(57)【要約】本発明は、顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する頭部イメージ（Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｒｉｃ  Ｉｍａｇｅ）と、前記顔面矯正対象者の３次元顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する（ａ）ステップと、前記頭部イメージの骨格変化に応じて皮膚軟組織を変形させて、予測顔面イメージを画面上に出力する（ｂ）ステップとを含む顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムを提供する。本発明によれば、皮膚軟組織を支持する頭蓋骨や歯または補形物などの骨格変化に応じて前記皮膚軟組織の変化と予測顔面イメージをコンピュータや端末などの画面上に示すため、皮膚軟組織の変化を予測することができ、これを通じて顔面矯正術の施術の精度を高めることができ、施術計画づくりが正確かつ便利で、患者と医療従事者との間の円滑なコミュニケーションを向上させる。
2014513824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する頭部イメージ（Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｒｉｃ  Ｉｍａｇｅ）と、前記顔面矯正対象者の３次元顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する（ａ）ステップと、
前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形に応じた予測顔面イメージを画面上に出力する（ｂ）ステップとを含むことを特徴とする顔面補正イメージ提供方法。
【請求項２】
前記（ａ）ステップは、
前記顔面イメージと前記頭部イメージとの重畳のために、前記顔面イメージ上に設定される複数の第１整列点と、前記皮膚軟組織によって形成される前記頭部イメージの輪郭上に前記第１整列点に対応する位置に設定される第２整列点とを一致させて、前記顔面イメージと前記頭部イメージとを重畳させることを特徴とする請求項１に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項３】
前記（ａ）ステップは、
前記第１整列点と前記第２整列点が入力される（ａ１）ステップと、
前記頭部イメージが重畳した前記顔面イメージを前記画面に出力する（ａ２）ステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項４】
前記（ａ）ステップは、前記頭部イメージと前記顔面イメージとの大きさおよび方向を同一に調節する（ａ３）ステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項５】
前記第１整列点は、一対の顔面整列点を含み、前記第２整列点は、前記顔面整列点に対応する位置の一対の輪郭整列点を含み、前記顔面整列点によって形成される第１ベクトルと、前記輪郭整列点によって形成される第２ベクトルとの大きさおよび方向を一致させて、前記（ａ３）ステップを行うことを特徴とする請求項４に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項６】
前記（ａ）ステップは、前記第１整列点を前記第２整列点に一対一に対応させるために、前記（ａ１）ステップの前に、前記第１整列点にそれぞれ形成され、方向および長さの調節が可能な整合整列線を画面に出力する（ａ４）ステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項７】
前記（ａ）ステップは、前記顔面イメージに設定された整合基準線によって分割される前記顔面イメージの断面上に前記頭部イメージを重畳させて、前記整合イメージを生成することを特徴とする請求項２に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項８】
前記整合基準線は、前記顔面イメージを左右に二分する縦線であり、前記頭部イメージは、前記顔面矯正対象者の頭部を顔の正面と９０度をなす側面から撮影した側面イメージであることを特徴とする請求項７に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項９】
前記（ａ）ステップは、前記頭部イメージが前記画面上に出力されるように、頭部イメージによって分割された前記顔面イメージの一側部分を前記画面上に透明に出力することを特徴とする請求項１に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項１０】
前記（ｂ）ステップは、
前記頭部の骨格変化に対応して前記皮膚軟組織の変化を算出する（ｂ１）ステップと、
前記皮膚軟組織の変化に基づいて前記予測顔面イメージを画面上に出力する（ｂ２）ステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項１１】
前記皮膚軟組織の変化は、前記頭部の骨格変化は、歯列の移動および頭蓋骨の形状変化のうちの少なくともいずれか１つによって行われることを特徴とする請求項１０に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項１２】
前記（ｂ２）ステップは、前記予測顔面イメージ上に前記皮膚軟組織の変化を示すための等高線を選択的に出力することを特徴とする請求項１０に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項１３】
前記（ｂ）ステップは、前記予測顔面イメージのシミュレーションの前および後の姿を同時にまたは順次に画面上に出力することを特徴とする請求項１に記載の顔面補正イメージ提供方法。
【請求項１４】
顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する頭部イメージ（Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｒｉｃ  Ｉｍａｇｅ）と、前記顔面矯正対象者の３次元顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する整合モジュールと、
前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形に応じた予測顔面イメージを画面上に出力するイメージ出力モジュールとを含むことを特徴とする顔面補正イメージ提供システム。
【請求項１５】
顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する２次元頭部イメージを取得する第１イメージ取得ユニットと、
前記顔面矯正対象者の顔面を撮影して３次元顔面イメージを取得する第２イメージ取得ユニットと、
前記頭部イメージと前記３次元顔面イメージを受信して格納するイメージ格納モジュールと、
前記イメージ格納モジュールに格納された前記頭部イメージと、前記顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する整合モジュールと、
前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形に応じた予測顔面イメージを画面上に出力するイメージ出力モジュールとを含んで構成されることを特徴とする顔面補正イメージ提供コンピュータシステム。
【請求項１６】
コンピュータを、
顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する頭部イメージと、前記顔面矯正対象者の３次元顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する整合手段と、
前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形に応じた予測顔面イメージを画面上に出力するイメージ出力手段として機能させるための顔面補正イメージ提供プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムに関するものであって、より詳細には、外科的整形手術や歯科矯正などのような顔面矯正術を利用して顔面補正を行う前に顔面形態の変化を予め示し、施術計画を立てるための顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現代の人々にとって、顔立ち、特に顔の印象は、就職や入学などの面接の際にその人を判断する一つの基準として作用し、対人関係においても大きな比重を占めるなど、社会生活に極めて重要な要素として作用する。そのため、整形手術、特に外科的な顔整形手術などの顔面矯正術が盛んに行われている。
【０００３】
最近は、前記顔面矯正術を行う前に顔面矯正後の姿を予め予測して示す仮想シミュレーションプログラムが開発され、整形外科などの病院医療従事者に普及されているが、病院側は、整形相談の過程で前記仮想シミュレーションプログラムを用いて顔面矯正の方向を設定し、顔面矯正後の姿を予め示し、施術計画を立てる。
【０００４】
しかし、上述した仮想シミュレーションプログラムは、整形対象者の顔を撮った２次元イメージをモニタ画面に浮かべて、前記顔の２次元イメージを変形させながら顔面矯正後の姿を予め示すが、この方法は、手術後の実際の姿と差があるだけでなく、実際の手術には骨組織の形状を補正する施術が施されるため、手術計画および方法づくりに困難がある。
【０００５】
一方、前記顔面矯正術の他の例として、上述した整形手術のほか、不正歯列を改善する歯列矯正術と、しゃくれた顎や短い顎を改善するために顎骨に対する外科的手術を行う顎矯正手術などのような歯科矯正術がある。
【０００６】
つまり、前記歯科矯正術は、不正歯列を良くする施術、例えば、単に歪んだ歯を整える狭義の歯列矯正術を含む概念であり、成長過程で発生し得る様々な骨格的不調和を治して正常な機能を発揮できるようにして健康な口腔組織に寄与し、ひいては、顔のラインを綺麗にして美しい顔イメージを作ることができる。
【０００７】
前記歯列矯正術（Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）は、歯列の移動を通じて不正咬合などの不正歯列を改善する施術法であり、前記顎矯正手術は、顎骨に対する外科的手術を行って骨格的改善を与える。
【０００８】
上述のように、前記歯列矯正術や顎矯正手術によっても顔面の姿が大きく変化し得るため、前記歯科矯正術を行う前に顔面の変化を精度高く予め予測してそれに伴う適切な施術が行われるのが良いが、患者の外観の変化を予め予測して精度の高い状態で示しにくく、単に２次元顔イメージを施術者の経験則に基づいて変化させて顔ラインの変化を予測する程度にとどまるため、歯科矯正が完了した後の実際の姿と差があるだけでなく、矯正計画および方法づくりに困難がある。
【０００９】
そこで、本発明者らは、顔の皮膚軟組織を支持する骨格の変化に応じて皮膚軟組織を変形させて顔面の外観の変化を予め予測し、精度の高い状態で示すことができる顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムを開発するに至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、皮膚軟組織を支持する頭部の骨格変化に応じた皮膚軟組織の変形に基づいて顔面の外観イメージの変化を予め示すことができる顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムを提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の他の目的は、顔面の外観イメージと頭蓋骨イメージとの重畳を正確かつ容易に行うことができる顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を解決するために、本発明は、顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する頭部イメージ（Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｒｉｃ  Ｉｍａｇｅ）と、前記顔面矯正対象者の３次元顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する（ａ）ステップと、前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形に応じた予測顔面イメージを画面上に出力する（ｂ）ステップとを含む顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムを提供する。本発明において、前記（ｂ）ステップは、前記頭部イメージの骨格変化に応じて皮膚軟組織を変形させて、予測顔面イメージを画面上に出力するステップである。
【００１３】
前記（ａ）ステップは、前記顔面イメージと前記頭部イメージとの重畳のために、前記顔面イメージ上に設定される複数の第１整列点と、皮膚軟組織によって形成される前記頭部イメージの輪郭上に前記第１整列点に対応する位置に設定される第２整列点とを一致させて、前記顔面イメージと前記頭部イメージとを重畳させる。
【００１４】
ここで、前記（ａ）ステップは、前記第１整列点と前記第２整列点が入力される（ａ１）ステップと、前記頭部イメージが重畳した前記顔面イメージを前記画面に出力する（ａ２）ステップとを含むことができる。
【００１５】
前記（ａ）ステップは、前記頭部イメージと前記顔面イメージとの大きさおよび方向を同一に調節する（ａ３）ステップをさらに含むことが好ましい。
ここで、前記第１整列点は、一対の顔面整列点を含み、前記第２整列点は、前記顔面整列点に対応する位置の一対の輪郭整列点を含み、前記顔面整列点によって形成される第１ベクトルと、前記輪郭整列点によって形成される第２ベクトルとの大きさおよび方向を一致させて、前記（ａ３）ステップが行われる。
【００１６】
そして、前記（ａ）ステップは、前記第１整列点を前記第２整列点に一対一に対応させるために、前記（ａ１）ステップの前に、前記第１整列点にそれぞれ形成され、方向および長さの調節が可能な整合整列線を画面に出力する（ａ４）ステップをさらに含むこともできる。
【００１７】
前記（ａ）ステップは、前記顔面イメージに設定された整合基準線によって分割される前記顔面イメージの断面上に前記頭部イメージを重畳させて、前記整合イメージを生成する。
【００１８】
ここで、前記整合基準線は、前記顔面イメージを左右に二分する縦線であり、前記頭部イメージは、前記顔面矯正対象者の頭部を顔の正面と９０度をなす側面から撮影した側面イメージになるとよい。
【００１９】
そして、前記（ａ）ステップは、前記頭部イメージが前記画面上に出力されるように、頭部イメージによって分割された前記顔面イメージの一側部分を前記画面上に透明に出力することもできる。
【００２０】
前記（ｂ）ステップは、前記頭部の骨格変化に対応して前記皮膚軟組織の変化を算出する（ｂ１）ステップと、前記皮膚軟組織の変化に基づいて前記予測顔面イメージを画面上に出力する（ｂ２）ステップとを含む。
【００２１】
前記皮膚軟組織の変化は、前記頭部の骨格変化は、歯列の移動および頭蓋骨の形状変化のうちの少なくともいずれか１つによって行われる。
前記（ｂ２）ステップは、前記予測顔面イメージ上に前記皮膚軟組織の変化を示すための等高線を選択的に出力する。
【００２２】
前記（ｂ）ステップは、前記予測顔面イメージのシミュレーションの前および後の姿を同時にまたは順次に画面上に出力することもできる。
他の一形態として、本発明は、顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する頭部イメージと、前記顔面矯正対象者の３次元顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する整合モジュールと、前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形に応じた予測顔面イメージを画面上に出力するイメージ出力モジュールとを含む顔面補正イメージ提供システムを提供する。
【００２３】
さらに他の形態として、本発明は、顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する２次元頭部イメージを取得する第１イメージ取得ユニットと、前記顔面矯正対象者の顔面を撮影して３次元顔面イメージを取得する第２イメージ取得ユニットと、前記頭部イメージと前記３次元顔面イメージを受信して格納するイメージ格納モジュールと、前記イメージ格納モジュールに格納された前記頭部イメージと、前記顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する整合モジュールと、前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形に応じた予測顔面イメージを画面上に出力するイメージ出力モジュールとを含んで構成される顔面補正イメージ提供コンピュータシステムを提供する。
【００２４】
さらに他の形態として、本発明は、コンピュータを、顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する頭部イメージと、前記顔面矯正対象者の３次元顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する整合手段と、前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形に応じた予測顔面イメージを画面上に出力するイメージ出力手段として機能させるための顔面補正イメージ提供プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明にかかる顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムによれば、次のような効果がある。
第一、本発明によれば、皮膚軟組織を支持する頭蓋骨や歯または補形物などの骨格変化に応じて、前記皮膚軟組織の変化と予測顔面イメージをコンピュータや端末などの画面上に示すため、皮膚軟組織の変化を予測することができ、これを通じて顔面矯正術の施術の精度を高めることができ、施術計画づくりが正確かつ便利で、患者と医療従事者との間の円滑なコミュニケーションを向上させる。
【００２６】
第二、本発明によれば、頭部イメージと顔面イメージとの整合が便利かつ正確な大きさおよび比率で整合されたイメージを活用して、施術後の予測顔面イメージを立体的に出力することができるため、施術後の姿の予測に対する精度が向上する。
【００２７】
第三、本発明によれば、顔面矯正対象者が施術前後の姿をすべて１つの画面で同時にまたは順次に見ることができるため、施術前後の姿を比較判断して正確な施術計画を立てることができる。
【００２８】
第四、本発明によれば、変化する骨格によって直接支持される皮膚軟組織およびその周辺部位の変化を立体的に見ることができるため、予測顔面イメージの精度が向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかる顔面補正イメージ提供方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２】本発明にかかる顔面補正イメージ提供システムの一実施形態を示す構成ブロック図である。
【図３】ディスプレイウィンドウ（画面）に３次元顔面イメージの正面が出力された状態をキャプチャした画面である。
【図４】ディスプレイウィンドウに顔面イメージを左右に二分する整列基準線が設定され、特徴点が表示された状態をキャプチャした画面である。
【図５】ディスプレイウィンドウに整列基準線に沿ったプロファイルが表示された３次元顔面イメージをキャプチャした画面である。
【図６】ディスプレイウィンドウに頭部イメージの一例である側面頭部イメージが出力された状態をキャプチャした画面である。
【図７】ディスプレイウィンドウに指標点および指標曲線の表示された頭部イメージが出力された状態をキャプチャした画面である。
【図８】ディスプレイウィンドウに頭部イメージの一例である正面頭部イメージが出力された状態をキャプチャした画面である。
【図９】頭部イメージと３次元顔面イメージとの重畳のために、ディスプレイウィンドウに頭部イメージと３次元顔面イメージが同時に出力された状態をキャプチャした画面である。
【図１０】頭部イメージと３次元顔面イメージとの対応点を設定する過程をキャプチャした画面である。
【図１１】頭部イメージと３次元顔面イメージとの大きさおよび方向を調節する過程をキャプチャした画面である。
【図１２】プロファイルラインを除いた３次元顔面イメージが透明に処理された整合イメージがディスプレイウィンドウに出力された状態をキャプチャした画面である。
【図１３】整合イメージの傾き角度を設定する過程をキャプチャした画面である。
【図１４】整合イメージの一例として半切断整合イメージがディスプレイウィンドウに出力された状態をキャプチャした画面である。
【図１５】整合イメージを用いた予測顔面イメージの生成のためのシミュレーション過程をキャプチャした画面である。
【図１６】皮膚軟組織の変化比率を手動で入力できるように、ディスプレイウィンドウに入力ウィンドウが出力された状態をキャプチャした画面である。
【図１７】顎のプロファイルラインを矯正する過程をキャプチャした画面である。
【図１８】正面頭部イメージと側面頭部イメージとが重畳した状態をキャプチャした画面である。
【図１９】施術を行う前後の顔側面の姿がディスプレイウィンドウに表示された状態をキャプチャした画面である。
【図２０】予測顔面イメージに等高線が表示された状態をキャプチャした画面である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の目的が具体的に実現できる本発明の好ましい実施形態を、添付した図面を参照して説明する。本実施形態を説明するにあたり、同一構成については同一名称および同一符号が用いられ、これによる付加的な説明は下記で省略される。
【００３１】
まず、図１および図２を参照して、本発明にかかる顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムに対する一実施形態を説明する。
図１を参照すれば、本発明にかかる顔面補正イメージ提供方法は、顔面矯正対象者の頭部イメージ（Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｒｉｃ  Ｉｍａｇｅ）と、３次元顔面イメージとを重畳（Ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）させて、整合イメージを生成する（ａ）ステップＳ１２０（整合イメージ生成ステップ）と、顔面矯正施術前に予め予測イメージを示す予測顔面イメージ出力ステップの（ｂ）ステップＳ１３０とを含む。
【００３２】
次に、図２を参照すれば、本発明にかかる顔面補正イメージ提供装置は、顔面補正イメージの処理を制御する制御部１１０と、前記顔面矯正対象者の頭部イメージと、３次元顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する整合モジュール１２０と、顔面矯正施術前に予め予測イメージ（予測顔面イメージ）を示すなど、各種のイメージを画面上に出力するイメージ出力モジュール１３０とを含む。
【００３３】
前記顔面補正イメージ提供装置の一例として、顔面補正イメージ提供システム、例えばワークステーション（Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）に前記頭部イメージを取得する第１イメージ取得ユニット２１０と、前記顔面イメージを取得する第２イメージ取得ユニット２２０とが具備されることによって、顔面補正イメージ提供コンピュータシステムが実現されてもよい。
【００３４】
前記第１イメージ取得ユニット２１０は、前記顔面矯正対象者の頭部を撮影して２次元イメージを取得し、前記第２イメージ取得ユニット２２０は、前記顔面矯正対象者の顔面を撮影、より詳細には、スキャニング（Ｓｃａｎｎｉｎｇ）して３次元顔面イメージを取得する。
【００３５】
前記第１イメージ取得ユニット２１０と前記第２イメージ取得ユニット２２０は、相互別途に分離された形態で具備され、前記顔面補正イメージ提供方法の実現のためのプログラムを実行するコンピュータに接続されてもよく、１つの本体を有する装置で構成され、複合イメージ撮影装置として前記コンピュータに接続されてもよい。
【００３６】
ここで、前記第１イメージ取得ユニット２１０は、Ｘ線（Ｘ−Ｒａｙ）撮影法で前記頭部イメージを取得することもでき、前記頭部イメージは、骨組織のイメージ（頭蓋骨イメージと歯イメージ）を有し、Ｘ線の吸収差によって、顔の皮膚軟組織は、前記骨組織イメージの表面に骨組織に比べて透明な輪郭を形成することができる。
【００３７】
前記整合モジュール１２０、すなわち整合部は、データ格納部１４０のイメージ格納モジュール１４１に格納された前記頭部イメージと、前記顔面イメージとを重畳させて、前記整合イメージを生成し、前記イメージ格納モジュール１４１は、前記第１イメージ取得ユニット２１０および前記第２イメージ取得ユニット２２０から頭部イメージと顔面イメージを受信して格納し、前記整合イメージや予測顔面イメージなどの多様なイメージも格納することができる。
【００３８】
前記イメージ出力モジュール１３０は、前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形に応じた予測顔面イメージを画面上に出力するが、より具体的には、前記頭部イメージの骨格変化に応じて皮膚軟組織を変形させた予測顔面イメージを画面上に出力する。そして、前記イメージ出力モジュール１３０は、前記頭部イメージや顔面イメージや整合イメージや予測顔面イメージなどのようなステップ毎イメージをコンピュータ画面その他端末の画面上にシミュレーションステップ毎に出力する。
【００３９】
前記整合モジュール１２０は、前記イメージ出力モジュール１２０および前記イメージ格納モジュール１４１と共に、前記コンピュータを、整合手段と、イメージ生成／出力手段と、イメージ格納手段として機能させる。そして、前記画面上には、インタフェース出力モジュール１５０によって前記顔面補正イメージの生成のためのユーザインタフェースが出力されて表示され、前記制御部１１０は、前記顔面補正イメージの処理のために前記モジュールを制御する。
【００４０】
一方、前記（ａ）ステップＳ１２０、すなわち整合イメージ生成ステップは、前記顔面イメージ上に設定される複数の第１整列点（図１０および図１１参照）と、前記頭部イメージの輪郭上に前記第１整列点に対応する位置に設定される第２整列点（図１０および図１１参照）とを一致させて、前記顔面イメージと前記頭部イメージとを重畳させる。
【００４１】
前記第１整列点は、前記顔面イメージと前記頭部イメージとの重畳のために前記顔面イメージ上に設定され、前記第２整列点は、前記皮膚軟組織によって前記頭部イメージの枠を形成する頭部輪郭上に前記第１整列点に対応する位置に設定される。
【００４２】
すなわち、前記第１整列点と前記第２整列点は、前記顔面の同一部分に位置するように設定され、例えば、前記第１整列点が前記顔面イメージの鼻先および顎先に設定される場合に、前記第２整列点も前記頭部イメージの鼻先および顎先に設定される。
【００４３】
したがって、前記（ａ）ステップＳ１２０は、前記第１整列点と前記第２整列点が入力される（ａ１）ステップＳ１１０（整列点入力ステップ）と、前記頭部イメージが重畳した前記顔面イメージ、すなわち前記整合イメージを生成して、前記画面に出力する（ａ２）ステップＳ１２０（整合イメージ出力ステップ）とを含むことができる。
【００４４】
この時、前記頭部イメージと前記顔面イメージは、大きさおよび方向が異なり得るため、前記（ａ）ステップＳ１２０は、前記頭部イメージと前記顔面イメージとの大きさおよび方向を同一に調節する（ａ３）ステップＳ１３０（イメージ調節ステップ）をさらに含むことが好ましい。
【００４５】
より詳細に説明すれば、前記第１整列点は、一対の顔面整列点、例えば、前記顔面イメージ上の鼻先点（第１鼻先点）および顎先点（第１顎先点）を含み、前記第２整列点は、前記顔面整列点に対応する位置、すなわち顔面の同一位置に設定される一対の輪郭整列点、例えば、前記頭部イメージ上の鼻先点（第２鼻先点）および顎先点（第２顎先点）を含む。
【００４６】
そして、前記顔面整列点によって形成される第１ベクトルと、前記輪郭整列点によって形成される第２ベクトルとの大きさおよび方向を一致させて、前記（ａ３）ステップＳ１３０が行われる。
【００４７】
前記（ａ）ステップＳ１２０は、前記第１整列点を前記第２整列点に一対一に対応させるために、前記（ａ１）ステップＳ１１０の前に、前記第１整列点にそれぞれ形成され、方向および長さの調節が可能な整合整列線（図１０および図１１参照）を画面に出力する（ａ４）ステップＳ１４０をさらに含むこともできる。
【００４８】
したがって、使用者がマウスなどのＵＩ（Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いて前記整合整列線の端点をクリック（Ｃｌｉｃｋ）した状態でドラッグ（Ｄｒａｇ）して前記第２整列点に一致させると、前記整合モジュール１２０が前記頭部イメージおよび顔面イメージのうちの少なくともいずれか１つを移動させて、前記頭部イメージと顔面イメージとが正確に重畳できる。
【００４９】
本実施形態において、前記（ａ）ステップＳ１２０は、前記顔面イメージに設定された整合基準線（図２および図３参照）によって分割される前記顔面イメージの断面上に前記頭部イメージを重畳させて、前記整合イメージを生成する。
【００５０】
ここで、前記整合基準線は、前記顔面イメージを左右に二分する縦線であり、前記頭部イメージは、前記顔面矯正対象者の頭部を顔の正面と９０度をなす側面から撮影した側面頭部イメージになるとよい。
【００５１】
そして、前記（ａ）ステップＳ１２０、特に前記整合イメージ出力ステップの（ａ２）ステップＳ１２０は、前記頭部イメージが前記画面上に出力されるように、頭部イメージによって両側に分割された前記顔面イメージの両側部分のうちの一側部分を前記画面上に透明に出力することもできる。
【００５２】
次に、前記（ｂ）ステップＳ１３０、すなわち予測イメージ出力ステップは、前記整合イメージの皮膚軟組織を、変形によって実現される予測顔面イメージを画面上に出力するステップで、より詳細には、前記頭部イメージの骨格変化に応じて皮膚軟組織を変形させて、予測顔面イメージを画面上に出力するステップである。
【００５３】
本実施形態において、前記（ｂ）ステップＳ１３０は、前記頭部の骨格変化に対応して前記皮膚軟組織の変化を算出する（ｂ１）ステップＳ２１０と、前記皮膚軟組織の変化に基づいて前記予測顔面イメージを画面上に出力する（ｂ２）ステップＳ２２０とを含む。
【００５４】
ここで、前記頭部の骨格変化は、歯列の移動および頭蓋骨、例えば顎骨（上顎、下顎）や頬骨や額骨などの形状変化のうちの少なくともいずれか１つをいい、ひいては、顔面に移植して皮膚軟組織を支える補形物（例えば、鼻手術補形物）によって行われてもよい。そして、前記（ｂ２）ステップＳ２２０は、前記予測顔面イメージ上に前記皮膚軟組織の変化を示すための等高線を選択的に出力する。
【００５５】
そして、本発明にかかる顔面補正イメージ提供方法において、前記（ｂ）ステップＳ１３０は、使用者および／または患者が前記予測顔面イメージのシミュレーションの前および後の姿を比較することができるように、シミュレーションの前および後の姿を同時にまたは順次に画面上に出力することもできる。
【００５６】
以下、本発明にかかる顔面補正イメージ提供方法を行うための具体的なステップを順次により詳細に説明する。
１．３次元顔面イメージ
第１ステップでは、３次元スキャナによって取得した３Ｄ顔モデル、すなわち前記３次元顔面イメージを画面上に呼び出し、上述した整合基準線の設定などのようなステップが行われる。
【００５７】
図３を参照すれば、使用者が前記インタフェース出力モジュール１５０によって画面上に表示されるユーザインタフェースの中で顔面イメージローディングのためのボタン（Ｌｏａｄ  Ｆａｃｅ）を押した後、イメージデータボックスから所望する形態の３次元顔面イメージデータを選択すると、前記イメージ出力モジュール１３０によってコンピュータ画面に３次元顔モデル、すなわち顔面イメージが出力される。
【００５８】
そして、前記整合基準線を設定するために、顔面イメージをズーム機能を利用して拡大／縮小し、回転機能を利用して顔面イメージを回転させることができる。このために、前記インタフェース出力モジュール１５０は、前記画面の一側に回転バーとズームバーおよび基準線設定（Ｌｉｎｅ）トラックバーを出力し、これによって、顔面イメージの拡大／縮小、Ｚ軸回転（Ｒｏｔａｔｅ  Ｚ）、Ｙ軸回転（Ｒｏｔａｔｅ  Ｙ）、整合基準線の設定を調節する。前記Ｒｏｔａｔｅ  Ｚトラックバーは、前記顔面イメージをＺ軸（画面の横軸または縦軸）を中心に回転させ、前記Ｒｏｔａｔｅ  Ｙトラックバーは、前記顔面イメージをＹ軸（画面の縦軸または横軸、Ｚ軸に直交）を中心に回転させる。そして、Ｌｉｎｅトラックバーは、青色線（整合基準線）を左右に移動させる。
【００５９】
一方、使用者が画面上の初期化（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ）ボタンを押すと、前記顔面イメージの拡大比率と回転および整合基準線の位置が初期化される。
図４および図５を参照すれば、前記整合基準線が設定された後、固定（Ｆｉｘ）ボタンを押すと、２次元上の整合基準線が３次元顔面イメージに投影されて、前記イメージ出力モジュール１３０がプロファイル（Ｐｒｏｆｉｌｅ）ライン（例えば赤色ライン）を自動的に出力し、前記プロファイルラインの生成と同時にまたは順次に鼻先点、顎先点、唇の両端点などのような顔の特徴点が面上に小さい点で自動的に表示される。もちろん、前記特徴点の位置は、使用者によって手動で指定されたり補正されてもよい。前記顔面イメージから特徴点を検出する原理は、例えば、次の通りである。
【００６０】
前記３Ｄ顔モデル、すなわち３次元顔面イメージは、一般的に、メッシュ（Ｍｅｓｈ）およびテクスチャ（Ｔｅｘｔｕｒｅ）イメージからなるが、特徴点を自動的に抽出するために、前記制御部１１０は、これらメッシュの幾何学的情報とテクスチャのイメージ情報を分析する。例えば、前記鼻先点（Ｐｒｏｎａｓａｌｅ）は、プロファイルライン上で顔から最も突出した点を探すことによって検出され、唇の両端点（Ｃｈｅｉｌｉｏｎ）は、テクスチャイメージの色分布（肌色および唇色領域）を分析して唇領域を求めた後、前記唇領域の両端部分を探すことによって検出され、前記顎先点は、顔の輪郭線と前記プロファイルラインとが会う点である顔の下端点を探すことによって検出されるとよい。前記特徴点の抽出理由は次の通りである。
【００６１】
前記特徴点は、患者の顔状態を分析するのに使用できる。より具体的に説明すれば、前記特徴点を結んで線を生成することによって、顔の特定部位（例えば、唇の幅と上下唇の咬合角度など）に対する長さや角度などを検出し、予め設定された平均値と比較して患者の顔状態を分析し診断するのに使用できる。
【００６２】
そして、前記特徴点は、３次元顔面イメージと頭部イメージとの整合基準点、すなわち整列点として使用できる。例えば、３Ｄ顔モデル上の２つの特徴点、例えば、鼻先点（Ｐｒｏｎａｓａｌｅ）および顎先点（Ｓｏｆｔ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｇｎａｔｈｉｏｎ）が３次元顔面イメージと頭部イメージとの整合基準点として使用できる。
【００６３】
また、３次元顔面イメージの上下の傾きを調節するための目的で、鼻−顎ライン（Ｎｏｓｅ−Ｃｈｉｎ  Ｌｉｎｅ）、すなわち後述する傾き線を設定するのに用いられ、前記傾き線は、前記鼻先点（Ｐｒｏｎａｓａｌｅ）および顎先点、特に顎先の最前方点（Ｓｏｆｔ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｐｏｇｏｎｉｏｎ）を結ぶことによって生成される。前記特徴点は、画面上の仮想座標を基準として前記データファイル１４０やデータベースに座標値の形態で格納され、前記座標値の計算を通じて顔の特定部位に対する長さや角度が算出可能である。
【００６４】
そして、使用者がマウスを操作すると、前記イメージ出力モジュール１３０が画面の顔面イメージを回転させて、図５のように、前記３次元顔面イメージ上に前記プロファイルラインが形成されたことを確認することができ、選択によって前記３次元顔面イメージに前記特徴点の名称が表示されてもよい。ここで、前記顔面イメージの色、明るさ、コントラストなどが調節されると、前記顔面イメージの顔のトーンが調節されて出力される。
【００６５】
２．頭部イメージ
前記３次元顔面イメージ作業の前のステップまたは次のステップでは、前記イメージ出力モジュールによって頭部イメージが画面上にローディングされ、前記頭部イメージ上に指標点（Ｌａｎｄｍａｒｋ  Ｐｏｉｎｔ）を画面上に出力するステップが行われる。
【００６６】
図６および図７には、頭部イメージの一例である側面頭部イメージ（Ｌａｔｅｒａｌ  Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｔｒｉｃ  Ｘ−Ｒａｙ  Ｉｍａｇｅ）が画面に出力されたもので、前記側面頭部イメージは、顔の正面に対して９０度の角度で側面から撮影されたＸ線イメージである。前記頭部イメージが画面上にローディングされると、コントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）および明るさ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）値を調節することができ、インバート（Ｉｎｖｅｒｔ）チェックボックスが選択されると、白黒反転したイメージが出力されてもよい。
【００６７】
使用者が手動で前記頭部イメージの所定の地点をマウスでクリックすると、前記イメージ出力モジュールがその地点に形成される所定の形状、例えば青色の十字マーク形状の指標点を画面上に出力するが、前記指標点が自動的に設定されて表示されてもよい。そして、前記指標点は移動および削除が可能である。
【００６８】
前記指標点の座標値は、前記特徴点の座標値と共に、前記データファイル１４０やデータベースに格納される。
一方、前記指標点のうちの一部によって前記頭部イメージの特定部分にその部分の模型が自動的に現れてもよい。例えば、歯に指標点の位置が指定されると同時に、その部分に相当する歯模型が自動的に頭部イメージに表示される。
【００６９】
より詳細に説明すれば、例えば上顎前歯の場合、使用者が２つの指標点、例えば、前記頭部イメージ上に表示される上顎前歯の歯根尖と歯冠先に前記指標点をそれぞれ設定すると、これらの点を結ぶ予め設定された形状の上顎前歯模型（例えば上顎前歯形状の輪郭ライン）が前記歯根尖と歯冠先の距離および角度を基に大きさ、位置、回転値が変換され、前記頭部イメージの上顎前歯に重畳して表示される。
【００７０】
そして、前記指標点が滑らかにつながるように、マウスを用いて手動で前記指標点の間に多数の補助点が設定されると、前記補助点を通りながら前記指標点が滑らかにつながる指標曲線（Ｌａｎｄｍａｒｋ  Ｌｉｎｅ）が画面上に出力される。
【００７１】
前記指標点の座標は、前記データファイル１４０やデータベースその他メモリ部などのデータ格納部に格納され、前記インタフェース出力モジュール１５０によって画面右側に表示されるツールボックスから初期化ボタン（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅボタン）を押すと、これまで指定した指標点および指標曲線がすべて消え、初期状態で再び作業を行うことができる。
【００７２】
前記指標点と指標曲線が形成されることによって、患者の頭部に対する分析が行われ、前記指標曲線は、上顎（Ｍａｘｉｌｌａ）と下顎（Ｍａｎｄｉｂｌｅ）などの位置および形状を大まかに示し、上顎と下顎の位置を移動したり一部領域を切断することによって、手術シミュレーションを行うことができる。そして、前記指標点を直接結ぶか、指標点から延びる補助線を生成することによって、上顎や下顎または顎線などのような多様な部位の形状と特定地点間の長さおよび角度を検出することができ、これらのデータを予め設定された平均値と比較する分析作業を通じて患者の状態を診断／分析することができる。
【００７３】
一方、図８は、前記頭部イメージの他の例である正面頭部イメージで、顔を正面から撮影したＸ線イメージである。前記正面頭部イメージにおいても、上述した指標点と指標曲線の生成および出力ステップが行われるとよいし、例えば、顔面矯正を行う部位が下顎の左右側顎線の場合に、顔面補正手術シミュレーションを行うために前記正面頭部イメージが利用されてもよい。
【００７４】
３．整合イメージの生成（Ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）
図９ないし図１３を参照すれば、本発明の一過程として、前記３次元顔面イメージと前記頭部イメージとを３次元座標上で重畳させ、画面上に正しく整列するステップが、前記整合モジュール１２０によって行われる。
【００７５】
前記顔面イメージは、３次元空間上の立体的なオブジェクトであり、前記頭部イメージは、２次元平面上のオブジェクトである。これら２つのイメージを共通の３次元座標空間上で重畳させるために、前記３次元顔面イメージのプロファイルラインを通りながら顔を左右対称となるように二分する平面上に前記頭部イメージ、例えば前述した側面頭部イメージが置かれるように、前記顔面イメージと前記頭部イメージとが重畳する。
【００７６】
図９の画面は、上述した方式で３次元顔面イメージと頭部イメージが共通の３次元座標空間の画面上に同時に出力された状態である。画面右側のツールボックスから下記それぞれのインタフェースツールを用いると、画面が調整可能である。
【００７７】
（１）Ｏｐａｃｉｔｙ１：３次元顔面イメージ全体の透明度を調節する。
（２）Ｏｐａｃｉｔｙ２：中心平面によって二分された３次元顔面イメージの２つの部分のうち、使用者の目から遠い側の透明度を調節する。
【００７８】
（３）Ｃｏｎｔｒａｓｔ：頭部イメージのコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）値を調節する。
（４）Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ：頭部イメージの明るさ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）値を調節する。
【００７９】
（５）Ｉｎｖｅｒｔ：頭部イメージの白黒反転を行う。
図１０および図１１を参照すれば、共通の３次元座標空間の画面に出力された前記３次元顔面イメージと頭部イメージは、その大きさおよび位置が全く合わず、回転値（側面からみた時、頭を下げた程度。以降、顔の傾きともいう）も異なり得る。
【００８０】
前記３次元顔面イメージと頭部イメージとの大きさと位置および回転値を一致させるためには、２つのイメージのうちのいずれか一方の大きさ、位置および回転値（Ｓｃａｌｅ、Ｒｏｔａｔｅ、Ｔｒａｎｓｌａｔｅと、以下、ＳＲＴ値）が調節されなければならない。本実施形態では、前記３次元顔面イメージを基準として前記頭部イメージの大きさと位置および回転値を変更する方式を開示するが、これに限定されるものではない。
【００８１】
前記顔面イメージと頭部イメージとの相互重畳に対する精度を高めるために、本実施形態では、前記３次元顔面イメージと頭部イメージに対して複数の対応点、例えば二対の対応点を設定し、これらをマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）させる方法を開示する。
【００８２】
前記対応点は、前記顔面イメージ上に設定される複数の第１整列点と、前記頭部イメージ上に設定される複数の第２整列点とを含む。ここで、前記第２整列点は、図１０および図１１に示されるように、前記頭部イメージが前記側面頭部イメージの場合に、皮膚軟組織によって形成される前記側面頭部イメージの枠、すなわち輪郭ライン上に位置し、前記第１整列点に対応する位置に設定される。
【００８３】
つまり、前記第１整列点と前記第２整列点は、前記顔面イメージおよび頭部イメージにおいて前記顔の同一地点に設定されるが、本実施形態では、前記第１整列点として一対の顔面整列点と、前記第２整列点として一対の輪郭整列点とが開示される。
【００８４】
より具体的に説明すれば、本実施形態では、二対の対応点として、前記顔面イメージと頭部イメージそれぞれの鼻先点および顎先点を選択した。前記３次元顔面イメージの鼻先点および顎先点が前記顔面整列点となり、前記頭部イメージの鼻先点および顎先点が前記輪郭整列点となるようにしたが、これに限定されるものではなく、人中点や両眉間点などの他の部分が前記整列点として設定されてもよい。前記第２整列点、すなわち前記鼻先点および顎先点の座標値は、前記データファイルやデータベースなどのデータ格納部１４０に格納される。
【００８５】
そして、前記鼻先点および顎先点の座標値を用いて前記３次元顔面イメージの鼻先点および顎先点を結ぶ第１ベクトルを生成し、前記頭部イメージの鼻先点および顎先点を結ぶ第２ベクトルを生成した後、前記第１ベクトルと第２ベクトルとの大きさおよび方向を一致させると、前記顔面イメージおよび頭部イメージの前記ＳＲＴ値が同一になる。
【００８６】
ここで、前記３次元顔面イメージの鼻先点および顎先点の位置は、上述した特徴点の抽出で設定されてもよいが、より詳細には、前記整合基準線上に位置する２つの特徴点、例えば、前記頭部イメージ上の鼻先および顎先の２つの位置に設定される。
【００８７】
本実施形態では、前記３次元顔面イメージ上の鼻先および顎先にＸ表示で整列点が表示され、前記整列点からそれぞれ突出して延長形成される整合整列線が画面上に表示されてもよいし、前記整合整列線の端には別の色（例えば赤色）のＸ表示が整合点としてそれぞれ表示される。前記整合整列線は、方向および長さの調節が可能であり、このため、使用者が前記整合点をそれぞれマウスでクリック／ドラッグすると、前記整合線の長さおよび方向が変化し、前記頭部イメージ上の鼻先点および顎先点にそれぞれ前記整合整列線の整合点を位置させると、２つのイメージの整合位置基準が設定される。ここで、前記整合整列線は、使用者が直観的に理解しやすいようにするためであり、実際には二対の対応点の位置を探すだけでも２つのイメージの整合位置基準の設定が可能である。
【００８８】
上述のように相互対応する鼻先点および顎先点を正確に結んだ後、画面上の整合ボタン（Ｍａｔｃｈボタン）を押すと、前記頭部イメージの大きさ、位置、回転値が前記顔面イメージに合わせて変化し、前記頭部イメージと前記３次元顔面イメージとが正確に重畳する。
【００８９】
一方、前記顔面イメージにおいて前記プロファイルラインを除いた残りの部分が透明に処理され、図１３のように、前記頭部イメージと前記プロファイルラインだけが残った整合イメージが画面上に選択的に出力されてもよいし、このため、前記顔面イメージと前記頭部イメージとの重畳精度を判別するのにより便利である。これは、上述したＯｐａｃｉｔｙ１トラックバーが調節されることによって、前記イメージ出力モジュール１３０によって出力される。
【００９０】
そして、図１３に示されるように、前記イメージ出力モジュールは、鼻先点および顎先点を結ぶ傾き線を画面上に出力することもでき、前記傾き線と真の垂線とのなす角度（Ｔｒｕｅ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ａｎｇｌｅと、ＴＶＬ角度）が表示される。本実施形態において、前記真の垂線は、画面の垂直縦線に平行な方向の仮想線として仮定し、前記ＴＶＬ角度を調整して顔の傾きを調節することができる。
【００９１】
４．予測顔面イメージの出力
図１４を参照すれば、前記３次元顔面イメージのプロファイルラインに沿って重畳した前記頭部イメージによって前記３次元顔面イメージが正確に切断された整合イメージ、すなわち半切断型整合イメージを見ることができる。これによって、２次元の頭部イメージと３次元の顔面イメージとの重畳で顔内部の骨格構造が立体的に見えるような効果を得ることができる。
【００９２】
このために、透明度調節手段（Ｏｐａｃｉｔｙトラックバー）を用いると、前記頭部イメージによって二分された３次元顔面イメージの右側半分部分の透明度が調節できる。前記半切断型整合イメージは、使用者の操作によって所望する方向に回転して出力されるとよいし、前記イメージ出力モジュール１３０は、図１４のように、前記半切断型整合イメージを使用者が所望する方向に画面上に出力する。
【００９３】
そして、前記イメージ出力モジュール１３０は、前記（ｂ）ステップ、すなわち予測顔面イメージ出力ステップＳ１３０において、前記頭部の骨格変化に対応して前記皮膚軟組織の変化を算出し、前記皮膚軟組織の変化に基づいて前記予測顔面イメージを画面上に出力する。
【００９４】
もちろん、逆に前記皮膚軟組織を変化させると、前記頭部の骨格変化（骨組織の変化）が伴われ、前記画面上に予測顔面イメージが出力されてもよい。これは、前記頭部の骨格変化に対応して皮膚軟組織の変化を算出する方法の逆方向の算出方法によって行われるとよいし、実現原理は同じである。
【００９５】
上述した骨格変化に応じた皮膚軟組織の変化の一例をより具体的に説明すれば、使用者が前記画面右側の歯（Ｔｅｅｔｈ）チェックボックスを選択すると、前記頭部イメージの指標点および指標曲線の設定過程で、前記頭部イメージの当該歯部分に重畳する歯模型が歯の枠を形成する輪郭ラインの形態で現れる。そして、前記整合イメージの頭部イメージ上で前記歯模型、例えば上下前歯模型の位置および方向をマウスを用いて変更すると、前記歯模型の変化に応じた皮膚軟組織（ｓｏｆｔ  ｔｉｓｓｕｅ）の変化が画面上に出力される。
【００９６】
例えば、使用者が上／下前歯模型の歯冠先に設定された指標点をマウスでクリックして前後に移動させると、前記前歯模型の位置変化に応じて上／下唇部位が自然に前後に移動する。一般的に、前記上／下唇部位の変形程度は、前歯モデルの端部分の移動量に比例する。この時、唇の最も突出した部位（唇の中央部）が最も多く変形し、唇の上下方向、そして両端方向に行くほど変形する程度が次第に減少する。すなわち、上顎前歯が動く場合に、これに連動して変化する軟組織変形領域（例えば唇部位）が予め設定され、前記軟組織変形領域内で部位毎変形率が設定されると、これを基準として顔面イメージの変形量が算出され、前記変形量を基に当該部位の皮膚軟組織が変化した顔面イメージが画面上に出力される。
【００９７】
前記唇の変化のために、本発明では、前記歯の位置および方向の変化に対応して前記皮膚軟組織、すなわち唇の変化量と変化領域を算出するが、多様な患者の施術データがデータファイル１４０に格納され、このようなデータを基準として平均値が導出され、前記平均値を基準として歯冠先の変化量に応じた唇の変形率が決定され、前記変形率を基に唇の形態変化が実現されることによって、顔面イメージが変化する。前記唇の変形値は、数式化されて自動的に演算されてもよい。
【００９８】
すなわち、多様な患者の施術データを基準として皮膚軟組織の変形部位と変形値（変形率）が決定されるか、決定された数式によって皮膚軟組織の変形値を自動的に演算（パラメータ値は使用者入力が可能）する方式のうちの少なくとも１つの方式が行われるとよいし、２つの方式が複合的に適用されてもよい。
【００９９】
例えば、前記制御部１１０は、皮膚軟組織の変形部位に対して施術データが存在する場合に、前記施術データを用いて変形値を導出することができ、施術データのない部位に対しては適切な数式を用いて変形値を算出する。
【０１００】
具体例として、上顎／下顎前歯の移動によって上／下唇の最前方点（Ｌａｂｒａｌｅ  Ｓｕｐｅｒｉｕｓ／Ｌａｂｒａｌｅ  Ｉｎｆｅｒｉｕｓ）が最も多く変形するが、この部位の変形量は、（上／下前歯模型の端部分の移動量）＊（使用者が入力した変形率または施術データに基づいて導出された変形率）で計算されるとよい。
【０１０１】
そして、変形が起こる全体領域は、特徴点を基準として設定されるとよい。上顎／下顎前歯の移動時、皮膚軟組織の変化部位は、垂直方向には鼻下点（Ｓｕｂｎａｓａｌｅ）から顎先の最前方点まで、水平方向には左右唇端点（Ｒｉｇｈｔ／Ｌｅｆｔ  Ｃｈｅｉｌｉｏｎ）から一定距離以内の領域までに設定されるとよいが、このような皮膚軟組織の変形部位は、多様な臨床実験の結果、すなわち施術データによって変更可能である。
【０１０２】
この時、皮膚軟組織の中で最も多い変形が伴われる上／下唇の最前方点から上下方向および両端方向に行くほど変形する程度が次第に減少する。変化量の減少を算出する方式の一例として、サイン関数（Ｓｉｎｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を利用することができるが、極めて単純ではあるが効果的である。
【０１０３】
上述した方法を利用して、特定部分の骨格、例えば歯領域が変化する場合に、これに連動して変化する皮膚軟組織部位とその部位の変形率が局所部分毎に決定され、本発明にかかる顔面補正イメージ提供方法で実現されると、立体的な顔面の変形を仮想のイメージとして出力することができる。
【０１０４】
もちろん、前記歯モデルの変化に応じた唇の変形比率は、図１５のように、入力ウィンドウを介して使用者が直接入力することもできるが、その理由は、施術者ごとに変形比率に関する理論および基準が少しずつ異なるだけでなく、唇の厚さなどといった患者の特性によってもこの比率が少しずつ変わるからである。
【０１０５】
前記歯以外の他の部位、例えば頬骨が変化する場合には、前記頬骨の変化に連動して変形する軟組織変形領域とその部分の局所部位毎変形比率も別途に設定される。
図１７のように、画面右側の上唇（Ｕｐｐｅｒ  Ｌｉｐ）トラックバーと下唇（Ｌｏｗｅｒ  Ｌｉｐ）トラックバーを調節すると、上下唇の位置がそれぞれ上下方向に調節されて、画面上に出力可能である。
【０１０６】
そして、本発明によれば、下唇の先から首部分までを結んだラインを矯正するシミュレーションを行うこともでき、このライン上に置かれた複数の矯正点（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｏｉｎｔ）の位置をマウスで移動させてラインの形状を変形すると、顎部分の形状が自然に変形して最適な顔面形態を導出することができる。
【０１０７】
一方、前記イメージ出力モジュール１３０は、前記側面頭部イメージと前記正面頭部イメージとが垂直に交差する状態で重畳した重畳イメージを画面上に出力することもでき、このようなイメージは選択的に行われる。これは、前記側面頭部イメージを画面上に一定角度で回転させて出力し、前記側面頭部イメージに垂直に交差するように前記正面頭部イメージを画面上に回転させて出力するが、この時、前記側面頭部イメージによって前記正面頭部イメージは二分された形態となり、前記正面頭部イメージは、前記３次元顔面イメージおよび前記側面頭部イメージと共に重畳した形態になるとよく、この時、前記３次元顔面イメージの透明度の調節によって前記正面および側面頭部イメージだけが画面上に表示されてもよい。
【０１０８】
次に、図１９を参照すれば、前記イメージ出力モジュール１３０は、前記（ｂ）ステップにおいて、前記シミュレーションの前および後の姿、すなわち施術前の姿と予測顔面イメージを同時に１つの画面に出力するか、順次に画面に出力する比較画面出力ステップを行うこともできる。
【０１０９】
つまり、画面右側のＢｅｆｏｒｅボタンとＡｆｔｅｒボタンを交互に押しながら、シミュレーションの前および後の姿を比較することができる。そして、図２０のように、前記予測顔面イメージ上に等高線が出力されてもよい。
【０１１０】
そして、画面右側の等高線（Ｃｏｎｔｏｕｒ）ボックスを選択すると、前歯の移動による唇部位と顎部分の変形した程度を等高線の形態で見ることができる。変形した程度が同じ部分を連結して１つのラインが生成され、一定間隔の複数の変形値に対してそれぞれこのようなラインを描く。等高線にマウスポインタを置くと、実際の変形値がｍｍ単位で出力されてもよい。前記等高線は、骨格変化に応じた皮膚軟組織の変形値を基に画面上に出力される。
【０１１１】
一方、本発明は、コンピュータを、顔面矯正対象者の頭蓋骨イメージを有する頭部イメージと、前記顔面矯正対象者の３次元顔面イメージとを重畳させて、整合イメージを生成する整合手段と、前記頭部イメージの骨格変化に応じて皮膚軟組織を変形させて、予測顔面イメージを画面上に出力するイメージ出力手段として機能させるための顔面補正イメージ提供プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、または前記プログラムをネットワークを介して提供するように前記コンピュータ読み取り可能なプログラムを記録したシステムサーバなどの装置として提供されてもよい。前記記録媒体は、前述した顔面補正イメージ提供方法の各ステップを実現するためのプログラムが収録可能である。
【０１１２】
以上、本発明にかかる好ましい実施形態を説明し、前記説明された実施形態以外にも本発明がその主旨や範疇を逸脱しない範囲内で他の特定形態で具体化できることは当該技術における通常の知識を有する者には自明である。そのため、上述した実施形態は制限的ではなく例示的なものと理解されなければならず、これにより、本発明は、上述した説明に限定されず、添付した請求項の範疇およびその同等範囲内で変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、歯科矯正分野や整形分野に用いられる仮想整形シミュレーションシステムおよび仮想整形方法に関するものであって、仮想整形シミュレーションのための装置および方法の製造分野に対して産業上の利用可能性を有し、本発明で開示される顔面補正イメージ提供方法およびそのシステムによれば、皮膚軟組織を支持する頭蓋骨や歯または補形物などの骨格変化に応じて前記皮膚軟組織の変化と施術後の予測顔面イメージがコンピュータや端末などの画面上に示されるため、骨格変化に応じた皮膚軟組織の変化を予測することができ、これを通じて顔面矯正術の施術の精度を高めることができ、施術計画づくりが正確かつ便利で、患者と医療従事者との間の円滑なコミュニケーションおよび医療相談が進行可能である。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１】
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【国際調査報告】
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