[go: up one dir, main page]

KR20180016406A - 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템 및 방법 - Google Patents

악안면 수술 영상 교정 설계 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180016406A
KR20180016406A KR1020177035766A KR20177035766A KR20180016406A KR 20180016406 A KR20180016406 A KR 20180016406A KR 1020177035766 A KR1020177035766 A KR 1020177035766A KR 20177035766 A KR20177035766 A KR 20177035766A KR 20180016406 A KR20180016406 A KR 20180016406A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
image data
file
module
scan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020177035766A
Other languages
English (en)
Inventor
쳉싱 쉬
Original Assignee
쳉싱 쉬
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쳉싱 쉬 filed Critical 쳉싱 쉬
Publication of KR20180016406A publication Critical patent/KR20180016406A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A61B6/14—
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/50—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for simulation or modelling of medical disorders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/51—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for dentistry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/70—Denoising; Smoothing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • G06T7/0014—Biomedical image inspection using an image reference approach
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/40—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to mechanical, radiation or invasive therapies, e.g. surgery, laser therapy, dialysis or acupuncture
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H30/00—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images
    • G16H30/40—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for processing medical images, e.g. editing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/102—Modelling of surgical devices, implants or prosthesis
    • A61B2034/104—Modelling the effect of the tool, e.g. the effect of an implanted prosthesis or for predicting the effect of ablation or burring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
    • G06T2200/04—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving 3D image data
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30036—Dental; Teeth

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)에 있어서, 이는 악안면 골격 및 치아와 연조직의 상대 좌표 위치 영상 데이터를 스캔하여 획득하는 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001); 환자의 석고 치아 모형의 영상 데이터를 스캔하는 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002); 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)의 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002)의 영상 데이터를 교정 비교하고 파일에 저장하는 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003); 상기 파일에 대해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 실시하는 영상 블록 연산 모듈(1004); 상기 이미지 레이어 관리 및 절단 영역 디스플레이를 거친 파일에 수술 시뮬레이션 영상 설계 이미지파일을 구축하기 위한 수술 데이터 파라미터를 입력하는 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005); 및 상기 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일을 디스플레이 장치를 이용하여 출력하는 출력 모듈(1006)을 포함한다.

Description

악안면 수술 영상 교정 설계 시스템 및 방법
본 발명은 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 치과, 양악 및 안면 성형 수술용 영상 교정 설계 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래의 양악 수술(Orthognathic surgery)은 턱 부위 및 얼굴 부위의 구조 및 발육 문제를 수정하거나 또는 수면 중 무호흡증(sleep apnea), 턱관절 기능 장애(TMJ disorders), 골격 문제로 인한 부정교합, 또는 기타 치아 교정기로 완성되기 쉽지 않은 치열교정 문제를 개선하기 위해 시행되는 수술이다. 이러한 수술은 흔히 선천적인 구순열 환자의 치료에 이용되기도 한다. 의사가 환자에게 양악수술을 시행 시 원래의 뼈를 절개하여 조정한 후, 골판(bone plate)과 골나사(bone nail)를 골격에 접합하고 성형하게 되는데, 통상적으로 의사가 상기 수술을 진행할 때, 먼저 X선 기기 또는 컴퓨터 단층 스캔(CT) 진단 이미지파일을 통해 환자의 예상 수술 부위를 결정한 다음, 의사의 경험에 따라 치아 모형 제작 및 수술 부위 대조 확인을 실시해야 하며, 또한 의사는 수술을 진행 시 턱부위 또는 골격을 고정시키기 편리하도록, 통상적으로 의료용 금속 골판, 스크류, 골나사, 스테인리스 와이어 등 재료를 사용하여, 환자의 턱부 및 안면부의 구조를 고정 및 성형해야 한다. 그러나 종래의 악안면 수술에서 통상적으로 사용하는 종래의 일반적인 의료 촬영 또는 카메라 장치는 의사가 수술 전 평가 또는 수술 후 유합을 확인할 수 있는 정확한 영상 데이터를 정밀하게 제공할 수 없고, 통상적으로 의사가 수술을 진행 시 현장에서 촬영하는 사진 및 의사의 다년간 누적된 경험에 의해서만 수술을 진행할 수밖에 없기 때문에, 촬영되는 사진의 왜곡은 수술 부위의 부정확한 판단을 초래하고 수술 시간을 지연시킬 가능성이 있을 뿐만 아니라, 수술 후 교정 치료 시 역시 의사에게 유합과 수술 전 평가를 추적하는 비교 근거를 실시간으로 제공할 수 없어, 환자를 수술한 후 정확하게 교합되지 못하거나 또는 과도하게 교합되는 등의 부정교합 결함을 초래할 가능성도 있다. 따라서 의사의 경험과 스킬은 종종 상기 수술의 성공 또는 실패를 결정하는 중요 요소가 될 수 있다.
종래의 대만 특허 I367745 "악안면의 최적의 대칭면 분석을 통한 양악수술 계획 기획 방법"은 악안면의 최적 대칭면의 분석을 통해 수술 계획을 기획하는 방법으로서, 주로 환자의 안악골에 대해 컴퓨터 단층 스캔을 실시하여 상하악골의 영상 모델을 구축하고, 환자의 석고 치아 모형을 이용하여 상하악골 영상 모델과 대응되는 좌표 관계를 구축하여 두 좌표를 대응시킨 다음, 공간 포지셔닝 추적 시스템을 통해 석고 치아 모형의 공간 이동 위치를 추적하고, 석고 치아 모형을 이동 시 상하악골 영상을 동기적으로 대응되게 이동시킨 후, 상하악골 영상 모형의 최적의 대칭면의 협각 변화를 점검하고, 하악 대칭면상의 최저점과 상악 대칭면 사이의 거리를 양악수술 계획의 평가 근거로 하여, 의사가 이를 근거로 수술이 계획된 악골 또는 치아의 이동 위치를 조정할 수 있도록 한 것이며, 따라서 양악수술 계획은 이차원 세팔로메트릭(cephalometric) 분석을 통해 삼차원 세팔로메트릭 대칭 분석과 평가를 유추할 수 있으나, 단 이 최적의 대칭면 분석으로 수술 계획을 기획하는 방법은 획득되는 영상의 오리지널 이미지파일이 노이즈 또는 기타 요인에 의해 왜곡되거나 또는 간섭을 받게 되는 상황에서, 여전히 오판 또는 부정확한 위치결정을 초래하는 종래의 방법의 문제를 해결하지 못하였고, 또한 수술 후 유합과 수술 전의 평가 기능을 제공할 수 없다.
종래의 대만 특허 I397402 "임플란트 이식체 방위 기획 및 임플란트 천공 가이드 플레이트의 정합 방법"은 임플란트 이식체의 방위 기획 및 임플란트 천공 가이드 플레이트 설계의 정합 방법으로서, 환자의 컴퓨터 단층 영상을 이용하여 악골 영상 모형을 구축하고 환자 개인의 동적 교합면과 결합하여, 상기 동적 교합면을 근거로 임플란트 이식체의 바람직한 진입점을 결정하거나, 또는 상기 악골 영상 모형의 단면을 이용하여 적당한 이식체 진입점과 종점을 산출할 수 있으며, 이식체 진입점 및 종점이 모두 결정된 후, 이를 임플란트 천공 가이드 플레이트로 옮겨 작업을 구축할 수 있고, 상기 임플란트 천공 가이드 플레이트 설계 시 간섭, 개구도 부족 등 문제를 고려할 수 있으나, 단 상기 종래의 특허는 컴퓨터 단층 영상과 악골 영상 모형의 정확성 문제가 여전히 존재하여, 환자에게 이후 정확하게 교합될 수 없거나 또는 과도하게 교합되는 등의 부정교합 결함을 초래할 가능성이 있다.
종래의 대만 특허 I385606 "치아턱의 실체 모형의 위치 교정 방법 및 그 지그"는 치아턱의 실체 모형의 위치 교정 방법으로서, 선택 단계, 스캔 단계, 제조 단계, 레이업 단계, 위치결정 단계, 및 교정 단계를 포함한다. 치아턱 실체 모형을 기준 모형으로 하여 하나의 목표 치아를 선정하고, 전술한 단계에 따라 지그를 제작하여, 교정 모형에 대응되는 치아에 씌운 후, 위치결정 시스템, 위치결정판, 및 위치결정 마크가 설치된 핸드헬드 위치결정장치로 위치 교정 동작을 실시한다. 상기 단계를 통해 모든 치아마다 개별적으로 위치 교정을 수행할 수 있으나, 단 전술한 특허는 여전히 골격 영상을 정확하게 스캔하여 위치를 제공할 수 없으며, 따라서 수술 후 유합과 수술 전 평가 기능을 제공할 수 없다.
결론적으로, 치과, 양악 및 안면 성형 수술에 적용되어, 의사에게 정확한 영상 데이터를 제공함으로써 수술 전 평가 또는 수술 후 유합의 확인을 시뮬레이션할 수 있도록 하여, 의사의 수술 시간을 단축시키고 상기와 같은 이러한 수술의 성공률을 높일 수 있는 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템 및 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명의 주요 목적은 치과, 양악 및 안면 성형 수술에 사용될 수 있는 악안면 수술 영상 교정 설계 방법을 제공하고자 하는데 있으며, 본 발명의 악안면 수술 영상 교정 설계 방법을 통해 스캔 영상 교정 비교 프로그램을 실행하여, 치과, 양악 및 안면 성형 수술 시간을 단축시키고 또는 수술하는 인체 골격 형상의 특징을 시뮬레이션함으로써, 수술 후 골격 및 교정기구를 정확하게 위치시키고 안정적으로 결합시키는 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 주요 목적은 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터를 교정 비교하는 스캔 영상 교정 비교 모듈을 구비하는 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템을 제공하고자 하는데 있으며, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템은 수술 전 집도 부위를 정확하게 위치시키고 수술 후 고정판과 골격을 정확하게 위치시켜 결합하는 효과를 달성할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구현 기술은 다음과 같다.
악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 이는 스캔으로 획득된 악안면 골격 및 치아와 연조직의 상대 좌표 위치 영상 데이터인 제1 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계; 환자의 석고 치아 모형을 스캔한 영상 데이터인 제2 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계; 상기 제1 스캔 영상 데이터와 상기 제2 스캔 영상 데이터를 교정 비교하고 파일에 저장하는 스캔 영상 교정 비교 단계; 상기 저장된 파일에 대해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 실시하는 영상 블록 연산 단계; 상기 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 거친 파일에 수술 시뮬레이션 영상 설계 이미지파일을 구축하기 위한 수술 데이터 파라미터를 입력하는 수술 시뮬레이션 영상 설계 단계; 및 상기 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일을 디스플레이 장치를 이용하여 출력하는 출력 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 그 중 상기 제1 스캔 영상 데이터 및 제2 스캔 영상 데이터를 삼차원 데이터 이미지파일로 변환하는 영상 데이터 변환 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 그 중 제1 스캔 영상 데이터 입력 단계 이후, 상기 제1 스캔 영상 데이터를 삼차원(3D) 데이터 이미지파일로 변환하는 영상 데이터 변환 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 그 중 상기 삼차원 데이터 이미지파일의 형식은 삼차원(3D) 기계 설계 STL 파일이다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 그 중 상기 제1 스캔 영상 데이터는 컴퓨터 단층 스캔 파일(CT 파일이라 약칭함)이다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 그 중 상기 제2 스캔 영상 데이터는 정밀 래스터 장치를 통해 상기 환자의 석고 치아 모형을 스캔한 영상 데이터이다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 그 중 상기 스캔 영상 교정 비교 단계 이후, 상기 파일의 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 그 중 상기 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일을 상기 골판 교정 단계와 대조 확인하는 골판 교정 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 그 중 상기 골판 교정 단계는 수술 가이드 골판 교정 단계 및 고정 골판 교정 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 수술 가이드 골판 교정 단계는 수술 절단 영역 교정 및 수술 가이드 골판의 정확한 위치 교정을 제공한다.
바람직하게는, 상기 고정 골판 교정 단계는 수술 후 골격 유합용 고정 골판의 정밀한 대응 위치 및 골격의 예정 교정 위치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 그 중 상기 수술 데이터 파라미터는 악안면 골격의 이동거리, 수술 절단 각도 또는 골격 중첩 부위이다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 액정 스크린, 태블릿 컴퓨터, PDA 또는 스마트폰이다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 기술은 다음과 같다.
악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 이는 악안면 골격 및 치아와 연조직의 상대 좌표 위치 영상 데이터를 스캔하여 획득하는 제1 영상 데이터 스캔 모듈; 환자의 석고 치아 모형의 영상 데이터를 스캔하는 제2 영상 데이터 스캔 모듈; 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터를 교정 비교하고 파일에 저장하는 스캔 영상 교정 비교 모듈; 상기 파일에 대해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 실시하는 영상 블록 연산 모듈; 상기 이미지 레이어 관리 및 절단 영역 디스플레이를 거친 파일에 수술 시뮬레이션 영상 설계 이미지파일을 구축하기 위한 수술 데이터 파라미터를 입력하는 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈; 및 상기 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일을 디스플레이 장치를 이용하여 출력하는 출력 모듈을 포함한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터 및 제2 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터를 삼차원(3D) 데이터 이미지파일로 변환하는 영상 데이터 변환 모듈을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 제1 영상 데이터 스캔 모듈은 또한, 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터를 삼차원(3D) 데이터 이미지파일로 변환하는 영상 데이터 변환 모듈을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 상기 삼차원 데이터 이미지파일의 형식은 삼차원(3D) 기계 설계 STL 파일이다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터는 컴퓨터 단층 스캔 파일(CT 파일이라 약칭함)이다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터는 정밀 래스터 장치를 통해 상기 환자의 석고 치아 모형을 스캔한 영상 데이터이다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 상기 스캔 영상 교정 비교 모듈 내에 상기 파일의 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거 모듈이 더 포함된다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 상기 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일을 상기 골판 교정 모듈의 데이터와 대조 확인하는 골판 교정 모듈을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 상기 골판 교정 모듈은 수술 가이드 골판 교정 모듈 및 고정 골판 교정 모듈을 포함한다.
바람직하게는, 상기 수술 가이드 골판 교정 모듈은 수술 절단 영역 교정 및 수술 가이드 골판의 정확한 천공 대응 위치 교정을 제공한다.
바람직하게는, 상기 고정 골판 교정 모듈은 수술 후 골격 유합용 고정 골판의 정밀한 대응 위치 및 골격의 예정 교정 위치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 상기 수술 데이터 파라미터는 악안면 골격의 이동거리, 수술 절단 각도 또는 골격 중첩 부위이다.
바람직하게는, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서, 그 중 상기 디스플레이 장치는 액정 스크린, 태블릿 컴퓨터, PDA 또는 스마트폰이다.
도 1은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제1 실시예의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제2 실시예의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제3 실시예의 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제4 실시예의 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제5 실시예의 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제6 실시예의 기능 블록도이다.
도 7은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계방법의 제1 실시 흐름도이다.
도 8은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계방법의 제2 실시 흐름도이다.
도 9는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계방법의 제3 실시 흐름도이다.
도 10은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계방법의 제4 실시 흐름도이다.
도 11은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계방법의 제5 실시 흐름도이다.
도 12는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계방법의 제6 실시 흐름도이다.
도 13은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제1 스캔 영상 자료이다.
도 14는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제2 스캔 영상 자료이다.
도 15는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 스캔 영상 교정 비교도이다.
도 16은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 영상 블록 연산 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 표시도이다.
도 17은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 수술 파라미터를 입력한 수술 시뮬레이션 영상도이다.
도 18은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 수술 후 악안면 영상 시뮬레이션도이다.
도 19는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 수술 시뮬레이션 영상 파일과 골판 교정 대조 확인도이다.
도 20은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템을 출력하는 디스플레이 장치이다.
아래의 설명은 본 분야의 기술자가 본 발명을 구현할 수 있도록 본 발명을 공개하기 위한 것이다. 이하 설명 중의 바람직한 실시예는 단지 예시일 뿐이며, 본 분야의 기술자라면 기타 자명한 변형을 생각할 수 있을 것이다. 아래의 설명에서 한정하는 본 발명의 기본 원리는 기타 실시방안, 변형방안, 개선방안, 동등한 방안 및 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 기타 기술방안에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제1 실시예의 기능 블록도로서, 그 중 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)은 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001), 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002), 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003), 영상 블록 연산 모듈(1004), 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005) 및 출력 모듈(1006)을 포함한다.
도 2는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제2 실시예의 기능 블록도로서, 의사가 환자에게 양악 수술을 진행 시, X선 기기 또는 컴퓨터 단층 스캔(CT) 진단 이미지파일을 통해 예상 수술 부위를 결정하여야 하며, 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)은 정확하고 정밀한 영상 사진을 의사에게 참고용으로 제공할 수 있다. 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)을 조작 사용 시, 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)을 실행시킨다. 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)은 환자의 악안면 골격 및 치아와 연조직의 상대 좌표 위치 영상 자료를 스캔하여 획득하며, 그 중 상기 제1 스캔 영상 데이터는 환자를 X선 기기 또는 컴퓨터 단층 스캔장치를 통해 촬영한 사진, 예를 들어 컴퓨터 단층 스캔 파일(이하 CT파일로 약칭함)이다. 도 1의 제1 스캔 영상 데이터는 컴퓨터 단층 스캔 파일(CT 파일)이고, 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001) 내에 저장된다. 이어서 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002)을 실행한다. 상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002)은 환자의 석고 치아모형 영상 데이터를 스캔하며, 그 중 상기 제2 스캔 영상 데이터는 도 12에 도시된 바와 같다. 그 중 환자의 석고 치아 모형은 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 교정 치과의사가 환자의 수술 전의 교합 치아 모형 및 양악 시뮬레이션 수술 후의 교합 치아 모형을 각 1부씩 제공하며, 고정밀 래스터(raster) 장치를 통해 상기 환자의 석고 치아 모형을 스캔하여, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같은 환자의 치아의 디지털 데이터 이미지파일을 획득하고, 상기 이미지파일을 상기 제2 스캔 영상 데이터 모듈(1002) 내에 저장한다. 그 중 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)은 또한 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)에 저장된 영상 데이터(예를 들어 두개골, 연조직 및 치아를 통합한 Dicom 이미지파일 데이터) 및 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002)의 영상 데이터(예를 들어 석고 치아 모형의 디지털 영상 데이터)를 변환하기 위한 영상 데이터 변환 모듈(1012)을 더 포함하며, 상기 영상 데이터 변환 모듈(1012)을 이용하여, 추가적으로 상기 제1 스캔 영상 데이터 및 상기 제2 스캔 영상 데이터를 삼차원(3D) 데이터 이미지 파일로 변환한다. 그 중 상기 삼차원(3D) 데이터 이미지파일의 형식은 컴퓨터 3D 시뮬레이션 드로잉 및 분석에 사용되도록, 삼차원(3D) 기계 설계 STL 파일 형식으로 변환하여 저장할 수 있다.
상기 실시예 2에 이어서, 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)은 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003)을 실행하여, 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)의 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002)의 영상 데이터를 상기 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003)에 입력하여 영상 교정 비교를 실시하고 비교 후의 이미지파일을 저장한다. 도 15는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 스캔 영상 교정 비교도로서, 도 15의 (a)는 치아턱 영상 교정 비교 영상 이미지파일이고, 도 15의 (b)는 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)의 영상 데이터이다. 이는 처음 촬영된 CT 파일을 변환한 후의 삼차원(3D) 데이터 이미지 파일로서, 도면 중 치아 부위가 노이즈와 기타 반사광 간섭 또는 금속 간섭 등의 요인으로 인해 변환된 파일이 왜곡되거나 또는 사진이 모호하다(도 15의 (b) 참조). 또한 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002)을 이용하여 정밀 래스터 스캔장치로 환자의 석고 치아 모형을 스캔하여 획득한 치아 영상 데이터를 삼차원(3D) 데이터 이미지파일로 변환하고, 상기 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003)을 거쳐, 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)의 영상 데이터(CT 변환 후의 3D 이미지파일)에 대해 입체 위치 피팅(fitting) 및 포지셔닝(positioning)을 실시하며, 도 15의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 처음의 제1 스캔 영상 데이터 CT 파일의 치아 부위를 제2 스캔 영상 데이터의 실제 크기의 치아 모형 영상으로 치환한다.
상기 실시예 2에 이어서, 그 중 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)은 영상 블록 연산 모듈(1004)을 계속 실행할 수 있으며, 도 15의 (c)에 도시된 바와 같은 상기 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003)의 영상 교정 비교를 거친 후의 영상 파일에 대해 수술 시뮬레이션 이미지 레이어 관리 및 커팅 블록 디스플레이 연산을 실시한다. 외과의사는 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)을 이용하여, 컴퓨터에서 수술 중의 집도 위치를 시뮬레이션할 수 있으며, 또한 시뮬레이션 수술 중의 절단 후의 상황에 따라 각 부위를 이미지 레이어로 분리하여 관리하고(도 16에 표시한 절단 블록 참조), 상기 분리 후 절개된 하악 부위를 교정의사가 제공하는 시뮬레이션 수술 후의 치아 모형 영상의 교합 위치에 대응시켜 비교 연산을 실시할 수 있다.
상기 실시예 2에 이어서, 상기 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)은, 외과의사가 수술 전 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005)의 연산 데이터를 사용하여 시뮬레이션 비교를 실시할 수 있으며, 상기 영상 블록 연산 모듈(1004)을 통해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이 연산을 거친 파일에 수술 데이터 파라미터를 입력하여, 수술 시뮬레이션 영상을 설계하기 위한 이미지파일을 구축한다. 상기 수술 파라미터는 도 17에 도시된 바와 같이, 수술 부위, 골격 이동 거리, 수술 각도 또는 치아 모형 중첩 부위 등의 관련 데이터이다. 또한 외과의사는 수술 중 절단할 각 부위 및 교정 치과의사의 필요에 부합하는 상하악 교합을 예측하고, 디스플레이 장치(1006)를 이용하여, 상기 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005)이 연산한 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일을 출력한다. 이때 외과 및 교정 치과의사는 수술 전 및 수술 후의 위치를 함께 토론하고 수술 후의 상황을 시뮬레이션할 수 있으며, 상기 디스플레이 장치(1006)는 액정 스크린, 태블릿 컴퓨터, PDA 또는 스마트폰이다.
도 3은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제3 실시예의 기능 블록도로서, 그 중 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)은 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001), 영상 데이터 변환 모듈(1010), 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002), 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003), 영상 블록 연산 모듈(1004), 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005) 및 출력 모듈(1006)을 포함한다.
상기 제3 실시예에 이어서, 그 중의 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)에서, 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)은 또한 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)에 저장된 영상 데이터(예를 들어 두개골, 연조직 및 치아를 통합한 Dicom 이미지파일 데이터)를 추가적으로 삼차원(3D) 데이터 이미지 파일로 변환하기 위한 영상 데이터 변환 모듈(1010)을 더 포함하며, 그 중 상기 삼차원(3D) 데이터 이미지파일의 형식은 컴퓨터 3D 시뮬레이션 드로잉 및 분석에 사용되도록, 삼차원(3D) 기계 설계 STL 파일 형식으로 변환하여 저장될 수 있다. 이후 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003)을 실행하여, 상기 영상 데이터 변환 모듈(1010)을 통해 처리된 제1 스캔 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002)의 영상 데이터를 상기 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003)에 입력하여 영상 교정 비교를 실시하고, 비교 후의 영상 파일을 저장한다. 상기 제2 스캔 영상 데이터는 삼차원(3D) 데이터 이미지파일이며, 이어서 실행되는 영상 블록 연산 모듈(1004), 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005) 및 출력 모듈(1006) 등 모듈 기능은 전술한 실시예 중의 양태와 마찬가지로 실시되므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제4 실시예의 기능 블록도로서, 그 중 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)은 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001), 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002), 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003), 노이즈 제거 모듈(1030), 영상 블록 연산 모듈(1004), 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005) 및 출력 모듈(1006)을 포함한다.
상기 제4 실시예에 이어서, 그 중 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)에서, 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003)을 실행하여, 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001)의 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002)의 영상 데이터를 상기 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003)에 입력하여 영상 교정 비교를 실시하고, 비교 후의 영상 파일을 저장한다. 그 중 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003)을 통해 처리된 이미지는 노이즈, 기타 간섭 등 요인으로 인해 변환된 파일의 왜곡을 초래하거나 또는 사진이 모호할 수 있으며, 따라서 상기 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003) 내에 상기 파일 중의 노이즈를 제거하여, 실제 영상 데이터를 환원시키기 위한 노이즈 제거 모듈(1030)이 더 포함된다. 이어서 영상 블록 연산 모듈(1004), 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005) 및 출력 모듈(1006) 등 모듈의 기능은 전술한 실시예 중의 양태와 같이 실시되므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
도 5는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제5 실시예의 기능블록도로서, 그 중 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템(1000)은 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001), 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002), 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003), 영상 블록 연산 모듈(1004), 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005), 골판 교정 모듈(1050) 및 출력 모듈(1006)을 포함한다.
상기 제5 실시예에 이어서, 제1 영상 데이터 스캔 모듈(1001), 제2 영상 데이터 스캔 모듈(1002), 스캔 영상 교정 비교 모듈(1003) 및 영상 블록 연산 모듈(1004) 등 기능은 전술한 실시방식과 같으며, 외과의사가 수술을 실행하기 전, 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005)의 연산 데이터를 사용하여 시뮬레이션 비교를 실시하고, 상기 영상 블록 연산 모듈(1004)을 통해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이 연산을 거친 파일에 수술 데이터 파라미터를 입력하여, 수술 시뮬레이션 영상을 설계하기 위한 이미지파일을 구축한다. 상기 수술 파라미터는 수술 부위, 골격 이동 거리, 수술 각도 또는 치아 모형 중첩 부위 등의 관련 데이터이며, 그 중 상기 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005)은 골판 교정 모듈(1050)을 더 포함할 수 있다. 그 중 상기 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005)의 연산 데이터는 상기 수술 부위의 시뮬레이션 영상 이미지파일을 3D 프린터에 입력하여, 관련 RP 모형(RP, rapid prototyping)을 제작할 수 있으며, 상기 RP 모형과 실제 두개골이 갖는 동일한 크기 및 외관 특성을 응용하고, 상기 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005)의 연산 데이터를 더 이용하여 상기 골판 교정 모듈(1050)을 교정하며, 교정 후 수술 전 절단 가이드 골판을 제작하거나 또는 미리 벤딩 고정용 골판을 수술 후의 형상에 부합되도록 제작하거나 또는 3D 프린팅 기술 또는 금속 레이저 적층 기술로 수술 후 결합되기에 적합한 골판 고정장치를 제작하고, 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 관련 골판을 위치결정공에 결합하고 모형에 표기한다. 또한 외과의사는 수술 중 절단할 각 부위 및 수술 후 교정 치과의사의 필요에 부합하는 상하악 교합 골판 고정 위치와 정밀도를 예측하여 조정하고, 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈(1005)과 골판 교정 모듈(1050)로 연산된 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일을 출력할 수 있어, 외과 및 교정 치과의사가 수술 전 및 수술 후 정밀도를 측정 검증하기에 유리하며, 의사가 수술 전 평가 또는 수술 후 유합을 시뮬레이션하여 확인할 수 있도록 정확한 영상 데이터를 정밀하게 제공할 수 있다. 도 18은 수술 후 악안면 영상 시뮬레이션도로서, 의사가 수술 후 결과를 시뮬레이션할 수 있어 수술 시간을 단축할 수 있으며, 나아가 상기 수술의 성공률을 높일 수 있다.
도 6은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템의 제6 실시예의 기능 블록도로서, 상기 골판 교정 모듈(1050)은 수술 가이드 골판 교정 모듈(1051) 및 고정 골판 교정 모듈(1052)을 더 포함할 수 있다. 상기 수술 가이드 골판 교정 모듈(1051)은 수술 절개 영역 교정 및 수술 가이드 골판의 정밀한 천공 위치 교정을 제공하고, 상기 고정 골판 교정 모듈(1052)은 수술 후 골격 유합용 고정 골판의 정밀한 위치 및 골격의 예정 위치 교정을 제공하며, 나머지 실시방식은 전술한 실시예 5 중의 양태와 동일하게 실시되므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법의 제1 실시예의 흐름도로서, 악안면 수술 영상 교정 설계 방법은 이하 단계를 포함한다. 제1 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계(100)에서, 상기 제1 스캔 영상 데이터는 스캔으로 획득된 환자의 악안면 골격 및 치아와 연조직의 상대 좌표 위치 영상 데이터이고, 상기 제1 스캔 영상 데이터는 컴퓨터 단층 스캔 파일(CT 파일로 약칭함) 또는 삼차원 데이터 이미지파일이다. 이어서 제2 단계는 제2 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계(200)이며, 상기 제2 스캔 영상 데이터는 환자의 석고 치아 모형을 스캔한 영상 데이터이고, 상기 제2 스캔 영상 데이터는 삼차원 데이터 이미지파일이다. 또한 제3 단계인 스캔 영상 교정 비교 단계(300)를 실행하여, 상기 제1 스캔 영상 데이터와 상기 제2 스캔 영상 데이터를 교정 비교하고 저장한다. 제4 단계에서 이어서 영상 블록 연산 단계(400)를 실행하여, 상기 저장 파일에 대해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 실시하며, 상기 이미지 레이어 관리는 시뮬레이션 수술 중 절단 후의 상황에 따라 각 부위를 분리하여 도시하는 것이고, 상기 분리 도시는 교정의사가 제공하는 시뮬레이션 수술 후의 치아 모형 영상의 교합 위치를 비교 연산하고 절단 블록으로 디스플레이하는 것이다. 제5 단계인 수술 시뮬레이션 영상 설계 단계(500)를 실행하여, 상기 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 거친 파일에 수술 데이터 파라미터를 입력하며, 상기 수술 데이터 파라미터는 수술 부위, 골격 이동 거리, 각도 또는 치아 모형 중첩 부위 등 관련 데이터로서, 수술 시뮬레이션 영상 설계 이미지파일을 구축하기 위한 것이다. 마지막 단계는 출력 단계(600)로서, 상기 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일을 디스플레이 장치를 이용하여 출력하며, 상기 디스플레이 장치는 액정 스크린, 태블릿 컴퓨터, PDA 또는 스마트폰이다.
도 8은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법의 제2 실시 흐름도로서, 악안면 수술 영상 교정 설계 방법 중의 실행 단계는 상기 도 7의 조작 플로우와 유사하며, 그 중 제1 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계(100)와 제2 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계(200) 이후, 영상 데이터 변환 단계(210)를 더 포함하며, 상기 제1 스캔 영상 데이터 및 제2 스캔 영상 데이터를 삼차원 데이터 이미지파일로 변환한다. 상기 삼차원 데이터 이미지파일 형식은 후속 단계에서 사용하도록 제공되는 삼차원(3D) 기계 설계 STL 파일이다. 이후 스캔 영상 교정 비교 단계(300)를 실행하여, 상기 제1 스캔 영상 데이터와 상기 제2 스캔 영상 데이터를 교정 비교하고 저장한다. 이어서 영상 블록 연산 단계(400)를 실행하여, 상기 파일에 대해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 실시하며, 상기 이미지 레이어 관리는 시뮬레이션 수술 중 절단 후의 상황에 따라 각 부위를 분리하여 도시하는 것이고, 상기 분리 도시는 교정의사가 제공하는 시뮬레이션 수술 후의 치아 모형 영상의 교합 위치를 비교 연산하고 절단 블록으로 디스플레이하는 것이다. 제5 단계인 수술 시뮬레이션 영상 설계 단계(500)를 실행하여, 상기 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 거친 파일에 수술 데이터 파라미터를 입력하며, 상기 수술 데이터 파라미터는 수술 부위, 골격 이동 거리, 각도 또는 치아 모형 중첩 부위 등 관련 데이터로서, 수술 시뮬레이션 영상 설계 이미지파일을 구축하기 위한 것이다. 마지막 단계는 출력 단계(600)이다.
도 9는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법의 제3 실시 흐름도로서, 악안면 수술 영상 교정 설계 방법 중의 실행 단계는 상기 도 7의 조작 플로우와 유사하며, 그 중 제1 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계(100) 이후 영상 데이터 변환 단계(110)를 더 포함하여, 상기 제1 스캔 영상 데이터를 삼차원(3D) 데이터 이미지파일로 변환한다. 이어서 제2 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계(200)이며, 상기 제2 스캔 영상 데이터는 환자의 석고 치아 모형을 스캔한 영상 데이터이다. 또한 스캔 영상 교정 비교 단계(300)를 실행하여, 상기 제1 스캔 영상 데이터와 상기 제2 스캔 영상 데이터를 교정 비교하고 저장한다. 이어서 영상 블록 연산 단계(400)를 실시하여, 상기 파일에 대해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 실시한다. 상기 이미지 레이어 관리는 시뮬레이션 수술 중 절단 후의 상황에 따라 각 부위를 분리하여 도시하는 것이고, 상기 분리 도시는 교정의사가 제공하는 시뮬레이션 수술 후의 치아 모형 영상의 교합 위치를 비교 연산하고 절단 블록으로 디스플레이하는 것이다. 제5 단계인 수술 시뮬레이션 영상 설계 단계(500)를 실행하여, 상기 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 거친 파일에 수술 데이터 파라미터를 입력하며, 상기 수술 데이터 파라미터는 수술 부위, 골격 이동 거리, 각도 또는 치아 모형 중첩 부위 등 관련 데이터로서, 수술 시뮬레이션 영상 설계 이미지파일을 구축하기 위한 것이다. 마지막 단계는 출력 단계(600)이다.
도 10은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법의 제4 실시 흐름도로서, 악안면 수술 영상 교정 설계 방법 중의 실행 단계는 상기 도 7의 조작 플로우와 유사하며, 그 중 제1 스캔 영상 데이터 입력단계, 제2 스캔 영상 데이터 입력 단계(200)와 스캔 영상 교정 비교 단계(300) 이후, 노이즈 제거 단계(310)가 더 포함되며, 상기 스캔 영상 교정 비교 단계(300)를 통해 처리된 이미지에는 노이즈, 기타 간섭 등 요인으로 인해 변환된 파일의 왜곡을 초래하거나 또는 사진이 모호할 가능성이 있다. 따라서 상기 노이즈 제거 단계(310)는 상기 파일 중의 노이즈를 제거하여, 실제 영상 데이터를 환원시킨다. 이어서 영상 블록 연산 단계(400)를 실시하여, 상기 파일에 대해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 실시한다. 상기 이미지 레이어 관리는 시뮬레이션 수술 중 절단 후의 상황에 따라 각 부위를 분리하여 도시하는 것이고, 상기 분리 도시는 교정의사가 제공하는 시뮬레이션 수술 후의 치아 모형 영상의 교합 위치를 비교 연산하고 절단 블록으로 디스플레이하는 것이다. 또한 제5 단계인 수술 시뮬레이션 영상 설계 단계(500)를 실행하여, 상기 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 거친 파일에 수술 데이터 파라미터를 입력하며, 상기 수술 데이터 파라미터는 수술 부위, 골격 이동 거리, 각도 또는 치아 모형 중첩 부위 등 관련 데이터로서, 수술 시뮬레이션 영상 설계 이미지파일을 구축하기 위한 것이다. 마지막 단계는 출력 단계(600)이다.
도 11은 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법의 제5 실시 흐름도로서, 악안면 수술 영상 교정 설계 방법 중의 실행 단계는 상기 도 7의 조작 플로우와 유사하며, 그 중 제1 스캔 영상 데이터 입력 단계(100), 제2 스캔 영상 데이터 입력 단계(200), 스캔 영상 교정 비교 단계(300), 영상 블록 연산 단계(400)와 수술 시뮬레이션 영상 설계 단계(500) 이후, 골판 교정 단계(510)를 더 포함할 수 있으며, 그 중 상기 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일과 상기 골판 교정 단계(510)를 대조 확인하며, 상기 골판 교정 단계(510)에서 교정을 실시 시, 먼저 수술 전 절단 가이드 골판을 제작하거나 또는 미리 벤딩 고정용 골판을 수술 후의 형상에 부합되도록 제작하고, 3D 프린팅 기술 또는 금속 레이저 적층 기술로 수술 후 결합하기에 적합한 골판 고정장치를 제작하여, 상기 제작된 관련 골판을 위치결정공에 결합하고 모형에 표기한다. 또한 외과의사는 수술 중 절단할 각 부위 및 수술 후 교정 치과의사의 필요에 부합하는 상하악 교합 골판 고정 위치와 정밀도를 예측하여 조정하고 영상을 파일에 저장한다. 상기 수술 시뮬레이션 영상 설계 단계(500) 및 골판 교정 단계(510)에서 연산된 수술 시뮬레이션 영상 이미지파일은 최종 단계인 출력 단계(600)에서 출력되어, 외과 및 교정 치과의사가 수술 전 및 수술 후의 정밀도를 측정 검증하기에 유리하며, 의사가 수술 전 평가 또는 수술 후 유합을 시뮬레이션하여 확인할 수 있도록 정확한 영상 데이터를 정밀하게 제공함으로써, 의사의 수술 시간을 단축하고, 상기 수술의 성공률을 높일 수 있다. 도 12는 본 발명인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법의 제6 실시 흐름도로서, 그 중 상기 골판 교정 단계(510)는 수술 가이드 골판 교정 단계(511) 및 고정 골판 교정 단계(512)를 포함하며, 상기 수술 가이드 골판 교정 단계(511)는 수술 절단 영역 교정 및 수술 가이드 골판의 정확한 천공 대응 위치 교정을 제공하고, 상기 고정 골판 교정 단계(512)는 수술 후 골격 유합용 고정 골판의 정확한 대응 위치 및 골격의 예정 교정 위치를 제공하며, 나머지 실시방식은 전술한 제5 실시 흐름도 중의 양태와 동일하게 실시되므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
본 분야의 기술자는 상기 설명 및 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시예가 단지 예로 든 것일 뿐 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해하여야 할 것이다. 본 발명의 목적은 이미 완전하고 유효하게 구현되었다. 본 발명의 기능 및 구조 원리는 이미 실시예에서 드러내고 설명하였으며, 상기 원리에 위배되지 않는 경우, 본 발명의 실시방식은 임의의 변형 또는 수정이 있을 수 있다.

Claims (22)

  1. 악안면 수술 영상 교정 설계 방법에 있어서,
    스캔으로 획득된 악안면 골격 및 치아와 연조직의 상대 좌표 위치 영상 데이터인 제1 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계;
    환자의 석고 치아 모형을 스캔한 영상 데이터인 제2 스캔 영상 데이터를 입력하는 단계;
    상기 제1 스캔 영상 데이터와 상기 제2 스캔 영상 데이터를 교정 비교하고 파일에 저장하는 스캔 영상 교정 비교 단계;
    상기 저장된 파일에 대해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 실시하는 영상 블록 연산 단계;
    상기 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 거친 파일에 수술 시뮬레이션 영상 설계 이미지파일을 구축하기 위한 수술 데이터 파라미터를 입력하는 수술 시뮬레이션 영상 설계 단계; 및
    상기 수술 시뮬레이션 영상의 이미지파일을 디스플레이 장치를 이용하여 출력하는 출력 단계를 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스캔 영상 데이터 및 제2 스캔 영상 데이터를 삼차원 데이터 이미지파일로 변환하는 영상 데이터 변환 단계를 더 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 스캔 영상 데이터 입력 단계 이후, 상기 제1 스캔 영상 데이터를 삼차원(3D) 데이터 이미지파일로 변환하는 영상 데이터 변환 단계를 더 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 삼차원 데이터 이미지파일의 형식은 삼차원(3D) 기계 설계 STL 파일인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스캔 영상 데이터는 컴퓨터 단층 스캔 파일(CT 파일이라 약칭함)인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 스캔 영상 데이터는 정밀 래스터 장치를 통해 상기 환자의 석고 치아 모형을 스캔한 영상 데이터인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스캔 영상 교정 비교 단계 이후, 상기 파일의 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거 단계를 더 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수술 시뮬레이션 영상의 이미지파일을 골판 교정 단계와 대조 확인하는 골판 교정 단계를 더 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 골판 교정 단계는 수술 가이드 골판 교정 단계 및 고정 골판 교정 단계를 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수술 데이터 파라미터는 악안면 골격의 이동거리, 수술 절단 각도 또는 골격 중첩 부위인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 액정 스크린, 태블릿 컴퓨터, PDA 또는 스마트폰인 악안면 수술 영상 교정 설계 방법.
  12. 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템에 있어서,
    악안면 골격 및 치아와 연조직의 상대 좌표 위치 영상 데이터를 스캔하여 획득하는 제1 영상 데이터 스캔 모듈;
    환자의 석고 치아 모형의 영상 데이터를 스캔하는 제2 영상 데이터 스캔 모듈;
    상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터를 교정 비교하고 파일에 저장하는 스캔 영상 교정 비교 모듈;
    상기 파일에 대해 이미지 레이어 관리 및 절단 블록 디스플레이를 실시하는 영상 블록 연산 모듈;
    상기 이미지 레이어 관리 및 절단 영역 디스플레이를 거친 파일에 수술 시뮬레이션 영상 설계 이미지파일을 구축하기 위한 수술 데이터 파라미터를 입력하는 수술 시뮬레이션 영상 설계 모듈; 및
    상기 수술 시뮬레이션 영상의 이미지파일을 디스플레이 장치를 이용하여 출력하는 출력 모듈을 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터 및 제2 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터를 삼차원(3D) 데이터 이미지파일로 변환하는 영상 데이터 변환 모듈을 더 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    제1 영상 데이터 스캔 모듈은 또한, 상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터를 삼차원(3D) 데이터 이미지파일로 변환하는 영상 데이터 변환 모듈을 더 포함 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 삼차원 데이터 이미지파일의 형식은 삼차원(3D) 기계 설계 STL 파일인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터는 컴퓨터 단층 스캔 파일(CT 파일이라 약칭함)인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제2 영상 데이터 스캔 모듈의 영상 데이터는 정밀 래스터 장치를 통해 상기 환자의 석고 치아 모형을 스캔한 영상 데이터인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 스캔 영상 교정 비교 모듈 내에 상기 파일의 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거 모듈이 더 포함되는 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 수술 시뮬레이션 영상의 이미지파일을 골판 교정 모듈의 데이터와 대조 확인하는 골판 교정 모듈을 더 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 골판 교정 모듈은 수술 가이드 골판 교정 모듈 및 고정 골판 교정 모듈을 포함하는 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 수술 데이터 파라미터는 악안면 골격의 이동거리, 수술 절단 각도 또는 골격 중첩 부위인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
  22. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 액정 스크린, 태블릿 컴퓨터, PDA 또는 스마트폰인 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템.
KR1020177035766A 2015-06-09 2015-06-09 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템 및 방법 Withdrawn KR20180016406A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2015/081083 WO2016197326A1 (zh) 2015-06-09 2015-06-09 一种颜颚手术影像校正设计系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180016406A true KR20180016406A (ko) 2018-02-14

Family

ID=57502868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177035766A Withdrawn KR20180016406A (ko) 2015-06-09 2015-06-09 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10376319B2 (ko)
EP (1) EP3308711A4 (ko)
JP (1) JP6578026B2 (ko)
KR (1) KR20180016406A (ko)
WO (1) WO2016197326A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2548149A (en) * 2016-03-10 2017-09-13 Moog Bv Model generation for dental simulation
KR101901646B1 (ko) * 2017-03-07 2018-10-01 주식회사 메가젠임플란트 3차원 하이브리드 영상 구축 프로그램을 이용한 악교정 시스템
US10810706B2 (en) 2017-08-04 2020-10-20 Outward, Inc. Machine learning based image processing techniques
CN108038877B (zh) * 2017-09-01 2022-05-20 深圳市菲森科技有限公司 一种可视化头影测量方法、系统和计算机处理设备
US10909773B2 (en) * 2018-12-03 2021-02-02 Metal Industries Research & Development Centre Medical image modeling system and medical image modeling method
KR102226467B1 (ko) * 2019-07-29 2021-03-11 유상진 턱교정 수술을 위한 시뮬레이션 장치 및 방법
WO2021095867A1 (ja) * 2019-11-15 2021-05-20 国立大学法人 東京大学 自動手術計画システムおよび手術計画方法並びにプログラム
CN111938819A (zh) * 2020-08-15 2020-11-17 山东大学齐鲁医院 一种脊柱外科微创手术导航系统
CN113081260B (zh) * 2021-04-19 2024-05-24 北京大学口腔医学院 一种自体骨块修整工艺及其在牙齿种植上的应用
JP7755664B2 (ja) * 2021-06-08 2025-10-16 メティキュリー カンパニー リミテッド 頭蓋顎顔面インプラントおよびその設計方法
CN114469405B (zh) * 2022-01-25 2022-09-16 四川大学 一种基于人工智能的正颌外科手术咬合板的设计方法
US20230270499A1 (en) * 2022-02-25 2023-08-31 Taiwan Main Orthopaedic Biotechnology Co., Ltd. Method, system and apparatus for designing a bone plate to be used in an orthopedic surgery
US20240296564A1 (en) * 2023-03-02 2024-09-05 Hanjin Cho System, apparatus, and method for automated medical laser operation

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7068825B2 (en) * 1999-03-08 2006-06-27 Orametrix, Inc. Scanning system and calibration method for capturing precise three-dimensional information of objects
US6648640B2 (en) * 1999-11-30 2003-11-18 Ora Metrix, Inc. Interactive orthodontic care system based on intra-oral scanning of teeth
US9421074B2 (en) * 2001-04-13 2016-08-23 Orametrix, Inc. Unified three dimensional virtual craniofacial and dentition model and uses thereof
US6671539B2 (en) * 2001-10-03 2003-12-30 Board Of Regents University Of Texas System Method and apparatus for fabricating orthognathic surgical splints
CN1540575A (zh) * 2003-04-25 2004-10-27 上海第二医科大学附属第九人民医院 一种影象叠加分层截骨方法
JP4408067B2 (ja) * 2004-06-11 2010-02-03 国立大学法人大阪大学 ３次元断層撮影像作成方法およびコンピュータシステム
GB0414277D0 (en) * 2004-06-25 2004-07-28 Leuven K U Res & Dev Orthognatic surgery
US8257083B2 (en) * 2005-10-24 2012-09-04 Biomet 3I, Llc Methods for placing an implant analog in a physical model of the patient's mouth
GB0609988D0 (en) * 2006-05-19 2006-06-28 Materialise Nv Method for creating a personalized digital planning file for simulation of dental implant placement
US7916911B2 (en) * 2007-02-26 2011-03-29 Align Technology, Inc. System and method for digital tooth imaging
EP1982652A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-22 Medicim NV Method for deriving shape information
US7936911B2 (en) * 2008-06-11 2011-05-03 National Cheng Kung University 3D planning and prediction method for optimizing facial skeleton symmetry in orthognathic surgery
JP5233456B2 (ja) * 2008-07-14 2013-07-10 和田精密歯研株式会社 歯冠設計方法および歯冠作製方法
ES2536523T3 (es) * 2009-09-04 2015-05-26 Medicim Nv Procedimiento para digitalizar objetos dento-maxilofaciales
CN102117378B (zh) * 2009-12-31 2012-07-25 苏州瑞派宁科技有限公司 一种基于三维多模影像的肝肿瘤综合手术规划模拟方法及其系统
KR101252277B1 (ko) * 2010-06-10 2013-04-29 주식회사 오라픽스 치과 치료용 가상 중첩 장치 및 그 방법
US20120191421A1 (en) * 2010-11-17 2012-07-26 Greenberg Surgical Technologies, Llc Oral Template for Integrated CT and Optical Images for Dental Implant Drilling Templates and Orthodontic Aligners
US20120214121A1 (en) * 2011-01-26 2012-08-23 Greenberg Surgical Technologies, Llc Orthodontic Treatment Integrating Optical Scanning and CT Scan Data
US9687317B2 (en) * 2011-05-15 2017-06-27 Orametrix, Inc. Orthodontic treatment planning using virtual articulator
TWI549011B (zh) * 2011-10-19 2016-09-11 財團法人國家實驗研究院 輔助判斷顱顏手術的補片固定強度的方法與其計算機
CN102895031A (zh) * 2012-09-19 2013-01-30 深圳市旭东数字医学影像技术有限公司 肾脏虚拟手术方法及其系统
KR101315032B1 (ko) * 2012-11-08 2013-10-08 주식회사 메가젠임플란트 임플란트 영상 생성방법 및 임플란트 영상 생성 시스템
US20160012182A1 (en) * 2013-12-20 2016-01-14 Douglas A. Golay 3D cone beam dental imaging system
US9763757B2 (en) * 2014-05-19 2017-09-19 National Dentex, Llc Method for creating a virtual oral-maxillofacial anatomical representation

Also Published As

Publication number Publication date
US20180147015A1 (en) 2018-05-31
JP6578026B2 (ja) 2019-09-18
JP2018516708A (ja) 2018-06-28
US10376319B2 (en) 2019-08-13
EP3308711A1 (en) 2018-04-18
WO2016197326A1 (zh) 2016-12-15
EP3308711A4 (en) 2019-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180016406A (ko) 악안면 수술 영상 교정 설계 시스템 및 방법
Lin et al. Three-dimensional computer-assisted surgical simulation and intraoperative navigation in orthognathic surgery: a literature review
Zinser et al. Computer-assisted orthognathic surgery: waferless maxillary positioning, versatility, and accuracy of an image-guided visualisation display
US10321959B2 (en) Method of surgical planning
Schouman et al. Accuracy evaluation of CAD/CAM generated splints in orthognathic surgery: a cadaveric study
Kang et al. Verification of the usability of a navigation method in dental implant surgery: in vitro comparison with the stereolithographic surgical guide template method
US20130172731A1 (en) Image-overlay medical evaluation devices and techniques
US11633264B2 (en) Determining and tracking movement
Popat et al. New developments in: three‐dimensional planning for orthognathic surgery
Chang et al. Intraoperative navigation for single-splint two-jaw orthognathic surgery: From model to actual surgery
WO2003037204A1 (en) Medical simulation apparatus and method for controlling 3-dimensional image display in the medical simulation apparatus
US20230320823A1 (en) Determining and tracking movement
KR20100016180A (ko) 형상 정보를 얻기 위한 방법
CN118799315B (zh) 一种数字化三维头影测量系统的构建方法
Lee et al. Precision of a CAD/CAM–engineered surgical template based on a facebow for orthognathic surgery: an experiment with a rapid prototyping maxillary model
KR102226467B1 (ko) 턱교정 수술을 위한 시뮬레이션 장치 및 방법
Husain et al. Geometrical models of mandible fracture and plate implant
CN105286784B (zh) 一种颜颚手术影像校正设计系统及方法
Markiewicz et al. Technology in oral and maxillofacial reconstruction
Sharma et al. Advent of artificial intelligence in orthognathic surgery: Advancements and challenges
Alqahtani ARTICLE 4: Automated three-dimensional quantification of root changes following combined orthodontic-orthognathic surgical treatment. A validation study.
Saito et al. Novel electromagnetic-navigated maxillary repositioning system for Le Fort I osteotomy: preclinical evaluation
Jamali et al. clinical applications of digital dental Technology in Oral and Maxillofacial Surgery
Wang et al. The application of digital model surgery in the treatment of dento-maxillofacial deformities
Mahmood et al. A Practical Guide to Virtual Planning of Orthognathic Surgery and Splint Design Using Virtual Dentoskeletal Model

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20171212

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination