KR102301769B1 - 교정적 치아배열 형상 생성 방법 및 장치 - Google Patents

교정적 치아배열 형상 생성 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

치열 교정을 위한 교정적 치아배열 형상을 생성하는 방법이 개시된다. 교정적 치아배열 형상을 생성하는 방법은 사용자의 치아 형상 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 치아 형상 정보에 기초하여, 상기 사용자의 상악 및 하악 중 적어도 하나에 있어서, 기 설정된 범위 내 각 치아의 특정 포인트를 추출하는 단계, 추출된 각 치아의 특정 포인트를 기준 평면에 투영하는 단계, 특정 포인트를 연결한 사용자 아치 폼(arch form)과 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼을 비교하는 단계, 비교 결과에 기초하여, 저장된 복수의 표준 아치 폼 중 사용자 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택하는 단계 및, 선택된 표준 아치 폼에 기초하여 교정적 치아배열 형상을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

교정적 치아배열 형상 생성 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR ORTHODONIC ALIGNED TEETH SHAPE}
본 개시는 사용자의 치열을 교정하기 위한 교정적 치아배열 형상을 생성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
의료 혹은 미용의 목적으로 치아의 위치를 바로잡는 치아 교정 혹은 치열 교정이 일반적으로 행하여 지고 있다. 치열 교정이란 단순히 치열을 고르게 하여 위치가 틀어진 치아를 가지런히 하는 것뿐만 아니라, 성장 과정 및 생활 과정에서 발생될 수 있는 다양한 골격적 부조화를 바로잡아 정상적인 치아기능을 발휘할 수 있도록 하여 건강한 구강 조직을 제공하는 것을 목적으로 한다. 골격적 부조화는 사용자의 외모뿐만 아니라 안면의 골격 구조에까지 영향을 미치므로, 중요한 치료 대상 중 하나이다.
치열 교정 과정에서 치아가 올바른 위치 또는 정상 각도로 자리잡을 수 있도록 하기 위하여, 일반적으로 치아에 소정의 힘을 가하여 치아를 치조골 내에서 원하는 위치로 이동시키는 치료가 제공된다. 치열 교정 치료는 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 그 일례로 메탈이나 세라믹 재질의 브라켓과 와이어를 이용한 치열교정장치가 이용될 수 있다. 치열교정장치를 이용하는 경우, 교정 대상이 되는 각 치아의 표면에 브라켓을 고정하고, 교정용 와이어를 다수의 브라켓에 연결하여, 와이어의 탄성 또는 복원력을 이용하여 치아에 교정력을 부여하여 틀어진 치아를 점차적으로 교정할 수 있다.
다양한 형태의 치열교정장치가 제공되는 치열 교정 과정에서, 사용자의 치열을 교정하기 위한 목표가 되는 표준 치아배열 형상 및 그에 기초하여 치열교정장치를 제조하기 위한 교정적 치아배열 형상의 생성이 요구될 수 있다.
KR 10-2005-0082526 A
개시된 실시예는 사용자의 치열을 교정하기 위한 교정적 치아배열 형상을 생성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 치열 교정을 위한 교정적 치아배열 형상을 생성하는 방법은 사용자의 치아 형상 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 치아 형상 정보에 기초하여, 상기 사용자의 상악 및 하악 중 적어도 하나에 있어서, 기 설정된 범위 내 각 치아의 특정 포인트를 추출하는 단계, 상기 추출된 각 치아의 특정 포인트를 기준 평면에 투영하는 단계, 상기 특정 포인트를 연결한 사용자 아치 폼(arch form)과 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼을 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 기초하여, 저장된 복수의 표준 아치 폼 중 사용자 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택하는 단계 및, 상기 선택된 표준 아치 폼에 기초하여 교정적 치아배열 형상을 생성하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 특정 포인트는, 각 치아의 축중심점(Facial Axis Point; FA point)일 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 추출된 각 치아의 특정 포인트를 기준 평면에 투영하는 단계를 더 포함하고, 상기 비교하는 단계는, 상기 기준 평면에 투영된 상기 특정 포인트를 연결한 사용자 아치 폼(arch form)을 상기 복수의 표준 아치 폼과 비교함으로써 수행될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 투영하는 단계는 기 설정된 범위 내 각 치아의 축중심점을 결정하는 단계, 임의의 기준점을 기준으로 상기 결정된 각 축중심점의 3차원 상의 좌표를 산출하는 단계, 상기 산출된 좌표를 이용하여, 상기 기준 평면을 생성하는 단계 및, 상기 생성된 기준 평면에 상기 각 축중심점을 투영하고, 상기 기준 평면 상에 투영된 각 축중심점의 2차원 상의 좌표를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 기준 평면을 생성하는 단계는, 상기 각 축중심점으로부터의 수직거리의 합이 최소가 되는 기준 평면을 생성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 기준 평면을 생성하는 단계는 상기 각 축중심점으로부터의 수직거리 e1 내지 en에 의해 표현되는 다음과 같은 공식,
Figure 112020005199932-pat00001
에 의해 산출되는 E 값이 최소가 되는 기준 평면을 생성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 복수의 표준 아치 폼은 복수의 정상교합 표본을 대상으로 통계학적 분석을 통해 분류된 것으로서, x축 및 y축으로 구성되는 2차원 평면 상에서 3차 함수로 표현될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 복수의 표준 아치 폼은,
Figure 112020005199932-pat00002
와 같은 3차 함수로 표현되며, 각 표준 아치 폼마다 서로 다른 계수 β1 및 β2를 가질 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 비교하는 단계는 상기 각 치아의 축중심점을 연결한 사용자 아치 폼과 가장 유사하도록 상기 3차 함수로 표현되는 곡선을 결정하고, 상기 결정된 곡선과 상기 복수의 표준 아치 폼을 비교할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 비교하는 단계는, 복수의 표준 아치 폼과 상기 사용자 아치 폼과 겹쳐짐으로 인해 생성되는 공간의 면적 혹은 거리의 최소값에 기초하여, 상기 사용자 아치 폼과 가장 유사한 곡선을 결정할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 선택하는 단계는 상기 각 표준 아치 폼의 계수 β1 및 β2와 상기 곡선의 계수 β1 및 β2의 차이에 기초하여, 상기 결정된 곡선과 가장 유사한 곡률을 가지는 표준 아치 폼을 선택할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 사용자의 치아 형상 정보를 획득하는 단계는 상기 사용자의 복수의 치아들과 잇몸을 서로 구분하는 작업을 더 수행할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 복수의 표준 아치 폼은 상악과 하악 각각에 대하여, 서로 다른 계수 β1 및 β2 값을 갖는 3개의 표준 아치 폼을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 교정적 치아배열 형상 생성 장치는 프로세서 및, 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 명령어들을 실행함으로써, 사용자의 치아 형상 정보를 획득하고, 상기 획득된 치아 형상 정보에 기초하여, 상기 사용자의 상악 및 하악 중 적어도 하나에 있어서, 기 설정된 범위 내 각 치아의 특정 포인트를 추출하고, 상기 추출된 각 치아의 특정 포인트를 기준 평면에 투영하고, 상기 특정 포인트를 연결한 아치 폼(arch form)과 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 저장된 복수의 표준 아치 폼 중 상기 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택하며, 상기 선택된 표준 아치 폼에 기초하여 교정적 치아배열 형상을 생성한다.
바람직하게는, 상기 특정 포인트는 각 치아의 축중심점(Facial Axis Point; FA point)일 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 프로세서는, 상기 추출된 각 치아의 특정 포인트를 기준 평면에 투영하고, 상기 기준 평면에 투영된 상기 특정 포인트를 연결한 사용자 아치 폼(arch form)을 상기 복수의 표준 아치 폼과 비교할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 프로세서는 기 설정된 범위 내 각 치아의 축중심점을 결정하고, 임의의 기준점을 기준으로 상기 결정된 각 축중심점의 3차원 상의 좌표를 산출하고, 상기 산출된 좌표를 이용하여, 상기 기준 평면을 생성하며, 상기 생성된 기준 평면에 상기 각 축중심점을 투영하고, 상기 기준 평면 상에 투영된 각 축중심점의 2차원 상의 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 각 축중심점으로부터의 수직거리의 합이 최소가 되는 기준 평면을 생성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 각 축중심점으로부터의 수직거리 e1 내지 en에 의해 표현되는 다음과 같은 공식,
Figure 112020005199932-pat00003
에 의해 산출되는 E 값이 최소가 되는 기준 평면을 생성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 복수의 표준 아치 폼은 복수의 정상교합 표본을 대상으로 통계학적 분석을 통해 분류된 것으로서, x축 및 y축으로 구성되는 2차원 평면 상에서 3차 함수로 표현될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 복수의 표준 아치 폼은,
Figure 112020005199932-pat00004
와 같은 3차 함수로 표현되며, 각 표준 아치 폼마다 서로 다른 계수 β1 및 β2를 가질 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 각 치아의 축중심점을 연결한 사용자 아치 폼과 가장 유사하도록 상기 3차 함수로 표현되는 곡선을 결정하고, 상기 결정된 곡선과 상기 복수의 표준 아치 폼을 비교할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 프로세서는 복수의 표준 아치 폼과 상기 사용자 아치 폼과 겹쳐짐으로 인해 생성되는 공간의 면적 혹은 거리의 최소값에 기초하여, 상기 사용자 아치 폼과 가장 유사한 곡선을 결정할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 각 표준 아치 폼의 계수 β1 및 β2와 상기 곡선의 계수 β1 및 β2의 차이에 기초하여, 상기 결정된 곡선과 가장 유사한 곡률을 가지는 표준 아치 폼을 선택할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 사용자의 복수의 치아들과 잇몸을 서로 구분할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 복수의 표준 아치 폼은 상악과 하악 각각에 대하여, 서로 다른 계수 β1 및 β2 값을 갖는 3개의 표준 아치 폼을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 사용자의 치열을 교정하기 위한 교정적 치아배열 형상을 사용자의 치열에 좀더 신속하고 편리하며 정확하게 생성하여 적용할 수 있다.
본 개시는, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 일 실시예에 의한 교정적 치아배열 형상 생성 장치를 도시한 블록도,
도 2는 일 실시예에 의한 교정적 치아배열 형상 생성방법을 설명하기 위한 순서도,
도 3은 일 실시예에 의한 아치 폼을 설명하기 위한 도면,
도 4는 일 실시예에 의한 축중심점(Facial Axis Point) 결정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 일 실시예에 의한 복수의 치아에 대한 축중심점 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6a 및 6b는 일 실시예에 의한 복수의 치아에 대한 축중심점의 3차원 좌표를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7은 일 실시예에 의한 기준 평면을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8a 및 8b는 일 실시예에 의한 표준 아치 폼을 설명하기 위한 도면,
도 9는 일 실시예에 의한 기준 평면 상에 새로 설정되는 축중심점의 2차원 좌표를 설명하기 위한 도면,
도 10은 일 실시예에 의한 축중심점의 2차원 좌표에 따른 3차 함수 곡선을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 11은 일 실시예에 의한 축중심점의 3차 함수 곡선과 표준 아치 폼을 비교하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 일 실시예에 의한 교정적 치아배열 형상 생성 시스템을 도시하는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 개시의 일부 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로 프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. "부", "모듈"은 어드레싱될 수 있는 저장 매체에 저장되며 프로세서에 의해 실행될 수 있는 프로그램에 의해 구현될 수도 있다.
예를 들어, “부”, "모듈" 은 소프트웨어 구성 요소들, 객체 지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들에 의해 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 장치를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1은 일 실시예에 의한 교정적 치아배열 형상 생성 장치를 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 프로세서(110), 송수신부(120), 메모리(130) 및 디스플레이(1400를 포함할 수 있다. 그러나, 도 1에 도시된 구성 요소 모두가 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)가 구현될 수도 있고, 도 1에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)가 구현될 수도 있다.
교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 사용자의 치아 형상 정보를 획득할 수 있다. 치열 교정을 위해서는 교정 대상이 되는 사용자의 구강 측정이 필요하다. 사용자의 치아 형상 정보는, 사용자의 구강 내에 형성된 복수의 치아 모양, 형성 위치 및 방향 등을 포함할 수 있다. 치아 형상 정보는 치은 라인 아래의 치은 연하 부위를 포함할 수 있다. 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 치아 형상 정보 획득부를 구비하여 직접 사용자의 치아 형상 정보를 획득할 수도 있고, 외부로부터 미리 생성된 사용자의 치아 형상 정보를 제공받을 수도 있다.
실시예에 있어서, 사용자의 치아 형상 정보는 스캔 방식으로 획득될 수 있다. 스캔 방식은 광학식 3D 스캐너(Optical 3D Scanner), 치료용 CT 등의 정보 획득 장치를 이용하여 사용자의 구강 내 정보를 획득하고, 획득된 정보를 처리하여 전체 치아 형상 정보를 획득하는 방식이다. 광학식 3D 스캐너 혹은 CT 등을 이용하는 스캔 방식은, 사용자의 치아 혹은 잇몸 등에 물리적으로 접촉하지 않고도 치아 형상 정보를 획득할 수 있어 유용하다.
실시예에 있어서, 치아 형상 정보는 석고 방식으로 획득될 수도 있다. 석고 방식은 사용자의 구강 내에 경화되는 석고 재질의 부재를 투입하고, 경화된 형상을 통해 사용자의 구강 내의 치아들의 본을 떠 치아 형상 정보를 획득하는 방식이다. 석고 방식은 환자에게 불편함을 제공할 수 있으며 스캔 방식에 비하여 상대적으로 긴 시간이 요구될 수 있다.
스캔 방식 혹은 석고 방식에 의하여 획득된 정보는 디지털 처리를 통한 3D 모델링의 형태로 변환될 수 있다. 사용자는 디스플레이(140)를 통하여 3D 모델링의 형태로 변환되어 출력된 치아 형상 정보를 확인할 수 있다.
실시예에 있어서, 치아 형상 정보는 복수의 치아들 및 잇몸의 형상을 모두 포함할 수 있다. 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 치아 형상 정보에 포함된 복수의 치아들 및 잇몸을 판별하여 서로 구분할 수 있다. 예시적으로, 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 치아와 잇몸 간의 색조 차이, 명도 차이, 기설정된 경계선 등의 정보에 기초하여 복수의 치아들 및 잇몸을 구분할 수 있다. 그러나 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)가 구분 동작에 이용하는 정보는 상술된 예에 한정되지 않는다.
교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 획득된 치아 형상 정보에 기초하여, 사용자의 상악 및 하악 중 적어도 하나에 있어서, 기 설정된 범위 내 각 치아의 특정 포인트를 추출할 수 있다. 여기서, 특정 포인트는 각 치아의 축중심점(Facial Axis Point; FA point)이 될 수 있는데, 이에 대한 구체적인 내용은 도 4 및 5와 관련하여 후술하도록 한다.
교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 추출된 특정 포인트를 기준 평면에 투영하고, 기준 평면에 투영된 특정 포인트를 연결한 사용자 아치 폼과 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼을 비교할 수 있다. 여기서, 기준 평면은 각 치아의 축중심점으로부터의 수직거리의 합이 최소가 되는 평면일 수 있다. 이때, 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 각 치아의 축중심점의 3차원 상의 좌표를 산출하고, 산출된 좌표를 이용하여, 가 축중심점으로부터의 수직거리의 합이 최소가 되는 기준 평면을 생성할 수 있다.
교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 비교 결과에 기초하여, 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼 중 사용자 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택할 수 있다. 여기서, 복수의 표준 아치 폼은 정상교합 표본을 대상으로 연구된 아치 폼을 통계적인 클러스터 분석을 시행하여 분류된 것일 수 있다. 복수의 표준 아치 폼은 부정교합자가 아닌 통상적인 정상교합자 수백명을 조사한 결과, 군집 분석을 통해 비대칭 등의 왜곡 없이 잘 형성되어진 아치 폼으로 구성된 한정적인 복수 개의 그룹으로 분류된 것일 수 있다.
한편, 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 선택된 표준 치아배열 형상 정보에 기초하여 교정적 치아배열 형상을 생성할 수 있다. 교정적 치아배열 형상은 사용자의 치아를 선택된 표준 치아배열 형상으로 변환하기 위한 교정 장치를 모델링하기 위한 형상이다. 실시예에 있어서, 교정적 치아배열 형상은 사용자의 치아를 한 번에 표준 치아배열 형상으로 변환하도록 제공될 수도 있으나, 사용자의 치아에 가해지는 부담을 감소시키기 위하여 점진적으로 변화되도록 하고, 그 전체 변화 목표가 표준 치아배열 형상이 되도록 복수 회 제공될 수도 있다.
프로세서(110)는 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(110)는 치아배열 형상 정보들을 획득하고 처리하기 위한 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 적어도 하나의 인스트럭션을 처리하도록 구성될 수 있다. 상술된 인스트럭션은 메모리(130)로부터 프로세서(110)에 제공될 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 메모리(130)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 인스트럭션을 실행하도록 구성될 수 있다. 혹은 인스트럭션은 송수신부(120)를 통해 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)로 수신되어 프로세서(110)로 제공될 수도 있다.
송수신부(120)는 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)와 서버 혹은 외부 장치 간의 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다.
메모리(130)는 프로세서(110)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)로 입력되거나 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수도 있다. 또한, 메모리(130)는 복수의 표준 치아 형상 정보들을 포함하는 데이터베이스를 저장할 수 있다.
메모리(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
디스플레이(140)는 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어, 디스플레이(140)는 사용자에게 사용자의 치아배열 형상 정보, 교정의 목표가 되는 표준 치아배열 형상 정보 혹은 치열교정장치를 생성하기 위한 교정적 치아배열 형상을 제공하기 위한 사용자 인터페이스를 디스플레이 할 수 있다.
디스플레이(140)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 디스플레이(140)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전기영동 디스플레이(electrophoretic display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 의한 교정적 치아배열 형상 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 사용자의 치아 형상 정보를 획득한다(S210).
이후, 획득된 치아 형상 정보에 기초하여, 사용자의 상악 및 하악 중 적어도 하나에 있어서, 기 설정된 범위 내 각 치아의 특정 포인트를 추출한다(S220). 이때, 특정 포인트는 각 치아의 축중심점이 될 수 있다.
이후, 추출된 각 치아의 특정 포인트를 기준 평면에 투영시킨다(S230).
또한, 실시예에 있어서, 기 설정된 범위 내 각 치아의 축중심점을 결정하고, 임의의 기준점을 기준으로, 결정된 축중심점의 3차원 상의 좌표를 산출할 수 있다. 산출된 좌표를 이용하여, 각 축중심점으로부터의 수직거리의 합이 최소가 되는 기준 평면을 생성할 수 있으며, 생성된 기준 평면에 각 축중심점을 투영하고, 기준 평면 상에 투영된 각 축중심점의 2차원 상의 좌표를 산출할 수 있다.
이후, 특정 포인트를 연결한 사용자 아치 폼(arch form)과 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼을 비교한다(S240). 이때, 각 치아의 축중심점을 연결한 사용자 아치 폼과 가장 유사하도록 3차 함수로 표현되는 곡선을 결정하고, 결정된 곡선과 복수의 표준 아치 폼을 비교할 수 있다.
여기서, 아치 폼은 도 3에 도시된 바와 같이, 교합 평면(Occlusal plane) 상에서 보이는 치아를 곡선 형태로 둘러싸는 호선을 의미한다.
이후, 비교 결과에 기초하여, 저장된 복수의 표준 아치 폼 중 사용자 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택한다(S250). 이때, 각 표준 아치 폼의 계수와 사용자 아치 폼과 가장 유사하도록 결정된 곡선의 계수의 차이에 기초하여, 결정된 곡선과 가장 유사한 곡률을 가지는 표준 아치 폼을 선택할 수 있다.
이후, 선택된 표준 아치 폼에 기초하여 교정적 치아배열 형상을 생성한다(S260).
도 4는 일 실시예에 의한 축중심점(Facial Axis Point) 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 치관(Crown) 및 치근(Root)을 포함하는 치아의 일례를 도시한다.
도 4를 참조하면, 각 치아의 임상 치관(Clinical Crown)의 치은(Gingiva)과 교합을 분리하는 이등분점, 즉 도시된 축의 교차점에 해당하는 지점이 해당 치아의 축중심점이 된다. 교정적 치아배열 형상 생성 장치(100)는 각 치아의 형상에 기초하여 치아 장축을 판별하고, 이에 기초하여 각 치아에 대한 축중심점을 사용자의 입력 없이도 결정할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 의한 복수의 치아에 대한 축중심점 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 각 치아에 대하여 축중심점이 점(point)의 형태로 표시된 것을 확인할 수 있다. 상술한 바와 같이, 각 치아의 축중심점을 연결한 선은 아치 폼 (arch form)을 의미할 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 복수의 치아 각각에 대한 축중심점은 서로 독립적으로 선택된다. 따라서, 각 치아에 대하여, 미리 설정된 가중치에 기초하여 각 축중심점의 이동량이 각각 계산될 수 있다.
도 6a 및 6b는 일 실시예에 의한 복수의 치아에 대한 축중심점의 3차원 좌표를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
복수의 치아에 대하여 각각 결정된 축중심점은 3차원 공간상에서 좌표로 표현될 수 있는데, 도 6a에 도시된 바와 같이 임의의 기준점을 기준으로 각 축중심점의 3차원 좌표를 산출할 수 있다. 임의의 기준점은 축중심점이 서로 연결되어 생성되는 사용자 아치 폼의 내부에 존재하도록 설정되는 것이 바람직하다.
도 6b를 참조하면, 임의의 기준점으로부터 x, y 및 z축을 연장하여 각 축중심점의 3차원 좌표를 산출할 수 있다. 이때, 기준점의 3차원 좌표는 (0, 0, 0)이 된다. 도 6b는 편의상 상악에 한정하여 각 치아의 축중심점의 3차원 좌표를 도시한 것이다.
도 7은 일 실시예에 의한 기준 평면을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에서, 복수의 치아의 각 축중심점의 2차원 좌표를 재생성하기 위한 기준 평면을 설정할 수 있다. 여기서, 기 설정된 범위 내 모든 치아의 축중심점으로부터의 수직거리의 합이 최소가 되는 평면이 기준 평면으로 설정될 수 있다.
구체적으로, 각 축중심점 f1 내지 fn으로부터 임의의 가상의 평면까지의 수직거리를 e1 내지 en라고 할 수 있다. 도 7은 14번 치아 내지 17번 치아의 임의의 가상의 평면까지의 수직 거리를 나타낸 것이다.
이때, 기 설정된 범위 내 모든 치아의 축중심점으로부터의 수직거리의 합 E는 다음과 같은 공식으로 표현될 수 있다.
Figure 112020005199932-pat00005
이때, E 값이 최소가 되는 가상의 평면을 기준 평면으로 설정할 수 있다.
도 8a 및 8b는 일 실시예에 의한 표준 아치 폼을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 복수의 표준 아치 폼은 정상교합 표본을 대상으로 연구된 아치 폼을 통계적인 클러스터 분석을 시행하여 분류된 것일 수 있다. (a)는 상악에 대해, (b)는 하악에 대해 분석된 표본을 나타낸 것이다.
복수의 표준 아치 폼은 부정교합자가 아닌 통상적인 정상교합자 수백명을 조사한 결과, 군집 분석을 통해 비대칭 등의 왜곡 없이 잘 형성되어진 아치 폼으로 구성된 한정적인 복수 개의 그룹으로 분류된 것일 수 있다.
도 8b를 참조하면, 표준 아치 폼은 (a)에 도시된 바와 같이, 상악에 대하여 3개의 표준 아치 폼을 포함할 수 있고, (b)에 도시된 바와 같이, 하악에 대하여도 마찬가지로 3개의 표준 아치 폼을 포함할 수 있다. 3개의 표준 아치 폼은 적어도 일 영역에서 서로 상이한 곡률을 가질 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 실시예에 따라, 상악 및 하악에 대한 표준 아치품은 3개 이상일 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 군집 분석 대상이 되는 정상교합자의 인종, 성별, 연령분포 등에 기초하여 각각 상이한 개수 및 형태의 표준 아치 폼이 설정될 수 있다.
한편, 표준 아치 폼은 x축 및 y축으로 구성된 2차원 평면 상에서 다음과 같은 함수로 표현될 수 있다.
Figure 112020005199932-pat00006
이때, 각 표준 아치 폼마다 서로 다른 계수 β1 및 β2를 가질 수 있다.
도 9는 일 실시예에 의한 기준 평면 상에 새로 설정되는 축중심점의 2차원 좌표를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 기 설정된 범위 내의 14개 치아(11번 내지 17번, 21번 내지 27번)의 축중심점이 2차원의 기준 평면상에 투영된 것을 도시한 것이다. 기준 평면상에 투영된 각 축중심점은 기준 평면상에서 재설정된 2차원의 좌표(x, y)를 갖게 된다.
도 10은 일 실시예에 의한 축중심점의 2차원 좌표에 따른 3차 함수 곡선을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 기준 평면상에 투영된 각 축중심점을 서로 연결하여 사용자 아치 폼을 생성할 수 있다. 사용자 아치 폼이 생성되면, 생성된 사용자 아치 폼과 복수의 표준 아치 폼을 비교하여, 사용자 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택할 수 있다.
구체적으로, 사용자 아치 폼과 가장 유사하도록 3차 함수로 표현되는 곡선을 결정하고, 결정된 곡선과 복수의 표준 아치 폼을 비교하는 방식으로, 사용자 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택할 수 있는데, 사용자 아치 폼과 가장 유사하도록 3차 함수로 표현되는 곡선 또한, 상기 수학식 2에 따른 3차 함수로 표현될 수 있다. 즉, 사용자 아치 폼과 가장 유사한 곡선을 가지는 3차 함수의 계수 β1 및 β2를 찾아낼 수 있다.
일 실시예에서, 사용자 아치 폼과 3차 함수로 표현되는 곡선의 유사도를 판별하기 위하여, 도 10에 도시된 바와 같이 사용자 아치 폼과 곡선이 겹치면서 생성되는 공간 m1의 면적을 이용할 수 있다. 계수 β1 및 β2에 따른 m1의 면적을 계산하여, m1의 면적이 최소가 되는 계수 β1 및 β2가 반영된 3차 함수에 따른 곡선이 결정될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 의한 축중심점의 3차 함수 곡선과 표준 아치 폼을 비교하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 각 표준 아치 폼의 계수 β1 및 β2와 도 10에 따른 과정으로 산출된 곡선의 계수 β1 및 β2의 차이에 기초하여, 해당 곡선과 가장 유사한 곡률을 가지는 표준 아치 폼을 선택할 수 있다.
예를 들어, 제 1 표준 아치 폼(cluster 1)의 β1 및 β2 값은 각각 a1 및 b1이고, 제 2 표준 아치 폼(cluster 2)의 β1 및 β2 값은 각각 a2 및 b2이며, 제 3 표준 아치 폼(cluster 3)의 β1 및 β2 값은 각각 a3 및 b3일 수 있다. 여기서, β1 및 β2 값은 양수 및/또는 음수일 수 있다. 도 10에 따른 과정으로 산출된 곡선의 계수 β1 및 β2 값과 표준 아치 폼의 계수 β1 및 β2 값을 서로 비교하여, 계수가 가장 작은 차이를 가지는 표준 아치 폼을 선택할 수 있다.
도 11을 참조하면, 사용자 아치 폼으로부터 산출된 3차 함수 곡선과 가장 유사한 표준 아치 폼은 제 2 표준 아치 폼 또는 제 3 표준 아치 폼이 된다. 이 경우, 사용자 아치 폼으로부터 산출된 3차 함수 곡선과 가장 밀접한 제 2 표준 아치 폼이 치아배열 형상을 생성하기 위한 표준 아치 폼으로 선택될 수 있다.
그러나, 실시예에 따라 치아배열 형상이 너무 타이트하지 않도록 여유 공간을 포함하도록 하기 위해 해당 3차 함수 곡선을 내부에 포함하는 곡률을 갖는 제 3 표준 아치 폼이 선택될 수도 있다.
도 12는 일 실시예에 의한 교정적 치아배열 형상 생성 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 교정적 치아배열 형상 생성 시스템(1000)은 교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100) 및 서버(1200)를 포함한다.
교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100)는 사용자의 치아 형상 정보를 획득할 수 있다. 교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100)는 치아 형상 정보 획득부를 구비하여 직접 사용자의 치아 형상 정보를 획득할 수도 있고, 외부로부터 미리 생성된 사용자의 치아 형상 정보를 제공받을 수도 있다.
실시예에 있어서, 사용자의 치아 형상 정보는 스캔 방식으로 획득될 수도 있고, 치아 형상 정보는 석고 방식으로 획득될 수도 있다.
교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100)0)는 획득된 치아 형상 정보에 기초하여, 사용자의 상악 및 하악 중 적어도 하나에 있어서, 기 설정된 범위 내 각 치아의 특정 포인트를 추출할 수 있다. 여기서, 특정 포인트는 각 치아의 축중심점(Facial Axis Point; FA point)이 될 수 있다.
교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100)는 추출된 특정 포인트를 기준 평면에 투영하고, 기준 평면에 투영된 특정 포인트를 연결한 사용자 아치 폼과 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼을 비교할 수 있다. 여기서, 기준 평면은 각 치아의 축중심점으로부터의 수직거리의 합이 최소가 되는 평면일 수 있다.
교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100)는 비교 결과에 기초하여, 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼 중 사용자 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택할 수 있다. 여기서, 복수의 표준 아치 폼은 정상교합 표본을 대상으로 연구된 아치 폼을 통계적인 클러스터 분석을 시행하여 분류된 것일 수 있다.
한편, 교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100)는 선택된 표준 치아배열 형상 정보에 기초하여 교정적 치아배열 형상을 생성할 수 있다. 실시예에 있어서, 교정적 치아배열 형상은 사용자의 치아를 한 번에 표준 치아배열 형상으로 변환하도록 제공될 수도 있으나, 사용자의 치아에 가해지는 부담을 감소시키기 위하여 점진적으로 변화되도록 하고, 그 전체 변화 목표가 표준 치아배열 형상이 되도록 복수 회 제공될 수도 있다.
서버(1200)는 교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100)와 통신하면서, 교정적 치아배열 형성 동작에 필요한 정보들을 교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100)에 제공할 수 있다. 또한, 서버(1200)는 교정적 치아배열 형상 생성 장치(1100)로부터 제공되는 교정 장치 모델링을 저장하고, 실제 교정 장치로 구현하기 위한 교정 장치 생성 장치에 모델링을 제공할 수 있다.
한편, 상술한 실시예는, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 또한, 상술한 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 컴퓨터가 읽고 실행할 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 기록 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체, 예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등을 포함하고, 광학적 판독 매체, 예를 들면, 시디롬, DVD 등과 같은 저장 매체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 복수의 기록 매체가 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어 있을 수 있으며, 분산된 기록 매체들에 저장된 데이터, 예를 들면 프로그램 명령어 및 코드가 적어도 하나의 컴퓨터에 의해 실행될 수 있다.
본 개시에서 설명된 특정 실행들은 일 실시예 일뿐이며, 어떠한 방법으로도 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 및 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다.
100, 1100: 교정적 치아배열 형상 생성 장치
110: 프로세서 120: 송수신부
130: 메모리 140: 디스플레이
1000: 교정적 치아배열 생성 시스템 1200: 서버

Claims (26)

  1. 치열 교정을 위한 교정적 치아배열 형상을 생성하는 방법에 있어서,
    사용자의 치아 형상 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득된 치아 형상 정보에 기초하여, 상기 사용자의 상악 및 하악 중 적어도 하나에 있어서, 기 설정된 범위 내 각 치아의 특정 포인트를 추출하는 단계;
    상기 추출된 각 치아의 특정 포인트를 기준 평면에 투영하는 단계;
    상기 기준 평면에 투영된 상기 특정 포인트를 연결한 사용자 아치 폼(arch form)과 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼을 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 기초하여, 상기 저장된 복수의 표준 아치 폼 중 상기 사용자 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 표준 아치 폼에 기초하여 교정적 치아배열 형상을 생성하는 단계;를 포함하고,
    상기 특정 포인트는,
    각 치아의 축중심점(Facial Axis Point; FA point)이며,
    상기 투영하는 단계는,
    기 설정된 범위 내 각 치아의 축중심점을 결정하는 단계;
    임의의 기준점을 기준으로 상기 결정된 각 축중심점의 3차원 상의 좌표를 산출하는 단계;
    상기 산출된 좌표를 이용하여, 상기 기준 평면을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 기준 평면에 상기 각 축중심점을 투영하고, 상기 기준 평면 상에 투영된 각 축중심점의 2차원 상의 좌표를 산출하는 단계;를 포함하는, 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 평면을 생성하는 단계는,
    상기 각 축중심점으로부터의 수직거리의 합이 최소가 되는 기준 평면을 생성하는, 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기준 평면을 생성하는 단계는,
    상기 각 축중심점으로부터의 수직거리 e1 내지 en에 의해 표현되는 다음과 같은 공식,
    Figure 112020005199932-pat00007

    에 의해 산출되는 E 값이 최소가 되는 기준 평면을 생성하는, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 표준 아치 폼은,
    복수의 정상교합 표본을 대상으로 통계학적 분석을 통해 분류된 것으로서, x축 및 y축으로 구성되는 2차원 평면 상에서 3차 함수로 표현되는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 표준 아치 폼은,
    Figure 112020005199932-pat00008

    와 같은 3차 함수로 표현되며, 각 표준 아치 폼마다 서로 다른 계수 β1 및 β2를 갖는, 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는,
    상기 각 치아의 축중심점을 연결한 사용자 아치 폼과 가장 유사하도록 상기 3차 함수로 표현되는 곡선을 결정하고, 상기 결정된 곡선과 상기 복수의 표준 아치 폼을 비교하는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는,
    복수의 표준 아치 폼과 상기 사용자 아치 폼과 겹쳐짐으로 인해 생성되는 공간의 면적 혹은 거리의 최소값에 기초하여, 상기 사용자 아치 폼과 가장 유사한 곡선을 결정하는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는,
    상기 각 표준 아치 폼의 계수 β1 및 β2와 상기 곡선의 계수 β1 및 β2의 차이에 기초하여, 상기 결정된 곡선과 가장 유사한 곡률을 가지는 표준 아치 폼을 선택하는, 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는,
    상기 사용자의 복수의 치아들과 잇몸을 서로 구분하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 표준 아치 폼은,
    상악과 하악 각각에 대하여, 서로 다른 계수 β1 및 β2 값을 갖는 3개의 표준 아치 폼을 포함하는, 방법.
  14. 프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 명령어들을 실행함으로써, 사용자의 치아형상 정보를 획득하고, 획득된 치아 형상 정보에 기초하여, 상기 사용자의 상악 및 하악 중 적어도 하나에 있어서, 기 설정된 범위 내 각 치아의 특정 포인트를 추출하고, 상기 추출된 각 치아의 특정 포인트를 기준 평면에 투영하고, 상기 기준 평면에 투영된 상기 특정 포인트를 연결한 사용자 아치 폼(arch form)과 데이터베이스에 저장된 복수의 표준 아치 폼을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 저장된 복수의 표준 아치 폼 중 상기 아치 폼과 가장 유사한 표준 아치 폼을 선택하며, 상기 선택된 표준 아치 폼에 기초하여 교정적 치아배열 형상을 생성하되,
    상기 특정 포인트는, 각 치아의 축중심점(Facial Axis Point; FA point)이며,
    상기 프로세서는, 기 설정된 범위 내 각 치아의 축중심점을 결정하고, 임의의 기준점을 기준으로 상기 결정된 각 축중심점의 3차원 상의 좌표를 산출하고, 상기 산출된 좌표를 이용하여, 상기 기준 평면을 생성하며, 상기 생성된 기준 평면에 상기 각 축중심점을 투영하고, 상기 기준 평면 상에 투영된 각 축중심점의 2차원 상의 좌표를 산출함으로써, 상기 특정 포인트를 상기 기준 평면상에 투영하는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 각 축중심점으로부터의 수직거리의 합이 최소가 되는 기준 평면을 생성하는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 각 축중심점으로부터의 수직거리 e1 내지 en에 의해 표현되는 다음과 같은 공식,
    Figure 112020005199932-pat00009

    에 의해 산출되는 E 값이 최소가 되는 기준 평면을 생성하는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 표준 아치 폼은,
    복수의 정상교합 표본을 대상으로 통계학적 분석을 통해 분류된 것으로서, x축 및 y축으로 구성되는 2차원 평면 상에서 3차 함수로 표현되는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 복수의 표준 아치 폼은,
    Figure 112020005199932-pat00010

    와 같은 3차 함수로 표현되며, 각 표준 아치 폼마다 서로 다른 계수 β1 및 β2를 갖는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 각 치아의 축중심점을 연결한 사용자 아치 폼과 가장 유사하도록 상기 3차 함수로 표현되는 곡선을 결정하고, 상기 결정된 곡선과 상기 복수의 표준 아치 폼을 비교하는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    복수의 표준 아치 폼과 상기 사용자 아치 폼과 겹쳐짐으로 인해 생성되는 공간의 면적혹은 거리의 최소값에 기초하여, 상기 사용자 아치 폼과 가장 유사한 곡선을 결정하는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 각 표준 아치 폼의 계수 β1 및 β2와 상기 곡선의 계수 β1 및 β2의 차이에 기초하여, 상기 결정된 곡선과 가장 유사한 곡률을 가지는 표준 아치 폼을 선택하는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
  25. 제 14 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자의 복수의 치아들과 잇몸을 서로 구분하는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 복수의 표준 아치 폼은,
    상악과 하악 각각에 대하여, 서로 다른 계수 β1 및 β2 값을 갖는 3개의 표준 아치 폼을 포함하는, 교정적 치아배열 형상 생성 장치.
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