KR20210131682A

KR20210131682A - Apparatus and method for generating reference point of surgical guide

Info

Publication number: KR20210131682A
Application number: KR1020200050083A
Authority: KR
Inventors: 김진철; 김진백
Original assignee: 주식회사 디오
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2021-11-03
Also published as: KR102351322B1; KR102351322B9

Abstract

The present invention relates to an apparatus for generating a reference point of a surgical guide to produce a surgical guide fit accurately with the inside of a user's oral cavity and a method thereof. According to the present invention, a method for generating a reference point for generating a surgical guide comprises the following steps: estimating the centers of a plurality of individual teeth in an oral image; generating a tooth center curve by connecting the centers of the plurality of individual teeth; estimating the position of a missing tooth in the tooth center curve; generating a normal to the tooth center curve at the center of the plurality of individual teeth; calculating intersection points of the normal and the plurality of individual teeth as inner and outer external points; and generating a first reference point at a point in the gum region vertically spaced apart from the inner and outer external points of individual teeth located on both sides of the missing tooth.

Description

Apparatus and method for generating reference point of a surgical guide

본 발명은 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a reference point of a surgical guide.

일반적으로, 임플란트는 본래의 인체 조직이 상실되었을 때, 인체 조직을 대신할 수 있는 대치물을 의미하며, 특히, 치과에서는 픽스츄어(fixture), 어버트먼트(abutment) 및 크라운(crown)을 포함하는 보철물을 이용하여 인공으로 만든 인공 치아를 실제 치아의 위치에 이식하는 것을 의미한다.In general, an implant means a substitute that can replace human tissue when the original human tissue is lost. It means implanting an artificial tooth made artificially using a prosthesis at the location of the actual tooth.

임플란트 시술은 치조골에 천공을 형성하여 이 천공에 픽스츄어를 식립하고, 픽스츄어가 치조골에 융착되면 픽스츄어에 어버트먼트 및 크라운을 결합하는 형태로 시술된다. 치과에서는 임플란트의 보다 정확한 시술을 위해 서지컬 가이드를 이용한다.The implant procedure forms a hole in the alveolar bone and places a fixture in the hole, and when the fixture is fused to the alveolar bone, the abutment and the crown are combined with the fixture. In dentistry, surgical guides are used for more accurate implant treatment.

여기서, 서지컬 가이드는 피시술자의 구강 내부에 형합되어 시술자에게 천공 위치, 직경, 방향 및 깊이 등을 제공하기 위한 보조 장치이다. 이와 같은, 서지컬 가이드는 인공 치아의 시술이 필요한 식립 위치에 가이드홀이 생성되며, 시술 시 서지컬 가이드를 구강 내부에 고정하기 위해, 결손 치아에서 결손 치아와 이웃하는 복수의 개별 치아까지 치아 형상의 몸체부가 형성된다.Here, the surgical guide is an auxiliary device for providing the operator with a puncture position, diameter, direction, depth, etc. fitted in the oral cavity of the operator. In such a surgical guide, a guide hole is created at an implantation position that requires the treatment of artificial teeth, and in order to fix the surgical guide in the oral cavity during the procedure, the tooth shape from the missing tooth to a plurality of individual teeth adjacent to the missing tooth of the body portion is formed.

일반적으로, 서지컬 가이드의 제조 방법은, 피시술자의 구강 영상을 기초로 서지컬 가이드의 설계 이미지를 생성하고, 이 설계 이미지를 3차원 프린터로 전송하고, 3차원 프린터가 전송 받은 설계 이미지를 바탕으로 서지컬 가이드를 제조한다.In general, the manufacturing method of the surgical guide generates a design image of the surgical guide based on the patient's oral image, transmits the design image to a 3D printer, and based on the design image received by the 3D printer manufacture of surgical guides.

이 때, 종래에는 서지컬 가이드의 설계 이미지를 생성함에 있어 기준이 되는 기준 포인트 또는 패치 라인을 시술자가 수동으로 직접 입력하고, 이를 기초로 설계 이미지를 생성하였다. 이와 같은 종래의 방법에 따르면, 시술자가 기준 포인트를 선택해야 하는 불편함을 초래할 뿐만 아니라, 시술자가 피시술자의 구강 영상을 눈으로 대략 판단하여 기준 포인트를 선택하기 때문에 그 결과가 매우 부정확하며, 시술자의 경험치에 따라 그 결과 또한 상이하게 되는 문제점이 있다.In this case, in the related art, a reference point or patch line, which is a reference point in generating a design image of a surgical guide, is manually input by an operator, and a design image is generated based on this. According to such a conventional method, not only causes the operator to select the reference point, but also causes the operator to select the reference point by roughly judging the oral image of the operator, the result is very inaccurate, and the operator's There is a problem in that the result also differs according to the experience value.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 시술자에게 편의성을 제공하고, 피시술자의 구강 내부와 비교적 정확히 형합되는 서지컬 가이드를 제작할 수 있는 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention provides a convenience to the operator, and a reference point generating device and method of a surgical guide that can produce a surgical guide that is relatively accurately matched with the inside of the mouth of the operator intended to provide

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 서지컬 가이드를 생성하기 위한 기준 포인트를 생성하는 방법으로서, 구강 영상에서 복수의 개별 치아의 중심을 추정하는 단계와, 복수의 개별 치아의 중심을 연결하여 치아 중심 커브를 생성하는 단계와, 치아 중심 커브에서 결손 치아의 위치를 추정하는 단계와, 복수의 개별 치아의 중심에서 치아 중심 커브에 대한 법선을 생성하고, 법선과 복수의 개별 치아의 교차 지점을 내측 및 외측 외곽 포인트로 산출하는 단계와, 결손 치아의 양측에 위치하는 개별 치아의 내측 및 외측 외곽 포인트와 수직으로 이격되는 잇몸 영역의 일 지점에 제1 기준 포인트를 생성하는 단계를 포함하는 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a method of generating a reference point for generating a surgical guide, the step of estimating the center of a plurality of individual teeth in the oral image, and the center of the plurality of individual teeth generating a tooth center curve by connecting them, estimating the position of the missing tooth from the tooth center curve, generating a normal for the tooth center curve at the center of a plurality of individual teeth, and intersection of the normal and the plurality of individual teeth Calculating the points as inner and outer outer points, and generating a first reference point at a point in the gum region that is vertically spaced from the inner and outer outer points of individual teeth located on both sides of the missing tooth. Provides a method for generating reference points for surgical guides.

또한, 본 발명의 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 방법은, 양측에서 서로 이웃하는 개별 치아의 내측 및 외측 외곽 포인트와 수직으로 이격되는 치아 영역의 일 지점에 제2 기준 포인트를 생성하는 단계를 더 포함한다.In addition, the method of generating a reference point of the surgical guide of the present invention further includes the step of generating a second reference point at a point in the tooth area that is vertically spaced apart from the inner and outer outer points of individual teeth adjacent to each other on both sides. do.

또한, 제1 기준 포인트를 생성하는 단계는, 개별 치아 및 잇몸의 경계와 제1 거리 이격되는 지점에 제1 기준 포인트를 생성하는 단계이다.In addition, the step of generating the first reference point is a step of generating the first reference point at a point spaced apart from the boundary of the individual teeth and gums by a first distance.

또한, 제2 기준 포인트를 생성하는 단계는, 개별 치아 및 잇몸의 경계와 제2 거리 이격되는 지점에 제2 기준 포인트를 생성하는 단계이다.In addition, the step of generating the second reference point is a step of generating the second reference point at a point that is spaced a second distance from the boundary between individual teeth and gums.

또한, 제2 기준 포인트를 생성하는 단계는, 내측 및 외측 외곽 포인트로부터 이격되어 치아 높이의 1/2 내지 2/3인 지점에 제2 기준 포인트를 생성하는 단계이다.In addition, the step of generating the second reference point is a step of generating the second reference point at a point that is spaced apart from the inner and outer outer points and is 1/2 to 2/3 of the tooth height.

또한, 본 발명의 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 방법은, 학습 모델을 이용하여 상기 구강 영상에서 상기 복수의 개별 치아를 검출하는 단계를 더 포함한다.In addition, the method of generating a reference point of the surgical guide of the present invention further comprises the step of detecting the plurality of individual teeth in the oral image using a learning model.

또한, 결손 치아의 위치를 추정하는 단계는, 구강 영상의 깊이 정보를 이용하여, 치아 중심 커브에서 결손 치아가 위치하는 결손 치아 구간을 산출하는 단계이다.In addition, the step of estimating the position of the missing tooth is a step of calculating a missing tooth section in which the missing tooth is located from the tooth center curve by using the depth information of the oral image.

또한, 본 발명의 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 방법은, 제1 및 제2 기준 포인트를 연결하여 패치 라인을 생성하는 단계를 더 포함한다.In addition, the method of generating a reference point of a surgical guide according to the present invention further includes generating a patch line by connecting the first and second reference points.

또한, 본 발명은, 서지컬 가이드를 생성하기 위한 기준 포인트를 생성하는 장치로서, 구강 영상에서 복수의 개별 치아의 중심을 추정하는 중심 추정부와, 복수의 개별 치아의 중심을 연결하여 치아 중심 커브를 생성하는 커브 생성부와, 치아 중심 커브에서 결손 치아의 위치를 추정하는 위치 추정부와, 복수의 개별 치아의 중심에서 치아 중심 커브에 대한 법선을 생성하고, 법선과 복수의 개별 치아의 교차 지점을 내측 및 외측 외곽 포인트로 산출하는 외곽 포인트 산출부와, 결손 치아의 양측에 위치하는 개별 치아의 내측 및 외측 외곽 포인트와 수직으로 이격되는 잇몸 영역의 일 지점에 제1 기준 포인트를 생성하는 제1 기준 포인트 생성부와, 양측에서 서로 이웃하는 개별 치아의 내측 및 외측 외곽 포인트와 수직으로 이격되는 치아 영역의 일 지점에 제2 기준 포인트를 생성하는 제2 기준 포인트 생성부를 포함하는 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치를 제공한다.In addition, the present invention is an apparatus for generating a reference point for generating a surgical guide, a center estimator for estimating the centers of a plurality of individual teeth in an oral image, and a tooth center curve by connecting the centers of a plurality of individual teeth a curve generating unit generating A first reference point for generating a first reference point at a point in the gum region that is vertically spaced from the inner and outer outer points of the individual teeth positioned on both sides of the outer point calculator and the missing teeth as the inner and outer outer points. Standard of a surgical guide comprising a reference point generating unit and a second reference point generating unit generating a second reference point at a point in the tooth area that is vertically spaced apart from the inner and outer outer points of individual teeth adjacent to each other on both sides A point generating device is provided.

본 발명에 따르면, 서지컬 가이드의 설계 이미지를 생성함에 있어 기준이 되는 기준 포인트 및 패치 라인을 자동으로 생성하고, 이를 기초로 설계 이미지를 자동으로 생성함에 따라 시술자에게 편의성을 제공하고, 피시술자의 구강 내부와 비교적 정확히 형합되는 서지컬 가이드를 제작할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, it provides convenience to the operator by automatically generating a reference point and a patch line as a reference in generating a design image of a surgical guide, and automatically generating a design image based on this, and There is an advantage in that it is possible to manufacture a surgical guide that fits relatively accurately with the interior.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 제어부의 구체적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서지컬 가이드의 기준 포인트 및 패치 라인 생성 방법의 순서도이다.
도 4는 피시술자의 구강 영상을 도시한 도면이다.
도 5는 구강 영상에서 검출한 개별 치아를 도시한 도면이다.
도 6은 구강 영상에서 추정한 개별 치아의 중심을 도시한 도면이다.
도 7은 구강 영상에 치아 중심 커브를 도시한 도면이다.
도 8은 치아 중심 커브에 결손 치아 구간을 도시한 도면이다.
도 9는 결손 치아 구간에 결손 치아의 중심을 도시한 도면이다.
도 10은 개별 치아의 중심에서 치아 중심 커브에 대한 법선을 도시한 도면이다.
도 11은 치아 중심 커브에 대한 법선을 이용해 산출한 내측 및 외측 외곽 포인트를 도시한 도면이다.
도 12는 결손 치아의 양측에 위치하는 개별 치아에 대응하여 생성된 제1 기준 포인트를 도시한 도면이다.
도 13은 양측에서 서로 이웃하는 개별 치아에 대응하여 생성된 제2 기준 포인트를 도시한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 제1 및 제2 기준 포인트를 연결하여 생성되는 서지컬 가이드의 패치 라인을 도시한 도면이다.
도 17은 패치 라인을 기초로 생성된 서지컬 가이드를 도시한 도면이다.1 is a schematic block diagram of an apparatus for generating a reference point of a surgical guide according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed block diagram of the control unit of FIG. 1 .
3 is a flowchart of a method for generating reference points and patch lines of a surgical guide according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an oral image of a recipient.
5 is a diagram illustrating individual teeth detected in an oral image.
6 is a view showing the center of an individual tooth estimated from an oral image.
7 is a diagram illustrating a tooth center curve in an oral image.
8 is a diagram illustrating a missing tooth section on a tooth center curve.
9 is a view showing the center of the missing tooth in the missing tooth section.
10 is a diagram illustrating a normal line for a tooth center curve at the center of an individual tooth.
11 is a view illustrating inner and outer outer points calculated using a normal to a tooth center curve.
12 is a view illustrating first reference points generated corresponding to individual teeth positioned on both sides of a missing tooth.
13 is a diagram illustrating second reference points generated corresponding to individual teeth adjacent to each other on both sides.
14 to 16 are views illustrating patch lines of a surgical guide generated by connecting first and second reference points.
17 is a diagram illustrating a surgical guide generated based on a patch line.

본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above object and means of the present invention and its effects will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily understand the technical idea of the present invention. will be able to carry out In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.In this specification, terms such as “or” and “at least one” may indicate one of the words listed together, or a combination of two or more. For example, “or B” and “at least one of B” may include only one of A or B, and may include both A and B.

본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.In this specification, terms such as 'first' and 'second' may be used to describe various components, but the components should not be limited by the above terms. In addition, the above terms should not be construed as limiting the order of each component, and may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a 'first component' may be termed a 'second component', and similarly, a 'second component' may also be termed a 'first component'.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1의 제어부의 구체적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of an apparatus for generating a reference point of a surgical guide according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed block diagram of the control unit of FIG. 1 .

본 발명의 실시예에 따른 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치(100)는, 컴퓨터 프로그램에 의해 실행 가능한 전자 장치로서, 피시술자의 구강 내부에 대한 구강 영상을 기초로 서지컬 가이드의 설계 이미지를 생성하기 위한 기준 포인트를 생성하는 장치이다.The apparatus 100 for generating reference points of a surgical guide according to an embodiment of the present invention is an electronic device executable by a computer program to generate a design image of a surgical guide based on an oral image of the inside of the recipient's mouth. It is a device that generates a reference point for

여기서, 구강 영상은 오랄 스캔 영상 또는 오랄 스캔 영상과 CT 영상이 정합된 정합 영상일 수 있다.Here, the oral image may be an oral scan image or a registered image in which an oral scan image and a CT image are registered.

오랄 스캔 영상은 외부로 드러난 치아의 치관 부분의 형상과 치아 주변의 잇몸 형상에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이때, 오랄 스캔 영상은 오랄 스캐너(oral scanner) 등을 통해 피시술자의 구강 내부를 직접 스캔하여 획득되거나 피시술자의 구강 내부를 음각으로 본뜬 인상 모델이나 인상 모델의 양각을 통해 생성한 석고 모델을 스캔하여 획득될 수 있으며, 인상 모델의 스캔 이미지는 반전되어 오랄 스캔 영상으로 사용될 수 있다.The oral scan image may provide information on the shape of the crown portion of the tooth exposed to the outside and the shape of the gum around the tooth. At this time, the oral scan image is obtained by directly scanning the inside of the recipient's oral cavity through an oral scanner, etc. The scan image of the impression model can be inverted and used as an oral scan image.

또한, CT 영상은 치관뿐만 아니라 치근과, 치조골의 형상 및 치관, 치근 및 치조골의 골밀도에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이 때, CT 영상은 피시술자의 구강 내부를 CT 촬영하여 획득될 수 있다.In addition, the CT image may provide information on not only the crown, but also the shape of the root and alveolar bone, and the bone density of the crown, root, and alveolar bone. In this case, the CT image may be obtained by performing a CT scan of the inside of the recipient's oral cavity.

임플란트 시술은 드릴을 이용하여 치조골에 천공을 형성하고, 그 천공에 픽스츄어를 식립하여 수행되는데, 서지컬 가이드는 천공 형성을 위한 드릴링 작업을 수행할 정확한 위치 및 방향을 파악할 수 있도록 안내한다.The implant procedure is performed by forming a perforation in the alveolar bone using a drill, and placing a fixture in the perforation.

이와 같은, 서지컬 가이드는, 피시술자의 구강 내부에 형합되어 시술자에게 천공 위치, 직경, 방향 및 깊이 등을 제공하기 위해, 인공 치아의 시술이 필요한 식립 위치에 가이드 홀이 형성되며, 시술 시 서지컬 가이드를 구강 내부에 고정하기 위해, 결손 치아에서 결손 치아와 이웃하는 복수의 개별 치아까지 치아 형상의 몸체부가 형성된다.Such a surgical guide is formed in the oral cavity of the recipient to provide the operator with a puncture position, diameter, direction and depth, etc. In order to fix the guide inside the oral cavity, a tooth-shaped body portion is formed from the missing tooth to a plurality of individual teeth adjacent to the missing tooth.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치(100)는, 통신부(110), 입력부(120), 표시부(130), 저장부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the apparatus 100 for generating a reference point of a surgical guide according to an embodiment of the present invention includes a communication unit 110 , an input unit 120 , a display unit 130 , a storage unit 140 , and a control unit 150 . ) may be included.

통신부(110)는 영상 획득 장치(미도시), 서버(미도시) 등의 외부 장치와의 통신을 수행하는 구성으로서, 영상 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(110)는 5G(5^th generation communication), LTE-A(long term evolution-advanced), LTE(long term evolution), 블루투스, BLE(bluetooth low energe), NFC(near field communication) 등의 무선 통신을 수행할 수 있고, 케이블 통신 등의 유선 통신을 수행할 수 있다. The communication unit 110 is a component that communicates with an external device, such as an image acquisition device (not shown) or a server (not shown), and may receive image data. For example, the communication unit 110 is 5 ^th generation communication (5G), long term evolution-advanced (LTE-A), long term evolution (LTE), Bluetooth, bluetooth low energe (BLE), near field communication (NFC). It is possible to perform wireless communication such as cable communication and the like, and can perform wired communication such as cable communication.

이때, 영상 데이터는 오랄 스캔 영상 데이터 외에도, 다른 측정 방식으로 측정한 기타 영상 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기타 영상 데이터는 CT 영상 데이터, MRI 영상 데이터 등을 포함할 수 있다. In this case, the image data may include other image data measured by other measurement methods in addition to the oral scan image data. For example, the other image data may include CT image data, MRI image data, and the like.

입력부(120)는 사용자의 입력에 대응하여, 입력 데이터를 생성하며, 적어도 하나의 입력 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력부(120)는 키보드(key board), 키패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치패널(touch panel), 터치 키(touch key), 마우스(mouse), 메뉴 버튼(menu button) 등을 포함할 수 있다. The input unit 120 generates input data in response to a user's input, and may include at least one input means. For example, the input unit 120 includes a keyboard, a keypad, a dome switch, a touch panel, a touch key, a mouse, and a menu button ( menu button) and the like.

표시부(130)는 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치(100)의 동작에 따른 표시 데이터를 표시한다. 이러한 표시 데이터에는 영상 데이터가 포함될 수 있다. 예를 들어, 표시부(130)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이 및 전자 종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, 표시부(130)는 입력부(120)와 결합되어 터치 스크린(touch screen) 등으로 구현될 수 있다.The display unit 130 displays display data according to the operation of the reference point generating apparatus 100 of the surgical guide. The display data may include image data. For example, the display unit 130 may include a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, and a micro electromechanical system (MEMS). mechanical systems) displays and electronic paper displays. Also, the display unit 130 may be combined with the input unit 120 to be implemented as a touch screen or the like.

저장부(140)는 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치(100)의 동작에 필요한 각종 정보와 프로그램들을 저장한다. 예를 들어, 저장부(140)는 영상 획득 장치 등으로부터 수신된 영상 데이터와, 후술할 본 발명의 실시예에 따른 구강 영상에서 서지컬 가이드의 기준 포인트를 생성하는 방법에 관련된 알고리즘 등을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(140)는, 개별 치아를 검출하기 위해, 머신 러닝(machine learning) 방법으로 학습 데이터를 학습한 학습 모델을 저장할 수 있다.The storage unit 140 stores various information and programs necessary for the operation of the apparatus 100 for generating a reference point of the surgical guide. For example, the storage 140 may store image data received from an image acquisition device, etc., and an algorithm related to a method of generating a reference point of a surgical guide from an oral image according to an embodiment of the present invention to be described later. have. Also, the storage unit 140 may store a learning model obtained by learning the learning data by a machine learning method in order to detect individual teeth.

제어부(150)는, 영상 획득 장치 또는 서버 등으로부터 수신되거나 저장부(140)에 기 저장된 구강 영상 데이터에 대해 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 동작을 수행한다. 이를 위해, 제어부(150)는 영상 획득 장치 또는 서버 등으로부터 구강 영상 데이터를 수신하여 저장부(140)에 저장할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 통신부(110), 입력부(120), 표시부(130) 및 저장부(140)의 동작을 제어할 수 있다.The controller 150 performs an operation of generating a reference point of the surgical guide for the oral image data received from the image acquisition device or server, or pre-stored in the storage unit 140 . To this end, the control unit 150 may receive the oral image data from the image acquisition device or the server and store it in the storage unit 140 . Also, the controller 150 may control the operations of the communication unit 110 , the input unit 120 , the display unit 130 , and the storage unit 140 .

도 2를 참조하면, 제어부(150)는, 중심 추정부(151), 커브 생성부(152), 위치 추정부(153), 외곽 포인트 산출부(154), 제1 기준 포인트 생성부(155) 및 제2 기준 포인트 생성부(156)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the controller 150 includes a center estimator 151 , a curve generator 152 , a position estimator 153 , an outer point calculator 154 , and a first reference point generator 155 . and a second reference point generator 156 .

중심 추정부(151)는 구강 영상에서 복수의 개별 치아의 중심을 추정하고, 커브 생성부(152)는 중심 추정부(151)가 추정한 복수의 개별 치아의 중심을 연결하여 치아 중심 커브를 생성한다. 그리고, 위치 추정부(153)는 커브 생성부(152)가 생성한 치아 중심 커브에서 결손 치아의 위치를 추정한다.The center estimator 151 estimates the centers of a plurality of individual teeth in the oral image, and the curve generator 152 connects the centers of the plurality of individual teeth estimated by the center estimator 151 to generate a tooth center curve. do. Then, the position estimator 153 estimates the position of the missing tooth from the tooth center curve generated by the curve generating unit 152 .

외곽 포인트 산출부(154)는, 중심 추정부(151)가 추정한 복수의 개별 치아의 중심에서 치아 중심 커브에 대한 법선을 생성하고, 이 법선과 복수의 개별 치아의 교차 지점을 내측 및 외측 외곽 포인트로 산출한다.The outer point calculation unit 154 generates a normal line to the tooth center curve from the centers of the plurality of individual teeth estimated by the center estimation unit 151, and calculates the intersection points of the normal line and the plurality of individual teeth with the inner and outer outer edges. calculated in points.

제1 기준 포인트 생성부(155)는, 외곽 포인트 산출부(154)가 산출한 결손 치아의 양측에 위치하는 개별 치아의 내측 및 외측 외곽 포인트와 수직으로 이격되는 잇몸 영역의 일 지점에 제1 기준 포인트를 생성한다.The first reference point generating unit 155 is a first reference point at a point in the gum region that is vertically spaced from the inner and outer outer points of individual teeth located on both sides of the missing tooth calculated by the outer point calculating unit 154 . create points

제2 기준 포인트 생성부(156)는, 양측에서 서로 이웃하는 개별 치아의 내측 및 외측 외곽 포인트와 수직으로 이격되는 치아 영역의 일 지점에 제2 기준 포인트를 생성한다.The second reference point generating unit 156 generates a second reference point at a point in the tooth region that is vertically spaced apart from inner and outer outer points of individual teeth adjacent to each other on both sides.

이와 같은, 본 발명의 서지컬 가이드의 기준 포인트 생성 장치(100)는, 서지컬 가이드의 설계 이미지를 생성함에 있어 기준이 되는 기준 포인트 및 패치 라인을 자동으로 생성하고, 이를 기초로 설계 이미지를 자동으로 생성함에 따라 시술자에게 편의성을 제공하고, 피시술자의 구강 내부와 비교적 정확히 형합되는 서지컬 가이드를 제작할 수 있다.As such, the apparatus 100 for generating a reference point of a surgical guide of the present invention automatically generates a reference point and a patch line as a reference in generating a design image of the surgical guide, and automatically generates a design image based on this. As a result, it is possible to provide convenience to the operator and manufacture a surgical guide that is relatively accurately matched with the inside of the operator's oral cavity.

이하, 제어부(150)에 의해 제어 동작되는 본 발명의 실시예에 따른 서지컬 가이드의 기준 포인트 및 패치 라인 생성 방법에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, a reference point and a method of generating a patch line of a surgical guide according to an embodiment of the present invention controlled by the controller 150 will be described.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서지컬 가이드의 기준 포인트 및 패치 라인 생성 방법의 순서도이다.3 is a flowchart of a method for generating reference points and patch lines of a surgical guide according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서지컬 가이드의 기준 포인트 및 패치 라인 생성 방법은, 복수의 개별 치아를 검출하는 단계(S10), 복수의 개별 치아의 중심을 추정하는 단계(S20), 치아 중심 커브를 생성하는 단계(S30), 결손 치아의 위치를 추정하는 단계(S40), 내측 및 외측 외곽 포인트를 산출하는 단계(S50), 제1 및 제2 기준 포인트를 산출하는 단계(S60, S70) 및 패치 라인을 생성하는 단계(S80)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the method for generating a reference point and a patch line of a surgical guide according to an embodiment of the present invention includes the steps of detecting a plurality of individual teeth (S10), estimating the centers of the plurality of individual teeth (S20). ), generating a tooth center curve (S30), estimating the position of the missing tooth (S40), calculating the inner and outer outer points (S50), calculating the first and second reference points ( S60 and S70) and generating a patch line (S80) may be included.

도 4는 피시술자의 구강 영상을 도시한 도면이고, 도 5는 구강 영상에서 검출한 개별 치아를 도시한 도면이고, 도 6은 구강 영상에서 추정한 개별 치아의 중심을 도시한 도면이다.4 is a view showing an oral image of the recipient, FIG. 5 is a view showing individual teeth detected in the oral image, and FIG. 6 is a view showing the center of individual teeth estimated from the oral image.

먼저, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 구강 영상에서 복수의 개별 치아(1)를 검출하고(S10), 복수의 개별 치아(1)의 중심(2)을 추정한다(S20). First, referring to FIGS. 4 to 6 , a plurality of individual teeth 1 is detected from an oral image ( S10 ), and the center 2 of the plurality of individual teeth 1 is estimated ( S20 ).

여기서, 복수의 개별 치아(1)는 학습 모델을 이용하여 검출될 수 있다. 즉, 머신 러닝(machine learning) 방법을 이용하여 다수의 개별 치아의 오브젝트(1a)에 대한 학습 데이터를 학습하여 학습 모델을 생성하고, 이 학습 모델에 구강 영상을 입력하면, 복수의 개별 치아(1)의 오브젝트(1a)의 위치, 중심(2) 및 크기 정보가 도출될 수 있다.Here, a plurality of individual teeth 1 may be detected using a learning model. That is, a learning model is generated by learning the learning data for the object 1a of a plurality of individual teeth using a machine learning method, and when an oral image is input to the learning model, a plurality of individual teeth 1 ), the position, center (2) and size information of the object (1a) can be derived.

도 7은 구강 영상에 치아 중심 커브를 도시한 도면이고, 도 8은 치아 중심 커브에 결손 치아 구간을 도시한 도면이고, 도 9는 결손 치아 구간에 결손 치아의 중심을 도시한 도면이다.7 is a view showing a tooth center curve in an oral image, FIG. 8 is a view showing a missing tooth section on a tooth center curve, and FIG. 9 is a view showing a center of a missing tooth in the missing tooth section.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 복수의 개별 치아(1)의 중심(2)을 연결하여 치아 중심 커브(3)를 생성하고(S30), 치아 중심 커브(3)에서 결손 치아의 위치를 추정한다(S40). 이 때, 중심 커브(3)는, 말굽 형태로 복수의 개별 치아(1) 전체에 대해 생성되거나, 결손 치아를 포함하여 결손 치아와 이웃한 복수의 개별 치아(1) 일부에 대해서만 생성될 수 있다. 7 to 9 , a tooth center curve 3 is generated by connecting the centers 2 of a plurality of individual teeth 1 ( S30 ), and the position of a missing tooth is estimated from the tooth center curve 3 . do (S40). At this time, the central curve 3, in the form of a horseshoe, may be generated for the entire plurality of individual teeth 1, or may be generated only for a portion of a plurality of individual teeth 1 adjacent to the missing tooth including the missing tooth. .

여기서, 구강 영상의 깊이 정보를 이용하여, 치아 중심 커브(3)에서 결손 치아가 위치하는 결손 치아 구간(4)을 산출할 수 있다. 즉, 결손 치아가 위치한 구간의 깊이는 개별 치아가 위치한 구간의 깊이 값 보다 낮기 때문에 이를 이용하여 결손 치아 구간(4)을 산출할 수 있다. 또한, 산출한 결손 치아 구간(4)의 중심(5)을 결손 치아의 중심 위치로 산출할 수 있다.Here, by using the depth information of the oral image, the missing tooth section 4 in which the missing tooth is located in the tooth center curve 3 may be calculated. That is, since the depth of the section where the missing tooth is located is lower than the depth value of the section where the individual teeth are located, the missing tooth section 4 can be calculated using this. In addition, the calculated center 5 of the missing tooth section 4 can be calculated as the center position of the missing tooth.

도 10은 개별 치아의 중심에서 치아 중심 커브에 대한 법선을 도시한 도면이고, 도 11은 치아 중심 커브에 대한 법선을 이용해 산출한 내측 및 외측 외곽 포인트를 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating a normal line to a tooth center curve at the center of an individual tooth, and FIG. 11 is a diagram illustrating inner and outer outer points calculated using a normal line to the tooth center curve.

도 10 및 도 11을 참조하면, 복수의 개별 치아(1)의 중심(2)에서 치아 중심 커브(3)에 대한 법선(6)을 생성하고, 법선(6)과 복수의 개별 치아(1)의 교차 지점을 내측 및 외측 외곽 포인트(7a, 7b)로 각각 산출한다(S50). 이 때, 내측 외곽 포인트(7a)는 법선(6)이 개별 치아(1)의 내측과 교차하는 지점이고, 외측 외곽 포인트(7b)는 법선(6)이 개별 치아(1)의 외측과 교차하는 지점이다10 and 11 , a normal 6 for a tooth center curve 3 is generated at the center 2 of a plurality of individual teeth 1 , and a normal 6 and a plurality of individual teeth 1 are generated. The intersection points of are calculated as inner and outer outer points 7a and 7b, respectively (S50). At this time, the inner outer point 7a is a point where the normal 6 intersects the inner side of the individual tooth 1, and the outer outer point 7b is the point at which the normal line 6 intersects the outer side of the individual tooth 1 is a branch

도 12는 결손 치아의 양측에 위치하는 개별 치아에 대응하여 생성된 제1 기준 포인트를 도시한 도면이고, 도 13은 양측에서 서로 이웃하는 개별 치아에 대응하여 생성된 제2 기준 포인트를 도시한 도면이다.12 is a view illustrating a first reference point generated corresponding to individual teeth located on both sides of a missing tooth, and FIG. 13 is a diagram illustrating a second reference point generated corresponding to individual teeth adjacent to each other on both sides. am.

먼저, 도 12를 참조하면, 결손 치아의 양측에 위치하는 개별 치아(1)의 내측 및 외측 외곽 포인트(7a, 7b)와 수직으로 이격되는 잇몸 영역의 일 지점에 제1 기준 포인트(10a)를 생성한다(S60).First, referring to Figure 12, the first reference point (10a) at a point in the gum region that is vertically spaced apart from the inner and outer outer points (7a, 7b) of the individual teeth (1) located on both sides of the missing tooth (10a) generated (S60).

여기서, 제1 기준 포인트(10a)는 개별 치아(1) 및 잇몸의 경계 포인트(9)와 제1 거리(예컨대, 3mm) 이격되는 지점에 생성될 수 있다. 예를 들어, 평균 치아 높이를 약 8mm로 설정한 경우, 제1 기준 포인트(10a)는 내측 및 외측 외곽 포인트(7a, 7b)에서 약 11mm 이격된 거리에 각각 생성될 수 있다. 즉, 제1 기준 포인트(10a)는 개별 치아(1) 및 잇몸의 경계 포인트(9)에서 잇몸 방향으로 약 3mm 이격된 거리에 생성될 수 있다.Here, the first reference point 10a may be generated at a point spaced apart from the boundary point 9 of the individual teeth 1 and the gums by a first distance (eg, 3 mm). For example, when the average tooth height is set to about 8 mm, the first reference point 10a may be generated at a distance of about 11 mm from the inner and outer outer points 7a and 7b, respectively. That is, the first reference point 10a may be generated at a distance of about 3 mm from the boundary point 9 of the individual tooth 1 and the gum in the gum direction.

다음, 도 13을 참조하면, 결손 치아와 이웃하지 않으며, 양측에서 서로 이웃하는 개별 치아(1)의 내측 및 외측 외곽 포인트(7a, 7b)와 수직으로 이격되는 치아 영역의 일 지점에 제2 기준 포인트(10b)를 생성한다(S70).Next, referring to FIG. 13 , a second reference point at a point in the tooth area that is not adjacent to the missing tooth and is vertically spaced apart from the inner and outer outer points 7a and 7b of the individual teeth 1 adjacent to each other on both sides. A point 10b is generated (S70).

여기서, 제2 기준 포인트(10b)는 개별 치아(1) 및 잇몸의 경계 포인트(9)와 제2 거리 이격되는 지점에 생성될 수 있다. 구체적으로, 제2 기준 포인트(10b)는 내측 및 외측 외곽 포인트(7a, 7b)로부터 이격되어 치아 높이의 1/2 내지 2/3인 지점에 생성될 수 있다. 예를 들어, 평균 치아 높이를 약 8mm로 설정한 경우, 제2 기준 포인트(10b)는 내측 및 외측 외곽 포인트(7a, 7b)에서 약 4mm 이격된 거리에 생성될 수 있다.Here, the second reference point 10b may be generated at a point separated by a second distance from the boundary point 9 of the individual teeth 1 and the gums. Specifically, the second reference point 10b may be generated at a point that is spaced apart from the inner and outer outer points 7a and 7b and is 1/2 to 2/3 of the tooth height. For example, when the average tooth height is set to about 8 mm, the second reference point 10b may be generated at a distance of about 4 mm from the inner and outer outer points 7a and 7b.

도 14 내지 도 16은 제1 및 제2 기준 포인트를 연결하여 생성되는 서지컬 가이드의 패치 라인을 도시한 도면이고, 도 17은 패치 라인을 기초로 생성된 서지컬 가이드를 도시한 도면이다.14 to 16 are views illustrating a patch line of a surgical guide generated by connecting first and second reference points, and FIG. 17 is a view illustrating a surgical guide generated based on the patch line.

도 14 내지 도 16을 참조하면, 제1 및 제2 기준 포인트(10a, 10b)를 연결하여 패치 라인(11)을 생성한다(S80). 그리고, 도 17을 참조하면, 구강 영상에 생성된 패치 라인(11)을 기초로 서지컬 가이드(200)의 설계 이미지를 생성한다. 이 때, 패치 라인(11)은, 폐곡면을 형성하게 되며, 결손 치아를 포함하여 결손 치아와 이웃한 복수의 개별 치아(1) 일부에 대해서만 생성될 수 있다.14 to 16 , a patch line 11 is generated by connecting the first and second reference points 10a and 10b ( S80 ). And, referring to FIG. 17 , a design image of the surgical guide 200 is generated based on the patch line 11 generated in the oral image. In this case, the patch line 11 forms a closed curved surface, and may be generated only for a portion of a plurality of individual teeth 1 adjacent to the missing tooth, including the missing tooth.

이 후, 생성된 설계 이미지를 3차원 프린터로 전송하면, 3차원 프린터가 전송 받은 설계 이미지를 바탕으로 서지컬 가이드(200)를 제조한다.Thereafter, when the generated design image is transmitted to the 3D printer, the 3D printer manufactures the surgical guide 200 based on the received design image.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서지컬 가이드의 기준 포인트 및 패치 라인 생성 방법은, 서지컬 가이드(200)의 설계 이미지를 생성함에 있어 기준이 되는 기준 포인트(10a, 10b) 및 패치 라인(11)을 자동으로 생성하고, 이를 기초로 설계 이미지를 자동으로 생성함에 따라 시술자에게 편의성을 제공하고, 피시술자의 구강 내부와 비교적 정확히 형합되는 서지컬 가이드(200)를 제작할 수 있다.In this way, the reference point and patch line generation method of the surgical guide according to the embodiment of the present invention, the reference point (10a, 10b) and the patch line ( 11) is automatically generated, and by automatically generating a design image based on this, it is possible to provide convenience to the operator and to manufacture the surgical guide 200 that is relatively accurately matched with the inside of the operator's oral cavity.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, although specific embodiments have been described, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be defined by the following claims and their equivalents.

110: 통신부 120: 입력부
130: 표시부 140: 저장부
150: 제어부 151: 중심 추정부
152: 커브 생성부 153: 위치 추정부
154: 외곽 포인트 산출부 155: 제1 기준 포인트 생성부
156: 제2 기준 포인트 생성부110: communication unit 120: input unit
130: display unit 140: storage unit
150: control unit 151: center estimator
152: curve generation unit 153: position estimation unit
154: outer point calculation unit 155: first reference point generation unit
156: second reference point generating unit

Claims

A method of generating a reference point for generating a surgical guide, comprising:
estimating the centers of a plurality of individual teeth in the oral image;
generating a tooth center curve by connecting the centers of the plurality of individual teeth;
estimating the position of the missing tooth in the tooth center curve;
generating a normal line to the tooth center curve at the center of the plurality of individual teeth, and calculating intersection points of the normal line and the plurality of individual teeth as inner and outer outer points; and
generating a first reference point at a point in the gum region that is vertically spaced apart from the inner and outer outer points of the individual teeth located on both sides of the missing tooth
A method of generating a reference point for a surgical guide comprising a.

The method of claim 1,
Generating a second reference point at a point in the tooth region that is vertically spaced apart from the inner and outer outer points of the individual teeth adjacent to each other on both sides
Reference point creation method of the surgical guide further comprising a.

The method of claim 1,
The step of generating the first reference point comprises:
The step of generating the first reference point at a point spaced a first distance from the boundary of the individual teeth and gums
How to create a reference point for a surgical guide.

3. The method of claim 2,
The step of generating the second reference point includes:
The step of generating the second reference point at a point spaced a second distance from the boundary of the individual teeth and gums
How to create a reference point for a surgical guide.

5. The method of claim 4,
The step of generating the second reference point includes:
The step of creating the second reference point at a point that is spaced apart from the inner and outer outer points and is 1/2 to 2/3 of the tooth height
How to create a reference point for a surgical guide.

The method of claim 1,
detecting the plurality of individual teeth in the oral image using a learning model
Reference point creation method of the surgical guide further comprising a.

The method of claim 1,
The step of estimating the position of the missing tooth,
Using the depth information of the oral image, calculating a missing tooth section in which the missing tooth is located in the tooth center curve
How to create a reference point for a surgical guide.

3. The method of claim 2,
generating a patch line by connecting the first and second reference points
Reference point creation method of the surgical guide further comprising a.

A device for generating a reference point for generating a surgical guide, comprising:
a center estimator for estimating the centers of a plurality of individual teeth in the oral image;
a curve generating unit connecting the centers of the plurality of individual teeth to generate a tooth center curve;
a position estimator for estimating a position of a missing tooth in the tooth center curve;
an outer point calculation unit generating a normal line to the tooth center curve at the center of the plurality of individual teeth, and calculating an intersection point of the normal line and the plurality of individual teeth as inner and outer outer points;
a first reference point generating unit for generating a first reference point at a point in the gum region that is vertically spaced apart from the inner and outer outer points of the individual teeth located on both sides of the missing tooth; and
A second reference point generating unit for generating a second reference point at a point in the tooth region that is vertically spaced apart from the inner and outer outer points of the individual teeth adjacent to each other on both sides
Reference point generating device of the surgical guide comprising a.