KR20240011924A

KR20240011924A - 임플란트 식립 위치 비교 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20240011924A
Application number: KR1020220089033A
Authority: KR
Inventors: 김종문
Original assignee: 오스템임플란트 주식회사
Priority date: 2022-07-19
Filing date: 2022-07-19
Publication date: 2024-01-29
Also published as: WO2024019287A1

Abstract

본 개시는 임플란트 식립 위치 비교 방법 및 시스템을 개시한다. 본 개시에 따른 임플란트 식립 위치 비교 방법은, 환자의 수술 전 상하악에 대한 스캔 데이터와 상기 환자의 수술 전 상하악에 대한 제1 입체 영상을 획득하는 단계와, 상기 스캔 데이터와 상기 제1 입체 영상의 제1 정합을 수행함으로써 디자인 영상을 생성하는 단계와, 상기 제1 정합 수행 결과에 따른 상기 환자의 상하악의 특징 지점에서의 제1 정합률을 연산하는 단계와, 상기 제1 정합률을 이용하여 상기 디자인 영상과, 상기 환자의 수술 후 상하악에 대한 제2 입체 영상 간에 제2 정합을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

임플란트 식립 위치 비교 방법 및 시스템{APPARATUS FOR COMPARING IMPLANT PLACEMENT POSITION AND METHOD THEREOF}

본 개시는 임플란트 식립 위치 비교 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 임플란트 수술 전 계획한 임플란트 위치와 수술 후 임플란트 위치를 수술 전 채득한 스캔 데이터에 기초하여 비교하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

치과 임플란트 수술을 수행하는 경우, 수술 이전에 수술 계획을 수립하기 위한 소프트웨어가 제공된다.

소프트웨어를 통한 임플란트 수술 계획 수립 과정은 치과 수술 수행자가 환자의 입체 영상과 구강 스캔 데이터를 획득하여 이들을 정합하고 환자의 해부학적 구조를 고려하여 임플란트 구조물(예를 들어, 크라운, 임플란트, 어버트먼트, 앵커핀 등)의 위치를 결정하는 수술 계획을 수립하는 과정과, 계획 정보를 기준으로 임플란트 수술용 가이드 템플릿 형상을 디자인하는 과정으로 구성된다.

그런데, 환자의 구강 스캔 데이터를 획득하는 과정에서 오차가 발생하거나 디자인된 가이드 템플릿을 3D 프린터 또는 밀링기를 통해 출력하는 과정에서 오차가 발생될 수 있다.

이러한 오차 발생 등으로 인한 임플란트 수술 오차를 검토하기 위해 수술 전 디자인된 3차원적 임플란트 위치와 수술 후 실제로 식립된 3차원적 임플란트의 위치를 비교하는 기능의 제공이 요구되나, 기존의 치과용 소프트웨어는 이러한 기능을 제공하지 못하고 있다.

본 개시의 몇몇 실시예들을 통하여 달성하고자 하는 기술적 과제는, 수술 전 디자인된 임플란트 위치와 수술 후 실제로 식립된 임플란트 위치를 정확하게 비교함으로써 추후 수술 오차를 야기한 요소들을 검토할 수 있는 방법을 사용자에게 제공하는 것이다.

본 개시의 몇몇 실시예들을 통하여 달성하고자 하는 다른 기술적 과제는, 수술 전 환자를 대상으로 채득한 입체 영상과 수술 후 채득한 입체 영상을 정합할 때 기준이 될 수 있는 새롭고 유용한 방식을 제공하는 것이다.

본 개시의 몇몇 실시예들을 통하여 달성하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 수술 전 디자인된 임플란트와 수술 후 실제로 식립된 임플란트 간의 식립 각도, 상부 중심 위치 차이 등의 복잡한 요인을 고려하지 않고도 골 경계와의 근접 거리를 계산할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 개시의 몇몇 실시예들을 통하여 달성하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 식립된 임플란트의 최외곽 지점과 골 경계 사이의 거리를 정확하게 계산하는 방법을 제공하는 것이다.

본 개시의 몇몇 실시예들을 통하여 달성하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 신규로 수행되는 작업 없이, 임플란트 수술용 가이드 템플릿을 디자인하는 과정에서의 수술 전 입체 영상과 수술 전 구강 스캔 데이터를 이용하여 임플란트 수술 결과를 평가하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 임플란트 식립 위치 비교 방법은 환자의 수술 전 상하악에 대한 스캔 데이터와 상기 환자의 수술 전 상하악에 대한 제1 입체 영상을 획득하는 단계와, 상기 제1 정합 수행 결과에 따른 상기 환자의 상하악의 특징 지점에서의 제1 정합률을 연산하는 단계 및 상기 제1 정합률을 이용하여 디자인 영상과 상기 환자의 수술 후 상하악에 대한 제2 입체 영상의 제2 정합을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 정합을 수행하는 단계는, 상기 제1 입체 영상과 상기 제2 입체 영상의 상기 특징 지점에서의 제2 정합률이 상기 제1 정합률과 같아지도록 상기 제2 정합을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 특징 지점은 사용자 입력에 의하여 정의된 복수의 지점을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 사용자 입력에 의하여 정의된 복수의 지점은 중절치 상의 특정 지점, 좌측 제1 대구치 상의 특정 지점 및 우측 제1 대구치 상의 특정 지점을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 정합 수행 결과에 따른 상기 환자의 상하악의 특징 지점에서의 제1 정합률을 연산하는 단계는 상기 제1 정합의 수행 결과를 가리키는 각 위치의 정합률 정보를 상기 디자인 영상에 오버레이 하여 디스플레이 하는 단계 및 상기 제1 정합률 정보가 상기 디자인 영상에 오버레이 되어 디스플레이 된 영상 상의 사용자 지정 위치를 상기 복수의 지점 중 어느 하나로서 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 특징 지점은 사전 설정된 복수의 지점을 포함할 수 있되, 상기 복수의 지점은 중절치의 근원심 축(Mesiodistal Axis)에 평행한 단면의 절단연(incisal margin) 지점, 좌측 제1 대구치의 근원심 축에 평행한 단면의 교두 및 와 또는 그루브 부위 또는 와 지점 중에서 하나 이상의 지점을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 중절치가 상실치인 경우, 상기 복수의 지점은 상기 중절치의 인접치의 근원심 축에 평행한 단면의 절단연 지점을 포함하고,

일 실시예에서, 상기 좌측 제1 대구치가 상실치인 경우, 상기 복수의 지점은 상기 좌측 제1 대구치의 인접치의 근원심 축에 평행한 단면의 교두 및 와 또는 그루브 부위를 포함할 수 있고, 상기 우측 제1 대구치가 상실치인 경우, 상기 복수의 지점은 상기 우측 제1 대구치의 인접치의 근원심 축에 평행한 단면의 교두 및 와 또는 그루브 부위를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 특징 지점은 사전 설정된 복수의 지점을 포함하되, 상기 복수의 지점은 중절치 단면의 외곽선의 곡률을 기준으로 하여 결정된 제1 지점, 좌측 제1 대구치 단면의 외곽선의 곡률을 기준으로 하여 결정된 제2 지점 및 우측 제1 대구치 단면의 외곽선의 곡률을 기준으로 하여 결정된 제3 지점을 포함할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 다른 실시예에 따른 임플란트 식립 위치 비교 방법은 환자의 입체 영상에서 골 경계(Bone Margin)를 식별하는 단계와, 가상 임플란트의 최상부 중심점과 상기 골 경계 사이의 제1 중심 거리를 산출하는 단계와, 실제 식립된 임플란트의 최상부 중심점 과 상기 골 경계 사이의 제2 중심 거리를 산출하는 단계와, 상기 제1 중심 거리에 기초하여, 상기 가상 임플란트의 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 제1 경계 거리를 산출하는 단계와, 상기 제2 중심 거리에 기초하여, 상기 실제 식립된 임플란트의 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 제2 경계 거리를 별도로 산출하는 단계 및 상기 실제 식립된 임플란트가 상기 골 경계의 특정 거리 이내 존재할 시 사용자에게 경고를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 골 경계를 검출하는 단계는 상기 가상 임플란트 또는 상기 실제 식립된 임플란트 중 적어도 어느 하나의 정중앙 부를 단면으로 형성하였을 때의 단면 영상에서 수분 함량(HU) 값이 가장 높은 골 경계를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 단면 영상은 상기 가상 임플란트 또는 상기 실제 식립된 임플란트 중 적어도 하나의 임플란트를 기준축으로 하여 MA(각각의 임플란트 축을 기준으로 근심면에서 원심면 방향 또는 각각의 임플란트 축을 기준으로 원심면에서 근심면 방향으로 자른 단면), BA(각각의 임플란트 축을 기준으로 협면에서 설면 방향 또는 각각의 임플란트 축을 기준으로 설면에서 협면 방향으로 자른 단면), AA(각각의 임플란트 축과 수직인 단면으로 치관 방향에서 치근 방향 또는 각각의 임플란트 축을 기준으로 치근 방향에서 치관 방향으로 자른 단면) 중 적어도 어느 하나인 것을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가상 임플란트 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 거리는 상기 골 경계와 상기 가상 임플란트의 최상부 중심점 간 거리에서 상기 가상 임플란트 직경의 절반을 제한 것일 수 있고, 상기 실제 식립된 임플란트 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 거리는, 상기 골 경계와 상기 실제 식립된 임플란트의 최상부 중심점 간 거리에서 상기 실제 임플란트 직경의 절반을 제한 것일 수 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 복수의 치과 영상을 수신하는 네트워크 인터페이스, 임플란트 식립 위치 비교 프로그램이 로드되는 메모리 및 상기 메모리에 로드된 임플란트 식립 위치 비교 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있되, 상기 임플란트 식립 위치 비교 프로그램은, 상기 환자의 시술 전 상하악에 대한 스캔 데이터와 상기 환자의 시술 전 상하악에 대한 제1 입체 영상을 획득하는 인스트럭션(instruction), 상기 스캔 데이터와 상기 제1 입체 영상의 제1 정합을 수행함으로써, 디자인 영상을 생성하는 인스트럭션, 상기 제1 정합 수행 결과에 따른 상기 환자의 상하악의 특징 지점에서의 제1 정합률을 연산하는 인스트럭션, 상기 제1 정합률을 이용하여 상기 디자인 영상과, 상기 환자의 시술 후 상하악에 대한 제2 입체 영상의 제2 정합을 수행하는 인스트럭션을 포함할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 복수의 치과 영상을 수신하는 네트워크 인터페이스, 임플란트 식립 위치 비교 프로그램이 로드되는 메모리 및 상기 메모리에 로드된 임플란트 식립 위치 비교 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있되, 상기 임플란트 식립 위치 비교 프로그램은, 상기 환자의 입체 영상에서 골 경계(Bone Margin)를 검출하는 인스트럭션(instruction) 상기 가상 임플란트 및 실제 식립된 임플란트 각각의 상부 중심과 상기 골 경계 사이의 거리를 별도로 계산하는 인스트럭션, 상기 계산 결과 및 임플란트의 직경 거리에 기초하여, 상기 가상 임플란트 및 상기 실제 식립된 임플란트 각각의 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 거리를 별도로 산출하는 인스트럭션, 상기 실제 식립된 임플란트가 상기 골 경계의 특정 거리 이내 존재할 시 사용자에게 경고를 제공하는 인스트럭션을 포함할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 임플란트 식립 위치 비교 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 임플란트 식립 위치 비교 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른, 임플란트 식립 위치 비교 방법의 순서도이다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 수술 전 스캔 데이터와 입체 영상을 정합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예들에서 표시될 수 있는 수술 전 스캔 데이터와 입체 영상 정합 결과의 정합률을 표시하는 사용자 인터페이스를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예의 수행 결과로서 생성될 수 있는 예시적인 임플란트 수술 후 채득된 입체 영상이다.
도 7은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 수술 후 채득한 입체 영상과 수술 전 채득한 스캔 데이터를 정합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 3을 참조하여 설명한 일부 동작을 자세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 사용자가 치과 영상을 정합할 특징 지점을 수동 지정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 사용자가 치과 영상을 정합할 특징 지점을 수동 지정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 사용자가 치과 영상을 정합할 특징 지점을 수동 지정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 3을 참조하여 설명한 일부 동작을 자세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 도 12를 참조하여 설명한 일부 동작을 자세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 세그멘테이션 된 치아의 정보를 이용하여 육면체를 형성하고 단면을 구분하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 추출된 특징 지점에 기초하여 수술 전 정합된 치과 영상의 정합률을 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 수술 전 정합된 영상의 정합률과 동일하도록 수술 후 채득한 입체 영상을 정합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 몇몇 실시예의 수행 결과로서 생성될 수 있는 디자인 영상과 수술 후 채득한 입체 영상간 정합이 완성된 화면의 정면을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 개시의 몇몇 실시예의 수행 결과로서 생성될 수 있는 디자인 영상과 수술 후 채득한 입체 영상간 정합이 완성된 화면의 측면을 예시하는 도면이다.
도 19는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 임플란트 식립 위치 비교 방법의 순서도이다.
도 20은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 수술 전 계획된 임플란트 식립 위치와 실제 식립된 임플란트 식립 위치를 비교하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 수술 전 계획된 임플란트 식립 위치와 실제 식립된 임플란트 식립 위치를 비교하기 위해 자르는 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 개시의 몇몇 실시예들의 수행 결과 도출될 수 있는 임플란트의 중심부를 자른 단면에서의 임플란트 모습을 예시하는 도면이다.
도 23은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 임플란트 최상단 중심부에서 검출된 골 경계까지의 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 임플란트 직경 거리/2의 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 골 경계(Bone margin)에서 임플란트 최외곽 직경 사이의 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 수술 전 계획된 임플란트 식립 위치와 실제 식립된 임플란트 식립 위치를 비교하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행 결과 표시될 수 있는 임플란트 실제 식립 위치에 오류가 있을 시 사용자에게 경고를 제공하는 인터페이스 화면을 예시하기 위한 도면이다.
도 28은 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 디자인된 임플란트와 식립된 임플란트를 Apex, Buccal, M-D(Mesiodistal), Top 방향에서 봤을 때, 각 임플란트의 중심부에서 거리 및 각도 비교 방법을 예시하는 도면이다.
도 29는 본 개시의 몇몇 실시예들에서 구성요소로서 사용될 수 있는 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 개시의 다양한 실시예들에 대한 설명에 앞서, 이하의 실시예들에서 사용되는 용어에 대해 명확하게 하기로 한다.

이하의 실시예들에서, '근원심 축(Mesiodistal Axis)'은 특정 치아의 근심 방향 및 원심 방향 양 방향으로 연장되는 가상의 직선을 의미할 수 있다.

이하, 도면들을 참조하여 본 개시의 몇몇 실시예들을 설명한다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 임플란트 수술 지원 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 임플란트 수술 지원 시스템은 임플란트 수술 가이드 생성 시스템(400), PMS(Patient Management System, 200) 및 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)을 포함할 수 있다. 도 1에는 임플란트 수술 가이드 생성 시스템(400)과 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)이 별개의 시스템인 것으로 도시되어 있으나, 몇몇 실시예들에서, 임플란트 수술 가이드 생성 시스템(400)과 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)은 단일 시스템에 포함된 소프트웨어 모듈들의 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다. 또한, 임플란트 수술 가이드 생성 시스템(400), 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100) 및 PMS(200) 각각은 가상 머신 등 클라우드 기술에 기반하여 서버 팜(server farm)에 포함된 하나 이상의 물리 서버(physical server)를 이용하여 구성될 수 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 도시된 각 구성 요소에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

PMS(200)는 환자 정보를 포함하는 환자 관리 시스템이다. 상기 PMS (200)는 사용자 단말(300)의 입력에 따라 특정 환자의 전자 차트를 출력할 수 있다. 여기서, 상기 전자 차트는 환자의 인적 정보, 질병 이력 정보, 진단 정보 및 환자 환부의 파노라마 영상 등이 포함될 수 있다. 이와 같은, 열람 문서는 HTML(HyperText Markup Language) 또는 XML(eXtensible Markup Language)과 같은 형식의 웹 문서가 될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.

또한, PMS(200)는, 본 개시의 일 실시예에 따라 임플란트 수술 시행 전 사용자 단말(300)로부터 입력 정보를 수신하여 임플란트 식립 부위를 결정할 수 있다.

또한, PMS(200)는, 환자의 영상을 촬영할 수 있도록 촬영 프로그램과 연동할 수 있다. 이 연동된 촬영 프로그램을 통해 환자 환부의 구강 영상을 채득할 수 있다. 여기서 구강 영상은 CT 영상, 파노라마 영상, 구강 스캔 영상이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.

사용자 단말(300)은 수신된 전자 차트를 화면에 출력할 수 있다. 사용자 단말(300)은 전자 차트를 출력하기 위하여 특정 디스플레이 장치를 구비한 것일 수 있다. 사용자 단말(300)은 네트워크를 통하여 PMS(200)로부터 수신된 전자 차트를 출력할 수 있고, 출력된 전자 차트에서 사용자로부터 임플란트 수술을 시행할 치식번호를 입력 받을 수 있는 장치라면, 어떠한 장치라도 허용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에 따른 사용자 단말(300)은 데스크탑(Desktop), 워크스테이션(Workstation), 서버(Server), 랩탑(Laptop), 태블릿(Tablet), 또는 스마트폰(Smart Phone) 중 어느 하나가 될 수 있다.

임플란트 수술 가이드 생성 시스템(400)은, 환자의 수술 전 상하악에 대한 스캔 데이터와 상기 환자의 수술 전 상하악에 대한 제1 입체 영상을 PMS(200)로부터 획득하고, 상기 스캔 데이터와 상기 제1 입체 영상의 제1 정합을 수행함으로써, 디자인 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 환자의 수술 전 상하악에 대한 스캔 데이터 및 제1 입체 영상은 상기 환자의 임플란트 수술용 가이드 템플릿을 제작하기 위함일 수 있다.

상기 디자인 영상은, 상기 임플란트 수술용 가이드 템플릿을 디자인할 수 있는 영상으로, 환자의 임플란트 수술용 가이드 템플릿을 제작하기 위해 임플란트 수술 전 제1 정합이 수행된 상하악을 표현하는 영상으로 이해될 수 있을 것이다.

또한, 본 개시의 몇몇 실시예에서 상기 디자인 영상은 임플란트 시술 가이드 생성 시스템(400)에서 생성되는 영상으로 이해될 수 있을 것이나, 기 생성된 디자인 영상을 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)이 수신하여 이용할 수도 있는 것이다. 아울러, 상기 디자인 영상은 가상 임플란트가 배치된 상태이며, 상기 가상 임플란트를 상기 디자인 영상과 함께 표시하는 지의 여부는 시스템 설정에 의해 결정될 수도 있다.

여기서, 임플란트 수술 가이드 템플릿은 환자의 상기 CT 영상과 상기 스캔 데이터를 획득하여 이들을 정합하고 환자의 해부학적 구조를 고려하여 디자인된 뒤, 임플란트 수술 진행 과정에서 환자의 구강에 체결되어 수술 정확성을 향상하기 위해 사용하는 수술용 가이드 템플릿이다. 상기 임플란트 수술 가이드 템플릿은, 임플란트 수술 진행 시 환자의 구강에 체결되기 위해 3D 프린터 또는 밀링기를 이용하여 출력될 수 있다.

임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)은 PMS(200) 및 임플란트 수술 가이드 생성 시스템(400)으로부터 수신된 치과 영상 정보와, 사용자 단말(300)로부터 수신된 사용자 입력을 기초로, 수술 전 계획된 임플란트의 식립 위치와 수술 후 실제 식립된 임플란트의 위치를 비교할 수 있다.

상기 임플란트 수술 가이드 생성 시스템(400)으로부터 수신된 치과 영상 정보는, 예를 들어 상기 디자인 영상일 수 있다. 여기서, 상기 수신된 치과 영상 정보는 도 2의 치과 영상 데이터 저장부(120)에 저장될 수 있다. 상기 치과 영상 정보는 상기 스캔 데이터와 상기 제1 입체 영상 간의 제1 정합 결과 생성되는 제1 정합률을 포함할 수도 있다.

임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)은 상기 임플란트 위치 비교를 위해, 수신된 복수의 치과 영상 정보를 서로 정합할 수 있다. 상기한 동작은 도 2에 도시된, 치과 영상 데이터 정합부(110)에서 수행될 수 있다.

또한, 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)은 상기 제1 정합 수행 결과에 따른 상기 환자의 상하악의 특징 지점에서 제1 정합률을 연산하고, 상기 제1 정합률을 이용하여 상기 디자인 영상과, 상기 환자의 수술 후 상하악에 대한 제2 입체 영상간에 제2 정합을 수행할 수 있다.

상기 제2 정합을 수행하는 과정에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)은 상기 특징 지점에서의 상기 제1 입체 영상 및 상기 제2 입체 영상 간 제2 정합률이 상기 제1 정합률과 같아지도록, 상기 디자인 영상과 상기 제2 입체 영상을 정합할 수 있다.

또한, 상기 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)은, 상기 디자인 영상과 상기 제2 입체 영상의 정합 결과에 기초하여, 상기 임플란트 수술용 가이드 템플릿을 제작하기 위해 배열된 가상 임플란트와 골 경계 사이의 거리를 산출하고, 실제 식립된 임플란트와 골 경계 사이의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 상기 산출된 결과에 기초하여, 임플란트 수술 결과를 평가할 수 있다. 나아가, 상기 수술 결과에 대한 평가가 사전 설정된 기준에 적합하지 않다는 것에 응답하여, 사용자에게 경고를 제공할 수 있다. 상기 경고를 제공하는 방법은 본 개시의 사용자 인터페이스를 통하여 제공될 수 있으나, 사용자가 인지할 수 있는 형태의 경고라면 어느 하나에 국한되지 아니한다.

상기 골 경계 사이의 거리를 산출하여 임플란트 수술 결과를 평가하는 동작은 임플란트 식립 위치 비교부(130)에 의해 수행될 수 있다.

상기 특징 지점은 사전 설정된 복수의 지점을 포함하고, 상기 복수의 지점은 중절치의 근원심 축(Mesiodistal Axis)에 평행한 단면의 절단연(incisal margin) 지점, 좌측 제1 대구치의 근원심 축에 평행한 단면의 교두 및 와, 또는 그루브 부위, 그리고 우측 제1 대구치의 근원심 축에 평행한 단면의 교두 및 와, 또는 그루브 부위를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 그루브 부위는 교두들 사이, 융선들 사이 및 교두와 융선 사이의 갈라진 틈일 수 있다.

즉, 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)은 수술 전 환자를 대상으로 채득한 입체 영상과 수술 후 채득한 입체 영상을 정합할 때 기준이 될 수 있는 새롭고 유용한 방식을 이용하여 수술 전 영상과 수술 후 영상을 정확하게 정합할 수 있는 것이다.

임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)이 상기 정합의 결과를 기반으로, 수술 전 계획된 임플란트 위치와 수술 후 실제 식립된 임플란트 위치를 비교하는 구체적인 방법에 관하여서는, 추후 상세하게 설명하기로 한다.

이하 도 3 내지 19를 참조하여, 본 개시의 다른 실시예에 따른 임플란트 수술 전후 입체 영상의 정합 방법에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이하, 몇몇 순서도에서 설명될 단계는 특별한 언급이 없는 한 임플란트 식립 위치 비교 시스템(100)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 임플란트 수술 전후 입체 영상의 정합 방법에 대한 순서도이다.

단계 S100에서, 환자의 임플란트 수술 전 입체 영상 및 스캔 데이터가 획득될 수 있다. 상기 입체 영상은, 도 4에 도시된 바와 같이 CT(Computed Tomography) 영상(40)일 수 있다. 수술 전 입체 영상(40)은 별도로 마련된 치과용 CT 영상 촬영 장치로부터 획득될 수 있으며, 또한 입체 영상(40)은 수술 전 스캔 데이터(50)와 함께 PMS 시스템에 저장될 수 있다. 또한, 입체 영상(40)은 치아 세그먼테이션(teeth segmentation) 처리를 거친 상태로 저장될 수도 있을 것이며, 상기 치아 세그먼테이션 처리의 결과, 지정된 치식 번호에 대응되는 영상 영역이 즉각적으로 식별될 수 있을 것이다.

단계 S100과 관련된 몇몇 실시예에서, 상기 스캔 데이터(50)는 교합 스캔 데이터, 상악 스캔 데이터, 하악 스캔 데이터를 포함할 수 있다. 또한 상기 스캔 데이터(50)는 3차원적 데이터로 환자의 구강을 본 뜬 석고 모형을 3D 스캐너로 스캐닝 하여 획득되거나, 3D 스캐너를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캐닝 하여 획득될 수 있다. 도 4에 예시적인 스캔 데이터(50)가 도시되어 있다.

다음으로, 단계 S200에서 임플란트 수술 가이드 생성 시스템은 상기 획득된 수술 전 입체 영상과 스캔 데이터 간 제1 정합을 수행할 수 있다. 상기 제1 정합의 수행 결과를 '디자인 영상'으로 지칭하기로 한다. 제1 정합을 시행하는 단계를 보다 구체적으로 설명하기 위해 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

여기서, 제1 정합은 임플란트 수술용 가이드 템플릿(guide template) 제작을 위하여 수술 전 입체 영상과 수술 전 스캔 데이터의 특징 지점을 기준으로 하여 시행되는 치과 영상 정합을 의미할 수 있다. 상기 특징 지점에 관하여는 상세하게 후술한다.

본 실시예에 따르면, 신규로 수행되는 작업 없이, 임플란트 수술 과정에서 체득되는 수술 전 입체 영상과 수술 전 구강 스캔 데이터를 이용하여 임플란트 수술 결과를 평가하는 방법을 제공할 수 있다. 따라서, 임플란트 수술 결과를 평가하는 방법에 있어서 시간적인 비용을 절약할 수 있으며 컴퓨팅 장치의 연산 부담도 크지 않은 것이다.

단계 S300에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 제1 정합 수행 결과에 기초하여, 사용자 단말에서 특징 지점에서의 제1 정합률이 표시되도록 설정할 수 있다. 이 때, 이때, 정합률은 각 지점이 숫자로 표시되거나, 표로 작성될 수도 있고, 컬러맵과 같은 형태로 관리될 수 있다.

단계 S400에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 제1 정합률을 이용하여 상기 디자인 영상과 임플란트 수술 후 상하악 입체 영상 간 제2 정합을 수행할 수 있다.

상기 특징 지점은 사전 설정된 복수의 지점을 포함할 수 있다. 즉, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 자동 정합 방식에 의하여 사전 정의된 복수의 지점에서의 제1 정합률을 이용하여 상기 제2 정합을 수행할 수 있는 것이다. 자동 정합 방식의 제2 정합에 대하여는 자세히 후술하기로 한다.

상기 특징 지점은 사용자에 의하여 지정되는 복수의 지점을 포함할 수도 있다. 즉, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 사용자에 의하여 수동으로 지정되는 복수의 지점에서의 제1 정합률을 이용하여 상기 제2 정합을 수행할 수도 있는 것이다. 이하, 수동 정합 방식에 의한 제2 정합에 대하여 자세히 후술한다.

상기 제1 정합률을 연산하는 동작을 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 상기 제1 정합의 수행 결과(90)는 사용자 단말에 사용자 인터페이스와 함께 표시될 수 있다. 상기 사용자 단말에 표시되는 사용자 인터페이스는, 컬러맵을 통해 각 부위의 개략적인 정합률을 제공할 수 있으며, 사용자의 특정 지점(95)에 대한 선택을 입력받아, 사용자에게 해당 지점(95)의 정합률을 제공할 수도 있다. 또한, 상기 사용자 인터페이스는 특정 지점을 표시할 때 제공되는 UI로, 상기 컬러맵을 표시하는 영역 및 상기 수동 정합 방식에 이용될 특징 지점을 선택하기 위한 컨트롤을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 컬러맵(90)의 녹색 영역이 가장 정합률이 높은 영역이며, 보라색 및 적색 영역은 가장 정합률이 낮은 영역이고, 노랑색 및 파랑색 영역은 중간 정도의 정합률을 갖는 영역이다. 상기 영역 색상에 대응되는 정합률과 관련된 설정은 사용자의 의사에 따라 별도로 설정가능 함은 물론이다.

여기서, 상기 정합률은, 상기 입체 영상(70)와 상기 스캔 데이터(80) 간 제1 정합 결과의 정확성을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 정합 결과에서, 상기 입체 영상(70)의 하악 좌측 중절치와 상기 스캔 데이터(80)의 동일 지점(95)에서의 치아가 1 픽셀의 오차도 없이 겹쳐졌다면, 해당 지점의 정합률은 100%인 것이다.

다음으로, 단계 S400에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 제1 정합률에 기초하여 디자인 영상과 임플란트 수술 후 상하악 입체 영상 간 제2 정합을 시행할 수 있다. 도 6을 참조하면, 임플란트 수술 후 채득한 입체 영상(200b)이 채득될 수 있다. 상기 입체 영상(200b)은 실제 식립된 임플란트(210a)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 정합은, 수술 전 계획된 임플란트 위치와 수술 후 실제 식립된 임플란트 위치를 비교하기 위하여 시행되는 것이다. 도 7을 참조하면, 수술 전 채득한 입체 영상(200a)과 스캔 데이터(220)를 정합한 제1 정합 영상에서 가상 임플란트가 표시된 상태(402)로 수행될 수 있으며, 가상 임플란트가 숨겨진 상태(401)로도 수행될 수 있다.

이하, 단계 S400과 관련된 몇몇 실시예에서, 사용자가 직접 지정한 1개 이상의 특징 지점에 기초하여 치과 영상을 정합하는 방법을 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명하도록 한다.

도 9는 본 개시의 몇몇 실시예들에서 수행될 수 있는 사용자가 치과 영상을 정합할 특징 지점을 수동 지정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9 우측 하단의 직육면체(904)는 사용자 인터페이스에 표시되는 환자의 치과 영상의 방향을 식별하기 위한 구성요소일 수 있다.

구체적으로, 직육면체(904)는 3차원적으로 보여지고 있는 현재 화면의 방향 정보를 나타내는 것으로, B(Buccal), L(Lingual), A(Anterior), P(Posterior), H(Head)그리고 F(Foot)으로 표시된다.

도 8의 단계 S410-1에서, 사용자는 치과 영상을 정합할 특징 지점을 수동으로 지정할 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 사용자는 사용자 단말을 통해 표시된 제1 정합 영상(500)을 포함하는 사용자 인터페이스(600)에서 치과 영상을 정합할 특징 지점을 지정할 수 있다. 상기 지정된 특징 지점은 도 11에 도시된, 제1 지점(810), 제2 지점(820) 및 제3 지점(830)을 참조하면 명확히 이해될 수 있다.

단계 S410-1과 관련된 몇몇 실시예에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 사용자가 특징 지점을 바람직하게 지정할 수 있도록 정합률이 높은 복수의 특징 지점들을 추천할 수 있다. 예를 들어, 정합률이 임계치 이상인 특징 지점에 대한 리스트를 제공하거나, 사용자 인터페이스에 나타난 환자의 치과 영상에 정합률이 임계치 이상인 치아 각각에 별도의 표기를 할 수도 있다.

인터페이스 구성요소 601a, 601b 및 601c는 각각 좌측면, 정면, 우측면 등 제1 정합 영상의 표시 측면을 조절하는 인터페이스 구성요소이다. 또한, 인터페이스 구성요소 700은 수술 후 채득한 입체 영상을 포함하는 구성요소이며, 701a, 702a, 703c는 각각 좌측면, 정면, 우측면 등 수술 후 채득한 입체 영상의 표시 측면을 조절하는 인터페이스 구성요소이다. 본 실시예에 따르면, 사용자는 다양한 측면에서 정합 영상 및 수술 후 채득한 입체 영상을 관찰하여 상기 특징 지점을 명확하게 지정할 수 있는 것이다.

다음으로, 도 8의 단계 S420-1에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 수동 지정된 특징 지점에 기초하여 수술 전 정합된 디자인 영상의 정합률을 분석할 수 있다. 여기서, 상기 정합률은 추후 설명될 수술 후 채득한 입체 영상을 상기 디자인 영상과 정합하는 기준치로 사용될 수 있다.

다음으로, 도 8의 단계 S430-1에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 수동 지정된 특징 지점에 기초하여 제2 정합을 시행할 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 상기 제2 정합은, 수술 전 스캔 데이터와 수술 전 입체 영상을 정합하여 제작한 디자인 영상(600)과 수술 후 채득한 입체 영상을 정합할 때, 상기 디자인 영상(600)의 특징 지점 810, 820 및 830과 대응되는 수술 후 채득한 입체 영상의 제1 내지 제3 지점에서의 정합 오차율이 최소화되도록 시행하는 것일 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 상기 제2 정합은 수술 전 스캔 데이터와 수술 전 입체 영상을 정합하여 제작한 디자인 영상(600)과 수술 후 채득한 입체 영상을 정합할 때, 상기 디자인 영상(600)의 복수의 특징 지점에 대응되는 수술 후 채득한 입체 영상의 특징 지점에서의 정합 오차율이 기준치 이하인 특징 지점들의 개수가 최대가 되도록 시행하는 것일 수 있다.

이하, 단계 S400과 관련된 다른 몇몇 실시예에서, 특정 치아 3개 단면에서의 정보 값을 이용한 자동 정합 방법에 대해 도 12 내지 도 18을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 12를 참조하면, 단계 S410-2에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 지정된 치아의 단면 곡선에서 정합률을 분석할 특징 지점을 추출할 수 있다. 상기 특징 지점을 자동 추출하는 방법에 대해서는 도 13 내지 도 14를 참조하여 자세하게 후술하도록 한다.

도 13을 참조하면, 단계 S411에서 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 치아 영상 분할 정보와 치식 번호 정보를 이용하여 양 쪽 제1 대구치와 전치부에 상실치가 있는지 여부를 평가할 수 있다.

여기서, 상기 양 쪽 제1 대구치는, 상악 우측 제1 대구치, 상악 좌측 제1 대구치, 하악 좌측 제1 대구치 및 하악 우측 제1 대구치 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 그리고 상기 전치부는 상악 우측 중절치, 상악 좌측 중절치, 하악 좌측 중절치 및 하악 우측 중절치를 포함할 수 있다.

다음으로, 단계 S412에서 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 양 쪽 제1 대구치와 전치부에 상실치가 없다는 것에 응답하여, 해당 치식 번호가 가리키는 치아의 중심부를 관통하는 단면에서 특징 지점을 추출할 수 있다.

상기 치아의 중심부를 관통하는 단면은 도면 14를 참조하면 명확히 이해될 수 있다. 도면 14를 참조하면, 영상 분할된 치아의 정보를 이용하여 치아 주변으로 육면체(1400, 1500a, 1500b)를 형성하고, 그 육면체(1400,1500a,1500b)의 정중앙을 가로지르는 근원심 축 단면(MA(Mesiodistal Axis), 치축을 기준으로 근심면에서 원심면 방향 또는 치축을 기준으로 원심면에서 근심면 방향으로 자른 단면) 또는 협설 축 단면(BA(Buccolingual Axis), 치축을 기준으로 협면에서 설면 방향 또는 치축을 기준으로 설면에서 협면 방향으로 자른 단면) 중 어느 하나를 지칭할 수도 있다.

또한, 상기 특징 지점은, 임플란트 식립 위치 비교 시스템이 상기 치아의 중심부를 관통하는 단면에 나타나는 치아 곡선 형태 내 변곡이 가장 심한 부분 중 적어도 어느 하나 이상을 특징 지점으로써 결정할 수 있다.

다음으로 단계 S413에서 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 양 쪽 제1 대구치와 전치부에 상실치가 있다는 것에 응답하여, 상실치와 가장 근접한 후방 치아의 중심부를 관통하는 단면에서 특징 지점을 추출할 수 있다.

지금까지 임플란트 식립 위치 비교 시스템이 지정된 치아의 단면 곡선에서 정합률을 분석할 특징 지점을 추출하는 방법에 대하여 설명하였다. 이에 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니고, 치아의 중심부를 가로지르는 단면이 서로 가장 멀리 생성될 수 있는 조건의 치아들을 선택하여 특징 지점이 추출될 수도 있다. 다시 말해, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 특정 지점들간의 거리가 가장 먼 거리를 가질 수 있도록 치아들을 선택하고, 선택된 치아들에서 특정 지점이 추출할 수 있다

다음으로, 단계 S420-2에서, 상기 추출된 특징 지점에 기초하여 수술 전 시행한 제1 정합 결과의 정합률을 분석할 수 있다. 상기 제1 정합 결과를 분석하는 방법을 구체적으로 설명하기 위하여, 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.

도 15를 참조하면, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 수술 전 스캔 데이터(200a) 내 양 쪽 구치부(1500a, 1500b)의 그루브 부위를 특징 지점으로 추출할 수 있다. 예를 들어, 좌측 구치부 치아(1500b)의 단면을 근심 축(1502b) 방향으로 잘라 나타난 단면(1501b)은 곡선 형태를 띄는데, 상기 곡선 형태에서 가장 큰 변곡점(그루브 및 교두 부위) 3개가 특징 지점으로 추출될 수 있는 것이다.

본 개시의 다른 몇몇 실시예에서, 우측 구치부 치아(1500a)의 단면을 근심 축(1502a) 방향으로 잘라 나타난 단면(1501a)은 곡선 형태를 띄는데, 상기 곡선 형태에서 가장 큰 변곡점(그루브 및 교두 부위) 3개가 특징 지점으로 추출될 수도 있다.

단계 S520-2와 관련된 몇몇 실시예에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 전치부(1401)의 절단연 부위를 특징 지점으로 추출할 수 있다. 예를 들어, 우측 전치부 치아(1401)의 단면을 근심 축(1402) 방향으로 잘라 나타난 단면(1403)은 곡선 형태를 띄는데, 상기 곡선 형태에서 가장 큰 변곡점(절단연 부위) 1개가 특징 지점으로 추출될 수 있는 것이다.

단계 S420-2와 관련된 몇몇 다른 실시예에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 사용자에 의해 기 지정된 특징 지점이 존재한다는 판단에 응답하여, 해당 지점을 포함하는 치아의 정합률을 분석할 수도 있다. 예를 들어, 전치부에서는 절단연 부위의 정합률을, 구치부에서는 그루브 및 교두 부위의 정합률을 분석할 수 있다.

임플란트 식립 위치 비교 시스템은 수술 전 입체 영상의 상기 추출된 특징 지점과 수술 전 스캔 데이터의 상기 추출된 특징 지점이 동일한 좌표를 갖도록 배치하여 두 영상을 정합할 수 있다. 나아가, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 입체 영상 데이터의 좌측 구치부 치아의 단면과 스캔 데이터의 좌측 구치부 치아의 단면을 상기 추출된 특징 지점 3 곳에서 정합률을 분석할 수 있다.

다음으로, 단계 S430-2에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 추출된 특징 지점에 기초하여 제2 정합을 시행할 수 있다. 상기 추출된 특징 지점에 기초하여 제2 정합을 시행하는 단계를 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 도 16을 참조하여 설명하기로 한다.

단계 S430-2와 관련된 몇몇 실시예에서, 도 16을 참조하면, 상기 시스템은 치아의 단면(1403,1503a,1503b)로부터 식별한 특징 지점에, 수술 후 채득된 입체 영상 데이터(200b)의 특징 지점을 동일하게 배치할 때, 상기 제1 정합 결과의 정합률과 동일한 정합률을 갖도록 배치하여 제2 정합을 시행할 수 있다.

도 17 내지 18은 상기 제2 정합 결과로서 생성될 수 있는 수술 전 디자인 영상과 수술 후 채득한 CT 데이터간 정합 완성본을 예시하는 도면이다.

본 개시의 몇몇 실시예에서, 상기 정합 완성본은 사용자 인터페이스 형태로 사용자 단말에 표시될 수 있다. 나아가, 임플란트 식립 위치에 대한 비교 분석 수행 결과를 제공할 수 있고, 결과에 따라 골이식 필요 여부 등의 경고창을 표시할 수 있다. 해당 경고창을 선택하면, 골 경계와의 거리가 기재된 식립된 임플란트의 단면이 표시될 수 있다. 또한, 상기 식립된 임플란트의 단면과 골 경계, 골 경계와의 거리가 숫자 또는 색상으로 표시될 수도 있다.

본 개시의 몇몇 다른 실시예에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 정합 완성본을 이용하여 도 28에 도시된 바와 같이 3차원 상에서 디자인된 임플란트와 식립된 임플란트의 중심부의 Apex, Buccal, M-D, Top 거리 및 각도 비교할 수도 있다. 또한, 사용자가 직관적으로 위치 비교를 할 수 있도록 도 28에 도시된 바와 같이, 실제 식립된 임플란트 및 가상 임플란트를 포함하는 표를 사용자 단말에 표시할 수 있다. 상기 표를 표시하는 단계는 실제 식립된 임플란트가 복수 개인 경우에도 한정을 두지 아니한다.

지금까지, 본 개시의 일 실시예에 따른, 임플란트 수술 전후 입체 영상의 정합 방법에 대하여 설명하였다. 상기 입체 영상을 정합하는 방법과 관련된 동작들을 각각 독립적으로 이용될 수 있으나, 이에 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니고, 복수의 동작들이 함께 이용될 수도 있다.

이하, 도 19 내지 도 28을 참조하여 본 개시의 다른 실시예에 따른, 임플란트 식립 위치 비교 방법에 대해 설명하기로 한다. 본 개시의 몇몇 실시예들에 대한 이해를 돕기 위해 별도의 기재가 없는 이상, 이하에서 기재되는 임플란트(Implant)는, 가상 임플란트 또는 실제 식립된 임플란트를 모두 포함하는 것일 수 있다.

도 19는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 임플란트 식립 위치 비교 방법의 순서도이다. 본 개시의 몇몇 실시예들에 따르면, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 도 20에 도시된 실제 식립된 임플란트의 최외곽 지점(1900)과 가상 임플란트의 최외곽 지점(2000)을 이용하여 상기 실제 식립된 임플란트와 가상 임플란트 간 위치 비교를 수행할 수 있다.

단계 S500에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 제1 입체 영상, 제2 입체 영상 또는 상기 정합 완성본 중 적어도 어느 하나 이상에서 골 경계(Bone Margin)를 검출할 수 있다. 여기서, 상기 제1 입체 영상은 수술 전 임플란트 수술용 가이드 템플릿을 디자인하기 위해 채득한 3차원 영상이다.

단계 S500과 관련된 몇몇 실시예에서, 도 20을 참조하면, 상기 골 경계(1800)는 상기 입체 영상 내 임플란트 중심부를 관통하는 단면 상에서 연조직(1700) 안의 수분 함량(HU; Hounsfield) 값이 가장 높은 골 경계로 추출될 수 있다.

도 21은 임플란트(2300)의 단면을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 21의 구성요소 2400은 임플란트(2300)의 저면도이다. 임플란트(2300)의 측 단면(2800a)은 임플란트(2300)의 저면(2400)을 가상 축(2400a)을 기준으로 잘라낸 단면을 측면에서 관찰하여 획득될 수 있다.

도 21을 참조하면, 상기 입체 영상 내 임플란트 중심부를 관통하는 단면은(2800a), 상기 입체 영상을 협설 축, 근원심 축 및 수평 축 단면(AA(Axial Axis), 치근 방향에서 치관 방향으로 자른 단면 또는 치관 방향에서 치근 방향으로 자른 단면) 중 적어도 어느 하나 이상으로 결정될 수 있다.

상기 가상 임플란트 또는 실제 식립된 임플란트의 최상부 중심점(2500a)은, 원통 형태를 가진 임플란트의 교합축 방향 최상부 중심점(2500a)을 가리킬 수 있다.

상기 가상 임플란트 또는 실제 식립된 임플란트의 최외곽 지점(2600)은, 도 22의 임플란트 측단면(2800a)을 참조하면, 상기 임플란트의 상단면 상의 교합축 방향 최상부의 중심점(2500a)을 양 옆으로 연장하였을 때, 임플란트 상단면 양 쪽의 끝 지점으로 결정될 수 있다.

다음으로, 단계 S600에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 가상 임플란트 및 실제 식립된 임플란트 각각의 최상부 중심점(2500a)과 골 경계(2700) 간 거리(2900a,2900b)를 계산할 수 있다. 상기 최상부 중심점(2500a)과 골 경계(2700) 간 거리(2900a,2900b)를 계산하는 단계를 보다 구체적으로 설명하기 위해, 도 23을 참조하여 설명하기로 한다.

도 23과 관련된 몇몇 실시예에서, 임플란트의 최상부 중심점(2500a)과 우측 골 경계(2700) 간 거리(2900b)와 임플란트의 최상부 중심점(2500a)과 좌측 골 경계(2700) 간 거리(2900a)는 같은 것으로 도시되거나 설명될 수 있으나, 이는 본 개시의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 한정을 두지 않음에 유의하여야 한다.

단계 S600과 관련된 몇몇 실시예에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 임플란트 최상부 중심점(2500a)을 기준으로 양 옆으로 연장하였을 때, 상기 골 경계(2700)와 만나는 지점까지의 거리를 가상 임플란트 최상부 중심점(2500a)과 상기 골 경계 사이의 거리(2900a,2900b)로써 계산할 수 있다.

다음으로, 단계 S700에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 가상 임플란트 및 실제 식립된 임플란트 각각의 최외곽 지점과 골 경계 간 거리를 계산할 수 있다. 상기 최외곽 지점과 골 경계 간 거리를 계산하는 단계를 보다 자세하게 설명하기 위하여, 도 24 내지 도 25를 참조하여 설명하기로 한다.

단계 S700과 관련된 다른 몇몇 실시예에서, 도 24 내지 도 25를 참조하면, 상기 가상 임플란트의 최외곽 지점(2600)과 골 경계(2700) 간 거리(2900c)는, 상기 단계 S700에서 산출된 상기 가상 임플란트 최상부 중심점(2500a)과 상기 골 경계(2700) 사이의 거리에서, 상기 가상 임플란트 최상부 중심(2500a)과 상기 가상 임플란트의 최외곽 지점(2600)의 거리(2900d) 만큼을 제한 값으로 결정될 수 있다.

단계 S700과 관련된 또 다른 몇몇 실시예에서, 도 24 내지 25를 참조하면, 상기 실제 식립된 임플란트의 최외곽 지점(2600)과 골 경계(2700) 간 거리(2900c)는, 상기 단계 S700에서 산출된 상기 실제 식립된 임플란트 최상부 중심점(2500a)과 상기 골 경계(2700) 사이의 거리에서, 상기 실제 식립된 임플란트 최상부 중심점(2500a)과 상기 실제 식립된 임플란트의 최외곽 지점(2600)의 거리(2900d)만큼을 제한 값으로 결정될 수 있다.

단계 S700과 관련된 또 다른 몇몇 실시예에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 상기 가상 임플란트 최외곽 지점과 골 경계 사이의 거리와 상기 실제 식립된 임플란트 최외곽 지점과 골 경계 사이의 거리를 비교하여 상기 가상 임플란트와 상기 실제 식립된 임플란트 간의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 상기 계산 결과는 사용자에게 사용자 단말을 통해 디스플레이 할 수 있다.

다음으로, 단계 S800에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 실제 식립된 임플란트가 골 경계의 특정 거리 이내 존재하는 지의 여부를 확인할 수 있다. 상기 존재 여부를 확인하는 단계를 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 도 26을 참조하여 설명하기로 한다.

단계 S800과 관련된 몇몇 실시예에서, 상기 실제 식립된 임플란트 양 쪽의 최외곽 지점(2600)을 연결하는 직선에서 높이 Kmm(예를 들어, 1mm)의 사각형(3000)을 가상으로 생성한다. 상기 사각형(3000)의 범위 이내에 골 경계의 일부라도 접촉한다는 것에 응답하여, 상기 시스템은 상기 실제 식립된 임플란트가 상기 골 경계의 특정 거리 이내 존재한다고 판단할 수 있다.

여기서, 상기 특정 거리는, 사용자가 사전에 설정한 것일 수 있으며 임플란트 식립 위치 비교 시스템의 기본값일 수 있으나, 이에 국한되지 아니하고 다양한 사전 설정된 경우의 거리를 포함할 수 있다.

다음으로, 단계 S900에서, 사용자에게 경고창이 제공될 수 있다. 상기 경고창은 상기 사용자 단말을 통해 사용자 인터페이스 형태로 제공될 수 있다. 상기 경고창을 제공하는 단계를 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 도 27을 참조하여 설명하기로 한다.

단계 S900과 관련된 몇몇 실시예에서, 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 실제 식립된 임플란트가 골 경계의 특정 거리 이내 존재한다는 것에 응답하여, 골 이식이 필요하다는 메시지 및 골 이식이 필요한 영역에 대한 정보를 포함하는 경고창(3100)을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 골 이식이 필요한 영역에 대한 정보는 임플란트 식립 치식 번호, 설측 또는 순측 영역에 대한 높이 등의 정보를 포함할 수도 있다.

도 29는 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 임플란트 식립 위치 비교 시스템의 하드웨어 구성도이다. 도 29에 도시된 임플란트 식립 위치 비교 시스템 (1000)은, 예를 들어 도 1을 참조하여 설명한 임플란트 식립 위치 비교 시스템 (100)을 가리키는 것일 수 있다. 임플란트 식립 위치 비교 시스템(1000)은 하나 이상의 프로세서(1100), 시스템 버스(1600), 통신 인터페이스(1200), 프로세서(1100)에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램(1500)을 로드(load)하는 메모리(1400)와, 컴퓨터 프로그램(1500)을 저장하는 스토리지(1300)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 임플란트 식립 위치 비교 시스템 (1000)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(1100)는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다. 메모리(1400)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(1400)는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작들을 실행하기 위하여 스토리지(1300)로부터 하나 이상의 컴퓨터 프로그램(1500)을 로드(load) 할 수 있다. 버스(1600)는 임플란트 식립 위치 비교 시스템 (1000)의 구성 요소 간 통신 기능을 제공한다. 통신 인터페이스(1200)는 임플란트 식립 위치 비교 시스템 (1000)의 인터넷 통신을 지원한다. 스토리지(1300)는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램(1500)을 비임시적으로 저장할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(1500)은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작들이 구현된 하나 이상의 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(1500)이 메모리(1400)에 로드 되면, 프로세서(1100)는 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행시킴으로써 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작들을 수행할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 도 29를 참조하여 설명된 임플란트 식립 위치 비교 시스템은 가상 머신 등 클라우드 기술에 기반하여 서버 팜(server farm)에 포함된 하나 이상의 물리 서버(physical server)를 이용하여 구성될 수 있다. 이 경우, 도 29에 도시된 구성 요소 중 프로세서(1100), 메모리(1400) 및 스토리지(1300) 중 적어도 일부는 가상 하드웨어(virtual hardware)일 수 있을 것이며, 통신 인터페이스(1200) 또한 가상 스위치(virtual switch) 등 가상화된 네트워킹 요소로 구성될 수 있을 것이다.

컴퓨터 프로그램(1500)은 상기 환자의 수술 전 상하악에 대한 스캔 데이터와 상기 환자의 수술 전 상하악에 대한 제1 입체 영상을 획득하는 동작, 상기 스캔 데이터와 상기 제1 입체 영상의 제1 정합을 수행함으로써, 디자인 영상을 생성하는 동작, 상기 제1 정합 수행 결과에 따른 상기 환자의 상하악의 특징 지점에서의 제1 정합률을 연산하는 동작, 상기 제1 정합률을 이용하여 상기 디자인 영상과, 상기 환자의 수술 후 상하악에 대한 제2 입체 영상 간에 제2 정합을 수행하는 동작, 상기 환자의 입체 영상에서 골 경계를 검출하는 동작, 상기 가상 임플란트 및 실제 식립된 임플란트 각각의 최상부 중심점과 상기 골 경계 사이의 거리를 별도로 계산하는 동작, 상기 계산 결과 및 임플란트의 직경 거리에 기초하여, 상기 가상 임플란트 및 상기 실제 식립된 임플란트 각각의 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 거리를 별도로 산출하는 동작 및 상기 실제 식립된 임플란트가 상기 골 경계의 특정 거리 이내 존재할 시 사용자에게 경고창을 제공하는 동작을 수행하기 위한 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.

지금까지 도 1 내지 도 29를 참조하여 본 개시의 다양한 실시예들 및 그 실시예들에 따른 효과들을 언급하였다. 본 개시의 기술적 사상에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

지금까지 설명된 본 개시의 기술적 사상은 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체 상에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록된 상기 컴퓨터 프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 다른 컴퓨팅 장치에 전송되어 상기 다른 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 이로써 상기 다른 컴퓨팅 장치에서 사용될 수 있다.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 도시되어 있지만, 반드시 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적 순서로 실행되어야만 하거나 또는 모든 도시 된 동작들이 실행되어야만 원하는 결과를 얻을 수 있는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 상황에서는, 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수도 있다. 이상 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 발명이 다른 구체적인 형태로도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시에 의해 정의되는 기술적 사상의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

컴퓨팅 시스템에 의하여 수행되는 방법에 있어서,
환자의 수술 전 상하악에 대한 스캔 데이터와 상기 환자의 수술 전 상하악에 대한 제1 입체 영상을 획득하는 단계;
상기 제1 정합 수행 결과에 따른 상기 환자의 상하악의 특징 지점에서의 제1 정합률을 연산하는 단계;
상기 제1 정합률을 이용하여 디자인 영상과, 상기 환자의 수술 후 상하악에 대한 제2 입체 영상의 제2 정합을 수행하는 단계를 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제2 정합을 수행하는 단계는,
상기 제1 입체 영상과 상기 제2 입체 영상의 상기 특징 지점에서의 제2 정합률이 상기 제1 정합률과 같아지도록 상기 제2 정합을 수행하는 단계를 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제1 항에 있어서,
상기 특징 지점은 사용자 입력에 의하여 정의된 복수의 지점을 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제3 항에 있어서,
상기 사용자 입력에 의하여 정의된 복수의 지점은 중절치 상의 특정 지점, 좌측 제1 대구치 상의 특정 지점 및 우측 제1 대구치 상의 특정 지점을 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 정합 수행 결과에 따른 상기 환자의 상하악의 특징 지점에서의 제1 정합률을 연산하는 단계는,
상기 제1 정합의 수행 결과를 가리키는 각 위치의 정합률 정보를 상기 디자인 영상에 오버레이 하여 디스플레이 하는 단계; 및
상기 제1 정합률 정보가 상기 디자인 영상에 오버레이 되어 디스플레이 된 영상 상의 사용자 지정 위치를 상기 복수의 지점 중 어느 하나로서 결정하는 단계를 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제1 항에 있어서,
상기 특징 지점은 사전 설정된 복수의 지점을 포함하고,
상기 복수의 지점은 중절치의 근원심 축(Mesiodistal Axis)에 평행한 단면의 절단연(incisal margin) 지점, 좌측 제1 대구치의 근원심 축에 평행한 단면의 교두 및 와 또는 그루브 부위 또는 와 지점 중에서 하나 이상의 지점을 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제6 항에 있어서,
상기 중절치가 상실치인 경우, 상기 복수의 지점은 상기 중절치의 인접치의 근원심 축에 평행한 단면의 절단연 지점을 포함하고,
상기 좌측 제1 대구치가 상실치인 경우, 상기 복수의 지점은 상기 좌측 제1 대구치의 인접치의 근원심 축에 평행한 단면의 교두 및 와 또는 그루브 부위를 포함하며,
상기 우측 제1 대구치가 상실치인 경우, 상기 복수의 지점은 상기 우측 제1 대구치의 인접치의 근원심 축에 평행한 단면의 교두 및 와 또는 그루브 부위를 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제1 항에 있어서,
상기 특징 지점은 사전 설정된 복수의 지점을 포함하고,
상기 복수의 지점은 중절치 단면의 외곽선의 곡률을 기준으로 하여 결정된 제1 지점, 좌측 제1 대구치 단면의 외곽선의 곡률을 기준으로 하여 결정된 제2 지점 및 우측 제1 대구치 단면의 외곽선의 곡률을 기준으로 하여 결정된 제3 지점을 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
컴퓨팅 시스템에 의하여 수행되는 방법에 있어서,
환자의 입체 영상에서 골 경계(Bone Margin)를 식별하는 단계;
가상 임플란트의 최상부 중심점과 상기 골 경계 사이의 제1 중심 거리를 산출하는 단계;
실제 식립된 임플란트의 최상부 중심점과 상기 골 경계 사이의 제2 중심 거리를 산출하는 단계;
상기 제1 중심 거리에 기초하여, 상기 가상 임플란트의 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 제1 경계 거리를 산출하는 단계;
상기 제2 중심 거리에 기초하여, 상기 실제 식립된 임플란트의 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 제2 경계 거리를 별도로 산출하는 단계 및
상기 실제 식립된 임플란트가 상기 골 경계의 특정 거리 이내 존재할 시 사용자에게 경고를 제공하는 단계를 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제9 항에 있어서,
상기 골 경계를 검출하는 단계는,
상기 가상 임플란트 또는 상기 실제 식립된 임플란트 중 적어도 어느 하나의 정중앙 부를 단면으로 형성하였을 때의 단면 영상에서 수분 함량(HU) 값이 가장 높은 골 경계를 추출하는 단계를 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제10 항에 있어서,
상기 단면 영상은 상기 가상 임플란트 또는 상기 실제 식립된 임플란트 중 적어도 하나의 임플란트를 기준축으로 하여 MA(각각의 임플란트 축을 기준으로 근심면에서 원심면 방향 또는 각각의 임플란트 축을 기준으로 원심면에서 근심면 방향으로 자른 단면), BA(각각의 임플란트 축을 기준으로 협면에서 설면 방향 또는 각각의 임플란트 축을 기준으로 설면에서 협면 방향으로 자른 단면), AA(각각의 임플란트 축과 수직인 단면으로 치관 방향에서 치근 방향 또는 각각의 임플란트 축을 기준으로 치근 방향에서 치관 방향으로 자른 단면) 중 적어도 어느 하나인 것을 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
제9 항에 있어서,
상기 가상 임플란트 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 거리는,
상기 골 경계와 상기 가상 임플란트의 최상부 중심점 간 거리에서 상기 가상 임플란트 직경의 절반을 제한 것이고,
상기 실제 식립된 임플란트 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 거리는,
상기 골 경계와 상기 실제 식립된 임플란트의 최상부 중심점 간 거리에서 상기 실제 임플란트 직경의 절반을 제한 것인,
임플란트 식립 위치 비교 방법.
컴퓨팅 시스템에 있어서,
복수의 치과 영상을 수신하는 네트워크 인터페이스;
임플란트 식립 위치 비교 프로그램이 로드되는 메모리; 및
상기 메모리에 로드된 임플란트 식립 위치 비교 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 포함하되,
상기 임플란트 식립 위치 비교 프로그램은,
상기 환자의 수술 전 상하악에 대한 스캔 데이터와 상기 환자의 수술 전 상하악에 대한 제1 입체 영상을 획득하는 인스트럭션(instruction);
상기 스캔 데이터와 상기 제1 입체 영상의 제1 정합을 수행함으로써, 디자인 영상을 생성하는 인스트럭션;
상기 제1 정합 수행 결과에 따른 상기 환자의 상하악의 특징 지점에서의 제1 정합률을 연산하는 인스트럭션;
상기 제1 정합률을 이용하여 상기 디자인 영상과, 상기 환자의 수술 후 상하악에 대한 제2 입체 영상의 제2 정합을 수행하는 인스트럭션을 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 시스템.
컴퓨팅 시스템에 있어서,
복수의 치과 영상을 수신하는 네트워크 인터페이스;
임플란트 식립 위치 비교 프로그램이 로드되는 메모리; 및
상기 메모리에 로드된 임플란트 식립 위치 비교 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 포함하되,
상기 임플란트 식립 위치 비교 프로그램은,
상기 환자의 입체 영상에서 골 경계(Bone Margin)를 검출하는 인스트럭션(instruction);
상기 가상 임플란트 및 실제 식립된 임플란트 각각의 최상부 중심점과 상기 골 경계 사이의 거리를 별도로 계산하는 인스트럭션;
상기 계산 결과 및 임플란트의 직경 거리에 기초하여, 상기 가상 임플란트 및 상기 실제 식립된 임플란트 각각의 최외곽 지점과 상기 골 경계 사이의 거리를 별도로 산출하는 인스트럭션;
상기 실제 식립된 임플란트가 상기 골 경계의 특정 거리 이내 존재할 시 사용자에게 경고를 제공하는 인스트럭션을 포함하는,
임플란트 식립 위치 비교 시스템.