KR102631922B1

KR102631922B1 - 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102631922B1
Application number: KR1020210154052A
Authority: KR
Inventors: 전하람
Original assignee: 주식회사 메디트
Priority date: 2021-07-21
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2024-02-01
Also published as: KR20230014604A

Abstract

실시예들에 따라 삼차원 구강 모델 처리 방법 및 장치가 개시된다. 개시된 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법은, 대상체를 스캔함으로써 얻어진 스캔 데이터를 획득하는 동작,상기 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성하는 동작,상기 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하는 동작, 상기 치은 영역과 상기 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성하여 연결하되, 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 이용하여 상기 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득하는 동작을 포함한다.

Description

삼차원 구강 모델을 처리하는 방법 및 장치{A method for processing a 3D intraoral model, and an apparatus for performing the same method}

개시된 실시예는 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 개시된 실시예는 자연스러운 치아 모형을 만드는데 이용되는 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

환자의 치과 치료에는 다양한 분야가 존재한다. 치과 치료 분야로는 치아 교정과 보철 치료를 예로 들 수 있다. 치아 교정과 보철 치료를 위해 환자의 치아 모형이 필요할 수 있다. 치아 모형은, 치아 교정 시작 전, 치아 교정 중, 치아 교정 후의 모습을 보여주는 객관적인 자료가 될 수 있다. 또한 구강 안에서 제한된 공간 때문에 직접 관찰하기 어려운 부분을 치아 모형을 만듦으로써 직접 관찰하기가 용이하다. 또한 치아의 덧니와 돌출, 공간 해소 등에 필요한 공간을 정확하게 측정할 수 있다. 또한 의사가 환자와 상담 시에 환자의 구강 상태를 보여주기 위한 객관적인 자료가 되어 환자의 이해를 도울 수 있다. 또한 환자의 구강 내에서 직접 만들기 힘든 장치를 모형으로 만들 수 있다.

환자의 구강을 스캔한 스캔 데이터에 기반하여 환자의 치아 모형을 만들게 되는데 이때 보다 자연스러운 치아 모형을 만들기 위해서는 스캔 데이터를 이용하여 적절한 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법이 요구된다. 치아 모형이 배치된 모델 베이스를 가지는 치아 모델을 가공하는 치아 모델의 제조 방법에 관한 특허로는 한국공개특허 10-2015-0120033호 (2015년 10월 27일) 문헌을 예로 들 수 있다.

개시된 실시예는, 자연스러운 치아 모형을 만들기 위한 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일 실시예에 따라 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법은, 대상체를 스캔함으로써 얻어진 스캔 데이터를 획득하는 동작, 상기 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성하는 동작, 상기 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하는 동작, 상기 치은 영역과 상기 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성하여 연결하되, 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 이용하여 상기 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득하는 동작을 포함한다.

일 실시예에 따라 상기 치아 모형 데이터를 획득하는 동작은, 상기 치은 영역의 상기 입천장에 대응하는 위치에 상기 보조선을 생성하고 상기 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 상기 보조선까지 연장시켜 상기 메쉬를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라 상기 치아 모형 데이터를 획득하는 동작은, 상기 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 상기 보조선의 포인트에 매핑하고, 매핑된 포인트들에 기반하여 메쉬를 생성하는 동작, 및 상기 보조선의 내부에 메쉬를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라 상기 보조선은 곡선 또는 포물선을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라 상기 치아 모형 데이터를 획득하는 동작은, 상기 베이스를 구성하는 다각형의 변에 대응되도록 상기 치은 영역의 바운더리를 복수개의 구역으로 분할하는 동작, 상기 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들에 대응되도록, 각 바운더리 구역에 대응하는 베이스의 변에 포인트들을 생성하는 동작, 및 상기 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들과 상기 각 바운더리 구역에 대응하는 변의 포인트들을 매핑하여 메쉬를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라 상기 치아 모형 데이터를 획득하는 동작은, 상기 입천장에 대응하는 구역에 대해서, 상기 치은 영역의 바운더리 구역의 포인트들의 적어도 일부를 상기 보조선의 포인트들에 매핑하고, 매핑된 포인트들에 기반하여 메쉬를 생성하는 동작, 및 상기 보조선의 내부에 메쉬를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라 상기 치은 영역을 획득하는 동작은, 상기 스캔 데이터로부터 치아 부분과 치은 부분을 식별하고, 상기 치은 부분을 연장하여 치은 측벽을 생성함으로써 상기 치은 영역을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라 삼차원 구강 모델을 처리하는 데이터 처리 장치에 있어서, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 대상체를 스캔함으로써 얻어진 스캔 데이터를 획득하고, 상기 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성하고, 상기 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하고, 상기 치은 영역과 상기 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성하여 연결하되, 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 이용하여 상기 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득한다.

일 실시예에 따라 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법을 데이터 처리 장치에 의해 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서, 상기 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법은, 구강을 스캔함으로써 얻어진 스캔 데이터를 획득하는 동작, 상기 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성하는 동작, 상기 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하는 동작, 상기 치은 영역과 상기 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성하여 연결하되, 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 이용하여 상기 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득하는 동작을 포함한다.

개시된 실시예에 따른 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법 및 장치에 따르면, 보다 자연스러운 치아 모형을 생성할 수 있게 된다.

본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 개시된 실시예에 따른 디지털 구강 모델 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 예에 따라 베이스가 결합된 치아 모형 데이터를 설명하기 위한 참고도이다.
도 3은 개시된 실시예에 따른 데이터 처리 장치 100를 나타내는 일 블록도이다.
도 4는 개시된 실시예에 따라 데이터 처리 장치에서 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법을 나타내는 일 플로우차트이다.
도 5는 일 예에 따라 데이터 처리 장치 100에 의해 획득된 삼차원 구강 모델의 일 예를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100에서 스캔 데이터의 교합축을 수동으로 입력받는 예를 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 일 실시예에 따라 상악 베이스의 테두리를 생성하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 9는 일 실시예에 따라 치은 영역과 베이스 사이를 복수개의 구역으로 나누고 외부 영역에 메쉬를 생성하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 10은 일 실시예에 따라 입천장 위치에 대응하는 영역에 곡선을 생성하기 위한 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 11은 일 실시예에 따라 치은 영역과 베이스 사이를 복수개의 구역으로 나누고 내부 영역에 메쉬를 생성하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 12는 일 실시예에 따라 내부 영역인 제7구역에서 각 서브 영역 단위로 메쉬를 생성하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부'(part, portion)라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부'가 하나의 요소(unit, element)로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다. 이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.

본 명세서에서 이미지는 적어도 하나의 치아, 또는 적어도 하나의 치아를 포함하는 구강을 나타내는 이미지(이하, '구강 이미지')를 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 이미지는 대상체에 대한 2차원 이미지 또는 대상체를 입체적으로 나타내는 3차원 모델 또는 3차원 이미지가 될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 이미지는 대상체를 2차원 또는 3차원적으로 표현하기 위해서 필요한 데이터, 예를 들어, 적어도 하나의 이미지 센서로부터 획득된 로우 데이터(raw data) 등을 의미할 수 있다. 구체적으로, 로우 데이터는 구강 이미지를 생성하기 위해서 획득되는 데이터로, 구강 스캐너(intraoral scanner)를 이용하여 대상체인 환자의 구강 내를 스캔(scan)할 때 구강 스캐너에 포함되는 적어도 하나의 이미지 센서에서 획득되는 데이터(예를 들어, 2차원 데이터)가 될 수 있다.

본 명세서에서 '대상체(object)'는 치아, 치은, 구강의 적어도 일부 영역, 및/또는 구강 내에 삽입 가능한 인공 구조물(예를 들어, 교정 장치, 임플란트, 인공 치아, 구강 내 삽입되는 교정 보조 도구 등) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 교정 장치는 브라켓, 어태치먼트(attachment), 교정용 나사, 설측 교정 장치, 및 가철식 교정 유지 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 개시된 실시예에 따른 디지털 구강 모델 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 디지털 구강 모델 처리 시스템은 스캔 장치 50와 데이터 처리 장치 100를 포함할 수 있다.

스캔 장치 50는 대상체를 스캔하는 장치로서, 대상체는 스캔의 대상이 되는 물체나 신체 어느 것이라도 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 구강이나 얼굴을 포함하는 환자의 신체의 적어도 일부, 또는 치아 모형을 포함할 수 있다. 스캔 장치는, 사용자가 손에 쥐고 대상체를 스캔하는 핸드헬드 스캐너 또는 치아 모형을 설치하고 설치된 치아 모형 주위를 움직이면서 스캔하는 모델 스캐너 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 핸드헬드 스캐너의 일종인 구강 스캐너 51는 구강 내에 삽입되어 비 접촉식으로 치아를 스캐닝함으로써, 적어도 하나의 치아를 포함하는 구강에 대한 이미지를 획득하기 위한 장치가 될 수 있다. 또한, 구강 스캐너 51는 구강 내에 인입 및 인출이 가능한 형태를 가질 수 있으며, 적어도 하나의 이미지 센서(예를 들어, 광학 카메라 등)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캔 한다. 구강 스캐너 51는 대상체인 구강 내부의 치아, 치은 및 구강 내에 삽입 가능한 인공 구조물(예를 들어, 브라켓 및 와이어 등을 포함하는 교정 장치, 임플란트, 인공 치아, 구강 내 삽입되는 교정 보조 도구 등) 중 적어도 하나의 표면을 이미징하기 위해서, 대상체에 대한 표면 정보를 로우 데이터(raw data)로 획득할 수 있다. 구강 스캐너 51은 구강 내에 인입 및 인출이 용이한 형태로 되어 구강내를 스캔하기에 적합하지만, 구강 스캐너 51를 이용하여 환자의 얼굴 등의 신체 부위도 스캔 가능함은 물론이다.

스캔 장치 50는 광삼각 방식, 공초점 방식, 또는 그외 다른 방식 등에 의해 이미지 데이터를 획득할 수 있다.

스캔 장치 50에서 획득된 이미지 데이터는 유선 또는 무선 통신 네트워크를 통하여 연결되는 데이터 처리 장치 100로 전송될 수 있다.

데이터 처리 장치 100는 스캔 장치 50와 유선 또는 무선 통신 네트워크를 통하여 연결되며, 스캔 장치 50로부터 구강을 스캔하여 획득된 이차원 이미지를 수신하고, 수신된 이차원 이미지에 근거하여 구강 이미지를 생성, 처리, 디스플레이 및/또는 전송할 수 있는 모든 전자 장치가 될 수 있다.

데이터 처리 장치 100는 스캔 장치 50에서 수신된 이차원 이미지 데이터에 근거하여, 이차원 이미지 데이터를 처리하여 생성한 정보 및 이차원 이미지 데이터를 처리하여 생성한 구강 이미지 중 적어도 하나를 생성하고, 생성된 정보 및 구강 이미지를 디스플레이를 통하여 디스플레이 할 수 있다.

데이터 처리 장치 100는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등의 컴퓨팅 장치가 될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

또한, 데이터 처리 장치 100는 구강 이미지를 처리하기 위한 서버(또는 서버 장치) 등의 형태로 존재할 수도 있을 것이다.

또한, 스캔 장치 50는 스캔을 통하여 획득된 로우 데이터(raw data)를 그대로 데이터 처리 장치 100로 전송할 수 있다. 이 경우, 데이터 처리 장치 100는 수신된 로우 데이터에 근거하여 구강을 3차원적으로 나타내는 3차원 구강 이미지를 생성할 수 있다. 또한, '3차원 구강 이미지'는 수신된 로우 데이터에 근거하여 구강의 내부 구조를 3차원적으로 모델링(modeling)하여 생성될 수 있으므로, '3차원 구강 모델', '디지털 구강 모델', 또는 '3차원 구강 이미지'로 호칭될 수도 있다. 이하에서는, 구강을 2차원 또는 3차원적으로 나타내는 모델 또는 이미지를 통칭하여, '구강 이미지'라 칭하도록 한다.

또한, 데이터 처리 장치 100는 생성된 구강 이미지를 분석, 처리, 디스플레이 및/또는 외부 장치로 전송할 수 있을 것이다.

또 다른 예로, 스캔 장치 50가 스캔을 통하여 로우 데이터를 획득하고, 획득된 로우 데이터를 가공하여 대상체인 구강에 대응되는 이미지를 생성하여 데이터 처리 장치 100로 전송할 수 있다. 이 경우, 데이터 처리 장치 100는 수신된 이미지를 분석, 처리, 디스플레이 및/또는 전송할 수 있을 것이다.

개시된 실시예에서, 데이터 처리 장치 100는 하나 이상의 치아를 포함하는 구강을 3차원적으로 나타내는 구강 이미지를 생성 및 디스플레이할 수 있는 전자 장치로, 이하에서 상세히 설명한다.

일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100는 스캔 장치 50로부터 구강을 스캔한 로우 데이터를 수신하면, 수신된 로우 데이터를 가공하여 삼차원 구강 모델을 생성할 수 있다. 스캔 장치 50로부터 수신한 로우 데이터는 치아를 나타내는 치아 부분과 치은을 나타내는 치은 부분을 포함할 수 있다. 따라서, 데이터 처리 장치 100에 의해 생성된 삼차원 구강 모델은 치아를 나타내는 치아 부분과 치은을 나타내는 치은 부분을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100는 로우 데이터에 기반하여 생성된 초기 삼차원 구강 모델에 기반하여 치아 모형 생성에 이용될 수 있도록 베이스가 결합된 치아 모형 데이터를 생성할 수 있다. 이하의 설명에서는 편의상 로우 데이터 (raw)에 기반하여 생성된 삼차원 구강 모델을 스캔 데이터 (scan data)로 언급하기로 한다.

도 2는 일 예에 따라 베이스가 결합된 치아 모형 데이터를 설명하기 위한 참고도이다.

도 2를 참조하면, 환자의 구강을 스캔하여 얻은 스캔 데이터 500 만을 이용하여 치아 모형을 만들게 되면 스캔 데이터에 포함된 상악과 하악은 그대로 분리되어 치아의 정확한 교합을 알 수 없다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 치아 모형 220에 아티큘레이션 221을 붙일 수 있는 형태로 치아 모형을 제작하기 위해서는 치아 모형을 제작하는데 이용되는 치아 모형 데이터 210에 베이스 211를 결합시켜 생성하는 것이 바람직하다.

상악 구조와 하악 구조를 결합하기 위한 베이스는 다양한 형태가 존재할 수 있다. 예를 들어, 베이스는 입천장 부위와 혀 부분에 판이 형성되어 있는 플레이트 (plate) 베이스 타입과, 입천장 부위와 혀 부분이 뚫려 있는 플레이트리스 (plateless) 베이스 타입이 있다.

또한 베이스는 미국 교정 위원회 (American Board of Orthodontics) 규격에 따른 ABO 베이스 230 타입이 있다. 도 2를 참조하면, ABO 베이스 타입은 입천장 부위를 포함하는 상악 베이스 231와 하악 베이스 232를 포함하며, 상악 베이스는 7각형이며, 하악 베이스는 전치부 부분이 타원형으로 구성되어 있다. 도 7 내지 도 11을 참조하여 설명되는 실시예들에서는 이러한 ABO 베이스 타입을 예로 들어 설명한다.

다시 도 1로 돌아가서, 일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100는 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성하고, 스캔 데이터의 치은 영역과 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터 210를 획득할 수 있다. 이때 데이터 처리 장치 100는, 입천장에 대응하는 위치에 보조선 이용하여 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득할 수 있다.

일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100는 치은 영역의 상기 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 생성하고 상기 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 보조선까지 연장시켜 상기 메쉬를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100는 메쉬 생성시, 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 보조선의 포인트에 매핑하고, 매핑된 포인트들에 기반하여 메쉬를 생성하고, 보조선의 내부에 메쉬를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따라 보조선은 곡선 또는 포물선을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100는 베이스를 구성하는 다각형의 변에 대응되도록 상기 치은 영역의 바운더리를 복수개의 구역으로 분할하고, 상기 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들에 대응되도록, 각 바운더리 구역에 대응하는 베이스의 변에 포인트들을 생성하고, 상기 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들과 상기 각 바운더리 구역에 대응하는 변의 포인트들을 매핑하여 메쉬를 생성할 수 있다.

데이터 처리 장치 100에 의해 생성된 치아 모형 데이터가 치아 모형 제조 장치 60에 제공되면, 3D 프린터와 같은 치아 모형 제조 장치 60는 치아 모형 데이터 210를 기반으로 치아 모형 220를 생성할 수 있다.

도 3은 개시된 실시예에 따른 데이터 처리 장치 100를 나타내는 일 블록도이다.

도 3을 참조하면, 데이터 처리 장치 100는 통신 인터페이스 110, 사용자 인터페이스 120, 디스플레이 130, 메모리 140 및 프로세서 150를 포함할 수 있다.

통신 인터페이스 110는 적어도 하나의 외부 전자 장치와 유선 또는 무선 통신 네트워크를 통하여 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신 인터페이스 110는 프로세서 160의 제어에 따라서 스캔 장치 50와 통신을 수행할 수 있다. 통신 인터페이스 110는 프로세서의 제어에 따라서 유무선의 통신 네트워크를 통하여 연결되는 외부의 전자 장치 또는 서버 등과 통신을 수행할 수 있다.

통신 인터페이스 110는 유무선의 통신 네트워크를 통하여 외부의 전자 장치 (예를 들어, 구강 스캐너, 서버, 또는 외부의 의료 장치 등)와 통신할 수 있다. 구체적으로, 통신 인터페이스는 블루투스, 와이파이, BLE(Bluetooth Low Energy), NFC/RFID, 와이파이 다이렉트(Wifi Direct), UWB, 또는 ZIGBEE 등의 통신 규격에 따른 통신을 수행하는 적어도 하나의 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 통신 인터페이스 110는 원거리 통신 규격에 따라서 원거리 통신을 지원하기 위한 서버와 통신을 수행하는 원거리 통신 모듈을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 통신 인터페이스 110는 인터넷 통신을 위한 네트워크를 통하여 통신을 수행하는 원거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신 인터페이스는 3G, 4G, 및/또는 5G 등의 통신 규격에 따르는 통신 네트워크를 통하여 통신을 수행하는 원거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 통신 인터페이스 110는 외부 전자 장치(예를 들어, 구강 스캐너 등)와 유선으로 통신하기 위해서, 외부 전자 장치와 유선 케이블로 연결되기 위한 적어도 하나의 포트를 포함할 수 있다. 그에 따라서, 통신 인터페이스 110는 적어도 하나의 포트를 통하여 유선 연결된 외부 전자 장치와 통신을 수행할 수 있다.

사용자 인터페이스 120는 데이터 처리 장치를 제어하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자 인터페이스 120는 사용자의 터치를 감지하는 터치 패널, 사용자의 푸시 조작을 수신하는 버튼, 사용자 인터페이스 화면 상의 일 지점을 지정 또는 선택하기 위한 마우스(mouse) 또는 키보드(key board) 등을 포함하는 사용자 입력 디바이스를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

또한, 사용자 인터페이스 120는 음성 인식을 위한 음성 인식 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 음성 인식 장치는 마이크가 될 수 있으며, 음성 인식 장치는 사용자의 음성 명령 또는 음성 요청을 수신할 수 있다. 그에 따라서, 프로세서는 음성 명령 또는 음성 요청에 대응되는 동작이 수행되도록 제어할 수 있다.

디스플레이 130는 화면을 디스플레이 한다. 구체적으로, 디스플레이 130는 프로세서 150의 제어에 따라서 소정 화면을 디스플레이 할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 130는 스캔 장치 50에서 환자의 구강을 스캔하여 획득한 데이터에 근거하여 생성된 구강 이미지를 포함하는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이 할 수 있다. 또는, 디스플레이 130는 환자의 치과 치료와 관련되는 정보를 포함하는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이 할 수 있다.

메모리 140는 적어도 하나의 인스트럭션을 저장할 수 있다. 또한, 메모리 140는 프로세서가 실행하는 적어도 하나의 인스트럭션을 저장하고 있을 수 있다. 또한, 메모리는 프로세서 150가 실행하는 적어도 하나의 프로그램을 저장하고 있을 수 있다. 또한, 메모리 140는 구강 스캐너로부터 수신되는 로우 데이터, 또는, 구강을 3차원적으로 나타내는 구강 이미지를 저장할 수 있다.

일 실시예에 따라 메모리 140는 로우 데이터를 가공하여 삼차원 구강 모델을 생성하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 이와 같이 로우 데이터를 가공하여 삼차원 구강 모델을 생성하기 위한 프로그램은 서버 컴퓨터로부터 다운로드되어 저장될 수 있다.

일 실시예에 따라 메모리 140는 삼차원 구강 모델에 기반하여 본 개시서에 개시된 방법에 따라 치아 모형 데이터를 생성하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 이와 같이 치아 모형 데이터를 생성하기 위한 프로그램은 서버 컴퓨터로부터 다운로드되어 저장될 수 있다.

프로세서 150는 메모리 140에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션을 수행하여, 의도하는 동작이 수행되도록 제어한다. 여기서, 적어도 하나의 인스트럭션은 프로세서 150내에 포함되는 내부 메모리 또는 프로세서와 별도로 데이터 처리 장치 내에 포함되는 메모리 140에 저장되어 있을 수 있다.

구체적으로, 프로세서 150는 적어도 하나의 인스트럭션을 수행하여, 의도하는 동작이 수행되도록 데이터 처리 장치 내부에 포함되는 적어도 하나의 구성들을 제어할 수 있다. 따라서, 프로세서가 소정 동작들을 수행하는 경우를 예로 들어 설명하더라도, 프로세서가 소정 동작들이 수행되도록 데이터 처리 장치 내부에 포함하는 적어도 하나의 구성들을 제어하는 것을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따라 프로세서 150는 메모리 140에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 대상체를 스캔함으로써 얻어진 스캔 데이터를 획득하고, 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성하고, 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하고, 치은 영역의 바운더리 포인트와 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성하여 연결하되, 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 이용하여 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득할 수 있다.

일 실시예에 따라 프로세서 150는 메모리 140에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 치은 영역의 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 생성하고 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 보조선까지 연장시켜 메쉬를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따라 프로세서 150는 메모리 140에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 보조선의 포인트에 매핑하고, 매핑된 포인트들에 기반하여 메쉬를 생성하고, 보조선의 내부에 메쉬를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따라 프로세서 150는 메모리 140에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 베이스를 구성하는 다각형의 변에 대응되도록 치은 영역의 바운더리를 복수개의 구역으로 분할하고, 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들에 대응되도록, 각 바운더리 구역에 대응하는 베이스의 변에 포인트들을 생성하고, 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들과 상기 각 바운더리 구역에 대응하는 변의 포인트들을 매핑하여 메쉬를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따라 프로세서 150는 메모리 140에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 스캔 데이터로부터 치아 부분과 치은 부분을 식별하고, 치은 부분을 연장하여 치은 측벽을 생성함으로써 치은 영역을 획득할 수 있다.

일 예에 따라 프로세서 150는, 내부적으로 적어도 하나의 내부 프로세서 및 내부 프로세서에서 처리 또는 이용될 프로그램, 인스트럭션, 신호, 및 데이터 중 적어도 하나를 저장하기 위한 메모리 소자(예를 들어, RAM, ROM 등)을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.

또한, 프로세서 150는 비디오에 대응되는 그래픽 처리를 위한 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit)를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서는 코어(core)와 GPU를 통합한 SoC(System On Chip)로 구현될 수 있다. 또한, 프로세서는 싱글 코어 이상의 멀티 코어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 듀얼 코어, 트리플 코어, 쿼드 코어, 헥사 코어, 옥타 코어, 데카 코어, 도데카 코어, 헥사 다시 벌 코어 등을 포함할 수 있다.

개시된 실시예에서, 프로세서 150는 스캔 장치 50로부터 수신되는 이차원 이미지에 근거하여 구강 이미지를 생성할 수 있다.

구체적으로, 프로세서 150의 제어에 따라서 통신 인터페이스 110는 스캔 장치 50에서 획득된 데이터, 예를 들어 구강 스캔을 통하여 획득된 로우 데이터(raw data)를 수신할 수 있다. 그리고, 프로세서 150는 통신 인터페이스에서 수신된 로우 데이터에 근거하여 구강을 3차원적으로 나타내는 3차원 구강 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 구강 스캐너는 광 삼각 방식에 따라서 3차원 이미지를 복원하기 위해서, 적어도 1개 이상의 카메라를 포함할 수 있고 구체적 일 실시예로 좌안 시야(left Field of View)에 대응되는 L 카메라 및 우안 시야(Right Field of View)에 대응되는 R 카메라를 포함할 수 있다. 그리고, 구강 스캐너는 L 카메라 및 R 카메라 각각에서 좌안 시야(left Field of View)에 대응되는 L 이미지 데이터 및 우안 시야(Right Field of View)에 대응되는 R 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 계속하여, 구강 스캐너(미도시)는 L 이미지 데이터 및 R 이미지 데이터를 포함하는 로우 데이터를 데이터 처리 장치 100의 통신 인터페이스로 전송할 수 있다.

그러면, 통신 인터페이스 110는 수신되는 로우 데이터를 프로세서로 전달하고, 프로세서는 전달받은 로우 데이터에 근거하여, 구강을 3차원적으로 나타내는 구강 이미지를 생성할 수 있다.

또한, 프로세서 150는 통신 인터페이스를 제어하여, 외부의 서버, 의료 장치 등으로부터 구강을 3차원적으로 나타내는 구강 이미지를 직접 수신할 수 있을 것이다. 이 경우, 프로세서는 로우 데이터에 근거한 3차원 구강 이미지를 생성하지 않고, 3차원 구강 이미지를 획득할 수 있다.

개시된 실시예에 따라서, 프로세서 150가 '추출', '획득', '생성' 등의 동작을 수행한다는 것은, 프로세서 150에서 적어도 하나의 인스트럭션을 실행하여 전술한 동작들을 직접 수행하는 경우 뿐만 아니라, 전술한 동작들이 수행되도록 다른 구성 요소들을 제어하는 것을 포함할 수 있다.

본 개시서에 개시된 실시예들을 구현하기 위해서 데이터 처리 장치 100는 도 3에 도시된 구성요소들의 일부만을 포함할 수도 있고, 도 3에 도시된 구성요소 외에 더 많은 구성요소를 포함할 수도 있다.

또한, 데이터 처리 장치 100는 구강 스캐너에 연동되는 전용 소프트웨어를 저장 및 실행할 수 있다. 여기서, 전용 소프트웨어는 전용 프로그램, 전용 툴(tool), 또는 전용 어플리케이션으로 호칭될 수 있다. 데이터 처리 장치 100가 스캔 장치 50와 상호 연동되어 동작하는 경우, 데이터 처리 장치 100에 저장되는 전용 소프트웨어는 스캔 장치 50와 연결되어 구강 스캔을 통하여 획득되는 데이터들을 실시간을 수신할 수 있다. 예를 들어, 메디트의 구강 스캐너 제품에서 구강 스캔을 통하여 획득된 데이터를 처리하기 위한 전용 소프트웨어가 존재한다. 구체적으로, 메디트에서는 구강 스캐너에서 획득된 데이터를 처리, 관리, 이용, 및/또는 전송하기 위한 소프트웨어를 제작하여 배포하고 있다. 여기서, '전용 소프트웨어'는 구강 스캐너와 연동되어 동작 가능한 프로그램, 툴, 또는 어플리케이션을 의미하는 것이므로 다양한 제작자에 의해서 개발 및 판매되는 다양한 구강 스캐너들이 공용으로 이용할 수도 있을 것이다. 또한, 전술한 전용 소프트웨어는 구강 스캔을 수행하는 구강 스캐너와 별도로 제작 및 배포될 수 있다.

데이터 처리 장치 100는 메디트의 구강 스캐너 제품에서 구강 스캔을 통하여 획득된 데이터를 처리하기 위한 전용 소프트웨어를 서버 컴퓨터로부터 다운로드하여 저장 및 실행할 수 있다. 전송 소프트웨어는 구강 이미지를 획득, 처리, 저장, 및/또는 전송하기 위한 적어도 하나의 동작들을 수행할 수 있다. 여기서, 전용 소프트웨어는 프로세서에 저장될 수 있다. 또한, 전용 소프트웨어는 구강 스캐너에서 획득된 데이터의 이용을 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 여기서, 전용 소프트웨어에서 제공되는 사용자 인터페이스 화면은 개시된 실시예에 따라서 생성되는 구강 이미지를 포함할 수 있다.

도 4는 개시된 실시예에 따라 데이터 처리 장치에서 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법을 나타내는 일 플로우차트이다. 도 4에 도시된 삼차원 구강 모델 처리 방법은 데이터 처리 장치 100를 통하여 수행될 수 있다.

도 4를 참조하면, 동작 410에서, 데이터 처리 장치 100는 구강을 스캔함으로써 얻어진 스캔 데이터를 획득할 수 있다.

데이터 처리 장치 100는 스캔 장치 50로부터 환자의 구강 내를 스캔함으로써 또는 치아 모형을 스캔함으로써 얻어진 로우 데이터를 수신하고, 수신된 로우 데이터를 처리함으로써 치아 부분과 치은 부분을 포함하는 삼차원 구강 모델을 획득할 수 있다. 또는 데이터 처리 장치 100는 메모리에 저장된 로우 데이터 또는 삼차원 구강 모델을 획득할 수 있다.

도 5는 일 예에 따라 데이터 처리 장치 100에 의해 획득된 삼차원 구강 모델의 일 예를 나타낸다.

예를 들어, 구강 스캐너를 이용하여 이차원 데이터가 획득되었을 때 데이터 처리 장치 100는 삼각 측량 방법을 사용하여 복수의 조명된 표면 포인트의 좌표를 계산할 수 있다. 구강 스캐너를 이용하여 대상체의 표면을 이동하면서 스캔함으로써 스캔 데이터의 양이 증가함에 따라 표면 포인트의 좌표들이 누적될 수 있다. 이러한 이미지 획득의 결과로서, 정점들의 포인트 클라우드가 식별되어 표면의 범위를 나타낼 수 있다. 포인트 클라우드 내의 포인트는 객체의 3 차원 표면 상의 실제 측정된 포인트를 나타낼 수 있다. 표면 구조는 포인트 클라우드의 인접한 정점 (vertice)이 라인 세그먼트에 의해 연결된 다각형 메쉬를 형성함으로써 근사화될 수 있다. 다각형 메쉬는 삼각형, 사각형, 오각형 메쉬 등 다양하게 결정될 수 있다. 이와 같은 메쉬 모델의 다각형 및 이웃하는 다각형 간의 관계는 치아 경계의 특징, 예를 들어, 곡률, 최소 곡률, 에지, 공간 관계 등을 추출하는 데 사용될 수 있다.

도 5를 참조하면, 삼차원 구강 모델 500의 영역 501은 포인트 클라우드를 구성하는 복수의 정점들 및 인접한 정점들을 선으로 연결함으로써 생성된 삼각형 메쉬로 구성될 수 있다.

도 5를 참조하면 삼차원 구강 모델 500은 치아 부분 510과 치은 부분 520을 포함할 수 있다. 치아 부분 510의 경우, 치아는 치은으로부터 돌출되어 있으므로 스캔 장치 50를 이용하여 치아 주위를 이동하면서 스캔함으로써 외부로 노출된 치아의 모양이 획득될 수 있다. 치은 부분 520의 경우에, 치은은 치아와 구강 내 다른 점막 사이에 존재하는 부분으로, 치은과 점막 사이의 경계가 불분명하고, 특히 가장자리 부분은 구강 내 다른 점막과 연결된 부분이므로 모든 단면을 스캔하여 획득하기는 어렵다. 따라서, 치은 부분 520의 표현이 매끄럽지 못한 것이 도시되어 있다. 편의상 이하에서는 삼차원 구강 모델을 스캔 데이터로 칭하기로 한다.

다음 데이터 처리 장치 100는 이와 같이 획득된 스캔 데이터의 교합축을 정렬할 수 있다.

일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100는 스캔 데이터의 교합축을 자동으로 정렬할 수 있다.

일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100는 스캔 데이터의 교합축을 사용자 입력을 통해 수동으로 입력받을 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따라 데이터 처리 장치 100에서 스캔 데이터의 교합축을 수동으로 입력받는 예를 설명하기 위한 참고도이다.

도 6을 참조하면, 데이터 처리 장치 100는 베이스 생성의 방향을 결정하기 위해 스캔 데이터를 교합면에 정렬할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스 600을 출력할 수 있다.

이와 같이 출력된 사용자 인터페이스 600에서 사용자는 스캔 데이터 500에 복수개의 포인트, 예를 들어 3개 또는 4개의 포인트를 선택하면, 데이터 처리 장치 100는 선택된 복수개의 포인트를 기준으로 교합면을 정렬할 수 있다. 여기서, 스캔 데이터 500에서의 설측과 협측을 구분할 수도 있다. 스캔 데이터의 교합축은 자동으로 계산될 수도 있다.

다시 도 4로 돌아가서, 동작 420에서 데이터 처리 장치 100는 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성할 수 있다.

베이스는 환자의 상악 치아와 하악 치아의 교합 관계를 보기 위해 환자의 상악과 하악의 결합을 위해 상악 부분과 하악 부분에 각각 연결되는 지지 구조를 나타낼 수 있다. 베이스는 상악 부분에 연결되는 상악 베이스와 하악 부분에 연결되는 하악 베이스를 포함할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따라 상악 베이스의 테두리를 생성하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 참고도이다.

도 7을 참조하면, 데이터 처리 장치 100는 스캔 데이터 500의 교합축과 수직이 되고 스캔 데이터의 바운더리를 감싸는 바운딩 박스 750을 계산하고, 바운딩 박스 750로부터 일정 거리만큼 확장된 베이스의 테두리를 생성할 수 있다. 일 예로, 바운딩 박스 750의 밑변의 양 끝에 있는 꼭지점으로부터 일정 거리 d 만큼 수직으로 내려서 베이스의 꼭지점 두개 701, 702를 생성할 수 있다. 여기서, 바운딩 박스 750의 밑면은 스캔 데이터의 설측 방향에 생성된 면을 말할 수 있다. 이와 같이 생성된 두개의 꼭지점 701, 702에 기반하여 미리 정해진 각도에 따라 나머지 꼭지점 703-707을 획득할 수 있다. 그리고 꼭지점 701-707에 따라서 베이스의 테두리가 얻어질 수 있다.

도 7에 도시된 예에서는 ABO 베이스를 예로 들었기 때문에 칠각형의 베이스를 기준으로 설명이 되었지만, 이는 일 예에 불과하다. 베이스가 다른 형태라도 스캔 데이터를 기준으로 바운딩 박스를 생성하고 바운딩 박스에 기반하여 베이스를 생성할 수 있다면 베이스는 몇각형 이 되어도 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

또한 도 7에서는 상악 베이스를 예로 들었지만 하악 베이스도 마찬가지 방법으로 생성될 수 있음은 물론이다.

동작 430에서, 데이터 처리 장치 100는 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득할 수 있다.

도 8은 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

일 예에 따라 데이터 처리 장치 100는 스캔 데이터 500의 치은 부분 520에서 가장 자리 부분을 다듬고, 치은 부분 520과 연결되는 가상의 측벽 (side wall) 530을 생성할 수 있다. 스캔 데이터는 정점들로 구성되므로, 치은 부분 520과 연결되도록 측벽을 구성하는 정점들을 생성함으로써 가상의 치은 측벽 530을 생성할 수 있다. 데이터 처리 장치 100는 스캔 데이터 500의 치은 부분 520에 이와 같이 치은 측벽 530을 연장함으로써 치은 영역 800을 획득할 수 있다.

스캔 데이터 500에 포함된 치은 부분 520의 높이에 따라 생성되어야 하는 치은 측벽 530의 높이는 달라질 수 있을 것이다. 예를 들어 스캔 데이터 500에 아주 얕은 높이의 치은 부분 520만 포함되어 있다면 치은 측벽 530의 높이는 상대적으로 높아야 할 것이다. 예를 들어 스캔 데이터 500에 아주 높은 높이의 치은 부분 520이 포함되어 있다면 치은 측벽 530의 높이는 상대적으로 낮게 생성될 수 있다.

본 개시서에서는 베이스의 테두리와 연결되는 부분을 나타내기 위해 치은 영역이라는 용어를 사용하였으며 이는 처음 구강을 스캔하여 얻어진 스캔 데이터에 포함된 치은 부분 520과 구별될 수 있다.

동작 440에서, 데이터 처리 장치 100는 치은 영역과 베이스의 테두리 사이(베이스의 테두리 안쪽)에 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득할 수 있다. 이때 데이터 처리 장치 100는 베이스의 테두리 안쪽(입천장에 대응하는 위치)에 보조선의 위치를 계산하여 생성하고, 입천장에 대응하는 치은 영역(설측 영역)을 보조선까지 연장시켜 메쉬를 생성하고, 보조선 안쪽에 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득할 수 있다.

이하에서는 도 9 내지 도 11을 참조하여 치은 영역과 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성하는 방법을 설명하기로 한다.

도 9는 일 실시예에 따라 치은 영역과 베이스 사이를 복수개의 구역으로 나누고 외부 영역에 메쉬를 생성하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

도 9를 참조하면, 데이터 처리 장치 100는 치은 영역 800과 베이스 테두리 사이의 영역을 복수개의 구역으로 나눌 수 있다. 구체적으로 데이터 처리 장치 100는 베이스 테두리를 구성하는 N 각형의 각 꼭지점에서 가장 최단 거리에 있는 치은 영역 800의 바운더리에 있는 정점을 연결함으로써 복수개의 구역으로 나눌 수 있다. 치은 영역 800의 바운더리는 도 8을 참조하면 치은 측벽을 포함하는 치은 영역에서 제일 가장 자리 부분을 나타내고, 도 9에서는 점선으로 표시된 부분을 나타낸다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 베이스 테두리를 구성하는 도형이 7각형 인 경우, 일곱 개의 꼭지점 각각으로부터 가장 최단 거리에 있는 치은 영역 800의 정점을 연결함으로써 7개의 구역으로 나눌 수 있다. 도 9를 참조하면, 베이스 테두리의 꼭지점 A로부터 가장 최단 거리에 있는 치은 영역 800의 바운더리의 정점은 정점 506이고, 꼭지점 B로부터 가장 최단 거리에 있는 치은 영역 800의 바운더리의 정점은 정점 413이고, 꼭지점 C로부터 가장 최단 거리에 있는 치은 영역 800의 바운더리의 정점은 정점 110이고, 꼭지점 D로부터 가장 최단 거리에 있는 치은 영역 800의 바운더리의 정점은 정점 1746이고, 꼭지점 E로부터 가장 최단 거리에 있는 치은 영역 800의 바운더리의 정점은 정점 1581이고, 꼭지점 F 로부터 가장 최단 거리에 있는 치은 영역 800의 바운더리의 정점은 정점 1343이고, 꼭지점 G로부터 가장 최단 거리에 있는 치은 영역 800의 바운더리의 정점은 정점 1265 이다.

꼭지점 A와 B 사이의 구역이 제1구역, 꼭지점 B와 C 사이의 구역이 제2구역, 꼭지점 C와 D 사이의 구역이 제3구역, 꼭지점 D와 E 사이의 구역이 제4구역, 꼭지점 E와 F 사이의 구역이 제5구역, 꼭지점 F와 G 사이의 구역이 제6구역, 꼭지점 G와 A 사이의 구역이 제7구역으로 정의할 수 있다. 그리고 치은 영역 800을 기준으로 입천장 위치에 대응하는 구역인 제7구역을 내부 영역으로 나타내고, 내부 영역 이외의 영역인 제1영역부터 제6영역 까지를 외부 영역으로 나타낼 수 있다. 이와 같이 복수의 구역을 입천장 위치에 대응하는 영역을 기준으로 외부 영역과 내부 영역으로 나누는 이유는 각 구역에서 치은 영역이 갖는 형태의 차이로 인해 메쉬를 생성하는 방법을 달리하는 것이 바람직하기 때문이다. 외부 영역에 대응하는 제1구역부터 제6구역 까지는 치은 영역이 볼록한 형태이고 치은 영역의 바운더리로부터 베이스 테두리까지의 거리가 상대적으로 짧기 때문에 단순히 치은 영역의 바운더리로부터 베이스 테두리까지 포인트들을 연결하여 메쉬를 생성할 수 있다. 반면, 내부 영역에 대응하는 제7구역에서는 치은 영역이 오목한 형태이므로, 직선 형태의 베이스 테두리에 있는 포인트들에 연결시켜 메쉬를 생성하면 쭈글쭈글한 주름이 발생하여 생성된 메쉬의 형태가 부자연스러울 수 있다. 따라서 내부 영역에 대응하는 제7구역에 대해서는 단순한 포인트 연결 외에 메쉬를 자연스럽게 생성할 수 있는 다른 방법이 요구된다.

외부 영역에 대응하는 제1구역 내지 제6 구역에 대해서는 치은 영역 800의 바운더리의 각 정점과 베이스 테두리의 포인트를 연결하여 메쉬를 생성하는데, 이때 커브를 만들어서 치은 가장자리가 베이스 테두리에 부드럽게 연결되도록 메쉬를 생성할 수 있다. 치은 영역 800의 바운더리는 복수개의 정점들을 포함할 수 있다. 예를 들어 도 9에서는 제3구역에 있는 정점 0부터 정점 1776까지 총 1777개의 정점들로 치은 영역 800의 바운더리가 이루어져 있는 것을 알 수 있다.

예를 들어 제1구역을 예로 들어 설명한다. 제1구역에 대응하는 치은 영역 800의 바운더리는 정점 413로부터 506까지 로 구성되어 있다. 정점 506은 포인트 A에 대응되어 있고 정점 413은 포인트 B에 대응되어 있으므로 데이터 처리 장치 100는 정점 506과 정점 413 사이의 정점들인 정점 414부터 정점 505까지의 각 정점에 대응하는 포인트를 베이스 테두리 A와 B 사이에 생성할 수 있다. 예를 들어 포인트 A와 포인트 B 사이에 균등한 간격으로 92개의 포인트를 생성할 수 있다. 그리고 데이터 처리 장치 100는 치은 영역 800의 바운더리에 존재하는 각 정점과 베이스 테두리에서 대응하는 포인트를 연결하고, 포인트 연결에 기반하여 메쉬를 생성할 수 있다. 외부 영역의 나머지 구역인 제2구역 내지 제6구역에 대해서도 제1구역에서의 메쉬 생성 방법에 따라 메쉬를 생성할 수 있다.

그러나 내부 영역에 대응하는 제7 구역에 대해서도 단순히 치은 영역의 바운더리에 있는 정점들과 베이스 테두리의 포인트들을 연결하여 메쉬를 생성하게 되면, 앞니 부분의 치은 영역 바운더리는 오목한 형태를 갖기 때문에 앞니 부분의 치은 영역의 바운더리에 있는 정점들로부터 제7구역에 해당하는 직선 형태의 베이스 테두리의 포인트들까지를 연결하여 메쉬를 생성하게 되면, 입천장 위치에 대응하는 부분에서 메쉬는 주름지는 현상이 발생하며 매우 부자연스럽게 생성될 수 있다. 따라서 내부 영역에 대응하는 제7구역에 대해서는 다른 방법으로 메쉬를 생성하는 것이 필요하다.

이를 위해 데이터 처리 장치 100는 제7구역에 대응하는 영역에서 자연스러운 메쉬 생성이 가능하도록 제7구역에 대응하는 영역을 복수개의 서브 영역으로 분할하여 처리할 수 있다. 그리고 제7구역에 대응하는 영역을 복수개의 서브 영역으로 분할하는 기준으로 삼기 위해 데이터 처리 장치 100는 보조선을 이용할 수 있다. 이와 같은 보조선은 곡선 또는 포물선 형태를 가질 수 있다. 이러한 보조선은 알려진 다양한 커브 생성 기술에 따라서 생성될 수 있으며, 예를 들어, 베지어 곡선을 이용할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따라 입천장 위치에 대응하는 영역에 곡선을 생성하기 위한 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

도 10을 참조하면, 스캔 데이터를 xy 좌표 평면에 프로젝션하여 좌표를 얻을 수 있다. 다음, 베이스 테두리의 제7구역에 대응하는 부분 즉, A 부터 G까지의 구간의 중점을 찾고, 이 중점으로부터 스캔 데이터의 바운더리 포인트로 라인을 그어, 이 중점으로부터 스캔 데이터의 바운더리 포인트까지의 거리 중에서 가장 멀리 있는 정점을 찾을 수 있다. 예를 들어 도 10을 참조하면, 중점으로부터 p1, 중점으로부터 p2, 중점으로부터 p3, 중점으로부터 p4, 중점으로부터 p5, 중점으로부터 p6까지와 같은 방법으로 중점으로부터 스캔 데이터의 바운더리 포인트까지의 거리들 중에서 제일 먼 거리에 해당하는 정점 p3를 찾을 수 있다. 이 경우 스캔 데이터의 협측은 제외하기 위해 p6와 같이 라인에 교차하는 지점이 있는 경우는 제외한다.

이와 같이 제일 먼 거리에 대응하는 정점 p3를 찾고, 이와 같이 찾아진 정점 p3 또는 찾아진 정점 p3로부터 일정한 거리 d 이내에 있는 점을 기준점 p0로 설정할 수 있다. 그리고 이와 같이 설정된 기준점 p0로부터 베이스 테두리의 제7구역에 대응하는 부분 (설측방향)으로 이어지는 곡선을 생성할 수 있다. 이때 곡선의 형태는 베지어 곡선을 이용할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따라 치은 영역과 베이스 사이를 복수개의 구역으로 나누고 내부 영역에 메쉬를 생성하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

도 11을 참조하면, 데이터 처리 장치 100는 제7구역에 대응하는 영역에 자연스러운 메쉬 생성이 가능하도록 제7구역에 대응하는 영역을 복수개의 서브 영역으로 분할할 수 있다. 이를 위해 데이터 처리 장치 100는 입천장 위치에 대응하는 영역에 도 10에서 설명한 바와 같은 곡선 1000을 생성할 수 있다.

그리고 데이터 처리 장치 100는 곡선 1000이 베이스 테두리와 만나는 포인트 H와 I에서 각각 최단거리에 있는 치은 영역의 바운더리에 있는 정점들을 식별할 수 있다. 예를 들어 포인트 H에서 최단거리에 있는 치은 영역의 바운더리에 있는 정점은 정점 1100이고, 포인트 I에서 최단 거리에 있는 치은 영역의 바운더리에 있는 정점은 정점 610으로 표시되어 있다. 편의상 제7구역 내에서, 포인트 A-I와 정점 506-610으로 이루어진 영역을 제1서브 영역, 포인트 H-G와 정점 1100-1265로 이루어진 영역을 제2서브 영역, 치은 영역의 바운더리와 곡선 1000 사이의 영역을 제3서브 영역, 곡선 1000의 내부 영역을 제4서브영역으로 구분할 수 있다.

그리고 데이터 처리 장치 100는 제7 구역을 구성하는 각 서브 영역 단위로 메쉬를 생성할 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따라 내부 영역인 제7구역에서 각 서브 영역 단위로 메쉬를 생성하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

도 12를 참조하면, 데이터 처리 장치 100는 제1서브 영역과 제2서브 영역에 대해서는, 외부 영역에 대응하는 제1구역 내지 제6구역에서 메쉬를 생성한 방법과 마찬가지로 메쉬를 생성할 수 있다. 즉, 데이터 처리 장치 100는 제1서브 영역에 대응하는 치은 영역의 바운더리에 포함된 정점들의 개수만큼 베이스 테두리의 포인트 A와 포인트 I 사이의 구간에 포인트들을 생성하고, 치은 영역의 바운더리에 있는 정점들 각각을 베이스 테두리에 생성된 포인트들에 연결하고, 포인트 연결에 기반하여 메쉬를 생성할 수 있다. 데이터 처리 장치 100는 제2서브 영역에 대해서도 마찬가지 방법으로 메쉬를 생성할 수 있다.

다음, 데이터 처리 장치 100는 제3서브 영역에 대해서, 제3서브 영역에 대응하는 치은 영역의 바운더리에 포함된 정점들의 개수만큼 곡선 1000 구간에 포인트들을 생성하고, 제3서브 영역에 대응하는 치은 영역의 바운더리에 있는 정점들 각각을 곡선 1000에 생성된 포인트들에 연결하고, 포인트 연결에 기반하여 메쉬를 생성할 수 있다.

다음, 데이터 처리 장치 100는 제4서브 영역 즉, 곡선 1000과 베이스 테두리의 포인트 H 와 포인트 I 사이의 구간으로 구성된 영역에서는 임의의 메쉬를 생성할 수 있다.

이와 같이 데이터 처리 장치 100는 입천장에 대응하는 위치에 곡선을 마련하고, 이와 같이 마련된 곡선을 기준으로 메쉬를 생성함으로써 입천장에 대응하는 영역에 주름지는 현상 없이 보다 매끄럽고 부드러운 곡선을 가진 베이스를 생성할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 구강 이미지의 처리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예는, 구강 이미지의 처리 방법을 실행하는 적어도 하나의 인스트럭션을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체가 될 수 있다.

상기 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 여기서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다.

여기서, 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치임을 의미할 수 있다. 또한, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 구강 이미지의 처리 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포될 수 있다. 또는, 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어 등)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 구체적으로, 개시된 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램 제품은 개시된 실시예에 따른 구강 이미지의 처리 방법을 수행하기 위해 적어도 하나의 인스트럭션을 포함하는 프로그램이 기록된 저장 매체를 포함할 수 있다.

이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims

삼차원 구강 모델을 처리하는 방법에 있어서,
대상체를 스캔함으로써 얻어진 스캔 데이터를 획득하는 동작,
상기 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성하는 동작,
상기 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하는 동작,
상기 치은 영역과 상기 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성하여 연결하되, 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 이용하여 상기 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득하는 동작을 포함하는, 삼차원 구강 모델 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 치아 모형 데이터를 획득하는 동작은,
상기 치은 영역의 상기 입천장에 대응하는 위치에 상기 보조선을 생성하고 상기 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 상기 보조선까지 연장시켜 상기 메쉬를 생성하는 동작을 포함하는, 삼차원 구강 모델 처리 방법.
제2항에 있어서,
상기 치아 모형 데이터를 획득하는 동작은,
상기 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 상기 보조선의 포인트에 매핑하고, 매핑된 포인트들에 기반하여 메쉬를 생성하는 동작, 및
상기 보조선의 내부에 메쉬를 생성하는 동작을 포함하는, 삼차원 구강 모델 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 보조선은 곡선 또는 포물선을 포함하는, 삼차원 구강 모델 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 치아 모형 데이터를 획득하는 동작은,
상기 베이스를 구성하는 다각형의 변에 대응되도록 상기 치은 영역의 바운더리를 복수개의 구역으로 분할하는 동작,
상기 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들에 대응되도록, 각 바운더리 구역에 대응하는 베이스의 변에 포인트들을 생성하는 동작, 및
상기 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들과 상기 각 바운더리 구역에 대응하는 변의 포인트들을 매핑하여 메쉬를 생성하는 동작을 포함하는, 삼차원 구강 모델 처리 방법.
제5항에 있어서,
상기 치아 모형 데이터를 획득하는 동작은,
상기 입천장에 대응하는 구역에 대해서, 상기 치은 영역의 바운더리 구역의 포인트들의 적어도 일부를 상기 보조선의 포인트들에 매핑하고, 매핑된 포인트들에 기반하여 메쉬를 생성하는 동작, 및
상기 보조선의 내부에 메쉬를 생성하는 동작을 포함하는, 삼차원 구강 모델 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 치은 영역을 획득하는 동작은,
상기 스캔 데이터로부터 치아 부분과 치은 부분을 식별하고, 상기 치은 부분을 연장하여 치은 측벽을 생성함으로써 상기 치은 영역을 획득하는 동작을 포함하는, 삼차원 구강 모델 처리 방법.
삼차원 구강 모델을 처리하는 데이터 처리 장치에 있어서,
하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및
상기 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,
대상체를 스캔함으로써 얻어진 스캔 데이터를 획득하고,
상기 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성하고,
상기 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하고,
상기 치은 영역과 상기 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성하여 연결하되, 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 이용하여 상기 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득하는, 데이터 처리 장치.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 상기 치아 모형 데이터를 획득하기 위해,
상기 치은 영역의 입천장에 대응하는 위치에 상기 보조선을 생성하고 상기 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 상기 보조선까지 연장시켜 상기 메쉬를 생성하는, 데이터 처리 장치.
제9항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 상기 치아 모형 데이터를 획득하기 위해,
상기 입천장에 대응하는 치은 영역의 바운더리 포인트를 상기 보조선의 포인트에 매핑하고, 매핑된 포인트들에 기반하여 메쉬를 생성하고,
상기 보조선의 내부에 메쉬를 생성하는, 데이터 처리 장치.
제8항에 있어서,
상기 보조선은 곡선 또는 포물선을 포함하는, 데이터 처리 장치.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 상기 치아 모형 데이터를 획득하기 위해,
상기 베이스를 구성하는 다각형의 변에 대응되도록 상기 치은 영역의 바운더리를 복수개의 구역으로 분할하고,
상기 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들에 대응되도록, 각 바운더리 구역에 대응하는 베이스의 변에 포인트들을 생성하고,
상기 치은 영역의 각 바운더리 구역의 포인트들과 상기 각 바운더리 구역에 대응하는 변의 포인트들을 매핑하여 메쉬를 생성하는, 데이터 처리 장치.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 상기 치아 모형 데이터를 획득하기 위해,
상기 입천장에 대응하는 구역에 대해서, 상기 치은 영역의 바운더리 구역의 포인트들의 적어도 일부를 상기 보조선의 포인트들에 매핑하고, 매핑된 포인트들에 기반하여 메쉬를 생성하고,
상기 보조선의 내부에 메쉬를 생성하는, 데이터 처리 장치.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 상기 치은 영역을 획득하기 위해,
상기 스캔 데이터로부터 치아 부분과 치은 부분을 식별하고, 상기 치은 부분을 연장하여 치은 측벽을 생성함으로써 상기 치은 영역을 획득하는, 데이터 처리 장치.
삼차원 구강 모델을 처리하는 방법을 데이터 처리 장치에 의해 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서, 상기 삼차원 구강 모델을 처리하는 방법은,
구강을 스캔함으로써 얻어진 스캔 데이터를 획득하는 동작,
상기 스캔 데이터를 기반으로 베이스의 테두리를 생성하는 동작,
상기 스캔 데이터로부터 치은 영역을 획득하는 동작,
상기 치은 영역과 상기 베이스의 테두리 사이에 메쉬를 생성하여 연결하되, 입천장에 대응하는 위치에 보조선을 이용하여 상기 메쉬를 생성함으로써 치아 모형 데이터를 획득하는 동작을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 기록 매체.