KR20120043174A - 영상정합 또는 좌표동기화용 표지물 위치검출기구 및 이를 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법 - Google Patents

영상정합 또는 좌표동기화용 표지물 위치검출기구 및 이를 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상정합 또는 좌표동기화용 표지물 위치검출기구 및 이를 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 피시술자의 영상을 이용한 임플란트, 보철, 교정 등 구강내 시술에서 구강내 시술에 활용되는 이종의 영상을 정합하거나, 위 영상을 통해 획득한 구강내 시술에 사용되는 보철물, 교정장치, 구강외과시술유도물 등의 제작, 가공, 이송에 대한 정보를 위 보철물 등을 제작가공하는 수행기기의 좌표계로 전환하는 좌표동기화를 위한 장치 및 이를 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법에 대한 것이다.
본 발명의 표지물 위치검출장치는 영상을 통해 획득된 제작, 가공, 이송에 대한 수치정보의 전송을 위한 표지물이 포함된 구강내 장착물 또는 상기 구강내 장착물과 결합되는 매개물을 포함하는 수행부재와, 상기 수행부재에 마련된 표지물을 인식하여 상기 표지물의 위치를 검출하는 위치검출유닛을 포함하되, 상기 검출된 표지물의 위치는 상기 매개물과 결합된 구강내 장착가공물의 제작 가공 이송, 상기 매개물 또는 상기 구강내 장착물의 가공 이송에 대한 수치정보를 상기 수행부재가 소정의 위치관계로 결합되며 상기 구강내 장착가공물 또는 구강내 장착물을 제작 가공 이송하는 수행기기의 좌표계로 전환하거나, 상기 표지물의 이미지가 포함된 이종의 영상을 정합하는데 이용되는 것을 특징으로 한다.
위와 같은 구성의 본 발명의 표지물 위치검출장치에 따르면 표지물의 위치를 검출하여 손쉽고 정밀하게 영상을 정합할 수 있고, 표지물의 위치검출을 이용하여 영상을 통해 획득한 구강내 장착물 또는 장착가공물의 제작, 가공 등에 대한 정보를 수행기기로 정밀하고 손쉽게 전환할 수 있는 효과가 있다.

Description

영상정합 또는 좌표동기화용 표지물 위치검출기구 및 이를 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법{Apparatus for Detection of Reference from Marker and Methodology for Image Merging and Synchronization of Coordination thereof}
본 발명은 영상정합 또는 좌표동기화용 표지물 위치검출기구 및 이를 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 피시술자의 영상을 이용한 임플란트, 보철, 교정 등 구강내 시술에서 구강내 시술에 활용되는 이종의 영상을 정합하거나, 위 영상을 통해 획득한 구강내 시술에 사용되는 보철물, 교정장치, 구강외과시술유도물 등의 제작, 가공, 이송에 대한 정보를 위 보철물 등을 제작가공하는 수행기기의 좌표계로 전환하는 좌표동기화를 위한 장치 및 이를 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법에 대한 것이다.
일반적으로 어떤 가공물에 가공을 하는 경우에 시뮬레이션 없이 가공하는 경우에는 가공 위치나 형상이 잘못되면 다시 새로운 가공 대상물을 준비하여 가공이 이루어져야 한다. 이런 경우에 원하는 위치나 형상을 정확히 파악하기 힘들어 여러 번 실패하는 경우에는 재료비 및 시간적인 면에서 많은 낭비가 발생할 수 있다.
따라서 이 경우 미리 시뮬레이션을 통해서 적절한 가공 위치나 가공 형태를 시험할 필요성이 있으며, 이를 위해 가공 대상물을 스캐닝하여, 스캐닝한 이미지 데이터를 이용하여 적절한 가공 위치 및 가공 형태를 시뮬레이트하고, 시뮬레이션을 통해 결정된 가공 위치나 형상으로 가공 대상물을 가공하는 것이 효율적이다.
즉, 디지털 처리기술의 발달로 일정 물체의 영상을 실제와 거의 동일하게 추출하는 장비들이 개발되었고, 추출된 영상만으로도 실제와 동일한 조건으로 가공을 모의 실험할 수 있을 정도로 영상처리기술이 발전하였다.
그러나 종래에는 구강내 시술에 이용되는 다양한 보철물, 교정장치, 구강외과적 시술 유도장착물 등의 제작에 있어서, 만들고자 하는 대상물을 직접 설계한 후 CAM을 이용하여 제작하였는데 이렇게 되면 고가의 5축 경로가공장비 또는 RP 기기가 필요하게 된다. 이러한 장비는 운용비용이 비싸고, 전문관리가 필요할 뿐만 아니라, 치과분야에 쓰일 수 있는 용도가 제한적이어서 효율이 떨어진다.
또한, RP 기기를 통해 만들어진 물품은 구강내 환경조건에서 불안정한 문제를 지니게 되며, 5축 경로가공을 통해 제작 시 수지의 경우 고정부가 취약해지거나 시간이 많이 소요되거나 가공영역 대비 비용문제가 있어왔다.
또한, 종래에는 각 기기마다 각자의 좌표계를 사용하기 때문에 영상을 통해 획득한 구강내 시술을 위한 장치물의 제작, 가공정보를 이를 수행하는 기기의 좌표계로 전환하는데 복잡한 전환과정을 필요로 하거나 전환 시 오차가 발생하여 영상을 통한 제작, 가공정보를 높은 정밀도로 제작, 가공하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 surface matching 등을 통해 시술에 사용되는 이종의 영상을 정합함에 따라 정합의 정확도가 떨어지고 정합과정이 매우 복잡한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 표지물이 포함된 가공부재에서 표지물의 위치를 검출하여 표지물이 포함된 이종의 영상을 간단히 정합하거나 영상을 통해 획득한 구강내 시술에 사용되는 보철물, 교정장치, 구강외과시술유도물 등의 제작, 가공, 이송에 대한 정보를 위 보철물 등을 제작가공하는 수행기기의 좌표계로 손쉽고 정밀하게 전환할 수 있는 표지물 위치검출기구 및 이를 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 표지물 위치검출장치는 영상을 통해 획득된 제작, 가공, 이송에 대한 수치정보의 전송을 위한 표지물이 포함된 구강내 장착물 또는 상기 구강내 장착물과 결합되는 매개물을 포함하는 수행부재와, 상기 수행부재에 마련된 표지물을 인식하여 상기 표지물의 위치를 검출하는 위치검출유닛을 포함하되, 상기 검출된 표지물의 위치는 상기 매개물과 결합된 구강내 장착가공물의 제작 가공 이송, 상기 매개물 또는 상기 구강내 장착물의 가공 이송에 대한 수치정보를 상기 수행부재가 소정의 위치관계로 결합되며 상기 구강내 장착가공물 또는 구강내 장착물을 제작 가공 이송하는 수행기기의 좌표계로 전환하거나, 상기 표지물의 이미지가 포함된 이종의 영상을 정합하는데 이용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 위치검출유닛은 접촉식 탐침을 통해 상기 표지물에 접촉하여 표지물의 좌표를 검출하는 접촉식 좌표검출유닛인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표지물은 상기 접촉식 탐침과의 정밀한 결합을 위한 상기 표지물 형상의 외곽부에 단차부를 더 포함한다.
또한, 상기 위치검출유닛은 표지물의 위치를 검출하기 위한 영상을 획득하는 영상획득장치인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표지물은 돌출형 또는 함몰형으로 마련되되, 그 형상은 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 구 또는 구의 일부 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표지물은 방사선 불투과 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표지물의 밀도가 1 이상 7.0 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표지물의 형상은 옆면이 소정 기울기를 갖는 테이퍼진 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수행부재는 상기 수행기기에 마련된 제1고정부와 상기 수행기기의 좌표원점으로부터 미리 설정된 위치관계로 결합고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 표지물 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법은 영상정합 또는 좌표동기화를 위해 표지물이 구비된 구강내 장착물을 장착한 상태에서의 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 영상에서 상기 표지물의 기준점을 지정하여 상기 표지물의 위치정보를 나타내는 참조점(이하, 영상참조점이라 함)을 산출하는 단계; 상기 표지물이 구비된 상기 구강내 장착물 또는 상기 구강내 장착물과 결합되는 매개물을 포함하는 수행부재에서 위치검출유닛을 이용하여 상기 표지물의 위치를 검출하는 단계; 상기 표지물의 참조점과 상기 검출된 표지물의 위치(이하, 검출참조점이라 함)를 이용하여 상기 영상을 통해 얻어진 상기 매개물과 결합된 구강내 장착가공물의 제작 가공 이송, 상기 매개물 또는 상기 구강내 장착물의 가공 이송에 대한 수치정보를 상기 수행부재가 소정의 위치관계로 결합되며 상기 구강내 장착가공물, 매개물 또는 구강내 장착물을 제작, 가공, 이송하는 수행기기의 좌표계로 전환하거나 상기 표지물이 포함된 이종의 영상을 정합하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 전환 또는 정합단계는 상기 영상참조점과 상기 검출참조점을 상호 대응시키거나 각 참조점에서 형성가능한 좌표원점 및 좌표계를 대응시켜 상기 수치정보를 수행기기의 좌표계로 전환하거나 이종의 영상을 정합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수행부재는 상기 수행기기에 소정위치로 고정설치된 제1고정부와 결합되되, 상기 수행부재와 제1고정부 각각에 마련된 상보적인 형상을 통해 결합되고, 상기 표지물의 위치를 검출하는 단계에서 상기 표지물의 위치 검출은 상기 위치검출유닛의 좌표계와 상기 수행기기의 좌표계가 서로 동기화된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수행부재는 상기 수행기기에 소정위치로 고정설치된 제1고정부와 결합되되, 상기 수행부재와 제1고정부 각각에 마련된 상보적인 형상을 통해 결합되고, 상기 표지물의 위치를 검출하는 단계에서 상기 위치검출유닛의 좌표계와 상기 수행기기의 좌표계가 서로 동기화되지 않은 경우, 상기 위치검출유닛은 상기 제1고정부의 위치를 검출한 후 검출된 위치를 이용하여 상기 수행기기의 좌표원점을 추출하고 이를 이용하여 상기 위치검출유닛과 수행기기의 좌표계를 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 위치검출유닛은 상기 수행기기와 독립적으로 마련되는 경우, 상기 수행부재는 상기 위치검출유닛에 소정위치로 고정설치된 제2고정부와 결합되되, 상기 수행부재와 제2고정부 각각에 마련된 상보적인 형상을 통해 결합되고, 상기 표지물의 위치를 검출하는 단계에서 상기 제2고정부는 상기 수행기기에 마련되어 상기 수행부재와 결합되는 제1고정부와 미리 설정된 위치관계를 갖고 있으며 상기 위치검출유닛의 좌표계와 상기 수행기기의 좌표계가 서로 동기화된 상태에서 상기 표지물의 위치 검출이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 위치검출유닛은 상기 수행기기와 독립적으로 마련되는 경우, 상기 수행부재는 상기 위치검출유닛에 소정위치로 고정설치된 제2고정부와 결합되되, 상기 수행부재와 제2고정부 각각에 마련된 상보적인 형상을 통해 결합되고, 상기 표지물의 위치를 검출하는 단계에서 상기 제2고정부는 상기 수행기기에 마련되어 상기 수행부재와 결합되는 제1고정부와 미리 설정된 위치관계를 갖고 있되, 상기 위치검출유닛의 좌표계와 상기 수행기기의 좌표계가 서로 동기화되지 않은 경우, 상기 위치검출유닛은 상기 제2고정부의 위치를 검출한 후 검출된 위치를 이용하여 상기 수행기기의 좌표원점을 추출하고 이를 이용하여 상기 위치검출유닛과 수행기기의 좌표계를 동기화하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 영상참조점을 산출하는 단계는 상기 영상에 포함된 표지물 이미지의 외곽선에서 3개 이상의 기준점을 추출하는 단계와 추출된 기준점을 3점호 또는 최소자승법을 통해 원을 계산하고, 그 원의 중심을 영상참조점으로 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성의 본 발명은 표지물의 위치를 검출하여 손쉽고 정밀하게 영상을 정합하는 효과가 있다.
또한, 표지물의 위치검출을 이용하여 영상을 통해 획득한 구강내 장착물 또는 장착가공물의 제작, 가공 등에 대한 정보를 수행기기로 정밀하고 손쉽게 전환할 수 있는 효과가 있다.
또한, 별도로 복잡한 정합과정 또는 좌표동기화과정 없이 표지물의 위치검출만을 통해 영상을 정합하거나 수행기기와의 좌표동기화를 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 설치자유도가 높은 위치검출유닛을 이용하여 다양한 환경 및 상태에서도 영상정합 또는 좌표동기화를 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표지물 위치검출장치가 가공장치와 일체형으로 형성된 상태를 나타내는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표지물 위치검출장치가 가공장치와 독립적으로 형성된 상태를 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장치에 마련된 제1고정부를 나타내는 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 표지물 위치검출장치에서 표지물의 위치를 검출하는 일예를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법의 흐름도이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 표지물 위치검출장치 및 이를 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표지물 위치검출장치가 가공장치와 일체형으로 형성된 상태를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 표지물 위치검출장치(200)는 영상을 이용하여 보철, 구강내 외과시술, 교정 등 구강내 시술에 대한 시뮬레이션 등을 수행하고 보철물, 구강내 시술유도 장착물, 교정장치 등 구강내 시술에 사용되는 구강내 장착물(100)을 제작, 가공 내지는 상대적 위치이송 결과를 얻고 이들에 대한 수치정보를 이들을 제작, 가공, 이송을 수행하는 수행기기(400)로 전송하기 위한 표지물(110)이 포함된 수행부재(150)와 수행부재(150)에 마련된 표지물(110)의 위치를 인식하여 표지물(110)의 위치를 검출하는 위치검출유닛(200)을 포함하여 이루어진다.
수행부재(150)는 표지물(110)을 포함하고 구강내에 장착되어 구강내 시술이 수행되는 피시술자의 영상을 얻는데 사용되는 구강내 장착물(100)과 결합되는 구성으로 피시술자의 인상정보가 포함된 인상모델 또는 인상모델에 결합되어 수행기기 등에 설치되는 매개물을 포함하여 이루어질 수 있다.
위 영상을 통해 얻어진 수치정보는 구강내 장착물(100)에 직접 가공되기도 하고 따로 구강내 장착가공물을 제작, 가공하기도 하지만 인상모델에 가공한 후 이를 기초로 구강내 장착가공물을 제작하기도 한다. 인상모델에 가공하는 경우 수행부재(150)가 가공의 대상이 된다.
수행부재(150)는 수치정보에 따라 제작, 가공 등을 수행하는 수행기기(400)의 제1고정플레이트(350)에 마련된 제1고정부(300)에 결합고정되는데 수행부재(150)의 하면에는 도 3에 도시된 제1고정부(300)의 형상과 상보적인 형상이 마련된다. 즉, 제1고정부(300)가 다각기둥의 돌출형으로 형성되면 수행부재(150)에는 다각기둥의 함몰형이 형성되어 있어 서로 상보적으로 결합되어 결합 후 유격이 없고, 제1고정부(300)의 위치관계를 수행부재(150)에 그대로 이전할 수 있다.
또한, 수행부재(150)는 위치검출유닛(200)이 수행기기(400)와 독립적으로 마련된 경우 위치검출유닛(200)에 마련된 제2고정플레이트(310)에 마련된 제2고정부와도 상보적으로 결합한다. 이 경우 제1고정부(300)와 제2고정부 모두 수행부재(150)에 상보적으로 결합되기는 하지만 그 형상이 꼭 같을 필요는 없다. 다만, 수행부재(150)에 함몰형이 형상이 마련된다면 제1, 2고정부는 돌출형의 형상이 된다. 제1고정부(300)와 제2고정부는 수행기기(400)와 위치검출유닛(200)에 각각 고정설치되기는 하지만 서로 동기화된 좌표계라면 각 좌표원점 사이의 위치관계를 알 수 있어 수행부재(150)를 어느 고정부에 설치하더라도 각 좌표원점에 대한 수행부재(150)의 위치를 명확히 알 수 있다.
도 3은 수행기기(400)에 마련된 제1고정부(300)에 대한 평면도로서 제1고정플레이트(350)에 제1고정부(300)가 마련되되 원뿔대의 돌출형으로 형성된 예를 나타내고 수행기기(400) 또는 수행부재(150)와 결합하기 위한 체결부(360)가 마련된 예를 도시하고 있다.
위치검출유닛(200)은 도면에 접촉식 탐침(210)을 갖는 접촉식 좌표검출유닛만이 도시되어 있으나 표지물(110)이 포함된 영상을 획득하는 영상획득장치일 수도 있다. 접촉식 좌표검출유닛의 경우 표지물(110)에 접촉하여 표지물(110)의 위치에 대한 좌표를 직접적으로 검출하는 구성으로 접촉식 탐침(210)과의 보다 확실한 정확한 결합을 위해 표지물(110)의 형상 외곽부에 단차부를 마련할 수도 있다. 접촉식 좌표검출유닛은 관절부(220)에 엔코더 등을 설치하여 표지물(110)과의 접촉을 위해 이동하는 동안의 좌표변화량을 알 수 있다. 표지물(110)의 위치를 검출하기 위한 영상획득장치의 경우 영상내 표지물(110)의 이미지에서 기준점을 추출한 후 3점호 또는 최소자승법을 통해 원을 계산하고 계산된 원의 중심을 표지물(110)의 참조점으로 삼아 표지물(110)의 위치를 검출한다. 부가과정이 있기는 하지만 영상에 기반하여 처리가 이루어지는 바 영상정합 등과 연결하여 일관된 처리를 할 수 있는 이점이 있다.
표지물(110)은 보다 확실한 위치검출 또는 영상인식을 위해 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 구 또는 구의 일부 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직한데 이는 표지물(110)로부터 표지물(110)의 위치를 나타내는 참조점을 정확하고 손쉽게 추출하기 위함이며 통상 CT 등을 이용하여 영상처리가 이루어지는 바 표지물(110)은 방사선 불투과 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 표지물(110)의 경우 옆면이 테이퍼 형상으로 이루어져 표지물(110)의 상부면과 하부면의 지름이 다르게 형성하는 것이 바람직한데 이는 자동화된 영상처리에서 표지물(110)의 기준점을 설정함에 있어서, 상부면과 하부면이 동일한 지름을 갖는 경우 어느쪽의 중심을 기준점으로 설정할지에 대한 판단이 별도로 포함되고, 참조점 간의 매칭을 통한 영상정합 시 서로 다른 면의 중심이 참조점으로 설정되어 정합에 오류가 발생되거나 부정확한 정합이 일어날 수 있는 문제점이 있다. 따라서 표지물(110)의 옆면이 소정 기울기를 갖는 테이퍼진 형상으로 이루어진다면 상부면과 하부면의 형상이 상이하여 정확한 매칭을 통해 정밀한 영상정합을 이룰 수 있는 특징이 있다.
또한, 표지물(110)의 옆면이 테이퍼져 있으므로, 상부면(하부면)의 평면에서 얻은 mesh 데이터의 각 평면수선벡터들이 서로간의 벡터내적에 의거한 기울기 값이 유사할 경우 동일한 상부면 평면상에 존재한다고 판정하는데, 내접 혹은 외접 경계부 이외의 옆면부에서 급격하게 수선벡터값이 변화함에 따라 벡터내적값이 급격히 변화하므로 벡터내적을 계산하여 평면이행부(또는 상부면(하부면)의 외곽선)의 검출을 자동검출하는 데에 벡터내적값을 강조값(threshold)으로 활용할 수 있는 효과가 있다. 즉, 자동적으로 제1몸체부(100)의 에지(외곽선)을 추출할 수 있는 장점이 있다.
또한, 표지물(110)은 영상 내에서 구강내 조직과의 구별을 위해 밀도가 1 이상 7.0 인 것이 바람직하다. 이는 표지물(110)의 밀도가 1이하인 경우, 연조직 영상값과 유사하여 Segmentation 과정에서 마커가 소실되는 문제가 있고, 7.0이상인 경우 Metal Artifact가 생겨, 방사선조사에 대한 전류 전압값을 높이지 않는 한 영상의 이미지가 나빠지는 원인이 되기 때문이다.
앞서 언급한 바와 같이 수행부재(150)는 제1고정부(300) 또는 제2고정부와 결합 시 제1고정부(300)의 위치가 수행부재(150)로 전이되므로 수행기기(400) 또는 위치검출유닛(200)의 좌표원점으로부터의 위치를 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법의 흐름도로서 이를 참조하여 본 발명의 표지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법을 이하에서 설명한다.
우선 본 발명의 영상정합 또는 좌표동기화를 위해 영상정합 또는 좌표동기화를 위한 표지물의 이미지가 포함된 영상을 획득한다.(S100) 획득되는 영상은 다양한 종류가 있을 수 있으나 구강내 시술의 경우 피시술자의 두개악안면부가 포함된 영상이며 통상 CT 영상이 사용된다.
영상을 획득한 후 획득된 영상에 포함된 표지물의 이미지에서 복수의 기준점을 지정하고, 지정된 기준점으로부터 표지물을 대표하는 다시 말하면 표지물의 위치정보를 나타내는 참조점(영상참조점)을 추출한다.(S110) 도 4는 지정된 기준점과 참조점의 관계의 일예를 나타내는데 표지물(110) 이미지의 외곽 경계선 등에서 지정된 복수개의 기준점(도 4에서는 3개)을 3점원 또는 최소자승법을 통해 원을 계산하고 그 원의 중심을 참조점으로 선택한다. 왼쪽그림이 선택된 기준점을 오른쪽이 원의 중심인 참조점을 나타낸다.
획득된 CT 영상은 시술을 위한 시뮬레이션에도 활용되며 시술정보의 전환을 위해 다른 종류의 영상과 정합되거나 수행기기(400)의 좌표계와 동기화에도 활용된다. 영상 정합이든 좌표동기화든 간에 획득된 영상에서 참조점을 추출하는 과정 즉, 영상내에서 표지물의 위치를 인식하는 과정은 반드시 필요한데 이는 영상에서 얻어진 시술정보를 표지물(110)을 매개로 다른 장치로 전달하거나 이종의 영상을 정합할 수 있으며 이때 표지물(110)이 기준이 된다.
영상내에서의 표지물(110)의 위치를 나타내는 영상참조점을 산출한 후 표지물(150)이 장착된 수행부재(150)에서 위치검출유닛(200)을 통해 표지물(110)의 위치(검출참조점)를 검출한다.(S120) 이 때 여러 가지 경우가 있을 수 있지만 수행부재(150)이 제1고정부(300)와 상보적으로 결합하고, 제1고정부(300)는 수행기기(400)의 좌표원점과 소정의 위치관계를 갖고 있으므로 결합시 제1고정부(300)의 위치가 수행부재(150)로 전이되고 이런 상태에서 표지물(110)의 위치를 검출하게 되므로 영상 등에서의 표지물과 수행기기에서의 표지물의 좌표를 동기화 할 수 있게 된다. 즉, 영상참조점과 검출참조점을 이용하여 영상을 정합하거나 좌표동기화를 수행할 수 있게 된다.(S130)
수행기기(400)와 위치검출유닛(200)은 일체형, 분리형 및 독립형으로 마련될 수 있는데 일체형 및 분리형을 우선 설명하고 다음으로 독립형의 경우 좌표동기화 및 영상정합에 대해 설명한다.
일체형의 경우 수행기기(400)에 일체로 위치검출유닛(200)이 마련되는 경우인데 이 경우 위치검출유닛(200)이 수행기기(400)와 동기화된 좌표계를 가질 수도 있고 임의의 좌표계를 가질 수도 있다. 동기화된 좌표계를 갖는 경우 위치검출유닛(200)이 검출하는 표지물(110)의 위치가 수행기기(400)의 좌표원점을 기준으로 나타낼 수 있는 바 검출참조점과 영상참조점을 대비하여 좌표동기화 및 영상정합을 수행할 수 있고, 임의의 좌표계를 갖는 경우 수행기기에 마련된 제1고정부(300)의 위치를 우선 검출하여 수행기기(400)의 좌표원점의 위치를 인식한 후 표지물(110)의 위치를 검출하면 동기화된 경우와 마찬가지로 검출참조점과 영상참조점을 대비하여 좌표동기화 및 영상정합을 수행할 수 있다. 영상참조점과 검출참조점을 상호 대응시켜 좌표동기화 또는 영상정합을 수행할 수도 있지만 각 참조점에서 형성가능한 좌표원점 및 좌표계를 대응시켜도 동일한 결과를 얻을 수 있다.
위치검출유닛(200)이 독립적으로 마련되는 경우 제1고정부(300)와 제2고정부 사이의 위치관계를 미리 설정할 수 있고 수행부재(150)는 제2고정부에 상보적으로 결합되어 제2고정부의 위치가 수행부재(150)로 전이되는 바 수행부재(150)에 마련된 표지물의 위치를 검출하면 좌표동기화 및 영상정합을 수행할 수 있게 된다. 다만, 위치검출유닛(200)은 이 경우에도 수행기기와 동기화된 좌표계 또는 임의의 좌표계를 가질 수 있지만 앞서 일체형 또는 분리형에서 설명된 과정과 동일하므로 설명을 생략한다.
구강내 장착물 : 100 표지물 : 110
수행부재 : 150 위치검출유닛 : 200
접촉식 탐침 : 210 관절부 : 220
제1고정부 : 300 제1고정플레이트 : 350
수행기기 : 400

Claims (16)

  1. 영상을 통해 획득된 제작, 가공, 이송에 대한 수치정보의 전송을 위한 표지물이 포함된 구강내 장착물 또는 상기 구강내 장착물과 결합되는 매개물을 포함하는 수행부재와,
    상기 수행부재에 마련된 표지물을 인식하여 상기 표지물의 위치를 검출하는 위치검출유닛을 포함하되,
    상기 수행부재와 결합된 구강내 장착가공물의 제작 가공 이송 또는 상기 매개물이거나 상기 구강내 장착물의 가공 이송에 대한 수치정보가
    상기 수행부재가 소정의 위치관계로 결합되며 상기 구강내 장착가공물 또는 구강내 장착물 또는 매개물을 제작 가공 이송하는 수행기기의 좌표계로 전환되거나,
    상기 표지물의 이미지가 포함된 이종의 영상을 정합하는 데에
    상기 검출된 표지물의 위치가 이용되는 것을 특징으로 하는 표지물 위치검출장치.
  2. 청구항 1에서,
    상기 위치검출유닛은 접촉식 탐침을 통해 상기 표지물에 접촉하여 표지물의 좌표를 검출하는 접촉식 좌표검출유닛인 것을 특징으로 하는 표지물 위치검출장치.
  3. 청구항 2에서,
    상기 표지물은 상기 접촉식 탐침과의 정밀한 결합을 위한 상기 표지물 형상의 외곽부에 단차부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표지물 위치검출장치.
  4. 청구항 1에서,
    상기 위치검출유닛은 표지물의 위치를 검출하기 위한 영상을 획득하는 영상획득장치인 것을 특징으로 하는 표지물 위치검출장치.
  5. 청구항 1에서,
    상기 표지물은 돌출형 또는 함몰형으로 마련되되, 그 형상은 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 구 또는 구의 일부 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표지물 위치검출장치.
  6. 청구항 1에서,
    상기 표지물은 방사선 불투과 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표지물 위치검출장치.
  7. 청구항 1에서,
    상기 표지물의 밀도가 1 이상 7.0 이하인 것을 특징으로 하는 표지물 위치검출장치.
  8. 청구항 1에서,
    상기 표지물의 형상은 옆면이 소정 기울기를 갖는 테이퍼진 형상인 것을 특징으로 하는 표지물 위치검출장치.
  9. 청구항 1에서,
    상기 수행부재는 상기 수행기기에 마련된 제1고정부와 상기 수행기기의 좌표원점으로부터 미리 설정된 위치관계로 결합고정되는 것을 특징으로 하는 표지물 위치검출장치.
  10. 영상정합 또는 좌표동기화를 위해 표지물이 구비된 구강내 장착물을 장착한 상태에서의 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 영상에서 상기 표지물의 기준점을 지정하여 상기 표지물의 위치정보를 나타내는 참조점(이하, 영상참조점이라 함)을 산출하는 단계;
    상기 표지물이 구비된 상기 구강내 장착물 또는 상기 구강내 장착물과 결합되는 매개물을 포함하는 수행부재에서 위치검출유닛을 이용하여 상기 표지물의 위치를 검출하는 단계;
    상기 영상참조점과 상기 검출된 표지물의 위치(이하, 검출참조점이라 함)를 이용하여
    상기 영상을 통해 얻어진 상기 매개물과 결합된 구강내 장착가공물의 제작 가공 이송 또는 상기 매개물이거나 상기 구강내 장착물의 가공 이송에 대한 수치정보를
    상기 수행부재가 소정의 위치관계로 결합되며 상기 구강내 장착가공물 또는 매개물 또는 구강내 장착물을 제작, 가공, 이송하는 수행기기의 좌표계로 전환하거나
    상기 표지물이 포함된 이종의 영상을 정합하는 단계를 포함하는 표지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법.
  11. 청구항 10에서,
    상기 전환 또는 정합단계는 상기 영상참조점과 상기 검출참조점을 상호 대응시키거나 각 참조점에서 형성가능한 좌표원점 및 좌표계를 대응시켜 상기 수치정보를 수행기기의 좌표계로 전환하거나 이종의 영상을 정합하는 것을 특징으로 하는 표지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법.
  12. 청구항 10에서,
    상기 수행부재는 상기 수행기기에 소정위치로 고정설치된 제1고정부와 결합되되, 상기 수행부재와 제1고정부 각각에 마련된 상보적인 형상을 통해 결합되고,
    상기 표지물의 위치를 검출하는 단계에서 상기 표지물의 위치 검출은 상기 위치검출유닛의 좌표계와 상기 수행기기의 좌표계가 서로 동기화된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 표지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법.
  13. 청구항 10에서,
    상기 수행부재는 상기 수행기기에 소정위치로 고정설치된 제1고정부와 결합되되, 상기 수행부재와 제1고정부 각각에 마련된 상보적인 형상을 통해 결합되고,
    상기 표지물의 위치를 검출하는 단계에서 상기 위치검출유닛의 좌표계와 상기 수행기기의 좌표계가 서로 동기화되지 않은 경우, 상기 위치검출유닛은 상기 제1고정부의 위치를 검출한 후 검출된 위치를 이용하여 상기 수행기기의 좌표원점을 추출하고 이를 이용하여 상기 위치검출유닛과 수행기기의 좌표계를 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법.
  14. 청구항 10에서,
    상기 위치검출유닛은 상기 수행기기와 독립적으로 마련되는 경우, 상기 수행부재는 상기 위치검출유닛에 소정위치로 고정설치된 제2고정부와 결합되되, 상기 수행부재와 제2고정부 각각에 마련된 상보적인 형상을 통해 결합되고,
    상기 표지물의 위치를 검출하는 단계에서 상기 제2고정부는 상기 수행기기에 마련되어 상기 수행부재와 결합되는 제1고정부와 미리 설정된 위치관계를 갖고 있으며 상기 위치검출유닛의 좌표계와 상기 수행기기의 좌표계가 서로 동기화된 상태에서 상기 표지물의 위치 검출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 표지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법.
  15. 청구항 10에서,
    상기 위치검출유닛은 상기 수행기기와 독립적으로 마련되는 경우, 상기 수행부재는 상기 위치검출유닛에 소정위치로 고정설치된 제2고정부와 결합되되, 상기 수행부재와 제2고정부 각각에 마련된 상보적인 형상을 통해 결합되고,
    상기 표지물의 위치를 검출하는 단계에서 상기 제2고정부는 상기 수행기기에 마련되어 상기 수행부재와 결합되는 제1고정부와 미리 설정된 위치관계를 갖고 있되, 상기 위치검출유닛의 좌표계와 상기 수행기기의 좌표계가 서로 동기화되지 않은 경우, 상기 위치검출유닛은 상기 제2고정부의 위치를 검출한 후 검출된 위치를 이용하여 상기 수행기기의 좌표원점을 추출하고 이를 이용하여 상기 위치검출유닛과 수행기기의 좌표계를 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법.
  16. 청구항 10에서,
    상기 영상참조점을 산출하는 단계는 상기 영상에 포함된 표지물 이미지의 외곽선에서 3개 이상의 기준점을 추출하는 단계와 추출된 기준점을 3점호 또는 최소자승법을 통해 원을 계산하고, 그 원의 중심을 영상참조점으로 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표지물의 위치검출을 이용한 영상정합 또는 좌표동기화 방법.
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