KR102435930B1 - 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법 - Google Patents

Abstract

치아수복 신뢰도가 개선되도록, 본 발명은 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보를 포함하는 스캐닝이미지가 치조골정보를 포함하는 CT이미지와 기설정된 교합평면을 기준으로 중첩되어 정합되는 제1단계; 상기 교합평면으로부터 기설정된 수직고경에 대응하여 이격된 제1기준면에 각 상단부가 정렬되도록 디지털라이브러리로부터 선택 추출된 복수개의 가상 임플란트가 치열궁을 따라 가상 배치되는 제2단계; 상기 디지털라이브러리에 해부학적 치열에 대응하는 반원기둥 형상으로 규격화되어 복수개로 저장된 소거모델 중 상기 수복대상잇몸부와 매칭되는 하나의 소거모델이 추출되는 제3단계; 추출된 상기 소거모델의 일면이 상기 교합평면과 매칭되고 타면이 상기 제1기준면과 매칭되도록 가상 배치되되 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보와 상기 소거모델의 중첩부분이 소거되어 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보 상면측이 가상 평탄면으로 스왑 보정되는 제4단계; 및 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보 및 상기 가상 평탄면을 기반으로 치조골 평탄화 및 임플란트 식립을 위한 기구를 가이드하는 평탄화 가이드 및 서지컬 가이드와, 치아수복물의 설계정보가 설정되는 제5단계를 포함하는 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법을 제공한다.

Description

치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법{image data processing method for implanting of dental restoration}

본 발명은 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치아수복 신뢰도가 개선되는 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로, 틀니(denture) 또는 보철(dental prosthesis)은 결손된 자연치아를 대체하여 외형과 기능을 인공적으로 회복시켜주는 치아수복물(dental restoration)이다. 이때, 상기 틀니 또는 보철은 구강 내부에 설치되어 저작기능을 회복시키고 치주조직의 변형을 방지할 수 있으며, 결손된 치아의 개수에 따라 부분/완전틀니, 부분/완전보철로 구분될 수 있다.

한편, 상기 틀니는 내면측 형합홈에 치과용 접착제가 도포되어 잇몸의 표면에 접착되어 설치된다. 이로 인해, 잇몸에 직접적인 교합압력이 가해지므로 인해 이물감 및 통증을 유발하는 문제점이 있었다. 반면, 상기 보철은 치조골에 식립되는 픽스츄어에 고정되어 교합압력으로 인한 잇몸의 이물감 및 통증이 감소된다. 그러나, 상기 보철이 실질적으로 영구 고정되어 관리가 어려운 문제점이 있었다. 이에, 상기 틀니와 상기 보철의 단점을 보완해주는 오버덴쳐가 개시되고 있다.

상세히, 상기 오버덴쳐는 상기 보철처럼 치조골에 식립되는 픽스츄어에 고정되면서도 상기 틀니처럼 구강으로부터 탈부착 가능하므로 세척 등의 관리가 용이하다. 이때, 상기 오버덴쳐에는 상기 픽스츄어에 고정되는 어버트먼트와 선택적으로 결합되는 결합수단이 포함된다.

여기서, 종래의 결합수단은 상기 치조골의 치열궁을 따라 복수개로 이격되어 식립 및 고정되는 식립물에 개별 매칭되는 볼타입으로 구비되거나, 상기 식립물을 경유하는 바타입으로 구비된다. 이때, 상기 식립물이라 함은 픽스츄어 및 어태치먼트/어버트먼트를 포괄하는 것으로 이해함이 바람직하다.

이때, 볼타입의 결합수단은 각 상기 픽스츄어에 체결되는 어태치먼트의 상단부가 상기 오버덴쳐의 내면에 형성된 고정부에 개별 결합되는 구조이며, 따라서 각 어태치먼트와 각 고정부 간의 위치 정밀성이 요구된다. 즉, 상기 결합수단 중 어느 하나라도 정확한 위치에 정렬되지 못하면 상기 오버덴쳐가 정확하게 설치되는 못하는 문제점이 있었다.

그리고, 바타입의 결합수단은 각 상기 픽스츄어에 체결되는 어버트먼트를 따라 고정바가 경유되어 고정되며, 상기 틀니의 내면에 상기 어버트먼트의 상단부 및 상기 고정바가 삽입되는 결합홈이 형성된다. 따라서, 상기 볼타입의 결합수단보다 상기 바타입의 결합수단이 상기 오버덴쳐를 구강에 장착하기 용이한 이점이 있다.

이때, 상기 고정바는 상기 치조골에 기식립된 복수개의 상기 식립물을 경유하도록 상기 식립물의 식립위치에 대응하여 절곡되어 구비되되, 절곡 후 저작압력 등의 외력에 의한 변형이 최소화될 수 있는 강성의 금속재질로 구비된다. 따라서, 상기 고정바가 각 상기 식립물에 견고하게 고정되기 위해 각 상기 식립물의 식립높이가 일정하게 정렬되어야 하며, 이를 위해 치조골의 평탄화작업이 요구된다. 더욱이, 치아수복이 요구되는 피시술자마다 수직고경이 상이한데, 이러한 수직고경에 대응하여 치조골의 절삭량이 결정된다.

그러나, 종래에는 시술자가 경험치를 토대로 치조골을 절삭/평탄화하였으며, 이로 인해 절삭량이 너무 많거나 혹은 적은 경우 대합치아와 오버덴쳐 간의 교합이 바람직하지 못하여 불편감이 가중되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 치조골의 평탄화된 외면이 상기 픽스츄어가 식립되는 높이에 대응하여 정밀하게 형성되지 못하여 상기 고정바를 견고하게 고정하지 못하는 문제점이 있었다.

한편, 종래에는 상기 식립물의 식립위치 및 상기 오버덴쳐의 설계를 포함하는 전반적인 치아수복 계획이 피시술자의 치조골 외면 및 밀도 등과 같은 정보를 포함하는 CT이미지를 기반으로 설계된다.

이때, CT이미지의 경우 치조골에 대한 정보는 획득이 용이하나 연조직인 잇몸에 대한 정보를 획득하기 어렵다. 또한, CT이미지 데이터를 실제 오버덴쳐 및 임플란팅을 가이드하는 각 장치의 설계에 사용하기 어려운 문제점이 있었다. 즉, 상기 CT이미지를 상기 오버덴쳐 및 각종 가이드장치를 3차원 프린팅하거나 밀링하기 용이한 STL파일로 변환시 과도한 시간이 소요된다. 또한, 각종 가이드장치의 제조시간 및 제조된 각종 가이드장치를 이용한 일련의 임플란팅 과정, 즉 치조골 절삭 및 픽스츄어 식립 등과 같은 과정에 장시간이 소요되면서 치아수복의 전반적인 기간이 증가하여 불편함이 가중되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-1694475호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 치아수복 신뢰도가 개선되는 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보를 포함하는 스캐닝이미지가 치조골정보를 포함하는 CT이미지와 기설정된 교합평면을 기준으로 중첩되어 정합되는 제1단계; 상기 교합평면으로부터 기설정된 수직고경에 대응하여 이격된 제1기준면에 각 상단부가 정렬되도록 디지털라이브러리로부터 선택 추출된 복수개의 가상 임플란트가 치열궁을 따라 가상 배치되는 제2단계; 상기 디지털라이브러리에 해부학적 치열에 대응하는 반원기둥 형상으로 규격화되어 복수개로 저장된 소거모델 중 상기 수복대상잇몸부와 매칭되는 하나의 소거모델이 추출되는 제3단계; 추출된 상기 소거모델의 일면이 상기 교합평면과 매칭되고 타면이 상기 제1기준면과 매칭되도록 가상 배치되되 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보와 상기 소거모델의 중첩부분이 소거되어 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보 상면측이 가상 평탄면으로 스왑 보정되는 제4단계; 및 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보 및 상기 가상 평탄면을 기반으로 치조골 평탄화 및 임플란트 식립을 위한 기구를 가이드하는 평탄화 가이드 및 서지컬 가이드와, 치아수복물의 설계정보가 설정되는 제5단계를 포함하는 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법을 제공한다.

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 구강의 횡단면이 표시되는 CT이미지를 기반으로 식립정보가 정확하게 설정되되 실제 설계를 위한 이미지데이터는 표면정보(surface data)인 스캐닝이미지 및 가상 데이터를 기반으로 하여 임플란팅 가이드장치의 3차원 프린팅이 가능한 STL파일로 전환이 용이하므로 이미지조작 및 설계공정이 현저히 단축될 수 있다.

둘째, 환자의 교합평면 및 수직고경이 고려된 가상 임플란트 및 가상 슬리브장치의 위치가 먼저 고려된 후 가상평탄면이 설정됨에 따라 대합치와의 교합정밀성이 향상된 치아수복물 및 그의 임플란팅을 정확하게 가이드하는 임플란팅 가이드장치의 설계정보에 대한 정밀성이 현저히 향상될 수 있다.

셋째, 치조골의 평탄 및 절삭시 기준이 되는 가상평탄면 위치가 서지컬 가이드을 장착시 치조골과의 간섭에 대한 여유간격이 고려되어 보정 설정됨에 따라 실제 서지컬 가이드가 임플란트를 기설정된 식립정보에 대응하여 가이드하도록 설계되므로 임플란팅 정밀성이 더욱 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법에 대한 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 설정된 3차원 플래닝이미지를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 가상 슬리브장치가 가상 배치되는 과정을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 가상 평탄면이 설정되는 과정을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 설정되는 임플란팅 가이드장치의 설계정보를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 가상 평탄면이 설정되는 과정의 변형예를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법을 상세히 설명한다.

한편, 임플란팅이라 함은 치조골에 임플란트(이하, 픽스츄어)를 식립하는 것 뿐만 아니라 최종 치아수복물의 제조 및 식립된 상기 픽스츄어의 상측에 장착하기 위한 일련의 과정을 포괄하는 의미로 이해함이 바람직하다. 이때, 본 발명의 이미지 데이터 처리방법으로 설계 및 제조되는 치아수복물은 홀더 어버트먼트와 고정바를 포함하여 상기 픽스츄어의 상측에 고정되는 홀더장치를 통해 구강으로부터 분리 가능하능하게 장착되는 오버덴쳐인 것으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 이하에서 설명될 수복대상잇몸부는 상기 오버덴쳐를 통한 치아수복이 요구되는 치악으로 이해함이 바람직하며, 본 발명에서는 구치가 잔존하는 하악으로 설명 및 도시한다. 또한, 이하에서 설명될 대합악궁 또는 대합측은 상기 수복대상잇몸부와 교합되는 치악으로 이해함이 바람직하며, 본 발명에서는 유치악인 상악으로 설명 및 도시한다. 물론, 경우에 따라 본 발명은 상악 및/또는 하악이 무치악이나 부분무치악일 수 있으며, 상악 및/또는 하악이 유치악이되 발치 후 수복이 요구되는 경우의 오버덴쳐 설계과정에도 동일하게 적용될 수 있다.

이하에서 설명될 임플란팅 가이드장치는 평탄화 가이드와 서지컬 가이드를 포함하는 것으로 이해함이 바람직하다. 상기 평탄화 가이드는 상기 오버덴쳐와 상기 대합치 간의 수직고경, 상기 오버덴쳐가 장착되는 상기 홀더장치의 높이가 고려된 상기 픽스츄어의 식립높이에 맞게 상기 치조골의 상단부를 절삭 및 평탄화하도록 가이드하는 장치로 이해함이 바람직하다. 그리고, 상기 서지컬 가이드는 절삭 및 평탄화 된 상기 치조골에 상기 픽스츄어가 정확한 식립위치 및 방향으로 식립되도록 가이드하는 장치로 이해함이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법에 대한 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 설정된 3차원 플래닝이미지를 나타낸 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법은 스캐닝이미지 및 CT이미지 정합(s110), 가상 임플란트 가상 배치(s120), 소거모델 추출(s130), 가상 평탄면 스왑 보정(s140) 및 임플란팅 가이드장치와 치아수복물의 설계정보 설정(s150)과 같은 일련의 단계를 포함한다.

도 2를 참조하면, 상기 3차원 플래닝이미지(M)는 적어도 일측이 수복대상잇몸부인 상하악의 3차원 외형정보를 포함하여 획득된 스캐닝이미지를 포함한다.

상세히, 상기 스캐닝이미지는 구강 또는 인상모형의 표면을 스캐닝하여 획득됨이 바람직하다. 상기 스캐닝이미지는 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보를 포함하는 수복대상잇몸부 이미지(m2)와 대합측의 3차원 외형정보를 포함하는 대합측 이미지(m3)를 포함하며, 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)와 상기 대합측 이미지(m3)가 각각 획득되되 기설정된 교합평면(op)을 기준으로 가상 교합 정렬될 수 있다. 이를 통해, 상하악 이미지가 환자의 수직고경에 대응하여 가상 배치될 수 있다. 그리고, CT이미지(m1)는 환자의 두부를 CT촬상장치를 이용하여 획득되며, 잇몸조직에 의해 가려진 내부조직정보를 포함한다.

상기 스캐닝이미지와 상기 CT이미지(m1)는 상호 공통되는 부분을 기준으로 정합되며, 이를 통해 상기 3차원 플래닝이미지(M)가 생성될 수 있다. 여기서, 상호 공통되는 부분이라 함은 잔존치아의 외면 또는 치간과 같이 잇몸조직에 가려지지 않으면서도 유동이 최소화되는 견조직의 외면일 수 있다.

또는, 적어도 일측이 무치악인 경우 레퍼런스 마커를 부착한 후 상기 스캐닝이미지와 상기 CT이미지(m1)를 획득하고, 각 이미지의 동일한 부분에 표시되는 레퍼런스 마커 이미지를 공통되는 부분으로 설정하여 정합할 수 있다. 이때, 상기 치조골의 삭제높이를 고려하여 상기 레퍼런스 마커는 상기 치조골의 상단부와 최대한 이격되는 하부측에 부착됨이 바람직하다.

따라서, 상기 3차원 플래닝이미지(M)는 상기 스캐닝이미지에 포함된 상기 수복대상잇몸부 및 상기 대합측의 3차원 외형정보, 상기 CT이미지(m1)에 포함된 상하악측 치조골 및 잔존치, 하치조신경(K)과 같은 내부조직정보가 동시에 표시될 수 있다. 이때, 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2), 상기 대합측 이미지(m3) 및 상기 CT이미지(m1)는 상기 공통부분을 기준으로 정합되어 중첩 표시되되 각 이미지를 개별 수정 가능하며, 각 이미지가 선택적으로 표시되거나 점멸되도록 조작될 수 있다.

상기 교합평면(op)으로부터 기설정된 수직고경에 대응하여 이격된 제1기준면(L1)이 설정된다. 그리고, 치아수복 설계를 위한 이미지데이터들의 저장소인 디지털라이브러리에 기저장된 가상 임플란트(mf)가 선택 추출되어 치열궁을 따라 가상 배치된다.

상세히, 상기 디지털라이브러리는 상기 스캐닝이미지, 상기 CT이미지(m1)가 로딩되어 표시되고 상기 3차원 플래닝이미지(M)의 생성 및 각 설계정보가 설정되는 플래닝부와 유무선통신으로 연결된다. 즉, 스캐너 또는 CT촬상장치를 통해 획득된 이미지데이터와 상기 디지털라이브러리에 저장된 이미지데이터가 상기 플래닝부로 로딩되어 치아수복의 전반적인 계획이 수립되며, 각 임플란팅 가이드장치 및 상기 오버덴쳐의 설계정보가 획득될 수 있다.

더욱이, 상기 가상 임플란트(mf)는 각 상단부 위치가 상기 제1기준면(L2)에 매칭되도록 가상 정렬되되 기설정된 식립정보(A)에 대응하는 위치에 가상 배치됨이 바람직하다. 상기 식립정보(A)는 적어도 하나 이상 복수개로 설정됨이 바람직하며, 최종 치아수복물이 안정적으로 장착 지지되도록 전치측 4개소 또는, 전치측 2개소 및 구치측 2개소로 설정됨이 바람직하다. 이러한 식립정보(A)는 상기 CT이미지(m1)에 포함된 치조골정보를 기반으로 설정됨이 바람직하다.

더불어, 상기 수직고경에 대응하여 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)에 가상치아(m61)가 가상 배치될 수 있다. 상기 가상치아(m61)는 상기 오버덴쳐의 인공치아부에 대한 3차원 외형정보이며, 성별 및 연령별 해부학적 편차를 고려하여 산출된 각 치아의 평균값을 기반으로 표준화된 3차원 벡터데이터로 설정됨이 바람직하다. 상기 가상치아(m61)는 성별 및 연령별 해부학적 편차를 고려하여 산출된 각 치아의 평균값을 기반으로 표준화된 3차원 벡터데이터로 설정됨이 바람직하다. 또한, 상기 가상치아(m61)는 단일 사이즈로 표준화되어 기저장되거나 대/중/소로 구분되어 기저장될 수도 있다. 더불어, 각 치아에 대응되는 각 인공치에 대한 3차원 외형정보가 개별 설정되되 상기 치열궁을 따라 세트화되어 저장됨이 바람직하다. 즉, 상기 가상치아(m61)는 상하악 중 어느 악궁에 대한 복수개의 치아이미지가 상기 치열궁을 따라 배열된 상태로 동시에 선택되어 상기 3차원 플래닝이미지(M)에 가상 배치될 수 있다. 이때, 상기 가상치아(m61)는 각 치아이미지 중 불필요한 치아이미지가 선택적으로 삭제되도록 조작될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 가상 슬리브장치가 가상 배치되는 과정을 나타낸 예시도이다. 이때, 상기 가상 슬리브장치라 함은 후술되는 가상 식립안내슬리브와 가상 고정안내슬리브를 포괄하는 것으로 이해함이 바람직하다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 CT이미지(m1)에 포함된 상기 치조골정보를 기반으로 상기 디지털라이브러리로부터 선택된 가상 임플란트(mf)가 상기 식립정보(A)에 대응하여 가상 배치된다. 그리고, 상기 가상 임플란트(mf)의 상단부 상측으로 이격되어 동심으로 가상 배치되는 상기 가상 식립안내슬리브(m51)가 상기 스캐닝이미지에 중첩되어 통합 저장된다.

상기 가상 임플란트(mf)는 실물의 픽스츄어에 대한 3차원 외형정보로 이해함이 바람직하다. 그리고, 상기 가상 식립안내슬리브(m51)는 후술되는 서지컬 가이드(50)에 결합되어 실제 픽스츄어의 식립을 가이드하는 가이드 슬리브의 3차원 외형정보이며, 상기 디지털라이브러리에 상기 가상 임플란트(mf)와 세트로 기저장될 수 있다. 상기 가상 식립안내슬리브(m51)는 상기 가상 임플란트의 규격에 따라 오프셋(offset) 거리(도 6의 w3)가 설정됨이 바람직하다. 여기서, 오프셋 거리(도 6의 w3)가 함은 상기 픽스츄어의 상단과 상기 가이드 슬리브 상단 사이의 이격된 거리로 이해함이 바람직하다. 상기 오프셋 거리(도 6의 w3)는 인접한 잔존치 또는 상기 가상 식립안내슬리브(m51)와의 간섭을 고려하여 설정된다.

이때, 상기 가상 식립안내슬리브(m51)는 상기 서지컬 가이드에 포함된 결합부의 3차원 외형정보인 가상 결합부(m50a)와 세트로 설정됨이 바람직하다. 상기 가상 결합부(m50a)는 상기 가상 식립안내슬리브(m51)가 가상 결합되는 가상 결합홀(m53)을 포함한다. 상기 가상 결합홀(m53)은 실물의 가이드 슬리브가 결합되는 결합홀 및 상기 결합홀 내에 상기 가이드 슬리브의 돌기가 회전 결합되는 결속홈에 대한 3차원 외형정보를 포함한다.

더불어, 상기 식립정보(A) 및 하치조신경(K) 등을 고려하여 설정되는 앵커핀정보(D)에 대응하여 상기 가상 고정안내슬리브(m55)가 가상 배치된다. 상기 가상 고정안내슬리브(m55)는 상기 가상 식립안내슬리브(m51)와 함께 상기 스캐닝이미지, 바람직하게 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)에 통합 저장됨이 바람직하다. 이때, 상기 가상 고정안내슬리브(m55)는 상기 가상 식립안내슬리브(m51)와 크기 및 위치 외의 실질적인 구성은 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기 가상 식립안내슬리브(m51)와 상기 가상 고정안내슬리브(m55)는 상기 스캐닝이미지에 중첩되어 통합 저장된 후 일련의 과정을 통해 후술되는 임플란팅 가이드장치의 설계정보로 활용될 수 있다. 이때, 상기 가상 식립안내슬리브(m51)와 상기 가상 고정안내슬리브(m55)가 상기 가상 결합부(m50a)와 세트화되어 기저장되므로 상기 서지컬 가이드(50)의 설계과정이 신속하면서도 단순화되므로 제조편의성이 현저히 향상될 수 있다.

여기서, 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)에 기설정된 임시삭제라인(m2a)의 내측 이미지를 삭제 보정하는 과정이 더 포함될 수 있다. 예컨대, 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)에 다량의 잔존치아 형상이 포함되거나 상기 가상 슬리브장치가 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)에 의해 과도하게 가려지는 경우 이러한 이미지 삭제 보정이 수행될 수 있다. 이를 통해, 상기 가상 식립안내슬리브(m51)와 상기 가상 고정안내슬리브(m55)가 상기 스캐닝이미지에 중첩된 상태가 가시적으로 명확하게 인지되도록 표시될 수 있으므로 설계편의성이 더욱 향상될 수 있다.

이처럼 본 발명은 구강의 횡단면 이미지가 전체적으로 표시되는 상기 CT이미지(m1)를 기반으로 상기 식립정보(A)가 정확하게 설정되면서도 실질적으로 설계에 필요한 이미지데이터는 각 대상의 표면정보(surface data)만을 포함하는 상기 스캐닝이미지 및 가상 데이터를 기반으로 설정된다. 즉, 이에 따라, 후술되는 상기 임플란팅 가이드장치 등을 신속하게 3차원 프린팅하여 제조할 수 있는 STL파일로의 전환이 용이하며 전반적인 설계 및 제조공정이 신속하게 진행될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 가상 평탄면이 설정되는 과정을 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 설정되는 임플란팅 가이드장치의 설계정보를 나타낸 예시도이다. 이때, 이하에서 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보는 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)와 동일한 의미로 이해함이 바람직하며, 동일한 번호로 설명 및 도시한다.

도 4를 참조하면, 상기 디지털라이브러리로부터 상기 수복대상잇몸부와 매칭되는 하나의 소거모델(m30)이 추출된다. 상기 소거모델(m30)은 해부학적 치열에 대응하는 반원기둥 형상으로 규격화되어 상기 디지털라이브러리에 기저장된다. 이때, 상기 소거모델(m30)의 라운드진 부분이 구강의 근심면(mesial)에 대응되며 수직면측이 구강의 원심면(distal)에 대응된다.

상기 소거모델(m30)은 상기 교합평면(op)과 매칭되는 수평기준면(m31)이 중앙부를 가로지르거나 타면(도면에서의 상면)에 설정될 수 있다. 예컨대, 상하악의 치아수복이 동시에 진행되면 상기 수평기준면(m31)이 상기 소거모델(m30)의 중심을 따라 설정되며, 상하악 중 일측의 치아수복이 진행되면 상기 수평기준면(m31)이 상기 소거모델(m30)의 타면에 설정될 수 있다. 그리고, 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2) 측에 대응하는 적어도 일면(m33)이 상기 가상 임플란트의 상단부에 대응하는 제1기준면(L1)으로부터 기설정된 여유간격(w1)으로 하향 이격된 제2기준면(L2)과 대응되도록 가상 조절된다. 상기 수평기준면(m31)과 상기 일면(m33) 사이 간격(h)은 환자의 수직고경과 치아수복계획이 고려되어 가상 조절될 수 있다.

상기 디지털라이브러리로부터 추출된 상기 소거모델(m30)의 타면, 즉 상기 수평기준면(m31)이 상기 교합평면(op)과 매칭되고 상기 일면(m33)이 상기 제1기준면(L1)과 매칭되도록 가상 배치된다. 이때, 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)와 상기 소거모델(m30)의 중첩부분이 소거되어 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)의 상단부가 상기 가상 평탄면(E)으로 스왑 보정된다. 이러한 가상 평탄면(E)은 후술되는 상기 평탄화 가이드의 설계정보로 활용되며, 이를 통해 상기 치조골의 상단부의 골삭제 높이가 상기 환자의 수직고경 및 이를 기반으로 설계되는 상기 오버덴쳐에 대응하여 설정될 수 있다.

한편, 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m50)를 기반으로 제조되는 실물의 서지컬 가이드와 평탄화된 상기 치조골의 외면 사이가 기설정된 여유간격(w1)으로 이격되도록, 상기 소거모델(m30)의 타면(m33)이 상기 제1기준면(L1)으로부터 하향 이격된 제2기준면(L2)과 대응하여 가상 조절된다. 이를 통해, 상기 가상 평탄면(E)이 상기 제2기준면(L2)과 대응하여 가상 보정된다.

여기서, 상기 여유간격(w1)은 상기 제1기준면(L1)을 기준으로 하향 돌출되는 상기 가상 식립안내슬리브(m51)의 하단부 위치 및 배치각도가 고려되어 설정됨이 바람직하다. 즉, 상기 제1기준면(L1)의 하측으로 돌출되는 상기 가상 식립안내슬리브(m51) 또는 상기 가상 결합부(m50a)의 3차원 외형정보가 고려되어 상기 여유간격(w1)이 설정될 수 있다. 이를 통해, 실물의 서지컬 가이드가 구강에 장착되어 상기 픽스츄어의 식립이 가이드될 때 상기 서지컬 가이드의 내면 구조와 평탄화된 상기 치조골의 상면부 간의 간섭이 미연에 방지될 수 있다. 이를 통해, 상기 픽스츄어가 상기 3차원 플래닝이미지(M)를 기반으로 설정된 상기 식립정보(A)에 대응하여 정확하게 식립되므로 임플란팅 정밀성이 현저히 향상될 수 있다.

상세히, 도 5의 (a)를 참조하면, 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m50)는 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)를 기반으로 내면부 윤곽이 형성되되, 상기 가상 식립안내슬리브(m51)의 외주에 대응하는 상기 가상 결합홀(m53)이 형성되는 단계를 포함하여 설정된다. 그리고, 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m50)가 3차원 프린터 등의 제조장치로 전송됨에 따라 실물의 서지컬 가이드가 제조된다.

상세히, 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)로부터 기설정된 두께 또는 간격으로 돌출 또는 이격되어 가상 몸체부가 형성된다. 그리고, 상기 가상 몸체부의 상측으로 상기 스캐닝이미지에 통합 저장된 상기 가상 식립안내슬리브(m51) 및 상기 가상 결합부(m50a)가 가상 배치된다. 더불어, 상기 스캐닝이미지에 중첩 저장된 상기 가상 고정안내슬리브(m55)를 기반으로 앵커핀이 고정될 수 있는 피스고정부의 설계정보가 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m50)에 포함될 수 있다.

여기서, 상기 가상 결합홀(m53)은 상기 가상 식립안내슬리브(m51)와 세트로 기저장된 상기 가상 결합부(m50a)에 포함된다. 따라서, 별도의 복잡한 설계과정 없이도 상기 가상 결합홀(m53)가 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m50) 내에 즉각적으로 설정될 수 있다.

도 5의 (b)를 참조하면, 상기 평탄화 가이드의 설계정보(m40)는 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보(m2)를 기반으로 내면부 윤곽이 형성되는 단계와, 상기 가상 평탄면(E)과 대응되는 위치에 개구되는 테두리를 따라 평탄가이드면의 설계정보(m41)가 형성되는 단계를 포함하여 설정된다. 그리고, 상기 평탄화 가이드의 설계정보(m40)가 3차원 프린터 등의 제조장치로 전송됨에 따라 실물의 평탄화 가이드가 제조된다.

상세히, 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2)에서 상기 가상 평탄면(E)을 기준으로 하측에 대응하는 잇몸의 내외측면 표면정보로부터 기설정된 두께 또는 간격으로 돌출 또는 이격되어 가상 몸체부가 형성된다. 이때, 상기 가상 몸체부에서 상기 가상 평탄면(E)을 기준으로 상측은 개구되도록 설정된다. 그리고, 상기 가상 평탄면(E)의 외곽과 매칭되는 상기 가상 몸체부의 상단 테두리를 따라 상기 평탄가이드면의 설계정보(m41)가 설정된다. 더불어, 상기 스캐닝이미지에 중첩 저장된 상기 가상 고정안내슬리브(m55)를 기반으로 앵커핀이 고정될 수 있는 피스고정부의 설계정보가 상기 평탄화 가이드의 설계정보(m40)에 포함될 수 있다.

즉, 상기 서지컬 가이드와 상기 평탄화 가이드는 실질적으로 동일한 이미지데이터인 상기 수복대상잇몸부 이미지(m2) 및 상기 앵커핀정보(D)를 기반으로 설계되되, 상기 가상 평탄면(E)을 기준으로 상기 평탄가이드면의 설계정보(m41) 또는 상기 가상 결합홀(m53)의 위치가 설정된다. 따라서, 최종 제조된 상기 평탄화 가이드와 상기 서지컬 가이드의 내면부 윤곽 및 상기 피스고정부의 위치가 실질적으로 동일하게 설정될 수 있다. 이를 통해, 상기 평탄화 가이드를 분리 후 상기 서지컬 가이드(50)를 장착하는 과정에서 상호 간의 장착위치가 실질적으로 일치하므로 임플란팅 정밀성이 현저히 향상될 수 있다.

더욱이, 상기 평탄화 가이드는 절삭 및 평탄화된 상기 치조골의 상단부와 실물의 서지컬 가이드 사이의 간섭에 대한 여유간격이 고려되도록 상기 평탄가이드면의 설계정보(m41)가 상기 제2기준면(L2)를 기반으로 설정된다. 따라서, 실물의 서지컬 가이드가 상기 치조골에 장착된 상태에서 내측면은 치조골 측면부를 따라 형합 고정되되 상기 가이드 슬리브가 결합되는 내면부는 상호 이격될 수 있다. 이를 통해, 상기 서지컬 가이드가 정확한 위치에 장착되지 못하면서 발생하는 식립오차를 미연에 방지하므로 임플란팅 정밀성이 현저히 향상될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 가상 평탄면이 설정되는 과정의 변형예를 나타낸 예시도이다. 이때, 본 변형예에서 가상 어버트먼트를 제외한 기본적인 구성은 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 6을 참조하면, 상기 소거모델(m30)은 상기 가상 식립안내슬리브(m51)의 오프셋 거리(w3)에 대응하여 매칭되는 가상 어버트먼트(m14)를 기반으로 가상 배치될 수 있다. 상기 가상 어버트먼트(m14)는 상기 오프셋 거리(w3)가 고려되어 이격된 상기 가상 식립안내슬리브(m51)와 상기 가상 임플란트 사이에 가상 배치된다. 상기 가상 어버트먼트(m14)는 하면부가 상기 가상 임플란트의 상단부와 매칭되는 원통형상으로 형성됨이 바람직하며, 상기 오프셋 거리(w3)에 따라 높이(w2)가 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 오프셋 거리가 9mm인 경우 상기 가상 어버트먼트의 길이는 4.5mm로 설정될 수 있으며, 오프셋 거리가 10.5mm인 경우 6mm, 12mm인 경우 7.5로 설정될 수 있다.

그리고, 상기 소거모델(m30)의 일면(m33)이 상기 가상 어버트먼트(m14)의 하면부 위치에 대응하여 설정되는 상기 제2기준면(L2)에 대응하여 가상 보정됨이 바람직하다. 즉, 상기 소거모델(m30)은 실제 픽스츄어의 상단에 결합되는 홀더 어버트먼트의 상단부 위치까지 고려되어 가상 배치된다. 이를 통해, 상기 치조골의 절삭 및 평탄화 높이가 더욱 바람직하게 설정되므로, 후술되는 임플란팅 과정에서 구강 대 장치 또는 장치 대 장치 간의 간섭으로 인한 정밀도 저하의 문제를 미연에 방지할 수 있다.

더욱이, 상기 치조골의 절삭 및 평탄화 범위/위치가 상기 가상 임플란트 및 이와 세트로 가상 배치되는 상기 가상 식립안내슬리브(m51)를 기반으로 설정된다. 즉, 상기 치조골의 절삭 및 평탄화 높이는 상기 홀더장치 및 상기 홀더장치를 통해 장착되는 상기 오버덴쳐의 높이가 먼저 고려된 후 설정될 수 있다. 이를 통해, 최종 제조 및 구강에 장착되는 상기 오버덴쳐와 대합치 간의 교합정밀성이 향상되며 저작시 불편함이 최소화되므로 치아수복 만족도가 현저히 향상될 수 있다.

한편, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

M: 플래닝이미지 m2: 수복대상잇몸부 이미지
m3: 대합측 이미지 m14: 가상 어버트먼트
m30: 소거모델 m40: 가상 홀더장치
m51: 가상 식립안내슬리브 E: 가상 평탄면

Claims (5)

1. 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보를 포함하는 스캐닝이미지가 치조골정보를 포함하는 CT이미지와 기설정된 교합평면을 기준으로 중첩되어 정합되는 제1단계;
   상기 교합평면으로부터 기설정된 수직고경에 대응하여 이격된 제1기준면에 각 상단부가 정렬되도록 디지털라이브러리로부터 선택 추출된 복수개의 가상 임플란트가 치열궁을 따라 가상 배치되는 제2단계;
   상기 디지털라이브러리에 해부학적 치열에 대응하는 반원기둥 형상으로 규격화되어 복수개로 저장된 소거모델 중 상기 수복대상잇몸부와 매칭되는 하나의 소거모델이 추출되는 제3단계;
   추출된 상기 소거모델의 일면이 상기 교합평면과 매칭되고 타면이 상기 제1기준면과 매칭되도록 가상 배치되되 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보와 상기 소거모델의 중첩부분이 소거되어 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보 상면측이 가상 평탄면으로 스왑 보정되는 제4단계; 및
   상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보 및 상기 가상 평탄면을 기반으로 치조골 평탄화 및 임플란트 식립을 위한 기구를 가이드하는 평탄화 가이드 및 서지컬 가이드와, 치아수복물의 설계정보가 설정되는 제5단계를 포함하는 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2단계는, 상기 가상 임플란트의 상단부 상측에 동심으로 가상 배치되는 가상 식립안내슬리브가 상기 스캐닝이미지에 통합 저장되는 단계를 포함하며,
   상기 제5단계는, 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보를 기반으로 내면부 윤곽이 형성되되, 상기 가상 식립안내슬리브의 외주에 대응하는 가상 결합홀이 형성된 상기 서지컬 가이드의 설계정보가 생성되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제4단계는,
   상기 서지컬 가이드의 설계정보를 기반으로 제조되는 서지컬 가이드의 내면이 평탄화된 상기 치조골 외면이 기설정된 여유간격으로 이격되도록, 상기 소거모델의 타면이 상기 제1기준면으로부터 하향 이격된 제2기준면과 대응되도록 가상 조절되는 단계와,
   상기 가상 평탄면이 상기 제2기준면과 대응하여 가상 보정되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제5단계는, 상기 수복대상잇몸부의 3차원 외형정보를 기반으로 내면부 윤곽이 형성되되, 상기 소거모델의 중첩부분이 소거되어 가상 보정된 상기 가상 평탄면과 대응되는 위치에 개구되는 테두리를 따라 평탄가이드면이 형성되는 평탄화 가이드의 설계정보가 생성되는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 제4단계는,
   상기 가상 식립안내슬리브의 오프셋 거리에 대응하여 매칭되는 가상 어버트먼트가 가상 배치되는 단계와,
   상기 소거모델의 타면이 상기 제1기준면으로부터 하향 이격되어 상기 가상 어버트먼트의 하면부 위치에 대응하여 설정되는 제2기준면에 대응하여 가상 보정되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 치아수복물 임플란팅을 위한 이미지 데이터 처리방법.

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