KR101928982B1 - 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법 - Google Patents

서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법에 관한 것으로, 복수개의 레퍼런스 마커가 부착된 피시술자의 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 획득하는 영상획득장치 및 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지에 포함된 레퍼런스 마커를 기준으로 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 정합하여 구강 내부에 대한 정합 이미지를 생성하는 전자장치를 포함할 수 있고, 다른 실시 예로도 적용이 가능하다.

Description

서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법{System and Method for Combination of Image data for Producing of Surgical Guide}
본 발명은 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법에 관한 것으로, 레퍼런스 마크가 부착된 피시술자의 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지로 정합 이미지를 생성하고, 이를 이용하여 서지컬 가이드를 제조할 수 있는 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 임플란트는 본래의 인체조직이 상실되었을 때, 인체조직을 대신할 수 있는 대치물을 의미하며, 특히, 치과에서는 픽스츄어(fixture), 어버트먼트(abutment) 및 크라운(crown)을 포함하는 보철물을 이용하여 인공으로 만든 치아를 실제 치아의 위치에 이식하는 것을 의미한다.
임플란트 시술은 치조골에 천공을 형성하여 천공에 픽스츄어를 식립하고, 픽스츄어가 치조골에 융착되면 픽스츄어에 어버트먼트 및 크라운을 결합하는 형태로 시술된다. 치과에서는 임플란트의 보다 정확한 시술을 위해 서지컬 가이드를 이용한다.
일반적으로 서지컬 가이드는 CT촬영 이미지에서 획득된 정보와 3차원 오랄스캔 이미지에서 획득된 정보를 결합하여 생성한다. 그러나, 오랄스캔 이미지는 피시술자의 구강 내부를 따라 오랄 스캐너를 이동하며 스캐닝된 정보로부터 획득되기 때문에, 치열의 곡률 등이 실제 구강 내부와 상이하게 왜곡될 수 있다. 따라서, CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 이용하여 생성되는 서지컬 가이드의 정확도가 저하되는 문제점이 발생한다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시 예들은 피시술자의 구강 내부에 복수개의 레퍼런스 마커를 부착하고, 레퍼런스 마커가 부착된 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 획득하는 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들은, CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지에 포함된 레퍼런스 마커 이미지를 기준으로 정합 이미지를 생성하는 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들은, 정합 이미지를 기준으로 구강 내부에 인공 치아가 식립된 식립위치에 대응하는 가이드홀을 포함하는 설계이미지를 생성하여 서지컬 가이드를 제조하는 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템은, 복수개의 레퍼런스 마커가 부착된 피시술자의 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 획득하는 영상획득장치 및 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지에 포함된 상기 레퍼런스 마커를 기준으로 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 정합하여 상기 구강 내부에 대한 정합 이미지를 생성하는 전자장치를 포함한다.
또한, 구강 내부에 부착된 상기 레퍼런스 마커를 경화시키기 위해 광을 조사하는 광조사장치를 더 포함한다.
또한, 전자장치는, 외부로부터 입력된 상기 CT촬영 이미지 또는 상기 오랄스캔 이미지 중 적어도 하나의 이미지에 대한 제어 신호에 따라 상기 적어도 하나의 이미지를 제어한다,
또한, 제어 신호는, 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지에 포함된 상기 레퍼런스 마커가 일치되도록 상기 오랄스캔 이미지의 3차원 각도, 비율 및 방향 중 적어도 하나를 조절하기 위한 신호이다.
또한, 전자장치는, 상기 제어 신호에 따라 상기 오랄스캔 이미지를 상기 CT촬영 이미지에 일치하도록 제어한다.
또한, 전자장치는, 상기 정합 이미지를 기반으로 상기 구강 내부에 인공치아가 식립될 식립위치에 대응되는 가이드홀을 포함하는 설계 이미지를 생성한다.
또한, 3D 프린터기를 더 포함하고, 상기 3D 프린터기를 통해 상기 설계 이미지를 출력하여 서지컬 가이드를 제조한다.
아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 방법은, 복수개의 레퍼런스 마커가 부착된 피시술자의 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 획득하는 동작 및 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지에 포함된 상기 레퍼런스 마커를 기준으로 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 정합하여 정합 이미지를 생성하는 동작을 포함한다.
또한, 오랄스캔 이미지를 획득하는 동작 이전에, 광조사장치를 통해 상기 구강 내부에 부착된 상기 레퍼런스 마커를 경화시키기 위해 광을 조사하는 동작을 더 포함한다.
또한, 정합 이미지를 생성하는 동작은, 상기 CT촬영 이미지 또는 상기 오랄스캔 이미지 중 적어도 하나의 이미지에 대한 제어 신호에 따라 상기 적어도 하나의 이미지를 제어하는 동작을 더 포함한다.
또한, 적어도 하나의 이미지를 제어하는 동작은, 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지에 포함된 상기 레퍼런스 마커가 일치되도록 상기 오랄스캔 이미지의 3차원 각도, 비율 및 방향 중 적어도 하나를 제어한다.
또한, 적어도 하나의 이미지를 제어하는 동작은, 상기 오랄스캔 이미지가 상기 CT촬영 이미지에 일치하도록 상기 오랄스캔 이미지를 제어한다.
또한, 생성된 정합 이미지를 기반으로 서지컬 가이드를 제조하는 동작을 더 포함한다.
또한, 서지컬 가이드를 제조하는 동작은, 상기 정합 이미지를 기반으로 상기 구강 내부의 프로파일에 대응되는 설계 이미지를 생성하는 동작 및 상기 설계 이미지의 제어가 완료되면 3D 프린터기를 통해 상기 설계 이미지를 출력하여 상기 서지컬 가이드를 제조하는 동작을 더 포함한다.
또한, 생성된 설계 이미지를 제어하여 상기 구강 내부에 인공치아가 식립될 식립위치에 대응되는 가이드홀을 생성하는 동작을 더 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법은, 피시술자의 구강 내부에 복수개의 레퍼런스 마커를 부착한 후, 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 획득하고, 레퍼런스 마커를 기준으로 정합 이미지를 생성함으로써, 세밀하고 정확한 영상 정합이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 서지컬 가이드 제조를 위한 영상데이터 정합 시스템 및 방법은, 정합 이미지를 기준으로 구강 내부에 인공 치아가 식립된 식립위치에 대응하는 가이드홀을 포함하는 형합이미지를 서지컬 가이드로 생성함으로써, 보다 정확한 서지컬 가이드를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자장치의 주요 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영상데이터 정합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서지컬 가이드의 제조 방법을 설명하기 위한 상세순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 구강 내부에 레퍼런스 마커를 부착한 예를 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레퍼런스 마커가 부착된 구강 내부의 CT촬영 이미지를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 레퍼런스 마커가 부착된 구강 내부의 오랄스캔 이미지를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 오버레이하여 표시한 이미지를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 정합한 정합 이미지를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 서지컬 가이드를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템(10)은 광조사장치(100), 영상획득장치(150), 전자장치(200) 및 3D프린터기(250)를 포함한다.
광조사장치(100)는 구강 내부에 기설정된 파장의 광을 조사하는 장치로서, 구강 내부에 부착된 복수의 레퍼런스 마커를 경화시킨다. 광조사장치(100)는 레진 접착제로 형성된 레퍼런스 마커의 종류에 따라 다른 종류의 파장의 광을 조사할 수 있다. 예컨대, 레진 접착제가 가시광선 경화계열인 경우, 광조사장치(100)는 가시광선 파장의 광을 조사한다. 레진 접착제가 UV(ultraviolet ray)경화계열인 경우, 광조사장치(100)는 UV파장의 광을 조사한다. 레진 접착제가 IR(infrared ray)경화계열인 경우, 광조사장치(100)는 IR파장의 광을 조사한다. 이때, 레진 접착제는 높은 점도를 갖도록 구비되어 구강 내부의 치아, 잇몸의 표면 및 입천장 등에 접착될 수 있다. 레진 접착제는 방사선이 투과하지 않는 성질로 형성되어 CT(computed tomography)촬영 이미지와 오랄스캔 이미지에 명확하게 표시될 수 있다. 광조사장치(100)는 전자장치(200)와 연결되어 전자장치(200)로부터 수신된 제어신호에 따라 광을 조사할 수 있고, 전자장치(200)와 별개로 형성될 수 있다.
영상획득장치(150)는 복수개의 레퍼런스 마커가 부착된 피시술자의 구강 내부에 대한 이미지를 획득한다. 이를 위해, 영상획득장치(150)는 CT촬영장치(미도시)와 오랄스캐너(미도시)를 포함한다. CT촬영장치는 방사선을 이용한 CT촬영을 통해 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지를 획득한다. CT촬영장치는 피시술자의 두부에 위치되고, 피시술자의 두부를 상하방향으로 스캔한다. CT촬영장치는 피시술자의 두부를 상하방향으로 스캔하여 획득된 복수의 횡단면 이미지를 3차원적으로 결합하여 CT촬영 이미지를 생성한다. 시술자는 CT촬영 이미지를 통해 구강 내부 중 치관(잇몸 외부로 나타난 치아 상부측), 치근(치조골과 결합되는 부분으로 잇몸 내부로 가려진 치아 하부측), 치조골 등 피시술자의 내부 조직에 대한 분포 및 골밀도 정보를 확인한다.
오랄스캐너는 구강 스캐너로서 피시술자의 구강 내부를 따라 이동하면서 구강 내부에 대한 연속적인 이미지를 촬상하고, 촬상된 연속 이미지를 3차원적으로 결합하여 오랄스캔 이미지를 생성한다. 시술자는 연조직이어서 CT촬영으로 획득되기 힘든 잇몸 외형에 대한 이미지를 오랄스캔 이미지를 통해 확인한다. 아울러, 오랄스캔 이미지는 구강 내부를 따라 이동되는 오랄스캐너에 의해 연속적으로 촬영된 이미지의 결합으로 획득되므로, 오랄스캔 이미지에서 확인되는 치열의 곡률이 피시술자의 실제 구강 내부의 치열의 곡률과 상이하게 왜곡되어 나타날 수 있다.
전자장치(200)는 영상획득장치(150)에서 획득된 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지에 포함된 레퍼런스 마커 이미지를 기준으로 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 정합하여 구강 내부에 대한 정합 이미지를 생성한다. 전자장치(200)는 생성된 정합 이미지를 기반으로, 서지컬 가이드를 제조하기 위한 설계 이미지를 생성한다. 전자장치(200)는 3D프린터기(250)를 이용하여 생성된 설계 이미지를 출력함으로써 서지컬 가이드를 제조한다.
3D프린터기(250)는 3차원 출력이 가능한 프린터기로, 전자장치(200)와 연결되어 전자장치(200)로부터 수신된 설계 이미지를 서지컬 가이드로서 출력한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자장치의 주요 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전자장치(200)는 통신부(201), 입력부(203), 표시부(205), 메모리(207) 및 제어부(209)를 포함한다.
통신부(201)는 광조사장치(100), 영상획득장치(150) 및 3D프린터기(250)와 통신을 수행한다. 통신부(201)는 광조사장치(100), 영상획득장치(150) 및 3D프린터기(250)와 유선 통신 및 무선 통신을 수행할 수 있다. 유선 통신은 USB 등의 케이블을 이용한 통신일 수 있다. 무선 통신은 LTE-A(ling term evolution-advanced), LTE(long term evolution), WCDMA(wideband code division multiple access), 블루투스, BLE(Bluetooth low energy), NFC(near field communication) 등을 이용한 통신일 수 있다.
입력부(203)는 전자장치(200)의 관리자 입력에 대응하여, 입력 데이터를 발생시킨다. 입력부(203)는 적어도 하나의 입력수단을 포함한다. 입력부(203)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패널(touch panel), 조그 셔틀(jog & shuttle), 센서(sensor), 터치 키(touch key) 및 메뉴 버튼(menu button) 등을 포함한다.
표시부(205)는 전자장치(200)의 동작에 따른 표시 데이터를 표시한다. 표시부(205)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이 및 전자 종이(electronic paper) 디스플레이를 포함한다. 표시부(205)는 입력부(203)와 결합되어 터치 스크린(touch screen)으로 구현될 수 있다.
메모리(207)는 전자장치(200)의 동작 프로그램들을 저장한다. 메모리(207)는 적어도 하나의 피시술자의 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지, 오랄스캔 이미지, 정합 이미지 및 설계 이미지를 매핑하여 저장한다.
제어부(209)는 영상획득장치(150)에 포함된 CT촬영장치와 오랄스캐너에서 각각 획득된 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 정합하여 구강 내부에 대한 정합 이미지를 생성한다. 제어부(209)는 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지에 포함된 레퍼런스 마커를 기준으로 정합 이미지를 생성한다. 제어부(209)는 생성된 정합 이미지를 기반으로, 서지컬 가이드를 제조하기 위한 설계 이미지를 생성한다. 제어부(209)는 생성된 설계 이미지를 3D프린터기(250)에 전송하여 출력함으로써 서지컬 가이드를 제조한다.
보다 구체적으로, 제어부(209)는 입력부(203)로부터 수신된 광조사 신호에 의해 광조사장치(100)를 활성화한다. 제어부(209)는 구강 내부에 부착된 레퍼런스 마커를 경화시키기 위한 광을 조사하도록 한다. 레퍼런스 마커가 경화되면, 시술자는 입력부(203)를 통해 이미지 획득 신호를 제어부(209)로 제공한다. 제어부(209)는 이미지 획득 신호에 의해 영상획득장치(150)를 활성화하여 구강 내부에 대한 이미지를 획득한다.
제어부(209)는 영상획득장치(150) 중 CT촬영장치로부터 획득된 CT촬영 이미지와 오랄스캐너로부터 획득된 오랄스캔 이미지를 오버레이하여 표시부(205)에 표시한다. CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지가 일치하지 않는 경우에 제어부(209)는 입력부(203)로부터 이미지를 제어하기 위한 제어신호를 수신할 수 있다. 제어부(209)는 제어신호에 따라 이미지를 제어할 수 있다. 오랄스캔 이미지는 구강 내부를 따라 이동되는 오랄스캐너에 의해 연속적으로 촬영된 이미지의 결합으로 생성된다. 따라서, 오랄스캔 이미지에서 확인되는 치열은 전치에서 구치측으로 갈수록 실제 구강 내부의 치열보다 더 벌어진 형상이거나 상하로 휘어진 형상으로 확인될 수도 있기 때문에, 제어부(209)는 오랄스캔 이미지에서 확인되는 치열을 보정한다.
이를 위해, 제어부(209)는 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지에 포함된 레퍼런스 마커 이미지를 확인한다. 제어부(209)는 CT촬영 이미지에서 확인된 레퍼런스 마커 이미지를 강조하여 표시하고, 오랄스캔 이미지에서 확인된 레퍼런스 마커 이미지를 강조하여 표시할 수 있다. 제어부(209)는 입력부(203)를 통해 오랄스캔 이미지에서 확인된 레퍼런스 마커 이미지에 대한 제어신호가 수신되면, 레퍼런스 마커 이미지를 기준으로 오랄스캔 이미지의 치열을 보정할 수 있다. 특히, 제어부(209)는 입력부(203)에서 수신되는 제어신호에 따라 오랄스캔 이미지의 비율, 방향의 보정을 통해 오랄스캔 이미지의 치열을 보정할 수 있다.
제어부(209)는 오랄스캔 이미지의 보정이 완료되면 오랄스캔 이미지의 3차원 각도를 조절하여 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 일치시킬 수 있다. 제어부(209)는 일치된 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 정합하여 정합 이미지를 생성한다. 시술자는, 오랄스캔 이미지를 통해서 각 치아의 폭, 부피 등 실질적인 치아에 대한 정보를 정확하게 확인할 수 있고, 정합 이미지를 통해 치관에 연결된 치근 및 치조골에 대한 정보와 함께 치근 및 치조골에 결합된 잇몸의 정보를 확인할 수 있다.
제어부(209)는 정합 이미지의 생성이 완료되면, 정합 이미지를 기반으로 설계 이미지를 생성한다. 설계 이미지는 서지컬 가이드를 제조하기 위한 기반이 되는 이미지로, 정합 이미지에서 확인되는 구강 내부의 프로파일에 형합되는 이미지이다. 서지컬 가이드는, 피시술자의 구강 내부에 형합되어 시술자에게 천공 위치, 직경, 방향 및 깊이 등을 제공하기 위한 보조장치이다. 서지컬 가이드는, 피시술자의 구강 내부에서 인공 치아의 시술이 필요한 식립위치에 가이드홀이 생성된다. 따라서, 제어부(209)는 입력부(203)의 입력에 따라 설계 이미지에 가이드홀을 생성하여 설계 이미지를 제어한다. 제어부(209)는 가이드홀의 생성이 완료된 설계 이미지를 3D프린터기(250)로 전송한다. 제어부(209)는 3D프린터기(250)에서 설계 이미지를 3차원으로 출력하여 서지컬 가이드로 제조하기 위한 제어신호를 3D프린터기(250)로 전송한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영상데이터 정합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 301동작에서 제어부(209)는 입력부(203)를 통해 광조사 신호가 수신되면 303동작을 수행한다. 303동작에서 제어부(209)는 광조사장치(100)를 제어하여 피시술자의 구강 내부에 광을 조사한다. 이때, 구강 내부에는 복수개의 레퍼런스 마커가 부착되고, 광조사장치(100)에서 조사되는 광은 레퍼런스 마커를 경화시키기 위한 광이다. 예를 들면, 레퍼런스 마커는 인체에 무해하고, 경화된 상태에서 일정 이상의 점도를 갖고, 구강 내부의 습도 범위 내에서 안정적으로 경화될 수 있는 레진 접착체를 포함한다. 광조사장치(100)에서 조사되는 광은 레퍼런스 마커의 종류에 따라 상이할 수 있다. 예컨대, 레퍼런스 마커가 가시광선 경화계열일 경우, 광은 가시광선 파장일 수 있고, 레퍼런스 마커가 UV경화계열일 경우, 광은 UV파장일 수 있으며, 레퍼런스 마커가 IR경화계열일 경우 광은 IR파장일 수 있다. 레퍼런스 마커는 구강 내부의 치아, 잇몸의 표면 및 입천장 등에 접착될 수 있으며, CT촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지에 표시될 수 있다.
305동작에서 제어부(209)는 입력부(203)로부터 구강 내부에 대한 이미지를 획득하기 위한 신호가 수신되면 307동작을 수행한다. 307동작에서 제어부(209)는 영상획득장치(150)를 제어하여 획득된 구강 내부에 대한 이미지를 표시한다. 이때, 제어부(209)는 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 오버레이하여 표시할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(209)는 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지에 포함된 레퍼런스 마커 이미지를 확인한다. 제어부(209)는 CT촬영 이미지에서 확인된 레퍼런스 마커 이미지를 강조하여 표시하고, 오랄스캔 이미지에서 확인된 레퍼런스 마커 이미지를 강조하여 표시할 수 있다. 영상획득장치(150)는 CT촬영장치와 오랄스캐너를 포함한다. CT촬영장치는 방사선을 이용하여 피시술자의 두부를 스캔하는 장치를 의미한다. CT촬영 이미지는 방사선의 투과율을 기반으로 구강 내부 중 치관(잇몸 외부로 나타난 치아 상부측), 치근(치조골과 결합되는 부분으로 잇몸 내부로 가려진 치아 하부측) 및 치조골 등 내부 조직의 분포 및 골밀도 정보를 나타내는 이미지이다. 오랄스캐너는 피시술자의 구강 내부를 따라 이동하면서 연속적인 이미지를 촬영하고, 촬영된 연속 이미지를 3차원으로 결합하여 3차원의 오랄스캔 이미지를 획득한다. 오랄스캔 이미지는 CT촬영으로 획득되기 어려운 잇몸 외형에 대한 이미지이다.
309동작에서 제어부(209)는 입력부(203)로부터 이미지에 대한 제어신호의 수신여부를 확인한다. 309동작에서 제어신호가 수신되면 제어부(209)는 311동작을 수행하고, 제어신호가 수신되지 않으면 제어부(209)는 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지의 정합이 가능한 것으로 판단하여 313동작을 수행한다. 311동작에서 제어부(209)는 입력부(203)의 입력에 의해 오랄스캔 이미지를 제어한다. 제어부(209)는 레퍼런스 마커 이미지를 기준으로 오랄스캔 이미지의 치열을 보정할 수 있다. 특히, 제어부(209)는 입력부(203)에서 수신되는 제어신호에 따라 오랄스캔 이미지의 비율, 방향의 보정을 통해 오랄스캔 이미지의 치열을 보정할 수 있다. 제어부(209)는 오랄스캔 이미지의 3차원 각도를 조절하여 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 일치시킬 수 있다.
313동작에서 제어부(209)는 입력부(203)로부터 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 정합하기 위한 이미지 정합 신호가 수신되면, 315동작을 수행하고, 이미지 정합 신호가 수신되지 않으면 309동작으로 회귀한다. 315동작에서 제어부(209)는 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 정합하여 3차원 정합 이미지를 생성한다. 317동작에서 제어부(209)는 생성된 정합 이미지를 이용하여 서지컬 가이드를 제조한다. 서지컬 가이드를 제조하는 방법은 하기의 도 4를 이용하여 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서지컬 가이드의 제조 방법을 설명하기 위한 상세순서도이다.
도 4를 참조하면, 401동작에서 제어부(209)는 정합 이미지를 기반으로 설계 이미지를 생성한다. 설계 이미지는 서지컬 가이드를 제조하기 위한 기반이 되는 이미지이다. 설계 이미지는 정합 이미지에서 확인되는 구강 내부의 프로파일에 형합되는 이미지일 수 있다. 403동작에서 제어부(209)는 입력부(203)의 입력에 의해 설계 이미지를 제어한다. 서지컬 가이드는 피시술자의 구강 내부에 형합되어 시술자에게 천공 위치, 직경, 방향 및 깊이 등을 제공하기 위한 보조장치이다. 따라서, 서지컬 가이드에는 피시술자의 구강 내부에서 인공 치아의 시술이 필요한 식립위치에 가이드홀이 생성되어야 한다. 이를 위해, 제어부(209)는 입력부(203)의 입력에 따라 가이드홀을 생성하여 생성된 설계 이미지를 제어한다.
405동작에서 제어부(209)는 입력부(203)로부터 서지컬 가이드의 출력 신호가 수신되면 407동작을 수행한다. 407동작에서 제어부(209)는 설계 이미지를 3D프린터기(250)로 전송하여 가이드홀이 생성된 설계 이미지를 3차원으로 출력함으로써 서지컬 가이드를 제조할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 구강 내부에 레퍼런스 마커를 부착한 예를 예시도이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레퍼런스 마커가 부착된 구강 내부의 CT촬영 이미지를 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 레퍼런스 마커가 부착된 구강 내부의 오랄스캔 이미지를 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 오버레이하여 표시한 이미지를 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지를 정합한 정합 이미지를 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 서지컬 가이드를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 10을 참조하면, 피시술자의 구강 내부(500)에는 하나의 식립위치(501)가 존재할 수 있다. 이때, 식립위치(501)는 인공 치아를 식립할 위치이다. 시술자는 피시술자의 구강 내부(500)로부터 피시술자의 치열(510)을 확인할 수 있다. 시술자는 피시술자의 구강 내부(500)에 복수개의 레퍼런스 마커(521, 522, 523, 524)를 부착하고, 광조사장치(100)를 이용하여 구강 내부(500)에 레퍼런스 마커(521, 522, 523, 524)를 경화시키기 위한 광을 조사한다.
제어부(209)는 입력부(203)의 입력에 따라 전자장치(200)와 연결된 영상획득장치(150)를 활성화하고, 영상획득장치(150)에서 획득된 도 6과 같은 CT촬영 이미지(600)와 도 7과 같은 오랄스캔 이미지(700)를 수신한다. 제어부(209)는 수신된 CT촬영 이미지(600)와 오랄스캔 이미지(700)를 오버레이하여 도 8과 같이 오버레이 이미지(800)를 표시한다. 보다 구체적으로, CT촬영 이미지(600)에서는 구강 내부(500)에 부착된 레퍼런스 마커(521, 522, 523, 524)에 대한 이미지(611, 612, 613, 614)를 확인할 수 있다. 오랄스캔 이미지(700)에서는 구강 내부(500)에 부착된 레퍼런스 마커(521, 522, 523, 524)에 대한 이미지(711, 721, 713, 714)를 확인할 수 있다.
제어부(209)는 CT촬영 이미지(600)와 오랄스캔 이미지(700)를 오버레이하여 오버레이 이미지(800)를 표시하고, 시술자는 오버레이 이미지(800)를 통해 CT촬영 이미지(600)와 오랄스캔 이미지(700)가 일치되지 않음을 확인할 수 있다. 제어부(209)는 입력부(203)의 입력에 의해 오랄스캔 이미지(700)를 제어할 수 있다. 시술자는 CT촬영 이미지(600)에서 확인되는 이미지(611, 612, 613, 614)와 오랄스캔 이미지(700)에서 확인되는 이미지(711, 721, 713, 714)가 일치되도록 입력부(203)를 이용하여 오랄스캔 이미지(700)에서 확인되는 레퍼런스 이미지(713)를 화살표 방향으로 이동시켜, 오랄스캔 이미지(700)의 비율, 방향을 조절한다. 이를 통해, 오랄스캔 이미지(700)에서 확인 가능한 치열(710) 상의 곡률 왜곡을 보정할 수 있다.
제어부(209)는 오랄스캔 이미지(700)의 제어에 의해 CT촬영 이미지(600)와 오랄스캔 이미지(700)가 일치되면, 도 9와 같이 CT촬영 이미지(600)와 오랄스캔 이미지(700)를 정합하여 정합 이미지(900)를 생성하여 표시한다. 정합 이미지(900)에서는 시술자에 의해 CT스캔 이미지(600)에서 확인된 이미지(611, 612, 613, 614)와 오랄스캔 이미지(700)에서 확인되는 이미지(711, 721, 713, 714)가 정합된 이미지(911, 912, 913, 914)의 확인이 가능하다. 아울러, 시술자는 정합 이미지(900)에서 피시술자의 치열(910)을 확인할 수 있다.
제어부(209)는 정합 이미지(900)를 기반으로 피시술자의 구강 내부에 대한 프로파일(920)을 확인하고, 확인된 프로파일(920)을 기준으로 설계 이미지(1010)를 생성한다. 이때, 설계 이미지(1010)는 확인된 프로파일(920)에 형합될 수 있는 형태로 생성될 수 있다. 제어부(209)는 설계 이미지(1010)를 기준으로 구강 내부의 식립위치(501)에 대응하는 위치에 가이드홀(1020)을 생성하도록 설계 이미지(1010)를 제어한다. 제어부(209)는 제어가 완료된 설계 이미지를 3D프린터기(250)로 전송하여 3차원 출력을 진행한다. 이와 같이 3차원 출력된 설계 이미지는 서지컬 가이드일 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (15)

  1. 피시술자의 인공 치아 시술용 서지컬 가이드 제조를 위해, 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지로 정합 이미지를 생성하는 서지컬 가이드 제조용 영상데이터 정합 시스템에 있어서,
    상기 구강 내부의 복수의 위치에 부착되며, 방사선이 투과되지 않는 레진 접착제로 형성된 복수의 레퍼런스 레진 마커;
    하기 전자장치의 제어에 따라, 상기 레퍼런스 레진 마커 경화를 위해 기설정된 파장의 광을 조사하는 광조사장치;
    상기 레퍼런스 레진 마커가 부착된 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 획득하는 영상획득장치;
    상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 이용하여 상기 정합 이미지를 생성하고, 상기 정합 이미지에 기초하여 서지컬 가이드 제조용 설계 이미지를 생성하여 하기의 3D프린터기로 전달하는 전자장치; 및
    상기 서지컬 가이드 제조용 설계 이미지를 3차원 프린팅하여 서지컬 가이드를 제조하는 3D프린터기;
    를 포함하되,
    상기 전자장치는 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 오버레이하여 표시하는 표시부,
    광조사 신호, 이미지 획득 신호 및 이미지 제어 신호를 수신하는 입력부,
    상기 광조사 신호 입력에 따라 상기 광조사장치를 활성화하고, 상기 이미지 획득 신호에 따라 상기 영상획득장치를 활성화하고, 상기 이미지 제어 신호에 따라 상기 정합 이미지를 생성하고, 상기 정합 이미지를 기반으로 상기 피시술자의 인공 치아 시술을 위한 천공 위치, 직경, 방향 및 깊이 정보를 포함하는 가이드 홀을 포함하는 상기 서지컬 가이드 제조용 설계 이미지를 생성하는 제어부,
    를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 CT촬영 이미지에 포함된 레퍼런스 레진 마커 이미지를 강조하여 표시하고, 상기 오랄스캔 이미지에 포함된 레퍼런스 레진 마커 이미지를 강조하여 표시하고, 상기 이미지 제어 신호에 따라 상기 오랄스캔 이미지의 비율 및 방향의 보정을 통해 상기 오랄스캔 이미지의 치열을 보정하고, 상기 보정된 오랄스캔 이미지의 3차원 각도를 조절하여 상기 오랄스캔 이미지를 상기 CT촬영 이미지에 일치시키고, 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 정합하여 상기 정합 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 서지컬 가이드 제조용 영상데이터 정합 시스템.
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  6. 삭제
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  8. 피시술자의 인공 치아 시술용 서지컬 가이드 제조를 위해, 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 CT촬영 이미지와 오랄스캔 이미지로 정합 이미지를 생성하는 서지컬 가이드 제조용 영상데이터 정합 방법에 있어서,
    전자장치에서 입력된 광조사 신호에 의해 활성화된 광조사장치가 상기 구강 내부의 복수의 위치에 부착된 방사선이 투과되지 않는 레진 접착제로 형성된 복수의 레퍼런스 레진 마커의 경화를 위해 기설정된 파장의 광을 조사하는 단계;
    상기 전자장치에서 입력된 이미지 획득 신호에 의해 활성화된 영상획득장치가 상기 광조사장치에서 조사된 광에 의해 상기 레퍼런스 레진 마커가 경화되어 상기 구강 내부에 부착된 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 획득하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지 각각에 포함된 레퍼런스 레진 마커 이미지를 확인하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지 각각에서 확인된 상기 레퍼런스 레진 마커 이미지를 강조하여 표시하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 오버레이하여 표시하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 레퍼런스 레진 마커 이미지를 기준으로 상기 오랄스캔 이미지의 비율 및 방향의 보정을 통해 상기 오랄스캔 이미지의 치열을 보정하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 오랄스캔 이미지의 3차원 각도를 조절하여 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 일치시키는 단계;
    상기 전자장치가 상기 일치된 상기 CT촬영 이미지와 상기 오랄스캔 이미지를 정합하여 상기 정합 이미지를 생성하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 정합 이미지를 기반으로 상기 구강 내부에 형합되어 상기 피시술자의 인공 치아 시술을 위한 천공 위치, 직경, 방향 및 깊이 정보를 포함하는 가이드 홀을 제공하는 서지컬 가이드를 제조하기 위한 서지컬 가이드 제조용 설계 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 전자장치가 3차원 프린팅하여 서지컬 가이드를 제조하는 3D프린터기로 상기 서지컬 가이드 제조용 설계 이미지를 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 서지컬 가이드 제조용 영상데이터 정합 방법.
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