(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
数値解析手法を用いて、被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データに基づいて、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状モデルと、前記上気道内の空気の流体モデルとを生成するモデル生成部と、
前記上気道のうち鼻腔の３次元形状モデルについては剛体として、呼吸１周期に渡る流体解析を行って、前記鼻腔の通気状態に関する情報を算出するとともに、前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を算出する流体解析部と、
前記モデル生成部で生成された前記３次元形状モデル及び前記流体モデルに固有の物性値を与え、前記被検者の呼吸に伴う前記上気道、前記周囲の組織及び前記上気道内の空気の流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、呼吸に合わせて変動する前記上気道の通気状態に関する情報を算出するシミュレーション実行部と、
を備え、
前記シミュレーション実行部は、
前記流体解析部で算出された呼吸１周期に渡る前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を初期条件として、前記鼻腔を除く前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを用いて、前記流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する、
診断装置。
【請求項２】
前記モデル生成部で生成された前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを表示するモデル表示部と、
前記モデル表示部に表示された前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルの３次元形状を変更する変更部と、
をさらに備え、
前記シミュレーション実行部は、
前記変更部で３次元形状が変更された前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを用いて前記流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する、
請求項１に記載の診断装置。
【請求項３】
前記シミュレーション実行部は、
重力により前記周囲の組織の３次元形状モデルを変形させた状態で、前記流体構造連成解析を行い、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する、
請求項１又は２に記載の診断装置。
【請求項４】
前記シミュレーション実行部は、
前記上気道の通気状態に関する情報として、
前記上気道内における空気の流れに関する情報又は前記上気道及び前記上気道の周囲の領域の変形に関する情報を算出する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の診断装置。
【請求項５】
前記シミュレーション実行部は、
前記上気道内における空気の流れに関する情報として、
前記上気道内における圧力分布又は流速分布を算出する、
請求項４に記載の診断装置。
【請求項６】
前記シミュレーション実行部で算出された前記上気道の通気状態に関する情報を表示する結果表示部を備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載の診断装置。
【請求項７】
被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された前記３次元画像データを用いる請求項１から６のいずれか一項に記載の診断装置と、
を備える診断システム。
【請求項８】
コンピュータが、数値解析手法を用いて、被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データに基づいて、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状モデルと、前記上気道内の空気の流体モデルとを生成するモデル生成工程と、
コンピュータが、前記上気道のうち鼻腔の３次元形状モデルについては剛体として、呼吸１周期に渡る流体解析を行って、前記鼻腔の通気状態に関する情報を算出するとともに、前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を算出する流体解析工程と、
コンピュータが、前記モデル生成工程で生成された前記３次元形状モデル及び前記流体モデルに固有の物性値を与え、前記被検者の呼吸に伴う前記上気道、前記周囲の組織及び前記上気道内の空気の流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、呼吸に合わせて変動する前記上気道の通気状態に関する情報を算出するシミュレーション実行工程と、
を備え、
前記シミュレーション実行工程では、
前記流体解析工程で算出された呼吸１周期に渡る前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を初期条件として、前記鼻腔を除く前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを用いて、前記流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する、
シミュレーション方法。
【請求項９】
コンピュータを、
数値解析手法を用いて、被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データに基づいて、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状モデルと、前記上気道内の空気の流体モデルとを生成するモデル生成部、
前記上気道のうち鼻腔の３次元形状モデルについては剛体として、呼吸１周期に渡る流体解析を行って、前記鼻腔の通気状態に関する情報を算出するとともに、前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を算出する流体解析部、
前記モデル生成部で生成された前記３次元形状モデル及び前記流体モデルに固有の物性値を与え、前記被検者の呼吸に伴う前記上気道、前記周囲の組織及び前記上気道内の空気の流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、呼吸に合わせて変動する前記上気道の通気状態に関する情報を算出するシミュレーション実行部、
として機能させ、
前記シミュレーション実行部は、
前記流体解析部で算出された呼吸１周期に渡る前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を初期条件として、前記鼻腔を除く前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを用いて、前記流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、診断装置、診断システム、シミュレーション方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】  閉塞性睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡＳ；Obstructive Sleep Apnea Syndrome）は、睡眠中に上気道が閉塞して呼吸障害が生じ、全身に様々な悪影響を及ぼす呼吸器系の疾患である。閉塞性睡眠時無呼吸症候群（以下、単に、睡眠時無呼吸症候群という）は、夜間に十分な睡眠が得られず日中に過度の眠気を催すようになることから、重大交通事故の原因として注目されている。【０００３】  睡眠時無呼吸症候群の診断を行う方法が従来より提案されている。例えば、非特許文献１には、３次元ＣＴ画像に基づいて上気道の流体モデルをコンピュータ上に構築し、その流体モデルを用いた流体解析を行って、睡眠時無呼吸症候群の診断を行う方法が提案されている。この方法によれば、上気道内の圧力分布、空気の速度分布に基づいて、通気障害部位をある程度、絞り込むことができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Iwasaki et al, "Evaluation of upper airway obstruction in Class II children with fluid-mechanical simulation",［online］, February 2011、Vol 139, Issue 2, American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  睡眠時無呼吸症候群は、比較的高頻度でかかる疾患である。睡眠時無呼吸症候群の成人の発症頻度は４％、小児の場合は年齢を問わず幼児期から思春期まで２％と言われている。にもかかわらず、睡眠時無呼吸症候群では、原因部位の有効な特定方法がいまだ確立されておらず、十分な治療成績が得られていないのが実情である。上記非特許文献１で提案された方法は、睡眠時無呼吸症候群の原因部位を絞り込む数少ない有効な方法ではあるが、以下のような不都合のため、必ずしも有効な治療成績が得られるとは限らない。【０００６】（１）上気道のシミュレーションモデルは、変形しない剛体としてモデル化されている。このため、上気道の弾性変形を考慮した流体解析が困難である。また、上気道の閉塞を再現することが困難である。【０００７】（２）モデル化されているのは上気道のみであり、睡眠時無呼吸症候群の根本的な原因部位であることが多い上気道の周囲の組織についてはモデル化されていない。このため、上気道の周囲の組織の変形を再現することができない。このため、診断を行う者は、根本的な原因部位を流体の解析結果から間接的に推定するしかない。【０００８】  例えば、睡眠時無呼吸症候群の原因部位として最も主なものに、仰向位での重力による舌の落ち込みに伴う上気道の狭窄化がある。しかしながら、非特許文献１に開示された技術では、上気道の周囲の組織である舌についてはモデル化されていない。このため、重力による舌の落ち込みに伴う上気道の狭窄化をシミュレーションで再現することができない。したがって、この技術では、睡眠時無呼吸症候群の原因が、仰向位での重力による舌の落ち込みに伴う上気道の狭窄化であることを、特定するのが困難になる。【０００９】（３）シミュレーションモデルを用いた流体解析において想定される上気道中の空気の流れが一方向となっており、空気の流れが双方向となる実際の呼吸の様相（呼気吸気の周期的変化）とは異なっている。このため、実際の呼吸の様相に従った上気道内の流体の流れを再現できない。【００１０】  この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、呼吸器系の疾患について、より確実に良好な治療成績を得ることができる診断装置、診断システム、シミュレーション方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る診断装置は、
数値解析手法を用いて、被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データに基づいて、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状モデルと、前記上気道内の空気の流体モデルとを生成するモデル生成部と、
前記上気道のうち鼻腔の３次元形状モデルについては剛体として、呼吸１周期に渡る流体解析を行って、前記鼻腔の通気状態に関する情報を算出するとともに、前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を算出する流体解析部と、
前記モデル生成部で生成された前記３次元形状モデル及び前記流体モデルに固有の物性値を与え、前記被検者の呼吸に伴う前記上気道、前記周囲の組織及び前記上気道内の空気の流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、呼吸に合わせて変動する前記上気道の通気状態に関する情報を算出するシミュレーション実行部と、
を備え、
前記シミュレーション実行部は、
前記流体解析部で算出された呼吸１周期に渡る前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を初期条件として、前記鼻腔を除く前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを用いて、前記流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する。
【００１２】
この場合、前記モデル生成部で生成された前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを表示するモデル表示部と、
前記モデル表示部に表示された前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルの３次元形状を変更する変更部と、
をさらに備え、
前記シミュレーション実行部は、
前記変更部で３次元形状が変更された前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを用いて前記流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する、
こととしてもよい。
【００１４】
また、前記シミュレーション実行部は、
重力により前記周囲の組織の３次元形状モデルを変形させた状態で、前記流体構造連成解析を行い、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する、
こととしてもよい。
【００１５】  また、前記シミュレーション実行部は、  前記上気道の通気状態に関する情報として、  前記上気道内における空気の流れに関する情報又は前記上気道及び前記上気道の周囲の領域の変形に関する情報を算出する、  こととしてもよい。【００１６】  また、前記シミュレーション実行部は、  前記上気道内における空気の流れに関する情報として、  前記上気道内における圧力分布又は流速分布を算出する、  こととしてもよい。【００１７】  また、前記シミュレーション実行部で算出された前記上気道の通気状態に関する情報を表示する結果表示部を備える、  こととしてもよい。【００１８】  この発明の第２の観点に係る診断システムは、  被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データを撮像する撮像装置と、  前記撮像装置で撮像された前記３次元画像データを用いるこの発明に係る診断装置と、  を備える。【００１９】
この発明の第３の観点に係るシミュレーション方法は、
コンピュータが、数値解析手法を用いて、被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データに基づいて、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状モデルと、前記上気道内の空気の流体モデルとを生成するモデル生成工程と、
コンピュータが、前記上気道のうち鼻腔の３次元形状モデルについては剛体として、呼吸１周期に渡る流体解析を行って、前記鼻腔の通気状態に関する情報を算出するとともに、前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を算出する流体解析工程と、
コンピュータが、前記モデル生成工程で生成された前記３次元形状モデル及び前記流体モデルに固有の物性値を与え、前記被検者の呼吸に伴う前記上気道、前記周囲の組織及び前記上気道内の空気の流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、呼吸に合わせて変動する前記上気道の通気状態に関する情報を算出するシミュレーション実行工程と、
を備え、
前記シミュレーション実行工程では、
前記流体解析工程で算出された呼吸１周期に渡る前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を初期条件として、前記鼻腔を除く前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを用いて、前記流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する。
【００２０】
この発明の第４の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
数値解析手法を用いて、被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データに基づいて、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状モデルと、前記上気道内の空気の流体モデルとを生成するモデル生成部、
前記上気道のうち鼻腔の３次元形状モデルについては剛体として、呼吸１周期に渡る流体解析を行って、前記鼻腔の通気状態に関する情報を算出するとともに、前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を算出する流体解析部、
前記モデル生成部で生成された前記３次元形状モデル及び前記流体モデルに固有の物性値を与え、前記被検者の呼吸に伴う前記上気道、前記周囲の組織及び前記上気道内の空気の流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、呼吸に合わせて変動する前記上気道の通気状態に関する情報を算出するシミュレーション実行部、
として機能させ、
前記シミュレーション実行部は、
前記流体解析部で算出された呼吸１周期に渡る前記鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力を初期条件として、前記鼻腔を除く前記上気道及び前記周囲の組織の３次元形状モデルを用いて、前記流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、前記上気道の通気状態に関する情報を算出する。
【発明の効果】
【００２１】  この発明によれば、上気道のみならずその周囲の組織の３次元形状のモデルを用いて流体構造連成解析のシミュレーションを行う。このシミュレーションにより、呼吸に伴う上気道内の空気の流れのほか、上気道及びその周囲の組織の変形をも算出することができる。実際の睡眠時における上気道及びその周囲の組織の状態を、シミュレーションにより再現することができるので、呼吸器系の疾患の原因部位をより正確に特定することができる。この結果、より確実に呼吸器系の疾患について、良好な治療成績を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る診断システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】コンピュータのハードウエア構成を示すブロック図である。
【図３】上気道、舌、軟口蓋の３次元画像の一例を示す図である。
【図４】上気道、舌、軟口蓋及び骨の３次元画像の一例を示す図である。
【図５】顎周りの筋肉等の軟組織の３次元画像の一例を示す図である。
【図６】上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状のメッシュモデルの一例が示されている。
【図７】上気道の３次元画像の一例を示す図である。
【図８】呼吸１周期に渡る鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力の一例を示す図である。
【図９】図９（Ａ）は、仰向けになっていないときの上気道の断面の一例を示す図であり、図９（Ｂ）は、仰向けになったときの上気道の断面の一例を示す図である。
【図１０】呼吸に伴う流体構造連成解析による咽頭上気道部分の圧力分布の一例が示されている。
【図１１】呼吸に伴う流体構造連成解析による咽頭上気道部分の変位分布の一例が示されている。
【図１２】診断処理のフローチャートである。
【図１３】モデル生成工程のフローチャートである。
【図１４】シミュレーション実行工程のフローチャートである。
【図１５】流体構造連成解析のシミュレーションの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】各要素が受ける力を模式的に示す図である。
【図１７】治療対象となる部位を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態２に係る診断システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図１９】変更前の上気道及び上気道の周囲の組織を模式的に示す図である。
【図２０】変更後の上気道及び上気道の周囲の組織を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】  以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】実施の形態１．  まず、この発明の実施の形態１について説明する。
【００２５】  図１に示すこの実施の形態１に係る診断システム１００は、睡眠時無呼吸症候群の原因部位を特定すべく、被検者である人体の上気道の通気状態をコンピュータ上で再現するために用いられる。診断システム１００は、被検者の上気道の通気状態を再現するために、Ｘ線ＣＴ（Computer Tomography）装置等により取得された被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データに基づいて、顎顔面部における上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状のモデルと、上気道内の空気の流体モデルとを生成する。上気道とは、鼻から鼻腔、鼻咽腔、咽頭、喉頭までをいう。
【００２６】  さらに、診断システム１００は、上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状のモデルと、上気道内の空気の流体モデルとを用いて、流体構造連成解析のシミュレーションを行う。上気道、周囲の組織の３次元形状のモデル及び上気道内の空気の流体モデルにそれぞれ固有の物性値を与え、流体構造連成解析のシミュレーションを行えば、呼吸に合わせて変動する上気道、周囲の組織の変形と上気道内の呼吸による空気の流れとの相互作用を明らかにすることができる。また、上気道中の空気の流れ（圧力分布、流速分布）と、呼吸中の周囲の組織の変形による上気道の変形を両方正確に再現することができる。これらの再現により、睡眠時無呼吸症候群の原因部位をより正確に特定することができる。
【００２７】  図１に示すように、診断システム１００は、撮像装置１とコンピュータ２とを備える。撮像装置１とコンピュータ２との間は、通信ネットワークで接続されている。この通信ネットワークにより、撮像装置１とコンピュータ２との間でデータの送受信が可能となる。
【００２８】  撮像装置１は、Ｘ線ＣＴ装置である。撮像装置１は、被検者の顎顔面部の３次元Ｘ線ＣＴ画像を撮像する。撮像装置１は、Ｘ線管と検出器とを備える。Ｘ線ＣＴスキャンが実行されると、Ｘ線管から照射され、被検体を透過したＸ線が検出器により検出される。検出器の検出結果は、生データとして撮像装置１に保存される。
【００２９】  さらに、撮像装置１において、保存された生データに基づいて画像再構成処理を施すことにより被検者の顎顔面部の横断面データ（スライス画像データ）が生成される。さらに、撮像装置１は、スライス画像データに基づいて、被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データを生成する。以上のようにして、被検体の顎顔面部の内部の３次元画像データが得られる。得られた３次元画像データは、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）データとして、通信ネットワークを介してコンピュータ２に送信される。
【００３０】  ＤＩＣＯＭデータとは、ＤＩＣＯＭ規格に基づいて生成されたデータをいう。ＤＩＣＯＭ規格は、主に医療用画像データのフォーマットとして用いられている。ＤＩＣＯＭデータは、上記３次元画像データとＤＩＣＯＭ規格に準じた付帯情報とで構成される。付帯情報は、患者情報、撮影条件情報、画像情報及び表示情報等の画像データの属性情報であり、ＤＩＣＯＭデータにタグ情報として埋め込まれる。
【００３１】  コンピュータ２は、受信したＤＩＣＯＭデータに含まれる３次元Ｘ線ＣＴ画像データに基づいて、被検体の顎顔面部における上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状のモデルを生成する。このモデルは、有限要素法に基づいて生成される。このモデルは、節点を境界とする有限数の要素に物体を分割することにより生成される。すなわち、生成される上気道及び上気道の周囲の組織のモデルは、複数の要素が節点でメッシュ状に接合されて構成されたいわゆるメッシュモデルとなる。要素の分割は、医療用画像データを構成するボクセルデータを基準として行うようにすればよい。
【００３２】  さらに、コンピュータ２は、上気道及びその顎顔面の周囲の組織の３次元形状のメッシュモデルに、それぞれ固有の物性値を与え、被検者の呼吸に伴う流体構造連成解析シミュレーションを行って、上気道の通気状態に関する情報を取得する。
【００３３】  図２は、図１のコンピュータ２のハードウエア構成を示す。図２に示すように、コンピュータ２は、制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６を備える。主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６はいずれも内部バス３０を介して制御部３１に接続されている。
【００３４】  制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されている。このＣＰＵが、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９を実行することにより、図１に示すコンピュータ２の各構成要素が実現される。
【００３５】  主記憶部３２は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成されている。主記憶部３２には、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９がロードされる。この他、主記憶部３２は、制御部３１の作業領域（データの一時記憶領域）として用いられる。
【００３６】  外部記憶部３３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成される。外部記憶部３３には、制御部３１に実行させるためのプログラム３９があらかじめ記憶されている。また、外部記憶部３３は、制御部３１の指示に従って、このプログラム３９の実行の際に用いられるデータを制御部３１に供給し、制御部３１から供給されたデータを記憶する。
【００３７】  操作部３４は、キーボード及びマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボード及びポインティングデバイス等を内部バス３０に接続するインターフェイス装置から構成されている。操作部３４を介して、操作者が操作した内容に関する情報が制御部３１に入力される。
【００３８】  表示部３５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬ（ElectroLuminescence）などから構成される。操作者が操作情報を入力する場合は、表示部３５には、操作用の画面が表示される。また、表示部３５には、後述のとおり、被検者の上気道の通気状態に関する情報などが表示される。
【００３９】  通信部３６は、シリアルインターフェイスまたはパラレルインターフェイスから構成されている。通信部３６が、通信ネットワークを介して、撮像装置１と接続され、撮像装置１から送られた３次元Ｘ線ＣＴ画像データを受信する。
【００４０】  図１に示すコンピュータ２の各種構成要素は、図２に示すプログラム３９が、制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６などをハードウエア資源として用いて実行されることによってその機能を発揮する。
【００４１】  図２に示すようなハードウエア構成を有するコンピュータ２は、その機能構成として、図１に示すように、記憶部１０と、データ取得部１１と、モデル生成部１２と、流体解析部１３と、シミュレーション実行部１４と、出力部１５と、を備える。
【００４２】  記憶部１０は、図２に示すハードウエア構成のうち、図２の外部記憶部３３に対応する。記憶部１０は、各種データを記憶する。記憶部１０によって記憶されるデータの１つにＤＩＣＯＭデータ２１がある。
【００４３】  データ取得部１１は、図２に示すハードウエア構成のうち、制御部３１及び通信部３６に対応する。データ取得部１１は、撮像装置１から送信された顎顔面部の３次元Ｘ線ＣＴ画像データ（ＤＩＣＯＭデータ）を受信する。データ取得部１１は、受信したＤＩＣＯＭデータ２１を記憶部１０に記憶する。
【００４４】  モデル生成部１２は、図２に示すハードウエア構成のうち、制御部３１に対応する。モデル生成部１２は、記憶部１０に記憶されたＤＩＣＯＭデータ２１、すなわち被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データを入力する。モデル生成部１２は、ＤＩＣＯＭデータ２１に基づいて、有限要素法を用いて、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状モデルと、上気道内の空気の流体モデルとを生成する。
【００４５】  上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状モデルは、各組織の構造及び形状の変形を示す支配方程式に基づいて構築される。上気道の周囲の組織としては、骨、舌、軟口蓋、顎顔面の筋肉等の軟組織が含まれる。
【００４６】  流体モデルは、流体の圧力及び流速等を空気の流れに関する情報を変数とする流体の支配方程式（例えば、ベルヌーイの方程式、ナビエストークスの方程式等）に基づいて構築される。
【００４７】  図３には、上気道、舌、軟口蓋の３次元画像の一例が示されている。Ａ１の部分が上気道であり、Ａ２の部分が軟口蓋であり、Ａ３の部分が舌である。図３に示すように、舌Ａ３、軟口蓋Ａ２は、上気道Ａ１に隣接する上気道の周囲の組織である。舌Ａ３は、睡眠時無呼吸症候群の主な原因部位として知られている。仰向位に寝たときに、舌Ａ３が、落ち込んで、上気道を圧迫するためである。
【００４８】  図４では、上気道、軟口蓋、舌に加え、骨の３次元画像が示されている。Ａ４の部分が骨である。図４に示すように、上気道、舌、軟口蓋の周りには、下顎骨及び頸椎が存在する。下顎骨及び頸椎についても、上気道の周囲の組織として、それらの３次元形状モデルが生成される。
【００４９】  図５には、顎周りの筋肉、脂肪等の軟組織の３次元画像の一例が示されている。このような顎周りの軟組織についても、上気道の周囲の組織として、３次元形状モデルが生成される。顎周りの軟組織の肥大化は、呼吸に多大な影響を与えるためである。
【００５０】  図６には、上気道、舌、軟口蓋、骨、顎周りの軟組織の部分の３次元形状のメッシュモデルの一例が示されている。これらの３次元形状のモデルでは、各組織の境界面において、要素同士を結ぶ節点が共通となっている。このため、上気道及びその周囲の領域が、１つの３次元形状モデルとみなすことができるように形成されている。このようにすれば、各組織の変形により、隣接する組織も変形していく様子を３次元形状モデルにより、再現することが可能になる。
【００５１】  モデル生成部１２は、上気道については、鼻腔の部分と、咽頭以下の部分とに分けて、３次元形状のモデルを生成する。鼻腔の部分についてはＳＴＬ（Standard Triangulated Language）データとして生成される。ＳＴＬデータとは、立体を近似するために使用される三角パッチの３点を表わすデータであり、物体表面が三角形パッチ（ファセット）による多角形として表されている。
【００５２】  図７には、上気道の３次元画像の一例が示されている。図７では、線Ｌより上の部分が、鼻腔部分となっている。ここでは、線Ｌより上の部分が、鼻腔部分ＳＴＬデータ２２として記憶部１０に記憶される。
【００５３】  モデル生成部１２は、咽頭以下の上気道については、３次元形状のメッシュモデルとして生成される。生成された咽頭以下の上気道の３次元形状のメッシュモデル及び他の組織の３次元形状メッシュモデルは、３次元形状モデルデータ２３として、記憶部１０に格納される。
【００５４】  流体解析部１３は、図２に示すハードウエア構成のうち、制御部３１に対応する。流体解析部１３は、鼻腔部分ＳＴＬデータ２２を用いて、鼻腔については剛体として、呼吸１周期に渡る流体解析を行って、鼻腔の通気状態に関する情報を算出する。鼻腔については、その内部構造が複雑であり、気道の形状にほとんど変化がなく、流体構造連成解析が困難であるためである。算出される鼻腔の通気状態に関する情報としては、例えば、鼻腔内の圧力分布がある。
【００５５】  流体解析部１３は、鼻腔内の圧力分布に基づいて、鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力Ｐ（ｔ）を算出する。図８には、呼吸１周期に渡る鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力Ｐ（ｔ）の一例が示されている。図８に示すように、断面平均圧力Ｐ（ｔ）は、周期Ｔで呼気と吸気とを繰り返す。呼気において鼻腔内の空気は外気圧に対して正圧となり、吸気において、鼻腔内の空気は外気圧に対して負圧となる。
【００５６】  シミュレーション実行部１４は、図２に示すハードウエア構成のうち、制御部３１に対応する。シミュレーション実行部１４は、モデル生成部１２で生成された３次元形状モデル及び流体モデルに固有の物性値を与え、被検者の呼吸に伴う上気道、周囲の組織及び上気道内の空気の流体構造連成解析のシミュレーションを行うことにより、呼吸に合わせて変動する上気道の通気状態に関する情報を算出する。
【００５７】  流体構造連成解析のシミュレーションとは、流体の流れが及ぼす力によって固体構造物が変形する現象を解析する数値解析シミュレーションである。睡眠時無呼吸症候群は、上気道の周囲の組織が根本的な原因部位であることが多い。このため、上気道の周囲の組織を含めて流体構造連成解析のシミュレーションを行って、睡眠時の上気道の周囲の組織の変形を再現するようにすれば、睡眠時無呼吸症候群の原因部位をより正確に特定することができる。
【００５８】  ３次元形状モデルの固有の物性値には、各組織のヤング率、線膨張係数、ポアソン比、せん断弾性係数等があり、流体については空気の粘性係数、密度、体積弾性率、レイノルズ数などがある。これらの物性値としては、物性値データ２５として記憶部１０に記憶されたものが用いられる。物性値として、その組織の物性値として既知のものを用いてもよいが、被検者ごとに測定したものを用いてもよい。
【００５９】  シミュレーション実行部１４は、算出された呼吸１周期に渡る鼻腔と咽頭との境界における断面平均圧力Ｐ（ｔ）を初期条件として、鼻腔を除く上気道及び周囲の組織の３次元形状のメッシュモデルを用いて被検者の呼吸に伴う上気道及び周囲の組織の流体構造連成解析のシミュレーションを行う。
【００６０】  シミュレーション実行部１４は、周囲の組織の３次元形状のモデルを重力により変形させた状態で、被検者の呼吸に伴う上気道及び周囲の組織の流体構造連成解析のシミュレーションを行う。
【００６１】  図９（Ａ）には、仰向けになっていないときの上気道の断面の一例が示されており、図９（Ｂ）には、仰向けになったときの上気道の断面の一例が示されている。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を比較するとわかるように、仰向けになった場合の方が、上気道が狭くなっている。これは、舌の部分が重力により沈下し、上気道を圧迫しているためである。
【００６２】  このように、シミュレーション実行部１４は、重力を考慮して流体構造連成解析のシミュレーションを行うので、被検者の姿勢に応じて変形する上気道を正確に再現した状態で、上気道の通気状態を算出することが可能となる。
【００６３】  シミュレーション実行部１４は、上気道における空気の流れに関する情報及び上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状モデルの変形状態を算出する。シミュレーション実行部１４は、上気道における空気の流れに関する情報として、上気道における圧力分布、流速分布又は上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状モデルの変位分布を算出する。これらの情報は、シミュレーション結果データ２６として記憶部１０に記憶される。
【００６４】  出力部１５は、図２のハードウエア構成における制御部３１及び表示部３５に対応する。出力部１５は、上気道内の圧力分布、流速分布又は上気道等の変形状態を表示する。
【００６５】  図１０には、呼吸に伴う流体構造連成解析による咽頭気道部分の圧力分布の一例が示されている。また、図１１には、呼吸に伴う流体構造連成解析による咽頭上気道部分の変位分布の一例が示されている。図１０では、圧力が高くなればなるほど色が濃くなるように表示されている。図１１では、変位が大きくなればなるほど色が濃くなるように表示されている。図１０に示す圧力分布では、上気道の上の方の圧力が高くなっている。また、図１１に示す変位分布では、局所的に変位が大きくなっている場所はない。
【００６６】  出力部１５は、流体構造連成解析のシミュレーションにより変形する上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状も合わせて表示出力することが可能である。
【００６７】  次に、この診断システム１００による診断処理の流れについて説明する。図１２に示すように、まず、撮像装置１において撮像工程を行う（ステップＳ１）。この撮像工程において、被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データが得られる。この３次元画像データは、コンピュータ２に送られ、データ取得部１１により、ＤＩＣＯＭデータ２１として、コンピュータ２の記憶部１０に記憶される。
【００６８】  続いて、コンピュータ２は、モデル生成工程を行う（ステップＳ２）。モデル生成工程では、図１３に示すように、モデル生成部１２が、被検者の顎顔面部の内部の３次元画像データ（ＤＩＣＯＭデータ２１）に基づいて、上気道及び周囲の組織の３次元形状モデル及び上気道内の流体モデルを生成し、生成された流体モデルのデータを３次元形状モデルデータ２３として、記憶部１０に記憶する（ステップＳ２１）。ここで、モデル生成部１２は、上気道については、鼻腔部分の３次元形状のモデルと、鼻腔以外の部分の３次元形状のモデルとを分けて生成する。続いて、モデル生成部１２は、鼻腔部分のＳＴＬデータを生成し、鼻腔部分ＳＴＬデータ２２として記憶部１０に記憶する（ステップＳ２２）。
【００６９】  続いて、流体解析部１３は、鼻腔部分ＳＴＬデータ２２に基づいて、鼻腔部分の流体解析を行い、鼻腔内の圧力分布を算出し、鼻腔内圧力分布データ２４として、記憶部１０に記憶する（ステップＳ２３）。流体解析は、鼻腔部分が剛性であり変形しないものとして行われる。流体解析部１３は、流体解析により得られた圧力分布に基づいて、鼻腔と咽頭との間の平均断面圧力Ｐ（ｔ）を算出して、あわせて鼻腔内圧力分布データ２４に含んで記憶部１０に記憶する（ステップＳ２４）。
【００７０】  図１２に戻り、続いて、コンピュータ２は、シミュレーション実行工程を行う（ステップＳ３）。シミュレーション実行工程では、図１４に示すように、シミュレーション実行部１４は、記憶部１０に記憶された物性値データ２５を参照して、上気道及び周囲の組織の物性値をそれぞれの３次元形状モデルに設定する（ステップＳ３１）。
【００７１】  例えば、咽頭以下の上気道の３次元形状モデルについては、各組織に固有のヤング率、ポアソン比などの物性値が３次元形状モデルに設定される。例えば、舌の３次元形状モデルについては、舌の物性値が設定され、軟口蓋の３次元形状モデルについては、軟口蓋の物性値が設定され、骨の３次元形状モデルについては、骨の物性値が設定され、顎周りの軟組織の３次元形状モデルについては、軟組織の物性値が設定される。
【００７２】  続いて、シミュレーション実行部１４は、重力方向を設定する（ステップＳ３２）。この設定は操作部３４の操作入力により行われる。例えば、仰向位での上気道の通気状態を診断する場合には、被検者の後頭部側が下側として設定される。
【００７３】  続いて、シミュレーション実行部１４は、流体構造連成解析のシミュレーションを行う（ステップＳ３３）。上気道及び周囲の組織の３次元形状のモデルと上気道の流体モデルとは一体化された状態でシミュレーションが行われる。
【００７４】  このシミュレーションでは、上気道における鼻腔と咽頭との間の平均断面圧力Ｐ（ｔ）が、初期条件として用いられる。そして、上気道内の空気の流れを解析する流体解析と、上気道及び周囲の組織の変形を解析する構造解析とが、それらの３次元形状のモデルと流体モデルとの相互の影響を考慮して同時に行われ、一呼吸における上気道内の圧力分布、流速分布及び上気道の変位分布が算出される。
【００７５】  図１５には、ステップＳ３３において行われる流体構造連成解析のシミュレーションの処理の流れが示されている。まず、シミュレーション実行部１４は、重力計算を行って、周囲の組織の３次元形状のモデルを変形させた状態とする（ステップＳ４１）。この状態で、上気道及び周囲の組織を含む３次元形状モデルは、図９（Ｂ）に示される状態となる。
【００７６】  図１６には、仰向位における上気道及び上気道の周辺の組織が模式的に示されている。図１６に示すように、被検者が仰向けに寝ている場合、上気道Ａ１は、舌Ａ３と下側の骨Ａ４との間に上下に挟まれるようになる。さらに、重力Ｇによる舌Ａ３の落ち込みにより、上気道Ａ１は、変形して、起きている状態よりも狭くなっている。
【００７７】  図１５に戻り、シミュレーション実行部１４は、まず、上気道Ａ１内の流体モデルＡ５の流体解析を行い、上気道内の圧力Ｐを求める（ステップＳ４２）。ここで、シミュレーション実行部１４は、流体解析により求められた圧力Ｐ（図１６参照）に基づいて、上気道Ａ５の内壁面（境界面）への荷重条件を求める。
【００７８】  続いて、シミュレーション実行部１４は、荷重条件を境界条件として上気道Ａ１及び周囲の組織の構造解析を行って、重力Ｇと圧力Ｐとが均衡する状態での上気道の内壁面の変位（例えば、図１６のΔｘ）等を求める（ステップＳ４３）。シミュレーション実行部１４は、構造解析によって求められた内壁面の変位に基づいて、上気道及び上気道の周囲の組織のモデルの３次元形状を更新する。
【００７９】  続いて、シミュレーション実行部１４は、終了条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ４４）。終了条件は、荷重条件及び壁面の変位が許容範囲内に収束することとすることができる。
【００８０】  終了条件を満たさない場合（ステップＳ４４；Ｎｏ）、シミュレーション実行部１４は、構造解析によって変位した内壁面に基づいて、流体解析を行う（ステップＳ４２）。このように、ステップＳ４１→Ｓ４２が繰り返される。この繰り返しにより、荷重条件（圧力Ｐ）及び内壁面の変位（Δｘ）が、一定の値に収束していく。
【００８１】  図１６に示すように、呼吸中、吸気段階において、上気道内には負圧Ｐが発生する。この負圧Ｐにより、上気道がさらに狭くなり、その境界面が変位する。このシミュレーションでは、上気道内の流体モデルを用いた流体解析と、上気道及び周囲の組織のモデルを用いた構造解析とが繰り返し行われ、各境界要素における許容範囲内に収束した最終的な荷重条件（圧力Ｐ）及び内壁面の変位（Δｘ）の集合が、上気道における圧力分布や変位分布として求められる。
【００８２】  上気道内の圧力Ｐと、重力Ｇとにより、均衡がとれた状態となり、終了条件が満たされると（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）、シミュレーション実行部１４は、シミュレーションを終了して、シミュレーション結果を記憶部１０に記憶する（ステップＳ４５）。これにより、流体構造連成解析のシミュレーションが終了する。記憶部１０に記憶されるシミュレーション結果データ２６は、終了条件が満たされた時点での、上気道内の圧力分布、上気道の変位分布、上気道の周囲の組織の変形した３次元形状などのデータである。
【００８３】  図１４に戻り、続いて、出力部１５は、シミュレーション結果を表示出力する（ステップＳ３４）。これにより、表示部３５に、上気道内の圧力分布及び流速分布、上気道の周囲の組織の変形した３次元形状のモデルなどが表示される。
【００８４】  出力部１５に表示されたシミュレーション結果を見れば、被検者の上気道における呼吸中の圧力分布及び上気道の変形、周囲の組織の変形等を知ることができる。これらの情報に基づいて、上気道のどの部分が狭窄しているかを検出することができる。上気道が狭窄している部分がわかれば、睡眠時無呼吸症候群の原因部位を特定するのは容易である。
【００８５】  このように、出力部１５は、上気道内の圧力分布又は上気道の変位分布とともに、上気道の周囲の組織のモデルの３次元形状の変形を表示することができるようになっている。このようにすれば、上気道内の狭窄が、周囲の組織のどの部分によってもたらされているのかをより正確に特定することができるようになる。
【００８６】  例えば、図１７に示すように、Ｂ１の部分で圧力が極端に高い場合には、鼻腔が睡眠時無呼吸症候群の原因として考えられる。鼻閉や鼻カタルなどである。この場合には、治療すべき部位は、鼻である。
【００８７】  また、Ｂ２の部分で圧力が極端に高い場合には、アデノイドが睡眠時無呼吸症候群の原因として考えられる。この場合には、アデノイドの切除が適切な治療方法として挙げられる。
【００８８】  また、Ｂ３の部分で圧力が極端に高い場合には、口蓋扁桃が睡眠時無呼吸症候群の原因として考えられる。この場合には、治療すべき部位は、軟口蓋である。
【００８９】  Ｂ４の部分で圧力が極端に高い場合には、顎の部分が、睡眠時無呼吸症候群の原因として考えられる。この場合には、治療すべき部位は、下顎となる。上歯と下歯との噛み合わせの矯正又は減量などが主な治療方法となる。
【００９０】  また、睡眠時無呼吸症候群の原因部位は１つとは限らない。図１７に示すＢ１〜Ｂ４の部位のうち、複数の部位が原因部位となっていることもある。この実施の形態に係る流体構造連成解析のシミュレーションを行えば、複数の部位が睡眠時無呼吸症候群の原因となっていることも突き止め易くなる。
【００９１】  以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、上気道のみならずその周囲の組織の３次元形状のモデルを用いて流体構造連成解析のシミュレーションを行う。この解析により、呼吸に伴う上気道内の空気の流れのほか、上気道及びその周囲の組織の変形をも算出することができる。実際の睡眠時における上気道及びその周囲の組織の状態を、シミュレーションにより再現することができるので、呼吸器系の疾患の原因部位をより正確に特定することができる。この結果、より確実に呼吸器系疾患の良好な治療成績を得ることができる。
【００９２】実施の形態２．  次に、この発明の実施の形態２について説明する。
【００９３】  この発明の実施の形態２に係る診断システムは、呼吸器系疾患である睡眠時無呼吸症候群の治療計画の立案に用いられる。
【００９４】  図１８に示すように、この実施の形態に係る診断システム１００では、出力部１５が、モデル生成部１２で生成された上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状モデルを表示出力することができるうえ、コンピュータ２に変更部１６が設けられている点が、上記実施の形態１と異なっている。
【００９５】  出力部１５は、操作入力に応じて、記憶部１０に記憶された鼻腔部分ＳＴＬデータ２２及び３次元形状モデルデータ２３に基づいて、上気道及び上記銅の周囲の組織を表示出力する。
【００９６】  ユーザは、出力部１５で表示出力された上気道及び上気道の周囲の組織の３次元モデルを見ながら、操作部３４を操作して（例えばマウスの操作により）、３次元モデル内の特定の領域を指定する。操作部３４から入力される操作入力は制御部３１に入力され、制御部３１はその操作入力に応じた処理を行う。この処理が、図１８の変更部１６に対応する。
【００９７】  例えば、操作部３４の操作入力により、特定の領域として図１９に示す領域Ｄが指定されたとする。この場合、変更部１６は、操作部３４の操作入力に応じて、指定された領域Ｄを切除するように、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状メッシュモデルを変更する。出力部１５では、変更後の上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状メッシュモデルが表示される。このように、変更部１６は、操作入力に従って、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状メッシュモデルを変更する。
【００９８】  図２０には、指定された領域Ｄの切除後の上気道及び該上気道の周囲の組織が示されている。変更後の３次元モデルは、３次元形状モデルデータ２３として記憶部１０に記憶される。変更された領域Ｄが鼻腔部分である場合には、変更後の鼻腔部分のＳＴＬデータが、鼻腔部分ＳＴＬデータ２２として記憶部１０に記憶される。
【００９９】  変更部１６による変更が完了した後、シミュレーション実行部１４は、変更部１６で編集され記憶部１０に記憶された上気道及び上気道の周囲の組織の３次元形状メッシュモデルを用いて被検者の呼吸に伴う上気道及び上気道の周囲の組織の流体構造連成解析のシミュレーションを行って、上気道における空気の流れに関する情報及び上気道の変形に関する情報を算出する。算出されたシミュレーション結果は、シミュレーション結果データ２６として記憶部１０に記憶され、出力部１５により、表示出力される。この情報を参照すれば、指定領域Ｄを削除した後の、上気道の通気状態を確認することが可能となる。
【０１００】  以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、変更部１６により変更された上気道及びその周囲の組織の３次元形状のモデルを用いて、流体構造連成解析のシミュレーションを行う。このシミュレーションにより、治療後の上気道の通気状態に関する情報を予測することができる。術後の睡眠時における上気道及びその周囲の組織の状態を、シミュレーションにより予測することができるようになれば、最適な組織の切除量などを術前に求めることができ、適切な治療計画を立てることができる。この結果、より確実に呼吸器系疾患の良好な治療成績を得ることができる。
【０１０１】  前述のように、睡眠時無呼吸症候群の原因部位は１カ所でない場合もある。この場合、この実施の形態に係る診断システム１００を用いて、原因部位として疑われるそれぞれの組織の３次元形状を変更し、シミュレーションを行って上気道の通気状態がどのように変化するかを解析することにより、複合的な原因部位を的確に特定することも可能である。
【０１０２】  上記各実施の形態に係る被検者については、特に制限はない。子供であっても成人であっても、睡眠時無呼吸症候群の診断及び治療を行うことが可能である。小児の睡眠時無呼吸症候群は、発育に深刻な影響を及ぼす。睡眠時無呼吸症候群は、ダウン症の小児では、発症率が５０％を超えるとも言われている。このため、睡眠時無呼吸症候群の正確な原因部位の特定は、社会にとって多大な利益をもたらす。睡眠時無呼吸症候群の原因部位を正確に特定することができれば、医療費を大幅に削減することができるうえ、重大事故を未然に防止することができるので、経済損失を低減し、より安全な社会を実現することができる。
【０１０３】  上記各実施の形態では、弱連成の手法（時差解法）で、流体構造連成解析を行ったが、流体と構造の支配方程式を厳密に同時に満たすように解く強連成（一体型解法）等で、流体構造連成解析を行うようにしてもよい。このように流体構造連成解析のシミュレーションの手法は、上述したものに限らず、様々な方法を適用可能である。
【０１０４】  上記各実施の形態では、有限要素法を用いて上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状モデルと、前記上気道内の空気の流体モデルとを生成したが、これには限られない。例えば、有限要素法の他、有限差分法、境界要素法、有限体積法等の数値解析手法を用いて、上気道及び該上気道の周囲の組織の３次元形状モデルと、前記上気道内の空気の流体モデルとを生成するようにしてもよい。
【０１０５】  上記各実施の形態では、撮像装置１とＸ線ＣＴ装置としたが、この発明はこれには限られない。ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置又は超音波診断装置を撮像装置１としてもよい。さらに、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置から得られる複数の３次元画像データから１つの３次元画像データを生成し、生成された画像データから、各組織の３次元形状のモデルを生成するようにしてもよい。
【０１０６】  上記各実施の形態では、睡眠時無呼吸症候群の診断及び治療を行う場合について説明したが、この発明はこれには限られない。呼吸器系の疾患であって上気道の形状に係る疾患であれば、診断及び治療に評価システムを用いることができる。また、高血圧等の症状の原因の特定にもこの発明を用いることができる。
【０１０７】  その他、コンピュータ２のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。
【０１０８】  制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６、内部バス３０などから構成されるコンピュータ２の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行するコンピュータ２を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することでコンピュータ２を構成してもよい。
【０１０９】  コンピュータ２の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【０１１０】  搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。
【０１１１】  この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【０１１２】  なお、本願については、２０１４年７月１０日に出願された日本国特許出願２０１４−１４２０７６号を基礎とする優先権を主張し、本明細書中に日本国特許出願２０１４−１４２０７６号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
【符号の説明】
【０１１３】  １  撮像装置、２  コンピュータ、１０  記憶部、１１  データ取得部、１２  モデル生成部、１３  流体解析部、１４  シミュレーション実行部、１５  出力部、１６  変更部、２１  ＤＩＣＯＭデータ、２２  鼻腔部分ＳＴＬデータ、２３  ３次元形状モデルデータ、２４  鼻腔内圧力分布データ、２５  物性値データ、２６  シミュレーション結果データ、３０  内部バス、３１  制御部、３２  主記憶部、３３  外部記憶部、３４  操作部、３５  表示部、３６  通信部、３９  プログラム、１００  診断システム。
【図１】
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【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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