KR102072974B1 - Apparatus and method for modeling orthodontic appliance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 치아 교정 디바이스 모델링 장치 및 방법으로서, 특히 치아 교정 디바이스의 제작시 치근막 내부 압력을 고려한 치아 교정 디바이스 모델링 방치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an orthodontic device modeling apparatus and method, and more particularly, to an orthodontic device modeling method and method considering the internal pressure of the fascia when manufacturing the orthodontic device.
종래 고정식 치아 교정 디바이스는 치아에 브래킷을 고정시키고 와이어를 브래킷에 걸어 브래킷에 압력을 가하는 방식을 적용한다. 고정식 치아 교정 디바이스는, 치아의 외면에 설치될 수 있다. 이러한 고정식 치아 교정 디바이스는, 효과 내지 시술의 편의성 측면에서 유리한 반면, 미관상 문제 때문에 기피되는 경우가 발생한다.Conventional stationary orthodontic devices employ a method of securing a bracket to a tooth and hooking the wire to the bracket to apply pressure to the bracket. The fixed dental orthodontic device may be installed on the outer surface of the tooth. While such fixed orthodontic devices are advantageous in terms of effectiveness or convenience of the procedure, they often are avoided due to aesthetic problems.
이와 같은 고정식 치아 교정 디바이스의 미관상의 문제 및 항시 부착해야하는 불편함을 해소하고자 탈착식 투명 치아 교정 디바이스가 출시되고 있다. 탈착식 투명 치아 교정 디바이스는, 피시술자의 치아에 탈부착되며 투명하기 때문에 향상된 미관이 유지될 수 있다.Removable transparent orthodontic devices have been released to solve the aesthetic problems of such a fixed orthodontic device and the inconvenience to be attached at all times. The removable transparent orthodontic device is detachable and transparent to the subject's teeth so that an improved aesthetic can be maintained.
종래 탈착식 투명 치아 교정 디바이스는 개인별 치아별로 상이한 역학적 특성이 고려되지 않은 상태에서 제작되어 치아 교정 효과가 상대적으로 낮은 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 개별 환자의 치근부의 역학적 특성을 고려하여 탈착식 투명 치아 교정 디바이스를 제작하는 방안이 고려될 수 있다.Conventional removable transparent orthodontic device is manufactured in a state that does not consider different mechanical properties for each individual tooth has a problem that the orthodontic effect is relatively low. In order to solve this problem, a method of manufacturing a removable transparent orthodontic device may be considered in consideration of the mechanical characteristics of the root portion of an individual patient.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 개별 환자의 치근부의 역학적 특성에 부합한 치아 교정 디바이스 모델링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for orthodontic device modeling that conforms to the mechanical characteristics of the root portion of an individual patient.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.
본 발명의 일 측면(an aspect)에 따르면, 본 발명은, 환자의 치아를 교정하는 치아 교정 디바이스를 모델링하는 치아 교정 디바이스 모델링 장치에 있어서,According to an aspect of the present invention, the present invention, in the orthodontic device modeling apparatus for modeling the orthodontic device for correcting the teeth of the patient,
외부 기기와 통신하는 통신부; 정보를 저정하는 메모리; 그리고 상기 통신부와 상기 메모리에 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통하여 상기 환자의 치아 형상에 관한 데이터를 획득하며, 상기 데이터에 기초하되 상기 환자의 치근막 압력 정보를 이용하여 상기 치아 교정 디바이스의 교정력 및 강성치를 산출하고, 상기 교정력 및 강성치에 기초하여 상기 치아 교정 디바이스의 두께 프로파일을 도출하는 것을 특징으로 하는 치아 교정 디바이스 모델링 장치를 제공할 수 있다.Communication unit for communicating with an external device; A memory for storing information; And a control unit electrically connected to the communication unit and the memory, wherein the control unit obtains data regarding the tooth shape of the patient through the communication unit, and based on the data, using the patient's periodontal pressure information. An orthodontic device modeling apparatus can be provided, wherein the orthodontic force and the stiffness value of the orthodontic device are calculated and the thickness profile of the orthodontic device is derived based on the orthodontic force and the stiffness value.
본 발명의 일 실시예에 따른 치아 교정 디바이스 모델링 장치 및 방법은, 개별 환자의 치근부의 역학적 특성에 부합할 수 있다.The orthodontic device modeling apparatus and method according to an embodiment of the present invention may conform to the mechanical characteristics of the root portion of an individual patient.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 교정 디바이스를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 교정 디바이스 모델링 장치에서 치근부의 역학적 특성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 교정 디바이스 모델링 방법을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the orthodontic device according to an embodiment of the present invention.
2 to 5 is a view showing the mechanical properties of the root portion in the orthodontic device modeling apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a method for modeling the orthodontic device according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, coupled) with another part, it is not only" directly connected "but also" indirectly connected "with another member in between. "Includes the case. In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
도 1 내지 5를 참조하면, 치아 교정 디바이스는 투명 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 치아 교정 디바이스는, 투명한 플라스틱으로 형성될 수 있다. 치아 교정 디바이스의 형상은, 피시술자의 치근부의 역학적 특정에 대응하여 형성될 수 있다. 1 to 5, the orthodontic device may be formed of a transparent material. For example, the orthodontic device may be formed of transparent plastic. The shape of the orthodontic device may be formed corresponding to the mechanical character of the root of the subject.
치근에 저항중심이 형성될 수 있다. 교정력(F)이 치아에 가해지면, 병진힘(translational force)과 회전력(rotational force)이 저항중심에 전해질 수 있다. 치아 교정 디바이스의 형상을 설계하기 위하여 치근막의 압력 분포가 고려될 수 있다. 치근막의 압력 분포와 함께 교정력의 상한치와 하한치가 결정될 수 있다.A center of resistance can be formed in the root. When orthodontic force (F) is applied to the teeth, translational and rotational forces can be transmitted to the center of resistance. The pressure distribution of the root canal may be considered to design the shape of the orthodontic device. The upper and lower limits of orthodontic force can be determined along with the pressure distribution of the root canal.
즉 치아 교정 디바이스의 형상을 설계하기 위해 고려해야할 요소로서, 치근막의 압력 분포 및 치아 교정 디바이스가 치아에 미치는 압력이 있을 수 있다. 치아 교정 디바이스가 치아에 미치는 압력은, 병진힘과 회전력일 수 있으며, "역학적 압력"이라 칭할 수 있다.That is, as factors to be considered in designing the shape of the orthodontic device, there may be a pressure distribution of the root canal and pressure on the teeth of the orthodontic device. The pressure that the orthodontic device exerts on the teeth may be translational and rotational force, and may be referred to as "mechanical pressure".
역학적 압력의 대표값이 고려될 수 있다. 역학적 압력의 대표값은, 예를 들어, 면적평균정사영압력(AAPP, Area Averaged Projected Pressure)일 수 있다. 면적평균정사영압력(AAPP)은, 아래 수학식 1과 같다.Representative values of mechanical pressure may be considered. The representative value of the mechanical pressure may be, for example, an Area Average Projected Pressure (AAPP). The area average orthogonal projection pressure (AAPP) is as shown in Equation 1 below.
상기 수학식 1에서 표시되는 파라미터는, 도 2 내지 5에 도시된다.Parameters represented by Equation 1 are shown in FIGS. 2 to 5.
한편 치근막 압력의 상한치에서 교정력의 상한치는, "Fmax" 또는 "교정력의 상한치"라 할 수 있다. 치근막 압력의 하한치에서 교정력의 상한치는, "Fmin" 또는 "교정력의 하한치"라 할 수 있다.On the other hand, the upper limit of the corrective force in the upper limit of the periodontal pressure can be referred to as "F max " or "upper limit of correction force. The upper limit of the corrective force at the lower limit of the periodontal pressure may be referred to as "F min " or "lower limit of correction force".
교정력의 상한치에 대응되는 면적평균정사영압력(AAPP)는, 아래의 수학식 2와 같다.The area average orthogonal projection pressure AAPP corresponding to the upper limit of the corrective force is expressed by Equation 2 below.
교정력의 상한치에 대응되는 면적평균정사영압력(AAPP)의 상세내용은, 아래의 수학식 3과 같다.The detail of the area average orthogonal projection pressure AAPP corresponding to the upper limit of the calibration force is expressed by Equation 3 below.
교정력의 하한치에 대응되는 면적평균정사영압력(AAPP)는, 아래의 수학식 4와 같다.The area average orthogonal projection pressure AAPP corresponding to the lower limit of the calibration force is expressed by the following equation (4).
교정력의 하한치에 대응되는 면적평균정사영압력(AAPP)의 상세내용은, 아래의 수학식 5와 같다.The detail of the area average orthogonal projection pressure AAPP corresponding to the lower limit of the calibration force is expressed by Equation 5 below.
도 6을 참조하면, 치아 교정 디바이스 모델링 방법은, 제1 단계를 포함할 수 있다. 제1 단계는, 환자의 치아 형상 데이터를 확보하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 교정 디바이스 모델링 장치는, 서버(server)를 포함할 수 있다. 서버는, 컴퓨터 및/또는 워크스테이션으로 구현될 수 있다. 서버는, 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 "저장장치"라 칭할 수 있다. 서버는, 통신부를 포함할 수 있다. 통신부는, 외부 기기와 정보 또는 신호를 송수신할 수 있다. 서버는, 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는, "프로세서"라 칭할 수 있다. 제어부는, 연산을 처리/수행할 수 있다. 서버는, "시스템"이라 칭할 수 있다. 제1 단계에서, 제어부는 통신부를 통해 환자(피시술자)의 치아 형상 데이터를 획득하여 메모리에 저장시킬 수 있다.Referring to FIG. 6, the orthodontic device modeling method may include a first step. The first step may include obtaining and storing tooth shape data of the patient. Orthodontic device modeling apparatus according to an embodiment of the present invention, may include a server (server). Servers may be implemented as computers and / or workstations. The server may include a memory. The memory may be referred to as a "storage device." The server may include a communication unit. The communication unit may transmit / receive information or signals with an external device. The server may include a controller. The control unit may be referred to as a "processor". The controller can process / perform an operation. The server may be referred to as a "system". In the first step, the control unit may obtain the tooth shape data of the patient (operator) through the communication unit and store in the memory.
치아 교정 디바이스 모델링 방법은, 제2 단계를 포함할 수 있다. 제2 단계에서, 제어부는 환자에 적합한 적정 교정력을 도출할 수 있다. 제2 단계에서, 제어부는, 치아 형상 데이터에 기초하여, 교정력을 추출할 수 있다. 제2 단계에서, 제어부는, 상기 수학식 1 내지 5 중 적어도 하나의 수학식을 이용하여, 교정력을 도출할 수 있다.The orthodontic device modeling method may include a second step. In a second step, the controller can derive an appropriate corrective force for the patient. In a second step, the controller may extract the corrective force based on the tooth shape data. In a second step, the control unit may derive the calibration force by using at least one of Equations 1 to 5 above.
치아 교정 디바이스 모델링 방법은, 제3 단계를 포함할 수 있다. 제3 단계에서, 제어부는, 치아 교정 디바이스의 강성치를 산출할 수 있다. 제3 단계에서, 제어부는, 상기 수학식 1 내지 5 중 적어도 하나의 수학식을 이용하여, 치아 교정 디바이스의 강성치를 산출할 수 있다.The orthodontic device modeling method may include a third step. In a third step, the controller may calculate the stiffness value of the orthodontic device. In a third step, the control unit may calculate the stiffness value of the orthodontic device by using at least one of the equations (1) to (5).
치아 교정 디바이스의 모델링 방법은, 제4 단계를 포함할 수 있다. 제4 단계에서, 제어부는, 치아 교정 디바이스의 두께를 산출할 수 있다. 여기서 치아 교정 디바이스의 두께는, 치아 교정 디바이스의 두께 프로파일(profile)을 의미할 수 있다.The modeling method of the orthodontic device may include a fourth step. In a fourth step, the controller may calculate the thickness of the orthodontic device. Here, the thickness of the orthodontic device may mean a thickness profile of the orthodontic device.
치아 교정 디바이스의 두께 프로파일이 도출되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 치아 교정 디바이스는 3D(three-dimensional) 프린터를 이용하여, 제작될 수 있다. 3D 프린터를 이용하여, 치아 교정 디바이스는, 환자에 맞추어 신속하게 제작될 수 있다.Once the thickness profile of the orthodontic device is derived, the orthodontic device according to one embodiment of the present invention can be fabricated using a three-dimensional printer. Using a 3D printer, the orthodontic device can be quickly manufactured for the patient.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention.
F: 교정력F: corrective force
Claims (1)
외부 기기와 통신하는 통신부;
정보를 저정하는 메모리; 그리고
상기 통신부와 상기 메모리에 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 통신부를 통하여 상기 환자의 치아 형상에 관한 데이터를 획득하며,
상기 데이터에 기초하되 상기 환자의 치근막 압력 정보를 이용하여 상기 치아 교정 디바이스의 교정력 및 강성치를 산출하고,
상기 교정력 및 강성치에 기초하여 상기 치아 교정 디바이스의 두께 프로파일을 도출하는 것을 특징으로 하는 치아 교정 디바이스 모델링 장치.In the orthodontic device modeling apparatus for modeling the orthodontic device for correcting the teeth of the patient,
Communication unit for communicating with an external device;
A memory for storing information; And
A control unit electrically connected to the communication unit and the memory,
The control unit,
Acquire data about the tooth shape of the patient through the communication unit,
Calculating orthodontic force and stiffness of the orthodontic device based on the data of the patient using the fascia pressure information of the patient,
And derive a thickness profile of the orthodontic device based on the orthodontic force and the stiffness value.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |