KR102292876B1 - 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치 - Google Patents

자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치 Download PDF

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Abstract

자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법은, 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계와, 추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하는 단계와, 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 단계와, 뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 단계와, 설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 단계와, 상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 단계를 포함한다.

Description

자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치 {Method for planning fixture placement by automatic determining dental formula and a dental image processing device for the same}
본 발명은 의료영상 처리기술에 관한 것이다.
프로그램을 통한 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 시에, 영상 데이터에 가상의 치아 객체(object)를 식립하는 시뮬레이션을 수행한다. 치아를 식립하기 위해서는 프로그램 사용자가 식립할 치식번호를 알아야 하며, 알아낸 치식 위치에 치아를 수동으로 식립한다. 이 경우, 각각에 대해서 사용자가 직접 분석하고 입력해야 하기 때문에 사용에 불편함이 따르고 시간이 소모되는 단점이 있다. 미숙한 사용자의 경우에는 오류를 범할 수 있다.
한국공개특허 10-2011-0036387 (2011년4월7일 공개)
일 실시 예에 따라, 치식을 자동으로 생성하고 식립할 치아를 자동으로 선별하여 이를 식립함에 따라 사용자 조작을 최소화하고 오류 발생을 줄일 수 있는 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치를 제안한다.
일 실시 예에 따른 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법은, 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계와, 추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하는 단계와, 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 단계와, 뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 단계와, 설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 단계와, 상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 단계를 포함한다.
경 조직 영역을 추출하는 단계는, 치아 물림(Tooth bite)을 기준으로 촬영된 CT 데이터 중에 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 획득하는 단계와, 획득된 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 대상으로 하운스필드 단위 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
각 영역을 강화하는 단계에서, 경 조직 영역을 대상으로 모폴로지 열림 필터(Morphology Opening Filter)를 이용하여 노이즈를 제거함에 따라 경 조직의 각 영역을 강화할 수 있다.
뼈 부분을 제거하는 단계는, 강화된 각 영역에서 클러스터링을 이용하여 개별 치아, 턱뼈 및 목뼈 부분을 각각 객체화하여 구분하는 단계와, 클러스터링으로 구분된 그룹들 중에서 치아 물림 또는 입을 기준으로 영상 전방에서 미리 설정된 거리 후방의 그룹을 제거함에 따라 경 조직 영역에서 턱뼈 및 목뼈 부분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
치식을 설정하는 단계는, 개별 치아 별로 경계를 설정하는 단계와, 설정된 경계의 중심 위치를 각각 선정하는 단계와, 선정된 중심 위치를 기준으로 축 영상의 가로 축 방향을 따라 치식을 자동 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상실된 치아를 검색하는 단계에서, 개별 치아의 중심점과 파노라믹 커브 영상의 커브라인 간 최단거리를 이용하여 치아의 존재 유무를 판단할 수 있다. 상실된 치아를 검색하는 단계는, 파노라믹 커브 영상의 커브라인에서 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들을 구하는 단계와, 구해진 커브 점들 간의 간격에 따라 치아의 존재 유무를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
식립 계획을 수립하는 단계는, 상실된 치아의 위치를 픽스쳐 식립 위치로 결정하는 단계와, 커브라인의 최단거리의 커브 점들 중에서 소정의 커브 점을 기준으로 이웃한 커브 점의 위치를 이용하여 식립할 픽스쳐의 식립 방향 축을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 치과영상 처리장치는 치과영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 제1 영상 처리부와, 추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하고 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 제2 영상 처리부와, 뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 치식 설정부와, 설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 치아 검색부와, 상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 식립 계획 수립부를 포함한다.
제1 영상 처리부는 치아 물림(Tooth bite)을 기준으로 촬영된 CT 데이터 중에 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 획득하고, 획득된 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 대상으로 하운스필드 단위 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출할 수 있다.
제2 영상 처리부는 경 조직 영역을 대상으로 모폴로지 열림 필터(Morphology Opening Filter)를 이용하여 노이즈를 제거함에 따라 경 조직의 각 영역을 강화할 수 있다. 제2 영상 처리부는 강화된 각 영역에서 클러스터링을 이용하여 개별 치아, 턱뼈 및 목뼈 부분을 각각 객체화하여 구분하고, 클러스터링으로 구분된 그룹들 중에서 치아 물림 또는 입을 기준으로 영상 전방에서 미리 설정된 거리 후방의 그룹을 제거함에 따라 경 조직 영역에서 턱뼈 및 목뼈 부분을 제거할 수 있다.
치식 설정부는 개별 치아 별로 경계를 설정하고, 설정된 경계의 중심 위치를 각각 선정하며, 선정된 중심 위치를 기준으로 축 영상의 가로 축 방향을 따라 치식을 자동 설정할 수 있다.
치아 검색부는 개별 치아의 중심점과 파노라믹 커브 영상의 커브라인 간 최단거리를 이용하여 치아의 존재 유무를 판단할 수 있다. 치아 검색부는 파노라믹 커브 영상의 커브라인에서 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들을 구하고, 구해진 커브 점들 간의 간격에 따라 치아의 존재 유무를 판단할 수 있다.
식립 계획 수립부는 상실된 치아의 위치를 픽스쳐 식립 위치로 결정하고, 커브라인의 최단거리의 커브 점들 중에서 소정의 커브 점을 기준으로 이웃한 커브 점의 위치를 이용하여 식립할 픽스쳐의 식립 방향 축을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법 및 이를 위한 치과영상 처리장치에 따르면, 치식을 자동 생성하고 픽스쳐를 식립할 치아를 자동으로 선별하여 이를 식립함에 따라 사용자 조작을 최소화하여 사용의 불편함을 해소하고 시간 소모를 줄일 수 있다. 나아가, 미숙한 사용자에게 발생할 수 있는 오류를 최소화할 수 있다.
또한, 식립할 치아를 선별하여 식립 위치 및 식립 방향을 판별해 주기 때문에 수동 또는 자동으로 픽스쳐 식립 시에 인터페이스 구축에도 큰 효과가 있다. 예를 들어, 식립할 치아 위치 판별을 기반으로 자동으로 픽스쳐 식립 시뮬레이션 결과를 제공하므로 사용자의 프로그램 사용이 편리하다. 수동 식립 시에도 프로그램이 식립 위치 및 식립 축을 알기 때문에 UI/UX 차원에서 픽스쳐 가이드를 제공하면 초보자를 포함한 사용자의 프로그램 사용이 편리해진다.
나아가, 식립할 치아 위치와 식립 축 정보를 가지고 있기 때문에 치아 중심의 단면(cross-section) 영상까지를 제공할 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 치식 자동 설정 및 치아 식립을 위해 요구되는 기초 영상 데이터를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경 조직을 제외한 다른 영역이 제거된 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개별 치아, 목뼈 및 턱뼈 부분이 각각 개별화된 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 목뼈 및 턱뼈 부분이 제거되고 개별 치아 부분이 남은 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동으로 치식이 설정된 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아의 중심 위치를 설정한 파노라믹 커브 영상을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상실된 치아 위치를 알려주는 파노라믹 커브 영상을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상실된 치아 위치에 픽스쳐를 식립하는 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상실된 치아 위치에 픽스쳐를 식립하는 CT 3D 영상을 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상실된 치아 위치에 픽스쳐를 식립하는 축 방향(가로 축 방향)의 단면영상과 횡 방향(세로 축 방향)의 단면영상을 각각 도시한 도면,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법의 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 아치(arch) 형태의 커브 라인(curve line) 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 데이터에서 파노라믹 영상 생성을 위한 커브 라인을 자동으로 생성하고 CT 데이터와 커브 라인을 이용하여 치식을 자동으로 선별하며 선별된 치식에서 식립할 치아를 결정하는 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 치과영상 데이터를 획득한다. 임플란트 구조물을 식립하기 위해 필요한 치과영상 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 상악 치아 영상 및 하악 치아 영상이 저장되어 있고, 특정 환자의 구강 모델 데이터 및 CT 데이터에 매칭되는 상악 치아 영상 및 하악 치아 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 2D, 3D 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 라인(curve line)을 자동으로 생성한다. 그리고 자동 생성된 커브 라인을 이용하여 파노라믹 영상(panoramic image)을 생성한다.
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 치식을 자동으로 생성하고 임플란트를 식립할 치아의 치식 번호를 사용자에 알려준다. 이를 위해, 제어부(14)는 치과영상 데이터에서 경 조직(hard tissue) 영역을 추출한 후, 추출된 경 조직 영역에서 뼈 부분을 제거한다. 그리고 뼈 부분이 제거된 개별치아 영상에서 치식을 자동으로 설정한다. 이어서, 설정된 치식에서 치아 유무 판별을 통해 손상된 치아를 검색하여 이를 사용자에 알려주고, 손상된 치아를 대상으로 픽스쳐 식립 위치 및 방향을 포함한 식립정보를 결정하여 사용자에 알려준다. 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 배치되는 픽스쳐를 포함한 영상 데이터에 대하여 필요할 경우 미세조정을 위한 사용자 조작을 입력받아 픽스쳐의 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 등이 있다. CT 영상은 축(axial) 방향의 2D 단면영상(axial image), 횡 방향의 2D 단면영상(Cross-section image), 3D 영상(3D image) 등을 포함하며, 상악 영역 및 하악 영역 별로 분류되어 표시될 수 있다. 또한, 출력부(18)는 시뮬레이션을 통한 픽스쳐 및 크라운 식립 결과를 화면 내 영상에 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 제어부의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제어부(14)는 제1 영상 처리부(140), 제2 영상 처리부(142), 치식 설정부(144), 치아 검색부(146) 및 식립 계획 수립부(148)를 포함한다.
제1 영상 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. 이때, CT 데이터는 치아 물림(Tooth bite)을 기준으로 Z축의 미리 설정된 범위(예를 들어, ±20mm 위치)의 축 방향의 단면영상일 수 있다. 경 조직은 치과영상 데이터에서 연 조직(soft tissue), 공기(air), 물(water) 등을 제거한 것으로, 치식 자동 설정을 위한 원시 데이터(raw data)가 된다. 경 조직은 치아(Teeth), 뼈(Bone), 임플란트(Implant) 등을 포함한다. 뼈는 목뼈, 턱뼈 등을 포함한다.
일 실시 예에 따른 제1 영상 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.
제2 영상 처리부(142)는 제1 영상 처리부(140)에서 추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하고 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거한다.
일 실시 예에 따른 제2 영상 처리부(142)는 경 조직 영역을 대상으로 모폴로지 열림 필터(Morphology Opening Filter)를 이용하여 노이즈를 제거함에 따라 경 조직의 각 영역을 강화한다. 모폴로지 열림 필터는 침식(erosion) 연산으로 물체와 배경 사이의 잡음은 제거되면서, 다시 팽창(dilation) 연산으로 물체의 크기가 늘어나 원래 크기가 보존되는 방식이다. 모폴로지 열림 필터를 사용하면, 각 영역을 강화하면서 노이즈 제거가 가능하다. 모폴로지 열림 필터를 거치면 치식 설정 및 치아 판별에 오류를 범할 수 있는 사항을 사전에 제거할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제2 영상 처리부(142)는 강화된 각 영역에서 클러스터링 알고리즘(Clustering Algorithm)을 이용하여 개별 치아, 턱뼈 및 목뼈 부분을 각각 객체화(Objectification) 하여 구분하고, 치아 물림을 기준으로 전치부에서 실제 치아와의 원거리 계산으로 경 조직 영역에서 턱뼈 및 목뼈 부분을 제거한다.
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 턱뼈 및 목뼈 부분을 구분할 수 있다. 평균값을 구하는 특징은 HU 값일 수 있다.
원거리 계산을 통한 턱뼈 및 목뼈 부분 제거 예를 들면, 클러스터링으로 객체화된 그룹들 중에 치아 물림 또는 입을 기준으로 영상 전방 중앙에서 미리 설정된 거리, 예를 들어 120mm 후방의 그룹들을 제거하여 턱뼈 및 목뼈를 제거한다. 좁은 FOV(Field of View)인 경우에는 미리 설정된 거리, 예를 들어 120mm가 초과되면 따로 제거할 필요는 없다.
치식 설정부(144)는 제2 영상 처리부(142)를 통해 목뼈 및 턱뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정한다. 이를 위해, 치식 설정부(144)는 개별 치아 별로 경계를 설정하고, 설정된 경계의 중심 위치를 각각 선정한 후, 선정된 중심 위치를 기준으로 축 영상의 가로 축 방향을 따라 치식을 자동 설정할 수 있다. 이에 대한 실시 예는 도 7을 참조로 하여 후술한다.
치아 검색부(146)는 치식 설정부(144)를 통해 설정된 치식에서 상실된 치아를 검색한다. 이를 위해, 치아 검색부(146)는 파노라믹 커브 영상의 커브라인에서 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들 간의 간격을 이용하여 치아의 존재 유무를 판단할 수 있다. 예를 들어, 치아 검색부(146)는 파노라믹 커브 영상의 커브라인에서 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들을 구한다. 구해진 각 커브 점은 보간된 파노라마 커브의 점을 의미하고, 각 개별 치아의 중심점은 객체화된 개별 치아(Object)의 중심점을 의미한다. 최단거리는 커브라인에서 치아의 중심점과 가장 수직에 가까운 위치이다. 그리고 치아 검색부(146)는 구해진 각 커브 점들 간의 거리에 따라 치아의 존재 유무를 판단한다. 예를 들어, 전치부 10mm, 구치부 15mm 를 설정하고 치아가 없는 구간의 인근 커브 점들은 간격이 커지므로 그 간격을 통해 치아 유무를 판단한다. 개별 치아의 중심점 간의 간격을 기준으로 상실된 치아의 존재 유무를 판단하는 경우 치아 형태에 따라 오류가 발생할 확률이 높다. 그 대신에 본 발명에서와 같이 커브 점 간 간격을 기준으로 상실된 치아의 존재 유무를 판단하는 경우 오류 발생을 줄일 수 있다.
식립 계획 수립부(148)는 치아 검색부(146)에서 검색된 상실 치아를 대상으로 식립 계획을 수립한다. 식립 계획 수립부(148)는 상실된 치아의 위치를 픽스쳐 식립 위치로 결정하고, 커브라인의 최단거리의 커브 점들 중에서 소정의 커브 점을 기준으로 이웃한 커브 점의 위치를 이용하여 식립할 픽스쳐의 식립 방향 축을 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치식 자동 설정 및 치아 식립을 위해 요구되는 기초 영상 데이터를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 치식 자동 설정 및 치아 식립을 위해, 축 방향의 CT 단면영상(30, 32), CT 3D 영상(34, 36)을 획득한다. 참조부호 30과 34는 상악 영역 데이터에 해당하고, 참조부호 32와 36은 하악 영역 데이터에 해당한다. 상악 및 하악 영역 데이터는 치아 물림(Tooth bite)을 기준으로 Z축의 미리 설정된 범위(예를 들어, ±20mm 위치)의 축 방향의 CT 단면영상을 각각 촬영하여 얻을 수 있다. 치과영상 처리장치(1)는 치식 자동 설정 및 치아 식립을 위해, CT 데이터에서 커브라인을 생성한 파노라믹 커브 영상(38)을 상악 및 하악 영역 별로 요구할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경 조직을 제외한 다른 영역이 제거된 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 치과영상 데이터에서 연 조직(soft tissue), 공기(air), 물(water) 등을 제거하여 경 조직(hard tissue)을 추출한다. 도 4는 경 조직이 추출된 축 방향의 CT 단면영상(40)을 도시하고 있다. 경 조직에는 치아(Teeth), 뼈(Bone), 임플란트(Implant) 등이 포함되며, 뼈는 목뼈, 턱뼈 등이 포함된다. 경 조직 추출을 위해서 HU 값을 이용할 수 있는데, 예를 들어 HU 값이 500 이상인 영역을 경 조직 영역으로서 추출한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개별 치아, 목뼈 및 턱뼈 부분이 각각 개별화된 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 클러스터링 알고리즘을 이용하여 개별 치아(502)와 목뼈 및 턱뼈 부분을 각각 구분한다. 도 5는 개별 치아, 목뼈 및 턱뼈 부분이 각각 개별화된 축 방향의 CT 단면영상(50)을 도시한 것이다. 참조부호 500은 턱뼈 부분에 해당한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 목뼈 및 턱뼈 부분이 제거되고 개별 치아 부분이 남은 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 클러스터링 알고리즘을 이용하여 구분된 개별 치아와 목뼈 및 턱뼈 부분에서 목뼈 및 턱뼈 부분을 제거하고 개별 치아 부분을 남긴다. 도 6은 목뼈 및 턱뼈 부분이 제거되고 개별 치아 부분(600)만 남은 축 방향의 CT 단면영상(60)을 도시한 것이다. 이를 위해, 치아 물림을 기준으로 전치부에서 실제 치아와의 원거리 계산으로 턱뼈 및 목뼈 부분을 제거할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동으로 치식이 설정된 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 목뼈 및 턱뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 자동 설정한다. 예를 들어, 개별 치아 별로 경계(700)를 설정하고, 설정된 경계(700)의 중심 위치(702)를 각각 선정한 후, 선정된 중심 위치(702)를 기준으로 축 영상의 가로 축 방향을 따라 치아 방향(704)으로 치식을 자동 설정한다. 자동 설정된 치식을 통해 치아가 줄지어 있는 차례 및 위치를 알 수 있다. 도 7은 31번부터 18번까지 치식 번호가 할당되는 치식이 자동 설정된 CT 단면영상(70)을 보여주고 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아의 중심 위치를 설정한 파노라믹 커브 영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 파노라믹 영상을 구성하기 위해 CT 단면영상에 커브 점들(802)로 구성되는 커브라인(800)을 자동 또는 수동으로 생성하여 파노라믹 커브 영상(80)을 생성한다. 커브라인(800)에 자동 또는 수동으로 생성된 커브 점들(802)은 추후 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들로 보간 된다. 치과영상 처리장치(1)는 커브라인(800)이 생성된 파노라믹 커브 영상(80)에서 객체화된 각 개별 치아의 중심 위치(806)를 지정한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상실된 치아 위치를 알려주는 파노라믹 커브 영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 파노라믹 커브 영상(80)에서 상실된 치아를 검색한다. 이때 파노라믹 커브 영상의 커브라인에서 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들 간의 간격을 이용하여 치아의 존재 유무를 판단한다. 이를 위해 파노라믹 커브 영상의 커브라인에서 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들을 구한다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 개별 치아1의 중심점1(806-1)과 최단거리를 가지는 커브 점1(802-1)을 커브라인에서 구한다. 또한, 개별 치아2의 중심점1(806-2)과 최단거리를 가지는 커브 점2(802-2)을 커브라인에서 구한다. 구해진 각 커브 점은 보간된 파노라마 커브의 점을 의미하고, 각 개별 치아의 중심점은 객체화된 개별 치아(Object)의 중심점을 의미한다. 최단거리는 커브라인에서 치아의 중심점과 가장 수직에 가까운 위치이다. 상실된 치아가 있는 경우 그 구간 내 커브라인의 최단거리의 커브 점들간의 간격은 넓어지게 되므로 커브 점들 간의 간격이 미리 설정된 간격을 넘는 경우 그 구간에 상실된 치아가 있는 것으로 판단한다.
상실된 치아의 유무 확인을 위해 치과영상 처리장치(1)는 개별 치아의 중심점과 파노라믹 커브 영상의 커브라인 간 최단거리를 이용하여 치아의 존재 유무를 판단한다. 예를 들어, 커브라인의 커브 점들 중에서 각 개별 치아의 중심점과의 최단거리를 가지고 있지 않은 두 개별 치아(901, 902)는 치아가 존재하지 않는 상실된 치아에 해당한다. 개별 치아의 중심점 간의 간격을 기준으로 상실된 치아의 존재 유무를 판단하는 경우 치아 형태에 따라 오류가 발생할 확률이 높다. 그 대신에 본 발명에서와 같이 커브 점 간 간격을 기준으로 상실된 치아의 존재 유무를 판단하는 경우 오류 발생을 줄일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상실된 치아 위치에 픽스쳐를 식립하는 축 방향의 CT 단면영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 파노라믹 커브 영상의 커브라인 및 개별 치아의 중심점 간 최단거리를 이용하여 검색된 상실 치아를 대상으로 식립 계획을 수립한다. 식립 계획은 식립할 치아번호와, 픽스쳐의 식립 위치 및 방향과 크라운의 식립 위치 및 방향을 포함한다. 도 10의 축 방향의 CT 단면영상(80)에서 36번 및 37번 치아가 식립할 치아번호에 해당하며, 참조부호 1000, 1010은 식립할 픽스쳐를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상실된 치아 위치에 픽스쳐를 식립하는 CT 3D 영상을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 11을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 상실된 치아의 위치를 픽스쳐 식립 위치로 결정하고, 커브라인의 최단거리의 커브 점들 중에서 소정의 커브 점을 기준으로 이웃한 커브 점의 위치를 이용하여 식립할 픽스쳐의 식립 방향 축을 결정한다. 도 11의 CT 3D 영상(90)을 통해 식립할 위치 및 방향이 각각 결정된 픽스쳐(1000, 1010)와 크라운(1002, 1012)을 확인할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상실된 치아 위치에 픽스쳐를 식립하는 축 방향(가로 축 방향)의 단면영상과 횡 방향(세로 축 방향)의 단면영상을 각각 도시한 도면이다.
도 1 및 도 12를 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 축 방향(가로 축 방향)의 단면영상(92)과 횡 방향(세로 축 방향)의 단면영상(94)을 통해 식립되는 픽스쳐(1000, 1010)의 위치와 방향 및 크라운(1002)의 위치와 방향을 확인할 수 있다. 식립할 치아 위치와 식립 축 정보를 가지고 있기 때문에 치아 중심의 횡 방향의 단면(section) 영상(94)까지를 얻을 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 13을 참조하면, 치과영상 처리장치(1)는 치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출한다(S1310). 경 조직 영역 추출 단계(S1310)에서, 치과영상 처리장치(1)는 치아 물림(Tooth bite)을 기준으로 촬영된 CT 데이터 중에 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 획득하고, 획득된 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 대상으로 HU 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출할 수 있다.
이어서, 치과영상 처리장치(1)는 추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화한다(S1320). 경 조직의 각 영역을 강화하는 단계(S1320)에서, 치과영상 처리장치(1)는 경 조직 영역을 대상으로 모폴로지 열림 필터(Morphology Opening Filter)를 이용하여 노이즈를 제거함에 따라 경 조직의 각 영역을 강화할 수 있다.
이어서, 치과영상 처리장치(1)는 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거한다(S1330). 뼈 부분을 제거하는 단계(S1330)에서, 치과영상 처리장치(1)는 강화된 각 영역에서 클러스터링을 이용하여 개별 치아, 턱뼈 및 목뼈 부분을 각각 객체화하여 구분하고, 클러스터링으로 구분된 그룹들 중에서 치아 물림 또는 입을 기준으로 영상 전방에서 미리 설정된 거리 후방의 그룹을 제거함에 따라 경 조직 영역에서 턱뼈 및 목뼈 부분을 제거할 수 있다.
이어서, 치과영상 처리장치(1)는 뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정한다(S1340). 치식 설정 단계(S1340)에서, 치과영상 처리장치(1)는 개별 치아 별로 경계를 설정하고, 설정된 경계의 중심 위치를 각각 선정하며, 선정된 중심 위치를 기준으로 축 영상의 가로 축 방향을 따라 치식을 자동 설정할 수 있다.
이어서, 치과영상 처리장치(1)는 설정된 치식에서 상실된 치아를 검색한다(S1350). 상실된 치아 검색 단계(S1350)에서, 치과영상 처리장치(1)는 개별 치아의 중심점과 파노라믹 커브 영상의 커브라인 간 최단거리를 이용하여 치아의 존재 유무를 판단할 수 있다. 예를 들어, 파노라믹 커브 영상의 커브라인에서 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들을 구하고, 구해진 커브 점들 간의 간격에 따라 치아의 존재 유무를 판단한다.
이어서, 치과영상 처리장치(1)는 상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립한다(S1360). 식립 계획 수립 단계(S1360)에서, 치과영상 처리장치(1)는 상실된 치아의 위치를 픽스쳐 식립 위치로 결정하고, 커브라인의 최단거리의 커브 점들 중에서 소정의 커브 점을 기준으로 이웃한 커브 점의 위치를 이용하여 식립할 픽스쳐의 식립 방향 축을 결정할 수 있다.
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 (16)

  1. 치과영상 처리장치를 이용한 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법에 있어서, 치과영상 처리장치가
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하는 단계;
    강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 단계;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 커브 라인 상의 개별 치아 별 경계의 중심 위치를 기준으로 치식을 설정하는 단계;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 단계; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법.
  2. 치과영상 처리장치를 이용한 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법에 있어서, 치과영상 처리장치가
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하는 단계;
    강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 단계;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 단계;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 단계; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 단계; 를 포함하며,
    경 조직 영역을 추출하는 단계는
    치아 물림(Tooth bite)을 기준으로 촬영된 CT 데이터 중에 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 획득하는 단계; 및
    획득된 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 대상으로 하운스필드 단위 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 각 영역을 강화하는 단계는
    경 조직 영역을 대상으로 모폴로지 열림 필터(Morphology Opening Filter)를 이용하여 노이즈를 제거함에 따라 경 조직의 각 영역을 강화하는 것을 특징으로 하는 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법.
  4. 치과영상 처리장치를 이용한 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법에 있어서, 치과영상 처리장치가
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하는 단계;
    강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 단계;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 단계;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 단계; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 단계; 를 포함하며,
    뼈 부분을 제거하는 단계는
    강화된 각 영역에서 클러스터링을 이용하여 개별 치아, 턱뼈 및 목뼈 부분을 각각 객체화하여 구분하는 단계; 및
    클러스터링으로 구분된 그룹들 중에서 치아 물림 또는 입을 기준으로 영상 전방에서 미리 설정된 거리 후방의 그룹을 제거함에 따라 경 조직 영역에서 턱뼈 및 목뼈 부분을 제거하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 치식을 설정하는 단계는
    개별 치아 별로 경계를 설정하는 단계;
    설정된 경계의 중심 위치를 각각 선정하는 단계; 및
    선정된 중심 위치를 기준으로 축 영상의 가로 축 방향을 따라 치식을 자동 설정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법.
  6. 치과영상 처리장치를 이용한 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법에 있어서, 치과영상 처리장치가
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하는 단계;
    강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 단계;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 단계;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 단계; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 단계; 를 포함하며,
    상실된 치아를 검색하는 단계는
    개별 치아의 중심점과 파노라믹 커브 영상의 커브라인 간 최단거리를 이용하여 치아의 존재 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상실된 치아를 검색하는 단계는
    파노라믹 커브 영상의 커브라인에서 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들을 구하는 단계; 및
    구해진 커브 점들 간의 간격에 따라 치아의 존재 유무를 판단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법.
  8. 치과영상 처리장치를 이용한 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법에 있어서, 치과영상 처리장치가
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 단계;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하는 단계;
    강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 단계;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 단계;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 단계; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 단계; 를 포함하며,
    식립 계획을 수립하는 단계는
    상실된 치아의 위치를 픽스쳐 식립 위치로 결정하는 단계; 및
    커브라인의 최단거리의 커브 점들 중에서 소정의 커브 점을 기준으로 이웃한 커브 점의 위치를 이용하여 식립할 픽스쳐의 식립 방향 축을 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 치식 설정을 통한 식립 계획 수립방법.
  9. 치과영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 제1 영상 처리부;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하고 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 제2 영상 처리부;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 커브 라인 상의 개별 치아 별 경계의 중심 위치를 기준으로 치식을 설정하는 치식 설정부;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 치아 검색부; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 식립 계획 수립부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  10. 치과영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 제1 영상 처리부;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하고 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 제2 영상 처리부;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 치식 설정부;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 치아 검색부; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 식립 계획 수립부; 를 포함하며,
    제1 영상 처리부는
    치아 물림(Tooth bite)을 기준으로 촬영된 CT 데이터 중에 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 획득하고, 획득된 축 방향의 상악 및 하악 데이터를 대상으로 하운스필드 단위 값을 이용하여 연 조직 영역은 제거하고 경 조직 영역을 추출하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 제2 영상 처리부는
    경 조직 영역을 대상으로 모폴로지 열림 필터(Morphology Opening Filter)를 이용하여 노이즈를 제거함에 따라 경 조직의 각 영역을 강화하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  12. 치과영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 제1 영상 처리부;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하고 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 제2 영상 처리부;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 치식 설정부;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 치아 검색부; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 식립 계획 수립부; 를 포함하며,
    제2 영상 처리부는
    강화된 각 영역에서 클러스터링을 이용하여 개별 치아, 턱뼈 및 목뼈 부분을 각각 객체화하여 구분하고, 클러스터링으로 부분된 그룹들 중에서 치아 물림 또는 입을 기준으로 영상 전방에서 미리 설정된 거리 후방의 그룹을 제거함에 따라 경 조직 영역에서 턱뼈 및 목뼈 부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 치식 설정부는
    개별 치아 별로 경계를 설정하고, 설정된 경계의 중심 위치를 각각 선정하며, 선정된 중심 위치를 기준으로 축 영상의 가로 축 방향을 따라 치식을 자동 설정하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  14. 치과영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 제1 영상 처리부;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하고 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 제2 영상 처리부;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 치식 설정부;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 치아 검색부; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 식립 계획 수립부; 를 포함하며,
    치아 검색부는
    개별 치아의 중심점과 파노라믹 커브 영상의 커브라인 간 최단거리를 이용하여 치아의 존재 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 치아 검색부는
    파노라믹 커브 영상의 커브라인에서 각 개별 치아의 중심점과 최단거리를 가지는 커브 점들을 구하고, 구해진 커브 점들 간의 간격에 따라 치아의 존재 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
  16. 치과영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    치과영상 데이터에서 경 조직 영역을 추출하는 제1 영상 처리부;
    추출된 경 조직 영역을 영상 처리하여 각 영역을 강화하고 강화된 각 영역을 개별화한 후 그 중에 뼈 부분을 제거하는 제2 영상 처리부;
    뼈 부분이 제거되고 남은 치아 영역에서 치식을 설정하는 치식 설정부;
    설정된 치식에서 상실된 치아를 검색하는 치아 검색부; 및
    상실된 치아를 대상으로 식립 계획을 수립하는 식립 계획 수립부; 를 포함하며,
    식립 계획 수립부는
    상실된 치아의 위치를 픽스쳐 식립 위치로 결정하고, 커브라인의 최단거리의 커브 점들 중에서 소정의 커브 점을 기준으로 이웃한 커브 점의 위치를 이용하여 식립할 픽스쳐의 식립 방향 축을 결정하는 것을 특징으로 하는 치과영상 처리장치.
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KR101099732B1 (ko) * 2010-07-30 2011-12-28 경희대학교 산학협력단 컴퓨터 단층촬영영상 및 자기공명영상에서 3차원 개별 치아 모델링을 위한 치아 분리 시스템
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