KR102641953B1 - 치아 영상을 위한 치아 분할 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
치아 분할 장치는 메쉬 형태의 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 경계 박스를 검출하고, 각 치아의 경계 박스로부터 경계 조건을 설정하고, 각 치아의 경계 조건에 기초해서 치아 스캔 데이터에서 각 치아의 치아 영역을 분할한다.
Description
본 발명은 치아 영상을 위한 치아 분할 장치 및 방법에 관한 것이다.
치과에서 치아 임플란트 시술 또는 교정 치료를 하는 경우, 치아의 위치와 종류를 특정할 필요가 있다. 치아의 위치와 종류를 특정하는 임상 정보로 치아 번호가 사용될 수 있다.
치아 스캔 데이터와 같은 치아 영상에서 각 치아에 치아 번호를 지정하기 위해서, 치아 사이의 경계선을 찾아서 차이를 분할할 필요가 있다. 이를 위해, 특허문헌 1에서는 사용자 입력을 바탕으로 라플라스 방정식을 풀어 치아 사이의 경계선을 계산하는 방법을 사용한다. 이 때, 사용자는 치아 하나당 두 번의 클릭을 통해 치아 위의 마크와 그 마크를 포함하는 큰 원을 생성한다.
이와 같이, 치아당 두 번의 사용자 클릭이 필요하기에, 28개의 상하악 치아를 모두 분할하는 경우 56회의 사용자 클릭이 필요하다. 이는 작업 시간이 증가하고 사용자 피로도가 높아지는 원인이 될 수 있다.
본 발명의 어떤 실시예는 사용자의 입력이 없거나 최소한의 사용자 입력으로 치아 영역을 분할할 수 있는 치아 분할 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 명령어를 저장하기 위한 메모리, 그리고 상기 명령어를 실행하는 프로세서를 포함하는 치아 분할 장치가 제공된다. 상기 명령어를 실행함으로써, 상기 프로세서는 메쉬 형태의 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 경계 박스를 검출하고, 각 치아의 상기 경계 박스로부터 경계 조건을 설정하고, 각 치아의 상기 경계 조건에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터에서 각 치아의 치아 영역을 분할할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 프로세서는 인공 신경망의 객체 검출 모델에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 상기 경계 박스를 검출할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 경계 박스의 중앙에 대응하는 상기 메쉬의 제1 정점과 상기 경계 박스의 복수의 꼭지점에 각각 대응하는 상기 메쉬의 복수의 제2 정점을 도출하고, 상기 복수의 제2 정점 각각으로부터 상기 제1 정점에 도달하는 복수의 최단 경로 중 소정 최단 경로의 길이를 찾고, 상기 메쉬에서 상기 제1 정점으로부터 상기 소정 최단 경로의 길이에 해당하는 복수의 제3 정점에 상기 경계 조건의 값을 부여할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 소정 최단 경로는 상기 복수의 최단 경로 중 가장 긴 최단 경로일 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 경계 조건의 값을 입력으로 사용하는 라플라스 방정식에 기초해서 상기 치아 영역을 분할할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 프로세서는 각 치아의 상기 치아 영역의 분할을 확인하기 위한 인터페이스를 제공하고, 상기 인터페이스를 통해 복수의 치아의 상기 치아 영역 중에서 수정이 필요한 치아 영역의 수정을 위한 조작을 수신할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 프로세서는 각 치아의 상기 치아 영역에 해당하는 색상을 부여하고, 수정이 필요한 치아 영역의 색칠을 통해서 상기 수정을 위한 조작을 수신할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 프로세서는 복수의 치아의 상기 치아 영역을 표시하고, 상기 복수의 치아 중 적어도 하나의 치아의 번호에 대한 지정을 사용자로부터 수신하고, 상기 적어도 하나의 치아의 번호에 기초해서 상기 복수의 치아 중 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 프로세서는 임상적으로 사용되는 번호 체계에 따라 상기 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 프로세서는 각 치아의 번호를 확인하기 위한 인터페이스를 제공하고, 상기 인터페이스를 통해 상기 복수의 치아 중에서 번호의 수정이 필요한 치아의 번호 수정을 위한 조작을 수신하고, 상기 번호 수정에 따라 상기 복수의 치아 중 일부 치아의 번호를 자동으로 수정할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 일부 치아는 임상적으로 사용되는 번호 체계에 따라 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 치아 분할 방법이 제공된다. 상기 치아 분할 방법은 메쉬 형태의 치아 스캔 데이터를 수신하는 단계, 상기 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 경계 박스를 검출하는 단계, 각 치아의 상기 경계 박스로부터 경계 조건을 설정하는 단계, 그리고 각 치아의 상기 경계 조건에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터에서 각 치아의 치아 영역을 분할하는 단계를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 경계 박스를 검출하는 단계는 인공 신경망의 기계 학습 모델에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 상기 경계 박스를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 경계 조건을 설정하는 단계는 상기 경계 박스의 중앙에 대응하는 상기 메쉬의 제1 정점과 상기 경계 박스의 복수의 꼭지점에 각각 대응하는 상기 메쉬의 복수의 제2 정점을 도출하는 단계, 상기 복수의 제2 정점 각각으로부터 상기 제1 정점에 도달하는 복수의 최단 경로 중 소정 최단 경로의 길이를 찾는 단계, 그리고 상기 메쉬에서 상기 제1 정점으로부터 상기 소정 최단 경로의 길이에 해당하는 복수의 제3 정점에 상기 경계 조건의 값을 부여하는 단계를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 치아 분할 방법은 각 치아의 상기 치아 영역의 분할을 확인하기 위한 인터페이스를 제공하는 단계, 그리고 상기 인터페이스를 통해 복수의 치아의 상기 치아 영역 중에서 수정이 필요한 치아 영역의 수정을 위한 조작을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 치아 분할 방법은 복수의 치아의 상기 치아 영역을 표시하는 단계, 상기 복수의 치아 중 적어도 하나의 치아의 번호에 대한 지정을 사용자로부터 수신하는 단계, 그리고 상기 적어도 하나의 치아의 번호에 기초해서 상기 복수의 치아 중 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는 단계는 임상적으로 사용되는 번호 체계에 따라 상기 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는 단계를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 치아 분할 방법은 각 치아의 번호를 확인하기 위한 인터페이스를 제공하는 단계, 상기 인터페이스를 통해 상기 복수의 치아 중에서 번호의 수정이 필요한 치아의 번호 수정을 위한 조작을 수신하는 단계, 그리고 상기 번호 수정에 따라 상기 복수의 치아 중 일부 치아의 번호를 자동으로 수정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치에 의해 실행되며, 기록 매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램이 제공된다. 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨팅 장치가 메쉬 형태의 치아 스캔 데이터를 수신하는 단계, 상기 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 경계 박스를 검출하는 단계, 각 치아의 상기 경계 박스로부터 경계 조건을 설정하는 단계, 그리고 각 치아의 상기 경계 조건에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터에서 각 치아의 치아 영역을 분할하는 단계를 실행하도록 할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨팅 장치가 복수의 치아의 상기 치아 영역을 표시하는 단계, 상기 복수의 치아 중 적어도 하나의 치아의 번호에 대한 지정을 사용자로부터 수신하는 단계, 그리고 상기 적어도 하나의 치아의 번호에 기초해서 상기 복수의 치아 중 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는 단계를 더 실행하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 장치의 한 예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법의 한 예를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 치아의 경계 박스의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 메쉬의 정점의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 분할된 치아 영역의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 수정이 필요한 치아 영역의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 치아 번호 지정 방법의 한 예를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 사용자가 지정하는 번호의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 자동으로 지정되는 번호의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 수정이 필요한 번호의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 수정된 번호의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법의 한 예를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 치아의 경계 박스의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 메쉬의 정점의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 분할된 치아 영역의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 수정이 필요한 치아 영역의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 치아 번호 지정 방법의 한 예를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 사용자가 지정하는 번호의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 자동으로 지정되는 번호의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 수정이 필요한 번호의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 수정된 번호의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
아래 설명에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.
도면을 참고하여 설명한 흐름도에서, 동작 순서는 변경될 수 있고, 여러 동작들이 병합되거나, 어느 동작이 분할될 수 있고, 특정 동작은 수행되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 장치의 한 예를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참고하면, 치아 분할 장치는 입력부(110), 치아 분할부(120) 및 출력부(140)를 포함한다.
입력부(110)는 치아 스캔 데이터를 입력 받는다. 어떤 실시예에서, 치아 스캔 데이터는 메쉬 형태의 치아 스캔 데이터를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 치아 스캔 데이터는 사람의 구강을 구강 스캐너로 스캔한 3차원 스캔 데이터로부터 획득될 수 있다. 치아 스캔 데이터는 치아를 포함하는 구강의 3차원 형상의 표면을 메쉬 형태로 나타낸 데이터를 포함할 수 있다.
치아 분할부(120)는 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 경계 박스를 검출하고, 각 치아의 경계 박스로부터 경계 조건을 설정하고, 각 치아의 경계 조건에 기초해서 치아 스캔 데이터에서 각 치아의 치아 영역을 분할한다.
어떤 실시예에서, 치아 분할 장치는 치아 번호 지정부(130)를 더 포함할 수 있다. 치아 번호 지정부(130)는 복수의 치아의 중 적어도 하나의 치아의 번호에 대한 지정을 사용자로부터 수신하고, 지정된 번호에 기초해서 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정할 수 있다.
출력부(140)는 최종적으로 분할된 개별 치아의 치아 영역(예를 들면, 메쉬)와 치아 번호를 출력한다. 어떤 실시예에서, 출력부(140)는 표시 장치를 포함하고, 치아 영역과 치아 번호를 표시 장치에 표시할 수 있다.
어떤 실시예에서, 치아 분할 장치는 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법의 한 예를 나타내는 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 치아의 경계 박스의 한 예를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 메쉬의 정점의 한 예를 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 분할된 치아 영역의 한 예를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 수정이 필요한 치아 영역의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 치아 분할 장치, 예를 들면 치아 분할 장치의 치아 분할부는 메시 형태의 치아 스캔 데이터로부터 치아의 경계 박스를 검출한다(S210). 어떤 실시예에서, 치아 분할부는 상악을 스캔한 메쉬 형태의 상악 스캔 데이터와 하악을 스캔한 메쉬 형태의 하악 스캔 데이터를 포함하는 치아 스캔 데이터를 입력 받을 수 있다. 어떤 실시예에서, 치아 분할부는 치아 메쉬의 렌더링 화면을 획득하고 2차원 이미지 상에서 치아의 경계 박스(bounding box)를 추출할 수 있다. 치아 분할부는 치아 스캔 데이터를 인공 신경망(artificial neural network)("신경망"이라고도 함)의 객체 검출 모델에 입력하여서 객체(즉, 치아)에 해당하는 경계 박스를 추출할 수 있다. 경계 박스는 검출된 객체(치아)의 2차원 상에서의 경계를 대략적으로 지시하는 박스일 수 있다. 어떤 실시예에서, 객체 검출 모델은 다양한 유형의 기계 학습 모델을 사용할 수 있으며, 예를 들면 YOLO, Detectron 등을 사용할 수 있다. 도 3에 도시한 것처럼, 치아 분할부는 객체 검출 모델을 통해 각 치아에 해당하는 경계 박스(310)을 추출할 수 있다. 어떤 실시예에서, 객체 검출 모델은 훈련 데이터 세트를 사용하여서 학습된 모델일 수 있다.
다음, 치아 분할부는 각 치아의 추출한 경계 박스로부터 해당 치아의 경계 조건을 설정한다(S220). 어떤 실시예에서, 경계 조건은 메쉬에서 라플라스 방정식을 풀기 위한 경계 조건으로, 메쉬 위의 선택된 점에 특정 값을 지정함으로써 설정될 수 있다. 어떤 실시예에서, 도 4에 도시한 것처럼, 치아 분할부는 경계 박스(410)의 중앙에 대응하는 메쉬의 정점(vertex)(VA)과 경계 박스(410)의 네 꼭지점에 대응하는 메쉬의 정점(VB, VC, VD, VE)를 도출할 수 있다. 치아 분할부는 중앙 정점(VA)에 소정 값(예를 들면, '1')을 부여할 수 있다. 치아 분할부는 정점(VB, VC, VD, VE)으로부터 정점(VA)까지 메쉬의 간선(edge)를 따라 도달하는 최단 경로의 길이를 각각 계산하고, 최단 경로 중 가장 긴 길이(n)를 찾을 수 있다. 치아 분할부는 중앙 정점(VA)으로부터 가장 긴 길이(n)에 해당하는 정점, 즉 n-ring 이웃(n-ring neighborhood)에 해당하는 복수의 정점에 경계 조건의 값(예를 들면, '0')을 부여할 수 있다. 이와 같이, 치아 분할부는 중앙 정점(VA)을 중심으로 하고 가장 긴 길이(n)을 반지름으로 가지는 원을 설정할 수 있다. 어떤 실시예에서, 치아 분할부는 경계 박스(410)의 중앙에서 메쉬로 레이 캐스팅(ray-casting)을 통해 3차원 상의 점을 얻고, 얻은 점과 가장 가까운 메쉬의 정점을 정점(VA)으로 지정할 수 있다. 또한 치아 분할부는 경계 박스의 네 꼭지점에서 메쉬로의 레이 캐스팅을 통해 3차원 상의 점을 얻고, 얻은 점들과 가장 가까운 메쉬의 정점을 각각 정점(VB, VC, VD, VE)으로 지정할 수 있다.
치아 분할부는 각 치아의 경계 조건의 값을 기초로 치아의 경계(즉, 치아와 치아 사이의 경계 및 치아와 잇몸 사이의 경계)를 설정하여 각 치아를 다른 치아 및 잇몸으로부터 분할한다(S230). 어떤 실시예에서, 치아 분할부는 각 치아에 대해서 경계 조건의 값을 입력으로 사용하는 라플라스(Laplacian) 방정식을 풀어서 도 5에 도시한 것처럼 해당 치아의 경계를 찾을 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시한 경계 박스(410)로부터 도 5에 도시한 경계(510)를 찾을 수 있다. 예를 들면, 치아 분할부는 중앙 정점(VA)에 부여된 '1'의 값과 n-ring 정점에 부여된 '0'의 값 및 정점을 잇는 간선에 지정한 계수에 기초해서 메쉬 곡면상의 라플라스 방정식을 세우고 라플라스 방정식의 해를 구할 수 있다. 그러면, n-ring 정점에 의해 형성되는 경계 안에 포함된 정점은 0과 1 사이의 실수값을 가질 수 있다. 치아 분할부는 0과 1 사이의 적당한 실수 값을 선택하여 메쉬 곡면상의 등치선을 계산함으로써 치아의 경계를 설정할 수 있다. 치아 분할부는 메쉬 정보에 기초해서 등치선 계산에 사용하는 실수 값을 자동으로 선택할 수 있다.
어떤 실시예에서, 치아 분할부는 치아의 경계에 포함되는 영역, 즉 개별 치아의 영역에 임의의 색상을 부여할 수 있다. 어떤 실시예에서, 인접한 치아에 부여된 색상은 서로 다를 수 있다.
어떤 실시예에서, 치아 분할부는 분할된 치아 영역을 확인하기 위한 인터페이스를 제공하고(S240), 경계가 잘못 설정되어서 수정이 필요한 치아 영역이 존재하는 경우에(S250), 치아 영역을 수정하기 위한 사용자의 조작을 인터페이스를 통해 수신할 수 있다(S260). 사용자는 인터페이스를 통해 각 치아의 치아 영역에 문제가 없는지 확인하고, 도 6에 도시한 것처럼 경계가 잘못 설정된 치아 영역(610)이 존재하는 경우, 치아 영역(610)의 경계를 수정하기 위한 조작을 입력할 수 있다. 어떤 실시예에서, 분할된 치아 영역을 확인하기 위한 인터페이스는 사용자가 직접 치아 영역을 수정할 수 있는 화면으로 제공될 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 사용자는 수정할 영역을 선택한 후에 색칠을 통해 해당 치아의 치아 영역에 포함될 메쉬의 면(face)을 선택할 수 있다. 예를 들면, 사용자의 색칠은 메쉬 컬러링(mesh-coloring) 기법으로 수행될 수 있다.
경계가 잘못 설정된 치아 영역이 존재하지 않는 경우(S250), 치아 분할부는 개별 치아의 메쉬를 생성할 수 있다(S270). 어떤 실시예에서, 경계가 잘못 설정된 치아 영역이 존재하지 않는 경우(S250), 치아 분할부는 경계가 잘못 설정된 치아 영역이 존재하지 않는다는 것을 확인하는 사용자의 조작을 입력 받을 수 있다.
이상에서 설명한 실시예에 따르면, 치아의 경계를 설정하기 위한 사용자의 입력을 필요로 하지 않으므로 사용자의 작업을 최소화할 수 있다. 또한, 사용자의 최소한의 입력으로 치아 영역을 분할할 수 있으므로, 작업 시간(즉, 컴퓨팅 시간)을 줄일 수 있다. 또한, 잘못 분할된 치아 영역을 수정할 수 있는 인터페이스를 제공함으로써, 치아 영역이 잘못 분할되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 분할 방법에서 치아 번호 지정 방법의 한 예를 나타내는 흐름도이며, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 사용자가 지정하는 번호의 한 예를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 자동으로 지정되는 번호의 한 예를 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 수정이 필요한 번호의 한 예를 나타내는 도면이며, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 치아 번호 지정 방법에서 수정된 번호의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 7을 참고하면, 치아 분할 장치, 예를 들면 치아 분할 장치의 치아 번호 지정부는 치아 분할부로부터 분할된 치아 영역, 예를 들면 치아 메쉬를 입력 받는다(S710). 치아 번호 지정부는 분할된 치아 영역을 표시하면서 치아 번호 지정을 위한 인터페이스를 사용자에게 제공하고, 사용자로부터 치아 번호 지정의 입력을 수신한다(S720). 어떤 실시예에서, 사용자는 복수의 치아 중에서 임의의 치아의 번호를 지정할 수 있다. 어떤 실시예에서, 도 8에 도시한 것처럼 사용자는 복수의 치아 중에서 하나의 치아(810)의 번호를 지정할 수 있다. 어떤 실시예에서, 사용자가 번호를 지정하는 치아(810)는 근심부(mesial) 치치아일 수 있다.
치아 번호 지정부는 사용자가 지정한 치아 번호에 기초해서 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정한다(S730). 어떤 실시예에서, 치아 번호 지정부는 도 9에 도시한 것처럼 원심(distal) 방향의 치아 번호를 오름차순 또는 내림차순으로 지정할 수 있다. 어떤 실시예에서, 치아 번호는 임상적으로 사용되는 번호 체계에 따라 지정될 수 있다. 임상적으로 사용되는 번호 체계는 예를 들면 FDI(federation dentaire internationale) 체계, 유니버설 넘버링 체계 (universal numbering system) 또는 팔머 표기법(Palmer notation method) 등일 수 있다.
도 8 및 도 9의 예에서는 사용자가 치아(810)의 번호를 21번으로 지정한 경우, 예를 들면 FDI 체계에 따라 치아(810)를 기준으로 시계 방향으로 치아에 각각 22, 23, 24, 25, 26, 27번이 지정될 수 있다. 또한, FDI 체계에 따라 치아(810)에서 반시계 방향으로 치아에 각각 11, 12, 13, 14, 15, 16번이 지정될 수 있다.
다음, 치아 번호 지정부는 치아 번호를 확인하기 위한 인터페이스를 제공하고(S740), 번호가 잘못 부여되어 번호의 수정이 필요한 치아가 존재하는 경우에(S750), 인터페이스를 통해 치아 번호를 수정하기 위한 사용자의 조작을 수신할 수 있다(S760). 치아 번호 지정부는 사용자의 조작에 기초해서 번호가 수정된 치아를 기초로 다시 원심 방향으로 치아의 번호를 자동으로 부여할 수 있다(S730). 사용자는 인터페이스를 통해 각 치아에 부여된 번호가 잘못되었는지 확인할 수 있다. 도 10에 도시한 것처럼, 번호가 잘못 부여된 치아(1010, 1020, 1030)가 존재하는 경우에, 사용자는 잘못 부여된 치아(1010, 1020, 1030) 중에서 첫 번째 치아(1010)의 번호를 수정하는 조작을 입력할 수 있다. 예를 들면, 치아(1010, 1020, 1030)에 각각 15, 16, 17번이 부여되어야 하는데, 14, 15, 16번이 부여된 경우, 사용자는 치아(1010)의 번호를 14번으로 수정하는 조작을 입력할 수 있다. 이에 따라, 도 11에 도시한 것처럼, 복수의 치아 중에서 번호 체계에 따라 수정이 필요한 치아(1020, 1030)가 선택되어, 이들 치아(1020, 1030)의 번호가 자동으로 수정될 수 있다. 즉, 반시계 방향으로 치아(1020, 1030)에 각각 15, 16번이 부여될 수 있다.
번호가 잘못 부여된 치아가 존재하지 않는 경우(S750), 치아 번호 지정부는 치아 번호 지정의 동작을 종료한다. 어떤 실시예에서, 번호가 잘못 부여된 치아가 존재하지 않는 경우(S750), 치아 번호 지정부는 번호가 잘못 부여된 치아가 존재하지 않는다는 것을 확인하는 사용자의 조작을 입력 받을 수 있다.
이상에서 설명한 실시예에 따르면, 사용자가 어떤 치아의 번호를 입력하면, 자동으로 나머지 치아 번호가 지정될 수 있다. 또한, 잘못 지정된 치아 번호를 수정할 수 있는 인터페이스를 제공함으로써, 치아 번호가 잘못 지정되는 것을 방지할 수 있다.
다음, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 치아 분할 장치 또는 치아 분할 방법을 구현할 수 있는 예시적인 컴퓨팅 장치에 대하여 도 12를 참고로 하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 12를 참고하면, 컴퓨팅 장치는 프로세서(1210), 메모리(1220), 저장 장치(1230), 통신 인터페이스(1240) 및 버스(1250)를 포함한다. 컴퓨팅 장치는 다른 범용적인 구성 요소를 더 포함할 수 있다.
프로세서(1210)는 컴퓨팅 장치의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(1210)는 CPU(central processing unit), MPU(microprocessor unit), MCU(micro controller unit), GPU(graphic processing unit) 등의 다양한 프로세싱 유닛 중 적어도 하나로 구현될 수 있으며, 병렬 프로세싱 유닛으로 구현될 수도 있다. 또한, 프로세서(1210)는 위에서 설명한 치아 분할 방법을 실행하기 위한 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다.
메모리(1220)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(1220)는 위에서 설명한 치아 분할 방법을 실행하기 위하여 저장 장치(1230)로부터 컴퓨터 프로그램을 로드할 수 있다. 저장 장치(1230)는 프로그램을 비임시적으로 저장할 수 있다. 저장 장치(1230)는 비휘발성 메모리로 구현될 수 있다.
통신 인터페이스(1240)는 컴퓨팅 장치의 유무선 인터넷 통신을 지원한다. 또한, 통신 인터페이스(1240)는 인터넷 통신 외의 다양한 통신 방식을 지원할 수도 있다.
버스(1250)는 컴퓨팅 장치의 구성 요소간 통신 기능을 제공한다. 버스(1250)는 주소 버스(address bus), 데이터 버스(data bus) 및 제어 버스(control bus) 등 다양한 형태의 버스로 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램은 메모리(1220)에 로드될 때 프로세서(1210)로 하여금 치아 분할 방법을 수행하도록 하는 명령어(instructions)를 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(1210)는 명령어를 실행함으로써, 치아 분할 방법을 수행할 수 있다.
어떤 실시예에서, 컴퓨터 프로그램은, 메쉬 형태의 치아 스캔 데이터를 수신하고, 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 경계 박스를 검출하고, 각 치아의 경계 박스로부터 경계 조건을 설정하고, 각 치아의 경계 조건에 기초해서 치아 스캔 데이터에서 각 치아의 치아 영역을 분할하는 명령어를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 컴퓨터 프로그램은, 복수의 치아의 치아 영역을 표시하고, 복수의 치아 중 적어도 하나의 치아의 번호에 대한 지정을 사용자로부터 수신하고, 적어도 하나의 치아의 번호에 기초해서 복수의 치아 중 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는 명령어를 더 포함할 수 있다.
위에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 치아 분할 방법은 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체 상에 컴퓨터가 읽을 수 있는 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 한 실시예에서, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는 이동형 기록 매체이거나 고정식 기록 매체일 수 있다. 다른 실시예에서, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 다른 컴퓨팅 장치에 전송되어 다른 컴퓨팅 장치에 설치되어 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (20)
- 적어도 하나의 명령어를 저장하기 위한 메모리, 그리고
상기 명령어를 실행하는 프로세서를 포함하며,
상기 명령어를 실행함으로써, 상기 프로세서는
메쉬 형태의 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 경계 박스를 검출하고,
각 치아의 상기 경계 박스로부터 경계 조건을 설정하고,
각 치아의 상기 경계 조건에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터에서 각 치아의 치아 영역을 분할하며,
상기 프로세서는,
상기 경계 박스의 중앙에 대응하는 상기 메쉬의 제1 정점과 상기 경계 박스의 복수의 꼭지점에 각각 대응하는 상기 메쉬의 복수의 제2 정점을 도출하고,
상기 복수의 제2 정점 각각으로부터 상기 메쉬의 간선을 따라 상기 제1 정점에 도달하는 복수의 최단 경로 중 소정 최단 경로의 길이를 찾고,
상기 메쉬에서 상기 제1 정점으로부터 상기 소정 최단 경로의 길이에 해당하는 복수의 제3 정점에 상기 경계 조건의 값을 부여하는
치아 분할 장치. - 제1항에서,
상기 프로세서는 인공 신경망의 객체 검출 모델에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 상기 경계 박스를 검출하는, 치아 분할 장치. - 삭제
- 제1항에서,
상기 소정 최단 경로는 상기 복수의 최단 경로 중 가장 긴 최단 경로인, 치아 분할 장치. - 제1항에서,
상기 프로세서는 상기 경계 조건의 값을 입력으로 사용하는 라플라스 방정식에 기초해서 상기 치아 영역을 분할하는, 치아 분할 장치. - 제1항에서,
상기 프로세서는
각 치아의 상기 치아 영역의 분할을 확인하기 위한 인터페이스를 제공하고,
상기 인터페이스를 통해 복수의 치아의 상기 치아 영역 중에서 수정이 필요한 치아 영역의 수정을 위한 조작을 수신하는
치아 분할 장치. - 제6항에서,
상기 프로세서는
각 치아의 상기 치아 영역에 해당하는 색상을 부여하고,
수정이 필요한 치아 영역의 색칠을 통해서 상기 수정을 위한 조작을 수신하는
치아 분할 장치. - 제1항에서,
상기 프로세서는
복수의 치아의 상기 치아 영역을 표시하고,
상기 복수의 치아 중 적어도 하나의 치아의 번호에 대한 지정을 사용자로부터 수신하고,
상기 적어도 하나의 치아의 번호에 기초해서 상기 복수의 치아 중 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는
치아 분할 장치. - 제8항에서,
상기 프로세서는 임상적으로 사용되는 번호 체계에 따라 상기 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는, 치아 분할 장치. - 제8항에서,
상기 프로세서는
각 치아의 번호를 확인하기 위한 인터페이스를 제공하고,
상기 인터페이스를 통해 상기 복수의 치아 중에서 번호의 수정이 필요한 치아의 번호 수정을 위한 조작을 수신하고,
상기 번호 수정에 따라 상기 복수의 치아 중 일부 치아의 번호를 자동으로 수정하는
치아 분할 장치. - 제10항에서,
상기 일부 치아는 임상적으로 사용되는 번호 체계에 따라 선택되는, 치아 분할 장치. - 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 치아 분할 방법으로서,
메쉬 형태의 치아 스캔 데이터를 수신하는 단계,
상기 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 경계 박스를 검출하는 단계,
각 치아의 상기 경계 박스로부터 경계 조건을 설정하는 단계, 그리고
각 치아의 상기 경계 조건에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터에서 각 치아의 치아 영역을 분할하는 단계를 포함하며,
상기 경계 조건을 설정하는 단계는
상기 경계 박스의 중앙에 대응하는 상기 메쉬의 제1 정점과 상기 경계 박스의 복수의 꼭지점에 각각 대응하는 상기 메쉬의 복수의 제2 정점을 도출하는 단계,
상기 복수의 제2 정점 각각으로부터 상기 메쉬의 간선을 따라 상기 제1 정점에 도달하는 복수의 최단 경로 중 소정 최단 경로의 길이를 찾는 단계, 그리고
상기 메쉬에서 상기 제1 정점으로부터 상기 소정 최단 경로의 길이에 해당하는 복수의 제3 정점에 상기 경계 조건의 값을 부여하는 단계
를 포함하는 치아 분할 방법. - 제12항에서,
상기 경계 박스를 검출하는 단계는 인공 신경망의 기계 학습 모델에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 상기 경계 박스를 검출하는 단계를 포함하는, 치아 분할 방법. - 삭제
- 제12항에서,
각 치아의 상기 치아 영역의 분할을 확인하기 위한 인터페이스를 제공하는 단계, 그리고
상기 인터페이스를 통해 복수의 치아의 상기 치아 영역 중에서 수정이 필요한 치아 영역의 수정을 위한 조작을 수신하는 단계
를 더 포함하는 치아 분할 방법. - 제12항에서,
복수의 치아의 상기 치아 영역을 표시하는 단계,
상기 복수의 치아 중 적어도 하나의 치아의 번호에 대한 지정을 사용자로부터 수신하는 단계, 그리고
상기 적어도 하나의 치아의 번호에 기초해서 상기 복수의 치아 중 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는 단계
를 더 포함하는 치아 분할 방법. - 제16항에서,
상기 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는 단계는 임상적으로 사용되는 번호 체계에 따라 상기 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는 단계를 포함하는, 치아 분할 방법. - 제16항에서,
각 치아의 번호를 확인하기 위한 인터페이스를 제공하는 단계,
상기 인터페이스를 통해 상기 복수의 치아 중에서 번호의 수정이 필요한 치아의 번호 수정을 위한 조작을 수신하는 단계, 그리고
상기 번호 수정에 따라 상기 복수의 치아 중 일부 치아의 번호를 자동으로 수정하는 단계
를 더 포함하는 치아 분할 방법. - 컴퓨팅 장치에 의해 실행되며, 기록 매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨팅 장치가,
메쉬 형태의 치아 스캔 데이터를 수신하는 단계,
상기 치아 스캔 데이터로부터 각 치아의 경계 박스를 검출하는 단계,
각 치아의 상기 경계 박스로부터 경계 조건을 설정하는 단계, 그리고
각 치아의 상기 경계 조건에 기초해서 상기 치아 스캔 데이터에서 각 치아의 치아 영역을 분할하는 단계를 실행하도록 하며,
상기 경계 조건을 설정하는 단계는
상기 경계 박스의 중앙에 대응하는 상기 메쉬의 제1 정점과 상기 경계 박스의 복수의 꼭지점에 각각 대응하는 상기 메쉬의 복수의 제2 정점을 도출하는 단계,
상기 복수의 제2 정점 각각으로부터 상기 메쉬의 간선을 따라 상기 제1 정점에 도달하는 복수의 최단 경로 중 소정 최단 경로의 길이를 찾는 단계, 그리고
상기 메쉬에서 상기 제1 정점으로부터 상기 소정 최단 경로의 길이에 해당하는 복수의 제3 정점에 상기 경계 조건의 값을 부여하는 단계를 포함하는
컴퓨터 프로그램. - 제19항에서,
상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨팅 장치가,
복수의 치아의 상기 치아 영역을 표시하는 단계,
상기 복수의 치아 중 적어도 하나의 치아의 번호에 대한 지정을 사용자로부터 수신하는 단계, 그리고
상기 적어도 하나의 치아의 번호에 기초해서 상기 복수의 치아 중 나머지 치아의 번호를 자동으로 지정하는 단계
를 더 실행하도록 하는 컴퓨터 프로그램.
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| Title |
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| Tae Jun Jang, "A Fully Automated Method for 3D Individual Tooth Identification and Segmentation in Dental CBCT", IEEE transactions on pattern analysis and machine intelligence 44.10 (2021.06.02.)* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220170218A (ko) | 2022-12-29 |
| US20220405938A1 (en) | 2022-12-22 |
| EP4120191A2 (en) | 2023-01-18 |
| EP4120191A3 (en) | 2023-04-05 |
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