KR102363740B1

KR102363740B1 - 픽스츄어 선택 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102363740B1
Application number: KR1020200065945A
Authority: KR
Inventors: 김진철; 김진백
Original assignee: 주식회사 디오
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2022-02-16
Also published as: KR20210148710A; KR102363740B9

Abstract

본 발명은, 피시술자의 구강 영상에서 픽스츄어가 식립되는 대상 치조골 및 대상 치조골과 이웃하는 이웃 치조골을 검출하는 단계와, 대상 치조골의 길이 방향으로 대상 치조골의 중심을 통과하는 제1 중심 라인을 생성하고, 이웃 치조골의 길이 방향으로 상기 이웃 치조골의 중심을 통과하는 제2 중심 라인을 생성하는 단계와, 제1 중심 라인을 선형화하여 대상 치조골의 제1 중심 축을 생성하고, 제2 중심 라인을 선형화하여 이웃 치조골의 제2 중심 축을 생성하는 단계와, 제1 및 제2 중심 축을 기초로 픽스츄어에 결합되는 인공 치아가 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아와 중첩되는지 판단하여 픽스츄어를 선택하는 단계를 포함하는 픽스츄어 선택 방법을 제공한다.

Description

픽스츄어 선택 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SELECTING FIXTURE}

본 발명은 픽스츄어 선택 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 임플란트는 본래의 인체조직이 상실되었을 때, 인체조직을 대신할 수 있는 대치물을 의미하며, 특히, 치과에서는 픽스츄어(fixture), 어버트먼트(abutment) 및 크라운(crown)을 포함하는 보철물을 이용하여 인공 치아를 실제 치아의 위치에 이식하는 것을 의미한다.

치과에서 임플란트 시술은 치조골에 천공을 형성하여 천공에 픽스츄어를 식립하고, 픽스츄어가 치조골에 융착되면 픽스츄어에 어버트먼트 및 크라운을 결합하는 형태로 시술된다. 이러한 임플란트 시술은 신경 손상 등의 문제를 방지하기 위해 임플란트 시술 전에 CBCT(cone beam computed tomography) 영상을 기반으로 임플란트의 식립 위치, 각도 및 깊이 등을 결정함으로써 치아 및 치조골 등의 골조직과 신경관 위치 등의 확인을 선행한다. 이와 같이, 치아와 치조골을 명확하게 분리한 이후에 3차원 영상데이터를 구성하여 임플란트의 정확한 식립을 위한 설계가 가능하다.

픽스츄어는 임플란트의 초기 고정에 결정적인 역할을 하기 때문에, 피시술자의 치조골의 크기나 상태에 따라 적절한 픽스츄어의 식립 위치, 길이 및 직경을 선택해야 한다.

종래에는 픽스츄어의 식립 위치, 길이 및 직경을 시술자의 주관적 판단에 의해 선택하여 임플란트 시술을 진행하였다. 그러나, 이와 같은 종래의 방법은 시술자의 경험에 전적으로 의존하기 때문에 부적절한 픽스츄어가 선택되거나 픽스츄어가 잘못된 방향으로 식립될 우려가 있으며, 이 경우 픽스츄어가 식립 위치에서 이탈하거나 피시술자의 구강 내부를 감염시킬 위험이 존재한다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은, 피시술자의 구강 영상에서 대상 치조골에 식립되는 픽스츄어 정보를 자동으로 산출하고, 산출된 픽스츄어 정보를 이용하여 픽스츄어를 자동으로 선택하는 픽스츄어 선택 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 픽스츄어 선택 방법은, 제1 중심 축을 기초로 상기 픽스츄어의 식립 각도, 길이 및 직경을 산출하는 단계와, 픽스츄어의 식립 각도, 길이 및 직경을 기초로 픽스츄어 영역을 생성하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 픽스츄어 선택 방법은, 픽스츄어 영역에 부합하는 복수의 후보 픽스츄어를 선택하는 단계를 더 포함한다.

또한, 픽스츄어를 선택하는 단계는, 인공 치아가 이웃 치아와 중첩되지 않도록 복수의 후보 픽스츄어 중에서 선택하는 단계이다.

또한, 대상 치조골 및 상기 이웃 치조골을 검출하는 단계는, 복수의 학습 영상을 입력 받아 치조골 영역을 학습한 학습 모델을 생성하는 단계와, 학습 모델에 구강 영상을 입력하여 대상 치조골 및 이웃 치조골을 검출하는 단계를 포함한다.

또한, 제1 중심 라인을 생성하는 단계는, 대상 치조골의 길이 방향을 따라 대상 치조골과 내접하는 복수의 제1 내접원을 생성하는 단계와, 복수의 제1 내접원의 중심을 연결하여 제1 중심 라인을 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 제2 중심 라인을 생성하는 단계는, 이웃 치조골의 길이 방향을 따라 이웃 치조골과 내접하는 복수의 제2 내접원을 생성하는 단계와, 복수의 제2 내접원의 중심을 연결하여 제2 중심 라인을 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 제1 및 제2 중심 축을 생성하는 단계는, RANSAC(RANdom SAmple Consensus) 알고리즘을 이용하여 제1 및 제2 중심 라인을 선형화하는 단계이다.

또한, 픽스츄어의 식립 각도를 산출하는 단계는, 수직선에 대한 제1 중심 축의 각도를 픽스츄어의 식립 각도로 산출하는 단계이다.

또한, 픽스츄어의 길이를 산출하는 단계는, 대상 치조골의 하단과 일정 간격 이격되도록 픽스츄어의 길이를 산출하는 단계이다.

또한, 픽스츄어의 직경을 산출하는 단계는, 대상 치조골의 양측과 일정 간격 이격되도록 픽스츄어의 직경을 산출하는 단계이다.

또한, 본 발명은, 피시술자의 구강 영상에서 픽스츄어가 식립되는 대상 치조골 및 대상 치조골과 이웃하는 이웃 치조골을 검출하는 치조골 검출부와, 대상 치조골의 길이 방향으로 대상 치조골의 중심을 통과하는 제1 중심 라인을 생성하고, 이웃 치조골의 길이 방향으로 이웃 치조골의 중심을 통과하는 제2 중심 라인을 생성하는 중심 라인 생성부와, 제1 중심 라인을 선형화하여 대상 치조골의 제1 중심 축을 생성하고, 제2 중심 라인을 선형화하여 대상 치조골의 제2 중심 축을 생성하는 중심축 생성부와, 제1 및 제2 중심 축을 기초로 픽스츄어에 결합되는 인공 치아가 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아와 중첩되는지 판단하여 픽스츄어를 선택하는 픽스츄어 선택부를 포함하는 픽스츄어 선택 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 피시술자의 구강 영상에서 대상 치조골에 식립되는 픽스츄어 정보를 자동으로 산출함으로써, 비교적 정확히 대상 치조골에 부합하는 픽스츄어를 선택하여 임플란트 시술을 진행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 대상 치조골에 부합하는 픽스츄어 정보를 이용해 픽스츄어를 자동으로 선택함으로써, 임플란트 시술 시 픽스츄어가 식립 위치에서 이탈하거나 피시술자의 구강 내부를 감염시킬 수 있는 위험을 제거할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 대상 치조골 및 이와 이웃한 이웃 치조골의 중심 축을 기초로 대상 치조골에 식립되는 인공 치아와 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아가 중첩되는지 확인하여 픽스츄어를 선택하기 때문에, 임플란트 시술 후 인공 치아 및 이웃 치아 간 충돌을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 자동으로 산출된 픽스츄어 정보에 따라 픽스츄어가 선택됨으로써, 시술자에게는 임플란트 시술 시 편의성을 제공하고, 피시술자에게는 임플란트 시술 만족감을 제공할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 제어부의 구체적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구강 영상이다.
도 5는 도 4의 구강 영상의 2차원 단면 영상이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구강 영상에서 검출한 대상 치조골을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 정보 산출 방법에 따른 중심 라인을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 정보 산출 방법에 따른 중심 축을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 정보 산출 방법을 이용해 픽스츄어 정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 픽스츄어 정보를 이용해 선택된 후보 픽스츄어를 도시한 도면이다.
도 11은 대상 치조골 및 이와 이웃한 이웃 치조골의 중심 축을 도시한 도면이다.
도 12는 도 10의 후보 픽스츄어에서 선택된 픽스츄어를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “A 또는 B”, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 장치의 개략적인 블록도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 정보 산출 장치(100)는, 컴퓨터 프로그램에 의해 실행 가능한 전자 장치로서, 피시술자의 구강 영상에서 대상 치조골에 식립되는 픽스츄어의 정보 및 대상 치조골과 이웃한 이웃 치조골의 중심 축을 산출하고, 산출된 픽스츄어의 정보 및 이웃 치조골의 중심 축을 이용해 픽스츄어를 선택하는 장치이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 장치(100)는 통신부(110), 입력부(120), 표시부(130), 메모리(140) 및 제어부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

통신부(110)는 영상 획득 장치(미도시) 및 서버(미도시) 등의 외부 장치와의 통신을 수행한다. 이를 위해, 통신부(110)는 5G(5^th generation communication), LTE-A(long term evolution-advanced), LTE(long term evolution), 블루투스, BLE(bluetooth low energy), NFC(near field communication) 등의 무선 통신을 수행할 수 있고, 케이블 통신 등의 유선 통신을 수행할 수 있다.

입력부(120)는, 픽스츄어 선택 장치(100)의 사용자의 입력에 대응하여, 입력 데이터를 발생시킨다. 입력부(120)는 적어도 하나의 입력 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력부(120)는 키보드(key board), 키패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치패널(touch panel), 터치 키(touch key), 마우스(mouse), 메뉴 버튼(menu button) 등을 포함할 수 있다.

표시부(130)는 픽스츄어 선택 장치(100)의 동작에 따른 표시 데이터를 표시한다. 예를 들어, 표시부(130)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이 및 전자 종이(electronic paper) 디스플레이를 포함한다. 또한, 표시부(130)는 입력부(120)와 결합되어 터치 스크린(touch screen)으로 구현될 수 있다.

메모리(140)는 픽스츄어 선택 장치(100)의 동작 프로그램들을 저장한다. 예를 들어, 메모리(140)는 딥러닝(Deep learning) 및 RANSAC(RANdom SAmple Consensus) 알고리즘 등을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(140)는, 영상 획득 장치 등으로부터 수신된 구강 영상 데이터를 저장할 수 있고, 딥러닝 방법으로 다수의 학습 영상을 학습한 학습 모델을 저장할 수 있다.

제어부(150)는, 영상 획득 장치 또는 서버 등으로부터 수신되거나 메모리(140)에 기 저장된 피시술자의 구강 영상에서 대상 치조골을 검출하고 검출된 대상 치조골에 식립되는 픽스츄어의 정보(예컨대, 식립 각도, 길이 및 직경)를 산출하는 동작을 수행한다. 또한, 제어부(150)는 픽스츄어에 결합되는 인공 치아가 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아와 적어도 일부 중첩되는지 판단하여 픽스츄어를 선택하는 동작을 수행한다.

이를 위해, 제어부(150)는 영상 획득 장치 또는 서버 등으로부터 구강 영상 데이터를 수신하여 메모리(140)에 저장할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 통신부(110), 입력부(120), 표시부(130) 및 메모리(140)의 동작을 제어할 수 있다.

도 2는 도 1의 제어부의 구체적인 블록도이다.

도 2를 참조하면, 제어부(150)는 치조골 검출부(151), 중심 라인 생성부(152), 중심 축 생성부(153), 정보 산출부(154) 및 픽스츄어 선택부(155)를 포함하여 구성될 수 있다.

치조골 검출부(151)는 피시술자의 구강 영상에서 픽스츄어가 식립되는 대상 치조골 및 대상 치조골과 이웃하는 이웃 치조골을 검출한다. 여기서, 치조골 검출부(151)는 복수의 학습 영상을 딥러닝 방법으로 학습한 학습 모델을 이용하여 구강 영상에서 대상 치조골 및 이웃 치조골을 검출할 수 있다.

예를 들어, 딥러닝 방법은 지도 학습(supervised Learning) 기법으로서, Artificial neural network, Boosting, Bayesian statistics, Decision tree, Gaussian process regression, Nearest neighbor algorithm, Support vector machine, Random forests, Symbolic machine learning, Ensembles of classifiers, Deep Learning 등의 기법 중에 하나일 수 있다.

여기서, 치조골 검출부(151)는 대상 치조골 및 이웃 치조골을 시상면(Sagittal) 및 관상면(Coronal) 방향의 2차원 단면 영상으로 검출할 수 있다.

구강 영상 및 복수의 학습 영상은 3차원 영상으로서 CBCT(cone beam computed tomography) 영상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

중심 라인 생성부(152)는, 대상 치조골의 길이 방향으로 대상 치조골의 중심을 통과하는 제1 중심 라인을 생성하고, 이웃 치조골의 길이 방향으로 이웃 치조골의 중심을 통과하는 제2 중심 라인을 생성한다. 여기서, 제1 및 제2 중심 라인은 피시술자의 치조골의 형태에 따라 달라지는 다양한 곡선 형태로 생성될 수 있다. 여기서, 이웃 치조골은 대상 치조골 양측에 각각 위치하거나 대상 치조골의 어느 일측에만 위치할 수 있다.

중심 축 생성부(153)는, 곡선 형태의 제1 중심 라인을 직선 형태로 선형화하여 대상 치조골의 제1 중심 축을 생성하고, 곡선 형태의 제2 중심 라인을 직선 형태로 선형화하여 이웃 치조골의 제2 중심 축을 생성한다. 여기서, 중심 축 생성부(153)는 RANSAC(RANdom SAmple Consensus) 알고리즘을 이용하여 제1 및 제2 중심 라인을 선형화할 수 있다.

정보 산출부(154)는 중심 축 생성부(153)가 생성한 제1 중심 축을 기초로 픽스츄어의 식립 각도, 길이 및 직경을 산출한다.

구체적으로, 정보 산출부(154)는, 수직선에 대한 제1 중심 축의 각도를 픽스츄어의 식립 각도로 산출하고, 대상 치조골의 하단과 일정 간격 이격되도록 픽스츄어의 길이를 산출하고, 대상 치조골의 양측과 일정 간격 이격되도록 픽스츄어의 직경을 산출할 수 있다.

픽스츄어 선택부(155)는, 픽스츄어의 식립 각도, 길이 및 직경을 기초로 픽스츄어 영역을 생성하고, 픽스츄어 영역에 부합하는 복수의 후보 픽스츄어를 선택한다.

픽스츄어 선택부(155)는, 제1 및 제2 중심 축을 기초로 픽스츄어에 결합되는 인공 치아가 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아와 적어도 일부 중첩되는지 판단한다.

픽스츄어 선택부(155)는, 이와 같은 판단을 통해, 인공 치아가 이웃 치아와 중첩되지 않도록 복수의 후보 픽스츄어 중에서 대상 치조골에 식립할 픽스츄어를 선택한다.

한편, 표시부(130)는, 대상 치조골의 영상에서 제1 및 제2 중심 라인과 제1 및 제2 중심 축을 생성하는 과정과, 제1 중심축을 기초로 픽스츄어의 정보를 산출하는 과정과, 픽스츄어의 정보 및 제2 중심축을 이용해 픽스츄어를 선택하는 과정을 각각 표시할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 장치(100)를 이용하면, 피시술자의 구강 영상에서 대상 치조골에 식립되는 픽스츄어 정보를 자동으로 산출함으로써, 비교적 정확히 대상 치조골에 부합하는 픽스츄어를 선택하여 임플란트 시술을 진행할 수 있다.

또한, 대상 치조골에 부합하는 픽스츄어 정보를 이용해 픽스츄어를 선택함으로써, 임플란트 시술 시 픽스츄어가 식립 위치에서 이탈하거나 피시술자의 구강 내부를 감염시킬 수 있는 위험을 제거할 수 있다.

또한, 대상 치조골 및 이와 이웃한 이웃 치조골의 중심 축을 기초로 대상 치조골에 식립되는 인공 치아와 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아가 적어도 일부 중첩되는지 확인하여 픽스츄어를 선택하기 때문에, 임플란트 시술 후 인공 치아 및 이웃 치아 간 충돌을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 자동으로 산출된 픽스츄어 정보에 따라 픽스츄어를 선택함으로써, 시술자에게는 임플란트 시술 시 편의성을 제공하고, 피시술자에게는 임플란트 시술 만족감을 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 방법의 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 방법은, 구강 영상에서 대상 치조골 및 이웃 치조골을 검출하는 단계(S10)와, 대상 치조골 및 이웃 치조골의 제1 및 제2 중심 라인을 생성하는 단계(S20)와, 대상 치조골 및 이웃 치조골의 제1 및 제2 중심 축을 생성하는 단계(S30)와, 제1 및 제2 중심 축을 기초로 픽스츄어를 선택하는 단계(S40)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 방법에 있어서, 이웃 치조골을 검출하는 방법과, 이웃 치조골의 제2 중심 라인 및 제2 중심 축을 생성하는 방법은, 대상 치조골을 검출하는 방법과, 대상 치조골의 제1 중심 라인 및 제1 중심 축을 생성하는 방법과 각각 동일하며, 이에 대한 자세한 설명은 생략하겠다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구강 영상이고, 도 5는 도 4의 구강 영상의 2차원 단면 영상이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구강 영상에서 검출한 대상 치조골을 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 구강 영상(10)에서 픽스츄어가 식립되는 대상 치조골(20) 및 대상 치조골(20)과 이웃하는 이웃 치조골(미도시)을 검출한다(S10). 여기서, 대상 치조골(20) 및 이웃 치조골은 지도 학습 기반의 딥러닝 방법으로 검출할 수 있다.

구체적으로, 복수의 학습 영상을 입력 받아 치조골 영역을 학습한 학습 모델을 생성하고, 학습 모델에 구강 영상(10)을 입력하여 대상 치조골(20)을 검출할 수 있다. 이 때, 대상 치조골(20)은, 대상 치조골(20)의 HU(Hounsfield Unit) 값을 기초로 대상 치조골(20) 영역과 그 이외의 영역을 이진화하여 이들 영역이 명확히 구분되도록 표시될 수 있다.

마찬가지로, 복수의 학습 영상을 입력 받아 치조골 영역을 학습한 학습 모델을 생성하고, 학습 모델에 구강 영상(10)을 입력하여 이웃 치조골을 검출할 수 있다. 이 때, 이웃 치조골은, 이웃 치조골의 HU(Hounsfield Unit) 값을 기초로 이웃 치조골 영역과 그 이외의 영역을 이진화하여 이들 영역이 명확히 구분되도록 표시될 수 있다.

여기서, 학습 모델은 복수의 학습 영상의 전방위 2차원 단면 영상을 입력 받아 치조골 영역을 학습하여 생성될 수 있다.

또한, 대상 치조골(20)은 픽스츄어의 식립 위치를 포함하는 구강 영상의 전방위 2차원 단면 영상(10a)을 학습 모델에 입력하여 검출될 수 있다. 이 때, 대상 치조골(20)은 시상면(Sagittal) 및 관상면(Coronal) 방향의 2차원 단면 영상으로 검출될 수 있다.

한편, 구강 영상(10)의 상악 및 하악의 경계선을 기초로 구강 영상(10)에서 픽스츄어가 식립되는 대상 치조골이 포함된 상악 영상 또는 하악 영상을 분리하고, 분리된 영상에서 대상 치조골(20)을 검출할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 방법에 따른 중심 라인을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 대상 치조골(20)의 길이 방향으로 대상 치조골(20)의 중심을 통과하는 제1 중심 라인(23)을 생성하고, 이웃 치조골의 길이 방향으로 이웃 치조골의 중심을 통과하는 제2 중심 라인을 생성한다(S20). 여기서, 제1 중심 라인(23) 및 제2 중심 라인은 피시술자의 대상 치조골(20) 및 이웃 치조골의 형태에 따라 달라지는 다양한 곡선 형태로 생성될 수 있다.

구체적으로, 대상 치조골(20)의 길이 방향을 따라 대상 치조골(20)과 내접하는 복수의 제1 내접원(21)을 생성하고, 생성된 복수의 제1 내접원(21)의 중심(22)을 연결하여 제1 중심 라인(23)을 생성한다. 이 때, 복수의 제1 내접원(21)은 대상 치조골(20)의 적어도 2개의 지점과 만나도록 생성될 수 있다.

마찬가지로, 이웃 치조골의 길이 방향을 따라 이웃 치조골과 내접하는 복수의 제2 내접원을 생성하고, 생성된 복수의 제2 내접원의 중심을 연결하여 제2 중심 라인을 생성한다. 이 때, 복수의 제2 내접원은 이웃 치조골의 적어도 2개의 지점과 만나도록 생성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 방법에 따른 중심 축을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 곡선 형태의 제1 중심 라인(23)을 직선 형태로 선형화하여 대상 치조골(20)의 제1 중심 축(24)을 생성하고, 곡선 형태의 제2 중심 라인을 직선 형태로 선형화하여 이웃 치조골의 제2 중심 축(도 11의 24a, 24b)을 생성한다(S30). 여기서, RANSAC(RANdom SAmple Consensus) 알고리즘을 이용하여 제1 및 제2 중심 라인(23, 24a, 24b)을 선형화할 수 있다.

RANSAC 알고리즘은 오차가 존재하는 데이터에서 데이터를 정상적인 분포에 근사시키기 위해 고안된 알고리즘으로서, 이러한 RANSAC 알고리즘을 이용하면 다양한 곡선 형태의 제1 및 제2 중심 라인(23, 24a, 24b)을 직선 형태로 선형화할 수 있다. 이러한 RANSAC 알고리즘은 당업자에게 일반적으로 공지되어 있는 알고리즘이므로, 본 명세서에서 구체적인 설명은 생략한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 방법을 이용해 픽스츄어 정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 9의 픽스츄어 정보를 이용해 선택된 후보 픽스츄어를 도시한 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 중심 축(24)을 기초로 픽스츄어(32)의 식립 각도(θ), 길이(l) 및 직경(d)을 산출한다. 그리고, 픽스츄어(32)의 식립 각도(θ), 길이(l) 및 직경(d)을 기초로 픽스츄어 영역(31)을 생성한다. 이와 같이 산출된 픽스츄어(32)의 정보를 이용하면, 대상 치조골(20)에서 픽스츄어(32)가 위치할 수 있는 픽스츄어 영역(31)을 비교적 정확히 생성할 수 있다.

구체적으로, 수직선에 대한 제1 중심 축(24)의 각도(θ)를 픽스츄어(32)의 식립 각도(θ)로 산출하고, 대상 치조골(20)의 하단과 일정 간격 이격되도록 픽스츄어(32)의 길이(l)를 산출하고, 대상 치조골(20)의 양측과 일정 간격 이격되도록 픽스츄어(32)의 직경(d)을 산출한다.

픽스츄어(32)의 식립 각도(θ), 길이(l) 및 직경(d)은 픽스츄어(32)가 대상 치조골(20)에 안정적으로 식립 가능한 일정 범위로 산출될 수도 있다. 예를 들어, 픽스츄어의 각도(θ)는 5~10。, 픽스츄어(32)의 길이(l)는 3~5mm 및 직경(d)은 1~2mm로 산출될 수 있다.

그리고, 픽스츄어 영역(31)에 부합하는 복수의 픽스츄어 후보(31a, 31b, 31c)를 선택할 수 있다. 여기서, 복수의 픽스츄어 후보(31a, 31b, 31c)는 픽스츄어의 각도(θ), 길이(l) 및 직경(d) 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.

도 11은 대상 치조골 및 이와 이웃한 이웃 치조골의 중심 축을 도시한 도면이고, 도 12는 도 10의 후보 픽스츄어에서 선택된 픽스츄어를 도시한 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 대상 치조골(20)의 제1 중심 축(24) 및 인접 치조골의 제2 중심 축(24a, 24b)을 기초로, 픽스츄어(32)에 결합되는 인공 치아가 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아와 중첩되는지 판단하여 픽스츄어(32)를 선택한다(S40). 여기서, 복수의 후보 픽스츄어(31a, 31b, 31c) 중 인공 치아가 이웃 치아와 중첩되지 않는 픽스츄어를 선택할 수 있다.

예를 들어, 제1 중심 축(24) 및 제2 중심 축(24a, 24b)이 그 기울기로 인해 교차하거나 교차 가능성이 있는 경우, 인공 치아와 이웃 치아가 중첩되는 것으로 판단할 수 있다. 이 때, 제1 중심 축(24)의 각도를 일부 수정하여 제1 중심 축(24)이 제2 중심 축(24a, 24b)과 교차하지 않는 수정 각도를 산출할 수 있고, 복수의 후보 픽스츄어(31a, 31b, 31c) 중 산출된 수정 각도에 해당하는 식립 각도(θ)를 갖는 픽스츄어를 선택할 수 있다.

한편, 대상 치조골(20)의 영상에서 중심 라인(23) 및 중심 축(24, 24a, 24b)을 생성하는 과정과 제1 중심축(24)을 기초로 픽스츄어(32)의 정보를 산출하는 과정과 픽스츄어(32)의 정보 및 제2 중심축(24a, 24b)를 이용해 픽스츄어(32)를 선택하는 과정은 표시부(130)에 각각 표시될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 픽스츄어 선택 방법을 이용하면, 피시술자의 구강 영상(10)에서 대상 치조골(20)에 식립되는 픽스츄어 정보를 자동으로 산출함으로써, 비교적 정확히 대상 치조골(20)에 부합하는 픽스츄어(32)를 선택하여 임플란트 시술을 진행할 수 있다.

또한, 대상 치조골(20) 부합하는 픽스츄어 정보를 이용해 픽스츄어(32)를 선택함으로써, 임플란트 시술 시 픽스츄어(32)가 식립 위치에서 이탈하거나 피시술자의 구강 내부를 감염시킬 수 있는 위험을 제거할 수 있다.

또한, 대상 치조골(20) 및 이와 이웃한 이웃 치조골의 중심 축을 기초로 대상 치조골(20)에 식립되는 인공 치아와 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아가 적어도 일부 중첩되는지 확인하여 픽스츄어(32)를 선택하기 때문에, 임플란트 시술 후 인공 치아 및 이웃 치아 간 충돌을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 자동으로 산출된 픽스츄어 정보에 따라 픽스츄어(32)를 선택함으로써, 시술자에게는 임플란트 시술 시 편의성을 제공하고, 피시술자에게는 임플란트 시술 만족감을 제공할 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 픽스츄어 선택 장치
150: 제어부
151: 치조골 검출부
152: 중심 라인 생성부
153: 중심 축 생성부
154: 정보 산출부
155: 픽스츄어 선택부

Claims

치조골 검출부가 피시술자의 구강 영상에서 픽스츄어가 식립되는 대상 치조골 및 상기 대상 치조골과 이웃하는 이웃 치조골을 검출하는 단계;
중심 라인 생성부가 상기 대상 치조골의 길이 방향으로 상기 대상 치조골의 중심을 통과하는 제1 중심 라인을 생성하고, 상기 이웃 치조골의 길이 방향으로 상기 이웃 치조골의 중심을 통과하는 제2 중심 라인을 생성하는 단계;
중심축 생성부가 상기 제1 중심 라인을 선형화하여 상기 대상 치조골의 제1 중심 축을 생성하고, 상기 제2 중심 라인을 선형화하여 상기 이웃 치조골의 제2 중심 축을 생성하는 단계; 및
픽스츄어 선택부가 상기 제1 및 제2 중심 축을 기초로 상기 픽스츄어에 결합되는 인공 치아가 상기 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아와 중첩되는지 판단하여 상기 픽스츄어를 선택하는 단계
를 포함하는 픽스츄어 선택 방법.
제 1 항에 있어서,
정보 산출부가 상기 제1 중심 축을 기초로 상기 픽스츄어의 식립 각도, 길이 및 직경을 산출하는 단계; 및
상기 픽스츄어 선택부가 상기 픽스츄어의 식립 각도, 길이 및 직경을 기초로 픽스츄어 영역을 생성하는 단계
를 더 포함하는 픽스츄어 선택 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 픽스츄어 선택부가 상기 상기 픽스츄어 영역에 부합하는 복수의 픽스츄어 후보를 선택하는 단계
를 더 포함하는 픽스츄어 선택 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 픽스츄어 선택부가 상기 픽스츄어를 선택하는 단계는
상기 픽스츄어 선택부가 상기 인공 치아가 상기 이웃 치아와 중첩되지 않도록 상기 복수의 픽스츄어 후보 중에서 선택하는 단계인
픽스츄어 선택 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 치조골 검출부가 상기 대상 치조골 및 상기 이웃 치조골을 검출하는 단계는
상기 치조골 검출부가 복수의 학습 영상을 입력 받아 치조골 영역을 학습한 학습 모델을 생성하는 단계; 및
상기 치조골 검출부가 상기 학습 모델에 상기 구강 영상을 입력하여 상기 대상 치조골 및 상기 이웃 치조골을 검출하는 단계
를 포함하는 픽스츄어 선택 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 중심 라인 생성부가 상기 제1 중심 라인을 생성하는 단계는
상기 중심 라인 생성부가 상기 대상 치조골의 길이 방향을 따라 상기 대상 치조골과 내접하는 복수의 제1 내접원을 생성하는 단계; 및
상기 중심 라인 생성부가 상기 복수의 제1 내접원의 중심을 연결하여 상기 제1 중심 라인을 생성하는 단계
를 포함하는 픽스츄어 선택 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 중심 라인 생성부가 상기 제2 중심 라인을 생성하는 단계는
상기 중심 라인 생성부가 상기 이웃 치조골의 길이 방향을 따라 상기 이웃 치조골과 내접하는 복수의 제2 내접원을 생성하는 단계; 및
상기 중심 라인 생성부가 상기 복수의 제2 내접원의 중심을 연결하여 상기 제2 중심 라인을 생성하는 단계
를 포함하는 픽스츄어 선택 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 중심축 생성부가 상기 제1 및 제2 중심 축을 생성하는 단계는
상기 중심축 생성부가 RANSAC(RANdom SAmple Consensus) 알고리즘을 이용하여 상기 제1 및 제2 중심 라인을 선형화하는 단계인
픽스츄어 선택 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 정보 산출부가 상기 픽스츄어의 식립 각도를 산출하는 단계는
상기 정보 산출부가 수평면에 수직한 수직선에 대한 상기 제1 중심 축의 각도를 상기 픽스츄어의 식립 각도로 산출하는 단계인
픽스츄어 선택 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 정보 산출부가 상기 픽스츄어의 길이를 산출하는 단계는
상기 정보 산출부가 상기 대상 치조골의 하단과 일정 간격 이격되도록 상기 픽스츄어의 길이를 산출하는 단계인
픽스츄어 선택 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 정보 산출부가 상기 픽스츄어의 직경을 산출하는 단계는
상기 정보 산출부가 상기 대상 치조골의 양측과 일정 간격 이격되도록 상기 픽스츄어의 직경을 산출하는 단계인
픽스츄어 선택 방법.
피시술자의 구강 영상에서 픽스츄어가 식립되는 대상 치조골 및 상기 대상 치조골과 이웃하는 이웃 치조골을 검출하는 치조골 검출부;
상기 대상 치조골의 길이 방향으로 상기 대상 치조골의 중심을 통과하는 제1 중심 라인을 생성하고, 상기 이웃 치조골의 길이 방향으로 상기 이웃 치조골의 중심을 통과하는 제2 중심 라인을 생성하는 중심 라인 생성부;
상기 제1 중심 라인을 선형화하여 상기 대상 치조골의 제1 중심 축을 생성하고, 상기 제2 중심 라인을 선형화하여 상기 대상 치조골의 제2 중심 축을 생성하는 중심축 생성부; 및
상기 제1 및 제2 중심 축을 기초로 상기 픽스츄어에 결합되는 인공 치아가 상기 이웃 치조골에 위치한 이웃 치아와 중첩되는지 판단하여 상기 픽스츄어를 선택하는 픽스츄어 선택부
를 포함하는 픽스츄어 선택 장치.