KR102039040B1 - 치아 교합 단면영상 생성 방법, 이를 위한 장치, 및 이를 기록한 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아 교합 단면영상 생성 방법, 이를 위한 장치, 및 이를 기록한 기록매체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 치아 교합 단면영상 생성 방법에 의하면, 정중선을 입력하는 사용자 입력만으로 복수의 치아쌍에 대한 영상 취득선을 자동으로 생성할 수 있어 치아 교합 단면영상을 생성하기 위한 사용자 입력이 최소화된다. 또한, 1차적으로 생성된 영상 취득선에 대한 다양한 수정 기능을 제공함으로써 최소 입력으로 환자에 맞춤화된 정확한 결과물을 획득할 수 있게 된다.

Description

치아 교합 단면영상 생성 방법, 이를 위한 장치, 및 이를 기록한 기록매체{METHOD FOR GENERATING TOOTH OCCLUSION SECTIONAL IMAGE, APPARATUS, AND RECORDING MEDIUM THEREOF}

본 발명은 치아 교합 단면영상 생성 방법, 이를 위한 장치, 및 이를 기록한 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 컴퓨터 단층촬영 영상(Computed Tomography, CT)을 처리하여 치아 교합상태를 파악할 수 있는 단면영상을 생성하는 치아 교합 단면영상 생성 방법, 이를 위한 장치, 및 이를 기록한 기록매체에 관한 것이다.

최근 치과 분야에서는 X-ray, 파노라마 영상(Panoramic image) 등 2차원 영상을 통해 진단이 힘든 병소는 CT 장비로 촬영된 단층 영상을 재구성한 3차원 영상을 활용하여 더욱 정밀하고 만족도 높은 진료를 수행하고 있다.

CT 영상은 필요에 따라 적절한 기법을 통해 재구성되어 활용된다. 그 일 예로서 도 1과 같은 교합 단면영상을 들 수 있다. 위와 같은 교합 단면영상은 좌우 대칭되는 치아쌍이 하나의 이미지 내에서 가시화 되기 때문에 치조골의 순/설면 피질판의 위치 파악과 더불어 치아쌍별 교합상태 및 좌우 비대칭성을 파악할 수 있어 치열 교정을 위한 치료계획 수립에 많이 활용되고 있다.

종래 3D 뷰어(Viewer)에서 도 1과 같은 교합 단면영상을 생성하는 모습을 살펴보면, 축단면(Axial) 영상에서 오른쪽 왼쪽에 대하여 각각 커브(Curve) 시작점과 끝점 4개의 점을 사용자로부터 입력 받고, 입력 받은 4개의 점을 기준으로 생성된 커브를 이용하여 곡면 재구성 기법(Curved Planar Reformation, CPR)을 통해 교합 단면영상을 생성한다.

이에 따르면, 치아쌍별로 하나의 영상을 생성할 때 4개의 점을 입력해야 하므로 전체 치아쌍에 대한 교합 단면영상을 생성하기 위해서는 더 많은 입력이 필요하다. 예컨대, 교합 단면영상을 중절치(Central incisor), 측절치(Lateral incisor), 견치(Canine), 제1 및 제2 소구치(Premolar), 제1 대구치(Molar)의 치아쌍에 대해서 각각 생성한다고 가정할 때, 사용자는 총 24개의 점을 입력해야 한다.

위와 같이 종래 기술에 따르면, 교합 단면영상을 생성하는데 사용자가 많은 점을 입력해야 하므로 매우 번거롭고 시간이 많이 소요되는 문제가 있었다.

따라서, 교합 단면영상 생성시 사용자의 작업을 최소화하고 시간을 단축시킬 수 있는 효과적인 영상 생성 방법이 요구된다.

본 발명은 치아 교합 단면영상 생성시 사용자에게 많은 입력을 요구함으로써 번거로움이 야기되고, 영상 생성 시간이 많이 소요되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 편리하게 교합 단면영상을 생성할 수 있는 영상 생성 방법, 이를 위한 장치, 및 이를 기록한 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태에 따른 단층촬영 영상을 재구성하여 치아 교합 단면영상을 생성하는 방법은 환자의 치아배열이 나타난 영상을 기초로 치열궁 라인을 생성하는 단계; 사용자 인터페이스부를 통한 입력을 기초로 상기 치아배열에 대한 정중선을 생성하는 단계; 상기 정중선을 생성하기 위한 상기 입력에 대응하여 상기 치열궁 라인을 가로지르는 방향으로 상기 치아배열의 개별 치아를 각각 관통하는 복수의 횡단선을 산출하는 단계; 및 상기 정중선을 기준으로 좌우 대칭되는 복수의 치아쌍에 대해서 상기 각 치아쌍을 이루는 상기 개별 치아의 횡단선과 상기 정중선에 수직인 수평선으로 구성되는 복수의 영상 취득선을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 영상 취득선을 기초로 상기 각 치아쌍에 대한 치아 교합 단면영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 치아 교합 단면영상은 곡면 재구성 기법을 통하여 생성될 수 있다.

한편, 상기 치아배열에 대한 정중선을 생성하는 단계는, 상기 정중선의 시작점을 상기 사용자 인터페이스부를 통하여 입력받거나 또는 상기 영상에서 검출하는 단계; 및 상기 사용자 인터페이스부를 통한 입력을 기초로 상기 시작점으로부터 직선을 연장하여 상기 정중선을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 횡단선을 산출하는 단계는, 상기 환자의 상기 개별 치아 간의 간격 및 상기 개별 치아의 크기와 관계가 있는 변수들의 값을 기초로 상기 횡단선의 위치를 결정하는 단계; 및 결정된 상기 횡단선의 위치에서 상기 치열궁 라인과 수직으로 교차되도록 상기 횡단선의 각도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상기 변수는 상기 환자의 성별, 연령, 및 인종을 포함할 수 있다.

아울러, 상기 변수는 상기 치열궁 라인의 곡률, 길이, 및 폭을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 치아 교합 단면영상을 생성하는 방법은 상기 사용자 인터페이스부를 통한 입력에 대응하여 상기 정중선이 변경되는 단계; 및 상기 정중선의 변경에 대응하여 상기 영상 취득선을 수정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 정중선의 길이 변경에 대응하여 상기 영상 취득선 간의 간격이 증가 또는 감소될 수 있다.

한편, 상기 치아 교합 단면영상을 생성하는 방법은 상기 사용자 인터페이스부를 통한 입력에 대응하여 상기 영상 취득선을 수정하는 단계를 더 포함하며, 상기 영상 취득선을 수정하는 단계는 상기 복수의 영상 취득선을 그룹핑하여 동시에 수정이 이루어지거나 또는 상기 각 영상 취득선에 대하여 개별적으로 수정이 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따른 단층촬영 영상을 재구성하여 치아 교합 단면영상을 생성하는 장치는, 환자의 치아배열이 나타난 영상을 기초로 치열궁 라인을 생성하는 치열궁 생성부; 사용자 인터페이스부를 통한 입력을 기초로 상기 치아배열에 대한 정중선을 생성하는 정중선 생성부; 상기 정중선을 생성하기 위한 상기 입력에 대응하여 상기 치열궁 라인을 가로지르는 방향으로 상기 치아배열의 개별 치아를 각각 관통하는 복수의 횡단선을 산출하는 횡단선 산출부; 상기 정중선을 기준으로 좌우 대칭되는 복수의 치아쌍에 대해서 상기 각 치아쌍을 이루는 상기 개별 치아의 횡단선과 상기 정중선을 가로지르는 수평선으로 구성되는 복수의 영상 취득선을 생성하는 영상취득선 생성부; 및 상기 영상 취득선을 기초로 상기 각 치아쌍에 대한 치아 교합 단면영상을 생성하는 단면영상 생성부를 포함할 수 있다.

아울러, 상기 사용자 인터페이스부를 통한 입력에 대응하여 상기 영상 취득선을 수정하는 영상취득선 수정부를 더 포함할 수 있다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 사용자의 입력을 최소화하여 편의성이 증대되고, 신속하게 다수의 치아 교합 단면영상을 생성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 1차적으로 생성된 영상 취득선에 대한 다양한 수정 기능을 제공함으로써 최소 입력으로 환자에 맞춤화된 정확한 결과물을 획득할 수 있다.

도 1은 치아 교합 단면영상의 예;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 치아 교합 단면영상 생성장치의 구성을 나타낸 블록도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 치열궁 생성부를 통하여 생성되는 치열궁 라인을 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정중선 생성부에 의하여 생성되는 정중선을 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 횡단선 산출부에 의하여 산출되는 각 개별치아에 대한 횡단선을 설명하기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상취득선 생성부에 의하여 생성된 영상 취득선을 설명하기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단면영상 생성부가 영상 취득선을 기초로 치아 교합 단면영상을 생성하는 방법의 예를 설명하기 위한 참고도;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단면영상 생성부가 영상 취득선을 기초로 치아 교합 단면영상을 생성하는 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 참고도;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 치아 교합 단면영상 생성방법의 과정을 나타낸 흐름도; 및
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 정중선의 변경에 따른 영상 취득선의 수정 모습을 보여주는 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 치아 교합 단면영상 생성장치는 CT 영상을 재구성하여 좌우 대칭 치아쌍별 교합 단면영상을 생성한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 치아 교합 단면영상 생성장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 다른 치아 교합 단면영상 생성장치(100)는 사용자 인터페이스부(10), 치열궁 생성부(20), 정중선 생성부(30), 횡단선 산출부(40), 영상취득선 생성부(50), 영상취득선 수정부(60) 및 단면영상 생성부(70)를 포함한다.

사용자 인터페이스부(10)는 사용자로부터 필요한 정보를 입력 받고, 정보를 표시하기 위함으로, 마우스, 키보드, 버튼, 키패드 등의 정보 입력을 위한 입력수단, 입력 메뉴와 처리 결과 등을 비롯하여 각종 정보를 표시하는 디스플레이 수단, 입출력을 하나의 디바이스를 통해 제공하는 터치스크린 등을 비롯하여 다양한 입출력 수단으로 구현될 수 있다.

치열궁 생성부(20)는 치아배열 영상에서 치열궁을 따라 그려지는 곡선인 치열궁 라인을 생성한다. 치열궁 라인은 각 개별 치아의 중심을 지나도록 형성될 수 있다.

도 3은 치열궁 생성부(20)를 통하여 생성되는 치열궁 라인을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 치열궁 라인(DA)은 CT 영상의 다면 재구성 기법(Multi Planar Reformation, MPR)을 통해 생성된 축단면(Axial) 영상과 같이 환자의 치아배열 전체가 나타난 단면 영상에서 치열궁을 따라 그려질 수 있다. 참고로, 치열궁 라인은 CT 영상을 기초로 전체 치아의 상태를 관찰할 수 있는 치아 파노라마 영상(Panoramic Image)을 생성할 때에도 활용될 수 있다.

치열궁 생성부(20)는 사용자 인터페이스부(10)를 통한 사용자 입력을 기초로 치아배열 영상에 치열궁 라인을 생성할 수도 있으며, 공지된 다양한 영상 처리 알고리즘을 적용하여 자동으로 생성할 수도 있다. 예컨대, 치아배열에서 치열궁 라인을 생성하기 위한 몇 개의 특징점을 검출하고, 특징점을 연결하여 자동으로 치열궁 라인을 생성하도록 구현될 수 있다.

정중선 생성부(30)는 사용자 인터페이스부(10)를 통한 사용자 입력을 기초로 치아배열 영상에 정중선을 생성한다.

도 4는 정중선 생성부(30)에 의하여 생성되는 정중선(ML)을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 정중선(ML)은 치열궁의 좌측과 우측을 구분하는 선으로서, 일반적으로 좌측과 우측의 중절치(a1, a2) 사이를 지나게 된다. 정중선은 사용자 인터페이스부(10)를 통하여 입력되거나 또는 영상 인식을 통하여 검출된 정중선의 시작점(P1)으로부터 연장되어 생성된다. 정중선 시작점은 좌측과 우측의 중절치(a1, a2) 사이 부근에 위치할 수 있으며, 정중선은 치열궁의 좌측과 우측이 구분되도록 시작점으로부터 설측 방향을 향하여 연장된다.

정중선은 사용자 인터페이스부(10)를 통한 입력을 기초로 생성될 수 있다. 예컨대, 시작점(P1)이 결정되면, 정중선은 사용자 인터페이스부(10)에 의한 드래그(Drag) 동작으로 시작점으로부터 연장되어 생성될 수 있다. 정중선 생성부(30)는 정중선 시작점으로부터 점차적으로 연장되는 드래그 동작을 통한 정중선 실시간 입력에 대응하여 치아배열 영상에 정중선을 생성한다.

또는, 전술된 바와 같이 드래그 동작을 통하지 않고 사용자 인터페이스부(10)를 통하여 시작점(P1)과 정중선이 끝나는 종료점(P2)을 함께 입력받고 시작점(P1)과 종료점(P2)을 연결하는 방식으로 두 번의 클릭(Click) 동작을 통하여 정중선을 완성할 수도 있다.

횡단선 산출부(40)는 치열궁 라인을 가로지르는 방향으로 치아배열의 개별 치아를 각각 관통하는 복수의 횡단선의 위치 및 각도를 산출한다.

도 5는 각 개별치아에 대한 횡단선을 설명하기 위한 도면으로서, 중절치(a1,a2), 측절치(b1,b2), 견치(c1,c2), 제1 소구치(d1,d2), 제2 소구치(e1,e2), 제1 대구치(f1,f2)를 각각 관통하는 횡단선(S1~S12)을 보여준다.

도 5에 도시된 바와 같이, 횡단선은 각 치아를 관통하는 선으로서 횡단선의 구체적인 위치 및 각도는 치아의 배열 형태, 즉, 치아별 위치, 치아 간격, 치아 크기 등과 밀접한 관련이 있다.

이에, 횡단선 산출부(40)는 환자의 개별 치아 간의 간격 및 개별 치아의 크기와 관계가 있는 변수들의 값을 기초로 복수의 횡단선의 위치 및 각도를 산출한다. 여기서 치아 간격이나 크기와 관계가 있는 변수들은 환자의 성별, 환자 연령, 인종과 같이 통계적 또는 실험적으로 상관관계가 있는 것으로 밝혀진 요소와 치열궁 라인의 곡률, 길이, 폭 등과 같이 치열궁 라인의 형태와 관련된 요소를 포함한다.

예컨대, 환자 연령에 따라 구강 크기가 상이하므로 이에 따라 치아 간격이나 크기가 달라질 수 있으며, 연령에 따라 성장속도가 유사하므로 연령과 치아 간격이나 크기가 소정의 상관관계를 가질 수 있다. 또한, 치열궁 라인의 길이가 길면 상대적으로 치아 크기가 크거나 간격이 넓은 것으로 복수의 횡단선 간의 간격이 넓어지게 되며, 치열궁 라인의 곡률이 크거나 폭이 작으면 치아 간격이 좁거나 치아 크기가 작은 것으로 횡단선 간의 간격이 좁아지는 경향이 있다.

이와 같은 경향을 반영하여 환자의 연령, 성별, 인종에 따른 통계 데이터나 치열궁 라인의 곡률, 길이, 폭 등을 기초로 치아 간격이나 치아 크기 등을 추정할 수 있게 된다. 횡단선 산출부(40)는 추정된 치아 간격과 치아 크기 정보를 기초로 각 치아별 횡단선의 위치를 산출할 수 있다. 횡단선의 위치가 결정되면, 해당 위치에서 치열궁 라인과 횡단선이 수직으로 교차되도록, 즉, 치열궁 라인과 수직관계를 이루도록 횡단선마다 구체적인 각도가 결정될 수 있다.

한편, 횡단선 산출부(40)는 전술된 변수들 외에도 다른 요소를 추가로 고려한 횡단선 산출기준을 적용할 수 있음은 물론이다. 예컨대, 정중선의 시작점이 중절치 사이 부근에 위치함을 이용하여 전술된 변수 값 외에도 이를 함께 고려하여 중절치에 대한 횡단선의 위치를 정확하게 결정할 수 있으며, 이후 변수들의 값을 기초로 추정되는 치아 간격이나 크기를 반영하여 중절치 이외의 치아에 대한 횡단선을 산출할 수 있을 것이다.

횡단선 산출부(40)는 환자의 연령, 성별, 인종 등의 정보는 사용자 인터페이스부(10)를 통하여 직접 입력받을 수도 있고, 또는 전자의무기록(Electronic Medical Record, EMR) 시스템과 연동되어 해당 정보를 수신할 수도 있다. 치열궁 라인의 곡률, 길이, 폭 등의 정보는 치열궁 생성부(20)를 통하여 생성된 치열궁 라인에 대한 영상 처리를 수행하여 획득될 수 있다.

영상취득선 생성부(50)는 횡단선 산출부(40)를 통하여 산출된 횡단선과 영상에 입력된 정중선을 기초로 치아 교합 단면영상을 생성하기 위한 영상 취득선을 생성한다.

도 6은 영상취득선 생성부(50)에 의하여 생성된 영상 취득선을 설명하기 위한 도면으로서, 중절치(a1,a2), 측절치(b1,b2), 견치(c1,c2), 제1 소구치(d1,d2), 제2 소구치(e1,e2), 제1 대구치(f1,f2)로 총 6개의 치아쌍에 대하여 영상 취득선(L1~L6)이 생성된 예를 보여준다.

도 6을 참조하면, 영상 취득선(L1~L6)은 정중선(ML)을 기준으로 좌우 대칭되는 각 치아쌍별로 1개씩 생성되며, 각 치아쌍을 이루는 개별 치아 2개의 횡단선(S1~S12)과 정중선에 수직인 수평선(HL1~HL6)으로 구성된다.

영상취득선 생성부(50)를 통해 생성된 영상 취득선은 도 6에 도시된 바와 같이 치아배열 영상에 중첩되어 표시된다.

영상취득선 수정부(60)는 사용자 인터페이스부(10)를 통한 입력에 대응하여 영상 취득선을 수정한다.

영상 취득선의 수정은 두 가지 방식으로 이루어질 수 있는데, 첫째는 사용자 인터페이스부(10)를 통하여 사용자가 영상 취득선의 위치나 각도를 변경함으로써 영상 취득선을 직접 수정하는 방식이다. 영상 취득선의 직접 수정은 서로 다른 치아쌍에 대한 영상 취득선을 그룹핑하여 복수의 영상 취득선에 대해서 한꺼번에 수정이 이루어질 수도 있고, 또는 상황에 따라 하나의 영상 취득선에 대해서 개별적으로 수정이 이루어질 수도 있다.

다만, 영상 취득선 간의 간격을 전체적으로 조정할 필요가 있는 경우 전술된 바와 같이 영상 취득선에 대해서 직접 수정을 하면 사용자가 복수의 영상 취득선의 위치를 연달아 수정을 해야 하기 때문에 번거롭다. 이를 해결하기 위하여, 영상 취득선의 위치나 각도를 직접 수정하지 않고 사용자가 정중선에 변경을 가하면 이에 대응하여 영상 취득선에 대한 수정이 이루어지는 방식이 함께 제공된다.

예컨대, 정중선의 각도가 변경되면 정중선의 수직인 수평선의 각도도 함께 변경되며, 이와 함께 수평선과 연결되는 양 쪽 횡단선의 길이도 변경된다.

또한, 정중선의 길이 변경에 대응하여 영상 취득선 간의 간격이 조정되도록 할 수 있다. 예컨대, 정중선의 길이가 짧아지면 이에 비례하여 영상 취득선의 간격이 감소되도록 할 수 있으며, 이와는 반대로 정중선의 길이가 길어지면 영상 취득선의 간격도 증가하도록 할 수 있다. 이때, 간격 조정으로 영상 취득선의 위치가 변경됨으로 인하여 치열궁 라인에 수직인 횡단선의 각도도 함께 변경될 것이다.

이와 같이 영상취득선 수정부(60)를 통하여 영상 취득선에 대한 그룹핑 수정, 개별 수정 기능, 정중선의 변경을 통한 수정과 같이 다양한 수정기능을 제공함으로써 사용자의 최소한의 입력으로 환자 맞춤형 영상 취득선을 간편하게 획득할 수 있게 된다.

단면영상 생성부(70)는 영상 취득선을 기초로 각 치아쌍에 대한 치아 교합 단면영상을 생성한다.

도 7과 도 8은 단면영상 생성부(70)가 영상 취득선을 기초로 치아 교합 단면영상을 생성하는 방법의 예를 설명하기 위한 참고도이다. 참고로, 도 7과 도 8에서는 대구치의 치아쌍에 대한 단면영상의 예를 보여준다.

먼저, 도 7을 참조하면, 도 7의 (a)와 같이 단면영상 생성부(70)는 영상 취득선을 기초로 부드럽게 연결되는 곡선 형태의 커브(C)를 생성하고 곡면 재구성 기법(CPR)을 적용하여 도 7의 (b)와 같은 치아 교합 단면영상을 생성할 수 있다.

또는, 도 8을 참조하면, 도 7의 (a)와 같은 커브(C)를 정의하지 않고 한 개의 치아쌍에 대하여 영상 취득선을 구성하는 3개의 직선, 즉 2개의 횡단면선(S11, S12)과 1개의 수평선(HL6)에 따른 3개의 MPR 단면영상을 서로 결합하여 치아 교합 단면영상을 생성할 수도 있다. 도 8의 (b)는 MPR 단면영상을 결합하여 생성된 치아 교합 단면영상으로서, 각각 S11영역은 횡단선 S11, S12영역은 횡단선 S12, HL6영역은 수평선(HL6)에 따른 단면영상에 해당하는 부분이다.

전술된 바와 같이, 단층촬영 영상을 재구성하여 CPR 영상을 생성하거나, 단면영상을 결합하는 방식은 공지된 기술이므로 설명의 간략화를 위하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 치아 교합 단면영상을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 이하, 도 9을 참조하여, 전술된 치아 교합 단면영상 생성 장치(100)의 각 구성의 유기적인 동작을 살펴보기로 한다.

도 9를 참조하면, 먼저, 치열궁 생성부(20)는 축단면 영상과 같이 환자의 치아배열이 나타난 영상에 치열궁 라인을 생성한다(S10). 치열궁 라인은 각 치아의 중심을 따라 그려질 수 있으며, 사용자로부터 일부 치아의 중심점을 입력받고 입력된 점을 연결하여 생성하는 수동방식에 의하거나 또는 영상 처리에 기반하여 영상에서 각 치아의 중심점을 인식하여 생성하는 자동방식 등 공지된 다양한 방식으로 생성될 수 있다.

이와 같이, 치열궁 라인이 생성되면 정중선 생성부(30)는 사용자 인터페이스부(10)를 통한 사용자 입력을 기초로 치아배열 영상에 정중선을 생성한다(S20). 정중선은 시작점으로부터 드래그 동작을 통하여 설측 방향으로 연장되어 생성되거나 또는 클릭 동작을 통하여 시작점과 종료점을 입력받고 이를 연결하는 정중선을 생성하는 클릭 방식으로 생성될 수 있다. 이와 같이 생성된 정중선은 추후 영상 취득선을 생성하는데 활용되며, 또한, 영상 취득선 수정시에도 활용된다.

이어서, 횡단선 산출부(40)는 치열궁 라인을 가로지르는 방향으로 치아배열의 개별 치아를 각각 관통하는 복수의 횡단선의 위치 및 각도를 산출한다(S30). 이와 같이, 횡단선은 각 치아를 관통하는 선이기 때문에 횡단선의 위치는 결국 각 치아의 위치에 따라 결정되며, 각 치아의 위치는 치아의 간격이나 크기와 밀접한 관련이 있다. 이에, 횡단선 산출부(40)는 환자의 성별, 인종, 연령과 같이 치아의 간격이나 크기와 통계적 또는 실험적으로 상관관계가 있는 것으로 밝혀진 변수와 치열궁 라인의 곡률, 길이, 폭 등과 같이 치열궁 라인의 형태와 관련된 변수들의 값을 기초로 횡단선의 위치를 산출한다. 횡단선의 각도는 산출된 횡단선의 위치에서 치열궁 라인과 수직하게 교차되도록 결정된다.

이와 같이, 횡단선의 위치 및 각도가 결정되면, 영상취득선 생성부(50)는 정중선을 기준으로 좌우 대칭되는 복수의 치아쌍에 대한 영상 취득선을 생성한다(S40). 전술된 바와 같이, 영상 취득선은 각 치아쌍을 이루는 개별 치아의 횡단선과 정중선에 수직인 수평선으로서 3개의 직선으로 구성된다. 생성된 영상 취득선은 사용자 인터페이스부(10)를 통하여 치아배열 영상에 중첩되어 표시된다.

이때, 영상취득선 생성부(50)는 드래그 동작을 통하여 정중선이 입력되는 과정에서 정중선에 맞추어 영상 취득선을 실시간으로 갱신함으로써 정중선의 입력 동작이 종료되기 전까지 영상 취득선의 변경모습을 실시간으로 확인하도록 할 수 있다. 예컨대, 정중선의 입력 과정에서 정중선의 각도가 변경되면, 이에 대응하여 정중선과 수직으로 만나는 수평선의 각도 및 수평선과 연결되는 횡단선의 길이를 실시간으로 갱신하여 제공함으로써 사용자로 하여금 정확한 영상 취득선이 도출되는 정중선을 입력하도록 도울 수 있다.

이와 같이, 정중선 입력에 대응하여 영상 취득선의 생성이 완료되면, 영상취득선 수정부(60)를 통하여 영상 취득선의 위치, 각도, 간격 등의 수정 작업이 후속될 수 있다(S50, S60).

영상 취득선의 수정은 영상 취득선을 그룹핑하여 복수의 영상 취득선에 대해서 한번에 수정을 하거나 또는 하나의 영상 취득선에 대하여 개별적으로 수정이 이루어질 수 있다. 여기서, 그룹핑 수정 기능은 복수의 영상 취득선의 간격 등은 그대로 유지한채 일괄적으로 영상 취득선의 위치를 변경할 때 유용하게 활용될 수 있다.

또한, 이와 같이 사용자는 직접 영상 취득선을 수정하지 않고 정중선을 변경함으로써 영상 취득선을 수정할 수도 있다.

도 10은 정중선의 변경에 따른 영상 취득선의 수정 모습을 보여주는 도면이다.

도 10을 참조하면, 정중선(ML)의 길이가 조정됨에 따라 영상 취득선(L1~L6)의 간격이 조정되는 모습으로서, 정중선(ML)의 길이가 길어짐에 따라 영상 취득선(L1~L6)의 간격이 넓어지는 예를 보여준다.

도 10에서는 정중선의 길이 변경에 따라 영상 취득선의 간격이 변경되는 모습이 도시되었으나, 이외에도 정중선의 위치가 변경되면 정중선을 기준으로 대칭적으로 위치한 횡단선의 위치도 이에 대응하여 함께 변경됨으로써 영상 취득선의 위치도 수정할 수 있다. 또한, 정중선의 각도를 조정함으로써 정중선과 수직으로 만나는 수평선의 각도와 수평선과 연결되는 횡단선의 길이에 대한 수정이 이루어질 수 있다.

이와 같이, 정중선의 길이나 각도, 위치가 변경되는 것에 대응하여 영상 취득선이 변경되도록 함으로써 사용자는 하나의 정중선 변경을 통하여 복수의 영상 취득선에 대한 수정 효과를 얻을 수 있으므로 사용자의 편의성이 크게 향상된다.

영상 취득선의 수정작업까지 완료되면, 단면영상 생성부(70)는 영상 취득선을 기초로 곡면 재구성 기법을 활용하거나 영상 취득선을 구성하는 3개의 직선에 따른 단면영상을 서로 결합함으로써 각 치아쌍에 대한 치아 교합 단면영상을 생성한다(S60). 생성된 치아 교합 단면영상은 치아의 대칭성 및 교합상태를 파악할 수 있어 치아교정을 위한 진단시 유용하게 활용될 수 있다.

이상에서 전술된 단계는 필요에 따라 적절히 추가되거나 수정되어 적용될 수 있다. 일 예로, 환자의 치아배열 영상의 기울어짐을 먼저 보정하고, 치열궁 라인 생성 등의 일련의 단계가 진행되도록 구현될 수 있을 것이다.

이상의 설명을 통하여 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 치아 교합 단면영상 생성 장치(100) 및 방법에 의하면, 정중선을 입력하는 사용자 입력만으로 복수의 치아쌍에 대한 영상 취득선을 자동으로 생성할 수 있어 치아 교합 단면영상을 생성하기 위한 사용자 입력이 최소화된다. 또한, 1차적으로 생성된 영상 취득선에 대한 다양한 수정 기능을 제공함으로써 최소 입력으로 환자에 맞춤화된 정확한 결과물을 획득할 수 있게 된다.

전술된 본 발명에 따른 치아 교합 단면영상 생성 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.

본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체)에 기록된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.

또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 사용자 인터페이스부 20: 치열궁 생성부
30: 정중선 생성부 40: 횡단선 산출부
50: 영상취득선 생성부 60: 영상취득선 수정부
70: 단면영상 생성부

Claims (13)

1. 단층촬영 영상을 재구성하여 치아 교합 단면영상을 생성하는 방법에 있어서,
   환자의 치아배열이 나타난 영상을 기초로 치열궁 라인을 생성하는 단계;
   사용자 인터페이스부를 통한 입력을 기초로 상기 치아배열에 대한 정중선을 생성하는 단계;
   상기 정중선을 생성하기 위한 상기 입력에 대응하여 상기 치열궁 라인을 가로지르는 방향으로 상기 치아배열의 개별 치아를 각각 관통하는 복수의 횡단선을 산출하는 단계;
   상기 정중선을 기준으로 좌우 대칭되는 복수의 치아쌍에 대해서 상기 각 치아쌍을 이루는 상기 개별 치아의 횡단선과 상기 정중선에 수직인 수평선으로 구성되는 복수의 영상 취득선을 생성하는 단계;
   상기 사용자 인터페이스부를 통한 입력에 대응하여 상기 정중선이 변경되는 단계; 및
   상기 정중선의 변경에 대응하여 상기 영상 취득선을 수정하는 단계를 포함하며,
   상기 정중선의 변경에 대응하여 상기 영상 취득선을 수정하는 단계는, 상기 정중선의 길이 변경에 대응하여 상기 영상 취득선 간의 간격이 증가 또는 감소되는 것을 특징으로 하는 치아 교합 단면영상 생성 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 영상 취득선을 기초로 상기 각 치아쌍에 대한 치아 교합 단면영상을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 교합 단면영상 생성 방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 치아 교합 단면영상은 곡면 재구성 기법을 통하여 생성되는 것을 특징으로 하는 치아 교합 단면영상 생성 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 치아배열에 대한 정중선을 생성하는 단계는,
   상기 정중선의 시작점을 상기 사용자 인터페이스부를 통하여 입력받거나 또는 상기 영상에서 검출하는 단계; 및
   상기 사용자 인터페이스부를 통한 입력을 기초로 상기 시작점으로부터 직선을 연장하여 상기 정중선을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 교합 단면영상 생성 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 횡단선을 산출하는 단계는,
   상기 환자의 상기 개별 치아 간의 간격 및 상기 개별 치아의 크기와 관계가 있는 변수들의 값을 기초로 상기 횡단선의 위치를 결정하는 단계; 및
   결정된 상기 횡단선의 위치에서 상기 치열궁 라인과 수직으로 교차되도록 상기 횡단선의 각도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 교합 단면영상 생성 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 변수는 상기 환자의 성별, 연령, 및 인종을 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 교합 단면영상 생성 방법.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 변수는, 상기 치열궁 라인의 곡률, 길이, 및 폭을 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 교합 단면영상 생성방법.
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스부를 통한 입력에 대응하여 상기 영상 취득선을 수정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 영상 취득선을 수정하는 단계는 상기 복수의 영상 취득선을 그룹핑하여 동시에 수정이 이루어지거나 또는 상기 각 영상 취득선에 대하여 개별적으로 수정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 치아 교합 단면영상 생성 방법.
    
11. 제1항 내지 제7항, 및 제10항 중 어느 하나의 항에 따른 치아 교합 단면영상 생성 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
    
12. 단층촬영 영상을 재구성하여 치아 교합 단면영상을 생성하는 장치에 있어서,
    환자의 치아배열이 나타난 영상을 기초로 치열궁 라인을 생성하는 치열궁 생성부;
    사용자 인터페이스부를 통한 입력을 기초로 상기 치아배열에 대한 정중선을 생성하는 정중선 생성부;
    상기 정중선을 생성하기 위한 상기 입력에 대응하여 상기 치열궁 라인을 가로지르는 방향으로 상기 치아배열의 개별 치아를 각각 관통하는 복수의 횡단선을 산출하는 횡단선 산출부;
    상기 정중선을 기준으로 좌우 대칭되는 복수의 치아쌍에 대해서 상기 각 치아쌍을 이루는 상기 개별 치아의 횡단선과 상기 정중선을 가로지르는 수평선으로 구성되는 복수의 영상 취득선을 생성하는 영상취득선 생성부;
    상기 영상 취득선을 기초로 상기 각 치아쌍에 대한 치아 교합 단면영상을 생성하는 단면영상 생성부; 및
    상기 사용자 인터페이스부를 통한 입력에 대응하여 상기 영상 취득선을 수정하는 영상취득선 수정부를 포함하며,
    상기 영상취득선 수정부는, 상기 사용자 인터페이스부를 통한 입력에 따라 상기 정중선의 길이가 변경되는 것에 대응하여 상기 영상 취득선 간의 간격을 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 치아 교합 단면영상 생성 장치.
13. 삭제

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