KR102138922B1 - 보철물 설계 시 컨택 방향 설정 인터페이스를 이용한 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법 및 이를 수행하는 보철 캐드 장치 - Google Patents

Abstract

보철물 설계 시 컨택 방향 설정 인터페이스를 이용한 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법 및 이를 수행하는 보철 캐드 장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법은, 보철물 및 그 주변치의 모델 데이터를 획득하는 단계와, 보철물의 주변치와의 컨택 거리 계산 기준이 되는 다수의 컨택 방향 옵션을 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계와, 컨택 방향 설정 인터페이스에서 소정의 컨택 방향을 선택 입력받는 단계와, 선택된 컨택 방향을 기준으로 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 계산하고 계산 결과를 제공하는 단계를 포함한다.

Description

보철물 설계 시 컨택 방향 설정 인터페이스를 이용한 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법 및 이를 수행하는 보철 캐드 장치 {Method for calculating contact distance to peripheral teeth of prosthesis using contact direction interface in designing prosthesis and prosthetic CAD apparatus therefor}

본 발명은 치과영상 처리 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보철물을 설계하는 기술에 관한 것이다.

치과 분야에서 보철 시술이란 손상된 치아를 보철물을 사용하여 수복시키는 것을 말한다. 보철물은 크라운(Crown), 인레이(Inlay), 온레이(Onlay), 코핑(Coping), 폰틱(Pontic) 등이 있다. 실제 보철물 시술을 수행하기 전에 시뮬레이션을 통해 환자에게 알맞은 가상의 보철물을 설계하고, 보철물을 타겟 위치에 가상으로 결합하는 과정을 거치게 된다. 이러한 과정은 보철 캐드(computer aided design: CAD)를 통해 이루어진다.

도 1은 보철물의 주변치와의 컨택 개념을 설명하기 위한 2차원 치아모델 단면 이미지를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 설계된 보철물(예를 들어, 크라운)(100)이 주변치(110)와 겹치는 것을 컨택(contact)이라 하고, 주변치(110)와 겹치는 양 또는 정도를 컨택 거리(contact distance)라 칭한다. 주변치(110)는 보철물(100)이 장착된 치아의 좌우 측에 위치하는 치아이다. 보철물(100)의 주변치와의 컨택 거리를 확인하고 조정하는 작업은 가장 기본이 되면서 중요한 과정 중의 하나이다. 컨택이 과다하게 적용되어 있을 경우, 보철물(100)이 장착된 치아가 주변치(110)를 심하게 밀어내면서 통증을 느낄 가능성이 있다. 반대로 컨택이 충분히 적용되어 있지 않을 경우에는 주변치(110)와 보철물(100)이 충분이 맞닿지 않아 주변치(110)와 보철물(100) 사이에 음식찌꺼기가 끼는 등의 문제가 발생할 수 있으며, 추후에 주변치(110)가 기울어지게 될 가능성도 있다.

한국공개특허 10-2013-0030336 (2013년03월27일 공개)

일 실시 예에 따라, 컨택 거리 확인을 위한 컨택 거리 계산 시에 사용자가 원하는 방식에 의해 컨택 거리를 계산 및 표시할 수 있도록 하기 위해 보철물 설계 시 컨택 방향 설정 인터페이스를 이용한 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법 및 이를 수행하는 보철 캐드 장치를 제안한다.

일 실시 예에 따른 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법은, 보철물 및 그 주변치의 모델 데이터를 획득하는 단계와, 보철물의 주변치와의 컨택 거리 계산 기준이 되는 다수의 컨택 방향 옵션을 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계와, 컨택 방향 설정 인터페이스에서 소정의 컨택 방향을 선택 입력받는 단계와, 선택된 컨택 방향을 기준으로 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 계산하고 계산 결과를 제공하는 단계를 포함한다.

컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 컨택 방향 옵션은 디폴트(Default), 보철물 라이브러리 모델의 안쪽 및 바깥쪽(Mesial/Distal) 방향, 주변치와의 최단 거리의 점 또는 면까지의 거리 값, 표면 법선 벡터 방향 및 사용자 정의 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계에서, 프렙 모델의 마진라인의 중심점에서 원 또는 원기둥을 정의하고 반지름을 키워가면서 주변치와 가장 먼저 만나는 점을 기준으로 주변치와의 컨택을 계산하기 위한 기준이 되는 컨택 방향으로 설정할 수 있다.

컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계에서, 보철물 설계에 사용되는 보철물 라이브러리 모델의 미리 정의된 안쪽/바깥쪽 방향을 컨택 거리 계산 기준이 되는 컨택 방향으로 설정할 수 있다.

컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계에서, 보철물 모델의 표면 위에 있는 점에서 최단거리의 주변치와의 점 또는 면까지의 거리 값을 컨택 거리로 설정할 수 있다.

컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계에서, 보철물 모델의 표면에서 법선 벡터 방향을 컨택 방향으로 설정할 수 있다.

컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계는 컨택 방향을 사용자에 의해 직접 설정 입력받는 단계와, 사용자의 직접 방향 정의를 위한 별도의 사용자 인터페이스를 구성하는 단계를 포함할 수 있다.

계산 결과를 제공하는 단계에서, 계산된 컨택 거리를 수치 값 및 컬러 맵 중 적어도 하나를 이용하여 화면에 표시 할 수 있다.

보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법은, 선택된 컨택 방향을 적용하여 계산된 컨택 거리를 화면에 제공한 이후, 사용자에 의해 다른 컨택 방향을 적용해 확인을 원하는 경우 컨택 방향 설정 인터페이스에서 다른 컨택 방향 옵션을 선택 입력받아 변경된 컨택 방향이 적용된 결과를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법은, 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 선택된 컨택 방향의 적합도를 판단하는 단계와, 선택된 컨택 방향이 적합도 기준을 충족하지 못하는 경우 다른 컨택 방향 옵션 선택을 요청하거나 적합도 기준을 충족하는 다른 컨택 방향 옵션을 추천하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 따른 보철 캐드 장치는, 보철물 및 그 주변치의 모델 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 보철물의 주변치와의 컨택 거리 계산 기준이 되는 다수의 컨택 방향 옵션을 가지는 컨택 방향 설정 인터페이스를 포함하는 화면정보를 구성하고 컨택 방향 설정 인터페이스에서 사용자에 의해 선택된 컨택 방향을 기준으로 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 계산하는 제어부와, 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 소정의 컨택 방향을 선택 입력받는 입력부와, 제어부에 의해 계산된 컨택 거리를 포함한 화면정보를 화면에 표시하는 출력부를 포함한다.

컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 컨택 방향 옵션은 디폴트(Default), 보철물 라이브러리 모델의 안쪽 및 바깥쪽(Mesial/Distal) 방향, 주변치와의 최단 거리의 점 또는 면까지의 거리 값, 표면 법선 벡터 방향 및 사용자 정의 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부는 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 사용자 정의 방향 옵션을 선택 입력받고, 제어부는 사용자의 직접 방향 정의를 위한 별도의 사용자 인터페이스를 구성할 수 있다.

입력부는 선택된 컨택 방향을 적용하여 계산된 컨택 거리를 화면에 제공한 이후, 사용자에 의해 다른 컨택 방향을 적용해 확인을 원하는 경우 컨택 방향 설정 인터페이스에서 다른 컨택 방향 옵션을 선택 입력받으며, 출력부는 변경된 컨택 방향이 적용된 컨택 거리 계산결과를 제공할 수 있다.

제어부는 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 선택된 컨택 방향의 적합도를 판단하고, 선택된 컨택 방향이 적합도 기준을 충족하지 못하는 경우 다른 컨택 방향 옵션 선택을 요청하거나 적합도 기준을 충족하는 다른 컨택 방향 옵션을 추천할 수 있다.

일 실시 예에 따른 보철물 설계 시 컨택 방향 설정 인터페이스를 이용한 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법 및 이를 수행하는 보철 캐드 장치에 의해, 보철물을 설계하는 과정에서 보철물의 주변치와의 컨택을 다양한 기준과 방법을 적용해 사용자가 확인할 수 있도록 하는 기능을 제공함으로써, 사용자가 컨택을 원하는 기준에 맞게 보다 정교하게 수정할 수 있고 이를 통해 보다 정확한 보철물을 설계할 수 있다.

도 1은 보철물의 주변치와의 컨택 개념을 설명하기 위한 2차원 치아모델 단면 이미지를 도시한 도면,
도 2는 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 수치 값으로 표시하는 보철물 모델을 도시한 도면,
도 3 및 도 4는 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 컬러 맵(Color-Map)으로 표시하는 예를 도시한 도면,
도 5는 미리 정의된 기준에 따라 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 계산하는 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보철 캐드 장치의 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법의 흐름을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 거리 계산을 위한 컨택 방향을 정의한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 방향 설정 인터페이스 화면을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디폴트 방향정보를 설정하는 예를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보철물 라이브러리 모델의 안쪽 및 바깥쪽(Mesial/Distal) 방향정보를 설정하는 예를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주변치와의 최단 거리의 점 또는 면까지의 거리 값을 컨택 거리로 설정하는 예를 도시한 도면,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표면 법선 벡터 방향정보를 설정하는 예를 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주변치와의 컨택 거리 계산 기준이 되는 컨택 방향을 사용자가 직접 설정하는 예를 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 2는 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 수치 값으로 표시하는 보철물 모델을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 보철물 설계 시 보철물(100)의 주변치(110)와의 컨택을 확인하는 방법 중 하나는 마우스 포인트에서 주변치(110)와의 컨택 거리를 숫자로 표시하는 것이다. 사용자가 마우스를 보철물(100)의 렌더링 이미지(Rendering Image) 위에 올리면, 해당되는 포인트(point)(200)에서 주변치(110)까지의 컨택 거리를 숫자로 표시해준다.

도 3 및 도 4는 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 컬러 맵(Color-Map)으로 표시하는 예를 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 보철물 설계 시 주변치(110)와의 컨택을 확인하는 방법 중 다른 하나는 보철물(100)의 주변치(110)와의 컨택 거리를 숫자로 계산하고, 이 숫자 값을 다수의 색상으로 구분한 컬러 맵(300)으로 변환하여 보철물(100)에 표시하거나 별도의 인터페이스 화면을 통해 표시하는 것이다. 해당 방법은 컨택이 발생하는 영역 전체에 대해서 컨택의 정도 및 분포를 직관적으로 쉽게 파악할 수 있다는 장점이 있다. 컬러 맵(300)은 보철물 모델을 구성하는 메쉬 모델(Mesh Model)의 각각의 정점(Vertex)에 대해서 컨택 거리 정도에 따라 다른 컬러를 적용해 표시하는 방식이다.

도 2 내지 도 4를 참조로 하여 전술한 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 표시하는 방법은 다음과 같은 문제를 가진다.

문제점 1. 미리 정의된 한 가지 기준에 의한 주변치(110)와의 컨택 거리를 표시한다. 전술한 방식으로 주변치(110)와의 컨택 거리를 표시하는 경우 프로그램에서 내부적으로 미리 정의된 한 가지 기준에 의해서 컨택 거리가 수치 값 또는 컬러 맵으로 표시된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 보철물(100) 위의 마우스 포인트에서 표면 법선 벡터(Surface Normal Vector) 방향으로 선을 그어서 주변치(110)와와 만나는 점까지의 거리를 보여준다. 다른 예로 도 4에 도시된 바와 같이 메쉬(Mesh) 형태의 보철물 모델의 각 정점(vertex)에서 가장 가까운 주변치(110)를 구성하는 메쉬 모델의 정점까지의 거리를 컬러에 대응시켜서 보여주는 등의 방식을 미리 정의해서 사용자에게 결과를 보여준다.

문제점 2. 사용자가 원하는 주변치(110)와의 컨택 거리 기준 및 컨택 방향을 정의할 수 없다. 즉, 주변치(110)와의 컨택 거리를 계산하는 방법이나 기준이 1가지로 고정되어서 제공되는 경우, 사용자가 원하는 기준이 적용된 컨택 결과를 확인할 수 없는 제한이 생기게 된다. 사용자는 필요에 따라서 다양한 기준이 적용된 컨택 거리 계산 결과를 다각도로 확인해야 하지만, 프로그램에서 제공되는 한 가지 기준에 의해서 계산된 결과만을 볼 수 있다. 따라서, 컨택 거리를 정의하고 수정하는 과정에서 정확하게 원하는 결과물을 만들어 낼 수 없는 문제가 발생할 가능성이 있다. 예를 들어, 사용자는 가장 가까운 주변치(110)와의 컨택 거리를 확인하고 싶은 상황에서, 프로그램에서는 사용자 의도와는 다르게 표면 법선 벡터 방향으로 가장 먼저 만나는 점까지의 컨택 거리를 보여줄 수 있다.

도 5는 미리 정의된 기준에 따라 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 계산하는 예를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 미리 정의된 기준에 따라 보철물(100)의 주변치(110-1, 110-2)와의 컨택 거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 보철물(100)의 주변치 1(110-1)과의 컨택 거리는 보철물(100)에서 주변치 1(110-1)과 가장 가까운 점 간의 거리를 컨택 거리로 계산한다. 다른 예로, 보철물(100)의 주변치 2(110-2)와의 컨택 거리는 보철물(100)에서 주변치 2(110-2)의 가장 가까운 점까지의 표면 법선 벡터 방향으로의 선을 연장했을 때 만나는 점까지의 거리를 컨택 거리로 계산한다. 두 가지 방식 모두 미리 정의된 컨택 방향에 따라 보철물(100)의 주변치(110-1, 110-2)와의 컨택 거리를 계산한다는 점에서 한계가 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보철 캐드 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 보철 캐드 장치(6)는 실제 치과에서 치아 보철에 도움을 주기 위해 캐드 공정을 수행한다. 보철 캐드 공정이란 환자의 3차원 치아 데이터를 획득하고, 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통해 라이브러리에서 가상의 보철물 모델을 불러들인 후 치아 데이터의 타겟 위치에 가상으로 결합하는 일련의 프로세스를 의미한다. 3차원 치아 데이터는 손상된 대상 치아를 포함하는 치아들의 3차원 정보를 가진 데이터이다. 타겟 위치는 대상 치아 위치이다.

보철 캐드 장치(6)는 보철 캐드 프로그램과 같은 치과 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. 치과 프로그램은 보철 캐드 프로그램 이외에, 가이드 프로그램, 스캔 프로그램, 의료영상 처리 프로그램 등이 있다. 또한, 치과 보철 수술용 이외에 다른 일반적인 의료용 프로그램에 적용될 수 있다.

보철 캐드 프로그램을 이용해서 보철물을 설계하는 과정에서, 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 확인하고 수정하는 작업단계를 거치게 된다. 일 실시 예에 따른 보철 캐드 장치(6)는 프로그램에서 미리 정의된 한가지의 방법이 아닌 사용자가 원하는 다양한 컨택 거리 계산 방법을 선택할 수 있도록 하는 컨택 방향 설정 인터페이스를 제공함으로써, 사용자가 보다 정확한 보철물을 설계하는데 도움을 줄 수 있도록 한다. 예를 들어, 보철물을 설계하는 과정에서 보철물의 주변치와의 컨택을 다양한 기준과 방법을 적용해 사용자가 확인할 수 있도록 하는 기능을 제공함으로써, 사용자가 컨택을 원하는 기준에 맞게 보다 정교하게 수정할 수 있고 이를 통해 보다 정확한 보철물을 설계할 수 있다.

이하, 전술한 특징을 가지는 보철 캐드 장치(6)의 구성에 대해 도 6을 참조로 하여 후술한다.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 보철 캐드 장치(6)는 데이터 획득부(60), 저장부(62), 제어부(64), 입력부(66) 및 출력부(68)를 포함한다.

데이터 획득부(60)는 환자로부터 영상 데이터를 획득한다. 보철물의 주변치와의 컨택 계산을 위해 필요한 영상 데이터는 보철물의 모델 데이터와 그 주변치의 모델 데이터이다. 모델 데이터는 스캐닝한 스캔 모델 데이터일 수 있다. 데이터 획득부(60)는 모델 데이터를 획득하기 위해 프로그램에서 실행하거나 웹 페이지 및 서버에 저장된 데이터를 로딩할 수 있다. 스캔 모델 데이터는 손상된 치아를 포함한 실제 치아들의 정보를 가진 데이터이다. 스캔 모델 데이터는 환자의 구강을 본떠 생성한 석고 모형을 3D 스캐너(3D Scanner)로 스캐닝하여 획득될 수 있다. 다른 예로서, 구강 내 3D 스캐너(3D Intra-oral scanner)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캐닝하여 획득될 수 있다. 획득된 스캔 모델 데이터는 저장부(62)에 저장될 수 있다.

저장부(62)에는 보철 캐드 장치(6)의 동작 수행을 위해 필요한 정보와 동작 수행에 따라 생성되는 정보 등의 각종 데이터가 저장된다. 일 실시 예에 따른 저장부(62)에는 개별 환자의 모델 데이터가 저장되고, 치과 치료 시뮬레이션 시 전체 모델 데이터들 중에서 특정 환자의 모델 데이터를 사용자 요청에 따라 제어부(64)에 제공할 수 있다. 또한 저장부(62)에는 다수의 보철물 모델 데이터로 구성된 보철 라이브러리를 가지고, 제어부(64)에 이를 제공할 수 있다.

제어부(64)는 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통하여 보철 수술 계획을 수립하면서 각 구성요소를 제어한다. 제어부(64)는 출력부(68)를 통해 화면에 보이는 화면정보를 관리하고, 의료 영상에 가상의 보철물 객체를 치아 모델에 결합하는 시뮬레이션을 수행한다. 가상의 객체가 결합되는 의료 영상은 보철 수술 계획 수립을 위해 생성된 환자의 치아 배열이 나타난 2차원, 3차원 등의 다차원 영상을 의미한다. 보철 수술 계획에는 X-ray, CT, 파노라믹 영상, 구강 스캔 영상, 재구성을 통해 생성된 영상, 복수의 영상을 정합한 영상 등 다양한 종류의 영상이 활용될 수 있다.

일 실시 예에 따른 제어부(64)는 보철물 설계 시에, 보철물의 주변치와의 컨택 거리 계산 기준이 되는 다수의 컨택 방향 옵션을 가진 컨택 방향 설정 인터페이스를 포함하는 화면정보를 구성하고, 컨택 방향 설정 인터페이스에서 사용자에 의해 선택된 컨택 방향을 기준으로 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 계산한다.

출력부(68)는 영상 데이터를 화면을 표시한다. 이때, 출력부(68)는 제어부(64)에 의해 구성되는 화면정보를 화면에 표시하면서 화면에 컨택 거리 계산결과를 표시할 수 있다. 예를 들어, 수치로 표시하거나 다수의 색상으로 구분한 컬러 맵으로 표시할 수 있다. 보철물 외면과 주변치가 겹칠 경우 컨택 거리는 (-) 값으로 표시하고, 떨어져 있을 경우는 (+) 값으로 표시할 수 있다. 입력부(66)는 사용자 조작신호를 입력받는다. 예를 들어, 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 소정의 컨택 방향을 선택 입력받는다.

일 실시 예에 따른 입력부(66)가 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 사용자 정의 방향 옵션을 선택 입력받는 경우, 제어부(64)는 사용자의 직접 방향 정의를 위한 별도의 사용자 인터페이스를 구성할 수 있다. 예를 들어, 방향 벡터를 정의하기 위해서 두 번의 마우스 클릭을 통해 시작점 및 끝 점을 입력으로 받는 사용자 인터페이스를 구성한다.

일 실시 예에 따라, 선택된 컨택 방향을 적용하여 계산된 컨택 거리를 화면에 제공한 이후, 사용자에 의해 다른 컨택 방향을 적용해 확인을 원하는 경우, 입력부(66)가 컨택 방향 설정 인터페이스에서 다른 컨택 방향 옵션을 선택 입력받을 수 있다. 이때, 출력부(68)는 변경된 컨택 방향이 적용된 결과를 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따른 제어부(64)는 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 선택된 컨택 방향의 적합도를 판단하고, 선택된 컨택 방향이 적합도 기준을 충족하지 못하는 경우 다른 컨택 방향 옵션 선택을 요청하거나 적합도 기준을 충족하는 다른 컨택 방향 옵션을 추천한다. 적합도 기준은 주어진 보철물과 주변치 간의 환경에 따라 사전에 설정된 값일 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법의 흐름을 도시한 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 보철 캐드 장치(6)는 컨택 거리를 계산할 보철물 모델 데이터와 주변치 모델 데이터를 입력으로 획득한다(S710). 이때, 보철물 모델과 주변치 모델은 3D 메쉬 데이터 형태일 수 있다.

이어서, 보철 캐드 장치(6)는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 계산 기준이 되는 다수의 컨택 방향 옵션을 가진 컨택 방향 설정 인터페이스를 화면에 제공하고, 그 중에 사용자로부터 소정의 컨택 방향을 선택 입력받는다(S720). 컨택 방향 설정 인터페이스는 사용자가 방향을 선택할 수 있도록 다수의 컨택 방향 옵션을 제시한다. 컨택 방향 설정 인터페이스는 디폴트(Default), 보철물 라이브러리 모델의 안쪽 및 바깥쪽(Mesial/Distal) 방향, 주변치와의 최단 거리의 점 또는 면까지의 거리 값, 표면 법선 벡터 방향, 사용자 정의 방향 등이 있다. 이에 대한 실시 예는 후술되는 도면들을 참조로 하여 상세히 후술한다.

컨택 방향 설정 인터페이스 제공 및 컨택 방향 선택 입력 단계(S720)에서, 사용자 입력이 필요한지 여부를 판단(S730)하여, 사용자 입력이 필요한 경우 사용자가 직접 정의를 위한 입력 인터페이스를 제공(S750)하고, 그렇지 않은 경우 사용자가 선택한 컨택 방향을 기준으로 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 계산하고 계산 결과를 제공한다(S740). 이때, 계산된 컨택 거리를 수치 값 또는 컬러 맵을 이용해서 화면에 출력할 수 있다. 사용자 입력이 필요한지 여부는 사용자가 컨택 방향 설정 인터페이스에서 사용자 정의 방향을 선택한 경우에 해당할 수 있다.

이어서, 보철 캐드 장치(6)는 컨택 정보를 확인 및 수정한다(S760). 예를 들어, 화면에 출력된 컨택 거리를 사용자에 의해 확인 및 수정한다. 사용자가 다른 컨택 방향을 적용하기를 원하는 경우 컨택 방향 설정 인터페이스에서 다른 옵션을 선택해 변경된 기준이 적용된 결과를 확인한 후에 수정하는 과정을 반복할 수 있다.

나아가, 보철 캐드 장치(6)는 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 선택된 컨택 방향의 적합도를 판단하고, 선택된 컨택 방향이 적합도 기준을 충족하지 못하는 경우 다른 컨택 방향 옵션 선택을 요청하거나 적합도 기준을 충족하는 다른 컨택 방향 옵션을 추천할 수 있다. 적합도 기준은 주어진 보철물과 주변치 간의 환경에 따라 사전에 설정된 값일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 거리 계산을 위한 컨택 방향을 정의한 도면이다.

도 8을 참조하면, 입력된 보철물 모델과 주변치 모델 간의 컨택 거리를 계산하고 가시화하기 위해서는 컨택 거리 계산 기준이 되는 컨택 방향을 정의해야 한다. 컨택 방향이 정의되면, 보철물(100) 위에서 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 정의된 컨택 방향으로 주변치(110)와 만나는 점이 있을 경우, 이 점까지의 거리가 컨택 거리가 된다. 보철물(100)과 주변치(110) 사이에 실제적인 컨택이 없으면 컨택 거리는 "+" 값(컨택 거리>0)을, 실제적인 컨택이 있으면 컨택 거리는 "-" 값(컨택 거리<0)을 가지게 된다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 방향 설정 인터페이스 화면을 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따른 보철 캐드 장치는 미리 정의된 한 가지의 컨택 방향이 아니라, 다수의 컨택 방향 옵션을 사용자가 선택할 수 있도록 하는 컨택 방향 설정 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 컨택 방향 설정 인터페이스는 1. 디폴트(Default)(도 10 참조), 2. 보철물 라이브러리 모델의 안쪽 및 바깥쪽(Mesial/Distal) 방향(Crown Direction)(도 11 참조), 3. 주변치와의 최단 거리의 점 또는 면까지의 거리 값(Closet Distance)(도 12 참조), 4. 표면 법선 벡터 방향(Normal Vector)(도 13 참조), 5. 사용자 정의 방향(User-Defined Direction)(도 14 참조)이 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디폴트 방향정보를 설정하는 예를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하여 디폴트 방향정보 설정 예를 들면, 프렙(Prep)된 치아 모델(이하, '프렙 모델'이라 칭함)의 마진라인(Margin Line)의 중심점(1000)에서 원(Circle) 또는 원기둥(cylinder)을 정의하고 반지름을 키워 가면서 주변치와 가장 먼저 만나는 점(1020)을 기준으로 주변치와의 컨택을 계산하기 위한 기준이 되는 컨택 방향(1030)으로 설정한다. 여기서, 마진라인은 보철물과 프렙 모델이 만나는 경계선을 의미한다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보철물 라이브러리 모델의 안쪽 및 바깥쪽(Mesial/Distal) 방향정보를 설정하는 예를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 보철물 설계에 사용되는 보철물 라이브러리 모델(1100)의 미리 정의된 안쪽/바깥쪽(Mesial/Distal) 방향(1110, 1120)을 컨택 거리 계산 기준이 되는 컨택 방향으로 설정할 수 있다. 보철물 라이브러리 모델은 미리 형태 및 방향을 정의해서 준비해둔 라이브러리 형태의 보철물 모델이다. 이 경우, 보철물 라이브러리 모델이 회전하면 컨택 방향도 변하게 되며, 컨택 거리 값도 변하게 된다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주변치와의 최단 거리의 점 또는 면까지의 거리 값을 컨택 거리로 설정하는 예를 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 보철물 모델(1200)의 표면 위에 있는 점(1220)에서 최단거리(Closest Distance), 즉 가장 가까운 주변치(1210)와의 점(또는 면)(1240)까지의 거리 값을 컨택 거리로 설정할 수 있다. 이 방법은 방향에 상관없이, 보철물 모델(1200)의 표면 위에 있는 점(1220)을 중심으로 하여 구(Sphere)(1230)를 정의하고, 구(1230)의 반지름을 키워갈 때 주변치(1210)와 가장 먼저 만나는 점까지의 거리 값과 동일하다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표면 법선 벡터 방향정보를 설정하는 예를 도시한 도면이다.

도 13를 참조하면, 보철물 모델(1300)의 표면에서 법선 벡터 방향(1320)을 컨택 방향으로 설정하고, 설정된 표면 법선 벡터 방향(1320)을 기준으로 주변치(1310)와 만나는 방향을 컨택 거리를 계산한다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주변치와의 컨택 거리 계산 기준이 되는 컨택 방향을 사용자가 직접 설정하는 예를 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 보철물의 주변치에 대해서 컨택 거리를 계산할 기준 방향을 사용자가 직접 정의할 수 있다. 이 경우, 사용자가 직접 방향을 정의하기 위한 별도의 사용자 인터페이스 구성이 필요하다. 예를 들면, 방향 벡터를 정의하기 위해서 두 번의 마우스 클릭을 통해 시작점 및 끝 점을 입력으로 받는 사용자 인터페이스를 구성한다. 도 14에서는 사용자가 직접 정의한 보철물 모델 안쪽 방향(1410) 및 바깥쪽(Distal) 방향(1420)을 각각 도시하고 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. 보철물 및 그 주변치의 모델 데이터를 획득하는 단계;
   보철물의 주변치와의 컨택 거리 계산 기준이 되는 다수의 컨택 방향 옵션을 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계;
   컨택 방향 설정 인터페이스에서 소정의 컨택 방향을 선택 입력받는 단계; 및
   선택된 컨택 방향을 기준으로 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 계산하고 계산 결과를 제공하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 컨택 방향 옵션은 디폴트(Default), 보철물 라이브러리 모델의 안쪽 및 바깥쪽(Mesial/Distal) 방향, 주변치와의 최단 거리의 점 또는 면까지의 거리 값, 표면 법선 벡터 방향 및 사용자 정의 방향 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
3. 제 1 항에 있어서, 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계는
   프렙 모델의 마진라인의 중심점에서 원 또는 원기둥을 정의하고 반지름을 키워가면서 주변치와 가장 먼저 만나는 점을 기준으로 주변치와의 컨택을 계산하기 위한 기준이 되는 컨택 방향으로 설정하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
4. 제 1 항에 있어서, 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계는
   보철물 설계에 사용되는 보철물 라이브러리 모델의 미리 정의된 안쪽/바깥쪽 방향을 컨택 거리 계산 기준이 되는 컨택 방향으로 설정하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
5. 제 1 항에 있어서, 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계는
   보철물 모델의 표면 위에 있는 점에서 최단거리의 주변치와의 점 또는 면까지의 거리 값을 컨택 거리로 설정하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
6. 제 1 항에 있어서, 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계는
   보철물 모델의 표면에서 법선 벡터 방향을 컨택 방향으로 설정하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
7. 제 1 항에 있어서, 컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 단계는
   컨택 방향을 사용자에 의해 직접 설정 입력받는 단계; 및
   사용자의 직접 방향 정의를 위한 별도의 사용자 인터페이스를 구성하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
8. 제 1 항에 있어서, 계산 결과를 제공하는 단계는
   계산된 컨택 거리를 수치 값 및 컬러 맵 중 적어도 하나를 이용하여 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
9. 제 1 항에 있어서, 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법은
   선택된 컨택 방향을 적용하여 계산된 컨택 거리를 화면에 제공한 이후, 사용자에 의해 다른 컨택 방향을 적용해 확인을 원하는 경우 컨택 방향 설정 인터페이스에서 다른 컨택 방향 옵션을 선택 입력받아 변경된 컨택 방향이 적용된 결과를 제공하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
10. 제 1 항에 있어서, 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법은
    컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 선택된 컨택 방향의 적합도를 판단하는 단계; 및
    선택된 컨택 방향이 적합도 기준을 충족하지 못하는 경우 다른 컨택 방향 옵션 선택을 요청하거나 적합도 기준을 충족하는 다른 컨택 방향 옵션을 추천하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보철물의 주변치와의 컨택 거리 표시방법.
11. 보철물 및 그 주변치의 모델 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    보철물의 주변치와의 컨택 거리 계산 기준이 되는 다수의 컨택 방향 옵션을 가지는 컨택 방향 설정 인터페이스를 포함하는 화면정보를 구성하고 컨택 방향 설정 인터페이스에서 사용자에 의해 선택된 컨택 방향을 기준으로 보철물의 주변치와의 컨택 거리를 계산하는 제어부;
    컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 소정의 컨택 방향을 선택 입력받는 입력부; 및
    제어부에 의해 계산된 컨택 거리를 포함한 화면정보를 화면에 표시하는 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보철 캐드 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 제공하는 컨택 방향 옵션은 디폴트(Default), 보철물 라이브러리 모델의 안쪽 및 바깥쪽(Mesial/Distal) 방향, 주변치와의 최단 거리의 점 또는 면까지의 거리 값, 표면 법선 벡터 방향 및 사용자 정의 방향 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 보철 캐드 장치.
13. 제 11 항에 있어서, 입력부는
    컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 사용자 정의 방향 옵션을 선택 입력받고,
    제어부는
    사용자의 직접 방향 정의를 위한 별도의 사용자 인터페이스를 구성하는 것을 특징으로 하는 보철 캐드 장치.
14. 제 11 항에 있어서, 입력부는
    선택된 컨택 방향을 적용하여 계산된 컨택 거리를 화면에 제공한 이후, 사용자에 의해 다른 컨택 방향을 적용해 확인을 원하는 경우 컨택 방향 설정 인터페이스에서 다른 컨택 방향 옵션을 선택 입력받으며,
    출력부는
    변경된 컨택 방향이 적용된 컨택 거리 계산결과를 제공하는 것을 특징으로 하는 보철 캐드 장치.
15. 제 11 항에 있어서, 제어부는
    컨택 방향 설정 인터페이스를 통해 선택된 컨택 방향의 적합도를 판단하고, 선택된 컨택 방향이 적합도 기준을 충족하지 못하는 경우 다른 컨택 방향 옵션 선택을 요청하거나 적합도 기준을 충족하는 다른 컨택 방향 옵션을 추천하는 것을 특징으로 하는 보철 캐드 장치.

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