特表 2024-526992 下顎管の経路と位置合わせされた再投影パノラマビューを生成する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-19

(54)【発明の名称】下顎管の経路と位置合わせされた再投影パノラマビューを生成する方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/51 20240101AFI20240711BHJP

   A61B 6/00 20240101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

A61B6/51 510

A61B6/00 550Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024504247

(86)(22)【出願日】2022-07-11

(85)【翻訳文提出日】2024-02-20

(86)【国際出願番号】 EP2022069255

(87)【国際公開番号】W WO2023001613

(87)【国際公開日】2023-01-26

(31)【優先権主張番号】21187468.0

(32)【優先日】2021-07-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】21211871.5

(32)【優先日】2021-12-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515304558

【氏名又は名称】デンツプライ・シロナ・インコーポレイテッド

(71)【出願人】

【識別番号】519410367

【氏名又は名称】シロナ・デンタル・システムズ・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】ベルトレフ、マルコ

(72)【発明者】

【氏名】スタンニゲル、カイ

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA08

4C093AA12

4C093DA05

4C093FF22

4C093FF42

4C093FF45

(57)【要約】

本発明は、患者の歯科ＤＶＴボリュームから、下顎管（２）の経路と位置合わせされた再投影パノラマビュー（ＲＰＶ）（１）を自動的に生成する方法であって、（Ｓ１）下顎管（２）の位置確認ステップ、（Ｓ２）（Ｓ２．１）位置確認された下顎管（２）を用いて患者縦軸（５）に対して直交する平面内でガイド曲線（４）を自動的に設定するサブステップと、（Ｓ２．２）ガイド曲線（４）に沿って可変または一定の厚さプロフィルを自動的に定義するサブステップと、（Ｓ２．３）ガイド曲線（４）および厚さプロフィルによって定義される領域を患者縦軸（５）に沿って押し出すサブステップとを備える、ＲＰＶ（１）の投影領域（３）の自動定義ステップ、ならびに（Ｓ３）定義された投影領域（３）内でＤＶＴボリュームを再投影することによってＲＰＶ（１）を生成するステップを備える、方法に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

患者の歯科ＤＶＴボリュームから、下顎管（２）の経路と位置合わせされた再投影パノラマビュー（ＲＰＶ）（１）を自動的に生成する方法であって、
（Ｓ１）前記下顎管（２）の位置確認ステップ、
（Ｓ２）
（Ｓ２．１）前記位置確認された下顎管（２）を用いて患者縦軸（５）に対して直交する平面内でガイド曲線（４）を自動的に設定するサブステップと、
（Ｓ２．２）前記ガイド曲線（４）に沿って可変または一定の厚さプロフィルを自動的に定義するサブステップと、
（Ｓ２．３）前記ガイド曲線（４）および前記厚さプロフィルによって定義される領域を前記患者縦軸（５）に沿って押し出すサブステップと
を備える、前記ＲＰＶ（１）の投影領域（３）を自動的に定義するステップ、ならびに
（Ｓ３）前記定義された投影領域（３）内で前記ＤＶＴボリュームを再投影することによって前記ＲＰＶ（１）を生成するステップ
を備える、方法。

【請求項2】

前記ガイド曲線（４）は、ステップ（Ｓ２．１）において最適化によって決定され、前記最適化は、以下の基準：
－得られる前記ＲＰＶ（１）の美的特徴の保存、ここにおいて、前記美的特徴の測度は、以下の基準、すなわちステップ（Ｓ３）で生成される前記ＲＰＶ（１）の局所的な歪みの回避、およびステップ（Ｓ３）で生成される前記ＲＰＶ（１）の記録に関係する非対称性の低減のうちの少なくとも１つに基づく、と、
－自由に選択された制御点（６）によって張られるガイド曲線（４）の場合の、前記制御点（６）の数または多項式の次数によって決まる曲線の複雑さの制限、と、
のうちの少なくとも１つを考慮して、前記ガイド曲線（４）と前記位置確認された下顎管（２）との間の距離測度を基準として実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

設定される前記ガイド曲線（４）は、関連する最適化自由度を有する以下の表現：
－自由に選択可能な制御点（６）および補間規則によって定義される曲線（４’）、ここにおいて、前記制御点（６）の位置が、自由な最適化パラメータである、と、
－所定の曲線形状のセットから選択され、幾何学的変換によって適応される曲線（４’）、ここにおいて、前記幾何学的変換の変換パラメータと前記所定のセットからの前記曲線（４’）の前記選択の両方が最適化される、と、
－関数によってパラメータ化される曲線（４’）、ここにおいて、関数パラメータが、自由な最適化パラメータを表す、と、
のうちの１つを有する、請求項１および２に記載の方法。

【請求項4】

前記下顎管（２）に加えて、前記ガイド曲線（４）を最適化するために、歯、切歯点、下顎孔、オトガイ孔、オトガイ結節、オトガイ隆起、舌側孔、オトガイ棘、二腹筋窩のうちの少なくとも１つを含む、さらに別の歯科に関連する構造が追加される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記ガイド曲線（４）は、オトガイ孔における前記下顎管の鋭い湾曲（７）の点において顎の先端に向かって連続し、美的特徴の前記基準に従うように選択され、ここにおいて、この点の検出は、請求項４に従って、または湾曲測度を用いて行われる、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

さらに別の好ましい実施形態では、ステップ（Ｓ２．２）の前記厚さプロフィルは、前記ガイド曲線（４）上の各点について、前記下顎管（２）のそれぞれの直径に比例して適応される局所厚さ（Ｄ）を決定することにより得られる、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

得られる前記ＲＰＶ（１）が湾曲した断面ビューに対応するような小さい厚さ（Ｄ）を有する一定の厚さプロフィルが選択される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記位置確認ステップ（Ｓ１）は、以下のサブステップ：
（Ｓ１．１）事前知識の利用、
（Ｓ１．２）入力手段を用いた臨床医による手作業の位置確認、
（Ｓ１．３）前記ＤＶＴボリュームの自動画像処理、
（Ｓ１．４）訓練済み機械学習方法の利用、
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記下顎管（２）に最適化された前記ＲＰＶ（１）の前記投影領域（３）は、前記ＤＶＴボリューム内でのポストナビゲーションのための開始点として役立ち、下顎管に特有のワークフローを容易にする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記下顎管の位置確認の結果は、前記作成されたＲＰＶ（１）上に示される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

得られる前記ＲＰＶ（１）上で、前記位置確認された下顎管（２）が前記投影領域（３）の外部に位置する箇所がマーキングされる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

訓練のための前記位置確認ステップ（Ｓ１．４）は、ＤＶＴボリュームと注釈のデータ対を有し、ここにおいて、前記注釈は、セグメンテーションマスク、確率分布、ヒートマップ、中心線、点群、三角グリッド、バウンディングボックスのうちの少なくとも１つを備える、請求項７に記載の方法。

【請求項13】

コンピュータＤＶＴシステム（８）によって実行されたときに、前記コンピュータＤＶＴシステム（８）に請求項１から１２のいずれか一項の方法ステップを実行させるコンピュータ可読コードを備える、コンピュータプログラム。

【請求項14】

Ｘ線デバイス（９）と請求項１３に記載のコンピュータプログラムを実行するように構成されたコンピューティングユニット（１５）とを備える、コンピュータＤＶＴシステム（８）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先出願第ＥＰ２１１８７４６８．０およびＥＰ２１２１１８７１．５の全ての内容は、ＰＣＴの規定により本国際出願の参照によって本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、患者の歯科ＤＶＴボリュームから再投影パノラマビュー（ＲＰＶ）を生成する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

下顎管は、下顎の各側の重要な解剖学的構造である。特に、下顎管は、損傷すると例えば顔の片側の麻痺などにつながる恐れがある下顎神経を囲んでいる。したがって、下顎管は、歯科の診断において、特に下顎領域の外科処置の計画において、重要な役割を果たしている。下顎管は、患者特有であり、形状および経路のばらつきが大きい可能性がある。その形状は、おおまかには管状であるが、その断面は、その経路に沿った形状および大きさにおいてかなりのばらつきを示すことがある。その経路も、かなりばらつきがあることがある。下顎管は、部分的に直線状の経路を有する可能性があるが、局所的に大きく屈曲した経路を有する可能性もある。

【0004】

ＤＶＴは、解剖学的構造の幾何学的に正確な画像を３次元で与えるので、下顎管の解剖学的構成を評価するために使用されるのに理想的である。臨床医は、ＤＶＴを参照して、下顎管の経路をたどり、例えば他の解剖学的構造または考えられるインプラントの位置からの距離を評価する。これにより、臨床医は、親知らずの抜歯またはインプラントの配置などの手順を、正確に高い信頼性で計画することができる。

【0005】

下顎管を効率的に評価する際の難点は、その湾曲した経路であり、この経路はさらに、標準的な放射線医学表示プログラムの多断面再構成（ＭＰＲ）の直交スライスに対してしばしば斜めに走っている。したがって、下顎管の正確なトラッキングおよびその３つの空間次元全てにおける評価は、ナビゲーションの手間の増加に関わってくる。

【0006】

この問題に対する１つの従来技術の解決策は、いわゆる傾斜ＭＰＲビューまたは「カスタム断面」の使用である。この場合には、平面断面が、可能な限り下顎管に対して接線方向に走り、それにより下顎管の大きな部分をマッピングするように、ボリューム内に配置される。ただし、下顎管の解剖学的に決定される湾曲により、これが不可能であることもしばしばある。さらに、この湾曲は、例えば下顎管がビューの縁部でスライスの外に出てしまい、そのために最適に表示されなくなるときにも、下顎管は実際にはビューの中心で切れているだけであることを意味する。さらに、正確なスライスビューを手作業で設定することは、ナビゲーションおよび時間を費やすことに関わるものであり、また一定量の練習を必要とする。

【発明の概要】

【0007】

発明者等は、現在のところ、医師が下顎管の解剖学的構成を効率的に評価することを可能にする下顎管と位置合わせされた患者に特有のビューを自動的に生成するいかなる技術も認識していない。

【0008】

本発明の目的は、患者の歯科ＤＶＴボリュームから、左右の下顎管（以下では総称して下顎管と呼ぶ）の経路と位置合わせされた再投影パノラマビューを自動的に生成する方法を提供することである。

【0009】

この目的は、請求項１に記載の方法によって達成される。従属請求項の主題は、好ましい実施形態またはさらなる発展に関する。

【0010】

本発明によるコンピュータ実施方法は、患者の歯科学的ＤＶＴボリュームから、下顎管の経路と位置合わせされた再投影パノラマビューを自動的に生成する。この方法は、次のステップ、すなわち自動的に、または手作業で実行される、下顎管の位置確認ステップ、位置特定された下顎管に基づいて患者縦軸に対して直交する平面内でガイド曲線を自動的に設定するサブステップと、ガイド曲線に沿って可変または一定の厚さプロフィルを自動的に定義するサブステップと、ガイド曲線および厚さプロフィルによって定義される領域を患者縦軸に沿って押し出すサブステップとを備える、ＲＰＶの投影領域の自動定義ステップ、ならびに定義された投影領域内でＤＶＴボリュームを再投影することによってＲＰＶを生成するステップを備える。

【0011】

本発明の有利な効果は、下顎管を含む適用業務に最適化されたガイド曲線の自動位置合わせを可能にすることである。これは、医師がガイド曲線を調節しなくてもよくなる、または最適以下に位置合わせされた曲線で作業しなくてもよくなることを意味する。これにより、時間を節約することができ、質を向上させることもできる。

【0012】

これにより、ガイド曲線は、一方では（例えば距離寸法を最小限にすることによって）下顎管と位置合わせされ、他方では（特に局所的な歪みおよび強い大域的な非対称性）得られるＲＰＶの美的特徴を好ましく保存するように決定される。案内曲線の表現としては、例えば、自由に選択可能な結節点で曲線を補間すること、暗黙に定義された曲線、またはその後に幾何学的変換によって適応される多数の規定の曲線形状（テンプレート）のうちの１つなどが使用されることが可能である。他の歯科的構造が、ガイド曲線の決定をサポートするために使用されることも可能である。さらに、ガイド曲線は、オトガイ孔における下顎管の鋭い屈曲には従わずに、前歯領域の方向に連続するように選択されることが可能である。投影領域の厚さプロフィルは、例えば下顎管の直径厚さに比例する、一定である、または見えないほど小さいなど、様々な様式で選択されることが可能である。後者の場合には、ＲＰＶは、下顎管のほぼ中心と交差する湾曲した断面ビューに対応する。下顎管を位置確認するために、任意選択で事前知識が利用されることも可能であり、訓練済み機械学習方法または従来の画像処理方法が利用されることも可能であり、あるいはユーザによって下顎管が引き込まれることも可能である。ＲＰＶのガイド曲線は、ＤＶＴボリューム内のポストナビゲーションの開始点として使用されることが可能であり、それにより全ての３Ｄ断面ビューにおいて下顎管に沿った容易なナビゲーションを保証することができる。下顎管の位置確認の結果は、任意選択で、得られるＲＰＶ上に図形表示されることが可能である。さらに、投影領域の外部にある下顎管の領域は、ＲＰＶ上で特にマーキングされることが可能である（これはそれらの領域をＲＰＶ上に逆投影することによって行われる）。下顎管の位置確認に機械学習方法が使用される場合には、それは、例えばＤＶＴボリュームと下顎管を表す関連するセグメンテーションマスク、確率分布、ヒートマップ、中心線、点群、三角グリッド、バウンディングボックスとを備えるデータ対によって訓練されることが可能である。

【0013】

以下の説明では、図面を参照して、例示的な実施形態を用いて本発明について詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1a】図１ｂのガイド曲線および厚さプロフィルから導出される投影領域から生成される代表的な従来技術の再投影パノラマビューを示す図。

【図1b】現況技術による、図１ａの再投影パノラマビューを生成するための投影領域が導出されるガイド曲線を、患者縦軸に対して直交する断面平面内で示す図。

【図2】現況技術による、ガイド曲線の線形押出しによって決定される投影領域を示す図。

【図3】本発明によって生成された、図１ａと同じＤＶＴボリュームの下顎管のために最適化された再投影パノラマビューを示す図。

【図4】患者の縦軸に対して直交するＤＶＴボリュームの断面平面上の最大強度の投影および下顎管（白）のセグメンテーションを示す図。黒い線は、下顎管に最適化されたＲＰＶを生成するために使用される、下顎管と位置合わせされた本発明によるガイド曲線を示す。

【図5】ボリューム内のナビゲーションの開始点として役立つ下顎管に最適化された本発明によるＲＰＶを示す図（ａ）、ならびにガイド曲線の最適な配置により下顎管内を通り、それによりそれに沿ったナビゲーションを可能にする、ガイド曲線に接する断面平面およびガイド曲線に対して直交する断面平面を示す図（ｂ～ｄ）。

【図6】位置確認された下顎管の中心線が白線として描かれており、実線部分に対する破線部分が下顎管がここでの投影領域の外部に位置することを示している、本発明による下顎管に最適化されたＲＰＶを示す図。

【図7】一実施形態による顎外Ｘ線システムを示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図面に示されている参照番号は、以下の例示的な実施形態の説明で言及される以下に挙げる要素を示している。

【0016】

１．再投影パノラマビュー（ＲＰＶ）
２．下顎管
３．投影領域
４、４’．ガイド曲線、曲線
５．患者縦軸
６．制御点（結節）
７．オトガイ孔における下顎管の大きな湾曲
８．ＤＶＴシステム
９．Ｘ線デバイス
１０．Ｘ線管
１１．Ｘ線検出器
１２．制御ユニット
１３．頭部固定具
１４．咬合器
１５．コンピュータ
１６．ディスプレイ
Ｄ：患者縦軸（５）に直交する断面平面内の投影領域（３）の厚さ。

【0017】

本発明による方法は、コンピュータ実施方法であり、図７の実施形態に示されるようにコンピュータＤＶＴシステム（８）で実施されることが可能である。この目的のために、本発明は、コンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラムも含む。コンピュータプログラムは、記憶媒体で提供されることが可能である。コンピュータＤＶＴシステム（８）は、患者の撮像を実行し、ＸＳＥＮＮ画像またはサイノグラムを生成するＸ線デバイス（９）を備える。Ｘ線デバイス（９）は、Ｘ線源（１０）とＸ線検出器（１１）とを有し、これらは記録中に患者の頭部の周りで回転する。記録中のＸ線源（１０）およびＸ線検出器（１１）の軌道は、円形経路を描くことができる。あるいは、この軌道は、円形経路から逸脱する形状をとることもできる。いくつかのアクチュエータが同時に制御される場合には、純粋な円形経路から逸脱する患者の頭部の周りのデバイス軌道を得ることができる。患者の頭部は、Ｘ線デバイス（９）内で咬合器（１４）と頭部固定具（１３）とによって位置決めされる。コンピュータＤＶＴシステム（８）は、制御ユニット（１２）と、好ましくはＸ線デバイス（９）に接続されることが可能なコンピュータ（１５）またはコンピューティングユニットと、好ましくは特にデータセットを視覚化するためのディスプレイ（１６）とを備える。コンピュータ（１５）は、ローカルエリアネットワーク（図示せず）を介して、または代替としてインターネットを介してＸ線デバイス（９）に接続され得る。コンピュータ（１５）は、クラウドの一部であることもある。あるいは、コンピュータ（１５）は、Ｘ線デバイス（９）に一体化されていることもある。あるいは、計算は、クラウド内で行われることもある。コンピュータ（１５）は、特にディスプレイ（１６）上での視覚化のために、コンピュータプログラムを実行し、データセットを提供する。ディスプレイ（１６）は、Ｘ線デバイス（９）から空間的に分離していることもある。好ましくは、コンピュータ（１５）は、Ｘ線デバイス（９）も制御することができる。あるいは、制御用と再構成用とで別個のコンピュータ（１５）が使用されることもある。

【0018】

本発明による方法は、図３に示されるように、患者の歯科ＤＶＴボリュームから下顎管（２）の経路と位置合わせされた再投影パノラマビュー（ＲＰＶ）（１）を自動的に生成するために使用される。図１Ａ～図１Ｂおよび図２は、本発明を説明するための従来技術の比較例を示している。本発明による方法は、次のステップ、すなわち（Ｓ１）下顎管（２）の位置確認ステップ、（Ｓ２）次のサブステップ、すなわち（Ｓ２．１）位置確認された下顎管（２）を用いて患者縦軸（５）に対して直交する平面内でガイド曲線（４）を自動的に設定するサブステップと、（Ｓ２．２）ガイド曲線（４）に沿って可変または一定の厚さプロフィルを自動的に定義するサブステップと、（Ｓ２．３）ガイド曲線（４）および厚さプロフィルによって定義される領域を患者縦軸（５）に沿って押し出すサブステップとを備える、ＲＰＶ（１）の投影領域（３）の自動定義ステップ、ならびに（Ｓ３）定義された投影領域（３）内でＤＶＴボリュームを再投影することによってＲＰＶ（１）を作成するステップを備える。ステップ（Ｓ１）の位置確認された下顎管（２）の表現は、例えば中心線、セグメンテーションマスク、表面メッシュとしての三角グリッド、点群、または確率分布を示すヒートマップとすることができる。

【0019】

好ましい実施形態では、ガイド曲線（４）は、ステップ（Ｓ２．１）において、以下の基準のうちの少なくとも１つを考慮して、ガイド曲線（４）と位置確認された下顎管（２）との間の距離測度を基準とする最適化によって決定される。この基準は以下である。

【0020】

－得られるＲＰＶ（１）の美的特徴の保存。ここでは、以下の基準、すなわちステップ（Ｓ３）で作成されるＲＰＶ（１）の局所的な歪みの回避、およびステップ（Ｓ３）で作成されるＲＰＶ（１）の記録により誘発される非対称性の低減のうちの少なくとも１つが美的特徴の測度とみなされる。

【0021】

－自由に選ばれた制御点（６）によって張られるガイド曲線（４）の場合の、制御点（６）の数または多項式の次数によって決まる曲線の複雑さの制限。

【0022】

好ましくは、設定されるガイド曲線（４）は、関連する最適化自由度を有する以下の表現のうちの１つを有する。

【0023】

－自由に選択可能な制御点（６）および補間規則によって定義される曲線（４’）。この場合、制御点（６）の位置が、自由な最適化パラメータである。

【0024】

－所定の曲線形状のセットから選択され、幾何学的変換によって適応される曲線（４’）。この場合、幾何学的変換の変換パラメータと所定のセットからの曲線（４’）の選択の両方が最適化される。

【0025】

－関数によってパラメータ化される曲線（４’）。この場合、関数パラメータが、自由な最適化パラメータである。

【0026】

下顎管（２）の表現が３次元空間内の線である場合には、好ましい手順は、この線を患者縦軸に対して直交する平面上に投影することである。投影された下顎管（２）上の点とガイド曲線（４）上のそれらの最近接点との間の距離の和が、最小化されるべき距離測度となる。この和は、重み付けされることも可能であり、距離は、ユークリッド距離などの任意の距離メトリクスによって計算されることが可能である。下顎管（２）が３次元ヒートマップとして表現される場合には、例えば、中心線がヒートマップから導出されることが可能であり、その後の手順は上記に述べたように進行することができる。あるいは、３次元ヒートマップが、患者縦軸に対して直交する平面上に投影されることが可能であり、ガイド曲線（４）に沿った総ポテンシャルが最小化されるようにガイド曲線（４）がその内部に配置されたポテンシャルランドスケープとしてみることができる。

【0027】

さらに別の好ましい実施形態では、下顎管（２）に加えて、ガイド曲線（４）を最適化するために、他の歯科に関連する構造が考慮されることも可能である。これらは、歯、切歯点、下顎孔、オトガイ孔、オトガイ結節、オトガイ隆起、舌側孔、オトガイ棘、二腹筋窩のうちの少なくとも１つを含む。これらの追加の構造は、特にＲＰＶ（１）の中央部分が導出されるオトガイ孔の間の顎の先端の領域、およびＲＰＶ（１）の外側部分が導出される下顎孔の背後の領域など、解剖学的構成により下顎管（２）がない領域においてガイド曲線（４）の経路の方向付けとして役立つ。このことは、これらの領域でガイド曲線（４）を有効につなげたり連続させたりすることができるという効果を有する（図４参照）。

【0028】

好ましくは、ガイド曲線（４）は、美的特徴の基準に従って、オトガイ孔における下顎管の鋭い湾曲（７）の点（図４参照）において顎の先端に向かって連続するように選択され、これにより、この点の検出は、上述のオトガイ孔の位置を参照することによって行われるか、または湾曲測度に基づいて行われることが可能である。

【0029】

さらに別の好ましい実施形態では、ステップ（Ｓ２．２）の厚さプロフィルは、ガイド曲線（４）上の各点について、下顎管（２）のそれぞれの局所直径に比例して適応される局所厚さ（Ｄ）を決定することにより得られる。ガイド曲線（４）上の特定の点についての局所直径は、例えば、ガイド曲線（４）上のその特定の点を通るガイド曲線（４）に対して直交する平面による下顎管の断面から決定されることが可能である。厚さと直径の間の比率は、ガイド曲線に沿って変動する可能性がある。

【0030】

別の好ましい実施形態では、得られるＲＰＶ（１）が湾曲した断面ビューに対応するような小さい厚さ（Ｄ）を有する一定の厚さプロフィルが選択される。

【0031】

好ましくは、位置確認ステップ（Ｓ１）は、以下のサブステップのうちの少なくとも１つを備える。

【0032】

（Ｓ１．１）事前知識の利用。

【0033】

（Ｓ１．２）入力デバイスを用いた臨床医による手作業の位置確認。

【0034】

（Ｓ１．３）ＤＶＴボリュームの自動画像処理。

【0035】

（Ｓ１．４）訓練済み機械学習方法の利用。

【0036】

ステップ（Ｓ１．１）における事前知識は、例えば、以前に既に行われている部分的または完全な位置確認の結果とすることができる。あるいは、文献値または実験値が、事前知識として使用されることも可能である。ステップ（Ｓ１．２）における入力手段としては、例えば、例えば結節点を設定することによって下顎管（２）の中心線を表すスプラインを描くことを可能にする専用のエディタが使用されることが可能である。

【0037】

例えば、ステップ（Ｓ１．３）の自動画像処理は、フィルタリング、しきい値処理、フォールディング／畳み込み、アクティブ形状モデルのアプリケーションなどの演算を、濃淡値、エッジ、ヒストグラムなどの既存の画像情報に適用して、下顎管（２）を位置特定することができる。

【0038】

好ましい実施形態では、下顎管（２）に最適化されたＲＰＶ（１）の投影領域（３）は、ＤＶＴボリューム内でのナビゲーションのための開始点として役立ち、下顎管に特有のワークフローを容易にする。例えば、ＤＶＴボリューム内でナビゲートするための一般的な従来技術の歯科特有の変形形態は、図５に示されるように多断面再構成（ＭＰＲ）に基づく。ＭＰＲは、通常は、上述のようにＲＰＶ（１）を生成するためにも使用されるガイド曲線（４）に沿って実行され、以下の階層化をもたらす。

【0039】

－患者縦軸に対して直交する（軸方向、図５の右下）
－軸方向に対して直交し、ガイド曲線（４）に対して接線方向（縦方向、図５の左下）
－軸方向に対して直交し、ガイド曲線（４）に対して直交する（横断方向、図５の中央下）
本発明によりガイド曲線（４）を下顎管（２）と位置合わせすることは、次の効果を有する。すなわち、上述の３つの層に沿ってナビゲートするときに、下顎管が常に開始点であり、したがって最初に合焦している。これにより、下顎管（２）の近傍でのインプラントの配置、抜歯、またはその他の外科処置など、下顎管（２）が関連する作業手順が容易になる。ＤＶＴボリュームの階層化を実行するための別の変形形態は、対応する曲線も本発明により下顎管（２）と位置合わせされたガイド曲線（４）となる、湾曲ＭＰＲ（ｃｕｒｖｅｄ ＭＰＲ）である。この場合も、下顎管（２）がナビゲーションの開始点となる。

【0040】

好ましい実施形態では、下顎管の位置確認の結果は、作成されたＲＰＶ（１）上に表示される（図６参照）。

【0041】

好ましくは、得られるＲＰＶ（１）上で、位置確認された下顎管（２）が投影領域（３）の外部に位置する箇所は、例えばそれらの領域の位置確認情報をＲＰＶ上に投影することによってマーキングされる（図６の破線参照）。これは、例えば下顎管（２）のマーキングの色または形状／構造によって行われることが可能である。

【0042】

好ましい実施形態では、ＤＶＴボリュームと注釈のデータ対が、位置確認ステップ（Ｓ１．４）で訓練のための機械学習によって使用され、ここで、これらの注釈は、次の変形形態、すなわちセグメンテーションマスク、確率分布、ヒートマップ、中心線、点群、三角グリッド、バウンディングボックスのうちの少なくとも１つを有する。ここでの注釈とは、上記の変形形態のうちの１つでのＤＶＴボリュームについての訓練において学習される構造の手作業または自動のラベリングを指す。

【0043】

本発明によれば、上記の実施形態で生成されるデータセットは、好ましくはディスプレイ（１６）または印刷により、特に診断のための視覚化のために医師に対して提示されることがある。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-12

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

患者の歯科ＤＶＴボリュームから、下顎管（２）の経路と位置合わせされた再投影パノラマビュー（ＲＰＶ）（１）を自動的に生成する方法であって、
（Ｓ１）前記下顎管（２）の位置確認ステップ、
（Ｓ２）
（Ｓ２．１）前記位置確認された下顎管（２）を用いて患者縦軸（５）に対して直交する平面内でガイド曲線（４）を自動的に設定するサブステップと、
（Ｓ２．２）前記ガイド曲線（４）に沿って可変または一定の厚さプロフィルを自動的に定義するサブステップと、
（Ｓ２．３）前記ガイド曲線（４）および前記厚さプロフィルによって定義される領域を前記患者縦軸（５）に沿って押し出すサブステップと
を備える、前記ＲＰＶ（１）の投影領域（３）を自動的に定義するステップ、ならびに （Ｓ３）前記定義された投影領域（３）内で前記ＤＶＴボリュームを再投影することによって前記ＲＰＶ（１）を生成するステップ
を備える、方法。

【請求項2】

前記ガイド曲線（４）は、ステップ（Ｓ２．１）において最適化によって決定され、前記最適化は、以下の基準：
－得られる前記ＲＰＶ（１）の美的特徴の保存、ここにおいて、前記美的特徴の測度は、以下の基準、すなわちステップ（Ｓ３）で生成される前記ＲＰＶ（１）の局所的な歪みの回避、およびステップ（Ｓ３）で生成される前記ＲＰＶ（１）の記録に関係する非対称性の低減のうちの少なくとも１つに基づく、と、
－自由に選択された制御点（６）によって張られるガイド曲線（４）の場合の、前記制御点（６）の数または多項式の次数によって決まる曲線の複雑さの制限、と、
のうちの少なくとも１つを考慮して、前記ガイド曲線（４）と前記位置確認された下顎管（２）との間の距離測度を基準として実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

設定される前記ガイド曲線（４）は、関連する最適化自由度を有する以下の表現：
－自由に選択可能な制御点（６）および補間規則によって定義される曲線（４’）、ここにおいて、前記制御点（６）の位置が、自由な最適化パラメータである、と、
－所定の曲線形状のセットから選択され、幾何学的変換によって適応される曲線（４’）、ここにおいて、前記幾何学的変換の変換パラメータと前記所定のセットからの前記曲線（４’）の前記選択の両方が最適化される、と、
－関数によってパラメータ化される曲線（４’）、ここにおいて、関数パラメータが、自由な最適化パラメータを表す、と、
のうちの１つを有する、請求項１および２に記載の方法。

【請求項4】

前記下顎管（２）に加えて、前記ガイド曲線（４）を最適化するために、歯、切歯点、下顎孔、オトガイ孔、オトガイ結節、オトガイ隆起、舌側孔、オトガイ棘、二腹筋窩のうちの少なくとも１つを含む、さらに別の歯科に関連する構造が追加される、請求項１または２に記載の方法。

【請求項5】

前記ガイド曲線（４）は、オトガイ孔における前記下顎管の鋭い湾曲（７）の点において顎の先端に向かって連続し、美的特徴の前記基準に従うように選択され、ここにおいて、この点の検出は、請求項４に従って、または湾曲測度を用いて行われる、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

さらに別の好ましい実施形態では、ステップ（Ｓ２．２）の前記厚さプロフィルは、前記ガイド曲線（４）上の各点について、前記下顎管（２）のそれぞれの直径に比例して適応される局所厚さ（Ｄ）を決定することにより得られる、請求項１または２に記載の方法。

【請求項7】

得られる前記ＲＰＶ（１）が湾曲した断面ビューに対応するような小さい厚さ（Ｄ）を有する一定の厚さプロフィルが選択される、請求項１または２に記載の方法。

【請求項8】

前記位置確認ステップ（Ｓ１）は、以下のサブステップ：
（Ｓ１．１）事前知識の利用、
（Ｓ１．２）入力手段を用いた臨床医による手作業の位置確認、
（Ｓ１．３）前記ＤＶＴボリュームの自動画像処理、
（Ｓ１．４）訓練済み機械学習方法の利用、
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１または２に記載の方法。

【請求項9】

前記下顎管（２）に最適化された前記ＲＰＶ（１）の前記投影領域（３）は、前記ＤＶＴボリューム内でのポストナビゲーションのための開始点として役立ち、下顎管に特有のワークフローを容易にする、請求項１または２に記載の方法。

【請求項10】

前記下顎管の位置確認の結果は、前記作成されたＲＰＶ（１）上に示される、請求項１または２に記載の方法。

【請求項11】

得られる前記ＲＰＶ（１）上で、前記位置確認された下顎管（２）が前記投影領域（３）の外部に位置する箇所がマーキングされる、請求項１または２に記載の方法。

【請求項12】

訓練のための前記位置確認ステップ（Ｓ１．４）は、ＤＶＴボリュームと注釈のデータ対を有し、ここにおいて、前記注釈は、セグメンテーションマスク、確率分布、ヒートマップ、中心線、点群、三角グリッド、バウンディングボックスのうちの少なくとも１つを備える、請求項７に記載の方法。

【請求項13】

コンピュータＤＶＴシステム（８）によって実行されたときに、前記コンピュータＤＶＴシステム（８）に請求項１または２に記載の方法ステップを実行させるコンピュータ可読コードを備える、コンピュータプログラム。

【請求項14】

Ｘ線デバイス（９）と請求項１３に記載のコンピュータプログラムを実行するように構成されたコンピューティングユニット（１５）とを備える、コンピュータＤＶＴシステム（８）。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0043】

本発明によれば、上記の実施形態で生成されるデータセットは、好ましくはディスプレイ（１６）または印刷により、特に診断のための視覚化のために医師に対して提示されることがある。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
患者の歯科ＤＶＴボリュームから、下顎管（２）の経路と位置合わせされた再投影パノラマビュー（ＲＰＶ）（１）を自動的に生成する方法であって、
（Ｓ１）前記下顎管（２）の位置確認ステップ、
（Ｓ２）
（Ｓ２．１）前記位置確認された下顎管（２）を用いて患者縦軸（５）に対して直交する平面内でガイド曲線（４）を自動的に設定するサブステップと、
（Ｓ２．２）前記ガイド曲線（４）に沿って可変または一定の厚さプロフィルを自動的に定義するサブステップと、
（Ｓ２．３）前記ガイド曲線（４）および前記厚さプロフィルによって定義される領域を前記患者縦軸（５）に沿って押し出すサブステップと
を備える、前記ＲＰＶ（１）の投影領域（３）を自動的に定義するステップ、ならびに （Ｓ３）前記定義された投影領域（３）内で前記ＤＶＴボリュームを再投影することによって前記ＲＰＶ（１）を生成するステップ
を備える、方法。
［Ｃ２］
前記ガイド曲線（４）は、ステップ（Ｓ２．１）において最適化によって決定され、前記最適化は、以下の基準：
－得られる前記ＲＰＶ（１）の美的特徴の保存、ここにおいて、前記美的特徴の測度は、以下の基準、すなわちステップ（Ｓ３）で生成される前記ＲＰＶ（１）の局所的な歪みの回避、およびステップ（Ｓ３）で生成される前記ＲＰＶ（１）の記録に関係する非対称性の低減のうちの少なくとも１つに基づく、と、
－自由に選択された制御点（６）によって張られるガイド曲線（４）の場合の、前記制御点（６）の数または多項式の次数によって決まる曲線の複雑さの制限、と、
のうちの少なくとも１つを考慮して、前記ガイド曲線（４）と前記位置確認された下顎管（２）との間の距離測度を基準として実行される、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ３］
設定される前記ガイド曲線（４）は、関連する最適化自由度を有する以下の表現：
－自由に選択可能な制御点（６）および補間規則によって定義される曲線（４’）、ここにおいて、前記制御点（６）の位置が、自由な最適化パラメータである、と、
－所定の曲線形状のセットから選択され、幾何学的変換によって適応される曲線（４’）、ここにおいて、前記幾何学的変換の変換パラメータと前記所定のセットからの前記曲線（４’）の前記選択の両方が最適化される、と、
－関数によってパラメータ化される曲線（４’）、ここにおいて、関数パラメータが、自由な最適化パラメータを表す、と、
のうちの１つを有する、Ｃ１および２に記載の方法。
［Ｃ４］
前記下顎管（２）に加えて、前記ガイド曲線（４）を最適化するために、歯、切歯点、下顎孔、オトガイ孔、オトガイ結節、オトガイ隆起、舌側孔、オトガイ棘、二腹筋窩のうちの少なくとも１つを含む、さらに別の歯科に関連する構造が追加される、Ｃ１から３のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ５］
前記ガイド曲線（４）は、オトガイ孔における前記下顎管の鋭い湾曲（７）の点において顎の先端に向かって連続し、美的特徴の前記基準に従うように選択され、ここにおいて、この点の検出は、Ｃ４に従って、または湾曲測度を用いて行われる、Ｃ１から４のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ６］
さらに別の好ましい実施形態では、ステップ（Ｓ２．２）の前記厚さプロフィルは、前記ガイド曲線（４）上の各点について、前記下顎管（２）のそれぞれの直径に比例して適応される局所厚さ（Ｄ）を決定することにより得られる、Ｃ１から５のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ７］
得られる前記ＲＰＶ（１）が湾曲した断面ビューに対応するような小さい厚さ（Ｄ）を有する一定の厚さプロフィルが選択される、Ｃ１から６のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ８］
前記位置確認ステップ（Ｓ１）は、以下のサブステップ：
（Ｓ１．１）事前知識の利用、
（Ｓ１．２）入力手段を用いた臨床医による手作業の位置確認、
（Ｓ１．３）前記ＤＶＴボリュームの自動画像処理、
（Ｓ１．４）訓練済み機械学習方法の利用、
のうちの少なくとも１つを備える、Ｃ１から７のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ９］
前記下顎管（２）に最適化された前記ＲＰＶ（１）の前記投影領域（３）は、前記ＤＶＴボリューム内でのポストナビゲーションのための開始点として役立ち、下顎管に特有のワークフローを容易にする、Ｃ１から８のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ１０］
前記下顎管の位置確認の結果は、前記作成されたＲＰＶ（１）上に示される、Ｃ１から９のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ１１］
得られる前記ＲＰＶ（１）上で、前記位置確認された下顎管（２）が前記投影領域（３）の外部に位置する箇所がマーキングされる、Ｃ１から１０のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ１２］
訓練のための前記位置確認ステップ（Ｓ１．４）は、ＤＶＴボリュームと注釈のデータ対を有し、ここにおいて、前記注釈は、セグメンテーションマスク、確率分布、ヒートマップ、中心線、点群、三角グリッド、バウンディングボックスのうちの少なくとも１つを備える、Ｃ７に記載の方法。
［Ｃ１３］
コンピュータＤＶＴシステム（８）によって実行されたときに、前記コンピュータＤＶＴシステム（８）にＣ１から１２のいずれか一項の方法ステップを実行させるコンピュータ可読コードを備える、コンピュータプログラム。
［Ｃ１４］
Ｘ線デバイス（９）とＣ１３に記載のコンピュータプログラムを実行するように構成されたコンピューティングユニット（１５）とを備える、コンピュータＤＶＴシステム（８）。

【国際調査報告】