WO2022114709A1 - 투명 교정 치료 관리 장치 및 방법 - Google Patents

투명 교정 치료 관리 장치 및 방법 Download PDF

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WO2022114709A1
WO2022114709A1 PCT/KR2021/017206 KR2021017206W WO2022114709A1 WO 2022114709 A1 WO2022114709 A1 WO 2022114709A1 KR 2021017206 W KR2021017206 W KR 2021017206W WO 2022114709 A1 WO2022114709 A1 WO 2022114709A1
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orthodontic treatment
transparent
treatment plan
orthodontic
model
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심기봉
서정희
박신욱
김민수
이선민
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DENTIS Co Ltd
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DENTIS Co Ltd
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G—PHYSICS
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a transparent orthodontic treatment management apparatus and method, and more particularly, learning orthodontic treatment data of other orthodontic patients collected as big data, and based on the learned results, the orthodontic treatment plan of the current orthodontic treatment target patient It relates to a transparent orthodontic treatment management device and method that can improve the orthodontic treatment success rate by recommendation.
  • the principle of orthodontic treatment is to utilize the property of teeth to move when subjected to a certain force.
  • There are several methods for orthodontic treatment one of which is to fix a bracket to the teeth and connect the bracket with a wire.
  • the bracket and wire are made of metal, they have the disadvantages of being easily visible and inconvenient to manage.
  • Transparent aligners are invisible from the outside and can be freely installed and detached as needed, so they are widely used for adults.
  • the manufacturing process of transparent orthodontic devices is a digital orthodontic model that scans the initial tooth condition of a dental patient first, then processes the dental scan data by a program that generates orthodontic teeth, and gradually moves the teeth to the set final tooth position. is created step by step. Then, the orthodontic model for each stage is output to the tooth mold through a 3D printer, and thermoformed plastic is molded into the output tooth mold in a compression method to produce a transparent brace set.
  • the orthodontic diagnosis and treatment plan are established depending on the subjective ability or experience of the dentist, a misdiagnosis for the application of transparent orthodontic treatment may occur, and there may be variations in the treatment success rate for each dentist. may occur.
  • there is a limitation in providing a digital orthodontic model optimized for each stage because the program for generating orthodontic teeth adjusts and provides the digital orthodontic model for each stage at equal intervals through a simple engineering calculation method.
  • the dental mold may be directly output from the dentist in the case of a dentist having a 3D printer, or may be made of plaster through a dental laboratory by taking a dental impression body in the case of a dentist without a 3D printer.
  • transparent braces can be manufactured only in specialized dental laboratories equipped with vacuum thermoforming processing equipment, it takes a long production period of at least 7 days to a maximum of 30 days until a patient visits the dentist for a diagnosis and is provided with a transparent brace.
  • the manufacturing period of the transparent braces may be extended because the process of manufacturing through the dental laboratory must be repeated again.
  • An embodiment of the present invention is a transparent method that can improve orthodontic treatment success rate by learning orthodontic treatment data of other orthodontic patients collected as big data, and recommending orthodontic treatment plans of current orthodontic patients based on the learned results
  • An object of the present invention is to provide an orthodontic treatment management device and method.
  • An embodiment of the present invention can determine whether the tooth model is properly designed according to the final orthodontic treatment plan by simultaneously outputting a tooth model for each orthodontic step and a transparent brace through a three-dimensional printer using a light-curable liquid resin, and transparent
  • An object of the present invention is to provide a transparent orthodontic treatment management device and method that can reduce the production period of braces to less than one day.
  • the transparent orthodontic treatment management apparatus learns an orthodontic treatment plan established based on the tooth data of a plurality of learning target patients for which orthodontic treatment has been completed and orthodontic treatment results for each orthodontic step, learning to generate an orthodontic treatment plan recommendation model wealth;
  • Receiving unit for receiving the dental data of the patient to be corrected from the hospital terminal;
  • the dental data includes a head radiographic image and an intraoral scan image.
  • the learning unit performs learning including a modified orthodontic treatment plan obtained by modifying the orthodontic treatment plan of the learning target patient.
  • the treatment plan recommendation unit determines a malocclusion grade based on the dental data of the orthodontic patient, and if the determined malocclusion grade does not correspond to a preset transparent orthodontic grade, transparent orthodontic treatment is unsuitable for the hospital terminal notify the target.
  • the treatment plan recommendation unit sets up the final orthodontic treatment plan, and if not approved, the orthodontic treatment plan is revised and re-recommended.
  • the transparent braces manufacturing apparatus includes an output setting unit for setting an output condition corresponding to the tooth model using a pre-learned output setting model; a tooth model model output unit for outputting a tooth model model corresponding to the tooth model according to the output condition; and a transparent brace output unit for outputting a transparent brace corresponding to the tooth model according to the output condition.
  • the output condition includes a cross-sectional image for each unit layer of the tooth model and the position and quantity of supports supporting the tooth model model or transparent braces.
  • the transparent corrector manufacturing apparatus includes a three-dimensional printer for outputting a three-dimensional molded product using a light-curable liquid resin.
  • the transparent orthodontic treatment management method includes: receiving dental data of a patient to be orthodontic treatment from a hospital terminal; recommending an orthodontic treatment plan for the dental data of the orthodontic target patient to the hospital terminal based on the orthodontic treatment plan recommendation model; and when the orthodontic treatment plan is approved by the hospital terminal, setting up the orthodontic treatment plan as a final orthodontic treatment plan, and generating a dental model for each orthodontic step included in the final orthodontic treatment plan.
  • the method further includes generating the orthodontic treatment plan recommendation model by learning the orthodontic treatment plan established based on the tooth data of a plurality of learning target patients who have completed orthodontic treatment and orthodontic treatment results for each orthodontic step.
  • the generating of the orthodontic treatment plan recommendation model includes performing learning including the modified orthodontic treatment plan corrected by the orthodontic treatment plan of the learning target patient.
  • the dental data includes a head radiographic image and an intraoral scan image.
  • the step of recommending the orthodontic treatment plan to the hospital terminal may include: determining a malocclusion grade based on the dental data of the orthodontic target patient; and if the determined malocclusion grade does not correspond to a preset transparent orthodontic target grade, notifying the hospital terminal as a transparent orthodontic treatment unsuitable target.
  • the step of recommending the orthodontic treatment plan to the hospital terminal includes re-recommending the orthodontic treatment plan by modifying the orthodontic treatment plan if the recommended orthodontic treatment plan is not approved by the hospital terminal.
  • the method further includes outputting the tooth model and a transparent brace corresponding to the tooth model as a three-dimensional molding.
  • the three-dimensional molded article is a molded article obtained by curing a photocurable liquid resin.
  • the step of outputting the tooth model model and the transparent brace as a three-dimensional molding includes setting an output condition corresponding to the tooth model using a pre-learned output setting model.
  • the output condition includes a cross-sectional image for each unit layer of the tooth model and the position and quantity of a support supporting the three-dimensional molding.
  • the disclosed technology may have the following effects. However, this does not mean that a specific embodiment should include all of the following effects or only the following effects, so the scope of the disclosed technology should not be understood as being limited thereby.
  • a transparent orthodontic treatment management apparatus and method learns orthodontic treatment data of other orthodontic patients collected as big data, and recommends orthodontic treatment plans for current orthodontic treatment patients based on the learned results. It can improve the success rate of orthodontic treatment.
  • Transparent orthodontic treatment management apparatus and method by simultaneously outputting a tooth model for each orthodontic step and a transparent brace through a three-dimensional printer using a light-curable liquid resin, so that the tooth model is suitable according to the final orthodontic treatment plan It can be determined whether it is designed, and the production period of the transparent brace can be reduced to less than one day.
  • FIG. 1 is a view showing a transparent orthodontic treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the hospital terminal shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the transparent orthodontic treatment management device shown in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a transparent orthodontic treatment management method performed by the transparent orthodontic treatment management apparatus illustrated in FIG. 3 .
  • first and second are for distinguishing one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms.
  • a first component may be termed a second component, and similarly, a second component may also be termed a first component.
  • identification numbers eg, a, b, c, etc. are used for convenience of description, and identification numbers do not describe the order of each step, and each step clearly indicates a specific order in context. Unless otherwise specified, it may occur in a different order from the specified order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
  • the present invention can be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium
  • the computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored.
  • Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like.
  • the computer-readable recording medium is distributed in a computer system connected to a network, so that the computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
  • FIG. 1 is a view showing a transparent orthodontic treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • a transparent orthodontic treatment system 1 includes a hospital terminal 100 , a transparent orthodontic treatment management apparatus 200 , a transparent orthodontic treatment apparatus 300 , and a database 400 .
  • the hospital terminal 100 , the transparent orthodontic treatment management device 200 , the transparent brace manufacturing device 300 , and the database 400 are interconnected through a network to transmit and receive data for manufacturing the target patient's transparent braces.
  • the hospital terminal 100 is a terminal installed in a dental hospital and manages orthodontic information of a patient to be corrected.
  • Orthodontic information may include basic data of a patient to be orthodontic, dental data, an orthodontic treatment plan, a dental model for each orthodontic stage, orthodontic brace information, and the like.
  • the basic data may include a patient's gender, age, presence or absence of an underlying disease, and the like
  • the dental data may include a cephalometric X-ray image and an intra-oral scan image.
  • An embodiment of the present invention is not limited thereto, and the dental data may include a tooth impression image, a CT scan image, and the like.
  • the hospital terminal 100 may manage by associating orthodontic information with an identifier assigned to each patient to be corrected. Also, the hospital terminal 100 may manage by associating an identifier assigned to each dentist with a patient to be corrected.
  • an application for using the transparent orthodontic treatment management service platform provided by the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 may be installed, and may be implemented with a desktop PC, a laptop computer, a smart phone, etc. .
  • the hospital terminal 100 may be a plurality of terminals, and each terminal may be installed in different dental hospitals.
  • the hospital terminal 100 may transmit a transparent orthodontic treatment management service request to the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 including the acquired tooth data of the orthodontic target patient.
  • the hospital terminal 100 may receive a recommendation for an orthodontic treatment plan for a patient to be corrected from the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 , approve the recommended orthodontic treatment plan, and transmit the recommended orthodontic treatment plan to the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 .
  • the orthodontic treatment plan may include orthodontic steps and tooth movement position information for each orthodontic step.
  • the hospital terminal 100 may simulate an orthodontic treatment plan and a tooth model approved by the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 on a screen.
  • the hospital terminal 100 may transmit a modification request including a correction instruction to the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 .
  • the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 is a server managed by a service provider providing transparent orthodontic treatment-related services, and may include a transparent orthodontic treatment management service platform that recommends an orthodontic treatment plan using an artificial intelligence algorithm.
  • a transparent orthodontic treatment management service request is received from the hospital terminal 100
  • the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 receives the tooth data and the initial orthodontic treatment plan of the orthodontic target patient, and uses a pre-learned orthodontic treatment plan recommendation model. Recommend orthodontic treatment plan suitable for orthodontic patient's dental data.
  • the transparent orthodontic treatment management device 200 converts the orthodontic treatment results for each orthodontic treatment plan established based on the tooth data of each of the plurality of learning target patients for which the orthodontic treatment has been completed and the orthodontic treatment results for each orthodontic treatment plan included in the orthodontic treatment plan into big data. collect
  • the transparent orthodontic treatment management device 200 recommends an optimal orthodontic treatment plan by learning the orthodontic treatment results for each orthodontic step included in the orthodontic treatment plan established based on the tooth data of each of the plurality of learning target patients and the orthodontic treatment plan.
  • Orthodontic treatment plan recommendation model can be built.
  • the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 may perform learning by selectively applying an artificial intelligence algorithm, for example, machine learning, deep learning, or the like.
  • the transparent orthodontic treatment management device 200 performs smart labeling processing for automatically classifying orthodontic treatment plans and orthodontic treatment results for each of a plurality of learning target patients by malocclusion grade, treatment method, and treatment effect, and a successful orthodontic treatment plan It is possible to select and learn the learning target patients judged to be .
  • the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 may learn including the corrected orthodontic treatment plan obtained by modifying the orthodontic treatment plan established for each of the plurality of learning target patients. Also, the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 may recommend an orthodontic treatment plan by reflecting basic data of the patient to be corrected. For example, the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 may recommend an optimal orthodontic treatment plan by predicting orthodontic treatment results according to the alveolar bone condition according to the sex, age, and presence or absence of an underlying disease of the patient to be corrected.
  • the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 may provide a transparent orthodontic treatment management service platform by installing transparent orthodontic software for establishing and recommending an orthodontic treatment plan.
  • the transparent orthodontic software may include a function of generating a basic tooth model based on the tooth data and setting an orthodontic position using the basic tooth model. For example, the transparent orthodontic software automatically forms the tooth margin line, sets the tooth axis and sets the center of rotation, and converts the movement (angle) according to the tooth rotation (Rotation, Torque, Tip) into a straight line distance. It is possible to provide a function of automatically establishing an orthodontic position and an orthodontic treatment plan.
  • the transparent orthodontic software automatically determines the degree of malocclusion, the function of superimposing the head radiographic image and the 3D dental model image, the orthodontic guide function, the automatic orthodontic treatment plan establishment, treatment It is also possible to provide a function such as generating a tooth model for each step.
  • the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 sets up a final orthodontic treatment plan and generates a tooth model for each orthodontic treatment step.
  • the transparent orthodontic treatment management device 200 receives a request for correction of the recommended orthodontic treatment plan from the hospital terminal 100, reflects the correction request, re-recommends and approves the orthodontic treatment plan, and can be set up as the final orthodontic treatment plan. have.
  • the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 may provide a tooth model for each orthodontic treatment stage included in the final orthodontic treatment plan to the transparent orthodontic treatment apparatus 300 .
  • the transparent braces manufacturing device 300 may be installed in a service provider that provides transparent orthodontic treatment related services, and receives a tooth model for each orthodontic treatment stage from the transparent orthodontic treatment management device 200 and outputs a tooth model model and a transparent brace can do.
  • the transparent braces manufacturing apparatus 300 may be implemented as a 3D printer of a light curing method, and may be implemented in a dual mode for simultaneously outputting a tooth model model and a transparent brace.
  • the photo-curing type 3D printer is a device for outputting a three-dimensional molded product using a photo-curable liquid resin that is cured by laser light or ultraviolet light.
  • the transparent braces manufacturing apparatus 300 may include an output setting unit 310 , a tooth model model output unit 320 , and a transparent braces output unit 330 .
  • the output setting unit 310 may set an output condition of the 3D printer corresponding to the tooth model by using the pre-learned output setting model.
  • the output setting model is a model for setting an optimal output condition corresponding to the tooth model, and the output setting unit 310 sets the output using the output condition preset by the slicing software and the corrected output condition based on the output condition. model can be trained.
  • a 3D printer is a method of printing a three-dimensional molding for each unit layer, and the slicing software automatically creates a cross-sectional image for each unit layer and automatically designates the position and quantity of supports to support the three-dimensional molding.
  • a preset output condition may be corrected by the user in order to shorten the output environment, the output time, or improve the quality of the output.
  • the output setting unit 310 learns the output condition corrected by the user using an artificial intelligence algorithm, and uses the learned result provided from the transparent orthodontic treatment management device 200 .
  • the optimal output condition corresponding to the tooth model can be automatically set.
  • the output condition may include the generation position and quantity of a cross-sectional image and support for each unit layer for the tooth model.
  • the output setting model may be implemented in the transparent corrector manufacturing apparatus 300, but an embodiment of the present invention is not limited thereto. .
  • the tooth model model output unit 320 may output the tooth model for each orthodontic step provided from the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 as a tooth model model according to the output condition set by the output setting unit 310 .
  • the transparent braces output unit 320 may output the tooth model for each orthodontic step provided from the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 to the transparent braces according to the output condition set by the output setting unit 310 .
  • the transparent braces manufacturing apparatus 300 is different from a method of manufacturing a transparent brace by molding a thermoforming plastic to a tooth model by a compression method, by curing a light-curable liquid resin to convert the tooth model into a transparent brace. It can be produced within one day. In addition, since it is possible to simultaneously output the tooth model model and the transparent braces, it can be determined whether the tooth model model and the transparent braces are appropriately designed according to the approved orthodontic treatment plan.
  • Database 400 provides orthodontic treatment target patient's tooth data, comparison target patient's tooth data, orthodontic treatment plan and actual treatment results for each orthodontic step, approval data, learning model, tooth model, etc. from the transparent orthodontic treatment management device 200 can be received and stored.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the hospital terminal shown in FIG. 1 .
  • the hospital terminal 100 may include an input unit 110 , an approval unit 120 , a display unit 130 , a communication unit 140 , and a control unit 150 .
  • the input unit 110 inputs dental data of a patient to be corrected.
  • the dental data may include a head radiographic image and an intraoral scan image.
  • An embodiment of the present invention is not limited thereto, and the dental data may include a tooth impression image, a CT scan image, and the like.
  • the input unit 110 may input basic data of a patient to be corrected.
  • the basic data may include the patient's gender, age, presence or absence of an underlying disease, and the like.
  • the approval unit 120 may receive the recommended orthodontic treatment plan from the transparent orthodontic treatment management device 200 through the communication unit 140 , and approve the recommended orthodontic treatment plan as the final orthodontic treatment plan.
  • the approval unit 120 does not approve the recommended orthodontic treatment plan when it is necessary to modify the recommended orthodontic treatment plan, and transmits a revision request including correction instructions for the recommended orthodontic treatment plan through the communication unit 140 transparent correction may be transmitted to the treatment management device 200 .
  • the display unit 130 may display a screen for simulating an orthodontic treatment plan of a patient to be corrected and inputting a request for correction.
  • the communication unit 140 may communicate with the transparent brace treatment management device 200 to transmit and receive data.
  • the controller 150 may control the overall operation of the hospital terminal 100 , and manage a control flow or data flow between the input unit 110 , the approval unit 120 , the display unit 130 , and the communication unit 140 .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the transparent orthodontic treatment management device shown in FIG. 2 .
  • the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 includes a learning unit 210 , a reception unit 220 , a treatment plan recommendation unit 230 , a tooth model generation unit 240 , a communication unit 250 , and a control unit 260 .
  • the learning unit 210 detects an optimal orthodontic treatment plan by learning the orthodontic treatment results for each orthodontic treatment step included in the orthodontic treatment plan and the orthodontic treatment plan established based on the tooth data of each of the plurality of learning target patients for which the orthodontic treatment has been completed Establish a model for recommending orthodontic treatment plans.
  • the learning unit 210 configures the dental data and orthodontic treatment plan of the learning target patient as a learning data set, and configures the actual treatment results for each orthodontic step performed according to the learning target patient's orthodontic treatment plan as a verification data set.
  • the learning unit 210 calculates the agreement rate between the orthodontic treatment plan and the actual treatment result using the learning data set and the verification data set, and an orthodontic treatment plan recommendation model that detects an orthodontic treatment plan with a high agreement rate as an optimal orthodontic treatment plan. can be built
  • the learning unit 210 may learn including a correction orthodontic treatment plan for the orthodontic treatment plan established for each of the learning target patients.
  • the learning unit 210 is an orthodontic treatment plan for detecting an optimal orthodontic treatment plan by learning the basic data of the learning target patient, for example, the alveolar bone state according to gender, age, and the presence or absence of an underlying disease, and predicting the orthodontic treatment result.
  • a recommendation model can be built.
  • the reception unit 220 may obtain and receive the dental data and the initial orthodontic treatment plan of the patient to be orthodontic.
  • the reception unit 220 may also acquire and accept basic data of the patient to be corrected.
  • the treatment plan recommendation unit 230 may recommend an orthodontic treatment plan for the orthodontic treatment target patient's tooth data based on the orthodontic treatment plan recommendation model learned through the learning unit 210 .
  • the treatment plan recommendation unit 230 may set it up as a final orthodontic treatment plan.
  • the treatment plan recommendation unit 230 re-recommends by reflecting the correction instructions, and receives approval of the re-recommended orthodontic treatment plan in the hospital terminal 100 and sets it up as a final orthodontic treatment plan can do.
  • the treatment plan recommendation unit 230 recommends an orthodontic treatment plan suitable for the patient to be corrected by determining that the malocclusion grade of the patient to be corrected is grades 1 and 2 as a transparent correction object grade, and When the occlusion grade is 3 or 4, it is determined that the occlusion grade is not the target grade for transparent correction, and thus, the hospital terminal 100 may be notified as a treatment unsuitability target.
  • the treatment plan recommendation unit 230 may recommend other orthodontic treatment methods other than transparent orthodontic treatment, for example, bracket orthodontic treatment method, to the hospital terminal 100 when the treatment target patient is unsuitable for treatment.
  • the tooth model generator 240 may receive the final orthodontic treatment plan from the treatment plan recommendation unit 230 , and generate a dental model for each orthodontic step included in the final orthodontic treatment plan.
  • the tooth model generating unit 240 may transmit the tooth model for each orthodontic step to the transparent brace manufacturing apparatus 300 .
  • the communication unit 250 may transmit and receive data by communicating with the hospital terminal 100 and the transparent braces manufacturing apparatus 300 .
  • the control unit 260 controls the overall operation of the transparent orthodontic treatment management apparatus 200 , and the learning unit 210 , the reception unit 220 , the treatment plan recommendation unit 230 , the tooth model generation unit 240 , and the communication unit 250 . ) can manage the control flow or data flow between
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a transparent orthodontic treatment management method performed by the transparent orthodontic treatment management apparatus illustrated in FIG. 3 .
  • the learning unit 210 generates an orthodontic treatment plan recommendation model by learning an orthodontic treatment plan established based on the tooth data of a plurality of learning target patients who have completed orthodontic treatment and orthodontic treatment results for each orthodontic step.
  • the reception unit 220 receives the dental data and the initial orthodontic treatment plan of the orthodontic target patient ( S110 ).
  • the dental data may include a head radiographic image and an intraoral scan image.
  • the treatment plan recommendation unit 230 determines whether or not a malocclusion grade and transparent correction for the dental data of the patient to be corrected based on the orthodontic treatment plan recommendation model learned through the learning unit 210 (S120) .
  • the treatment plan recommendation unit 230 determines that transparent correction is impossible when the malocclusion grade does not correspond to the preset transparent correction target grade, and notifies the hospital terminal 100 of the treatment inappropriate target and recommends another orthodontic treatment method (S130) .
  • the treatment plan recommendation unit 230 recommends an orthodontic treatment plan for the dental data of the orthodontic patient by determining that transparent correction is possible when the malocclusion grade corresponds to the preset transparent orthodontic grade. (S140).
  • the treatment plan recommendation unit 230 sets it up as a final orthodontic treatment plan (S150). In this case, when the orthodontic treatment plan recommended by the hospital terminal 100 is not approved, the treatment plan recommendation unit 230 may re-recommend the orthodontic treatment plan by reflecting the correction instructions.
  • the tooth model generation unit 240 generates a tooth model for each orthodontic step included in the final orthodontic treatment plan ( S160 ), and transmits the generated tooth model to the transparent brace manufacturing apparatus 300 .
  • the transparent braces manufacturing apparatus 300 sets an optimized output condition for the tooth model for each orthodontic step by using the pre-learned output setting model.
  • the output condition may include the generation position and quantity of a cross-sectional image and support for each unit layer corresponding to the tooth model.
  • the transparent braces manufacturing apparatus 300 outputs a tooth model model and a transparent brace corresponding to the tooth model for each orthodontic step according to the set output conditions (S170).
  • orthodontic treatment is learned using big data in which orthodontic treatment plans of other orthodontic patients who have completed orthodontic treatment and orthodontic treatment results for each correction step are collected
  • the reliability of the orthodontic treatment plan can be secured compared to the method that only depends on the subjective judgment of the dentist.
  • the process of receiving orthodontic patients visiting a dental hospital and receiving transparent braces can be performed within one day.
  • the production period of the transparent braces can be shortened to the maximum because reprinting is possible immediately.
  • an embodiment of the present invention can completely automate from the determination of the malocclusion grade to the orthodontic treatment plan establishment, the tooth model generation and the transparent braces production using the artificial intelligence model.

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Abstract

본 발명은 투명 교정 치료 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 교정 치료가 완료된 복수의 학습 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 수립된 교정 치료 계획 및 교정 단계 별 교정 치료 결과를 학습하여 교정 치료 계획 추천 모델을 생성하는 학습부, 병원 단말로부터 교정 대상 환자의 치아 데이터를 접수하는 접수부, 교정 치료 계획 추천 모델을 기초로 교정 대상 환자의 치아 데이터에 대한 교정 치료 계획을 병원 단말에 추천하고, 병원 단말의 승인 여부에 따라 교정 치료 계획을 최종 교정 치료 계획으로 셋업하는 치료 계획 추천부, 및 최종 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 치아 모델을 생성하여 투명 교정기 제작 장치에 전송하는 치아 모델 생성부를 포함한다.

Description

투명 교정 치료 관리 장치 및 방법
본 발명은 투명 교정 치료 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빅 데이터로 수집된 타 교정 대상 환자의 교정 치료 데이터를 학습하고, 학습된 결과를 기초로 현재 교정 대상 환자의 교정 치료 계획을 추천하여 교정 치료 성공율을 향상시킬 수 있는 투명 교정 치료 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명을 지원한 국가연구개발사업은 아래와 같다.
과제고유번호 : 1415174945
과제번호 : 20006105
부처명 : 산업통상자원부
과제관리(전문)기관명 : 한국산업기술평가관리원
연구사업명 : 현장수요의료기기고도화기술개발
연구과제명 : AI 기반 환자맞춤형 1Day 치과 투명교정치료 플랫폼 개발
기여율 : 1/1
과제수행기관명 : 주식회사 덴티스
연구기간 : 2019.06.01 ~ 2023.12.31
일반적으로 고르지 않은 치열이나 부정교합 또는 안면 비대칭이나 주걱턱 등은 치아나 턱뼈의 발육 이상, 치아에 영향을 미치는 나쁜 습관, 또는 유전 등으로 인해 치아 및 구강악 등이 제자리에서 바르게 자라지 못하여 발생하는 것이 대부분이다.
이러한 여러가지 비정상적 컨디션은 개인의 첫인상에 다소 부정적인 작용을 하고, 음식물 섭취 등의 일상생활에서 불편함을 야기한다. 이는 치아 교정이나 상하악 정형에 관한 관심이 지속되는 이유이다.
치아의 교정 원리는 치아가 어떤 힘을 받을 때, 가해진 힘에 의해 이동하는 성질을 이용하는 것이다. 치아 교정을 위한 방법에는 여러가지가 있는데, 그 중 하나는 치아에 브라켓을 고정하고 브라켓을 철사로 연결하는 방법이 있다. 그런데 브라켓과 철사는 금속으로 이루어져 있으므로 눈에 쉽게 띄는 것은 물론 관리가 불편하다는 단점이 있다.
치아 교정 방법의 다른 하나는 투명 교정장치를 이용하는 방법이다. 투명 교정장치는 외부에서 잘 보이지 않고, 필요에 따라 장착과 분리가 자유로워 성인들 대상으로 많이 사용되고 있다.
일반적으로 투명 교정장치의 제작 과정은 먼저 치과 환자의 초기 치아 상태를 스캔한 후, 교정 치아를 생성하는 프로그램에 의해 치아 스캔 데이터를 가공하여 설정된 최종 치아 위치까지 점진적으로 치아를 이동시키는 디지털 치아 교정 모델을 단계 별로 생성한다. 그 다음, 3차원 프린터를 통해 각 단계 별 치아 교정 모델을 치아 금형으로 출력하고, 출력된 치아 금형에 열 성형 플라스틱을 압착 방식으로 성형하여 투명 교정기 세트를 제작하는 방식이다.
상기와 같은 투명 교정장치의 제작 방식은 교정 진단 및 치료 계획이 치과 의사의 주관적인 능력이나 경험에 의존하여 수립되기 때문에, 투명 교정 치료 적용에 대한 오진이 발생할 수 있고, 치과 의사 별로 치료 성공율에 대한 편차가 발생할 수 있다. 또한, 교정 치아를 생성하는 프로그램이 단순한 공학적 계산 방식을 통해 단계 별 디지털 치아 교정 모델을 등간격으로 조정하여 제공하기 때문에 단계 별로 최적화된 디지털 치아 교정 모델을 제공하는데 한계가 있다.
그리고, 치아 금형은 3차원 프린터가 있는 치과의 경우 치과에서 직접 출력하거나, 3차원 프린터가 없는 치과의 경우 치아 인상체를 채득하여 치아 기공소를 통해 석고로 제작될 수 있다.
그런데, 투명 교정기는 진공 열성형 가공 장비를 갖춘 전문 치아 기공소에서만 제작이 가능하므로, 환자가 치과에 내원하여 진단받아 투명 교정기를 제공받기까지 최소 7일에서 최대 30일의 오랜 제작 기간이 소요된다. 또한, 투명 교정기를 착용한 후 문제가 발생한 경우 다시 치아 기공소를 통해 제작하는 과정을 반복해야 하므로 투명 교정기의 제작 기간이 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 빅 데이터로 수집된 타 교정 대상 환자의 교정 치료 데이터를 학습하고, 학습된 결과를 기초로 현재 교정 대상 환자의 교정 치료 계획을 추천하여 교정 치료 성공율을 향상시킬 수 있는 투명 교정 치료 관리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 광 경화성 액상 수지를 이용하는 3차원 프린터를 통해 교정 단계 별 치아 모델 및 투명 교정기를 동시에 출력함으로써 최종 교정 치료 계획에 따라 치아 모델이 적합하게 설계되었는지를 판단할 수 있고, 투명 교정기 제작 기간이 하루 이내로 단축될 수 있는 투명 교정 치료 관리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 투명 교정 치료 관리 장치는 교정 치료가 완료된 복수의 학습 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 수립된 교정 치료 계획 및 교정 단계 별 교정 치료 결과를 학습하여 교정 치료 계획 추천 모델을 생성하는 학습부; 병원 단말로부터 교정 대상 환자의 치아 데이터를 접수하는 접수부; 상기 교정 치료 계획 추천 모델을 기초로 상기 교정 대상 환자의 치아 데이터에 대한 교정 치료 계획을 상기 병원 단말에 추천하고, 상기 병원 단말의 승인 여부에 따라 상기 교정 치료 계획을 최종 교정 치료 계획으로 셋업하는 치료 계획 추천부; 및 상기 최종 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 치아 모델을 생성하여 투명 교정기 제작 장치에 전송하는 치아 모델 생성부를 포함한다.
여기에서, 상기 치아 데이터는 두부 방사선 이미지 및 구강 내 스캔 이미지를 포함한다.
여기에서, 상기 학습부는 상기 학습 대상 환자의 교정 치료 계획을 수정한 수정 교정 치료 계획을 포함하여 학습을 수행한다.
여기에서, 상기 치료 계획 추천부는 상기 교정 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 부정 교합 등급을 판정하고, 상기 판정된 부정 교합 등급이 미리 설정된 투명 교정 대상 등급에 해당되지 않으면 상기 병원 단말에 투명 교정 치료 부적합 대상으로 통지한다.
여기에서, 상기 치료 계획 추천부는 상기 병원 단말로부터 상기 추천된 교정 치료 계획이 승인되면 상기 최종 교정 치료 계획으로 셋업하고, 미승인되면 상기 교정 치료 계획을 수정하여 재추천한다.
여기에서, 상기 투명 교정기 제작 장치는 미리 학습된 출력 세팅 모델을 이용하여 상기 치아 모델에 대응하는 출력 조건을 설정하는 출력 설정부; 상기 출력 조건에 따라 상기 치아 모델에 대응하는 치아 모델 모형을 출력하는 치아 모델 모형 출력부; 및 상기 출력 조건에 따라 상기 치아 모델에 대응하는 투명 교정기를 출력하는 투명 교정기 출력부를 포함한다.
여기에서, 상기 출력 조건은 상기 치아 모델의 단위 층 별 단면 이미지 및 상기 치아 모델 모형 또는 투명 교정기를 지지하는 서포트의 위치와 수량을 포함한다.
여기에서, 상기 투명 교정기 제작 장치는 광 경화성 액상 수지를 이용하여 입체 성형물을 출력하는 3차원 프린터를 포함한다.
실시예에서, 투명 교정 치료 관리 방법은 병원 단말로부터 교정 대상 환자의 치아 데이터를 접수하는 단계; 교정 치료 계획 추천 모델을 기초로 상기 교정 대상 환자의 치아 데이터에 대한 교정 치료 계획을 상기 병원 단말에 추천하는 단계; 및 상기 병원 단말로부터 상기 교정 치료 계획이 승인되면 상기 교정 치료 계획을 최종 교정 치료 계획으로 셋업하고, 상기 최종 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 치아 모델을 생성하는 단계를 포함한다.
여기에서, 교정 치료가 완료된 복수의 학습 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 수립된 교정 치료 계획 및 교정 단계 별 교정 치료 결과를 학습하여 상기 교정 치료 계획 추천 모델을 생성하는 단계를 더 포함한다.
여기에서, 상기 교정 치료 계획 추천 모델을 생성하는 단계는 상기 학습 대상 환자의 교정 치료 계획을 수정한 수정 교정 치료 계획을 포함하여 학습을 수행하는 단계를 포함한다.
여기에서, 상기 치아 데이터는 두부 방사선 이미지 및 구강 내 스캔 이미지를 포함한다.
여기에서, 상기 교정 치료 계획을 상기 병원 단말에 추천하는 단계는 상기 교정 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 부정 교합 등급을 판정하는 단계; 및 상기 판정된 부정 교합 등급이 미리 설정된 투명 교정 대상 등급에 해당되지 않으면 상기 병원 단말에 투명 교정 치료 부적합 대상으로 통지하는 단계를 포함한다.
여기에서, 상기 교정 치료 계획을 상기 병원 단말에 추천하는 단계는 상기 병원 단말로부터 상기 추천된 교정 치료 계획이 미승인되면 상기 교정 치료 계획을 수정하여 재추천하는 단계를 포함한다.
여기에서, 상기 치아 모델 및 상기 치아 모델에 대응하는 투명 교정기를 입체 성형물로 출력하는 단계를 더 포함한다. 상기 입체 성형물은 광 경화성 액상 수지가 경화된 성형물이다.
여기에서, 상기 치아 모델 모형 및 투명 교정기를 입체 성형물로 출력하는 단계는 미리 학습된 출력 세팅 모델을 이용하여 상기 치아 모델에 대응하는 출력 조건을 설정하는 단계를 포함한다.
여기에서, 상기 출력 조건은 상기 치아 모델의 단위 층 별 단면 이미지 및 상기 입체 성형물을 지지하는 서포트의 위치와 수량을 포함한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 교정 치료 관리 장치 및 방법은 빅 데이터로 수집된 타 교정 대상 환자의 교정 치료 데이터를 학습하고, 학습된 결과를 기초로 현재 교정 대상 환자의 교정 치료 계획을 추천하여 교정 치료 성공율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 교정 치료 관리 장치 및 방법은 광 경화성 액상 수지를 이용하는 3차원 프린터를 통해 교정 단계 별 치아 모델 및 투명 교정기를 동시에 출력함으로써 최종 교정 치료 계획에 따라 치아 모델이 적합하게 설계되었는지를 판단할 수 있고, 투명 교정기 제작 기간이 하루 이내로 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 교정 치료 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 병원 단말을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 투명 교정 치료 관리 장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 투명 교정 치료 관리 장치에서 수행하는 투명 교정 치료 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 교정 치료 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 교정 치료 시스템(1)은 병원 단말(100), 투명 교정 치료 관리 장치(200), 투명 교정기 제작 장치(300) 및 데이터베이스(400)를 포함할 수 있다. 병원 단말(100), 투명 교정 치료 관리 장치(200), 투명 교정기 제작 장치(300) 및 데이터베이스(400)는 네트워크를 통해 상호 연결되어 대상 환자의 투명 교정기를 제작하기 위한 데이터를 송수신할 수 있다.
병원 단말(100)은 치과 병원에 설치되는 단말로서, 교정 대상 환자의 치아 교정 정보를 관리한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 교정 정보는 교정 대상 환자의 기본 데이터, 치아 데이터, 교정 치료 계획, 교정 단계 별 치아 모델, 치아 교정기 정보 등을 포함할 수 있다.
여기에서, 기본 데이터는 환자의 성별, 연령, 기저질환의 유무 등을 포함하고, 치아 데이터는 두부방사선(Cephalometric X-ray) 이미지 및 구강 내 스캔(Intra-oral Scan) 이미지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 이에 한정되지 않고, 치아 데이터가 치아 본(impression) 이미지, CT 촬영 이미지 등을 포함할 수 있다.
병원 단말(100)은 교정 대상 환자 별로 부여된 식별자와 치아 교정 정보를 연관시켜 관리할 수 있다. 또한, 병원 단말(100)은 치과 의사 별로 부여된 식별자와 교정 대상 환자를 연관시켜 관리할 수 있다. 병원 단말(100)은 투명 교정 치료 관리 장치(200)에서 제공하는 투명 교정 치료 관리 서비스 플랫폼을 이용하기 위한 어플리케이션(application)이 설치될 수 있고, 데스크탑 PC, 노트북, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다. 병원 단말(100)은 복수 개의 단말일 수 있고, 각각의 단말은 서로 다른 치과 병원에 설치될 수 있다.
병원 단말(100)은 투명 교정 치료 관리 장치(200)에 획득한 교정 대상 환자의 치아 데이터를 포함하여 투명 교정 치료 관리 서비스 요청을 전송할 수 있다. 병원 단말(100)은 투명 교정 치료 관리 장치(200)로부터 교정 대상 환자의 교정 치료 계획을 추천받고, 추천된 교정 치료 계획을 승인하여 투명 교정 치료 관리 장치(200)에 전송할 수 있다. 여기에서, 교정 치료 계획은 교정 단계 및 교정 단계 별 치아 이동 위치 정보를 포함할 수 있다. 병원 단말(100)은 투명 교정 치료 관리 장치(200)로부터 승인된 교정 치료 계획 및 치아 모델을 화면 상에 시뮬레이션(simulation) 할 수 있다.
병원 단말(100)은 투명 교정 치료 관리 장치(200)로부터 추천된 교정 치료 계획의 미 승인 시 투명 치료 관리 장치(200)에 수정 지시사항을 포함하는 수정 요청을 전송할 수 있다.
투명 교정 치료 관리 장치(200)는 투명 교정 치료 관련 서비스를 제공하는 서비스 업체에서 관리하는 서버로서, 인공지능 알고리즘을 이용하여 교정 치료 계획을 추천하는 투명 교정 치료 관리 서비스 플랫폼을 구비할 수 있다. 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 병원 단말(100)로부터 투명 교정 치료 관리 서비스 요청이 수신되면 교정 대상 환자의 치아 데이터 및 초기 교정 치료 계획을 제공받고, 미리 학습된 교정 치료 계획 추천 모델을 이용하여 교정 대상 환자의 치아 데이터에 적합한 교정 치료 계획을 추천한다.
구체적으로, 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 교정 치료가 완료된 복수의 학습 대상 환자 각각의 치아 데이터를 기초로 수립된 교정 치료 계획 및 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 교정 치료 결과를 빅데이터로 수집한다.
투명 교정 치료 관리 장치(200)는 복수의 학습 대상 환자 각각의 치아 데이터를 기초로 수립된 교정 치료 계획 및 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 교정 치료 결과를 학습하여 최적의 교정 치료 계획을 추천하는 교정 치료 계획 추천 모델을 구축할 수 있다. 여기에서, 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 인공지능 알고리즘, 예를 들어 머신 러닝(Machine Learning), 딥 러닝(Deep Learning) 등을 선택 적용하여 학습을 수행할 수 있다.
여기에서, 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 복수의 학습 대상 환자 각각에 대한 교정 치료 계획 및 교정 치료 결과를 부정교합 등급, 치료 방법 및 치료 효과 별로 자동 분류하는 스마트 라벨링 처리하고, 성공적인 교정 치료 계획으로 판단된 학습 대상 환자를 선별하여 학습할 수 있다.
그리고, 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 복수의 학습 대상 환자 각각에 대해 수립된 교정 치료 계획을 수정한 수정 교정 치료 계획을 포함하여 학습할 수 있다. 또한, 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 교정 대상 환자의 기본 데이터를 반영하여 교정 치료 계획을 추천할 수 있다. 예를 들어, 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 교정 대상 환자의 성별, 연령 및 기저질환의 유무 등에 따른 치조골 상태에 따라 교정 치료 결과를 예측하여 최적의 교정 치료 계획을 추천할 수 있다.
투명 교정 치료 관리 장치(200)는 교정 치료 계획을 수립 및 추천하기 위한 투명 교정 소프트웨어가 설치되어 투명 교정 치료 관리 서비스 플랫폼을 제공할 수 있다. 투명 교정 소프트웨어는 치아 데이터를 기초로 기본 치아 모델을 생성하고, 기본 치아 모델을 이용하여 치아 교정 위치를 설정하는 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명 교정 소프트웨어는 치아 마진 라인을 자동으로 형성하는 기능, 치아 축 설정 및 회전 중심 설정 기능, 치아 회전(Rotation, Torque, Tip)에 따른 움직임(각도)을 직선 거리로 환산하는 환산 데이터 제공 등을 통해 자동으로 치아 교정 위치 및 교정 치료 계획을 수립하는 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 이에 한정되지 않고, 투명 교정 소프트웨어가 부정 교합 등급의 자동 판별 기능, 두부 방사선 이미지와 3차원 치아 모델 이미지를 중첩하는 기능, 치아 교정기 가이드 기능, 자동 교정 치료 계획 수립, 치료 단계 별 치아 모델 생성 등의 기능을 제공할 수도 있다.
투명 교정 치료 관리 장치(200)는 병원 단말(100)로부터 추천된 교정 치료 계획이 승인되면, 최종 교정 치료 계획으로 셋업(set-up)하고, 교정 치료 단계 별 치아 모델을 생성한다. 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 병원 단말(100)로부터 추천된 교정 치료 계획에 대한 수정 요청이 수신되면, 수정 요청을 반영하여 교정 치료 계획을 재 추천 및 승인받아 최종 교정 치료 계획으로 셋업할 수 있다. 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 최종 교정 치료 계획에 포함된 교정 치료 단계 별 치아 모델을 투명 교정기 제작 장치(300)에 제공할 수 있다.
투명 교정기 제작 장치(300)는 투명 교정 치료 관련 서비스를 제공하는 서비스 업체에 설치될 수 있고, 투명 교정 치료 관리 장치(200)로부터 교정 치료 단계 별 치아 모델을 제공받아 치아 모델 모형 및 투명 교정기를 출력할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 교정기 제작 장치(300)는 광 경화 방식의 3차원 프린터로 구현될 수 있고, 치아 모델 모형 및 투명 교정기를 동시에 출력하는 듀얼(Dual) 모드로 구현될 수 있다. 여기에서, 광 경화 방식의 3차원 프린터는 레이저 광 또는 자외선 광에 의해 경화되는 광 경화성 액상 수지를 이용하여 입체 성형물을 출력하는 장치이다.
투명 교정기 제작 장치(300)는 출력 설정부(310), 치아 모델 모형 출력부(320) 및 투명 교정기 출력부(330)를 포함할 수 있다. 출력 설정부(310)는 미리 학습된 출력 세팅 모델을 이용하여 치아 모델에 대응하는 3차원 프린터의 출력 조건을 세팅할 수 있다. 여기에서, 출력 세팅 모델은 치아 모델에 대응하는 최적의 출력 조건을 설정하는 모델로서, 출력 설정부(310)는 슬라이싱 소프트웨어에 의해 미리 설정된 출력 조건 및 이를 기초로 보정된 출력 조건을 이용하여 출력 세팅 모델을 학습시킬 수 있다.
3차원 프린터는 단위 층 별로 입체 성형물을 인쇄하는 방식으로서, 슬라이싱 소프트웨어는 단위 층 별 단면 이미지를 자동으로 생성하고, 입체 성형물을 지지하기 위한 서포트(support)의 위치와 수량을 자동으로 지정한다. 그런데, 출력 환경이나 출력 시간 단축 또는 출력물의 품질 향상을 위해 미리 설정된 출력 조건이 사용자에 의해 보정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 설정부(310)는 인공지능 알고리즘을 이용하여 사용자에 의해 보정된 출력 조건을 학습하고, 학습한 결과를 이용하여 투명 교정 치료 관리 장치(200)로부터 제공된 치아 모델에 대응하는 최적의 출력 조건을 자동으로 설정할 수 있다. 여기에서, 출력 조건은 치아 모델에 대한 단위 층 별 단면 이미지 및 서포트의 생성 위치와 수량을 포함할 수 있다. 그리고, 출력 세팅 모델은 투명 교정기 제작 장치(300) 내에 구현될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예는 이에 한정되지 않고, 투명 교정 치료 관리 장치(200) 내에 구현되어 투명 교정 소프트웨어와 연동될 수 있다.
치아 모델 모형 출력부(320)는 출력 설정부(310)에 의해 설정된 출력 조건에 따라 투명 교정 치료 관리 장치(200)로부터 제공된 교정 단계 별 치아 모델을 치아 모델 모형으로 출력할 수 있다. 투명 교정기 출력부(320)는 출력 설정부(310)에 의해 설정된 출력 조건에 따라 투명 교정 치료 관리 장치(200)로부터 제공된 교정 단계 별 치아 모델을 투명 교정기로 출력할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 교정기 제작 장치(300)는 치아 모델에 열 성형 플라스틱을 압착 방식으로 성형하여 투명 교정기를 제작하는 방식과 달리 광 경화성 액상 수지를 경화시켜 치아 모델을 투명 교정기로 제작하므로 하루 이내에 제작이 가능하다. 또한, 치아 모델 모형과 투명 교정기를 동시에 출력 가능하므로, 승인된 교정 치료 계획에 따라 치아 모델 모형 및 투명 교정기가 적합하게 설계되었는지 여부를 판단할 수 있다.
데이터베이스(400)는 투명 교정 치료 관리 장치(200)로부터 교정 대상 환자의 치아 데이터, 비교 대상 환자의 치아 데이터, 교정 치료 계획 및 교정 단계 별 실제 치료 결과, 승인 데이터, 학습 모델, 치아 모델 등을 제공받아 저장할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 병원 단말을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 병원 단말(100)은 입력부(110), 승인부(120), 표시부(130), 통신부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다. 입력부(110)는 교정 대상 환자의 치아 데이터를 입력한다. 여기에서, 치아 데이터는 두부방사선 이미지 및 구강 내 스캔 이미지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 이에 한정되지 않고, 치아 데이터가 치아 본(impression) 이미지, CT 촬영 이미지 등을 포함할 수 있다. 또한, 입력부(110)는 교정 대상 환자의 기본 데이터를 입력할 수 있다. 여기에서, 기본 데이터는 환자의 성별, 연령, 기저질환의 유무 등을 포함할 수 있다.
승인부(120)는 투명 교정 치료 관리 장치(200)로부터 추천된 교정 치료 계획을 통신부(140)를 통해 제공받고, 추천된 교정 치료 계획을 최종 교정 치료 계획으로 승인할 수 있다. 승인부(120)는 추천된 교정 치료 계획의 수정이 필요한 경우 추천된 교정 치료 계획을 미 승인하고, 추천된 교정 치료 계획에 대한 수정 지시 사항을 포함하는 수정 요청을 통신부(140)를 통해 투명 교정 치료 관리 장치(200)에 전송할 수 있다.
표시부(130)는 교정 대상 환자의 교정 치료 계획을 시뮬레이션 및 수정 요청 사항을 입력하기 위한 화면을 표시할 수 있다. 통신부(140)는 투명 교정기 치료 관리 장치(200)와 통신하여 데이터를 송수신할 수 있다.
제어부(150)는 병원 단말(100)의 전체적인 동작을 제어하고, 입력부(110), 승인부(120), 표시부(130) 및 통신부(140) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 투명 교정 치료 관리 장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 투명 교정 치료 관리 장치(200)는 학습부(210), 접수부(220), 치료 계획 추천부(230), 치아 모델 생성부(240), 통신부(250) 및 제어부(260)를 포함할 수 있다. 학습부(210)는 교정 치료가 완료된 복수의 학습 대상 환자 각각의 치아 데이터를 기초로 수립된 교정 치료 계획 및 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 교정 치료 결과를 학습하여 최적의 교정 치료 계획을 검출하는 교정 치료 계획 추천 모델을 구축한다.
이를 위해, 학습부(210)는 학습 대상 환자의 치아 데이터 및 교정 치료 계획을 학습 데이터 세트로 구성하고, 학습 대상 환자의 교정 치료 계획에 따라 진행된 교정 단계 별 실제 치료 결과를 검증 데이터 세트로 구성할 수 있다.
학습부(210)는 학습 데이터 세트 및 검증 데이터 세트를 이용하여 교정 치료 계획과 실제 치료 결과 간의 일치율을 산출하고, 일치율이 높은 교정 치료 계획을 최적의 교정 치료 계획으로 검출하는 교정 치료 계획 추천 모델을 구축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 이에 한정되지 않고, 학습부(210)가 학습 대상 환자 각각에 대해 수립된 교정 치료 계획에 대한 수정 교정 치료 계획을 포함하여 학습할 수 있다. 또한, 학습부(210)는 학습 대상 환자의 기본 데이터, 예를 들어 성별, 연령 및 기저 질환의 유무 등에 따른 치조골 상태를 학습하여 교정 치료 결과를 예측함으로써 최적의 교정 치료 계획을 검출하는 교정 치료 계획 추천 모델을 구축할 수 있다.
접수부(220)는 통신부(250)를 통해 병원 단말(100)로부터 투명 교정 치료 관리 서비스 요청이 수신되면 교정 대상 환자의 치아 데이터 및 초기 교정 치료 계획을 획득하여 접수할 수 있다. 접수부(220)는 교정 대상 환자의 기본 데이터도 획득하여 접수할 수 있다.
치료 계획 추천부(230)는 학습부(210)를 통해 학습된 교정 치료 계획 추천 모델을 기초로 교정 대상 환자의 치아 데이터에 대한 교정 치료 계획을 추천할 수 있다. 치료 계획 추천부(230)는 추천된 교정 치료 계획이 병원 단말(100)로부터 승인되면 최종 교정 치료 계획으로 셋업할 수 있다. 치료 계획 추천부(230)는 병원 단말(100)로부터 수정 요청이 수신되면 수정 지시 사항을 반영하여 재추천하고, 병원 단말(100)에 재추천된 교정 치료 계획을 승인받아 최종 교정 치료 계획으로 셋업할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 이에 한정되지 않고, 치료 계획 추천부(230)는 교정 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 부정 교합 등급을 판정하고, 부정 교합 등급이 투명 교정 대상 등급인지 여부를 판단하여 교정 치료 계획을 추천할 수 있다.
예를 들어, 치료 계획 추천부(230)는 교정 대상 환자의 부정 교합 등급이 1, 2 등급인 경우 투명 교정 대상 등급으로 판단하여 교정 대상 환자에 적합한 교정 치료 계획을 추천하고, 교정 대상 환자의 부정 교합 등급이 3, 4 등급인 경우 투명 교정 대상 등급이 아닌 것으로 판단하여 치료 부적합 대상으로 병원 단말(100)에 통지할 수 있다. 치료 계획 추천부(230)는 교정 대상 환자가 치료 부적합 대상일 경우 투명 교정을 제외한 타 교정 치료 방법, 예를 들어 브라켓 교정 치료 방법을 병원 단말(100)에 추천할 수 있다.
치아 모델 생성부(240)는 치료 계획 추천부(230)로부터 최종 교정 치료 계획을 제공받고, 최종 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 치아 모델을 생성할 수 있다. 치아 모델 생성부(240)는 교정 단계 별 치아 모델을 투명 교정기 제작 장치(300)에 전송할 수 있다.
통신부(250)는 병원 단말(100) 및 투명 교정기 제작 장치(300)와 통신하여 데이터를 송수신할 수 있다.
제어부(260)는 투명 교정 치료 관리 장치(200)의 전체적인 동작을 제어하고, 학습부(210), 접수부(220), 치료 계획 추천부(230), 치아 모델 생성부(240) 및 통신부(250) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 투명 교정 치료 관리 장치에서 수행하는 투명 교정 치료 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4에서, 먼저 학습부(210)는 교정 치료가 완료된 복수의 학습 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 수립된 교정 치료 계획 및 교정 단계 별 교정 치료 결과를 학습하여 교정 치료 계획 추천 모델을 생성한다.
이 상태에서, 접수부(220)는 병원 단말(100)로부터 투명 교정 치료 관리 서비스 요청이 수신되면 교정 대상 환자의 치아 데이터 및 초기 교정 치료 계획을 접수한다(S110). 여기에서, 치아 데이터는 두부방사선 이미지 및 구강 내 스캔 이미지를 포함할 수 있다.
그 다음, 치료 계획 추천부(230)는 학습부(210)를 통해 학습된 교정 치료 계획 추천 모델을 기초로 교정 대상 환자의 치아 데이터에 대한 부정 교합 등급 및 투명 교정 가능 여부를 판단한다(S120). 치료 계획 추천부(230)는 부정 교합 등급이 미리 설정된 투명 교정 대상 등급에 해당하지 않는 경우 투명 교정 불가능으로 판단하여 병원 단말(100)에 치료 부적합 대상 통보 및 타 교정 치료 방법을 추천한다(S130).
반면, 치료 계획 추천부(230)는 단계 S120에서 판단 결과, 부정 교합 등급이 미리 설정된 투명 교정 대상 등급에 해당하는 경우 투명 교정 가능으로 판단하여 교정 대상 환자의 치아 데이터에 대한 교정 치료 계획을 추천한다(S140). 치료 계획 추천부(230)는 병원 단말(100)로부터 추천된 교정 치료 계획이 승인되면 최종 교정 치료 계획으로 셋업한다(S150). 이때, 치료 계획 추천부(230)는 병원 단말(100)로부터 추천된 교정 치료 계획이 미 승인되면 수정 지시 사항을 반영하여 교정 치료 계획을 재추천할 수 있다.
그 다음, 치아 모델 생성부(240)는 최종 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 치아 모델을 생성하고(S160), 투명 교정기 제작 장치(300)에 전송한다.
그러면, 투명 교정기 제작 장치(300)는 미리 학습된 출력 세팅 모델을 이용하여 교정 단계 별 치아 모델에 대한 최적화된 출력 조건을 설정한다. 여기에서, 출력 조건은 치아 모델에 대응하는 단위 층 별 단면 이미지 및 서포트의 생성 위치와 수량을 포함할 수 있다. 그 다음, 투명 교정기 제작 장치(300)는 설정된 출력 조건에 따라 교정 단계 별 치아 모델에 대응하는 치아 모델 모형 및 투명 교정기를 출력한다(S170).
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 교정 치료 관리 방법은 교정 치료가 완료된 타 교정 대상 환자의 교정 치료 계획 및 교정 단계 별 교정 치료 결과가 수집된 빅 데이터를 이용하여 학습한 교정 치료 계획 추천 모델을 기초로 현재 교정 대상 환자에 대한 교정 치료 계획을 추천함으로써 치과 의사의 주관적인 판단에만 의존하는 방식에 비해 교정 치료 계획에 대한 신뢰성이 확보될 수 있다.
그리고, 치아 데이터를 기초로 교정 치료 계획 수립, 치아 모델 생성, 투명 교정기 제작 등의 기능을 하나의 투명 교정 치료 관리 서비스 플랫폼 상에서 구현함으로써 유기적인 연동이 가능하고, 편리하게 이용할 수 있다.
또한, 광 경화 방식의 3차원 프린터를 통해 직접 치아 모델 모형 및 투명 교정기를 출력함으로써 교정 대상 환자가 치과 병원에 내원하여 투명 교정기를 제공받는 과정이 하루 이내로 진행이 가능하다. 그리고, 투명 교정기의 착용에 문제가 발생한 경우에도 즉시 재 출력이 가능하므로 투명 교정기 제작 기간이 최대로 단축될 수 있다.
또한, 치아 모델에 대응하는 3차원 프린터의 출력 조건을 설정하는 출력 세팅 모델을 구축하고, 사용자가 수정한 출력 조건으로 출력 세팅 모델을 학습시켜 출력 조건을 최적화할 수 있다. 따라서, 치아 모델 모형 및 투명 교정기의 출력 품질을 향상시키고, 출력 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예는 인공지능 모델을 이용하여 부정 교합 등급 판정부터 교정 치료 계획 수립, 치아 모델 생성 및 투명 교정기 제작까지 완전히 자동화시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 교정 치료가 완료된 복수의 학습 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 수립된 교정 치료 계획 및 교정 단계 별 교정 치료 결과를 학습하여 교정 치료 계획 추천 모델을 생성하는 학습부;
    병원 단말로부터 교정 대상 환자의 치아 데이터를 접수하는 접수부;
    상기 교정 치료 계획 추천 모델을 기초로 상기 교정 대상 환자의 치아 데이터에 대한 교정 치료 계획을 상기 병원 단말에 추천하고, 상기 병원 단말의 승인 여부에 따라 상기 교정 치료 계획을 최종 교정 치료 계획으로 셋업하는 치료 계획 추천부; 및
    상기 최종 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 치아 모델을 생성하여 투명 교정기 제작 장치에 전송하는 치아 모델 생성부를 포함하는 투명 교정 치료 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 치아 데이터는 두부 방사선 이미지 및 구강 내 스캔 이미지를 포함하는 투명 교정 치료 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 학습부는 상기 학습 대상 환자의 교정 치료 계획을 수정한 수정 교정 치료 계획을 포함하여 학습을 수행하는 투명 교정 치료 관리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 치료 계획 추천부는 상기 교정 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 부정 교합 등급을 판정하고, 상기 판정된 부정 교합 등급이 미리 설정된 투명 교정 대상 등급에 해당되지 않으면 상기 병원 단말에 투명 교정 치료 부적합 대상으로 통지하는 투명 교정 치료 관리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 치료 계획 추천부는 상기 병원 단말로부터 상기 추천된 교정 치료 계획이 승인되면 상기 최종 교정 치료 계획으로 셋업하고, 미승인되면 상기 교정 치료 계획을 수정하여 재추천하는 투명 교정 치료 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명 교정기 제작 장치는
    미리 학습된 출력 세팅 모델을 이용하여 상기 치아 모델에 대응하는 출력 조건을 설정하는 출력 설정부;
    상기 출력 조건에 따라 상기 치아 모델에 대응하는 치아 모델 모형을 출력하는 치아 모델 모형 출력부; 및
    상기 출력 조건에 따라 상기 치아 모델에 대응하는 투명 교정기를 출력하는 투명 교정기 출력부를 포함하는 투명 교정 치료 관리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 출력 조건은 상기 치아 모델의 단위 층 별 단면 이미지 및 상기 치아 모델 모형 또는 투명 교정기를 지지하는 서포트의 위치와 수량을 포함하는 투명 교정 치료 관리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투명 교정기 제작 장치는 광 경화성 액상 수지를 이용하여 입체 성형물을 출력하는 3차원 프린터를 포함하는 투명 교정 치료 관리 장치.
  9. 병원 단말로부터 교정 대상 환자의 치아 데이터를 접수하는 단계;
    교정 치료 계획 추천 모델을 기초로 상기 교정 대상 환자의 치아 데이터에 대한 교정 치료 계획을 상기 병원 단말에 추천하는 단계; 및
    상기 병원 단말로부터 상기 교정 치료 계획이 승인되면 상기 교정 치료 계획을 최종 교정 치료 계획으로 셋업하고, 상기 최종 교정 치료 계획에 포함된 교정 단계 별 치아 모델을 생성하는 단계를 포함하는 투명 교정 치료 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    교정 치료가 완료된 복수의 학습 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 수립된 교정 치료 계획 및 교정 단계 별 교정 치료 결과를 학습하여 상기 교정 치료 계획 추천 모델을 생성하는 단계를 더 포함하는 투명 교정 치료 관리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 교정 치료 계획 추천 모델을 생성하는 단계는
    상기 학습 대상 환자의 교정 치료 계획을 수정한 수정 교정 치료 계획을 포함하여 학습을 수행하는 단계를 포함하는 투명 교정 치료 관리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 치아 데이터는 두부 방사선 이미지 및 구강 내 스캔 이미지를 포함하는 투명 교정 치료 관리 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 교정 치료 계획을 상기 병원 단말에 추천하는 단계는
    상기 교정 대상 환자의 치아 데이터를 기초로 부정 교합 등급을 판정하는 단계; 및
    상기 판정된 부정 교합 등급이 미리 설정된 투명 교정 대상 등급에 해당되지 않으면 상기 병원 단말에 투명 교정 치료 부적합 대상으로 통지하는 단계를 포함하는 투명 교정 치료 관리 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 교정 치료 계획을 상기 병원 단말에 추천하는 단계는
    상기 병원 단말로부터 상기 추천된 교정 치료 계획이 미승인되면 상기 교정 치료 계획을 수정하여 재추천하는 단계를 포함하는 투명 교정 치료 관리 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 치아 모델에 대응하는 치아 모델 모형 및 투명 교정기를 입체 성형물로 출력하는 단계를 더 포함하는 투명 교정 치료 관리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 입체 성형물은 광 경화성 액상 수지가 경화된 성형물인 투명 교정 치료 관리 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 치아 모델 모형 및 투명 교정기를 입체 성형물로 출력하는 단계는
    미리 학습된 출력 세팅 모델을 이용하여 상기 치아 모델에 대응하는 출력 조건을 설정하는 단계를 포함하는 투명 교정 치료 관리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 출력 조건은 상기 치아 모델의 단위 층 별 단면 이미지 및 상기 입체 성형물을 지지하는 서포트의 위치와 수량을 포함하는 투명 교정 치료 관리 방법.
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