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JP4908457B2 - Dental clinical and educational training simulation tracking system and its evaluation method - Google Patents
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Description

本発明は、歯科教育評価装置及びその方法に関し、特に光学位置決め装置を利用して操作エリアの測定を補助すると共に、ユーザーの成績を評価する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム及びその評価方法に関する。   The present invention relates to a dental education evaluation apparatus and method, and more particularly, to a dental clinical and educational training simulation tracking system for evaluating a user's performance while assisting measurement of an operation area using an optical positioning apparatus and an evaluation method thereof.

歯科医師が歯牙模型を制作する訓練方法は、目標とする歯牙模型を傍らに置いて、肉眼で対照すると同時に人体頭部の口腔模型の中にハンドツールで歯型をかたどって完成後に歯牙模型を取り出し、実習教師が肉眼で比較して学生の切断した後の形状とサイズが基準に合致しているか否かを判断する。   The training method for the dentist to create a tooth model is to place the target tooth model beside and contrast with the naked eye, and at the same time, shape the tooth model with the hand tool in the oral model of the human head and complete the tooth model after completion. Take out, the teacher will compare with the naked eye and determine whether the shape and size of the student after cutting match the criteria.

歯牙模型の相似性についての判断は往々にして人によって異なり、明らかに主観に偏っている。従来の方法と比較して、光学追跡システムの方法でもって医学部の学生がハンドツールで歯牙模型をかたどるのと同時にハンドツールの位置を追跡すると共に、数学方式でそのかたどった歯牙模型の形状を導き出して誤差の比較分析を行うと、より客観的な結果を求めることができる。   Judgments on the similarity of tooth models often vary from person to person and are clearly subjective. Compared to the conventional method, the optical tracking system method allows a medical student to track the position of the hand tool at the same time as the tooth model is modeled with the hand tool, and the shape of the modeled tooth model is derived using a mathematical method. If a comparative analysis of errors is performed, a more objective result can be obtained.

従来技術で既に医療器材の位置を追跡するための技術が存在している。例を挙げると、1997年4月8日付公開のChanderの特許文献1、発明名称「協働式の医療器材のイメージシステムと方法」(Imaging System Having Interactive Medical Instruments And Methods)ではイメージシステムと方法を開示している。このイメージシステムは医療器材本体と被検知可能なエネルギーを発射する発射装置からなる。さらに検知器と処理装置を利用して、前記医療器材の位置を検知する。   There are already existing techniques for tracking the position of medical equipment. For example, Chander's patent document 1, published on April 8, 1997, entitled "Collaborative Medical Equipment Image System and Method" (Imaging System Having Interactive Medical Instruments And Methods) describes the image system and method. Disclosure. This image system comprises a medical device body and a launching device that emits detectable energy. Further, the position of the medical device is detected using a detector and a processing device.

また、2004年1月6日付公開のCosmanの特許文献2、発明名称「光学目標追跡システム」(Optical Object Tracking System)では光学検知システムを開示して、光学上検知可能な物件に接続した計器の空間における位置を記録するものである。数台のカメラはデータ処理装置、映像スキャンデータ及びコンピュータが関連する図形表示装置と結合して手術、診断、治療設定において計器、目標物、患者及び装置の位置を探し求める。   In addition, Cosman's patent document 2, published on January 6, 2004, entitled “Optical Object Tracking System”, discloses an optical detection system that can be used to connect optically detectable instruments. It records the position in space. Several cameras are coupled with data processing devices, video scan data and graphic display devices associated with computers to locate instruments, targets, patients and devices in surgical, diagnostic and therapeutic settings.

2002年2月26日、2005年2月22日付公開のVilsmeierの特許文献3及び特許文献4、発明名称「神経ナビゲーションシステム」(Neuro-Navigation System)では神経ナビゲーションシステムを開示しており、それは反射装置参考システムからなる。前記参考システムには主動反射装置と標記システムを具備しており、手術治療における身体及び手術計器上に追加装備又は配置された構造は正確に位置決めするのに役立つ。   Patent documents 3 and 4 of Vilsmeier published on February 26, 2002 and February 22, 2005, and the invention name “Neuro-Navigation System” disclose a neuro-navigation system, which reflects it. Consists of equipment reference system. The reference system includes a main reflector and a marking system, and additional equipment or structures on the body and surgical instrument in surgical treatment help to accurately position.

2003年10月28日付公開のVilsmeierの特許文献5、発明名称「ナビゲーションによって支援されたの歯科治療のための方法と装置」(Method And Device For The Navigation-Assisted Dental Treatment)では歯科治療を支援する方法を開示している。まず、患者の歯及び下顎エリアに一セット3D体積データセットを提供する。コンピュータ支援ナビゲーション又は追跡システムが前記体積データセットを利用して前記患者の歯又は下顎エリアを記録する。つまり前記コンピュータ支援ナビゲーション又は追跡システムに対応して医療計器又は装置に記録される。   Vilsmeier, published on Oct. 28, 2003, entitled "Method And Device For The Navigation-Assisted Dental Treatment" supports the dental treatment. A method is disclosed. First, a set of 3D volumetric data sets is provided for the patient's teeth and lower jaw area. A computer assisted navigation or tracking system records the patient's tooth or mandibular area using the volume data set. That is, it is recorded on a medical instrument or device corresponding to the computer-aided navigation or tracking system.

然しながら、前記従来技術は既存の歯科設備と組み合わせてアップグレードすることができない。例えば、既存の常備歯科手術台やドリル(ハンドツール)と組合せることができず、且つ前記従来技術はユーザーの習慣を利用して操作調整を行うこともできず、装置の位置決めや矯正においてもまた既存のパソコン構造を活用するのが不便で、何れも度々のシステム交換に係るコスト増大をもたらし、ひいてはマーケットが制限される可能性を招くこととなる。   However, the prior art cannot be upgraded in combination with existing dental equipment. For example, it cannot be combined with an existing permanent dental operating table or a drill (hand tool), and the prior art cannot perform operation adjustment using user's habits. In addition, it is inconvenient to use an existing personal computer structure, and any of these results in an increase in costs for frequent system replacements, which in turn leads to the possibility of market restrictions.

従って、低コストのカメラを使用して3D手術機械を構築するムーブメント追跡装置は、既存装置を利用してアップグレードし、且つユーザーの操作習慣(例えば、左手や右手)に合せて、自動化方式で従来の人手による比較する方法を改善することができ、歯科医師が訓練する際の正確さや利便性においてその存在が必要とされるものである。
米国特許第5617857号明細書 米国特許第6675040号明細書 米国特許第6351659号明細書 米国特許第6859660号明細書 米国特許第6640128号明細書
Therefore, the movement tracking device that constructs the 3D surgical machine using the low-cost camera is upgraded by using the existing device, and it is conventionally automated in accordance with the user's operation habits (for example, left hand or right hand). Therefore, it is necessary to have a method for accuracy and convenience when a dentist trains.
U.S. Pat.No. 5,617,857 US Pat. No. 6,675,040 U.S. Pat.No. 6,351,659 US Patent No. 6859660 US Patent No. 6640128

本発明の目的は、光学式追跡方式を利用して二台のカメラとレーザー発射ユニットを位置決めし、空間位置決め技術の利用と併せて映像処理のプロセスを簡素化して、医師がハンドツールで歯牙模型をかたどる際のハンドツール位置を追跡するのに便利であり、使用履歴を保存し、後日使用履歴の手落ちを改善するのに便利である歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを提供することであり、また、本発明の別途目的は、既存のシミュレーション又は臨床システムを前記歯科臨床や教育訓練シミュレーション追跡システムに直接接続してアップグレードを行うのに用いる以外に、歯科医師の臨床訓練、操作及び比較評定に直接用いることもできる歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを提供することであり、システムや設備を一切交換する必要がないので、大幅にコストダウンでき、教育の用途に一層応用し易くなる。   An object of the present invention is to position two cameras and a laser emitting unit using an optical tracking method, simplify the image processing process together with the use of spatial positioning technology, and a doctor can use a hand tool to create a tooth model. Is to provide a dental clinical and educational training simulation tracking system that is useful for tracking hand tool positions when tracing, and for saving usage history and improving missed usage history at a later date Another object of the present invention is to use dentist clinical training, operation and comparative assessment in addition to using an existing simulation or clinical system directly connected to the dental clinical or educational training simulation tracking system for upgrading. To provide a dental clinical and educational training simulation tracking system that can also be used directly in So and there is no need to replace any equipment, much can cost down, it tends to be more applicable to the use of education.

上記の目的を達するため、本発明はユーザーがハンドツールを使用する定位置を追跡するための歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを提供し、それはハンドツールスリーブ、位置決めユニット、光学位置決めモジュール、情報処理装置及び表示ユニットからなり、前記ハンドツールスリーブは前記ハンドツールに嵌め込むのに用い、複数個の位置決めポイントを有する。前記位置決めユニットは前記ハンドツールを位置決めするためのもので、複数個の標記ポイントを設けると共に、歯牙模型に固定することができる懸架構造を設ける。前記光学位置決めモジュールは前記ハンドツールスリーブの位置や角度及び前記位置決めユニットの位置を検知することによって、前記ハンドツールと前記操作エリア間で対向する移動を追跡すると共に、少なくとも二台のカメラを含み、前記位置決めユニットと前記ハンドツールスリーブに照準を合せて、前記情報処理装置と接続して前記位置決めユニットの標記ポイントと前記ハンドツールスリーブ上の前記位置決めポイントを求めて映像を生じ、さらにはレーザー発射ユニットを含んで前記情報処理装置と接続して光線を発して前記選定エリアを定義付ける。情報処理装置は、システム間の各部材の全ての信号を処理してあらゆる操作履歴に対応する座標ポイントを構築すると共に、全てのムーブメントシミュレーションの履歴と結果を保存する。表示ユニットは前記ハンドツールのムーブメント、位置決め及びユーザーが前記システムを操作する比較評定結果を表示する。   To achieve the above objectives, the present invention provides a dental clinical and educational training simulation tracking system for a user to track a fixed position using a hand tool, which includes a hand tool sleeve, a positioning unit, an optical positioning module, an information processing module, and an information processing module. It comprises an apparatus and a display unit, and the hand tool sleeve is used to fit into the hand tool and has a plurality of positioning points. The positioning unit is for positioning the hand tool, and has a plurality of mark points and a suspension structure that can be fixed to the tooth model. The optical positioning module tracks the opposing movement between the hand tool and the operation area by detecting the position and angle of the hand tool sleeve and the position of the positioning unit, and includes at least two cameras. Aiming at the positioning unit and the hand tool sleeve, and connecting to the information processing apparatus to produce a picture by determining the mark point of the positioning unit and the positioning point on the hand tool sleeve, and further laser emitting unit The selected area is defined by emitting light rays in connection with the information processing apparatus. The information processing apparatus processes all signals of each member between the systems to construct coordinate points corresponding to all operation histories, and stores histories and results of all movement simulations. The display unit displays the movement, positioning of the hand tool and the result of the comparative assessment as the user operates the system.

本発明の別途目的は、歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムの評価方法を提供することであり、本方法を通じて自動化方式で従来の人手による比較方法を改善することができ、人為的な主観による判定ミスを低減して、歯科医師の訓練の際にミスをさらに的確に探し当て、訓練面での利便性を向上させ、歯科医師が一層容易く反復練習できることで歯科医師の養成教育の向上に資する。また、本方法は下記の工程により実施する。まず、歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを通じて検査しようとする歯牙模型ファイルを構築する。続いてシステムを通じて検査しようとする歯牙模型ファイルを量子化して重大なミスの有無を判断する。ミスがないと判断した後、データベースから特定ルールと標準歯牙模型ファイルをピックアップして、前記標準歯牙模型ファイルと前記検査しようとする歯牙模型ファイルの断面比較図を作成することができる。そして、前記標準歯牙模型ファイル上で、設定した特徴ポイント位置を探し当て、続いて前記特徴ポイントが前記特定ルールに一致する程度を計算する。計算終了後、さらに次の特定ルールをピックアップする必要があるか否かを判断して、最後に評価結果を算出する。   Another object of the present invention is to provide a method for evaluating dental clinical and educational training simulation tracking system, through which the conventional manual comparison method can be improved in an automated manner, and the determination by artificial subjectivity. By reducing mistakes, more accurately finding mistakes during training of dentists, improving convenience in training, and allowing dentists to more easily and repeatedly practice, it contributes to improving training of dentists. Moreover, this method is implemented by the following process. First, a dental model file to be examined is constructed through a dental clinical and educational training simulation tracking system. Subsequently, the tooth model file to be inspected through the system is quantized to determine whether there is a serious mistake. After determining that there is no mistake, a specific rule and a standard tooth model file are picked up from the database, and a cross-sectional comparison view of the standard tooth model file and the tooth model file to be inspected can be created. Then, the set feature point position is found on the standard tooth model file, and then the degree to which the feature point matches the specific rule is calculated. After the calculation, it is determined whether or not the next specific rule needs to be picked up, and finally the evaluation result is calculated.

本発明の上記内容並びにその他の目的、特徴、長所について一層その特徴を明らかにするため、下記に特に本発明に係る好ましい特徴を挙げて貼付図面と併せて詳細な説明をすることとする。   In order to further clarify the above-described contents and other objects, features, and advantages of the present invention, the following description will be given in detail with reference to the attached drawings, particularly referring to preferred features of the present invention.

〔実施の形態1〕
図1は本発明に係る歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム装置の構造図であり、図に示す様に本装置の構造図である歯科臨床操作追跡装置500はさらに光学位置決めモジュール100、位置決めユニット300、ハンドツール400、ハンドツールスリーブ200を含み、本装置500はさらに情報処理装置と表示ユニットと接続しているが図示していない。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a structural diagram of a dental clinical and educational training simulation tracking system apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, a dental clinical operation tracking apparatus 500 which is a structural diagram of this apparatus further includes an optical positioning module 100 and a positioning unit 300. , The hand tool 400 and the hand tool sleeve 200. The apparatus 500 is further connected to the information processing apparatus and the display unit, but is not shown.

光学位置決めモジュール100は少なくとも位置決めユニット300とハンドツールスリーブ200に照準を合わせるための二台のカメラ110と112を含むと共に、情報処理装置に接続して位置決めユニット300上の標記ポイント310とハンドツールスリーブ200上の位置決めポイントを求めた上で映像を生じ、またさらにレーザー発射ユニット114を含み、前記カメラ110と112は横軸116の両側に固定して前記情報処理装置に接続し、光線を発して前記選定エリアを定義付けして横軸116上に固定する。また、本実施例では、横軸116はユーザーの習慣や作業ニーズによって左右及び上下に調整することができ、調整することで前記カメラ110と112及びレーザー発射ユニット114は光学位置決めの好ましい位置に設定し、前記レーザー発射ユニット114は前記カメラ110と112の間に設置して、前記カメラ110と112の検知範囲を分割して光学位置決めモジュール100の効果を高める。   The optical positioning module 100 includes at least two cameras 110 and 112 for aiming at the positioning unit 300 and the hand tool sleeve 200, and is connected to an information processing apparatus so that the mark point 310 on the positioning unit 300 and the hand tool sleeve A positioning point on 200 is obtained, and an image is generated. Further, a laser emitting unit 114 is included, and the cameras 110 and 112 are fixed to both sides of the horizontal axis 116 and connected to the information processing apparatus to emit light. The selected area is defined and fixed on the horizontal axis 116. Further, in this embodiment, the horizontal axis 116 can be adjusted left and right and up and down according to user's habits and work needs. By adjusting, the cameras 110 and 112 and the laser emitting unit 114 are set to preferred positions for optical positioning. The laser emitting unit 114 is installed between the cameras 110 and 112, and the detection range of the cameras 110 and 112 is divided to enhance the effect of the optical positioning module 100.

位置決めユニット300には複数個の標記ポイント310を設けると共に、歯牙模型に固定することができる懸架構造を設け、前記歯牙模型外の左右両側の一方に固定すると共に、前記歯牙模型を操作エリアに位置決めすることができる。前記位置決めユニット300は前記歯牙模型の左右両側に選択的に固定することができ、何れも同様の位置決め機能を実現できるので、ユーザーの操作習慣(例えば、左手又は右手が使い慣れている)に合せることができ、且つ位置決め機能に影響を与えないことは取り上げる価値がある。このほか、位置決めユニット300には少なくとも4個の発光ダイオード(Light Emitting Diode;LED)又は光学反射マークから生じた標記ポイント310を有する。なお、前記歯牙模型は登録関数により前記位置決めユニット300の座標軸に合せて前記ハンドツールスリーブ200の前記歯牙模型の中でのムーブメント及び位置決めを構築する。   The positioning unit 300 is provided with a plurality of mark points 310 and a suspension structure that can be fixed to the tooth model. The suspension unit is fixed to one of the left and right sides outside the tooth model, and the tooth model is positioned in the operation area. can do. The positioning unit 300 can be selectively fixed to the left and right sides of the tooth model, and both can realize the same positioning function, so that it can be adapted to the user's operating habits (for example, the left hand or right hand is used). And that it does not affect the positioning function is worth taking up. In addition, the positioning unit 300 has at least four light emitting diodes (LEDs) or marking points 310 generated from optical reflection marks. The tooth model is configured to move and position the hand tool sleeve 200 in the tooth model according to the coordinate axis of the positioning unit 300 by a registration function.

ハンドツール400はハンドツールスリーブ200に嵌め込んで固定し、ハンドツールスリーブ200には複数個の位置決めポイントを設け、前記ハンドツールスリーブ200を通じて前記ハンドツール400を前記歯牙模型操作エリアのムーブメントに対向して位置決めをすることができる。前記ハンドツール400は歯科臨床操作に用い、電動又はエアードリル若しくは歯科での操作に必要なドリル工具であるが、またその他歯科で必要な臨床ツールでもあり、ハンドツールの位置決めを前記ハンドツールスリーブ200で実現すると、特定ハンドツール全セットを交換するのに必要な費用を掛けないで済むことから、コストダウンによってシステム実施の可能性が高まる。   The hand tool 400 is fitted and fixed to the hand tool sleeve 200. The hand tool sleeve 200 is provided with a plurality of positioning points, and the hand tool 400 is opposed to the movement of the tooth model operation area through the hand tool sleeve 200. Positioning. The hand tool 400 is used for dental clinical operations and is an electric or pneumatic drill or a drill tool necessary for dental operation, but is also a clinical tool necessary for dentistry, and positioning of the hand tool is used for the hand tool sleeve 200. In this case, since it is not necessary to replace the entire set of specific hand tools, the possibility of implementing the system is increased due to the cost reduction.

情報処理装置は装置間の各部材の全ての信号の処理を行い、全ての操作履歴の中の対応する座標ポイントを構築すると共に、全てのムーブメントシミュレーションの履歴と結果を保存し、光学位置決めモジュール100に用いる演算法を実現するのに用い、カメラ110と112から伝送されてきたデータを読み取り、本発明により必要とされる特定演算法に合せて、前記ハンドツールスリーブ200を位置決めし、また前記ハンドツール400の前記歯牙模型操作エリアのムーブメント状態の位置決めをすることで本発明の目的を実現し、さらに表示ユニットによって前記ハンドツールのムーブメント、位置決め及びユーザーが前記システムを操作する比較評定結果を表示する。   The information processing apparatus processes all signals of each member between the apparatuses, constructs corresponding coordinate points in all operation histories, saves all movement simulation histories and results, and optical positioning module 100. It is used to realize the arithmetic method used for the above-mentioned operation, reads the data transmitted from the cameras 110 and 112, positions the hand tool sleeve 200 in accordance with the specific arithmetic method required by the present invention, The object of the present invention is realized by positioning the movement state of the tooth model operation area of the tool 400, and further, the display unit displays the movement and positioning of the hand tool and the comparative evaluation result of the user operating the system. .

本発明で前記情報処理装置はパソコンで映像ピックアップカードを通じて前記カメラ110と112と接続し、前記特定演算法を実現する機能を備えたソフトを前記パソコンで実現し、またレーザー発射ユニット114はUSB規格のインターフェイスを通じて前記パソコンに接続して、前記レーザー発射ユニット114に必要な電源を提供すると共に、これによって前記レーザー発射ユニット114と前記情報処理装置を接続する。前記情報処理装置は情報を前記表示ユニットに伝送して位置決めの座標関係を映像化し、又は採点結果を前記表示ユニットに表わせることは取り上げる価値がある。   In the present invention, the information processing apparatus is connected to the cameras 110 and 112 through a video pickup card by a personal computer, and software having a function for realizing the specific calculation method is realized by the personal computer. In addition to providing the necessary power to the laser emitting unit 114, the laser emitting unit 114 is connected to the information processing apparatus. It is worth taking up that the information processing device can transmit information to the display unit to visualize the coordinate relationship of positioning or display the scoring result on the display unit.

ただ注意する必要があるのは、前記実施例では、本発明が新機軸を打ち出して提示した箇所を陳述したにとどまり、さらに歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを有し、歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムが前記歯科臨床操作追跡装置500、歯牙模型、表示ユニット、照明アームセット及び発光ユニット等の部材を含むことである。然しながら、例えばハンドツール400(ドリル)、表示ユニット、照明アームセット及び光源等の部材は通常従来の歯科臨床設備に備え付けられていることから、本発明を構想した際に、以下の事柄を既に特別に企画している。即ち、前記歯科臨床操作追跡装置500は既存の前記臨床設備に組合せれば実施することができ、関連する歯科設備をセットで購入して交換する必要が無く、既存の歯科設備で本来の機能を発揮し、又は前記歯科臨床操作追跡装置500と結合させて本発明の目標の一つである既存のシミュレーション若しくは臨床システムを前記歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムに直接接続してグレードアップさせることを実現する。   However, in the above-described embodiment, it is necessary to pay attention only to the point where the present invention launches and presents the presentation point, and further includes the dental clinical and educational training simulation tracking system, and the dental clinical and educational training simulation. The tracking system includes members such as the dental clinical operation tracking device 500, a tooth model, a display unit, a lighting arm set, and a light emitting unit. However, since the members such as the hand tool 400 (drill), display unit, illumination arm set, and light source are usually provided in the conventional dental clinical equipment, the following matters are already special when the present invention is conceived. Planning. That is, the dental clinical operation tracking apparatus 500 can be implemented by combining with the existing clinical equipment, and it is not necessary to purchase and replace related dental equipment as a set. The existing simulation or clinical system, which is one of the goals of the present invention, can be directly connected to the dental clinical and educational training simulation tracking system to be upgraded by combining with the dental clinical operation tracking apparatus 500. Realize.

このほかに、本発明で提供する前記歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムは歯科医師の訓練や技能評価に用いられ、その他さらに歯科の臨床操作にも実際に応用することができる。また、照明アームや位置決め装置が左右自在に互換性を有するという特性により、本発明ではさらにユーザーの特殊な操作習慣にも適用可能であり、またそのために特殊な調整を行う必要はない。   In addition, the dental clinical and educational training simulation tracking system provided by the present invention is used for dentist training and skill evaluation, and can also be applied to dental clinical operations. Further, due to the characteristic that the lighting arm and the positioning device are interchangeable left and right, the present invention is further applicable to the user's special operation habits, and it is not necessary to make a special adjustment for that purpose.

前記の位置決めを実現させるために、前記歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムは前記カメラ110と112がピックアップした光点映像からスタートして、前記位置決めユニット300とハンドツールスリーブ200の空間位置が算出されるまで一連の演算を行って両者の位置を関連付け、前記位置決めユニット300を基準として、ハンドツールスリーブ200の対向位置を求める。そして最後に、前記ハンドツール400の登録座標を記して、変換を行い前記ハンドツール400の定位置を求める。   In order to realize the positioning, the dental clinical and educational training simulation tracking system starts from the light spot image picked up by the cameras 110 and 112, and the spatial positions of the positioning unit 300 and the hand tool sleeve 200 are calculated. A series of computations are performed until the two positions are associated with each other, and the facing position of the hand tool sleeve 200 is obtained with the positioning unit 300 as a reference. Finally, the registered coordinates of the hand tool 400 are written and converted to obtain a fixed position of the hand tool 400.

照明アームセットは光学位置決めモジュール100を定位置に固定し、発光ユニットは前記照明アームに固定して、前記歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム(装置)に必要な光源を提供する。   An illumination arm set secures the optical positioning module 100 in place and a light emitting unit secures the illumination arm to provide the necessary light source for the dental clinical and educational training simulation tracking system.

図2は本発明に係るハンドツールスリーブの概略図である。前記ハンドツールスリーブ200はほぼ円柱形であって、前記ハンドツール400に嵌め込むのに用いる。従って、前記光学位置決めモジュール100が前記ハンドツールスリーブ200の位置を決定する際、前記ハンドツールの位置を知ることができる。図に示すように、前記ハンドツールスリーブ200の前記複数個の位置決めポイントは上側位置決めポイント群210と下側位置決めポイント群212に分けられ、前記位置決めポイントは特定波長の光源であって、前記光源は発光ダイオード(Light Emitting Diode;LED)を設置することができる。本発明の特定実施例によれば、前記発光ダイオードは赤外線発光ダイオードでも、又は光学反射マークに取って代えることもできる。本発明の別途実施例によれば、前記ハンドツールスリーブ200は全部で上側位置決めポイント群210にある18個の位置決めポイントと下側位置決めポイント群212にある18個の位置決めポイントを有し、前記ハンドツールスリーブ200の円周に沿って平均的に配置し、例を挙げると40度ごとに1個配置する。このようにして、どの視角においても、上側位置決めポイント群210にある少なくとも3個の位置決めポイントと下側位置決めポイント群212にある少なくとも3個の位置決めポイントを視認することができる。このほか、前記ハンドツールスリーブ200上の上側位置決めポイント群210と下側位置決めポイント群212はそれぞれ環状配列をなしており、その上の位置決めポイントは何れも同一直線上には配置せずに、ずらし配列と交錯配列の状態を採用することで、前記上側又は下側の発光ダイオードが同時に遮蔽されないようにする。   FIG. 2 is a schematic view of a hand tool sleeve according to the present invention. The hand tool sleeve 200 has a substantially cylindrical shape and is used for fitting into the hand tool 400. Therefore, when the optical positioning module 100 determines the position of the hand tool sleeve 200, the position of the hand tool can be known. As shown in the figure, the plurality of positioning points of the hand tool sleeve 200 are divided into an upper positioning point group 210 and a lower positioning point group 212, and the positioning points are light sources of specific wavelengths, A light emitting diode (LED) can be installed. According to a particular embodiment of the invention, the light emitting diode can be an infrared light emitting diode or can be replaced by an optical reflective mark. According to another embodiment of the present invention, the hand tool sleeve 200 has a total of 18 positioning points in the upper positioning point group 210 and 18 positioning points in the lower positioning point group 212. It arrange | positions along the periphery of the tool sleeve 200 on an average, and if an example is given, it will arrange | position one every 40 degree | times. In this way, at any viewing angle, at least three positioning points in the upper positioning point group 210 and at least three positioning points in the lower positioning point group 212 can be visually recognized. In addition, the upper positioning point group 210 and the lower positioning point group 212 on the hand tool sleeve 200 have an annular arrangement, and the positioning points on the upper positioning point group 210 and the lower positioning point group 212 are not arranged on the same straight line. By adopting the state of the arrangement and the cross arrangement, the upper or lower light emitting diode is prevented from being simultaneously shielded.

前記ハンドツールスリーブ200側面の位置決めポイントの展開図に関しては図3を参照するが、図3は本発明のハンドツールスリーブ上の位置決めポイントの分布図で、図示するように、前記ハンドツールスリーブ200には特殊な幾何配列がある。上列と下列の対応ポイントは一対である。また、如何なる場合でも、前記光学位置決めモジュール100は共同で連続して3対(又は更に多くの)光点を求めることができる。図3の配列によると、上列、下列を定義付けることができ、各光点の対する角度が何度にあるかを知ることができる。これによってハンドツールスリーブ200本体につき二つのカメラ110、112の座標システムにおける回転方向と位置を定義付けることができる。ハンドツールスリーブ200と参考座標の方位を求めた上で、ハンドツールスリーブ200の方位を参考座標システムに変換することができる。   FIG. 3 is referred to for a developed view of positioning points on the side of the hand tool sleeve 200. FIG. 3 is a distribution diagram of positioning points on the hand tool sleeve of the present invention. Has a special geometry. The corresponding points in the upper and lower rows are a pair. In any case, the optical positioning modules 100 can jointly and continuously obtain three pairs (or more) of light spots. According to the arrangement of FIG. 3, the upper row and the lower row can be defined, and it is possible to know how many angles each light spot has. As a result, the rotation direction and position of the two cameras 110 and 112 in the coordinate system of the hand tool sleeve 200 main body can be defined. After obtaining the orientation of the hand tool sleeve 200 and the reference coordinates, the orientation of the hand tool sleeve 200 can be converted into a reference coordinate system.

前述に基づき、前記光学位置決めモジュール100が前記上側位置決めポイント群210と下側位置決めポイント群212によって前記ハンドツールスリーブ200の3D位置を計算できることを当業者は理解できる。   Based on the foregoing, those skilled in the art can understand that the optical positioning module 100 can calculate the 3D position of the hand tool sleeve 200 by the upper positioning point group 210 and the lower positioning point group 212.

図4は本発明に係る位置決めユニット300の概略図である。歯形をかたどる際、患者の頭部が些か移動することがあり得る。そこで歯牙の位置を精確に追跡するために、前記位置決めユニット300は前記患者の歯茎に架設する。さらに、前記位置決めユニット300は複数個の標記ポイント310を有し、例を挙げると、4個の標記ポイントを有する。4個の発光ダイオードは前記標記ポイント310上に配置する。同様に、標記ポイント310は赤外線発光ダイオードでよい。こうして、前記光学位置決めモジュール100は前記位置決めユニット300の位置を追跡することができると同時に、前記歯科医のハンドツールの位置決めユニット300に対向する位置をも計算することができる旨、当業者は理解できる。   FIG. 4 is a schematic view of a positioning unit 300 according to the present invention. When following the tooth profile, the patient's head may move slightly. Therefore, in order to accurately track the position of the teeth, the positioning unit 300 is installed on the gums of the patient. Further, the positioning unit 300 has a plurality of mark points 310, for example, four mark points. Four light emitting diodes are arranged on the mark point 310. Similarly, the mark point 310 may be an infrared light emitting diode. Thus, those skilled in the art will appreciate that the optical positioning module 100 can track the position of the positioning unit 300 and at the same time calculate the position opposite the positioning unit 300 of the dentist hand tool. it can.

図5は本発明に係る位置決めユニットとハンドツールスリーブが結合した概略図であり、前記位置決めユニット300は前記ハンドツール位置400にあって、操作エリアの登録面での活用は図に示すとおりである。   FIG. 5 is a schematic view in which a positioning unit and a hand tool sleeve according to the present invention are combined. The positioning unit 300 is located at the hand tool position 400, and its use in the registration area of the operation area is as shown in FIG. .

位置決めユニット300の位置決め板320上に4個の標記ポイント310が有り、標記ポイント310の中間には小さいホールが一つあり、サイズは丁度前記ハンドツール400のドリルが通る大きさである。前記位置決めユニット300は固定台座を外部に取り付けて前記ハンドツール400を支持することができ、且つ高さは丁度前記ハンドツール400末端のドリルをセンターホールに通すことができる大きさで、しかも前記ハンドツール400の末端とドリルが接合する平面は前記位置決めユニット300を平らに貼付することで、ドリルの軸方向を参考座標に垂直にすることができる。   There are four marking points 310 on the positioning plate 320 of the positioning unit 300, and there is one small hole in the middle of the marking point 310. The size is just the size that the drill of the hand tool 400 can pass through. The positioning unit 300 can support the hand tool 400 with a fixed pedestal attached to the outside, and the height is just large enough to allow a drill at the end of the hand tool 400 to pass through a center hole. The flat surface where the end of the tool 400 and the drill are joined can be made perpendicular to the reference coordinate by axially attaching the positioning unit 300 to the reference coordinate.

前記光学位置決めモジュール100で位置決めを一度行い、前記参考位置決めユニット300上の赤外線LEDランプ又は光学反応マークの光点並びに前記ハンドツールスリーブ200上の赤外線LEDランプ又は光学反応マークの光点を捉えて、対向位置関係を計算することによって、ドリルの軸方向と前記ハンドツールスリーブ200の関係を位置決めすることができ、続いて操作エリアと位置決めユニット300を登録することができるが、前記操作エリアと前記位置決めユニット300は前記光学位置決めモジュール100を妨害せずに赤外線LEDを捉えることを原則として連結し、さらに剛体と看做して両者間の対向関係は不変である。   Once the optical positioning module 100 performs positioning, the light spot of the infrared LED lamp or optical reaction mark on the reference positioning unit 300 and the light spot of the infrared LED lamp or optical reaction mark on the hand tool sleeve 200 are captured, By calculating the opposed positional relationship, the relationship between the axial direction of the drill and the hand tool sleeve 200 can be positioned, and the operation area and the positioning unit 300 can be subsequently registered. The unit 300 is connected in principle to capture the infrared LED without obstructing the optical positioning module 100, and is further regarded as a rigid body, and the opposing relationship between the two is unchanged.

本実施例では、既に事前にコンピュータ3D立体視覚模型を構築しており、表示ユニット上に表示することができる。前記操作エリアのコンピュータ3D立体視覚模型と本物の前記操作エリア上とは互いに対応する数個の標準ポイントを有する。従って、本実施例ではハンドツール末端のドリルの校正後の位置で、本物の操作エリア上の数個の標準ポイントに対して位置決めをして、前記位置決めユニット300に対向する空間ポイント位置を算出することができる。前記数個の空間ポイント位置を求めてから、対応するコンピュータ3D操作エリア模型の空間座標位置を本物の操作エリアと参考座標の対向関係が同様の位置に転換することができ、こうして前記操作エリアと前記位置決めユニット300の登録が完成する。   In this embodiment, a computer 3D stereoscopic visual model is already constructed in advance and can be displayed on the display unit. The computer 3D stereoscopic visual model in the operation area and the real operation area have several standard points corresponding to each other. Therefore, in this embodiment, the position of the hand tool end drill after calibration is positioned with respect to several standard points on the real operation area, and the spatial point position facing the positioning unit 300 is calculated. be able to. After obtaining the several spatial point positions, the spatial coordinate position of the corresponding computer 3D operation area model can be changed to a position where the opposing relation between the real operation area and the reference coordinates is the same, thus Registration of the positioning unit 300 is completed.

図6は本発明で開示した座標システム構築方法であり、座標システム構築前に、まず各標記ポイント310の空間位置を計算する必要があるが、主なフローチャートは図に示すとおりで下記の工程を含む。   FIG. 6 shows the coordinate system construction method disclosed in the present invention. Before constructing the coordinate system, it is necessary to first calculate the spatial position of each mark point 310. The main flowchart is as shown in the figure, and the following steps are performed. Including.

最初に左右映像をデジタル化する(工程610)、即ちレーザー発射ユニット114が分割した左右両側の映像をデジタル化する(つまり二進法システムに転換する)。続いて、光点の映像位置を計算し(工程620)、そして映像位置をレンズ歪み補償する(工程630)、即ち欠陥補償で、さらに映像ポイントを空間座標とハンドツールスリーブ二セットに分け(工程640)、二組の映像ポイント群に角度配列を行い(工程650)、左右の映像の開始対応ポイントを探し出し(工程660)、順番に左右の映像ポイントを対にし(工程670)、対にならなかった映像ポイントを削除し(工程680)、最後に空間座標とハンドツールスリーブの空間座標の計算する(工程690)。前記工程を通じて、参考座標と前記ハンドツールスリーブ200の標記ポイント310の位置を計算することができる。映像は計算を通じて、参考座標と前記ハンドツールスリーブ200の標記ポイント群と分けることができる。続いて参考座標の標記ポイント位置を計算する。   First, the left and right images are digitized (step 610), that is, the left and right images divided by the laser emitting unit 114 are digitized (that is, converted into a binary system). Subsequently, the image position of the light spot is calculated (step 620), and the image position is compensated for lens distortion (step 630). That is, the image point is further divided into two sets of spatial coordinates and hand tool sleeves by defect compensation (step). 640), the angle arrangement is performed on the two sets of video points (step 650), the start corresponding points of the left and right videos are found (step 660), and the left and right video points are paired in order (step 670). The missing video points are deleted (step 680), and finally the spatial coordinates and the spatial coordinates of the hand tool sleeve are calculated (step 690). Through the above process, the reference coordinates and the position of the mark point 310 of the hand tool sleeve 200 can be calculated. The image can be divided into reference coordinates and the mark point group of the hand tool sleeve 200 through calculation. Subsequently, the position of the reference point of the reference coordinates is calculated.

図7は本発明に係る歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムの応用概略図であり、図に示す様に、本図では本システムを完全に応用した態様を示しており、前記と同様に本システムは光学位置決めモジュール100、ハンドツールスリーブ200、位置決めユニット300、ハンドツール400、歯牙模型500、表示ユニット520、照明用アームセット530、発光ユニット540、台座550からなり、全ての部材は何れも前述済みであるので、ここでは贅言しないこととするが、本図は完備したシステムを具現すると共に、部材間の接続関係をはっきりと示している。   FIG. 7 is an application schematic diagram of the dental clinical and educational training simulation tracking system according to the present invention. As shown in the figure, this figure shows a mode in which this system is completely applied. Consists of an optical positioning module 100, a hand tool sleeve 200, a positioning unit 300, a hand tool 400, a tooth model 500, a display unit 520, an illumination arm set 530, a light emitting unit 540, and a pedestal 550, all of which have already been described above. Thus, although not a luxury here, this figure embodies a complete system and clearly shows the connection between the members.

続いて図8は本発明に係る歯科臨床操作シミュレーション追跡の評価方法の評価ルール構築フローチャートである。   Next, FIG. 8 is an evaluation rule construction flowchart of the evaluation method of the dental clinical operation simulation tracking according to the present invention.

図に示す様に、まず歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを通じて標準的な歯牙模型ファイルを構築し(工程700)、構築完成後、さらに歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを通じて既存の歯牙模型ファイルを構築し(工程710)、そしてサンプリングしようとする断面位置と角度を設定し(工程720)、確認次第、前記標準的な歯牙模型ファイルと前記既存の歯牙模型ファイルの断面比較図を作成し(工程730)、前記断面比較図に評価した重要位置又は角度を設定し(工程740)、特定ルールを作り出してデータベースに保存し(工程750)、最後に引き続き新規の評価ルールを作成するか否かを判断し(工程760)、引き続き新たな評価ルールを構築する必要がある場合は工程720へ戻り、新たな評価を構築する必要がない場合は、本フローチャートを終了させる。   As shown in the figure, a standard tooth model file is first constructed through a dental clinical and educational training simulation tracking system (step 700). After the construction is completed, an existing tooth model file is created through a dental clinical and educational training simulation tracking system. Build (step 710), set the cross-sectional position and angle to be sampled (step 720), and upon confirmation, create a cross-sectional comparison of the standard tooth model file and the existing tooth model file (step) 730), the important position or angle evaluated in the cross-sectional comparison diagram is set (step 740), a specific rule is created and stored in the database (step 750), and finally whether a new evaluation rule is to be created or not is determined. Judgment (step 760), and if it is necessary to continue to build a new evaluation rule, return to step 720 If you do not need to build a new evaluation terminates the flowchart.

さらに図9は本発明に係る歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムの評価方法のフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart of the evaluation method of the dental clinical and educational training simulation tracking system according to the present invention.

図に示す様に、まず歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを通じて検査しようとする歯牙模型ファイルを構築し(工程800)、そして前記システムを通じて前記検査しようとする歯牙模型ファイルを量子化し(工程810)、さらに重大ミスの有無を判断する(工程820)が、所謂重大なミスとは、ユーザーが切削工程で下記の何れか一つの状況が発生したことを指す。つまり、隣接する歯牙を傷つけ、前記歯牙の歯髄を傷つけ、及び前記歯牙以外のエリアを切削する。重大なミスが発生した場合は直接本フローチャートを終了させるが、重大なミスが発生していない場合は、データベースから特定ルールと標準的な歯牙模型ファイルをピックアップし(工程830)、そして前記標準的な歯牙模型ファイルと前記検査しようとする歯牙模型ファイルの断面比較図を作成し(工程840)、本工程ではユーザーの工程における切削量、切削深度及び切削角度を強調し、続いて前記標準的な歯牙模型ファイルにおいて、設定した特徴ポイント一を探し当て(工程850)、前記特徴ポイントが各異なる前記特定ルールの定めたところに基づいて特徴ポイントを探し当てると、前記特徴ポイントが前記特定ルールに合致する程度を計算し(工程860)、計算終了後、次の特定ルールをピックアップする必要がないか否かを判断し(工程870)、次の特定ルールをピックアップする必要があれば、工程830に戻り、次の特定ルールをピックアップする必要がなければ、評価結果を計算する(工程880)と共に、本フローチャートを終了させる。   As shown in the figure, first, a dental model file to be inspected through a dental clinical and educational training simulation tracking system is constructed (step 800), and the tooth model file to be inspected through the system is quantized (step 810). Further, it is determined whether or not there is a serious mistake (step 820). The so-called serious mistake means that the user has any one of the following situations in the cutting process. That is, the adjacent tooth is damaged, the pulp of the tooth is damaged, and the area other than the tooth is cut. If a serious error occurs, the flowchart is directly terminated. If a serious error has not occurred, a specific rule and a standard tooth model file are picked up from the database (step 830), and the standard A cross-sectional comparison diagram of the tooth model file to be inspected and the tooth model file to be inspected (step 840). In this step, the cutting amount, cutting depth and cutting angle in the user's process are emphasized, and then the standard model file is checked. In the tooth model file, one set feature point is found (step 850), and when the feature point is found based on the specific rule determined by each different feature point, the feature point matches the specific rule. (Step 860), and after the calculation is completed, it is not necessary to pick up the next specific rule If it is necessary to pick up the next specific rule (step 870), the process returns to step 830, and if it is not necessary to pick up the next specific rule, the evaluation result is calculated (step 880). This flowchart is ended.

上記の開示方法により、歯牙の切削研磨状況をシミュレーションし得る。歯科医のカリキュラムの割り振りに合せて、実習医に必要とされる歯型をかたどらせて、訓練システムでシミュレーション、採点を行う。だが当然ながらこれに限られず、本発明で開示した座標の位置決め並びに結合、そしてそれによって求められた情報の活用は何れも既に本発明で開示しているものと看做すべきであり、例を挙げると、座標情報のデジタル化により、遠距離のネットワーク伝送や監視統制によるハンドツール操作及び採点が何れも可能となる。   By the above disclosed method, the cutting and polishing situation of the tooth can be simulated. In accordance with the dentist's curriculum allocation, the dental mold required by the apprentice is modeled, and the training system performs simulation and scoring. However, of course, the present invention is not limited to this. The positioning and combination of coordinates disclosed in the present invention, and the utilization of information obtained thereby should be considered as already disclosed in the present invention. For example, the digitization of coordinate information enables both hand tool operation and scoring by long-distance network transmission and monitoring control.

本発明で開示したシステムを通じて、医療スタッフが左利き、右利きに関わらず両方の手で設備の操作を行うことができると共に、既存の医療施設の半分の設備をグレードアップさせ、また設備は臨床面での使用等も可能であると共に、校正プログラムと合せて活用することもできる。
本発明は既に前記好ましい実施例により開示しているが、本発明を限定するものではなく、当業者が本発明の精神並びに範囲を逸脱しないで各種の変更若しくは修正を行うことができる。従って本発明の保護範囲は添付した特許請求の範囲で定めるものを基準とする。
Through the system disclosed in the present invention, medical staff can operate equipment with both hands, left-handed and right-handed, and upgrade half of existing medical facilities, and the equipment is clinical It can be used in conjunction with a calibration program.
Although the present invention has already been disclosed by the preferred embodiments, it is not intended to limit the present invention, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the scope of protection of the present invention shall be based on that defined in the appended claims.

本発明に係る歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム装置の構造図である。1 is a structural diagram of a dental clinical and educational training simulation tracking system apparatus according to the present invention. FIG. 本発明に係るハンドツールスリーブの概略図である。1 is a schematic view of a hand tool sleeve according to the present invention. 本発明に係るハンドツールスリーブ表面の展開平面上の位置決めポイントの分布図である。It is a distribution map of the positioning point on the development plane of the hand tool sleeve surface concerning the present invention. 本発明に係る位置決めユニットの概略図である。It is the schematic of the positioning unit which concerns on this invention. 本発明に係る位置決めユニットとハンドツールスリーブが結合した概略図である。It is the schematic which the positioning unit and hand tool sleeve which concern on this invention couple | bonded. 本発明で開示した座標システム構築方法のフローチャートである。It is a flowchart of the coordinate system construction method disclosed by the present invention. 本発明に係る歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムの応用概略図である。It is an application schematic diagram of a dental clinical and educational training simulation tracking system according to the present invention. 本発明に係る歯科臨床操作シミュレーション追跡の評価方法の評価ルール構築フローチャートである。It is an evaluation rule construction flow chart of an evaluation method of dental clinical operation simulation tracking concerning the present invention. 本発明に係る歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムの評価方法のフローチャートである。It is a flowchart of the evaluation method of the dental clinical and educational training simulation tracking system which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 光学位置決めモジュール
110 カメラ
112 カメラ
114 レーザー発射ユニット
116 横軸
200 ハンドツールスリーブ
210 上側位置決めポイント群
212 下側位置決めポイント群
300 位置決めユニット
310 標記ポイント
320 位置決め板
400 ハンドツール
500 臨床操作追跡装置
510 歯牙模型
520 表示ユニット
530 照明用アームセット
540 発光ユニット
550 台座
610 左右映像のデジタル化
620 光点の映像位置を計算する
630 映像位置をレンズ歪み補償する
640 映像ポイントを空間座標とハンドツールスリーブ二セットに分ける
650 二組の映像ポイント群に角度配列を行う
660 左右の映像の開始対応ポイントを探し出す
670 順番に左右の映像ポイントを対にする
680 対にならなかった映像ポイントを削除する
690 空間座標とハンドツールスリーブの空間座標を計算する
700 歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを通じて標準的な歯牙模型ファイルを構築する
710 歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを通じて既存の歯牙模型ファイルを構築する
720 サンプリングしようとする断面位置と角度を設定する
730 前記標準的な歯牙模型ファイルと前記既存の歯牙模型ファイルの断面比較図を作成する
740 前記断面比較図に評価した重要位置又は角度を設定する
750 特定ルールを作り出してデータベースに保存する
760 引き続き新規の評価ルールを構築するか否かを判断する
800 歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムを通じて検査しようとする歯牙模型ファイルを構築する
810 前記システムを通じて前記検査しようとする歯牙模型ファイルを量子化する
820 重大ミスの有無を判断する
830 データベースから特定ルールと標準的な歯牙模型ファイルをピックアップする
840 前記標準的な歯牙模型ファイルと前記既存の歯牙模型ファイルの断面比較図を作成する
850 前記標準的な歯牙模型ファイル上で、設定した特徴ポイント位置を探し当てる
860 前記特徴ポイントが前記特定ルールに合致する程度を計算する
870 次の特定ルールをピックアップする必要がないか否かを判断する
880 評価結果を計算する
100 Optical positioning module 110 Camera 112 Camera 114 Laser emitting unit 116 Horizontal axis 200 Hand tool sleeve 210 Upper positioning point group 212 Lower positioning point group 300 Positioning unit 310 Mark point 320 Positioning plate
400 Hand tool 500 Clinical operation tracking device 510 Dental model 520 Display unit 530 Illuminating arm set 540 Light emitting unit 550 Base 610 Digitization of left and right images 620 Calculate the image position of the light spot 630 Image position compensation for lens distortion 640 Image point 650 is divided into two sets of spatial coordinates and hand tool sleeves 650 Angles are arranged in two sets of video points 660 Find the start corresponding point of the left and right video 670 Paired left and right video points in order 680 Not paired Delete image points 690 Calculate spatial coordinates and hand tool sleeve spatial coordinates 700 Build standard dental model file through dental clinical and educational training simulation tracking system 710 Dental clinical and educational training simulation tracking system Next, construct an existing tooth model file 720 Set the cross-sectional position and angle to be sampled 730 Create a cross-sectional comparison diagram of the standard tooth model file and the existing tooth model file 740 In the cross-sectional comparison diagram Established important positions or angles evaluated 750 Create specific rules and store them in database 760 Continue to determine whether to build new evaluation rules 800 Tooth model to be examined through dental clinical and educational training simulation tracking system Build a file 810 Quantize the tooth model file to be inspected through the system 820 Judge whether there is a serious error 830 Pick up a specific rule and standard tooth model file from a database 840 The standard tooth model File and said Create a cross-sectional comparison diagram of the existing tooth model file 850 Find the set feature point position on the standard tooth model file 860 Calculate the degree to which the feature point matches the specific rule 870 Next specific rule 880 to determine if it is not necessary to pick up

Claims (12)

歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムであって、
複数個の標記ポイントを設けると共に、歯牙模型固定できる懸架構造を設けた位置決めユニットと、
複数個の位置決めポイントを設けると共に、ハンドツールにはめ込むハンドツールスリーブと、
前記システムの各構成要素間の全ての信号の処理を行い、全ての操作履歴に対応する座標値を構築すると共に、全ての操作シミュレーションの履歴と結果を保存する情報処理装置と、
前記ハンドツールの操作、位置決め、及びユーザーが前記システムを操作する評定結果を表示する表示ユニットと、
少なくとも二台のカメラを含み、前記位置決めユニットと前記ハンドツールスリーブに照準を合わせると共に、前記情報処理装置に接続して、前記位置決めユニット上の前記標記ポイントと前記ハンドツールスリーブ上の前記位置決めポイントから映像を取得する光学位置決めモジュールと、
前記情報処理装置に接続して、光線を発して操作エリアを画定するレーザー発射ユニットと、を含み、
前記ハンドツールスリーブの前記複数個の位置決めポイントは上側位置決めポイント群と下側位置決めポイント群に分けられ、前記各ポイント群の各ポイントの配置は、前記ハンドツールスリーブ表面の展開平面上で、各長手方向直線上にポイント群間で、ペアーで対応して配列され、
かつ、前記いずれのポイント群においても、それぞれ前記ハンドツールスリーブ表面の展開平面上で前記長手方向に垂直な同一直線上に配置せず、ずらし配列と交錯配列の状態を採用することにより、前記上側位置決めポイント群及び前記下側位置決めポイント群が同時に遮蔽されないようにする、ことを特徴とする歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。
A dental clinical and educational training simulation tracking system,
A positioning unit having a plurality of marking points and a suspension structure capable of fixing a tooth model;
While providing a plurality of positioning points, a hand tool sleeve that fits into the hand tool,
An information processing device that performs processing of all signals between each component of the system, constructs coordinate values corresponding to all operation histories, and stores history and results of all operation simulations;
A display unit for displaying the results of operation, positioning, and rating of the user operating the system;
Including at least two cameras, aiming at the positioning unit and the hand tool sleeve, and connected to the information processing device, from the mark point on the positioning unit and the positioning point on the hand tool sleeve An optical positioning module for acquiring images;
A laser emitting unit connected to the information processing apparatus to emit light and demarcate an operation area;
The plurality of positioning points of the hand tool sleeve are divided into an upper positioning point group and a lower positioning point group, and each point group is arranged in a longitudinal direction on a development plane of the surface of the hand tool sleeve. A pair of points on the direction line are arranged in pairs,
And in any of the above point groups, the upper side is not arranged on the same straight line perpendicular to the longitudinal direction on the development plane of the surface of the hand tool sleeve , but by adopting a shifted arrangement state and a cross arrangement state. A dental clinical and educational training simulation tracking system, wherein a positioning point group and the lower positioning point group are not simultaneously shielded.
前記位置決めユニットには少なくとも4個の発光ダイオード(LED)又は光学反射マークから生じた標記ポイントを有することを特徴とする請求項1に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 The dental clinical and educational training simulation tracking system according to claim 1, wherein the positioning unit has at least four light emitting diodes (LEDs) or marking points arising from optical reflection marks. 前記歯牙模型は、各部の位置座標が前記位置決めユニットの座標軸に従って登録関数により登録されることにより、前記ハンドツールスリーブの前記歯牙模型の中での操作及び位置決めを実施することができることを特徴とする請求項1に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 The tooth model can be operated and positioned in the tooth model of the hand tool sleeve by registering the position coordinates of each part by a registration function according to the coordinate axis of the positioning unit. The dental clinical and educational training simulation tracking system according to claim 1. 前記上側位置決めポイント群と前記下側位置決めポイント群が、それぞれ前記ハンドツールスリーブ表面で環状に配列されることを特徴とする請求項1に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 The dental clinical and educational training simulation tracking system according to claim 1, wherein the upper positioning point group and the lower positioning point group are annularly arranged on the surface of the hand tool sleeve. 前記ハンドツールスリーブの前記複数個の位置決めポイントと前記位置決めユニットの複数個の標記ポイントが発光ダイオード(LED)又は光学反射マークの何れか一方であることを特徴とする請求項1に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 2. The dental clinic according to claim 1, wherein the plurality of positioning points of the hand tool sleeve and the plurality of mark points of the positioning unit are either light emitting diodes (LEDs) or optical reflection marks. And education training simulation tracking system. 前記システムはさらに照明アームセットを含み、前記光学位置決めモジュールを定位置に固定することを特徴とする請求項1に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 2. The dental clinical and educational training simulation tracking system according to claim 1, wherein the system further includes an illumination arm set to lock the optical positioning module in place. 前記照明アームセットはさらに発光ユニットを含み、前記照明アームセットに固定して前記歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムに必要な光源を提供することを特徴とする請求項6に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 The dental clinic and education according to claim 6, wherein the illumination arm set further includes a light emitting unit, and is fixed to the illumination arm set to provide a light source necessary for the dental clinical and educational training simulation tracking system. Training simulation tracking system. 前記ハンドツールは歯科臨床操作用であって、電動又はエアードリルの何れか一方であることを特徴とする請求項1に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 2. The dental clinical and educational training simulation tracking system according to claim 1, wherein the hand tool is for dental clinical operation and is one of an electric drill and an air drill. 歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムであって、
複数個の標記ポイントを設けると共に、歯牙模型に固定できる懸架構造を設けた位置決めユニットと、
複数個の位置決めポイントを設けると共に、ハンドツールにはめ込むハンドツールスリーブと、
歯科臨床操作用であって、電動又はエアードリルである前記ハンドツールと、
各部の位置座標が前記位置決めユニットの座標軸に従って登録関数により登録されることにより、前記ハンドツールスリーブの前記歯牙模型の中での操作及び位置決めを実施することができる前記歯牙模型と、
前記システムの各構成要素間の全ての信号の処理を行い、全ての操作履歴に対応する座標値を構築すると共に、全ての操作シミュレーションの履歴と結果を保存する情報処理装置と、
前記ハンドツールの操作、位置決め、及びユーザーが前記システムを操作した評定結果を表示する表示ユニットと、
少なくとも二台のカメラを含み、前記位置決めユニットと前記ハンドツールスリーブに照準を合わせると共に、前記情報処理装置に接続して、前記位置決めユニットの前記標記ポイントと前記ハンドツールスリーブ上の前記位置決めポイントから映像を取得する光学位置決めモジュールと、
前記情報処理装置に接続して、光線を発して操作エリアを画定するレーザー発射ユニットと、からなり、さらに、
前記光学位置決めモジュールを定位置に固定する照明アームセットと、
前記照明アームセットに固定して、前記歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システムに必要な光源を提供する発光ユニットと、を含み、
前記ハンドツールスリーブの前記複数個の位置決めポイントは上側位置決めポイント群と下側位置決めポイント群に分けられ、前記各ポイント群の各ポイントの配置は、前記ハンドツールスリーブ表面の展開平面上で、各長手方向直線上にポイント群間で、ペアーで対応して配列され、
かつ、前記いずれのポイント群においても、それぞれ前記ハンドツールスリーブ表面の展開平面上で、前記長手方向に垂直な同一直線上に配置せず、ずらし配列と交錯配列の状態を採用することにより、前記上側位置決めポイント群及び前記下側位置決めポイント群が同時に遮蔽されないようにする、ことを特徴とする歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。
A dental clinical and educational training simulation tracking system,
A positioning unit provided with a suspension structure that can be fixed to a tooth model while providing a plurality of marking points;
While providing a plurality of positioning points, a hand tool sleeve that fits into the hand tool,
The hand tool for dental clinical operation, which is an electric or air drill;
The position model of each part is registered by a registration function according to the coordinate axis of the positioning unit, so that the tooth model can be operated and positioned in the tooth model of the hand tool sleeve, and
An information processing device that performs processing of all signals between each component of the system, constructs coordinate values corresponding to all operation histories, and stores history and results of all operation simulations;
A display unit for displaying the result of operation of the hand tool, positioning, and a user operating the system;
Including at least two cameras, aiming at the positioning unit and the hand tool sleeve, and connected to the information processing apparatus, and images from the mark point of the positioning unit and the positioning point on the hand tool sleeve An optical positioning module to obtain,
A laser emitting unit that is connected to the information processing device and emits light to define an operation area; and
An illumination arm set that fixes the optical positioning module in place;
A light emitting unit fixed to the lighting arm set to provide a light source necessary for the dental clinical and educational training simulation tracking system;
The plurality of positioning points of the hand tool sleeve are divided into an upper positioning point group and a lower positioning point group, and each point group is arranged in a longitudinal direction on a development plane of the surface of the hand tool sleeve. A pair of points on the direction line are arranged in pairs,
And in any one of the above point groups, by disposing them on the same plane that is perpendicular to the longitudinal direction on the development plane of the surface of the hand tool sleeve , adopting a shifted arrangement and a cross arrangement , A dental clinical and educational training simulation tracking system characterized in that the upper positioning point group and the lower positioning point group are not simultaneously shielded.
前記位置決めユニットには少なくとも4個の発光ダイオード(LED)又は光学反射マークから生じた標記ポイントを有することを特徴とする請求項9に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 10. Dental clinical and educational training simulation tracking system according to claim 9, wherein the positioning unit has at least four light emitting diodes (LEDs) or marking points arising from optical reflection marks. 前記上側位置決めポイント群と前記下側位置決めポイント群が、それぞれ前記ハンドツールスリーブ表面で環状に配列されることを特徴とする請求項9に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 10. The dental clinical and educational training simulation tracking system according to claim 9, wherein the upper positioning point group and the lower positioning point group are annularly arranged on the surface of the hand tool sleeve, respectively. 前記ハンドツールスリーブの前記複数個の位置決めポイントと前記位置決めユニットの複数個の標記ポイントは特定波長の光源であって、前記光源には発光ダイオード(LED)の照明器具を設置することができることを特徴とする請求項9に記載する歯科臨床と教育訓練シミュレーション追跡システム。 The plurality of positioning points of the hand tool sleeve and the plurality of mark points of the positioning unit are light sources of a specific wavelength, and a light emitting diode (LED) lighting fixture can be installed in the light source. The dental clinical and educational training simulation tracking system according to claim 9.
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