WO2020204375A1 - 교정치료용 아치라인 생성방법 및 이를 위한 교정치료용 영상 처리장치 - Google Patents

교정치료용 아치라인 생성방법 및 이를 위한 교정치료용 영상 처리장치 Download PDF

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WO2020204375A1
WO2020204375A1 PCT/KR2020/003178 KR2020003178W WO2020204375A1 WO 2020204375 A1 WO2020204375 A1 WO 2020204375A1 KR 2020003178 W KR2020003178 W KR 2020003178W WO 2020204375 A1 WO2020204375 A1 WO 2020204375A1
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WO
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tooth
display ratio
arch line
orthodontic treatment
teeth
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Application number
PCT/KR2020/003178
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English (en)
French (fr)
Inventor
김화삼
최규옥
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오스템임플란트 주식회사
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    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0088—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for oral or dental tissue
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    • A61C7/002—Orthodontic computer assisted systems
    • A61C2007/004—Automatic construction of a set of axes for a tooth or a plurality of teeth

Definitions

  • the present invention relates to a medical image processing technology for orthodontic treatment.
  • One of the methods of orthodontic treatment is to determine the display ratio of the six teeth of the maxillary anterior teeth viewed from the front, and use it as a reference material so that the set ratio can be applied during orthodontic treatment.
  • a mathematical formula is introduced and various display ratios are suggested. Marking ratio is utilized by various known formulas, such as Golden proportion, Preston proportion, and RED proportion.
  • Various formulas for the displayed tooth ratio are defined as the tooth ratio in a two-dimensional shape viewed from the front, and are simply limited to the anterior teeth to adjust the size or display ratio.
  • the method is additionally used at the final stage of orthodontic treatment or after orthodontic treatment.
  • the tooth display ratio is limited to the upper jaw, and there is a problem that the mandibular tooth arrangement information is excluded.
  • an arch line for orthodontic treatment that can efficiently proceed with orthodontic treatment by generating an arch line that is used as an actual reference for tooth arrangement from a set tooth display ratio, and an image for orthodontic treatment therefor
  • a treatment device proposes a treatment device.
  • the method of generating an arch line for orthodontic treatment includes the steps of setting a tooth display ratio predicted after orthodontic treatment for at least one tooth of the tooth image data, and a tooth arrangement image based on the set tooth display ratio. In the step of creating an arch line for orthodontic treatment.
  • the step of setting the tooth display ratio the number of teeth to which the tooth display ratio is applied and the object to be applied are selected and input from the user, and the tooth display ratio in a two-dimensional form having a width to be corrected for the tooth selected by the user is set. It may include the step of.
  • the step of creating the arch line includes changing the width of the tooth to the tooth rotation angle according to the tooth display ratio, and rotating and arranging the teeth to which the tooth display ratio is applied to have the changed tooth rotation angle, and then connecting the tooth arrangement. And generating an arch line along the connected tooth arrangement.
  • the method of creating an arch line for orthodontic treatment includes the steps of measuring total tooth size information, converting the set tooth display ratio into display size information, and comparing the displayed size information converted for each individual tooth with the measured tooth size. And, the step of adjusting the tooth size to a state equal to or smaller than the display size information may be further included.
  • the method of creating an arch line for orthodontic treatment includes the steps of creating an arch line for teeth whose tooth display ratio is not set, and connecting the arch line of the tooth with the previously created tooth display ratio setting tooth and the arch line of the tooth with the tooth display ratio not set. It may include steps.
  • the tooth display ratio is not set in consideration of the current tooth condition, or the tooth display ratio is not set by reflecting the tooth display ratio. You can create archlines for your teeth.
  • the step of creating an arch line for teeth with an unset tooth display ratio includes calculating the display ratio of teeth with an unset tooth display ratio using the principle that the tooth display ratio decreases from the anterior to the posterior tooth, and the tooth display ratio It may include the step of generating an arch line of the tooth display ratio is not set by using the display ratio of the unset teeth.
  • the method of generating an arch line for orthodontic treatment may further include calculating the size shift value of the arch line by reflecting the occlusal relationship between the upper and lower teeth, and adjusting the size of the arch line by applying the calculated size shift value. I can.
  • the arch line generation method may further include generating an arch line of the opposite jaw by reflecting the occlusal relationship between the upper and lower teeth when the creation of the arch line for the jaw for which the tooth display ratio is set is completed.
  • An image processing apparatus for orthodontic treatment includes a data acquisition unit that acquires dental image data, and sets a tooth display ratio predicted after orthodontic treatment for at least one tooth of the acquired tooth image data, and A control unit that generates an arch line for orthodontic treatment on the tooth arrangement based on the display ratio, and an output unit that displays the tooth display ratio on the tooth image data and displays the arch line created on the tooth arrangement according to the tooth display ratio.
  • the controller may set a tooth display ratio in a two-dimensional form having a width to be corrected for the tooth selected by the user.
  • the controller changes the width of the teeth to the tooth rotation angle according to the tooth display ratio, rotates and arranges the teeth to which the tooth display ratio is applied to have the changed tooth rotation angle, and then connects the tooth arrangement to create an arch line from the connected tooth arrangement. Can be generated.
  • the control unit measures the total tooth size information, converts the set tooth display ratio into display size information, compares the display size information converted for each individual tooth with the measured tooth size, and adjusts the tooth size to a state equal to or smaller than the display size information. I can.
  • the control unit generates the final arch line by automatically generating an arch line in consideration of the current tooth condition for teeth with no tooth display ratio or by connecting with the arch line created by reflecting the tooth display ratio, but the tooth display ratio goes from anterior to posterior teeth. Calculates the display ratio of the tooth display ratio unset tooth using the principle of decreasing the tooth display ratio, creates the arch line of the tooth display ratio unset using the display ratio of the tooth display ratio unset, and displays the created tooth You can connect the arch line of the tooth with the ratio setting and the arch line of the tooth with the unset tooth display ratio.
  • the controller calculates the size shift value of the arch line by reflecting the occlusal relationship between the upper and lower teeth, adjusts the size of the arch line by applying the calculated size shift value, and creates an arch line for the jaw with the tooth display ratio set. Upon completion, the arch line of the opposite jaw can be created by reflecting the occlusal relationship of the upper and lower teeth.
  • a functional aspect by combining a two-dimensional partial tooth display ratio with a three-dimensional whole tooth movement used in an actual orthodontic treatment.
  • the arch line which is the criterion for the aesthetic aspect, can be prepared before orthodontic treatment. If the pre-prepared orthodontic arch line is applied from the beginning of the orthodontic treatment, the predicted target can be applied directly to the treatment process, so that the initial planned purpose can be achieved at the same time when the orthodontic treatment is completed. Accordingly, a more complete treatment plan can be established, and both functional and aesthetic aspects can be solved at the same time.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of an image processing apparatus for orthodontic treatment according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a tooth display ratio setting screen according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a screen for measuring the size of an entire tooth according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a screen for converting a tooth display ratio into display size information according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a screen for generating an arch line serving as a three-dimensional tooth arrangement reference by rotating teeth targeting teeth having a two-dimensional tooth display ratio according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view showing an arch information calculation screen according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a screen for generating an arch line for teeth whose display ratio is not set according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a view showing a screen for connecting a partial arch in which a tooth display ratio is not set and a partial arch in which a tooth display ratio is set according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating a screen for calculating and applying a size shift value reflecting a tooth occlusal relationship according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a view showing a screen for generating an arch line of an opposite jaw using a tooth occlusal relationship according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a view showing the flow of a method for generating an arch line for orthodontic treatment according to an embodiment of the present invention.
  • Combinations of each block in the attached block diagram and each step in the flowchart may be executed by computer program instructions (execution engines), and these computer program instructions are provided on a processor of a general purpose computer, special purpose computer or other programmable data processing device. As it may be mounted, its instructions executed by the processor of a computer or other programmable data processing device generate means for performing the functions described in each block of the block diagram or each step of the flowchart.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing device to implement a function in a particular way, so that the computer usable or computer readable memory It is also possible to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block of the block diagram or each step of the flow chart.
  • each block or each step may represent a module, segment, or part of code containing one or more executable instructions for executing specified logical functions, and in some alternative embodiments mentioned in the blocks or steps. It should be noted that it is also possible for functions to occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially simultaneously, and the blocks or steps may be performed in the reverse order of a corresponding function as necessary.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image processing apparatus for orthodontic treatment according to an embodiment of the present invention.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment is an electronic device capable of executing a medical image processing program such as a dental CAD program.
  • Electronic devices include computers, notebook computers, laptop computers, tablet PCs, smartphones, mobile phones, personal media players (PMPs), personal digital assistants (PDAs), and the like.
  • Medical image processing programs include a surgical guide design program and a scanning program in addition to the CAD program.
  • the image processing apparatus 1 according to an exemplary embodiment may be equally applied to programs for orthodontic treatment or other general medical image processing other than orthodontic treatment.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment sets the tooth display ratio of some teeth that can be obtained from an aesthetic point of view from the initial stage of orthodontic treatment, and an arch line of the entire tooth according to the set tooth display ratio.
  • the tooth display ratio means a tooth ratio or an ideal tooth ratio desired by the patient in advance.
  • the tooth ratio can be obtained from the width and height of individual teeth.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment measures all sizes of individual teeth from the orthodontic treatment planning stage, and generates an arch line that is a reference for tooth arrangement after orthodontic treatment before orthodontic treatment. By creating an archline before orthodontic treatment, the predicted goal can be applied directly to the treatment process.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment does not set the tooth display ratio of teeth (for example, the maxillary anterior teeth expressed on the front), which can be an aesthetic standard, but the tooth arrangement based on the set tooth display ratio. Its purpose is to accurately create archlines that are used as a real reference.
  • the method of adjusting the tooth size to achieve the tooth display ratio and the method of rotating the tooth creates an arch line that is a reference for the tooth arrangement.
  • the display ratio of the 2D teeth is changed to the arch line based on the 3D tooth arrangement.
  • the tooth width can be deleted or rotated to express the ratio displayed based on the width of the tooth. If rotation is required, the tooth can be rotated by calculating the rotation angle of the tooth.
  • the rotation angle expressed here is an individual or combination angle of all axial conditions in which the tooth can move three-dimensionally, for example, rotation, angulation, and torque. Includes.
  • the teeth to which the tooth display ratio is applied are not limited to some teeth, for example, 3 maxillary anterior teeth (6 maxillary anterior teeth when using a left-right symmetry relationship), and various numbers and types of teeth can be applied according to the user's intention. have.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment automatically generates an arch line that can be used for all teeth corresponding to orthodontic treatment based on the set tooth display ratio when at least one tooth display ratio is set. do. For example, after setting at least one tooth display ratio, an arch line is created using this, and for a tooth whose tooth display ratio is not determined, an arch line is automatically created in consideration of the current tooth condition or connected to an arch line designated by the user. Thus, the entire arch line can be formed by generating the final arch line.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment uses the occlusal relationship information of the upper and lower jaws when the arch line for the jaw for which the tooth display ratio is set (hereinafter referred to as'the tooth display ratio setting jaw') is generated.
  • the arch line for the jaw for which the tooth display ratio is set hereinafter referred to as'the tooth display ratio setting jaw'
  • set the tooth display ratio using the normal occlusion information of the maxillary and mandibular teeth, after creating the arch line of the jaw (for example, the maxillary), the arch line of the opposite jaw (for example, the mandible) is calculated Derived by Accordingly, only by setting the tooth display ratio and setting the tooth display ratio of the jaw, a reference arch line can be created in the entire tooth arrangement and used for orthodontic treatment. That is, it is possible to automatically generate an arch line that is a reference for all tooth arrangements in a two-dimensional display ratio of some of the maxillary teeth viewed from the front. Accordingly, it is possible to establish a more convenient and efficient orthodontic treatment plan.
  • an image processing apparatus 1 for orthodontic treatment includes a data acquisition unit 10, a storage unit 12, a control unit 14, an input unit 16, and an output unit 18. Include.
  • the data acquisition unit 10 acquires basic image data of a patient.
  • Basic image data includes X-ray data, CT data, MRI data, and oral model data.
  • the data acquisition unit 10 may execute basic image data in a program or load data stored in a web page and a server.
  • the storage unit 12 stores information necessary for performing an operation of the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment and information generated according to the operation, and provides information upon request of the control unit 14.
  • the controller 14 sets at least one tooth display ratio in the tooth image data, and generates an arch line for orthodontic treatment based on the set tooth display ratio.
  • the image data includes multidimensional images such as 2D and 3D showing the patient's tooth arrangement.
  • various types of images are used, such as basic image data acquired through the data acquisition unit 10, panoramic image data, image data generated through reconstruction, and matching data obtained by matching a plurality of images. Can be.
  • the controller 14 sets a two-dimensional tooth display ratio having a width to be corrected for the tooth selected by the user when a user selects and inputs the number of teeth to which the tooth display ratio is to be applied and an object. .
  • the control unit 14 generates an arch line of the entire tooth using the set tooth display ratio of some teeth, and the control unit 14 according to an embodiment changes the width of the teeth to the tooth rotation angle according to the tooth display ratio. , After rotating and arranging the teeth to which the tooth display ratio is applied to have the changed tooth rotation angle, the tooth arrangement is connected to create an arch line from the connected tooth arrangement.
  • the controller 14 measures the total tooth size information, converts the set tooth display ratio into display size information, and compares the displayed size information converted for each individual tooth with the measured tooth size. At this time, the tooth size is adjusted to be equal to or smaller than the display size information.
  • the controller 14 automatically generates an arch line in consideration of the current tooth condition for teeth that have not set a tooth display ratio (hereinafter referred to as'tooth display ratio not set teeth'), or
  • the final arch line is created by connecting it with the arch line created by reflecting the display ratio.
  • the control unit 14 calculates the display ratio of the teeth with the tooth display ratio unset by using the principle that the tooth display ratio decreases from the anterior tooth to the posterior tooth, and uses the display ratio of the tooth with the tooth display ratio unset. It is possible to create an arch line of the tooth display ratio not set.
  • the final arch line may be generated by connecting the arch line of the tooth with the previously generated tooth display ratio setting tooth and the arch line of the tooth with no tooth display ratio setting.
  • the controller 14 calculates a size shift value of an arch line by reflecting the occlusal relationship between the upper and lower teeth, and adjusts the size of the arch line by applying the calculated size shift value.
  • the control unit 14 may generate the arch line of the opposite jaw by reflecting the occlusal relationship between the upper and lower teeth.
  • the output unit 18 displays a program screen.
  • the output unit 18 may display a tooth display ratio on the tooth image data and display an arch line generated on the tooth arrangement according to the tooth display ratio.
  • the input unit 16 receives a user command for performing a program operation.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a screen for setting a tooth display ratio according to an embodiment of the present invention.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment includes a tooth length (for example, three maxillary anterior teeth: central incisor, lateral incisor, canine) for which a tooth display ratio is to be set. Measure a) and set the tooth display ratio (b) to be displayed on the tooth arrangement.
  • the tooth display ratio (b) defines in advance the width of each tooth displayed when viewed from the front, that is, when the mouth is opened, and is a tooth ratio desired by the user or an ideal tooth ratio.
  • (c) shows a front view in which teeth for which the tooth display ratio is set (maxillary anterior teeth 11, 12, 13, 21, 22, 23) and teeth for which the tooth display ratio is not set are divided. In FIG.
  • the tooth display ratio is targeting 3 maxillary incisors (central incisors, lateral incisors, canine teeth), but the tooth display ratio is not limited to 3 maxillary anterior teeth and can be applied to various numbers of teeth according to user intention.
  • the left and right teeth are basically symmetrical and can be adjusted according to the patient's condition.
  • an arch line which is the standard for the three-dimensional maxillary tooth arrangement, is created.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a screen for measuring the size of an entire tooth according to an embodiment of the present invention.
  • the size information includes the width 300 and the height 310 of each individual tooth.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a screen for converting a tooth display ratio into display size information according to an embodiment of the present invention.
  • the tooth display ratio may be converted into display size information.
  • the tooth marking ratio is 0.8 for the saddle stitch, 0.4 for the lateral incisor, and 0.3 for the canine. It can be seen that the tooth marking ratio decreases from anterior to posterior teeth.
  • Display size information can be obtained through a formula (tooth size*tooth display ratio or preset value*tooth display ratio).
  • the preset value is a tooth size (width), and may be set in advance by adjusting the size of the central incisor to 1 and adjusting the size of other teeth to be smaller than 1.
  • tooth size is larger than the display size information (tooth size> display size information)
  • a plan other than tooth rotation can be suggested.
  • a plan is needed to expand the size (width) of the teeth. All teeth should be adjusted so that the tooth size is equal to or smaller than the displayed size information.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a screen for generating an arch line serving as a three-dimensional tooth arrangement reference by rotating teeth targeting teeth having a two-dimensional tooth display ratio according to an embodiment of the present invention.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment includes 3 maxillary anterior teeth (tooth number: 11, 12, 13) among all the teeth 50 in the front side when the tooth display ratio is applied (esthetic For this reason, the left and right three teeth are symmetrical), and the size (width) of the tooth to be displayed for the maxillary tooth to which the tooth display ratio is applied is changed to angle information and rotated.
  • the lateral incisors (tooth number: 12) 54 and the canine teeth (tooth number: 13) 56 are rotated at a changed angle around the central incisor (tooth number: 11) 52 and then connected to each other. Then, along the tooth arrangement connected to each other, an anterior arch line 58 serving as a reference for the maxillary tooth arrangement is created.
  • FIG. 6 is a view showing an arch line position adjustment screen according to an embodiment of the present invention.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment may change the positions 600 and 610 of the arch line according to the end of the reference tooth and the height of the tooth.
  • the positions 600 and 610 of the arch line may be changed according to a value previously defined by the user.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a screen for generating an arch line for teeth whose display ratio is not set according to an embodiment of the present invention.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment generates an arch line serving as a reference for tooth arrangement for some teeth to which a tooth display ratio is applied.
  • the teeth for which the tooth display ratio is not set are automatically generated in consideration of the current tooth state, or the final arch line is generated by connecting with the arch line designated by the user.
  • the tooth display ratio 710 decreases from the anterior tooth to the posterior tooth
  • the tooth display ratio is not set, and the tooth display ratio is not set using the tooth display ratio not set.
  • a final arch line 700 is generated by connecting an arch line of a tooth with a previously generated tooth display ratio setting and an arch line of a tooth with an unset tooth display ratio.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a screen for connecting a partial arch in which a tooth display ratio is not set and a partial arch in which a tooth display ratio is set according to an embodiment of the present invention.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment connects an arch line 800 of a tooth with a previously created tooth display ratio setting and an arch line 810 of a tooth with a non-set tooth display ratio Complete the creation of the arch line for the jaw (for example, the maxillary jaw) containing the display ratio setting.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating a screen for calculating and applying a size shift value reflecting a tooth occlusal relationship according to an embodiment of the present invention.
  • the maxillary arch line 900 is adjusted using the maxillary and mandibular tooth occlusion information. For example, the size of the maxillary arch line is reduced from 900 to 910.
  • FIG. 11 is a view showing a screen for generating an arch line of an opposite jaw using a tooth occlusal relationship according to an embodiment of the present invention.
  • the opposing jaw for example, the mandible
  • the arch line 1110 of the mandible may be generated using the principle that the maxilla is larger than the mandible.
  • an arch line that is a reference for all tooth arrangements can be automatically generated at a two-dimensional partial tooth display ratio viewed from the front.
  • FIG. 12 is a view showing the flow of a method for generating an arch line for orthodontic treatment according to an embodiment of the present invention.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment sets a tooth display ratio predicted after orthodontic treatment for at least one tooth of the dental image data (S1210).
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment generates an arch line for orthodontic treatment on the tooth arrangement based on the set tooth display ratio (S1220).
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment changes the width of the teeth to the tooth rotation angle according to the tooth display ratio, and rotates the tooth to which the tooth display ratio is applied to have the changed tooth rotation angle. After arranging and connecting the tooth arrangement, it is possible to create an arch line along the connected tooth arrangement.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment creates arch lines for teeth whose tooth display ratio is not set and connects the arch lines for teeth with the tooth display ratio set and the arch lines for teeth with the tooth display ratio not set.
  • an arch line for teeth with an unset tooth display ratio may be automatically generated, or an arch line with an unset tooth display ratio may be generated by reflecting the tooth display ratio.
  • the display ratio of the tooth display ratio is calculated, and the display ratio of the tooth display ratio is not set, and the arch of the tooth display ratio is not set. You can create lines.
  • the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment When the generation of the arch line for the jaw for which the tooth display ratio is set is completed, the image processing apparatus 1 for orthodontic treatment generates the arch line of the opposite jaw by reflecting the occlusal relationship between the upper and lower teeth (S1240).
  • the method of generating an arch line for orthodontic treatment may further include calculating the size shift value of the arch line by reflecting the occlusal relationship between the upper and lower teeth, and adjusting the size of the arch line by applying the calculated size shift value. I can.

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Abstract

교정치료용 아치라인 생성방법 및 이를 위한 교정치료용 영상 처리장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 교정치료용 아치라인 생성방법은, 치아영상 데이터의 최소 하나 이상의 치아를 대상으로 교정치료 후 예측되는 치아 표시비율을 설정하는 단계와, 설정된 치아 표시비율을 기초로 하여 치아배열 상에 교정치료를 위한 아치라인을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

교정치료용 아치라인 생성방법 및 이를 위한 교정치료용 영상 처리장치
본 발명은 교정치료를 위한 의료영상 처리 기술에 관한 것이다.
부정교합(치아배열이 비정상적인 상태)을 치료하는 치과 교정치료 시에 치아배열 교정에 목적을 두고 치료를 시행한다. 최근 치아배열의 기능적 관점뿐만 아니라 심미적 관점에서의 교정치료가 늘어나면서 웃을 때 보이는 치아배열을 개선하는 목적의 교정치료도 시술되고 있다. 웃을 때 보이는 치아배열 상태는 다양한 조건이 있으나, 가지런한 배열, 상악 및 하악 치아의 교합관계, 좌우 대칭관계 등이 우선시 되고, 추가적으로 심미적인 관점에서 치아 별 표현되는 크기 및 비율도 공식화하여 교정치료에 하나로 이용된다.
교정치료 방법 중 하나는, 정면에서 바라보는 상악 전치부 6개 치아의 표시비율을 정하고 교정치료 시 책정된 비율이 적용될 수 있도록 참고 자료로 활용하여 치료에 활용한다. 단, 일정한 심미적 기준을 제시하기 위해 수학적 공식을 도입하여 다양한 표시비율을 제시한다. 표시비율은 이미 알려진 다양한 공식, 예를 들어 Golden proportion, Preston proportion, RED proportion 등에 의해 활용된다.
표시되는 치아비율에 대한 다양한 공식들은 정면에서 바라보는 2차원적인 모습에서의 치아비율로 규정이 되어 단순하게 전치부 치아에 한정시켜 크기를 조절하거나 표시비율을 조정하는 방식이다. 또한, 교정치료 마무리 단계 또는 교정치료 후에 해당 방법을 부가적으로 이용되고 있다. 치아 표시비율은 상악에만 국한되어 있고, 하악 치아배열 정보는 배제되는 문제가 있다.
일 실시 예에 따라, 설정된 치아 표시비율로부터 치아배열의 실제 기준으로 사용되는 아치라인을 생성함에 따라 이를 이용하여 교정치료를 효율적으로 진행할 수 있는 교정치료용 아치라인 생성방법 및 이를 위한 교정치료용 영상 처리장치를 제안한다.
일 실시 예에 따른 교정치료용 아치라인 생성방법은, 치아영상 데이터의 최소 하나 이상의 치아를 대상으로 교정치료 후 예측되는 치아 표시비율을 설정하는 단계와, 설정된 치아 표시비율을 기초로 하여 치아배열 상에 교정치료를 위한 아치라인을 생성하는 단계를 포함한다.
치아 표시비율을 설정하는 단계는, 치아 표시비율을 적용할 치아 개수 및 대상을 사용자로부터 선택 입력 받는 단계와, 사용자로부터 선택된 치아를 대상으로 교정하고자 하는 폭을 가진 2차원 형태의 치아 표시비율을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
아치라인을 생성하는 단계는, 치아 표시비율에 따라 치아가 가지는 폭을 치아 회전각도로 변경하는 단계와, 변경된 치아 회전각도를 가지도록 치아 표시비율이 적용된 치아를 회전하여 배열한 후 치아배열을 연결하는 단계와, 연결된 치아배열을 따라 아치라인을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
교정치료용 아치라인 생성방법은, 전체치아 크기정보를 측정하는 단계와, 설정된 치아 표시비율을 표시 크기정보로 변환하는 단계와, 개별치아 별로 변환된 표시 크기정보와 측정된 치아 크기를 비교하는 단계와, 치아 크기를 표시 크기정보보다 같거나 작은 상태로 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
교정치료용 아치라인 생성방법은, 치아 표시비율 미설정 치아들을 대상으로 아치라인을 생성하는 단계와, 기 생성된 치아 표시비율 설정 치아의 아치라인과 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 치아 표시비율 미설정 치아들을 대상으로 아치라인을 생성하는 단계에서, 현재 치아상태를 고려하여 치아 표시비율 미설정 치아들에 대한 아치라인을 자동으로 생성하거나 치아 표시비율을 반영하여 치아 표시비율 미설정 치아들에 대한 아치라인을 생성할 수 있다. 치아 표시비율 미설정 치아들을 대상으로 아치라인을 생성하는 단계는, 전치에서 구치로 갈수록 치아 표시비율이 적어지는 원리를 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 계산하는 단계와, 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
교정치료용 아치라인 생성방법은, 상하학 치아의 교합관계를 반영하여 아치라인의 크기 변이 값을 계산하는 단계와, 계산된 크기 변이 값을 적용하여 아치라인의 크기를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
아치라인 생성방법은, 치아 표시비율을 설정한 악에 대한 아치라인 생성이 완료되면 상하악 치아의 교합관계를 반영하여 반대 악의 아치라인을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 교정치료용 영상 처리장치는, 치과영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 획득된 치아영상 데이터의 최소 하나 이상의 치아를 대상으로 교정치료 후 예측되는 치아 표시비율을 설정하고 설정된 치아 표시비율을 기초로 하여 치아배열 상에 교정치료를 위한 아치라인을 생성하는 제어부와, 치아영상 데이터에 치아 표시비율을 표시하고 치아 표시비율에 따라 치아배열 상에 생성된 아치라인을 표시하는 출력부를 포함한다.
제어부는 치아 표시비율을 적용할 치아 개수 및 대상을 사용자로부터 선택 입력 받으면, 사용자로부터 선택된 치아를 대상으로 교정하고자 하는 폭을 가진 2차원 형태의 치아 표시비율을 설정할 수 있다.
제어부는 치아 표시비율에 따라 치아가 가지는 폭을 치아 회전각도로 변경하고, 변경된 치아 회전각도를 가지도록 치아 표시비율이 적용된 치아를 회전하여 배열한 후 치아배열을 연결하여 연결된 치아배열에서 아치라인을 생성할 수 있다.
제어부는 전체치아 크기정보를 측정하고, 설정된 치아 표시비율을 표시 크기정보로 변환하고 개별치아 별로 변환된 표시 크기정보와 측정된 치아 크기를 비교 하여 치아 크기를 표시 크기정보보다 같거나 작은 상태로 조정할 수 있다.
제어부는 치아 표시비율 미설정 치아들은 현재 치아상태를 고려하여 아치라인을 자동으로 생성하거나 치아 표시비율을 반영하여 생성된 아치라인과 연결하여 최종 아치라인을 생성하되, 전치에서 구치로 갈수록 치아 표시비율이 적어지는 원리를 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 계산하고, 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 생성하며, 기 생성된 치아 표시비율 설정 치아의 아치라인과 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 연결할 수 있다.
제어부는 상하학 치아의 교합관계를 반영하여 아치라인의 크기 변이 값을 계산하고, 계산된 크기 변이 값을 적용하여 아치라인의 크기를 조정하며, 치아 표시비율을 설정한 악에 대한 아치라인 생성이 완료되면 상하악 치아의 교합관계를 반영하여 반대 악의 아치라인을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 교정치료용 아치라인 생성방법 및 이를 위한 교정치료용 영상 처리장치에 따르면, 2차원적인 일부 치아 표시비율을 실제 교정치료에 사용되는 3차원적인 전체치아 이동에 접목하여 기능적인 측면과 심미적인 측면의 기준이 되는 아치라인을 교정치료 이전에 사전준비 할 수 있다. 사전 준비된 교정치료용 아치라인을 교정치료 초기부터 적용하면, 예측한 목표를 치료과정에 바로 적용할 수 있어서 교정치료 완료 시 초기 계획된 목적을 동시에 달성할 수 있다. 이에 따라, 보다 완전한 치료계획을 수립할 수 있고, 기능적인 측면 및 심미적인 측면 모두를 동시에 해결할 수 있다.
또한, 교정치료가 진행될 수 있는 방안으로 시술자와 환자에 모두 치료 만족감을 재고할 수 있다. 나아가, 실제 치과 교정에 사용되는 원리를 바탕으로 믿을 수 있는 예측과 결과를 제시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교정치료용 영상 처리장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 표시비율 설정 화면을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전체치아의 크기 측정 화면을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 표시비율을 표시 크기정보로 변환하는 화면을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 2차원적인 치아 표시비율을 가지는 치아들을 대상으로 치아 회전을 통해 3차원적인 치아배열 기준이 되는 아치라인을 생성하는 화면을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치정보 계산 화면을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 표시비율 미설정 치아들을 대상으로 아치라인을 생성하는 화면을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 표시비율 미설정 부분 아치와 치아 표시비율 설정 부분 아치를 연결하는 화면을 도시한 도면,
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 교합관계를 반영한 크기 변이 값 계산 및 적용 화면을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 교합관계를 이용하여 반대 악의 아치라인을 생성하는 화면을 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교정치료용 아치라인 생성방법의 흐름을 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 교정치료용 영상 처리장치의 구성을 도시한 도면이다.
교정치료용 영상 처리장치(1)는 치과용 CAD 프로그램 등과 같은 의료영상 처리 프로그램을 실행 가능한 전자장치이다. 전자장치는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) PC, 스마트폰, 휴대폰, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등이 있다. 의료영상 처리 프로그램은 CAD 프로그램 이외에 수술 가이드 디자인 프로그램, 스캔 프로그램 등이 있다. 일 실시 예에 따른 영상 처리장치(1)는 교정치료용이나, 교정치료용 이외에 다른 일반적인 의료영상 처리를 위한 프로그램에 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시 예에 따른 교정치료용 영상 처리장치(1)는 교정치료 초기단계부터 심미적 관점에서 얻을 수 있는 일부 치아의 치아 표시비율을 설정하고 설정된 치아 표시비율에 의한 전체치아의 아치라인(arch line)을 생성하고 이를 교정치료에 적용함에 따라 교정치료가 마무리 됨과 동시에 예측된 치아 표시비율을 적용한 최적의 효과를 획득할 수 있다. 여기서, 치아 표시비율은 사전에 환자가 원하는 치아비율 또는 이상적인 치아비율을 의미한다. 치아비율은 개별치아의 폭, 높이 등으로부터 얻을 수 있다.
일 실시 예에 따른 교정치료용 영상 처리장치(1)는 교정치료 계획단계부터 개별치아의 모든 크기를 측정하고, 교정치료 후 치아배열의 기준이 되는 아치라인을 교정치료 이전에 생성한다. 교정치료 이전에 아치라인을 생성하면, 예측한 목표를 치료과정에 바로 적용할 수 있다. 교정치료용 영상 처리장치(1)는 심미적 기준이 될 수 있는 치아(예를 들어, 정면에 표현되는 상악 전치부)의 치아 표시비율을 설정하는 것이 아닌, 설정된 치아 표시비율을 기초로 하여 치아배열의 실제 기준으로 사용되는 아치라인을 정확하게 생성하는 데 그 목적이 있다.
치아 표시비율을 달성하기 위해 치아 크기를 조정하는 방법과, 치아를 회전하는 방법으로 치아배열에 기준이 되는 아치라인을 생성한다. 이때, 2차원 치아 표시비율을 3차원 치아배열 기준의 아치라인으로 변경하게 된다. 치아가 가지는 폭을 기준으로 표시되는 비율을 표현하기 위해 치아 폭 삭제 또는 회전이 가능하다. 회전이 필요한 경우 치아의 회전 각도를 계산하여 치아를 회전시킬 수 있다. 다만, 치아 폭 삭제는 치아 골격구조상 제한이 있어 자연 치아에 손상을 유발할 수 있다. 따라서, 회전 방법으로 치아 표시비율을 적용하는 것이 바람직하다. 여기에서 표현되는 회전 각도는 기본적인 좌우회전 각도 외에, 치아가 3차원적으로 이동할 수 있는 모든 축 조건의 개별 또는 조합 각도, 예를 들어, 로테이션(Rotation), 앵귤레이션(Angulation) 및 토크(Torque) 등을 포함한다.
치아 표시비율을 적용하는 치아는 일부 치아, 예를 들어 상악 전치 치아 3개(좌우 대칭관계를 이용 시 상악 전치 치아 6개)에 한정하지 않고, 사용자 의도에 따라 다양한 치아 개수 및 종류를 적용할 수 있다. 일 실시 예에 따른 교정치료용 영상 처리장치(1)는 최소 하나 이상의 치아 표시비율을 설정하면, 설정된 치아 표시비율을 기초로 하여 교정치료에 해당하는 모든 치아에 사용할 수 있는 아치라인을 자동으로 생성한다. 예를 들어, 최소 하나 이상의 치아 표시비율을 설정한 후 이를 이용하여 아치라인을 생성하고, 치아 표시비율이 정해지지 않은 치아는 현재 치아상태를 고려하여 아치라인을 자동 생성하거나 사용자가 지정한 아치라인과 연결하여 최종 아치라인을 생성함에 따라 전체 아치라인을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 교정치료용 영상 처리장치(1)는 치아 표시비율을 설정한 악(이하, '치아 표시비율 설정 악'이라 칭함)에 대한 아치라인이 생성되면, 상하악의 교합관계 정보를 이용하여 반대 악의 아치라인을 생성한다. 예를 들어, 일부 상악 치아 표시비율로 전체치아를 배열할 수 있는 상악 치아 및 하악 치아배열의 아치라인을 모두 생성할 수 있다. 이를 위해, 상악 및 하악 치아가 가지는 정상교합 정보를 이용하여 치아 표시비율 설정 악(예를 들어, 상악)의 아치라인을 생성한 이후, 반대 악(예를 들어, 하악)의 아치라인을 정해진 계산에 의해 도출한다. 이에 따라, 치아 표시비율 설정 악의 치아 표시비율 설정 만으로 전체치아배열에 기준 아치라인을 생성하여 이를 교정치료에 사용할 수 있다. 즉, 정면에서 바라보는 2차원적인 일부의 상악 치아 표시비율로 모든 치아배열에 기준이 되는 아치라인을 자동으로 생성할 수 있다. 이에 따라, 보다 편리하고 효율적인 교정치료 계획 수립이 가능하다.
이하, 도 1의 구성을 참조로 하여 전술한 특징을 가지는 교정치료용 영상 처리장치의 구성에 대해 후술한다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 교정치료용 영상 처리장치(1)는 데이터 획득부(10), 저장부(12), 제어부(14), 입력부(16) 및 출력부(18)를 포함한다.
데이터 획득부(10)는 환자의 기초 영상 데이터를 획득한다. 기초 영상 데이터는 X-ray 데이터, CT 데이터, MRI 데이터, 구강 모델 데이터 등이 있다. 데이터 획득부(10)는 기초 영상 데이터를 프로그램에서 실행하거나 웹 페이지 및 서버에 저장된 데이터를 로딩할 수 있다.
저장부(12)에는 교정치료용 영상 처리장치(1)의 동작 수행을 위해 필요한 정보와 동작 수행에 따라 생성되는 정보가 저장되어, 제어부(14)의 요청 시 정보를 제공한다.
제어부(14)는 치아영상 데이터에 최소 하나 이상의 치아 표시비율을 설정하고 설정된 치아 표시비율을 기초로 하여 교정치료를 위한 아치라인을 생성한다. 영상 데이터는 환자의 치아배열이 나타난 2D, 3D 등의 다차원 영상을 포함한다. 예를 들어, 데이터 획득부(10)를 통해 획득된 기초 영상 데이터, 파노라믹(panoramic) 영상 데이터, 재구성을 통해 생성된 영상 데이터, 복수의 영상을 정합한 정합 데이터 등 다양한 종류의 영상이 활용될 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 치아 표시비율을 적용할 치아 개수 및 대상을 사용자로부터 선택 입력 받으면, 사용자로부터 선택된 치아를 대상으로 교정하고자 하는 폭을 가진 2차원 형태의 치아 표시비율을 설정한다.
제어부(14)는 설정된 일부 치아의 치아 표시비율을 이용하여 전체치아의 아치라인을 생성하는데, 일 실시 예에 따른 제어부(14)는 치아 표시비율에 따라 치아가 가지는 폭을 치아 회전각도로 변경하고, 변경된 치아 회전각도를 가지도록 치아 표시비율이 적용된 치아를 회전하여 배열한 후 치아배열을 연결하여 연결된 치아배열에서 아치라인을 생성한다.
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 전체치아 크기정보를 측정하고, 설정된 치아 표시비율을 표시 크기정보로 변환하여 개별치아 별로 변환된 표시 크기정보와 측정된 치아 크기를 비교한다. 이때, 치아 크기를 표시 크기정보보다 같거나 작은 상태로 조정한다.
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 치아 표시비율을 설정하지 않은 치아(이하, '치아 표시비율 미설정 치아'라 칭함)들은 대상으로 현재 치아상태를 고려하여 아치라인을 자동으로 생성하거나, 치아 표시비율을 반영하여 생성된 아치라인과 연결하여 최종 아치라인을 생성한다. 일 실시 예에 따른 제어부(14)는 전치에서 구치로 갈수록 치아 표시비율이 적어지는 원리를 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 계산하고, 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 생성할 수 있다. 이때, 기 생성된 치아 표시비율 설정 치아의 아치라인과 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 연결하여 최종 아치라인을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 상하학 치아의 교합관계를 반영하여 아치라인의 크기 변이 값을 계산하고, 계산된 크기 변이 값을 적용하여 아치라인의 크기를 조정한다. 제어부(14)는 치아 표시비율을 설정한 악에 대한 아치라인 생성이 완료되면, 상하악 치아의 교합관계를 반영하여 반대 악의 아치라인을 생성할 수 있다.
출력부(18)는 프로그램 화면을 표시한다. 이때, 출력부(18)는 치아영상 데이터에 치아 표시비율을 표시하고, 치아 표시비율에 따라 치아배열 상에 생성된 아치라인을 표시할 수 있다. 입력부(16)는 프로그램 동작 수행을 위한 사용자 명령을 입력 받는다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 표시비율 설정 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 교정치료용 영상 처리장치(1)는 치아 표시비율을 설정하고자 하는 일부 치아(예를 들어, 정면의 상악 전치 3개: 중절치, 측절치, 견치) 의 치아 길이(a)를 측정하고, 치아배열에 표시될 치아 표시비율(b)을 설정한다. 치아 표시비율(b)은 정면에서 바라봤을 때, 즉 입을 벌렸을 때 표시되는 각 치아의 폭을 사전에 정의하는 것으로, 사용자가 원하는 치아비율이거나 이상적인 치아비율이다. (c)는 치아 표시비율이 설정된 치아들(상악 전치 11, 12, 13, 21, 22, 23번)과 치아 표시비율이 미설정된 치아들을 구분한 정면 뷰를 도시한 것이다. 도 2에서는 치아 표시비율을 상악 전치 3개(중절치, 측절치, 견치)를 대상으로 하고 있으나, 치아 표시비율은 상악 전치 3개로 한정하지 않고 사용자 의도에 따라 다양한 치아 개수에 적용 가능하다. 심미적 이유로 좌우의 치아들은 대칭되는 것을 기본으로 하며, 환자의 상태에 따라 조정할 수 있다. 정면에서 바라보는 2차원적인 치아 표시비율을 기초로 하여 3차원적인 상악 치아배열 기준이 되는 아치라인을 생성하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전체치아의 크기 측정 화면을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 교정치료 계획 단계에서 전체치아를 구성하는 개별치아의 모든 크기를 측정한다. 크기 정보는 각 개별치아의 폭(300) 및 높이(310)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 표시비율을 표시 크기정보로 변환하는 화면을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 정면의 치아 크기(폭)(a)가 측정되고, 치아 표시비율(b)이 설정된 경우, 치아 표시비율을 표시 크기정보로 변환할 수 있다. 도 4에서는 치아 표시비율이 중철치는 0.8, 측절치는 0.4, 견치는 0.3이다. 전치에서 구치로 갈수록 치아 표시비율이 적어짐을 알 수 있다. 표시 크기정보는 (치아 크기*치아 표시비율 또는 미리 설정된 수치*치아 표시비율) 계산식을 통해 얻을 수 있다. 여기서, 미리 설정된 수치는 치아 크기(폭)으로서, 중절치의 크기를 1로 하고 다른 치아 크기를 1보다 작게 조정하는 식으로 미리 설정될 수 있다. 개별치아 별로 표시 크기 정보와 치아 크기를 비교하여, 치아 크기가 표시 크기정보보다 큰 경우(치아 크기>표시 크기정보), 치아 회전 외의 방안을 제시할 수 있다. 이때 치아 크기(폭)를 확장할 방안이 필요하다. 모든 치아는 치아 크기가 표시 크기정보보다 같거나 작은 상태로 조정해야 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 2차원적인 치아 표시비율을 가지는 치아들을 대상으로 치아 회전을 통해 3차원적인 치아배열 기준이 되는 아치라인을 생성하는 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 교정치료용 영상 처리장치(1)는 정면의 전체치아(50) 중에서 상악 전치 3개(치아번호: 11, 12, 13)가 치아 표시비율이 적용된 경우(심미적 이유로 좌우 3개의 치아는 대칭 되는 것을 기준으로 함), 치아 표시비율이 적용된 상악 치아를 대상으로 표시될 치아의 크기(폭)를 각도정보로 변경하여 회전한다. 이때, 중절치(치아번호: 11)(52)를 중심으로 측절치(치아번호: 12)(54) 및 견치(치아번호: 13)(56)를 변경된 각도로 회전한 후 서로를 연결한다. 그리고 서로 연결된 치아배열을 따라 상악 치아배열의 기준이 되는 전치부 아치라인(58)을 생성한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치라인 위치 조정화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 아치라인이 결정되면, 교정치료용 영상 처리장치(1)는 기준 치아의 끝, 치아의 높이 등에 따라 아치라인의 위치(600, 610)를 변경할 수 있다. 또는 사용자가 사전에 정의한 값에 따라 아치라인의 위치(600, 610)를 변경할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 표시비율 미설정 치아들을 대상으로 아치라인을 생성하는 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 교정치료용 영상 처리장치(1)는 치아 표시비율이 적용된 일부 치아를 대상으로 치아배열에 기준이 되는 아치라인을 생성한다. 이때, 치아 표시비율이 설정되지 않은 치아(치아 표시비율 미설정 치아)는 현재 치아상태를 고려하여 자동으로 생성하거나, 사용자가 지정한 아치라인과 연결하여 최종 아치라인을 생성한다. 이때, 전치에서 구치로 갈수록 치아 표시비율(710)이 적어지는 원리를 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 계산하고, 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 생성할 수 있다. 그리고, 기 생성된 치아 표시비율 설정 치아의 아치라인과 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 연결하여 최종 아치라인(700)을 생성한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 표시비율 미설정 부분 아치와 치아 표시비율 설정 부분 아치를 연결하는 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 교정치료용 영상 처리장치(1)는 기 생성된 치아 표시비율 설정 치아의 아치라인(800)과 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인(810)을 연결하여 치아 표시비율 설정이 포함된 악(예를 들어, 상악)에 대한 아치라인 생성을 완료한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 교합관계를 반영한 크기 변이 값 계산 및 적용 화면을 도시한 도면이다.
도 1, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상악 아치라인(900)이 최종 생성되면, 상하악 치아 교합정보를 이용하여 상악 아치라인(900)을 조정한다. 예를 들어, 상악 아치라인의 크기를 도면부호 900에서 910으로 축소한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 교합관계를 이용하여 반대 악의 아치라인을 생성하는 화면을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 치아 표시비율 설정이 포함된 악(예를 들어, 상악)에 대한 아치라인(1100) 생성이 완료되면, 상하악 치아의 교합관계를 반영하여 반대 악(예를 들어, 하악)의 아치라인(1110)을 생성한다. 이때, 상악이 하악보다 큰 원리를 이용하여 하악의 아치라인(1110)을 생성할 수 있다.
도 2 내지 도 11을 참조로 하여 전술한 프로세스에 의해 정면에서 바라보는 2차원적인 일부 치아 표시비율로 모든 치아배열에 기준이 되는 아치라인을 자동으로 생성할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교정치료용 아치라인 생성방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 12를 참조하면, 교정치료용 영상 처리장치(1)는 치아영상 데이터의 최소 하나 이상의 치아를 대상으로 교정치료 후 예측되는 치아 표시비율을 설정한다(S1210).
이어서, 교정치료용 영상 처리장치(1)는 설정된 치아 표시비율을 기초로 하여 치아배열 상에 교정치료를 위한 아치라인을 생성한다(S1220). 아치라인 생성 단계(S1220)에서 교정치료용 영상 처리장치(1)는 치아 표시비율에 따라 치아가 가지는 폭을 치아 회전각도로 변경하고, 변경된 치아 회전각도를 가지도록 치아 표시비율이 적용된 치아를 회전하여 배열한 후 치아배열을 연결한 후, 연결된 치아배열을 따라 아치라인을 생성할 수 있다.
이어서, 교정치료용 영상 처리장치(1)는 치아 표시비율 미설정 치아들에 대한 아치라인을 생성하고 치아 표시비율 설정 치아들에 대한 아치라인과 치아 표시비율 미설정 치아들에 대한 아치라인을 연결한다(S1230). 이때, 이때, 현재 치아상태를 고려하여 치아 표시비율 미설정 치아들에 대한 아치라인을 자동으로 생성하거나 치아 표시비율을 반영하여 치아 표시비율 미설정 치아들에 대한 아치라인을 생성할 수 있다. 또는, 전치에서 구치로 갈수록 치아 표시비율이 적어지는 원리를 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 계산하고, 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 생성할 수 있다.
치아 표시비율을 설정한 악에 대한 아치라인 생성이 완료되면, 교정치료용 영상 처리장치(1)는 상하악 치아의 교합관계를 반영하여 반대 악의 아치라인을 생성한다(S1240).
교정치료용 아치라인 생성방법은, 상하학 치아의 교합관계를 반영하여 아치라인의 크기 변이 값을 계산하는 단계와, 계산된 크기 변이 값을 적용하여 아치라인의 크기를 조정하는 단계를 더 포함할 수 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 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 치아영상 데이터의 최소 하나 이상의 치아를 대상으로 교정치료 후 예측되는 치아 표시비율을 설정하는 단계; 및
    설정된 치아 표시비율을 기초로 하여 치아배열 상에 교정치료를 위한 아치라인을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 아치라인 생성방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 치아 표시비율을 설정하는 단계는
    치아 표시비율을 적용할 치아 개수 및 대상을 사용자로부터 선택 입력 받는 단계; 및
    사용자로부터 선택된 치아를 대상으로 교정하고자 하는 폭을 가진 2차원 형태의 치아 표시비율을 설정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 아치라인 생성방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 아치라인을 생성하는 단계는
    치아 표시비율에 따라 치아가 가지는 폭을 치아 회전각도로 변경하는 단계;
    변경된 치아 회전각도를 가지도록 치아 표시비율이 적용된 치아를 회전하여 배열한 후 치아배열을 연결하는 단계; 및
    연결된 치아배열을 따라 아치라인을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 아치라인 생성방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 교정치료용 아치라인 생성방법은
    전체치아 크기정보를 측정하는 단계;
    설정된 치아 표시비율을 표시 크기정보로 변환하는 단계; 및
    개별치아 별로 변환된 표시 크기정보와 측정된 치아 크기를 비교하여 치아 크기를 표시 크기정보보다 같거나 작은 상태로 조정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 아치라인 생성방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 교정치료용 아치라인 생성방법은
    치아 표시비율 미설정 치아들을 대상으로 아치라인을 생성하는 단계; 및
    기 생성된 치아 표시비율 설정 치아의 아치라인과 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 연결하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 아치라인 생성방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 치아 표시비율 미설정 치아들을 대상으로 아치라인을 생성하는 단계는
    현재 치아상태를 고려하여 치아 표시비율 미설정 치아들에 대한 아치라인을 자동으로 생성하거나 치아 표시비율을 반영하여 치아 표시비율 미설정 치아들에 대한 아치라인을 생성하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 아치라인 생성방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 치아 표시비율 미설정 치아들을 대상으로 아치라인을 생성하는 단계는
    전치에서 구치로 갈수록 치아 표시비율이 적어지는 원리를 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 계산하는 단계; 및
    치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 아치라인 생성방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 교정치료용 아치라인 생성방법은
    상하학 치아의 교합관계를 반영하여 아치라인의 크기 변이 값을 계산하는 단계; 및
    계산된 크기 변이 값을 적용하여 아치라인의 크기를 조정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 아치라인 생성방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 아치라인 생성방법은
    치아 표시비율을 설정한 악에 대한 아치라인 생성이 완료되면 상하악 치아의 교합관계를 반영하여 반대 악의 아치라인을 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 아치라인 생성방법.
  10. 치과영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    획득된 치아영상 데이터의 최소 하나 이상의 치아를 대상으로 교정치료 후 예측되는 치아 표시비율을 설정하고 설정된 치아 표시비율을 기초로 하여 치아배열 상에 교정치료를 위한 아치라인을 생성하는 제어부; 및
    치아영상 데이터에 치아 표시비율을 표시하고 치아 표시비율에 따라 치아배열 상에 생성된 아치라인을 표시하는 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 영상 처리장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 제어부는
    치아 표시비율을 적용할 치아 개수 및 대상을 사용자로부터 선택 입력 받으면, 사용자로부터 선택된 치아를 대상으로 교정하고자 하는 폭을 가진 2차원 형태의 치아 표시비율을 설정하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 영상 처리장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 제어부는
    치아 표시비율에 따라 치아가 가지는 폭을 치아 회전각도로 변경하고, 변경된 치아 회전각도를 가지도록 치아 표시비율이 적용된 치아를 회전하여 배열한 후 치아배열을 연결하여 연결된 치아배열에서 아치라인을 생성하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 영상 처리장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 제어부는
    전체치아 크기정보를 측정하고, 설정된 치아 표시비율을 표시 크기정보로 변환하고 개별치아 별로 변환된 표시 크기정보와 측정된 치아 크기를 비교하여 치아 크기를 표시 크기정보보다 같거나 작은 상태로 조정하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 영상 처리장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 제어부는
    치아 표시비율 미설정 치아들은 현재 치아상태를 고려하여 아치라인을 자동으로 생성하거나 치아 표시비율을 반영하여 생성된 아치라인과 연결하여 최종 아치라인을 생성하되,
    전치에서 구치로 갈수록 치아 표시비율이 적어지는 원리를 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 계산하고, 치아 표시비율 미설정 치아의 표시 비율을 이용하여 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 생성하며, 기 생성된 치아 표시비율 설정 치아의 아치라인과 치아 표시비율 미설정 치아의 아치라인을 연결하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 영상 처리장치.
  15. 제 10 항에 있어서, 제어부는
    상하학 치아의 교합관계를 반영하여 아치라인의 크기 변이 값을 계산하고, 계산된 크기 변이 값을 적용하여 아치라인의 크기를 조정하며,
    치아 표시비율을 설정한 악에 대한 아치라인 생성이 완료되면 상하악 치아의 교합관계를 반영하여 반대 악의 아치라인을 생성하는 것을 특징으로 하는 교정치료용 영상 처리장치.
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