KR101884138B1 - 치아 교정을 위한 네트워크 시스템 - Google Patents

치아 교정을 위한 네트워크 시스템 Download PDF

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KR101884138B1
KR101884138B1 KR1020170167927A KR20170167927A KR101884138B1 KR 101884138 B1 KR101884138 B1 KR 101884138B1 KR 1020170167927 A KR1020170167927 A KR 1020170167927A KR 20170167927 A KR20170167927 A KR 20170167927A KR 101884138 B1 KR101884138 B1 KR 101884138B1
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박지종
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Abstract

본 발명은 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사 사이에 유무선 네트워크 시스템을 이용하여 환자의 치아 데이터, 교정 데이터, 투명 교정기 데이터 등을 주고 받는 시스템을 제공함으로써 환자의 치아를 교정할 수 있는 투명 교정기를 제작할 수 있게 한다. 치과 의사쪽에는 환자의 현재 치아 상태를 3D 스캔하는 스캐닝 장치로부터 환자의 현재 치아 상태에 대한 데이터를 수신하는 입력부; 상기 스캐닝 데이터를 기초로 환자의 교정전 치아 및 치아 주변의 모습을 3D 데이터로 생성하는 3D 데이터 생성부; 교정전 치아의 3D 데이터에 적용되는 좌표계를 생성하는 좌표계 생성부; 좌표계에서 각 치아에 해당하는 좌표값을 부여하는 좌표 생성부; 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값을 교정 전문의 또는 치기공사에 전달하는 제1송신부; 교정 전문의 또는 치기공사로부터 중간 교정 치아 3D 데이터 또는 최종 교정 치아 3D 데이터를 수신하는 제1수신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성과 화상을 실시간으로 교정 전문의에게 전송하거나 환자가 원하는 교정 사항을 치과 의사가 정리하여 말, 문자, 그림 등의 형태로 교정 전문의쪽의 제2대화부에 전송하는 제1대화부가 있고, 교정 전문의쪽에는 상기 제1송신부가 보내는 환자의 교정전 치아 3D 데이터, 좌표계, 및 교정전 각 치아의 좌표값을 수신하는 제2수신부; 환자의 치아 상태, 교정 요구 사항, 교정 기간 등을 고려하여 교정 전문의가 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성부; 중간 교정 치아 3D 데이터 및 최종 교정 치아 3D 데이터를 치과 의사쪽 제1수신부에 전송하는 제2송신부; 중간 교정 치아 3D 데이터 및 최종 교정 치아 3D 데이터로 표현되는 중간 교정 치아 및 최종 교정 치아의 표면을 감싸도록 형성되고, 교정 전문의가 결정한 두께를 갖는 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하는 3D 투명 교정기 데이터 생성부; 투명 교정기의 치아별 두께, 두께 분포, 3차원 구조를 변경하여 상기 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 3D 투명 교정기 데이터 수정부; 3D 투명 교정기 데이터 생성부에서 생성된 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 데이터 수정부에서 생성된 3D 투명 교정기 수정 데이터를 치기공사쪽의 제3수신부에 전송하는 제3송신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성이나 화상, 치과 의사가 정리한 말, 문자, 그림 등을 실시간으로 전달 받은 교정 전문의가 치과 의사쪽의 상기 제1대화부에 교정 가능 여부, 교정 방법, 교정 기간, 교정 가격을 포함하는 의견을 실시간으로 피드백해 주는 제2대화부가 있고, 치기공사쪽에는 상기 제1송신부가 전송하는 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값, 또는 상기 제3송신부가 전송하는 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 수신하는 제3수신부; 상기 제1대화부 또는 제2대화부로부터 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 수신하거나 제1대화부 또는 제2대화부로 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 송신하는 제3대화부가 있다.

Description

치아 교정을 위한 네트워크 시스템{A NETWORK SYSTEM FOR TOOTH CORRECTION}
본 발명은 치아 교정이 필요한 사람(이하, 간단히 '환자'라고 함)의 현재 치아 데이터를 기초로 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사 사이에 치아 교정 정보를 주고 받을 수 있는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 치아 교정은 금속으로 된 교정 장치를 이용하는 금속 치아 교정과 치아 안쪽에 교정 장치를 적용하는 설측 교정과 투명한 소재의 투명 교정기를 치아에 장착하여 교정하는 투명 교정 방식으로 분류할 수 있다. 특히, 투명 교정 방식은 투명한 소재의 투명 교정기를 치아에 덮어씌우는 방식이므로 교정기가 외부에서 보이지 않을 뿐만 아니라, 자유롭게 탈부착이 가능하여 착용성이 뛰어나 다른 교정 방식에 비해 크게 각광 받고 있다.
종래의 투명 교정 방식은 환자의 치아 상태를 스캔하여 얻은 교정전 치아 데이터와 환자와 교정 전문의 또는 교정 경험이 있는 의사가 상담을 통해 결정한 최종 교정 치아 데이터를 생성하고, 환자와 교정 전문의 또는 교정 경험이 있는 의사가 상담을 통해 정한 교정 기간에 맞추어 교정전 치아를 최종 교정 치아로 교정하기 위해 각 단계별로 생성하는 중간 교정 치아 데이터를 생성하고, 이렇게 생성된 중간 교정 치아 데이터와 최종 교정 데이터를 3D 프린터와 같은 3D 장치로 인쇄하여 인상 모형(치아 금형)을 형성한 후, 진공 압착기를 통해 치아 금형에 투명 필름을 압착하여 여러 단계로 구분되는 투명 교정기를 제작하였다(선행기술문헌: 국내등록특허공보 제10-1109424호).
예를 들면 치아를 오른쪽으로 2 mm 이동하여야 할 경우, 한 번에 1 mm씩 오른쪽으로 이동하기로 정한 경우에는 오른쪽으로 1 mm 이동한 교정 데이터가 중간 교정 데이터이고, 오른쪽으로 2 mm 이동한 교정 데이터가 최종 교정 데이터이다. 이 때 투명 교정기는 2개만 제작하면 된다. 그러나 한 번에 0.7 mm씩 오른쪽으로 이동하기로 정한 경우에는 오른쪽으로 0.7 mm, 1.4 mm 이동한 교정 데이터가 중간 교정 데이터이고, 오른쪽으로 2 mm 이동한 교정 데이터가 최종 교정 데이터이다. 이 때는 투명 교정기를 3개 제작하여야 한다.
투명 교정기는 교정 방법과 기간이 정해지면 특별한 경우를 제외하고는 환자가 일정 기간에 걸쳐 첫번째 교정기를 착용하고, 첫번째 교정기가 목표로 하는 만큼 치아가 이동하면 두번째 교정기를 착용하는 방식이기 때문에 환자에게 필요한 교정기를 한번에 전부 만들어 주었다. 환자는 교정이 제대로 되고 있는지 확인하기 위해 필요할 때에만 치과를 방문하였다. 특별한 경우란 교정 도중 치아를 발치하거나 치아의 끝을 연마하여 치아와 치아 사이의 공간을 넓히는 시술(스트리핑, stripping)을 할 필요가 있을 때 등을 말한다.
이처럼 투명 교정기는 환자가 치과를 방문하여 교정 방법이 정해지면 중간 교정기부터 최종 교정까지 전부 한꺼번에 받아갈 수 있기 때문에 환자가 그 다음 교정기를 받기 위해 치과를 방문해야 할 번거로움이 없다. 그래서 투명 교정기는 다른 교정 방식보다 더 정교하게 치아 교정 결과를 예측하여야 한다.
치과 의사는 많이 있지만 교정을 전문과목으로 배운 치과 의사는 그리 많지 않다. 교정을 전문으로 하지 않은 일반치과의사는 투명 교정기로 환자의 치아를 교정하기가 쉽지 않다. 환자의 치아를 교정하기 위해서는 길게는 1년 6개월 이상의 시간이 소요되기 때문에 경험을 단기간에 습득하기 어렵다. 그래서 교정을 전문과목으로 하지 않는 일반치과의사가 교정을 하기는 쉽지 않은 일이다. 또한 환자의 치아 교정 결과를 조금만 잘못 예측하여도 치아 교정기를 다시 만들어야 하고 환자와 치과의사간에 신뢰도를 떨어뜨리는 문제가 되기 때문에 일반치과의사가 교정을 하는 것은 쉽지 않은 일이다. 본 발명은 치아를 전문으로 하지 않은 일반치과의사(이하, 간단히 '치과 의사'라고 함)도 투명 교정기로 환자의 치아를 교정할 수 있게 하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사 사이에 유무선 네트워크 시스템을 이용하여 환자의 치아 데이터, 교정 데이터, 투명 교정기 데이터 등을 주고 받는 시스템을 제공함으로써 위와 같은 목적을 달성한다.
치과 의사쪽에는 상기 시스템을 구성하는 요소 중 환자의 현재 치아 상태를 3D 스캔하는 스캐닝 장치로부터 환자의 현재 치아 상태에 대한 데이터를 수신하는 입력부; 상기 스캐닝 데이터를 기초로 환자의 교정전 치아 및 치아 주변의 모습을 3D 데이터로 생성하는 3D 데이터 생성부; 교정전 치아의 3D 데이터에 적용되는 좌표계를 생성하는 좌표계 생성부; 좌표계에서 각 치아에 해당하는 좌표값을 부여하는 좌표 생성부; 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값을 교정 전문의 또는 치기공사에 전달하는 제1송신부; 교정 전문의 또는 치기공사로부터 중간 교정 치아 3D 데이터 또는 최종 교정 치아 3D 데이터를 수신하는 제1수신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성과 화상을 실시간으로 교정 전문의에게 전송하거나 환자가 원하는 교정 사항을 치과 의사가 정리하여 말, 문자, 그림 등의 형태로 교정 전문의쪽의 제2대화부에 전송하는 제1대화부가 있을 수 있다. 제1대화부는 아래 제3대화부에 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 전송할 수도 있다. 제1대화부는 아래 제2대화부 또는 제3대화부가 전송하는 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 수신할 수도 있다.
교정 전문의쪽에는 상기 시스템을 구성하는 요소 중 상기 제1송신부가 보내는 환자의 교정전 치아 3D 데이터, 좌표계, 및 교정전 각 치아의 좌표값을 수신하는 제2수신부; 환자의 치아 상태, 교정 요구 사항, 교정 기간 등을 고려하여 교정 전문의가 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성부; 중간 교정 치아 3D 데이터 및 최종 교정 치아 3D 데이터를 치과 의사쪽 제1수신부에 전송하는 제2송신부; 중간 교정 치아 3D 데이터 및 최종 교정 치아 3D 데이터로 표현되는 중간 교정 치아 및 최종 교정 치아의 표면을 감싸도록 형성되고, 교정 전문의가 결정한 두께를 갖는 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하는 3D 투명 교정기 데이터 생성부; 투명 교정기의 치아별 두께, 두께 분포, 3차원 구조를 변경하여 상기 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 3D 투명 교정기 데이터 수정부; 3D 투명 교정기 데이터 생성부에서 생성된 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 데이터 수정부에서 생성된 3D 투명 교정기 수정 데이터를 치기공사쪽의 제3수신부에 전송하는 제3송신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성이나 화상, 치과 의사가 정리한 말, 문자, 그림 등을 실시간으로 전달 받은 교정 전문의가 치과 의사쪽의 상기 제1대화부에 교정 가능 여부, 교정 방법, 교정 기간, 교정 가격을 포함하는 의견을 실시간으로 피드백해 주는 제2대화부가 있을 수 있다. 제2대화부는 아래 제3대화부에 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 전송할 수도 있다. 제2대화부는 위 제1대화부 또는 아래 제3대화부가 전송하는 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 수신할 수도 있다.
치기공사쪽에는 상기 시스템을 구성하는 요소 중 상기 제1송신부가 전송하는 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값, 또는 상기 제3송신부가 전송하는 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 수신하는 제3수신부; 상기 제1대화부 또는 제2대화부로부터 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 수신하거나 제1대화부 또는 제2대화부로 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 송신하는 제3대화부가 있을 수 있다. 치기공사쪽에는 중간 교정 치아 3D 데이터 또는 최종 교정 치아 3D 데이터를 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제4송신부가 추가로 있을 수 있다. 치기공사쪽에는 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제5송신부가 추가로 있을 수도 있다.
위와 같은 실시 형태에서 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사는 중간 교정 치아 3D 데이터, 최종 교정 치아 3D 데이터, 3D 투명 교정기 데이터, 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 주고 받는데, 이러한 데이터들은 3D 이미지를 포함하고 있다. 위 실시 형태는 3D 이미지를 직접 주고 받으므로 시스템에 탑해하는 프로그램은 간단하게 구성할 수 있으나 주고 받는 데이터의 양이 크다.
주고 받는 데이터의 양을 감소시키기 위해 본 발명은 다음과 같은 실시 형태를 취할 수도 있다.
치과 의사쪽에는 환자의 현재 치아 상태를 3D 스캔하는 스캐닝 장치로부터 환자의 현재 치아 상태에 대한 데이터를 수신하는 입력부; 상기 스캐닝 데이터를 기초로 환자의 교정전 치아 및 치아 주변의 모습을 3D 데이터로 생성하는 3D 데이터 생성부; 교정전 치아의 3D 데이터에 적용되는 좌표계를 생성하는 좌표계 생성부; 좌표계에서 각 치아에 해당하는 좌표값을 부여하는 제1 좌표 생성부; 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값을 교정 전문의 또는 치기공사에 전달하는 제1송신부; 교정 전문의 또는 치기공사로부터 중간 교정 치아 3D 데이터의 좌표값, 최종 교정 치아 3D 데이터의 좌표값을 수신하는 제1수신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성과 화상을 실시간으로 교정 전문의에게 전송하거나 환자가 원하는 교정 사항을 치과 의사가 정리하여 말, 문자, 그림 등의 형태로 교정 전문의쪽의 제2대화부에 전송하는 제1대화부가 있을 수 있다. 제1대화부는 아래 제3대화부에 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 전송할 수도 있다. 제1대화부는 아래 제2대화부 또는 제3대화부가 전송하는 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 수신할 수도 있다.
교정 전문의쪽에는 상기 제1송신부가 보내는 환자의 교정전 치아 3D 데이터, 좌표계, 및 교정전 각 치아의 좌표값을 수신하는 제2수신부; 환자의 치아 상태, 교정 요구 사항, 교정 기간 등을 고려하여 교정 전문의가 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성부; 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터의 각 치아에 교정된 좌표값을 부여하는 제2 좌표 생성부; 중간 교정 치아의 각 좌표값 및 최종 교정 치아의 각 좌표값을 치과 의사쪽 제1수신부에 전송하는 제2송신부; 중간 교정 치아의 각 좌표값 및 최종 교정 치아의 각 좌표값으로 표현되는 중간 교정 치아 및 최종 교정 치아의 표면을 감싸도록 형성되고, 교정 전문의가 결정한 두께를 갖는 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 생성하는 3D 투명 교정기 데이터 생성부; 투명 교정기의 치아별 두께, 두께 분포, 3차원 구조를 변경하여 상기 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 3D 투명 교정기 데이터 수정부; 3D 투명 교정기 데이터 생성부에서 생성된 3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보, 또는 3D 투명 교정기 데이터 수정부에서 생성된 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보를 치기공사쪽의 제3수신부에 전송하는 제3송신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성이나 화상, 치과 의사가 정리한 말, 문자, 그림 등을 실시간으로 전달 받은 교정 전문의가 치과 의사쪽의 상기 제1대화부에 교정 가능 여부, 교정 방법, 교정 기간, 교정 가격을 포함하는 의견을 실시간으로 피드백해 주는 제2대화부가 있을 수 있다. 제2대화부는 아래 제3대화부에 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 전송할 수도 있다. 제2대화부는 위 제1대화부 또는 아래 제3대화부가 전송하는 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 수신할 수도 있다.
치기공사쪽에는 제1송신부가 전송하는 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값, 또는 상기 제3송신부가 전송하는 3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보, 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보를 수신하는 제3수신부; 상기 제1대화부 또는 제2대화부로부터 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 수신하거나 제1대화부 또는 제2대화부로 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 송신하는 제3대화부가 있을 수 있다. 치기공사쪽에는 중간 교정 치아의 각 좌표값 및 최종 교정 치아의 각 좌표값을 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에 전송하는 제4송신부가 추가로 있을 수 있다. 치기공사쪽에는 3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보를 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제5송신부가 추가로 있을 수 있다.
3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보, 또는 3D 투명 교정기 데이터 수정부에서 생성된 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보는 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 좌표값, 벡터값, 투명 교정기의 두께 분포 정보값, 부착물 및 홈에 대한 정보값, 투명 교정기의 3차원 구조에 관한 정보값 등을 말한다. 이들 값들에 대한 설명은 후술한다.
상기 각 부는 독립적으로 존재할 수도 있고 하나의 부가 여러 부의 역할을 통합적으로 수행할 수도 있다. 예를 들면, 치과 의사쪽의 좌표계 생성부는 좌표계에서 각 치아에 해당하는 좌표값을 부여하는 제1 좌표 생성부의 역할을 동시에 수행할 수도 있다. 또한 치과 의사쪽의 제1송신부는 치과 의사와 환자가 주고 받는 말과 화상을 실시간으로 교정 전문의에게 전송하거나 환자가 원하는 교정 사항을 치과 의사가 정리하여 말, 문자, 그림 등의 형태로 교정 전문의에게 전송하는 제1대화부의 역할을 동시에 수행할 수도 있다.
교정 전문의쪽의 제2송신부는 치과 의사와 환자가 주고 받는 말이나 화상, 치과 의사가 정리한 말, 문자, 그림 등을 실시간으로 전달 받은 교정 전문의가 치과 의사에게 실시간으로 교정 가능 여부, 교정 방법, 교정 기간, 교정 가격 등을 실시간으로 피드백해 주는 제2대화부의 역할을 동시에 수행할 수도 있다. 최종 교정 치아 및 중간 교정 치아의 각 좌표값을 치과 의사쪽 제1수신부에 전송하는 제2송신부는 3D 투명 교정기 데이터 생성부에서 생성된 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 데이터 수정부에서 생성된 3D 투명 교정기 수정 데이터를 치기공사쪽의 제3수신부에 전송하는 제3송신부의 역할을 동시에 수행할 수도 있다.
치기공사쪽의 제4송신부는 제5송신부의 역할을 동시에 수행할 수도 있다.
본 발명의 시스템을 이용하면 교정을 전문으로 배우지 않은 치과 의사도 교정 전문의의 도움을 받아 환자에게 정확한 교정 치료를 해 줄 수 있다.
본 발명에 의하면 환자가 집 근처의 치과에 가서도 교정 전문의의 전문적인 교정 치료를 받을 수 있다.
본 발명에 의하면 치과 의사쪽, 교정 전문의쪽, 치기공사쪽이 서로 주고 받는 데이터의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있다. 주고 받는 데이터의 양이 적으므로 데이터를 보내는 쪽과 받는 쪽이 실시간으로 데이터를 주고 받을 수 있다. 그래서 예를 들면 환자가 치과 의사에게 교정 방법에 관하여 상담을 하면서 나누는 정보를 교정 전문의가 실시간으로 받고 그에 대한 피드백을 바로 해 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 치아 교정 처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 교정이 필요한 치아의 한 예이다.
도 3은 좌표계를 생성하는 방법을 나타낸 개략도이다.
도 4는 치아의 네 꼭지점을 대각선으로 연결하여 만나는 점을 치아의 중앙으로 정하는 방법을 나타낸다.
도 5는 치아의 가운데를 지나는 가로선과 세로선이 만나는 점을 치아의 중앙으로 정하는 방법을 나타낸다.
도 6은 치아에 붙이는 부착물의 한 실시예이다.
도 7은 투명 교정기가 부착물과 접하는 면에 형성시킨 세로로 긴 홈을 나타낸 것이다.
도 8은 투명 교정기 부분의 두께를 두껍게 한 한 실시예이다.
도 9a는 세로로 형성한 주름구조의 한 실시예로서 주름구조를 위에서 바라 본 모습이다.
도 9b는 세로로 형성한 주름구조의 사시도이다.
도 10은 가로로 형성한 주름구조의 한 실시예이다.
도 11a는 임의의 빈 공간이 랜덤하게 배치되어 있는 3차원의 빈 공간의 한 실시예이다.
도 11b는 임의의 빈 공간이 랜덤하게 배치되어 있는 3차원의 빈 공간의 다른 한 실시예이다.
도 12는 치아면과 투명 교정기면 사이에 형성한 공간을 보여주는 한 실시예이다.
본 발명은 다음과 같은 구체적인 실시 형태를 포함할 수 있다.
1. 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사가 환자의 데이터를 주고 받으며 환자의 치아를 교정하기 위한 투명 교정기를 제작할 수 있게 하는 치아 교정 처리 시스템으로서,
치과 의사쪽에는 환자의 현재 치아 상태를 3D 스캔하는 스캐닝 장치로부터 환자의 현재 치아 상태에 대한 데이터를 수신하는 입력부; 상기 스캐닝 데이터를 기초로 환자의 교정전 치아 및 치아 주변의 모습을 3D 데이터로 생성하는 3D 데이터 생성부; 교정전 치아의 3D 데이터에 적용되는 좌표계를 생성하는 좌표계 생성부; 좌표계에서 각 치아에 해당하는 좌표값을 부여하는 좌표 생성부; 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값을 교정 전문의 또는 치기공사에 전달하는 제1송신부; 교정 전문의 또는 치기공사로부터 중간 교정 치아 3D 데이터 또는 최종 교정 치아 3D 데이터를 수신하는 제1수신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성과 화상을 실시간으로 교정 전문의에게 전송하거나 환자가 원하는 교정 사항을 치과 의사가 정리하여 말, 문자, 그림 등의 형태로 교정 전문의쪽의 제2대화부에 전송하는 제1대화부가 있고,
교정 전문의쪽에는 상기 제1송신부가 보내는 환자의 교정전 치아 3D 데이터, 좌표계, 및 교정전 각 치아의 좌표값을 수신하는 제2수신부; 환자의 치아 상태, 교정 요구 사항, 교정 기간 등을 고려하여 교정 전문의가 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성부; 중간 교정 치아 3D 데이터 및 최종 교정 치아 3D 데이터를 치과 의사쪽 제1수신부에 전송하는 제2송신부; 중간 교정 치아 3D 데이터 및 최종 교정 치아 3D 데이터로 표현되는 중간 교정 치아 및 최종 교정 치아의 표면을 감싸도록 형성되고, 교정 전문의가 결정한 두께를 갖는 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하는 3D 투명 교정기 데이터 생성부; 투명 교정기의 치아별 두께, 두께 분포, 3차원 구조를 변경하여 상기 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 3D 투명 교정기 데이터 수정부; 3D 투명 교정기 데이터 생성부에서 생성된 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 데이터 수정부에서 생성된 3D 투명 교정기 수정 데이터를 치기공사쪽의 제3수신부에 전송하는 제3송신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성이나 화상, 치과 의사가 정리한 말, 문자, 그림 등을 실시간으로 전달 받은 교정 전문의가 치과 의사쪽의 상기 제1대화부에 교정 가능 여부, 교정 방법, 교정 기간, 교정 가격을 포함하는 의견을 실시간으로 피드백해 주는 제2대화부가 있고,
치기공사쪽에는 상기 제1송신부가 전송하는 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값, 또는 상기 제3송신부가 전송하는 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 수신하는 제3수신부; 상기 제1대화부 또는 제2대화부로부터 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 수신하거나 제1대화부 또는 제2대화부로 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 송신하는 제3대화부가 있는 치아 교정 처리 시스템.
2. 제1 실시 형태에 있어서, 치기공사쪽에는 중간 교정 치아 3D 데이터 또는 최종 교정 치아 3D 데이터를 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제4송신부; 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제5송신부가 추가로 있는 치아 교정 처리 시스템.
3. 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 부착물을 붙여여 하는 치아를 결정하고, 부착물 위치에 대응하는 투명 교정기 부분에 부착물이 끼워질 수 있는 홈이 형성되도록 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
4. 제3 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 상기 홈 주위의 투명 교정기의 두께를 두껍게 수정하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
5. 제4 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 두껍게 수정된 투명 교정기의 두께 부분에 3차원의 빈 공간을 형성하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
6. 제5 실시 형태에 있어서, 상기 3차원의 빈 공간은 주름 구조인 치아 교정 처리 시스템.
7. 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 치아면과 투명 교정기면 사이에 빈 공간이 형성되도록 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
8. 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 소실된 치아가 있는 경우 소실된 치아를 복원시킬 수 있도록 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
9. 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사가 환자의 데이터를 주고 받으며 환자의 치아를 교정하기 위한 투명 교정기를 제작할 수 있게 하는 치아 교정 처리 시스템으로서,
치과 의사쪽에는 환자의 현재 치아 상태를 3D 스캔하는 스캐닝 장치로부터 환자의 현재 치아 상태에 대한 데이터를 수신하는 입력부; 상기 스캐닝 데이터를 기초로 환자의 교정전 치아 및 치아 주변의 모습을 3D 데이터로 생성하는 3D 데이터 생성부; 교정전 치아의 3D 데이터에 적용되는 좌표계를 생성하는 좌표계 생성부; 좌표계에서 각 치아에 해당하는 좌표값을 부여하는 제1 좌표 생성부; 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값을 교정 전문의 또는 치기공사에 전달하는 제1송신부; 교정 전문의 또는 치기공사로부터 중간 교정 치아 3D 데이터의 좌표값, 최종 교정 치아 3D 데이터의 좌표값을 수신하는 제1수신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성과 화상을 실시간으로 교정 전문의에게 전송하거나 환자가 원하는 교정 사항을 치과 의사가 정리하여 말, 문자, 그림 등의 형태로 교정 전문의쪽의 제2대화부에 전송하는 제1대화부가 있고,
교정 전문의쪽에는 상기 제1송신부가 보내는 환자의 교정전 치아 3D 데이터, 좌표계, 및 교정전 각 치아의 좌표값을 수신하는 제2수신부; 환자의 치아 상태, 교정 요구 사항, 교정 기간 등을 고려하여 교정 전문의가 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성부; 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터의 각 치아에 교정된 좌표값을 부여하는 제2 좌표 생성부; 중간 교정 치아의 각 좌표값 및 최종 교정 치아의 각 좌표값을 치과 의사쪽 제1수신부에 전송하는 제2송신부; 중간 교정 치아의 각 좌표값 및 최종 교정 치아의 각 좌표값으로 표현되는 중간 교정 치아 및 최종 교정 치아의 표면을 감싸도록 형성되고, 교정 전문의가 결정한 두께를 갖는 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 생성하는 3D 투명 교정기 데이터 생성부; 투명 교정기의 치아별 두께, 두께 분포, 3차원 구조를 변경하여 상기 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 3D 투명 교정기 데이터 수정부; 3D 투명 교정기 데이터 생성부에서 생성된 3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보, 또는 3D 투명 교정기 데이터 수정부에서 생성된 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보를 치기공사쪽의 제3수신부에 전송하는 제3송신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성이나 화상, 치과 의사가 정리한 말, 문자, 그림 등을 실시간으로 전달 받은 교정 전문의가 치과 의사쪽의 상기 제1대화부에 교정 가능 여부, 교정 방법, 교정 기간, 교정 가격을 포함하는 의견을 실시간으로 피드백해 주는 제2대화부가 있고,
치기공사쪽에는 제1송신부가 전송하는 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값, 또는 상기 제3송신부가 전송하는 3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보, 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보를 수신하는 제3수신부; 상기 제1대화부 또는 제2대화부로부터 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 수신하거나 제1대화부 또는 제2대화부로 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 송신하는 제3대화부가 있는 치아 교정 처리 시스템.
10. 제9 실시 형태에 있어서, 치기공사쪽에는 중간 교정 치아의 각 좌표값 및 최종 교정 치아의 각 좌표값을 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제4송신부; 3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보를 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제5송신부가 추가로 있는 치아 교정 처리 시스템.
11. 제9 실시 형태 또는 제10 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 부착물을 붙여여 하는 치아를 결정하고, 부착물 위치에 대응하는 투명 교정기 부분에 부착물이 끼워질 수 있는 홈이 형성되도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
12. 제11 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 상기 홈 주위의 투명 교정기의 두께가 두껍게 되도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
13. 제12 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 두껍게 수정된 투명 교정기의 두께 부분에 3차원의 빈 공간이 형성되도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
14. 제13 실시 형태에 있어서, 상기 3차원의 빈 공간은 주름 구조인 치아 교정 처리 시스템.
15. 제9 실시 형태 또는 제10 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 치아면과 투명 교정기면 사이에 빈 공간이 형성되도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
16. 제9 실시 형태 또는 제10 실시 형태에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 소실된 치아가 있는 경우 소실된 치아를 복원시킬 수 있도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
본 발명의 치아 교정 처리 시스템의 개략도를 도 1에 나타내었다. 도 1에서 보듯이 본 발명에 의한 치아 교정 처리 시스템은 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사가 서로 필요한 데이터를 주고 받으며 필요한 의사 교환을 할 수 있다. 치과 의사는 환자가 방문하면 교정 전문의에게 환자가 방문했다는 정보를 전달할 수 있다. 교정 전문의는 환자가 방문했다는 정보를 수신하면 치과 의사와 환자가 나누는 대화를 실시간 음성 및 영상으로 받을 수 있다. 또는 환자가 원하는 교정 치료를 치과 의사가 요약하여 보내 주는 문자, 그림 등을 준실시간으로 받을 수 있다. 준실시간이란 치과 의사와 환자가 주고 받는 대화 시각과 치과 의사가 대화를 요약하여 보내는 시각 사이에 발생하는 약간의 지연을 의미한다.
교정 전문의는 환자의 요구 사항을 실시간으로 또는 준실시간으로 수신한 후 환자가 원하는 교정이 가능한지 여부, 최적의 교정 방법, 교정 기간, 교정 비용 등에 대해 실시간으로 치과 의사에게 피드백해 줄 수 있다. 예를 들면 도 2와 같이 왼쪽 하악 견치(2번 치아)가 제자리보다 오른쪽에서 나는 바람에 측절치(1번 치아)가 견치와 겹쳐지면서 돌아가 있고 견치(2번 치아)와 제1소구치(3번 치아) 사이가 벌어져 있다면, 교정 전문의는 1단계로 돌아가 있는 측절치를 회전시키기 위해 필요한 공간이 어느 정도인지 계산하고, 계산된 공간이 1 mm라고 하면 2단계로 제2대구치를 왼쪽으로 1 mm 이동시키고, 3단계로 제1대구치를 왼쪽으로 1 mm시키고, 4단계로 제2소구치를 왼쪽으로 1 mm 이동시키고, 5단계로 제1소구치를 왼쪽으로 1 mm 이동시키고, 6단계로 견치를 왼쪽으로 1 mm 이동시키고, 7단계로 측절치를 회전시키는 교정 계획과 이에 소요되는 교정 기간 및 교정 비용을 치과 의사에게 보내 줄 수 있다. 교정 전문의는 위 교정 계획과 함께 각 단계별 치아 교정 상태에 대한 3D 데이터를 치과 의사에게 보내 환자가 각 교정 단계별로 어떠한 교정 상태를 거치게 되고 최종적으로 교정된 치아가 어떠한 지 시각적으로 확인할 수 있게 한다.
치과 의사는 교정 전문의가 보내 준 교정 치아를 환자에게 보여 주면서 교정 계획을 설명한다. 환자의 추가 요구 사항이 있으면 치과 의사는 실시간 음성 및 화상이나 문자 그림 등으로 교정 전문의에게 보내 준다. 환자가 교정 계획에 동의하면 교정 전문의는 치기공사에게 치아 교정기를 만들기 위한 3D 데이터를 보내 준다. 치기공사는 교정 전문의가 보내 준 투명 교정기 3D 데이터에 기초하여 제2대구치를 왼쪽으로 1 mm 이동시킨 중간 교정기 1, 제1대구치를 왼쪽으로 1 mm시킨 중간 교정기 2, 제2소구치를 왼쪽으로 1 mm 이동시킨 중간 교정기 3, 제1소구치를 왼쪽으로 1 mm 이동시킨 중간 교정기 4, 견치를 왼쪽으로 1 mm 이동시킨 중간 교정기 5, 측절치를 회전시킨 최종 교정기, 이렇게 6개의 투명 교정기를 제작하여 치과 의사 또는 환자에게 보내 준다.
이 과정에서 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사가 의견을 주고 받아야 할 필요가 있을 때에는 대화부를 통해 음성과 화상, 말, 문자, 그림 등을 주고 받을 수 있다.
치과 의사, 교정 전문의, 치기공사는 중간 교정 치아 3D 데이터나 최종 교정 치아 3D 데이터를 주고 받을 수 있다. 그러나 중간 교정 치아 3D 데이터나 최종 교정 치아 3D 데이터를 주고 받게 되면 전송 또는 수신해야 하는 데이터의 양이 많기 때문에 송수신에 지연이 발생할 수 있고, 데이터 송수신 비용도 증가한다. 송수신 데이터의 양을 줄이기 위해 치아의 3D 데이터 대신 치아의 위치를 알 수 있는 벡터값을 주고 받을 수도 있다. 벡터값을 주고 받기 위해서는 절대 좌표값을 나타내는 초기 벡터값이 필요하다. 초기 벡터값은 치과 의사가 교정전 치아의 3D 데이터를 생성하면서 여기에 적용되는 좌표계를 생성하여 교정전 치아의 각 치아에 좌표값을 부여함으로써 생성할 수 있다. 치과 의사가 생성한 좌표계는 교정 전문의, 치기공사에 제공하여 동일한 좌표계를 공유한다.
좌표계는 상악과 하악을 나누어 생성해도 되고 상악과 하악에 공통으로 적용되는 좌표계를 생성해도 된다. 상악과 하학을 나누어 좌표계를 생성하는 것이 좌표값을 간단하게 한다는 측면에서 바람직하다.
도 3과 같은 하악에서 좌표계를 생성하는 방법을 설명한다. 도 3에 나타낸 것처럼 하악의 모든 치관과 치근이 꼭 맞게 들어가는 가상의 직육면체를 생성한다. 그리고 상황에 따라 가장 적절한 곳을 원점으로 정한다. 도 3에서는 꼭지점 O를 원점으로 정하였다. 좌표값은 (x, y, z)의 순서로 나타낸다. 원점의 좌표값은 (0,0,0)이다. 교정이 필요한 치아에 각 좌표값을 부여한다. 치아에는 좌표값을 한개만 부여할 수도 있고, 여러개를 부여할 수도 있다. 좌우 이동, 상하 이동, 전후 이동만 있을 경우에는 좌표값을 한개만 부여할 수 있다. 치아에 부여하는 좌표값은 치아의 특정 위치를 정하여 이 위치에 해당하는 좌표값을 부여하면 된다. 치아의 중앙을 특정 위치로 정한 경우, 치아의 중앙에 해당하는 좌표값을 해당 치아의 좌표값으로 부여할 수 있다. 치아의 중앙은 도 4와 같이 치아의 네 꼭지점을 대각선으로 연결하여 만나는 점으로 정할 수도 있고, 도 5와 같이 치아의 가운데를 지나는 가로선과 세로선이 만나는 점으로 정할 수도 있다.
중절치를 예로 삼아 벡터값을 부여하는 방법을 설명한다. 교정전 하악 오른쪽 중절치의 초기 좌표값은 (50, 60, 20)이라고 한다. 중절치를 오른쪽으로 1 mm 이동시켜야 할 경우, 교정 벡터값은 (+1, -1, 0)일 수 있다. 중절치를 왼쪽으로 1 mm 이동시켜야 할 경우, 교정 벡터값은 (-1, -1, 0)일 수 있다. 중절치를 위쪽으로 1 mm 이동시켜야 할 경우, 교정 벡터값은 (0, 0, +1)일 수 있다. 중절치를 아래쪽으로 1 mm 이동시켜야 할 경우, 교정 벡터값은 (0, 0, -1)일 수 있다. 중절치를 앞쪽으로 1 mm 이동시켜야 할 경우, 교정 벡터값은 (0, +1, 0)일 수 있다. 중절치를 뒤쪽으로 1 mm 이동시켜야 할 경우, 교정 벡터값은 (0, -1, 0)일 수 있다. 교정 전문의는 치과 의사에게 중간 교정 치아 3D 데이터나 최종 교정 치아 3D 데이터를 전송하는 대신 이러한 벡터값만 전송함으로써 동일한 목적을 달성할 수 있다. 교정전 치아는 그에 해당하는 3D 데이터를 가지고 있으므로 각 치아의 구체적인 모양이 저장되어 있다. 따라서 교정 전문의가 보내주는 벡터값에 따라 해당 치아를 이동시키기만 하면 교정 후의 치아의 3D 데이터를 자동적으로 생성할 수 있다.
치아를 회전시켜야 할 필요가 있을 경우에는 좌표값을 2개 이상 부여하여야 할 수 있다. 회전을 시켜도 치아의 중앙값은 동일할 수 있기 때문이다. 반시계 방향으로 돌아가 있는 중절치를 예로 삼아 벡터값을 부여하는 방법을 설명한다. 좌표값을 부여할 위치는 상황에 맞게 적절하게 정할 수 있다. 예를 들면, 왼쪽 아래 모서리 부분과 오른족 위 모서리 부분을 치아의 위치 좌표를 부여할 곳으로 정할 수 있다. 회전 이동이 필요한 교정전 중절치의 왼쪽 아래 모서리 부분 초기 좌표값이 (45, 55, 10)이고, 오른족 위 모서리 부분 초기 좌표값이 (55, 60, 20)이라고 하자. 시계 방향으로 회전시켜 치아를 교정할 경우, 교정 벡터값은 각각 (-2, +2, 0), (+2, -2, 0)일 수 있다.
4차원 좌표계를 사용하면 회전 이동에도 좌표값을 하나만 부여할 수도 있다. 4번째 좌표값으로 정상적인 치아의 전면 표면과 접하는 면과 틀어져 있는 치아의 전면 표면과 접하는 면이 이루는 각을 선택할 수 있다. 앞에서 예로 든 중절치가 정상적인 치아에 비해서 반시계 방향으로 10도 돌아가 있다면 이 치아의 좌표는 (50, 60, 20, -10)으로 표시할 수 있다. 이 치아의 교정은 치아 중심은 그대로 두고 시계 방향으로 회전만 시키면 되므로 교정 벡터값은 (0, 0, 0, +10)으로 표시할 수 있다. 위 중절치가 시계 방향으로 10도 회전한 상태의 3D 데이터는 3D 데이터를 생성한 프로그램이 자동적으로 수행할 수 있다.
교정 전문의는 치과 의사로부터 교정전 치아의 3D 데이터, 좌표계, 각 치아의 초기 좌표값을 받기 때문에 치과 의사가 생성한 동일한 좌표계 내에서 교정전 치아의 3D 형상을 그래픽으로 재현할 수 있다. 교정 전문의는 마우스, 터치패드, 키보드 등의 입력 장치를 이용하여 이동이 필요한 치아를 필요한만큼 이동시킬 수 있다. 교정 전문의가 위 중절치를 치은을 따라 이동시키면 이동되는 양에 따라 교정 벡터값이 화면에 표시된다. 교정 전문의가 치과 의사에게 교정 벡터값을 보내 주면 치과 의사는 교정 전문의와 동일한 좌표계 및 교정전 치아 3D 데이터를 사용하고 있기 때문에 교정 전문의와 동일한 교정 후 3D 데이터를 생성하여 환자에게 보여 줄 수 있다. 교정 전문의가 제안한 각 단계별 교정 치료에 환자가 동의를 하면 치과 의사는 교정 전문의에게 환자가 교정 계획에 동의하였다는 사실을 대화부를 통해 알려 줄 수 있다.
교정 계획이 확정되면 교정 전문의는 교정전 치아의 3D 데이터, 좌표계, 각 치아의 초기 좌표값, 중간 교정 치아에 해당하는 교정 벡터값, 최종 교정 치아에 해당하는 교정 벡터값을 치기공사에게 보내 준다. 교정 전문의는 투명 교정기의 두께에 대한 정보도 치기공사에게 보내 준다.
치아를 상하로 이동시키거나 전후로 이동시키거나 회전만 시킬 경우에는 해당 치아 하나만 이동시키면 충분할 수 있다. 그러나 치아를 좌우로 이동시키거나 회전과 좌우 이동을 같이 하여야 할 경우에는 교정 치아의 왼쪽 또는 오른쪽에 있는 치아를 순차적으로 모두 이동시켜야 한다. 치아를 좌우로 이동시키기 위해서는 그 옆에 있는 치아들도 모두 함께 이동시켜야 하기 때문이다.
중절치나 측절치나 견치와 같이 비교적 쉽게 이동하는 치아를 상하로 이동시키거나 전후로 이동시키거나 회전만 시킬 경우에는 해당 치아를 몇 단계에 걸쳐 이동시킬 지와 투명 교정기의 두께를 교정 전문의가 치기공사에게 알려 주면 된다. 예를 들어 중절치를 앞으로 2 mm 이동시켜야 하는 교정이 필요한 경우, 교정 전문의는 중절치를 1 mm 앞으로 이동시킨 중간 교정기와 추가로 1 mm 더 앞으로 이동시킨 최종 교정기에 해당하는 3D 데이터, 또는 중간 교정기 및 최종 교정기에 관한 3D 데이터를 생성하기 위한 정보와 투명 교정기의 두께를 치기공사에게 전송한다. 투명 교정기의 두께는 모든 치아의 두께를 동일하게 할 수도 있고 치아별로 두께를 다르게 할 수도 있다. 필요하면 이동시켜야 하는 치아에 해당하는 교정기의 두께를 다른 치아보다 두껍게 하여 교정력을 높일 수 있다.
중간 투명 교정기를 환자가 착용하면 투명 교정기는 치아에 1 mm 앞으로 이동시키려는 힘을 지속적으로 가한다. 이 지속적인 힘에 의해 치아는 조금씩 앞으로 이동한다. 일정 시간이 지나면 치아는 1 mm 앞으로 이동한다. 치아가 앞으로 1 mm 이동하고 나면 환자는 최종 투명 교정기를 착용한다. 최종 투명 교정기는 중간 교정된 치아에 대해 또 다시 1 mm 앞으로 이동시키려는 힘을 지속적으로 가한다. 일정 시간이 지나면 치아는 1 mm 앞으로 추가로 이동한다.
대구치나 소구치를 좌우로, 상하로, 전후로, 또는 회전 이동시켜야 할 경우에는 해당 대구치나 소구치의 투명 교정기의 두께를 두껍게 하는 것만으로는 치아를 이동시키는 것이 쉽지 않다. 대구치나 소구치는 치아의 이동에 더 많은 힘이 필요할 뿐만 아니라 대구치나 소구치의 표면이 중절치, 측절치, 견치와는 달리 둥글기 때문에 투명 교정기가 치아에 밀착하여 일정한 방향으로 힘을 가하기가 어렵기 때문이다. 중절치나 측절치나 견치를 좌우로 이동시켜야 할 경우에도 이동시켜야 하는 방향에 있는 모든 치아를 좌우로 이동시켜야 한다. 예를 들어 견치를 오른쪽으로 1 mm 이동시켜야 할 경우 견치는 물론 견치 오른쪽에 있는 제1소구치, 제2소구치, 제1대구치, 제2대구치도 각각 1 mm씩 이동시켜야 한다. 교정 순서는 먼저 제2대구치를 오른쪽으로 1 mm 이동시키고, 다음 제1대구치를 오른쪽으로 1 mm시키고, 다음 제2소구치를 오른쪽으로 1 mm 이동시키고, 다음 제1소구치를 오른쪽으로 1 mm 이동시키고, 마지막으로 견치를 오른쪽으로 1 mm 이동시킨다.
이처럼 대구치나 소구치를 이동시켜야 할 경우에는 투명 교정기의 두께를 두껍게 하는 것만으로는 충분한 교정력을 줄 수 없을 수 있다. 그래서 대구치나 소구치에는 도 6과 같이 부착물을 붙여서 이동시키는 것이 바람직하다. 부착물은 치아 앞면에도 붙일 수 있고 뒷면에도 붙일 수 있지만, 치아 뒷면에 붙이는 것이 심미적인 측면에서 바람직하다. 부착물의 형상은 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 좌우 이동을 할 때에는 세로로 긴 직사각형 형상이 바람직하다. 또한 직사각형의 모서리는 부드러운 곡면이 되도록 하는 것이 바람직하다. 치아 뒷면과 접촉하는 투명 치아 교정기면에는 세로로 긴 직사각형 형상의 부착물이 끼워질 수 있는 세로로 긴 홈을 형성하여야 한다. 홈의 깊이는 부착물의 두께와 일치시키는 것이 바람직하다. 부착물이 투명 교정기의 홈에 끼워져서 부착물이 투명 교정기에 의해 힘을 받으므로 대구치나 소구치도 이동시키려는 방향으로 정확하게 힘을 가할 수 있다.
부착물의 재료로는 치아 보철물에 사용하는 세라믹이나 타이타늄과 같은 금속 등 치과에서 사용하는 일반적인 소재를 사용할 수 있다. 부착물은 치과용 레진계 시멘트나 광중합 레진을 사용하여 치아에 붙일 수 있다. 치아 표면에 침이나 수분이 있으면 접착력이 떨어지므로 건조를 잘 시켜 부착하고, 시멘트 찌꺼기가 남아 있지 않도록 한다.
이하에서는 부착물을 붙여서 치아를 교정해야 하는 경우를 중심으로, 교정 종류별로 교정 전문의가 생성하는 투명 교정기 데이터 또는 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보에 대해 자세히 설명한다.
1. 수평 이동
현재의 치아를 왼쪽이나 오른쪽으로 수평 이동시키는 경우이다. 중간 교정 데이터가 3개 필요하면 교정에 사용하는 투명 교정기는 총 4개(중간 교정 데이터에 해당하는 것 3개와 최후 교정 데이터에 해당하는 것 1개)이다. 예를 들어, 현재의 치아를 오른쪽으로 2 mm 이동시켜야 하고, 한번에 0.5 mm씩 이동시키기로 결정하였다면 현재 치아를 오른쪽으로 0.5 mm 이동시킨 중간 교정 데이터 1, 현재 치아를 오른쪽으로 1 mm 이동시킨 중간 교정 데이터 2, 현재 치아를 오른쪽으로 1.5 mm 이동시킨 중간 교정 데이터 3, 현재 치아를 오른쪽으로 2 mm 이동시킨 최종 교정 데이터, 이렇게 4개가 필요하다.
중간 교정 데이터 1을 이용하여 중간 치아 교정기 1을 만든다. 중간 치아 교정기 1을 현재의 치아에 끼운다. 중간 교정기 1은 현재의 치아보다 0.5 mm 오른쪽으로 이동해 있으므로 현재의 치아에 중간 교정기 1을 끼우면 중간 교정기 1은 현재의 치아에 대해 지속적으로 오른쪽으로 힘을 가한다. 적당한 힘이 지속적으로 현재의 치아에 작용하면 치아는 조금씩 오른쪽으로 이동하여 결국 0.5 mm 오른쪽으로 이동한다. 치아가 오른쪽으로 0.5 mm 이동하면 이번에는 중간 교정기 2를 치아에 끼운다. 이렇게 중간 교정기와 최종 교정기를 순차적으로 사용하여 현재의 치아를 오른쪽으로 2 mm 이동시킬 수 있다.
부착물을 이용하여 치아를 이동시켜야 할 경우, 부착물은 치아 앞면에도 붙일 수 있고 뒷면에도 붙일 수 있지만, 치아 뒷면에 붙이는 것이 심미적인 측면에서 바람직하다. 부착물의 형상은 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 왼쪽 또는 오른쪽으로 수평 이동을 할 때에는 세로로 긴 직사각형 형상이 바람직하다. 치아 뒷면과 접촉하는 투명 치아 교정기면에는 세로로 긴 직사각형 형상의 부착물이 끼워질 수 있는 세로로 긴 홈을 형성하여야 한다. 홈의 깊이는 부착물의 두께와 일치시키는 것이 바람직하다. 세로로 긴 홈을 도 7에 나타내었다. 부착물이 투명 교정기의 홈에 끼워져서 부착물이 투명 교정기에 의해 힘을 받으므로 대구치에도 이동시키려는 방향으로 정확하게 힘을 가할 수 있다.
부착물이 붙어 있는 곳은 다른 곳보다 더 많은 힘을 가할 필요가 있다. 그래서 부착물이 붙어 있는 곳의 투명 교정기는 도 8에서 보는 것처럼 두께를 더 두껍게 할 필요가 있다. 부착물이 붙어 있는 곳의 투명 교정기의 두께는 필요한 힘에 따라 예를 들면 2 mm 내지 5 mm, 또는 2 mm 내지 4 mm, 또는 2 mm 내지 3 mm로 할 수 있다. 부착물이 붙어 있는 곳의 투명 교정기의 두께를 두껍게 하면 교정기의 탄성이 떨어질 수 있다. 탄성이 떨어지면 교정기를 치아에 끼우기 어려울 수 있다. 그래서 두께를 두껍게 한 부분에는 3차원의 빈 공간을 형성하여서 교정기에 탄성을 부여하는 것이 좋다. 3차원의 빈 공간은 세로로 된 주름 구조, 가로로 된 주름 구조, 임의의 빈 공간이 랜덤하게 배치되어 있는 구조 등일 수 있다. 3차원의 빈 공간은 형상이나 방향이 어떠한 것이어도 상관 없으나, 수평 이동을 할 경우에는 부착물이 끼워지는 홈처럼 세로로 된 주름 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 세로로 된 주름 구조를 도 9에 나타내었다. 가로로 된 주름 구조를 도 10에 나타내었다. 임의의 빈 공간이 랜덤하게 배치되어 있는 구조를 도 11에 나타내었다.
주름 구조를 형성하면 두께를 두껍게 한 부분도 탄성이 증가한다. 또한 투명 교정기를 치아에 끼울 때 투명 교정기의 아랫 부분을 양 옆으로 쉽게 벌릴 수 있다. 그래서 두꺼운 교정기도 치아에 쉽게 끼울 수 있다.
주름 구조와 같은 3차원 구조는 교정하려는 치아에만 형성할 수도 있지만, 교정하려는 치아의 양 옆에 있는 치아의 교정기도 두껍게 해야 할 필요가 있는 경우에는 교정하려는 치아의 양 옆 치아에 해당하는 교정기 부분에도 형성할 수 있다. 예를 들면, 도 2과 같은 치아 배열에서 2번 치아를 왼쪽으로 이동시키고자 할 때에는 2번 치아 뿐만 아니라 3번 치아에 해당하는 교정기 부분도 두껍게 할 필요가 있다. 3번 치아에 해당하는 교정기 부분도 두껍게 하여 2번 치아에 해당하는 교정기 부분을 왼쪽으로 잡아 당겨 주면 2번 치아가 좀 더 효율적으로 왼쪽으로 이동할 수 있기 때문이다. 이러한 경우에는 2번 치아와 3번 치아에 해당하는 교정기 부분을 두껍게 하고 두께를 두껍게 한 부분에 세로로 된 주름 구조를 형성하는 것이 좋다.
교정 전문의는 부착물을 사용하여 교정을 하기로 결정한 경우, 부착물의 모양, 부착물의 두께, 부착물 주위의 투명 교정기의 두께, 3차원의 빈 공간에 대한 정보를 치기공사에게 추가로 제공해 주어야 한다. 자주 사용되는 부착물의 모양이나 치수, 부착물 주위의 투명 교정기의 두께, 3차원의 빈 공간은 본 발명의 시스템에 탑재되어 있는 프로그램에 디폴트로 저장되어 있기 때문에 해당 번호를 선택하여 치기공사에게 전송할 수 있다.
부착물의 모양은 정사각형, 세로로 긴 직사각형, 가로로 긴 직사각형 등이 일반적으로 사용된다. 정사각형을 1번, 세로로 긴 직사각형을 2번, 가로로 긴 직사각형을 3번으로 지정해 놓을 수 있다. 부착물의 치수는 부착물의 가로 길이, 세로 길이, 두께 순으로 지정할 수 있다. 가로 길이가 1.5 mm, 세로 길이가 5 mm, 두께가 2 mm인 세로로 긴 직사각형의 부착물은 부착물에 해당하는 정보로 (2, 1.5, 5, 2)를 사용할 수 있다. 이 치수와 모양의 부착물이 자주 사용되면 (2, 1.5, 5, 2)를 간단하게 21로 지정하여 사용할 수도 있다.
부착물 주위의 투명 교정기의 두께는 예를 들면 부착물이 끼워지는 홈 2 mm와 홈 뒷부분의 두께 부분 3 mm를 합하여 5 mm를 지정할 수 있다. 두께는 부착물 바로 뒷부분이 가장 두껍고 치아 양 끝으로 갈수록 얇아지는 종 모양으로 하는 것이 바람직하다. 따라서 투명 교정기의 두께는 가운데 가장 두꺼운 곳의 두께와 치아 양 끝의 두께 정보만 제공하면 충분할 수 있다. 왼쪽과 오른쪽 양 끝의 두께를 2 mm로 하고 가운데의 두께를 5 mm로 하고자 할 경우 투명 교정기의 두께에 해당하는 정보로 (b, 2, 5, 2)를 사용할 수 있다. 도 2와 같은 투명 교정기 두께를 표시하기 위해서는 예를 들면 2번 치아의 두께 정보로 (b, 2, 5, 4), 3번 치아의 두께 정보로 (b, 4, 3, 2)를 사용할 수 있다. b는 back의 약자로서 치아 뒷면을 감싸는 투명 교정기의 두께를 의미한다. 치아 앞면을 감싸는 투명 교정기의 두께는 f로 표시할 수 있다. f는 front의 약자이다.
3차원의 빈 공간은 앞에서 설명한 것처럼 세로로 된 주름 구조, 가로로 된 주름 구조, 임의의 빈 공간이 랜덤하게 배치되어 있는 구조 등일 수 있다. 3차원의 빈 공간은 예를 들면 2자리 숫자로 표시할 수 있다. 첫번째 자리 숫자는 세로로 된 주름 구조인지, 가로로 된 주름 구조인지, 임의의 빈 공간이 랜덤하게 배치되어 있는 구조인지를 나타내는 숫자이고, 두번째 자리 숫자는 해당 구조의 하위 상세 모양 중 하나를 나타내는 숫자일 수 있다. 예를 들면 세로로 된 주름 구조이고 주름이 가장 촘촘하게 배치되어 있는 것은 11, 주름이 가장 듬성듬성 배치되어 있는 것은 19, 이렇게 표시할 수 있다. 가로로 된 주름 구조이고 주름이 가장 촘촘하게 배치되어 있는 것은 21, 주름이 가장 듬성듬성 배치되어 있는 것은 29, 이렇게 표시할 수 있다. 임의의 빈 공간이 랜덤하게 배치되어 있는 구조이고 빈 공간이 가장 많이 있는 구조는 31, 빈 공간이 가장 적은 구조는 39, 이렇게 표시할 수 있다. 3차원의 빈 공간을 더욱 자세히 표현하고자 하면 3차원의 빈 공간을 나타내는 숫자를 3자리 이상의 자리수로 표현할 수도 있다. 치기공사가 3차원의 빈 공간에 해당하는 정보로 21을 전송 받으면 주름이 가장 촘촘하게 배치되어 있는 가로로 된 주름 구조를 갖는 투명 교정기를 제작한다.
2. 돌출(protrusion) 이동
치아가 정상적인 치아 배열보다 치은 뒤쪽으로 들어가 있는 경우에는 해당 치아를 치은 앞쪽으로 이동시켜야 한다. 이러한 이동을 돌출(protrusion)이라 한다.
예를 들어 치아를 0.5 mm 앞으로 돌출시켜야 할 경우, 투명 교정기는 해당 치아가 0.5 mm 앞으로 돌출된 상태로 만든다. 이 교정기를 현재의 치아에 끼우면 투명 교정기가 현재의 치아를 치은 앞쪽으로 이동시키려는 힘을 현재의 치아에 지속적으로 주게 된다. 돌출 이동을 위해서는 돌출이 필요한 치아에 해당하는 교정기 부분을 전체적으로 다른 치아보다 두꺼운 두께로 형성할 수도 있지만, 두께가 너무 두꺼워지면 교정기의 탄성이 떨어져서 교정기를 치아에 끼우기 어려울 수도 있다. 이럴 때에는 치아의 뒷부분을 감싸는 교정기 부분은 두껍게 하고 치아의 앞부분을 감싸는 교정기 부분은 이보다 얇게 형성할 수도 있다. 이렇게 하면 돌출 이동이 필요한 치아에는 전체적으로 치은 앞쪽으로 치아를 이동시키려는 힘이 작용하면서도 교정기의 두께를 얇게 형성한 부분의 탄성이 증가하여 교정기를 치아에 쉽게 끼울 수 있다.
예를 들어 치아의 뒷부분을 감싸는 교정기 부분은 4 mm, 치아의 앞부분을 감싸는 교정기 부분은 2 mm인 투명 교정기를 제작하려고 하면 (b, 4, 4, 4), (f, 2, 2, 2)인 두께 정보를 제공할 수 있다. 숫자 3개는 치아의 왼쪽, 가운데, 오른쪽 두께를 각각 의미한다.
3. 후퇴(retrusion) 이동
치아가 정상적인 치아 배열보다 치은 앞쪽으로 돌출되어 있는 경우에는 해당 치아를 치은 뒤쪽으로 이동시켜야 한다. 이러한 이동을 후퇴(retrusion)라 한다.
예를 들어 치아를 0.5 mm 뒤로 후퇴시켜야 할 경우, 투명 교정기는 해당 치아가 0.5 mm 뒤로 후퇴된 상태로 만든다. 이 교정기를 현재의 치아에 끼우면 투명 교정기가 현재의 치아를 치은 뒤쪽으로 이동시키려는 힘을 현재의 치아에 지속적으로 주게 된다. 후퇴 이동을 위해서는 후퇴가 필요한 치아에 해당하는 교정기 부분을 전체적으로 다른 치아보다 두꺼운 두께로 형성할 수도 있지만, 두께가 너무 두꺼워지면 교정기의 탄성이 떨어져서 교정기를 치아에 끼우기 어려울 수도 있다. 이럴 때에는 치아의 앞부분을 감싸는 교정기 부분은 두껍게 하고 치아의 뒷부분을 감싸는 교정기 부분은 이보다 얇게 형성할 수도 있다. 이렇게 하면 후퇴 이동이 필요한 치아에는 전체적으로 치은 뒤쪽으로 치아를 이동시키려는 힘이 작용하면서도 두께를 얇게 형성한 부분의 탄성이 증가하여 교정기를 치아에 쉽게 끼울 수 있다.
예를 들어 치아의 앞부분을 감싸는 교정기 부분은 4 mm, 치아의 뒷부분을 감싸는 교정기 부분은 2 mm인 투명 교정기를 제작하려고 하면 (f, 4, 4, 4), (b, 2, 2, 2)인 두께 정보를 제공할 수 있다. 숫자 3개는 치아의 왼쪽, 가운데, 오른쪽 두께를 각각 의미한다.
4. 전출(extrusion) 이동
치아가 정상적인 치아 배열보다 치은 안쪽으로 함몰되어 있는 경우에는 해당 치아를 치은 위쪽으로 뽑아 올려야 한다. 이러한 이동을 전출(retrusion)이라 한다.
예를 들어 치아를 0.5 mm 위로 전출시켜야 할 경우, 투명 교정기는 해당 치아가 0.5 mm 위로 전출된 상태로 만든다. 전출이 필요한 치아에는 부착물을 붙이고, 투명 교정기에는 부착물이 끼워질 수 있는 홈을 형성한다. 홈의 깊이는 부착물의 두께와 일치시키는 것이 바람직하다. 치아가 수직 방향으로 위쪽으로 힘을 받아야 하므로 부착물의 형태는 가로로 긴 직사각형 형상이 바람직하다. 부착물은 하나만 붙여도 되지만 균일한 힘으로 치아를 전출하기 위해서는 치아 앞과 뒤 각각에 부착물을 붙이는 것이 바람직하다. 투명 교정기에는 부착물이 끼워질 수 있는 홈을 가로로 긴 직사각형 모양으로 형성한다. 투명 교정기를 전출이 필요한 치아에 위치시키고, 투명 교정기를 아래로 누른다. 투명 교정기는 0.5 mm 아래로 이동하고, 치아의 부착물이 투명 교정기의 홈에 끼워진다. 전출이 필요한 치아에 해당하는 투명 교정기 부분은 투명 교정기의 다른 치아 부분과 연결되어 있다. 전출이 필요한 치아에 해당하는 투명 교정기 부분을 인위적으로 아래로 눌러 부착물을 홈에 끼웠으므로 다른 치아 부분은 전출이 필요한 치아에 해당하는 투명 교정기 부분에 위로 당기는 힘을 지속적으로 작용한다. 그래서 투명 교정기는 홈에 끼워진 부착물을 통해 전출이 필요한 치아에 대해 위쪽으로 향하는 힘을 발생시킨다.
대구치와 같이 큰 힘이 필요한 경우에는 전출이 필요한 치아에 해당하는 교정기 부분을 전체적으로 두껍게 만들어 치아에 가해지는 힘을 높일 필요가 있다. 그러나 교정기를 두껍게 하면 교정기의 탄성이 떨어져 교정기를 치아에 끼우기 어려울 수 있다. 도 11과 같이 교정기의 두께 부분에 3차원의 빈 공간을 형성하여 교정기의 탄성을 증가시켜 이러한 문제를 해결할 수 있다. 홈이 가로로 긴 직사각형 형상이므로 3차원의 빈 공간 구조를 도 10과 같이 가로로 형성된 주름 구조로 할 수도 있다.
부착물로 가로 길이가 5 mm, 세로 길이가 1.5 mm, 두께가 2 mm인 가로로 긴 직사각형의 부착물을 사용하고자 하면 부착물에 해당하는 정보로 (2, 5, 1.5, 2)를 사용할 수 있다. 이 치수와 모양의 부착물이 자주 사용되면 (2, 5, 1.5, 2)를 간단하게 21로 지정하여 사용할 수도 있다. 가로 길이가 5 mm, 세로 길이가 1.5 mm, 두께가 2 mm인 가로로 긴 직사각형의 부착물을을 치아 앞과 뒤 각각에 부착시키라는 정보로는 예를 들면 (22, 5, 1.5, 2)를 사용할 수 있다.
부착물 주위의 투명 교정기의 두께는 예를 들면 부착물이 끼워지는 홈 2 mm와 홈 뒷부분의 두께 부분 3 mm을 합하여 5 mm를 지정할 수 있다. 두께는 부착물 바로 뒷부분이 가장 두껍고 치관과 치은 쪽으로 갈수록 얇아지는 종 모양으로 하는 것이 바람직하다. 따라서 투명 교정기의 두께는 가운데 가장 두꺼운 곳의 두께와 치관 및 치은 양 끝의 두께 정보만 제공하면 된다. 치관과 치은의 두께를 2 mm로 하고 가운데의 두께를 5 mm로 하고자 할 경우 투명 교정기의 두께에 해당하는 정보로 (b2, 2, 5, 2)를 사용할 수 있다. b2에서 b는 치아 뒷면을 감싸는 투명 교정기의 두께를 의미하고, 2는 치관에서 가운데로 갈수록 두께가 두꺼워졌다가 치은으로 갈수록 두께가 다시 얇아지는 것을 의미한다.
3차원의 빈 공간은 앞에서 설명한 것과 같은 정보를 사용할 수 있다.
5. 함입(intrusion) 이동
치아가 정상적인 치아 배열보다 치은 위쪽으로 튀어나와 있는 경우에는 해당 치아를 치은 아래쪽으로 밀어 넣어야 한다. 이러한 이동을 함입(intrusion)이라 한다.
예를 들어 치아를 0.5 mm 아래로 함입시켜야 할 경우, 투명 교정기는 해당 치아가 0.5 mm 아래로 함입된 상태로 만든다. 함입이 필요한 치아에는 부착물을 붙이고, 투명 교정기에는 부착물이 끼워질 수 있는 홈을 형성한다. 치아가 수직 방향으로 아래쪽으로 힘을 받아야 하므로 부착물의 형태는 가로로 긴 직사각형 형상이 바람직하다. 부착물은 하나만 붙여도 되지만 균일한 힘으로 치아를 함입하기 위해서는 치아 앞과 뒤 각각에 부착물을 붙이는 것이 바람직하다. 투명 교정기에는 부착물이 끼워질 수 있는 홈을 가로로 긴 직사각형 모양으로 형성한다. 투명 교정기를 함입이 필요한 치아에 위치시키고, 투명 교정기를 위로 당긴다. 투명 교정기는 0.5 mm 위로 이동하고, 치아의 부착물이 투명 교정기의 홈에 끼워진다. 함입이 필요한 치아에 해당하는 투명 교정기 부분은 투명 교정기의 다른 치아 부분과 연결되어 있다. 함입이 필요한 치아에 해당하는 투명 교정기 부분을 인위적으로 위로 당겨 부착물을 홈에 끼웠으므로 다른 치아 부분은 함입이 필요한 치아에 해당하는 투명 교정기 부분에 아래로 당기는 힘을 지속적으로 작용한다. 그래서 투명 교정기는 홈에 끼워진 부착물을 통해 함입이 필요한 치아에 대해 아래쪽으로 향하는 힘을 발생시킨다.
대구치와 같이 큰 힘이 필요한 경우에는 함입이 필요한 치아에 해당하는 교정기 부분을 전체적으로 두껍게 만들어 치아에 가해지는 힘을 높일 필요가 있다. 그러나 교정기를 두껍게 하면 교정기의 탄성이 떨어져 교정기를 치아에 끼우기 어려울 수 있다. 도 11과 같이 교정기의 두께 부분에 3차원의 빈 공간을 형성하여 교정기의 탄성을 증가시켜 이러한 문제를 해결할 수 있다. 홈이 가로로 긴 직사각형 형상이므로 3차원의 빈 공간 구조를 도 10과 같이 가로로 형성된 주름 구조로 할 수도 있다.
부착물로 가로 길이가 5 mm, 세로 길이가 1.5 mm, 두께가 2 mm인 가로로 긴 직사각형의 부착물을 사용하고자 하면 부착물에 해당하는 정보로 (2, 5, 1.5, 2)를 사용할 수 있다. 이 치수와 모양의 부착물이 자주 사용되면 (2, 5, 1.5, 2)를 간단하게 21로 지정하여 사용할 수도 있다. 가로 길이가 5 mm, 세로 길이가 1.5 mm, 두께가 2 mm인 가로로 긴 직사각형의 부착물을을 치아 앞과 뒤 각각에 부착시키라는 정보로는 예를 들면 (22, 5, 1.5, 2)를 사용할 수 있다.
부착물 주위의 투명 교정기의 두께는 예를 들면 부착물이 끼워지는 홈 2 mm와 홈 뒷부분의 두께 부분 3 mm를 합하여 5 mm를 지정할 수 있다. 두께는 부착물 바로 뒷부분이 가장 두껍고 치관과 치은 쪽으로 갈수록 얇아지는 종 모양으로 하는 것이 바람직하다. 따라서 투명 교정기의 두께는 가운데 가장 두꺼운 곳의 두께와 치관 및 치은 양 끝의 두께 정보만 제공하면 된다. 치관과 치은의 두께를 2 mm로 하고 가운데의 두께를 5 mm로 하고자 할 경우 투명 교정기의 두께에 해당하는 정보로 (b2, 2, 5, 2)를 사용할 수 있다. b2에서 b는 치아 뒷면을 감싸는 투명 교정기의 두께를 의미하고, 2는 치관에서 가운데로 갈수록 두께가 두꺼워졌다가 치은으로 갈수록 두께가 다시 얇아지는 것을 의미한다.
3차원의 빈 공간은 앞에서 설명한 것과 같은 정보를 사용할 수 있다.
6. 회전(rotation) 이동
치아가 시계 방향이나 반시계 방향으로 돌아가 있으면 그 반대 방향으로 치아를 회전시켜야 한다. 이러한 이동을 회전(rotation)이라 한다.
예를 들어 치아가 반시계 방향으로 10도 돌아가 있으면 투명 교정기는 현재 치아 상태에서 시계 방향으로 10도 돌아가 있는 상태로 만든다. 한번에 10도의 교정이 어려우면 5도 교정을 먼저 하고 그 후 추가로 5도 교정을 할 수도 있다. 교정이 필요한 치아가 상악 전치라면 치아의 앞면 왼쪽에 부착물을 붙이고 뒷면 오른쪽에도 부착물을 붙일 수 있다. 부착물을 붙여야 하는 곳인 앞면 왼쪽의 좌표는 예를 들면 (f45, f55, f20)으로, 뒷면 오른쪽의 좌표는 예를 들면 (55, 60, 20)으로 표시할 수 있다. 이처럼 숫자 앞에 알파벳 f가 붙어 있지 않으면 자동적으로 치아 뒷면을 의미하는 것으로 설정해 놓을 수 있다.
부착물에 대응하는 투명 교정기 부분에 홈을 형성한다. 치아가 회전되어 있으므로 교정기를 치아에 끼우기 매우 어렵다. 그래서 도 12와 같이 부착물을 붙인 치아면의 반대면과 투명 교정기 사이에 공간이 형성되도록 투명 교정기의 외주를 형성할 수 있다.
위 사례의 경우에는 교정이 필요한 치아의 뒷면 왼쪽과 교정기 사이, 앞면 오른쪽과 교정기 사이에 공간을 형성한다. 치아면과 치아 교정기 사이의 공간은 예를 들면 (v2+2)로 표시할 수 있다. v2는 치아면과 치아 교정기 사이에 2 mm의 공간이 있다는 뜻이고, 2는 2 mm의 공간 다음으로 투명 교정기의 두께 2 mm가 있다는 뜻이다. 부착물을 붙인 치아면의 반대면과 투명 교정기 사이에 공간이 형성되어 있으므로 교정기를 치아에 보다 쉽게 끼울 수 있다. 교정기가 치아에 끼워지면 교정기는 치아에 대해 시계 방향으로 힘을 지속적으로 작용한다. 교정이 필요한 치아 뒷면 오른쪽에 붙인 부착물은 치아를 오른쪽으로 이동시키려는 수평 이동력을 받고 앞면 왼쪽에 붙인 부착물은 치아를 왼쪽으로 이동시키려는 수평 이동력을 받는다. 그래서 부착물이나 홈의 형상은 임의의 모양일 수 있지만, 세로로 긴 직사각형 모양일 수도 있다.
치아의 회전에 큰 힘이 필요하지 않다면 부착물을 하나만 붙일 수도 있다. 그러나 치아의 회전에 큰 힘이 필요하거나 정교한 회전이 필요한 경우에는 부착물을 위에서 설명한 것처럼 2개를 붙이는 것이 바람직하다.
7. 치아의 복원
소실된 치아가 있는 경우 임플란트와 치아 교정을 함께 하는 경우가 많다. 임플란트는 치아 이동을 시킬 수 없기 때문에 치아 교정을 먼저하고 나중에 임플란트를 하는 것이 보통이다. 치아가 없는 상태에서 교정을 하려면 소실된 치아를 복원한 투명 교정기를 만들어야 한다. 소실된 치아의 복원은 치아를 교정하는 순서를 역으로 재현하면 된다. 최종 교정 치아 데이터로부터 그 직전 중간 교정 치아 데이터를 생성한다. 중간 교정 치아 데이터로부터 한 단계 앞의 중간 교정 치아 데이터를 생성한다. 이 과정을 반복하여 최초 치아 데이터까지 생성한다. 이렇게 생성한 3D 데이터를 기초로 투명 교정기를 제작한다. 소실된 치아를 복원한 투명 교정기를 제작해야 하는 이유는 치아의 교정은 옆 치아의 고정력을 이용하여 이루어지는 경우가 많기 때문이다.
상기의 상세한 설명은 본 발명의 보호범위를 제한하는 것이 아니라 예시로 제시된 것이다. 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 균등 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 투명 교정기
200: 부착물
300: 홈
400: 치아와 닿는 면
500: 혀와 닿는 면
600: 3차원의 빈 공간
700: 여유 공간

Claims (16)

  1. 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사가 환자의 데이터를 주고 받으며 환자의 치아를 교정하기 위한 투명 교정기를 제작할 수 있게 하는 치아 교정 처리 시스템으로서,
    치과 의사쪽에는 환자의 현재 치아 상태를 3D 스캔하는 스캐닝 장치로부터 환자의 현재 치아 상태에 대한 데이터를 수신하는 입력부; 상기 입력부가 수신한 환자의 현재 치아 상태에 대한 스캐닝 데이터를 기초로 환자의 교정전 치아 및 치아 주변의 모습을 3D 데이터로 생성하는 3D 데이터 생성부; 교정전 치아의 3D 데이터에 적용되는 좌표계를 생성하는 좌표계 생성부; 좌표계에서 각 치아에 해당하는 좌표값을 부여하는 좌표 생성부; 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값을 교정 전문의 또는 치기공사에 전달하는 제1송신부; 교정 전문의 또는 치기공사로부터 중간 교정 치아 3D 데이터 또는 최종 교정 치아 3D 데이터를 수신하는 제1수신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성과 화상을 실시간으로 교정 전문의에게 전송하거나 환자가 원하는 교정 사항을 치과 의사가 정리하여 말, 문자, 그림의 형태로 교정 전문의쪽의 제2대화부에 전송하는 제1대화부가 있고,
    교정 전문의쪽에는 상기 제1송신부가 보내는 환자의 교정전 치아 3D 데이터, 좌표계, 및 교정전 각 치아의 좌표값을 수신하는 제2수신부; 환자의 치아 상태, 교정 요구 사항, 교정 기간을 고려하여 교정 전문의가 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성부; 중간 교정 치아 3D 데이터 및 최종 교정 치아 3D 데이터를 치과 의사쪽 제1수신부에 전송하는 제2송신부; 중간 교정 치아 3D 데이터 및 최종 교정 치아 3D 데이터로 표현되는 중간 교정 치아 및 최종 교정 치아의 표면을 감싸도록 형성되고, 교정 전문의가 결정한 두께를 갖는 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하는 3D 투명 교정기 데이터 생성부; 투명 교정기의 치아별 두께, 두께 분포, 3차원 구조를 변경하여 상기 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 3D 투명 교정기 데이터 수정부; 3D 투명 교정기 데이터 생성부에서 생성된 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 데이터 수정부에서 생성된 3D 투명 교정기 수정 데이터를 치기공사쪽의 제3수신부에 전송하는 제3송신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성이나 화상, 치과 의사가 정리한 말, 문자, 그림을 실시간으로 전달 받은 교정 전문의가 치과 의사쪽의 상기 제1대화부에 교정 가능 여부, 교정 방법, 교정 기간, 교정 가격을 포함하는 의견을 실시간으로 피드백해 주는 제2대화부가 있고,
    치기공사쪽에는 상기 제1송신부가 전송하는 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값, 또는 상기 제3송신부가 전송하는 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 수신하는 제3수신부; 상기 제1대화부 또는 제2대화부로부터 음성과 화상, 말, 문자, 그림을 수신하거나 제1대화부 또는 제2대화부로 음성과 화상, 말, 문자, 그림을 송신하는 제3대화부가 있는 치아 교정 처리 시스템으로서,
    상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 부착물을 붙여야 하는 치아를 결정하고, 부착물 위치에 대응하는 투명 교정기 부분에 부착물이 끼워질 수 있는 홈이 형성되도록 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 치기공사쪽에는 중간 교정 치아 3D 데이터 또는 최종 교정 치아 3D 데이터를 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에 전송하는 제4송신부; 3D 투명 교정기 데이터 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제5송신부가 추가로 있는 치아 교정 처리 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 상기 홈 주위의 투명 교정기의 두께를 두껍게 수정하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 두껍게 수정된 투명 교정기의 두께 부분에 3차원의 빈 공간을 형성하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 3차원의 빈 공간은 주름 구조인 치아 교정 처리 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 부착물을 붙인 치아면의 반대면과 투명 교정기 사이에 빈 공간이 형성되도록 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 소실된 치아가 있는 경우 소실된 치아를 복원시킬 수 있도록 3D 투명 교정기 데이터를 수정하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
  9. 치과 의사, 교정 전문의, 치기공사가 환자의 데이터를 주고 받으며 환자의 치아를 교정하기 위한 투명 교정기를 제작할 수 있게 하는 치아 교정 처리 시스템으로서,
    치과 의사쪽에는 환자의 현재 치아 상태를 3D 스캔하는 스캐닝 장치로부터 환자의 현재 치아 상태에 대한 데이터를 수신하는 입력부; 상기 입력부가 수신한 환자의 현재 치아 상태에 대한 스캐닝 데이터를 기초로 환자의 교정전 치아 및 치아 주변의 모습을 3D 데이터로 생성하는 3D 데이터 생성부; 교정전 치아의 3D 데이터에 적용되는 좌표계를 생성하는 좌표계 생성부; 좌표계에서 각 치아에 해당하는 좌표값을 부여하는 제1 좌표 생성부; 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값을 교정 전문의 또는 치기공사에 전달하는 제1송신부; 교정 전문의 또는 치기공사로부터 중간 교정 치아 3D 데이터의 좌표값, 최종 교정 치아 3D 데이터의 좌표값을 수신하는 제1수신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성과 화상을 실시간으로 교정 전문의에게 전송하거나 환자가 원하는 교정 사항을 치과 의사가 정리하여 말, 문자, 그림의 형태로 교정 전문의쪽의 제2대화부에 전송하는 제1대화부가 있고,
    교정 전문의쪽에는 상기 제1송신부가 보내는 환자의 교정전 치아 3D 데이터, 좌표계, 및 교정전 각 치아의 좌표값을 수신하는 제2수신부; 환자의 치아 상태, 교정 요구 사항, 교정 기간을 고려하여 교정 전문의가 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터를 생성하는 교정 데이터 생성부; 최종 교정 치아 3D 데이터 및 중간 교정 치아 3D 데이터의 각 치아에 교정된 좌표값을 부여하는 제2 좌표 생성부; 중간 교정 치아의 각 좌표값 및 최종 교정 치아의 각 좌표값을 치과 의사쪽 제1수신부에 전송하는 제2송신부; 중간 교정 치아의 각 좌표값 및 최종 교정 치아의 각 좌표값으로 표현되는 중간 교정 치아 및 최종 교정 치아의 표면을 감싸도록 형성되고, 교정 전문의가 결정한 두께를 갖는 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 생성하는 3D 투명 교정기 데이터 생성부; 투명 교정기의 치아별 두께, 두께 분포, 3차원 구조를 변경하여 상기 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 3D 투명 교정기 데이터 수정부; 3D 투명 교정기 데이터 생성부에서 생성된 3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보, 또는 3D 투명 교정기 데이터 수정부에서 생성된 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보를 치기공사쪽의 제3수신부에 전송하는 제3송신부; 치과 의사와 환자가 주고 받는 음성이나 화상, 치과 의사가 정리한 말, 문자, 그림을 실시간으로 전달 받은 교정 전문의가 치과 의사쪽의 상기 제1대화부에 교정 가능 여부, 교정 방법, 교정 기간, 교정 가격을 포함하는 의견을 실시간으로 피드백해 주는 제2대화부가 있고,
    치기공사쪽에는 제1송신부가 전송하는 환자의 교정전 치아 3D 데이터 및 좌표값, 또는 상기 제3송신부가 전송하는 3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보, 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보를 수신하는 제3수신부; 상기 제1대화부 또는 제2대화부로부터 음성과 화상, 말, 문자, 그림을 수신하거나 제1대화부 또는 제2대화부로 음성과 화상, 말, 문자, 그림을 송신하는 제3대화부가 있는 치아 교정 처리 시스템으로서,
    상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 부착물을 붙여여 하는 치아를 결정하고, 부착물 위치에 대응하는 투명 교정기 부분에 부착물이 끼워질 수 있는 홈이 형성되도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 치기공사쪽에는 중간 교정 치아의 각 좌표값 및 최종 교정 치아의 각 좌표값을 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제4송신부; 3D 투명 교정기 데이터를 생성하기 위한 정보 또는 3D 투명 교정기 수정 데이터를 생성하기 위한 정보를 치과 의사쪽의 제1수신부 또는 교정 전문의쪽의 제2수신부에게 전송하는 제5송신부가 추가로 있는 치아 교정 처리 시스템.
  11. 삭제
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 상기 홈 주위의 투명 교정기의 두께가 두껍게 되도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 두껍게 수정된 투명 교정기의 두께 부분에 3차원의 빈 공간이 형성되도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 3차원의 빈 공간은 주름 구조인 치아 교정 처리 시스템.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 부착물을 붙인 치아면의 반대면과 투명 교정기 사이에 빈 공간이 형성되도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
  16. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 3D 투명 교정기 데이터 수정부는 소실된 치아가 있는 경우 소실된 치아를 복원시킬 수 있도록 3D 투명 교정기에 관한 데이터를 생성하기 위한 정보를 수정하거나 추가하는 것인 치아 교정 처리 시스템.
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