KR101810917B1 - 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 이용하여 구강내 구조물을 3차원 촬영하는 3d 구강 스캐너 및 이를 이용한 3d 구강 스캐닝 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치과에서 의사 등이 치과 환자의 구강 내 구조물을 촬영할 때 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 이용하여 정확하고 재현성이 있는 광스캔 데이터를 획득하며, 복수개의 시점에서 획득한 구강내 구조물의 복수개의 영상을 픽셀 강도 값에 기초하여 필터링함으로써 복수개의 영상의 품질을 개선하는 3D 구강 스캐닝 장치 및 3D 구강 스캐닝 방법을 제공할 수 있다.

Description

구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 이용하여 구강내 구조물을 3차원 촬영하는 3D 구강 스캐너 및 이를 이용한 3D 구강 스캐닝 방법{3D Oral Cavity Scanner and Oral Cavity Scanning Method for three - dimensional imaging of intraoral structures using Oral light scannability enhancer composition}

본 발명은 구강 스캐너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무구동 광학계를 이용하여 포커싱이 가능한 구강 스캐너에 관한 것으로서, 특히 액상의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 이용하여 구강내 구조물, 예를 들어, 치아, 잇몸 또는 치아모형의 광스캐닝성을 향상 시킨 스캐너 및 스캔 방법이 개시된다.

일반적으로, 치과 병원 등에서는 환자의 치아에 대한 석고 모형을 제작하는 인상채득과정(impression taking)을 통해 환자의 손상된 치아에 대한 치료 및 진료를 수행한다. 보조적인 방법으로 엑스레이와 같은 방사선을 구강의 환부에 투사하여 2차원적인 화면을 획득하거나, 컴퓨터 단층(CT, Computer Tomography) 사진을 이용하기도 하였다.

그러나 이와 같은 방식은 환자에게 많은 불편함을 야기한다. 석고 모형을 만들기 위해서는 일정 시간 이상 동안 반고체 상태의 석고가 들어있는 틀을 입에 문 상태로 기다려야 하는데, 환자가 정확하게 물고 있지 못하거나, 물고 있는 중에 틀이 움직일 경우, 정확한 환자의 치아 모형이 만들어지지 못할 수 있다. 또한, 작업자의 숙련도에 따라 오차가 발생할 수 있으며, 틀을 정확하게 만들었다 하더라도, 기공사에서 틀에 따라 모형을 만드는 과정 중에 오차가 발생할 수도 있다. 특히, 석고틀 등을 여러 명의 환자들이 사용하기 때문에, 소독 등이 충분하게 이루어지지 않을 경우, 위생상 문제가 발생할 수도 있다.

이에 따라, 최근에는 광학기기를 이용하여 환자 구강 내부의 치아 상태를 물리적인 접촉 없이 3차원으로 스캐닝/촬영 하여 정확한 환자 치아의 형상 및 상태를 측정할 수 있는 기술이 활발하게 연구되고 있다.

또한, 임플란트와 같은 치아모형은 일반적으로 티타늄과 같은 금속으로 제조되어, CAD(computer aided design)/CAM(computer aided manufacturing)을 위한 광스캔시 빛이 난반사되지 않고 정반사되어 그 형상이 정확하게 인식되지 않는 문제점이 있다.

중국특허등록번호 제 101394806호(2012.11.07 등록) 대한민국 특허공개번호 10-2014-0039515호 (2014.04.02 공개)

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 치과에서 의사 등이 치과 환자의 구강 내 구조물을 촬영할 때, 환자가 촬영시 움직이더라도 보다 명확하고 정확한 데이터를 얻을 수 있는 치과용 3차원 스캐너 및 스캔 방법에 관한 것이다.

제 1 측면에 따라, 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 이용하여 구강내 구조물을 3차원 촬영하는 3D 구강 스캐닝 방법을 제공하며, 본 방법은, 백색 안료 100중량부, 바인더 수지 14~17중량부 및 바인더 수지를 용해시키는 용매 100~550중량부를 포함하는 제 1 광스캐닝성 향상제 조성물을 브러시에 적신 후 구강내 구조물에 5~10㎛ 두께로 브러싱 하는 제 1 브러싱하는 단계, 제 1 브러싱 단계에서 도포된 제 1 광스캐닝성 향상제 조성물에서 용매를 제거하기 위하여 24 ~ 25 ℃의 상온에서 3분간 제 1 자연건조하는 단계, 백색 안료 100중량부, 바인더 수지 20~30중량부, 바인더 수지를 용해시키는 용매 600~680중량부 및 분산제 0.8~4 중량부를 포함하며, 점도가 80~100cps인 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물을 브러시에 적신 후 구강내 구조물에 10~30㎛두께로 브러싱 하는 제 2 브러싱하는 단계, 제 2 브러싱 단계에서 도포된 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물에서 용매를 제거하기 위하여 24 ~ 25 ℃의 상온에서 5분간 제 2 자연건조하는 단계, 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물이 도포된 구강내 구조물에 미리 설정된 출력 위치 및 출력 각도에 따라 측정광을 조사하는 단계, 측정광이 조사된 구강내 구조물을 서로 다른 복수개의 시점 각각에서 촬영하여 복수개의 영상 데이터를 획득하는 단계, 복수개의 영상 데이터 간의 픽셀 강도(intensity) 값의 변화량에 근거하여 변화 정도를 복수개의 단계로 정량화(quantification)하는 정량화 단계, 정량화된 복수개의 단계를 서로 다른 색상, 서로 다른 모양, 및 서로 다른 선 중 적어도 하나를 이용하여 구별하여 표시한 구강내 구조물의 3D 진단 영상을 생성하는 단계, 구강내 구조물의 3D 진단 영상의 품질의 이질성을 보정하기 위하여 반복적 재구성이나 영상 도메인에서 영상 필터링을 수행하는 필터링 단계 및 필터링된 구강내 구조물의 3D 진단 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함할 수 있다.

일 개시에 의하여, 스캐너의 이동에 따른 흔들림에서 야기되는 데이터의 오차를 데이터 보정을 통해 정확한 값을 얻을 수 있다.

일 개시에 의하여, 3D 구강 스캐너의 핵심 부품인 무구동 광학계를 정확하고 빠르게 제어할 수 있게 되어, 보다 정확하고 보다 빠르게 구강을 3D 스캐닝할 수 있게 된다.

본 발명의 일 구현예에 따른 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물은 치아, 잇몸 또는 치아모형의 표면에 균일한 두께의 도막을 반복적으로 재현성이 있게 형성함으로써, 정확하고 재현성이 있는 광스캔 데이터를 얻는 것을 가능하게 한다. 또한, 상기 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물은 구강내 구조물에 직접 적용이 가능하며 인체에 무해한 이점을 갖는다. 또한, 상기 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물은 금속 구조물뿐만 아니라 유리 또는 석고와 같은 비금속 구조물에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 구강내 구조물의 광스캐닝성 향상 방법은 종래의 페이스트를 이용한 도포법이나 고온 소결에 의한 티타늄 분말의 융착법에 비해 공정이 단순하고 처리비용이 낮은 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 구강 스캐너의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 저해상도 모드 동작을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 치아볼륨 모델을 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 투명 아크릴판에 나란히 도포하여 형성한 도막을 나타내는 사진이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.

일 개시에 의하여 환자의 구강을 본떠 제작한 석고모형 또는 환자의 구강을 본뜬 음각모형을 이용하여 CT(computed tomography, 컴퓨터 단층 촬영) 또는 MRI(magnetic resonance imaging, 자기공명영상) 촬영 등 다양한 방법으로 구강 단층 이미지 데이터(DICOM series)를 획득할 수 있다.

이때, 환자의 구강을 본떠 제작한 석고모형 또는 환자의 구강을 본뜬 음각모형을 기반으로 CT 촬영을 하는 이유는 3D 스캐너(3D scanner) 또는 구강내 3D 스캐너(Intra-Oral 3D Scanner) 등의 추가 장비와 추가 비용 없이 단일 장비로 3D 구강표면 모델(3D Stone Model)을 간접적으로 획득하기 위함이다. 또한, 기존 X선을 이용한 치아모델 생성방법의 문제 중 하나인 낮은 해상도를 갖는 데이터는 인체에 X선을 사용한다는 전제를 바탕으로 하는데, 석고모형은 강한 X선 사용이 허용되는 물체이므로 CT를 이용한 높은 해상도의 이미지를 얻어낼 수 있어 이를 기반으로 빠른 시간 내에 정확한 경계구분 작업(segmetation)이 가능하기 때문에 CT를 기반으로 하는 데에 문제가 되지 않는다.

반면, 기존의 X선을 이용한 치아모델 생성 방법의 낮은 해상도 문제를 해결하기 위한 방법 중 MRI를 사용한 이미지 촬영의 경우, 인체를 직접 촬영한 경우에도 높은 해상도로 신체 구조를 자세히 살필 수 있다는 장점이 있으나, 이미지를 얻기 위해서 오랜 시간이 걸리고 치아 부위에 금속이 존재(예컨대, 임플란트 등으로 나사가 잇몸에 심겨 있는 경우나 턱뼈 수술 등으로 인하여 철심 등으로 고정된 경우 등)한다면, 이로 인해 촬영 부위의 일부를 가릴 수 있다는 문제점이 있기 때문에 환자의 구강을 본떠 제작한 석고모형 또는 본뜬 음각모형을 촬영하는 간접촬영 방법을 사용한다.

여기서, 석고모형 또는 음각모형에 CT, MRI 촬영 등으로 획득된 구강 단층 이미지 데이터(DICOM series)를 영역화 및 재구성하는 과정(segmentation and reconstruction)을 통해 3D 구강표면 모델(3D Stone Model, 3D 구강표면 CAD 모델)을 획득한다.

이때, 영역화(segmentation)는 경계선을 형성하여 원하는 영역을 선택하는 작업을 의미하는데, 일 예로 구강 단층 이미지 데이터(DICOM series)는 이미지를 층층으로 쌓은 것에 불과하여 경계 구분이 없으므로, 예컨대 석고모형 표면과 공기층이 맞닿는 매질이 변하는 부분 등에 경계를 부가하여 구분이 용이하도록 하는 작업을 수행하며, 그러한 작업이 영역화(segmentation)에 해당한다. 즉, 치아의 크라운 부분, 잇몸, 치아 뿌리 등 CT, MRI 영상으로부터 획득한 영상 중 사용자가 데이터로서 사용할 부분을 구분하는 것을 의미한다. 이후, 영역화(segmentation)된 정보를 기반으로 3D 구강 영상에 마칭큐브 알고리즘(Marching cube algorism) 등의 기법을 이용하여 재구성(reconstruction)함으로써, 3D 구강표면 모델(3D Stone Model)을 생성한다.

이러한 과정을 통하여 획득된 3D 구강표면 모델(3D Stone Model)은 점, 선 및 면으로 구성되며 방향성을 가지는 3D CAD 모델로서, 새로운 모델을 제작하거나 시뮬레이션을 수행하는 것과 같은 CAD 모델 기반의 응용 프로세스가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 구강 스캐너의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈식 모듈을 갖는 치과용 3차원 스캐너 중 몸체 하우징(100)과 유선 연결 하우징(200)의 결합 방식을 설명하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈식 모듈을 갖는 치과용 3차원 스캐너 중 몸체 하우징(100)과 무선 연결 하우징(300)의 결합 방식을 설명하는 도면으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 착탈식 모듈을 갖는 치과용 3차원 스캐너는, 몸체 하우징(100), 광원부(110), 촬상부(120), 제어부(130), 저장부(140), 제1 연결부(150), 반사판(160), 투과창(170), 방수용 실링(180), 유선 연결 하우징(200), 제1 데이터 압축부(210), 유선 연결부(220), 제2 연결부(230), 무선 연결 하우징(300), 제2 데이터 압축부(310), 무선 연결부(320), 전원 장착부(330) 및 제3 연결부(340)를 포함할 수 있다.

몸체 하우징(100)은, 치과 의사 등이 파지 가능한 크기의 구조로, 도 1에 도시된 바와 같은 구성요소를 내부에 장착하는 장축을 갖는 봉 형의 구조를 기본으로 파지의 편의를 위하여 권총형의 손잡이를 더 구비할 수도 있다. 또한, 유선 연결 하우징(200) 또는 도 2에 도시된 바와 같이 무선 연결 하우징(300)이 권총형 손잡이 형태인 경우에는 몸체 하우징(100)에 따로 권총형 손잡이를 설치할 필요가 없게 된다. 이때, 몸체 하우징(100)에는, 측정광 및 반사광을 투과시키기 위한 투과창(170)이 일단에 형성된다. 몸체 하우징(100)은, 내부 공간에 광원부(110), 촬상부(120), 제어부(130), 저장부(140), 제1 연결부(150), 반사판(160) 등이 배치된다. 또한, 투과창(170) 및 방수용 실링(180)이 몸체 하우징(100)의 일부로 형성되거나 외부에 배치될 수 있다.

광원부(110)는, 치과 환자의 구강 내 구조물의 스캔을 위한 측정광을 생성한다. 이 때, 광원부(110)는, 제어부(130)의 제어에 따라, 즉, 제어부(130)에 설정된 출력 위치 및 출력 각도에 따라 측정광을 조사하게 된다. 한편, 제어부(130)는, 제어된 측정광에 대한 출력 위치 정보 및 출력 각도 정보를 저장하고, 저장된 출력 위치 정보 및 출력 각도 정보를 참조하여 촬상부(120)의 감지 결과를 처리하게 된다. 한편, 광원부(110)의 배치 구조는 구강 스캐너의 형태에 따라 변경될 수 있으며, 광 출력 소자는 소형화에 유리한 레이저 다이오드 및 LED(Light Emitting Diode)인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 광원부(110)는, 측정광으로 소정의 패턴을 갖는 광을 생성할 수도 있다.

한편, 촬상부(120)는, 광원부(110)에서 생성된 측정광이 구강 내 구조물에 반사된 반사광을 감지하고, 감지결과를 제어부(130)로 출력한다. 여기서, 촬상부(120)의 광센서는, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor), CCD(Charged Coupled Device) 또는 PSD(Position Sensitive Device) 등의 수광 소자일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

또한, 제어부(130)는, 촬상부(120)로부터 입력받은 감지결과를 샘플링하여 3차원 데이터를 획득하기 위한 영상 데이터를 생성하고, 생성된 영상 데이터를 저장부(140)로 출력하며, 저장부(140)에 저장된 영상 데이터가 제1 연결부(150)를 통하여 출력되도록 제어하는 역할을 한다.

제어부(130)는, 백색 안료 100중량부, 바인더 수지 14~17중량부 및 바인더 수지를 용해시키는 용매 100~550중량부를 포함하는 제 1 광스캐닝성 향상제 조성물을 브러시에 적신 후 구강내 구조물에 5~10㎛ 두께로 브러싱 하는 제 1 브러싱하고, 제 1 브러싱에서 도포된 제 1 광스캐닝성 향상제 조성물에서 용매를 제거하기 위하여 24 ~ 25 ℃의 상온에서 3분간 제 1 자연건조하고, 백색 안료 100중량부, 바인더 수지 20~30중량부, 바인더 수지를 용해시키는 용매 600~680중량부 및 분산제 0.8~4 중량부를 포함하며, 점도가 80~100cps인 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물을 브러시에 적신 후 구강내 구조물에 10~30㎛두께로 브러싱 하는 제 2 브러싱하고, 제 2 브러싱에서 도포된 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물에서 용매를 제거하기 위하여 24 ~ 25 ℃의 상온에서 5분간 제 2 자연건조하고, 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물이 도포된 구강내 구조물에 미리 설정된 출력 위치 및 출력 각도에 따라 측정광을 조사하고, 측정광이 조사된 구강내 구조물을 서로 다른 복수개의 시점 각각에서 촬영하여 복수개의 영상 데이터를 획득하고, 복수개의 영상 데이터 간의 픽셀 강도(intensity) 값의 변화량에 근거하여 변화 정도를 복수개의 단계로 정량화(quantification)하는 정량화하고, 정량화된 복수개의 단계를 서로 다른 색상, 서로 다른 모양, 및 서로 다른 선 중 적어도 하나를 이용하여 구별하여 표시한 구강내 구조물의 3D 진단 영상을 생성하고, 구강내 구조물의 3D 진단 영상의 품질의 이질성을 보정하기 위하여 반복적 재구성이나 영상 도메인에서 영상 필터링을 수행하고, 필터링된 구강내 구조물의 3D 진단 영상을 디스플레이 하도록 제어할 수 있다.

여기서, 복수개의 단계는 구강내 구조물의 전술한 변화 없음, 뼈 생성 및 뼈 소멸로 구별될 수 있다. 제어부는 신호 강도 값의 차이에 근거하여, 뼈에 변화가 없는지, 뼈가 생성되었는지, 또는 뼈가 소멸되었는지를 알 수 있다.

제어부(130)는 복수개의 시점 각각에 대응되는 타깃 추출 영상을 영상 정합하여, 복수개의 시점 각각에 대응되는 복수개의 타깃 정합 영상을 획득한다. 여기서, 영상 정합(image registration)은 복수개의 영상을 서로 맞춰주는 것이다. 구체적으로, 영상 적합은 복수개의 영상들이 모두 동일한 좌표계로 표시되도록 할 수 있다.

이때, 몸체 하우징(100)의 프로브 내부에는 광학부(도시되지 않음)가 배치되어, 광원부(110)에서 조사된 측정광을 광학적으로 처리하고, 처리된 측정광을 반사판(160)으로 제공하며, 반사판(160)으로부터 입력된 반사광을 광학적으로 처리하고, 처리된 반사광을 촬상부(120)로 제공한다. 여기서, 광학부는, 삼각 측량 방식 또는 스테레오 방식을 채택하는 경우에 있어서, 광원부(110)에서 조사된 측정광을 처리하여 구조광 패턴을 생성할 수 있으며, 이를 위하여 필터를 포함할 수 있다. 여기서, 구조광 패턴을 형성하기 위하여, 광원부(110)가 구조광 패턴 형식의 측정광을 조사하는 방법을 이용할 수도 있다. 또한, 광학부는, 핀홀 부재(도시되지 않음)를 포함할 수 있는데, 핀홀부재는, 공초점(Confocal) 방식을 제공하기 위한 구성요소로서, 이에 의하면, 광학부 내부에 장착된 렌즈(도시되지 않음)에서 집속한 반사광이 핀홀부재에 형성된 핀홀에 결상되는데, 이 때 치과 환자 내 구강 내 구조물이 초점 거리에 맞는 위치를 조금만 벗어나게 되어도 핀홀부재에 형성된 핀홀을 투과한 광의 세기가 급격하게 감소하게 된다. 따라서, 촬상부(120)는 핀홀부재를 투과한 광의 세기를 감지하여 위치별 치과 환자 내 구강 내 구조물의 높이 정보를 획득할 수 있다. 아울러, 광학부는, 공초점 방식을 제공하기 위하여 내부에 장착된 렌즈의 초점 거리를 조정할 수 있어야 하며, 광학부가 그 내부에 액체렌즈(도시되지 않음)를 포함한 경우, 제어부(130)가 액체렌즈에 인가하는 전압의 세기 또는 인가 시간을 제어하여 액체렌즈의 초점거리, 즉, 굴절률을 조정하는 방식을 사용할 수 있고, 광학부가 그 내부에 반사광에 평행한 방향으로 이동 가능한 렌즈(도시되지 않음)를 포함한 경우, 제어부(130)가 모터(도시되지 않음) 등을 사용하여 렌즈를 반사광에 평행한 방향으로 이동시켜 초점 거리를 조정하는 방식을 사용할 수 있다.

또한, 저장부(140)는, 제어부(130)에서 생성된 영상 데이터를 입력받아 저장하고, 제어부(130)의 제어에 따라 저장된 영상 데이터를 제어부(130) 또는 제1 연결부(150)로 출력한다.

한편, 제1 연결부(150)는, 제어부(130)로부터 입력받은 영상 데이터를 제2 연결부(230) 또는 제3 연결부(340)로 출력한다. 여기서, 제1 연결부(150)는, 제2 연결부(230) 또는 제3 연결부(340)와 대응하는 데이터 취출 및 전원 공급을 위한 커넥터(Connector)로, 전기적 신호의 전달이 가능하고, 설치 공간에 적합한 모든 형태의 커넥터가 설치될 수 있다.

또한, 반사판(160)은, 몸체 하우징(100) 내부 일단에 소정의 경사를 가지고 설치되어, 광원부(110)로부터 발생된 측정광을 구강 내 구조물의 방향으로 반사시키고, 구강 내 구조물로부터 반사된 반사광을 촬상부(120) 방향으로 반사시키게 된다.

한편, 방수용 실링(180)은, 방수성 재료로 구성되어, 몸체 하우징(100)에 형성된 오목 구조 내에 설치되어 외부 습기가 몸체 하우징(100) 또는 유선 연결 하우징(200) 및 무선 연결 하우징(300) 내부로 침투하지 않도록 하는 역할을 한다. 즉, 사용자가 본 발명의 장치로 환자의 구강 내 구조물을 측정하는 중에 본 발명의 장치가 습기에 노출될 수 있는 바, 이때 습기가 내부로 침투되는 것을 방지하기 위하여 방수용 실링(180)을 몸체 하우징(100)의 형성된 오목 구조 내 또는 습기 침투를 방지할 수 있는 몸체 하우징(100) 상의 적소에 구비할 수 있다. 또한, 방수용 실링(180)은, 습기 침투를 방지할 수 있는 한 유선 연결 하우징(200) 및 무선 연결 하우징(300) 상의 적소에 구비될 수도 있다.

유선 연결 하우징(200)은, 유선 송수신부의 역할을 하는 제1 데이터 압축부(210) 및 유선 연결부(220)와 제2 연결부(230)가 내부 공간에 배치되고, 몸체 하우징(100)에 결합 및 분리될 수 있다. 이때, 유선 연결 하우징(200)은, 도 1에 도시된 바와 같이 몸체 하우징(100)에 형성된 오목 구조에 대응하는 볼록 구조가 끼움 방식으로 압입되어 결합될 수 있으나, 제1 연결부(150)와 제2 연결부(230) 간에 전기적 신호가 송수신될 수 있도록 연결될 수 있는 한 어떤 결합 및 고정 구조도 채용 가능하다. 상술한 결합 및 고정 구조는, 사용자가 본 발명의 장치로 환자의 구강 내 구조물을 측정하는 중에 습기가 장치 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 결합 시 접촉 면적이 일정 크기 이상이 되는 것이 바람직하다.

제1 데이터 압축부(210)는, 제1 연결부(150)와 제2 연결부(230)를 통하여 제어부(130)로부터의 영상 데이터를 입력받아 압축하고, 압축된 영상 데이터를 유선 연결부(220)로 출력한다. 즉, 제1 데이터 압축부(210)는, 제2 연결부(230)에 연결되어 제어부(130)로부터 입력되는 영상 데이터를 실시간으로 압축처리할 수 있다. 한편, 유선 연결부(220)는 무선 연결부(320)와 비교하여 데이터 스트림 양에 제약을 적게 받으므로, 제1 데이터 압축부(210)가 유선 연결 하우징(200) 내에서 생략될 수도 있다.

또한, 유선 연결부(220)는, 제1 데이터 압축부(210)로부터 입력된 압축 영상 데이터를 유선 데이터 케이블(222)을 통하여 영상 데이터를 표시할 수 있는 PC 등 외부 기기에 전송한다. 이때, 유선 연결부(220)는, 전원 케이블(221)을 통하여 구동 전원을 공급 받아 몸체 하우징(100) 및 유선 연결 하우징(200) 내 구성요소들이 작동되도록 하는 역할도 아울러 수행한다.

한편, 제2 연결부(230)는, 제1 연결부(150)로부터 입력받은 영상 데이터를 제1 데이터 압축부(210)로 출력한다. 여기서, 제2 연결부(230)는, 제1 연결부(150)와 대응하는 데이터 취출 및 전원 공급을 위한 커넥터로, 전기적 신호의 전달이 가능하고, 설치 공간에 적합한 모든 형태의 커넥터가 설치될 수 있다.

또한, 무선 연결 하우징(300)은, 무선 송수신부의 역할을 하는 제2 데이터 압축부(310) 및 무선 연결부(320)와 전원 장착부(330) 및 제3 연결부(340)가 내부 공간에 배치되고, 몸체 하우징(100)에 결합 및 분리될 수 있다. 이때, 무선 연결 하우징(300)은, 도 2에 도시된 바와 같이 몸체 하우징(100)에 형성된 오목 구조에 대응하는 볼록 구조가 끼움 방식으로 압입되어 결합될 수 있으나, 제1 연결부(150)와 제3 연결부(340) 간에 전기적 신호가 송수신될 수 있도록 연결될 수 있는 한 어떤 결합 및 고정 구조도 채용 가능하다.

한편, 제2 데이터 압축부(310)는, 제1 연결부(150)와 제3 연결부(340)를 통하여 제어부(130)로부터의 영상 데이터를 입력받아 압축하고, 압축된 영상 데이터를 무선 연결부(320)로 출력한다.

또한, 무선 연결부(320)는, 제2 데이터 압축부(310)로부터 입력된 압축된 영상 데이터를 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 및 와이파이(Wi-Fi) 방식 무선 방식으로 영상 데이터를 표시할 수 있는 PC 등 외부 기기에 전송한다. 즉, 제2 데이터 압축부(310)는, 제3 연결부(340)에 연결되어 제어부(130)로부터 입력되는 영상 데이터를 실시간으로 압축처리할 수 있다. 즉, 무선 연결부(320)는 유선 연결부(220)와 비교하여 전송 가능한 데이터 스트림 양에 제약을 많이 받는 바, 데이터를 압축하여 전송하는 것이 바람직하다. 여기서, 무선 연결부(320)는, 안테나(도시되지 않음)를 구비하는데, 이와 같은 안테나는 사용자가 무선 연결 하우징(300)을 잡을 때 손으로 가려지지 않는 부분, 예를 들면, 도 2와 도시된 바와 같은 구조의 경우에는 제3 연결부(340)의 후방에 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 전원 장착부(330)는, 내부에 배터리(331)가 장착되어 몸체 하우징(100) 및 무선 연결 하우징(300) 내 구성요소들이 작동되도록 하는 구동 전원을 공급하는 역할을 수행한다. 이때, 치과용 3차원 스캐너는 고용량의 배터리를 요구하는 장치이므로, 리튬 이온 배터리 등 충전 가능한 배터리일 수 있으며, 이를 위하여 무선 연결 하우징(300)에 충전용 단자(도시되지 않음)을 구비할 수 있다. 또한, 배터리(331)의 무게에 의한 사용자의 피로감을 줄이기 위하여, 전원 장착부(330)는 무선 연결 하우징(300) 내 손으로 잡히는 손잡이 부분 내에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 제3 연결부(340)는, 제1 연결부(150)로부터 입력받은 영상 데이터를 제2 데이터 압축부(310)로 출력한다. 여기서, 제3 연결부(340)는, 제1 연결부(150)와 대응하는 데이터 취출 및 전원 공급을 위한 커넥터로, 전기적 신호의 전달이 가능하고, 설치 공간에 적합한 모든 형태의 커넥터가 설치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 저해상도 모드 동작을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 저해상도 모드 동작을 나타낸 도면으로, 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 저해상도 모드 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어부(130)는, 모드 선택부(100)로부터 저해상도 모드 선택 신호를 입력받음에 따라 샘플링 신호를 생성하고, 생성된 샘플링 신호를 촬상부(300) 내 스캐닝 회로(410)로 출력한다.

이후에, 스캐닝 회로(410)는, 제어부(130)로부터 입력된 샘플링 신호를 복호화한다. 즉, 스캐닝 회로(410)는, 샘플링 신호를 복호화하여 '0' 또는 '1' 상태의 논리 연산용 신호를 생성하게 된다.

다음에, 스캐닝 회로(410)는, 픽셀 어레이(420)의 감지 결과를 출력하는 단자의 신호 경로에 배치된 논리 회로에서 위의 논리 연산용 신호 값과 감지 결과 값을 논리 연산함으로써 픽셀 어레이(420) 내 선택된 픽셀(421)의 값만을 샘플링하여 제어부(130)로 출력할 수 있다. 예를 들면, 스캐닝 회로(410)는, 픽셀 어레이(420)의 감지 결과를 출력하는 단자의 제어부(130)로의 출력경로에 감지 결과 값 및 논리 연산용 신호를 AND 연산하는 논리 연산 회로를 배치하고, '1' 상태의 논리 연산용 신호가 논리 연산 회로의 입력 값으로 공급되도록 함으로써 해당하는 픽셀(421)이 샘플링되도록 구현할 수 있으며, '0' 상태의 논리 연산용 신호가 논리 연산 회로의 입력 값으로 공급되도록 함으로써 해당하는 픽셀의 출력 값이 샘플링되지 않도록 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

여기서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 저해상도 모드의 일례로 4개의 픽셀당 하나를 샘플링함으로써 해상도를 4분의 1로 줄이는 동작을 들고 있으나, 가로 해상도 또는 세로 해상도를 가변적으로 줄이도록 픽셀을 샘플링할 수 있으며, 이 경우 스캐닝 회로(410)에 입력되는 논리 연산용 신호의 자릿수를 증가시키고 스캐닝 회로(410) 내 논리 연산 회로를 추가 장착함으로써 구현 가능하다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 도 3은 고해상도 모드 시 샘플링이 수행되는 영역을 나타내고, 도 4는 저해상도 모드 시 샘플링이 수행되는 영역(도 4의 격자 내 동그라미 표시 부분)을 나타내며, 치과 환자의 전체 치아를 대상으로 치료 계획을 수립하는 경우에 저해상도 모드를 이용하여 해상도를 4분의 1로 줄이더라도 측정 영역의 크기는 변함이 없음을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 치아볼륨 모델을 생성하는 과정을 도시한 도면이다.

전술한 과정으로부터 생성된 3D 두부영상(3D Head Image)에 관심 영역만을 선택하는 과정(50)(VOI, Volume of Interest)과 3D 이미지 마스킹(3D Image masking) 과정을 거쳐 치아 개개별 3D 치아볼륨 모델(40, 3D Tooth Volume Model)을 획득한다. 여기서 3D 이미지 마스킹 과정이란, 상기 3D 치아볼륨 모델(3D Tooth Volume Model)을 구성하는 임의의 축을 기준으로 컨투어 드로잉(contour drawing, 윤곽선 그리기)을 수행하는 것과 같은 수동방식 또는 명령어 입력에 의하여 윤곽을 생성하는 등의 자동방식으로 윤곽선을 생성한 후, 상기 생성된 윤곽 외부의 부분을 삭제 또는 초기화하여 선택부분과 그 외의 부분과의 구분을 명확히 표현하는 것을 의미한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 투명 아크릴판에 나란히 도포하여 형성한 도막을 나타내는 사진이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 광스캐닝성 향상제 조성물은 백색 안료 100중량부, 바인더 수지 12~30중량부, 및 상기 바인더 수지를 용해시키는 용매 50~700중량부를 포함한다.

상기 바인더 수지의 함량이 상기 백색 안료 100중량부에 대하여 12중량부 미만이면, 상기 광스캐닝성 향상제 조성물로부터 형성된 도막이 수분(예를 들어, 타액)에 녹아 물품의 광스캐닝성이 저하될 뿐만 아니라 광스캐닝후에도 상기 도막이 물품으로부터 분리되기 어렵다. 한편, 상기 바인더 수지의 함량이 상기 백색 안료 100중량부에 대하여 30중량부를 초과하면, 상기 광스캐닝성 향상제 조성물로부터 형성된 도막은 위치별로 불균일한 두께를 갖게 되어 물품의 광스캐닝성이 떨어진다.

상기 용매의 함량이 상기 백색 안료 100중량부에 대하여 50중량부 미만이면, 상기 백색 안료의 함량 비율이 과도해져서 상기 백색 안료의 균일한 도포가 어려워지고, 700중량부를 초과하면 도막 형성시 상기 백색 안료의 은폐력이 떨어진다.

상기 백색 안료는 물품의 광스캔시 난반사를 유도하고 상기 물품이 백색(즉, 치아 색상과 유사한 색상)을 띠게 하는 역할을 수행한다.

상기 백색 안료는 50~400nm(예를 들어, 100~300nm)의 평균입경을 갖는 것일 수 있다. 상기 백색 안료의 평균입경이 상기 범위(50~400nm)이내이면, 은폐력이 높아서 형태 인식에 유리할 뿐만 아니라 우수한 난반사 효과를 얻을 수 있다.

상기 백색 안료는 이산화티탄(TiO₂), 산화아연, 황화아연, 리토폰(lithopone), 연백(lead white) 및 산화안티몬으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 바인더 수지는 천연수지, 합성수지, 고무 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 바인더 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 바인더 수지는 PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)); 로진(rosin); 쉘락(shellac); 염화비닐 수지; 아세트산비닐 수지; 염화비닐/아세트산비닐 공중합체(예를 들어, UCAR™ VYHH); 염화비닐/아세트산비닐/비닐 알코올 공중합체(예를 들어, UCAR™ VAGH); 알키드 수지(alkyd resin); 폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리히드록시부티레이트, 폴리(3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시발레레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 벡트란(vectran)과 같은 폴리에스테르계 수지; 스판덱스(spandex)와 같은 폴리우레탄계 수지; 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 레조르시놀형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지 및 크레졸 노볼락형 에폭시 수지와 같은 에폭시계 수지; 및 폴리메틸아크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 용매는 상기 바인더 수지를 용해시키는 역할 외에, 상기 광스캐닝성 향상제 조성물을 물품에 도포할 경우 상기 조성물의 퍼짐성(spreadability)을 향상시켜 상기 조성물이 상기 물품에 균일한 두께로 도포되게 하는 역할을 수행한다.

상기 용매는 휘발성 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 용매는 상기 광스캐닝성 향상제 조성물이 도포된 물품으로부터 빠른 시간내에 자연 증발될 수 있다. 즉, 상기 물품에 도포된 상기 광스캐닝성 향상제 조성물은 상기 용매가 급속히 증발되어 빠른 시간내에 자연 건조될 수 있다.

상기 용매는 물 및 알코올류 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 용매는 에탄올을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 물보다 휘발성이 높은 임의의 유기 용매 및/또는 무기 용매를 포함할 수 있다.

상기 광스캐닝성 향상제 조성물은 3~120cps(centipoise)의 점도를 가질 수 있다. 상기 광스캐닝성 향상제 조성물의 점도가 상기 범위이내이면, 균일하면서도 적당한 두께를 갖는 도막을 형성할 수 있다. 본 명세서에서, 「점도」는 Brookfield사의 DV-Ⅲ Rheometer RPM(shear rate: 25/s)을 사용하여 상온(25℃)에서 측정된 점도를 의미한다.

상기 광스캐닝성 향상제 조성물은 상기 백색 안료 100중량부에 대하여 분산제 0.5~10중량부를 더 포함할 수 있다.

상기 분산제의 함량이 상기 범위이내이면, 제조비용의 큰 증가 없이 상기 백색 안료의 응집이 방지될 수 있을 뿐만 아니라 우수한 난반사 효과를 갖는 도막을 형성할 수 있다.

상기 분산제는 상기 광스캐닝성 향상제 조성물을 물품에 도포하여 형성한 도막에서 상기 백색 안료의 입자간 조밀도를 높이고 상기 도막과 상기 물품간의 밀착력(즉, 접착력)을 증가시키는 역할을 수행한다.

상기 분산제는 계면활성제일 수 있다. 구체적으로, 상기 분산제는 비이온성 계면활성제(예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 소듐 라우릴 설페이트); 양이온성 계면활성제(예를 들어, C₁₂-C₁₆알킬 벤젠 디메틸 암모늄 클로라이드, C₈-C₁₈알킬 트리메틸 암모늄 클로라이드 또는 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드); 음이온성 계면활성제(예를 들어, 소듐 도데실 설페이트 또는 소듐 도데실벤젠 술포네이트); 양쪽 이온성 계면활성제(예를 들어, 아미노산형 계면활성제, 미리스틸베타인(miristyl betaine)형 계면활성제, 글리신형 계면활성제, 알라닌형 계면활성제, 설포베타인(sulfobetaine)형 계면활성제, 레시틴 또는 타우린); 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

상기 백색 안료, 상기 바인더 수지, 상기 용매 및 상기 분산제 중 적어도 하나는 미국 식품 의약국(FDA)의 승인을 받은 것일 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 구현예에 따른 광스캐닝성 향상제 조성물은 액상 물질에 이산화티탄이 분산되어 있는 현탁액(이는 「액상의 광스캐닝성 향상제 조성물」로도 지칭됨)일 수 있다. 상기 액상 물질은 상기 용매, 상기 용매에 용해된 바인더 수지, 및 선택적으로 상기 용매에 용해된 분산제를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 물품의 광스캐닝성 향상 방법을 상세히 설명한다.

상기 방법은 상기 광스캐닝성 향상제 조성물을 물품에 도포하는 단계(이하, 간단히 「도포단계」라고 함)를 포함한다.

상기 도포단계는 브러시를 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 도포단계는 상기 브러시를 상기 조성물로 적신후 상기 젖은 브러시로 상기 물품에 브러싱함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 브러싱은 1회 수행될 수 있다.

상기 방법은, 물품에 직접 적용 가능할 뿐만 아니라, 종래의 도포 기구에 의한 페이스트 도포법이나 고온 소결에 의한 티타늄 분말의 융착법에 비해, 공정이 단순하고 장치비용 및 처리비용이 절감될 수 있으며, 복수개의 물품에 대하여 균일한 두께의 도막을 재현성이 있게 얻을 수 있다. 이와 같이 복수개의 물품에 대하여 균일한 두께의 도막을 재현성이 있게 얻을 수 있으면, 정확한 광스캔 데이터를 재현성이 있게 얻을 수 있다.

상기 방법은 상기 광스캐닝성 향상제 조성물이 도포된 상기 물품으로부터 상기 용매를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 용매의 제거는 자연 건조에 의할 수 있다.

상기 물품은 금속 또는 비금속일 수 있다.

상기 금속은 이에 한정되는 것은 아니지만 티타늄, 철, 주석, 아연, 구리 또는 이들의 합금일 수 있다.

상기 비금속은 이에 한정되는 것은 아니지만 유리, 석고, 왁스, 플라스틱, 구강내 치아나 잇몸, 구강내 임플란트 지대주 또는 핸드폰 케이스일 수 있다.

상기 물품은 치아모형일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 물품은 광스캔이 가능한 임의의 물품일 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1~4 및 비교예 1~3: 광스캐닝성 향상제 조성물의 제조

이산화티탄 현탁액(이산화티탄의 평균입경: 300nm), 에탄올 및 액상 바인더 수지(KCC Paint, SUMIX ACV00567)를 하기 표 1에 나타낸 비율로 혼합하여 광스캐닝성 향상제 조성물을 얻었다. 상기 이산화티탄 현탁액은 탈이온수 및 이에 분산된 70중량%의 이산화티탄을 포함한다. 또한, 상기 액상 바인더 수지는 에탄올에 용해된 8중량%의 FDA 승인 아크릴계 수지(우신피그먼트사 제품)를 포함한다.

	함량(중량부)
	이산화티탄 현탁액 중 이산화티탄	에탄올	액상 바인더 수지 중 바인더 수지
실시예 1	100	91.8	12.0
실시예 2	100	75.1	13.4
실시예 3	100	58.3	16.8
실시예 4	100	48.7	30.0
비교예 1	100	108.5	6.7
비교예 2	100	108.5	10.0
비교예 3	100	108.5	35.0

평가예 1: 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물의 점도 평가

상기 실시예 1~4 및 비교예 1~3에서 제조된 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물의 점도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 점도 측정장치로는 Brookfield사의 DV-Ⅲ Rheometer를 사용하였으며, 측정온도는 상온(약 25℃)이었다.

평가예 2: 도막 두께의 균일성 평가

상기 실시예 1~4 및 비교예 1~3에서 제조된 각각의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물로 7개의 브러시를 각각 적신 후, 상기 각 브러쉬로 투명 아크릴판의 나란한 위치에 1회씩 브러싱하여 7개의 도막을 형성하였다. 이후, 상기 각 도막을 약 60초 동안 자연 건조시켰다. 결과로서, 7개의 도막이 형성된 투명 아크릴판을 얻었다. 이후, 상기 투명 아크릴판의 사진을 촬영하여 도 1에 나타내었다. 도 1에 있어서, 왼쪽부터 오른쪽 방향의 순으로 비교예 1(①), 비교예 2(②), 실시예 1(③), 실시예 2(④), 실시예 3(⑤), 실시예 4(⑥) 및 비교예 3(⑦)의 도막을 각각 나타낸다. 또한 도 1에서, 흰색으로 보이는 부분이 도막이다.

도 1을 참조하면, 실시예 1~4 및 비교예 1~2의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물로부터 형성된 도막들은 각각 균일한 두께를 갖는 것으로 나타났다. 그러나, 비교예 3의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물로부터 형성된 도막은 위치별로 불균일한 두께를 갖는 것으로 나타났다.

평가예 3: 특정 두께의 도막 형성에 대한 재현성 평가

상기 실시예 1~4 및 비교예 1~3에서 제조된 각각의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물로 7개의 브러시를 각각 적신 후, 상기 각 브러쉬로 투명 아크릴판의 나란한 위치에 1회씩 브러싱하여 7개의 도막을 형성하였다. 이후, 상기 각 도막을 약 60초 동안 자연 건조시켰다. 총 10개의 투명 아크릴판에 대하여 상기 과정을 반복하였다. 결과로서, 각각 7개의 도막이 형성된 투명 아크릴판 10개를 얻었다. 이후, 상기 각 투명 아크릴판에 형성된 도막의 두께를 두께측정장치(영국 ELCOMETER사, Elcometer456)를 이용하여 측정한 후, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 구체적으로, 상기 재현성 평가는, 하나의 투명 아크릴판에 대하여 브러시 적심, 브러싱 및 건조 절차를 모두 실시한 후 다른 투명 아크릴판에 대하여 상기 3개의 절차를 다시 실시하는 방식으로 이루어졌다.

	조성물의 점도(cps)	도막의 두께(㎛)
실시예 1	60	0.5~5
실시예 2	90	10~13
실시예 3	110	13~16
실시예 4	140	14~20
비교예 1	36	6~8
비교예 2	75	7~10
비교예 3	160	20~80

상기 표 2를 참조하면, 실시예 1~4 및 비교예 1~2의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 이용하여 각 10회에 걸쳐 상기 각 투명 아크릴판의 표면에 반복적으로 형성한 도막들은 최대 6㎛의 두께 편차를 나타내어, 특정 두께의 도막 형성에 대한 재현성이 우수한 것으로 나타났다. 반면에, 비교예 3의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 이용하여 각 10회에 걸쳐 상기 각 투명 아크릴판의 표면에 반복적으로 형성한 도막들은 최대 60㎛의 두께 편차를 나타내어, 특정 두께의 도막 형성에 대한 재현성이 열악한 것으로 나타났다.

평가예 4: 구강내에서 도막의 형태 유지성 및 분리성 평가

상기 실시예 1~4 및 비교예 1~3에서 제조된 각각의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물로 7개의 브러시를 각각 적신 후, 상기 각 브러쉬로 투명 아크릴판의 나란한 위치에 1회씩 브러싱하여 7개의 도막을 형성하였다. 이후, 상기 각 도막을 약 60초 동안 자연 건조시켰다. 결과로서, 7개의 도막이 형성된 투명 아크릴판을 얻었다. 이후, 타액을 묻힌 손가락으로 상기 각 도막을 문지른 다음, 상기 각 도막이 타액에 녹는 정도를 관찰하여 하기와 같이 3단계로 평가하였다. 이후, 상기 각 도막을 손톱으로 긁어내어 상기 각 도막이 상기 투명 아크릴판으로부터 분리되는 정도를 관찰하여 하기와 같이 3단계로 평가하였다. 상기 관찰 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

<타액에의 용해 저항성> <분리성>

◎: 전혀 녹지 않음 ◎: 매우 잘 분리됨

○: 약간 녹음 ○: 잘 분리됨

×: 잘 녹음 ×: 거의 분리되지 않음

	타액에의 용해 저항성	분리성
실시예 1	○	○
실시예 2	○	○
실시예 3	○	○
실시예 4	◎	◎
비교예 1	×	×
비교예 2	×	×
비교예 3	◎	◎

상기 표 3을 참조하면, 상기 실시예 1~4 및 비교예 3의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 사용하여 제조된 도막은 타액에 잘 용해되지 않을 뿐만 아니라 투명 아크릴판으로부터도 잘 분리되는 것으로 나타났다. 반면에, 상기 비교예 1~2의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 사용하여 제조된 도막은 타액에 잘 용해되어, 투명 아크릴판으로부터 분리되기 어려운 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터, 상기 실시예 1~4 및 비교예 3의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 사용하여 제조된 도막은 상기 비교예 1~2의 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 사용하여 제조된 도막에 비해 구강내에서의 형태 유지성 및 광스캐닝후 분리성이 우수하다는 사실을 확인할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 이용하여 구강내 구조물을 3차원 촬영하는 3D 구강 스캐닝 방법에 있어서,
   백색 안료 100중량부, 바인더 수지 14~17중량부 및 바인더 수지를 용해시키는 용매 100~550중량부를 포함하는 제 1 광스캐닝성 향상제 조성물을 브러시에 적신 후 구강내 구조물에 5~10㎛ 두께로 브러싱 하는 제 1 브러싱 단계;
   상기 제 1 브러싱 단계에서 도포된 제 1 광스캐닝성 향상제 조성물에서 용매를 제거하기 위하여 24 ~ 25 ℃의 상온에서 3분간 제 1 자연건조하는 단계;
   백색 안료 100중량부, 바인더 수지 20~30중량부, 바인더 수지를 용해시키는 용매 600~680중량부 및 분산제 0.8~4 중량부를 포함하며, 점도가 80~100cps인 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물을 브러시에 적신 후 구강내 구조물에 10~30㎛두께로 브러싱 하는 제 2 브러싱 단계;
   상기 제 2 브러싱 단계에서 도포된 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물에서 용매를 제거하기 위하여 24 ~ 25 ℃의 상온에서 5분간 제 2 자연건조하는 단계;
   상기 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물이 도포된 구강내 구조물에 미리 설정된 출력 위치 및 출력 각도에 따라 측정광을 조사하는 단계;
   상기 측정광이 조사된 구강내 구조물을 서로 다른 복수개의 시점 각각에서 촬영하여 복수개의 영상 데이터를 획득하는 단계;
   상기 복수개의 영상 데이터 간의 픽셀 강도(intensity) 값의 변화량에 근거하여 변화 정도를 복수개의 단계로 정량화(quantification)하는 정량화 단계;
   상기 정량화된 복수개의 단계를 서로 다른 색상, 서로 다른 모양, 및 서로 다른 선 중 적어도 하나를 이용하여 구별하여 표시한 구강내 구조물의 3D 진단 영상을 생성하는 단계;
   상기 구강내 구조물의 3D 진단 영상의 품질의 이질성을 보정하기 위하여 반복적 재구성이나 영상 도메인에서 영상 필터링을 수행하는 필터링 단계;및
   상기 필터링된 구강내 구조물의 3D 진단 영상을 디스플레이 하는 단계;를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 정량화 단계는,
   상기 복수개의 단계에 대응되는 상기 복수개의 서로 다른 색상을 설정하기 위한 사용자 입력을 수신하는 단계;및
   사용자 입력에 따라 상기 복수개의 단계를 복수개의 서로 다른 색상으로 변경하여 저장하는 단계;를 포함하는, 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제 1 광스캐닝성 향상제 조성물은,
   상기 구강내 구조물의 형태 인식률을 높이고, 난반사 효과를 얻기 위하여 200nm의 평균 입경을 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물은,
   상기 구강내 구조물에 도포된 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물에 포함된 백색 안료간의 입자간 조밀도를 향상시키고, 상기 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물과 구강내 구조물간의 접착력을 증가시키기 위하여 비이온성 계면활성제(예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 소듐 라우릴 설페이트); 양이온성 계면활성제(예를 들어, C₁₂-C₁₆알킬 벤젠 디메틸 암모늄 클로라이드, C₈-C₁₈알킬 트리메틸 암모늄 클로라이드 또는 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드); 음이온성 계면활성제(예를 들어, 소듐 도데실 설페이트 또는 소듐 도데실벤젠 술포네이트); 양쪽 이온성 계면활성제(예를 들어, 아미노산형 계면활성제, 미리스틸베타인(miristyl betaine)형 계면활성제, 글리신형 계면활성제, 알라닌형 계면활성제, 설포베타인(sulfobetaine)형 계면활성제, 레시틴 또는 타우린); 또는 이들의 조합으로 구성된 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 영상 데이터를 획득하는 단계는,
   상기 측정광이 조사된 구강내 구조물에 반사된 반사광을 감지하는 단계;
   저해상도 모드를 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계;
   상기 저해상도 모드가 선택되는 경우, 상기 반사광의 감지 결과의 픽셀 데이터의 행 방향 또는 열방향으로 둘 이상의 픽셀 마다 한 픽셀을 규칙적으로 샘플링하고, 샘플링된 픽셀의 인접 픽셀의 출력값을 합치는 비닝(Binning)을 수행하여 필터링된 복수개의 영상 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는, 방법.
6. 구강용 광스캐닝성 향상제 조성물을 이용하여 구강내 구조물을 3차원 촬영하는 3D 구강 스캐닝 장치에 있어서,
   측정광을 생성하는 광원부;
   상기 측정광이 상기 구강내 구조물에 반사된 반사광을 감지하는 촬상부;
   상기 구강내 구조물에 광스캐닝성 향상제 조성물을 도포하는 브러싱부;
   상기 구강내 구조물의 측정을 제어하는 제어부; 및
   상기 구강내 구조물의 3D 진단 영상을 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하되,
   상기 제어부는,
   백색 안료 100중량부, 바인더 수지 14~17중량부 및 바인더 수지를 용해시키는 용매 100~550중량부를 포함하는 제 1 광스캐닝성 향상제 조성물을 브러시에 적신 후 구강내 구조물에 5~10㎛ 두께로 제 1 브러싱하고,
   상기 제 1 브러싱에서 도포된 제 1 광스캐닝성 향상제 조성물에서 용매를 제거하기 위하여 24 ~ 25 ℃의 상온에서 3분간 제 1 자연건조하고,
   백색 안료 100중량부, 바인더 수지 20~30중량부, 바인더 수지를 용해시키는 용매 600~680중량부 및 분산제 0.8~4 중량부를 포함하며, 점도가 80~100cps인 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물을 브러시에 적신 후 구강내 구조물에 10~30㎛두께로 제 2 브러싱하고,
   상기 제 2 브러싱에서 도포된 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물에서 용매를 제거하기 위하여 24 ~ 25 ℃의 상온에서 5분간 제 2 자연건조하고,
   상기 제 2 광스캐닝성 향상제 조성물이 도포된 구강내 구조물에 미리 설정된 출력 위치 및 출력 각도에 따라 측정광을 조사하고,
   상기 측정광이 조사된 구강내 구조물을 서로 다른 복수개의 시점 각각에서 촬영하여 복수개의 영상 데이터를 획득하고,
   상기 복수개의 영상 데이터 간의 픽셀 강도(intensity) 값의 변화량에 근거하여 변화 정도를 복수개의 단계로 정량화(quantification)하고,
   상기 정량화된 복수개의 단계를 서로 다른 색상, 서로 다른 모양 및 서로 다른 선 중 적어도 하나를 이용하여 구별하여 표시한 구강내 구조물의 3D 진단 영상을 생성하고,
   상기 구강내 구조물의 3D 진단 영상의 품질의 이질성을 보정하기 위하여 반복적 재구성이나 영상 도메인에서 영상 필터링을 수행하고,
   상기 필터링된 구강내 구조물의 3D 진단 영상을 디스플레이하는, 장치.

Images