KR20210112553A - 교정 분석을 위한 3차원 컴퓨터 단층 촬영 영상에서의 두부 규격 촬영영상 획득 방법 - Google Patents
교정 분석을 위한 3차원 컴퓨터 단층 촬영 영상에서의 두부 규격 촬영영상 획득 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210112553A KR20210112553A KR1020200027683A KR20200027683A KR20210112553A KR 20210112553 A KR20210112553 A KR 20210112553A KR 1020200027683 A KR1020200027683 A KR 1020200027683A KR 20200027683 A KR20200027683 A KR 20200027683A KR 20210112553 A KR20210112553 A KR 20210112553A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image
- images
- dimensional
- extracting
- head
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000007408 cone-beam computed tomography Methods 0.000 title claims description 5
- 238000012730 cephalometry Methods 0.000 title 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010990 cephalometric method Methods 0.000 claims 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 210000004513 dentition Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 2
- 235000015244 frankfurter Nutrition 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 2
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 description 1
- 206010068737 Facial asymmetry Diseases 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012631 diagnostic technique Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 210000000613 ear canal Anatomy 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 1
- 238000003739 radiometry method Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
- A61B6/5223—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data generating planar views from image data, e.g. extracting a coronal view from a 3D image
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A61B6/14—
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/501—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of the head, e.g. neuroimaging or craniography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/51—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for dentistry
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
- A61C7/002—Orthodontic computer assisted systems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
- G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Neurology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
대표도와 같이 CT로부터 획득된 3차원 모델의 좌우측시상면의 2차원 이미지를 중첩하여 생성된 영상을 전통적인 두부 규격촬영 사진에의 2차원 교정 진단법에 활용하는 것이다.
Description
본 발명은 치의학상의 교정치료나 턱교정수술 진단을 위한 치열, 골격의 영상을 보여주고 교정치료나 턱교정수술 계획의 수립을 위한 세팔로(측면 두부촬영) 영상을 이용한 진단 기술에 관한 것이다.
두부규격방사선 사진(이하 '세팔로영상')이란 한 번의 X선 촬영으로 획득되는 환자의 두부 정면이나 측면 전체의 2차원 X선영상이다
또한, 상기 세팔로 영상은 치의학상의 교정치료나 턱교정수술 진단을 위한 치열, 골격의 영상을 보여줄 수 있으므로 교정치료나 턱교정수술 진단시에 없어서는 안 될 중요한 영상이다.
그러나, 상기 세팔로 영상은 3차원적인 입체구조물을 2차원적 평면에 투영하는 것이므로 정량적인 평가 시에 부정확한 결과를 야기할 수 있다. 특히 측면부에 있어 상기 세팔로 영상은 2차원 영상이므로 안면비대칭 환자의 골격구조 진단에 한계가 있다.
아울러 측모두부계측방사선사진의 경우 중첩을 할 때 좌우측의 차이를 결정하기 어려우며, 좌우가 서로 다른 확대율을 가진다. 즉, 짧은 조사시간에 한 점에서 발생된 엑스레이가 사각뿔 형태로 피사체를 투과하여 영상을 생성하게 하므로 두부 양측면 사이에 확대율이 다른 상을 중첩 하여 제공(도1~2 참조; 이하 '확대왜곡')하게 되므로 실계측이 용이하지 않은 점이 있다.
최근, 의료기술이 발달함에 따라 치열이나 골격을 3차원적으로 해석하여 진단할 수 있는 CT(Computed Tomography;컴퓨터단층촬영, 이하'CT'라 함)가 개발되기어 보급되고 있는 바 2차원의 투영된 영상이 아니라, 입체적인 자료를 그대로 활용할 수 있어 해부학적 구조물 사이의 중첩과 간섭에 의한 오차가 현저히 적은영상을 얻을 수가 있다. 두개안면부의 입체적인 영상을 구성할 수 있고 컴퓨터의 조작을 통해 관찰이 용이하도록 원하는 위치로의 회전과 축의 조정이 가능하다. 그리고 상의 중복 없이 관심있는 부분을 자세히 관찰할 수 있으며, 고대조 해상능을 가지므로 기존의 방사선사진이 조직 간에 10% 정도의 밀도차가 있어야 구별이 가능한 것에 비하여,물리적 밀도 차이가 1% 이하인 조직 간의 구별이 가능하다. 컴퓨터의 재구성에 의하여 여러 가지 상을 얻을 수 있으며, 3차원적인 재구성이 가능하다. 하지만 X선 주사시간이 길어 피사체의 움직임에 의해 상의 질이 저하될 수 있고
구강 내에 금속 같은 방사선 불투과성 물체가 존재하면 그물체를 중심으로 방사상으로 방사선 불투과성 선이 나타날 수 있다.(high density foreign material artifact).
최근에는 cone-beam CT (CBCT)가 널리 보급되면서 두부규격방사선사진이 감소된 조사량, 접근성 및 가격 면에서 장점을 가진다고 보고되었다. 그리고 기존 CT에 비해서vertical scanning procedure에 따른 soft-tissue facial mask의 자연스러운 형태, 교합상태에서 artifact의 감소, 비용 감소등의 장점을 갖는다. CBCT는 치과용 CT로서 많은 장점을가지고 널리 사용되고 있다.
그 중에서 CT data를 합성하여 기존의 두부규격방사선사진과 유사한 2차원 방사선사진을 얻을 수 있어, 이것을 이용하면, 기존의 두부규격 방사선사진을 중복적으로 촬영하지 않고, CBCT만을 촬영하여 기존의 방사선사진의 분석방법을 적용할 수 있다. 이렇게 함으로써 환자의 방사선조사량을 감소시킬 수 있으며, 좌우측의 동일한 확대율 및 소프트웨어를 이용한 좌우측 자세교정이 가능하게 된다. CBCT에서 얻어진 2차원 영상을 이용하면, 기존의 두부계측 방사선분석법을 이용할 수 있고, 이전의 자료들과 비교가 가능할 것으로 기대되어진다.
2D 및 3D 렌더링 소프트웨어를 사용한 CBCT 스캔의 선형 및 각도 측정 비교; Comparison of linear and angular measurements in CBCT scans using 2D and 3D rendering software (https://doiorg/101080/1310281820161174077)
콘빔CT를 이용하여 생성한 정면두부영상에서 계측점 설정시 측면두부영상의 병용이 계측점 설정오차에 미치는 영향(전남대학교 치의학 전문대학원 석사 학위논문,허재진)
Cone beam computed tomography로 합성된 두부규격 방사선사진에서의 각 계측점의 정확도와 재현성에 관한 연구; Accuracy and reproducibility of landmark of cone beam computed tomography (CT)synthesized cephalograms
대한 구강 악안면 외과 학회지 2010;36:78-86
이 발명은 실제 환자(피검자)의 골격구조는 3차원데 비하여 진단 영상은 상술한 바와 같이 2차원 영상을 사용 함으로써 발생하는 한계를 해결하기 위하여
1) 3차원 CT의료 영상으로 부터 정면 세팔로 영상 및 측면 세팔로 영상을 획득하여 보다 정확한 2차원 세팔로 영상을 제공할 수 있는 세팔로 영상획득시스템과 2)획득된 세팔로 영상을 이용하여 치열, 골격, 안면을 동시에 진단할 수 있는 기술적 구성을 포함한다.
따라서, 본 발명의 목적은 1)환자의 정면 세팔로 영상 및 측면 세팔로 영상을 기존CT 의료영상으로부터 정확하게 90도의 각도로 추출하여 규격적인 세팔로 영상을 획득할 수 있는 세팔로 영상 획득시스템을 제공하는 것, 2) 이 획득된 규격 세팔로영상을 이용하여 치열, 골격, 안면을 동시에 진단할 수 있게 하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 표준 Dicom(Digital Imaging and Communications on Medicine 이하 'DCM') 형태로 저장된 CT 의료영상을 이용하여 환자 정면 세팔로 영상 및 측면 세팔로 영상을 획득는 방법을 제공한다
바람직한 실시예에 있어서, 상기의 획득 방법은 3차원 의료 영상 뷰어 시스템 내에서 자동으로 영상을 생성하는 영상처리부에 포함되게 된다.
상기의 3차원 의료 영상 뷰어 시스템에서 표시되는 3차원 영상을 3D Rendering 기술기반의 광선합 투사기법(Ray-sum Projection)과 평균법(Average Intensity Projection;AIP)등을 이용하여 생성한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다
먼저, 본 발명의 세팔로 영상 획득방법에 의하면, 정면 세팔로 영상 및 측면 세팔로 영상을 3차원 CT 영상으로부터 정확하게 90도의 각도로 확대 왜곡 없이 획득하여 보다 규격적인 세팔로 영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 측모두부계측방사선사진의 경우 중첩을 할 때 좌우측의 차이를 결정하기 어려우며, 좌우가 서로 다른 확대율을 가진다. 이것은 2차원의 평면 분석에서 기준점을 표시할 때 오차를 가지게 되며, 이러한 오차는 측정자 간의 오차뿐 아니라 동일한 측정자에서도 시기에 따른 차이를 보이게 되는 원인이 된다. 또한 정중 시상면 부위의 구조물은 방사선 투과도에 따라 불분명한 형태를 보이게 되고, 이와
중첩되는 구조물들의 정확도를 떨어뜨리게 된다. 두부규격방사선사진이나 두개저계측사진의 경우 이미지 획득 과정 동안 환자의 두부 위치가 변형되는 것이 계측에 많은 영향을 미치며 두개저 구조물들의 중첩 때문에 사진을 분석하는 것이 복잡해지게 된다. 이러한 많은 단점과 한계를 극복 할 수 있으면서도 동시에 임상적 검증이 완료된 기존의 두부계측 방사선분석법을 이용할 수 있는 획기적 방법을 제공하므로 장기간의 데이터 축적과 통계적인 분석을 이용하여 오차의 한계를 극복하고, 이미 많은 분석방법들이 확립되어 있어 진단법들간의 자료 비교가 가능하게 된다.
도 1과 도 2는 상술한 확대 왜곡에 대한 설명으로써 전통적인 두부 계측 촬영시 좌우가 서로 다른 확대율을 가질 수 밖에 없음을 보여 준다.
도 3은 평균법에 의한 이미지 재구성의 예를 보여주고 있다. 평균법을 사용한 a)에서는 안와저의 외이도상부를 연결한 프랑크프루트 라인이 적색으로 표시 되어 있는 반면에 b)의 경우에는 프랑크프루트 라인이 기저부와 평행을 이룰만큼 회전되어 있음을 알 수 있다.
도 4에서는 평균법을 설명 한 것으로 CT의 단면영상을 쌓아서 단일 평면에 투영 하게 되면 이미지 생성이 가능한 것을 설명 한 것이다
도 5에서는 도4에서의 원리를 구현하는 간단한 예를 보여주고 있다. 각 복셀의 HU 값의 투영될때 화살표와 같은 방향으로 평균화 되어 투영 방사선과 같은 영상을 만들어 낼 수 있음을 도시 한 것이다.
도 3은 평균법에 의한 이미지 재구성의 예를 보여주고 있다. 평균법을 사용한 a)에서는 안와저의 외이도상부를 연결한 프랑크프루트 라인이 적색으로 표시 되어 있는 반면에 b)의 경우에는 프랑크프루트 라인이 기저부와 평행을 이룰만큼 회전되어 있음을 알 수 있다.
도 4에서는 평균법을 설명 한 것으로 CT의 단면영상을 쌓아서 단일 평면에 투영 하게 되면 이미지 생성이 가능한 것을 설명 한 것이다
도 5에서는 도4에서의 원리를 구현하는 간단한 예를 보여주고 있다. 각 복셀의 HU 값의 투영될때 화살표와 같은 방향으로 평균화 되어 투영 방사선과 같은 영상을 만들어 낼 수 있음을 도시 한 것이다.
CT에서 획득된 3차원 의료영상 파일(Dicom)에서 Y단면의 Slice Image를 추출한다
Claims (2)
- CBCT(Cone-beam computed tomography)영상을 포함해서 이미 획득된 두경부 3차원의료영상을 다시 2차원 영상으로 투과하여 기존의 2차원의 두부규격 방사선 사진과 같은 영상을 추출해 내는 방법.
- 제1항에 있어서 추출된 영상을 이용하여 교정진단에 필요한 두부의 주요 기준점을 마킹하고 계산하여 전통적인 두부계측법을 적용하여 교정진단을 가능하게 하는 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200027683A KR20210112553A (ko) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 교정 분석을 위한 3차원 컴퓨터 단층 촬영 영상에서의 두부 규격 촬영영상 획득 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200027683A KR20210112553A (ko) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 교정 분석을 위한 3차원 컴퓨터 단층 촬영 영상에서의 두부 규격 촬영영상 획득 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210112553A true KR20210112553A (ko) | 2021-09-15 |
Family
ID=77793168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200027683A KR20210112553A (ko) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 교정 분석을 위한 3차원 컴퓨터 단층 촬영 영상에서의 두부 규격 촬영영상 획득 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210112553A (ko) |
-
2020
- 2020-03-05 KR KR1020200027683A patent/KR20210112553A/ko unknown
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 2D 및 3D 렌더링 소프트웨어를 사용한 CBCT 스캔의 선형 및 각도 측정 비교; Comparison of linear and angular measurements in CBCT scans using 2D and 3D rendering software (https://doiorg/101080/1310281820161174077) |
| Cone beam computed tomography로 합성된 두부규격 방사선사진에서의 각 계측점의 정확도와 재현성에 관한 연구; Accuracy and reproducibility of landmark of cone beam computed tomography (CT)synthesized cephalograms |
| 대한 구강 악안면 외과 학회지 2010;36:78-86 |
| 콘빔CT를 이용하여 생성한 정면두부영상에서 계측점 설정시 측면두부영상의 병용이 계측점 설정오차에 미치는 영향(전남대학교 치의학 전문대학원 석사 학위논문,허재진) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cattaneo et al. | Comparison between conventional and cone-beam computed tomography–generated cephalograms | |
| Domark et al. | An ex vivo comparison of digital radiography and cone-beam and micro computed tomography in the detection of the number of canals in the mesiobuccal roots of maxillary molars | |
| Ludlow et al. | Precision of cephalometric landmark identification: cone-beam computed tomography vs conventional cephalometric views | |
| US10467746B2 (en) | Method for producing teeth surface from x-ray scan of a negative impression | |
| Silva et al. | The evolution of cephalometric diagnosis in orthodontics | |
| Hanke et al. | 3D CT based rating of unilateral impacted canines | |
| Baumrind | The road to three-dimensional imaging in orthodontics | |
| JP7439075B2 (ja) | パノラマｘ線撮影画像を編集するためのデバイス及び方法 | |
| Porto et al. | The use of three-dimensional cephalometric references in dentoskeletal symmetry diagnosis | |
| Silva et al. | Evaluation of the reliability of measurements in cephalograms generated from cone beam computed tomography | |
| Chen et al. | Intraobserver reliability of landmark identification in cone-beam computed tomography-synthesized two-dimensional cephalograms versus conventional cephalometric radiography: a preliminary study | |
| Ogawa et al. | Application of cone beam CT 3D images to cephalometric analysis | |
| Katsumura et al. | “High-precision, reconstructed 3D model” of skull scanned by conebeam CT: Reproducibility verified using CAD/CAM data | |
| KR20210112553A (ko) | 교정 분석을 위한 3차원 컴퓨터 단층 촬영 영상에서의 두부 규격 촬영영상 획득 방법 | |
| Badea et al. | A 3D imaging system for dental imaging based on digital tomosynthesis and cone beam CT | |
| Gümrü et al. | Imaging in Endodontics: An Overview of Conventional and Alternative Advanced Imaging Techniques. | |
| Oh et al. | Linear accuracy of cone-beam computed tomography and a 3-dimensional facial scanning system: An anthropomorphic phantom study | |
| Sfogliano et al. | Cephalometric evaluation of posteroanterior projection of reconstructed three-dimensional Cone beam computed tomography, two-dimensional conventional radiography, and direct measurements | |
| Scarfe et al. | Interpreting CBCT Images for implant assessment: Part 1-Pitfalls in image interpretation | |
| Hussain et al. | Latest trends in imaging techniques for dental implant: a literature review | |
| Tiwari et al. | Imaging in implantology | |
| Sethi et al. | Two dimensional versus three-dimensional imaging in endodontics—an updated | |
| JP2019503743A (ja) | 頭部計測画像を作成するための方法及びデバイス | |
| Höschel et al. | Cone-beam CT for Dental Radiography | |
| Abd Alsamad | Accuracy of Linear Measurements in Stitched Cone Beam Computed Tomographic Images An In-Vitro Stud |