線は哺乳動物体１１内の重要な構造の表
面境界を同定するために使用される。前述のように、再
現さた減衰係数はハウンスフイルド単位として表わさ
れ、一般に「ＣＴナンバー」と呼ばれる。ＣＴ／Ｔ８８
００装置１３におけるＣＴナンバーの範囲は−１０００
（これは空気を表わす）から＋１０００（これは密度の
高い骨を表わす）に及ぶ。ＣＴ値の０は水を表わす。下
顎１０の表面を画定する三次元座標データは、再現され
た軸方向横断面のアナログ・グレースケール画像または
デイスプレ−の使用について前述した方法における地図
で表わしたＣＴ値のプリントアウトから得ることができ
る。下顎の再現した横断面２０′を画定する地図にした
ＣＴ値のプリントアウトを使用するとき、下顎表面を画
定する三次元座標はアナログ・グレースケール画像また
はデイスプレ−における線よって描かれた輪郭の代りに
再現された下顎１０の表面１２を描くＣＴ数値の輪郭を
追うことによって決定される。
図にした数値記号のプリントアウトも下顎１０の表面１
２を画定する三次元座標データを得るため使用できる。
哺乳動物体１１の再現横断面の数値像地図の説明を容易
にするため、哺乳動物体の再現横断面２０′は線によっ
て同一であることを意味する数値の範囲に分割される。
また、それらの線は哺乳動物体１１内の重要な構造の表
面境界を同定するために使用される。前述のように、再
現さた減衰係数はハウンスフイルド単位として表わさ
れ、一般に「ＣＴナンバー」と呼ばれる。ＣＴ／Ｔ８８
００装置１３におけるＣＴナンバーの範囲は−１０００
（これは空気を表わす）から＋１０００（これは密度の
高い骨を表わす）に及ぶ。ＣＴ値の０は水を表わす。下
顎１０の表面を画定する三次元座標データは、再現され
た軸方向横断面のアナログ・グレースケール画像または
デイスプレ−の使用について前述した方法における地図
で表わしたＣＴ値のプリントアウトから得ることができ
る。下顎の再現した横断面２０′を画定する地図にした
ＣＴ値のプリントアウトを使用するとき、下顎表面を画
定する三次元座標はアナログ・グレースケール画像また
はデイスプレ−における線よって描かれた輪郭の代りに
再現された下顎１０の表面１２を描くＣＴ数値の輪郭を
追うことによって決定される。
さて、本発明による下顎１０の一部分（第２図〜第４
図）の哺乳動物体模型を造形する望ましい方法は第８Ａ
図〜第８Ｃ図に示す機械制御輪郭（外形）造形工具装置
５２について説明する。装置５２は下顎１０の所望の哺
乳動物体模型像の形を画定する円筒座標に従って切削工
具５３に制御する配列になっている。従って、第６図に
示すコンピューター化Ｘ−線断層撮影装置１３によって
描かれた再現断層撮影像は所定の基準線に関して下顎の
一部分５１の表面を表わす半径（ｒ）、角度（θ）およ
び軸（Ｚ）の座標を得るために利用される。所定の基準
線は下顎の一部分５１の中心に沿って横たわる点を貫通
する直線であることが望ましい。基準線は第２図〜第４
図に破線５４で示されている。軸座標Ｚは基準線５４に
沿って伸び、半径ｒおよび角度θの座標は基準線５４に
垂直な面にある。基準線５４に関する円筒座標の誘導は
基準線５４がＸ−線ビーム１４の面にほゞ垂直となるよ
うに被験者を走査台２２内に配置および（または）可動
テーブル２１に関してガントリー２４を傾斜すことよっ
て促進される。この方法で、Ｘ−線断層撮影装置１３は
直線５４沿って分布しかつ垂直な平行面における下顎の
一部分５１の一連の傾斜（即ち、軸、冠状または矢状以
外の）横断面像を提供するために操作する。その配置は
検出された放射エネルギー・レスポンス、従って問題の
三次元座標から横断面像を得るのに必要なデータ処理時
間を短縮する。しかしながら、そのような被験者の配置
および（または）ガントリーの傾斜は、放射線断層撮影
装置１３を使用するとき、即ち放射エネルギー・レスポ
ンスが得られる哺乳動物体の横断面に垂直な体軸をもっ
た標準の仰臥位置に配向された被験者から得た放射エネ
ルギー・レスポンスから哺乳動物体内部構造の傾斜横断
面像を再現（復元）できるときは不要である。
図）の哺乳動物体模型を造形する望ましい方法は第８Ａ
図〜第８Ｃ図に示す機械制御輪郭（外形）造形工具装置
５２について説明する。装置５２は下顎１０の所望の哺
乳動物体模型像の形を画定する円筒座標に従って切削工
具５３に制御する配列になっている。従って、第６図に
示すコンピューター化Ｘ−線断層撮影装置１３によって
描かれた再現断層撮影像は所定の基準線に関して下顎の
一部分５１の表面を表わす半径（ｒ）、角度（θ）およ
び軸（Ｚ）の座標を得るために利用される。所定の基準
線は下顎の一部分５１の中心に沿って横たわる点を貫通
する直線であることが望ましい。基準線は第２図〜第４
図に破線５４で示されている。軸座標Ｚは基準線５４に
沿って伸び、半径ｒおよび角度θの座標は基準線５４に
垂直な面にある。基準線５４に関する円筒座標の誘導は
基準線５４がＸ−線ビーム１４の面にほゞ垂直となるよ
うに被験者を走査台２２内に配置および（または）可動
テーブル２１に関してガントリー２４を傾斜すことよっ
て促進される。この方法で、Ｘ−線断層撮影装置１３は
直線５４沿って分布しかつ垂直な平行面における下顎の
一部分５１の一連の傾斜（即ち、軸、冠状または矢状以
外の）横断面像を提供するために操作する。その配置は
検出された放射エネルギー・レスポンス、従って問題の
三次元座標から横断面像を得るのに必要なデータ処理時
間を短縮する。しかしながら、そのような被験者の配置
および（または）ガントリーの傾斜は、放射線断層撮影
装置１３を使用するとき、即ち放射エネルギー・レスポ
ンスが得られる哺乳動物体の横断面に垂直な体軸をもっ
た標準の仰臥位置に配向された被験者から得た放射エネ
ルギー・レスポンスから哺乳動物体内部構造の傾斜横断
面像を再現（復元）できるときは不要である。
所望の人工装具を作るのに適当な材料の製作品は駆動シ
ヤフト６１によって駆動モータ５９に連結されているタ
ーンテーブル５８へ固定される。所望の模型を作るた
め、駆動モータ５９は切削工具５３の軌道を制御して製
作品に所望の輪郭を作るように製作品を軸６２の回りに
回転する。製作品５７の回転軸６２は切削工具５３が円
筒座標に従って半径および軸方向に移動する原点を通る
ように配置される。その原点は基準線に沿った点（第２
図〜第４図）（便宜上、作られる下顎の部分５１の一端
にあるように選ぶ）に位置する。この例における原点は
下顎１０のヒンジ部分５０に最も近い下顎部分５１の端
部５５に位置する。Ｘ−線断層撮影装置１３によって得
られたデータから三次元円筒座標を得ることにおいて、
その円筒座標は切削工具５３の空間位置を特定するため
に工具装置５２に使用される座標系の原点と一致する原
点に関して特定される。第８Ａ〜８Ｃ図に示した造形工
具装置の座標系の原点はターンテーブル５８の直上に位
置する。
ヤフト６１によって駆動モータ５９に連結されているタ
ーンテーブル５８へ固定される。所望の模型を作るた
め、駆動モータ５９は切削工具５３の軌道を制御して製
作品に所望の輪郭を作るように製作品を軸６２の回りに
回転する。製作品５７の回転軸６２は切削工具５３が円
筒座標に従って半径および軸方向に移動する原点を通る
ように配置される。その原点は基準線に沿った点（第２
図〜第４図）（便宜上、作られる下顎の部分５１の一端
にあるように選ぶ）に位置する。この例における原点は
下顎１０のヒンジ部分５０に最も近い下顎部分５１の端
部５５に位置する。Ｘ−線断層撮影装置１３によって得
られたデータから三次元円筒座標を得ることにおいて、
その円筒座標は切削工具５３の空間位置を特定するため
に工具装置５２に使用される座標系の原点と一致する原
点に関して特定される。第８Ａ〜８Ｃ図に示した造形工
具装置の座標系の原点はターンテーブル５８の直上に位
置する。
切削工具５３は協同する手段およびキヤリッジ・アセン
ブリにより円筒座標データに従って軸６２に関して軸Ｚ
および半径ｒ方向に動かされる。半径ｒ方向の移動は水
平伸長手段６４および水平手段に沿って動かすために切
削工具５３を支える協同キヤリッジ６５によって調節さ
れる。軸方向Ｚの動きは一対の垂直伸長手段６６ａ、６
６ｂと垂直手段に沿って移動さすために水平手段６４を
支える協同キヤリッジ６７ａ、６７ｂによって調節され
る。望ましい実施態様における手段６４、６６は協同キ
ヤリッジ６５、６７を形成する親ねじナット・アセンブ
リと係合するモータ駆動親ねじである。さら詳しくは、
垂直親ねじ６６ａと６６ｂの各々は可逆モータ４３ａ、
４３ｂの１つと協同ジヤーナル４４ａ、４４ｂの１つの
間に伸びる。各々の親ねじの駆動端はモータによる回転
のために結合され、その親ねじの他端は協同ジヤーナル
内に回転支持のため着座される。２つのモータ４３ａ、
４３ｂは、２つの親ねじ６６ａ、６６ｂがその２つのモ
ータによって同期回転されるようにモータを同期状態に
保つタイミング・チエーンによって作動的に結合され
る。モータ４３ａ、４３ｂの作動は親ねじ６６ａ、６６
ｂを制御用円筒座標データよって決定される方向に回転
させる、それによって係合親ねじナット・アセンブリ６
７ａ、６７ｂを回転親ねじに沿つて対応する方向に移動
させる。
ブリにより円筒座標データに従って軸６２に関して軸Ｚ
および半径ｒ方向に動かされる。半径ｒ方向の移動は水
平伸長手段６４および水平手段に沿って動かすために切
削工具５３を支える協同キヤリッジ６５によって調節さ
れる。軸方向Ｚの動きは一対の垂直伸長手段６６ａ、６
６ｂと垂直手段に沿って移動さすために水平手段６４を
支える協同キヤリッジ６７ａ、６７ｂによって調節され
る。望ましい実施態様における手段６４、６６は協同キ
ヤリッジ６５、６７を形成する親ねじナット・アセンブ
リと係合するモータ駆動親ねじである。さら詳しくは、
垂直親ねじ６６ａと６６ｂの各々は可逆モータ４３ａ、
４３ｂの１つと協同ジヤーナル４４ａ、４４ｂの１つの
間に伸びる。各々の親ねじの駆動端はモータによる回転
のために結合され、その親ねじの他端は協同ジヤーナル
内に回転支持のため着座される。２つのモータ４３ａ、
４３ｂは、２つの親ねじ６６ａ、６６ｂがその２つのモ
ータによって同期回転されるようにモータを同期状態に
保つタイミング・チエーンによって作動的に結合され
る。モータ４３ａ、４３ｂの作動は親ねじ６６ａ、６６
ｂを制御用円筒座標データよって決定される方向に回転
させる、それによって係合親ねじナット・アセンブリ６
７ａ、６７ｂを回転親ねじに沿つて対応する方向に移動
させる。
親ねじナット・アセンブリ６７ａ、６７ｂの各々は支持
板６８ａ、６８ｂの１つに固定さる。その２つの支持板
は親ねじナット・アセンブリ６７ａ、６７ｂと協同する
親ねじ６６ａ、６６ｂ関してモータ駆動水平親ねじ６
４、協同親ねじナット６５および切削工具アセンブリを
支える働きをする。水平親ねじ６４の駆動端は支持板６
８ａに固定されたモータ４６で回転されるように結合さ
れる。水平親ねじ６４はその駆動端から支持板６８ｂに
固定されたジヤーナル４７内で回転するように支持され
た他端へ伸びる親ねじナット・アセンブリ６５はその上
側で取付け板６９を支え、その上に製作品５７を切削す
るために切削工具５３を支持するスピンドル７１を回転
するモーター７０が固定される。モータ４６の作動によ
って親ねじ６４を制御用円筒座標データによって決まる
方向に回転する、それによって係合する親ねじナット・
アセンブリ６５を親ねじに沿って対応す方向に移動す
る。
板６８ａ、６８ｂの１つに固定さる。その２つの支持板
は親ねじナット・アセンブリ６７ａ、６７ｂと協同する
親ねじ６６ａ、６６ｂ関してモータ駆動水平親ねじ６
４、協同親ねじナット６５および切削工具アセンブリを
支える働きをする。水平親ねじ６４の駆動端は支持板６
８ａに固定されたモータ４６で回転されるように結合さ
れる。水平親ねじ６４はその駆動端から支持板６８ｂに
固定されたジヤーナル４７内で回転するように支持され
た他端へ伸びる親ねじナット・アセンブリ６５はその上
側で取付け板６９を支え、その上に製作品５７を切削す
るために切削工具５３を支持するスピンドル７１を回転
するモーター７０が固定される。モータ４６の作動によ
って親ねじ６４を制御用円筒座標データによって決まる
方向に回転する、それによって係合する親ねじナット・
アセンブリ６５を親ねじに沿って対応す方向に移動す
る。
機械工具装置５２の望ましい実施態様における製作品５
７は切削工具５３を支える構造物の片側に配置される。
半径方向および軸方向に調節できる行路に沿って切削工
具が製作品５７へ容易に接近できるようにするため、垂
直親ねじ６６ａ、６６ｂは水平親ねじ６４の片側へ水平
に配置される。
７は切削工具５３を支える構造物の片側に配置される。
半径方向および軸方向に調節できる行路に沿って切削工
具が製作品５７へ容易に接近できるようにするため、垂
直親ねじ６６ａ、６６ｂは水平親ねじ６４の片側へ水平
に配置される。
４つの垂直伸張固定ポスト７２および協同するスリーブ
軸受７３によって切削工具の支持および位置決め装置の
付加的支持体が提供される。ポスト７２は支持板６８
Ａ、６８ｂの各々の各端に配置される。スリーブ軸受７
３は、親ねじ６６ａと６６ｂを回転して切削工具５３を
軸方向Ｚに移動するときポストに関して支持板６８ａ、
６８ｂを移動さす間に支持するため支持板６８ａ、６６
ｂをポスト７２へ結合する。
軸受７３によって切削工具の支持および位置決め装置の
付加的支持体が提供される。ポスト７２は支持板６８
Ａ、６８ｂの各々の各端に配置される。スリーブ軸受７
３は、親ねじ６６ａと６６ｂを回転して切削工具５３を
軸方向Ｚに移動するときポストに関して支持板６８ａ、
６８ｂを移動さす間に支持するため支持板６８ａ、６６
ｂをポスト７２へ結合する。
望ましい機械工具装置５２は広範囲の寸法の模型を作製
するように配列されている。このため、切削工具５３は
半径方向ｒに長い距離に渡って移動さすために長いスピ
ンドル７１で支えられる。切削工具５３を円筒座標デー
タによって特定される軸方向位置に保つのを助けるため
に、ターンテーブル５８に最も近い支持板６８ｂのジヤ
ーナル７４によつて回転方向および半径方向へ移動でき
るように支えられる。ジヤーナル７４は、ターンテーブ
ル５８の反対側に支持板６８ｂから水平に伸びるため支
持板６８ｂの上端で結合されたプラットホーム７５で支
えられる。
するように配列されている。このため、切削工具５３は
半径方向ｒに長い距離に渡って移動さすために長いスピ
ンドル７１で支えられる。切削工具５３を円筒座標デー
タによって特定される軸方向位置に保つのを助けるため
に、ターンテーブル５８に最も近い支持板６８ｂのジヤ
ーナル７４によつて回転方向および半径方向へ移動でき
るように支えられる。ジヤーナル７４は、ターンテーブ
ル５８の反対側に支持板６８ｂから水平に伸びるため支
持板６８ｂの上端で結合されたプラットホーム７５で支
えられる。
機械制御輪郭造形工具装置５２の各種モータは、製作品
５７が円筒座標で表わされたものに対応する輪郭をもっ
て切削されるように下顎１０の一連の傾斜横断面像から
得られる円筒座標データに従って機械工具制御装置６３
によつて同期的に制御される。さらに詳しくは、得られ
た円筒座標データは製作品５７に関して切削工具の軌道
制御において機械工具制御装置６３用にメモリ−５６に
記憶される。機械工具制御装置は、製作品５７を所望の
形および仕上げに造形するのに適した所定速度で回転切
削工具５３を駆動さすために接続されたモータ駆動回路
７６へ指令を出す。さらに、制御装置６３はラジアル位
置決定用水平親ねじモータ４６、軸位置決定用垂直親ね
じモータ４３ａ、４３ｂ、およびターンテーブル用モー
タ５９を同期駆動さすためそれぞれ接続された３つの駆
動回路７７、７８および７９へ指令を出す。これら後者
の指令は、ターンテーブル５８が回転され切削工具５３
が軸６２に関して移動され、それによって工具が下顎部
分５１を正確に表す模型の形成をもたらす製作品５７に
関する軌道に追随するように円筒座標データに従って提
供される。
５７が円筒座標で表わされたものに対応する輪郭をもっ
て切削されるように下顎１０の一連の傾斜横断面像から
得られる円筒座標データに従って機械工具制御装置６３
によつて同期的に制御される。さらに詳しくは、得られ
た円筒座標データは製作品５７に関して切削工具の軌道
制御において機械工具制御装置６３用にメモリ−５６に
記憶される。機械工具制御装置は、製作品５７を所望の
形および仕上げに造形するのに適した所定速度で回転切
削工具５３を駆動さすために接続されたモータ駆動回路
７６へ指令を出す。さらに、制御装置６３はラジアル位
置決定用水平親ねじモータ４６、軸位置決定用垂直親ね
じモータ４３ａ、４３ｂ、およびターンテーブル用モー
タ５９を同期駆動さすためそれぞれ接続された３つの駆
動回路７７、７８および７９へ指令を出す。これら後者
の指令は、ターンテーブル５８が回転され切削工具５３
が軸６２に関して移動され、それによって工具が下顎部
分５１を正確に表す模型の形成をもたらす製作品５７に
関する軌道に追随するように円筒座標データに従って提
供される。
機械工具制御装置６３はターンテーブル５８の回転軸６
２に沿って切削工具５３を段階的に増分移動さすため軸
モータ駆動回路７８へ指令を出す配列になっている。従
って製作品５７は同心帯（直線５４に沿った面の場所に
対応する軸６２に沿った場所の各同心帯で下顎１０の１
つの横断面像が得られる）に沿って切断される。さら
に、機械工具制御装置６３は円筒座標データを処理して
直線内挿法によって下顎１０の横断面像の両隣接部間の
角座標θの関数として軸座標Ｚにおける変化を計算する
ことができる。この計算は、製作品５７の造形における
らせん軌道に沿って切削工具５３を動かす軸および角座
標データを提供する。
２に沿って切削工具５３を段階的に増分移動さすため軸
モータ駆動回路７８へ指令を出す配列になっている。従
って製作品５７は同心帯（直線５４に沿った面の場所に
対応する軸６２に沿った場所の各同心帯で下顎１０の１
つの横断面像が得られる）に沿って切断される。さら
に、機械工具制御装置６３は円筒座標データを処理して
直線内挿法によって下顎１０の横断面像の両隣接部間の
角座標θの関数として軸座標Ｚにおける変化を計算する
ことができる。この計算は、製作品５７の造形における
らせん軌道に沿って切削工具５３を動かす軸および角座
標データを提供する。
制御輪郭機械装置５２の望ましい実施態様はステッパー
・モータを使用して親ねじ６４、６６とターンテーブル
５８を駆動する。装置５２はターンテーブル５８を角度
分という小さなステップで回転すること、および回転切
削工具５３を半径ｒおよび軸ｚ方向に１ミリメータとい
う小さなステップで移動する制御ができる。しかしなが
ら、下顎１０のような哺乳動物体内部組織の人工装置を
作製するためには、１度または２度程度の回転ステップ
および０．１ｍｍ程度の軸移動ステップが望ましい。
・モータを使用して親ねじ６４、６６とターンテーブル
５８を駆動する。装置５２はターンテーブル５８を角度
分という小さなステップで回転すること、および回転切
削工具５３を半径ｒおよび軸ｚ方向に１ミリメータとい
う小さなステップで移動する制御ができる。しかしなが
ら、下顎１０のような哺乳動物体内部組織の人工装置を
作製するためには、１度または２度程度の回転ステップ
および０．１ｍｍ程度の軸移動ステップが望ましい。
以上、下顎１０の一部分５１の三次元像を画定する円筒
座標に従って制御された単一切削工具５３を有する機械
制御輪郭造形工具装置５２を使用して下顎１０の一部分
５１の哺乳動物体模型レプリカを造形することに関して
本発明の望ましい方法を詳細に説明した。しかしなが
ら、三次元デカルト座標によって特定される切削工具の
軌道を制御する配列の機械制御輪郭造形工具装置を本発
明に使用してそのような哺乳動物体模型を作れることが
わかる。その上、複数の独立した制御自在の切削工具を
有する機械制御輪郭造形工具装置を使用し、本発明に従
って哺乳動物体模型を作製することができる。哺乳動物
体内の所定構造体１０の模型像を作るのに使用される機
械制御輪郭造形工具装置５２の特性は断層撮影装置１３
によって提供される所定構造の横断面像からの三次元座
標データの生成に影響を与えない。ある用途において
は、三次元座標データの生成および（または使用中）に
異なる座標系間または同一座標系おける異なる空間配向
軸間で座標データを変換する必要がある。例えば、デカ
ルト座標系と円筒座標系間の変換は矩形および極座標に
関する座標変換式に従って所定構造の下顎１０の各横断
面像を画定する座標データを処理することによって行
う。異なる空間配向軸間の変換はそれらの異なる配向軸
に関するベクトル標準化式によって座標データを処理す
ることによって行う。
座標に従って制御された単一切削工具５３を有する機械
制御輪郭造形工具装置５２を使用して下顎１０の一部分
５１の哺乳動物体模型レプリカを造形することに関して
本発明の望ましい方法を詳細に説明した。しかしなが
ら、三次元デカルト座標によって特定される切削工具の
軌道を制御する配列の機械制御輪郭造形工具装置を本発
明に使用してそのような哺乳動物体模型を作れることが
わかる。その上、複数の独立した制御自在の切削工具を
有する機械制御輪郭造形工具装置を使用し、本発明に従
って哺乳動物体模型を作製することができる。哺乳動物
体内の所定構造体１０の模型像を作るのに使用される機
械制御輪郭造形工具装置５２の特性は断層撮影装置１３
によって提供される所定構造の横断面像からの三次元座
標データの生成に影響を与えない。ある用途において
は、三次元座標データの生成および（または使用中）に
異なる座標系間または同一座標系おける異なる空間配向
軸間で座標データを変換する必要がある。例えば、デカ
ルト座標系と円筒座標系間の変換は矩形および極座標に
関する座標変換式に従って所定構造の下顎１０の各横断
面像を画定する座標データを処理することによって行
う。異なる空間配向軸間の変換はそれらの異なる配向軸
に関するベクトル標準化式によって座標データを処理す
ることによって行う。
これまでは、下顎１０の所定部分５１の哺乳動物体模型
レプリカを作製することについて本発明を詳細に説明し
てきた。しかしながら、所定の哺乳動物体内構造の他の
模型像は本発明の実施を介して作製できることがわか
る。例えば、所定の下顎部分５１の鋳型キヤビテイ像を
作製してそれからその部分の１つ以上の哺乳動物体膜型
レプリカをキヤストすることができる。キヤビテイの作
製を容易にするために、それは直線５４の方向に伸びる
２つの嵌合する半割部分に作られる。その三次元座標は
表面１２の各半分の嵌合キヤビテイの形状を画定する横
断面像から得られる（または部分５１の表面１２を画定
する予め得られた座標データから変換される）。この座
標データは機械制御輪郭工具装置５２に使用して、第１
の製作品５７から鋳型キヤビテイの半分の１つと第２の
製作品から他の注型キヤビテイの半分を作る軌道に沿っ
て切削工具５３を作動する。半分の注型キヤビテイの各
々を造形する場合、ターンテーブル５８は軸６２に関し
て一連の平行ラジアル／軸方向軌道に沿って切削工具５
３に製作品を所望の形状に切削させる速度で製作品５７
を軸６２の回りに徐々に速度を上げながら回転する。
レプリカを作製することについて本発明を詳細に説明し
てきた。しかしながら、所定の哺乳動物体内構造の他の
模型像は本発明の実施を介して作製できることがわか
る。例えば、所定の下顎部分５１の鋳型キヤビテイ像を
作製してそれからその部分の１つ以上の哺乳動物体膜型
レプリカをキヤストすることができる。キヤビテイの作
製を容易にするために、それは直線５４の方向に伸びる
２つの嵌合する半割部分に作られる。その三次元座標は
表面１２の各半分の嵌合キヤビテイの形状を画定する横
断面像から得られる（または部分５１の表面１２を画定
する予め得られた座標データから変換される）。この座
標データは機械制御輪郭工具装置５２に使用して、第１
の製作品５７から鋳型キヤビテイの半分の１つと第２の
製作品から他の注型キヤビテイの半分を作る軌道に沿っ
て切削工具５３を作動する。半分の注型キヤビテイの各
々を造形する場合、ターンテーブル５８は軸６２に関し
て一連の平行ラジアル／軸方向軌道に沿って切削工具５
３に製作品を所望の形状に切削させる速度で製作品５７
を軸６２の回りに徐々に速度を上げながら回転する。
本発明法のもう１つの顕著な特徴は哺乳動物体内構造の
変更体模型像の作製に関するものである。哺乳動物体内
構造の変更模型像の整形は外科移植用人工装具の作製に
特に有用である。しばしば、人工装具は欠けている解剖
構造を取り替えるために作られる。その場合所望の人工
装具の形の像は、例えば断層撮影装置によって提供され
る一連の横断面像には表われない。しかしながら、本発
明によって、欠けている構造の像を画定する変更三次元
座標データは欠けている構造の人工装具模型の成形用に
得られる一連の横断面像から得られる。次の詳細な説明
からさらに明らかとなるように、構造の変更三次元像の
形成は人工装具のオンレーおよびインレー作製に特に有
用である。座標変更は、本発明に従って人工装具のオン
レー（上張り）およびインレー（内張り）作製用の三次
元座標データの生成に適した１つの方法である。人工装
具オンレーの作製における座標変換の使用例は第９Ａ図
と第９Ｂ図を参照して以下に説明する。その座標変換は
デカルト座標系で理解したように説明されるが、そのよ
うな変換はさらに円筒座標系おいても理解できる。
変更体模型像の作製に関するものである。哺乳動物体内
構造の変更模型像の整形は外科移植用人工装具の作製に
特に有用である。しばしば、人工装具は欠けている解剖
構造を取り替えるために作られる。その場合所望の人工
装具の形の像は、例えば断層撮影装置によって提供され
る一連の横断面像には表われない。しかしながら、本発
明によって、欠けている構造の像を画定する変更三次元
座標データは欠けている構造の人工装具模型の成形用に
得られる一連の横断面像から得られる。次の詳細な説明
からさらに明らかとなるように、構造の変更三次元像の
形成は人工装具のオンレーおよびインレー作製に特に有
用である。座標変更は、本発明に従って人工装具のオン
レー（上張り）およびインレー（内張り）作製用の三次
元座標データの生成に適した１つの方法である。人工装
具オンレーの作製における座標変換の使用例は第９Ａ図
と第９Ｂ図を参照して以下に説明する。その座標変換は
デカルト座標系で理解したように説明されるが、そのよ
うな変換はさらに円筒座標系おいても理解できる。
例えば、第９Ａ図と第９Ｂ図に示す萎縮性下顎９１の人
工装具を作製するのに必要な座標データを得るために、
顎９１（第９Ａ図に陰影で示す）の萎縮性部分を包含す
るデータ・グリッド９２、９３および９４が同定され
る。同定されたデータ・グリツト内に、所望の座標変換
の量および性質を決めるため、三次元座標Ｘ、Ｙ、Ｚが
作られる。これは、例えばグリネル（Ｇｒｉｎｅｌｌ）
社で市販されているイメージ・プロセッサー（２７１
型）のようなイメージ・プロセッサーの助けで行うのが
便利である。グリネルの装置は工業標準Ｉ／Ｏ（インプ
ット／アウトプット）データ通信端末器、ビデオ端末器
テレビモニタ、図形タブレットおよび図形プリンタを有
するデジタル装置会社（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｑｕｉｐｍ
ｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ （ＤＥＣ））のＬＳ
Ｉ−１１／２３コンピュータ装置と機能するように設計
されている。グリネル社のイメージ・プロセッサ−とＤ
ＥＣ社のコンピューター装置は映像の生成および変更を
させるためオペレータと相互に作用する配列のイメージ
・プロセッサ−を形成する。イメージ・データは図形タ
ブレットからまたは装置のＩ／Ｏデータ通信端末へ接続
した外部図形データ源からイメージ処理装置へ入力され
る。萎縮性下顎９１の表面を変換すめために、ＣＴ／Ｔ
８８００装置の描く横断面像はイメージ処理装置とコン
パテイブルなデータ・フオーマットに変換して、表示お
よび映像処理のためＩ／Ｏデータ通信端末を介してその
装置へ入力される。イメージ処理装置は目的のそれぞれ
の二次元または三次元像を表示することができる。所望
の座標変換は萎縮性下顎９１の三次元像または一連の二
次元横断面像を表示することによって決まる。このため
には、下顎の中心にほゞ垂直な横断面が望ましい。イメ
ージ処理装置の図形タブレットの使用によって、点９２
から点９３へ伸びる萎縮性上表面Ｓは第９Ａ図および第
９Ｂ図に矢印で示す方向に所望の新しい位置Ｓ′へ移動
されて所望の変更下顎像が形成される。
工装具を作製するのに必要な座標データを得るために、
顎９１（第９Ａ図に陰影で示す）の萎縮性部分を包含す
るデータ・グリッド９２、９３および９４が同定され
る。同定されたデータ・グリツト内に、所望の座標変換
の量および性質を決めるため、三次元座標Ｘ、Ｙ、Ｚが
作られる。これは、例えばグリネル（Ｇｒｉｎｅｌｌ）
社で市販されているイメージ・プロセッサー（２７１
型）のようなイメージ・プロセッサーの助けで行うのが
便利である。グリネルの装置は工業標準Ｉ／Ｏ（インプ
ット／アウトプット）データ通信端末器、ビデオ端末器
テレビモニタ、図形タブレットおよび図形プリンタを有
するデジタル装置会社（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｑｕｉｐｍ
ｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ （ＤＥＣ））のＬＳ
Ｉ−１１／２３コンピュータ装置と機能するように設計
されている。グリネル社のイメージ・プロセッサ−とＤ
ＥＣ社のコンピューター装置は映像の生成および変更を
させるためオペレータと相互に作用する配列のイメージ
・プロセッサ−を形成する。イメージ・データは図形タ
ブレットからまたは装置のＩ／Ｏデータ通信端末へ接続
した外部図形データ源からイメージ処理装置へ入力され
る。萎縮性下顎９１の表面を変換すめために、ＣＴ／Ｔ
８８００装置の描く横断面像はイメージ処理装置とコン
パテイブルなデータ・フオーマットに変換して、表示お
よび映像処理のためＩ／Ｏデータ通信端末を介してその
装置へ入力される。イメージ処理装置は目的のそれぞれ
の二次元または三次元像を表示することができる。所望
の座標変換は萎縮性下顎９１の三次元像または一連の二
次元横断面像を表示することによって決まる。このため
には、下顎の中心にほゞ垂直な横断面が望ましい。イメ
ージ処理装置の図形タブレットの使用によって、点９２
から点９３へ伸びる萎縮性上表面Ｓは第９Ａ図および第
９Ｂ図に矢印で示す方向に所望の新しい位置Ｓ′へ移動
されて所望の変更下顎像が形成される。
萎縮性上表面Ｓの移動は、例えば第９Ａ図に示されるよ
うな萎縮性下顎９１の三次元表示を用いることによって
１工程で行うか、或いは第９Ｂ図に示すよう中心線に沿
った複数の場所で萎縮性下顎の二次元像を用いて行われ
る。いずれの場合にも、上表面は、図形タブレット用計
器を操作しビデオ・モニタ上の操作結果を観察しながら
イメージ処理装置を操作して第９Ａ図および第９Ｂ図に
下顎９１の境界である実線として示した萎縮性表面Ｓを
削除し、点線で示す場所に移動した表面Ｓ′を造ること
によって移動される。
うな萎縮性下顎９１の三次元表示を用いることによって
１工程で行うか、或いは第９Ｂ図に示すよう中心線に沿
った複数の場所で萎縮性下顎の二次元像を用いて行われ
る。いずれの場合にも、上表面は、図形タブレット用計
器を操作しビデオ・モニタ上の操作結果を観察しながら
イメージ処理装置を操作して第９Ａ図および第９Ｂ図に
下顎９１の境界である実線として示した萎縮性表面Ｓを
削除し、点線で示す場所に移動した表面Ｓ′を造ること
によって移動される。
第９Ａ図と第９Ｂ図に示すように、新しい表面Ｓ′上の
全ての座標点は対応する萎縮性表面Ｓ上の場所に関して
Ｚ軸方向に均一距離ｑだけ移動される。人工装置によっ
ては、萎縮上表面に沿って異なる座標点を異なる量だけ
または規定された勾配に従って構造の所定寸法の方向で
変わる量だけ移動する必要がある場合がある。萎縮性上
表面Ｓが、例えば不規則の場合は、移動した規則的表面
Ｓ′を造るには異なる座標移動距離が必要となる。所望
の変更下顎の三次元座標像は前述のＣＴ／Ｔ８８００装
置における混合のようなグリネルのイメージ処理装置に
表われる変更下顎像のデータから得られる。
全ての座標点は対応する萎縮性表面Ｓ上の場所に関して
Ｚ軸方向に均一距離ｑだけ移動される。人工装置によっ
ては、萎縮上表面に沿って異なる座標点を異なる量だけ
または規定された勾配に従って構造の所定寸法の方向で
変わる量だけ移動する必要がある場合がある。萎縮性上
表面Ｓが、例えば不規則の場合は、移動した規則的表面
Ｓ′を造るには異なる座標移動距離が必要となる。所望
の変更下顎の三次元座標像は前述のＣＴ／Ｔ８８００装
置における混合のようなグリネルのイメージ処理装置に
表われる変更下顎像のデータから得られる。
所望の変更構造を画定する三次元座標データを変換およ
び得るためにイメージ処理装置を使用することは、画定
する三次元座標データを得る前にその変換（移動）の検
査および調整をして所望の変更構造を作ることができる
利点を有する。例えば、移植用人工装具を作製するとき
は、表示された変更構造が表示された未変更構造と一致
するまで前もってその変更を見て調整することが望まし
い。これは、周囲の解剖構造と適合する移植用人工装置
の作製に有効である。しかしながら、所望の変換および
発生は他の方法でも行うことができる。例えば、新しい
座標データは萎縮性下顎９１のＣＴ／Ｔ８８００装置の
イメージ像から得た萎縮性下顎座標データの処理によっ
ても得られる。いずれの場合も、変更された下顎を特定
する三次元座標データは萎縮性表面Ｓの特定された全座
標点に対するＺ軸座標値に距離ｑに相当する座標値を加
えることによって得られる。
び得るためにイメージ処理装置を使用することは、画定
する三次元座標データを得る前にその変換（移動）の検
査および調整をして所望の変更構造を作ることができる
利点を有する。例えば、移植用人工装具を作製するとき
は、表示された変更構造が表示された未変更構造と一致
するまで前もってその変更を見て調整することが望まし
い。これは、周囲の解剖構造と適合する移植用人工装置
の作製に有効である。しかしながら、所望の変換および
発生は他の方法でも行うことができる。例えば、新しい
座標データは萎縮性下顎９１のＣＴ／Ｔ８８００装置の
イメージ像から得た萎縮性下顎座標データの処理によっ
ても得られる。いずれの場合も、変更された下顎を特定
する三次元座標データは萎縮性表面Ｓの特定された全座
標点に対するＺ軸座標値に距離ｑに相当する座標値を加
えることによって得られる。
移植用人工装具オンレーを作製するためには、変更され
た下顎９１の変更部分のみが必要である。変更部分のみ
の三次元座標仕様は対応するＸおよびＹ座標位置におけ
る変換された新しい表面Ｓ′の軸座標値から萎縮性上表
面Ｓを画定する各Ｚ軸座標値を引くことによって得られ
る。移植用人工装具オンレーは残りの座標値によって形
成される。
た下顎９１の変更部分のみが必要である。変更部分のみ
の三次元座標仕様は対応するＸおよびＹ座標位置におけ
る変換された新しい表面Ｓ′の軸座標値から萎縮性上表
面Ｓを画定する各Ｚ軸座標値を引くことによって得られ
る。移植用人工装具オンレーは残りの座標値によって形
成される。
内部構造の変形または欠落部分の模型もその構造の鏡像
部分の像から得られる変形または欠落部分を特定する座
標データから作ることができる。例えば、構造の鏡像部
分を画定する座標データは移植用人工装具インレーの作
製、即ちほゞ対称的な内部解剖構造の欠落部分の取替え
に有用である。鏡像座標データの誘導は前述のグリネル
・イメージ処理装置の使用、またはＣＴ／Ｔ８８００装
置１３の提供するデータ像から得られる座標データを処
理することによって行うことができる。イメージ処理装
置を使用する場合は、１つの指針として構造の鏡像部分
のビデオ・モニター表示器を使用して変形かつ一般に対
称的な構造が表示されるそして変形または欠落部分は図
形タブレットのオペレータ操作によって所望の形に変更
される。所望の三次元座標データは第９Ａ図と第９Ｂ図
を参照して前に説明した変更部分から得られる。
部分の像から得られる変形または欠落部分を特定する座
標データから作ることができる。例えば、構造の鏡像部
分を画定する座標データは移植用人工装具インレーの作
製、即ちほゞ対称的な内部解剖構造の欠落部分の取替え
に有用である。鏡像座標データの誘導は前述のグリネル
・イメージ処理装置の使用、またはＣＴ／Ｔ８８００装
置１３の提供するデータ像から得られる座標データを処
理することによって行うことができる。イメージ処理装
置を使用する場合は、１つの指針として構造の鏡像部分
のビデオ・モニター表示器を使用して変形かつ一般に対
称的な構造が表示されるそして変形または欠落部分は図
形タブレットのオペレータ操作によって所望の形に変更
される。所望の三次元座標データは第９Ａ図と第９Ｂ図
を参照して前に説明した変更部分から得られる。
しかしながら、鏡像座標データはＣＴ／Ｔ８８００装置
１３の提供するイメージ像から直接得られる内部構造の
部分を画定する三次元座標データから直接得ることがで
きる。第１０図は変形下顎９７が三次元座標Ｘ、Ｙ、Ｚ
で示されている。しかし、変形に対して、下顎９７の最
前方の点を通るＹ−Ｚ面のまわりにほゞ対称的である。
第１０図に示すように、変形は対称のＸＹ面の左側に位
置する欠落部分の形である。下顎９７は正常な部分９６
は欠落部分１００に関して鏡像位置における対称の公称
ＸＹ面の右側にある。この部分９６は、正常な部分９６
を画定する三次元空間座標Ｘ、Ｙ、Ｚを含むデータ・グ
リッドを画定する囲い９８に囲まれる。正常な部分９６
の実際の鏡像座標はＹおよびＺ座標軸に関して同一であ
るが、Ｘ座標軸に関しては異なる。鏡像Ｘ座標を得るた
めに、正常な部分９６を特定する各座標点の実際のＸ座
標値を対称のＸＹ面の位置のＸ座標値から離れた距離は
−１を掛けて対称のＸＹ面の位置の座標値へ加える。こ
の座標変換（移動）法は、ＣＴ／Ｔ８８００装置１３で
得たイメージ像から直線得た三次元座標データを掛ける
ことによって正常な部分９６の鏡像座標値を生成させ
る。
１３の提供するイメージ像から直接得られる内部構造の
部分を画定する三次元座標データから直接得ることがで
きる。第１０図は変形下顎９７が三次元座標Ｘ、Ｙ、Ｚ
で示されている。しかし、変形に対して、下顎９７の最
前方の点を通るＹ−Ｚ面のまわりにほゞ対称的である。
第１０図に示すように、変形は対称のＸＹ面の左側に位
置する欠落部分の形である。下顎９７は正常な部分９６
は欠落部分１００に関して鏡像位置における対称の公称
ＸＹ面の右側にある。この部分９６は、正常な部分９６
を画定する三次元空間座標Ｘ、Ｙ、Ｚを含むデータ・グ
リッドを画定する囲い９８に囲まれる。正常な部分９６
の実際の鏡像座標はＹおよびＺ座標軸に関して同一であ
るが、Ｘ座標軸に関しては異なる。鏡像Ｘ座標を得るた
めに、正常な部分９６を特定する各座標点の実際のＸ座
標値を対称のＸＹ面の位置のＸ座標値から離れた距離は
−１を掛けて対称のＸＹ面の位置の座標値へ加える。こ
の座標変換（移動）法は、ＣＴ／Ｔ８８００装置１３で
得たイメージ像から直線得た三次元座標データを掛ける
ことによって正常な部分９６の鏡像座標値を生成させ
る。
便宜上、変換座標データの誘導は、デカルト座標系そし
て軸、冠状、および矢状面に対して傾斜するＸ、Ｙ、Ｚ
軸に関して三次元的に画定される内部構造の横断面像に
関して説明してきた。その軸方向から他の所望軸方位ま
たは円筒座標系への座標変換は前述のように行うことが
できる。しかしながら、機械制御輪郭造形工具装置５２
に必要な形で生成される三次元座標データは、その変換
された像から得て、所定内部構造の所望変更体模型像が
形成されるように造形工具装置に入力して切削工具５３
の軌道を制御する。
て軸、冠状、および矢状面に対して傾斜するＸ、Ｙ、Ｚ
軸に関して三次元的に画定される内部構造の横断面像に
関して説明してきた。その軸方向から他の所望軸方位ま
たは円筒座標系への座標変換は前述のように行うことが
できる。しかしながら、機械制御輪郭造形工具装置５２
に必要な形で生成される三次元座標データは、その変換
された像から得て、所定内部構造の所望変更体模型像が
形成されるように造形工具装置に入力して切削工具５３
の軌道を制御する。
以上、哺乳動物体内構造の連続横断面の再現像から得ら
れる座標データから哺乳動物体内構造の各種体模型像の
作製に関して本発明法を説明した。しかしながら、哺乳
動物体模型はその構造に沿った一定間隔における横断面
の再現像から得られる座標データからも作製することが
できる。例えば、大腿骨のようなほゞ均一な構造はその
長さに沿つた広い間隔の場所からとった再現像によって
表わすことができる。そのような用途の場合、広い間隔
の場所の間の造形工具制御に必要な三次元座標はその場
所の中間の所定構造の場所を内挿して、その内挿した場
所を画定する対応する三次元座標を生成することによつ
て生成される。その哺乳動物体模型は所定構造の定間隔
および中間の場所を画定する三次元座標に従って造形工
具を作動さすことによって形成される。
れる座標データから哺乳動物体内構造の各種体模型像の
作製に関して本発明法を説明した。しかしながら、哺乳
動物体模型はその構造に沿った一定間隔における横断面
の再現像から得られる座標データからも作製することが
できる。例えば、大腿骨のようなほゞ均一な構造はその
長さに沿つた広い間隔の場所からとった再現像によって
表わすことができる。そのような用途の場合、広い間隔
の場所の間の造形工具制御に必要な三次元座標はその場
所の中間の所定構造の場所を内挿して、その内挿した場
所を画定する対応する三次元座標を生成することによつ
て生成される。その哺乳動物体模型は所定構造の定間隔
および中間の場所を画定する三次元座標に従って造形工
具を作動さすことによって形成される。
以上、解剖学の内部構造の研究および変形内部構造の外
科的矯正に有用な所定の内部解剖構造の哺乳動物体模型
を作製するためアレンジされた本発明の望ましい実施態
様および２、３の変化した実施態様を説明したが、特許
請求の範囲に記載した本発明の範囲を逸脱することなく
本発明の実施および使用には種々の改良および変化があ
りうることは明らかである。
科的矯正に有用な所定の内部解剖構造の哺乳動物体模型
を作製するためアレンジされた本発明の望ましい実施態
様および２、３の変化した実施態様を説明したが、特許
請求の範囲に記載した本発明の範囲を逸脱することなく
本発明の実施および使用には種々の改良および変化があ
りうることは明らかである。
第１図は所定の哺乳動物体内構造の三次元座標データを
生成しその哺乳動物体模型を生成する本発明の実施態様
の工程系統図。第２図は本発明の実施例に従って所定の
内部解剖構造を画定する三次元座標を得る方法を説明す
る頭部斜視図。第３図は第２図の線３−３でとった面に
おける典型的なグレースケール軸方向の断層撮影像であ
って本発明に従って前記面から得たＸ−線放射レスポン
スから作製した像の略図。第４図は本発明に従って模型
に作製せんとする下顎の横断面を示す第３図の強調像の
略図。第５Ａ図および第５Ｂ図は本発明によって体の横
断面から放射線レスポンスを得るＸ−線走査装置を示す
略図。第６図は本発明を実施するコンピュータ−化Ｘ線
断層装置のブロック図。第７図は再現した断層撮影像の
数値像地図プリントの略図。第８Ａ図、第８Ｂ図および
第８Ｃ図は本発明によって所定構造の体積型を成形する
機械制御造形工具装置の略図。第９Ａ図および第９Ｂ図
は本発明によって変換した三次元座標データからのオン
レー人工装置作製を示す略図。第１０図は本発明によっ
て変換した三次元座標データからのインレー人工装具作
製を示す略図。
生成しその哺乳動物体模型を生成する本発明の実施態様
の工程系統図。第２図は本発明の実施例に従って所定の
内部解剖構造を画定する三次元座標を得る方法を説明す
る頭部斜視図。第３図は第２図の線３−３でとった面に
おける典型的なグレースケール軸方向の断層撮影像であ
って本発明に従って前記面から得たＸ−線放射レスポン
スから作製した像の略図。第４図は本発明に従って模型
に作製せんとする下顎の横断面を示す第３図の強調像の
略図。第５Ａ図および第５Ｂ図は本発明によって体の横
断面から放射線レスポンスを得るＸ−線走査装置を示す
略図。第６図は本発明を実施するコンピュータ−化Ｘ線
断層装置のブロック図。第７図は再現した断層撮影像の
数値像地図プリントの略図。第８Ａ図、第８Ｂ図および
第８Ｃ図は本発明によって所定構造の体積型を成形する
機械制御造形工具装置の略図。第９Ａ図および第９Ｂ図
は本発明によって変換した三次元座標データからのオン
レー人工装置作製を示す略図。第１０図は本発明によっ
て変換した三次元座標データからのインレー人工装具作
製を示す略図。
Claims (6)
- 【請求項１】哺乳動物体に放射エネルギーを当てること
により得られた放射エネルギー・レスポンスを検出し、
第三次元に沿って一定の間隔をもった複数の二次元デイ
ジタル像を得て、哺乳動物体内の構造を三次元的に表わ
すデイジタル・データセットを得る手段； 前記哺乳動物体内の構造を表わす前記デイジタル・デー
タセットの中から、所定の構造体の表面を画定するデイ
ジタル座標の所定のサブセットを選択する手段；および 前記三次元のデイジタル座標に従って、造形工具を作動
させて所定構造体の三次元模型を成形する手段からなる
ことを特徴とする哺乳動物体内構造の三次元模型の製造
装置。 - 【請求項２】前記三次元座標を選択的に変更して、前記
所定の哺乳動物体内構造を部分的に表わし、かつ部分的
に変更した形状を有する被設計人工装具の三次元座標の
変更セットを規定し、それによって生じた三次元座標が
所定構造体の変更された三次元模型を画定し造形工具を
作動させて変更された三次元座標に対応する人工装具を
成形する三次元座標を選択的に変更させる手段からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 - 【請求項３】前記哺乳動物体内構造の模型が哺乳動物の
解剖模型からなることを特徴とする特許請求の範囲第２
項に記載の装置。 - 【請求項４】三次元座標によって画定される所定の構造
体の視覚像を表示する手段を含み； 前記選択的に変更する手段が、表示された変更結果を観
察しながら三次元座標を相互に変更する手段を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置。 - 【請求項５】前記所定構造体が哺乳動物体内のより大き
い構造体のセグメントであって、基準対称面を有し該セ
グメントが規準対称面の片側に位置し； 得られた物質の像から得られた三次元座標を変換して、
前記セグメントの鏡像三次元像を画定する手段からな
り； 変換された三次元座標に従って造形工具をワークピース
に向けて鏡像三次元像に対応するセグメントの鏡像体膜
型を成形することを特徴とする特許請求の範囲第２項に
記載の装置。 - 【請求項６】放射エネルギーが、哺乳動物体内部の場所
における物質の所定の物理的性質の特徴を示す放射エネ
ルギー・レスポンスを発生することを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/384,646 US4436684A (en) | 1982-06-03 | 1982-06-03 | Method of forming implantable prostheses for reconstructive surgery |
| US384646 | 1982-06-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59151953A JPS59151953A (ja) | 1984-08-30 |
| JPH062137B2 true JPH062137B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=23518156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58098131A Expired - Lifetime JPH062137B2 (ja) | 1982-06-03 | 1983-06-03 | 三次元の哺乳動物体模型の製造装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4436684A (ja) |
| EP (1) | EP0097001B1 (ja) |
| JP (1) | JPH062137B2 (ja) |
| CA (1) | CA1201512A (ja) |
| DE (1) | DE3366423D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008023462A1 (fr) | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Next21 K.K. | Moulage d'os, charge d'os et procédé de production d'une charge d'os |
Families Citing this family (325)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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