KR102251651B1 - 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치 - Google Patents

파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치 Download PDF

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Abstract

파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법은, 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계와, 추출된 경 조직 영역에서 목뼈 부분을 제거하는 단계와, 목뼈 부분이 제거된 경 조직 영상에서 커브 영역을 추출하는 단계와, 추출된 커브 영역으로부터 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치 {Method for generating curve line automatically for panoramic image generation and dental image processing apparatus for the same}
본 발명은 의료영상 처리기술에 관한 것이다.
치과용 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography: CT, 이하, 'CT'라 칭함) 또는 CBCT(cone-beam CT)는 정확한 2D 또는 3D 정보를 제공함에 따라 진단 및 치료 계획 수립에 널리 사용되고 있다. CT 영상으로부터 파노라믹(Panoramic) 영상을 얻을 수 있다. 사용자가 CT 영상에서 파노라마 영상을 얻으려면 치아 구조가 잘 보이는 CT 단면영상에서 수동으로 커브 라인(curve line)을 생성해야 한다. 이 경우 사용자가 직접 커브 라인을 입력해야 하기 때문에 사용자의 불편함이 발생하고, 시간이 소모된다는 단점이 있다. 미숙한 사용자의 경우에는 오류를 범할 경우도 있다.
한국공개특허 10-2016-0060574 (2016년5월30일 공개)
일 실시 예에 따라, 파노라마 영상 생성을 위해 요구되는 커브 라인을 자동으로 생성함에 따라 사용자 조작을 최소화하고 오류 발생을 줄일 수 있는 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치를 제안한다.
일 실시 예에 따른 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법은, 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계와, 추출된 경 조직 영역에서 목뼈 부분을 제거하는 단계와, 목뼈 부분이 제거된 경 조직 영상에서 커브 영역을 추출하는 단계와, 추출된 커브 영역으로부터 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 생성하는 단계를 포함한다.
경 조직 영역을 추출하는 단계는, 축 방향의 CT 영상 데이터를 획득하는 단계와, 획득된 CT 영상 데이터를 대상으로 하운스필드 단위 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
목뼈 부분을 제거하는 단계에서, 추출된 경 조직 영역에서 클러스터링을 이용하여 치아 부분과 목뼈 부분을 구분하고, 목뼈 부분을 제거할 수 있다.
커브 영역을 추출하는 단계에서, 목뼈 부분이 제거된 치아 영상을 대상으로 모폴로지 닫힘 필터(Morphology Closing Filter)를 이용하여 커브 영역을 추출할 수 있다.
커브 라인을 생성하는 단계에서, 추출된 커브 영역으로부터 세선화(Thinning)를 이용하여 커브 라인을 생성할 수 있다.
파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법은, 보간(Interpolation)을 이용한 커브 라인 보정을 통해 최종 커브 라인을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 치과영상 처리장치는, 치과 영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 획득된 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하고 추출된 경 조직 영역에서 목뼈 부분을 제거하는 이미지 처리부와, 목뼈 부분이 제거된 경 조직 영상에서 커브 영역을 추출하는 후 처리부와, 추출된 커브 영역으로부터 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 생성하는 커브 생성부를 포함한다.
이미지 처리부는, 축 방향의 CT 영상 데이터를 대상으로 하운스필드 단위 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출할 수 있다. 이미지 처리부는, 추출된 경 조직 영역에서 클러스터링을 이용하여 치아 부분과 목뼈 부분을 구분하고, 목뼈 부분을 제거할 수 있다.
후 처리부는, 목뼈 부분이 제거된 치아 영상을 대상으로 모폴로지 닫힘 필터(Morphology Closing Filter)를 이용하여 커브 영역을 추출할 수 있다.
커브 생성부는, 추출된 커브 영역으로부터 세선화(Thinning)를 이용하여 커브 라인을 생성할 수 있다.
치과영상 처리장치는, 보간(Interpolation)을 이용한 커브 라인 보정을 통해 최종 커브 라인을 생성하는 커브 보정부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치에 따르면, 파노라믹 영상 생성을 위해 요구되는 커브 라인을 자동으로 생성함에 따라 사용자 조작을 최소화하여 불편함을 해소하고 시간 소모를 줄일 수 있다. 나아가, 미숙한 사용자에게 발생할 수 있는 오류를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치과영상 처리장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 제어부의 세부 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커브 라인 생성을 위해 사용되는 축 방향의 CT 단면영상 및 경 조직이 혼합된 영상을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 추출된 경 조직 영역 영상을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클러스터링 알고리즘을 통해 치아 부분목뼈 및 부분이 구분화된 단면영상을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 목뼈 부분이 제거된 단면영상을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모폴로지 닫힘 필터를 이용한 후 처리를 통해 커브 영역이 생성된 단면영상을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커브 영역을 대상으로 세선화 알고리즘을 이용하여 커브 라인이 생성되는 단면영상을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커브 라인을 보정한 결과를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 생성된 커브 라인을 이용하여 생성된 파노라믹 영상을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법의 흐름을 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 치과영상 처리장치의 구성을 도시한 도면이다.
치과영상 처리장치(1)는 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 프로그램과 같은 치과영상 처리 프로그램을 실행 가능한 전자장치이다. 전자장치는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) PC, 스마트폰, 휴대폰, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등이 있다. 치과영상 처리 프로그램은 가이드 디자인 프로그램 이외에, 스캔 프로그램, CAD 프로그램 등이 있다. 또한, 치과 임플란트 수술용 이외에 다른 일반적인 의료영상 처리를 위한 프로그램에 적용될 수 있다.
치과영상 처리 프로그램을 이용한 영상처리 과정은, 수술 환자 등록, 등록된 환자의 CT 데이터 및 구강 모델 데이터 획득, CT 데이터 및 구강 모델 데이터의 정합, 정합된 CT 데이터 또는 구강 모델 데이터에서 커브 라인 생성 및 커브 라인을 이용한 파노라믹 영상(panoramic image) 생성, 환자의 구강 모델 데이터에서 크라운 모델 위치 및 크기 결정, 환자의 CT 데이터에서 임플란트 구조물 위치 결정, 가이드 형상 디자인, 최종 가이드 출력을 포함한 일련의 과정으로 구성된다.
본 발명은 위 과정 중에서 환자의 CT 데이터 또는 구강 모델 데이터에서 커브 라인을 자동으로 생성하고, 자동 생성된 커브 라인을 이용하여 파노라믹 영상을 생성하는 과정에 해당한다. 이하, 전술한 특징을 가진 치과영상 처리장치(1)의 구성에 대해 후술한다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 치과영상 처리장치(1)는 데이터 획득부(10), 저장부(12), 제어부(14), 입력부(16) 및 출력부(18)를 포함한다.
데이터 획득부(10)는 환자로부터 영상 데이터를 획득한다. 임플란트 구조물을 식립하기 위해 필요한 영상 데이터는 CT 데이터, 구강 모델 데이터 등이 있다. 데이터 획득부(10)는 CT 데이터와 구강 모델 데이터를 프로그램에서 실행하거나 웹 페이지 및 서버에 저장된 데이터를 로딩할 수 있다.
구강 모델 데이터는 손상된 치아를 포함한 실제 치아들의 정보를 가진 데이터이다. 구강 모델 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. 구강 모델 데이터는 STL 포맷일 수 있다. 획득된 구강 모델 데이터는 저장부(12)에 저장될 수 있다.
CT 데이터는 CT를 사용하여 환자의 두부 단층 이미지들을 생성하고, 각각의 단층 이미지에서 치아 부분의 경계를 구분(Segmentation)한 후 하나로 취합함에 따라 획득될 수 있다. 이러한 구강 모델 데이터와 CT 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. CT 데이터는 DICOM 포맷일 수 있다. 획득된 CT 데이터는 저장부(12)에 저장될 수 있다.
저장부(12)에는 치과영상 처리장치(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 구강 모델 데이터와 CT 데이터가 저장되고, 치과 치료 시뮬레이션 시 전체 구강 모델 데이터들 및 CT 데이터들 중에서 특정 환자의 구강 모델 데이터 및 CT 데이터를 사용자 요청에 따라 제어부(14)에 제공할 수 있다. 이때, 저장부(12)에는 개별 환자의 상측 치열의 영상 및 하측 치열의 영상이 저장되어 있고, 특정 환자의 구강 모델 데이터 및 CT 데이터에 매칭되는 상측 치열의 영상 및 하측 치열의 영상을 사용자 요청에 따라 제어부(14)에 제공할 수 있다.
제어부(12)는 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통하여 임플란트 구조물의 식립 계획을 수립하고 수술을 위한 가이드를 디자인하면서 각 구성요소를 제어한다. 이를 위해 제어부(12)는 출력부(16)를 통해 화면에 보이는 화면정보를 관리하고, 영상 데이터에 가상의 픽스쳐 객체(object)를 배치하는 시뮬레이션을 수행한다. 가상의 픽스쳐 객체가 배치되는 영상 데이터는 임플란트 수술 계획 수립을 위해 생성된 환자의 치아 배열이 나타난 2차원, 3차원 등의 다차원 영상을 의미한다. 임플란트 수술 계획에는 X-ray, CT, 파노라믹 영상, 구강 스캔 영상, 재구성을 통해 생성된 영상, 복수의 영상을 정합한 영상 등 다양한 종류의 영상이 활용될 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 환자의 CT 데이터 및 구강 모델 데이터를 획득하여 CT 데이터 및 구강 모델 데이터를 정합하고 CT 데이터 또는 구강 모델 데이터에서 커브 라인을 자동으로 생성한다. 그리고 자동 생성된 커브 라인을 이용하여 파노라믹 영상(panoramic image)을 생성한다.
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 커브 라인 자동 생성을 위해, 치과영상 데이터에서 경 조직(hard tissue) 영역을 추출한 후, 추출된 경 조직 영역에서 목뼈 부분을 제거한다. 그리고 목뼈 부분이 제거된 경 조직 영상에서 커브 영역을 추출한다. 이어서, 제어부(14)는 추출된 커브 영역으로부터 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 생성한다. 커브 라인 생성을 위해 노이즈 제거 및 후 처리를 수행할 수 있다. 이어서, 제어부(14)는 보간(Interpolation)을 이용하여 커브 라인을 보정함에 따라 최종 커브 라인을 생성한다. 제어부(14)의 세부 구성은 도 2를 참조로 하여 후술한다.
입력부(16)는 사용자 조작신호를 입력받는다. 예를 들어, 제어부(14)에 의해 식립 정보가 결정되어 출력부(18)를 통해 화면에 표시되는 임플란트를 포함한 영상 데이터에 대하여 필요할 경우 미세조정을 위한 사용자 조작을 입력받아 임플란트 위치 및 각도 등을 조정할 수 있다.
출력부(18)는 화면을 표시한다. 이때, 출력부(18)는 영상 데이터를 화면에 표시한다. 영상 데이터는 CT 영상, CT 영상을 통해 재구성된 파노라믹 영상, 파노라믹 영상으로부터 생성된 CT 단면(Cross-section) 영상 등이 있다. 또한, 출력부(18)는 시뮬레이션을 통한 임플란트 식립 결과를 화면 내 영상에 표시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 제어부의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제어부(14)는 이미지 처리부(140), 후 처리부(142), 커브 생성부(144)를 포함하며, 커브 보정부(146)를 더 포함할 수 있다.
이미지 처리부(140)는 데이터 획득부(10)를 통해 획득된 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출한다. 치과영상 데이터는 CT 데이터 또는 구강 모델 데이터일 수 있다. CT 데이터는 축(Axial) 방향으로 치아 라인이 보이는 단면영상일 수 있다. 경 조직은 치과영상 데이터에서 연 조직(soft tissue), 공기(air), 물(water) 등을 제거한 것으로, 자동 커브 생성을 위한 원시 데이터(raw data)가 된다. 경 조직은 치아(Teeth), 뼈(Bone), 임플란트(Implant) 등을 포함한다.
일 실시 예에 따른 이미지 처리부(140)는 치과영상 데이터(예를 들어, 축 방향의 CT 단면영상)을 대상으로 하운스필드 단위(Hounsfield Unit: HU, 이하, 'HU'라 칭함) 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출한다. 예를 들어, HU 값이 500 이상인 영역을 경 조직 영역으로서 추출한다.
이미지 처리부(140)는 추출된 경 조직 영역에서 목뼈 부분을 제거한다. 경 조직 영역의 치아 부분과 목뼈 부분을 구분하기 위해 클러스터링 알고리즘(Clustering Algorithm)을 이용할 수 있다. 클러스터링 알고리즘은 주어진 데이터 집합을 분류하는 알고리즘으로써, 분할 접근 기법과 계층 접근법이 있다. 미리 정의된 K개의 분할 영역을 결정하는 분할식 클러스터링인 K-Means(평균) 알고리즘을 사용할 수 있다. K-Means 알고리즘에 따르면, 1)초기 K개의 평균값을 데이터 오브젝트 중에서 무작위로 뽑는다. 2)K개의 각 데이터 오브젝트들은 가장 가까이 있는 평균값을 기준으로 묶인다. 평균값을 기준으로 분할된 영역은 보로노이 다이어그램으로 표시된다. 이어서, 3)K개의 클러스터의 중심점을 기준으로 평균값이 재조정된다. 수렴할 때까지 2), 3) 과정을 반복한다. 클러스터링 알고리즘을 통해 각 개별 치아와 뼈 부분을 구분할 수 있다. 평균값을 구하는 특징은 HU 값일 수 있다.
후 처리부(142)는 이미지 처리부(140)를 통해 목뼈 부분이 제거된 경 조직 영상에서 커브 영역을 추출한다. 후 처리부(142)는 모폴로지 닫힘 필터(Morphology Closing Filter)를 이용하여 커브 영역을 추출할 수 있다. 모폴로지 닫힘 필터는 팽창(dilation) 연산으로 작은 구멍들을 메우고, 다시 침식(erosion) 연산으로 물체의 크기가 줄어들어 원래 크기가 보존되는 방식이다. 모폴로지 닫힘 필터를 사용하면, 치아 구역 간 영역을 강화하면서 노이즈를 제거하는 후 처리가 가능하다. 후 처리를 거치면 커브 생성에 오류를 범할 수 있는 사항을 제거한 후 후술할 커브 생성부(144)를 통해 커브를 생성할 수 있게 된다.
커브 생성부(144)는 후 처리부(142)를 통해 추출된 커브 영역으로부터 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 생성한다. 커브 라인 생성을 위해, 세선화(Thinning) 작업을 이용할 수 있다. 세선화 작업은 모델을 골격화(Skeletonization) 하는 것으로, 보로노이 세선화 알고리즘(Voronoi Thinning Alghorithm)을 이용할 수 있다. 보로노이 세선화 알고리즘은 골격만 남아있을 때까지 객체의 표면으로부터 레이어 별로 제거하는 과정이다.
커브 보정부(146)는 커브 생성부(144)를 통해 생성된 커브 라인을 대상으로 보간(Interpolation)을 이용한 커브 라인 보정을 통해 최종 커브 라인을 생성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커브 라인 생성을 위해 사용되는 축 방향의 CT 단면영상 및 경 조직이 혼합된 영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 커브 라인을 자동으로 생성하기 위해, 축 방향의 CT 단면영상(30)을 획득한다. 축 방향의 CT 단면영상(30)에서는 치아라인을 확인할 수 있다. 우측의 혼합영상(32)은 치아 부분과 목뼈 부분을 포함한 경 조직이 포함된 영상이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 추출된 경 조직 영역 영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 축 방향의 CT 단면영상에서 경 조직을 추출한다. 도 4에 도시된 바와 같은 경 조직 영역 영상은 치아(Teeth), 뼈(Bone), 임플란트(Implant) 등을 포함하고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클러스터링 알고리즘을 통해 치아 부분목뼈 및 부분이 구분화된 단면영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 클러스터링 알고리즘을 이용하여 치아 부분(50)과 목뼈 부분(52)을 구분한다. 예를 들어, 치아의 고유한 HU 값을 따라 치아 부분(50)을 추출하고, 목뼈 부분의 고유한 HU 값을 따라 목뼈 부분(52)을 각각 추출한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 목뼈 부분이 제거된 단면영상을 도시한 도면이다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 클러스터링 알고리즘을 이용하여 치아 부분과 목뼈 부분이 구분한 이후, 구분된 목뼈 부분을 제거한다. 도 6의 단면영상에는 치아 부분이 남고 목뼈 부분이 제거되었다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모폴로지 닫힘 필터를 이용한 후 처리를 통해 커브 영역이 생성된 단면영상을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 모폴로지 닫힘 필터를 이용하여 치아 구역 간 영역 강화 및 노이즈 제거를 포함한 후 처리가 수행되면, 치아 구역의 내부의 빈 공간이 제거된 커브 영역(70)이 생성됨을 확인할 수 있다. 커브 생성 이전에 후 처리를 거치면 커브 생성에 오류를 범할 수 있는 사항이 사전에 제거된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커브 영역을 대상으로 세선화 알고리즘을 이용하여 커브 라인이 생성되는 단면영상을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 커브 영역(70)을 대상으로 보로노이 세선화 알고리즘을 이용하여 커브 라인(80)이 생성한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커브 라인을 보정한 결과를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 보간(Interpolation)을 이용하여 커브 라인(80)을 보정함에 따라 최종 커브 라인(90)이 자동 생성된다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 생성된 커브 라인을 이용하여 생성된 파노라믹 영상을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, CT 단면영상에서 자동 생성된 커브 라인을 일직선으로 펴면 도 10에 도시된 바와 같은 파노라믹 영상이 생성된다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 11을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출한다(S1110). 경 조직 영역 추출 단계(S1110)에서, 치과영상 처리장치(1)는 축 방향의 CT 영상 데이터를 획득하고, 획득된 CT 영상 데이터를 대상으로 HU 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출할 수 있다.
이어서, 치과영상 처리장치(1)는 추출된 경 조직 영역에서 목뼈 부분을 제거한다(S1120). 목뼈 부분 제거 단계(S1120)에서, 치과영상 처리장치(1)는 추출된 경 조직 영역에서 클러스터링을 이용하여 치아 부분과 목뼈 부분을 구분하고, 목뼈 부분을 제거할 수 있다.
이어서, 치과영상 처리장치(1)는 목뼈 부분이 제거된 경 조직 영상에서 커브 영역을 추출한다(S1130). 커브 영역 추출 단계(S1130)에서, 치과영상 처리장치(1)는 목뼈 부분이 제거된 치아 영상을 대상으로 모폴로지 닫힘 필터(Morphology Closing Filter)를 이용하여 커브 영역을 추출할 수 있다.
이어서, 치과영상 처리장치(1)는 추출된 커브 영역으로부터 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 생성한다(S1140). 커브 라인 생성 단계(S1140)에서, 치과영상 처리장치(1)는 추출된 커브 영역으로부터 세선화(Thinning)를 이용하여 커브 라인을 생성할 수 있다.
나아가, 치과영상 처리장치(1)는 보간(Interpolation)을 이용한 커브 라인 보정을 통해 최종 커브 라인을 생성할 수 있다(S1150).
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 (12)

  1. 치과영상 처리장치가 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 자동 생성하는 방법에 있어서, 치과영상 처리장치가
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계;
    추출된 경 조직 영역에서 목뼈 부분을 제거하는 단계;
    목뼈 부분이 제거된 경 조직 영상에서 모폴로지 닫힘 필터(Morphology Closing Filter)를 이용한 후 처리를 통해 치아 구역의 내부의 빈 공간이 제거된 커브 영역을 추출하는 단계; 및
    추출된 커브 영역으로부터 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 경 조직 영역을 추출하는 단계는
    축 방향의 CT 영상 데이터를 획득하는 단계; 및
    획득된 CT 영상 데이터를 대상으로 하운스필드 단위 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 목뼈 부분을 제거하는 단계는
    추출된 경 조직 영역에서 클러스터링을 이용하여 치아 부분과 목뼈 부분을 구분하고, 목뼈 부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 커브 라인을 생성하는 단계는
    추출된 커브 영역으로부터 세선화(Thinning)를 이용하여 커브 라인을 생성하는 것을 특징으로 하는 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법은
    보간(Interpolation)을 이용한 커브 라인 보정을 통해 최종 커브 라인을 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인 자동 생성방법.
  7. 치과 영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    획득된 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하고 추출된 경 조직 영역에서 목뼈 부분을 제거하는 이미지 처리부;
    목뼈 부분이 제거된 경 조직 영상에서 모폴로지 닫힘 필터를 이용한 후 처리를 통해 치아 구역의 내부의 빈 공간이 제거된 커브 영역을 추출하는 후 처리부; 및
    추출된 커브 영역으로부터 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 생성하는 커브 생성부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 이미지 처리부는
    축 방향의 CT 영상 데이터를 대상으로 하운스필드 단위 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 이미지 처리부는
    추출된 경 조직 영역에서 클러스터링을 이용하여 치아 부분과 목뼈 부분을 구분하고, 목뼈 부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서, 커브 생성부는
    추출된 커브 영역으로부터 세선화(Thinning)를 이용하여 커브 라인을 생성하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  12. 제 7 항에 있어서, 치과영상 처리장치는
    보간(Interpolation)을 이용한 커브 라인 보정을 통해 최종 커브 라인을 생성하는 커브 보정부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
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