KR102426979B1

KR102426979B1 - 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비

Info

Publication number: KR102426979B1
Application number: KR1020217002123A
Authority: KR
Inventors: 리펑 왕; 홍펭 리우; 첸 쉔; 지안용 렌
Original assignee: 베이징 야케봇 테크놀로지 컴퍼니 엘티드
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2019-05-06
Publication date: 2022-07-29
Also published as: KR20210025602A; EP3819868A1; US11963845B2; EP3819868B1; CN108961326B; WO2020007111A1; EP3819868A4; US20210290347A1; CN108961326A

Abstract

본 출원은 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비를 개시한다. 상기 방법은 타깃 치아 정합 3 차원 모델, 타깃 치아 정합 엔티티 모델 및 제2 타깃 치아 모델을 획득하는 단계; 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 정합한 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트가 가상 좌표계에서의 좌표에 따라 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하는 단계; 및 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 정합 기준 보드에 설치하고 3 개의 광학 마크와 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트에 따라 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하며, 두 개의 상기 위치 및 자세 매트릭스에 따라 가상 좌표계와 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득하는 단계;를 포함한다. 본 출원에서 제공된 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비는 두 개의 좌표계 사이의 정합 정밀도를 향상시킨다.

Description

치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비

본 출원은 2018년 07월 03일자로 제출된 특허 명칭이 "치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비"인 제2018107191101호 중국 특허 출원을 인용하고, 상기 중국 특허 출원은 인용됨에 따라 본 출원에 전부 병합된다.

본 출원은 의료 로봇 기술 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비에 관한 것이다.

로봇은 스마트화와 높은 정확도 등의 특징으로 인해 구강 의학 분야의 응용에 있어서 고유한 장점을 가지고 있다. 구강 내의 구조가 정교하고 복잡하기 때문에 로봇의 위치 확인 및 네비게이션 시스템을 통해야만 정확한 위치 확인을 진행하여 치료 효과를 높일 수 있다. 치아 임플란트 수술 전 의사는 환자의 CT 영상에 기반하여 재구성된 3 차원 모델에서 수술 경로를 계획하여 수술 시 가상 공간 좌표계와 시각 좌표계를 정합해야 하며, 가상 공간 좌표계는 CT 영상으로 재구성된 환자의 치열의 3 차원 모델이 위치하는 좌표계이고, 시각 좌표계는 로봇 시각 네비게이션 설비의 좌표계이다. 종래 기술에서는 일반적으로 마킹 포인트 정합법을 사용하여 가상 공간 좌표계와 시각 좌표계의 정합을 실현하는데, 즉 의료 영상상의 마킹 포인트와 인체에 대응하는 마킹 포인트 사이의 매핑 관계를 확립하여 두 공간 좌표계의 매핑 관계를 구성한다. 상기 마킹 포인트는 턱뼈 또는 치아 해부 마킹 포인트일 수 있고, 상대적으로 부피가 작은 인공 마킹 포인트일 수도 있다. 해부 마킹 포인트를 사용한 정합 정밀도는 낮고 인공 마킹 포인트를 사용하여 정합하려면 환자의 치조돌기나 턱뼈에 이식해야 함으로 환자에게 불필요한 상처를 입히고 심지어 감염을 유발할 수 있다.

따라서, 로봇 보조 치아 임플란트 수술에 적용하여 좌표계 사이의 정합 정밀도를 높일 수 있는 좌표계 정합 방법을 제시하는 것은 업계에서 시급히 해결해야 할 중요한 과제로 되었다.

종래기술의 결함에 대하여 본 출원은 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비를 제공한다.

일 측면에서, 본 출원은 기설정된 기판 3 차원 모델과 일체로 연결된 제1 타깃 치아 3 차원 모델 및 기판 3 차원 모델을 포함하는 타깃 치아 정합 3 차원 모델 및 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하는 단계;

상기 제1 타깃 치아 모델에 대응하는 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 획득하는 단계;

상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하는 단계;

정합된 기판 3 차원 모델에서 기설정된 동일선상에 놓이지 않는 적어도 3 개 이상의 포인트가 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델이 위치하는 가상 좌표계에서의 좌표를 획득하고, 적어도 3 개 이상의 상기 포인트가 가상 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하는 단계;

상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 3 개의 광학 마크를 포함하는 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하는 단계;

3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고 3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 동차 매트릭스를 획득하는 단계;

상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표 및 상기 동차 매트릭스에 따라 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하는 단계;

상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하는 단계; 및

상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스 및 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득하는 단계;를 포함하는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법을 개시한다.

다른 측면에서, 본 출원은 프로세서, 메모리 및 버스를 포함하고, 상기 프로세서와 상기 메모리는 상기 버스를 통해 서로 통신하며; 상기 메모리에는 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램 명령이 저장되고, 상기 프로세서는 상기 프로그램 명령을 호출하여 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 전자 설비를 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 출원은 컴퓨터 명령이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 제공하되, 상기 컴퓨터 명령은 상기 컴퓨터가 상기 각 실시예에서 제공된 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법을 수행하도록 한다.

본 출원에서 제공된 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비는 타깃 치아 정합 3 차원 모델 및 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하고, 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 치아 정합 3 차원 모델과 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하며, 정합된 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트가 가상 좌표계에서의 좌표에 따라 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하고, 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하며, 3 개의 광학 마크와 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트에 따라 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고, 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하며, 마지막으로 상기 두 개의 위치 및 자세 매트릭스에 따라 가상 좌표계와 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득함으로써 좌표계 사이의 정합 정밀도를 향상시킨다.

본 출원의 실시예 또는 종래기술의 기술방안을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예 또는 종래기술에 대한 설명에서 사용되는 도면에 대하여 간략하게 설명한다. 이하 설명에서의 도면은 본 출원의 일부 실시예일 뿐, 당업자에게 있어서 이러한 도면에 근거하여 창조적인 노동이 없이 기타 도면을 획득할 수 있는 것은 자명한 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 타깃 치아 정합 엔티티 모델 및 정합 기준 보드의 조립 구조의 예시도이다.
도 3은 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 4는 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 전자 설비의 엔티티 구조의 예시도이다.

본 출원의 목적, 기술방안 및 장점을 보다 명확하게 나타내기 위하여, 이하에서는 본 출원의 실시예의 도면을 결합하여, 본 출원의 실시예의 기술방안에 대하여 명확하게 설명한다. 설명되는 실시예는 본 출원의 일부 실시예일 뿐 모든 실시예인 것은 아니다. 당업자가 본 출원의 실시예에 기반하여 창조적인 노동이 없이 획득한 기타 모든 실시예는 본 출원의 청구범위에 속할 것이다.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합(registration) 방법의 예시적인 흐름도이고, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 출원에서 제공된 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.

기설정된 기판 3 차원 모델과 일체로 연결된 제1 타깃 치아 3 차원 모델 및 상기 기판 3 차원 모델을 포함하는 타깃 치아 정합 3 차원 모델 및 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하는 단계(S101);

구체적으로, 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하고, 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델은 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 따라 3D 프린터로 프린트하여 제작될 수 있다. 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델은 제1 타깃 치아 3 차원 모델 및 기설정된기판 3 차원 모델을 포함하고, 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델은 치아 임플란트 수술의 대상이며 환자의 하치 3 차원 모델 또는 상치 3 차원 모델일 수 있고, 상기 기판 3 차원 모델을 도입하여 치아 임플란트 수술의 시각 네비게이션의 정합을 실현한다.

예를 들어, 구강 의학에서 임프레스를 만들고 석고 모델을 재제하는 전통적인 방법을 사용하여 환자의 치아 모델을 제조한 다음 빈 타입 스캐너로 스캔하여 상기 환자의 치아 3 차원 모델을 획득함으로써 제1 타깃 치아 3 차원 모델을 획득할 수 있으며; 또한 핸드 디지털 구강내 스캐너를 사용하여 환자의 구강을 직접 스캔하여 상기 환자의 치아 3 차원 모델을 직접 획득함으로써 제1 타깃 3 차원 모델을 획득할 수 있다. 다음 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델과 기판 3 차원 모델을 일체로 조합하여 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 형성한다.

상기 제1 타깃 치아 모델에 대응하는 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 획득하는 단계(S102);

구체적으로, 상기 환자에 대해 구강전용 콘빔 CT(Cone bean computed tomography, 약칭 CBCT) 스캔을 수행하고 스캔하여 획득된 일련의 2 차원 CT 영상에 대해 Marching cubes 알고리즘을 사용하여 3 차원 재구성을 진행함으로써 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델에 대응하는 환자의 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델은 하치 3 차원 모델이면, 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델은 또한 상기 하치열 3 차원 모델이다.

상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하는 단계(S103);

구체적으로, 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델이 위치하는 3 차원 공간으로 도입한 다음, 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 포함된 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델이 겹치도록 함으로써 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델의 정합을 실현한다.

예를 들어, 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델에서 4 개의 포인트를 획득하고, 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델에서 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델에서의 4 개의 포인트에 일대일 대응하는 포인트를 획득하며, 4 쌍의 상기 대응되는 포인트에 따라 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델과 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 대략적으로 정합하고, 각 쌍의 대응되는 포인트 사이의 거리가 기설정 오차 범위 내에 있으면 상기 대략적인 정합이 완료된다. 대략적인 정합 후 ICP 알고리즘을 사용하여 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델과 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 정밀하게 정합한다. 이와 같이 정밀하게 정합할 때 샘플링 포인트 개수, 목표 평균 제곱 오차, 최대 반복 횟수 등과 같은 ICP 알고리즘의 매개 변수를 설정해야 한다. 여기서, 상기 미리 설정된 오차와 ICP 알고리즘의 매개 변수는 실제 경험에 따라 설치되며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.

정합된 기판 3 차원 모델에서 기설정된 동일선상에 놓이지 않는 적어도 3 개 이상의 포인트가 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델이 위치하는 가상 좌표계에서의 좌표를 획득하고, 적어도 3 개 이상의 상기 포인트가 상기 가상 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스(attitude matrix)를 획득하는 단계(S104);

구체적으로, 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합한 후, 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트가 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델이 위치하는 가상 좌표계에서의 좌표를 획득할 수 있고, 상기 적어도 3 개 이상의 포인트의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득할 수 있다.

상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 3 개의 광학 마크를 포함하는 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하는 단계(S105);

구체적으로, 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 예를 들어 적외선을 반사할 수 있는 3 개의 광학 마크가 포함되고 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치한다. 상기 3 개의 광학 마크가 상기 정합 기준 보드에서의 위치는 실제 경험에 따라 설치되며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.

예를 들어, 도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 타깃 치아 정합 엔티티 모델 및 정합 기준 보드의 조립 구조의 예시도이고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 정합 기준 보드는 광학 마크(4) 및 장착홈(3)을 포함하고, 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델은 기판 엔티티 모델(2) 및 제1 타깃 치아 엔티티 모델(1)을 포함한다. 기판 엔티티 모델(2)은 장착홈(3)에 대응하고, 설치 시 기판 엔티티 모델(2)을 장착홈(3) 내에 조립하여 상기 정합 기준 보드에 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 설치하도록 실현한다. 여기서, 광학 마크(4)와 장착홈(3)이 상기 정합 기준 보드에서의 위치는 실제 경험에 따라 설치되며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.

3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고 3 개의 상기 광학 마크가 상기 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 동차 매트릭스(homogeneous matrices)를 획득하는 단계(S106);

구체적으로, 로봇 시각 네비게이션 설비의 카메라를 이용하여 3 개의 상기 광학 마크를 촬영함으로써 3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표를 획득할 수 있고, 각 상기 광학 마크의 좌표에 따라 동차 매트릭스를 획득할 수 있으며, 상기 동차 매트릭스를 이용하여 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표를 상기 시각 좌표계에서의 좌표로 변환할 수 있다. 여기서, 상기 시각 좌표계는 로봇 시각 네비게이션 설비의 좌표계이고; 상기 정합 기준 보드 좌표계는 기설정된다.

상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표 및 상기 동차 매트릭스에 따라 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하는 단계(S107);

구체적으로, 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델은 기판 엔티티 모델을 포함하고 상기 기판 엔티티 모델에 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 포인트(이하 대응되는 포인트라 함)가 있다. 상기 정합 기준 보드가 설계되는 좌표계를 상기 정합 기준 보드 좌표계로 할 수 있으며, 상기 정합 기준 보드에서의 임의의 위치가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표를 모두 획득할 수 있다. 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치한 후 상기 대응되는 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표를 획득할 수 있고, 각 상기 대응되는 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표와 상기 동차 매트릭스를 곱하면 각 상기 대응되는 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표를 획득할 수 있다. 상기 정합 기준 보드와 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델 사이의 조립 오차는 무시할 정도로 작을 수 있음을 이해할 수 있다.

예를 들어, 상기 정합 기준 보드를 설계할 때 상기 대응되는 포인트와 상응하는 개수의 참고 포인트를 설치하고, 상기 참고 포인트는 상기 대응되는 포인트에 일대일 대응하며, 상기 참고 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표는 이미 알고 있으며, 상기 참고 포인트는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 상기 정합 기준 보드에 설치한 후 상기 대응되는 포인트과 겹치는 포인트일 수도 있고, 또한 상기 대응되는 포인트의 상대 좌표를 이미 알고 있는 포인트일 수도 있다. 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 상기 정합 기준 보드에 설치한 후 상기 참고 포인트와 상기 대응되는 포인트가 겹치면 상기 참고 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표는 상기 대응되는 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표이고; 상기 참고 포인트와 상기 대응되는 포인트가 겹치지 않으면 상기 참고 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표 및 상기 참고 포인트와 상기 대응되는 포인트 사이의 상대 좌표에 따라 상기 대응되는 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표를 획득할 수 있다.

상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하는 단계(S108);

구체적으로, 각 상기 대응되는 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표를 획득한 후 각 상기 대응되는 포인트이 상기 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득할 수 있다.

상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스 및 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득하는 단계(S109);

구체적으로, 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스

와 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스

를 획득한 후

와

의 역매트릭스를 곱하면 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 변환 매트릭스, 즉 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득할 수 있다. 상기 변환 매트릭스를 통해 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계에서의 각 위치 좌표를 하나의 좌표계에 통합할 수 있고, 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델에서의 한 포인트가 상기 가상 좌표계에서의 좌표는 상기 변환 매트릭스를 통해 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델에 대응하는 제1 타깃 치아 엔티티 모델에서의 대응되는 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표를 획득할 수 있고, 가상 환경으로 현실 환경의 치아 임플란트 수술을 지도할 수 있다.

본 출원에서 제공된 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법 및 전자 설비는 타깃 치아 정합 3 차원 모델 및 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하고, 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 치아 정합 3 차원 모델과 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하며, 정합된 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트가 가상 좌표계에서의 좌표에 따라 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하고, 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하며, 3 개의 광학 마크와 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트에 따라 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고, 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 포인트에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하며, 상기 두 위치 및 자세 매트릭스에 따라 가상 좌표계와 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득함으로써 좌표계 사이의 정합 정밀도를 향상시킨다.

도 3은 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법의 예시적인 흐름도이고, 도 3에 도시된 바와 같이, 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하는 단계는 다음과 같은 단계를 포함한다.

타깃 환자의 하치 3 차원 모델 또는 상치 3 차원 모델인 제1 타깃 치아 3 차원 모델을 획득하는 단계(S1011);

구체적으로, 구강 의학에서 임프레스를 만들고 석고 모델을 재제하는 전통적인 방법을 사용하여 환자의 치아 모델을 제조한 다음 빈 타입 스캐너로 스캔하여 상기 환자의 치아 3 차원 모델을 획득함으로써 제1 타깃 치아 3 차원 모델을 획득할 수 있으며; 또한 핸드 디지털 구강내 스캐너를 사용하여 환자의 구강을 직접 스캔하여 상기 환자의 치아 3 차원 모델을 직접 획득함으로써 제1 타깃 3 차원 모델을 획득할 수 있다.

상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델과 상기 기판 3 차원 모델을 일체로 설치하여 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 형성하는 단계(S1012);

구체적으로, 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델을 상기 기판 3 차원 모델에 설정하여 상기 기판 3 차원 모델과 접촉한 다음 부울 덧셈 운산을 통해 상기 제1 타깃 치아 3 차원과 상기 기판 3 차원 모델을 일체로 연결하여 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 형성할 수 있다.

상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 따라 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 제작하는 단계(S1013);

구체적으로, 3D 프린터를 이용하여 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 프린트하여 제1 타깃 치아 3 차원 모델에 대응하는 제1 타깃 치아 엔티티 모델과 상기 기판 3 차원 모델에 대응하는 기판 엔티티 모델을 포함하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득한다.

또한, 상기 각 실시예의 기초상에서 상기 기판 3 차원 모델은 규칙적인 형상을 갖는 다면체 3 차원 모델이다.

구체적으로, 상기 기판 3 차원 모델은 규칙적인 형상을 갖는 다면체 3 차원 모델이고 기판 3 차원 모델에 대응하는 기판 엔티티 모델은 규칙적인 형상을 갖는 다면체 엔티티 모델로서 설치가 편리하며, 상기 규칙적인 형상은 상기 다면체 3 차원 모델의 면이 평면이며 다각형임을 의미한다. 상기 다면체 3 차원 모델의 구체적인 형상은 실제 경험에 따라 설치되며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.

또한, 상기 각 실시예의 기초상에서 적어도 3 개 이상의 포인트는 상기 다면체 3 차원 모델의 정점이다.

구체적으로, 적어도 3 개 이상의 상기 포인트를 설치할 때 상기 다면체 3 차원 모델의 정점을 선택한다. 적어도 3 개 이상의 상기 포인트가 4 개의 포인트일 경우 상기 다면체 3 차원 모델의 4 개의 정점을 상기 4 개의 포인트로 설치하여 좌표를 획득하고 상기 대응되는 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표를 획득하는데 편리하다.

또한, 상기 각 실시예의 기초상에서 상기 기판 엔티티 모델은 규칙적인 형상을 가진 다면체 엔티티 모델이고 상기 정합 기준 보드는 상기 다면체 엔티티 모델에 대응하는 조립홈을 포함하고; 상응하게, 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하는 단계는 상기 다면체 엔티티 모델을 상기 조립홈에 조립하는 단계를 포함한다.

구체적으로, 상기 기판 3 차원 모델은 규칙적인 형상을 가진 다면체 3 차원 모델이고, 상응하게, 상기 기판 엔티티 모델은 규칙적인 형상을 가진 다면체 엔티티 모델이며, 상기 정합 기준 보드에 상기 다면체 엔티티 모델에 대응하는 조립홈을 설치하고, 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치할 때 다면체 엔티티 모델을 상기 조립홈에 조립한다.

도 4는 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법의 예시적인 흐름도이고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하는 단계는 다음과 같은 단계를 포함한다.

상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델에서 적어도 4 개 이상의 기설정 포인트와 상기 치아 정합 3 차원 모델에서 적어도 4 개 이상의 상기 기설정 포인트에 일대일 대응하는 기설정 포인트에 따라 대략적인 정합을 수행하는 단계(S1031);

구체적으로, 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델에서 적어도 4 개 이상의 기설정 포인트를 획득하고, 상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델에서 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델에서의 4 개의 기설정 포인트에 일대일 대응하는 기설정 포인트를 획득하며, 상기 적어도 4 쌍의 대응되는 포인트에 따라 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델과 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 대략적으로 정합하고, 각 쌍의 대응되는 포인트 사이의 거리가 기설정 오차 범위 내에 있으면 상기 대략적인 정합이 완료된다. 여기서, 상기 기설정 포인트는 실제 경험에 따라 설치되며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않고; 상기 기설정 오차 범위은 실제 경험에 따라 설치되며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.

ICP 알고리즘을 사용하여 대략적으로 정합된 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델과 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 정밀 정합하는 단계(S1032);

구체적으로, 대략적인 정합을 거친 후 ICP 알고리즘을 사용하여 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델과 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대해 정밀한 정합을 수행할 때 샘플링 포인트 개수, 목표 평균 제곱 오차, 최대 반복 횟수 등과 같은 ICP 알고리즘의 매개 변수를 설정하여 정밀한 정합에 대한 계산을 수행해야 한다. 여기서, 상기 ICP 알고리즘의 매개 변수는 실제 경험에 따라 설치되며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.

상기 각 실시예의 기초상에서 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스 및 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득하는 단계는, 수식

에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 변환 매트릭스

를 획득하는 단계를 더 포함한다. 여기서,

는 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스이고,

는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스이다.

를 획득한 후 수식

를 계산하여 획득할 수 있다.

또한, 상기 각 실시예의 기초상에서 상기 정합 기준 보드에는 복수의 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 설치된다.

구체적으로, 상기 정합 기준 보드에 복수의 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 설치될 수 있는 설치 위치에는 복수의 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 한 번에 설치할 수 있어 정합 효율이 향상된다.

도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 전자 설비의 엔티티 구조의 예시도이고, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전자 설비는 프로세서(501), 메모리(502) 및 버스(503)를 포함하고;

프로세서(501)와 메모리(502)는 버스(503)를 통해 서로 통신하고;

프로세서(501)는 메모리(502)의 프로그램 명령을 호출하여 기설정된 기판 3 차원 모델과 일체로 연결된 제1 타깃 치아 3 차원 모델 및 기판 3 차원 모델을 포함하는 타깃 치아 정합 3 차원 모델 및 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하고; 상기 제1 타깃 치아 모델에 대응하는 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 획득하며; 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하고; 정합된 기판 3 차원 모델에서 기설정된 동일선상에 놓이지 않는 적어도 3 개 이상의 포인트가 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델이 위치하는 가상 좌표계에서의 좌표를 획득하고, 적어도 3 개 이상의 상기 포인트가 가상 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하며; 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 3 개의 광학 마크를 포함하는 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하고; 3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고 3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 동차 매트릭스를 획득하며; 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표 및 상기 동차 매트릭스에 따라 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고; 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하며; 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스 및 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득하는 등 상기 각 방법실시예에서 제공된 밥법을 수행한다.

본 출원의 실시예는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 개시하되, 상기 컴퓨터 프로그램은 프로그램 명령을 포함하고, 상기 프로그램 명령이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터는 기설정된 기판 3 차원 모델과 일체로 연결된 제1 타깃 치아 3 차원 모델 및 기판 3 차원 모델을 포함하는 타깃 치아 정합 3 차원 모델 및 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하고; 상기 제1 타깃 치아 모델에 대응하는 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 획득하며; 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하고; 정합된 기판 3 차원 모델에서 기설정된 동일선상에 놓이지 않는 적어도 3 개 이상의 포인트가 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델이 위치하는 가상 좌표계에서의 좌표를 획득하고, 적어도 3 개 이상의 상기 포인트가 가상 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하며; 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 3 개의 광학 마크를 포함하는 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하고; 3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고 3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 동차 매트릭스를 획득하며; 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표 및 상기 동차 매트릭스에 따라 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고; 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하며; 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스 및 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득하는 등, 상기 각 실시예에서 제공된 방법을 수행하도록 한다.

본 실시예는 컴퓨터 명령이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 제공하되, 상기 컴퓨터 명령은 상기 컴퓨터가 기설정된 기판 3 차원 모델과 일체로 연결된 제1 타깃 치아 3 차원 모델 및 기판 3 차원 모델을 포함하는 타깃 치아 정합 3 차원 모델 및 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하고; 상기 제1 타깃 치아 모델에 대응하는 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 획득하며; 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하고; 정합된 기판 3 차원 모델에서 기설정된 동일선상에 놓이지 않는 적어도 3 개 이상의 포인트가 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델이 위치하는 가상 좌표계에서의 좌표를 획득하고, 적어도 3 개 이상의 상기 포인트가 가상 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하며; 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 3 개의 광학 마크를 포함하는 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하고; 3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고 3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 동차 매트릭스를 획득하며; 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표 및 상기 동차 매트릭스에 따라 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고; 상기 기판 3 차원 모델에서 적어도 3 개 이상의 상기 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하며; 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스 및 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득하는 등, 상기 각 실시예에서 제공된 방법을 수행하도록 한다.

한편, 상기 메모리에 저장된 로직 명령은 소프트웨어 기능 유닛의 형식으로 실현되며 별도의 제품으로 판매 또는 사용될 경우 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있다. 이러한 이해에 기초하여 본 출원의 기술방안은 본질적으로 또는 종래 기술에 기여한 부분 또는 해당 기술방안의 일부는 소프트웨어 제품의 형식으로 구현될 수 있으며, 상기 컴퓨터 소프트웨어 제품은 저장 매체에 저장되며, 컴퓨터 장치(개인용 컴퓨터, 서버 혹은 워드 데이터베이스 디바이스 등 일 수 있음)가 본 출원의 각 방법 실시예의 전부 또는 일부 단계를 수행하도록 여러 명령을 포함한다. 상기 저장 매체는 USB, 모바일 하드 디스크, 리드 온리 메모리(ROM，Read-Only Memory), 랜덤 액세스 메모리(RAM，Random Access Memory), 자기 디스크 또는 광 디스크 등 프로그램 코드를 저장할 수 있는 다양한 매체를 포함한다.

상기 실시형태의 설명을 통해 당업자는 각 실시형태는 소프트웨어 및 필요한 범용 하드웨어 플랫폼을 통해 실현될 수 있으며, 물론 하드웨어에 의해 실현될 수도 있는 것을 명확하게 이해할 수 있다. 이러한 이해에 기초하여, 상기 기술방안의 본질 또는 종래기술에 기여한 부분은 소프트웨어 제품의 형식으로 구현될 수 있으며, 상기 컴퓨터 소프트웨어 제품은 ROM/RAM, 자기 디스크, 광 디스크 등과 같은 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있고, 컴퓨터 장치(개인용 컴퓨터, 서버 혹은 네트워크 디바이스 등일 수 있음)가 각 실시예 또는 실시예의 일부에 따른 방법을 수행하도록 여러 명령을 포함한다.

상기 실시예는 본 발명의 기술방안을 설명하기 위한 것으로서 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명은 상기 실시예들을 참조하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는 상술한 각 실시예에 기재된 기술방안에 대해 수정하거나 일부 기술특징을 균등하게 대체할 수 있고, 이러한 수정 및 대체는 해당 기술방안의 본질이 본 발명의 각 실시예의 기술방안의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 것으로 이해할 수 있음을 유의해야 할 것이다.

Claims

기설정된 기판 3 차원 모델과 일체로 연결된 제1 타깃 치아 3 차원 모델 및 기판 3 차원 모델을 포함하는 타깃 치아 정합 3 차원 모델 및 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하는 단계;
상기 제1 타깃 치아 모델에 대응하는 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 획득하는 단계;
상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하는 단계;
정합된 기판 3 차원 모델에서 기설정된 동일선상에 놓이지 않는 적어도 3 개 이상의 포인트가 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델이 위치하는 가상 좌표계에서의 좌표를 획득하고, 상기 적어도 3 개 이상의 포인트가 상기 가상 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하는 단계;
상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 3 개의 광학 마크를 포함하는 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하는 단계;
3 개의 상기 광학 마크가 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하고 3 개의 상기 광학 마크가 상기 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 동차 매트릭스를 획득하는 단계;
상기 기판 3 차원 모델에서 상기 적어도 3 개 이상의 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 정합 기준 보드 좌표계에서의 좌표 및 상기 동차 매트릭스에 따라 상기 기판 3 차원 모델에서 상기 적어도 3 개 이상의 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표를 획득하는 단계;
상기 기판 3 차원 모델에서 상기 적어도 3 개 이상의 포인트에 대응하는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델에서의 포인트가 상기 시각 좌표계에서의 좌표에 따라 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스를 획득하는 단계; 및
상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스 및 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득하는 단계;를 포함하고, 상기 단계들은 프로세서에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법.
제1항에 있어서,
타깃 치아 정합 3 차원 모델 및 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대응하는 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 획득하는 단계는,
타깃 환자의 하치 3 차원 모델 또는 상치 3 차원 모델인 제1 타깃 치아 3 차원 모델을 획득하는 단계;
상기 제1 타깃 치아 3 차원 모델과 상기 기판 3 차원 모델을 일체로 설치하여 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델을 형성하는 단계; 및
상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 따라 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판 3 차원 모델은 규칙적인 형상을 가진 다면체 3 차원 모델인 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법.
제3항에 있어서,
상기 적어도 3 개 이상의 포인트는 상기 다면체 3 차원 모델의 정점인 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법.
제3항에 있어서,
상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델은 기판 엔티티 모델을 포함하고,
상기 기판 엔티티 모델은 규칙적인 형상을 가진 다면체 엔티티 모델이고 상기 정합 기준 보드는 상기 다면체 엔티티 모델에 대응하는 조립홈을 포함하고; 상응하게, 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델을 미리 제작된 정합 기준 보드에 설치하는 단계는 상기 다면체 엔티티 모델을 상기 조립홈에 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 기준으로 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델과 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델을 정합하는 단계는,
상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델에서 적어도 4 개 이상의 기설정 포인트와 상기 치아 정합 3 차원 모델에서 상기 적어도 4 개 이상의 기설정 포인트에 일대일 대응하는 기설정 포인트에 따라 대략적인 정합을 수행하는 단계; 및
ICP 알고리즘을 사용하여 대략적으로 정합된 상기 제2 타깃 치아 3 차원 모델과 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델에 대해 정밀한 정합을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법.
제1항에 있어서,
상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스 및 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 대응 관계를 획득하는 단계는,
수식
에 따라 상기 가상 좌표계와 상기 시각 좌표계 사이의 변환 매트릭스
를 획득하는 단계를 포함하고, 여기서,
는 상기 타깃 치아 정합 3 차원 모델이 상기 가상 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스이고,
는 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 상기 시각 좌표계에서의 위치 및 자세 매트릭스인 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법.
제1항에 있어서,
상기 정합 기준 보드에는 복수의 상기 타깃 치아 정합 엔티티 모델이 설치되는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 수술 시각 네비게이션을 위한 정합 방법.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 전자 설비에 있어서,
프로세서, 메모리 및 버스를 포함하고, 상기 프로세서와 상기 메모리는 상기 버스를 통해 서로 통신하며;
상기 메모리에는 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램 명령이 저장되고, 상기 프로세서는 상기 프로그램 명령을 호출하는 것을 특징으로 하는 전자 설비.
컴퓨터가 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 하는 컴퓨터 명령을 저장하는 것을 특징으로 하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.