KR20190057873A - 단계별 보철물 디자인 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 단계별 보철물 디자인 방법은, 상기 아크라인에 정렬된 상기 구강 이미지에 대한 구강 정보를 획득하는 단계; 상기 구강 이미지에서 수복할 치아영역을 적어도 하나 이상 결정하는 단계; 상기 결정된 치아영역에 디자인할 가상 보철물의 보철물 타입을 결정하는 단계; 상기 결정된 치아영역의 마진라인을 결정하는 단계; 상기 가상 보철물이 상기 구강 이미지에 삽입될 방향인 삽입축 방향을 결정하는 단계; 결정된 보철물 디자인 파라미터에 따라서 상기 가상 보철물을 설계하는 단계; 및 상기 설계된 보철물을 상기 구강 이미지에 배치하고, 상기 가상 보철물이 배치된 구강 이미지를 표시하는 단계를 포함한다.

Description

단계별 보철물 디자인 방법 {METHOD FOR DESIGNING DENTAL PROSTHESIS STEP-BY-STEP}
본 발명은 단계별로 보철물을 디자인하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 아크라인을 기반으로 획득한 구강 정보에 기초하여 단계에 따라 보철물을 디자인하는 방법에 관한 것이다.
치과 보철제작 과정에서의 인상채득은 구강 내 치아 및 조직의 상태를 인상재에 인기하여 환자의 진단 및 향후 치료계획을 수립하거나, 정확한 보철물을 제작하는데 있어 기반이 되는 중요한 임상과정이다.
일반적인 인상채득 방법은 술식에 따라 적절한 인상재를 선택하고 정확한 인상채득을 위한 술자의 숙련된 임상 기술을 필요로 한다. 인상채득 과정은 인상재의 잘못된 선택 또는 사용방법에 따른 인상체 변형과 술자의 숙련도와 상관없는 환자의 구토반응, 개구장애 등과 같이 다양한 요인들에 의하여 반복 채득이 불가피 할 수도 있다. 또한, 인상채득 후 석고 모형을 제작하는 단계에서도 재료가 갖는 미세부 재현의 한계 및 마모 등에 의하여 치과 보철물 제작에 있어 오차를 야기할 수 있다.
따라서, 수작업으로 진행되는 치과 보철물의 설계나 가공을 위한 컴퓨터의 활용과 설계 및 생산을 자동화하기 위한 연구가 진행되고 있다.
자세히, 구강 스캐너를 이용하여 디지털로 구강을 스캔하고, 스캔된 구강 데이터를 3D 모델링하여 표시한 후, 상기 3D 구강 모델을 기초로 치과 보철물을 컴퓨터 설계하고 설계된 보철물을 생산하는 보철물 생산 시스템에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다.
특히, 보철물 생산 시스템에서 모델링된 구강 이미지를 사용자가 인식하기 쉽게 표시하고, 표시된 구강 이미지를 이용하여 정밀하고 심미감 높은 보철물을 손쉽게 설계(design)하는 보철물 설계 기술에 대한 관심이 집중되고 있다.
최근 보철물 설계 시스템은, 급격하게 발전하고 있는 이미지 분석 툴을 통해 구강 이미지를 분석하여 보철물 설계에 도움이 되는 구강 정보들을 제공하려하나, 전체 구강 이미지 분석의 경우 이미지 분석의 기준이 없어 그 분석에 어려움을 겪고 있다. 특히, 부분 구강 이미지를 분석할 경우 전체 구강에 대해 결손된 정보로 인하여 이미지 분석이 거의 불가능한 문제가 있다.
그리고 보철물 설계 시스템은, 보철물을 설계하는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 제공하여 보철물 설계에 도움을 주는데, 대부분의 그래픽 유저 인터페이스는 수작업인 드로잉(drawing)을 통해 보철물을 설계하게 하여, 보철물 설계 퀄리티가 작업자의 능력에 의존하게 되며 작업시간 또한 과다하게 걸리는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 아크라인을 기초로 구강 이미지를 분석하여 보철물 설계에 필요한 다양한 구강 정보들을 정확하게 획득할 수 있고 이와 같이 정확하게 획득된 구강 정보를 기초로 손쉽고 정밀하게 보철물을 디자인할 수 있는 보철물 디자인 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 단계별 보철물 디자인 방법은, 상기 아크라인에 정렬된 상기 구강 이미지에 대한 구강 정보를 획득하는 단계; 상기 구강 이미지에서 수복할 치아영역을 적어도 하나 이상 결정하는 단계; 상기 결정된 치아영역에 디자인할 가상 보철물의 보철물 타입을 결정하는 단계; 상기 결정된 치아영역의 마진라인을 결정하는 단계; 상기 가상 보철물이 상기 구강 이미지에 삽입될 방향인 삽입축 방향을 결정하는 단계; 결정된 보철물 디자인 파라미터에 따라서 상기 가상 보철물을 설계하는 단계; 및 상기 설계된 보철물을 상기 구강 이미지에 배치하고, 상기 가상 보철물이 배치된 구강 이미지를 표시하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 보철물 디자인 인터페이스는, 구강 이미지를 디스플레이할 때 구강 이미지에 대한 아크라인을 함께 표시하여 구강 이미지의 직관적인 이해에 도움을 줄 수 있으며, 아크라인에 정렬된 구강 이미지를 상기 아크라인을 기준으로 이미지 분석함으로써 보철물 디자인에 필요한 다양한 구강 정보를 정확하게 획득할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 보철물 디자인 인터페이스는, 상기 구강 정보를 이용한 보철물 디자인 그래픽 유저 인터페이스를 제공하여, 사용자가 좀더 손쉽고 빠르게 보철물을 디자인할 수 있다.
자세히, 실시예에 따른 보철물 디자인 인터페이스는, 단계에 따라 순차적으로 보철물 디자인 파라미터를 설정하여 사용자의 능숙도에 상관없이 손쉽게 균일한 품질의 보철물을 디자인할 수 있는 보철물 디자인 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 보철물 디자인 인터페이스는, 보철물 디자인 파라미터 단계별 설정시, 아크라인을 기반으로 획득한 구강 정보를 효과적으로 제공하여, 좀더 정확하고 빠르게 보철물 파라미터를 설정하도록 유도할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 보철물 디자인 인터페이스는, 디자인된 가상 보철물을 구강 이미지의 정확한 위치에 배치시켜, 가상 보철물의 디자인이 정확한지 효과적으로 확인할 수 있도록 제공하며, 이와 같이 표시된 가상 보철물을 보며 직관적인 인터페이스로 수정할 수 있는 보철물 디자인 수정 인터페이스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보철물 디자인 시스템의 물리적 구성에 대한 블록도이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 보철물 디자인 시스템의 기능적 구성에 대한 블록도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 보철물 디자인 시스템이 구강 정보를 디스플레이하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 구강 이미지 로딩 과정을 나타내고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 로딩된 전체 구강 이미지 표시화면의 일례이고, 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 로딩된 부분 구강 이미지의 표시화면의 일례이다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 구강 이미지를 아크라인에 정렬하는 유저 인터페이스를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구강 정보를 디스플레이한 화면의 일례이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사이드 아크라인에 정렬된 구강 이미지를 디스플레이한 화면의 일례이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 구강 정보 및 구강 이미지를 기초로 보철물을 디자인하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 보철물 파라미터 설정 화면을 나타낸다.
도 10a와 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 수복영역의 마진라인 설정화면들이다.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 보철물의 삽입축 방향 설정화면들이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 보철물 내부 파라미터 설정화면을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 가상 보철물이 합성된 3D 구강 모델을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 가상 보철물을 수정하는 인터페이스를 제공하는 화면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
- 개요
실시예에 따른 보철물 디자인 방법을 제공하는 보철물 디자인 시스템은, 구강 스캐너를 통해 환자의 구강을 스캔하여 전송하면, 보철물 디자인 컴퓨팅 장치가 수신한 스캔 데이터로 구강을 3D 모델링한 후 모델링된 3D 구강 이미지를 디스플레이하고, 이를 토대로하여 보철물을 설계하기 위한 보철물 디자인 그래픽 유저 인터페이스(CAD)를 제공할 수 있다.
나아가, 보철물 디자인 시스템은, 디자인된 보철물 데이터를 기초로 보철물 제조장치에서 보철물을 제작하기 위한 보철물 제조데이터를 생성하는 보철물 제조데이터 설계 인터페이스(CAM)를 제공할 수 있다.
이때, 보철물 디자인 시스템은, 구강 이미지를 디스플레이할 때 구강 이미지에 대한 아크라인을 함께 표시하여 구강 이미지의 직관적인 이해에 도움을 줄 수 있으며, 아크라인에 정렬된 구강 이미지를 상기 아크라인으 기준으로 이미지 분석함으로써 보철물 디자인에 필요한 다양한 구강 정보를 정확하게 획득할 수 있다.
또한, 보철물 디자인 시스템은, 획득한 구강 정보를 기초로 보철물을 손쉽고 정밀하게 디자인할 수 있는 그래픽 유저 인터페이스를 제공할 수 있다.
자세히, 보철물 디자인 시스템은, 보철물의 파라미터들을 순차적으로 설정하여 보철물을 디자인할 수 있는 인터페이스를 제공하며, 각 단계별로 파라미터를 설정하는 인터페이스를 직관적이면서도 구강 정보에 기반한 틀 안에서 제공함으로써, 비숙련자도 손쉽게 정밀하고 정확한 보철물을 디자인할 수 있으며, 사용자의 역량에 의존하지 않고 균일한 품질의 보철물을 디자인할 수 있다.
이때, 전술한 보철물이란, 하나 또는 그 이상의 치아 또는 관련된 조직의 인공적인 대체물을 의미할 수 있다. 예를 들어, 보철물이 치아의 뿌리 역할을 해주는 재료인 임플란트(Implant)라고 할 때, 보철물은 치조골에 삽입되는 임플란트 몸체(Fixture), 임플란트 몸체에 연결되는 임플란트 지대치(Abutment), 임플란트 지대치 상부 측을 씌우며 인공치아 외측 상부를 형성하는 임플란트 보철물(Crown) 중 어느 하나 또는 전부를 의미할 수 있다. 또한 보철물의 유형으로는, 인레이(Inlay), 온레이(Onlay), 크라운(Crown), 라미네이트(Laminate), 브릿지(Bridge), 코핑(Coping), 임플란트(Implant) 또는 덴쳐(Denture) 등이 포함될 수 있다. 또한, 보철물에는, 넓은 개념에 있어서, 서지컬가이드(Surgical guide)나 교정장치와 같은 치아 관련 보조기구도 포함될 수 있다.
이하 이러한 보철물 디자인 시스템을 이루는 각 구성에 대해 먼저 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보철물 디자인 시스템의 내부 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보철물 디자인 시스템은, 구강 스캐너(100)와 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)를 포함할 수 있다.
- 구강 스캐너
먼저, 구강 스캐너(100)는, 환자의 구강을 스캔(예컨대, 디지털 인상)하여, 환자의 구강을 3D 모델링하는 스캔 데이터를 취득할 수 있다.
이러한 실시예에 따른 구강 스캐너(100)는, 삼각법, 레이저, 이미지 또는 스캔 기술들을 통해 구강 전체 또는 일부를 스캔한 스캔 데이터를 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)로 전송하는 역할을 한다.
이후, 스캔 데이터는, 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)로 전송되어 이후 보철물을 디자인하기까지의 잔여과정이 컴퓨팅 장치(200)에서 수행된다. 보철물 디자인 방법에 대한 설명에 앞서 먼저 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)를 이루는 각 구성을 먼저 상세히 설명한다.
- 보철물 디자인 컴퓨팅 장치의 물리적 구성
다시 도 1을 보면, 실시예에 따른 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)는, 입력부(210), 인터페이스부(220), 메모리(230), 디스플레이(240) 및 프로세서(250)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 입력부(210)는, 컴퓨팅 장치(200)를 온(on)/오프(off)시키는 실행 입력이나, 각종 보철물 디자인 관련 기능에 대한 설정, 실행 입력등을 감지할 수 있다. 예를 들어, 입력부(210)는, 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)에 배치된 각종 버튼을 포함할 수 있으며, 디스플레이(240)와 함께 결합된 터치 센서를 포함할 수 있고, 인터페이스부(220)를 통해 연결된 마우스, 키보드 등의 입력장치들을 포함할 수 있다.
또한, 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)는, 유무선으로 외부장치와 데이터를 송수신하는 인터페이스부(220)를 포함할 수 있다.
자세히, 인터페이스부(220)는 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 데이터 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스부(220)는, 구강 스캐너(100)와 연결되어 구강 스캔 데이터를 수신하거나 스캔관련 각종 설정입력을 송신할 수 있고, 보철물 제조장치와 연결되어 보철물 제조 데이터를 송신하여 보철물을 제작할 수 있다. 또한, 인터페이스부(220)는, 입력부(210)의 각종장치들(예컨대, 마우스, 키보드 등)과 연결되어 사용자의 입력을 수신할수도 있다.
이러한 인터페이스부(220)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리(230) 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 인터페이스부(220)는, 블루투스나 와이파이 등과 같은 무선 통신 모듈을 포함할 수도 있다.
또한, 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)는, 메모리(230)를 포함할 수 있다.
이러한 메모리(230)는, 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다.
예를 들어, 메모리(230)는, 보철물 디자인을 위한 보철물 디자인 프로그램(CAD)을 포함할 수 있고, 디자인된 보철물 데이터를 수신하여 보철물 제작 데이터를 생성하는 보철물 제조관리 프로그램(CAM)을 포함할 수 있다.
이러한 메모리(230)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있고, 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(230)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 더 포함할 수도 있다.
또한, 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)는, 보철물 디자인 관련 그래픽 이미지를 표시하는 디스플레이(240)를 포함할 수 있다.
이러한 디스플레이(240)는, 컴퓨팅 장치에 일체형으로 장착되거나, 별도의 디스플레이 장치로서 인터페이스부(220)를 통해 연결될 수 있다.
마지막으로, 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)는, 각 유닛의 전반적인 동작을 제어하여 응용 프로그램을 실행하는 프로세서(250)를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서(250)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서 (microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
이러한 보철물 디자인 컴퓨팅 장치(200)의 메모리(230)에는, 보철물을 디자인하기 위한 적어도 하나 이상의 프로그램이 설치되며 프로세서(250)는 이러한 프로그램을 이용해 보철물을 디자인하기 위한 다양한 기능을 제공할 수 있다.
- 보철물 디자인 컴퓨팅 장치의 기능적 구성
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 보철물 디자인 시스템의 블록도이다.
자세히, 도 2을 참조하면, 보철물 디자인 컴퓨팅 시스템은, 기능적인 측면에서 구강 디스플레이 모듈(201), 보철물 디자인 모듈(202) 및 보철물 제조관리 모듈(203)을 포함할 수 있다.
먼저, 구강 디스플레이 모듈(201)은, 구강 스캐너(100)를 통해 또는 외부로부터 수신한 스캔 데이터를 통해 3차원 구강 모델을 디스플레이(240)하는 기능을 제공할 수 있다.
자세히, 구강 디스플레이 모듈(201)은, 모델링 전 스캔 데이터를 처리하여 3차원 구강 모델을 생성한 후 이를 다양한 그래픽 인터페이스가 가능한 구강 이미지로 표시할 수 있다.
또한, 구강 디스플레이 모듈(201)은, 외부로부터 수신한 3차원 구강 모델 파일을 호환하여 상기 보철물 디자인 모듈(202)이 작업 가능한 형식으로 변환한 후 다양한 그래픽 인터페이스가 가능한 구강 이미지로 표시할 수 있다.
또한, 구강 디스플레이 모듈(201)은, 구강 모델 또는/및 구강 이미지를 이미지 분석하여, 다양한 구강 정보를 획득할 수 있다. 이때, 구강 디스플레이 모듈(201)은, 구강 이미지를 아크라인에 정렬시키고, 아크라인에 정렬된 구강 이미지를 분석하여 정확하고 다양한 구강 정보들을 획득할 수 있다.
이후, 구강 디스플레이 모듈(201)은, 구강 이미지와 함께 구강 정보를 표시하여 환자의 구강상태를 의사가 좀더 쉽게 이해하도록 보조할 수 있으며, 이러한 구강 이미지와 구강 정보를 보철물 디자인 모듈(202)에 제공하여, 상기 보철물 디자인 모듈(202)이 보철물을 디자인하기 위한 그래픽 유저 인터페이스를 제공하는데 도움을 줄 수 있다.
이러한 구강 디스플레이 모듈(201)은 상기 보철물 디자인 모듈(202)에 포함될 수도 있으며, 이하 설명에서는 보철물 디자인 모듈(202)이 구강 디스플레이 모듈(201)을 포함하는 것을 기준으로 설명하기로 한다.
상기 보철물 디자인 모듈(202)은, 캐드(Computer　Aided　Design, CAD)로 지칭될 수도 있으며, 보철물 디자인의 기획, 도면 작성, 수정 등을 최적의 상태로 수행할 수 있도록 하는 데이터베이스의 구축으로, 보철물 설계업무의 제반 사항을 신속, 정확하게 처리하여 주는 보철물 디자인 기능을 제공할 수 있다.
또한, 보철물 디자인 모듈(202)은, 보철물 디자인에 필요한 자료를 구강 이미지, 구강 정보의 형태로 나타내어 사용자의 이해를 돕게 해주는 구강 디스플레이 모듈(201)의 역할을 수행할 수도 있다.
이와 같이 컴퓨팅 시스템을 이용하여 보철물을 설계하도록 하여, 설계 작업의 소요시간과 경비절감으로 효율화를 추구하며, 생산성을 향상시킴과 더불어 품질, 신뢰성의 향상시킬 수 있다.
즉, 보철물 디자인 모듈(202)은, 3차원 구강 모델을 구강 이미지로 표시하며, 구강 이미지에서 획득한 구강 정보를 함께 디스플레이(240)할 수 있으며, 이러한 구강 이미지와 구강 정보를 토대로한 보철물을 디자인하기 위한 그래픽 유저 인터페이스를 제공할 수 있다.
마지막으로, 보철물 제조관리 모듈(203)은, 보철물을 제조하는 분야에 컴퓨터를 도입한 캠(Computer Aided Manufacturing, CAM)으로 지칭될 수 있으며, 보철물 디자인 모듈(202)에서 보철물 디자인이 완료되어 최종 설계안이 확정되면 보철물 제조단계에 들어가게 되는데, 이때의 관련된 기술일 수 있다.
자세히, 보철물 제조관리 모듈(203)은, 공정설계(Process　Planning, 생산방법 및 순서결정), 제조기술, 가공, 가공시 필요 서브 디자인 등의 제조 전과정에서 필요한 제조관리 설계를 사용자가 컴퓨터를 통해 원활하게 수행하도록 보철물 제조관리 기능을 제공할 수 있다.
예를 들어, 보철물 제조관리 모듈(203)은, 제조장치가 밀링장치인 경우 가상밀링 프로그램을 통해 보철물의 가공 경로를 형성할 수 있고, 형성된 가공 경로 정보와 보철물 제작 데이터를 밀링장치로 전송하여 보철물이 제작되도록 할 수 있다.
이와 같은 보철물 디자인 모듈(202)과 보철물 제조관리 모듈(203)을 통해, 사용자는 구강 이미지 확인부터 보철물 디자인, 보철물 제조관리까지의 전 작업을 수행할 수 있다.
- 구강 분석 방법
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 보철물 디자인 모듈(202)이 구강 정보를 획득하고 구강 이미지와 함께 상기 구강 정보를 효과적으로 디스플레이(240)하는 과정을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보철물 디자인 시스템이 구강 정보를 디스플레이(240)하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 스캐너(100)로부터 구강을 스캔한 데이터를 수신할 수 있다. (S101)
다른 실시예에서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 외부 서버나 메모리(230)에서 이전 구강을 스캔한 스캔 데이터를 로딩할 수도 있다.
여기서, 구강 스캔 데이터에는, 스캐너 종류에 따라 영상, 레이저 TOF 값, 구강 스캐너(100)의 위치정보 등이 포함될 수 있으며, 실시예에서는, 전방위 렌즈를 통해 촬영된 영상과 구강 스캐너(100)의 위치정보 등이 포함될 수 있다.
이러한 구강 스캔 데이터는, 상악, 하악 및 교합면 등을 포함하는 구강 전체를 모두 스캔하여 획득된 스캔 데이터일 수 있고, 상악, 하악 및 교합면 중 하나를 스캔한 스캔 데이터일 수있으며, 상악 중 일부 영역, 하악 중 일부영역 또는 교합면 중 일부 영역을 스캔한 스캔 데이터일 수 있다.
한편, 보철물 디자인 모듈(202)은, 사용자의 구강 스캔을 보조하기 위하여, 구강 스캔 중에 실시간 촬영 이미지 화상, 켭쳐된 이미지 화상, 단일모델의 3차원 데이터 화상 그리고 3차원 데이터 합성 미리보기 화상을 동시에 표시할 수 있다.
구강 스캔 데이터가 로딩되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 스캔 데이터를 기초로 3차원으로 구강을 모델링하여 3차원 구강 모델 데이터를 획득할 수 있다. (S102)
자세히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 스캔 데이터에 포함된 영상 또는/및 구강 스캐너(100)의 위치정보를 기초로 환자의 구강을 3차원으로 모델링하여 3차원 구강 모델데이터를 획득할 수 있다.
특히, 실시예에서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 상악(또는, 하악) 전체를 전방위 렌즈를 통해 촬영한 촬영한 전체 영상을 기준으로 두고, 상악(또는, 하악) 중 일부영역을 촬영한 부분 영상들을 통해 정합하여 3차원 구강 모델을 생성함으로써, 부분 영상들과의 정합오차를 최소화하여 3차원 구강 모델의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 보철물 디자인 모듈(202)은, 서버나 메모리(230)로부터 미리 모델링된 3차원 구강 모델데이터를 로딩할 수도 있다.
3차원 구강 모델데이터를 생성하면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 모델링된 3차원 구강 모델데이터에 포함되는 구강 이미지를 표시할 수 있다. (S103) 그리고 이때, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 이미지와 함께 아크라인(arch line)을 더 표시할 수 있다
자세히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 디스플레이(240)를 제어하여 3차원 구강 모델을 일측에서 바라본 구강 이미지를 표시할 수 있다. 이때, 보철물 디자인 모듈(202)은, 바라본 시점인 뷰 포인트를 제어하는 인터페이스를 제공할 수 있어, 사용자는 입력부(210)를 통해 3차원 구강 모델을 바라보고자 하는 시점(view point)에서 확인할 수 있다.
실시예에서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 상악 구강 이미지, 하악 구강 이미지, 부분 구강 이미지 및 사이드 구강 이미지 등을 표시할 수 있다. 이하, 전체 구강 이미지는 상악 구강 이미지 또는 하악 구강 이미지를 의미하는 것으로 정의하며, 부분 구강 이미지는 상악 중 일부 영역의 이미지 또는 하악 중 일부 영역의 이미지를 의미하는 것으로 정의한다.
이러한 구강 이미지와 더불어, 보철물 디자인 모듈(202)은, 아치 라인을 더 표시할 수 있다. 여기서, 아크라인은, 구강 이미지에 대응되는 활 모양, U 자형, 말굽형, 반원형 등의 라인을 의미하는 것이다.
이러한 아크라인은, 전체 구강에 대해 구강 이미지가 갖는 위치 등을 직관적으로 이해할 수 있도록 표시되는 역할을 하며, 또한, 구강 이미지의 각 영역들이 전체 구강에 위치한 기준을 제시할 수 있어, 컴퓨팅 장치(200)에서 아크라인에 정렬된 구강 이미지를 분석시 좀더 정확하고 다양한 구강 정보를 획득할 수 있다.
실시예에서, 이러한 아크라인은, 형상(예컨대, 곡률, 크기 등)이 디폴트로 고정된 형태일 수 있다. 예컨대, 모델링된 구강 이미지를 일반적으로 표시하는 크기에 맞추어 특정된 기 저장된 일 크기 및 곡률의 아크라인이 도시될 수 있다.
즉, 실시예에서, 아크라인은, 환자에 구강 형상에 따라서 구강 이미지 분석을 통해 얻어진 환자만의 특성을 반영한 아크라인이 아닌, 기본적으로 사람들이 갖는 구강의 아크라인 형태를 반영하여 디자인되어 저장된 아크라인일 수 있다.
아크라인 정렬을 좀더 용이하게 수행하기 위해, 다른 실시예에서의 아크라인은, 표시된 구강 이미지의 크기 또는/및 곡률 등의 형상에 대응한 형태를 가질 수 있다.
자세히, 아크라인은, 전체 구강 이미지가 표시될 때, 상기 전체 구강 이미지의 크기에 대응되는(비슷한) 크기를 가질 수 있다.
또한, 아크라인은, 전체 구강 이미지의 개략적인 곡률에 대응되는 곡률을 가질 수 있다.
예를 들어, 보철물 디자인 모듈(202)은, 전체 구강 이미지 크기에 비례한 크기로 아크라인을 생성할 수 있으며, 전체 구강 이미지의 곡률 및 곡률 변화값에 대응되는 곡률 및 곡률 변화값을 갖도록 아크라인을 생성할 수 있다.
만약, 부분 구강 이미지가 표시되는 경우에는, 부분 구강 이미지의 전체 구강 이미지를 추측하여 크기 및 곡률을 결정할 수 있다. 자세히, 부분 구강 이미지가 전체 구강 이미지에 갖는 비율을 판단하고, 상기 비율에 따라 전체 구강 이미지 크기를 산출한 후, 산출된 전체 구강 이미지 크기에 따라서 표시할 아크라인의 크기를 결정할 수 있다.
다른 실시예에서는, 보철물 디자인 모듈(202)은, 부분 구강 이미지를 갖는 환자의 나이나 신체 정보에 매칭되는 통계적인 아크라인의 크기 및 곡률을 기저장된 통계정보에 따라서 아크라인의 크기 및 곡률을 결정할 수 있다.
그리고 보철물 디자인 모듈(202)은, 아크라인의 크기 및/또는 곡률을 제어하는 정렬 인터페이스를 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는, 디스플레이(240)된 아크라인이 구강 이미지에 대응되지 않는 경우, 구강 이미지의 크기를 조절하거나, 아크라인의 크기 및 곡률을 조절하여 구강 이미지에 대응되게 수동 설정할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 구강 이미지 로딩 과정을 나타내고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 로딩된 전체 구강 이미지 표시화면의 일례이고, 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 로딩된 부분 구강 이미지의 표시화면의 일례이다.
도 4a와 같이, 보철물 디자인 모듈(202)은, 메모리(230)에서 기 저장된 3차원 구강 모델데이터를 로딩할 수 있다.
로딩이 완료되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 이미지(10)와 아크라인(15)을 함께 디스플레이(240)할 수 있다. 자세히, 도 4b를 참조하면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 하악 구강 모델의 경우 탑 뷰로 바라본 구강 이미지(10)를 표시할 수 있고 상악 구강 모델의 경우 바텀 뷰로 바라본 구강 이미지(10)를 표시할 수 있다. 즉, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 이미지(10)를 초기 표시할 때, 구강 모델의 전체를 한번에 파악하기 용이한 시점인 평면 뷰(탑뷰 또는 바텀뷰)로 구강 이미지(10)를 표시할 수 있다.
이때, 보철물 디자인 모듈(202)은, 디스플레이(240)된 구강 이미지(10)가 상악인지 하악인지에 대한 정보(21)를 함께 표시할 수 있고, 표시가 틀린경우 보정하는 설정 입력 인터페이스(22)를 제공할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 부분 구강 이미지(10)와 아크라인(15)을 표시할 수도 있다. 이때에도 마찬가지로 구강 이미지(10)가 상악인지 하악인지에 대한 정보(21)를 함께 표시할 수 있고, 표시가 틀린경우 보정하는 설정 입력 인터페이스(22)를 제공할 수 있다.
그리고 부분 구강 이미지(10)를 표시할 때의 아크라인은, 풀아치 형태일 수 있다. 즉, 실시예에서, 부분 구강 이미지(10)를 풀아치의 아크라인에 대해 갖는 위치에 정렬시키면, 부분 구강 이미지(10)의 결손된 정보인 부분 구강 이미지(10)가 풀아치 구강 이미지에 대해 갖는 정보(예컨대, 위치, 크기, 영역 등)을 파악할 수 있도록 하기 위해서이다.
그리고 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 이미지(10) 또는/및 아크라인(15)을 이동시켜 아크라인(15)에 구강 이미지(10)를 정렬시키는 정렬 인터페이스를 제공할 수 있다. (S104)
자세히, 사용자는, 아크라인(15)에 구강 이미지(10)가 제대로 정렬되어 있지 않으면, 정렬 인터페이스를 통해 구강 이미지(10)를 아크라인(15)에 올바르게 정렬시킬 수 있다.
예를 들어, 사용자는, 구강 이미지(10)를 드래그(drag) 조작하여 아크라인(15) 내에 정렬 위치에 이동시킬 수 있다. 여기서, 정렬 위치란, 각 치아들과 아크라인(15) 사이의 간격이 균일한 것을 의미한다. 이때, 아크라인(15)의 크기나 곡률이 문제된다면, 사용자는, 아크라인(15)의 크기 및 곡률을 변경하여 구강 이미지(10)에 대응되도록 수정할 수 있다. 다른 실시예에서는, 구강 이미지를 아크라인의 내부에 개략적인 위치에 위치시킨 후 정렬 버튼을 누르면, 자동으로 아크라인 또는/및 구강 이미지를 변경하여 아크라인에 구강 이미지를 정렬시킬 수 있다.
다만, 실시예에서, 아크라인은, 환자의 구강 이미지를 정밀하게 분석하여 얻어진 환자 구강에 매칭된 아크라인이 아닐 수 있으므로, 개략적인 위치만 특정된다면, 구강 이미지를 아크라인을 기초로 분석하는데 문제가되지 않아, 치아들과 아크라인 사이의 간격이 일정 편차만 넘지 않는다면 정렬된 것으로 지정하고 다음 단계로 넘어갈 수 있다. 다만, 일정 편차를 넘는다면, 경고 메시지를 출력하고, 좀더 정밀하게 정렬시키도록 유도하는 실시예도 가능할 것이다.
실시예에서 보철물 디자인 모듈(202)은, 좀더 정확하게 구강 이미지(10)를 아크라인(15)에 정렬시키도록, 아크라인(15) 내로 구강 이미지(10)가 진입하면 견치라인 또는/및 중앙라인을 추가적으로 오버랩(overlap)되도록 표시하여, 사용자가 아크라인(15)과 구강 이미지(10)의 관계를 좀더 정확하게 파악하고 정렬시키도록 보조할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 구강 이미지(10)를 아크라인(15)에 정렬하는 유저 인터페이스를 나타낸다.
자세히, 도 5를 참조하면, 아크라인(15)에는, 추가적으로 아크라인(15) 앤드 포인트(34L, 34R), 견치 포인트(33L, 33R), 견치라인(33) 및 중앙 라인(31), 기준방향 지표(32) 중 적어도 하나를 더 표시할 수 있으며, 사용자는, 구강 모델이 아크라인(15)에 정확하게 정렬되었는지 직관적으로 확인할 수 있으며 보철물 디자인 모듈(202)이 구강 모델의 위치를 정확하게 분석하였는지도 확인할 수 있다.
다른 실시예에서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 먼저 아크라인(15)에 자동 정렬시키는 기능을 제공하고, 이후 수동으로 보정하도록 하는 인터페이스를 제공할 수도 있다. 즉, 사용자는, 자동 정렬 버튼을 눌러 구강 이미지(10)를 아크라인(15) 내에 자동정렬시킨 후 아크라인(15)의 곡률, 크기 및 구강 이미지(10)의 크기, 위치 등을 수정하여 구강 이미지(10)를 아크라인(15) 내에 정렬시킬 수 있다.
반대로, 보철물 디자인 모듈(202)은, 사용자가 수동으로 구강 이미지(10)를 아크라인(15) 내부의 대략적인 위치에 이동시키면, 아크라인(15)과 구강 이미지(10)가 중첩되지 않도록 아크라인(15)의 크기, 곡률, 구강 이미지(10)의 크기, 위치 등을 자동으로 재조정하여, 구강 이미지(10)를 좀더 손쉽게 아크라인(15)에 정렬시키는 인터페이스를 제공할 수 있다.
아크라인(15)에 구강 모델이 정렬되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 아크라인(15)에 정렬된 구강 이미지(10)에 기초하여 구강 정보를 검출할 수 있다. (S105)
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구강 정보를 디스플레이(240)한 화면의 일례이다.
도 6을 참조하면, 여기서, 구강 정보는, 치아들의 정렬 방향(예컨대, Buccal 방향(B)과 lingual 방향(L)), 치아 번호(43), 사이드 아크라인(15S), 치열구조, 치아 및 치아들간의 각도, 치아 간격, 치아 사이즈 등과 같이 치열 구조에 관한 치아의 고유 특성 정보를 포함할 수 있고, 나아가 치아의 색상, 우식, 충치, 치아의 손상, 치아의 결손, 손상부의 보철 타입(44)과 같은 치아 상태 정보를 포함할 수 있다.
이러한 구강 정보를 정확하게 획득하기 위해, 구강 이미지(10) 분석시 기준이되는 아크라인(15)이 있는 경우, 구강 이미지(10) 분석이 좀더 빠르고 정확하게 이루어질 수 있다.
예를 들어, 보철물 디자인 모듈(202)은, 치아에 대응되는 아크라인(15)의 기울기에 수직되는 방향을 기준으로 치아들의 정렬 방향(B, L)을 결정할 수 있다. 그리고 이러한 치아들의 정렬방향은 추후 보철물 디자인시 보철물의 생성시 보철물의 방향을 결정하는데 효과적으로 활용할 수 있다.
특히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 부분 구강 이미지(10)의 경우, 구강의 일부만 분할된 모델이더라도, 치아의 방향, 치아 번호(43) 등을 아크라인(15)을 기준으로 획득할 수 있다. 즉, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강의 일부 영역만 포함된 구강 모델이여도, 상기 구강 모델에 대한 다양한 구강 정보 획득이 가능하여, 추후 보철물 디자인시에 효과적으로 활용할 수 있다.
또한, 보철물 디자인 모듈(202)은, 아크라인(15)의 크기 및 곡률 등을 기준으로 통계적으로 사이드 아크라인(15S)을 결정할 수 있다. 자세히, 메모리(230)에는, 아크라인(15)의 크기 및 곡률, 그 밖에 특성에 매칭되는 사이드 아크라인(15S)(예컨대, 교합면)이 저장되어 있을 수 있으며, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 이미지(10)가 정렬된 아크라인(15)에 매칭되는 사이드 아크라인(15S)을 검출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사이드 아크라인(15S)에 정렬된 구강 이미지(10)를 디스플레이(240)한 화면의 일례이다.
도 7을 참조하면, 3차원 구강 모델의 사이드 뷰인 측면 구강 이미지(10S)에는 추가적으로 사이드 아크라인(15S)이 더 표시될 수 있으며, 상기 사이드 아크라인(15S)은 추후 설계될 보철물의 대합면의 형상 설정에 기초가 될 수 있다. 예를 들어, 보철물의 대합면의 기울기는 사이드 아크라인(15S)의 기울기에 대응될 수 있다.
그 밖에, 보철물 디자인 모듈(202)은, 아크라인(15)을 기준으로 치아 번호(43), 치아 사이즈, 치아 우식, 충치, 결손, 손상 정도 등을 좀더 쉽게 검출할 수 있으며, 이러한 구강 정보들은 디자인될 보철물의 파라미터 자동 설정에 이용될 수 있다.
또한, 보철물 디자인 모듈(202)은, 획득된 구강 정보를 기초로 구강 이미지(10)를 치아별로 분리 가능하여, 보철물 디자인에 필요한 치아들만 분리하여 디스플레이(240)할 수도 있다.
이와 같이, 보철물 디자인 모듈(202)은, 아크라인(15)을 기준으로 구강 이미지(10)를 표시하여 사용자가 직관적으로 구강 상태를 파악하는데 도움을 줄 수 있고, 아크라인(15)을 기준으로 구강 이미지(10)를 이미지 분석하여 다양하고 정확한 구강 정보를 획득할 수 있으며, 이러한 구강 정보를 기초로 보철물을 디자인하는데 도움을 주어 좀더 손쉽고 빠르게 보철물을 디자인할 수 있다.
- 보철물 디자인 방법
이하, 이와 같이 획득된 구강 정보와, 구강 이미지를 기초로 순차적인 단계에 따라 보철물을 손쉽게 정밀하게 디자인하는 방법을 도 8 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
실시예에 따른 보철물 디자인 모듈(202)은, 3D 구강 모델을 표시하는 구강 이미지와, 아크 라인을 기반으로 구강 모델을 분석하여 얻은 구강 정보를 기반으로 순차적인 단계에 따라서 보철물을 디자인하도록 하는 보철물 디자인 인터페이스를 제공할 수 있다. 자세히, 보철물 디자인 인터페이스는, 순차적으로 각 단계마다 보철물을 디자인하기 위한 파라미터들을 각 단계별로 적절한 구강 정보를 제공하면서 결정하도록 하며, 결정된 파라미터와 구강 정보를 통해 구강 이미지에 합성하고 수정하도록 하여, 사용자는 효과적으로 손쉽게 보철물을 디자인할 수 있다.
여기서, 보철물 디자인 파라미터는, 수복할 치아영역, 보철물 타입, 마진라인, 삽입축, 보철물 내부 파라미터(예컨대, 최소 두께, 마진 두께, 시멘트 갭, 컨택 디스턴스, 폰틱 베이스 갭), 보철물 사이즈, 치아 정렬방향, 사이드 아크라인, 수복할 보철물의 치아번호 중 적어도 하나 이상의 파라미터를 포함할 수 있다.
이러한 보철물 디자인 파라미터는, 보철물 디자인 인터페이스에 따라 사용자에 의해 수동설정될 수 있고, 아크라인을 기반으로 구강 이미지를 분석하여 획득한 구강 정보에 의해 자동설정될 수 있다.
먼저, 도 8을 참조하면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 먼저, 3D 구강 모델을 표시한 구강 이미지에서 수복할 치아영역을 결정할 수 있다. (S201)
실시예에서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 표시된 구강 이미지에 대한 사용자 입력을 기초로 구강 이미지의 일부영역을 치아영역으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자는, 구강 이미지에서 특정지점, 특정영역 또는 특정치아를 지정하는 입력을 하여, 수복할 치아영역을 선택할 수 있다.
자세히, 도 9를 참조하면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 이미지를 표시하고, 사용자에 의해 구강 이미지에서 특정지점(c)이 선택되면, 선택된 특정지점(c) 및 특정지점(c)의 주변영역을 수복할 치아영역으로 선택할 수 있다.
실시예에서, 치아영역은, 하나의 보철물을 디자인하기 위한 영역일 수 있다. 자세히, 치아영역은, 하나의 치아에 대한 보철물을 디자인하기 위한 영역으로서, 일 지점이 사용자에 의해 선택되면, 해당 선택지점의 손상된 치아에 대한 하나의 보철물이 디자인될 것이다. 따라서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 해당 손상된 치아의 치아번호(T)를 구강정보에서 추출하여, 해당 치아번호에 매칭된 보철물을 디자인하도록 제공할 수 있다.
그리고 사용자에 의해 선택된 치아영역 내의 특정지점(c)은, 이후 디자인된 가상 보철물이 배치될 중심지점일 수 있다. 따라서, 보철물의 위치 수정을 최소화하기 위해, 특정지점(c)은 수복할 치아영역의 중심에 위치하는 것이 바람직하여, 보철물 디자인 모듈(202)은, 수복할 치아영역의 중심을 산출하고, 산출된 중심에서 특정지점(c) 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과한다고 판단하면, 이를 알람하고 특정지점(c)을 재설정하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한, 보철물 디자인 모듈(202)은, 분석한 구강 정보를 기초로 수복이 필요한 치아영역을 좀더 정확하게 결정할 수 있다. 자세히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 이미지에서 손상된 치아를 검출하고, 손상된 치아가 차지하는 영역 내부에 사용자의 지정입력을 받으면, 해당 치아가 차지하는 영역을 수복할 치아영역으로 결정할수도 있다.
다른 실시예에서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 표시된 구강 이미지에서 손상된 치아를 자동 검출한 후, 해당 치아의 영역을 수복할 치아영역으로 결정할 수 있다. 이때, 보철물 디자인 모듈(202)은, 결정된 치아영역의 중심점을 산출하여, 산출된 중심점에 이후 디자인된 가상 보철물의 배치할 수 있다.
수복할 치아영역이 선택되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 치아영역에 디자인할 보철물 타입을 결정할 수 있다. (S202)
여기서, 보철물 타입에는, 인레이(Inlay), 온레이(Onlay), 크라운(Crown), 라미네이트(Laminate), 브릿지(Bridge), 코핑(Coping) 또는 임플란트(Implant), 덴쳐(Denture) 등이 포함될 수 있다. 또한, 보철물에는, 넓은 개념에 있어서, 서지컬가이드(Surgical guide)나 교정장치와 같은 치아 관련 보조기구도 포함될 수 있다.
자세히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 치아영역에 디자인할 보철물의 유형(type)을 나열하고 그중 하나를 선택하도록 하는 인터페이스를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 9와 같이, 사용자가 수복할 치아영역의 특정지점(c)을 더블 클릭으로 선택하면, 해당 치아영역 주변에 수복할 보철물 타입들(50)이 나열되며, 그중 하나가 사용자에 의해 선택됨으로써, 보철물 타입이 결정될 수 있다.
이때, 보철물 디자인 모듈(202)은, 복수의 치아영역에 대한 사용자 설정입력을 받아, 한번에 복수의 보철물을 디자인하도록 제공하여, 보철물 디자인 시간을 단축시킬 수 있다.
예를 들어, 도 9와 같이, 두개의 치아영역을 동시에 선택하고 이후 보철물 디자인 파라미터 설정단계를 함께 진행하여, 한번의 순차적인 보철물 디자인 단계를 거쳐 두개의 보철물을 동시에 디자인할수도 있다.
정리하면, 사용자는, 구강 이미지에서 제 1 지점을 지정하여 수복할 치아영역으로 결정하고, 결정된 치아영역의 치아번호가 표시되며, 치아영역의 보철물 타입을 선택하고, 수복할 치아영역이 더 있는 경우 다시 위 과정을 반복함으로써, 제 1 단계의 보철물 디자인 파라미터 설정을 완수할 수 있다.
다른 실시예에서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 치아영역의 손상된 치아의 손상정도를 분석하고, 그 손상정도에 따라 자동으로 설계할 보철물 타입을 결정할 수 있다.
보철물 타입이 설정되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 수복할 치아영역의 마진라인(margin line)을 결정할 수 있다. (S203)
자세히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 치아영역 내에서 보철물과 치아의 경계(또는, 보철물과 잇몸의 경계)인 마진라인을 결정할 수 있다.
이러한 마진라인을 결정하기 위해, 보철물 디자인 모듈(202)은, 마진라인을 수동, 반자동 또는 자동으로 설계하도록 제공할 수 있다.
먼저, 보철물 디자인 모듈(202)은, 사용자가 자동모드 선택시, 치아영역의 구강 이미지의 잇몸, 잇몸 영역 별 색 차이, 손상된 치아, 치근, 인접치아 등을 검출하고 이에 기초하여 마진라인을 결정하고 구강 이미지에 표시할 수 있다. 또한, 보철물 디자인 모듈(202)은, 자동으로 결정된 마진라인을 수동으로 수정하도록 하는 수정 인터페이스를 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 10a를 참조하면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 치아영역에 자동으로 산출한 마진라인(60)을 표시하고, 사용자의 드래그(drag) 입력으로 마진라인(60)을 수정하는 수정 인터페이스(62)와, 사용자의 드로우(draw) 입력으로 마진라인(60)을 수정하는 수정 인터페이스(62)와, 마진라인(60) 전체를 상하 또는 좌우로 이동시키는 수정 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한, 보철물 디자인 모듈(202)은, 수동모드 선택시, 도 10b와 같이 구강 이미지에 사용자의 드래그(drag) 입력으로 직접 구강 이미지에 마진라인(60)을 그리도록 제공할 수 있고, 구강 이미지에 사용자의 드로우(draw) 입력으로 마진라인(60)을 그리도록 제공할 수 있다.
마진라인(60)이 결정되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 보철물의 삽입방향인 삽입축을 결정할 수 있다. (S204)
실시예에서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 삽입축 설정을 구강 이미지를 바라보는 뷰 포인트로 설정하도록 제공할 수 있다.
자세히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 사용자가 3D 구강 모델을 바라보는 뷰 포인트를 변경하여 구강 이미지를 표시하도록 제어할 수 있으며, 삽입축 방향 결정단계에서 사용자가 뷰 포인트를 변경한 후 변경된 뷰 포인트를 삽입축 방향으로 선택하면, 해당 뷰 포인트를 삽입축 방향으로 설정할 수 있다.
이때, 보철물 디자인 모듈(202)은, 뷰 포인트 방향과, 해당 뷰 포인트에서 보철물 삽입시 보철물이 걸리는 영역인 블록아웃(block out) 영역을 구강 이미지에 표시하여, 사용자가 올바르게 뷰 포인트를 삽입축 방향으로 선택하도록 유도할 수 있다.
예를 들어, 도 11a를 참조하면, 구강 이미지(10)에는, 구강 이미지(10)를 바라보는 뷰 포인트가 화살표(71)로 표시될 수 있고, 해당 화살표(71) 방향으로 보철물 삽입시 블록아웃 영역(75)을 다른 색으로 표시하여, 사용자가 올바른 삽입축 방향을 직관적으로 선택하도록 유도할 수 있다.
또한, 도 11b를 참조하면, 구강 이미지를 바라보는 방향이 탑뷰 또는 바텀뷰인 경우 뷰 포인트를 나타내는 화살표(71)가 생략될 수 있고, 해당 뷰 포인트에서 블록아웃이 없다면 블록아웃 영역이 표시되지 않아, 사용자는 손쉽게 해당 뷰 포인트를 삽입축 방향으로 선택하는 셋 버튼(73)을 눌러 설정할 수 있다.
삽입축 방향이 설정되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 보철물 파라미터를 결정할 수 있다 (S205)
자세히, 실시예에서, 보철물 디자인 모듈(202)은, 보철물 디자인 파라미터 중 아직 미 결정된 보철물 내부 파라미터와, 보철물 외형과 관련된 파라미터를 결정할 수 있다.
여기서, 보철물 내부 파라미터는, 보철물의 최소 두께(Minimum thickness), 마진 두께(margin thickness), 시멘트 갭(cement gap), 컨택 디스턴스(contact distance) 및 폰틱 베이스 갭(pontic base gap) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 보철물 내부 파라미터는, 일반적으로 치과에서 통계적으로 사용하는 값으로 기본 설정되어 있을 수 있으며, 따라서, 실시예에 따른 보철물 내부 파라미터 설정단계는 이러한 기본 설정 또는 사용자 설정 값을 다시한번 확인하고 수정하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 도 12를 참조하면, 보철물 내부 파라미터 설정단계에서는, 보철물 내부 파라미터들(80)이 나열되고 각각의 파라미터마다의 설정값들이 표시되며, 이러한 설정값들을 변경하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
이와 같이 보철물 디자인 파라미터가 설정되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 결정된 보철물 파라미터에 따라 가상 보철물을 설계할 수 있다. (S206)
자세히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 설정된 보철물 디자인 파라미터와 매칭되는 보철물 형상을 라이브러리에서 검출할 수 있다.
예를 들어, 보철물 디자인 모듈(202)은, 치아번호와 보철물 타입에 매칭되는 보철물 형상을 라이브러리(95)에서 검출할 수 있다.
그리고 보철물 디자인 모듈(202)은, 검출된 보철물 형상을 보철물 디자인 파라미터 또는 구강 정보에 따라 변경할 수 있다.
예를 들어, 보철물 디자인 모듈(202)은, 검출된 보철물 형상을 마진라인(60), 보철물 내부 파라미터에 따라 변경할 수 있다.
또한, 보철물 디자인 모듈(202)은, 검출된 보철물 형상의 상면을 사이드 아크라인에 따라 경사지도록 변경할 수 있다.
가상 보철물이 디자인되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 설계된 가상 보철물을 구강 이미지에 오버랩하여 디스플레이할 수 있다. (S207)
자세히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 보철물 디자인 파라미터 또는/및 구강 정보에 기초하여 설계된 가상 보철물을 구강 이미지 위에 배치시켜 표시할 수 있다.
예를 들어, 보철물 디자인 모듈(202)은, 치아영역의 특정지점(c)(예컨대, 중심점)이 가상 보철물의 중심이 오도록 배치시키며, 이때, 가상 보철물의 배치방향은 삽입축 방향과 치아 정렬방향(B, L)에 따라서 결정할 수 있다.
도 13을 참조하면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 가상 보철물(90)의 중심이 치아영역의 특정지점(c)에 오도록 위치시키면서, 가상 보철물(90)의 배치방향(예컨대, 수평, 수직 회전방향)이 삽입축 방향과 치아영역의 치아 정렬방향에 매칭시킬 수 있다.
구강 이미지에 가상 보철물(90)이 표시되면, 보철물 디자인 모듈(202)은, 가상 보철물(90)을 수동으로 수정할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다. (S208)
자세히, 보철물 디자인 모듈(202)은, 구강 이미지에 합성되어 표시된 가상 보철물(90)을 보고, 사용자의 수정입력에 따라 실시간으로 수정되는 가상 보철물(90)을 확인하면서 가상 보철물(90)을 수정할 수 있는 수정 인터페이스를 제공할 수 있다.
여기서, 가상 보철물(90)을 수정할 수 있는 파라미터는, 도 14와 같이, 가상 보철물(90)의 그루브, 스무스, 에드 온, 그랩 등 외형 파라미터(96)와, 가상 보철물(90)의 강도와 두께에 대한 파라미터(97)와, 가상 보철물(90)의 스케일, 위치, 회전시키는 배치 파라미터(98)와, 보철물 내부 파라미터(99) 등을 포함할 수 있다.
사용자는, 이와 같은 파라미터들을 수정하면 구강 이미지에 표시된 가상 보철물(90)이 실시간으로 변경됨을 확인할 수 있어, 직관적이면서 손쉽게 가상 보철물(90)의 디자인을 수정할 수 있다.
이와 같이, 보철물 디자인 모듈(202)은, 단계에 따라 순차적으로 보철물 디자인 파라미터를 설정하여 사용자의 능숙도에 상관없이 손쉽게 균일한 품질의 보철물을 디자인할 수 있는 보철물 디자인 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한, 보철물 디자인 모듈(202)은, 보철물 디자인 파라미터 단계별 설정시, 아크라인을 기반으로 획득한 구강 정보를 효과적으로 제공하여, 좀더 정확하고 빠르게 보철물 파라미터를 설정하도록 유도할 수 있다.
또한, 보철물 디자인 모듈(202)은, 디자인된 가상 보철물(90)을 구강 이미지의 정확한 위치에 배치시켜, 가상 보철물(90)의 디자인이 정확한지 효과적으로 확인할 수 있도록 제공하며, 이와 같이 표시된 가상 보철물(90)을 보며 직관적인 인터페이스로 수정할 수 있는 보철물 디자인 수정 인터페이스를 제공할 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리(230) 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (13)

  1. 아크라인에 정렬된 구강 이미지에 대한 구강 정보를 획득하는 단계;
    상기 구강 이미지에서 수복할 치아영역을 적어도 하나 이상 결정하는 단계;
    상기 결정된 치아영역에 디자인할 가상 보철물의 보철물 타입을 결정하는 단계;
    상기 결정된 치아영역의 마진라인을 결정하는 단계;
    상기 가상 보철물이 상기 구강 이미지에 삽입될 방향인 삽입축 방향을 결정하는 단계;
    결정된 보철물 디자인 파라미터에 따라서 상기 가상 보철물을 설계하는 단계; 및
    상기 설계된 보철물을 상기 구강 이미지에 배치하고, 상기 가상 보철물이 배치된 구강 이미지를 표시하는 단계를 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구강 이미지에서 수복할 치아영역을 적어도 하나 이상 결정하는 단계는,
    상기 구강 이미지 내에 사용자가 특정지점을 선택하는 입력을 수신하는 단계와, 상기 특정지점에 위치한 치아의 치아번호를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 특정지점은,
    상기 가상 보철물의 중심이 배치될 지점인
    단계별 보철물 디자인 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구강 이미지에서 수복할 치아영역을 적어도 하나 이상 결정하는 단계는,
    상기 수복할 치아영역의 중심을 산출하고, 상기 산출된 중심과 상기 특정지점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하면, 상기 특정지점을 재설정하도록 알람하는 단계를 더 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수복할 치아영역이 적어도 둘 이상 결정되면, 복수의 가상 보철물을 동시에 디자인하는 보철물 디자인 인터페이스를 제공하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정된 치아영역의 마진라인을 결정하는 단계는,
    자동으로 상기 치아영역의 구강 이미지를 분석하여 마진라인을 검출하는 단계와, 상기 검출한 마진라인을 상기 구강 이미지에 표시하는 단계와, 상기 표시된 마진라인을 수정하는 수정 인터페이스를 제공하는 단계를 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입축 방향을 결정하는 단계는,
    3차원 구강 모델을 바라보는 뷰 포인트를 변경하면 변경된 뷰 포인트에 따라 구강 이미지를 표시하는 단계와, 상기 변경된 뷰 포인트를 삽입축 방향으로 선택하면 상기 뷰 포인트를 삽입축 방향으로 설정하는 단계를 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 삽입축 방향을 결정하는 단계는,
    상기 뷰 포인트 방향 또는 상기 뷰 포인트에서 상기 가상 보철물 삽입시 상기 가상 보철물이 걸리는 영역인 블록아웃(block out) 영역을 상기 구강 이미지에 표시하는 단계를 더 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 가상 보철물의 보철물 내부 파라미터를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 보철물 내부 파라미터는,
    상기 가상 보철물의 최소 두께(Minimum thickness), 마진 두께(margin thickness), 시멘트 갭(cement gap), 컨택 디스턴스(contact distance) 및 폰틱 베이스 갭(pontic base gap) 중 적어도 하나를 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상 보철물을 설계하는 단계는,
    치아번호와 상기 보철물 타입에 매칭되는 보철물 형상을 라이브러리에서 검출하는 단계를 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가상 보철물을 설계하는 단계는,
    상기 검출된 보철물 형상을 상기 보철물 디자인 파라미터 또는 상기 구강 정보에 따라 변경하는 단계를 더 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 검출된 보철물 형상을 변경하는 단계는,
    상기 가상 보철물의 상면을 상기 구강 정보의 사이드 아크라인에 따라 경사지도록 변경하는 단계를 더 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 설계된 보철물을 상기 구강 이미지에 배치하는 단계는,
    상기 가상 보철물의 중심을 상기 치아영역의 중심점에 매칭시키고, 상기 가상 보철물의 배치방향을 상기 삽입축 방향과 상기 구강 정보의 치아 정렬방향에 매칭시키는 단계를 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 수정입력에 따라 실시간으로 수정되는 상기 가상 보철물을 표시하면서 상기 가상 보철물을 수정할 수 있는 수정 인터페이스를 제공하는 단계를 더 포함하는
    단계별 보철물 디자인 방법.
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