KR101044399B1 - 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법 - Google Patents

가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법에 있어서, 가이드는 임플란트의 식립을 위해 뼈에 구멍을 드릴링을 할 때 드릴을 가이드하는 한편, 임플란트를 식립할 때 임플란트 마운트를 가이드하는 가이드 홀을 구비하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법에 있어서, 가이드 홀의 높이를 결정하는 제1 단계; 그리고 구멍의 깊이와 가이드 홀의 높이 정보를 이용하여 드릴링 및 임플란트 식립 중의 적어도 하나에 사용될 스페이서의 높이를 결정하는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법에 관한 것이다.
의학, 소프트웨어, 임플란트, 덴탈 가이드, 스페이서, 방법, 식립, 스페이서

Description

가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법{PLANNING METHOD FOR IMPLANTING AN IMPLANT USING A SURGICAL GUIDE}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법에 관한 것으로, 특히 드릴링 과정만이 아니라 임플란트 식립의 과정을 고려하여 가이드와 스페이서를 설계를 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법 및 스페이서의 제조 방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background informaton related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 미국특허 제5,320,529호에 기재된 임플란트 식립을 위한 드릴링의 일예를 나타내는 도면으로서, 가이드(100)가 뼈(110) 위에 위치하며, 가이드 홀(120)을 구비하여, 뼈(110)에 드릴(130)을 통해 구멍(140)을 형성할 때, 드릴(130)을 안내한다. 미설명 부호 150은 뼈(110) 내에 있는 신경이다. 뼈(110)에 형성될 구멍(140)을 계획(Planning)할 때 및/또는 가이드(100)를 제작할 때 뼈(110) 내의 신경(150)이 손상되지 않도록 주의하여야 한다. 이때 가이드 홀(120)과 드릴(130) 사 이의 직경 차이를 조절하거나, 구멍(140)의 깊이를 조절하기 위해 스페이서(160)가 사용될 수 있다.
도 2는 임플란트 플랜닝의 일 예를 설명하는 도면으로서, CT로부터 얻어진 화면 상에 4개의 임플란트(170A,170B,170C,170D)를 놓아 본 화면이 도시되어 있다.
도 3은 국제공개공보 WO95/28688호에 기재된 임플란트 플랜닝으로부터 가이드를 제작하는 방법의 일 예를 설명하는 도면으로서, 먼저, 뼈(110)로부터 CT 장비 또는 MRI 장비와 같은 의료 영상 촬영장치를 이용하여, 뼈 이미지(111)를 취득한다. 뼈 이미지(112)는 뼈 이미지(111)의 확대 이미지이다. 다음으로, 뼈 이미지(112)의 단면 형상을 따르는 가이드 이미지(101)를 형성하고, 여기에 플래닝된, 가이드 홀(120; 도 1 참조)과 같은 기능 요소(121); Functional Element)를 형성한다. 이렇게 기능 요소(121)가 형성된 가이드 이미지(101)에 대한 정보를 RP(Rapid Prototyping) 장치로 옮겨 가이드 홀(120)을 가지는 가이드(100)를 제조한다.
도 4는 미국 공개특허공보 제2005-0170311호에 기재된 임플란트 식립의 일 예를 나타내는 도면으로서, 가이드 홀(120A,120B,120C)을 구비하는 가이드(100)에 의해, 구멍(140A,140B,140C)이 뼈(110)에 형성되어 있다. 임플란트(170)는 임플란트 마운트(180)에 결합되어 구멍(140A,140B,140C)에 위치결정되며, 임플란트(170)의 위치를 조절하기 위해 도 1에서와 마찬가지로 스페이서(160)가 사용될 수 있다.
여기서 각각 깊이를 달리하는 구멍(140A,140B,140C)을 형성하는 경우에, 주어진 길이를 가지는 드릴(130; 도 1참조)에 대하여, 도 1에서와 같이 스페이서(160)의 도움을 받아 구멍(140A,140B,140C)을 형성하는 것도 가능하지만, 각각 높이를 달리하는 가이드 홀(120A,120B,120C)의 도움을 받아 스페이서(160) 없이 구멍(140A,140B,140C)을 형성하는 것도 가능하다.
한편 각각 높이를 달리하는 가이드 홀(120A,120B,120C)을 구비하는 가이드(100)를 이용하여, 각각 깊이를 달리하는 구멍(140A,140B,140C)을 드릴링한 다음, 임플란트 마운트(180)를 이용하여 임플란트(170)의 식립이 이루어질 때, 주어진 길이를 가지는 임플란트 마운트(180)가 사용되는 경우, 임플란트(170)의 정확한 식립을 위해, 도 4에서와 같이 스페이서(160)의 도움을 받아야 한다.
실제 현장에서 드릴(130) 및 임플란트 마운트(180)에 맞춤된 구멍 크기를 가지며 일련의 높이를 가지는 스페이서의 세트가 사용되고 있지만, 임플란트 식립의 설계 내지는 가이드(100) 설계의 과정에서 변경가능한 변수가 아니라, 설계의 제약으로서 기능한다.
나아가 도 3에서와 같이 컴퓨터의 도움을 받아 가이드(100)를 제작하는 과정이 단순히 드릴링되는 구멍(140A,140B,140C)의 깊이만을 고려하여 이루어지는 것을 알 수 있으며(즉, 드릴링 과정만을 고려하여 가이드(100)가 제작되는 것을 알 수 있으며), 임플란트 식립의 과정을 전혀 고려하고 있지 않음을 알 수 있다(즉, 스페이서(160)를 설계의 과정으로 끌어 들이지 못하고 있음을 알 수 있다.)
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 가이드는 임플란트의 식립을 위해 뼈에 구멍을 드릴링을 할 때 드릴을 가이드하는 한편, 임플란트를 식립할 때 임플란트 마운트를 가이드하는 가이드 홀을 구비하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법에 있어서, 가이드 홀의 높이를 결정하는 제1 단계; 그리고 구멍의 깊이와 가이드 홀의 높이 정보를 이용하여 드릴링 및 임플란트 식립 중의 적어도 하나에 사용될 스페이서의 높이를 결정하는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법이 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 5는 본 개시에 따라 임플란트 식립을 설계하는 과정의 일 예를 설명하기 위한 도면으로서, 구멍의 깊이(H). 드릴의 길이(D), 임플란트 마운트의 길이(M) 및 가이드 홀의 높이(G)을 고려하여, 드릴링 스페이서의 높이(DS) 및/또는 임플란트 마운트 스페이서(MS)의 높이를 결정하는 과정이 제시되어 있다.
예를 들어, 도 2에서와 같은 화면 상에서, 세개의 임플란트(170A,170B,170C)를, 각각이 3mm, 2mm 및 2mm의 외경과, 6mm, 5mm 및 3mm의 길이를 가지도록 설계한 경우에, 도 3에서와 같은 가이드 설계의 과정에서, 먼저 일정한 높이의 가이드 홀을 가지는 가이드를 설계하는 경우, 가이드 홀의 높이(G)를 9mm로 지정하고, 사용될 드릴의 길이(D)를 각각 16mm, 14mm 및 14mmm로 지정하면, 드릴링 스페이서 각각의 높이(DS)는 [D - H - G]로 계산되어 1mm, 0mm 및 2mmm로 결정된다. 또한 사용될 임플란트 마운트의 길이(M)를 가이드 홀의 높이(G)와 동일하게 9mm로 두면, 임플란트 마운트 스페이스는 불필요하게 된다.
한편 각각 다른 높이의 가이드 홀을 가지는 가이드를 설계하는 경우에, 가이드 홀의 높이(G)를 각각 10mm, 9mm 및 11mm로 설계하게 되면, 드릴링 과정에서는 드릴링 스페이서가 필요없게 되고, 사용될 임플란트 마운트의 길이(M)를 각각 13mm, 11mm 및 11mmm로 지정하면, 임플란트 마운트 스페이서(MS) 각각의 높이는 [M - G]로 계산되어 3mm, 2mm 및 0mm로 설정된다.
이러한 연산을 바탕으로, 드릴링 스페이서 및 임플란트 식립 스페이서의 높 이가 결정되며, 임플란트의 외경에 맞추어 가이드 홀의 내경, 드릴링 스페이서의 내경 및 임플란트 마운트 스페이서의 내경을 설계할 수 있다.
도 6은 본 개시에 따라 임플란트 플랜닝으로부터 가이드 및 스페이서를 제작하는 바람직한 방법의 일 예를 설명하는 도면으로서, 먼저, 뼈(110)로부터 CT 장비 또는 MRI 장비와 같은 의료 영상 촬영장치를 이용하여, 뼈 이미지(111)를 취득한다. 뼈 이미지(112)는 뼈 이미지(111)의 확대 이미지이다. 다음으로, 뼈 이미지(112)의 단면 형상을 따르는 가이드 이미지(101)를 형성하고, 여기에 플래닝된, 가이드 홀(120)과 같은 기능 요소(121)를 형성한다. 이 때, 가이드 홀(120)에 대응하는 기능 요소(121)만이 아니라, 본 개시에 따라 설계된 스페이서(160)에 대응하는 기능 요소(161)를 함께 형성한다. 이렇게 기능 요소(121,161)가 형성된 가이드 이미지(101)에 대한 정보를 RP(Rapid Prototyping) 장치로 옮겨 가이드 홀(120)을 가지는 가이드(100)와 함께 스페이서(160)를 제조한다. 이미 주어진 스페이서(160)를 이용하는 경우에, 스페이서(160)의 형상을 제약 요건으로 하여, 가이드(100)가 설계되어야 하지만, 본 개시에 따른 임플란트 플래닝에 따라 스페이서(160)의 규격을 결정한 다음, 가이드(100) 함께 설계 및 제조하는 경우에는, 스페이서(160)가 더이상 제약 요건으로 기능하지 않으므로, 가이드(100)의 설계에 따라 스페이서(160)를 변형할 수 있게 되어, 가이드(100) 설계의 다양성과 정확성을 확보할 수 있게 된다. 특히 가이드(100)와 스페이서(160)가 맞닿음하는 면의 정확성을 확보할 수 있으며, 스페이서(160)가 가이드 홀(120)에 끼워지는 형태의 경우에도 마찬가지이다.
도 7은 본 개시에 따라 설계된 스페이서를 제조하는 다른 예를 설명하는 도면으로서, 도 5에서와 같이 본 개시에 따라 임플란트 플래닝 과정에서 스페이서의 높이를 결정한 다음, 절단이 가능한 관형 막대(161)로부터 높이에 맞게 절단하여 스페이서를 제조할 수도 있다. 바람직하게는 관형 막대(161)에는 눈금이 표시된다.
도 8은 본 개시에 따라 설계된 스페이서의 높이를 실제 적용하는 방법의 다른 예를 나타내는 도면으로서, 각각 높이를 달리하는 가이드 홀(120A,120B,120C)을 구비하는 가이드(100)를 통해, 뼈(110)에 형성된 구멍(140A,140B,140C)에 임플란트(170)를 식립하는 과정에서, 스페이서(160)의 위치는 임플란트 마운트(180)에 마련된 나사산(181)을 따라 스페이서(160)를 이동시킴으로써 조절된다. 여기서 임플란트 마운트(180)를 이용해 설명하였지만, 이는 드릴에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 가이드와 함께 스페이서를 포함하는 가이드 이미지를 형성하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
(2) 가이드 이미지는 RP(래피드 프로토타입핑; Rapid Prototyping) 장치에 의해 가이드 및 스페이서가 제조하는데 이용되는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
(3) 제1 단계에서, 복수개의 가이드 홀에 대해 각각 다른 높이를 지정하는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법. 이러한 구성 을 통해, 드릴링 과정에서의 스페이서의 사용이 최소화될 수 있다.
(4) 제1 단계에서, 복수개의 가이드 홀에 대해 각각 같은 높이를 지정하는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법. 이러한 구성을 통해, 임플란트 식립 과정에서의 스페이서의 사용이 최소화될 수 있다.
(5) 제2 단계에서, 스페이서의 높이는 드릴의 길이 및 임플란트 마운트의 길이 중의 적어도 하나를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법. 이는 본 개시에 따른 임플란트 식립의 설계 방법에 있어서, 반드시 설계의 과정에 드릴의 길이 및 임플란트 마운트의 길이가 고려되어야 하는 것은 아니라는 것을 의미한다. 바람직하게는 함께 고려됨으로써, 실제 식립에 있어 편의를 도모할 수 있다.
(6) 제2 단계에서 결정된 높이로 관형 튜브를 절단함으로써 제조되는 스페이서인 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
(7) 드릴 및 임플란트 마운트 중의 적어도 하나에 제2 단계에서 결정된 스페이서의 높이를 맞출 수 있도록 나사가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
(8) 본 개시에 따른 임플란트 식립의 설계 방법은 임플란트 플래닝에 있어 드릴링 과정과 임플란트 식립 과정에서 스페이서 사용의 구체적인 문제점으로부터 하여 이를 해소하는 것에 관한 것이지만, 이로부터 다른 수술용 플래닝에 있어 필요한 스페이서와 같은 치수(Dimension) 관련 보조 수단의 설계하고, 제작하는 것으로 확장될 수 있다.
본 개시에 따른 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법의 일 예에 의하면, 드릴링 및/또는 임플란트 식립에 있어 맞춤된 스페이서를 사용할 수 있게 된다.
또한 본 개시에 따른 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법의 다른 예에 의하면, 임플란트 플래닝에 있어 임플란트 식립 과정을 설계에 고려할 수 있게 된다.
또한 본 개시에 따른 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법의 또다른 예에 의하면, 임플란트 플래닝에 있어 스페이서의 설계를 고려함으로써 주어진 드릴 및 임플란트 마운트를 이용하는 임플란트 시술에서 편의를 도모할 수 있게 된다.
또한 본 개시에 따른 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법의 또다른 예에 의하면, 임플란트 플래닝에 있어서 가이드와 스페이서를 함께 고려함으로써 스페이서가 제약 요건이 아니라 가이드 설계에 유연성을 부여하는 기능을 하게 된다.
도 1은 미국특허 제5,320,529호에 기재된 임플란트 식립을 위한 드릴링의 일예를 나타내는 도면,
도 2는 임플란트 플랜닝의 일 예를 설명하는 도면,
도 3은 국제공개공보 WO95/28688호에 기재된 임플란트 플랜닝으로부터 가이드를 제작하는 방법의 일 예를 설명하는 도면,
도 4는 미국 공개특허공보 제2005-0170311호에 기재된 임플란트 식립의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 본 개시에 따라 임플란트 식립을 설계하는 과정의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 개시에 따라 임플란트 플랜닝으로부터 가이드 및 스페이서를 제작하는 바람직한 방법의 일 예를 설명하는 도면,
도 7은 본 개시에 따라 설계된 스페이서를 제조하는 다른 예를 설명하는 도면,
도 8은 본 개시에 따라 설계된 스페이서의 높이를 실제 적용하는 방법의 다른 예를 나타내는 도면.

Claims (10)

  1. 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법에 있어서, 가이드는 임플란트의 식립을 위해 뼈에 구멍을 드릴링을 할 때 드릴을 가이드하는 한편, 임플란트를 식립할 때 임플란트 마운트를 가이드하는 가이드 홀을 구비하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법에 있어서,
    가이드 홀의 높이를 결정하는 제1 단계; 그리고
    구멍의 깊이와 가이드 홀의 높이 정보를 이용하여 드릴링 및 임플란트 식립 중의 적어도 하나에 사용될 스페이서의 높이를 결정하는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    가이드와 함께 스페이서를 포함하는 가이드 이미지를 형성하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    가이드 이미지는 RP(래피드 프로토타입핑; Rapid Prototyping) 장치에 의해 가이드 및 스페이서가 제조하는데 이용되는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
    제1 단계에서, 복수개의 가이드 홀에 대해 각각 다른 높이를 지정하는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
    제1 단계에서, 복수개의 가이드 홀에 대해 각각 같은 높이를 지정하는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제2 단계에서, 스페이서의 높이는 드릴의 길이 및 임플란트 마운트의 길이 중의 적어도 하나를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    제2 단계에서, 스페이서의 높이는 드릴의 길이 및 임플란트 마운트의 길이 중의 적어도 하나를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    제2 단계에서, 스페이서의 높이는 드릴의 길이 및 임플란트 마운트의 길이 중의 적어도 하나를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    스페이서는 제2 단계에서 결정된 높이로 관형 튜브를 절단함으로써 제조되는 스페이서인 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    드릴 및 임플란트 마운트 중의 적어도 하나에 제2 단계에서 결정된 스페이서의 높이를 맞출 수 있도록 나사가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 가이드를 이용하는 임플란트 식립의 설계 방법.
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KR20050025253A (ko) * 2003-09-04 2005-03-14 엠제이라드(주) 치과용 임플란트의 식립위치 가이드 장치 및 가이드장치의 제조방법

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