KR102498679B1 - Device for generating tooth preparation tool path - Google Patents

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KR102498679B1
KR102498679B1 KR1020210008306A KR20210008306A KR102498679B1 KR 102498679 B1 KR102498679 B1 KR 102498679B1 KR 1020210008306 A KR1020210008306 A KR 1020210008306A KR 20210008306 A KR20210008306 A KR 20210008306A KR 102498679 B1 KR102498679 B1 KR 102498679B1
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Abstract

본 발명은, 피시술자의 치아를 자동으로 프렙하는 프렙 툴의 이동 경로를 생성하는 장치로서, 피시술자의 3차원 치아 영상 및 3차원 치아 영상의 프렙 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 프렙 데이터를 기초로 3차원 치아 영상에서 프렙 툴을 이용해 삭제할 삭제 영역 및 삭제 후 남은 프렙 영역이 접하는 접합면을 생성하는 접합면 생성부와, 접합면을 프렙 툴의 반경만큼 옵셋 처리하여 옵셋면을 생성하는 옵셋면 생성부와, 옵셋면을 기초로 프렙 툴의 이동 경로를 생성하는 경로 생성부를 포함하는 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치를 제공한다.The present invention is an apparatus for generating a movement path of a preparation tool that automatically prepares the teeth of a person to be treated, comprising: a data acquisition unit that acquires a 3D tooth image of a person to be treated and preparation data of the 3D tooth image; A junction surface creation unit that creates a junction surface where the preparation area remaining after deletion and the preparation area to be deleted using the preparation tool in the 3D tooth image are in contact, and an offset plane that creates an offset surface by offsetting the junction surface by the radius of the preparation tool An apparatus for generating a movement path of a tooth preparation tool including a unit and a path generation unit for generating a movement path of the preparation tool based on an offset plane is provided.

Description

치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치{DEVICE FOR GENERATING TOOTH PREPARATION TOOL PATH} Movement path generation device of tooth preparation tool {DEVICE FOR GENERATING TOOTH PREPARATION TOOL PATH}

본 발명은 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치아 프렙 툴과 치아의 가공면 간 간섭을 방지할 수 있는 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for generating a movement path of a tooth preparation tool, and more particularly, to an apparatus for generating a movement path of a tooth preparation tool capable of preventing interference between a tooth preparation tool and a processing surface of a tooth.

일반적으로, 보철(prosthetics)은 치아의 부분적인 결손 또는 치아 자체의 결손을 보강하여 치아의 기능을 회복시키는 것을 의미하며, 크라운(crown), 브릿지(bridge), 레진(resin) 등의 고정식과, 틀니와 같은 가철성으로 구분된다.In general, prosthetics means restoring the function of a tooth by reinforcing a partial defect of a tooth or a defect of the tooth itself, and a fixed type such as a crown, a bridge, and a resin; They are classified as removable like dentures.

여기서, 크라운은 금이나 세라믹 등을 치아에 씌우는 것을 의미하며, 브릿지는 발치된 치아의 인접 치아를 다리 삼아 중간에 인공 치아를 연결하는 것을 의미하고, 레진, 아말감 등은 치아의 제거된 일부분을 채우는 것을 의미한다.Here, the crown means to cover the tooth with gold or ceramic, the bridge means to connect the artificial tooth in the middle using the adjacent tooth of the extracted tooth as a bridge, and the resin, amalgam, etc. means that

이때, 크라운 및 브릿지 등의 보철 시에는 자연 치아 및 보철물 간의 간섭이 방지되도록, 치아의 법랑질과 상아질 일부를 삭제하는 일련의 준비 과정을 치아 프렙(prep, preparation)이라 부른다.At this time, in the case of prosthetics such as crowns and bridges, a series of preparation processes for removing portions of enamel and dentin of teeth are called tooth preparations to prevent interference between natural teeth and prostheses.

그리고, 치아 프랩이 완료되면, 인상 채득(impression) 및 교합 채득(bite taking) 등과 과정을 통해 치아를 보호하기 위한 임시 치관을 제작하여 치아에 결합한다.Then, when the tooth prep is completed, a temporary crown for protecting the tooth is manufactured and coupled to the tooth through processes such as impression and bite taking.

이와 함께, 인상 및 교합 채득을 통해 획득된 치아 모형이 전문 기공소로 배송되어 보철물이 제조되고, 보철물이 제조되면 임시 치관을 제거한 후 치아에 최종 결합된다.In addition, the tooth model acquired through impression and occlusion acquisition is delivered to a specialized laboratory to manufacture a prosthetic appliance. When the prosthetic appliance is manufactured, the temporary crown is removed and finally combined with the tooth.

이때, 보철물이 주변 치아와의 간섭 없이 대상치아의 삭제된 부분에 밀착 결합되되 치아의 손상 없이 안정적으로 지지되기 위해서는 치아 프랩 시 치아에 대한 삭제량이 최소화되면서도 보철물과 안정적으로 결합될 수 있는 형상을 설계하는 것이 중요하다.At this time, in order for the prosthesis to be tightly coupled to the removed part of the target tooth without interference with the surrounding teeth and to be stably supported without damaging the tooth, a shape that can be stably combined with the prosthesis while minimizing the amount of tooth removal during tooth preparation is designed. It is important to do

그러나, 종래에는 치아에 대한 삭제 상태 및 형태가 시술자의 경험이나 숙련도에 의해 좌우되기 때문에 보철물이 결합 후 치아로부터 빠져버리거나 보철물에 가해진 저작 압력에 의해 치아가 손상되는 등의 문제점이 있었다.However, in the prior art, since the shape and state of tooth extraction are influenced by the operator's experience or proficiency, there have been problems such as the prosthesis falling out of the tooth after coupling or the tooth being damaged by masticatory pressure applied to the prosthesis.

더욱이 치아의 프렙 이후 보철물이 제조되므로 보철물이 제조되는 수일 내지 수 주일 동안에 사용되는 임시 치관으로 인해 대상자가 심미적, 기능적인 불편함을 감수해야 하는 문제점이 있었다.Furthermore, since the prosthesis is manufactured after tooth preparation, there is a problem in that the subject has to endure aesthetic and functional discomfort due to the temporary crown used for several days to weeks while the prosthesis is manufactured.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 현재 치과에서는 의료 자동화를 위한 재료의 개발과 동시에 치료 행위를 자동화하고 있다. 이러한 치과 분야의 자동화를 위해 3차원 덴탈 스캐너(3d dental scanner)와 CBCT를 사용하여 치아의 형상을 취득한 후 의료용 로봇으로 충치와 같은 이상 부위를 정밀하게 제거하려는 자동 프렙 시술을 시도하고 있다. In order to solve such a problem, dentistry is currently developing materials for medical automation and automating treatment actions at the same time. In order to automate this field of dentistry, a 3D dental scanner and CBCT are used to acquire the shape of a tooth, and then an automatic preparation procedure is attempted to precisely remove abnormal parts such as cavities with a medical robot.

특히, 로봇을 이용하여 치아의 이상 부위를 제거하는 작업은 로봇의 말단에 있는 프렙 툴의 이동 경로 계획을 통해 이루어진다. 이러한 이동 경로는 치아의 형상과 로봇이 가하는 힘 등 복잡한 과정을 통해 정밀하게 생성되어야 한다.In particular, the task of removing an abnormal part of a tooth using a robot is performed by planning a movement path of a preparation tool at the end of the robot. These moving paths must be precisely created through complex processes such as the shape of teeth and the force applied by the robot.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 간단하면서 알고리즘이 간결하여 이동 경로의 생성 시간이 짧은 장점이 있고, 프렙 툴과 치아의 가공면의 간섭을 사전에 점검할 수 있는 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention has the advantage that the creation time of the movement path is short because the algorithm is simple and concise, and the interference between the preparation tool and the processing surface of the tooth can be checked in advance. It is an object of the present invention to provide a device for generating a movement path of a tooth preparation tool.

또한, 본 발명은, 시술자의 숙련도와 무관한 고정확성의 치아 프렙이 자동으로 이루어질 수 있는 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an apparatus for generating a movement path of a tooth preparation tool that can automatically perform tooth preparation with high accuracy regardless of the operator's skill level.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 피시술자의 치아를 자동으로 프렙하는 프렙 툴의 이동 경로를 생성하는 장치로서, 피시술자의 3차원 치아 영상 및 3차원 치아 영상의 프렙 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 프렙 데이터를 기초로 3차원 치아 영상에서 프렙 툴을 이용해 삭제할 삭제 영역 및 삭제 후 남은 프렙 영역이 접하는 접합면을 생성하는 접합면 생성부와, 접합면을 프렙 툴의 반경만큼 옵셋 처리하여 옵셋면을 생성하는 옵셋면 생성부와, 옵셋면을 기초로 프렙 툴의 이동 경로를 생성하는 경로 생성부를 포함하는 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a device for generating a movement path of a preparation tool that automatically prepares the teeth of a person to be treated, and data for acquiring a 3D tooth image of a person to be treated and preparation data of the 3D tooth image. The acquisition unit and the joint surface generation unit that creates the joint surface where the preparation area remaining after deletion and the preparation area to be deleted using the preparation tool in the 3D tooth image are in contact with each other on the basis of the preparation data, and the joint surface is offset by the radius of the preparation tool Provided is an apparatus for generating a movement path of a tooth preparation tool, including an offset surface generating unit generating an offset surface by using the offset surface, and a path generating unit generating a movement path of the preparation tool based on the offset surface.

여기서, 옵셋면 생성부는, 접합면을 구성하는 복수의 버텍스를 옵셋 처리하여 옵셋면을 생성할 수 있다.Here, the offset surface generation unit may create an offset surface by performing an offset process on a plurality of vertices constituting the bonding surface.

또한, 옵셋면 생성부는, 가중치를 고려하여 버텍스에 연결된 면의 법선 벡터를 합산하여 옵셋 벡터를 산출하고, 버텍스에 옵셋 벡터를 더하여 옵셋 버텍스를 생성할 수 있다.In addition, the offset plane generation unit may calculate an offset vector by summing normal vectors of planes connected to vertices in consideration of weights, and may generate offset vertices by adding the offset vectors to the vertices.

또한, 옵셋면 생성부는, 옵셋 벡터에 프렙 툴의 반경을 곱하고 이를 버텍스에 더하여 옵셋 버텍스를 생성할 수 있다.Also, the offset plane generation unit may generate an offset vertex by multiplying the offset vector by the radius of the preparation tool and adding the offset vector to the vertex.

또한, 접합면 생성부는, 3차원 치아 영상을 통과하는 복수의 슬라이스에 복수의 버텍스가 투영된 복수의 투영점을 기초로 복수의 슬라이스 별로 접합 라인을 생성할 수 있다.In addition, the bonding surface generation unit may generate bonding lines for each of a plurality of slices based on a plurality of projection points obtained by projecting a plurality of vertices on a plurality of slices passing through the 3D tooth image.

또한, 접합면 생성부는, 복수의 투영점을 연결하여 연결 라인을 형성하고, 연결 라인과 버텍스에 연결된 면이 교차되는 교차점을 연결하여 접합 라인을 생성할 수 있다.In addition, the joint surface generation unit may connect a plurality of projected points to form a connection line, and may generate a joint line by connecting intersection points where surfaces connected to the connection lines and vertices intersect.

또한, 접합면 생성부는, 복수의 슬라이스 별 접합 라인을 적층하여 접합면을 생성할 수 있다.Also, the joint surface generation unit may generate a joint surface by stacking a plurality of joint lines for each slice.

또한, 옵셋면 생성부는, 3차원 치아 영상을 통과하는 복수의 슬라이스에 옵셋면을 구성하는 복수의 버텍스가 투영된 복수의 투영점을 기초로 복수의 슬라이스 별로 옵셋 라인을 생성할 수 있다.In addition, the offset plane generating unit may generate an offset line for each of a plurality of slices based on a plurality of projection points in which a plurality of vertices constituting the offset plane are projected on a plurality of slices passing through the 3D tooth image.

또한, 옵셋면 생성부는, 복수의 투영점을 연결하여 연결 라인을 형성하고, 연결 라인과 버텍스에 연결된 면이 교차되는 교차점을 연결하여 옵셋 라인을 생성할 수 있다.In addition, the offset plane generation unit may connect a plurality of projected points to form a connection line, and may generate an offset line by connecting an intersection point where a plane connected to a vertex intersects the connection line with the connection line.

또한, 옵셋면 생성부는, 복수의 슬라이스 별 옵셋 라인을 적층하여 옵셋면을 생성할 수 있다.Also, the offset plane generating unit may generate an offset plane by stacking a plurality of offset lines for each slice.

또한, 경로 생성부는, 옵셋면의 법선 벡터의 각도를 기초로 프렙 툴의 기울기 각도를 설정할 수 있다.Also, the path generator may set an inclination angle of the preparation tool based on the angle of the normal vector of the offset plane.

본 발명에 따르면, 치아 영상에서 접합 라인 및 옵셋 라인을 비교하면서 치아 프렙 툴의 이동 경로를 생성하기 때문에, 간단하면서 알고리즘이 간결하여 이동 경로의 생성 시간이 짧은 장점이 있고, 프렙 툴의 측면과 치아의 가공면의 간섭을 사전에 점검하는 이점이 있다.According to the present invention, since the movement path of the tooth preparation tool is created while comparing the joint line and the offset line in the tooth image, the algorithm is simple and concise, so the generation time of the movement path is short, and the side of the preparation tool and the tooth There is an advantage of checking the interference of the machined surface of the machine in advance.

또한, 본 발명에 따르면, 자동으로 생성된 프렙 툴의 이동 경로를 이용해 치아 프렙이 이루어지기 때문에, 시술자의 숙련도와 무관한 고정확성의 치아 프렙이 이루어질 수 있다.In addition, according to the present invention, since the tooth preparation is performed using the automatically generated movement path of the preparation tool, highly accurate tooth preparation can be performed regardless of the operator's skill level.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 제어부의 구체적인 블록도이다.
도 3은 치아 영상에서 삭제할 삭제 영역의 위치 및 형상에 따라 분류되는 프렙 종류를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 프렙 종류에 따른 치아 영상의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프렙 툴의 기울기 각도를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 STL(STereoLithography) 형식으로서, 원래의 3차원 치아 영상(a), 옵셉된 3차원 치아 영상(b)과, 이들 영상이 중첩된 영상(c)을 도시한 도면이다.
도 7은 슬라이싱(slicing) 기법에 의한 접합 곡선을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 치아 프렙 툴의 이동 경로를 도시한 도면이다.
1 is a schematic block diagram of an apparatus for generating a movement path of a tooth preparation tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a specific block diagram of a control unit of FIG. 1 .
FIG. 3 is a diagram illustrating preparation types classified according to the location and shape of a deletion region to be deleted in a tooth image.
4 is a side cross-sectional view of a tooth image according to the type of preparation of FIG. 3 .
5 is a view for explaining a method of setting an inclination angle of a preparation tool according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing an original 3D tooth image (a), an obscepted 3D tooth image (b), and an image (c) in which these images are superimposed in a STereoLithography (STL) format.
7 is a diagram for explaining a method of generating a junction curve by a slicing technique.
8 is a diagram illustrating a movement path of a tooth preparation tool according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above objects and means of the present invention and the effects thereof will become clearer through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will easily understand the technical idea of the present invention. will be able to carry out In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.In this specification, terms such as “or” and “at least one” may represent one of the words listed together, or a combination of two or more. For example, "or B" and "at least one of B" may include only one of A or B, or may include both A and B.

본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.In this specification, terms such as 'first' and 'second' may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the above terms. In addition, the above terms should not be interpreted as limiting the order of each component, and may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a 'first element' may be named a 'second element', and similarly, a 'second element' may also be named a 'first element'.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1의 제어부의 구체적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of an apparatus for generating a movement path of a tooth preparation tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a specific block diagram of a control unit of FIG. 1 .

본 발명의 실시예에 따른 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치(100)는, 컴퓨터 프로그램에 의해 실행 가능한 전자 장치로서, 피시술자의 치아를 자동으로 프렙(preparation; prep)하는 프렙 툴(prep tool)의 이동 경로를 생성하는 장치이다. 여기서, 프렙은 우식된 치아 영역을 삭제하고 보철물을 제작하기 위한 준비 과정을 의미한다.The apparatus 100 for generating a movement path of a tooth preparation tool according to an embodiment of the present invention is an electronic device that can be executed by a computer program, and is a component of a preparation tool that automatically prepares the teeth of a person to be treated. It is a device that creates a movement path. Here, the preparation refers to a preparation process for deleting a carious tooth region and manufacturing a prosthesis.

프렙 툴은, 프렙 영상을 기초로 보철물의 결합에 적합한 형상으로 피시술자의 치아를 자동으로 삭제 가공하는 장치이다.The preparation tool is a device that automatically removes and processes teeth of a person to be treated in a shape suitable for combination with a prosthesis based on a preparation image.

치아 영상은, STL(STereoLithography) 형식의 3차원 영상으로서 오랄 스캔 영상, CT 영상 또는 오랄 스캔 영상과 CT 영상이 정합된 정합 영상일 수 있다.The tooth image is a 3D image in a STereoLithography (STL) format and may be an oral scan image, a CT image, or a matching image in which an oral scan image and a CT image are matched.

여기서, 오랄 스캔 영상은 외부로 드러난 치아의 치관 부분의 형상과 치아 주변의 잇몸 형상에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이때, 오랄 스캔 영상은 오랄 스캐너(oral scanner) 등을 통해 피시술자의 구강 내부를 직접 스캔하여 획득되거나 피시술자의 구강 내부를 음각으로 본뜬 인상 모델이나 인상 모델의 양각을 통해 생성한 석고 모델을 스캔하여 획득될 수 있으며, 인상 모델의 스캔 이미지는 반전되어 오랄 스캔 영상으로 사용될 수 있다.Here, the oral scan image may provide information on the shape of the crown of the tooth exposed to the outside and the shape of the gum around the tooth. At this time, the oral scan image is obtained by directly scanning the inside of the oral cavity of the recipient through an oral scanner or the like, or by scanning an impression model that imitates the inside of the recipient's oral cavity in an intaglio or a plaster model created through embossing of the impression model. The scan image of the impression model may be inverted and used as an oral scan image.

또한, CT 영상은 치관뿐만 아니라 치근과, 치조골의 형상 및 치관, 치근 및 치조골의 골밀도에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이 때, CT 영상은 피시술자의 구강 내부를 CT 촬영하여 획득될 수 있다.In addition, CT images can provide information on the shape of not only the crown, but also the root, alveolar bone, and bone density of the crown, root, and alveolar bone. In this case, the CT image may be acquired by CT scanning the inside of the oral cavity of the person to be treated.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치(100)는, 통신부(110), 입력부(120), 표시부(130), 저장부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an apparatus 100 for generating a movement path of a tooth preparation tool according to an embodiment of the present invention includes a communication unit 110, an input unit 120, a display unit 130, a storage unit 140, and a control unit 150. ) may be included.

통신부(110)는 영상 획득 장치(미도시), 서버(미도시) 등의 외부 장치와의 통신을 수행하는 구성으로서, 영상 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(110)는 5G(5th generation communication), LTE-A(long term evolution-advanced), LTE(long term evolution), 블루투스, BLE(bluetooth low energe), NFC(near field communication) 등의 무선 통신을 수행할 수 있고, 케이블 통신 등의 유선 통신을 수행할 수 있다. The communication unit 110 is a component that performs communication with external devices such as an image capture device (not shown) and a server (not shown), and can receive image data. For example, the communication unit 110 may perform 5th generation communication (5G), long term evolution-advanced (LTE-A), long term evolution (LTE), Bluetooth, bluetooth low energy (BLE), and near field communication (NFC). It is possible to perform wireless communication such as, etc., and wired communication such as cable communication.

이때, 영상 데이터는 오랄 스캔 영상 데이터 외에도, 다른 측정 방식으로 측정한 기타 영상 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기타 영상 데이터는 CT 영상 데이터, MRI 영상 데이터 등을 포함할 수 있다. In this case, the image data may include other image data measured by other measurement methods in addition to oral scan image data. For example, other image data may include CT image data, MRI image data, and the like.

입력부(120)는 사용자의 입력에 대응하여, 입력 데이터를 생성하며, 적어도 하나의 입력 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력부(120)는 키보드(key board), 키패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치패널(touch panel), 터치 키(touch key), 마우스(mouse), 메뉴 버튼(menu button) 등을 포함할 수 있다. The input unit 120 generates input data in response to a user's input, and may include at least one input means. For example, the input unit 120 includes a keyboard, a key pad, a dome switch, a touch panel, a touch key, a mouse, and a menu button ( menu button), etc.

표시부(130)는 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치(100)의 동작에 따른 표시 데이터를 표시한다. 이러한 표시 데이터에는 영상 데이터가 포함될 수 있다. 예를 들어, 표시부(130)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이 및 전자 종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, 표시부(130)는 입력부(120)와 결합되어 터치 스크린(touch screen) 등으로 구현될 수 있다.The display unit 130 displays display data according to the operation of the device 100 for generating a movement path of the tooth preparation tool. Such display data may include image data. For example, the display unit 130 may include a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic LED (OLED) display, and a micro electromechanical system (MEMS). mechanical systems displays and electronic paper displays. In addition, the display unit 130 may be combined with the input unit 120 and implemented as a touch screen or the like.

저장부(140)는 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치(100)의 동작에 필요한 각종 정보와 프로그램들을 저장한다. 예를 들어, 저장부(140)는 영상 획득 장치 등으로부터 수신된 영상 데이터와, 후술할 본 발명의 실시예에 따른 치아 프렙 툴의 이동 경로를 생성하는 방법에 관련된 알고리즘 등을 저장할 수 있다.The storage unit 140 stores various information and programs necessary for the operation of the movement path generating device 100 of the tooth preparation tool. For example, the storage unit 140 may store image data received from an image capture device, etc., and an algorithm related to a method for generating a movement path of a tooth preparation tool according to an embodiment of the present invention, which will be described later.

제어부(150)는, 영상 획득 장치 또는 서버 등으로부터 수신되거나 저장부(140)에 기 저장된 치아 영상 데이터에 대해 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 동작을 수행한다. 이를 위해, 제어부(150)는 영상 획득 장치 또는 서버 등으로부터 치아 영상 데이터를 수신하여 저장부(140)에 저장할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 통신부(110), 입력부(120), 표시부(130) 및 저장부(140)의 동작을 제어할 수 있다.The control unit 150 performs an operation of generating a movement path of the tooth preparation tool with respect to tooth image data received from an image capture device or server or pre-stored in the storage unit 140 . To this end, the controller 150 may receive tooth image data from an image acquisition device or a server and store it in the storage unit 140 . Also, the control unit 150 may control operations of the communication unit 110 , the input unit 120 , the display unit 130 and the storage unit 140 .

도 2를 참조하면, 제어부(150)는, 데이터 획득부(151), 접합면 생성부(152), 옵셋면 생성부(153) 및 경로 생성부(154)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the control unit 150 may include a data acquisition unit 151, a junction surface generation unit 152, an offset surface generation unit 153, and a path generation unit 154.

데이터 획득부(151)는 피시술자의 치아 영상 및 상기 치아 영상의 프렙 데이터를 획득할 수 있다. 여기서, 데이터 획득부(151)는, 영상 획득 장치 또는 서버 등으로부터 치아 영상을 수신하거나 저장부(140)에 기 저장된 치아 영상을 이용할 수 있다.The data acquisition unit 151 may acquire a tooth image of a person to be treated and preparation data of the tooth image. Here, the data acquisition unit 151 may receive a tooth image from an image acquisition device or a server or may use a tooth image pre-stored in the storage unit 140 .

접합면 생성부(152)는, 프렙 데이터를 기초로 치아 영상에서 삭제 영역을 추출하고, 치아 영상에서 프렙 툴을 이용해 삭제할 삭제 영역 및 삭제 후 남은 프렙 영역이 접하는 접합면을 생성할 수 있다.The joint surface generation unit 152 may extract a region to be deleted from the tooth image based on the preparation data, and may create a joint surface where the region to be deleted and the remaining preparation region after the deletion are in contact with each other using a preparation tool in the tooth image.

도 3은 치아 영상에서 삭제할 삭제 영역의 위치 및 형상에 따라 분류되는 프렙 종류를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 프렙 종류에 따른 치아 영상의 측단면도이다.FIG. 3 is a diagram illustrating preparation types classified according to the location and shape of a deletion region to be deleted from a tooth image, and FIG. 4 is a side cross-sectional view of a tooth image according to the preparation type of FIG. 3 .

도 3 및 도 4를 참조하면, 프렙은 인레이(inlay)(a), 온레이(onlay)(b) 및 크라운레이(crownlay)(c)로 분류될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , preparations may be classified into inlays (a), onlays (b), and crownlays (c).

인레이(a)는 비교적 좁은 영역을 수복하는 치료 방법으로 충치가 치아 안쪽까지 파고 들어 좁고 깊게 발생한 경우 치료하는 방법이다. 그리고, 온레이(b)는 비교적 넓은 영역을 수복하는 치료 방법으로 충치가 넓은 범위에 걸쳐 발생한 경우 치료하는 방법이다. 그리고, 크라운레이(c)는 치관 전체에 충지가 발생한 경우 치관 전체를 삭제한 후 크라운을 씌우는 치료 방법이다.Inlay (a) is a treatment method for restoring a relatively narrow area, and is a treatment method when tooth decay penetrates deep into the tooth and is narrow and deep. And, the onlay (b) is a treatment method for restoring a relatively wide area, and is a method for treating caries that occurs over a wide range. In addition, the crown lay (c) is a treatment method in which a crown is placed after removing the entire crown when filling the entire crown occurs.

도 4를 참조하면, 인레이(a), 온레이(b) 및 크라운레이(c)가 각각 적용되는 치아 영상(10)은, 치아 영상(10)에서 삭제될 삭제 영역(3)과 삭제 후 남은 프렙 영역(4)을 포함한다.Referring to FIG. 4 , a tooth image 10 to which an inlay (a), an onlay (b), and a crown lay (c) are applied, respectively, includes a deleted area 3 to be deleted from the tooth image 10 and a remaining area after deletion. It includes a prep area (4).

여기서, 접합면 생성부(152)는, 프렙 데이터를 기초로 삭제 영역(3)을 추출할 수 있고, 삭제 영역(3) 및 프렙 영역(4)이 접하는 접합면(2)과 삭제 영역(3)의 삭제를 위해 프렙 툴이 치아에 접근할 수 있는 접근면(3)으로 구분할 수 있고, 이를 통해 치아 영상(10)에서 접합면(2)을 생성할 수 있다.Here, the joint surface generation unit 152 may extract the deleted region 3 based on the preparation data, and the joint surface 2 and the deleted region 3 where the deleted region 3 and the preparation region 4 contact each other. ) can be divided into an access surface (3) through which the preparation tool can access the tooth, and through this, the joint surface (2) can be created in the tooth image (10).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프렙 툴의 기울기 각도를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a method of setting an inclination angle of a preparation tool according to an embodiment of the present invention.

도 5에서, 접합면(2)은 삭제 영역(3)의 삭제 가공 시 프렙 툴(10)이 치아와 접촉하는 면이고, 옵셋면(5)은 삭제 영역(3)의 삭제 가공 시 프렙 툴(10)의 중심 이동에 의해 형성되는 면이다. 여기서, 접합면(2) 및 옵셋면(5) 사이의 간격은 프렙 툴(10) 단부의 반경에 해당될 수 있다.In FIG. 5 , the joint surface 2 is a surface on which the preparation tool 10 contacts teeth during preparation of the preparation area 3, and the offset surface 5 is the preparation tool during preparation of the preparation area 3 ( 10) is a plane formed by the center shift. Here, the distance between the bonding surface 2 and the offset surface 5 may correspond to the radius of the end of the preparation tool 10 .

도 5(a)를 참조하면, 종래의 프렙 방법은 프렙 툴(10)을 수직으로 세워 치아의 접합면(2)에 접촉하면서 치아를 삭제 가공하였다. 여기서, 프렙 툴(10)이 옵셋면(5)의 법선 벡터의 기울기가 일정 각도(예컨대, 10도) 이하가 되는 위치에서 삭제 가공할 때, 프렙 툴(10)의 측면과 접합면(2)이 간섭이 일어나 프렙 툴(10)이 접합면(2) 안쪽까지 삭제하게 되는 문제점이 발생한다.Referring to FIG. 5 (a), in the conventional preparation method, the preparation tool 10 is placed vertically and the tooth is removed while contacting the joint surface 2 of the tooth. Here, when the preparation tool 10 performs preparation processing at a position where the slope of the normal vector of the offset surface 5 becomes less than a certain angle (eg, 10 degrees), the side surface of the preparation tool 10 and the joint surface 2 This interference causes a problem that the preparation tool 10 deletes to the inside of the bonding surface 2.

도 5(b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치는, 경로 생성부(154)가 옵셋면(5)의 법선 벡터의 각도를 기초로 프렙 툴(10)의 기울기 각도를 설정하고, 프렙 툴(10)의 측면과 접합면(2)이 간섭이 일어나는 위치에서 프렙 툴(10)을 설정된 각도로 기울이게 할 수 있다. Referring to FIG. 5 (b) , in the apparatus for generating a movement path of a tooth preparation tool according to an embodiment of the present invention, the path generator 154 moves the preparation tool 10 based on the angle of the normal vector of the offset surface 5 ) may be set, and the preparation tool 10 may be tilted at the set angle at a position where interference occurs between the side surface of the preparation tool 10 and the bonding surface 2 .

즉, 프렙 툴(10)이 옵셋면(5)의 법선 벡터의 각도가 설정 각도 이하가 되는 위치에 있는 경우, 프렙 툴(10)의 중심축을 바깥쪽으로 기울임으로써, 프렙 툴(10)의 측면과 접합면(2)이 간섭을 방지하여 프렙 툴(10)이 접합면(2) 안쪽까지 삭제하는 것을 방지 할 수 있다.That is, when the preparation tool 10 is located at a position where the angle of the normal vector of the offset surface 5 is less than or equal to the set angle, the central axis of the preparation tool 10 is tilted outward, so that the side and side of the preparation tool 10 Since the joint surface 2 prevents interference, it is possible to prevent the preparation tool 10 from cutting to the inside of the joint surface 2 .

옵셋면 생성부(153)는, 접합면(2)을 프렙 툴(10)의 반경만큼 옵셋 처리하여 옵셋면(5)을 생성할 수 있다.The offset surface generation unit 153 may generate the offset surface 5 by performing offset processing on the bonding surface 2 by the radius of the preparation tool 10 .

일반적으로 STL(STereoLithography) 형식의 3차원 치아 영상의 옵셋 방법은 STL의 면을 이동하는 방식으로 옵셋을 수행하지만, 이 방식은 옵셋된 면들 간 간섭을 제거하거나 옵셋된 면들 사이를 채우는 작업이 필요하다. 그러나 이와 같은 작업은 매우 복잡하다는 문제점이 있다.In general, the offset method of a 3D tooth image in the form of STL (STereoLithography) performs offset by moving the face of the STL, but this method requires removing interference between the offset faces or filling in between the offset faces. . However, there is a problem that such a task is very complicated.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 옵셋면 생성부(153)는, STL의 면을 옵셋하는 것이 아니라, 접합면(2)을 구성하는 복수의 버텍스(vertex)를 옵셋 처리하여 옵셋면(5)을 생성함으로써, 비교적 간단하고 신속하게 옵셋을 수행할 수 있다.However, the offset surface generation unit 153 according to the embodiment of the present invention does not offset the plane of the STL, but offsets a plurality of vertices constituting the joint surface 2 to form the offset surface 5 By generating , offset can be performed relatively simply and quickly.

여기서, 옵셋 벡터는 버텍스에 연결된 모든 면의 법선 벡터의 산술 평균으로 산출될 수 있지만, 인접면의 법선 벡터의 사이각이 비교적 큰 경우 부정확해질 수 있다.Here, the offset vector may be calculated as an arithmetic average of normal vectors of all faces connected to the vertex, but may become inaccurate when the angle between the normal vectors of adjacent faces is relatively large.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 옵셋면 생성부(153)는, 아래의 수학식1과 같이, 가중치(Wj)를 고려하여 버텍스에 연결된 모든 면의 법선 벡터(Ni,j)를 합산하여 옵셋 벡터(Voffset)를 산출할 수 있다.In order to solve this problem, the offset plane generating unit 153 according to an embodiment of the present invention, as shown in Equation 1 below, considers the weight (W j ) and calculates the normal vector (N) of all planes connected to the vertex. The offset vector (V offset ) may be calculated by summing i and j .

<수학식 1><Equation 1>

Figure 112021007829328-pat00001
Figure 112021007829328-pat00001

여기서, Ni,j는 i 버텍스에 연결된 면의 법선 벡터이다.where N i,j is the normal vector of the face connected to vertex i.

옵셋면 생성부(153)는, 아래의 수학식 2와 같이, 옵셋 벡터(Voffset)에 프렙 툴(10)의 반경(doffset)을 곱하고 이를 원래의 버텍스(Pi,original)에 더하여 옵셋 버텍스(Pi,new)를 생성할 수 있다.As shown in Equation 2 below, the offset plane generator 153 multiplies the offset vector (V offset ) by the radius (d offset ) of the preparation tool 10 and adds it to the original vertex (P i,original ) to obtain an offset A vertex (P i,new ) can be created.

<수학식 2><Equation 2>

Figure 112021007829328-pat00002
Figure 112021007829328-pat00002

여기서, Pi,original는 원래의 i 버텍스이고, Pi,new는 옵셋된 i 버텍스이다.Here, P i,original is the original vertex i, and P i,new is the offset i vertex.

또한, 프렙 툴(10)의 반경(doffset)은 프렙 툴(10)의 종류에 따라 달라지며, 사용자에 의해 미리 설정된 값일 수 있다.In addition, the radius d offset of the preparation tool 10 varies depending on the type of preparation tool 10 and may be a value preset by a user.

가중치(Wn)는 아래의 수학식 3에 의해 산출될 수 있다.The weight (W n ) may be calculated by Equation 3 below.

<수학식 3><Equation 3>

Figure 112021007829328-pat00003
Figure 112021007829328-pat00003

여기서, n은 2 이상의 자연수로서, i 버텍스에 연결된 면의 개수에 해당한다.Here, n is a natural number greater than or equal to 2 and corresponds to the number of faces connected to i vertices.

도 6은 STL(STereoLithography) 형식으로서, 원래의 3차원 치아 영상(a), 옵셉된 3차원 치아 영상(b)과, 이들 영상이 중첩된 영상(c)을 도시한 도면이다.6 is a diagram showing an original 3D tooth image (a), an obscepted 3D tooth image (b), and an image (c) in which these images are superimposed in a STereoLithography (STL) format.

도 6에 도시한 바와 같이, 전술한 옵셋 방법으로 원래의 3차원 치아 영상(a)을 옵셋함으로써, 프렙 툴(10)의 이동 경로를 생성하는데 옵셋된 3차원 치아 영상(b)을 이용할 수 있다.As shown in FIG. 6, the offset 3D tooth image (b) can be used to generate the movement path of the preparation tool 10 by offsetting the original 3D tooth image (a) using the above offset method. .

경로 생성부(154)는 옵셋면(5)을 기초로 프렙 툴(10)의 이동 경로를 생성할 수 있다.The path generator 154 may generate a movement path of the preparation tool 10 based on the offset surface 5 .

도 7은 슬라이싱(slicing) 기법에 의한 접합 곡선을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining a method of generating a junction curve by a slicing technique.

도 7을 참조하면, 접합면 생성부(152)는, 3차원 치아 영상을 통과하는 복수의 슬라이스(slice plane)에 복수의 버텍스(vertex)(1, 2, 3)가 투영된 복수의 투영점(1', 2', 3')을 기초로 복수의 슬라이스(slice plane) 별로 접합 라인(2a)을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the bonding surface generating unit 152 has a plurality of projection points at which a plurality of vertices 1, 2, and 3 are projected on a plurality of slice planes passing through a 3D tooth image. The junction line 2a may be generated for each of a plurality of slice planes based on (1', 2', 3').

구체적으로, 접합면 생성부(152)는, 복수의 투영점(1', 2', 3')을 연결하여 연결 라인(1'-2', 2'-3', 1'-3')을 형성하고, 연결 라인(1'-2', 2'-3', 1'-3')과 버텍스(1, 2, 3)에 연결된 면이 교차되는 교차점(P31, P12)을 연결하여 접합 라인(2a)(P31-P12)을 생성할 수 있다.Specifically, the bonding surface generating unit 152 connects a plurality of projected points 1', 2', and 3' to form connection lines 1'-2', 2'-3', and 1'-3' , and connect the intersection points (P 31 , P 12 ) where the planes connected to the connection lines (1'-2', 2'-3', 1'-3') and the vertices (1, 2, 3) intersect. Thus, the bonding line 2a (P 31 -P 12 ) can be created.

그리고, 접합면 생성부(152)는 복수의 슬라이스(slice plane) 별 접합 라인(2a)을 적층하여 접합면(2)을 생성할 수 있다.Also, the bonding surface generating unit 152 may generate the bonding surface 2 by stacking the bonding lines 2a for each slice plane.

마찬가지로, 옵셋면 생성부(153)도 슬라이싱 기법으로 옵셋 라인 및 옵셋면(5)을 생성할 수 있다.Similarly, the offset plane generating unit 153 may also generate the offset line and the offset plane 5 using a slicing technique.

구체적으로, 옵셋면 생성부(153)는, 3차원 치아 영상을 통과하는 복수의 슬라이스에 옵셋면(5)을 구성하는 복수의 버텍스가 투영된 복수의 투영점을 기초로 복수의 슬라이스 별로 옵셋 라인을 생성할 수 있다.Specifically, the offset plane generating unit 153 generates an offset line for each of a plurality of slices based on a plurality of projection points in which a plurality of vertices constituting the offset plane 5 are projected on a plurality of slices passing through the 3D tooth image. can create

그리고, 옵셋면 생성부(153)는, 복수의 투영점을 연결하여 연결 라인을 형성하고, 연결 라인과 버텍스에 연결된 면이 교차되는 교차점을 연결하여 옵셋 라인을 생성할 수 있다.In addition, the offset plane generating unit 153 may connect a plurality of projected points to form a connection line, and may generate an offset line by connecting an intersection point where the connection line and the plane connected to the vertex intersect.

그리고, 옵셋면 생성부(153는 복수의 슬라이스 별 옵셋 라인을 적층하여 옵셋면을 생성할 수 있다.Also, the offset plane generating unit 153 may generate an offset plane by stacking a plurality of offset lines for each slice.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 치아 프렙 툴의 이동 경로를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a movement path of a tooth preparation tool according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치는, 슬라이싱 기법으로 생성된 접합 라인 및 옵셋 라인을 이용하여 치아 프렙 툴(10)의 이동 경로를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the apparatus for generating a movement path of the tooth preparation tool according to the present invention may generate a movement path of the tooth preparation tool 10 using a joint line and an offset line generated by a slicing technique.

여기서, 프렙 툴(10)의 위치와 자세는, 접합 라인 및 옵셋 라인의 법선 벡터에 따라 매번 바뀌게 되지만, 접합 라인 및 옵셋 라인을 비교 점검하면서 간섭이 없도록 확정될 수 있다. Here, the position and posture of the preparation tool 10 change every time according to the normal vector of the joining line and the offset line, but it can be confirmed that there is no interference while comparing and checking the joining line and the offset line.

치아 프렙 툴(10)의 이동 경로는 삭제 영역의 면적 내부를 제거하도록 지그재그 방식 또는 오프셋 방식으로 생성될 수 있다. 그리고, 치아 프렙 툴(10)의 이동 경로는 로봇 프로그래밍이 될 수 있도록 구현될 수 있다. The movement path of the tooth preparation tool 10 may be created in a zigzag or offset manner to remove the inside of the area of the preparation area. And, the movement path of the tooth preparation tool 10 can be implemented to be robot programming.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치는, 접합 라인 및 옵셋 라인을 비교하면서 치아 프렙 툴(10)의 이동 경로를 생성하기 때문에, 간단하면서 알고리즘이 간결하여 이동 경로의 생성 시간이 짧은 장점이 있고, 프렙 툴(10)의 측면과 접합면(2)의 간섭을 사전에 점검하는 이점이 있다.In this way, since the moving path generating device of the tooth preparation tool according to the embodiment of the present invention generates the moving path of the tooth preparation tool 10 while comparing the joining line and the offset line, the moving path is simple and concise in the algorithm. There is an advantage in that the generation time of is short, and there is an advantage in checking interference between the side surface of the preparation tool 10 and the bonding surface 2 in advance.

또한, 본 발명에 따르면, 자동으로 생성된 프렙 툴(10)의 이동 경로를 이용해 치아 프렙이 이루어지기 때문에, 시술자의 숙련도와 무관한 고정확성의 치아 프렙이 이루어질 수 있다.In addition, according to the present invention, since the tooth preparation is performed using the automatically generated movement path of the preparation tool 10, highly accurate tooth preparation can be performed regardless of the operator's skill level.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be defined by the following claims and equivalents thereof.

110: 통신부 120: 입력부
130: 표시부 140: 저장부
150: 제어부 151: 데이터 획득부
152: 접합면 생성부 153: 옵셋면 생성부
154: 경로 생성부
110: communication unit 120: input unit
130: display unit 140: storage unit
150: control unit 151: data acquisition unit
152: junction surface generation unit 153: offset surface generation unit
154: path generation unit

Claims (11)

피시술자의 치아를 자동으로 프렙하는 프렙 툴의 이동 경로를 생성하는 장치로서,
상기 피시술자의 3차원 치아 영상 및 상기 3차원 치아 영상의 프렙 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
상기 프렙 데이터를 기초로 상기 3차원 치아 영상에서 상기 프렙 툴을 이용해 삭제할 삭제 영역 및 삭제 후 남은 프렙 영역이 접하는 접합면을 생성하는 접합면 생성부;
상기 접합면을 상기 프렙 툴의 반경만큼 옵셋 처리하여 옵셋면을 생성하는 옵셋면 생성부; 및
상기 옵셋면을 기초로 상기 프렙 툴의 이동 경로를 생성하는 경로 생성부를 포함하고,
상기 옵셋면 생성부는
상기 접합면을 구성하는 복수의 버텍스를 옵셋 처리하여 상기 옵셋면을 생성하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.
A device for generating a movement path of a preparation tool that automatically prepares a person's teeth,
a data acquisition unit acquiring a 3D tooth image of the person to be treated and preparation data of the 3D tooth image;
an abutment surface generating unit that generates a junction surface where a region to be deleted and a preparation region remaining after deletion are in contact with each other on the basis of the preparation data using the preparation tool in the 3D tooth image;
an offset surface generator generating an offset surface by offsetting the bonding surface by a radius of the preparation tool; and
A path generator for generating a movement path of the preparation tool based on the offset plane;
The offset plane generating unit
Generating the offset surface by offsetting a plurality of vertices constituting the joint surface
A device for generating a moving path of a tooth preparation tool.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 옵셋면 생성부는
가중치를 고려하여 상기 버텍스에 연결된 면의 법선 벡터를 합산하여 옵셋 벡터를 산출하고, 상기 버텍스에 상기 옵셋 벡터를 더하여 옵셋 버텍스를 생성하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.
According to claim 1,
The offset plane generating unit
Calculating an offset vector by summing normal vectors of faces connected to the vertex in consideration of the weight, and generating an offset vertex by adding the offset vector to the vertex
A device for generating a movement path of a tooth preparation tool.
제 3 항에 있어서,
상기 옵셋면 생성부는
상기 옵셋 벡터에 상기 프렙 툴의 반경을 곱하고 이를 상기 버텍스에 더하여 상기 옵셋 버텍스를 생성하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.
According to claim 3,
The offset plane generating unit
Generating the offset vertex by multiplying the offset vector by the radius of the prep tool and adding it to the vertex.
A device for generating a movement path of a tooth preparation tool.
제 1 항에 있어서,
상기 접합면 생성부는
상기 3차원 치아 영상을 통과하는 복수의 슬라이스에 상기 복수의 버텍스가 투영된 복수의 투영점을 기초로 상기 복수의 슬라이스 별로 접합 라인을 생성하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.
According to claim 1,
The bonding surface generating unit
Generating a joint line for each of the plurality of slices based on a plurality of projection points in which the plurality of vertices are projected on a plurality of slices passing through the 3-dimensional tooth image
A device for generating a movement path of a tooth preparation tool.
제 5 항에 있어서,
상기 접합면 생성부는
상기 복수의 투영점을 연결하여 연결 라인을 형성하고, 상기 연결 라인과 상기 버텍스에 연결된 면이 교차되는 교차점을 연결하여 접합 라인을 생성하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.
According to claim 5,
The bonding surface generating unit
Connecting the plurality of projection points to form a connection line, and connecting the intersection point where the connection line and the plane connected to the vertex intersect to create a junction line
A device for generating a movement path of a tooth preparation tool.
제 6 항에 있어서,
상기 접합면 생성부는
상기 복수의 슬라이스 별 상기 접합 라인을 적층하여 상기 접합면을 생성하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.
According to claim 6,
The bonding surface generating unit
Creating the bonding surface by stacking the bonding lines for each of the plurality of slices
A device for generating a movement path of a tooth preparation tool.
제 1 항에 있어서,
상기 옵셋면 생성부는
상기 3차원 치아 영상을 통과하는 복수의 슬라이스에 상기 옵셋면을 구성하는 복수의 버텍스가 투영된 복수의 투영점을 기초로 상기 복수의 슬라이스 별로 옵셋 라인을 생성하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.
According to claim 1,
The offset plane generating unit
Generating an offset line for each of the plurality of slices based on a plurality of projection points in which a plurality of vertices constituting the offset plane are projected on a plurality of slices passing through the 3-dimensional tooth image
A device for generating a movement path of a tooth preparation tool.
제 8 항에 있어서,
상기 옵셋면 생성부는
상기 복수의 투영점을 연결하여 연결 라인을 형성하고, 상기 연결 라인과 상기 버텍스에 연결된 면이 교차되는 교차점을 연결하여 옵셋 라인을 생성하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.
According to claim 8,
The offset plane generating unit
Connecting the plurality of projection points to form a connection line, and generating an offset line by connecting an intersection where the connection line and a plane connected to the vertex intersect.
A device for generating a movement path of a tooth preparation tool.
제 9 항에 있어서,
상기 옵셋면 생성부는
상기 복수의 슬라이스 별 상기 옵셋 라인을 적층하여 상기 옵셋면을 생성하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.
According to claim 9,
The offset plane generating unit
Generating the offset plane by stacking the offset lines for each of the plurality of slices
A device for generating a movement path of a tooth preparation tool.
제 9 항에 있어서,
상기 경로 생성부는
상기 옵셋면의 법선 벡터의 각도를 기초로 상기 프렙 툴의 기울기 각도를 설정하는
치아 프렙 툴의 이동 경로 생성 장치.















According to claim 9,
The route generator
Setting the inclination angle of the preparation tool based on the angle of the normal vector of the offset surface
A device for generating a movement path of a tooth preparation tool.















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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102489292B1 (en) * 2022-09-20 2023-01-18 정정일 Method and Computer-readable Medium for 3D Modeling Method Using Vertex Shape and Texture Images

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101542867B1 (en) 2014-02-28 2015-08-07 서울대학교산학협력단 Method and apparatus for making dental restorations and system including the apparatus
KR101810040B1 (en) * 2016-12-02 2017-12-18 주식회사 디오 control method for automatic dental preparation system
KR102138921B1 (en) 2019-04-25 2020-07-28 오스템임플란트 주식회사 Method for generating margin line of prep model in prosthesis design and prosthetic CAD apparatus therefor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090058203A (en) * 2007-12-04 2009-06-09 (주)브이엠에스 솔루션스 Numerical control data calculating method for multi-axis nc machine
CN104220022B (en) * 2011-11-28 2017-10-03 3形状股份有限公司 Tooth preparations guiding piece

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101542867B1 (en) 2014-02-28 2015-08-07 서울대학교산학협력단 Method and apparatus for making dental restorations and system including the apparatus
KR101810040B1 (en) * 2016-12-02 2017-12-18 주식회사 디오 control method for automatic dental preparation system
KR102138921B1 (en) 2019-04-25 2020-07-28 오스템임플란트 주식회사 Method for generating margin line of prep model in prosthesis design and prosthetic CAD apparatus therefor

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