KR102292080B1 - 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법 - Google Patents

아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개개인의 아치 형태에 맞는 상층을 형성하여 선명한 이미지를 얻는 것에 의해 파노라마의 진단 성능을 높일 수 있도록 한 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 전치부를 3D 촬영하여 구강스캐너로 촬영된 3D 치아 이미지와 정합해서 교합되는 부분을 확인하는 교합 측정부;3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 및 과두 위치를 구하고 덴탈 아치(dental arch)와 과두의 중앙을 잇는 하악골 아치(mandibular arch)의 중앙선(spline)을 산출하는 아치 형태 분석부;하악골 아치(mandibular arch)의 3차원 위치에 따라 관구 이동을 위한 아치 형태 기준 치수를 산출하는 아치 형태 기준 치수 산출부;정해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 이미지 획득부;파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 영상을 취득할 수 있도록 구동부의 최적 구동 궤적 도출 및 위치 제어하는 구동 궤적 위치 제어부;를 포함하는 것이다.

Description

아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법{Individualized Dental Panorama System using Arch Shape and Method for Controlling the same}
본 발명은 치과용 파노라마 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 개개인의 아치 형태에 맞는 상층을 형성하여 선명한 이미지를 얻는 것에 의해 파노라마의 진단 성능을 높일 수 있도록 한 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 치과에서는 치아 및 각종 치주 질환을 치료하거나 치열의 교정 등을 목적으로 치아 및 치조골의 상태를 파악하기 위해 엑스선 촬영을 수행할 수 있는 엑스선 촬영 장치가 설치된다.
치과에서 사용되는 엑스선 촬영 장치는 일정량의 엑스선(X-RAY)을 촬영하고자 하는 신체 부위인 치아 부분에 투과시키고, 상기 투과된 엑스선의 세기를 감지하며, 상기 엑스선 세기에 대응되는 전기 신호로 변환하여 컴퓨터로 보내며, 이때, 상기 컴퓨터는 신체 촬영 부위의 각 점의 엑스선의 세기를 구해 이것을 처리함으로써 영상을 획득하게 된다.
이러한 엑스선 촬영 장치로서, 삼차원적 입체 영상을 촬영할 수 있는 CT(Computerized Tomography)용 엑스선 촬영 장치 및 이차원적 평면으로 촬영할 수 있는 파노라마용 엑스선 촬영 장치 등이 주로 사용되고 있다.
파노라마용 엑스선 촬영 장치는 구강외 방사선 검사를 하기 위해 치과 병의원에서 주로 사용되는 장치로서 진단용 방사선장치 중 가장 많이 사용되고 있는 장치이다.
이러한 파노라마용 엑스선 촬영 장치는 단층 촬영의 원리와 스캐닝의 원리가 혼합된 것으로, 관찰하고자 하는 악골이 정확한 상층(초점층)에 위치하지 않으면 진단적 가치가 없는 영상이 얻어지기 쉬운 특성을 가지고 있다.
이에 파노라마용 엑스선 촬영 장치는 피촬영자의 악골이 정확한 상층에 위치할 수 있도록 도와주는 가이드에 관한 기술들이 연구되고 있다.
개인의 악궁과 파노라마 상층의 관계를 설명하면 다음과 같다.
파노라마의 상층은 촬영 시 뚜렷하게 보이는 3차원 영역을 의미하는 것으로, 파노라마의 상층은 기계에 따라 몇 가지로 정해져 있다.
따라서, 개개인마다 다양한 악궁에 맞춤형으로 상층을 맞추기 어렵고, 상층이 개개인의 악궁에 잘 맞지 않는 부분에서 이미지의 열화(blurring)이 일어나게 되는 문제가 있다.
촬영 시 환자 위치가 조금이라도 앞뒤나 양옆으로 틀어지면, 확대나 축소된 이미지를 얻게 되어 파노라마의 진단 성능의 저하를 가져온다.
이와 같이 종래 기술의 치과용 파노라마 시스템에서는 몇 가지 정해진 회전 중심(center of rotation)을 따라 상층을 형성하는 파노라마 기계 외에 개인의 악궁을 형성하는 파노라마 기계에 대한 개념이 도입되지 않고 있다.
따라서, 개개인의 아치 형태에 맞는 상층을 형성하여 선명한 이미지를 얻을 수 있도록 하는 새로운 치과용 파노라마 시스템의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0098408호 대한민국 공개특허 제10-2019-0081587호 대한민국 공개특허 제10-2018-0027187호
본 발명은 종래 기술의 치과용 파노라마 시스템의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 개개인의 아치 형태에 맞는 상층을 형성하여 선명한 이미지를 얻는 것에 의해 파노라마의 진단 성능을 높일 수 있도록 한 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 개개인의 아치 형태에 맞는 상층을 형성하여 선명한 이미지를 얻는 것에 의해 치아 우식, 치주 질환, 악골 질환 등을 더 정확하게 진단할 수 있게 되어 국민 구강보건에 크게 기여할 수 있도록 한 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 서포트 암의 회전, 길이 방향 직선 운동, 관구의 상하 운동으로 3 자유도 운동을 하여 공간상의 최적 궤적을 추종할 수 있도록 한 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 관구의 기울임 운동을 추가한 4 자유도 운동으로 공간 상의 최적 궤적을 추종하며 동시에 겹치는 치아의 상을 회피하여 궤적에 최적의 각도로 상을 취득할 수 있도록 한 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 비선형 최적화(Nonlinear Optimization) 알고리즘, 신경망(Neural Network) 알고리즘, 유전(Genetic) 알고리즘 등을 이용하여 제한 조건 내에 최적 구동 궤적 계산으로 선명한 영상을 취득할 수 있도록 한 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템은 전치부를 3D 촬영하여 구강스캐너로 촬영된 3D 치아 이미지와 정합해서 교합되는 부분을 확인하는 교합 측정부;3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 및 과두 위치를 구하고 덴탈 아치(dental arch)와 과두의 중앙을 잇는 하악골 아치(mandibular arch)의 중앙선(spline)을 산출하는 아치 형태 분석부;하악골 아치(mandibular arch)의 3차원 위치에 따라 관구 이동을 위한 아치 형태 기준 치수를 산출하는 아치 형태 기준 치수 산출부;정해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 이미지 획득부;파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 영상을 취득할 수 있도록 구동부의 최적 구동 궤적 도출 및 위치 제어하는 구동 궤적 위치 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 아치 형태 기준 치수 산출부에서 산출되는 아치 형태 기준 치수는,각 관구의 회전각에서의 회전 중심(center of rotation), 관구와 회전 중심(center of rotation)의 거리, 관구의 높이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 이미지 획득부는, 관구의 수직 높이를 매 회전각에 따라 변경하여 아치 형태 기준 치수 산출부에서 구해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 것을 특징으로 한다.
그리고 파노라마 관구의 수직 높이는, 치과용 파노라마 시스템 본체 자체의 높이 또는 관구가 포함된 part의 높이 또는 관구 앞의 슬릿(slit)의 높이를 변경하여 조정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 구동 궤적 위치 제어부는, 파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 영상을 취득할 수 있도록 서포트 암의 회전, 길이 방향 직선 운동, 관구의 상하 운동으로 3 자유도 운동을 제어하여 공간상의 최적 궤적을 추종하는 것을 특징으로 한다.
그리고 구동 궤적 위치 제어부는, 공간 상의 최적 궤적을 추종하며 동시에 겹치는 치아의 상을 회피하여 궤적에 최적의 각도로 상을 취득하기 위한 관구의 기울임 운동을 추가하여 4 자유도 운동으로 공간상의 최적 궤적을 추종하는 것을 특징으로 한다.
그리고 아치 형태 분석부는 3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 및 과두 위치를 구하기 위하여, 외이도 위치는 이어 로브(ear robe) 장치의 위치 혹은 관구 측면에 달린 3D 레이져 스캔 장치 또는 RGBD 카메라에서 얻어진 3D 이미지를 딥러닝 하여 위치를 구하고, 과두 위치는 외이도의 중심으로부터 기준 길이 전방을 과두 중앙의 위치로 추정하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법은 전치부를 3D 촬영하여 구강스캐너로 촬영된 3D 치아 이미지와 정합해서 교합되는 부분을 확인하는 교합 측정 단계;3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 및 과두 위치를 구하고 덴탈 아치(dental arch)와 과두의 중앙을 잇는 하악골 아치(mandibular arch)의 중앙선(spline)을 산출하는 아치 형태 분석 단계;하악골 아치(mandibular arch)의 3차원 위치에 따라 관구 이동을 위한 아치 형태 기준 치수를 산출하는 아치 형태 기준 치수 산출 단계;정해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 이미지 획득 단계;파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 영상을 취득할 수 있도록 구동부의 최적 구동 궤적 도출 및 위치 제어하는 구동 궤적 위치 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 아치 형태 기준 치수 산출 단계에서 산출되는 아치 형태 기준 치수는, 각 관구의 회전각에서의 회전 중심(center of rotation), 관구와 회전 중심(center of rotation)의 거리, 관구의 높이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 이미지 획득 단계에서, 관구의 수직 높이를 매 회전각에 따라 변경하여 아치 형태 기준 치수 산출 단계에서 구해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 것을 특징으로 한다.
그리고 구동 궤적 위치 제어 단계에서, 파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 영상을 취득할 수 있도록 서포트 암의 회전, 길이 방향 직선 운동, 관구의 상하 운동으로 3 자유도 운동을 제어하여 공간상의 최적 궤적을 추종하는 것을 특징으로 한다.
그리고 구동 궤적 위치 제어 단계에서, 공간 상의 최적 궤적을 추종하며 동시에 겹치는 치아의 상을 회피하여 궤적에 최적의 각도로 상을 취득하기 위한 관구의 기울임 운동을 추가하여 4 자유도 운동으로 공간상의 최적 궤적을 추종하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상, 하악 치열의 곡면 형태의 상층을 재현하기 위한 x-ray generator를 배치하고, T-scan과 레이져 스캔으로 교합면의 위치와 전치부 치축 각도를 구하여 치아가 들어있는 굽은 모양의 상층을 상정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 x-ray generator가 2개인 경우, x-ray를 시간차를 두고 조사하거나, x-ray의 frequency를 바꾸어 동시에 조사하고, x-ray generator가 한 개인 경우에는 slit의 위치를 일정 간격 내에서 움직여서, slit의 최상단 위치와 최하단 위치에서 x-ray 조사를 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 개개인의 아치 형태에 맞는 상층을 형성하여 선명한 이미지를 얻는 것에 의해 파노라마의 진단 성능을 높일 수 있도록 한다.
둘째, 개개인의 아치 형태에 맞는 상층을 형성하여 선명한 이미지를 얻는 것에 의해 치아 우식, 치주 질환, 악골 질환 등을 더 정확하게 진단할 수 있도록 한다.
셋째, 서포트 암의 회전, 길이 방향 직선 운동, 관구의 상하 운동으로 3 자유도 운동을 하여 공간상의 최적 궤적을 추종할 수 있도록 한다.
넷째, 관구의 기울임 운동을 추가한 4 자유도 운동으로 공간 상의 최적 궤적을 추종하며 동시에 겹치는 치아의 상을 회피하여 궤적에 최적의 각도로 상을 취득할 수 있도록 한다.
다섯째, 비선형 최적화(Nonlinear Optimization) 알고리즘, 신경망(Neural Network) 알고리즘, 유전(Genetic) 알고리즘 등을 이용하여 제한 조건 내에 최적 구동 궤적 계산으로 선명한 영상을 취득할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 구성 블록도
도 2는 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트
도 3은 교합 측정 시스템을 파노라마 바이트(bite)에 장착하는 구조를 나타낸 구성도
도 4는 3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 위치를 구하는 과정을 나타낸 구성도
도 5는 교합력 이미지, dental arch와 외이도 위치, mandibular arch의 중앙선(spline)을 나타낸 구성도
도 6a와 도 6b는 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 구조도
도 7a와 도 7b는 종래 기술의 상층 구성 및 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템에서의 상층 구성도
도 8은 x-ray generator 개수에 따른 조사 형태를 나타낸 구성도
이하, 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 구성 블록도이다.
본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법은 개개인의 악궁 형태에 맞는 파노라마 상층을 형성함으로서 치아 우식, 치주 질환, 악골 질환 등을 더 정확하게 진단할 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 교합력 이미지로부터 덴탈 아크와 외이도 위치를 구하고, 하악골 아크의 중앙선을 구하는 구성 및 파노라마 상층의 촬영 심도 내에 하악골 중앙선이 위치하여 선명한 영상을 취득할 수 있도록 구동부의 최적 구동 궤적 도출 및 위치 제어를 하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 서포트 암의 회전, 길이 방향 직선 운동, 관구의 상하 운동으로 3 자유도 운동을 하여 공간상의 최적 궤적을 추종할 수 있도록 하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 관구의 기울임 운동을 추가한 4 자유도 운동으로 공간 상의 최적 궤적을 추종하며 동시에 겹치는 치아의 상을 회피하여 궤적에 최적의 각도로 상을 취득할 수 있도록 하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템은 도 1에서와 같이, 교합 측정 시스템을 파노라마 바이트(bite)에 장착하고, 전치부를 3D 촬영하여 구강스캐너로 촬영된 3D 치아 이미지와 정합해서 교합되는 부분을 확인하는 교합 측정부(10)와, 3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 및 과두 위치를 구하고 덴탈 아치(dental arch)와 과두의 중앙을 잇는 하악골 아치(mandibular arch)의 중앙선(spline)을 산출하는 아치 형태 분석부(20)와, 하악골 아치(mandibular arch)의 3차원 위치에 따라 각 관구의 회전각에서의 회전 중심(center of rotation), 관구와 회전 중심(center of rotation)의 거리, 관구의 높이를 미리 계산하는 아치 형태 기준 치수 산출부(30)와, 정해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 이미지 획득부(40)와, 파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 Mandibular arch 중앙선이 위치하여 선명한 영상을 취득할 수 있도록 구동부의 최적 구동 궤적 도출 및 위치 제어하는 구동 궤적 위치 제어부(50)를 포함한다.
본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법은 교합 측정 시스템을 파노라마 바이트(bite)에 장착 단계(S201)와, 전치부를 3D 촬영하여 구강스캐너로 촬영된 3D 치아 이미지와 정합해서 교합되는 부분 확인하는 단계(S202)와, 3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 및 과두 위치를 구하고 덴탈 아치(dental arch)와 과두의 중앙을 잇는 하악골 아치(mandibular arch)의 중앙선(spline)을 산출하는 단계(S203)와, 하악골 아치(mandibular arch)의 3차원 위치에 따라 각 관구의 회전각에서의 회전 중심(center of rotation), 관구와 회전중심(center of rotation)의 거리, 관구의 높이를 미리 계산하는 단계(S204)와, 정해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 단계(S205)와, 파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 선명한 영상을 취득할 수 있도록 구동부의 최적 구동 궤적 도출 및 위치 제어 단계(S206)를 포함한다.
도 3은 교합 측정 시스템을 파노라마 바이트(bite)에 장착하는 구조를 나타낸 구성도이다.
이전에 구강스캐너로 치아를 3D 스캔한 경우, 파노라마 기계가 촬영전 한 바퀴 돌면서, 전치부를 3D 촬영하여 구강스캐너로 촬영된 3D 치아 이미지와 정합해서 교합되는 부분을 알아낼 수도 있다.
3D 이미지 정합 전에 3D 딥러닝을 통해 치아 구조를 구분(segmentation)할 수 있다.
도 4는 3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 위치를 구하는 과정을 나타낸 구성도이다.
도 5에서 A는 교합력 이미지(동일 평면 내)를 나타낸 것이고, B는 조합된 하악골 아치(mandibular arch)를 나타낸 것이다.
B에서 빨간색이 외이도이다.
도 5에서 C는 덴탈 아치(dental arch)와 과두의 중앙을 잇는 하악골 아치(mandibular arch)의 중앙선(spline)(파란선)을 구하여 나타낸 것이다.
교합력 이미지에서 확장(dilation),클로즈(close),채움(fill holes)으로 덴탈 아치(dental arch)(파란색)를 나타낸 것이다.
외이도 위치(빨간색)는 이어 로브(ear robe) 장치(귀꽂이)의 위치 혹은 관구 측면에 달린 3D 레이져 스캔 장치(또는 RGBD 카메라)에서 얻어진 3D 이미지를 딥러닝 하여 위치를 구할 수 있다.
과두 위치(노란색)는 외이도 위치로 과두 중앙의 위치를 추정 가능(외이도의 중심으로부터 약 1cm 전방)하다.
도 6a와 도 6b는 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 구조도이다.
본 발명은 하악골 아치(mandibular arch)의 3차원 위치에 따라 교합평면이 바닥에서 약 10도 기울어지고, 좌우 대칭인 영상이 나오도록 각 관구(61)의 회전각에서의 회전 중심(center of rotation), 관구와 회전 중심(center of rotation)의 거리, 관구의 높이를 미리 계산한다.
또한, 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템은 도 6a에서와 같이, 관구(61)의 수직 높이를 매 회전각에 따라 변경 가능하도록 구성하여 아치 형태 기준 치수 산출부(30)에서 구해진 위치로 관구(61)를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득할 수 있다.
파노라마 관구의 수직 높이는, 1) 기계 자체의 높이, 2) 관구가 포함된 part의 높이, 3) 관구 앞의 slit의 높이 등을 변경하여 조정할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템은 파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 Mandibular arch 중앙선이 위치하여 선명한 영상을 취득할 수 있도록 구동부의 최적 구동 궤적 도출 및 위치 제어를 한다.
공간상의 최적 궤적을 추종하기 위해 서포트 암(62)의 회전, 길이 방향 직선 운동, 관구의 상하 운동으로 3 자유도 운동을 하도록 제어하는 것이 가능하다.
또한, 공간 상의 최적 궤적을 추종하며 동시에 겹치는 치아의 상을 회피하여 궤적에 최적의 각도로 상을 취득하기 위한 관구의 기울임 운동을 추가한 4 자유도 운동도 가능하다.
본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 관구(61)와, 서포트 암(62)의 대응되는 위치에 파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 정보를 얻기 위한 RGBD 카메라가 구성되고, 서포트 암(62)에는 X선 영상 센서가 구성된다.
도 6b는 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 탑 뷰를 나타낸 것으로, 서포트 암(62)의 회전을 나타낸 것이다.
또한, 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템은 비선형 최적화(Nonlinear Optimization) 알고리즘, 신경망(Neural Network) 알고리즘, 유전(Genetic) 알고리즘 등을 이용하여 제한 조건 내에 최적 구동 궤적 계산하는 구성을 포함할 수 있다.
도 7a와 도 7b는 종래 기술의 상층 구성 및 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템에서의 상층 구성도이다.
상, 하악 치열의 곡면 형태의 상층을 재현하기 위한 x-ray generator 배치하고, T-scan과 레이져 스캔으로 교합면의 위치와 전치부 치축 각도를 알아내면, 치아가 들어있는 굽은 모양의 상층을 상정하는 것이 가능하다.
도 8은 x-ray generator 개수에 따른 조사 형태를 나타낸 구성도이다.
x-ray generator가 2개인 경우, 1) x-ray를 시간차를 두고 조사하거나, 2) x-ray의 frequency를 바꾸어 동시에 조사하고, x-ray generator가 한 개인 경우에는 slit의 위치를 일정 간격 내에서 움직여서, slit의 최상단 위치와 최하단 위치에서 x-ray 조사를 한다.
slit의 진동은 piezoelectric device나 다른 전자, 기계적인 방식 등으로 제어 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템 및 이의 제어 방법은 개개인의 악궁 형태에 맞는 파노라마 상층을 형성함으로서 치아 우식, 치주 질환, 악골 질환 등을 더 정확하게 진단할 수 있도록 한 것으로, 교합력 이미지로부터 덴탈 아크와 외이도 위치를 구하고, 하악골 아크의 중앙선을 구하는 구성포함하여 파노라마 상층의 촬영 심도 내에 하악골 중앙선이 위치하여 선명한 영상을 취득할 수 있도록 한 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10. 교합 측정부 20. 아치 형태 분석부
30. 아치 형태 기준 치수 산출부 40. 이미지 획득부
50. 구동 궤적 위치 제어부

Claims (14)

  1. 전치부를 3D 촬영하여 구강스캐너로 촬영된 3D 치아 이미지와 정합해서 교합되는 부분을 확인하는 교합 측정부;
    3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 및 과두 위치를 구하고 덴탈 아치(dental arch)와 과두의 중앙을 잇는 하악골 아치(mandibular arch)의 중앙선(spline)을 산출하는 아치 형태 분석부;
    하악골 아치(mandibular arch)의 3차원 위치에 따라 관구 이동을 위한 아치 형태 기준 치수를 산출하는 아치 형태 기준 치수 산출부;
    정해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 이미지 획득부;
    파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 영상을 취득할 수 있도록 구동부의 최적 구동 궤적 도출 및 위치 제어하는 구동 궤적 위치 제어부;를 포함하고,
    상기 구동 궤적 위치 제어부는 파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 영상을 취득할 수 있도록 서포트 암의 회전, 길이 방향 직선 운동, 관구의 상하 운동으로 3 자유도 운동을 제어하여 공간상의 최적 궤적을 추종하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 아치 형태 기준 치수 산출부에서 산출되는 아치 형태 기준 치수는,
    각 관구의 회전각에서의 회전 중심(center of rotation), 관구와 회전 중심(center of rotation)의 거리, 관구의 높이를 포함하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 이미지 획득부는,
    관구의 수직 높이를 매 회전각에 따라 변경하여 아치 형태 기준 치수 산출부에서 구해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 파노라마 관구의 수직 높이는,
    치과용 파노라마 시스템 본체 자체의 높이 또는 관구가 포함된 part의 높이 또는 관구 앞의 슬릿(slit)의 높이를 변경하여 조정하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 구동 궤적 위치 제어부는,
    공간 상의 최적 궤적을 추종하며 동시에 겹치는 치아의 상을 회피하여 궤적에 최적의 각도로 상을 취득하기 위한 관구의 기울임 운동을 추가하여 4 자유도 운동으로 공간상의 최적 궤적을 추종하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 아치 형태 분석부는 3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 및 과두 위치를 구하기 위하여,
    외이도 위치는 이어 로브(ear robe) 장치의 위치 혹은 관구 측면에 달린 3D 레이져 스캔 장치 또는 RGBD 카메라에서 얻어진 3D 이미지를 딥러닝 하여 위치를 구하고,
    과두 위치는 외이도의 중심으로부터 기준 길이 전방을 과두 중앙의 위치로 추정하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템.
  8. 전치부를 3D 촬영하여 구강스캐너로 촬영된 3D 치아 이미지와 정합해서 교합되는 부분을 확인하는 교합 측정 단계;
    3D 레이져 스캔장치를 이용해 외이도 및 과두 위치를 구하고 덴탈 아치(dental arch)와 과두의 중앙을 잇는 하악골 아치(mandibular arch)의 중앙선(spline)을 산출하는 아치 형태 분석 단계;
    하악골 아치(mandibular arch)의 3차원 위치에 따라 관구 이동을 위한 아치 형태 기준 치수를 산출하는 아치 형태 기준 치수 산출 단계;
    정해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 이미지 획득 단계;
    파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 영상을 취득할 수 있도록 구동부의 최적 구동 궤적 도출 및 위치 제어하는 구동 궤적 위치 제어 단계;를 포함하고,
    상기 구동 궤적 위치 제어 단계에서 파노라마 상층의 촬영 심도(Depth of Field) 내에 하악골 아치(mandibular arch) 중앙선이 위치하여 영상을 취득할 수 있도록 서포트 암의 회전, 길이 방향 직선 운동, 관구의 상하 운동으로 3 자유도 운동을 제어하여 공간상의 최적 궤적을 추종하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 아치 형태 기준 치수 산출 단계에서 산출되는 아치 형태 기준 치수는,
    각 관구의 회전각에서의 회전 중심(center of rotation), 관구와 회전 중심(center of rotation)의 거리, 관구의 높이를 포함하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 이미지 획득 단계에서,
    관구의 수직 높이를 매 회전각에 따라 변경하여 아치 형태 기준 치수 산출 단계에서 구해진 위치로 관구를 이동하면서 회전하여 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 제 8 항에 있어서, 구동 궤적 위치 제어 단계에서,
    공간 상의 최적 궤적을 추종하며 동시에 겹치는 치아의 상을 회피하여 궤적에 최적의 각도로 상을 취득하기 위한 관구의 기울임 운동을 추가하여 4 자유도 운동으로 공간상의 최적 궤적을 추종하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 상, 하악 치열의 곡면 형태의 상층을 재현하기 위한 x-ray generator를 배치하고, T-scan과 레이져 스캔으로 교합면의 위치와 전치부 치축 각도를 구하여 치아가 들어있는 굽은 모양의 상층을 상정하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, x-ray generator가 2개인 경우, x-ray를 시간차를 두고 조사하거나, x-ray의 frequency를 바꾸어 동시에 조사하고,
    x-ray generator가 한 개인 경우에는 slit의 위치를 일정 간격 내에서 움직여서, slit의 최상단 위치와 최하단 위치에서 x-ray 조사를 하는 것을 특징으로 하는 아치 형태를 이용한 개인맞춤 치과용 파노라마 시스템의 제어 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102551167B1 (ko) * 2021-08-09 2023-07-05 오스템임플란트 주식회사 복수개의 치아에 대한 파노라마 이미지를 획득하는 방법, 디바이스 및 기록매체

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101669178B1 (ko) * 2014-12-31 2016-10-27 오스템임플란트 주식회사 치아 파노라마 영상 생성방법, 이를 위한 장치 및 이를 기록한 기록매체
WO2019063640A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 Trophy METHOD AND SYSTEM FOR OBTAINING OPERATING PARAMETERS FOR ACQUIRING X-RAY DATA

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102573644B (zh) * 2009-07-31 2015-07-01 牙科成像技术公司 使用分割和主牙弓的全景牙科成像
FI125761B (en) 2013-12-18 2016-02-15 Planmeca Oy Generation of panoramic images of teeth
KR101739091B1 (ko) * 2014-11-19 2017-05-24 성균관대학교산학협력단 치과용 ct 이미지들을 이용한 3차원 이미지의 재구성 방법 및 장치
KR101880150B1 (ko) 2016-09-06 2018-07-19 오스템임플란트 주식회사 파노라마 영상 생성 방법, 파노라마 영상 생성 장치, 파노라마 엑스선 촬영 장치, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 컴퓨터 프로그램
KR101947479B1 (ko) * 2017-03-31 2019-02-13 오스템임플란트 주식회사 엑스선 촬영 장치 및 방법
KR102014347B1 (ko) 2017-12-29 2019-08-26 서울대학교산학협력단 파노라마방사선장비 평가 팬텀

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101669178B1 (ko) * 2014-12-31 2016-10-27 오스템임플란트 주식회사 치아 파노라마 영상 생성방법, 이를 위한 장치 및 이를 기록한 기록매체
WO2019063640A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 Trophy METHOD AND SYSTEM FOR OBTAINING OPERATING PARAMETERS FOR ACQUIRING X-RAY DATA

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