TOOTH MODEL GENERATION METHOD FOR DENTAL PROCEDURE SIMULATION

• Main Authors: LIM, YONG HYUN, JEE, HEON JOO, CHO, HEON JAE
• Format: Patent
• Language: English; French; Korean
• Published: 25.02.2016
• Subjects: APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE; DENTISTRY; DIAGNOSIS; HUMAN NECESSITIES; HYGIENE; IDENTIFICATION; MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; SURGERY

The present invention relates to a tooth model generation method for performing simulation in a dental procedure. More specifically, the present invention is a technique for generating a 3D tooth model by generating a 3D head image on the basis of head CT image data, applying a matching process using 3D landmarks to a 3D mouth surface model and a 3D head image, obtaining a 3D tooth crown model by extracting each tooth from the matched 3D mouth surface model, generating a 3D tooth volume model by extracting each tooth region by applying a technique for extracting a region of interest from the 3D head image, and then synchronizing the coordinate system of the 3D tooth crown model and 3D tooth volume model. That is to say, the present invention relates to a tooth model generation method for dental procedure simulation in which a 3D mouth surface model and a 3D head image on the basis of a 3D tooth crown model and a 3D tooth volume model are matched and thus the 3D tooth crown model and the 3D tooth volume model are in the matched state, and which, by synchronizing these two models to use the same coordinate system to make the two into one 3D tooth model, reflects in real time a change in the teeth and mouth structure due to orthodontic treatment. The present invention may: generate a new type of tooth model by taking only merits from a conventional tooth model which is generated on the basis of a precise stone model without diagnosis information such as roots of teeth, and from a conventional tooth model generation method in which an error occurs due to limited data using X-ray photography of a human body but diagnosis information is maintained; provide a 3D tooth model which, by extracting a 3D tooth crown model by generating a 3D mouth surface model in which the precise crown part of all teeth can be extracted without additional costs or equipment in an easier way than a conventional way, and by comparatively simply generating a 3D tooth volume model which contains diagnosis information, is formed on the basis of these models and thus is similar to an actual tooth, contains diagnosis information, and reflects in real time simulation which is performed in dental procedure; and provide correct and precise information related to the location, direction, length, etc. of the roots of teeth in the mouth of a patient by minimizing a difference from actual intra-oral data. La présente invention concerne un procédé de génération de modèle dentaire permettant d'effectuer une simulation dans une procédure dentaire. Plus spécifiquement, la présente invention concerne une technique servant à générer un modèle dentaire en 3D par génération d'une image de tête en 3D sur la base de données d'image CT de tête, appliquer un processus de mise en correspondance à l'aide de points de repère en 3D avec un modèle de surface de bouche en 3D et une image de tête, obtenir un modèle de couronne dentaire en 3D par extraction de chaque dent située dans le modèle de surface de bouche en 3D mis en correspondance, générer un modèle volumique de dent en 3D par extraction de chaque région de dent en appliquant une technique pour extraire une région présentant un intérêt, située dans l'image de tête en 3D, puis en synchronisant le système de coordonnées du modèle de couronne dentaire en 3D et le modèle volumique de dent en 3D. La présente invention concerne par conséquent un procédé de génération de modèle dentaire pour une simulation de procédure dentaire, procédé selon lequel un modèle de surface de bouche en 3D et une image de tête en 3 D, sur la base d'un modèle de couronne dentaire en 3D et un modèle volumique en 3D, sont mis en correspondance, le modèle de couronne dentaire en 3D et le modèle volumique de dent en 3D étant alors dans un état de mise en correspondance. Ce procédé, par le biais d'une synchronisation de ces deux modèles dans le but d'utiliser le même système de coordonnées afin de réunir les deux modèles en un seul modèle dentaire en 3D, reflète en temps réel un changement au niveau de la structure des dents et de la bouche, provoqué par le traitement orthodontique. La présente invention peut : générer un nouveau type de modèle dentaire en prenant en compte uniquement les avantages d'un modèle dentaire classique généré sur la base d'un modèle en plâtre précis sans informations de diagnostic, par exemple relatives aux racines des dents, et les avantages d'un procédé de génération de modèle dentaire classique, dans lequel une erreur se produit en raison de données limitées au moyen d'une photographie à rayons X d'un corps humain mais les informations de diagnostic sont maintenues; fournir un modèle dentaire en 3D qui, par extraction d'un modèle de couronne dentaire en 3D par génération d'un modèle de surface de bouche en 3D dans lequel la partie de couronne précise de toutes les dents peut être extraite sans coût ou équipement supplémentaire de manière plus simple par rapport aux techniques classiques et par génération relativement simple d'un modèle volumique de dent en 3D contenant des informations de diagnostic, est formé sur la base de ces modèles et, de ce fait, est similaire à une dent réelle, contient des informations de diagnostic, et reflète une simulation en temps réel qui est effectuée dans une procédure dentaire; et fournir des informations précises et correctes relatives à l'emplacement, la direction, la longueur, etc. des racines de dents dans la bouche d'un patient en réduisant au minimum une différence par rapport à des données intra-orales réelles. 본 발명은 치과 시술에서 시뮬레이션을 수행하기 위한 치아모델 생성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두부 단층 이미지 데이터를 기반으로 3D 두부영상을 생성하며, 3D 구강표면 모델과 3D 두부영상에 3D 표지점을 이용한 정합의 과정을 적용하고, 상기 정합된 3D 구강표면 모델로부터 각각의 치아를 추출하여 3D 치아 크라운 모델을 획득하며, 상기 3D 두부영상으로부터 관심 영역을 추출하는 기법을 적용하여 각각의 치아 영역을 추출함으로써 3D 치아볼륨 모델을 생성한 후, 3D 치아 크라운 모델과 3D 치아볼륨 모델의 좌표계를 동기화시킴으로써 3D 치아모델을 생성하는 것에 관한 기술이다. 즉, 3D 치아 크라운 모델과 3D 치아볼륨 모델의 기반 데이터인 3D 구강표면 모델과 3D 두부영상이 정합되어 있으므로, 3D 치아 크라운 모델과 3D 치아볼륨 모델은 정합이 이루어진 상태이고, 이 둘을 하나의 3D 치아 모델로 하기 위해 동일 좌표계를 사용하도록 동기화 시킴으로써, 치아 교정에 의한 치아 및 구강 구조의 변형을 실시간으로 반영하여 제공하는, 치과 시술 시뮬레이션을 위한 치아모델 생성 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 기존의 치근 등의 진단 정보가 없지만 정밀한 석고모형 등을 기반으로 생성한 치아모델과 기존의 인체의 X선 촬영을 이용한 데이터 한계로 인해 오차율이 생기지만 진단 정보를 유지하는 치아모델 생성 방식의 장점만을 취해 새로운 방식의 치아모델을 생성하며, 종래보다 손쉬운 방법으로 추가적인 비용이나 장비 없이도 정밀한 치아 전체의 크라운 부분을 추출할 수 있는 3D 구강표면 모델을 생성하여 3D 치아 크라운 모델을 추출하고, 비교적 간단하게 진단 정보를 보유한 3D 치아볼륨 모델을 생성하여 이들을 기반으로 형성되어 실제와 유사하며 진단 정보를 보유할 뿐만 아니라 치과 시술에 있어서 시뮬레이션을 수행하여 이를 실시간으로 반영할 수 있는 3D 치아모델을 제공하고, 환자 구강 내 치근의 위치, 방향 및 길이 등과 관련하여 실제 구강 내부 데이터와의 오차를 최소화하여 정확하고 정밀한 정보를 제공할 수 있다.