KR20160144891A - Apparatus and method for guiding for orthodontic treatment - Google Patents
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Abstract
Description
치아교정을 위한 가이드 장치에 연관되며, 보다 상세하게는 교정 플랜에 따른 교정 위치에 브라켓 홀더를 가이드 해주기 위한 가이드 라인을 증강현실을 이용하여 표시하고, 브라켓이 올바른 교정 위치에 있는 경우 광중합기를 활성화하도록 제어하는 기술에 관한 것이다.More specifically, a guideline for guiding a bracket holder to a calibration position according to a calibration plan is displayed using an augmented reality, and the light curing device is activated when the bracket is at the correct calibration position To a controllable technology.
교정치료는 치아 배열의 이상에 대해 예방하거나 치료하는 일련의 시술을 의미한다.Orthodontic treatment refers to a series of procedures for preventing or treating abnormalities in the tooth arrangement.
특히, 교정치료란 단순히 비뚤어진 치아를 가지런히 하는 것을 포함하여 성장 과정에서 발생할 수 있는 여러 가지 골격적 부조화를 바로잡아 정상적인 기능을 발휘할 수 있도록 하여 건강한 구강 조직으로 교정해 주는 것을 의미한다.In particular, orthodontic treatment means correcting various skeletal mismatches that may occur during the growth process, including simply arranging crooked teeth, and correcting them to healthy oral tissues so that they can perform their normal functions.
소아나 청소년의 교정 치료는 악골 성장이 완료되기 전의 교정에 해당하기 때문에, 악골 성장을 조절하면서 교정을 할 수 있다. 그러나, 성인 등 악골 성장이 완료된 후에는 고정식 교정기나 가철식 교정기 등을 이용하여 치열의 위치를 바로 잡아주는 교정치료가 필요하다.Because orthodontic treatment in children and adolescents corresponds to the correction before the completion of jaw growth, correction can be made while controlling the jaw growth. However, after completing the growth of the adult jaw, orthodontic treatment is needed to fix the position of the dentition using a fixed brace or a removable brace.
교정치료를 위해서는, 교정 플랜에 따라 플래닝된 치아별 위치에 브라켓을 고정시키는 과정이 필요하다.For orthodontic treatment, it is necessary to fix the bracket to the planned tooth position according to the calibration plan.
이러한 과정을 위해서, 치아와 브라켓 간 접착제를 통해 접착하는 방법이 주로 사용되며, 접착제를 굳히기 위해 광중합기를 사용한다.For this process, the adhesive between the tooth and the bracket is mainly used, and a light curing machine is used to harden the adhesive.
일측에 따르면, 컴퓨팅 단말에 의해 비일실시적으로 구현되는 광중합기 제어 장치는 치아에 대한 브라켓의 위치를 기반으로 광중합기의 활성화를 결정하는 처리부, 및 상기 광중합기가 활성화된 경우, 컨트롤 신호에 응답하여 상기 브라켓에 자외선을 조사하도록 상기 광중합기를 제어하는 제어부를 포함한다.According to one aspect, a light curing device control device, which is non-practically implemented by a computing terminal, includes a processor for determining activation of a light curing device based on a position of a bracket relative to a tooth, and a controller for, when the light curing device is activated, And a control unit for controlling the light curing unit to irradiate ultraviolet rays to the bracket.
일실시예에 따른 상기 처리부는, 상기 치아에 대한 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합하는 경우, 상기 광중합기의 활성화를 결정한다.The processing unit according to an embodiment determines activation of the light curing unit when the position of the bracket with respect to the tooth meets a predetermined standard.
일실시예에 따른 상기 처리부는, 교정 플랜에 따라 상기 치아에 설정된 교정 위치와 상기 브라켓의 위치가 임계값 이상으로 중첩되는 경우, 상기 미리 지정된 기준에 부합하는 것으로 판단한다.The processing unit according to an embodiment determines that the calibration position and the position of the bracket are overlapped with each other by a threshold value or more in accordance with the calibration plan.
일실시예에 따른 상기 컨트롤 신호는 상기 광중합기와 유무선으로 연결되는 스위칭 모듈에 의해 생성된다.The control signal according to an exemplary embodiment is generated by a switching module connected to the light curing unit in a wired or wireless manner.
일실시예에 따른 상기 스위칭 모듈은, 풋 스위치(foot switch)에 의해 온 오프 제어되고, 상기 온 오프 제어에 따라 상기 컨트롤 신호의 생성을 제어한다.The switching module according to an embodiment is on / off controlled by a foot switch, and controls the generation of the control signal according to the on-off control.
일실시예에 따른 상기 스위칭 모듈은, 미리 지정된 음성신호에 응답하여 상기 컨트롤 신호를 생성한다.The switching module according to an embodiment generates the control signal in response to a predetermined voice signal.
일실시예에 따른 상기 제어부는, 상기 컨트롤 신호에 따라, 상기 조사량 및 조사시점 중에서 적어도 하나를 제어하여 상기 자외선을 조사하도록 상기 광중합기를 제어한다.The control unit controls at least one of the irradiation amount and the irradiation time according to the control signal to control the light curing unit to irradiate the ultraviolet ray.
일실시예에 따른 컴퓨팅 단말에 의해 비일실시적으로 구현되는 광중합기 제어 방법은 처리부에서, 치아에 대한 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합하는 경우, 광중합기의 활성화를 결정하는 단계, 및 제어부에서, 상기 광중합기가 활성화된 경우, 컨트롤 신호에 응답하여 상기 브라켓에 자외선을 조사하도록 상기 광중합기를 제어하는 단계를 포함한다.A method of controlling a light curing unit, which is non-practically implemented by a computing terminal according to an exemplary embodiment, includes the steps of: determining, in a processing unit, activation of a light curing unit when a position of a bracket with respect to a tooth meets predetermined criteria; And controlling the light curing unit to irradiate ultraviolet rays to the bracket in response to a control signal when the light curing unit is activated.
일실시예에 따른 상기 광중합기의 활성화를 결정하는 단계는, 교정 플랜에 따라 상기 치아에 설정된 교정 위치와 상기 브라켓의 위치가 임계값 이상으로 중첩되는 경우, 상기 미리 지정된 기준에 부합하는 것으로 판단하는 단계를 포함한다.The step of determining activation of the light curing unit according to an exemplary embodiment may include determining that the calibration position and the position of the bracket overlap with each other by more than a threshold according to the calibration plan, .
일실시예에 따른 프로그램은 치아에 대한 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합하는 경우, 광중합기의 활성화를 결정하는 명령어 세트, 및 상기 광중합기가 활성화된 경우, 컨트롤 신호에 응답하여 상기 브라켓에 자외선을 조사하도록 상기 광중합기를 제어하는 명령어 세트를 포함한다.A program according to an embodiment includes instructions for determining activation of a light curing unit when the position of the bracket relative to a tooth meets a predetermined criterion and a command set for activating the light curing unit in response to a control signal when the light curing unit is activated And controlling the light curing unit to irradiate the light curing unit.
도 1은 일실시예에 따른 광중합기 제어 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 광중합기 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 증강현실 기반으로 교정 브라켓의 부착 위치를 가이드하는 실시예를 설명하는 도면이다.
도 4는 브라켓 홀더를 이용하여 브라켓을 가이드라인에 위치시켜 부착하는 실시예를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining a light curing unit control apparatus according to an embodiment.
2 is a view for explaining a light curing unit control method according to an embodiment.
3 is a view for explaining an embodiment for guiding an attachment position of a calibration bracket based on an augmented reality.
4 is a view for explaining an embodiment in which a bracket is placed on a guide line using a bracket holder.
이하에서, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 권리범위는 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the rights is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the following description are chosen to be generic and universal in the art to which they are related, but other terms may exist depending on the development and / or change in technology, customs, preferences of the technician, and the like. Accordingly, the terminology used in the following description should not be construed as limiting the technical thought, but should be understood in the exemplary language used to describe the embodiments.
또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.Also, in certain cases, there may be a term chosen arbitrarily by the applicant, in which case the meaning of the detailed description in the corresponding description section. Therefore, the term used in the following description should be understood based on the meaning of the term, not the name of a simple term, and the contents throughout the specification.
도 1는 일실시예에 따른 광중합기 제어 장치(100)를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining a light curing
일실시예에 따른 광중합기 제어 장치(100)는 브라켓이 교정 플랜에 기초하여 치아 위에 적절하게 위치 하였는지를 판단하여 자외선을 조사하도록 할 수 있다.The light curing
이를 위해, 광중합기 제어 장치(100)는 처리부(110)와 제어부(120)를 포함할 수 있다.To this end, the light curing
처리부(110)는 치아에 대한 브라켓의 위치를 기반으로 광중합기의 활성화를 결정한다. 즉, 처리부(110)는 치아에 대한 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합하는 경우, 광중합기의 활성화를 결정할 수 있다. 예를 들어, 교정 플랜에 따라 치아에 설정된 교정 위치가 미리 결정될 수 있는데, 처리부(110)는 브라켓이 교정 위치에 적절하게 위치 하였는지를 판단하는 것으로 미리 지정된 기준에 부합되었는지를 판단할 수 있다. The
구체적으로, 처리부(110)는 치아에 설정된 교정 위치와 브라켓의 위치가 임계값 이상으로 중첩되는 경우, 미리 지정된 기준에 부합하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 처리부(110)는 치아에 설정된 교정 위치와 브라켓의 위치가 임계값 이하의 오차를 갖는 경우에 미리 지정된 기준에 부합하는 것으로 판단할 수도 있다.Specifically, when the position of the calibration position set in the tooth and the position of the bracket overlap with each other by a threshold value or more, the
제어부(120)는 광중합기가 활성화된 경우, 컨트롤 신호에 응답하여 브라켓에 자외선을 조사하도록 광중합기를 제어한다. 일례로, 제어부(120)는 컨트롤 신호에 따라, 조사량 및 조사시점 중에서 적어도 하나를 제어하여 자외선을 조사하도록 광중합기를 제어할 수 있다.When the light curing unit is activated, the
컨트롤 신호는 광중합기와 유무선으로 연결되는 스위칭 모듈(130)에 의해 생성될 수 있다.The control signal may be generated by the
특히, 풋 스위치(foot switch)에 의해 온 오프 제어되는 스위칭 모듈(130)에 따라 컨트롤 신호의 생성이 제어될 수 있다.In particular, the generation of control signals can be controlled according to the
다른 예로, 컨트롤 신호는 미리 지정된 음성신호에 응답하는 스위칭 모듈(130)을 통해서 생성될 수도 있다.As another example, the control signal may be generated via the
도 2은 일실시예에 따른 광중합기 제어 방법을 설명하는 도면이다.2 is a view for explaining a method of controlling a light curing unit according to an embodiment.
일실시예에 따른 광중합기 제어 방법은 치아에 대한 브라켓의 위치 확인한다(단계 201). 치아에 설정된 교정 위치는 교정 플랜에 따라 미리 결정될 수 있고, 일실시예에 따른 광중합기 제어 방법은 교정 플랜에 따라 결정된 교정 위치와 트래킹되는 브라켓의 상대적인 위치를 실시간으로 모니터링할 수 있다.A method of controlling a light curing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes positioning a bracket to a tooth (step 201). The calibration position set on the tooth may be predetermined according to the calibration plan, and the method of controlling the light curing unit according to an embodiment may monitor the relative position of the calibration position determined according to the calibration plan and the bracket to be tracked in real time.
다음으로, 광중합기 제어 방법은 단계 201에서 확인된 치아에 대한 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합되는지 여부를 판단한다(단계 202).Next, the light curing control method determines whether the position of the bracket with respect to the tooth identified in
일례로, 교정 플랜에 따라 치아에 설정된 교정 위치와 브라켓의 위치가 임계값 이상으로 중첩되는지 여부를 판단하거나, 설정된 교정 위치와 브라켓의 위치가 임계값 이하의 오차가 있는지 여부를 판단하여 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합되는지 여부를 판단할 수 있다.For example, it is determined whether or not the calibration position set in the tooth and the position of the bracket overlap with the threshold value or not based on the calibration plan, or whether the set calibration position and the position of the bracket have an error below the threshold value, It is possible to judge whether or not the predetermined criterion is met.
광중합기 제어 방법은 단계 202의 판단 결과, 확인된 치아에 대한 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합하는 경우 광중합기가 활성화되도록 제어할 수 있다(단계 203).As a result of the determination in
즉, 광중합기 제어 방법은 설정된 교정 위치와 브라켓의 위치가 임계값 이상으로 중첩되는 경우 또는 설정된 교정 위치와 브라켓의 위치가 임계값 이하의 오차가 있는 경우에 광중합기가 활성화되도록 제어할 수 있다.That is, the control method of the light curing unit can control the light curing unit to be activated when the set calibration position and the position of the bracket are overlapped by more than the threshold value, or when the set calibration position and the position of the bracket have errors below the threshold value.
한편, 광중합기 제어 방법은 단계 202의 판단 결과, 확인된 치아에 대한 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합하지 않는 경우에는 단계 201로 분기하여 치아에 대한 브라켓의 위치를 확인하는 과정을 수행할 수 있다. On the other hand, if it is determined in
즉, 광중합기 제어 방법은 설정된 교정 위치와 브라켓의 위치가 임계값 이하로 중첩되거나, 설정된 교정 위치와 브라켓의 위치가 임계값 이상의 오차가 있는 경우에 단계 201로 분기하여 치아에 대한 브라켓의 위치를 확인하는 과정을 수행할 수 있다.That is, when the set calibration position and the position of the bracket are overlapped with the threshold value or the set calibration position and the position of the bracket have an error of more than the threshold value, the process goes to
광중합기가 활성화되는 경우에만, 광중합기는 자외선을 조사할 수 있다.Only when the photopolymerizable group is activated, the photopolymerizable group can irradiate ultraviolet rays.
광중합기 제어 방법은 광중합기가 활성화되면, 스위칭 모듈로부터 컨트롤 신호 수신하고(단계 204), 수신된 컨트롤 신호에 따라 브라켓에 자외선을 조사하도록 광중합기를 제어한다(단계 205).When the light curing unit is activated, a control signal is received from the switching module (step 204), and the light curing unit is controlled to irradiate ultraviolet rays to the bracket according to the received control signal (step 205).
결국, 본 발명을 활용하면, 시술자가 직접 편안하게 자외선을 트리거링할 수 있어, 정확하고 효율적인 광중합이 가능하다.Ultimately, the present invention enables the practitioner to directly trigger the ultraviolet rays in a comfortable manner, thus enabling accurate and efficient photopolymerization.
도 3은 일실시예에 따른 교정치료를 위한 가이드 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 환자가 진료 의자에 누워 입을 벌리면 의료인 시점에서 이 환자의 구강 부분이 촬영된다. 이러한 촬영은 따로 배치된(stand alone) 카메라에 의해서 수행될 수도 있으나, 일실시예에 따르면 의료인이 착용하는 증강현실용 안경에 부착된 카메라에서 수행될 수도 있다. 본 발명이 웨어러블 기기, 이를테면 안경 형태의 웨어러블 기기에서 영상을 촬영하고 증강현실을 이 기기에서 제공하는 것에 한정되는 것은 아니다. 그러나 하나의 구현 가능한 실시예로서 안경 형태의 웨어러블 기기를 이하에서 설명하기로 한다. 다시 강조하건대 이러한 웨어러블 기기는 하나의 예시적 응용에 불과하다.FIG. 3 is a view for explaining the operation of the guide device for orthodontic treatment according to one embodiment. When the patient lies on the examination chair and opens his mouth, the oral part of the patient is taken at the time of the medical examiner. Such a photographing may be performed by a stand alone camera, but may be performed in a camera attached to an augmented reality glasses worn by a medical practitioner according to an embodiment. The present invention is not limited to photographing an image in a wearable device, such as a wearable device in the form of a spectacle, and providing an augmented reality in the device. However, as a possible embodiment, a wearable device in the form of a pair of glasses will be described below. Again, these wearable devices are just one example application.
한편, 다른 응용에서는 투명한 디스플레이(transparent display) 형태의 기기도 가능하다. 수술을 집도하는 의료인과 환자 사이에 위치하는 투명한 디스플레이 형태가 되면 의료인은 더욱 자유롭고 편하게 수술할 수 있다.In other applications, transparent display devices are also possible. Transparent display forms placed between the patient and the surgeon who is performing the surgery can make the surgeon more free and comfortable.
도 3은 이러한 예시적인 응용에 따라 안경형 웨어러블 기기에서 증강 현실 기법으로 드릴링 가이드가 이루어지는 모습이 도시된다. 웨어러블 기기에 연동되는 카메라가 환자의 구강 영상을 촬영하여 보내오면, 장치(100)는 영상에 포함된 복수 개의 특징점들을 이용하여 카메라 시점의 오브젝트 좌표계를 인식한다. 이러한 인식을 위한 특징점들은 마커 기반의 인식 또는 마커리스 기반의 인식 어느 쪽도 가능하다.FIG. 3 illustrates a drilling guide using an augmented reality technique in a spectacled wearable device according to this exemplary application. When the camera interlocked with the wearable device photographs and sends a mouth image of the patient, the
먼저 마커리스 기반의 인식을 설명한다. 일실시예에 따르면 상기 복수 개의 포인트들은 잇몸 및 치아 중 적어도 하나에 포함되는 특징점이다. 참고로 잇몸은 통상적으로 치조골을 싸고 있는 연조직을 의미하나, 연조직(soft tissue)과 치조골(hard tissue) 둘 다를 의미할 수도 있다. 상기와 같은 특징점은 치아의 모서리, 치아와 치아 사이의 치간 포인트, 입천장의 루게(palatal rugae), 파필라(palatal incisal paplla) 일 수 있다. 임플란트를 할 부분이 국부적이라서, 다른 치아가 있는 환자 (유치악 환자)의 경우 별다른 마커를 하지 않아도 현재 존재하는 치아들에서 다차원의 특징점들이 꽤 정교한 정도로 추출되기 때문에 이러한 마커리스 기반의 실시예가 가능하다. 특히 치아는 외부로 돌출되어 있고 그 자체로 X-레이나 CT 등 의료 영상을 3D로 구현한 데이터 내에도 공통적으로 존재하므로, 입력 영상에서 치아 특징점들을 추출해서 3D 데이터와 매칭하는 것이 매우 쉽다.First, we describe the markerless based recognition. According to an embodiment, the plurality of points are minutiae included in at least one of the gums and the teeth. For reference, the gum usually refers to the soft tissue surrounding the alveolar bone, but it may also refer to both soft tissue and hard tissue. Such features may be the edges of the teeth, the interdental points between the teeth and teeth, the palatal rugae of the palate, and the palatal incisal papilla. Since the portion to be implanted is localized, a multi-dimensional feature point is extracted to a fairly sophisticated degree from the existing teeth without the need of a special marker in the case of a patient with another tooth (tooth decay patient), so this markerless based embodiment is possible . Particularly, teeth are protruded to the outside, and since the medical images such as X-rays and CTs are commonly exist in the data that are implemented in 3D, it is very easy to extract tooth characteristic points from the input image and match with 3D data.
한편, 이러한 마커리스 기반의 인식을 대신하여 또는 이와 함께, 마커 기반의 인식도 가능하다. 환자의 구강을 X-레이나 CT로 촬영해도 이러한 마커가 촬영 되어야 특징점의 매칭 및 좌표 변환이 용이하기 때문에, 사용되는 물질은 방사선 불투과성 또는 방사선 컨트라스트 특성을 갖는 물질일 수 있다. 이를테면 이러한 포인트는 의료인이 환자의 잇몸이나 입천장 등에 미리 배치시켜 놓은 래이디오패이크 물질(radiopaque material)로 된 포인트들일 수 있다. 예를 들면 가타포처나 불투과성 레진 블록(resin block) 등이다.On the other hand, marker-based recognition is possible instead of or in addition to such markerless-based recognition. Even when the patient's oral cavity is photographed by X-ray or CT, the material used may be a material having radiopaque property or radiation contrast property because matching of the feature point and coordinate conversion are easy to be performed when these markers are photographed. Such points may be, for example, points made of radiopaque material that a medical person has previously placed in the patient's gums or palate. Such as, for example, garapata or impermeable resin blocks.
또 다른 실시예에서는 의료인이 잇몸 또는 치아에 미리 타투(tattoo)를 착색시켜 놓은 포인트들이 이용될 수도 있다. 이처럼 다양한 실시예들이 존재하므로 열거된 것들은 한정적인 것이 아니라 예시적인 것이다.In yet another embodiment, points may be used in which a medical person colors a tattoo in advance on a gum or tooth. As such various embodiments exist, the listed items are illustrative rather than restrictive.
이러한 마커들에 있어서, CT 영상과 구강 이미지 스캔 영상은 정합되어 있으므로, 수술 전에 이렇게 마커를 추가 배치하고 스캔을 다시 함으로써 수술 중 실시간 촬영되는 영상과 CT 영상 데이터 사이의 정합이 정교하게 이루어질 수 있다.In these markers, since the CT image and the oral image scan image are matched, the marker can be additionally disposed before the operation and the scan can be performed again, so that the matching between the real-time image and the CT image data during the operation can be elaborated.
한편 일실시예에 따르면 상기 프로세서는 플래닝에 따라 특정 위치에 교정 브라켓의 부착의 위치와 방향을 도 3의 이미지(310)과 같이 가이드로 제공할 수 있다. 상기와 같이 특징점들을 이용하여 기준 좌표계 상에 플래닝 된 교정 브라켓의 부착의 위치와 방향이 카메라 시점에서 오브젝트를 바라본 오브젝트 좌표계로 변환되면 3D 데이터 내의 의료인의 드릴링 계획이 실제 오브젝트 (잇몸) 위에 이미지(310)로 표시되는 것이다. 또한 CT 단면도와 X-ray 상에 교정 브라켓의 부착 위치와 방향이 도시되고 그 위에 드릴의 각도와 위치가 실시간으로 나타날 수 있다. 좌표 변환에 대해서는 더 상세히 후술하고, 여기서는 가이드라인에 대해 더 설명한다.According to one embodiment, the processor can provide the position and direction of attachment of the calibration bracket to a specific position as a guide, as shown in the image 310 of FIG. 3, according to the planning. When the position and orientation of the attachment of the calibration brackets planned on the reference coordinate system are converted into the object coordinate system in which the object is viewed at the camera view by using the minutiae points as described above, the drill plan of the medical person in the 3D data is displayed on the actual object ). In addition, the CT section and the mounting position and orientation of the calibration bracket on the X-ray are shown, and the angle and position of the drill can be shown in real time. The coordinate transformation will be described later in more detail, and the guideline will be further described here.
이러한 가이드 이미지(310)는 실제 교정 브라켓의 부착 모양, 또는 화살표 모양일 수도 있고, 대시 라인, 실선 등 다양한 형태일 수 있다. 고정(또는 부착)이 되어야 할 깊이 (길이)만큼만 표시가 따로 될 수도 있다. 또한, 이미지(310) 외에도 다양한 정보들이 함께 텍스트나 이미지로 표시될 수도 있다. 예를 들어, 환자의 이름, 성별, 나이, 질병 분류, 현재 고정(또는 부착)링이 되는 부분이 몇 번 치아 번호인지, 이전에 의료인이 남겨 둔 특이사항의 코멘트 등이 선택적으로 제시될 수도 있다.The guide image 310 may be an attachment shape of an actual calibration bracket, an arrow shape, or various shapes such as a dashed line, a solid line, and the like. Only the depth (length) to be fixed (or attached) may be displayed separately. In addition to the image 310, various information may be displayed together with text or images. For example, the patient's name, gender, age, disease classification, number of teeth that are currently fixed (or attached), number of teeth, comments of uniqueness previously left by the healthcare provider may optionally be presented .
또한, 치아의 위치 (상악의 치아 부분인지 하악의 치아 부분인지)나 치아의 종류(앞니인지 어금니인지 등)에 따라 이미지(310)의 색상이 다르게 표시되어 의료인이 위치를 혼동하지 않도록 시스템이 보조할 수도 있다. 또한 이미지(310)는 정지되지 않고 가이드 되어 고정(또는 부착)이 들어가는 방향으로 움직이는 애니매이션 등일 수도 있다. 이러한 다양한 시각적 처리는 의료인의 치료를 보조하고 혹시 있을 지 모를 의료적인 실수를 방지하기 위해 여러 가지로 준비될 수 있다. 나아가 시각적 가이드 라인과 함께 또는 선택적으로 음성으로 가이드라인 정보가 제시될 수도 있다. 의료인이 고정(또는 부착)을 잇몸에 가까이 가져가는 경우의 실시예들을 계속 설명한다.In addition, the color of the image 310 may be displayed differently depending on the position of the tooth (whether it is the maxillary tooth portion or the mandibular tooth portion) or the type of tooth (such as the front teeth or the molar teeth) You may. In addition, the image 310 may be an animation in which the image 310 is moved in a direction in which it is guided to be fixed (or attached) without being stopped. These diverse visualizations can be prepared in many ways to assist medical care and prevent any possible medical mistakes. Furthermore, the guideline information may be presented with the visual guidance or alternatively by voice. Embodiments in which a medical practitioner brings a fixation (or attachment) close to the gum will be described.
도 4는 일실시예에 따라 유치악 (부분 무치악) 구강에서의 특징 포인트 추출을 설명하기 위한 도면이다. 유치악 환자의 구강이 도시되었다. 일실시예에 따르면 영상 인식에 이용되는 복수 개의 포인트들은 잇몸 및 치아 중 적어도 하나에 포함되는 특징점이다. 이러한 특징점은 치아의 모서리, 치아와 치아 사이의 치간 포인트, 입천장의 루게(palatal rugae), 파필리아(palatal incisal papllia) 일 수 있다. 교정 브라켓의 부착을 할 부분이 국부적이라서, 다른 치아가 있는 환자 (유치악 환자)의 경우 별다른 마커를 하지 않아도 현재 존재하는 치아들에서 다차원의 특징점들이 꽤 정교한 정도로 추출되기 때문에 이러한 마커리스 기반의 실시예가 가능하다. 특히 치아는 그 자체로 X-레이나 CT 등 의료 영상을 3D로 구현한 데이터 내에도 공통적으로 존재하므로, 입력 영상에서 치아 특징점들을 추출해서 3D 데이터와 매칭하는 것이 매우 쉽다. 다만 주의할 점은 발치(이를 뺌)를 하는 경우 발치하지 않은 주변 치아의 배치는 약간 틀어질 수 있으므로 유치악 환자의 경우에도 보조적으로 마커 방식의 특징점 표시가 필요할 수 있다. 또는 더욱 정밀한 매칭을 위해 술부에 가까운 치아에 돌출 마커를 부착하는 방법이 유용할 수 있다.FIG. 4 is a diagram for explaining feature point extraction in the oral cavity (partial edentulous) mouth according to an embodiment. The mouth of the patient was shown. According to one embodiment, the plurality of points used for image recognition are minutiae included in at least one of the gums and the teeth. These feature points can be the edges of the teeth, interdental points between the teeth and teeth, palatal rugae of the palate, and palatal incisal papllia. Since the part to be attached to the correction bracket is localized, the multidimensional feature points are extracted to a fairly sophisticated degree from the existing teeth without any markers in the case of a patient with another tooth (tooth decay patient). An example is possible. Particularly, since the teeth themselves are common to the data in which the medical images such as X-rays and CT are implemented in 3D, it is very easy to extract the tooth characteristic points from the input image and match with the 3D data. However, it should be noted that the arrangement of peripheral teeth that have not been extracted may be slightly distorted when the extraction is performed. Alternatively, a method of attaching a protruding marker to a tooth close to the larynx for more precise matching may be useful.
도 4는 다른 일실시예에 따른 (완전) 무치악 구강에서의 특징 포인트 추출을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 무치악 환자의 구강의 경우, 또는 유치악인 경우에도 정확도 향상을 위해 마커를 표시하는 경우에 이러한 형태를 이용할 수 있다. 마커 형태나 개수는 다양할 수 있으며 도시된 실시예는 예시적인 것에 불과하다. 이를테면 수술 중에도 구강 카메라로 촬영이 되는 부위에 치아나 연조직에 부착되는 형태의 마커도 가능하며, 모양이 특수하다면 복수 개가 아니라 한 개인 실시예도 가능할 것이다. 동일한 선상에 있지 않은 곳에 세 개 이상의 포인트를 배치하는 경우, 이들이 3D 데이터에 반영되고 실시간 촬영 영상에도 반영 됨으로써, 양자의 매칭에 의한 방향 인식이 가능하다. 일실시예에 따르면 연산양을 줄이고 계산이 정확하게 되기 위해 정삼각형 형태로 각 꼭지점에 마커를 표시할 수 있다. 그리고 이러한 정삼각형 형태의 마커 부분을 두 곳 이상 두어서 영상 인식의 정확도를 높일 수 있다. 상술한 바와 같이 환자의 구강을 X-레이나 CT로 촬영해도 이러한 마커가 촬영 되어야 특징점의 매칭 및 좌표 변환이 용이하기 때문에, 마커로 사용되는 물질은 방사선 불투과성 또는 방사선 컨트라스트 특성을 갖는 물질일 수 있다. 이를테면 이러한 포인트는 의료인이 환자의 잇몸이나 입천장 등에 미리 배치시켜 놓은 래이디오패이크 물질(radiopaque material)로 된 포인트들일 수 있다.Fig. 4 is a diagram for explaining feature point extraction in (fully) edentulous oral cavity according to another embodiment. This type can be used in the case of the mouth of the edentulous patient shown, or in the case of marking the marker to improve the accuracy even in the case of invasive evil. The shape and number of the markers may vary, and the illustrated embodiments are merely illustrative. For example, a marker that is attached to a tooth or a soft tissue may be placed on a portion to be photographed with an oral camera even during surgery. If the shape is special, a plurality of the marker may be used. When three or more points are arranged on the same line, they are reflected in the 3D data and reflected in the real-time shot image, so that the direction can be recognized by matching them. According to one embodiment, markers can be displayed on each vertex in the form of an equilateral triangle to reduce the amount of computation and make the calculations accurate. In addition, it is possible to increase the accuracy of image recognition by placing two or more markers of the equilateral triangle shape. As described above, even when the patient's mouth is photographed by X-ray or CT, since the matching of the feature points and the coordinate transformation are easy to be performed, the substance used as the marker may be a substance having radiopaque property or radiation contrast property . Such points may be, for example, points made of radiopaque material that a medical person has previously placed in the patient's gums or palate.
프로세서가 영상 인식을 할 때 특징점들의 복잡도가 높아질수록 인식 정확도가 높아진다. 실시예들에 따라 마커로 이용될 수 있는 가타포처 및 핀을 도시한다. 도시된 가타포처는 종래 치과 용품으로 사용되는 것인데 실시예들에 따른 마커로 이용될 수 있다. 또한 헤드 부분에 래이디오패이크 물질이 배치된 핀이 활용될 수도 있다. 물리적 형태를 환자 잇몸에 박아 넣는 것이 어려운 경우에는 의료인이 잇몸 또는 치아에 미리 타투(tattoo)를 착색시켜 놓은 포인트들이 이용될 수도 있다. 이처럼 다양한 실시예들이 존재하므로 열거된 것들은 한정적인 것이 아니라 예시적인 것이다.The higher the complexity of the feature points when the processor recognizes the image, the higher the recognition accuracy. Illustrate the features and pins that may be used as markers in accordance with embodiments. The illustrated tabletop is used as a conventional dental appliance and can be used as a marker according to embodiments. In addition, a pin having a laser chip material disposed on the head portion may be utilized. If it is difficult to insert the physical form into the patient's gums, points may be used by the healthcare professional to color the tattoo on the gums or teeth. As such various embodiments exist, the listed items are illustrative rather than restrictive.
입력 영상에서 프로세서에 의해 특징점들이 인식되면 이들의 노말 방향이 계산될 수 있다. 증강현실을 위해 입력 영상을 제공하는 카메라의 위치 벡터 s라고 하고, 벡터 s로부터 제1 마커의 위치로의 방향 벡터를 u 1 , 제2 마커의 위치로의 방향 벡터를 u 2 , 제3 마커의 위치로의 방향 벡터를 u 3 으로 표현하면, 각 마커들의 위치 벡터 p 1 , p 2 , 및 p 3 는 아래 수학식과 같이 표현된다. 스칼라 값 r, s 및 t는 카메라 위치와 마커들 사이의 거리이다. 물론 마커가 하나인 예에서 이 벡터들은 마커 내의 복수 개의 포인트들에 대응할 수도 있다.When the feature points are recognized by the processor in the input image, their normal direction can be calculated. For augmented reality that the position vector s of a camera for providing an input image, from the vector s the direction vector of a first marker position u 1, the direction vector of a second marker position u 2, and the third marker When the direction vector to the position is represented by u 3 , the position vectors p 1 , p 2 , and p 3 of the respective markers are expressed by the following equations. The scalar values r, s, and t are the distance between the camera position and the markers. Of course, in the example of a single marker, these vectors may correspond to a plurality of points in the marker.
그러면, 스칼라 r, s 및 t는 아래 수학식 2의 방정식을 풀어서 구할 수 있다.Then, the scalar r, s, and t can be obtained by solving the following equation (2).
이렇게 마커의 위치 벡터들 p 1 , p 2 , 및 p 3 가 구해지면, 포인팅 위치의 위치 벡터 p가 구해질 수 있다. 그러면, 마커들 위치의 중심점으로부터, 노말(normal) 방향으로 h 만큼 떨어져 있다. 벡터 v는 마커들 위치가 이루는 평면의 노말 벡터이다. 그리고 아래 수학식을 참조하면 마커의 위치 벡터들 p 1 , p 2 , 및 p 3 로부터 주방향 벡터 p를 구할 수 있다.When the position vectors p 1 , p 2 , and p 3 of the markers are obtained, the position vector p of the pointing position can be obtained. Then, from the center point of the position of the markers, it is spaced by h in the normal direction. The vector v is a plane normal vector formed by the positions of the markers. Then, referring to the following equation, the main direction vector p can be obtained from the marker position vectors p 1 , p 2 , and p 3 .
상기와 같이 주방향 벡터 p를 하나 이상에 대해 구하고, 원래 3D 데이터가 구축된 기준 좌표계에서의 벡터와 비교하면 벡터 연산을 이용하여 좌표계 간의 변환 벡터 F를 구할 수 있다. 이 F를 이용하여 오브젝트 좌표계를 기준 좌표계로 변환할 수 있고, 반대로 F의 역인 F -1 을 이용하여 기준 좌표계 상의 플래닝 가이드를 현실의 오브젝트 좌표계 쪽으로 변환할 수도 있다.As described above, if one or more of the main direction vectors p is obtained and compared with the vector in the reference coordinate system in which the original 3D data is constructed, the transformation vector F between the coordinate systems can be obtained by using the vector operation. It is possible to use this F converts the object coordinate system to the reference coordinate system, on the contrary may use the inverse F F -1 of the conversion to the Planning Guide on the reference coordinate system into the coordinate system of the real object.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA) A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 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 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
치아에 대한 브라켓의 위치를 기반으로 광중합기의 활성화를 결정하는 처리부; 및
상기 광중합기가 활성화된 경우, 컨트롤 신호에 응답하여 상기 브라켓에 자외선을 조사하도록 상기 광중합기를 제어하는 제어부
를 포함하는 광중합기 제어 장치.
1. A light control apparatus for controlling a light curing apparatus which is non-practically implemented by a computing terminal,
A processor for determining the activation of the light curing unit based on the position of the bracket relative to the tooth; And
A controller for controlling the light curing unit to irradiate ultraviolet rays to the bracket in response to a control signal when the light curing unit is activated,
And a light control unit.
상기 처리부는,
상기 치아에 대한 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합하는 경우, 상기 광중합기의 활성화를 결정하는 광중합기 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the activation of the light curing unit is determined when the position of the bracket with respect to the tooth meets a predetermined criterion.
상기 처리부는,
교정 플랜에 따라 상기 치아에 설정된 교정 위치와 상기 브라켓의 위치가 임계값 이상으로 중첩되는 경우, 상기 미리 지정된 기준에 부합하는 것으로 판단하는 광중합기 제어 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein,
And judges that the position matches the predetermined reference when the calibration position set on the tooth and the position of the bracket overlap with a threshold value or more according to a calibration plan.
상기 컨트롤 신호는 상기 광중합기와 유무선으로 연결되는 스위칭 모듈에 의해 생성되는 광중합기 제어 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the control signal is generated by a switching module connected to the light curing unit by wire or wire.
상기 스위칭 모듈은,
풋 스위치(foot switch)에 의해 온 오프 제어되고, 상기 온 오프 제어에 따라 상기 컨트롤 신호의 생성을 제어하는 광중합기 제어 장치.
5. The method of claim 4,
The switching module includes:
Off control by a foot switch and controls the generation of the control signal in accordance with the on-off control.
상기 스위칭 모듈은,
미리 지정된 음성신호에 응답하여 상기 컨트롤 신호를 생성하는 광중합기 제어 장치.
5. The method of claim 4,
The switching module includes:
And said control signal is generated in response to a pre-designated speech signal.
상기 제어부는,
상기 컨트롤 신호에 따라, 조사량 및 조사시점 중에서 적어도 하나를 제어하여 상기 자외선을 조사하도록 상기 광중합기를 제어하는 광중합기 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
And controls the light curing unit to control at least one of the irradiation amount and the irradiation point in accordance with the control signal to irradiate the ultraviolet light.
처리부에서, 치아에 대한 브라켓의 위치가 미리 지정된 기준에 부합하는 경우, 광중합기의 활성화를 결정하는 단계; 및
제어부에서, 상기 광중합기가 활성화된 경우, 컨트롤 신호에 응답하여 상기 브라켓에 자외선을 조사하도록 상기 광중합기를 제어하는 단계
를 포함하는 광중합기 제어 방법.
A method of controlling a light curing unit, which is implemented non-uniformly by a computing terminal,
In the processing section, if the position of the bracket with respect to the teeth conforms to a predetermined criterion, determining activation of the light curing unit; And
Controlling the light curing unit to irradiate ultraviolet light to the bracket in response to a control signal when the light curing unit is activated,
And controlling the light amount of the light.
상기 광중합기의 활성화를 결정하는 단계는,
교정 플랜에 따라 상기 치아에 설정된 교정 위치와 상기 브라켓의 위치가 임계값 이상으로 중첩되는 경우, 상기 미리 지정된 기준에 부합하는 것으로 판단하는 단계
를 포함하는 광중합기 제어 방법.
9. The method of claim 8,
The step of determining activation of the light-
Determining that the calibration position and the position of the bracket overlap with each other by more than a threshold according to a calibration plan,
And controlling the light amount of the light.
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