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1. WO2021006470 - IMPLANT SIMULATION METHOD AND DEVICE THEREFOR

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명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

3  

과제 해결 수단

4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17  

발명의 효과

18   19  

도면의 간단한 설명

20   21   22   23   24   25  

발명의 실시를 위한 형태

26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

도면

1   2   3   4   5   6  

명세서

발명의 명칭 : 임플란트 시뮬레이션 방법 및 그 장치

기술분야

[1]
본 발명은 치과영상 처리기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임플란트 시뮬레이션 시 픽스쳐 조작을 위한 사용자 인터페이스 기술에 관한 것이다.

배경기술

[2]
실제 의사가 임플란트 시술을 수행하기 전에, 임플란트 시뮬레이션 프로그램을 이용한 가상의 시뮬레이션을 통해 임플란트 식립 계획을 사전 수립한다. 예를 들어, 환자에게 알맞은 인공치아를 선정하고, 인공치아를 대상치아 위치에 가상으로 배치하는 설계(Design) 과정을 거치게 된다. 임플란트 식립 계획에는 수술할 대상치아 별로 픽스쳐(Fixture)를 포함한 임플란트 구조물의 위치 및 종류 결정 등이 포함되어 있다. 그런데 일반적인 임플란트 시뮬레이션 시 픽스쳐 설계 시에 사용자 조작이 불편하여 사용자의 개별 능력에 따라서 결과물에 큰 편차가 발생할 수 있다. 이 경우 임플란트 시술의 정확성 및 편의성이 떨어질 수 있다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[3]
일 실시 예에 따라, 임플란트 시뮬레이션 시 픽스쳐 조작을 위한 사용자 인터페이스를 직관적으로 제공하여 사용자가 임플란트 시뮬레이션을 보다 편하게 사용할 수 있도록 하는 임플란트 시뮬레이션 방법 및 그 장치를 제안한다.

과제 해결 수단

[4]
일 실시 예에 따른 임플란트 시뮬레이션 방법은, 치과 영상에 식립되는 픽스쳐의 조작 모드 진입 시 매니퓰레이터를 배치할 가이드 인터페이스를 표시하는 단계와, 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐의 평행 미세이동 인터페이스, 미세회전 인터페이스, 길이 조절 인터페이스, 직경 조절 인터페이스 중 적어도 하나를 포함한 매니퓰레이터를 표시하는 단계와, 매니퓰레이터 상에 마우스 오버 시 조작 가능한 수치정보를 미리 표시하는 단계와, 매니퓰레이터를 통한 사용자 조작신호에 따라 픽스쳐를 조정하여 표시하는 단계를 포함한다.
[5]
픽스쳐를 조정하여 표시하는 단계는, 평행 미세이동 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받으면 픽스쳐를 좌우 또는 상하로 미리 설정된 거리만큼 미세이동시켜 표시하는 단계와, 미세회전 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받으면 미리 설정된 거리만큼 픽스쳐의 각도를 회전시켜 표시하는 단계와, 길이 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받으면 픽스쳐의 길이를 조정하여 표시하는 단계와, 직경 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 직경을 조정하여 표시하는 단계를 포함한다.
[6]
조작 가능한 수치정보를 미리 표시하는 단계는, 평행 미세이동 인터페이스 상에 마우스 오버 시 이동 가능한 수치정보를 미리 표시하는 단계와, 길이 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 길이 정보를 수치로 미리 표시하는 단계와, 직경 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 직경 정보를 수치로 미리 표시하는 단계를 포함한다.
[7]
임플란트 시뮬레이션 방법은, 가이드 인터페이스 상에 마우스 오버 시 회전 가능한 픽스쳐의 각도정보를 수치로 미리 표시하는 단계와, 가이드 인터페이스의 외곽선을 따라 회전을 위한 드래그 앤 드롭 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 자유 회전시켜 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[8]
임플란트 시뮬레이션 방법은, 가이드 인터페이스 상에 표시되는 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통해 길이 또는 직경 조절을 위한 사용자 조작신호를 입력 받으면 해당 조작신호에 맞는 픽스쳐로 픽스쳐 모델을 변경하여 표시하는 단계와, 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통한 픽스쳐의 길이 또는 직경 조절 시 더 이상 변경될 픽스쳐 모델이 없는 경우 해당 조절 인터페이스를 비활성화 시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
[9]
가이드 인터페이스는 픽스쳐 위치를 중심으로 미리 설정된 거리 이격된 외곽선으로 구성될 수 있다.
[10]
다른 실시 예에 따른 임플란트 시뮬레이션 장치는, 치과 영상에 식립되는 픽스쳐의 조작 모드에 진입하면 매니퓰레이터를 배치할 가이드 인터페이스를 표시하고 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐 조작을 위한 매니퓰레이터를 표시하는 출력부와, 화면에 표시되는 매니퓰레이터를 통한 사용자 조작신호를 입력받는 입력부와, 픽스쳐 조작모드를 수행하면서 입력부로부터 사용자 조작신호를 수신하여 픽스쳐를 조정하고 픽스쳐 조정에 따른 화면 정보 및 픽스쳐 조정에 따라 생성되는 화면 정보를 구성하여 출력부에 제공하는 제어부를 포함한다.
[11]
제어부는 픽스쳐를 평행으로 미세이동 시키기 위한 평행 미세이동 인터페이스를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 표시하고 평행 미세이동 인터페이스 위에 마우스 오버 시 이동정보를 수치로 미리 표시하며, 평행 미세이동 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 좌우 또는 상하로 미리 설정된 거리만큼 미세 이동시켜 출력부를 통해 표시할 수 있다.
[12]
제어부는 픽스쳐를 미세회전 시키기 위한 미세회전 인터페이스를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 표시하고, 미세회전 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 미리 설정된 거리만큼 픽스쳐의 각도를 회전시켜 출력부를 통해 표시할 수 있다.
[13]
제어부는 마우스 오버 시 회전 가능한 픽스쳐의 각도정보를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 수치로 미리 표시하고, 가이드 인터페이스의 외곽선을 따라 회전을 위한 드래그 앤 드롭 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 자유 회전시켜 출력부를 통해 표시할 수 있다.
[14]
제어부는 픽스쳐의 길이를 조정하기 위한 길이 조절 인터페이스를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 표시하고 길이 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 길이 정보를 수치로 미리 표시하며, 길이 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 길이를 조정하여 츨력부를 통해 표시할 수 있다.
[15]
제어부는 픽스쳐의 직경을 조정하기 위한 직경 조절 인터페이스를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 표시하고 직경 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 직경 정보를 수치로 미리 표시하며, 직경 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 직경을 조정하여 출력부를 통해 표시할 수 있다.
[16]
제어부는 가이드 인터페이스 상에 표시되는 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통해 길이 또는 직경 조절을 위한 사용자 조작신호를 입력 받으면 해당 조작신호에 맞는 픽스쳐로 픽스쳐 모델을 변경하여 출력부를 통해 표시하고, 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통한 픽스쳐의 길이 또는 직경 조절 시 더 이상 변경될 픽스쳐 모델이 없는 경우 해당 조절 인터페이스를 비활성화 시킬 수 있다.
[17]
가이드 인터페이스는 픽스쳐 위치를 중심으로 미리 설정된 거리 이격된 외곽선으로 구성될 수 있다.

발명의 효과

[18]
일 실시 예에 따른 임플란트 시뮬레이션 방법 및 그 장치에 의해, 임플란트 시뮬레이션 시 픽스쳐 조절을 위한 사용자 인터페이스를 직관적으로 제공하여 사용자가 임플란트 시뮬레이션을 보다 편리하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 임플란트 시뮬레이션 시 상하, 좌우의 수평 미세이동 및 미세회전보철기능을 제공하여 미세조정이 수월해진다.
[19]
또한 마우스 오버 시 조정 가능한 수치정보를 미리 제공함에 따라 조정에 따른 정확한 변경 값을 알 수 있어서 임플란트 설계 작업이 직관적이며 효율적이다. 이에 따라 임플란트 시뮬레이션을 보다 편리하게 사용할 수 있다.

도면의 간단한 설명

[20]
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임플란트 시뮬레이션 장치의 구성을 도시한 도면,
[21]
도 2는 일반적인 픽스쳐 조정 모드 화면을 도시한 도면,
[22]
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽스쳐 조정 모드에 진입하기 위한 화면을 도시한 도면,
[23]
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽스쳐 조정 모드 화면을 도시한 도면,
[24]
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 매니퓰레이터를 이용한 픽스쳐 조작이 수행된 화면을 도시한 도면,
[25]
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매니퓰레이터를 이용한 임플란트 시뮬레이션 방법의 흐름을 도시한 도면이다.

발명의 실시를 위한 형태

[26]
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
[27]
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
[28]
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
[29]
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
[30]
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
[31]
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
[32]
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
[33]
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임플란트 시뮬레이션 장치의 구성을 도시한 도면이다.
[34]
임플란트 시뮬레이션 장치(1)는 임플란트 시뮬레이션 프로그램과 같은 의료영상 처리 프로그램을 실행 가능한 전자장치이다. 전자장치는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) PC, 스마트폰, 휴대폰, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등이 있다. 의료영상 처리 프로그램은 임플란트 시뮬레이션 프로그램 이외에, 가이드 디자인 프로그램, 스캔 프로그램, CAD 프로그램 등이 있다. 또한, 치과 임플란트 수술용 이외에 다른 일반적인 의료영상 처리를 위한 프로그램에 적용될 수 있다. 임플란트 시뮬레이션 프로그램은 가상의 임플란트 객체를 식립하는 시뮬레이션을 수행하면서 임플란트 구조물의 위치 및 방향을 설계하는 프로그램이다.
[35]
이하, 설명의 편의를 위해 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 프로그램을 예로 들어 설명하고자 하나, 영상처리가 가능하면 다른 프로그램에도 동일하게 적용 가능함은 물론이다.
[36]
프로그램을 이용한 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 과정은 수술 환자 등록, 등록된 환자의 CT 데이터 및 구강 모델 데이터 획득, CT 데이터 및 구강 모델 데이터의 정합, 정합된 영상 데이터에서 악궁 라인 생성 및 악궁 라인을 이용한 파노라믹 영상(Panoramic Image) 생성, 환자의 구강 모델 데이터에서 크라운 모델 위치 및 크기 결정, 환자의 CT 데이터에서 픽스쳐를 포함한 임플란트 구조물 위치 결정, 가이드 형상 디자인, 최종 가이드 출력을 포함한 과정으로 구성된다. 본 발명은 가이드 디자인 시 CT 2D 단면영상에서 픽스쳐의 위치를 결정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 기술에 관한 것이다.
[37]
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 임플란트 시뮬레이션 장치(1)는 데이터 획득부(10), 저장부(12), 제어부(14), 입력부(16) 및 출력부(18)를 포함한다.
[38]
데이터 획득부(10)는 환자의 기초 영상 데이터를 획득한다. 기초 영상 데이터는 X-ray 데이터, CT 데이터, 구강 모델 데이터 등이 있다. 데이터 획득부(10)는 기초 영상 데이터를 프로그램에서 실행하거나 웹 페이지 및 서버에 저장된 데이터를 로딩할 수 있다. 임플란트 식립을 위해서 CT 데이터, 구강 모델 데이터 등이 기초 데이터로 필요할 수 있다.
[39]
구강 모델 데이터는 환자의 구강을 본떠 생성한 석고 모형을 3D 스캐너(3D Scanner)로 스캐닝 하여 획득하거나, 구강 내 3D 스캐너(3D Intra-oral scanner)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캐닝 하여 획득될 수 있다. CT 데이터는 CT(Computed Tomography, 컴퓨터 단층 촬영)를 사용하여 환자의 두부 단층 영상들을 생성하고, 각각의 단층 영상에서 치아 부분의 경계를 분할(Segmentation)한 후 하나로 취합함에 따라 획득될 수 있다. 획득된 구강 모델 데이터 및 CT 데이터는 저장부(12)에 저장될 수 있다.
[40]
저장부(12)에는 임플란트 시뮬레이션 장치(1)의 동작 수행을 위해 필요한 정보와 동작 수행에 따라 생성되는 정보가 저장되어, 제어부(14)의 요청 시 정보를 제공한다. 저장부(12)에는 다양한 픽스쳐 모델을 포함하는 픽스쳐 라이브러리가 저장되어 제어부(14) 요청 시 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따른 저장부(12)에는 가이드 디자인 작업 시 작업 단계 별로 생성 또는 변경되는 가이드 객체의 데이터를 포함한 작업 내용이 저장된다.
[41]
제어부(14)는 임플란트 시뮬레이션 프로그램을 실행 시킨다. 특히, 임플란트 시술을 위한 픽스쳐 조작모드 진입 시, 입력부(16)로부터 사용자 조작신호를 수신하여 픽스쳐를 조정하고 픽스쳐 조정에 따른 화면 정보 및 픽스쳐 조정에 따라 생성되는 화면 정보를 구성하여 이를 출력부(18)에 제공한다.
[42]
출력부(18)는 제어부(14)에 의해 생성되는 정보들로 구성되는 프로그램 화면을 표시한다. 일 실시 예에 따른 출력부(18)는 픽스쳐의 조작 모드 진입 시 픽스쳐 주변에 매니퓰레이터(Manipulator)를 배치하기 위한 가상의 가이드 인터페이스를 표시한다. 가이드 인터페이스는 픽스쳐 위치를 중심으로 미리 설정된 거리 이격되어 형성되는 외곽선으로 구성될 수 있다. 외곽선은 원 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 미리 설정된 거리는 픽스쳐를 중심으로 좌우상하가 서로 동일한 값일 필요는 없고, 픽스쳐를 기준으로 픽스쳐 주변에 배치되는 것이면 그 거리는 어떤 것이든 무방하다. 미리 설정된 거리는 사용자에 의해 조정 가능하다.
[43]
가이드 인터페이스에 표시되는 매니퓰레이터는 사용자 조작을 용이하게 하기 위해 화면에 표시되는 사용자 인터페이스이다. 일 실시 예에 따른 매니퓰레이터는 미세이동 인터페이스, 미세회전 인터페이스, 길이 조절 인터페이스, 직경 조절 인터페이스 등을 포함한다. 미세이동 인터페이스는 픽스쳐를 상하 또는 좌우로 평행으로 미세이동하기 위해 화면에 표시되는 사용자 인터페이스이다. 미세회전 인터페이스는 픽스쳐의 미세회전을 위해 화면에 표시되는 사용자 인터페이스이다. 길이 조절 인터페이스는 픽스쳐의 길이를 조절하기 위한 사용자 인터페이스이다. 직경 조절 인터페이스는 픽스쳐의 직경을 조절하기 위한 사용자 인터페이스이다.
[44]
일 실시 예에 따른 출력부(18)는 매니퓰레이터 상에 마우스 오버 시 조작 가능한 수치정보를 미리 표시한다. 이에 따라 픽스쳐 미세이동이나 픽스쳐의 직경이나 길이 조절을 통한 픽스쳐 모델 변경 시에, 변경된 정확한 수치 값을 알 수 있어서 사용자가 임플란트 시뮬레이션을 보다 편리하게 사용할 수 있도록 한다.
[45]
입력부(16)는 사용자 명령을 입력 받는다. 일 실시 예에 따른 입력부(16)는 출력부(18)를 통해 화면에 표시되는 매니퓰레이터를 통해 사용자 조작신호를 입력 받는다.
[46]
이하, 픽스쳐 조작모드 진입 시 각 구성요소의 동작에 대해 후술한다.
[47]
일 실시 예에 따른 출력부(18)는 픽스쳐 조작모드 진입 시 화면의 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐를 평행으로 미세이동 시키기 위한 평행 미세이동 인터페이스를 표시한다. 이때, 평행 미세이동 인터페이스 위에 마우스 오버 시 이동정보를 수치로 미리 표시할 수 있다. 제어부(14)는 평행 미세이동 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 좌우 또는 상하로 미리 설정된 거리만큼 미세 이동시켜 출력부(18)를 통해 표시할 수 있다.
[48]
일 실시 예에 따른 출력부(18)는 픽스쳐 조작모드 진입 시 화면의 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐를 미세회전 시키기 위한 미세회전 인터페이스를 화면에 표시한다. 이때, 제어부(14)는 미세회전 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 미리 설정된 거리만큼 픽스쳐의 각도를 회전시켜 출력부(18)를 통해 표시할 수 있다.
[49]
일 실시 예에 따른 출력부(18)는 픽스쳐 조작모드 진입 시 화면의 가이드 인터페이스 상에 마우스 오버 시 회전 가능한 픽스쳐의 각도정보를 수치로 미리 표시할 수 있다. 이때, 제어부(14)는 가이드 인터페이스의 외곽선을 따라 회전을 위한 드래그 앤 드롭 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 자유 회전시켜 출력부(18)를 통해 표시할 수 있다.
[50]
일 실시 예에 따른 출력부(18)는 화면의 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐의 길이를 조정하기 위한 길이 조절 인터페이스를 표시한다. 그리고 길이 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 길이 정보를 수치로 미리 표시할 수 있다. 이때, 제어부(14)는 길이 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 길이를 조정하여 출력부(18)를 통해 표시할 수 있다.
[51]
일 실시 예에 따른 출력부(18)는 화면의 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐의 직경을 조정하기 위한 직경 조절 인터페이스를 표시한다. 그리고 직경 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 직경 정보를 수치로 미리 표시할 수 있다. 이때, 제어부(14)는 직경 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 직경을 조정하여 출력부(18)를 통해 표시할 수 있다.
[52]
일 실시 예에 따른 제어부(14)는 화면의 가이드 인터페이스 상에 표시되는 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통해 길이 또는 직경 조절을 위한 사용자 조작신호를 입력 받으면 해당 조작신호에 맞는 픽스쳐로 픽스쳐 모델을 변경하여 출력부(18)를 통해 표시한다. 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통한 픽스쳐의 길이 또는 직경 조절 시 더 이상 변경될 픽스쳐 모델이 없는 경우 해당 조절 인터페이스를 비활성화 시킬 수 있다.
[53]
도 2는 일반적인 픽스쳐 조정 모드 화면을 도시한 도면이다.
[54]
도 2를 참조하면, 환자의 임플란트 식립 수술 계획을 세우기 위해서 치과 영상 위에서 위에서 임플란트 시뮬레이션을 실행할 수 있다. 치과 영상은 2D 단면영상일 수 있다. 이때 영상 위에서의 픽스쳐를 조작하기 위한 매니퓰레이터가 제공되는데, 일반적인 매니퓰레이터로는 픽스쳐의 미세회전, 수평 미세이동의 기능이 제공되지 않으며, 직경 또는 길이조절 시 조절 후의 값을 인지하기가 어렵다.
[55]
예를 들어, 도 2를 참조하면, 직경 조절을 위해 픽스쳐(200)의 양 옆의 +, - 버튼(210)을 제공하여 사용자에 의한 클릭 동작을 통해 픽스쳐의 직경을 조절한다. 또한 길이 조절을 위해 픽스쳐(200)의 하단의 +, - 버튼(220)을 제공하여 사용자에 의한 클릭 동작을 통해 픽스쳐의 길이를 조절한다. 픽스쳐 회전을 위해서는 픽스쳐(200)의 하단에 회전을 위한 사용자 인터페이스(230)를 표시하고 사용자에 의한 드래그 앤 드롭 동작을 통해 픽스쳐(200)를 회전시킨다. 추가적으로 픽스쳐(200)의 현재 길이와 직경(250)을 화면에 표시할 수 있다.
[56]
위와 같은 방법으로 조작할 경우 픽스쳐(200)의 직경 및 길이 조절 시 +, - 버튼만을 제공하기 때문에 어떤 값으로 조절이 될지는 사용자가 클릭하기 전에는 알 수 없다. 또한 픽스쳐(200)의 이동 및 회전 시 미세조정이 불가하다는 문제가 있다.
[57]
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽스쳐 조정 모드에 진입하기 위한 화면을 도시한 도면이다.
[58]
도 1 및 도 3을 참조하면, 임플란트 시뮬레이션 장치(1)는 치과 영상에 식립되는 픽스쳐(300)를 조작하기 위한 모드에 진입한다. 예를 들어, 사용자가 조작하고자 하는 픽스쳐(300)를 선택함으로써 픽스쳐 조작 모드에 진입할 수 있다. 이때, 픽스쳐(300)의 현재 직경정보(예를 들어, L: 10. 0)와 길이정보(예를 들어, D: 4.0)(310)를 화면에 함께 표시할 수 있다.
[59]
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽스쳐 조정 모드 화면을 도시한 도면이다.
[60]
도 1 및 도 4를 참조하면, 임플란트 시뮬레이션 장치(1)는 픽스쳐 조정 모드에 진입하면, 매니퓰레이터를 배치할 가이드 인터페이스(410)를 표시하고, 가이드 인터페이스(410) 상에 픽스쳐(300) 조작을 위한 매니퓰레이터를 화면에 표시한다. 매니퓰레이터는 미세이동 인터페이스(420, 430), 미세회전 인터페이스(440), 길이 조절 인터페이스(470), 직경 조절 인터페이스(480) 등을 포함한다. 가이드 인터페이스(410)는 픽스쳐 위치를 중심으로 미리 설정된 거리 이격되어 외곽선을 형성하는 사용자 인터페이스이다. 도 4에서는 가이드 인터페이스(410)가 원(Circle) 형태로 도시되어 있으나, 형태는 이에 한정되지는 않는다.
[61]
미세이동 인터페이스는 픽스쳐(300)를 상하 또는 좌우로 평행으로 미세이동하기 위해 화면에 표시되는 사용자 인터페이스이다. 미세이동 인터페이스는 좌우 미세이동 인터페이스(420)와 상하 미세이동 인터페이스(430)를 포함할 수 있다. 이때, 사용자가 미세이동 인터페이스(420, 430)에 마우스 오버(Mouse over) 시 이동 가능한 수치(설정된 값에 따르며, 변경 가능)가 함께 표시될 수 있다. 사용자의 좌우 미세이동 인터페이스(420) 또는 상하 미세이동 인터페이스(430)에 대한 버튼 클릭 또는 드래그 동작 시 미리 설정된 거리만큼 픽스쳐(300)의 축을 기준으로 픽스쳐(300)를 평행 이동시켜 화면에 표시한다.
[62]
미세회전 인터페이스(440)는 픽스쳐(300)의 미세회전을 위해 화면에 표시되는 사용자 인터페이스이다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 가이드 인터페이스(410)의 외곽선을 따라 형성되는 회전 버튼 형태일 수 있다. 이때, 사용자가 미세회전 인터페이스(440)를 클릭 시, 픽스쳐(300)는 해당 방향으로 미리 설정된 거리만큼 각도가 조절된다.
[63]
자유 이동(450)을 위해서는 사용자가 픽스쳐(300)의 중심부를 드래그 앤 드롭(Drag & Drop)하여 픽스쳐(300)를 자유 이동시킬 수 있다. 자유 회전(460)을 위해서는 사용자가 가이드 인터페이스(410)의 외곽선을 드래그 앤 드롭하여 회전시킬 수 있으며, 마우스 오버 시 조절될 각도를 미리 표시하거나 드래그 후 회전된 각도를 표시할 수 있다.
[64]
길이 조절 인터페이스(470)는 픽스쳐(300)의 길이를 조절하기 위한 사용자 인터페이스이다. 사용자가 픽스쳐(300)를 선택하거나 길이 조절 인터페이스(470)에 마우스 오버 시 조절 후 변경 가능한 길이 값이 화면에 표시된다. 예를 들어, 도 4에서는 길이 조절 인터페이스(470)를 기준으로 상하로 8.5, 11.5가 표시된다. 이때, 사용자가 길이 조절 인터페이스를 클릭 또는 드래그하면 선택된 길이에 맞는 픽스쳐 모델로 변경된다. 이때, 더 이상 변경될 픽스쳐 모델이 없을 시 길이 조절 인터페이스(470)를 비활성화 시킬 수 있다. 도 4에서는 길이 조절 인터페이스(470)가 가이드 인터페이스(410) 상에 제공되고 있으나, 특정 위치로 한정되지는 않는다.
[65]
직경 조절 인터페이스(480)는 픽스쳐(300)의 직경을 조절하기 위한 사용자 인터페이스이다. 사용자가 픽스쳐(300)를 선택하거나 직경 조절 인터페이스(480)에 마우스 오버 시 조절 후 변경 가능한 직경 값이 화면에 표시된다. 예를 들어, 도 4에서는 직경 조절 인터페이스(480)를 기준으로 좌우로 3.5, 4.5가 표시된다. 이때, 사용자가 직경 조절 인터페이스를 클릭 또는 드래그하면 선택된 직경에 맞는 픽스쳐 모델로 변경된다. 이때, 더 이상 변경될 픽스쳐 모델이 없을 시 직경 조절 인터페이스(480)를 비활성화 시킬 수 있다. 도 4에서는 직경 조절 인터페이스(480)가 가이드 인터페이스(410) 상에 제공되고 있으나, 특정 위치로 한정되지는 않는다.
[66]
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 매니퓰레이터를 이용한 픽스쳐 조작이 수행된 화면을 도시한 도면이다.
[67]
도 5를 참조하면, 사용자의 좌우 미세이동 인터페이스(420), 상하 미세이동 인터페이스(430)에 대한 버튼 클릭 또는 드래그 동작, 사용자의 미세회전 인터페이스(440) 클릭 동작 등을 통해 픽스쳐(300)가 미세 조정되었음을 확인할 수 있다.
[68]
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매니퓰레이터를 이용한 임플란트 시뮬레이션 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
[69]
도 1 및 도 6을 참조하면, 임플란트 시뮬레이션 장치(1)는 픽스쳐 조작 모드에 진입한다(S610). 이때, 매니퓰레이터를 배치할 가이드 인터페이스를 표시하고 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐 조작을 위한 매니퓰레이터를 표시한다(S620). 예를 들어, 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐를 좌우 또는 상하로 평행이동 시키기 위한 평행 미세이동 인터페이스, 픽스쳐를 미세회전 시키기 위한 미세회전 인터페이스, 픽스쳐의 길이를 조정하기 위한 길이 조절 인터페이스, 픽스쳐의 직경을 조정하기 위한 직경 조절 인터페이스 등을 표시한다.
[70]
임플란트 시뮬레이션 장치(1)는 매니퓰레이터 상에 마우스가 오버(S630)되면, 조작 가능한 수치정보를 미리 화면에 제공한다(S640). 예를 들어, 평행 미세이동 인터페이스 상에 마우스 오버 시 이동 가능한 수치정보를 미리 표시한다. 다른 예로, 가이드 인터페이스의 외곽선 상에 마우스 오버 시 회전 가능한 픽스쳐의 각도정보를 수치로 미리 표시할 수 있다. 다른 예로, 길이 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 길이 정보를 수치로 미리 표시할 수 있다. 다른 예로, 직경 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 직경 정보를 수치로 미리 표시할 수 있다.
[71]
임플란트 시뮬레이션 장치(1)는 매니퓰레이터를 통한 사용자 조작신호를 입력 받으면(S650). 입력된 사용자 조작신호에 따라 픽스쳐를 조정한다(S660). 예를 들어, 평행 미세이동 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 좌우 또는 상하로 미리 설정된 거리만큼 미세 이동시켜 표시한다. 다른 예로, 미세회전 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 미리 설정된 거리만큼 픽스쳐의 각도를 회전시켜 표시한다. 다른 예로, 가이드 인터페이스의 외곽선을 따라 회전을 위한 드래그 앤 드롭 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 자유 회전시켜 표시할 수 있다. 다른 예로, 길이 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 길이를 조정하여 표시할 수 있다. 다른 예로, 직경 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 직경을 조정하여 표시할 수 있다. 다른 예로, 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통해 길이 또는 직경 조절을 위한 사용자 조작신호를 입력 받으면 해당 조작신호에 맞는 픽스쳐로 픽스쳐 모델을 변경하여 표시할 수 있다. 이때, 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통한 픽스쳐의 길이 또는 직경 조절 시 더 이상 변경될 픽스쳐 모델이 없는 경우 해당 조절 인터페이스를 비활성화 시킬 수 있다.
[72]
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

청구범위

[청구항 1]
치과 영상에 식립되는 픽스쳐의 조작 모드 진입 시 매니퓰레이터를 배치할 가이드 인터페이스를 표시하는 단계; 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐의 평행 미세이동 인터페이스, 미세회전 인터페이스, 길이 조절 인터페이스, 직경 조절 인터페이스 중 적어도 하나를 포함한 매니퓰레이터를 표시하는 단계; 매니퓰레이터 상에 마우스 오버 시 조작 가능한 수치정보를 미리 표시하는 단계; 및 매니퓰레이터를 통한 사용자 조작신호에 따라 픽스쳐를 조정하여 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 방법.
[청구항 2]
제 1 항에 있어서, 픽스쳐를 조정하여 표시하는 단계는 평행 미세이동 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받으면 픽스쳐를 좌우 또는 상하로 미리 설정된 거리만큼 미세이동시켜 표시하는 단계; 미세회전 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받으면 미리 설정된 거리만큼 픽스쳐의 각도를 회전시켜 표시하는 단계; 길이 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받으면 픽스쳐의 길이를 조정하여 표시하는 단계; 및 직경 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 직경을 조정하여 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 방법.
[청구항 3]
제 1 항에 있어서, 조작 가능한 수치정보를 미리 표시하는 단계는 평행 미세이동 인터페이스 상에 마우스 오버 시 이동 가능한 수치정보를 미리 표시하는 단계; 길이 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 길이 정보를 수치로 미리 표시하는 단계; 및 직경 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 직경 정보를 수치로 미리 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 방법.
[청구항 4]
제 1 항에 있어서, 임플란트 시뮬레이션 방법은 가이드 인터페이스 상에 마우스 오버 시 회전 가능한 픽스쳐의 각도정보를 수치로 미리 표시하는 단계; 및 가이드 인터페이스의 외곽선을 따라 회전을 위한 드래그 앤 드롭 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 자유 회전시켜 표시하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 방법.
[청구항 5]
제 1 항에 있어서, 임플란트 시뮬레이션 방법은 가이드 인터페이스 상에 표시되는 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통해 길이 또는 직경 조절을 위한 사용자 조작신호를 입력 받으면 해당 조작신호에 맞는 픽스쳐로 픽스쳐 모델을 변경하여 표시하는 단계; 및 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통한 픽스쳐의 길이 또는 직경 조절 시 더 이상 변경될 픽스쳐 모델이 없는 경우 해당 조절 인터페이스를 비활성화 시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 방법.
[청구항 6]
제 1 항에 있어서, 가이드 인터페이스는 픽스쳐 위치를 중심으로 미리 설정된 거리 이격된 외곽선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 방법.
[청구항 7]
치과 영상에 식립되는 픽스쳐의 조작 모드에 진입하면 매니퓰레이터를 배치할 가이드 인터페이스를 표시하고 가이드 인터페이스 상에 픽스쳐 조작을 위한 매니퓰레이터를 표시하는 출력부; 화면에 표시되는 매니퓰레이터를 통한 사용자 조작신호를 입력받는 입력부; 및 픽스쳐 조작모드를 수행하면서 입력부로부터 사용자 조작신호를 수신하여 픽스쳐를 조정하고 픽스쳐 조정에 따른 화면 정보 및 픽스쳐 조정에 따라 생성되는 화면 정보를 구성하여 출력부에 제공하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 장치.
[청구항 8]
제 7 항에 있어서, 제어부는 픽스쳐를 평행으로 미세이동 시키기 위한 평행 미세이동 인터페이스를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 표시하고, 평행 미세이동 인터페이스 위에 마우스 오버 시 이동정보를 수치로 미리 표시하며, 평행 미세이동 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 좌우 또는 상하로 미리 설정된 거리만큼 미세 이동시켜 출력부를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 장치.
[청구항 9]
제 7 항에 있어서, 제어부는 픽스쳐를 미세회전 시키기 위한 미세회전 인터페이스를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 표시하고, 미세회전 인터페이스 선택 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 미리 설정된 거리만큼 픽스쳐의 각도를 회전시켜 출력부를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 장치.
[청구항 10]
제 7 항에 있어서, 제어부는 마우스 오버 시 회전 가능한 픽스쳐의 각도정보를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 수치로 미리 표시하고, 가이드 인터페이스의 외곽선을 따라 회전을 위한 드래그 앤 드롭 조작신호를 입력 받아 픽스쳐를 자유 회전시켜 출력부를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 장치.
[청구항 11]
제 7 항에 있어서, 제어부는 픽스쳐의 길이를 조정하기 위한 길이 조절 인터페이스를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 표시하고, 길이 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 길이 정보를 수치로 미리 표시하며, 길이 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 길이를 조정하여 츨력부를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 장치.
[청구항 12]
제 7 항에 있어서, 제어부는 픽스쳐의 직경을 조정하기 위한 직경 조절 인터페이스를 출력부를 통해 가이드 인터페이스 상에 표시하고, 직경 조절 인터페이스에 마우스 오버 시 조절 가능한 픽스쳐의 직경 정보를 수치로 미리 표시하며, 직경 조절 인터페이스에 대한 선택 또는 드래그 앤 드롭 동작을 통한 사용자 조작신호를 입력 받아 픽스쳐의 직경을 조정하여 출력부를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 장치.
[청구항 13]
제 7 항에 있어서, 제어부는 가이드 인터페이스 상에 표시되는 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통해 길이 또는 직경 조절을 위한 사용자 조작신호를 입력 받으면 해당 조작신호에 맞는 픽스쳐로 픽스쳐 모델을 변경하여 출력부를 통해 표시하고, 길이 조절 인터페이스 또는 직경 조절 인터페이스를 통한 픽스쳐의 길이 또는 직경 조절 시 더 이상 변경될 픽스쳐 모델이 없는 경우 해당 조절 인터페이스를 비활성화 시키는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 장치.
[청구항 14]
제 7 항에 있어서, 가이드 인터페이스는 픽스쳐 위치를 중심으로 미리 설정된 거리 이격된 외곽선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 임플란트 시뮬레이션 장치.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]