KR101739091B1 - 치과용 ct 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치 - Google Patents

치과용 ct 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101739091B1
KR101739091B1 KR1020150162302A KR20150162302A KR101739091B1 KR 101739091 B1 KR101739091 B1 KR 101739091B1 KR 1020150162302 A KR1020150162302 A KR 1020150162302A KR 20150162302 A KR20150162302 A KR 20150162302A KR 101739091 B1 KR101739091 B1 KR 101739091B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image information
reconstructing
dimensional image
curve
images
Prior art date
Application number
KR1020150162302A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160060574A (ko
Inventor
박현진
김경인
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
주식회사 메디칼스탠다드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단, 주식회사 메디칼스탠다드 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Publication of KR20160060574A publication Critical patent/KR20160060574A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101739091B1 publication Critical patent/KR101739091B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A61B6/14—
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/461—Displaying means of special interest
    • A61B6/466—Displaying means of special interest adapted to display 3D data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5217—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

본 발명은 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치에 관한 것으로서, 2차원 CT 이미지 정보를 입력받아 이를 곡면재구성(Curved Planar Reconstruction) 방법을 이용하여 치아 구조물을 나타내는 영상 정보를 재구성하고 이를 렌더링하여 3차원 영상 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR RECONSTRUCTING THREE DIMENSIONAL IMAGES USING DENTAL CT IMAGES}
본 발명의 실시예들은 치과용 3차원 이미지를 재구성하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 2차원의 치과용 CT 이미지들을 이용하여 3차원 이미지를 재구성할 수 있는 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 치과 의료 분야 시술의 성공에는 많은 변수가 관련되어 있다. 예를 들어, 치골 부위의 임플란트 시술의 경우, 시술의 성공에 관련된 주요 변수들로 신경관의 위치, 상하악의 구조, 골밀도, 적절한 위치와 고정물의 선택, 보철물과의 조화 등이 고려될 수 있다. 상술된 변수들은 치과 의료 분야의 시술의 성공에 밀접한 관련에 있기에 시술 계획을 수립하는 과정에서 고려되어야 한다.
종래의 치과에서는 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, 이하 CT)을 통해 획득된 2차원의 CT 이미지들로부터 얻은 정보를 바탕으로 상술된 변수들을 고려한 후, 시술 계획을 수립한다. 하지만 2차원의 CT 이미지들은 각각 2차원의 정보만을 시술 계획 수립자(예를 들어, 시술자)에게 제공하기 때문에 실제 시술을 집도하는 시술자가 많은 임상 경력을 가지고 있다고 하더라도 2차원의 CT 이미지들을 바탕으로 수립된 시술 계획 정보만으로는 환자의 상악 및 하악 등이 형성하는 치골의 모양, 치골의 각 부분의 부피 및 입체감을 확인하기 힘들다. 또한, 시술 대상이 되는 환자별로 상기 구조물의 모양, 부피 및 입체감은 각각 다르다.
따라서 환자의 치골 형태 및 해부학적인 정보를 나타내는 3차원 이미지를 제공하여, 종래의 2차원 CT 이미지들을 사용하여 수립된 시술 계획에 따라 시행된 시술보다 성공률을 높일 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
KR 1011468620000 B
본 발명의 실시예는 환자의 치골 형태 및 해부학적인 정보를 제공할 수 있는 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 치아, 치주, 치조골, 상악골 및 하악골의 3차원 이미지를 제공할 수 있는 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 종래의 의료용 3차원 이미지 생성 방법인 MIP(maximum intensity projection) 기술 및 minP(minimum intensity projection) 기술보다 실제 환자의 치아 환경과 유사한 3차원 이미지를 제공할 수 있는 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법은 CT 영상 수신부가 외부 CT 전자 장치로부터 환자를 대상으로 촬영되어 생성된 2차원 CT 이미지 정보를 입력받는 단계; 곡면재구성 처리부가 상기 2차원 CT 이미지 정보를 대상으로 곡면재구성(Curved Planar Reconstruction) 방법을 이용하여 치아 구조물을 나타내는 영상 정보를 재구성하는 단계; 3차원 영상 렌더링부가 상기 재구성된 영상 정보를 기반으로 렌더링을 통해 3차원 영상 정보를 생성하는 단계; 및 디스플레이부가 상기 3차원 영상 정보를 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상 정보를 재구성하는 단계는, 상악 또는 하악을 따라 기본 곡선을 구축하는 단계; 및 상기 기본 곡선에 직교하는 법면을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기본 곡선을 구축하는 단계는, 상악 또는 하악을 따라 기초 곡선을 구축하는 단계; 각 치아마다 도심을 설정하는 단계; 및 설정된 도심을 지나가도록 상기 기초 곡선을 수정하여 최종 곡선을 구축하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기초 곡선 및 최종 곡선을 구축하기 위해 다항 곡선 근사법(Polynomial Curve Fitting)을 이용할 수 있다.
상기 법면을 설정하는 단계에서, 상기 최종 곡선을 따라 일정 간격한 간격으로 복수 개의 법면을 설정하고, 상기 복수 개의 법면을 따라 치아 구조물을 나타내는 영상 정보를 재구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 상기 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위해 매체에 저장될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지 재구성 장치는 외부 CT 전자 장치로부터 환자를 대상으로 촬영되어 생성된 2차원 CT 이미지 정보를 입력받는 CT 영상 수신부; 상기 2차원 CT 이미지 정보를 대상으로 곡면재구성(Curved Planar Reconstruction) 방법을 이용하여 치아 구조물을 나타내는 영상 정보를 재구성하는 곡면재구성 처리부; 및 상기 재구성된 영상 정보를 기반으로 렌더링을 통해 3차원 영상 정보를 생성하는 3차원 영상 렌더링부를 포함할 수 있다.
상기 곡면재구성 처리부는, 상악 또는 하악을 따라 기초 곡선을 구축하고, 각 치아마다 도심을 설정하고, 설정된 도심을 지나가도록 상기 기초 곡선을 수정하여 최종 곡선을 구축한 다음 상기 최종 곡선에 수직한 복수 개의 법면을 따라 치아 구조물을 나타내는 영상 정보를 재구성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 실시간으로 연속해서 관찰이 가능한 3차원 이미지를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 곡면으로 이루어진 상하악의 특징에 맞게, 곡면으로 평면을 나누어 3차원 이미지를 재구성함으로써, 종래의 MIP 및 minP 방법들보다 환자의 치아 환경을 정확하게 3차원 이미지로 재구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 단계의 참고도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 치아 구조물 재구성 단계의 예시적인 상세 순서도이다.
도 5 내지 도 8은 도 4에 도시된 각 단계의 참고도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 결과 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…….부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저장부는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록매체를 포함한다. 그 예로는, 롬(ROM: Read Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory), CD(Compact Disk), DVD(Digital Video Disk)―ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치, 임베디드 멀티미디어 카드(eMMC), HDD(Hard Disk Drive), Micro SD Card 및 USB Memory 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 저장부는 케리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 송신)의 형태로 구현되는 것도 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시부는 방전광 디스플레이(ELD), 진공 형광 디스플레이(VFD), 발광 다이오드 디스플레이(LED), 음극선관(CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT LCD), 플라스마 디스플레이 패널 (PDP), 표면 얼터네이트 라이팅(ALiS), 디지털 광원 처리(DLP), 실리콘 액정 (LCoS), 유기 발광 다이오드(OLED), 표면 전도형 전자 방출 소자 디스플레이(SED), 전계 방출 디스플레이(FED), 레이저 TV(양자 점 레이저, 액정 레이저), 광유전성 액체 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(iMoD), 두꺼운 필름 유전체 전기 (TDEL), 양자 점 디스플레이(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기 발광 트랜지스터(OLET) 및 레이저 형광 디스플레이(LPD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 장치는 표시부를 구비하는 임의의 전자 장치일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 스마트폰, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) 컴퓨터, PMP(Personal Media Player) 및 PDA(Personal Digital Assistants) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 장치를 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 장치(100)는 CT 영상 수신부(110), 저장부(120), 제어부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다. 제어부(130)는 곡면재구성 처리부(131) 및 3차원 영상 렌더링부(132)를 포함할 수 있다.
CT 영상 수신부(110)는 외부의 CT 전자 장치(미도시)로부터 CT 정보를 수신받을 수 있다. 여기서 CT 정보는 환자를 대상으로 촬영을 통해 생성된 2차원 CT 이미지들을 나타내는 정보이다. 예를 들어, CT 영상 수신부(110)는 외부 전자장치와 유무선 수신할 수 있는 통신모듈을 구비하여, 네트워크 망에 연결될 수 있으며, 네트워크 망에 연결된 외부 CT 전자 장치로부터 2차원 CT 이미지 정보를 수신받을 수 있다. 2차원 CT 이미지 정보는 CT 파노라마 영상일 수 있다.
다른 예로서, CT 영상 수신부(110)는 CT 이미지가 인화된 필름을 스캔할 수 있는 스캔 모듈을 구비하여, CT 이미지가 인화된 복수 개의 필름들을 스캔하여 CT 정보를 생성할 수 있다.
또한 CT 이미지를 저장하고 있는 저장 장치로부터 CT정보를 수신받을 수도 있다.
그 후, CT 영상 수신부(110)는 수신된 2차원 CT 이미지 정보를 곡면재구성 처리부(131)로 전달할 수 있다.
또한 CT 영상 수신부(110)는 수신된 2차원 CT 이미지 정보들을 저장부(120)에 저장할 수 있다. 저장된 환자의 2차원 CT 이미지 정보들은 향후 3차원 영상 곡면재구성의 대상체가 된다. 더욱 상세하게는 저장된 환자의 CT 이미지들은 곡면재구성 처리 후 3차원 영상으로 재생성될 수 있다.
곡면재구성 처리부(131)는 CT 영상 수신부(110)로부터 전달받은 2차원 CT 이미지 정보를 대상으로 재구성 연산을 수행할 수 있다. 여기서 곡면재구성 처리부(131)가 수행하는 재구성 연산은 2차원의 이미지를 기초로하는 CT 정보를 대상으로 3차원 이미지를 재구성하기 위하여 수행되는 연산으로서, 곡면재구성(curved planar reconstruction, 이하 CPR) 방법을 이용하여 연산이 수행될 수 있다.
더욱 상세하게는 곡면재구성 처리부(131)는 CT 영상 수신부(110)로부터 전달받은 CT 정보로부터 치아, 치주골, 상악 및 하악 등의 곡면을 CPR 방법을 사용하여 3차원 영상으로 재구성할 수 있다.
또한, 곡면재구성 처리부(131)는 CT 정보가 나타내는 치아, 치주골, 상악 및 하악 등의 부위를 대상으로 재구성 연산을 진행함에 있어서, 환자의 상악과 하악을 따라 기본 곡선축을 구축하며, 기본 곡선축에 수직이 되는 방향으로 새롭게 축을 지정함으로써, 기존의 3차원 이미지 재구성 방식들보다 부드러운 영상을 재구성할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 곡면재구성 처리부(131)는 상악 혹은 하악을 관 모양의 구조물로 판단하는 단계 및 상기 구조물에서 파생되는 치아와 치주골을 찾아 재구성하는 단계를 포함하는 재구성 연산을 수행할 수 있다. 상기 재구성하는 단계는 곡면으로 이루어진 치아와 치주는 물론 상하악골까지 여러 면에 걸쳐 각각의 특징에 맞게 곡면으로 평면을 나누어 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다. CPR 방법을 사용하여 3차원 영상으로 재구성하는 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
곡면재구성 처리부(131)는 상기 재구성 연산의 수행 결과로서 생성된 재구성된 영상 정보를 3차원 영상 렌더링부(132)로 전달할 수 있다.
3차원 영상 렌더링부(132)는 곡면재구성 처리부(131)로부터 전달받은 재구성된 영상 정보를 대상으로 IVR(indirect volume rendering) 방법을 사용하여 3차원으로 렌더링할 수 있다.
보다 상세하게는, 3차원 영상 렌더링부(132)는 저장부(120)에 기저장된 해부학적 정보를 기반으로, 전달받은 재구성된 영상 정보를 치아, 치주골, 상악 및 하악 등의 각각의 구조에 맞게 치아 구조 영상 정보, 치주골 구조 영상 정보, 상악 구조 영상 정보 및 하악 구조 영상 정보로 분할하여 생성하고, 다시 이들을 재구성하는 렌더링을 통해 3차원 영상 정보를 생성할 수 있다.
그 후, 3차원 영상 렌더링부(132)는 생성된 3차원 영상 정보를 디스플레이부(140)에 전달할 수 있다.
디스플레이부(140)는 3차원 영상 렌더링부(132)로부터 전달받은 3차원 영상 정보를 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이할 수 있다.
또한, 디스플레이부(140)는 특정 부위를 볼 수 있는 확대 기능 및 축지정 기능, 명암 대조 기능 등을 구비할 수 있다.
한편, 상기 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 장치(100)의 각각의 구성요소들은 기능 및 논리적으로 분리될 수 있음을 나타나기 위해 별도로 도면에 표시한 것이며, 물리적으로 반드시 별도의 구성요소이거나 별도의 코드로 구현되는 것을 의미하는 것은 아니다.
그리고 본 명세서에서 각 기능부라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 각 기능부는 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법을 나타내는 순서도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 장치(100)의 CT 영상 수신부(110)는 외부 CT 전자 장치(미도시) 내지 저장 장치(미도시)로부터 환자를 대상을 촬영되어 생성된 CT 이미지를 기초로 생성된 2차원 CT 이미지 정보를 입력받을 수 있다(S210).
또한, CT 영상 수신부(110)는 입력받은 2차원 CT 이미지 정보를 곡면재구성 처리부(131)로 전달 할 수 있다.
그 후, 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 장치(100)의 곡면재구성 처리부(131)는 CT 영상 수신부(110)로부터 전달받은 2차원 CT 이미지 정보를 대상으로 곡면재구성(curved planar reconstruction, CPR) 방법을 이용하여 치아 구조물을 나타내는 영상 정보를 재구성할 수 있다(S220).
상기 곡면재구성 처리부(131)가 영상 정보를 재구성하는 단계는, 상악 혹은 하악을 관 모양의 구조물로 판단하고 상기 구조물에서 파생되는 치아와 치주골을 찾아 재구성 연산을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 재구성 연산을 수행하는 단계는 곡면으로 이루어진 치아, 치주, 치주골, 상악골 및 하악골의 각각의 특징에 맞도록, 각 대상의 여러 면에 걸쳐 곡선을 평면으로 나누어 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이를 도 3 내지 도 7을 참고로 보다 상세히 설명하면, 다음과 같다.
곡면재구성 처리부(131)는 CT 영상 수신부(110)로부터 전달받은 CT정보를 대상으로 초기 곡선(310)을 구축할 수 있다(S221).
초기 곡선(310)은 상악 혹은 하악을 관 모양의 구조물로 판단하고 상악과 하악을 따라 구축한다. 이와 같이 구축된 초기 곡선은 도 4에 도시된 바와 같이 나타날 수 있으며, 초기 곡선을 구축하기 위해 다항 곡선 근사법(Polynomial Curve Fitting)을 이용할 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이 각 치아마다 도심(centroid)(320)을 설정하며(S222), 도 6에 도시된 바와 같이 설정된 도심을 기준으로 최종 곡선(330)을 도출한다(S223). 최종 곡선을 도출할 때 역시 다항 곡선 근사법(Polynomial Curve Fitting)을 이용할 수 있다.
치아의 위치는 개인마다 상이하기 때문에 초기 곡선을 도심을 기준으로 최종 곡선으로 도출하는 방법에 의해 각 개인의 치아 위치를 정확히 정의할 수 있는 곡선을 도출해 낼 수 있다.
다음으로, 최종 곡선을 따라 법면을 설정한다(S224).
도 7에는 도심을 지나는 법면(340)만 표시되어 있으나 3차원 이미지의 재구성 장치(100)의 곡면재구성 처리부(131)는 최종 곡선(330)을 따라 일정 간격(예를 들어 1mm)을 두고 연속적으로 복수 개의 법면을 설정하고, 설정된 법면을 따라 곡면재구성 연산을 수행할 수 있다. 이와 같이 최종 곡선을 따라 법면(수직 방향의 평면)을 정의하면 그 단면마다 치아의 모양이 나오므로 치아의 위치와 더불어 모양까지 정의될 수 있다.
이와 같은 방법으로 재구성된 영상 정보는 3차원 영상 렌더링부(132)로 전달될 수 있으며, 3차원 영상 렌더링부(132)는 곡면재구성 처리부(131)로부터 전달받은 재구성된 영상 정보를 기반으로 렌더링을 통해 3차원 영상 정보를 생성할 수 있다(S230).
예를 들어 3차원 영상 렌더링부(132)는 곡면재구성 처리부(131)로부터 전달받은 재구성된 영상 정보를 대상으로 IVR(indirect volume rendering) 방법을 사용하여 3차원으로 렌더링할 수 있다. 예를 들어 픽셀의 3차원 단위인 복셀 값을 보간하기 위해 삼선형 보간법(tri-linear interpolation)을 사용할 수 있다.
또한, 상기 3차원 렌더링 단계에서, 3차원 영상 렌더링부(132)는 저장부(120)에 기저장된 해부학적 정보를 기반으로, 전달받은 재구성된 영상 정보를 치아, 치주골, 상악 및 하악 등의 각각의 구조에 맞게 치아 구조 영상 정보, 치주골 구조 영상 정보, 상악 구조 영상 정보 및 하악 구조 영상 정보로 분할하여 생성하는 단계 및 분할 생성된 치아 구조 영상 정보, 치주골 구조 영상 정보, 상악 구조 영상 정보 및 하악 구조 영상 정보들을 다시 재구성하는 렌더링을 통해 3차원 영상 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
3차원 영상렌더링부(132)는 생성된 3차원 영상 정보를 디스프레이부(140)로 전달할 수 있으며, 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 장치(100)의 디스플레이부(140)는 영상렌더링부(132)로부터 전달받은 3차원 영상 정보를 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이할 수 있다(S240).
도 8에 본 발명의 일 실시예에 따라 재구성된 예시적인 3차원 이미지가 도시되어 있다.
종래의 의료용 3차원 이미지를 재구성을 위한 연산 방법인 MIP(maximum intensity projection) 방법과 minP(minimum intensity projection)의 방법은 수평면(axial), 시상면(sagittal) 및 관상면(coronal)으로 정의되는 3개 수직면의 영상을 모아서 특정 관점(view point)으로 프로젝션 라인(projection line)이 지날 때, MIP 방법은 최대 밝기값을, mimP 방법은 최소 밝기값을 취하는 기술이다. 하지만 종래 방법들의 경우, 슬라이스 두께 또는 슬라이스의 한 포인트(point)가 결과 영상의 한 픽셀 크기의 여러 배가 될 경우, 저화질의 영상이 우려된다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법에 따라 재구성된 3차원 영상은 곡면 재구성 방법을 사용하기 때문에 도 8에서 확인할 수 있듯이 종래 MIP 및 minP 등의 3차원 이미지 재구성 방법에 의해 생성된 3차원 영상에 비해, 부드럽고 높은 정확도를 갖는 3차원 영상을 도출해 낼 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법은 상악과 하악을 따라 기초 곡선을 구축하며, 각 치아마다 도심을 정의하고 그 점을 따라 최종 곡선을 형성하기 때문에 개인마다 상이한 치아 위치를 정확히 정의할 수 있다. 그 결과 특정 치아 부위에 대한 관찰 시, 정확성이 높아지며, 기존 방법으로 재구성한 영상에서는 볼 수 없었던 구조물이 보일 수도 있다.
치의료 시술 중에서도 사랑니라 불리는 제3 대구치의 경우, 치조골과 잇몸 속에 박혀있거나, 누워있는 매복치의 형태를 갖고 있을 수 있다. 이는 CT 영상 촬영 시, 영상의 왜곡이 발생할 수 있다. 이러한 경우 본 발명에 따른 구조물 재구성 방법을 사용하면 그 왜곡을 줄일 수 있다. 또한 인플란트 시술과 같이 반드시 의료 영상을 통해 시술 계획을 세워야 하는 시술은 치아뿐만 아니라, 치조골 또한 왜곡없이 재구성이 가능하여 시술의 성공률이 높아진다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명하였다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 일련의 과정들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수도 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수도 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 휴대 단말 내에 포함될 수 있는 저장부는 본 발명의 실시예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
100: 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 장치
110: CT 영상 수신부 120: 저장부
130: 제어부 131: 곡면재구성 처리부
132: 3차원 영상 렌더링부 140: 디스플레이부
310: 기초 곡선 320: 도심
330: 최종 곡선 340: 법면

Claims (8)

  1. CT 영상 수신부가 외부 CT 전자 장치로부터 환자를 대상으로 촬영되어 생성된 2차원 CT 이미지 정보를 입력받는 단계;
    곡면재구성 처리부가 상기 2차원 CT 이미지 정보를 대상으로 곡면재구성(Curved Planar Reconstruction) 방법을 이용하여 치아 구조물을 나타내는 영상 정보를 재구성하는 단계;
    3차원 영상 렌더링부가 상기 재구성된 영상 정보를 기반으로 렌더링을 통해 3차원 영상 정보를 생성하는 단계; 및
    디스플레이부가 상기 3차원 영상 정보를 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 영상 정보를 재구성하는 단계는
    상악 또는 하악을 따라 기본 곡선을 구축하는 단계;
    상기 기본 곡선에 직교하는 복수 개의 법면을 설정하는 단계; 및
    상기 복수 개의 법면을 따라 치아 구조물을 나타내는 영상 정보를 재구성하는 단계;
    를 포함하는 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기본 곡선을 구축하는 단계는
    상악 또는 하악을 따라 기초 곡선을 구축하는 단계;
    각 치아마다 도심을 설정하는 단계; 및
    설정된 도심을 지나가도록 상기 기초 곡선을 수정하여 최종 곡선을 구축하는 단계;
    를 포함하는 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기초 곡선 및 최종 곡선을 구축하기 위해 다항 곡선 근사법(Polynomial Curve Fitting)을 이용하는 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 법면을 설정하는 단계에서, 상기 최종 곡선을 따라 일정 간격한 간격으로 복수 개의 법면을 설정하고,
    상기 복수 개의 법면을 따라 치아 구조물을 나타내는 영상 정보를 재구성하는 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법.
  6. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 치과용 CT 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위해 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020150162302A 2014-11-19 2015-11-19 치과용 ct 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치 KR101739091B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140161774 2014-11-19
KR1020140161774 2014-11-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160060574A KR20160060574A (ko) 2016-05-30
KR101739091B1 true KR101739091B1 (ko) 2017-05-24

Family

ID=57124670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150162302A KR101739091B1 (ko) 2014-11-19 2015-11-19 치과용 ct 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101739091B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190115638A (ko) 2018-04-03 2019-10-14 경희대학교 산학협력단 메탈 아티팩트를 저감하는 엑스선 단층촬영 장치 및 그 동작 방법
WO2023008849A1 (ko) * 2021-07-27 2023-02-02 오스템임플란트 주식회사 3차원 치아 이미지 표시 장치 및 방법, 그리고 3차원 치아 이미지 표시 장치를 학습시키는 방법
KR102651466B1 (ko) 2023-03-20 2024-03-27 고려대학교 산학협력단 내포 함수 신경망을 이용한 파노라마 방사선 사진으로부터의 3차원 치아 재구성 장치 및 방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101953629B1 (ko) * 2017-11-21 2019-03-05 서울여자대학교 산학협력단 두개악안면 cbct 영상에서 형상제약 정보를 사용한 하악골 자동 분할 방법 및 장치
KR102097648B1 (ko) * 2018-01-25 2020-04-06 (주)바텍이우홀딩스 3차원 ct 영상으로부터 자동 선택된 치아 ct 슬라이스 상에 악궁 형상에 대응하는 커브를 자동으로 생성하는 방법
KR102203816B1 (ko) * 2018-08-13 2021-01-18 오스템임플란트 주식회사 2d 영상정합 및 3d 영상 재구성에 기반한 파노라마 영상 생성 방법, 파노라마 영상 생성 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
KR102174484B1 (ko) * 2018-10-01 2020-11-04 오스템임플란트 주식회사 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치
KR102251651B1 (ko) 2019-03-19 2021-05-14 오스템임플란트 주식회사 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치
KR102263110B1 (ko) * 2019-05-14 2021-06-09 주식회사 디오 악궁 궤적 검출 장치
KR102234426B1 (ko) * 2019-05-21 2021-03-31 오스템임플란트 주식회사 치식번호 부여 방법 및 이를 수행하는 치아영상 처리장치
KR102292080B1 (ko) * 2019-11-07 2021-08-20 부산대학교 산학협력단 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법
KR102330981B1 (ko) * 2020-12-30 2021-12-02 이마고웍스 주식회사 딥러닝을 이용한 ct 영상의 악안면골 자동 분할 방법
KR102471011B1 (ko) * 2021-01-22 2022-11-25 오스템임플란트 주식회사 Ct 영상을 이용한 파노라마 영상 생성 장치 및 방법
KR20220158893A (ko) * 2021-05-24 2022-12-02 주식회사 메디트 전자 장치 및 그의 이미지 처리 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101146862B1 (ko) * 2010-12-02 2012-05-16 이준호 2차원 파노라마 영상을 3차원 곡면으로 변형하는 방법 및 이를 기록한 기록매체
US20120258416A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Hongsheng Tong Method to define, measure, and display mesiodistal angulation and faciolingual inclination of each whole tooth
KR101366341B1 (ko) * 2012-02-15 2014-02-24 계명대학교 산학협력단 비모수적 확률 모델과 스무딩 함수를 이용한 혈관 내 초음파 영상에서 내강 경계면 자동 분할 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101146862B1 (ko) * 2010-12-02 2012-05-16 이준호 2차원 파노라마 영상을 3차원 곡면으로 변형하는 방법 및 이를 기록한 기록매체
US20120258416A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Hongsheng Tong Method to define, measure, and display mesiodistal angulation and faciolingual inclination of each whole tooth
KR101366341B1 (ko) * 2012-02-15 2014-02-24 계명대학교 산학협력단 비모수적 확률 모델과 스무딩 함수를 이용한 혈관 내 초음파 영상에서 내강 경계면 자동 분할 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190115638A (ko) 2018-04-03 2019-10-14 경희대학교 산학협력단 메탈 아티팩트를 저감하는 엑스선 단층촬영 장치 및 그 동작 방법
WO2023008849A1 (ko) * 2021-07-27 2023-02-02 오스템임플란트 주식회사 3차원 치아 이미지 표시 장치 및 방법, 그리고 3차원 치아 이미지 표시 장치를 학습시키는 방법
KR20230016952A (ko) * 2021-07-27 2023-02-03 오스템임플란트 주식회사 3차원 치아 이미지 표시 장치 및 방법, 그리고 3차원 치아 이미지 표시 장치를 학습시키는 방법
KR102607886B1 (ko) 2021-07-27 2023-11-29 오스템임플란트 주식회사 3차원 치아 이미지 표시 장치 및 방법, 그리고 3차원 치아 이미지 표시 장치를 학습시키는 방법
KR102651466B1 (ko) 2023-03-20 2024-03-27 고려대학교 산학협력단 내포 함수 신경망을 이용한 파노라마 방사선 사진으로부터의 3차원 치아 재구성 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160060574A (ko) 2016-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101739091B1 (ko) 치과용 ct 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치
US11810271B2 (en) Domain specific image quality assessment
US20240033043A1 (en) Tooth segmentation based on anatomical edge information
EP3726467B1 (en) Systems and methods for reconstruction of 3d anatomical images from 2d anatomical images
EP4282377A2 (en) Visual presentation of gingival line generated based on 3d tooth model
US11398013B2 (en) Generative adversarial network for dental image super-resolution, image sharpening, and denoising
US11366985B2 (en) Dental image quality prediction platform using domain specific artificial intelligence
US11517272B2 (en) Simulated orthodontic treatment via augmented visualization in real-time
US20210358123A1 (en) AI Platform For Pixel Spacing, Distance, And Volumetric Predictions From Dental Images
US20220180447A1 (en) Artificial Intelligence Platform for Dental Claims Adjudication Prediction Based on Radiographic Clinical Findings
US20110007137A1 (en) Hierachical processing using image deformation
US20210357688A1 (en) Artificial Intelligence System For Automated Extraction And Processing Of Dental Claim Forms
JP2009507524A5 (ko)
KR20150039028A (ko) 치아교정 시뮬레이션 방법 및 이를 수행하는 시스템
US8605973B2 (en) Graph cuts-based interactive segmentation of teeth in 3-D CT volumetric data
CN111388125B (zh) 一种口腔正畸治疗前后牙齿移动量计算方法和装置
WO2022020267A1 (en) Systems and methods for modeling dental structures
US11357604B2 (en) Artificial intelligence platform for determining dental readiness
Aichert et al. Image-based tracking of the teeth for orthodontic augmented reality
CN112424820A (zh) 用于模拟牙齿状况的方法
KR102174484B1 (ko) 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치
US20220378548A1 (en) Method for generating a dental image
KR20210099835A (ko) 파노라믹 영상 생성 방법 및 이를 위한 영상 처리장치
Lumetti et al. Annotating the Inferior Alveolar Canal: the Ultimate Tool
CN113205566A (zh) 基于深度学习的腹部三维医学影像转换生成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant