KR102283821B1

KR102283821B1 - 구조물 데이터 매칭 방법 및 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템

Info

Publication number: KR102283821B1
Application number: KR1020190175289A
Authority: KR
Inventors: 송명우
Original assignee: 주식회사 메디트
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2021-08-02
Also published as: KR20210082882A; CN114845662A; EP4066779A2; EP4066779A4; WO2021133120A3; WO2021133120A2; US20220327795A1

Abstract

본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법은, 프렙 가공된 부분은 스캔 데이터를 사용하고 프렙 가공되지 않은 부분은 라이브러리에 기 탑재된 라이브러리 데이터를 사용함으로써 임플란트 크라운 시술에 필요한 구강 모델 데이터의 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

Description

구조물 데이터 매칭 방법 및 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템{STRUCTURE DATA MATCHING METHOD AND INTRAORAL STRUCTURE DATA MATCHING SYSTEM}

본 발명은 구조물 데이터 매칭 방법 및 그를 이용한 매칭 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 라이브러리 모델 데이터와 스캔으로 획득한 3차원 스캔 모델 데이터를 결합하여 3차원 구조물 모델 데이터를 획득하는 방법 및 이를 이용하는 시스템에 관한 것이다.

인간이 영구치를 사용함에 있어서 모든 영구치를 건강하게 사용하는 것이 중요하나, 경우에 따라서 충치 발생 등의 다양한 문제로 인하여 손상된 치아를 제거하고 임플란트 크라운 시술을 받아 인공치아가 손상된 치아를 대신하여 저작활동 등을 수행할 수 있도록 한다.

크라운 시술 또는 임플란트 시술을 받는 경우, 환자는 해당 시술 부위에 위치한 기존 치아에 대한 발치를 수행하고, 이와 함께 신경치료를 진행하며, 그 위에 인공치아를 이식받는다.

한편, 인공치아를 이식하기 위하여 환자에게 적용하기 위한 보철물을 제작하기 위해서는 높은 수준의 정밀도를 가지는 환자 치아 모델이 필요하며, 종래에는 알지네이트 등의 물질을 사용하여 인상채득을 통해 획득한 구강 모형을 기초로 보철물을 제작 및 가공하였다. 하지만 최근에는 3차원 스캐닝 및 CAD/CAM 분야의 발달로 인하여 3차원 스캐너를 통하여 환자의 구강 형태(이는 환자의 치아, 잇몸, 턱뼈 등의 모든 구강의 상태를 나타낼 수 있는 부분을 포함할 수 있다)를 스캔함으로써, 환자 개개인에게 더욱 적합한 보철 치료물을 제공할 수 있게 되었다.

KR

10-2010-0025810

A

본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법은, 라이브러리에 탑재된 3차원 라이브러리 모델 데이터를 3차원 구강 모델 데이터에 배치하고, 3차원 라이브러리 모델의 상부에 해당하는 부분은 3차원 스캐너 등을 통해 3차원 스캔 모델 데이터를 생성하여 얼라인, 및 병합되도록 하는 방법을 제공한다.

또한 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 시스템은, 저장부로부터 3차원 라이브러리 모델 데이터를 로드하여 구강 모델 데이터에 배치하고, 3차원 라이브러리 모델의 일부 영역에 대해서는 삭제한 후 스캔부를 통해 3차원 스캔 모델 데이터를 생성하여 얼라인, 및 병합되도록 하는 매칭 시스템을 제공한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 어버트먼트 데이터 매칭 방법은, 유저 인터페이스에서 구조물 라이브러리가 로드되는 라이브러리 로드 단계, 상기 로드 단계로부터 사용자가 3차원 라이브러리 모델을 선택하는 셀렉트 단계, 상기 셀렉트 단계에서 선택된 상기 3차원 라이브러리 모델이 구강 모델 데이터 상에 배치되는 라이브러리 모델 세트 단계, 가공된 실물 구조물을 스캔하여 3차원 스캔 모델로 변환하는 스캔 단계, 및, 상기 3차원 라이브러리 모델과 상기 3차원 스캔 모델이 서로 결합되도록 중첩되는 부분을 연결하는 얼라인 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 얼라인 단계는 ICP(Iterative Closet Point) 알고리즘을 사용하여 상기 3차원 라이브러리 모델과 상기 3차원 스캔 모델이 서로 결합 연결되도록 정렬될 수 있다.

또한, 상기 셀렉트 단계는 상기 구강 모델 데이터 상에 상기 3차원 라이브러리 모델이 설치될 타깃 위치를 설정할 수 있다.

또한, 상기 라이브러리 모델 세트 단계는 상기 구강 모델 데이터 상의 임의의 지점에 배치될 수 있다.

또한, 상기 라이브러리 모델 세트 단계는 설정한 상기 타깃 위치에, 상기 셀렉트 단계에서 선택한 상기 3차원 라이브러리 모델이 상기 타깃 위치에 자동으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 스캔 단계가 수행되면 상기 3차원 라이브러리 모델의 상부로부터 일정 높이만큼의 데이터를 삭제될 수 있다.

또한, 상기 높이는 사용자의 조작에 따라 조절될 수 있다.

또한, 상기 스캔 단계에서 획득한 상기 3차원 스캔 모델의 데이터와 상기 3차원 라이브러리 모델의 데이터를 서로 비교하는 비교 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 3차원 스캔 모델의 데이터와 상기 3차원 라이브러리 모델의 데이터의 얼라인 과정에서 데이터가 중첩되지 않는 부분으로부터 상기 3차원 라이브러리 모델의 상부까지 데이터를 삭제할 수 있다.

또한, 상기 3차원 스캔 모델 데이터와 상기 3차원 라이브러리 모델의 중첩 여부는 상기 3차원 스캔 모델 데이터의 데이터 밀도에 따라 결정될 수 있다.

또한, 상기 스캔 단계에서 획득한 상기 3차원 스캔 모델에 대응하여, 상기 3차원 라이브러리 모델이 상기 타깃 위치에 형성된 상기 3차원 스캔 모델에 얼라인되어 상기 3차원 라이브러리 모델이 배치될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물 데이터 매칭 방법은, 구강 내 구조물의 가공 전 3차원 라이브러리 모델을 라이브러리에서 선택하는 셀렉트 단계, 및 상기 3차원 라이브러리 모델과, 상기 구조물의 가공 후 3차원 스캔 모델을 병합하여 3차원 구조물 모델을 생성하는 얼라인 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 얼라인 단계는, 상기 3차원 구조물 모델의 제1 영역으로서 상기 3차원 라이브러리 모델의 일부분을 사용하고, 상기 3차원 구조물 모델의 제2 영역으로서 상기 3차원 스캔 모델의 일부분을 사용할 수 있다.

또한, 상기 3차원 스캔 모델을 포함하는 3차원 구강 모델에서 상기 3차원 스캔 모델의 위치로 상기 셀렉트 단계에서 선택된 상기 3차원 라이브러리 모델을 배치하는 라이브러리 모델 세트 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 라이브러리 모델 세트 단계에서 상기 3차원 라이브러리 모델의 배치는 ICP(Iterative Closet Point) 알고리즘을 사용할 수 있다.

또한, 상기 라이브러리 모델 세트 단계 이후, 상기 3차원 라이브러리 모델에서 제1 영역 적용 부분을 제외한 나머지는 삭제될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템은, 구강 내 구조물의 가공 전 3차원 라이브러리 모델이 저장된 저장부, 상기 구조물의 가공 후 3차원 스캔 모델을 획득하는 스캔부, 및 상기 3차원 라이브러리 모델과 상기 3차원 스캔 모델을 병합하여 3차원 구조물 모델을 생성하는 연산부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 3차원 구조물 모델의 제1 영역은 상기 3차원 라이브러리 모델의 제1 영역 적용 부분이고, 상기 3차원 구조물 모델의 제2 영역은 상기 3차원 스캔 모델의 제2 영역 적용 부분일 수 있다.

또한, 상기 3차원 구조물 모델의 제2 영역은 상기 구조물의 가공면을 포함할 수 있다.

또한, 상기 3차원 구조물 모델의 제1 영역은 상기 3차원 구조물 모델의 하부에서부터 일정 높이까지의 영역일 수 있다.

또한, 상기 제1 영역의 높이는, 상기 구조물의 가공면으로부터 일정 거리 이상 떨어진 지점일 수 있다.

또한, 상기 3차원 라이브러리 모델에서 상기 제1 영역 적용 부분을 제외한 나머지는 삭제될 수 있다.

또한, 상기 3차원 스캔 모델에서 상기 제2 영역 적용 부분을 제외한 나머지는 삭제되거나, 상기 3차원 라이브러리 모델의 상기 제1 영역 적용 부분으로 대체될 수 있다.

또한, 상기 연산부는, 상기 3차원 스캔 모델을 포함하는 3차원 구강 모델에서 상기 3차원 스캔 모델의 위치로 상기 3차원 라이브러리 모델을 배치하고 상기 3차원 스캔 모델과 병합할 수 있다.

또한, 상기 3차원 구강 모델은 상기 구조물이 식립된 구강 내부 또는 상기 구조물이 식립되기 전의 구강 내부를 스캔하여 획득될 수 있다.

본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법을 사용함으로써, 실제적으로 프렙(prep)을 통해 사용하여야 하는 구조물이 적용되는 정밀한 형상을 디지털 데이터로 구현할 수 있는 이점이 있다.

또한, 3차원 구조물 모델 데이터에 있어서, 현실적으로 3차원 스캔시 스캔 난이도가 높은 마진라인 하부의 데이터에 대하여 기 탑재된 3차원 라이브러리 모델 데이터를 사용하므로 3차원 스캔하기 어려운 부분에 대한 데이터를 가질 수 있고, 더욱 완전한 환자의 구강 내부 모델 데이터를 획득할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 사용되는 구조물을 포함하고 있는 임플란트 보철물의 구성을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 3차원 라이브러리 모델 데이터로 탑재되어 있는 구조물의 실물 모형이다.
도 3은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 구조물이 가공되지 않고 구강 모형에 삽입되어 있는 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 구강 모형에 삽입된 구조물 상단부의 일부가 제거되도록 가공된 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 임의의 환자 구강의 상악에 삽입되어 있는 가공된 구조물의 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법의 개략적인 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법을 사용하는 유저 인터페이스 화면에서, 라이브러리에 내장된 3차원 라이브러리 모델을 선택하는 화면이다.
도 8은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법을 사용하는 유저 인터페이스 화면에서, 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터가 사용될 높이의 범위를 설정하는 것을 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터와 3차원 스캔 모델 데이터가 서로 겹쳐지고, 3차원 스캔 모델 데이터가 입력된 부분에 대하여 3차원 라이브러리 모델 데이터가 삭제되는 과정을 개략적으로 도시한 도이다.
도 10은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법을 사용하는 유저 인터페이스 화면에서, 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터와 3차원 스캔 모델 데이터가 결합되어 병합된 3차원 구조물 모델 데이터로서 3차원 구강 모델 데이터 상에 형성된 것을 나타낸 도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 사용되는 구조물을 포함하고 있는 임플란트 보철물의 구성을 설명하는데 참조되는 도이다.

도 1을 참조하면, 치아 임플란트 크라운 시술은 환자의 구강 내에 손상된 치아를 제거(발치)함으로써 치아가 상실되었을 때, 손상된 치아를 대신할 수 있는 대치물을 제공하는 시술을 의미하며, 이는 자연 치아(가치의 경우 유년기에 분리되므로 본 명세서에서 언급되는 자연치아는 통상적으로 영구치일 수 있다)를 대신하기 위하여 인공적으로 제작된 치아를 이식하는 것을 의미한다.

치아 임플란트 크라운은 크게 3가지의 구성요소로 나눌 수 있다. 하나는 그 외주면에 회전나사의 형상을 가지도록 형성되어 잇몸(치은, 1)에 돌려서 고정되는 픽스쳐(fixture, 10)이다. 픽스쳐(10)는 자연치아에서 치아의 뿌리에 해당하는 구조체이며, 치조골에 단단히 고정될 수 있다. 또한, 픽스쳐(10)는 치은(1)을 향하여 고정되는 방향과 대향되는 방향에 대하여 내측으로 공동(cavity)를 형성할 수 있다. 픽스쳐(10)에 형성된 공동은 이에 부합하는 돌출부를 가지는 오브젝트와 결합될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 3차원 라이브러리 모델 데이터로 탑재되어 있는 구조물(20)의 실물 모형이다.

도 2를 참조하면, 픽스쳐(10)의 공동에는 구조물(20)의 일단이 끼움 결합될 수 있다. 픽스쳐(10)의 공동에 끼움 결합되는 구조물(20)의 일단 외주면은 픽스쳐(10)의 공동 내주면과 동일한 형상을 가지도록 할 수 있다. 한편, 구조물(20)은 픽스쳐(10)의 공동과 끼움 결합하는 일단으로부터 길이방향으로 진행할수록 그 직경이 증가할 수 있다. 이는 구조물(20)이 잇몸에 더욱 밀착하여 결합할 수 있도록 한다. 이와 같이 일단으로부터 길이방향으로 진행할수록 직경이 증가하는 부분을 커프부(cuff, 21)라 하며, 커프부(21)는 환자의 잇몸 높이(gingival height, G/H) 및 발치 후 잇몸에 남겨진 공간의 규모를 종합적으로 고려하여 사용자(통상적으로 환자의 치과 치료를 수행하는 치과의사를 의미한다)에 의해 환자에게 적합한 규격의 구조물(20)이 선택되어 사용될 수 있다. 한편, 본 발명에서 구조물(20)은 크라운 치료를 하기 위하여 잇몸에 지지되는 어버트먼트(abutment)일 수 있다.

또한, 구조물(20)은 커프부(21)와 연속적으로 형성되고, 길이의 일방향으로 직경이 줄어드는 마진라인부(23)를 더 포함한다. 마진라인(margin line)이란 잇몸으로부터 구조물이 노출되는 부분일 수 있으며, 이 부분은 이후 크라운을 씌울 때 핵심적인 요소로 작용한다. 마진라인부(23)와 다시 연속적으로 길이의 일방향으로 연장되도록 포스트부(22)가 형성될 수 있다. 포스트부(22)는 원통형의 형상을 가질 수 있으며, 포스트부(22)의 직경은 커프부(21)와 연결되어 있는 마진라인의 직경보다 작을 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 구조물이 가공되지 않고 구강 모형에 삽입되어 있는 도이고, 도 4는 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 구강 모형에 삽입된 구조물 상단부의 일부가 제거되도록 가공된 도이며, 도 5는 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 임의의 환자 구강의 상악에 삽입되어 있는 가공된 구조물의 사진이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 구조물(20)은 기존의 보철 치료물을 제작하는 다수의 회사에서 생산된 기성 제품들을 사용할 수도 있고, 주문제작을 통한 커스텀(custom) 제품을 사용할 수도 있다. 보철 치료 분야에서는 기성 제품을 많이 채택하여 사용하고는 있으나, 개개인이 각각 서로 다른 구강 구조를 가지는 특성상, 기성 제품을 그대로 사용하는 것은 실질적으로 불가능하다. 따라서, 기성 구조물 제품을 환자의 구강에 적용하더라도 환자가 크라운 시술을 받고자 하는 (기존에 손상된 치아가 위치했던) 위치의 인근 치아와 치아면의 모양, 높이 등이 조화롭게 형성되도록 가공하는 작업과정이 필요하다. 이러한 작업과정을 프렙(prep) 과정이라 지칭하며, 기성 구조물 제품은 프렙 가공 과정을 거쳐 그 높이와 크라운(30)과의 결합면이 가공된 후에 환자의 구강 내부에 적용될 수 있는 것이다.

전술한 바와 같은 프렙 가공을 수행하여 환자의 구강 모형 또는 실제 환자의 구강 내부에 적용한 이후에는 마진라인의 아랫부분에 해당하는 커프부(21)는 잇몸에 삽입되어 잇몸 조직에 의해 지지되기 때문에 3차원 스캐너를 통한 스캔 데이터를 획득하기에 어려워진다. 한편, 프렙 가공은 마진라인부(23)의 윗부분에 해당하는 포스트부(22)에 대하여 수행되는 것이므로, 최초 임플란트 및 크라운 시술 이후에는 특별한 사정이 없는 한 마모가 발생하지 않는다.

따라서, 3차원 스캐너를 통하여 스캔 데이터를 획득하기 어려운 부분에 대하여는 정해진 규격에 따라 제작, 생산되는 구조물의 3차원 모델링 데이터를 사용하여 환자의 구강 전체의 모델 데이터를 완성할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법의 개략적인 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법은 먼저 유저 인터페이스에서 구조물에 대한 라이브러리가 로드되는 라이브러리 로드 단계(S1)를 포함할 수 있다. 3차원 구강 모델 데이터에 대한 관찰 및 분석을 수행하기 위하여 디스플레이 상에 3차원 구강 모델 데이터가 표현되어야 한다. 3차원 구강 모델 데이터가 표시되는 것은 디스플레이 장치의 유저 인터페이스(User Interface, UI) 상일 수 있으며, 이러한 유저 인터페이스는 PC의 프로그램, 모바일 어플리케이션, 웹 어플리케이션 등 다양하게 나타날 수 있다. 이러한 유저 인터페이스는 기존에 보철 치료 분야에서 판매 및 공급되고 있는 기성의 구조물에 대한 데이터들을 내장하고 있다. 내장된 구조물 데이터는 3차원 모델링된 데이터(이하, 3차원 라이브러리 모델로 지칭한다)일 수 있으며, 이러한 3차원 라이브러리 모델 데이터는 일반적으로 통용되는 STP, STL 파일 등일 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법을 사용하는 유저 인터페이스 화면에서, 라이브러리에 내장된 3차원 라이브러리 모델을 선택하는 화면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법은 유저 인터페이스 상에서 구조물(20)을 3차원 구강 모델 데이터 상에 배치하기 위하여, 3차원 구강 모델 데이터 상에 구조물의 3차원 라이브러리 모델이 설치될 타깃 위치를 설정하는 단계(S2)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 타깃 위치는 유저 인터페이스 상에 미리 설정된 치아의 위치일 수 있으며, 치아의 위치는 배치된 위치에 따라 번호가 매겨질 수 있다. 타깃 위치는 사용자가 유저 인터페이스 상에서 선택할 수 있다.

본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법은 구조물에 대한 라이브러리가 로드되고 난 후 사용자가 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델을 선택하는 셀렉트 단계(S3)를 포함할 수 있다. 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델은 전술한 단계에서 타깃 위치에 부합하는 모델들을 선택적으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 전술한 과정에서 어금니에 해당하는 타깃 위치를 선택했다면 어금니 위치에 적용가능한 구조물(20) 모델들이 선별적으로 표시될 수 있고, 송곳니에 해당하는 타깃 위치를 선택했다면 송곳니 위치에 적용가능한 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델들이 선별적으로 표시될 수 있다. 타깃 위치에 따라 적용가능한 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델들이 선별적으로 표시됨으로써, 사용자는 구조물 라이브러리 전체를 탐색하지 않더라도 신속하게 환자의 구강에 적합한 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델을 선택할 수 있어 효율적인 3차원 구강 모델 데이터를 획득할 수 있는 이점이 있다.

전술한 바와 같은 선택은 먼저 상/하악 선택부(U1)에서 손상된 치아 부분(즉, 구조물을 적용할 부분)이 위치한 곳을 선택한다. 이때, 상/하악 선택부(U1)에서는 상악 또는 하악을 선택할 수 있으며, 상/하악을 선택하면 각 악궁에 배치된 치아를 선택할 수 있는 타깃 위치 선택부(U2)가 활성화되어 타깃 위치의 치아를 선택할 수 있다. 타깃 위치까지 선택을 완료하면, 모델 선택부(U3)에서 선택한 해당 타깃 위치에 적용되기에 적합한 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델들이 표시된다. 사용자는 해당 타깃 위치에 적용되기에 적합한 구조물(20) 모델들만 표시되므로 필요한 모델을 빠르게 찾아 선택할 수 있다. 한편, 필요한 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델을 선택하면 우측에 모델 프리뷰(U4) 창에 3차원 모델 데이터의 개략적인 모형이 디스플레이되어 사용자가 선택한 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델이 정확하게 선택된 것인지 확인할 수 있다.

한편, 셀렉트 단계(S3)에서 환자에게 적용할 적합한 구조물(20) 모델을 선택하면, 해당 모델은 3차원 구강 모델 데이터 상에 배치된다(라이브러리 모델 세트 단계, S4). 이 때, 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델은 3차원 구강 모델 데이터 상의 임의의 위치에 배치될 수도 있고, 또는 설정한 타깃 위치에 자동적으로 배치될 수 있다. 타깃 위치에 자동적으로 배치되기 위하여, 선택한 구조물 모델이 잇몸에 삽입되는 깊이 및 인접 치아 데이터와의 거리 등이 종합적으로 고려되어 배치 위치가 결정될 수 있다.

구조물 라이브러리로부터 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델을 선택하여 구강 모델 데이터 상에 배치까지 완료되었다면(이 때의 배치는 구강 모델 데이터가 표시된 공간에 임의의 위치에 배치되거나, 또는 타깃 위치에 자동적으로 배치된 것일 수 있다), 실제로 환자의 구강 내부에 적용될 프렙된 구조물에 대한 데이터를 획득하기 위하여 실물 구조물을 스캔하여 3차원 스캔 데이터로 변환하는 스캔 단계(S5)를 더 포함할 수 있다. 스캔 단계(S5)에서는 3차원 스캐너를 사용하여 프렙된 구조물을 촬영하게 되며, 3차원 스캐너는 획득한 이미지 데이터로부터 3차원 볼륨 데이터를 생성할 수 있다. 이 때, 3차원 볼륨 데이터는 포인트 또는 면에 밝기 정보 등을 포함하고 있는 3차원 복셀(voxel) 데이터일 수 있다.

스캔 단계(S5)에서 실물 구조물을 촬영하게 되면, 라이브러리에 저장된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터와 동일한 데이터가 획득되는 부분과, 프렙 가공으로 인하여 기성 구조물 모델에서 변형된 데이터가 획득되는 부분이 발생할 수 있다. 이 때, 특정 기준 위치 이상으로는 실물 구조물의 3차원 스캔 데이터가 필요하고, 특정 기준 위치 이하에서는 라이브러리에 저장된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터가 필요한 부분이 있으므로 이에 대하여 선별적으로 데이터가 선택될 수 있어야 한다.

따라서, 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법은 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델과 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 서로 결합되도록 중첩되는 부분을 연결하는 얼라인 단계(S6)를 더 포함할 수 있다. 얼라인(align)은 3차원 스캐닝을 통하여 획득한 데이터 간의 연결을 의미할 수도 있고, 3차원 스캐닝을 통하여 획득한 3차원 스캔 모델 데이터(SD)와 라이브러리에 저장된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)가 서로 대응되어 연결되는 것을 의미할 수도 있다. 3차원 스캐닝을 통하여 획득한 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 라이브러리에 저장된 구조물(20)의 모델 데이터와 동일한 것으로 판단되어 연결되는 부분의 경우, 이 부분은 프렙되어 가공한 부분이 아니므로 라이브러리를 통해 로드된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)가 더욱 정확하다. 반면에, 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 라이브러리에 저장된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 다른 것으로 판단되는 경우, 이 부분은 프렙되어 가공한 부분에 해당할 수 있으므로 실물 구조물에 해당하는 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 사용되는 것이 바람직하다. 한편, 얼라인 단계는 ICP(Iterative Closet Point) 알고리즘을 사용하여 라이브러리를 통해 로드된 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 서로 결합 연결되도록 얼라인될 수 있다. ICP 알고리즘을 사용하면 포인트 연결을 통하여 데이터가 신속하게 얼라인될 수 있다.

한편, 얼라인 단계(S6)를 통해 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 정렬 및 결합이 수행되면, 유저 인터페이스 상에서 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델의 상부로부터 일정 높이(h)만큼의 데이터가 삭제될 수 있다. 이 때, 3차원 라이브러리 모델 데이터로 남겨진 모델의 부분을 제1 영역 적용 부분이라고 지칭할 수 있다. 이와 같은 정렬 및 결합, 그리고 특정 영역에 대한 데이터가 삭제됨으로써 병합된 3차원 구조물(20) 모델이 나타날 수 있다. 3차원 구조물(20) 모델의 상부로부터 일정 높이(h)를 삭제하게 되면 3차원 구조물(20) 모델의 하부는 라이브러리로부터 로드된 구조물의 3차원 라이브러리 모델의 데이터(LD)가 나타나고, 3차원 구조물 모델의 상부는 실물 구조물을 스캔한 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 나타나게 된다. 이와 같이, 3차원 구조물 모델의 하부(제1 영역)는 라이브러리로부터 로드된 구조물의 3차원 라이브러리 모델의 데이터(LD) 중 제1 영역 적용 부분을 사용하고, 3차원 구조물 모델의 상부(제2 영역)은 실물 구조물을 스캔한 3차원 스캔 모델 데이터(SD) 중 제2 영역 적용 부분을 사용함으로써, 환자에게 적용할 실제 구조물과 유사한 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 스캔을 용이하게 수행할 수 없는 부분에 대해서는 라이브러리 데이터(LD)를 사용함으로써 구강 모델 데이터의 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다. 이 때, 3차원 구조물(20) 모델의 하부(제1 영역)는 잇몸 내부로 삽입되어 고정되는 부분을 포함하고, 3차원 구조물 모델의 상부(제2 영역)는 잇몸 외부로 돌출되어 구강 내부에 노출되고 프렙 가공된 부분을 의미하는 것으로, 잇몸의 상악/하악 위치와 관계없이 지칭될 수 있으며, 구조물의 하부라는 것이 반드시 환자의 구강을 기준으로 하악 또는 아래 방향을 지칭하는 것은 아니다.

도 8은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법을 사용하는 유저 인터페이스 화면에서, 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터가 사용될 높이의 범위를 설정하는 것을 나타낸 도이다. 도 8을 참조하면, 구조물의 3차원 라이브러리 모델의 상부로부터 삭제되는 일정 높이(h)는 유저 인터페이스 상에 미리 설정된 값일 수 있다. 그러나, 사용자의 주관적인 조작에 따라 삭제하고자 하는 높이를 조절할 수도 있다. 즉, 사용자는 라이브러리에 내장된 구조물의 3차원 라이브러리 모델의 모델링 데이터(LD)를 사용하고자 하는 범위를 직접 지정할 수도 있다는 것이다. 사용자가 삭제하고자 하는 구조물 모델의 상부 높이(h)를 조절함으로써, 사용자에게 더욱 적합한 데이터의 획득이 가능한 이점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법은 스캔 단계(S5)에서 획득한 3차원 스캔 모델 데이터(SD)와 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)를 서로 비교하는 비교 단계(S7)를 더 포함할 수 있다. 비교 단계(S7)에서는, 3차원 스캐너와 연결된 프로세서에서 라이브러리로부터 로드된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔된 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 서로 일치하는지 판단한다. 라이브러리로부터 로드된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 일치하는 경우, 3차원 스캔 모델 데이터(SD)는 라이브러리 구조물 모델 데이터(LD)에 덮어씌워지는 형태로 유저 인터페이스 상에 표현될 수 있다. 이 때, 덮어씌워지는 형태는 데이터가 스캔 데이터(SD)로 치환되는 것은 아니며, 배치된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)의 색상과 다른 색상을 가지도록 표시될 수 있다.

라이브러리로부터 로드된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔된 3차원 스캔 모델 데이터(SD)는 실물 구조물이 프렙 가공된 부분부터 그 데이터가 서로 일치하지 않게 되므로, 특정 구조물의 높이 이상부터 데이터 불일치가 발생하게 된다. 데이터 불일치가 발생하는 부분은 라이브러리로부터 로드된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔된 3차원 스캔 모델 데이터(SD) 간의 얼라인이 일어나지 않게 되며, 얼라인이 일어나지 않는 부분은 프렙 가공된 부분으로 인식하여 라이브러리 구조물 데이터(LD)가 삭제될 필요가 있다.

도 9는 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법에서 구조물(20)의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 서로 겹쳐지고, 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 입력된 부분에 대하여 라이브러리 데이터(LD)가 삭제되는 과정을 개략적으로 도시한 도이다.

도 9(a)는 라이브러리에 탑재된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)에 대하여 나타낸 도이다. 구조물의 포스트부(22)는 기성품을 그대로 사용하기에 길게 형성되어 있으며, 프렙 가공을 통하여 그 높이 또는 크라운 접합면(24')이 사용자가 원하는 형상대로 가공될 수 있도록 하여야 한다. 한편, 도 9(b)를 참조하면, 가공된 구조물(20)을 스캔하면 프렙된 부분은 3차원 스캐너를 통해 3차원 스캔 모델 데이터(SD)로 입력된다. 3차원 스캔 모델 데이터(SD)로 입력된 구조물 데이터와 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)를 비교하면, 3차원 스캔 모델 데이터(SD)는 프렙 가공되어 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)보다 불규칙적인 면을 가지며, 그 높이가 낮게 형성되어 있는 점을 확인할 수 있다. 또한, 프렙 가공되지 않은 부분은 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 일치하므로 도면 상에 표시된 중첩 부분처럼 동일한 데이터로 일치된다. 프로세서는 유저 인터페이스 상에서 중첩 부분(AD)의 상부에 해당하는, 즉 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 불일치하는 부분에 대해서는 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)를 삭제하여 3차원 스캔 모델 데이터(SD)만 남도록 할 수 있다. 결과적으로, 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 중첩부분(AD)의 상부 부분(제2 영역)은 3차원 스캔 모델 데이터(SD)에서 제2 영역 적용 부분이 남고, 3차원 스캔 모델 데이터(SD)를 제외한 부분들(제1 영역)은 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)에서 제1 영역 적용 부분이 남아 서로 결합된 새로운 3차원 구조물 모델 데이터가 만들어질 수 있다.

전술한 과정에서, 중첩 부분(AD)은 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 서로 얼라인되어 중첩되는 과정에서의 데이터 밀도에 따라 결정될 수 있다. 3차원 스캐너로 실물 구조물을 계속적으로 스캔함에 따라 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 축적되고, 축적된 3차원 스캔 모델 데이터(SD)는 라이브러리에 탑재된 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 얼라인을 수행한다. 데이터가 일치되어 얼라인이 수행되는 부분에 대해서는 계속적으로 데이터 일치여부가 확인되어 중첩 부분(AD)으로 판단될 수 있다.

한편, 라이브러리 모델 세트 단계(S4)에서 3차원 라이브러리 모델이 구강 모델 데이터 상의 임의의 위치에 배치된 경우에는 타깃 위치를 설정하였다고 하여 바로 라이브러리 모델 데이터가 타깃 위치에 자동적으로 배치되지 않을 수 있다. 이 때에는, 스캔 단계(S5)에서 실물 구조물(20)에 대하여 스캔을 수행함으로써 3차원 스캔 모델 데이터(SD)를 획득하고, 비교 단계(S7)에 의하여 임의의 위치에 배치된 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 매칭되어 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)가 올바른 타깃 위치에 배치되도록 할 수 있다. 즉, 3차원 구강 모델 데이터 상에서 구조물이 배치될 부분에 대하여 스캔이 수행되고, 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 획득된 부분에 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)의 데이터 매칭이 이루어짐으로써 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)가 적합한 타깃 위치에 배치될 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 구조물 데이터 매칭 방법을 사용하는 유저 인터페이스 화면에서, 구조물의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)와 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 결합되어 병합된 3차원 구조물 모델 데이터로서 3차원 구강 모델 데이터 상에 형성된 것을 나타낸 도이다. 도 10을 참조하면, 전술한 구조물 데이터 매칭 방법에 따라 3차원 구조물(20) 모델의 하부 부분(제1 영역)은 라이브러리에 탑재된 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD) 중 제1 영역 적용 부분이, 3차원 구조물(20) 모델의 상부 부분(제2 영역)은 프렙 가공된 실물 구조물의 3차원 스캔 모델 데이터(SD) 중 제2 영역 적용 부분이 결합 형성됨으로써 실물에 가까운 정밀한 3차원 구강 모델 데이터를 획득하면서 스캔의 난이도가 높은 부분은 라이브러리 데이터를 얻을 수 있는 이점이 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 설명에 있어 전술한 내용과 중복되는 내용은 간략히 서술하거나 또는 생략하기로 한다.

도 11은 본 발명에 따른 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템에 관한 시스템 간략도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템은, 구조물(20)이 가공되기 전의 3차원 라이브러리 모델 데이터가 저장되어 있는 저장부(100)와, 실물 구조물이 사용자(또는 치료자)에 의해 프렙 가공된 이후에 나타나는 형상인 3차원 스캔 모델을 획득하는 스캔부(300)를 포함할 수 있다. 이 때, 스캔부(300)는 환자의 구강에 대하여 획득한 석고 모형을 트레이에 배치하여 스캔을 수행하는 테이블 스캐너일 수 있고, 또는 사용자가 직접 환자의 구강 내부에 일단부를 인입 또는 인출함으로써 구강 내부를 촬영하여 3차원 스캔을 수행하는 핸드헬드(handheld) 형식의 구강스캐너(intraoral scanner)일 수도 있다. 스캔부(300)는 환자의 구강에 대하여 3차원 스캔 데이터를 획득할 수 있는 어떠한 수단도 사용이 가능하다.

한편, 구조물(20)은 기성의 구조물(20) 제품이 있는 경우, 해당 제품에 대한 3차원 라이브러리 모델 데이터가 라이브러리에 탑재되어 있을 수 있다. 이 때, 3차원 라이브러리 모델 데이터는 STP, STL과 같은 3차원 모델링 형식의 파일일 수 있다. 저장부(100)와 스캔부(300)는 동일한 유저 인터페이스 상에 데이터를 로드 및 전송할 수 있으며, 저장부(100)와 연산부(200)는 동일 기기에 포함될 수 있다. 예를 들어, 저장부(100)와 연산부(200)는 각각 저장매체와 중앙처리장치와 같은 프로세서에 해당하여 개인용 컴퓨터(Personal Computer)를 구성할 수도 있다. 스캔부(300)는 저장부(100)와 연산부(200)를 포함하는 기기에 전기통신적으로 연결되어 3차원 스캔으로 획득한 3차원 스캔 데이터(SD)를 연산부(200)로 전송할 수 있다. 이 때, 전기통신적으로 연결된 것은 스캔부(300)와 기기가 특정 단자를 매개로 하여 유선연결된 것일 수도 있고, 또는 무선통신을 통하여 데이터가 전송될 수 있도록 연결된 것일 수도 있다.

전술한 바와 같이 기성 구조물(픽스쳐와 크라운 사이를 연결하는 어버트먼트가 구조물에 해당될 수 있다)에 대하여 실물 구조물이 환자의 구강 내부에 설치되면 잇몸에 의하여 지지되는 부분은 스캔 난이도가 상승하게 되어 스캔으로 얻어지는 데이터보다 기존에 존재하는 라이브러리에 내장된 모델 데이터를 사용하는 것이 3차원 구강 모델 데이터의 완전성을 기하기에 더욱 용이하다. 또한, 프렙 가공된 부분(여기에서, 프렙 가공되어 기성 제품과 비교하였을 때 변형이 일어난 부분을 제2 영역으로 지칭한다)에 대해서는 기성 구조물의 라이브러리 모델 데이터를 사용하는 것이 오히려 환자에게 맞춤형 치아 보철물을 제공하지 못하게 하므로, 이 부분에 대해서는 3차원 스캐너로 스캔한 데이터를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 제2 영역에 대해서는 실물 구조물의 프렙 가공된 가공면을 포함할 수 있다.

시판되고 있는 기성 구조물은 이러한 프렙 가공의 가능성을 염두에 두고 제작되었으며, 따라서 시판되는 기성 구조물은 환자의 구강 내부에 적용되는 높이보다 더욱 높은 높이를 가지도록 설계되어 판매된다. 사용자는 구조물 높이를 절단하고 구조물 표면에 굴곡을 부여함으로써, 구조물 상에 적용될 크라운과의 접합성을 향상시키고, 인접치들과의 높이를 균일하게 맞출 수 있다.

도 2 및 도 8을 참조하면, 커프부(21)의 최하단에 해당하는 면을 기준으로 하여 커프부(21), 마진라인부(23), 및 포스트부(22)의 일부는 특별한 가공과정을 거치지 않으므로 라이브러리에 탑재된 3차원 라이브러리 모델 데이터를 사용하여 유저 인터페이스 상에 표현할 수 있다. 이러한 부분을 제1 영역으로 지칭할 수 있고, 제1 영역은 커프부의 최하단(즉, 구조물의 하부)로부터 일정 높이까지의 영역을 의미한다.

도 9를 참조하면, 제1 영역의 높이는 구조물의 가공면으로부터 일정 거리 이상 떨어진 지점일 수 있다. 도 9(a)에서 기존의 가공되기 이전의 구조물의 상부면에서 일정 거리, 즉 일정 높이(h) 떨어진 지점까지 프렙 가공이 수행될 수 있다. 이후 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 사용자가 필요한 범위까지 프렙 가공이 수행될 수 있고, 나머지 영역에 대해서는 기존의 기성 구조물이 사용된다. 이 때, 프렙 가공되지 않은 영역을 제1 영역, 프렙 가공된 영역을 제2 영역으로 지칭할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템은 3차원 라이브러리 모델과 3차원 스캔 모델을 병합하여 3차원 구조물 모델을 생성하는 연산부(200)를 더 포함할 수 있다. 연산부(200)는 저장부(100)에 저장된 3차원 라이브러에 모델 데이터와, 스캔부(300)로부터 입력되는 3차원 스캔 모델 데이터에 대하여 적절히 데이터를 선택 및 병합할 수 있다.

사용자가 저장부(100)에 미리 저장된 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)를 유저 인터페이스 상에 로드하고, 스캔부(300)를 통해 실물 구조물이 적용된 환자의 구강 내부를 스캔하면 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 입력된다. 연산부는 기존의 3차원 라이브러리 모델 데이터와 3차원 스캔 모델 데이터(SD)를 서로 비교한다. 비교 과정에서, 중첩 영역(AD)에 해당하는 부분을 기준으로, 중첩 영역(AD)을 포함하여 구조물의 하부에서부터의 일정 높이(제1 영역)에 대해서는 저장부(100)로부터 로드된 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)를 그대로 사용할 수 있다. 이 때, 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)에서 제1 영역 적용 부분을 제외한 나머지 부분에 대한 데이터는 삭제될 수 있다.

또한, 3차원 스캔 모델 데이터(SD)에 대해서도 제2 영역 적용 부분, 즉 프렙 가공되어 기성품으로부터 변형이 발생한 영역에 대해서는 그 스캔 모델 데이터가 유지될 수 있다. 한편, 중첩 영역(AD)에 해당하는 부분으로부터 구조물의 하부 부분(제1 영역)에 해당하는 스캔 데이터는 기존의 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD) 중 제1 영역 적용 부분보다 부정확하므로, 3차원 스캔 모델 데이터(SD)는 제2 영역 적용 부분만 유지되고 나머지 부분에 대해서는 삭제되거나 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)로 대체되도록 동작할 수 있다.

한편, 연산부(200)는 3차원 스캔 모델을 포함하는 3차원 구강 모델에서 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD)가 타깃 위치에 세트되도록 매칭하고, 3차원 스캔 모델 데이터(SD)가 실제 프렙된 구조물에 대한 데이터를 반영하도록 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD) 부분에 병합되도록 한다. 이 때, 전술한 바와 같이 3차원 구조물 모델 데이터의 제1 영역은 3차원 라이브러리 모델 데이터(LD) 중 제1 영역 적용 부분이, 제2 영역은 3차원 스캔 모델 데이터(SD) 중 제2 영역 적용 부분이 각각 선택되어 병합됨으로써, 실제로 프렙 가공된 구조물에 해당하는 정밀한 데이터를 획득할 수 있으며, 이에 따라서 환자에게 정밀한 규격의 보철 치료물을 제공할 수 있는 이점이 있다. 한편, 전술한 3차원 구강 모델 데이터는 실물 구조물이 식립된 환자의 구강 내부를 스캔하여 획득할 수도 있고, 구조물을 식립하기 전의 환자의 구강 내부를 스캔하여 획득할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 잇몸(치은) 10: 픽스쳐(fixture)
20: 구조물 30: 크라운(crown)
21: 커프부 22: 포스트부
23: 마진라인부 24: 커팅라인
24': 커팅된 라인 h: 높이
U1: 상/하악 선택부 U2: 타깃위치 선택부
U3: 모델 선택부 U4: 모델 프리뷰
S1: 라이브러리 로드 단계 S2: 타깃위치 설정 단계
S3: 셀렉트 단계 S4: 라이브러리 모델 세트 단계
S5: 스캔 단계 S6: 얼라인 단계
S7: 비교 단계 S8: 데이터 삭제 단계
SD: 스캔 데이터 AD: 중첩 데이터
LD : 라이브러리 데이터
100: 저장부 200: 연산부
300: 스캔부

Claims

유저 인터페이스에서 구조물 라이브러리가 로드되는 라이브러리 로드 단계;
상기 로드 단계로부터 사용자가 3차원 라이브러리 모델을 선택하는 셀렉트 단계;
상기 셀렉트 단계에서 선택된 상기 3차원 라이브러리 모델이 구강 모델 데이터 상에 배치되는 라이브러리 모델 세트 단계;
가공된 실물 구조물을 스캔하여 3차원 스캔 모델로 변환하는 스캔 단계; 및
상기 3차원 라이브러리 모델과 상기 3차원 스캔 모델이 서로 결합되도록 중첩되는 부분을 연결하는 얼라인 단계;를 포함하는 구조물 데이터 매칭 방법.
제1 항에 있어서,
상기 얼라인 단계는 ICP(Iterative Closet Point) 알고리즘을 사용하여 상기 3차원 라이브러리 모델과 상기 3차원 스캔 모델이 서로 결합 연결되도록 정렬되는 구조물 데이터 매칭 방법.
제1 항에 있어서,
상기 셀렉트 단계는
상기 구강 모델 데이터 상에 상기 3차원 라이브러리 모델이 설치될 타깃 위치를 설정하는 구조물 데이터 매칭 방법.
제3 항에 있어서,
상기 라이브러리 모델 세트 단계는 상기 구강 모델 데이터 상의 임의의 지점에 배치되는 구조물 데이터 매칭 방법.
제3 항에 있어서,
상기 라이브러리 모델 세트 단계는 설정한 상기 타깃 위치에, 상기 셀렉트 단계에서 선택한 상기 3차원 라이브러리 모델이 상기 타깃 위치에 자동으로 배치되는 구조물 데이터 매칭 방법.
제4 항 또는 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스캔 단계가 수행되면 상기 3차원 라이브러리 모델의 상부로부터 일정 높이만큼의 데이터를 삭제하는 구조물 데이터 매칭 방법.
제6 항에 있어서,
상기 높이는 사용자의 조작에 따라 조절될 수 있는 구조물 데이터 매칭 방법.
제6 항에 있어서,
상기 스캔 단계에서 획득한 상기 3차원 스캔 모델의 데이터와 상기 3차원 라이브러리 모델의 데이터를 서로 비교하는 비교 단계;를 더 포함하는 구조물 데이터 매칭 방법.
제8 항에 있어서,
상기 3차원 스캔 모델의 데이터와 상기 3차원 라이브러리 모델의 데이터의 얼라인 과정에서 데이터가 중첩되지 않는 부분으로부터 상기 3차원 라이브러리 모델의 상부까지 데이터를 삭제하는 구조물 데이터 매칭 방법.
제9 항에 있어서,
상기 3차원 스캔 모델 데이터와 상기 3차원 라이브러리 모델의 중첩 여부는 상기 3차원 스캔 모델 데이터의 데이터 밀도에 따라 결정되는 구조물 데이터 매칭 방법.
제4 항에 있어서,
상기 스캔 단계에서 획득한 상기 3차원 스캔 모델에 대응하여, 상기 3차원 라이브러리 모델이 상기 타깃 위치에 형성된 상기 3차원 스캔 모델에 얼라인되어 상기 3차원 라이브러리 모델이 배치되는 구조물 데이터 매칭 방법.
구강 내 구조물의 가공 전 3차원 라이브러리 모델을 라이브러리에서 선택하는 셀렉트 단계; 및
상기 3차원 라이브러리 모델과, 상기 구조물의 가공 후 3차원 스캔 모델을 병합하여 3차원 구조물 모델을 생성하는 얼라인 단계;를 포함하는, 구강 내 구조물 데이터 매칭 방법.
제12 항에 있어서,
상기 얼라인 단계는, 상기 3차원 구조물 모델의 제1 영역으로서 상기 3차원 라이브러리 모델의 일부분을 사용하고, 상기 3차원 구조물 모델의 제2 영역으로서 상기 3차원 스캔 모델의 일부분을 사용하는, 구강 내 구조물 데이터 매칭 방법.
제13 항에 있어서,
상기 3차원 스캔 모델을 포함하는 3차원 구강 모델에서 상기 3차원 스캔 모델의 위치로 상기 셀렉트 단계에서 선택된 상기 3차원 라이브러리 모델을 배치하는 라이브러리 모델 세트 단계;를 더 포함하는, 구강 내 구조물 데이터 매칭 방법.
제14 항에 있어서,
상기 라이브러리 모델 세트 단계에서
상기 3차원 라이브러리 모델의 배치는 ICP(Iterative Closet Point) 알고리즘을 사용하는 구강 내 구조물 데이터 매칭 방법.
제14 항에 있어서,
상기 라이브러리 모델 세트 단계 이후, 상기 3차원 라이브러리 모델에서 제1 영역 적용 부분을 제외한 나머지는 삭제되는 구강 내 구조물 데이터 매칭 방법.
구강 내 구조물의 가공 전 3차원 라이브러리 모델이 저장된 저장부;
상기 구조물의 가공 후 3차원 스캔 모델을 획득하는 스캔부; 및
상기 3차원 라이브러리 모델과 상기 3차원 스캔 모델을 병합하여 3차원 구조물 모델을 생성하는 연산부;를 포함하는, 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 3차원 구조물 모델의 제1 영역은 상기 3차원 라이브러리 모델의 제1 영역 적용 부분이고, 상기 3차원 구조물 모델의 제2 영역은 상기 3차원 스캔 모델의 제2 영역 적용 부분인, 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 3차원 구조물 모델의 제2 영역은 상기 구조물의 가공면을 포함하는, 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템.
제19 항에 있어서,
상기 3차원 구조물 모델의 제1 영역은 상기 3차원 구조물 모델의 하부에서부터 일정 높이까지의 영역인, 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템.
제20 항에 있어서,
상기 제1 영역의 높이는, 상기 구조물의 가공면으로부터 일정 거리 이상 떨어진 지점인, 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 3차원 라이브러리 모델에서 상기 제1 영역 적용 부분을 제외한 나머지는 삭제되는, 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 3차원 스캔 모델에서 상기 제2 영역 적용 부분을 제외한 나머지는 삭제되거나, 상기 3차원 라이브러리 모델의 상기 제1 영역 적용 부분으로 대체되는, 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 연산부는, 상기 3차원 스캔 모델을 포함하는 3차원 구강 모델에서 상기 3차원 스캔 모델의 위치로 상기 3차원 라이브러리 모델을 배치하고 상기 3차원 스캔 모델과 병합하는, 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템.
제24 항에 있어서,
상기 3차원 구강 모델은 상기 구조물이 식립된 구강 내부 또는 상기 구조물이 식립되기 전의 구강 내부를 스캔하여 획득되는, 구강 내 구조물 데이터 매칭 시스템.