▶ ケアストリーム・デンタル・テクノロジー・トプコ・リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023014295
(43)【公開日】2023-01-26
(54)【発明の名称】頭部計測解析のための方法
(51)【国際特許分類】
A61B 6/14 20060101AFI20230119BHJP
【ＦＩ】
A61B6/14 310
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022192684
(22)【出願日】2022-12-01
(62)【分割の表示】P 2019535892の分割
【原出願日】2017-12-22
(31)【優先権主張番号】15/395,190
(32)【優先日】2016-12-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】517429282
【氏名又は名称】ケアストリーム・デンタル・テクノロジー・トプコ・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】イングレーゼ ジャン－マルク
(72)【発明者】
【氏名】チェン ショウプ
(72)【発明者】
【氏名】フォーレ ジャック
(72)【発明者】
【氏名】トレイル ジャック
(57)【要約】
【課題】治療計画立案の方向付けを促進することができ、継続中の治療の様々な段階における患者の経過の追跡を促進する頭部計測結果を生成し、報告する解析ユーティリティを提供する。
【解決手段】患者の３Ｄ頭部計測解析のための方法は、少なくとも第１の２Ｄビューからの患者の頭部のコンピュータ断層撮影走査からの復元体積画像データを表示し、また、表示された少なくとも第１の２Ｄビュー上に少なくとも１つの基準マークを位置決めし、表示するオペレータ命令を受け取る。患者の口内の１つ以上の歯列要素がセグメント化され、また、少なくとも１つの基準マーク及び１つ以上のセグメント化された歯列要素からのデータに従って、患者のための頭部計測パラメータが計算され、表示される。計算された頭部計測パラメータを使用して、顎骨顔面非対称性を示す１つ以上の結果が計算され、非対称性を示す計算結果を示すために図形又はテキスト表示が起動される。
【選択図】図１
【解決手段】患者の３Ｄ頭部計測解析のための方法は、少なくとも第１の２Ｄビューからの患者の頭部のコンピュータ断層撮影走査からの復元体積画像データを表示し、また、表示された少なくとも第１の２Ｄビュー上に少なくとも１つの基準マークを位置決めし、表示するオペレータ命令を受け取る。患者の口内の１つ以上の歯列要素がセグメント化され、また、少なくとも１つの基準マーク及び１つ以上のセグメント化された歯列要素からのデータに従って、患者のための頭部計測パラメータが計算され、表示される。計算された頭部計測パラメータを使用して、顎骨顔面非対称性を示す１つ以上の結果が計算され、非対称性を示す計算結果を示すために図形又はテキスト表示が起動される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも部分的にコンピュータプロセッサ上で実行される、患者の３Ｄ頭部計測解析のための方法であって、
少なくとも第１の２Ｄビュー又は３Ｄビューからの患者の頭部のコンピュータ断層撮影走査からの復元体積画像データを表示するステップと、
表示された前記少なくとも第１の２Ｄビュー又は３Ｄビュー上に少なくとも１つの基準マークを位置決めし表示するオペレータ命令を受け取るステップと、
前記患者の口内の１つ以上の歯列要素をセグメント化するステップと、
前記少なくとも１つの基準マーク及び前記１つ以上のセグメント化された歯列要素からのデータに従って、前記患者のための複数の解剖学上の頭部計測パラメータ及び複数の被誘導頭部計測パラメータを計算し、表示するステップと、
前記計算された頭部計測パラメータを使用して、顎骨顔面非対称性を示す１つ以上の結果を計算するステップと、
顎骨顔面非対称性を示す計算結果を示すために図形又はテキスト表示を起動するステップであって、前記表示が、選択された異なる顎骨顔面非対称前後関係、非対称垂直方向関係及び非対称横方向関係を表す複数の計算結果、並びに、前記顎骨顔面非対称前後関係、前記非対称垂直方向関係、及び前記非対称横方向関係の少なくとも２つを組み合わせることで決定される非対称グローバルスコアを含む、ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
少なくとも第１の２Ｄビュー又は３Ｄビューからの患者の頭部のコンピュータ断層撮影走査からの復元体積画像データを表示するステップと、
表示された前記少なくとも第１の２Ｄビュー又は３Ｄビュー上に少なくとも１つの基準マークを位置決めし表示するオペレータ命令を受け取るステップと、
前記患者の口内の１つ以上の歯列要素をセグメント化するステップと、
前記少なくとも１つの基準マーク及び前記１つ以上のセグメント化された歯列要素からのデータに従って、前記患者のための複数の解剖学上の頭部計測パラメータ及び複数の被誘導頭部計測パラメータを計算し、表示するステップと、
前記計算された頭部計測パラメータを使用して、顎骨顔面非対称性を示す１つ以上の結果を計算するステップと、
顎骨顔面非対称性を示す計算結果を示すために図形又はテキスト表示を起動するステップであって、前記表示が、選択された異なる顎骨顔面非対称前後関係、非対称垂直方向関係及び非対称横方向関係を表す複数の計算結果、並びに、前記顎骨顔面非対称前後関係、前記非対称垂直方向関係、及び前記非対称横方向関係の少なくとも２つを組み合わせることで決定される非対称グローバルスコアを含む、ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項2】
請求項１に記載の方法であって、
前記複数の頭部計測パラメータが、前頭ビュー又は矢状ビューからの非対称性を図形的に示す、
ことを特徴とする方法。
前記複数の頭部計測パラメータが、前頭ビュー又は矢状ビューからの非対称性を図形的に示す、
ことを特徴とする方法。
【請求項3】
請求項１に記載の方法であって、
前記計算された結果を予め計算済みの結果と比較するステップと、
前記比較に関連するメッセージを表示するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
前記計算された結果を予め計算済みの結果と比較するステップと、
前記比較に関連するメッセージを表示するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項4】
請求項１に記載の方法であって、
前記基準マークのうちの１つ以上を、前記第１の２Ｄビューに対して実質的に直角である第２の２Ｄビュー上に表示するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
前記基準マークのうちの１つ以上を、前記第１の２Ｄビューに対して実質的に直角である第２の２Ｄビュー上に表示するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項5】
請求項１に記載の方法であって、
複数の頭部計測パラメータを計算し、表示するステップが、前記計算された頭部計測パラメータに関連する３次元フレームワークを生成するステップを含む、
ことを特徴とする方法。
複数の頭部計測パラメータを計算し、表示するステップが、前記計算された頭部計測パラメータに関連する３次元フレームワークを生成するステップを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項6】
請求項１に記載の方法であって、
前記計算された結果を示すステップが、前記計算された結果のうちの１つ以上を患者母集団の試料から計算された値に対して評価するステップを含み、
前記少なくとも１つの基準マークが前記患者の前記口の外部に存在する解剖学的特徴を識別する、
ことを特徴とする方法。
前記計算された結果を示すステップが、前記計算された結果のうちの１つ以上を患者母集団の試料から計算された値に対して評価するステップを含み、
前記少なくとも１つの基準マークが前記患者の前記口の外部に存在する解剖学的特徴を識別する、
ことを特徴とする方法。
【請求項7】
請求項１に記載の方法であって、
前記複数の入力の各々に対する前記計算された頭部計測パラメータからの計算に従って表報告書を生成し、表示するステップと、
をさらに含み、
前記複数の入力の前記各々が、前記複数の入力の前記各々に対応する前記表報告書中のセルのうちの１つのアクティブセルに対応する、
ことを特徴とする方法。
前記複数の入力の各々に対する前記計算された頭部計測パラメータからの計算に従って表報告書を生成し、表示するステップと、
をさらに含み、
前記複数の入力の前記各々が、前記複数の入力の前記各々に対応する前記表報告書中のセルのうちの１つのアクティブセルに対応する、
ことを特徴とする方法。
【請求項8】
請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの基準マーク及び顎骨顔面非対称性を示す前記計算された結果を示す図形プロットを表示するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
前記少なくとも１つの基準マーク及び顎骨顔面非対称性を示す前記計算された結果を示す図形プロットを表示するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項9】
請求項８に記載の方法であって、
前記表示される図形プロットが矢状ビューからの計算結果を示し、
前記１つ以上の結果が歯の偏位を示す、
ことを特徴とする方法。
前記表示される図形プロットが矢状ビューからの計算結果を示し、
前記１つ以上の結果が歯の偏位を示す、
ことを特徴とする方法。
【請求項10】
少なくとも第１の２Ｄビュー又は３Ｄビューからの患者の頭部のコンピュータ断層撮影走査からの復元体積画像データを表示することと、
前記患者の口内の１つ以上の歯列要素をセグメント化することと、
少なくとも１つの顎骨顔面基準マーク及び前記１つ以上のセグメント化された歯列要素からのデータに従って、前記患者のための複数の解剖学上の頭部計測パラメータ及び複数の被誘導頭部計測パラメータを計算し、表示することと、
前記計算された頭部計測パラメータを使用して、顎骨顔面非対称性を示す１つ以上の結果を計算することと、
非対称性を示す計算結果を示すために図形又はテキスト表示を起動し、顎骨顔面非対称性を示す前記計算結果を示すために図形又はテキスト表示を起動することであって、前記表示が、選択された異なる顎骨顔面非対称前後関係、非対称垂直方向関係及び非対称横方向関係を表す複数の計算結果、並びに、前記顎骨顔面非対称前後関係、前記非対称垂直方向関係、及び前記非対称横方向関係の少なくとも２つを組み合わせることで決定される非対称グローバルスコアを含む、起動することと、
を行うための符号化された命令を使用して構成されることを特徴とする論理プロセッサ。
前記患者の口内の１つ以上の歯列要素をセグメント化することと、
少なくとも１つの顎骨顔面基準マーク及び前記１つ以上のセグメント化された歯列要素からのデータに従って、前記患者のための複数の解剖学上の頭部計測パラメータ及び複数の被誘導頭部計測パラメータを計算し、表示することと、
前記計算された頭部計測パラメータを使用して、顎骨顔面非対称性を示す１つ以上の結果を計算することと、
非対称性を示す計算結果を示すために図形又はテキスト表示を起動し、顎骨顔面非対称性を示す前記計算結果を示すために図形又はテキスト表示を起動することであって、前記表示が、選択された異なる顎骨顔面非対称前後関係、非対称垂直方向関係及び非対称横方向関係を表す複数の計算結果、並びに、前記顎骨顔面非対称前後関係、前記非対称垂直方向関係、及び前記非対称横方向関係の少なくとも２つを組み合わせることで決定される非対称グローバルスコアを含む、起動することと、
を行うための符号化された命令を使用して構成されることを特徴とする論理プロセッサ。
【請求項11】
請求項１０に記載の論理プロセッサであって、
複数のネットワークを有する解析エンジンモデルを使用して頭部計測パラメータのために構成される、
ことを特徴とする論理プロセッサ。
複数のネットワークを有する解析エンジンモデルを使用して頭部計測パラメータのために構成される、
ことを特徴とする論理プロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に、Ｘ線コンピュータ断層撮影法における画像処理に関し、詳細には、３次元頭部計測解析のための３Ｄデータの獲得に関する。
【背景技術】
【0002】
頭部計測解析は、頭部の歯と骨格の関係の研究であり、患者の改善された治療のための評価及び計画立案ツールとして歯科医及び矯正歯科医によって使用されている。従来の頭部計測解析は、治療に先立って顔面の特徴及び異常を診断するために、あるいは治療の経過を評価するために、２Ｄ頭部計測Ｘ線像における骨組織及び軟組織標識を識別している。
【0003】
例えば、頭部計測解析で識別することができる優勢な異常は、上顎骨と下顎骨の間の骨格関係に関連する咬合異常の前後問題である。咬合異常は、上顎第１臼歯の相対位置に基づいて分類される。分類Ｉの中性咬合の場合、臼歯関係は正常であるが、他の歯は、間隔、密集又は高位咬合あるいは下位咬合などの問題を抱えている可能性がある。分類ＩＩの遠心咬合の場合、上顎第１臼歯の近心頬側咬頭は、第１下顎骨臼歯と第２小臼歯の間に静止している。分類ＩＩＩの近心咬合の場合、上顎第１臼歯の近心頬側咬頭は、下顎骨第１臼歯の近心頬側溝の後方である。
【0004】
「Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｔｒｉｃｓ ｉｎ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｐｒａｃｔｉｃｅ」（チャールズ Ｈ．（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｈ．）Ｔｗｅｅｄ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、１９５６年１０月、頁８～２９に記載されている文書）という名称の論文でスタイナ（Ｓｔｅｉｎｅｒ）によって記述されている従来の例示的２Ｄ頭部計測解析方法は、角測度を使用して、頭蓋底に対する関係で上顎骨及び下顎骨を評価している。記述されている手順では、スタイナ（Ｓｔｅｉｎｅｒ）は、Ｎａｓｉｏｎ、Ｐｏｉｎｔ Ａ、Ｐｏｉｎｔ Ｂ及びＳｅｌｌａの４つの標識を選択している。Ｎａｓｉｏｎは、頭骨の前頭骨と２つの鼻骨の交点である。Ｐｏｉｎｔ Ａは、上顎骨の歯槽基底の前方限界と見なされる。Ｐｏｉｎｔ Ｂは、下顎骨の歯槽基底の前方限界と見なされる。Ｓｅｌｌａは、トルコ鞍の中間点に位置している。角度ＳＮＡ（ＳｅｌｌａからＮａｓｉｏｎまで、次にＰｏｉｎｔ Ａまで）を使用して、上顎骨が頭蓋底の前方に位置しているか、あるいは後方に位置しているかどうかが決定され、約８２度の読値は正常と見なされる。角度ＳＮＢ（ＳｅｌｌａからＮａｓｉｏｎまで、次にＰｏｉｎｔ Ｂまで）を使用して、下顎骨が頭蓋底の前方に位置しているか、あるいは後方に位置しているかどうかが決定され、約８０度の読値は正常と見なされる。
【0005】
歯科矯正学における最近の研究は、従来の２Ｄ頭部計測解析を使用して提供される結果には、しつこい不正確性及び矛盾が存在していることを示している。注目に値する１つの研究は、Ａｎｇｌｅ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ、２００８年９月、頁８７３～８７９における、バンダナカーマ（Ｖａｎｄａｎａ Ｋｕｍａｒ）らによる、「Ｉｎ ｖｉｖｏ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｃｏｎｅ ｂｅａｍ ＣＴ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍｓ」という名称である。
【0006】
データ収集における基本的な限界のため、従来の２Ｄ頭部計測解析は、主として美学に的が絞られており、ヒトの顔についての平衡及び対称性には無関心である。Ｗｏｒｌｄ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ、頁１～６における、トレイル（Ｔｒｅｉｌ）らによる、「Ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｆａｃｅ ａｓ ａ ３Ｄ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｃｅｐｈａｌｏｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ」という名称の論文で言及されているように、平面幾何学は、解剖学的体積及びそれらの成長を解析するためには不適切であり、解剖学的顎骨顔面複合体を適切に解析することができるのは３Ｄ診断のみである。正常な関係は、もう２つの重要なアスペクト、すなわち平衡及び対称性を有しており、モデルの平衡及び対称性が安定している場合、これらの特性は、各個人に対して、いわゆる正常性を定義する。
【0007】
タンケイ（Ｔｕｎｃａｙ）らに対する、「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌｌｙ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｃｒａｎｉｏｆａｃｉａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅｓ ｏｆ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ」という名称の米国特許第６，８７９，７１２号は、頭蓋顔面特徴のコンピュータモデルを生成する方法を開示している。レーザ走査及びデジタル写真を使用して３次元顔面特徴データが獲得され、歯の特徴は、歯を物理的にモデル化することによって獲得される。モデルはレーザ走査される。次にＸ線像から骨格の特徴が獲得される。データは、操作することができ、また、３次元で観察することができる単一のコンピュータモデルに結合される。また、モデルは、現在モデル化された頭蓋顔面特徴と理論上の頭蓋顔面特徴の間のアニメーションのための能力を同じく有している。
【0008】
サクデバ（Ｓａｃｈｄｅｖａ）らに対する、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｔｏｏｔｈ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ａｎ ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃ ｐａｔｉｅｎｔ」という名称の米国特許第６，２５０，９１８号は、実際の歯科矯正構造の３Ｄデジタルモデル及び所望の歯科矯正構造の３Ｄモデルから、運動の３Ｄ直接経路を決定する方法を開示している。この方法は、レーザ走査された歯冠、及びスケーリングのための歯の表面のマーカーを使用して、個々の歯の対応する３次元直接経路に基づいて歯の運動を模擬する。記述されている方法を使用した歯全体の真の３Ｄデータは存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第６，８７９，７１２号明細書
【特許文献2】米国特許第６，２５０，９１８号明細書
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】スタイナ、「Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｔｒｉｃｓ ｉｎ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｐｒａｃｔｉｃｅ」（チャールズ Ｈ．（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｈ．）Ｔｗｅｅｄ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、１９５６年１０月、頁８～２９
【非特許文献2】バンダナカーマら、「Ｉｎ ｖｉｖｏ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｃｏｎｅ ｂｅａｍ ＣＴ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍｓ」、Ａｎｇｌｅ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ、２００８年９月、頁８７３～８７９
【非特許文献3】トレイルら、「Ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｆａｃｅ ａｓ ａ ３Ｄ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｃｅｐｈａｌｏｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ」、Ｗｏｒｌｄ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ、頁１～６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
測値の入力を自動化し、また、このような測値に基づく頭蓋顔面特徴のための生物測定学データの計算を自動化する技法の開発に向かって重要な進歩がなされているが、改善の余地がまだまだ残されている。既存のツールの利点を考慮しても、開業医には、生物測定学データを有効に使用するための十分な訓練が必要である。測定され、また、計算されるデータの相当な量は、治療計画を開発し、維持するタスクを複雑にし、また、人間による見落し及び誤りの危険を増加させ得る。
【0012】
したがって治療計画立案の方向付けを促進することができ、また、継続中の治療の様々な段階における患者の経過の追跡を促進することができる頭部計測結果を生成し、報告する解析ユーティリティの開発には、とりわけ価値があることが分かる。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本開示の目的は、頭部計測解析のための３Ｄ解剖学的データを獲得するための改善された方法の必要性に対処することである。この目的を念頭において、本開示は３Ｄ頭部計測解析のための方法を提供し、方法は、少なくとも部分的にコンピュータプロセッサ上で実行され、また、患者の３Ｄ頭部計測解析のための方法を含み、方法は、少なくとも部分的にコンピュータプロセッサ上で実行され、また、少なくとも第１の２Ｄビューからの患者の頭部のコンピュータ断層撮影走査からの復元体積画像データを表示するステップと、表示された少なくとも第１の２Ｄビュー上に少なくとも１つの基準マークを位置決めし、表示するオペレータ命令を受け取るステップと、患者の口内の１つ以上の歯列要素をセグメント化するステップと、少なくとも１つの基準マーク及び１つ以上のセグメント化された歯列要素からのデータに従って、患者のための複数の頭部計測パラメータを計算し、表示するステップと、計算された頭部計測パラメータを使用して、顎骨顔面非対称性を示す１つ以上の結果を計算するステップと、顎骨顔面非対称性を示す計算結果を示すために図形又はテキスト表示を起動するステップとを含む。
【0014】
本開示の特徴は、解剖学的特徴を示す基準マークの位置を識別するためのオペレータとの対話である。
【0015】
本開示の実施形態は、互いに作用し合う方法で、システムの人間オペレータの技能と、特徴識別のためのコンピュータ能力とを統合する。これには、人間の創造性の技能、発見的方法の使用、柔軟性及び判断を利用し、計算の速度、徹底的で、かつ、正確な処理のための能力、及び報告並びにデータアクセス能力などのコンピュータの利点とのこれらを結合する。
【0016】
本開示のこれら及び他の態様、目的、特徴並びに利点は、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を精査し、また、添付の図面を参照することによってより明確に理解され、かつ、認識されよう。
【0017】
本発明の以上及び他の目的、特徴並びに利点は、添付の図面に図解されている本開示の実施形態についての以下のより特定の説明から明らかになるであろう。図面の要素は、互いに対して必ずしもスケール通りではない。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】頭部計測解析を提供するための画像化システムを示す略図である。
【図2】本開示の実施形態による３Ｄ頭部計測解析のためのプロセスを示す論理流れ図である。
【図3】３Ｄレンダー化ＣＢＣＴ頭部体積画像を示す図である。
【図4】歯をセグメント化した後の３Ｄレンダー化歯体積画像を示す図である。
【図5】ＣＢＣＴ頭部体積画像の３面図及びオペレータ入力基準マークを表示するユーザインタフェースを示す図である。
【図6】一組の３Ｄ基準マークが表示された３Ｄレンダー化ＣＢＣＴ頭部体積画像を示す図である。
【図7A】頭部計測解析のためのフレームワークを提供する識別された解剖学的特徴を示す斜視図である。
【図7B】頭部計測解析のためのフレームワークを提供する識別された解剖学的特徴を示す斜視図である。
【図7C】頭部計測解析のためのフレームワークを提供する識別された解剖学的特徴を示す斜視図である。
【図8】頭部計測解析のために使用されるフレームワークを生成するオペレータ命令を受け取るためのステップを示す論理流れ図である。
【図9A】オペレータ入力基準マークを使用して解剖学的特徴の位置を指定するためのオペレータインタフェースを示す図である。
【図9B】オペレータ入力基準マークを使用して解剖学的特徴の位置を指定するためのオペレータインタフェースを示す図である。
【図9C】オペレータ入力基準マークを使用して解剖学的特徴の位置を指定するためのオペレータインタフェースを示す図である。
【図10A】様々な被誘導パラメータが体積画像データ及び対応するオペレータ入力基準マークを使用して計算される様子を示すグラフである。
【図10B】様々な被誘導パラメータが体積画像データ及び対応するオペレータ入力基準マークを使用して計算される様子を示すグラフである。
【図10C】様々な被誘導パラメータが体積画像データ及び対応するオペレータ入力基準マークを使用して計算される様子を示すグラフである。
【図10D】様々な被誘導パラメータが体積画像データ及び対応するオペレータ入力基準マークを使用して計算される様子を示すグラフである。
【図10E】様々な被誘導パラメータが体積画像データ及び対応するオペレータ入力基準マークを使用して計算される様子を示すグラフである。
【図11】セグメント化された歯データからの多数の被誘導頭部計測パラメータを示す３Ｄグラフである。
【図12】セグメント化された歯データからの被誘導頭部計測パラメータを示す２Ｄグラフである。
【図13】セグメント化された歯データからの被誘導頭部計測パラメータを示す別の３Ｄグラフである。
【図14】セグメント化された歯データからの被誘導頭部計測パラメータ及び治療パラメータを示すグラフである。
【図15】システムによって歯排除が学習される様子を示す３Ｄグラフである。
【図16A】デジタル模型の歯を示す斜視図である。
【図16B】上顎及び下顎のための慣性系の計算された軸を示す３Ｄグラフである。
【図17A】特定の歯構造に対する平行を示すグラフである。
【図17B】特定の歯構造に対する平行を示すグラフである。
【図18A】歯が欠損したデジタル模型の歯を示す斜視図である。
【図19A】特定の歯構造に対する平行の不足を示すグラフである。
【図19B】特定の歯構造に対する平行の不足を示すグラフである。
【図20A】歯排除を有するデジタル模型の歯を示す斜視図である。
【図21A】欠損歯に対する歯排除を示す例である。
【図22A】欠損歯に対する歯排除を示す例である。
【図23A】特定の歯の排除の結果を示す画像である。
【図24】ＤＯＬ基準系の多数の標識及び座標軸すなわちベクトルを示す図である。
【図25】ＤＯＬ基準系の代替空間への標識再マッピングを示す図である。
【図26】側面図から、この再マッピングを使用した変換済み歯慣性系を有する例を示す図である。
【図27】本開示の実施形態による解析エンジンのための独立ネットワークを示す略図である。
【図28】本開示の実施形態による解析エンジンのための依存すなわち結合されたネットワークを示す略図である。
【図31A】数値及びそれらの解釈として例示的パラメータを列挙したものである。
【図31B】特定の患者に対する、本出願の例示的実施形態による、例示的総顎骨顔面非対称性パラメータに基づく、顎骨顔面非対称性に対する数値及びそれらの解釈として例示的パラメータを列挙したものである。
【図31C】特定の患者に対する、本出願の例示的実施形態による、例示的総顎骨顔面非対称性パラメータに基づく、顎骨顔面非対称性に対する数値及びそれらの解釈として例示的パラメータを列挙したものである。
【図31D】特定の患者に対する、本出願の例示的実施形態による、例示的総顎骨顔面非対称性パラメータに基づく、顎骨顔面非対称性に対する数値及びそれらの解釈として例示的パラメータを列挙したものである。
【図32A】特定の例に対する例示的作表結果を咬合解析及びアーチ角特性と共に示す図である。
【図32B】上切歯及び下切歯のトルクの特定の例に対する例示的作表結果を示す図である。
【図32C】別の例に対する例示的作表結果を重後退又は重突出の評価と共に示す図である。
【図32D】特定の患者の頭部計測解析に対する結果の例示的要約リストを示す図である。
【図33】システム表示を、解析結果に基づく推奨メッセージと共に示す図である。
【図34】システム表示を、解析結果を補助するためのグラフ描写と共に示す図である。
【図35】本開示の実施形態による非対称性に対する例示的報告書を示す図である。
【図36】正面図における患者の相対左右非対称性を示すグラフである。
【図37】患者の顔の左側及び右側の相対重畳を示すグラフである。
【図38】顔面開散を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本開示の実施形態についての以下の詳細な説明では、連続する図における全く同じ要素には同じ参照番号が割り当てられている図が参照されている。これらの図は、本発明の実施形態による総合的な機能及び関係を例証するために提供されたものであり、実際のサイズ又はスケールを表すことを意図して提供されたものではないことに留意されたい。
【0020】
「第１の」、「第２の」、「第３の」、等々という用語は、それらが使用されている場合、必ずしも何らかの順序、あるいは何らかの優先関係を表しているわけではなく、ある要素又は時間インターバルを別の要素又は時間インターバルからより明確に区別するために使用され得る。
【0021】
本開示の文脈においては、「画像」という用語は、離散画像要素から構成される多次元画像データを意味している。２Ｄ画像の場合、離散画像要素はピクチャ要素すなわちピクセルである。３Ｄ画像の場合、離散画像要素は体積画像要素すなわちボクセルである。「体積画像」という用語は、「３Ｄ画像」という用語と同義語と見なされる。
【0022】
本開示の文脈においては、「コード値」という用語は、個々の２Ｄ画像ピクセル、又はそれに応じて個々の体積画像データ要素、すなわち復元された３Ｄ体積画像におけるボクセルと関連付けられる値を意味している。コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）又はコーンビームコンピュータ断層撮影法（ＣＢＣＴ）画像のためのコード値は、常にではないが、個々のボクセルの減衰係数に関する情報を提供するハウンスフィールド単位で表されることがしばしばである。
【0023】
本開示の文脈においては、「幾何プリミティブ」という用語は、長方形、円、線、トレース曲線又は他のトレースパターンなどの開いた、又は閉じた形状に関連している。「標識」及び「解剖学的特徴」という用語は、表示される患者解剖学の特定の特徴と等価であると見なされ、それを意味している。
【0024】
本開示の文脈においては、「観察者」、「オペレータ」及び「ユーザ」という用語は、観察する開業医、又は歯の画像などの画像をディスプレイモニタ上で観察し、操作する他の個人と等価であると見なされ、それを意味している。「オペレータ命令」又は「観察者命令」は、コンピュータマウス又はタッチスクリーンあるいはキーボード入力などを使用して観察者によって入力される明確なコマンドから獲得される。
【0025】
表示された特徴に対する「強調」という用語は、情報及び画像表示技術の技術者に理解されるその従来の意味を有している。一般に、強調は、何らかの形態の局所表示拡張を使用して観察者の注意を引き付ける。例えば個体臓器、骨又は構造、あるいは１つの室から次の室への経路などの画像の一部の強調は、それらに限定されないが、注釈を付けること、近傍又は重畳記号を表示すること、他の画像又は情報内容とは異なる色又は著しく異なる強度あるいはグレースケール値で表示に輪郭を付けるか、又は追跡すること、表示の一部の明滅又はアニメーション、あるいはより高い鮮鋭度又はコントラストでの表示を含む多くの方法のうちの任意の方法で達成することができる。
【0026】
本開示の文脈においては、「被誘導パラメータ」という記述的用語は、獲得されたデータ値又は入力されたデータ値の処理から計算された値に関連している。被誘導パラメータは、スカラー、点、線、体積、ベクトル、平面、曲線、角度値、画像、閉じた輪郭、面積、長さ、行列、テンソル又は数学的表現式であってもよい。
【0027】
本明細書において使用されている「セット」という用語は、セットの要素又は部材の集合の概念は初等数学において広く理解されているため、空ではないセットを意味している。「サブセット」という用語は、そうではないことが明確に言及されていない限り、本明細書においては空ではない固有サブセット、すなわち１つ以上の部材を有するより大きいセットのサブセットを意味するべく使用されている。セットＳの場合、サブセットは完全なセットＳを備えることができる。しかしながらセットＳの「固有サブセット」は、厳密にセットＳに含まれており、セットＳの少なくとも１つの部材を排除する。あるいはより形式的に記述すると、本開示においてこの用語が使用されている場合、サブセットＢは、（ｉ）サブセットＢが空ではない場合、また、（ｉｉ）Ｂ∩Ｓが同じく空ではなく、また、サブセットＢがさらにセットＳに存在する要素のみを含み、かつ、セットＳの基数未満である基数を有している場合、セットＳの固有サブセットであると見なすことができる。
【0028】
本開示の文脈においては、「平面図」又は「２Ｄビュー」は、２次元（２Ｄ）表現、すなわち水平面の位置からの３次元（３Ｄ）対象の該対象を介した投影である。この用語は、特定の透視法からの３Ｄ体積画像データ内からの２Ｄ平面状表現の表示を記述するために従来から使用されている「画像スライス」という用語と同義語である。３Ｄ体積データの２Ｄビューは、その２Ｄビューが取られた対応する平面が互いに９０（＋／－１０）度で配置されるか、あるいは互いに９０度の整数ｎ倍（ｎ＊９０度＋／－１０度）で配置されると、実質的に直交していると見なされる。
【0029】
本開示の文脈においては、「歯列要素」という一般用語は、歯、義歯及びインプラントなどの補綴デバイス、並びに顎を含む歯及び関連する補綴デバイスのための支持構造に関連している。
【0030】
本開示の主題は、デジタル画像処理及びコンピュータビジョン技術に関しており、コンピュータビジョン技術は、デジタル画像からのデータをデジタル処理し、それにより人間が理解することができる対象、属性又は状態を認識し、延いてはそれらに有用な意味を割り当て、次に、デジタル画像のさらなる処理で得られた結果を利用する技術を意味するものとして理解されている。
【0031】
背景技術の節で既に言及したように、従来の２Ｄ頭部計測解析には多くの重大な欠点がある。患者の頭部をセファロスタット又は他の測定デバイスの中心に置くことは困難であり、再現性を期待することは不可能である。得られる２次元Ｘ線像は、３Ｄ画像と比較すると重畳した頭部解剖学的画像をもたらす。標識を頭部描写図の上に配置することは場合によっては困難であり、また、結果は一致しないことがしばしばである（カリン・カレルス（Ｃａｒｉｎｅ Ｃａｒｅｌｓ）、ガイ・ウィレムス（Ｇｕｙ Ｗｉｌｌｅｍｓ）、Ｌｅｕｖｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ編集、１９９８年、頁１８１～１９２、Ｔｈｅ Ｆｕｔｕｒｅ ｏｆ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓにおける、Ｐ． プランシェ（Ｐ． Ｐｌａｎｃｈｅ）及びＪ． トレイル（Ｊ． Ｔｒｅｉｌ）による、「Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｔｒｉｃｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅｘｔ ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ」という名称の論文を参照されたい）。治療計画を開発し、追跡する仕事は、一部には、収集され、また、計算される頭部計測データの量が著しく大量であるため、複雑である。
【0032】
本開示の実施形態は、頭部計測解析における３Ｄ解剖学的特徴点、これらの特徴点から誘導されたパラメータ、及びこれらの誘導されたパラメータの使用方法の選択の点でＴｒｅｉｌの理論を利用している。トレイル（Ｔｒｅｉｌ）によって著述された参考刊行物は、Ｗｏｒｌｄ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ、２００５年、Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ、Ｖｏｌ． ６、ｉｓｓｕｅ ５、頁３３～３８における「Ｔｈｅ Ｈｕｍａｎ Ｆａｃｅ ａｓ ａ ３Ｄ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｔｒｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ」ジャック・トレイル（Ｊａｃｑｕｅｓ Ｔｒｅｉｌ）、Ｂ， ウェイセンソン（Ｂ， Ｗａｙｓｅｎｓｏｎ）、Ｊ． ブラガ（Ｊ． Ｂｒａｇａ及びＪ． カステート（Ｊ． Ｃａｓｔｅｉｇｔ）、及びＳｅｍｉｎａｒｓ ｉｎ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ、Ｖｏｌ． １５、Ｎｏ． １、２００９年３月における、Ｊ． トレイル（Ｊ． Ｔｒｅｉｌ）、Ｊ． ブラガ（Ｊ． Ｂｒａｇａ）、Ｊ．－Ｍ． ルーブス（Ｊ．－Ｍ． Ｌｏｕｂｅｓ）、Ｅ． マザ（Ｅ． Ｍａｚａ）、Ｊ．－Ｍ． イングレス（Ｊ．－Ｍ． Ｉｎｇｌｅｓｅ）、Ｊ． カステート（Ｊ． Ｃａｓｔｅｉｇｔ）及びＢ． ウェイセンソン（Ｂ． Ｗａｙｓｅｎｓｏｎ）による「３Ｄ Ｔｏｏｔｈ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｆｏｒ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ」を含む。
【0033】
図１の略図は、３Ｄ ＣＢＣＴ頭部計測画像化のための画像化装置１００を示したものである。患者１２を画像化するために、画像化装置１００を使用して複数の２Ｄ投影の連続画像が獲得され、処理される。コラム１１８の上に回転式マウント１３０が提供されており、好ましいことには高さを調整して患者１２のサイズに合わせることができる。マウント１３０は、Ｘ線源１１０及び放射線センサ１２１を患者１２の頭部のそれぞれ反対側に維持し、また、回転させてＸ線源１１０及びセンサ１２１を頭部の周りを走査パターンで旋回させる。マウント１３０は、患者の頭部の中心部分に対応する軸Ｑの周りを回転し、したがってマウント１３０に取り付けられた構成要素が頭部の周りを旋回する。デジタルセンサであるセンサ１２１は、マウント１３０の、ＣＢＣＴ体積画像化に適した放射パターンを放出するＸ線源１１０とは反対側に結合されている。頤レストすなわちバイト要素などの任意選択の頭部サポート１３６は、画像収集中における患者の頭部の安定化を提供している。コンピュータ１０６は、オペレータコマンドを受け取るため、及び画像化装置１００によって獲得された歯科矯正学画像データの体積画像を表示するためのオペレータインタフェース１０４及びディスプレイ１０８を有している。コンピュータ１０６は、画像データを獲得して、Ｘ線源１１０を制御し、また、任意選択でマウント１３０構成要素のための回転アクチュエータ１１２を制御するための信号を提供するためにセンサ１２１と信号通信している。また、コンピュータ１０６は、画像データを記憶するためのメモリ１３２と同じく信号通信している。任意選択のアライメント装置１４０は、画像化プロセスのための患者の頭部の適切な整列を補助するために提供されている。
【0034】
図２の論理流れ図を参照すると、本開示の実施形態による歯ＣＢＣＴ体積を使用した３Ｄ頭部計測解析のための歯科矯正学データを獲得するために使用されるステップのシーケンス２００が示されている。ＣＢＣＴ体積画像データは、データ収集ステップＳ１０２でアクセスされる。体積は、１つ以上の２Ｄ画像のための画像データ（又は等価的にはスライス）を含む。元の復元ＣＴ体積は、複数の２Ｄ投影又はＣＴスキャナから得られる副鼻腔撮影図を使用している標準復元アルゴリズムを使用して形成される。一例として図３は、骨解剖学、軟組織及び歯を含む例示的歯ＣＢＣＴ体積２０２を示したものである。
【0035】
図２のシーケンスを継続すると、セグメント化ステップＳ１０４で、歯ＣＢＣＴ体積２０２に３Ｄ歯セグメント化アルゴリズムを適用することによって３Ｄ歯列要素データが収集される。歯及び関連する歯列要素のためのセグメント化アルゴリズムは、歯画像化技術では周知である。例示的歯セグメント化アルゴリズムは、例えば、同一出願人による、チェン（Ｃｈｅｎ）らによる「ＰＡＮＯＲＡＭＩＣ ＩＭＡＧＥ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ ＦＲＯＭ ＣＢＣＴ ＤＥＮＴＡＬ ＩＭＡＧＥＳ」という名称の米国特許出願公開第２０１３／００２２２５２号、チェン（Ｃｈｅｎ）らによる「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＴＯＯＴＨ ＳＥＧＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ＩＮ ＤＥＮＴＡＬ ＩＭＡＧＥＳ」という名称の米国特許出願公開第２０１３／００２２２５５号、及びチェン（Ｃｈｅｎ）による「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＴＯＯＴＨ ＤＩＳＳＥＣＴＩＯＮ ＩＮ ＣＢＣＴ ＶＯＬＵＭＥ」という名称の米国特許出願公開第２０１３／００２２２５４号に記載されており、その全体を本明細書に引用して援用する。
【0036】
図４に示されているように、歯セグメント化結果は、画像３０２を使用してレンダー化され、歯は全体としてレンダー化されるが、個々にセグメント化される。個々の歯は、歯体積、例えば歯体積３０４と呼ばれる個別の実体である。
【0037】
セグメント化された歯の個々の歯、又はより広義にはセグメント化された個々の歯列要素は、最低でも、セグメント化された歯列要素内のボクセル毎の３Ｄ位置座標、及びセグメント化された要素内のボクセルの各々のコード値リストを含む３Ｄ位置リストを有している。この点において、ボクセル毎の３Ｄ位置は、ＣＢＣＴ体積座標系に対して画定される。
【0038】
図２のシーケンスにおける基準マーク選択ステップＳ１０６で、異なるビュー角度に対して獲得された２つ以上の異なる２Ｄビューを使用してＣＢＣＴ体積画像が表示される。異なる２Ｄビューは、例えば異なる角度であってもよく、また、異なる画像スライスであっても、あるいは正射影又は実質的に正射影投影であっても、あるいは斜視図であってもよい。本開示の実施形態によれば、３つのビューは互いに直交している。
【0039】
図５は、３つの直交２Ｄビューを示す表示インタフェース４０２を使用した例示的フォーマットを示したものである。表示インタフェース４０２では、画像４０４は、ＣＢＣＴ体積画像２０２（図３）の軸方向の２Ｄビューのうちの１つであり、画像４０６は、ＣＢＣＴ体積画像２０２の歯冠側２Ｄビューのうちの１つであり、また、画像４０８は、ＣＢＣＴ体積画像２０２の矢状２Ｄビューのうちの１つである。この表示インタフェースにより、開業医又は技術者などの観察者は、複数の３Ｄ頭部計測解析タスクを達成するために様々な画像処理／コンピュータアルゴリズムを実行するコンピュータシステムと対話することができる。観察者対話は、引き続いてより詳細に説明される対話のための、コンピュータマウス、ジョイスティック又はタッチパッドなどのポインタの使用、又はアクションを選択し、あるいは画像の座標を指示するためのタッチスクリーンの使用などの、ユーザインタフェース技術の技術者に知られている多くの形態のうちの任意の形態を取ることができる。
【0040】
３Ｄ頭部計測解析タスクの１つは、図２の３Ｄ基準マーク選択ステップＳ１０６における自動識別を実施することである。あるタイプの３Ｄ標識又は表示された画像上で観察者によって識別される特徴点と等価である３Ｄ基準マークは、図５の表示インタフェース４０２の互いに異なる直交２Ｄビューに示されている。図５に示されている例示的３Ｄ解剖学的基準マークは、基準マーク４１４における下部鼻骨口蓋孔である。図６のビューに示されているように、表示された画像５０２上で観察者によって示すことができる他の解剖学的基準マークは、基準マーク５０８及び５１０に眼窩下の孔を含み、また、基準マーク５０４及び５０６に槌骨を含む。
【0041】
図２のステップＳ１０６で、観察者は、ポインティングデバイス（例えばマウス又はタッチスクリーンなど）を使用して、あるタイプの幾何プリミティブとして基準マークを３つのビューのうちの任意のビューの適切な位置に置く。本明細書において図に示されている本開示の実施形態によれば、基準マークは円として表示される。観察者は、例えば図５の表示インタフェーススクリーンを使用して、画像４０４として示されているビュー中の位置４１４に基準点のための基準マークとして小さい円を置く。基準マーク４１４は、画像４０４中に小さい円として表示されるだけでなく、画像４０６及び４０８中の対応するビュー中の適切な位置にも表示される。観察者に必要なことは、表示されたビュー４０４、４０６又は４０８のうちの１つの中に基準マーク４１４の位置を指示することだけであることに留意することは有益であり、システムは、同じ基準マーク４１４を患者解剖学の他のビューの中に示すことによって応答する。したがって観察者は、目視が最も容易なビューの中で基準マーク４１４を識別することができる。
【0042】
基準マーク４１４を入力すると、ユーザは、表示されたビューのうちの任意のビュー上の基準マーク４１４の位置を調整するために、キーボード又は表示されたアイコンなどのオペレータインタフェースツールを使用することができる。また、観察者は、入力された基準マークを除去して新しい基準マークを入力するオプションを同じく有している。
【0043】
表示インタフェース４０２（図５）は、表示されたビューのうちの任意のビュー又はすべてのビューの大きさを変更するためのズームイン／アウトユーティリティを提供する。したがって観察者は、異なる画像を有効に操作して基準マークの位置決めを改善することができる。
【0044】
３Ｄ画像内容のビュー上の出現を参照し、また、それを使用してなされた基準マークの収集は、患者の頭部の形状及び構造をより正確に特性化するために使用することができる一組の頭部計測パラメータを提供する。頭部計測パラメータは、患者の頭部の特定の特徴に対する基準マーク入力によって直接的に提供される座標情報を含む。また、頭部計測パラメータは、座標又は幾何構造として直接的に入力されず、「被誘導頭部計測パラメータ」と呼ばれる、座標情報から誘導される患者の頭部の解剖学の様々な測定可能特性に関する情報を同じく含む。被誘導頭部計測パラメータは、相対サイズ及び体積、対称性、配向、形状、運動経路及び運動の可能範囲、慣性の軸、質量の中心及び他のデータに関する情報を提供することができる。本開示の文脈においては、「頭部計測パラメータ」という用語は、基準マークなどによって直接的に識別されるパラメータ、又は基準マークに従って計算される被誘導頭部計測パラメータのいずれかに適用される。例えば特定の基準点は、それらの対応する基準マークによって識別されるため、フレームワーク接続線５２２は、図６により明確に示されているように、基準点を結合して総合特徴を適切に特性化するために構築されている。フレームワーク接続線５２２は、３Ｄ空間におけるベクトルと見なすことができ、それらの寸法及び空間特性は、歯科矯正学及び他の目的のための計算に使用することができる追加体積画像データを提供する。
【0045】
個々の基準マーク４１４、５０４、５０６、５０８、５１０は、画像処理装置１００のコンピュータ１０６によって体積データ内で自動的に生成される、１つ以上のフレームワーク接続線５２２のための終端点であり、後続する解析及び測定処理を容易にするフレームワークを形成している。図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃは、異なる斜視図から表示された３Ｄ画像５０２ａ、５０２ｂ及び５０２ｃに対する、頂点に基準点を有する選択された基準点のフレームワーク５２０が総合頭部構造の寸法アスペクトの画定を補助する様子を示したものである。本開示の実施形態によれば、オペレータ命令は、オペレータによる、図５に示されている２Ｄビューと同様の２Ｄビューと、図６に示されている体積表現との間の切換えを、患者の頭部のボクセルに対する部分的透明性で許容する。これは、オペレータによる、基準マーク配置及び接続線配置に対する多くの角度からの調査を可能にし、基準マーク位置の調整を表示されたビューのうちの任意のビュー上で実施することができる。さらに、本開示の実施形態によれば、オペレータは、特定の基準マークのためのより正確な座標を打ち込むことができる。
【0046】
図８の論理流れ図は、基準マークを入力し、識別するためのオペレータ命令、及び画像データ及び基準マークに従って計算されたパラメータを提供するためのオペレータ命令を受け取り、処理するためのシーケンスにおけるステップを示したものである。表示ステップＳ２００は、例えば患者の頭部のコンピュータ断層撮影走査から復元された３Ｄ画像データの１つ以上の２Ｄビューを互いに直角の角度などの異なる角度から表示する。任意選択の作表ステップＳ２１０で、システムは、表リスト、一連のプロンプト、又は復元された３Ｄ画像中の多数の標識又は解剖学的特徴のための位置データの入力を必要とする、数値入力のためのラベルが付された欄の連続などのテキスト作表を提供する。この作表は、引き続いて説明されるように、ユーザインタフェースプロンプト又はメニュー選択の形態で明確にオペレータに提供することができる。別法としては、作表はそれとなく定義することも可能であり、したがってオペレータは、特定のシーケンスに従って位置情報を入力する必要はない。異なる解剖学的特徴のためのｘ、ｙ、ｚ位置データを与える基準マークは、記録ステップＳ２２０で入力される。解剖学的特徴は、患者の口内又は口外に位置することができる。本開示の実施形態は、ステップＳ２２０で入力された、ディスプレイ上で識別された解剖学的特徴、及び図２を参照して上で言及した、歯及び他の歯列要素のために自動的に生成されたセグメント化データの組合せを使用することができる。
【0047】
図８の記録ステップＳ２２０で、システムは、解剖学の個々の標識特徴に対応する基準マークを配置するオペレータ命令を受け取る。基準マークは、第１の２Ｄビュー上又は第２の２Ｄビュー上のいずれか、あるいは３つ以上のビューが提示されている場合、他のビューのうちの任意のビュー上でオペレータによって入力され、また、入力に引き続いて、表示されたビューの個々のビュー上に表示する。識別ステップＳ２３０は、入力された基準マークに対応する解剖学的特徴又は標識を識別し、また、任意選択でオペレータ入力の精度を検証する。所与のオペレータ入力が特定の解剖学的特徴のための基準マークの位置を正確に識別する可能性を決定するために比例値が計算される。例えば眼窩下の孔は、典型的には口蓋孔から一定の距離範囲内に存在しており、システムは、入力された距離をチェックし、対応する基準マークが適切に配置されていることが明らかではない場合、オペレータに通知する。
【0048】
図８のシーケンスを継続すると、構築ステップＳ２４０で、基準マークを接続してフレームを生成するためのフレームワーク接続線が生成される。次に、計算及び表示ステップＳ２５０が実行され、配置された基準マークに従って１つ以上の頭部計測パラメータが計算される。次に、計算されたパラメータがオペレータに表示される。
【0049】
図９Ａ、９Ｂ及び９Ｃは、ディスプレイ１０８上に出現するオペレータインタフェースを示したものである。オペレータインタフェースは、ディスプレイ１０８上に、オペレータ命令を受け取るため、及び特定の患者の頭部計測パラメータに対する計算結果を表示するための対話ユーティリティを提供する。ディスプレイ１０８は、例えばオペレータ指定基準マーク及び他の命令を入力するためのタッチスクリーンディスプレイであってもよい。ディスプレイ１０８は、体積画像データの少なくとも１つの２Ｄビュー、又は異なる角度又は透視法からの体積画像データの２つ以上の２Ｄビューを同時に表示する。一例として、図９Ａは、側面すなわち矢状ビュー１５２と対になった前頭すなわち歯冠側ビュー１５０を示したものである。３つ以上のビューを同時に示すことができ、また、異なる２Ｄビューを示すことも可能であり、表示されるビューの各々は、本開示の実施形態に従って独立して配置される。ビューは、互いに直交していてもよく、あるいは単純に異なる角度からのビューであってもよい。ディスプレイ１０８のインタフェースの一部として、任意選択のコントロール１６６は、代替固定ビューの間を切り換えるか、あるいは相対透視角度を３Ｄ軸（ｘ、ｙ、ｚ）のうちの任意の軸に沿って増分で変更するかのいずれかによって、２Ｄビューのうちの１つ以上が獲得される透視角度の観察者による調整を可能にしている。対応するコントロール１６６は、図９Ｃに示されているように個々の２Ｄビューに提供することができる。ディスプレイ１０８のために示されているオペレータインタフェースを使用することにより、個々の基準マーク４１４が何らかのタイプのポインタを使用してオペレータによって入力され、ポインタは、マウス又は他の電子ポインタであっても、あるいは図９Ａに示されているようにタッチスクリーン入力であってもよい。オペレータインタフェースの一部として、プロンプトに従って特定の基準マークを入力するようにオペレータを導くか、あるいは図９Ｂの例に示されているようなドロップ－ダウンメニュー１６８からの選択などによってオペレータ入力を識別するかのいずれかのために、任意選択の作表１５６が提供されている。したがってオペレータは作表１５６に値を入力することができ、あるいは欄１５８に値を入力することができ、次に、入力された値と関連付けられる名称をドロップ－ダウンメニュー１６８から選択する。図９Ａ～９Ｃは、基準点と基準点の間に構築されたフレームワーク１５４を示したものである。図９Ａに示されているように、入力された個々の基準マーク４１４は、ビュー１５０及び１５２の両方に示すことができる。選択された基準マーク４１４は、際立って出現する、あるいは他の色で出現する、などでディスプレイ１０８上で強調されている。基準マークに関する情報を獲得するか、又は入力するために、あるいは例えばその位置をシフトさせるなどの何らかのアクションを実施するために特定の基準マークが選択される。
【0050】
図９Ｂに示されている実施形態では、オペレータによって入力又は選択されたばかりの基準マーク４１４は、作表１５６からの選択によって識別される。図に示されている例の場合、オペレータは、指示された基準マーク４１４を選択し、次に、「眼窩下の孔」などのメニュー１６８からのメニュー選択を実施する。任意選択の欄１５８は、強調された基準マーク４１４を識別する。モデルに基づく、あるいは知られている標準の解剖学的関係に基づく計算を使用して、例えば基準マーク４１４を識別することができる。
【0051】
図９Ｃは、不正確なもの、あるいはありそうもないものとしてシステムによって検出される基準マーク４１４命令をオペレータが入力する例を示したものである。エラープロンプト又はエラーメッセージ１６０が表示され、オペレータ入力がエラーであることが明らかになったことを示す。システムは、例えばモデルに基づいてあるいは学習したデータに基づいて、特定の標識又は解剖学的特徴のための可能位置を計算する。オペレータ入力が不正確であることが明らかになると、任意選択の代替位置４１６と共にメッセージ１６０が表示される。システムからの計算された情報に従って基準マークを配置し直すための再配置命令１６４と共に指定変更命令１６２が表示される。再配置は、表示画面又はキーボードから別のオペレータ入力を受け取ることによって、あるいは図９Ｃの例における代替位置４１６でシステム計算基準マーク位置を受け取ることによって実施することができる。
【0052】
本開示の代替実施形態によれば、オペレータは、基準マークを入力する際に、それらにラベルを振る必要はない。その代わりに、ディスプレイは、表示された２Ｄビューのうちの任意のビュー上に特定の標識又は解剖学的特徴を指示するようにオペレータにプロンプトが表示され、指示された特徴に自動的にラベルが振られる。この案内シーケンスにおいて、オペレータは、指定した標識のための基準マークに対応する位置を指示することによって個々のシステムプロンプトに応答する。
【0053】
本開示の別の代替実施形態によれば、システムは、オペレータが基準マークを指示する際に、どの標識又は解剖学的特徴が識別されたかを決定し、オペレータは、基準マークを入力する際に、それらにラベルを振る必要はない。システムは、既に識別済みの解剖学的特徴に関する既知の情報を使用して、あるいは復元された３Ｄ画像自体の寸法を使用した計算によって、最も可能性のある基準マークを計算する。
【0054】
図９Ａ～９Ｃの例に示されているオペレータインタフェースを使用することにより、本開示の実施形態は、３Ｄ頭部計測解析のプロセスにおいて、システムの人間オペレータの技能とコンピュータの能力とを相乗作用的に統合する実際的な３Ｄ頭部計測解析システムを提供する。これには、人間の創造性の技能、発見的方法の使用、柔軟性及び判断を利用し、計算の速度、正確で、かつ、反復可能な処理のための能力、報告及びデータアクセス並びに記憶能力、並びに表示の柔軟性などのコンピュータの利点とのこれらを結合する。
【0055】
図２のシーケンスに戻ると、十分なセットの標識が入力されると、計算ステップＳ１０８で被誘導頭部計測パラメータが計算される。図１０Ａないし図１０Ｅは、頭部計測データを計算し、解析するための処理シーケンスを示したものであり、また、オペレータ入力命令に従って、また、歯列要素のセグメント化に従って、結合された体積画像データ及び解剖学的特徴情報から多数の頭部計測パラメータが獲得される様子を示したものである。本開示の実施形態によれば、図１０Ａないし図１０Ｅに示されている特徴の部分は、ディスプレイ１０８（図１）上に表示される。
【0056】
図１０Ａに示されている例示的被誘導頭部計測パラメータは、図６を参照して既に説明したように基準マーク５０４、５０６、５０８及び５１０を有する第１の幾何プリミティブのセットのサブセットを使用することによって計算される３Ｄ平面６０２である（頭部計測解析においてはｔ－基準平面と呼ばれる）。他の被誘導頭部計測パラメータは、ｔ－基準系と呼ばれ、また、既に言及した刊行物の中でトレイル（Ｔｒｅｉｌ）によって記述されている３Ｄ座標基準系６１２である。ｔ－基準系６１２のｚ軸は、３Ｄ ｔ－基準平面６０２に対して直角として選択される。ｔ－基準系６１２のｙ軸は、基準マーク５０８と５０４の間のフレームワーク接続線５２２と整列される。ｔ－基準系６１２のｘ軸は平面６０２に存在し、また、ｔ－基準系のｚ軸及びｙ軸の両方に対して直角である。ｔ－基準系の軸の方向は、図１０Ａ及び後続する図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄ及び図１０Ｅの中に示されている。ｔ－基準系の原点は、基準マーク５０４及び５０６を接続しているフレームワーク接続線５２２の中間に位置している。
【0057】
ｔ－基準系６１２が確立されると、ステップＳ１０６からの３Ｄ基準マーク及びステップＳ１０４からの３Ｄ歯データ（歯の３Ｄ位置リスト）がＣＢＣＴ体積座標系からｔ－基準系６１２に変換される。次に、この変換を使用して、被誘導頭部計測パラメータの後続する計算及び解析をｔ－基準系６１２に対して実施することができる。
【0058】
図１０Ｂを参照すると、ｔ－基準系６１２における歯データからの頭部計測パラメータから、３Ｄ上顎平面７０４及び３Ｄ下顎平面７０２を誘導することができる。誘導される上顎平面７０４は、上顎（上顎骨）からセグメント化された歯データに従って計算される。頭部計測測定及び解析における技術者にはありふれた方法を使用して、誘導される下顎平面７０２が同様に下顎（下顎骨）からセグメント化された歯データに従って計算される。
【0059】
歯データからの３Ｄ平面の例示的計算の場合、３Ｄ位置ベクトル及び顎の中のすべての歯のボクセルのコード値を使用することによって慣性テンソルが形成され（記載されている刊行物の中でトレイル（Ｔｒｅｉｌ）によって記述されているように）、次に、慣性テンソルから固有ベクトルが計算される。これらの固有ベクトルは、ｔ－基準系６１２における顎の配向を数学的に記述する。３Ｄ平面は、固有ベクトルのうちの２つを使用して、あるいは固有ベクトルのうちの１つを平面法線として使用して形成することができる。
【0060】
図１０Ｃを参照すると、他の被誘導パラメータが示されている。顎毎に顎曲線が被誘導パラメータとして計算される。上顎曲線８１０は上顎のために計算され、下顎曲線８１２は下顎のために誘導される。顎曲線は、それぞれの顎の中の個々の歯の質量中心と交差するように構築され、また、対応する顎平面に位置するよう構築される。歯の質量中心は、次いでセグメント化された歯のための３Ｄ位置リスト及びコード値リストを使用して計算することができる。
【0061】
また、歯の質量も、歯のコード値リストから計算される同じく被誘導頭部計測パラメータである。図１０Ｃでは、例示的歯質量は、上顎歯に対して円８１４又は他のタイプの形で表示されている。本開示の実施形態によれば、例えば円半径などの形の相対寸法のうちの１つ以上は、相対質量値、すなわち顎の中の他の歯の質量に対する関係で特定の歯の質量値を示している。例えば上顎の第１臼歯は、隣の歯の質量値より大きい質量値を有している。
【0062】
本開示の実施形態によれば、歯毎の固有ベクトル系が同じく計算される。最初に慣性テンソルが、記載されている刊行物の中でトレイル（Ｔｒｅｉｌ）によって記述されているように、歯のボクセルの３Ｄ位置ベクトル及びコード値を使用して形成される。次に、固有ベクトルが被誘導頭部計測パラメータとして慣性テンソルから計算される。これらの固有ベクトルは、ｔ－基準系における歯の配向を数学的に記述する。
【0063】
図１０Ｄに示されているように、別の被誘導パラメータ、すなわち咬合平面である３Ｄ平面９０８が２つの顎平面７０２及び７０４から計算される。咬合平面である３Ｄ平面９０８は、２つの顎平面７０２と７０４の間に位置している。平面９０８の法線は、平面７０２の法線及び平面７０４の法線の平均である。
【0064】
個々の歯の場合、通常、計算された最も大きい固有値に対応する固有ベクトルは、歯の中間軸を示す別の被誘導頭部計測パラメータである。図１０Ｅは、歯の例示的中間軸の２つのタイプ、すなわち上切歯に対する中間軸１００６及び下切歯に対する中間軸１００４を示したものである。
【0065】
歯の中間軸の計算された長さは、他の被誘導パラメータと共に、頭部計測解析及び治療計画立案における有用な頭部計測パラメータである。記載されている刊行物の中でトリエル（Ｔｒｉｅｌ）によって提案されているように固有値を使用して軸の長さを設定する代わりに、本開示の実施形態は、異なる手法を使用して、被誘導パラメータとして実際の中間軸の長さを計算することに留意されたい。歯体積の底部スライスとの中間軸の第１の交点の位置が最初に突き止められる。次に、歯体積の頂部スライスとの中間軸の第２の交点が識別される。本開示の実施形態は、次に、２つの交点の間の距離を計算する。
【0066】
図１１は、咬合平面９０８を上顎平面７０４及び下顎平面７０２に対する関係で隔離するクローズアップビューを提供するグラフ１１０２を示したものであり、また、顎曲線８１０及び８１２の相対位置及び曲率を示したものである。
【0067】
図１２は、上歯中間軸１００６と下歯中間軸１００４の間の位置及び角度関係を示すグラフ１２０２を示したものである。
【0068】
上記の説明の中で言及したように、また、対応する図に示されているように、歯列要素セグメント化及びオペレータ入力基準マークを含む、結合された体積画像データから誘導することができる多くの頭部計測パラメータが存在している。これらはコンピュータ支援頭部計測解析ステップＳ１１０（図２）で計算される。
【0069】
ステップＳ１１０における、とりわけ価値があり得る一例示的３Ｄ頭部計測解析手順は、上顎骨（上顎）平面７０２及び下顎骨（下顎）平面７０４の相対平行に関連している。上顎平面７０２及び下顎平面７０４は、いずれも、既に言及したようにそれぞれ被誘導パラメータである。評価は、以下のシーケンスを使用して実施することができる。
・ 上顎骨慣性系（すなわち固有ベクトル）のｘ軸をｔ－基準系のｘ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｚ軸と投影の間の角度ＭＸ１＿ＲＦを計算する。
・ 下顎骨慣性系（すなわち固有ベクトル）のｘ軸をｔ－基準系のｘ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｚ軸と投影の間の角度ＭＤ１＿ＲＦを計算する。
・ ＭＸ１＿ＭＤ１＿ＲＦ＝ＭＸ１＿ＲＦ－ＭＤ１＿ＲＦは、ｔ－基準系のｘ－ｚ平面における上顎及び下顎の平行評価を与える。
・ 上顎骨慣性系（すなわち固有ベクトル）のｙ軸をｔ－基準系のｙ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｙ軸と投影の間の角度ＭＸ２＿ＲＳを計算する。
・ 下顎骨慣性系（すなわち固有ベクトル）のｙ軸をｔ－基準系のｙ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｙ軸と投影の間の角度ＭＤ２＿ＲＳを計算する。
・ ＭＸ２＿ＭＤ２＿ＲＳ＝ＭＸ２＿ＲＳ－ＭＤ２＿ＲＳは、ｔ－基準系のｙ－ｚ平面における上顎及び下顎の平行評価を与える。
・ 上顎骨慣性系（すなわち固有ベクトル）のｘ軸をｔ－基準系のｘ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｚ軸と投影の間の角度ＭＸ１＿ＲＦを計算する。
・ 下顎骨慣性系（すなわち固有ベクトル）のｘ軸をｔ－基準系のｘ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｚ軸と投影の間の角度ＭＤ１＿ＲＦを計算する。
・ ＭＸ１＿ＭＤ１＿ＲＦ＝ＭＸ１＿ＲＦ－ＭＤ１＿ＲＦは、ｔ－基準系のｘ－ｚ平面における上顎及び下顎の平行評価を与える。
・ 上顎骨慣性系（すなわち固有ベクトル）のｙ軸をｔ－基準系のｙ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｙ軸と投影の間の角度ＭＸ２＿ＲＳを計算する。
・ 下顎骨慣性系（すなわち固有ベクトル）のｙ軸をｔ－基準系のｙ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｙ軸と投影の間の角度ＭＤ２＿ＲＳを計算する。
・ ＭＸ２＿ＭＤ２＿ＲＳ＝ＭＸ２＿ＲＳ－ＭＤ２＿ＲＳは、ｔ－基準系のｙ－ｚ平面における上顎及び下顎の平行評価を与える。
【0070】
ステップＳ１１０で実行される別の例示的３Ｄ頭部計測解析手順は、中間軸１００６及び１００４（図１０Ｅ、図１２）を使用して、上顎骨（上顎）切歯と下顎骨（下顎）切歯の間の角度特性を評価している。評価は、以下のシーケンスを使用して実施することができる。
・ 上切歯中間軸１００６をｔ－基準系のｘ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｚ軸と投影の間の角度ＭＸ１＿ＡＦを計算する。
・ 下切歯中間軸１００４をｔ－基準系のｘ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｚ軸と投影の間の角度ＭＤ１＿ＡＦを計算する。
・ ＭＸ１＿ＭＤ１＿ＡＦ＝ＭＸ１＿ＡＦ－ＭＤ１＿ＡＦは、ｔ－基準系のｘ－ｚ平面における上切歯及び下切歯の角度特性評価を与える。
・ 上切歯中間軸１００６をｔ－基準系のｙ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｙ軸と投影の間の角度ＭＸ２＿ＡＳを計算する。
・ 下切歯中間軸１００４をｔ－基準系のｙ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｙ軸と投影の間の角度ＭＤ２＿ＡＳを計算する。
・ ＭＸ２＿ＭＤ２＿ＡＳ＝ＭＸ２＿ＡＳ－ＭＤ２＿ＡＳは、ｔ－基準系のｙ－ｚ平面における上切歯及び下切歯の角度特性評価を与える。
・ 上切歯中間軸１００６をｔ－基準系のｘ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｚ軸と投影の間の角度ＭＸ１＿ＡＦを計算する。
・ 下切歯中間軸１００４をｔ－基準系のｘ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｚ軸と投影の間の角度ＭＤ１＿ＡＦを計算する。
・ ＭＸ１＿ＭＤ１＿ＡＦ＝ＭＸ１＿ＡＦ－ＭＤ１＿ＡＦは、ｔ－基準系のｘ－ｚ平面における上切歯及び下切歯の角度特性評価を与える。
・ 上切歯中間軸１００６をｔ－基準系のｙ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｙ軸と投影の間の角度ＭＸ２＿ＡＳを計算する。
・ 下切歯中間軸１００４をｔ－基準系のｙ－ｚ平面に投影し、ｔ－基準系のｙ軸と投影の間の角度ＭＤ２＿ＡＳを計算する。
・ ＭＸ２＿ＭＤ２＿ＡＳ＝ＭＸ２＿ＡＳ－ＭＤ２＿ＡＳは、ｔ－基準系のｙ－ｚ平面における上切歯及び下切歯の角度特性評価を与える。
【0071】
図１３は、上切歯に対する局所ｘ－ｙ－ｚ座標系１３０２及び下切歯に対する局所ｘ－ｙ－ｚ座標系１３０４を示すグラフ１３００を示したものである。ｘ－ｙ－ｚ座標系の局所軸は、その特定の歯と結合した固有ベクトルと整列している。ｘ軸は示されていないが、右手系法則を満たしている。
【0072】
図１３では、座標系１３０２の原点は、軸１００６に沿った任意の場所に選択することができる。座標系１３０２に対する例示的原点は、軸１００６と結合される歯の質量中心である。同様に、座標系１３０４の原点は、軸１００４に沿った任意の場所に選択することができる。座標系１３０４に対する例示的原点は、軸１００４と結合される歯の質量中心である。
【0073】
ステップＳ１１０（図２）で実施された解析に基づいて、調整すなわち治療計画が計画立案ステップＳ１１２で手配される。例示的治療計画は、上切歯をその局所座標系原点などの３Ｄ点で反時計回りに、局所ｘ－ｙ－ｚ座標系のｘ軸の周りなどの任意の３Ｄ軸の周りを回転させることである。図１４のグラフは、軸位置１４０８に対する回転を示したものである。
【0074】
図２の治療ステップＳ１１４で、計画に基づいて、例えば上切歯回転に基づいて治療が実施される。治療計画は、実際に治療を施す前に、視覚化ステップＳ１１６で視覚的に試験し、検証することができる。
【0075】
図２に戻ると、ステップＳ１１４からステップＳ１０２への線１２０が示されている。これは、シーケンス２００のワークフローには帰還ループが存在していることを示している。患者に治療が施されると、関連するデータをシステムへの入力として入力することにより、治療の即時の評価、あるいは別法として、計画された評価を実施することができる。この目的のための関連する例示的データは、光学Ｘ線像、ＭＲＩ又は超音波画像化からの結果、及び／又は意味のある関連測定又は結果を含むことができる。
【0076】
図２のシーケンス２００には任意選択の歯排除ステップＳ１２４が同じく示されている。例えば患者が１つ以上の歯を抜歯している場合、抜歯された歯を補っている歯を排除することができる。このステップのために、オペレータは、トレイル（Ｔｒｅｉｌ）の顎平面平行の理論に基づいて、存在している場合、残りの処理ステップから排除されるべき１つ以上の歯を指定する。図１５のグラフは、システムが、仮想すなわちデジタル模型９１２を使用して歯排除を学習することができる様子を示したものである。デジタル模型９１２は、計算及び表示のために使用される、一組の標識、並びに上顎のデジタルモデルの一組の上歯、及び下顎のデジタルモデルの一組の下歯を使用して構築される仮想モデルである。デジタル模型９１２は、患者解剖学から獲得され、また、標識及び提供される他の解剖学的情報を使用して生成され、また、参照のために記憶することができ、あるいは必要に応じて使用するために生成することができる画像データを表す３Ｄすなわち体積画像データモデルである。様々なタイプのデジタル模型の使用は、デジタルＸ線像技術の技術者には周知である。デジタル模型９１２の基準マーク５０４、５０６、５０８及び５１０などの標識は、ＣＢＣＴ体積２０２（図３）から識別された実際の基準マークに対応している。これらの標識を使用してｔ－基準系６１２（図１０Ａ～１０Ｅ）が計算される。
【0077】
オペレータは、ディスプレイから歯を選択することによって、あるいはディスプレイ上の被排除歯を識別する情報を入力することによって１つ以上の歯を排除することができる。
【0078】
図１５の表現では、デジタル模型９１２のデジタル歯２２０２及び２２０４などの上歯及び下歯はデジタル的に生成されている。デジタル歯の例示的形状は、図に示されているように円筒状である。この例におけるデジタル歯に対する例示的ボクセル値は２５５である。他の形状及び値を模型９１２の表現及び処理のために使用することも可能であることは認識され得る。
【0079】
図１６Ａは、デジタル模型９１２のデジタル歯２２０２及び２２０４を示したものである。上デジタル顎及び下デジタル顎の中の対応するデジタル歯は、同じ方法で、同じサイズ及び同じコード値で生成される。
【0080】
上デジタル顎及び下デジタル顎の平行を評価するために、デジタル顎の中のすべてのデジタル歯のボクセルの３Ｄ位置ベクトル及びコード値を使用することによってデジタル顎毎に慣性テンソルが形成される（上で記載したトレイル（Ｔｒｅｉｌ）刊行物を参照されたい）。次に、固有ベクトルが慣性テンソルから計算される。これらの固有ベクトルは、慣性系として、ｔ－基準系６１２（図１０Ａ）における顎の配向を数学的に記述する。既に言及したように、慣性テンソルデータから計算される固有ベクトルは、１つのタイプの被誘導頭部計測パラメータである。
【0081】
上顎歯及び下顎歯は同じ方法で創造されるため、図１６Ｂに示されているように、上デジタル顎慣性系２２０６及び下デジタル顎慣性系２２０８の計算された軸は、期待されるように、生成されたデジタル模型９１２に対して平行である。図１７Ａは、上顎に対する線２２１０に沿った、また、下顎に対する線２２１２に沿った矢状ビューにおけるこの平行を示したものであり、図１７Ｂは、上顎に対する線２２１４及び下顎に対する線２２１６における前頭（歯冠側）ビューにおける平行を示したものである。
【0082】
図１８Ａ及び図１８Ｂを参照すると、デジタル歯２２０４が欠損している事例が示されている。上デジタル顎慣性系２２０６及び下デジタル顎慣性系２２０８の計算された軸はもはや平行ではない。対応する図１９Ａ及び図１９Ｂでは、この不正列は、上顎に対する線２２１０及び下顎に対する線２２１２に沿った矢状ビュー、上顎に対する線２２１４及び下顎に対する線２２１６に沿った前頭ビューの中で同じく調査することができる。本開示の実施形態によれば、１つ以上の欠損歯による上顎平面及び下顎平面（慣性系）のこのタイプの不正列は、図２０Ａ及び図２０Ｂに図解されているように、個々の欠損歯のコンパニオン歯を排除することによって修正することができる。歯２２０４に対するコンパニオン歯は、歯２３０４、２３０２及び２２０２であり、歯２３０４は、歯２２０４に対する上顎中の対応する歯である。歯２２０２及び２３０２は、歯２３０４及び２２０４に対する他の側の対応する歯である。欠損歯２２０４に対するコンパニオン歯が排除されると、上顎に対する慣性系２２０６及び下顎に対する慣性系２２０８の計算された軸が平行に戻る。
【0083】
図２１Ａ及び図２１Ｂは、欠損歯のためにコンパニオン歯が排除される事例におけるＣＢＣＴ体積からのセグメント化された歯を図解したものである。セグメント化結果は画像２４０２に示されている。上顎及び下顎に対する慣性系の計算された軸は、グラフ２４０４で立証されているように平行である。
【0084】
図２２Ａ及び図２２Ｂは、別の患者に適用された、歯排除ステップＳ１２４（図２）を使用してコンパニオン歯を排除する方法を示したものである。画像２５００に示されているように、歯２５０２、２５０４、２５０６及び２５０８は完全に展開されていない。それらの位置、サイズ及び配向は、慣性系計算に関して、上顎及び下顎の物理的特性を容赦なくゆがめている。図２２Ｂのグラフ２５１０は、上顎慣性系２５１２及び下顎慣性系２５１４が容赦なく不正列している（平行ではない）状況を描写したものである。
【0085】
図２３Ａ及び２３Ｂは、画像から特定の歯を排除した結果を示したものである。画像２６００は、図２２Ａの画像２５００から歯２５０２、２５０４、２５０６及び２５０８を排除した結果を示している。これらの歯を乱すことなく、画像２６００に示されている歯の上顎の慣性系２６１２及び下顎の慣性系２６１４の軸は、グラフ２６１０に描写されているように平行である。
【0086】
生物測定学計算
解剖学的基準点のための入力された標識データ、歯、インプラント及び顎並びに関連する支持構造などの歯列要素のセグメント化、並びに既に説明したようにして得られた計算されたパラメータが与えられると、詳細な生物測定学計算を実施することができ、また、その結果を使用して、治療計画及び進行中の治療経過監視の設定を補助することができる。図８に戻ると、引き続いて説明される生物測定学計算は、記録された基準マークから生成されたパラメータの解析及び表示のためのステップＳ２５０に関するさらなる詳細を与える。
解剖学的基準点のための入力された標識データ、歯、インプラント及び顎並びに関連する支持構造などの歯列要素のセグメント化、並びに既に説明したようにして得られた計算されたパラメータが与えられると、詳細な生物測定学計算を実施することができ、また、その結果を使用して、治療計画及び進行中の治療経過監視の設定を補助することができる。図８に戻ると、引き続いて説明される生物測定学計算は、記録された基準マークから生成されたパラメータの解析及び表示のためのステップＳ２５０に関するさらなる詳細を与える。
【0087】
本開示の実施形態によれば、歯の入力された標識及び計算された慣性系は、元のＣＢＣＴ画像ボクセル空間から、直接直交標識（ＤＯＬ）基準系と呼ばれる、座標（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）である代替基準系に変換される。図２４は、ＤＯＬ基準系の多数の標識及び座標軸すなわちベクトルを示したものである。標識ＲＩＯ及びＬＩＯは眼窩下の孔を示しており、標識ＲＨＭ及びＬＨＭは鼻疸に印を付けている。（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）の原点Ｏｄは、標識ＲＩＯ及びＬＩＯを接続している線の中間に選択されている。ベクトルｘｄ方向は、標識ＲＩＯからＬＩＯまで画定されている。ＹＺ平面は、点Ｏｄにおけるベクトルｘｄに対して直角である。平面ＹＺと、ＲＨＭ及びＬＨＭを接続している線との交点Ｏ’ｄが存在している。ベクトルｙｄ方向は、Ｏ’ｄからＯｄまでである。ベクトルｚｄは、ｘｄ及びｙｄのクロス乗積である。
【0088】
【0089】
非制限の一例として、以下のリストは、さらなる解析のために、変換された標識、歯列セグメント化及び慣性系データを使用して計算し、使用することができる多数の個々のデータパラメータを識別したものである。
【0090】
変換された空間における標識を使用して計算することができるデータパラメータの第１のグループは前後値を与える。
１．前後歯槽ＧＩＭ－Ｇｉｍ：上切歯と下切歯の慣性の平均中心間のｙ位置差。
２．前後歯槽ＧＭ－Ｇｍ：上歯と下歯の慣性の平均中心間の差。
３．前後歯槽ＴｑＩＭ：上切歯の平均トルク。
４．前後歯槽Ｔｑｉｍ：下切歯の平均トルク。
５．前後歯槽（ＧＩＭ＋Ｇｉｍ）／２：ＧＩＭ及びＧｉｍの平均ｙ位置。
６．前後底ＭＮＰ－ＭＭ：平均鼻骨口蓋と平均頤孔の間のｙ位置差。
７．前後底ＭＦＭ－ＭＭ：平均下顎骨孔と平均頤孔の間の実際の差。
８．前後アーキテクチャＭＭｙ：平均頤孔のｙ位置。
９．前後アーキテクチャＭＨＭ－ＭＭ：平均鼻疸と平均頤孔の間の実際の差。
第２のグループは垂直値を与える。
１０．垂直歯槽Ｇｄｚ：すべての歯の慣性中心のｚ位置。
１１．垂直歯槽ＭｘＩＩ－ＭｄＩＩ：上アーチと下アーチの第２の軸の角度間の差。
１２．垂直底＜ＭＨＭ－ＭＩＯ、ＭＦＭ－ＭＭ＞：ベクトルＭＨＭ－ＭＩＯとＭＦＭ－ＭＭの間の角度差。
１３．垂直アーキテクチャＭＭｚ：平均頤孔のｚ位置。
１４．垂直アーキテクチャ１３：ベクトルＭＨＭ－ＭＩＯとＭＨＭ－ＭＭの間の角度差。
横方向の値が同じく提供される。
１５．横方向歯槽ｄＭ－ｄｍ：上右／左臼歯距離と下右／左臼歯距離の間の差。
１６．横方向歯槽ＴｑＭ－Ｔｑｍ：上第１及び第２臼歯のトルクと下第１及び第２臼歯のトルクの間の差。
１７．横方向底（ＲＧＰ－ＬＧＰ）／（ＲＦＭ－ＬＦＭ）：右／左のより長い口蓋距離と下顎骨孔距離の比率。
１８．横方向アーキテクチャ（ＲＩＯ－ＬＩＯ）／（ＲＭ－ＬＭ）：右／左眼窩下の孔距離及び頤孔距離の比率。
計算又は「演繹された」他の値は以下のように与えられる。
１９．被演繹隠れＧＩＭ：平均上切歯ｙ位置。
２０．被演繹隠れＧｉｍ：平均下切歯ｙ位置。
２１．被演繹隠れ（ＴｑＩＭ＋Ｔｑｉｍ）／２：上切歯の平均トルク及び下切歯の平均トルクの平均。
２２．被演繹隠れＴｑＩＭ－Ｔｑｉｍ：上切歯の平均トルクと下切歯の平均トルクの差。
２３．被演繹隠れＭＮＰｙ：平均鼻骨口蓋ｙ位置。
２４．被演繹隠れＧＩＭ－ＭＮＰ（ｙ）：平均上切歯ｙ位置と平均鼻骨口蓋ｙ位置の差。
２５．被演繹隠れＧｉｍ－ＭＭ（ｙ）：平均頤孔ｙ位置。
２６．被演繹隠れＧｄｚ／（ＭＭｚ－Ｇｄｚ）：Ｇｄｚの値とＭＭｚ－Ｇｄｚの値の間の比率。
１．前後歯槽ＧＩＭ－Ｇｉｍ：上切歯と下切歯の慣性の平均中心間のｙ位置差。
２．前後歯槽ＧＭ－Ｇｍ：上歯と下歯の慣性の平均中心間の差。
３．前後歯槽ＴｑＩＭ：上切歯の平均トルク。
４．前後歯槽Ｔｑｉｍ：下切歯の平均トルク。
５．前後歯槽（ＧＩＭ＋Ｇｉｍ）／２：ＧＩＭ及びＧｉｍの平均ｙ位置。
６．前後底ＭＮＰ－ＭＭ：平均鼻骨口蓋と平均頤孔の間のｙ位置差。
７．前後底ＭＦＭ－ＭＭ：平均下顎骨孔と平均頤孔の間の実際の差。
８．前後アーキテクチャＭＭｙ：平均頤孔のｙ位置。
９．前後アーキテクチャＭＨＭ－ＭＭ：平均鼻疸と平均頤孔の間の実際の差。
第２のグループは垂直値を与える。
１０．垂直歯槽Ｇｄｚ：すべての歯の慣性中心のｚ位置。
１１．垂直歯槽ＭｘＩＩ－ＭｄＩＩ：上アーチと下アーチの第２の軸の角度間の差。
１２．垂直底＜ＭＨＭ－ＭＩＯ、ＭＦＭ－ＭＭ＞：ベクトルＭＨＭ－ＭＩＯとＭＦＭ－ＭＭの間の角度差。
１３．垂直アーキテクチャＭＭｚ：平均頤孔のｚ位置。
１４．垂直アーキテクチャ１３：ベクトルＭＨＭ－ＭＩＯとＭＨＭ－ＭＭの間の角度差。
横方向の値が同じく提供される。
１５．横方向歯槽ｄＭ－ｄｍ：上右／左臼歯距離と下右／左臼歯距離の間の差。
１６．横方向歯槽ＴｑＭ－Ｔｑｍ：上第１及び第２臼歯のトルクと下第１及び第２臼歯のトルクの間の差。
１７．横方向底（ＲＧＰ－ＬＧＰ）／（ＲＦＭ－ＬＦＭ）：右／左のより長い口蓋距離と下顎骨孔距離の比率。
１８．横方向アーキテクチャ（ＲＩＯ－ＬＩＯ）／（ＲＭ－ＬＭ）：右／左眼窩下の孔距離及び頤孔距離の比率。
計算又は「演繹された」他の値は以下のように与えられる。
１９．被演繹隠れＧＩＭ：平均上切歯ｙ位置。
２０．被演繹隠れＧｉｍ：平均下切歯ｙ位置。
２１．被演繹隠れ（ＴｑＩＭ＋Ｔｑｉｍ）／２：上切歯の平均トルク及び下切歯の平均トルクの平均。
２２．被演繹隠れＴｑＩＭ－Ｔｑｉｍ：上切歯の平均トルクと下切歯の平均トルクの差。
２３．被演繹隠れＭＮＰｙ：平均鼻骨口蓋ｙ位置。
２４．被演繹隠れＧＩＭ－ＭＮＰ（ｙ）：平均上切歯ｙ位置と平均鼻骨口蓋ｙ位置の差。
２５．被演繹隠れＧｉｍ－ＭＭ（ｙ）：平均頤孔ｙ位置。
２６．被演繹隠れＧｄｚ／（ＭＭｚ－Ｇｄｚ）：Ｇｄｚの値とＭＭｚ－Ｇｄｚの値の間の比率。
【0091】
このリストは例示的なものであり、本開示の範囲内で、何らかの他の方法で拡張、編集又は変更することができることに留意されたい。
【0092】
上記例示的リストでは、前後カテゴリに９つのパラメータが存在し、垂直カテゴリに５つのパラメータが存在し、また、横方向カテゴリに４つのパラメータが存在している。次いで、上記カテゴリの各々自体は、歯槽、底及びアーキテクチャの３つのタイプを有している。さらに、特定の空間位置又は関係を表すことはできないが、後続する計算に使用される８つの被演繹パラメータが存在している。これらのパラメータは、さらに、正常又は異常としてラベルを振ることも可能である。
【0093】
正常パラメータは、前後不調和との正の関係、すなわちそれらの値に関して、
等級ＩＩＩ＜等級Ｉ＜等級ＩＩ
を有しており、等級Ｉ値は、上歯、下歯及び顎の間の正常な関係、すなわち平衡が取れた咬合を示しており、等級ＩＩ値は、下第１臼歯が上第１臼歯に対して後方に位置していることを示しており、等級ＩＩＩ値は、下第１臼歯が上第１臼歯に対して前方に位置していることを示している。
等級ＩＩＩ＜等級Ｉ＜等級ＩＩ
を有しており、等級Ｉ値は、上歯、下歯及び顎の間の正常な関係、すなわち平衡が取れた咬合を示しており、等級ＩＩ値は、下第１臼歯が上第１臼歯に対して後方に位置していることを示しており、等級ＩＩＩ値は、下第１臼歯が上第１臼歯に対して前方に位置していることを示している。
【0094】
異常パラメータは、前後不調和との負の関係、すなわちそれらの咬合関係値に関して、
等級ＩＩ＜等級Ｉ＜等級ＩＩＩ
を有している。
等級ＩＩ＜等級Ｉ＜等級ＩＩＩ
を有している。
【0095】
本開示の実施形態は、解釈のために使用することができ、また、治療計画立案のための手引きとして使用することができる可能状態のセットを計算するために解析エンジンを使用することができる。図２７～３８は、解析エンジン動作及び編成、並びに解析エンジンによって生成されたテキスト結果、表結果及び図形結果のうちのいくつかの様々な態様を示したものである。コンピュータ、ワークステーション又はホストプロセッサは、必要なタスク及び機能を達成する一組のプログラム済み命令に従って解析エンジンとして構成され得ることに留意されたい。
【0096】
本開示の実施形態によれば、解析エンジンは、図２７に示されているように３層ネットワーク２７００としてモデル化することができる。このモデルでは、行及び列ノード入力は、行及び列入力信号に基づいて二進出力を提供する一組の比較器２７０２へ導かれるものと見なすことができる。１つの出力セル２７０４は、図に示されているように可能入力状態のセット毎に起動される。図に示されている例では、入力層１ ２７１０には、上で列挙した２６個のパラメータのうちの１つが供給され、また、入力層２ ２７２０には、２６個のパラメータのうちの別の１つが供給される。出力層２７３０は９個のセルを含み、それらの各々は、２つの入力が特定の基準に合致すると、すなわちそれらの値が特定の範囲内である場合、１つの可能解析を表す。
【0097】
本開示の実施形態によれば、解析エンジンは１３個のネットワークを有している。これらは、図２７に示されているネットワークと同様の独立したネットワーク、及び図２８に示されている結合されたネットワーク２８００及び２８１０を含む。
【0098】
図２９に示されているアルゴリズムは、図２７の例に示されているネットワークなどの独立した解析ネットワークの動作を記述している。ここでは、値ｘ及びｙは入力パラメータ値であり、ｍはネットワークインデックスを表し、Ｄ（ｉ、ｊ）は出力セルである。列値に対する「ベクトルｃｍを評価する」ステップ及び行値に対する「ベクトルｒｍを評価する」ステップは、入力値がどの評価基準と一致するかをチェックして決定する。例えば以下の式では、
である場合、ｃｍ＝［ｔｒｕｅ，ｆａｌｓｅ，ｆａｌｓｅ］である。
【数1】
【0099】
図２８の結合されたネットワークは、２つの他のネットワークからの結果を結合し、また、図３０のアルゴリズムによって記述されているように動作することができる。この場合も、値ｘ及びｙは入力値であり、ｍはネットワークインデックスを表し、Ｄ（ｉ、ｊ）は出力セルである。列値に対する「ベクトルｃｋを評価する」ステップ及び行値に対する「ベクトルｒｋを評価する」ステップは、入力値がどの評価基準と一致するかをチェックして決定する。
【0100】
より広義の態様では、図２７を参照して説明した独立したネットワークモデル、又は図２８を参照して説明した結合されたネットワークモデルを使用したネットワークの総合的配置によれば、解析は、開業医に報告することができる、あるいは治療計画立案のために使用することができる有用な結果を提供するために、様々なメトリックスの調査、比較及び結合を実施することができる。
【0101】
図３１Ａは、特定の患者のための、上記２６個のパラメータのリストに基づく、主として歯の咬合異常に対する数値及びそれらの解釈としての例示的パラメータを列挙したものである。図３１Ｂ、図３１Ｃ及び図３１Ｄは、特定の患者のための、本出願の例示的実施形態の中で与えられた合計６３個のパラメータのリストに基づく、顎骨顔面非対称性に対する数値及びそれらの解釈としての例示的パラメータを列挙したものである。図３２Ａは、特定の例に対する例示的作表結果３２００を咬合解析特性及びアーチ角特性と共に示したものである。図３２Ａの例では、列は、下歯突出、正常切歯関係又は上歯突出状態を示している。行は、咬合等級及びアーチ角状態を表している。図３２Ａが示しているように、強調を使用して、異常状態又は特定の重要な他の状態を示す情報の表示の効果を高めることができる。図３２Ａの例における特定の患者の場合、解析は、結果として、等級ＩＩＩ咬合特性の下歯突出状態を示している。この結果を使用して、重大性及び開業医の判断に基づいて治療計画を推し進めることができる。
【0102】
図３２Ｂは、別の例に対する例示的作表結果３２００を、上記リストからパラメータ３及び４を使用した上切歯及び下切歯のトルクの解析と共に示したものである。
【0103】
図３２Ｃは、別の例に対する例示的作表結果３２００を、パラメータ（５）及び（２１）として上で示した計算されたパラメータを使用した複後退又は複突出の評価と共に示したものである。
【0104】
図３２Ｄは、特定の患者の頭部計測解析に対する結果の例示的要約リストを示したものである。示されているリストは、上で列挙したパラメータ１～２６に対して取得された解析指示を参照している。図３２Ｄの特定の例では、本明細書において説明されているようにして誘導された生物測定学パラメータ及び歯列情報を使用したパラメータ比較に対する１３個の結果が存在している。実際には追加結果又はもっと少ない結果を提供することも可能である。図３２Ｅは、後で示される（図３５）セル３２９４を有する表３２９２を使用した表リストに報告されている状態のうちの１つに対する詳細なリストを示したものである。
【0105】
生物測定学計算からの結果情報は、様々な異なるフォーマットで開業医に提供することができる。図３１Ａ～３２Ｅに示されている表情報などの表情報は、表スプレッドシート配置における表示及びさらなる計算と両立するコンマ区切り値（ＣＳＶ）形態などのファイル形態で提供することができ、あるいはテキストメッセージを提供することによってなどの他の形態で指示することも可能である。別法として、図２６に示されている図形表示などの図形表示を出力として提供することも可能であり、測定され、計算されたパラメータが、上歯突出、下歯突出及び他の状態などの異常生物測定学関係を示す特徴に対する表示の強度又は色の効果を高めることなどによって特定の結果が強調される。
【0106】
計算された生物測定学パラメータは、関連するパラメータが相俟って処理され、患者母集団から収集された統計的情報に対して比較することができる結果を提供する解析シーケンスに使用することができる。次に、比較を使用して様々な特徴間の異常関係を指示することができる。この関係情報は、異なるパラメータが特定の患者の事例において互いに影響を及ぼす様子を示す補助となり、また、結果として得られる、治療計画立案を導くために使用される情報を提供することができる。
【0107】
図１に戻ると、メモリ１３２を使用して、患者の母集団から収集された頭部計測情報の統計的データベースを記憶することができる。歯及び関連する支持構造に関する寸法情報を提供する生物測定学データの様々な項目を、このデータに基づく咬合及び頭の部分と口の相互関係に関する追加情報と共に患者母集団から記憶し、解析することができる。解析結果自体を記憶し、個々の患者の治療のための著しい量の有用な情報をもたらすことができる所定の値のデータベースを提供することも可能である。本開示の実施形態によれば、図３１Ａ及び図３１Ｂに列挙されたパラメータデータは、患者毎に計算され、記憶され、また、数百人の患者又は少なくとも統計的に重要な患者のグループに対して記憶することができる。記憶される情報は、正常又は異常と見なされる範囲を決定し、また、修正の必要性を決定するために有用な情報を含む。次に、個々の患者の事例では、患者からの生物測定学データと、データベースから計算された記憶されている値との間の比較は、効果的な治療計画のための方針の提供を補助することができる。
【0108】
歯科矯正及び関連する技術の技術者には周知であるように、測定された様々な生物測定学パラメータと、様々な患者に対して計算された生物測定学パラメータとの間の関係は場合によっては複雑であり、したがって修正アクションの必要性を適切に評価するためには複数の変数を計算し、比較しなければならない。図２７及び図２８に関連して単純な形態で説明した解析エンジンは、異なる対のパラメータの間を比較し、一連の二進出力値を提供している。しかしながら実際にはもっと複雑な処理を実施して、状態の範囲及び患者母集団の中に見られる値を考慮することができる。
【0109】
測定された、あるいは計算された特定の生物測定学パラメータ及び結果を強調することにより、患者のための治療計画の開発を導くことができる有用なデータを提供する。
【0110】
図３３は、解析結果に基づく推奨メッセージ１７０及び推奨に関連する患者解剖学の強調特徴を有する結果３２００のシステム表示を示したものである。図３４は、解析結果３２００の図形描写を有するシステム表示１０８を示したものである。異なる角度で配置された、注釈が付けられた３Ｄビュー（例えば３０８ａ～３０８ｄ）が、推奨メッセージ１７０及びコントロール１６６と共に示されている。
【0111】
本開示による特定の例示的方法及び／又は装置実施形態は、非対称性顔面／歯解剖学的構造の評価を補助するために使用することができる客観的メトリックス及び表示されたデータの必要性に対処することができる。有利には、例示的方法及び／又は装置実施形態は、開業医による評価に適した複数のフォーマットで表示される、測定され、解析された結果を提示する。
【0112】
図３５は、本開示の実施形態による、顎骨顔面非対称性評価のための例示的テキスト報告書を示したものである。この報告書は、システムから入手することができる一組の評価表（Ｔ１～Ｔ１９）を列挙したものであり、セル入力（行及び列インデックスを有するＣ、すなわちＣ（行、列）によって表されている）は、図３１ＢのパラメータＰ１～Ｐ１５などの獲得されたパラメータ間の関係に関連する計算に基づいて編成された顎骨顔面／歯構造非対称性特性評価コメントを提供している。例示的評価表３２９２は図３２Ｅに描写されており、４つの行及び４つの列を有している。
【0113】
一実施形態では、例示的評価表（例えば１９個の評価表）毎に、一度に１つのセル３２９４のみを起動することができ、起動されたセル内容は、赤のフォントで表示されることなどによって強調される。例示的表３２９２では、起動されたセルはＣ（２、２）（３２９４）であり、内容「０」は、切歯及び臼歯上側／下側偏位の特性に対して非対称性が見出されないことを示している。
【0114】
例示的評価表を速やかに参照するために、本開示のシステムは、表番号（Ｔｎ）、パラメータ番号（Ｐｋ、ｊ）、セルインデックス（Ｃｓ、ｔ）及び評価表Ｔ１～Ｔ１９からの実際の評価コメントに関する情報を提供するチェックリスト型簡易要約ページ（例えば図３５）を生成する。このタイプのテキスト報告書から得られる情報は、場合によっては開業医にとって役に立てることができ、特定の患者のための治療計画の開発に有用であり得る少なくともいくつかの客観的メトリックスを提供し、あるいは治療経過を評価する。開業医にとってさらに有利なことは、患者の総合的状態評価を対象とした蓄積付加評価であり得る。これは、とりわけ、非対称性顔面／歯解剖学構造又は患者に対する関係を決定するために利用される状態基準点の数及びそれらの間の関係が極めて多くのビュー志向性及び３Ｄ志向性治療条件を必要とし、基礎をなしている原因が可変である状況であり得る。
【0115】
一例示的非対称性決定表実施形態では、１９個の評価表には、数百の基準点及びそれらの間の数百の関係を含めることができる。この例示的非対称性決定表実施形態では、表は、Ｔ１：非対称一致切歯及び臼歯上側／下側偏位、Ｔ２：アーチ回転、Ｔ３：上側／下側アーチ右回転及び上側又は下側アーチレスポンシビリティ、Ｔ４：上切歯横方向偏位との非対称一致切歯上側／下側偏位、上／下切歯横方向偏位における上側又は下側アーチの応答、Ｔ５：前方基底横方向偏位との非対称一致切歯上側／下側偏位、上／下切歯横方向偏位における上側又は下側アーチ前方偏位の応答、Ｔ６：上臼歯横方向偏位との非対称一致切歯上／下臼歯偏位、上臼歯又は下臼歯横方向偏位の応答、Ｔ７：下臼歯横方向偏位との非対称一致切歯上／下臼歯偏位、Ｔ８：非対称一致基本骨上側／下側偏位、Ｔ９：前方上顎骨偏位との非対称一致基本骨上側／下側前方関係、Ｔ１０：前方下顎骨偏位との非対称一致基本骨上側／下側前方関係、Ｔ１１：前方基底横方向偏位との非対称一致切歯上側／下側偏位、Ｔ１２：上顎アーチ回転との垂直方向非対称性比較Ｌ／Ｒ臼歯高度差、Ｔ１３：下顎骨アーチ回転との非対称性比較Ｌ／Ｒ臼歯高度差、Ｔ１４：垂直方向非対称性比較基本骨Ｒ／Ｌ後方差（上顎及び下顎骨）、Ｔ１５：頤点レベルにおける垂直方向非対称性比較Ｌ／Ｒ差（上顎骨－顔面面積及びグローバル顔面を測定する）、Ｔ１６：下側との前後非対称性比較Ｒ／Ｌ上／下臼歯前後差、Ｔ１７：下側との前後非対称性比較Ｒ／Ｌ上／下臼歯前後関係差、Ｔ１８：下側との前後非対称性比較Ｌ／Ｒ上側底横方向標識前後差、Ｔ１９：Ｒ／Ｌグローバル半側顔面との前後非対称一致下顎骨水平方向分岐を含む。
【0116】
本出願によるこのような複雑な非対称顔面／歯解剖学的構造又は関係決定では、患者の総合的状態評価を対象とした任意選択の蓄積付加評価が好ましく使用されている。いくつかの実施形態では、例示的蓄積付加又は総合診断コメントは、非対称前後方向（ＡＰコメント又はＳ１）、非対称垂直方向（ＶＴコメント又はＳ２）及び非対称横方向（ＴＲＡＮＳコメント又はＳ３）を含むことができる。さらに、１つ以上のＳ１、Ｓ２及びＳ３又は組合せを使用することによって最も高いレベルの評価スコアを使用することも可能であり、それにより非対称グローバルスコアを決定することができる（非対称グローバル決定）。例えば例示的非対称グローバルスコアは、いくつかの限られたカテゴリ（例えば正常、限られた評価、提案される詳細評価）に分解される要約（例えば総合等級Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）であってもよく、あるいは支配的な非対称性状態（例えばＳ１、Ｓ２、Ｓ３）によって表し／特性化することができる。
【0117】
図３５に示されているように、例示的テキスト報告書は、Ｓ１前後方向「合成」非対称コメント、Ｓ２垂直方向合成非対称コメント、及びＳ３横方向合成非対称コメントを同じく提示する。
【0118】
「合成」という専門用語は、本出願においては、個々の方向における一対の表から誘導されている。特定の例示的実施形態では、「合成」という専門用語は、個々の評価タイプ（例えば頭骨の実質的（例えば＞５０％）な部分を含むか、あるいは表すＡＰ、Ｖ、Ｔｒａｎｓ）からの複数の表の組合せ、又は個々の方向における一対の表から決定することができる。
【0119】
例えばＳ１合成コメントは、表１７及び表１９から誘導される。誘導は、最初にスコアを表１７及び表１９のセルの各々に割り当てる。例示的スコア割当ては以下のように説明される。
表１７の場合、Ｃ（１、３）＝－２；Ｃ（１、２）＝Ｃ（２、３）＝－１；Ｃ（２、１）＝Ｃ（３、２）＝１；Ｃ（３、１）＝２；他のセルには値０が割り当てられる。
表１９の場合、Ｃ（１、１）＝－２；Ｃ（１、２）＝Ｃ（２、１）＝－１；Ｃ（２、３）＝Ｃ（３、２）＝１；Ｃ（３、３）＝２；他のセルには値０が割り当てられる。
Ｓ１合成コメントの誘導は、表１７及び表１９からのスコアを追加することによって組合せスコアを評価する。
表１７の場合、Ｃ（１、３）＝－２；Ｃ（１、２）＝Ｃ（２、３）＝－１；Ｃ（２、１）＝Ｃ（３、２）＝１；Ｃ（３、１）＝２；他のセルには値０が割り当てられる。
表１９の場合、Ｃ（１、１）＝－２；Ｃ（１、２）＝Ｃ（２、１）＝－１；Ｃ（２、３）＝Ｃ（３、２）＝１；Ｃ（３、３）＝２；他のセルには値０が割り当てられる。
Ｓ１合成コメントの誘導は、表１７及び表１９からのスコアを追加することによって組合せスコアを評価する。
【0120】
例えば表１７のＣ（１、３）が起動され、また、表１９のＣ（１、１）が起動されると、組合せスコアは、表１７のＣ（１、３）のスコアと表１９のＣ（１、１）のスコアの合計になる。表１７のＣ（１、３）には値－２が割り当てられ、また、表１９のＣ（１、１）には値－２が割り当てられるため、したがって組合せスコアは－４である。Ｓ１に対する可能な組合せスコア値は、－４、－３、－２、－１、０、１、２、３及び４であることは明らかである。
【0121】
例示的Ｓ１合成コメントは、以下で要約される組合せスコア値に基づくことができる。
組合せスコア＝－４又は３の場合、Ｓ１合成コメント＝強い左前後過剰
組合せスコア＝－２の場合、Ｓ１合成コメント＝左前後過剰傾向
組合せスコア＝２の場合、Ｓ１合成コメント＝右前後過剰傾向
組合せスコア＝４又は３の場合、Ｓ１合成コメント＝強い右前後過剰
組合せスコア＝０の場合、コメントなし
同様の合成コメント誘導が垂直方向及び横方向に適用される。
組合せスコア＝－４又は３の場合、Ｓ１合成コメント＝強い左前後過剰
組合せスコア＝－２の場合、Ｓ１合成コメント＝左前後過剰傾向
組合せスコア＝２の場合、Ｓ１合成コメント＝右前後過剰傾向
組合せスコア＝４又は３の場合、Ｓ１合成コメント＝強い右前後過剰
組合せスコア＝０の場合、コメントなし
同様の合成コメント誘導が垂直方向及び横方向に適用される。
【0122】
図３５に戻ると、例示的テキスト報告書は、Ｓ１＝強い右前後過剰、Ｓ２＝なし、及びＳ３＝左上偏位傾向を表示している。
【0123】
極めて稀な事例では、合成コメントは３つのすべての方向に出現し、あるいはコメントは、さらに拡張された診断及び／又は治療を促すことができる合成コメントの何らかのタイプの混合を提示する。
【0124】
さらに、本出願による選択された例示的方法及び／又は装置実施形態は、患者の顎骨顔面／歯構造の非対称性特性の速やかな視覚評価を提供することも同じく可能である。
【0125】
図３６は、オペレータによって選択された標識、基準マーク４１４（図５を参照されたい）を使用してプロットされた正面図に対する患者の顎骨顔面／歯構造特徴を示すプロットすなわちグラフである。表示されているこのタイプのプロットは、この例示的患者のための客観的な方式で明らかに非対称性（左対右）を示している。
【0126】
同様に、図３７は矢状ビューのプロットすなわちグラフであり、基準マーク４１４は、非対称性の別の客観的指標として、患者の顔の左側及び右側がどれほど重畳しているかを示している。
【0127】
図３８は、上側の顎平面７０４及び下側の顎平面７０２の矢状ビューで、患者の咬合の顕著な不適切整列の速やかな視覚評価を提供するプロットすなわちグラフである。顎平面７０４は誘導された上顎マーク８１４に基づいて計算され、下顎平面７０２は誘導された下顎マーク８１４に基づいて計算される。誘導されたマーク８１４は、図４に示されているセグメント化された歯３０４に基づいて計算され、歯の位置を示している。図３８に示されている例は、ハイパーダイバージェントパターンを使用して患者のための例示的視覚キューを描写している。
【0128】
本明細書においては、患者の顎骨顔面非対称性の３Ｄ頭部計測解析のためのコンピュータ実行方法が説明されている。方法は、少なくとも第１の２Ｄビューからの患者の頭部のコンピュータ断層撮影走査から復元体積画像データを獲得し、表示する。オペレータ命令は、表示された少なくとも第１の２Ｄビュー上に少なくとも１つの基準マークを位置決めし、表示する。次に患者の口内の１つ以上の歯列要素がセグメント化される。方法は、少なくとも１つの基準マーク及び１つ以上のセグメント化された歯列要素からのデータに従って、患者のための頭部計測パラメータを計算して表示し、また、計算された頭部計測パラメータを使用して、顎骨顔面非対称性を示す１つ以上の結果を計算する。方法は、次に、顎骨顔面非対称性を示す計算結果を示すために図形又はテキスト表示を起動する。
【0129】
本明細書における例示的実施形態と無矛盾で、コンピュータプログラムは、記憶されている、電子メモリからアクセスされる画像データ上で３Ｄ生物測定学解析を実施する命令を使用することができる。画像処理技術の技術者には認識され得るように、画像化システムを動作させ、また、本出願の例示的実施形態における画像データを探針し、獲得するためのコンピュータプログラムは、本明細書において説明されている、パーソナルコンピュータ又はワークステーションなどの制御論理プロセッサとして動作する適切な汎用コンピュータシステムによって利用され得る。しかしながら、多くの他のタイプのコンピュータシステムを使用して、例えばネットワーク化されたプロセッサの配置を含む、本発明のコンピュータプログラムを実行することも可能である。例示的方法実施形態を実施するためのコンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶することができる。この媒体は、例えば、ハードドライブなどの磁気ディスク又は取外し可能デバイスあるいは磁気テープなどの磁気記憶媒体、光ディスク、光テープ又は機械可読光符号化などの光記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）などのソリッドステート電子記憶デバイス、又は任意の他の物理デバイス、あるいはコンピュータプログラムを記憶するために使用される媒体を含むことができる。例示的方法実施形態を実施するためのコンピュータプログラムは、インターネット又は他のネットワークあるいは通信媒体によって画像プロセッサに接続されるコンピュータ可読記憶媒体上に記憶することも可能である。当業者は、さらに、このようなコンピュータプログラム製品の等価物は、ハードウェアの中で構築することも可能であることを容易に認識するであろう。
【0130】
本出願の文脈における「コンピュータアクセス可能メモリ」と等価である「メモリ」という用語は、任意のタイプの一時的、又は例えば、画像データを記憶し、また、画像データ上で動作するために使用され、また、データベースを含むコンピュータシステムにアクセスすることができる、より耐久性のあるデータ記憶作業領域を意味し得ることに留意されたい。メモリは、例えば磁気記憶装置又は光記憶装置などの長期間記憶媒体を使用した不揮発性メモリであってもよい。別法としては、メモリは、マイクロプロセッサ又は他の制御論理プロセッサデバイスによって一時的バッファ又は作業領域として使用されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの電子回路を使用した、性質がより揮発性のメモリであってもよい。例えば表示データは、典型的には、表示デバイスと直接結合され、また、表示されるデータを提供するために必要に応じて周期的にリフレッシュされる一時的記憶バッファに記憶される。この一時的記憶バッファも、その用語が本出願の中で使用されている場合、同じくあるタイプのメモリと見なされる。また、メモリは、計算及び他の処理の中間結果及び最終結果を実行して記憶するためのデータ作業領域として同じく使用される。コンピュータアクセス可能メモリは、揮発性、不揮発性、又は揮発性タイプと不揮発性タイプの混成結合であってもよい。
【0131】
本出願のコンピュータプログラム製品は、周知の様々な画像操作アルゴリズム及びプロセスを活用することができることは理解されよう。このようなアルゴリズム及びシステムの追加態様、及び画像を製作し、さもなければ画像を処理し、あるいは本出願のコンピュータプログラム製品例示的実施形態と協同するためのハードウェア及び／又はソフトウェアは、本明細書においては特には示されておらず、あるいは説明されておらず、また、当技術で知られているこのようなアルゴリズム、システム、ハードウェア、構成要素及び要素から選択することができる。
【0132】
本出願による特定の例示的方法及び／又は装置実施形態によれば、開業医は、客観的メトリックス及び／又は表示されたデータを利用して非対称性顔面／歯解剖学的構造の評価を補助することができる。有利には、例示的方法及び／又は装置実施形態は、開業医による評価に適した、連続するより上位のフォーマットで表示される、複数の等級別すなわち階層化された測定結果及び解析結果を提供することができる。本開示の実施形態は、歯画像化装置を使用して例証されているが、他のタイプの診断画像化のために、また、他の解剖学のために同様の原理を適用することができる。本出願による例示的実施形態は、本明細書において説明されている様々な特徴を含むことができる（個別に、あるいは組み合わせて）。
【0133】
本発明について、１つ以上の実施態様を参照して例証したが、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲を逸脱することなく、例証された例に代替及び／又は変形を加えることができる。さらに、本発明の特定の特徴は、いくつかの実施態様／実施形態のうちの１つのみに関して開示することも可能であったが、このような特徴は、任意の所与の機能又は特定の機能にとって望ましく、かつ有利であり得る他の実施態様／実施形態の１つ以上の他の特徴と組み合わせることが可能である。「～のうちの少なくとも１つ」という用語は、列挙されている項目のうちの１つ以上を選択することができることを意味するべく使用されている。「約」という用語は、列挙されている値は、変更によって例証されている実施形態に対するプロセス又は構造に従わない結果にならない限り、いく分か変更することが可能であることを示している。最後に、「例示的」は、その説明が例として使用されており、その説明が理想的であることを暗に意味しているのではないことを示している。本発明の他の実施形態については、本明細書を考察し、また、本明細書において開示されている本発明を実践することによって当業者には明らかであろう。本明細書及び例は、例示的なものとしてのみ考察されることが意図されており、本発明の真の範囲及び趣旨は、少なくとも以下の特許請求の範囲によって示されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図22A】
【図22B】
【図23A】
【図23B】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31A】
【図31B】
【図31C】
【図31D】
【図32A】
【図32B】
【図32C】
【図32D】
【図32E】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
