KR20220060008A - 삼각 평면 분석법을 이용한 악교정 수술 시뮬레이션 방법 및 그 장치 - Google Patents

삼각 평면 분석법을 이용한 악교정 수술 시뮬레이션 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

악교정 수술 시뮬레이션 방법 및 그 장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 악교정 수술 시뮬레이션 방법 및 그 장치는 악교정 수술을 위한 환자의 임상 데이터로부터 삼각 평면을 이용한 분석법을 통해 환자의 현재상태를 직관적이면서도 간단하게 제공할 수 있다.

Description

삼각 평면 분석법을 이용한 악교정 수술 시뮬레이션 방법 및 그 장치 {Orthodontic surgery simulation method and apparatus thereof using triangular plane analysis}
본 발명은 영상처리 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 교정진단 및 치료계획 수립 기술에 관한 것이다.
악교정 수술(orthognathic surgery) 혹은 양악 수술(兩顎手術, bimaxillary surgery, two-jaw surgery)은 턱뼈와 치아의 불규칙성을 교정하는 악 안면수술(maxillofacial surgery)의 시술 종류 중 하나이며, 비정상적으로 발달한 위턱과 아래턱을 골절시켜 분리 가능하게 한 다음 정상 교합에 맞게 이동시켜 고정하는 수 술법이다. 악교정 수술은 일반적으로 상악골과 하악골을 동시에 수술하는 양악 수술이나 상악골, 하악골 중 한 부위만 수술하는 편악 수술(one-jaw surgery)의 형태로 행해진다.
악교정 수술을 위해 환자의 데이터를 분석하는 디지털 교정진단 및 치료방법이 사용되고 있다. 그런데, 악교정을 위한 데이터 분석은　2D 데이터에 많이 의존하고 있다. 분석항목 또한 너무 다양한 점 및 선들을 이용하기 때문에, 한 눈에 문제사항을 알아보기 어려운 문제가 발생한다. 또한, 2D　분석의 경우 요잉(Yawing)을 판단하기 어렵기 때문에 술자의 경험에 의존하는 경우가 많다. 악교정 수술에서는 작은 오차도 수술 후 기능적, 심미적 문제를 일으킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 악교정 수술을 위한　2D　분석 과정에서 발생하는 오류를 줄이고 사용자가 직관적이고 간단하게 문제사항을 확인할 수 있도록 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법 및 그 장치를 제안한다.
일 실시 예에 따른 악교정 수술 시뮬레이션 방법은, 악교정 수술을 위한 환자의 임상 데이터를 획득하는 단계와, 획득된 임상 데이터에서 해부학적 계측점들을 추출하는 단계와, 추출된 계측점들 중에서 소정의 3개의 계측점을 연결한 삼각 평면을 생성하는 단계와, 생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계를 포함한다.
임상 데이터는 3D 데이터이고, 삼각 평면을 생성하는 단계에서 3D 형태의 임상 데이터 상에서 3개의 계측점들을 연결하여 3D 상의 평면을 생성할 수 있다.
삼각 평면을 생성하는 단계에서, 상악골 및 하악골 별로 삼각 평면을 생성하고, 상악치열 및 하악치열 별로 삼각 평면을 생성할 수 있다.
생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계에서, 생성된 삼각 평면을 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시할 수 있다.
생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계에서, 삼각 평면을 통해 악교정 수술을 위한 환자의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 보여줄 수 있다.
생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계는, 양측 Maxillary point(MR, ML)와 U1을 연결한 삼각 평면을 표시하여 상악골의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계와, 양측 U6(U6R, U6L)와 U1를 연결한 삼각 평면을 표시하여 상악치열의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계는, 양측 Go(GoR, GoL)와 Me를 연결한 삼각 평면을 표시하여 하악골의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계와, Co-Go-Me를 연결한 삼각 평면을 표시하여 좌, 우측 하악골의 대칭 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계와, 양측 L6와 L1을 연결한 삼각 평면을 표시하여 하악치열의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계는, 양측 PC(PCR, PCL)와 Me를 연결한 삼각 평면을 표시하여 턱끝의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
악교정 수술 시뮬레이션 방법은, ANS-PNS 연결 선을 표시하여 상악골의 요잉 상태를 제공하는 단계와, 양측 U6를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 U1을 지나는 선을 표시하여 상악치열의 요잉 상태를 제공하는 단계와, 양측 Go를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 Me을 지나는 선을 표시하여 하악골의 요잉 상태를 제공하는 단계와, 양측 L6를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 L1을 지나는 선을 표시하여 하악치열의 요잉 상태를 제공하는 단계와, 양측 PC(PCR, PCL)를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 Me을 지나는 선을 표시하여 턱끝의 요잉 상태를 제공하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
악교정 수술 시뮬레이션 방법은, 삼각 평면을 기준으로 각 분석항목을 추출하는 단계와, 추출된 분석항목을 이용하여 환자상태를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
악교정 수술 시뮬레이션 방법은, 환자의 현재상태와 정상상태를 비교하는 화면을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
환자의 현재상태와 정상상태를 비교하는 화면을 표시하는 단계는, 현재상태와 정상상태의 차이 값을 수치정보 또는 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하거나, 차이 값이 있는 삼각 평면 또는 선을 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 악교정 수술 시뮬레이션 장치는, 악교정 수술을 위한 환자의 임상 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 획득된 임상 데이터에서 해부학적 계측점들을 추출하고, 계측점들 중에서 소정의 3개의 계측점을 연결한 삼각 평면을 생성하는 제어부와, 생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 출력부를 포함한다.
일 실시 예에 따른 악교정 수술 시뮬레이션 방법 및 그 장치에 의하면, 삼각 평면을 이용하여 악교정 수술에 필요한 분석을 사용자가 알아보기 쉽게 입체적으로 도식화하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 표시된 삼각 평면을 통해 악교정 수술을 위한 환자의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 보여줄 수 있다.
또한, 상악골 및 하악골 별로 삼각 평면을 생성하고, 상악치열 및 하악치열 별로 삼각 평면을 생성함에 따라, 골 별, 치열 별로 삼각 평면을 통해 환자의 상태를 파악할 수 있다.
나아가, 환자의 현재 상태와 정상 상태와의 차이를 비교하는 화면을 제공함에 따라 수술 후 모습을 예측해 볼 수 있다.
또한, 악교정 수술 시　2D　분석을 이용하는 과정에서 오류를 줄이고자,　3D　데이터를 기반으로 분석을 진행하게 되고, 3D　데이터를 통해　2D 데이터에서 확인이 어려운　Yawing　확인이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 악교정 수술 시뮬레이션 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법을 이용한 악교정 수술 시뮬레이션 방법의 흐름을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법을 이용하여 상악골 및 상악치열 항목을 분석하는 화면을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법을 이용하여 하악골 및 하악치열 항목을 분석하는 화면을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법을 이용하여 턱끝 항목을 분석하는 화면을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 환자의 현재상태를 삼각 평면으로 표현한 예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정상상태(좌측)와 현재상태(우측)의 삼각 평면을 비교하는 화면을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법이 적용되는 환자의 스컬 데이터를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 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.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 악교정 수술 시뮬레이션 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 실제 치과에서 교정에 도움을 주기 위한 치과용 캐드 공정을 수행한다. 교정을 위한 치과용 캐드 공정이란 환자의 임상 데이터를 획득하고, 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통해 임상 데이터를 이용한 진단 및 분석을 거쳐 치료계획을 수립하고 수립된 치료계획에 따라 가상의 교정 데이터를 제작하는 일련의 프로세스를 의미한다. 특히, 본 발명은 임상 데이터를 이용한 환자의 진단 및 분석 과정에 관한 것이다.
일 실시 예에 따른 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 치과용 캐드 프로그램으로서 시뮬레이션 프로그램을 실행 가능한 전자장치로 구성될 수 있으며, 전자장치와 네트워크를 통해 통신하는 서버를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 전자장치는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) PC, 스마트폰, 휴대폰, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등이 있다.
일 실시 예에 따른 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 기존의 2D 데이터 분석 시 발생하는 오류 문제와 분석의 복잡함을 해결하기 위해, 3D 데이터 분석을 이용한다. 실제 수술 이전에 3D 시뮬레이션을 이용하여 환자의 현재상태를 분석하고 수술 결과를 미리 예측할 수 있다.
이하, 전술한 특징을 가지는 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)의 구성에 대해 도 1을 참조로 하여 후술한다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 데이터 획득부(10), 저장부(12), 제어부(14), 입력부(16) 및 출력부(18)를 포함한다.
데이터 획득부(10)는 교정치료 환자로부터 임상 데이터를 획득한다. 특히, 악교정을 위한 환자로부터 임상 데이터를 획득할 수 있다. 교정치료를 위해 필요한 임상 데이터는 치아 모델 데이터, CT 데이터, 파노라믹 데이터, 안모(Face) 스캔 데이터, 두부 방사선 사진(Cephalometric X-ray) 데이터, 정면 방사선 사진(PA X-ray) 데이터, 스컬(Skull) 데이터 등이 있다. CT 데이터는 CBCT 데이터일 수 있다.
임상 데이터는 3D 데이터일 수 있다. 일반적으로 악교정 수술을 위한 분석 시에는 2D 데이터에 많이 의존하고 있는데, 이 경우 분석항목 또한 너무 다양한 계측 점 및 계측 선들을 이용하기 때문에 사용자가 한 눈에 환자의 문제사항을 알아보기 어렵다. 이에 따라, 본 발명은 3D 데이터를 사용하여 악교정 수술을 위한 분석을 수행할 수 있다. 3D 데이터를 사용함에 따라, 2D 분석에 비해 오차를 줄일 수 있는 명확한 기준을 제시할 수 있다. 예를 들어, 2D 데이터 상에서는 판단하기 어려웠던 요잉(Yawing) 상태를 판단할 수 있게 된다.
저장부(12)에는 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)의 동작 수행을 위해 필요한 정보와, 동작 수행에 따라 생성되는 정보 등의 각종 데이터가 저장된다. 저장부(12)는 제어부(14)의 데이터 분석을 위해 데이터를 제어부(14)에 제공할 수 있다.
제어부(14)는 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통하여 교정치료 환자의 임상 데이터 진단 및 분석, 분석에 따른 환자 상태 판단, 환자 상태에 따른 교정 디자인 과정 까지를 연속적으로 수행하면서 각 구성요소를 제어한다. 일반적으로 임상 데이터 진단 과정, 분석 과정 및 교정 디자인 과정이 각각 별도의 프로그램을 통해 이루어지나, 일 실시 예에 따른 제어부(14)는 단일의 프로그램을 통해 일련의 진단, 분석 및 교정 디자인 과정을 연속으로 수행할 수 있다. 이때, 제어부(14)는 환자의 임상 데이터로부터 분석항목 별로 계측 값을 획득하고 분석항목 별 계측 값을 이용하여 환자 상태를 진단할 수 있다. 그리고 진단된 환자 상태에 따라 교정 디자인을 제작할 수 있다.
분석 과정에서, 제어부(14)는 데이터 획득부(10)를 통해 획득된 임상 데이터로부터 해부학적 계측점들을 추출한다. 해부학적 계측점들은 상악골, 하악골, 상악치열 및 하악치열 별로 구분될 수 있다. 예를 들어, 상악골의 계측점은 PNS: Posterior nasal spine, ANS: Anterior nasal spine, MR: Maxillary point Right(the center of the concavity of the zygomatic process of the maxilla), ML: Maxillary point Left 등이 있다. 상악치열의 계측점은 U6R: Maxillary first molar point Right, U6L: Maxillary first molar point Light, U1: Maxillary central incisor point(양측 사이) 등이 있다. 하악골의 계측점은 CoR: Condylion Right, CoL: Condylion Left, GoR: Gonion Right, GoL: Gonion Left, Pog: Pogonion, PCR: Posterior chin point Right, PCL: Posterior chin point Left, Me: Menton 등이 있다. 하악치열의 계측점은 L6R: Mandibular first molar point Right, L6L: Mandibular first molar point Left, L1: Mandibular central incisor point(양측 사이) 등이 있다.
제어부(14)는 추출된 계측점들 중에서 소정의 3개의 계측점을 연결한 삼각 평면을 생성하고, 생성된 삼각 평면을 출력부(18)를 통해 임상 데이터 상에 표시한다. 삼각 평면은, 3D 형태의 임상 데이터 상에서 3개의 계측점들을 연결하여 생성되는 3D 상의 평면이다. 따라서, 삼각 평면을 통해 악교정 수술을 위한 환자의 현재상태를 입체적으로 도식화할 수 있다. 예를 들어, 삼각 평면을 통해 악교정 수술을 위한 환자의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 사용자에 보여줄 수 있다. 사용자는 삼각 평면을 보면서 환자의 현재상태를 파악할 수 있다.
제어부(14)는 상악골 및 하악골 별로 삼각 평면을 생성할 수 있다. 또한, 상악치열 및 하악치열 별로 삼각 평면을 생성할 수 있다. 제어부(14)의 삼각 평면 생성 예는 도 3 내지 도 6을 참조로 하여 후술한다.
제어부(14)는 삼각 평면을 기준으로 각 분석항목을 추출하고, 추출된 분석항목을 이용하여 환자상태를 출력부(18)를 통해 표시할 수 있다.
출력부(18)는 임상 데이터와 제어부(14)를 통해 생성되는 삼각 평면을 포함한 정보를 화면에 표시한다. 출력부(18)는 제어부(14)를 통해 추출된 분석항목에 대한 계측 값을 화면에 표시할 수 있다. 이때, 출력부(18)는 환자의 현재상태와 정상상태 비교하는 화면을 함께 표시할 수 있다. 예를 들어, 현재상태와 정상상태의 차이 값을 수치정보 또는 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하거나, 차이 값이 있는 삼각 평면 또는 선을 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시한다. 이에 따라, 환자의 현재상태와 정상상태와의 차이를 통해 수술 후 모습을 예측해 볼 수 있다.
입력부(16)는 사용자 조작신호를 입력 받는다. 예를 들어, 환자의 정상상태에 대한정상 값을 사용자로부터 입력 받을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법을 이용한 악교정 수술 시뮬레이션 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 악교정 수술을 위한 환자의 임상 데이터를 획득한다(S21). 교정치료를 위해 필요한 임상 데이터는 치아 모델 데이터, CT 데이터, 파노라믹 데이터, 안모(Face) 스캔 데이터, 두부 방사선 사진(Cephalometric X-ray) 데이터, 정면 방사선 사진(PA X-ray) 데이터, 스컬(Skull) 데이터 등이 있다. CT 데이터는 CBCT 데이터일 수 있다. 임상 데이터는 3D 데이터일 수 있다.
이어서, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 획득된 임상 데이터에서 해부학적 계측점들을 추출한다(S22). 추출되는 계측점들은 도 1을 참조로 하여 전술한 바 있다.
이어서, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 추출된 계측점들 중에서 소정의 3개의 계측점을 연결한 삼각 평면을 생성한다(S23). 삼각 평면을 생성하는 단계(S23)에서, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 상악골 및 하악골 별로 삼각 평면을 생성하고, 상악치열 및 하악치열 별로 삼각 평면을 생성할 수 있다.
이어서, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시한다(S24). 이때, 생성된 삼각 평면을 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시할 수 있다. 예를 들어, 색상, 선 등을 다르게 표시하거나, 평면을 빗금 등의 선으로 처리할 수 있다.
삼각 평면 표시 단계(S24)에서 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 삼각 평면을 통해 악교정 수술을 위한 환자의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 사용자에 보여줄 수 있다.
예를 들어, 환자의 상악의 경우 양측 Maxillary point(MR, ML)와 U1을 연결한 삼각 평면을 표시하여 상악골의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하고, 양측 U6(U6R, U6L)와 U1를 연결한 삼각 평면을 표시하여 상악치열의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공할 수 있다. 이에 대한 실시 예는 도 3을 참조로 하여 후술한다.
환자의 하악의 경우, 양측 Go(GoR, GoL)와 Me를 연결한 삼각 평면을 표시하여 하악골의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하고, Co-Go-Me를 연결한 삼각 평면을 표시하여 좌, 우측 하악골의 대칭 상태 중 적어도 하나를 제공하며, 양측 L6와 L1을 연결한 삼각 평면을 표시하여 하악치열의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공할 수 있다. 이에 대한 실시 예는 도 4를 참조로 하여 후술한다.
환자의 턱끝의 경우, 양측 PC(PCR, PCL)와 Me를 연결한 삼각 평면을 표시하여 턱끝의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공할 수 있다. 이에 대한 실시 예는 도 5를 참조로 하여 후술한다.
삼각 평면을 표시할 때, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 상악골, 하악골, 상악치열 및 하악치열 별로 환자의 요잉(Yawing) 상태를 파악할 수 있는 연결 선을 함께 표시할 수 있다. 예를 들어, ANS-PNS 연결 선을 표시하여 상악골의 요잉 상태를 제공할 수 있다. 양측 U6를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 U1을 지나는 선을 표시하여 상악치열의 요잉 상태를 제공할 수 있다. 양측 Go를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 Me을 지나는 선을 표시하여 하악골의 요잉 상태를 제공할 수 있다. 양측 L6를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이을 지나는 선을 표시하여 하악치열의 요잉 상태를 제공할 수 있다. 양측 PC(PCR, PCL)를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 Me을 지나는 선을 표시하여 턱끝의 요잉 상태를 제공할 수 있다.
이어서, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 삼각 평면을 기준으로 각 분석항목을 추출(S25) 하고, 추출된 분석항목을 이용하여 환자상태를 표시할 수 있다(S26). 나아가, 환자의 현재상태와 정상상태를 비교하는 화면을 표시할 수 있다(S27). 예를 들어, 현재상태와 정상상태의 차이 값을 수치정보 또는 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하거나, 차이 값이 있는 삼각 평면 또는 선을 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시한다. 이에 대한 실시 예는 도 7을 참조로 하여 후술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법을 이용하여 상악골 및　상악치열 항목을 분석하는 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 양측 Maxillary point(MR, ML)와 U1을 연결한 삼각 평면(31)을 화면에 표시하여, 사용자가 상악골의 미드라인, 대칭 및 캔팅(Canting) 상태 중 적어도 하나를 확인할 수 있도록 한다.
또한, 양측 U6(U6R, U6L)와 U1를 연결한 삼각 평면(32)을 화면에 표시하여, 사용자가 상악치열의 미드라인, 대칭 및 캔팅(Canting) 상태 중 적어도 하나를 확인할 수 있도록 한다.
나아가, ANS-PNS 연결 선(33)을 화면에 표시하여, 환자가 상악골의 요잉(Yawing) 상태를 확인할 수 있도록 한다.
악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 양측 U6를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 U1을 지나는 선(34)을 화면에 표시하여, 사용자가 상악치열의 요잉(Yawing) 상태를 확인할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법을 이용하여 하악골 및 하악치열 항목을 분석하는 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 양측 Go(GoR, GoL)와 Me를 연결한 삼각 평면(41)을 화면에 표시하여, 사용자가 하악골의 미드라인, 대칭 및 캔팅(Canting) 상태 중 적어도 하나를 확인할 수 있도록 한다.
또한, Co-Go-Me를 연결한 삼각 평면(42)을 화면에 표시하여, 사용자가 좌, 우측 하악골의 대칭 상태 중 적어도 하나를 확인할 수 있도록 한다.
양측 L6와 L1을 연결한 삼각 평면(43)을 화면에 표시하여, 사용자가 하악치열의 미드라인, 대칭 및 캔팅(Canting) 상태 중 적어도 하나를 확인할 수 있다.
나아가, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 양측 Go를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 Me을 지나는 선(44)을 화면에 표시하여, 사용자가 하악골의 요잉(Yawing)을 확인할 수 있도록 한다. 또한, 양측 L6를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 L1을 지나는 선(45)을 화면에 표시하여, 사용자가 하악치열의 요잉(Yawing)을 확인할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법을 이용하여 턱끝 항목을 분석하는 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 양측 PC(PCR, PCL)와 Me를 연결한 삼각 평면(51)을 화면에 생성하여, 사용자가 턱끝 미드라인, 대칭 및 캔팅(Canting) 중 적어도 하나를 확인할 수 있도록 한다.
또한, 양측 PC(PCR, PCL)를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 Me을 지나는 선(52)을 화면에 표시하여, 사용자가 턱끝의 요잉(Yawing)을 확인할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 환자의 현재상태를 삼각 평면으로 표현한 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 삼각 평면 분석법을 통해 환자의 현재 상태를 표현할 수 있다. 예를 들어, 양측 Maxillary point(MR, ML)와 U1을 연결한 삼각 평면(31), 양측 U6(U6R, U6L)와 U1를 연결한 삼각 평면(32), 양측 Go(GoR, GoL)와 Me를 연결한 삼각 평면(41), Co-Go-Me를 연결한 삼각 평면(42), 양측 L6와 L1을 연결한 삼각 평면(43) 등을 화면에 표시하여, 환자의 미드라인, 대칭 및 캔팅(Canting) 상태 중 적어도 하나를 표현할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정상상태(좌측)와 현재상태(우측)의 삼각 평면을 비교하는 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 삼각 평면을 기준으로 각 분석항목을 추출하고, 추출된 분석항목을 이용하여 환자상태를 표시한다. 이때, 도 7의 우측화면과 같이 분석항목을 수치 값(예를 들어, 길이, 각도)으로 표현할 수 있다.
나아가, 악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 환자의 현재상태(우측)와 정상상태(좌측)를 비교하는 화면을 함께 표시할 수 있다. 이때, 현재상태의 측정 값을 제시하며, 정상상태의 정상 값은 술자로부터 입력 받거나, 평균 값을 이용할 수도 있다.
악교정 수술 시뮬레이션 장치(1)는 현재상태와 정상상태의 차이 값을 수치정보로 제공할 수 있다. 또한, 차이 값의 음/양 여부, 기설정된 심각도 등에 따라 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시할 수 있다. 예를 들어, 차이 값의 색상, 폰트 등을 다르게 표시하거나, 해당 삼각 평면 또는 선을 하이라이팅 처리할 수도 있다. 나아가, 환자의 임상 데이터 상에서 현재상태와 정상상태의 차이 값을 수치정보로 제공할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 삼각 평면 분석법이 적용되는 환자의 스컬 데이터를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 악교정 수술 시뮬레이션 장치는 환자의 스컬 데이터를 포함한 임상 데이터 상에 추출된 해부학적 계측점을 표시할 수 있고, 추출된 계측점 중에서 소정의 3개의 계측점을 연결한 삼각 평면을 표시할 수 있다.
악교정 수술 시뮬레이션 장치는 스컬 데이터를 포함한 임상 데이터 상에, 환자의 현재상태와 정상상태를 비교하는 화면을 표시할 수 있다. 예를 들어, 현재상태와 정상상태의 차이 값을 수치정보 또는 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시할 수 있다. 또는 차이 값이 있는 삼각 평면 또는 선을 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시할 수도 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 발명청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 악교정 수술을 위한 환자의 임상 데이터를 획득하는 단계;
    획득된 임상 데이터에서 해부학적 계측점들을 추출하는 단계;
    추출된 계측점들 중에서 소정의 3개의 계측점을 연결한 삼각 평면을 생성하는 단계; 및
    생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    임상 데이터는 3D 데이터이고,
    삼각 평면을 생성하는 단계는
    3D 형태의 임상 데이터 상에서 3개의 계측점들을 연결하여 3D 상의 평면을 생성하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 삼각 평면을 생성하는 단계는
    상악골 및 하악골 별로 삼각 평면을 생성하고,
    상악치열 및 하악치열 별로 삼각 평면을 생성하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계는
    생성된 삼각 평면을 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계는
    삼각 평면을 통해 악교정 수술을 위한 환자의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 보여주는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계는
    양측 Maxillary point(MR, ML)와 U1을 연결한 삼각 평면을 표시하여 상악골의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계; 및
    양측 U6(U6R, U6L)와 U1를 연결한 삼각 평면을 표시하여 상악치열의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계;
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계는
    양측 Go(GoR, GoL)와 Me를 연결한 삼각 평면을 표시하여 하악골의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계;
    Co-Go-Me를 연결한 삼각 평면을 표시하여 좌, 우측 하악골의 대칭 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계; 및
    양측 L6와 L1을 연결한 삼각 평면을 표시하여 하악치열의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계;
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 단계는
    양측 PC(PCR, PCL)와 Me를 연결한 삼각 평면을 표시하여 턱끝의 미드라인, 대칭 및 캔팅 상태 중 적어도 하나를 제공하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 악교정 수술 시뮬레이션 방법은
    ANS-PNS 연결 선을 표시하여 상악골의 요잉 상태를 제공하는 단계;
    양측 U6를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 U1을 지나는 선을 표시하여 상악치열의 요잉 상태를 제공하는 단계;
    양측 Go를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 Me을 지나는 선을 표시하여 하악골의 요잉 상태를 제공하는 단계;
    양측 L6를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 L1을 지나는 선을 표시하여 하악치열의 요잉 상태를 제공하는 단계; 및
    양측 PC(PCR, PCL)를 연결한 선을 수직 이등분한 후 수직 이등분 선이 Me을 지나는 선을 표시하여 턱끝의 요잉 상태를 제공하는 단계;
    중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 악교정 수술 시뮬레이션 방법은
    삼각 평면을 기준으로 각 분석항목을 추출하는 단계; 및
    추출된 분석항목을 이용하여 환자상태를 표시하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 악교정 수술 시뮬레이션 방법은
    환자의 현재상태와 정상상태를 비교하는 화면을 표시하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 환자의 현재상태와 정상상태를 비교하는 화면을 표시하는 단계는,
    현재상태와 정상상태의 차이 값을 수치정보 또는 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하거나, 차이 값이 있는 삼각 평면 또는 선을 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 방법.
  13. 악교정 수술을 위한 환자의 임상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    획득된 임상 데이터에서 해부학적 계측점들을 추출하고, 계측점들 중에서 소정의 3개의 계측점을 연결한 삼각 평면을 생성하는 제어부; 및
    생성된 삼각 평면을 임상 데이터 상에 표시하는 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술 시뮬레이션 장치.
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