KR20160082842A - 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법 및 그 프로그램 - Google Patents

컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법 및 그 프로그램 Download PDF

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KR20160082842A KR1020140192440A KR20140192440A KR20160082842A KR 20160082842 A KR20160082842 A KR 20160082842A KR 1020140192440 A KR1020140192440 A KR 1020140192440A KR 20140192440 A KR20140192440 A KR 20140192440A KR 20160082842 A KR20160082842 A KR 20160082842A
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Abstract

본 발명은 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법 및 그 프로그램에 관한 것으로, 3D 모델링 데이터를 표현하는 국제표준형식 중 하나로 3D 캐드 프로그램에서 저장할 수 있는 STL(STereoLithography) 파일을 판독할 수 있는 컴퓨터(예컨대, 데스크톱, 노트북, 태블릿 PC 등)에 의해 수행되며, 아치와이어의 형상이 STL 파일 형태로 입력되면 해당 STL 파일에 저장된 아치와이어의 점 위치 데이터들로부터 굽힘점의 좌표를 순차적으로 추출하고, 추출한 굽힘점 좌표들을 이용하여 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점에서부터 반대쪽 끝점까지의 사이에서 순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산한 후, 상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력한다.
본 발명에 따라 상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력하면, 이 아치와이어 제작 데이터를 입력받는 아치와이어 자동제조장치를 활용하여 정밀한 아치와이어를 완전 자동으로 제조할 수 있다.

Description

컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법 및 그 프로그램{Method for calculating bending points and angles of orthodontic archwires using computer and program thereof}
본 발명은 치열교정용 아치와이어 제조기술에 관한 것이며, 더욱 상세히는 컴퓨터(예컨대, 데스크톱, 노트북, 태블릿 PC 등)를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법 및 그 프로그램에 관한 것이다.
일반적인 치열교정의 과정은 환자의 치아 내외부를 치열교정용 3D 스캐너로 스캐닝하여 획득한 3D 영상으로부터 치아에 부착되는 치열교정용 브래킷의 위치에 대응하여 브래킷에 체결되는 아치와이어의 형상을 결정한다. 이러한 치열교정의 과정은 3D 모델링 데이터를 표현하는 국제표준형식 중 하나로 3D 캐드 프로그램에서 저장할 수 있는 STL(STereoLithography) 파일로 3D 형상 표현이 가능한 치열교정프로그램을 사용하여 수행하게 된다.
도 1은 상기한 종래의 치열교정프로그램을 수행하여 결정한 아치와이어의 형상을 표시한 3D 영상이고, 도 2는 도 1의 3D 영상에 표시된 아치와이어를 3차원 좌표(x,y,z)들로 표시한 영상이다.
상기와 같은 과정에 의해 아치와이어의 형상이 결정되면, 치과의사나 치기공사가 도 2에 나타낸 바와 같은 아치와이어의 3차원 좌표 영상을 보면서 수작업으로 해당 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어를 굽히는 작업을 수행하여 아치와이어를 제작한다.
이와 같이 치과의사나 치기공사에 의해 수작업으로 제작된 아치와이어는 정밀한 제작이 불가하고 실제로 브래킷에 부착 시 정밀도를 높이기 위해 여러 번의 수정작업을 거치게 된다.
이와 같이 여러 번의 수정작업을 거쳐 제작완료된 아치와이어로 치열교정을 시작한 후에는 개인에 따라 차이가 있기는 하지만 대략 7∼8회의 아치와이어 교체를 통해 점진적으로 치열교정이 이루어지는데, 아치와이어를 교체할 때마다 여전히 치과의사나 치기공사가 수작업으로 여러 번의 수정작업을 반복하여 새로운 아치와이어를 제작해야 하는 불편함이 있다.
(특허문헌 1) JPP5492965 B2
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 치열교정프로그램에서 3D 형상 표현을 위해 사용하는 STL 파일을 판독할 수 있는 컴퓨터(예컨대, 데스크톱, 노트북, 태블릿 PC 등)에 의해 수행되며, 아치와이어의 형상이 STL 파일 형태로 입력되면 해당 STL 파일에 저장된 아치와이어의 점 위치 데이터들로부터 굽힘점의 좌표를 순차적으로 추출하고, 추출한 굽힘점 좌표들을 이용하여 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점에서부터 반대쪽 끝점까지의 사이에서 순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산한 후, 상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 STL 파일을 판독할 수 있는 컴퓨터(예컨대, 데스크톱, 노트북, 태블릿 PC 등)에 탑재되고, 상기 컴퓨터에서 상기한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 프로그램을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법은, STL 파일을 판독할 수 있는 컴퓨터(예컨대, 데스크톱, 노트북, 태블릿 PC 등)에 의해 수행되며, 상기 컴퓨터의 입력처리부가 아치와이어의 형상이 STL 파일 형태로 입력되면 해당 STL 파일에 저장된 아치와이어의 점 위치 데이터들로부터 굽힘점의 좌표를 추출하는 제1과정과; 상기 컴퓨터의 연산부가 상기 제1과정에서 추출한 굽힘점 좌표들을 이용하여 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점에서부터 반대쪽 끝점까지의 사이에서 순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산하는 제2과정 및; 상기 컴퓨터의 출력부가 상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력하는 제3과정;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법에 있어서, 상기 제1과정에서는 아치와이어의 형상의 표면을 구성하는 삼각형들의 집합을 저장하고 각 삼각형의 꼭지점 좌표와 각 삼각형에 수직한 방향을 의미하는 벡터(이하, 단위벡터라 함)가 저장되어 있는 STL 파일로부터 인접한 삼각형들 간의 단위벡터의 사이 각도가 0보다 큰 삼각형의 중심점의 좌표를 굽힘점의 좌표로 추출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법에 있어서, 상기 제2과정에서는 순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점 p0(x0,y0,z0), p1(x1,y1,z1)의 사이 길이(L0)를 하기의 수학식1로 구하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00001
본 발명에 따른 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법에 있어서, 상기 제2과정에서는 순차적으로 이웃하는 3개의 굽힘점 p0(x0,y0,z0), p1(x1,y1,z1), p2(x2,y2,z2)에 대하여 p1을 중심점으로 하여 p1, p2의 사이 길이를 기준으로 한 굽힘각도(θ1)는 세 점 p0, p1, p2로 이루어진 삼각형으로부터 코사인 제2법칙을 이용하여 하기의 수학식2로 구하고, 수학식2에서 a는 p0와 p2 사이의 길이, b는 p1과 p2 사이의 길이, c는 p0와 P1 사이의 길이는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00002
본 발명에 따른 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법에 있어서, 상기 제2과정에서는 순차적으로 이웃하는 3개의 굽힘점 p0(x0,y0,z0), p1(x1,y1,z1), p2(x2,y2,z2)가 이루는 제1평면과 그 다음으로 순차적으로 이웃하는 3개의 굽힘점 p1(x1,y1,z1), p2(x2,y2,z2), p3(x2,y2,z2)이 이루는 제2평면 사이의 각도를 굽힘방향각도(α)로 정의하여 하기의 수학식3으로 구하고, 수학식3에서 β는 상기 제1평면과 제2평면 간의 단위벡터의 사이 각도인 것을 특징으로 한다.
Figure pat00003
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 프로그램은, 컴퓨터에서 상기한 제1과정 내지 제3과정을 실행시키기 위한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력하면, 이 아치와이어 제작 데이터를 입력받아 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점에서부터 반대쪽 끝점까지의 사이에서 순차적으로 이웃하는 굽힘점에서 해당 굽힘점에 대응하여 구해진 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)로 원재료 와이어를 굽히는 작업을 기계적으로 자동 수행하여 아치와이어를 제작할 수 있는 아치와이어 자동제조장치를 활용하여 정밀한 아치와이어를 완전 자동으로 제조할 수 있다.
도 1은 종래의 치열교정프로그램을 수행하여 결정한 브래킷의 위치와 브래킷에 체결되는 아치와이어의 형상을 표시한 3D 영상.
도 2는 도 1의 3D 영상에 표시된 아치와이어를 3차원 좌표들로 표시한 영상.
도 3은 본 발명에 따른 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법을 수행하는 컴퓨터의 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 STL 파일에 저장된 각 삼각형의 단위 벡터를 나타낸 실시예.
도 5는 굽힘점 좌표들을 이용하여 서로 이웃하는 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ)를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 굽힘점 좌표들을 이용하여 서로 이웃하는 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ)를 계산한 결과를 설명하기 위한 도면.
도 7은 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법을 수행하는 컴퓨터(100)는 종래의 치열교정프로그램에서 3D 형상 표현을 위해 사용하는 STL 파일을 판독할 수 있는 것이며, 데스크톱, 노트북, 태블릿 PC 등이 사용될 수 있다.
상기 컴퓨터(100)는 입력처리부(110)와 연산부(120) 및 출력부(130)를 포함하여 구성된다.
상기 입력처리부(110)와 연산부(120) 및 출력부(130)는 마이크로프로세서로 제작되어 컴퓨터(100)에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 입력처리부(110)는 아치와이어의 형상이 STL 파일 형태로 입력되면 해당 STL 파일에 저장된 아치와이어의 점 위치 데이터들로부터 굽힘점의 좌표를 추출한다.
상기 연산부(120)는 추출한 굽힘점 좌표들을 이용하여 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점에서부터 반대쪽 끝점까지의 사이에서 순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산한다.
상기 출력부(130)는 상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력하며, 예컨대 리스트 형태로 출력하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 컴퓨터(100)에 의해 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법은 다음과 같이 수행된다.
가장 먼저, 상기 컴퓨터(100)의 입력처리부(110)가 아치와이어의 형상이 STL 파일 형태로 입력되면 해당 STL 파일에 저장된 아치와이어의 점 위치 데이터들로부터 굽힘점의 좌표를 추출한다.
이때, 아치와이어의 형상의 표면을 구성하는 삼각형들의 집합을 저장하고 각 삼각형의 꼭지점 좌표와 각 삼각형에 수직한 방향을 의미하는 벡터(이하, 단위벡터라 함)가 저장되어 있는 STL 파일로부터 인접한 삼각형들 간의 단위벡터의 사이 각도가 0보다 큰 삼각형의 중심점의 좌표를 굽힘점의 좌표로 추출한다.
굽힘점의 좌표를 추출하는 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
종래의 기술에서 언급한 바와 같이, 치열교정의 과정에서 치열교정프로그램을 통해 결정한 아치와이어의 형상이 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이 표시되는 경우, 해당 아치와이어의 형상은 3D 형상 표현을 위해 사용하는 STL 파일로 저장된다.
참고로, 3D 모델링 데이터를 표현하는 국제표준형식 중 하나로 알려진 상기 STL 파일은 3D 형상의 표면을 구성하는 작은 삼각형들의 집합을 저장하는 파일이며, 각각의 작은 삼각형의 꼭지점 좌표, 도 4에 예시한 바와 같이, 상기한 단위벡터, 즉 각각의 작은 삼각형에 수직한 방향을 의미하는 벡터를 저장하고 있다.
이와 같이 저장된 아치와이어의 형상을 나타내는 STL 파일이 본 발명에 따른 컴퓨터(100)의 입력처리부(110)로 입력되면, 상기 입력처리부(110)에서는 해당 STL 파일에 저장된 아치와이어의 점 위치 데이터들로부터 굽힘점의 좌표를 추출한다.
상기 STL 파일이 나타내는 아치와이어의 형상이 굽힘점이 없이 일직선 형태의 형상이라면 상기한 단위벡터의 방향들은 모두 일정하게 된다.
하지만, 상기 STL 파일이 나타내는 아치와이어의 형상이 굽힘점이 있는 경우에는 해당 굽힘점을 포함한 삼각형을 기준으로 했을 때 인접한 삼각형들 간의 단위벡터들의 방향이 달라지게 된다. 이때, 인접한 삼각형들 간의 단위벡터의 사이 각도(
Figure pat00004
)는 하기의 수학식4로 나타낸 벡터 간의 내적 공식에 의해 수학식5와 같이 유도하여 구할 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
상기 수학식4에 나타낸 바와 같이, 인전합 두 삼각형 간의 단위벡터(
Figure pat00007
,
Figure pat00008
)의 사이 각도(
Figure pat00009
)가 0보다 큰 경우 해당 삼각형은 굴곡점이 있는 것으로 판별할 수 있고, 상기 수학식4 및 수학식5를 이용하여 상기 STL에 파일에 저장된 인접한 단위벡터들간의 각도 계산이 완료된 후 0인 데이터를 제거하면 굽힘점들의 좌표만 추출할 수 있게 된다.
상기와 같이 굽힘점의 좌표들이 추출되고 나면, 다음으로 상기 컴퓨터(100)의 연산부(120)가 추출한 굽힘점 좌표들을 이용하여 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점에서부터 반대쪽 끝점까지의 사이에서 순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산한다.
상기한 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산하는 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 컴퓨터(100)의 입력처리부(110)에서의 결과값은 도 2에 나타낸 바와 같이 기준점을 중심으로 한 각 굽힘점들의 3차원 좌표(x,y,z)들이다.
아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점을 도 5에 나타낸 바와 같이 p0라 하고 그 다음 굽힘점을 순서대로 p1, p2,...pN이라 할 때 p0와 p1 사이의 길이 L0는 3차원 공간에서의 두 점 사이의 거리를 구하는 공식, 즉 상기한 수학식1에 의해 계산할 수 있다.
또한 p1을 중심점으로 하여 p1과 p2 사이의 길이를 기준으로 한 굽힘각도(θ1)는 세 점 p0, p1, p2로 이루어진 삼각형으로부터 코사인 제2법칙을 이용하여 삼각형의 세변의 길이의 조합으로 상기한 수학식2에 의해 계산할 수 있다.
도 6은 도 2에 나타낸 아치와이어를 대상으로 각 굽힘점들 사이의 길이 L과 굽힘각도 θ를 순차적으로 계산한 예시이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 상기한 p0, p1, p2의 세 점은 한 평면(상기한 제1평면)을 구성하고 있으나, 상기한 p3은 이 평면과 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다. 따라서, p3에 의해 결정되는 굽힘각도 θ2(도 5 참조)의 굽힙방향각도(α)를 결정하기 위해서는 상기한 수학식3에 의한 추가적인 계산이 필요하다.
실제로, 도 7의 (a)에 예시한 바와 같이, 세 점 p0, p1, p2로 이루어지는 첫 번째 평면과 그 이후 점들인 p1, p2, p3로 이루어지는 두 번째 평면 사이의 각도, 즉 굽힙방향각도(α)를 계산하게 되면 각각의 굽힘각도 θ가 포함된 평면들 사이의 틀어진 정도를 알 수 있다.
각 평면에 수직인 벡터는 도 7의 (b)에서 각각
Figure pat00010
과
Figure pat00011
로 나타낼 수 있다. 이 두 벡터 사이의 각도는 상기한 수학식4 및 수학식5와 유사하게 벡터 간의 내적으로부터 구할 수 있며, 그 결과로 구해지는 두 벡터의 사이 각도(β1)는 하기의 수학식6과 같고, 이 두 평면 사이의 틀어짐 각도, 즉 굽힙방향각도(α1)은 180에서 이 두 벡터의 사이 각도(β1)를 뺀 결과가 되며 하기의 수학식7과 같다.
Figure pat00012
Figure pat00013
상기한 바와 같이, 원재료 와이어의 시작 끝점을 도 5에 나타낸 바와 같이 p0라 하고 그 다음 굽힘점을 순서대로 p1, p2,...pN이라 할 때, 상기한 p0와 p1 사이의 길이(L0)와 상기한 굽힘각도(θ1) 및 상기한 굽힘방향각도(α1)를 구하는 과정을 원재료 와이어의 반때쪽 끝점까지 순차적으로 수행하면 아치와이어 형상에서 추출한 굽힘점들에 대하여 상기한 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 모두 계산할 수 있다.
상기와 같이 상기한 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산하고 나면, 마지막으로 상기 컴퓨터(100)의 출력부(130)가 상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력한다.
상기한 본 발명의 실시예에 따라 상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력하면, 이 아치와이어 제작 데이터를 입력받아 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점에서부터 반대쪽 끝점까지의 사이에서 순차적으로 이웃하는 굽힘점에서 해당 굽힘점에 대응하여 구해진 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)로 원재료 와이어를 굽히는 작업을 기계적으로 자동 수행하여 아치와이어를 제작할 수 있는 아치와이어 자동제조장치를 활용하여 정밀한 아치와이어를 완전 자동으로 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법 및 그 프로그램은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
100: 컴퓨터 110: 입력처리부
120: 연산부 130: 출력부

Claims (10)

  1. STL(STereoLithography) 파일을 판독할 수 있는 컴퓨터에 의해 수행되며,
    아치와이어의 형상이 STL 파일 형태로 입력되면 해당 STL 파일에 저장된 아치와이어의 점 위치 데이터들로부터 굽힘점의 좌표를 추출하는 제1과정과;
    상기 제1과정에서 추출한 굽힘점 좌표들을 이용하여 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점에서부터 반대쪽 끝점까지의 사이에서 순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산하는 제2과정 및;
    상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력하는 제3과정;
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1과정에서는
    아치와이어의 형상의 표면을 구성하는 삼각형들의 집합을 저장하고 각 삼각형의 꼭지점 좌표와 각 삼각형에 수직한 방향을 의미하는 벡터(이하, 단위벡터라 함)가 저장되어 있는 STL 파일로부터 인접한 삼각형들 간의 단위벡터의 사이 각도가 0보다 큰 삼각형의 중심점의 좌표를 굽힘점의 좌표로 추출하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2과정에서는
    순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점 p0(x0,y0,z0), p1(x1,y1,z1)의 사이 길이(L0)를 하기의 수학식
    Figure pat00014

    로 구하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2과정에서는
    순차적으로 이웃하는 3개의 굽힘점 p0, p1, p2에 대하여 p1을 중심점으로 하여 p1, p2의 사이 길이를 기준으로 한 굽힘각도(θ1)는 세 점 p0, p1, p2로 이루어진 삼각형으로부터 코사인 제2법칙을 이용하여 하기의 수학식
    Figure pat00015

    로 구하고, 여기서 a는 p0와 p2 사이의 길이, b는 p1과 p2 사이의 길이, c는 p0와 P1 사이의 길이인 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제2과정에서는
    순차적으로 이웃하는 3개의 굽힘점 p0, p1, p2가 이루는 제1평면과 그 다음으로 순차적으로 이웃하는 3개의 굽힘점 p1, p2, p3이 이루는 제2평면 사이의 각도를 굽힘방향각도(α)로 정의하여 하기의 수학식
    Figure pat00016

    로 구하고, 여기서 β는 상기 제1평면과 제2평면 간의 단위벡터의 사이 각도인 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법.
  6. STL(STereoLithography) 파일을 판독할 수 있는 컴퓨터에,
    아치와이어의 형상이 STL 파일 형태로 입력되면 해당 STL 파일에 저장된 아치와이어의 점 위치 데이터들로부터 굽힘점의 좌표를 추출하는 제1과정과;
    상기 제1과정에서 추출한 굽힘점 좌표들을 이용하여 아치와이어 제작용으로 사용되는 직선형태의 원재료 와이어의 시작 끝점에서부터 반대쪽 끝점까지의 사이에서 순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점의 사이 길이(L)와 각 굽힘점의 굽힘각도(θ) 및 각 굽힘점의 굽힘방향각도(α)를 계산하는 제2과정 및;
    상기한 길이(L)와 굽힘각도(θ) 및 굽힘방향각도(α)들을 아치와이어 제작 데이터로 출력하는 제3과정;
    을 실행시키기 위한 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 프로그램.
  7. 제 6 항에 있어서, 제1과정에서는
    아치와이어의 형상의 표면을 구성하는 삼각형들의 집합을 저장하고 각 삼각형의 꼭지점 좌표와 각 삼각형에 수직한 방향을 의미하는 벡터(이하, 단위벡터라 함)가 저장되어 있는 STL 파일로부터 인접한 삼각형들 간의 단위벡터의 사이 각도가 0보다 큰 삼각형의 중심점의 좌표를 굽힘점의 좌표로 추출하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제2과정에서는
    순차적으로 이웃하는 2개의 굽힘점 p0(x0,y0,z0), p1(x1,y1,z1)의 사이 길이(L0)를 하기의 수학식
    Figure pat00017

    로 구하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 제2과정에서는
    순차적으로 이웃하는 3개의 굽힘점 p0, p1, p2에 대하여 p1을 중심점으로 하여 p1, p2의 사이 길이를 기준으로 한 굽힘각도(θ1)는 세 점 p0, p1, p2로 이루어진 삼각형으로부터 코사인 제2법칙을 이용하여 하기의 수학식
    Figure pat00018

    로 구하고, 여기서 a는 p0와 p2 사이의 길이, b는 p1과 p2 사이의 길이, c는 p0와 P1 사이의 길이인 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 제2과정에서는
    순차적으로 이웃하는 3개의 굽힘점 p0, p1, p2가 이루는 제1평면과 그 다음으로 순차적으로 이웃하는 3개의 굽힘점 p1, p2, p3이 이루는 제2평면 사이의 각도를 굽힘방향각도(α)로 정의하여 하기의 수학식
    Figure pat00019

    로 구하고, 여기서 β는 상기 제1평면과 제2평면 간의 단위벡터의 사이 각도인 것을 특징으로 하는 컴퓨터를 이용한 치열교정용 아치와이어의 굽힘점 및 굽힘각도 산출 방법.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107647925A (zh) * 2017-11-14 2018-02-02 哈尔滨理工大学 一种用于正畸弓丝弯制规划的圆域划分方法
CN107714203A (zh) * 2017-11-14 2018-02-23 哈尔滨理工大学 一种等角度划分的正畸弓丝弯制顺序规划方法
CN107822722A (zh) * 2017-11-14 2018-03-23 哈尔滨理工大学 一种用于正畸弓丝弯制运动规划的有限点寻回展成方法
CN109431631A (zh) * 2018-09-20 2019-03-08 上海正雅齿科科技股份有限公司 一种隐形矫治器的设计方法及其应用
CN109875702A (zh) * 2018-06-16 2019-06-14 哈尔滨理工大学 一种人手弯制正畸弓丝运动模型建立方法
CN109938853A (zh) * 2018-06-16 2019-06-28 哈尔滨理工大学 一种人手弯制正畸弓丝运动轨迹特征模型建立方法
KR20200041609A (ko) * 2018-10-12 2020-04-22 라온피플 주식회사 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법
CN111588494A (zh) * 2020-06-01 2020-08-28 哈尔滨理工大学 一种基于弯制点密度的正畸弓丝变角度划分方法
CN114943058A (zh) * 2022-04-18 2022-08-26 哈尔滨理工大学 一种基于位置误差判断的正畸弓丝误差波动度评价方法
CN114983593A (zh) * 2022-04-18 2022-09-02 哈尔滨理工大学 一种基于向量共线的正畸弓丝弯制点误差评价方法
US20220280264A1 (en) * 2021-03-05 2022-09-08 YOAT Corporation Method for generating bending path of orthodontic wire
CN115024841A (zh) * 2022-04-18 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于复杂度区分法的正畸弓丝误差评价方法
CN115024839A (zh) * 2022-04-18 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于归一化弯制点角距比的正畸弓丝误差率评价方法
CN115024840A (zh) * 2022-04-18 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于归一化弯制点密度的正畸弓丝误差率评价方法
CN115024838A (zh) * 2022-04-18 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于弯制点复杂度判断的正畸弓丝误差波动度评价方法
CN117093819A (zh) * 2023-09-01 2023-11-21 哈尔滨理工大学 一种用于正畸弓丝弯制规划的弯制参数权重因子及限制参数确定方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102019164B1 (ko) * 2017-04-06 2019-11-04 정연호 치아 교정용 와이어 벤딩 경로 생성 방법
JP2018196580A (ja) * 2017-05-24 2018-12-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 歯列矯正支援方法および歯列矯正支援システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040072120A1 (en) * 2002-06-12 2004-04-15 Lauren Mark D. Mass-customized wire forming system
US20070218419A1 (en) * 2004-11-22 2007-09-20 Lingualcare, Inc. Method and device for shaping an orthodontic archwire
KR101097638B1 (ko) * 2010-02-24 2011-12-22 박영석 치열교정 치료를 위한 교정장치 제작 제어 방법 및 기록매체와, 치열교정 치료 시스템
US20120322019A1 (en) * 2010-01-22 2012-12-20 Ultradent Products, Inc. Customized Orthodontic Arch Wire Manufactured Using Model of Patient's Teeth
JP5492965B2 (ja) 2002-02-13 2014-05-14 テーオーペー ゼルヴィース フュール リングアールテヒニック ゲーエムベーハー 調製歯科矯正装置用モジュールシステム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5492965B2 (ja) 2002-02-13 2014-05-14 テーオーペー ゼルヴィース フュール リングアールテヒニック ゲーエムベーハー 調製歯科矯正装置用モジュールシステム
US20040072120A1 (en) * 2002-06-12 2004-04-15 Lauren Mark D. Mass-customized wire forming system
US20070218419A1 (en) * 2004-11-22 2007-09-20 Lingualcare, Inc. Method and device for shaping an orthodontic archwire
US20120322019A1 (en) * 2010-01-22 2012-12-20 Ultradent Products, Inc. Customized Orthodontic Arch Wire Manufactured Using Model of Patient's Teeth
KR101097638B1 (ko) * 2010-02-24 2011-12-22 박영석 치열교정 치료를 위한 교정장치 제작 제어 방법 및 기록매체와, 치열교정 치료 시스템

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107714203A (zh) * 2017-11-14 2018-02-23 哈尔滨理工大学 一种等角度划分的正畸弓丝弯制顺序规划方法
CN107822722A (zh) * 2017-11-14 2018-03-23 哈尔滨理工大学 一种用于正畸弓丝弯制运动规划的有限点寻回展成方法
CN107647925A (zh) * 2017-11-14 2018-02-02 哈尔滨理工大学 一种用于正畸弓丝弯制规划的圆域划分方法
CN109875702A (zh) * 2018-06-16 2019-06-14 哈尔滨理工大学 一种人手弯制正畸弓丝运动模型建立方法
CN109938853A (zh) * 2018-06-16 2019-06-28 哈尔滨理工大学 一种人手弯制正畸弓丝运动轨迹特征模型建立方法
CN109938853B (zh) * 2018-06-16 2020-06-30 哈尔滨理工大学 一种人手弯制正畸弓丝运动轨迹特征模型建立方法
CN109875702B (zh) * 2018-06-16 2020-08-04 哈尔滨理工大学 一种人手弯制正畸弓丝运动模型建立方法
CN109431631B (zh) * 2018-09-20 2021-09-03 正雅齿科科技(上海)有限公司 一种隐形矫治器的设计方法及其应用
CN109431631A (zh) * 2018-09-20 2019-03-08 上海正雅齿科科技股份有限公司 一种隐形矫治器的设计方法及其应用
KR20200041609A (ko) * 2018-10-12 2020-04-22 라온피플 주식회사 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법
US11432909B2 (en) 2018-10-12 2022-09-06 Laon Medi Inc. Apparatus and method for generating image of corrected teeth
CN111588494A (zh) * 2020-06-01 2020-08-28 哈尔滨理工大学 一种基于弯制点密度的正畸弓丝变角度划分方法
US20220280264A1 (en) * 2021-03-05 2022-09-08 YOAT Corporation Method for generating bending path of orthodontic wire
CN114983593A (zh) * 2022-04-18 2022-09-02 哈尔滨理工大学 一种基于向量共线的正畸弓丝弯制点误差评价方法
CN114943058A (zh) * 2022-04-18 2022-08-26 哈尔滨理工大学 一种基于位置误差判断的正畸弓丝误差波动度评价方法
CN115024841A (zh) * 2022-04-18 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于复杂度区分法的正畸弓丝误差评价方法
CN115024839A (zh) * 2022-04-18 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于归一化弯制点角距比的正畸弓丝误差率评价方法
CN115024840A (zh) * 2022-04-18 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于归一化弯制点密度的正畸弓丝误差率评价方法
CN115024838A (zh) * 2022-04-18 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于弯制点复杂度判断的正畸弓丝误差波动度评价方法
CN115024838B (zh) * 2022-04-18 2023-09-05 哈尔滨理工大学 一种基于弯制点复杂度判断的正畸弓丝误差波动度评价方法
CN115024840B (zh) * 2022-04-18 2023-10-24 哈尔滨理工大学 一种基于归一化弯制点密度的正畸弓丝误差率评价方法
CN115024841B (zh) * 2022-04-18 2023-10-24 哈尔滨理工大学 一种基于复杂度区分法的正畸弓丝误差评价方法
CN115024839B (zh) * 2022-04-18 2023-10-27 哈尔滨理工大学 一种基于归一化弯制点角距比的正畸弓丝误差率评价方法
CN114983593B (zh) * 2022-04-18 2023-11-17 哈尔滨理工大学 一种基于向量共线的正畸弓丝弯制点误差评价方法
CN117093819A (zh) * 2023-09-01 2023-11-21 哈尔滨理工大学 一种用于正畸弓丝弯制规划的弯制参数权重因子及限制参数确定方法
CN117093819B (zh) * 2023-09-01 2024-06-07 哈尔滨理工大学 一种用于正畸弓丝弯制规划的弯制参数权重因子及限制参数确定方法

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