KR101848188B1 - 컴퓨터 구현 치아 수복 설계 - Google Patents

Abstract

설명된 방법을 수행하기 위한 치아 수복물과 시스템을 설계하는 컴퓨터 구현 방법이 제공된다. 한 구체예에서, 방법은 하나 이상의 준비 치아를 포함하는 환자의 치열 중에서 적어도 일부의 가상의 3차원 표현을 제공하고, 가상의 3차원 표현 상에서 준비 마진을 확인하고, 가상의 치아 라이브러리의 아치 형태를 가상의 3차원 표현과 일직선상에 배치하고, 그리고 가상의 치아 라이브러리로부터 획득된 치아 설계에 근거하여 초기 수복물 설계를 제안하는 것을 포함한다.

Description

컴퓨터 구현 치아 수복 설계{COMPUTER-IMPLEMENTED DENTAL RESTORATION DESIGN}

관련된 출원에 대한 교차 참조

본 출원은 2013년 8월 26자 제출된 U.S. 가출원 일련 번호 61/869,922, 그리고 2014년 8월 26일자 제출된 U.S. 출원 일련 번호 14/468,946에 우선권을 주장하고, 모든 출원의 내용은 본원에 참조로서 편입된다.

배경

CAD/CAM 치과학 (치과학에서 컴퓨터-보조된 설계 및 컴퓨터-보조된 제조)은 치아관, 베니어, 인레이와 온레이, 고정된 가교, 치아 임플란트 수복물, 그리고 치과교정 장치를 비롯한 다양한 치아 수복물을 제공하기 위해 CAD 또는 CAM 기술을 이용하는 치과학의 분야이다. 비록 CAD/CAM 치과학이 빠르게는 1980년대 중반에 이용되었지만, 초기 노력은 실행가능한 산물을 생산하기 위해 과도한 양의 시간을 필요로 하는, 참신하지만 번거로운 것으로 고려되었다. 이러한 비능률은 치과 의원 내에서 이의 이용을 방해하였고, 그리고 이를 대규모 치과 기공실에 제한하였다. 부가적 기술, 소프트웨어, 그리고 재료가 향상됨에 따라서, 치과 기공실 및 치과 시술에서 CAD/CAM 이용이 증가하였다. 치아 수복 기술에서 진전은 또한, 구내 영상 기술을 비롯한 영상 기술의 이용, 그리고 기계적 또는 전기 단독의 기술과 대조적으로 디지털 또는 컴퓨터-제어된 성분의 통합을 포함한다.

"환자 의자 옆" CAD/CAM 수복은 보철이 전형적으로 동일자에 봉니되거나 또는 결합된다는 점에서, 전통적인 치과학과 상이하다. 전통적인 보철, 예를 들면, 치아관은 치과 기공실 또는 인하우스 치아 랩이 수복물을 생산하는 동안, 1 내지 수주간 임시 치아가 배치된다. 환자는 임시 치아를 제거하고, 그리고 기공실-만들어진 치아관을 시멘트로 접착하거나 또는 제자리에 결합하기 위해 추후 복귀한다. 소프트웨어 및 인하우스 CAD/CAM 시스템에서 진전은 효율을 제공하고, 그리고 기공실 및 치과의사가 일부 경우에, 적게는 1 시간 내에 완성된 인레이를 창출할 수 있게 한다. CAD/CAM 수복물은 또한, 치아의 준비에서 전형적으로 더욱 보존성이다. 결합이 밑에 있는 상아질보다 치아 법랑질 상에서 더욱 효과적이기 때문에, 법랑질 층을 제거하지 않도록 주의가 요구된다.

전형적인 CAD / CAM 치과 시술에서, 준비 치아는 먼저 촬영되고 3차원 디지털 모형으로서 저장되고, 그리고 소프트웨어가 이후, 주변 치아에 비교를 이용하여 수복 모양을 근사하는데 이용된다. 의사는 이후, 3D CAD 소프트웨어를 이용하여 상기 모형을 정밀화한다. 설계 시기가 완결될 때, 정보가 제분 단위에 보내지고, 이것은 하나 또는 그 이상의 기계 도구를 이용하여 재료의 고체 블록으로부터 실제 수복물을 제분한다. 수복물은 수복물뿐만 아니라 치아 그 자체 둘 모두에 결합하는 시멘트 또는 다른 접착제를 이용하여 치아에 결합된다.

치료하는 치과의사는 치아관, 인레이, 온레이 또는 베니어로서 수복되는 치아를 준비한다. 일부 경우에, 치아는 이후, 박층의 반사 방지 조영제로 분말 분무된다. 준비된 치아 및 이의 주변은 이후, 3D 영상 카메라에 의해 영상화되고 컴퓨터에 갱신된다. 대안으로, 직접적으로 주사되거나, 또는 주사되는 모형으로 형성되고, 그리고 이후, 치과의사 또는 치과 기공실에 의해 컴퓨터에 갱신될 수 있는 인상이 획득된다. 소프트웨어를 이용하여, 수복물은 치아를 이의 적절한 형태와 기능으로 수복하도록 설계될 수 있다. 이러한 수복물에서 이러한 데이터는 파일로 보관되고 제분 기계에 보내진다. 수복물은 이후, 고체 세라믹, 유리, 유리-세라믹, 또는 복합 블록으로부터 제분될 수 있다. 제분 시간은 수복의 복잡성 및 제분 단위의 버전에 따라, 적게는 수 분에서 30 분 또는 그 이상까지 변할 수 있다.

상업적으로 가용한 상자 또는 모형 스캐너, 예를 들면, 3Shape에 의해 제공된 스캐너가 치과의사 또는 치과 기공실에 의한 환자의 치열의 모형을 주사하는데 이용될 수 있다. 게다가, FastScan® (IOS Technologies, Inc.), CEREC® (Sirona), E4D (D4D Technologies), True Definition Scanner (3M ESPE), Trios® (3Shape), 그리고 iTero™ (Cadent / Align Technology, Inc.)를 비롯하여, 현재 가용한 여러 구내 영상 기술과 제품이 있다. 이들 구내 스캐너는 치과 의자로부터 환자 구강 상황 이미지 정보의 정확한 획득 및 이의 기공실 또는 환자 의자 옆 제분기로의 전달을 제공한다.

요약

다음은 설명된 방법을 수행하기 위한 치아 수복물과 시스템을 설계하는 컴퓨터 구현 방법을 설명한다.

본원에서 설명된 시스템과 방법의 첫 번째 양상에 따라, 환자에 대한 치아 수복물을 설계하는 컴퓨터 구현 방법이 제공되고, 여기서 상기 방법은 하나 이상의 준비 치아를 포함하는 환자의 치열 중에서 적어도 일부의 가상의 3차원 표현을 제공하고; 가상의 3차원 표현 상에서 준비 마진을 확인하고; 가상의 치아 라이브러리의 아치 형태를 가상의 3차원 표현과 일직선상에 배치하고; 그리고 가상의 치아 라이브러리로부터 획득된 치아 설계에 근거하여 초기 수복물 설계를 제안하는 것을 포함한다. 첫 번째 양상의 일부 실례에서, 치아 수복물을 설계하는 방법은 최종 수복물 설계를 획득하기 위해 초기 수복물 설계를 변형하는 것을 더욱 포함한다. 첫 번째 양상의 또 다른 실례에서, 치아 수복물을 설계하는 방법은 최종 수복물을 제조하기 위해 최종 수복물 설계를 이용하는 것을 더욱 포함한다.

본원에서 설명된 시스템과 방법의 다른 양상에 따라, 컴퓨터가 치아 수복 설계 과정을 이행하도록 유발하는 프로그램을 저장하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체가 제공되고, 여기서 치아 수복 설계 과정은 하나 이상의 준비 치아를 포함하는 환자의 치열 중에서 적어도 일부의 가상의 3차원 표현을 제공하고; 가상의 3차원 표현 상에서 준비 마진을 확인하고; 가상의 치아 라이브러리의 아치 형태를 가상의 3차원 표현과 일직선상에 배치하고; 그리고 가상의 치아 라이브러리로부터 획득된 치아 설계에 근거하여 초기 수복물 설계를 제안하는 것을 포함한다. 첫 번째 양상의 일부 실례에서, 치아 수복물을 설계하는 방법은 최종 수복물 설계를 획득하기 위해 초기 수복물 설계를 변형하는 것을 더욱 포함한다. 첫 번째 양상의 또 다른 실례에서, 치아 수복물을 설계하는 방법은 최종 수복물을 제조하기 위해 최종 수복물 설계를 이용하는 것을 더욱 포함한다.

도면의 간단한 설명
도면 1은 구내 주사 시스템의 구체예의 정면도이다.
도면 2a와 2b는 2-끈 퇴축 기술을 예시하는 준비 치아의 횡단면 측면도이다.
도면 3은 준비 치아 및 이의 주변과 상대편 치아의 가상의 3차원 모형의 시각 표현의 실례이다.
도면 4는 치아 수복 설계 시스템의 구체예의 블록 선도이다.
도면 5a, 5b, 5c, 그리고 5d는 마진 라이닝 과정을 예시하는, 도면 3의 가상의 3차원 모형의 시각 표현의 실례이다.
도면 6a, 6b와 6c는 환자의 치열의 가상의 3차원 모형의 표현 및 오프셋 표면 성분의 구체예의 예시이다.
도면 7a와 7b는 환자의 치열의 가상의 3차원 방식의 표현 및 오프셋 표면 성분의 구체예이다.
도면 8a, 8b와 8c는 가상의 감소 코핑 모형의 표현이다.
도면 9a는 치아 라이브러리의 가상의 3차원 모형의 상면도이다.
도면 9b는 도면 9a의 치아 라이브러리의 치아의 투시도이다.
도면 9c와 9d는 치아 라이브러리를 준비 치아와 주변 치열의 가상의 3차원 모형에서 배치하고 정렬하는 과정 내에 포함된 단계의 시각 표현의 실례이다.
도면 10과 11은 라이브러리 치아를 준비 치아와 주변 치열의 가상의 모형에 정렬하는 과정에서 단계의 실례의 시각 표현이다.
도면 12는 치아 수복물을 설계하기 위한 컴퓨터 구현 자동 과정의 한 구체예의 작업 흐름 다이어그램이다.
도면 13a는 첨두가 확인된 환자의 위턱과 아래턱의 주사된 모형의 표현이다.
도면 13b는 주사된 모형에서 아크 피팅(fitting)을 위한 단계의 실례의 시각 표현이다.
도면 13c, 13d, 13e, 13f와 13g는 환자의 치열의 주사된 모형 및 라이브러리 아치 형태를 배치하고 등록하는 단계의 실례의 시각 표현이다.
도면 14a와 14b는 환자의 치열의 주사된 모형 및 라이브러리 아치 형태를 등록하기 위한 단계의 실례의 시각 표현이다.
도면 15-16은 수복물을 설계하는 과정 내에 포함된 단계의 시각 표현의 실례이다.
도면 17a와 17b는 치아 수복 설계 프로그램이 제공된 Edit Contacts 특질의 시각 표현의 실례이다.
도면 18-19는 치아 수복 설계 프로그램에 의해 설계되는 수복물의 시각 표현의 실례이다.
도면 20은 치아 수복물을 가공하는데 적합한 수복 제조 제분기의 투시도이다.
상기 확인된 도면이 현재 개시된 구체예를 진술하긴 하지만, 상세한 설명에서 알려진 바와 같이, 다른 구체예 역시 예기된다. 본 발명은 제한이 아닌 대표로서 예시적인 구체예를 제공한다. 다양한 다른 변형과 구체예가 본 발명의 원리의 범위와 사상에 속하는 당해 분야에서 평균적 기술자에 의해 창안될 수 있다.

상세한 설명

치아 수복물을 설계하기 위한 방법과 시스템의 예시적인 구체예가 제공된다. 본원에서 설명된 치아 수복물을 설계하는 컴퓨터 구현 방법은 환자의 구강 상황 중에서 적어도 일부의 전자 이미지를 설계 과정을 위한 출발점으로서 이용한다. 전자 이미지를 이용하여, 컴퓨터 구현 치아 수복 설계 시스템이 적합한 치아 수복물을 설계하고, 그리고 수복 가공 기계, 예를 들면, 제분기에 지시를 제공하는데 이용된다. 가공 기계는 이후, 치아 수복물을 생산하는데 이용되고, 이것은 이후, 치과의사에 의해 환자의 입 내로 설치될 수 있다.

본원에서 설명된 컴퓨터 구현 방법에 대한 초기 단계는 환자의 구강 상황 중에서 적어도 일부의 전자 이미지를 제공하는 것이다. 일부 구체예에서, 전자 이미지는 환자의 치아의 직접적인 구내 주사에 의해 획득된다. 이것은 예로서, 치과 의원 또는 클리닉에서 전형적으로 발생하고, 그리고 치과의사 또는 치과 기공사에 의해 수행될 것이다. 다른 구체예에서, 전자 이미지는 환자의 치아의 인상을 주사함으로써, 환자의 치아의 물리적 모형을 주사함으로써, 또는 당업자에게 공지된 다른 방법에 의해 간접적으로 획득된다. 이것은 예로서, 치과 기공실에서 전형적으로 발생하고, 그리고 기공실 기술자에 의해 수행될 것이다. 따라서, 본원에서 설명된 방법은 환자 의자 옆, 치과 기공실, 또는 다른 환경에서 이용에 적합하고 적용가능하다.

기공실 환경에서, 전자 이미지는 전형적으로, 환자의 치아의 취해진 물리적 인상을 주사함으로써, 또는 예로서, 물리적 인상으로부터 준비된 환자의 치아의 물리적 모형을 주사함으로써 획득된다. 이들 과정의 상세는 현재의 설명의 범위를 벗어나고, 그리고 치아 수복 설계와 제조의 분야에서 평균적 기술자에 의해 이해될 것이다.

환자 의자 옆 적용을 위해, 환자로부터 전자 이미지 정보를 획득하기 위한 여러 시스템과 방법이 있다. 전형적인 시스템은 구내 주사 시스템을 포함한다. CEREC® (Sirona), E4D (D4D Technologies), True Definition Scanner (3M ESPE), Trios® (3Shape), 그리고 iTero™ (Cadent / Align Technology, Inc.)를 비롯하여, 현재 가용한 여러 구내 영상 기술과 제품이 있다. 바람직한 구내 주사 시스템은 San Diego, California의 IOS Technologies, Inc.에 의해 제조된 FastScan® 구내 주사 시스템이다.

도면 1은 본원에서 설명된 치아 수복물을 설계하기 위한 방법에서 이용에 적합한 구내 주사 시스템 100의 구체예를 보여준다. 예시된 구내 주사 시스템 100은 마이크로프로세서 또는 컴퓨터 102, 주사 장치 103, 그리고 터치 스크린 104의 형태에서 사용자 인터페이스에 대한 하우징의 역할을 하는 기본 단위 101을 포함한다. 도시된 구체예에서, 시스템 100은 또한, 사용자가 시스템 100과 상호작용하도록 허용하는 터치 스크린 104과 접속하는 스타일러스 105의 형태에서 사용자 입력 장치를 포함한다. 도면 1 구체예에서 도시된 추가 특질은 주사 장치 103의 보관을 위해 기본 단위 101의 위쪽 표면 상에 위치된 설치대 106, 기본 단위가 사용자에 의해 쉽게 이동되도록 허용하는 휠 107, 그리고 임의선택적 소독제 용기 108을 포함한다.

주사 장치 103은 환자에 대한 불편이 거의 또는 전혀 없이, 환자의 구강 상황의 적합한 구내 이미지를 획득하는데 충분한 임상적 접근을 제공하는 프로필과 크기를 갖는 프로브가 달린 작업봉 109를 포함한다. 작업봉 109는 끈 110에 의해 컴퓨터 102에 연결된다.

일단 환자의 치열이 준비되면, 준비된 턱의 디지털 인상이 주사 시스템 100을 이용하여 획득된다. 한 구체예에서, 준비 치아는 도면 2a-b에서 보여지는 바와 같이, 2-끈 퇴축 기술을 이용하여 주변 치은으로부터 적절하게 단리된다. 주변 치은으로부터 준비 치아의 적절한 단리는 준비 마진의 더욱 분명한 주사를 획득하는데 도움이 될 수 있다. 도면 2a에서, 2개의 치은 퇴축 끈 201, 202가 환자의 준비 치아 203 및 주변 치은 204 사이에 삽입되었다. 도면 2b에서 보여지는 바와 같이, 주사 직전에, 최고 퇴축을 제공하기 위해 위쪽 퇴축 끈 201이 제거되고, 그리고 아래쪽 퇴축 끈 202이 출혈을 제어하기 위해 제자리에 남겨진다. 일부 구체예에서, 구내 스프레이가 주사에 앞서, 준비 치아 및 인접한 치아와 상대편 치아를 코팅하는데 이용된다.

한 구체예에서, 복수의 주사 (가령, 사분면마다 3-5회 주사)가 환자의 해부학의 적합한 이미지를 획득하기 위해 수행된다. 가령, 준비 턱과 상대편 턱 둘 모두의 교합, 설측, 그리고 협측 주사가 취해질 수 있다. 이후, 교합 상태에서 턱의 단일 주사가 준비 턱 및 상대편 턱 사이에 적절한 교합 관계를 확립하기 위해 협측 관점으로부터 취해질 수 있다. 부가적으로, 일부 구체예에서, 인접한 치아의 접촉 구역을 포획하기 위해 인접면 주사가 부가된다.

주사 장치 103 및 이의 이용 방법에 관한 추가 상세는 본 발명의 범위를 벗어나고, 그리고 이런 이유로, 본원에서 상세하게 설명되지 않는다. 일단 주사 과정이 완결되면, 주사 시스템 100은 예로서, 도면 3에서 300에서 보여지는 바와 같이, 복수의 주사를 준비 치아 및 이의 주변과 상대편 치아의 디지털 모형으로 집합시킬 것이다. 도시된 구체예에서, 준비 턱 301 및 상대편 턱 302의 주사는 첫 번째 표시 (가령, 첫 번째 칼라에서)에서 도시되고, 그리고 바이트 주사 (bite scan)는 두 번째 표시 (가령, 두 번째 칼라에서)에서 도시된다. 바이트 주사는 도면 3에서 보여지는 바와 같이, 준비 턱 301 및 상대편 턱 302의 주사에 등록되고 중복되어야 한다. 만약 그렇다면, 상기 모형은 적절한 형태이고, 그리고 도면 3에서 304에서 목격되는 바와 같이, 준비 치아에 이용되는 수복물을 설계하는데 이용하기에 적합하다.

이하에서 도면 4를 참조하면, 치아 수복 설계 시스템 400의 구체예의 단순화된 블록 선도가 설명된다. 시스템 400은 컴퓨터 401을 전형적으로 포함하고, 이것은 마이크로프로세서, 집적 회로, 또는 다른 적합한 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터 401은 프로세서 402, 메모리 403, 그리고 네트워크 또는 통신 인터페이스 404를 전형적으로 포함한다. 프로세서 402는 메모리 403 및 통신 인터페이스 404를 비롯하여 다수의 주변 장치와 통신한다. 통신 인터페이스 404는 통신 네트워크 또는 다른 자료 처리 시스템을 거쳐 정보를 전송하는 능력을 제공한다. 입력 인터페이스 또는 모듈 405는 컴퓨터 401에 전자적으로 연결된다. 입력 인터페이스 405는 자판, 마우스, 터치 스크린, 스타일러스 패드, 발 페달, 조이 스틱, 또는 다른 적합한 사용자 입력 인터페이스를 포함할 수 있다. 다른 유형의 사용자 인터페이스 입력 장치, 예를 들면, 목소리 인식 시스템 역시 이용될 수 있다. 사용자 인터페이스 출력 장치, 예를 들면, 모니터 406 역시 제공된다. 인터페이스 출력 장치는 또한, 프린터 및 디스플레이 서브시스템을 포함할 수 있는데, 이것은 디스플레이 제어장치 및 상기 제어장치에 연계된 디스플레이 장치를 포함한다. 디스플레이 장치는 음극선관 (CRT), 평면판 장치, 예를 들면, 액정 디스플레이 (LCD), 또는 투사 장치일 수 있다. 디스플레이 서브시스템은 또한, 비시각 디스플레이, 예를 들면, 오디오 출력을 제공할 수 있다.

메모리 403은 기본 프로그래밍, 명령, 그리고 시스템 400의 기능성을 제공하는 다른 소프트웨어를 유지한다. 메모리 403은 프로그램 이행 동안 지시와 데이터의 저장을 위한 주요 무작위 접근 메모리 (RAM) 및 고정된 지시가 저장되는 판독 전용 메모리 (ROM)를 비롯한 다수의 메모리를 전형적으로 포함한다. 파일 저장 서브시스템은 프로그램과 데이터 파일의 지속 (비휘발성) 저장을 제공할 수 있고, 그리고 하나 이상의 하드 디스크 드라이브 및 하나 이상의 플로피 디스크 드라이브 (연관된 제거가능한 매체를 보유)를 전형적으로 포함한다. 또한, 다른 장치, 예를 들면, CD ROM 드라이브 및 광학적 드라이브도 있을 수 있다 (이들 모두 그들의 연관된 제거가능한 매체를 보유). 추가적으로, 이러한 시스템은 제거가능한 매체 카트리지를 보유하는 유형의 드라이브를 포함할 수 있다. 제거가능한 매체 카트리지는 예로서, 하드 드라이브 카트리지 또는 플렉시블 디스크 카트리지일 수 있다. 이들 드라이브 중에서 하나 또는 그 이상이 원격 위치에서, 예를 들면, 근거리 통신망 상에 서버에서, 클라우드 데이터 센터에서, 또는 인터넷의 월드와이드웹 상에서 임의의 장소에서 위치될 수 있다.

구내 치아 주사 시스템 100으로부터 환자 기록 407의 형태에서 데이터가 치아 수복 시스템 컴퓨터 401에 전달된다. 일부 구체예에서, 환자 기록 407은 앞서 설명된 바와 같이, 식별 정보 및 환자의 치열의 전자 모형을 포함한다. 일단 수복물이 설계되면, 수복물 설계를 포함하는 전자 기록 408의 형태에서 데이터가 아래에 더욱 충분히 설명된 바와 같이, 가공 시스템, 예를 들면, 제분기에 전달된다.

수복물을 설계하고 가공하기 위한 마진의 라이닝

그 다음 도면 5a-5d를 참조하면, 치아 수복물을 설계하기 위한 방법이 앞서 설명된 설계 시스템 400 상에 유지된 컴퓨터 프로그램을 이용하여 수행된다. 모니터 406 또는 다른 스크린이 프로그램의 사용자 인터페이스를 개관하는데 이용되고, 그리고 입력 인터페이스 405는 명령을 수행하는, 예를 들면, 특질을 선별하고 모니터 406 상에서 개관된 특질을 변형하는데 이용된다. 다음의 설명에서, 컴퓨터 마우스를 입력 인터페이스 405로서 이용한 가상의 치아 모형의 조작이 설명될 것이다. 설명된 시스템과 방법의 대안적 구체예에서 다른 입력 인터페이스 405 장치가 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 프로그램은 계산을 수행하거나 또는 사용자가 내린 명령에 상응하는 변화를 모니터 406 상에 보여준다.

도면 5a에서 도시된, 상기 방법의 첫 번째 단계에서, 환자 기록의 주사된 모형 500이 모니터 406 상에 제공된다. 주사된 모형 500은 준비 치아 504, 주변 치은, 인접한 치아, 그리고 상대편 치아의 가상의 표현을 포함한다. 준비 치아의 마진 501이 모형 상에서 확인된다. 중심 마우스 휠을 스크롤링하는 것은 모형 500을 확대하고 축소한다. 지시자를 모형의 특정한 구역 상에 배치하고 스크롤링함으로써, 상기 구역이 확대될 수 있다. 마우스 휠을 누르고 마우스를 이동하는 것은 모형 500을 지시자 위치 주위로 회전시킬 것이다. 오른쪽 마우스 버튼을 누르고 마우스를 이동하는 것은 모형 500을 스크린 상에서 팬할 것이다. 그리고 최종적으로, 왼쪽 마우스 버튼이 다양한 도구와 물체를 스크린 상에서 선별하는데 이용된다.

마진 501의 라이닝을 시작하기 위해, 사용자는 마진 라인의 윤곽이 쉽게 목격될 수 있도록, 마진 501에서 확대하고 모형 500을 회전시킬 수 있다. 사용자는 커서를 마진 501 상에서 포인트 위에 배치하고 왼쪽 마우스 버튼을 누른다. 이것은 첫 번째 마진 포인트를 배치할 것이다. 프로그램은 이후, 주사된 이미지의 품질에 근거하여, 될 수 있는 대로 마진 501의 윤곽을 추적하려 시도할 것이다. 사용자는 이후, 마진 501을 따라서 추가 포인트를 배치하여 통로를 완결한다.

일단 마진 501이 닫히면, 사용자는 개별 포인트로 이동할 수 있다. 도면 5b에서 보여지는 바와 같이, 한 구체예에서, 포인트가 선별될 때 횡단면 창 505가 열려 사용자가 마진 501 상에서 포인트의 적절한 배치를 확인하는데 도움을 준다.

도면 5c를 참조하면, 마진 501의 큰 섹션이 재배치되어야 하면, 재배치를 제공하기 위해 경로변경 도구가 제공된다. 사용자는 새로운 포인트 502를 현재의 마진 501의 마지막 우수한 포인트 상에 배치하고, 그리고 이후, 새로운 포인트 503을 필요에 따라 배치한다. 경로변경된 통로는 현재의 마진 501의 현재의 포인트 상에서 종결된다.

한 구체예에서, 전연 마진을 전반적으로 완화시키고 평활화하기 위해 평활화 도구가 제공된다.

일부 경우에, 주사된 이미지는 모형에 속하지 않는 인공물을 내포할 수 있다. 이들 인공물은 타액, 과잉 분말, 또는 주사 과정 동안 환자의 치열 상에서 존재했던 다른 물질의 기포로부터 발생할 수 있다. 이들 인공물은 프로그램에 제공된 기포 도구를 이용하여 제거될 수 있다. 기포 도구를 불러오기 위해, 사용자는 기포 도구 아이콘을 클릭하고, 이것은 지표 (가령, 착색된 원)가 모형 500의 부분 상에 나타나도록 유발한다. 사용자는 이후, 지표를 인공물 위에 배치하고 왼쪽 마우스 버튼을 누른다. 영향을 받는 구역의 크기는 edit influence 버튼을 클릭하고, 이후 왼쪽 버튼을 누른 채로 마우스를 이동함으로써 변화될 수 있다. 영향을 받는 구역은 모형 상에서 표시된 지표의 크기에 의해 지시될 것이다.

준비 치아 504의 완전한 마진 501 라인이 완결될 때, 이것은 예로서, 도면 5d에서 보여지는 바와 같이 모형 500 상에서 시각적으로 표현될 것이다. 이러한 포인트에서, 사용자는 수복물의 설계를 시작할 수 있다. 본원에서 설명된 구체예에서, 수복물은 아래에 설명된 바와 같이, 아치 형태 내에서 치아의 위치를 고려함으로써 설계된다.

상대편 치열까지 거리

준비 치아의 교합면 및 상대편 치열의 교합면 사이에 최적 거리는 수복물에 대한 최적 두께를 담보하기 위한 수복물 설계의 일부로서 확립된다. 거리 요건은 수복물 설계를 위해 선별된 재료, 접착제가 수복물 치아관에 부착하는데 필요한 공간의 양뿐만 아니라 환자와 의사 선호와 같은 인자에 좌우될 수 있다. 가령, 일부 치아 수복물 재료는 다른 재료보다 완성된 수복에서 더욱 큰 최소 두께 요건을 갖고, 그리고 이런 이유로, 준비 치아 및 상대편 치열 사이에 더욱 큰 거리를 필요로 한다.

도면 6a, 6b와 6c를 참조하면, 준비 치아 603 및 상대편 치열 608 사이에 최소 거리 파라미터가 달성되었는지를 결정하기 위한 방법이 제공된다. 마진 라인 601이 확인된 후에, 오프셋 표면 성분 602는 주사된 모형 600의 준비 치아 603으로부터 산출된다. 한 구체예에서, 도면 6b의 예시에서 목격되는 바와 같이, 오프셋 표면 성분 602의 횡단면 표현은 치아 수복 설계, 예를 들면, 치아관의 속면의 크기 및/또는 모양에 대략 상응한다. 치아 수복물의 속면은 예로서, 준비 치아 및 치아 수복물 사이에 배치되는 접착제 또는 부착 물질의 두께에 대략 동등한 공간 또는 오프셋 604를 제공하기 위해, 준비 치아보다 충분히 크다. 게다가, 치아 수복물의 속면은 준비 치아의 특징 607의 반지름보다 큰 최소 천공기 반지름의 보상을 제공하기 위해 준비 치아보다 클 수 있다. 따라서, 오프셋 표면 성분 602의 크기는 치아 수복물을 준비 치아 603에 부착하는데 필요할 수 있는 접착제 또는 부착 물질 오프셋 604에 대략 동등한 양으로, 그리고 최소 천공기 반지름 보상 606을 위한 양으로 준비 치아 603보다 크다.

주사된 모형 700의 위쪽 아치 701 및 아래쪽 아치 702는 오프셋 표면 성분 603, 703 및 상대편 치열 704의 표면 사이에 거리의 충분한 양을 결정하기 위해 도면 7a와 7b에서 보여지는 바와 같이 교합 상태에서 평가된다. 오프셋 표면 성분 및 상대편 치열 사이에 가장 가까운 포인트(들) 605가 소정의 재료의 거리 파라미터가 부합되었는지를 결정하기 위해 평가된다. 한 구체예에서, 거리 요건이 부합되지 않은 포인트 705가 확인되고 임의선택적으로 표지된다. 한 구체예에서, 준비 치아 및 상대편 치열 사이에 거리 요건이 부합되지 않은 포인트는 도면 7a와 7b에서 목격되는 바와 같이, 출력 장치 상에서 반점 705로서 가시화될 수 있다.

준비 치아 및 상대편 치열 사이에 확립된 거리 파라미터가 부합되지 않는 일부 구체예에서, 거리는 수복물 재료를 대체하거나, 상대편 치열을 변형하거나, 또는 준비 치아를 변형함으로써 증가될 수 있다. 첫 번째 최소 거리 파라미터의 실패 시에, 상이한 두께 요건을 갖는 대체 재료에 대한 제안이 산출될 수 있는 방법이 제공된다. 대체 재료의 두께 파라미터는 최소 거리 요건이 한 재료의 다른 재료로의 대체 시에 부합되는지를 결정하기 위해 평가될 수 있다.

추가 구체예에서, 거리 요건은 상대편 치열의 구역을 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 상대편 치열을 감소시키기 위한 감소 제안이 산출될 수 있다. 반점 또는 구역은 상대편 치열 상에 위치될 수 있고, 그리고 감소 구역은 가시화를 위해 표지될 수 있다. 이러한 정보는 상대편 치열이 최소 두께 요건이 부합될 수 있도록, 예로서 분쇄에 의해 제안된 바와 같이 감소될 수 있는 지의 결정을 위해 환자의 의사에 통신될 수 있다.

일부 구체예에서, 거리 파라미터에 부합하기 위해 준비 치아의 부분을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 준비 치아를 감소시키기 위한 제안이 산출될 수 있다. 한 구체예에서, 최소 거리 요건에 부합하기 위해 준비 치아를 감소시키기 위한 위치가 주사된 모형 상에서 확인되고, 예로서 반점으로서 임의선택적으로 표지되고, 그리고 구역을 감소시키고 거리 요건을 달성하기 위해 치과의사에 의해 가시화된다.

추가 구체예에서, 도면 8a, 8b, 그리고 8c에 관하여, 환자의 치열의 주사된 모형 800 상에서 감소 코핑 모형 801을 산출하기 위해 CAD 과정이 또한 실행될 수 있다. 감소 코핑 모형 801은 최소 거리 요건을 달성하기 위해 감소되는 준비 치아 802의 돌출 구역 803을 전시한다. 한 구체예에서, 가상의 감소 코핑 모형 801이 CAD 과정에 의해 형성되고, 그리고 물리적 감소 코핑이 CAM 과정, 예를 들면, 3차원 프린팅 또는 제분에 의해 그것으로부터 산출될 수 있다. CAD와 CAM 과정에 의해 형성된 감소 코핑은 준비 치아 802 위에 맞춰지고, 그리고 감소되는 준비 치아의 구역이 돌출하도록 공간 804를 포함한다. 환자의 실제 치열 상에 배치될 때, 감소 코핑 801은 치아 수복물의 최소 거리 요건을 달성하기 위해 필요에 따라, 공간 804를 통해 돌출하는 준비 치아 802의 양만을 감소시키기 위한 보도로서 이용될 수 있다. 가령, 도면 8b와 8c에서 목격되는 바와 같이, 돌출 구역은 감소 코핑 801의 높이까지 감소된다. 유리하게는, CAD와 CAM 과정에 의해 생산된 감소 코핑은 환자의 물리적 모형의 준비 없이 형성될 수 있다.

아치 형태의 배치

이하에서 도면 5d, 그리고 9a-9d를 참조하면, 마진 라인 501과 909가 모형 500 상에서 확인된 후에, 설계 프로그램은 주사된 모형 908에서 준비 치아 907의 인접한 치열에 최고 정합하는 라이브러리 치아 901에 대해 치아 라이브러리 900을 검색하고, 그리고 아래에 논의된 바와 같이, 치아 901이 위치되는 아치 906의 자연 구조를 고려하여, 이를 자연적으로 위치시킬 것이다. 치아 라이브러리 901은 개별 치아 모양을 포함하고, 각 치아는 여러 랜드마크와 방향을 갖는다. 도면 9a와 9b에서 보여지는 바와 같이, 각 치아 901은 지시된 교합 방향 902, 협측 방향 903, 지시된 위쪽 부분 904, 그리고 이의 치아관과 뿌리 사이에 치아 901을 나누는 분리기 라인 905를 갖는다. 한 구체예에서, 도면 9a에 관하여, 라이브러리 치아는 입 내에서 치아의 해부학적 굴곡에 상응하는 라이브러리 아치 형태에서 초기 정렬을 갖고, 전반적인 라이브러리 아치 형태 모양 또는 굴곡을 제공한다. 한 구체예에서, 라이브러리 치아는 이상적인 치열궁 굴곡에 상응하는 전반적인 모양을 갖는 라이브러리 아치 형태에서 정렬된다.

한 구체예에서, 앞서 설명된 라이브러리 아치 형태 906의 배치는 최소한 다음의 4 단계를 포함한다:

준비 치아 위치, 협측 방향 903 및 교합 방향 902에 근거하여 라이브러리 아치 형태 906의 초기 배치;

라이브러리 아치 형태 906을 주사에 피팅(fitting);

주사에 비하여 라이브러리 치아의 개별 치아 위치의 향상; 그리고

이웃을 이용한 모든 준비에 대한 라이브러리 치아의 위치 내삽.

이들 단계 각각은 아래에 더욱 상세하게 설명된다.

아치의 초기 배치

도면 9c와 9d를 참조하면, 라이브러리 아치 형태 906의 배치에 관련된 첫 번째 단계는 준비 치아 907의 위치, 협측 방향 903, 그리고 교합 방향 902에 근거하여 라이브러리 아치 906의 초기 배치이다. 라이브러리 치아와 주사의 초기 정렬은 다음의 규준에 근거된다:

준비 치아 907의 치아 숫자;

주사의 교합 방향;

준비 치아 907의 협측 / 안면 방향; 그리고

라이브러리 치아 901의 교합과 협측 / 안면 방향.

모형 / 주사 908 상에서 마진 라인 909의 중심은 선별된 라이브러리 치아 901의 중심에서 정렬되는데, 방향의 양쪽 쌍이 치아 라이브러리 900의 정향에 의해 규정된다.

주사에서 존재하지 않는 (치아 차트에서 선별되지 않은, 또는 "갭으로 결여"로서 표지된) 라이브러리 치아는 다음의 단계로부터 배제된다. 이에 더하여, "갭 없이 결여"로 표지된 일부 치아가 있으면, 이들 치아는 라이브러리 아치 형태 906으로부터 제거되고, 그리고 라이브러리 아치 형태는 임의의 갭을 닫기 위해 굳게 압축된다.

모형 / 주사 데이터 500이 하나 이상의 준비물을 가지면, 준비물 중에서 단지 한 가지만 초기 배치에 이용될 것이다. 양쪽 턱이 준비물을 가지면, 각 턱은 턱에 대해 규정된 이의 준비물에 근거하여 독립적으로 배치된다.

아치를 주사에 피팅(fitting)시킴

그 다음, 도면 9d에서 보여지는 바와 같이, 일부 구체예에서, 아치 906의 초기 배치 후, 치아 수복 프로그램이 다음의 규준을 이용하여, 아치 906에 대한 더욱 우수한 위치를 찾으려고 노력하는데 이용된다:

내측 이동 (이동마다 0.5 mm씩 5 단계);

균일한 규모 (프레프라인 (prepline) 중심에 비하여) (0.92 … 1.08);

협측 이동 (단계마다 0.5 mm씩 5 단계); 그리고

프레프라인 중심에서 회전 중심으로 교합 축 주위에 회전 (단계마다 2.5도씩 3 단계).

모든 반복 시에, 아치 형태 906은 4가지 방향 중에서 한 가지로 이동되고, 그리고 스냅핑 품질 (아래에 정의됨)이 각 이동에서 계산된다. 모든 반복 후, 최고 스냅핑 품질을 갖는 위치는 이러한 단계의 결과가 된다.

본원에서 규정된 바와 같이, 아치에 대한 "스냅핑 품질"은 치아 라이브러리에서 치아의 표면 포인트로부터 주사 표면까지의 평균 거리에 근거된다; 평균 거리가 적을수록, 스냅핑 품질이 더욱 크다.

개별 치아 위치의 향상

일부 구체예에서, 예로서, 도면 10에서 보여지는 바와 같이, 각 치아 (가령, 1001과 1002)를 주사 1000에 정렬하기 위한 여러 시도가 이루어진다. 일부 구체예에서, 환자의 치열의 주사된 모형에 상응하는 라이브러리 아치 형태의 부분은 라이브러리 아치 형태와 라이브러리 치아의 추가 변형을 위해 라이브러리 아치 형태의 나머지로부터 분리되거나 또는 분절화될 수 있다.

치아 수복 프로그램은 7가지 치수 (3가지 움직임, 3가지 회전, + 1 규모)에서 최고 치아 위치를 찾는다. 특히, 주사 내에 포함된 모든 치아는 다음의 7가지 규준을 이용하여 위치를 최적화한다:

협측 이동,

교합 이동,

내측-원위(Mesial-Distal) 이동,

토크 각도,

첨단부 각도,

회전 각도, 그리고

규모

각 최적화 단계에서, 치아는 모든 방향 (+/- 1 mm 협측, +/- 1 mm 교합, +/- 1 mm 내측-원위 이동, +/- 1 도 토크 각도, +/- 1 도 첨단부 각도, +/- 1 도 회전 각도, 그리고 +/- 1% 규모)에서 이동된다. 매번 스냅핑 품질이 추정된다. 더욱 우수한 위치가 발견되지 않는 경우에, 움직임 단계는 이것이 반복을 중단시키는 규정된 엡실론 값에 도달할 때까지 2 배 작아진다.

이웃을 이용한 모든 준비에 대한 라이브러리 치아의 위치 내삽

도면 11에서 보여지는 바와 같이, 수복되는 치아 - 준비 치아 1104 -가 스냅핑을 위한 어떤 것도 갖지 않기 때문에, 이의 위치는 이의 이웃의 소정의 위치와 방향으로부터 내삽된다. 가령, 주사 1100이 2개의 준비물 (가령, 1104와 1105)을 연이어 가지면, 모든 치아는 더욱 가까운 이웃의 더욱 큰 중량으로 내삽된 변형 (위치, 방향, 그리고 규모)을 갖는다. 가령, 준비물 1104와 1105가 우수한 스냅핑 품질을 보유하는 이웃 1106과 1107을 가지면, 준비물 1104에 대한 라이브러리 치아는 자신의 위치가 치아 번호 1106으로부터 64% 및 치아 번호 1107로부터 33% 내삽될 것이다.

준비물이 우수한 스냅핑 품질을 보유하는 단지 하나의 이웃만을 가지면, 이러한 준비물에 대한 제안은 마진 라인 중심에 중심될 것이고 단지 이웃으로만 정향될 것이다.

내삽 후, 모든 준비물은 이웃과의 갭을 차단하기 위해 척도화되고 공간 적합된다.

한 구체예에서, 라이브러리 아치 형태의 설계 프로그램 배치가 환자의 치열의 주사에 관하여 최적 배치를 유발하지 못하는 경우에, 사용자는 라이브러리 아치 형태의 배치를 조정할 수 있다. 한 구체예에서, 라이브러리 치아는 도면 11에서 목격되는 바와 같이, 가상의 와이어와 연관되고 가상의 와이어 1108 상에 배열된다. 사용자는 와이어와 또한 연관된 와이어 포인트 1109를 움켜잡음으로써, 예를 들면, 마우스로 포인트 상에서 클릭함으로써, 와이어를 사용자 입력 인터페이스 도구로 조작할 수 있다. 포인트를 이동할 때, 와이어가 움직여 와이어 상에서 라이브러리 치아의 움직임을 유발하고, 그리고 사용자는 주사된 모형에 관계하여 라이브러리 아치 형태의 배치 위치를 향상시키는 것을 시도할 수 있다. 따라서, 한 구체예에서, 사용자는 환자의 치열의 자연 아치에 더욱 가깝게 합치하도록, 라이브러리 치아의 배열 또는 라이브러리 아치 형태의 굴곡을 수동으로 조정한다.

라이브러리 아치 형태의 배치를 위한 자동 과정

일부 구체예에서, 하나 또는 그 이상의 알고리즘을 자동적으로 실행하는 프로그램, 프로그램들 또는 모듈의 형태에서 자동 컴퓨터 구현 과정(들)은 최소 사용자 상호작용으로 컴퓨터 자동화된 치아 수복 설계 제안을 제공하지만, 원하는 경우에 사용자 입력에 대한 임의선택적 기회를 제공한다. 도면 12에서 개설된 작업 흐름에 관하여, 치아 수복 설계 제안을 산출하기 위한 컴퓨터 구현 방법 1200은 주사된 모형에서 자동 특질 검출 1201, 검출된 특질에 자동 아크 피팅(arc fitting)1202, 주사된 모형에 라이브러리 아치 형태의 자동 척도화 1203, 라이브러리 아치와 주사된 모형의 자동 엄격 등록 1204 및/또는 비-엄격 등록 1205를 위한 과정, 그리고 수복 설계 제안 1206 과정을 포함한다. 주사된 모형에 라이브러리 아치 형태의 자동 엄격 등록 1204 및 비-엄격 등록 1205의 성공 (1207과 1208)을 평가하고, 그리고 성공이 달성되지 않으면 사용자에게 입력을 제공하도록 자동적으로 촉발하는 컴퓨터 프로그램 또는 모듈이 임의선택적으로 포함될 수 있다. 추가 구체예에서, 주사 분절화를 위한 임의선택적, 컴퓨터 구현 과정이 또한 실행될 수 있다.

첨두 검출

한 구체예에서, 치아 수복 설계 제안 과정은 주사된 모형 및 라이브러리 아치 형태의 검출된 특질의 상응에 근거하여, 주사된 모형에 라이브러리 아치 형태 906의 초기 배치를 위한 컴퓨터 구현 과정을 포함한다. 한 구체예에서, 특징 검출 알고리즘은 환자의 주사된 모형 상에 존재하는 특질을 자동적으로 검출하기 위해 실행된다. 한 가지 방법은 환자의 치아의 주사된 모형 상에 위치된 첨두를 검출하는 것을 포함한다. 한 구체예에서, 첨두는 환자의 치아의 단지 일부, 예를 들면, 준비 치아에 인접하거나, 또는 가장 가까운 2개의 치아에서만 검출된다. 한 구체예에서, 첨두는 준비 치아의 한쪽 상에 위치된 하나 이상의 인접한 치아, 그리고 준비 치아의 다른 측면 상에 위치된 최소한 2개의 인접한 치아에서 검출된다.

본원에서 이용을 위해, 첨두 1301과 1302는 도면 13a-f에서 묘사된 바와 같이, 치아 상에서 교합 또는 절연 융기를 포함한다. 일반적으로, 송곳니 1303으로서 또한 지칭되는 견치는 각각, 단일 첨두를 소유하고, 반면 소구치 1304로서 또한 지칭되는 작은 어금니는 2개 또는 3개의 첨두 1301과 1302를 전형적으로 소유한다. 어금니 1305는 4개 또는 5개의 첨두를 전형적으로 소유한다.

치아의 첨두의 컴퓨터 구현 검출을 위한 한 가지 방법은 주사된 모형 내에서 굴곡 최대를 연산함으로써 피크를 위치 결정하기 위한 알고리즘을 포함한다. 이러한 방법에서, 치아의 교합 곡선과 교합면 1306이 검출된 첨두 1301과 1302에 의해 확인될 수 있다. 대안적 구체예에서, 알고리즘이 치아의 교합 1306 방향에 있는 피크의 높이를 계산하는, 첨두를 검출하는 컴퓨터 구현 방법을 위해 이용될 수 있다. 사용자의 편의를 위해, 컴퓨터 검출된 첨두가 확인되고, 그리고 환자의 상악골 1307의 주사된 모형 1300 및 준비 치아 1309를 갖는 환자의 하악골 1308의 주사된 모형의 표현에서 목격되는 바와 같이, 포인트 1301과 1302로서 표지될 수 있다.

주사된 모형에서 확인되는 포인트의 밀도를 제한하거나, 또는 첨두의 기대되는 숫자에 상응하는 주사된 모형의 구역에서 확인되는 포인트의 숫자를 제한하는 규칙을 갖는 특징 검출 알고리즘이 실행될 수 있다. 준비 치아가 치아 수복물을 수용하고, 따라서 자연 첨두를 제거하거나 또는 감소시키기 위해 변형된 경우에, 첨두 확인과 표지 과정 단계로부터 준비 치아를 배제하는 규칙이 실행될 수 있다.

한 구체예에서, 사용자 출력 장치 406, 예를 들면, 모니터 상에서 자동 특징 검출의 결과를 개관할 때, 사용자는 알고리즘에 의해 첨두로서 부적절하게 확인된 이상점 포인트의 위치를 찾을 수 있다. 사용자는 입력 인터페이스를 실행하여 이상점 또는 스트레이 포인트 1301과 1302를 제거하거나, 위치가 잘못된 포인트를 사용자가 시각적으로 확인하는 첨두 위에 재배치하거나, 또는 포인트를 자동적으로 검출되거나 또는 확인되지 않은 치아 첨두 상에 배치할 수 있다.

유사하게, 라이브러리 아치 형태의 라이브러리 치아에 대한 첨두 및/또는 교합면의 세트가 주사된 모형으로 추후 등록을 위해 표지화되고 저장될 수 있다.

아크 피팅(Arc Fitting)

한 구체예에서, 아크는 환자의 주사된 모형 상에서 확인된 특징의 위치를 연산함으로써 규정된다. 아크 피팅 과정은 아크를 치아의 첨두와 같은 검출된 특징에 맞추도록 이용될 수 있다. 도면13b는 컴퓨터 실행 처리에 의해 환자의 주사된 모형의 치아 상에서 자동적으로 확인되었던 협측 위치 첨두 1301로부터 자동적으로 계산된 협측 아크 1310을 도시한다. 아크는 준비 치아(도시된)의 주사된 모형, 그리고 임의선택적으로, 상대편 치열의 주사된 모형에서 계산되고 맞춰질 수 있다. 도면 13b는 환자의 주사된 모형에서 확인되고, 그리고 설측 첨두에 맞춰진 설측으로 위치된 첨두 1302로부터 계산된 설측 아크 1311의 배치를 더욱 도시한다. 협측 1310과 설측 1311 아크는 라이브러리 아치를 주사된 모형에 자동적으로 등록하는데 이용될 수 있는 환자의 해부학의 일반적인 모양에 관련된 정보를 제공하고, 대체되는 치아의 자연 모양과 방향에 더욱 가깝게 근접하는 치아 수복 설계 제안을 제공할 수 있다.

상기 방법은 또한, 출력 장치 406, 예를 들면, 모니터 상에서 아크의 배치를 가시화하는 사용자에 대한 옵션을 제공할 수 있다. 한 구체예에서, 아크의 특질을 조정하기 위해 사용자 입력 인터페이스를 통해 사용자 입력에 대한 옵션이 제공된다. 가령, 사용자가 주사된 모형에서 아크가 너무 짧거나 또는 자동 과정에 의해 충분히 규정되지 않은 것을 시각적으로 검출하는 한 구체예에서, 사용자는 입력 장치, 예를 들면, 마우스 또는 자판을 수동으로 이용하여, 주사된 모형의 아크의 위치, 굴곡 또는 길이를 조정할 수 있다.

유사하게, 라이브러리 아치 형태 1314에 대한 협측 아크 1312와 설측 아크 1313은 라이브러리 치아 1315의 협측 첨두 1301과 설측 첨두 1302에 근거하여 계산되고, 그리고 도면 13c에서 보여지는 바와 같이, 라이브러리 아치 형태에서 라이브러리 치아의 협측으로 및 설측으로 정향된 첨두에 맞춰진다. 라이브러리 치아의 아크는 라이브러리 아치 형태를 환자의 주사된 모형에 등록하는데 이용을 위한 데이터 세트로서 저장된다.

등록 및 라이브러리 아치 형태 척도화

라이브러리 아치 형태의 주사된 모형으로의 자동 등록은 엄격 1204와 비엄격 1205 등록 과정 둘 모두를 포함할 수 있다. 엄격 등록 과정은 라이브러리 아치 형태의 모양을 변화시키지 않으면서, 라이브러리 아치 형태 및 주사된 모형을 등록하는 것을 포함한다. 비엄격 등록 과정은 주사된 모형과의 상응을 최적화하기 위해 라이브러리 아치 형태의 모양을 변경하는 것을 포함한다. 엄격과 비엄격 등록 과정 둘 모두 사용자로부터 입력 없이, 컴퓨터 프로그램 모듈을 통해 자동적으로 행위될 수 있다.

엄격 등록 과정 (1204에서 도면 12 흐름 도표)은 라이브러리 아치 형태에서 라이브러리 치아의 방향 또는 위치를 변경하지 않으면서, 각각의 협측과 설측 아크에 대한 데이터 세트의 상응에 의해, 라이브러리 아치 형태 및 주사된 모형의 자동 등록을 위한 단계를 포함할 수 있다. 도면 13b와 13c에 관하여, 라이브러리 아치 형태 1314는 예로서, 라이브러리 아치 형태의 협측과 설측 아크 (1313과 1312)를 중복하거나 또는 이들을 주사된 모형의 협측과 설측 아크 (1310과 1311)에 맞춤으로써, 라이브러리 아치 형태의 전반적인 모양을 변경하지 않으면서 아크 상에서 포인트를 등록을 위해 상응시킴으로써, 주사된 모형에 대략적으로 등록될 수 있다.

한 구체예에서, 주사된 모형에 등록되는 라이브러리 아치 형태는 주사된 모형의 크기에 대략 상응하도록 크기 조절되거나 또는 척도화될 수 있다. 척도 인자는 아크를 따라서 복수 포인트에서 계측될 때 주사된 모형의 협측 아크와 설측 아크 사이에 평균 거리를 계산하고, 그리고 유사하게, 복수 포인트에서 라이브러리 아치의 협측과 설측 아크 사이에 평균 거리를 계산함으로써 획득될 수 있다. 라이브러리 아치 척도 인자는 아래와 같이 연산된다:

S= d_s/d_l

여기서 d_l은 라이브러리 아치 형태의 협측 1312와 설측 1313 아크 사이에 평균 거리이고, 그리고 d_s는 주사된 모형의 협측과 설측 아크 사이에 평균 거리이다.

라이브러리 아치 형태의 협측과 설측 아크 (1312와 1313)는 주사된 모형의 아크의 크기에 대략 상응하고, 따라서 주사된 모형에서 라이브러리 아치 형태의 위치결정을 최적화하기 위해, 크기 조절되거나, 또는 척도 인자로 변형될 수 있다. 도면13d와 13e는 라이브러리 아치 형태 1314의 주사된 모형으로의 자동 정렬을 포함하는 엄격 등록 과정을 도해한다. 도면 13e는 각각의 협측과 설측 아크 사이에 평균 거리에 근거하여 라이브러리 아치 형태를 주사된 모형의 근사 크기에 척도화함으로써, 라이브러리 아치 형태 1314의 설측 아크 1313 및 주사된 모형의 설측 아크 1311의 상응을 최적화하는 단계의 한 구체예를 예증하는 구역 1316의 확대 보기를 제공한다. 주사된 모형과 라이브러리 아치 형태의 설측 아크 사이에 갭 1317, 및/또는 주사된 모형과 라이브러리 아치 형태의 협측 아크 사이에 갭은 라이브러리 아치 형태와 주사된 모형의 완전한 정렬이 배치 및 크기 조절에 의해 달성되지 않았다는 것을 지시할 수 있다. 한 구체예에서, 상응을 최적화하기 위해 추가 변형이 수행될 수 있다.

자동, 비엄격 등록 과정 (도면 13f와 13g)은 초기 정렬 단계 후, 라이브러리 아치 형태와 주사된 모형의 아크 사이에 갭을 감소시키기 위해, 라이브러리 아치 형태의 모양을 변형시키거나 또는 뒤트는데 적용될 수 있다. 비엄격 등록 1205 과정은 전체 라이브러리 아치 형태를 교차하여 일관되게, 전역 및/또는 부분적인 변형 또는 뒤틀림 단계를 적용하는 것을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 전역 뒤틀림 과정은 라이브러리 아치 형태의 아치의 전반적인 모양을 변화시켜 라이브러리 아치 형태와 주사된 모형의 아크 상에서 포인트 사이에 상응을 증가시키거나 또는 확립하기 위해, 라이브러리 아치 형태를 변형시키는 것을 포함한다. 도면 13f와 13g에서 목격되는 바와 같이, 라이브러리 아치 형태와 주사된 모형의 설측 아크 1313 사이에 거리는 도면 13d와 13e에서 목격된 아크 사이에 거리와 비교할 때, 비엄격 등록 과정이 수행된 후에 줄어든다.

부분적인 변형 또는 뒤틀림 과정 단계는 라이브러리 아치 형태의 부분 또는 개별 라이브러리 치아에 적용되어 라이브러리 치아를 주사된 모형에 스냅핑할 수 있다. 본원에서 이용된 바와 같이, '스냅핑'은 라이브러리 아치 형태와 주사된 모형 사이에 포인트의 희소한 표본 사이에 상응에 대한 스냅 관용 수준을 확립함으로써 수행될 수 있다. 각 라이브러리 치아의 배치 또는 모양은 주사된 모형의 상응하는 치아 사이에 더욱 큰 상응을 확립하기 위해 별도로 변형될 수 있다.

엄격과 비엄격 등록 과정의 성공을 결정하기 위한 자동화된 과정 단계는 1207과 1208에서 도면 12의 다이어그램에서 보여지는 바와 같이 실행될 수 있다. 도면 12에서 예시된 자동화된 수복 과정에서 그 다음 모듈로 진행하는데 필요한 상응의 수준을 지시하는 알고리즘이 실행될 수 있다. 가령, 부분적인 변형 과정은 라이브러리 치아 1314 및 주사된 모형 1308의 치아 사이에 상응을 더욱 합칠 수 있지만, 도면 14a에서 목격되는 바와 같이, 전반적인 아치 연속성의 결여를 유발할 수 있다. 감소된 아치 연속성은 도면 14a에서 치아 사이에 공간에 의해 목격되는 바와 같이, 치아 사이에 최적 치아 접촉 거리의 상실을 유발할 수 있거나, 또는 주사된 모형 치아는 결여되는 것으로 간주될 수 있다.

라이브러리 아치 형태와 주사된 모형 상에서 정렬된 포인트 사이에 상응 역치가 비엄격 등록 후 달성되지 않는 경우에, 엄격 등록 과정이 첫 번째 또는 초기 전역 및/또는 부분적인 변형 과정으로부터 달성된 상응 값의 첫 번째 세트로부터 시작하여 자동적으로 재연될 수 있다. 따라서, 엄격 등록 및 비엄격 전역과 부분적인 변형 과정은 반복되어, 라이브러리 아치 형태와 주사된 모형의 설측과 협측 아크 상에서 포인트 사이에 상응을 최적화할 수 있다. 전역과 부분적인 변형 과정의 복수 반복은 도면 14b에서 목격되는 바와 같이, 라이브러리 아치 형태-주사된 모형 등록을 정밀화하여 치아 사이에 최적 접촉 거리, 그리고 아치 형태의 최종 위치결정을 달성하기 위해 자동적으로 수행될 수 있다.

임의선택적으로, 자동화된 등록 과정은 사용자에 의해 모니터 상에 가시화될 수 있다. 사용자가 등록 과정을 수동으로 보조하는 것이 바람직한 경우에, 라이브러리 아치 형태 배치를 위한 수동 절차는 본원에서 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 가령, 자동화된 라이브러리 아치 형태 엄격 등록 과정 1204이 허용되는 수준의 상응을 달성하는데 실패 시에, 라이브러리 아치 형태를 주사된 모형에 맞추기(fitting) 위한 수동 과정 1209가 본원에서 설명된 바와 같은 규준을 이용하여 사용자에 의해 수행될 수 있다. 라이브러리 아치를 수동으로 배치하는 사용자 입력 단계 후, 비엄격 등록 과정 단계를 위한 자동화된 과정이 재개될 수 있다. 더 나아가, 자동화된 라이브러리 비엄격 등록 과정 1205가 최적 상응을 달성하는데 실패 시에, 본원에서 설명된 최적화 단계에 따라, 개별 치아 위치결정을 향상시키기 위한 수동 최적화 과정 1210이 사용자에 의해 수행될 수 있다.

라이브러리 아치 형태의 위치의 주사된 모형으로의 등록과 최적화 후, 준비 치아에 대한 설계 수복물이 제안된다.

수복물 설계

앞서 설명된 아치 형태 906의 문맥 내에서 라이브러리 치아 901의 선별에 근거하여, 치아 수복 프로그램은 수복물에 대한 제안을 제공할 것이다. 본 섹션은 제안된 수복물을 변형하고 수복물 설계를 제분기 또는 제조를 위한 다른 가공 장소로 전송하기 위한 과정을 설명한다.

가령, 한 구체예에서, 도면 15에서 보여지는 바와 같이, 사용자는 라이브러리 치아 1501이 다이에 또는 아치 형태 1506 내에서 인접한 치열에 적응되기 전에, 위치에 대한 육안적 조정을 할 수 있다. 정확한 배치는 필요하지 않다. 오히려, 사용자는 프로그램이 최고 가능한 수복 제안을 제공할 수 있도록, 일반적인 보도를 제공한다. 여러 조작 도구가 도면 15에서 도해된 예시에서 도시된다. 라이브러리 치아 1501의 각 면 위에, 아래에, 그리고 상에 구체 1502는 치아를 회전시키는데 이용된다. 화살표 1503은 치아를 척도화하는데 이용된다. 막대 1504는 치아를 변환하는데 이용된다. 이들 도구 각각은 예로서, 마우스의 제어 하에 지시자를 이용함으로써 사용자에 의해 접근될 수 있다. 사용자가 라이브러리 치아 1501의 전반적인 회전, 크기와 위치에 만족한 후에, 프로그램은 수복물을 제안할 것이다.

도면 16은 치아 수복 프로그램에 의해 제공되는 아치 형태 1606 내에서 초기 수복 제안 1601을 보여준다. 사용자는 준비 턱과 상대편 턱의 수복물 1601의 시각성을 제어할 수 있다. 치아 차트 아이콘을 클릭하는 것은 이들 항목의 시각성을 켰다 끈다. 치아 차트에서 이중 클릭은 항목을 반투명하게 만들 것이다.

수복물 1601은 제안된 바와 같이, 추가 변형을 필요로 하거나 또는 하지 않을 수도 있다. 만약 그러하면, 먼저 큰 변화를 만들고, 그리고 이후, 자동화된 접촉 편집 특징 (아래에 설명된)을 이용하여 마무리하고, 마지막에 최종 조정을 하는 것이 바람직하다. 한 구체예에서, 치아 수복 설계 프로그램은 이들 큰 변화를 만들기 위한 여러 프로그래밍 도구 (가령, 자유 형태 도구, 평활화 도구, 추가 도구, 제거 도구, 그리고 움직임/회전/척도화 도구)를 포함한다.

큰 변형

한 구체예에서, 초기 변형은 수복물 1501 또는 1601의 정향과 척도화이다. 변화가 필요하면, 사용자는 움직임 / 회전 / 척도화 도구를 이용할 수 있다. 구체 1502는 수복물을 회전시키는데 이용되고, 화살표 1503은 수복물을 척도화하는데 이용되고, 그리고 막대 1504는 수복물을 변환하는데 이용된다. (도면 15 참조).

그 다음, 사용자는 협측과 설측 윤곽을 검토할 수 있다. 변화는 자유 형태 또는 다른 도구로 만들어질 수 있다. 첨두 배치는 켜져 있는 상대편 턱의 시각성으로 점검될 수 있고, 그리고 조정은 자유 형태 또는 다른 도구로 만들어질 수 있다.

한 구체예에서, 칼라가 모니터 406 상에 전시된 수복물 1501 또는 1601의 이미지 상에서 지표로서 이용된다. 가령, 한 구체예에서, 대조적인 칼라가 수복물 1501 또는 1601의 임의의 부분 상에서 전시되면, 이것은 이러한 구역이 수복물에 대한 제조업체의 권장된 최소 두께보다 얇고 교정되어야 한다는 것을 지시한다. 추가, 평활화, 또는 자유 형태 도구가 이런 목적으로 이용될 수 있다.

설명된 구체예에서, 자유 형태, 평활화, 추가와 제거 도구는 각각, 수복물 1501 또는 1601 위에서 클릭할 때 도시되는 원에 의해 지시된 수복물 1501 또는 1601의 특정한 구역에서 행동한다. 이러한 영향권의 크기는 모니터 406 상에서 아이콘에 의해 전시된 Edit Influence 도구로 변화될 수 있다. 사용자가 상기 아이콘을 클릭하고, 그리고 커서가 수복물 1501 또는 1601 위에 있는 상태에서, 왼쪽 마우스 버튼을 클릭하고 마우스를 위로 또는 아래로 움직일 때, 이것은 영향권의 크기를 조정할 것이다.

접촉의 편집

그 다음 도면 17a- 17b를 참조하면, 치아 수복 설계 프로그램은 교합, 내측과 원위 접촉을 자동적으로 조정하기 위한 Edit Contacts 특징 1701을 포함한다. 상기 프로그램은 원하는 경우에 무효화될 수 있는 미리 규정된 접촉 값을 초기에 제안할 것이다. 교합을 조정하기 위해, 사용자는 원하는 접촉 값을 입력하고 Fix Contacts 버튼을 누른다. 접촉은 배정된 사양으로 자동적으로 조정될 것이다.

내측과 원위 접촉은 유사한 방식으로 조정된다. 사용자는 Edit Contacts 창 1701에서 내측 또는 원위 버튼을 누름으로써 내측/원위 접촉 지표를 켠다. 내측과 원위 접촉은 함께 또는 별도로 조정될 수 있다. 사용자는 원하는 접촉 값을 입력하고 Fix Contacts 버튼을 누른다.

한 구체예에서, 접촉 구역 1802는 도면 18에서 보여지는 바와 같이, 준비 턱의 시각성을 끄고, 따라서 수복물 1801의 보기를 단리함으로써 개관될 수 있다.

추가 구체예에서, 치아 위치결정을 위한 미리 규정된 접촉 값 또는 범위가 확립되고, 그리고 프롬프트, 예를 들면, "통과"/"실패"가 설계 제안의 접촉 값이 미리 규정된 범위 내에 있는 것으로 계산되는 지를 지시하기 위해 사용자 출력 장치 상에 전시될 수 있는 과정이 제공된다. 계산된 접촉 값이 미리 규정된 접촉 값 범위의 외부에 있는 것으로 결정되면, 프롬프트, 예를 들면, "좁음" 또는 "개방"이 제안된 수복물 접촉 값이 미리 규정된 접촉 값 미만 또는 초과인 지를 지시하기 위해, 실제 수치 값을 전시하는 대신에 자동적으로 전시될 수 있다. 추가 구체예에서, 제안된 설계 제안의 접촉 값을 평가하고, 제안된 설계 제안이 미리 규정된 접촉 값 범위 안에 있는 지를 계산하고, 그리고 미리 규정된 범위 안에 있는 접촉 값을 달성하도록 설계 제안을 조정하기 위해 라이브러리 치아의 배치를 자동적으로 조정하기 위한 자동화된 절차가 제공된다.

제분 스프루의 배치

도면 19에 관하여, 일단 사용자가 설계된 수복물 1901에 만족하면, 완성된 수복물 1901이 제분 스프루 1902를 배치하기 위해 전시된다. 치아관 수복물 상에서, 제분 스프루 1902는 수복물 1901의 최대 풍륭부에서 설측 표면 상에 자동적으로 배치될 것이다. 이것은 도면 19에서 도시된다. 이것은 전형적으로, 제분 과정을 위한 바람직한 위치이다. 하지만, 사용자는 스프루 1902를 필요에 따라 다른 원하는 위치로 자유롭게 이동한다. 한 구체예에서, 수복 설계 프로그램은 마진을 보호하고, 그리고 사용자가 스프루 1902를 마진에 너무 가깝게 배치하는 것을 허용하지 않을 한계를 포함한다.

제조 파일을 가공 센터에 전송

치아 수복 설계의 완결 시에, 치아 수복물을 제조하기 위한 지시가 설계로부터 창출되고 가공 기계로 전송될 수 있다. 가령, 한 구체예에서, 일단 사용자가 스프루 1902의 위치에 만족하면, 사용자는 치아 수복 프로그램에게 제분기 또는 다른 가공 메커니즘에 대한 지시를 제공하기 위한 제조 파일 408을 창출하는 것을 시작하도록 지시할 수 있다. 이들 지시는 이후, 수복물 가공 장치 또는 방법에 입력으로서 이용된다.

가령, 도면 20에서 보여지는 바와 같이, 제분기 2000은 치아 수복 설계 시스템 400으로부터 받아들여진 중간과 최종 데이터 세트 정보에 근거하여 치아 기구를 가공하는데 적응된다. 단순한 강성 상자 구조가 움직임 조절 메커니즘을 뒷받침하는데, 이것은 구조에 직접적으로 적재된 정적으로 적재된 선형 Z 축 2001, 선형 스테이지에 의해 운반되는 역동적으로 적재된 로터리 B 축 2002, 그리고 B 로터리 축의 중심에 대하여 상쇄되는 상대편 정적으로 적재된 A 축 로터리 2003으로 구성된다. 스핀들 2004 역시 역동적으로 적재된 로터리 축 상에서 운반된다. 스핀들 2004는 선형 Z 축 2001의 움직임에 의한 스핀들 회전에 대하여 축으로 변환될 수 있다. 정적으로 적재된 A 축 로터리 2003은 "색인 작성자" 2005로 명명된 다른 로터리 축을 운반한다. 색인 작성자 2005는 절삭되는 재료를 지지한다. 색인 작성자 2005는 복수 각도로부터 워크 피스에 접근을 허용하고, 그리고 이것은 전기적으로 또는 공기로 주동된, 개방성 또는 폐쇄성 루프일 수 있고 비-동시적 위치결정 또는 다른 축과의 완전한 동시적 움직임을 위해 이용될 수 있다. 이것은 또한, 피에조 전기 액추에이터 또는 워크 피스를 초음파적으로 여기하는 다른 수단을 뒷받침할 수 있다. 적합한 환자 의자 옆 제분 기계는 2012년 6월 13일자에 제출된 공동-계류중인 미국 특허 출원 일련 번호 13/495,620에서 개시되고, 이것은 전체적으로 본원에 참조로서 편입된다. 제분 기계 및 이의 이용의 상세가 그 안에 설명되고, 그리고 여기에서 재현되지 않을 것이다.

일부 구체예에서, 제분기 2000은 환자 의자 옆 제분기이고 치과의사 또는 다른 사용자에게 쉽게 접근가능할 수 있다. 분산된 환경을 이용하는 다른 구체예에서, 제분기 2000 또는 다른 가공 기계는 원격 위치에서 위치되고, 그리고 네트워크 또는 다른 통신 메커니즘을 통해 설계 시스템 400으로부터 데이터 세트 정보를 제공받을 수 있다. 치과의사 또는 제조업체는 적절한 제분가능한 성분을 선별하고 이를 제분 기계 2000 내로 배치한다. (도면 20 참조). 이런 설치 후, 제분 기계는 전달된 제조 지시에 따라서, 성분을 단지 만드렐의 분리 및 연마 또는 경납땜만을 필요로 하는 완성된 수복물로 제분한다.

상기 성분 대신에 다양한 대안, 변형, 그리고 등가물이 이용될 수 있다. 비록 치아의 최종 위치가 컴퓨터-보조된 기술을 이용하여 결정될 수 있긴 하지만, 사용자는 처방의 제약을 만족시키면서 하나 또는 그 이상의 치아를 독립적으로 조작함으로써, 치아를 그들의 최종 위치로 이동시킬 수 있다.

추가적으로, 여기에서 설명된 기술은 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 이들 둘의 조합에서 실행될 수 있다. 이들 기술은 프로세서, 프로세서에 의해 판독가능한 저장 매체 (휘발성과 비휘발성 메모리 및/또는 저장 요소 포함), 그리고 적합한 입력과 출력 장치를 각각 포함하는 프로그램가능 컴퓨터에서 이행되는 컴퓨터 프로그램에서 실행될 수 있다. 프로그램 코드는 설명된 기능을 수행하고 출력 정보를 산출하기 위해, 입력 장치를 이용하여 입력된 데이터에 적용된다. 출력 정보는 하나 또는 그 이상의 출력 장치에 적용된다.

각 프로그램은 컴퓨터 시스템과 함께 작동하는 높은 수준 절차적 또는 객체 지향된 프로그래밍 언어에서 실행될 수 있다. 하지만, 이들 프로그램은 원하는 경우에, 어셈블리 또는 기계 언어에서 실행될 수 있다. 어떤 경우든, 언어는 컴파일러형 언어 또는 해석형 언어일 수 있다.

각각의 이런 컴퓨터 프로그램은 저장 매체 또는 장치가 설명된 절차를 수행하기 위해 컴퓨터에 의해 판독될 때 컴퓨터를 설정하고 작동하기 위한 일반적인 또는 특수한 목적 프로그램가능 컴퓨터에 의해 판독가능한 저장 매체 또는 장치 (가령, CD ROM, 하드 디스크, 또는 자기 디스크)에 저장될 수 있다. 시스템은 또한, 컴퓨터 프로그램으로 설정된 컴퓨터-판독가능한 저장 매체로서 실행될 수 있고, 여기서 이렇게 설정된 저장 매체는 컴퓨터가 특정하고 미리 규정된 방식으로 작동하도록 유발한다. 일부 구체예에서, 시스템은 "비-일시적인" 컴퓨터-판독가능한 저장 매체에서 실행되는데, 이것은 일시적인, 전파 신호를 유일하게 제외하고, 임의의 또는 모든 컴퓨터-판독가능 매체인 것으로 의미된다.

전술한 시스템과 방법은 특정 구체예의 면에서 설명되었다. 다른 구체예는 아래 청구항의 범위 내에 있다. 가령, 치아 모형은 해당 환자와 치료 임상의에 의한 제한된 접근을 위해 하이퍼텍스트 전송 프로토콜 (http) 웹사이트 상에 게시될 수 있다. 추가 실례로서, 설명된 과정의 실시는 장치, 예를 들면, 주사 장치 (구내 또는 다른 것) 및/또는 컴퓨터 및/또는 가공 시설 및/또는 치과 기공실 및/또는 서버를 교차하여 다양한 방식으로 분산될 수 있거나, 또는 모든 기능성이 전용, 독립형 장치 내로 통합될 수 있다. 모든 이런 순열과 조합은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 의도된다.

일부 구체예에서, 자동 컴퓨터 구현 과정이 제공되는데, 여기서 본원에서 설명된 과정의 구별된 모듈 또는 단계가 원격이거나 또는 사용자에게 알려지지 않고, 그리고 사용자 측에서 최소 입력 또는 지식으로 과정 또는 설계 단계를 수행할 수 있는 서버에서 수행된다. 가령, 클라우드 컴퓨팅 환경의 한 구체예에서, 본원에서 설명된 과정은 사용자에 의해 작동된 산물보다는 서비스로서 수행될 수 있고, 그리고 소프트웨어와 정보가 네트워크를 통해 제공될 수 있다. 한 구체예에서, 예로서, 치과 기공실 또는 치과 의원에서 국부 컴퓨터 상에 저장된 환자의 치열의 주사된 모형을 포함하는 환자 기록이 원격 서버에 의해 네트워크 인터페이스를 통해 전송되거나 또는 제공되고, 그리고 클라우드 컴퓨팅 환경에서 처리될 수 있다. 클라우드 컴퓨팅 환경 연산에서, 소프트웨어 저장, 데이터 접근과 기록 저장 서비스는 원격 서버 상에 체류할 수 있고, 그리고 과정은 사용자 측에서 최소 입력으로 발생할 수 있다. 한 구체예에서, 라이브러리 아치 형태, 라이브러리 치아, 그리고 라이브러리 치아 첨두에 대한 데이터 파일은 사용자로부터 원격 위치에서 저장될 수 있다.

한 구체예에서, 사용자 인터페이스를 통해 첫 번째 컴퓨터로부터 환자의 주사된 모형을 획득하고; 준비 치아의 마진을 라이닝하고, 주사된 모형의 첨두를 확인하고, 그리고 협측과 설측 아크를 주사된 모형의 첨두에 맞추는 것에서 선택되는 하나 이상의 방법 단계를 클라우드 컴퓨팅 환경에서 수행하고; 그리고 척도 인자를 계산하고, 환자의 치열과 대략 부합하도록 라이브러리 아치 형태를 척도화하고, 그리고 주사된 모형과 라이브러리 아치 형태의 협측과 설측 아크를 등록하는 것에서 선택되는 하나 이상의 방법 단계를 클라우드-컴퓨팅 환경에서 수행하고; 그리고 수복물 설계를 제안하는 것을 포함하는 컴퓨터 구현 방법이 제공된다. 다른 구체예에서, 클라우드 연산 과정으로부터 산출된 정보, 예를 들면, 설계 제안은 환자의 입 내에 배치되는 물리적 치아 수복물을 만들기 위해, 네트워크 인터페이스를 통해 사용자에게 전송되거나, 또는 제조 장치, 예를 들면, 제분기에 전송될 수 있다.

추가 구체예에서, 사용자 인터페이스를 통해 준비 치아를 포함하는 환자의 치열의 가상의 3차원 표현을 획득하고; 그리고 준비 치아에 대한 가상의 치아 수복물을 형성하는 것을 포함하는, 치아 수복물을 설계하기 위한 컴퓨터 구현 방법이 제공되고, 여기서 수복물을 형성하는 단계는 준비 치아의 마진을 라이닝하고, 환자의 치열의 3차원 표현 상에서 첨두를 확인하고, 협측과 설측 아크를 환자의 치열의 첨두에 맞추고, 라이브러리 아치 형태의 한 쌍의 협측과 설측 아크를 환자의 치열의 상응하는 아크에 척도화하고, 환자의 치열의 가상의 3차원 표현 및 라이브러리 아치 형태를 등록하고, 그리고 수복물 설계를 제안하는 것을 포함하고, 여기서 가상의 치아 수복물을 형성하는 과정 단계 중에서 최소한 하나는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 수행된다.

게다가, 전술한 시스템과 방법이 이들의 하나 또는 그 이상의 구체예에 관하여 도시되고 설명되긴 했지만, 당업자는 형태와 상세뿐만 아니라 과정 단계의 순서에서 이런 저런 변화가 아래 청구항의 사상과 범위로부터 벗어나지 않으면서 만들어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 게다가, 원소, 예를 들면, 과정, 모듈, 프로그램, 규칙, 단계, 기타 등등은 구별된 성분으로서 또는 다른 성분과 합동으로 실행될 수 있고, 그리고 이런 이유로, 본 발명의 원리의 범위와 사상에 속한다.

Claims (29)

1. 환자에 대한 치아 수복물(dental restoration)을 제공하는 컴퓨터에 의해 실행되는 방법에 있어서, 상기 방법은 다음을 포함함을 특징으로 하는 방법:
   하나 이상의 준비 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아를 포함하는 환자의 치열 적어도 일부의 가상의 3차원 표현을 제공하고;
   상기 가상의 3차원 표현에 대한 상기 준비 치아의 준비 마진(preparation margin)을 확인하고;
   - 상기 가상의 3차원 표현의 준비 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아와 초기 정렬하여, 준비 치아에 상응하는 라이브러리 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아에 상응하는 라이브러리 치아를 포함하는 가상의 치아 라이브러리의 라이브러리 아치 형태를 배치하고, 상기 라이브러리 아치 형태가 구강 내 치아의 해부학적 굴곡(anatomical curvature)에 해당하는 굴곡을 포함하며,
   - 상기 라이브러리 아치 형태에 해당하는 라이브러리 치아의 위치를 정렬하고, 그리고
   - 상기 가상의 치아 라이브러리로부터 획득된 치아 디자인에 근거하여 하나 이상의 준비 치아를 위한 초기 수복물 디자인을 제안함을 포함하는, 준비 치아를 위한 수복물 디자인을 제공함.
2. 제1항에 있어서, 상기 방법은 초기 수복물 디자인을 변형하여 최종 수복물 디자인을 획득하는 것을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 방법은 최종 수복물 디자인을 이용하여 최종 수복물을 제조하는 것을 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 방법은 라이브러리 아치 형태를 가상의 3차원 표현에 맞추는 것(fitting)을 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 라이브러리 아치 형태를 가상의 3차원 표현에 맞추는 것은 라이브러리 아치 형태를 내측으로 이동하거나, 라이브러리 아치 형태를 균일하게 척도화하거나, 라이브러리 아치 형태를 협측으로 이동하거나, 또는 라이브러리 아치 형태를 교합 축 주위로 회전하는 것 중에서 하나 또는 그 이상을 포함함을 특징으로 하는 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 방법은 라이브러리 아치 형태 내에 포함된 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 위치를 가상의 3차원 표현 내에 포함된 상응하는 하나 또는 그 이상의 치아의 위치와 정렬하는 것을 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 라이브러리 아치 형태 내에 포함된 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 위치를 정렬하는 것은 하나 또는 그 이상의 개별 치아를 협측으로 이동하거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아를 교합으로 이동하거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아를 내측-원위(Mesial-Distal ) 이동하거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 토크 각도를 변화시키거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 첨단부 각도를 변화시키거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 회전 각도를 변화시키거나, 또는 하나 또는 그 이상의 개별 치아를 척도화하는 것 중에서 하나 또는 그 이상을 포함함을 특징으로 하는 방법.
8. 컴퓨터가 치아 수복물 디자인 과정을 이행하도록 하는 프로그램을 저장하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체에 있어서, 상기 치아 수복물 디자인 과정이:
   하나 이상의 준비 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아를 포함하는 환자의 치열 적어도 일부의 가상의 3차원 표현을 제공하고;
   상기 가상의 3차원 표현에 대한 상기 준비 치아의 준비 마진을 확인하고;
   - 상기 가상의 3차원 표현의 준비 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아와 초기 정렬하여, 준비 치아에 상응하는 라이브러리 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아에 상응하는 라이브러리 치아를 포함하는 라이브러리 치아를 포함하는 가상의 치아 라이브러리의 라이브러리 아치 형태를 배치하고, 상기 라이브러리 아치 형태가 구강 내 치아의 해부학적 굴곡(anatomical curvature)에 해당하는 굴곡을 포함하며, 그리고
   - 상기 가상의 치아 라이브러리로부터 획득된 치아 디자인에 근거하여 하나 이상의 준비 치아를 위한 초기 수복물 디자인을 제안함을 포함하여, 준비 치아를 위한 수복물 디자인을 제공함을 특징으로 하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
9. 제8항에 있어서, 상기 치아 수복물 디자인 과정이 최종 수복물 디자인을 획득하기 위해 초기 수복물 디자인을 변형함을 더욱 포함함을 특징으로 하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
10. 제9항에 있어서, 상기 치아 수복물 디자인 과정이 최종 수복물 디자인을 이용하여 최종 수복물을 제조하는 것을 더욱 포함함을 특징으로 하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
11. 제8항에 있어서, 상기 치아 수복물 디자인 과정이 라이브러리 아치 형태를 가상의 3차원 표현에 적합시키는 것을 더욱 포함함을 특징으로 하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
12. 제11항에 있어서, 라이브러리 아치 형태를 가상의 3차원 표현에 적합시키는 것은 라이브러리 아치 형태를 내측으로 이동하거나, 라이브러리 아치 형태를 균일하게 척도화하거나, 라이브러리 아치 형태를 협측으로 이동하거나, 또는 라이브러리 아치 형태를 교합 축 주위로 회전하는 것 중에서 하나 또는 그 이상을 포함함을 특징으로 하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
13. 제11항에 있어서, 상기 치아 수복물 디자인 과정이 라이브러리 아치 형태 내에 포함된 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 위치를 가상의 3차원 표현 내에 포함된 상응하는 하나 또는 그 이상의 치아의 위치와 정렬하는 것을 더욱 포함함을 특징으로 하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
14. 제13항에 있어서, 라이브러리 아치 형태 내에 포함된 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 위치를 정렬하는 것은 하나 또는 그 이상의 개별 치아를 협측으로 이동하거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아를 교합으로 이동하거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아를 내측으로-외측으로 이동하거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 토크 각도를 변화시키거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 첨단부 각도를 변화시키거나, 하나 또는 그 이상의 개별 치아의 회전 각도를 변화시키거나, 또는 하나 또는 그 이상의 개별 치아를 척도화하는 것 중에서 하나 또는 그 이상을 포함함을 특징으로 하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
15. 치아 수복물(dental restoration)을 제공하는 컴퓨터 구현 방법에 있어서, 상기 방법은 다음을 포함함을 특징으로 하는 방법:
    하나 이상의 준비 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아를 포함하는 환자의 치열 적어도 일부의 가상의 3차원 표현을 획득하고;
    상기 준비 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아를 포함하는 환자 치열의 가상의 3차원 표현에서의 첨두(cusps)를 확인하고;
    첫 번째 쌍의 아크를 환자의 치열 상에 있는 첨두에 맞추고(fitting);
    준비 치아에 상응하는 라이브러리 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아에 상응하는 라이브러리 치아를 포함하는 라이브러리 치아를 포함하는 하나의 라이브러리 아치 형태를 제공하며;
    상기 라이브러리 아치형태의 라이브러리 치아의 첨두에 맞춰진(fitted) 두 번째 쌍의 아크를 포함하고, 상기 라이브러리 아치형태가 구강 내 치아의 해부학적 굴곡(anatomical curvature)에 해당하는 굴곡을 포함하며;
    상기 라이브러리 아치 형태를 첫 번째 쌍의 아크와 두 번째 쌍의 아크를 정렬함에 의해 하나 이상의 준비 치아를 포함하는 환자 치열의 가상의 3차원 표현 적어도 일부와 초기 정렬되도록 위치시키고; 그리고
    가상의 치아 라이브러리로부터 획득된 치아 디자인에 근거하여 하나 이상의 준비 치아를 위한 초기 수복물 디자인을 제안함을 포함함.
16. 제15항에 있어서, 첨두를 확인하는 단계는 준비 치아에 가장 가까운 환자의 치열의 부분 상에서 첨두를 확인하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
17. 제15항에 있어서, 한 쌍의 아크를 적합시키는 단계는 환자의 치열 상에서 협측 첨두를 확인하고, 그리고 협측 아크를 협측 첨두에 적합시키고, 그리고 환자의 치열 상에서 설측 첨두를 확인하고, 그리고 설측 아크를 설측 첨두에 적합시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
18. 제15항에 있어서, 라이브러리 아치 형태의 두 번째 쌍의 아크를 환자 치열의 첫 번째 쌍의 아크 크기와 일치하도록 크기 조절하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
19. 제15항에 있어서, 라이브러리 아치 형태의 두 번째 아치쌍 및 환자 치열의 첫 번째 아치쌍에서 포인트들 사이에 상응함을 확립하기 위해, 라이브러리 아치 형태의 전반적인 굴곡을 변형시키는 전역 뒤틀림(global warping) 과정을 적용하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
20. 제15항에 있어서, 라이브러리 아치의 개별 라이브러리 치아를 환자 치열의 가상의 표현에 맞춰서 국부 뒤틀림(warping) 과정을 적용함을 포함함을 특징으로 하는 방법.
21. 제15항에 있어서, 첨두를 확인하고, 첫 번째 쌍의 아크를 환자의 치열 상에서 첨두에 맞추고, 그리고 라이브러리 아치 형태를 초기 정렬에서 배치하는 과정 단계 중에서 적어도 하나가 사용자로부터 입력 없이 전산 시스템에 의해 자동적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제15항에 있어서, 라이브러리 아치 형태의 한 쌍의 아크 크기를 조절하고, 전역 뒤틀림 과정을 적용하며 그리고 부분적인 뒤틀림 과정을 적용함으로부터 선택된 하나 이상의 프로세스 단계를 더욱 포함하며, 이 같은 단계가 사용자로부터의 입력 없이 전산 시스템에 의해 자동적으로 실행됨을 특징으로 하는 방법..
23. 제15항에 있어서, 환자의 치열의 가상의 3차원 표현이 준비 치열과 마주하는 상대편 치열 일부를 포함하고, 준비 치열과 상기 마주하는 상대편 치열 사이에서 최소 거리 파라미터가 달성되는가를 결정하는 과정을 더욱 포함함을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 실행되는 방법.
24. 제23항에 있어서, 치아 준비물에 대한 오프셋 표면 성분을 제공하고, 그리고 오프셋 표면 성분과 마주하는 상대편 치열 사이 거리를 계측함을 포함함을 특징으로 하는 방법.
25. 제15항에 있어서, 단계 중에서 하나 또는 그 이상이 클라우드 컴퓨팅 환경에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
26. 치아 수복을 제공하는 컴퓨터 구현 방법에 있어서, 다음을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    사용자 인터페이스를 통해, 하나 이상의 준비 치아 그리고 하나 이상의 이웃 치아를 포함하는 환자의 치열 적어도 일부의 가상의 3차원 표현을 획득하고; 그리고
    다음 단계를 포함하는, 준비 치아에 대한 초기 치아 수복물 제안을 형성함:
    - 상기 준비 치아의 마진을 라이닝하고,
    - 준비 치아와 이웃하는 치아를 포함하는 환자 치열의 3차원 표현 상에서 첨두를 확인하며,
    - 협측과 설측 아크를 환자의 치열의 가상의 3차원 표현에서 확인된 첨두에 맞추고(fitting),
    - 준비 치아 그리고 이웃 치아와 초기 정렬하여, 준비 치아에 상응하는 라이브러리 치아 그리고 이웃 치아에 상응하는 라이브러리 치아를 포함하는 라이브러리 치아를 포함하는 가상의 치아 라이브러리의 라이브러리 아치 형태를 배치하고, 상기 라이브러리 아치 형태가 구강 내 치아의 해부학적 굴곡(anatomical curvature)에 해당하는 굴곡을 포함하며,
    라이브러리 아치 형태의 한 쌍의 협측과 설측 아크를 환자의 치열의 협측과 설측 아크에 상응하도록 척도화하고,
    환자의 치열의 가상의 3차원 표현 및 라이브러리 아치 형태를 등록하며, 그리고
    상기 가상의 치아 라이브러리로부터 획득된 치아 디자인에 기초하여 준비 치아에 대한 복원 디자인을 제안하며, 이때 초기 치아 수복물 제안을 형성하는 단계 중에서 적어도 하나가 클라우드 컴퓨팅 환경에서 수행됨.
27. 제26항에 있어서, 치아 수복물에 대한 최소 거리를 결정함을 더욱 포함하며, 상기 최소 거리를 결정함이 다음을 포함함을 특징으로 하는 방법:
    준비 치아 및 상대편 치열의 부분을 포함하는 교합 상태에서 환자의 치열의 가상의 3차원 표현을 획득하고;
    가상의 3차원 표현의 치아 준비물 대신에, 치아 준비물보다 큰 오프셋 표면 성분을 형성하며;
    치아 수복물에 대한 최소 거리 파라미터를 획득하고;
    오프셋 표면 성분 및 상대편 치열 사이에 거리를 계측하고, 그리고 상기 거리를 최소 거리 파라미터에 비교하고; 그리고 최소 거리 파라미터가 달성되는가를 결정함.
28. 제27항에 있어서, 상기 최소 거리 파라미터가 달성되지 않으면, 치아 수복물에 대한 최소 거리 파라미터를 달성하기 위한 제안을 제공하는 것을 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
29. 제27항에 있어서, 최소 거리 파라미터를 달성하기 위해 치아 준비물을 감소시키기 위한 가상의 감소 코핑(virtual reduction coping )을 제공함을 포함함을 특징으로 하는 방법.

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