KR20240065945A - 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 - Google Patents

Abstract

픽스처를 배치하기 위한 방법은 마스크생성부가 컴퓨터단층촬영(Computer tomography)에 의한 복수의 슬라이스로 이루어지며, 복수의 치아 각각과 다른 영역을 구분하는 치아 분할 마스크가 형성된 치아 영상을 마련하는 단계와, 기초처리부가 상기 복수의 슬라이스로부터 치아의 서로 다른 높이의 2개의 무게중심을 도출하는 단계와, 상기 기초처리부가 상기 2개의 무게중심에서 높은 위치의 무게중심으로부터 낮은 위치의 무게중심의 방향을 통해 픽스처가 삽입되는 방향을 나타내기 위한 단위 벡터인 삽입 벡터를 도출하는 단계와, 상기 기초처리부가 상기 삽입 벡터를 이용하여 치근의 시작점을 도출하고, 상기 치근의 시작점으로부터 서로 다른 높이를 가지는 치아의 종류 별로 픽스처의 머리가 상기 치근에서 노출되도록 하는 픽스처의 끝의 위치를 나타내는 픽스처 좌표를 도출하는 단계와, 상기 삽입 벡터 및 상기 픽스처 좌표에 따라 픽스처를 치아에 배치하는 단계를 포함한다.

Description

컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 장치 및 이를 위한 방법{Apparatus for placing implant fixtures on computed tomography images and method therefor}

본 발명은 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 치아 임플란트 고정장치는 치조골에 삽입되어 고정되는 픽스처(fixture)와 하부는 픽스처에 삽입되고 상부에는 치아 형상을 갖는 보철물(crown)이 부착되는 어버트먼트(abutment)를 포함한다. 이러한 치아 임플란트 고정장치는 우선 픽스처가 치조골에 고정된 후에 어버트먼트의 하부가 픽스처에 삽입되고 어버트먼트의 상부에 인공 치아인 보철물이 접착되는 방식으로 시술된다.

한국공개특허 제2017-0077785호 (2017년07월06일 공개)

본 발명의 목적은 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 장치 및 이를 위한 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 픽스처를 배치하기 위한 방법은 마스크생성부가 컴퓨터단층촬영(Computer tomography)에 의한 복수의 슬라이스로 이루어지며, 복수의 치아 각각과 다른 영역을 구분하는 치아 분할 마스크가 형성된 치아 영상을 마련하는 단계와, 기초처리부가 상기 복수의 슬라이스로부터 치아의 서로 다른 높이의 2개의 무게중심을 도출하는 단계와, 상기 기초처리부가 상기 2개의 무게중심에서 높은 위치의 무게중심으로부터 낮은 위치의 무게중심의 방향을 통해 픽스처가 삽입되는 방향을 나타내기 위한 단위 벡터인 삽입 벡터를 도출하는 단계와, 상기 기초처리부가 상기 삽입 벡터를 이용하여 치근의 시작점을 도출하고, 상기 치근의 시작점으로부터 서로 다른 높이를 가지는 치아의 종류 별로 픽스처의 머리가 상기 치근에서 노출되도록 하는 픽스처의 끝의 위치를 나타내는 픽스처 좌표를 도출하는 단계와, 상기 삽입 벡터 및 상기 픽스처 좌표에 따라 픽스처를 치아에 배치하는 단계를 포함한다.

상기 픽스처 좌표를 도출하는 단계는 상기 기초처리부가 수학식

에 따라 픽스처 좌표를 도출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 P는 픽스처 좌표이고, 상기 t는 치근으로부터 퍼센티지 단위의 높이이고, 상기 e는 삽입 벡터이고, 상기 는 삽입 벡터의 z 성분이고, 상기 는 치아 높이의 100%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이고, 상기 는 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이고, 상기 는 치근의 시작점인 것을 특징으로 한다.

상기 방법은 브릿지처리부가 치아의 길이가 가장 긴 치아의 길이 대비 기 설정된 임계치 미만인 치아를 브릿지 치아로 검출하는 단계와, 상기 브릿지처리부가 상기 브릿지 치아에 인접한 적어도 하나의 기성 치아를 이용하여 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 도출하는 단계와, 상기 브릿지처리부가 상기 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 이용하여 픽스처를 상기 브릿지 치아의 가상 치근 영역에 배치하는 단계를 더 포함한다.

상기 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 도출하는 단계는 상기 브릿지처리부가 상기 브릿지 치아에 인접한 적어도 하나의 기성 치아를 이용하여 브릿지 치아의 가상 치근의 시각점의 z 좌표를 도출하는 단계와, 상기 브릿지처리부가 상기 기성 치아를 이용하여 브릿지 치아의 삽입 벡터를 도출하는 단계와, 상기 브릿지처리부가 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 브릿지 치아의 픽스처 좌표를 도출하는 단계를 포함한다.

상기 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 도출하는 단계는 상기 브릿지처리부가 수학식

에 따라 상기 브릿지 치아의 픽스처 좌표를 도출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 j는 브릿지 치아의 인덱스이고, 상기 는 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심 좌표이고, 상기 는 브릿지 치아의 픽스처 좌표이고, 상기 는 브릿지 치아의 삽입 벡터이고, 상기 는 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표이고, 상기 는 브릿지 치아의 삽입 벡터의 z 성분이고, 상기 는 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표인 것을 특징으로 한다.

상기 방법은 내측처리부가 삽입 벡터 및 픽스처 좌표가 도출된 치아인 기성 치아 사이의 픽스처 좌표 중 평면 좌표를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성하는 단계와, 상기 내측처리부가 악궁 라인에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 기성 치아의 사이에 위치한 소실치인 내측 소실치를 배치하는 단계와, 상기 내측처리부가 상기 내측 소실치와 이웃하는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 기초로 상기 악궁 라인 상에서 상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계와, 상기 내측처리부가 상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 내측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치하는 단계를 더 포함한다.

상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계는 상기 내측처리부가 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표를 악궁 라인 상에서 동일한 간격으로 이동시키면서 내측 소실치의 픽스처 좌표를 도출하는 단계와, 상기 내측처리부가 이웃 기성 치아의 삽입 벡터를 기초로 내측 소실치의 삽입 벡터를 도출하는 단계를 포함한다.

상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계는 상기 내측처리부가 수학식

에 따라 내측 소실치의 픽스처 좌표를 도출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 l은 악궁 라인에서 내측 소실치의 2개의 이웃 기성 치아 사이의 곡선 거리이고, 상기 k는 내측 소실치의 인덱스이고, 상기 n은 내측 소실치의 개수이고, 상기 는 내측 소실치 중 첫 번째 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 x 좌표이고, 상기 f는 보간 함수이고, 상기 는 내측 소실치 중 첫 번째 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이고, 상기 는 내측 소실치 중 마지막 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이고, 상기 는 내측 소실치의 픽스처 좌표인 것을 특징으로 한다.

상기 방법은 대칭처리부가 상호 대칭되는 기성 치아 쌍의 중간점을 선형 회귀 기법에 적용하여 대칭선을 도출하는 단계와, 상기 대칭처리부가 상기 대칭선을 기준으로 기성 치아에 대칭하는 대칭 소실치를 도출하는 단계와, 상기 대칭처리부가 상기 대칭선을 기준으로 대칭 소실치에 대칭되는 기성 치아인 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계와, 상기 대칭처리부가 상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 대칭 소실치의 대응하는 픽스처를 배치하는 단계를 더 포함한다.

상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계는 상기 대칭처리부가 수학식

에 따라 대칭 소실치의 픽스처 좌표를 산출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 는 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표이고, 상기 는 대칭 소실치의 픽스처 좌표이고, 상기 a는 1/m이고, 상기 b는 -n/m이며, 상기 n 및 상기 m은 대칭선에 대한 선형 회귀 모형의 모회귀계수인 것을 특징으로 한다.

상기 방법은 외측처리부가 상기 기성 치아의 픽스처 좌표 중 평면 좌표를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성하는 단계와, 상기 외측처리부가 상기 악궁 라인 상에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 기성 치아의 외측에 위치하는 소실치인 외측 소실치를 배치하는 단계와, 상기 외측처리부가 상기 외측 소실치와 이웃하는 이웃 기성 치아의 파라미터를 기초로 상기 악궁 라인 상에서 상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계와, 상기 외측처리부가 상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 외측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치하는 단계를 더 포함한다.

상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계는 상기 외측처리부가 수학식

에 따라 외측 소실치의 픽스처 좌표를 산출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표이고, 상기 d는 치아 사이의 간격이고, 상기 k는 외측 소실치의 인덱스이고, 상기 f는 보간 함수이고, 상기 는 외측 소실치의 픽스처 좌표인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 픽스처를 배치하기 위한 장치는 컴퓨터단층촬영(Computer tomography)에 의한 복수의 슬라이스로 이루어지며, 복수의 치아 각각과 다른 영역을 구분하는 치아 분할 마스크가 형성된 치아 영상을 마련하는 마스크생성부와, 상기 복수의 슬라이스로부터 치아의 서로 다른 높이의 2개의 무게중심을 도출하고, 상기 기초처리부가 상기 2개의 무게중심에서 높은 위치의 무게중심으로부터 낮은 위치의 무게중심의 방향을 통해 픽스처가 삽입되는 방향을 나타내기 위한 단위 벡터인 삽입 벡터를 도출하고, 상기 기초처리부가 상기 삽입 벡터를 이용하여 치근의 시작점을 도출하고, 상기 치근의 시작점으로부터 서로 다른 높이를 가지는 치아의 종류 별로 픽스처의 머리가 상기 치근에서 노출되도록 하는 픽스처의 끝의 위치를 나타내는 픽스처 좌표를 도출하고, 상기 삽입 벡터 및 상기 픽스처 좌표에 따라 픽스처를 치아에 배치하는 기초처리부를 포함한다.

상기 기초처리부는 수학식

에 따라 픽스처 좌표를 도출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 P는 픽스처 좌표이고, 상기 t는 치근으로부터 퍼센티지 단위의 높이이고, 상기 e는 삽입 벡터이고, 상기 는 삽입 벡터의 z 성분이고, 상기 는 치아 높이의 100%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이고, 상기 는 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이고, 상기 는 치근의 시작점인 것을 특징으로 한다.

상기 장치는 치아의 길이가 가장 긴 치아의 길이 대비 기 설정된 임계치 미만인 치아를 브릿지 치아로 검출하고, 상기 브릿지처리부가 상기 브릿지 치아에 인접한 적어도 하나의 기성 치아를 이용하여 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 도출하고, 상기 브릿지처리부가 상기 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 이용하여 픽스처를 상기 브릿지 치아의 가상 치근 영역에 배치하는 브릿지처리부를 더 포함한다.

상기 브릿지처리부는 상기 브릿지 치아에 인접한 적어도 하나의 기성 치아를 이용하여 브릿지 치아의 가상 치근의 시각점의 z 좌표를 도출하고, 상기 기성 치아를 이용하여 브릿지 치아의 삽입 벡터를 도출하고, 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 브릿지 치아의 픽스처 좌표를 도출하는 것을 특징으로 한다.

상기 브릿지처리부는 수학식

에 따라 상기 브릿지 치아의 픽스처 좌표를 도출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 j는 브릿지 치아의 인덱스이고, 상기 는 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심 좌표이고, 상기 는 브릿지 치아의 픽스처 좌표이고, 상기 는 브릿지 치아의 삽입 벡터이고, 상기 는 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표이고, 상기 는 브릿지 치아의 삽입 벡터의 z 성분이고, 상기 는 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표인 것을 특징으로 한다.

상기 장치는 삽입 벡터 및 픽스처 좌표가 도출된 치아인 기성 치아 사이의 픽스처 좌표 중 평면 좌표를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성하는 단계와, 상기 내측처리부가 악궁 라인에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 기성 치아의 사이에 위치한 소실치인 내측 소실치를 배치하는 단계와, 상기 내측처리부가 상기 내측 소실치와 이웃하는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 기초로 상기 악궁 라인 상에서 상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계와, 상기 내측처리부가 상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 내측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치하는 내측처리부를 더 포함한다.

상기 내측처리부는 상기 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표를 악궁 라인 상에서 동일한 간격으로 이동시키면서 내측 소실치의 픽스처 좌표를 도출하고, 상기 이웃 기성 치아의 삽입 벡터를 기초로 내측 소실치의 삽입 벡터를 도출하는 것을 특징으로 한다.

상기 내측처리부는 수학식

에 따라 내측 소실치의 픽스처 좌표를 도출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 l은 악궁 라인에서 내측 소실치의 2개의 이웃 기성 치아 사이의 곡선 거리이고, 상기 k는 내측 소실치의 인덱스이고, 상기 n은 내측 소실치의 개수이고, 상기 는 내측 소실치 중 첫 번째 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 x 좌표이고, 상기 f는 보간 함수이고, 상기 는 내측 소실치 중 첫 번째 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이고, 상기 는 내측 소실치 중 마지막 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이고, 상기 는 내측 소실치의 픽스처 좌표인 것을 특징으로 한다.

상기 장치는 상호 대칭되는 기성 치아 쌍의 중간점을 선형 회귀 기법에 적용하여 대칭선을 도출하고, 상기 대칭선을 기준으로 기성 치아에 대칭하는 대칭 소실치를 도출하고, 상기 대칭선을 기준으로 대칭 소실치에 대칭되는 기성 치아인 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하고, 상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 대칭 소실치의 대응하는 픽스처를 배치하는 대칭처리부를 더 포함한다.

상기 대칭처리부는 수학식

에 따라 대칭 소실치의 픽스처 좌표를 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 는 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표이고, 상기 는 대칭 소실치의 픽스처 좌표이고, 상기 a는 1/m이고, 상기 b는 -n/m이며, 상기 n 및 상기 m은 대칭선에 대한 선형 회귀 모형의 모회귀계수인 것을 특징으로 한다.

상기 장치는 상기 기성 치아의 픽스처 좌표 중 평면 좌표를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성하고, 상기 악궁 라인 상에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 기성 치아의 외측에 위치하는 소실치인 외측 소실치를 배치하고, 상기 외측 소실치와 이웃하는 이웃 기성 치아의 파라미터를 기초로 상기 악궁 라인 상에서 상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하고, 상기 외측처리부가 상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 외측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치하는 외측처리부를 더 포함한다.

상기 외측처리부는 수학식

에 따라 외측 소실치의 픽스처 좌표를 산출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표이고, 상기 d는 치아 사이의 간격이고, 상기 k는 외측 소실치의 인덱스이고, 상기 f는 보간 함수이고, 상기 는 외측 소실치의 픽스처 좌표인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 컴퓨터단층촬영(Computer tomography)에 의한 치아 영상 상에서 정상 치아, 브릿지 치아 및 소실치에 대응하는 임플란트 픽스처 삽입축을 구할 수 있다. 특히, 정상 치아의 수가 적은 경우에도 악궁 라인을 도출할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 임플란트 픽스처를 자동으로 배치함으로써 사용자의 작업 시간을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에 배치되는 임플란트 픽스처를 설명하기 위한 화면 예이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 배치되는 픽스처를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 기초처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6 내지 8은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 기초처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 브릿지처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 브릿지처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 내측처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 내측처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 대칭처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 대칭처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 외측처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 21 내지 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 외측처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

특히, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상을 이용하여 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 장치에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에 배치되는 임플란트 픽스처를 설명하기 위한 화면 예이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 배치되는 픽스처를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 장치(10, 이하, ‘픽스처배치장치’로 축약함)는 마스크생성부(100) 및 픽스처배치부(200)를 포함한다.

마스크생성부(100)는 도 2의 (A)와 같은 치아에 대한 컴퓨터단층촬영(Computer tomography, CT) 영상인 치아 영상을 입력받는다. 즉, 치아 영상은 CT 영상이므로 복수의 슬라이스를 포함한다. 그러면, 마스크생성부(100)는 도 2의 (B)와 같이, 학습모델(Deep Learning Model)을 이용하여 복수의 치아 각각과 다른 영역을 구분하는 치아 분할 마스크(TSM: Teeth Segmentation mask)를 형성한다.

픽스처배치부(200)는 도 2의 (C)와 같이, 치아 분할 마스크(TSM)가 형성된 치아 영상에서 치아 분할 마스크(TSM)를 참조로 픽스처(F: Fixture)를 배치하기 위한 것이다. 픽스처배치부(200)는 삽입 벡터(IV) 및 픽스처 좌표(FC)를 구하고, 삽입 벡터(IV) 및 픽스처 좌표(FC)를 이용하여 치아 영상에서 픽스처(F)를 배치한다. 여기서, 삽입 벡터(IV)는 치아 분할 마스크(TSM)를 참조로 치아에 대응하여 픽스처(F)가 삽입되는 방향을 나타내기 위한 단위 벡터이다. 도 3을 참조하면, 픽스처 좌표(FC)는 픽스처(F)의 머리가 치근에서 노출되도록 배치될 때 픽스처의 끝의 위치를 나타낸다. 이러한 픽스처배치부(200)는 기초처리부(210), 브릿지처리부(220), 내측처리부(230), 대칭처리부(240) 및 외측처리부(250)를 포함한다.

기초처리부(210)는 브릿지 치아 및 소실치가 아닌 치근 및 치관이 모두 존재하는 정상 치아에 대응하는 픽스처(F)를 배치하기 위한 것이다.

브릿지처리부(220)는 브릿지 치아에 대응하는 픽스처(F)를 배치하기 위한 것이다.

내측처리부(230)는 이미 픽스처 좌표 및 삽입 벡터가 도출된 치아를 나타내는 기성 치아의 사이에 위치한 소실치인 내측 소실치에 대응하는 픽스처(F)를 배치한다.

대칭처리부(240)는 기성 치아와 대칭되는 위치에 존재하는 소실치인 대칭 소실치에 대응하는 픽스처(F)를 배치하기 위한 것이다.

외측처리부(250)는 기성 치아의 외측에 위치한 소실치인 외측 소실치에 대응하는 픽스처(F)를 배치하기 위한 것이다.

기초처리부(210), 브릿지처리부(220), 내측처리부(230), 대칭처리부(240) 및 외측처리부(250)를 포함하는 픽스처배치부(200)의 구체적인 동작에 대해서는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 기초처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6 내지 8은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 기초처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 브릿지처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 브릿지처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 내측처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 내측처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다. 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 대칭처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 17 내지 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 대칭처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다. 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 외측처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 21 내지 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 외측처리부의 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 마스크생성부(100)는 S100 단계에서 치아에 대한 컴퓨터단층촬영(Computer tomography, CT) 영상인 치아 영상이 입력되면, 학습모델(Deep Learning Model)을 이용하여 복수의 치아 각각과 다른 영역을 구분하는 치아 분할 마스크(TSM)를 형성함으로써, 컴퓨터단층촬영(Computer tomography)에 의한 복수의 슬라이스로 이루어지며, 복수의 치아 각각과 다른 영역을 구분하는 치아 분할 마스크(TSM)가 형성된 치아 영상을 마련한다.

픽스처배치부(200)의 기초처리부(210)는 S200 단계에서 브릿지 치아 및 소실치가 아닌 치근 및 치관이 모두 존재하는 정상 치아에 대응하여 픽스처(F)를 배치한다. 이러한 S200 단계에 대해 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 먼저, 기초처리부(210)는 S210 단계에서 치아 영상의 복수의 슬라이스로부터 치아의 서로 다른 높이의 2개의 무게중심(centroid point)을 도출한다. 예컨대, 치근을 시작점으로 할 때 치아 높이의 25%의 높이에서 치아의 무게중심과, 치아 높이의 50%의 높이에서 치아의 무게중심을 도출할 수 있다. 이를 위하여, 기초처리부(210)는 치아 영상의 복수의 슬라이스에서 치아의 무게중심을 도출할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 치아 영상은 수평 단면이 높이 방향으로 적층되는 복수의 슬라이스로 이루어지며, 복수의 슬라이스 각각에 마스킹된 치아(te)가 수평 단면으로 존재한다. 이러한 수평 단면 상에서 각 치아(te)의 무게중심(cp: centroid point)를 도출한다. 이때, 기초처리부(210)는 다음의 수학식 1에 따라 무게중심(cp: centroid point)의 평면 좌표()를 도출한다.

여기서, s는 치근 시작점으로부터 치아 높이의 25% 및 50% 위치한 슬라이스이다. 또한, i는 치아의 픽셀 인덱스이고, 는 해당 슬라이스의 치아의 픽셀 개수이다.

또한, 기초처리부(210)는 치아 높이 25% 및 50% 위치한 무게중심의 좌표(3차원 좌표)를 다음의 수학식 2에 따라 도출한다.

도 7을 참조하면, 는 치근의 시작점을 기준으로 치아 높이의 25%에 위치한 슬라이스에 있는 치아의 무게중심의 좌표이고, 는 치근의 시작점을 기준으로 치아 높이의 50%에 위치한 슬라이스에 있는 치아의 무게중심의 좌표이다. 여기서, 는 치근의 시작점을 기준으로 치아 높이의 25%에 위치한 슬라이스에 있는 치아의 무게중심의 z 좌표이고, 는 치근의 시작점을 기준으로 치아 높이의 50%에 위치한 슬라이스에 있는 치아의 무게중심의 z 좌표이다. 이러한 z 좌표는 영상 규격 및 슬라이스의 높이 방향의 적층 순서에 따라 도출될 수 있다.

다음으로, 기초처리부(210)는 S220 단계에서 앞서 도출된 2개의 무게중심에서 높은 위치의 무게중심()으로부터 낮은 위치의 무게중심()을 연결하여 픽스처가 삽입되는 방향, 즉, 높은 위치의 무게중심()으로부터 낮은 위치의 무게중심()의 방향을 나타내기 위한 단위 벡터인 삽입 벡터를 도출한다. 이때, 기초처리부(210)는 다음의 수학식 3에 따라 삽입 벡터를 도출될 수 있다.

여기서, e는 삽입 벡터를 나타내며, 는 치아 높이의 25%에 위치한 슬라이스의 치아로부터 도출되는 무게중심의 좌표이고, 낮은 위치의 무게중심을 의미한다. 는 치아 50%에 위치한 슬라이스의 치아로부터 도출되는 무게중심의 좌표이며, 높은 위치의 무게중심을 의미한다.

전술한 바와 같이, 삽입 벡터(e)가 도출되면, 기초처리부(210)는 삽입 벡터(e)로부터 치근의 시작점을 도출하고, 치근의 시작점으로부터 서로 다른 높이를 가지는 치아의 종류 별로 픽스처의 길이를 적용하여 픽스처의 머리가 치근에서 노출되도록 하는 픽스처의 끝의 위치를 나타내는 픽스처 좌표를 도출한다.

즉, 기초처리부(210)는 S230 단계에서 치근(치아 뿌리) 시작점을 다음의 수학식 4에 따라 도출한다. 치근의 시작점은 치아 높이의 0%에 위치한 슬라이스의 치아로부터 도출되는 무게중심의 좌표이다.

여기서, 는 치근의 시작점이다. 또한, 는 치아 높이의 25%에 위치한 슬라이스로부터 도출되는 무게중심의 좌표이다. 그리고 e는 삽입 벡터이고, 는 삽입 벡터의 z 성분이다. 는 치아 높이의 25%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이고, 는 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이다.

그런 다음, 즉, 기초처리부(210)는 S240 단계에서 치근의 시작점()으로부터 치아의 길이에 따라 서로 다른 높이를 가지는 치아의 종류 별로 픽스처의 머리가 치근에서 노출되도록 하는 픽스처의 끝의 위치를 나타내는 픽스처 좌표를 도출한다. 이러한 픽스처 좌표는 다음의 수학식 5에 따라 도출된다.

여기서, P는 픽스처 좌표를 나타낸다. t는 치근으로부터 퍼센티지(0%≤t≤l00%) 단위의 높이를 의미하며 치아마다 다르게 설정된다. 예를 들면, 길이 10mm 픽스처를 사용한다면, 치근이 긴 송곳니, 즉, FDI(Federation Dentaire Internationale) 표기법 기준 13, 23, 33, 34번 치아는 t=15%로 설정한다. 그리고 치근이 짧은 앞니, 즉, FDI 표기법 기준 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42번 치아는 t=-5%로 설정한다. 그리고 나머지 치아는 t=0%로 설정한다. e는 삽입 벡터이고, e^z는 삽입 벡터의 z 성분이다. 는 치아 높이의 100%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 높이(z) 좌표이고, 는 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 높이(z) 좌표이다. 그리고 는 치근의 시작점이다. 이를 적용하여 수학식 6에 따라 치근의 시작점으로부터 픽스처의 길이를 적용하여 픽스처 좌표를 도출할 수 있다.

다음으로, 기초처리부(210)는 S250 단계에서 치아 영상 상에서 앞서 도출된 삽입 벡터(e) 및 픽스처 좌표(FC)에 따라 픽스처(F)를 배치한다. 이러한 화면 예를 도 8에 도시하였다. 도시된 바와 같이, 삽입 벡터(e)에 따라 삽입축(X)을 형성하며, 픽스처(F)의 머리가 치근에서 노출되도록 픽스처 좌표(FC)에 따라 픽스처(F)를 배치한다.

다시 도 4를 참조하면, 브릿지처리부(220)는 S300 단계에서 브릿지 치아에 대응하는 픽스처(F)를 배치한다. 브릿지 치아는 인공의 치관만 존재하며, 치근은 존재하지 않는다. 이에 따라, 치아 영상에서 치관만 존재한다. 이에 따라, 브릿지처리부(220)는 치아 영상에서 치아의 길이를 기준으로 브릿지 치아를 검출하고, 검출된 브릿지 치아에 인접한 기성 치아의 파라미터를 참조로 가상의 치근을 도입한다. 여기서, 기성 치아는 이미 삽입 벡터 및 픽스처 좌표가 도출된 치아를 의미한다. 브릿지처리부(220)는 가상 치근에 따라 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 순차로 도출한다. 이러한 S300 단계에 대해 도 9를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 9를 참조하면, 브릿지처리부(220)는 S310 단계에서 치아 영상에서 모든 치아의 길이를 산출한다. 여기서, 각 치아의 길이는 다음의 수학식 6을 통해 도출될 수 있다.

여기서 i는 치아 인덱스를 나타내며, i∈{1:n}:={1,2,…,n}이고, n은 치아의 개수이다. li는 i 번째 치아의 길이이다. 는 i 번째 치아의 치아 높이의 t%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 좌표이다. 즉, 는 i 번째 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 좌표이고, 는 i 번째 치아의 치아 높이의 100%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 좌표이다.

브릿지처리부(220)는 S320 단계에서 치아의 길이가 가장 긴 치아의 길이 대비 기 설정된 임계치 미만인 치아를 브릿지 치아로 검출한다. 도 10의 (A)에 도시된 바와 같이, 치근 및 치관이 모두 존재하는 정상 치아(FDI 표기법 기준 13번 치아)와 달리 브릿지 치아(11번, 12번, 21번, 22번 치아)는 치근이 존재하지 않기 때문에 치근에 픽스처를 배치할 수가 없다. 특히, 도 10의 (B)에 도시된 바와 같이, 13번 치아의 와 간의 거리와 11번 브릿지 치아의 와 간의 길이 차이가 현저함을 알 수 있다. 이에 따라, 브릿지처리부(220)는 치아의 길이가 가장 긴 치아의 길이 대비 기 설정된 임계치 미만인 치아를 브릿지 치아로 검출한다. 이때, 브릿지처리부(220)는 다음의 수학식 7에 따라 각 치아의 길이와 가장 긴 치아의 길이의 비율(r)을 이용하여 브릿지 치아를 검출할 수 있다.

여기서, i는 치아의 인덱스이고, j는 브릿지 치아의 인덱스이다. li는 i 번째 치아의 길이를 나타낸다. t는 기 설정된 임계치이며, 0≤t≤1의 값을 가진다. 본 발명의 일 실시예에 따라 임계치는 0.5가 될 수 있다. 이에 따라, 특정 치아가 가장 긴 치아 길이(보통 송곳니)에 비해서 50% 작으면 해당 치아는 브릿지 치아로 간주한다. 즉, 가장 긴 치아 길이 대비 i번째 치아 길이가 50% 미만이면 브릿지 치아로 검출한다.

브릿지처리부(220)는 S330 단계에서 브릿지 치아에 인접한 적어도 하나의 기성 치아를 이용하여 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 높이(z) 좌표 및 삽입 벡터를 도출한다.

일례로, 도면 10과 같이 브릿지 치아(11번 치아)에 인접한 기성 치아인 인접 치아가 브릿지 치아의 양쪽으로 2개 존재하는 경우(예컨대, 13번, 23번 치아), 브릿지처리부(220)는 다음의 수학식 8에 따라 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표 및 픽스처의 삽입 벡터를 구할 수 있다.

여기서, 는 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표이고, j는 브릿지 치아의 인덱스이다. 첨자 left와 right는 브릿지 치아의 왼쪽에 위치한 기성 치아 및 오른쪽에 위치한 기성 치아를 의미한다. 예컨대, 도 10의 (B)에서, 브릿지 치아는 11번 치아이고, 왼쪽에 위치한 기성 치아는 13번 치아이고, 오른쪽에 위치한 기성 치아는 23번 치아이다. 는 j 번째 브릿지 치아의 왼쪽에 위치한 기성 치아의 치근 시작점의 높이(z) 좌표이고, 는 j 번째 브릿지 치아의 오른쪽에 위치한 기성 치아의 치근 시작점의 높이(z) 좌표이다. 또한, 는 브릿지 치아의 왼쪽에 위치한 기성 치아의 삽입 벡터이다. 는 브릿지 치아의 오른쪽에 위치한 기성 치아의 삽입 벡터이다. 는 브릿지 치아의 삽입 벡터이다.

다른 예로, 브릿치 치아가 17번 브릿지 치아이고 기성 치아가 16 치아인 경우와 같이, 브릿치 치아에 대해 하나의 인접한 기성 치아만 존재하는 경우, 브릿지처리부(220)는 다음의 수학식 9에 따라 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표 및 삽입 벡터를 구할 수 있다.

j는 브릿지 치아의 인덱스이며, 첨자 near는 브릿지 치아에 인접한 기성 치아를 나타낸다. 는 j 번째 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표이고, 는 j 번째 브릿지 치아에 인접한 기성 치아의 치근의 시작점의 z 좌표이다. 는 브릿지 치아에 인접한 기성 치아의 삽입 벡터이다. 는 j 번째 브릿지 치아의 삽입 벡터이다.

이와 같이, 브릿지처리부(220)는 2개의 인접 치아가 존재하는 경우 2개의 인접 치아의 파라미터의 평균값을 이용하고, 1개의 인접 치아가 존재하는 경우 해당 인접 치아의 파라미터를 복사하여 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표와 픽스처의 삽입 방향을 나타내는 단위 벡터인 삽입 벡터를 구할 수 있다.

다음으로, 브릿지처리부(220)는 S340 단계에서 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표와 픽스처의 삽입 방향을 나타내는 단위 벡터인 삽입 벡터를 이용하여 브릿지 치아의 픽스처 좌표를 도출한다. 즉, 브릿지처리부(220)는 다음의 수학식 10에 따라 브릿지 치아의 픽스처 좌표를 도출한다.

여기서, j는 브릿지 치아의 인덱스이고, 는 j 번째 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심 좌표이다. 즉, 는 브릿지 치아의 경우, 치관의 시작점이 된다. 는 브릿지 치아의 픽스처 좌표를 나타낸다. 는 브릿지 치아의 삽입 벡터이다. 는 j 번째 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표이고, 는 j 번째 브릿지 치아의 삽입 벡터의 z 성분이다. 는 j 번째 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이다.

브릿지처리부(220)는 S350 단계에서 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 브릿지 좌표를 이용하여 브릿지 치아에 대응하는 픽스처를 배치한다. 도 11의 (A)는 S200 단계의 기법을 이용하여 픽스처를 배치한 화면 예이고, 도 11의 (B)는 S300 단계의 기법을 이용하여 픽스처를 배치한 화면 예이다. 도 11의 (A)에 도시된 바와 같이, S200 단계의 방법을 통해 픽스처를 배치하는 경우, 정상 치아는 문제가 없지만, 브릿지 치아는 치관 영역(CR)에 픽스처가 배치된다. 이에 따라, S200 단계와 같이 가상 치근을 도입하여 픽스처의 삽입 벡터 및 브릿지 좌표를 도출하여 픽스처를 배치하면, 도 11의 (B)와 같이, 브릿지 치아의 가상 치근 영역(VR)에 픽스처가 배치될 수 있다.

다시, 도 4를 참조하면, 내측처리부(230)는 S400 단계에서 이미 픽스처 좌표 및 삽입 벡터가 도출된 치아를 나타내는 기성 치아의 사이에 위치한 소실치인 내측 소실치에 대응하는 픽스처(F)를 배치한다. 이러한 S400 단계에 대해 도 12를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 12를 참조하면, 내측처리부(230)는 S410 단계에서 기성 치아 사이에 존재하는 소실치인 내측 소실치가 존재하는 경우, 기성 치아의 픽스처 좌표 중 평면 좌표(x, y)를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성한다. 예컨대, 도 13에 도시된 바와 같이, 기성 치아 사이에 존재하는 소실치인 내측 소실치가 존재할 수 있다. 이러한 경우, 내측처리부(230)는 예컨대, 도 14의 (A)에 도시된 바와 같은 기성 치아(예컨대, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 25)의 픽스처 좌표 중 평면 좌표(x, y)를 기반으로 보간 기법을 이용하여 악궁 라인(AL)을 형성한다. 여기서, 보간 기법은 실제 악궁 라인처럼 곡률을 주기 위해 Quadratic spline interpolation, Cubic spline interpolation 등을 이용할 수 있다.

그런 다음, 내측처리부(230)는 S420 단계에서 악궁 라인에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 배치하여 내측 소실치를 검출한다. 예컨대, 내측처리부(230)는 예컨대, 도 14의 (B)에 도시된 바와 같이, 기성 치아(예컨대, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 25)와 동일한 간격으로 내측 소실치(예컨대, 11, 12번 치아)를 배치한다.

동일한 간격 배치를 위하여, 내측처리부(230)는 내측 소실치와 이웃하는 기성 치아인 이웃 기성 치아 사이의 악궁 라인의 곡선의 길이를 다음의 수학식 11에 따라 도출한다.

여기서, l은 악궁 라인에서 내측 소실치의 이웃 기성 치아 사이의 곡선 거리를 나타낸다. 예컨대, 악궁 라인에서 13번 치아에서 21번 치아 사이의 곡선 거리이다. 및 는 이웃 기성 치아의 x 좌표이다. 예컨대, 도 14의 (B)에서 는 13번 치아의 x 좌표이고, 는 21번 치아의 x 좌표가 될 수 있다. 또한, f는 보간 함수를 나타내며, 스플라인 보간 함수가 될 수 있다.

이와 같이, 곡선 거리를 도출한 후, 내측처리부(230)는 악궁 라인 상에서 이웃 기성 치아로부터 동일한 간격으로 내측 소실치(예컨대, 11, 12번 치아)를 순차로 배치한다.

다음으로, 내측처리부(230)는 S430 단계에서 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표를 기초로 내측 소실치의 픽스처 좌표를 도출할 수 있다. 앞서, 내측 소실치는 악궁 라인 상에서 이웃 기성 치아로부터 동일한 간격으로 순차로 배치되다. 이에 따라, 내측처리부(230)는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표를 악궁 라인 상에서 동일한 간격으로 이동시키면서 내측 소실치의 픽스처 좌표를 도출한다. 즉, 내측처리부(230)는 다음의 수학식 12에 따라 내측 소실치의 픽스처 좌표를 도출할 수 있다.

여기서, l은 악궁 라인에서 내측 소실치의 2개의 이웃 기성 치아 사이의 곡선 거리를 나타낸다. k는 내측 소실치 인덱스이다. 예컨대, 도 14의 (B)에서 12번 내측 소실치는 k=1, 11번 내측 소실치는 k=2가 될 수 있다. 여기서, k∈{1:n}이며, n은 이웃 기성 치아 사이의 내측 소실치의 개수이다. 예컨대, 도 14의 (B)에서, n=2. 는 내측 소실치 중 첫 번째(k=1) 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 x 좌표이다. 예컨대, 도 14의 (B)에서 는 13번 치아의 x 좌표이다. f는 보간 함수를 나타내며, 스플라인 보간 함수가 될 수 있다. 는 내측 소실치 중 첫 번째(k=1) 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이다. 는 내측 소실치 중 마지막(k=2) 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이다. 예컨대, 도 14의 (B)에서 는 13번 치아의 z 좌표이고, 는 21번 치아의 z 좌표가 될 수 있다. 그리고 는 k 번째 내측 소실치의 픽스처 좌표이다.

다음으로, 내측처리부(230)는 S440 단계에서 이웃 기성 치아의 삽입 벡터를 기초로 다음의 수학식 13에 따라 내측 소실치의 삽입 벡터를 도출할 수 있다.

여기서, k는 내측 소실치의 인덱스이다. 는 내측 소실치 중 첫 번째 내측 소실치(예컨대, 도 14의 (B)에서 12번 치아)의 이웃 기성 치아(예컨대, 도 14의 (B)에서 13번 치아)의 삽입 벡터이다. 는 내측 소실치 중 마지막 내측 소실치(예컨대, 도 14의 (B)에서 11번 치아)의 이웃 기성 치아(예컨대, 도 14의 (B)에서 21번 치아)의 삽입 벡터이다. 는 내측 소실치의 삽입 벡터이다.

내측처리부(230)는 S450 단계에서 내측 소실치의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 이용하여 내측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 내측처리부(230)는 내측 소실치에 대해 이웃 기성 치아를 참조로 픽스처의 머리가 치근에서 노출되도록 픽스처를 배치할 수 있다.

다시, 도 4를 참조하면, 대칭처리부(240)는 S500 단계에서 이미 픽스처 좌표 및 삽입 벡터가 도출된 치아를 나타내는 기성 치아와 대칭되는 위치에 존재하는 소실치인 대칭 소실치에 대응하는 픽스처(F)를 배치한다. 이러한 S500 단계에 대해 도 16을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 16의 실시예는 도 17에 도시된 바와 같이, 기성 치아와 대칭되는 위치에 존재하는 소실치인 대칭 소실치(14-17번 치아)가 존재하는 경우를 가정한다. 즉, 대칭처리부(240)는 도 18에 도시된 바와 같이, 기성 치아(예컨대, 도 18의 24-27번 치아)와 대칭되는 위치에 존재하는 소실치인 대칭 소실치(예컨대, 도 18의 14-17번 치아)가 존재하며, 상호 대칭되는 기성 치아 쌍이 소정의 기준치 이상인 경우(예컨대, 치아쌍 3개 이상, 예컨대, 도 18의 {11,21}, {12,22}, {13, 23} 치아쌍)에만, S500 단계를 실행할 수 있다.

도 16을 참조하면, 대칭처리부(240)는 S510 단계에서 상호 대칭되는 기성 치아 쌍(예컨대, 도 18의 {11,21}, {12,22}, {13, 23} 치아쌍)의 중간점(MP)을 이용하여 대칭선을 도출한다. 이때, 대칭처리부(240)는 치아 사이의 중간점(도면 11 파란점)을 선형 회귀 기법(Linear regression)에 적용하여 대칭선(SL)을 도출한다. 이때, 대칭처리부(240)는 다음의 수학식 14과 같은 선형 회귀 모형에 중간점의 좌표를 대입하여 직선의 방정식인 대칭선을 도출할 수 있다.

여기서, y는 독립변수이고, x는 종속변수이며, m 및 n은 모회귀계수이다.

이에 따라, 대칭처리부(240)는 S520 단계에서 대칭선을 기준으로 기성 치아에 대칭하는 대칭 소실치를 검출한다.

그런 다음, 대칭처리부(240)는 S530 단계에서 대칭선(SL)을 기준으로 대칭 소실치에 대칭되는 기성 치아인 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표를 이용하여 대칭 소실치의 픽스처 좌표를 산출한다. 즉, 대칭처리부(240)는 대칭선(SL)을 기준으로 대칭 소실치와 대칭 기성 치아의 대칭 관계에 따라 대칭 소실치의 픽스처 좌표를 산출한다. 이때, 대칭처리부(240)는 a=1/m, b=-n/m으로 치환하고 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표()를 이용해서 다음의 수학식 15에 따라 대칭 소실치의 픽스처 좌표를 산출한다.

여기서, 는 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표이다. 는 대칭 소실치의 픽스처 좌표이다. 또한, a=1/m이고, b=-n/m이며, n 및 m은 대칭선에 대한 선형 회귀 모형의 모회귀계수이다.

대칭처리부(240)는 S540 단계에서 대칭 기성 치아의 삽입 벡터를 기초로 다음의 수학식 16에 따라 대칭 소실치의 삽입 벡터를 도출한다.

여기서, 는 대칭 기성 치아의 삽입 벡터이고, 는 대칭 소실치의 삽입 벡터이다.

대칭처리부(240)는 S550 단계에서 대칭 소실치의 삽입 벡터 및 브릿지 좌표를 이용하여 대칭 소실치에 대응하는 픽스처를 배치한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 대칭처리부(240)는 대칭 소실치에 대해 대칭 기성 치아를 참조로 픽스처의 머리가 치근에서 노출되도록 픽스처를 배치할 수 있다.

다시, 도 4를 참조하면, 외측처리부(250)는 S600 단계에서 이미 픽스처 좌표 및 삽입 벡터가 도출된 치아를 나타내는 기성 치아의 외측에 위치한 소실치인 외측 소실치에 대응하는 픽스처(F)를 배치한다. 이러한 S600 단계에 대해 도 20을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 20의 실시예는 도 21에 도시된 바와 같이, 기성 치아의 외측에 소실치가 위치하는 경우를 상정한다. 구체적으로, 도 22의 (A)와 같이, 기성 치아(31-34번 치아, 41-44번 치아)가 내측에 위치하고, 소실치(35-37번 치아, 45-47번 치아)가 외측에 위치하는 경우를 상정한다. 이러한 경우의 소실치를 외측 소실치라고 칭한다.

도 20을 참조하면, 외측처리부(250)는 S610 단계에서 기성 치아의 픽스처 좌표 중 평면 좌표(x, y)를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성한다.

그런 다음, 외측처리부(250)는 S620 단계에서 악궁 라인 상에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 기성 치아의 외측에 위치하는 소실치인 외측 소실치를 검출한다.

이어서, 외측처리부(250)는 S630 단계에서 외측 소실치와 이웃하는 기성 치아인 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표를 기초로 외측 소실치의 픽스처 좌표를 도출한다. 즉, 외측처리부(250)는 다음의 수학식 17에 따라 외측 소실치의 픽스처 좌표를 산출한다.

여기서, 는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표이다. 예컨대, 도 22의 44번 치아의 픽스처 좌표가 될 수 있다. d는 치아(이웃 기성 치아 및 외측 소실치 간 혹은 2개의 외측 소실치 간) 사이의 간격이다. k는 외측 소실치의 인덱스이다. 예컨대, 도 22에서, 45번 치아는 k=1이 되고 46번 치아는 k=2, 47번 치아는 k=3이 될 수 있다. 여기서, k∈{1:n}이고, n은 이웃 기성 치아(예컨대, 44번 치아)와 이어지는 외측 소실치의 개수이다(예컨대, 도 22에서 44번 치아를 기준으로 n=3). 또한, f는 보간 함수이다. 그리고 는 외측 소실치의 픽스처 좌표이다.

외측처리부(250)는 S640 단계에서 이웃 기성 치아의 삽입 벡터를 기초로 다음의 수학식 18에 따라 외측 소실치의 삽입 벡터를 도출한다.

여기서, k는 외측 소실치의 인덱스이다. 는 외측 소실치의 이웃 기성 치아의 삽입 벡터이고, 는 k 번째 외측 소실치의 삽입 벡터이다.

외측처리부(250)는 S650 단계에서 외측 소실치의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 이용하여 외측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 외측처리부(250)는 외측 소실치에 대해 이웃 기성 치아를 참조로 픽스처의 머리가 치근에서 노출되도록 픽스처를 배치할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터단층촬영 영상에서 임플란트 픽스처를 배치하기 위한 방법에 대해 설명하였다. 바람직한 실시예에 따르면, 전술한 S100 단계 내지 S600 단계는 기본적으로 순차로 진행된다. 하지만, S300 내지 S600 단계의 경우, 해당하는 치아, 예컨대, 브릿지 치아, 내측 소실치, 대칭 소실치 및 외측 소실치가 존재하지 않는 경우, 해당 단계는 생략될 수 있다. 또한, S300 내지 S600 단계의 경우, 해당하는 치아에 대응하여 픽스처 배치가 가능한 상황인 경우, 본 명세서에 기재된 순서 이외의 순서로 실행될 수도 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 컴퓨터단층촬영(Computer tomography)에 의해 촬영된 치아 영상 상에서 자동으로 임플란트 픽스처를 배치할 수 있다. 이에 따라, 의료진, 기공사 등의 사용자의 업무시간을 단축시킬 수 있다. 더욱이, 본 발명은 적은 수의 치아로도 악궁 라인을 도출할 수 있으며, 이는 임플란트 시술 및 치아 교정 자료로 활용될 수 있다. 종래기술은 CT 데이터로는 악궁 라인 및 치축을 얻을 수 없었다. 하지만, 본 발명은 본 발명은 CT 데이터만으로 악궁 라인을 얻을 수 있다. 이에 따라, 그 사용에 있어 훨씬 범용성이 높고, 다양하게 활용될 수 있다. 게다가, 본 발명은 CT 데이터로 모든 치아의 치축을 얻을 수 있다. 또한, 종래기술은 소실치가 많은 경우에 정확한 악궁 라인을 생성하기가 어려웠다. 하지만, 본 발명은 치관만 있는 브릿지 치아에도 가상의 치근을 적용하여 치축을 구할 수 있다. 종래기술은 소실치에 대한 치축을 구할 수 없지만, 본 발명은 소실치의 임플란트 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출할 수 있다.

도 24는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 24의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 장치, 예컨대, 픽스처배치장치(10)가 될 수 있다.

도 24의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.

메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

10: 픽스처배치장치 100: 마스크생성부
200: 픽스처배치부 210; 기초처리부
220: 브릿지처리부 230; 내측처리부
240: 대칭처리부 250: 외측처리부

Claims (20)

1. 픽스처를 배치하기 위한 방법에 있어서,
   마스크생성부가 컴퓨터단층촬영(Computer tomography)에 의한 복수의 슬라이스로 이루어지며, 복수의 치아 각각과 다른 영역을 구분하는 치아 분할 마스크가 형성된 치아 영상을 마련하는 단계;
   기초처리부가 상기 복수의 슬라이스로부터 치아의 서로 다른 높이의 2개의 무게중심을 도출하는 단계;
   상기 기초처리부가 상기 2개의 무게중심에서 높은 위치의 무게중심으로부터 낮은 위치의 무게중심의 방향을 통해 픽스처가 삽입되는 방향을 나타내기 위한 단위 벡터인 삽입 벡터를 도출하는 단계;
   상기 기초처리부가 상기 삽입 벡터를 이용하여 치근의 시작점을 도출하고, 상기 치근의 시작점으로부터 서로 다른 높이를 가지는 치아의 종류 별로 픽스처의 머리가 상기 치근에서 노출되도록 하는 픽스처의 끝의 위치를 나타내는 픽스처 좌표를 도출하는 단계;
   상기 삽입 벡터 및 상기 픽스처 좌표에 따라 픽스처를 치아에 배치하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는
   픽스처를 배치하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 픽스처 좌표를 도출하는 단계는
   상기 기초처리부가
   수학식
   
   에 따라 픽스처 좌표를 도출하며,
   상기 P는 픽스처 좌표이고,
   상기 t는 치근으로부터 퍼센티지 단위의 높이이고,
   상기 e는 삽입 벡터이고,
   상기 는 삽입 벡터의 z 성분이고,
   상기 는 치아 높이의 100%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이고,
   상기 는 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이고,
   상기 는 치근의 시작점인 것을 특징으로 하는
   픽스처를 배치하기 위한 방법.
3. 제1항에 있어서,
   브릿지처리부가 치아의 길이가 가장 긴 치아의 길이 대비 기 설정된 임계치 미만인 치아를 브릿지 치아로 검출하는 단계;
   상기 브릿지처리부가 상기 브릿지 치아에 인접한 적어도 하나의 기성 치아를 이용하여 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 도출하는 단계;
   상기 브릿지처리부가 상기 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 이용하여 픽스처를 상기 브릿지 치아의 가상 치근 영역에 배치하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   픽스처를 배치하기 위한 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 도출하는 단계는
   상기 브릿지처리부가
   수학식
   
   에 따라 상기 브릿지 치아의 픽스처 좌표를 도출하며,
   상기 j는 브릿지 치아의 인덱스이고,
   상기 는 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심 좌표이고,
   상기 는 브릿지 치아의 픽스처 좌표이고,
   상기 는 브릿지 치아의 삽입 벡터이고,
   상기 는 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표이고,
   상기 는 브릿지 치아의 삽입 벡터의 z 성분이고,
   상기 는 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표인 것을 특징으로 하는
   픽스처를 배치하기 위한 방법.
5. 제1항에 있어서,
   내측처리부가 삽입 벡터 및 픽스처 좌표가 도출된 치아인 기성 치아 사이의 픽스처 좌표 중 평면 좌표를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성하는 단계;
   상기 내측처리부가 악궁 라인에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 기성 치아의 사이에 위치한 소실치인 내측 소실치를 배치하는 단계;
   상기 내측처리부가 상기 내측 소실치와 이웃하는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 기초로 상기 악궁 라인 상에서 상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계;
   상기 내측처리부가 상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 내측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   픽스처를 배치하기 위한 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계는
   상기 내측처리부가
   수학식
   
   에 따라 내측 소실치의 픽스처 좌표를 도출하며,
   상기 l은 악궁 라인에서 내측 소실치의 2개의 이웃 기성 치아 사이의 곡선 거리이고,
   상기 k는 내측 소실치의 인덱스이고,
   상기 n은 내측 소실치의 개수이고,
   상기 는 내측 소실치 중 첫 번째 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 x 좌표이고,
   상기 f는 보간 함수이고,
   상기 는 내측 소실치 중 첫 번째 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이고,
   상기 는 내측 소실치 중 마지막 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이고,
   상기 는 내측 소실치의 픽스처 좌표인 것을 특징으로 하는
   픽스처를 배치하기 위한 방법.
7. 제1항에 있어서,
   대칭처리부가 상호 대칭되는 기성 치아 쌍의 중간점을 선형 회귀 기법에 적용하여 대칭선을 도출하는 단계;
   상기 대칭처리부가 상기 대칭선을 기준으로 기성 치아에 대칭하는 대칭 소실치를 도출하는 단계;
   상기 대칭처리부가 상기 대칭선을 기준으로 대칭 소실치에 대칭되는 기성 치아인 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계;
   상기 대칭처리부가 상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 대칭 소실치의 대응하는 픽스처를 배치하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   픽스처를 배치하기 위한 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계는
   상기 대칭처리부가
   수학식
   
   에 따라 대칭 소실치의 픽스처 좌표를 산출하며,
   상기 는 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표이고,
   상기 는 대칭 소실치의 픽스처 좌표이고,
   상기 a는 1/m이고,
   상기 b는 -n/m이며,
   상기 n 및 상기 m은 대칭선에 대한 선형 회귀 모형의 모회귀계수인 것을 특징으로 하는
   픽스처를 배치하기 위한 방법.
9. 제1항에 있어서,
   외측처리부가 상기 기성 치아의 픽스처 좌표 중 평면 좌표를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성하는 단계;
   상기 외측처리부가 상기 악궁 라인 상에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 기성 치아의 외측에 위치하는 소실치인 외측 소실치를 배치하는 단계;
   상기 외측처리부가 상기 외측 소실치와 이웃하는 이웃 기성 치아의 파라미터를 기초로 상기 악궁 라인 상에서 상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계;
   상기 외측처리부가 상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 외측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   픽스처를 배치하기 위한 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계는
    상기 외측처리부가
    수학식
    
    에 따라 외측 소실치의 픽스처 좌표를 산출하며,
    상기 는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표이고,
    상기 d는 치아 사이의 간격이고,
    상기 k는 외측 소실치의 인덱스이고,
    상기 f는 보간 함수이고,
    상기 는 외측 소실치의 픽스처 좌표인 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 방법.
11. 픽스처를 배치하기 위한 장치에 있어서,
    컴퓨터단층촬영(Computer tomography)에 의한 복수의 슬라이스로 이루어지며, 복수의 치아 각각과 다른 영역을 구분하는 치아 분할 마스크가 형성된 치아 영상을 마련하는 마스크생성부;
    상기 복수의 슬라이스로부터 치아의 서로 다른 높이의 2개의 무게중심을 도출하고,
    상기 기초처리부가 상기 2개의 무게중심에서 높은 위치의 무게중심으로부터 낮은 위치의 무게중심의 방향을 통해 픽스처가 삽입되는 방향을 나타내기 위한 단위 벡터인 삽입 벡터를 도출하고,
    상기 기초처리부가 상기 삽입 벡터를 이용하여 치근의 시작점을 도출하고, 상기 치근의 시작점으로부터 서로 다른 높이를 가지는 치아의 종류 별로 픽스처의 머리가 상기 치근에서 노출되도록 하는 픽스처의 끝의 위치를 나타내는 픽스처 좌표를 도출하고,
    상기 삽입 벡터 및 상기 픽스처 좌표에 따라 픽스처를 치아에 배치하는 기초처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 기초처리부는
    수학식
    
    에 따라 픽스처 좌표를 도출하며,
    상기 P는 픽스처 좌표이고,
    상기 t는 치근으로부터 퍼센티지 단위의 높이이고,
    상기 e는 삽입 벡터이고,
    상기 는 삽입 벡터의 z 성분이고,
    상기 는 치아 높이의 100%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이고,
    상기 는 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표이고,
    상기 는 치근의 시작점인 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.
13. 제11항에 있어서,
    치아의 길이가 가장 긴 치아의 길이 대비 기 설정된 임계치 미만인 치아를 브릿지 치아로 검출하고,
    상기 브릿지처리부가 상기 브릿지 치아에 인접한 적어도 하나의 기성 치아를 이용하여 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 도출하고,
    상기 브릿지처리부가 상기 브릿지 치아의 삽입 벡터 및 픽스처 좌표를 이용하여 픽스처를 상기 브릿지 치아의 가상 치근 영역에 배치하는
    브릿지처리부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 브릿지처리부는
    수학식
    
    에 따라 상기 브릿지 치아의 픽스처 좌표를 도출하며,
    상기 j는 브릿지 치아의 인덱스이고,
    상기 는 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심 좌표이고,
    상기 는 브릿지 치아의 픽스처 좌표이고,
    상기 는 브릿지 치아의 삽입 벡터이고,
    상기 는 브릿지 치아의 가상 치근의 시작점의 z 좌표이고,
    상기 는 브릿지 치아의 삽입 벡터의 z 성분이고,
    상기 는 브릿지 치아의 치아 높이의 0%의 슬라이스에 위치한 치아의 무게중심의 z 좌표인 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.
15. 제11항에 있어서,
    삽입 벡터 및 픽스처 좌표가 도출된 치아인 기성 치아 사이의 픽스처 좌표 중 평면 좌표를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성하는 단계;
    상기 내측처리부가 악궁 라인에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 기성 치아의 사이에 위치한 소실치인 내측 소실치를 배치하는 단계;
    상기 내측처리부가 상기 내측 소실치와 이웃하는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 기초로 상기 악궁 라인 상에서 상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하는 단계;
    상기 내측처리부가 상기 내측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 내측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치하는
    내측처리부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 내측처리부는
    수학식
    
    에 따라 내측 소실치의 픽스처 좌표를 도출하며,
    상기 l은 악궁 라인에서 내측 소실치의 2개의 이웃 기성 치아 사이의 곡선 거리이고,
    상기 k는 내측 소실치의 인덱스이고,
    상기 n은 내측 소실치의 개수이고,
    상기 는 내측 소실치 중 첫 번째 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 x 좌표이고,
    상기 f는 보간 함수이고,
    상기 는 내측 소실치 중 첫 번째 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이고,
    상기 는 내측 소실치 중 마지막 내측 소실치의 이웃 기성 치아의 z 좌표이고,
    상기 는 내측 소실치의 픽스처 좌표인 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.
17. 제11항에 있어서,
    상호 대칭되는 기성 치아 쌍의 중간점을 선형 회귀 기법에 적용하여 대칭선을 도출하고,
    상기 대칭선을 기준으로 기성 치아에 대칭하는 대칭 소실치를 도출하고,
    상기 대칭선을 기준으로 대칭 소실치에 대칭되는 기성 치아인 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하고,
    상기 대칭 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 대칭 소실치의 대응하는 픽스처를 배치하는
    대칭처리부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 대칭처리부는
    수학식
    
    에 따라 대칭 소실치의 픽스처 좌표를 산출하며,
    상기 는 대칭 기성 치아의 픽스처 좌표이고,
    상기 는 대칭 소실치의 픽스처 좌표이고,
    상기 a는 1/m이고,
    상기 b는 -n/m이며,
    상기 n 및 상기 m은 대칭선에 대한 선형 회귀 모형의 모회귀계수인 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.
19. 제11항에 있어서,
    상기 기성 치아의 픽스처 좌표 중 평면 좌표를 기반으로 보간 기법을 통해 악궁 라인을 형성하고,
    상기 악궁 라인 상에서 기성 치아의 간격과 동일한 간격으로 기성 치아의 외측에 위치하는 소실치인 외측 소실치를 배치하고,
    상기 외측 소실치와 이웃하는 이웃 기성 치아의 파라미터를 기초로 상기 악궁 라인 상에서 상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 도출하고,
    상기 외측처리부가 상기 외측 소실치의 픽스처 좌표 및 삽입 벡터를 이용하여 상기 외측 소실치에 대응하는 픽스처를 배치하는
    외측처리부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 외측처리부는
    수학식
    
    에 따라 외측 소실치의 픽스처 좌표를 산출하며,
    상기 는 이웃 기성 치아의 픽스처 좌표이고,
    상기 d는 치아 사이의 간격이고,
    상기 k는 외측 소실치의 인덱스이고,
    상기 f는 보간 함수이고,
    상기 는 외측 소실치의 픽스처 좌표인 것을 특징으로 하는
    픽스처를 배치하기 위한 장치.

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