KR102389747B1 - Method for guide design for implant surgery and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
임플란트 수술용 가이드 디자인 방법 및 그 장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법 및 그 장치는 가이드를 디자인 하는 과정에서 수술 케이스와 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 자동 생성함에 따라 가이드 생성 및 수정을 위한 사용자 조작을 최소화할 수 있다.A guide design method and apparatus for implant surgery are disclosed. Guide design method and device for implant surgery according to an embodiment, and the user manipulation for guide creation and correction as the guide area is automatically generated by applying different standards depending on the direction of the surgical case and the tooth area in the course of designing the guide can be minimized.
Description
본 발명은 치과영상 처리기술에 관한 것으로, 치과영상에서 치과 임플란트 수술용 가이드를 디자인하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a dental image processing technology, and to a technology for designing a guide for dental implant surgery in a dental image.
소프트웨어를 이용한 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인을 하는 과정은 환자의 CT 데이터와 스캔 데이터 정합 후, 크라운과 픽스쳐, 어버트먼트 및 앵커핀의 위치를 결정하고 이를 기준으로 드릴링 홀과 앵커핀을 포함하여 환자의 구강에 결착할 수 있도록 가이드 영역을 디자인한다.The process of designing a guide for dental implant surgery using software is to determine the position of the crown, fixture, abutment and anchor pin after matching the patient's CT data and scan data, and based on this, the patient including drilling holes and anchor pins Design the guide area so that it can be attached to the oral cavity of the patient.
일반적인 가이드 영역 생성방법은 환자의 스캔 데이터 위에 마우스 클릭을 반복하여 포인트를 생성하고, 인접한 포인트를 연결한 라인으로 가이드 영역을 생성한다. 가이드 영역을 생성한 후, 영역 수정이 필요할 경우에는 사용자가 포인트를 드래그하여 이동시키는 등의 추가 동작을 통해 가이드 영역을 수정할 수 있다.In a general guide area creation method, a point is created by repeatedly clicking the mouse on the patient's scan data, and a guide area is created with a line connecting adjacent points. After the guide area is created, if the area needs to be corrected, the guide area can be modified through an additional operation such as a user dragging and moving a point.
다양한 수술 케이스에 대해 수술 계획을 수립할 경우, 각 케이스마다 가이드 영역을 사용자가 수동으로 디자인하여야 하기 때문에 가이드 생성에 대한 모든 케이스에 대하여 동일 작업을 반복해야 한다. 이 경우, 사용자 조작횟수와 가이드 디자인 시간이 증가하게 된다.When a surgical plan is established for various surgical cases, the user must manually design a guide area for each case, so the same operation must be repeated for all cases for guide generation. In this case, the number of user manipulations and guide design time increase.
일 실시 예에 따라, 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 소프트웨어를 이용하여 수술용 가이드를 디자인 하는 과정에서 사용자 조작과 가이드 디자인 소요시간을 최소화 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법 및 그 장치를 제안한다.According to one embodiment, a guide design method and apparatus for implant surgery are proposed, which minimizes user manipulation and guide design time required in the process of designing a surgical guide using guide design software for dental implant surgery.
일 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법은, 상악 및 하악을 포함하는 수술 케이스와 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 자동 결정하는 단계와, 자동 결정된 가이드 영역을 생성하여 표시하는 단계와, 자동 결정된 가이드 영역이 드릴링 홀 및 앵커핀을 모두 포함하는지 여부를 판단하는 단계와, 모두 포함하지 않는 경우 드릴링 홀 및 앵커핀이 모두 포함되도록 가이드 영역을 임의로 확장하는 자동 수정을 수행하는 단계를 포함하며, 가이드 영역을 자동 결정하는 단계는 협측 방향으로의 가이드 영역의 높이, 설측 방향으로의 가이드 영역의 높이 및 픽스쳐 식립치아를 기준으로 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 수술 케이스 및 치아영역 방향에 따라 상이하게 결정한다.A guide design method for implant surgery according to an embodiment includes the steps of automatically determining a guide area by applying different criteria according to a surgical case including an upper and lower jaw and a direction of a tooth area, and generating and displaying the automatically determined guide area A step of determining whether the automatically determined guide area includes both the drilling hole and the anchor pin, and when not including both, performing automatic correction of arbitrarily expanding the guide area to include both the drilling hole and the anchor pin The step of automatically determining the guide area includes determining the height of the guide area in the buccal direction, the height of the guide area in the lingual direction, and the length of the guide area in the mesial and distal directions based on the fixture implanted teeth. It is determined differently depending on the surgical case and the direction of the tooth area.
가이드 영역을 자동 결정하는 단계는, 치아 영상의 잔존치아들을 개별치아로 분할하는 단계와, 분할된 개별치아 별로 교합평면과 수직인 방향의 축 정보를 기준으로 개별치아를 세로로 미리 설정된 간격을 가지고 단면들을 생성하는 단계와, 생성된 각 단면의 중심점을 기준으로 단면 영상에서의 치아 라인 정보를 이용하여 치아 영역까지 모든 장축을 연결한 후 이 중에 최대 길이를 가지는 최대장축 값을 정의하여 이를 치아 길이로 결정하는 단계와, 개별치아 각각에 대한 치아길이에 대하여 사전에 설정한 설정영역 값을 반영하여 각 치아의 가이드 라인을 정의하는 단계와. 분할된 개별치아의 각 가이드 라인을 연결하여 가이드 영역을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of automatically determining the guide area includes the steps of dividing the remaining teeth of the tooth image into individual teeth, and setting the individual teeth vertically based on the axis information in the direction perpendicular to the occlusal plane for each divided individual tooth. After the steps of creating the sections, and using the tooth line information in the cross-sectional image based on the center point of each section created, all major axes are connected up to the tooth area, and then defining the maximum major axis value having the maximum length among them is defined as the tooth length and defining the guide line for each tooth by reflecting the preset area value for the tooth length for each individual tooth. It may include creating a guide area by connecting each guide line of the divided individual teeth.
가이드 영역을 자동 결정하는 단계는, 치아영역 방향이 협측 방향이면 최대 풍융부 위치를 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정할 수 있다.In the step of automatically determining the guide area, when the direction of the tooth area is the buccal direction, the height of the guide area may be automatically determined based on the position of the maximum protuberance.
가이드 영역을 자동 결정하는 단계는, 치아영역 방향이 설측 방향이면 상악은 구개영역을 적어도 일부 포함하도록 가이드 영역을 결정하고, 하악은 각 개별치아의 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정할 수 있다.In the step of automatically determining the guide area, if the direction of the tooth area is the lingual direction, the upper jaw determines the guide area to include at least a part of the palatal area, and the lower jaw automatically determines the guide area height based on the preset area of each individual tooth. can
가이드 영역을 자동 결정하는 단계는, 픽스쳐 식립치아의 위치 및 개수에 따라 분류되는 부분 무치악 또는 완전 무치악 케이스에 따라 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 상이하게 결정할 수 있다.In the step of automatically determining the guide area, the length of the guide area in the mesial and distal directions may be determined differently according to partially edentulous or completely edentulous cases classified according to the position and number of fixture-placed teeth.
가이드 영역을 자동 결정하는 단계는, 픽스쳐 식립치아가 1개일 경우, 픽스쳐 식립치아를 기준으로 좌우 양 옆의 인접치아를 2개 이상 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정하고, 픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정하며, 픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하지 않는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하여 양 끝 치아 사이의 치아영역을 모두 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정할 수 있다.The step of automatically determining the guide area includes automatically determining the length of the guide area to include two or more adjacent teeth on the left and right sides based on the fixture placement tooth when there is only one fixture placement tooth, and having two fixture placement teeth. If it is more than and continuous, the length of the guide area is automatically determined to include two or more left and right adjacent teeth based on the two teeth located at both ends. The length of the guide area may be automatically determined to include both the tooth area between the two end teeth, including two or more left and right adjacent teeth based on the tooth.
다른 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법은, 상악 및 하악을 포함하는 수술 케이스와 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 자동 결정하는 단계와, 자동 결정된 가이드 영역을 생성하여 표시하는 단계를 포함하고, 가이드 영역을 자동 결정하는 단계는 치아영역 방향이 협측 방향이면 치아사이틈(Embrasure) 영역이 가이드 영역에 포함되지 않도록 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 결정할 수 있다.A guide design method for implant surgery according to another embodiment includes the steps of automatically determining a guide area by applying different criteria depending on the direction of the surgical case and tooth area including the maxilla and the mandible, and generating and displaying the automatically determined guide area. In the step of automatically determining the guide area, if the direction of the tooth area is the buccal direction, the height of the guide area may be determined based on the preset area so that the Embrasure area is not included in the guide area.
사전 설정영역은 각 개별치아 별로 최소 치아의 1/2 높이에서부터 최대 치아의 2/3 높이까지의 영역을 의미하며, 사용자에 의해 설정될 수 있다.The preset area means an area from a height of 1/2 of a minimum tooth to a height of 2/3 of a maximum tooth for each individual tooth, and can be set by a user.
다른 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법은, 상악 및 하악을 포함하는 수술 케이스와 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 자동 결정하는 단계와, 자동 결정된 가이드 영역을 생성하여 표시하는 단계를 포함하고, 가이드 영역을 생성하여 표시하는 단계는 치아 영상의 잔존치아들을 개별치아로 분할하는 단계와, 분할된 개별치아 별로 교합 방향에서 잇몸 방향으로 가로로 미리 설정된 간격을 가지고 단면들을 생성하는 단계와, 생성된 각 단면의 경계를 이루는 치아 외곽선의 총 길이를 계산하는 단계와. 계산된 각 단면의 총 길이 중에 최대값을 가지는 치아위치를 최대 풍융부 위치로 정의하는 단계와, 각 개별치아들의 최대 풍융부 위치를 연결한 영역까지를 포함하는 가이드 영역을 생성하는 단계를 포함한다.A guide design method for implant surgery according to another embodiment includes the steps of automatically determining a guide area by applying different criteria depending on the direction of the surgical case and tooth area including the maxilla and the mandible, and generating and displaying the automatically determined guide area. The step of generating and displaying the guide area includes dividing the remaining teeth of the tooth image into individual teeth, and generating cross-sections with a preset interval horizontally from the occlusal direction to the gum direction for each divided individual tooth. and calculating the total length of the tooth outline forming the boundary of each generated cross section. Defining a tooth position having a maximum value among the calculated total lengths of each cross-section as a maximum ridge position, and generating a guide region including a region connecting the maximum ridge positions of each individual tooth. .
다른 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치는, 임플란트 수술용 가이드 디자인 시 상악 및 하악을 포함하는 수술 케이스와 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 자동 결정한 후 이를 생성하는 제어부와, 생성된 가이드 영역을 치과영상에 표시하는 출력부를 포함하고, 제어부는 협측 방향으로의 가이드 영역의 높이, 설측 방향으로의 가이드 영역의 높이 및 픽스쳐 식립치아를 기준으로 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 수술 케이스 및 치아영역 방향에 따라 상이하게 결정하고, 자동 결정된 가이드 영역이 드릴링 홀 및 앵커핀을 모두 포함하는지 여부를 판단하여, 드릴링 홀 및 앵커핀을 모두 포함하지 않는 경우에는 드릴링 홀 및 앵커핀이 모두 포함되도록 가이드 영역을 임의로 확장하는 자동 수정을 수행한다.An apparatus for designing a guide for implant surgery according to another embodiment includes a control unit that automatically determines a guide area by applying different criteria according to a surgical case including upper and lower jaw and a direction of a tooth area when designing a guide for implant surgery, and then generates the guide area; , an output unit for displaying the generated guide area on a dental image, wherein the control unit includes the height of the guide area in the buccal direction, the height of the guide area in the lingual direction, and the mesial and distal directions based on the fixture implanted teeth. The length of the guide area is determined differently depending on the surgical case and the direction of the tooth area, and it is determined whether the automatically determined guide area includes both the drilling hole and the anchor pin. Automatic correction of arbitrarily expanding the guide area to include both holes and anchor pins.
제어부는, 치아영역 방향이 협측 방향이면 각 개별치아의 사전 설정영역 또는 최대 풍융부 위치를 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정하고, 치아영역 방향이 설측 방향이면 상악은 구개영역을 적어도 일부 포함하도록 가이드 영역을 자동 결정하고 하악은 각 개별치아의 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정할 수 있다.The control unit automatically determines the height of the guide area based on the preset area or the maximum ridge position of each individual tooth if the direction of the tooth area is the buccal direction, and if the direction of the tooth area is the lingual direction, the upper jaw includes at least a part of the palatal area. The guide area is automatically determined, and the mandible can automatically determine the height of the guide area based on the preset area of each individual tooth.
제어부는, 픽스쳐 식립치아의 위치 및 개수에 따라 분류되는 부분 무치악 또는 완전 무치악 케이스에 따라 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 상이하게 결정할 수 있다.The control unit may determine differently the length of the guide region in the mesial and distal directions according to partially edentulous or completely edentulous cases classified according to the position and number of teeth to be placed in the fixture.
일 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법 및 그 장치에 따르면, 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 소프트웨어를 이용하여 수술용 가이드를 디자인 하는 과정에서 다양한 수술 케이스에 맞게 가이드 영역을 자동으로 디자인 하여 사용자에게 제안함에 따라 사용자 조작횟수와 가이드 디자인 시간을 최소화 할 수 있다. 나아가, 수정이 필요한 경우에만 선택적으로 미세조정을 할 수 있다.According to a guide design method for implant surgery and an apparatus thereof according to an embodiment, in the process of designing a surgical guide using guide design software for dental implant surgery, a guide area is automatically designed to fit various surgical cases and suggested to the user As a result, the number of user manipulations and guide design time can be minimized. Furthermore, you can selectively fine-tune only when corrections are necessary.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 데이터에 상악의 설측 영역에 가이드 영역을 자동 생성하는 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 데이터에 하악의 설측 방향에 가이드 영역을 자동 생성하는 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 데이터에 상악 및 하악의 협측 방향에 가이드 영역을 자동 생성하는 예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 다른 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법의 흐름을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a guide design device for implant surgery according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing an example of automatically generating a guide region in the lingual region of the maxilla in scan data according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing an example of automatically generating a guide area in the lingual direction of the mandible in scan data according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing an example of automatically generating guide regions in the buccal direction of the maxilla and the mandible in scan data according to an embodiment of the present invention;
5 is a diagram illustrating a flow of a guide design method for implant surgery according to an embodiment of the present invention.
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.Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
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.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted, and the terms to be described later are used in the embodiment of the present invention. As terms defined in consideration of the function of Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
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.Each block in the accompanying block diagram and combinations of steps in the flowchart may be executed by computer program instructions (execution engine), which are executed by the processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing device. It may be mounted so that its instructions, which are executed by the processor of a computer or other programmable data processing device, create means for performing the functions described in each block of the block diagram or in each step of the flowchart.
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.These computer program instructions may also be stored in a computer-usable or computer-readable memory which may direct a computer or other programmable data processing device to implement a function in a particular manner, and thus the computer-usable or computer-readable memory. It is also possible to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block of the block diagram or each step of the flowchart, the instructions stored in the block diagram.
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.And since the computer program instructions may be mounted on a computer or other programmable data processing device, a series of operational steps is performed on the computer or other programmable data processing device to create a computer-executable process to create a computer or other programmable data processing device. It is also possible that instructions for performing the data processing apparatus provide steps for executing functions described in each block in the block diagram and in each step in the flowchart.
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 동시 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block or step may represent a module, segment, or portion of code comprising one or more executable instructions for executing specified logical functions, and in some alternative embodiments the blocks or steps referred to in some alternative embodiments. It should be noted that it is also possible for functions to occur out of sequence. For example, it is possible that two blocks or steps shown one after another may be performed substantially simultaneously, and also the blocks or steps may be performed in the reverse order of the corresponding functions, if necessary.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention illustrated below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a guide design apparatus for implant surgery according to an embodiment of the present invention.
임플란트 수술용 가이드 디자인 장치(이하, '가이드 디자인 장치'라 칭함)(1)는 의료영상 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. 의료영상 처리 프로그램은 가이드 디자인 프로그램, 스캔 프로그램, CAD 프로그램 등이 있다. 또한, 치과 임플란트 수술용 이외에 다른 일반적인 의료영상 처리를 위한 프로그램에 적용될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 프로그램을 예로 들어 설명하고자 하나, 영상처리가 가능하면 다른 프로그램에도 동일하게 적용 가능함은 물론이다.The guide design device for implant surgery (hereinafter, referred to as a 'guide design device') 1 is an electronic device capable of executing a medical image processing program. Electronic devices include computers, notebook computers, laptop computers, tablet PCs, smart phones, mobile phones, personal media players (PMPs), personal digital assistants (PDAs), and the like. Medical image processing programs include guide design programs, scan programs, and CAD programs. In addition, it can be applied to programs for general medical image processing other than for dental implant surgery. Hereinafter, for convenience of explanation, a guide design program for dental implant surgery will be described as an example, but if image processing is possible, it is of course applicable to other programs as well.
프로그램을 이용한 영상처리 과정은 상용화된 제품별로 차이는 있지만 일반적으로 수술 환자 등록, 등록된 환자의 CT 데이터 및 스캔 데이터 획득, CT 데이터 및 스캔 데이터의 정합, 정합된 영상 데이터에서 악궁 라인 생성 및 악궁 라인을 이용한 파노라믹 영상(Panoramic image) 생성, 환자의 스캔 데이터에서 크라운 모델 위치 및 크기 결정, 환자의 CT 데이터에서 픽스쳐를 포함한 임플란트 구조물 위치 결정, 가이드 영역 디자인, 최종 가이드 출력을 포함한 과정으로 구성된다.Although the image processing process using the program differs for each commercialized product, in general, surgical patient registration, CT data and scan data acquisition of registered patients, CT data and scan data registration, arch line creation from the registered image data, and arch line It consists of a process including creation of a panoramic image using .
본 발명은 위 과정에서 가이드 영역을 자동으로 디자인하는 단계에 해당한다. 특히, 본 발명은 다양한 수술 케이스에 따라 환자의 해부학적 구조물과 드릴링 홀을 포함하도록 가이드 영역을 자동 결정하여 사용자 조작 및 가이드 디자인 소요시간을 최소화함에 그 목적이 있다.The present invention corresponds to the step of automatically designing the guide area in the above process. In particular, an object of the present invention is to minimize the time required for user manipulation and guide design by automatically determining a guide area to include a patient's anatomical structure and a drilling hole according to various surgical cases.
일 실시 예에 따른 가이드 디자인 장치(1)는 다양한 수술 케이스 및 치아영역 방향에 따라 가이드 영역을 상이하게 디자인 한다. 수술 케이스는 크게 상악 및 하악으로 분류할 수 있으며, 픽스쳐 식립치아의 위치 및 개수에 따라 부분 무치악 또는 완전 무치악 등으로 분류할 수 있다. 치아영역 방향은 설측(Lingual), 협측(Buccal), 근심면(Mesial), 원심면(Distal) 방향 등으로 분류할 수 있다.Guide design apparatus 1 according to an embodiment differently designs the guide area according to various surgical cases and direction of the tooth area. Surgical cases can be broadly classified into maxilla and mandible, and can be classified as partially edentulous or completely edentulous according to the location and number of fixture implanted teeth. The direction of the tooth area can be classified into lingual, buccal, mesial, and distal directions.
가이드 디자인 장치(1)는 협측 방향으로의 가이드 영역의 높이, 설측 방향으로의 가이드 영역의 높이, 픽스쳐 식립치아를 기준으로 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이 등을 수술 케이스 및 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 디자인 한다.The guide design device 1 measures the height of the guide area in the buccal direction, the height of the guide area in the lingual direction, and the length of the guide area in the mesial and distal directions based on the fixture implanted teeth, such as the surgical case and the tooth area. The guide area is designed by applying different standards depending on the direction.
예를 들어, 수술 케이스가 상악이면 설측 방향으로의 가이드 영역은 가이드 결착력을 높이기 위해 구개(Palatal) 영역을 적어도 일부 포함하도록 가이드 영역을 자동으로 디자인한다. 다른 예로, 수술 케이스가 하악이면 설측 방향으로의 가이드 영역은 각 개별치아의 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동으로 디자인 한다. 협측 방향으로의 가이드 영역의 높이는 각 개별치아의 사전 설정영역 또는 최대 풍융부 위치를 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정할 수 있다. 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 결정하는 예를 들면, 치아사이틈(Embrasure) 영역이 가이드 영역에 포함되지 않도록 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 설정한다. 치아사이틈(Embrasure) 영역은 치아와 치아 사이의 공간으로, 접촉점과 치은정 사이의 V 부위이다.For example, if the operation case is the maxilla, the guide area in the lingual direction is automatically designed to include at least a part of the palatal area in order to increase the guide binding force. As another example, if the operation case is the mandible, the guide area in the lingual direction automatically designs the height of the guide area based on the preset area of each individual tooth. The height of the guide area in the buccal direction can be automatically determined based on the preset area or the maximum ridge position of each individual tooth. For determining the height of the guide area based on the preset area, for example, the height of the guide area is set based on the preset area so that the implant area is not included in the guide area. The embrasure area is the space between the teeth and the V area between the contact point and the gingival ridge.
사전 설정영역은 각 개별치아 별로 치아의 1/2 높이에서부터 2/3 높이까지의 영역일 수 있으며, 범위 내에서 소정 값을 사용자가 설정 가능하다.The preset area may be an area from a height of 1/2 to 2/3 of a tooth for each individual tooth, and a user can set a predetermined value within the range.
가이드 디자인 장치(1)는 픽스쳐 식립치아의 위치 및 개수에 따라 분류되는 부분 무치악 또는 완전 무치악 케이스에 따라 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 상이하게 결정할 수 있다. 예를 들어, 픽스쳐 식립치아를 기준으로 양 옆의 인접치아를 최소 2개 이상 포함하도록 가이드 길이를 자동 결정한다. 사전 설정영역 및 인접치아 개수는 사용자가 설정할 수 있다.The guide design apparatus 1 may determine the length of the guide region in the mesial and distal directions differently according to partially edentulous or completely edentulous cases classified according to the position and number of fixture-placed teeth. For example, the guide length is automatically determined to include at least two adjacent teeth on both sides based on the fixture placement teeth. The preset area and the number of adjacent teeth can be set by the user.
나아가, 자동 결정을 통해 생성된 가이드 영역이 드릴링 홀 및 앵커핀을 모두 포함하지 않는 경우에는 가이드 영역을 임의로 확장하는 자동 수정을 수행하여 이를 소프트웨어에서 수정함에 따라 사용자 조작을 최소화할 수 있다.Furthermore, when the guide area generated through automatic determination does not include both the drilling hole and the anchor pin, automatic correction of arbitrarily expanding the guide area is performed, and user manipulation can be minimized as it is corrected in software.
이하, 전술한 특징을 가지는 가이드 디자인 장치(1)의 구성에 대해 상세히 후술한다.Hereinafter, the configuration of the guide design device 1 having the above-described characteristics will be described in detail later.
*도 1을 참조하면, 가이드 디자인 장치(1)는 데이터 획득부(10), 저장부(12), 제어부(14), 입력부(16) 및 출력부(18)를 포함한다.* Referring to FIG. 1 , the guide design device 1 includes a
데이터 획득부(10)는 환자의 기초 영상 데이터를 획득한다. 기초 영상 데이터는 X-ray 데이터, CT 데이터, 스캔 데이터 등이 있다. 데이터 획득부(10)는 기초 영상 데이터를 프로그램에서 실행하거나 웹 페이지 및 서버에 저장된 데이터를 로딩하여 획득할 수 있다. 임플란트 식립을 위해서 CT 데이터, 스캔 데이터 등이 기초 데이터로 필요할 수 있다.The
스캔 데이터는 환자의 구강을 본떠 생성한 석고 모형을 3D 스캐너(3D Scanner)로 스캐닝하여 획득하는 치아 모델 스캔 데이터이거나, 구강 내 3D 스캐너(3D Intra-oral scanner)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캐닝하여 획득하는 구강 스캔 데이터일 수 있다. CT 데이터는 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography: CT)을 사용하여 환자의 두부 단층 영상들을 생성하고, 각각의 단층 영상에서 치아 부분의 경계를 분할(Segmentation)한 후 하나로 취합함에 따라 획득될 수 있다. 획득된 스캔 데이터 및 CT 데이터는 저장부(12)에 저장될 수 있다.The scan data is dental model scan data obtained by scanning a plaster model created by imitating a patient's oral cavity with a 3D scanner, or scanning the inside of the patient's oral cavity using a 3D intra-oral scanner It may be oral scan data obtained by CT data may be obtained by generating tomography images of the patient's head using computed tomography (CT), segmenting the tooth boundaries in each tomography image, and combining them into one. The acquired scan data and CT data may be stored in the
저장부(12)에는 가이드 디자인 장치(1)의 동작 수행을 위해 필요한 정보와 동작 수행에 따라 생성되는 정보가 저장되어, 제어부(14)의 요청 시 정보를 제공한다. 예를 들어, 저장부(12)에는 제어부(14)에 의해 생성된 식립 설계정보와 수술 보고서가 저장된다. 식립 설계정보는 픽스쳐를 포함한 임플란트 구조물에 대한 식립 위치와 식립 방향에 대한 정보 및 가이드 형상에 대한 정보를 포함한다. 이때, 생성된 가이드에 포함되는 드릴링 홀 파일을 별도로 저장할 수 있다. 식립 설계정보는 수술 과정에서 수술 가이드에 활용될 수 있다.The
제어부(14)는 치과영상에서 가상의 임플란트 구조물의 식립 위치 및 방향을 포함한 식립 설계정보를 생성하고 식립 설계정보를 이용하여 가이드 형상을 디자인한다. 제어부(14)는 치과영상에 가상의 임플란트 구조물 객체를 식립하는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 치과영상은 환자의 치아 배열이 나타난 2D, 3D 등의 다차원 영상을 포함한다. 예를 들어, 데이터 획득부(10)를 통해 획득된 기초 영상 데이터, 파노라믹(Panoramic) 영상 데이터, 재구성을 통해 생성된 영상 데이터, 복수의 영상을 정합한 정합 데이터 등 다양한 종류의 영상이 활용될 수 있다.The
제어부(14)는 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 시 환자의 CT 데이터와 스캔 데이터를 정합한 후 크라운을 식립하고, 픽스쳐 및 앵커핀(Anchor Pin)의 식립 위치를 결정한다. 이어서, 픽스쳐 및 앵커핀의 식립 정보를 이용하여 환자의 구강에 체결되는 가이드를 디자인한다. 예를 들어, 픽스쳐 및 앵커핀의 식립 방향 및 식립 위치를 기준으로 드릴링 홀(Drilling hole)을 우선 결정하고, 결정된 드릴링 홀을 포함하여 환자의 구강 내부에 체결이 가능하도록 가이드 영역을 생성한다. 이어서, 생성된 가이드 영역을 수동 또는 자동으로 미세 수정 할 수 있다. 수정을 통해 최종 생성된 가이드 영역을 3D 데이터 형태로 출력부(18)를 통해 최종 출력할 수 있다. 여기서, '수정'은 조정, 조작, 편집 등과 동일한 용어로 사용될 수 있다.When designing a guide for dental implant surgery, the
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 상악 및 하악을 포함하는 수술 케이스와 치아영역 방향을 기초로 하여 가이드 영역을 자동 결정하여 이를 생성한다. 이때, 협측 방향으로의 가이드 영역의 높이, 설측 방향으로의 가이드 영역의 높이 및 픽스쳐 식립치아를 기준으로 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 수술 케이스 및 치아영역 방향에 따라 상이하게 결정할 수 있다.The
예를 들어, 협측 영역의 경우, 사용자 사전 설정영역 또는 치아의 최대 풍융부 위치를 기준으로 가이드 영역을 자동 결정한다. 설측 영역의 경우, 상악은 구개영역을 포함하도록 가이드 영역을 자동 결정하며, 하악은 사용자 사전 설정영역을 가이드 라인으로 자동 결정한다. 여기서, 사전 설정영역이란, 최소: 치아의 1/2 높이에서부터 최대: 치아의 2/3 높이까지의 영역을 의미하며, 상기 범위 내에서 사용자가 소정의 값을 설정할 수 있다.For example, in the case of the buccal region, the guide region is automatically determined based on the user preset region or the position of the maximum protuberance of the tooth. In the case of the lingual area, the upper jaw automatically determines the guide area to include the palatal area, and the lower jaw automatically determines the user's preset area as a guide line. Here, the preset area means an area from the minimum: 1/2 the height of the tooth to the maximum: 2/3 the height of the tooth, and a user can set a predetermined value within the above range.
가이드 영역의 길이는 픽스쳐 식립치아가 1개일 경우, 픽스쳐 식립치아를 기준으로 좌우 양 옆의 인접치아를 2개 이상 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정한다. 픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정한다. 픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하지 않는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하여 양 끝 치아 사이의 치아영역을 모두 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정한다. 단, 최소 포함 좌우 인접치아 수는 설정에서 사용자가 입력하여 변경할 수 있다.The length of the guide area is automatically determined to include two or more adjacent teeth on the left and right sides based on the fixture placement tooth when there is only one fixture implanted tooth. When there are two or more teeth for fixture placement and they are continuous, the length of the guide area is automatically determined to include two or more left and right adjacent teeth based on the two teeth located at both ends. When there are two or more teeth for fixture placement and they are not continuous, the length of the guide area is automatically determined to include all the tooth areas between the teeth at both ends, including two or more left and right adjacent teeth based on the two teeth located at both ends. However, the minimum number of left and right adjacent teeth can be changed by inputting the user in the settings.
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 자동 결정된 가이드 영역을 대상으로 수정이 필요한 경우에만 선택적으로 미세조정 할 수 있다. 예를 들어, 전술한 사전 설정영역 및 최소 인접치아 수를 포함하도록 자동 결정된 가이드 영역이 드릴링 홀 및 앵커핀 영역을 모두 포함하지 않을 경우, 드릴링 홀 및 앵커핀 영역을 모두 포함할 수 있도록 가이드 영역을 확장시키는 자동 수정을 통해 가이드 디자인 단계에서의 사용자 수정을 최소화 하여 수술계획 수립시간을 단축시킬 수 있다.The
출력부(18)는 프로그램 화면을 표시한다. 출력부(18)는 자동으로 생성되는 가이드 영역 및 사용자 수정을 통해 생성되는 최종 가이드 영역을 화면에 표시할 수 있다. 또한, 최종 가이드 영역을 3D 형태로 외부에 출력할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 데이터에 상악의 설측 영역에 가이드 영역을 자동 생성하는 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of automatically generating a guide region in the lingual region of the maxilla in scan data according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 가이드 디자인 장치(1)는 스캔 데이터(20)에 협측 또는 설측 방향의 가이드 영역(30)을 생성할 때, 사전 설정된 영역을 연결하거나 치아의 최대 풍융부 위치를 연결하여 가이드 영역(30)을 자동 생성한다. 단, 상악의 설측 방향의 가이드 영역(30)의 경우, 가이드의 결착력을 높이기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 구개영역(300)을 포함하도록 가이드 영역(30)을 자동 생성한다. 이때, 포함되는 구개영역(300)은 가장자리에 위치한 2개의 치아의 원심면 방향의 위치를 연결하며 환자의 기도 부분에 닿지 않도록 아치형으로 생성한다.1 and 2, when the guide design device 1 generates the
사전 설정영역이란 각 치아의 일정 높이의 위치를 연결한 영역을 의미한다. 예를 들어, 최소: 치아의 1/2 높이에서 최대: 치아의 2/3 높이까지의 범위 내에서 사용자가 선호하는 가이드 높이의 수치를 사용자가 설정할 수 있다.The preset area means an area in which positions of a certain height of each tooth are connected. For example, the user may set a value of the guide height preferred by the user within the range from the minimum: 1/2 the height of the tooth to the maximum: 2/3 the height of the tooth.
가이드 영역(30)의 자동생성 방법은 최대 풍융부를 이용한 방식이나 사전 설정영역을 이용한 방식 중 하나를 이용하여 가이드 영역(30)을 자동으로 생성할 수 있다. 최대 풍융부를 이용한 가이드 영역 생성 예는 도 3을 참조로 하여 후술한다.The automatic generation method of the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 데이터에 하악의 설측 방향에 가이드 영역을 자동 생성하는 예를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of automatically generating a guide region in the lingual direction of the mandible in scan data according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 가이드 디자인 장치(1)는 치아영역 방향이 설측 방향이면 하악은 각 개별치아의 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역(30)의 높이를 자동 결정한다. 사전 설정영역을 이용한 가이드 영역 자동생성 방법은 다음과 같다. 환자의 스캔 데이터(20)에서 잔존치를 분할하여 개별치아로 분리한다. CT 데이터와 스캔 데이터를 정합할 때 CT 데이터의 좌표정보를 기준으로 스캔 데이터의 좌표정보가 변경되었으므로, 좌표정보가 변경된 스캔 데이터(20)를 대상으로 CT 데이터와 동일한 좌표정보를 이용하여 교합평면과 수직인 방향의 축 정보(근심면/원심면 방향으로의 수직인 축 정보)를 기준으로 개별치아를 세로로 일정 간격을 가지는 단면들을 생성한다. 이어서, 개별치아 각각에 대하여 생성된 단면의 중심점을 기준으로 단면 영상에서의 치아 라인 정보를 이용하여 치아 영역까지 모든 장축을 연결한다. 이 중, 최대 길이를 가지는 최대장축 값을 정의하여 이를 치아 길이로 결정한다. 개별치아 각각에 대한 치아길이에 대하여 사전에 설정한 설정영역 값(예를 들어, 1/2~2/3)을 적용하여 각 치아의 가이드 라인을 정의한 후, 분할된 개별치아의 각 가이드 라인을 연결하여 가이드 영역(30)을 생성한다.Referring to FIG. 3 , the guide design device 1 automatically determines the height of the
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 데이터에 상악 및 하악의 협측 방향에 가이드 영역을 자동 생성하는 예를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of automatically generating a guide region in the buccal direction of the maxilla and the mandible in scan data according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 가이드 디자인 장치(1)는 치아영역 방향이 협측 방향이면 각 개별치아의 사전 설정영역 또는 최대 풍융부 위치를 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정한다. 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정하는 예는 도 2 및 도 3을 참조로 하여 전술한 바와 같다.Referring to FIG. 4 , the guide design device 1 automatically determines the height of the guide area based on the preset area or the maximum convex position of each individual tooth if the tooth area direction is the buccal direction. An example of automatically determining the height of the guide area based on the preset area is the same as described above with reference to FIGS. 2 and 3 .
도 4를 참조하여, 치아의 최대 풍융부를 이용한 가이드 영역 자동생성 프로세스는 다음과 같다. 환자의 스캔 데이터(20)에서 잔존치를 분할(Segmentation)하여 개별치아로 분리한다. CT 데이터와 스캔 데이터를 정합할 때 CT 데이터의 좌표정보를 기준으로 스캔 데이터의 좌표정보가 변경되었으므로, 좌표정보가 변경된 스캔 데이터(20)를 대상으로 CT 데이터와 동일한 좌표정보를 이용하여 분할 개별치아를 교합방향에서 잇몸방향으로 가로로 일정 간격을 가지는 단면들을 생성한다. 이어서, 개별치아 각각에 대하여 각 단면에 위치한 치아 외곽선의 총 길이(치아 둘레)를 계산한다. 이때, 개별치아 각각에 대해 각 단면의 총 길이 중, 최대값을 가지는 치아위치를 최대 풍융부로 정의한다. 이어서, 분할된 치아 개별적으로 정의한 최대 풍융부 영역을 포함하도록 서로 연결하여 가이드 영역을 생성한다.Referring to FIG. 4 , the process of automatically generating a guide area using the maximum protuberance of a tooth is as follows. In the patient's
일 실시 예에 따른 가이드 디자인 장치(1)는 치아영역 방향이 협측 방향이면 치아사이틈(Embrasure) 영역(510)이 가이드 영역(30)에 포함되지 않도록 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 결정한다. 예를 들어, 치아사이틈(Embrasure) 영역(510)이 포함되지 않도록 사전 설정영역(각 개별치아 별로 치아의 1/2 높이에서부터 2/3 높이까지의 영역)을 포함하는 가이드 라인(400-3)으로 구성되는 가이드 영역(30)을 생성한다.Guide design device 1 according to an embodiment, when the direction of the tooth area is the buccal direction, the height of the guide area based on the preset area so that the
일 실시 예에 따른 가이드 디자인 장치(1)는 픽스쳐 식립치아의 위치 및 개수에 따라 분류되는 부분 무치악 또는 완전 무치악 케이스에 따라 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 상이하게 결정한다. 예를 들어, 가이드 영역의 길이는 픽스쳐 식립치아의 인접치아를 설정치 이상 포함하도록 자동 결정한다. 단, 픽스쳐 식립치아가 상악 및 하악의 6번, 7번 치아일 경우는 예외 처리한다.The guide design apparatus 1 according to an embodiment determines the length of the guide region in the mesial and distal directions to be different according to the partially edentulous or completely edentulous cases classified according to the position and number of the fixture implanted teeth. For example, the length of the guide area is automatically determined to include more than a set value of adjacent teeth of the fixture implanted teeth. However, exceptions are made when the fixture placement teeth are the 6th and 7th teeth of the maxilla and mandible.
픽스쳐 식립치아가 1개일 경우, 픽스쳐 식립치아의 좌우 인접치아를 2개 이상 포함하도록 가이드 영역을 자동 생성한다. 도 4에서는 픽스쳐 식립을 위한 드릴링 홀(410)의 인접치아 2개(420, 430)를 포함하는 가이드 라인(400-2)을 구성하여 가이드 영역(30)을 생성하는 예를 도시하고 있다. 픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하도록 가이드 영역을 자동 생성한다. 픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하지 않는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하여 양 끝 치아 사이의 치아영역을 모두 포함하는 가이드 영역을 자동 생성한다. 픽스쳐 식립치아가 상악 또는 하악의 6번 치아일 경우, 원심면 방향으로 7번 치아를 모두 포함하도록 가이드 영역을 자동 생성한다. 픽스쳐 식립치아가 상악 또는 하악의 7번 치아일 경우, 원심면 방향으로의 가이드 영역은 악궁라인에 직교하는 설정치 만큼의 영역을 포함하도록 가이드 영역을 자동 생성한다. 설정치는 설정에서 사용자가 설정할 수 있다.When there is only one fixture placement tooth, a guide area is automatically created to include two or more left and right adjacent teeth of the fixture placement tooth. 4 illustrates an example of generating the
일 실시 예에 따른 가이드 디자인 장치(1)는 자동 결정된 가이드 영역이 드릴링 홀 및 앵커핀을 모두 포함하지 않는 경우에는 드릴링 홀 및 앵커핀이 모두 포함되도록 가이드 영역을 임의로 확장하는 자동 수정을 수행한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 드릴링 홀(410)이 포함하는 가이드 라인(400-1)으로 구성되는 가이드 영역(30)을 생성한다.The guide design apparatus 1 according to an embodiment performs automatic correction of arbitrarily expanding the guide area to include both the drilling hole and the anchor pin when the automatically determined guide area does not include both the drilling hole and the anchor pin. For example, as shown in FIG. 4 , a
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 다른 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법의 흐름을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a flow of a guide design method for implant surgery according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 5를 참조하면, 가이드 디자인 장치(1)는 상악 및 하악을 포함하는 수술 케이스와 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 자동 결정(S510)하고, 자동 결정된 가이드 영역을 생성하여 표시한다(S520).1 and 5, the guide design device 1 automatically determines the guide area (S510) by applying different criteria according to the direction of the surgical case and the tooth area including the maxilla and the mandible, and the automatically determined guide area is generated and displayed (S520).
가이드 영역 자동 결정 단계(S510)에서, 가이드 디자인 장치(1)는 협측 방향으로의 가이드 영역의 높이, 설측 방향으로의 가이드 영역의 높이 및 픽스쳐 식립치아를 기준으로 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이 등을 수술 케이스 및 치아영역 방향에 따라 상이하게 결정할 수 있다.In the guide area automatic determination step (S510), the guide design device 1 guides the mesial and distal directions based on the height of the guide area in the buccal direction, the height of the guide area in the lingual direction, and the fixture implanted teeth. The length of the region may be determined differently depending on the surgical case and the direction of the tooth region.
예를 들어, 가이드 디자인 장치(1)는 치아영역 방향이 협측 방향이면 각 개별치아의 사전 설정영역 또는 최대 풍융부 위치를 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정한다.For example, if the direction of the tooth area is the buccal direction, the guide design device 1 automatically determines the height of the guide area based on the preset area or the maximum protuberance position of each individual tooth.
사전 설정영역을 이용한 가이드 영역 높이 자동 결정 예를 들면, 치아사이틈(Embrasure) 영역이 가이드 영역에 포함되지 않도록 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 결정한다. 사전 설정영역은 각 개별치아 별로 최소: 치아의 1/2 높이에서부터 최대: 치아의 2/3 높이까지의 영역을 의미하며, 사용자에 의해 설정 가능하다.Automatic determination of the guide area height using the preset area For example, the height of the guide area is determined based on the preset area so that the implant area is not included in the guide area. The preset area means an area from the minimum: 1/2 the height of the tooth to the maximum: 2/3 the height of the teeth for each individual tooth, and can be set by the user.
최대 풍융부 위치를 이용한 가이드 영역 높이 자동 결정 프로세스에 따르면, 가이드 디자인 장치(1)는 치아 영상의 잔존치아들을 개별치아로 분할하고, 분할된 개별치아 별로 교합 방향에서 잇몸 방향으로 가로로 미리 설정된 간격을 가지고 단면들을 생성한다. 이어서, 생성된 각 단면의 경계를 이루는 치아 외곽선의 총 길이를 계산한 후 계산된 각 단면의 총 길이 중에 최대값을 가지는 치아위치를 최대 풍융부 위치로 정의하고, 각 개별치아들의 최대 풍융부 위치를 연결한 영역까지를 포함하는 가이드 영역을 생성한다.According to the automatic guide area height determination process using the maximum protuberance position, the guide design device 1 divides the remaining teeth of the tooth image into individual teeth, and horizontally preset intervals from the occlusal direction to the gum direction for each divided individual tooth. Create sections with Next, after calculating the total length of the tooth outline forming the boundary of each cross-section, the tooth position having the maximum value among the calculated total lengths of each cross-section is defined as the maximum convex position, and the maximum convex position of each individual tooth Create a guide area including up to the area connected to
가이드 영역 자동 결정 단계(S510)에서, 가이드 디자인 장치(1)는 치아영역 방향이 설측 방향이면 상악은 구개영역을 적어도 일부 포함하도록 가이드 영역을 결정하고, 하악은 각 개별치아의 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정할 수 있다.In the automatic guide area determination step (S510), the guide design device 1 determines the guide area so that the upper jaw includes at least a part of the palatal area if the tooth area direction is the lingual direction, and the mandible is based on the preset area of each individual tooth to automatically determine the height of the guide area.
가이드 영역 자동 결정 단계(S510)에서, 가이드 디자인 장치(1)는 픽스쳐 식립치아의 위치 및 개수에 따라 분류되는 부분 무치악 또는 완전 무치악 케이스에 따라 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 상이하게 결정할 수 있다. 예를 들어, 픽스쳐 식립치아가 1개일 경우, 픽스쳐 식립치아를 기준으로 좌우 양 옆의 인접치아를 2개 이상 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정한다. 픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정한다. 픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하지 않는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하여 양 끝 치아 사이의 치아영역을 모두 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정할 수 있다.In the guide area automatic determination step (S510), the guide design device 1 determines the length of the guide area in the mesial and distal directions according to the partially edentulous or completely edentulous cases classified according to the position and number of fixture implanted teeth. can decide For example, when there is only one fixture-installed tooth, the length of the guide area is automatically determined to include two or more adjacent teeth on both sides of the fixture based on the fixture-placed tooth. When there are two or more teeth for fixture placement and they are continuous, the length of the guide area is automatically determined to include two or more left and right adjacent teeth based on the two teeth located at both ends. When there are two or more teeth for fixture placement and they are not continuous, the length of the guide area can be automatically determined to include both the tooth area between the teeth at both ends, including two or more left and right adjacent teeth based on the two teeth located at both ends. .
이어서, 가이드 디자인 장치(1)는 자동 결정된 가이드 영역이 드릴링 홀 및 앵커핀을 모두 포함하는지 여부를 판단한다. 이때, 모두 포함하지 않는 경우(S530) 드릴링 홀 및 앵커핀이 모두 포함되도록 가이드 영역을 임의로 확장하는 자동 수정을 수행할 수 있다(S540). 이에 따라, 가이드 디자인 단계에서의 사용자 수정을 최소화 하여 수술계획 수립시간을 단축시킬 수 있다.Then, the guide design device 1 determines whether the automatically determined guide area includes both the drilling hole and the anchor pin. At this time, when not including all of them (S530), an automatic correction of arbitrarily expanding the guide area to include both the drilling hole and the anchor pin may be performed (S540). Accordingly, it is possible to shorten the time for establishing a surgical plan by minimizing the user's modification in the guide design stage.
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.So far, the present invention has been focused on the embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.
Claims (12)
상악 및 하악을 포함하는 수술 케이스와 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 자동 결정하는 단계;
자동 결정된 가이드 영역을 생성하여 표시하는 단계;
자동 결정된 가이드 영역이 드릴링 홀 및 앵커핀을 모두 포함하는지 여부를 판단하는 단계; 및
모두 포함하지 않는 경우 드릴링 홀 및 앵커핀이 모두 포함되도록 가이드 영역을 임의로 확장하는 자동 수정을 수행하는 단계; 를 포함하며,
가이드 영역을 자동 결정하는 단계는
협측 방향으로의 가이드 영역의 높이, 설측 방향으로의 가이드 영역의 높이 및 픽스쳐 식립치아를 기준으로 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 수술 케이스 및 치아영역 방향에 따라 상이하게 결정하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법.In the guide design method for implant surgery using the guide design device for implant surgery, the guide design device for implant surgery
automatically determining a guide area by applying different criteria according to the direction of the surgical case and the tooth area including the maxilla and the mandible;
generating and displaying an automatically determined guide area;
determining whether the automatically determined guide area includes both the drilling hole and the anchor pin; and
performing automatic correction of arbitrarily expanding the guide area to include both the drilling hole and the anchor pin if not included; includes,
The steps to automatically determine the guide area are
The height of the guide area in the buccal direction, the height of the guide area in the lingual direction, and the length of the guide area in the mesial and distal directions based on the fixture implanted teeth are determined differently depending on the surgical case and the direction of the tooth area. A guide design method for implant surgery, which is characterized.
치아 영상의 잔존치아들을 개별치아로 분할하는 단계;
분할된 개별치아 별로 교합평면과 수직인 방향의 축 정보를 기준으로 개별치아를 세로로 미리 설정된 간격을 가지고 단면들을 생성하는 단계;
생성된 각 단면의 중심점을 기준으로 단면 영상에서의 치아 라인 정보를 이용하여 치아 영역까지 모든 장축을 연결한 후 이 중에 최대 길이를 가지는 최대장축 값을 정의하여 이를 치아 길이로 결정하는 단계;
개별치아 각각에 대한 치아길이에 대하여 사전에 설정한 설정영역 값을 반영하여 각 치아의 가이드 라인을 정의하는 단계; 및
분할된 개별치아의 각 가이드 라인을 연결하여 가이드 영역을 생성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법.The method of claim 1, wherein automatically determining the guide area comprises:
dividing the remaining teeth of the tooth image into individual teeth;
generating cross-sections for each divided individual tooth at a predetermined interval vertically based on axis information in a direction perpendicular to the occlusal plane;
connecting all major axes up to the tooth area using the tooth line information in the cross-sectional image based on the center point of each generated cross-section, defining a maximum major axis value having a maximum length among them, and determining it as a tooth length;
defining a guide line for each tooth by reflecting a preset area value for a tooth length for each individual tooth; and
connecting each guide line of the divided individual teeth to create a guide area;
Guide design method for implant surgery, comprising a.
치아영역 방향이 협측 방향이면 최대 풍융부 위치를 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법.The method of claim 1, wherein automatically determining the guide area comprises:
Guide design method for implant surgery, characterized in that when the direction of the tooth area is the buccal direction, the height of the guide area is automatically determined based on the position of the maximum protuberance.
치아영역 방향이 설측 방향이면 상악은 구개영역을 적어도 일부 포함하도록 가이드 영역을 결정하고, 하악은 각 개별치아의 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법.The method of claim 1, wherein automatically determining the guide area comprises:
Guide for implant surgery, characterized in that when the direction of the tooth area is the lingual direction, the upper jaw determines the guide area to include at least a part of the palatal area, and the mandible automatically determines the guide area height based on the preset area of each individual tooth. design method.
픽스쳐 식립치아의 위치 및 개수에 따라 분류되는 부분 무치악 또는 완전 무치악 케이스에 따라 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 상이하게 결정하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법.The method of claim 1, wherein automatically determining the guide area comprises:
A guide design method for implant surgery, characterized in that the length of the guide area in the mesial and distal directions is determined differently according to cases of partially edentulous or completely edentulous cases classified according to the position and number of teeth to be placed in the fixture.
픽스쳐 식립치아가 1개일 경우, 픽스쳐 식립치아를 기준으로 좌우 양 옆의 인접치아를 2개 이상 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정하고,
픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정하며,
픽스쳐 식립치아가 2개 이상이고 연속하지 않는 경우, 양 끝에 위치한 2개의 치아를 기준으로 좌우 인접치아 2개 이상 포함하여 양 끝 치아 사이의 치아영역을 모두 포함하도록 가이드 영역의 길이를 자동 결정하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법.The method of claim 1, wherein automatically determining the guide area comprises:
If there is only one fixture implanted tooth, the length of the guide area is automatically determined to include two or more adjacent teeth on the left and right sides based on the fixture placement tooth,
When there are two or more teeth for fixture placement and they are continuous, the length of the guide area is automatically determined to include two or more left and right adjacent teeth based on the two teeth located at both ends,
When there are two or more teeth for fixture placement and they are not continuous, it is recommended to automatically determine the length of the guide area to include both the tooth area between the teeth at both ends, including two or more left and right adjacent teeth based on the two teeth located at both ends. A guide design method for implant surgery, which is characterized.
상악 및 하악을 포함하는 수술 케이스와 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 자동 결정하는 단계; 및
자동 결정된 가이드 영역을 생성하여 표시하는 단계; 를 포함하고,
가이드 영역을 자동 결정하는 단계는
치아영역 방향이 협측 방향이면 치아사이틈(Embrasure) 영역이 가이드 영역에 포함되지 않도록 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 결정하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법.In the guide design method for implant surgery using the guide design device for implant surgery, the guide design device for implant surgery
automatically determining a guide area by applying different criteria according to the direction of the surgical case and the tooth area including the maxilla and the mandible; and
generating and displaying an automatically determined guide area; including,
The steps to automatically determine the guide area are
If the direction of the tooth area is the buccal direction, the guide design method for implant surgery, characterized in that the height of the guide area is determined based on the preset area so that the implant area is not included in the guide area.
사전 설정영역은 각 개별치아 별로 최소 치아의 1/2 높이에서부터 최대 치아의 2/3 높이까지의 영역을 의미하며, 사용자에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법.8. The method of claim 7,
The preset area means an area from 1/2 the height of the minimum tooth to 2/3 the height of the maximum tooth for each individual tooth, and the guide design method for implant surgery, characterized in that it is set by the user.
상악 및 하악을 포함하는 수술 케이스와 치아영역 방향에 따라 서로 상이한 기준을 적용하여 가이드 영역을 자동 결정하는 단계; 및
자동 결정된 가이드 영역을 생성하여 표시하는 단계; 를 포함하고,
가이드 영역을 생성하여 표시하는 단계는
치아 영상의 잔존치아들을 개별치아로 분할하는 단계;
분할된 개별치아 별로 교합 방향에서 잇몸 방향으로 가로로 미리 설정된 간격을 가지고 단면들을 생성하는 단계;
생성된 각 단면의 경계를 이루는 치아 외곽선의 총 길이를 계산하는 단계;
계산된 각 단면의 총 길이 중에 최대값을 가지는 치아위치를 최대 풍융부 위치로 정의하는 단계; 및
각 개별치아들의 최대 풍융부 위치를 연결한 영역까지를 포함하는 가이드 영역을 생성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 방법.In the guide design method for implant surgery using the guide design device for implant surgery, the guide design device for implant surgery
automatically determining a guide area by applying different criteria according to the direction of the surgical case and the tooth area including the maxilla and the mandible; and
generating and displaying an automatically determined guide area; including,
The steps to create and display a guide area are
dividing the remaining teeth of the tooth image into individual teeth;
Generating cross-sections with a predetermined interval horizontally from the occlusal direction to the gum direction for each divided individual tooth;
calculating a total length of a tooth outline forming a boundary of each generated cross section;
defining a tooth position having a maximum value among the calculated total lengths of each section as a maximum protuberance position; and
generating a guide area including up to an area connecting the maximum protuberance of each individual tooth;
Guide design method for implant surgery, comprising a.
생성된 가이드 영역을 치과영상에 표시하는 출력부; 를 포함하고,
제어부는
협측 방향으로의 가이드 영역의 높이, 설측 방향으로의 가이드 영역의 높이 및 픽스쳐 식립치아를 기준으로 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 수술 케이스 및 치아영역 방향에 따라 상이하게 결정하고,
자동 결정된 가이드 영역이 드릴링 홀 및 앵커핀을 모두 포함하는지 여부를 판단하여, 드릴링 홀 및 앵커핀을 모두 포함하지 않는 경우에는 드릴링 홀 및 앵커핀이 모두 포함되도록 가이드 영역을 임의로 확장하는 자동 수정을 수행하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치.a control unit that automatically determines a guide area by applying different criteria according to the direction of the surgical case and the tooth area including the maxilla and the mandible when designing a guide for implant surgery, and then generates the guide area; and
an output unit for displaying the generated guide area on a dental image; including,
the control unit
The height of the guide area in the buccal direction, the height of the guide area in the lingual direction, and the length of the guide area in the mesial and distal directions based on the fixture implanted teeth are determined differently depending on the surgical case and the direction of the tooth area,
It determines whether the automatically determined guide area includes both the drilling hole and the anchor pin, and if it does not include both the drilling hole and the anchor pin, performs an automatic correction that randomly expands the guide area to include both the drilling hole and the anchor pin Guide design device for implant surgery, characterized in that.
치아영역 방향이 협측 방향이면 각 개별치아의 사전 설정영역 또는 최대 풍융부 위치를 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정하고,
치아영역 방향이 설측 방향이면 상악은 구개영역을 적어도 일부 포함하도록 가이드 영역을 자동 결정하고 하악은 각 개별치아의 사전 설정영역을 기준으로 가이드 영역의 높이를 자동 결정하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치.11. The method of claim 10, wherein the control unit
If the direction of the tooth area is the buccal direction, the height of the guide area is automatically determined based on the preset area of each individual tooth or the position of the maximum protuberance,
Guide for implant surgery, characterized in that if the direction of the tooth area is the lingual direction, the upper jaw automatically determines the guide area to include at least a part of the palatal area, and the lower jaw automatically determines the guide area height based on the preset area of each individual tooth. design device.
픽스쳐 식립치아의 위치 및 개수에 따라 분류되는 부분 무치악 또는 완전 무치악 케이스에 따라 근심면 및 원심면 방향으로의 가이드 영역의 길이를 상이하게 결정하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치.11. The method of claim 10, wherein the control unit
A guide design device for implant surgery, characterized in that the length of the guide area in the mesial and distal directions is determined differently according to cases of partially edentulous or completely edentulous cases classified according to the position and number of teeth to be placed in the fixture.
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KR101985919B1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-06-05 | 오스템임플란트 주식회사 | Method for designing a dental surgical guide, apparatus, and recording medium thereof |
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