KR20200000758A - 치아 셋업 과정에서 악궁 라인을 자동으로 생성하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

치아 셋업 과정에서 악궁 라인을 자동으로 생성하는 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR20200000758A
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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법은 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 이용하여 환자의 치아들 각각의 3차원 객체를 생성하는 단계; 상기 치아들 각각의 3차원 객체에 바운딩 박스(Bounding box)를 생성하여 근원 심폭경(Mesiodistal diameter)을 측정하는 단계; 상기 치아들 각각의 3차원 객체에 치축(Tooth axis)을 설정하는 단계; 상기 근원 심폭경과 상기 치축에 기초하여 상기 환자의 기저골의 공간 과부족 여부를 판단하는 단계; 상기 공간 과부족 여부의 판단 결과에 따라 상기 환자의 악궁 라인(Ideal arch)의 곡선 길이(Curve length)를 결정하는 단계; 상기 바운딩 박스들에서 상기 치아들 각각의 기준점을 추출하는 단계; 및 상기 차이들 각각의 기준점과 상기 악궁 라인의 곡선 길이에 기초하여 상기 환자의 치아 모델에 대한 악궁 라인을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

치아 셋업 과정에서 악궁 라인을 자동으로 생성하는 장치 및 그 방법{Apparatus and method for automatically generating Ideal arch In tooth setup}
본 발명은 구강 스캔 정보를 이용하여 치아 교정 모델을 셋업하는 과정에서 악궁 라인을 자동으로 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
환자의 치아를 교정하기 위해서는 교정에 따른 치아의 변화를 표시할 수 있는 치아 교정 모델을 생성해야 한다. 이때, 치아 교정 모델은 환자의 이상적인 악궁 라인을 생성하고, 환자의 현재 치열에 따른 악궁 라인과 이상적인 악궁 라인 간의 차이를 고려하여 치아 교정 과정을 결정하고 있다.
종래의 CAD S/W를 이용한 치아 교정 모델 생성 방법에서 환자의 이상적인 악궁 라인을 생성하는 방법은 기존의 악궁 라인 탬플릿(Template) 들 중 하나를 선택하여 생성하거나, 사용자가 직접 환자의 치아 표면에 기준점을 설정하여 수동으로 생성하고 있었다.
기존의 악궁 라인 탬플릿 중 하나를 선택하는 방법은 환자의 치아에 최적화된 악궁 라인과 기존의 악궁 라인 탬플릿 간의 차이에 의하여 교정 치료에 악영향을 미칠 가능성이 있었다. 또한, 사용자가 수동으로 악궁 라인을 생성하는 방법은 사용자가 기준점을 선택하는 기준이 주관적이므로, 사용자의 실력에 따라서, 오차가 발생할 가능성이 있었다. 또한, 사용자가 수동으로 악궁 라인을 생성하는 방법은 사용자가 환자의 모든 치아에 대하여 일일이 기준점을 설정해야 하므로, 반복적인 기준점 설정 과정에서 사용자의 작업 능률이 저하되는 문제도 있었다.
따라서, 일관되고 신뢰할 수 있는 악궁 라인을 생성할 수 있는 방법이 요청되고 있다.
본 발명은 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 이용하여 환자에 최적화된 악궁 라인을 제공함으로써, 환자 교정 치료를 위한 치아 교정 모델 생성 과정에서 일관되고 신뢰할 수 있는 교정 치료 셋업 기준을 제공하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 악궁 라인을 생성하기 위한 기준점을 사용자에게 제시하고, 사용자가 보정한 기준점에 따라 악궁 라인을 생성함으로써, 악궁 라인의 생성에 소요되는 시간을 감소시키고, 악궁 라인 생성 작업의 효율을 증가시키는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법은 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 이용하여 환자의 치아들 각각의 3차원 객체를 생성하는 단계; 상기 치아들 각각의 3차원 객체에 바운딩 박스(Bounding box)를 생성하여 근원 심폭경(Mesiodistal diameter)을 측정하는 단계; 상기 치아들 각각의 3차원 객체에 치축(Tooth axis)을 설정하는 단계; 상기 근원 심폭경과 상기 치축에 기초하여 상기 환자의 기저골의 공간 과부족 여부를 판단하는 단계; 상기 공간 과부족 여부의 판단 결과에 따라 상기 환자의 악궁 라인(Ideal arch)의 곡선 길이(Curve length)를 결정하는 단계; 상기 바운딩 박스들에서 상기 치아들 각각의 기준점을 추출하는 단계; 및 상기 차이들 각각의 기준점과 상기 악궁 라인의 곡선 길이에 기초하여 상기 환자의 치아 모델에 대한 악궁 라인을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법의 근원 심폭경을 측정하는 단계는, 상기 차이들 각각의 교합면 방향과 중심선(Midsagittal line), 및 치은선(Gingival line)의 방향에 따라 상기 바운딩 박스의 방향을 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법의 치축을 설정하는 단계는, 상기 치아들 각각의 치은선으로 구성된 제1 평면과 교합면, 및 상기 제1 평면과 상기 교합면 사이에 위치한 제2 평면의 무게 중심에 기초하여 상기 치축을 설정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법의 공간 과부족 여부를 판단하는 단계는, 상기 환자의 치아들 각각의 근원 심폭경들의 합과, 상기 환자의 좌측 제1 소구치의 치근단에서 상기 환자의 우측 제1 소구치의 치근단 간의 거리에 따라 상기 환자의 기저골에 인공 치아를 수용할 수 있는 공간이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법의 곡선 길이를 결정하는 단계는, 상기 환자의 기저골이 공간 과부족인 경우, 상기 환자에서 발치할 치아를 결정하고, 발치할 치아의 근원 심폭경을 제외한 나머지 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법의 곡선 길이를 결정하는 단계는, 상기 환자의 기저골이 공간 과부족이 아닌 경우, 전치 스트리핑(Stripping)의 시행 여부를 확인하고, 전치 스트리핑을 시행하는 경우, 스트리핑에 따른 치아 삭제량을 제외한 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정하며, 전치 스트리핑을 시행하지 않는 경우, 모든 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법의 기준점을 추출하는 단계는, 상기 환자의 구치부의 근심협측 교두정과 상기 환자의 전치부의 견치 교두정, 절치 절단 연중점을 기준점으로 추출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법의 악궁 라인을 생성하는 단계는, 상기 기준점들을 연결하는 교합 평면을 설정하고, 상기 교합 평면 상에 상기 환자의 좌측, 또는 우측의 제1 대구치의 기준점에서 반대측 제1 대구치의 기준치까지 연결하며 상기 곡선 길이에 따른 호선으로 형성된 악궁 라인을 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법은 상기 악궁 라인에 기 설정된 오버젯(Overjet), 및 오버바이트(Overbite)값 중 적어도 하나를 적용하여 대합치의 악궁 라인을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 장치는 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 입력받는 입력부; 및 상기 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 이용하여 환자의 치아들 각각의 3차원 객체를 생성하고, 상기 치아들 각각의 3차원 객체에 바운딩 박스를 생성하여 근원 심폭경을 측정하며, 상기 치아들 각각의 3차원 객체에 치축을 설정하고, 상기 근원 심폭경과 상기 치축에 기초하여 상기 환자의 기저골의 공간 과부족 여부를 판단하며, 상기 공간 과부족 여부의 판단 결과에 따라 상기 환자의 악궁 라인의 곡선 길이를 결정하고, 상기 바운딩 박스들에서 상기 치아들 각각의 기준점을 추출하며, 상기 차이들 각각의 기준점과 상기 악궁 라인의 곡선 길이에 기초하여 상기 환자의 치아 모델에 대한 악궁 라인을 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 장치의 프로세서는, 상기 치아들 각각의 치은선으로 구성된 제1 평면과 교합면, 및 상기 제1 평면과 상기 교합면 사이에 위치한 제2 평면의 무게 중심에 기초하여 상기 치축을 설정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 장치의 프로세서는, 상기 환자의 치아들 각각의 근원 심폭경들의 합과, 상기 환자의 좌측 제1 소구치의 치근단에서 상기 환자의 우측 제1 소구치의 치근단 간의 거리에 따라 상기 환자의 기저골에 인공 치아를 수용할 수 있는 공간이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 장치의 프로세서는, 상기 환자의 기저골이 공간 과부족인 경우, 상기 환자에서 발치할 치아를 결정하고, 발치할 치아의 근원 심폭경을 제외한 나머지 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 장치의 프로세서는, 상기 환자의 기저골이 공간 과부족이 아닌 경우, 전치 스트리핑(Stripping)의 시행 여부를 확인하고, 전치 스트리핑을 시행하는 경우, 스트리핑에 따른 치아 삭제량을 제외한 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정하며, 전치 스트리핑을 시행하지 않는 경우, 모든 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 장치의 프로세서는, 상기 기준점들을 연결하는 교합 평면을 설정하고, 상기 교합 평면 상에 상기 환자의 좌측, 또는 우측의 제1 대구치의 기준점에서 반대측 제1 대구치의 기준치까지 연결하며 상기 곡선 길이에 따른 호선으로 형성된 악궁 라인을 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 장치의 프로세서는, 상기 악궁 라인에 기 설정된 오버젯(Overjet), 및 오버바이트(Overbite)값 중 적어도 하나를 적용하여 대합치의 악궁 라인을 설정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 이용하여 환자에 최적화된 악궁 라인을 제공함으로써, 환자 교정 치료를 위한 치아 교정 모델 생성 과정에서 일관되고 신뢰할 수 있는 교정 치료 셋업 기준을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 악궁 라인을 생성하기 위한 기준점을 사용자에게 제시하고, 사용자가 보정한 기준점에 따라 악궁 라인을 생성함으로써, 악궁 라인의 생성에 소요되는 시간을 감소시키고, 악궁 라인 생성 작업의 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 치아들 각각의 치축을 설정하는 과정의 일례이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 치아들 각각의 치축을 보정하는 과정의 일례이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 공간 과부족 여부를 판단하기 위한 파라미터를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 교합 평면을 설정하는 과정의 일례이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인을 생성하기 위하여 사용하는 치아들 각각의 기준점이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인을 생성하기 위한 파라미터를 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법은 악궁 라인 생성 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 장치를 나타내는 도면이다.
악궁 라인 생성 장치(100)는 환자의 치아를 교정하기 위하여 교정에 따른 치아의 변화를 표시할 수 있는 치아 교정 모델을 생성하는 과정에서 사용하는 환자의 악궁 라인을 생성할 수 있다.
이때, 악궁 라인 생성 장치(100)는 치아 교정 모델 생성 장치, 또는 치아 교정 모델 셋업 장치에 포함될 수 있다. 또한, 악궁 라인 생성 장치(100)는 치아 교정 모델 생성 장치, 또는 치아 교정 모델 셋업 장치와 독립적인 구성이며, 생성한 환자의 악궁 라인을 치아 교정 모델 생성 장치, 또는 치아 교정 모델 셋업 장치로 전송할 수도 있다. 이때, 치아 교정 모델 생성 장치, 또는 치아 교정 모델 셋업 장치는 수신한 악궁 라인과 초기 치아 교정 모델의 악궁 라인을 이용하여 최종 치아 교정 모델을 결정할 수 있다.
악궁 라인 생성 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 입력부(110), 프로세서(120), 및 출력부(130)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 입력 받을 수 있다.
프로세서(120)는 입력부(110)가 입력받은 환자의 구강 스캔 정보를 이용하여 환자의 치아들 각각의 3차원 객체를 생성할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 환자의 3차원 구강 스캔 정보에서 교정 치료 전의 치아 배열 데이터와 치아들 각각의 경계부, 및 치아들 각각의 치은의 경계부를 추출할 수 있다. 그리고, 프로세서(120)는 치아와 치은의 경계부에 따라 교정 치료 전의 치아 배열 데이터에서 환자의 치아들 각각에 대응하는 스캔 정보를 분리할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 분리한 스캔 정보들을 이용하여 환자의 치아들 각각의 3차원 객체를 생성할 수 있다.
치아들 각각의 근원심폭경의 합을 고려하지 않고, 악궁 라인을 생성하는 경우, 치아가 배치될 공간인 악궁 라인의 곡선 길이와 치아들의 근원심폭경의 합 간의 차이에 의하여 치아 교정 모델에 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 프로세서(120)는 치아들 각각의 3차원 객체에 바운딩 박스(Bounding box)를 생성하여 근원 심폭경(Mesiodistal diameter)을 측정할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 치아들 각각의 교합면 방향과 중심선(Midsagittal line), 및 치은선(Gingival line)의 방향에 따라 바운딩 박스의 방향을 결정할 수 있다.
그 다음으로, 프로세서(120)는 치아들 각각의 3차원 객체에 치축(Tooth axis)을 설정할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 치아들 각각의 치은선으로 구성된 제1 평면과 교합면, 및 제1 평면과 교합면 사이에 위치한 제2 평면의 무게 중심에 기초하여 치축을 설정할 수 있다.
다음으로, 프로세서(120)는 근원 심폭경과 치축에 기초하여 환자의 기저골의 공간 과부족 여부를 판단할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 환자의 치아들 각각의 근원 심폭경들의 합과, 환자의 좌측 제1 소구치의 치근단에서 환자의 우측 제1 소구치의 치근단 간의 거리에 따라 환자의 기저골에 인공 치아를 수용할 수 있는 공간이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
이때, 프로세서(120)는 공간 과부족 여부의 판단 결과에 따라 환자의 악궁 라인(Ideal arch)의 곡선 길이(Curve length)를 결정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 공간 과부족 여부의 판단 결과에 따라 환자의 소구치를 발치하여 치료할 것인지, 또는 환자의 소구치를 발치하지 않고 치료할 것인지 여부를 판단할 수 있다.
환자의 기저골이 공간 과부족인 경우, 프로세서(120)는 환자의 소구치를 발치하도록 결정할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 환자에서 발치할 치아를 결정하고, 발치할 치아의 근원 심폭경을 제외한 나머지 치아들의 근원 심폭경의 합을 곡선 길이로 결정할 수 있다.
또한, 환자의 기저골이 공간 과부족이 아닌 경우, 프로세서(120)는 환자의 소구치를 발치하지 않도록 설정할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 6전치 스트리핑(Stripping)의 시행 여부를 확인할 수 있다. 그리고, 6전치 스트리핑을 시행하는 경우, 프로세서(120)는 6 전치 스트리핑에 따른 치아 삭제량을 제외한 치아들의 근원 심폭경의 합을 곡선 길이로 결정할 수 있다. 또한, 6 전치 스트리핑을 시행하지 않는 경우, 프로세서(120)는 모든 치아들의 근원 심폭경의 합을 곡선 길이로 결정할 수 있다.
그리고, 프로세서(120)는 바운딩 박스들에서 치아들 각각의 기준점을 추출할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 환자의 구치부의 근심협측 교두정과 환자의 전치부의 견치 교두정, 절치 절단 연중점을 기준점으로 추출할 수 있다.
또한, 프로세서(120)는 출력부(130)를 통하여 추출한 기준점을 사용자에게 제시할 수 있다. 이때, 출력부(130)는 사용자로부터 기준점 선택, 선택한 기준점의 위치 보정, 선택한 기준점 삭제, 및 신규 기준점의 추가 중 적어도 하나의 요청을 입력할 수 있는 인터페이스를 프로세서(120)가 추출한 기준점과 함께 표시할 수 있다. 그리고, 입력부(110)는 출력부(130)가 표시한 인터페이스를 통하여 입력된 사용자의 요청을 프로세서(120)로 전달하고, 프로세서(120)는 사용자의 요청에 따라 기준점의 위치를 보정하거나, 삭제할 수도 있고, 기준점을 추가할 수도 있다.
다음으로, 프로세서(120)는 치아들 각각의 기준점과 악궁 라인의 곡선 길이에 기초하여 환자의 치아 모델에 대한 악궁 라인을 생성할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 기준점들을 연결하는 교합 평면을 설정하고, 교합 평면 상에 환자의 좌측, 또는 우측의 제1 대구치의 기준점에서 반대측 제1 대구치의 기준치까지 연결하며 곡선 길이에 따른 호선으로 형성된 악궁 라인을 생성할 수 있다.
마지막으로 프로세서(120)는 악궁 라인에 기 설정된 오버젯(Overjet), 및 오버바이트(Overbite)값 중 적어도 하나를 적용하여 대합치의 악궁 라인을 설정할 수도 있다.
본 발명에 따른 악궁 라인 생성 장치(100)는 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 이용하여 환자에 최적화된 악궁 라인을 제공함으로써, 환자 교정 치료를 위한 치아 교정 모델 생성 과정에서 일관되고 신뢰할 수 있는 교정 치료 셋업 기준을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 악궁 라인 생성 장치(100)는 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 악궁 라인을 생성하기 위한 기준점을 사용자에게 제시하고, 사용자가 보정한 기준점에 따라 악궁 라인을 생성함으로써, 악궁 라인의 생성에 소요되는 시간을 감소시키고, 악궁 라인 생성 작업의 효율을 증가시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인 생성 방법을 도시한 플로우차트이다.
단계(210)에서 프로세서(120)는 입력부(110)가 입력받은 환자의 구강 스캔 정보를 이용하여 환자의 치아들 각각의 3차원 객체를 생성할 수 있다.
단계(220)에서 프로세서(120)는 프로세서(120)는 치아들 각각의 3차원 객체에 바운딩 박스를 생성하여 근원 심폭경을 측정할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 치아들 각각의 교합면 방향과 중심선, 및 치은선의 방향에 따라 바운딩 박스의 방향을 결정할 수 있다.
단계(230)에서 프로세서(120)는 치아들 각각의 3차원 객체에 치축을 설정할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 치아들 각각의 치은선으로 구성된 제1 평면과 교합면, 및 제1 평면과 교합면 사이에 위치한 제2 평면의 무게 중심에 기초하여 치축을 설정할 수 있다.
단계(240)에서 프로세서(120)는 근원 심폭경과 치축에 기초하여 환자의 기저골의 공간 과부족 여부를 판단할 수 있다.
단계(250)에서 프로세서(120)는 공간 과부족 여부의 판단 결과에 따라 환자의 악궁 라인(Ideal arch)의 곡선 길이(Curve length)를 결정할 수 있다. 환자의 기저골이 공간 과부족인 경우, 프로세서(120)는 환자에서 발치할 치아를 결정하고, 발치할 치아의 근원 심폭경을 제외한 나머지 치아들의 근원 심폭경의 합을 곡선 길이로 결정할 수 있다. 또한, 환자의 기저골이 공간 과부족이 아닌 경우, 프로세서(120)는 6전치 스트리핑(Stripping)의 시행 여부를 확인할 수 있다. 그리고, 6전치 스트리핑을 시행하는 경우, 프로세서(120)는 6 전치 스트리핑에 따른 치아 삭제량을 제외한 치아들의 근원 심폭경의 합을 곡선 길이로 결정할 수 있다. 또한, 6 전치 스트리핑을 시행하지 않는 경우, 프로세서(120)는 모든 치아들의 근원 심폭경의 합을 곡선 길이로 결정할 수 있다.
단계(260)에서 프로세서(120)는 바운딩 박스들에서 치아들 각각의 기준점을 추출할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 출력부(130)를 통하여 추출한 기준점을 사용자에게 제시할 수 있다. 그리고, 프로세서(120)는 출력부(130)가 표시한 인터페이스를 통하여 입력된 사용자의 요청에 따라 기준점의 위치를 보정하거나, 삭제할 수도 있고, 기준점을 추가할 수도 있다.
단계(270)에서 프로세서(120)는 치아들 각각의 기준점과 악궁 라인의 곡선 길이에 기초하여 환자의 치아 모델에 대한 악궁 라인을 생성할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 기준점들을 연결하는 교합 평면을 설정하고, 교합 평면 상에 환자의 좌측, 또는 우측의 제1 대구치의 기준점에서 반대측 제1 대구치의 기준치까지 연결하며 곡선 길이에 따른 호선으로 형성된 악궁 라인을 생성할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 악궁 라인에 기 설정된 오버젯(overjet), 및 오버바이트(overbite)값 중 적어도 하나를 적용하여 대합치의 악궁 라인을 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 치아들 각각의 치축을 설정하는 과정의 일례이다.
프로세서(120)는 치아들 각각의 3차원 객체에 폐곡선인 치은선으로 이루어진 제1 평면(310)과 교합면(320), 및 제1 평면(310)과 교합면(320)의 사이에 위치하면서 교합면(320)과 평행인 제2 평면(330)을 설정할 수 있다. 이때, 제1 평면(310)은 도 3에 도시된 바와 같이 평면과 곡면을 포함하는 면일 수 있다.
그리고, 프로세서(120)는 교합면(320)과 제2 평면(330)의 무게 중심을 연결하는 선을 치축(350)으로 설정할 수 있다.
또한, 프로세서(120)는 치아들 각각의 3차원 객체의 모델의 교합면 방향과 중심선(Midsagittal line), 및 치은선의 방향을 기준으로 바운딩 박스의 방향을 결정할 수 있다.
바운딩 박스는 분할된 치아들 각각의 3차원 객체에 외접하는 직육면체를 의미한다. 치축(350)이 바운딩 박스의 천정 및 바닥면의 중심을 지날 때 바운딩 박스의 방향(340)이 결정된다.
치아 세그멘테이션 후 치축(350)이 수정되는데, 이 때 치축(350) 및 설측 방향(340)이 정의된다. 바운딩 박스의 각도는 바운딩 박스의 설측면과 치아의 설측 방향(340)이 수직이 될 때 결정된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 치아들 각각의 치축을 보정하는 과정의 일례이다.
또한, 프로세서(120)는 바운딩 박스(410)의 방향, 또는 치축(420)의 보정이 필요한 경우, 출력부(130)가 도 4에 도시된 바와 같이 바운딩 박스(410)의 방향, 또는 치축(420)을 표시하도록 할 수 있다. 그리고, 인터페이스를 통하여 변경된 바운딩 박스의 방향, 또는 치축을 입력된 경우, 프로세서(120)는 입력받은 바운딩 박스의 방향, 또는 치축에 따라 바운딩 박스(410)의 방향, 또는 치축(420)을 보정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 공간 과부족 여부를 판단하기 위한 파라미터를 도시한 도면이다.
프로세서(120)는 모델 분석법을 사용하여 환자의 구강 스캔 정보로부터 획득한 파라미터를 분석할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 환자의 좌측 제1대구치부터 우측 제1대구치까지의 치아들의 근원 심폭경의 합(Total tooth material, TM)을 계산할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 환자의 좌측 제1 소구치 치근단 부위에서 환자의 우측 제1 소구치 치근단 부위의 협측 치은간 거리(Premolar Basal arch width)(510)를 계산할 수 있다. 그리고, 프로세서(120)는 환자의 중철치 치근단 부위의 치은 최후 방점(520)에서 교합 평면에 평행하게 제1 대구치 원심면까지의 거리(Basal arch length)(521)를 계산할 수 있다.
이때, 프로세서(120)는 계산한 값들을 이용하여 치아와 기저골의 공간 과부족 여부를 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 도 5에 따른 Howe’s analysis이외에도 다른 분석법을 이용하여 치아와 기저골의 공간 과부족 여부를 판단할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 교합 평면을 설정하는 과정의 일례이다.
프로세서(120)는 환자의 구강 스캔 정보의 중절치 접촉점(Contact Point)(610), 왼쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(620) 및 오른쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(630)을 검출할 수 있다.
다음으로, 프로세서(120)는 중절치 접촉점(610), 왼쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(620) 및 오른쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(630)을 연결하는 평면을 교합평면(640)으로 설정할 수 있다.
또한, 사용자가 중절치 접촉점(610), 왼쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(620) 및 오른쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(630)를 수동 설정하는 경우, 치아 교정 모델 학습 장치(102)는 사용자가 설정한 중절치 접촉점(610), 왼쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(620) 및 오른쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(630)을 환자 정보에 대응하는 중절치 접촉점(610), 왼쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(620) 및 오른쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(630)으로 학습할 수 있다.
이후, 학습한 환자 정보와 유사도가 임계값 이상인 환자 정보를 입력받은 경우, 프로세서(120)는 중절치 접촉점(610), 왼쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(620) 및 오른쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(630)를 검출하는 과정을 생략하고, 학습한 중절치 접촉점(610), 왼쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(620) 및 오른쪽 제1대구치 근심 협측 교두정(630)를 이용하여 교합 평면(640)을 설정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인을 생성하기 위하여 사용하는 치아들 각각의 기준점이다.
프로세스(120)는 구치부(710)에 포함된 치아들 각각에서 도 7에 도시된 바와 같이 근심협측 교두정(711)들을 기준점으로 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 전치부(720)에 포함된 치아들 중 견치에서는 교두정(721)을 기준점으로 추출하고, 절치에서는 절단 연중점(722)을 기준점으로 추출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 악궁 라인을 생성하기 위한 파라미터를 도시한 도면이다.
프로세서(120)는 환자의 제1대구치의 기준점으로부터 시작하여 곡선 길이에 따른 호선을 설정하여 악궁 라인을 생성할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 호선의 대칭 중심이 환자의 구강 스캔 정보의 중심선 상에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 프로세서(120)는 도 8에 도시된 바와 같은 전치부의 길이(Anterior arch length)(810), 견치의 길이(Molar vertical distance)(820), 및 구치부의 길이(Total arch length)(830)를 계산할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 절치들 간의 거리(Intercanine distance)(840), 제1 대구치 간의 거리(Inter first molar distance)(850), 제2 대구치 간의 거리(Inter second molar distance)(860)를 계산할 수 있다. 그리고, 프로세서(120)는 계산한 길이 및 거리들을 고려하여 악궁 라인을 생성할 수 있다.
본 발명은 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 이용하여 환자에 최적화된 악궁 라인을 제공함으로써, 환자 교정 치료를 위한 치아 교정 모델 생성 과정에서 일관되고 신뢰할 수 있는 교정 치료 셋업 기준을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 악궁 라인을 생성하기 위한 기준점을 사용자에게 제시하고, 사용자가 보정한 기준점에 따라 악궁 라인을 생성함으로써, 악궁 라인의 생성에 소요되는 시간을 감소시키고, 악궁 라인 생성 작업의 효율을 증가시킬 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체)에 기록된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 악궁 라인 생성 장치
110: 입력부
120: 프로세서
130: 출력부

Claims (16)

  1. 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 이용하여 환자의 치아들 각각의 3차원 객체를 생성하는 단계;
    상기 치아들 각각의 3차원 객체에 바운딩 박스(Bounding box)를 생성하여 근원 심폭경(Mesiodistal diameter)을 측정하는 단계;
    상기 치아들 각각의 3차원 객체에 치축(tooth axis)을 설정하는 단계;
    상기 근원 심폭경과 상기 치축에 기초하여 상기 환자의 기저골의 공간 과부족 여부를 판단하는 단계;
    상기 공간 과부족 여부의 판단 결과에 따라 상기 환자의 악궁 라인(Ideal arch)의 곡선 길이(Curve length)를 결정하는 단계;
    상기 바운딩 박스들에서 상기 치아들 각각의 기준점을 추출하는 단계;
    상기 차이들 각각의 기준점과 상기 악궁 라인의 곡선 길이에 기초하여 상기 환자의 치아 모델에 대한 악궁 라인을 생성하는 단계
    를 포함하는 악궁 라인 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 근원 심폭경을 측정하는 단계는,
    상기 차이들 각각의 교합면 방향과 중심선(Midsagittal line), 및 치은선(Gingival line)의 방향에 따라 상기 바운딩 박스의 방향을 결정하는 악궁 라인 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 치축을 설정하는 단계는,
    상기 치아들 각각의 치은선으로 구성된 제1 평면과 교합면, 및 상기 제1 평면과 상기 교합면 사이에 위치한 제2 평면의 무게 중심에 기초하여 상기 치축을 설정하는 악궁 라인 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공간 과부족 여부를 판단하는 단계는,
    상기 환자의 치아들 각각의 근원 심폭경들의 합과, 상기 환자의 좌측 제1 소구치의 치근단에서 상기 환자의 우측 제1 소구치의 치근단 간의 거리에 따라 상기 환자의 기저골에 인공 치아를 수용할 수 있는 공간이 있는지 여부를 판단하는 악궁 라인 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 곡선 길이를 결정하는 단계는,
    상기 환자의 기저골이 공간 과부족인 경우, 상기 환자에서 발치할 치아를 결정하고, 발치할 치아의 근원 심폭경을 제외한 나머지 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정하는 악궁 라인 생성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 곡선 길이를 결정하는 단계는,
    상기 환자의 기저골이 공간 과부족이 아닌 경우, 전치 스트리핑(Stripping)의 시행 여부를 확인하고, 전치 스트리핑을 시행하는 경우, 스트리핑에 따른 치아 삭제량을 제외한 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정하며, 전치 스트리핑을 시행하지 않는 경우, 모든 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정하는 악궁 라인 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기준점을 추출하는 단계는,
    상기 환자의 구치부의 근심협측 교두정과 상기 환자의 전치부의 견치 교두정, 절치 절단 연중점을 기준점으로 추출하는 악궁 라인 생성 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 악궁 라인을 생성하는 단계는,
    상기 기준점들을 연결하는 교합 평면을 설정하고, 상기 교합 평면 상에 상기 환자의 좌측, 또는 우측의 제1 대구치의 기준점에서 반대측 제1 대구치의 기준치까지 연결하며 상기 곡선 길이에 따른 호선으로 형성된 악궁 라인을 생성하는 악궁 라인 생성 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 악궁 라인에 기 설정된 오버젯(Overjet), 및 오버바이트(Overbite)값 중 적어도 하나를 적용하여 대합치의 악궁 라인을 설정하는 단계
    를 더 포함하는 악궁 라인 생성 방법.
  10. 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 입력받는 입력부; 및
    상기 환자의 3차원 구강 스캔 정보를 이용하여 환자의 치아들 각각의 3차원 객체를 생성하고, 상기 치아들 각각의 3차원 객체에 바운딩 박스를 생성하여 근원 심폭경을 측정하며, 상기 치아들 각각의 3차원 객체에 치축을 설정하고, 상기 근원 심폭경과 상기 치축에 기초하여 상기 환자의 기저골의 공간 과부족 여부를 판단하며, 상기 공간 과부족 여부의 판단 결과에 따라 상기 환자의 악궁 라인의 곡선 길이를 결정하고, 상기 바운딩 박스들에서 상기 치아들 각각의 기준점을 추출하며, 상기 차이들 각각의 기준점과 상기 악궁 라인의 곡선 길이에 기초하여 상기 환자의 치아 모델에 대한 악궁 라인을 생성하는 프로세서
    를 포함하는 악궁 라인 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 치아들 각각의 치은선으로 구성된 제1 평면과 교합면, 및 상기 제1 평면과 상기 교합면 사이에 위치한 제2 평면의 무게 중심에 기초하여 상기 치축을 설정하는 악궁 라인 생성 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 환자의 치아들 각각의 근원 심폭경들의 합과, 상기 환자의 좌측 제1 소구치의 치근단에서 상기 환자의 우측 제1 소구치의 치근단 간의 거리에 따라 상기 환자의 기저골에 인공 치아를 수용할 수 있는 공간이 있는지 여부를 판단하는 악궁 라인 생성 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 환자의 기저골이 공간 과부족인 경우, 상기 환자에서 발치할 치아를 결정하고, 발치할 치아의 근원 심폭경을 제외한 나머지 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정하는 악궁 라인 생성 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 환자의 기저골이 공간 과부족이 아닌 경우, 전치 스트리핑(Stripping)의 시행 여부를 확인하고, 전치 스트리핑을 시행하는 경우, 스트리핑에 따른 치아 삭제량을 제외한 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정하며, 전치 스트리핑을 시행하지 않는 경우, 모든 치아들의 근원 심폭경의 합을 상기 곡선 길이로 결정하는 악궁 라인 생성 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기준점들을 연결하는 교합 평면을 설정하고, 상기 교합 평면 상에 상기 환자의 좌측, 또는 우측의 제1 대구치의 기준점에서 반대측 제1 대구치의 기준치까지 연결하며 상기 곡선 길이에 따른 호선으로 형성된 악궁 라인을 생성하는 악궁 라인 생성 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 악궁 라인에 기 설정된 오버젯(Overjet), 및 오버바이트(Overbite)값 중 적어도 하나를 적용하여 대합치의 악궁 라인을 설정하는 악궁 라인 생성 장치.

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