KR102099449B1 - 치아교정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 개인별 맞춤 치아교정이 이루어질 수 있는 치아교정장치 및 이를 이용한 치아교정방법을 제공한다. 여기서, 치아교정장치는 치아교정부 그리고 센서부를 포함한다. 치아교정부는 치아의 형상으로 형성되고, 치아의 교정을 위해 치아에 씌워진다. 센서부는 치아교정부의 내부에 마련되고, 치아에 의해 치아교정부에 가해지는 압력을 측정한다.

Description

치아교정장치{ORTHODONTIC APPLIANCE}
본 발명은 치아교정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개인별 맞춤 치아교정이 이루어질 수 있는 치아교정장치에 관한 것이다.
교합이란 입을 다물었을 때 위 아래 턱의 치아가 서로 맞물리는 상태를 말한다. 부정교합이란 어떤 원인에 의해 치아의 배열이 가지런하지 않거나 위 아래 맞물림의 상태가 정상의 위치를 벗어나서 심미적, 기능적으로 문제가 되는 교합관계를 의미한다.
부정교합 발생의 가장 큰 원인은 유전적인 영향으로 알려져 있으며, 부정교합은 치아의 모양이나 크기, 환경적 영향, 좋지 않은 습관, 잘못된 자세, 치아 우식증, 구순구개열과 같은 선천성 장애 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있다.
부정교합이 발생하면, 치아 배열이 가지런하지 않아 치아 사이에 음식물 찌꺼기가 남아 있기 쉽다. 정확한 칫솔질로 청결하게 관리하는 것도 쉽지 않기 때문에 구강 내 치태가 증가하게 되어 치아우식증이나 잇몸 염증 등 잇몸 질환으로 진행되기 쉽다. 또한, 정상 치열에서 많이 벗어난 치아가 있거나 턱의 위치가 비정상이라면 외부에서 충격이 가해질 때 치아 파절 등 치아에 손상을 입을 가능성도 커진다.
이러한 부정교합을 치료하는 것이 치아교정치료 또는 치열교정치료이다. 치아교정치료는 치아가 어떤 힘을 받으면 이동하는 성질을 이용한다. 부정교합의 치료는 원인이나 치료 시기에 따라 다양한 장치와 방법을 이용한다. 습관을 제거하도록 고안된 장치, 위아래 턱뼈의 발육을 억제하거나 증진시키는 장치, 치아를 원하는 위치로 서서히 이동시키는 장치 등이 있으며, 구강 내에 넣었다 뺐다 할 수 있는 가철성 장치와 치아에 부착한 후 치료가 끝날 때 떼어내는 고정식 장치로도 나눠 볼 수 있다.
현재 가장 많이 사용되고 있는 것은 브라켓이라는 장치를 치아에 부착하고 교정용 철사와 고무줄 등의 탄력을 사용해 치아를 이동시키는 고정식 치료법이며, 대부분의 부정교합에 흔히 사용된다. 브라켓은 금속으로 된 것이 일반적인데, 치료 기간 동안 눈에 잘 띄는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해서 투명 교정(orthodontics using clear aligner)방법이 제안되었다. 투명 교정은 교정 전 치아의 상태에서 교정 후 치아의 상태로 단계별로 변화하는 투명한 치아교정기들을 제작하고, 이를 치아에 갈아 끼면서 치열을 교정하는 시술이다. 투명 교정에 사용되는 치아교정기는 투명 플라스틱으로 만들어지므로 심미감이 뛰어나다.
대한민국 등록특허공보 제0784346호(2007.12.13. 공고)에는 치열 부정교합 교정용 마우스피스가 개시된다. 상기 문헌에 따르면 환자의 치아에 의해 눌려질 수 있도록 열사소성 재질의 교정용 절편을 마우스피스에 마련하고, 환자의 치아에 물리도록 한 후, 경화시켜 환자의 치열에 적합하게 제작된 치열 부정교합 교정 장치를 얻을 수 있다.
한편, 사람들은 각각 치근의 튼튼한 정도가 다르기 때문에 치아의 이동 특성도 다양할 수밖에 없다. 그러나, 상기 문헌에 개시되는 치열 부정교합 교정용 마우스피스는 환자의 치열 형태만 고려하고 있는 한계가 있다. 따라서, 환자의 치아 이동 특성에 맞춰 적절한 교정력이 제공될 수 있도록 하기 위한 기술이 요구된다.
대한민국 등록특허공보 제0784346호(2007.12.13. 공고)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 개인별 맞춤 치아교정이 이루어질 수 있는 치아교정장치 및 이를 이용한 치아교정방법을 제공하는 것이다.
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.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 치아의 형상으로 형성되고, 치아의 교정을 위해 치아에 씌워지는 치아교정부; 그리고 상기 치아교정부의 내부에 마련되고, 치아에 의해 상기 치아교정부에 가해지는 압력을 측정하기 위한 센서부를 포함하는 치아교정장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 교정 대상 치아가 기울어진 경우, 상기 센서부는 상기 교정 대상 치아의 앞면 및 뒷면에 대향되도록 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 교정 대상 치아가 수평 방향으로 회전된 경우, 상기 센서부는 상기 교정 대상 치아의 앞면 및 뒷면 중 적어도 어느 일면에 수평 방향으로 이격되어 복수로 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 치아교정부와 연결되고, 환자의 입천장에 위치되는 연결부와, 상기 연결부에 구비되고, 상기 센서부와 전기적으로 연결되어 상기 센서부의 작동을 제어하며, 상기 센서부에서 측정되는 측정정보가 처리되는 처리부와, 상기 연결부에 구비되고, 상기 처리부와 전기적으로 연결되며, 상기 측정정보를 송신하는 무선통신부와, 상기 연결부에 구비되고, 상기 처리부에 전기를 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 치아교정장치의 센서부에서 교정 대상 치아에 의해 치아교정부에 가해지는 압력이 측정되는 단계; 상기 센서부에서 측정되는 측정정보가 처리부에서 처리되고, 무선통신부를 통해 사용자 단말기로 전송되는 단계; 상기 사용자 단말기에서 상기 측정정보를 기초로 환자의 치주인대의 강성정보가 계산되는 단계; 그리고 상기 강성정보를 기초로 상기 교정 대상 치아의 교정 계획이 수립되는 단계를 포함하는 치아교정장치를 이용한 치아교정방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 센서부가 교정 대상 치아에 의해 치아교정부에 가해지는 압력을 측정하고, 이를 기초로 치주인대의 강성을 계산하여, 이를 기초로 교정 대상 치아의 교정 계획이 수립될 수 있다. 이를 통해, 환자의 치아 이동 특성에 맞춰 적절한 교정력이 제공될 수 있는 치아교정장치를 제공할 수 있으며, 이를 위한 치아교정방법이 획득될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치가 장착되는 치아의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치를 개략적으로 나타낸 단면예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치를 개략적으로 나타낸 정면예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치의 사용예를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치를 이용한 치아교정방법을 나타낸 흐름도이다.
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.
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.
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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치가 장착되는 치아의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치를 개략적으로 나타낸 단면예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치를 개략적으로 나타낸 정면예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치의 사용예를 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 치아교정장치(100)는 치아교정부(110) 그리고 센서부(120)를 포함할 수 있다.
치아교정부(110)는 치아의 교정을 위해 치아에 씌워질 수 있다. 치아교정부(110)는 치아의 형상으로 형성될 수 있으며, 치아의 교정 정도에 따른 형태로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 치아교정부(110)는 교정 대상 치아의 초기 형태에서 최종 교정 형태까지 교정 대상 치아의 단계별 형태에 맞게 이루어질 수 있다. 이렇게 형성되는 치아교정부(110)는 교정 대상 치아에 덮어 씌워진 상태에서 교정 대상 치아를 가압하여 교정 대상 치아가 치아교정부(110)의 형태에 맞게 이동, 회전되도록 하여 교정되도록 하게 된다.
센서부(120)는 치아교정부(110)의 내부에 마련될 수 있다. 즉, 치아교정부(110)는 미리 설정된 두께로 성형될 수 있으며, 센서부(120)는 치아교정부(110)의 내부에 삽입되어 마련될 수 있다. 센서부(120)는 교정 대상 치아에 의해 치아교정부(110)에 가해지는 압력을 측정할 수 있다. 센서부(120)는 필름 형태로 이루어질 수 있다.
도 3에서 보는 바와 같이, 교정 대상 치아(20)가 기울어진 형태인 경우, 센서부(120)는 교정 대상 치아(20)의 앞면 및 뒷면에 대향되도록 구비될 수 있다. 즉, 교정 대상 치아(20)가 일방향으로 기울어진 경우, 교정 대상 치아(20)는 타방향으로 세워지도록 교정되어야 하므로, 치아교정부(110)는 교정 대상 치아(20)가 타방향으로 단계적으로 세워지도록 하는 형태로 형성될 수 있다. 교정 대상 치아(20)가 기울어진 형태인 경우, 교정 대상 치아(20)는 치아교정부(110)에 의해 타방향으로 가압될 수 있다.
교정 대상 치아(20)의 앞면 및 뒷면에 각각 구비되는 센서부(120)에서는 치아교정부(110)에 의해 교정 대상 치아(20)에 가해지는 압력의 측정정보가 측정될 수 있다.
한편, 도 4에서 보는 바와 같이, 교정 대상 치아(20)가 수평 방향으로 회전된 경우, 센서부(120)는 교정 대상 치아(20)의 앞면 및 뒷면 중 적어도 어느 일면에 복수로 구비될 수 있다. 그리고, 센서부(120)는 수평 방향으로 이격되어 구비될 수 있다.
즉, 교정 대상 치아(20)가 수평 방향으로 일방향으로 회전된 경우, 교정 대상 치아(20)는 수평 방향으로 타방향으로 회전되도록 교정되어야 하므로, 치아교정부(110)는 교정 대상 치아(20)가 타방향으로 단계적으로 회전되도록 하는 형태로 형성될 수 있다. 교정 대상 치아(20)가 수평 방향으로 일방향으로 회전된 경우, 교정 대상 치아(20)는 치아교정부(110)에 의해 수평 방향으로 타방향으로 가압될 수 있다.
교정 대상 치아(20)의 앞면 및 뒷면 중 적어도 어느 일면에 수평 방향으로 이격되어 구비되는 센서부(120)에서는 치아교정부(110)에 의해 교정 대상 치아(20)에 가해지는 압력의 측정정보가 측정될 수 있다.
치아교정장치(100)는 연결부(130), 처리부(140), 무선통신부(150) 그리고 전원부(160)를 더 포함할 수 있다.
연결부(130)는 치아교정부(110)와 연결되도록 형성될 수 있으며, 환자의 입천장에 위치될 수 있다.
처리부(140)는 연결부(130)에 구비될 수 있다. 처리부(140)는 센서부(120)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 센서부(120)의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 처리부(140)는 센서부(120)에서 측정되는 측정정보를 처리할 수 있다.
무선통신부(150)는 연결부(130)에 구비될 수 있으며, 처리부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 무선통신부(150)는 근거리무선통신(NFC) 모듈을 포함할 수 있다. 무선통신부(150)는 센서부(120)에서 측정되는 측정정보를 사용자 단말기(200)로 송신할 수 있다.
사용자 단말기(200)는 휴대폰, 스마트폰, 휴대정보단말기(PDA; Personal Digital Assistant), 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP; Portable Multimedia Player), 노트북을 포함할 수 있다.
사용자 단말기(200)는 무선통신부(150)와 송수신할 수 있는 통신부(미도시)를 가질 수 있으며, 어플리케이션을 통해 수신된 측정정보를 저장, 표시 및 처리할 수 있다. 예를 들면, 사용자 단말기(200)는 무선통신부(150)로부터 측정정보를 수신하고, 상기 측정정보를 기초로 치주인대(11)의 강성을 계산할 수 있다.
도 2를 잠조하면, 치주인대(11)는 치아(10)를 지지하고 있는 치아주위조직의 일종으로, 신경 및 혈관 성분을 포함하는 섬유성 결합조직으로 구성된다. 치주인대(11)는 치근을 둘러싸고 있는 백악질과 치아(10)를 지지하고 있는 치조골을 연결하는 역할을 한다.
사용자 단말기(200)에서 계산되는 치주인대의 강성은 탄성계수, 포와송비를 포함할 수 있다.
사용자 단말기(200)는 획득된 치주인대의 강성을 기초로, 환자의 치아 교정 계획을 수립할 수 있다. 예를 들어, 획득된 치주인대의 강성이 큰 경우, 치아 교정 단계의 수를 늘려 환자가 치아 교정 과정에서 느끼는 통증이 줄어들도록 할 수 있을 것이다. 또는 획득된 치주인대의 강성이 약한 경우, 치아 교정 단계의 수를 줄여 치아 교정에 걸리는 시간을 줄일 수도 있을 것이다.
사용자 단말기(200)는 치주인대의 강성 및 환자의 치아 교정 계획을 서버(300)로 전송할 수 있으며, 서버(300)는 치주인대의 강성 및 환자의 치아 교정 계획을 저장할 수 있다.
또한, 사용자 단말기(200)는 인터넷을 통해 클라우드(Cloud)와 연동될 수 있으며, 클라우드에 치주인대의 강성 및 환자의 치아 교정 계획을 저장할 수 있다.
전원부(160)는 연결부(130)에 구비될 수 있으며, 처리부(140)에 전기를 공급할 수 있다. 전원부(160)는 배터리일 수 있다. 전원부(160)에서 처리부(140)로 공급되는 전기는 무선통신부(150) 및 센서부(120)로 공급될 수 있다.
연결부(130)는 두께를 가지도록 성형될 수 있으며, 처리부(140), 무선통신부(150) 및 전원부(160)는 연결부(130)의 내측에 삽입되어 마련될 수 있다. 이를 통해, 센서부(120), 처리부(140), 무선통신부(150) 및 전원부(160)는 방수될 수 있다.
이하에서는 치아교정장치를 이용한 치아교정방법에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정장치를 이용한 치아교정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 치아교정장치를 이용한 치아교정방법은 치아교정장치의 센서부에서 교정 대상 치아에 의해 치아교정부에 가해지는 압력이 측정되는 단계(S410)를 포함할 수 있다.
S410 단계에서, 센서부는 교정 대상 치아의 형태에 따라 치아교정부에 구비될 수 있다. 즉, 교정 대상 치아가 기울어진 경우, 센서부는 교정 대상 치아의 앞면 및 뒷면에 대향되도록 구비되어 교정 대상 치아에 의해 치아교정부에 가해지는 압력을 측정할 수 있다. 그리고, 교정 대상 치아가 수평 방향으로 회전된 경우, 센서부는 교정 대상 치아의 앞면 및 뒷면 중 적어도 어느 일면에 수평 방향으로 이격되어 복수로 구비되어 교정 대상 치아에 의해 치아교정부에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.
다음으로, 센서부에서 측정되는 측정정보가 처리부에서 처리되고, 무선통신부를 통해 사용자 단말기로 전송되는 단계(S420)와, 사용자 단말기에서 측정정보를 기초로 환자의 치주인대의 강성정보가 계산되는 단계(S430)가 이루어질 수 있다.
S430 단계에서, 치주인대의 강성은 탄성계수, 포와송비를 포함할 수 있다.
그리고, 계산된 강성정보를 기초로 교정 대상 치아의 교정 계획이 수립되는 단계(S440)가 진행될 수 있다.
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.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 치아
11: 치주인대
20: 교정 대상 치아
100: 치아교정장치
110: 치아교정부
120: 센서부
130: 연결부
140: 처리부
150: 무선통신부
160: 전원부
200: 사용자 단말기
300: 서버

Claims (5)

  1. 치아의 형상으로 형성되고, 치아의 교정을 위해 치아에 씌워지는 치아교정부;
    상기 치아교정부의 내부에 마련되고, 치아에 의해 상기 치아교정부에 가해지는 압력을 측정하기 위한 센서부;
    상기 치아교정부와 연결되는 연결부;
    상기 연결부에 구비되고, 상기 센서부와 전기적으로 연결되어 상기 센서부의 작동을 제어하며, 상기 센서부에서 측정되는 측정정보가 처리되는 처리부;
    상기 연결부에 구비되고, 상기 처리부와 전기적으로 연결되며, 상기 측정정보를 송신하는 무선통신부; 그리고
    상기 연결부에 구비되고, 상기 처리부에 전기를 공급하는 전원부를 포함하고,
    상기 연결부는 두께를 가지도록 형성되어 환자의 입천장에 위치되고,
    상기 처리부, 상기 무선통신부 및 상기 전원부는 방수되도록 상기 연결부의 내측에 삽입되어 마련되는 것을 특징으로 하는 치아교정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    교정 대상 치아가 기울어진 경우, 상기 센서부는 상기 교정 대상 치아의 앞면 및 뒷면에 대향되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 치아교정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    교정 대상 치아가 수평 방향으로 회전된 경우, 상기 센서부는 상기 교정 대상 치아의 앞면 및 뒷면 중 적어도 어느 일면에 수평 방향으로 이격되어 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 치아교정장치.
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