KR102144369B1 - 동명 치아 특성을 이용하는 치과용 캐드 장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

동명 치아 특성을 이용하는 치과용 캐드 장치 및 그 구동방법이 개시된다. 일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치 구동방법은, 치과용 캐드 장치가 손상된 대상 치아를 포함하는 치아들로부터 3차원 정보를 가지는 치아 데이터를 획득하는 단계와, 미리 저장된 치아 모델들 중에서 대상 치아 위치에 배치할 가상의 치아 모델을 선택하는 단계와, 획득된 치아 데이터에서 대상 치아와 대칭되는 반대 측의 동명 치아를 분석하는 단계와, 동명 치아 분석 결과를 선택된 치아 모델에 반영하여 치아 모델을 가공하는 단계와, 가공된 치아 모델을 대상 치아 위치에 배치하여 표시하는 단계를 포함한다.

Description

동명 치아 특성을 이용하는 치과용 캐드 장치 및 그 구동방법 {Dental CAD apparatus using characteristic of mirroring teeth and operating method the dental CAD apparatus}

본 발명은 3차원 영상 처리기술에 관한 것으로, 보다 세부적으로는 3차원 치아 영상 편집 및 렌더링 기술에 관한 것이다.

치과 분야에서 보철 시술이란 손상된 치아를 보철물을 사용하여 수복시키는 것을 말한다. 보철물은 탈착 가능한 의치와, 탈착할 수 없는 크라운 및 브리지가 있다. 임플란트(implant) 시술이란 인공으로 만든 치아 대체물을 식립하는 것을 의미한다. 예를 들어, 상실된 치근(뿌리)을 대신할 수 있도록 인체에 거부 반응이 없는 치근을 이가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공 치아를 고정하여 치아의 기능을 회복하도록 한다. 이러한 치과용 보철물은 주변 치아조직을 상하지 않게 하고, 자연 치아와 기능이나 모양이 유사하면서도 충치가 생기지 않게 하므로 반영구적이다.

실제 보철물 또는 임플란트 시술을 수행하기 전에 시뮬레이션을 통해 환자에게 알맞은 인공 치아를 선정하고, 인공 치아를 타겟 위치에 가상으로 배치하는 과정을 거치게 된다. 이러한 과정은 치과용 캐드(computer aided design: CAD)를 통해 이루어진다. 그런데 일반적인 치과용 캐드는 작업자가 임의로 결정한 치아 형태 디자인 및 교합 관계를 구성함으로써 주관적인 보철물 디자인 결과물이 생성된다. 작업자가 유추하는 환자 고유의 교합 상태와 저작 습관의 재현 방식은 작업자의 개별 능력에 따라서 결과물에 큰 편차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 보철물 시술의 정확성 및 편의성이 떨어질 수 있다.

일 실시 예에 따라, 보철물 시술의 정확성과 편의성을 높이기 위해 동명 치아 특성을 이용하는 치과용 캐드 장치 및 그 구동방법을 제안한다.

일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치 구동방법은, 치과용 캐드 장치가 손상된 대상 치아를 포함하는 치아들로부터 3차원 정보를 가지는 치아 데이터를 획득하는 단계와, 미리 저장된 치아 모델들 중에서 대상 치아 위치에 배치할 가상의 치아 모델을 선택하는 단계와, 획득된 치아 데이터에서 대상 치아와 대칭되는 반대 측의 동명 치아를 분석하는 단계와, 동명 치아 분석 결과를 선택된 치아 모델에 반영하여 치아 모델을 가공하는 단계와, 가공된 치아 모델을 대상 치아 위치에 배치하여 표시하는 단계를 포함한다.

동명 치아를 분석하는 단계는, 동명 치아의 외형정보를 추출하는 단계와, 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출하는 단계와, 동명 치아의 마모 특징을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

동명 치아의 외형정보를 추출하는 단계는, 동명 치아의 바운딩 박스(bounding box)를 설정하여 경계를 구획하는 단계와, 경계가 구획된 바운딩 박스 내 동명 치아의 외형 특징점 형태를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

동명 치아의 외형정보를 추출하는 단계에서, 동명 치아의 바운딩 박스를 통해 구획된 치관의 길이 및 높이를 계산하고, 최대 풍융부의 위치 정보를 추출할 수 있다.

동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출하는 단계는, 동명 치아가 전치부인 경우, 동명 치아의 절단 우각(Incisal Angle)의 능각 점(Line Angle Point) 정보를 획득하는 단계와, 획득된 능각 점(Line Angle Point)을 잇는 연결선을 생성하는 단계와, 능각 점 연결 선을 기준으로 절단 능각(Incisal Line Angle)과 정중선(Median Line)의 각도와, 절단 치간공극 각(Incisal Embrasure Angle)을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출하는 단계는, 동명 치아가 구치부인 경우, 동명 치아의 교합 면 교두정 정보를 획득하고, 획득된 교두정들을 잇는 연결선을 생성하는 단계와, 교합 면 교두정 연결선이 모두 연결되었을 때 형성되는 형태로부터 교합 면 교두정 유형을 분류하는 단계를 포함할 수 있다.

동명 치아의 마모 특징을 추출하는 단계는, 동명 치아가 전치부인 경우, 전방운동 및 측방운동 시 수평피개의 한계점을 찾아 설 측 절단 선을 형성하고 설 측 절단 선을 기준으로 순 폭 및 설 폭을 계산하여 동명 치아의 절단 마모 면 형성의 양상을 분석하는 단계와, 설 측 절단 선의 형태와 중심교합 형태로부터 절단 마모 면의 형태를 분석하고 마모 면 파라미터를 추출하고, 대합치와의 수평피개(Overjet)와 수직피개(Overbite)를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

동명 치아의 마모 특징을 추출하는 단계에서, 동명 치아가 구치부인 경우, 동명 치아 교합 면의 마모 면 형성의 양상과 마모 면의 형태를 분석하여 마모 면의 형태, 마모 면의 면적 및 마모 각도를 분석할 수 있다.

치아 모델을 가공하는 단계는, 전치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하는 단계와, 전치부인 동명 치아의 각도를 포함한 치아 분류 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 단계와, 전치부인 동명 치아 절단 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 단계를 포함할 수 있다.

치아 모델을 가공하는 단계는, 구치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하는 단계와, 구치부인 동명 치아의 교합 면 특징에 맞춰 치아 모델의 교합 면 형태를 변형하는 단계와, 구치부인 동명 치아 교합 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 단계를 포함할 수 있다.

치과용 캐드 장치 구동방법은, 가공된 치아 모델이 대상 치아에 배치될 때 가공된 치아 모델이 적합한지를 검증하고 가공된 치아 모델이 적합하지 않은 경우 치아 모델을 추가적으로 수정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치는, 대상 치아를 포함하는 치아들로부터 3차원 정보를 가지는 치아 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 미리 설정된 가상의 치아 모델들이 저장되는 저장부와, 획득된 치아 데이터에서 대상 치아와 대칭되는 반대 측의 동명 치아를 분석하고 동명 치아 분석 결과를 저장부에서 불러들인 치아 모델에 반영하여 치아 모델을 가공하는 캐드 제어부와, 치아 데이터와 치아 모델을 표시하는 출력부를 포함한다.

캐드 제어부는, 동명 치아의 외형정보를 추출하는 제1 분석부와, 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출하는 제2 분석부와, 동명 치아의 마모 특징을 추출하는 제3 분석부를 포함할 수 있다.

캐드 제어부는, 전치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하는 제1 가공부와, 전치부인 동명 치아의 각도를 포함한 치아 분류 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 제2 가공부와, 전치부인 동명 치아 절단 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 제3 가공부를 포함할 수 있다.

캐드 제어부는, 구치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하는 제1 가공부와, 구치부인 동명 치아의 교합 면 특징에 맞춰 치아 모델의 교합 면 형태를 변형하는 제2 가공부와, 구치부인 동명 치아 교합 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 제3 가공부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 동명 치아 특성을 이용하는 치과용 캐드 장치 및 그 구동 방법에 의해, 환자의 3차원 치아 데이터에서 획득할 수 있는 정보와 직접 연관된 치아 모델을 사용할 수 있다. 예를 들어, 손상된 대상 치아의 반대 측에 위치하는 자연치로서 동명 치아의 특성을 반영하여 치아 모델을 가공할 수 있다. 이에 따라, 환자가 본래 가지고 있던 자연치의 컨디션으로 환자의 치아 상태에 최적의 보철물을 제작할 수 있다.

또한, 치아 모델에 동명 치아 특성이 반영됨에 따라 작업 시에 환자의 개별적인 교합 상태, 저작 운동의 습관 및 악 관계 구조 등이 고려되므로 보철물의 기능적인 능력이 향상된다. 그리고 기존의 주변 치아들에 생물학적, 물리적 위해를 가하는 문제를 해결할 수 있다. 나아가, 환자가 자연스럽게 느낄 수 있는 고유의 교합 관계 및 저작 운동의 재현이 가능하다. 이에 따라, 작업자는 제작된 보철물의 후 처리를 최소화할 수 있다. 환자가 자연스럽게 느낄 수 있는 환자 고유의 교합 관계 및 저작 운동의 재현이 가능하여, 환자의 치료 만족도를 높이고 진료 시간을 최소화하고, 내원 횟수를 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 캐드 제어부의 세부 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치 구동 방법을 도시한 도면,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 동명 치아의 외형 정보 추출 예를 도시한 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 치아 분류 특징 정보 추출을 위한 동명 치아의 절단 우각의 능각 점(line angle point)을 도시한 도면,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 치아 분류 특징 정보 추출을 위한 동명 치아의 절단 우각의 능각 점을 잇는 연결선을 도시한 도면,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절단 우각(Incisal line angle)과 정중선(Median Line)의 각도를 도시한 도면,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절단 치간공극 각(Incisl Embrasure Angle) 측정 예를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 절단 마모 면 형성의 양상을 분석하는 예를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 마모 면의 형태를 분석하는 예를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부의 마모 면 파라미터를 추출하는 예를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부의 대합치와의 수평피개(Overjet)와 수직피개(Overbite)를 계산하는 예를 도시한 도면,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구치부 동명 치아의 외형 정보 추출 예를 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구치부 동명 치아의 분류 특징 정보 추출을 위한 교합 면 교두정 정보를 잇는 연결선을 도시한 도면,
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구치부 동명 치아의 분류 특징 정보 추출 시 교합 면 교두정 정보를 잇는 연결선이 모두 연결되었을 때 형성되는 형태를 도시한 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교합 면의 마모 면 형성의 양상 분석 예를 도시한 도면,
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모 면의 형태(shape) 분석 예를 도시한 도면,
도 18a는 자연치의 마모 상태가 고려되지 않은 채 3차원 치아 데이터에 적용된 치아 모델의 상태 예를 도시한 도면이고, 도 18b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자연치의 마모도가 고려되어 3차원 치아 데이터에 적용된 치아 모델의 상태 예를 도시한 도면,
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동명 치아 특징에 맞춰 치아 모델의 형상을 변형하는 예를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.

그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치과용 캐드(computer aided design: CAD) 장치의 구성을 도시한 도면이다.

일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치(1)는 실제 치과 치료, 예를 들어, 치아 보철 및 임플란트에 도움을 주기 위해 캐드 공정을 수행한다. 캐드 공정이란 환자의 3차원 치아 데이터를 획득하고, 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통해 라이브러리에서 가상의 치아 모델을 불러들인 후 치아 데이터의 타겟 위치에 가상으로 배치하는 일련의 프로세스를 의미한다. 3차원 치아 데이터는 손상된 대상 치아를 포함하는 치아들의 3차원 정보를 가진 데이터이다. 타겟 위치는 대상 치아 위치이다.

일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치(1)는 환자의 정상치아로서 자연치의 특성을 반영하여 치아 모델의 형상을 가공한다. 즉, 환자의 3차원 치아 데이터에서 획득할 수 있는 자연치 특성정보와 직접 관련된 치아 모델을 사용한다. 자연치 특성을 반영하기 위해, 치과용 캐드 장치(1)는 획득된 치아 데이터에서 손상된 대상 치아의 반대 측에 위치하는 동명 치아를 분석한다. 반대 측의 동명 치아는 정중선을 기준으로 대상 치아의 반대 측에 위치하는 정상치아이다. 반대 측이라 함은, 대상 치아가 상악 좌측에 있는 경우 정중선을 기준으로 그와 대칭되는 상악 우측 위치가 되고, 대상 치아가 하악 우측에 있는 경우는 정중선을 기준으로 그와 대칭되는 하악 좌측 위치가 된다. 예를 들어, 정중선을 기준으로 4 분할하여 10번대, 20번대, 30번대, 40번대 치아로 각각 분류한 치식번호의 경우, 33번대 치아의 반대 측 동명 치아는 43번 치아이다.

치과용 캐드 장치(1)는 라이브러리에서 가져온 소정의 치아 모델을 동명 치아의 형태와 흡사하게 가공한다. 가공된 치아 모델에는 환자의 교합 상태와 저작 운동 습관 등이 기록되어 있는 마모 면의 상태가 그대로 재현될 수 있다. 가공된 치아 모델은 대상 치아 위치에 배치되어 화면에 표시된다. 이에 따라, 보철물을 환자가 기존에 가지고 있던 자연치의 컨디션으로 제작할 수 있다. 또한, 기존 자연치와 균형감이 있는 심미적인 보철물을 재현할 수 있다. 이하, 전술한 특징을 가진 동명 치아를 이용하는 치과용 캐드 장치(1)의 구성에 대해 상세히 후술한다.

도 1을 참조하면, 치과용 캐드 장치(1)는 데이터 획득부(10), 저장부(12), 캐드 제어부(14), 입력부(16) 및 출력부(18)를 포함한다.

데이터 획득부(10)는 손상된 대상 치아를 포함하는 치아들로부터 3차원 입체 정보를 가지는 치아 데이터를 획득한다. 치아 데이터는 환자의 구강을 본떠 생성한 석고 모형을 3D 스캐너(3D Scanner)로 스캐닝하여 획득될 수 있다. 다른 예로서, 구강 내 3D 스캐너(3D Intra-oral scanner)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캐닝하여 획득될 수 있다. 또 다른 예로서, CT(computed tomography, 컴퓨터 단층 촬영)를 사용하여 환자의 두부 단층 이미지들을 생성하고, 각각의 단층 이미지에서 치아 부분의 경계를 구분(Segmentation)한 후 하나로 취합하여 획득될 수 있다. 이러한 치아 데이터는 환자가 입을 벌린 상태에서 상악 치아 아래에서 상악 치아를 촬영하여 얻은 영상, 입을 벌린 상태에서 하악 치아 위에서 하악 치아를 촬영하여 얻은 영상, 입을 다문 상태에서 국소부위를 촬영하여 얻은 영상, 구강 방사선 사진 등을 포함한다. 획득된 치아 데이터는 저장부(12)에 저장될 수 있다.

저장부(12)에는 치과용 캐드 장치(1)의 동작 수행을 위해 필요한 정보와 동작 수행에 따라 생성되는 정보 등의 각종 데이터가 저장된다. 일 실시 예에 따른 저장부(12)에는 개별 환자의 3차원 치아 데이터가 저장되고, 치과 치료 시뮬레이션 시 전체 치아 데이터들 중에서 특정 환자의 치아 데이터를 사용자 요청에 따라 캐드 제어부(14)에 제공할 수 있다. 이때, 저장부(12)에는 개별 환자의 상측 치열의 영상 및 하측 치열의 영상이 저장되어 있고, 특정 환자의 치아 데이터에 매칭되는 상측 치열의 영상 및 하측 치열의 영상을 사용자 요청에 따라 캐드 제어부(14)에 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따른 저장부(12)는 복수의 치아 모델로 구성된 라이브러리를 가진다. 복수의 치아 모델은 가상의 보철물(예를 들어, 크라운)을 모델링한 디자인이다. 예를 들어, 치아 모델은 환자로부터 맹출된 영구치 또는 유치를 이용하여 모델링한 영상, 일정 지역별로 도출된 치아의 평균 모델을 이용하여 모델링한 영상, 작업자가 직접 모델링하여 측정된 영상 등이 있다. 작업자는 보철물 생산업자, 치과 진료의 등이 될 수 있다.

캐드 제어부(14)는 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통하여 캐드 공정을 수행하면서 각 기능 부를 제어한다. 캐드 제어부(14)는 환자의 3차원 치아 데이터를 출력부(18)를 통해 화면에 표시한다. 이때, 캐드 제어부(14)는 출력부(18)를 통해 정상 치아, 치아 치료가 수행될 대상 치아 및 대상 치아 위치와 대응되는 반대 측 동명 치아를 표시할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 환자의 정보가 입력되면 캐드 제어부(14)가 저장부(12)에 저장된 특정 환자의 치아 데이터를 선택적으로 로딩하여 화면에 표시할 수 있다.

캐드 제어부(14)는 라이브러리에서 복수의 치아 모델 중 소정의 치아 모델을 선택하고 선택된 치아 모델을 치아 데이터에 오버랩시켜 출력부(18)를 통해 화면에 표시한다. 그러나 이에 한정되지 않고, 환자의 정보가 입력되면 캐드 제어부(14)가 입력된 특정 환자의 치아 데이터에 기초하여 라이브러리에 저장된 전체 치아 모델들 중에서 선택적으로 하나의 치아 모델을 로딩하고, 로딩된 치아 모델을 치아 데이터의 대상 치아 위치에 오버랩시켜 출력부(18)를 통해 화면에 표시할 수 있다. 치아 모델 선택 시, 캐드 제어부(14)는 정상 치아들 사이의 간격 및 정상 치아들의 높이 등을 고려할 수 있다.

일 실시 예에 따른 캐드 제어부(14)는 치열의 정중선을 기준으로 대상 치아 위치와 대칭되는 동명 치아의 특징, 예를 들어 외형, 형상, 각도, 마모도 등을 분석하고 분석된 동명 치아의 특성이 반영되도록 치아 모델을 가공한다. 또는 복수의 치아 모델 중에서 동명 치아 특징을 고려하여 라이브러리에서 치아 모델을 선택할 수도 있다. 캐드 제어부(14)의 동명 치아 분석 및 동명 치아 분석에 따른 치아 모델 가공에 대한 세부 구성은 도 2를 참조로 하여 후술한다.

입력부(16)는 사용자 명령을 입력받는다. 사용자 명령에 따라 치아 모델이 타겟 위치로 이동하여 타겟 위치에 자동으로 배치될 수 있다. 이때, 캐드 제어부(14)의 반대 측 동명 치아 분석 결과에 맞게 치아 모델의 형상, 각도, 모양, 크기, 마모도 등의 특징을 변경하고, 변경된 치아 모델을 타겟 위치에 자동으로 배치 시킬 수 있다.

출력부(18)는 정보를 화면에 표시한다. 정보는 3차원 치아 데이터일 수 있다. 이때, 위에서 바라본 치아의 배열 형태, 정면에서 바라본 치아의 배열 형태, 측면에서 바라본 치아의 배열 형태 및 치아 배열의 입체 화면을 표시할 수 있다. 또한, 타겟 위치에 치아 모델을 가상으로 배치하여 표시할 수 있다. 치아 보철물을 시술할 때 인공 치아(크라운)를 깎아서 타겟 위치에 배치하게 되는데, 출력부(18)는 실제 보철 치료 시술을 수행하기 전에 가상으로 타겟 위치에 크라운을 배치하는 시뮬레이션을 표시할 수 있다. 다른 예로, 출력부(18)는 실제 보철 치료 시술을 수행하기 전에 가상으로 타겟 위치에 어버트먼트를 배치하고 치아 모델과 어버트먼트가 체결되는 시뮬레이션을 표시할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 캐드 제어부의 세부 구성을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 캐드 제어부(14)는 분석부(142), 치아 모델 선택부(144), 가공부(146) 및 배치부(148)를 포함하며, 판단부(140)와 사후 처리부(149)를 더 포함할 수 있다.

분석부(142)는 치아 데이터로부터 획득한 대상 치아의 반대 측 동명 치아를 분석한다. 예를 들어, 반대 측 동명 치아의 특징점 정보, 특징점의 연결선, 마모 면의 형태, 마모 면적, 마모 각도 등을 분석하여 환자의 교합 상태와 저작 운동의 흔적을 정보로 추출한다. 분석부(142)의 반대 측 동명 치아 분석 이전에, 판단부(140)가 동명 치아의 위치가 전치부인지 구치부인지 여부를 판단하는 프로세스가 추가될 수 있다. 동명 치아가 전치인지 구치인지에 따라 분석부(142)의 분석 대상과 그 내용이 달라질 수 있다. 일 실시 예에 따른 분석부(142)는 제1 분석부(1421), 제2 분석부(1422) 및 제3 분석부(1423)를 포함한다.

제1 분석부(1421)는 대상 치아의 반대 측 동명 치아의 외형을 분석한다. 이를 위해, 동명 치아를 대상으로 바운딩 박스(bounding box)를 설정하여 경계를 구획하고, 바운딩 박스 내 동명 치아의 외형 특징정보를 추출한다. 외형 특징정보에는 외형 특징점 형태, 치관의 길이 및 높이, 최대 풍융부의 위치정보 등이 포함될 수 있다. 외형 특징점은 치면(surface) 별 볼록한 부위와 오목한 부위가 될 수 있다. 전치부의 치면은 순면(labial surface), 설면(lingual surface), 근심면(mesial surface), 원심면(distal surface), 절단(Incial edge)을 포함한다. 구치부의 치면은 협면(buccal surface), 설면(lingual surface), 근심면(mesial surface), 원심면(distal surface), 교합 면(occlusal edge)을 포함한다. 제1 분석부(1421)는 동명 치아의 바운딩 박스를 통해 구획된 치관의 길이 및 높이를 계산하고, 최대 풍융부의 위치 정보를 추출할 수 있다. 최대 풍융부는 적어도 하나 이상의 방향에서 얻어질 수 있는데, 예를 들어, 협 측, 설 측에서 각각 얻어질 수 있다. 제1 분석부(1421)의 전치부 동명 치아의 외형 분석 예는 도 4a 및 도 4b를 참조하여 후술하고, 구치부 동명 치아의 외형 분석 예는 도 13을 참조하여 후술한다.

제2 분석부(1422)는 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출한다. 이때, 동명 치아가 전치부인지 구치부인지에 따라 추출되는 치아 별 분류 특징정보는 달라질 수 있다.

동명 치아가 전치부인 경우, 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보는 각도가 될 수 있다. 우선, 제2 분석부(1422)는 동명 치아의 절단 우각(Incisal Angle)의 능각 점(Line Angle Point) 정보를 획득하고, 능각 점(Line Angle Point)을 잇는 연결선을 생성한다. 이어서, 능각 점 연결선을 기준으로 절단 능각(Incisal Line Angle)과 정중선(Median Line) 각도와, 절단 치간공극 각(Incisal Embrasure Angle)을 계산한다. 치간공극은 치아와 치아 사이의 삼각형 공간이다. 제2 분석부(1422)의 전치부 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보 분석 예는 도 5 내지 도 8을 참조하여 후술한다.

동명 치아가 구치부인 경우, 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보는 교합 면 교두정의 형태가 될 수 있다. 우선, 제2 분석부(1422)는 동명 치아의 교합 면 교두정 정보를 획득하고 획득된 교두정들을 잇는 연결선을 생성한다. 교두(cusp)는 구치부 교합 면에 돌출된 융기 부위이고, 교두정은 교두에서 가장 돌출한 부분이다. 제2 분석부(1422)는 동명 치아의 교합 면 교두정 연결선이 모두 연결되었을 때 형성되는 형태로부터 교합 면 교두정 유형을 분류한다. 교합 면 교두정 유형은 평행사변형, 사다리꼴, 마름모 등으로 분류될 수 있다. 제2 분석부(1422)의 구치부 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보 분석 예는 도 14 및 도 15를 참조하여 후술한다.

제3 분석부(1423)는 동명 치아의 마모 특징을 분석한다. 마모 특징은 마모 면의 형태, 마모 면적, 마모 각도 등을 포함하며, 이를 통해 환자의 교합 상태와 저작 운동의 흔적을 알 수 있다.

동명 치아가 전치부인 경우, 제3 분석부(1423)는 동명 치아의 절단 면의 마모 특징을 분석한다. 절단 면의 마모 특징은, 절단 마모 면 형성의 양상, 마모 면의 형태(Shape), 대합치와의 수평피개(Overjet), 수직피개(Overbite) 파라미터 등이 있다. 일 예로, 제3 분석부(1423)는 동명 치아의 절단 마모 면 형성의 양상을 분석한다. 예를 들어, 전방운동 및 측방운동 시 수평피개의 한계점을 찾아 설 측 절단 선을 형성하고 설 측 절단 선을 기준으로 순 폭 및 설 폭을 계산한다. 그리고 설 측 절단 선의 형태와 중심교합 형태로부터 절단 마모 면의 형태를 분석하고, 마모 면 파라미터를 추출할 수 있다. 또한, 대합치와의 수평피개(Overjet)와 수직피개(Overbite)를 계산할 수 있다. 수평피개는 상악 치아의 끝과 하악 치아의 끝 사이에서 수평적으로 형성되는 거리이다. 수직피개는 상악 치아가 하악 치아를 덮고 있는 정도이다. 제3 분석부(1423)의 전치부 동명 치아 마모 특징 분석의 예는 도 9 내지 도 12를 참조로 하여 후술한다.

동명 치아가 구치부인 경우, 제3 분석부(1423)는 동명 치아 교합 면의 마모 면 형성의 양상과 마모 면의 형태를 분석하여 마모 면의 형태, 마모 면의 면적 및 마모 각도를 분석한다. 제3 분석부(1423)의 구치부 동명 치아 마모 특징 분석의 예는 도 16 및 도 17을 참조로 하여 후술한다.

가공부(146)는 분석부(142)의 분석 결과를 반영하여 치아 모델을 가공하는데, 반대 측 동명 치아의 특징에 맞춰 치아 모델의 형상을 변형한다. 가공부(146)는 동명 치아가 전치부인지 구치부인지에 따라 치아 모델 형상 변형 프로세스가 달라질 수 있다. 동명 치아가 전치부인 경우, 제1 가공부(1461)는 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하고, 제2 가공부(1462)는 전치부 동명 치아의 치아 분류 특징, 예를 들어 동명 치아의 각도를 고려하여 치아 모델의 형태를 변형한다. 제3 가공부(1463)는 동명 치아의 절단 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형한다. 동명 치아가 구치부인 경우, 제1 가공부(1461)는 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하고, 제2 가공부(1462)는 구치부 동명 치아의 치아 분류 특징, 예를 들어 동명 치아의 교합 면 특징에 맞춰 교합 면 형태를 변형한다. 제3 가공부(1463)는 동명 치아 교합 면의 마모 면 특징에 맞춰 형태를 변형한다.

배치부(148)는 3차원 치아 데이터의 대상 치아 위치에 변형된 치아 모델을 배치한다. 이때, 배치부(148)는 대합치와의 위치 관계를 고려하여 치아 모델을 배치할 수 있다. 치아 형태의 특성 상 치근 부분보다는 치관 부분이 크기 때문에 치관 부분의 폭이 정상 치아들 사이의 간격을 넘어서지 않아야 한다. 또한, 주변 치아들 침범하지 않도록 대상 치아 위치에 인공치아를 배치해야 함으로, 정상 치아들 사이의 공간 및 인공 치아가 잇몸과 접촉하는 부분을 고려한다. 배치부(148)는 치아 데이터에 기초하여 대상 치아 위치의 폭, 깊이, 단면적 및 체적을 산출하고, 산출된 결과에 따라서 치아 모델이 대상 치아 위치에 배치될 수 있는지를 판단할 수 있다.

사후 처리부(149)는 가공된 치아 모델이 대상 치아에 배치될 때 가공된 치아 모델이 적합한지를 검증한다. 예를 들어, 가공부(146)를 통해 가공된 치아 모델이 반대 측 동명 치아와 유사한지를 판단하여 유사한 경우 가공된 치아 모델이 적합한 것으로 판단할 수 있다. 다른 예로 배치부(148)를 통해 대상 치아 위치에 가공된 치아 모델을 배치했을 때 대상 치아 주변의 치아, 예를 들어 대합치와의 결합이 적합한지를 검증한다. 이때, 가공된 치아 모델이 적합하지 않은 경우 치아 모델을 추가적으로 수정할 수 있다. 대상 치아 위치의 폭, 깊이, 단면적 및 체적의 산출 결과를 이용하여 선정된 치아 모델의 형태를 수정할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치 구동 방법을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 치과용 캐드 장치(1)는 대상 치아를 포함하는 치아들로부터 3차원 정보를 가지는 치아 데이터를 획득한다(S300). 그리고, 미리 저장된 치아 모델들 중에서 대상 치아 위치에 배치할 가상의 치아 모델을 선택한다(S310).

이어서, 획득된 치아 데이터에서 대상 치아와 대칭되는 반대 측의 동명 치아를 분석한다(S320). 동명 치아 분석 단계(S320)에서, 동명 치아의 외형정보를 추출하고, 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출하며, 동명 치아의 마모 특징을 추출할 수 있다.

동명 치아의 외형정보를 추출할 때, 치과용 캐드 장치(1)는 동명 치아의 바운딩 박스(bounding box)를 설정하여 경계를 구획하고 바운딩 박스 내 동명 치아의 외형 특징점 형태를 추출할 수 있다. 다른 예로, 동명 치아의 외형정보를 추출할 때, 치과용 캐드 장치(1)는 동명 치아의 바운딩 박스를 통해 구획된 치관의 길이 및 높이를 계산하고, 최대 풍융부의 위치 정보를 추출할 수 있다.

동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출할 때, 치과용 캐드 장치(1)는 동명 치아가 전치부인 경우, 동명 치아의 절단 우각(Incisal Angle)의 능각 점(Line Angle Point) 정보를 획득할 수 있다. 그리고 획득된 능각 점(Line Angle Point)을 잇는 연결선을 생성하며, 능각 점 연결 선을 기준으로 절단 능각(Incisal Line Angle)과 정중선(Median Line)의 각도와, 절단 치간공극 각(Incisal Embrasure Angle)을 계산할 수 있다. 다른 예로, 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출할 때, 치과용 캐드 장치(1)는 동명 치아가 구치부인 경우, 동명 치아의 교합 면 교두정 정보를 획득하고, 획득된 교두정들을 잇는 연결선을 생성할 수 있다. 그리고 교합 면 교두정 연결선이 모두 연결되었을 때 형성되는 형태로부터 교합 면 교두정 유형을 분류할 수 있다.

동명 치아의 마모 특징을 추출할 때, 치과용 캐드 장치(1)는 동명 치아가 전치부인 경우, 전방운동 및 측방운동 시 수평피개의 한계점을 찾아 설 측 절단 선을 형성하고 설 측 절단 선을 기준으로 순 폭 및 설 폭을 계산하여 동명 치아의 절단 마모 면 형성의 양상을 분석할 수 있다. 그리고 설 측 절단 선의 형태와 중심교합 형태로부터 절단 마모 면의 형태를 분석하고 마모 면 파라미터를 추출하며, 대합치와의 수평피개(Overjet)와 수직피개(Overbite)를 계산할 수 있다.

동명 치아의 마모 특징을 추출할 때, 치과용 캐드 장치(1)는 동명 치아가 구치부인 경우, 동명 치아 교합 면의 마모 면 형성의 양상과 마모 면의 형태를 분석하여 마모 면의 형태, 마모 면의 면적 및 마모 각도를 분석할 수 있다.

이어서, 치과용 캐드 장치(1)는 반대 측의 동명 치아 분석 결과를 선택된 치아 모델에 반영하여 치아 모델을 가공한다(S330).

치아 모델 가공 단계(S330)에서, 일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치(1)는 전치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형한다. 그리고 전치부인 동명 치아의 각도를 포함한 치아 분류 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하며, 전치부인 동명 치아 절단 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형한다.

치아 모델 가공 단계(S330)에서, 일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치(1)는 구치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형한다. 그리고 구치부인 동명 치아의 교합 면 특징에 맞춰 치아 모델의 교합 면 형태를 변형하며, 구치부인 동명 치아 교합 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형한다.

이어서, 일 실시 예에 따른 치과용 캐드 장치(1)는 가공된 치아 모델을 대상 치아 위치에 배치하여 표시한다(S340). 치아 모델 배치 단계(S340) 이전 또는 이후에, 치아 모델의 적합도를 판단하여 적합하지 않은 경우 치아 모델을 추가로 수정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 동명 치아의 외형 정보 추출 예를 도시한 도면이다. 세부적으로, 도 4a는 전치부 절단(Incisal)의 외형 특징점을 도시한 것이고, 도 4b는 전치부 순면의 외형 특징점을 도시한 것이다.

치과용 캐드 장치는 전치부 동명 치아의 바운딩 박스(bounding box)(400)를 설정하여 경계를 구획하고 바운딩 박스(400) 내 동명 치아의 외형 특징정보를 추출한다. 외형 특징정보는 외형 특징점 형태, 치관의 길이 및 높이, 최대 풍융부의 위치정보 등을 포함한다. 외형 특징점은 치면(surface) 별 볼록한 부위와 오목한 부위가 될 수 있다. 볼록한 부위의 예로는 융선(ridge), 결절(tubercle) 등이 있고, 오목한 부위의 예로는 구(groove), 와(fossa) 등이 있다. 치과용 캐드 장치는 동명 치아의 바운딩 박스(400)를 통해 구획된 치관의 길이 및 높이를 계산하고, 최대 풍융부의 위치 정보를 추출할 수 있다. 최대 풍융부는 적어도 하나 이상의 방향에서 얻어질 수 있는데, 예를 들어, 협 측, 설 측에서 각각 얻어질 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 치아 분류 특징 정보 추출을 위한 동명 치아의 절단 우각의 능각 점(line angle point)을 도시한 도면이다.

도 5a를 참조하면, 전치부 절단 면의 능각 점(500)을 확인할 수 있고, 도 5b를 참조하면, 전치부 순면의 능각 점(500)을 확인할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 치아 분류 특징 정보 추출을 위한 동명 치아의 절단 우각의 능각 점을 잇는 연결선을 도시한 도면이다.

도 6a를 참조하면, 전치부 절단 면의 능각 점을 이은 연결선(600)을 확인할 수 있고, 도 6b를 참조하면, 전치부 순면의 능각 점을 이은 연결선(600)을 확인할 수 있다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절단 우각(Incisal line angle)과 정중선(Median Line)의 각도를 도시한 도면이다.

세부적으로, 도 7a는 순면의 능각 점 연결선(600)과 정중선(700)을 도시한 것이고, 도 7b 및 도 7c는 순면의 능각 점 연결선(600)과 정중선(700)의 각도(710)를 각각 도시한 것이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절단 치간공극 각(Incisl Embrasure Angle) 측정 예를 도시한 도면이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 전치부 절단 면의 능각 점을 이은 연결선(600)과 정중선(700)을 기준으로 절단 면에서 절단 치간공극 각(810)을 측정할 수 있다. 치간공극(Embrasure Angle)은 치아와 치아 사이의 삼각형 공간이다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 절단 마모 면 형성의 양상을 분석하는 예를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 동명 치아가 전치부인 경우, 치과용 캐드 장치는 동명 치아의 절단 마모 면 형성의 양상을 분석한다. 예를 들어, 전방운동 및 측방운동 시 수평피개의 한계점을 찾아 설 측 절단 선을 형성하고 설 측 절단 선을 기준으로 순 폭 및 설 폭을 계산한다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부 마모 면의 형태를 분석하는 예를 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부의 마모 면 파라미터를 추출하는 예를 도시한 도면이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 동명 치아가 전치부인 경우, 치과용 캐드 장치는 설 측 절단 선의 형태와 중심교합 형태로부터 절단 마모 면의 형태를 분석하고, 마모 면 파라미터를 추출한다. 마모 면 파라미터는 마모 면의 형태, 마모 면적, 마모 각도 등이 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부의 대합치와의 수평피개(Overjet)와 수직피개(Overbite)를 계산하는 예를 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 동명 치아가 전치부인 경우, 치과용 캐드 장치는 대합치와의 수평피개(Overjet)와 수직피개(Overbite)를 계산한다. 수평피개는 상악 치아의 끝과 하악 치아의 끝 사이에서 수평적으로 형성되는 거리이다. 수직피개는 상악 치아가 하악 치아를 덮고 있는 정도이다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구치부 동명 치아의 외형 정보 추출 예를 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 치과용 캐드 장치는 구치부 동명 치아의 바운딩 박스(bounding box)(1300)를 설정하여 경계를 구획하고 바운딩 박스(1300) 내 동명 치아의 외형 특징정보를 추출한다. 외형 특징정보는 외형 특징점 형태, 치관의 길이 및 높이, 최대 풍융부의 위치정보 등을 포함한다. 치과용 캐드 장치는 동명 치아의 바운딩 박스(1300)를 통해 구획된 치관의 길이 및 높이를 계산하고, 최대 풍융부의 위치 정보를 추출할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구치부 동명 치아의 분류 특징 정보 추출을 위한 교합 면 교두정 정보를 잇는 연결선을 도시한 도면이고, 도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구치부 동명 치아의 분류 특징 정보 추출 시 교합 면 교두정 정보를 잇는 연결선이 모두 연결되었을 때 형성되는 형태를 도시한 도면이다.

도 14, 도 15a 및 도 15b를 참조하면, 동명 치아가 구치부인 경우, 치과용 캐드 장치는 동명 치아의 교합 면 교두정들(1400)을 획득하고 획득된 교두정들(1400)을 잇는 연결선을 생성한다. 교두(cusp)는 구치부 교합 면에 돌출된 융기 부위이고, 교두정(1400)은 교두에서 가장 돌출한 부분이다. 이어서, 동명 치아의 교합 면 교두정 연결선이 모두 연결되었을 때 형성되는 형태로부터 교합 면 교두정 유형을 분류한다. 교합 면 교두정 유형은 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 평행사변형, 사다리꼴, 마름모 등으로 분류될 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교합 면의 마모 면 형성의 양상 분석 예를 도시한 도면이고, 도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모 면의 형태(shape) 분석 예를 도시한 도면이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 동명 치아가 구치부인 경우, 동명 치아 교합 면의 마모 면 형성의 양상과 마모 면의 형태를 분석한다. 교합 면은 상하의 치열이 마주보는 면이다. 상·하악 치아의 마모 면을 매핑하여 얻은 정보를 이용하여 마모 면 형성의 양상을 분석할 수 있다. 예를 들어, 동명 치아에 형성된 마모 면의 상태를 측정하고, 측정된 마모 면의 상태를 고려하여 대합치의 마모 면과 대합되는 동명 치아의 와(fossa) 또는 융선(ridge)의 접촉점을 검색하며, 검색된 접촉점을 매핑한다. 상·하악 치아의 마모 면을 매핑하여 얻은 정보를 이용하는 경우, 사람의 악관계 기록시 참고할 수 있는 마모 면, 상하악에서 각 마모 영역에 측정된 위치, 면적, 방향, 각도 등을 고려하여 각 치아의 교두정과 대합되는 치아의 와(fossa) 또는 융선(ridge)의 접촉점을 찾아 매핑함으로써 환자의 상하악 간 관계를 분석할 수 있다.

도 18a는 자연치의 마모 상태가 고려되지 않은 채 3차원 치아 데이터에 적용된 치아 모델의 상태 예를 도시한 도면이고, 도 18b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자연치의 마모도가 고려되어 3차원 치아 데이터에 적용된 치아 모델의 상태 예를 도시한 도면이다.

도 18a 및 도 18b를 비교 대조해 보면, 자연치의 마모도가 고려된 경우 치아 모델의 상태가 다름을 확인할 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동명 치아 특징에 맞춰 치아 모델의 형상을 변형하는 예를 도시한 도면이다.

도 19를 참조하면, 치아 모델의 기본 치아 형태는 환자의 반대 측 동명 치아의 마모 면 정보와 디자인에 맞게 변형되게 된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 치과용 캐드 장치 구동방법에 있어서, 상기 치과용 캐드 장치가:
   손상된 대상 치아를 포함하는 치아들로부터 3차원 정보를 가지는 치아 데이터를 획득하는 단계;
   미리 저장된 치아 모델들 중에서 대상 치아 위치에 배치할 가상의 치아 모델을 선택하는 단계;
   획득된 치아 데이터에서 대상 치아와 대칭되는 반대 측의 동명 치아의 위치가 전치부인지 구치부인지 여부를 판단하는 단계;
   위치가 판단된 동명 치아를 분석하는 단계;
   동명 치아 분석 결과를 선택된 치아 모델에 반영하여 치아 모델을 가공하되, 동명 치아가 전치부인지 구치부인지에 따라 치아 모델의 형상을 상이하게 변형하는 단계; 및
   가공된 치아 모델을 대상 치아 위치에 배치하여 표시하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동명 치아를 분석하는 단계는
   동명 치아의 외형정보를 추출하는 단계;
   동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출하는 단계; 및
   동명 치아의 마모 특징을 추출하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 동명 치아의 외형정보를 추출하는 단계는
   동명 치아의 바운딩 박스(bounding box)를 설정하여 경계를 구획하는 단계; 및
   경계가 구획된 바운딩 박스 내 동명 치아의 외형 특징점 형태를 추출하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 동명 치아의 외형정보를 추출하는 단계는
   동명 치아의 바운딩 박스를 통해 구획된 치관의 길이 및 높이를 계산하고, 최대 풍융부의 위치 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출하는 단계는
   동명 치아가 전치부인 경우, 동명 치아의 절단 우각(Incisal Angle)의 능각 점(Line Angle Point) 정보를 획득하는 단계;
   획득된 능각 점(Line Angle Point)을 잇는 연결선을 생성하는 단계; 및
   능각 점 연결 선을 기준으로 절단 능각(Incisal Line Angle)과 정중선(Median Line)의 각도와, 절단 치간공극 각(Incisal Embrasure Angle)을 계산하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출하는 단계는
   동명 치아가 구치부인 경우, 동명 치아의 교합 면 교두정 정보를 획득하고, 획득된 교두정들을 잇는 연결선을 생성하는 단계; 및
   교합 면 교두정 연결선이 모두 연결되었을 때 형성되는 형태로부터 교합 면 교두정 유형을 분류하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 동명 치아의 마모 특징을 추출하는 단계는
   동명 치아가 전치부인 경우, 전방운동 및 측방운동 시 수평피개의 한계점을 찾아 설 측 절단 선을 형성하고 설 측 절단 선을 기준으로 순 폭 및 설 폭을 계산하여 동명 치아의 절단 마모 면 형성의 양상을 분석하는 단계; 및
   설 측 절단 선의 형태와 중심교합 형태로부터 절단 마모 면의 형태를 분석하고 마모 면 파라미터를 추출하고, 대합치와의 수평피개(Overjet)와 수직피개(Overbite)를 계산하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 동명 치아의 마모 특징을 추출하는 단계는
   동명 치아가 구치부인 경우, 동명 치아 교합 면의 마모 면 형성의 양상과 마모 면의 형태를 분석하여 마모 면의 형태, 마모 면의 면적 및 마모 각도를 분석하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 동명 치아가 전치부인지 구치부인지에 따라 치아 모델의 형상을 상이하게 변형하는 단계는
   전치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하는 단계;
   전치부인 동명 치아의 각도를 포함한 치아 분류 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 단계; 및
   전치부인 동명 치아 절단 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 동명 치아가 전치부인지 구치부인지에 따라 치아 모델의 형상을 상이하게 변형하는 단계는
    구치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하는 단계;
    구치부인 동명 치아의 교합 면 특징에 맞춰 치아 모델의 교합 면 형태를 변형하는 단계; 및
    구치부인 동명 치아 교합 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 치과용 캐드 장치 구동방법은
    치아 모델을 추가적으로 수정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치 구동방법.
12. 대상 치아를 포함하는 치아들로부터 3차원 정보를 가지는 치아 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    미리 설정된 가상의 치아 모델들이 저장되는 저장부;
    획득된 치아 데이터에서 대상 치아와 대칭되는 반대 측의 동명 치아의 위치가 전치부인지 구치부인지 여부를 판단하는 판단부;
    위치가 판단된 동명 치아를 분석하는 분석부;
    동명 치아 분석 결과를 상기 저장부에서 불러들인 치아 모델에 반영하여 치아 모델을 가공하되, 동명 치아가 전치부인지 구치부인지에 따라 치아 모델의 형상을 상이하게 변형하는 가공부; 및
    치아 데이터와 치아 모델을 표시하는 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 분석부는
    동명 치아의 외형정보를 추출하는 제1 분석부;
    동명 치아의 치아 별 분류 특징정보를 추출하는 제2 분석부; 및
    동명 치아의 마모 특징을 추출하는 제3 분석부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 가공부는
    전치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하는 제1 가공부;
    전치부인 동명 치아의 각도를 포함한 치아 분류 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 제2 가공부; 및
    전치부인 동명 치아 절단 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 제3 가공부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 가공부는
    구치부인 동명 치아의 외형 정보에 맞춰 치아 모델의 외형을 변형하는 제1 가공부;
    구치부인 동명 치아의 교합 면 특징에 맞춰 치아 모델의 교합 면 형태를 변형하는 제2 가공부; 및
    구치부인 동명 치아 교합 면의 마모 특징에 맞춰 치아 모델의 형태를 변형하는 제3 가공부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 캐드 장치.

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