KR20140020124A - 가상 의료시술방법/치과시술방법 및 이를 위한 시스템 - Google Patents

가상 의료시술방법/치과시술방법 및 이를 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은: 가상 의료 시뮬레이션을 위한 의료용 가상 시술방법으로서, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지와 3차원 두개골 이미지의 정합에 의해 생성되는 3차원 정합 이미지를 화면 상에 출력하는 (a)단계; 상기 화면의 정합 이미지를 통해 상기 3차원 두개골 이미지의 변형이 입력되면, 상기 3차원 두개골 이미지의 변형에 맞추어 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형을 산출하는 (b)단계; 그리고 상기 3차원 안면 이미지의 변형을 출력하여 상기 화면상에 보정 이미지를 디스플레이하는 (c)단계를 포함하여 이루어지는 가상 의료시술방법 및 이를 위한 의료용 컴퓨터시스템을 제공한다. 본 발명에 따르면, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지와 3차원 두개골 이미지를 정합한 정합 이미지를 이용하여 가상 성형시술, 가상 교정시술 또는 가상 턱수술 등 다양한 의료시술이 수행될 수 있고, 시술자가 연조직 변화와 경조직 변화의 상관관계를 용이하게 파악할 수 있으므로 시술계획에 맞게 얼굴 변화를 일으킬 수 있는 경조직 부위를 용이하게 파악할 수 있다.

Description

가상 의료시술방법/치과시술방법 및 이를 위한 시스템{Medical/Dental Treating Simulation Method And System For The Same}
본 발명은 가상 의료시술방법 및 이를 위한 가상시술시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두개골의 변화에 따른 얼굴 변화를 시뮬레이션하여 변화된 얼굴 이미지를 화면상에 보여주거나 얼굴 변화에 따른 두개골 변화를 예측하여 화면상에 보여주는 가상 의료시술 또는 가상 치과시술방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.
의료분야, 특히 치과분야나 성형외과분야에서는 교정이나 성형 후의 얼굴 변화를 미리 피시술자에게 보여주는 진료/상담이 필요하며, 이를 위하여 시술자는 피시술자의 얼굴 사진을 컴퓨터 모니터에 띄우고 이를 기초로 시술 후의 얼굴 변화를 보여주고 시술과정을 설명하면서 수술 계획을 세우거나, 피시술자(환자)의 두개골, 특히 악골(턱뼈)의 석고 모델을 이용하여 성형이나 교정에 대한 예측, 즉 시뮬레이션을 진행하기도 한다.
근래에 들어서는 특히 성형이나 교정에 대한 사회적 인식이 바뀜에 따라 성형수술이나 치열교정시술 및 턱수술(예를 들면 양악수술) 등 다양한 성형/교정시술이 성행하고 있으며, 이러한 시술을 위해서는 전술한 바와 같이 충분한 사전 상담과 성형이나 교정 후의 얼굴 변화에 대한 예측이 필요하지만, 예측된 얼굴 형상이 시술 후의 실제 모습과 차이가 있을 뿐만 아니라 경조직의 변화에 따른 얼굴 변화를 정확하게 예측하기 어렵다.
그리고, 시술계획에 적합하게 얼굴 변화를 일으키는 경조직 부위를 판단할 때 시술자의 해부학적 지식과 경험에 크게 의존하게 되고, 이로 인해 성형/교정을 위한 시뮬레이션이 수차례 반복적으로 수행되어야 하며, 진료/상담에 소요되는 시간이 오래 걸리고 시뮬레이션의 정확도가 저하되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2002-0008260호, 통신망을 이용한 가상성형수술 시뮬레이션 시스템 및 방법, 2002년 1월 30일 공개 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0135323호, 치과 치료용 가상 수술장치 및 그 방법과 이를 이용한 웨이퍼 제작방법, 2011년 12월 16일 공개
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서, 3차원으로 구축된 3D 두개골 이미지(경조직 이미지)와 3D 얼굴 이미지를 정합하여 화면상에 입체적인 영상을 보여줌으로써 정확도가 높은 가상시술을 가능케하고 연조직 변화와 경조직 변화의 상관관계를 용이하게 파악할 수 있는 가상 의료시술방법 및 가상 치과시술방법, 그리고 이를 위한 시스템을 제공한다.
본 발명은: 가상 의료 시뮬레이션을 위한 의료용 가상 시술방법으로서, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지와 3차원 두개골 이미지의 정합에 의해 생성되는 3차원 정합 이미지를 화면 상에 출력하는 (a)단계; 상기 화면의 정합 이미지를 통해 상기 3차원 두개골 이미지의 변형이 입력되면, 상기 3차원 두개골 이미지의 변형에 맞추어 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형을 산출하는 (b)단계; 그리고 상기 3차원 안면 이미지의 변형을 출력하여 상기 화면상에 보정 이미지를 디스플레이하는 (c)단계를 포함하여 이루어지는 가상 의료시술방법 및 이를 위한 의료용 가상시술시스템을 제공한다.
다른 형태로서 본 발명은: 피시술자의 3차원 얼굴 이미지와 3차원 두개골 이미지의 정합에 의해 생성되는 3차원 정합 이미지를 화면 상에 출력하는 (a)단계; 상기 화면의 정합 이미지를 통해 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형이 입력되면, 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형에 맞추어 상기 3차원 두개골 이미지의 변형을 산출하는 (b)단계; 그리고 상기 3차원 경조직 이미지의 변형을 출력하여 상기 화면상에 보정 이미지를 디스플레이하는 (c)단계를 포함하여 이루어지는 가상 의료시술방법 및 이를 위한 의료용 가상시술시스템을 제공한다.
또 다른 일 형태로서 본 발명은: 치과시술에서 경조직 변화에 따른 피시술자의 얼굴 외관 변화를 시뮬레이션하기 위하여, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지의 내부에 피시술자의 치아 및 턱뼈 이미지를 갖는 3차원 경조직 이미지를 정합한 정합 이미지를 화면 상에 출력하는 (a)단계; 상기 화면의 정합 이미지를 통해 입력되는 상기 치아 또는 턱뼈 이미지의 변형에 맞추어 상기 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형을 산출하는 (b)단계; 그리고 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형을 출력하여 상기 화면상에 보정 이미지를 디스플레이하는 (c)단계를 포함하여 이루어지는 가상 치과시술방법 및 이를 위한 가상 치과시술시스템을 제공한다.
추가적인 일 형태로서 본 발명은: 치과시술에서 얼굴 변화를 위한 피시술자의 경조직 변화를 시뮬레이션하기 위하여, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지의 내부에 피시술자의 치아 및 턱뼈 이미지를 갖는 3차원 경조직 이미지를 정합한 정합 이미지를 화면 상에 출력하는 (a)단계; 상기 화면의 정합 이미지를 통해 입력되는 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형에 맞추어 상기 치아 또는 턱뼈 이미지의 변형을 산출하는 (b)단계; 그리고 상기 3차원 경조직 이미지의 변형을 출력하여 상기 화면상에 보정 이미지를 디스플레이하는 (c)단계를 포함하여 이루어지는 가상 치과시술방법 및 이를 위한 치과 가상 치과시술시스템을 제공한다.
상기 3차원 얼굴 이미지와 상기 3차원 두개골 이미지(3차원 경조직 이미지)는 두개골의 측면 엑스레이 영상을 매개로 상호 정합되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 보정 이미지는, 복수의 각도에서 보여질 수 있도록 상기 화면에 입체적 이미지로 회전 가능하게 출력되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (a)단계의 정합 이미지의 상기 3차원 얼굴 이미지는 투명도 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지와 3차원 두개골 이미지를 정합한 정합 이미지를 이용하여 가상 성형시술, 가상 교정시술 또는 가상 턱수술 등 다양한 의료시술이 수행될 수 있고, 시술자가 연조직 변화와 경조직 변화의 상관관계를 용이하게 파악할 수 있으므로 시술계획에 맞게 얼굴 변화를 일으킬 수 있는 경조직 부위를 용이하게 파악할 수 있다.
그리고 본 발명은 상술한 정합 이미지를 이용하여 실제 시술 이전에 가상 시술을 수행함으로써, 피시술자가 시술 후의 모습을 보다 정확하게 예측할 수 있는 동시에 시술자는 수술 이전에 수술이 필요한 경조직 부위를 설정하고 시술계획을 보다 정확하게 수립할 수 있다.
또한, 시술자 및 피시술자가 경조직 변화, 예를 들면 치열교정시술의 결과에 따른 얼굴 변화를 예측할 수 있고, 더 나아가 시술자가 특정 형태로의 얼굴 변화에 필요한 경조직 변화를 입체적 화상 이미지(정합 이미지)를 통해 미리 판단할 수 있으므로 시술계획 수립에 크게 도움이 되며, 진료/상담에 필요한 시간이 단축되고 피시술자가 시술진행방향을 이해하는 데 크게 도움이 된다.
더 나아가 본 발명은 시술자가 목표하는 형태로 얼굴 라인의 변화를 가져다 주는 경조직의 변형 위치와 변위값을 보정 이미지의 생성과정에서 획득하여 실제 시술시에 이용할 수 있으므로 시술계획에 일치하는 시술을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 입체적으로 생성된 피시술자의 3차원 두개골 이미지를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 측면을 나타낸 도면이다.
도 4는 입체적으로 생성된 피시술자의 3차원 얼굴 이미지를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 정면 이미지이다.
도 6은 도 4의 측면 이미지이다.
도 7은 피시술자의 측면 엑스레이 영상이다.
도 8은 3차원 두개골 이미지와 3차원 얼굴 이미지를 정합한 정합 이미지의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 정합 이미지의 생성을 위한 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 정합 이미지의 정면 이미지이다.
도 11은 정합 이미지의 측면 이미지이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 형태가 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명된다.
본 발명은 성형 시뮬레이션이나 치과교정 시뮬레이션 등에 적용 가능한 가상 의료시술방법에 관한 것으로서, 본 실시예에서는 치과교정시술, 예를 들면 상악 및/또는 하악수술과 같은 턱수술이나 치아나 턱뼈의 이동에 의한 교정시술 등과 같은 치과교정시술을 실제로 수행하기 이전에 경조직(hard tissue)의 변화에 따른 연조직(soft tissue)의 변화를 예측해서 영상을 통해 미리 보여주는 가상 의료시술방법, 특히 가상 치과시술방법이 설명된다.
본 발명에 따른 가상 의료시술방법은, 피시술자의 3차원(3D) 두개골 이미지와 3차원 얼굴 이미지의 정합에 의해 생성되는 정합 이미지를 화면(예를 들면 모니터 등의 디스플레이장치)에 출력하고, 상기 화면에 출력되어 있는 정합 이미지의 두개골 이미지에 변형이 가해지면 상기 두개골 이미지에 가해지는 변형을 입력받아서 상기 두개골 이미지의 변형에 맞추어 상기 얼굴 이미지의 변형을 산출한 후에, 상기 얼굴 이미지가 보정된 보정 이미지를 화면상에 디스플레이해서 시술 후의 모습을 미리 보여주게 된다.
물론, 상기 화면에 출력되어 있는 정합 이미지의 얼굴 이미지에 변형을 가하는 시술명령이 입력되면, 상기 얼굴 이미지의 변형에 맞추어 상기 두개골 이미지의 변형을 산출한 후 상기 두개골 이미지가 보정된 보정 이미지를 화면상에 디스플레이해서 시술 후의 두개골 이미지를 미리 보여줄 수도 있다.
상술한 가상 의료시술을 위한 의료용 가상시술시스템은, 각종 이미지의 처리를 제어하는 제어부와 상기 정합 이미지와 보정 이미지 등을 생성하는 이미지 처리부와 각종의 이미지를 화면상에 출력하는 이미지 출력부와 데이터나 이미지등 각종의 정보를 저장하는 데이터 저장부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가상시술시스템은 상술한 피시술자의 두개골 이미지와 얼굴 이미지가 저장되며 각종의 이미지를 처리하는 컴퓨터시스템으로 구현될 수도 있는데, 데이터나 명령 등의 입력을 위한 키보드나 마우스 등의 입력장치와, 3차원화상을 표시하는 디스플레이장치를 포함하여 구성된다.
상술한 가상 의료시술을 위해서 피시술자의 두개골 이미지, 즉 3차원 두개골 이미지가 준비되어야 하는데, CT장치나 MRI장치 등의 영상촬영장치에 의해 취득되는 다단층 화상데이터를 입체적으로 구축함으로써 상기 3D 두개골 이미지는 획득될 수 있으며, 상기 3D 두개골 이미지가 도 1 내지 도 3에 표시되어 있다.
그리고 피시술자의 얼굴 이미지, 즉 3차원 얼굴 이미지는 피시술자의 안면을 촬영, 보다 상세하게는 스캐닝(Scanning)함으로써 획득될 수 있으며, 상기 3D 얼굴 이미지가 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다.
상기 가상 의료시술시스템의 이미지 처리부는 CT나 MRI 데이터로부터 3D 두개골 이미지를 생성하며, 사용자에 의해 상기 3D 두개골 이미지와 상기 3D 얼굴 이미지의 출력명령이 상기 시스템에 입력되면 상기 이미지 출력부가 상기 3D 두개골 이미지와 상기 3D 얼굴 이미지를 상기 디스플레이장치에 출력해서 시술자나 피시술자가 볼 수 있게 한다.
여기서, 상기 3D 두개골 이미지와 상기 3D 얼굴 이미지는 화면에 입체적인 이미지로 출력되며, 시술자(사용자)가 복수의 각도에서 볼 수 있도록 회전 가능한 이미지로 화면상에 출력될 수 있는데, 예를 들면, 현존하는 CAD/CAM 기술이나 기타 그래픽 기술를 이용하여 구현될 수 있다.
그리고, 상기 이미지 처리부는 상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 상기 두개골 이미지와 상기 얼굴 이미지를 중첩하여 상술한 정합 이미지와 보정 이미지를 생성하며, 상기 데이터 저장부에는 상술한 각종의 이미지가 저장된다. 그리고 상기 이미지 출력부는 상기 두개골 이미지와 얼굴 이미지와 정합 이미지와 보정 이미지 등을 이미지 처리결과에 의해 자동으로 또는 사용자의 요구가 있는 경우에 화면상에 출력한다.
상기 정합 이미지 및/또는 보정 이미지 역시 입체적인 이미지로 화면상에 출력될 수 있으며, 더 나아가 상기 정합 이미지 및/또는 보정 이미지는 시술자(사용자)가 마우스 등의 UI(User Interface)를 이용하여 복수의 각도에서 볼 수 있도록 회전 가능한 이미지로 화면상에 출력될 수도 있다. 상기 정합 이미지의 예가 도 8과 도 10과 도 11에 도시되어 있다.
상기 얼굴 이미지와 상기 두개골 이미지는 엑스레이 영상(엑스레이사진), 특히 도 7의 측면 엑스레이 영상(Lateral Cephalometric X-Ray Image)을 매개로 상호 정합되는 예가 개시된다.
상기 엑스레이 영상에서 경조직 부분(뼈와 치아)과 연조직 부분은 X선의 흡수차이에 의해 투명도가 서로 다르게 나타나며, 따라서 얼굴 피부를 구성하는 연조직은 경조직의 외곽에 상대적으로 투명한 윤곽을 형성하게 된다.
도 9를 참조하면, 상기 두개골 이미지와 얼굴 이미지의 정합을 위하여, 상기 두개골 이미지가 상기 엑스레이 영상의 경조직 부분에 중첩되고 상기 얼굴 이미지는 상기 엑스레이 영상의 연조직 부분에 중첩된다.
보다 구체적으로 설명하면, 측면에서 바라본 3차원 두개골 이미지(도 3)를 상기 측면 엑스레이 영상(도 7)의 경조직 부분에 일치시키고, 측면에서 바라본 얼굴 이미지(도 6)를 상기 측면 엑스레이 영상의 연조직 부분, 특히 연조직 부분의 윤곽에 일치시켜서 중첩시킨다.
상기 얼굴 이미지와 상기 엑스레이 영상의 정합을 위하여, 상기 엑스레이 영상의 프로파일(윤곽)에 두개 이상의 기준 마크(C1, C2)을 설정하고, 상기 얼굴 이미지의 측면 프로파일(얼굴를 좌우로 양분하는 선이 됨)에도 상기 기준 마크와 동일한 위치에 정합 마크(S1, S2)를 설정한다. 그리고 상기 기준 마크(C1, C2)와 정합 마크(S1, S2)를 일치시키면 상기 얼굴 이미지와 상기 엑스레이 영상의 정합이 완료된다.
상기 정합 이미지의 생성과정에서 상기 두개골 이미지가 상기 얼굴 이미지보다 먼저 상기 엑스레이 영상과 정합될 수도 있고, 상기 얼굴 이미지가 상기 두개골 이미지보다 먼저 상기 엑스레이 영상과 정합될 수도 있다.
그리고 상기 3차원 두개골 이미지와 얼굴 이미지의 정합이 완료된 후에는 상기 엑스레이 영상이 제거될 수도 있다. 상기 엑스레이 영상에 나타난 이미지와 상기 얼굴 이미지의 크기나 기울기(고개를 숙인 정도)가 다른 경우에는 상기 기준 마크(C1, C2)를 잇는 벡터와 상기 정렬 마크(S1, S2)를 잇는 벡터가 동일한 크기와 방향을 갖도록 조절해서 상기 엑스레이 영상에 나타난 이미지와 상기 얼굴 이미지의 크기/기울기를 동일하게 할 수 있다.
한편, 도 8과 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 정합 이미지에서 상기 얼굴 이미지는 화면상에서 적어도 일부의 투명도 조절이 가능하게 출력될 수 있으며, 도 8에서와 같이 상기 얼굴 이미지의 좌측 영역과 우측 영역의 투명도가 다르게 화면상에 출력할 수도 있고, 특히 상기 얼굴 이미지의 좌우 양측부분 중 일측 부분을 투명하게 출력할 수도 있으며, 화면상에 출력된 상태에서 사용자가 원하는 상태로 상기 얼굴 이미지의 투명도 조절하여 상기 얼굴 이미지의 내부에 정합되어 있는 상기 두개골 이미지가 보여지게 할 수도 있다.
상술한 바와 같이 상기 정합 이미지가 화면상에 출력되면, 시술자는 마우스나 키보드 등의 입력장치를 이용하여 화면상에 나타나 있는 상기 정합 이미지의 두개골 이미지에 변형을 가한다. 본 발명에서는 3D 두개골 이미지와 3D 얼굴 이미지가 중첩되어 상술한 정합 이미지를 형성하고 이를 화면상에 출력하여 (피)시술자에게 보여주므로, 시술자는 숙련도나 경험 기타 해부학적 지식에 상관없이 특정 부분의 연조직 변형을 수반하는 경조직 영역을 쉽게 파악할 수 있다.
예를 들면, 피시술자가 돌출입인 경우에 시술자는 돌출입을 야기하는 경조직 영역과 그 원인, 연조직과 경조직의 상관 관계 그리고 해부학적 구조를 상기 3D 두개골 이미지와 3D 얼굴 이미지가 중첩된 정합 이미지를 통해 보다 쉽게 파악할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 얼굴라인의 개선을 위해 변형이 필요한 연조직 영역의 직하방 경조직 영역을 상기 3D 두개골 이미지와 3D 얼굴 이미지가 중첩된 정합 이미지를 통해 시술자가 입체적으로 보다 쉽게 파악할 수 있으므로, 피시술자가 원하는 얼굴형으로 외관을 변화시키기 위해서는 경조직 중에 어느 영역에 어느 정도의 변형이 가해질 필요가 있는지에 대해 판단하고 확인하기 쉽다.
또한, 부정교합의 개선을 위한 교정시술의 결과 반사적으로 야기되는 얼굴 외관의 변화를 미리 볼 수 있으므로, 치열의 기능적 개선과 얼굴라인의 변화를 동시에 시뮬레이션할 수 있게 된다.
즉, 얼굴의 피부를 구성하는 연조직은 경조직(뼈, 치아)의 표면에 밀착되어 상기 경조직에 의해 지지되는 조직이므로, 정합 이미지에서 경조직의 윤곽이 변형되도록 가상시술명령이 입력되면 변형된 경조직의 윤곽에 접촉되게 상기 연조직(얼굴 이미지)을 변형시킨 형상의 보정 이미지가 화면상에 출력됨으로써, (피)시술자는 경조직 변화에 의한 연조직 변화를 화면을 통해 확인할 수 있으며, 더 나아가 상기 보정 이미지와 함께 또는 순차적으로 변형된 경조직 영역의 위치와 변위가 화면상에 출력되어 실제 시술시에서 사용될 수 있다. 3차원 경조직 이미지(두개골 이미지)와 3차원 연조직 이미지(얼굴 이미지)가 입체적으로 정합된 상태에서 가상시술이 수행되고, 이때 3차원 경조직 이미지와 3차원 연조직 이미지가 동일 좌표계에 구현되어 있으므로, 가상 시술의 수행 및 결과의 도출이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
상기 경조직의 변위에 따른 연조직의 변위 또는 그 역방향을 시뮬레이션할 때, 다양한 환자들의 실제 시술 데이터를 바탕으로 산출된 경조직과 연조직의 상관관계와 대응 변위값과 대응 영역을 이용하여 상기 경조직의 변화에 따른 연조직의 변화가 산출될 수도 있다. 예를 들어, 상악 전치의 이동에 따른 입모양의 변화를 시뮬레이션할 때 다양한 시술 데이터의 평균 변위값를 기준으로 입술의 변형률이 산출되고 상기 입술의 변형률을 바탕으로 입모양이 변화된 보정 이미지가 화면상에 출력될 수도 있다. 또한 특정 경조직 영역, 예를 들면 상악 전치 영역의 변형에 따른 얼굴 이미지의 변화을 산출할 때 변형이 가해지는 경조직 영역(상악 전치 영역)을 덮는 직상방 연조직 영역(윗 입술 중앙부위)의 변위와 그 주변 연조직 영역의 변위가 다양한 환자들의 시술 데이터를 바탕으로 실제 변형에 근접하게 만들어진 산출수식에 의해 자동으로 산출될 수도 있으므로 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
반대로, 상기 정합 이미지에서 연조직의 윤곽이 변형되도록 가상시술명령이 입력되면 연조직의 변화에 맞추어 경조직이 변형된 형상의 보정 이미지가 화면상에 출력됨으로써, (피)시술자가 연조직 변화에 위한 경조직 변화를 화면을 통해 확인할 수도 있는데, 상기 경조직의 변화에 대응하여 연조직의 변화를 산출하는 방법의 역방향 산출법에 의해 수행될 수 있으며, 이 경우에도 상기 보정 이미지와 함께 또는 순차적으로 (피)시술자가 원하는 형태로 연조직 변화를 야기하는 경조직 영역의 위치와 변위가 화면상에 출력되어 실제 시술시에서 사용될 수 있다.
도 11을 참조하여 정합 이미지의 측면 영상을 사용하여 가상시술을 수행하는 과정을 보면, 무턱이나 주걱턱을 개선하기 위하여 화면상의 정합 이미지에서 아래턱(하악)을 화살표(1) 방향으로 전진/후퇴시키면 연조직이 화살표(2)의 방향으로 변형되면서 얼굴 이미지의 형상이 변화된 보정 이미지가 출력될 수 있다.
반대로, 화살표(2)의 방향으로 연조직의 윤곽을 개선하면 아래턱 영역이 화살표(1)의 방향으로 변형되면서 경조직의 변화가 확인될 수 있다.
그리고 도 11에서 화살표(3)의 방향으로 경조직, 특히 상악 전치부 영역을 움직이면 인중 부분의 윤곽이 화살표(4)의 방향으로 변화되는 것을 확인할 수 있고 그 반대과정도 확인될 수 있음을 알 수 있으며, 화면상에서 보정 이미지를 회전시키면서 여러각도에서 확인할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 가상 의료시술방법에서는, (피)시술자가 가상시술 전과 후의 모습이 화면상에 동시에 출력하거나 순차적으로 출력될 수도 있다.
상기 두개골 이미지는 복수의 섹션으로 지정될 수도 있는데, 예를 들면, 하악영역과 상악 영역과 개별 치아 영역 등으로 구분되어 지정되고, 특정 경조직 영역이 마우스 등의 인터페이스를 통해 클릭되면 그 영역의 경계가 활성화되고 마우스나 키보드를 이용하여 해당 영역의 이동이 구현될 수 있다.
여기서, 상기 경조직의 각 구분 영역은 더 세분화될 수도 있는데, 예를 들어 상기 두개골 이미지의 하악영역은 하악골체 영역과 하악골 상행지 영역으로 더 세분화될 수도 있다. 상기 두개골 이미지에서 특정 영역의 변위가 이루어지면 그 변위값(크기, 방향, 회전 등)이 상기 보정 이미지의 출력 전이나 후 또는 동시에 화면에 표시될 수 있으며, 시술자는 이를 통해 시술방법을 결정할 수도 있다.
본 발명에 따른 가상 의료시술방법 및 그 시스템은 가상 치과시술방법 및 그 시스템의 형태로 제공될 수도 있다.
즉, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지의 내부에 피시술자의 치아 및 턱뼈 이미지를 갖는 3차원 경조직을 정합해서 정합 이미지를 생성하고, 상기 정합 이미지상에서 경조직에 변화를 가해지면 상기 경조직(특히 턱뼈 및/또는 치아)의 변화에 따른 연조직의 변화가 화면상에 보정 이미지로 출력되거나, 연조직의 변화에 따른 경조직의 변화가 화면상에 보정 이미지로 출력될 수 있다.
한편, 상기 이미지 처리부와 이미지 출력부 및 데이터 저장부는 컴퓨터를 이미지 처리수단과 이미지 출력수단 및 이미지 저장수단으로 기능시킬 수 있다.
그리고 본 발명은, 컴퓨터를, 이미지 처리수단과 이미지 출력수단으로 기능시키기 위한 가상시술 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 또는 상기 프로그램을 네트워크을 통해 제공하는 시스템 서버 등의 장치로 제공될 수도 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 취지나 범주를 벗어나지 않는 한 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다. 그리고 본 발명에 상술된 실시 예에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것이 아님은 자명한 것이다.

Claims (7)

  1. 가상 의료 시뮬레이션을 위하여, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지와 3차원 두개골 이미지의 정합에 의해 생성되는 3차원 정합 이미지를 화면 상에 출력하는 (a)단계;
    상기 화면의 정합 이미지를 통해 상기 3차원 두개골 이미지의 변형이 입력되면, 상기 3차원 두개골 이미지의 변형에 맞추어 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형을 산출하는 (b)단계; 그리고
    상기 3차원 안면 이미지의 변형을 출력하여 상기 화면상에 보정 이미지를 디스플레이하는 (c)단계를 포함하여 이루어지는 가상 의료시술방법.
  2. 가상 의료 시뮬레이션을 위하여, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지와 3차원 두개골 이미지의 정합에 의해 생성되는 3차원 정합 이미지를 화면 상에 출력하는 (a)단계;
    상기 화면의 정합 이미지를 통해 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형이 입력되면, 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형에 맞추어 상기 3차원 두개골 이미지의 변형을 산출하는 (b)단계; 그리고
    상기 3차원 경조직 이미지의 변형을 출력하여 상기 화면상에 보정 이미지를 디스플레이하는 (c)단계를 포함하여 이루어지는 가상 의료시술방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 3차원 얼굴 이미지와 상기 3차원 두개골 이미지는 얼굴의 측면 엑스레이 영상을 매개로 상호 정합되는 것을 특징으로 하는 가상 의료시술방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보정 이미지는, 복수의 각도에서 보여질 수 있도록 상기 화면에 입체적 이미지로 회전 가능하게 출력되는 것을 특징으로 하는 가상 의료시술방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (a)단계에서의 정합 이미지를 구성하는 상기 3차원 얼굴 이미지는 투명도 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 가상 의료시술방법.
  6. 치과시술에서 경조직 변화에 따른 피시술자의 얼굴 외관 변화를 시뮬레이션하기 위하여, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지의 내부에 피시술자의 치아 및 턱뼈 이미지를 갖는 3차원 경조직 이미지를 정합한 정합 이미지를 화면 상에 출력하는 (a)단계;
    상기 화면의 정합 이미지를 통해 입력되는 상기 치아 또는 턱뼈 이미지의 변형에 맞추어 상기 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형을 산출하는 (b)단계; 그리고
    상기 3차원 얼굴 이미지의 변형을 출력하여 상기 화면상에 보정 이미지를 디스플레이하는 (c)단계를 포함하여 이루어지는 가상 치과시술방법.
  7. 치과시술에서 얼굴 변화를 위한 피시술자의 경조직 변화를 시뮬레이션하기 위하여, 피시술자의 3차원 얼굴 이미지의 내부에 피시술자의 치아 및 턱뼈 이미지를 갖는 3차원 경조직 이미지를 정합한 정합 이미지를 화면 상에 출력하는 (a)단계;
    상기 화면의 정합 이미지를 통해 입력되는 상기 3차원 얼굴 이미지의 변형에 맞추어 상기 치아 또는 턱뼈 이미지의 변형을 산출하는 (b)단계; 그리고
    상기 3차원 경조직 이미지의 변형을 출력하여 상기 화면상에 보정 이미지를 디스플레이하는 (c)단계를 포함하여 이루어지는 가상 치과시술방법.
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