KR20130044932A - An image matching method for orthodontics and production method for orthodontics device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작정보 제공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대상 환자의 치아교정 치료 또는 이를 동반한 수술을 수행함에 있어, 대상 환자의 두개안면부와의 관계를 고려하여 정확한 치아교정이 이루어질 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a method for generating image matching information for digital orthodontic treatment and a method for providing manufacturing information of a device for orthodontic treatment using the same, and more particularly, in performing orthodontic treatment of a target patient or surgery accompanied by the same. Considering the relationship with the patient's craniofacial part, accurate orthodontic treatment was made.
이를 위하여, 본 발명은 컴퓨터 단층촬영(CT) 영상에서 발생되는 위상(노이즈)을 제거하고, 치아부분의 3차원 스캔데이터를 이용하여 상악과 하악의 치아부분에 대한 정확성을 향상시키며, 이러한 영상정보를 이용하여 교합정보를 반영하는 정확한 치아교정 모의치료의 수행 및 치아교정장치 제작이 이루어질 수 있도록 한 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작방법에 관한 것이다.
To this end, the present invention eliminates the phase (noise) generated in the computed tomography (CT) image, and improves the accuracy of the upper and lower teeth by using the three-dimensional scan data of the teeth, such image information The present invention relates to a method of generating image matching information for digital dental correction and to orthodontic simulation and reflecting the occlusal information, and to fabricating a dental correction apparatus.
일반적으로, 치열이 바르지 않고 상하의 치아 교합이 비정상적인 상태를 부정교합이라고 하며, 이와 같은 부정교합은 저작, 발음상의 문제와 같은 기능적인 문제점과 더불어 얼굴에 대한 미적인 문제점을 발생시킬 뿐만 아니라 충치와 잇몸질환과 같은 건강상의 문제점도 발생시킬 수 있다.In general, abnormal teeth and upper and lower teeth occlusion are called malocclusion. Such malocclusion not only causes functional problems such as chewing and pronunciation problems, but also causes aesthetic problems for the face, and tooth decay and gum disease. Health problems such as this can also occur.
따라서, 이러한 부정교합을 정상교합으로 만들기 위해서는 치아교정 치료가 시행되어야 한다.Therefore, orthodontic treatment should be performed to make such malocclusion normal.
치아교정 치료를 위한 진단, 치료 계획 수립 및 장치제작 등을 위해서는 정확한 치아 영상획득이 필요하다. 얼굴뼈와 치아를 가장 정확하게 반영할 수 있는 것은 일반적으로 CT 영상이다. 이때, 치아에 교정장치 또는 보철물 등이 존재하는 경우에는 치아부위의 CT 영상에 잔상이나 허상과 같은 위상(노이즈)이 포함되며, 이러한 위상으로 인해 치아의 형상은 왜곡되기 쉽다.Accurate dental image acquisition is required for diagnosis, orthodontic treatment, and device fabrication for orthodontic treatment. The most accurate reflection of facial bones and teeth is usually CT. In this case, when a corrective device or a prosthesis is present on the tooth, the CT image of the tooth part includes a phase (noise) such as an afterimage or a virtual image, and the shape of the tooth is easily distorted due to the phase.
이를 해결하기 위한 방법 중 하나로는, CT 영상에서 치아부분의 오류를 보정함과 동시에, 치아의 석고 모형을 3차원 스캐닝하여 CT 영상의 치아부위에 중첩 또는 치환해야 한다. 이때, 왜곡된 CT 영상에 3차원 스캔영상을 정확하게 위치시키기 위해서는 CT 영상의 단순이 아니라 실제 해부학적 정보에 맞는 수정을 시행하고 이와 함께, CT 영상의 오차가 적은 부분의 정보를 이용해 스캔영상과 CT 영상을 합치는 방법이 요구되고 있다.One of the methods to solve this problem is to correct the error of the tooth part in the CT image, and to overlap or replace the tooth part of the CT image by three-dimensional scanning the plaster model of the tooth. In this case, in order to accurately position the 3D scan image on the distorted CT image, the CT image is modified instead of the simple CT image, which is adapted to the actual anatomical information. There is a need for a method of combining images.
이때, 차이의 왜곡된 영상정보 부분은 제외하고 CT 영상 중 정상부분은 보존하면서 수술을 위한 계획 및 수술을 가상한 모의수술이 정확한 재현을 위해 수행되는 것이 요구되며, 일르 치료시에 구현되도록 하는 치아교정용 장치의 제작이 요구된다.In this case, except for the distorted image information part of the difference, the normal part of the CT image is preserved, and a plan for surgery and a simulated surgery simulating the surgery are required to be performed for accurate reproduction. Fabrication of a device for calibration is required.
한편, 일반적으로 의료용 소프트웨어에서 이용하는 전체 체적 중심의 중첩 방법은 대상 환자의 치아에 설치된 교정장치 등의 장치들과 치은 등이 포함된 인상물을 사용하기 때문에 오차가 발생될 가능성이 높다.On the other hand, in general, a method of superimposing the entire volumetric center used in medical software is likely to cause an error because devices such as a calibration device installed in the subject's teeth and an impression containing gingiva are used.
또한, CAD/CAM 소프트웨어에서 이용되는 스캔데이터 중첩 방법은 왜곡된 CT 영상을 단순 수정할 수 있을 뿐 의료용 프로그램에서와 같이 CT의 단면영상 등을 보면서 왜곡된 영상을 수정하기가 어려운 문제점이 있다.
In addition, the scan data superimposition method used in the CAD / CAM software can not only correct the distorted CT image but also has difficulty in correcting the distorted image while viewing a cross-sectional image of the CT as in a medical program.
상기와 같은 문제점을 해결하고 상기와 같은 요구를 만족시키기 위해서, 본 발명은 CT 영상에 잔상이나 허상과 같은 위상을 제거하고, 치아교정을 위해 치아의 정확한 형상을 재현할 수 있는 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작방법을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems and satisfy the above requirements, the present invention removes a phase such as an afterimage or a virtual image on a CT image, and for digital orthodontics to reproduce the exact shape of the tooth for orthodontics An object of the present invention is to provide a method of generating image matching information and a method of manufacturing a device for orthodontic treatment 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 융합하여 디지털 소프트웨어의 정보(영상 정보)로 만들 수 있는 치아교정을 위한 디지털 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작방법을 제공하는데 목적이 있다.To this end, the present invention utilizes the functions of medical software (program) and the specialized functions of CAD / CAM software (design application program). It is an object of the present invention to provide a method for generating digital image matching information for orthodontic treatment, which can be made with information (image information) of software, and a method for manufacturing an orthodontic appliance using the same.
또한, 본 발명은 CT 영상과 치아의 석고모형(교합인상재)을 3차원 스캐닝한 스캔데이터를 이용하여 안면골과 치아가 정확히 교정될 수 있는 디지털 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, the present invention is a digital image matching information generation method that can accurately correct the facial bones and teeth using the CT image and the scan data of the three-dimensional scanning gypsum model (occlusal impression material) of the teeth and the fabrication of a device for orthodontics using the same The purpose is to provide a method.
특히, 본 발명에 의해 제공되는 치아교정용 영상 매칭정보를 이용하여 치아교정 모의치료를 수행할 수 있도록 함으로써, 효율적인 치료 계획의 수립은 물론, 이를 이용한 치아교정용 장치를 제작할 수 있도록 하는 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작방법을 제공하는데 목적이 있다.In particular, by allowing orthodontic simulations to be performed using the orthodontic image matching information provided by the present invention, the establishment of an effective treatment plan, as well as digital orthodontics to be able to manufacture a device for orthodontics using the same An object of the present invention is to provide a method for generating image matching information and a method for manufacturing a device for orthodontic treatment using the same.
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 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법은, a) 대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상을 변환하여 이미지파일을 생성하고, 대상 환자의 치아부위에 대한 3차원 스캔데이터를 획득하는 단계; 및 b) 설정된 교합면에 기초하여 상기 스캔데이터와 이미지파일의 좌표계를 일치시킨 후, 이미지파일의 치아부분을 스캔데이터의 치아부분으로 변경하여 제1 융합이미지를 생성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the image matching information generation method for digital dental correction according to the present invention, a) converting the CT image of the facial bone of the target patient to generate an image file, the teeth of the target patient Obtaining 3D scan data for the; And b) matching the scan system with the coordinate system of the image file based on the set occlusal surface, and changing the tooth portion of the image file to the tooth portion of the scan data to generate a first fusion image.
일 실시예에서, 상기 단계 a)는, a-1) CT 영상에서 치아부위의 노이즈를 제거하는 단계; a-2) 상기 노이즈가 제거된 CT 영상에 기초하여 해당 치아교정 모의치료에 대응하도록 해부학적 형태로 분할하여 이미지파일을 생성하는 단계; a-3) 대상 환자의 치아부위에 대한 교합인상재로부터 얻어진 치아모형을 3차원 스캐닝하여 3차원 스캔데이터를 획득하는 단계; 및 a-4) 상기 획득된 스캔데이터를 분석하고 보정하는 단계를 포함하고, 상기 단계 b)는, b-1) 상기 CT 영상의 이미지파일을 호출하는 단계; b-2) 상기 호출된 이미지파일에 기초하여 대상 환자의 치아 교합면에 대한 중요부위를 설정하는 단계; b-3) 상기 설정된 교합면의 중요부위를 기준으로 상기 스캔데이터와 이미지파일의 영상좌표계를 매칭시키고, 상기 호출된 이미지파일상에 보정된 스캔데이터를 오버래핑하는 단계; 및 b-4) 상기 이미지파일의 치아영상을 제거하고, 상기 스캔데이터의 치아영상과 결합하여 제1 융합이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step a), a-1) removing the noise of the teeth in the CT image; a-2) generating an image file by dividing the image into anatomical shapes so as to correspond to the orthodontic simulation based on the CT image from which the noise is removed; a-3) obtaining three-dimensional scan data by three-dimensional scanning the dental model obtained from the occlusal impression material on the teeth of the target patient; And a-4) analyzing and correcting the acquired scan data, wherein step b) comprises: b-1) calling an image file of the CT image; b-2) setting an important part of the occlusal surface of the target patient based on the called image file; b-3) matching the scan coordinate with the image coordinate system of the image file based on the important portion of the occlusal surface, and overlapping the corrected scan data on the called image file; And b-4) removing the dental image of the image file and generating a first fusion image by combining with the dental image of the scan data.
또한, 본 발명에 따른 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법을 이용한 치아교정용 장치의 제작방법은, 제1항 또는 제2항의 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법에 의해 제1 융합이미지를 생성하는 단계; 및 c) 상기 제1 융합이미지의 각 치아들을 개별적으로 분리하여 3차원 객체이미지를 생성하고, 대상 환자에 대한 치아교정 모의치료를 수행하여 치료 후 치아부분에 대한 제2 융합이미지를 생성하며, 대상 환자의 치아교정 치료별 모형정보를 생성하는 단계를 포함한다.In addition, the manufacturing method of the orthodontic device using the image matching information generation method for orthodontic treatment according to the present invention, generating a first fusion image by the method of generating the image matching information for orthodontic treatment of claim 1 Making; And c) separately generating each tooth of the first fusion image to generate a 3D object image, and performing orthodontic simulation for the target patient to generate a second fusion image of the tooth portion after the treatment. Generating model information for orthodontic treatment of the patient.
예를 들어, 상기 단계 c)는, c-1) 대상 환자의 치아별 3차원 객체이미지를 생성하는 단계; c-2) 대상 환자의 안면골 이미지에 기초하여 대상 환자의 치아교정 모의치료에 따라 상기 생성된 치아별 객체이미지의 위치를 이동시키는 단계; c-3) 대상 환자의 치아교정 모의치료가 완료되면, 분리된 치아별 객체이미지를 결합하여 제2 융합이미지를 생성하는 단계; 및 c-4) 대상 환자에 대한 치아교정 모의치료별로 상기 단계를 반복하고, 모의치료별로 생성된 제2 융합이미지에 기초하여 대상 환자의 치아교정 치료별 모형정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.For example, step c) may include: c-1) generating a three-dimensional object image for each tooth of the target patient; c-2) moving the position of the generated object image according to the orthodontic simulation of the target patient based on the facial bone image of the target patient; c-3) when the orthodontic simulation of the target patient is completed, generating a second fusion image by combining the separated object images for each tooth; And c-4) repeating the above steps for each orthodontic simulation treatment for the target patient, and providing model information for each orthodontic treatment of the target patient based on the second fusion image generated for each simulation. .
일 실시예에서, 상기 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법을 이용한 치아교정용 장치의 제작방법은, d) 해당 의사의 제어 하에 상기 생성된 치아교정 치료별 모형정보 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 치아교정 모형정보에 기초하여 치아교정 치료용 장치의 제작정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the manufacturing method of the orthodontic device using the image matching information generation method for orthodontic treatment, d) selecting at least one of the generated orthodontic treatment model information under the control of the corresponding doctor, and selected The method may further include generating manufacturing information of the device for orthodontic treatment based on the orthodontic model information.
예를 들어, 상기 단계 d)는, d-1) 대상 환자의 치아교정 치료별 모형정보를 분석하고, 해당 의사의 제어 하에 선택된 모의치료에 의하여 생성된 치아교정 모형정보를 선택하는 단계; d-2) 해당 의사의 제어 하에 입력된 상기 선택된 모형의 특성정보에 기초하여 해당 치아교정용 모형의 가공방법을 선택하는 단계; 및 d-3) 상기 선택된 가공방법에 의해 제작될 치아교정용 모형에 기초하여 대상 환자에 대한 치아교정용 장치의 제작정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
For example, step d), d-1) analyzing the model information for each orthodontic treatment of the target patient, and selecting the orthodontic model information generated by the simulation selected under the control of the doctor; d-2) selecting a machining method of the orthodontic model based on the characteristic information of the selected model input under the control of the doctor; And d-3) generating the manufacturing information of the orthodontic device for the target patient based on the orthodontic model to be produced by the selected processing method.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 CT 영상 및 스캔데이터를 연동하여 분석 및 처리하고, 해부학적인 부분을 구분하여 영상을 매칭시킴으로써, 대상 환자의 치아에 대한 정확한 형태 및 교합정보를 제공할 수 있는 장점이 있다.By means of the above solution, the present invention can provide an accurate shape and occlusal information about the teeth of the target patient by analyzing and processing the CT image and the scan data in conjunction with each other, by matching the image by distinguishing anatomical parts There is an advantage.
특히, 본 발명은 의료용 소프트웨어(프로그램)의 기능과 CAD/CAM 소프트웨어(설계 응용 프로그램)의 고유 기능의 장점을 하나로 융합하여 치아교정에 대한 정확하고 효율적인 진단과 모의치료를 수행할 수 있는 효과가 있다.In particular, the present invention is effective in performing accurate and efficient diagnosis and simulation of orthodontics by fusing the advantages of the functions of medical software (program) and the unique functions of CAD / CAM software (design application) into one. .
따라서, 실제 치아교정 치료 또는 수술에 대한 효율적인 계획을 수립할 수 있는 장점이 있다.Therefore, there is an advantage to establish an effective plan for the actual orthodontic treatment or surgery.
또한, 본 발명은 제공되는 치료 계획 및 교합정보를 기초로, 치아교정 치료 또는 수술에 사용되는 치아교정용 장치에 대한 제작의 용이성과 정확성 및 정밀성을 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of providing the ease, accuracy and precision of manufacturing for orthodontic devices used in orthodontic treatment or surgery based on the provided treatment plan and occlusal information.
따라서, 치아교정 치료 및 수술 분야에서 해당 치료에 대한 환자의 신뢰성 및 안전성을 향상시키는 효과가 있다.
Therefore, there is an effect of improving the reliability and safety of the patient for the treatment in the orthodontic treatment and surgery field.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 2는 도 1의 단계 'S100'에 대한 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 3은 도 1의 단계 'S200'에 대한 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 4는 도 1의 단계 'S300'에 대한 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 5는 도 1의 단계 'S400'에 대한 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for generating image matching information for digital tooth correction and a method for manufacturing a device for orthodontic treatment using the same according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a specific embodiment of step 'S100' of FIG.
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.
본 발명에 따른 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작방법에 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 digital tooth correction and a method for manufacturing a device for orthodontic treatment using the same according to the present invention can be variously applied, and will be described below with reference to the accompanying drawings. Let's do it.
이하에서, 본 발명을 설명함에 있어, 의료용 프로그램은 CT(Computed Tomography, 컴퓨터 단층 촬영) 영상을 분석 및 처리하여 모의수술 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 따른 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for generating image matching information for digital tooth correction and a method for manufacturing a device for orthodontic treatment using the same according to the present invention.
도 1을 참조하면, 의료용 소프트웨어는 대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상을 변환하여 이미지파일을 생성하고, 대상 환자의 치아부위에 대한 3차원 스캔데이터를 획득한다(단계 S100). 일 실시예에서, 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 generates an image file by converting a CT image of a facial bone of a target patient, and acquires 3D scan data of a tooth part of the target patient (step S100). In an embodiment, the generation of the image file from which the dental image is removed and the scanning data acquisition of the dental image may be performed by dividing the upper and lower jaw of the target patient, respectively. 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 이미지파일 및 스캔데이터를 호출하고, 설정된 교합면에 기초하여 스캔데이터와 이미지파일의 좌표계를 일치시킨 후, 이미지파일의 치아부분을 스캔데이터의 치아부분으로 변경하여 제1 융합이미지를 생성한다(단계 S200). 일 실시예에서, 교합면은 대상 환자의 구강내 상태에 의해 의사의 제어 하에 결정될 수 있다. 예를 들어, 교합면은 왜곡 등의 변형이 최소화되는 부분을 해당 영역으로 설정할 수 있다.The CAD / CAM program calls the image file and the scan data, matches the coordinate system of the scan data and the image file based on the set occlusal surface, and then changes the tooth part of the image file to the tooth part of the scan data to make the first fusion image. To generate (step S200). In one embodiment, the occlusal surface can be determined under the control of a physician by the oral condition of the subject patient. For example, the occlusal surface may set a portion where deformation such as distortion is minimized as a corresponding region.
CAD/CAM 프로그램은 제1 융합이미지의 각 치아들을 개별적으로 분리하여 3차원 객체이미지를 생성하고, 대상 환자에 대한 치아교정 모의치료를 수행하여 치료 후 치아부분에 대한 제2 융합이미지를 생성하며, 대상 환자의 치아교정 치료별 모형정보를 생성할 수 있다(단계 S300). 일 실시예에서, 대상 환자의 치아교정 모의치료는 의사의 제어 하에 다양한 치료방법을 적용하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 치아교정을 의한 서로 다른 치료방법이 적용될 수 있다. 다른 예로, 치아교정을 위한 1차 모의치료 이후에, 대상 환자의 상악과 하악이 교합된 상태에서 안면골의 비대칭, 심미적 및 기능적인 기준에 미흡할 경우, 이를 개선하기 위한 2차 모의치료가 추가로 진행될 수 있다.The CAD / CAM program separates each tooth of the first fusion image individually to generate a 3D object image, performs orthodontic simulation for the target patient, and generates a second fusion image of the tooth part after the treatment. Orthodontic treatment model information of the target patient can be generated (step S300). In one embodiment, orthodontic simulation of a subject patient may be achieved by applying various treatment methods under the control of a doctor. For example, different treatments by orthodontics may be applied. In another example, after primary simulation for orthodontics, if the upper and lower jaws of the subject patient are in contact with the asymmetry, aesthetic and functional criteria of the facial bone, additional secondary simulation is needed to improve this. Can proceed.
CAD/CAM 프로그램은 해당 의사의 제어 하에 생성된 치아교정 치료별 모형정보 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 치아교정 모형정보에 기초하여 치아교정 치료용 장치의 제작정보를 생성할 수 있다(단계 S400). 일 실시예에서, 치아교정 치료별 모형정보 중 적어도 하나의 선택은, 의사의 제어 하에 대상 환자의 상악과 하악이 교합된 상태에서 안면골의 비대칭, 심미적 및 기능적인 기준에 가장 바람직한 모의치료 결과에 해당하는 모형정보를 선택하여 이루어질 수 있다.The CAD / CAM program may select at least one of model information for each orthodontic treatment generated under the control of the corresponding doctor, and generate manufacturing information of the device for orthodontic treatment based on the selected orthodontic model information (step S400). . In one embodiment, the selection of at least one of model information for each orthodontic treatment corresponds to a simulation result most desirable for the asymmetry, aesthetic and functional criteria of the facial bone in the state of maxillary and mandibular occlusion of the target patient under the control of the physician. This can be done by selecting model information.
도 2는 도 1의 단계 'S100'에 대한 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a specific embodiment of step 'S100' of FIG.
도 2를 참조하면, 의료용 프로그램은 대상 환자의 안면골을 촬영한 CT 영상에서 치아부위의 노이즈를 제거할 수 있다(단계 S110). 예를 들어, 노이즈는 해당 치아부분의 잔상이나 허상을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the medical program may remove noise of a tooth portion from a CT image of a facial bone of a target patient (step S110). For example, the noise may include an afterimage or a virtual image of a corresponding tooth part.
노이즈가 제거된 CT 영상에 기초하여 해당 치아교정 모의치료에 대응하도록 해부학적 형태로 분할하여 이미지파일을 생성할 수 있다(단계 S120). 일 실시예에서, 해부학적 구분은 CT 영상의 관상면(Frontal plane, 인체를 전후로 나눈 가상의 면), 시상면(Sagittal plane, 인체를 좌우로 나눈 가상의 면) 및 수평면(Transverse plane, 인체를 상하로 나눈 가상의 면) 중 적어도 하나의 면을 기초로 재현될 수 있다. 또한, 생성되는 이미지파일은 STL 파일을 포함할 수 있다.The image file may be generated by dividing the image into anatomical shapes to correspond to the orthodontic simulation based on the CT image from which the noise is removed (step S120). 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 (imaginary 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 generated image file may include an STL file.
CAD/CAM 프로그램은 대상 환자의 치아부위에 대한 교합인상재로부터 얻어진 치아모형을 3차원 스캐닝하여 획득하고(단계 S130), 획득된 3차원 스캔데이터를 분석하고 보정한다(단계 S140). 일 실시예에서, 보정은 CT 영상에서 발생된 오차를 제거하기 위하여 실제 해당 환자의 구강내 상태와 동일하다고 판단되는 부분에 매칭되도록 수행될 수 있다.The CAD / CAM program is obtained by three-dimensional scanning the dental model obtained from the occlusal impression material on the teeth of the target patient (step S130), and analyzes and corrects the obtained three-dimensional scan data (step S140). In one embodiment, the correction may be performed to match the part determined to be the same as the oral state of the patient actually to remove the error generated in the CT image.
도 3은 도 1의 단계 'S200'에 대한 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 CT 영상의 이미지파일을 호출할 수 있고(단계 S210), 호출된 이미지파일에 기초하여 대상 환자의 치아 교합면에 대한 중요부위를 설정할 수 있다(단계 S220). 예를 들어, 치아 교합면에 대한 중요부위는 영상변형이 적은 부위의 치아 교합면 영역을 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 하악의 치아 스캔데이터는 상악의 치아 스캔데이터를 기준으로 이동될 수 있다.Referring to FIG. 3, the CAD / CAM program may call an image file of a CT image (step S210), and set an important portion of a tooth occlusal surface of a target patient based on the called image file (step S220). ). For example, the important part of the tooth occlusal surface may set the tooth occlusal surface area of the region having less image deformation. In one embodiment, the mandibular tooth scan data may be moved based on the maxillary tooth scan data.
CAD/CAM 프로그램은 설정된 교합면의 중요부위를 기준으로 스캔데이터와 이미지파일의 영상좌표계를 매칭시키고, 호출된 이미지파일상에 보정된 스캔데이터를 오버래핑할 수 있다(단계 S230). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 하악의 치아 스캔데이터가 새로운 기준으로 설정되면, 의료용 소프트웨어로부터 하악의 이미지파일을 다시 호출하여 이동시킬 수 있다.The CAD / CAM program may match the scan data and the image coordinate system of the image file based on the important portion of the occlusal surface, and may overlap the corrected scan data on the called image file (step S230). 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.
CAD/CAM 프로그램은 이미지파일의 치아영상을 제거하고, 스캔데이터의 치아영상과 결합하여 제1 융합이미지를 생성할 수 있다(단계 S240). 일 실시예에서, 제1 융합이미지는 CAD/CAM 프로그램 및 의료용 프로그램과 호환될 수 있는 3차원 영상 이미지(STL)를 포함할 수 있다.The CAD / CAM program may remove the dental image of the image file and generate the first fusion image by combining with the dental image of the scan data (step S240). In one embodiment, the first fusion image may include a three-dimensional image image (STL) that is compatible with the CAD / CAM program and the medical program.
따라서, CAD/CAM 프로그램은 상악의 치아 스캔데이터에 하악의 치아 스캔데이터를 이동시킨 후, 이동된 하악의 치아 스캔데이터에 하악의 이미지파일을 이동함으로써, 대상 환자의 상악에 맞게 예정하는 치아교합 상태로 하악을 이동시켜 교합하는 치아교정 모의치료를 수행할 수 있다.Therefore, 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 moved mandible tooth scan data, thereby prescribing the dental occlusal state to fit the target patient's maxilla. The occlusal orthodontic simulation can be performed by moving the mandible.
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 치아교정 모의치료가 이루어질 수 있다.In other words, by extracting a region (or correction so that the region does not cause an error) of the CT image and the scan data, and by moving it sequentially, the corrective orthodontic simulation can be achieved.
이와 같은 단계 'S210' 내지 단계 'S240'은 대상 환자의 상악 및 하악에 대하여 각각 수행될 수 있다.Such steps 'S210' to 'S240' may be performed on the maxilla and mandible of the target patient, respectively.
도 4는 도 1의 단계 'S300'에 대한 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 대상 환자의 치아별 3차원 객체이미지를 생성할 수 있다(단계 S310). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 제1 융합이미지를 분석하여 대상 환자의 치아부분을 각 치아별로 분리하여 객체이미지를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 4, the CAD / CAM program may generate a 3D object image for each tooth of the target patient (step S310). In one embodiment, the CAD / CAM program may generate the object image by separating the tooth part of the target patient by each tooth by analyzing the first fusion image.
CAD/CAM 프로그램은 대상 환자의 안면골 이미지에 기초하여 대상 환자의 치아교정 모의치료에 따라 생성된 치아별 객체이미지의 위치를 이동시킬 수 있다(단계 S320). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 대상 환자의 안면골 전체와 비교하면서 치아별 객체이미지를 순차적으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 치아별 객체이미지는 안면골의 중심 관상면을 중심으로 앞니로부터 어금니의 순서로 이동시킬 수 있다.The CAD / CAM program may move the position of the object image for each tooth generated according to the orthodontic simulation of the target patient based on the facial bone image of the target patient (step S320). In one embodiment, the CAD / CAM program may sequentially move the object image for each tooth while comparing with the entire facial bone of the target patient. For example, an object image per tooth can be moved from the forearm to molar in the order of the center coronal plane of the facial bone.
CAD/CAM 프로그램은 대상 환자의 치아교정 모의치료가 완료되면, 분리된 치아별 객체이미지를 결합하여 제2 융합이미지를 생성할 수 있다(단계 S330). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 의사 제어 하에 모의치료에 따라 각 치아의 각도, 위치 등을 치료 후 결과 상태를 예측하도록 하여 제2 융합이미지를 생성할 수 있다.When the orthodontic simulation treatment of the target patient is completed, the CAD / CAM program may generate a second fusion image by combining the separated object images for each tooth (step S330). In one embodiment, the CAD / CAM program may generate a second fusion image by predicting the result state after treatment of the angle, position, etc. of each tooth under simulation control.
CAD/CAM 프로그램은 대상 환자에 대한 치아교정 모의치료별로 상기 단계를 반복하고, 모의치료별로 생성된 제2 융합이미지에 기초하여 대상 환자의 치아교정 치료별 모형정보를 제공할 수 있다(단계 S340). 일 실시예에서, CAD/CAM 프로그램은 제2 융합이미지를 STL 파일로 생성하여 3차원 프린터의 쾌속조형(Rapidprototyping) 또는 컴퓨터수치 제어 절삭공작기계(Computerized numerical control milling machine)를 이용하여 치아부위의 외형을 재현할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.The CAD / CAM program may repeat the above steps for each orthodontic simulation treatment for the target patient, and provide model information for each orthodontic treatment of the target patient based on the second fusion image generated for each simulation (step S340). . In one embodiment, the CAD / CAM program generates a second fusion image as an STL file and uses the rapid prototyping or computerized numerical control milling machine of a three-dimensional printer to contour the teeth. It can provide information that can be reproduced.
도 5는 도 1의 단계 'S400'에 대한 구체적인 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart for describing a specific embodiment of step S400 of FIG. 1.
도 5를 참조하면, CAD/CAM 프로그램은 대상 환자의 치아교정 치료별 모형정보를 분석하고, 해당 의사의 제어 하에 선택된 모의치료에 의하여 생성된 치아교정 모형정보를 선택할 수 있다(단계 S410). 일 실시예에서, 치아교정 모형정보의 선택은 각 치아들의 이동량, 교합상태 및 안면골과의 관계 등을 기초하여 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 5, the CAD / CAM program may analyze model information for each orthodontic treatment of a target patient and select orthodontic model information generated by the selected simulation treatment under the control of the corresponding doctor (step S410). In one embodiment, the selection of orthodontic model information may be made based on the amount of movement of each tooth, the occlusal state and the relationship with the facial bone.
CAD/CAM 프로그램은 해당 의사의 제어 하에 입력된 선택된 모형의 특성정보에 기초하여 해당 치아교정용 모형의 가공방법을 선택할 수 있다(단계 S420). 일 실시예에서, 모형의 가공방법은 모형 재료의 특성, 사용량, 강도 향상 및 표면성질 개선 중 적어도 하나를 위하여 선택될 수 있다.The CAD / CAM program may select a machining method of the orthodontic model based on the characteristic information of the selected model input under the control of the doctor (step S420). In one embodiment, the method of processing the model may be selected for at least one of the properties, usage, strength and surface properties of the model material.
CAD/CAM 프로그램은 선택된 가공방법에 의해 제작될 치아교정용 모형에 기초하여 대상 환자에 대한 치아교정용 장치의 제작정보를 생성할 수 있다(단계 S430).The CAD / CAM program may generate the manufacturing information of the orthodontic device for the target patient based on the orthodontic model to be produced by the selected machining method (step S430).
이후, CAD/CAM 프로그램에 의해 생성된 제작정보에 기초하여 대상 환자를 위한 치아교정 치료 및/또는 수술을 위한 장치를 제작할 수 있다.Subsequently, an apparatus for orthodontic treatment and / or surgery for a target patient may be manufactured based on the manufacturing information generated by the CAD / CAM program.
이상에서 본 발명에 의한 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법 및 이를 이용한 치아교정용 장치의 제작방법에 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 digital tooth correction according to the present invention and the method for manufacturing the device for orthodontic treatment 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 (6)
b) 설정된 교합면에 기초하여 상기 스캔데이터와 이미지파일의 좌표계를 일치시킨 후, 이미지파일의 치아부분을 스캔데이터의 치아부분으로 변경하여 제1 융합이미지를 생성하는 단계를 포함하는 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법.
a) generating an image file by converting a CT image of the facial bone of the target patient, and acquiring three-dimensional scan data of the teeth of the target patient; And
b) matching the coordinate system of the scan data with the image file based on the set occlusal surface, and changing the tooth portion of the image file to the tooth portion of the scan data to generate a first fusion image. Image matching information generation method for.
상기 단계 a)는,
a-1) CT 영상에서 치아부위의 노이즈를 제거하는 단계;
a-2) 상기 노이즈가 제거된 CT 영상에 기초하여 해당 치아교정 모의치료에 대응하도록 해부학적 형태로 분할하여 이미지파일을 생성하는 단계;
a-3) 대상 환자의 치아부위에 대한 교합인상재로부터 얻어진 치아모형을 3차원 스캐닝하여 3차원 스캔데이터를 획득하는 단계; 및
a-4) 상기 획득된 스캔데이터를 분석하고 보정하는 단계를 포함하고,
상기 단계 b)는,
b-1) 상기 CT 영상의 이미지파일을 호출하는 단계;
b-2) 상기 호출된 이미지파일에 기초하여 대상 환자의 치아 교합면에 대한 중요부위를 설정하는 단계;
b-3) 상기 설정된 교합면의 중요부위를 기준으로 상기 스캔데이터와 이미지파일의 영상좌표계를 매칭시키고, 상기 호출된 이미지파일상에 보정된 스캔데이터를 오버래핑하는 단계; 및
b-4) 상기 이미지파일의 치아영상을 제거하고, 상기 스캔데이터의 치아영상과 결합하여 제1 융합이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법.
The method of claim 1,
The step a)
a-1) removing noise of a tooth part from a CT image;
a-2) generating an image file by dividing the image into anatomical shapes so as to correspond to the orthodontic simulation based on the CT image from which the noise is removed;
a-3) obtaining three-dimensional scan data by three-dimensional scanning the dental model obtained from the occlusal impression material on the teeth of the target patient; And
a-4) analyzing and correcting the obtained scan data;
The step b)
b-1) calling an image file of the CT image;
b-2) setting an important part of the occlusal surface of the target patient based on the called image file;
b-3) matching the scan coordinate with the image coordinate system of the image file based on the important portion of the occlusal surface, and overlapping the corrected scan data on the called image file; And
b-4) removing at least one dental image of the image file, and combining the at least one dental image of the scan data to generate a first fusion image. Image matching information generation method.
c) 상기 제1 융합이미지의 각 치아들을 개별적으로 분리하여 3차원 객체이미지를 생성하고, 대상 환자에 대한 치아교정 모의치료를 수행하여 치료 후 치아부분에 대한 제2 융합이미지를 생성하며, 대상 환자의 치아교정 치료별 모형정보를 생성하는 단계를 포함하는 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법을 이용한 치아교정용 장치의 제작방법.
Generating a first fusion image by the method of generating image matching information for orthodontic treatment of claim 1; And
c) generating a 3D object image by separately separating each tooth of the first fusion image, performing orthodontic simulation for the target patient, and generating a second fusion image of the tooth part after the treatment; Method of manufacturing a device for orthodontics using the image matching information generation method for digital orthodontic treatment comprising the step of generating model information for each orthodontic treatment.
상기 단계 c)는,
c-1) 대상 환자의 치아별 3차원 객체이미지를 생성하는 단계;
c-2) 대상 환자의 안면골 이미지에 기초하여 대상 환자의 치아교정 모의치료에 따라 상기 생성된 치아별 객체이미지의 위치를 이동시키는 단계;
c-3) 대상 환자의 치아교정 모의치료가 완료되면, 분리된 치아별 객체이미지를 결합하여 제2 융합이미지를 생성하는 단계; 및
c-4) 대상 환자에 대한 치아교정 모의치료별로 상기 단계를 반복하고, 모의치료별로 생성된 제2 융합이미지에 기초하여 대상 환자의 치아교정 치료별 모형정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법을 이용한 치아교정용 장치의 제작방법.
The method of claim 3,
The step c)
c-1) generating a three-dimensional object image for each tooth of the target patient;
c-2) moving the position of the generated object image according to the orthodontic simulation of the target patient based on the facial bone image of the target patient;
c-3) when the orthodontic simulation of the target patient is completed, generating a second fusion image by combining the separated object images for each tooth; And
c-4) repeating the above steps for each orthodontic simulation treatment for the target patient, and providing model information for each orthodontic treatment of the target patient based on the second fusion image generated for each simulation. A method of fabricating an orthodontic appliance using an image matching information generation method for digital dental correction.
상기 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법을 이용한 치아교정용 장치의 제작정보 제공방법은,
d) 해당 의사의 제어 하에 상기 생성된 치아교정 치료별 모형정보 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 치아교정 모형정보에 기초하여 치아교정 치료용 장치의 제작정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법을 이용한 치아교정용 장치의 제작방법.
The method of claim 3,
Method for providing manufacturing information of the device for orthodontics using the image matching information generation method for orthodontic treatment,
d) selecting at least one of the generated orthodontic treatment model information under the control of the corresponding doctor, and generating manufacturing information of the orthodontic treatment device based on the selected orthodontic model information A method of fabricating an orthodontic appliance using an image matching information generation method for digital dental correction.
상기 단계 d)는,
d-1) 대상 환자의 치아교정 치료별 모형정보를 분석하고, 해당 의사의 제어 하에 선택된 모의치료에 의하여 생성된 치아교정 모형정보를 선택하는 단계;
d-2) 해당 의사의 제어 하에 입력된 상기 선택된 모형의 특성정보에 기초하여 해당 치아교정용 모형의 가공방법을 선택하는 단계; 및
d-3) 상기 선택된 가공방법에 의해 제작될 치아교정용 모형에 기초하여 대상 환자에 대한 치아교정용 장치의 제작정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 치아교정을 위한 영상 매칭정보 생성방법을 이용한 치아교정용 장치의 제작방법.
The method of claim 5,
The step d)
d-1) analyzing model information for each orthodontic treatment of the target patient and selecting orthodontic model information generated by the selected simulation treatment under the control of the corresponding doctor;
d-2) selecting a machining method of the orthodontic model based on the characteristic information of the selected model input under the control of the doctor; And
d-3) generating image matching information for digital orthodontic treatment, comprising the step of generating the manufacturing information of the orthodontic device for the target patient based on the orthodontic model to be produced by the selected processing method. Method of manufacturing a device for orthodontics using the method.
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|---|---|---|---|
| KR1020110109297A KR20130044932A (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | An image matching method for orthodontics and production method for orthodontics device using the same |
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| KR1020110109297A KR20130044932A (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | An image matching method for orthodontics and production method for orthodontics device using the same |
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| KR1020110109297A KR20130044932A (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | An image matching method for orthodontics and production method for orthodontics device using the same |
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