구강 내 스캐너 작동 방식

구강 내 스캐너 작동 방식

 

원리 / 구강 내 스캐너의 작동 원리

구강 내 스캐너에서 사용하는 기본 스캔 프로세스에 대한 개요입니다:

구강 내 스캐너에서 사용하는 기본 스캔 프로세스

구강 내 스캐너는 입안에서 이동하는 휴대용 완드를 사용하여 치아와 주변 조직의 이미지를 캡처합니다. 스캐너 막대 끝에는 다음과 같은 광학 부품이 포함되어 있습니다:

무엇 구강 내 스캐너 위키백과

  • 이미지를 캡처할 하나 이상의 카메라
  • 레이저, 구조광 또는 기타 광원
  • 왜곡을 측정하는 렌즈, 거울 및 센서

스캐너 팁을 치아를 따라 천천히 드래그하면 레이저 또는 구조광 패턴을 표면에 투사하면서 이미지를 빠르게 캡처합니다. 스캐닝 소프트웨어 는 센서가 포착한 패턴 왜곡을 분석하여 치아의 윤곽과 텍스처를 3D로 매핑합니다.

스캐너가 입 주변을 이동하면서 조금씩 다른 각도에서 수백, 수천 개의 이미지가 촬영됩니다. 고급 처리 알고리즘이 이 이미지 스트림 데이터를 분석하여 이미지를 매끄러운 3D 모델로 스티칭 및 블렌딩합니다.

스캐너 소프트웨어는 가속도계와 자이로스코프 데이터를 사용하여 움직임이나 위치의 불규칙성을 고려하여 이미지를 올바르게 정렬합니다. 따라서 초보자도 완벽하게 안정된 손동작 없이도 정확한 스캔을 할 수 있습니다.

스캔 데이터 파일은 완전히 처리된 후 개방형 STL 파일 또는 독점 파일 형식으로 내보낼 수 있습니다. 그런 다음 CAD 소프트웨어에서 3D 모델 를 사용하여 수술용 가이드, 크라운, 얼라이너 등을 만드는 등 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.

요약하자면, 구강 내 스캐너는 봉을 사용하여 비디오와 같은 이미지 스트림을 캡처하고 정교한 소프트웨어가 이를 구강 해부학의 상세한 3D 모델로 자동 변환합니다. 그런 다음 이 디지털 인상을 다양한 치과 치료 및 기구에 활용할 수 있습니다.

기본 스캔 패턴

구강 내 스캐너에 사용되는 기본 스캔 패턴입니다:

치아와 구강 해부학적 구조를 완벽하게 캡처하려면 스캐너 봉을 조심스럽고 체계적인 패턴으로 입안에서 움직여야 합니다. 많은 이미지를 정확한 모델로 효과적으로 연결하려면 적절한 봉의 움직임이 중요합니다.

윗니의 경우, 구치부부터 스캔을 시작하여 천천히 앞으로 진행하는 것이 좋습니다. 지팡이 끝은 아치의 곡선을 따라 치아에 밀착된 상태로 교합면을 향해 약간 기울어져 있어야 합니다.

아래 아치의 경우 치아의 설측을 스캔하여 동일한 후방에서 전방 패턴이 사용됩니다. 지팡이는 거꾸로 되어 있지만 여전히 교합을 향해 약간의 각도로 유지됩니다.

스캐너가 일정한 이미지 스트림을 획득할 때 동작은 느리고 부드럽고 안정적이어야 합니다. 갑작스럽게 움직이거나 스캐너를 치아에서 들어 올리면 스캔 프로세스가 중단될 수 있습니다.

지팡이는 비디오 카메라와 같아서 모든 유리한 지점에서 지속적으로 프레임을 캡처합니다. 따라서 여러 각도에서 겹쳐서 스캔하면 디테일과 정확도를 향상시키는 데 도움이 됩니다. 접근하기 어려운 영역은 특별한 포지셔닝이 필요할 수 있습니다.

교합 등록을 위해서는 환자가 교합을 닫는 동안 봉을 가만히 잡고 있어야 상하 치아 아치를 서로 연결할 수 있습니다. 고립된 작은 영역에는 모션리스 스캔을 사용할 수도 있습니다.

연습을 하다 보면 스캔 패턴이 자연스럽게 몸에 배게 됩니다. 소프트웨어가 불완전한 부분을 보완할 수는 있지만 가장 정확한 디지털 인상을 얻기 위해서는 적절한 기술이 핵심입니다.

구강 내 스캐너에 분말 및 불투명제를 사용하는 방법:

구강 내 스캐너는 치과에서 크라운 및 브릿지 제작, 교정 치료 계획 등 다양한 치과 시술을 위해 치아 및 구강 구조의 디지털 인상을 캡처하는 데 사용되는 장치입니다. 파우더 또는 불투명제를 사용하면 대비를 생성하고 스캔 프로세스를 개선하여 구강 내 스캐너의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 방법은 다음과 같습니다:
 
많은 구강 내 스캐너는 치아 표면에 빛 패턴을 투사하여 디테일을 캡처합니다. 그러나 치아 법랑질의 자연스러운 반투명도와 반사 특성으로 인해 스캐너 센서가 빛 패턴을 정확하게 감지하기 어려울 수 있습니다.
 
대비와 스캔 효율을 높이기 위해 스캔하기 전에 치아에 미세한 파우더를 바르는 경우가 많습니다. 이 파우더는 치아를 불투명하고 반사되지 않는 층으로 일시적으로 코팅하도록 설계되었습니다.
 
파우더 입자는 투사된 빛을 표면 전체에 균일하게 산란시켜 눈부심 지점을 제거합니다. 이렇게 하면 스캐너가 쉽게 인식하고 매핑할 수 있는 고대비 이미지가 생성됩니다.
 
이산화티타늄 또는 산화알루미늄 분말이 일반적으로 사용됩니다. 스캐너 완드에 내장된 파우더 블로워로 전달하거나 별도의 어플리케이터로 도포할 수 있습니다.
 
스캔 후 파우더는 간단히 헹구거나 공기 분무하여 치아에 잔여물을 남기지 않습니다.
 
일부 최신 구강 내 스캐너는 형광 또는 편광 이미징과 같은 대체 기술을 사용하여 파우더 없이 대비를 구현합니다. 하지만 여전히 많은 시스템이 최적의 정밀도와 속도를 위해 불투명 파우더를 사용하는 이점을 누리고 있습니다.
 
요약하자면, 스캐닝 파우더는 치아를 일시적으로 코팅하여 표면의 디테일을 선명하게 보이고 스캔할 수 있게 함으로써 구강 내 스캐너의 정확도를 향상시키는 핵심적인 방법입니다.
 

  • 반사율 감소

구강 내 스캐너는 빛을 사용하여 치아 표면과 주변 조직을 캡처합니다. 타액, 혈액 또는 반사되는 표면이 있으면 스캔의 정확도를 방해할 수 있습니다. 반사율을 줄이기 위해 미세 스프레이나 파우더 형태의 불투명제를 치아에 도포합니다. 이는 스캐너가 캡처할 수 있는 보다 일관된 표면을 만드는 데 도움이 됩니다.
  • 표면 디테일 향상
파우더 또는 불투명제는 치아 표면을 코팅하여 미세한 디테일을 더욱 선명하고 뚜렷하게 표현하는 데 도움이 됩니다. 이는 교합 해부학, 가장자리 및 표면 불규칙성과 같은 치아의 복잡한 특징을 캡처하는 데 특히 중요합니다. 향상된 대비를 통해 스캐너는 치아 구조의 미묘한 변화를 더 효과적으로 포착할 수 있습니다.
  • 스캔 효율성 향상
파우더나 불투명제를 바르면 반복 스캔의 필요성을 줄여 스캔 프로세스를 더 효율적으로 만들 수 있습니다. 향상된 대비와 디테일 인식으로 스캐너가 필요한 정보를 빠르고 정확하게 캡처할 수 있어 치과 전문의와 환자 모두의 시간을 절약할 수 있습니다.
 
  • 환자 편의성
일부 환자는 구강 내 스캔 중에 불편함을 느끼거나 개그 반사를 경험할 수 있습니다. 파우더를 바르면 표면을 더 매끄럽게 만들고 스캐너 팁과 치아 사이의 마찰을 줄여 이러한 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이는 환자에게 보다 편안하고 견딜 수 있는 스캔 경험을 제공하는 데 기여할 수 있습니다.
 
  • 5. 김서림 방지
특정 상황에서는 구강 내 스캐너가 구강 환경의 습기로 인해 김서림이 발생할 수 있습니다. 파우더는 건조제 역할을 하여 과도한 수분을 흡수하고 치아 표면의 김서림을 방지합니다. 이는 까다로운 조건에서 스캔하거나 타액이 과도하게 분비되는 환자를 대할 때 특히 유용합니다.
 
모든 구강 내 스캐너가 분말이나 불투명제를 사용해야 하는 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다. 일부 최신 스캐너는 추가 보조제 없이도 잘 작동하도록 설계되었습니다. 그러나 조건이 최적이 아닌 경우 또는 향상된 대비와 디테일이 중요한 경우에는 이러한 에이전트를 사용하는 것이 스캐닝 프로세스에 유용한 보조 도구가 될 수 있습니다. 치과 전문의는 특정 구강 내 스캐너에 파우더 또는 불투명제를 사용할 때 제조업체의 지침과 권장 사항을 따라야 합니다.
 

빛/레이저를 투사하고 센서로 왜곡을 포착합니다.

인트라 오랄 스캐너는 정교한 센서와 함께 치아 표면에 빛이나 레이저를 투사하는 등 첨단 광학 기술을 활용하여 구강의 상세한 디지털 인상을 캡처합니다. 이 과정에는 구조화된 빛이나 레이저를 치아와 주변 구조물에 투사하고, 이후 투사된 패턴의 왜곡이나 변형을 분석하여 3차원 디지털 모델을 생성하는 과정이 포함됩니다. 이 기술의 일반적인 작동 방식은 다음과 같습니다:
 
  • 라이트 프로젝션

구강 내 스캐너는 종종 구조광 또는 레이저 투사 시스템을 사용하여 스캔 대상 표면을 비춥니다. 구조광은 알려진 패턴의 빛을 치아 구조에 투사하는 방식입니다. 일관되고 집중된 광선을 방출하는 레이저도 일반적으로 사용됩니다.

 
  • 패턴 변형
투사된 빛 또는 레이저 패턴이 치아 표면과 만나면 치아 구조의 윤곽과 지형에 따라 변형이 일어납니다. 빛 패턴이 왜곡되는 방식은 스캔한 표면의 모양, 크기, 공간 방향에 대한 정보를 제공합니다.
 
  • 센서로 캡처
변형된 빛 패턴은 구강 내 스캐너에 통합된 고감도 센서 세트를 통해 캡처됩니다. 이 센서는 구강 구조의 기하학적 구조로 인한 투영 패턴의 변화를 빠르고 정확하게 기록하도록 설계되었습니다.
 
  • 삼각 측량 및 깊이 계산
스캐너는 삼각 측량이라는 원리를 사용합니다. 표면에 투영된 알려진 패턴과 센서가 캡처한 변형된 패턴을 비교하여 시스템은 치아 표면의 수많은 지점에 대한 3차원 좌표를 계산할 수 있습니다. 이 과정은 스캐너가 구강 내에서 움직이면서 빠르고 연속적으로 반복됩니다.
 
  • 실시간 처리
캡처된 데이터는 강력한 컴퓨팅 알고리즘에 의해 실시간으로 처리됩니다. 이러한 알고리즘은 왜곡 패턴을 분석하여 구강 내 치아와 연조직의 매우 정확한 3차원 디지털 표현을 생성합니다.
 
  • 디지털 모델 생성
그런 다음 처리된 데이터를 사용하여 환자의 치아, 잇몸 및 주변 구조의 디지털 모델을 구축합니다. 이 디지털 모델을 조작하고 분석하여 크라운 및 브릿지 디자인, 교정 치료 계획 등 다양한 치과 분야에 활용할 수 있습니다.
 

구강 내 스캐너에 빛이나 레이저를 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다:

 

  • 정확성

구조광 또는 레이저를 사용하면 치아의 복잡한 표면 특징까지 캡처하여 매우 정확하고 세밀한 스캔이 가능합니다.
 

  • 속도

이 기술을 통해 데이터를 빠르게 캡처할 수 있어 효율적인 스캔 절차에 기여합니다.
 

  • 비침습성

빛이나 레이저를 이용한 구강 내 스캔은 비침습적이기 때문에 기존의 인상 방식에 비해 환자에게 더 편안한 경험을 제공합니다.
 
  • 실시간 피드백
치과 전문가는 스캔 과정에서 실시간 피드백을 받아 종합적인 데이터를 확보할 수 있습니다.
 
요약하자면, 구강 내 스캐너에 라이트 프로젝션과 센서 기술을 통합한 것은 치과에서 디지털 인상 촬영에 대한 최첨단 접근 방식으로 정확성, 효율성 및 환자 편의성을 개선합니다.
 

다양한 각도에서 여러 이미지 생성

 

구강 내 스캐너는 멀티뷰 이미징이라는 프로세스를 통해 여러 각도에서 여러 이미지를 생성합니다. 이 기술은 다양한 관점에서 구강의 이미지를 캡처하여 포괄적이고 상세한 3차원 표현을 생성합니다. 다음은 구강 내 스캐너가 이를 달성하는 방법에 대한 개요입니다:
 
  • 여러 대의 카메라 또는 광원
구강 내 스캐너에는 스캐닝 장치 내에 전략적으로 배치된 여러 대의 카메라 또는 광원이 장착되어 있습니다. 이러한 카메라 또는 광원은 서로 다른 각도에서 동시에 이미지를 캡처하도록 배열되어 있습니다.
 
  • 구조광 또는 레이저 프로젝션
많은 구강 내 스캐너는 구조광 또는 레이저 투사 시스템을 사용합니다. 이러한 시스템은 알려진 패턴의 빛 또는 레이저를 스캔 대상 표면에 투사합니다. 이전 답변에서 설명한 것처럼 패턴 변형은 여러 대의 카메라가 서로 다른 각도에서 캡처합니다.
 
  • 동시 이미지 캡처
빛의 패턴이 치아와 구강 구조물에 투사되면 카메라는 각각의 각도에서 변형된 패턴을 캡처합니다. 이러한 동시 이미지 캡처는 구강 전체를 종합적으로 파악하는 데 매우 중요합니다.
 
  • 좌표 정렬
구강 내 스캐너의 소프트웨어는 다양한 각도에서 캡처한 이미지를 정렬하고 병합하여 일관되고 정확한 3차원 표현으로 만듭니다. 이 과정에는 각 이미지의 해당 지점을 일치시켜 매끄럽고 완전한 디지털 모델을 만드는 작업이 포함됩니다.
 
  • 실시간 처리
캡처된 이미지는 스캐너 내부의 강력한 알고리즘에 의해 실시간으로 처리됩니다. 이러한 알고리즘은 이미지를 분석하고 공통점을 식별하며 삼각 측량 방법을 사용하여 이러한 점 사이의 공간적 관계와 거리를 결정합니다.
 
  • 연속 스캔
구강 내 스캐너는 스캔 과정에서 구강 전체에서 지속적으로 움직이도록 설계되었습니다. 이러한 움직임은 다양한 각도에서 이미지를 동시에 캡처하는 것과 결합되어 포괄적이고 연속적인 데이터 수집을 가능하게 합니다.
 
  • 피드백 및 시각화
이 소프트웨어는 스캔이 진행됨에 따라 진화하는 디지털 모델을 표시하여 작업자에게 실시간 피드백을 제공하는 경우가 많습니다. 이 기능을 통해 치과 전문의는 필요한 모든 영역이 적절하게 스캔되고 데이터의 품질이 높은지 확인할 수 있습니다.
 
다양한 각도에서 여러 이미지를 생성하면 다음과 같은 이점이 있습니다:
 
  • 포괄적인 커버리지
멀티뷰 이미징은 치아의 모든 표면과 주변 구조물을 캡처하여 보다 완벽한 디지털 모델을 생성합니다.
 
  • 향상된 정확도
구강 내 스캐너는 다양한 관점의 정보를 통합함으로써 최종 디지털 인상의 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
 
  • 효율성
동시 이미지 캡처와 실시간 처리로 스캔 프로세스가 더욱 효율적이므로 데이터 수집에 필요한 시간이 단축됩니다.
 
  • 더 나은 시각화
디지털 모델을 실시간으로 시각화하는 기능을 통해 치과 전문의는 스캔 절차 중 발생할 수 있는 문제를 파악하고 해결할 수 있습니다.
 
요약하면, 다양한 각도에서 여러 이미지를 생성하는 것은 구강 내 스캐너의 핵심 기능으로, 정확성, 효율성 및 구강에 대한 포괄적인 디지털 인상을 제공하는 데 기여합니다.
 

소프트웨어로 이미지를 3D 렌더링으로 변환하기

2D 이미지를 소프트웨어로 3D 렌더링으로 변환하는 과정에는 3D 재구성이라는 프로세스가 포함됩니다. 이 프로세스는 컴퓨터 비전, 의료 영상, CAD(컴퓨터 지원 설계) 등 다양한 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 다음은 일반적으로 이 변환이 어떻게 이루어지는지에 대한 일반적인 개요입니다:
 
  • 이미지 획득
   - 일반적으로 다양한 시점이나 각도에서 촬영한 초기 이미지는 3D 재구성 과정의 입력 데이터로 사용됩니다.
   - 이미지는 카메라, 스캐너 또는 기타 이미징 장치로 캡처할 수 있으며, 동일한 물체나 장면의 다른 보기를 나타내는 경우가 많습니다.
 
  • 특징 추출
   - 이 소프트웨어는 2D 이미지에서 주요 특징 또는 포인트를 식별하고 추출합니다. 이러한 특징에는 모서리, 가장자리 또는 여러 이미지에서 일치시킬 수 있는 기타 특징적인 요소가 포함될 수 있습니다.
   - 특징 추출은 서로 다른 이미지의 포인트 간의 대응을 설정하고 후속 3D 재구성의 기초를 형성하는 데 필수적입니다.
 
  • 서신 매칭
   - 매칭 알고리즘은 서로 다른 이미지에서 해당 지점을 찾기 위해 사용됩니다. 이러한 알고리즘은 한 이미지의 특징이 다른 이미지의 특징과 어떻게 연관되는지 확인하는 것을 목표로 합니다.
   - 대응 매칭을 위한 일반적인 기술에는 설명자(예: SIFT 또는 SURF)를 사용한 특징 매칭 또는 밀도 매칭 방법이 있습니다.
 
  • 삼각 측량
   - 삼각 측량은 여러 이미지에 있는 해당 지점의 정보를 사용하여 공간에서 해당 지점의 3D 좌표를 계산하는 기하학적 프로세스입니다.
   - 소프트웨어는 일치하는 점을 삼각 측량하여 이미징 장치에서 각 점의 깊이 또는 거리를 결정합니다.
 
  • 표면 재구성
   - 점의 3D 좌표가 설정되면 소프트웨어는 오브젝트 또는 장면을 나타내는 표면 메시를 생성할 수 있습니다.
   - 델로네이 삼각 측량이나 행진 큐브와 같은 다양한 알고리즘을 사용하여 점을 연결하고 연속적인 표면을 형성하는 메쉬를 생성할 수 있습니다.
 
  • 텍스처 매핑(선택 사항)
   - 원본 이미지에 색상이나 강도와 같은 텍스처 정보가 포함된 경우 이 정보를 3D 모델에 매핑하여 시각적 사실감을 높일 수 있습니다.
   - 텍스처 매핑은 시각적으로 더욱 세밀하고 사실적인 3D 렌더링을 만드는 데 도움이 됩니다.
 
  • 후처리 및 개선
   - 3D 모델을 다듬기 위해 추가 후처리 단계를 적용할 수 있습니다. 여기에는 표면을 매끄럽게 하거나 노이즈를 줄이거나 누락된 데이터를 채우는 작업이 포함될 수 있습니다.
 
  • 시각화
   - 최종 3D 모델은 적절한 소프트웨어를 사용하여 시각화할 수 있습니다. 시각화 도구 를 사용하면 재구성된 3D 장면이나 오브젝트와 상호 작용하고 탐색할 수 있습니다.
 

이 프로세스는 가상 현실을 위한 물체의 3D 모델 재구성부터 의료 영상 데이터에서 해부학 모델을 생성하는 것까지 다양한 애플리케이션에서 널리 사용됩니다. 사용되는 특정 알고리즘과 기술은 애플리케이션과 입력 데이터의 특성에 따라 달라질 수 있습니다.

이미지를 완전한 모델로 연결합니다.

 

이미지를 하나의 완전한 모델로 연결하려면 여러 이미지를 겹치거나 서로 다른 시점에서 촬영한 이미지를 결합하여 장면이나 물체를 매끄럽고 포괄적으로 표현해야 합니다. 이 프로세스는 파노라마 사진, 의료 영상, 컴퓨터 비전 및 기타 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 다음은 이미지 스티칭이 일반적으로 어떻게 이루어지는지에 대한 일반적인 개요입니다:
 
  • 이미지 정렬
   - 스티칭하기 전에 이미지를 올바르게 정렬하는 것이 중요합니다. 여기에는 각 이미지의 위치, 회전 및 배율을 조정하여 여러 이미지에서 해당 기능이 정확하게 일치하도록 하는 작업이 포함됩니다.
   - 정밀한 정렬을 위해 키 포인트나 모서리 일치와 같은 특징 기반 방법을 사용하는 경우가 많습니다.
 
  • 기능 매칭
   - 특징 매칭은 인접한 이미지의 겹치는 영역에서 특징적인 점이나 패턴을 식별하는 작업입니다. 이러한 특징은 이미지를 정렬하기 위한 앵커 포인트 역할을 합니다.
   - 일반적인 특징 매칭 기법에는 SIFT(Scale-Invariant Feature Transform) 또는 SURF(Speeded-Up Robust Features)와 같은 설명자를 사용하는 것이 포함됩니다.
 
  • 호모그래피 추정
   - 두 이미지의 해당 특징 사이의 관계는 호모그래피라는 수학적 변환으로 설명됩니다. 이 변환은 이미지를 정확하게 정렬하는 데 필요한 이동, 회전 및 배율을 캡슐화합니다.
   - 특히 특징 일치에서 이상값이나 오류를 처리할 때 RANSAC(무작위 표본 합의)과 같은 알고리즘을 사용하여 동형성을 강력하게 추정하는 경우가 많습니다.
 
  • 이미지 워핑
   - 호모그래피가 결정되면 각 이미지가 기준 이미지와 정렬되도록 워핑 또는 변형됩니다. 여기에는 계산된 변환을 이미지의 모든 픽셀에 적용하는 작업이 포함됩니다.
   - 이미지 워핑의 일반적인 방법에는 이미지 품질을 보존하기 위한 선형 보간 또는 보다 정교한 기술이 포함됩니다.
 
  • 블렌딩
   - 블렌딩은 스티칭된 이미지 사이의 전환 영역을 처리하여 매끄럽고 시각적으로 일관된 결과를 보장합니다. 겹치는 영역을 블렌딩하여 눈에 띄는 이음새를 없애는 경우가 많습니다.
   - 페더링 또는 다중 대역 블렌딩과 같은 기술을 사용하여 경계에서 픽셀 값을 점진적으로 블렌딩합니다.
 
  • 글로벌 최적화(선택 사항)
   - 경우에 따라 전체 이미지 세트를 동시에 고려하여 스티칭을 개선하기 위해 글로벌 최적화 단계를 적용할 수 있습니다. 이렇게 하면 스티칭된 모델의 전체적인 정렬과 일관성을 개선하는 데 도움이 됩니다.
 
  • 포스트 프로세싱
   - 후처리 단계에는 스티칭된 이미지 또는 모델의 시각적 품질을 향상시키기 위한 색상 보정, 대비 조정 및 아티팩트 제거가 포함될 수 있습니다.
 
  • 출력
   - 최종 스티칭 모델은 종종 파노라마 이미지 또는 더 큰 합성 이미지의 형태로, 스티칭 프로세스의 결과물입니다. 이 모델은 입력 이미지의 매끄러운 통합을 나타냅니다.
 
이미지 스티칭 기술은 애플리케이션의 특정 요구 사항, 입력 이미지의 특성 및 원하는 출력 형식에 따라 달라질 수 있습니다. OpenCV 또는 Adobe Photoshop과 같은 고급 소프트웨어 도구 및 라이브러리에서 이미지 스티칭 기능을 제공하는 경우가 많습니다.
 

스캐너가 정확도를 위해 백색광이나 청색광을 사용하는 이유는 무엇인가요?

 

구강 내 스캐너는 이러한 파장의 광학적 특성 및 치아 표면과의 상호작용과 관련된 몇 가지 이유로 인해 정확도를 위해 백색광 또는 청색광을 사용하는 경우가 많습니다. 다음은 몇 가지 주요 이유입니다:
 
  • 최적의 산란 속성
   - 흰색과 파란색 빛은 다른 색에 비해 파장이 짧기 때문에 미세한 디테일을 포착하는 데 이상적입니다. 파장이 짧을수록 산란 특성이 좋아져 빛이 치아 및 연조직의 표면 특징과 더 효과적으로 상호 작용할 수 있습니다.
   - 빛의 산란은 치아의 해부학, 여백 및 기타 중요한 구조와 같은 복잡한 표면의 디테일을 포착하는 데 도움이 됩니다.
 
  • 향상된 깊이 인식
   - 청색 스펙트럼과 같이 파장이 짧을수록 깊이감을 더 잘 인식할 수 있습니다. 이는 치아 표면의 3차원 구조를 정확하게 캡처하는 데 매우 중요합니다.
   - 구강의 실제 해부학적 특성을 반영하는 정밀한 디지털 모델을 제작하려면 깊이를 정확하게 인식하는 능력이 필수적입니다.
 
  • 반사 및 눈부심 감소
   - 백색광이나 청색광은 긴 파장에 비해 반사 및 눈부심이 덜 발생합니다. 반사와 눈부심은 원치 않는 하이라이트나 그림자를 만들어 스캔의 정확성을 방해할 수 있습니다.
   - 구강 내 스캐너는 반사에 덜 민감한 파장의 빛을 사용함으로써 더 선명한 이미지를 생성하고 스캔 과정에서 오류 가능성을 줄일 수 있습니다.
 
  • 색상 차별화
   - 백색광은 광범위한 색상 스펙트럼을 포괄하기 때문에 색상을 더 잘 구분할 수 있습니다. 이는 치아 표면의 미묘한 색상 변화를 구분하거나 이상 징후를 식별하는 것이 필수적인 치과에서 중요할 수 있습니다.
   - 특히 청색광은 스캔한 표면과 주변 조직 사이의 대비를 향상시키는 능력 때문에 종종 선택됩니다.
 
  • 발열 감소
   - 백색광과 청색광은 일반적으로 다른 광원에 비해 열 발생량이 적습니다. 이는 구강 내 스캐너가 민감한 구강 조직에 가까이 있을 때 유리합니다. 열 발생을 최소화하면 스캔 과정에서 환자의 편안함과 안전을 보장하는 데 도움이 됩니다.
 
  • 광학 센서와의 호환성
   - 구강 내 스캐너는 종종 광학 센서를 사용하여 반사광을 캡처하고 디지털 인상을 생성합니다. 백색광과 청색광은 이러한 광학 센서의 감도와 스펙트럼 반응에 적합하여 정확하고 신뢰할 수 있는 데이터 캡처에 기여합니다.
 
  • 임상적 고려 사항
   - 백색광과 청색광은 치과 임상 환경에서 일반적으로 사용되며, 이러한 광원과 함께 작동하도록 설계된 구강 내 스캐너는 기존 임상 관행에 부합합니다. 따라서 치과 진료실의 기존 워크플로 및 조명 조건과의 호환성을 보장합니다.
 
백색광과 청색광이 자주 사용되지만, 기술의 발전으로 정확도와 성능을 더욱 향상시키기 위해 다양한 파장 또는 색상 조합을 활용하는 구강 내 스캐너가 개발될 수 있다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 광원 선택은 구강 내 스캐너의 중요한 설계 고려 사항이며, 제조업체는 치과용 애플리케이션에 대한 장점을 바탕으로 최적의 파장을 신중하게 선택합니다.
 

적외선 카메라와 자이로스코프/가속도계 데이터를 활용했습니다.

 
일부 고급 구강 내 스캐너는 이미징에 가시광선을 사용하는 것 외에도 적외선(IR) 카메라, 자이로스코프 및 가속도계와 같은 센서와 같은 추가 기술을 통합하여 성능을 향상시킵니다. 이러한 기술이 활용되는 방식은 다음과 같습니다:
 
  • 적외선 카메라
   - 적외선 카메라를 구강 내 스캐너에 통합하여 육안으로 볼 수 있는 것 이상의 정보를 캡처하는 경우도 있습니다.
   - 적외선 이미징은 가시광선 아래에서는 잘 보이지 않는 표면의 디테일이나 특징을 캡처하는 데 특히 유용할 수 있습니다. 보완적인 데이터를 제공함으로써 디지털 인상의 전반적인 정확도를 높일 수 있습니다.
   - 적외선 이미징은 종종 가시광선 데이터와 결합하여 구강 구조를 보다 포괄적이고 상세하게 표현합니다.
 
  • 자이로스코프 및 가속도계 데이터
   - 자이로스코프와 가속도계는 스캐너의 방향과 가속도를 실시간으로 측정하는 동작 감지 장치입니다.
   - 구강 내 스캐너는 이 데이터를 활용하여 스캔 프로세스 중 스캐너의 움직임과 위치를 추적할 수 있습니다. 이 정보는 캡처된 이미지 또는 포인트 클라우드 간의 공간 관계를 정확하게 매핑하는 데 매우 중요합니다.
   - 실시간 추적 기능은 스캐너 소프트웨어가 캡처한 데이터를 동적으로 조정하고 정렬하여 3D 모델이 스캔한 표면의 실제 방향과 위치를 정확하게 표현할 수 있도록 도와줍니다.
 
  • 동적 이미지 등록
   - 자이로스코프 및 가속도계 센서의 데이터는 동적 이미지 등록에 사용할 수 있습니다. 여기에는 스캐너의 실시간 움직임과 방향에 따라 들어오는 이미지를 지속적으로 정렬하고 등록하는 작업이 포함됩니다.
   - 동적 이미지 등록은 스캐너가 빠르게 움직이거나 복잡한 궤적을 그리는 경우에도 원활하고 정확한 3D 모델을 생성하는 데 기여합니다.
 
  • 아티팩트 감소
   - 자이로스코프와 가속도계 데이터는 모션 아티팩트를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 스캔 프로세스 중 스캐너의 움직임으로 인해 발생하는 모션 아티팩트는 최종 디지털 인상의 정확도에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
   - 이 센서는 실시간으로 움직임을 보정함으로써 아티팩트를 완화하여 스캔한 표면을 더 깨끗하고 정확하게 표현합니다.
 
  • 향상된 사용자 경험
   - 자이로스코프와 가속도계를 통합하여 작업자에게 실시간 피드백을 제공함으로써 전반적인 사용자 경험을 향상시킵니다. 치과 전문가는 스캔하는 동안 스캐너의 움직임과 정렬을 모니터링하여 모든 영역이 적절하게 커버되는지 확인할 수 있습니다.
   - 이러한 실시간 피드백은 보다 효율적이고 효과적인 스캔 절차에 기여합니다.
 
가시광선 이미징, 적외선 기술, 모션 센서의 조합은 견고하고 정확한 구강 내 스캐닝 시스템을 만드는 데 도움이 됩니다. 이러한 기술은 시너지 효과를 발휘하여 구강 구조의 정확한 3D 데이터를 캡처하고 모션과 관련된 오류를 줄이며 임상 환경에서 구강 내 스캐너의 전반적인 사용성과 성능을 향상시킵니다.
 

스테레오 사진 측량 삼각 측량 프로세스

 

스테레오 사진 측량은 여러 시점에서 촬영한 이미지를 분석하여 물체나 장면에 대한 3차원 정보를 얻는 데 사용되는 기법입니다. 이 과정에는 두 개 이상의 이미지에 대한 투영을 측정하여 3D 공간에서 한 점의 위치를 결정하는 삼각 측량이 포함됩니다. 다음은 스테레오 사진 측량 삼각 측량 프로세스에 대한 단계별 설명입니다:
 
  • 이미지 획득
   - 스테레오 사진 측량은 서로 다른 시점에서 물체나 장면의 이미지를 두 장 이상 촬영하는 것으로 시작됩니다. 이러한 이미지는 두 뷰에서 공통된 특징을 볼 수 있도록 겹쳐야 합니다.
 
  • 보정
   - 삼각 측량 전에 카메라 파라미터를 보정해야 합니다. 보정에는 초점 거리, 주점, 렌즈 왜곡과 같은 카메라의 고유한 매개변수를 결정하는 작업이 포함됩니다. 이 단계는 정확한 삼각 측량을 위해 매우 중요합니다.
 
  • 기능 매칭
   - 겹쳐진 이미지에서 해당 특징이 식별됩니다. 이러한 특징에는 점, 모서리 또는 이미지 간에 쉽게 일치시킬 수 있는 기타 특징적인 패턴이 포함될 수 있습니다.
   - 특징 매칭은 일반적으로 컴퓨터 비전 기법을 사용하여 수행되며, 이를 위해 SIFT(Scale-Invariant Feature Transform) 또는 SURF(Speeded-Up Robust Features)와 같은 알고리즘이 일반적으로 사용됩니다.
 
  • 극지 기하학
   - 극지 기하학은 동일한 장면의 두 뷰 사이의 기하학적 관계를 설명합니다. 이미지 평면과 양극 평면 사이의 교차선인 양극선을 정의합니다.
   - 극지 지오메트리는 해당 포인트에 대한 검색을 제한하여 매칭 프로세스를 보다 효율적으로 만듭니다.
 
  • 삼각 측량
   - 삼각 측량은 스테레오 사진 측량의 핵심 단계입니다. 두 개 이상의 이미지에 해당하는 점과 알려진 카메라 파라미터가 주어지면 장면에서 한 지점의 3D 좌표를 계산할 수 있습니다.
   - 삼각 측량 프로세스에는 카메라 중심에서 각 이미지의 해당 지점을 통해 선을 연장하고 3D 공간에서 교차점을 찾는 작업이 포함됩니다. 교차점이 삼각 측량된 점입니다.
 
  • 번들 조정(선택 사항)
   - 번들 조정은 카메라 파라미터와 3D 좌표를 동시에 개선하는 최적화 프로세스입니다. 이 단계는 삼각 측량 프로세스의 오류를 최소화하여 3D 재구성의 전반적인 정확도를 개선하는 데 도움이 됩니다.
 
  • 3D 모델 생성
   - 삼각 측량이 완료되면 물체 또는 장면의 표면을 나타내는 조밀한 3D 포인트 집합이 얻어집니다. 이러한 점을 추가로 처리하여 3D 메시 또는 포인트 클라우드를 생성하여 지오메트리를 자세히 표현할 수 있습니다.
 
  • 텍스처 매핑(선택 사항)
   - 이미지에 색상 정보가 포함된 경우 텍스처 매핑을 적용하여 색상 정보를 3D 모델에 투영하여 시각적 사실감을 높일 수 있습니다.
 
스테레오사진측량은 사진측량, 컴퓨터 비전, 3D 재구성 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 지형 매핑, 문화유산 문서화, 가상 현실 또는 증강 현실 환경을 위한 3D 모델 제작과 같은 애플리케이션에 필수적인 기술입니다.
 

사용 전 스캐닝 막대를 보정하는 단계.

 

사용 전에 스캐닝 완드를 보정하는 것은 구강 내 스캐너로 캡처한 데이터의 정확성과 신뢰성을 보장하는 데 있어 매우 중요한 단계입니다. 보정은 스캐너 측정값의 변동이나 왜곡을 보정하여 후속 스캔을 더욱 정밀하게 만듭니다. 다음은 스캐닝 완드를 보정하는 일반적인 단계입니다:
 
  • 스캐너 전원 켜기
   - 구강 내 스캐너와 이미징 장치 또는 제어 콘솔과 같은 관련 하드웨어를 켜는 것으로 시작하세요.
 
  • 보정 도구 또는 대상 준비
   - 대부분의 구강 내 스캐너에는 보정 도구 또는 타겟이 함께 제공됩니다. 이는 특별히 설계된 패턴이나 치수가 알려진 물체일 수 있습니다. 보정 도구가 깨끗하고 보정 과정에 영향을 줄 수 있는 이물질이 없는지 확인합니다.
 
  • 보정 도구를 시야에 배치합니다.
   - 스캐너의 시야 내에 보정 도구를 배치합니다. 조명이 밝고 스캐너가 전체 보정 도구에 대한 시야를 확보할 수 있는지 확인합니다.
 
  • 캘리브레이션 모드 시작
   - 스캐너의 보정 모드 또는 보정 설정에 액세스합니다. 여기에는 스캐너의 사용자 인터페이스 또는 소프트웨어를 탐색하는 작업이 포함될 수 있습니다.
 
  • 화면의 지침을 따르세요.
   - 스캐너는 일반적으로 보정 과정을 안내하는 화면 지침을 제공합니다. 여기에는 보정 도구를 특정 위치 또는 방향에 배치하라는 메시지가 포함될 수 있습니다.
 
  • 보정 이미지 캡처
   - 보정 프로세스 중에 스캐너는 다양한 각도에서 보정 도구의 이미지를 캡처합니다. 목표는 스캐너의 광학 및 센서가 보정 도구의 알려진 형상을 어떻게 인식하는지 기록하는 것입니다.
 
  • 분석 및 조정
   - 스캐너의 소프트웨어는 캡처한 보정 이미지를 분석하여 보정 도구의 예상 위치 및 치수와 비교합니다. 불일치가 감지되면 소프트웨어가 스캐너의 내부 매개변수를 조정하여 오류를 수정할 수 있습니다.
 
  • 보정 정확도 확인
   - 보정 프로세스가 완료된 후 일부 스캐너는 확인 단계를 제공합니다. 여기에는 확인 도구 또는 알려진 참조 개체를 스캔하여 보정이 성공적으로 수행되었는지 확인하는 작업이 포함됩니다.
 
  • 문서 보정 결과
   - 모든 조정 사항과 검증 결과를 포함하여 보정 결과를 문서화하는 것이 좋습니다. 일부 스캐너는 참조용으로 저장할 수 있는 보정 보고서를 자동으로 생성할 수 있습니다.
 
  • 정기 캘리브레이션 점검
    - 스캐너를 주기적으로 점검하고 재보정하여 정확도를 유지하세요. 보정 점검 주기는 제조업체의 권장 사항, 사용 패턴 및 환경 조건에 따라 달라질 수 있습니다.
 
  • 캘리브레이션 품질 보증
    - 일부 고급 구강 내 스캐너에는 품질 보증 기능이 내장되어 있습니다. 이러한 기능에는 스캐너가 예상 성능에서 벗어나는 것을 감지하면 정기적으로 자체 점검하거나 사용자에게 경고하는 기능이 포함될 수 있습니다.
 
다음 단계를 따르면 구강 내 스캐너를 매번 사용하기 전에 정확하게 보정하여 디지털 인상의 정확성과 치과 시술의 전반적인 성공에 기여할 수 있습니다. 구강 내 스캐너 모델에 대한 구체적인 보정 지침은 항상 제조업체의 지침과 설명서를 참조하세요.
 
 
 

구강 내 스캐너 작동 방식에 대해 자주 묻는 질문(FAQ)입니다:

 

구강 내 스캐너는 치과의사가 환자의 치아와 구강 구조의 상세한 3D 이미지를 캡처하는 데 사용하는 장치입니다.


구강 내 스캐너는 첨단 광학 기술을 사용하여 환자의 입 안을 스캔하면서 초당 수천 장의 이미지를 캡처합니다. 그런 다음 이러한 이미지를 서로 연결하여 정밀한 3D 모델을 만듭니다.


  • 일반적인 구성 요소로는 카메라가 장착된 휴대용 막대, 광원, 캡처된 이미지를 처리하는 소프트웨어가 있습니다.


구강 내 스캐너는 환자에게 불편함을 줄 수 있는 기존의 치과용 인상착의가 필요 없습니다. 또한 크라운, 브릿지, 얼라이너 등 다양한 치과 시술에 필요한 매우 정확한 디지털 모델을 제공합니다.


예, 구강 내 스캐너는 사용하기에 안전합니다. 비침습적이며 유해한 방사선을 방출하지 않도록 설계되었습니다.


스캔 시간은 케이스의 복잡성에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로 스캔을 완료하는 데 몇 분 정도 걸립니다.


구강 내 스캐너는 매우 다재다능하지만 모든 치과 시술에 적합하지 않을 수 있습니다. 치과의사가 환자의 특정 요구 사항에 따라 최선의 방법을 결정할 것입니다.


구강 내 스캐너에 대한 보장 범위는 치과 보험 플랜에 따라 다를 수 있습니다. 보장 범위를 확인하려면 의료 서비스 제공자에게 문의하는 것이 가장 좋습니다.


구강 내 스캐너는 최적의 성능과 수명을 보장하기 위해 제조업체의 지침에 따라 적절하게 세척하고 유지 관리해야 합니다.


구강 내 스캐너는 정확도가 높은 것으로 알려져 있으며, 종종 미크론 단위의 정밀도로 측정할 수 있습니다.