KR20230163227A - 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법 및 이를 수행하기 위한 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법 및 이를 수행하기 위한 장치는 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치로서, 3D 스캐너를 이용하여 대상 환자의 구강 내부에 대한 구강 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 획득된 구강 영상을 통하여 치아 이미지 및 복수의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하는 영상 분석부; 상기 부착된 브라켓 이미지와 기 저장된 교정 브라켓 정보에 포함된 교정 브라켓 이미지를 매칭하고, 상기 치아 이미지 및 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 바탕으로 상기 구강 영상에 대한 보정 영상을 생성하는 영상 보정부; 및 상기 보정 영상을 기반으로 와이어의 벤딩 경로를 생성하는 경로 생성부를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 기술과 관련된다.
치과 치료는 치아와 그 주위 조직 및 구강을 포함한 안면 영역의 질병이나 비정상적 상태 등을 예방하고 진단하며 치료를 도모하는 일련의 치료를 의미한다.
최근 구강 위생 상태를 개선하고 건강한 치아를 유지하는데 필요한 진료 이외에 교정 치료가 많이 수행된다. 교정 치료란 단순히 비뚤어진 치아를 가지런히 하는 것을 포함, 성장 과정에서 발생할 수 있는 여러 가지 골격적 부조화를 바로잡아 정상적인 기능을 발휘할 수 있도록 하여 건강한 구강 조직 및 아름다운 얼굴 모습을 만들어주는 것을 의미한다.
교정 치료 방법으로 치아에 교정 브라켓을 장착한 후 와이어를 이용하여 교정을 수행하는 방법이 많이 사용된다. 이러한 교정 치료 방법은 교정 치료 과정에 따라 와이어를 교체하게 된다.
그러나, 3차원 스캐너(3D intro-oral scanner)를 이용하여 구강을 스캔하는 경우 교정 치료 중 치아에 장착된 교정 브라켓이 정확하게 스캔되지 않는다. 즉, 3차원 스캐너를 이용하여 스캔된 영상에서는 교정 브라켓 내에 와이어가 삽입되는 홈의 위치를 정확하게 확인하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 스캔된 영상을 이용하는 경우, 교정 브라켓에 삽입하기 위한 와이어를 정확하게 벤딩할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 구강내 3차원 스캐너를 이용하여 획득된 스캔 데이터와 기 저장된 교정 브라켓 이미지를 매칭하여 영상을 보정하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 보정된 영상을 통하여 치아 교정을 위한 와이어의 벤딩 경로를 생성하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치로서, 3D 스캐너를 이용하여 대상 환자의 구강 내부에 대한 구강 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 획득된 구강 영상을 통하여 치아 이미지 및 복수의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하는 영상 분석부; 상기 부착된 브라켓 이미지와 기 저장된 교정 브라켓 정보에 포함된 교정 브라켓 이미지를 매칭하고, 상기 치아 이미지 및 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 바탕으로 상기 구강 영상에 대한 보정 영상을 생성하는 영상 보정부; 및 상기 보정 영상을 기반으로 와이어의 벤딩 경로를 생성하는 경로 생성부를 포함하는 컴퓨팅 장치가 제공된다.
상기 경로 생성부는 상기 매칭된 교정 브라켓 정보를 기반으로 상기 보정 영상에서의 교정 브라켓 홈 위치를 산출하고, 상기 산출된 교정 브라켓 홈 위치에 가상의 점을 생성하여 상기 와이어의 벤딩 경로를 생성할 수 있다.
상기 와이어의 벤딩 경로는 각각의 치아에 대해 적어도 2개 이상의 가상의 점들을 생성하며, 상기 가상의 점들은 상기 산출된 교정 브라켓 홈 위치의 좌우 경계부에 생성되는 2개 이상의 점일 수 있다.
상기 영상 분석부는 상기 구강 영상을 기반으로 상기 구강 내의 각각의 치아 이미지를 생성하고, 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하며, 상기 부착된 브라켓의 접착면을 기준으로 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓의 위치 정보를 생성할 수 있다.
상기 영상 보정부는 상기 부착된 브라켓 이미지와 상기 기 저장된 교정 브라켓 이미지를 비교하고, 상기 기 저장된 교정 브라켓 이미지 중에서 상기 부착된 브라켓 이미지와 매칭되는 교정 브라켓 이미지를 추출할 수 있다.
상기 영상 보정부는 상기 부착된 브라켓의 위치 정보를 기반으로 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지와 동일한 부분에 위치시킬 수 있다.
상기 영상 보정부는 ICP(Iterative Closest Point) 알고리즘을 이용하여 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 상기 부착된 브라켓 이미지와 정합시킬 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치에서 수행되는 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법으로서, 3D 스캐너를 이용하여 대상 환자의 구강 내부에 대한 구강 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 구강 영상을 통하여 치아 이미지 및 복수의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하는 단계; 상기 부착된 브라켓 이미지와 기 저장된 교정 브라켓 정보에 포함된 교정 브라켓 이미지를 매칭하고, 상기 치아 이미지 및 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 바탕으로 상기 구강 영상에 대한 보정 영상을 생성하는 단계; 및 상기 보정 영상을 기반으로 와이어의 벤딩 경로를 생성하는 단계를 포함하는 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법이 제공된다.
상기 와이어의 벤딩 경로를 생성하는 단계는 상기 매칭된 교정 브라켓 정보를 기반으로 상기 보정 영상에서의 교정 브라켓 홈 위치를 산출하는 단계; 상기 산출된 교정 브라켓 홈 위치에 가상의 점을 생성하여 상기 와이어의 벤딩 경로를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 와이어의 벤딩 경로를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 와이어의 벤딩 경로는 각각의 치아에 대해 적어도 2개 이상의 가상의 점들을 생성하며, 상기 가상의 점들은 상기 산출된 교정 브라켓 홈 위치의 좌우 경계부에 생성되는 2개 이상의 점일 수 있다.
상기 치아 이미지 및 복수의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하는 단계는 상기 구강 영상을 기반으로 구강 내의 각각의 치아 이미지를 생성하는 단계; 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 부착된 브라켓의 접착면을 기준으로 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓의 위치 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보정 영상을 생성하는 단계는 상기 부착된 브라켓 이미지와 상기 기 저장된 교정 브라켓 이미지를 비교하는 단계; 및 상기 기 저장된 교정 브라켓 이미지 중에서 상기 부착된 브라켓 이미지와 매칭되는 교정 브라켓 이미지를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보정 영상을 생성하는 단계는 상기 부착된 브라켓의 위치 정보를 기반으로 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지와 동일한 부분에 위치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 구강내 3차원 스캐너를 이용하여 획득된 스캔 데이터와 기 저장된 교정 브라켓 이미지를 매칭하여 영상을 보정함으로써, 스캔 데이터로부터 정확한 브라켓 홈의 위치를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 보정된 영상을 통하여 치아 교정을 위한 와이어의 벤딩 경로를 생성함으로써, 정확한 벤딩 경로를 생성할 수 있으며, 와이어 벤딩 경로에 따라 와이어를 간단하고 정확하게 성형할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 장치를 설명하기 위한 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상의 3차원 치아모형의 위치를 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보정 영상을 생성하는 과정을 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어의 경로를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 7은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상의 3차원 치아모형의 위치를 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보정 영상을 생성하는 과정을 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어의 경로를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 7은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 장치(100)는 영상 획득부(110), 수집부(120), 영상 분석부(130), 영상 보정부(140), 경로 생성부(150) 및 출력부(160)를 포함할 수 있다.
영상 획득부(110)는 3D 스캐너(Intra-Oral 3D scanner)를 이용하여 대상 환자의 구강 내부에 대한 구강 영상(스캔 데이터)를 획득할 수 있다. 구체적으로, 영상 획득부(110)는 대상 환자의 구강 내부에 구강내 3D 스캐너(Intra-Oral 3D scanner)를 삽입하고 구강 내부를 스캔하여 대상 환자에 대한 구강 영상을 획득할 수 있다. 이때, 3차원 스캐너에 의해 획득된 데이터는 컴퓨터 및 컴퓨터와 연결된 주변 장치로부터 획득되어 저장 장치에 기록되는 형태로 획득할 수 있으며, 예를 들어, 3차원 STL(StereoLithography) 파일로 생성 및 저장되는 구조일 수 있다. 한편, 본 발명에서는 3D 스캐닝 장비로서 구간내 3D 스캐너를 이용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, CMM(Coordinate Measuring Machine), 레이저 스캔, 광학식 스캔 등 다양한 스캐닝 장비가 이용될 수 있다.
수집부(120)는 외부 서버(예를 들어, 브라켓 제조사 서버)로부터 교정 브라켓 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 교정 브라켓 정보는 제조사별 교정 브라켓의 이미지, 재질, 브라켓 홈 정보(와이어가 결합되기 위하여 브라켓에 형성된 홈의 형상, 위치 등)등을 포함할 수 있다. 한편, 여기서는 교정 브라켓 정보를 외부 서버로부터 수신하는 것을 일 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 교정 브라켓 정보가 미리 저장되어 있을 수 있다. 여기서, 교정 브라켓은 치아에 부착되는 장치로서, 교정 치료를 위하여 교정대상 치아의 표면에 견고하게 부착하고, 와이어를 이용하여 상호 연결할 수 있다. 교정 브라켓은 와이어와 결합되기 위하여 브라켓 홈이 형성될 수 있다. 이에, 와이어에 가해지는 장력을 조정하여 와이어에 가해지는 힘의 방향 및 크기를 조절함으로써, 교정대상이 되는 치아를 서서히 이동시킬 수 있다. 따라서, 교정대상 치아는 와이어의 장력에 의하여 그 위치 및 자세가 변경되고 치아가 조금씩 이동하면서 교정치료가 이루어지게 된다.
영상 분석부(130)는 영상 획득부(110)로부터 획득된 구강 영상(스캔 데이터)을 분석하여 치아 이미지 및 복수의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성할 수 있다. 여기서, 이미지는 스캔 데이터로부터 획득되는 3차원 이미지일 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이, STL 파일로 생성 및 저장된 스캔 데이터는 컴퓨터에 의해 로드되어 가상의 3차원 치아모형을 형성하게 되며, 이러한 가상의 3차원 치아모형은 복수의 치아의 상악 및 하악 각각에 대해서 생성할 수 있다. 가상의 3차원 치아모형이 형성된 상악 및 하악은 가상의 3차원 치아모형에 대하여 임의의 3개의 축을 형성할 수 있으며, 이를 사용자가 축 이동 및 축 회전하여 상악 및 하악을 사용자가 원하는 위치로 배치시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 영상 분석부(130)는 구강 영상을 기반으로 각각의 치아 이미지를 추출하고, 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 추출할 수 있다. 또한, 영상 분석부(130)는 부착 브라켓(치아에 부착된 브라켓)의 접착면을 기준으로 각각의 치아에 부착된 부착 브라켓의 위치 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 부착 브라켓의 위치 정보는 브라켓의 접착면이 부착된 치아의 부착면 및 치아의 부착면에 부착된 브라켓의 위치 좌표를 포함할 수 있다.
영상 보정부(140)는 기 저장된 교정 브라켓 이미지 중에서 부착 브라켓 이미지와 매칭된 교정 브라켓 이미지, 치아 이미지 및 부착 브라켓의 위치 정보를 바탕으로 보정 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 각각의 치아 이미지는 필요(교정 치료의 경과)에 따라 좌, 우, 앞, 뒤, 높이를 조절하여 변경할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 영상 보정부(140)는 기 저장된 교정 브라켓 이미지와 부착 브라켓 이미지를 비교하고, 기 저장된 교정 브라켓 정보 중에서 부착 브라켓 이미지와 매칭되는 교정 브라켓 이미지를 추출할 수 있다. 또한, 영상 보정부(140)는 부착 브라켓의 위치 정보를 기반으로 매칭된 교정 브라켓 이미지를 각각의 치아 이미지와 결합하여 보정 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 부착 브라켓의 위치 정보는 브라켓의 접착면이 부착된 치아의 부착면 및 치아의 부착면에 부착된 브라켓의 위치 좌표를 포함할 수 있다. 즉, 영상 보정부(140)는 부착 브라켓의 위치 정보를 기반으로 매칭된 교정 브라켓 이미지를 각각의 치아 이미지의 부착 브라켓 이미지와 동일한 부분에 위치시킬 수 있다. 이 때, 영상 보정부(140)는 각각의 치아 이미지에서 동일한 부분에 위치시킨 매칭된 교정 브라켓 이미지와 부착 브라켓 이미지를 정합시키기 위하여 매칭된 교정 브라켓 이미지의 특징점들과 부착 브라켓 이미지의 특징점들 간의 거리 오차가 최소가 되도록 할 수 있다. 예를 들어, 영상 보정부(140)는 ICP(Iterative Closest Point) 알고리즘을 이용하여 교정 브라켓 이미지의 특징점들과 대응되는 부착 브라켓 이미지의 특징점들 간의 거리 오차가 최소가 될 수 있도록 이동 행렬(translation matrix)과 회전 행렬(rotation matrix)을 산출할 수 있다. 또한, 영상 보정부(140)는 산출된 이동 행렬 및 회전 행렬을 매칭된 교정 브라켓 이미지의 특징점들에 적용하여 매칭된 교정 브라켓 이미지와 부착 브라켓 이미지를 정합시킬 수 있다. 즉, 부착 브라켓의 위치 정보를 기반으로 매칭된 교정 브라켓 이미지를 각각의 치아 이미지의 부착 브라켓 이미지와 동일한 부분에 위치시키고, ICP 알고리즘을 이용하여 매칭된 교정 브라켓 이미지를 부착 브라켓 이미지와 정합시킴으로써, 두 이미지의 적절한 초기 위치(즉, 매칭된 교정 브라켓 이미지와 치아 이미지의 부착 브라켓 이미지의 높은 오버랩(overlap) 정도)를 부여하여 ICP 알고리즘의 정확도를 높일 수 있다. 이에, 영상 보정부(140)는 기존의 부착 브라켓 이미지를 매칭된 교정 브라켓 이미지로 변경할 수 있다.
예를 들어, 도 3과와 같이, (a)는 구강 영상에서 획득한 부착 브라켓 이미지이며, (b)는 기 저장된 교정 브라켓 이미지이다. 구강 영상에서는 교정 브라켓의 브라켓 홈 위치를 정확하게 확인하기 어려우므로, 기 저장된 교정 브라켓 정보 중에서 부착 브라켓 이미지와 매칭되는 교정 브라켓 이미지를 추출할 수 있다. 또한, 도 4와 같이, 매칭된 교정 브라켓 이미지를 이용하여 치아의 부착 브라켓 이미지를 매칭된 교정 브라켓 이미지로 변경할 수 있다. 이에, 구강 영상으로부터 정확한 브라켓 홈의 위치를 획득할 수 있다.
경로 생성부(150)는 매칭된 교정 브라켓의 브라켓 홈 정보를 기반으로 보정 영상에서의 브라켓 홈 위치를 산출하고, 산출된 브라켓 홈 위치에 가상의 점을 생성하여 와이어의 벤딩 경로를 생성할 수 있다. 이 때, 가상의 점은 각각의 교정 브라켓에 대하여 적어도 2개 이상으로 생성될 수 있다. 구체적으로, 경로 생성부(150)는 산출된 브라켓 홈 위치의 좌우 경계부에 각각 가상의 점을 생성할 수 있다. 또한, 경로 생성부(150)는 각각의 가상의 점들에서의 벤딩 각도를 설정하고, 벤딩 각도를 기준으로 각각의 가상의 점들을 연결하여 와이어의 벤딩 경로를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, 경로 생성부(150)는 교정 브라켓의 홈에 생성된 각각의 가상의 점들을 잇는 와이어의 벤딩 경로를 생성할 수 있다. 여기서, 벤딩 각도는 교정치료 과정에 따라 교정대상 치아의 위치 및 자세를 고려하여 설정될 수 있다. 이 때, 와이어의 벤딩 경로는 필요에 따라 각각의 가상의 점에 대하여 좌, 우, 앞, 뒤, 높이를 조절하여 변경할 수 있다.
출력부(160)는 생성된 와이어의 벤딩 경로를 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(160)에서 출력되는 와이어의 벤딩 경로는 CSV(comma separated value)파일로 생성 및 저장되는 데이터일 수 있다. 또한, 출력부(160)는 와이어의 벤딩 경로를 출력할 때 사용되는 와이어의 종류에 따라 굵기를 구분하여 출력할 수 있다. 즉, 와이어의 벤딩 경로에 대한 출력 데이터는 와이어의 굵기를 고려하여 와이어의 수직 단면에 대한 중앙점을 잇는 선 상에서 생성되는 형태로 조절될 수 있다.
한편, 출력부(160)에서 출력되는 와이어의 벤딩 경로에 대한 출력 데이터는 벤딩 머신(bending machine)으로 입력되고, 벤딩 머신은 와이어의 벤딩 경로에 대한 출력 데이터에 따라 와이어를 벤딩시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 장치는 구강내 3차원 스캐너를 이용하여 획득된 스캔 데이터와 기 저장된 교정 브라켓 이미지를 매칭하여 영상을 보정함으로써, 스캔 데이터로부터 정확한 브라켓 홈의 위치를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 장치는 보정된 영상을 통하여 치아 교정을 위한 와이어의 벤딩 경로를 생성함으로써, 정확한 벤딩 경로를 생성할 수 있으며, 와이어 벤딩 경로에 따라 와이어를 간단하고 정확하게 성형할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 치아교정을 위한 보정 영상 생성방법은 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치(12)에서 수행될 수 있다. 이를 위하여, 상기 치아교정을 위한 보정 영상 생성방법은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함하는 프로그램 내지 소프트웨어의 형태로 구현되어 상기 메모리상에 저장될 수 있다.
또한, 도시된 흐름도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.
먼저, 컴퓨팅 장치(12)는 3D 스캐너(Intra-Oral 3D scanner)를 이용하여 대상 환자의 구강 내부에 대한 스캔 데이터(구강 영상)를 획득한다(S602). 구체적으로, 컴퓨팅 장치(12)는 대상 환자의 구강 내부에 구강내 3D 스캐너(Intra-Oral 3D scanner)를 삽입하고 구강 내부를 스캔하여 대상 환자에 대한 구강 영상을 획득할 수 있다.
그 다음, 컴퓨팅 장치(12)는 구강 영상을 분석하여 치아 이미지 및 복수의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성한다(S604). 여기서, 이미지는 스캔 데이터(구강 영상)로부터 획득되는 3차원 이미지일 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(12)는 구강 영상을 기반으로 각각의 치아 이미지를 생성하고, 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(12)는 부착 브라켓(치아에 부착된 브라켓)의 접착면을 기준으로 각각의 치아에 부착된 부착 브라켓의 위치 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 부착 브라켓의 위치 정보는 브라켓의 접착면이 부착된 치아의 부착면 및 치아의 부착면에 부착된 브라켓의 위치 좌표를 포함할 수 있다.
그 다음, 컴퓨팅 장치(12)는 기 저장된 교정 브라켓 이미지와 부착 브라켓 이미지를 매칭하고, 치아 이미지, 매칭된 교정 브라켓 이미지 및 부착 브라켓의 위치 정보를 바탕으로 보정 영상을 생성한다(S606). 구체적으로, 컴퓨팅 장치(12)는 기 저장된 교정 브라켓 이미지와 부착 브라켓 이미지를 비교하고, 기 저장된 교정 브라켓 정보 중에서 부착 브라켓 이미지와 매칭되는 교정 브라켓 이미지를 추출할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(12)는 부착 브라켓의 위치 정보를 기반으로 매칭된 교정 브라켓 이미지를 각각의 치아 이미지와 결합하여 보정 영상을 생성할 수 있다.
그 다음, 컴퓨팅 장치(12)는 매칭된 교정 브라켓의 브라켓 홈 정보를 기반으로 보정 영상에서의 브라켓 홈 위치를 산출하고, 산출된 브라켓 홈 위치에 가상의 점을 생성하여 와이어의 벤딩 경로를 생성한다(S608).
마지막으로, 컴퓨팅 장치(12)는 생성된 와이어의 벤딩 경로를 출력한다(S610). 예를 들어, 출력되는 와이어의 벤딩 경로는 CSV(comma separated value)파일로 생성 및 저장되는 데이터일 수 있다. 이 때, 컴퓨팅 장치(12)에서 출력되는 와이어의 벤딩 경로에 대한 출력 데이터는 벤딩 머신(bending machine)으로 입력되고, 벤딩 머신은 와이어의 벤딩 경로에 대한 출력 데이터에 따라 와이어를 벤딩시킬 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술된 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성을 수행하기 위한 장치일 수 있다.
컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.
통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.
컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 장치
110 : 영상 획득부
120 : 수집부
130 : 영상 분석부
140 : 영상 보정부
150 : 경로 생성부
160 : 출력부
110 : 영상 획득부
120 : 수집부
130 : 영상 분석부
140 : 영상 보정부
150 : 경로 생성부
160 : 출력부
Claims (13)
- 하나 이상의 프로세서들, 및
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치로서,
3D 스캐너를 이용하여 대상 환자의 구강 내부에 대한 구강 영상을 획득하는 영상 획득부;
상기 획득된 구강 영상을 통하여 치아 이미지 및 복수의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하는 영상 분석부;
상기 부착된 브라켓 이미지와 기 저장된 교정 브라켓 정보에 포함된 교정 브라켓 이미지를 매칭하고, 상기 치아 이미지 및 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 바탕으로 상기 구강 영상에 대한 보정 영상을 생성하는 영상 보정부; 및
상기 보정 영상을 기반으로 와이어의 벤딩 경로를 생성하는 경로 생성부를 포함하는, 컴퓨팅 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 경로 생성부는,
상기 매칭된 교정 브라켓 정보를 기반으로 상기 보정 영상에서의 교정 브라켓 홈 위치를 산출하고, 상기 산출된 교정 브라켓 홈 위치에 가상의 점을 생성하여 상기 와이어의 벤딩 경로를 생성하는, 컴퓨팅 장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 와이어의 벤딩 경로는, 각각의 치아에 대해 적어도 2개 이상의 가상의 점들을 생성하며,
상기 가상의 점들은, 상기 산출된 교정 브라켓 홈 위치의 좌우 경계부에 생성되는 2개 이상의 점인, 컴퓨팅 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 영상 분석부는,
상기 구강 영상을 기반으로 상기 구강 내의 각각의 치아 이미지를 생성하고, 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하며, 상기 부착된 브라켓의 접착면을 기준으로 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓의 위치 정보를 생성하는, 컴퓨팅 장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 영상 보정부는,
상기 부착된 브라켓 이미지와 상기 기 저장된 교정 브라켓 이미지를 비교하고, 상기 기 저장된 교정 브라켓 이미지 중에서 상기 부착된 브라켓 이미지와 매칭되는 교정 브라켓 이미지를 추출하는, 컴퓨팅 장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 영상 보정부는,
상기 부착된 브라켓의 위치 정보를 기반으로 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지와 동일한 부분에 위치시키는, 컴퓨팅 장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 영상 보정부는,
ICP(Iterative Closest Point) 알고리즘을 이용하여 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 상기 부착된 브라켓 이미지와 정합시키는, 컴퓨팅 장치.
- 하나 이상의 프로세서들, 및
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치에서 수행되는 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법으로서,
3D 스캐너를 이용하여 대상 환자의 구강 내부에 대한 구강 영상을 획득하는 단계;
상기 획득된 구강 영상을 통하여 치아 이미지 및 복수의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하는 단계;
상기 부착된 브라켓 이미지와 기 저장된 교정 브라켓 정보에 포함된 교정 브라켓 이미지를 매칭하고, 상기 치아 이미지 및 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 바탕으로 상기 구강 영상에 대한 보정 영상을 생성하는 단계; 및
상기 보정 영상을 기반으로 와이어의 벤딩 경로를 생성하는 단계를 포함하는, 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 와이어의 벤딩 경로를 생성하는 단계는,
상기 매칭된 교정 브라켓 정보를 기반으로 상기 보정 영상에서의 교정 브라켓 홈 위치를 산출하는 단계;
상기 산출된 교정 브라켓 홈 위치에 가상의 점을 생성하여 상기 와이어의 벤딩 경로를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 와이어의 벤딩 경로를 출력하는 단계를 더 포함하는, 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법.
- 청구항 9에 있어서,
상기 와이어의 벤딩 경로는, 각각의 치아에 대해 적어도 2개 이상의 가상의 점들을 생성하며,
상기 가상의 점들은, 상기 산출된 교정 브라켓 홈 위치의 좌우 경계부에 생성되는 2개 이상의 점인, 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 치아 이미지 및 복수의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하는 단계는,
상기 구강 영상을 기반으로 구강 내의 각각의 치아 이미지를 생성하는 단계;
상기 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 부착된 브라켓의 접착면을 기준으로 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓의 위치 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는, 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 보정 영상을 생성하는 단계는,
상기 부착된 브라켓 이미지와 상기 기 저장된 교정 브라켓 이미지를 비교하는 단계; 및
상기 기 저장된 교정 브라켓 이미지 중에서 상기 부착된 브라켓 이미지와 매칭되는 교정 브라켓 이미지를 추출하는 단계를 더 포함하는, 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법.
- 청구항 12에 있어서,
상기 보정 영상을 생성하는 단계는,
상기 부착된 브라켓의 위치 정보를 기반으로 상기 매칭된 교정 브라켓 이미지를 상기 각각의 치아에 부착된 브라켓 이미지와 동일한 부분에 위치시키는 단계를 더 포함하는, 치아교정을 위한 와이어 벤딩 경로 생성 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |