KR101473192B1 - 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법 - Google Patents

Abstract

획득된 치주조직의 3차원 이미지 정보에 따라 임플란트 식립위치를 진단하고 진단 결과에 대응하여 임플란트 식립을 안내하되, 시술의 정밀성이 향상되도록, 본 발명은 영상 정합 기준점을 제공하도록 방사선 불투과물질로 구비된 2차원 기준표식을 포함하되 치아의 바이트면과 평행하게 물림되는 바이트 트레이를 피시술자의 구강 내에 삽입하고, CT 촬영을 통한 상기 구강 내 치주조직의 3차원 이미지 및 오랄 스캔을 통한 상기 3차원 이미지에 대응되는 3차원 외부형상 이미지를 획득하는 제1단계; 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지를 상기 2차원 기준표식을 기준으로 영상 정합하여 3차원 시술 가이드 이미지를 획득하는 2단계; 및 획득된 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 따라 임플란트 식립 위치를 설정하고, 설정된 상기 임플란트 식립 위치에 대응하여 관통홀이 형성된 스탠트 몸체를 제조하는 제3단계를 포함하는 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법을 제공한다.

Description

임플란트용 가이드 스탠트 제조방법{method of manufacturing guide stent for dental implant}

본 발명은 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 획득된 치주조직의 3차원 이미지 정보에 따라 임플란트 식립위치를 진단하고 진단 결과에 대응하여 임플란트 식립을 안내하되, 시술의 정밀성이 향상되는 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 임플란트는 본래의 인체조직이 상실되었을 때, 인체조직을 대신할 수 있는 대치물을 의미하지만, 치과에서는 인공으로 만든 치아를 이식하는 것을 말한다. 상실된 치근을 대신할 수 있도록 인체에 거부반응이 없는 티타늄 등으로 만든 픽스츄어를 치아가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공치아를 고정시켜 치아의 기능을 회복하도록 하는 시술이다.

일반 보철물이나 틀니의 경우 시간이 지나면 주위 치아와 뼈가 상하지만, 임플란트는 주변 치아조직의 손상을 방지할 수 있으며 이차적인 충치 발생요인이 없기 때문에 안정적으로 사용할 수 있다. 또한, 임플란트는 자연 치아와 동일한 구조를 가지므로 잇몸의 통증 및 이물감이 전혀 없으며, 관리만 잘하면 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

임플란트 시술은 드릴을 이용하여 치조골에 천공을 형성하고, 상기 천공에 픽스츄어를 식립하여 수행되는데, 천공을 형성하는 시술 및 픽스츄어를 식립하는 시술은 환자마다 많은 차이가 있는데, 이는 환자의 치아 상태나 임플란트 시술이 필요한 치아의 위치, 환자의 치조골의 상태 등 다양한 요인을 고려하여 임플란트의 식립 위치 및 깊이와 방향을 결정해야 하기 때문이다.

이처럼, 치조골 천공을 위한 드릴링 작업은 초심자뿐만 아니라 경험자에게도 작업 과정에서 깊이 및 방향을 정확하게 가늠하기가 상당히 어렵다는 난점이 있으며, 시술 경험이 풍부하지 않은 초보자의 경우 별도의 측정단계 없이 시술 도중 드릴링될 깊이를 가늠하여 시술한다는 것은 매우 어려운 것이다.

또한, 천공 형성시 시술자가 드릴에 힘을 가하여 드릴링 작업을 수행하면서 현재 어느 정도까지 깊이로 드릴링 작업이 이루어졌는지 판단하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 일정 깊이 이상으로 드릴이 삽입되면 치조골의 신경을 손상시킬 수 도 있다.

그 반대로, 일정한 깊이에 도달하기 전에 드릴링 작업을 종료한 경우에는 드릴된 천공의 깊이가 얕아서 픽스츄어 고정에 과도한 힘이 소요될 뿐만 아니라 천공 주위의 나사산이 손상되거나 픽스츄어가 완벽하게 고정되지 못해 추후 재시술을 하게 되는 문제가 발생하기도 했다.

이에 따라, 천공 작업을 수행할 정확한 위치 및 방향을 파악할 수 있도록 가이드 스탠트(guide stent)라고 하는 보조 기구를 사용한다.

도 1은 종래의 가이트 스탠트를 제작하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 가이드 스탠트는 다음과 같은 순서로 이루어진다. 먼저, 고무재질의 인상재료를 이용하여 피시술자 치주조직의 음형을 획득하고(s1) 음형에 석고를 부어 피시술자의 치주조직을 본뜬 석고모형을 제작한다(s2).

그리고, 상기 석고모형의 CT 촬영을 통해 치아 및 잇몸의 형상을 획득하고(s2), 피시술자의 CT촬영을 통해 구강 내의 치조골 및 치아 형상을 획득한다(s3).

이 후, 치아의 특이점 혹은 석고모델의 특징점을 이용하여 두 영상을 정합하게 되며(s4), 영상 정합된 데이터를 통해 시뮬레이션을 수행하여 임플란트 시술을 계획하고(s5) 상기 계획에 따라 시술을 안내할 수 있는 가이드 스탠트를 제작하게 된다(s6).

이때, 시술 안내를 위한 가이드 스탠트는 잇몸의 두께, 치조골의 분포, 피시술 대상 치아의 위치 등 다양한 해부학적인 시술 조건과 함께 시술자의 시술 경험이 더해져 제작되어야 하므로, CT 데이터와 같은 직접 데이터만을 사용하는 것보다는 구강 조직의 외형 데이터를 함께 활용하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 각 데이터를 정합하는 정합단계가 필수적으로 요구되는데, 종래에는 구강 내의 치주조직을 본뜬 석고모형의 형상 데이터와 피시술자의 치주조직 데이터를 치아의 특이점을 기준으로 영상을 정합하거나, 석고모형과 상기 석고모형이 안착되는 트레이를 구강 내에 삽입함으로써 추가적인 영상 데이터를 획득하고 트레이상의 특징점을 기준으로 영상을 정합하는 방법을 사용하였다.

그러나, 종래의 영상 정합은 피시술자의 구강 형상을 음형으로 본뜨고, 상기 음형에 따라 석고 모델을 제작하는데 추가적인 시간이 소모됨에 따라 전체적인 임플란트 시술기간이 증가되는 문제점이 있었다. 더욱이, 매 시술시마다 피시술자에 맞는 음형과 석고모델을 제작해야 하기 때문에 추가적인 비용이 발생되어 시술의 경제성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 석고모델의 제작 정확성에 따라 영상 정합성이 좌우되기 때문에 비숙련자의 경우 석고모델의 정확성 저하로 영상 정합의 정밀성이 저하될 뿐만 아니라 실질적인 의료능력과 무관한 제작 능력이 요구되는 문제점이 있었다.

더욱이, 음형 제작시 피시술자의 무는 힘, 잇몸 탄력, 치아 배열 형태 및 결손 상태에 따라 음형 제작의 정확도가 달라지기 때문에 정밀하고 일관된 석고 모델의 제작이 힘든 문제점이 있었다.

이에 따라, 영상 정합성이 저하됨과 함께, 상기 영상 정합 데이터를 통해 제작되어 식각위치, 식립각도, 식립깊이를 안내하는 가이드 스탠트의 정밀성이 저하됨에 따라 임플란트 시술의 완성도가 현저히 저하되는 심각한 문제점이 있었다.

더욱이, 가이드 스탠트의 정밀성이 부족하기 때문에 기형성된 천공에 픽스츄어를 식립하고, 고정된 픽스츄어의 방향과 각도에 따라 크라운(인공 치아)을 제작해야 하고, 고정된 픽스츄어의 고정력이 부족하거나 방향이 잘못된 경우에는 재시술이 요구됨에 따라 임플란트 시술의 완성까지 피시술자의 내원 횟수가 증가하고 시술 완료 기간이 길어지는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-0977911호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 획득된 치주조직의 3차원 이미지 정보에 따라 임플란트 식립위치를 진단하고 진단 결과에 대응하여 임플란트 식립을 안내하되, 시술의 정밀성이 향상되는 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 영상 정합 기준점을 제공하도록 방사선 불투과물질로 구비된 2차원 기준표식을 포함하되 치아의 바이트면과 평행하게 물림되는 바이트 트레이를 피시술자의 구강 내에 삽입하고, CT 촬영을 통한 상기 구강 내 치주조직의 3차원 이미지 및 오랄 스캔을 통한 상기 3차원 이미지에 대응되는 3차원 외부형상 이미지를 획득하는 제1단계; 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지를 상기 2차원 기준표식을 기준으로 영상 정합하여 3차원 시술 가이드 이미지를 획득하는 2단계; 및 획득된 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 따라 임플란트 식립 위치를 설정하고, 설정된 상기 임플란트 식립 위치에 대응하여 관통홀이 형성된 스탠트 몸체를 제조하는 제3단계를 포함하는 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 제2단계는 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지에 표시된 각각의 상기 2차원 기준표식의 좌표를 추출하고, 추출된 상기 2차원 기준표식의 좌표가 상호 중첩되도록 좌표를 동기화하여 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지를 상호 결합하는 단계를 포함함이 바람직하다.

또한, 상기 바이트 트레이는 상기 각각의 치아에 대응하여 상호 이격되어 배치되는 복수개의 보조표식을 포함하며, 상기 제2단계는 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지에 표시된 각각의 상기 보조표식의 좌표를 추출하고, 추출된 상기 보조표식의 좌표가 상호 중첩되도록 좌표를 동기화하는 단계를 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 제1단계는 구강 내에 삽입된 상기 바이트 트레이를 제거하고 상기 피시술자의 상하측 치열궁을 따라 오랄 스캔하여 상기 3차원 외부형상 이미지에 대응되는 3차원 외부형상 보조이미지를 획득하되, 상기 3차원 외부형상 이미지를 상기 3차원 외부형상 보조이미지로써 보정하는 단계를 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 제3단계는 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 따라 크라운을 설계하고, 설계된 상기 크라운의 배치각도에 대응하여 상기 관통홀의 픽스츄어 식립 가이드각도를 설정하는 단계를 포함함이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명에 따른 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 피시술자의 구강 내 치주조직의 외부형상 획득 시 별도의 석고 모형 제작이 요구되지 않으므로 시술 준비시간을 단축하여 피시술자의 내원 횟수를 줄이고 시술의 만족도를 향상시킬 수 있으며, 부정확한 석고모형의 외형 이미지에 CT 촬영을 통한 3차원 이미지 상의 정보를 정합하는 것이 아니라 피시술자의 구강을 직접 스캔한 3차원 외부형상 이미지를 기준으로 정합하여 한층 정밀한 영상 정합 결과를 획득하여 정밀한 가이드 스탠트를 제작할 수 있다.

둘째, 규격화된 바이트 트레이의 2차원 기준표식을 영상 정합 기준점으로 제공함으로써 영상 정합 과정이 표준화됨에 따라 더욱 빠르고 정밀한 3차원 시술 가이드 이미지 획득이 가능하므로, 가이드 스탠트 제조시 피시술자의 구강 내 치주조직에 합치되는 크라운을 동시에 제작할 수 있어, 한번의 시술로 픽스츄어 식립과 어버트먼트/크라운의 설치를 완료할 수 있는 기반 기술장치를 제공할 수 있다.

셋째, 보조표식을 2차원 기준표식과 함께 영상 정합 기준점으로 사용함으로써, 피시술자의 구강 내에 영상 측정을 방해하는 요소가 존재하더라도 금속보철물을 제거하거나 이미지를 재촬영하는 추가 작업 없이도 정확한 영상 정합이 가능하여 가이드 스탠트 제작 준비 시간이 단축될 뿐만 아니라 더욱 정밀한 가이드 스탠트 제작이 가능하다.

도 1은 종래의 가이드 스탠트 제작과정을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법에 사용되는 바이트 트레이를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법에서 바이트 트레이를 이용하여 획득된 3차원 이미지를 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 임플란트용 가이드 스탠트를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법을 나타낸 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법에 사용되는 바이트 트레이를 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법에서 바이트 트레이를 이용하여 획득된 3차원 이미지를 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 임플란트용 가이드 스탠트를 나타낸 예시도이다.

임플란트 시술은 드릴을 이용하여 치조골에 천공을 형성하고, 상기 천공에 픽스츄어를 식립하여 수행되는데, 천공 작업을 수행할 정확한 위치 및 방향을 파악할 수 있도록 가이드 스탠트(guide stent)라고 하는 보조 기구를 사용한다.

여기서, 상기 가이드 스탠트(100)는 피시술자의 구강 내 치주조직의 상태에 따라 임플란트 시술 계획이 수립되면, 수립된 시술 계획을 안내할 수 있도록 제작되어 시술자의 시술, 즉 드릴링이나 픽스츄어 식립 등의 방향이나 깊이 등을 가이드할 수 있다.

도 2 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법은 다음과 같은 과정으로 이루어진다.

먼저, 바이트 트레이(50)를 피시술자의 구강 내에 삽입하고, CT 촬영을 통한 상기 구강 내 치주조직의 3차원 이미지 및 오랄 스캔을 통한 상기 3차원 이미지에 대응되는 3차원 외부형상 이미지를 획득한다(s10). 이때, 상기 바이트 트레이(50)는 영상 정합 기준점을 제공하도록 방사선 불투과물질로 구비된 2차원 기준표식(13)을 포함하되 치아의 바이트면과 평행하게 물림된다.

상세히, 상기 바이트 트레이(50)는 임플란트 시술과정에서 피시술자의 구강 내부에 대한 다양한 이미지를 획득하고, 획득된 각 이미지 포함하는 서로 다른 정보를 종합하여 하나의 이미지로 결합하기 위해 사용된다.

예를 들면, 상기 3차원 이미지는 CT 촬영 등을 통해 획득되며, 구강 내의 치주조직 중 치관(잇몸 외부로 치아 외부측), 치근(치아에서 잇몸에 가려진 내부측), 치조골 등의 내부 조직의 정보를 포함하고 있다. 즉, 치아와 치조골에 대한 정보는 명확하게 나타날 수 있지만, 잇몸에 대한 정보는 정확하게 제공되지 못한다.

반면, 상기 3차원 외부형상 이미지는 오랄 스캔 등을 통해 획득되며, 구강 내의 치주 조직 중 치관의 형상과 상기 3차원 이미지 상에서 명확하게 드러나지 않는 치관 주변의 잇몸의 형상을 포함하고 있다. 즉, 치아의 치관 및 잇몸 등에 대한 정보는 명확하게 나타날 수 있지만 잇몸 내측의 치근과 치조골에 대한 정보는 명확하게 제공되지 못한다.

임플란트 시술은 치조골의 골량, 골밀도, 분포 등에 따른 치조골과 픽스츄어 간 배치 및 결합, 각 치아 사이 공간과 크라운(인공 치아)의 외형 및 배치각도 등 내부적인 조건과 외부적인 조건을 함께 고려해야 하기 때문에, 3차원 이미지나 3차원 외부형상 이미지 중 어느 하나를 이용하는 것보다는 양측 모두를 종합적으로 사용할 때 더욱 정확하고 완성도 높은 시술을 제공할 수 있다.

이때, 피시술자의 구강 내 치주조직의 외부형상 획득 시 별도의 석고 모형 제작이 요구되지 않으므로 시술 준비시간을 단축하여 피시술자의 내원 횟수를 줄이고 시술의 만족도를 향상시킬 수 있다.

더욱이, 부정확한 석고모형의 외형 이미지에 CT 촬영을 통한 3차원 이미지 상의 정보를 정합하는 것이 아니라 피시술자의 구강을 직접 스캔한 3차원 외부형상 이미지에 CT 촬영을 통한 구강 내 치주조직의 정보를 정합하여 한층 정밀한 영상 정합 결과를 획득하여 정밀한 가이드 스탠트를 제작할 수 있다.

이처럼, 정밀한 진단과 한층 세밀한 임플란트 설계가 반영된 정밀한 가이드 스탠트를 제작함으로써, 픽스츄어의 식립 후 추가적인 보정단계 없이 정확한 임플란트 시술이 가능하므로, 가이드 스탠트의 제조와 함께 크라운을 제작함으로써 가이드 스탠트 제작 이후 한번의 시술로 픽스츄어 식립과 어버트먼트/크라운의 설치를 완료할 수 있는 기반 기술장치를 제공할 수 있다.

한편, 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지가 획득되면(s10), 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지를 상기 2차원 기준표식을 기준으로 영상 정합하여 3차원 시술 가이드 이미지를 획득한다(s20).

여기서, 상기 2차원 기준표식(13)은 3개소 이상으로 구비됨이 바림직하다. 예를 들면, 상기 2차원 기준표식(13)은 상하로 이격되어 배치된 상부표식(13b) 및 하부표식(13a)과, 상기 상부표식(13b) 및 상기 하부표식(13a) 중 적어도 어느 하나와 좌우로 이격되어 배치된 측부표식(13c)으로 구비될 수 있다.

이때, 3개소에 구비된 표식 중 2개를 이은 연결선은 서로 다른 직선을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 3개소에 구비된 표식은 동일 직선 상에 위치되지 않아야 한다. 이에 따라, 3개소에 구비된 상기 2차원 기준표식을 통해 수많은 평면 중 하나의 평면이 정의될 수 있으며, 상기 정의된 하나의 평면을 기준으로 서로 다른 정보를 포함한 이종의 3차원 영상을 정합할 수 있다.

예를 들어, 3개소에 구비된 2차원 기준표식을 이은 도형을 형성하거나 3개의 2차원 기준표식을 기준으로 삼점원을 형성하고, 이종의 3차원 영상 상에 표시된 각 상기 도형 혹은 상기 삼점원이 중첩되도록 각 3차원 영상의 배율 혹은 각도를 조절함으로써 이종의 3차원 영상을 정합할 수 있다.

마지막으로, 획득된 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 따라 임플란트 식립 위치를 설정하고(s30), 설정된 상기 임플란트 식립 위치에 대응하여 관통홀(11)이 형성된 스탠트 몸체(10)를 제조한다(s40).

여기서, 상기 3차원 시술 가이드 이미지에는 피시술자의 치아 배열 및 결손 위치, 치아가 결합된 치조골의 형태 및 골밀도, 치조골과 치근을 덮고 있는 잇몸이 형태가 상세하게 나타날 수 있다.

이에 따라, 시술자는 치아 결손 위치,즉 임플란트 시술이 필요한 위치를 진단하여 픽스츄어가 식립될 천공의 위치를 결정할 수 있으며, 치조골의 형태와 골밀도에 따라 천공의 형성 방향과 깊이를 결정할 수 있다.

물론, 상술된 임플란트 진단과 임플란트 시술 계획에는 컴퓨터를 기반으로 한 시뮬레이션이 사용될 수 있다. 이때, 상기 시뮬레이션은 천공의 방향과 깊이에 따라 획득될 수 있는 픽스츄어 식립시 결합력, 저작시 요구되는 압력을 픽스츄어나 치조골이 견딜 수 있는지 여부 등 임플란트 시술과 관련된 제반 정보를 계산하여 시술자에게 제공할 수 있다.

이때, 상기 스탠트 몸체(10)의 내부 프로파일은 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 나타난 피시술자의 구강 내 치주조직의 외형 프로파일로 형성될 수 있으며, 피시술자의 구강 내 삽입시 상호 간의 프로파일이 합치됨에 따라 상기 피시술자의 치아에 형합되어 결합될 수 있다.

그리고, 상기 관통홀(11)은 상기 스탠트 몸체(10)가 상기 피시술자의 구강 내에 결합된 상태에서 천공이 형성될 위치에 배치되고, 천공의 방향에 따라 상기 관통홀(11)의 방향이 결정될 수 있다. 또한, 상기 스탠트 몸체(10)는 상기 천공의 깊이를 가이드하도록 상기 관통홀 주변의 두께, 형태 등 외부 프로파일이 결정됨이 바람직하다.

여기서, 상기 스탠트 몸체(10)는 상기 3차원 시술 가이드 이미지를 기반으로 디자인 될 수 있다. 물론, 이러한 디자인은 컴퓨터를 기반으로 한 시뮬레이션을 통해 이루어질 수 있다.

예를 들어, 시뮬레이션 프로그램 등에 상기 3차원 시술 가이드 이미지를 입력하면, 상기 피시술자의 구강 내 치주조직의 외형이 삽입될 수 있는 스탠트 몸체(10)의 내면 프로파일이 산출될 수 있다.

그리고, 시술자의 입력이나 내부 알고리즘에 의해 관통홀(11)의 위치, 방향 등이 산출될 수 있다. 또한, 상기 스탠트 몸체(10)의 외부 프로파일은 시술 중 치아를 보호하는 두께를 갖되 상기 내부 프로파일과 유사한 형상으로 구비될 수 있으며, 상기 관통홀(11) 주변의 외부 프로파일은 드릴을 지지하거나 드릴의 깊이를 가이드할 수 있는 두께나 형태로 구비될 수 있다.

이때, 산출된 결과에 따라 상기 스탠트 몸체(10)의 디자인이 결정되면, 디자인의 3차원 외형에 대한 좌표나 이미지 등의 정보를 제조장비에 입력하여 상기 스탠트 몸체(10)를 제조할 수 있다. 여기서, 상기 제조장비는 정밀 CNC 가공장치나 3D 프린터 등으로 구비될 수 있으며, 입력된 3차원 좌표나 3차원 영상정보에 대응되는 완제품을 생산할 수 있다.

한편, 구강 내 치주조직의 3차원 이미지 및 3차원 외부형상 이미지를 획득하는 단계(s10)는 구강 내에 삽입된 상기 바이트 트레이(50)를 제거하고 상기 피시술자의 상하측 치열궁을 따라 오랄 스캔하여 상기 3차원 외부형상 이미지에 대응되는 3차원 외부형상 보조이미지를 획득하되, 상기 3차원 외부형상 이미지를 상기 3차원 외부형상 보조이미지로써 보정하는 단계를 포함함이 바람직하다.

이때, 오랄 스캔은 구강 스캐너 등을 사용하여 수행되며, 피시술자의 윗니와 아랫니가 다물어진 상태에서 구치(어금니)의 협면(뺨쪽), 전치(송곳니 및 앞니)의 순면(입술쪽)을 따라 스캐닝하고, 피시술자의 윗니와 아랫니가 벌어진 상태에서 치아의 절단면을 따라 스캐닝하게 된다.

그리고, 스캐닝된 영상 정보는 구강 스캐너의 영상 정보처리장치 내에서 결합되어 치아의 치관과 잇몸에 대한 전반적인 모습을 담고 있는 3차원 외부형상 이미지로 결합될 수 있다. 이때, 상기 3차원 외부형상 이미지에는 바이트 트레이(50) 상의 2차원 기준표식(13)에 대한 정보를 포함함이 바람직하다.

또한, 바이트 트레이(50)를 제거한 상태에서 동일한 작업을 수행하여 3차원 외부형상 보조이미지를 획득할 수 있으며, 구강 스캐너의 영상 정보처리장치 내에서 상기 3차원 외부형상 이미지가 상기 3차원 외부형상 보조이미지로 보정될 수 있다.

이에 따라, 상기 3차원 외부형상 이미지에 바이트 트레이(50)로 가려진 소실영역 등에 대한 정보가 추가되거나 바이트 트레이(50)의 2차원 기준표식의 위치 보정 등이 이루어질 수 있다.

즉, 상기 3차원 외부형상 이미지에는 바이트 트레이(50) 상의 여러 표식에 대한 정보와 바이트 트레이 제거시 완전하게 드러난 구강 내의 잇몸 형태에 대한 정보를 더욱 정확하게 포함할 수 있다.

이처럼, 상기 3차원 외부형상 이미지는 영상 정합 기준점을 포함하여 3차원 이미지와 손쉽게 정합 가능할 뿐만 아니라, 상기 3차원 외부형상 이미지를 보정하는 단계를 통해 피시술자 구강 내부 치주조직의 외형정보를 한층 세밀하고 정밀하게 제공하여 가이드 스탠트(100)의 정밀성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 스탠트 몸체(10)의 내부 프로파일이 상기 피시술자의 치아 형상과 더욱 흡사하게 구현됨에 따라, 상기 가이드 스탠트(100)가 피시술자의 치아에 더욱 견고하게 결합되어 임플란트 시술을 더욱 안정적으로 안내할 수 있다.

한편, 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지를 영상 정합하여 3차원 시술 가이드 이미지를 획득하는 단계(s20)는 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지에 표시된 각각의 상기 2차원 기준표식(13)의 좌표를 추출하고, 추출된 상기 2차원 기준표식(13)의 좌표가 상호 중첩되도록 좌표를 동기화하여 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지를 상호 결합하는 단계를 포함함이 바람직하다.

여기서, 상기 3차원 이미지와 상기 3차원 외부형상 이미지에는 획득시 피시술자의 구강 내에 삽입된 바이트 트레이(50)의 2차원 기준표식(13)에 의해 영상 정합 기준점이 표시될 수 있다.

먼저, 도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 바이트 트레이(50)에는 복수 개의 2차원 기준표식(13)이 구비됨에 바람직하다. 이때, 상기 2차원 기준표식(13)은 3개 이상으로 구비될 수 있으며 본 실시예에서는 3개로 구비된 것을 예로써 설명한다.

상세히, 상기 2차원 기준표식(13)은 동일한 좌표평면 상에 형성되는 측부표식(13c), 상부표식(13b), 하부표식(13a)으로 구비될 수 있다. 이때, 각 표식은 방사선 불투과물질로 구비되어 3차원 이미지 및 3차원 외부형상 이미지 상에서 밝은 색의 점으로 나타날 수 있다.

그리고, 3차원 이미지 및 3차원 외부형상 이미지가 영상 정합 장치 혹은 영상 정합 프로그램 상에 입력되면, 수동으로 밝은 색의 점을 영상 정합 기준점으로 설정하거나 장치나 프로그램의 비교판단에 의해 자동으로 밝은 색의 점을 검색하여 영상 정합 기준점으로 설정하는 과정을 통해 상기 2차원 기준표식(13)에 의한 영상 정합 기준점을 추출할 수 있다.

여기서, 상기 측부표식(13c) 및 상기 상부표식(13b), 상기 하부표식(13a)의 각 좌표를 추출하고, 추출된 상기 2차원 기준표식(13)의 좌표가 상호 중첩되도록 각 영상의 좌표를 동기화하여 이종의 영상을 상호 정합할 수 있다.

예를 들어, 측부표식(c)과 하부표식(b)이 x축 좌표계를 형성하고, 상부표식(a)과 하부표식(b)이 y축 좌표계를 형성하는 경우에, 측부표식(c)과 하부표식(b) 간의 거리를 x축 단위거리로 설정하고, 상부표식(a)과 하부표식(b) 간의 거리를 y축 단위거리로 설정하여 각 좌표계를 정의할 수 있다.

그리고, 각 3차원 영상에서 나타난 단위거리가 상호 중첩되도록 각 3차원 영상의 배율을 조절하고, 상기 직교좌표계의 좌표평면이 상호 중첩되도록 각 3차원 영상의 각도를 조절하여 각각의 3차원 영상을 정합할 수 있으며, 하나의 3차원 영상을 기준으로 타 3차원 영상의 정보를 결합하여 통합된 정보를 가진 3차원 영상을 형성할 수 있다.

물론, 상술된 영상 정합 방법은 하나의 예를 설명한 것에 지나지 않으며, 영상 정합 기준점을 이용하여 이종의 영상을 정합하는 것은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.

이처럼, 3차원 이미지와 3차원 외부형상 이미지는 획득시마다 서로 다른 영상 정합 기준점이 제공되는 것이 아니라, 규격화된 바이트 트레이(50)의 2차원 기준표식(13)을 영상 정합 기준점으로 제공함으로써 영상 정합 과정이 단순화되고 표준화될 수 있다. 이에 따라, 영상정합이 효율적으로 수행될 수 있으며, 프로그래밍을 통한 자동화가 가능하여 제품의 편의성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 표준화된 영상 정합을 통해 더욱 빠르고 정밀한 3차원 시술 가이드 이미지 획득이 가능하므로, 가이드 스탠트 제조시 피시술자의 구강 내 치주조직에 합치되는 크라운을 동시에 제작할 수 있어 한번의 시술로 픽스츄어 식립과 어버트먼트/크라운의 설치를 완료할 수 있는 기반 기술장치를 제공할 수 있다.

물론, 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지 정합시, 상기 2차원 기준표식(13)의 좌표평면과 상기 각 치아의 교합면 사이의 이격도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 바이트 트레이(50)는 치아의 바이트면과 평행하게 물림된다. 일반적인 치아의 경우에 윗니와 아랫니가 마주보는 절단면의 높낮이는 치아의 마모 정도, 피시술자의 치아 배열에 따라 다양한 양상을 보이며, 이에 따라 윗니 및 아랫니의 교합면 또한 다양한 형태가 될 수 있다.

여기서, 상기 바이트면은 피시술자의 구강 내의 여러 치아 중 돌출된 치아의 절단면을 상호 연결한 면을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다. 그리고, 상기 바이트 트레이(50)는 평탄한 플레이트로 구비되어 피시술자의 구강 내에 여러 치아의 절단면 중에서 돌출된 치아의 절단면에 지지됨에 따라 상기 치아의 바이트면과 평행하게 배치될 수 있다.

이에 따라, 영상 정합된 상기 3차원 시술 가이드 이미지 상에 표시된 2차원 기준표식(13)은 각 치아의 바이트면과 평행한 좌표평면을 이루게 되며, 좌표평면과 각 치아의 교합면 사이의 이격도를 측정할 수 있다.

이로 인해, 상기 피시술자의 윗니와 아랫니 사이 절단면의 형상 이미지를 더욱 정밀하게 획득할 수 있다. 더욱이, 절단면과 상기 좌표평면 사이의 간격을 통해 각 치아 사이의 교합을 정확하게 측정하여 결손 치아나 손상 치아의 임플란트 대체시 정확하게 교합 및 정렬되는 크라운(인공 치아)를 제공할 수 있다.

이처럼, 3차원 시술 가이드 이미지를 획득시 2차원 기준표식(13)의 좌표평면과 상기 각 치아의 교합면 사이의 이격도를 산출함으로써, 향상된 영상 정합 결과를 획득함에 따라 정밀한 진단 및 한층 세밀한 임플란트 설계가 가능하다.

이에 따라, 한층 정밀한 가이드 스탠트(100)를 제작할 수 있으며, 가이드 스탠트(100) 및 피시술자의 구강 내 치주 조직에 합치되도록 가이드 스탠트에 정확히 정렬되는 크라운을 함께 제작함으로써, 한번의 시술로 픽스츄어 식립과 어버트먼트/크라운의 설치를 완료할 수 있는 기반 기술장치를 제공할 수 있다.

한편, 상기 바이트 트레이(50)는 상기 각각의 치아에 대응하여 상호 이격되어 배치되는 복수개의 보조표식(14)을 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지를 영상 정합하여 3차원 시술 가이드 이미지를 획득하는 단계(s20)는 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지에 표시된 각각의 상기 보조표식(14)의 좌표를 추출하고, 추출된 상기 보조표식(14)의 좌표가 상호 중첩되도록 좌표를 동기화하는 단계를 포함함이 바람직하다.

그리고, 획득된 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지 상에 표시된 2차원 기준표식(13)을 기준으로 영상 정합한다(s20). 이때, 피시술자의 구강 내에 금속보철물이 존재하는 경우에 2차원 기준표식(13)의 일부가 메탈 아티팩트에 의해 가려져 영상 정합이 불가능한 경우가 발생될 수 있다.

이때, 상기 바이트 트레이(50)는 테두리부를 따라 상기 각각의 치아에 대응하여 상호 이격되어 배치되는 복수개의 보조표식(14)을 포함한다. 여기서, 상기 보조표식(14)은 일반적인 성인의 치아 갯수에 대응하여 형성될 수 있으며, 앞니 2개, 송곳니 1개, 어금니 4개 등 7개의 치아를 기준으로 좌우 대칭된 형태를 가진 14개의 보조표식으로 구비될 수 있다.

이때, 상기 보조표식(14)은 메탈 아티팩트가 상기 2차원 기준표식(13) 중 일부 표식을 가린 경우에, 이를 대신하여 영상 정합 기준점으로 사용될 수 있다.

그리고, 상기 보조표식(14)은 상기 2차원 기준표식(13)과 동일한 좌표평면 상에 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 보조표식(14)은 상기 상부표식(13b) 및 하부표식(13a), 측부표식(13c)에 의해 정의되는 평면 상에 위치되되, 각 표식과 중첩되지 않는 위치에 배치될 수 있다.

이에 따라, 상기 각 보조표식(14)은 상기 2차원 기준표식(13)과 함께 이종의 영상을 정합하는 기준점으로 사용됨에 따라, 피시술자의 치아 내에 금속보철물이 삽입된 경우라도 추가적인 기준점을 제공하여 정확한 영상 정합을 가능하게 하며, 정확한 영상 정합을 통해 한층 정밀한 진단을 제공할 수 있다.

이처럼, 피시술자의 구강 내에 영상 측정을 방해하는 요소가 존재하더라도 금속보철물을 제거하거나 각 이미지를 재촬영하는 등의 추가적 작업 없이도 정확한 영상 정합이 가능하여 가이드 스탠트 제작 준비 시간이 단축될 뿐만 아니라 더욱 정밀한 가이드 스탠트 제작이 가능하다.

또한, 상기 보조표식(14)은 각 치아의 교합면 측정시 치아별 기준 표식으로 사용될 수 있다. 물론, 상기 2차원 기준표식(13)을 통해 정의된 평면과 각 치아의 절단면 사이의 간격을 측정하여 각 치아의 교합면을 측정할 수 있으나, 상기 보조표식(14)을 추가적으로 활용할 수 있다.

각 보조표식(14)은 윗니 및 아랫니 중 어느 한쪽의 치아 갯수에 대응되도록 구비되므로 윗니와 아랫니의 교합면 측정시 한쌍의 치아에 대한 기준 표식으로써 사용될 수 있으며, 각 치아의 절단면과 인접된 보조표식과의 거리를 측정하는 등 단순한 방법으로 교합면 측정이 가능하다.

이처럼, 상기 보조표식(14)으로 교합면의 측정이 표준화될 수 있으며, 간단한 계산으로 교합면을 측정할 수 있어 제품의 편의성이 향상될 수 있다. 더욱이, 프로그램의 통한 자동화가 용이하게 이루어질 수 있어 제품의 활용도가 향상될 수 있다.

한편, 획득된 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 따라 임플란트 식립 위치를 설정하는 단계(s30)는 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 따라 크라운을 설계하고, 설계된 상기 크라운의 배치각도에 대응하여 상기 관통홀(11)의 픽스츄어 식립 가이드각도를 설정하는 단계를 포함함이 바람직하다.

이때, 도 5를 참조하면, 상기 가이드 스탠트(100)에는 천공 형성시 드릴링을 가이드하는 관통홀(11)에 픽스츄어 식립각도를 가이드하는 가이드홈부(11a)가 구비될 수 있다.

물론, 상기 관통홀(11)에는 드릴링시 발생되는 마찰을 저감할 수 있도록 황동재질로 구비된 슬리브(20)가 결합될 수 있으며, 상기 슬리브(20)는 외주를 따라 돌설된 가이드돌기(21)가 상기 가이드홈부(11a)에 삽입되어 결합될 수 있다.

상세히, 상기 크라운은 상기 픽스츄어에 결합되는 어버트먼트의 단부에 결합되고, 픽스츄어/어버트먼트 사이의 결합부 및 어버트먼트/크라운 사이의 결합부는 저작시 가해지는 압력에 의해 손상되지 않도록 벌집 형태로 구비되어, 기설정된 방향으로만 완전하게 밀착하여 결합 될 수 있다.

여기서, 상기 식립 가이드각도는 상기 관통홀(11)에서 상기 가이드홈부(11a)가 형성되는 각도를 의미하며, 상기 가이드홈부(11a)와 상기 픽스츄어의 일측에 형성된 기준점을 정렬하여 삽입함으로써 상기 픽스츄어를 기설계된 크라운의 배치각도에 맞게 식립할 수 있다.

이처럼, 상기 가이드홈부(11a)는 상기 3차원 시술 가이드 이미지가 획득되면, 인공 치아로 사용될 크라운이 구강 내에 결합되는 배치각도에 따라 어버트먼트/픽스츄어가 결합되는 각도를 가이드하도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 가이드홈부를 기준으로 상기 크라운이 결합되는 어버트먼트 및 상기 어버트먼트가 결합되는 픽스츄어를 정렬하면, 상기 크라운이 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 따라 설계된 임플란트 시술계획에 맞게 구강 내에 결합될 수 있다.

이에 따라, 상기 3차원 시술 가이드 이미지가 획득되는 시점에서 가이드 스탠트(100)를 제작함과 함께, 크라운을 제작하여 시술 소요 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있다.

즉, 픽스츄어가 식립된 각도에 대응하여 크라운을 제조하는 것이 아니라 가이드 스탠트(100)를 제작할 때 크라운의 배치각도를 설정하여 제조할 수 있으므로 임플란트 시술을 준비하고, 각종 보철물을 제작하는 시간을 현저히 절감할 수 있으며, 한번의 시술로 잇몸 제거, 픽스츄어 식립 천공 드릴링, 픽스츄어 식립 및 어버트먼트/크라운 설치를 완료할 수 있는 기반기술장치를 제공할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

100: 가이드 스탠트 10: 스탠트 몸체
11: 관통홀 11a: 가이드홈부
20: 슬리브 21: 가이드돌기
50: 바이트 트레이 13: 2차원 기준표식
14: 보조표식

Claims (5)

1. 영상 정합 기준점을 제공하도록 방사선 불투과물질로 구비된 2차원 기준표식을 포함하되 치아의 바이트면과 평행하게 물림되는 바이트 트레이를 피시술자의 구강 내에 삽입하고, CT 촬영을 통한 상기 구강 내 치주조직의 3차원 이미지 및 오랄 스캔을 통한 상기 3차원 이미지에 대응되는 3차원 외부형상 이미지를 획득하는 제1단계;
   상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지를 상기 2차원 기준표식을 기준으로 영상 정합하여 3차원 시술 가이드 이미지를 획득하는 2단계; 및
   획득된 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 따라 임플란트 식립 위치를 설정하고, 설정된 상기 임플란트 식립 위치에 대응하여 관통홀이 형성된 스탠트 몸체를 제조하는 제3단계를 포함하는 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2단계는 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지에 표시된 각각의 상기 2차원 기준표식의 좌표를 추출하고, 추출된 상기 2차원 기준표식의 좌표가 상호 중첩되도록 좌표를 동기화하여 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지를 상호 결합하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 바이트 트레이는 상기 각각의 치아에 대응하여 상호 이격되어 배치되는 복수개의 보조표식을 포함하며,
   상기 제2단계는 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지에 표시된 각각의 상기 보조표식의 좌표를 추출하고, 추출된 상기 보조표식의 좌표가 상호 중첩되도록 좌표를 동기화하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1단계는 구강 내에 삽입된 상기 바이트 트레이를 제거하고 상기 피시술자의 상하측 치열궁을 따라 오랄 스캔하여 상기 3차원 외부형상 이미지에 대응되는 3차원 외부형상 보조이미지를 획득하되,
   상기 3차원 외부형상 이미지를 상기 3차원 외부형상 보조이미지로써 보정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3단계는 상기 3차원 시술 가이드 이미지에 따라 크라운을 설계하고, 설계된 상기 크라운의 배치각도에 대응하여 상기 관통홀의 픽스츄어 식립 가이드각도를 설정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 임플란트용 가이드 스탠트 제조방법.

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