KR101758801B1 - 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법 - Google Patents

Abstract

피시술자의 구강 내부에 대한 이미지를 정확하게 획득하여 임플란트 시술의 정밀성이 향상되도록, 본 발명은 점성의 방사선 불투과성 레진 접착제가 피시술자의 구강 내부에 반구형으로 부착되되 광중합기로부터 방출된 기설정된 파장의 광에 의해 경화되어 레진정합부가 형성되는 제1단계; 상기 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 획득되는 제2단계; 상기 CT 촬영 이미지 및 상기 오랄스캔 이미지에 각각 표시된 레진정합부 이미지에 정합점이 인식되는 제3단계; 상기 CT 촬영 이미지 및 상기 오랄스캔 이미지가 상기 각 정합점을 기초로 영상 정합되어 3차원 통합 이미지가 획득되는 제4단계; 및 상기 3차원 통합 이미지에 표시된 상기 구강 내부의 외면 프로파일에 형합되도록 고정홈부의 형상 정보가 설정되되 기설정된 임플란트 식립위치에 따라 가이드홀의 위치 정보가 설정되어 서지컬 가이드가 제조되는 제5단계를 포함하는 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법을 제공한다.

Description

구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법{manufacturing method for surgical guide of dental implant operation using resin for attaching intraoral}

본 발명은 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피시술자의 구강 내부에 대한 이미지를 정확하게 획득하여 임플란트 시술의 정밀성이 향상되는 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 임플란트는 본래의 인체조직이 상실되었을 때, 인체조직을 대신할 수 있는 대체물을 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.

즉, 임플란트 시술은 치조골에 천공을 형성하고 픽스츄어를 식립하며, 픽스츄어가 치조골에 융착되면 융착된 픽스츄어에 어버트먼트를 결합하고 최종 보철물인 크라운을 결합하는 과정으로 이루어진다.

이러한 임플란트 시술은 환자마다 많은 차이가 있으며, 이는 환자의 치아 상태나 임플란트 시술이 필요한 치아의 위치, 환자의 치조골 상태 등 다양한 요인을 고려하여 천공의 위치, 깊이, 방향 등을 결정해야 하기 때문이다.

이처럼, 치조골 천공을 위한 드릴링 작업은 초심자뿐만 아니라 경험자에게도 깊이 및 방향을 정확하게 가늠하기가 어렵다는 난점이 있으므로 천공 작업을 수행할 위치 및 방향을 안내하기 위해 서지컬 가이드(surgical guide)라고 하는 보조 기구를 사용한다.

도 1은 종래의 서지컬 가이드 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 서지컬 가이드 제작은 다음과 같은 순서로 이루어진다. 먼저, CT 촬영을 통해 피시술자의 구강 내부의 3차원 이미지를 획득하고, 오랄스캔을 통해 피시술자의 구강 내부의 3차원 외부형상 이미지를 획득한다(s1).

여기서, CT 촬영을 통한 3차원 이미지는 구강 내부의 치관(잇몸 외측으로 드러난 치아의 일부분) 및 치근(잇몸 내부에서 치조골과 결합된 부분), 그리고 치조골의 형상 및 치관, 치근, 치조골의 골밀도에 대한 정보를 포함한다.

또한, 오랄스캔을 통한 3차원 외부형상 이미지는 구강 내부의 치관 및 잇몸의 형상에 대한 정보를 포함한다.

그리고, 각 이미지가 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, 시술 안내를 위한 서지컬 가이드는 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.

더욱이, 상기 3차원 외부형상 이미지는 피시술자의 구강 내부를 따라 구강 스캐너를 이동하며 스캐닝된 정보를 결합하여 획득되는데, 치아의 치관과 잇몸에 대한 전반적인 모습을 담고 있지만, 스캐닝된 정보를 결합하는 과정에서 치열의 곡률이 실제 구강 내부와 상이하게 왜곡된 상태로 획득될 수 있기 때문에 이미지를 보정하는 과정이 필요하다.

이처럼, 상기 각 이미지에서 부족한 정보를 보충하고, 왜곡된 정보를 보정하는 영상 정합 단계(s2)가 필수적으로 요구된다.

이때, 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지가 영상 정합되기 위해서는 두 이미지에서 공통되는 부분이 필요하다.

그러나, 잔존 치아가 없는 무치악 환자나 잔존 치아의 개수가 적은 부분 무치악 환자의 경우에는 치관 영역 자체가 없거나 부족하여 3차원 이미지 및 3차원 외부형상 이미지의 정합이 어렵고 부정확한 문제점이 있었다.

더욱이, 치관 영역이 부족한 경우에는 조직의 유동성이 높고 명확한 특정이 어려우므로 오랄 스캔을 통한 외부 형상의 획득이 실질적으로 불가능한 문제점이 있었다.

이에, 구강 내부에 방사선 불투과성인 레퍼런스 마커를 부착하거나, 레퍼런스 마커가 설치된 스플린트를 구강 내부에 물려 CT 촬영 내지는 오랄스캔을 실시하는 경우도 있었다.

그러나, 레퍼런스 마커는 치아 등의 단단한 조직이 아닌 경우에는 부착하기가 매우 힘들뿐만 아니라 오랄스캐너, 혀 등의 움직임에 따라 구강 내부에서 쉽게 분리되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 영상 정합을 위한 최소 요구치인 3개의 마커를 모두 붙이거나 붙인 상태를 유지하는 것이 어려웠으며, CT 촬영 및 오랄스캔이 모두 완료되기 이전에 레퍼런스 마커가 분리되면 마커를 재부착하고 CT 촬영 및 오랄스캔을 처음부터 다시 수행해야 되는 등의 불편함이 있었다.

또한, 스플린트를 물린 상태에서는 구강 내부 전체에 대한 오랄스캐닝이 불가능하므로 스플린트를 물린 상태에서 구강 내부 일부에 대한 스캐닝 후, 스플린트를 제거하여 나머지 부분에 대한 스캐닝을 수행하고, 스캔 결과를 통합해야 하는 번거로움이 있었으며, 치열의 곡률 왜곡과 함께 부분 이미지의 통합시 오차로 인해 이미지의 정확성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-0693806호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 피시술자의 구강 내부에 대한 이미지를 정확하게 획득하여 임플란트 시술의 정밀성이 향상되는 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 점성의 방사선 불투과성 레진 접착제가 피시술자의 구강 내부에 반구형으로 부착되되 광중합기로부터 방출된 기설정된 파장의 광에 의해 경화되어 레진정합부가 형성되는 제1단계; 상기 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 획득되는 제2단계; 상기 CT 촬영 이미지 및 상기 오랄스캔 이미지에 각각 표시된 레진정합부 이미지에 정합점이 인식되는 제3단계; 상기 CT 촬영 이미지 및 상기 오랄스캔 이미지가 상기 각 정합점을 기초로 영상 정합되어 3차원 통합 이미지가 획득되는 제4단계; 및 상기 3차원 통합 이미지에 표시된 상기 구강 내부의 외면 프로파일에 형합되도록 고정홈부의 형상 정보가 설정되되 기설정된 임플란트 식립위치에 따라 가이드홀의 위치 정보가 설정되어 서지컬 가이드가 제조되는 제5단계를 포함하되, 상기 제1단계는, 상기 광중합기의 단부에 광투과성 쐐기부가 설치되는 단계와, 상기 레진정합부의 표면에 함몰부가 형성되도록 상기 쐐기부가 상기 부착된 레진 접착제의 표면 내부로 가압되는 단계를 더 포함하며, 상기 제3단계는, 상기 각 레진정합부 이미지 내의 음영값이 순차 비교됨에 따라 함몰부 이미지가 상기 정합점으로 인식되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 제1단계는, 상기 레진 접착제가 충진된 실린지가 상기 피시술자의 치열 프로파일에 대응되는 치아 및 잇몸의 표면을 따라 복수개소로 이동되되 상기 충진된 레진 접착제의 토출을 위해 이동된 각 위치에서 가압되는 단계와, 상기 실린지로부터 토출되어 상기 피시술자의 구강 내부에 부착된 상기 레진 접착제가 상기 광중합기를 통해 경화되어 복수개의 레진정합부가 형성되는 단계를 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 제4단계는, 상기 각 레진정합부에 대응되도록 상기 오랄스캔 이미지의 정합점 및 상기 CT 촬영 이미지의 정합점이 상호 매칭되는 단계와, 상기 매칭된 정합점이 상호 중첩되도록 3차원 렌더링 기법에 의해 상기 오랄스캔 이미지의 치열 곡률이 보정되는 단계를 포함함이 바람직하다.

또한, 상기 제1단계에서, 상기 방사선 불투과성 레진 접착제는 비스페놀 에이 글리시딜 메타크릴레이트에 트라이 메타크릴레이트 및 테트라 메타크릴레이트 중 적어도 어느 하나가 혼합되어 구비된 베이스 혼합물 1 내지 55 중량%와, 접착 단량체 1 내지 45 중량%와, 친수성 단량체 1 내지 15 중량%와, 광개시제 0.1 내지 15 중량%와, 10 내지 65 중량%의 희석용매를 포함하여 구비됨이 바람직하다.

삭제

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 레진 접착제가 충진된 실린지를 치아/잇몸의 표면을 따라 이동시키며 가압하는 단순한 과정의 반복으로 다수의 레진정합부가 용이하게 형성될 수 있으며, 가볍고 작은 부피로 이루어진 레진정합부가 구강 내부에 견고하게 고정되므로 영상 촬영 지연 및 정합 오류가 최소화될 수 있다.

둘째, 부착 갯수/위치의 제한 없이 상기 레진정합부가 치열 프로파일을 따라 복수개소에 형성될 수 있으므로 치열이 왜곡된 부분에 형성된 다수의 레진정합부를 이용하여 보간처리가 최소화된 세밀하고 정밀한 영상정합이 가능하다.

셋째, 상기 레진 접착제의 경화시 함몰부를 형성함에 따라 각 이미지에 표시된 함몰부의 음영 차이를 통해 정합점이 정확하게 인식될 수 있으므로 영상 정합의 정밀성이 개선될 수 있다.

도 1은 종래의 서지컬 가이드 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법에서 레진정합부가 형성된 구강 내부를 나타낸 예시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법에서 레진정합부의 형성과정을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법에서 영상 정합 방법을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 서지컬 가이드를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법을 나타낸 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법에서 레진정합부가 형성된 구강 내부를 나타낸 예시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법에서 레진정합부의 형성과정을 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법에서 영상 정합 방법을 나타낸 예시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 서지컬 가이드를 나타낸 단면도이다.

임플란트 시술은 드릴을 이용하여 치조골에 천공을 형성하고, 상기 천공에 픽스츄어를 식립하여 수행되는데, 상기 서지컬 가이드(surgical guide)는 천공의 드릴링 내지는 픽스츄어 체결시 위치 및 방향을 안내하는 장치를 의미한다.

도 2 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법은 다음과 같은 과정으로 이루어진다.

먼저, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 점성의 방사선 불투과성 레진 접착제가 피시술자의 구강 내부(1)에 반구형으로 부착되되, 상기 부착된 레진 접착제가 광중합기로부터 방출된 기설정된 파장의 광에 의해 경화되어 레진정합부(5)가 형성된다(s10).

여기서, 피시술자의 구강 내부(intraoral)라는 말은 치아(자연치아, 인공치아), 잇몸, 치조골, 입천장 등을 포함하는 의미로 이해함이 바람직하며, 임플란트 식립위치(4)는 기발치된 부분이나 발치가 필요한 부분 중 피시술자가 임플란트 시술을 원하는 위치로 이해함이 바람직하다.

이때, 상기 레진 접착제는 치과 시술에 사용되는 접착제로 인체에 무해하되 미경화된 상태에서 일정 이상의 점도를 갖고, 구강 내부의 습도 범위 내에서 안정적으로 경화될 수 있는 접착제로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 파장은 상기 레진 접착제의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 즉, 상기 레진 접착제가 가시광선 경화계열인 경우에는 상기 광중합기로부터 방출되는 광은 가시광선 파장으로 설정될 수 있으며, UV 경화계열인 경우에는 UV 파장, IR 경화계열인 경우에는 IR 파장으로 설정될 수 있다.

여기서, 상기 레진 접착제는 베이스 혼합물 1 내지 55중량%, 접착 단량체 1 내지 45 중량%와, 친수성 단량체 1 내지 15 중량%와, 광개시제 0.1 내지 15 중량%와, 10 내지 65 중량%의 희석용매를 포함하여 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 베이스 혼합물은 비스페놀 에이 글리시딜 메타크릴레이트(Bisphenol A glycidyl methacrylate, Bis-GMA)에 트라이 메타크릴레이트(Tri-GMA) 및 테트라 메타크릴레이트(Tetra-GMA) 중 적어도 어느 하나가 혼합되어 구비됨이 바람직하다.

즉, 상기 베이스 혼합물은 Bis-GMA와 Tri-GMA가 혼합되어 구비될 수 있으며, Bis-GMA와 Tetra-GMA가 혼합되어 구비되는 것도 가능하고, Bis-GMA와 Tri-GMA, Tetra-GMA가 모두 혼합되어 구비되는 것도 가능하다.

여기서, 상기 베이스 혼합물이 1중량% 미만인 경우에는 방사선 불투과성이 저하될 우려가 있으며, 55중량%를 초과하는 경우에는 과도한 점성으로 구강 내부에 초기 점착된 레진 접착제의 형상이 어그러질 우려가 있다.

즉, 레진 접착제는 구강 내부에 부착되며 표면장력의 최소화를 위해 구강 내부와 접착된 부분을 제외한 표면이 라운드지게 변형되며 전체적으로 반구형을 이루게 되는데, 점성이 과도한 경우에는 표면의 미소한 변형이 불가능할 우려가 있다.

그리고, 상기 접착 단량체는 카르복실산 및 그의 유도체, 인산기, 술폰산기 등의 기능성기를 함유함이 바람직하다.

예를 들어, 상기 접착 단량체는 모노카르복실산, 디카르복실산, 트리카르복실산, (메트)아크릴산, 말레인산, p-비닐벤조산, 11-(메트)아크릴옥시-1,1-운데칸디카르복실산, 1,4-디(메트)아크릴로일옥시에틸피로멜리트산, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트 및 피로멜리트산 2무수물(PMDM)의 첨가물, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸 포스페이트, 2- 및 3-(메트)아크릴로일옥시프로필 포스페이트 등 중 하나 내지는 하나 이상의 혼합물로 구비될 수 있다.

이때, 상기 접착 단량체가 1중량% 미만이거나 45중량%를 초과하는 경우에는 접착력이 저하될 우려가 있다.

또한, 상기 친수성 단량체는 히드록시에틸 메타크릴레이트 또는 히드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA)로 구비될 수 있으며, 구강 내부의 습한 상태에서 접착력을 개선할 수 있는 효과가 있다.

여기서, 상기 친수성 단량체가 1 중량% 미만이면 그 자체의 효과가 부족할 수 있으며, 15 중량%를 초과하는 경우에는 과도한 친수화로 접착력이 저하될 우려가 있다.

그리고, 상기 광개시제는 캄포르퀴논(camphorquinone, CQ) 등으로 구비될 수 있으며, N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트(N,N-dimethylaminoethyl methacrylate, DMAEMA) 또는 에틸 ρ-디메틸 아미노벤조에이트(ethyl ρ-dimethyl aminobenzoate, EDMAB) 등의 환원제를 포함하여 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 광개시제가 0.1중량% 미만인 경우에 중합속도의 저하로 사용상에 불편함이 유발될 우려가 있으며, 광개시제가 15 중량%를 초과하는 경우에 단량체 하나로 중합되지 못해 접착 강도가 저하될 우려가 있다.

그리고, 상기 희석용매는 물, 에틸알콜, 아세톤 등으로 구비될 수 있으며, 구강 내부의 수분 제거를 위해 휘발성이 높은 물질로 구비되는 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 상기 레진 접착제는 높은 점도를 갖도록 구비되어 각 치아(3) 뿐만 아니라 잇몸(2)의 표면, 입천장 등에 용이하게 접착될 수 있으며, 방사선을 투과하지 않는 성질로 오랄스캔 이미지 뿐만 아니라 CT 촬영 이미지에도 명확하게 표시될 수 있다.

이에 따라, 상기 레진 접착제 내지는 레진정합부(5)가 상기 CT 촬영 이미지 및 상기 오랄스캔 이미지 간의 영상 정합을 위한 기준으로 사용될 수 있으며, 영상 정합의 정확성을 개선함과 더불어 영상 정합된 결과를 바탕으로 제조되는 서지컬 가이드의 정밀성을 개선하는 효과를 제공할 수 있다.

한편, 도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 레진정합부(5)가 형성되면(s10), 상기 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 획득된다(s20).

여기서, 상기 CT 촬영 이미지는 방사선을 이용한 CT 촬영을 통해 획득되는 이미지를 의미하며, 상기 오랄스캔 이미지는 구강 스캐너 등을 통해 획득되는 이미지를 의미한다.

상세히, 상기 CT 촬영 이미지는 다음과 같은 과정으로 획득될 수 있다. 먼저, CT 촬영 장치 내에 피시술자의 두부를 위치시키고 방사선을 조사하는 조사부가 피시술자의 두부를 상하방향으로 스캔한다.

이때, 획득된 복수의 횡단면 이미지가 3차원적으로 결합됨에 따라 상기 CT 촬영 이미지가 획득될 수 있다. 여기서, 상기 CT 촬영 이미지는 방사선의 투과율을 기반으로 구강 내부 중 치관(잇몸 외부로 나타난 치아 상부측), 치근(치조골과 결합되는 부분으로 잇몸 내부로 가려진 치아 하부측), 치조골 등 내부 조직의 분포 및 골밀도 정보를 나타낼 수 있다.

그리고, 상기 오랄스캔 이미지는 구강 스캐너가 피시술자의 구강 내부를 따라 이동시켜 연속적인 이미지를 촬상하고, 촬상된 연속 이미지를 3차원적으로 결합됨에 따라 획득될 수 있으며, 치아의 치관과 CT 촬영으로 획득되기 힘든 연조직인 잇몸 외형에 대한 전반적인 모습을 담고 있다.

이때, 상기 레진정합부(5)는 상기 오랄스캔 이미지 및 상기 CT 촬영 이미지에 동시에 표시될 수 있으며, 각 이미지에 공통으로 표시된 레진정합부(5) 이미지를 기준으로 두 이미지가 영상 정합될 수 있다.

여기서, 상기 오랄스캔 이미지는 피시술자의 구강 내부를 따라 이동되는 구강 스캐너에 의해 연속적으로 촬영된 영상 정보를 결합하여 획득되므로 오랄스캔 이미지에서 나타나는 치열(20a)의 곡률은 실제 구강 내부의 치열(a)의 곡률과 상이하게 왜곡되어 나타날 수 있다.

예를 들어, 상기 오랄스캔 이미지의 치열(20a)은 전치에서 구치측으로 갈수록 실제 구강 내부의 치열(a)보다 더 벌어진 형상이거나 상하로 휘어진 형상을 가질 수 있다. 이러한, 치열(20a)의 곡률 왜곡은 스캔된 이미지의 결합과정에서 발생될 수 있다.

이때, 상기 오랄스캔 이미지에서 각 치아의 폭, 부피 등의 정보는 실질적인 구강 내부의 정보를 정확하게 나타내고 있으므로, 오랄스캔 이미지를 정확한 치열 곡률로 보정하여 CT 촬영 이미지와 결합하는 영상 정합 과정을 거치게 된다.

한편, 상기 각 이미지가 획득되면(s20), 상기 CT 촬영 이미지 및 상기 오랄스캔 이미지에 각각 표시된 레진정합부(5) 이미지에 정합점이 인식되고(s30), 상기 CT 촬영 이미지 및 상기 오랄스캔 이미지가 상기 각 정합점을 기초로 영상 정합되어 3차원 통합 이미지가 획득된다(s40).

상세히, 임플란트 시술은 치조골의 골량, 골밀도, 분포 등에 따른 치조골과 픽스츄어 간 배치 및 결합, 각 치아 사이 공간과 크라운의 외형 및 배치각도 등 내부적인 조건과 외부적인 조건을 함께 고려해야 하기 때문에, 각 이미지를 종합적으로 사용할 때 더욱 정확하고 완성도 높은 시술계획이 도출될 수 있으며 도출된 시술계획을 정확하게 안내할 수 있는 서지컬 가이드의 제조가 가능하다.

여기서, 영상 정합은 두 이미지 상에 공통적인 부분을 기준으로 두 이미지를 결합하여 치관에 연결된 치근 및 치조골에 대한 정보와 함께 치근 및 치조골에 결합된 잇몸의 정보를 서로 매칭하여 종합적인 정보를 갖도록 한다는 말로 이해할 수 있다.

그리고, 상기 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지에 표시된 레진정합부(5) 이미지에는 정합점이 인식된다. 이때, 상기 정합점이 인식된다는 말은 각 레진정합부(5) 이미지를 대표할 수 있는 기준점이 설정된다는 의미이다.

예를 들어, 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지에 표시된 각 레진정합부(5) 이미지에 상호 유사한 위치를 따라 시술자가 대표점을 설정하면 이를 기반으로 정합점이 인식되는 것도 가능하며, 3차원 이미지 분석 프로그램을 통해 각 레진정합부(5) 이미지의 대표점이 자동으로 설정되어 정합점으로 인식되는 것도 가능하다.

이때, 상기 오랄스캔 이미지에 입력된 정합점과 상기 CT 촬영 이미지에 입력된 정합점이 상호 일치되도록 각 이미지의 비율/방향을 조절하고, 두 이미지의 정보를 하나로 결합함에 따라 치관에 연결된 치근/치조골, 치근/치조골을 덮는 잇몸의 정보를 포함하는 3차원 통합 이미지가 획득될 수 있다.

이를 위해서는, 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지에 각각에 최소한 셋 이상의 정합점이 요구되며, 정합점이 많을수록 보다 정확한 이미지 정합이 가능하다.

한편, 도 2 내지 도 4a를 참조하면, 상기 레진정합부(5)가 형성되는 단계(s10)는 상기 레진 접착제가 충진된 실린지(10)가 치아(3) 및 잇몸(2)의 표면을 따라 이동되며 가압되는 단계와, 실린지(10)의 가압시 토출된 레진 접착제(5a)가 광중합기(20)를 통해 경화되는 단계를 포함함이 바람직하다.

상세히, 상기 실린지(10)는 내부에 레진 접착제가 충진되는 충진공간이 형성된 몸체와, 몸체 일측에 구비되되 내부에 충진공간와 연통되는 개구가 형성된 팁부(11)와, 충진된 레진 접착제를 상기 팁부(11)의 개구로 밀어내기 위해 몸체의 타측에 결합되어 상기 충진공간으로 삽입되는 밀대(12)를 포함한다.

이때, 상기 실린지(10)는 임플란트 식립위치(4)에 인접한 치아(3) 및 잇몸(2)의 표면을 따라 복수개소로 이동되되 상기 충진된 레진 접착제의 토출을 위해 이동된 각 위치에서 가압된다.

즉, 상기 실린지(10)의 팁부(11)를 상기 치아(3) 및 잇몸(2)의 표면측으로 배치한 후 밀대(12)를 가압함에 따라 레진 접착제가 토출되어 피시술자의 구강 내부에 부착될 수 있으며, 이러한 과정은 치아(3) 및 잇몸(2)의 표면 각 부분에 대해 복수회 반복될 수 있다.

그리고, 도 4b를 참조하면, 상기 실린지(10)로부터 토출되어 구강 내부의 복수개소에 부착된 레진 접착제(5a)가 상기 광중합기(20)를 통해 경화되어 복수개의 레진정합부(5)가 형성된다.

즉, 상기 실린지(10)의 이동 및 가압 과정이 상기 치아(3) 및 잇몸(2)의 표면 각 부분에 대해 반복됨에 따라 피시술자의 구강 내부에서 복수개소의 위치에 레진 접착제(5a)가 부착될 수 있으며, 각 위치의 레진 접착제(5a)가 경화되어 복수개의 레진정합부(5)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 레진정합부(5)는 상기 임플란트 식립위치(4)에 인접한 일측 및 타측에 적어도 하나 이상 형성됨이 바람직하다.

이처럼, 종래에 피시술자의 구강 내부에 일정한 크기의 방사성 불투과성 마커를 사용하는 것과 달리, 점성을 갖는 레전 접착제 자체가 피시술자의 구강 내부에 반구형으로 부착 및 경화되어 영상정합의 기준점을 제공하므로 시술의 편의성이 향상될 수 있다.

즉, 종래에는 영상정합의 기준점으로 마커를 사용하기 위해, 마커에 접착제를 도포하고 접착제가 도포된 마커를 피시술자의 구강 내부로 이동시켜 목표된 위치에 밀착되도록 고정시킨 후 접착제를 경화하는 복잡한 과정이 요구되었다.

이에 반해, 본 발명은 실린지(10)를 목표 위치로 이동시킨 후 밀대(12)를 가압하면 토출된 레진 접착제가 자체의 점성을 통해 피시술자의 구강 내부에 부착되어 손쉽게 고정될 수 있으며, 고정된 레진 접착제에 광을 조사하여 경화함에 따라 영상 정합을 위힌 기준점이 정확한 위치에 용이하게 형성될 수 있다.

또한, 실린지(10)를 목표 위치로 이동시킨 후 밀대(12)를 가압하고, 광중합기를 이용하여 레진 접착제를 경화시키는 단순한 과정의 반복으로 복수의 레진정합부(5)가 손쉽게 형성될 수 있으므로 시술의 편의성이 향상될 수 있다.

더욱이, 방사선 불투과성 재질의 마커를 구매/제조하는 비용이 요구되지 않으므로 한층 경제적인 시술이 이루어질 수 있다.

또한, 상기 실린지(10)로부터 소량 배출된 점성의 레진 접착제를 통해 형성된 레진정합부(5)는 가벼우면서도 매우 작은 부피로 형성될 수 있으므로 일정한 무게와 부피를 갖는 마커에 비해 피시술자의 구강 내부에서 쉽게 분리되지 않을 뿐만 아니라 구강 내부의 움직임 발생시에도 고정된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

이에 따라, 종래에 영상정합 기준점을 제공하는 마커의 분리로 인해 발생될 수 있는 영상 촬영 과정의 지연 및 정합 과정 오류가 최소화되어 서지컬 가이드의 제조 공정이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있으며, 한층 효율적인 임플란트 시술이 가능하다.

즉, CT 촬영 및 오랄 스캐닝이 완료되기 전에 마커가 분리되어 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지 중 하나에만 마커 이미지가 표시됨에 따라 마커를 재부착하고 CT 촬영 및 오랄 스캐닝을 재실시하는 번거로움이 제거될 수 있다.

또한, CT 촬영 및 오랄 스캐닝이 완료되기 전에 마커가 이동되어 각 이미지 상의 마커 위치가 상이함에 따라 발생될 수 있는 영상 정합 오류 발생이 방지될 수 있다.

더욱이, 마커의 무게나 부피, 가격 등으로 인한 부착 갯수나 위치의 제한이 제거되므로 피시술자의 구강 내부에 다수의 영상정합 기준점이 형성될 수 있어 영상정합의 정밀성이 향상될 수 있다.

이때, 상기 레진정합부(5)는 상기 피시술자의 치열 프로파일을 따라 복수개소 형성될 수 있다. 즉, 상기 레진정합부(5)가 형성되는 단계(s10)에서 상기 실린지(10)는 상기 피시술자의 치열 프로파일에 대응되는 치아 및 잇몸의 표면을 따라 복수개소로 이동되며 가압될 수 있다.

여기서, 상기 치열 프로파일이라는 말은 치아대상부에 대응되는 치열 곡선으로부터 피시술자의 혀측 및 뺨측으로 확장된 영역을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.

이때, 상기 레진정합부(5)는 전체 치열 프로파일을 따라 복수개소에 형성되는 것도 가능하며, 임플란트 식립위치와 인접한 부분의 치열 프로파일에만 복수개가 조밀하게 형성되는 것도 가능하다.

여기서, 상기 치아대상부는 피시술자의 치아 내지는 인공치아, 치아가 존재했던 발치부, 인공치아가 식립될 임플란트 식립 위치를 포괄하는 의미로 이해함이 바람직하며, 상기 레진정합부(5)는 하나의 치아대상부마다 하나 이상이 형성될 수 있다.

물론, 상기 레진정합부(5)는 각 치아대상부마다 형성되되, 각 치아대상부의 저작면 상에 형성되는 것도 가능하며, 치아대상부의 잇몸 내측부, 잇몸 외측부 등에 형성되는 것도 가능하고, 하나의 치아대상부와 인접한 다른 치아대상부 사이에 형성되는 것도 가능하다.

즉, 상기 레진정합부(5)는 치열을 대표하는 곡선과 인접한 부분을 따라 형성되되 각 치아대상부별로 하나 이상이 형성될 수 있다.

이때, 상기 각 레진정합부(5)마다 정합점이 인식되며, 상기 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지의 정합은 각 정합점을 기준으로 이루어질 수 있다.

상세히, 상기 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지의 정합은 각 이미지에 입력된 정합점이 상호 일치되도록 각 이미지의 비율/방향을 조절하고, 상기 오랄스캔 이미지에 표시된 치열 상의 곡률 왜곡을 보정한 후 두 이미지 결합함에 따라 이루어질 수 있다.

이때, 치열 프로파일 상에 대수의 레진정합부가 형성되므로 상기 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지의 정합 과정이 세밀하게 이루어질 수 있다.

즉, 하나의 영상 정합 기준점과 다른 영상 정합 기준점 사이의 간격이 최소화될 수 있으므로 기준점 사이의 변화 양상을 추정하여 이미지를 보정하는 보간처리가 최소화되고 치열의 왜곡이 발생된 부분에 형성된 각 레진정합부(5)를 상호 비교하여 정확한 보정이 가능하므로 영상 정합의 정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 소량 배출된 점성의 레진 접착제를 통해 형성된 레진정합부(5)는 가벼우면서도 매우 작은 부피로 가지므로 피시술자의 구강 내부에서 견조직인 치아의 표면 뿐만 아니라 유동성이 높은 연조직인 잇몸, 입천장 등에 형성되는 경우에 부착 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

즉, 상기 레진정합부가 형성되는 단계(s10)에서 상기 레진 접착제가 충진된 실린지(10)는 상기 피시술자의 치열 프로파일에 대응되는 잇몸의 표면을 따라 복수개소로 이동될 수 있다.

이에 따라, 잔존 치아가 없는 무치악 환자나 잔존 치아의 갯수가 적은 부분 무치악 환자의 경우에도 잇몸의 표면을 따라 복수의 레진정합부(5)를 형성하고, 상기 레진정합부(5)를 영상 정합의 기준점을 이용함으로써 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지의 정합 과정이 정밀하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 레진정합부(5)는 상기 피시술자의 구강 내부에 기식립된 금속보철물(3a)의 저작면 및 금속보철물(3a)에 대응되는 잇몸(2) 측부 중 적어도 하나를 따라 2개소 이상 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 피시술자의 구강 내부에 금속보철물이(3a)가 존재하는 경우 빛의 산란으로 이해 CT 촬영 상에서 단면 방향인 횡방향을 따라 이미지의 결함이 발생될 수 있다.

이때, 상기 금속보철물(3a)의 저작면 및 금속보철물(3a)에 대응되는 잇몸(2) 측부에 형성된 레진정합부(5)는 이미지 결함이 발생된 단면으로부터 상부 내지 하부로 이탈되어 CT 촬영 이미지 내에 명확하게 표시될 수 있다.

이에 따라, 상기 CT 촬영 이미지 내에서 이미지 결함이 발생된 금속보철물(3a) 및 이에 인접한 부분의 이미지가 상기 금속보철물(3a)의 저작면 및 금속보철물(3a)에 대응되는 잇몸(2) 측부에 형성된 레진정합부(5) 이미지를 기준으로 오랄스캔 이미지로 대체될 수 있다.

특히, 오랄스캔 이미지는 구강스캐너의 이동시 촬상된 복수의 연속이미지가 결합되어 이루어지는데, 무치악 환자의 경우에는 유동적인 잇몸 표면으로 인해 연속이미지 간의 결합 기준점이 제공되기 힘들었으나, 다수의 레진정합부(5)가 잇몸의 표면을 따라서도 손쉽게 설치될 수 있으므로 연속이미지 간의 결합 기준점을 제공할 수 있어 오랄스캔 이미지의 정확성이 개선될 수 있다.

한편, 도 2 내지 도 4b를 참조하면, 상기 레진정합부(5)가 형성되는 단계(s10)는 상기 광중합기(20)의 단부에 광투과성 쐐기부(21)가 설치되는 단계와, 상기 레진정합부(5)의 표면에 함몰부(5b)가 형성되도록 상기 쐐기부(21)가 상기 부착된 레진 접착제(5a)의 표면 내부로 가압되는 단계를 더 포함함이 바람직하다.

여기서, 상기 쐐기부(21)는 상기 광중합기(20)로부터 방출되는 광원을 투과할 수 있도록 투명 또는 반투명한 재질로 구비되되, 단부측으로 갈수록 단면적이 좁아지는 얇고 뾰족한 형상으로 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 피시술자의 구강 내부에 부착된 레진 접착제(5a)의 표면측으로 상기 쐐기부(21)를 배치한 후 쐐기부(21)를 레진 접착제(5a)측으로 밀어주면 레진 접착제(5a)의 표면이 쐐기부(21)에 대응되는 형상으로 함몰된다.

그리고, 레진접착제(5a)는 표면이 함몰된 상태에서 광중합기(20) 및 쐐기부(21)를 투과하여 방출되는 광에 의해 경화될 수 있으며, 경화된 레진정합부(5)의 표면에 함몰부(5b)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 함몰부(5b)는 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지 상에서 밀도와 빛의 반사량 등에 따라 주변보다 어둡게 표시된다.

즉, 상기 레진정합부(5) 이미지에 정합점이 인식되는 단계(s30)에서 각 레진정합부 이미지 내의 음영값이 각 부분별로 순차비교되어 음영값이 낮은, 어두운 부분이 자동으로 대표점으로 산출되어 정합점으로 인식될 수 있다.

물론, 시술자가 수동적인 입력시에도 음영 값의 가시적인 차이를 이용할 수 있으며, 음영값이 낮은 어두운 부분을 대표점으로 설정함으로써 각 이미지에 표시된 레진정합부(5) 이미지의 동일한 위치에 대표점이 정확하고 손쉽게 선택될 수 있다.

한편, 상기 3차원 통합 이미지가 획득되는 단계(s40)는 상기 각 레진정합부(5)에 대응되도록 상기 오랄스캔 이미지의 정합점 및 상기 CT 촬영 이미지의 정합점이 상호 매칭되는 단계와, 상기 매칭된 정합점이 상호 중첩되도록 3차원 렌더링 기법에 의해 상기 오랄스캔 이미지의 치열 곡률이 보정되는 단계를 포함함이 바람직하다.

즉, CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지에는 복수의 레진정합부(5)에 대응하여 복수의 레진정합부(5) 이미지가 표시되며, 각 레진정합부(5) 이미지마다 정합점이 설정된다.

이때, 각 정합점은 레진정합부(5)별로 구분되며, 동일한 레진정합부(5)에 대응되는 CT 촬영 이미지의 정합점과 오랄스캔 이미지의 정합점이 상호 매칭될 수 있다.

그리고, 상호 매칭된 정합점을 기준으로, 상기 CT 촬영 이미지에 표시된 각 정합점에 상기 오랄스캔 이미지에 표시된 각 정합점이 일치되도록 상기 오랄스캔 이미지의 배율, 3차원 각도 등이 조절될 수 있다.

이때, 상기 오랄스캔 이미지는 정합점 사이 간격, 각도, 변화율 등이 CT 촬영 이미지와 일치되도록 3차원 이미지 변환 과정을 거쳐 보정될 수 있으며, 다수의 정합점을 기준으로 한층 세밀한 보정이 이루어질 수 있다.

그리고, 보정 완료 후 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지를 결합하여 3차원 통합 이미지가 획득될 수 있다.

이처럼, 상기 오랄스캔 이미지 및 CT 촬영 이미지가 다수의 정합점을 기준으로 상호 매칭 및 일치되는 과정을 통해 더욱 정밀한 3차원 통합 이미지가 획득될 수 있으며, 3차원 통합 이미지를 기반으로 제조되는 서지컬 가이드의 정확성이 향상될 수 있다.

그리고, 상기 3차원 통합 이미지가 획득되면(s40), 상기 3차원 통합 이미지에 표시된 상기 구강 내부의 외면 프로파일에 형합되도록 고정홈부(110)의 형상 정보가 설정되되 기설정된 임플란트 식립위치(4)에 따라 가이드홀(120)의 위치 정보가 설정되어 서지컬 가이드가 제조된다(s50).

상세히, 상기 서지컬 가이드(100)는 피시술자의 구강 내부(1)에 고정된 상태에서 드릴링 및 픽스츄어 식립 등의 시술을 안내할 수 있다. 이때, 상기 서지컬 가이드(100)에서 구강 내부와 접하는 일면에는 고정홈부가 형성된다.

여기서, 상기 고정홈부는 구강 내부가 형합되어 삽입되는 부분으로 상기 고정홈부를 통해 상기 서지컬 가이드가 구강 내부에 안정적으로 고정될 수 있다.

이때, 상기 고정홈부는 3차원 통합 이미지에 표시된 치관 및 잇몸의 외면프로파일 정보를 이용하여 상기 임플란트 식립위치(4)의 잇몸 프로파일, 상기 임플란트 식립위치(4) 주변의 치관 및 잇몸 프로파일에 대응되도록 설정될 수 있다.

그리고, 상기 서지컬 가이드(100)에서 상기 임플란트 식립위치(4)에 대응되는 부분에는 상기 3차원 통합 이미지를 기반으로 설정된 천공의 방향/직경에 따라 가이드홀이 형성된다.

즉, 상기 천공의 방향/직경은 상기 3차원 통합 이미지에 표시된 임플란트 식립위치(4)의 치조골 형상, 골밀도, 주변 치근과의 거리 등을 통해 설정되며, 상기 서지컬 가이드(100)가 상기 고정홈부를 통해 구강 내부에 고정된 상태를 기준으로 상기 천공에 대응되는 가이드홀의 설계정보가 획득될 수 있다.

이처럼, 영상 정합의 정밀성 개선에 따라 영상 정합 결과를 바탕으로 설계되는 서지컬 가이드(100)의 정확성이 개선될 수 있으며, 서지컬 가이드(100)를 통한 천공 드릴링/픽스츄어 체결 등 제반 시술이 정확하게 안내될 수 있으므로 임플란트 시술의 안전성 및 완성도가 개선될 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.

1: 구강 내부 2: 잇몸
3: 치아 3a: 금속보철물
5: 레진정합부 10: 실린지
20: 광중합기 100: 서지컬 가이드
110: 고정홈부 120: 가이드홀

Claims (5)

1. 점성의 방사선 불투과성 레진 접착제가 피시술자의 구강 내부에 반구형으로 부착되되 광중합기로부터 방출된 기설정된 파장의 광에 의해 경화되어 레진정합부가 형성되는 제1단계;
   상기 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 획득되는 제2단계;
   상기 CT 촬영 이미지 및 상기 오랄스캔 이미지에 각각 표시된 레진정합부 이미지에 정합점이 인식되는 제3단계;
   상기 CT 촬영 이미지 및 상기 오랄스캔 이미지가 상기 각 정합점을 기초로 영상 정합되어 3차원 통합 이미지가 획득되는 제4단계; 및
   상기 3차원 통합 이미지에 표시된 상기 구강 내부의 외면 프로파일에 형합되도록 고정홈부의 형상 정보가 설정되되 기설정된 임플란트 식립위치에 따라 가이드홀의 위치 정보가 설정되어 서지컬 가이드가 제조되는 제5단계를 포함하되,
   상기 제1단계는, 상기 광중합기의 단부에 광투과성 쐐기부가 설치되는 단계와, 상기 레진정합부의 표면에 함몰부가 형성되도록 상기 쐐기부가 상기 부착된 레진 접착제의 표면 내부로 가압되는 단계를 더 포함하며,
   상기 제3단계는, 상기 각 레진정합부 이미지 내의 음영값이 순차 비교됨에 따라 함몰부 이미지가 상기 정합점으로 인식되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1단계는,
   상기 레진 접착제가 충진된 실린지가 상기 피시술자의 치열 프로파일에 대응되는 치아 및 잇몸의 표면을 따라 복수개소로 이동되되 상기 충진된 레진 접착제의 토출을 위해 이동된 각 위치에서 가압되는 단계와,
   상기 실린지로부터 토출되어 상기 피시술자의 구강 내부에 부착된 상기 레진 접착제가 상기 광중합기를 통해 경화되어 복수개의 레진정합부가 형성되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제4단계는,
   상기 각 레진정합부에 대응되도록 상기 오랄스캔 이미지의 정합점 및 상기 CT 촬영 이미지의 정합점이 상호 매칭되는 단계와,
   상기 매칭된 정합점이 상호 중첩되도록 3차원 렌더링 기법에 의해 상기 오랄스캔 이미지의 치열 곡률이 보정되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1단계에서,
   상기 방사선 불투과성 레진 접착제는
   비스페놀 에이 글리시딜 메타크릴레이트에 트라이 메타크릴레이트 및 테트라 메타크릴레이트 중 적어도 어느 하나가 혼합되어 구비된 베이스 혼합물 1 내지 55 중량%와, 접착 단량체 1 내지 45 중량%와, 친수성 단량체 1 내지 15 중량%와, 광개시제 0.1 내지 15 중량%와, 10 내지 65 중량%의 희석용매를 포함하여 구비됨을 특징으로 하는 구강 내부 부착용 레진을 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 제조방법.
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