KR101862751B1 - Cad 시스템, 보철물 제작 시스템 및 이를 이용한 보철물 모델 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 어버트먼트가 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 스캔 데이터를 생성하는 단계, 상기 스캔 데이터에 기초하여 삼차원 모델을 생성하는 단계, 상기 어버트먼트에 매칭되는 어버트먼트 모델을 불러들이는 단계, 상기 삼차원 모델에 매칭점을 형성하는 단계, 상기 매칭점에 기초하여 상기 어버트먼트 모델을 상기 삼차원 모델에 위치시키는 단계, 상기 삼차원 모델에 위치한 어버트먼트 모델에 마진 라인을 형성하는 단계, 및 상기 마진 라인에 기초하여 상기 어버트먼트 모델에 보철물 모델을 디자인하는 단계를 포함하는 CAD 시스템, 보철물 제작 시스템 및 이를 이용한 보철물 모델 제작 방법에 관한 것이다.

Description

CAD 시스템, 보철물 제작 시스템 및 이를 이용한 보철물 모델 제작 방법{Computer Aided Design System, Dental Prosthesis Manufacturing System And Dental Prosthesis Model Manufacturing Methode}

본 발명은 CAD 시스템과 보철물 제작 시스템 및 이를 이용한 보철물 모델 제작 방법에 관한 것이다.

대부분이 수작업으로 시행되는 보철 제작과정 중 특히 인상채득은 환자나 술자에게 매우 힘들고 오류가 많이 발생하는 과정이다. 따라서 모델 및 구강 스캐너를 이용하여 디지털 인상을 채득하고 삼차원 모델을 만드는 것은 보철 과정을 간편하게 하고 규격화 할 수 있다는 점에서 획기적이라고 할 수 있다. 이러한 이유로 여러 국내외의 회사들이 치과용 스캐너를 제작, 판매하고 있으며 많은 치과 병의원 및 기공실에 보급되어 사용되고 있다. 하지만, 고가의 장비로서 비용적인 부담과 더불어 여전히 개선이 필요한 한계점들이 보고되고 있다.

일부 스캐너는 대상체의 표면에서 빛 반사를 명확하게 하여 스캔의 정확성을 증진시키기 위해 전용 스캔 파우더를 뿌린 후에 스캔하는 것을 추천하고 있다. 그러나 어버트먼트에 설치된 보철물을 제작하는 과정에서 어버트먼트(Abutment)가 식립된 구강 내를 스캔하면 스캔 파우더에 의한 스캔 오차가 증가하고 보철물의 디자인을 위한 어버트먼트 상의 마진 영역이 형성될 영역이 파우더에 의해 덮힌 상태로 스캔되므로 마진 영역을 정확히 파악하기 어려워 정밀한 보철물 제작의 한계가 있다.

여러가지 이유로 최근에는 스캔 파우더 도포에 의한 오차를 줄이기 위해 파우더의 도포 없이 스캔이 가능한 제품들이 소개되고 있지만 어버트먼트 상의 마진 영역이 형성될 영역이 잇몸 아래에 위치하거나 환자의 구강 구조나 어버트먼트의 경사각을 고려하여 어버트먼트 상의 마진 영역이 형성될 영역의 일부가 절단된 경우에는 어버트먼트가 식립된 구강 내를 스캔하여 생성한 삼차원 모델 상에서 어버트먼트의 마진 영역을 확인하기 매우 곤란하여 정밀한 보철물 제작이 어려운 문제가 있고, 부정확한 보철물 제작에 따라 치근 충치 등의 치아 질환의 원인이 되고 있다.

대한민국 특허공개공보(공개번호 10-2010-0127491)

본 발명의 실시예는 전술한 문제점을 해결할 수 있는 CAD 시스템, 보철물 제작 시스템 및 이를 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법은, 제1 보철물이 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 제2 스캔 데이터를 생성하는 단계; 상기 제2 스캔 데이터에 기초하여 제2 삼차원 모델을 생성하는 단계; 상기 제1 보철물에 매칭되는 원본 제1 보철물 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치시키는 단계; 상기 원본 제1 보철물 모델에 마진 라인을 형성하는 단계; 및 상기 마진 라인에 기초하여 상기 제1 보철물 모델에 제2 보철물 모델을 디자인하는 단계;를 포함하는 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법은, 상기 제2 삼차원 모델에서 매칭점을 설정하는 단계;를 더 포함하고, 상기 매칭점에 기초하여 상기 원본 제1 보철물 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치시키는 것을 특징으로 하는 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수도 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법의 상기 제1 보철물에 매칭되는 원본 제1 보철물 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치시키는 단계는, 상기 제2 삼차원 모델 상의 제1 보철물의 삼차원 모델을 상기 원본 제1 보철물 모델로 대체시키는 것을 특징으로 하는 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수도 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법은 제1 보철물이 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 제2 스캔 데이터를 생성하는 단계 이전에 상기 제1 보철물이 시술되기 전의 치료 대상 영역을 스캔하여 제1 스캔 데이터를 생성하는 단계; 상기 제1 스캔 데이터에 기초하여 제1 삼차원 모델을 생성하는 단계; 상기 제1 삼차원 모델에 기초하여 상기 제1 보철물의 모델을 디자인하는 단계; 및 상기 디자인된 제1 보철물 모델의 데이터에 기초하여 상기 제1 보철물을 제작하는 단계;를 더 포함하는 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방 방법을 제공할 수도 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법의 상기 제1 삼차원 모델에 기초하여 상기 제1 보철물의 모델을 디자인하는 단계는, 상기 제1 보철물의 모델에서 마진 라인을 형성하는 단계; 및 상기 마진 라인의 위치 좌표를 저장하는 단계;를 포함하는 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수도 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법의 상기 원본 제1 보철물 모델에 마진 라인을 형성하는 단계에서 상기 마진 라인은 상기 마진 라인의 위치 좌표에 기초하여 형성되는 것을 특징으로 하는 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수도 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법의 상기 제1 보철물은 어버트먼트(Abutment)이고, 상기 제2 보철물은 어버트먼트와 결합하는 보철물인 것을 특징으로 하는 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수도 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법은 상기 디자인된 제2 보철물 모델의 데이터에 기초하여 상기 제2 보철물을 제작하는 단계;를 더 포함하는 CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수도 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보철물 제작 시스템은 보철물 모델을 제작하는 CAD 시스템; 및 상기 CAD 시스템으로부터 수신한 디자인된 보철물의 데이터에 기초하여 보철물을 가공하는 밀링머신 또는 3차원 프린팅장치;를 포함하는 보철물 제작 시스템을 제공할 수도 있다.

본 발명의 실시예는 구강 내에 복수의 보철물을 시술할 때 앞서 시술된 보철물의 삼차원 모델 상에서의 마진 라인을 정확히 표현함으로써 추가로 시술될 보출물을 정확히 디자인할 수 있는 CAD 시스템, 보철물 제작 시스템 및 이를 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예는 마진 라인이 형성된 영역이 파우더에 의해 도포된 경우라도 마진 라인을 정확히 검출하여 표시함으로써 보철물의 정밀한 디자인 및 제작이 가능한 CAD 시스템, 보철물 제작 시스템 및 이를 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예는 마진 라인이 형성된 영역이 잇몸 내부로 삽입된 경우라도 하여도 마진 라인을 정확히 검출하여 표시함으로써 보철물의 정밀한 디자인 및 제작이 가능한 CAD 시스템, 보철물 제작 시스템 및 이를 이용한 보철물 모델 제작 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보철물 제작 시스템의 블록도.
도 2는 보철물 제작 장치의 구성도.
도 3은 보철물 모델 제작 방법의 흐름도.
도 4는 다른 보철물 모델 제작 방법의 흐름도.
도 5는 또 다른 보철물 제작 방법의 흐름도.
도 6은 제2 삼차원모델의 표시화면.
도 7은 매칭점이 설정된 제2 삼차원모델의 표시화면.
도 8은 제2 삼차원모델 상의 어버트먼트 삼차원 모델이 어버트먼트 모델로 대체되고 마린 라인이 형성된 표시화면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보철물 제작 시스템의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보철물 제작 시스템(10)은 구강 스캐너(100)와 CAD 시스템(200) 그리고 보철물 가공 장치(300, 400)를 포함할 수 있다. 또한 보철물 제작 시스템(10)은 서버장치(500)를 더 포함할 수 있다.

본 발명을 상세하게 설명함에 있어 보철물이란 하나 또는 그 이상의 치아 또는 관련된 조직의 인공적인 대체물을 의미한다. 또한 보철물의 유형으로는 인레이(Inlay), 온레이(Onlay), 크라운(Crown), 라미네이트(Laminate), 브릿지(Bridge), 코핑(Coping), 임플란트(Implant), 덴쳐(Denture), 서지컬가이드(Surgical guide) 등이 있다.

또한 일 예로 보철물이 임플란트(Implant)인 경우, 보철물은 치조골에 삽입되는 임플란트 몸체(Fixture), 임플란트 몸체에 연결되는 임플란트 지대치(Abutment) 그리고 임플란트 지대치 상부 측을 씌우며 인공치아 외측 상부를 형성하는 임플란트 보철물(Crown) 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 정의할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 보철물 제작 시스템을 구성하는 각 장치들 간에는 무선 및/또는 유선 통신을 통해 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wibro), 와이맥스(Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 통신 방식을 이용할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 시스템 구현 방식에 따라 유에스비(Universal Serial Bus), 이더넷(Ethernet), xDSL(ADSL, VDSL), HFC(Hybrid Fiber Coaxial Cable), FTTC(Fiber to The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 등의 유선 통신 방식을 이용할 수도 있다. 또한 근거리 통신 기술인 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 이용될 수 있다.

구강 스캐너(100)는 환자의 구강 내를 스캔하여 스캔 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어 구강 스캐너(100)는 환자의 치료 대상 영역을 스캔하여 스캔 데이터를 생성할 수 있고, 치료 대상 영역이란 구강 내의 영역 중에서 보철물 시술이 이루어지는 영역이 될 수 있고 또한 보철물 시술이 이루어지는 영역과 이와 인접한 인접치가 위치한 영역을 모두 포함하는 영역이 될 수 있다.

또한 구강 스캐너(100)는 환자의 구강 내를 스캔하여 생성한 스캔 데이터로부터 2차원 이미지 데이터를 생성할 수 있고, 삼차원 모델을 생성할 수도 있다. 또한 이와 달리 CAD 시스템(200)이 구강 스캐너(100)로부터 수신한 스캔 데이터에 기초하여 삼차원 모델을 생성할 수도 있다.

서버장치(500)는 각종 스캔 데이터가 저장될 수 있다. 서버장치(500)는 CAD 시스템(200)의 외부 저장장치의 기능을 가져 CAD 시스템(200)에서 생성된 보철물 디자인 데이터나 구강 구조에 대한 삼차원 모델 데이터를 저장할 수 있다. 또한 서버장치(500)는 여러 장소에 구비된 구강스캐너들 각각으로부터 수신한 스캔 데이터를 저장할 수도 있고, 저장 데이터를 외부의 서버에 전송할 수도 있다. 또한 구강스캐너(100)로부터 생성된 데이터가 CAD 시스템(200)으로 전송되지 않고 서버장치(500)에 보관될 수도 있다.

도 2는 보철물 제작 장치의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 보철물 제작 장치(200), 표시장치(220), 저장장치(230), 입력장치(250) 및 프로세서(290)를 포함하고, 프로세서(290)는 저장장치(230)에 저장된 보철물디자인프로그램을 읽어드려 실행하고 실행화면을 표시장치(220) 상에 표시할 수 있다.

보철물디자인프로그램은 표시장치(220) 상에 컨텐츠를 표시하고 작업자가 입력장치(250)를 통해 입력된 정보에 기초하여 미리 정해진 기능을 수행하며 보철물이 디자인될 수 있는 전반적인 환경을 제공할 수 있다.

도 3은 보철물 모델 제작 방법의 흐름도이다.

이하 보철물 모델 제작 방법 중에서 제1 보철물 모델의 마진 라인에 기초하여 제1 보철물 모델에 제2 보철물 모델을 디자인하는 방법을 상세하게 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보철물 제작 시스템(10)을 이용한 보철물 모델 제작 방법은 제1 보철물이 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 스캔 데이터를 생성하는 단계(S110), 상기 스캔 데이터에 기초하여 삼차원 모델을 생성하는 단계(S120), 상기 제1 보철물에 매칭되는 제1 보철물 모델을 불러들이는 단계(S130), 상기 삼차원 모델에 매칭점을 형성하는 단계(S140), 상기 매칭점에 기초하여 상기 제1 보철물 모델을 상기 삼차원 모델에 위치시키는 단계(S150), 상기 삼차원 모델에 위치한 제1 보철물 모델에 마진 라인을 형성하는 단계(S160) 및 상기 마진 라인에 기초하여 상기 제1 보철물 모델에 제2 보철물 모델을 디자인하는 단계(S170)를 포함할 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 제1 보철물이 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 스캔 데이터를 생성하는 단계(S110)에서는, 구강 스캐너(100)는 제1 보철물이 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 스캔 데이터를 생성할 수 있고, 생성한 스캔 데이터를 보철물 제작 장치(200)로 전송할 수 있다.

또한 상기 스캔 데이터에 기초하여 삼차원 모델을 생성하는 단계(S120)에서는, 보철물 제작 장치(200)의 프로세서(290)는 구강 스캐너(100)로부터 수신한 스캔 데이터에 기초하여 치료 대상 영역에 대한 삼차원 모델을 생성할 수 있다.

또한 상기 제1 보철물에 매칭되는 제1 보철물 모델을 불러들이는 단계(S130)에서는, 프로세서(290)는 미리 기억된 제1 보철물에 대한 정보에 기초하여 제1 보철물 모델을 저장장치(230)로 불러들일 수 있다. 아울러 불러드린 제1 보철물 모델을 표시장치(220)를 통해 표시할 수도 있다. 또한 이와 달리 프로세서(290)는 작업자가 입력장치(250)를 통해 보철물 모델 라이브러리 상에서 선택한 보철물 모델을 불러들일 수 있고, 아울러 불러드린 보철물 모델을 표시장치(220)를 통해 표시할 수도 있다.

또한 상기 삼차원 모델에 매칭점을 형성하는 단계(S140)에서는, 프로세서(290)는 삼차원 모델 상의 치료 대상 영역에서의 깊이 정보에 기초하여 적어도 2개의 특징점을 검출하고, 검출된 2개의 특징점을 매칭점으로 지정하고 매칭점의 좌표값을 기억할 수 있다. 또한 깊이 정보에 기초한 특징점 검출과 관련하여 치료 대상 영역 상에서 깊이 정보를 검출하여 기 설정치 깊이 범위를 만족하는 제1 보철물의 상부 영역을 검출하고 기 설정치 깊이 범위를 만족하는 영역에서 상기 기 설정치 깊이 범위 보다 깊은 깊이 값을 가지면서 점직전으로 깊이가 깊이지는 제1 보철물의 측면 영역을 검출하고, 제1 보철물의 상부 영역과 제1 보철물의 측면 영역의 경계 영역 상의 2개의 점을 검출한다. 그리고 검출된 2개의 점을 매칭점으로 지정하여 매칭점의 좌표값을 기억할 수 있다. 이와 달리 작업자가 입력장치(250)를 통해 삼차원 모델 상에 적어도 2개의 매칭점을 지정할 수 있고, 프로세서(290)는 지정된 매칭점의 위치 좌표를 기억할 수 있다.

또한 상기 매칭점에 기초하여 상기 제1 보철물 모델을 상기 삼차원 모델에 위치시키는 단계(S150)에서는, 프로세서(290)는 매칭점의 위치 좌표에 기초하여 불러드린 제1 보철물 모델을 삼차원 모델에 위치시켜 삼차원 모델을 변환할 수 있다. 따라서 삼차원 모델 상의 제1 보철물의 삼차원 모델은 제1 보철물 모델로 대체된 형태로 표시장치(220) 상에 표시될 수 있다.

또한 상기 삼차원 모델에 위치한 제1 보철물 모델에 마진 라인을 형성하는 단계(S160)에서는, 프로세서(290)는 제1 보철물 모델의 미리 지정된 마진 라인 위치 좌표에 기초하여 변환된 삼차원 모델 상의 제1 보철물 모델에 마진 라인을 형성하고 표시장치(220)를 통해 마진 라인을 시각적으로 표시할 수 있다.

또한 상기 마진 라인에 기초하여 상기 제1 보철물 모델에 제2 보철물 모델을 디자인하는 단계(S170)에서는 환자의 구강에 시술된 제1 보철물 상에 시술하기 위한 제2 보철물의 제작을 위해 제2 보철물 모델을 디자인할 수 있다.

도 4는 다른 보철물 모델 제작 방법의 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보철물 제작 시스템(10)을 이용한 보철물 모델 제작 방법은 치료 대상 영역을 스캔하여 제1 스캔 데이터를 생성하는 단계(S201), 상기 제1 스캔 데이터에 기초하여 제1 삼차원 모델을 생성하는 단계(S202), 상기 제1 삼차원 모델에 기초하여 제1 보철물 모델 유형을 선택하는 단계(S203), 상기 선택된 제1 보철물 모델 유형에 따라 상기 제1 보철물 모델을 디자인 하는 단계(S204), 상기 제1 보철물 모델에 마진 라인을 형성하는 단계(S205), 디자인된 제1 보철물 모델을 저장하는 단계(S206), 상기 제1 보철물 모델에 기초하여 제1 보철물을 제작하는 단계(S207), 상기 제작된 제1 보철물이 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 제2 스캔 데이터를 생성하는 단계(S208), 상기 제2 스캔 데이터에 기초하여 제2 삼차원 모델을 생성하는 단계(S209), 상기 제2 삼차원 모델 상에 매칭점을 설정하는 단계(S210), 상기 매칭점에 기초하여 상기 제1 보철물 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치 시키는 단계(S211), 상기 제2 삼차원 모델에 위치한 제1 보철물 모델에 마진 라인을 형성하는 단계(S212), 상기 제2 삼차원 모델에 기초하여 제2 보철물 모델 유형을 선택하는 단계(S213), 상기 마진 라인에 기초하여 상기 제1 보철물 모델에 상기 제2 보철물 모델을 디자인하는 단계(S214) 및 디자인된 제2 보철물 모델에 기초하여 제2 보철물을 제작하는 단계(S215)를 포함할 수 있다.

보다 상세하게는 치료 대상 영역을 스캔하여 제1 스캔 데이터를 생성하는 단계(S201)에서, 구강 스캐너(100)는 환자의 구강 내의 치료 대상 영역을 스캔하여 제1 스캔 데이터를 생성할 수 있고, 생성된 제1 스캔 데이터는 보철물 제작 장치(200)로 전송될 수 있다.

또한 제1 스캔 데이터에 기초하여 제1 삼차원 모델을 생성하는 단계(S202)에서, 보철물 제작 장치(200)는 구강 스캐너(100)로부터 수신한 제1 스캔 데이터에 기초하여 제1 삼차원 모델을 생성할 수 있다.

또한 제1 삼차원 모델에 기초하여 제1 보철물 모델 유형을 선택하는 단계(S203)에서는, 프로세서(290)는 제1 삼차원 모델에 기초하여 제1 보철물 모델 유형별 라이브러리를 제공하고 작업자는 입력장치(250)를 통해 제1 보철물 모델 유형 중 어느 하나를 선택하면 프로세서(290)는 선택된 제1 보철물 모델 유형에 속한 제1 보철물 기본 모델을 불러드릴 수 있고 아울러 표시장치(200)를 통해 제1 보철물 기본 모델을 표시할 수 있다.

또한 선택된 제1 보철물 모델 유형에 따라 상기 제1 보철물 모델을 디자인 하는 단계(S204)에서는, 보철물디자인프로그램이 제공하는 각종 툴을 이용하여 제1 삼차원 모델에 디자인될 제1 보철물 기본 모델의 각도, 크기, 두께 모양 그리고 위치 중 적어도 하나를 변경하여 제1 보철물 모델을 디자인할 수 있다.

또한 제1 보철물 모델 상에서는 마진 라인이 형성될 수 있다(S205). 그리고 제1 보철물 모델 상에 마진 라인을 형성하는 방법으로는 프로세서(290)는 보철물 모델 별로 미리 지정된 마진 라인 정보에 기초하여 제1 보철물 모델에 마진 라인을 표시하거나, 작업자가 입력장치(250)를 통해 제1 보철물 모델에 마진 라인을 그려 넣을 수 있고, 그려진 마진 라인의 위치 정보는 디자인된 제1 보철물 모델의 데이터와 함께 기억될 수 있다.

또한 디자인된 제1 보철물 모델을 저장하는 단계(S206)에서는 프로세서(290)는 제1 보철물 모델이 디자인되면 디자인된 제1 보철물 모델의 데이터를 저장장치(230)에 저장할 수 있다.

또한 제1 보철물 모델에 기초하여 제1 보철물을 제작하는 단계(S207)에서는 디자인된 제1 보철물 모델의 데이터가 보철물 가공 장치인 밀링 장치(300)나 프린팅 장치(400) 중 적어도 하나에 전송되고 보철물 가공 장치에서 제1 보철물이 제작될 수 있다.

또한 제작된 제1 보철물이 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 제2 스캔 데이터를 생성하는 단계(S208)에서는 보철물 가공 장치에서 제작된 제1 보철물은 환자의 치료 대상 영역에 시술되어 설치되고 구강 스캐너(100)는 제1 보철물이 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 제2 스캔 데이터를 생성하고 생성된 제2 스캔 데이터를 보철물 제작 장치(200)로 전송할 수 있다.

또한 제2 스캔 데이터에 기초하여 제2 삼차원 모델을 생성하는 단계(S209)에서는 보철물 제작 장치(200)는 수신한 제2 스캔 데이터에 기초하여 제2 삼차원 모델을 생성할 수 있다.

또한 제2 삼차원 모델 상에 매칭점을 설정하는 단계(S210)에서는 프로세서(290)는 제2 삼차원 모델 상의 치료 대상 영역에서의 깊이 정보에 기초하여 적어도 2개의 특징점을 검출하고, 검출된 2개의 특징점을 매칭점으로 지정하고 매칭점의 좌표값을 기억할 수 있다. 또한 깊이 정보에 기초한 특징점 검출과 관련하여 치료 대상 영역 상에서 깊이 정보를 검출하여 기 설정치 깊이 범위를 만족하는 제1 보철물의 상부 영역을 검출하고 기 설정치 깊이 범위를 만족하는 영역에서 상기 기 설정치 깊이 범위 보다 깊은 깊이 값을 가지면서 점직전으로 깊이가 깊이지는 제1 보철물의 측면 영역을 검출하고, 제1 보철물의 상부 영역과 제1 보철물의 측면 영역의 경계 영역 상의 2개의 점을 검출한다. 그리고 검출된 2개의 점을 매칭점으로 지정하여 매칭점의 좌표값을 기억할 수 있다. 이와 달리 작업자가 입력장치(250)를 통해 제2 삼차원 모델 상에 적어도 2개의 매칭점을 지정할 수 있고, 프로세서(290)는 지정된 매칭점의 위치 좌표를 기억할 수 있다.

또한 매칭점에 기초하여 상기 제1 보철물 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치 시키는 단계(S211)에서는 프로세서(290)는 매칭점의 위치 좌표에 기초하여 불러드린 제1 보철물 모델을 제2 삼차원 모델에 위치시켜 제2 삼차원 모델을 변환할 수 있다. 따라서 제2 삼차원 모델 상의 제1 보철물의 삼차원 모델은 제1 보철물 모델로 대체된 형태로 표시장치(220) 상에 표시될 수 있다.

또한 제2 삼차원 모델에 위치한 제1 보철물 모델에 마진 라인을 형성하는 단계(S212)에서는 프로세서(290)는 저장된 제1 보철물 모델의 마진 라인 위치 정보에 기초하여 변환된 삼차원 모델 상의 제1 보철물 모델에 마진 라인을 형성하고 표시장치(220)를 통해 마진 라인을 시각적으로 표시할 수 있다.

또한 제2 삼차원 모델에 기초하여 제2 보철물 모델 유형을 선택하는 단계(S213)에서는 프로세서(290)는 제2 삼차원 모델에 기초하여 제2 보철물 모델 유형별 라이브러리를 제공하고 작업자는 입력장치(250)를 통해 제2 보철물 모델 유형 중 어느 하나를 선택하면 프로세서(290)는 선택된 제2 보철물 모델 유형에 속한 제2 보철물 기본 모델을 불러드릴 수 있고 아울러 표시장치(200)를 통해 제2 보철물 기본 모델을 표시할 수 있다.

또한 마진 라인에 기초하여 상기 제1 보철물 모델에 상기 제2 보철물 모델을 디자인하는 단계(S214)에서는, 보철물디자인프로그램이 제공하는 각종 툴을 이용하여 제2 삼차원 모델에 디자인될 제2 보철물 기본 모델의 각도, 크기, 두께 모양 그리고 위치 중 적어도 하나를 변경하여 제2 보철물 모델을 디자인할 수 있다.

또한 디자인된 제2 보철물 모델에 기초하여 제2 보철물을 제작하는 단계(S215)에서는 제2 보철물 모델의 데이터를 인공치아 가공 장치로 전송하고 인공치아 가공 장치는 제2 보철물 모델의 데이터에 기초하여 제2 보철물을 제작할 수 있고, 제작된 제2 보철물은 환자의 치료 대상 영역에 시술될 수 있다.

이하 일 예로 임플란트 시술을 위한 임플란트 보철물 모델 디자인 방법을 설명한다.

도 5는 또 다른 보철물 제작 방법의 흐름도이고, 도 6은 제2 삼차원모델의 표시화면이고, 도 7은 매칭점이 설정된 제2 삼차원모델의 표시화면이며, 도 8은 제2 삼차원모델 상의 어버트먼트 삼차원 모델이 어버트먼트 모델로 대체되고 마린 라인이 형성된 표시화면이다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보철물 제작 시스템(10)을 이용한 보철물 모델 제작 방법은 치료 대상 영역을 스캔하여 제1 스캔 데이터를 생성하는 단계(S301), 상기 제1 스캔 데이터에 기초하여 제1 삼차원 모델을 생성하는 단계(S302), 상기 제1 삼차원 모델에 기초하여 어버트먼트 모델 유형을 선택하는 단계(S303), 상기 선택된 어버트먼트 모델 유형에 따라 상기 어버트먼트 모델을 디자인 하는 단계(S304), 어버트먼트 모델에 마진 라인을 형성하는 단계(S305), 디자인된 어버트먼트 모델을 저장하는 단계(S306), 상기 어버트먼트 모델에 기초하여 어버트먼트를 제작하는 단계(S307), 상기 제작된 어버트먼트가 삽입된 치료 대상 영역을 스캔하여 제2 스캔 데이터를 생성하는 단계(S308), 상기 제2 스캔 데이터에 기초하여 제2 삼차원 모델을 생성하는 단계(S309), 상기 제2 삼차원 모델 상에 매칭점을 설정하는 단계(S310), 상기 매칭점에 기초하여 상기 어버트먼트 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치 시키는 단계(S311), 상기 제2 삼차원 모델에 위치한 어버트먼트 모델에 마진 라인을 형성하는 단계(S312), 상기 제2 삼차원 모델에 기초하여 보철물 모델 유형을 선택하는 단계(S313), 상기 마진 라인에 기초하여 상기 어버트먼트 모델에 상기 보철물 모델을 디자인하는 단계(S314) 및 디자인된 보철물 모델에 기초하여 보철물을 제작하는 단계(S315)를 포함할 수 있다.

보다 상세하게는 치료 대상 영역을 스캔하여 제1 스캔 데이터를 생성하는 단계(S301)에서, 구강 스캐너(100)는 환자의 구강 내의 치료 대상 영역을 스캔하여 제1 스캔 데이터를 생성할 수 있고, 생성된 제1 스캔 데이터는 보철물 제작 장치(200)로 전송될 수 있다. 또한 환자의 구강 내의 치료 대상 영역 상에는 인공 치근 역할을 하는 임플란트 몸체(Fixture)가 치조골에 식립될 수 있다.

또한 제1 스캔 데이터에 기초하여 제1 삼차원 모델을 생성하는 단계(S302)에서, 보철물 제작 장치(200)는 구강 스캐너(100)로부터 수신한 제1 스캔 데이터에 기초하여 제1 삼차원 모델을 생성할 수 있다. 그리고 제1 삼차원 모델에는 환자의 치료 대상 영역과 동일한 구조를 가질 수 있다.

또한 제1 삼차원 모델에 기초하여 어버트먼트 모델 유형을 선택하는 단계(S303)에서는, 프로세서(290)는 제1 삼차원 모델에 기초하여 어버트먼트 모델 유형별 라이브러리를 제공하고 작업자는 입력장치(250)를 통해 어버트먼트 모델 유형 중 어느 하나를 선택하면 프로세서(290)는 선택된 어버트먼트 모델 유형에 속한 어버트먼트 기본 모델을 불러드릴 수 있고 아울러 표시장치(200)를 통해 어버트먼트 기본 모델을 표시할 수 있다.

또한 선택된 어버트먼트 모델 유형에 따라 상기 어버트먼트 모델을 디자인 하는 단계(S304)에서는, 보철물디자인프로그램이 제공하는 각종 툴을 이용하여 제1 삼차원 모델에 디자인될 어버트먼트 기본 모델의 각도, 크기, 두께 모양 그리고 위치 중 적어도 하나를 변경하여 어버트먼트 모델을 디자인할 수 있다.

또한 어버트먼트 모델에 마진 라인을 형성할 수 있다(S305). 그리고 어버트먼트 모델 상에 마진 라인을 형성하는 방법으로는 프로세서(290)는 어버트먼트 모델 별로 미리 지정된 마진 라인 정보에 기초하여 어버트먼트 모델에 마진 라인을 표시하거나, 작업자가 입력장치(250)를 통해 어버트먼트 모델에 마진 라인을 그려 넣을 수 있고, 그려진 마진 라인의 위치 정보는 디자인된 어버트먼트 모델의 데이터와 함께 기억될 수 있다.

또한 디자인된 어버트먼트 모델을 저장하는 단계(S306)에서는 프로세서(290)는 어버트먼트 모델이 디자인되면 디자인된 어버트먼트 모델의 데이터를 저장장치(230)에 저장할 수 있다.

또한 어버트먼트 모델에 기초하여 어버트먼트를 제작하는 단계(S307)에서는 디자인된 어버트먼트 모델의 데이터가 보철물 가공 장치인 밀링 장치(300)나 프린팅 장치(400) 중 적어도 하나에 전송되고 보철물 가공 장치에서 어버트먼트가 제작될 수 있다.

또한 제작된 어버트먼트가 삽입된 치료 대상 영역을 스캔하여 제2 스캔 데이터를 생성하는 단계(S308)에서는 보철물 가공 장치에서 제작된 어버트먼트는 환자의 치료 대상 영역에 시술되어 임플란트 몸체와 연결되고 구강 스캐너(100)는 어버트먼트가 시술된 치료 대상 영역을 스캔하여 제2 스캔 데이터를 생성하고 생성된 제2 스캔 데이터를 보철물 제작 장치(200)로 전송할 수 있다. 또한 어버트먼트와 임플란트 몸체는 서로 스크류(Screw) 체결될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

또한 제2 스캔 데이터에 기초하여 제2 삼차원 모델을 생성하는 단계(S309)에서는 보철물 제작 장치(200)는 수신한 제2 스캔 데이터에 기초하여 제2 삼차원 모델을 생성할 수 있다.

또한 제2 삼차원 모델 상에 매칭점을 설정하는 단계(S310)는 제2 삼차원 모델 상의 치료 대상 영역에서의 깊이 정보에 기초하여 적어도 2개의 특징점을 검출하고, 검출된 2개의 특징점을 매칭점으로 지정하고 매칭점의 좌표값을 기억할 수 있다. 또한 깊이 정보에 기초한 특징점 검출과 관련하여 치료 대상 영역 상에서 깊이 정보를 검출하여 기 설정치 깊이 범위를 만족하는 어버트먼트의 상부 영역을 검출하고 기 설정치 깊이 범위를 만족하는 영역에서 상기 기 설정치 깊이 범위 보다 깊은 깊이 값을 가지면서 점직전으로 깊이가 깊이지는 어버트먼트의 측면 영역을 검출하고, 어버트먼트의 상부 영역과 어버트먼트의 측면 영역의 경계 영역 상의 2개의 점을 검출한다. 그리고 검출된 2개의 점을 매칭점으로 지정하여 매칭점의 좌표값을 기억할 수 있다. 이와 달리 작업자가 입력장치(250)를 통해 제2 삼차원 모델 상에 적어도 2개의 매칭점을 지정할 수 있고, 프로세서(290)는 지정된 매칭점의 위치 좌표를 기억할 수 있다.

또한 매칭점에 기초하여 상기 어버트먼트 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치 시키는 단계(S311)에서는 프로세서(290)는 매칭점의 위치 좌표에 기초하여 불러드린 어버트먼트 모델을 제2 삼차원 모델에 위치시켜 제2 삼차원 모델을 변환할 수 있다. 따라서 제2 삼차원 모델 상의 어버트먼트의 삼차원 모델은 어버트먼트 모델로 대체된 형태로 표시장치(220) 상에 표시될 수 있다.

또한 제2 삼차원 모델에 위치한 어버트먼트 모델에 마진 라인을 형성하는 단계(S312)에서는 프로세서(290)는 저장된 어버트먼트 모델의 마진 라인 위치 정보에 기초하여 변환된 삼차원 모델 상의 어버트먼트 모델에 마진 라인을 형성하고 표시장치(220)를 통해 마진 라인을 시각적으로 표시할 수 있다.

한편 도 6을 참조하면, 제2 삼차원 모델 상에는 점선으로 표시된 바와 같이 어버트먼트의 마진 라인이 형성될 영역 중 일부가 잇몸 아래에 삽입되거나 파우더로 덮인 경우 제2 삼차원 모델 상에서 마진 라인을 그리기가 매우 어렵다. 그러나 제2 삼차원 모델 상의 어버트먼트의 삼차원 모델을 원본의 어버트먼트 모델로 대체하고 마진 라인 위치 정보에 기초하여 마진 라인을 형성하여 표시할 수 있으므로 자동으로 마진 라인이 형성될 수 있다(도 8). 또한 잇몸으로 가려지거나 파우더로 가려진 영역까지도 마진 라인이 표시되므로 어버트먼트에 결합될 보철물의 정밀한 디자인이 가능하다. 또한 도면에는 나타나지 않았지만, 경사각 조절이나 환자의 구강 구조에 따라서 어버트먼트의 일부 영역이 삭제되어 마진 라인이 표시된 영역이 제거된 경우라도 원본 어버트먼트 모델이 제2 삼차원 모델에 위치하게 되므로 최초의 마진 라인을 정확하게 파악할 수 있다.

또한 제2 삼차원 모델에 기초하여 보철물 모델 유형을 선택하는 단계(S313)에서는 프로세서(290)는 제2 삼차원 모델에 기초하여 보철물 모델 유형별 라이브러리를 제공하고 작업자는 입력장치(250)를 통해 보철물 모델 유형 중 어느 하나를 선택하면 프로세서(290)는 선택된 보철물 모델 유형에 속한 보철물 기본 모델을 불러드릴 수 있고 아울러 표시장치(200)를 통해 보철물 기본 모델을 표시할 수 있다. 그리고 보철물 모델은 어버트먼트 위에 씌워지는 것으로 최종적으로 구강 내에서 임플란트가 가능할 수 있도록 돕는 역할을 한다.

또한 마진 라인에 기초하여 상기 어버트먼트 모델에 상기 보철물 모델을 디자인하는 단계(S314)에서는, 보철물디자인프로그램이 제공하는 각종 툴을 이용하여 제2 삼차원 모델에 디자인될 보철물 기본 모델의 각도, 크기, 두께 모양 그리고 위치 중 적어도 하나를 변경하여 보철물 모델을 디자인할 수 있다.

또한 디자인된 보철물 모델에 기초하여 보철물을 제작하는 단계(S315)에서는 보철물 모델의 데이터를 인공치아 가공 장치로 전송하고 인공치아 가공 장치는 보철물 모델의 데이터에 기초하여 보철물을 제작할 수 있고, 제작된 보철물은 환자의 치료 대상 영역 상의 어버터먼트 연결될 수 있다. 그리고 보철물과 어버트먼트는 접착제로 연결될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

보철물 제작 시스템(10)
구강 스캐너(100)
CAD 시스템(200)
표시장치(220)
저장장치(230)
입력장치(250)
프로세서(290)
보철물 가공 장치(300, 400)
서버장치(500)

Claims (9)

1. 임플란트 몸체가 식립된 치료 대상 영역을 스캔하여 제1 스캔 데이터를 생성하고, 상기 제1 스캔 데이터에 기초하여 상기 치료 대상 영역에 대한 제1 삼차원 모델을 생성하는 단계;
   상기 제1 삼차원 모델에 어버트먼트 모델을 디자인하는 단계;
   디자인된 어버트먼트 모델 및 상기 디자인된 어버트먼트 모델에 지정된 마진 라인 정보를 저장하는 단계;
   상기 임플란트 몸체에 상기 디자인된 어버트먼트 모델에 기초하여 제작된 어버트먼트가 설치된 상기 치료 대상 영역을 스캔하여 제2 스캔 데이터를 생성하는 단계;
   상기 제2 스캔 데이터에 기초하여 제2 삼차원 모델을 생성하는 단계;
   상기 디자인된 어버트먼트 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치시켜 상기 제2 삼차원 모델을 변환하는 단계;
   상기 저장된 마진 라인 정보에 기초하여 상기 변환된 제2 삼차원 모델 상의 어버트먼트 모델에 마진 라인이 표시되는 단계; 및
   상기 변환된 제2 삼차원 모델 상의 어버트먼트 모델에 표시된 마진 라인에 기초하여 상기 어버트먼트 모델에 보철물 모델을 디자인하는 단계;를 포함하는
   CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 디자인된 어버트먼트 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치시켜 상기 제2 삼차원 모델을 변환하는 단계는,
   상기 제2 삼차원 모델에서 매칭점을 설정하는 단계;를 포함하고,
   상기 매칭점에 기초하여 상기 디자인된 어버트먼트 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치시키는 것을 특징으로 하는
   CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 디자인된 어버트먼트 모델을 상기 제2 삼차원 모델에 위치시켜 상기 제2 삼차원 모델을 변환하는 단계는,
   상기 제2 삼차원 모델 상의 어버트먼트의 삼차원 모델을 상기 디자인된 어버트먼트 모델로 대체시키는 것을 특징으로 하는
   CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법.
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 삼차원 모델에 상기 어버트먼트 모델을 디자인하는 단계는,
   상기 어버트먼트 모델에서 마진 라인을 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 마진 라인 정보는 상기 마진 라인의 위치 좌표인 것을 특징으로 하는
   CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 마진 라인의 위치 좌표에 기초하여 상기 변환된 제2 삼차원 모델 상의 어버트먼트 모델에 마진 라인이 표시되는것을 특징으로 하는
   CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법.
7. 삭제
8. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 디자인된 보철물 모델의 데이터에 기초하여 보철물을 제작하는 단계;를 더 포함하는
   CAD 시스템을 이용한 보철물 모델 제작 방법.
9. 제1 내지 제3 항, 제5 항 및 제6 항 중 어느 하나의 항의 제작 방법에 따라 보철물 모델을 제작하는 CAD 시스템; 및
   상기 CAD 시스템으로부터 수신한 디자인된 보철물의 데이터에 기초하여 보철물을 가공하는 밀링머신 또는 3차원 프린팅장치;를 포함하는
   보철물 제작 시스템.
   

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