KR102168539B1 - 치과적 기구물 제조방법, 이를 위한 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

치과적 기구물 제조방법, 이를 위한 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명은 치과적 기구물 제조방법, 이를 위한 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 환자의 상악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보와 하악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보를 환자의 치아 CT(Computed Tomography) 영상 데이터의 3D 영상 정보에 각각 정합하고, 각각의 치아 스캔 영상 데이터를 CT 영상 좌표계에 기반한 영상 데이터가 되도록 각각 좌표 변환함으로써, 상하 교합 관계에 기초하여 치과적 기구물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터를 수득하도록 구성된 치과적 기구물 제조방법, 이를 위한 컴퓨터 프로그램이 개시된다.

Description

치과적 기구물 제조방법, 이를 위한 컴퓨터 프로그램 {Manufacturing method of dental appliance and Computer program for the same}
본 발명은 치과적 기구물 제조방법, 이를 위한 컴퓨터 프로그램에 관한 것으로서, 환자의 상악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보와 하악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보를 환자의 치아 CT(Computed Tomography) 영상 데이터의 3D 영상 정보에 각각 정합하고, 각각의 치아 스캔 영상 데이터를 CT 영상 좌표계에 기반한 영상 데이터가 되도록 각각 좌표 변환함으로써, 상하 교합 관계에 기초하여 치과적 기구물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터를 수득하도록 구성된 치과적 기구물 제조방법, 이를 위한 컴퓨터 프로그램에 관한 것에 관한 것이다.
치과 보철물을 제작하기 위해 환자의 치과 영상 데이터를 사용하는 3D 시뮬레이션 기술의 사용이 증가되는 추세이다.
이러한 종래 기술의 일예로, 대한민국 등록특허 10-1632373 (2016.06.15 등록)는 디지털 어버트먼트 라이브러리를 이용한 치과 임플란트용 보철물 제조방법에 관한 것으로서, 보철물 제조에 소모되는 비용과 시간을 절감하여 임플란트 시술의 경제성이 향상되되 제조된 보철물의 정밀성이 향상되는 디지털 어버트먼트 라이브러리를 이용한 치과 임플란트용 보철물 제조방법을 제안하였다.
종래 기술의 또다른 예로, 대한민국 등록특허 10-1726706 (2017.04.07 등록)는 디지털 라이브러리를 이용한 치과 임플란트용 보철물 제조방법에 관한 것으로서, 기제조된 기성 고정체 및 지대주의 3차원 외형 정보가 제조사 및 규격에 따라 분류되어 디지털 라이브러리로 준비되어 3차원 통합 이미지 내에서 임플란트 식립위치가 결정되면, 고정체, 지대주, 보철물이 한번에 준비되도록 한 기술을 제안하였다.
그런데, 상기와 같은 종래 기술들은 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 정합된 3차원 통합 이미지를 획득하여 임플란트용 보철물을 제조하도록 한다는 점에서 편의성을 제공하지만, 치아 상악측과 하악측의 상하교합 관계가 반영되어 형상 구조물이 설계되어야 하는 틀니, 코골이 방지장치 등의 제조에 적용하기에는 난점이 있었다.
예를 들어, 상기 종래기술들은 CT 촬영 이미지 및 오랄스캔 이미지가 정합된 3차원 통합 이미지를 이용하여 임플란트용 보철물 제조를 위한 시뮬레이션 기능을 제공하는데, CT 촬영 이미지는 촬영 시에 치아의 부분적인 난반사, 이미 식립된 금속제 임플란트 기구물에 의한 난반사 등에 의해 치아 표면에 노이즈 데이터가 혼재되어, CT 촬영 이미지를 포함한 3차원 통합 이미지를 이용하여 틀니, 코골이 방지장치 등의 형상 데이터를 생성 시에 정확한 표면 데이터가 수득되지 않는다는 한계점이 있었다.
대한민국 등록특허 10-1632373 (2016.06.15 등록) 대한민국 등록특허 10-1726706 (2017.04.07 등록)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 환자의 상악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보와 하악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보를 환자의 치아 CT(Computed Tomography) 영상 데이터의 3D 영상 정보에 각각 정합하고, 각각의 치아 스캔 영상 데이터를 CT 영상 좌표계에 기반한 영상 데이터가 되도록 각각 좌표 변환함으로써, 치과적 기구물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터를 수득하도록 구성된 치과적 기구물 제조방법, 이를 위한 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 컴퓨팅 수단을 이용하여 치과적 기구물을 제조하는 방법으로서, 1) 환자의 상악측 및 하악측 치아가 상하 교합 관계에 기초하여 배치된 상태의 3D 영상 정보를 포함하는 치아 CT(Computed Tomography) 영상 데이터를 수득하는 단계- 상기 치아 CT 영상 데이터는 CT 영상 좌표계에 기초하여 생성된 것임-; 2) 환자의 상악측 및 하악측의 치아 스캔 영상 데이터를 각각 수득하는 단계- 상기 치아 스캔 영상 데이터는 치아와 잇몸의 3D 영상 정보를 포함하며, 상악측 스캔 좌표계와 하악측 스캔 좌표계에 기초하여 각각 생성된 것임-; 3) 각각의 3D 영상 정보에 공통적으로 포함된 특징점을 이용하여, 상기 상악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보와 상기 하악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보를 상기 치아 CT 영상 데이터의 3D 영상 정보에 각각 정합하는 단계; 4) 상기 정합 상태에 기초하여, 상기 상악측 치아 스캔 영상 데이터와 상기 하악측 치아 스캔 영상 데이터를 상기 CT 영상 좌표계에 기반한 영상 데이터가 되도록 각각 좌표 변환하는 단계; 및 5) 상기 좌표 변환의 결과로 수득한 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터와 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터에 기초하여, 치과적 기구물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터를 수득하는 단계;를 포함하여 구성된 치과적 기구물 제조방법이 개시된다.
바람직하게 본 발명은, 6) 상기 환자 치아 영상 데이터에 기초하여 치과적 기구물의 형상 데이터를 생성하는 단계; 및 7) 상기 형상 데이터에 기초하여 3D 프린터 출력용 데이터를 생성하는 단계;를 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 형상 데이터는, 상악측 치아를 외부에서 덮는 형태를 가지면서 두께를 갖는 상악측 커버부와 하악측 치아를 외부에서 덮는 형태를 가지면서 두께를 갖는 하악측 커버부가 일체로 결합된 코골이 방지 기구를 형성하는 형상 데이터이며, 상악측 치아를 외부에서 덮는 공간은 상악측 캐비티를 구성하고, 하악측 치아를 외부에서 덮는 공간은 하악측 캐비티를 구성한다.
바람직하게, 상기 6)단계는, 61) 상기 환자 치아 영상 데이터에 기초하여 상기 상악측 커버부와 하악측 커버부가 일체로 결합된 제1 기초 형상 데이터를 생성하는 단계; 및 62) 상기 제1 기초 형상 데이터에 포함된 상기 상악측 커버부와 하악측 커버부의 전후 방향의 상대 위치를 변경하여 제2 기초 형상 데이터를 생성하는 단계;를 포함하여 구성된다.
바람직하게 본 발명은, 상기 3)단계에서, 각각의 3D 영상 정보에 공통적으로 포함된 적어도 3개의 특징점을 이용하여 3D 영상 정보를 정합한다.
바람직하게, 상기 특징점은 적어도 3개의 치아의 모서리이다.
바람직하게, 상기 특징점은, 상기 치아 CT 영상 데이터의 수득을 위한 CT 촬영과, 상기 상악측 및 하악측의 치아 스캔 영상 데이터의 수득을 위한 스캔 촬영 시에 환자의 치아 또는 잇몸의 동일한 위치에 공통적으로 부착한 광비투과성 마커일 수 있다.
바람직하게, 상기 환자 치아 영상 데이터는, CT 영상 좌표계에 기반한 좌표 변환의 결과로 수득한 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터 및 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터 중의 어느 하나 또는 모두를 포함한 영상 데이터이며, 데이터 파일로 수득된다.
본 발명의 또다른 일측면에 따르면, 하드웨어와 결합되어 치과적 기구물 제조방법을 실행하도록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 치과적 기구물 제조방법은, 환자의 상악측 및 하악측 치아가 상하 교합 관계에 기초하여 배치된 상태의 3D 영상 정보를 포함하는 치아 CT(Computed Tomography) 영상 데이터를 수득하는 단계- 상기 치아 CT 영상 데이터는 CT 영상 좌표계에 기초하여 생성된 것임-; 환자의 상악측 및 하악측의 치아 스캔 영상 데이터를 각각 수득하는 단계- 상기 치아 스캔 영상 데이터는 치아와 잇몸의 3D 영상 정보를 포함하며, 상악측 스캔 좌표계와 하악측 스캔 좌표계에 기초하여 각각 생성된 것임-; 각각의 3D 영상 정보에 공통적으로 포함된 특징점을 이용하여, 상기 상악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보와 상기 하악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보를 상기 치아 CT 영상 데이터의 3D 영상 정보에 각각 정합하는 단계; 상기 정합 상태에 기초하여, 상기 상악측 치아 스캔 영상 데이터와 상기 하악측 치아 스캔 영상 데이터를 상기 CT 영상 좌표계에 기반한 영상 데이터가 되도록 각각 좌표 변환하는 단계; 및 상기 좌표 변환의 결과로 수득한 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터와 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터에 기초하여, 치과적 기구물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터를 수득하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램이 개시된다.
이와 같은 본 발명은, 환자의 상악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보와 하악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보를 환자의 치아 CT(Computed Tomography) 영상 데이터의 3D 영상 정보에 각각 정합하고, 각각의 치아 스캔 영상 데이터를 CT 영상 좌표계에 기반한 영상 데이터가 되도록 각각 좌표 변환함으로써, 치과적 기구물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터를 편리하게 수득하는 장점이 있다.
또한 본 발명은, 치과 보철물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터에 치아 CT 영상 데이터가 포함되지 않고 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터와 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터만이 포함되므로, 치아 CT 영상 데이터에 의해 발생될 수 있는 노이즈가 방지된 선명한 환자 치아 영상 데이터를 수득하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 치과적 기구물 제조방법의 흐름도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 치과적 기구물 제조방법이 실행되는 컴퓨팅 수단의 모듈 구성도,
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 치과적 기구물 제조방법을 설명하기 위한 치아 영상 데이터의 화면 표시예,
도 8는 본 발명의 일실시예에 따라 형상 데이터를 생성하는 과정을 설명하기 위한 모식도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 생성된 치과적 기구물의 단면 모식도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 생성된 치과적 기구물을 상측에서 바라본 모식도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 생성된 치과적 기구물을 하측에서 바라본 모식도,
도 12 및 도 13은 본 발명의 일실시예에 따라 치과적 기구물의 변형예를 설명하기 위한 단면 모식도,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 치과적 기구물 제조방법이 실행되는 컴퓨팅 수단의 하드웨어 관점의 모식도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다.
본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
본 실시예의 설명에 있어서, '치과적 기구물'은 환자의 구강에 설치되어 사용되며, 환자의 치과 데이터(예, 치아, 치조골, 잇몸 등의 형상 데이터)에 기초하여 제작되어 사용되는 틀니, 코골이 방지 기구 등으로서, 특히 환자의 상악측 및 하악측 치아의 상하 교합 관계에 기초하여 그 형상이 결정될 필요가 있는 기구물을 말한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 치과적 기구물 제조방법이 실행되는 컴퓨팅 수단의 모듈 구성도이다.
본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)은 CPU와 메모리, 입출력 수단, 데이터저장수단을 구비한 통상의 컴퓨터를 통해 구현될 수 있으며, 본 실시예의 치과적 기구물 제조방법을 제공하기 위한 컴퓨터 프로그램이 실행됨으로써 각각의 기능이 제공된다.
이를 위해 본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)은, CT(Computed Tomography:컴퓨터 단층촬영)촬영을 통해 취득한 치아 CT 영상 데이터 및 구강 내 스캔(또는 모델 스캔)과 같은 환자의 치아 스캔 영상 데이터를 입력하기 위한 데이터 입력부(1150)와, 입력된 치아 CT 영상 데이터를 시뮬레이션용 데이터로 변환 처리하기 위한 치아 CT 영상 데이터 처리 모듈(1102)과, 입력된 치아 스캔 영상 데이터를 시뮬레이션용 데이터로 변환 처리하기 위한 치아 스캔 영상 데이터 처리 모듈(1104)과, 상악측 치아 스캔 영상 데이터와 하악측 치아 스캔 영상 데이터를 CT 영상 좌표계에 기반한 영상 데이터가 되도록 각각 좌표 변환하고 상기 좌표 변환의 결과로 수득한 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터와 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터에 기초하여 치과적 기구물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터를 수득하는 환자 치아 영상 데이터 처리 모듈(1106)과, 본 실시예의 각각의 영상 데이터에 의한 3D 영상 정보의 정합 영상을 표시하기 위한 3D 영상 정보 처리 모듈(1108)과, 컴퓨팅 수단(1000)의 일반적인 동작 제어를 위한 제어 모듈(1110)과, 각각의 영상 데이터에 의한 3D 영상 정보를 화면 표시하기 위한 화면 표시 모듈(1112)과, 3D 영상 정보 및 정합 영상 정보에 따른 시뮬레이션 화면을 표시하는 디스플레이(1160)를 포함한다.
또한, 본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)은, 환자의 치아 CT 영상 데이터를 저장하기 위한 치아 CT 영상 데이터 기억부(1120)와, 환자의 치아 스캔 영상 데이터를 저장하기 위한 치아 스캔 영상 데이터 기억부(1130)와, 본 실시예의 치과적 기구물 제조방법에 의해 생성된 환자 치아 영상 데이터를 저장하기 위한 환자 치아 영상 데이터 기억부(1140)를 포함한다.
본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)이 제공하는 일부 모듈의 기능은 덴츠플라이(DENTSPLY)사의 심플랜트(SimPlant), 서지케이스(SurgiCase) 등과 같은 공지의 상용제품에서 제공하는 기능과 유사한 것으로 이해될 수 있다. 일예로, 상기 데이터 입력부(1150)와 치아 CT 영상 데이터 처리 모듈(1102), 치아 스캔 영상 데이터 처리 모듈(1104)의 기능이 이러한 기능에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 이러한 공지의 상용제품들은 일반적으로 치조골에 대한 픽스쳐 식립 시뮬레이션 기능을 제공하며, 공지의 서지컬가이드를 이용한 픽스쳐 식립 시뮬레이션 기능을 함께 제공한다.
일예로, 치아 CT 영상 데이터는 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일, 치아 스캔 영상 데이터는 STL(StereoLithography) 파일의 형태로 입력될 수 있다. 이러한 서로 다른 포맷의 파일들은 영상 정합을 위해 각각의 3D 좌표계에 의해 영상 정보가 정의될 수 있다. 또한, 환자 치아 영상 데이터는 STL 파일의 형태로 생성될 수 있다.
도 14을 참조하면 하드웨어적 관점에서, 본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)은 하나 이상의 명령을 저장하는 메모리(2) 및 상기 메모리(2)에 저장된 상기 하나 이상의 명령을 실행하는 프로세서(4)를 포함하며, 치과적 기구물 제조방법을 실행하도록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 실행되는 컴퓨팅 장치이다. 본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)은 데이터 입출력 인터페이스(6)와 통신 인터페이스(8), 데이터 표시 수단(3), 데이터 저장 수단(5)을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 치과적 기구물 제조방법의 흐름도, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 치과적 기구물 제조방법을 설명하기 위한 치아 영상 데이터의 화면 표시예이다.
1)단계에서 컴퓨팅 수단(1000)은, 환자의 상악측 및 하악측 치아가 상호 교합 관계에 기초하여 배치된 상태의 3D 영상 정보를 포함하는 치아 CT(Computed Tomography) 영상 데이터를 수득한다(도 3). 상기 치아 CT 영상 데이터는 CT 영상 좌표계(도 3의 X-Y-Z)에 기초하여 생성된 것이다.
환자의 상악측 및 하악측 치아가 상호 교합 관계에 기초하여 배치되었다는 것은, 환자의 상악측 및 하악측 치아가 턱 관절의 기능에 의해 상호 교합 관계(위치, 방향)를 갖도록 배치된 상태라는 것이며, 반드시 상하악이 닫힌 상태일 필요는 없다.
2)단계에서 컴퓨팅 수단(1000)은, 환자의 상악측 및 하악측의 치아 스캔 영상 데이터를 각각 수득한다(도 4은 상악측, 도 5는 하악측). 상기 치아 스캔 영상 데이터는 치아와 잇몸의 표면 정보를 포함한 3D 영상 정보를 포함하며, 상악측 스캔 좌표계(도 4의 x1-y1-z1)와 하악측 스캔 좌표계(도 5의 x2-y2-z2)에 기초하여 각각 생성된다.
치아 스캔 영상 데이터는 환자의 구강 내부를 직접 구강 스캐너로 스캐닝하거나, 환자의 구강을 본 뜬 구강 모델을 스캐닝하여 수득될 수 있다. 스캐닝은 상악측과 하악측을 각각 별도로 스캐닝하는 것이 일반적이므로 상악측 및 하악측의 치아 스캔 영상 데이터가 각각 수득된다.
3)단계에서 컴퓨팅 수단(1000)은, 각각의 3D 영상 정보에 공통적으로 포함된 특징점을 이용하여, 상기 상악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보와 상기 하악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보를 상기 치아 CT 영상 데이터의 3D 영상 정보에 각각 정합한다. 도 3,4,5에서 상악측의 특징점은 빨간색 점, 하악측의 특징점은 파란색 점으로 예시되어 있다.
바람직하게, 상기 3D 영상 정보의 정합은, 각각의 3D 영상 정보에 공통적으로 포함된 적어도 3개의 특징점을 이용하여 이뤄질 수 있다.
일예로, 상기 특징점은 적어도 3개의 치아의 모서리일 수 있다.
다른예로, 상기 특징점은, 상기 치아 CT 영상 데이터의 수득을 위한 CT 촬영과, 상기 상악측 및 하악측의 치아 스캔 영상 데이터의 수득을 위한 스캔 촬영 시에 환자의 치아 또는 잇몸의 동일한 위치에 공통적으로 부착한 광비투과성 마커일 수 있다.
이러한 특징점은 공지의 영상 처리 프로세싱에서 이뤄지는 특징점 추출 기법에 의해 자동으로 특징점이 추출되어 사용자에 의해 선택될 수도 있고, 사용자가 시뮬레이션 화면을 보고 직접 특징점을 선택 및 생성할 수도 있다.
4)단계에서 컴퓨팅 수단(1000)은, 상기 정합 상태에 기초하여, 상기 상악측 치아 스캔 영상 데이터와 상기 하악측 치아 스캔 영상 데이터를 상기 CT 영상 좌표계(도 3의 X-Y-Z)에 기반한 영상 데이터가 되도록 각각 좌표 변환한다. 3차원 좌표 데이터의 좌표 변환에 대해서는 다양한 공지 기술이 개시된 바 있으며, 본 실시예에서는 이러한 공지 기술 중 어느 하나가 적용될 수 있으므로 상세 설명은 생략한다.
5)단계에서 컴퓨팅 수단(1000)은, 상기 좌표 변환의 결과로 수득한 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터와 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터에 기초하여, 치과 보철물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터를 수득한다.
일예로, 상기 환자 치아 영상 데이터는, CT 영상 좌표계(도 3의 X-Y-Z)에 기반한 좌표 변환의 결과로 수득한 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터 및 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터 중의 어느 하나 또는 모두를 포함한 영상 데이터이며, 데이터 파일로 수득될 수 있다.
일예로, 치과 보철물 중에서 형상 설계를 위해 상하 교합관계의 고려는 필요하지만, 실제 제작 데이터는 상악측 또는 하악측의 일측만 필요한 경우에는 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터 또는 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터 중의 어느 하나를 포함하도록 환자 치아 영상 데이터를 생성할 수 있다.
다른예로, 치과 보철물 중에 후술하는 코골이 방지기구와 같이 상악측 및 하악측의 데이터가 일체로 모두 필요한 경우에는 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터 및 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터를 모두 포함하도록 환자 치아 영상 데이터를 생성할 수 있다.
6)단계에서 컴퓨팅 수단(1000)은, 상기 환자 치아 영상 데이터에 기초하여 치과 보철물의 형상 데이터를 생성한다.
일예로, 상기 형상 데이터는, 상악측 치아를 외부에서 덮는 형태를 가지면서 두께를 갖는 상악측 커버부와 하악측 치아를 외부에서 덮는 형태를 가지면서 두께를 갖는 하악측 커버부가 일체로 결합된 코골이 방지 기구를 형성하는 형상 데이터일 수 있다.
이 경우, 상악측 치아를 외부에서 덮는 공간은 상악측 캐비티를 구성하고, 하악측 치아를 외부에서 덮는 공간은 하악측 캐비티를 구성한다.
더욱 바람직하게, 상기 6)단계는 다음과 같이 구성될 수 있다.
61)단계에서 컴퓨팅 수단(1000)은, 상기 환자 치아 영상 데이터에 기초하여 상기 상악측 커버부와 하악측 커버부가 일체로 결합된 제1 기초 형상 데이터를 생성한다.
62)단계에서 컴퓨팅 수단(1000)은, 상기 제1 기초 형상 데이터에 포함된 상기 상악측 커버부와 하악측 커버부의 전후 방향의 상대 위치를 변경하여 제2 기초 형상 데이터를 생성한다.
7)단계에서 컴퓨팅 수단(1000)은, 상기 형상 데이터에 기초하여 3D 프린터 출력용 데이터를 생성한다.
본 실시예에 의한 치과적 기구물로서 코골이 방지 기구의 형상 데이터를 형성하는 과정을 예시 설명한다.
도 8는 본 발명의 일실시예에 따라 형상 데이터를 생성하는 과정을 설명하기 위한 모식도, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 생성된 치과적 기구물의 단면 모식도, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 생성된 치과적 기구물을 상측에서 바라본 모식도, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 생성된 치과적 기구물을 하측에서 바라본 모식도이다.
컴퓨팅 수단(1000)에서 상기 환자 치아 영상 데이터에 기초하여 코골이 방지 기구(100)의 형상 데이터를 생성한다. 형상 데이터는 3D 좌표 데이터이며 코골이 방지 기구(100)의 형상과 크기를 정의하기 위한 데이터이다.
상기 형상 데이터는 상악측 치아(부호 미도시)를 외부에서 밀착하여 덮는 형태를 가지면서 두께를 갖는 상악측 커버부(110)와 하악측 치아(부호 미도시)를 외부에서 밀착하여 덮는 형태를 가지면서 두께를 갖는 하악측 커버부(120)가 일체로 결합된 코골이 방지 기구(100)를 형성하도록 데이터 정보가 생성된다. 두께는 미리 설정된 두께값이 디폴트 값으로 부여되어 제어 입력에 의해 두께 변화 조절이 이뤄질 수 있다.
형상 데이터에서 상악측 치아(부호 미도시)를 외부에서 덮는 공간은 상악측 캐비티(112)를 구성하고, 하악측 치아(부호 미도시)를 외부에서 덮는 공간은 하악측 캐비티(122)를 구성한다. 형상 데이터에서는 캐비티 내측면과 치아 표면은 밀착한 상태를 갖는다.
한편, 환자 치아 영상 데이터는 상악 측과 하악 측을 각각 별도로 스캐닝하여 수득한 데이터를 포함하므로, 형상 데이터는 상악 측 환자 치아 영상 데이터를 이용하여 상악측 커버부(110)의 데이터를 형성하고, 하악 측 환자 치아 영상 데이터를 이용하여 하악측 커버부(120)의 데이터를 형성하며, 상측 및 하측 치아의 교합(咬合) 위치 관계에 따라 상악측 커버부(110)의 데이터와 하악측 커버부(120)의 데이터를 상하로 일체로 결합하는 과정을 통해 형상 데이터가 수득될 수 있다.
상측 및 하측 치아의 교합(咬合) 위치 관계는 개별 환자의 치아 배열 및 크기 상태를 고려하여 개별 제어 설정되거나, 디폴트 값이 미리 설정된 상태에서 개별 환자의 치아 배열 및 크기 상태를 고려하여 수정 설정될 수 있다.
코골이 방지 기구는 환자의 구강 내에 삽입하여 수면 중 환자의 기도를 확장 내지 유지해야 하며, 환자의 기도 확장은 하악을 상악보다 전방으로 지지하는 방식으로 이뤄지는 것이 일반적이다. 이러한 점을 고려하여, 예를 들어, 상측 및 하측 치아가 0~4 mm의 범위 내에서 교합(咬合) 거리(치아 간 맞물림 거리)를 갖도록 형상 조건을 부여하고, 하악을 상악보다 0~4mm의 범위에서 전방으로 위치시키는 구조로 형상 조건을 부여한 상태에서, 상악측 커버부(110)의 데이터와 하악측 커버부(120)의 데이터를 일체로 결합하여 형상 데이터를 생성할 수 있다.
한편, 환자의 구강 구조 및 코골이 방지 효과를 고려하여 상악측 커버부(110)와 하악측 커버부(120)의 전후 방향 상대 위치가 변형 설정될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일실시예에 따라 치과적 기구물의 변형예를 설명하기 위한 단면 모식도이다.
상기 환자 치아 영상 데이터에 기초하여 상기 상악측 커버부(110)와 하악측 커버부(120)가 일체로 결합된 제1 기초 형상 데이터를 생성한다.(도 12)
예를 들어, 디폴트 값에 기초하여, 하악을 상악보다 2mm 전방으로 위치시키는 구조로 상악측 커버부(110)의 데이터와 하악측 커버부(120)의 데이터를 일체로 결합하여 코골이 방지 기구(100)를 형성하도록 제1 기초 형상 데이터를 생성할 수 있다.
다음으로, 상기 제1 기초 형상 데이터에 포함된 상기 상악측 커버부(110)와 하악측 커버부(120)의 전후 방향의 상대 위치를 변경하여 제2 기초 형상 데이터를 생성한다.(도 13)
예를 들어, 하악을 상악보다 4mm 전방으로 위치시키는 구조로 상악측 커버부(110)의 데이터와 하악측 커버부(120)의 전후 방향의 상대 위치를 변경하여 코골이 방지 기구(100)를 형성하도록 제2 기초 형상 데이터를 생성할 수 있다.
반대의 예로, 하악을 상악보다 1mm 전방으로 위치시키는 구조로 상악측 커버부(110)의 데이터와 하악측 커버부(120)의 전후 방향의 상대 위치를 디폴트 값에서 변경하여 코골이 방지 기구(100)를 형성하도록 제2 기초 형상 데이터를 생성할 수 있다.
환자의 구강 구조 내지 수면 습관, 신체 특성(비만 상태)에 따라서 수면 중 환자의 기도를 확장하기 위해, 디폴트 값에 비해 하악을 상악보다 전방으로 더욱 돌출 지지하거나 반대로 디폴트 값에 비해 하악을 다소 후방으로 후퇴 지지할 필요가 있다. 이러한 점을 고려하여 상악측 커버부(110)에 대비한 하악측 커버부(120)의 전후 방향의 상대 위치를 변경하여 코골이 방지 기구(100)를 형성하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예 들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램과 이를 기록한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD, USB 드라이브와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
1000: 컴퓨팅 수단

Claims (9)

  1. 컴퓨팅 수단을 이용하여 치과적 기구물을 제조하는 방법으로서,
    1) 환자의 상악측 및 하악측 치아가 상하 교합 관계에 기초하여 배치된 상태의 3D 영상 정보를 포함하는 치아 CT(Computed Tomography) 영상 데이터를 수득하는 단계- 상기 치아 CT 영상 데이터는 CT 영상 좌표계에 기초하여 생성된 것임-;
    2) 환자의 상악측 및 하악측의 치아 스캔 영상 데이터를 각각 수득하는 단계- 상기 치아 스캔 영상 데이터는 치아와 잇몸의 3D 영상 정보를 포함하며, 상악측 스캔 좌표계와 하악측 스캔 좌표계에 기초하여 각각 생성된 것임-;
    3) 각각의 3D 영상 정보에 공통적으로 포함된 특징점을 이용하여, 상기 상악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보와 상기 하악측 치아 스캔 영상 데이터의 3D 영상 정보를 상기 치아 CT 영상 데이터의 3D 영상 정보에 각각 정합하는 단계;
    4) 상기 정합 상태에 기초하여, 상기 상악측 치아 스캔 영상 데이터와 상기 하악측 치아 스캔 영상 데이터를 상기 CT 영상 좌표계에 기반한 영상 데이터가 되도록 각각 좌표 변환하는 단계;
    5) 상기 좌표 변환의 결과로 수득한 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터와 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터에 기초하여, 치과적 기구물 제조를 위한 환자 치아 영상 데이터를 수득하는 단계;
    6) 상기 환자 치아 영상 데이터에 기초하여 치과적 기구물의 형상 데이터를 생성하는 단계- 상기 형상 데이터는 상악측 치아를 외부에서 덮는 형태를 가지면서 두께를 갖는 상악측 커버부와 하악측 치아를 외부에서 덮는 형태를 가지면서 두께를 갖는 하악측 커버부가 일체로 결합된 코골이 방지 기구를 형성하는 형상 데이터이며, 상악측 치아를 외부에서 덮는 공간은 상악측 캐비티를 구성하고, 하악측 치아를 외부에서 덮는 공간은 하악측 캐비티를 구성하며, 상기 환자 치아 영상 데이터는 CT 영상 좌표계에 기반한 좌표 변환의 결과로 수득한 상악측 치아 스캔 영상 변환 데이터 및 하악측 치아 스캔 영상 변환 데이터 모두를 포함한 영상 데이터임-;
    7) 상기 형상 데이터에 기초하여 3D 프린터 출력용 데이터를 생성하는 단계;를 포함하며,
    상기 6)단계는,
    61) 상기 환자 치아 영상 데이터에 기초하여 상기 상악측 커버부와 하악측 커버부가 일체로 결합된 제1 기초 형상 데이터를 생성하는 단계; 및
    62) 상기 제1 기초 형상 데이터에 포함된 상기 상악측 커버부와 하악측 커버부의 전후 방향의 상대 위치를 변경하여 제2 기초 형상 데이터를 생성하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 치과적 기구물 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 3)단계에서, 각각의 3D 영상 정보에 공통적으로 포함된 적어도 3개의 특징점을 이용하여 3D 영상 정보를 정합하는 것을 특징으로 하는 치과적 기구물 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 특징점은 적어도 3개의 치아의 모서리인 것을 특징으로 하는 치과적 기구물 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 특징점은, 상기 치아 CT 영상 데이터의 수득을 위한 CT 촬영과, 상기 상악측 및 하악측의 치아 스캔 영상 데이터의 수득을 위한 스캔 촬영 시에 환자의 치아 또는 잇몸의 동일한 위치에 공통적으로 부착한 광비투과성 마커인 것을 특징으로 하는 치과적 기구물 제조방법.
  8. 삭제
  9. 하드웨어와 결합되어 제1항의 치과적 기구물 제조방법을 실행하도록 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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