KR101347258B1

KR101347258B1 - 고정원 시술용 지그 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101347258B1
Application number: KR1020120112732A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 강석진
Original assignee: 경희대학교 산학협력단
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-01-03

Abstract

본 발명은: 치과교정시술에서 교정력을 지탱하는 치열교정용 고정원을 구강 내에 고정하는 시술을 위하여 상기 고정원을 지지하며, 상기 고정원이 구강 내에 고정된 후에 상기 고정원에서 분리되어서 구강 외부로 제거되는 고정원 시술용 지그의 제조방법 및 고정원 시술용 지그를 개시한다. 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법은: 상기 지그의 디자인을 위하여, 환자의 치열 구조를 포함하는 구강 구조가 3D 로 구축된 3D 구강 화상을 디스플레이 화면에 출력하는 (a)단계; 그리고 상기 3D 구강 화상의 특정 치아영역에 장착되도록 상기 특정 치아영역의 표면이 전사된 형상의 교합면을 가지며 상기 고정원이 연결가능한 구조로 디자인되는 3D 지그 화상으로부터 상기 지그의 형상을 획득하는 (b)단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법에 따르면 환자의 구강 구조에 적합한 형상의 지그를 용이하게 디자인할 수 있고, 더 나아가 필요할 때 마다 즉시 제조가 가능하며 지그의 제조에 소요되는 시간이 단축될 수 있다.

Description

고정원 시술용 지그 및 그 제조방법{Jig For Anchorage And Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 치과교정시술에 사용되는 치과교정기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구강 내부의 정확한 위치에 고정원이 장착될 수 있도록 상기 고정원을 구강 내부에 고정하는 고정원 시술에서 상기 고정원을 지지하며, 상기 고정원 시술이 끝난 후에는 상기 고정원에서 분리되어서 구강 외부로 제거되는 고정원 시술용 지그 및 그 제조방법에 관한 것이다.

현대인에게 있어서 외모, 특히 인상은 취업이나 입학 등의 면접시 사람을 판단하는 하나의 기준으로서 작용하며, 타인과의 대화 등과 같은 대인관계에서도 큰 영향을 차지하는데, 치열이 고르지 못하거나 부정 교합인 경우 외모나 인상에 영향을 미치므로 원만한 사회생활을 저해하는 요인이 될 수 있으며, 또한 음식물 섭취시에도 저작작용이 원활하게 이루어지지 못하므로 치과 질환이 유발되거나 소화기 계통의 질병이 초래될 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 치아나 악골에 교정력을 가하여 구강 구조를 개선하거나 얼굴 라인을 수려하게 만드는 치과교정시술이 성행하고 있다.

상기 치과교정시술은 부정치열을 바르게 하는 시술, 예를 들면 단순히 비뚤어진 치아를 가지런히 하는 협의의 치열교정술을 포함하는 개념으로서, 성장 과정에서 발생할 수 있는 여러 가지 골격적 부조화를 바로잡아 정상적인 기능을 발휘할 수 있도록 하여 건강한 구강 조직에 기여하며, 더 나아가 얼굴 라인을 수려하게 하여 아름다운 얼굴 이미지를 만들어줄 수 있다.

상기 치과교정시술은 치열의 점진적 이동을 통해 부정교합 등의 부정치열을 개선하는 치열교정시술(Orthodontic Treatment)과 악골에 대한 외과적 수술을 수행하여 골격적 개선을 부여하는 양악수술 등의 악교정 수술 등이 있다.

그리고 상기 치열교정시술은 크게 순측 교정과 설측 교정으로 구분할 수도 있는데, 상기 순측 교정이란 치열교정에 사용되는 교정기구를 치아의 표면 중 입술 측의 표면에 부착하여 치열교정을 수행하는 교정법이고, 상기 설측 교정이란 상기 교정기구를 치아의 표면 중 혀측(Lingual Side)의 표면에 부착하여 치열교정을 수행하는 교정법이다.

상기 치열교정을 위한 교정기구, 즉 치과교정기구의 예로는 치열을 바르게 하기 위한 교정 와이어(일반적으로 '호선 와이어'라 칭함)와 상기 교정 와이어의 지지를 위한 와이어 지지구(일반적으로 '브라켓'이라 칭함) 등이 있으며, 상기 브라켓은 상기 치아의 순측 및/또는 설측 표면에 고정된다. 상기 브라켓은 치열의 배열방향을 따라 복수개가 구비되어 상기 교정 와이어에 의해 연결되며, 상기 교정 와이어로부터 가해지는 교정력을 상기 치열에 전달한다.

그리고 교정시술을 받는 환자의 구강 내부에는 상기 교정 와이어나 브라켓에 교정력을 가하기 위한 고정원(Anchorage), 즉 앵커가 정착되며, 상기 고정원 역시 상기 교정기구 중의 하나이다. 상기 고정원은 구개(입천장, Palate)나 잇몸이나 치아(특히 어금니) 등 다양한 위치에 고정될 수 있다.

한편, 상기 치열교정시술을 위해서 시술자는 치열교정에 필요한 다양한 종류의 고정원을 구강 내부의 소정위치, 즉 시술목적에 적합한 위치에 설치하는 작업(고정원 시술)이 필요한데, 타액으로 인해 미끄러운 구강 내의 협소한 공간에서 상술한 고정원 시술이 용이하지 않으며, 더 나아가 시술자가 미리 계획한 위치에 상기 고정원을 정확하게 설치하기가 어려운 문제점이 있다.

이에 따라 본 발명자는 고정원을 보다 용이하게 구강 내부의 기설정된 위치에 고정할 수 있도록 고정원 시술용 지그를 개발하게 되었으며, 더 나아가 상기 고정원 시술용 지그를 용이하게 제조할 수 있는 방법을 개발하게 되었다.

등록특허공보 제10-1099509호, 치열교정용 지지부재의 고정에 사용되는 지그, 2011년 12월 27일 등록공고 등록특허공보 제10-1096547호, 부착잇몸 부위에 헤드부를 노출시킬 수 있는 치열 교정용 앵커 소형 플레이트, 2011년 12월 20일 등록공고

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 치과교정시술에서 치아나 악골에 대한 교정력을 지탱하는 교정치료용 고정원을 정확한 위치에 쉽게 고정할 수 있도록 고정원 시술에서 상기 고정원을 정위치시킬 때 사용되는 고정원 시술용 지그를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 고정원 시술용 지그를 구강 구조에 적합한 형상으로 신속하고 용이하게 제조할 수 있는 고정원 시술용 지그의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상술한 목적의 해결을 위하여, 본 발명은: 치과교정시술에서 교정력을 지탱하는 치열교정용 고정원을 구강 내에 고정하는 시술을 위하여 상기 고정원을 지지하며, 상기 고정원이 구강 내에 고정된 후에 상기 고정원에서 분리되어서 구강 외부로 제거되는 고정원 시술용 지그의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법은: 상기 지그의 디자인을 위하여, 환자의 치열 구조를 포함하는 구강 구조가 3D 로 구축된 3D 구강 화상을 디스플레이 화면에 출력하는 (a)단계; 그리고 상기 3D 구강 화상의 특정 치아영역에 장착되도록 상기 특정 치아영역의 표면이 전사된 형상의 교합면을 가지며 상기 고정원이 연결가능한 구조로 디자인되는 3D 지그 화상으로부터 상기 지그의 형상을 획득하는 (b)단계를 포함하여 이루어진다.

상기 (b)단계는: 기설정된 형상의 3D 지그 모델을 상기 3D 구강 화상이 존재하는 상기 디스플레이 화면에 출력하는 (b1)단계; 그리고 상기 3D 지그 모델이 상기 3D 구강 화상의 특정 치아영역에 배치되도록 상기 3D 지그 모델의 위치가 결정된 후에, 상기 3D 지그 모델에서 상기 3D 구강 화상과 상기 3D 지그 모델의 중첩 부분을 제거하여 상기 교합면을 갖는 상기 3D 지그 화상의 형상을 입력받는 (b2)단계를 포함하여 이루어진다.

상기 (b1)단계의 상기 3D 지그 모델은, 데이터 저장부에 저장되어 있는 복수종류의 3D 지그 모델들 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

상기 (b)단계는, 상기 3D 구강 화상이 존재하는 상기 디스플레이 화면에서 상기 고정원의 위치가 선정된 후에 상기 고정원의 배치구조에 맞추어서 디자인되는 상기 3D 지그 화상으로부터 상기 지그의 형상 데이터를 획득하며; 상기 지그는 상기 3D 지그 화상과 동일한 형상으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 (a)단계는; 상기 환자의 치열구조를 포함하는 엑스레이 영상에 상기 3D 구강 화상이 정합된 정합 이미지를 상기 디스플레이 화면에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지그는 상기 (b)단계에서 디자인되는 상기 3D 지그 화상의 형상과 동일한 형상으로 제조되며; 상기 지그가 상기 교합면을 갖는 지그 몸체와 상기 고정원이 고정되는 부분의 점막을 절개하는 점막 절개용 블레이드(Blade)를 안내하도록 상기 지그 몸체에 일체로 형성되는 절개 가이드를 포함하도록 상기 3D 지그 화상이 디자인되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법에서는 상기 (a)단계의 이전에 환자의 치열 구조를 포함하는 구강 구조를 상기 3D 구강 화상으로 구축하는 단계가 수행된다.

그리고 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법은, 상기 3D 지그 화상으로부터 상기 지그의 형상 데이터를 전송받아서 3차원 조형기를 이용하여 상기 지그를 성형하는 (c)단계를 더 포함한다.

다른 일 형태로서 본 발명은: 치과교정시술에서 교정력을 지탱하는 치열교정용 고정원이 구강 내부의 기설정된 고정위치에 고정될 수 있도록 기설정된 치아에 장착되어서 상기 고정원을 지지하며, 상기 고정원이 상기 고정위치에 고정된 후에 상기 고정원에서 분리되어서 구강 외부로 제거되는 고정원 시술용 지그를 제공한다. 여기서 상기 고정원 시술용 지그는: 상기 고정원이 상기 고정위치에 정렬될 수 있도록 상기 기설정된 치아에 장착되며 상기 기설정된 치아의 표면이 전사된 형상의 교합면을 갖는 지그 몸체; 그리고 상기 고정위치의 점막을 절개하는 점막 절개용 블레이드(Blade)를 안내하도록 상기 지그 몸체와 일체로 성형되며 상기 지그 몸체와 동일한 재질을 갖는 절개 가이드를 포함하여 구성된다.

상기 지그 몸체는 상기 기설정된 치아에 교합되는 대합치가 전사된 형상의 대합치 교합면을 더 가질 수도 있다.

그리고 상기 절개 가이드는 상기 블레이드를 안내하는 슬롯을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정원이 결합되도록 상기 지그 몸체에는 고정원 결합부가 일체로 구비되며; 상기 고정원이 힌지에 의해 상기 고정원 결합부에 회전 가능하게 연결되도록 상기 고정원 결합부에는 상기 고정원의 회전축을 이루는 축부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 고정원을 피시술자의 구강 내부에 시술하여 고정할 때 치아를 정렬기준으로 사용하므로 고정원을 쉽고 정확하게 그리고 빠르게 설치할 수 있고, 이에 따라 시술의 편의성과 정확성이 향상되며 고정원 시술에서 피시술자(환자)가 받는 부담감이 최소화될 수 있다.

그리고 본 발명에 따르면 고정원의 고정시술을 위해 구강 내부의 점막을 절개하는 경우, 시술자가 계획한 기설정된 부분이 신속하고 용이하게 절개될 수 있으며, 고정원을 구강 내부에 고정하는 과정에 고정원이 시술자가 원하는 위치, 즉 설정위치를 벗어나지 않으므로, 시술의 정확성이 크게 향상될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법에 따르면 환자의 구강 구조에 적합한 형상의 지그를 용이하게 디자인할 수 있고, 더 나아가 필요할 때 마다 즉시 제조가 가능하며 지그의 제조에 소요되는 시간이 단축될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 일 실시 예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 고정원 시술용 지그의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 고정원 시술용 지그의 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 고정원 시술용 지그와 고정원의 일 예가 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 고정원 시술용 지그와 고정원의 일 예가 결합된 상태를 나타낸 정면도이다.
도 6은 고정원의 시술을 위해 도 1에 도시된 고정원 시술용 지그가 구강 내부에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 고정원 시술이 끝난 후에 고정원으로부터 고정원 시술용 지그가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법에 대한 일 실시예를 나타낸 순서도이다.
도 9는 3D 구강 화상이 디스플레이 화면에 출력된 상태를 캡쳐한 사진이다.
도 10은 두개골 엑스레이 영상과 3D 구강 화상이 디스플레이 화면에 함께 출력된 상태를 캡쳐한 사진이다.
도 11과 도 12는 두개골 엑스레이 영상과 3D 구강 화상을 정합하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 13은 정합이미지가 존재하는 디스플레이 화면에 3D 지그 모델이 출력된 상태를 캡쳐한 사진이다.
도 14 내지 도 17은 고정원 시술용 지그를 디자인하는 과정을 나타낸 사진들이다.
도 18 및 도 19는 디자인이 완료된 3D 지그 화상을 확인하는 화면을 나타낸 사진이다.
도 20은 방사선 이미지(엑스레이 영상)과 지그/고정원의 위치관계를 나타내는 사진이다.
도 21은 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법에 의해 디자인된 3D 지그 화상의 일 예를 나타낸 사진이다.
도 22는 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법에 의해 제조된 지그가 석고모형에 장착된 상태를 나타낸 사진이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 따른 고정원 시술용 지그 및 이를 갖는 지그/고정원 복합장치의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면들 중, 도 1은 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 일 실시 예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 고정원 시술용 지그의 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 고정원 시술용 지그의 측면도이다. 그리고 도 4는 도 1에 도시된 고정원 시술용 지그와 고정원의 일 예가 결합된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 1에 도시된 고정원 시술용 지그와 고정원의 일 예가 결합된 상태를 나타낸 정면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그(100)는 치과교정시술에서 교정력을 치탱하는 교정치료용 고정원(200)을 구강 내의 특정 위치에 고정할 때 사용되는 기구 또는 장치이다.

상기 고정원 시술용 지그(100)는, 상기 고정원(200)이 구강 내부의 기설정된 고정위치에 고정될 수 있도록 기설정된 치아에 장착되어서 상기 고정원(200)을 지지하며, 상기 고정원(200)이 상기 고정위치에 고정된 후에는 상기 고정원(200)에서 분리되어서 구강 외부로 제거된다. 그리고 상기 고정원(200)은 상기 지그(100)가 분리된 이후에 구강 내부에 남아서 치과교정을 위한 교정력을 지탱하게 된다.

즉, 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그(100)는, 상기 고정원을 구강 내에 고정하는 작업, 즉 교정치료를 받을 환자에게 고정원 시술을 수행할 때 상기 고정원(200)이 상기 고정위치에 정렬될 수 있도록 기설정된 치아영역에 장착되어서 상기 고정원(200)을 지지하며, 고정원이 구강 내에 고정된 후에는 상기 고정원(200)에서 분리되어서 구강 외부로 제거되는 한시적인 장치로 적용될 수 있다.

상기 교정치료용 고정원(200)은 치아 및/또는 악골에 교정력을 가하여 부정치열을 교정하거나 악골을 교정할 때 상기 교정력을 지지하는 앵커로서, 예를 들면 치열교정시술을 위해 구강 내부에 고정되어서 치아나 악골에 가해지는 교정력, 예를 들면 견인력을 지탱하는 장치를 말하며, 치열교정용 지지부재 또는 앵커라고도 칭해진다.

상기 고정원(200)은 정해진 위치, 즉 시술자에 지정되는 기설정된 위치(예를 들면 엑스레이 영상을 바탕으로 설정된 위치)에 정확하게 고정되어야 하는데, 시술자가 상기 고정원(200)을 구강 내부에 정착하기 위해서는 상기 고정원(200)을 기설정된 고정위치에 위치시킨 상태로 협소한 구강 내부공간에서 고정작업을 수행하여야 하며, 이 때 구강 내부 점막, 예를 들면 잇몸의 표면이 타액으로 인해 미끄러워서 상기 고정원(200)이 초기 설정위치를 벗어나는 등 시술에 어려움이 있으며, 상기 고정원이 정확한 위치에 고정되지 않으면 상기 고정원을 악골에 고정시키는 나사에 의해 치근이나 치조골이 손상되는 문제가 나타나게 된다.

따라서, 본 발명에서는 상기 지그(100)가 상기 고정원(200)을 정확한 위치, 즉 구강 내부의 기설정된 고정위치에 배치가능하게 하고, 시술자가 상기 고정원(200)을 상기 고정위치에 고정하는 작업, 즉 고정원 시술을 수행할 때 상기 고정원(200)의 위치가 유지될 수 있도록 함으로써, 치과교정시술의 편의성이 향상되고 미리 계획된 위치(기설정된 고정위치)에 상기 고정원(200)이 정확하게 고정될 수 있다.

본 실시예에서 개시되는 고정원(200)은 상악의 협측, 특히 상악 치조골에 나사를 이용하여 고정되는 타입이다. 상기 고정원(200)은 정해진 위치, 즉 시술자가 계획하는 위치에 정확하게 고정되어야 하는데, 시술자가 상기 고정원(200)을 구강 내부의 소정위치에 정착할 때 상기 고정원(200)의 위치를 유지하면서 협소한 공간에서 나사를 체결하는 고정작업을 수행해야 하고, 이때 잇몸 점막이 미끄러워서 상기 고정원(200)이 초기 설정위치를 벗어날 수 있으나, 본 실시예에서는 고정원의 시술에 상기 지그(100)를 이용함으로써 상기 고정원(200)을 정확하게 위치시킬 수 있다.

상기 고정원(200)은 치과교정장치를 구성하는 기구의 한 종류로서, 전술한 바와 같이 나사를 이용하여 상악 치조골 또는 하악 치조골에 고정되며, 고정원 몸체(210)와 상기 고정원 몸체(210)에 구비되는 앵커 고리(220)를 포함하여 구성된다. 본 실시예에서 상기 고정원 몸체(210)는 치조골에 식립되는 나사에 의해 상악의 설측면에 고정되며, 상하 방향으로 이격되게 배치되는 복수의 나사홀(211)들을 갖는다.

그리고, 상기 앵커 고리(220)는 치아에 교정력을 부여하기 위한 고무줄이나 스프링 등과 같은 탄성부재(도시되지 않음)의 연결이 가능한 구조로서, 본 실시예에서 상기 앵커 고리(220)는 치열교정에 사용되는 교정 와이어가 삽입될 수 있도록 둘레가 축방향으로 절개된 원통형상이나 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예에 있어서 상기 앵커 고리(220)는 상기 고정원 몸체(210)와 일체형으로 제조된다.

본 실시예에 있어서, 상기 고정원(200)은 상기 지그(100)에 결합되어서 상기 지그(100)에 탑재된 상태로 구강 내부에 투입된다. 즉, 상기 고정원(200)이 상기 지그(100)에 실린 상태로 구강 내부에 적용되는데, 상기 지그(100)가 상기 고정원(200)을 구강 내부로 운반하는 운반체, 즉 캐리어(Carrier)로서 기능하며, 상기 고정원(200)이 상술한 고정위치, 예를 들면 상악의 기설정된 위치에 정렬될 수 있도록 포지셔너(Positioner)로서의 기능도 수행한다.

그리고 상기 지그(100)는 상기 고정원(200)에 분리 가능하게 구비된다. 이에 따라, 상기 고정원(200)이 상기 지그(100)에 탑재된 상태로 상기 고정원의 고정위치에 배치된 후에 시술자가 나사를 이용하여 상기 고정원(200)을 구강 내에 고정하고, 상기 고정원(200)이 구강 내부의 기설정된 고정위치에 고정된 후에는 상기 지그(100)를 상기 고정원(200)에서 분리하여 구강 외부로 제거할 수 있다.

상기 고정원(200)이 상기 지그(100)에 의해 기설정된 위치에 정확하게 배치되기 위해서는 상기 지그(100)는 구강 내부의 소정위치, 즉 미리 계획된 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 고정원이 구치부의 부근에 시술되어야 하는 경우에 상기 지그(100)는 구강 내부의 기설정된 치아 영역, 예를 들면 구치부(어금니)에 장착되는 것이 좋으며, 이에 따라 상기 고정원(200)은 기설정된 고정위치에 배치될 수 있다. 이를 위하여 상기 지그(100)에는 기설정된 치아의 표면이 전사된 형상의 교합면(111)이 구비된다.

본 실시예에서는 상기 지그(100)는 구치부의 특정 영역에 탈착 가능하게 장착될 수 있도록 상기 교합면(111)은 상기 구치부가 전사된 형상을 가지며, 이에 따라 상기 구치부가 상기 고정원(200)의 정렬 기준이 되고, 전술한 바와 같이 상기 고정원(200)이 나사에 의해 고정된 후에는 상기 지그(100)가 구강 외부로 제거될 수 있도록 상기 고정원(200)에서 분리된다.

본 실시예에서, 상기 지그(100)는, 상기 기설정된 치아, 즉 구치에 장착되는 지그 몸체(110)와 상기 지그 몸체(110)에 일체로 성형된 형상의 절개 가이드(120)를 포함하여 구성된다.

상기 지그 몸체(110)에는 상기 교합면(111)이 구비되어서 상기 지그 몸체(110)가 기설정된 치아에만 정확하게 매칭되며, 상기 절개 가이드(120)는 상기 고정위치를 덮고 있는 점막 영역을 절개하기 위한 점막 절개용 블레이드(Blade, 메스)를 안내한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 지그 몸체(110)에는 상기 교합면(111)의 반대측에 형성되는 대합치 교합면(112)이 구비되는데, 상기 대합치 교합면(112)은 상기 교합면(111)에 매칭(Matching)되는 치아와 맞물리는 치아(대합치)가 전사된 형상을 가지며, 이에 따라 상기 지그 몸체(110)가 아랫니와 윗니 사이의 기설정된 위치에 물려서 고정될 수 있다.

그리고 상기 절개 가이드(120)는 상기 지그 몸체(110)와 동일 재질로 일체형으로 성형되며, 본 실시예에서 상기 절개 가이드(120)는 상기 블레이드를 안내하는 슬롯(Slot, 121)을 갖는다. 상기 슬롯(121)은 상기 블레이드의 이동 경로를 형성하는 동시에 상기 블레이드의 이동 구간(절개 시점과 종점)을 제한한다. 본 실시예에서, 상기 슬롯(121)은 상기 절개 가이드(120)에 상하 방향으로 길게 형성되며, 상단과 하단이 막힌 형상으로서 상기 블레이드의 상한과 하한이 제한된다.

또한, 상기 지그 몸체(110)에는 상기 고정원(200)과 상기 지그(100)의 결합을 위한 고정원 결합부(130)가 구비되며, 본 실시예에서 상기 고정원(200)은 힌지 구조에 의해 상기 고정원 결합부(130)에 회전 가능하게 연결된다. 이를 위하여 상기 고정원 결합부(130)에는 상기 고정원(200)의 회전축을 이루는 축부재(140), 예를 핀(Pin)이 구비되며, 이에 따라 상기 고정원(200)이 상기 축부재(140)를 기준으로 1축 회전되어서 기설정된 고정위치에 정렬될 수 있다.

여기서, 상기 축부재(140)는 상기 앵커 고리(220)에 삽입되어 상기 고정원(200)의 회전축선을 이루며, 상기 고정원 결합부(130)에는 상기 축부재(140)의 양단이 끼워지는 한 쌍의 축공(131)이 형성되고, 상기 고정원 결합부(130)에 의해 상기 축부재(140)가 지지된다. 또한, 상기 고정원 결합부(130)에는 접착성 수지(132)가 도포되어서 상기 축부재(140)를 상기 고정원 결합부(130)에 고정시킨다.

이에 따라, 상기 고정원 몸체(210)를 상악의 골막하에 매립하기 위해 상기 블레이드로 잇몸 점막을 절개할 때 상기 블레이드가 상기 고정원(200)에 의해 간섭되지 않도록, 상술한 고정원 결합부의 회전 구조에 의해 상기 고정원(200)이 상술한 고정원의 고정위치를 벗어날 수 있으며, 상기 점막의 절개가 완료된 후에는 상기 고정원(200)이 상향 회전되어서 기설정된 고정위치에 정렬될 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 고정원(200)은 상기 지그(100)에 탑재된 상태로 환자의 구강 내부에 투입되며, 상기 지그(100)가 기설정된 치아에 장착된 후에 시술자는 상기 절개 가이드(120)에 상술한 블레이드를 대고 잇몸 점막을 절개하고, 잇몸 점막의 절개가 완료된 후에는 상기 절개 가이드(120)를 상기 지그 몸체(110)에서 분리한다. 이를 위하여 상기 절개 가이드(120)와 상기 지그 몸체(110)의 경계에는 파단이 용이한 구조(도시되지 않음), 예를 들면 파단 홈(Groove)이나 노치(Notch)가 적용되는 것이 좋으나 상기 절개 가이드(120)는 커터(Cutter)를 이용하여 절단될 수도 있다.

그리고, 상기 절개 가이드(120)가 상기 지그 몸체(110)에서 분리된 후에, 시술자는 상기 고정원(200)을 상향 회전시켜서 상기 블레이드에 의해 절개된 영역의 점막 내부에 상기 고정원 몸체(210)를 삽입하고, 나사를 이용하여 상기 고정원 몸체(210)를 상악 치조골에 견고하게 고정한다.

다음으로, 상기 고정원(200)이 기설정된 고정위치에 견고하게 고정된 후에는 상기 지그(100)를 상기 고정원(200)에서 분리하여 구강 외부로 제거하는데, 이를 위하여 상기 고정원 결합부(130)에 도포되어 있는 접착성 수지(132)를 제거해서 상기 축부재(140)를 상기 고정원 결합부(130)에서 빼내면 상기 지그 몸체(110)가 상기 구치부에서 탈거될 수 있다.

이하에서는, 도 8 내지 도 21을 본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조방법에 대한 구체적인 일 예가 설명된다.

본 발명에 따른 고정원 시술용 지그의 제조를 위하여 환자(피시술자)의 치열 구조를 포함하는 구강 구조를 입체적 이미지(3D 이미지)로 구축한 3D 구강 화상이 필요하며, 상기 3D 구강 화상을 디스플레이 화면(예를 들면 컴퓨터 화면)에 출력하고 상기 3D 구강 화상이 출력되어 있는 디스플레이 화면상에서 입체적 형태로 디자인된 지그의 형상을 획득한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 지그의 디자인을 위하여 3D 구강 화상의 형상 데이터가 추출되고, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 3D 구강 화상이 상기 디스플레이 화면의 가상 공간에 입체적으로 출력된다.

상기 3D 구강 화상은, 환자의 치열 구조가 인상된 구강 석고모형을 실물로 제작하고 상기 구강 석고모형을 스캐닝하거나 CT장치나 MRI장치 등의 영상촬영장치에 의해 획득되는 다단층 화상 데이터를 입체적으로 구축함으로써 얻어질 수 있다.

상기 구강 석고모형은 상기 고정원이 시술되기 이전에 환자의 구강 구조를 그대로 본 뜬 형태로 제조된 것으로서, 구강 석고모형의 제조방법 그 자체는 치과기공분야에서 공지된 것이므로 부가적인 설명은 생략된다.

상기 지그의 보다 정확한 디자인을 위하여, 상기 디스플레이 화면에는 상기 환자의 치열구조를 포함하는 엑스레이 영상, 보다 상세하게는 두개골 방사선 이미지에 상기 3D 구강 화상이 정합된 구조의 정합 이미지가 출력되는데, 이에 따라 유저가 상기 지그를 디자인할 때 환자의 구강에 대한 해부학적 구조와 고정원 및 지그의 위치관계를 보다 정확하게 확인할 수 있다.

상술한 정합 이미지의 생성을 위하여, 도 10에 나타난 바와 같이 상기 디스플레이 화면에 상기 엑스레이 영상과 상기 3D 구강 화상이 함께 출력된다. 그리고, 도 11 및 도 12에 도시된 상기 엑스레이 영상과 3D 구강 화상의 정합과정을 거쳐 생성되는 정합 이미지가 상기 디스플레이 화면에 출력된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 엑스레이 영상과 3D 구강 화상의 정합을 위하여, 도 11에서와 같이 측면 엑스레이 영상에 상기 3D 구강 화상이 정합되고, 도 12에서와 같이 상기 측면 엑스레이 영상에 직교하는 정면 엑스레이 영상에 상기 3D 구강 화상이 정합되는데 엑스레이 영상의 치아와 3D 구강 화상의 치아를 일치시키면 상술한 정합 이미지가 생성된다.

다음으로, 상술한 바와 같이 상기 3D 구강 화상, 보다 바람직하게는 상기 정합 이미지가 상기 디스플레이 화면에 출력되어 있는 상태에서, 상기 3D 구강 화상의 특정 치아영역에 전술한 실시예에서 설명된 지그(100)가 장착되도록, 상기 특정 치아영역의 표면이 전사된 형상으로 디자인되는 3D 지그 화상으로부터 상기 지그의 형상이 획득하는 과정이 수행된다.

즉, 상기 3D 구강 화상이 존재하는(출력되어 있는) 상기 디스플레이 화면에서 상기 3D 구강 화상의 특정 치아영역이 전사된 형상의 교합면을 갖는 3D 지그 화상이 디자인되면, 상기 3D 지그 화상의 형상 데이터로부터 상기 3D 지그 화상과 동일한 형상의 지그가 제조되며, 이와 같이 제조되는 지그는 상기 3D 구강 화상의 특정 치아영역에 해당되는 실제 치아영역(전술한 실시예에서 기설정된 치아)에 장착될 수 있다.

이를 위하여, 상기 교합면을 가지며 기설정된 형상의 고정원이 연결 가능한 구조로 디자인되는 3D 지그 화상으로부터 상기 지그의 형상이 추출되는데, 상기 3D 지그 화상의 입체 형상 데이터를 기반으로 상기 지그의 형상이 획득될 수 있다.

이하, 도 13 내지 도 17을 참조하여 상기 지그의 디자인 과정의 일 예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 3D 구강 화상이 존재하는(출력되어 있는) 상기 디스플레이 화면, 특히 상기 정합 이미지가 존재하는 디스플레이 화면에 기설정된 형상의 3D 지그 모델을 불러오고, 상기 고정원이 설치된 위치를 고려하여 상기 3D 지그 모델의 위치가 설정된다.

상기 3D 구강 화상의 형상 데이터나 엑스레이 영상의 데이터 등 각종의 이미지 데이터는 데이터 저장부(도시되지 않음)에 저장되며 불러오기 명령에 의해 디스플레이 화면에 출력되는데, 상기 데이터 저장부에는 복수 종류의 3D 지그 모델들이 저장되며 상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 복수 종류의 3D 지그 모델들 중에서 선택된 어느 하나의 3D 지그 모델이 상기 디스플레이 화면에 출력된다.

그리고, 상기 3D 지그 모델의 위치는 상기 고정원이 시술되는 환자의 구강 해부학적 구조와 고정원의 위치 등을 고려하여 설정되며, 상기 지그의 디자인을 위하여 상기 3D 지그 모델이 상기 3D 구강 화상의 특정 치아영역에 장착되게 배치된다.

다시 말해서, 상기 디스플레이 화면상에 환자의 치아 및 턱뼈의 해부학적 구조가 보여질 수 있도록, 도 14에 나타난 바와 같이 상기 엑스레이 영상에 정합되어 있는 상기 3D 구강 화상의 투명도가 조절되고, 도 15 및 도 16에 나타난 바와 같이 상기 고정원의 시술위치가 조절된다.

그리고, 상기 고정원의 위치 조절이 끝나면 도 17에 도시된 바와 같이 상기 3D 지그 모델의 위치를 조절하여 상기 고정원에 결합될 수 있는 위치에 상기 3D 지그 모델을 배치함으로써 상기 3D 지그 모델의 배치가 완료된다. 상기 고정원의 위치 조절과 상기 3D 지그 모델의 위치 조절은 유저의 조작에 의해 수동으로 수행될 수 있다.

상술한 바와 같이 기설정된 형상으로 디스플레이 화면에 출력되는 3D 지그 모델이 상기 3D 구강 화상에 정위치되면 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 고정원과 지그를 확인할 수 있고, 더 나아가 도 20에서와 같이 엑스레이 영상 및 3D 구강 화상에 대한 고정원 및 지그의 상대적 위치관계가 확인될 수 있다.

그리고, 상기 3D 지그 모델에서 상기 3D 구강 화상과 상기 3D 지그 모델의 중첩부분을 제거하면, 상기 교합면을 갖는 3D 지그 화상의 형상이 획득되고 상기 3D 지그 화상의 형상, 즉 형상 데이터가 상기 데이터 저장부에 입력된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 3D 지그 모델을 상기 3D 구강 화상이 출력된 화면, 즉 가상의 3차원 공간에서 움직여서 상기 3D 지그 모델이 배치될 위치가 선정되고, 상기 3D 구강 화상의 소정 위치에 상기 3D 지그 모델이 중첩되어서 도 18 및 도 19에서와 같이 상기 3D 지그 모델의 위치 선정이 완료되면, 상기 3D 지그 모델에서 상기 3D 구강 화상과 상기 3D 지그 모델이 중첩된 부분이 제거되도록 CAD 프로그램의 불리언(Boolean)이 수행되고, 그 결과 도 21에 나타난 바와 같이 3D 구강 화상에서 분리된 상기 3D 지그 화상의 형상 데이터 즉 상기 지그의 형상이 획득될 수 있다.

다음으로, 상기 3D 지그 화상의 형상 데이터를 기반으로 상기 3D 지그 화상과 동일한 형상 및 크기로 상기 지그를 성형하는 지그성형 단계가 수행되는데, 보다 구체적으로 설명하면 상기 3D 지그 화상으로부터 획득되는 형상 데이터가 3차원 조형기에 전송되고 상기 3차원 조형기에 의해 상기 지그가 성형된다.

다시 말해서, 상기 3D 지그 화상은 CAM에 의해 지그 제조장비가 읽을 수 있는 지그 형상 데이터로 전송되고, 상기 지그 형상 데이터를 기초로 상기 지그가 제조될 수 있다. 그리고 도 22는 본 발명에 따른 지그 제조방법에 의해 제조된 지그가 구강 석고모형에 장착된 상태를 나타낸 사진이다.

상기 지그 제조장비의 예로는 3D 프린터 등의 3차원 조형기가 적용될 수 있으며, 보다 구체적인 예로는 3D SYSTEMS Inc(USA)의 제품인 VIPER 조형기가 사용될 수 있다. 상술한 지그 제조과정은 CAD/CAM 기술, 즉 CAD에 의한 지그 디자인과 CAM에 의한 지그 성형(제조)를 통해 구현될 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 지그 110: 지그 몸체
111: 교합면 112: 대합치 교합면
120: 절개 가이드 121: 슬롯
130: 고정원 결합부 131: 축공
132: 접착성 수지 140: 축부재
200: 고정원 210: 고정원 몸체
220: 앵커 고리

Claims

치과교정시술에서 교정력을 지탱하는 치열교정용 고정원을 구강 내에 고정하는 시술을 위하여 상기 고정원을 지지하며, 상기 고정원이 구강 내에 고정된 후에 상기 고정원에서 분리되어서 구강 외부로 제거되는 고정원 시술용 지그의 제조방법으로서:
상기 지그의 디자인을 위하여, 환자의 치열 구조를 포함하는 구강 구조가 3D 로 구축된 3D 구강 화상을 디스플레이 화면에 출력하는 (a)단계; 그리고
상기 3D 구강 화상의 특정 치아영역에 장착되도록 상기 특정 치아영역의 표면이 전사된 형상의 교합면을 가지며 상기 고정원이 연결가능한 구조로 디자인되는 3D 지그 화상으로부터 상기 지그의 형상을 획득하는 (b)단계를 포함하여 이루어지는 고정원 시술용 지그의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 (b)단계는;
기설정된 형상의 3D 지그 모델을 상기 3D 구강 화상이 존재하는 상기 디스플레이 화면에 출력하는 (b1)단계; 그리고
상기 3D 지그 모델이 상기 3D 구강 화상의 특정 치아영역에 배치되도록 상기 3D 지그 모델의 위치가 결정된 후에, 상기 3D 지그 모델에서 상기 3D 구강 화상과 상기 3D 지그 모델의 중첩 부분을 제거하여 상기 교합면을 갖는 상기 3D 지그 화상의 형상을 입력받는 (b2)단계를 포함하여 이루어지는 고정원 시술용 지그의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 (b1)단계의 상기 3D 지그 모델은, 데이터 저장부에 저장되어 있는 복수종류의 3D 지그 모델들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 고정원 시술용 지그 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 (b)단계는, 상기 3D 구강 화상이 존재하는 상기 디스플레이 화면에서 상기 고정원의 위치가 선정된 후에 상기 고정원의 배치구조에 맞추어서 디자인되는 상기 3D 지그 화상으로부터 상기 지그의 형상 데이터를 획득하며; 상기 지그는 상기 3D 지그 화상과 동일한 형상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고정원 시술용 지그의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 (a)단계는; 상기 환자의 치열구조를 포함하는 엑스레이 영상에 상기 3D 구강 화상이 정합된 정합 이미지를 상기 디스플레이 화면에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정원 시술용 지그의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 지그는 상기 (b)단계에서 디자인되는 상기 3D 지그 화상의 형상과 동일한 형상으로 제조되며; 상기 지그가 상기 교합면을 갖는 지그 몸체와 상기 고정원이 고정되는 부분의 점막을 절개하는 점막 절개용 블레이드(Blade)를 안내하도록 상기 지그 몸체에 일체로 형성되는 절개 가이드를 포함하도록 상기 3D 지그 화상이 디자인되는 것을 특징으로 하는 고정원 시술용 지그의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 (a)단계의 이전에 환자의 치열 구조를 포함하는 구강 구조를 상기 3D 구강 화상으로 구축하는 단계를 더 포함하는 고정원 시술용 지그의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 3D 지그 화상으로부터 상기 지그의 형상 데이터를 전송받아서 3차원 조형기를 이용하여 상기 지그를 성형하는 (c)단계를 더 포함하는 고정원 시술용 지그의 제조방법.
치과교정시술에서 교정력을 지탱하는 치열교정용 고정원이 구강 내부의 기설정된 고정위치에 고정될 수 있도록 기설정된 치아에 장착되어서 상기 고정원을 지지하며, 상기 고정원이 상기 고정위치에 고정된 후에 상기 고정원에서 분리되어서 구강 외부로 제거되는 고정원 시술용 지그로서:
상기 고정원이 상기 고정위치에 정렬될 수 있도록 상기 기설정된 치아에 장착되며 상기 기설정된 치아의 표면이 전사된 형상의 교합면을 갖는 지그 몸체; 그리고
상기 고정위치의 점막을 절개하는 점막 절개용 블레이드(Blade)를 안내하도록 상기 지그 몸체와 일체로 성형되며 상기 지그 몸체와 동일한 재질을 갖는 절개 가이드를 포함하여 구성되는 고정원 시술용 지그.
제9항에 있어서,
상기 지그 몸체는 상기 기설정된 치아에 교합되는 대합치가 전사된 형상의 대합치 교합면을 더 가지는 것을 특징으로 하는 고정원 시술용 지그.
제9항에 있어서,
상기 절개 가이드는, 상기 블레이드를 안내하는 슬롯을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고정원 시술용 지그.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정원이 결합되도록 상기 지그 몸체에는 고정원 결합부가 일체로 구비되며; 상기 고정원이 힌지에 의해 상기 고정원 결합부에 회전 가능하게 연결되도록 상기 고정원 결합부에는 상기 고정원의 회전축을 이루는 축부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 고정원 시술용 지그.