KR102406154B1

KR102406154B1 - 구강 모델 데이터 정합 방법 및 장치, 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체

Info

Publication number: KR102406154B1
Application number: KR1020200012357A
Authority: KR
Inventors: 김아름; 김종문; 김진웅; 김효정; 조상형; 최규옥
Original assignee: 오스템임플란트 주식회사
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2022-06-08
Also published as: US20230076682A1; KR20210098618A; CN115038402A; EP4101407A4; WO2021157948A1; EP4101407A1

Abstract

본 발명은 구강 모델 데이터를 정합하기 위한 방법 및 장치, 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 무치악 환자에 대해서도 구강 모델 데이터와 CT 데이터를 정합할 수 있도록 정합포인트를 사용자에게 제공한다.
이를 통하여 기존 정합이 어려웠던 무치악 환자의 경우에도 효과적으로 정합 데이터를 생성할 수 있도록 편의성을 도모할 수 있다.

Description

구강 모델 데이터 정합 방법 및 장치, 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 {METHOD AND APPARATUS FOR MATCHING AN ORAL MODEL DATA, COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM THEREFOR}

본 발명은 구강 모델 데이터 정합 방법 및 장치, 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 환자의 구강 모델 데이터와 CT 데이터를 정확하게 정합하여 임플란트 시술에 이용하는 구강 모델 데이터 정합 방법 및 장치, 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.

일반적으로, 임플란트는 본래의 인체조직이 상실되었을 때, 인체조직을 대신할 수 있는 대치물을 의미하지만, 치과에서는 인공으로 만든 치아를 이식하는 것을 말한다. 상실된 치근을 대신할 수 있도록 인체에 거부반응이 없는 티타늄 등으로 만든 픽스쳐(Fixture)를 상실된 치아의 치조골에 식립 한 뒤, 보철을 씌워 인공치아를 생성하는 기술이다.

임플란트 시술을 위해서는 시술용 가이드 스탠트(Guide Stant)가 필요하며, 이의 제작을 위해서는 대상자의 구강 내부 형상을 스캔한 3차원 구강 모델 데이터와, 대상자의 구강을 CT 촬영한 CT 데이터를 각각 획득한 후 이를 정합하는 것이 필요하다.

이처럼, 구강 모델 데이터와 CT 데이터를 정합하는 것은 이를 통해 각 데이터가 가진 정보의 부족한 부분을 보충하고 왜곡된 부분을 보정할 수 있어 매우 중요하나, 상악 또는 하악 치아가 완전 상실된 무치악 환자의 경우 두 데이터를 정합하는 기준이 되는 정합포인트를 찾기가 어려워 정확한 정합 데이터를 도출하는 데 많은 어려움이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1554157호 (2015. 09. 21)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 임플란트 시술을 위한 구강 모델 데이터와 CT 데이터를 정확하게 정합할 수 있는 구강 모델 데이터 정합 방법 및 장치, 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 무치악 환자에 대해서도 구강 모델 데이터와 CT 데이터를 정합할 수 있도록 정합포인트를 제공하는 구강 모델 데이터 정합 방법 및 장치, 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 컴퓨팅 장치를 통해 효과적으로 정합포인트를 추천하고 생성할 수 있는 구강 모델 데이터 정합 방법 및 장치, 이를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치에 의하여 수행되는 구강 모델 데이터 정합 방법은 마커가 포함된 구강 모델 데이터를 획득하는 단계, 상기 구강 모델 데이터에 기반하여 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 단계, 상기 모델링 결과에 기반한 CT 데이터를 획득하는 단계, 및 상기 구강 모델 데이터와 상기 CT 데이터를 상기 마커를 이용하여 정합하는 단계를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 구강 모델 데이터를 획득하는 단계는 구강 모형을 스캐닝한 스캔 데이터를 획득하는 단계, 상기 스캔 데이터 상에 상기 마커를 배치하는 단계, 및 상기 배치한 결과에 기반하여 상기 구강 모델 데이터를 획득하는 단계를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 마커를 배치하는 단계는 상기 마커를 배치할 상기 스캔 데이터 상의 위치를 추천하는 단계를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 스캔 데이터 상의 위치를 추천하는 단계는 상기 스캔 데이터로부터 후보 영역을 결정하는 단계, 및 상기 후보 영역 내에서 경사도(Gradient)가 가장 낮은 위치를 상기 마커를 배치할 위치로 추천하는 단계를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 스캔 데이터 상의 위치를 추천하는 단계는 상기 스캔 데이터로부터 후보 영역을 결정하는 단계, 및 상기 후보 영역의 중심 위치를 상기 마커를 배치할 위치로 추천하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 마커를 배치하는 단계는 상기 스캔 데이터 상에 배치할 상기 마커의 개수를 추천하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 마커는 상기 스캔 데이터의 전치부 영역에 배치되는 제1 마커, 상기 스캔 데이터의 오른쪽 구치부 영역에 배치되는 제2 마커, 및 상기 스캔 데이터의 왼쪽 구치부 영역에 배치되는 제3 마커를 포함할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 마커의 전부 또는 일부가 그룹핑되고, 상기 그룹핑된 마커의 크기 또는 높이가 일괄 조정될 수 있다.

일 실시예로서, 상기 CT 데이터는 상기 마커에 대응하는 마커 위치가 표시된 CT 데이터일 수 있다.

일 실시예로서, 상기 마커를 이용하여 정합하는 단계는 상기 마커의 끝점과 상기 마커 위치의 끝점을 정합포인트로 하여 상기 구강 모델 데이터와 상기 CT 데이터를 정합하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 마커는 원뿔 형상, 삼각뿔 형상, 사각뿔 형상, 삼지창 형상, 또는 스크루 형상일 수 있다.

일 실시예로서, 상기 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 단계는 상기 구강 모델 데이터 상의 복수의 지점을 선택하는 단계, 상기 복수의 지점을 연결하여 라디오그래픽 가이드 영역을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 영역에 기반하여 상기 라디오그래픽 가이드의 베이스 형상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 단계는 상기 베이스 형상을 기반으로 바이트 인덱스의 형상을 생성하는 단계, 및 상기 베이스 형상에 상기 바이트 인덱스의 형상을 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 구강 모델 데이터 정합 장치는 프로세서, 상기 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 로드(load)하는 메모리, 및 상기 컴퓨터 프로그램을 저장하는 스토리지를 포함하되, 상기 컴퓨터 프로그램은 마커가 포함된 구강 모델 데이터를 획득하는 동작, 상기 구강 모델 데이터에 기반하여 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 동작, 상기 모델링 결과에 기반한 CT 데이터를 획득하는 동작, 및 상기 구강 모델 데이터와 상기 CT 데이터를 상기 마커를 이용하여 정합하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들(Instructions)을 포함한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 상기 방법들 중 어느 한 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된다.

상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 구강 모델 데이터와 CT 데이터를 정확하게 정합하여 임플란트 시술을 위해 제공할 수 있다.

또한, 구강 모델 데이터와 CT 데이터에 대해 직접 정합포인트를 생성하여 제공할 수 있으므로 기존 정합이 어려웠던 무치악 환자의 경우에도 효과적으로 정합 데이터를 생성할 수 있다.

또한, 컴퓨팅 장치를 통해 자동으로 바람직한 정합포인트를 추천하므로 훨씬 빠르고 효과적으로 구강 모델 데이터를 생성하고 정합할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 본 발명의 실시예들로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 구강 모델 데이터 정합 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 마커가 포함된 구강 모델 데이터를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 구강 모델 데이터에 기반하여 모델링 된 라디오그래픽 가이드의 예시적인 형상을 나타내는 도면이다.
도 4는 모델링 결과에 따라 생성된 라디오그래픽 가이드의 마커 부분에 레진을 채워 넣은 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 라디오그래픽 가이드를 이용하여 얻어진 CT 데이터를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 구강 모델 데이터 및 CT 데이터를 마커를 이용하여 정합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 구강 모델 데이터를 획득하는 단계(S100)를 더욱 구체화한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 8은 대상자의 구강 내부 데이터를 스캔한 스캔 데이터에 마커를 배치하여 구강 모델 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7의 마커를 배치하는 단계(S120)를 더욱 구체화한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 9의 마커를 배치할 스캔 데이터 상의 위치를 추천하는 단계(S122)를 더욱 구체화한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 10의 실시예에 따라 스캔 데이터 상에서 마커를 배치할 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 9의 마커를 배치할 스캔 데이터 상의 위치를 추천하는 단계(S122)를 더욱 구체화한 다른 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 13은 도 12의 실시예에 따라 스캔 데이터 상에서 마커를 배치할 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 1의 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 단계(S200)를 더욱 구체화한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 15 및 도 16은 구강 모델 데이터 상에서 라디오그래픽 가이드 영역을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 라디오그래픽 가이드의 3D 베이스 형상에 바이트 인덱스의 형상을 결합한 모습을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 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.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들을 설명한다.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 구강 모델 데이터 정합 방법을 나타내는 순서도이다. 도 1의 각 단계들은 예를 들어, 도 18에서 설명되는 컴퓨팅 장치(500)로 구현된 구강 모델 데이터 정합 장치에 의해 수행된다. 따라서, 이하의 설명에서 수행주체가 명시되지 않은 단계가 있는 경우, 그 수행주체는 구강 모델 데이터 정합 장치임을 전제한다.

S100 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 마커가 포함된 구강 모델 데이터를 획득한다. 이때, 구강 모델 데이터는 대상자의 구강 내부를 스캔한 데이터에 마커를 형성하여 만든 데이터일 수도 있고, 대상자의 구강 내부를 본 뜬 모형(예를 들어, 석고 모형)에 마커를 부착하고 이를 스캐닝하여 얻은 데이터일 수도 있다.

도 2에는 마커가 포함된 구강 모델 데이터의 예시적인 형태가 도시된다. 도 2를 참조하면, 대상자의 구강 내부를 스캔한 스캔 데이터(100a)에 복수의 마커(110, 120, 130, 140)가 형성되어 있다. 구강 모델 데이터와 CT 데이터는 모두 3차원 데이터이므로, 정확한 정합을 위해 가급적 정합포인트를 3개 이상 구비하는 것이 바람직하다. 도 2에서는 전치부에 위치한 두 개의 마커(110, 120), 왼쪽 구치부에 위치한 마커(130) 및 오른쪽 구치부에 위치한 마커(140)를 더하여 총 네 개의 마커(110, 120, 130, 140)가 형성된 것을 볼 수 있다.

다시 도 1로 돌아가면, S200 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 앞서 획득한 구강 모델 데이터에 기반하여 라디오그래픽 가이드를 모델링한다. 라디오그래픽 가이드는 대상자의 CT 데이터를 얻기 위해 대상자의 구강에 체결하는 구조물이다. 라디오그래픽 가이드는 대상자의 구강 내부 모양에 맞게 제작되어야 하므로, 구강 내부 모양을 모사한 구강 모델 데이터를 기반으로 모델링(또는, 디자인)된다.

도 3에는 라디오그래픽 가이드의 예시적인 모델링 형태가 도시된다. 도 3를 참조하면, 라디오그래픽 가이드의 모델링(200)은 구강 모델 데이터에 기반하여 생성된 3D 베이스 형상(210)과 그 위에 적층된 바이트 인덱스 형상(220)을 포함할 수 있다. 바이트 인덱스 형상(220)은 이후 제작될 라디오그래픽 가이드 상에 바이트 인덱스를 형성하기 위한 것으로, 바이트 인덱스는 대상자의 상악, 하악, 교합을 맞추는 과정에서 바이트가 잘 결착될 수 있도록 유도하는 구조물이다.

라디오그래픽 가이드의 모델링이 완료되면, 모델링 결과를 기반으로 라디오그래픽 가이드가 제작된다. 이때, 라디오그래픽 가이드는 예를 들어, 3D 프린터로 모델링 데이터를 출력하는 방법을 통해 제작될 수 있다. 그리고, 라디오그래픽 가이드의 비어 있는 마커 부분에 방사선 불투과성 레진을 채운 후 대상자의 구강에 장착시키고, 이를 촬영하여 CT 데이터를 얻는다.

도 4 및 도 5에는 마커 부분에 레진을 채워 넣은 라디오그래픽 가이드 및 이를 이용하여 촬영된 CT 데이터의 예시적인 형태들이 도시된다.

도 4를 참조하면, 3D 프린터 등을 이용하여 제작된 라디오그래픽 가이드(300)와 비어 있는 마커 부분들(310, 320, 330, 340)에 레진(350)을 채워 넣은 것을 볼 수 있다. 한편, 여기서는 마커 부분(310, 320, 330, 340)에 채우는 물질을 레진(350)으로 예시하였지만, 본 실시예의 범위는 이에 한정되지 않는다. 레진(350)의 역할은 방사선이 투과하지 못하게 하여 CT 데이터 상에 마커 위치를 표시하고자 함이므로, 다른 방사선 불투과성 물질로도 레진(350)을 대체할 수 있다.

도 5를 참조하면, 대상자에게 레진을 채워 넣은 라디오그래픽 가이드를 체결시키고 촬영한 CT 데이터가 도시된다. CT 데이터(400)를 보면 레진이 있던 위치를 방사선이 통과하지 못하여, CT 데이터(400) 상에 마커 위치(410, 420, 430, 440)가 표시된 것을 볼 수 있다.

다시 도 1로 돌아가면, S300 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 CT 데이터를 획득한다. 앞서 설명한 것처럼, 획득되는 CT 데이터는 라디오그래픽 가이드의 모델링 데이터를 기반으로 얻어지는 데이터이다. 구강 모델 데이터 정합 장치는 CT 촬영장치와 직접 연결되어 CT 데이터의 촬영과 동시에 이를 바로 획득할 수도 있고, 기 촬영된 CT 데이터를 네트워크나 데이터 저장수단을 통해 전송받아 획득할 수도 있다.

S400 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 구강 모델 데이터의 마커 및 CT 데이터의 마커 위치를 정합포인트로 이용하여, 구강 모델 데이터와 CT 데이터를 정합한다. 그에 대한 구체적인 실시예가 도 6에 도시된다.

도 6을 참조하면, (a)에는 마커(110, 120, 130, 140)가 포함된 구강 모델 데이터(100)가, (b)에는 마커 위치(410, 420, 430, 440)가 표시된 CT 데이터(400)가 각각 도시되어 있다. 이때, 각각의 마커들(110, 120, 130, 140)의 끝점 및 그에 대응하는 마커 위치들(410, 420, 430, 440)의 끝점을 정합포인트로 하여 구강 모델 데이터(100)와 CT 데이터(400)를 정합시키면, (c)에 도시된 것과 같은 정합 데이터(1000)를 얻을 수 있다.

일 실시예로서, 상기 마커(110, 120, 130, 140)는 원뿔 형상의 마커일 수 있다. 원뿔 모양인 경우 끝이 하나의 점으로 표시되기 때문에, 마커(110, 120, 130, 140)의 끝점과 마커 위치(410, 420, 430, 440)의 끝점을 서로 정합시키는 것이 더 용이할 수 있기 때문이다.

일 실시예로서, 상기 마커(110, 120, 130, 140)는 원뿔 형상 외에 끝이 뾰족한 첨점을 갖는 다양한 형상의 마커일 수도 있다. 예를 들어, 마커(110, 120, 130, 140)는 삼각뿔 형상, 사각뿔 형상, 삼지창 형상, 스크루 형상 등 끝이 뾰족한 다양한 형상을 형성될 수 있다.

상기한 본 발명의 실시예들에 따르면, 마커 및 마커 위치를 이용하여 구강 모델 데이터와 CT 데이터를 정확하게 정합할 수 있다.

또한, 정합포인트로서 제공되는 마커 및 마커 위치들은 본 실시예에 의해 새로 만들어져 제공되는 것이므로, 기존 정합포인트를 찾기 어려워 정합이 어려웠던 무치악 환자의 경우에도 효과적으로 정합 데이터를 생성할 수 있다.

도 7 및 도 8에서는 컴퓨터 장치를 이용하여 구강 모델 데이터 상에 마커를 형성하는 실시예가 설명된다. 이하, 도 7은 본 실시예의 구체적인 단계들을 나타내는 순서도이다. 도 8은 본 실시예의 구체적인 수행 방법을 개념적으로 나타내는 도면이다. 이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 관련 실시예를 설명하기로 한다.

S110 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 구강 모형을 스캐닝한 스캔 데이터(100a)를 획득한다. 스캔 데이터(100a)의 예시적인 형태가 도 8에 도시되어 있다.

S120 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 획득한 스캔 데이터(100a)를 로드한 후, 마커 라이브러리(미도시)를 호출하여 스캔 데이터(100a) 상에 배치할 마커(150)를 로드한다. 그리고, 스캔 데이터(100a)의 적정 위치에 마커(150)를 배치한다.

S130 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 마커가 배치된 스캔 데이터를 저장하여, 앞서 도 6에서 도시된 것과 같은 구강 모델 데이터(100)를 획득한다.

도 9는 도 7의 마커를 배치하는 단계(S120)를 더욱 구체화한 일 실시예를 나타내는 순서도이다. 도 9의 실시예에서는 배치할 마커의 개수 및 마커를 배치할 위치를 추천하는 실시예가 설명된다.

스캔 데이터 상의 어떤 위치에 몇 개의 마커를 배치할 것인지 결정하는 것은 매우 어려운 일이다. 물론, 숙련도가 높은 전문 의료진이라면 축적된 경험과 노하우를 활용하여 잘 해낼 수 있겠지만, 적정한 마커의 개수 및 배치 위치가 가이드될 수 있다면 훨씬 편하고 빠르게 마커를 형성할 수 있을 것이다.

S121 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 스캔 데이터 상에 배치할 마커의 개수를 추천한다. 이때, 구강 모델 데이터 정합 장치는 스캔 데이터를 기반으로, 구강 내부 영역의 넓이, 구강 내부 영역에 존재하는 특징점의 개수, 또는 구강 내부의 외형적 굴곡 등에 기반하여 추천할 마커의 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 구강 내부 영역의 넓이가 넓을수록, 구강 내부 영역에 존재하는 특징점의 개수가 적을수록, 구강 내부의 외형적 굴곡의 정도가 완만할수록 CT 데이터와의 정확한 정합을 위해 더 많은 정합포인트가 필요할 수 있다. 따라서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 구강 내부 영역의 넓이가 넓을수록, 구강 내부 영역에 존재하는 특징점의 개수가 적을수록, 구강 내부의 외형적 굴곡의 정도가 완만할수록 더 많은 개수의 마커가 필요한 것으로 결정할 수 있다.

S122 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 마커를 배치할 스캔 데이터 상위 위치를 추천한다. 이때, 구강 모델 데이터 정합 장치는 앞서 S121 단계에서 추천된 마커의 개수에 기반하여 마커를 배치할 위치를 추천할 수 있다. 가령, 앞서 추천된 마커의 개수가 3개인 경우, 구강 모델 데이터 정합 장치는 스캔 데이터 상의 3개의 위치를 마커를 배치할 위치로서 추천할 수 있다.

한편, 일 실시예로서, 사용자가 마커 개수 및 마커 위치를 추천받은 후 마커의 크기나 높이를 조정하고자 할 때, 구강 모델 데이터 정합 장치는 전체 마커의 전부 또는 일부를 그룹핑하고, 그룹핑된 마커들에 대해 동일한 조건을 적용하여 그 크기나 높이를 일괄 조정할 수 있다.

예를 들어, 구강 모델 데이터 정합 장치는 그룹핑된 마커들의 크기나 높이를 동일한 제1 값으로 일괄 조정할 수도 있고, 그룹핑된 마커들의 크기나 높이가 동일한 제2 값만큼 증가 또는 감소하도록 일괄 조정할 수도 있고, 그룹핑된 마커들의 크기나 높이가 동일한 소정의 비율로 증가 또는 감소하도록 일괄 조정할 수도 있다.

이하에서는, 구강 모델 데이터 정합 장치가 마커를 배치할 위치를 추천하는 구체적인 실시예들이 도 10 내지 도 13에 설명된다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 도 9에 따른 실시예들 중의 하나로서 스캔 데이터의 경사도를 기반으로 마커를 배치할 위치를 추천하는 예가 설명된다.

S122a 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 스캔 데이터로부터 마커를 배치할 후보 영역을 결정한다. 이때, 후보 영역은 앞서 S121 단계에서 추천된 마커의 개수에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 추천된 마커의 개수가 3개이면, 전치부, 왼쪽 구치부, 오른쪽 구치부에 각각 1개씩 후보 영역이 위치할 수 있다. 또는, 추천된 마커의 개수가 4개이면, 전치부, 왼쪽 구치부, 오른쪽 구치부 중 어느 하나에 2개의 후보 영역이 위치하고 다른 두 개에 각각 1개의 후보 영역이 위치할 수 있다. 또는, 추천된 마커의 개수가 4개일 때, 전치부, 왼쪽 구치부, 오른쪽 구치부에 각각 1개의 후보 영역이 위치하고, 그 중 하나의 후보 영역은 2개의 마커를 배치하기 위해 상대적으로 더 넓은 영역으로 결정될 수도 있다.

S122b 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 결정된 후보 영역 내에서 경사도(Gradient)가 가장 낮은 위치를 마커를 배치할 위치로 추천한다. 마커는 정합포인트로서 이용되므로, 가급적이면 도드라져 보이는 능선이나 가장 깊이 들어간 골짜기에 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 능선이나 골짜기는 수학적으로 경사도와 관련된 특성으로, 후보 영역 내에서 경사도가 가장 낮은 위치를 찾아 마커를 배치하면 능선이나 골짜기에 가장 근접한 위치에 마커를 둘 수 있다.

도 11을 참조하여, 이에 대한 구체적인 설명을 이어간다.

도 11을 참조하면, 스캔 데이터(100a) 상에 3개의 후보 영역(161, 162, 163)이 위치하고 있다. 이때, 추천된 마커의 개수가 4개라고 가정하면, 전치부의 후보 영역(161)은 2개의 마커를 배치하기 위해 다른 후보 영역(162, 163)보다 상대적으로 더 넓은 영역을 형성하게 된다.

이후, 구강 모델 데이터 정합 장치는 각각의 후보 영역(161, 162, 163)에 대해 가장 경사도가 낮은 위치를 탐색한다. 스캔 데이터(100a)의 각 지점의 경사도는 스캔 데이터(100a)를 파싱(parsing)함으로써 손쉽게 얻어질 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 당해 기술 분야에 널리 알려져 있으므로 여기서는 그에 대한 설명을 생략한다. 구강 모델 데이터 정합 장치는 각각 1개의 마커가 배치되는 구치부 후보 영역(162, 163)에 대해서는 경사도가 가장 낮은 1개의 지점(173, 174)을 찾고, 2개의 마커가 배치되는 전치부 후보 영역(161)에 대해서는 경사도가 가장 낮은 순으로 2개의 지점(171, 172)을 찾는다. 그리고, 구강 모델 데이터 정합 장치는 찾은 4개의 지점(171, 172, 173, 174)을 마커를 배치할 위치로서 추천한다.

도 12및 도 13을 참조하면, 도 9에 따른 실시예들 중의 다른 하나로서 후보 영역의 중심 위치를 기반으로 마커를 배치할 위치를 추천하는 예가 설명된다.

S122c 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 스캔 데이터로부터 마커를 배치할 후보 영역을 결정한다. 이때, 후보 영역은 앞서 S121 단계에서 추천된 마커의 개수에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 추천된 마커의 개수가 3개이면, 전치부, 왼쪽 구치부, 오른쪽 구치부에 각각 1개씩 후보 영역이 위치할 수 있다. 또는, 추천된 마커의 개수가 4개이면, 전치부, 왼쪽 구치부, 오른쪽 구치부 중 어느 하나에 2개의 후보 영역이 위치하고 다른 두 개에 각각 1개의 후보 영역이 위치할 수 있다. 본 실시예에서는 후보 영역의 중심 위치를 기반으로 마커를 배치할 위치를 추천하므로, 1개의 후보 영역에는 1개의 마커가 배치되는 것을 원칙으로 한다.

S122d 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 각 후보 영역의 중심 위치를 산출하여 마커를 배치할 위치로 추천한다. 통상, 어떤 영역을 대표하는 하나의 지점을 선택할 때 해당 영역의 중심을 선택하는 것이 일반적이다. 특히, 중심 위치는 기하학적 측면에서 해당 영역의 특징을 가장 잘 드러내는 위치로 볼 수 있다. 이러한 관점에서 본 실시예는 각 후보 영역의 중심 위치를 마커를 배치할 위치로 추천한다. 도 13을 참조하여, 이에 대한 구체적인 설명을 이어간다.

도 13을 참조하면, 스캔 데이터(100a) 상에 4개의 후보 영역(181, 182, 183, 184)이 위치하고 있다. 이때, 추천된 마커의 개수가 4개라고 가정하면, 1개의 후보 영역에 1개의 마커가 배치되도록 하기 위해 4개의 후보 영역(181, 182, 183, 184)을 설정한 것이다. 그리고, 후보 영역(181, 182, 183, 184)에 대해 그 중심 위치를 산출한다. 이때, 중심 위치는 해당 후보 영역의 각 경계 지점과의 거리의 합이 최소가 되는 위치로 정의될 수 있다. 이에 기반하여 중심 위치를 산출하면, 각 후보 영역(181, 182, 183, 184)에 대해 각 중심 위치(191, 192, 193, 194)가 결정된다. 구강 모델 데이터 정합 장치는 결정된 4개의 중심 위치(191, 192, 193, 194)를 마커를 배치할 위치로서 추천한다.

도 14는 도 1의 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 단계(S200)를 더욱 구체화한 일 실시예를 나타내는 순서도이다. 도 15 내지 도 17은 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 과정을 도식적으로 설명하기 위한 개념도이다. 이하, 도 14 내지 도 17을 참조하여 본 실시예를 설명한다.

S210 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 구강 모델 데이터(100) 상의 복수의 지점을 선택한다. 복수의 지점은 구강 모델 데이터(100)의 외곽 부분을 따라서 선택될 수 있다.

S220 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 선택된 복수의 지점을 연결하여 라디오그래픽 가이드 영역을 결정한다. 이에 대해 도 15를 참조하여 설명한다. 도 15를 참조하면, 제1 지점(231)을 비롯하여 구강 모델 데이터의 외곽을 따라서 선택된 복수의 지점들이 도시된다. 선택된 복수의 지점들을 서로 인접한 지점끼리 선(232)으로 연결하면, 하나의 폐곡선이 형성되고 이 폐곡선을 외곽선으로 하여 라디오그래픽 가이드 영역을 결정할 수 있다.

S230 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 결정된 영역에 기반하여 라디오그래픽 가이드의 3D 형상을 생성한다. 이때, 라디오그래픽 가이드의 3D 형상은 구강 모델 데이터의 표면과 유사한 외형을 갖도록 생성된다. 도 16을 참조하면 상기 3D 형상의 예시적인 형태가 도시된다. 앞서 결정된 라디오그래픽 가이드 영역에 대해, 구강 모델 데이터의 표면 외형과 유사한 외형으로 상기 3D 형상이 형성된 것을 확인할 수 있다. 구강 모델 데이터와 유사한 표면 외형을 갖기 때문에, 라디오그래픽 가이드의 3D 형상은 구강 모델 데이터 위에 그대로 겹쳐서 적층될 수도 있다.

S240 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 생성된 3D 형상을 기반으로 바이트 인덱스의 형상을 생성한다. 앞서 설명한 것처럼, 바이트 인덱스는 대상자의 상악과 하악을 교합을 맞추는 과정에서 바이트가 잘 결착될 수 있도록 유도하는 구조물로서, 바이트 인덱스를 라디오그래픽 가이드와 일체형으로 제작하기 위해, 모델링 단계에서 바이트 인덱스 형상(220)을 함께 생성하는 것이다. 도 17을 참조하면, 라디오그래픽 가이드의 3D 형상(210) 위에 바이트 인덱스 형상(220)이 함께 형성되어 있는 예시적인 형태가 도시된다.

S250 단계에서, 구강 모델 데이터 정합 장치는 생성된 3D 형상 및 바이트 인덱스의 형성을 결합하여, 라디오그래픽 가이드의 모델링을 완성한다. 완성된 모델링(200)의 예시적인 형태는 도 3에 도시되어 있다.

이하에서는, 도 18을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에서 설명된 장치를 구현할 수 있는 예시적인 컴퓨팅 장치(500)에 대하여 설명하도록 한다.

도 18은 컴퓨팅 장치(500)를 나타내는 예시적인 하드웨어 구성도이다.

도 18에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 장치(500)는 하나 이상의 프로세서(510), 버스(550), 통신 인터페이스(570), 프로세서(510)에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램(591)을 로드(load)하는 메모리(530)와, 컴퓨터 프로그램(591)를 저장하는 스토리지(590)를 포함할 수 있다. 다만, 도 18에는 본 발명의 실시예와 관련 있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 18에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.

프로세서(510)는 컴퓨팅 장치(500)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(510)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(510)는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다. 컴퓨팅 장치(500)는 하나 이상의 프로세서를 구비할 수 있다.

메모리(530)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(530)는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작들을 실행하기 위하여 스토리지(590)로부터 하나 이상의 프로그램(591)을 로드(load) 할 수 있다. 메모리(530)의 예시는 RAM이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

버스(550)는 컴퓨팅 장치(500)의 구성 요소 간 통신 기능을 제공한다. 버스(550)는 주소 버스(Address Bus), 데이터 버스(Data Bus) 및 제어 버스(Control Bus) 등 다양한 형태의 버스로 구현될 수 있다.

통신 인터페이스(570)는 컴퓨팅 장치(500)의 유무선 인터넷 통신을 지원한다. 통신 인터페이스(570)는 인터넷 통신 외의 다양한 통신 방식을 지원할 수도 있다. 이를 위해, 통신 인터페이스(570)는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

스토리지(590)는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램(591)을 비임시적으로 저장할 수 있다. 스토리지(590)는 ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하여 구성될 수 있다.

컴퓨터 프로그램(591)은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작들이 구현된 하나 이상의 인스트럭션들(Instructions)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램(591)은 마커가 포함된 구강 모델 데이터를 획득하는 동작, 상기 구강 모델 데이터에 기반하여 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 동작, 상기 모델링 결과에 기반한 CT 데이터를 획득하는 동작, 및 상기 구강 모델 데이터와 상기 CT 데이터를 상기 마커를 이용하여 정합하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.

컴퓨터 프로그램(591)이 메모리(530)에 로드 되면, 프로세서(510)는 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행시킴으로써 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작들을 수행할 수 있다.

지금까지 도 1 내지 도 18을 참조하여 설명된 본 발명의 기술적 사상은 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체 상에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는, 예를 들어 이동형 기록 매체(CD, DVD, 블루레이 디스크, USB 저장 장치, 이동식 하드 디스크)이거나, 고정식 기록 매체(ROM, RAM, 컴퓨터 구비 형 하드 디스크)일 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록된 상기 컴퓨터 프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 다른 컴퓨팅 장치에 전송되어 상기 다른 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 이로써 상기 다른 컴퓨팅 장치에서 사용될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 발명이 다른 구체적인 형태로도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명에 의해 정의되는 기술적 사상의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 구강 모델 데이터 정합 방법에 있어서,
가상 마커가 포함된 구강 모델 데이터를 획득하는 단계;
상기 구강 모델 데이터에 기반하여 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 단계;
상기 모델링 결과에 기반한 CT 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 구강 모델 데이터와 상기 CT 데이터를 상기 가상 마커를 이용하여 정합하는 단계를 포함하되,
상기 구강 모델 데이터를 획득하는 단계는,
구강 모형을 스캐닝한 스캔 데이터를 획득하는 단계;
상기 스캔 데이터 상에 상기 가상 마커를 배치하는 단계; 및
상기 배치한 결과에 기반하여 상기 구강 모델 데이터를 획득하는 단계를 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 가상 마커를 배치하는 단계는,
상기 가상 마커를 배치할 상기 스캔 데이터 상의 위치를 추천하는 단계를 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제3 항에 있어서,
상기 스캔 데이터 상의 위치를 추천하는 단계는,
상기 스캔 데이터로부터 후보 영역을 결정하는 단계; 및
상기 후보 영역 내에서 경사도(Gradient)가 가장 낮은 위치를 상기 가상 마커를 배치할 위치로 추천하는 단계를 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제3 항에 있어서,
상기 스캔 데이터 상의 위치를 추천하는 단계는,
상기 스캔 데이터로부터 후보 영역을 결정하는 단계; 및
상기 후보 영역의 중심 위치를 상기 가상 마커를 배치할 위치로 추천하는 단계를 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제3 항에 있어서,
상기 가상 마커를 배치하는 단계는,
상기 스캔 데이터 상에 배치할 상기 가상 마커의 개수를 추천하는 단계를 더 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제6 항에 있어서,
상기 가상 마커는,
상기 스캔 데이터의 전치부 영역에 배치되는 제1 가상 마커;
상기 스캔 데이터의 오른쪽 구치부 영역에 배치되는 제2 가상 마커; 및
상기 스캔 데이터의 왼쪽 구치부 영역에 배치되는 제3 가상 마커를 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제1 항에 있어서,
상기 가상 마커의 전부 또는 일부가 그룹핑되고,
상기 그룹핑된 가상 마커의 크기 또는 높이가 일괄 조정되는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제1 항에 있어서,
상기 CT 데이터는,
상기 가상 마커에 대응하는 가상 마커의 위치가 표시된 CT 데이터인,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제9 항에 있어서,
상기 가상 마커를 이용하여 정합하는 단계는,
상기 가상 마커의 끝점과 상기 가상 마커의 위치의 끝점을 정합포인트로 하여 상기 구강 모델 데이터와 상기 CT 데이터를 정합하는 단계를 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제10 항에 있어서,
상기 가상 마커는 원뿔 형상, 삼각뿔 형상, 사각뿔 형상, 삼지창 형상, 또는 스크루(Screw) 형상인,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제1 항에 있어서,
상기 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 단계는,
상기 구강 모델 데이터 상의 복수의 지점을 선택하는 단계;
상기 복수의 지점을 연결하여 라디오그래픽 가이드 영역을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 영역에 기반하여 상기 라디오그래픽 가이드의 베이스 형상을 생성하는 단계를 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
제12 항에 있어서,
상기 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 단계는,
상기 베이스 형상을 기반으로 바이트 인덱스의 형상을 생성하는 단계; 및
상기 베이스 형상에 상기 바이트 인덱스의 형상을 결합하는 단계를 더 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 방법.
프로세서;
상기 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 로드(Load)하는 메모리; 및
상기 컴퓨터 프로그램을 저장하는 스토리지를 포함하되,
상기 컴퓨터 프로그램은,
가상 마커가 포함된 구강 모델 데이터를 획득하는 동작,
상기 구강 모델 데이터에 기반하여 라디오그래픽 가이드를 모델링하는 동작,
상기 모델링 결과에 기반한 CT 데이터를 획득하는 동작, 및
상기 구강 모델 데이터와 상기 CT 데이터를 상기 가상 마커를 이용하여 정합하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들(Instructions)을 포함하되,
상기 구강 모델 데이터를 획득하는 동작은,
구강 모형을 스캐닝한 스캔 데이터를 획득하는 단계;
상기 스캔 데이터 상에 상기 가상 마커를 배치하는 단계; 및
상기 배치한 결과에 기반하여 상기 구강 모델 데이터를 획득하는 단계를 포함하는,
구강 모델 데이터 정합 장치.
제1 항 및 제3 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 구강 모델 데이터 정합 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된,
컴퓨터 판독 가능한 기록매체.