KR101118721B1 - 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공장치, 가공방법 및 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법 - Google Patents

구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공장치, 가공방법 및 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치 및 가공방법에 대한 것으로 더욱 상세하게는 환자에게 시행할 천공 술식을 환자의 구강 구조를 나타내는 이미지를 통해 시뮬레이트 하여 결정하고 이를 가공장치에 결정된 천공 술식의 드릴링에 대한 위치 데이터를 전송하여 장치물을 가공하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치 및 가공방법에 대한 것이다.
본 발명의 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공방법은 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 방법에 있어서, 상기 천공 술식을 시행할 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션을 통해 상기 천공 술식에 대한 드릴링 데이터를 결정하는 단계; 상기 결정된 천공 술식에 대한 드릴링 데이터를 상기 천공 술식을 위한 장치물의 가공 장치로 전송하는 단계; 상기 전송된 드릴링 데이터에 기초하여 상기 가공장치를 통해 상기 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치에 따르면 환자의 구강 구조를 나타내는 이미지를 통해 천공 술식을 미리 각 환자에게 맞도록 결정할 수 있고 술식에 포함된 드릴링의 위치를 나타내는 벡터 데이터로 전송하여 손쉽게 가공할 수 있는 효과가 있다.

Description

구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공장치, 가공방법 및 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법{Machining apparatus and method for surgical template and Simulating method of drilling operation}
본 발명은 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치 및 가공방법에 대한 것으로, 환자의 CT 영상 등 환자의 치골 구조를 나타내는 이미지를 이용하여 구강 내에서 시술될 천공 술식을 결정하고 이를 가공장치로 전송하여 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 가공장치 및 가공방법에 대한 것이다.
임플란트를 시술하는 작업을 할 때, 일반적으로 드릴을 이용하여 치조골에 픽스쳐가 매식될 홈을 드릴링하는 작업이 수행된다. 이때 임플란트를 식립하는 구체적인 시술방법은 환자마다 많은 차이가 생기는데, 이는 환자의 치아의 상태나 임플란트 시술이 필요한 치아의 위치, 환자의 치조골의 상태 등 다양한 요인을 고려하여 임플란트의 식립 위치와 깊이 및 방향을 결정해야 하기 때문이다. 따라서 환자 개개인에게 맞춤식으로 결정된 임플란트의 식립 위치, 방향, 깊이에 따라 치조골을 천공하는 드릴링 작업은 어느 하나로 정해진 표준화된 양상으로 수행되기 힘들다는 특성이 있다.
이러한 특성 때문에 환자 개개인에 따라 맞춤식으로 최적화된 계획에 의해 수행되어야 하는 치조골의 드릴링 작업은 초심자는 물론 경험자에게도 천공깊이와 방향을 정확하게 가늠하면서 진행한다는 것이 쉬운 일이 아니다.
만일 시술자가 드릴에 힘을 가해 드릴링 작업을 수행하면서 현재 어느 정도의 깊이로 드릴링 작업이 이루어졌는지 정확히 판단하지 못해 예정된 깊이를 초과하여 천공하게 되면 드릴이 치조골에 있는 신경을 손상시킬 우려가 있다.
그 반대로 예정된 드릴링 깊이에 도달하기 전에 드릴링 작업을 종료한 경우에는 천공된 홈의 깊이가 얕아서 픽스츄어 고정에 과도한 힘이 소요되고 이로 인해 홈 주위의 나사산 혹은 구강조직이 손상될 수 있다. 또한 픽스츄어가 완벽하게 고정되지 못했기 때문에 추후 재시술을 하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 치조골 천공의 난점을 경감시키고자 천공 작업을 수행할 정확한 위치 및 방향으로 드릴을 포함하는 각종 시술도구를 유도하기 위한 외과적 시술 유도장착물(Dental jig for precision guided surgery)(구강 내 천공 술식을 위한 장치물)라고 하는 보조 기구가 개발되었는데 이러한 보조 기구를 통해 초심 시술자라도 천공을 손쉽게 할 수 있게 되었다.
이러한 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공과정에서 우선 환자의 영상을 이용하여 환자 개인에 최적화된 천공 방향을 결정하게 되는데 통상 환자의 천공 방향을 결정하기 위한 시뮬레이션 장치와 결정된 천공 방향으로 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 장치가 별도로 마련된다.
종래에는 결정된 천공 방향이 포함된 전체 영상데이터를 전송하여 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공함에 따라 전송하는 데이터의 크기가 커 데이터의 처리가 불편하고, 가공 장치에 맞도록 변환하는 과정이 복잡하며, 변환과정에서 장치물에 결정된 천공의 위치 등이 정확하에 반영되지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 환자의 상태를 나타내는 이미지를 통해 구강 내에서 시행될 천공 술식을 결정하고 결정된 천공 술식의 특징을 간단한 위치 데이터로 전송하여 정확하고 효율적으로 천공 술식을 위한 장치물의 가공이 이루어질 수 있는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치 및 가공방법과 구강 내 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법은 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 방법에 있어서, 상기 천공 술식을 시행할 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션을 통해 상기 천공 술식에 대한 드릴링 데이터를 결정하는 단계; 상기 결정된 천공 술식에 대한 드릴링 데이터를 상기 천공 술식을 위한 장치물의 가공 장치로 전송하는 단계; 상기 전송된 드릴링 데이터에 기초하여 상기 가공장치를 통해 상기 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 전송되는 드릴링 데이터는 상기 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션의 영상좌표계에 기초한 벡터데이터를 포함한다.
또한, 상기 전송되는 드릴링 데이터는 상기 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션의 영상좌표계에서 상기 천공 술식의 드릴링의 위치 특성을 나타내는 좌표데이터를 포함한다.
또한, 상기 벡터데이터 또는 좌표데이터는 상기 장치물의 가공 단계 전에 상기 가공장치의 좌표계로 동기화하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 시뮬레이션의 영상좌표계와 상기 가공장치의 좌표계는 그 기준점이 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시뮬레이션의 영상좌표계의 기준점과 상기 가공장치의 좌표계의 기준점은 평행이동과 회전변환을 포함한 좌표변환관계인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시뮬레이션의 영상좌표계와 상기 시뮬레이션으로 불러들이는 환자 영상을 획득한 스캔장치의 좌표계는 그 기준점이 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시뮬레이션의 영상좌표계의 기준점과 상기 시뮬레이션으로 불러들이는 환자 영상을 획득한 스캔장치의 좌표계의 기준점은 평행이동과 회전변환을 포함한 좌표변환관계인 것을 특징으로 한다.
상기 환자의 영상은 천공 술식이 이루어질 환자의 구강 구조를 포함하며, 상기 가공 장치의 좌표계와 동기화된 영상좌표계를 가지는 스캔장치에서 획득된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 환자의 영상은 천공 술식이 이루어질 환자의 구강 구조를 포함하며, 상기 가공 장치의 좌표계와 동기화된 영상좌표계에서 표시되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 환자의 영상은 천공 술식이 이루어질 환자의 구강 구조를 포함하되 환자의 구강구조를 본뜬 인상재에서 획득된 영상이 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 환자의 영상은 상기 가공장치의 좌표계와 동기화를 위한 3개의 마커에 대한 이미지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가공하는 단계에서, 상기 가공물은 5축 가공기를 통해 가공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전송되는 드릴링 데이터는 암호화된 상태로 전송되고, 상기 가공하는 단계는 상기 암호화된 드릴링 데이터를 해독하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공장치는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 장치에 있어서, 상기 천공 술식을 시행할 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션을 통해 상기 천공 술식에 대한 드릴링 데이터를 결정하고 상기 드릴링 데이터를 전송하는 시뮬레이팅 유닛과, 상기 전송된 드릴링 데이터에 기초하여 상기 가공장치를 통해 상기 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 가공유닛을 포함한다.
또한, 상기 전송되는 드릴링 데이터는 상기 시뮬레이션 유닛의 영상좌표계에 기초한 벡터데이터를 포함한다.
또한, 상기 전송되는 드릴링 데이터는 상기 시뮬레이션 유닛의 영상좌표계에서 상기 천공 술식의 드릴링의 위치 특성을 나타내는 좌표데이터를 포함한다.
또한, 상기 시뮬레이팅 유닛은 상기 전송하는 드릴링 데이터를 상기 가공유닛의 좌표계로 동기화하는 제1동기화모듈을 더 포함한다.
또한, 상기 가공유닛은 상기 전송된 드릴링 데이터를 가공유닛의 좌표계로 동기화하는 제2동기화모듈을 더 포함한다.
또한, 상기 시뮬레이팅 유닛의 영상좌표계의 기준점과 상기 가공유닛의 좌표계의 기준점은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시뮬레이팅 유닛의 영상좌표계의 기준점과 상기 가공유닛의 좌표계의 기준점은 평행이동 및 회전변환을 포함하는 좌표변환관계에 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 환자의 영상은 상기 가공장치의 좌표계와 동기화를 위한 구강내 고정매개기구에 대한 이미지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가공유닛은 5축 가공이 가능한 가공유닛인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시뮬레이팅 유닛에는 상기 전송하는 드릴링 데이터를 암호화하는 암호화 모듈을 더 포함하고, 상기 가공유닛은 상기 암호화된 드릴링 데이터를 해독하는 해독 모듈을 더 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법은 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법에 있어서, 상기 천공 술식을 시행할 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션을 통해 상기 천공 술식의 위치, 각도, 깊이를 포함하는 천공 술식에 대한 벡터 데이터를 결정하는 단계; 상기 결정된 천공 술식에 대한 벡터 데이터를 상기 천공 술식을 위한 장치물의 가공 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 가공 장치로 전송하는 단계에서, 상기 벡터 데이터를 상기 가공 장치의 좌표계로 동기화하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 벡터 데이터의 기준이 되는 좌표계의 기준점은 상기 가공 장치에서의 좌표계의 기준점과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상기 벡터 데이터의 기준이 되는 좌표계의 기준점은 상기 가공 장치에서의 좌표계의 기준점과 평행이동 및 회전변환을 포함하는 좌표변환관계인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가공 장치로 전송하는 단계에서, 상기 전송되는 벡터 데이터를 암호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전송되는 벡터 데이터는 5축 가공을 위한 벡터 데이터인 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성의 본 발명은 천공의 위치 특성을 나타내는 간단한 벡터 데이터를 전송함에 따라 가공장치에서의 데이터 처리가 간편한 효과가 있다.
또한, 가공장치에서 사용될 수 있는 벡터 데이터를 전송함에 따라 결정된 천공의 특성에 맞도록 정확하게 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 결정된 천공의 특성을 좌표계로 표시할 수 있는 벡터 데이터로 전송함에 따라 가공장치에서의 좌표계로 간단히 변환할 수 있는 효과가 있다.
또한, 벡터 데이터를 암호화하여 전송함에 따라 전송 안정성 및 보안을 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치의 개략적인 블록도이고,
도 2는 환자의 이미지를 이용하여 결정된 천공 술식의 드릴링 데이터를 나타내는 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내 천공 술식을 위한 가공물 가공장치를 이용한 장치물의 가공 과정을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공방법에 대한 흐름도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법에 대한 흐름도이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치 및 가공방법과 구강 내 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치의 개략적인 블록도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치는 천공 술식을 시행할 환자의 치조골에 대한 CT 영상, 환자의 치열구조를 나타내는 인상구조물의 스캔 영상 등 환자에게 시행될 천공 술식을 시뮬레이션 하는데 필요한 영상을 이용하여 천공 술식을 시뮬레이션하고, 환자에게 최적화된 천공 술식의 드릴링 데이터를 결정하고 이를 가공유닛(200)으로 전송하는 시뮬레이션 유닛(100)과 전송된 드릴링 데이터에 기초하여 천공 술식에 사용될 장치물을 가공하는 가공유닛(200)을 포함하여 이루어진다.
시뮬레이션 유닛(100)은 천공 술식이 시행될 환자의 영상을 이용하여 각 환자에 가장 적합한 최적의 천공 술식을 모의해보는 구성으로서 시뮬레이션을 수행하는 프로그램이 내장된 컴퓨터를 예로 들 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 예를 들어 임플란트를 식립의 경우 환자의 치아의 상태나 임플란트 시술이 필요한 치아의 위치, 환자의 치조골의 상태 등 다양한 요인을 고려하여 임플란트의 식립 위치와 깊이 및 방향을 결정해야 하고 이 때문에 환자 개개인에게 맞춤식으로 드릴링 작업이 결정되는 특성이 있다.
시뮬레이션 유닛(100)은 환자에 최적화된 드릴링 데이터를 얻기 위해 환자의 치조골의 상태, 천공이 필요한 위치, 치열의 상태 등 환자에 대한 다양한 영상을 이용하게 된다. 이러한 시뮬레이션을 위해서 환자의 치조골의 상태를 담고 있는 CT 영상이 필요할 수도 있고, 환자의 치열 상태를 본 뜬 인상 모델을 스캔한 영상이 필요할 수도 있고, 천공 술식의 종류에 따라 다양한 종류의 환자에 대한 영상이 필요할 수도 있으며 CT 영상이나 스캔 영상에 한정되는 것은 아니다.
시뮬레이션 유닛(100)에서 천공 술식의 시뮬레이션을 수행함에 있어서 다양한 영상의 정합이 필요할 수도 있는데 이는 다양한 영상이 하나의 장치를 통해서 얻어지는 것이 아닐 수도 있기 때문이다. 예를 들어 CT 영상의 경우 CT 장치를 통해 얻어지며, 스캔 영상의 경우 광학식 스캐너를 통해 얻는 것이 일반적이기 때문이다. 이럴 경우 각기 다른 영상에서 얻어진 이미지를 정합하기 위해 마커가 필요할 수도 있으며, 만약 각기 다른 장치를 통해 이미지를 얻더라도 각 장치에서의 좌표계가 동기화된 상태라면 별도의 정합과정은 불필요하다. 마커는 다양한 방식을 사용할 수 있는데 정확한 정합을 위해 3개 이상의 마커를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 2개의 마커를 사용하는 경우에는 평면을 결정할 수 없어 정확한 정합이 어렵기 때문이다. 또한, 좌표 동기화를 위한 고정매개기구를 이용하는 것도 가능한데 고정매개기구는 각 장치에 일정 방식으로 설치되므로 고정매개기구의 이미지를 통해 좌표계의 동기화를 이룰 수 있다.
동기화된 좌표계란 각 장치에서의 좌표계가 실질적으로 동일하거나 각 좌표계 사의 연관관계를 알고 있어 다른 좌표계로 간단하게 변환할 수 있는 관계의 좌표계를 의미한다. 즉, 각 좌표를 표시하는 방식이 동일한 경우 기준점이 동일하거나 평행이동관계에 있는 좌표계로서 평행이동관계에 있는 경우 간단한 더하기 빼기의 연산만으로도 좌표의 변환이 가능한 좌표계를 의미한다.
시뮬레이션 유닛(100)에서는 환자의 다양한 영상을 이용한 시뮬레이션을 통해 천공 술식을 이루는 드릴링에 대한 데이터를 결정한다. 도 2를 참조하여 설명하면 도 2는 환자의 이미지를 이용하여 결정된 천공 술식의 드릴링 데이터를 나타내는 평면도로서 외곽을 이루는 잇몸뼈(치조골)의 중앙에 환자에게 시행될 천공 술식의 결정된 드릴링을 나타내고 있다. 잇몸뼈의 하부에 원은 하악골을 지나는 신경관을 나타내는 것으로 이러한 여러 가지 요인을 고려하여 천공 술식의 드릴링을 결정한다. 이러한 드릴링 데이터는 환자에게 시행될 천공의 위치, 깊이, 폭경, 방향, 각도 등을 포함하고 있는데 이는 크기와 방향을 동시에 나타내는 벡터 데이터로 추출이 가능하다. 벡터 데이터를 일예를 들어 설명하면 천공 술식에는 치조골 등을 천공하는 드릴링 과정을 포함하고 있으며 벡터 데이터는 드릴링의 중심부에서 드릴링의 끝단까지의 방향과 깊이를 벡터와 벡터로부터 드릴링의 폭경을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 물론 벡터 데이터를 다른 방식으로 포함할 수도 있지만 시뮬레이션 결과 결정된 천공 술식의 드릴링의 위치, 가공 특성 등을 표현하는 데이터면 어느 방식이든 상관없다. 위와 같이 벡터 데이터로 표현할 수도 있지만 드릴링의 특징점을 선정하고 이를 좌표로 표현한 좌표 데이터도 벡터 데이터와 동일한 효과를 나타낸다. 또한, 드릴링 데이터는 5개의 파라미터로 표현할 수도 있으며 천공 술식의 결정된 드릴링의 위치, 깊이 방향을 결정짓는 요소가 된다. 5개의 파라미터로 표현되는 드릴링 데이터를 예를 들어 설명하면, 결정된 드릴링의 위치, 깊이, 방향을 벡터 데이터로 표현하되 이를 x, y, z의 서로 직교하는 3개의 좌표정보와 x, y, z 가운데 2개와 나란한 방향의 회전값 θ, γ로 표현할 수 있다. 이는 5축 가공 가운데, 가공경로를 이용한 가공과는 다른 방법으로, 제작을 위한 가공이 매우 간소한 장점이 있다. 또한, x, y, z 에서 서로 직교하는 두 개의 평면좌표는 회전좌표계로 환산될 수도 있다. 또한, 이를 통해, 본 발명은 환자의 영상을 이용하여 천공 술식을 시뮬레이션 하고 그 결과 결정된 천공 술식에서 드릴링의 위치, 크기, 깊이 등의 드릴링의 특성 데이터만을 추출하여 이를 가공유닛(200)으로 전송하는 것으로 이러한 전송을 통해 가공유닛(200)의 가공데이터로의 변환을 용이하게 하고 가공의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
종래 시뮬레이션을 통해 결정된 천공 술식의 위치 특성은 결정된 천공 술식이 포함된 이미지 전체를 가공장치로 전송하는 방식인 바 전송에 필요한 서버용량이 과도하게 소요되거나, 가공장치에 적합하도록 변환하는 과정에서 천공의 정확도가 상당히 떨어지는 문제점이 있어 왔다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 시뮬레이션 유닛(100)에서 시뮬레이션 결과 결정된 천공 술식에서 드릴링에 대한 데이터를 벡터 데이터를 포함하는 드릴링 데이터로 추출하고 이를 가공유닛(200)에 전송하여 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 방식으로서 시뮬레이션 유닛(100)에서 기준이 되는 기준 좌표계(C1)와 가공유닛(200)에서 기준이 되는 좌표계(C2)가 서로 동기화된 좌표계이거나 동기화된 좌표계가 아니더라도 종래의 이미지를 가공장치에 맞도록 변환하는 과정보다 더욱 정확하고 간단하게 변환하여 가공할 수 있는 장점이 있다.
도 1의 시뮬레이션 유닛(100)과 가공유닛(200)에 제1동기화 모듈(120) 및 제2동기화 모듈(220)이 도시되어 있으나 동기화 모듈(120, 220)은 어느 한쪽에만 마련되어도 충분하고, 시뮬레이션 유닛(100)과 가공유닛(200)의 좌표계가 동기화된 상태라면 동기화 모듈(120, 220)은 필요하지 않다.
시뮬레이션 결과 결정된 드릴링 데이터는 암호화하여 가공유닛(200)으로 전송될 수도 있다. 이러한 암호화 과정을 통해 환자의 신상정보를 보호할 수 있고, 드릴링 데이터의 전송 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 이는 시뮬레이션 유닛(100)과 가공유닛(200)이 근거리에 위치하는 것이 아니라 원격지에 마련되어 온라인으로 연결될 수도 있기 때문이며 이러한 경우 전송의 안정성을 확보하는 것이 중요하기 때문이다.
시뮬레이션 결과 결정된 드릴링 데이터는 제1동기화 모듈(120)을 통해 가공유닛(200)의 좌표계로 동기화된 후 암호화 모듈(110)을 통해 암호화 되어 전송된다. 물론 시뮬레이션 유닛(100)과 가공유닛(200)이 이미 동기화된 좌표계를 사용하고 있는 경우 동기화 모듈(120, 220)이 불필요함은 이미 설명한 바와 같다. 암호화 되어 전송된 드릴링 데이터는 가공유닛(200)의 해독모듈(210)에서 해독되어 가공유닛(200)의 좌표계로 동기화 된 후 장치물의 가공에 사용된다.
가공유닛(200)은 드릴링이 가능한 장치이면 무관하나 보다 정밀하고도 정확한 가공을 위해서는 5축 가공이 가능한 가공장치를 포함하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공장치를 이용한 장치물의 가공 과정을 개략적으로 나타낸 도면으로서 이를 참조하여 본 발명의 가공장치에 의한 장치물의 가공과정을 이하에서 상세히 설명한다.
우선 천공 술식의 시술자 등이 시뮬레이션 유닛(100)을 이용하여 환자의 영상(130)에 기초하여 환자에 최적화된 천공 술식의 드릴링(135)을 결정한다. 결정된 천공 술식의 드릴링(135)에서 드릴링 위치, 가공특성을 나타내는 벡터 데이터(137)을 추출한다. 이러한 벡터 데이터는 시뮬레이션 유닛(100)의 기준 좌표계(C1)에 기초한 것으로 시뮬레이션 유닛(100)의 기준 좌표계(C1)는 가공유닛(200)의 좌표계(C2)와 이미 동기화된 상태이거나 동기화된 상태가 아니더라도 변환 과정을 통해 동기화할 수 있는 상태임은 앞서 설명한 바와 같다. 동기화된 상태는 C1의 기준점(x1, y1, z1)과 C2의 기준점(x2, y2, z2)가 서도 동일하거나 평행이동관계에 있어 간단한 계산만으로 변환할 수 있는 관계를 의미한다.
시뮬레이션 유닛(100)에서 추출된 벡터 데이터(137)는 가공유닛(200)으로 전송되는데 이 과정에서 동기화 모듈(120, 220)을 통해 동기화되거나 암호 모듈(110), 해독 모듈(210)을 통한 암호화 과정을 거칠 수도 있다. 가공유닛(200)의 좌표계(C2)로 변환된 드릴링 데이터(235)의 벡터 데이터(237)는 가공유닛(200)에 포함된 가공장치를 통해 구강 내 천공 술식을 위한 장치물(240)에 드릴링을 유도하기 위한 홀(239)을 가공하는데 사용된다.
위와 같은 과정을 통해 시뮬레이션 유닛(100)에서 결정된 천공 술식이 구강 내 천공 술식을 위한 장치물(240)에 정확하게 반영되며 장치물(240)을 이용하여 초보 시술자라도 천공 술식을 정확하고 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공방법의 흐름도이다. 앞서 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공장치의 설명과 중복되는 설명은 생략한다.
우선 시술자 등은 환자의 치조골, 치열 등의 상태를 나타내는 영상을 이용하여 천공 술식에 대한 드릴링 데이터를 결정한다.(S100) 결정된 천공 술식의 드릴링 데이터는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공 장치로 전송되는데 이 과정에서 동기화 및 암호화 과정을 더 수반할 수도 있다.(S110) 가공장치는 전송된 드릴링 데이터에 기초하여 드릴링 가공이 가능한 가공장치, 보다 바람직하게는 5축 가공이 가능한 가공장치를 통해 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공한다.(S120)
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법에 대한 흐름도이다.
본 발명에 따른 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법은 가공 장치 등과 동기화된 좌표계를 사용하거나 동기화된 좌표계를 사용하지 않더라도 간단한 변환식을 통해 변환할 수 있는 좌표계에 기초하는 시뮬레이션 유닛(100)을 통해 각 환자에 적합한 천공 술식의 위치, 각도, 깊이를 포함하는 천공 술식의 벡터 데이터를 결정한다.(S200) 결정된 벡터 데이터는 천공 술식을 위한 장치물의 가공장치로 전송되되 전송의 안정성 등을 위해 암호화 단계를 더 포함할 수 있다.(S210) 물론 가공장치와 동기화되지 않은 경우 결정된 벡터 데이터를 가공장치의 좌표계로 동기화 하는 과정을 더 포함할 수도 있다.
시뮬레이션 유닛 : 100 암호화 모듈 : 110
제1동기화 모듈 : 120 가공유닛 : 200
해독모듈 : 210 제2동기화 모듈 : 220

Claims (30)

  1. 구강 내 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 방법에 있어서,
    상기 천공 술식을 시행할 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션을 통해 상기 천공 술식에 대한 드릴링 데이터를 결정하는 단계;
    상기 결정된 천공 술식에 대한 드릴링 데이터를 상기 천공 술식을 위한 장치물의 가공 장치로 전송하는 단계;
    상기 전송된 드릴링 데이터에 기초하여 상기 가공장치를 통해 상기 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 단계를 포함하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  2. 청구항 1에서,
    상기 전송되는 드릴링 데이터는 상기 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션의 영상좌표계에 기초한 벡터데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 가공물의 장치물의 가공방법.
  3. 청구항 1에서,
    상기 전송되는 드릴링 데이터는 상기 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션의 영상좌표계에서 상기 천공 술식의 드릴링의 위치 특성을 나타내는 좌표데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 가공물의 장치물의 가공방법.
  4. 청구항 2 또는 3에서,
    상기 벡터데이터 또는 좌표데이터는 상기 장치물의 가공 단계 전에 상기 가공장치의 좌표계로 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  5. 청구항 2 또는 3에서,
    상기 시뮬레이션의 영상좌표계와 상기 가공장치의 좌표계는 그 기준점이 동일한 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  6. 청구항 2 또는 3에서,
    상기 시뮬레이션의 영상좌표계의 기준점과 상기 가공장치의 좌표계의 기준점은 평행이동과 회전변환을 포함한 좌표변환관계인 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  7. 청구항 2 또는 3에서,
    상기 시뮬레이션의 영상좌표계와 상기 시뮬레이션으로 불러들이는 환자 영상을 획득한 스캔장치의 좌표계는 그 기준점이 동일한 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  8. 청구항 2 또는 3에서,
    상기 시뮬레이션의 영상좌표계의 기준점과 상기 시뮬레이션으로 불러들이는 환자 영상을 획득한 스캔장치의 좌표계의 기준점은 평행이동과 회전변환을 포함한 좌표변환관계인 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  9. 청구항 1에서,
    상기 환자의 영상은 천공 술식이 이루어질 환자의 구강 구조를 포함하며, 상기 가공 장치의 좌표계와 동기화된 영상좌표계를 가지는 스캔장치에서 획득된 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  10. 청구항 1에서,
    상기 환자의 영상은 천공 술식이 이루어질 환자의 구강 구조를 포함하며, 상기 가공 장치의 좌표계와 동기화된 영상좌표계에서 표시되는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  11. 청구항 1에서,
    상기 환자의 영상은 천공 술식이 이루어질 환자의 구강 구조를 포함하되 환자의 구강구조를 본뜬 인상재에서 획득된 영상이 포함되는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  12. 청구항 1에서,
    상기 환자의 영상은 상기 가공장치의 좌표계와 동기화를 위한 3개의 마커에 대한 이미지를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  13. 청구항 1에서,
    상기 환자의 영상은 상기 가공장치의 좌표계와 동기화를 위한 구강내 고정매개기구에 대한 이미지를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  14. 청구항 1에서,
    상기 가공하는 단계에서,
    상기 가공물은 5축 가공기를 통해 가공되는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  15. 청구항 1에서,
    상기 전송되는 드릴링 데이터는 암호화된 상태로 전송되고,
    상기 가공하는 단계는 상기 암호화된 드릴링 데이터를 해독하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공방법.
  16. 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공장치에 있어서,
    상기 천공 술식을 시행할 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션을 통해 상기 천공 술식에 대한 드릴링 데이터를 결정하고 상기 드릴링 데이터를 전송하는 시뮬레이팅 유닛과,
    상기 전송된 드릴링 데이터에 기초하여 상기 가공장치를 통해 상기 천공 술식을 위한 장치물을 가공하는 가공유닛을 포함하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치.
  17. 청구항 16에서,
    상기 전송되는 드릴링 데이터는 상기 시뮬레이션 유닛의 영상좌표계에 기초한 벡터데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치.
  18. 청구항 16에서,
    상기 전송되는 드릴링 데이터는 상기 시뮬레이션 유닛의 영상좌표계에서 상기 천공 술식의 드릴링의 위치 특성을 나타내는 좌표데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치.
  19. 청구항 17 또는 18에서,
    상기 시뮬레이팅 유닛은 상기 전송하는 드릴링 데이터를 상기 가공유닛의 좌표계로 동기화하는 제1동기화모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치.
  20. 청구항 17 또는 18에서,
    상기 가공유닛은 상기 전송된 드릴링 데이터를 가공유닛의 좌표계로 동기화하는 제2동기화모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치.
  21. 청구항 17 또는 18에서,
    상기 시뮬레이팅 유닛의 영상좌표계의 기준점과 상기 가공유닛의 좌표계의 기준점은 동일한 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치.
  22. 청구항 17 또는 18에서,
    상기 시뮬레이팅 유닛의 영상좌표계의 기준점과 상기 가공유닛의 좌표계의 기준점은 평행이동 및 회전변환을 포함하는 좌표변환관계에 있는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치.
  23. 청구항 16에서,
    상기 가공유닛은 5축 가공이 가능한 가공유닛인 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물 가공장치.
  24. 청구항 16에서,
    상기 시뮬레이팅 유닛에는 상기 전송하는 드릴링 데이터를 암호화하는 암호화 모듈을 더 포함하고,
    상기 가공유닛은 상기 암호화된 드릴링 데이터를 해독하는 해독 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 위한 장치물의 가공장치.
  25. 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법에 있어서,
    상기 천공 술식을 시행할 환자의 영상을 이용한 시뮬레이션을 통해 상기 천공 술식의 위치, 각도, 깊이를 포함하는 천공 술식에 대한 벡터 데이터를 결정하는 단계;
    상기 결정된 천공 술식에 대한 벡터 데이터를 상기 천공 술식을 위한 장치물의 가공 장치로 전송하는 단계를 포함하는 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법.
  26. 청구항 25에서,
    상기 가공 장치로 전송하는 단계에서,
    상기 벡터 데이터를 상기 가공 장치의 좌표계로 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법.
  27. 청구항 25에서,
    상기 벡터 데이터의 기준이 되는 좌표계의 기준점은 상기 가공 장치에서의 좌표계의 기준점과 동일한 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법.
  28. 청구항 25에서,
    상기 상기 벡터 데이터의 기준이 되는 좌표계의 기준점은 상기 가공 장치에서의 좌표계의 기준점과 평행이동 및 회전변환을 포함하는 좌표변환관계인 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법.
  29. 청구항 25에서,
    상기 가공 장치로 전송하는 단계에서,
    상기 전송되는 벡터 데이터를 암호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법.
  30. 청구항 25에서,
    상기 전송되는 벡터 데이터는 5축 가공을 위한 벡터 데이터인 것을 특징으로 하는 구강 내 천공 술식을 시뮬레이션 하는 방법.
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