KR101249688B1 - Image matching data creation method for orthognathic surgery and orthodontic treatment simulation and manufacturing information providing method for surgey device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법과 이를 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대상 환자의 악교정 수술을 수행함에 있어, 대상 환자의 치아교정과 더불어 상악과 하악의 정확한 교합이 이루어질 수 있도록 함으로써, 악교정수술의 정확성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 CT(컴퓨터 단층촬영) 영상에서 발생되는 위상(노이즈)을 제거하고, 치아부분의 3차원 스캔데이터를 이용하여 상악과 하악의 치아부분에 대한 정확성을 향상시키며, 이러한 영상정보를 이용하여 치아교정 및 악교정의 정확한 모의 수술이 수행될 수 있도록 할 수 있다.
특히, CT 영상 및 스캔데이터를 연동하여 분석 및 처리하고, 해부학적인 부분을 구분하여 좌표를 매칭시킴으로써, 대상 환자의 대상 환자의 치아교정 및 안면골에 대한 정확한 교합정보를 제공함은 물론 정확하고 효율적인 악교정 모의 수술을 수행할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 악교정수술 분야에서 해당 수술에 대한 환자의 신뢰성 및 안전성을 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to a method for generating image matching information for orthodontic simulation and orthognathic surgery and a method for providing surgical device manufacturing information using the same, and more particularly, in performing orthodontic surgery of a target patient, In addition, by ensuring the correct occlusion of the maxilla and mandible, it is to greatly improve the accuracy of orthognathic surgery.
To this end, the present invention removes the phase (noise) generated in CT (computed tomography) images, and improves the accuracy of the upper and lower teeth by using three-dimensional scan data of the teeth, such image information It can be used to enable accurate simulation of orthodontics and orthodontics.
In particular, by analyzing and processing CT images and scan data in conjunction, and matching coordinates by classifying anatomical parts, it provides accurate occlusion information on orthodontic and facial bones of the target patient as well as accurate and efficient orthodontic simulation The effect is to perform the surgery.
Therefore, there is an effect of improving the reliability and safety of the patient for the operation in the orthognathic surgery.
Description
본 발명은 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법과 이를 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대상 환자의 악교정수술을 수행함에 있어, 대상 환자의 치아교정과 더불어 상악과 하악의 정확한 교합이 이루어질 수 있도록 함으로써, 악교정 수술의 정확성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a method for generating image matching information for orthodontic simulation treatment and orthognathic surgery and a method for providing surgical device manufacturing information using the same, and more particularly, in performing orthodontic surgery of a target patient, In addition, by ensuring the correct occlusion of the maxillary and mandibular, it is to greatly improve the accuracy of orthognathic surgery.
이를 위하여, 본 발명은 CT(컴퓨터 단층촬영) 영상에서 발생되는 위상(노이즈)을 제거하고, 교합인상재의 3차원 스캔데이터를 이용하여 상악과 하악의 치아부분에 대한 정확성을 향상시키며, 이러한 영상정보를 이용하여 정확한 악교정 모의 수술이 수행될 수 있도록 한 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법과 이를 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법에 관한 것이다.
To this end, the present invention eliminates the phase (noise) generated in CT (computed tomography) images, improves the accuracy of the upper and lower teeth by using three-dimensional scan data of the occlusal impression material, such image information The present invention relates to a method of generating image matching information for orthodontic simulation and orthognathic surgery, and to providing surgical device manufacturing information using the same.
일반적으로, 치열이 바르지 않아 상하의 치아 교합이 비정상적인 상태를 부정교합이라고 하며, 이와 같은 부정교합은 얼굴에 대한 미적인 문제점이 발생될 뿐만 아니라 발음상의 문제와 같은 신체적인 문제점과 더불어 충치와 잇몸질환과 같은 건강상의 문제점도 유발할 수 있다. 특히, 안면골의 비정상적인 변형증을 동반하는 경우를 골격성 부정교합이라 한다.In general, the abnormality of the upper and lower teeth occlusion is called malocclusion because the teeth are not right, and such malocclusion not only causes aesthetic problems on the face but also physical problems such as pronunciation problems such as tooth decay and gum disease. It can also cause health problems. In particular, cases with abnormal deformity of the facial bones are called skeletal malocclusion.
따라서, 이러한 골격성 부정교합을 정상교합으로 만들기 위한 수술이 요구되며, 이러한 수술을 악교정수술이라 한다.Therefore, surgery to make such skeletal malocclusion normal occlusion is required, and such surgery is called orthognathic surgery.
악교정수술의 경우, 대상 환자의 치아부분과 두개부분의 융합정보가 요구된다. 이때, 치아에 교정장치 또는 보철물 등이 존재하는 경우에는 치아부위의 CT 영상에 잔상이나 허상과 같은 위상(노이즈)이 포함되며, 이러한 위상으로 인해 치아의 정확한 형상을 재현하는 것이 어렵다.In orthognathic surgery, the fusion information of the tooth and the two parts of the patient is required. In this case, when a corrective device or a prosthesis is present on the tooth, a CT image of the tooth part includes a phase (noise) such as an afterimage or a virtual image, and it is difficult to reproduce the accurate shape of the tooth due to the phase.
이를 해결하기 위한 방법 중의 하나로는, CT 영상에서 치아부분을 정확하게 재현하거나, 치아의 석고 모형을 3차원 스캐닝하여 CT 영상의 치아부위에 중첩 또는 치환해야 한다. 이때, 이미 왜곡된 CT 영상에 3차원 스캔영상을 환자의 실제 상태에 맞게 정확하게 위치시키기 위해서는 왜곡된 CT 영상의 단순 보정을 이용한 변형뿐만 아니라 실제 해부학적 정보에 맞도록 수정하고, 스캔영상과 CT 영상 각각에 대하여 오차가 적은 부분의 정보를 얻고 이에 기초하여 스캔영상을 CT 영상에 위치시키는 방법이 요구되고 있다.One of the methods to solve this problem is to accurately reproduce the tooth part in the CT image or to superimpose or replace the tooth part of the CT image by 3D scanning the plaster model of the tooth. In this case, in order to accurately position the 3D scan image on the already distorted CT image according to the actual state of the patient, the image is corrected to match the actual anatomical information as well as the deformation using the simple correction of the distorted CT image. There is a demand for a method of obtaining information of a part having a small error for each and positioning a scanned image on a CT image based on the information.
또한, 치아의 왜곡된 영상정보 이외의 CT 영상을 보존하면서 수술을 위한 계측 및 실제 수술을 재현하기 위한 모의 수술의 정확한 재현 및 검증이 요구되며, 이를 실제 수술시에 구현되도록 하는 수술용장치의 제작이 요구된다.In addition, while preserving CT images other than distorted image information of teeth, accurate reproduction and verification of mock surgery for reproducing measurements and actual surgery is required, and the manufacture of surgical devices to be implemented during actual surgery Is required.
한편, 의료용 소프트웨어에서 이용하는 전체 체적 중심의 중첩 방법은 대상 환자의 치아에 설치된 교정장치 등의 장치들과 치은 등이 인가되어 나타나는 경우, 치아와 뼈를 기반으로 하는 경조직 중첩에는 반드시 오차가 발생된다.On the other hand, in the method of superimposing the entire volume center used in the medical software, when devices such as orthodontics and gingiva installed on the target patient's teeth are applied and appear, an error occurs in the superimposition of the hard tissue based on the teeth and bones.
또한, CAD/CAM 소프트웨어에서 이용되는 스캔데이터 중첩 방법은 CAD/CAM에서 중첩을 시도하는 경우 왜곡된 CT 영상을 단순 수정할 수 있을 뿐 의료용 프로그램에서와 같이 CT의 단면영상 등을 보며 왜곡된 영상을 수정하기가 어려운 문제점이 있다
In addition, the scan data superimposition method used in CAD / CAM software can not only correct the distorted CT image when attempting to superimpose it in CAD / CAM, but also corrects the distorted image by viewing the CT cross-sectional image as in the medical program. Have a problem that is difficult to do
상기와 같은 문제점을 해결하고 상기와 같은 요구를 만족시키기 위해서, 본 발명은 CT 영상에 잔상이나 허상과 같은 위상(노이즈)을 제거하고, 치아의 정확한 형상을 재현할 수 있는 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법과 이를 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems and satisfy the above requirements, the present invention removes phases (noise) such as afterimages and virtual images on CT images, and orthodontics simulation and orthodontics can reproduce accurate shapes of teeth. An object of the present invention is to provide a method of generating image matching information for surgery and a method of providing surgical device manufacturing information using the same.
이를 위하여, 본 발명은 의료용 소프트웨어(프로그램)의 기능과 CAD/CAM 소프트웨어(설계 응용 프로그램)의 특화된 기능을 이용함에 있어, 각 소프트웨어별 개별적 정보의 이용이 아닌, 서로 다른 두 소프트웨어를 하나로 융합한 디지털 소프트웨어의 정보(영상정보)로 만들 수 있는 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법과 이를 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법을 제공하는데 목적이 있다.To this end, the present invention utilizes the functions of medical software (program) and specialized functions of CAD / CAM software (design application program). It is an object of the present invention to provide a method of generating image matching information for orthodontic simulation and orthognathic surgery, which can be made using software information (image information), and a method for providing surgical device manufacturing information using the same.
또한, 본 발명은 CT 영상과 치아의 석고모형을 3차원 스캐닝한 스캔데이터를 이용하여 정확한 치아교정 모의치료 및 안면골 교정이 수행될 수 있는 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법과 이를 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, the present invention is a method of generating image matching information for orthodontic simulation and orthodontic surgery that can be precisely orthodontic simulation treatment and facial bone correction using the CT image and the scan data of the three-dimensional scanning of the plaster model of the tooth and The purpose is to provide a method for providing surgical device manufacturing information using the same.
특히, 본 발명에 의해 제공되는 치아교정 및 악교정을 위한 영상 매칭정보를 이용하여 치아교정 모의치료를 동반하는 악교정 모의 수술을 수행할 수 있도록 함으로써, 효율적인 수술 계획의 수립은 물론, 이에 따른 치아교정치료를 예측하여 반영한 악교정 수술용장치(기구)를 제작할 수 있는 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법과 이를 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법을 제공하는데 목적이 있다.In particular, by using the image matching information for orthodontics and orthodontics provided by the present invention to perform orthodontic simulations accompanied by orthodontic simulation, to establish an effective surgical plan, as well as orthodontic treatment accordingly The purpose of the present invention is to provide a method of generating image matching information for orthodontic simulation and orthodontic surgery, which can manufacture orthodontic surgical devices (instruments), which are predicted and reflected.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention by those skilled in the art.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 치아교정 모의치료를 위한 영상 매칭정보 생성 방법은, (1) 대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상을 변환한 이미지파일 및 촬영시 대상 환자가 착용한 교합인상재를 3차원 스캔하여 획득된 스캔데이터를 분석 및 보정하여 대상 환자의 안면골에 대한 3차원 영상을 획득하는 단계; (2) 상기 획득된 3차원 영상을 분석하여 이를 분석 데이터로 생성하는 단계; (3) 상기 분석 데이터를 기반으로 모의 수술을 하는 단계; 및 (4) 상기 모의 수술 결과의 데이터 추출 및 제공 단계;를 포함하되, 상기 (1)단계는: 대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상 및 촬영시 대상 환자가 착용한 교합인상재를 3차원 스캔한 스캔데이터를 획득하는 단계; 상기 CT 영상의 치아 부분에 대한 노이즈를 제거하고, 해부학적 부분을 구분하여 이미지파일로 변환하는 단계; 상기 변환된 이미지파일 및 촬영된 CT 영상을 호출하고, 해당 교합인상재의 외측면을 기준으로 상기 스캔데이터와 이미지파일을 매칭시키는 단계; 상기 매칭된 이미지파일에서 교합인상재 영상을 제거하는 단계; 및 상기 교합인상재 영상이 제거된 이미지파일과 스캔데이터의 치아 영상을 결합하는 단계;를 포함하고, 상기 (2)단계는: 대상 환자의 상악 치아와 하악 치아를 서로 분리하는 단계; 대상 환자의 안면골 CT 영상에 대응하여 상기 분리된 상악 치아와 하악 치아의 위치를 교정하는 단계; 상기 교정된 상악 치아와 하악 치아를 교합하는 단계; 및 상기 교합된 상악 치아와 하악 치아의 영상을 분석하는 단계;를 포함하고, 상기 (3)단계는: 교합상태의 상악 치아와 하악 치아에 대한 스캔데이터를 호출하는 단계; 상기 호출된 교합상태의 상악 및 하악 치아의 스캔데이터를 CT 영상으로 이동시키는 단계; CT 영상 좌표계와 의료용 프로그램의 좌표계를 일치시켜 상기 이미지 파일과 스캔데이터를 오버래핑하는 단계; 및 상기 이미지 파일의 하악 치아를 상기 스캔데이터의 하악 치아로 이동하는 단계;를 포함하고, 상기 (4)단계는: 모의 수술이 완료된 상태에서 대상 환자의 치아 스캔데이터를 추출하는 단계; 상기 추출된 스캔데이터에서 상악 치아와 하악 치아를 겹쳐 대상 환자의 치아 교합면 부위를 보정하되, 상기 보정은 상기 상악 치아와 하악 치아가 접촉할 때까지 두터워지게 하는 단계; 및 상기 보정된 스캔데이터를 악교정 수술용장치를 제작하기 위한 데이터로서 제공하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법을 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법은, (1) 대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상을 변환한 이미지파일 및 촬영시 대상 환자가 착용한 교합인상재를 3차원 스캔하여 획득된 스캔데이터를 분석 및 보정하여 대상 환자의 안면골에 대한 3차원 영상을 획득하는 단계; (2) 상기 획득된 3차원 영상을 분석하여 이를 분석 데이터로 생성하는 단계; (3) 상기 분석 데이터를 기반으로 모의 수술을 하는 단계; 및 (4) 상기 모의 수술 결과의 데이터 추출 및 제공 단계;를 포함하되, 상기 (1)단계는: 대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상 및 촬영시 대상 환자가 착용한 교합인상재를 3차원 스캔한 스캔데이터를 획득하는 단계; 상기 CT 영상의 치아 부분에 대한 노이즈를 제거하고, 해부학적 부분을 구분하여 이미지파일로 변환하는 단계; 상기 변환된 이미지파일 및 촬영된 CT 영상을 호출하고, 해당 교합인상재의 외측면을 기준으로 상기 스캔데이터와 이미지파일을 매칭시키는 단계; 상기 매칭된 이미지파일에서 교합인상재 영상을 제거하는 단계; 및 상기 교합인상재 영상이 제거된 이미지파일과 스캔데이터의 치아 영상을 결합하는 단계;를 포함하고, 상기 (2)단계는: 대상 환자의 상악 치아와 하악 치아를 서로 분리하는 단계; 대상 환자의 안면골 CT 영상에 대응하여 상기 분리된 상악 치아와 하악 치아의 위치를 교정하는 단계; 상기 교정된 상악 치아와 하악 치아를 교합하는 단계; 및 상기 교합된 상악 치아와 하악 치아의 영상을 분석하는 단계;를 포함하고, 상기 (3)단계는: 교합상태의 상악 치아와 하악 치아에 대한 스캔데이터를 호출하는 단계; 상기 호출된 교합상태의 상악 및 하악 치아의 스캔데이터를 CT 영상으로 이동시키는 단계; CT 영상 좌표계와 의료용 프로그램의 좌표계를 일치시켜 상기 이미지 파일과 스캔데이터를 오버래핑하는 단계; 및 상기 이미지 파일의 하악 치아를 상기 스캔데이터의 하악 치아로 이동하는 단계;를 포함하고, 상기 (4)단계는: 상기 모의 수술된 위치에서 상악 치아의 스캔데이터와 하악 치아의 스캔데이터를 추출하는 단계; 상기 추출된 스캔데이터를 치아의 교합면 부위쪽으로 상악 치아와 하악 치아가 접촉할 때까지 두터워지도록 보정하는 단계; 상기 보정된 치아의 스캔데이터를 포함하는 마우스피스 형태의 부재를 디자인하고, 보정된 스캔데이터를 이용하여 해당 치아가 물리는 형태의 수술용장치 데이터를 생성하는 단계; 상기 수술용장치 데이터에 따라 수술용장치를 조형하는 단계; 및 상기 조형된 수술용장치를 대상 환자의 치아 석고모형과 정확히 맞물리는지 확인하는 단계;를 포함한다.
In order to achieve the above object, the image matching information generation method for orthodontic simulation according to the present invention, (1) the image file converted to the CT image of the facial bone of the target patient and worn by the target patient at the time of shooting Acquiring a three-dimensional image of a facial bone of a target patient by analyzing and correcting scan data obtained by three-dimensional scanning an occlusal impression material; (2) analyzing the obtained 3D image and generating it as analysis data; (3) performing mock surgery based on the analysis data; And (4) extracting and providing data of the simulated surgical results, wherein the step (1) includes: CT imaging of the facial bone of the target patient and occlusal impression material worn by the target patient at the time of imaging; Acquiring scan data; Removing noise of the tooth part of the CT image and converting the anatomical part into an image file; Calling the converted image file and the photographed CT image, and matching the scan data with the image file based on the outer surface of the corresponding occlusal impression material; Removing an occlusal impression image from the matched image file; And combining the image file from which the occlusal imprint image has been removed and the dental image of the scan data, wherein step (2) comprises: separating the maxillary and mandibular teeth of the target patient from each other; Correcting the positions of the separated maxillary and mandibular teeth in correspondence with facial bone CT images of a target patient; Mating the corrected maxillary and mandibular teeth; And analyzing the images of the occlusal maxillary and mandibular teeth, wherein step (3) includes: calling scan data of the maxillary and mandibular teeth in the occlusal state; Moving scan data of the called occlusal upper and lower teeth to a CT image; Overlapping the image file and the scan data by matching a CT image coordinate system with a coordinate system of a medical program; And moving the mandible teeth of the image file to the mandible teeth of the scan data, wherein step (4) comprises: extracting tooth scan data of the target patient in a state where the simulation operation is completed; Correcting the tooth occlusal surface area of the target patient by overlapping the maxillary teeth and the mandibular teeth from the extracted scan data, wherein the correcting is made until the maxillary teeth and the mandibular teeth are in contact with each other; And providing the corrected scan data as data for manufacturing an orthodontic surgical device.
Surgical device manufacturing information providing method using the method of generating image matching information for orthodontic simulation and orthognathic surgery of the present invention, (1) the image file converted the CT image of the facial bone of the target patient and the target patient at the time of shooting Acquiring a three-dimensional image of the facial bone of the target patient by analyzing and correcting scan data acquired by three-dimensional scanning the occlusal impression worn by the patient; (2) analyzing the obtained 3D image and generating it as analysis data; (3) performing mock surgery based on the analysis data; And (4) extracting and providing data of the simulated surgical results, wherein the step (1) includes: CT imaging of the facial bone of the target patient and occlusal impression material worn by the target patient at the time of imaging; Acquiring scan data; Removing noise of the tooth part of the CT image and converting the anatomical part into an image file; Calling the converted image file and the photographed CT image, and matching the scan data with the image file based on the outer surface of the corresponding occlusal impression material; Removing an occlusal impression image from the matched image file; And combining the image file from which the occlusal imprint image has been removed and the dental image of the scan data, wherein step (2) comprises: separating the maxillary and mandibular teeth of the target patient from each other; Correcting the positions of the separated maxillary and mandibular teeth in correspondence with facial bone CT images of a target patient; Mating the corrected maxillary and mandibular teeth; And analyzing the images of the occlusal maxillary and mandibular teeth, wherein step (3) includes: calling scan data of the maxillary and mandibular teeth in the occlusal state; Moving scan data of the called occlusal upper and lower teeth to a CT image; Overlapping the image file and the scan data by matching a CT image coordinate system with a coordinate system of a medical program; And moving the mandible teeth of the image file to the mandible teeth of the scan data, wherein step (4) comprises: extracting the scan data of the maxillary teeth and the scan data of the mandibular teeth at the simulated surgical position. step; Correcting the extracted scan data to become thick until the upper and lower teeth contact the occlusal surface area of the tooth; Designing a member in the form of a mouthpiece including scan data of the corrected tooth, and generating surgical device data in which a corresponding tooth is bitten using the corrected scan data; Molding the surgical device according to the surgical device data; And confirming that the molded surgical device is correctly engaged with the dental gypsum model of the target patient.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 CT 영상 및 스캔데이터를 연동하여 분석 및 처리하고, 해부학적인 부분을 구분하여 좌표를 매칭시킴으로써, 대상 환자의 안면골에 대한 정확한 교합정보를 제공할 수 있는 장점이 있다.By the above solving means, the present invention can analyze and process the CT image and the scan data in conjunction with, and by matching the coordinates by distinguishing the anatomical parts, it is possible to provide accurate occlusal information on the facial bone of the target patient There is this.
특히, 본 발명은 의료용 소프트웨어(프로그램)의 기능과 CAD/CAM 소프트웨어(설계 응용 프로그램)의 특화된 기능을 하나로 융합하여 치아교정 모의치료를 동반하는 악교정에 대한 정확하고 효율적인 모의 수술을 수행할 수 있는 효과가 있다.In particular, the present invention fuses the functions of the medical software (program) and the specialized functions of CAD / CAM software (design application) into one to perform an accurate and efficient simulation operation for orthodontics with orthodontic simulation. There is.
따라서, 실제 악교정수술에 대한 효율적인 수술 계획을 수립할 수 있는 장점이 있다.Therefore, there is an advantage to establish an effective surgical plan for the actual orthognathic surgery.
또한, 본 발명은 제공되는 안면골에 대한 교합정보를 기초로, 악교정수술에 사용되는 수술용장치에 대한 제작의 용이성과 정확성 및 정밀성을 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is based on the occlusal information for the facial bone provided, there is an effect that can provide the ease and accuracy and precision of manufacturing for the surgical device used for orthognathic surgery.
따라서, 악교정수술 분야에서 해당 수술에 대한 환자의 신뢰성 및 안전성을 향상시키는 효과가 있다.
Therefore, there is an effect of improving the reliability and safety of the patient for the operation in the orthognathic surgery.
도 1은 본 발명에 의한 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 2는 도 1의 단계 'S100'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 3은 도 1의 단계 'S200'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 4는 도 1의 단계 'S300'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 5는 도 1의 단계 'S400'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 6은 도 1의 단계 'S500'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 7은 도 1의 단계 'S500'의 구체적인 다른 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for generating image matching information for orthodontic simulation and orthodontic surgery according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a specific embodiment of step S100 of FIG. 1.
FIG. 3 is a flowchart for describing a specific embodiment of step S200 of FIG. 1.
FIG. 4 is a flowchart for describing a specific embodiment of step S300 of FIG. 1.
FIG. 5 is a flowchart for describing a specific embodiment of step S400 of FIG. 1.
FIG. 6 is a flowchart for describing a specific embodiment of step S500 of FIG. 1.
FIG. 7 is a flowchart illustrating another specific embodiment of step S500 of FIG. 1.
본 발명에 따른 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법과 이를 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.Examples of a method for generating image matching information for orthodontic simulation and orthognathic surgery and a method for providing surgical device manufacturing information using the same according to the present invention can be variously applied. An example will be described.
이하에서, 본 발명을 설명함에 있어, 의료용 프로그램은 CT(Computed Tomography, 컴퓨터 단층 촬영) 영상을 분석 및 처리하여 모의 수술 등을 수행하는 소프트웨어를 포함할 수 있고, 설계 응용 프로그램은 CAD(Computer aided design, 컴퓨터 이용 설계) 또는 CAM(Computer aided manufacturing, 컴퓨터 이용 제조) 소프트웨어를 포함할 수 있다. 또한, 의료용 프로그램과 CAD/CAM 프로그램에서 처리되는 파일은 STL(Stereolithography, 3차원 영상) 형태로 제공되는 파일을 포함할 수 있다.Hereinafter, in describing the present invention, the medical program may include software for analyzing and processing a computed tomography (CT) image to perform simulation and the like, and the design application may include computer aided design. , Computer aided design) or computer aided manufacturing (CAM) software. In addition, the medical program and the file processed in the CAD / CAM program may include files provided in the form of stereolithography (STL).
그리고, CT 촬영장치 및 CAD/CAM 프로그램 실행 장치를 포함하여 본 발명에 요구되는 구성 및 구체적인 데이터 처리 방법 등은 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능하므로, 본 발명에서는 이를 특정하지 않음은 물론이다. 또한, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 데이터 분석 및 처리를 수행하는 주체를 프로그램으로 설명할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 해당 프로그램을 실행하는 장치를 주체로 하여 설명되는 것으로 이해할 수 있다.The configuration and specific data processing method of the present invention including the CT photographing device and the CAD / CAM program execution device can be variously modified according to the needs of those skilled in the art. In the present invention, for the sake of convenience of explanation, the subject performing the data analysis and processing can be described by a program, but the present invention is not limited to this, and can be understood as being mainly explained with an apparatus that executes the program.
도 1은 본 발명에 의한 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for generating image matching information for orthodontic simulation and orthodontic surgery according to the present invention.
도 1을 참조하면, 의료용 소프트웨어는 대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상 및 촬영시 환자가 착용한 교합인상재를 3차원 스캔하여 획득된 스캔데이터를 분석 및 보정하여 대상 환자의 안면골에 대한 3차원 영상을 획득한다(단계 S100). 일 실시예에서, 왜곡된 치아영상이 제거된 이미지파일의 생성 및 치아영상의 스캔데이터 획득은 대상 환자의 상악 및 하악을 구분하여 각각 수행될 수 있다. 예를 들어, CT 영상 및 스캔데이터로부터 획득된 영상은 해부학적인 의미에 기초하여 다수의 부분으로 분리될 수 있다.Referring to FIG. 1, the medical software analyzes and corrects a CT image of a facial bone of a target patient and a scan data obtained by three-dimensional scanning of an occlusal impression material worn by the patient at the time of imaging, and then scans the three-dimensional image of the facial bone of the target patient. Is obtained (step S100). In an embodiment, the generation of the image file from which the distorted tooth image is removed and the scan data acquisition of the tooth image may be performed by dividing the upper and lower jaw of the target patient. For example, the image obtained from the CT image and the scan data may be divided into a plurality of parts based on an anatomical meaning.
CAD/CAM 프로그램은 획득된 3차원 영상을 분석하여, 치아교정 모의치료후 치아유합모델을 제작하기 위한 데이터를 생성한다(단계 S200). 예를 들어, 치아교정 후 상태를 나타내는 치아모델을 제작하기 위한 데이터는 현재 대상 환자의 상악 치아 및 하악 치아의 크기, 형태 및 위치 중 적어도 하나와 더불어 교정 후 대상 환자의 상악 치아 및 하악 치아의 크기, 형태 및 위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The CAD / CAM program analyzes the acquired 3D image and generates data for manufacturing a dental union model after orthodontic simulation (step S200). For example, data for producing a dental model representing post-orthodontic conditions may include at least one of the size, shape, and location of the maxillary and mandibular teeth of the current patient, as well as the size of the maxillary and mandibular teeth of the subject patient after orthodontics. It may include at least one of the form and position.
CAD/CAM 프로그램은 상기 치아교정 모의치료 후의 치아모델 제작을 위해 제공된 데이터를 반영하여, 치아가 교정된 상태에서 상하의 치아영상이 교합된 상태를 기준으로 하악치아 영상에 이미지파일의 하악을 이동시키는 제1차 모의 수술을 수행한다(단계 S300). 일 실시예에서, 제1차 모의 수술은 의사의 제어 하에 실행될 수 있다. 예를 들어, 제1차 모의 수술은 해당 의사에 의해 결정된 수술 계획에 따라 실행될 수 있다.The CAD / CAM program reflects the data provided for the preparation of the dental model after the orthodontic simulation, and moves the mandible of the image file to the mandibular image based on the occlusal state of the upper and lower dental images. Perform the first simulation operation (step S300). In one embodiment, the first simulated surgery may be performed under the control of a physician. For example, the first simulated surgery may be performed according to a surgical plan determined by the physician.
의료용 프로그램은 해당 의사의 제어 하에 상악과 하악이 교합된 상태에서 추가 수술여부를 결정하고, 결정여부에 따라 추가 수술에 대한 제2차 모의 수술을 수행한다(단계 S400). 일 실시예에서, 추가 수술여부는 해당 의사의 판단 하에, 상악과 하악의 교합상태에 대한 정상여부에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상악과 하악이 교합된 상태에서, 상악과 하악 등의 안면골 위치가 정상적이지 않을 경우, 이를 개선시키기 위한 추가 모의 수술이 진행될 수 있다.The medical program determines whether additional surgery is performed in the state where the maxilla and the mandible are occluded under the control of the doctor, and performs the second simulation operation for the additional surgery according to the decision (step S400). In one embodiment, the additional surgery may be determined according to the normal status of the maxillary and mandibular occlusal state, at the physician's judgment. For example, in the state where the maxilla and the mandible are occluded, if the facial bone position such as the maxilla and the mandible is not normal, further simulation surgery may be performed to improve it.
CAD/CAM 프로그램은 제2차 모의 수술의 결과에 따른 수술데이터를 획득하고, 획득된 수술데이터에 기초하여 수술용장치를 제작하기 위한 데이터를 추출 및 제공할 수 있다(단계 S500).The CAD / CAM program may acquire surgical data according to the result of the second simulation surgery, and extract and provide data for manufacturing a surgical device based on the obtained surgical data (step S500).
일 실시예에서, 단계 'S500'은 모의 수술이 완료된 후 모의 수술된 위치에서 상악의 치아 스캔 데이터와 하악의 치아 스캔 데이터를 각각 추출(Export)하는 제1 과정; 추출된 상악 치아 스캔데이터와 하악 치아 스캔데이터를 CAD/CAM 프로그램으로 호출(Import)하는 제2 과정; 호출된 스캔데이터를 치아의 교합면 부위쪽으로 상악 치아쪽 데이터와 하악 치아쪽 데이터가 접촉할 때까지 두터워지도록 하는 제3 과정; 변형된 상하 치아의 스캔데이터를 포함되는 마우스 피스 형태의 장치를 디자인하고 변형된 스캔데이터를 이용하여 해당 치아가 물리는 형태의 수술용장치 데이터를 생성하는 제4 과정; 3차원 프린터를 포함하는 출력장치를 통해 생성된 수술용장치 데이터에 따라 의료용으로 허용되고 정확한 치아부위의 재현이 가능한 재료를 이용하여 수술용장치를 조형하는 제5 과정; 및 제작된 수술용장치가 해당 환자의 치아 석고모형과 정확히 맞물리는지를 확인하는 제6 과정을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 과정 내지 제6 과정은 해당 악교정 수술 계획 및 이에 따른 수술용장치의 특성에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.In one embodiment, step S500 may include: a first process of extracting the maxillary tooth scan data and the mandibular tooth scan data from the simulated surgical position after the simulation operation is completed; A second step of importing the extracted maxillary tooth scan data and the mandibular tooth scan data into a CAD / CAM program; A third step of thickening the called-up scan data until the maxillary tooth data and the mandibular tooth data come into contact with the occlusal surface area of the tooth; A fourth step of designing a device in the form of a mouthpiece including scan data of the deformed upper and lower teeth and generating surgical device data in which a corresponding tooth is bitten using the deformed scan data; A fifth step of molding the surgical device using materials that are medically acceptable and capable of accurately reproducing a dental part according to the surgical device data generated through an output device including a three-dimensional printer; And a sixth process of checking whether the manufactured surgical device is correctly engaged with the dental gypsum model of the patient. Here, the first to sixth process may be changed depending on the orthognathic surgery plan and the characteristics of the surgical device accordingly.
도 2는 도 1의 단계 'S100'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart for explaining a specific embodiment of step S100 of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 의료용 프로그램은 대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상 및 촬영시 대상 환자가 착용한 교합인상재를 3차원 스캔하여 스캔데이터를 획득할 수 있다(단계 S110). 일 실시예에서, 교합인상재가 환자의 안면부 연조직을 변형시키지 않도록 하기 위한 보정을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2, the medical program may acquire scan data by performing a three-dimensional scan of a CT image photographing a facial bone of a target patient and an occlusal impression material worn by the target patient during imaging (step S110). In one embodiment, correction may be performed to ensure that the occlusal material does not deform the facial soft tissue of the patient.
의료용 프로그램은 CT 영상의 치아부분에 대한 노이즈를 제거하고, 해부학적 부분을 구분하여 이미지파일로 변환할 수 있다(단계 S120). 예를 들어, 노이즈는 해당 치아부분의 잔상이나 허상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 해부학적 구분은 CT 영상의 관상면(Frontal plane, 인체를 전후로 나눈 가상의 면), 시상면(Segittal plane, 인체를 좌우로 나눈 가상의 면) 및 수평면(Transverse plane, 인체를 상하로 나눈 가상의 면) 중 적어도 하나의 면을 기초로 재현될 수 있다. 또한, 변환되는 이미지파일은 STL 파일을 포함할 수 있다.The medical program may remove the noise of the tooth part of the CT image and convert the anatomical part into an image file (step S120). For example, the noise may include an afterimage or a virtual image of a corresponding tooth part. In one embodiment, the anatomical classification is the coronal plane (Frontal plane, imaginary plane divided into the front and rear of the human body), the sagittal plane (virtual plane divided into the left and right sides of the human body) and the horizontal plane (Transverse plane) of the CT image Virtual plane divided by up and down). In addition, the converted image file may include an STL file.
CAD/CAM 프로그램은 변환된 이미지파일 및 촬영된 CT 영상을 호출하고, 해당 교합인상재의 외측면을 기준으로 스캔데이터와 이미지파일을 매칭시킬 수 있다(단계 S130). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 획득된 스캔데이터를 분석하고 보정한다. 예를 들어, 보정은 CT 영상에서 발생된 오차를 제거하기 위하여 실제 해당 환자의 구강내 상태와 동일하다고 판단되는 부분에 매칭되도록 수행될 수 있다.The CAD / CAM program may call the converted image file and the taken CT image, and match the scan data with the image file based on the outer surface of the occlusal impression material (step S130). In one embodiment, the CAD / CAM program analyzes and corrects the acquired scan data. For example, the correction may be performed to match a part determined to be the same as the oral state of the patient in order to remove the error generated in the CT image.
CAD/CAM 프로그램은 매칭된 이미지파일에서 교합인상재 부위의 영상을 제거할 수 있고(단계 S140), 교합인상재 영상이 제거된 이미지파일과 스캔데이터의 치아 영상을 결합할 수 있다(단계 S150). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 CT 영상에서 설정된 교합인상재 외측면의 영역을 기준으로 스캔데이터의 영상좌표계를 CT 영상의 좌표계에 일치시킬 수 있다. 또한, CAD/CAM 프로그램은 중첩(오버래핑)된 상태의 이미지 및 교합인상재의 스캔데이터를 추출하고, 의료용 프로그램으로부터 해당 부분을 재호출하며, 치아부위의 음형이 인가된 교합인상재의 스캔데이터를 제거하여 이미지파일의 치아부분을 제거할 수 있다.The CAD / CAM program may remove the image of the occlusal impression site from the matched image file (step S140), and may combine the dental image of the scan data with the image file from which the occlusal impression material has been removed (step S150). In one embodiment, the CAD / CAM program may match the image coordinate system of the scan data to the coordinate system of the CT image based on the area of the outer surface of the occlusal impression material set in the CT image. In addition, the CAD / CAM program extracts the scan data of the overlapped image and the occlusal impression material, recalls the corresponding part from the medical program, and removes the scan data of the bite applied dental sound You can remove the teeth of the image file.
이와 같은 단계 'S130' 내지 단계 'S150'은 대상 환자의 상악 및 하악에 대하여 각각 수행될 수 있다.Such steps 'S130' to 'S150' may be performed on the maxilla and mandible of the target patient, respectively.
CAD/CAM 프로그램은 결합된 치아 영상을 이용하여 의사의 제어 하에 상악 치아 및 하악 치아의 치아교정 모의 수술을 수행할 수 있다(단계 S160).The CAD / CAM program may perform orthodontic simulation of the maxillary and mandibular teeth under the control of the doctor using the combined tooth image (step S160).
도 3은 도 1의 단계 'S200'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart for describing a specific embodiment of step S200 of FIG. 1.
도 3을 참조하면, CAD/CAM 프로그램은 대상 환자의 상악 치아들과 하악 치아들을 각 치아별로 분리할 수 있다(단계 S210). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 상악 치아와 하악 치아는 스캔데이터를 이용할 수 있다. 예를 들어, CAD/CAM 프로그램은 스캔데이터의 상악 치아 및 하악 치아를 각각 이미지파일에 결합한 상태에서 분리할 수 있다.Referring to FIG. 3, the CAD / CAM program may separate the maxillary teeth and the mandibular teeth of the target patient for each tooth (step S210). In one embodiment, the CAD / CAM program may use scan data for maxillary and mandibular teeth. For example, the CAD / CAM program can separate the maxillary and the mandibular teeth of the scan data in the state of being combined in the image file.
CAD/CAM 프로그램은 대상 환자의 두개안면부(안면골) 영상에 대응하여 상기 분리된 상악 치아와 하악 치아의 위치를 교정할 수 있다(단계 S220). 예를 들어, CAD/CAM 프로그램은 의사의 제어 하에 각각의 치아들을 두개안면부 전체와 비교 및 평가하여 위치를 변위시킬 수 있다.The CAD / CAM program may correct the positions of the separated maxillary and mandibular teeth in response to the cranial facial part (facial bone) image of the target patient (step S220). For example, a CAD / CAM program can displace the position by comparing and evaluating each tooth with the entire cranial face under the control of a physician.
CAD/CAM 프로그램은 교합된 치아의 영상을 분석하여, 치아교정 모의치료 후 상태의 치아모델을 제작하기 위한 데이터를 제공할 수 있다(단계 S240). 일 실시예에서, 치아교정 모의치료 후 치아모델을 제작하기 위한 데이터는 3차원 프린터 또는 절삭공작기계로 제공될 수 있다.The CAD / CAM program may analyze the image of the occlusal teeth, and provide data for preparing a dental model of a state after orthodontic simulation treatment (step S240). In one embodiment, the data for manufacturing the tooth model after orthodontic simulation may be provided to a three-dimensional printer or cutting machine.
도 4는 도 1의 단계 'S300'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.FIG. 4 is a flowchart for describing a specific embodiment of step S300 of FIG. 1.
도 4를 참조하면, CAD/CAM 프로그램은 교합상태의 상악 및 하악에 대한 치아의 스캔데이터를 호출할 수 있다(단계 S310). 예를 들어, 교합상태는 해당 의사의 수술 계획에 따른 수술 이후에 위치되는 상악 및 하악의 교합상태를 포함할 수 있다.Referring to Figure 4, the CAD / CAM program can call the scan data of the teeth for the upper and lower jaw of the occlusal state (step S310). For example, the occlusal state may include the occlusal state of the maxilla and the mandible, which are located after surgery according to the surgery plan of the corresponding doctor.
CAD/CAM 프로그램은 CT 영상을 기준으로 호출된 상악 및 하악의 치아 스캔데이터를 이동시킬 수 있다(단계 S320). 일 실시예에서, 하악의 치아 스캔데이터는 상악의 치아 스캔데이터를 기준으로 이동될 수 있다.The CAD / CAM program may move the scan data of the maxillary and mandible teeth based on the CT image (step S320). In one embodiment, the mandibular tooth scan data may be moved based on the maxillary tooth scan data.
CAD/CAM 프로그램은 CT 영상 좌표계와 의료용 프로그램의 좌표계가 일치되도록 하여, 이미지파일 상에 치아의 스캔데이터를 오버래핑할 수 있다(단계 S330).In the CAD / CAM program, the CT image coordinate system and the medical system coordinate system may coincide with each other, thereby overlapping the scan data of the tooth on the image file (step S330).
CAD/CAM 프로그램은 이미지파일의 하악을 교합상태로 이동된 하악치아의 스캔데이터 위치에 기초하여 이동시킬 수 있다(단계 S340). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 하악의 치아 스캔데이터가 새로운 기준으로 설정되면, 의료용 소프트웨어로부터 하악의 이미지파일을 다시 호출하여 이동시킬 수 있다.The CAD / CAM program can move the mandible of the image file based on the scan data position of the mandible tooth moved to the occlusal state (step S340). In one embodiment, the CAD / CAM program may call back and move the mandible image file from the medical software if the mandible dental scan data is set to a new standard.
따라서, CAD/CAM 프로그램은 상악의 치아 스캔데이터에 하악의 치아 스캔데이터를 이동시킨 후, 이동된 하악의 치아 스캔데이터에 기초하여 하악의 이미지파일을 이동함으로써, 대상 환자의 상악에 하악을 이동시켜 교합하는 제1차 모의 수술을 수행할 수 있다.Accordingly, the CAD / CAM program moves the mandible tooth scan data to the maxillary tooth scan data, and then moves the mandible image file to the maxilla of the target patient by moving the mandible image file based on the moved mandible tooth scan data. Occlusal primary mock surgery may be performed.
다시 말해, CT 영상 및 스캔데이터 중 오차가 발생하지 않는 영역을 추출(또는 해당 영역이 오차가 발생하지 않도록 보정)하고, 이를 순차적으로 이동시켜 교합함으로써, 정확한 모의 수술이 이루어질 수 있다.In other words, by extracting an area (or correcting the area so that an error does not occur) of the CT image and the scan data, and moving it sequentially in order, the accurate simulation can be performed.
다른 일 실시예에서, 제1차 모의 수술은 CAD/CAM 프로그램 상에서 수술 이후의 교합상태에 의한 상악 및 하악의 석고 모형을 통해 교합점을 추출하고, 의료용 프로그램에서 추출된 교합점을 설정하며, 설정된 상악의 교합점 및 하악의 교합점이 일치되도록 하악을 이동시키는 과정을 통해 수행될 수 있다.In another embodiment, the first simulated surgery extracts the occlusal point through the maxillary and mandible gypsum models of the postoperative occlusion on the CAD / CAM program, sets the extracted occlusion point in the medical program, It can be carried out through the process of moving the mandible so that the occlusal point and the occlusion point of the mandible.
이상에서, 해부학적인 각 부분의 이동은 CAD/CAM 프로그램을 통해 수행될 수 있으며, 이하에서 교합 이후의 추가적인 수술은 의료용 프로그램을 통해 수행될 수 있다.In the above, the movement of each anatomical part may be performed through a CAD / CAM program, and in the following further surgery after occlusion may be performed through a medical program.
도 5는 도 1의 단계 'S400'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart for describing a specific embodiment of step S400 of FIG. 1.
도 5를 참조하면, 의료용 프로그램은 제1차 모의 수술된 상태에서 의사의 제어 하에 설정된 측정항목에 대한 측정정보를 수집 및 저장할 수 있다(단계 S410). 예를 들어, 측정항목은 환자의 현재 안면골 영상과 두개안면부위가 연관된 기준평면, 기준선 및 기준점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 측정정보는 해당 측정항목의 기준에 대한 측정각도 및 오차거리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the medical program may collect and store measurement information about measurement items set under the control of a doctor in the first simulated operation (step S410). For example, the measurement item may include at least one of a reference plane, a reference line, and a reference point associated with the current facial bone image of the patient and the craniofacial region. In addition, the measurement information may include at least one of a measurement angle and an error distance with respect to the reference of the corresponding measurement item.
의료용 프로그램은 수집된 측정정보를 분석하고, 의사의 제어 하에 추가 수술여부를 결정할 수 있다(단계 S420). 일 실시예에서, 의료용 프로그램은 하악의 이동에 의한 악교정 수술 이후에, 상악에 대한 수술여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 하악의 이동 등은 상악의 이동 여부와 관계없이 이루어질 수 있다.The medical program may analyze the collected measurement information and determine whether additional surgery is under the control of the doctor (step S420). In one embodiment, the medical program may determine whether surgery for the maxilla is performed after orthognathic surgery due to movement of the mandible. For example, movement of the mandible may be performed regardless of movement of the maxilla.
의료용 프로그램은 추가 수술이 결정되면, 대상 환자의 상악 및 하악의 교합상태를 유지하면서 의사의 제어 하에 결정된 추가 수술을 적용할 수 있다(단계 S430).The medical program may apply the additional surgery determined under the control of the doctor while maintaining the maxillary and mandibular occlusal state of the target patient when the additional surgery is determined (step S430).
의료용 프로그램은 추가 수술이 적용되는 과정에서 변화되는 측정정보를 실시간으로 모니터링하면서 의사 제어 하에 모의 수술을 수행할 수 있다(단계 S440).The medical program may perform simulation surgery under the doctor's control while monitoring the measurement information changed in the process of applying the additional surgery in real time (step S440).
도 6은 도 1의 단계 'S500'의 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart for describing a specific embodiment of step S500 of FIG. 1.
도 6을 참조하면, CAD/CAM 프로그램은 모의 수술이 완료된 상태에서 대상 환자의 치아 스캔데이터를 추출할 수 있다(단계 S510). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 모의 수술이 완료된 이후의 상악 치아의 스캔데이터와 수술전 하악 치아의 스캔데이터를 추출할 수 있다.Referring to FIG. 6, the CAD / CAM program may extract tooth scan data of a target patient in a state where simulation is completed (step S510). In one embodiment, the CAD / CAM program may extract scan data of the maxillary teeth and scan data of the preoperative mandibular teeth after the simulation is completed.
CAD/CAM 프로그램은 추출된 치아의 스캔데이터에서 대상 환자의 치아 교합면 부위를 보정할 수 있다(단계 S520). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 상악 치아와 하악 치아가 겹쳐지도록 해당 치아 교합면 부위를 보정할 수 있다.The CAD / CAM program may correct the tooth occlusal surface area of the target patient from the scanned data of the extracted tooth (step S520). In one embodiment, the CAD / CAM program may correct the corresponding occlusal surface area so that the maxillary and mandibular teeth overlap.
CAD/CAM 프로그램은 보정된 스캔데이터에 기초하여 악교정 수술용장치를 제작하기 위한 데이터를 제공할 수 있다(단계 S530). 일 실시예에서, 제작된 수술용장치는 대상 환자의 치아 석고모형과 정확히 맞물리는지 확인할 수 있다.The CAD / CAM program may provide data for manufacturing the orthodontic surgical device based on the corrected scan data (step S530). In one embodiment, the fabricated surgical device can be confirmed that it is accurately engaged with the dental gypsum model of the target patient.
따라서, 교합 수술을 위한 수술용장치 제작의 일 실시예는 대상 환자에 대한 모의 수술이 완료된 상태에서의 데이터를 기초로 하여 제작될 수 있다.Therefore, one embodiment of manufacturing a surgical device for occlusal surgery may be manufactured based on the data in the state that the simulation operation for the target patient is completed.
도 7은 도 1의 단계 'S500'의 구체적인 다른 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating another specific embodiment of step S500 of FIG. 1.
도 7을 참조하면, CAD/CAM 프로그램은 대상 환자의 치아 모의교정치료 전 획득된 스캔데이터를 호출할 수 있고(단계 S510'), 제1차 모의 수술의 결과에 기초하여 호출된 치아 교정시 스캔데이터의 상악 치아 및 하악 치아의 위치를 이동시킬 수 있고(단계 S520'), 이동된 치아 스캔데이터에 기초하여 악교정 수술용장치를 제작하기 위한 데이터를 제공할 수 있다(단계 S530'). 여기서, 치아 교정시 획득된 스캔데이터는 대상 환자에 의해 직접 만들어진 교합인상재를 이용하여 생성되므로, 별도의 보정과정을 수행하지 않아도 정확한 수술용장치를 제작하기 위한 데이터를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 7, the CAD / CAM program may call the scan data acquired before the dental simulation treatment of the target patient (step S510 ′), and the scan at the time of correcting the teeth called based on the result of the first simulation surgery. The positions of the maxillary and mandibular teeth of the data can be moved (step S520 '), and data for manufacturing the device for orthodontic surgery can be provided based on the moved tooth scan data (step S530'). Here, since the scan data obtained during orthodontic treatment is generated by using the occlusal impression material directly made by the target patient, it may provide data for manufacturing an accurate surgical device without performing a separate correction process.
따라서, 교합 수술을 위한 수술용장치 제작의 다른 일 실시예는 대상 환자에 대한 치아 교정시 획득된 데이터를 기초로 하여 모의 수술 과정을 적용한 데이터로부터 제작될 수 있다.Therefore, another embodiment of fabricating a surgical device for occlusal surgery may be produced from the data applying the simulated surgical procedure based on the data obtained during orthodontic treatment of the target patient.
이상에서 본 발명에 의한 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법과 이를 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.In the above, the method for generating image matching information for orthodontic simulation and orthognathic surgery according to the present invention and the method for providing surgical device manufacturing information using the same have been described. It will be understood by those skilled in the art that the technical features of the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지는 것이므로, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, and therefore the meaning of the claims. And all changes or modifications derived from the scope and equivalent concept thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (5)
(2) 상기 획득된 3차원 영상을 분석하여 이를 분석 데이터로 생성하는 단계;
(3) 상기 분석 데이터를 기반으로 모의 수술을 하는 단계; 및
(4) 상기 모의 수술 결과의 데이터 추출 및 제공 단계;를 포함하되,
상기 (1)단계는:
대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상 및 촬영시 대상 환자가 착용한 교합인상재를 3차원 스캔한 스캔데이터를 획득하는 단계;
상기 CT 영상의 치아 부분에 대한 노이즈를 제거하고, 해부학적 부분을 구분하여 이미지파일로 변환하는 단계;
상기 변환된 이미지파일 및 촬영된 CT 영상을 호출하고, 해당 교합인상재의 외측면을 기준으로 상기 스캔데이터와 이미지파일을 매칭시키는 단계;
상기 매칭된 이미지파일에서 교합인상재 영상을 제거하는 단계; 및
상기 교합인상재 영상이 제거된 이미지파일과 스캔데이터의 치아 영상을 결합하는 단계;를 포함하고,
상기 (2)단계는:
대상 환자의 상악 치아와 하악 치아를 서로 분리하는 단계;
대상 환자의 안면골 CT 영상에 대응하여 상기 분리된 상악 치아와 하악 치아의 위치를 교정하는 단계;
상기 교정된 상악 치아와 하악 치아를 교합하는 단계; 및
상기 교합된 상악 치아와 하악 치아의 영상을 분석하는 단계;를 포함하고,
상기 (3)단계는:
교합상태의 상악 치아와 하악 치아에 대한 스캔데이터를 호출하는 단계;
상기 호출된 교합상태의 상악 및 하악 치아의 스캔데이터를 CT 영상으로 이동시키는 단계;
CT 영상 좌표계와 의료용 프로그램의 좌표계를 일치시켜 상기 이미지 파일과 스캔데이터를 오버래핑하는 단계; 및
상기 이미지 파일의 하악 치아를 상기 스캔데이터의 하악 치아로 이동하는 단계;를 포함하고,
상기 (4)단계는:
모의 수술이 완료된 상태에서 대상 환자의 치아 스캔데이터를 추출하는 단계;
상기 추출된 스캔데이터에서 상악 치아와 하악 치아를 겹쳐 대상 환자의 치아 교합면 부위를 보정하되, 상기 보정은 상기 상악 치아와 하악 치아가 접촉할 때까지 두터워지게 하는 단계; 및
상기 보정된 스캔데이터를 악교정 수술용장치를 제작하기 위한 데이터로서 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법.
(1) Three-dimensional image of the facial bone of the target patient by analyzing and correcting the image file converted from CT image of the facial bone of the target patient and the scan data obtained by three-dimensional scanning the occlusal material worn by the target patient Obtaining a;
(2) analyzing the obtained 3D image and generating it as analysis data;
(3) performing mock surgery based on the analysis data; And
(4) extracting and providing data of the simulated surgical results;
Step (1) is:
Acquiring a CT image of the facial bone of the target patient and scan data of a three-dimensional scan of an occlusal impression material worn by the target patient at the time of imaging;
Removing noise of the tooth part of the CT image and converting the anatomical part into an image file;
Calling the converted image file and the photographed CT image, and matching the scan data with the image file based on the outer surface of the corresponding occlusal impression material;
Removing an occlusal impression image from the matched image file; And
And combining the dental image of the scan data with the image file from which the occlusal impression material is removed.
Step (2) is:
Separating the maxillary and mandibular teeth of the subject patient from each other;
Correcting the positions of the separated maxillary and mandibular teeth in correspondence with facial bone CT images of a target patient;
Mating the corrected maxillary and mandibular teeth; And
And analyzing an image of the occlusal maxillary and mandibular teeth.
Step (3) is:
Calling the scan data on the occlusal maxillary and mandibular teeth;
Moving scan data of the called occlusal upper and lower teeth to a CT image;
Overlapping the image file and the scan data by matching a CT image coordinate system with a coordinate system of a medical program; And
And moving the lower teeth of the image file to the lower teeth of the scan data.
Step (4) is:
Extracting tooth scan data of the target patient in a state where the simulation operation is completed;
Correcting the tooth occlusal surface area of the target patient by overlapping the maxillary teeth and the mandibular teeth from the extracted scan data, wherein the correcting is made until the maxillary teeth and the mandibular teeth are in contact with each other; And
And providing the corrected scan data as data for manufacturing a device for orthodontic surgery, comprising: orthodontic simulation and orthodontic surgery.
(2) 상기 획득된 3차원 영상을 분석하여 이를 분석 데이터로 생성하는 단계;
(3) 상기 분석 데이터를 기반으로 모의 수술을 하는 단계; 및
(4) 상기 모의 수술 결과의 데이터 추출 및 제공 단계;를 포함하되,
상기 (1)단계는:
대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상 및 촬영시 대상 환자가 착용한 교합인상재를 3차원 스캔한 스캔데이터를 획득하는 단계;
상기 CT 영상의 치아 부분에 대한 노이즈를 제거하고, 해부학적 부분을 구분하여 이미지파일로 변환하는 단계;
상기 변환된 이미지파일 및 촬영된 CT 영상을 호출하고, 해당 교합인상재의 외측면을 기준으로 상기 스캔데이터와 이미지파일을 매칭시키는 단계;
상기 매칭된 이미지파일에서 교합인상재 영상을 제거하는 단계; 및
상기 교합인상재 영상이 제거된 이미지파일과 스캔데이터의 치아 영상을 결합하는 단계;를 포함하고,
상기 (2)단계는:
대상 환자의 상악 치아와 하악 치아를 서로 분리하는 단계;
대상 환자의 안면골 CT 영상에 대응하여 상기 분리된 상악 치아와 하악 치아의 위치를 교정하는 단계;
상기 교정된 상악 치아와 하악 치아를 교합하는 단계; 및
상기 교합된 상악 치아와 하악 치아의 영상을 분석하는 단계;를 포함하고,
상기 (3)단계는:
교합상태의 상악 치아와 하악 치아에 대한 스캔데이터를 호출하는 단계;
상기 호출된 교합상태의 상악 및 하악 치아의 스캔데이터를 CT 영상으로 이동시키는 단계;
CT 영상 좌표계와 의료용 프로그램의 좌표계를 일치시켜 상기 이미지 파일과 스캔데이터를 오버래핑하는 단계; 및
상기 이미지 파일의 하악 치아를 상기 스캔데이터의 하악 치아로 이동하는 단계;를 포함하고,
상기 (4)단계는:
상기 모의 수술된 위치에서 상악 치아의 스캔데이터와 하악 치아의 스캔데이터를 추출하는 단계;
상기 추출된 스캔데이터를 치아의 교합면 부위쪽으로 상악 치아와 하악 치아가 접촉할 때까지 두터워지도록 보정하는 단계;
상기 보정된 치아의 스캔데이터를 포함하는 마우스피스 형태의 부재를 디자인하고, 보정된 스캔데이터를 이용하여 해당 치아가 물리는 형태의 수술용장치 데이터를 생성하는 단계;
상기 수술용장치 데이터에 따라 수술용장치를 조형하는 단계; 및
상기 조형된 수술용장치를 대상 환자의 치아 석고모형과 정확히 맞물리는지 확인하는 단계;를 포함하는 치아교정 모의치료 및 악교정수술을 위한 영상 매칭정보 생성 방법을 이용한 수술용장치 제작정보 제공 방법.
(1) Three-dimensional image of the facial bone of the target patient by analyzing and correcting the image file converted from CT image of the facial bone of the target patient and the scan data obtained by three-dimensional scanning the occlusal material worn by the target patient Obtaining a;
(2) analyzing the obtained 3D image and generating it as analysis data;
(3) performing mock surgery based on the analysis data; And
(4) extracting and providing data of the simulated surgical results;
Step (1) is:
Acquiring a CT image of the facial bone of the target patient and scan data of a three-dimensional scan of an occlusal impression material worn by the target patient at the time of imaging;
Removing noise of the tooth part of the CT image and converting the anatomical part into an image file;
Calling the converted image file and the photographed CT image, and matching the scan data with the image file based on the outer surface of the corresponding occlusal impression material;
Removing an occlusal impression image from the matched image file; And
And combining the dental image of the scan data with the image file from which the occlusal impression material is removed.
Step (2) is:
Separating the maxillary and mandibular teeth of the subject patient from each other;
Correcting the positions of the separated maxillary and mandibular teeth in correspondence with facial bone CT images of a target patient;
Mating the corrected maxillary and mandibular teeth; And
And analyzing an image of the occlusal maxillary and mandibular teeth.
Step (3) is:
Calling the scan data on the occlusal maxillary and mandibular teeth;
Moving scan data of the called occlusal upper and lower teeth to a CT image;
Overlapping the image file and the scan data by matching a CT image coordinate system with a coordinate system of a medical program; And
And moving the lower teeth of the image file to the lower teeth of the scan data.
Step (4) is:
Extracting scan data of the maxillary teeth and scan data of the mandibular teeth at the simulated surgical position;
Correcting the extracted scan data to become thick until the upper and lower teeth contact the occlusal surface area of the tooth;
Designing a member in the form of a mouthpiece including scan data of the corrected tooth, and generating surgical device data in which a corresponding tooth is bitten using the corrected scan data;
Molding the surgical device according to the surgical device data; And
Checking whether the molded surgical device is correctly engaged with the dental gypsum model of the target patient; Method for providing surgical device manufacturing information using the image matching information generation method for orthodontic treatment and orthodontic surgery.
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| KR20210114220A (en) * | 2020-03-10 | 2021-09-23 | 오스템임플란트 주식회사 | Method for digital dentistry simulation and apparatus thereof |
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