KR20180119630A - 치아 질환 발생의 감지 및 감시 - Google Patents

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룬 피스커
헨릭 존 브란트
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쓰리세이프 에이/에스
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Abstract

본 발명은 치아 질환의 발생을 검지 및 감시하기 위한 방법, 사용자 인터페이스 및 시스템을 개시한다. 특히, 본 발명은 제1 시점과 제2 시점에서 기록된 환자의 치아들 세트의 디지털 3D 표현들을 비교함으로써 그러한 발생을 검지 및 감시하는 것에 관한 것이다.

Description

치아 질환 발생의 감지 및 감시
본 발명은 일반적으로 치아 질환 발생을 감지 및 감시하기 위한 방법들, 사용자 인터페이스들, 시스템들 및 컴퓨터 프로그램 제품들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상이한 시점들에서 기록된 환자의 치아들 세트의 디지털 3D 표현들을 비교함으로써 그 발생을 감지 및 감시하는 것에 관한 것이다.
제1 및 제2 시점(a first and a second point in time) 사이에서 환자의 치아들의 움직임을 감지 및 감시하는 방법을 개시하며, 여기서 이 방법은,
­ 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하고, 적어도 하나의 치아에 대한 제1의 3D 치아 모델을 형성하도록 제1 디지털 3D 표현을 세분화하는 것;
­ 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하고, 적어도 하나의 치아에 대한 제2의 3D 치아 모델을 형성하도록 제2 디지털 3D 표현을 세분화하는 것;
­ 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 국소적으로 정렬시키는 것;
­ 국소적으로 정렬된 제1 및 제2의 3D 치아 모델들 상에서 하나 또는 그 초과의 상응하는 부위들을 선택하는 것;
­ 환자의 치아들 세트의 전체적인 정렬에 따라 제1 및 제2 디지털 3D 표현들 또는 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 배열하고, 선택된 상응하는 부위들간의 거리들을 도출하는 것; 및
­ 도출된 거리들에 기초하여 제1 및 제2 시점 사이에서 적어도 하나의 치아에 대한 치아 움직임을 결정하는 것을 포함한다.
국소적으로 정렬된 3D 치아 모델들 상에서 상응하는 부위들을 선택하는 것은 정확한 기하학적 대응성을 확립할 수 있다는 이점을 제공한다. 치아 표면 상의 해부학적인 상응하는 부위들간의 거리에 기초하여 상이한 시점들 사이에서 치아 움직임을 결정하는 것은 해부학적으로 동일한 부분들과 반드시 관련되는 것은 아닌 치아 표면들의 최근접 부분들간의 거리를 측정하는 종래기술의 방법들보다 더 정확한 측정값을 제공한다. 해부학적으로 정확한 거리 및 움직임은, 예를 들어, 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 국소적으로 정렬시키는 변환 행렬로부터 결정될 수 있다.
상이한 시점들에서 획득한 2 개의 디지털 3D 표현들을 비교하는 것에 의해, 예를 들어, 치아 움직임의 발생을 검지하는 것은 여러 디지털 3D 표현들을 비교하는 것, 및 시간 경과에 따라 환자의 치아들 움직임의 발생을 감시하는 것까지 확장될 수 있다. 감시는 일련의 디지털 3D 표현들이 기록되도록 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 전 및/또는 후 사이에 기록된 몇몇 다른 디지털 3D 표현들을 포함할 수 있다.
그 후, 비교는, 예를 들어, 연속하여 획득된 2 개의 디지털 3D 표현들 사이나 또는 최근 획득된 디지털 3D 표현과 환자에 대해 획득된 제1 디지털 3D 표현 사이에서 가능하다. 제1 예에서는, 클리닉의 마지막 방문 이후에 발현이 검지될 수 있다. 제2 예에서는, 감시 시작 이후에 전체적인 발현이 검지된다. 그러나, 일부 경우들에서는, 오퍼레이터가 이전의 디지털 3D 표현들 중 어느 것이, 주어진 디지털 3D 표현과 비교되어야 할 지를 결정할 수 있게 하는 것이 또한 유리할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 개시된 방법을 구현하도록 구성된 사용자 인터페이스는 오퍼레이터가 몇몇 획득된 디지털 3D 표현들 중 어느 것과 비교되어야 하는지를 결정할 수 있는 것을 제공한다.
클리닉의 2 회 또는 그 초과의 방문 시에 기록된 디지털 3D 표현들에 기초하여 환자의 치아들 세트의 발현을 가시화할 때, 사용자 인터페이스는 모든 디지털 3D 표현들을 정렬하는 것, 및 타임라인 표시기(timeline indicator)에 기초하여 상이한 디지털 3D 표현들의 투명도를 제어하는 것에 의해, 발현을 시각화하도록 구성될 수 있다. 그리고, 주어진 디지털 3D 표현의 투명도는 타임라인 표시기가 상응하는 시점에서 멀리 떨어져 있을 때에 증가한다. 이 경우, 최근접 1 개 또는 2 개의 디지털 3D 표현들만이 타임라인 상의 임의의 주어진 표시기 위치를 볼 수 있는 것이 바람직하다.
디지털 3D 표현들은, 환자의 치아들 세트의 형태, 즉 잇몸의 모양 및/또는 개별 치아들의 모양, 및 입 안에서의 그들의 상대적 배열을 기록하도록 구성된 구강 스캐너와 같은, 당업자에게 알려진 다양한 스캐닝 기술들을 사용하여 획득될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 디지털 3D 표현들은 색 데이터 및/또는 음영 데이터와 같은 텍스처 데이터(texture data)를 더 포함한다. 이는, 예를 들어, 치아 색들을 기록할 수 있는 구강 스캐너를 사용하여 치아들이 스캔된 경우일 수도 있다. 이것은 치아들의 색 및/또는 음영의 변화를 검지 및 감시할 수 있는 것을 제공한다. 따라서, 일부 실시예들에서, 검지는 제1 및 제2 디지털 3D 표현에서 적어도 관심 부위에 대한 색 값(color value)을 결정하는 것, 및 제1 및 제2 디지털 3D 표현 간의 색 값의 변화를 결정하는 것을 포함하고 있다.
본 발명의 문맥에서, 구문 "환자의 치아들 세트"는 환자의 잇몸 및/또는 치아들의 일부 또는 전부를 지칭할 수 있다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 제1 및 제2 디지털 3D 표현들을 세분화하는 것을 포함한다. 세분화는 상이한 치아들에 상응하는 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 일부를 식별한다. 세분화는 식별된 치아들과 잇몸을 구분할 수 있고, 개별적인 치아 및 잇몸의 독립적 3D 모델들로서 취급할 수 있는 것을 제공한다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 제1 및 제2 디지털 3D 표현들을 전체적으로 정렬하는 것을 포함한다. 이는, 예를 들어, 이 방법이 개별 치아의 위치 변화를 감시하는 경우에 유리하며, 여기서 전체적으로 정렬된 디지털 3D 표현들의 치아들 부분들간의 직접적 비교를 사용하여, 시간 경과에 따른 임의의 치아 움직임을 검지할 수 있다. 이 정렬은 디지털 3D 표현들 간의 공간적 상응성을 결정하는 것을 제공한다.
일부 실시예들에서, 전체적 정렬은 기록된 제1 및 제2 디지털 3D 표현들 사이에서의 경과된 시간 동안 변화/움직임이 없을 가능성이 가장 높은 치아들 세트의 부분들에 상응하는 디지털 3D 표현들의 부분들에 기초하고 있다. 예를 들어, 환자의 위턱의 루게(rugae)는 전치들(anterior teeth)의 위치만을 교정하는 치아 교정 치료 동안 환자의 어금니들과 같이 움직이지 않을 것으로 예상되는 치아들뿐만 아니라, 디지털 3D 표현들의 전체적 정렬시에도 사용될 수 있다. 전체적 정렬은, 예를 들어, 디지털 3D 표현들의 상응하는 부분들, 디지털 3D 표현들의 오퍼레이터 선택 영역들, 또는 환자의 치아들 세트에서의 하나 또는 그 초과의 사분면의 치아들로 정의된 3 점들에 기초하고 있다. 단일 치아가, 예를 들어, 치아 교정 치료 중에 움직이면, 전체적 정렬도 인접한 치아들을 기반으로 할 수도 있다.
일련의 디지털 3D 표현들에 대해, 정렬은 각 디지털 3D 표현을 일련의 이전의 디지털 3D 표현, 즉 가장 가까운 이전의 디지털 3D 표현으로 정렬하는 것을 포함할 수도 있다. 그러나, 일부 경우들에서는, 오퍼레이터가 이전 디지털 3D 표현들 중 어느 것이, 주어진 디지털 3D 표현과 정렬되어야 할지를 결정할 수 있게 하는 것이 또한 유리할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 세분화된 치아들을 국소적으로 정렬하는 것을 포함한다. 본 출원의 문맥에서, "세분화된 치아들을 국소적으로 정렬한다”라는 문구는 하나의 디지털 3D 표현의 하나 또는 그 초과의 세분화된 치아들이 다른 디지털 3D 표현의 상응하는 치아들와 개별적으로 정렬되는 상황을 지칭한다. 국소적 정렬은, 예를 들어, 디지털 3D 표현들로부터 추출된 송곳니(canine tooth)의 디지털 3D 모델들을 정렬하는 것과 같은, 디지털 3D 표현들로부터 추출된 치아들의 상응하는 디지털 3D 모델들을 정렬하는 것에 의해 실현될 수 있다. 따라서, 제1 디지털 3D 표현의 세분화된 치아들의 3D 모델들은 제2 디지털 3D 표현의 치아들의 상응하는 3D 모델들과 치아 대 치아 기반으로 정렬된다. 즉, 이 정렬은 치아들의 전체 세트의 전체 스케일보다는 개별 치아들의 스케일에 국한된다. 따라서, 상이하게 세분화된 치아들을 정렬하는데 사용되는 변환법들은 모든 치아들 및 잇몸에 동일한 변환법이 적용되는 전체적인 정렬에 비해 다를 수 있다.
세분화된 치아들의 3D 모델들의 국소적 정렬은 디지털 3D 표현들의 기록 사이에 치아들의 어떠한 상대적인 움직임에 관계없이 디지털 3D 표현들의 상응하는 치아들이 정확하게 정렬될 수 있다는 이점을 제공한다. 따라서, 디지털 3D 표현들의 치아들간의 진정한 해부학적 대응성을 얻을 수 있다.
일부 실시예들에서, 국소적으로 정렬된 제1 및 제2의 3D 치아 모델들 상의 하나 또는 그 초과의 상응하는 부위들을 선택하는 것은 제1 및/또는 제2의 3D 치아 모델의 전체 표면을 선택하는 것을 포함한다. 그 후, 치아의 움직임은 움직인 거리의 확실한 결정을 제공하는 치아 표면 전체에 대하여 결정되고, 예를 들어, 거리 맵은 전체적으로 정렬된 제1 및 제2의 3D 치아 모델들로부터 또는 전체적으로 정렬된 제1 및 제2 디지털 3D 표현들로부터 도출될 수 있다. 거리 맵은 전체 치아 표면에 걸친 거리 변화를 나타낸다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 환자의 치아들 세트에 대한 하나 또는 그 초과의 관심 부위들을 선택하는 것을 포함한다. 관심 부위들은, 예를 들어, 제1 디지털 3D 표현 상에 표시될 수 있고, 그 후 제1 및 제2 디지털 3D 표현 간의 공간적 대응성에 기초하여 제2 디지털 3D 표현 상의 상응하는 부위들이 결정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 환자의 치아들 세트에 대한 하나 또는 그 초과의 관측점(watch point)들을 정의하는 것, 및 관측점에 위치한 이들 부분들에서 제1 및 제2 디지털 3D 표현들 사이에서 파라미터의 변화를 검지하는 것을 포함한다. 관심 부위들과 마찬가지로, 관측점들이 제1 디지털 3D 표현 상에 표시될 수도 있고, 그 후 제1 및 제2 디지털 3D 표현 간의 공간적 대응성에 기초하여 제2 디지털 3D 표현의 상응하는 부분들이 결정될 수 있다.
관심 부위들 및/또는 관측점들은, 예를 들어, 일부 치아 질환이 발생될 수 있을 것으로 치과 의사가 예상하는 환자의 치아들 세트의 부분들에 대해 정의될 수 있다. 예를 들어, 치과 의사는 치아 표면의 색 변화가 충치 발생의 초기 징후라고 의심하는 관측점을 정의하도록 선택할 수 있다.
본 발명은 제1 시점과 제2 시점 사이에서 환자의 치아들 세트에 대한 치아 질환 발생을 검지하는 방법을 개시하며, 여기서 이 방법은,
­ 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 것; 및
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들 중 적어도 일부를 비교하는 것을 포함한다.
또한, 본 발명은 환자의 치아들 세트를 감시하는 방법도 개시하며, 여기서 이 방법은,
­ 상이한 시점들에서 기록된 치아들의 일련의 디지털 3D 표현들을 획득하는 것;
­ 디지털 3D 표현들 중 적어도 일부를 정렬하는 것;
­ 정렬된 디지털 3D 표현들 중 적어도 일부를 비교하는 것; 및
­ 이 비교에 기초하여 치아들 중 적어도 하나의 치아 질환 발생을 검지하는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 이 비교에 기초하여 치아 질환에 관한 파라미터의 변화가 검지된다.
파라미터는 하나 또는 그 초과의 치아들의 색, 음영, 크기 및 모양, 치아들의 상대적인 정렬, 잇몸 건강 및 치아들과 관련한 잇몸 위치, 위턱 및 아래턱의 치아들간의 교합 접촉과 같은 환자의 치아들 세트에 대한 다양한 표시들과 관련될 수 있다. 파라미터 또는 시간 경과에 따른 파라미터의 변화는 치아들 세트에 대한 하나 또는 그 초과의 치아 질환들의 발생과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 그 후, 파라미터의 검지된 변화는 제1 및 제2 시점들 사이의, 즉 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 기록 사이의 경과 동안 치아 질환의 발생을 가시화 및/또는 정량화한다. 예를 들어, 치아 크기의 감소는 이갈기(Bruxism)에 기인한 치아 마모가 일어날 수 있고, 치아 크기의 변화를 추종함으로써, 이갈기에 의해 발생된 손상들이 감시된다.
환자의 치아들 세트의 디지털 3D 표현들이 잇몸과 관련된 데이터를 포함할 때, 잇몸의 상태를 나타내는 상이한 파라미터들을 결정할 수 있어, 파라미터들의 변화가 디지털 3D 표현들의 비교에 의해 검지 및 감시될 수 있다.
일부 실시예들에서, 치아 질환은 하나 또는 그 초과의 치아들의 잇몸 퇴죽(gingival recession)에 관한 것이다. 그 후, 잇몸 퇴죽의 발생은, 예를 들어, 제1 디지털 3D 표현으로부터 제2 디지털 3D 표현 중 하나 또는 그 초과의 치아들의 잇몸 경계(gingival boundary)의 위치 및 모양의 변화로부터 검지될 수 있다.
즉, 파라미터는 하나 또는 그 초과의 치아들의 잇몸 경계의 위치 및/또는 모양에 관련될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 이 검지는 제1 및 제2 디지털 3D 표현에서의 하나 또는 그 초과의 치아들에 대한 잇몸 경계를 식별하는 것, 및 제1 및 제2 디지털 3D 표현 사이의 잇몸 경계의 위치 및/또는 모양의 변화를 결정하는 것을 포함한다.
디지털 3D 표현들의 잇몸 부분은 치아들 부분들로부터 디지털 3D 표현들의 잇몸 부분을 분리하는 치아들 세트의 세분화에 의해 식별될 수 있다. 또한 잇몸 경계는 디지털 3D 표현들의 텍스처 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 텍스처 데이터는 치아들 및 잇몸이 그들의 상이한 색들에 기초하여 구별될 수 있도록 색 데이터를 포함할 수 있다.
본 출원의 문맥에서, "잇몸 경계"라는 구문은 치아의 치은연(gingival margin) 또는 치은구(gingval sulcus)을 지칭할 수 있다.
잇몸 퇴죽은 치관(crown of teech)으로부터 치은연의 퇴축(retraction), 더 심미적인 미소를 제공하기 위해, 예를 들어, 잇몸 윤곽을 조정하는 레이저를 이용한 잇몸의 의도적 제거, 또는 치아들 표면으로부터의 잇몸 박리와 같은 다양한 요인에 의해 야기될 수 있다. 잇몸 퇴죽에 의한 잇몸의 모양 및/또는 위치의 변화는 다양한 방식들에 의해 정량화될 수 있다.
환자의 잇몸과 관련된 치아 질환의 발생을 감시할 때, 디지털 3D 표현들의 치아 부분들에 대한 정렬에 기초하여, 치아에 대한 데이터 및 인접한 잇몸 부분에 대한 데이터 모두를 포함하는 디지털 3D 표현들의 더 큰 섹션들을 비교하는 것이 유리할 수 있다. 이 정렬은 세분화된 치아들에 기초하고 있기 때문에, 디지털 3D 표현들의 기록들 사이에 발생하는 잇몸 퇴죽 또는 치아 움직임에 의한 영향을 받지 않을 것이다. 따라서, 일부 실시예들에서, 세분화된 치아들을 국소적으로 정렬하기 위한 변환법은 당해 치아의 잇몸의 모양을 나타내는 데이터를 포함하는 디지털 3D 표현들 중 적어도 하나의 섹션에 적용된다. 잇몸 경계는 각 섹션에서 식별되며 잇몸 경계의 위치 및/또는 모양의 변화를 결정하는데 사용되는 비교는 국소적 변환법에 따라 정렬된 디지털 3D 표현의 섹션에 기초한다. 디지털 3D 표현들의 섹션들이 정렬되면, 잇몸 경계의 임의의 변화가 명백해질 것이다. 치아 근처의 부위에서의 디지털 3D 표현들의 정확한 국소적 정렬은 잇몸 경계의 검지된 위치가 매우 정확하고, 이에 따라, 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 기록간의 잇몸 퇴죽의 측정값도 매우 정확한 것을 제공한다.
일부 실시예들에서, 이 방법은,
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 상응하는 부분들의 세분화에 의해 치아의 제1 및 제2의 3D 모델을 각각 생성하는 것;
­ 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 정렬시키는 변환법을 결정하는 것;
­ 결정된 변환법에 따라 디지털 3D 표현들을 배열하는 것;
­ 각 디지털 3D 표현들에서 치아에서의 잇몸 경계를 식별하는 것; 및
­ 결정된 변환법에 따라 배열된 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에서 식별된 잇몸 경계들을 비교함으로써 잇몸 경계의 위치 변화를 검지하는 것을 포함한다.
3D 치아 모델들간의 기하학적 대응성 및/또는 변환법은, 예를 들어, 세분화된 치아들을 국소적으로 정렬시키기 위한 변환 행렬의 형태로 표현될 수 있다.
본 발명은 제1 시점과 제2 시점 동안에 치아에서의 잇몸 퇴죽의 발생을 검지하는 방법을 개시하며, 여기서 이 방법은,
­ 제1 시점에서 기록된 환자의 치아들 세트의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제2 시점에서 기록된 환자의 치아들 세트의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 상응하는 부분들의 세분화에 의해 치아의 제1 및 제2의 3D 모델을 각각 생성하는 것;
­ 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 정렬시키는 국소적 변환법을 결정하는 것;
­ 결정된 국소적 변환법에 따라 제1 및 제2 디지털 3D 표현들을 배열하는 것;
­ 결정된 국소적 변환법에 따라 배열된 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에서 잇몸 경계들을 비교하는 것에 의해 제1 및 제2 시점 사이에서 잇몸 퇴죽의 발생을 검지하는 것을 포함한다.
국소적 변환법은 제1의 3D 치아 모델을 제2의 3D 치아 모델의 좌표계로 또는 그 반대로 이동시키는 변환 행렬과 같은, 3D 치아 모델들을 동일 좌표계로 이동시키는 변환 행렬로서 표현될 수 있다. 디지털 3D 표현들이 또한 국소적 변환법에 따라 배열되는 경우, 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 치아 부분들은 3D 치아 모델들과 동일한 정밀도로 정렬된다. 이는 정렬된 디지털 3D 표현들을 비교하는 것에 의해 잇몸 경계의 위치 또는 모양의 변화를 쉽고 정확하게 추론할 수 있다는 이점을 제공한다.
일부 실시예들에서, 디지털 3D 표현들의 섹션들 또는 관심 부위들만이 이 변환법에 따라 정렬된다. 그리고, 잇몸 경계의 적어도 일부에 대한 데이터를 포함하는 섹션들 및 잇몸 퇴죽의 검지는 적어도 부분적으로 이들 섹션들 또는 관심 부위들을 기초로 한다. 디지털 3D 표현들의 섹션만을 사용하는 것은 상이한 동작들에 필요한 컴퓨터 출력이 보다 적다고 하는 이점이 있다.
이러한 접근법은, 파라미터가 잇몸의 정확한 부분들이 비교되는 것을 제공하는 잇몸의 색이나 모양에 관련있을 때에도 사용될 수 있다.
잇몸 퇴죽을 정량화하기 위한 또 다른 방법이 있다. 예를 들어, 치아의 절단연/교합면(incisal edge/occlual surface)으로부터 잇몸 경계까지의 거리를 치아 표면 상의 상이한 위치들에서 측정할 수 있고, 최대 거리는 잇몸 경계의 위치에 대한 측정값을 제공한다. 제1 및 제2 디지털 3D 표현들 사이의 최대 거리의 변화를 검지하는 것에 의해, 시간 경과에 따른 잇몸 퇴죽의 발생을 정량화할 수 있다. 치아들의 높이가 거의 줄어들지 않는다고 가정하면(이갈기의 결과일 수 있음), 거리의 변화는 잇몸의 뒤물림에 의해 지배받게 것이다. 또한 치아 이큐에이터(tooth equator), 즉 치아가 가장 큰 원주를 갖는 선은 절단연 대신에 사용되어 어떠한 이갈기에 의해 유발된 불확실성을 제거할 수 있다.
일부 실시예들에서, 잇몸의 상이한 부위들이 식별되고 상응하는 치아들와 상관지어진다.
또 다른 방식은 잇몸 경계에 의해 제한되는 치아들의 입술측/볼측 면들(labial/buccal surfaces)의 면적의 변화를 감시하는 것이다. 즉, 일부 실시예들에서, 잇몸 경계의 변화를 검지하는 것은 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에서 치아들의 입술측/볼측 면적들을 결정하는 것 및 이들 면적들을 비교하는 것을 포함한다. 그리고, 제1 디지털 3D 표현으로부터 제2 디지털 3D 표현들까지의 면적의 증가는 잇몸의 퇴축을 가리킨다.
일부 실시예들에서, 잇몸 경계의 변화를 검지하는 것은 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에 대한 잇몸 경계의 관심 부위에서 잇몸의 면적 및/또는 체적을 결정하는 것 및 결정된 면적들 및/또는 체적들을 비교하는 것을 포함한다. 관심 부위의 면적 및/또는 체적의 감소는 잇몸 퇴죽을 정량화 및 감시하는데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 파라미터는 잇몸의 색과 같은 잇몸의 텍스처(texture)와 관련된다. 그리고, 잇몸 색의 변화를 검지하는 것은 제1 및 제2 디지털 3D 표현 중 적어도 잇몸 부분의 관심 부위에 대한 색 값(color value)을 결정하는 것 및 제1 및 제2 디지털 3D 표현에 대해 결정된 색 값들의 차이를 결정하는 것을 포함한다.
잇몸에서의 결정 시에, 잇몸의 색 변화는 잇몸의 염증, 암 또는 잇몸의 스트레칭과 같은 치아 질환에 의해 유발되어 잇몸을 더 희게 만든다.
일부 실시예들에서, 치아 질환은 치조골에서의 잇몸의 모양을 변하게 한다. 그리고, 이 변화를 검지하는 것은 제1 및 제2 디지털 3D 표현에서 치조골에서의 잇몸 윤곽을 결정하는 것 및 그 윤곽의 변화를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 잇몸 윤곽들의 비교는 잇몸 윤곽들의 정렬을 기반으로 할 수 있어, 더 큰 스케일의 변이들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 상응하는 치아의 표면에 대해 측정된 치조골에서의 잇몸의 높이가 각 디지털 3D 표현에 대해 결정되면, 이 측정값은 또한 발생을 검지하는데에도 사용될 수 있다.
또한 잇몸의 부드러움은 2 개의 디지털 3D 표현들에 의해 비교될 수 있고, 치아 질환의 발생을 검지하는데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 치아 질환은 임플란트가 환자의 턱뼈에 배치된 부위에서 환자의 잇몸 건강과 관련된다. 그리고, 이 방법은 힐링 어뷰트먼트(healing abutment)가 종종 임플란트에 위치하는 골유착(osseointegration) 동안에 잇몸의 치유를 감시하는데 사용할 수 있다. 골유착이 완료되면 잇몸은 바람직하게는 힐링 어뷰트먼트의 측면들에 고착되어 힐링 어뷰트먼트를 따라 형성되어야 한다. 골유착 동안에 잇몸이 퇴축되면, 이것은 잇몸이 잘 치유되지 않았다는 징후이기 때문에, 경보가 발행되어야 한다.
일부 실시예들에서, 치아 질환은 환자의 턱뼈에서의 임플란트 배치에 관련된다. 그리고, 이 방법은, 임플란트를 뼈에 골유착시키는 동안에, 환자의 턱뼈 및 환자의 입 안의 기존 치아들에 대한 임플란트 위치 및 방향의 임의의 변화들을 감시하는데 사용될 수 있다.
임플란트가 턱뼈와 일체화되는 동안에 힐링 어뷰트먼트가 종종 임플란트 내 배치된다. 힐링 어뷰트먼트는 골유착 중에, 예컨대, 인접한 치아들과 관련된 임플란트의 위치 및 방향의 임의의 변화가, 상응하는 힐링 어뷰트먼트의 위치와 방향으로 이어지도록 임플란트에 단단히 부착된다. 힐링 어뷰트먼트의 CAD 모델을 디지털 3D 표현으로 정렬시키는 것에 의해, 힐링 어뷰트먼트의 방향 및 위치를 각각의 디지털 3D 표현을 통해 결정할 수 있다. 힐링 어뷰트먼트의 방향과 위치를 알면, 예를 들어, 힐링 어뷰트먼트의 크기와 모양과 관련된 정보를 제공하는, 예컨대, 힐링 어뷰트먼트의 코드에 기초하여 임플란트의 임플란트 방향 및 위치를 도출할 수 있다. 상이한 시간들에서 기록된 디지털 3D 표현들의 임플란트 방향 및 위치를 비교하는 것은, 골유착 동안에 이 방향 및 위치의 변화의 검지를 가능하게 한다. 이는 골 유착이 감시될 수 있다는 잇점을 제공하며, 또한 예를 들어, 골유착 동안에 임플란트의 방향 및 위치가 너무 많이 변화되면 경보를 울릴 수 있다. 일부 경우들에서, 임플란트 위치의 계획시에 임플란트용의 어뷰트먼트 및 크라운(crown)이 설계된다. 이 경우들에서는, 어뷰트먼트 및 크라운의 재설계가 필요할 수 있으므로, 임플란트 방향 및 위치의 변화를 감시하는 것도 중요하다.
일부 실시예들에서, 파라미터는 적어도 하나의 치아의 모양 및 크기와 관련된다. 그리고, 파라미터의 변화에 의해 표현되는 발현은 적어도 하나의 치아의 교합면에서의 크기 또는 모양의 점진적 저감일 수 있다. 이는, 예를 들어, 환자의 치아가 산성으로 인한 손상이나 환자가 자신의 치아를 가는 이갈기로 인해, 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 치아들의 교합면들이 손상되는 것을 감시할 때 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이 검지는 제1 및 제2 디지털 3D 표현의 국소적으로 정렬된 세분화된 치아를 비교하는 것, 즉 적어도 하나의 치아의 크기 또는 모양이 변화되었는지 여부를 결정하도록 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 치아들의 세분화에 의해 얻어진 정렬된 3D 치아 모델들을 비교하는 것에 기초하고 있다. 개별적으로 정렬된 3D 치아 모델들을 비교하는 것은 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 기록간의 임의의 치아 움직임이 치아 크기 및/또는 모양 변화의 측정을 간섭하지 않는다는 이점을 갖는다.
본 발명은 제1 시점과 제2 시점 사이에서, 예컨대, 이갈기 또는 산성에 의한 손상들에 의해 야기된 치아 마모의 발생을 검지하는 방법을 개시하며, 여기서 이 방법은,
­ 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제각기 제1 및 제2 디지털 3D 표현들로부터 적어도 하나의 치아에 대한 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 생성하는 제1 및 제2 디지털 3D 표현들을 세분화하는 것;
­ 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 국소적으로 정렬시키는 것;
­ 국소적으로 정렬된 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 비교하는 것; 및
­ 이 비교에 기초하여 치아 크기 및/또는 모양의 변화를 검지하는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 치아 크기에 있어서 검지된 치아 크기의 변화를 환자의 에나멜의 예상 깊이와 관련된 임계값과 상관시키는 것을 포함한다. 검지된 변화, 예를 들어, 치아 높이의 감소값이 임계값보다 크면, 임계값이 초과되는 치아의 부위에서 해당 환자의 에나멜이 소실되는 것에 근접해 있다는 것을 오퍼레이터에서 경보를 통해 경고할 수도 있다. 또한 교합면에서의 검지된 치아 모양의 변화는 예를 들어, 교합면 상의 구조가 현저히 감소되었을 때에 주어진 임계값 및 경보와 상관지어질 수도 있다.
디지털 3D 표현들이 치아들의 색 및/또는 음영을 나타내는 데이터를 포함하면, 치아들의 색 및/또는 음영의 변화는 시간 경과에 따라 검지 및 감지될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 파라미터는 적어도 하나의 치아의 색 및/또는 음영에 관련되어 있고, 치아 질환의 발생은 치아의 색 및/또는 음영의 변화에 기초하여 검지된다. 그 후, 시간 경과에 따라 기록된 디지털 3D 표현들을 비교하는 것에 의해, 시간 경과에 따른 치아 색 또는 치아 음영의 변화의 감시를 제공할 수 있다. 이는, 치과 의사가 마지막 방문시의 치아의 색 및 음영이 어떠했는지를 기억하려고 하는 상황과는 대조적으로, 색이나 음영의 변화들에 대한 정확한 측정값을 제공할 수 있다는 이점을 제공한다.
일부 실시예들에서, 이 검지는 관심 부위을 선택하는 것, 및 관심 부위에 대한 제1 및 제2 디지털 3D 표현 간의 색 및/또는 음영 값의 변화를 기록하는 것을 포함한다. 이는, 예를 들어, 치과 의사가 자신이 치아의 색이나 음영의 변화를 평가 및/또는 감시하고자 하는 환자의 치아들에 대한 관심 부위를 확인할 때에 유리하다. 일부 실시예들에서, 색 또는 음영의 값의 검지된 변화는 충치의 발생에 응답하여 색 또는 음영의 예상된 변화와 상관지어진다. 충치가 발생되는 부위의 색은 더 갈색으로 변하기 전에 더 하얀색 음영으로 변하는 것으로 알려져 있다. 이는 치과 의사가 특정 부위에서 충치가 발생되었는지를 쉽게 평가 또는 감시할 수 있다는 이점을 제공한다.
일부 실시예들에서, 이 검지는 치아의 나머지 부분들과는 다른 색 또는 음영을 갖는 치아 부위의 면적을 결정하는 것, 및 제1 디지털 3D 표현으로부터 제2 디지털 3D 표현까지의 면적에 a를 기록하는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 당해 면적에서 검지된 변화는 충치의 발생에 대응하여 예상되는 변화, 즉 충치 부위가 성장함에 따라 시간 경과에 따른 면적의 예상된 증가와 상관지어진다.
치아의 색/음영 또는 의심스러운 부위의 면적에서의 변화가 충치의 발생을 검지하는데 사용될 때, 이 변화가 임계값에 도달하면, 경보 신호가 오퍼레이터에게 프롬프트(prompt)될 수 있다. 이는, 색 기반의 검지를 위해, 예를 들어, 반점(spot)이 잠시 갈색으로 변화되기 시작하는 경우일 수도 있다.
일부 실시예들에서, 이 검지는 2 개의 디지털 3D 표현들의 음영 데이터 또는 색 데이터를 비교하는 것에 의해, 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에 대한 음영차 맵의 색을 결정하는 것을 포함한다. 이는, 치아들의 상이한 부분들에 대한 색의 어떠한 변화를, 예를 들어, 스크린에 음영차 맵을 표시함으로써 쉽게 가시화될 수 있다는 것을 제공한다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 미백 후에 치아들의 암화(darkening)를 감시하는 것과 같이, 시간 경과에 따라 환자의 치아들의 색의 전반적인 변화를 감시하는데 사용된다. 또한, 이 방법은 미백 처리에 의해 초래되는 음영 래더(shade ladder)가 얼마나 많은 단계를 감소시키는지를 검지함으로써, 미백 처리의 결과를 검지하는데 사용될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 치아 질환 파라미터는 치아 표면들 상의 하나 또는 그 초과의 이상의 길항자 접촉점(antagonist contact point)들의 위치 및/또는 면적에 관련된다. 환자가 위턱 및 아래턱의 대향하는 치아들로 물을 때는, 예를 들어, 큰어금니들의 교합면들을 서로 접촉시킨다. 예를 들어, 이갈기에 의해 유발된 교합면들의 마모 또는 물을 때의 환자의 턱 운동의 점진적인 변화의 응답으로 인해, 시간 경과에 따라 접촉점들의 분포와 크기가 변화될 수 있다. 환자의 물기 기능(bite function)이 변화되면, 접촉점의 면적이 감소될 수 있고, 심각한 경우에는 접촉점이 결국 사라질 수도 있다. 적절한 시기에 이것을 발견하면, 적절한 시기에 치료가 시작되어, 물기 기능 문제들을 회피할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 도출된 변화는 하나 또는 그 초과의 길항자 접촉점들의 위치 또는 면적의 변화와 관련된다.
그리고, 이 면적의 도출된 변화는 최소 면적과 관련될 수 있는 반면, 교합면상의 접촉점의 변위는 최대 변위와 상관될 수 있다. 어느 하나의 임계값(즉, 최소 면적 또는 최대 변위)에 도달하면, 조치가 취해져, 경보가 주어진다.
본 발명은 제1 및 제2 시점 사이에서 환자의 물기 기능의 변화 또는 치아 마모를 검지하는 방법을 개시하며, 여기서 이 방법은,
­ 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에서 치아들을 세분화하는 것;
­ 세분화된 치아를 국소적으로 정렬하는 것;
­ 세분화된 치아들 중 적어도 하나에 대해 하나 또는 그 초과의 길항제 접촉점들을 검지하는 것;
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에 대한 접촉점들의 위치 및/또는 면적들을 비교하는 것; 및
­ 이 비교에 기초하여, 치아 마모 및/또는 환자의 물기 기능의 변화를 검지하는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 시간 경과에 따라 파라미터의 도출된 변화를 나타내는 그래프를 생성하는 것을 포함한다. 이 그래프는, 예를 들어, 시간 경과에 따른, 이갈기에 대응하는 치아 크기의 변화, 잇몸 퇴축에 대응하는 잇몸 경계의 위치의 변화, 치아들 또는 잇몸의 색/음영 값들의 변화 등을 나타낼 수 있다.
본 발명은 상술한 이하의 방법, 시스템, 사용자 인터페이스, 및 컴퓨터 프로그램 제품 및 상응하는 방법들, 시스템들, 사용자 인터페이스들, 및 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 상이한 형태들에 관한 것으로, 각각은 하나 또는 그 초과의 이익들 및 처음 언급된 형태와 관련하여 기술된 장점들을 산출하고, 또한 각각은 처음 언급된 형태에 관련하여 기술되고 및/또는 첨부된 청구범위에 개시된 실시예들에 상응하는 하나 또는 그 초과의 실시예들을 갖는다.
환자의 치아들 세트의 상태 변화를 도출, 평가, 감시 또는 가시화하기 위한 사용자 인터페이스를 개시하며, 여기서 사용자 인터페이스는,
­ 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 적어도 일부를 비교하는 것; 및
­ 이 비교에 기초하여 치아 질환에 관한 파라미터의 변화를 검지하는 것으로 구성된다.
또한, 본 발명은 프로그램 코드 수단이 데이터 처리 시스템 상에서 실행될 때, 데이터 처리 시스템으로 하여금 이 실시예들 중 어느 하나의 실시예에 따른 방법을 수행하게 하는 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
본 발명은 환자의 치아들 세트의 상태 변화를 이하의 방법에 의해 도출, 평가, 감시 또는 가시화하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 인코딩된 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체를 개시하며, 이 방법은
­ 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 적어도 일부를 비교하는 것; 및
­ 이 비교에 기초하여 치아 질환에 관한 파라미터의 변화를 검지하는 것을 포함한다.
본 발명은 환자의 치아들 세트의 상태 변화를 도출, 평가, 감시 또는 가시화하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 개시하며, 여기서, 컴퓨터 프로그램 제품은,
­ 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 적어도 일부를 비교하는 것; 및
­ 이 비교에 기초하여 치아 질환에 관한 파라미터의 변화를 검지하는 것으로 구성된다.
본 발명은 환자의 치아들의 세트의 상태의 변화를 도출, 평가, 감시 또는 가시화하기 위한 시스템을 개시하며, 여기서 이 시스템은 이하의 방법에 의해 상기 변화를 도출, 평가, 감시 또는 가시화하기 위한 디지털 도구(digital tool)를 제공하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 인코딩된 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체 및 데이터 처리 유닛을 포함하며, 방법은,
­ 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 것;
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 적어도 일부를 비교하는 것; 및
­ 이 비교에 기초하여 치아 질환에 관한 파라미터의 변화를 검지하는 것을 포함한다.
본 발명은 환자의 치아들의 세트의 상태의 변화를 도출, 평가, 감시 또는 가시화하기 위한 시스템을 개시하며, 여기서 시스템은 변화를 도출, 평가, 감시 또는 가시화하기 위한 디지털 도구를 제공하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 인코딩된 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체 및 데이터 처리 유닛을 포함하고, 시스템은 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현 및 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 컴퓨터 판독 가능한 매체로 로딩하도록 구성되며, 컴퓨터 프로그램 제품은, 컴퓨터 프로그램 제품의 프로그램 코드가 데이터 처리 유닛 상에서 실행될 때, 제1 및 제2 디지털 3D 표현들 중 적어도 일부를 비교하고, 이 비교에 기초하여 치아 질환에 관한 파라미터의 변화를 검지하도록 구성된다.
본 발명의 상기 및/또는 추가의 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대한 이하의 예시적이고 비제한적인 상세한 설명에 의해 더욱 설명될 것이다.
도 1은 일 실시예의 작업 흐름도를 도시한다.
도 2는 치아의 세트 및 치아의 세분화를 도시한다.
도 3은 잇몸 퇴축(gingival retraction)을 감지하기 위한 실시예를 도시한다.
도 4는 해부학적으로 정확한 치아 움직임의 측정을 수행할 수 있는 방법을 도시한다.
도 5는 시스템의 개요를 도시한다.
이하의 설명에서는, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지를 실례로서 나타낸다.
도 1은 제1 및 제2 시점 사이에서 환자의 치아들 세트의 치아 질환의 발생을 검지하는 방법의 실시예에 대한 작업 흐름도를 도시한다. 작업 흐름도(100)는 환자의 치아들 세트의 제1 및 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 단계들(102, 103)을 포함한다. 디지털 3D 표현들은 환자의 치아들 세트의 형태(topography)와 색 모두를 기록할 수 있는 3Shape A/S에 의한 TRIOS 3 구강 스캐너(intra oral scanner)와 같은 구강 스캐너를 사용하여 기록될 수 있다. 그리고, 기록된 디지털 3D 표현들은 제1 및 제2 시점에서 스캔된 치아들의 기하학적 구조(geometry)와 색 모두를 나타낸다. 스캐너를 정기적으로 또는 스캐닝 직전에 색을 보정하는 것은 측정된 색들이 사실적이고, 치과에 1회 방문시에 기록된 색과 또 다른 회차 방문시에 측정된 색들을 비교할 수 있는 것이 제공된다.
단계(104)에서, 제1 및 제2 디지털 3D 표현들은, 예를 들어, 3 개의 상응 부위들이 제1 및 제2 디지털 3D 표현들 상에 표시되는 3 점 정렬법(3­point alignment)을 사용하여 전체적으로 정렬된다. 그리고, 정렬된 디지털 3D 표현들은 동일한 사용자 인터페이스에서 가시화될 수 있고, 치아들의 모양들과 크기들간의 비교들이 간단해질 수 있다. 디지털 3D 표현들의 전체적 정렬은 디지털 3D 표현들 간의 차이를 최소화하기 위해 사용되는 ICP(Iterative Closest Point) 알고리즘과 같은 컴퓨터 구현 알고리즘을 사용하여 수행될 수 있다.
단계(105)에서, 정렬된 제1 디지털 3D 표현 및 제2 디지털 3D 표현은, 예를 들어, 치아들의 상이한 부분들에서의 디지털 3D 표현들 사이의 거리를 나타내는 차이 맵(difference map)을 계산함으로써 비교된다. 이러한 차이 맵은, 예를 들어, 치아 교정 치료 중에 치아 움직임을 감시하는데 사용될 수 있다. 비교에 기초하여, 단계(106)에서 치아 질환에 관한 파라미터의 변화가 검지될 수 있고, 단계(107)에서 파라미터의 변화가 치아 질환 발생과 상관될 수 있다.
치아 질환이 충치에 상당하고 감염 부위에서 흰색으로부터 갈색으로 치아 색이 변화한다는 것을 이용하여 충치 발생을 감시하는 경우, 디지털 3D 표현들의 전체적 정렬 및 비교를 통해 치아들 부위에서 더 갈색으로 치아 색이 변화하는 것을 검지할 수 있고, 이 부위를 오퍼레이터(operator)에게 가시화시킬 수 있는 것을 제공한다. 색의 변화는, 예를 들어, RGB 시스템의 색 값(color value)들을 사용하여 측정될 수 있고, 충치의 발생시에는 치아 색의 일반적 변화들의 정보와 상관될 수 있다.
도 2는 치아의 3D 모델을 생성하기 위한 디지털 3D 표현의 세분화 및 치아들 세트의 디지털 3D 표현을 도시한다. 디지털 3D 표현(230)은, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 4 개의 전치들(2311, 2312, 2313, 2314)의 형태 데이터(topography data) 및 잇몸 경계(232)를 갖는 잇몸에 상응하는 부분의 형태 데이터를 갖는다. 디지털 3D 표현의 세분화는 디지털 3D 표현(2312)의 치아 부분에 상응하는 모양을 가지면서 또한 잇몸 경계(232)에 의해 경계를 이루는 3D 치아 모델(233)을 제공한다. 도 2b에서, 3D 치아 모델(233)은 디지털 3D 표현의 치아 배열을 따라 디지털 3D 표현의 다른 부분들과 함께 여전히 배열된다.
도 3은 환자의 좌측 중절치(central incisor)(3313)에서의 잇몸 퇴축을 검지하는 실시예를 도시한다. 이 치아는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 아래턱의 2 개의 중절치들 및 잇몸 경계(332)를 나타내는 치아들 세트의 제1 및 제2 디지털 3D 표현들(340, 341) 양쪽에서 세분화된다. 잇몸 경계의 위치 변화는 매우 작아서, 2 개의 디지털 3D 표현들을 개별적으로 볼 때에 그 변화를 거의 볼 수 없다. 치아 표면 및 잇몸 양쪽에 관한 형태 데이터를 갖는 섹션(section)이 선택되고, 치아 형태 데이터에 기초하여 2 개의 섹션들이 국소적으로 정렬된다. 국소적 정렬은 ICP(Iterative Closest Point) 알고리즘을 사용하여 수행될 수 있다. 섹션들의 모든 데이터는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 이러한 국소적 변환에 따라 정렬되고, 제1 디지털 3D 표현의 경계(3321)로부터 제2 디지털 3D 표현의 경계(3322)로의 잇몸 퇴축이 명확하게 가시화되게 된다. 이제 잇몸 퇴축은 두 경계들간의 거리로 측정될 수 있다.
도 4a는 각각 제1 및 제2 디지털 3D 표현으로부터 세분화된 제1의 3D 치아 모델(451) 및 제2의 3D 치아 모델(451)의 단면들을 도시한다. 제1 디지털 3D 표현은, 예를 들어, 치아 교정 치료의 시작시의 환자의 치아들 및 교정 치료 중 어느 시점에서의 제2 디지털 3D 표현을 나타낼 수 있다. 제1의 3D 치아 모델과 제2의 3D 치아 모델을 정렬시키는 변환(T)이 결정되고 제1의 3D 치아 모델에 적용되어, 2 개의 치아 모델들이 도 4b에 도시된 바와 같이 국소적으로 정렬되는 것을 제공한다. 도 4c에서는, 제1의 3D 치아 모델(451) 상에서 3 개의 부분들(4551, 4561, 4571)이 선택된다. 제1 및 제2의 3D 치아 모델들이 국소적으로 정렬되기 때문에, 해부학적으로 상응하는 부분들(4552, 4562, 4572)은 제2의 3D 치아 모델(451) 상에서 쉽고 정밀하게 식별될 수 있다. 도 4d에서, 부분들(4551, 4561, 4571)은 제1 디지털 3D 표현(460)의 상응하는 부분들 상에 표시되고, 부분들(4552, 4562, 4572)은 제2 디지털 3D 표현(461)의 상응하는 부분들 상에 표시된다. 제1 및 제2 디지털 3D 표현들은, 예를 들어, 동일 사분면(quadrant) 또는 동일 아치형의 다른 치아들을 기초로 전체적으로 정렬된다. 그 후, 표시된 부위들 사이의 해부학적인 정확한 거리들이 결정될 수 있고, 이 거리들에 기초하여 제1 및 제2 시점 사이에서의 치아의 움직임에 대한 측정값이 도출될 수 있다.
요약하면, 본 명세서에서 설명된 작업 흐름도는 이하의 단계들을 갖는다:
­ 국소적으로 정렬되고 세분화된 치아들 상의 하나 또는 그 초과의 상응하는 부위들을 선택하는 단계;
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들을 전체적으로 정렬하는 단계;
­ 전체적으로 정렬된 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에서 선택된 상응하는 부위들을 식별하는 단계;
­ 전체적으로 정렬된 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에서 선택된 상응하는 부위들 사이의 거리들을 도출하는 단계;
­ 도출된 거리들에 기초하여 치아 움직임을 결정하는 단계.
이 방법을 구현하도록 구성된 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 제1의 3D 치아 모델 상의 부분들은 이것이 커스프(cusp) 상의 특징 부분들과 같이 적절한 부분들을 검지하도록 구성될 때에 오퍼레이터에 의해 또는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 선택될 수 있다. 또한 선택된 부분이 전체 치아 표면일 수도 있어, 전체 표면의 움직임을 나타내는 거리 맵이 도출될 수 있다.
또한 거리를 측정하기 위해서,
­ 국소적으로 정렬되고 세분화된 치아들 상의 하나 또는 그 초과의 상응하는 부위들을 선택하는 것,
­ 전체적 정렬에 따라 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 배열하는 것,
­ 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 전체적 정렬에서, 선택된 상응하는 부위들간의 거리들을 도출하는 것,
­ 도출된 거리들에 기초하여 치아 움직임을 결정하는 것과 같은 다른 작업 흐름도들을 사용할 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 시스템의 개략도를 도시한다. 시스템(570)은 마이크로프로세서(572) 형태의 데이터 처리 유닛, 및 예를 들어, 교정 치료 동안 치아들의 움직임을 결정하기 위한 디지털 도구를 제공하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 인코딩된 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체(573)를 갖는 컴퓨터 장치(571)를 포함한다. 이 시스템은 영상 표시 유닛(576), 데이터를 입력하고 영상 표시 유닛(576) 상에 가시화된 사용자 인터페이스의 가상 버튼들을 활성화하기 위한 컴퓨터 마우스(575) 및 컴퓨터 키보드(574)를 더 갖는다. 영상 표시 장치(576)는 예를 들어, 컴퓨터 스크린일 수 있다. 컴퓨터 장치(571)는 획득된 환자의 치아들의 디지털 3D 표현들을 컴퓨터 판독 가능한 매체(573)에 저장하고, 처리를 위해 마이크로프로세서(572)로 당해 표현들을 로딩(loading)할 수 있다. 디지털 3D 표현들은 치아들에 대한 기하학적 데이터 및 색 데이터 모두를 포함하는 디지털 3D 표현을 기록할 수 있는 3Shape TRIOS 3 구강 스캐너와 같은 3D 컬러 스캐너(577)로부터 획득될 수 있다.
색 데이터 및 기하학적 데이터 외에도, 디지털 3D 표현은 구강 스캐너를 사용하여 획득된 형광 데이터와 같은 진단 데이터가 포함될 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 매체(573)는 개별 치아들의 디지털 3D 모델들을 생성하기 위한 디지털 3D 표현을 세분화하고, 국소적 정렬을 위해 표면 상의 부위들을 선택하는 컴퓨터 구현 알고리즘들을 더 저장할 수 있다. 상이한 시점들에서 기록된 디지털 3D 표현들과 같이 상이한 디지털 3D 표현들로부터 동일 치아의 디지털 3D 모델들을 생성할 때, 디지털 3D 모델들은 예를 들어, 디지털 3D 표현들의 표면들 사이의 거리를 최소화하기 위해 ICP(Iterative Closest Point) 알고리즘들을 사용하여 국소적으로 정렬될 수 있다. 또한 이러한 ICP 알고리즘들을 사용하여, 환자의 치아들 전체 세트 또는 그 섹션들의 디지털 3D 표현들도 전체적으로 정렬할 수 있다. 치아들의 디지털 3D 표현들이 그 치아의 디지털 3D 모델에 적용되는 국소적 정렬 절차에 의해 식별된 주어진 치아의 해부학적으로 상응하는 부위들과 전체적으로 정렬되면, 2 개의 디지털 3D 표현들이 기록된 시점들 사이에서 치아 움직임의 정확한 측정값을 결정할 수 있다.
치아 움직임이 결정되면, 이는, 예를 들어, 거리 맵으로서 또는 디지털 3D 표현들 또는 3D 치아 모델들의 단면도를 사용하여 영상 표시 장치(576)의 오퍼레이터에게 시각화될 수 있다.
개별 치아들의 디지털 3D 모델들은 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장될 수 있으며, 다음 방문 시에 기록되는 디지털 3D 표현의 개별 치아들을 식별하기 위해서 다음 방문 시에 재사용될 수 있다.
비록 일부 실시예들이 기술되고 상세히 나타내어졌지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니며, 이하의 청구범위에서 규정되는 주제의 범위 내에서 다른 방식으로 실시될 수도 있다. 특히, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 이용될 수 있어 구조적 및 기능적 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
여러 수단들을 열거하는 장치 청구항들에 있어서, 이들 수단들 중 몇몇은 하나의 동일한 하드웨어 아이템에 의해 구현될 수 있다. 특정 수단들이 서로 다른 종속항들에 기재되어 있거나 다른 실시예들에 기술되어 있다는 단순한 사실만으로 이들 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.
청구범위는 선행하는 청구항들 중 어느 한 항을 지칭할 수도 있고, "어느 한 항"은 선행하는 청구항들 중 "어느 하나 또는 그 초과의"를 의미하는 것으로 이해된다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하다/포함하는"라는 용어는 명시된 특징들, 정수들, 단계들 또는 구성요소들의 존재를 명시하도록 하였지만, 하나 또는 그 초과의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 구성요소들, 또는 그 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것을 강조해야 한다.
전술한 방법 및 이후에 설명하는 방법의 특징들은 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 데이터 처리 시스템 또는 컴퓨터 실행 가능한 명령어들의 실행에 의해 야기된 다른 처리 수단들에서 수행될 수 있다. 명령어들은 저장 매체로부터 또는 컴퓨터 네트워크를 통한 다른 컴퓨터로부터 RAM과 같은 메모리로 로딩된 프로그램 코드 수단일 수도 있다. 대안적으로, 설명된 특징들은 소프트웨어를 대신하는 고정 배선 회로(hardwired circuitry)에 의해서 또는 하드웨어와 결합하여 구현될 수 있다.

Claims (9)

  1. 제1 및 제2 시점들(point in time) 사이에서 환자의 치아들의 움직임을 검지 및 감시하는 방법으로서,
    ­ 상기 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하고, 적어도 하나의 치아에 대한 제1의 3D 치아 모델을 형성하도록 상기 제1 디지털 3D 표현을 세분화하는 단계;
    ­ 상기 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하고, 상기 적어도 하나의 치아에 대한 제2의 3D 치아 모델을 형성하도록 상기 제2 디지털 3D 표현을 세분화하는 단계;
    ­ 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 국소적으로 정렬시키는 단계;
    ­ 국소적으로 정렬된 상기 제1 및 제2의 3D 치아 모델들 상에서 하나 또는 그 초과의 상응하는 부위들을 선택하는 단계;
    ­ 환자의 치아들 세트의 전체적 정렬에 따라 상기 제1 및 제2 디지털 3D 표현들 또는 상기 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 배열하고, 선택된 상기 상응하는 부위들 간의 거리들을 도출하는 단계; 및
    ­ 도출된 상기 거리들에 기초하여 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이에서 적어도 하나의 치아에 대한 치아 움직임을 결정하는 단계를 포함하는,
    제1 및 제2 시점들 사이에서 환자의 치아들의 움직임을 검지 및 감시하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전체적 정렬은 상기 디지털 3D 표현에서 인접한 치아들과 같이 적어도 2 개의 치아들에 기초하는,
    제1 및 제2 시점들 사이에서 환자의 치아들의 움직임을 검지 및 감시하는 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 전체적 정렬은 환자의 치아들 세트 내의 하나 또는 그 초과의 사분면들의 더 많은 치아들에 기초하는,
    제1 및 제2 시점들 사이에서 환자의 치아들의 움직임을 검지 및 감시하는 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전체적 정렬은 환자의 루게(rugae)에 기초하는,
    제1 및 제2 시점들 사이에서 환자의 치아들의 움직임을 검지 및 감시하는 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 국소적으로 정렬하는 단계는 상기 국소적 정렬을 제공하는 변환 행렬을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 거리들은 상기 변환 행렬로부터 도출되는,
    제1 및 제2 시점들 사이에서 환자의 치아들의 움직임을 검지 및 감시하는 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 국소적으로 정렬된 제1 및 제2의 3D 치아 모델들 상의 하나 또는 그 초과의 상응하는 부위들을 선택하는 단계는 상기 제1 및/또는 제2의 3D 치아 모델의 전체 표면을 선택하는 단계를 포함하는,
    제1 및 제2 시점들 사이에서 환자의 치아들의 움직임을 검지 및 감시하는 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 방법은 전체적으로 정렬된 상기 제1 및 제2의 3D 치아 모델들로부터, 또는 치아에 걸친 거리의 변화를 나타내는 전체적으로 정렬된 상기 제1 및 제2 디지털 3D 표현들로부터 거리 맵을 도출하는 단계를 포함하는,
    제1 및 제2 시점들 사이에서 환자의 치아들의 움직임을 검지 및 감시하는 방법.
  8. 제1 시점과 제2 시점 사이에서 환자의 치아들 세트에 대한 치아 마모의 발생을 검지하는 방법으로서,
    ­ 상기 제1 시점에서 기록된 치아들의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 단계;
    ­ 상기 제2 시점에서 기록된 치아들의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 단계;
    ­ 상기 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에서 상기 치아들을 세분화하는 단계;
    ­ 상기 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 세분화된 치아들을 국소적으로 정렬하는 단계;
    ­ 상기 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 국소적으로 정렬되고 세분화된 상기 치아들을 비교하는 단계;
    ­ 상기 비교에 기초하여 적어도 하나의 치아의 형상 및/또는 크기의 변화를 검지하는 단계; 및
    ­ 치아 크기의 검지된 변화와 환자의 에나멜의 예상 깊이와 관련된 임계값을 상관시키는 단계를 포함하는,
    제1 시점과 제2 시점 사이에서 환자의 치아들 세트에 대한 치아 마모의 발생을 검지하는 방법.
  9. 제1 시점과 제2 시점 사이에서 치아의 잇몸 퇴죽(gingival recess)의 발생을 검지하는 방법으로서,
    ­ 상기 제1 시점에서 기록된 환자의 치아들 세트의 제1 디지털 3D 표현을 획득하는 단계;
    ­ 상기 제2 시점에서 기록된 환자의 치아들 세트의 제2 디지털 3D 표현을 획득하는 단계;
    ­ 상기 제1 및 제2 디지털 3D 표현들의 상응하는 부분들의 세분화에 의해 상기 치아의 제1 및 제2의 3D 모델을 각각 생성하는 단계;
    ­ 제1 및 제2의 3D 치아 모델들을 정렬하는 국소적 변환을 결정하는 단계;
    ­ 섹션들의 치아 부분들을 정렬하도록, 결정된 상기 국소적 변환에 따라 상기 디지털 3D 표현들을 배열하는 단계;
    ­ 결정된 상기 국소적 변환에 따라 배열된 상기 제1 및 제2 디지털 3D 표현들에서 잇몸 경계를 비교함으로써 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이에서 잇몸 퇴죽의 발생을 검지하는 단계를 포함하는,
    제1 시점과 제2 시점 사이에서 치아의 잇몸 퇴죽의 발생을 검지하는 방법.
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