KR101478009B1 - 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법 - Google Patents

악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법 Download PDF

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Abstract

악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법은, 상하악 교정 수술에 있어서, 상악 절단선의 정확한 위치를 가이드 해주는 절단 가이드 템플릿을 제작하는 방법으로서, a) 대상 환자의 두개골 3D 이미지 파일과 치아부위 3D 이미지 파일을 생성하는 단계(S110); b) 두개골 3D 이미지와 치아부위 3D 이미지를 융합하여 융합 이미지를 생성하는 단계(S120); c) 상기 융합 이미지에서 교정부위 턱관절을 잘라내고 교정 시뮬레이션을 행하는 단계(S130); d) 상기 교정 시뮬레이션 후 템플릿 본체(100), 절단 가이드 슬릿(200), 천공부(120)로 구성된 절단 가이드 템플릿의 형상을 생성하는 단계(S140); 및 e) 생성된 절단 가이드 템플릿의 형상 데이터를 이용하여 절단 가이드 템플릿을 제조하는 단계(S150);를 포함한다.

Description

악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법 {Maxillofacial Surgical Cutting Guide Template and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 양악 수술에 있어서 정확하고 안정적인 시술을 수행할 수 있게 하는 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법에 관한 것이다.
양악 수술(兩顎手術, 2sssjaw surgery; 악교정 수술, orthognathic surgery)은 턱뼈나 치아의 불규칙성을 교정하는 악안면수술(maxillofacial surgey)의 시술 종류 중 하나이며, 비정상적으로 발달한 위턱과 아래턱을 절골하여 분리한 다음 정상 교합에 맞게 이동시켜 고정하는 수술법이다.
양악 수술에 의해 턱뼈나 치아의 불규칙성이나 비정상적인 교합 상태를 바로 잡음으로써, 씹거나 말하거나 숨을 쉬는 기능을 정상 상태에 가깝게 치료할 수 있으며, 턱과 치아의 오정렬을 교정하여 환자의 안면 형태를 재구성함으로써 얼굴 외형의 심미적인 개선 효과를 가져올 수 있다.
양악수술(악교정수술) 중 턱뼈를 바른 위치에 고정하는 것은 수술의 성패를 좌우하는 중요한 요인이며, 이를 위한 수술 장치 제작은 수작업 석고 모형 수술 방법이 주로 이용되고 있으며, 이 방법은 환자의 치아석고모형을 사용하여 수술 후를 예측하고 턱뼈의 목표 위치를 설정하는 것이다.
수작업 석고 모형 수술에 의하여 목표 위치가 설정이 되면 상악과 하악 사이에 끼워지는 마우스 피스 형태의 치아 음형을 갖는 틀을 제작하여 시술시 이용하게 되는데, 이렇게 제작된 틀은 상, 하악 치아에 고정시키고 절단된 상악 턱뼈 원하는 위치를 찾게 된다. 이와 같이 악안면 수술에서 사용되는 마우스피스 형태의 일반적으로는 레진 소재의 틀을 ppp웨이퍼ppp 혹은 스플린트라고 한다.
얼굴 기형, 특히 비대칭 환자들을 대상으로 하는 악안면 수술에서는 작은 시술 오차가 수술 후 심각한 기능적, 심미적 문제를 야기할 수 있다. 그리고, 이러한 오차는 수술 전 준비 과정이나 수술 과정에서 모두 발생할 수 있으며, 종래의 수작업 석고 모형 수술(model surgery)에서는 시술의 각 단계에서 모두 발생될 가능성이 있는 것으로 알려져 있다.
이제까지 석고 모형 수술을 정확하게 수행하기 위해서는 다양한 방법들이 보고되었고, 예를 들어 height gauge와 model block을 이용해 치아 위치를 확인하며 모형 수술하는 방법은 오차 발생을 감소시키고 비교적 쉽게 모형 수술을 할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이러한 종래의 여러 가지 방법으로도 정확한 턱뼈 또는 치아 이동과 모형 수술을 위해서는 여러 번 작업을 반복해야 하고, 시술자에 따라 오차가 크다는 단점이 있다.
때문에 최근에는 PC와 소프트웨어를 이용한 디지털 모형 수술의 가능성이 모색되고 있으며(대한악안면성형재건외과학회지 Vol.29, No.6, 2007, pp518~524), 수작업 석고 모형 수술 후 제작된 웨이퍼를 이용하는 경우의 오차보다 디지털 작업으로 수행하여 rapid prototyping 장치로 제작된 웨이퍼를 사용하는 경우의 오차가 작아, 디지털 모형 수술의 정밀도가 높다는 결과가 알려져 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 양악수술 방법에 있어서, 상악골 절단은 여전히 시술자의 경험과 숙련도에 따라 상당한 오차가 발생될 여지가 있고, 절단 작업시 잘못된 위치를 절단하거나 필요 이상 절단하는 경우가 발생할 수 있다. 특히 이러한 절단 오류를 방지하기 위해 오랜 시간을 투입하여 절단 작업을 수행해야 하는 번거로움과 애로사항이 있었다.
한국공개특허공보 제10sss2009sss0038770호 (2009년 04월 21일 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상악골을 정확하고 안전하게 절단할 수 있도록 하는 절단 가이드에 관한 것으로서, 대상 환자의 두개골 3D 이미지와 치아 3D 이미지를 융합한 이미지를 활용하여 교합의 정확성과 수술의 신뢰성을 확보할 수 있는 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작 방법은, a) 대상 환자의 두개골 3D 이미지 파일과 치아부위 3D 이미지 파일을 생성하는 단계; b) 두개골 3D 이미지와 치아부위 3D 이미지를 융합하여 융합 이미지를 생성하는 단계; c) 상기 융합 이미지에서 수술 시뮬레이션을 행하는 단계; d) 상기 교정 시뮬레이션 후 템플릿 본체, 절단 가이드 슬릿, 천공부로 구성된 절단 가이드 템플릿의 형상을 생성하는 단계; 및 e) 생성된 절단 가이드 템플릿의 형상 데이터를 이용하여 절단 가이드 템플릿을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 d) 단계는 절단 가이드 템플릿의 템플릿 본체에 형성될 절단 가이드 슬릿의 위치와 천공부의 위치를 상기 융합 이미지에 설정하고 템플릿 본체의 외곽형상을 설정하는 단계(S141); 절단 가이드 템플릿의 템플릿 본체의 외곽형상에 대응되는 융합 이미지의 표면 데이터를 추출하는 단계(S142); 절단 가이드 템플릿의 템플릿 본체의 외곽형상에 대응되는 융합 이미지의 표면 데이터를 바탕으로 두께를 가지는 템플릿 본체 형상을 생성하는 단계(S143); 절단 가이드 템플릿의 템플릿 본체에 절단 가이드 슬릿과 천공부를 생성하는 단계(S144) 중 적어도 하나 이상의 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 절단 가이드 템플릿을 제조방법에 있어서, 상기 d) 단계의 템플릿 본체는, 상악골을 두개골로부터 절단한 후, 상악골을 원하는 위치에 교정하여 위치시킬 때 발생하는 두개골과 상악골과의 간섭 부위와 대응되는 간섭부위 절단 가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한 일 실시예에서 상기 e) 단계는 CAD/CAM 기술을 이용한 데이터를 기반으로 Rapid Prototyping 장비를 이용하여 제작되는 단계일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 제작방법에 의해 제작된 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿을 제공하는 바, 본 발명의 일 측면에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿은, 상악골의 표면과 대응되는 형상의 접촉면 및 상기 상악골에 볼팅 고정될 수 있도록 둘 이상의 천공부를 구비하는 템플릿 본체; 및 상기 템플릿 본체의 상악골 절단선과 대응되는 위치에 슬릿 형상으로 관통되어 형성된 하나 이상의 절단 가이드 슬릿;을 포함하는 구조일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 템플릿 본체는, 상악골을 두개골로부터 절단한 후, 상악골을 원하는 교정 위치로 이동시킬 때 발생하는 두개골과 상악골과의 간섭 부위와 대응되는 간섭부위 절단 가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 템플릿 본체의 두께(t)는 1.0 내지 3.0 mm 일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법을 컴퓨터에서 실행시키는 프로그램을 저장한 기록 매체를 제공할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿을 제작하는 제작장치를 제공하는 바, 본 발명의 일 측면에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작장치는, 상기 기록 매체; 상기 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법을 이용하여 이용하여 산출된 절단 가이드 템플릿 형상 데이터를 기초로 절단 가이드 템플릿을 제조하는 3D 프린터를 제어하는 제어 처리부를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법에 따르면, 대상 환자의 두개골 3D 이미지와 치아 3D 이미지를 활용하여 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿을 제작할 수 있도록 함으로써, 교합의 정확성과 수술의 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법은, 종래의 치과 수술에 비해 현저히 향상된 정확성과 신뢰성을 확보함은 물론, 신속하고 빠르게 수술을 수행할 수 있어, 결과적으로 수술시간을 단축할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 두개골과 치아의 3D 데이터를 융합시킨 이미지에 상악골의 절단선 및 천공부를 작업하여 표시한 그림이다.
도 4은 본 발명의 절단 가이드 템플릿의 템플릿 본체 데이터를 생성하기 위하여 도 3에서 표시한 표면데이터에 일정 두께를 부여하여 모양을 형성한 그림이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 절단 가이드 슬롯의 형상을 두개골과 함께 평면도 상태로 투사한 상태에서 특정하는 단계를 나타낸 그림이다.
도 7은 도 6에 표시한 그림을 정면에서 보여주는 그림이다.
도 8은 본 발명의 절단 가이드 슬롯을 절단 가이드 템플릿 본체에 형성하고, 본 발명의 절단 가이드 템플릿을 대상 환자의 두개골에 고정시 스크류의 진입방향과 구멍 크기를 시뮬레이션하는 가이드봉(111)을 삽입한 그림이다
도 9는 상악골을 원하는 위치에 교정하여 위치시킬 때 발생하는 두개골과 상악골과의 간섭 부위에 대하 데이터를 획득하기 위해, 상악골과 두개골이 겹쳐진 상태를 나타내는 그림이다.
도 10은 도 9에 표시한 그림에서 상악골 이미지를 삭제하고 상악골과 두개골이 겹쳐진 간섭부위를 나타내는 그림이다.
도 11은 도 9에 표시한 간섭부위에 대한 데이터를 바탕으로 본 발명의 절단 가이드 템플릿 본체에 간섭부위 절단 가이드부를 형성한 모습을 나타내는 그림이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿의 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿을 이용하여 천공부를 두개골에 형성한 후, 절단 가이드 템플릿을 제거하고 또 다른 악교정 수술용 장치를 두개골에 형성된 천공부에 장착한 모습을 나타내는 그림이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
종래 기술에 따른 양악수술 방법에 있어서, 상악골 절단은 수술을 수행하는 사람의 경험에 의해 수행된다. 따라서, 절단 작업시 잘못된 위치를 절단하거나 필요 이상 절단하는 경우가 발생할 수 있고, 이러한 절단 오류를 방지하기 위해 여러 차례 절단 작업을 수행해야 하는 번거로움이 있었다.
그러나, 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿은, 대상 환자의 두개골 3D 이미지와 치아 3D 이미지를 융합시킨 이미지를 바탕으로 컴퓨터 프로그램 및 3D 프린터로써 제작되도록 하여 수술의 정확성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
더욱 구체적으로 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법은, 최근의 전자 기술 발달에 의해 고안된 발명으로서, 석고 모형을 디지털 모형으로 변화할 수 있고, 석고 모형의 이동을 사이버 공간으로 변화할 수 있어, 정확한 치아 이동과 모형 수술을 위해 여러 번 모의 작업을 반복해야 하는 등의 불편함을 해소할 수 있다.
따라서, 본 발명은 디지털 입체 모형의 3차원 이동, 회전을 통해 정확한 수술 방법을 시뮬레이션 해볼 수 있고, 이러한 시뮬레이션 결과를 바탕으로 정확하고 신뢰성이 높은 수술을 수행할 수 있도록 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법을 제공할 수 있다.
이러한 방법에 대한 구체적인 설명을 후술하기로 한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿을 제작하는 방법은, 대상 환자의 두개골 3D 이미지 파일과 치아부위 3D 이미지 파일을 생성하는 단계(S110) 및 두개골 3D 이미지와 치아부위 3D 이미지를 융합하여 융합 이미지를 생성하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법은, 융합 이미지에서 교정부위 턱관절을 잘라내고 교정 시뮬레이션을 행하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 11에는 두개골 3D 이미지와 치아부위 3D 이미지를 융합하여 융합 이미지를 이용하여 악교정 시뮬레이션 후 템플릿 본체(100), 절단 가이드 슬릿(200), 천공부(120)로 구성된 절단 가이드 템플릿의 형상을 생성하는 단계를 나타내는 그림이 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법은, 교정 시뮬레이션 후 템플릿 본체(100), 절단 가이드 슬릿(200), 천공부(120)로 구성된 절단 가이드 템플릿의 형상을 생성하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 교정 시뮬레이션은 a) 교정이 필요한 상악골에 예비 절단선을 생성하는 단계, b) 예비 절단선을 따라 상악골을 절단하는 단계, c) 절단된 상악골을 원하는 위치로 교정하는 단계, d) 상악골의 교정 위치를 확인하고 예비 절단선의 위치와 간섭 위치를 검증하는 단계, e) 예비 절단선을 수정하고 간섭 부위를 삭제선에 포함시키는 단계, f) 최종 절단선을 확정하는 단계로 구성될 수 있다. 경우에 따라서, a) 내지 e) 단계를 수 차례 반복한 후 f) 단계를 수행할 수 있다.
이하 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿의 형상을 생성하는 과정을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3에는 두개골과 치아의 3D 데이터를 융합시킨 이미지에 상악골의 절단선(20) 및 천공부(41)를 작업하여 표시한 그림이 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법은, 절단 가이드 템플릿(400)의 템플릿 본체(100)에 형성될 절단 가이드 슬릿(200)의 위치와 천공부(120)의 위치를 상기 융합 이미지에 설정하고 템플릿 본체(100)의 외곽형상을 설정하는 단계(S141), 및 절단 가이드 템플릿(400)의 템플릿 본체(100)의 외곽형상에 대응되는 융합 이미지의 표면 데이터를 추출하는 단계(S142)를 포함할 수 있다.
도 4에는 본 발명의 절단 가이드 템플릿의 템플릿 본체 데이터를 생성하기 위하여 도 3에서 표시한 표면데이터에 일정 두께를 부여하여 모양을 형성한 그림이 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법은, 절단 가이드 템플릿(400)의 템플릿 본체(100)의 외곽형상에 대응되는 융합 이미지의 표면 데이터를 바탕으로 두께를 가지는 템플릿 본체 형상을 생성하는 단계(S143)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 템플릿 본체(100)의 두께(t)는, 두개골에 볼팅 결합될 수 있고 악안면 수술 시 방해 받지 않으며 소정의 강성을 갖을 수 있는 두께라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 1.0 내지 3.0 mm 일 수 있다. 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.5 mm 일 수 있다.
도 5 및 도 6에는 본 발명의 절단 가이드 슬롯의 형상을 두개골과 함께 평면도 상태로 투사한 상태에서 특정하는 단계를 나타낸 그림이 도시되어 있고, 도 7에는 도 6에 표시한 그림을 정면에서 보여주는 그림이 도시되어 있다. 또한, 도 8에는 본 발명의 절단 가이드 슬롯을 절단 가이드 템플릿 본체에 형성하고, 본 발명의 절단 가이드 템플릿을 대상 환자의 두개골에 고정시 스크류의 진입방향과 구멍 크기를 시뮬레이션하는 가이드봉(111)을 삽입한 그림이 도시되어 있다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법은, 절단 가이드 템플릿(400)의 템플릿 본체(100)에 절단 가이드 슬릿(200)과 천공부(120)를 생성하는 단계(S144)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 두개골과 치아의 3D 데이터를 융합시킨 이미지에 상악골의 절단선 및 천공부를 작업한 후, 이러한 절단선과 천공부의 위치 데이터를 평면 스케치(50)에 투영한다. 이후 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 투영된 형상(201)을 다시 두개골(10) 3D 이미지로 투영함으로써 도 8에 도시된 절단 가이드 슬릿(200) 형상을 획득할 수 있다.
또한, 천공부(120)은 절단 가이드 템플릿을 대상 환자의 두개골에 고정시 스크류의 진입방향과 구멍 크기를 시뮬레이션하는 가이드봉(111)을 삽입한 후, 가이드봉(111)과 템플릿 본체(100)와의 교차 부위를 추출하여 천공부(120)에 대한 형상을 획득할 수 있다.
도 9에는 상악골을 원하는 위치에 교정하여 위치시킬 때 발생하는 두개골과 상악골과의 간섭 부위에 대하 데이터를 획득하기 위해, 상악골과 두개골이 겹쳐진 상태를 나타내는 그림이 도시되어 있고, 도 10에는 도 9에 표시한 그림에서 상악골 이미지를 삭제하고 상악골과 두개골이 겹쳐진 간섭부위를 나타내는 그림이 도시되어 있다. 또한, 도 11에는 도 9에 표시한 간섭부위에 대한 데이터를 바탕으로 본 발명의 절단 가이드 템플릿 본체에 간섭부위 절단 가이드부를 형성한 모습을 나타내는 그림이 도시되어 있다.
도 9 내지 도 11에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법에 있어서, 템플릿 본체는,
상악골(30)을 두개골(10)로부터 절단한 후, 상악골(30)을 원하는 위치에 교정하여 위치시킬 때 발생하는 두개골(10)과 상악골(30)과의 간섭 부위(301)와 대응되는 간섭부위 절단 가이드부(300)를 더 포함하는 형상일 수 있다.
구체적으로, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상악골을 원하는 위치에 교정하여 위치시킬 경우 상악골과 두개골의 간섭부위가 발생할 수 있다. 이러한 간섭부위는 수술 과정에 있어서 재차 삭제 작업을 수행해야 하는 번거로움을 유발할 수 있다. 더욱이 이러한 간섭 부위는 석고 모형 등을 이용하는 종래 방법에 따른 수술 준비 과정에서 미리 찾아낼 수 없었다. 그러나, 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법은, 이러한 간섭 부위를 삭제할 수 있는 절단 가이드를 형성하는 단계를 더 포함하므로, 종래 수술 방법에 비해 보다 더 정확하고 빠른 수술을 진행할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법은, 앞서 언급한 일련의 단계를 통해 획득한 생성된 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿의 형상 데이터를 이용하여 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿을 제조하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿 제작방법에 의해 획득한 악교정 수술용 상악 절단 가이드 템플릿의 형상 데이터는 3D 프린터에 의해 실제 제품으로 제작될 수 있다. 바람직하게, 3D 프린터는 CAD/CAM 기술을 이용한 데이터를 기반으로 Rapid Prototyping 하는 장비일 수 있다.
본 발명의 또한 앞서 상세한 설명한 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법에 의해 제작되는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿을 제공할 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명을 후술하기로 한다.
도 12 및 도 13에는 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿을 제작하는 방법에 의해 제작된 절단 템플릿의 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿(400)은, 둘 이상의 천공부(120)를 구비하는 템플릿 본체(100) 및 절단 가이드 슬릿(200)을 포함하는 구조일 수 있다.
구체적으로, 템플릿 본체(100)는, 상악골의 표면과 대응되는 형상의 접촉면(110)을 포함하여 상악골에 밀착될 수 있는 구조일 수 있다. 또한, 템플릿 본체(100)에는 두개골에 볼팅 고정될 수 있도록 둘 이상의 천공부(120)가 형성될 수 있다.
또한, 템플릿 본체(100)는, 상악골을 두개골로부터 절단한 후 상악골을 원하는 위치에 교정하여 위치시킬 때 발생하는 두개골과 상악골과의 간섭 부위와 대응되는 간섭부위 절단 가이드부(300)를 더 포함하는 구조일 수 있다.
한편, 본체(100)의 두께(t)는, 상악골 절단 시 절단 도구의 진행 방향을 가이드 할 수 있을 정도의 소정의 강성을 갖고 치과 수술 시 수술을 방해 하지 않은 정도의 두께라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 1.0 내지 3.0 mm 일 수 있다. 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.5 mm 일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿(400)은 3D 프린터에 의해 제작될 수 있는 바, 3D 프린터는 CAD/CAM 기술을 이용한 데이터를 기반으로 Rapid Prototyping 하는 장비일 수 있다.
도 14에는 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿을 이용하여 천공부를 두개골에 형성한 후, 절단 가이드 템플릿을 제거하고 또 다른 악교정 수술용 장치를 두개골에 형성된 천공부에 장착한 모습을 나타내는 그림이 도시되어 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿은 앞서 설명한 바와 같이, 두개골에 형성될 천공부의 위치를 가이드 해줄 수 있다. 이러한 천공부는 기본적으로 절단 가이드 템플릿을 두개골 부위에 고정시키는 역할을 할 수 있다. 또 다른 악교정 수술용 장치(400a)를 장착할 수 있는 하나의 고정구 역할을 수행할 수도 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이, 또 다른 악교정 수술용 장치(400a)를 나사(스크류) 체결(125) 등을 이용하여 두개골(10)에 장착할 수 있도록 해준다.
본 발명은 또한 앞서 설명된 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 저장한 기록 매체를 제공한다.
또한 본 발명은 앞서 설명된 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 저장한 기록 매체; 앞서 설명된 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법을 이용하여 산출된 절단 가이드 템플릿 형상 데이터를 기초로 절단 가이드 템플릿을 제조하는 3D 프린터를 제어하는 제어 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작장치를 제공한다.
따라서, 본 실시예에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법에 따르면, 대상 환자의 두개골 3D 이미지와 치아 3D 이미지를 활용하여 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿을 제작할 수 있도록 함으로써, 교합의 정확성과 수술의 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 및 그 제작방법은, 종래의 치과 수술에 비해 현저히 향상된 정확성과 신뢰성을 확보함은 물론, 신속하고 빠르게 수술을 수행할 수 있어, 결과적으로 수술시간을 단축할 수 있는 기술적 이점을 가지게 된다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10: 두개골 20: 상악골 절단선
30: 절단된 상악골
40: 상악골 천공부 위치의 상악골 표면
100: 템플릿 본체
110: 상악골의 표면과 대응되는 형상의 접촉면
120: 천공부 200: 절단 가이드
201: 절단 가이드 스케치 형상
202: 절단 가이드 스케치 형상을 두개골 형상에 투영한 가상의 형상
300: 절단 가이드
301: 두개골과 상악골과의 간섭 부위
400: 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿

Claims (13)

  1. 상하악 교정 수술에 있어서, 상악 절단선의 정확한 위치를 가이드 해주는 절단 가이드 템플릿을 제작하는 방법으로서,
    a) 대상 환자의 두개골 3D 이미지 파일과 치아부위 3D 이미지 파일을 생성하는 단계(S110);
    b) 두개골 3D 이미지와 치아부위 3D 이미지를 융합하여 융합 이미지를 생성하는 단계(S120);
    c) 상기 융합 이미지에서 교정부위 턱관절을 잘라내고 교정 시뮬레이션을 행하는 단계(S130);
    d) 상기 교정 시뮬레이션 후 템플릿 본체(100), 절단 가이드 슬릿(200), 천공부(120)로 구성된 절단 가이드 템플릿의 형상을 생성하는 단계(S140); 및
    e) 생성된 절단 가이드 템플릿의 형상 데이터를 이용하여 절단 가이드 템플릿을 제조하는 단계(S150);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 d)단계는 절단 가이드 템플릿(400)의 템플릿 본체(100)에 형성될 절단 가이드 슬릿(200)의 위치와 천공부(120)의 위치를 상기 융합 이미지에 설정하고 템플릿 본체(100)의 외곽형상을 설정하는 단계(S141);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 d)단계는 절단 가이드 템플릿(400)의 템플릿 본체(100)의 외곽형상에 대응되는 융합 이미지의 표면 데이터를 추출하는 단계(S142);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 d)단계는 절단 가이드 템플릿(400)의 템플릿 본체(100)의 외곽형상에 대응되는 융합 이미지의 표면 데이터를 바탕으로 두께를 가지는 템플릿 본체 형상을 생성하는 단계(S143);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 템플릿 본체(100)의 두께(t)는 1 내지 3 mm 인 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 d)단계는 절단 가이드 템플릿(400)의 템플릿 본체(100)에 절단 가이드 슬릿(200)과 천공부(120)를 생성하는 단계(S144);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 d) 단계의 템플릿 본체(100)는,
    상악골(30)을 두개골(10)로부터 절단한 후, 상악골(30)을 원하는 위치에 교정하여 위치시킬 때 발생하는 두개골(10)과 상악골(30)과의 간섭 부위(301)와 대응되는 간섭부위 절단 가이드부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 e) 단계는 CAD/CAM 기술을 이용한 데이터를 기반으로 Rapid Prototyping 장비를 이용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 제작방법에 의해 제작된 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿(400)으로서,
    상악골의 표면과 대응되는 형상의 접촉면(110) 및 상기 상악골에 볼팅 고정될 수 있도록 둘 이상의 천공부(120)를 구비하는 템플릿 본체(100); 및
    상기 템플릿 본체(100)의 상악골 절단선과 대응되는 위치에 슬릿 형상으로 관통되어 형성된 하나 이상의 절단 가이드 슬릿(200);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 템플릿 본체(100)는,
    상악골(30)을 두개골(10)로부터 절단한 후, 상악골(30)을 원하는 위치에 교정하여 위치시킬 때 발생하는 두개골(10)과 상악골(30)과의 간섭 부위(301)와 대응되는 간섭부위 절단 가이드부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿..
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 템플릿 본체(100)의 두께(t)는 1.0 내지 3.0 mm 인 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿..
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 저장한 기록 매체.
  13. 제 12 항에 따른 기록 매체;
    대상 환자의 두개골 형상을 스캔하는 영상 인식 장치;
    상기 영상 인식 장치를 통해 획득한 대상 환자의 두개골 3D 이미지파일과 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작방법을 이용하여 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 형상 데이터를 산출하는 산출 처리부; 및
    상기 산출 처리부에 의해 산출된 형상 데이터를 이용하여 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿을 제작하는 3D 프린터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 악교정 수술용 절단 가이드 템플릿 제작장치.
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