KR101283572B1

KR101283572B1 - 3차원 역공학 기술을 이용한 치아 형태 또는 부피 변화 측정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101283572B1
Application number: KR1020110049262A
Authority: KR
Inventors: 차봉근; 박진아
Original assignee: (주)강원지역대학연합기술지주회사
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2013-07-09
Also published as: KR20120131063A

Abstract

본 발명은 3차원 역공학 기술을 이용한 치아 형태 또는 부피 변화 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3차원 역공학 기술을 이용하여 치과치료, 나아가 의료기술 전반에서 보철적 외과적 치료 등의 수복치료 후, 치료 전후의 형태 또는 부피의 변화량 등의 다양한 파라미터를 정량적으로 측정하는 방법 및 그 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 3차원 스캐너를 이용한 3차원 역공학 기술 중 최적중첩법을 이용하여, 치료 혹은 시간 경과에 따른 두 시점(T1, T2)의 결과물을 최적 중첩함에 의하여 면적, 체적 등과 같은 다양한 파라미터에 대하여 발생된 변화를 정량적 혹은 정성적으로 분석할 수 있도록 한다.

Description

3차원 역공학 기술을 이용한 치아 형태 또는 부피 변화 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR THREE-DIMENSIONAL ASSESSMENT OF THE MORPHOLOGIC OR VOLUMETRIC CHANGE OF THE TOOTH BY USING THREE-DIMENSIONAL REVERSE ENGINEERING TECHNOLOGY}

본 발명은 3차원 역공학 기술을 이용한 치아 형태 또는 부피 변화 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3차원 역공학 기술을 이용하여 치과치료, 나아가 의료기술 전반에서 보철적 외과적 치료 등의 수복치료 후, 치료 전후의 형태 또는 부피의 변화량 등의 다양한 파라미터를 정량적으로 측정하는 방법 및 그 측정 장치에 관한 것이다.

종래에는 의료치료학의 특성상 일정부위를 절단하여 그 부위의 변화를 측정계측 평가하는 것이 불가능하였다. 즉, 임상가는 시각적 판단에 의해 대략의 변화를 추측하거나 캘리퍼 등을 이용하여 단순한 선계측등의 평가만으로 치료결과를 판단하여 왔다. 이는, 부피나 면적 형태 등을 측정하는 임상적으로 활용 가능한 기술이 개발되지 않은 것에도 하나의 원인이 있다. 실제적 계측이 어려운 경우 치료 전후의 사진촬영에 의해 좀 더 세밀한 계측을 시도하는 경우도 있으나, 이러한 방법도 크게 보면 실물계측의 범주에서 벗어난다고 볼 수 없다.

한편으로는, 실험실적 방법으로 인상을 채득하여 채득부위의 체적을 실험실에서 계측하는 방법이나 접촉식 스캐너를 이용하는 방법이 시도되기도 하였으나 이는 임상적으로 응용하기 어려워 단지 연구용으로만 이용되는 한계를 노출하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 3차원 스캐너를 이용한 3차원 역공학 기술 중 최적중첩법을 이용하여, 치료 혹은 시간 경과에 따른 두 시점(T1, T2)의 결과물을 최적 중첩함에 의하여 면적, 체적 등과 같은 다양한 파라미터에 대하여 발생된 변화를 정량적 혹은 정성적으로 분석할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한 형태의 변화를 컴퓨터 모니터 상에서 시각화(visualization)함으로써 임상가가 자기의 치료결과를 손쉽게 파악할 수 있도록 할 뿐 아니라, 환자에게도 시각적 설명이 가능하게 하여 환자와 의사 사이에 치료를 위한 커뮤니케이션을 증진시키는데 다른 목적이 있다.

또한 구강 내에서 치아 등을 직접 스캔하는 경우에는, 종래의 인상채득 등의 실험실적 방법을 배제할 수 있어 시간과 경제적 손실을 최소화 하는데 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 3차원 골격변화 측정 장치가 치아의 변화량을 측정하는 방법은, (a) 일 시점(이하 '제1 시점'이라 한다)에 있어서 특정 치아(tooth)(이하 '측정대상치아'라 한다)에 대한 3차원 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 데이터를 획득하는 단계; (b) 상기 제1 시점 이후의 특정 시점(이하 '제2 시점'이라 한다)에 있어서, 상기 측정대상치아에 대한 3차원 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 데이터를 획득하는 단계; (c) 상기 측정대상치아에서, 상기 제1 시점 및 제2 시점으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하지 않는 부위(이하 '고정부위'라 한다)를 일치시킴으로써 상기 측정대상치아에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행하는 단계; (d) 상기 측정대상치아의 중첩된 형상에서, 상기 제1 시점 및 제2 시점으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하는 부위(이하 '측정부위'라 한다)를 추출하는 단계; 및 (e) 상기 추출된 형상에서 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 스캔 형상의 부피를 측정하고, 그 변화량을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 제1 시점의 고정부위는, 상기 측정대상치아가 치은에 접한 최하점으로부터 상부 교합면까지의 높이 중, 중앙 3분의 1에 해당하는 부위이며, 상기 단계(d)는, (d1) 상기 측정대상치아가 좌우측 치아와 접촉하는 면에서, 상기 측정대상치아의 높이 방향과 평행한 경계면(이하 '수직 경계면'이라 한다)을 설정하는 단계; (d2) 상기 측정대상치아의 일정 높이 지점에서 상기 수직 경계면과 수직인 경계면(이하 '수평 경계면'이라 한다)을 설정하는 단계; 및 (d3) 상기 수직 경계면 및 수평 경계면에 의하여 상기 측정대상치아의 형상을 절단하고, 절단된 두 부위 중, 상부 교합면을 포함하는 부위를 측정부위로서 추출하는 단계를 포함한다.
상기 단계(c)는, (c1) 상기 제1 시점의 3차원 형상에서, 고정부위로 설정할 부분을 사용자로부터 입력받아 그 부분을 상기 제1 시점 고정부위로 설정하는 단계; (c2) 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터를 추출하는 단계; (c3) 상기 제2 시점의 3차원 형상 내에서, 상기 단계(c2)의 형상 데이터와 가장 유사한 형상 데이터를 가지는 부위를 검색하는 단계; (c4) 검색된 부위를 제2 시점 고정부위로 설정하는 단계; 및 (c5) 상기 제1 시점 고정부위 및 상기 제2 시점 고정부위를 일치시킴으로써 상기 측정대상골격에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 수평 경계면을 형성하는 지점은, 상기 측정대상치아의 볼쪽 면(이하 '협면'이라 한다) 또는 입술쪽 면(이하 '순면'이라 한다)에서 가장 볼록한 부분(이하 '최대 풍융부'라 한다)으로 설정될 수 있다.
상기 단계(c2)에서 추출하는 형상 데이터는, 상기 측정대상치아의 협면 또는 순면(이하 '외측면'이라 통칭한다) 형상 데이터와 상기 측정대상치아의 혀쪽 면(이하 '설면'이라 한다) 형상 데이터 중 어느 하나만을 포함할 수 있다.
상기 단계(c2)에서 추출하는 형상 데이터는, 상기 측정대상치아의 외측면 형상 데이터와 상기 측정대상치아의 설면 형상 데이터 모두를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 3차원 골격의 변화량을 측정하는 장치는, 신체의 특정 부위의 표면(이하 '측정대상'이라 한다)에 대한 3차원 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 데이터를 획득하는 3차원 스캐너부; 측정대상에서, 일 시점(이하 '제1 시점'이라 한다) 및 상기 제1 시점 이후의 특정 시점(이하 '제2 시점'이라 한다)으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하지 않는 부위(이하 '고정부위'라 한다)를 일치시킴으로써 상기 측정대상에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행하는 중첩모듈; 상기 측정대상의 중첩된 형상에서, 상기 제1 시점 및 제2 시점으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하는 부위(이하 '측정부위'라 한다)를 추출하는 측정부위 추출모듈; 상기 추출된 형상에서 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 스캔 형상의 부피를 측정하고, 그 변화량을 산출하는 변화량 측정모듈; 골격 변화량 측정 대상자 정보, 상기 대상자의 측정대상 정보, 상기 측정대상에 대한 3차원 스캔 데이터 및, 상기 측정대상에 대하여 산출된 변화량 정보를 저장하는 데이터 저장부; 및 상기 각 구성요소를 제어하여 3차원 골격 변화량 측정과 관련된 일련의 처리를 수행하는 제어부를 포함하고, 상기 측정대상은, 특정 치아(tooth)(이하 '측정대상치아'라 한다)이며, 상기 제1 시점의 고정부위는, 상기 측정대상치아가 치은에 접한 최하점으로부터 상부 교합면까지의 높이 중, 중앙 3분의 1에 해당하는 부위이고, 상기 측정부위 추출모듈은, 상기 측정대상치아가 좌우측 치아와 접촉하는 면에서, 상기 측정대상치아의 높이 방향과 평행한 경계면(이하 '수직 경계면'이라 한다)을 설정하고, 상기 측정대상치아의 일정 높이 지점에서 상기 수직 경계면과 수직인 경계면(이하 '수평 경계면'이라 한다)을 설정하며, 상기 수직 경계면 및 수평 경계면에 의하여 상기 측정대상치아의 형상을 절단하고, 절단된 두 부위 중, 상부 교합면을 포함하는 부위를 측정부위로서 추출한다.
상기 중첩모듈은, 상기 제1 시점의 3차원 형상에서, 고정부위로 설정할 부분을 사용자로부터 입력받아 그 부분을 상기 제1 시점 고정부위로 설정하고, 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터를 추출한 후, 상기 제2 시점의 3차원 형상 내에서, 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터와 가장 유사한 형상 데이터를 가지는 부위를 검색하여, 검색된 부위를 제2 시점 고정부위로 설정하며, 상기 제1 시점 고정부위 및 상기 제2 시점 고정부위를 일치시킴으로써 상기 측정대상골격에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행할 수 있다.

상기 수평 경계면을 형성하는 지점은, 상기 측정대상치아의 볼쪽 면(이하 '협면'이라 한다) 또는 입술쪽 면(이하 '순면'이라 한다)에서 가장 볼록한 부분(이하 '최대 풍융부'라 한다)으로 설정될 수 있다.
상기 중첩모듈이 추출하는 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터는, 상기 측정대상치아의 협면 또는 순면(이하 '외측면'이라 통칭한다) 형상 데이터와 상기 측정대상치아의 혀쪽 면(이하 '설면'이라 한다) 형상 데이터 중 어느 하나만을 포함할 수 있다.
상기 중첩모듈이 추출하는 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터는, 상기 측정대상치아의 외측면 형상 데이터와 상기 측정대상치아의 설면 형상 데이터 모두를 포함할 수 있다.

삭제

본 발명에 의하면, 3차원 스캐너를 이용한 3차원 역공학 기술 중 최적중첩법을 이용하여, 치료 혹은 시간 경과에 따른 두 시점(T1, T2)의 결과물을 최적 중첩함에 의하여 면적, 체적 등과 같은 다양한 파라미터에 대하여 발생된 변화를 정량적 혹은 정성적으로 분석할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 형태의 변화를 컴퓨터 모니터 상에서 시각화(visualization)함으로써 임상가가 자기의 치료결과를 손쉽게 파악할 수 있도록 할 뿐 아니라, 환자에게도 시각적 설명이 가능하게 하여 환자와 의사 사이에 치료를 위한 커뮤니케이션을 증진시키는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 구강 내에서 치아 등을 직접 스캔하는 경우에는, 종래의 인상채득 등의 실험실적 방법을 배제할 수 있어 시간과 경제적 손실을 최소화 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 3차원 표면형상 변화량 측정 방법을 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 표면형상 변화량 측정 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에서 사용하는 치아 각 면에 대한 용어를 설명하기 위한 도면.
도 4는 치료에 따른 치아 마모 전후의 치아의 3차원 스캔 형상을 나타내는 도면.
도 5는 치료에 따른 치아 마모 전후의 치아의 3차원 스캔 형상을 중첩한 형상을 나타내는 도면.
도 6은 중첩된 치아 형상에서 변화량이 측정될 부위를 추출하기 위해 설정된 경계면의 일 실시예를 도시한 도면.
도 7은 경계면을 설정하는 방법의 일 실시예를 나타내는 도면.
도 8은 설정된 경계면에 따라 추출된 부위를 나타내는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 3차원 표면형상 변화량 측정 방법을 나타내는 순서도이다.

3차원 표면형상 변화량 측정 장치(100)(도 2 참조)의 3차원 스캐너부(120)는 일 시점(이하 '제1 시점'이라 한다)에 있어서 신체의 특정 부위의 표면(이하 '측정대상'이라 한다)에 대한 3차원 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 데이터를 획득한다(S110). 이러한 측정대상이란 예를 들어, 치아, 얼굴, 코 등 다양한 부위를 포함하는 개념이다. 치아의 교정 치료 전후, 얼굴, 코 등의 성형 치료 전후 등에 있어서 그 신체부위 부피의 변화량을 정확히 측정해 내는 것이 본 측정 방법의 목적이다. 이후, 상기 제1 시점 이후의 특정 시점(이하 '제2 시점'이라 한다)에 있어서, 상기 측정대상에 대한 3차원 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 데이터를 획득한다(S120). 이러한 제1 시점 및 제2 시점이란, 전술한 바와 같이 일 실시예로서 치아의 교정 치료 전 및 후 시점을 의미할 수 있다.

이와 같이 획득한 상기 측정대상의 3차원 형상에서, 상기 제1 시점 및 제2 시점으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하지 않는 부위(이하 '고정부위'라 한다)를 일치시킴으로써 상기 측정대상에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행한다(S130). 이와 같은 중첩은 다음과 같은 방법으로 수행된다.

먼저, 상기 제1 시점의 3차원 형상에서, 고정부위로 설정할 부분을 사용자로부터 입력받아 그 부분을 상기 제1 시점 고정부위로 설정한다. 이러한 고정부위의 일 실시예를 도 4를 참조하여 설명한다. 측정대상이 치아(tooth)인 경우 도 4와 같이 제1 시점 스캔 형상(410)에서 중앙 3분의 1에 해당하는 부위(411)를 고정부위로 설정할 수 있다. 이 경우는 교정 치료 전후에 있어서 주로 마모가 일어나는 부분이 치아의 상부면, 즉 아래 위 치아가 교합되는 교합면 측(412)이므로, 변화가 일어나지 않는 아래 부분인 중앙 3분의 1 부분(411)을 고정부위로 설정할 수 있는 것이다. 물론 중앙 3분의 1 부분과 치은(잇몸)측 3분의 1 부분(413)을 합한 부위를 고정 부위로 삼을 수도 있다. 다만, 치아와 치은 간의 경계가 분명치 않게 나오는 경우가 발생할 수 있으므로, 변화가 일어나지 않는 가장 확실한 부위를 중앙 3분의 1 부분으로 잡는 것이 바람직하다. 또한 이와 같은 숫자 '3분의 1'은 대략적인 부위를 가리키는 표현이며, 정확히 3분의 1을 의미하는 것은 아니다.

이와 같은 상기 제1 시점 고정부위(411)에 대한 형상 데이터를 추출하고, 이후 제2 시점에 3차원 스캔된 치아 형상에서 상기 제1 시점 고정부위(411)의 형상 데이터에 해당하는 부위를 찾는다. 그러한 부위를 찾는 방법은 다음과 같다. 즉, 제2 시점에 3차원 스캔된 치아 형상 데이터에서, 상기 고정부위(411)에 대한 형상 데이터와의 표면 거리가 0에 가장 가까운 부위를 검색하여, 그 부위를 제2 시점에서의 고정부위(421)로 파악하는 것이다. 이후 이러한 제1 시점 고정부위(411) 및 제2 시점 고정부위(421)를 일치시킴으로써 제1 시점 3차원 스캔 치아 형상과 제2 시점 3차원 스캔 치아 형상을 중첩시키게 되는 것이다.

이와 같이 제1 시점 고정부위에서 추출하는 형상 데이터는, 상기 치아의 볼쪽 면(이하 '협면'이라 한다)(10, 도 3 참조) 또는 상기 치아의 입술쪽 면(이하 '순면'이라 하며, 협면과 순면을 통칭할 경우 '외측면'이라 한다)(20, 도 3 참조)만을 포함하거나, 상기 치아의 혀쪽 면(이하 '설면'이라 한다)(30, 도 3 참조)형상 데이터만을 포함하도록 구성할 수 있다. 즉, 예를 들어 상기 치아의 제1 시점 고정부위의 협면 형상 데이터만을 추출하여, 제2 시점 치아 형상에서 이와 일치하는 협면 형상 데이터를 가지는 부위를 제2 시점 고정부위로 결정할 수 있다.

또는 더욱 정확성을 기하기 위하여, 제1 시점 고정부위에서 추출하는 형상 데이터는, 상기 치아의 외측면 형상 데이터와, 상기 치아의 설면 형상 데이터를 모두 포함하도록 구성할 수 있다. 즉, 예를 들어 상기 치아의 제1 시점 고정부위의 협면 형상 데이터와 설면 형상 데이터를 모두 추출하여, 제2 시점 치아 형상에서 이와 일치하는 협면 및 설면 형상 데이터를 가지는 부위를 제2 시점 고정부위로 결정할 수도 있게 된다.

중첩된 후의 상기 치아의 외측면 형상(510, 도 5 참조)과 설면 형상(520, 도 5 참조)이 도시되어 있다. 외측면(510)에서 제1 시점 부분(511)과 제2 시점 부분(512)이 도시되어 있고, 설면(520)에서 제1 시점 부분(521)과 제2 시점 부분(522)이 도시되어 있다.

이후, 상기 측정대상의 중첩된 형상에서, 상기 제1 시점 및 제2 시점으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하는 부위(이하 '측정부위'라 한다)를 추출한다(S140). 측정부위는 도 4에서 제1 시점의 교합면측 부위(412) 및 제2 시점의 교합면측 부위(422)에 해당한다.

도 6을 참조하여 이러한 추출과정을 설명하면, 먼저 상기 치아(610)가 좌우측 치아와 접촉하는 면에서, 상기 치아의 높이(이하 '장축'이라 한다) 방향과 평행한 경계면(이하 '수직 경계면'이라 한다)(611)을 설정한다. 또한 상기 치아(610)의 장축의 일정 지점에서 상기 수직 경계면과 수직인 경계면(이하 '수평 경계면'이라 한다)(612)를 설정한다. 이러한 수직 경계면 및 수평 경계면에 의하여 상기 치아의 형상을 절단하고, 절단된 두 부위 중, 상부 교합면을 포함하는 부위를 측정부위로서 추출하게 된다. 도 8을 참조하면, 제1 시점의 측정부위(810) 및 제2 시점의 측정부위(820)가 도시되어 있다.

상기 수직 경계면 및 수평 경계면을 형성하는 지점은 치아 형태 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 일 실시예로서, 수평 경계면은 상기 치아의 장축의 3등분점 중 교합면에 가까운 지점(414, 도 4 참조)에 설정할 수 있다.

또 다른 실시예로서, 수평 경계면은 상기 치아의 외측면에서 가장 볼록한 지점(이하 '최대 풍융부'라 한다)에 설정할 수 있다. 도 7을 참조하면, 이와 같은 최대 풍융부(721)가 도시되어 있다. 도 7에는 상악 치아를 앞에서 바라본 모양(710)과 옆에서 바라본 모양(720) 및, 하악 치아를 앞에서 바라본 모양(740)과 옆에서 바라본 모양(730)이 도시되어 있다. FACC(facial axis of clinical crown)(711)는 치아의 외측면을 바라보았을 때 그 축을 나타내는데, 이러한 FACC는 최대 풍융부(721)를 지나게 된다.

이후, 제1 시점의 측정부위(810)의 부피를 측정하고(S150), 제2 시점의 측정부위(820)의 부피를 측정한 후(S160), 그 변화량을 산출하게 된다(S170).

도 2는 본 발명에 따른 3차원 표면형상 변화량 측정 장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다.

제어부(110)는 이하 3차원 표면형상 변화량 측정 장치(100)의 각 구성요소를 제어하여 3차원 표면형상 변화량 측정과 관련된 일련의 처리를 수행한다.

3차원 스캐너부(120)는, 신체의 특정 부위의 표면(이하 '측정대상'이라 한다)에 대한 3차원 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 데이터를 획득한다.

중첩모듈(130)은, 측정대상에서, 일 시점(이하 '제1 시점'이라 한다) 및 상기 제1 시점 이후의 특정 시점(이하 '제2 시점'이라 한다)으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하지 않는 부위(이하 '고정부위'라 한다)를 일치시킴으로써 상기 측정대상에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행한다.

측정부위 추출모듈(140)은, 상기 측정대상의 중첩된 형상에서, 상기 제1 시점 및 제2 시점으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하는 부위(이하 '측정부위'라 한다)를 추출한다.

변화량 측정모듈(150)은, 상기 추출된 형상에서 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 스캔 형상의 부피를 측정하고, 그 변화량을 산출한다.

데이터 저장부(160)는, 표면형상 변화량 측정 대상자 정보, 상기 대상자의 측정대상 정보, 상기 측정대상에 대한 3차원 스캔 데이터 및, 상기 측정대상에 대하여 산출된 변화량 정보를 저장한다.

이와 같은 3차원 표면형상 변화량 측정 장치(100)의 각 구성요소들이 수행하는 기능은, 도 1 및 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세히 전술한 바와 같다.

100: 3차원 표면형상 변화량 측정장치
110: 제어부 120: 3차원 스캐너부
130: 중첩모듈 140: 측정부위 추출모듈
150: 변화량 측정모듈 160: 데이터 저장부
10: 협면 20: 순면
30: 설면
410: 제1 시점 스캔 형상
411: 중앙 3분의 1 부분 412: 교합면측 3분의 1 부분
413: 치은측 3분의 1 부분 414: 장축 삼등분점 중 교합면쪽 지점
420: 제2 시점 스캔 형상
421: 중앙 3분의 1 부분 422: 교합면측 3분의 1 부분
423: 치은측 3분의 1 부분
510: 중첩 후 외측면 형상
511: 제1 시점 형상 부분 512: 제2 시점 형상 부분
520: 중첩 후 설면 형상
521: 제1 시점 형상 부분 522: 제2 시점 형상 부분
610: 중첩 후 치아 형상
611: 수직 경계면 612: 수평 경계면
710: 상악 앞면 720: 상악 옆면
730: 하악 옆면 720: 하악 앞면
711: FACC(facial axis of clinical crown)
712: 최대 풍융부
810: 제1 시점 측정부위 820: 제2 시점 측정부위

Claims

삭제
삭제
3차원 표면형상 변화량 측정 장치가 치아형상의 변화량을 측정하는 방법으로서,
(a) 일 시점(이하 '제1 시점'이라 한다)에 있어서 특정 치아(tooth)(이하 '측정대상치아'라 한다)에 대한 3차원 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 데이터를 획득하는 단계;
(b) 상기 제1 시점 이후의 특정 시점(이하 '제2 시점'이라 한다)에 있어서, 상기 측정대상치아에 대한 3차원 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 데이터를 획득하는 단계;
(c) 상기 측정대상치아에서, 상기 제1 시점 및 제2 시점으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하지 않는 부위(이하 '고정부위'라 한다)를 일치시킴으로써 상기 측정대상치아에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행하는 단계;
(d) 상기 측정대상치아의 중첩된 형상에서, 상기 제1 시점 및 제2 시점으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하는 부위(이하 '측정부위'라 한다)를 추출하는 단계; 및
(e) 상기 추출된 형상에서 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 스캔 형상의 부피를 측정하고, 그 변화량을 산출하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 시점의 고정부위는,
상기 측정대상치아가 치은에 접한 최하점으로부터 상부 교합면까지의 높이 중, 중앙 3분의 1에 해당하는 부위이며,
상기 단계(d)는,
(d1) 상기 측정대상치아가 좌우측 치아와 접촉하는 면에서, 상기 측정대상치아의 장축 방향과 평행한 경계면(이하 '수직 경계면'이라 한다)을 설정하는 단계;
(d2) 상기 측정대상치아의 일정 높이 지점에서 상기 수직 경계면과 수직인 경계면(이하 '수평 경계면'이라 한다)을 설정하는 단계; 및
(d3) 상기 수직 경계면 및 수평 경계면에 의하여 상기 측정대상치아의 형상을 절단하고, 절단된 두 부위 중, 상부 교합면을 포함하는 부위를 측정부위로서 추출하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 치아형상 변화량 측정 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 단계(c)는,
(c1) 상기 제1 시점의 3차원 형상에서, 고정부위로 설정할 부분을 사용자로부터 입력받아 그 부분을 상기 제1 시점 고정부위로 설정하는 단계;
(c2) 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터를 추출하는 단계;
(c3) 상기 제2 시점의 3차원 형상 내에서, 상기 단계(c2)의 형상 데이터와 가장 유사한 형상 데이터를 가지는 부위를 검색하는 단계;
(c4) 검색된 부위를 제2 시점 고정부위로 설정하는 단계; 및
(c5) 상기 제1 시점 고정부위 및 상기 제2 시점 고정부위를 일치시킴으로써 상기 측정대상치아에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 치아형상 변화량 측정 방법.
삭제
삭제
청구항 3에 있어서,
상기 수평 경계면을 형성하는 지점은,
상기 측정대상치아의 장축의 3등분점 중 교합면에 가까운 지점인 것
을 특징으로 하는 3차원 치아형상 변화량 측정 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 수평 경계면을 형성하는 지점은,
상기 측정대상치아의 볼쪽 면(이하 '협면'이라 한다) 또는 입술쪽 면(이하 '순면'이라 한다)에서 가장 볼록한 부분(이하 '최대 풍융부'라 한다)으로 설정되는 것
을 특징으로 하는 3차원 치아형상 변화량 측정 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 단계(c2)에서 추출하는 형상 데이터는,
상기 측정대상치아의 협면 또는 순면(이하 '외측면'이라 통칭한다) 형상 데이터와 상기 측정대상치아의 혀쪽 면(이하 '설면'이라 한다) 형상 데이터 중 어느 하나만을 포함하는 것
을 특징으로 하는 3차원 치아형상 변화량 측정 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 단계(c2)에서 추출하는 형상 데이터는,
상기 측정대상치아의 외측면 형상 데이터와 상기 측정대상치아의 설면 형상 데이터 모두를 포함하는 것
을 특징으로 하는 3차원 치아형상 변화량 측정 방법.
3차원 표면형상의 변화량을 측정하는 장치로서,
신체의 특정 부위의 표면(이하 '측정대상'이라 한다)에 대한 3차원 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 데이터를 획득하는 3차원 스캐너부;
측정대상에서, 일 시점(이하 '제1 시점'이라 한다) 및 상기 제1 시점 이후의 특정 시점(이하 '제2 시점'이라 한다)으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하지 않는 부위(이하 '고정부위'라 한다)를 일치시킴으로써 상기 측정대상에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행하는 중첩모듈;
상기 측정대상의 중첩된 형상에서, 상기 제1 시점 및 제2 시점으로의 시간경과에 따라 변화가 발생하는 부위(이하 '측정부위'라 한다)를 추출하는 측정부위 추출모듈;
상기 추출된 형상에서 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 스캔 형상의 부피를 측정하고, 그 변화량을 산출하는 변화량 측정모듈;
표면형상 변화량 측정 대상자 정보, 상기 대상자의 측정대상 정보, 상기 측정대상에 대한 3차원 스캔 데이터 및, 상기 측정대상에 대하여 산출된 변화량 정보를 저장하는 데이터 저장부; 및
상기 각 구성요소를 제어하여 3차원 표면형상 변화량 측정과 관련된 일련의 처리를 수행하는 제어부
를 포함하고,
상기 측정대상은,
특정 치아(tooth)(이하 '측정대상치아'라 한다)이며,
상기 제1 시점의 고정부위는,
상기 측정대상치아가 치은에 접한 최하점으로부터 상부 교합면까지의 높이 중, 중앙 3분의 1에 해당하는 부위이고,
상기 측정부위 추출모듈은,
상기 측정대상치아가 좌우측 치아와 접촉하는 면에서, 상기 측정대상치아의 장축 방향과 평행한 경계면(이하 '수직 경계면'이라 한다)을 설정하고, 상기 측정대상치아의 일정 높이 지점에서 상기 수직 경계면과 수직인 경계면(이하 '수평 경계면'이라 한다)을 설정하며,
상기 수직 경계면 및 수평 경계면에 의하여 상기 측정대상치아의 형상을 절단하고, 절단된 두 부위 중, 상부 교합면을 포함하는 부위를 측정부위로서 추출하는 것
을 특징으로 하는 3차원 표면형상 변화량 측정 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 중첩모듈은,
상기 제1 시점의 3차원 형상에서, 고정부위로 설정할 부분을 사용자로부터 입력받아 그 부분을 상기 제1 시점 고정부위로 설정하고, 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터를 추출한 후,
상기 제2 시점의 3차원 형상 내에서, 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터와 가장 유사한 형상 데이터를 가지는 부위를 검색하여, 검색된 부위를 제2 시점 고정부위로 설정하며,
상기 제1 시점 고정부위 및 상기 제2 시점 고정부위를 일치시킴으로써 상기 측정대상에 대한 상기 제1 시점 및 제2 시점의 3차원 형상의 중첩을 수행하는 것
을 특징으로 하는 3차원 표면형상 변화량 측정 장치.
삭제
삭제
삭제
청구항 11에 있어서,
상기 수평 경계면을 형성하는 지점은,
상기 측정대상치아의 장축의 3등분점 중 교합면에 가까운 지점인 것
을 특징으로 하는 3차원 표면형상 변화량 측정 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 수평 경계면을 형성하는 지점은,
상기 측정대상치아의 볼쪽 면(이하 '협면'이라 한다) 또는 입술쪽 면(이하 '순면'이라 한다)에서 가장 볼록한 부분(이하 '최대 풍융부'라 한다)으로 설정되는 것
을 특징으로 하는 3차원 표면형상 변화량 측정 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 중첩모듈이 추출하는 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터는,
상기 측정대상치아의 협면 또는 순면(이하 '외측면'이라 통칭한다) 형상 데이터와 상기 측정대상치아의 혀쪽 면(이하 '설면'이라 한다) 형상 데이터 중 어느 하나만을 포함하는 것
을 특징으로 하는 3차원 표면형상 변화량 측정 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 중첩모듈이 추출하는 상기 제1 시점 고정부위에 대한 형상 데이터는,
상기 측정대상치아의 외측면 형상 데이터와 상기 측정대상치아의 설면 형상 데이터 모두를 포함하는 것
을 특징으로 하는 3차원 표면형상 변화량 측정 장치.