KR20170044935A

KR20170044935A - 치아우식 진단장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170044935A
Application number: KR1020150144661A
Authority: KR
Inventors: 이민오; 이준희; 주종우
Original assignee: 이민오; 주종우; 이준희
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2017-04-26

Abstract

본 발명은 「치아에 투과광을 조사(照射)하는 광원부; 상기 투과광이 조사된 치아를 촬영하되, 촬영된 빛 가운데 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 분리하여 주는 촬영부; 및 상기 촬영부가 촬영하여 분리한 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 전달받아 각각의 이미지를 생성하는 이미지생성부;를 포함하여 구성된 치아우식 진단장치」 및 「(a) 치아에 투과광을 조사(照射)하는 단계; (b) 상기 투과광이 조사된 치아를 촬영하여 이미지를 생성하되, 400~450㎚ 파장의 빛만 필터링한 제1이미지와 800~850㎚ 파장의 빛만 필터링한 제2이미지를 각각 생성하는 단계; 및 (c) 제1이미지와 제2이미지에서 음영으로 나타난 부분 중 겹치는 부분을 제외하고 제1이미지에서만 음영으로 나타난 부분을 판별하는 단계;를 포함하여 이루어지는 치아우식 진단방법」을 제공한다.

Description

치아우식 진단장치 및 방법{An apparatus and a method for scanning dental caries}

본 발명은 치아우식 진단장치 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 투과광이 조사(照射)된 치아를 촬영하되 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 필터링하여 각각 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 치아우식 진단장치 및 투과광이 조사된 치아를 촬영하여 이미지를 생성하되, 400~450㎚ 파장의 빛만 필터링한 제1이미지와 800~850㎚ 파장의 빛만 필터링한 제2이미지를 각각 생성하여 제1이미지에서만 음영으로 나타나는 부분을 판별하는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 치아우식 진단방법에 관한 것이다.

치아우식증은 치아의 표면에 부착되어 있는 치면세균막에서 세균이 대사산물로 배출하는 산으로 인하여 무기질이 이탈되어 법랑질과 상아질이 서서히 침식되어 가는 질병으로 빈발하는 만성 질병이다. 그 진행단계를 살펴보면 법랑질에 국한된 조직의 변화인 초기단계와 상아법랑경계 또는 상아질로 변하는 진행단계 및 와동형성이 되는 말기단계로 분류할 수 있다.

치아우식증에 의해 파괴된 치아조직은 재생되지 않으므로 치아우식증을 초기에 진단하는 것은 매우 중요하다. 그러나 치아우식의 초기단계는 신경이 없는 법랑질에 국한되기에 통증이 없고, 어두운 착색 외에 백색 반점으로도 나타나기 때문에 육안으로 구별이 어려운 경우가 많다. 이와 같은 상황에서 등록특허 제1069026호가 X-ray 이미지를 이용하여 치아우식증 분석을 하는 기술에 대해 선보이고 있고, 등록특허 제1089813호가 LED를 이용한 치아우식증 진단 장치를 선보이고 있다. 그러나 이들 선행기술에 의할 때 치아우식증의 말기단계 진단은 쉽게 이루어질 수 있지만 치아우식증의 초기단계 진단은 정확하게 이루어지지 못하는 것이 여전히 문제로 지적되고 있다.

등록특허 제1069026호 "치아우식증 분석을 위한 이미지 변환 시스템 및 그 방법", 2011. 09. 29. 등록특허 제1089813호 "LED를 이용한 우식 진단 장치", 2011. 12. 12.

본 발명은 투과광이 조사(照射)된 치아를 촬영하되 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 필터링하여 각각 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 치아우식 진단장치 및 투과광이 조사된 치아를 촬영하여 이미지를 생성하되, 400~450㎚ 파장의 빛만 필터링한 제1이미지와 800~850㎚ 파장의 빛만 필터링한 제2이미지를 각각 생성하여 제1이미지에서만 음영으로 나타나는 부분을 판별하는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 치아우식 진단방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 과제의 해결을 위해 본 발명은 「치아에 투과광을 조사(照射)하는 광원부; 상기 투과광이 조사된 치아를 촬영하되, 촬영된 빛 가운데 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 분리하여 주는 촬영부; 및 상기 촬영부가 촬영하여 분리한 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 전달받아 각각의 이미지를 생성하는 이미지생성부;를 포함하여 구성된 치아우식 진단장치」를 제공한다.

이때, 상기 촬영부는, 촬영된 빛을 2개의 경로로 분산하여 주는 분산수단; 상기 경로 중 한 곳에 구비되어 400~450㎚ 파장의 빛만을 통과시키는 제1밴드패스필터; 및 상기 경로 중 나머지 한 곳에 구비되어 800~850㎚ 파장의 빛만을 통과시키는 제2밴드패스필터;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.

이 경우, 상기 분산수단은 프리즘으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 상기 분산수단은 촬영된 빛 가운데 일부는 통과시키고 일부는 반사시키는 스플릿 미러 및 상기 스플릿 미러에서 반사된 빛을 설정된 각도로 재반사시키는 미러로 이루어진 것을 특징으로 할 수도 있다.

또한, 본 발명은 「(a) 치아에 투과광을 조사(照射)하는 단계; (b) 상기 투과광이 조사된 치아를 촬영하여 이미지를 생성하되, 400~450㎚ 파장의 빛만 필터링한 제1이미지와 800~850㎚ 파장의 빛만 필터링한 제2이미지를 각각 생성하는 단계; 및 (c) 제1이미지와 제2이미지에서 음영으로 나타난 부분 중 겹치는 부분을 제외하고 제1이미지에서만 음영으로 나타난 부분을 판별하는 단계;를 포함하여 이루어지는 치아우식 진단방법」을 함께 제공한다.

본 발명에 따른 치아우식 진단장치 및 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

1. 치아우식증의 진행여부를 객관적인 기준에 의해 명확하게 진단할 수 있게 된다.

2. 육안이나 임상적으로 판별이 어려운 초기단계의 치아우식증도 정확하게 진단할 수 있게 되어 치아우식증의 조기발견 및 치료를 가능하게 해준다.

[도 1]은 본 발명에 따른 치아우식 진단장치 및 방법에 적용되는 원리의 모식도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 치아우식 진단장치의 일 실시예의 모식도이다.
[도 3] 및 [도 4]는 본 발명에 따른 치아우식 진단장치의 촬영부의 구체적인 실시예들의 모식도이다.
[도 5]는 본 발명에 따른 치아우식 진단장치에 의해 생성된 이미지들을 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 치아우식 진단장치 및 방법에 관하여 상세하게 설명한다.

1. 치아우식 진단장치

[도 1]에는 본 발명에 따른 치아우식 진단장치 및 방법에 적용되는 원리의 모식도가 도시되어 있고, [도 2]에는 본 발명에 따른 치아우식 진단장치의 일 실시예의 모식도가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 치아우식 진단장치는, 치아에 투과광을 조사(照射)하는 광원부(10), 상기 투과광이 조사된 치아를 촬영하되, 촬영된 빛 가운데 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 분리하여 주는 촬영부(20) 및 상기 촬영부(20)가 촬영하여 분리한 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 전달받아 각각의 이미지를 생성하는 이미지생성부(30)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

위와 같은 구성은 [도 1]에 나타난 원리에 따른 것이다. [도 1]의 원리는 치아 시편에 투과광을 조사한 상태에서 촬영을 진행하되 다양한 파장대를 각각 필터링하여 촬영을 진행한 결과 발견된 것이다. 그 내용을 구체적으로 살펴보면, 450㎚로 표시된 400~450㎚ 파장대에서는 초기 치아우식 부위와 말기 치아우식 부위가 모두 음영으로 나타나지만 850㎚로 표시된 800~850㎚ 파장대에서는 말기 치아우식 부위만이 음영으로 나타난다는 사실을 확인한 것이다.

이와 같은 현상은 치아 시편에 투과광을 조사한 상태에서 촬영을 진행할 때 건강한 치아에서는 325~350㎚ 파장대의 여기(excitation)광에 의해 400~450㎚ 범위와 625㎚에서 피크(peak) 형광 스펙트럼이 관찰되는 반면, 치아우식증이 있는 치아에서는 625㎚ 피크의 변화는 크지 않지만 400~450㎚ 범위의 피크가 급격하게 감소되며, 치아우식증의 진행 될수록 형광 스펙트럼의 절대적인 강도(intensity)도 급격하게 감소하기 때문에 발생하는 것이다. 즉, 400~450㎚ 범위의 파장대의 빛만을 필터링하여 촬영한다면 건강한 치아의 경우 325~350㎚ 파장대 빛이 형광화 되어 밝게 나타나지만 치아우식증이 있는 치아의 경우 어둡게 나타나게 되는 것으로 설명될 수 있다.

이와 같은 원리를 활용하면 치아에 투과광을 조사하여 촬영하되 400~450㎚ 파장대의 빛만을 필터링한 이미지와 800~850㎚ 파장대의 빛만을 필터링한 이미지를 각각 생성할 경우 2개 이미지에서 공통적으로 나타난 음영부분은 말기 치아우식 부위이고, 400~450㎚ 파장대의 빛만을 필터링하여 생성한 이미지에서만 음영으로 나타난 부분은 초기 치아우식 부위라고 진단할 수 있게 된다. 그 결과 육안이나 임상적으로 판별이 어려웠던 초기 치아우식 부위를 정확하게 판별해낼 수 있게 된다. 더 나아가 이를 통해 치아우식증의 진단과 치료의 효율성을 제고할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 치아우식 진단장치의 각 구성요소들을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

상기 광원부(10)는 치아에 투과광을 조사(照射)하는 역할을 수행하는 부분이다. 그 형태는 치아를 양쪽에서 감싸며 덮을 수 있도록 구성되는 것이 진단의 효율적인 진행을 위해 바람직하다. 또한 상기 투과광의 광원으로는 다양한 광원이 적용될 수 있으나 LED 광원을 사용하는 것이 광원의 조도 및 에너지 효율 등의 측면에서 바람직하다. [도 2]의 실시예에서 상기 광원부(10)의 광원으로는 LED 광원(11)이 적용되어 있다.

상기 촬영부(20)는 상기 투과광이 조사된 치아를 촬영하되, 촬영된 빛 가운데 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 분리하여 주는 역할을 수행하는 부분이다. 구체적으로 상기 촬영부(20)는 촬영된 빛을 2개의 경로로 분산하여 주는 분산수단, 상기 경로 중 한 곳에 구비되어 400~450㎚ 파장의 빛만을 통과시키는 제1밴드패스필터(22a) 및 상기 경로 중 나머지 한 곳에 구비되어 800~850㎚ 파장의 빛만을 통과시키는 제2밴드패스필터(22b)를 포함하여 구성된다.

상기 분산수단은 다양한 형태로 구현될 수 있는데, [도 3] 및 [도 4]에 도시된 상기 촬영부(20)의 구체적인 실시예들을 통해 상기 분산수단의 구체적인 실시예들을 확인할 수 있다.

[도 3]의 실시예를 살펴보면 상기 촬영부(20)는 상기 분산수단으로 프리즘(21a)을 채택하고 있다. 구체적으로 상기 프리즘(21a)으로는 윌리엄스 빔 분리 프리즘이 적용될 수 있는데, 이는 광선속을 2개의 평행광선속으로 분할하기 위해서 사용되는 5각형의 프리즘으로서 원래 광선속의 중심부를 이용할 수 있고 분할에 따른 광량의 손실이 적은 것이 장점이다.

[도 4]의 실시예는 상기 촬영부(20)의 분산수단으로 촬영된 빛 가운데 일부는 통과시키고 일부는 반사시키는 스플릿 미러(21b) 및 상기 스플릿 미러(21b)에서 반사된 빛을 설정된 각도로 재반사시키는 미러(21c)를 채택하고 있다. 구체적으로 상기 스플릿 미러(21b)에 의해 반사된 빛은 상기 미러(21c)에 의해 재반사되어 400~450㎚ 파장의 빛만을 통과시키는 제1밴드패스필터(22a)가 배치된 경로로 진행하게 되어 있으며, 상기 스플릿 미러(21b)를 통과한 빛은 800~850㎚ 파장의 빛만을 통과시키는 제2밴드패스필터(22b)가 배치된 경로로 진행하게 되어 있다.

상기 이미지생성부(30)는 상기 촬영부(20)가 촬영하여 분리한 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 전달받아 각각의 이미지를 생성하는 역할을 수행하는 부분이다. 상기 이미지생성부(30)는 이미지센서를 포함하여 구성되는데, 상기 이미지센서로는 CCD와 CMOS형 모두 적용가능하다.

[도 5]에는 본 발명에 따른 치아우식 진단장치에 의해 생성된 이미지들이 나타나 있다. 이를 살펴보면 [도 1]과 관련하여 설명한 사실을 실질적으로 확인할 수 있다. [도 5] 중 좌측 상단에 850㎚로 표기된 사진이 800~850㎚ 파장대만을 필터링하여 치아를 촬영한 것이고, 우측 하단에 450㎚로 표기된 사진이 400~450㎚ 파장대만을 필터링하여 치아를 촬영한 것인데, 우측 하단의 사진의 음영부분이 더 넓게 나타나 있다. 또한 우측 상단에 파장대에 따라 음영으로 나타나는 영역이 표시되어 있는데 음영의 450㎚ 정도의 파장대에서 음영이 가장 넓게 나타남을 확인할 수 있다. 이를 통해 450㎚로 표기된 400~450㎚ 파장대의 사진에서만 음영으로 나타난 부분을 구별해 낼 수 있고, 구별된 부분이 초기 치아우식 부위라고 진단할 수 있게 된다.

2. 치아우식 진단방법

본 발명에 따른 치아우식 진단방법은, (a) 치아에 투과광을 조사(照射)하는 단계, (b) 상기 투과광이 조사된 치아를 촬영하여 이미지를 생성하되, 400~450㎚ 파장의 빛만 필터링한 제1이미지와 800~850㎚ 파장의 빛만 필터링한 제2이미지를 각각 생성하는 단계 및 (c) 제1이미지와 제2이미지에서 음영으로 나타난 부분 중 겹치는 부분을 제외하고 제1이미지에서만 음영으로 나타난 부분을 판별하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 치아우식 진단방법은 위에서 설명한 치아우식 진단장치에 의해 수행될 수도 있지만 치아의 촬영을 각각 다른 필터를 사용하여 2번 진행하는 방식으로 수행될 수도 있다. 또한 상기 (c)단계에서 제1이미지에서만 음영으로 나타난 부분은 초기 치아우식 부위라고 진단할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 치아우식 진단방법에 의하면 육안이나 임상적으로 진단이 어려운 초기 치아우식 부위를 정확하고 객관적으로 판별할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.

1: 치아
10: 광원부
11: LED 광원
20: 촬영부
21a: 프리즘 21b: 스플릿 미러 21c: 미러
22a: 제1밴드패스필터 22b: 제2밴드패스필터
30: 이미지생성부

Claims

치아에 투과광을 조사(照射)하는 광원부(10);
상기 투과광이 조사된 치아를 촬영하되, 촬영된 빛 가운데 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 분리하여 주는 촬영부(20); 및
상기 촬영부(20)가 촬영하여 분리한 400~450㎚ 파장의 빛과 800~850㎚ 파장의 빛을 전달받아 각각의 이미지를 생성하는 이미지생성부(30);를 포함하여 구성된 치아우식 진단장치.
제1항에서,
상기 촬영부(20)는,
촬영된 빛을 2개의 경로로 분산하여 주는 분산수단;
상기 경로 중 한 곳에 구비되어 400~450㎚ 파장의 빛만을 통과시키는 제1밴드패스필터(22a); 및
상기 경로 중 나머지 한 곳에 구비되어 800~850㎚ 파장의 빛만을 통과시키는 제2밴드패스필터(22b);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 치아우식 진단장치.
제2항에서,
상기 분산수단은 프리즘(21a)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 치아우식 진단장치.
제2항에서,
상기 분산수단은 촬영된 빛 가운데 일부는 통과시키고 일부는 반사시키는 스플릿 미러(21b) 및 상기 스플릿 미러(21b)에서 반사된 빛을 설정된 각도로 재반사시키는 미러(21c)로 이루어진 것을 특징으로 하는 치아우식 진단장치.
(a) 치아에 투과광을 조사(照射)하는 단계;
(b) 상기 투과광이 조사된 치아를 촬영하여 이미지를 생성하되, 400~450㎚ 파장의 빛만 필터링한 제1이미지와 800~850㎚ 파장의 빛만 필터링한 제2이미지를 각각 생성하는 단계; 및
(c) 제1이미지와 제2이미지에서 음영으로 나타난 부분 중 겹치는 부분을 제외하고 제1이미지에서만 음영으로 나타난 부분을 판별하는 단계;를 포함하여 이루어지는 치아우식 진단방법.