KR101638561B1 - 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법 - Google Patents

부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법 Download PDF

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KR101638561B1
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김진철
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주식회사 디오
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Abstract

최종 식립되는 크라운의 정확성이 향상되되 제조에 소모되는 시간이 절감되도록, 본 발명은 피시술자의 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 영상 정합되어 획득된 3차원 통합 이미지를 기반으로 기설정된 임플란트 식립 위치에 대응되는 픽스츄어가 선택되고, 상기 임플란트 식립 위치에 식립될 크라운을 지지하도록 결합부의 형상이 설정된 어버트먼트가 선택되는 제1단계; 상기 픽스츄어 및 상기 어버트먼트가 식립되어 골융착되면, 상기 식립된 어버트먼트 및 상기 주변 치아에 대한 부분스캔 이미지가 획득되는 제2단계; 상기 선택된 픽스츄어의 위치에 대응하여 상기 3차원 통합 이미지에 가상 배치된 가상 어버트먼트 이미지 및 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지를 매칭하여 상기 3차원 통합 이미지의 주변 치아 배열이 상기 부분스캔 이미지의 주변 치아 배열로 치환되는 제3단계; 및 상기 3차원 통합 이미지의 대합 치아 배열 및 상기 치환된 주변 치아 배열을 기반으로 상기 크라운의 외면 및 높이가 설정되되, 상기 결합부의 위치 및 형상을 기반으로 상기 크라운 내부의 형합부가 설정되는 제4단계를 포함하는 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법을 제공한다.

Description

부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법{method for manufacturing crown of dental implant using partial scan}
본 발명은 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최종 식립되는 크라운의 정확성이 향상되되 제조에 소모되는 시간이 절감되는 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 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.
임플란트 시술은 치조골에 천공을 형성하고 픽스츄어를 식립한 후 픽스츄어에 어버트먼트 및 크라운을 결합하는 과정으로 이루어지게 된다. 여기서, 천공을 형성하는 시술 및 픽스츄어를 식립하는 시술은 환자마다 많은 차이가 있는데, 환자의 치조골의 상태나 임플란트가 필요한 치아의 위치 등 다양한 요인을 고려하여 임플란트의 식립 위치, 방향, 깊이를 결정하기 때문이다.
이와 같은, 천공 형성 내지 픽스츄어 식립 과정은 시술 경험이 풍부하지 않은 초심자뿐만 아니라 경험자에게도 시술의 깊이 및 방향을 정확하게 가늠하기가 상당히 어렵다는 난점이 있다.
이에, 최근에는 환자의 구강에 대한 CT 촬영과 오랄스캔을 통해 획득된 3차원 영상 이미지를 이용하여 서지컬 가이드(surgical guide)를 제작하고, 서지컬 가이드를 이용하여 천공 드릴링 및 픽스츄어 식립 시술을 보조하는 방법이 사용된다.
도 1은 종래의 서지컬 가이드의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 서지컬 가이드의 제작은 먼저 피시술자의 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지를 획득(s1)하는 것으로 시작될 수 있다.
그리고, 각각에 대한 이미지 정보가 획득되면(s1), 치아의 특이점 등 시술자에 의해 설정된 구강 내부 지점을 기준으로 두 이미지를 정합하게 되며(s2), 영상 정합된 결과를 통해 임플란트 시술계획을 수립하고(s3), 시술 계획에 따라 시술을 안내할 수 있는 서지컬 가이드를 제조하게 된다(s4).
이때, 상기 영상 정합된 결과를 기준으로 크라운의 외부 프로파일이 설정된다. 그리고, 상기 크라운의 내부에는 상기 커스텀 어버트먼트의 상단부와 형합되는 형합부가 형성되는데, 상기 크라운의 안정적인 지지를 위해서는 상기 커스텀 어버트먼트의 상단부와 상기 형합부의 내면 프로파일의 간의 매칭, 상기 크라운에서 상기 형합부의 배치 등이 중요하다.
따라서, 상기 피시술자의 치아 배열에 따라 상기 크라운의 외형을 설계하되, 상기 크라운의 위치, 상기 피시술자의 치조골의 형상을 고려하여 상기 크라운과 상기 픽스츄어의 안정적으로 연결하여 지지할 수 있는 커스텀 어버트먼트를 설계하게 된다.
한편, 제조된 서지컬 가이드를 기반으로 피시술자의 치조골에 천공을 드릴링하고, 천공의 위치에 대응되는 치아의 종류에 따라 픽스츄어를 선택하여 식립하게 된다. 즉, 치아의 기능에 따라 다양한 깊이와 두께를 가진 픽스츄어가 구비되어 있으며, 치조골의 골량에 따라 적합한 픽스츄어를 선택하여 식립하게 된다.
그리고, 픽스츄어의 식립 후에는 기제조된 커스텀 어버트먼트 및 상기 커스텀 어버트먼트의 상단을 보호하는 프로텍트 캡 내지 임시 크라운을 체결한 상태로 픽스츄어와 치조골을 골융착 시키게 된다.
이때, 픽스츄어와 치조골의 안정적인 결합을 위해서는 픽스츄어 식립 후 2~3개월 정도의 골융착 기간이 요구되며, 골융착 기간 경과 후 최종 크라운을 커스텀 어버트먼트에 결합하면 시술이 완료될 수 있다.
한편, 피시술자의 영양 상태, 치조골의 상태, 관리 방법 등에 따라 골융착에 더 많은 시간이 소요될 수 있으며, 크라운을 체결하기 위한 피시술자의 내원이 늦어지는 경우도 빈번하게 발생된다.
그러나, 종래에는 골융착 완료 내지는 피시술자의 내원까지의 지연 기간이 길어짐에 따라 지연기간 동안에 발생된 치아의 이동과, 최초 예상된 잇몸의 복원 형상 및 실제 복원된 잇몸의 형상 차이 등으로 인해 최초 설계된 크라운이 피시술자의 구강 내에 정확하게 설치되지 못하는 문제점이 있었다.
이에 따라, 기제조된 크라운의 보정과 내원 횟수의 증가 등으로 시술자의 부담이 증가하고 피시술자의 불편함이 유발되었다.
이에, 피시술자의 내원에 맞춰, 구강 내부에 대한 오랄스캔 이미지를 재획득하여 CT 촬영 이미지와 재정합하고, 이를 기반으로 크라운을 설계 및 제조하는 기술이 고안된 바 있으나, 이미지를 재촬영 및 재정합하여 크라운을 설계하기 위한 과정이 복잡하고 추가적인 비용이 발생되는 문제점이 있었다.
한국 등록특허 제10-0693806호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 최종 식립되는 크라운의 정확성이 향상되되 제조에 소모되는 시간이 절감되는 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 피시술자의 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 영상 정합되어 획득된 3차원 통합 이미지를 기반으로 기설정된 임플란트 식립 위치에 대응되는 픽스츄어가 선택되고, 상기 임플란트 식립 위치에 식립될 크라운을 지지하도록 결합부의 형상이 설정된 어버트먼트가 선택되며, 상기 어버트먼트의 결합부를 보호하는 프로텍트 캡이 선택되고 상기 프로텍트 캡 및 상기 어버트먼트의 결합부 간 형합정보가 획득되는 제1단계; 상기 픽스츄어 및 상기 어버트먼트가 식립되어 골융착되면, 상기 식립된 어버트먼트 및 상기 기설정된 임플란트 식립 위치의 주변 치아에 대한 부분스캔 이미지가 획득되는 제2단계; 상기 선택된 픽스츄어의 위치에 대응하여 상기 3차원 통합 이미지에 가상 배치된 가상 어버트먼트 이미지 및 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지를 매칭하여 상기 3차원 통합 이미지의 주변 치아 배열이 상기 부분스캔 이미지의 주변 치아 배열로 치환되되, 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지는 상기 형합정보를 기반으로 상기 부분스캔 이미지에 표시된 프로텍트 이미지의 내부에 복원되는 제3단계; 및 상기 3차원 통합 이미지의 대합 치아 배열 및 상기 치환된 주변 치아 배열을 기반으로 상기 크라운의 외면 및 높이가 설정되되, 상기 결합부의 위치 및 형상을 기반으로 상기 크라운 내부의 형합부가 설정되는 제4단계를 포함하는 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 제3단계는, 상기 3차원 통합 이미지의 가상 어버트먼트 이미지에 설정된 기준점에 대응하여 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지에 복수개의 기준점이 선택 입력되는 단계와, 상기 각 기준점이 상호 정렬되도록 상기 부분스캔 이미지 및 상기 3차원 통합 이미지가 중첩되는 단계를 포함함이 바람직하다.
또한, 상기 제1단계에서, 상기 어버트먼트 및 상기 프로텍트 캡은 디지털 라이브러리로부터 선택정보에 의해 추출되어 선택되되, 상기 디지털 라이브러리는 치아의 종류, 마진부 길이 및 결합부 길이를 선택항목으로 갖는 복수개의 어버트먼트의 디지털 외형 정보와, 상기 치아의 종류 및 상기 결합부 길이를 선택항목으로 갖는 복수개의 프로텍트 캡의 디지털 내부 형상 정보를 포함함이 바람직하다.
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한편, 상기 제1단계는, 상기 픽스츄어의 식립을 위한 천공의 드릴링을 가이드하는 가이드홀이 형성되되, 상기 피시술자의 구강 내부가 삽입되는 고정홈부가 형성된 서지컬 가이드가 제조되는 단계를 더 포함함이 바람직하다.
상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 픽스츄어 식립 후 골융착 완료 내지는 피시술자의 내원까지의 지연 기간 동안에 치아 배열의 변형되는 경우에도 최초 획득된 3차원 통합 이미지의 주변 치아 배열이 신규 획득된 부분스캔 이미지의 주변 치아 배열로 치환되어 3차원 통합 이미지에 기존의 대합 치아 배열과 함께 변화된 주변 치아 배열이 반영되어 표시되므로 임플란트 식립 위치에 적합한 고정밀도의 크라운이 제조될 수 있다.
둘째, 지연 기간의 경과 후 구강 전체에 대한 오랄스캔 이미지나 CT 촬영 이미지를 재획득하는 번거로움 없이, 임플란트 식립 위치의 주변부에 대한 소량의 이미지 데이터인 부분스캔 이미지를 획득하여 최초 획득된 3차원 통합 이미지에 적용하므로 이미지 촬영을 위한 복잡한 절차, 추가 비용 발생을 줄여 한층 경제적이고 신속한 크라운 제조가 가능하다.
셋째, 상기 어버트먼트에 프로텍트 캡이 장착되는 경우에 프로텍트 캡 및 어버트먼트 간 형합정보를 이용하여 부분스캔 이미지에 표시된 프로텍트 캡의 내부에 복원된 어버트먼트를 통해 구강 내부에 설치된 프로텍트 캡을 분리하는 번거로운 절차 없이 3차원 통합 이미지의 주변 치아 배열을 부분스캔 이미지의 주변 치아 배열로 정확하고 간편하게 치환할 수 있다.
도 1은 종래의 서지컬 가이드의 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법에서 3차원 통합 이미지를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법에서 부분스캔 이미지 및 3차원 통합 이미지의 매칭을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법에서 크라운의 설계방법을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법에서 프로텍트 캡 이미지를 기반으로 어버트먼트를 복원하는 방법을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법을 나타낸 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법에서 3차원 통합 이미지를 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법에서 부분스캔 이미지 및 3차원 통합 이미지의 매칭을 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법에서 크라운의 설계방법을 나타낸 예시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법에서 프로텍트 캡 이미지를 기반으로 어버트먼트를 복원하는 방법을 나타낸 예시도이다.
여기서, 임플란트 시술은 상실된 치아를 인공의 식립물로 대체하는 시술을 의미하며, 상기 식립물은 치관을 대체하는 크라운, 치근을 대체하는 픽스츄어, 크라운과 픽스츄어를 연결하는 어버트먼트를 포함한다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법은 다음과 같은 과정으로 이루어진다.
먼저, 피시술자의 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 영상 정합되어 획득된 3차원 통합 이미지가 획득된다(s10).
여기서, 상기 CT 촬영 이미지는 치아의 치관 부분(잇몸 외부로 나타난 치아 상부측), 치근(잇몸 내부에서 치조골과 결합되는 치아 하부측), 치조골 등 내부 조직에 대한 정보를 제공할 수 있다.
그리고, 상기 오랄스캔 이미지는 외부로 드러난 치아의 치관 부분의 형상과 치아 주변의 잇몸 형상에 대한 정보를 제공할 수 있다.
이때, 상기 오랄스캔 이미지는 오랄스캐너 등을 통해 피시술자의 구강 내부를 직접 스캔하여 획득될 수 있으며, 피시술자의 구강 내부를 음각으로 본뜬 인상 모델이나 인상 모델의 양각을 통해 생성한 석고 모델을 스캔하여 획득되는 것도 가능하다. 여기서, 인상 모델의 스캔 이미지는 반전되어 오랄스캔 이미지로 획득될 수 있다.
그리고, 상기 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지는 공통부분인 치관 내지는 피시술자의 구강 내부에 설치된 레퍼런스 마커를 기준으로 정합되어 3차원 통합 이미지(10)가 획득될 수 있다.
임플란트 시술의 정확도 향상을 위해서는 치아 외부 및 내부 조직에 대한 종합적인 정보가 필요한데, 상기 오랄스캔 이미지 및 상기 CT 촬영 이미지의 정합을 통해 획득된 3차원 통합 이미지를 이용하여 치조골의 골량, 골밀도, 분포, 치조골 각 부분에 대한 잇몸의 두께 등을 분석할 수 있으며, 분석된 정보를 기반으로 피시술자에게 적합한 시술 계획이 수립될 수 있다.
이때, 도 3을 참조하면, 상기 3차원 통합 이미지(10)에는 임플란트 식립 위치(3) 주변의 치조골(1) 형상, 골밀도, 잇몸(2)의 표면 형상, 치조골(1) 하부의 신경 조직(미도시), 주변 치아(4) 배열, 대합 치아(5)의 형상 등이 표시될 수 있다.
그리고, 상기 획득된 3차원 통합 이미지를 기반으로 기설정된 임플란트 식립 위치에 대응되는 픽스츄어가 선택된다(s10).
여기서, 상기 임플란트 식립 위치(3)는 임플란트 시술이 요구되는 발치대상 치아 내지는 발치 부분 중 피시술자가 원하는 시술 부분을 의미하며, 하나 또는 복수개로 설정될 수 있다.
이때, 상기 임플란트 식립 위치(3)에 따라 치아의 종류가 산출되면, 치아에 부하되는 저작 압력과 식립 위치(3) 주변부의 치조골(1)의 골밀도, 인접한 다른 임플란트 식립 위치 등을 고려하여 픽스츄어의 직경 및 길이, 단면 형상 등이 선택될 수 있다.
그리고, 상기 픽스츄어가 선택되면, 상기 픽스츄어가 식립될 천공의 위치 및 방향이 설정될 수 있으며, 상기 천공의 형성을 위한 서지컬 가이드가 제조될 수 있다.
상세히, 상기 서지컬 가이드에는 상기 천공의 위치 및 방향을 따라 상기 천공의 드릴링을 가이드하는 가이드홀이 형성되되, 상기 피시술자의 구강 내부가 삽입되는 고정홈부가 형성된다.
여기서, 상기 고정홈부는 상기 피시술자의 구강 내부 프로파일에 형합되도록 형성되며, 상기 고정홈부를 통해 상기 서지컬 가이드가 피시술자의 구강 내부에 안정적으로 고정될 수 있다.
그리고, 상기 서지컬 가이드가 고정된 상태에서 상기 가이드홀을 이용하여 치조골에 천공을 형성하거나 상기 천공에 픽스츄어를 삽입하는 등의 후속 임플란트 시술이 수행될 수 있다.
이에 따라, 상기 서지컬 가이드가 피시술자의 치조골 내지는 치아 상태를 반영하여 정밀하게 제조될 수 있으며, 서지컬 가이드를 이용한 제반 임플란트 시술이 한층 안정적으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 픽스츄어가 선택되면, 상기 임플란트 식립 위치에 식립될 크라운을 지지하도록 결합부의 형상이 설정된 어버트먼트가 선택된다(s10).
여기서, 상기 크라운은 상기 3차원 통합 이미지에 표시된 임플란트 식립 위치(3)에 인접한 주변 치아(4) 사이의 공간과, 임플란트 식립 위치와 대면되는 대합 치아(5) 및 잇몸(2) 표면 사이의 공간에 따라 외면, 높이 등이 설정될 수 있으며, 치아의 종류에 따라 저작면의 프로파일이 설정될 수 있다.
이때, 상기 어버트먼트는 결합돌기, 마진부, 그리고 결합부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 결합돌기는 어버트먼트의 하부에 형성되되, 상기 픽스츄어의 상면에 형성된 결합홈에 삽입 및 결합되며, 상기 결합홈 및 상기 결합돌기는 다각 단면을 갖도록 구비되어 기설정된 방향에 따라 상호 결합될 수 있다.
그리고, 상기 마진부는 상기 결합부의 상부에 형성되며, 상기 잇몸의 내부에 배치되되, 잇몸의 표면과 연속되는 상면을 갖도록 구비되며, 상기 크라운의 하단부 외면과 연속되어 크라운을 지지할 수 있다.
또한, 상기 결합부는 상기 마진부의 상부에 돌출되도록 형성되며, 상기 크라운의 내부에 삽입되고, 상기 크라운을 고정하고 지지하는 역할을 한다.
이때, 상기 어버트먼트는 상기 피시술자의 치조골 상태에 따라 설정된 픽스츄어 및 크라운의 위치, 방향에 대응되도록 선택됨이 바람직하다.
상세히, 상기 픽스츄어는 피시술자의 치조골 상태에 따라 일측으로 기울어질 수 있으며, 치조골의 중심으로부터 벗어나게 식립될 수 있다.
이때, 상기 어버트먼트는 상기 픽스츄어의 결합홈에서 상기 크라운의 부피 중심을 연결하는 가상선을 따라 상기 결합돌기 및 상기 결합부의 연결 형상이 설정되고, 상기 결합부의 길이는 상기 크라운의 높이에 대응하여 설정될 수 있다.
이에 따라, 상기 어버트먼트의 결합부가 상기 크라운의 중심부에 배치되어 상기 크라운을 견고하게 지지할 수 있으며, 상기 어버트먼트의 결합부 외측에 배치된 크라운의 외면이 균일한 두께로 구비될 수 있으므로 저작시 압력에 의한 크라운의 깨짐이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 결합부의 길이가 상기 크라운의 높이에 대응되도록 설정되므로 상기 크라운의 내부 형합부 및 상기 결합부 사이의 결합면적이 최대화되어 크라운의 분리가 최소화될 수 있다.
이때, 상기 선택된 어버트먼트의 외형정보는 3차원 벡터 데이터로 획득되며 제조시스템으로 연계되어 사용될 수 있으며, 이미지로 변환되어 상기 3차원 통합 이미지 내에 가상 배치될 수 있다.
한편, 상기 선택된 픽스츄어 및 어버트먼트는 실물로 준비되고, 상기 서지컬 가이드가 제조되면, 상기 서지컬 가이드를 이용하여 상기 피시술자의 치조골에 천공을 형성하고, 상기 준비된 픽스츄어 및 상기 어버트먼트를 상기 천공에 식립한다.
여기서, 상기 픽스츄어는 골융착을 통해 상기 치조골과 안정적으로 결합될 수 있으며, 치근으로써 크라운 및 어버트먼트를 견고하게 지지할 수 있다. 그리고, 상기 골융착을 위해서는 일반적으로 2~3개월 정도의 기간이 요구되며, 피술자의 치조골 상태에서 따라 더 많은 기간이 요구될 수 있다.
한편, 상기 픽스츄어 및 상기 어버트먼트가 식립되어 골융착되면, 상기 식립된 어버트먼트 및 상기 주변 치아에 대한 부분스캔 이미지가 획득된다(s20).
여기서, 상기 픽스츄어 및 상기 어버트먼트가 골융착된다는 말은, 일반적인 골융착 기간 경과 후 피시술자가 내원하여 픽스츄어의 골융착이 완료됨을 확인했을 때를 의미한다.
즉, 픽스츄어 식립 시점으로부터 골융착이 완료되고 피시술자의 내원하여 골융착의 완료를 확인하는 시점까지의 지연 시간이 경과된 후를 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.
여기서, 도 4를 참조하면, 상기 부분스캔 이미지(20)는 오랄스캐너 등을 통해 획득될 수 있으며, 상기 부분스캔 이미지(20)를 통해 지연 기간 동안에 발생된 주변 치아 배열의 변화 내지는 잇몸의 형상 변화를 확인할 수 있다.
이때, 상기 부분스캔 이미지(20)는 상기 피시술자의 구강 내부 전체에 대해서 획득되는 것이 아니라, 어버트먼트(16)가 식립된 부분과 그에 인접한 몇개의 주변 치아(14)에 대해서 획득된다.
그리고, 상기 선택된 픽스츄어의 위치에 대응하여 상기 3차원 통합 이미지에 가상 배치된 가상 어버트먼트 이미지 및 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지를 매칭하여 상기 3차원 통합 이미지의 주변 치아 배열이 상기 부분스캔 이미지의 주변 치아 배열로 치환된다(s30).
여기서, 상기 3차원 통합 이미지를 기반으로 선택된 픽스츄어 및 어버트먼트의 외부형상은 3차원 벡터 데이터로 구비되어 가상 이미지로 변환될 수 있다. 그리고, 상기 변환된 가상 픽스츄어 이미지 및 상기 가상 어버트먼트 이미지는 상기 3차원 통합 이미지에 가상 배치될 수 있다.
상세히, 상기 3차원 통합 이미지(10)에 표시된 치조골(1) 형상, 골밀도, 신경 조직, 주변 치아(3)의 치근과의 관계 등을 통해 상기 픽스츄어의 식립 위치가 설정될 수 있다.
그리고, 상기 픽스츄어의 결합홈과 상기 어버트먼트의 결합돌기가 형합되는 상기 픽스츄어 및 상기 어버트먼트의 위치 관계가 산출되면, 상기 픽스츄어의 식립 위치를 기반으로 상기 가상 어버트먼트 이미지가 상기 3차원 통합 이미지 내에 가상 배치될 수 있다.
이때, 상기 치조골에 식립된 상기 픽스츄어 및 상기 픽스츄어에 결합된 어버트먼트는 주변 치아와 달리 골융착 기간 동안에 특별한 위치 변화가 발생되지 않으므로 상기 어버트먼트가 3차원 통합 이미지 및 부분스캔 이미지의 정합 기준이 될 수 있다.
그리고, 상기 3차원 통합 이미지의 가상 어버트먼트 이미지 및 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지를 매칭함으로써, 상기 부분스캔 이미지에서의 어버트먼트 및 잇몸, 어버트먼트 및 주변 치아 간의 위치 관계가 상기 3차원 통합 이미지에 적용될 수 있다.
이에 따라, 도 5를 참조하면, 상기 부분스캔 이미지의 정보가 적용된 3차원 통합 이미지(110)에는 최초 획득된 대합 치아 배열, 치조골 형상, 골밀도, 신경조직을 포함하여, 골융착 기간 동안에 변화된 잇몸(112) 형상 및 주변 치아(114) 배열이 표시될 수 있다.
물론, 상기 부분스캔 이미지 및 상기 3차원 통합 이미지의 정합시, 오랄스캔을 통해 획득된 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지를 직접 사용하는 것도 가능하지만, 정합의 정확성 향상을 위해 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지를 가상 어버트먼트 이미지로 치환하여 사용하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 부분스캔 이미지의 정보가 적용된 상기 3차원 통합 이미지(110)의 대합 치아 배열 및 상기 치환된 주변 치아(114) 배열을 기반으로 상기 크라운(118)의 외면 및 높이가 설정되되, 상기 결합부의 위치 및 형상을 기반으로 상기 크라운(118) 내부의 형합부(118a)가 설정된다(s40).
이처럼, 상기 3차원 통합 이미지에 가상 배치된 가상 어버트먼트 이미지를 기반으로 상기 3차원 통합 이미지에 표시된 주변 치아 배열이 골융착 이후 신규 획득된 부분스캔 이미지의 주변 치아(114) 및 잇몸(112)의 회복 형상으로 치환되므로 3차원 통합 이미지의 정확성이 향상될 수 있다.
따라서, 픽스츄어 식립 후 골융착 완료 내지는 피시술자의 내원까지의 지연 기간 동안에 치아 배열이 변형되는 경우에도 3차원 통합 이미지에 기존의 대합 치아 배열과 함께 변화된 주변 치아 배열이 반영되어 표시될 수 있어 임플란트 식립 위치에 적합한 고정밀도의 크라운(118)이 제조될 수 있다.
또한, 재시술이나 크라운(118)의 보정에 따른 추가 비용 발생이나 불편함을 예방하여 제품의 만족도가 향상될 수 있다.
더욱이, 지연 기간의 경과 후 구강 전체에 대한 오랄스캔 이미지나 CT 촬영 이미지를 획득하지 않고, 임플란트 식립 위치의 주변부에 대한 소량의 이미지 데이터인 부분스캔 이미지를 획득하여 최초 획득된 3차원 통합 이미지에 적용하므로 이미지 촬영을 위한 복잡한 절차, 추가 비용 발생을 줄일 수 있어 한층 경제적이고 신속한 크라운 제조가 가능하다.
이와 더불어, 구강 전체에 대한 오랄스캔 이미지를 CT 촬영 이미지와 재정합하는 것과 달리, 기정합된 3차원 통합 이미지에 치아 3~4개에 대응되는 소량 데이터인 부분스캔 이미지를 치환하여 반영함에 따라 이미지 처리에 요구되는 연산량이 현저히 감소될 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 상기 3차원 통합 이미지의 가상 어버트먼트 이미지(6) 및 상기 부분스캔 이미지(20)의 어버트먼트 이미지(16)를 매칭하는 단계(s30)는 상기 3차원 통합 이미지의 가상 어버트먼트 이미지(6)에 설정된 기준점(7)에 대응하여 상기 부분스캔 이미지(20)의 어버트먼트 이미지(16)에 복수개의 기준점(17)이 선택 입력되는 단계와, 상기 각 기준점(7,17)이 상호 정렬되도록 상기 부분스캔 이미지(20) 및 상기 3차원 통합 이미지가 중첩되는 단계를 포함함이 바람직하다.
상세히, 상기 가상 어버트먼트 이미지(6)의 기준점(7)은 상기 어버트먼트의 외형 정보 획득시 상기 어버트먼트 결합부(16a)의 특징점 내지 상면 최외각을 따라 설정될 수 있다.
그리고, 상기 부분스캔 이미지(20)의 어버트먼트 이미지(16)의 기준점(17)은 상기 가상 어버트먼트 이미지(6)에 설정된 기준점(7)과 대응되는 부분을 따라 선택 입력될 수 있으며, 시술자의 직접 입력 내지는 3차원 이미지 분석 프로그램을 통한 자동적인 입력으로 이루어지는 것도 가능하다.
물론, 상기 어버트먼트의 외형 설계시 상기 기준점의 용이한 설정 및 입력을 위해 상면 외곽부를 따라 상호 이격된 돌출된 기준돌기가 구비되는 것도 가능하다.
여기서, 상기 기준점(7,17)은 3개소 이상 설정됨이 바람직하며, 3개소 각각이 중첩되도록 상기 가상 어버트먼트 이미지 및 상기 어버트먼트 이미지를 매칭함으로써 더욱 정밀한 정합이 가능하다.
그리고, 상기 각 기준점(7,17)이 중첩되면, 상기 부분스캔 이미지에서의 어버트먼트 이미지 및 인접한 잇몸/주변 치아 간의 위치 관계에 대한 3차원 벡터 정보를 가상 어버트먼트 이미지를 기반으로 상기 3차원 통합 이미지에 적용하여 최초 획득된 주변 치아 배열 및 잇몸 형상을 골융착 이후 변화된 주변 치아 배열 및 잇몸 형상으로 치환할 수 있다.
이때, 상기 3차원 통합 이미지에 표시된 기존의 주변 치아 정보 및 잇몸 정보는 별도의 영역 선택을 통해 제거될 수 있으며, 일반적인 상태에서 주변 치아 배열이 발치된 부분인 임플란트 식립 부분측으로 이동되는 것과, 잇몸이 종래의 잇몸보다 넓은 부피로 회복되는 것을 감안하면, 별도의 제거 작업 없이 두 이미지를 중첩하여 사용하는 것도 가능하다.
이를 통해, 상기 3차원 통합 이미지에 최초 획득된 대합 치아 정보와 함께 신규 획득된 부분스캔 이미지의 변화된 잇몸 표면 정보 및 주변 치아 정보가 동시에 표시될 수 있으므로 크라운의 외형이 한층 정확하게 설계될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 어버트먼트가 선택되는 단계(s10)는 상기 어버트먼트의 결합부를 보호하는 프로텍트 캡이 선택되고, 상기 프로텍트 캡 및 상기 어버트먼트의 결합부 간 형합정보가 획득되는 단계를 포함함이 바람직하다.
여기서, 상기 어버트먼트에는 결합부가 골융착 기간 동안에 이물질에 의해 오염되고, 오염에 따라 추후 결합될 크라운과의 결합력이 감소되는 것을 방지하기 위해 프로텍트 캡이 결합될 수 있다.
그리고, 상기 형합정보는 선택된 어버트먼트 및 프로텍트 캡의 결합시 두 보철물 간의 위치 내지는 결합 관계를 나타내는 정보를 의미한다.
상세히, 상기 프로텍트 캡은 상기 어버트먼트의 결합부에 적합한 내부 형상을 가지게 되며, 프로텍트 캡의 내면 프로파일과 어버트먼트의 결합부 외면 프로파일이 형합되도록 결합될 수 있다.
이때, 상기 형합정보를 이용하면 상기 프로텍트 캡의 외부 형상을 기준으로 상기 어버트먼트의 위치가 복원될 수 있다.
그리고, 상기 부분스캔 이미지(220)의 어버트먼트 이미지(226)는 상기 형합정보를 기반으로 상기 부분스캔 이미지(220)에 표시된 프로텍트 이미지(228a)의 내부에 복원됨이 바람직하다.
즉, 피시술자의 구강 내부에 어버트먼트가 식립되고, 상기 어버트먼트에 프로텍트 캡이 결합된 상태에서 획득된 상기 부분스캔 이미지(220)에는 프로텍트 캡 이미지(228a), 골융착을 통해 변화된 주변 치아(224) 배열 이미지, 회복된 잇몸 형상 이미지 등이 표시될 수 있다.
이때, 상기 형합정보를 이용하여 프로텍트 캡 이미지(228a)에 내부에 배치된 어버트먼트의 3차원 위치가 산출될 수 있으며, 상기 산출된 3차원 위치를 따라 상기 부분스캔 이미지(220)에 어버트먼트 이미지(226)가 복원될 수 있다.
그리고, 복원된 어버트먼트 이미지(226)를 이용하여 상기 부분스캔 이미지의 정보를 상기 3차원 통합 이미지에 적용할 수 있다.
이에 따라, 상기 피시술자의 구강 내부에 설치된 프로텍트 캡을 분리하는 번거로운 절차 없이, 복원된 어버트먼트 이미지를 통해 3차원 통합 이미지의 주변 치아 배열이 부분스캔 이미지의 주변 치아 배열로 정확하고 간편하게 치환될 수 있으며, 크라운의 내부 및 외부 형상이 정확하게 설계될 수 있다.
또한, 프로텍트 캡의 분리과정에서 발생될 수 있는 결합부의 오염이나, 어버트먼트의 분리, 픽스츄어의 이동 등을 예방하여 한층 안정적인 시술이 가능하다.
한편, 상기 어버트먼트 및 상기 프로텍트 캡은 디지털 라이브러리로부터 선택정보에 의해 추출되어 선택됨이 바람직하다.
여기서, 상기 디지털 라이브러리는 치아의 종류, 마진부 길이 및 결합부 길이를 선택항목으로 갖는 복수개의 어버트먼트의 디지털 외형 정보와, 상기 치아의 종류 및 상기 결합부 길이를 선택항목으로 갖는 복수개의 프로텍트 캡의 디지털 내부 형상 정보를 포함할 수 있다.
즉, 상기 디지털 라이브러리는 각 선택항목에 따라 구분되는 어버트먼트의 외형 정보 및 프로텍트 캡의 내부 형상 정보에 대한 데이터베이스로 이해할 수 있다.
여기서, 상기 어버트먼트의 외형 정보 및 프로텍트 캡의 내부 형상 정보는 표준적인 성인의 치아 및 치조골 배열을 대표할 수 있도록 표준화되어 구비될 수 있다.
이때, 상기 선택정보는 상기 디지털 라이브러리로부터 어버트먼트 및 프로텍트 캡을 추출할 수 있는 정보를 의미하며, 치아의 종류, 마진부 길이, 결합부 길이를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 치아의 종류는 상기 임플란트 식립 위치에 따라 설정되며, 상기 잇몸의 두께 및 외형을 통해 마진부 길이가 설정될 수 있고, 상기 잇몸의 외면으로부터 상기 대합 치아까지의 간격에 따라 결합부 길이가 설정될 수 있다.
이때, 상기 선택정보가 설정되면, 상기 디지털 라이브러리로부터 하나의 어버트먼트 외형 정보와, 하나의 프로텍트 캡의 내부 형상 정보가 추출될 수 있다.
여기서, 상기 외형 정보 및 상기 내부 형상 정보는 실물을 구현할 수 있는 3차원 벡터 데이터를 의미하는 것으로 상기 추출된 상기 외형 정보 및 상기 내부 형상 정보는 이미지로 변환되어 상기 3차원 통합 이미지에 가상 어버트먼트 이미지 내지는 가상 프로텍트 캡 이미지로 표시될 수 있으며, 제조시스템으로 연계되어 실물을 제조하는 설계정보로 사용할 수 있다.
이에 따라, 3차원 통합 이미지를 통해 산출된 선택정보를 이용하여 기준비된 디지털 라이브러리로부터 어버트먼트 및 프로텍트 캡의 설계정보를 추출할 수 있으므로 상기 어버트먼트 및 상기 프로텍트 캡을 피시술자가 마다 일일이 설계하는 복잡한 절차와 비용을 줄여 한층 경제적인 제품이 제공될 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.
10,110: 3차원 통합 이미지 1: 치조골
2: 잇몸 3: 임플란트 식립 위치
4,14,114,224: 주변 치아 5: 대합 치아
6: 가상 어버트먼트 이미지 7,17: 기준점
20,220: 부분스캔 이미지 228a: 프로텍트 캡 이미지

Claims (5)

  1. 피시술자의 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 영상 정합되어 획득된 3차원 통합 이미지를 기반으로 기설정된 임플란트 식립 위치에 대응되는 픽스츄어가 선택되고, 상기 임플란트 식립 위치에 식립될 크라운을 지지하도록 결합부의 형상이 설정된 어버트먼트가 선택되며, 상기 어버트먼트의 결합부를 보호하는 프로텍트 캡이 선택되고 상기 프로텍트 캡 및 상기 어버트먼트의 결합부 간 형합정보가 획득되는 제1단계;
    상기 픽스츄어 및 상기 어버트먼트가 식립되어 골융착되면, 상기 식립된 어버트먼트 및 상기 기설정된 임플란트 식립 위치의 주변 치아에 대한 부분스캔 이미지가 획득되는 제2단계;
    상기 선택된 픽스츄어의 위치에 대응하여 상기 3차원 통합 이미지에 가상 배치된 가상 어버트먼트 이미지 및 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지를 매칭하여 상기 3차원 통합 이미지의 주변 치아 배열이 상기 부분스캔 이미지의 주변 치아 배열로 치환되되, 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지는 상기 형합정보를 기반으로 상기 부분스캔 이미지에 표시된 프로텍트 이미지의 내부에 복원되는 제3단계; 및
    상기 3차원 통합 이미지의 대합 치아 배열 및 상기 치환된 주변 치아 배열을 기반으로 상기 크라운의 외면 및 높이가 설정되되, 상기 결합부의 위치 및 형상을 기반으로 상기 크라운 내부의 형합부가 설정되는 제4단계를 포함하는 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3단계는, 상기 3차원 통합 이미지의 가상 어버트먼트 이미지에 설정된 기준점에 대응하여 상기 부분스캔 이미지의 어버트먼트 이미지에 복수개의 기준점이 선택 입력되는 단계와,
    상기 각 기준점이 상호 정렬되도록 상기 부분스캔 이미지 및 상기 3차원 통합 이미지가 중첩되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1단계에서, 상기 어버트먼트 및 상기 프로텍트 캡은 디지털 라이브러리로부터 선택정보에 의해 추출되어 선택되되, 상기 디지털 라이브러리는
    치아의 종류, 마진부 길이 및 결합부 길이를 선택항목으로 갖는 복수개의 어버트먼트의 디지털 외형 정보와, 상기 치아의 종류 및 상기 결합부 길이를 선택항목으로 갖는 복수개의 프로텍트 캡의 디지털 내부 형상 정보를 포함함을 특징으로 하는 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1단계는, 상기 픽스츄어의 식립을 위한 천공의 드릴링을 가이드하는 가이드홀이 형성되되, 상기 피시술자의 구강 내부가 삽입되는 고정홈부가 형성된 서지컬 가이드가 제조되는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 부분스캔을 이용한 치과 임플란트용 크라운 제조방법.
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