KR101883345B1 - 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법, 그 방법이 적용된 치아 교정 시뮬레이션 장치, 및 이를 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents
치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법, 그 방법이 적용된 치아 교정 시뮬레이션 장치, 및 이를 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 수진자의 상악/하악 오브젝트를 획득하는 단계; 상기 상악/하악 오브젝트로부터 복수의 치아 오브젝트를 획득하는 단계; 설정면을 설정하는 단계; 및 상기 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 제 1 이동을 행하는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법, 그 방법이 적용된 치아 교정 시뮬레이션 장치 및 이를 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법, 그 방법이 적용된 치아 교정 시뮬레이션 장치 및 이를 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
일반적으로, 치열이 바르지 않고 상하의 치아 교합이 비정상적인 상태를 부정교합이라고 하며, 이와 같은 부정교합은 저작, 발음상의 문제와 같은 기능적인 문제점과 얼굴에 대한 미적인 문제점을 발생시킬 뿐만 아니라 충치와 잇몸질환과 같은 건강상의 문제점도 발생시킬 수 있다.
따라서, 이러한 부정교합을 정상교합으로 만들기 위해서는 치아교정치료가 시행되어야 한다.
이러한 치아 교정 치료를 하기 전에, 적합한 치료 시술 방법을 결정하기 위해서는 현재 수진자의 치아 상태와 더불어서, 치아 교정시 예상되는 치아의 형태에 대한 시뮬레이션이 선행되는 것이 바람직하다.
그런데, 이와 같은 치아 시뮬레이션 장치에서 치아를 교정함에 있어서, 시술자인 의사가 치아 하나하나에 대하여 위치 이동 및 회전 이동을 시켜야 하므로, 작업에 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 치아 교정을 하기 전에 선행되는 진단 및 치료 계획 수립에 있어서, 수진자와 시술자가 원하는 형태의 치아 교정이 이루어질 수 있도록 하는 치아 시뮬레이션 장치에서, 치아 이동/회전이 자동으로 이루어지도록 하여 시술자의 수고를 덜어줄 수 있는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법, 그 방법이 적용된 치아 교정 시뮬레이션 장치 및 이를 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공하기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 일실시예인 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법은, 수진자의 상악/하악 오브젝트를 획득하는 단계; 상기 상악/하악 오브젝트로부터 복수의 치아 오브젝트를 획득하는 단계; 설정면을 설정하는 단계; 및 상기 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 제 1 이동을 행하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법는, 치아 표준 데이터를 저장하는 단계; 및 상기 치아 표준 데이터를 이용하여, 상기 치아 오브젝트에 대한 회전축 이동인 제 2 이동을 상기 치아 오브젝트에 대하여 행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법는, 상기 치아 오브젝트에 대하여, 설정 패스 위로 위치하도록 제 3 이동을 행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 2 이동은 토크 각도 이동과 팁 각도 회전을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수진자의 상악/하악 오브젝트를 획득하는 단계는, 상기 수진자에 대한 스캐너 촬영을 통해 상기 수진자 치아 구조 이미지 데이터를 획득하여, 상기 상악/하악 오브젝트를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법는 상기 제 3 이동을 행한 후, 상기 복수의 치아 오브젝트에 대하여 충돌 프로그램을 구동하여, 상기 치아 오브젝트가 상호 충돌되지 않도록 재조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 3 이동을 행한 후, 상기 복수의 치아 오브젝트에 대하여 충돌 프로그램을 구동하여, 상기 치아 오브젝트가 상호 충돌되지 않도록 재조절하는 단계는, 상기 복수의 치아 오브젝트의 충돌유무를 확인하는 단계; 및 상기 치아 오브젝트가 상호 충돌되면, 상기 치아 오브젝트 중 하나를 상기 설정 패스를 따라 소정 거리 자동 이격되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 치아 오브젝트의 충돌유무를 확인하는 단계는, 제 1 치아 오브젝트와, 상기 제 1 치아 오브젝트의 인접 오브젝트인 제 2 치아 오브젝트간의 벡터 거리를 확인하는 단계; 및 상기 벡터 이동거리가 마이너스값이면, 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 중첩되어 있다고 판단하여, 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 기설정 범위에 있도록 하기 위하여 상기 제 2 치아 오브젝트를 상기 제 1 치아 오브젝트의 이동 방향에 따라 분리 벡터이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 치아 오브젝트의 충돌유무를 확인하는 단계는, 상기 벡터 이동거리가 플러스값이면, 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 이격되어 있다고 판단하여, 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 기설정 벡터 거리 범위에 있도록 하기 위하여 상기 제 2 치아 오브젝트를 상기 제 1 치아 오브젝트의 이동 방향에 따라 인접 벡터이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법는 상기 치아 오브젝트 중 제 1 치아 오브젝트에 대한 회전축 각도를 수동 변경하는 단계; 및 상기 변경된 회전축 각도와 상기 치아 표준 데이터를 이용하여 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도를 자동 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 변경된 회전축 각도와 상기 치아 표준 데이터를 이용하여 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도를 자동 정렬하는 단계는, 상기 제 1 치아 오브젝트가 전치인 경우, 상기 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도는 다음의 [식1]에 따라 자동 정렬되는 단계를 포함할 수 있다.
[식1]
X = B/A*C
X : 자동 정렬된 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도
A : 설정된 제 1 치아 오브젝트의 회전축 각도
B : 변경된 제 1 치아 오브젝트의 회전축 각도
C: 설정된 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도
여기서, 상기 변경된 회전축 각도와 상기 치아 표준 데이터를 이용하여 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도를 자동 정렬하는 단계는, 상기 제 1 치아 오브젝트가 전치가 아니고, 전치에 대하여 회전축 각도가 고정된 경우, 상기 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도는 다음의 [식2]에 따라 자동 정렬되는 단계를 포함할 수 있다.
[식2]
X= D-(D-C)*(D-B)/(D-A)
X : 자동 정렬된 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도
A : 설정된 제 1 치아 오브젝트의 회전축 각도
B : 변경된 제 1 치아 오브젝트의 회전축 각도
C: 설정된 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도
D : 설정된 전치의 회전축 각도
[다른 오브젝트가 전치와 상기 제 1 치아 오브젝트 사이에 위치하는 경우]
여기서, 상기 설정면을 설정하는 단계는, 상기 수진자의 상악과 하악이 접하는 접합면을 상기 설정면으로 정의하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 설정면을 설정하는 단계는, 상악의 적어도 3개의 치아 오브젝트의 하단점 정보를 획득하는 단계; 하악의 적어도 3개의 치아 오브젝트의 상단점 정보를 획득하는 단계; 및 상기 하단점 정보를 통해 상악 설정면을 설정하고, 상기 상단점 정보를 통해 하악 설정면을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 제 1 이동을 행하는 단계는, 상기 치아 오브젝트의 회전축을 획득하는 단계; 및 상기 치아 오브젝트에 대하여 상기 회전축에 따라 상기 제 1 이동을 행하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 제 1 이동을 행하는 단계는, 상기 치아 오브젝트에 대하여 상기 설정면의 수직방향으로 상기 제 1 이동을 행하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법은, 재조절된 상기 복수의 치아 오브젝트의 총길이 정보를 획득하는 단계; 상기 설정 패스의 길이와, 상기 복수의 치아 오브젝트의 총길이를 비교하여, 상기 복수의 치아 오브젝트 중 한 쌍의 치아 오브젝트를 삭제하는 단계; 및 삭제된 치아 오브젝트를 제외한 복수의 치아 오브젝트의 총길이 정보를 계산한 후, 이에 맞도로 상기 설정 패스를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법은, 상기 복수의 치아 오브젝트 중 적어도 하나를 고정 치아 오브젝트로 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 설정 패스의 길이와, 상기 복수의 치아 오브젝트의 총길이를 비교하여, 상기 복수의 치아 오브젝트 중 한 쌍의 치아 오브젝트를 삭제하는 단계는, 상기 고정 치아 오브젝트를 제외한 치아 오브젝트 중 한 쌍의 치아 오브젝트를 삭제하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는. 상술한 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법 중 하나가 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예인 치아 교정 시뮬레이션 장치는, 치아 표준 데이터, 상악/하악 오브젝트, 설정면 정보 및 충돌 프로그램을 저장하는 메모리; 상기 상악/하악 오브젝트에 포함된 치아 오브젝트의 팁각도, 토크각도를 변경하기 위한 사용자 입력부; 및 상기 상악/하악 오브젝트로부터 복수의 치아 오브젝트를 획득하고, 상기 복수의 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면 정보가 지정하는 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 축이동인 제 1 이동을 행하고, 상기 제 1 이동을 행하고, 상기 치아 표준 데이터를 이용하여, 상기 치아 오브젝트에 대한 회전축 이동인 제 2 이동을 상기 치아 오브젝트에 대하여 행하며, 상기 치아 오브젝트에 대하여 상기 치아 표준 데이터에 포함된 설정 패스 위에 놓이도록 하는 제 3 이동을 행하는 제어부를 포함할 수 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 시술자가 수진자의 치아 교정을 위한 치아 교정 시뮬레이션을 진행함에 있어서, 치아 교합면으로 수직이동을 한 후, 충돌 프로그램을 통해 치아간 일정거리를 갖도록 자동 교정함으로써, 사용자 편의성이 매우 높아지게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 시술자는 수진자의 치아 교정시 발치하여야 할 치아를 정확하게 예측할 수 있게 될 뿐 아니라 발치 후의 치아 교정 상태를 예측할 수 있게 된다.
또한, 치아 중 전치가 특히 돌출되어 수정이 필요하거나, 사용자가 원하는 정도의 각도로 치아의 돌출각도를 조절할 경우, 기존의 28 개의 치아를 수동으로 각도 조절하는 것에 비해, 빠르고 정확하게 28개의 치아의 돌출 각도를 조절할 수 있게 된다.
또한, 치아 돌출 각도 조절 후, 변화된 악궁에 따라, 치아 교정 시뮬레이션이 실행되므로, 적합한 시술 방법을 선택하는데 필요한 정보를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련되어, 교합면에 접하지 아니한 치아의 예를 나타내는 도면.
도 2는, 본 발명의 일실시예와 관련된 수진자의 상악과 하악을 나타내기 위한 전개 이미지도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 치아 오브젝트 자동 이동 방법의 제 1 실시예를 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 치아 오브젝트 자동 이동 방법의 제 2 실시예를 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 치아 오브젝트 자동 이동 방법에 있어서 치아간의 벡터 거리를 측정하는 방법에 관한 개념도.
도 6은 본 발명의 일실시예와 관련된 치아의 팁각도와 토크각도를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예인 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 일실시예인 치아 교정 시뮬레이션 장치의 전자적인 구성을 설명하기 위한 블록 구성도.
도 2는, 본 발명의 일실시예와 관련된 수진자의 상악과 하악을 나타내기 위한 전개 이미지도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 치아 오브젝트 자동 이동 방법의 제 1 실시예를 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 치아 오브젝트 자동 이동 방법의 제 2 실시예를 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 치아 오브젝트 자동 이동 방법에 있어서 치아간의 벡터 거리를 측정하는 방법에 관한 개념도.
도 6은 본 발명의 일실시예와 관련된 치아의 팁각도와 토크각도를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예인 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 일실시예인 치아 교정 시뮬레이션 장치의 전자적인 구성을 설명하기 위한 블록 구성도.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 한정하지 않는 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 일부 도면에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련되어, 교합면에 접하지 아니한 치아의 예를 나타내는 도면이다. 즉, 일반적인 수진자의 치아를 3차원 스캐너로 스캔하여 이미지화하게 되면, 다양한 형태의 치아가 있음을 확인할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 T1 치아는, 교합면, 즉 상악 치아와 하악 치아가 맞나는 면, 에 대하여 하향 위치하고 있으며, T2 치아는, 교합면에 대하여 상향 위치하고 있음을 알 수 있다.
치아 교정에 있어서, 치아는 좌우이동, 회전이동뿐 아니라, 치아의 중심 축을 중심으로하여 축방향 이동(또는, 교합면의 수직방향의 이동)을 하여, 치아들이 교합면에 일치하도록 하는 것이 매우 중요하다. 즉, T1 치아는 상향인 D1 방향으로, T2 치아는, D2 방향으로 이동시켜야할 필요가 있다.
한편, 치아가 T3처럼 돌출된 경우, 돌출각도를 줄여 오리입이 되는 것을 제한할 필요가 있다. T3 치아의 돌출각도를 줄이게 되면, 수진자의 악궁의 전체 사이즈가 줄어들게 된다. 이에 따라 충돌되지 않던 치아가 충돌되는 경우가 있고, 이를 위해서는 치아가 충돌되지 않도록 조절할 필요가 발생한다.
또한, T1 및 T2 치아의 경우에도, 치아의 축방향 이동에 따라, 치아간의 충돌 또는 벌어짐이 발행할 수 있다.
치아 교정에 있어서, 이와 같이, 치아가 충돌되는지, 그리고 충돌된다면 얼마의 간격이 필요한지, 또 이러한 경우 교정 방법은 어떤것을 써야할 지(발치법, 치아이동법등)를 확인하려면, 시뮬레이션 장치에서 원하는 만큼 치아를 상하 이동 시키고, 치아의 돌출각도를 조절하여 확인할 필요가 있다.
도 2는, 본 발명의 일실시예와 관련된 수진자의 상악과 하악을 나타내기 위한 전개 이미지도이다. 도시된 바와 같이, 일반 성인은 전치(1:앞니)를 중심으로 양쪽에 7개의 치아(1~7)가 있다. 이러한 치아들은 각각 약간씩 돌출되어 위치하게 되는데, 아래의 표는 치아 표준 데이터의 예를 나타낸다.
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 상악 | 0 | 0 | 3 | 3 | 5 | 7 | 10 | 10 | 7 | 5 | 3 | 3 | 0 | 0 |
| 하악 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
여기서 상기 숫자들을 치아 각각을 나타내며, 1은 전치이고, 7은 어금니에 해당한다. 표 1에 예시된 바와 같이, 상앙과 하악 치아의 각도는 치아 표준 데이터로서, 본 발명에 따른 치아 교정 시뮬레이션 장치의 메모리에 저장되게 된다.
한편, 교합면은 다음과 같이 결정할 수 있다, 즉, 상악의 경우, 3개의 설정점, 즉, 전치중 하나와 어금니 2개의 끝점(R1~R3)을 확인한 후, 이들이 이루는 면을 상악 교합면(S1)으로 결정할 수 있다. 또한 하악의 경우, 동일하게 3개의 설정점(O1~O3)를 확인한 후, 이들이 이루는 면을 하악 교합면(S2)로 설정할 수 있다.
한편, 도 1에서 설명한 바와 같이, 교합면에 접하지 아니한 치아들을 각 치아의 중심축을 따라 위아래로 이동하게 되면, 1번 치아와 2번 치아와 같이, 서로 중첩되거나, 5번 치아 및 6번 치아와 같이, 이격거리가 멀어지게 된다. 또한, 치아의 수직이동에 따라, 치아의 중심점(제어점)이 설정 패스로부터 이격될 수 있다.
이와 같은 경우, 이들 치아가 설정거리이내의 가까운 거리를 두고 위치하고, 설정패스 위에 있도록 분리이동 또는 인접이동시켜야 한다. 이에 대하여 도 3 및 도 4를 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 치아 오브젝트 자동 이동 방법의 제 1 실시예를 설명하기 위한 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 치아 오브젝트 자동 이동 방법의 제 2 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3에서는 제 1 치아 오브젝트가 이동됨에 따라, 제 1 치아 오브젝트와 제 2 치아 오브젝트가 중첩되었을 때의 제 2 치아 오브젝트의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
오럴 스캐너, CT 촬영등을 통해 획득되는 수진자의 치아 이미지로부터 상악/하악 오브젝트를 획득한 후, 치아의 각각을 오브젝트화하면, 도 3의 (a)와 같은 이미지가 표시되게 된다. 여기서, 전치인 제 1 치아 오브젝트(A)를 기설정 패스(P)를 따라 위치이동시키게 되면(A'로 이동), 제 1 치아 오브젝트(A')와 제 1 치아 오브젝트(A')와 인접하는 제 2 치아 오브젝트(B)가 충돌(중첩)되게 된다. 이와 같은 일은 실제로 일어날 수 없으므로, 치아 교정시에는 실체로 제 2 치아 오브젝트(B)에 해당하는 치아가 이동되어야 한다. 이 때, 도 3의 (b)에서와 같이, 제 2 치아 오브젝트(B)는 기설정 패스(P)를 따라 소정거리 자동으로 이동하게 되어서(B'로 이동), 상기 충돌을 피할 수 있게 된다.
여기서 기설정 패스(P)는, 메모리에 기저장되어 있는 치아 표준 데이터를 근거로 하여 생성될 수 있고, 또는 수진자의 치아 이미지에서의 상악/하악 오브젝트를 통해 생성될 수도 있으며, 이 때에는 상기 각 오브젝트의 중심점(제어점)을 연결하여 생성할 수도 있다.
치아간에 이격된 경우에는 도 4에서와 같이 처리하게 된다. 도 4의 (a)에서는 도 3의 (a)와 달리, 제 1 치아 오브젝트(A)는 제 2 치아 오브젝트(B)와 이격되는 방향으로 이동하게 되거나(A'로 이동), 또는 제 1 치아 오브젝트(A)와 제 2 치아 오브젝트가 이격되어 있는 상태이면, 제 1 치아 오브젝트(A)와 인접해 있는 제 2 치아 오브젝트(B)는 제 1 치아 오브젝트(A')와 기설정 거리(기설정 벡터거리내)로 벡터 인접 이동하게 된다(B'로의 이동). 이에 따라, 각 오브젝트들은 소정 간격을 가지고 나란하게 정렬이 되게 된다. 이 때, 각 오브젝트의 제어점이 기설정 패스(P)를 따라 이동하게 된다.
이하에서는 도 3 및 도 4에서의 자동 이동에 있어서의 벡터 거리를 측정하는 방법에 대하여 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 치아 오브젝트 자동 이동 방법에 있어서 치아간의 벡터 거리를 측정하는 방법에 관한 개념도이다.
도 5의 (a) 및 (b)에서 A는 제 1 치아 오브젝트를, B는 제 2 치아 오브젝트를 의미한다. 제 1 치아 오브젝트와 제 2 치아 오브젝트는 다수의 점으로 이루어진 2차원 또는 3차원 오브젝트이다. 이들간의 거리를 측정하는 방법은, A에서 B로의 방향을 양의 방향으로 하고, A의 점에서 B의 점간의 거리를 측정하는 방식이 있다. 이 방식에 따르면 A의 모든 점(P1~P7)과 B의 모든 점(p1~p7)간의 거리를 측정하고, 이들 거리 중 가장 짧은 거리(d)를 벡터거리로 정의한다. 도 4의 (b)에서는 점과 면의 거리를 측정하는 방식이다. 제 1 치아 오브젝트인 A에서의 모든 점(P1~P7)과, 제 2 치아 오브젝트의 B에서 3개의 점으로 이루어지는 다수의 면(S1,S2)과의 거리를 측정하고, 이들 중 최단 거리를 벡터 거리로 정의한다.
한편 도시하지 않았으나, 제 1 치아 오브젝트인 A에서의 면과 제 2 치아 오브젝트인 B에서의 점과의 거리를 측정하고 이들 중 최단 거리를 벡터 거리로 정의할 수 있다. 이는 도 4의(b)과는 반대인 경우라 할 것이다.
본 발명에서는 벡터거리를 이용하여 오브젝트간의 충돌여부를 확인하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고, 다양한 방식에 따라 오브젝트간의 충돌여부를 확인할 수도 있다.
도 5에서는 제 1 치아 오브젝트와 제 2 치아 오브젝트가 이격되어 있는 상태에서는 벡터 거리는 양의 값을 갖게 된다. 만약 제 1 치아 오브젝트와 제 2 치아 오브젝트가 중첩되어 있다면, 상기 벡터 거리는 음의 값을 갖게 됨이 이해되어야 할 것이다.
한편, 연산속도를 높이기 위하여 상기 제 1 치아 오브젝트 및 상기 제 2 치아 오브젝트의 포인트 수를 레벨링 할 수 있다. 예를 들면, 제 1 치아 오브젝트의 포인트 수를 100으로 정한 것을 레벨 1, 1000개 인 것을 레벨 2, 10000개 인것을 레벨 3, 100000개 인 것을 레벨 4로 할 수 있다.
만약 사용자가 레벨 1을 선택한 후, 상기 제 2 치아 오브젝트의 자동이동을 행하는 경우, 연산속도는 매우 높지만, 정확성은 떨어지게 된다.
반대로, 사용자가 레벨 4를 선택한 후, 상기 제 2 치아 오브젝트의 자동이동을 행하는 경우, 연산속도는 매우 느리지만, 정확성은 가장 우수하게 된다.
도 6은 본 발명의 일실시예와 관련된 치아의 팁각도와 토크각도를 설명하기 위한 도면이다.
회전축 각도는 악궁을 기준으로 치아가 어느정도 기울어져 있는가를 의미한다. 이 회전축 각도로는, 치아(T)를 정면으로 보았을 때, 좌우로 회전하였는지를 나타내는 토크각도와, 치아(T)를 측면에서 보았을 때 좌우로 회전하였는지를 나타내는 팁각도로 구별 될 수 있다.
도 6의 (a)는 토크 각도를 나타낸다. 치아는 크게 치근(b)과 치관(c)으로 이루어져 있다. 여기서 토크 각도(α)라 함은, 치관(b)의 한점 (K)에서의 접선(L1)과 설정면(V)의 법선(M1)과의 각도를 의미한다.
도 6의 (b)는 팁 각도를 나타낸다. 본 발명에서 팁 각도(β)라 함은, 상기 측면 회전축(M2)과, 악궁에서의 수직면(L2)과의 각도를 의미할 수 있다
이하에서는 본 발명의 일실시예인 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법의 동작을 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일실시예인 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 우선, 수진자의 치아 구조 이미지 데이터로부터 상악/하악 오브젝트를 획득한다(S1). 수진자의 치아 구조 이미지는 CT촬영이나 오럴 스캐너를 통해 획득할 수도 있고, 수진자의 석고 모형으로부터 획득할 수도 있다. 이와 같이 획득된 상악/하악 오브젝트에서 각각의 치아에 대한 데이터인 치아 오브젝트를 획득한다(S3). 한편, 설정면(교합면)이 설정되어 있다. 상기 설정면은 치아 표준 데이터에 포함될 수도 있고, 상기 치아 오브젝트로부터 획득될 수도 있다. 다시 말해, 상악의 치아 중 적어도 3개의 치아 오브젝트에서 하단점 정보를 획득한 후, 이를 이용하여 상악 설정면을 설정하고, 하악의 치아 중 적어도 3개의 치아 오브젝트의 상단점 정보를 획득한 후, 상기 상단점 정보를 통해 하악 설정면을 설정할 수도 있다.
그 다음, 사기 각 치아 오보젝트에 대하여 제 3 이동, 제 2 이동 및 제 1 이동을 자동으로 행한다(S5, S7, S9). 여기서, 제 3 이동은, 상기 치아 오브젝트의 중심점, 또는 제어점이 치아 표준 데이터에 포함된 설정 패스의 위로 위치하도록 수평인동이다. 즉, 치아 오브젝트에 의해 설정되는 패스 또는 치아 표준 데이터에 포함된 설정 패스이 아크라인을 따른 이동일 수 있다. 특히, 제 3 이동을 할 때에, 상기 치아 오브젝트 중 전치가 정위치에 위치하도록 제어될 수 있다. 즉, 전치와 전치사이의 경계면이 치아 표준데이터의 미드라인(중앙선)과 일치하도록 위치이동시켜서, 각 치아오브젝트가 정위치에 놓이게 할 수도 있다. 제 3 이동이 있은 후, 제 2 이동이 행해제는데 제 2 이동은 각 치아 오브젝트에 대한 토크각도 이동 및 팁각도 이동을 포함한 것이다. 그리고, 제 2 이동이 있은후, 설정면에 접하도록 하는 수직이동인 제 1 이동 이 행해진다. 제 1 이동은, 제 1 이동은, 상기 치아의 중심축을 획득한 후, 상기 치아 중심축을 따라, 수직이동을 하여, 치아 오브젝트의 끝단이 상기 설정면에 접하도록 하게 하는 이동이다.
본 발명에서는 제 3 이동으로부터 제 1 이동에 이르는 순서로 치아 오브젝트에 대한 이동을 행하였지만, 상기 순서의 변경은 본 발명의 보호범위에 속한다 할 것이다.
이와 같이 제 3 이동 내지 제 1 이동이 기설정된 값으로 이루어진 다음, 상기 설정면에 각 치아 오브젝트가 접하는지 여부를 판단한다(S11). 만약, 치아 오브젝트가 상기 설정면에서 소정거리 이상 이격되거나, 소정거리 이상 투과하는 경우, 즉, 치아 오브젝트가 설정면에 접하지 않는다면, 복수의 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 제 1 이동을 행하게 된다(S9). 즉, 치아 오브젝트가 소정거리 이상 이격되어 있는 경우, 상기 치아의 중심축을 획득한 후, 상기 치아 중심축을 따라, 수직이동을 하여, 치아 오브젝트의 끝단이 상기 설정면에 접하도록 하게 한다. 만약, 치아 오브젝트가 소정거리 이상 설정면으로부터 이격되어 있으면, 중심축을 따라 인접 이동이 이루어지며, 치아 오브젝트가 소정거리 이상 설정면으로부터 투과되어 있으면, 중심축을 따라 분리 이동하게 된다. 또는, 상기 치아 오브젝트는, 상기 설정면(교합면)의 수작방향을 따라 수직 상하 이동을 하여, 치아 오브젝트의 끝단이 상기 설정면에 접하도록 할 수 있다.
상기 제 1 이동 내지 제 3 이동이 완료된 후에는, 다시 치아 오브젝트가 상기 설정면에 접하는지를 확인한다(S13). 치아 오브젝트가 설정면에 접하는지를 접하는지를 확인하고, 만약 접하고 있지 않다면, 제 1 이동을 다시 진행한다. 만약, 치아 오브젝트가 설정면에 접하게 된다면, 각 치아간의 오브젝트간에 충돌이 있는지 여부를 확인한다(S13). 즉, 각 오브젝트 간의 벡터 거리를 확인한 다음, 벡터거리가 마이너스값이면 오브젝트간에 충돌이 발생하였다고 판단할 수 있다. 이와 같이 오브젝트간에 충돌이 발생하게 되면, 오브젝트가 서로 이격되도록 분리 벡터 이동이 이루어지게 된다(S15). 보다 구체적으로 설명하면, 복수의 치아 오브젝트에 대하여 충돌 프로그램을 구동하여, 상기 치아 오브젝트가 상호 충돌되지 않도록 재조절하게 되는데, 이것은, 상기 치아 오브젝트들의 중심점을 연결하는 설정 패스를 설정하고, 상기 복수의 치아 오브젝트의 충돌유무를 확인한 다음, 상기 치아 오브젝트가 상호 충돌되면, 상기 치아 오브젝트 중 하나를 상기 설정 패스를 따라 소정 거리 자동 이격되도록 하게 된다. 여기서 설정 패스는 치아 표준 데이터에 포함되어 있는 패스 정보일 수도 있고, 수진자의 상악/하악 오브젝트에서 추출된 악궁 패스 일수도 있다. 또는 시술자의 설정에 의한 패스 정보일 수도 있다. 또한 이동시에는 치아의 중심점이 제어점으로서 상기 치아 설정 패스를 따라 이동하도록 하게 할 수 있고, 시술자의 설정에 따라 각 치아별로 제어점이 설정될 수도 있다.
그 다음, 다시 S5~S13 단계를 재진행한다.
만약, 치아 오브젝트와, 인접 치아 오브젝트간의 거리인 벡터 이동거리가 플러스값이면, 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 이격되어 있다고 판단하고, 오브젝트간의 거리가 설정거리 이상 떨어져 있는지를 확인한다(S17). 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 기설정 벡터 거리 범위에 있도록 하기 위하여 상기 제 2 치아 오브젝트를 상기 제 1 치아 오브젝트의 이동 방향에 따라 인접 벡터이동시키게 된다(S19). 이와 같이 인접 벡터 이동을 하게 되면, 다시 치아 오브젝트가 비틀어질 수 있으므로, 다시 S5~S17의단계를 재진행하게 된다.
이와 같은 치아 오브젝트의 자동정렬이 진행되는 경우, 수진자의 악궁 패스의 총길이보다, 자동 정렬된 치아 오브젝트의 총길이가 더 길어지는 경우가 있다. 이 경우, 실제 치아 교정에서는 발치를 하여 치아 교정을 진행하게 된다. 따라서, 본 발명에서, 복수의 치아 오브젝트가 자동 정렬이 되면, 통상 수진자의 악궁 패스(설정패스)보다 길이가 더 길어지게 된다. 이에 따라, 수진자의 악궁 패스가 고정이라면, 치아의 발치를 통해 교정을 진행하여야 한다. 본 발명에서는, 악궁 패스의 길이와 자동 정렬된 치아 오브젝트의 총길이를 비교하여, 그 차에 가장 가까운 한 쌍의 치아를 자동으로 삭제하고, 치아가 삭제된 상태에서, 치아 오브젝트들의 자동정렬을 진행하게 된다. 그 다음, 만약 치아의 삭제로 인하여 악궁 패스의 길이가 더 길게 되면, 악궁 패스를, 상기 발치된 상태의 치아 오브젝트의 총길이와 매칭 시키도록, 조절하게 된다. 즉, 악궁 패스를 줄이게 된다. 이상과 같이 구성함으로써, 시술자는 수진자의 치료 계획을 보다 정확하게 수립할 수 있게 된다.
한편, 이와 같이, 악궁 패스와 치아 오브젝트의 총길이를 이용하여 치료 계획을 세움에 있어서, 시술자의 설정에 따라, 고정 치아 오브젝트를 설정할 수 있게 된다. 고정 치아 오브젝트는, 전치나 어금니와 같이 발치가 되어서는 아니되는 치아 오브젝트에 해당한다. 시술자는, 수진자의 진단시, 치아상태가 훌륭하거나, 미용에 꼭 필요한 치아에 대해서는 고정 치아 오브젝트로 설정하여서, 발치가 되지 않도록 하거나 혹은 자동 정렬시 이동이 되지 않도록 고정시킨 후, 나머지 치아 오브젝트에 대하여 상술한 자동 정렬이 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같은 자동 정렬이 완성된 후에는, 수진자 또는 시술자의 요구에 따라 치아 중 하나를 치아 표준 데이터와 상이한 값으로 변경할 수 있게 된다. 즉, 치아를 좀더 안으로 집어 넣거나, 또는 좀더 밖으로 돌출시키고자 할 수 있다. 이 경우, 시뮬레이션 장치의 사용자 입력부를 통해 우선, 수정하고자 하는 치아인 제 1 치아 오브젝트의 회전축 각도를 수동으로 변경하게 된다. 그러면, 상기 변경된 회전축 각도와 상기 치아 표준 데이터를 이용하여 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도를 자동 정렬하게 된다.
상기 제 1 치아 오브젝트가 전치인 경우, 상기 제 2 치아 오브젝트의 회전축 각도는 다음의 [식1]에 따라 자동 정렬된다.
[식1]
X = B/A*C
X : 자동 정렬된 제 2 오브젝트의 회전축 각도
A : 설정된 제 1 오브젝트의 회전축 각도
B : 변경된 제 1 오브젝트의 회전축 각도
C: 설정된 제 2 오브젝트의 회전축 각도
상기 표 1에는 1차 정렬된 치아들(치아 오브젝트)의 회전축 각도이다.
여기서, 상악의 전치인 1번 치아의 각도를 8도로 변경하게 되면, 상악의 나머지 치아의 회전축은 상기 [식 1]에 따라 변경되게 된다. 변경된 치아들의 회전축 각도는 다음의 [표 2] 로 변경된다.
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 상악 | 0 | 0 | 2.4 | 2.4 | 4 | 5.6 | 8 | 8 | 5.6 | 4.0 | 2.4 | 2.4 | 0 | 0 |
| 하악 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
만약, 전치가 아닌 치아에 대하여 회전축 각도에 변경이 있는 경우, 2가지 방식이 있다. 첫번째 경우는, 전치도 이동하는 경우이고, 두번째는 전치는 고정시키는 경우이다.
첫번째 경우, 예컨대,[표 1]에서 상악 5번치아를 3도에서 4도로 변경하는 경우, 다음의 표와 같이 변경된다. 이 때에는 [식 1]을 따라 변경된다.
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 상악 | 0 | 0 | 4 | 4 | 6.5 | 9.3 | 13.3 | 13.3 | 9.3 | 6.5 | 4 | 4 | 0 | 0 |
| 하악 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
두 번째의 경우에는, 제 2 오브젝트 치아가 전치와 제 1 오브젝트 치아 사이에 위치하는 경우, 하기 [식 2]에 따라 회전축이 변경된다.
[식2]
X= D-(D-C)*(D-B)/(D-A)
X : 자동 정렬된 제 2 치아 오브젝트의 회전축 각도
A : 설정된 제 1 오브젝트의 회전축 각도
B : 변경된 제 1 오브젝트의 회전축 각도
C: 설정된 제 2 오브젝트의 회전축 각도
D : 설정된 전치의 회전축 각도
만약, 자동 정렬될 제 2 치아 오브젝트가 제 1 치아 오브젝트와 어금니사이에 위치하는 경우(어금니 포함), 하기 [식 3]에 따라 자동 정렬된다.
[식3]
X = B/A*C
X : 자동 정렬된 제 2 오브젝트의 회전축 각도
A : 설정된 제 1 오브젝트의 회전축 각도
B : 변경된 제 1 오브젝트의 회전축 각도
C: 설정된 제 2 오브젝트의 회전축 각도
[제 2 오브젝트가 제 1 오브젝트와 어금니사이에 위치하는 경우(어금니 포함)]
이와 같은 예로서, 상악 3번 치아를 5도에서 4도로 변경하고, 전치의 회전축 각도를 고정하는 경우, 다음의 표 4와 같이 회전축이 변경된다.
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 상악 | 0 | 0 | 2.4 | 2.4 | 4 | 6.4 | 10 | 10 | 6.4 | 4. | 2.4 | 2.4 | 0 | 0 |
| 하악 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
이와 같이 치아 오브젝트 중 하나의 회전축 각도가 변경되면, 그에 따라 타 치아 오브젝트는 자동으로 축각도 정렬이 이루어지기 때문에, 시술자가 하나 하나씩 축각도를 변경할 필요가 없어져서 사용편리성이 매우 우수하게 된다.
이와 같이 자동 정렬이 완성된 후에도 수진자 또는 시술자의 요구에 따라 치아 중 하나를 X, Y, Z축 으로 변경할 수 있으며, 그 후에는 다시 S15이후의 동작에 따라 자동 정렬이 되게 된다.
이하에서는, 상술한 동작을 행하는 치아 교정 시뮬레이션장치에 대하여 도 8을 참조하여 보다 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일실시예인 치아 교정 시뮬레이션 장치의 전자적인 구성을 설명하기 위한 블록 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인, 치아 교정 시뮬레이션 장치(100)는, 메모리(110), 사용자 입력부(120), 디스플레이부(130), 스캐너(140), 제어부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
메모리(110)는, 치아 표준 데이터와, 상악/하악 오브젝트, 설정면 정보, 충돌 프로그램등를 저장하기 위한 구성요소이다. 이러한 메모리(110)로는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(120)는, 입력 신호를 수신하기 위한 것으로서, 상기 치아 오브젝트에 포함된 제 1 치아 오브젝트의 설정각도, 즉, 팁각도, 토크 각도, 및 로테이션 각도 중 하나를 변경하기 위한 신호를 입력한다. 이러한 사용자 입력부(120)로는 키버튼, 마우스, 키보드, 터치스크린등이 이용될 수 있다.
디스플레이부(130)는 본 발명에 따른 치아 교정 시뮬레이션 장치의 제어부 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 즉, 수진자 치아 구조 이미지 데이터를 표시하고, 상기 수진자 치아 구조 이미지 데이터를 통해 획득된 상악/하악 오브젝트를 표시하고, 자동 정렬된 치아 구조 이미지 데이터를 표시하는 기능을 한다. 또한, 치아 오브젝트의 변경을 위한 UI를 표시한다.
디스플레이부(130)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
스캐너(140)는, 수진자의 수진자 치아 구조 이미지 데이터를 획득하기 위한 구성요소이다. 스캐너(140)는, CT 기기나, 오럴 스캐너와 같이, 수진자의 치아 구조 이미지 데이터를 광학적으로 획득하기 위한 구성요소이다.
제어부(150)는, 상기 상악/하악오브젝트로부터 복수의 치아 오브젝트를 획득하고, 상기 복수의 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면 정보가 지정하는 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 축이동인 제 1 이동을 행하고, 상기 제 1 이동을 행하고, 상기 치아 표준 데이터를 이용하여, 상기 치아 오브젝트에 대한 회전축 이동인 제 2 이동을 상기 치아 오브젝트에 대하여 행하며, 상기 치아 오브젝트의 제어점이 설정 패스위에 위치하도록 제 3 이동을 행하는 역할을 한다. 또한, 치아 오브젝트에서 각 치아별 회전축 정보 및 제어점 정보를 획득하고, 상기 사용자 입력부(120)에 의해 상기 제 1 치아 오브젝트에 대한 회전축 각도를 변경하면, 상기 변경된 회전축 각도와 상기 치아 표준 데이터를 이용하여 제 2 치아 오브젝트의 회전축 각도를 자동 정렬하는 기능을 한다. 상기 제어부(150)에 대한 설명은 도 7에서 충분히 설명하였으므로, 이에 대한 구체적인 동작에 대해서는 그 설명을 생략하도록 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 즉, 상술한 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아돌출 각도 자동 조절 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 시술자가 수진자의 치아 교정을 위한 치아 교정 시뮬레이션을 진행함에 있어서, 치아 교합면으로 수직이동을 한 후, 충돌 프로그램을 통해 치아간 일정거리를 갖도록 자동 교정함으로써, 사용자 편의성이 매우 높아지게 된다.
또한, 치아 중 전치가 특히 돌출되어 수정이 필요하거나, 사용자가 원하는 정도의 각도로 치아의 돌출각도를 조절하는 경우, 기존의 28 개의 치아를 수동으로 각도 조절하는 것에 비해, 빠르고 정확하게 28개의 치아의 돌출 각도를 조절할 수 있게 된다.
또한, 치아 돌출 각도 조절 후, 변화된 악궁에 따라, 치아 교정 시뮬레이션이 실행되므로, 적합한 시술 방법을 선택하는데 필요한 정보를 제공할 수 있게 된다.
상기와 같이 설명된 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법, 그 방법이 적용된 치아 교정 시뮬레이션 장치 및 이를 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들의 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 치아 교정 시뮬레이션 장치
110 : 메모리
120 : 사용자 입력부
130 : 디스플레이부
140 : 스캐너
150 : 제어부
110 : 메모리
120 : 사용자 입력부
130 : 디스플레이부
140 : 스캐너
150 : 제어부
Claims (20)
- 수진자의 상악/하악 오브젝트로부터 복수의 치아 오브젝트를 획득하는 단계;
상기 치아 오브젝트의 중심축을 획득하는 단계;
설정면을 설정하는 단계; 및
치아 표준 데이터를 저장하는 단계;
상기 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트 에 대하여 상기 중심축을 따라 제 1 이동을 자동으로 행하는 단계;
상기 치아 표준 데이터를 이용하여, 상기 치아 오브젝트에 대한 회전축 이동인 제 2 이동을 상기 치아 오브젝트에 대하여 자동으로 행하는 단계;
상기 치아 오브젝트에 대하여, 설정 패스 위로 위치하도록 제 3 이동을 자동으로 행하는 단계;
상기 제 3 이동을 행한 후, 상기 복수의 치아 오브젝트에 대하여 충돌 프로그램을 구동하여, 상기 치아 오브젝트가 상호 충돌되지 않도록 재조절하는 단계;
재조절된 상기 복수의 치아 오브젝트의 총길이 정보를 획득하는 단계;
상기 설정 패스의 길이와, 상기 복수의 치아 오브젝트의 총길이를 비교하여, 상기 복수의 치아 오브젝트 중 한 쌍의 치아 오브젝트를 자동으로 삭제하는 단계; 및
삭제된 치아 오브젝트를 제외한 복수의 치아 오브젝트의 총길이 정보를 계산한 후, 이에 맞도록 상기 설정 패스를 조절하는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 이동은 토크 각도 이동과 팁 각도 회전을 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수진자에 대한 스캐너 촬영을 통해 수진자 치아 구조 이미지 데이터를 획득하여, 상기 상악/하악 오브젝트를 획득하는 단계를 더 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 이동을 행한 후, 상기 복수의 치아 오브젝트에 대하여 충돌 프로그램을 구동하여, 상기 치아 오브젝트가 상호 충돌되지 않도록 재조절하는 단계는,
상기 복수의 치아 오브젝트의 충돌유무를 확인하는 단계; 및
상기 치아 오브젝트가 상호 충돌되면, 상기 치아 오브젝트 중 하나를 상기 설정 패스를 따라 소정 거리 자동 이격되도록 하는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 복수의 치아 오브젝트의 충돌유무를 확인하는 단계는,
제 1 치아 오브젝트와, 상기 제 1 치아 오브젝트의 인접 오브젝트인 제 2 치아 오브젝트간의 벡터 이동 거리를 확인하는 단계; 및
상기 벡터 이동 거리가 마이너스값이면, 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 중첩되어 있다고 판단하여, 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 기설정 범위에 있도록 하기 위하여 상기 제 2 치아 오브젝트를 상기 제 1 치아 오브젝트의 이동 방향에 따라 분리 벡터이동시키는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 복수의 치아 오브젝트의 충돌유무를 확인하는 단계는,
상기 벡터 이동거리가 플러스값이면, 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 이격되어 있다고 판단하여, 상기 제 1 치아 오브젝트와 상기 제 2 치아 오브젝트가 기설정 벡터 거리 범위에 있도록 하기 위하여 상기 제 2 치아 오브젝트를 상기 제 1 치아 오브젝트의 이동 방향에 따라 인접 벡터이동시키는 단계를 더 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 치아 오브젝트 중 제 1 치아 오브젝트에 대한 회전축 각도를 수동 변경하는 단계; 및
상기 변경된 회전축 각도와 상기 치아 표준 데이터를 이용하여 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도를 자동 정렬하는 단계를 더 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 변경된 회전축 각도와 상기 치아 표준 데이터를 이용하여 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도를 자동 정렬하는 단계는,
상기 제 1 치아 오브젝트가 전치인 경우, 상기 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도는 다음의 [식1]에 따라 자동 정렬되는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
[식1]
X = B/A*C
X : 자동 정렬된 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도
A : 설정된 제 1 치아 오브젝트의 회전축 각도
B : 변경된 제 1 치아 오브젝트의 회전축 각도
C: 설정된 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도
- 제 10 항에 있어서,
상기 변경된 상기 회전축 각도와 상기 치아 표준 데이터를 이용하여 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도를 자동 정렬하는 단계는,
상기 제 1 치아 오브젝트가 전치가 아니고, 전치에 대하여 회전축 각도가 고정된 경우, 상기 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도는 다음의 [식2]에 따라 자동 정렬되는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
[식2]
X= D-(D-C)*(D-B)/(D-A)
X : 자동 정렬된 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도
A : 설정된 제 1 치아 오브젝트의 회전축 각도
B : 변경된 제 1 치아 오브젝트의 회전축 각도
C: 설정된 다른 치아 오브젝트의 회전축 각도
D : 설정된 전치의 회전축 각도
[다른 오브젝트가 전치와 상기 제 1 치아 오브젝트 사이에 위치하는 경우]
- 제 1 항에 있어서,
상기 설정면을 설정하는 단계는,
상기 수진자의 상악과 하악이 접하는 접합면을 상기 설정면으로 정의하는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 설정면을 설정하는 단계는,
상악의 적어도 3개의 치아 오브젝트의 하단점 정보를 획득하는 단계;
하악의 적어도 3개의 치아 오브젝트의 상단점 정보를 획득하는 단계; 및
상기 하단점 정보를 통해 상악 설정면을 설정하고, 상기 상단점 정보를 통해 하악 설정면을 설정하는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 제 1 이동을 행하는 단계는,
상기 치아 오브젝트의 회전축을 획득하는 단계; 및
상기 치아 오브젝트에 대하여 상기 회전축에 따라 상기 제 1 이동을 행하는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 제 1 이동을 행하는 단계는,
상기 치아 오브젝트에 대하여 상기 설정면의 수직방향으로 상기 제 1 이동을 행하는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 치아 오브젝트 중 적어도 하나를 고정 치아 오브젝트로 설정하는 단계를 더 포함하고,
상기 설정 패스의 길이와, 상기 복수의 치아 오브젝트의 총길이를 비교하여, 상기 복수의 치아 오브젝트 중 한 쌍의 치아 오브젝트를 삭제하는 단계는,
상기 고정 치아 오브젝트를 제외한 치아 오브젝트 중 한 쌍의 치아 오브젝트를 삭제하는 단계를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법.
- 제 1 항에 기재된 치아 교정 시뮬레이션 장치에서의 치아 자동 교정 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
- 치아 표준 데이터, 상악/하악 오브젝트, 설정면 정보 및 충돌 프로그램을 저장하는 메모리;
상기 상악/하악 오브젝트에 포함된 치아 오브젝트의 팁각도, 토크각도, 및 로테이션 각도 중 하나 이상을 변경하기 위한 사용자 입력부; 및
상기 상악/하악 오브젝트로부터 복수의 치아 오브젝트를 획득하고, 상기 복수의 치아 오브젝트의 끝단을 상기 설정면 정보가 지정하는 설정면에 접하도록 상기 치아 오브젝트에 대한 축이동인 제 1 이동을 행하고, 상기 제 1 이동을 행하고, 상기 치아 표준 데이터를 이용하여, 상기 치아 오브젝트에 대한 회전축 이동인 제 2 이동을 상기 치아 오브젝트에 대하여 행하며, 상기 치아 오브젝트에 대하여 상기 치아 표준 데이터에 포함된 설정 패스 위에 놓이도록 하는 제 3 이동을 행하고, 상기 제 3 이동을 행한 후, 상기 복수의 치아 오브젝트에 대하여 충돌 프로그램을 구동하여, 상기 치아 오브젝트가 상호 충돌되지 않도록 재조절하고, 재조절된 상기 복수의 치아 오브젝트의 총길이 정보를 획득하고, 상기 설정 패스의 길이와, 상기 복수의 치아 오브젝트의 총길이를 비교하여, 상기 복수의 치아 오브젝트 중 한 쌍의 치아 오브젝트를 삭제하며, 삭제된 치아 오브젝트를 제외한 복수의 치아 오브젝트의 총길이 정보를 계산한 후, 이에 맞도록 상기 설정 패스를 조절하는 제어부를 포함하는, 치아 교정 시뮬레이션 장치.
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