KR101482167B1 - 정보 처리 장치, 정보 처리 방법 및 기록 매체 - Google Patents

Abstract

환자의 턱운동을 컴퓨터상에서 재현한다. 환자의 상악 및 하악을 나타내는 3차원 모델을 취득한다. 취득된 상악을 나타내는 3차원 모델과 취득된 하악을 나타내는 3차원 모델 사이의 편심 운동을 도출한다. 교두감합위보다 후방의 편심운동을 도출한다.

Description

정보 처리 장치, 정보 처리 방법 및 기록 매체{Information processing device, information processing method and storage medium}

본 발명은, 환자의 턱운동을 시뮬레이트하는 기술에 관한 것으로서, 특히 종합 기획된 장치, 방법, 프로그램에 관한 진단 기기로서의 기술에 관한 것이다.

종래부터 환자의 치열을 교정할 때 컴퓨터 시스템을 이용하여 교정 치료의 방침을 결정하는 시스템이 있다. 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 기술에 의하면, 환자의 치열의 3차원 화상을 이용하여 교정 종료 후의 치열을 예상할 수 있고, 구체적으로는 치열의 3차원 화상에서 여러 가지 방법으로 치아를 이동시킬 수 있다. 또 치과의사가 예상되는 치열에 기초하여 교정 치료의 방침을 결정할 수도 있는 프로그램을 가지고 있다.

한편 치열뿐만 아니라 맞물림에도 주목하여 교정 방침을 결정하는 기술이 개발되어 있다. 예를 들면 특허문헌 2의 기재 기술에 의하면, 컴퓨터 시스템에 트윈 호비 교합기(Twin Hoby articulator)의 기능을 이용하여(다른 버추얼 교합기에도 활용할 수 있는) 실현함으로써 환자의 치열의 3차원 화상을 이용하여 각 개인의 버추얼 교합기를 재현할 수 있어 환자의 치열이 올바르게 교합되는지를 판단할 수 있다.

특허문헌 1: 일본특개 2010-506692호 공보 특허문헌 2: 일본특개 2007-37687호 공보

치아의 맞물림 이상은, 예를 들면 턱관절 장애와 같은 질병으로 연결된다. 따라서 특허문헌 1에 기재된 발명과 같이 치열이 아름다워지도록 치아 배열을 수정할 뿐만 아니라 특허문헌 2에 기재된 발명과 같이 이상적인 치아의 맞물림을 얻을 수 있도록 모든 치아의 치열궁(dental arch) 및 치아 배열을 수정하는 것이 바람직하다. 한편 특허문헌 2에 기재된 발명은, 트윈 호비 교합기의 기능을 컴퓨터 시스템을 이용해서 실현하는 것이다. 그러나 환자의 턱운동은 복잡하여 트윈 호비 교합기로 완전하게 재현할 수 없다.

본 발명은, 환자의 턱운동을 컴퓨터상에서 재현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 예를 들면 본 발명의 정보 처리 장치는 이하의 구성을 구비한다. 즉,

환자의 상악 및 하악을 나타내는 3차원 모델을 취득하는 취득 수단과,

상기 취득 수단에 의해 취득된 상기 상악을 나타내는 3차원 모델과 상기 취득 수단에 의해 취득된 상기 하악을 나타내는 3차원 모델 사이의 편심 운동을 도출하는 도출 수단,

을 구비하고,

상기 도출 수단은, 교두감합위보다 후방의 상기 편심 운동을 도출하는 것을 특징으로 한다.

환자의 턱운동을 컴퓨터상에서 재현할 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조로 한 이하의 설명에 의해 명확해질 것이다. 아울러 첨부 도면에서는, 동일 혹은 유사한 구성에는 같은 참조 번호를 붙인다.

첨부 도면은 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하고 본 발명의 실시형태를 나타내며, 그 기술과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 이용된다.
도 1a는, 실시예 1에 관한 정보 처리 장치의 구성의 일례를 도시한 도면.
도 1b는, 실시예 2에 관한 정보 처리 장치의 구성의 일례를 도시한 도면.
도 2는, 실시예 1에 관한 정보 처리 장치가 실시하는 처리의 일례를 도시한 흐름도.
도 3은, 실시예 3에 관한 컴퓨터의 구성의 일례를 도시한 도면.
도 4는, ITH 하악 운동 이론식을 설명하기 위한 도면.
도 5는, 축평면(axis plane)과 타평면의 교차를 도시한 도면.
도 6은, Y축방향에서 본 축평면과 타평면의 교차를 도시한 도면.
도 7은, 시상면(sagittal plane)에서 본 홈통형(gutter shape), 과두(condyle)의 변위를 도시한 도면.
도 8은, 치아의 스프린트 유도를 도시한 도면.
도 9는, 종합 기획 진단 프로세스를 도시한 도면.
도 10은, 다차원 정의를 도시한 도면.
도 11은, 축평면과 타평면의 교차를 도시한 도면.
도 12는, 시상면에서 본 과두, 홈통형의 변위를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명하기로 한다. 단, 본 발명의 범위는 이하의 실시예로 한정되지는 않는다.

<실시예 1>

이하, 본 발명의 실시예 1에 관한 정보 처리 장치에 대해 설명하기로 한다. 본 실시예에 의하면 정보 처리 장치상에서 턱운동을 재현할 수 있다. 본 실시예에 관한 정보 처리 장치는, 버추얼 교합기의 기능을 가진 CAD·CAM시스템일 수 있다. 종래 기술에서 교합기의 기능을 정보 처리 장치상에서 재현하는 버추얼 교합기는 존재했다. 그러나 교합기의 기능 자체만으로 재현할 수 있는 환자의 턱운동은 한정되어 있다. 따라서 종래 기술의 버추얼 교합기에서는 환자의 턱운동을 고정밀도로 재현하여 진단의 자료로서 이용할 수 없었다. 따라서 기존의 버추얼 교합기(CAD·CAM)로 교합 상태를 재현하는 것은, 치과의료의 진단 자료로서는 불충분했다.

버추얼 교합기는, 각 제조사의 다양한 교합 평면을 기준으로 하여 제작하고 있다. 따라서 각 개인 정보를 스캐닝, CT 등에서 2D, 3D로 변환하면서 물리 시뮬레이션을 활용하여 체크 바이트(check bite), 고딕 아치(Gothic arch), 팬터그래프(pantograph)(예를 들면, 엑시오그래프(axiograph) 등)를 채득하여 과로각, 절치로각(切齒路角)을 정하고 보철, 교정, 의치 등을 제작하는 것이 현재의 버추얼 교합기이다. 금번 ITH 하악 운동 이론식은, 기획화된 청구항에 있는 베네트(Bennett) 운동의 이론식, 각종 교합 평면에서의 각도 등을 표로 정리하였다. 거기에서, 각종 교합 평면에서의 과로각, 절치로각, 홈통형 각도, 베네트각을 설정하고 있다. 또 다카야마의 하악 운동 이론식의 조건 1인, 어금니부의 재현시에 편심 운동의 후방 치아의 전방 이동을 기준치에 따라 제작함으로써 턱관절 장애를 발현시킨다. 그 경위로 보아 후방 운동의 재현이 중요하다고 가정하여 금번 ITH 하악 운동 이론식을 완성할 수 있었던 것이다. 또한 턱관절 장애의 재현 과정으로부터 이론식을 도출했다. 이들 모두 개인정보와 평균치의 진단으로서의 증거를 비교함으로써 턱안면 운동의 재현이 가능해진다. 또 교합 평면으로부터, 다카야마의 이론식은 축평면을 기준으로 수치화되어 있다. 또 전방 기준점도 이론식에 수용되는 수치이다. 축평면의 황금 분할비로부터, 70mm로 했을 때의 전방 기준점을 43mm로 정하였다. 각 개인에 의해 안면의 높이, 즉 교합고경은 다르기 때문에, 예를 들면 80mm로 계측되면 전방의 높이는 산출할 수 있다. 즉, 각 개인 정보를 2D, 3D로 치환하면 개인의 버추얼 교합기를 재현할 수 있게 된다. 이것도 동일하게 금번 이론식의 평균치와의 비교로 과거, 현재, 미래의 전망을 확인함으로써 결과가 판단되어 치료 방침이 결정되는 종합 기획 진단 프로세스라고 볼 수 있다. 이 프로세스를 도 9에 도시한다.

종래의 교합기를 이용한 치과 진료시에는 치아 또는 의치는 매우 심미적으로 제작되어 환자에게 제공되도록 요구되었다. 특히 건강보험이 적용되지 않는 재료를 사용하여 제작되는 보철물에 관해서는 심미적일 것이 요구된다. 그러나 이러한 치아 또는 의치는 기공사에 의한 조정, 예를 들면 리마운트에 의한 시행착오가 필요했다. 그럼에도 불구하고 일반적으로 구강 내에 장착할 때는 치과의사에 의해 구강 내에서 다시 조정될 수밖에 없는 것이 현실이었다. 반면 본 실시예에 따라 제작된 치아 또는 의치는 정확하게 구강 내에 장착될 수 있다. 왜냐하면 본 실시예에 관한 정보 처리 장치는, 환자의 3축 6자유도의 상하 턱운동을 보다 고정밀도로 재현할 수 있고 나아가 개개의 치아 형태를 고려하여 턱운동을 재현할 수 있기 때문이다. 조건 2의 전치(前齒)부의 수치를 기준화하면, 심미적이면서 기능적인 요소도 포괄되어 있다. 단, 한계는 있지만 때에 맞춰 턱교정을 함으로써 동적, 보정(保定) 후의 교정 완료 후에 최종 심미성을 판별할 수 있다. 또 의치에 필요한 모든 재질에 준하는 인공 치아도 제작이 가능하고 개개인에게 최적화시킬 수 있는 치관의 형태도 마찬가지로 제작 가능하다. 여기에서는 통념적으로 이용되는 「심미적」이라는 단어를 사용하였으나, 이것은 보기 흉한 것을 개선하는 것을 의미하며, 본래는 아름답고 예뻐지는 것을 의미하는 「미용적」이라는 단어를 사용해야 한다는 것을 부기한다.

즉,

1. 치과 치료의 진정한 진단이 되는 기준은 전세계 어디에도 존재하지 않는다.

2. 종합 치료 수단의 진수인 CAD·CAM기기에는 정보 전달 소프트 유전자의 결핍이 있다.

3. 증거에 기초한 치과학(진정한 진단)과 알고리즘(개인정보의 조화) 중 어느 것을 선택할지 양자를 함께 검토함으로써 의료 분야에서의 정점과 기반을 구축한다.

4. 개인정보를 활용하는 것은 중요하지만, 근본적인 진리가 되는 CAD로서 인식되곤 했다. 본 발명자는 20여년에 걸쳐 영구치의 단계에서 장래의 전망을 예측해왔다.

5. 본 발명은 과학적인 종합 기획 이론식 「ITH 하악 운동 이론식」을 활용하여 치과의사가 진정한 결단을 내리기 위한, 치료를 위한 결과 결단에서부터 진단에 도움이 되는 방법론을 전세계에 제공한다.

본 실시예에 관한 정보 처리 장치는 특히 턱운동 프로그램을 이용하여 턱운동을 재현할 수 있다. 예를 들면 본 실시예에 관한 정보 처리 장치는 턱운동 프로그램이 들어 있는 CAD일수 있다. 본 실시예에 관한 턱운동 프로그램은 20년 이상에 걸쳐 수집된 임상 성적을 해석한 결과를 기초로 본 발명자에 의해 개발되었다. 본 실시예에 관한 턱운동 프로그램은 이론식(방정식)의 형태로 표현할 수 있다. 이 이론식(ITH 하악 운동 이론식)은, 다카야마 하악 운동 이론식(Hobo S,Takayama H: Oral Rehabilitation clinical determination of 0cclusion, 1997. Quintessence Publishing Co,Inc., 교합학, 퀸테센스사, 1995.)을 재평가함으로써 구축되었다. 또 이 ITH 하악 운동 이론식은 턱후방 운동 및 턱관절 장애의 발현 과정을 이론적으로 나타낸다.

구체적으로는 본 발명자는, 다카야마의 하악 운동 이론식에서 오류를 발견하고 나아가 후방 운동 영역에서의 이론식을 발견했다. 이하에 수정점과 수정 이론식을 제시하기로 한다. (1) Table.11 통형 조절성 절치 지도판의 측익각(lateral wing angle)의 이론식에는, 수평 측방 절치로각의 투영각과 실제각을 재현하는 산출식이 존재하지 않았다. (2) Table.12 경첩 회전각 산출식의 전방 과로각(오(誤)Ωil→정(正)Ωcp)과 과두 간 거리(오Lc, 정1/2Lc) 대입에 오류가 우려되었다. (3) Table.13 교두로 경사 산출식의 경첩 회전각(오θtmp→정θthp)이 방정식에 잘못 대입되어 있는 것이 발견되었다. (4) Table.17 홈통형 테이블의 절치 지도판으로 가이드된 교합기의 상악 프레임의 경첩 회전각 산출식의 과로각(오Ωcp→정Ωcl)이 방정식에 잘못 대입되어 있는 것이 발견되었다.

과거 20년간에 걸친 임상 성적 결과가 공을 세운 것은, 다카야마가 계산식을 도출하기 전의 방대한 자료와 작도로부터 교합기의 치수값과 턱두경부(顎頭頸部)의 평균치를 산출한 결과에 오류가 없었기 때문이었다. ITH 다차원 구상 이론식 원안에 의해 다카야마의 턱관절 장애 발현 과정에 의한 작도를 활용하여 문제를 해소할 수 있었다. 또 트윈 호비 교합기에 의한 후방 운동 분석에 의해, 이른바 조기 접촉 부위가 후방 운동에서 중요하다는 것을 확인할 수 있었다. 과로 이외의 어디에선가 칸막이처럼 받치고 있다는 추론으로부터, 후방 운동의 요인이 후방 치아에 기인한다는 것을 발견했다. 이렇게 해서 다차원 구상에 의한 증거에 기초한 치과학을 확립했다. 여기에서는 ITH 하악 운동 이론식의 유효성과 버추얼 교합기의 실현 가능성을 나타낸다. 각 개인의 평가 포인트로 하는 수치를 계측함으로써 각 개인의 이른바 버추얼 교합기의 재현도 가능하며 평균치로서의 평가와 비교할 수 있다. 또 데이터 관리하에서 다차원 구상을 실현할 수 있다.

본 실시예에서 예로서 이용되는 턱운동 프로그램은, 개인의 얼굴 크기나 턱의 형상·길이 등 개인 특유의 파라미터에 따라 개인에게 가장 쾌적한 교합을 실시할 수 있는 평균적인 턱운동을 재현할 수 있다. 이 턱운동 프로그램은 재현된 평균적인 턱운동과 환자를 비교하여 실제로 환자 치아의 형상·턱을 교정 등을 하지 않고도 환자 상태를 진단할 수 있는 정보를 치과의사에게 제공할 수 있다. 바꿔 말하면, 이 턱운동 프로그램은 환자의 종합적인 진단을 지원할 수 있다. 또 본 실시예에 관한 정보 처리 장치는 공간축 및 시간축을 포함한 4차원의 진단 자료를 제공할 수 있다. 즉 본 실시예에 관한 정보 처리 장치는, 환자 턱의 3차원 화상을 제공함과 아울러 시간축에 따른 3축 6자유도의 상하 턱운동을 재현하여 제공할 수 있다. 평균적인 턱운동, 임상 증거 및 쾌적한 교합의 관계에 대해, 예를 들면 가와조에 다카요시씨는 「임상 증거와 치과 보철학」(보철지, 제46권, 476페이지, 2002년)에서 다음과 같이 설명하였다. 「가능한 한 적절한 임상 증거(평균치적인 데이터)를 이용하면서 개성적인 각각의 환자에게 해가 없는 적절한 임상 진단을 하려면, 평균치적인 임상 증거와 함께 의사의 심오한 철학이나 경험, 나아가 의료 자원, 환자의 기호 배려도 통합하는 고차원적인 의료 판단 기술이 포함되어 있다.

본 실시예에 의하면, 3축 6자유도의 턱관절 운동을 재현할 수 있다. 또 치아 교두 경사각과 교두로 경사면 상태와 접촉 상태 변화를 재현할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 인체(개체도)의 턱운동 자체를 PC 내에서 재현할 수 있다.(기존의 기술은, 턱운동을 환자의 외부에서 재현하는 교합기의 움직임을 PC 내에서 재현한 것으로서, 교합기의 움직임 자체를 재현하기에는 한계가 있다.) 또 이하에 나타내는 바와 같이 ITH 턱운동 이론이 발견되었다. 이러한 특징은 ITH 하악 운동 이론식의 완성과, 버추얼로 상악, 하악 치열을 재현하는 기술의 응용으로써 실현 가능해진다. 본 실시예에 의하면, PC 내에서 인체의 턱운동 재현과 아울러 교합 이론, 진단 이론 등의 턱운동을 추가함으로써 진단 재료를 치과의사가 받아들인다.(종래에는 교합기를 사용하여 진단하기 위한 기술과 지식이 기술자에게 필요했다.)

ITH 하악 운동 이론식은, 3차원 CT 등에 의해 표기된 치수값을 도출함으로써 각 치아의 교두 경사면의 형상을 정확하게 제작할 수 있다. 즉, 각 치아 제조사에서 판매되고 있는 인공 치아가 표준인지도 판정할 수 있다. 그 차이도 정밀 조사할 수 있는 특징을 겸비하고 있다.

이하에 본 실시예에 관한 정보 처리 장치에 대해 설명하는데, 이용될 수 있는 정보 처리 장치는 이하에 설명하는 것으로 한정되지는 않는다. 예를 들면 환자의 3축 6자유도의 상하 턱운동을 보다 고정밀도로 재현하는 것, 본 실시예에 관한 턱운동 프로그램(CAD)을 이용하는 것 등 이하에 설명하는 특징을, 기존의 버추얼 교합기의 가동 특성에 맞춰 적용해도 좋다. 축평면을 기준으로 하는 계산으로 모든 버추얼 교합기에 연동 가능하다.

또 상술한 바와 같은 3축 6자유도의 턱운동을 수치화하여 4차원까지 시뮬레이션하는 시스템은, 치아 교두 경사각을 재현함으로써 상하 치아의 경사면 형상과 접촉 상태의 차이 및 변화를 구축할 수 있는 시스템과 통합할 수도 있다. 예를 들면 Autodesk(SoftImage), 3-Shape, 카보(KaVo) 덴탈 시스템, 세렉(CEREC), 프로세라(Procera), 세르콘(Cercon), 엔젤 크라운(Angel Crown), 인세람(In-Ceram), 월세람(Wol-Ceram), 에베레스트(Everest), Image Instruments, 기타 일본의 제조사들이 판매하고 있는 물리 시뮬레이션 시스템과 통합할 수 있다. 또 본 실시예에 관한 정보 처리 장치는 예를 들면 서버여도 좋고 클라이언트 장치와 통신회선으로 접속될 수 있다. 이 경우, 클라이언트 장치는 MRA, MAI, CT, 스캐닝된 시각 영상 등에 의해 얻어진 화상을 본 실시예에 관한 정보 처리 장치에 송신할 수 있다. 또 본 실시예에 관한 정보 처리 장치는 클라이언트 장치로부터 송신된 화상을 이용하여 후술하는 처리를 실시하고 처리 결과를 클라이언트 장치에 송신할 수도 있다.

여기서 도 1a를 참조하여 본 실시예에 관한 정보 처리 장치(100)에 대해 자세히 설명하기로 한다. 본 실시예에 관한 정보 처리 장치(100)는 취득부(110)와 운동 도출부(120)와 출력부(130)를 구비한다.

취득부(110)는, 환자(X)의 상악 모델 및 하악 모델을 각각 도시하는 입력 데이터(180)를 취득한다. 입력 데이터(180)는 3차원 데이터일 수 있다. 3차원 데이터의 취득 방법으로서는 여러 가지 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면 본 실시예에 관한 정보 처리 장치가 촬영 수단(미도시)을 구비해도 좋다. 이 촬영 수단이 환자의 상악 및 하악을 촬영함으로써, 취득부(110)는 상악 모델 및 하악 모델을 각각 나타내는 3차원 데이터를 취득할 수 있다.

이 촬영 수단은 직접 3차원 화상을 촬영할 수 있어도 좋다. 예를 들면, 3M ESPE의 C.O.S(체어 사이드 오랄 스캐너) 등을 이용할 수 있다. DICO(주), 3D시스템 재팬, 니콘, 코니카·미놀타, Image Instruments, Exocad 등 타사 제품 기기도 동일한 것이 있다. 안면의 3D사진도 중요하므로 Image Instruments의 소프트도 활용할 수 있다. 한편 이 촬영 수단은 2차원 화상을 촬영해도 좋다. 이 경우, 촬영 수단에 의해 촬영된 2차원 화상은 주지의 방법에 의해 3차원 데이터로 변환된다. 이 변환은, 본 실시예에 관한 정보 처리 장치가 가지고 있는 변환 수단(미도시)이 수행해도 좋다. 또 이 변환은, 본 실시예에 관한 정보 처리 장치와는 독립적인 변환 장치가 수행해도 좋다. 이 2차원 화상으로서는 예를 들면 X선 사진, 세팔로, 치과용 CT, 치열 파노라마 사진, 광학 스캐닝(이것은 현재 14미크론의 정밀도를 가진 장치(3-shape의 기기)등을 이용할 수 있다) 등을 이용할 수 있는데 이에 한정되지는 않는다. 상악 모델 및 하악 모델을 각각 나타내는 3차원 데이터로 변환될 수 있는 2차원 화상이면 충분하다.

취득부(110)는, 상술한 2차원 데이터 또는 3차원 데이터를 외부에서 취득해도 좋다. 예를 들면, 사용자가 상술한 2차원 데이터 또는 3차원 데이터를 취득부(110)로 입력해도 좋다. 또 취득부(110)는 상술한 2차원 데이터 또는 3차원 데이터를 독립된 장치로부터 수신함으로써 취득해도 좋다. 예를 들면 원격 장치로부터 통신회선을 통해 상술한 2차원 데이터 또는 3차원 데이터를 수신해도 좋다. 이 원격 장치는 화상 촬영기기여도 좋고 치과에 구비된 컴퓨터여도 좋다.

또한 취득부(110)가 취득하는 상악 모델 및 하악 모델은 파라미터에 의해 표시되어도 좋다. 이 파라미터는 환자(X) 개인의 상악과 하악 중 적어도 한쪽의 구조를 나타내는 파라미터일 수 있다. 예를 들면, Hobo S, Takayama H: Oral Rehabilitation clinical determination of Occlusion, 1997. Quintessence Publishing Co,Inc.에서 사용되고 있는 파라미터를 이 파라미터로서 이용할 수 있다. 취득부(110)는 상술한 2차원 데이터 또는 3차원 데이터로부터 이러한 파라미터를 산출해도 좋다.

운동 도출부(120)는, 취득부(110)가 취득한 상악 모델 및 하악 모델을 각각 나타내는 3차원 데이터를 이용하여 상악 모델과 하악 모델 사이의 편심 운동을 도출한다. 본 실시예에서 운동 도출부(120)가 도출하는 편심 운동은 기준적인 교두 경사각에 따르는 편심 운동일 수도 있다. 전자적 계측과 운동 학문적 해석으로부터, 어금니 이개(disclusion)의 요인은, 과로·절치로·교두 경사각의 3가지로 구성되어 있다는 것을 알 수 있다. 교두 경사각은 개인 간 격차가 적다는 것을 알 수 있다. 따라서 기준적인 교두 경사각에 따르는 편심 운동은 개인 간에 격차가 적은 기준적인(이상적인) 편심 운동이라고 볼 수 있다. 상악과 하악이 적정하게 교합되어 있는 경우, 이렇게 하여 도출된 편심 운동에 대해 상악과 하악은 올바르게 접촉하는 것으로 생각된다. 따라서 이렇게 하여 도출된 편심 운동은 치과의사에게 유익한 진료 정보가 될 수 있다. 편심 운동이란, 턱두경부의 특히 상악골체에 대한 하악 치열궁의 전방, 측방, 후방으로의 운동의 총칭이다. 여기서 편심 운동은 교두감합위에서 후방, 측방 혹은 전방으로의 운동을 포함하고, 특히 전방 활주 운동 및 측방 활주 운동을 포함한다. 교두감합위란, 최대 접촉 면적에서 상하 치아가 감합되어 있을 때의 위치를 가리킨다. 측방 운동은, 작업측 운동과 비작업측 운동으로도 분류된다. 이것은, 1개씩의 상하 치아의 협의적으로 동일한 운동으로도 표현된다. 턱기능 시에 사용되는, 교두감합위에서 후방, 측방, 혹은 전방으로 변위된 교합위를 편심 교합위라고 한다. 해부학적으로는, 교두정(cusp tip)에서 열구부(裂溝部) 혹은 협설측의 변연 융선에 이르는 교두 경사면의 기울기를 교두 경사라고 하고, 이것과 치아의 장축에 수직인 평면이 이루는 각을 교두 경사각이라고 한다. 교두 경사각을 이용하는 이유로서는, 다카야마의 이론식 탄생에 관한 어금니 이개량을 재현하기 위해, 출판된 것처럼 과로·절치로·교두 경사각의 3요소를 발견한 적이 있다. 이 중 교두 경사각은 편차가 매우 적어 흔들림이 있는 과로나 편차가 있는 절치로에 비해 약 4배의 신뢰도가 있다. 즉, 교두 경사각은 치아의 전개 각도라고 생각된다. 하악 운동 이론식으로부터 과로·전치·어금니 형태의 재현이 가능하며 전치와 어금니를 별개로 재현함으로써 어금니 이개량도 재현할 수 있다. 또한 절치 지도판 및 홈통형 테이블의 기능을 재현할 수 있기 때문에 치아의 각도적 형태(교두 경사각 및 절치로각)를 재현할 수 있다. 교합학 컬러 아틀라스 및 영문판 저서의 인 비보·인 비트로의 임상지견에서 입증되어 있다.

편심 운동을 도출하기 위한 방법으로서 본 실시예에서는 이하의 이론식(1)을 이용한다. 물론 다른 수법, 예를 들면 엑시오그래프에 의한 턱운동의 채득, 체크 바이트법, 고딕 아치법 등을 이용하여 편심 운동을 도출해도 좋다. 본원에서 이하의 이론식(1)을 ITH 하악 운동 이론식이라고 부른다. ITH 하악 운동 이론식을 이용함으로써 3축 6자유도의 턱운동을 표현할 수 있다. 이론식(1)은, 청구항에 기재된 상기 설명한 내용의 새 이론식도 포함하여 버추얼 교합기 소프트의 개발에 필수적인 조건으로서 중요하다. 이하 도 4를 이용하여 설명하는 바와 같이 3축 6자유도의 턱운동은 (X, Y, Z)축방향의 병진 운동 및 원점 주위의 회전 운동(γ, δ, θ)으로서 표현할 수 있다.

본래 하악은 상기에 있는 6개의 이동인 회전과 활주 평행 이동이 동시에 일어나 이동 경로를 해석하기 어렵다. 그러나 지금 해석의 목적은, 이동 경로가 아닌 이동 전후의 변위가 목적이다. 또 물체 위치의 변위는 움직임의 순서에 전혀 영향을 받지 않기 때문에 6개의 이동을 독립적으로 생각해도 문제는 없다. 따라서 금번은 회전 운동→활주 평행 이동의 순서로 생각한다. 이상으로부터 운동의 기본식은 이하와 같다.(A,B,C는 각각 이동 전의 X, Y, Z성분, ΔOx, ΔOy, ΔOz는 각각 활주 평행 이동의 X, Y, Z성분이다.)

[ITH 하악 운동 이론식(1)]

ΔX=±B×δ-C×θ+ΔOx

ΔY= C×γ+A×δ+ΔOy

ΔZ= A×θ-B×γ+ΔOz

이론식(1)은, 하악의 운동을 나타내는 이론식이다. 이하, 식(1)에 대해 설명하기로 한다. 하악 운동을 해석하기 위해 우선 상악에 고정한 좌표계를, 전후방향을 X축(전+), 좌우 방향을 Y축(우+), 상하 방향을 Z축(하+)으로 설정한다. 3차원 공간 내의 하악의 임의 점의 변위는 3차원의 활주 평행 이동과 3차원의 회전 6개의 이동으로 표시할 수 있다.

하악의 운동은 전방 운동과 측방 운동, 크게 2개의 운동으로 나뉘며, 소위 적정한 중심위(位)에서 전방 영역의 운동과 후방 영역의 운동, 합계 4개로 분류된다. 전방 운동에서는 과두간축(intercondylar axis)과 정중면(median plane)과의 교차점을 원점으로, 측방 운동에서는 운동 전의 작업측 과두 중심을 원점으로 한다. 아울러 측방 운동은 우측방 운동과 좌측방 운동이 있는데, 이들은 정중면에서 대칭인 운동을 하므로 우측방 운동에서 해석한다. X-Y평면 내의 회전각을 δ(rad), Y-Z평면 내의 회전각을 γ(rad), 과두간축을 회전축으로 한 회전의 회전각을 θ(rad)로 한다.

이와 같이 식(1)에서는, 상악에 고정된 기준 좌표계가 이용된다. 이 좌표계에서는, 전후방향이 X축, 좌우 방향이 Y축, 상하 방향이 Z축이다. 각각 전, 우, 하를 정방향으로 한다. 즉, X-Y면은 수평면이며, Y-Z면은 전두면이며, Z-X면은 시상면이다.

또 하악의 일점을 운동 좌표계의 원점(0)으로 하고, 운동 좌표계의 좌표축(x, y, z)은 기준 좌표계의 좌표축(X, Y, Z)과 평행한 것으로 한다. 그리고 하악의 병진 운동 및 회전 운동을 포함한 운동을 한 후의 원점(0)의 3차원 변위를 (Δ0x, Δ0y, Δ0z)로 한다. 또 하악 운동 후의, 운동 좌표계의 y축이 X-Y면 내에서 Y축과 이루는 각의 라디안 표시(앞에서 보아 시계 회전의 방향을 양)를 δ로 한다. 마찬가지로 y축이 Y-Z면 내에서 Y축과 이루는 각의 라디안 표시(앞에서 보아 시계 회전의 방향을 양)를 γ로 한다. 또한 회전δ 및 γ가 이루어진 후 z-x면이 y축 둘레로 회전하는 각의 라디안 표시(오른쪽에서 보아 시계 회전의 방향을 양)를 θ로 한다. 이상의 정의에 대해서는 도 4에 도시되어 있다.

이 경우에, 운동 좌표계의 위치(A,B,C)에 있는 하악상의 임의의 1점의 기준 좌표계에 대한 3차원 변위가, 이론식(1)을 이용하여 (ΔX, ΔY, ΔZ)로 표시된다.

이 식은 A, B, C, δ, γ, θ, ΔOx, ΔOy, ΔOz 모두에 대해 부호를 생각해야 하는 번잡함이 있는데, 전방 영역이나 후방 영역, 전방 운동이나 측방 운동 모두를 포함한 활주 평행 이동과 회전 운동의 6가지 이동의 모든 움직임에 대해 이 식으로 해석할 수 있으며, 이하에 언급하는 식의 기초가 된다.

이론식(1)에 기초하여 중심위 교합 또는 교두감합위보다 전방(전방 운동 영역)의 턱의 운동을 나타내는 전방 운동 이론식(1-1)과, 교두감합위보다 후방(후방 운동 영역)의 턱의 운동을 나타내는 후방 운동 이론식(1-2)을 얻을 수 있다. 이들 다른 각각의 식에 따라 전방 운동 영역 및 후방 운동 영역에서의 턱운동을 도출할 수 있다. 즉, 전방 운동 이론식(1-1)에 따라 환자(X)의 상악 모델 및 하악 모델, 또는 이들을 나타내는 파라미터로부터, 전방 운동 영역에서의 환자(X)가 실제로 하는 턱운동, 즉 중심위 교합 또는 교두감합위에서 하악 치열궁이 전방으로 이동하는 모양을 도출할 수 있다(제2 계산 방법). 마찬가지로 후방 운동 이론식(1-2)에 따라 환자(X)의 상악 모델 및 하악 모델 또는 이들을 나타내는 파라미터로부터, 후방 운동 영역에서의 환자(X)가 실제로 하는 턱운동, 즉 중심위 교합 또는 교두감합위에서 하악 치열궁이 후방으로 이동하는 모양을 도출할 수 있다(제1 계산 방법).

우선, 전방 운동 이론식(1-1)(다카야마의 운동 이론식)에 대해 설명하기로 한다. 계산을 간단히 하기 위해 A, B, C는 이동 전의 X좌표, Y좌표, Z좌표 각각의 절대치, δ, γ, θ는 회전각의 크기로서 이 6에 대해서는 모두 양의 값을 대입하면 되도록 부호를 조정한 식이 이하의 (1-1)식이다.

[전방 운동 이론식(1-1)]

ΔX= B×δ-C×θ+ΔOx

ΔY= C×γ+A×δ+ΔOy

ΔZ= A×θ+B×γ+ΔOz

전방 운동 이론식(1-1)로부터는, 전방 운동을 표시하는 식(1-1-1)과, 측방 운동(우측방 운동 및 좌측방 운동)을 표시하는 식(1-1-2)을 유도할 수 있다. 이하의 식에서,

Ωcp: 전방 운동에 대해 과두간축 중점의 운동 궤적이 시상면 내에서 수평 기준면과 이루는 경사각(좌우의 시상 전방 과로 경사각의 평균)

∧cp: 평균 전방 과로 길이(√((ΔXcp,ave)²+(ΔZzp,ave)²): 3평방)

Δcl: 측방 과로 길이(√(ΔXcl²+ΔYcl²+ΔZcl²))

ΔXcp,ave: 좌우 과두 중심의 전방 변위의 평균(과두간축 중점의 전방 변위)

ΔZcp,ave: 좌우 과두 중심의 하방 변위의 평균(과두간축 중점의 하방 변위)

ΔXwl: 작업측 과두 중심의 전방 변위

ΔYwl: 작업측 과두 중심의 측방 변위(단, 우측방 운동 시에는 오른쪽을 양, 좌측방 운동 시에는 왼쪽을 양)

ΔZwl: 작업측 과두 중심의 하방 변위

ΔXil: 절치점(incisal point)의 전방 변위

ΔYil: 절치점의 측방 변위(단, 우측방 운동 시에는 오른쪽을 양, 좌측방 운동 시에는 왼쪽을 양)

ΔZil: 절치점의 하방 변위

Ωcp=tan^-1(ΔZcp,ave/ΔXcp,ave): 전방 운동에서 과두간축 중점의 운동 궤적이 시상면 내에서 수평 기준면과 이루는 경사각(좌우의 시상 전방 과로 경사각의 평균)

Ωcl=tan^-1(ΔZcl/ΔXcl): 측방 운동에서 비작업측의 과로가 시상면 내에서 수평 기준면과 이루는 경사각(시상 측방 과로 경사각)

Be=tan^-1(ΔYcl/ΔXcl): 측방 운동에서 비작업측의 과로가 수평면 내에서 시상면과 이루는 경사각(베네트각 또는 수평 측방 과로각)

Ωip=tan^-1(ΔZip/ΔXip): 전방 운동에서 절치로가 시상면 내에서 수평 기준면과 이루는 경사각(시상 전방 절치로 경사각)

Ωil=tan^-1(ΔZil/ΔXil): 측방 운동에서 절치로가 시상면 내에서 수평 기준면과 이루는 경사각(시상 측방 절치로 경사각)

Φil=tan^-1(ΔZil/ΔYil): 측방 운동에서 절치로가 전두면 내에서 수평 기준면과 이루는 경사각(전두측방 절치로 경사각)

Ψil=tan^-1(ΔYil/ΔXil): 측방 운동에서 절치로가 수평면 내에서 시상면과 이루는 각(수평 측방 절치로각, 또는 고딕 아치각)

θhp: 전방 운동에서의 과두간축(y축) 둘레의 회전각의 라디안 표시: 전방 운동에서의 θ(전방 경첩 회전각)

θhl: 측방 운동에서의 과두간축(y축) 둘레의 회전각의 라디안 표시: 측방 운동에서의 θ(측방 경첩 회전각)

δl: 측방 운동에서의 작업측 과두 중심을 통해 과두간축과 비작업측 과로를 포함한 면에 수직인 축 둘레의 회전각의 수평면 투영의 라디안 표시: 측방 운동에서의 δ(수평 측방 회전각)

γl: 측방 운동에서의 작업측 과두 중심을 통해 과두간축과 비작업측 과로를 포함한 면에 수직인 축 둘레의 회전각의 전두면 투영의 라디안 표시: 측방 운동에서의 γ(전두측방 회전각)

Lc: 좌우의 과두 중심 C, C' 간의 거리: 과두간축C-C'의 길이(과두 간 거리)

(Ai, Bi, Ci): 절치점의 운동 좌표계에서의 3차원 좌표

를 표시한다. 또 전방 운동식에서는 과두간축과 정중면의 교차점(M)을 운동 좌표계의 원점으로 한다. 또한 측방 운동식에서는 작업측의 과두 중심 C, C'을 원점으로 한다. 이러한 점에 대해서는 도 4에 도시되어 있다.

[전방 운동에서의 전방 운동식(1-1-1)]

전방 영역(전방 운동 이론식)에서의 전방 운동은, 과두간축을 회전축으로 하고 그 둘레를 회전하는 경첩 회전 운동과 X축, Z축방향으로 플러스인 평행 이동 운동이다. 전방 운동에서는 좌우의 변위는 없다고 간주하기 때문에 ΔY=0에서 해석을 진행시킨다. 따라서 기본식에서 δ=0,γ=0,δOy=0으로 두는 것과 같은 값이다. 또 θ는 입이 열리는 방향을 +로 설정하면, 이하와 같다.

ΔX=-C×θhp+ΔOx

ΔY= 0

ΔZ= A×θhp+ΔOz

활주 평행 이동의 ΔOx,ΔOz는 과두의 평행 이동의 X, Y성분이므로

ΔOx=cosΩcp×∧cp, ΔOz=sinΩcp×∧cp가 된다.(∧cp: 과로 길이) 따라서 전방 운동의 식은 이하와 같다.

ΔX=cosΩcp×∧cp-C×θhp

ΔZ=sinΩcp×∧cp+A×θhp

또

tanΩip=ΔZip/ΔXip

에서 θhp를 구하면,

θhp=((tanΩip-tanΩcp)×cosΩcp×∧cp)/(Ci×tanΩip+Ai)

로 구해진다.

[전방 운동에서의 측방 운동식(1-1-2)]

측방 운동은 작업측의 과두 중심을 중심으로 한 X-Y평면의 회전 운동, Y-Z평면의 회전 운동과 경첩 회전 운동의 3차원의 회전 운동과 과두의 3차원의 활주 평행 이동(ΔXwl,ΔYwl,ΔZwl)의 운동으로서, 하기와 같이 표시할 수 있다.

ΔX= B×δl -C×θhl+ΔXwl

ΔY= C×γl +A×δl +ΔYwl

ΔZ= A×θhl+B×γl +ΔZwl

이 식에 작업측, 비작업측의 과두 중심의 좌표를 대입하여 δl,γl에 대해 풀면,

δl=(ΔXcl-ΔXwl)/Lc=(∧cl×cosΩcl)/Lc

γl=(ΔZcl-ΔZwl)/Lc

가 되고,

tanΩcl=ΔZcl/ΔXcl

에서,

γl=tanΩcl×δl+(ΔXwl×tanΩcl-ΔZwl)/Lc

또,

tanΦil=ΔZil/ΔYil

에서,

θhl=(δl/Ai)×((Ci×tanΩcl+Ai+Lc×tanBe)×tanΦil-(Lc/2)×tanΩcl)

이 구해지고, 그 밖에

ΔYwl=(Lc×δl+ΔXwl)×tanBe

가 얻어진다. (ΔXwl,ΔZwl는 측정에 의해 구한다. 측정할 수 없는 경우에는 0으로서 계산한다.)

이상의 식은 1차 근사를 이용한 근사식이므로 10^-1mm까지는 신뢰할 수 있는 값으로서 구해진다. 또한 정밀도를 높이기 위한 2차 미소항은 이하와 같으며, 이것을 1차 근사의 식에 추가함으로써 10^-3mm까지 구할 수 있게 된다.

ΔΔX=-A×((δl²+θh²)/2)-C×δ｜γ｜/2

ΔΔY= B×((δl²+γl²)/2)+A×γ｜θh-C×δ｜θh

ΔΔZ=-C×((γl²+θh²)/2)-A×δ｜γ｜/2

다음으로, 후방 운동 이론식(1-2)에 대해 설명하기로 한다. 다카야마가 발표한 하악 운동의 이론식은 적정한 중심위에서 전방의 영역으로 이동하는 운동에 대해서만 기재되어 있는데, ITH 하악 운동 이론식은 적정한 중심위에서 후방의 영역도 포함한 운동에 대해 해석을 할 수 있어 하악이 후방으로 이동할 때에 필요한 어금니의 경사 각도를 구할 수 있게 되었다. 이하에 상세를 기록한다.

[후방 운동 이론식(1-2)]

ΔX=-B×δ-C×θ+ΔOx

ΔY= C×γ+A×δ+ΔOy

ΔZ= A×θ+B×γ+ΔOz

후방 운동 이론식(1-2)로부터도, 전방 운동을 표시하는 식(1-2-1)과, 측방 운동(우측방 운동 및 좌측방 운동)을 표시하는 식(1-2-2)를 유도할 수 있다.

[후방 운동에서의 전방 운동식(1-2-1)]

후방 영역의 전방 운동은 전방 운동 이론식의 운동과 비교하면, 경첩 회전 운동은 동일하고 입이 열리는 방향이 +로 설정되어 있는데, 활주 평행 이동에 대해서는 x축은 -, Z축은 +방향으로 움직이므로 이하와 같다.

ΔX=-cosΩcp×∧cp-C×θhp

ΔZ= sinΩcp×∧cp+A×θhp

θhp=((tanΩip-tanΩcp)×cosΩcp×∧cp)/(Ai-Ci×tanΩip)

[후방 운동에서의 측방 운동식(1-2-2)]

후방 운동은 전방 영역의 운동과 비교하면, X-Y평면 내의 회전δ이 반대 방향으로 회전한다. 따라서 Y축으로 평행한 활주 평행 이동ΔYwl도 전방 운동 이론식의 그것과는 반대 방향으로 이동할 것으로 생각된다. 다른 활주 평행 이동의 2개와 회전의 2개의 움직임은 전방 운동 이론식과 동일하므로 전방 운동 이론식의 식에서 δl→-δl, ΔYwl→-ΔYwl로 변환하면 된다. 따라서 이하와 같다.(전방 영역과 같이 δl, γl, 2차 미소항도 구했다.)

ΔX=-B×δl -C×θhl+ΔXwl

ΔY= C×γl +A×δl +ΔYwl

ΔZ= A×θh|+B×γl +ΔZwl

δl= (ΔXcl-ΔXwl)/Lc=(∧cl×cosΩcl)/Lc

γl= tanΩcl×δl-(ΔXwl×tanΩcl+ΔZwl)/Lc

θhl=(δl/Ai)×((Ci×tanΩcl-Ai-Lc×tanBe)×tanΦil-(Lc/2)×tanΩcl)

ΔYwl=-(Lc×δl+ΔXwl)×tanBe

ΔΔX=-A×((δl²+θh²)/2)+C×δ｜γ｜/2

ΔΔY= B×((δl²+γl²)/2)+A×γ｜θh+C×δ｜θh

ΔΔZ=-C×((γl²+θh²)/2)+A×δ｜γ｜/2

후방 운동 이론식에서 산출한 제1 어금니의 변위·경사도는 이하와 같다.

ΔX=-Bδ-Cθ

ΔY=Cγ+Aδ+ΔYwl

ΔZ=Bγ+Aθ

θhp=-9.244262507×10^-3

ΔXmp=-1.558592329

ΔZmp=1.928362829

Ωmp=51.05324

θhl=-0.0221825621

ΔXmw=0.4052117727

ΔYmw=-0.3822412627

ΔZmw=-0.3127691477

ΔXmnw=-0.5589696418

ΔYmnw=-0.3822412627

ΔZmnw=0.836297517

Φmw=29.69135211

Φmnw=51.00212093

[베네트각 산출에 대해]

이 산출법은 이하와 같이, 우선 축평면상에서 비작업측의 과두 변위를 산출하고 그것을 타평면에서 본 좌표로 변환하고 다카야마의 이론식을 이용하여 Be각을 산출한다. 도 5 및 도 6은 이 산출 방법을 도시한다. 우선 기준이 되는 축평면에서 다카야마의 이론식으로부터 비작업측의 과두 좌표를 구한다.

ΔXwl=Lc×δl

ΔYwl=ΔXwl×tanBe=Lc×δl×tanBe

ΔZwl=Lc×γ

에서,

ΔXwl=2.29

ΔYwl=O.61

ΔZwl=1.92

가 얻어진다(축평면에서의 Be각은 15°). 좌표와 도 6으로부터 X축과 OA가 이루는 각이 약 40°로 구해지고, 각 평면에서의 x', Be각을 구하는 식이 이하와 같다.

x'=OAcos(40+α)

Be=tan^-1(ΔYwl/x')

이로부터 각 평면의 값은 이하와 같다.

<표 1> 축평면과 이루는 각과 계산 결과

	a (degree)	x' (mm)	ΔYwl (mm)	Be (degree)
프랑크포트 평면 (Frankfort Plane)	7.37	2.02392	0.61578	16.9224
캄퍼 평면(Camper Plane) Camper	-9.15	2.56610	0.61578	13.4939
캄퍼 평면 Gysi	-4.39	2.43016	0.61578	14.3188
안와하연축 평면 (Axis-Orbital Plane) McCollum	9.70	1.03365	0.61578	17.6642
안와하연축 평면 Stuart	7.58	2.01585	0.61578	17.0632
축비익 평면 (Axis-Nose Wing Plane)	-10.10	2.59062	0.61578	13.3682

이상 나타낸 것처럼, 운동 도출부(120)는 베네트 운동의 재현 이론식에 따라 베네트 운동을 포함한 편심 운동을 도출할 수 있다.

[각 기준 교합 평면에 대한 과로와 홈통형의 경사에 대한 각도 차이에 대해]

교합기에는 여러 가지 기준 평면을 이용한 것이 있고, 맥호리스(McHorris)는 또 교합기에서 홈통형 경사 각도와 과로 경사 각도의 차이를 5°라 하는 값이 임상적으로 좋다고 보고하였다. 이에 대해 가상의 교합기를 상정하여 과두와 홈통형이나 이동했을 때의 변위량을 이하와 같이 설명한다.

명칭 (평면)	상단:조건1 하단:조건2	과로 조절치		절치 지도판 조절치
		시상과로 경사도(deg)	베네트각 (deg)	시상 경사도(deg)	측익각 (deg)
프랑크포트	적	33	16.922	33	11.917
	청	48	16.922	53	21.731
캄퍼(Camper)	적	16	13.494	16	11.917
	청	31	13.494	36	21.731
캄퍼(Gysi)	적	20	14.219	20	11.917
	청	35	14.219	40	21.731
안와하연축 평면 (McCollum)	적	35	17.664	35	11.917
	청	50	17.664	55	21.731
안와하연축 평면 (Stuart)	적	33	17.063	33	11.917
	청	48	17.063	53	21.731
축 (Guicht)	적	25	15	25	10
	청	40	15	45	20
축비익	적	15	13.368	15	11.917
	청	30	13.368	35	21.731

이 측익각을 구하려면, 축평면에서의 측익각의 값으로부터, 축평면에서의 과두를 원점으로 한 홈통형의 위치를 산출하여 그 값을 각 평면의 좌표로 변환하고, 측익각을 다카야마의 이론식에 이용하여 산출했다. 다카야마의 이론식으로부터 연산된 어금니부의 측익각과 어금니부의 교두로 경사각은 실제의 조건 1과는 다르다. 이것이 후방 운동의 조건이 된다.(조건 3·4)

이상에 나타낸 ITH 하악 운동 이론식은 수평 기준면을 축평면으로 하였다. 이것을 타평면에 응용할 수 있도록 한다. 수평 기준면이 바뀌면 시상면에서의 모든 각도와 X좌표와 Z좌표에 영향이 생긴다. 시상면에서의 각 각도에서는 축평면과 이루는 각α만큼 빼면 된다. X좌표와 Z좌표에 대한 변환법을 이하에 기록한다.

도 11은, 축평면과 타평면의 교차를 도시한다. 도 11과 같이 과두(C)를 축평면과 타평면의 원점, 이루는 각을 α로 설정한다. 축평면상에서의 어금니(M), 절치(I), 홈통형(G)의 X, Z좌표는 각각 (40, 40), (80, 40), (120, 60)이므로 축평면과 직선CM이 이루는 각은 45°, 직선CIG가 이루는 각은 26.5°로 구해졌다. 이로써 타평면상에서의 X, Z좌표는 이하와 같이 구해진다.

X'_M=40√2×cos(45+α)

Z'_M=40√2×sin(45+α)

X'_I=40√5×cos(26.5+α)

Z'_I=40√5×cos(26.5+α)

X'_G=60√5×cos(26.5+α)

X'_G=60√5×sin(26.5+α)

이로써 타평면의 좌표는 이하와 같다.

[표 3]

과두, 절치, 홈통형의 각 평면에서의 X, Z 좌표

평면	각도α [degree]	어금니(M) (X,Z) [mm]	절치(I) (X,Z) [mm]	홈통형(G) (X,Z) [mm]
프랑크포트 평면	7.37	(34.5, 44.8)	(74.2, 49.8)	(111.4, 74.7)
캄퍼 평면 Camper	-9.15	(45.8, 33.1)	(85.3, 26.6)	(128.0, 40.0)
캄퍼 평면 Gysi	-4.39	(42.9, 36.8)	(82.8, 33.6)	(124.3, 50.5)
안와하연축 평면 McCollum	9.70	(32.6, 46.1)	(72.1, 52.8)	(108.2, 79.2)
안와하연축 평면 Plane Stuart	7.58	(34.3, 44.9)	(74.0, 50.1)	(111.1, 75.1)
축비익 평면	-10.10	(46.4, 32.3)	(85.8, 25.2)	(128.7, 37.8)
축평면	0	(40, 40)	(80, 40)	(120, 60)

금번은 우선 이동 전후의 축평면에서의 좌표에서 타평면의 좌표로 각각 변환하여 과로와 홈통형의 변위를 조사한다. 도 7은, 시상면에서 본 홈통형, 과두의 변위를 도시한다.

도 7과 같이 하악의 절치를 원점, 축평면과 타평면의 교차선이 절치점 위에 오도록 설정했다. C1는 과두의 이동 전 위치, G1는 홈통형의 이동 전 위치이며, G1에서 X축방향으로 -7.1mm, Z축방향으로 -7.1mm만큼 이동한 점을 G2로 하면, 과두는 C1에서 X축방향으로 -7.8mm, Z축방향으로 -6.2mm만큼 이동했다(이 점을 C2로 한다). ITH 하악 운동 이론식의 타평면에 대한 응용으로부터 타평면에서의 좌표(X'c1, Z'c1), (X'g1, Z'g1)는 구해졌다. 또 X'c2, Z'c2, X'g2, Z'g2는 이하와 같이 구해진다.

X'_C2=X'_C1-1O×cos(4O-α)

Z'_C2=Z'_C1-1O×sin(4O-α)

X'_G2=X'_G1-10×cos(45-α)

Z'_G2=Z'_G1-10×sin(45-α)

이로써 구해진 수치는 이하와 같은 결과이다.

평면	축평면과 이루는 각α(degree)	과두 이동 전		과두 이동 후
		X'c1 [mm]	Z'c1 [mm]	X'c2 [mm]	Z'c2 [mm]
프랑크포트 평면	7.37	0	0	-6.8	-7.4
캄퍼 평면C	-9.15	0	0	-8.6	-5.1
캄퍼 평면G	-4.39	0	0	-8.1	-5.8
안와하연축 평면 M	9.7	0	0	-6.5	-7.6
안와하연축 평면 S	7.85	0	0	-6.7	-7.4
축비익 평면	-10.1	0	0	-8.7	-5.0
평면	축평면과 이루는 각α(degree)	홈통형 이동 전		홈통형 이동 후
		X'g1[mm]	Z'g1[mm]	X'g2[mm]	Z'g2[mm]
프랑크포트 평면	7.37	111.4	74.7	105.3	66.8
캄퍼 평면C	-9.15	128.0	40.0	119.9	34.1
캄퍼 평면G	-4.39	124.3	50.5	116.7	44.0
안와하연축 평면 M	9.7	108.2	79.2	102.4	71.0
안와하연축 평면 S	7.85	111.1	75.1	105.1	67.1
축비익 평면	-10.1	128.7	37.8	120.5	32.1

이들로 X'₂-X'₁, Z'₂-Z'₁을 계산함으로써 각 기준 평면에서의 변위가 구해져 이하와 같다.

이로써 아래 도면의 각 평면의 β에 대해 구해진다. 도 12는, 시상면에서 본 과두, 홈통형의 변위를 도시한다. 도 12에서 G'1은 G2에서 Z축으로 평행하게, C2에서 X축으로 평행하게 그은 선의 교차점이다. G'2는 G1에서 G2의 Z성분과 같은 정도로 G'1에서 이동한 점이다. 이로써 β는 이하와 같이 구해진다.

[수식 1]

타평면에 대해서도 동일하게 이하와 같다.

[수식 2]

이로써 각 평면에서 구해진 β는 이하와 같다.

평면	α(degree)	β(degree)
프랑크포트 평면	7.37	0.287
캄퍼 평면 Camper	-9.15	0.325
캄퍼 평면 Gysi	-4.39	0.315
안와하연축 평면 McCollum	9.70	0.281
안와하연축 평면 Stuart	7.58	0.285
축비익 평면	-10.10	0.327
축평면	0	0.427

[ITH 하악 운동 이론식을 타평면에 응용할 때]

ITH 하악 운동 이론식을 타평면에 이용할 때 시상면의 각도, 베네트각 등 모든 각도에 대해 일단 고려하여 계산해야 한다. 이것을 고려하지 않은 경우와 고려한 경우의 계산 결과를 이하에 기록한다. 아울러 과두, 절치, 홈통형의 각 평면에서의 X, Z좌표는 위에 나타낸 바와 같다.(Y좌표는 기준 평면이 바뀌어도 좌표의 수치는 불변이다.) 또 시상면 각도는 비교를 위해 축평면으로 다시 변환하였다.

평면이 바뀌면 X, Z좌표가 변화되고 Y좌표는 변화되지 않기 때문에 각 평면에서의 시상면, 전두면, 수평면 각도, 베네트각 등 모든 값이 바뀐다. 각 평면에서 ITH 하악 운동 이론식을 계산할 때 시상면 각도(Ωcp,Ωip,Ωgp,Ωcl), 전두면 각도(Φil), 베네트각(Be)에 대해 각 평면에 맞는 수치로 계산해야 한다. 지금까지의 값은 축평면에서의 값이었다. 타평면에도 ITH 하악 운동 이론식을 활용하려면 이하의 계산을 하여 각각의 값을 사용해야 한다.

시상면 각도에 대해 타평면에서의 시상면 각도(Ω')는, 축평면의 시상면 각도(Ω)에 축평면과 그 평면이 이루는 각α을 합하면 된다. 전두면 각도에 대해 전두면 측방 절치로 경사도(Φil)를 타평면에 맞는 값으로 변환하려면, 우선 축평면에서의 측방 운동을 한 후의 절치의 좌표를 구하고 그 값을 타평면의 좌표로 변환하여 ΔZil, ΔYil를 구하고 그 값으로부터 각 평면에서의 Φil을 구한다. 베네트각에 대해서는 별도로 설명하기로 한다. 또 조건 1, 조건 2의 값은 이하와 같다.

[표 6]

조건 1·2의 값

단위˚	시상 전방 과로 경사도 Ωcp	시상 전방 절치로 경사도 Ωip	시상 전방 절치 지도판지도판 경사도 Ωgp	시상 측방 과로 경사도 Ωcl	전두 측방 절치로 경사도 Φil
조건 1	25	25	25	25	30
조건 2	40	45	45	40	30

[표 7]

조건 1에서 각도를 고려한 경우의 Ωmp, Φmw, Φmnw, Ωgmp

평면	각도 α [degree]	어금니·시상 전방 교두로 경사도 Ωmp		어금니·작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φmw	어금니·비작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φmnw	어금니·시상 전방 교두로 경사도 Ωgmp (홈통형 가이드)
		각 평면	축평면			각 평면	축평면
프랑크포트 평면	7.37	32.37	25.00	16.68	27.64	37.37	25.00
캄퍼 평면 Camper	-9.51	15.85	25.00	15.56	19.89	15.85	25.00
캄퍼 평면 Gysi	-4.39	2061	25.00	15.02	21.40	20.61	25.00
안와하연축 평면 Mocollum	9.70	34.70	25.00	14.40	26.21	34.70	25.00
안와하연축 평면 Stuart	7.85	32.85	25.00	14.41	25.56	32.85	25.00
축비익 평면	-10.10	14.90	25.00	15.69	19.60	14.90	25.00
축평면	0	25.00	25.00	14.74	22.92	25.00	25.00

[표 8]

조건 2에서 각도를 고려한 경우의 Ωmp, Φmw, Φmnw, Ωgmp

평면	각도α [degree]	어금니·시상 전방 교두로 경사도 Ωmp		어금니·작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φmw	어금니·비작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φmnw	어금니·시상 전방 교두로 경사도 Ωgmp (홈통형 가이드)
		각 평면	축평면			각 평면	축평면
프랑크포트 평면	7.37	50.70	43.33	16.98	33.06	49.59	42.22
캄퍼 평면 Camper	-9.51	34.17	43.32	18.09	27.86	33.07	42.22
캄퍼 평면 Gysi	-4.39	38.94	43.33	17.54	29.24	37.83	42.22
안와하연축 평면 Mocollum	9.70	53.02	43.32	16.98	33.84	51.91	42.21
안와하연축 평면 Stuart	7.85	51.19	43.34	16.98	33.21	50.07	42.22
축비익 평면	-10.10	33.23	43.33	18.23	27.59	32.12	42.22
축평면	0	43.33	43.33	17.27	30.70	42.22	42.22

[표 9]

조건 1·2에서 각도를 고려한 경우의 Φgmw, Φgmnw

평면	어금니·작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φgmw (홈통형 가이드)		어금니·비작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φgmnw (홈통형 가이드)
	조건 1	조건 2	조건 1	조건 2
프랑크포트 평면	15.97	24.38	27.90	36.12
캄퍼 평면 Camper	13.27	23.37	16.79	26.39
캄퍼 평면 Gysi	14.20	23.92	19.71	29.49
안와하연축 평면 Mocollum	16.22	24.29	27.74	37.23
안와하연축 평면 Stuart	16.05	24.43	26.76	36.37
축비익 평면	13.07	23.23	16.20	25.76
축평면	10.80	23.12	15.21	31.00

[표 10]

조건 1에서 각도를 고려하지 않은 경우의 Ωmp, Φmw, Φmnw, Ωgmp

평면	각도α [degree]	어금니·시상 전방 교두로 경사도 Ωmp		어금니·작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φmw	어금니·비작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φmnw	시상 전방 교두로 경사도 Ωgmp (홈통형 가이드)
		각 평면	축평면			각 평면	축평면
프랑크포트 평면	7.37	25.00	17.63	25.90	33.59	25.00	17.63
캄퍼 평면 Camper	-9.51	25.00	34.15	18.78	27.00	25.00	34.15
캄퍼 평면 Gysi	-4.39	25.00	29.39	20.84	28.88	25.00	29.39
안와하연축 평면 Mocollum	9.70	25.00	15.30	26.83	34.49	25.00	15.30
안와하연축 평면 Stuart	7.58	25.00	17.15	25.98	33.66	25.00	17.15
축비익 평면	-10.10	25.00	35.10	18.35	26.61	25.00	35.10
축평면	0	25.00	25.00	14.74	22.92	25.00	25.00

[표 11]

조건 2에서 각도를 고려하지 않은 경우의 Ωmp, Φmw, Φmnw, Ωgmp

평면	각도α [degree]	어금니·시상 전방 교두로 경사도 Ωmp		어금니·작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φmw	어금니·비작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φmnw	시상 전방 교두로 경사도 Ωgmp (홈통형 가이드)
		각 평면	축평면			각 평면	축평면
프랑크포트 평면	7.37	43.18	35.81	24.10	37.83	42.11	34.74
캄퍼 평면 Camper	-9.51	43.54	52.69	20.73	34.86	42.36	51.51
캄퍼 평면 Gysi	-4.39	43.43	47.82	21.30	35.35	42.28	46.67
안와하연축 평면 Mocollum	9.70	43.13	33.43	22.17	36.16	42.08	32.38
안와하연축 평면 Stuart	7.58	43.17	35.32	22.08	36.07	42.11	34.26
축비익 평면	-10.10	43.56	53.66	20.59	34.75	42.38	52.48
축평면	0	43.33	43.33	17.27	30.70	42.22	42.22

[표 12]

조건 1·2에서 각도를 고려하지 않은 경우의 Φgmw, Φgmnw

평면	어금니·작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φgmw (홈통형 가이드)		어금니·비작업측 전두 측방 교두로 경사도 Φgmnw (홈통형 가이드)
	조건 1	조건 2	조건 1	조건 2
프랑크포트 평면	13.57	22.70	22.69	37.24
캄퍼 평면 Camper	14.22	25.76	22.70	38.47
캄퍼 평면 Gysi	14.01	24.83	22.66	38.06
안와하연축 평면 Mocollum	13.50	22.31	22.72	37.13
안와하연축 평면 Stuart	13.56	22.67	22.69	37.24
축비익 평면	14.27	25.96	22.71	38.56
축평면	10.80	23.12	15.21	31.00

[앵글(Angle) I급 총생(叢生)의 발치]

앵글 I급 총생의 발치, 비발치 증례의 논문에서도 서술되어 있는 바와 같이 가령 프랑크포트 평면에 대한 U1-L1의 각도 47˚는 실제 어떻게 관계되어 있는지를 이하에 열거하기로 한다.

트윈 호비 교합기의 절치 지도봉(incisal pole)·홈통형 테이블의 위치 관계는 하악 절치에서 40밀리 전방, 수직으로 20밀리 하부에 재현되어 있고, 과로 중심부에서 수직선을 그은 전방 거리가 120밀리이다. 다카야마의 하악 운동 이론식에서는, 안면 간 거리를 80밀리로 설정하였기 때문에 40밀리의 중간을 교합기에 재현할 필요가 있다. 실제 트윈 호비 교합기 상궁과 하궁의 높이를 80밀리로 하면 전치부·어금니부를 2분할로 하는 손 기술을 위해 모형을 분할하는 트윈 스테이지법은, 핀덱스(pindex)에 의한 상하 치아 분할의 높이가 부족하기 때문에 호보(Hobo)는 교합기의 상궁 프레임을 20밀리 위쪽으로 슬라이드시킨다. 운동 이론식의 계산에는 문제가 없다. 즉, 과로 중심점의 위치를 절치로에서 80밀리로 규격한 교합기로서 제작되어 있다. 다음으로, 전방 기준점 43밀리는 상악 우측 가운데 절치의 절단(切端)을 재현하기 때문에 2.15°아래쪽에 상악 교합 평면이 재현된다. 단, 교합 평면은 일반적으로 하악 치열궁을 기준으로 하기 때문에 오버바이트(overbite), 오버제트(overjet) 평균 3밀리의 각도 차이도 고려할 필요가 있다. 상악 가운데 절치가 하악 가운데 절치보다 3밀리(이론식의 과로 이동거리 3밀리에도 상당한다.) 돌출되었을 때 83밀리에서의 각도가 2.07°이다. 앞선 본래의 교합 평면으로서 재현되는 하악 가운데 절치에서는 2.15°이므로 거의 약 2.1°(2°)의 차이가 있다. 즉, 절치로부에서의 각도는 가상 교합 평면을 7.37-2.07(2.15)=5.3°(5.22°)로 산술된 값이 된다. 소위 이 값이 가상 교합 평면이라면 각 수평 기준 평면이라고 불리는 수치와 약 2°의 값이 후술하는 결과에 대해 중요한 포인트가 된다.

앞 항의 Ext군에서 프랑크포트 평면에 대한 절치로 각도는 46.85°=47°의 범위로 되어 있다. 앞에서 2°의 차이는, 절치로 상에서 프랑크포트 평면에서 47°라는 결과에서 교합 평면의 영향을 받지 않는다는 앵글 I급 총생의 논문 결과로 2°줄어든 수치 45°가 가상 교합 평면에서의 각도가 된다. 상기 표의 각도를 보면 모순된 것 같지만, 앵글 I급의 데이터로부터 실제 절치로 각도는 교합 평면의 영향을 받지 않기 때문에 교합기 각도의 산술 각도에 오류는 없지만 축평면에서의 다카야마의 이론식으로부터의 수치 계산을 고려하면 아무런 근거가 없다고 판단된다. 또한 교합기의 기종이 변동되어도 교합기 상궁 프레임의 엇갈림은 한없이 제로에 가깝다. 맥호리스가 논문에서 제창하고 있는 과로각도와 절로각도의 차이 5°는 임상적으로 위화감이 없다는 이유일 것이다. 각종 교합 평면의 수치는 모두 축평면의 수치와 같은 결과를 초래한다고 볼 수 있다.

다음으로 홈통형과 과로각의 차이를 120밀리 상궁의 교합기 자체의 엇갈림 각도로 계산하여, 약 10밀리 가상 이동은, 대략 축평면에 대한 프랑크포트 평면과의 각도(7.35°)를 유지한 채 상궁 프레임의 과로각상(40°)에서 동일하게 10밀리 이동시키고, 또 거의 평행하게 이동시킨다. 즉, 다른 기준으로서 재현되는 교합 평면에 대해서도 산술하기로 했다. 마찬가지로 일반적으로 이용되고 있는 기준 교합 평면(교합학 P.194 표 8-5를 참조)에서도 절치로각에는 거의 영향을 주지 않는 결과가 되었다. 다카야마의 하악 운동 이론식의 전방 기준점 3밀리 아래쪽 각도가 약 2°이고, 가상 교합 평면의 계산으로 프랑크포트 평면에 대한 각도는 교합 평면의 영향을 받지 않기 때문에 절치로 각도가 47°라면 2°줄인 값 45°로서 재현할 수 있다. 마찬가지로 과로각 경사면에서 홈통형과 교합기 상궁이 180°역전되어 유도되고 있기 때문에, 절치로 각도를 홈통형 각에 슬라이드시켜 과로상을 동거리 120밀리 이동시켰을 때 과로각도 40°와 홈통형 각도 45°의 차이가 5°인 것은(맥호리스는 임상적으로 과로각과 절치로각의 차이가 5°인 것이 임상적으로 위화감이 없는 교합 악위라고 보고하였다), 모든 기준 평면에 대한 각도를 트윈 호비·제로 호비 교합기 등에 트레이스(trace)해도 교합 평면의 영향을 전혀 받지 않고 재현되도록 규격화되어 있다. 또 상기의 5.3°에서는 동일한 가상 이동을 해도 같은 결과를 가져온다. 또한 일반 임상에서는 교합기의 유도 범위는 10밀리를 초과하여 치아를 유도하면서 전악(全顎) 치열을 조정한다. 또한 절치로각에서의 각도는 교합 평면의 영향을 받지 않는다는 결과로부터, 절치로각에서 상술한 2.1°, 약 2°를 줄여 프랑크포트 평면 시의 절치로각으로서 재평가할 수 있다. 즉, 다카야마의 하악 운동 이론식의 전방 기준점 3밀리 아래쪽의 각도가 약 2°이고, 가상 교합 평면의 계산으로 프랑크포트 평면에 대한 각도는 교합 평면의 영향을 받지 않기 때문에 절치로 각도가 47°이면 2°줄인 값 45°로서 재현할 수 있다.

다카야마의 하악 운동 이론식에서 명확하게 절치로 각도가 45°인 것은 기술되어 있지 않다. 즉, 하악 운동 이론식으로부터 시상면 내의 각각의 기준 수치를 계산한 값은, 홈통형 절치로 각도 46°(45°), 절치로 각도 44°(43°+2°=45°) 상악 전치가 3밀리 아래쪽으로 수정되어 있기 때문에 과로각도 40.5°(40°)이다(교합학 퀸테센스 출판자 부록에서 연산한 결과로, 괄호 안의 수치가 교합기상의 수치이다). 다카야마의 하악 운동 이론 두경부 기본 산술식으로부터의 연산으로는, 홈통형 각이 45°, 과로각도가 40°일 때의 절치로 각도는 43°인데, 전방 기준점 43밀리의 3밀리를 보정함으로써 45°로 규정되도록 교합기가 정해져 있다. 또 고 다카야마 박사는 물리학적으로 1°정도의 차이는 불분명하며 애매하다고 발언하였다. 즉, 이것이야말로 트윈 호비 교합기상에서 재현되는 각도가 되어 저자의 20년 이상의 하악 운동 이론식에서 도입된 트윈 호비 교합기를 이용함으로써 금번 절치로 각도 45°를 특정하더라도 양호한 임상 성적의 효과를 가져오는 이유일 것이다.

출판물에서, 절치로각은 다카야마의 하악 운동 이론식으로부터의 연산을 기준으로 하여 수평면에 대한 각 기준 교합 평면의 영향을 받지 않은 결과가 되었다. I급 총생의 사전 조정된(pre-adjusted) 장치에 의한 치료는 4개의 소구치의 발치, 비발치와 상관없이 골격계에 변화를 인정하지 않는다는 것을 나타냈다. 그러나 발치군에서는 상하악의 가운데 절치 치축 경사도가 각각 치료에 의해 설측 경사되었다. Miyake 등의 보고에서는, 상하악 가운데 절치 치축은 동적 치료에 의해 발치군, 비발치군 모두 변화는 인정되지 못했다. Miyake 등의 발치군의 U1 to FH는 치료 전 111.7°와 본 연구의 발치군의 116.77°에 비해 작은 값이었다. 하악 가운데 절치는 치료 전에 94.61°였는데, 90.03°로 4.58°감소하여 과두 절치 각도(condy|ar incisal ang|e)가 90°에 가까웠다. 맥호리스(McHorris)에 의하면, 과두 절치 각도(condy|ar incisal ang|e)는 90°가 기능적으로 가장 안정적이라고 설명되어 있다. 상하악 전치 치아축은 각각 감소되었으나 U1-L1 to FH(절치로각)는 치료에 의해 변화되지 않았다. 그러나 보정기(保定期, retention period)에 치료 전의 평균치에 비해 4.5°증가하여 46.9°를 나타냈다. 이것은 맥호리스(McHorris)가 설명한 바와 같이 기능적인 요인에 의해 일정한 값을 취한 것으로 생각된다. 과로각과 절치로각의 차이가 5°이므로, 절치로 각도와 각 기준 교합 평면에 상관성을 초래하여 맥호리스(McHorris)의 데이터와도 임상적으로도 합치된다고 결정된 결과를 얻게 되었다(이토의 트윈 호비 교합기를 활용한 진단 방법을 참조).

[턱관절 장애의 기본식에 대해]

턱관절증의 치아 유도에 대해서는 제2 어금니를 1.5mm 높이면 절치는 3mm 전방으로 이동하고 어금니는 3mm 아래쪽으로 이동한다. 이에 대해 제2 어금니를 높임에 따른 하악에 미치는 (유도의) 영향에 대해 설명하기로 한다. 이로써 턱관절증 환자에 대해 제2 어금니를 높이는 방법으로 치료할 때에 몇 mm 높이면 좋은지 기준을 알게 된다. 이하의 방법으로 이론식을 도출했다.

으로 표시하였다. 802에서 상하의 치아에 폭 1.5mm의 스프린트를 넣어 사선 부분을 떨어져 나가게 한 것이 803이다. 802로부터 803에서 하악이 제2 어금니를 중심으로 한 회전을 하여 절치가 원래 높이로 되돌아온다. 어금니-절치 사이는 40mm이므로 803의 절치점에서 상하의 치아가 이루는 각θ는

θ= tan^-1(Z/40)=tan^-1(1.5/40)=2.14°

도 8에서는 간단하게 하기 위해 시상면에서 본 상하의 치아열을 직사각형 로 구해졌다.

이로써 제2 어금니를 원점으로 한 하악의 임의의 점 (X, Z)의 이 회전에 의한 이동 후의 좌표(X', Z')는 이하와 같이 하여 구해진다.

[수식 3]

또 제2 어금니를 1.5mm 높이면 절치는 3mm 전방으로 이동하므로 구하는 식은 이하와 같이 된다.

X'=X×cosθ-Z×sinθ+3

Z'=X×sinθ+Z×cosθ+1.5

이를 기초로 하여 제2 어금니를 1.5mm 높였을 때의 절치와 과두의 이동 후 좌표를 구한 결과는 이하와 같다.

	이동 전 (X, Z)	이동 후 (X, Z)
절치	(40, 0)	(42.9719, 0.0021)
과두	(-40, -40)	(38.4700, -36.9729)

이상과 같이 도출된 식에 대해, 상술한 바와 같이 환자(X)의 상악 모델 및 하악 모델, 또는 이들을 표시하는 파라미터를 적용함으로써 환자(X)가 실제로 하는 턱운동을 도출할 수 있다. 예를 들면 이상에서 나타낸 것처럼, 운동 도출부(120)는 버추얼 교합기 재현의 이론식 및 턱관절 장애의 재현 과정의 이론식에 따라 편심 운동을 도출할 수 있다. POSTUROGRAFIA의 기기류는 이러한 문제를 해결하는 실마리를 시사해 주었다. POSTUROGRAFIA는 인간의 밸런스를 지지하는 여러 요소의 관련성을 진단하거나 그 밖에도 Retinianas, 감각적인 요인, 안구 운동의 요소 Propioceptivas, Oculomotrices 등도 고려되고 있다. 인간이 어느 일정한 환경에서 스스로의 자세를 유지할 수 있는 것은, 몸의 감각 수용기가 외부의 상황을 인지하였기 때문이며, 인간은 외부의 환경을 이해할 수가 없으면 자세를 유지할 수 없다. 자세로부터 안구의 운동 Oculomotricidad는 미로전정과의 관련성을 보고 망막의 위치를 결정하고, 하반신에서는 머리 부분의 전후·상하·좌우의 관계 「exocaptore cefalicos」는 상호적으로 관련되어 발뒤꿈치:발바닥(발꿈치: 뒤축) 의 위치 등에 관여한다.

출력부(130)는, 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동을 나타내는 정보를 출력 데이터(190)로서 출력한다. 출력부(130)의 출력 방법으로서는 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어 출력부(130)는 상악과 하악 사이의 편심 운동을 나타내는 동영상을 출력할 수 있다. 특히 출력부(130)는 치아를 접촉시키면서 이루어지는 전방 운동 또는 측방 운동을 나타내는 동영상을 출력해도 좋다. 출력부(130)가 출력하는 동영상에서는, 전방 운동 영역에서의 운동이 나타나 있어도 좋고, 후방 운동 영역에서의 운동이 나타나 있어도 좋다.

출력부(130)가 출력하는 정보는 동영상으로 한정되지 않으며, 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동에 따른 정지화상을 출력해도 좋다. 또, 출력부(130)가 생성하는 화상은 2차원 화상이어도 좋고 3차원 화상이어도 좋다. 출력부(130)는 다양한 방법으로 화상 데이터를 출력할 수 있다. 예를 들면 화상 출력부(130)는 디스플레이(미도시)를 통해 화상 데이터를 표시할 수 있다. 또 화상 출력부(130)는 입출력 장치(미도시)를 통해 기억 매체에 화상 데이터를 저장해도 좋다. 또한 취득부(110)가 데이터를 외부의 장치로부터 취득하는 경우에는 화상 출력부(130)는 이 외부의 장치에 대해 화상 데이터를 송신해도 좋다.

나아가 출력부(130)가 출력하는 정보는 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동의 성질을 나타내는 파라미터여도 좋다. 예를 들면 Hobo S, Takayama H: Oral Rehabilitation clinical determination of Occlusion, 1997. Quintessence Publishing Co, Inc.에서 사용되는 파라미터를 이 파라미터로서 이용할 수 있다. 이 경우, 운동 도출부(120)는 턱운동(편심 운동) 그 자체를 도출하는 것이 아니라 환자(X)가 실제로 하는 턱운동을 나타내는 파라미터를 도출해도 좋다.

다음으로 도 2를 참조하여 본 실시예에 관한 정보 처리 장치(100)가 실시하는 처리에 대해 설명하기로 한다. 도 2는, 정보 처리 장치(100)가 실시하는 처리를 도시한 흐름도이다.

단계S210에서 취득부(110)는, 상술한 바와 같이 입력 데이터(180)를 취득한다. 단계S220에서 운동 도출부(120)는, 상술한 바와 같이 상악 모델과 하악 모델 사이의 편심 운동을 도출한다. 단계S230에서 출력부(130)는, 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동을 나타내는 출력 데이터(190)를 출력한다.

[실시예 1의 변형예]

실시예 1에서 운동 도출부(120)는, 환자(X)의 상악 모델 및 하악 모델을 이용하여 상악과 하악 사이의 편심 운동을 도출했다. 그러나 환자(X)의 상악 모델 및 하악 모델을 그대로 이용할 필요는 없다. 예를 들면 치과의사와 같은 사용자는 상악 모델 및 하악 모델에 대해 변형 등의 조작을 더할 수도 있다. 이 조작에는, 예를 들면 치아의 형상을 바꾸는 것 및 각각의 치아를 이동시키는 것이 포함된다.

이 경우, 사용자에 의해 조작이 가해진 후의 상악 모델 및 하악 모델이 입력 데이터(180)로서 정보 처리 장치(100)에 입력되어도 좋다. 또 취득부(110)가 사용자로부터의 지시를 받아 취득한 입력 데이터(180)가 나타내는 상악 모델 및 하악 모델을 수정해도 좋다.

<실시예 2>

이하, 본 발명의 실시예 2에 관한 정보 처리 장치에 대해 설명하기로 한다. 실시예 2에 관한 정보 처리 장치(101)는 상악과 하악 사이의 편심 운동과 환자의 임의의 턱운동을 비교할 수 있다. 본 실시예에 관한 정보 처리 장치를, 도 1b에 도시한다. 본 실시예에 관한 정보 처리 장치(101)는 실시예 1에 관한 정보 처리 장치(100)와 동일하게 취득부(110)와 운동 도출부(120)와 출력부(130)를 구비한다. 본 실시예에 관한 취득부(110)와 운동 도출부(120)는 실시예 1과 동일하게 동작한다. 또 출력부(130)는, 비교부(150)의 비교 결과를 출력하는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 동작한다. 따라서 취득부(110), 운동 도출부(120) 및 출력부(130)에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예 2에 관한 정보 처리 장치(101)는 재생부(140)를 가지고 있어도 좋다. 재생부(140)는 취득부(110)가 취득한 상악의 3차원 모델과 하악의 3차원 모델을 이용하여 환자(X)의 상악과 하악 사이의 편심 운동을 재생할 수 있고 재현도 할 수 있다. 턱운동의 구축 재생은 여러 가지 방법에 따라 실시할 수 있다. 예를 들면 재생부(140)는 취득부(110)를 통해 환자(X)의 턱운동을 촬상함으로써 얻어진 동영상을 취득해도 좋다. 이 동영상을 해석함으로써 환자(X)의 실제 턱운동을 도출할 수 있다. 도출한 턱운동에 따라 상악의 3차원 모델과 하악의 3차원 모델을 움직임으로써 환자(X)의 턱운동을 재생할 수 있다.

재생부(140)가 재생·재현하는 편심 운동은, 기준적인 교두 경사각에 따른 기준적인 운동(기준 운동)일 수 있다. 예를 들면 재생부(140)는 상술한 전방 운동 이론식 및 후방 운동 이론식에 대해 기준적인 교두 경사각을 적용함으로써 상악과 하악 사이의 기준적인 운동을 재생·재현할 수 있다.

전방 운동 영역과 후방 운동 영역은 다른 교두 경사면의 교두 경사각을 적용할 수 있고, 이렇게 하여 전방 운동 영역에서의 운동 또는 후방 운동 영역에서의 운동을 산출할 수 있다. 또 전방 운동을 도출할 때와 측방 운동을 도출할 때에 다른 교두 경사각을 적용할 수 있다. 나아가 측방 운동에서 작업측과 비작업측에서 다른 교두 경사각을 적용할 수 있다. 여기서 작업측이란, 어금니부의 어금니로 씹는 쪽을 가리키고, 작업측에서는 치아의 교두 경사면이 활주된다. 또 작업측의 반대쪽을 비작업측이라고 한다. 과로를 중심으로 하는 좌우측 중 고정되어 있는 치열궁측을 작업측이라고 할 수도 있다. 이 경우 반대측 과로의 이동측을 비작업측이라고 하고, 하악 치열궁이 비작업측에서 작업측으로 이동한다고 말할 수 있다. 적용하는 교두 경사각은 모든 치아(모든 어금니)에 대해 동일한 필요는 없으며 각각의 치아마다 고유의 다른 교두 경사각을 적용할 수도 있다. 증거에 기초한 치과학으로 이루어진 진단에서는, 평균적인 요소를 근거로 하는 것이 중요하다. 이러한 과학적인 근거로 뒷받침하여 ITH 하악 운동 이론식은 턱운동을 도출할 수 있다.

적용하는 교두 경사각은, 예를 들면 평균치적인 취지에 기초하여 결정할 수 있다. 예를 들면 여러 사람에 대한 교두 경사각의 평균치를 이용할 수 있다. 물론 환자의 속성(성별, 연령 등)별 평균치를 이용할 수도 있다.

적용할 수 있는 교두 경사각의 일례를 들면, 예를 들면 전방 운동 영역에서 제1 대구치의 전방 운동에서의 시상면의 경사각은 43°, 측방 운동에서의 작업측 전두면의 경사각은 25°, 측방 운동에서의 비작업측 전두면의 경사각은 34°일 수 있다. 또 제2 대구치의 전방 운동에서의 시상면의 경사각은 43°, 측방 운동에서의 작업측 전두면의 경사각은 25°, 측방 운동에서의 비작업측 전두면의 경사각은 35°일 수 있다. 또, 예를 들면 후방 운동 영역에서 상악 제2 대구치의 전방 운동에서의 시상면의 경사각은 47°, 측방 운동에서의 시상면의 경사각은 40°일 수 있다. 1 치아의 교합면의 형태도 ITH이론식으로부터 핀포인트(pinpoint)로 각도를 산출할 수 있다.

재생부(140)가 재생한 편심 운동은, 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 비교되기 때문에 운동 도출부(120)가 도출한 기준적인 편심 운동에 상당하는, 환자(X)의 턱의 편심 운동을 재생, 재현하는 것이 바람직하다. 즉, 운동 도출부(120)가 도출하는 편심 운동과, 재생부(140)가 재생하는 편심 운동은 같은 종류의 운동인 것이 바람직하다. 같은 종류의 운동이란, 예를 들면 대략 같은 방향의 운동일 수 있고, 대략 같은 영역에서의 운동일 수 있다. 예를 들어 운동 도출부(120)가 전방 운동 영역에서의 운동을 도출한다면 재생부(140)도 전방 운동 영역에서의 운동을 재생하는 것이 바람직하다. 또 운동 도출부(120)가 측방 운동을 도출한다면 재생부(120)도 측방 운동을 재생, 재현하는 것이 바람직하다.

재생부(140)는 치과의사 등의 사용자로부터 상악과 하악 사이의 운동에 대한 지시를 취득해도 좋다. 사용자는 환자의 턱운동을 나타내는 임의의 지시를 할 수 있다. 예를 들면 재생부(140)는 취득부(110)가 취득한 상악의 3차원 모델과 하악의 3차원 모델을 사용자에 대해 표시해도 좋다. 사용자는 표시된 3차원 모델을 보면서 상악과 하악의 3차원 모델을 자유롭게 운동시킬 수 있다. 이렇게 하여 사용자는 환자(X)의 상악과 하악 사이의 편심 운동을 재생할 수 있다. ITH 하악 운동 이론식을 이용하여 각 치아의 교두 경사면의 각도를 설정할 수 있다. 즉, 다양한 턱운동에 대해서도 교두 경사 각도를 설정함으로써 보다 양호한 턱두경부의 환경을 재현할 수 있다. 한편 이상과 같이 재생된 운동은 평균치적인 데이터에 기초한 기준적인 운동에서의 자유도를 초월한다고 생각된다. 이것이, 평균치가 임상 증거가 될 수 있는 이유이다. 1치아의 교합면의 형태도 ITH이론식으로부터 핀포인트로 각도를 산출할 수 있다.

실시예 2에 관한 정보 처리 장치(101)는 비교부(150)를 더 구비한다. 비교부(150)는 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 상악과 하악 사이의 기준적인 운동을 비교할 수 있다. 이 기준적인 운동은, 예를 들면 사용자에 의해 미리 설정된 편심 운동이어도 좋다. 정보 처리 장치(101)가 재생부(140)를 구비한 경우에는, 이 기준적인 운동으로서 재생부(140)가 재생·재현한 편심 운동을 이용해도 좋다. 즉 비교부(150)는 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 재생부(140)가 재생·재현한 편심 운동을 비교해도 좋다. 이하, 비교부(150)가, 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 재생부(140)가 재생·재현한 편심 운동을 비교하는 경우에 대해 설명하기로 한다. 그러나 비교부(150)가, 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 미리 설정된 편심 운동을 비교하는 경우에 대해서도 동일하다. 비교는 여러 가지 방법에 의해 실시할 수 있다. 예를 들면 운동의 이동 거리를 비교해도 좋고 운동의 방향을 비교해도 좋다. 이 경우, 운동이 일치하는지 여부를 비교 결과로 해도 좋고, 운동이 어느 정도 다른지를 비교 결과로 해도 좋다. 특히 비교부(150)는 전방 운동 영역과 후방 운동 영역의 각각에 대해 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 미리 설정된 편심 운동 또는 재생부(140)가 재생·재현한 편심 운동을 비교하는 것이 바람직하다. 또한 비교부(150)는 전방 운동과 측방 운동 각각에 대해 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 미리 설정된 편심 운동 또는 재생부(140)가 재생·재현한 편심 운동을 비교하는 것이 바람직하다.

나아가 상하악 1개씩의 경사면에 대한 접촉의 상황을, 하악 치열궁 자체가 이론식에 따라 운동할 때 덮혀 있는 1치아씩의 접촉 부위 삭제 혹은 축성 순서에 기초하여 운동을 비교할 수도 있다. 예를 들면, 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 재생부(140)가 재생한 편심 운동 각각에 대해 각각의 치아가 접촉하는지 여부를 판단한다. 운동에 따라 치아는 접촉하거나 떨어진다. 그래서 치아가 접촉하는 순서, 치아가 떨어지는 순서, 혹은 둘 다 판단해도 좋다. 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 재생부(140)가 재생하여 재현한 편심 운동 사이에서 이 순서가 일치한다면 순서가 일치한다는 것을 나타내는 정보를 출력할 수 있다. 또 이 순서가 다르다면 순서가 다르다는 것을 나타내는 정보를 출력할 수 있고, 어느 치아에 대해 순서가 다른지를 나타내는 정보를 출력해도 좋다.

상술한 치아의 접촉 상태의 평가는, 실시예 1에 나타낸 ITH 하악 운동 이론식을 이용함으로써 실시할 수도 있다. 또 재생부(140)는 턱운동에 대한 주지의 비교 수단을 이용하여 운동을 비교해도 좋다. 나아가 비교부(150)는 운동 도출부(120)가 도출한 편심 운동과 재생부(140)가 재생한 편심 운동 모두를 출력부(130)에 출력시켜도 좋다. 이 경우 사용자는 양쪽의 편심 운동을 비교할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 이론식에 따른 기준적인 턱운동과 환자의 턱운동을 비교할 수 있다. 이렇게 하여 환자의 턱운동과 기준적인 턱운동의 차이를 판정할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 각 개인의 데이터로부터의 정보와 증거로서의 평균치로 나타나는 기준치를 비교하는 것도 가능하다. 또 평균치를 기준치로서 이용함으로써 각 개인의 본래 있어야 할 정상적인 상황 및 환경으로 환자의 치아를 유도하기 위한 평가 정보를 제공할 수 있다.(참고문헌: 이토 히데후미, 다카야마 도시오, 맞물림의 과학, 제24권, 제1호, 81 페이지, 2004년)

[실시예 2의 변형예]

운동 도출부(120)가 턱운동 자체를 도출하는 것이 아니라 환자(X)가 실제로 하는 턱운동을 나타내는 파라미터를 도출할 경우, 비교부(150)는 운동 도출부(120)가 도출한 파라미터와 기준치를 비교해도 좋다. 이 기준치는, 평균적인 취지에 기초하여 미리 결정되어도 좋다. 즉, 임상적으로 측정된 여러 사람에 대한 턱운동 데이터로부터 구해지는 턱운동을 나타내는 파라미터의 평균치를 이 기준치로서 이용할 수 있다. 특히 이 기준치는, 기준적(평균적)인 교두 경사각에 따른 턱운동을 나타내는 파라미터인 것이 바람직하다. 물론 이 기준치는, 이상적인 운동을 나타내는 파라미터로서 미리 사용자에 의해 결정된 값이어도 좋다.

또 이 기준치는 환자의 속성(성별, 연령 등)에 대응하여 설정된 값이어도 좋다. 예를 들면 이 기준치는 환자의 속성(성별, 연령 등)별 턱운동을 나타내는 파라미터의 평균치여도 좋다. 이 경우, 취득부(110)는 입력 데이터(180)의 일부로서 환자의 속성을 취득해도 좋고, 비교부(150)는 취득부(110)가 취득한 환자의 속성에 대응하는 기준치를 취득해도 좋다.

본 변형예에서 비교부(150)는 이 기준치를 취득한다. 이 기준치는, 예를 들면 재생부(140)에 저장되어 있어도 좋다. 즉 재생부(140)는 평균적인 턱운동을 재생하는 대신에 이 평균적인 턱운동을 나타내는 파라미터를 비교부(150)에 출력해도 좋다. 물론 비교부(150)는 이 기준치를 사용자로부터 취득해도 좋다.

그리고 비교부(150)는 운동 도출부(120)가 도출한 파라미터와 기준치의 비교 결과를 출력한다. 예를 들면 비교부(150)는 운동 도출부(120)가 도출한 파라미터와 기준치의 차이를 출력해도 좋다. 또 비교부(150)는 운동 도출부(120)가 도출한 파라미터와 기준치의 차이를 소정의 문턱값과 비교해도 좋다. 이 경우 비교부(150)는 이 차이가 소정의 문턱값보다 큰지, 혹은 소정의 문턱값보다 작은지 즉 차이가 거의 없는지를 나타내는 정보를 출력해도 좋다.

또한 비교부(150)는, 운동 도출부(120)가 도출한 파라미터가 다수 있는 경우 각각의 파라미터를 대응하는 기준치와 비교해도 좋다. 이 경우 비교부(150)는 어느 파라미터가 기준치와 괴리되어 있는지를 나타내는 정보를 출력해도 좋다. 어느 파라미터가 기준치와 괴리되어 있는지 여부는, 파라미터와 기준치의 차이를 소정의 문턱값과 비교함으로써 알 수 있다.

실시예 2와 마찬가지로 비교부(150)는, 전방 운동 영역과 후방 운동 영역 각각에 대해 운동 도출부(120)가 도출한 파라미터와 기준치를 비교하는 것이 바람직하다. 또한 비교부(150)는, 전방 운동과 측방 운동 각각에 대해 운동 도출부(120)가 도출한 파라미터와 기준치를 비교하는 것이 바람직하다. 또 전방 운동 영역과 후방 운동 영역에 다른 기준치가 설정되어 있어도 좋고, 전방 운동과 측방 운동에 다른 기준치가 설정되어 있어도 좋다. 또 측방 운동에서 작업측과 비작업측에 대해 턱운동을 나타내는 파라미터가 독립적으로 구해져도 좋다. 이 경우, 작업측과 비작업측에 대해 다른 기준치가 설정되어 있어도 좋고, 각각의 파라미터는 대응하는 기준치와 비교되어도 좋다.

비교함으로써 과거·현재·미래의 치료 방침을 정하는 대책을 포괄할 수 있다. 이렇게 하여 청구항의 이론식을 종합 기획한 프로그램을 모든 타사의 시스템 기기에 연동할 수 있다. 또 4D에 하나씩 조건을 추가함으로써 차원의 확대를 가능하게 할 수 있는 정보 처리 장치, 정보 처리 방법 및 프로그램을 실현할 수 있다. 다차원 정의를 도 10에 도시한다. 즉, 4D의 구상은, ITH 턱운동 이론식도 기준으로 하여 각 환자의 개인 데이터를 해석하여 현재의 교합을 재현한다. 5D는, 과거·현재·미래의 경시적 변화를 재현하여 기능성을 종합적으로 판단할 수 있다. 6D는, 현재의 상황이 과거에 어떠한 경과로 진행되었는지의 원인을 특정하는 것과, 현재부터 장래(미래)의 예방 방법을 확실하게 진단한다. 7D는, 원인의 특정, 예방 방법에서 치료 방법에 걸쳐 결과를 예측한다. 8D는, 그 결과의 예측을 환자 자신의 오감인 감각 수용기로 전달하기 위한 대책이다. 여기서, 치료를 위한 진단 대책이 채택되어 치료 방침이 자리 매김된다. 3-Shape의 의료에 사용되는 기기가 존재하는데, 금번의 것은 치과의 감각 수용기로서의 범주이다.

바꿔 말하면 본 실시예에 기재된 기술에 따르면, 과거·현재·미래의 상기 편심 운동의 경시적 변화를 재현하는 5차원의 기능과, 과거에 상황이 어떻게 진행되어 현재에 이르렀는지 원인을 특정하여 현재부터 장래의 예방 방법을 진단하는 6차원의 기능과, 상기 원인의 특정 및 상기 예방 방법에 따라 치료 방법을 제시하고 해당 치료 방법에 의한 결과를 예측하는 7차원의 기능과, 해당 결과의 예측에 따라 환자 자신의 오감인 감각 수용기로의 전달 방법을 제시하는 8차원의 기능을 실현할 수 있다. 이러한 기능은, 앞서 나타낸 ITH 종합 기획 턱안면 운동 이론식에 의해, 또는 이 이론식을 포함한 프로그램에 의해 실현될 수 있다.

다카야마의 하악 운동 이론식을 재평가함으로써 오류를 제시할 수 있으며, 후방 운동의 이론식을 고찰하여 ITH 하악 운동 이론식을 도출할 수 있었다. 향후 일반 치과, 교정 치과 분야 등에서 교합기에 상하악 치열 모형을 장착하여 진단하는 방법과, 턱두경부 영역을 포함한 컴퓨터에 의한 화상 시스템(3D·4D)에 의해, 치료를 위한 순서를 알기 쉽게 설명할 수 있다. 한층 더 증거에 기초한 의술의 확립에 공헌하게 될 것으로 생각한다. 최근 전세계 각 제조사의 CAD·CAM기기는 스캐닝 등의 정밀도는 공업계의 치수 수치에 무한대로 가까워져 왔다.

최근 세계 각국에서 CAD·CAM의 기계가 공업 제품에서 의료계로 진출하여 현재 기업의 화살은(치과의와 기공사에게 향하고 있지만) 양산 체제를 예측한 기기류로 변모되고 있다. 모대기업의 보철 제작 공정을 보더라도 일관성 있는 치료방식을 이해시키려는 듯이 보이기는 하지만 치과의와 기공사의 스킬에 의지하지 않을 수 없다. 치수 정밀도는 상당히 좋아져 시로나(모리타 판매)「DEREC AC」는 Biogeneric이라는 정확한 측정 원리에 기초하여 개개의 치아 상태를 순식간에 계량적 분석하여 교합면의 형태를 재현한다(단파장 청색 LED). 타사의 CAD·CAM인 「3 Shape Dental System」, 3M의 「COS(체어 사이드 오랄 스캐너)」도 최신 기기로서의 고정밀도 관리는 발군이다. 단, 일반 치과의가 수복물 치료를 한 경위는 설명은커녕 진단조차도 되어 있지 않다. 즉, 궁극적인 진단이 없는 것이다. 진단과 치료는 일체성 있는 통합적 개념이어야 한다.

일반적인 치과 치료는, 시행착오법에 준하여 이루어지는 것이 현실이다. 치과의와 환자는 증거에 준거하여 같은 레벨로 대등한 관계여야 한다. 과학적인 근거와 수십 년의 임상지견, 환자의 지식 레벨의 동의하에 진단과 치료에는 일체성이 있어야 한다.

<실시예 3>

이하, 본 발명의 실시예 3에 관한 정보 처리 장치에 대해 설명하기로 한다. 본 실시예에서는 상술한 각 실시예에 관한 처리를 컴퓨터에 의해 실시하도록 한다. 도 3은, 본 실시예에 관한 컴퓨터(500)를 도시한다. 컴퓨터(500)는 CPU(510)와 RAM(520)과 ROM(530)과 기억장치(540)와 I/F(네트워크 인터페이스)(550)와 입력장치(560)과 출력장치(570)를 구비한다. 물론 이러한 요소 모두를 컴퓨터(500)가 구비할 필요는 없다. 또 컴퓨터(500)는 미도시된 다른 요소를 구비해도 좋다. 본 실시예에 관한 컴퓨터(500)는 가정용 퍼스널 컴퓨터여도 좋고, 텔레비전 화상을 표시하는 텔레비전이어도 좋고, iPad(등록상표)와 같은 태블릿형 PC여도 좋고, 서버여도 좋다.

CPU(510)는 컴퓨터(500) 전체의 동작을 제어한다. CPU(510)는 RAM(520) 또는 ROM(530)에 저장되어 있는 프로그램에 따라 동작할 수 있다. RAM(520)은 데이터 및 프로그램을 일시적으로 저장할 수 있다. ROM(530)는 비휘발성 메모리로서, 예를 들면 컴퓨터(500)를 동작시키기 위해 필요한 프로그램을 저장할 수 있다. 기억장치(540)는 데이터 및 프로그램을 저장하는 장치이다. 또 기억장치(540)는 저장된 데이터 및 프로그램을 독출하는 장치일 수 있다. 기억장치(540)에는 예를 들면 하드 디스크, CD드라이브, DVD드라이브 등이 포함된다.

I/F(550)는 본 실시예에 관한 컴퓨터(500)를 네트워크(580)에 접속하기 위한 인터페이스이다. 본 실시예에 관한 컴퓨터(500)는 I/F(550)를 통해 네트워크(580)에 접근할 수 있다. 또한 I/F(550) 및 네트워크(580)를 통해 본 실시예에 관한 컴퓨터(500)는 다른 장치와의 사이에서 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.

입력장치(560)는 사용자가 컴퓨터(500)에게 지시를 하기 위한 장치이다. 입력장치(560)에는 예를 들면 키보드 및 마우스가 포함된다. 출력장치(570)는 컴퓨터(500)가 사용자에게 정보를 제시하기 위한 장치이다. 출력장치(570)에는 디스플레이 및 프린터가 포함된다.

상술한 각 실시예에 관한 처리를 이 컴퓨터(500)에서 실행시키기 위해서는 상술한 각 실시예의 기능을 컴퓨터 프로그램에 의해 표현하고 이 컴퓨터 프로그램을 컴퓨터(500)에서 실행시키면 된다. 구체적으로는 이 컴퓨터 프로그램은 기억장치(540)를 통해 또는 I/F(550)를 통해 RAM(520)에 로드된다. 예를 들면 CD-ROM과 같은 기억 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은, 예를 들면 CD-ROM 드라이브인 기억장치(540)를 통해 하드 디스크인 기억장치(540)에 인스톨될 수 있다. 또 네트워크(580)상의 컴퓨터 프로그램은 I/F(550)를 통해 하드 디스크인 기억장치(540)에 인스톨될 수 있다. 그리고 하드 디스크인 기억장치(540)상의 컴퓨터 프로그램은 RAM(520)에 로드될 수 있다. CPU(510)는 RAM(520)에 로드된 컴퓨터 프로그램에 따라 컴퓨터(500)를 제어할 수 있다.

이상과 같이 상술한 각 실시예의 기능을 실현하는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 상술한 각 실시예를 처리할 수 있다. 또 이 컴퓨터 프로그램을 저장하는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기억 매체를 컴퓨터(500)에 세팅함으로써 상술한 각 실시예를 처리할 수 있다. 따라서 컴퓨터로 읽을 수 있는 이러한 기억 매체도 또한 본 발명의 범주에 포함된다.

본 발명은 상기 실시형태에 제한되지는 않으며 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위를 공개하기 위해 이하의 청구항을 첨부한다.

본원은 2010년 8월 10일 제출한 일본특허출원 특원2010-179639, 2011년 3월 18일 제출한 일본특허출원 특원2011-060242를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것으로서, 그 기재 내용 전부를 여기에 원용한다.

Claims (10)

1. 환자의 상악 및 하악을 나타내는 3차원 모델을 취득하는 취득 수단,
   상기 취득 수단에 의해 취득된 상기 상악을 나타내는 3차원 모델과 상기 취득 수단에 의해 취득된 상기 하악을 나타내는 3차원 모델 사이의 편심 운동을 도출하는 도출 수단,
   을 구비하고,
   상기 도출 수단은, 교두감합위보다 후방의 상기 편심 운동을 도출하고,
   교두감합위보다 후방의 상기 편심 운동은, 하기 식
   ΔX=-B×δ-C×θ+ΔOx
   ΔY= C×γ-A×δ+ΔOy
   ΔZ= A×θ+B×γ+ΔOz
   에 따라 도출되고,
   상기 식에서 (ΔOx,ΔOy,ΔOz)는 하악의 1점을 운동 좌표계(x, y, z)의 원점(0)으로 하는 경우의 하악 운동 후의 원점(0)의 3차원 변위이며, δ는 해당 하악 운동 후에 운동 좌표계의 y축이 X-Y면 내에서 Y축과 이루는 각의 라디안 표시이며, γ는 해당 하악 운동 후에 y축이 Y-Z면 내에서 Y축과 이루는 각의 라디안 표시이며, θ는 회전 및 γ가 이루어진 후 z-x면이 y축 둘레를 회전하는 각의 라디안 표시이며, (ΔX, ΔY, ΔZ)는 하악상의 좌표(A, B, C)에 있는 점의 3차원 변위인 것을 특징으로 하는, 정보 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 도출 수단은 제1 계산 방법을 이용하여 교두감합위보다 후방의 상기 편심 운동을 도출하고, 상기 제1 계산 방법과는 다른 제2 계산 방법을 이용하여 교두감합위보다 전방의 상기 편심 운동을 도출하는 것을 특징으로 하는, 정보 처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 도출 수단에 의해 도출된 편심 운동과, 미리 설정된 운동을 비교하는 비교 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 정보 처리 장치.
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도출 수단은 베네트(Bennett) 운동의 재현 이론식에 따라 베네트 운동을 포함한 상기 편심 운동을 도출하는 것을 특징으로 하는, 정보 처리 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도출 수단은 버추얼 교합기 재현의 이론식 및 턱관절 장애의 재현 과정의 이론식에 따라 상기 편심 운동을 도출하는 것을 특징으로 하는, 정보 처리 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 과거·현재·미래의 상기 편심 운동의 경시적 변화를 재현하는 5차원의 기능과, 과거에 상황이 어떻게 진행되어 현재에 이르렀는지 원인을 특정하여 현재부터 장래의 예방 방법을 진단하는 6차원의 기능과, 상기 원인의 특정 및 상기 예방 방법에 따라 치료 방법을 제시하고 해당 치료 방법에 의한 결과를 예측하는 7차원의 기능과, 해당 결과의 예측에 따라 환자 자신의 오감인 감각 수용기로의 전달 방법을 제시하는 8차원의 기능을 실현하는 것을 특징으로 하는 정보 처리 장치.
8. 정보 처리 장치가 실시하는 정보 처리 방법으로서,
   환자의 상악 및 하악을 나타내는 3차원 모델을 취득하는 취득 공정,
   상기 취득 공정에서 취득된 상기 상악을 나타내는 3차원 모델과 상기 취득 공정에서 취득된 상기 하악을 나타내는 3차원 모델 사이의 편심 운동을 도출하는 도출 공정,
   을 포함하고,
   상기 도출 공정에서는 교두감합위보다 후방의 상기 편심 운동을 도출하고,
   교두감합위보다 후방의 상기 편심 운동은, 하기 식
   ΔX=-B×δ-C×θ+ΔOx
   ΔY= C×γ-A×δ+ΔOy
   ΔZ= A×θ+B×γ+ΔOz
   에 따라 도출되고,
   상기 식에서 (ΔOx,ΔOy,ΔOz)는 하악의 1점을 운동 좌표계(x, y, z)의 원점(0)으로 하는 경우의 하악 운동 후의 원점(0)의 3차원 변위이며, δ는 해당 하악 운동 후에 운동 좌표계의 y축이 X-Y면 내에서 Y축과 이루는 각의 라디안 표시이며, γ는 해당 하악 운동 후에 y축이 Y-Z면 내에서 Y축과 이루는 각의 라디안 표시이며, θ는 회전 및 γ가 이루어진 후 z-x면이 y축 둘레를 회전하는 각의 라디안 표시이며, (ΔX, ΔY, ΔZ)는 하악상의 좌표(A, B, C)에 있는 점의 3차원 변위인 것을 특징으로 하는 정보 처리 방법.
9. 컴퓨터를 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 정보 처리 장치가 가진 각 수단으로서 기능시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
10. 제9항에 있어서, ITH 종합 기획 턱안면 운동 이론식을 포괄하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.

Images