KR20200129504A - 치아 배열 분석 방법, 이를 이용한 파노라마 이미지 생성 방법 및 그 장치 - Google Patents
치아 배열 분석 방법, 이를 이용한 파노라마 이미지 생성 방법 및 그 장치 Download PDFInfo
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Abstract
3차원 의료영상으로부터 치열궁을 결정하기 위한 치아 배열 분석 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 치아 형태가 포함된 3차원 의료영상에서 하악골 상부가 포함된 제1 종단면 슬라이스와 상기 하악골 전면부가 포함된 제2 종단면 슬라이스를 획득하는 단계, 상기 제1 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 말단점을 분석하는 단계, 상기 제2 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 전면 대표점을 분석하는 단계 및 상기 말단점 및 전면 대표점을 이용하여 상기 치아의 치열궁을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 치아 배열 분석 방법, 이를 이용한 파노라마 이미지 생성 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 3차원 의료영상으로부터 치열궁을 결정하는 치아 배열 분석 방법, 이를 이용한 파노라마 이미지 생성 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래에 파노라마 이미지를 생성할 때 도 1의 (a)와 같이 3차원 의료영상에서 치열궁(c)을 수동으로 위치시키고, 3차원 의료영상으로부터 치열궁(c)의 위치에 해당되는 데이터를 추출하여 2차원의 파노라마 이미지를 생성하였다. 이러한 종래의 파노라마 이미지 생성방법은 매번 치열궁을 입력해야 하는 번거로움이 존재하였고, 이후 자동으로 파노라마 이미지를 생성하는 방법이 개발되었으나 도 1의 (b)와 같이 3차원 의료영상 내에 치아 인공물에 의해 발생된 메탈 아티팩트(Metal Artifact, ma1 및 ma2)에 의해 치열궁(c)이 정확하게 분석되지 않아 실제의 치아 배열과 다른 형태로 결정되는 문제점이 존재하였다. 또한 이러한 치열궁(c)을 이용하여 파노라마 이미지를 생성하는 경우 환자의 치아 배열에 관한 정보가 포함되지 않고, 치아 배열에서 벗어난 위치의 골격 이미지가 포함된 파노라마 이미지가 생성되는 문제점이 존재하였다.
종래에, 공개특허문헌 제10-2016-0083788호 "치아 파노라마 영상 생성방법, 이를 위한 장치 및 이를 기록한 기록매체"가 공개되었는데, 이러한 기술은 3차원 의료영상 내에 인공물에 의한 번짐 현상인 메탈 아티팩트(metal artifact)가 발생되거나, 치아가 부족한 환자의 구강구조가 포함된 3차원 의료영상의 경우 환자의 치아배열 구조에 해당하는 정확한 치열궁을 획득하기 어려웠다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 3차원 의료영상에 메탈 아티팩트가 포함되거나, 치아가 부족하여 치아의 골격에 대한 정보가 부족한 경우라도 환자의 실제 치아 배열과 동일한 치열궁을 결정할 수 있는 치아 배열 분석 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 3차원 의료영상에 메탈 아티팩트가 포함되거나, 치아가 부족하여 치아의 골격에 대한 정보가 부족한 경우라도 환자의 구강 구조를 정확하게 나타내는 파노라마 이미지를 추출할 수 있는 파노라마 이미지 생성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 치아 형태가 포함된 3차원 의료영상에서 하악골 상부가 포함된 제1 종단면 슬라이스와 상기 하악골 전면부가 포함된 제2 종단면 슬라이스를 획득하는 단계, 상기 제1 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 말단점을 분석하는 단계, 상기 제2 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 전면 대표점을 분석하는 단계 및 상기 말단점 및 전면 대표점을 이용하여 상기 치아의 치열궁을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 치아의 치열궁을 결정하는 단계는, 상기 제1 종단면 슬라이스와 상기 제2 종단면 슬라이스를 대응시켜 상기 말단점과 상기 전면 대표점의 위치를 설정하고, 상기 하악골의 일측에 위치한 말단점에 연결되고 상기 전면 대표점을 거쳐 상기 하악골의 타측에 위치한 말단점에 연결되는 궤적을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하악골의 일측에 위치한 말단점에 연결되고 상기 전면 대표점을 거쳐 상기 하악골의 타측에 위치한 말단점에 연결되는 궤적을 생성하는 단계는, 상기 전면 대표점을 상기 치열궁의 궤적의 외측 방향으로 소정 위치만큼 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 파노라마 이미지 생성 방법은 치아 형태가 포함된 3차원 의료영상에서 하악골에서 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스를 획득하는 단계, 상기 제1 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 말단점을 분석하고, 상기 제2 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 전면 대표점을 분석하며, 상기 말단점 및 전면 대표점을 이용하여 상기 치아의 치열궁을 결정하는 단계, 상기 치열궁을 상기 3차원 의료영상에 대응시키는 단계, 상기 치열궁에 해당하는 횡방향 슬라이스 이미지를 추출하여 상기 3차원 의료영상으로부터 상기 치아에 대한 파노라마 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 종래의 치아 배열 분석 방법에 따라 3차원 의료영상을 이용하여 치열궁을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 3차원 의료영상에서 종단면 슬라이스를 획득하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2를 참조하여 수행되는 일부 단계를 구체적으로 설명하기 위한 상세 순서도이다.
도 5는 도 3에서 획득한 종단면 슬라이스에 포함된 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 종단면 슬라이스의 픽셀을 군집화하여 하악골과 목뼈를 구분하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 종단면 슬라이스에서 목뼈가 제거되고, 노이즈 픽셀을 제거하기 위해 모폴로지 알고리즘을 수행한 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 종단면 슬라이스에 대해 세선화 알고리즘을 수행하여 하악골의 형태를 선으로 표현한 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8의 종단면 슬라이스에 대해 말단점 및 전면 대표점이 설정된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법에 의해 결정된 치열궁을 3차원 의료영상의 상측에서 바라본 이미지에 매칭시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 전면 대표점을 하악골의 외측 방향으로 이동시키는 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파노라마 이미지 생성 방법의 순서도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파노라마 이미지 생성 방법에 따라 생성된 파노라마 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 배열 분석 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 3차원 의료영상에서 종단면 슬라이스를 획득하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2를 참조하여 수행되는 일부 단계를 구체적으로 설명하기 위한 상세 순서도이다.
도 5는 도 3에서 획득한 종단면 슬라이스에 포함된 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 종단면 슬라이스의 픽셀을 군집화하여 하악골과 목뼈를 구분하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 종단면 슬라이스에서 목뼈가 제거되고, 노이즈 픽셀을 제거하기 위해 모폴로지 알고리즘을 수행한 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 종단면 슬라이스에 대해 세선화 알고리즘을 수행하여 하악골의 형태를 선으로 표현한 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8의 종단면 슬라이스에 대해 말단점 및 전면 대표점이 설정된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법에 의해 결정된 치열궁을 3차원 의료영상의 상측에서 바라본 이미지에 매칭시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 전면 대표점을 하악골의 외측 방향으로 이동시키는 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파노라마 이미지 생성 방법의 순서도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파노라마 이미지 생성 방법에 따라 생성된 파노라마 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 배열 분석 장치의 블록 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법의 순서도이다. 후술될 방법의 각 단계들은 컴퓨팅 장치에 의해 수행될 수 있다. 다만, 설명의 편의상 각 단계들의 동작 주체에 대한 기재는 생략될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 치아 형태가 포함된 3차원 의료영상(도 3의 v)에서 치아의 치열궁(도 10의 30)을 결정하는 방법에 관한 것이다.
몇몇 실시예에서, 3차원 의료영상(v)은 치아의 형태를 분석하기 위해 촬영된 DICOM(Digital Imaging and COmmunications in Medicine)디지털 영상일 수 있다. 다만, 다른 몇몇 실시예에서 3차원 의료영상(v)은 CT(Computed Tomography)영상일 수도 있다. 이와 같이, 3차원 의료영상(v)은 다양한 유형의 의료영상을 포함할 수 있어서, 본 발명의 기술적 범위는 특정 유형의 의료 영상에 한정되지 않는다.
3차원 의료영상(v)은 후술하는 도 3에 도시된 바와 같이 치아의 진단을 위해 머리 부분에 대한 복셀(voxel)로 이루어진 3차원 영상 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 3차원 의료영상(v)은 치아부분의 영역만 촬영된 3차원 입체 영상이거나, 신체 전체가 촬영된 3차원 입체 영상일 수 있다. 이러한 3차원 의료영상(v)의 용어는 촬영 방식 또는 입체영상의 데이터 종류에 한정되지 않으며, 치아의 형태가 3차원 입체영상으로 저장된 다양한 의료영상 데이터를 의미할 수 있다.
치열궁(30)은 치아가 배열된 궤적 또는 치열이 그리는 곡선을 의미할 수 있다. 치열궁(30)은 실시예에 따라 윗니에 대한 궤적을 의미하거나, 아랫니에 대한 궤적을 의미하거나, 또는 윗니와 아랫니 각각의 궤적의 중간 궤적을 의미할 수 있다. 이러한 치열궁(30)은 상기와 같은 위치의 궤적에 한정되는 의미가 아니라, 치아가 배열된 궤적을 나타내는 다양한 의미로 변경될 수 있다. 또한, 치열궁(30)은 촬영된 3차원 의료영상(v)마다 환자의 치아 상태 및 치아 배열에 따라 크기와 형태가 상이할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
단계 S110에서 하악골 상부가 포함된 제1 종단면 슬라이스(도 3의 10)가 획득될 수 있고, 단계 S120에서 하악골 전면부가 포함된 제2 종단면 슬라이스(도 3의 20)가 획득될 수 있다. 종단면 슬라이스(10 및 20)는 하악골의 위치에서 획득되는 의료영상일 수 있다. 하악골은 아랫 치아가 위치한 턱을 의미할 수 있지만, 다른 실시예에서는 상악골을 의미하여 변경되어 실시될 수도 있다. 종단면 슬라이스(10 및 20)는 상술한 3차원 의료영상(v)을 종방향으로 자른 2차원 의료영상을 의미할 수 있다. 또한, 종단면 슬라이스(10 및 20)는 3차원 의료영상(v)을 수평방향으로 자른 2차원 의료영상을 의미할 수 있으나, 3차원 의료영상(v)에 촬영된 환자의 두상 안면 방향이 하측을 향하는 경우 횡방향으로 자른 2차원 의료영상(10 및 20)을 의미할 수 있다. 즉, 종단면 슬라이스(10 및 20)는 종방향을 필수적으로 의미하는 것은 아니고 환자의 두상이 촬영된 각도에 따라 촬영된 각도가 수평 방향이 아닌 수직 방향을 의미할 수 있고, 환자의 두상이 촬영된 각도에 따라 사선 방향 또는 임의의 각도를 가진 방향으로 자른 의료영상을 의미할 수도 있다.
본 실시예에서는 단계 S110과 단계 S120이 수행되는 순서가 무관할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 제1 종단면 슬라이스(10) 또는 제2 종단면 슬라이스(20) 중 어느 하나가 먼저 획득되거나 동시에 획득될 수 있다. 예를 들어, 치아 배열 분석 방법에서 제1 종단면 슬라이스(10)가 먼저 획득되거나, 제2 종단면 슬라이스(20)가 먼저 획득되거나, 또는 제1 종단면 슬라이스(10)와 제2 종단면 슬라이스(20)가 동시에 획득될 수도 있다. 즉, 이러한 단계 S110 및 S120는 선후 순서에 관계없이 수행될 수 있다. 단계 S110 및 S120에서 종단면 슬라이스가 획득되는 위치 및 방법은 도 3에서 상세하게 설명하도록 한다.
단계 S125에서, 단계 S110 및 S120에서 획득된 종단면 슬라이스에 대해 이미지 전처리가 수행될 수 있으며, 이에 대한 상세한 내용은 도 4 내지 도 8에서 상세하게 설명하도록 한다.
단계 S130에서 제1 종단면 슬라이스(10)에서 하악골의 말단점(도 9의 13_1 및 13_2)이 분석되고, 단계 S140에서 제2 종단면 슬라이스(20)에서 하악골의 전면 대표점(도 9의 23_1 내지 23_3)이 분석될 수 있다. 하악골의 말단점(13_1 및 13_2)은 하악골의 양 측부에 위치하는 하악골이 시작되는 끝단을 의미할 수 있고, 하악골의 전면 대표점(23_1 내지 23_3)은 하악골의 앞니가 위치하는 전면부에 굴곡이 크게 형성된 몇몇 지점을 의미할 수 있다. 이러한, 말단점(13_1 및 13_2) 및 전면 대표점(23_1 내지 23_3)에 관한 상세한 내용은 도 9를 이용하여 상세하게 설명하도록 한다.
단계 S150에서, 말단점(13_1 및 13_2) 및 전면 대표점(23_1 내지 23_3)을 이용하여 치아의 치열궁(30)이 결정될 수 있으며, 이러한 내용은 도 10 및 도 11을 이용하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 하악골에서 이미지를 추출하여 치열궁(30)을 결정함으로써, 치아에 다량의 인공물이 형성된 경우라도 하악골에서 추출된 이미지에 인공물이 포함되지 않아 메탈 아티팩트(ma)가 발생되지 않고, 이에 따라 3차원 의료영상(v)에 포함된 치아 배열에 대해 치열궁(30)을 정확하게 결정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 하악골 상부가 포함된 제1 종단면 슬라이스와 하악골 전면부가 포함된 제2 종단면 슬라이스를 획득함으로써, 치아가 없는 무치악 환자이거나, 치아가 상당 부분 부족한 환자가 촬영되어 3차원 의료영상(v)에 치아의 골격 구조에 대한 정보가 부족하더라도, 용이하게 치열궁(30)을 결정할 수 있다.
특히, 본 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 하악골의 말단점 및 전면 대표점을 이용하여 치열궁을 결정함으로써, 치아가 상당수 부족하고, 동시에 인공물이 다수 형성된 치아를 가진 환자의 구강구조가 포함된 3차원 의료영상(v)에서 치열궁(30)을 결정할 때 실제 환자의 치아 배열의 궤적과 높은 정확도로 흡사한 치열궁(30)을 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 3차원 의료영상(v)에서 종단면 슬라이스를 획득하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 2의 단계 S110에서 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)는 3차원 의료영상(v)의 하악골에서 획득될 수 있다. 하악골은 상부에 하악골의 양측부가 형성되고 점점 하부로 내려오면서 치조부로 좁아지면서 전면부가 형성될 수 있다. 제1 종단면 슬라이스(10)에 포함된 하악골의 치조부의 높이는 하악골의 상부에 형성된 하악골의 양측부 높이와 유사할 수 있다. 따라서, 제1 종단면 슬라이스(10)는 하악골의 전면부에 형성된 치조부와 하악골의 상부에 해당하는 치조부를 포함하는 이미지일 수 있다. 하악골의 말단부는 하악골의 양 측부가 시작되는 지점을 의미할 수 있으나, 하악골의 끝단뿐 아니라 끝단에서 소정 거리가 떨어진 지점을 의미할 수도 있다.
제1 종단면 슬라이스(10)는 하악골의 치조부가 위치한 영역에서 획득된 이미지에 해당될 수 있으나, 이러한 영역에서 획득된 이미지에 한정되는 것은 아니고, 제2 종단면 슬라이스(20)에 비해 높은 위치의 하악골에서 획득된 이미지일 수 있다. 예를 들어, 제1 종단면 슬라이스(10)는 하악골의 치근이 위치한 영역에 비해 높은 아랫니 치아가 시작되는 위치 또는 하악골 치근이 위치한 영역에 비해 낮은 치근 하측 영역에서 획득된 이미지일 수도 있다. 또한, 일 실시예에서, 제1 종단면 슬라이스(10)는 3차원 의료영상(v)에 포함된 턱의 최하단으로부터 약 35mm에 해당되는 위치의 영역으로 설정될 수도 있다. 연구를 통해 얻은 결과, 제1 종단면 슬라이스(10)를 턱의 최하단으로부터 약 35mm에서 획득하는 경우 단계 S110에서 제1 종단면 슬라이스(10)는 대부분의 환자의 하악골의 치조부와 하악골 상부가 포함될 수 있었다.
제2 종단면 슬라이스(20)는 하악골의 전면부가 포함될 수 있다. 제2 종단면 슬라이스(20)는 제1 종단면 슬라이스(10)에 비해 하측에 위치한 영역의 이미지일 수 있다. 제2 종단면 슬라이스(20)는 하악골의 전면부에 함몰된 영역의 높이에 해당되어, 하악골의 상부가 포함되지 않는 이미지일 수 있다. 제2 종단면 슬라이스(20)는 이러한 영역의 높이에서 획득된 이미지에 한정되는 것은 아니고, 제1 종단면 슬라이스(10)에 비해 하측에 위치한 다양한 높이로부터 획득될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 종단면 슬라이스(20)는 3차원 의료영상(v)에 포함된 턱의 최하단으로부터 약 20mm에 해당되는 위치의 영역으로 설정될 수도 있다. 연구를 통해 얻은 결과, 제2 종단면 슬라이스(20)를 턱의 최하단으로부터 약 20mm에서 획득하는 경우 단계 S120에서 제2 종단면 슬라이스(20)는 대부분의 환자의 하악골의 전면부가 포함될 수 있었다.
이러한 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)는 S110 및 S120 단계에서 3차원 의료영상(v)으로부터 상술한 위치가 자동으로 탐색되어 획득될 수 있지만, 외부에서 설정된 높이에 따라 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)가 획득될 수도 있다.
다른 실시예에서, 제2 종단면 슬라이스(20)가 제1 종단면 슬라이스(10)에 비해 높은 위치에서 획득된 이미지이고, 제1 종단면 슬라이스(10)가 제2 종단면 슬라이스(20)에 비해 낮은 위치에서 획득된 이미지로 변경되어 실시 가능하다.
또 다른 실시예에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)는 턱의 상악골에 해당하는 위치에서 획득될 수 있으며 이 때는 제1 종단면 슬라이스(10)가 상악골의 치근의 위치에서 획득되고, 제2 종단면 슬라이스(20)가 치근보다 높은 위치에 있는 영역에 해당될 수도 있다. 또한 다른 실시예에서, 제1 종단면 슬라이스(10)가 제2 종단면 슬라이스(20)보다 높은 위치에서 획득된 이미지일 수 있으며, 이 외에도 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)는 본 실시예를 수행하기 위해 설정될 수 있는 상악골의 다양한 위치에서 획득된 이미지일 수도 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 제1 종단면 슬라이스(10)를 3차원 의료영상(v)에 포함된 하악골의 최하단으로부터 35mm로 설정하고 제2 종단면 슬라이스(20)를 하악골의 최하단으로부터 20mm로 설정하는 경우 다수의 인체의 두상에 해당하는 의료영상으로부터 실제 치아 배열에 상당히 유사한 치열궁(30) 형태를 추출하는 것을 경험적으로 알 수 있었다. 이 경우 제1 종단면 슬라이스(10)는 대략적으로 치근의 높이의 영역에서 획득되고, 제1 종단면 슬라이스(10)는 대략적으로 턱의 함몰된 높이의 영역에서 획득될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 두 개의 종단면 슬라이스를 이용하여 치열궁(30)을 결정하기 때문에 하나의 종단면 슬라이스를 이용하여 결정된 치열궁(30)에 비해 환자의 실제 치열궁(30)의 궤적에 가까운 치열궁(30)을 결정할 수 있다.
도 4는 도 2를 참조하여 수행되는 일부 단계를 구체적으로 설명하기 위한 상세 순서도이다.
도 4를 참조하면, 단계 S125에서, S110 및 S120에서 획득된 종단면 슬라이스(10 및 20)에 대해 이미지 전처리가 수행될 수 있다. 단계 S125에서, 전처리가 수행되면 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)는 하악골 이외의 이미지가 제거되고, 하악골의 형태에 대한 특징이 드러날 수 있다.
단계 S1251에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)의 픽셀을 분석하여 임계치 이하의 영상 정보 값을 포함하는 픽셀이 제거되고, 단계 S1253에서 픽셀이 군집화된 후 목뼈(b) 부분이 제거될 수 있다. 이후, 단계 S1255에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)에 대해 모폴로지 알고리즘이 수행되어 노이즈 픽셀에 영상 정보 값이 포함되고, 단계 S1257에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)에 대해 세선화 알고리즘이 수행되어 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20) 각각에 대해 하악골의 형태를 나타내는 선이 추출될 수 있다. 이러한 단계 S1251 내지 S1253의 세부적인 단계에 대해 도 5 내지 도 8을 이용하여 설명하도록 한다.
도 5는 도 3에서 획득한 종단면 슬라이스(10 및 20)에 포함된 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 5의 (a)에서 제1 종단면 슬라이스(10)는 하악골 상부(10)에서 획득된 이미지로서, 하악골의 측면부에 하악골이 시작되는 영역과, 하악골의 전면부의 치조부 영역을 포함할 수 있다. 제1 종단면 슬라이스(10)는 하악골의 측면에서 하악골이 시작되는 지점과 하악골 전면부에 굴곡진 형태를 포함하여 하악골의 전체적인 궤적을 나타낼 수 있다. 제1 종단면 슬라이스(10)는 금속 인공물을 부착한 환자를 촬영하는 경우 3차원 의료영상(v) 내에 인공물에 의해 발생될 수 있는 메탈 아티팩트(Metal Artifact, ma)가 발생될 수 있다. 메탈 아티팩트(ma)는 의료영상에서 치과용 충진재 또는 인공 보철 장치 등과 같은 금속성 대상물에 의해 발생되는 노이즈일 수 있다. 제1 종단면 슬라이스(10)는 메탈 아티팩트(ma)가 하악골 양측 어금니의 영역에 크게 위치하고 있고, 앞니에 일부 위치하고 있다. 또한, 치아의 배열을 촬영하기 위해서는 목뼈(b) 부분이 함께 촬영되기 때문에 제1 종단면 슬라이스(10)는 하측에 목뼈(b)의 영상을 포함할 수 있다.
도 5의 (b)에서 제2 종단면 슬라이스(20)는 하악골의 하부(21)에서 획득된 이미지로서, 하악골 전면부의 치조부 영역을 포함할 수 있다. 제2 종단면 슬라이스(20)는 하악골 전면에 굴곡진 형태를 포함할 수 있다. 하악골은 상부(11)에서 하부(21)로 내려오면서 폭이 좁아지기 때문에 제1 종단면 슬라이스(10)에 비해 하측에서 획득된 제2 종단면 슬라이스(20)는 하악골이 시작되는 지점의 상부(11) 영역은 포함하지 않는다. 제2 종단면 슬라이스(20)는 치아에 비교적 멀리 떨어져 있기 때문에 통상적으로 치아에 부착된 인공물이 적게 존재하므로 메탈 아티팩트(ma)가 존재하지 않는다. 제2 종단면 슬라이스(20)는 제1 종단면 슬라이스(10)와 마찬가지로 치아의 배열을 촬영하기 위해서는 목뼈(b) 부분이 함께 촬영되기 때문에 제1 종단면 슬라이스(10)는 하측에 목뼈(b)의 영상을 포함할 수 있다. 그러나, 실시예에 따라 제2 종단면 슬라이스(20)에 포함된 하악골 구조가 특이하여 제2 종단면 슬라이스(20) 내에 치아가 포함되어 치아에 부착된 인공물에 의해 메탈 아티팩트(ma)가 발생되거나, 또는 하악골 자체에 인공물을 삽입하여 메탈 아티팩트(ma)가 발생될 수도 있다.
도 6은 도 5의 종단면 슬라이스의 픽셀을 군집화하여 하악골과 목뼈(b)를 구분하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단계 S1251에서, 도 5의 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20) 각각에서 골격부분이 추출되도록 임계치 이하의 영상정보 값을 포함하는 픽셀이 제거될 수 있다. 일 예로, 단계 S1251에서, 임계치 이하의 영상정보 값은 미리 설정된 HARD TISSUE에 해당하는 영상정보 값보다 부드러운 조직에 해당하는 영상정보 값일 수 있다. 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)는 피부, 내장기관, 뇌 등의 다양한 신체 부위가 촬영된 3차원 의료영상(v)으로부터 획득된 이미지이기 때문에, 만약 본 실시예에서 이러한 다양한 신체 부위와 하악골이 함께 포함된 이미지를 이용하여 치열궁(30)을 결정하는 경우 정확한 치열궁(30)을 결정할 수 없게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 단계 S1251에서 하악골 이외의 이미지가 제거되고 하악골 이미지만 추출함으로써 더욱 고품질의 치열궁(30)을 획득할 수 있다.
또한, 단계 S1253에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20) 각각에서 목뼈(b) 부분이 제거될 수 있다. 구체적으로 단계 S1253에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20) 각각에 유사한 영상정보 값을 포함하는 픽셀이 군집화되어 군집화된 영역을 기초로 하악골과 목뼈(b)가 구분될 수 있다. 이후, 구분된 하악골과 목뼈(b) 중 목뼈(b) 부분이 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20) 각각으로부터 제거될 수 있다. 이로서 단계 S1253에서, 하악골에 대한 이미지만 남게되고 하악골 이외에 다른 부분에 대한 이미지는 모두 제거될 수 있다.
도 7은 도 6의 종단면 슬라이스에서 목뼈(b)가 제거되고, 노이즈 픽셀을 제거하기 위해 모폴로지 알고리즘을 수행한 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 단계 S1253에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20) 각각에서 목뼈(b) 부분이 제거되고, 단계 S1255에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)에 대해 모폴로지 알고리즘(morphology algorithm)이 수행될 수 있다. 이러한 모폴로지 알고리즘은 이미지를 팽창한 뒤 축소하거나, 축소한 뒤 팽창하여 해당 영역에 발생된 노이즈 픽셀에 영상 정보를 포함시키는 알고리즘으로서, 이러한 알고리즘은 이미 공개된 이미지 처리방법이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다. 본 실시예의 단계 S1255에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)에 대해 모폴로지 클로징 필터(morphology closing filter)이 수행될 수 있다. 실험적인 결과로서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)에 대해 모폴로지 클로징 필터가 수행되는 경우 모폴로지 오픈 필터(morphology open filter)를 이용하는 경우 비해 노이즈 픽셀이 더 많이 사라지는 것이 발견되었다. 도 7의 종단면 슬라이스는 이러한 과정을 거쳐 하악골의 상부(11) 영역과 하악골의 전면부 영역에 대해 표현될 수 있다.
이때 단계 S1255에서, 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20) 각각의 테두리로부터 소정 거리가 이격된 영역의 내부에 대해 모폴로지 알고리즘이 수행될 수 있다. 이 경우 소정 거리는 모폴로지 알고리즘에 의해 이미지가 확장되는 거리를 의미할 수 있고, 이에 따라 본 실시예는 단계 S1255에서 모폴로지 알고리즘이 수행될 때 종단면 슬라이스가 과도한 범위로 팽창되어 다시 축소될 때 오류가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 6의 (a)를 함께 참조하여 설명하면, 제1 종단면 슬라이스(10)는 하악골에 대해 군집화되지 않은 영역에 대해 영상 정보를 가지지 않는 노이즈 픽셀이 형성될 수 있다. 도 7의 (a)를 참조하면, 이후 단계 S1255에서 제1 종단면 슬라이스(10)는 하악골의 내부에 형성되었던 노이즈 픽셀이 영상정보 값을 가지게 되어 하악골이 형성된 범위 내에 노이즈 픽셀이 사라지게 된다.
또한, 도 6의 (b)를 함께 참조하여 설명하면, 제2 종단면 슬라이스(20) 역시 하악골에 대해 군집화되지 않은 영역에 대해 영상 정보를 가지지 않는 노이즈 픽셀이 형성될 수 있다. 도 7의 (b)를 참조하면, 단계 S1255에서 제1 종단면 슬라이스(10)는 하악골의 내부에 형성되었던 노이즈 픽셀이 영상정보 값을 가지게 되어 하악골이 형성된 범위 내에 노이즈 픽셀이 사라지게 된다.
도 8은 도 7의 종단면 슬라이스에 대해 세선화 알고리즘을 수행하여 하악골의 형태를 선으로 표현한 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 7의 종단면 슬라이스는 세선화 알고리즘(thinning algorithm)이 수행되어 선 형태로 변환될 수 있다. 세선화 알고리즘은 두께를 가진 이미지를 형태 특성만 남기고 두께를 최소화시키는 알고리즘으로서, 이미 공개된 이미지 처리 방법이므로 그 설명을 생략하도록 한다. 도 8의 (a)은 도 7의 (a)의 제1 종단면 슬라이스(10)에 대해 세선화 알고리즘을 수행한 결과일 수 있다. 도 8의 (a)은 하악골의 궤적과 유사한 형태의 선을 나타내고, 중간측과 양측에 튀어나온 선이 형성될 수 있는데, 이러한 선은 하악골의 복잡한 구조, 메탈 아티팩트(ma)에 의해 발생될 수 있다. 또한, 이러한 튀어나온 선들은 하악골의 전면부의 아랫니가 부족한 경우 3차원 의료영상(v)에 소정 영역의 치아만 포함되어 소정 골격부분만의 영상정보가 치우쳐져 발생된 오류일 수도 있다. 도 8의 (a)의 제1 종단면 슬라이스(10)는 하악골의 측면부의 곡선궤적을 어느 정도 나타낼 수는 있으나, 전면부의 경우 상술한 튀어나온 선 등에 의해 정확한 하악골의 형태가 포함되지 않는다.
도 8의 (b)는 도 7의 (b)의 제2 종단면 슬라이스(20)에 대해 세선화 알고리즘을 수행한 결과일 수 있다. 제2 종단면 슬라이스(20)는 치아부분에 비해 훨씬 하측에서 획득되었기 때문에 메탈 아티팩트(ma)가 포함되지 않아 도 8의 (a)와 같은 튀어나온 선이 형성되지 않는다. 도 8의 (b)의 제2 종단면 슬라이스(20)는 하악골의 전면부의 곡선궤적을 어느 정도 나타낼 수는 있으나, 하악골이 시작되는 위치가 포함되지 않는다.
도 9는 도 8의 종단면 슬라이스에 대해 말단점(13_1 및 13_2) 및 전면 대표점(23_1 내지 23_3)이 설정된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)를 참조하면, 단계 S130에서 제1 종단면 슬라이스(10)의 하악골의 양 측 시작점이 말단점(13_1 및 13_2)으로 설정될 수 있다. 말단점(13_1 및 13_2)은 하악골의 양측이 시작되는 지점을 의미하지만, 반드시 끝 지점을 의미하는 것은 아니고 끝 지점에서 소정 거리 이격된 거리에 해당하는 지점을 의미할 수도 있다.
도 9의 (b)를 참조하면, 단계 S190에서 제2 종단면 슬라이스(20)의 하악골의 전면부에 전면 대표점(23_1 내지 23_3)이 설정될 수 있다. 전면 대표점(23_1 내지 23_3)은 하악골의 전면부 중앙 및 양측에 굴곡이 형성된 지점에 설정될 수 있다. 전면 대표점(23_1 내지 23_3)은 하악골의 전면부에 해당하는 부위의 가장 양측 끝단에 설정될 수 있으나, 이러한 위치에 한정되는 것은 아니고 전면부의 다양한 지점으로 설정될 수도 있으며, 외부 설정에 의해 적절한 위치로 설정될 수 있다. 또한, 전면 대표점(23_1 내지 23_3)은 하악골 전면부의 굴곡에 가장 영향을 끼치는 지점으로 자동으로 설정될 수도 있다. 또한, 도 9의 (b)에서 전면 대표점(23_1 내지 23_3)은 세개의 영역으로 표현되었으나, 전면 대표점(23_1 내지 23_3)의 개수는 이에 한정되지 않고 하악골의 전면에 형성된 복수의 지점에 해당할 수 있다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법에 의해 결정된 치열궁(30)을 3차원 의료영상(v)의 상측에서 바라본 이미지에 매칭시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 단계 S150에서 말단점(13_1 및 13_2)과 전면 대표점(23_1 내지 23_3)을 연결하여 치열궁이 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 하악골의 일측에 위치한 말단점(13_1)과 상기 하악골의 타측에 위치한 말단점(13_2)이 전면 대표점(23_1 내지 23_3)을 거쳐서 연결될 수 있다.
구체적으로 먼저, 제1 종단면 슬라이스(10)와 상기 제2 종단면 슬라이스(20)가 서로 대응되고 서로 대응된 제1 종단면 슬라이스(10)와 상기 제2 종단면 슬라이스(20)를 통해 말단점(13_1 및 13_2)과 전면 대표점(23_1 내지 23_3)의 상대적인 위치가 분석될 수 있다. 이러한 상대적인 위치에 따라 말단점(13_1 및 13_2)과 전면 대표점(13_2)의 위치가 설정된 후, 말단점(13_1 및 13_2)을 연결하여 궤적이 생성되되, 궤적은 전면 대표점(23_1 내지 23_3)을 거쳐가도록 생성될 수 있다. 예를 들어, 단계 S150에서 하악골 일측의 말단점(13_1)에서 전면 대표점(23_1 내지 23_3)을 거쳐 연결된 뒤 하악골 타측의 말단점(13_2)에서 종료되도록 곡선 궤적이 생성될 수 있다. 즉, 단계 S150에서 말단점(13_1), 전면 대표점(23_1), 전면 대표점(23_2), 전면 대표점(23_3) 및 말단점(13_2)이 연속적으로 연결된 궤적이 생성될 수 있다.
치열궁(30)은 3차원 의료영상(v) 상의 하악골에 해당되는 위치에 매칭될 수 있다. 다른 실시예에서, 3차원 의료영상(v)의 상측에서 바라본 이미지의 하악골 끝단 각각에 치열궁(30)의 말단점(13_1 및 13_2)를 각각 대응시켜 치열궁(30)이 3차원 의료영상(v)의 하악골에 해당되는 위치에 매칭될 수도 있다. 3차원 의료영상(v)에 매칭된 치열궁은 3차원 의료영상(v)과 함께 외부 디스플레이(미도시)에 출력될 수 있다. 예를 들어 도 10과 같이 치열궁(30)은 3차원 의료영상(v)의 상측에서 바라본 이미지에 치아의 배열에 해당하는 위치에 대응되어 3차원 의료영상(v)과 함께 외부 디스플레이(미도시)에 출력될 수 있다.
도 11은 전면 대표점(23_1 내지 23_3)을 하악골의 외측 방향으로 이동시키는 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 단계 S150에서 전면 대표점(23_1 내지 23_3)이 치열궁(30)의 궤적의 외측 방향으로 소정 거리만큼 이동될 수 있다. 단계 S150에서 치열궁(30)의 궤적에 대해 벡터의 외적이 계산되고, 전면 대표점(23_1 내지 23_3)은 벡터의 외적 방향으로 위치가 이동될 수 있다. 단계 S150에서 위치가 이동된 전면 대표점(23_1 내지 23_3) 및 말단점(13_1 및 13_2)은 다시 연결되어 궤적이 생성될 수 있고, 이 경우 치열궁(30)은 궤적의 외측 방향으로 궤적이 확장될 수 있다. 인체 해부학 상 치열궁(30)의 위치는 하악골의 전면부에 비해 하악골 궤적의 외측으로 소정 거리만큼 확장된 위치에 있기 때문에, 본 실시예에 따르면 전면 대표점(23_1 내지 23_3)을 치열궁의 궤적의 외측으로 이동시킴에 따라, 실제 치아 배열에 해당하는 형태의 치열궁(30)을 결정할 수 있다.
본 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 3차원 의료영상(v)에 포함된 치아 배열에 해당하는 위치를 정확하게 분석할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 3차원 의료영상(v)에 메탈 아티팩트(ma)가 포함되거나, 치아가 부족하여 치아의 골격에 대한 정보가 부족한 경우라도 치아 배열에 해당하는 위치를 정확하게 분석할 수 있다.
특히, 종래에 존재하는 자동으로 치열궁을 결정하는 방법이 단 한 개의 치아 개수가 부족하더라도 정확한 치열궁을 결정할 수 없던 것과 달리 본 실시예에 따른 치아 배열 분석 방법은 치아의 개수와 관계없이 치아가 전체가 없더라도 정확한 치열궁을 결정할 수 있는 효과가 있다.
이하 도 12 및 13을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 파노라마 이미지 생성 방법을 설명한다.
도 12를 참조하면, 본 실시예는, 도 2에서 설명된 치아 배열 분석 방법을 이용하여 파노라마 이미지가 생성될 수 있다. 단계 S310 및 S330에서 3차원 의료영상(v)으로부터 치열궁(30)이 결정되고, 단계 S350에서 치열궁(30)이 3차원 의료영상(v)에 대응되고, 단계 S370에서 의료영상으로부터 치영궁에 해당하는 횡방향 슬라이스 이미지가 추출되고, 이러한 이미지가 파노라마 이미지가 될 수 있다.
구체적으로, 단계 S310에서 치아 형태가 포함된 3차원 의료영상(v)에서 하악골에서 제1 종단면 슬라이스(10) 및 제2 종단면 슬라이스(20)가 획득될 수 있다.
단계 S330에서 제1 종단면 슬라이스(10)에서 하악골의 말단점(13_1 및 13_2)이 분석되고, 제2 종단면 슬라이스(20)에서 상기 하악골의 전면 대표점(23_1 내지 23_3)이 분석되며, 말단점(13_1 및 13_2) 및 전면 대표점(23_1 내지 23_3)을 이용하여 상기 치아의 치열궁(30)이 결정될 수 있다.
상술한 단계 S310 및 S330의 구체적인 내용은 도 2 내지 12를 통해 설명된 내용과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.
단계 S350에서, 치열궁(30)이 3차원 의료영상(v)에 대응될 수 있는데, 도 10과 같이 3차원 의료영상(v)의 상측에서 바라보았을 때 하악골에 해당하는 영역에 치열궁(30)이 대응될 수 있다. 이때, 실시예에서 치열궁(30)의 말단점(13_1 및 13_2)을 하악골의 끝단에 위치시켜 치열궁(30)이 3차원 의료영상(v)에 대응될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 파노라마 이미지 생성 방법은 하악골의 말단점(13_1 및 13_2)을 이용하여 치열궁(30)을 실제 환자의 치아 배열에 해당하는 위치에 대응시킬 수 있다.
단계 S370에서 치열궁(30)은 1차원 선으로 결정되는데, 3차원 의료영상(v)의 상측에서 바라본 이미지에 치열궁(30)에 해당하는 깊이 영역으로부터 파노라마 이미지가 추출될 수 있다. 치열궁(30)에 해당하는 횡방향 슬라이스 이미지가 추출되어 파노라마 이미지가 추출될 수 있다. 즉, 파노라마 이미지는 치열궁(30)을 3차원 의료영상(v)의 상측에서 깊이 방향으로 슬라이스하여 얻은 이미지일 수 있다. 도 13을 참조하면, 도 13에 따라 파노라마 이미지가 단면 형태로 추출될 수 있다. 도 14의 하측에는 턱의 신경관(n)이 위치하는데, 이러한 턱의 신경관(n)은 턱의 구조 또는 치아 구조 및 안면 구조를 전체적으로 조합하여 적절한 위치에 신경관(n)의 형태가 생성될 수 있다. 다른 실시예에서 도 14에 생성된 신경관(n)은 외부에 의해 수동으로 입력된 형태일 수 있다. 파노라마 이미지는 인공물에 의해 발생된 메탈 아티팩트(ma)가 포함될 수도 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 파노라마 이미지 생성 방법은 3차원 의료영상(v)에 포함된 치아 배열에 해당하는 위치를 정확하게 분석하여 치아 구조를 상세하게 표현하는 파노라마 이미지를 생성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 따른 파노라마 이미지 생성 방법은 3차원 의료영상(v)에 메탈 아티팩트(ma)가 포함되거나, 치아가 부족하여 치아의 골격에 대한 정보가 부족한 경우라도 치아 구조를 명확하게 표현할 수 있다.
이하, 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 배열 분석 장치(100)의 구성 및 동작을 설명한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 치아 배열 분석 장치(100)는 메모리(103), 메모리에 로드 된 인스트럭션을 실행하는 프로세서(102), 스토리지(104) 및 네트워크 인터페이스(105)를 포함한다.
네트워크 인터페이스(105)는 3차원 의료영상(v) 데이터를 의료 영상 촬영 장치 등 외부 장치로부터 수신하고, 수신된 3차원 의료영상(v) 데이터가 스토리지(104)에 저장되도록 스토리지(104)에 제공하거나, 수신된 3차원 의료영상(v) 데이터를 이용한 치아 배열 분석이 수행되도록 메모리(103)에 제공한다. 이에 따라, 메모리(103)는 의료 영상 데이터(131)를 로드 한다.
일 실시예에서, 치아 배열 분석 장치(100)가 3차원 의료영상(v) 데이터를 생성하는 촬영 장치를 내장할 수도 있을 것이다.
스토리지(104)는 치아 배열 분석 소프트웨어의 실행 파일인 바이너리(143)를 저장한다. 치아 배열 분석 소프트웨어는 종단면 슬라이스를 전처리하는 이미지 전처리 기능을 포함할 수 있다. 바이너리(143)는 치아 배열 분석 장치(100)의 제조 시점에 스토리지(104)에 저장되거나, 치아 배열 분석 장치(100)의 제조 이후에, 사용자에 의하여 사후적으로 스토리지(104)에 저장될 수 있다.
메모리(103)는 상기 치열궁 결정 소프트웨어가 실행됨에 따라 로드(load) 되는 치열궁 결정 인스트럭션들(instructions)(132)을 저장할 수 있다.
치열궁 결정 인스트럭션들(133)은, 다차원 의료영상에 촬영된 턱의 제1 영역에서 제1 이미지를 획득하고, 턱의 제2 영역에서 제2 이미지를 획득하는 인스트럭션, 제1 이미지로부터 턱의 궤적에 대한 측면 형태 및 제2 이미지로부터 턱의 궤적에 대한 정면 형태를 분석하는 인스트럭션, 턱 궤적에 대한 측면 형태 및 정면 형태를 기초로 치아 배열에 따른 치열궁 형태를 분석하는 인스트럭션 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
메모리(103)에는 치열궁 결정 인스트럭션(133)의 실행 결과에 따라 생성된 종단면 슬라이스 및 치열궁(30)의 데이터가 임시적으로 저장될 수 있다.
지금까지 설명된 본 발명의 실시예에 따른 방법들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현된 컴퓨터프로그램의 실행에 의하여 수행될 수 있다. 상기 컴퓨터프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 제1 컴퓨팅 장치로부터 제2 컴퓨팅 장치에 전송되어 상기 제2 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 이로써 상기 제2 컴퓨팅 장치에서 사용될 수 있다. 상기 제1 컴퓨팅 장치 및 상기 제2 컴퓨팅 장치는, 서버 장치, 클라우드 서비스를 위한 서버 풀에 속한 물리 서버, 데스크탑 피씨와 같은 고정식 컴퓨팅 장치를 모두 포함한다.
상기 컴퓨터프로그램은 DVD-ROM, 플래시 메모리 장치 등의 기록매체에 저장된 것일 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (14)
- 컴퓨팅 장치에 의하여 수행되는 방법에 있어서,
치아 형태가 포함된 3차원 의료영상에서 하악골 상부가 포함된 제1 종단면 슬라이스와 상기 하악골 전면부가 포함된 제2 종단면 슬라이스를 획득하는 단계;
상기 제1 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 말단점을 분석하는 단계;
상기 제2 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 전면 대표점을 분석하는 단계; 및
상기 말단점 및 전면 대표점을 이용하여 상기 치아의 치열궁을 결정하는 단계를 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제1항에 있어서,
상기 치아의 치열궁을 결정하는 단계는,
상기 제1 종단면 슬라이스와 상기 제2 종단면 슬라이스를 대응시켜 상기 말단점과 상기 전면 대표점의 위치를 설정하고, 상기 하악골의 일측에 위치한 말단점에 연결되고 상기 전면 대표점을 거쳐 상기 하악골의 타측에 위치한 말단점에 연결되는 궤적을 생성하는 단계를 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제2항에 있어서,
상기 하악골의 일측에 위치한 말단점에 연결되고 상기 전면 대표점을 거쳐 상기 하악골의 타측에 위치한 말단점에 연결되는 궤적을 생성하는 단계는,
상기 전면 대표점을 상기 치열궁의 궤적의 외측 방향으로 소정 위치만큼 이동시키는 단계를 더 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제1항에 있어서,
상기 하악골 상부가 포함된 제1 종단면 슬라이스와 상기 하악골 전면부가 포함된 제2 종단면 슬라이스를 획득하는 단계는,
상기 제1 종단면 슬라이스를 상기 하악골의 치조부 영역에서 획득하고, 상기 제2 종단면 슬라이스를 상기 제1 종단면 슬라이스보다 낮은 하악골에서 획득하는 단계를 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제1항에 있어서,
상기 하악골 상부가 포함된 제1 종단면 슬라이스와 상기 하악골 전면부가 포함된 제2 종단면 슬라이스를 획득하는 단계는,
상기 제2 종단면 슬라이스를 상기 하악골 전면부의 함몰된 영역에서 획득하고, 상기 제1 종단면 슬라이스를 상기 제2 종단면 슬라이스보다 높은 하악골에서 획득하는 단계를 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스에 포함된 상기 하악골 이외의 이미지를 제거하고, 상기 하악골의 형태에 대한 특징을 드러나도록 상기 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스 각각에 대해 이미지 전처리를 수행하는 단계를 더 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제6항에 있어서,
상기 이미지 전처리를 수행하는 단계는,
상기 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스 각각에서 골격부분을 추출하도록 임계치 이하의 영상정보 값을 포함하는 픽셀을 제거하는 단계를 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제6항에 있어서,
상기 이미지 전처리를 수행하는 단계는,
상기 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스 각각에서 상기 하악골의 골격을 추출하도록 유사한 영상정보 값을 포함하는 픽셀을 군집화하고, 상기 픽셀이 군집화된 영역을 기초로 상기 하악골의 턱과 목뼈로 구분하여 상기 목뼈 부분을 제거하는 단계를 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제6항에 있어서,
상기 이미지 전처리를 수행하는 단계는,
상기 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스 각각에서 영상정보 값을 포함하지 않는 노이즈 픽셀에 영상 정보가 포함되도록 상기 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스를 팽창한 뒤 축소하는 모폴로지 알고리즘(morphology algorithm)을 수행하는 단계를 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제9항에 있어서,
상기 이미지 전처리는,
상기 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스 각각의 테두리로부터 소정 거리가 이격된 영역의 내부에 대해 상기 모폴로지 알고리즘을 수행하는 단계를 더 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 제6항에 있어서,
상기 이미지 전처리는,
상기 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스 각각의 상기 하악골에 대한 종단면의 골격이 선 형태로 표현되도록, 상기 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스 내에 상기 하악골에 해당하는 영역을 선 형태로 변환시키는 세선화 알고리즘을 수행하는 단계를 포함하는,
치아 배열 분석 방법. - 컴퓨팅 장치에 의하여 수행되는 방법에 있어서,
치아 형태가 포함된 3차원 의료영상에서 하악골에서 제1 종단면 슬라이스 및 제2 종단면 슬라이스를 획득하는 단계;
상기 제1 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 말단점을 분석하고, 상기 제2 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 전면 대표점을 분석하며, 상기 말단점 및 전면 대표점을 이용하여 상기 치아의 치열궁을 결정하는 단계;
상기 치열궁을 상기 3차원 의료영상에 대응시키는 단계;
상기 치열궁에 해당하는 횡방향 슬라이스 이미지를 추출하여 상기 3차원 의료영상으로부터 상기 치아에 대한 파노라마 이미지를 생성하는 단계를 포함하는,
파노라마 이미지 생성 방법. - 제12항에 있어서,
상기 파노라마 이미지를 생성하는 단계는,
상기 3차원 의료영상에 포함된 하악골의 양 측부의 말단에 해당되는 위치에 상기 치열궁의 말단점을 위치시켜 상기 3차원 의료영상에 상기 치열궁을 대응시키는 단계를 포함하는,
파노라마 이미지 생성 방법. - 프로세서;
메모리; 및
상기 메모리에 로드(load)되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 포함하되,
상기 컴퓨터 프로그램은,
치아 형태가 포함된 3차원 의료영상에서 하악골 상부가 포함된 제1 종단면 슬라이스와 상기 하악골 전면부가 포함된 제2 종단면 슬라이스를 획득하는 인스트럭션(instruction);
상기 제1 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 말단점을 분석하는 인스트럭션;
상기 제2 종단면 슬라이스에서 상기 하악골의 전면 대표점을 분석하는 인스트럭션; 및
상기 말단점 및 전면 대표점을 이용하여 상기 치아의 치열궁을 결정하는 인스트럭션을 포함하는,
치아 배열 분석 장치.
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| KR1020190054021A KR102231334B1 (ko) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | 치아 배열 분석 방법, 이를 이용한 파노라마 이미지 생성 방법 및 그 장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20230022614A (ko) * | 2021-08-09 | 2023-02-16 | 오스템임플란트 주식회사 | 복수개의 치아에 대한 파노라마 이미지를 획득하는 방법, 디바이스 및 기록매체 |
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| KR101669178B1 (ko) * | 2014-12-31 | 2016-10-27 | 오스템임플란트 주식회사 | 치아 파노라마 영상 생성방법, 이를 위한 장치 및 이를 기록한 기록매체 |
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| KR20230022614A (ko) * | 2021-08-09 | 2023-02-16 | 오스템임플란트 주식회사 | 복수개의 치아에 대한 파노라마 이미지를 획득하는 방법, 디바이스 및 기록매체 |
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