KR102233745B1 - 치과 진료 실습 장치 및 치과 진료 실습 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복잡화에 의해 높은 정밀도나 기술이 요구되는 진료 내용을 실습 할 수 있는 치과 진료 실습 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 치아 모형(103)에 대해서 진료기구를(80)를 작용시켜서 모의 진료하는 치과 진료 실습 장치(2)에, 치아 모형(103) 및 진료기구(80)에 관한 알려진 3차원 정보를 근거로 하는 3차원 화상 정보를 3차원 시야 영상(S)에 겹쳐 표시하는 표시부(62)와, 치아 모형(103), 진료기구(80) 및 표시부(62)의 3차원 위치 정보를 검출하는 위치 검출부(70)와, 위치 검출부(70)에 의해 검출된 3차원 위치 정보를 근거로 해서 모의 진료에 관한 항목을 선택하는 선택 조작 중첩 표시(C)에서 선택된 항목에 따른 3차원 화상 정보를 표시부(62)에 중첩 표시하는 제어부(10)을 구비하였다.

Description

치과 진료 실습 장치 및 치과 진료 실습 시스템

본 발명은, 치과 의료의 교육에 있어서 실습 교육에 이용되는 치과 진료 실습 장치 및 치과 진료 실습 시스템에 관한 것이다.

최근, 치과 등의 시술을 하는 업무의 교육에서는, 인체를 본뜬 실습 장치로서 여러 가지의 것이 제안되고 이용되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 구동 기구를 내장하면서 동시에 환자를 모방한 모의(模擬) 환자체를 치과 진료대에 눕히고 제어부로 상기 구동 기구를 제어해서 환자의 진료 상태를 재현함으로써, 예를 들면 인체를 이용한 임상 실습 전의 기초적인 실습 교육으로서 이용되는 의료용 실습 장치가 제안되고 있다.

한편, 실제의 진료에 있어서는, 진료 내용의 복잡화에 따라 높은 정밀도나 기술이 요구되는 경우가 많아지고 있다. 이와 같은 높은 정밀도나 기술이 요구되는 시술 내용의 하나로서, 예를 들면 임플란트 치료가 있다. 이 임플란트는 턱뼈에 픽스쳐(fixture)라 불리는 임플란트를 심어넣고, 그 위에 어버트먼트(abutment), 스크류, 상부 구조(임플란트 의치)를 장착하는 것이다. 이 치료에 있어서 턱뼈에 삭공(削孔)하는 구멍은 치아 내부의 불가시 부분이며, 실제의 치료에서는 X선 CT 촬영이나 시술 전 시뮬레이션 소프트웨어 등을 이용하면서 적절한 위치로의 매입(埋入)을 확인한다.

그러나, 많은 훈련이 필요한 이러한 복잡화에 의해 높은 정밀도나 기술이 요구되는 진료 내용이야말로 실습을 필요로 하지만, 이러한 복잡화에 의해 높은 정밀도나 기술이 요구되는 진료 내용을 실습할 수 있는 의료용 실습 장치나 의료용 실습 방법은 없었다.

국제공개공보 WO2008/023464호

따라서, 본 발명은 복잡화에 따라 높은 정밀도나 기술이 요구되는 진료 내용을 실습할 수 있는 치과 진료 실습 장치 및 치과 진료 실습 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 치과 모형에 대해서 진료 기구를 작용시켜서 모의 진료하는 치과 진료 실습 장치로서, 상기 치과 모형 및 상기 진료 기구에 관한 알려진 3차원 정보를 근거로 한 화상 정보를 실습자의 시야에 중첩 표시하는 표시부와, 상기 치과 모형, 상기 진료기구 및 상기 표시부의 3차원 위치 정보를 검출하는 3차원 위치 검출부와, 상기 모의 진료에 관한 항목을 선택하는 선택부와, 상기 3차원 위치 검출부에 의해 검출된 3차원 위치 정보를 근거로 하여 상기 선택부에서 선택된 항목에 따른, 적어도 불가시 부분의 상기 화상 정보를 상기 표시부에 중첩 표시하는 표시 제어부가 구비되고,상기 선택부는, 사용할 상기 진료기구를 선택하는 기구 선택부가 구비되고, 상기 표시 제어부가, 상기 기구 선택부에서 선택된 상기 진료 기구의 취출(꺼냄)이 검출되고, 상기 위치검출부가 꺼낸 상기 진료기구의 3차원 위치를 검출하고, 상기 진료기구의 상기 알려진 3차원 정보를 중첩 표시하면서 동시에, 상기 모의 진료중에서의 상기 치과 모형에 대한 상기 진료 기구의 작용 상태를 상기 표시부에 중첩 표시하고, 상기 진료 기구가 상기 치과 모형을 절삭하는 절삭기구이며, 상기 진료 기구의 작용상태를 상기 표시부에 중첩 표시하는 상태 표시 화상이, 미리 설정된, 그 절삭기구로 절삭하는 상기 치과 모형에서의 절삭 도달점에 대한 상기 절삭기구의 선단의 상대위치를 표시하고, 상기 상태 표시 화상은, 상기 치과 모형에 형성하는 매입홀의 중심을 연직 방향에서 본 제1 방향과 제2 방향의 기준선이 십자모양으로 설치되고, 상기 매입홀의 중심인 십자모양의 교점에 중심을 맞춘 원형의 원형 인디케이터이고, 그 원형 인디케이터에는, 상기 절삭기구의 기단부 부근의 평면방향 위치를 나타내는 절삭기구 점과, 상기 원형 인디케이터와 동심상에 배치되고, 상기 절삭기구의 선단과, 상기 매입홀의 선단과의 깊이 방향의 오차 거리를 나타내는 원형의 선단 위치 표시 링을 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 진료기구는, 파일이나 리머, 절삭 바 등의 절삭 공구를 장착한 핸드피스, 에어터빈 핸드 피스, 레이저 광을 조사하는 레이저 핸드피스, 스케일러 핸드 피스, 구강내 카메라, 3차원 구강 스캐너, 혹은 광중합 조사기 등 치아의 진료에 사용하는 기구뿐만 아니라, 파일이나 리머, 절삭 바 등의 절삭 공구 단독으로도 좋다. 따라서, 상술한 진료기구를 작용시킨다는 것은, 예를 들면, 치과 모형에 대해 진료기구로 절삭하거나 스케일링하거나 어떤 처치를 행하는 것을 말한다.

상기 모의 진료는, 치아에 대해서 진료 기구를 이용하여 수행하는 시술을 치과 모형에 대해서 실시하는 실습을 위한 진료임을 가리킨다.

상술한 치과 모형 및 상기 진료기구에 관한 알려진 3차원 정보는, 형상이나 구조에 관한 3차원 정보이며, 특히 치아나 턱뼈 혹은 치과 모형의 알려진 3차원 정보로서는 치아나 턱뼈 등의 X선 CT 촬영에 의해 얻어진 3차원 정보나, 현실의 X선 CT 촬영을 모방한 3차원 정보이어도 좋다.

실습자의 시야에 중첩 표시하는 표시부는, 고글 타입이나 안경 타입 등의 헤드 마운트 디스플레이(이하에서 HMD라 함)나 헤드 업 디스플레이(이하에서 HUD라 함) 등으로 구성해도 좋다. 또한, 이러한 표시부에 화상 정보를 중첩 표시함으로써 가상 현실(Virtual Reality, 이하 VR이라 함), 확장 현실(이하 AR이라 함) 혹은 복합 현실(이하, MR이라 함)을 실습자가 지각하게 된다.

또한, 실습자의 시야란, 고글 타입이나 안경 타입 등의 표시부를 투과해서 육안으로 볼 수 있는 시야뿐만 아니라, 고글 타입이나 안경 타입 등의 표시부에 구비된 카메라에 의해 촬상되고, 표시부에 표시되는 영상에 의한 시야로서도 좋다. 또한, 영상에 의한 시야의 경우, 예를 들면, 실습 내용에 따라서 표시 배율을 적절히 조정해서 표시부에 표시해도 좋다.

3차원 위치 검출부는, 적외선 마커를 상기 치과 모형, 상기 진료기구 및 상기 표시부에 장착해서 상방에 설치한 적외선 카메라로 3차원 위치를 검출하는 구성으로도 좋다. 또한, 상방에 설치한 화상 인식 카메라로 상기 치과 모형, 상기 진료기구 및 상기 표시부를 패턴 인식 등으로 화상 인식함으로써 3차원 위치를 검출하는 구성으로도 좋다.

그리고 또한, 상기 치과 모형, 상기 진료기구 및 상기 표시부의 검출하는 3차원 위치 정보는, 각각의 절대적 3차원 위치, 상호의 상대적 3차원 위치, 혹은 절대적 3차원 위치와 상대적 3차원 위치와의 결합이어도 좋고, 상기 치과 모형, 상기 진료기구 및 상기 표시부 모든 상대적인 3차원 위치 관계가 직접적 혹은 간접적으로 검출되는 정보이다.

상기 불가시 부분은, 치아 모형이나 턱 모형 내부의 의미로서 시술 전에는 시인 불가능한 영역이다. 또한, 진료기구에서의 불가시 부분이란, 진료기구의 구강 내 삽입 중에서 실제로는 시야에 나타나지 않는 부분이라는 뜻이다. 또한, 불가시 부분이란, 사각이 되어 보이지 않는 부분뿐만 아니라 모형 내부의 보이지 않는 부분 등으로 해도 좋고, 또한 예를 들면, 결손 부분이나 축조 부분에 대해서 보철물에 의해 형성하는 형성 후의 형상 등 직접적으로 육안으로 볼 수 없는 곳으로 해도 좋다. 즉, 상술한 적어도 불가시 부분의 상기 화상 정보는, 불가시 부분의 화상 정보뿐만 아니라, 불가시 부분을 포함하는 치과 모형이나 진료기구의 전체나 일부의 화상 정보로도 좋다.

또한, 상기 항목이란, 모의 진료에 관한 정보이며, 개별의 환자 정보, 환자 프로필 정보, 예를 들면 X선 CT 촬영 정보 등 진단에 필요한 진단 정보, 진료 내용, 진료기구의 종류나 제어 등의 정보, 절삭 공구의 종류나 형상 등의 정보로 하고, 상술한 선택된 항목에 관한 정보란, 직접 선택한 항목에 관한 정보뿐만 아니라 선택한 항목과 관련해서 파생된 정보, 즉 간접적으로 선택한 항목에 관한 정보로 해도 좋다.

상기 선택부는, 표시부에 중첩 표시된 항목이나 별도 마련된 디스플레이 등에 표시된 항목 중에서 실습자의 제스처 조작을 인식해서 선택하는 기구나 음성, 시선, 혹은 직접적인 조작 등에 의해 별도 마련한 물리적인 선택 조작부를 조작해서 선택하는 것이어도 좋다.
상기 기구 선택부에서의 선택 조작으로서는, 선택 화면에 선택 가능하게 표시된 여러 진료 기구를 선택해도 좋다. 또한, 실습자가 선택하여 파지(把持)한 진료기구를 형상 인식함으로써 선택된 진료기구를 인식하도록 구성된 경우에 있어서는, 진료기구를 선택해서 파지함으로써 선택조작으로 해도 좋고, 게다가 진료기구가 유지되어 있는 홀더로부터의 분리를 검출해서, 선택조작으로 해도 좋다. 또한, 상기 기구 선택부는, 상기 절삭기구를 선택하는 절삭기구 선택부를 겸하고 있어도 좋다.
상술한 모의 진료 중에서의 상기 치과 모형에 대한 상기 진료기구의 작용 상태란, 예를 들면, 스케일러 치료 실습 중에서의 치주 포켓의 치석에 대한 스케일러 핸드피스에 의한 스케일링 상태, 근관(根管) 치료 실습중의 파일이나 리머가 근관을 개삭(開削)하는 상태, 혹은 임플란트 치료 실습 중의 절삭 바에 의한 매입홀(埋入孔)의 절삭 상태 등을 말한다.
상기 절삭 기구는, 절삭 공구가 장착된 진료기구이어도 좋고, 절삭 공구 단독이어도 좋다.
상기 절삭 도달점이란, 근관 치료에서의 근첨(根尖) 설정 위치나, 임플란트 치료에 있어서 임플란트체를 매입하기 위한 턱뼈에 설치한 구멍의 선단 위치 등을 가리킨다.
상술한 절삭 도달점에 대한 상기 절삭기구의 선단의 상대 위치는, 깊이 방향의 멀어짐, 평면 방향의 벗어남이나 기울기 등을 가리키고, 수치나 포인트에 의해 상대 위치를 표시해도 좋고, 모의적인 화상으로 표시해도 좋다. 게다가, 상대 위치가 적어지는 것을, 길이나 직경의 변화로 표현해도 좋다.
따라서, 예를 들면 임플란트 시술에 있어서는, 절삭 도달점을 중심으로 하는 원형 좌표에 상기 절삭 기구의 선단 위치를 계획하고, 그 원형 좌표의 좌우에는 임플란트 치료를 행할 치아의 X선 CT 화상을, 매입 중심축을 중심으로 하여 각각에서 직교하는 X단면과 Y단면의 단면 화상으로서 표시한다. 그리고, 그 X선 단면 화상 상에는 절삭기구의 리얼타임의 위치에 따라서 절삭기구의 화상을 중첩 표시한다. 그리고 또한, X선 CT의 단면 화상 상에는, 미리 절삭 기구의 이상적인 침입 방향을 보이는 절삭 기구의 진입축이 표시되고, 이 진입축과 실제의 절삭기구와의 각도나 위치가 가까워지거나 멀어지거나 함에 따라서 직경을 변화시키는 원형 표시가 원형 좌표 상에 표시되기 때문에 진입 가이드가 됨으로써 정확하고 안전하게 효율적인 시술을 할 수 있다. 또한, 상기 원형 좌표의 아래에는, 절삭기구의 절삭 깊이를 표시하는 표시부를 설치해도 좋다.
또한, 예를 들면, 근관 치료 실습 중에서의 근관에 대한 파일이나 리머 등의 절삭기구의 근관으로의 침입 상태, 절삭 상태를 미리 표시부에 중첩 표시한다. 이때, 중첩 표시한 X선 CT 촬영 화상을 근거로 하는 근관의 단면 화상 상에 근관 길이 측정 장치로 측정한 근관 길이를 표시해도 좋다.

이 발명에 의해 복잡화에 의해 높은 정밀도나 기술이 요구되는 진료 내용을 실습할 수 있다.

상술하면, 상기 치과 모형 및 상기 진료기구에 관한 알려진 3차원 정보에 근거한 화상 정보를 실습자의 시야에 중첩 표시하는 표시부와, 상기 치과 모형, 상기 진료기구 및 상기 표시부의 3차원 위치 정보를 검출하는 3차원 위치 검출부와, 상기 3차원 위치 검출부에 의해 검출된 3차원 위치 정보를 근거로 하여, 상기 선택부에서 선택된 항목에 따른, 적어도 불가시 부분의 상기 화상 정보를 상기 표시부에 중첩 표시하는 표시 제어부가 구비되어 있기 때문에, 상기 치과 모형, 상기 진료기구 및 상기 표시부 모든 상대적인 3차원 위치 관계를 검출할 수 있고, 불가시 부분의 화상 표시를 실습자의 시야에 적절하게 중첩 표시할 수 있다. 따라서, 불가시 부분이라도 마치 눈으로 볼 수 있는 것 같은 상황에서, 복잡화에 의해 높은 정밀도나 기술이 요구되는 모의 진료 내용에 관해서 정확한 모의 진료를 실습할 수 있다.
또한, 상기 선택부는, 사용할 상기 진료기구를 선택하는 기구 선택부가 구비되고, 상기 표시 제어부가 상기 기구 선택부에서 선택된 상기 진료기구의 알려진 3차원 정보를 중첩 표시함으로써, 진료 내용에 적합한 진료 기구를 선택해서 모의 진료 내용에 따른 상기 치과 모형과, 선택한 상기 진료 기구의 알려진 3차원 정보를 중첩 표시하면서 복잡한 진료 내용의 실습을 더 정확하게 행할 수 있다.
또한, 상기 표시 제어부는, 모의 진료 중의 상기 치과 모형에 대한 상기 진료기구의 작용 상태를 상기 표시부에 중첩 표시함으로써 눈으로 확인하기 어려운 곳에서의 모의 진료에도 마치 작용 상태를 눈으로 보면서 모의 진료할 수 있어서 더 복잡한 모의 진료 내용에 대해서 정확한 모의 진료를 실습할 수 있다.
또한, 상기 진료기구가 상기 치과 모형을 절삭하는 절삭기구이며, 상기 상태 표시 화상이, 미리 설정되고, 그 절삭 기구로 절삭하는 상기 치과 모형에서의 절삭 도달점에 대한 상기 절삭 기구의 선단의 상대 위치를 표시함으로써, 눈으로 볼 수 없는 부분인 절삭 도달점에 대한 절삭기구의 위치를 육안으로 정확하게 파악할 수 있으며, 예를 들면, 절삭 과다 등의 문제 발생을 방지하여 더 정확한 모의 진료를 실습할 수 있다.

본 발명의 양태로서, 상기 치과 모형의 상기 알려진 3차원 정보에는 치과 모형 내부의 3차원 정보가 포함되어 있어도 좋다.

본 발명에 의해, 복잡한 모의 진료 내용이라도 더 정확한 모의 진료를 실습 할 수 있다.

상술하면, 상기 치과 모형의 상기 알려진 3차원 정보에는 상기 치과 모형 내부의 3차원 정보가 포함되어 있어서, 치과 모형 내부에서의 모의 진료 상태를 마치 눈으로 보는 것과 같은 상태에서 실습할 수 있고, 복잡한 모의 진료 내용이라도 더 정확한 모의 진료를 실습할 수 있다.

또한, 본 발명의 양태로서, 상기 선택부는 모의 진료 내용을 선택하는 진료 선택부가 더 구비되고, 상기 표시 제어부가 상기 진료 선택부에서 선택된 모의 진료 내용에 따른 상기 치과 모형의 상기 알려진 3차원 정보를 중첩 표시할 수 있다.

상기 모의 진료 내용은, 치아에 대해서 진료 기구를 이용하여 행하는 치료 내용이며, 예를 들면, 근관 치료, 임플란트 치료, 치주 질환 치료, 우식 치료, 지대치(支臺齒) 형성, 스케일링, 플랩 수술 등의 치과 진료에서의 시술을 치과 모형에 대해서 모의적으로 행하는 것이다. 또한, 치과 의료에서의 치료뿐만 아니라, 예방 진료 등에도 좋다.

상기 기구 선택부에서의 선택 조작으로서는, 선택 화면에 선택 가능하게 표시된 여러 진료 기구를 선택해도 좋다. 또한, 실습자가 선택하여 파지(把持)한 진료기구를 형상 인식함으로써 선택된 진료기구를 인식하도록 구성된 경우에 있어서는, 진료기구를 선택해서 파지함으로써 선택조작으로 해도 좋고, 게다가 진료기구가 유지되어 있는 홀더로부터의 분리를 검출해서, 선택조작으로 해도 좋다. 또한, 상기 기구 선택부는, 상기 절삭기구를 선택하는 절삭기구 선택부를 겸하고 있어도 좋다.

본 발명에 의해 원하는 진료 내용이나 미리 설정된 증상에 적합한 진료 내용을 선택함으로써, 선택한 진료 내용에 적합한 진료기구를 선택해서 선택한 모의 진료 내용에 따른 상기 치과 모형과, 선택한 상기 진료기구의 알려진 3차원 정보를 중첩 표시하면서 복잡한 진료 내용의 실습을 더 정확하게 수행할 수 있다.

또한 본 발명의 양태로서, 상기 선택부는, 환자에 관한 설정 정보가 미리 설치된 복수의 모의 환자 정보 중에서 어느 것을 선택하는 환자 선택부와, 모의 환자 정보에 설치된 상기 설정 정보 중 모의 진료에 관한 설정 정보를 선택하는 설정 정보 선택부가 구비되고, 상기 표시 제어부가 상기 설정 정보 선택부에서 선택된 상기 설정 정보를 중첩 표시할 수 있다.

본 발명에 의해, 선택한 모의 환자에 관한 설정 정보를 선택해서 확인함으로써 설정 정보를 토대로 하여 모의 환자에 설정된 진료 내용을 판단할 수 있어서 임상에 가까운 실습을 할 수 있다 .

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또한, 본 발명은, 상술한 치과 진료 실습 장치와, 적어도 머리부를 가지면서 구강 내에 상기 치과 모형이 교환 가능하게 식립(植立)된 모의 환자체로 구성된 치과 진료 실습 시스템인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 치아 모형 단독체나 치아 모형이 식립된 턱 모형에 대한 실습에 비해 현장감 있는 진료 실습을 할 수 있다. 또한, 치과 모형을 교체할 수 있어서 실제의 진료기구로 치과 모형을 절삭할 수 있으며, 예를 들면 가상 화상만으로 행하는 모의 진료 실습에 비해 더 임상 현장감 있는 실습을 반복해서 수행할 수 있다.

본 발명에 따라, 복잡화에 의해 높은 정밀도나 기술이 요구되는 진료 내용을 실습할 수 있는 치과 진료 실습 장치 및 치과 진료 실습 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은, 치과 진료 실습 장치의 블록도이고,
도 2는, 진료 실습 상황의 개략도이고,
도 3은, 마이크로 모터 핸드피스의 개략도이고,
도 4는, 마이크로 모터 핸드피스의 3차원 위치 검출 상황의 개략도이고,
도 5는, 근관 치료용 핸드피스의 사시도이고,
도 6은, 모의 환자체의 개략 사시도이고,
도 7은, 디스플레이의 설명도이고,
도 8은, 근관 치료 실습의 흐름도이고,
도 9은, 메뉴 표시의 개략도이고,
도 10은, 환자 선택 표시의 개략도이고,
도 11은, 환자 정보 표시에 있어서 환자 프로필을 선택하는 상태 개략도이고,
도 12는, 환자 프로필 표시의 개략도이고,
도 13은, X선 데이터 표시의 개략도이고,
도 14는, 치료 내용 선택 표시에 있어서 근관 치료를 선택하는 상태 개략도이고,
도 15는, 진료기구 선택 표시에 있어서 절삭용 핸드 피스를 선택하는 상태 개략도이고,
도 16은, 절삭용 핸드 피스를 이용한 실습 중의 중첩 표시 상태의 개략도이고,
도 17은, 근관 절삭 실습중의 작용 상황 화상 표시의 중첩 표시 상태의 개략도이고,
도 18은, 근관 절삭 실습중의 작용 상황 화상 표시의 중첩 확대 표시 상태의 개략도이고,
도 19는, 임플란트 치료 실습의 흐름도이고,
도 20은, 절삭용 핸드피스를 이용한 임플란트 치료 실습 중의 중첩 표시 상태의 개략도이고,
도 21은, 절삭용 핸드 피스를 이용한 임플란트 치료 실습 중의 인디케이터 중첩 표시 상태의 개략도이고,
도 22는, 선택 표시에서의 선택시의 상태 개략도이고,
도 23은, 모의 환자체의 중첩 표시 상태의 개략도이다.

이하, 본 발명에 따른 치과 진료 실습 시스템(1) 및 치과 진료 실습 시스템 (1)을 이용한 모의 진료 실습에 관해서, 도 1 내지 도 21과 함께 설명한다.

치과 진료 실습 시스템(1)은, 도 1에 도시하는 치과 진료 실습 장치(2)와 모의 환자체(100)로 구성되어 치과 진료 실습 장치(2)의 헤드 마운트 디스플레이(60) (이하에서 HMD(60)라 함)를 장착한 실습자(P)가, 진료기구(80)를 이용하여 체어유닛(200)에 설치한 모의 환자체(100)에 대한 시술을 실습하는 시스템이다.

모의 환자체(100)를 설치하는 체어 유닛(200)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 배면 시트(201a)의 틸팅과 시트면(201b)의 승강이 가능한 진료 의자(201), 타액이나 냉각수 등의 흡인 장치나 양치질을 하기 위한 장치가 장비되어 있는 베이슨유닛(202), 조작부(203), 그리고 풋 컨트롤러(204) 등으로 구성되고, 조작부(203)에 복수의 진료기구(80)를 장착하는 홀더가 설치되어 있다. 또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 진료 의자(201)를 구성하는 배면 시트(201a)의 어깨부에 진료기구(80)를 인출 가능하게 장착해도 좋다.

모의 환자체(100)는, 체어 유닛(200)에 설치된 머리부 모형으로 구성되어 있으면, 머리부 모형인 모의 환자체(100)의 구강(101)(도 6)에 장착한 턱 모형(102)에 치아 모형(103)이 치열 활(齒列弓)을 따라서 착탈 가능하게 고정되어 있다(도 20). 또한, 모의 환자체(100)는 도 2에 점선으로 도시하는 바와 같이 전신 모형으로 구성해도 좋다.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 모의 환자체(100)에는, 모의 환자체(100)에서의 치아 모형(103)의 3차원 위치를 검출하기 위한 적외선 마커(104)를 설치하고 있다. 적외선 마커(104)는, 세 방향으로 분기된 지지부(104a)와, 지지부(104a)의 선단에 구비한 마커 구체(球體)(104b)로 구성되어 있다. 이 세 개의 마커 구체(104b)를 적외선 카메라로 구성되는 위치 검출부(70)(도 2)에서 검출함으로써 모의 환자체(100)의 3차원 위치를 검출할 수 있다.

그리고, 도 16에 도시하는 바와 같이, 모의 환자체(100)의 구강(101)에서의 소정 위치에 턱 모형(102)을 통해서 고정된 치아 모형(103)의 3차원 위치는, 상기 위치 검출부(70)에 의해 검출된 3차원 위치에 따라서 산출할 수 있다. 또한, 적외선 마커(104)는 진료 의자(201)를 구성하는 배면 시트(201a)에 설치해도 좋다. 또한, 적외선 마커(104)는 3개의 마커 구체(104b)가 아니라 4개 이상의 마커 구체(104b)를 구비하고 있어도 좋다. 또한, 상기 위치 검출부(70)는, 모의 환자체(100)의 상방에 설치된 복수의 적외선 카메라로 구성되는 것이 바람직하다.

치과 진료 실습 시스템(1)을 구성하는 치과 진료 실습 장치(2)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 제어부(10), 기억부(20), 진료 기구 구동부(30), 조작부(40), 화상 처리부(50), HMD(60), 위치 검출부(70) 및 진료기구(80)로 구성되어 있다.

제어부(10)는, CPU와 ROM와 RAM으로 구성되어 있으며 다음과 같은 기능적인 구성을 구비하고 있다.

상술하면, 제어부(10)에는 화상 처리 제어부(11), HMD제어부(12), 위치 검출 제어부(13), 진료기구 조작 제어부(14), 제스처 조작 제어부(15), 구동 제어부(16)를 구비하고 있다.

화상 처리 제어부(11)는 후술하는 화상 처리부(50)가 접속되고, 화상 처리부 (50)에 의한 화상 처리를 제어하도록 구성되고, HMD 제어부(12)는 후술하는 HMD(60)가 접속되고, HMD(60)에서의 화상의 중첩 표시 처리를 제어하도록 구성되어있다.

위치 검출 제어부(13)는 HMD(60)의 3차원 위치를 검출하는 HMD 위치 검출 제어부(13a), 진료기구(80)의 위치를 검출하는 기구 위치 검출 제어부(13b) 및 치아 모형(103)의 3차원 위치를 검출하는 치아 모형 위치 검출 제어부(13c)로 구성되고, 후술하는 위치 검출부(70)가 접속되고, 위치 검출부(70)에 따른 HMD(60), 적외선 마커(104) 및 진료기구(80)의 3차원 위치를 검출하는 위치 검출 처리를 제어하도록 구성되어 있다 .

또한, 진료기구 조작 제어부(14)와 제스처 조작 제어부(15)는 후술하는 조작부(40)(41,42)가 접속되고, 조작부(40)에 의한 조작 처리를 제어하도록 구성되고, 구동 제어부(16)는 후술하는 진료기구 구동부(30)가 접속되고, 진료기구 구동부 (30)에 의한 진료기구(80)의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.

기억부(20)는, 실습에서 이용하는 각종 정보를 기억하는 기억부이며, HDD나 SSD 등의 기억 매체로 구성되어 있다. 그리고, 기억부(20)는 기능적으로 진료기구 (80), HMD(60), 모의 환자체(100) 등의 각종 3차원 위치 정보를 기억하는 3차원 정보 기억부(21), 실습하는 진료 내용에 따라서 설정된 복수의 환자에 관해 각 환자의 연령이나 성별 등의 프로필 정보, 의료 기록 정보, X선 CT 촬영된 3차원 CT촬영 정보 등의 진료하는 데 걸리는 진료 정보나, 임플란트 치료에서의 픽쳐를 매입하기 위해 미리 설계한 삭공 정보나 임플란트 등의 3차원 형상 데이터 등을 기억하는 환자 정보 기억부(22), 진료에 관해 복수의 시술 내용, 시술의 단계, 시술에 필요한 진료 정보, 시술에 적합한 진료기구, 시술을 위해 미리 설정한 파라미터 등 진료에 관한 정보를 기억하는 진료 정보 기억부(23)로 구성되어 있다.

3차원 정보 기억부(21)에 기억하는 3차원 정보로서는, 구강(101)의 형상이나 구강 내부의 치아의 형상에 관한 3차원 정보, 진료기구(80)의 형상, 절삭 공구(91) 등의 절삭 공구의 길이나 형상에 관한 3차원 정보, 길이나 형상에 관한 3차원 정보, 픽쳐, 어바트먼트, 스크류, 상부 구조(임플란트 의치) 등 임플란트 치료에 이용하는 기구의 길이나 형상에 관한 3차원 정보, 상술의 각종 3차원 위치 정보,게다가 후술하는 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하는 선택 조작용의 3차원 화상 정보 등이 기억되어 있다.

또한, 기억부(20)는 제어부(10)에 접속되어, 제어부(10)의 제어에 의해 기억하는 각종 정보를 읽고 쓸 수 있지만, 인터넷 상에 배치되어, 제어부(10)의 제어에 따라 인터넷을 통해서 각종 정보를 읽거나 쓰도록 구성되어도 좋다.

진료 기구 구동부(30)는 후술하는 진료기구(80)를 구동하는 구동부이며, 구체적으로는 에어터빈 핸드피스(81)를 구동하는 에어를 공급하는 에어터빈 구동부(31), 마이크로 모터 핸드피스(82)를 구동하는 전기를 공급하는 전기 공급부(32), 레이저 핸드피스(83)를 구동하는 소정 파장의 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부(33), 스케일러 핸드피스(84)를 구동하는 스케일러 구동부(34), 광 조사 중합기(85)를 구동하는 수지 경화광을 조사하는 광 조사부(35) 등, 진료기구(80)를 구성하는 각종 진료기구를 구동하는 각종 구동원으로 구성되어 있다. 그리고, 진료기구 구동부(30)는 구동 제어부(16) 및 진료 기구(80)에 접속되고, 구동 제어부(16)의 제어에 의해 진료기구(80)를 구동하도록 구성되어 있다.

조작부(40)는, 예를 들면, 풋 컨트롤러(204) 등으로 구성하고, 진료기구 (80)를 조작하는 진료기구 조작부(41)와, 실습자(P)에 의한 기타 조작을 접수받는 제스처 조작부(42)로 구성되어 있다.

자세하게는, 제스처 조작부(42)는 실습자(P)의 제스처에 의한 입력기구이며, 제스처에 의해 직관적으로 조작할 수 있다. 예를 들면, 제스처 조작부(42)는 상방에 설치한 여러 대의 적외선 카메라로 구성한 위치 검출부(70)(도 2)와 적외선 조사 LED로 구성되며, 적외선 LED에 비춰진 손이나 손가락을 여러 대의 적외선 카메라로 촬영하고, 화상 분석에 의해 3차원 공간에서의 손이나 손가락의 위치를 산출해내어 다양한 모션 콘트롤을 가능하게 한다.

이와 같이 진료기구 조작부(41)와 제스처 조작부(42)는, 각각 진료기구 조작 제어부(14)와 제스처 조작 제어부(15)에 접속되고, 진료기구 조작부(41)나 제스처 조작부(42)로의 입력 조작 정보를 진료 기구 조작 제어부(14) 또는 제스처 조작 제어부(15)로 송신하고, 진료기구 조작 제어부(14)나 제스처 조작 제어부(15)를 통해서 입력된 조작 정보에 따라 각종 장치를 조작하게 된다.

화상 처리부(50)는, 실습자(P)의 시야에 중첩 표시하는 화상 정보의 생성 처리나 합성 처리를 실행하는 처리부이며, 실습자(P)의 시야에 중첩 표시하는 3차원 화상을 3차원 정보 기억부(21)에 기억한 3차원 정보를 토대로 생성하는 3차원 화상 생성부(51)와, 후술하는 스테레오 카메라(61)로 촬상된 실습자(P)의 3차원 시야 영상(S)에 위치 검출부(70)에서 검출한 3차원 위치 정보를 토대로 3차원 화상 생성 부(51)에서 생성한 3차원 화상을 합성하는 화상 합성부(52)로 구성되고, 화상 처리 제어부(11)에 접속되어 화상 처리 제어부(11)에 의해 제어된다.

실습 중에 실습자(P)가 머리부에 장착하는 HMD(60)는, 도 7(a)에 도시하는 바와 같이 실습자(P)의 시야에 상당하는 3차원 시야 영상(S)을 촬상하는 스테레오 카메라(61)와, 화상 합성부(52)에서 합성된 3차원 화상을 중첩 표시하는 표시부(62)로 구성되어 있다. HMD(60)를 장착한 실습자(P)는, 표시부(62)에서 표시되고, 3차원 화상이 중첩 표시된 3차원 시야 영상(S)을 보면서 실습하게 된다.

또한, HMD(60)는, 스테레오 카메라(61)와 표시부(62)를 구비한 장치 본체(63)와, 장치 본체(63)를 실습자(P)의 머리부에 장착하는 고정 밴드(64)로 구성되어 있다. 다른 실시 예로서, HMD(60) 대신에 후술하는 헤드 업 디스플레이(60a)(이하에서 HUD(60a):도 7(b))를 이용할 수 있다.

또한, HMD(60)는 후술하는 위치 검출부(70)에서 HMD(60)의 3차원 위치를 검출하기 위한 적외선 마커(65)를 구비하고 있다. 적외선 마커(65)는, 적외선 마커(104)와 같은 구성이다. 또한 HMD(60)는, HMD 제어부(12)와 무선 접속되고, HMD 제어부(12)에 의해 제어된다.

위치 검출부(70)는, 도 4에 도시하는 바와 같이 여러 카메라(71)로 구성되고, 모의 환자체(100)의 적외선 마커(104), HMD(60)의 적외선 마커(65), 후술하는 진료기구(80)의 적외선 마커(801)를 화상 인식으로 인식하고, 3차원 공간에서의 각각의 3차원 위치와 방향을 검출할 수 있는 구성이며, 위치 검출 제어부(13)에 접속되고, 위치 검출 제어부(13)에 의해 제어된다.

진료기구(80)는, 치아 모형(103)에 작용시켜서 시술하기 위한 기기이며, 진료기구 구동부(30)에 접속되고, 진료기구 구동부(30)의 구동에 의해 가동하는 구성이다.

예를 들면, 진료기구(80) 중 하나로서, 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같은 에어터빈 핸드피스(81)는, 선단의 헤드부(811)에 장착한 절삭 공구(91)를, 에어터빈 구동부(31)에서 공급된 에어에 의해 회전시켜서 절삭하는 기구이며, 대략 펜형으로 구성되어 있다.

또한, 에어터빈 핸드피스(81)의 후단 상부에는 적외선 마커(801)가 설치되어 있으며, 적외선 마커(801)를 인식한 위치 검출부(70)에 의해 에어터빈 핸드피스(81)의 3차원 위치 및 그 방향이 검출되므로, 에어터빈 핸드피스(81)의 선단에 장착한 절삭 공구(91)의 방향이나 그 선단의 3차원 위치를 검출할 수 있다.

또한, 다른 진료기구(80) 중 하나로서, 도 5에 도시하는 바와 같은 마이크로 모터 핸드피스(82)도 대략 펜형으로 형성되고, 근관을 확대하는 절삭 공구인 파일 (92)을 선단의 헤드부(821)에 장착하고, 전기 공급부(32)에서 공급된 전기에 의해 파일(92)을 회전시켜서 근관을 확대할 수 있다. 또한, 마이크로 모터 핸드피스 (82)의 상면에는 회전 토크를 표시하는 토크 인디케이터(822)가 설치되어 있다. 또한, 임플란트 치료용 마이크로 모터 핸드피스에 임플란트용 절삭 바(93)를 장착할 수 있다.

또한, 마이크로 모터 핸드피스(82)도, 에어터빈 핸드피스(81)와 마찬가지로 후단 상부에 적외선 마커(104)와 동일한 구성의 적외선 마커(801)가 구비되어 있으며, 적외선 마커(801)를 인식한 위치 검출부(70)에 의해 마이크로 모터 핸드피스(82)의 3차원 위치 및 그 방향이 검출되기 때문에 마이크로 모터 핸드피스(82)의 선단의 헤드부(821)에 장착한 파일(92)의 방향이나 그 선단의 3차원 위치를 검출할 수 있다.

그 밖의 진료 기구(80)로서는, 레이저 핸드피스(83), 스케일러 핸드피스(84), 광조사 중합기(85) 등을 들 수 있는데, 이러한 진료 기구에 한정되지 않고 구강 내에서 치아나 턱뼈에 대해서 시술할 수 있는 진료 기구이면 된다.

각 구성 요소가 상술한 바와 같이 구성된 치과 진료 실습 시스템(1)에 의한 모의 진료의 실습에 관해서 아래에서 자세히 설명한다.

우선, 실습을 시작함에 있어서, 실습자(P)는 장치 본체(63)가 눈앞이 되도록 HMD(60)를 장착한다. 실습이 개시되면, 위치 검출 제어부(13)는 위치 검출부(70)를 제어해서 HMD(60)과 치아 모형(103)의 3차원 위치를 검출하면서 동시에(스텝s1), HMD(60)의 스테레오 카메라(61)는 HMD 제어부(12)의 제어에 의해 3차원 시야 영상 (S)이 되는 영상을 촬상한다.

위치 검출부(70)에 의한 HMD(60)와 치아 모형(103)의 3차원 위치가 검출되면, 화상 처리 제어부(11)는 화상 처리부(50)를 제어해서 스테레오 카메라(61)가 촬상한 영상을 토대로 3차원 시야 영상(S)을 생성하고, HMD 제어부(12)가 제어해서, 3차원 시야 영상(S)을 표시부(62)에 표시한다(스텝s2).

표시부(62)에 3차원 시야 영상(S)이 표시된 HMD(60)를 장착한 실습자(P)는, 보통 육안으로 보는 시야와 같이, 표시부(62)에 표시된 3차원 시야 영상(S)을 보게 된다.

이때, 실습자(P)가 손을 움직여서 소정의 제스처를 함으로써, 제스처 조작부 (42)가 실습자(P)의 손의 움직임을 검출하여 3차원 정보 기억부(21)에서 선택 조작용의 3차원 화상 정보를 토대로 화상 합성부(52)가 도 9에 도시하는 바와 같은 선택 조작 중첩 표시(C)를 3차원 시야 영상(S)에 합성해서 표시부(62)에 표시한다. 또한, 표시부(62)에 표시된 3차원 시야 영상(S)의 왼쪽 아래에는, 하나 이전의 표시로 돌아가는 리턴 표시(R)와, 홈 표시로 이행하는 홈 표시(H)가 표시되어 있다.

또한, 도 9에 도시하는 메뉴 표시의 개략도에 있어서, 선택 조작 중첩 표시 (C)는 Menu 중첩 표시(C1)이며, 복수의 Menu 항목(C11a~C11e_이 원형상으로 배치되고, 제스처 조작부(42)(도 1)가 검출하는 실습자(P)의 손의 움직임에 대응해서 손의 아이콘(도시생략)이 원형을 따라서 이동 가능하게 구성되고, 제스처로 Menu 항목(C11a~C11e) 중 어느 것에 손을 두는 동작에 대응해서 상기 항목의 어느 쪽을 선택할 수 있다.

이러한 제스처에 의한 선택 조작에 따라, 도 9에 도시하는 Menu 항목(C11) 중 『Patient selection』선택 항목(C11a)을 선택하면 후술하는 환자 선택 중첩 표시(C2)(도 10)로 이동하고, 『Patient information』 선택 항목(C11b)(도 9)을 선택하면 후술하는 환자 정보 선택 중첩 표시(C3)(도 11)로 이동하고, 『Treatment selection』 항목 선택(C11c)(도 9)을 선택하면 후술하는 치료 내용 선택 중첩 표시(C6)(도 14)로 이행하고, 『Equipment selection』선택 항목(C11d)(도 9)을 선택하면 후술하는 진료 기구 선택 중첩 표시(C7)(도 15)로 이행하고, 『Setting』 선택 항목(C11e)(도 9)을 선택하면 치과 진료 실습 시스템(1)의 각종 설정을 행하는 설정 표시(도시생략)로 이행한다.

복수의 Menu 항목(C11) 중 어느 것을 선택하는 실습자(P)는, 제스처에 의해 원하는 Menu 항목(C11)을 상부까지 이동시킴으로써 당해 Menu 항목(C11)은 확대 표시되면서 동시에 선택된다.

우선은, 실습자(P)의 제스처에 의해 『Patient selection』 선택 항목(C11a)(도 9)이 선택되면, 3차원 정보 기억부(21)에서 선택 조작용의 3차원 화상 정보를 토대로 화상 합성부(52)가 도 10에 도시하는 바와 같은 환자 선택 중첩 표시(C2)를 3차원 시야 영상(S)에 합성해서 표시부(62)에 표시한다(스텝s3).

상술하면, 도 8의 흐름도 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 표시부(62)에 표시되는 환자 선택 중첩 표시(C2)는, 복수의 환자가 표시된 환자 선택 표시 (C21a~C21g)가 원형상으로 배치되고, 복수의 환자 선택 표시(C21) 중 어느 것을 선택하는 실습자(P)는, 제스처에 의해 원하는 항목을 상부까지 이동시킴에 따라 당해 환자 선택 표시(C21)을 선택할 수 있다(스텝s4).

어떤 환자 선택 표시(C21)가 선택되면, 3차원 정보 기억부(21)에서 선택 조작용의 3차원 화상 정보를 토대로 해서 화상 합성부(52)가 도 11에 도시하는 바와 같은 환자 정보 선택 중첩 표시(C3)를 3차원 시야 영상(S)에 합성해서 표시부(62)에 표시한다(스텝s5). 또한, 원하는 환자의 환자 선택 표시(C21)를 선택 조작한 후, 환자 정보 선택 중첩 표시(C3)를 표시하지 않아도 리턴 표시(R)나 홈 표시(H)를 조작해서 Menu 중첩 표시(C1)를 표시하고, 『Patient information』선택 항목 (C11b)(도 9)을 선택 조작해서 환자 정보 선택 중첩 표시(C3)를 표시하도록 구성해도 좋다.

상술하면, 도 11에 도시하는 바와 같이, 표시부(62)에 표시되는 환자 정보 선택 중첩 표시(C3)는, 왼쪽 위에 선택한 환자의 환자 화상 표시(P)가 표시되면서 동시에 여러 환자 정보 선택 표시(C31)(C31a~ C31d)가 원형상으로 배치되어 있다.

환자 정보 선택 표시(C31) 중 『Profile』 선택항목(C31a)을 선택하면 후술하는 환자 프로필 중첩 표시(C4)(도12)로 이행하고, 『X-ray data』선택 항목(C31b)을 선택하면 후술하는 환자 X선 데이터 중첩 표시(C5)(도 13)로 이행하고, 『Dentition data』 선택 항목(C31c)을 선택하면 치열 데이터 중첩 표시(도시생략)로 이행하고, 『Setting』 선택 항목(C31d)을 선택하면 치과 진료 실습 시스템(1)의 각종 설정을 행하는 설정 표시(도시 생략)로 이행한다.

실습자(P)에 의해, 예를 들면 『Profile』 선택 항목(C31a)이 선택되면, 도 12에 도시하는 바와 같이, 표시부(62)에 표시되는 환자 프로필 중첩 표시(C4)는, 환자 정보 선택 중첩 표시(C3)와 마찬가지로 왼쪽 위에 선택한 환자의 환자 화상 표시(P)가 표시되면서 동시에 선택한 환자의 프로필 정보 표시(C41)가 표시된다(스텝s7).

프로필 정보 표시(C41)에는, 환자의 「Name」, 「Age」, 「Birthday」, 「Sex」, 「History」, 「Contraindications」등의 환자 정보 기억부(22)에 기억된 복수 프로필 정보가 표시된다 .

도 11에 도시하는 환자 정보 선택 중첩 표시(C3)에 있어서, 『X-ray data』선택 항목(C31b)이 선택되면, 도 13에 도시하는 바와 같이, 표시부(62)에 표시되는 환자 X선 데이터 중첩 표시(C5)는, 환자의 환자 화상 표시(P)가 표시되면서 동시에 선택한 환자의 X선 CT 촬영된 3차원 CT 촬영 정보를 표시하는 3차원 CT 촬영 정보 표시(C51)가 표시된다. 또한, 3차원 CT 촬영 정보 표시(C51)는 투과 상태로 표시되지만, 비투과 표시로도 좋다. 또한, 프로필 정보 표시(C41)와 3차원 CT 촬영 정보 표시(C51)를 함께 표시하도록 구성해도 좋다.

도 12에 도시하는 프로필 정보 표시(C41)가 표시된 환자 프로필 중첩 표시 (C4)나 도 13에 도시하는 3차원 CT 촬영 정보 표시(C51)가 표시된 환자 X선 데이터 중첩 표시(C5)를 확인한 실습자(P)에 의해 리턴 표시(R)나 홈 표시(H)가 조작되고, 표시된 Menu 항목 C11의 『Treatment selection』 선택 항목(C11c)(도 9)이 선택 조작되면, 진료 정보 기억부(23)(도 1)에서 선택 조작용의 3차원 화상 정보에 따라 화상 합성부(52)가 도 14에 도시하는 바와 같은 치료 내용 선택 중첩 표시(C6)를 3차원 시야 영상(S)에 합성해서 표시부(62)에 표시한다(스텝s8). 또한, 환자 X선 데이터 중첩 표시(C5)(도 13)에서 치료 내용 선택 중첩 표시(C6)를 직접 표시하도록 구성할 수 있다.

상술하면, 도 14에 도시하는 바와 같이, 표시부(62)에 표시되는 치료 내용 선택 중첩 표시(C6)는, 복수의 치료 내용 선택 표시(C61)(C61a~C61d)가 원형상으로 배치되고, 이들의 치료 내용 선택 표시(C61)가 선택되면(스텝s9), 선택한 치료 내용에 따른 진료기구를 진료 정보 기억부(23)에서 추출하고, 도 15에 도시하는 바와 같이 추출된 진료기구를 선택 가능하게 복수 표시하는 진료기구 선택 중첩 표시(C7)를 표시하게 된다(스텝s10).

도 14에 도시하는 치료 내용 선택 표시(C61) 중 『Root Canal treatment』선택 항목(C61a)이 선택되면, 진료 정보 기억부(23)에서 추출하여, 근관 치료에 적합한 여러 진료기구를 선택 가능하게 표시하는 진료기구 선택 중첩 표시(C7)(도15)로 이행하고, 『Tooth decay treatment』선택 항목(C61b)을 선택하면 우식 치료에 적합한 진료기구를 선택하는 진료기구 선택 중첩 표시(C7)로 이행하고, 『Gum disease treatment』 선택 항목(C61c)을 선택하면 치주 질환 치료에 적합한 진료기구를 선택하는 진료기구 선택 중첩 표시(C7)로 이행하고, 『Dental implant treatment』선택 항목(C61d)을 선택하면 임플란트 치료에 적합한 진료기구를 선택하는 진료 기구 선택 중첩 표시(C7)로 이행하고, 『Dental preventive treatment』선택 항목(C61e)을 선택하면 치과 예방 처리에 적합한 진료 기구를 선택하는 진료기구 선택 중첩 표시(C7)로 이행한다.

예를 들면, 실습자(P)의 제스처에 의해 복수의 치료 내용 선택 표시(C61) 중 『Root Canal treatment』 선택 항목(C61a)이 선택되면, 근관치료에 있어서 필요한 절삭 기구를 선택하기 위해, 도 15에 도시하는 진료 기구 선택 표시(C71)로 구성되는 진료기구 선택 중첩 표시(C7)를 표시부(62)에 표시한다.

『Root Canal treatment』선택 항목(C61a)이 선택되어서 표시된 진료기구 선택 중첩 표시(C7)의 진료기구 선택 표시(C71)로서, 도 15에 도시하는 바와 같이 절삭 공구(91)가 장착된 핸드 피스를 선택하는 『Hand piece(cutting drill)』 선택 항목(C71a)과, 절삭 공구로서 파일(92)이 장착된 핸드 피스를 선택하는 『Hand piece(file)』선택 항목(C71b)과, 절삭 공구로서 파일 단체(單體)를 선택하는 『Reamer』선택 항목(C71c)과, 절삭기구로서 레이저 핸드 피스를 선택하는 『Laser Hand piece』선택 항목(C71d)이 원형상으로 배치되고, 표시된다.

예를 들면, 도 8의 흐름도에서 도시하는 바와 같이, 실습자(P)의 제스처에 따라 복수의 진료기구 선택 표시(C71) 중 『Hand piece (cutting drill)』선택 항목(C71a)이 선택되고, 에어터빈 핸드피스(81)의 취출(꺼냄)이 검출되면(스텝s12), 위치 검출 제어부(13)는 위치 검출부(70)를 제어해서 카메라(71)로 에어터빈 핸드피스(81)의 적외선 마커(801)를 화상 인식해서, 에어터빈 핸드피스(81)의 3차원 위치를 검출한다(스텝s13).

위치 검출부(70)에서 3차원 위치를 검출한 에어터빈 핸드피스(81)와 치아 모형(103)이 HMD(60)의 표시부(62)에 표시하는 3차원 시야 영상(S)의 범위 내에 있는 경우(스텝s14:Yes), 화상 처리 제어부(11)는, 화상 처리부(50)에 의해 꺼낸 에어터빈 핸드피스(81)나 치아 모형(103)의 3차원 화상을 3차원 정보 기억부(21)에 기억된 3차원 정보를 근거로 하여 생성하고, 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시한다(스텝s15). 물론, 에어터빈 핸드피스(81)나 치아 모형(103)이 3차원 시야 영상(S)의 범위에 없는 경우는(스텝s14:No), 3차원 시야 영상(S)에 에어터빈 핸드피스(81)나 치아 모형(103)의 3차원 화상을 중첩 표시하지 않고 실습을 계속한다.

또한, 치아 모형(103) 및 에어터빈 핸드피스(81) 중 한쪽만 중첩 표시해도 좋다. 그리고 또한, 치아 모형(103)이나 에어터빈 핸드피스(81)가 3차원 시야 영상 (S)의 범위에 있는 경우에도 치아 모형(103)과 에어터빈 핸드피스(81)의 3차원 위치 관계에서 실습자(P)에서 육안으로 볼 수 없는 불가시 부분이 생긴 경우만, 불가시 부분의 3차원 화상을 생성해서 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하도록 구성해도 좋다.

이렇게 해서, 에어터빈 핸드피스(81)나 치아 모형(103)의 3차원 화상이 중첩 표시된 3차원 시야 영상(S)을 보면서 실습자(P)는 실습을 진행하지만, 근관 치료의 실습의 경우, 근관구(根管口)가 노출될 때까지 치아 모형(103)의 천정 덮개 부분을 에어터빈 핸드피스(81)로 절삭한다(스텝s16: No).

천정 덮개의 절삭이 완료되면(스텝s16: Yes), 근관을 확대하기 위한 근관 치료 기구로서 진료기구를 선택하므로 진료기구 선택 중첩 표시(C7)를 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시한다(스텝s17).

예를 들면, 실습자(P)의 제스처에 의해, 진료기구 선택 중첩 표시(C7)로서 표시된 복수의 진료기구 선택 표시(C71) 중 근관 확대를 위해 『Hand piece (file)』선택 항목(C71b)이 선택되고(스텝s18), 마이크로 모터 핸드 피스(82)의 취출(꺼냄)이 검출되면(스텝s19), 위치 검출 제어부(13)는 위치 검출부(70)를 제어해서 카메라 (71)로 마이크로모터 핸드피스(82)의 적외선 마커(801)를 화상 인식해서, 마이크로 모터 핸드피스(82)의 3차원 위치를 검출한다(스텝s20).

위치 검출부(70)에서 3차원 위치를 검출한 마이크로 모터 핸드피스(82)와 치아 모형(103)의 3차원 화상을 3차원 정보 기억부(21)에 기억된 3차원 정보를 토대로 해서 생성하여, 도 16에 도시하는 바와 같이, 마이크로 모터 핸드피스(82)나 치아 모형(103)의 3차원 화상을 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시한다(스텝s21).

또한, 도 16에서는 치아 모형(103)과 마이크로 모터 핸드피스(82)의 3차원 위치 관계에서 실습자(P)에게서 육안으로 볼 수 없는 근관 내부의 불가시부분(N)의 미리 기억한 3차원 X선 화상을 생성해서 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하도록 도시하고 있지만, 치아 모형(103)이나 마이크로 모터 핸드피스(82)의 전체나 한쪽의 전체 또는 일부의 3차원 화상을 중첩 표시하도록 구성할 수 있다 .

그리고 또한, 근관 치료에서는, 마이크로 모터 핸드피스(82)에 장착한 파일 (92)의 선단이, 근관의 선단인 근첨 위치에 도달하고 있는지 여부가 매우 중요하며, 파일(92)에 의한 근관 절삭시에 근관 길이 측정기를 병용해서 절삭함으로써 실습자(P)는 파일(92)의 선단의 근첨 위치로의 도달을 알 수 있지만, 위치 검출부(70)에 의해 3차원 위치가 검출된 마이크로 모터 핸드피스(82)의 헤드부(821)에 장착한 파일(92)의 두께나 길이는 진료 정보 기억부(23)에 기억되어 있어서 파일(92)의 선단의 3차원 위치도 산출할 수 있다. 또한, 치아 모형(103) 내부에서의 근관의 위치나 형상에 관한 X선 CT 화상 정보도 3차원 정보 기억부(21)에 기억되어 있어서 근관에 대한 파일(92)의 절삭상황(작용상황), 즉 근관에 대한 파일(92)의 3차원 상대 위치 관계도 산출할 수 있다.

따라서, 도 17에 도시하는 바와 같이, 파일(92)로 근관을 절삭해서 근관 확대하는 근관 절삭 상황 화상 표시(D)를 중첩 표시한다(스텝s22).

이 근관 절삭 상황 화상 표시(D)에서는 치아 모형(103)의 내부의 근관을 지나는 치아 모형(103)의 X선 CT 화상에 의한 단면 화상에, 근관을 절삭해서 확대하는 파일(92)의 단면 화상이 합성되어 있으며, 파일(92)의 이동을 위치 검출부(70)가 검출하면, 3차원 시야 영상(S)에서의 파일(92)의 단면 화상도 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 근관 절삭 상황 화상 표시(D)에 관해서는 투과 가능한 상태로 표시되면 좋다.

이처럼 불가시 부분(N)의 3차원 화상에 더하여 근관 절삭 상황 화상 표시(D)가 중첩 표시된 3차원 시야 화상(S)을 보면서 실습자(P)는, 파일(92)의 선단이 근관의 선단인 근첨 위치에 위치할 때까지(스텝s23: No), 근관을 파일(92)로 절삭하고 파일(92)의 선단이 근첨 위치에 도달하면 근관 치료 실습에서의 진료기구(80)를 이용한 시술은 완료한다.

또한, 근관을 절삭하는 근관 확대는, 높은 정밀도를 요하는 시술이기 때문에 실습자(P)는 상세하게 시술 부위를 보면서 시술할 필요가 있으며, 도 18에 도시하는 바와 같이, 표시부(62)에 표시하는 3차원 시야 영상(S)을, 확대시킨 확대 3차원 시야 영상(Sa)으로서 표시부(62)에 표시해도 좋다. 이에 따라, 통상의 시야에 비해 그 범위는 좁아지지만, 더 상세하게 시술 부위를 보면서 시술할 수 있다.

이어서, 치과 진료 실습 시스템(1)을 이용하여 임플란트 치료의 모의 진료를 실습하는 경우에 관해서 도 19에 따라 설명한다. 또한, 상술의 근관 치료 실습에서의 설명과 같은 설명은 생략한다. 이 임플란트 치료 실습에 있어서 스텝 t1 내지 t13까지는, 스텝 t8에 있어서 치료 내용 선택 중첩 표시(C6)의 『Dental implant treatment』 선택 항목(C61d)을 선택하고(도 14), 임플란트 치료에 적합한 진료기구가 표시된 진료 기구 선택 중첩 표시(C7)로 임플란트용 절삭 바(93)가 장착된 마이크로 모터 핸드피스(82)를 선택한다(스텝t11)는 것 이외에는, 상술의 근관 치료 실습과 같아서 그 설명을 생략한다.

임플란트 치료는, 픽쳐 매입용의 매입홀을, 하악관 등에 이르지 않도록 턱뼈를 삭공하고, 삭공한 매입홀에 픽쳐를 매입시키고, 매입시킨 픽쳐에 어바트먼트, 스크류, 및 임플란트 의치를 이 순서로 설치하는 시술이다. 따라서, 상술의 근관 치료에서는, 치아 모형(103)을 절삭하거나, 치아 모형(103)의 근관를 절삭했지만, 임플란트 치료에서의 시술 부위는, 픽쳐를 매입하는 턱뼈가 되고, 실습에서는 턱모형(102)을 삭공한다.

그리고, 실제의 임플란트 치료에서는, 미리 픽쳐를 매입하는 매입홀을 설계하여, 그 위치나 형상, 그리고 장착하는 픽쳐, 어바트먼트, 스크류, 및 임플란트 의치의 3차원 정보를 환자 정보 기억부(22)에 기억한 후 시술하게 된다. 따라서, 임플란트 치료를 모의 진료하는 실습에 있어서도 마찬가지이다.

상술한 바와 같이, 스텝 t8에 있어서 치료 내용 선택 중첩 표시(C6)의 『Dental implant treatment』 선택 항목(C61d)을 선택하고(도 14), 임플란트 치료에 적합한 진료기구가 표시된 진료기구 선택 중첩 표시(C7)로 임플란트용의 절삭 바(93)가 장착된 마이크로 모터 핸드피스(82)를 선택하고 (스텝t11), 마이크로 모터 핸드피스(82)의 취출을 검출하면(스텝t12), 위치 검출 제어부(13)는 위치 검출부(70)를 제어해서, 카메라(71)로 마이크로 모터 핸드피스(82)의 적외선 마커(801)를 화상 인식해서 마이크로 모터 핸드피스(82)의 3차원 위치를 검출한다(스텝t13).

위치 검출부(70)에서 3차원 위치를 검출한 마이크로 모터 핸드피스(82)나 턱 모형(102)이 HMD(60)의 표시부(62)에 표시하는 3차원 시야 영상(S)의 범위 내에 있는 경우(스텝t14: Yes), 화상 처리 제어부(11)는 화상 처리부(50)에 의해 꺼낸 마이크로 모터 핸드피스(82)나 턱 모형(102)에 더하여 픽쳐를 매입하는 매입홀을 설치하는 계획 매입홀(e)의 3차원 화상을 3차원 정보 기억부(21)에 기억된 3차원 정보를 토대로 생성해서 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하면서 동시에(도20), 매입홀을 삭공할 때의 인디케이터 표시(M)(도 21)를 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시한다(스텝t15). 물론, 마이크로 모터 핸드피스(82)나 턱 모형(102)이 3차원 시야 영상(S)의 범위에 없는 경우는(스텝t14: No), 3차원 시야 영상(S)에 마이크로 모터 핸드피스(82)나 턱 모형(102)의 3차원 화상을 중첩 표시하지 않고, 실습을 계속한다.

또한, 인디케이터 표시(M)는, 도 21에 도시하는 바와 같이, 중앙의 원형 인디케이터(Mz), 좌측의 X방향 단면 인디테이터(Mx), 및 우측의 Y방향 단면 인디케이터(My), 원형 인디케이터(Mz)의 하측에 배치되고, 절삭 바(93)의 선단과, 매입홀(계획 매입홀(e))의 선단과의 깊이 방향의 오차 거리를 수치로 나타내는 수치 표시부(Mc)로 구성되어 있다.

X방향 단면 인디케이터(Mx), Y방향 단면 인디케이터(My)는 시술 부위, 즉 여기에서 삭공하는 매입홀을 지나는 종단면도이며, 매입홀의 중심축 방향을 Z방향으로 해서 Z방향과 직교하는 평면 방향에서의 X방향과 Y방향의 각각을 따른 방향의 단면도이다.

그리고, X방향 단면 인디케이터(Mx), Y방향 단면 인티케이터(My)에는, 각각 계획 매입홀(e)과, 매입홀을 삭공하기 위한 미리 설정한 절삭 바(93)의 삭공 방향을 나타내는 이상적인 중심 축 방향선(L)이 중첩 표시되어 있다. 또한, X방향 단면 인디케이터(Mx), Y방향 단면 인디케이터(My)에는, 삭공시의 절삭 바(93)의 3차원 위치를 마이크로 모터 핸드피스(82)의 적외선 마커(801)를 화상 인식한 위치 검출부(70)에 의해 검출하고, 절삭 바(93)의 3차원 화상을 중첩 표시한다. 또한, 매입홀의 중심축 방향이나 매입 깊이는, 미리 임플란트 시뮬레이션이나 X선 CT 화상을 이용하여 적절하게 설정해 둔다.

원형 인디케이터(Mz)는, 매입홀의 중심을 연직 방향에서 본 원형의 인디케이터이며, 좌우 방향을 X 방향, 상하 방향을 Y 방향으로 설정하고 있다.

원형 인디케이터(Mz)의 중심은 매입홀(계획 매입홀(e))의 중심 축과 일치하며, X방향과 Y방향의 기준선이 좌우 방향과 상하 방향에서 직교하는 십자 모양으로 설치되면서 동시에, 기준선에 대해서 교차하는 방향에서 등간격으로 배치된 보조선이 표시되어 있다.

십자 모양의 기준선의 교점, 즉 원형 인디케이터(Mz)의 중심에는, 매입홀(계획 매입홀(e))의 중심을 나타내는 중심점(Cp)이 표시되고, 그 근방에 삭공하는 절삭 바(93)의 기단부 부근의 평면 방향 위치를 나타내는 절삭기구 점(Dp)이 표시되어 있다.

그리고 또한, 원형 인디케이터(Mz)와 동심 상에 배치되고, 절삭 바(93)의 선단과, 매입홀(계획 매입홀(e))의 선단과의 깊이 방향의 오차 거리를 나타내는 원형의 선단 위치 표시 링(Tr)이 설치되어 있다. 선단 위치 표시 링(Tr)은, 그 직경에 의해, 즉 원형 링의 크기로 절삭 바(93)와 매입홀(계획 매입홀(e))의 선단과의 깊이 방향의 오차 거리를 나타내고 있고, 매입홀(계획 매입홀(e))의 선단과의 깊이 방향의 오차 거리가 가까워질수록 직경이 작아지도록 설정되어 있다. 따라서, 절삭 바(93)의 선단이 매입홀(계획 매입홀(e))의 선단에 도달하는, 즉 매입홀(계획 매입홀(e))의 삭공이 완료하면, 중심점(Cp)과 일치해서 표시되지 않게 된다.

또한, 도 21에 있어서, X방향 단면 인디케이터(Mx)에서 절삭 바(93)의 기단부 부근이 중심축 방향 선(L)에서 좌측으로 벗어나 있으면서 동시에, Y방향 단면 인디케이터(My)에서 절삭 바(93)의 기단부 부근이 중심축 방향 선(L)에서 우측으로 약간 어긋나 있기 때문에 원형 인디케이터(Mz)에 있어서 X방향 및 Y방향의 벗어남 양에 따라서 절삭기구 점(Dp)이 중심점(Cp)에서 벗어난 위치에 표시되어 있다.

이렇게 해서, 마이크로 모터 핸드피스(82), 턱 모형(102), 계획 매입홀(e)의 3차원 화상 혹은 인디케이터(M)가 중첩 표시된 3차원 시야 영상(S)을 보면서 실습자(P)는 계획 매입홀(e)에 맞게 턱 모형(102)의 소정 위치를 하악관에 이르지 않도록 삭공하고(스텝t16: No), 계획 매입홀(e)에 맞춘 삭공이 완료한다. 즉 매입홀이 형성되면(스텝t16: Yes), 화상 처리 제어부(11)는 3차원 정보 기억부(21)에 기억된 픽쳐의 3차원 화상을 생성해서 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시한다(스텝t17).

픽쳐의 장착이 완료하면, 이어서 어바트먼트의 3차원 화상을 생성해서 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하고(스텝t18), 어바트먼트 장착이 완료하면 스크류의 3차원 화상을 생성해서 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하고(스텝t19), 스크류의 장착이 완료하면 임플란트 의치의 3차원 화상을 생성해서 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하고(스텝t20), 임플란트 의치의 장착이 완료하면, 임플란트 치료의 실습은 완료한다.

이처럼, 치아 모형(103)에 대해서 진료 기구(80)를 작용시켜서 모의 진료하는 치과 진료 실습 장치(2)에, 치아 모형(103) 및 진료기구(80)에 관한 알려진 3차원 정보를 근거로 하는 3차원 화상 정보를 실습자(P)의 시야인 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하는 표시부(62)와, 치아 모형(103), 진료기구(80) 및 표시부(62)의 3 차원 위치 정보를 검출하는 위치 검출부(70)와, 위치 검출부(70)에 의해 검출된 3차원 위치 정보를 근거로 해서 모의 진료에 관한 항목을 선택하는 선택 조작 중첩 표시(C)에서 선택된 항목에 따른, 적어도 불가시 부분의 3차원 화상 정보를 표시부(62)에 중첩 표시하는 제어부(10)가 구비되어 있기 때문에 복잡화에 의해 높은 정밀도나 기술이 요구되는 진료 내용을 실습할 수 있다.

상술하면, 치아 모형(103) 및 진료기구(80)에 관한 알려진 3차원 정보를 근거로 하는 3차원 화상 정보를 실습자(P)의 시야인 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하는 표시부(62)와, 치아 모형(103), 진료기구(80) 및 표시부(62)의 3차원 위치 정보를 검출하는 위치 검출부(70)와, 위치 검출부(70)에 의해 검출된 3차원 위치 정보를 근거로 하여 선택 조작 중첩 표시(C)에서 선택한 항목에 따른, 적어도 불가시 부분의 3차원 화상 정보를 표시부(62)에 중첩 표시하는 제어부(10)가 구비되어 있기 때문에 치아 모형(103), 진료기구(80) 및 표시부(62) 모든 상대적인 3차원 위치 관계를 검출할 수 있고, 불가시 부분의 화상 표시를 실습자(P)의 시야에 적절하게 중첩 표시할 수 있다. 따라서, 불가시 부분이라도 마치 육안으로 보는 듯한 상황에서, 복잡화에 의해 높은 정밀도나 기술이 요구되는 진료 내용에 관해서 정확한 모의 진료를 실습할 수 있다.

또한, 치아 모형(103)의 알려진 3차원 정보에는, 치아 모형(103)의 내부의 3차원 정보가 포함되어 있기 때문에 복잡한 진료 내용이라도 더 정확하게 실습할 수있다.

상술하면, 치아 모형(103)의 알려진 3차원 정보에는 치아 모형(103)의 내부의 3차원 정보가 포함되어 있음으로써, 치과 모형 내부에서의 진료 상태를 마치 육안으로 본 것 같은 상태로 실습할 수 있으며, 복잡한 진료 내용이라도 더 정확하게 실습할 수 있다.

또한, 선택 조작 중첩 표시(C)로서, 모의 진료 내용을 선택하는 치료 내용 선택 중첩 표시(C6)와, 사용할 진료기구(80)를 선택하는 진료기구 선택 중첩 표시( C7)가 표시되고, 제어부(10)가 치료 내용 선택 중첩 표시(C6)에서 선택된 모의 진료 내용에 따른 치아 모형(103)의 알려진 3차원 정보를 중첩 표시하면서 동시에 진료기구 선택 중첩 표시(C7)에서 선택된 진료기구(80)의 알려진 3차원 정보를 중첩 표시하므로 원하는 진료 내용이나 미리 설정된 증상에 적합한 진료 내용을 하면서 동시에 선택한 진료 내용에 적합한 진료기구(80)를 선택해서, 선택한 모의 진료 내용에 따른 치아 모형(103)과, 선택한 진료기구(80)의 알려진 3차원 정보를 중첩 표시하면서 복잡한 진료 내용의 실습을 더 정확하게 할 수 있다.

또한, 환자에 관한 설정 정보가 미리 설치된 복수의 환자 선택 표시(C21) 중에서 어느 것을 선택하는 환자 선택 중첩 표시(C2)와, 환자 선택 표시(C21)에 설치된 설정 정보 중 모의 진료에 관한 설정 정보인 환자 정보 선택 표시(C31)를 선택하는 환자 정보 선택 중첩 표시(C3)가 표시되고, 제어부(10)가 환자 정보 선택 표시(C31)에서 선택된 정보를 중첩 표시하기 위해 선택한 모의 환자에 관한 설정 정보를 선택해서 확인함으로써 설정 정보를 토대로 하여 모의 환자에 설정된 진료 내용을 판단할 수 있어서 임상에 가까운 실습을 할 수 있다.

또한, 제어부(10)는, 모의 진료 중의 치아 모형(103)에 대한 진료기구(80)의 작용 상태의 화상으로서 근관 절삭 상황 화상 표시(D)를 표시부(62)에 중첩 표시하기 위해 육안으로 확인하기 어려운 곳에서의 모의 진료이며, 마치 작용 상태를 육안으로 보면서 모의 진료를 할 수 있어서 보다 복잡한 모의 진료 내용에 관해서 정확하게 모의 진료를 실습할 수 있다.

또한, 미리 설정되고, 절삭 바(93)로 절삭하는 치아 모형(103)에서의 중심점 (Cp)에 대한 절삭 바(93)의 선단의 상대 위치를 인디케이터 표시(M)에 중첩 표시하므로, 눈으로 볼 수 없는 부분인 중심점(Cp)에 대한 절삭 바(93)의 위치를 육안으로 정확하게 파악할 수 있으며, 예를 들면, 절삭 과다 등의 문제 발생을 방지하고 더 정확하게 모의 진료를 실습할 수 있다.

이처럼 치과 진료 실습 장치(2)와, 구강(101) 내에 치아 모형(103)이 교환 가능하게 식립된 모의 환자체(100)로 구성된 치과 진료 실습 시스템(1)은, 치아 모형 단체나 치아 모형이 식립된 턱 모형에 대한 실습에 비해 현장감 있는 진료 실습을 할 수 있다. 또한, 치아 모형(103)을 교체할 수 있어서 실제의 진료기구(80)에서 치아 모형(103)을 절삭할 수 있으며, 예를 들어, 가상 화상만으로 행하는 모의 진료하는 실습에 비해 더 현장감 있는 실습을 반복할 수 있다.

본 발명의 구성과, 상술한 실시 형태의 대응에 있어서, 구강은 구강(101)에 대응하고,

이와 마찬가지로,

치과 모형은 치아 모형(103)에 대응하고,

진료기구는 진료기구(80)에 대응하고,

표시부는 표시부(62)(투과형 표시부(62a))에 대응하고,

3차원 위치 검출부는 위치 검출부(70)에 대응하고,

선택부는 선택 조작 중첩 표시(C)에 대응하고,

화상 정보는 3차원 화상 정보에 대응하고,

표시 제어부는 제어부(10)에 대응하고,

진료 선택부는 치료 내용 선택 중첩 표시(C6)에 대응하고,

기구 선택부는 진료기구 선택 중첩 표시(C7)에 대응하고,

환자 선택부는 환자 선택 중첩 표시(C2)에 대응하고,

진료 정보 선택부는 환자 정보 선택 중첩 표시(C3)에 대응하고,

상태 표시 화상은 근관 절삭 상황 화상 표시(D) 또는 인디케이터 표시(M)에 대응하고,

절삭기구는 파일(92)에 대응하고,

절삭 도달점은 중심점(Cp)에 대응하는데, 본 발명은, 상술한 실시 형태의 구성에만 한정되는 것이 아니고, 많은 실시의 형태를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 설명에서는, 예를 들면, 도 9에 도시하는 Menu 중첩 표시(C1)에 있어서는, 복수의 Menu 항목(C11)을 원형상으로 배치해서 실습자(P)의 제스처 조작으로 Menu 항목(C11)을 회전시켜서 선택하도록 구성되어 있었지만, 각종의 선택 조작을 하기 위한 선택 조작 중첩 표시(C)의 표시 방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 22에 도시하는 바와 같이, 선택 조작 중첩 표시(C)를 복수의 선택 항목 중첩 표시(C8)로서 복수의 선택 항목(C81)을 3차원적인 평면 상에 병렬 배치해서 3차원 시야 영상(S)에 중첩 표시하고, 실습자(P)의 제스처 조작에 의해 원하는 선택 항목(C81)을 이동시키고, 그리고 손으로 쥐고 앞쪽으로 이동시키는 립모션(등록상표)이라는 제스처 제어 방법이 사용되므로 그 제어 방법을 사용해서 실습자(P)의 제스처 조작에 의해 선택 조작하도록 구성해도 좋다.

또한, 머리부 모형인 모의 환자체(100)의 구강(101)에 턱 모형(102)을 통해서 치아 모형(103)을 장착하였는데, 전신 모형의 가상 화상을 중첩 표시한 모의 환자체(100)를 구성해서 모의 진료로 실습해도 좋다. 또한, 모의 환자체(100)가 비치는 3차원 시야 영상(S)에 턱 모형(102)이나 치아 모형(103), 혹은 진료기구(80)의 3차원 화상을 중첩 표시시켰는데, 도 23에 도시하는 바와 같이 모의 환자체(100) 자체의 3차원 화상 정보를 3차원 정보 기억부(21)에 기억시켜 두고, 환자 선택 중첩 표시(C2)에서 선택한 환자의 외모에 맞춘 모의 환자체(100)의 3차원 화상을 3차원 시야 영상(S)에 비치는 모의 환자체(100)에 맞게 중첩 표시하도록 구성해도 좋다. 이에 따라, 더 리얼리티가 있는 실습을 할 수 있다.

상술의 설명에서는, 진료기구 선택 중첩 표시(C7)의 진료기구 선택 표시(C71)를 선택함으로써 사용할 진료기구(80)를 선택했지만, 진료기구 선택 중첩 표시(C7)에서의 선택을 하지 않고, 홀더에 배치된 복수의 진료기구(80) 중에서 사용할 진료기구(80)를 꺼냄으로써, 꺼내진 진료기구(80)를 검출해서, 사용할 진료기구(80)의 선택 조작으로 해도 좋다.

또한, 상술의 설명에서는, 근관 치료와 임플란트 치료의 모의 실습에 관해서설명했지만, 이에 한정되지 않고, 치주 질환 치료, 우식 치료, 지대치(支臺齒) 형성, 스케일링, 플랩 수술 등의 치과 진료에서의 시술이면 되고, 또한 치과 의료에서의 치료뿐만 아니라 예방 진료 등 이어도 좋다.

또한, 상술의 설명에서는, 실습자(P)가 HMD(60)를 장착하고, HMD(60)의 적외선 마커(65)에 의해 위치 검출부(70)에서 HMD(60)의 3차원 위치를 검출했지만, HMD(60) 대신에 상술한 바와 같이 도 7(b)에 도시하는 바와 같은 HUD(60a)를 이용해도 좋다.

HUD(60a)는, 스테레오 카메라(61a)를 구비하면서 동시에 투과 가능한 투과형 표시부(62a)와 고정 밴드(64)로 구성된 안경 형태의 외관이며, 안경 부분에 투과형 표시부(62a)가 설치되어 있고, 투과형 표시부(62a)에서 실제의 시술 부위를 시인하며, 또한 투과형 표시부(62a)에 표시된 중첩 화상을 시인하게 된다.

또한, 도 7(b)에 있어서, HUD(60a)에는 적외선 마커(65)를 도시하고 있지 않지만, 적외선 마커(65)를 구비해서 위치 검출부(70)에서 3차원 위치를 검출해도 좋지만, 화상 인식에 의해 3차원 위치를 검출하는 화상 인식 위치 검출부를 사용해도 좋다. 또한, 고정 밴드(64)를 설치하지 않고 안경의 템플(귀걸이부)로 머리부에 고정하는 타입도 좋다.

1; 치과 진료 실습 시스템
2; 치과 진료 실습 장치
10; 제어부
62; 표시부
62a; 투과형 표시부
80; 진료기구
91; 절삭 공구
92; 파일
93; 절삭 바
101; 구강
103; 치아 모형
C; 선택 조작 중첩 표시
C2; 환자 선택 중첩 표시
C3; 환자 정보 선택 중첩 표시
C6; 치료 내용 선택 중첩 표시
C7; 진료기구 선택 중첩 표시
Cp; 중심점
D; 근관 절삭 상황 화상 표시
M; 인디케이터 표시

Claims (7)

1. 치과 모형에 대해서 진료기구를 작용시켜서 모의 진료하는 치과 진료 실습 장치에 있어서,
   상기 치과 모형 및 상기 진료기구에 관한 알려진 3차원 정보에 근거한 화상정보를 실습자의 시야에 중첩 표시하는 표시부와,
   상기 치과 모형, 상기 진료기구 및 상기 표시부의 3차원 위치 정보를 검출하는 3차원 위치 검출부와,
   상기 모의 진료에 관한 항목을 선택하는 선택부와,
   상기 3차원 위치 검출부에 의해 검출된 3차원 위치 정보에 근거하여, 상기 선택부에서 선택된 항목에 따른, 적어도 불가시(不可視) 부분의 상기 화상 정보를 상기 표시부에 중첩 표시하는 표시 제어부가 구비되며,
   상기 선택부는,
   사용할 상기 진료기구를 선택하는 기구 선택부가 구비되고,
   상기 표시 제어부가,
   상기 기구 선택부에서 선택된 상기 진료기구의 취출(꺼냄)이 검출되고, 상기 위치 검출부가 꺼낸 상기 진료기구의 3차원 위치를 검출하여, 상기 진료기구의 상기 알려진 3차원 정보를 중첩 표시하면서 동시에, 상기 모의 진료중에서의 상기 치과 모형에 대한 상기 진료기구의 작용 상태를 상기 표시부에 중첩 표시하고,
   상기 진료 기구가 상기 치과 모형을 절삭하는 절삭기구이며,
   상기 진료 기구의 작용상태를 상기 표시부에 중첩 표시하는 상태 표시 화상이,
   미리 설정된, 상기 절삭기구로 절삭하는 상기 치과 모형에서의 절삭 도달점에 대한 상기 절삭기구의 선단의 상대위치를 표시하고,
   상기 상태 표시 화상은,
   상기 치과 모형에 형성하는 매입홀의 중심을 연직방향에서 본 제1 방향과 제2 방향의 기준선이 십자모양으로 설치되고, 상기 매입홀의 중심인 십자모양의 교점에 중심을 맞춘 원형의 원형 인디케이터이고,
   그 원형 인디케이터에는, 상기 절삭기구의 기단부 부근의 평면 방향 위치를 나타내는 절삭기구 점과,
   상기 원형 인디케이터와 동심상에 배치되고, 상기 절삭기구의 선단과, 상기 매입홀의 선단과의 깊이 방향의 오차 거리를 나타내는 원형의 선단 위치 표시 링을 표시하는
   치과 진료 실습 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 치과 모형의 상기 알려진 3차원 정보에는 치과 모형 내부의 3차원 정보가 포함되어 있는 치과 진료 실습 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 선택부는,
   모의 진료 내용을 선택하는 진료 선택부가 더 구비되고,
   상기 표시 제어부가,
   상기 진료 선택부에서 선택된 모의 진료 내용에 따른 상기 치과 모형의 상기 알려진 3차원 정보를 중첩 표시하는 치과 진료 실습 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 선택부는,
   모의 환자에 관한 설정 진료 정보가 미리 설치된 복수의 모의 환자 정보 중에서 어느 것을 선택하는 환자 선택부와,
   상기 환자 선택부에서 선택된 상기 모의 환자 정보에 설치된 상기 설정 진료 정보 중 상기 모의 진료에 관한 설정 진료 정보를 선택하는 설정 진료 정보 선택 부가 구비되고,
   상기 표시 제어부가,
   상기 설정 진료 정보 선택부에서 선택된 상기 설정 진료 정보를 중첩 표시하는 치과 진료 실습 장치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 치과 진료 실습 장치와,
   적어도 머리부를 가지면서 동시에 구강 내에 상기 치과 모형이 교체 가능하게 식립(植立)된 모의(模擬) 환자체로 구성된 치과 진료 실습 시스템.
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