KR101174646B1

KR101174646B1 - 3차원 안면 진단 장치

Info

Publication number: KR101174646B1
Application number: KR1020100109462A
Authority: KR
Inventors: 황순정; 양훈주
Original assignee: 서울대학교치과병원
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2012-08-17
Also published as: KR20120047732A

Abstract

본 발명의 3차원 안면 진단 장치는, 환자의 안면 골격 교정을 위해 환자의 안면 윤곽을 측정하고 진단하는 3차원 안면 진단 장치에 있어서, 좌우 방향으로 연장되도록 형성된 수평 몸체부와, 그 수평 몸체부의 연장 방향을 따라 그 수평 몸체부에 설치되는 방사건 비투과 재질의 수평 심선을 구비하는 수평 부재; 및 상하 방향으로 연장되도록 형성된 수직 몸체부와, 그 수직 몸체부의 연장 방향을 따라 그 수직 몸체부에 설치되는 방사건 비투과 재질의 수직 심선을 구비하며, 상기 수평 부재에 결합되는 수직 부재;를 포함하는 점에 특징이 있다.

Description

3차원 안면 진단 장치{FACE ANALYZING DEVICE}

본 발명은 3차원 안면 진단 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 턱교정술이나 안면윤곽술, 치아교정 및 턱뼈 재건 등을 하기에 앞서서 환자의 안면 중심선을 기준으로 안면의 각 부위의 변위를 효과적으로 측정할 수 있도록 구조가 개선된 3차원 안면 진단 장치에 관한 것이다.

턱교정수술, 안면윤곽술, 치아교정 및 턱뼈 재건 등의 시술을 위해서 환자 안면의 윤곽을 정확하게 측정하는 것이 중요하다. 통상 정확한 진단을 위해 환자의 안면중심선과 치아 중심선, 안면의 수평선, 양눈의 수평선, 상악(위턱)과 하악(아래턱)의 치아의 교합면과 상악(위턱)과 하악(아래턱)의 골격적 수평선의 위치설정이 필요하고, 이에 대한 안면과 치아의 각 해부학적 위치의 변위 정도를 정확하게 평가하는 것이 필요하다. 변위 정도를 평가한 후에 수술적 또는 교정적 치료를 통한 이동량을 결정하게 되고, 수술과 교정치료를 진행하게 된다.

이러한 변위 평가를 위해서 종래에 다양한 방법이 시도되었다. 그러나 종래의 방법은 환자 안면의 각 부위 변위를 측정하기 위한 기준선을 설정하는 방법에 있어서 일관성이 없거나 부정확한 문제점이 있다.

또한, 환자 안면의 각 부분 변위를 측정한 값과 환자 안면 골격의 CT(Computed Tomography) 영상을 연동하여 환자의 상태를 파악하고 시술 계획을 세우는 면에 있어서도, 종래의 측정 장치는 변위 측정 값을 CT 영상 내에 정확하게 반영할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 환자의 안면 주요 부위에 대한 변위된 정도를 환자 앞에서 실측하거나, 2차원적인 방사선 영상과 3차원적인 CT 영상과 효과적으로 연동하여 시술에 이용할 수 있는 구조를 가지는 3차원 안면 진단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 3차원 안면 진단 장치는, 환자의 안면 골격 교정을 위해 환자의 안면 윤곽을 측정하고 진단하는 3차원 안면 진단 장치에 있어서, 좌우 방향으로 연장되도록 형성된 수평 몸체부와, 그 수평 몸체부의 연장 방향을 따라 그 수평 몸체부에 설치되는, 방사선 비투과성 재질의 수평 심선을 구비하는 수평 부재; 및 상하 방향으로 연장되도록 형성된 수직 몸체부와, 그 수직 몸체부의 연장 방향을 따라 그 수직 몸체부에 설치되는 방사선 비투과성 재질의 수직 심선을 구비하며, 상기 수평 부재에 결합되는 수직 부재;를 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명의 3차원 안면 진단 장치는, 환자 안면 주요 부위의 변위를 환자에서 실측하거나 2차원적인 방사선 영상과 안면사진에서 정확하게 효과적으로 측정하고, 측정한 값을 CT 영상과 연동하여 턱교정 수술, 안면윤곽술, 치야교정 및 턱뼈 재건 등의 시술을 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 안면 진단 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 3차원 안면 진단 장치를 환자가 착용한 상태의 정면도이다.

이하, 본 발명에 따른 3차원 안면 진단 장치의 일실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 안면 진단 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 3차원 안면 진단 장치를 환자가 착용한 상태의 정면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 실시예의 3차원 안면 진단 장치는 고정부(30)와 수평 부재(10)와 수직 부재(20)와 이동 부재(60)를 포함하여 이루어진다.

고정부(30)는 모자 또는 머리 밴드 형상으로 형성되어 환자의 머리에 착용할 수 있도록 형성된다.

수평 부재(10)는 좌우 방향으로 연장되도록 형성되고, 수직 부재(20)는 상하 방향으로 연장되도록 성형된다. 본 실시예에서는 수평 부재(10)와 수직 부재(20)가 일체로 결합되어 형성된다. 경우에 따라서는 본 실시예와 달리 수평 부재와 수직 부재가 일체로 형성되지 않고 별도로 마련되어 조립되는 방식으로 구성하는 것도 가능하다.

수평 부재(10)는 연결 부재(40)에 의해 고정부(30)에 연결된다. 연결 부재(40)는 제1연결부(41)와 제2연결부(43)와 각도 조절 볼트(42)를 구비한다. 제1연결부(41)는 고정부(30)에 결합되고, 제2연결부(43)는 수평 부재(10)에 연결 또는 결합된다. 각도 조절 볼트(42)는 좌우 방향으로 배치되어 제2연결부(43)에 형성된 구멍을 통해 제1연결부(41)에 결합됨으로써, 제1연결부(41)와 제2연결부(43)를 결합한다. 각도 조절 볼트(42)를 조금 풀어 놓은 상태에서는 제2연결부(43)를 제1연결부(41)에 대해 회전시킬 수 있다. 제2연결부(43)를 제1연결부(41)에 대해 회전시켜 적절한 각도에 위치하게 되면 각도 조절 볼트(42)를 조여서 제1연결부(41)에 대한 제2연결부(43)의 각도를 고정하게 된다.

수평 부재(10)는 수평 몸체부(11)와 수평 심선(15)을 구비한다. 수평 몸체부(11)는 좌우 방향으로 연장되도록 형성되며, 합성수지, 금속 또는 목재의 재질로 만들어 진다. 수평 몸체부(11)는 방사선 투과가 되는 것이 좋지만, CT에 사용할 것이 아니면 방사선 불투과성 재질도 가능한다. 수평 심선(15)은 금속 또는 발리움과 같은 방사선 불투과성 재질로 이루어지며, 수평 몸체부(11)의 내부에 수평 방향으로 연장되도록 배치되어 삽입된다. 수평 몸체부(11)를 합성수지 재질과 같은 방사선 투과성 재질을 사용하면, 수평 심선(15)은 금속재질로 되어 있으므로, 방사선 촬영을 하는 경우 수평 몸체부(11)는 나타나지 않고 수평 심선(15)만이 방사선 화면에 나타나게 된다.

수평 몸체부(11)에는 좌우 방향을 따라 수평 장공(13)이 형성된다. 제1볼트(51)가 수평 장공(13)을 통해 연결 부재(40)의 제2연결부(43)에 결합됨으로써, 수평 부재(10)를 제2연결부(43)에 고정한다.

수평 몸체부(11)에는 수평 심선(15)의 연장선을 따라 관찰 장공(12)이 형성된다. 사용자는 관찰 장공(12)을 통해 그 뒤쪽에 위치하는 환자의 눈이나 눈썹 등의 신체 부위를 확인하고 그 위치를 맞추는 것이 용이하다.

수평 부재(10)에는 도 1에 도시된 것과 같이 수준기(71)가 착탈 가능하게 설치된다.

사용자는 수준기(71)를 참조하여 수평 부재(10)의 수평을 맞추고, 관찰 장공(12)을 통해 뒤쪽의 환자 신체 부위를 관찰하면서, 수평 부재(10)를 수평 장공(13)을 따라 움직여서 그 각도와 위치를 맞춘 후에 제1볼트(51)를 조여서 수평 부재(10)를 제2연결부(43)에 대해 고정한다.

수직 부재(20)는 수직 몸체부(21)와 수직 심선(25)을 구비한다. 수직 몸체부(21)는 상하 방향(수평 몸체부(11)와 직교하는 방향)으로 연장되도록 형성되며, 합성수지 재질 또는 금속이나 목재 재질로 만들어 진다. 수직 몸체부(21)는 합성수지와 같은 방사선 투과성 재질인 것이 좋다. 수직 심선(25)은 방사선 비투과성 재질인 금속으로 이루어 지며, 수직 몸체부(21)의 내부에 상하 방향으로 연장되도록 배치되어 삽입된다. 수직 몸체부(21)는 방사선 투과가 되는 투명한 재질인 것이 좋지만, CT에 사용할 것이 아니면 방사선 불투과성 재질도 가능한다, 수직 몸체부(21)를 합성수지 재질과 같은 방사선 투과성 재질을 사용하면 수직 심선(25)은 금속재질로 되어 있으므로, 방사선 촬영을 하는 경우 수직 몸체부(21)는 나타나지 않고 수직 심선(25)만이 방사선 화면에 나타나게 된다.

수직 몸체부(21)에는 수직 심선(25)의 연장선을 따라 관찰 장공(22)이 형성된다. 사용자는 관찰 장공(22)을 통해 그 뒤쪽에 위치하는 환자의 인중이나 코 등의 신체 부위를 확인하고 그 위치를 맞추는 것이 용이하다.

수직 부재(20)에는 도 1에 도시된 것과 같이 수준기(72)가 착탈 가능하게 설치된다.

사용자는 수준기(72)를 참조하며 수직 부재(20)의 수직을 맞추고, 관찰 장공(22)을 통해 뒤쪽의 환자 신체 부위를 관찰하면서, 각도 조절 볼트볼트(42)와 제1볼트(51)를 조여서 수직 부재(20)의 위치와 각도를 고정한다.

수직 부재(20)의 수직 몸체부(21) 외면에는 상하 방향으로 따라 치수 눈금(23)이 새겨진다.

수직 부재(20)의 수직 몸체부(21)에는 이동 부재(60)가 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 수직 몸체부(21)를 따라 이동 부재(60)를 상하로 움직이면서 수직 몸체부(21)의 눈금(23)을 읽는 방법으로, 환자의 각 치아,코, 입, 입가, 귀 등 구강과 안면구조물의 상하 방향 상대 위치를 측정할 수 있다.

도 1에 도시한 것과 같이 이동 부재(60)는 수직 몸체부(21)에 끼워져서 상하 방향으로 움직이도록 형성되며, 그 이동 부재(60)에는 한쌍의 지시 막대(62; stylus)가 결합된다. 지시 막대(62)에는 길이 방향을 따라서 장공(621)이 형성되며, 제2볼트(63)가 그 장공(621)을 통해 이동 부재(60)에 결합되는 방법으로, 지시 막대(62)를 이동 부재(60)에 결합한다. 제2볼트(63)는 수직 부재(20)의 연장 방향과 나란한 방향(상하 방향)으로 배치되어 이동 부재(60)에 결합된다. 따라서, 제2볼트(63)를 풀어 놓은 상태에서 지시 막대(62)는 제2볼트(63)에 대해 회전할 수 있고, 장공(621)을 따라 움직일 수 있다. 이와 같이 지시 막대(62)의 위치와 각도를 조절하여 치아, 코, 입가 등의 안면의 특정 부위를 지시 막대(62)로 지시하도록 한 상태에서 제2볼트(63)를 조여서 지시 막대(62)를 고정하고, 이동 부재(60)의 위치를 수직 몸체부(21)의 눈금(23)에서 읽는다. 이와 같은 방법으로 환자 안면의 상하 방향 비대칭 정도를 변위 값으로 측정할 수 있다.

오프셋 측정 부재(61)는 이동 부재(60)에 대해 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 오프셋 측정 부재(61)는 좌우 방향으로 치수를 측정할 수 있도록 눈금(611)이 새겨져 있다. 오프셋 측정 부재(61) 눈금(611)의 수직 심선(25)과 대응하는 위치에는 중심 표시가 되어 있다. 이와 같은 오프셋 측정 부재(61)를 환자의 앞니 부분에 위치시켜 앞니 사이의 눈금(611)을 읽는 방법으로 환자의 위턱 또는 아래턱이 좌우 방향으로 비대칭한 정도를 측정할 수 있다.

이상, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 3차원 안면 진단 장치의 사용 방법에 대해 설명한다.

먼저, 환자가 의자에 바른 자세로 앉은 상태에서 도 2에 도시한 것과 같이, 고정부(30)를 환자의 머리에 씌운다. 다음으로 각도 조절 볼트(42)와 제2볼트(63)를 조작하여, 수평 부재(10)와 수직 부재(20)가 각각 지면에 대해 수평하고 수직하도록 수평 부재(10)와 수직 부재(20)를 고정한다. 이때, 수준기(71, 72)를 참조하여 수평 부재(10)와 수직 부재(20)의 위치를 고정한다. 제1볼트(51)를 이용하여 수평 부재(10)를 고정할 때에는 수직 부재(20)의 관찰 장공(22)을 통해 환자의 코 또는 인중 등을 관찰하면서 수직 부재(20)가 환자의 얼굴 중심에 위치하도록 수평 부재(10)의 좌우 방향 위치와 각도를 조절한다.

이와 같이 수평 부재(10)와 수직 부재(20)가 고정된 상태에서, 수직 부재(20)의 상하를 따라 이동 부재(60)를 움직이면서, 환자 얼굴의 주요 부분의 상대 위치를 측정한다. 예를 들어, 좌측 지시 막대(62)가 환자의 아래쪽 좌측 송곳니를 지시하도록 한 상태에서, 수직 몸체부(21)의 눈금(23)을 읽고, 우측 지시 막대(62)가 환자의 아래쪽 우측 송곳니를 지시하도록 한 상태에서 수직 몸체부(21)의 눈금(23)을 읽는다. 이와 같은 방법으로 환자의 아래턱이 상하방향으로 비대칭한 정도변위로 측정할 수 있다.

다시, 이동 부재(60)를 움직이고, 오프셋 측정 부재(61)를 전후 방향으로 움직여서, 오프셋 측정 부재(61)가 환자의 위쪽 앞니에 닿도록 한다. 이와 같은 상태에서 환자의 앞니 사이의 위치를 오프셋 측정 부재(61)의 눈금(611)으로부터 읽으면, 환자 위턱이 좌우 방향으로 비대칭한 정도를 측정할 수 있다.

이와 같은 방법으로 환자 안면 윤곽의 주요 치수를 측정한 후에는, 이동 부재(60)와 오프셋 측정 부재(61)를 수직 부재(20)로부터 떼어낸 후에, 2차원적 방사선 영상이나 CT(Computed Tomography) 촬영을 통해 환자의 골격의 3차원적 형상을 측정한다.

이때, 합성 수지 재질로 된 수직 몸체부(21)와 수평 몸체부(11)를 사용하는 경우 2차원적 방사선 영상이나 CT 영상에서 안면골의 해부학적 구조물을 가려서 보이지 않게 하거나 금속과 같이 방사선 방해현상으로 퍼져 보이는 현상을 줄일 수 있는 장점이 있다. 타이타니움과 같이 CT에서 방사선 방해현상이 적은 금속 재질의 수평 심선(15)과 수직 심선(25)은 CT 영상에 환자의 안면 골격과 함께 명확하게 나타나는 장점이 있다.

이와 같이 CT 영상 속에 포함된 수평 심선(15)과 수직 심선(25)은 환자의 안면의 비대칭 변위를 3차원적으로 파악하는 기준선이 된다. 즉, 수평 심선(15)을 기준으로 환자의 위턱과 아래턱의 기울어진 정도를 파악할 수 있고, 수직 심선(25)을 기준으로 환자의 얼굴이 좌우로 기울어진 정도를 파악할 수 있다.

또한, 이와 같이 측정된 값을 이용하여, 3차원 CT 영상 내에서 컴퓨터를 이용하여 환자의 골격을 수평 심선(15)과 수직 심선(25)에 대해 움직여서 교정된 상태를 미리 확인하는 방법으로, 안면 교정 시술이나 위턱과 아래턱의 교합 시술을 사전에 시뮬레이션해 보고 시술 계획을 효과적으로 세울 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 것으로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 앞에서 수평 부재(10)는 고정부(30)에 연결 부재(40)를 통해 연결되는 것으로 설명하였으나, 도 2에 도시한 것과 같은 고정부(30)가 아니라 다른 구성을 이용하여 수평 부재와 수직 부재를 환자의 안면에 대해 고정할 수도 있다. 예를 들어 마우스피스 형태로 형성된 고정부를 마련하고 환자가 그 고정부를 물어서 고정한 상태에서 그 고정부와 수평 부재 또는 수직 부재가 연결되도록 할 수도 있다.

또한, 앞에서 수준기(71, 72)는 수평 부재(10)와 수직 부재(20)에 각각 착탈 가능하게 설치되는 것으로 설명하였으나, 수준기가 수평 몸체부와 수직 몸체부에 각각 일체로 결합되는 구성도 가능하다.

또한, 앞에서 연결 부재(40)는 제1연결부(41)와 제2연결부(43)와 각도 조절 볼트(42)를 구비하여 이루어지는 것으로 설명하였으나, 연결 부재의 구성은 고정부에 수평 부재나 수직 부재를 연결시킬 수 있는 다양한 구성이 가능하다. 각도를 조절하는 구성 역시 도면으로 도시한 각도 조절 볼트(42)의 구성 외에 다른 다양한 구성을 사용할 수 있다.

또한, 수평 몸체부(11)와 수직 몸체부(21)에는 각각 관찰 장공(12, 22)이 형성되는 것으로 설명하였으나, 관찰 장공(12, 22)이 형성되지 않은 수평 몸체부와 수직 몸체부를 구성할 수도 있다. 이 경우, 수평 몸체부와 수직 몸체부를 투명하게 형성하여 뒤쪽에 비치는 환자의 얼굴 모양을 보면서 수평 부재와 수직 부재의 위치를 조절할 수도 있다.

또한, 앞에서 수평 심선(15)과 수직 심선(25)은 각각 수평 부재(10)와 수직 부재(20)의 내부에 삽입되는 것으로 설명하였으나, 수평 심선과 수직 심선을 각각 수평 몸체부와 수직 몸체부의 외면에 부착하는 방법으로 설치할 수도 있다.

10: 수평 부재 20: 수직 부재
30: 고정부 40: 연결 부재
51: 제1볼트 60: 이동 부재
71, 72: 수준기

Claims

환자의 안면 골격 교정을 위해 환자의 안면 윤곽을 측정하고 진단하는 3차원 안면 진단 장치에 있어서,
좌우 방향으로 연장되도록 형성된 수평 몸체부와, 그 수평 몸체부의 연장 방향을 따라 그 수평 몸체부에 설치되는 방사선 비투과성 재질의 수평 심선을 구비하는 수평 부재; 및
상하 방향으로 연장되도록 형성된 수직 몸체부와, 그 수직 몸체부의 연장 방향을 따라 그 수직 몸체부에 설치되는 방사선 비투과성 재질의 수직 심선을 구비하며, 상기 수평 부재에 결합되는 수직 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 수직 부재의 수직 몸체부에 대해 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 이동 부재;를 더 포함하며,
상기 이동 부재의 상기 수직 몸체부에 대한 상대적 위치를 측정할 수 있도록 상기 수직 부재의 수직 몸체부에는 치수 측정을 위한 눈금이 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
환자의 몸에 착용할 수 있도록 형성되며, 상기 수평 부재와 수직 부재 중 어느 하나에 결합되는 고정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.
제3항에 있어서,
상기 고정부는 모자와 머리 밴드와 환자가 치아로 물어서 고정하는 마우스피스 중 어느 하나의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.
제4항에 있어서,
상기 고정부에 결합되는 제1연결부와, 상기 수평 부재에 결합되는 제2연결부 및 상기 수평 부재와 나란한 방향의 중심축선을 중심으로 상기 제1연결부에 대한 상기 제2연결부의 각도를 조절하여 상기 제1연결부에 대해 상기 제2연결부를 고정하는 각도 조절 볼트를 구비하는 연결 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.
제5항에 있어서,
상기 수평 부재에는 그 수평 부재의 연장방향을 따라 형성된 수평 장공이 형성되고,
상기 수평 부재의 수평 장공을 통하여 상기 제2연결부에 결합됨으로써 상기 수평 부재를 상기 연결 부재의 제2연결부에 고정하는 제1볼트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.
제2항에 있어서,
상기 이동 부재의 양단에는 각각 상기 수직 부재의 연장 방향과 나란한 방향(상하 방향)의 중심축선에 대해 회전 가능하도록 지시 막대가 설치되고,
상기 지시 막대에는 각각 그 길이 방향을 따라 장공이 형성되며,
상기 지시 막대는 각각 제2볼트가 그 지시 막대의 장공을 통해 상기 이동 부재에 결합됨으로써 상기 지시 막대를 상기 이동 부재에 고정하는 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.
제2항에 있어서,
상기 이동 부재에 대해 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상기 수평 부재와 나란한 방향(좌우 방향)으로 치수를 측정할 수 있도록 눈금이 형성되어 있는 오프셋 측정 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 수평 부재와 수직 부재에는 각각 지면에 대한 수평과 수직을 조절할 수 있도록 수준기가 설치되는 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 수직 부재의 수직 몸체부와, 상기 수평 부재의 수평 몸체부는 방사선 투과성 재질로 된 것을 특징으로 하는 3차원 안면 진단 장치.