KR101259976B1 - 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치 - Google Patents

투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치과 주치의로부터 전송된 환자의 현재 치아 데이터와 상기 주치의의 교정 지시사항을 토대로 교정 처리하여 생성된 다수 개의 단계로 구분된 교정 치아 데이터를 생성하고, 상기 교정 치아 데이터를 환자의 측면 사진 및 X-ray 사진과 매핑시켜 교정 후 얼굴 윤곽 변화를 진단 확인할 수 있는 교정 치아 데이터 처리 장치에 관한 것이다.

Description

투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치 {Device Treating Align Teeth Data}
본 발명은 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치과 주치의로부터 전송된 환자의 현재 치아 데이터와 상기 주치의의 교정 지시사항을 토대로 교정 처리하여 생성된 다수 개의 단계로 구분된 교정 치아 데이터를 생성하고, 상기 교정 치아 데이터를 환자의 측면 사진 및 X-ray 사진과 매핑시켜 교정 후 얼굴 윤곽 변화를 진단 확인할 수 있는 교정 치아 데이터 처리 장치에 관한 것이다.
치아 교정은 금속 브라켓으로 된 교정 장치를 이용하는 금속 치아 교정과 치아 안쪽에 교정 장치를 적용하는 설측 교정과 투명한 소재의 투명 교정기를 치아에 장착하여 교정하는 투명 교정 방식으로 구분될 수 있다.
특히, 투명 교정 방식은 투명한 소재의 투명 교정기를 마우스 패드와 같이 치아에 덮어쒸우는 방식이므로 교정기가 외부에서 시인되지 않을 뿐만 아니라, 착탈이 가능하여 착용성이 뛰어난 효과로 인해 다른 교정 방식에 비해 크게 각광 받고 있다.
그러나, 종래의 투명 교정 방식은 치과 의사로부터 투명 교정기 제작 의뢰가 있는 경우 완성된 투명 교정기만 치과로 배송되므로 치과 의사가 어떻게 교정 과정이 진행되는지 여부에 대한 교정 정보를 확인하기 어렵고, 교정 후 윤곽 변화 여부에 대한 확인이 어렵기 때문에 환자의 교정 관리가 유기적이지 못한 문제가 있었다.
또한, 투명 교정기 배송 전 생성된 교정 치아 데이터에 따른 투명 교정기 확인이 불가능하므로 치과의사의 교정 의도와 다르게 투명 교정기가 제작될 경우 다시 투명 교정기를 제작하여야 하므로 제작 비용이 증가하고 제작 시간이 증가하는 문제가 있었다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 개별적인 치아의 이동을 고려하여 치아를 확장, 회전, 복귀 이동시켜 생성된 다수 개의 단계로 구분된 교정 치아 데이터를 생성하고, 상기 교정 치아 데이터와 환자의 X-ray 사진 및 측면 사진을 매핑시켜 교정 후 얼굴 윤곽 변화에 대한 교정 전 후 데이터를 생성하여 진단을 확인하고, 상기 진단 확인된 교정 치아 데이터를 기초로 투명 교정기를 제조할 수 있는 교정 치아 데이터 처리 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치는 치과 단말로부터 상기 환자의 치아 데이터를 전송받아, 환자의 현재 치아 데이터를 교정 처리하여 환자의 투명 교정기용 교정 치아 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성 모듈과 상기 교정 치아 데이터에 대한 스크립트 정보와 교정 치아 데이터에 스트리핑을 포함하는 경우 스트리핑 정보를 포함하는 가이드 정보를 생성하는 교정 가이드 정보 생성 모듈과 상기 교정 치아 데이터를 통한 얼굴 윤곽 변화를 확인할 수 있는 교정 전 후 시뮬레이션 데이터를 생성하는 시뮬레이션 모듈과 상기 환자의 고객 정보에 매핑되어 생성된 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 데이터를 데이터베이스로부터 추출하여 동시에 출력하는 데이터 포맷 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 교정 데이터 생성모듈은 상기 3D 스캐닝된 환자의 현재 치아 데이터 중 불필요한 영역을 제거하고, 설정된 해상도 및 사이즈로 자동 설정하여 전처리를 수행하고, 치아 중 상악과 하악을 구분하고, 교정을 위한 상기 현재 치아 데이터를 포지셔닝하고, 치아와 잇몸 영역을 구분하고, 치아의 움직일 공간을 확보하기 위해 치아 사이를 분리하고, 치아 기준 정보를 설정하고, 상기 치아 기준 정보를 기초로 치아를 확장, 회전, 복귀 중 적어도 하나의 과정을 통해 최종적으로 교정 처리되는 다수 개의 단계로 구분된 교정 치아 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 교정 가이드 정보 생성 모듈은 상기 교정 데이터 생성 모듈에 의해 다수 개의 단계로 구분되어 생성된 교정 치아 데이터의 각 단계 별 교정 치아 데이터의 교정 동작을 설명하는 스크립트 정보와 각 단계 별로 교정 치아 데이터에 치아를 갈아서 치아의 너비를 감소시키는스트리핑 과정이 포함되는 경우 특정 단계의 스트리핑 대상 치아 및 스트리핑 량을 특정하는 스트리핑 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 교정 데이터 생성 모듈은 상기 치아의 확장, 회전, 복귀 과정에 따라 치아를 이동시키되, 1개의 단계 당 치아 이동 거리가 1mm 미만이 되도록 단계를 세분하여 다수 개로 구분된 교정 치아 데이터를 생성하고, 치아 기준선 (가상의 아치 선)을 기준으로 이탈 정도에 따라 교정이 필요한 치아를 추출하고, 치아의 확장, 회전, 복귀 과정을 통해 상기 치아 기준선과 정렬되도록 치아를 교정 처리하여 단계 별 교정 치아 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 시뮬레이션 모듈은 환자의 측면 사진, X-ray 사진과 교정 처리되기 이전 현재 상태 치아 데이터를 매핑시켜 교정 전의 환자 상태와 환자의 측면 사진, X-ray 사진과 상기 치아 교정부로부터 생성된 최종 교정 치아 데이터를 매핑시켜 교정 후 예측되는 얼굴 윤곽 변화를 비교한 교정 전 후 데이터인 시뮬레이션 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데이터 포맷 모듈은 동시에 출력된 고객 정보에 매핑되어 생성된 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 데이터 중 교정 치아 데이터가 선택되면 상기 교정 데이터 생성 모듈이 링크되어 활성화되고, 상기 가이드 정보가 선택되면 상기 교정 가이드 정보 생성 모듈이 링크되어 활성화되고, 상기 시뮬레이션 데이터가 선택되면 상기 시뮬레이션 모듈이 링크되어 활성화되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 교정 치아 데이터 처리 장치는 개별적인 치아 이동에 근거하여 최종 교정 치아 데이터까지 다수 개의 단계로 구분되는 교정 치아 데이터를 포함한 환자의 교정 데이터를 통합적으로 제공할 수 있으므로 환자의 치아 관리 및 교정 관리가 용이한 탁월한 탁월한 효과가 발생한다.
또한, 교정 치아 데이터를 환자의 사진 및 X-ray 사진과 매핑시켜 교정 후 얼굴 윤곽 변화에 대한 예측이 가능하여 교정 효과를 미리 확인할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명에 따른 투명 교정기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교정 관리 서버를 개략적으로 도시한 시스템 구성도이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 적용되는 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치는 도 1과 같이 투명한 소재로 제작되어 치아에 착용되는 투명 교정기를 제작하기 위한 데이터 처리 장치로 정의된다.
본 발명에 따른 투명 교정기는 교정이 필요한 치아를 미세하게 이동시키기 위해 다 단계로 구분되어 제작되고, 각 단계의 투명 교정기를 교정 기간 동안 착용하는 과정을 통해 모든 단계의 투명 교정기에 대한 착용이 종료하면 최종적으로 본 발명에 따른 데이터 처리 장치를 통해 예측된 교정 치아로 교정된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교정 관리 서버를 개략적으로 도시한 시스템 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 교정 관리 서버(20)는 치과 단말로부터 상기 환자의 치아 데이터를 전송받아 등록하는 등록 관리부(210)와 상기 환자의 현재 치아 데이터에 대한 교정 치아 데이터를 생성하는 교정 치아 데이터 처리 장치(220)와 환자의 고객 정보, 교정 치아 데이터를 저장 관리하는 데이터베이스(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 교정 치아 데이터 처리 장치(220)는 상기 환자의 현재 치아 데이터에 대한 교정 처리를 통해 환자의 투명 교정기용 교정 치아 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성모듈(221)과 상기 교정 데이터 생성모듈을 통해 생성된 교정 치아 데이터에 대한 스크립트 정보 및 치아 스트리핑 정보를 포함하는 가이드 정보를 생성하는 교정 가이드 정보 생성모듈(222)와 상기 생성된 교정 치아 데이터를 토대로 환자의 교정 전 후 윤곽 데이터를 대비하는 시뮬레이션 데이터를 생성하는 시뮬레이션 모듈(223)과 및 환자 별 상기 교정 치아 데이터, 교정 전 후 윤곽 데이터 및 가이드 정보를 데이터베이스로부터 추출하여 동시에 출력하는 데이터 포맷 모듈(224)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 치과 단말(10)은 각 치과 단말에 설치되어 환자의 치아 데이터를 전송하는 역할을 담당하고, 상기 환자의 치아 데이터는 환자의 치아 X-ray 사진, 환자의 정면 및 측면 사진, 주치의가 작성한 교정 지시사항, 환자의 치아 본, 환자의 치아 본의 3D 스캐닝 데이터 등 환자의 치아와 관련된 모든 데이터를 포함할 수 있다.
상기 치과 단말(10)은 환자의 치아 데이터를 작성하여 상기 교정 치아 데이터 처리 장치에 전송하기 위한 치아 데이터 입력 프로그램을 구비할 수 있다.
상기 등록 관리부(210)는 각 치과 단말로부터 전송된 환자의 치아 데이터를 치과 및 환자별로 분류하여 접수하는 역할을 담당한다. 여기서, 상기 등록 관리부(210)는 각 치과 별로 ID와 패스워드를 설정받아 로그인하여 인증하는 과정을 통해 각 치과로부터의 접속을 인증받을 수 있다.
상기 교정 데이터 생성모듈(221)은 접수된 치아 데이터 중 환자의 치아 본이 3D 스캐닝된 환자의 현재 치아 데이터를 전처리하고, 치과의사의 지시사항이 있는 경우 이를 반영하여 상기 현재 치아 데이터를 가공하여 교정 치아 데이터를 생성한다.
보다 구체적으로, 상기 교정 데이터 생성모듈(221)은 상기 3D 스캐닝된 환자의 현재 치아 데이터 중 불필요한 영역을 제거하고, 설정된 해상도 및 사이즈로 자동 설정하여 전처리를 수행하고, 치아 중 상악과 하악을 구분하고, 교정을 위한 상기 현재 치아 데이터를 포지셔닝하고, 치아와 잇몸 영역을 구분하고, 치아의 움직일 공간을 확보하기 위해 치아 사이를 분리하고, 치아 기준 정보를 설정하고, 치아를 확장(expansion), 회전(rotation), 복귀(retraction)시켜 교정 처리된 교정 치아 데이터를 생성한다.
상기 교정 치아 데이터는 상기 치아를 확장, 회전, 복귀하는 치아 이동에 따라 다수 개의 단계로 구분되는 형태로 구성된다. 즉, 상기 치아의 확장, 회전, 복귀 과정을 통해 최종 결과물인 교정 치아 데이터가 형성되는 각 과정이 하나의 단계를 이루게 되어 다수 개의 단계로 구분되는 교정 치아 데이터가 획득된다.
여기서, 상기 치아의 확장, 회전, 복귀 과정은 1개의 단계 당 치아 이동 거리가 1mm 미만이되도록 설정된 범위로 단계가 다수 개로 구분될 수 있다.
상기 교정 데이터 생성 모듈(221)은 치아를 전처리 및 교정을 처리하기 위한 소프트 웨어 프로그램이 구비되어 자동 또는 수동으로 치아 전처리 및 교정 처리를 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교정 데이터 생성 방법에 대해 살펴보기로 한다.
먼저 치과 단말로부터 환자의 치아 데이터를 전송받아 접수한다.
여기서, 해당 치과의 치과 의사는 회원 가입 등록된 경우 ID/ 패스워드를 통해 교정 관리 서버에 접속할 수 있으며, 회원 가입이 등록되지 않은 경우 개인정보 및 ID/ 패스워드를 설정하여 회원 가입을 등록한 후 교정 관리 서버에 접속할 수 있다.
여기서, 상기 개인정보는 치과의사 성명, 치과명, 치과 주소 등 치과를 특정할 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
상기 환자의 치아 데이터는 기본적으로 환자의 치아 본 데이터를 포함하여야 하고, 도 3과 같이, 주치의의 교정 지시사항과 교정 전 후 예측 비교를 위해 환자의 X-ray 사진과 전면 및 측면 사진 정보를 포함한 데이터 포맷 형태로 접수 관리부에 접수될 수 있다.
상기 치과 단말로부터 환자의 치아 데이터가 접수되면, 데이터 처리 장치의 교정 데이터 생성 모듈이 전처리를 통해 도 4와 같이 환자의 현재 치아 데이터(D0)를 획득한다.
여기서, 상기 전처리는 상기 3D 스캐닝된 데이터 중 불필요한 영역을 제거하고, 해상도와 사이즈를 설정된 조건을 자동 일치시키는 과정을 의미한다.
이어서, 상기 현재 치아 데이터를 교정 처리하여 교정 치아 데이터를 생성한다.
보다 구체적으로, 먼저 상기 현재 치아 데이터의 상악과 하악을 구별한다.
기본적으로, 치아는 상악과 하악으로 분리 구성되므로 개별적인 치아의 이동을 위해서 상악과 하악을 구별할 필요가 있으며, 상기 상악과 하악의 경계 이미지 검출 또는 선택 지정을 통해 도 5과 같이 상악과 하악을 구별한다.
그리고 상기 상악과 하악이 구별된 현재 치아 데이터를 포지셔닝한다.
상기 스캐닝된 현재 치아 데이터의 경우 특정 각도로 기울어져 있는 상태로 스캐닝되므로 치아의 정확한 위치 정렬을 위해 도 6과 같이 포지셔닝을 수행한다.
이어서, 치아와 잇몸 영역을 구별한다.
3D 스캐닝 처리된 환자의 현재 치아 데이터는 치아와 잇몸 영역이 명확하게 구별될 수 있으므로 이미지 경계 검출 또는 선택 지정을 통해 도 7과 같이 치아와 잇몸 영역을 구별할 수 있다.
그리고 치아와 잇몸 영역이 구별되면 교정이 필요한 치아 사이를 분리한다.
교정이 필요한 치아의 경우 치아를 확대, 회전, 복귀 등의 과정을 통해 치아의 위치를 변위시켜야 하므로 교정을 위해 이동이 필요한 치아가 움직일 수 있는 공간이 필요하며, 스캐닝된 치아 데이터는 치아 사이가 붙어있는 형태로 치아 사이의 구분이 어려우므로 교정이 필요한 영역에 대하여 도 8와 같이 교정이 필요한 치아 사이를 구별한다.
상기와 같이 치아 사이가 구별되면, 각 개별 치아에 대한 기준 정보를 지정한다.
여기서, 기준 정보는 도 9와 같이 치아 전체에 대한 가상의 아치 선을 기준으로 치아의 양 단 중 혀를 기준으로 가깝게 위치하는 지점인 Mesial과 멀게 위치하는 지점인 Distal과 치아의 평균 높이를 기준으로 형성된 가상의 아치 선을 기준으로 치아 중심에 위치하는 지점인 FAP를 포함한다.
또한, 도 10과 같이 모든 치아에 대한 축을 설정하여 지정된 축 정보도 포함한다. 상기와 같이 기준 정보가 설정하고, 상기 기준 정보를 치아마다 설정하여 치아 명에 매핑시킨다.
상기와 같이 치아의 기준 정보가 설정되면 단계적으로 확장, 회전, 복귀 등 변위를 제어할 수 있다.
상기와 같이 기준 정보가 지정되면 교정이 필요한 치아를 확장, 회전, 복귀 동작을 통해 이동시켜 다단계로 구분되는 교정 치아 데이터를 생성한다.
상기 교정 치아 데이터는 기준 정보 설정시 생성된 가상의 아치 선을 기준으로 교정이 필요한 치아를 확장, 회전, 복귀시켜 상기 가상의 아치 선과 정렬되도록 치아를 교정시켜 생성된다.
상기 교정 치아 데이터는 교정이 필요한 치아를 확장, 회전, 복귀시키는 과정을 통해 치아를 설정된 위치로 이동시켜 생성된 데이터이며, 치아를 이동시킬 수 있는 치아 이동 거리의 제약 상 다수 개의 단계를 통해 최종 교정 치아 데이터가 형성될 수 있다.
여기서, 치아의 상태 및 교정될 치아의 개수, 위치 등에 따라 치아를 확장, 회전, 복귀하는 단계가 세분될 수 있으며, 경미한 치아 교정의 경우에는 적은 단계로 구성될 수 있으므로 최종 교정 치아 데이터가 형성되기 위해 필요한 단계는 환자 마다 달라질 수 있다.
상기 치아의 확장은 치아를 회전시킬 공간을 확보하기 위해 치아를 돌출시키는 것을 의미하고, 상기 치아의 회전은 교정이 필요한 위치로 치아를 상하, 좌우 4축 이동시키는 것을 의미하고, 치아의 복귀는 확장된 치아를 회전으로 교정한 후 원 위치로 이동시키는 것을 의미한다.
여기서, 치아의 확장은 치아를 이동시킬 공간이 확보되지 않은 경우 필요한 과정으로 상기 치아의 확장만으로 치아 이동 공간을 확보할 수 없는 경우에는 치아를 갈아서 치아의 너비를 감소시키는 스트리핑(stripping) 과정이 더 포함될 수 있다.
상기 스트리핑은 교정이 필요한 치아는 물론 교정이 필요한 치아 인근에 위치한 치아를 대상으로 행해질 수 있으며, 투명 교정기용 교정 치아 데이터를 생성하는 단계별로 선택적으로 스트리핑 과정이 포함될 수 있다.
이하, 보다 구체적인 실시예를 통해 교정 치아 데이터 생성 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 11a와 같이 먼저 치아에 치아 기준선을 삽입한다.
여기서, 상기 치아 기준선은 이상적인 치아 배열인 경우의 아치선으로 구성될 수 있다.
이어서, 도 11b와 같이 이동이 필요한 치아를 선택한다.
여기서, 상기 이동이 필요한 치아는 상기 치아 기준선으로부터 이탈된 정도와 치아 축으로부터 틀어진 정도로부터 추출할 수 있다.
그리고 도 11c와 같이 이동할 치아 너비와 치아 기준선 너비를 비교한다.
보다 구체적으로, 치아 사이를 분리하고, 기준 정보 중 Mesial과 Distal을 이용하여 각 치아의 너비를 측정한다.
상기와 같이 각 치아의 너비가 측정되고, 치아 사이의 간격이 추출되면, 치아 기준선에 따른 확장가능한 치아 너비와 상기 치아의 크기를 비교하여 이동할 치아가 이동할 공간이 확보되는지 여부를 판단하게 된다.
여기서, 상기 이동할 치아 크기가 치아 기준선에 따른 기준 치아 크기보다 큰 경우 공간 확보를 위해 이동할 치아와 양 옆의 치아를 함께 확장시킨다. 상기 치아 확장시 이동 거리는 1회당 1mm 이내로 제한된다.
하기의 표 1은 실제 치아의 너비와 치아 기준선에 따른 확보 가능한 치아 너비를 비교한 것이다.
치아 명 1 2 3 4 5 6
실제 너비 5.20 5.48 4.76 4.31 4.73 4.66
치아 기준선에 따른 치아 너비 6.35 6.44 4.60 5.49 7.26 6.60
상기 [표 1]와 도 11d를 통해 알 수 있듯이, 3번 치아의 경우 실제 치아의 크기(4.76)가 치아 기준선에 따른 치아의 크기(4.6)보다 크기 때문에 치아 확장이 필요하므로 도 11e와 같이 치아를 확장한다.
여기서, 경우에 따라서는 치아 확장만으로 이동할 공간이 확보되지 못할 경우 공간 확보를 위해 치아를 갈아서 치아의 폭을 줄이는 스트리핑(stripping)과정이 포함될 수 있다.
상기와 같이 치아가 확장되면 상기 이동할 치아 너비가 치아 기준선에 따른 확보가능한 치아 너비보다 작아서 이동할 공간이 확보되는지 여부를 다시 판단하게 되고, 확보되지 않는 경우에는 상기 과정을 반복하게 된다.
그리고 상기 이동할 치아 너비가 치아 기준선에 따른 치아 너비보다 작아서 공간이 확보된 경우 치아 확장 단계가 생략될 수 있으며, 도 11f와 같이 이동할 치아와 치아 기준선의 방향이 일치하는지 여부를 확인한다.
이동할 치아가 치아 기준선의 방향과 일치하지 않는 경우 도 11g와 같이 FAP를 기준으로 치아를 회전시킨다. 여기서, 상기 이동할 치아의 회전은 하나의 단계 당 이동량이 1mm 이하가 되도록 제한된다.
상기와 같이 치아가 회전되면 이동할 치아와 치아 기준선이 일치하는지 여부를 다시 확인하고, 도 11h와 같이 일치하지 않는 경우 상기 과정을 반복하여 수행한다
상기와 같은 치아 회전을 통해 이동할 치아가 치아 기준선의 방향과 일치하는 경우 이동할 치아가 치아 기준선과 일치하는지를 확인한다.
여기서, 상기 치아가 회전되어 이동할 치아와 치아 기준선이 일치하지 않는 경우 치아를 복귀시킨다. 상기 치아 복귀시 하나의 단계당 이동량이 1mm 이하가 되도록 제한된다.
이후, 이동할 치아가 치아 기준선과 일치하는지를 확인하여 일치하지 않는 경우 상기 과정이 반복되고, 일치하는 경우 도 11i와 같이 교정이 완료된다.
도 12는 본 발명에 따른 다수 개의 단계로 구분된 교정 치아 데이터를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예는 총 7개의 단계를 통해 현재 치아 데이터가 최종 교정 치아 데이터로 생성되는 것을 나타낸 것으로, 도 12a는 교정 전의 현재 치아 데이터를 나타낸 것이다.
도 12b 내지 도 12d는 교정 제 1 내지 3 단계로 치아를 회전시키기 위해 확장하는 단계의 교정 치아 데이터를 나타낸 것이다.
상기 치아 확장 단계가 3가지 단계로 구분되는 이유는 치아는 하나의 단계에 이동시킬 수 있는 거리가 제한되어 있으므로 치아 확장시 이동 거리가 큰 경우 다수 개의 단계로 구분되어 진다.
도 12e는 교정 제 4 단계로 확장된 치아를 회전시키는 단계의 교정 치아 데이터를 나타낸 것이다.
도 12f 내지 도 12h는 교정 제 5 내지 7단계로 회전된 치아를 원위치로 복귀시키는 단계의 교정 치아 데이터를 나타낸 것이고, 상기 제 7 단계의 교정 치아 데이터가 최종 교정 치아 데이터가 된다.
상기와 같이 7단계의 교정 치아 데이터가 생성되면, 교정 가이드 정보 생성모듈(222)이 각 단계의 교정 치아 데이터와 이에 대한 스크립트 정보가 매핑되어 데이터베이스에 저장 관리된다.
보다 구체적으로, 상기 교정 가이드 정보 생성모듈(222)는 각 단계의 교정 치아 데이터 중 각 단계 별로 치아의 교정된 3D 데이터에 대한 스크립트 정보와 각 단계 별로 스크리핑 과정을 포함하는 경우 스크리핑 정보를 포함하는 가이드 정보를 생성한다.
여기서, 상기 스크립트 정보는 각 단계 별로 생성된 치아의 교정된 3D 데이터에 대한 적용된 교정 동작(확장, 회전, 복귀)에 대한 부연 설명을 의미한다.
따라서, 치과 의사는 상기 스크립트 정보를 통해 각 단계 별로 어떠한 교정 동작이 이루어지는지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 상기 스크리핑 정보는 각 단계의 교정 치아 데이터 중 치아의 이동 공간 확보를 위해 치아를 갈아야 하는 경우 어떤 치아를 어느 정도 갈아야 하는지 여부를 가이드하는 정보를 의미한다.
한편, 시뮬레이션 모듈(223)는 환자의 측면 사진, X-ray 사진과 교정 처리되기 이전 현재 상태 치아 데이터를 매핑시켜 교정 전의 환자 상태와 환자의 측면 사진, X-ray 사진과 상기 치아 교정부로부터 생성된 교정 치아 데이터를 매핑시켜 교정 후 예측되는 윤곽 변화를 비교 출력하는 역할을 담당한다
도 12i는 교정 전의 현재 치아 데이터와 교정 후 최종 교정 치아 데이터를 비교하여 나타낸 것이다.
상기와 같이 교정 치아 데이터가 생성되면, 시뮬레이션부가 교정 전 후의 환자의 윤곽 변화를 비교하기 위한 데이터를 생성한다. (S150)
보다 구체적으로, 도 13a와 같이 환자의 측면 사진과 X-ray 사진을 일치시키고, 상기 환자의 측면 사진과 X-ray 사진이 일치된 상태에서 안면 골격의 기준점을 연결한 프로파일 정보를 생성하고, 도 13b와 같이 현재 치아 데이터를 매핑시킨다.
상기와 같이 환자의 측면 사진과 X-ray 사진 및 현재 치아 데이터를 매핑시킨 교정 전 데이터에서 상기 현재 치아 데이터를 교정 처리된 교정 치아 데이터로 변경하면 도 13c와 같이 교정 치아 데이터에 의해 변화된 환자의 윤곽을 확인할 수 있는 교정 데이터가 생성된다.
상기와 같이 시뮬레이션부가 교정 전 후 비교 데이터를 생성하면, 도 14와 같이 상기 교정 전 후 비교 데이터와 교정 치아 데이터를 포함한 교정 데이터를 교정을 의뢰한 치과 단말로 전송하여 주치의 및 환자의 확인 과정을 거치게 된다.(S160)
여기서, 상기 교정 치아 데이터의 교정 수정사항이 있는 경우 주치의는 치과 단말을 통해 교정의 수정을 요청할 수 있으며(S170), 이 경우 상기 S140 단계로 피드백된다.
상기와 같이 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 정보가 완성되면 데이터 포맷 모듈(224)은 환자 정보에 매핑된 상기 생성된 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 데이터를 추출하여 동시에 출력한다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교정 데이터 추출 과정을 개략적으로 도시한 것이고, 도 16은 데이터 포맷 모듈에 의해 출력된 화면의 데이터 구조를 도시한 것이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 데이터 포맷 모듈(224)은 특정 환자에 대한 교정 데이터 요청이 실행되면 데이터 베이스에 저장된 상기 특정 환자에 대한 고객 정보를 추출하고, 상기 고객 정보에 매핑되어 생성된 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 데이터를 데이터베이스로부터 추출한다.
상기 데이터베이스는 다수 개의 영역으로 구획되어 상기 고객 정보, 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 데이터가 분리되어 저장 관리될 수 있으며, 각 데이터에 고객 식별 정보가 부가되어 고객 정보에 모든 데이터가 매핑될 수 있다.
상기와 같이 고객 정보에 매핑되어 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 데이터가 추출되면 데이터 포맷 모듈(224)은 도 16과 같이 추출된 모든 데이터를 동시에 출력한다.
도 16의 가이드 정보 중 스크립트 정보의 0 내지 9는 교정 데이터 생성 모듈에 의해 생성된 교정 치아 데이터의 각 단계를 의미하고, 각 단계의 교정 동작이 기록된다. 예를 들어, 1단계의 경우 "U Rot,Aln"은 상악(U)을 회전(Rot)하여 교정(Aln)한다는 것을 의미한다.
그리고 스크리핑 정보의 Step은 상기 교정 치아 데이터의 각 단계를 의미하고, Amount는 스크리핑 되는 양을 의미하고, X는 상악, D는 하악을 의미하고, 상기 X와 D에 포함되는 숫자(1 내지 7)은 치아 번호를 의미한다. 상기 숫자는 치아 중앙으로부터 멀어지는 순서에 따라 배치된 치아를 지정하는 것으로 치아가 중앙으로부터 대칭으로 배치되므로 번호가 한 쌍으로 배치된다.
예를 들어, X의 왼쪽 3번의 Step 3에 Amount가 0.3이라고 표시된다면, 상악의 치아 중앙으로부터 오른쪽에 3번째에 위치한 치아에 대하여 3단계에서 0.3mm의 스트리핑이 필요하다는 것을 의미한다.
결국, 데이터 포맷 모듈에 의해 생성된 교정 데이터에는 환자의 고객정보부터, 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 정보가 동시에 출력되므로 치과 의사는 하나의 페이지에 환자의 모든 교정 정보를 확인할 수 있으므로 환자에 대한 편리한 교정 처리가 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 치과 단말 20 : 교정 관리 서버
220 : 교정 데이터 처리 장치

Claims (6)

  1. 치과 단말로부터 환자의 치아 데이터를 전송받아, 환자의 현재 치아 데이터에 대하여 치아 기준선(가상의 아치 선)을 기준으로 이탈 정도에 따라 교정이 필요한 치아를 추출하고, 치아의 확장, 회전, 복귀 과정을 통해 상기 치아 기준선과 정렬되도록 치아를 최종 위치까지 점진적으로 이동시키는 단계 별 교정 치아 데이터를 포함하는 환자의 투명 교정기용 교정 치아 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성 모듈과;
    상기 교정 치아 데이터에 대한 스크립트 정보와 교정 치아 데이터에 스트리핑을 포함하는 경우 스트리핑 정보를 포함하는 가이드 정보를 생성하는 교정 가이드 정보 생성 모듈과;
    상기 교정 치아 데이터를 통한 얼굴 윤곽 변화를 확인할 수 있는 교정 전 후 시뮬레이션 데이터를 생성하는 시뮬레이션 모듈과;
    상기 환자의 고객 정보에 매핑되어 생성된 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 데이터를 데이터베이스로부터 추출하여 동시에 출력하는 데이터 포맷 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 교정 데이터 생성모듈은
    3D 스캐닝된 환자의 현재 치아 데이터 중 불필요한 영역을 제거하고, 설정된 해상도 및 사이즈로 자동 설정하여 전처리를 수행하고,
    치아 중 상악과 하악을 구분하고, 교정을 위한 상기 현재 치아 데이터를 포지셔닝하고, 치아와 잇몸 영역을 구분하고, 치아의 움직일 공간을 확보하기 위해 치아 사이를 분리하고, 치아 기준 정보를 설정하고, 상기 치아 기준 정보를 기초로 치아를 확장, 회전, 복귀 중 적어도 하나의 과정을 통해 최종적으로 교정 처리되는 다수 개의 단계로 구분된 교정 치아 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 교정 가이드 정보 생성 모듈은
    상기 교정 데이터 생성 모듈에 의해 다수 개의 단계로 구분되어 생성된 교정 치아 데이터의 각 단계 별 교정 치아 데이터의 교정 동작을 설명하는 스크립트 정보와 각 단계 별로 교정 치아 데이터에 치아를 갈아서 치아의 너비를 감소시키는스트리핑 과정이 포함되는 경우 특정 단계의 스트리핑 대상 치아 및 스트리핑 량을 특정하는 스트리핑 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 교정 데이터 생성 모듈은
    상기 치아의 확장, 회전, 복귀 과정에 따라 치아를 이동시키되, 1개의 단계 당 치아 이동 거리가 1mm 미만이 되도록 단계를 세분하여 다수 개로 구분된 교정 치아 데이터를 생성하고;
    치아 기준선 (가상의 아치 선)을 기준으로 이탈 정도에 따라 교정이 필요한 치아를 추출하고, 치아의 확장, 회전, 복귀 과정을 통해 상기 치아 기준선과 정렬되도록 치아를 교정 처리하여 단계 별 교정 치아 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 모듈은
    환자의 측면 사진, X-ray 사진과 교정 처리되기 이전 현재 상태 치아 데이터를 매핑시켜 교정 전의 환자 상태와 환자의 측면 사진, X-ray 사진과 상기 교정 데이터 생성모듈로부터 생성된 최종 교정 치아 데이터를 매핑시켜 교정 후 예측되는 얼굴 윤곽 변화를 비교한 교정 전 후 데이터인 시뮬레이션 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 포맷 모듈은
    동시에 출력된 고객 정보에 매핑되어 생성된 교정 치아 데이터, 가이드 정보 및 시뮬레이션 데이터 중 교정 치아 데이터가 선택되면 상기 교정 데이터 생성 모듈이 링크되어 활성화되고;
    상기 가이드 정보가 선택되면 상기 교정 가이드 정보 생성 모듈이 링크되어 활성화되고;
    상기 시뮬레이션 데이터가 선택되면 상기 시뮬레이션 모듈이 링크되어 활성화되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기용 교정 치아 데이터 처리 장치.
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