KR102455072B1

KR102455072B1 - 구강 내에 삽입되는 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR102455072B1
Application number: KR1020200072184A
Authority: KR
Inventors: 우승탁; 박영빈
Original assignee: 재단법인 경북아이티융합 산업기술원
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2022-10-14
Also published as: KR20210155108A

Abstract

본 발명은 구강 내에 삽입되는 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템 및 그 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따른 구강 내에 삽입되는 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템에 있어서, 상기 전자 교합기의 내측에 치아의 방향 및 악골의 구조에 따라 배열되며, 치아의 교합력, 교합 위치 및 혀 밀기 세기 중 적어도 하나를 측정하는 복수의 센서들을 포함하는 센싱부, 상기 복수의 센서들로부터 센싱된 접촉 신호를 전달받고, 센싱된 접촉 신호에 포함된 잡음을 제거한 후 상기 접촉 신호를 연산 처리하여 상기 복수의 센서들 각각에 대한 위치 정보 및 치아 접촉세기를 포함하는 치아 접촉 정보를 생성하는 신호처리부, 그리고 상기 생성된 치아 접촉 정보를 외부의 모니터링 단말로 전송하는 데이터 송신부를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 구강내 삽입 가능한 전자 교합기 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 일상 생활 속 자연스러운 상태에서 발현되는 치아 및 혀 밀기 운동 등을 측정하여 부정 교합의 악습관을 정확하게 파악할 수 있다.

Description

구강 내에 삽입되는 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템 및 그 방법{Malocclusion monitoring system using an electronic articulator inserted into the oral cavity and method thereof}

본 발명은 구강 내에 삽입되는 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치과용 전자 교합기의 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 일상생활에서 발현되는 치아의 교합력 및 교합위치, 치아에 작용하는 혀밀기 경직도를 모니터링함으로써 치아 교합 관련 질병을 조기에 진단할 수 있는 부정 교합 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 부정교합 및 악안면 장애와 같은 치아 부정교합 관련 질병을 줄이기 위해서는 조기 진단 및 치료가 최선이며, 장애를 인지하기 전에 징후를 파악하는 것이 매우 중요하다.

치아 부정교합 관련 질병은 크게 턱 관절의 형상, 치아의 크기, 치조골의 크기 등에 의해 선천적으로 가지는 경우와 식습관, 구강 호흡, 혀의 운동 능력 저하 등에 의해 후천적으로 가지는 경우로 나뉠 수 있다.

턱 관절의 형상, 치아의 크기 및 치조골의 크기 등 선천적인 원인으로 인해 치아 부정교합 질병을 가지게 되는 경우 구조적인 문제로 치아의 교합력 및 교합 위치 등의 문제가 발생되고, 반대로 치아에 작용하는 혀 밀기 및 혀의 위치 등의 개인 악습관으로 인해 턱 관절의 형상, 치아의 배열 등에 문제가 발생될 수 있다.

실제로 평상시의 혀 내밀기 세기는 약 0.03 ~ 0.08 N의 크기를 가지며, 침 삼킴과 같은 구강 내 운동을 통해 발현되는 혀 밀기의 세기는 약 0.31 ~ 1.67 N에 달한다. 따라서, 치아의 교합력 및 교합 위치, 혀의 위치 및 혀 밀기 등 구개 운동을 측정하는 것은 선천적/후천적인 경우와 관계 없이, 치아 부정교합 관련 질병의 예방, 조기 진단, 치료 효율의 향상, 재발의 방지 등 전반적으로 활용될 수 있다.

그러나, 실제 임상에서는 환자 본인 혹은 보호자의 주관적인 구두 보고에 의존하는 경우가 대부분이며, 대부분의 질문이 과거 회상형, 모호한 표현, 구체적이지 않은 시기 등으로 신뢰성이 떨어진다. 또한, 혀와 구개 운동을 측정할 수 있는 센서 모듈과 관련된 기술은 전무한 상황이다.

최근 들어 전자구개도 기반의 소아 및 성인을 대상으로 하여 혀 위치를 측정하게 하는 장치에 대한 기술이 소개된 바 있으나 이러한 방법은 최소한 5~7세 이상의 언어 인지가 가능한 환자에 적용이 가능하고 구강 내 삽입되는 센서 모듈의 형태라는 것을 제외하고는 관련도가 낮다.

또한, 전자 교합기와 같은 치과용 병원에서 사용하는 교합모듈이 존재하지만 예방 및 예후 차원이 아닌 교정기 적용을 위한 치료목적의 일시적인 측정과 개인의 생활습관 개선을 위해 일상생활 모니터링 기능이 부재된 상태이다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1201176호(2012.11.13. 공고)에 개시되어 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 치과용 전자 교합기의 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 일상생활에서 발현되는 치아의 교합력 및 교합위치, 치아에 작용하는 혀밀기 경직도를 모니터링함으로써 치아 교합 관련 질병을 조기에 진단할 수 있는 부정 교합 모니터링 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 구강 내에 삽입되는 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템은 상기 전자 교합기의 내측에 치아의 방향 및 악골의 구조에 따라 배열되며, 치아의 교합력, 교합 위치 및 혀 밀기 세기 중 적어도 하나를 측정하는 복수의 센서들을 포함하는 센싱부, 상기 복수의 센서들로부터 센싱된 접촉 신호를 전달받고, 센싱된 접촉 신호에 포함된 잡음을 제거한 후 상기 접촉 신호를 연산 처리하여 상기 복수의 센서들 각각에 대한 위치 정보 및 치아 접촉세기를 포함하는 치아 접촉 정보를 생성하는 신호처리부, 그리고 상기 생성된 치아 접촉 정보를 외부의 모니터링 단말로 전송하는 데이터 송신부를 포함한다.

상기 복수의 센서는, 개별소자 방식 또는 정전용량 및 저항막 소자 방식 중 어느 하나의 방식으로 구현되며, 상기 개별소자 방식은, 압전센서, 터치센서, AgCl전극 중에서 적어도 하나의 센서로 구현될 수 있다.

상기 신호처리부는, 멀티플렉서 채널에 따른 신호를 연산 처리하여, 복수의 센서에 가해지는 압력신호의 크기 및 위치를 판별할 수 있다.

상기 멀티플렉서 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는, 상기 복수의 센서가 개별 소자 방식으로 구현되는 경우, 행 방향으로 배열된 소자의 개수에 열 방향으로 배열된 소자의 개수를 곱해준 값과 같도록 하고,

상기 복수의 센서가 정전용량 및 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우, 행 방향으로 배열된 라인의 개수에 열 방향으로 배열된 라인의 개수를 더해준 값과 같도록 할 수 있다.

상기 신호처리부는, 상기 치아 접촉 세기를 복수의 등급으로 분류하고, 상기 복수의 센서 중 어느 하나의 센서에서 측정된 접촉세기가 기준 등급 이상이면 경고신호를 생성할 수 있다.

상기 모니터링 단말은, 상기 데이터 송신부로부터 치아 접촉 정보를 수신하는 통신부, 정상인의 치아 교합력, 치아 교합 위치 및 혀밀기 세기 중에서 적어도 하나를 포함하는 치아 접촉 정보를 저장하는 저장부, 상기 정상인의 치아 접촉 정보와 수신된 해당 측정 대상자의 치아 접촉 정보를 비교하여 부정 교합 정도를 판단하는 판단부, 그리고 상기 판단된 결과와 치아 접촉 세기 상태를 출력하는 표시부를 포함할 수 있다.

상기 표시부는, 상기 측정 대상자의 치아에 작용하는 힘의 세기 및 혀의 위치를 도식화된 형태로 출력하며, 전달받은 치아 접촉 세기 상태 정보를 누적 저장하여 시기별로 그래프화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 부정 교합 모니터링 시스템을 이용한 치아 부정 교합 모니터링 방법에 있어서, 전자 교합기의 내에 치아의 방향 및 악골의 구조에 따라 배열된 복수의 센서를 이용하여 치아의 교합력, 교합 위치 및 혀 밀기 세기 중 적어도 하나를 측정하는 단계, 상기 복수의 센서들로부터 센싱된 접촉 신호를 전달받고, 센싱된 접촉 신호로부터 상기 복수의 센서들 각각에 대한 위치 정보 및 치아 접촉세기를 포함하는 치아 접촉 정보를 생성하는 단계, 그리고 상기 생성된 치아 접촉 정보를 외부의 모니터링 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 구강내 삽입 가능한 전자 교합기 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 일상 생활 속 자연스러운 상태에서 발현되는 치아 및 혀 밀기 운동 등을 측정하여 부정 교합의 악습관을 정확하게 파악할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 전자 교합기를 이용하여 개인이 인지하지 못한 상태에서 치아에 작용하는 접촉특성 등을 정확하게 모니터링할 수 있고, 개인의 악습관을 피드백하여 치아 부정교합 관련 질병의 근본적인 문제점에 대한 치료가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 부정교합 및 악안면 장애와 같은 구강 구조 관련 질병의 조기 진단 및 치료가 가능하므로 치료에 대한 효과를 상승시키고, 재발을 방지할 수 있는 효과를 지닌다.

또한 본 발명에 따르면, 전자 교합기가 구강 내에 밀착될 수 있도록 마우스피스 형태로 형성하고, 인쇄회로기판에 설계되는 IC가 일체형으로 통합되어 집적화가 이루어지도록 함으로서 사이즈에 따른 불편이 적고 구강 내 삽입을 용이하게 할 수 있으며, 구강 내에 삽입하였을 때 이질감이 들지 않도록 하여 측정 대상자의 불편함을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 치과용 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템을 나타낸 시스템 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 치과용 전자 교합기를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 센싱부의 구현방식을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 모니터링 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 치아 부정 교합을 모니터링 하는 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 치아 부정교합 모니터링 시스템에서 센서의 구현 방식에 따른 연산처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 측정 대상자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 부정 교합 모니터링 시스템 에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 치과용 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템을 나타낸 시스템 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 치과용 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템 은, 치과용 전자 교합기(100) 및 모니터링 단말(200)을 포함한다.

먼저, 치과용 전자 교합기(100)는 윗니 또는 아랫니를 본을 뜬 마우스피스 형태로 성형되며, 내측에 플렉시블한 인쇄회로기판(Print circuit board)이 삽입된다. 삽입된 인쇄회로기판에는 복수의 센서를 포함하고, 복수의 센서로부터 센싱된 신호를 연산 처리하여 생성된 치아 접촉 정보를 전송한다.

즉, 치과용 전자 교합기(100)는 구강 내에 삽입된 다음 아랫니 또는 윗니에 밀착되는 것으로 생체적합 재질의 실리콘으로 사출 성형되어 생물학적 안정성을 보장하고, 측정 대상자로 하여금 이질감이 들지 않도록 제작하는 것이 바람직하다,

또한, 측정 대상자가 수면 및 휴식 중에 발현되는 치아 맞물림 또는 혀 밀기 등의 행위에 의해 복수의 센서로부터 센싱된 신호들을 연산 처리하여 획득한 측정 대상자의 치아 접촉 정보를 기반으로 하는 라이프 로그(life log) 데이터를 모니터링 단말(200)에 전송한다.

그리고 모니터링 단말(200)은 치과용 전자 교합기(100)로부터 수신된 치아 접촉 정보와 정상인의 치아 접촉 정보를 비교하여 측정 대상자의 부정교합 및 악안면 장애 등의 발생 여부를 판단하고, 판단된 결과와 치아 접촉 세기 상태를 출력한다.

즉, 모니터링 단말(200)은 치아에 작용하는 힘의 세기 및 혀의 위치를 도식화된 형태로 출력하며, 전달받은 치아 접촉 세기 상태 정보를 누적 저장하여 시기별로 그래프화할 수 있다. 한편, 모니터링 단말(200)에 출력된 판단 결과는 측정 대상자 및 보호자가 소지하고 있는 단말 또는 병의원 등에서 사용되는 단말을 통해서도 출력될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 치과용 전자 교합기를 설명하기 위한 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 센싱부의 구현방식을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 치과용 전자 교합기(100)는 센싱부(110), 신호처리부(120) 및 데이터송신부(130)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서는 센싱부(110), 신호처리부(120) 및 데이터송신부(130)를 하나의 인쇄회로기판(PCB)에 집적화하여 사이즈에 따른 불편을 최소화하고 부착을 용이하게 하였으나, 신호처리부(120) 및 데이터송신부(130)는 치과용 전자 교합기(100)로부터 분리되어 설치하여도 무방하다.

먼저, 센싱부(110)는 복수의 센서를 포함하며, 복수의 센서는 치아의 방향 및 악골의 구조에 따라 배열된 상태로 인쇄회로기판(PCB) 내에 부착된다. 복수의 센서는 윗니와 아랫니 사이의 교합 위치, 교합력 및 혀 밀기 세기 중에서 적어도 하나를 측정한다.

복수의 센서는 도 3a에 도시된 바와 같이, 터치센서 또는 압전형 필름 소자과 같이 개별 소자 방식으로 구현되거나, 도 3b에 도시된 바와 같이, 정전용량 또는 저항막 소자 방식으로 구현될 수 있다. 여기서, 개별 소자 방식으로 구현되는 센서는 압전센서, 터치센서, AgCl전극 중에서 적어도 하나를 포함한다.

그리고, 복수의 센서는 측정 대상자가 무의식적으로 행하는 치아, 혀 밀기 등의 구강운동을 센싱하고, 센싱된 접촉 신호를 신호처리부(120)로 전달한다.

신호처리부(120)는 센싱부(110)로부터 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호의 잡음을 제거한 후 센서의 배열 위치에 따른 압력 레벨을 반영하여 센싱된 신호를 연산 처리한다.

이때, 신호처리부(120)는 멀티플렉서 채널을 이용하여 수신된 신호를 연산 처리하여, 복수의 센서에 가해지는 압력신호의 크기 및 위치를 판별한다. 이때, 멀티플렉서 채널은 여러 개의 데이터열을 한꺼번에 처리가능하며, 복수의 센서를 구현하는 방식에 따라 멀티플렉서 채널에 따른 신호 데이터 라인수가 상이하다.

즉, 복수의 센서가 개별 소자 방식으로 구현될 경우, 멀티플렉서 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는 행 방향으로 배열된 소자의 개수에 열 방향으로 배열된 소자의 개수를 곱해준 값과 같도록 한다.

그리고, 복수의 센서가 정전용량 및 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우, 멀티플렉서 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는 행 방향으로 배열된 라인의 개수에 열 방향으로 배열된 라인의 개수를 더해준 값과 같도록 한다.

그 다음, 신호처리부(120)는 연산 처리하여 획득한 복수의 센서 각각에 대한 치아 접촉 세기를 3개의 등급으로 분류한다. 즉, 신호처리부(120)는 측정된 세기값이 0.03N이하이면 낮은 등급으로 분류하고, 측정된 세기값이 0.04N 이상 0.08N이면 보통 등급으로 분류하고, 측정된 세기값이 0.09N이상이면 높은 등급으로 분류한다. 그리고, 연산된 치아 접촉 세기값이 높은 등급에 해당하면, 신호처리부(120)는 경고신호를 생성한다.

마지막으로 무선 통신부(130)는 신호처리부(120)에서 연산 처리된 신호 데이터를 모니터링 단말(200)에 전송한다.

도 4는 도 1에 도시된 모니터링 단말을 설명하기 위한 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 단말(200)은 통신부(210), 저장부(220), 판단부(230) 및 표시부(240)를 포함한다.

먼저, 통신부(210)는 무선통신부(130)와 Wi-Fi, 근거리 무선통신 등을 이용하여 치아 접촉 정보를 수신한다.

그리고 저장부(220)는 측정 대상자에 의해 입력된 정상인의 치아 교합력, 치아 교합 위치 및 혀밀기 세기 중에서 적어도 하나를 포함하는 치아 접촉 정보를 저장한다.

이때, 저장부(220)는 소아 및 성인을 대상으로 부정교합 및 악안면 장애와 같은 구강 구조 관련 질병을 모니터링 할 수 있도록 정상인의 치아 접촉 정보를 연령대별로 분류하여 저장하고, 후술되는 판단부(230)로부터 데이터를 요청받을 경우, 측정 대상자와 유사한 연령대의 정상인의 치아 접촉 정보를 제공한다.

그리고 판단부(230)는 저장된 정상인의 치아 접촉 정보 중에서 측정 대상자와 유사한 연령으로 분류된 정상인의 치아 접촉 정보를 추출하고, 수신된 치아 접촉 정보와 비교한다. 그 다음, 판단부(230)는 비교 결과에 따라 해당 측정 대상자의 부정교합 및 악안면 장애 여부를 판단한다.

마지막으로 표시부(240)는 판단부(230)의 판단 결과와 치아 접촉 세기 상태를 표시한다. 즉, 표시부(240)는 치아에 작용하는 힘의 세기 및 혀의 위치를 도식화된 형태로 출력하며, 전달받은 치아 접촉 세기 상태 정보를 누적 저장하여 시기별로 그래프화하여 출력한다.

이하에서는 도 5 내지 도 7을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 부정 교합 모니터링 시스템을 이용하여 부정 교합을 모니터링 하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 치아 부정 교합을 모니터링 하는 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 센싱부(110)는 구강 내 치아 및 혀밀기 운동에 따른 압력을 센싱한다(510).

측정 대상자는 마우스피스 형태로 형성된 치과용 전자 교합기(100)를 윗니 또는 아랫니에 끼워 넣는다. 그러면, 치과용 전자 교합기(100)내에 포함된 센싱부(110)는 측정 대상자의 윗니와 아랫 사이에 발생되는 교합위치, 교합력 그리고 혀밀기에 따른 압력을 센싱한다. 이때, 센싱부(110)에 포함된 복수의 센서는 치아의 방향 및 악골의 구조에 따라 각각 분산되어 장착된다.

이때, 복수의 센서는 개별 소자 방식으로 구현되거나, 정전용량 또는 저항막 소자 방식으로 구현될 수 있으며, 개별 소자 방식은 압전센서, 터치센서, AgCl전극 중에서 적어도 하나의 센서로 구현된다.

그리고, 복수의 센서는 구강운동에 따라 측정된 신호를 신호처리부(120)로 전달한다.

그러면, 신호처리부(120)는 센싱된 신호를 변환하고 복수의 센서에 대한 배열 위치에 따라 센싱된 신호를 연산 처리한다(S520).

자세히는, 센싱부(110)로부터 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호의 잡음을 제거한 후 복수의 센서의 배열 위치에 따른 압력 레벨을 반영하여 센싱된 신호를 연산 처리하는 것이 바람직하다.

이때, 복수의 센서는 배열된 위치에 따라 구강 내 가해지는 접촉 강도(압력)가 상이하므로 이를 반영하여 복수의 센서로부터 센싱되는 신호를 연산 처리하는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 치아 부정교합 모니터링 시스템에서 센서의 구현 방식에 따른 연산처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a는 복수의 센서가 개별 소자 방식으로 구현되는 경우의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6b는 복수의 센서가 정전용량(capacitance) 방식 또는 저항막 소자(resistance) 방식으로 구현되는 경우의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

신호처리부(120)는 멀티플렉서 채널을 이용하여 입력된 신호를 연산처리한다. 이때, 센싱부(110)를 구현하는 방식에 따라 채널에 따른 신호 데이터 라인수는 각각 상이하게 구성된다.

즉, 도 6a와 같이 개별 소자 방식으로 구현되는 경우 S520 단계에서 신호처리부(120)는 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수를 배열된 개별 소자의 행과 열을 곱해준 값과 같도록 구성한다.

예를 들어 도 6a에 도시된 바와 같이, 개별 소자 방식에 따른 센서가 행방향으로 3개의 소자가 배열되어 있고, 열 방향으로 9개의 소자가 배열되어 있다고 가정하면, 멀티플렉서 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는 총 27개가 된다.

그리고, 신호처리부(120)는 채널에 따라 압력이 발생된 위치를 도식화하기 위하여 m ×n 형태의 행렬로 출력한다.

또한, 도 6b의 경우와 같이 정전용량 방식 또는 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우 S520 단계에서 신호처리부(120)는 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수를 배열된 소자의 행과 열을 더해준 값과 같도록 구성한다.

예를 들어 도 6b에 도시된 바와 같이, 정전용량 및 저항막 소자 방식에 따라 배열된 센서의 라인에 있어서, 행방향으로 배열된 센서의 라인 수가 3개이고, 열방향으로 배열된 센서의 라인수가 9개라고 가정하면, 멀티플렉서 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는 총 12개가 된다.

한편, 신호처리부(120)는 치아 접촉 세기를 3개의 단계로 분류한다. 그리고, 연산 처리하여 생성된 치아 접촉 세기가 분류된 등급 중 높은 등급으로 분류될 경우, 신호처리부(120)는 경고신호를 생성한다(S530).

부연하자면, 평상시의 치아 접촉 세기는 대략 0.03N 내지 0.08N의 크기를 가지며, 침 삼킴과 같은 구강 내 운동을 통해 발현되는 치아 접촉 세기는 대략 0.31N 내지 1.67N의 크기를 가진다. 본 발명의 실시예에 따른 부정 교합 모니터링 방법은 측정 대상자가 수면중인 상태에서의 치아 접촉 세기를 측정하므로, 신호처리부(120)는 평상시에 발현되는 치아 접촉 세기를 기준으로 등급을 분류한다.

즉, 신호처리부(120)는 측정된 치아 접촉 세기가 0.03N이하이면 낮은 등급으로 분류하고, 측정된 치아 접촉 세기가 0.04N 이상 0.08N이하이면 보통 등급으로 분류하고, 측정된 치아 접촉 세기가 0.09N이상이면 높은 등급으로 분류한다.

이때, 무의식적으로 발현된 구강운동에 따라 측정된 치아 접촉 세기가 높은 등급에 해당하면 부정 교합 및 악안면 장애를 일으킬 확률이 높으므로, 신호처리부(120)는 경고신호를 생성한다.

그 다음, 무선 통신부(130)는 S520 단계에서 연산 처리하여 생성된 치아 접촉 정보를 모니터링 단말(200)에 전송한다(S540). 여기서, 치아 접촉 정보는 복수의 센서 각각에 대한 위치 정보 및 각각의 센서에서 측정된 치아 접촉 세기를 포함하며, S530단계에서 치아 접촉 세기가 높은 등급으로 분류되었을 경우에는 경고신호를 더 포함할 수 있다.

모니터링 단말(200)의 통신부(210)는 S540단계에서 전송된 치아 접촉 정보를 수신한다.

그러면, 판단부(230)는 수신된 치아 접촉 정보와 정상인의 치아 접촉 정보를 비교하여 부정교합 정도를 판단한다(S550).

부연하자면, 모니터링 단말(200)는 사용자에 의해 입력된 정상인의 치아 접촉 정보를 저장부(220)에 저장한다. 이때, 저장부(220)는 입력된 정상인의 치아 접촉 정보를 연령대 별로 분류하여 저장한다.

그 다음, 판단부(230)는 측정 대상자와 유사 연령대의 정상인의 치아 접촉 정보를 추출한다. 그리고, 판단부(230)는 S540단계에서 수신된 치아 접촉 정보를 기 저장된 정상인의 치아 접촉 정보와 비교하여 측정대상자의 부정교합 및 악안면 장애 여부를 판단한다.

마지막으로, 표시부(240)가 S550단계의 판단결과를 치아 접촉 세기 상태와 함께 표시한다(S560).

또한, 본 발명의 실시예에서는 보호자에 의해 소지되거나 병의원 등에서 사용되는 사용자 단말에 기 설치된 어플리케이션이 실행되면, 모니터링 단말(300)로부터 S570 단계에서 표시한 치아에 작용하는 힘의 세기 및 혀의 위치를 도식화된 형태로 출력하며, 전달받은 치아 접촉 세기 상태 정보를 누적 저장하여 시기별로 그래프화할 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 구강내 삽입 가능한 전자 교합기 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 일상 생활 속 자연스러운 상태에서 발현되는 치아 및 혀 밀기 운동 등을 측정하여 부정 교합의 악습관을 정확하게 파악할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 전자 교합기를 이용하여 개인이 인지하지 못한 상태에서 치아에 작용하는 접촉특성 등을 정확하게 모니터링 할 수 있고, 개인의 악습관을 피드백하여 치아 부정교합 관련 질병의 근본적인 문제점에 대한 치료가 가능한 장점이 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 부정교합 및 악안면 장애와 같은 구강 구조 관련 질병의 조기 진단 및 치료가 가능하므로 치료에 대한 효과를 상승시키고, 재발을 방지할 수 있는 효과를 지닌다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 전자 교합기가 구강 내에 밀착될 수 있도록 마우스피스 형태로 형성하고, 인쇄회로기판에 설계되는 IC가 일체형으로 통합되어 집적화가 이루어지도록 함으로서 사이즈에 따른 불편이 적고 구강 내 삽입을 용이하게 할 수 있으며, 구강 내에 삽입하였을 때 이질감이 들지 않도록 하여 측정 대상자의 불편함을 최소화시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 치과용 전자 교합기
110 : 센싱부
120 : 신호처리부
130 : 데이터 송신부
200 : 모니터링 단말
210 : 통신부
220 : 저장부
230 : 판단부
240 : 표시부

Claims

구강 내에 삽입되는 전자 교합기를 이용한 부정 교합 모니터링 시스템에 있어서,
상기 전자 교합기의 내측에 치아의 방향 및 악골의 구조에 따라 배열되며, 치아의 교합력, 교합 위치 및 혀 밀기 세기 중 적어도 하나를 측정하는 복수의 센서들을 포함하는 센싱부,
상기 복수의 센서들로부터 센싱된 접촉 신호를 전달받고, 센싱된 접촉 신호에 포함된 잡음을 제거한 후 상기 접촉 신호를 연산 처리하여 상기 복수의 센서들 각각에 대한 위치 정보 및 치아 접촉세기를 포함하는 치아 접촉 정보를 생성하는 신호처리부, 그리고
상기 생성된 치아 접촉 정보를 외부의 모니터링 단말로 전송하는 데이터 송신부를 포함하며,
상기 신호처리부는,
멀티플렉서 채널에 따른 신호를 연산 처리하여, 복수의 센서에 가해지는 압력신호의 크기 및 위치를 판별하며,
상기 멀티플렉서 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는,
상기 복수의 센서가 개별 소자 방식으로 구현되는 경우, 행 방향으로 배열된 소자의 개수에 열 방향으로 배열된 소자의 개수를 곱해준 값과 같도록 하고,
상기 복수의 센서가 정전용량 및 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우, 행 방향으로 배열된 라인의 개수에 열 방향으로 배열된 라인의 개수를 더해준 값과 같도록 하며,
상기 모니터링 단말은,
상기 데이터 송신부로부터 치아 접촉 정보를 수신하는 통신부,
정상인의 치아 교합력, 치아 교합 위치 및 혀밀기 세기 중에서 적어도 하나를 포함하는 치아 접촉 정보를 저장하는 저장부,
상기 정상인의 치아 접촉 정보와 수신된 해당 측정 대상자의 치아 접촉 정보를 비교하여 부정 교합 정도를 판단하는 판단부, 그리고
상기 판단된 결과와 치아 접촉 세기 상태를 출력하는 표시부를 포함하는 부정 교합 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 복수의 센서는,
개별소자 방식 또는 정전용량 및 저항막 소자 방식 중 어느 하나의 방식으로 구현되며,
상기 개별소자 방식은,
압전센서, 터치센서, AgCl전극 중에서 적어도 하나의 센서로 구현되는 부정 교합 모니터링 시스템.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 신호처리부는,
상기 치아 접촉 세기를 복수의 등급으로 분류하고,
상기 복수의 센서 중 어느 하나의 센서에서 측정된 접촉세기가 기준 등급 이상이면 경고신호를 생성하는 부정 교합 모니터링 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 표시부는,
상기 측정 대상자의 치아에 작용하는 힘의 세기 및 혀의 위치를 도식화된 형태로 출력하며, 전달받은 치아 접촉 세기 상태 정보를 누적 저장하여 시기별로 그래프화하는 부정 교합 모니터링 시스템.
부정 교합 모니터링 시스템을 이용한 치아 부정 교합 모니터링 방법에 있어서,
전자 교합기의 내에 치아의 방향 및 악골의 구조에 따라 배열된 복수의 센서를 이용하여 치아의 교합력, 교합 위치 및 혀 밀기 세기 중 적어도 하나를 측정하는 단계,
상기 복수의 센서들로부터 센싱된 접촉 신호를 전달받고, 센싱된 접촉 신호로부터 상기 복수의 센서들 각각에 대한 위치 정보 및 치아 접촉세기를 포함하는 치아 접촉 정보를 생성하는 단계,
상기 생성된 치아 접촉 정보를 외부의 모니터링 단말로 전송하는 단계, 그리고
정상인의 치아 교합력, 치아 교합 위치 및 혀밀기 세기 중에서 적어도 하나를 포함하는 치아 접촉 정보를 저장하는 단계를 포함하며,
상기 접촉정보를 생성하는 단계는,
멀티플렉서 채널에 따른 신호를 연산 처리하여, 복수의 센서에 가해지는 압력신호의 크기 및 위치를 판별하며,
상기 멀티플렉서 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는,
상기 복수의 센서가 개별 소자 방식으로 구현되는 경우, 행 방향으로 배열된 소자의 개수에 열 방향으로 배열된 소자의 개수를 곱해준 값과 같도록 하고,
상기 복수의 센서가 정전용량 및 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우, 행 방향으로 배열된 라인의 개수에 열 방향으로 배열된 라인의 개수를 더해준 값과 같도록 하며,
상기 치아 접촉 정보를 출력하는 단계는,
상기 정상인의 치아 접촉 정보와 수신된 해당 측정 대상자의 치아 접촉 정보를 비교하여 부정 교합 정도를 판단하고, 상기 판단된 결과와 치아 접촉 세기 상태 정보를 출력하는 부정 교합 모니터링 방법.
제8항에 있어서,
상기 모니터링 단말은,
수신된 치아 접촉 정보를 이용하여 부정교합 정도를 판단하고, 판단결과 및 치아 접촉 세기 상태 정보를 출력하는 치아 부정 교합 모니터링 방법.
제8항에 있어서,
상기 복수의 센서는,
개별소자 방식 또는 정전용량 및 저항막 소자 방식 중 어느 하나의 방식으로 구현되며,
상기 개별소자 방식은,
압전센서, 터치센서, AgCl전극 중에서 적어도 하나의 센서로 구현되는 부정 교합 모니터링 방법.
삭제
삭제
제8항에 있어서,
상기 치아 접촉 정보를 생성하는 단계는,
연산된 접촉세기를 복수의 등급으로 분류하고,
상기 복수의 센서 중 어느 하나의 센서에서 측정된 접촉세기가 기준 등급 이상이면 경고신호를 생성하는 부정 교합 모니터링 방법.
삭제
제8항에 있어서,
측정 대상자의 치아에 작용하는 힘의 세기 및 혀의 위치를 도식화된 형태로 출력하며, 전달받은 치아 접촉 세기 상태 정보를 누적 저장하여 시기별로 그래프화하는 단계를 더 포함하는 부정 교합 모니터링 방법.