KR102472029B1 - 가상 교합기를 제공하는 디바이스 및 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따라, 3D 모델링 이미지에 대한 동적 데이터를 이용하여 대상체에 포함된 과두의 움직임을 나타내는 과두 이동 데이터를 획득하고, 과두 이동 데이터에 기초하여 대상체의 움직임을 시뮬레이션함으로써, 과두의 이동 경로를 그대로 재현해낼 수 있는 가상 교합기를 제공할 수 있는 방법 및 디바이스가 개시된다.

Description

가상 교합기를 제공하는 디바이스 및 방법{A DEVICE AND METHOD FOR PROVIDING A VIRTUAL ARTICULATOR}
본 개시는 가상 교합기를 제공하는 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 과두의 움직임에 기초하여 대상체의 움직임을 시뮬레이션하는 가상 교합기를 제공할 수 있는 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
종래의 치과용 크라운을 디자인하는 기술은 그 과정에서 가상 교합기의 세팅이 요구되며, 가상 교합기를 통해 미리 수복하고자 하는 보철물의 교합을 조정하고 환자 구강 내 세팅 과정에서 진료 시간을 감소시킬 수 있다.
그러나, 종래의 가상 교합기 기술은 기공사가 사용하는 반 조절성 교합기를 가상의 교합기로 라이브러리화하여 등록해둔 후 임의의 데이터를 입력하여 조정하는 방식으로 진행된다. 따라서, 종래의 기술은 환자의 정보를 이용하는 것이 아니기 때문에 가상 교합기에서 오차가 발생하는 문제점이 있으며, 또한 교합이 닿은 지점만을 확인할 수 있어 교합의 강도(세기) 등 구체적인 정보를 확인하기 어려운 한계가 있다. 이에 따라, 종래의 기술은 보철물을 디자인하고 교합 조정하는 과정에서 일률적인 보철의 교합 강도(세기)를 맞추기 어려워(특히 Bridge Case), 이로 인해 진료 시간이 길게 소요되어 사용자의 불편함이 증가하는 문제점이 있다.
이에, 상술한 문제점을 해결하고 환자에 적합한 가상 교합기를 제공하기 위한 기술이 요구되고 있다.
삭제
한국공개특허 제10-2021-0088946호 (2021.07.15), 데이터 정합을 통한 3차원 모델 생성 장치 및 방법
본 개시는 가상 교합기를 제공하는 디바이스 및 방법을 제공할 수 있다. 구체적으로, 과두의 움직임에 기초하여 대상체의 움직임을 시뮬레이션하는 가상 교합기를 제공할 수 있는 디바이스 및 방법이 개시된다. 해결하려는 기술적 과제는 상기 기술된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제들이 더 포함될 수 있다.
본 개시의 제 1 측면에 따른 가상 교합기를 제공하는 방법은 대상체에 대한 CT 데이터 및 스캔 데이터를 정합하여 3D 모델링 이미지를 획득하는 단계; 상기 3D 모델링 이미지에 대한 동적 데이터를 획득하는 단계; 상기 동적 데이터를 이용하여 상기 대상체에 포함된 과두의 움직임을 나타내는 과두 이동 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 3D 모델링 이미지 및 상기 과두 이동 데이터에 기초하여 상기 대상체의 움직임을 시뮬레이션하는 가상 교합기를 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과두 이동 데이터는 상기 대상체가 전방 운동 및 측방 운동을 한계 운동의 범위 내에서 수행할 때 상기 과두의 이동 경로를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과두 이동 데이터는 상기 대상체의 전방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 컨다일러 각도(Condylar Angle)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과두 이동 데이터는 상기 대상체의 측방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 베넷 각도(Bennet Angle)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 3D 모델링 이미지는 전치부 가상 치아를 포함하고, 상기 전치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악 간의 거리가 기설정값 범위 내에 포함되도록 결정될 수 있다.
또한, 상기 3D 모델링 이미지는 구치부 가상 치아를 포함하고, 상기 구치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악이 서로 맞닿도록 결정될 수 있다.
또한, 상기 구치부 가상 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때 인가되는 힘의 크기는 구치부 실제 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때 인가되는 힘의 크기에 대응될 수 있다.
또한, 상기 구치부 가상 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때의 상호 접촉 면적은 구치부 실제 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때의 상호 접촉 면적에 대응될 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 구치부 가상 치아에 대한 상황을 케이나인 가이던스(canine guidance) 및 그룹 펑션(group function) 중 하나로 결정하는 단계; 및 결정된 상기 구치부 가상 치아에 대한 상황에 기초하여 상기 구치부 가상 치아의 크기 또는 위치를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 제 2 측면에 따른 가상 교합기를 제공하는 디바이스는 대상체에 대한 CT 데이터 및 스캔 데이터를 정합하여 3D 모델링 이미지를 획득하고, 상기 3D 모델링 이미지에 대한 동적 데이터를 획득하고, 상기 동적 데이터를 이용하여 상기 대상체에 포함된 과두의 움직임을 나타내는 과두 이동 데이터를 획득하고, 상기 3D 모델링 이미지 및 상기 과두 이동 데이터에 기초하여 상기 대상체의 움직임을 시뮬레이션하는 가상 교합기를 제공하는 프로세서; 및 상기 CT 데이터 및 스캔 데이터를 저장하는 메모리;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과두 이동 데이터는 상기 대상체가 전방 운동 및 측방 운동을 한계 운동의 범위 내에서 수행할 때 상기 과두의 이동 경로를 나타내는 데이터를 포함하는, 디바이스.
또한, 상기 과두 이동 데이터는 상기 대상체의 전방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 컨다일러 각도(Condylar Angle)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과두 이동 데이터는 상기 대상체의 측방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 베넷 각도(Bennet Angle)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 3D 모델링 이미지는 전치부 가상 치아를 포함하고, 상기 전치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악 간의 거리가 기설정값 범위 내에 포함되도록 결정될 수 있다.
또한, 상기 3D 모델링 이미지는 구치부 가상 치아를 포함하고, 상기 구치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악이 서로 맞닿도록 결정될 수 있다.
본 개시의 제 3 측면은 제 1 측면에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다. 또는, 본 개시의 제 4 측면은 제 1 측면에 따른 방법을 구현하기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 치아가 교합 상태일 때 및 치아가 한계 운동 상황일 때의 정보를 이용하여 과두의 이동 경로를 그대로 재현해낼 수 있는 가상 교합기를 제공할 수 있다.
또한, 종래에는 특정 수치를 입력하는 방식으로 보정하여 가상 교합기를 구현하였으나, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 미세한 이동 중 움직임의 변화까지도 반영하여 과두의 이동 경로를 그대로 재현하는 가상 교합기를 제공할 수 있다.
또한, 과두의 이동 경로를 재현하는 가상 교합기를 바탕으로 가상 치아를 3D 모델링 이미지 상에 배치 및 보정하여 가상 치아를 정교하게 3D 모델링할 수 있다.
본 개시의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 디바이스의 구성의 일 예를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 디바이스가 가상 교합기를 제공하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 디바이스가 CT 데이터 및 스캔 데이터를 획득하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 일 실시 예에 따른 디바이스가 대상체에 대한 정적 데이터 및 동적 데이터를 획득하는 동작을 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 일 실시 예에 따른 디바이스가 동적 데이터를 이용하여 CT 데이터와 스캔 데이터가 정합된 3D 모델링 이미지를 갱신하는 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9 내지 도 15는 일 실시 예에 따른 디바이스가 3D 모델링 이미지로부터 및 동적 데이터에 기초하여 과두 이동 데이터를 획득하는 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 16 내지 도 17은 좌측방 운동 시 사용자에게 제공되는 작업측에서의 디스플레이 화면 및 균형측에서의 디스플레이 화면을 각각 나타낸다.
도 18은 전방 운동 시 사용자에게 제공되는 디스플레이 화면을 나타낸다.
도 19 내지 도 20은 일 실시 예에 따른 디바이스가 가상 교합기를 통한 시뮬레이션 결과에 기초하여 교합 상태에서 상악과 하악 간의 거리에 대한 정보를 제공하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 21 내지 도 22는 일 실시 예에 따른 디바이스가 가상 교합기에 기초하여 전치부 가상 치아를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 23 내지 도 24는 일 실시 예에 따른 디바이스가 가상 교합기에 기초하여 구치부 가상 치아를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 일 실시 예에 따른 디바이스가 구치부 가상 치아에 대한 상황을 케이나인 가이던스 및 그룹 펑션 중 하나로 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 일 실시 예에 따른 디바이스가 가상 교합기를 제공하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 디바이스(100)의 구성의 일 예를 나타내는 개략적인 도면이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 가상 교합기를 제공하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 디바이스(100)는 프로세서(110) 및 메모리(120)를 포함할 수 있다.
단계 S210에서 프로세서(110)는 대상체에 대한 CT 데이터 및 스캔 데이터를 정합하여 3D 모델링 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는 대상체(예: 환자)의 구강에 대하여 CT 데이터 및 스캔 데이터 각각을 촬영, 스캔, 메모리 또는 통신 장치를 통해 획득할 수 있고, 기저장된 정합 알고리즘에 따라 CT 데이터 및 스캔 데이터 중 기설정된 어느 하나를 기준으로 다른 하나를 정합하여 3D 모델링 이미지를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, CT 데이터는 대상체(예: 환자)의 구강을 분석하기 위해 촬영된 다차원의 이미지 데이터를 포함할 수 있고(도 3(a) 참조), 예를 들면, 3차원 CT(Computed Tomography) 영상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 예를 들면, DICOM(Digital Imaging and COmmunications in Medicine) 디지털 영상과 같이 다양한 유형의 의료 영상을 포함할 수 있고, 환자에 대한 의료 영상을 획득한 후 구강 부분을 이용할 수 있다. 이처럼, 본 개시의 기술적 범위는 특정 유형의 의료 영상에 한정되지 않는다.
일 실시 예에서, 스캔 데이터는 대상체(예: 환자)의 구강에 대한 3차원 입체 정보를 포함하고(도 3(b) 참조), 예를 들면, 구강 스캐너를 이용하여 디지털 스캐닝 방식으로 상악과 하악에 대해 획득한 구강 스캔 데이터일 수 있고, 다른 예를 들면, 인상재를 이용하여 인상을 채득한 뒤 인상체를 스캔한 데이터 또는 인상체에 석고를 부어 석고 모형을 제작한 다음 석고 모형을 스캔한 데이터일 수 있다(예: surface data).
일 실시 예에서, 3D 모델링 이미지는 CT 데이터와 스캔 데이터의 정합에 따라 획득되는 대상체(예: 환자)의 구강에 대한 3D 모델링 데이터를 포함할 수 있고, 명세서 전반에서 특정 뷰(예: Axial View, Cross View, Coronal View 등)를 기준으로 추출 또는 가공되는 하나 이상의 단면 이미지를 포괄하는 개념으로 이해될 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 CT 데이터와 스캔 데이터 각각에서 획득된 레진 마커에 기초하여 CT 데이터와 스캔 데이터를 정합할 수 있고, 예를 들면, CT 데이터와 스캔 데이터를 각각 분석하여 기설정된 기준 치아(예: 우각 부위, 전치와 양 구치 등)를 기준으로 복수개(예: 3개)의 레진 마커를 생성하거나 또는 사용자 입력을 통해 레진 마커를 생성하고, 레진 마커를 기준으로 좌표 정보가 서로 상이한 CT 데이터와 스캔 데이터를 정합할 수 있다.
단계 S220에서 프로세서(110)는 3D 모델링 이미지에 대한 동적 데이터를 획득할 수 있다. 이에 관한 내용은 도 4 및 도 5를 더 참조하여 서술하도록 한다.
도 4 및 도 5는 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 대상체에 대한 정적 데이터 및 동적 데이터를 획득하는 동작을 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 프로세서(110)는 대상체에 대한 정적 데이터를 획득할 수 있고, 예를 들면, 정적인 교합 상태에 있는 대상체(예: 환자)의 구강을 스캔하거나 환자의 치아를 본 떠 가공된 인공치아 구조물(예: 인공 상악, 인공 하악)의 교합 상태를 촬영하여 정적 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 정적 데이터는 정적인 교합 데이터를 나타내고, 예를 들면, 환자가 입을 다문 상태에서 상악 치아와 하악 치아가 맞닿는 정적인 교합 상태를 기록한 데이터를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 프로세서(110)는 대상체에 대한 동적 데이터를 획득할 수 있고, 예를 들면, 사진 촬영 방식 및 동영상 촬영 방식을 적어도 하나를 이용하여 대상체(예: 환자)의 구강 내 움직임을 촬영하여 동적 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 동적 데이터는 동적인 교합 데이터를 나타내고, 교합 상태를 기준으로 대상체(예: 환자)의 구강에 대한 전방 움직임(도 5(a) 참조), 좌측 움직임(도 5(b) 참조) 및 우측 움직임(도 5(c) 참조) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 환자가 전방, 좌측방, 우측방으로 각각 움직였을 때 상악 치아와 하악 치아가 맞닿는 순간과 맞닿지 않는 순간을 기록한 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전방 움직임, 좌측 움직임 및 우측 움직임 각각은 한계 운동의 범위 내에서 수행될 수 있다.
단계 S230에서 프로세서(110)는 동적 데이터를 이용하여 대상체에 포함된 과두의 움직임을 나타내는 과두 이동 데이터를 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, 과두 이동 데이터는 대상체가 전방 운동 및 측방 운동을 한계 운동의 범위 내에서 수행할 때 과두의 이동 경로를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다
이하, 도 6 내지 도 15를 참조하여 단계 S230에 관한 다양한 실시 예들에 관해 보다 상세하게 서술하도록 한다.
도 6 내지 도 8은 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 동적 데이터를 이용하여 CT 데이터와 스캔 데이터가 정합된 3D 모델링 이미지를 갱신하는 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 프로세서(110)는 CT 데이터와 스캔 데이터가 정합된 3D 모델링 이미지에 동적 데이터를 정합하여 3D 모델링 이미지를 갱신하고, 갱신된 3D 모델링 이미지에서 과두의 움직임을 분석하여 과두 이동 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는 사용자에 의해 치아를 기준으로 설정된 특정 개수(예: 3개)의 포인트(예: 전치, 양 구치)(식별번호 610 참조)를 이용하여, 전방 움직임의 동적 데이터(도 6(b) 참조)를 3D 모델링 이미지에 정합하고(도 6(a) 참조), 좌측 움직임의 동적 데이터(도 7(b) 참조)를 3D 모델링 이미지에 정합하고(도 7(a) 참조), 우측 움직임의 동적 데이터(도 8(b) 참조)를 3D 모델링 이미지에 정합하여(도 8(a) 참조), 3D 모델링 이미지와 동적 데이터의 정합을 완료할 수 있다.
도 9 내지 도 15는 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 3D 모델링 이미지로부터 및 동적 데이터에 기초하여 과두 이동 데이터를 획득하는 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9를 참조하면, 프로세서(110)는 3D 모델링 이미지에서 하악두의 내측골(Medial Pole)(910), 하악두의 외측골(Lateral Pole)(920) 및 하악두의 최상방(930)에 기초하여, 과두의 이동 경로의 획득을 위한 기준점을 나타내는 과두의 중심 위치(940)를 결정하고, 결정된 과두의 중심 위치(940)를 기준으로 과두의 움직임을 분석하여 과두 이동 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, Coronal View의 3D 모델링 이미지를 분석하여 하악두 상에서 변곡점을 검출하여 하악두의 내측골(910), 하악두의 외측골(920) 및 하악두의 최상방(930)을 추출하고, 하악두의 내측골(910)과 하악두의 외측골(920)을 수평으로 연결한 제 1 직선과 하악두의 최상방(930)에서 수직으로 연장한 제 2 직선을 결정하고, 제 1 직선과 제 2 직선이 만나는 지점을 과두의 중심 위치(940)로 결정할 수 있으며, 또한, 하악두의 내측골(910), 하악두의 외측골(920) 및 하악두의 최상방(930)을 모두 기준점으로 결정할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 과두 이동 데이터는 대상체의 전방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 컨다일러 각도(Condylar Angle)(1030)를 포함할 수 있다. 도 10에서, 제 1 기준면(1010)은 각도 측정을 위한 기준면으로서(예: FH Plane) 사용자에 의해 설정될 수 있고, 제 2 기준면(1020)은 과두의 움직임 분석에 따라 결정되는 기준면으로서 전방 운동 전 과두의 중심 위치(940)인 제 1 지점(940a)과 전방 운동 후 과두의 중심 위치(940)인 제 2 지점(940b)을 연결하여 획득될 수 있다. 또한, 컨다일러 각도(1030)는 대상체의 전방 운동 시 과두가 움직일 수 있는 한계 각도를 나타내고, 예를 들면, 환자가 최대한 턱을 앞으로 밀었을 때 측정되는 제 1 기준면(1010)과 제 2 기준면(1020) 간의 기울기일 수 있다. 또한, 컨다일러 경로(1040)는 대상체의 전방 운동 시 과두의 중심이 움직인 거리를 나타내고, 예를 들면, 교합 상태에서 과두의 중심인 제 1 지점(940a)에서 전방 한계 운동 시 과두의 중심인 제 2 지점(940b)으로 이동한 궤적일 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 3D 모델링 이미지 상에 나타나는 대상체(예: 환자)의 정적인 상태에서의 과두의 중심인 제 1 지점(940a)을 기준으로 전방 운동 시 한계 운동 지점에서의 과두의 중심인 제 2 지점(940b)을 연결한 선에 기초하여 전방 운동 시의 컨다일러 각도(1030) 및 컨다일러 경로(1040)를 획득할 수 있으며, 이에 관한 구체적인 실시 예는 다음과 같다.
먼저, 도 11을 참조하면, 프로세서(110)는 Coronal View의 3D 모델링 이미지 상에서 외이도 상연(1110) 및 안와 하연(1120)에 대한 사용자의 선택 입력을 수신할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하고, 사용자의 선택 입력에 따라 결정되는 외이도 상연(1110)과 안와 하연(1120)을 연결한 평면을 제 1 기준면(1010)으로 설정할 수 있다.
다음, 도 12를 참조하면, 프로세서(110)는 Coronal view의 3D 모델링 이미지 상에서 변곡점을 검출하여 하악와의 최상방(1210) 및 관절 융기의 최하방(1220)을 결정하거나, 또는, Coronal View의 3D 모델링 이미지 상에서 하악와의 최상방(1210) 및 관절 융기의 최하방(1220)에 대한 사용자의 선택 입력을 수신할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하여 사용자의 선택 입력에 따라 하악와의 최상방(1210) 및 관절 융기의 최하방(1220)을 결정할 수 있으며, 결정된 하악와의 최상방(1210)과 관절 융기의 최하방(1220)을 연결한 평면을 제 2 기준면(1020)으로 설정할 수 있다.
그 다음, 프로세서(110)는 제 1 기준면(1010) 및 제 2 기준면(1020)을 연결하여 컨다일러 각도(1030)를 결정할 수 있으며, 이에 따라, 획득한 전방 움직임의 동적 데이터에 대하여 한계 운동의 범위까지 운동로를 나타내는 컨다일러 경로(1040)를 재현할 수 있다. 그러나, 이러한 운동로는 사용자 또는 잔존 치아의 상태(예: 상악 전치부의 절단면과 하악 전치부의 절단면이 맞물리는 지점까지)에 의해 운동로를 제한할 수 있으며, 일 실시 예에서, 전방 운동에 대하여 기설정 복수개의 구간 별로(예: 0.5mm 단위) 운동로를 구획한 컨트롤 포인트를 제공하여 컨트롤 포인트에 대한 사용자의 수정 입력에 따라 운동로를 제한할 수 있다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 과두 이동 데이터는 대상체의 측방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 베넷 각도(Bennet Angle)(1310)를 포함할 수 있다. 도 13 내지 도 15에서, 베넷 각도(1310)는 대상체의 측방 운동 시 과두가 움직일 수 있는 한계 각도를 나타내고, 예를 들면, 환자가 최대한 턱을 옆으로 틀었을 때 측정되는 각도일 수 있다. 또한, 베넷 경로(1320)는 대상체의 측방 운동 시 과두가 움직인 거리를 나타낸다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 3D 모델링 이미지 상에 나타나는 대상체(예: 환자)의 정적인 상태에서의 과두의 중심을 기준으로 측방 운동 시 한계 운동 지점에서의 과두의 중심을 연결한 선에 기초하여 측방 운동 시의 베넷 각도(1310) 및 베넷 경로(1320)를 획득할 수 있으며, 이에 관한 구체적인 실시 예는 다음과 같다.
먼저, 프로세서(110)는 각도 측정을 위한 기준면으로서 제 1 기준면(1010)을 획득할 수 있고, 컨다일러 각도(1030)의 획득 시에 결정된 제 1 기준면(1010)을 그대로 이용할 수 있다.
다음, 프로세서(110)는 제 1 기준면(1010)에 평행한 제 3 기준면(1330)을 획득하고, 제 3 기준면(1330)에서 운동 방향의 반대측(비작업측)에 있는 과두의 움직임을 분석하여 이동 거리 및 각도를 획득할 수 있다. 예를 들면, 좌측방 운동을 예시한 도 13에 도시된 것처럼, FH Plane인 제 1 기준면(1010)을 기준으로 평행하게 자른 Axial Plane인 제 3 기준면(1330)에서 좌측방 운동의 진행 방향의 반대측인 우측(식별번호 1340 참조)에 위치한 과두의 중심 위치(940)가 좌측방 운동에 따라 움직인 한계 운동 거리와 각도를 측정할 수 있다. 다른 예를 들면, 우측방 운동을 예시한 도 14에 도시된 것처럼, 제 1 기준면(1010)을 기준으로 평행하게 자른 제 3 기준면(1330)에서 우측방 운동의 진행 방향의 반대측인 좌측(식별번호 1410 참조)에 위치한 과두의 중심 위치(940)가 우측방 운동에 따라 움직인 한계 운동 거리와 각도를 측정할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 도 15에 도시된 것처럼, FH Plane인 제 1 기준면(1010)을 기준으로 평행하게 자른 Axial Plane인 제 3 기준면(1330)에서 과두를 중심으로 Sagittal Plane인 제 4 기준면(1510)에서의 움직인 거리와 각도를 측정할 수 있다.
이에 따라, 프로세서(110)는 획득한 측방 움직임의 동적 데이터에 대하여 한계 운동의 범위까지 운동로를 재현할 수 있다. 그러나, 이러한 운동로는 사용자 또는 잔존 치아의 상태(예: 상악 협측 교두와 하악 협측 교두가 만나는 점까지, 또는 상악 설측 교두와 하악 협측 교두가 만나는 점까지)에 의해 운동로를 제한할 수 있으며, 일 실시 예에서, 좌 측방 운동 또는 우 측방 운동에서 기설정 복수개의 구간 별로(예: 0.5mm 단위) 운동로를 컨트롤 포인트를 제공하여 컨트롤 포인트에 대한 사용자의 수정 입력에 따라 운동로를 제한할 수 있다.
단계 S240에서 프로세서(110)는 3D 모델링 이미지 및 과두 이동 데이터에 기초하여 대상체의 움직임을 시뮬레이션하는 가상 교합기를 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서(110)는 CT 데이터, 스캔 데이터 및 동적 데이터가 정합된 3D 모델링 이미지 상에 과두 이동 데이터를 적용하여 가상 교합기를 획득할 수 있고, 가상 교합기를 통해 정적인 운동과 동적인 운동(전방, 측방 운동)을 시뮬레이션하여 상악 및 하악의 전방 움직임, 좌측 움직임 및 우측 움직임에 대하여 한계 운동의 범위까지의 운동로를 재현할 수 있다.
도 16 내지 도 17은 좌측방 운동 시 사용자에게 제공되는 작업측에서의 디스플레이 화면 및 균형측에서의 디스플레이 화면을 각각 나타내고, 도 18은 전방 운동 시 사용자에게 제공되는 디스플레이 화면을 나타낸다. 도 16 내지 18에 도시된 것처럼, 프로세서(110)는 가상 교합기를 통해 과두의 움직임을 재현하고 운동 경로, 교합 세기 및 교합 면적을 제공하는 교합면 나침반을 제공할 수 있으며, 사용자의 선택 입력(예: 버튼 클릭)을 수신하는 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택된 부분만을 디스플레이할 수 있다.
이에 따라, 프로세서(110)는 전술한 단계들을 통해 환자 데이터를 바탕으로 3D 모델링 이미지 상에서 동적 운동이 가능한 가상 교합기를 획득할 수 있으며, 교합기 형상, 이동 각도와 경로 등이 지정된 교합기가 아닌, 환자의 CT 데이터와 스캔 데이터를 바탕으로 환자의 치아 형상으로 과두의 움직임을 그대로 재현할 수 있는 교합기 형상이라는 점에서 각별한 이점이 있다.
단계 S240 이후에 프로세서(110)는 가상 교합기에 기초하여 3D 모델링 이미지 상에 중첩되는 가상 치아를 결정할 수 있고, 일 실시 예에서, 가상 치아를 3D 모델링 이미지 상에 중첩하고, 가상 교합기를 통한 시뮬레이션 결과에 기초하여 가상 치아를 갱신할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는 3D 모델링 이미지 상에서 치아가 없는 영역의 변곡점 또는 곡률에 기초하여 치아와 보철물 사이의 경계면을 나타내는 마진을 설정하고, 기저장된 라이브러리로부터 가상 치아의 형상을 결정하고, 마진 및 형상에 기초하여 가상 치아(예: 가상 크라운)를 3D 모델링 이미지 상의 치아가 없는 영역에 수복할 준비를 할 수 있다. 이때, 가상 치아를 수복할 부위가 전치부에 대응하는지 또는 구치부에 대응하는지에 따라 일부 상이한 프로세스가 진행될 수 있으며, 이에 관한 내용은 도 19 내지 25를 더 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 19 내지 도 20은 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 가상 교합기를 통한 시뮬레이션 결과에 기초하여 교합 상태에서 상악과 하악 간의 거리에 대한 정보를 제공하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 19를 참조하면, 프로세서(110)는 수복하려는 가상 치아가 전치부인지 구치부인지 여부에 무관하게, 3D 모델링 이미지 상에서 가상 치아가 없을 때 잔존치 간(예: 상악, 하악 간)의 영역별 접촉 면적 또는 접촉 세기를 시뮬레이션한 결과를 디스플레이할 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉 세기의 경우, 잔존치 간의 거리에 비례하여 등고선 형태로 표현될 수 있고, 예를 들면, 잔존치 간에 접촉한 곳은 빨간색으로 표현될 수 있다. 이 때, 잔존치 간에 충돌 표면에 대한 흔적을 기록할 수 있으며(예: 관통 불가능), 동적 데이터(예: 전방, 좌측방, 우측방)에서의 움직임과 서로 다른 색상으로 표현하여 사용자에게 직관적인 화면을 제공할 수 있다.
도 20을 참조하면, 프로세서(110)는 수복하려는 가상 치아가 전치부인지 구치부인지 여부에 무관하게, 3D 모델링 이미지 상에서 가상 치아가 있을 때 잔존치 간(예: 상악, 하악 간)의 영역별 접촉 면적 또는 접촉 세기를 시뮬레이션한 결과를 디스플레이할 수 있다. 일 실시 예에서, 만일 수복할 가상 치아에 대하여 대합치가 있거나 상악과 하악을 동시에 수복해야 하는 경우, 충돌 시 관통된 상태가 나타나도록 디스플레이할 수 있으며, 접촉 면적과 세기가 상이하게 표시될 수 있고, 또한, 도 20에 도시된 화면과 충돌 시 관통된 상태가 나타난 화면을 하나의 윈도우 내에 병렬 배치하여 사용자가 보다 용이하게 비교할 수 있는 화면을 제공할 수도 있다.
도 21 내지 도 22는 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 가상 교합기에 기초하여 전치부 가상 치아를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, 3D 모델링 이미지는 전치부 가상 치아를 포함하고, 전치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악 간의 거리가 기설정값 범위 내에 포함되도록 결정될 수 있다. 즉, 수복할 치아가 전치부인 경우, 교합 상태에서 대합치와 닿지 않고 적정 거리만큼의 거리가 유지되도록 크기 및 위치가 조정될 수 있다.
예를 들면, 도 21(a)에서와 같이, 전치부 가상 치아에 접촉이 있는 경우, 가상 치아의 영역별 접촉 면적 및 세기를 0으로 설정하거나, 또는 하악골이 정적인 상태로 교합(예: CO 상태)될 때 나타나는 등고선의 형태의 긴밀도가 기설정값(예: 0.5mm) 떨어진 형태로 가상 치아를 자동 변형시켜 사용자에게 디스플레이 화면을 제공할 수 있다.
다른 예를 들면, 도 21(b)에서와 같이, 전치부 가상 치아에 접촉이 없을 경우, 전치부 가상치아와 대합치 간에 거리가 많이 뜰 수 있으므로 하악골이 정적인 상태로 교합(예: CO 상태)될 때 기설정값(예: 0.5mm) 떨어진 형태로 가상 치아를 형성하고, 이후 동적 운동 중 전방 운동을 실행할 때 가상 치아의 형태를 변화시킬 수 있다.
도 22를 참조하면, 전치부 가상 치아의 크기는 운동 상태에서 상악과 하악 간의 거리가 기설정값 범위 내에 포함되도록 갱신될 수 있다. 예를 들면, 수복할 치아가 전치부인 경우, 전치부 가상 치아를 관통하는 접촉이 있다면 전치부 가상 치아가 없을 때의 잔존 전치부의 영역별 접촉 면적 및 세기가 동일하면서 가상 치아에 동일한 면적과 세기의 교합 접촉을 부여할 수 있도록 가상 치아의 형태를 변화시킬 수 있다. 만약 가상 치아에 접촉이 없을 경우, 컨다일러 각도 정보를 이용하여 운동 범위가 기설정값(예: 0.5mm) 이상에서 상악의 절단면과 하악의 절단면이 만날 때까지 상악의 설면과 하악의 절단면이 가상 치아가 없을 때의 잔존 전치부의 영역별 접촉 면적 및 세기가 동일하면서 가상 치아에 동일한 면적과 세기의 교합이 접촉되도록 가상 치아의 형태를 변화시킬 수 있다.
도 23 내지 도 24는 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 가상 교합기에 기초하여 구치부 가상 치아를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 23 내지 도 24를 참조하면, 3D 모델링 이미지는 구치부 가상 치아를 포함하고, 구치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악이 서로 맞닿도록 결정될 수 있다. 즉, 수복할 치아가 구치부인 경우, 교합 상태에서 대합치와 서로 닿고 다른 치아와 평균 접촉 면적, 접촉 세기가 되도록 조절할 수 있다.
일 실시 예에서, 구치부 가상 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때 인가되는 힘의 크기는 구치부 실제 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때 인가되는 힘의 크기에 대응될 수 있고, 다른 일 실시 예에서, 구치부 가상 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때의 상호 접촉 면적은 구치부 실제 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때의 상호 접촉 면적에 대응될 수 있다.
예를 들면, 프로세서(110)는 교합 상태에 있어서, 수복할 치아가 구치부이고 가상 치아에 접촉이 있는 경우, 가상 치아가 없을 때의 잔존 구치부의 영역별 접촉 면적 및 세기와 동일하도록 가상 치아에 교합점을 부여할 수 있다. 만일 가상 치아에 접촉이 없을 경우, 하악골이 정적인 상태로 교합(CO 상태)될 때, 접촉점의 위치에만 가상 치아가 닿도록 가상 치아의 형태를 변화시킬 수 있다. 이 때, 교합 접촉점만 맞도록 형태를 변화시키는 경우, 그 외적인 부분(예: 교두 사면이나 삼각융선)이 잘 어울리지 못해 형상이 바람직하지 않게 디스플레이될 수 있다. 이러한 경우, 형태에 관한 사용자 조작이 가능한 매뉴플레이터를 제공하여 사용자가 추가할 수 있도록 지원할 수 있고, 자동 조정을 수행할 수도 있다. 예를 들면, 제 1 포인트에서 교합점으로부터 0.3mm가 뜨고 제 2 포인트에서 교합점으로부터 0.5mm가 뜬 경우(식별번호 2410 참조), 그 교합점 영역을 전체적으로 0.3mm와 0.5mm를 올려줄 수 있다(식별번호 2420 참조). 영역은 제 1 포인트와 제 2 포인트를 메인 그루브(2430)를 중심으로 분할되고, 사용자는 매뉴플레이터를 통해 분할된 영역을 선택하고 그 영역을 올리거나 내리는 방식으로 제공하여 높낮이를 조절할 수 있다. 대구치의 경우, 메인 그루브(2430)가 2개로 4개의 영역을 분할할 수 있으며, 소구치의 경우 메인 그루브(2430)가 1개로 2개의 영역을 분할할 수 있다.
다른 예를 들면, 프로세서(110)는 동적 움직임에 있어서, 수복할 치아가 구치부이고 가상 치아에 접촉이 있는 경우, 가상 치아의 영역별 접촉 면적 및 세기를 0으로 설정하되 충분히 이개가 되도록 하악골이 움직이는 경로 즉, 컨다일러 각도의 이동 경로에서 설정값(예: 0.5mm, 사용자 설정)만큼 떨어진 형태로 가상 치아를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 구치부 가상 치아에 대한 상황을 케이나인 가이던스(canine guidance) 및 그룹 펑션(group function) 중 하나로 결정하고, 결정된 구치부 가상 치아에 대한 상황에 기초하여 구치부 가상 치아의 크기 또는 위치를 결정할 수 있다. 이에 관한 내용은 도 25를 더 참조하여 설명하도록 한다.
도 25는 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 구치부 가상 치아에 대한 상황을 케이나인 가이던스 및 그룹 펑션 중 하나로 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 25를 참조하면, 프로세서(110)는 동적 데이터 중 측방 움직임에 기초하여 구치부 가상 치아에 대한 상황을 케이나인 가이던스 및 그룹 펑션 중 하나로 결정할 수 있다. 예를 들면, 수복할 치아가 구치부의 경우, 하악을 좌우로 움직이는 과정에서 치아들이 서로 닿는 상황을 분석하여 케이나인 가이던스인지 그룹 펑션인지 구별하여 그에 따라 상이한 방식으로 구치부 가상 치아를 조정할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 동적 데이터 중 측방 움직임에 따라 구치부에서 여러 개의 치아가 동시 접촉되고 있는 경우에는 구치부 가상 치아에 대한 상황을 그룹 펑션으로 결정하고, 견치만 접촉되고 나머지는 접촉되지 않는 경우에는 케이나인 가이던스로 결정할 수 있다. 예를 들면, 그룹 펑션은 4, 5, 6번 치아가 서로 닿는 경우를 의미하고, 케이나인 가이던스는 3번 치아만 닿고 4, 5, 6 치아는 닿지 않는 상황을 의미할 수 있으며, 프로세서(110)는 이러한 상황에 따라 대응되는 방식으로 가상 치아를 보정하여 가상 치아를 3D 모델링할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 동적 측방 운동을 시행했을 때, 구치부 가상 치아에 대한 상황이 그룹 펑션으로 결정되고 수복할 치아가 전치부인 경우, 가상 치아에 접촉이 있다면 베넷 각도(1310)의 이동 경로 안에서 가상 치아의 영역별 접촉 면적 및 세기를 0으로 설정할 수 있고, 상악과 하악을 동시에 수복해야 하는 경우에는 하악을 삭제하여 영역별 접촉 면적 및 세기를 0으로 설정할 수 있다. 만약, 가상 치아에 접촉이 없을 경우, 중심 교합과 전방 운동에서 접촉이 안되는 선에 하악골이 움직이는 경로에서 설정값(예: 0.5mm)만큼 떨어진 형태로 가상 치아를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 수복할 치아가 견치이고, 구치부 가상 치아에 대한 상황이 케이나인 가이던스로 결정된 경우, 상악의 첨두와 하악의 첨두가 접촉되도록 가상 치아에 교합이 접촉되도록 가상 치아의 형태를 변화시킬 수 있다. 또한, 수복할 치아가 견치를 제외한 전치부라면, 가상 치아의 영역별 접촉 면적 및 세기를 0으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 수복할 치아가 구치부이고, 가상 치아에 접촉이 있다면 작업측(예: 측방 운동 시 움직이는 쪽)에서 구치부 가상 치아에 대한 상황이 케이나인 가이던스로 결정된 경우, 가상 치아의 영역별 접촉 면적 및 세기를 0으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 작업측(예: 측방 운동 시 움직이는 쪽)의 구치부 가상 치아에 대한 상황이 그룹 평션으로 결정된 경우, 가상 치아가 없을 때의 잔존 구치부의 영역별 접촉 면적 및 세기가 앞에 있는 치아보다 적게 뒤에 있는 치아보다 큰 범위 내에서 가상 치아에 교합 면적을 갖는 교합 접촉을 부여할 수 있고, 이 때 교합의 세기는 같도록 등고선을 이용하여 설정할 수 있으며, 수복하는 치아가 제 2 대구치인 경우에는 교합 접촉을 부여하지 않을 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 가상 치아에 접촉이 없고 작업측에서 구치부 가상 치아에 대한 상황이 그룹 펑션으로 결정된 경우, 가상 치아가 없을 때의 잔존 구치부의 영역별 접촉 면적 및 세기가 앞에 있는 치아보다 적게 뒤에 있는 치아보다 큰 범위 내에서 가상 치아에 교합 접촉 면적을 갖도록 가상 치아의 형태를 변화시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 교합 접촉 면적은 면적 연산을 통해 수치화하여 디스플레이할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 가상 치아가 포함되지 않은 제 1 3D 모델링 이미지 및 가상 치아가 포함된 제 2 3D 모델링 이미지를 함께 디스플레이할 수 있고, 이에 따라 사용자의 관점에서 보다 직관적인 비교가 가능한 인터페이스를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(110)는 가상 교합기를 제공하기 위한 일련의 동작들을 수행할 수 있고, 디바이스(100)의 동작 전반을 제어하는 CPU(central processor unit)로 구현될 수 있으며, 메모리(120), 디스플레이 및 그 밖의 구성요소들과 전기적으로 연결되어 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 메모리(120)는 CT 데이터 및 스캔 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시 예에서, 메모리(120)는 SSD(Solid State Disk) 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 비휘발성 메모리로 구현되어 디바이스(100)에 필요한 데이터 전반을 저장하는데 사용될 수 있고, 그 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 디바이스(100)에 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 일 실시 예에 따를 경우, 디바이스(100)는 3차원 이미지 데이터 처리를 위한 알고리즘, 다른 디바이스와 유무선 네트워크를 통해 통신하기 위한 통신모듈, 사용자 입력을 수신하는 사용자 인터페이스 수신모듈, 상술한 정보들을 디스플레이하는 디스플레이 등을 더 포함할 수 있고, 다른 실시 예에 따를 경우, 도 1에 도시된 구성요소들 중 일부는 생략될 수도 있다.
도 26은 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 가상 교합기를 제공하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 26을 참조하면, 단계 S2610에서 디바이스(100)는 환자의 CT 데이터, 스캔 데이터 및 동적 데이터를 각각 획득하고, 단계 S2620에서 CT 데이터, 스캔 데이터를 정합하여 3D 모델링 이미지를 획득할 수 있고, 예를 들면, 치아의 우각 부위에 기초 또는 보철물이 많을 경우 레진 마커를 이용해 정합을 수행할 수 있다.
단계 S2630에서 디바이스(100)는 정합된 3D 모델링 이미지와 동적 데이터를 한계 운동 상에서 정합할 수 있다. 일 실시 예에서, 디바이스(100)는 동적 데이터의 전방 움직임에 따라 과두의 중심을 검출하여 컨다일러 각도(1030)를 결정하고, 컨다일러 각도(1030)를 통한 한계 운동까지의 과두가 움직인 거리 및 각도를 측정하고, 동적 데이터의 측방 움직임에 따라 과두의 중심을 검출하여 베넷 각도(1310)를 결정하고, 베넷 각도(1310)를 통한 한계 운동까지의 과두가 움직인 거리 및 각도를 측정할 수 있다. 이에 따라, 한계 운동까지 운동을 재현하고, 작업측에서 상악 협측 교두와 하악 협측 교두가 맞물리는 점까지 전방 운동에서 상악 전치부와 하악 전치부의 절단면이 맞물리는 점까지 운동로를 제한할 수 있다.
단계 S2640에서 디바이스(100)는 3D 모델링 이미지 상에서 삭제된 치아의 변곡을 통해 마진을 설정하고, 단계 S2650에서 라이브러리에 기초하여 가상 치아의 형태를 결정하고, 단계 S2660에서 설정된 마진에 기초하여 가상 치아의 위치를 결정할 수 있다.
단계 S2670에서 디바이스(100)는 정적 데이터, 동적 데이터 및 과두 이동 데이터에 기초하여 3D 모델링 이미지 상에 교합 상태를 디스플레이할 수 있다.
일 실시 예에서, 디바이스(100)는 만일 수복할 치아가 전치부인 경우, 가상 치아가 없을 때와 가상 치아가 있을 때의 잔존치의 영역별 접촉 면적 및/또는 접촉 세기를 각각 결정할 수 있다. 만일 가상 치아에 접촉이 있는 경우에는 가상 치아의 영역별 접촉 면적 및 세기를 0으로 설정하거나 하악골이 움직이는 경로에서 교합의 긴밀도가 0.5mm 떨어진 형태로 가상 치아를 형성할 수 있다. 만일 가상 치아에 접촉이 없는 경우에는 접촉이 많이 뜨게 될 수 있으므로 하악골이 움직이는 경로에서 0.5mm 떨어진 형태로 가상 치아를 형성하고 전방 운동 시행 시 가상 치아의 형태를 변화시킬 수 있다.
다른 일 실시 예에서, 디바이스(100)는 만일 수복할 치아가 구치부인 경우, 가상 치아가 없을 때와 가상 치아가 있을 때의 잔존치의 영역별 접촉 면적 및/또는 접촉 세기를 각각 결정할 수 있다. 만일 가상 치아에 접촉이 있는 경우에는 가상 치아가 없을 때의 잔존 구치부의 영역별 접촉 면적 및 세기가 동일하면서 가상 치아에 동일한 면적과 세기의 교합 접촉을 부여할 수 있다(이때, 교합점의 경우, 치아 배열 상태에 따라 달라질 수 있음). 만일 가상 치아에 접촉이 없는 경우에는 접촉이 되어야 하므로 하악골이 움직이는 경로에 맞게 접촉점 위치에만 가상 치아가 닿도록 가상 치아의 형태를 변화시키고, 교합 접촉점에 맞게 튀어 나온 부위를 나머지의 가상 치아의 형상과 어울릴 수 있도록 조정하는 매뉴플레이터를 제공하여 사용자가 추가하거나, 또는 예를 들어, 제 1 포인트에서 교합점으로부터 0.3mm가 뜨고 제 2 포인트에서 교합점으로부터 0.5mm가 뜬 경우 그 교합점 영역을 전체적으로 0.3mm와 0.5mm를 올려줄 수 있다. 제 1 포인트와 제 2 포인트는 그루브를 중심으로 하여 전체적인 영역을 분할할 수 있고, 교합점 영역을 기준으로 k제곱미리만큼 영역을 부여할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 치과용 크라운을 소프트웨어로 디자인하는 과정에서 환자의 데이터를 기반으로 가상 교합기를 제공할 수 있으며, 환자 맞춤형 크라운을 제작하는데 있어 보다 효과적이고 교합 조정이 가능하여 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.
또한, 환자의 동적 데이터를 이용하여 과두의 움직임을 그대로 재현할 수 있고, 시뮬레이션 결과에 따라 잔존치의 교합 양식을 판별하여 그에 맞는 수복 과정을 통해 환자 맞춤형 크라운을 제작할 수 있다.
또한, 환자의 동적 데이터를 제어하여 환자의 교합 상태에 대해 분석할 수 있고, 이러한 분석 결과를 환자를 치료하는 과정에 반영하여 치료 성과가 개선되도록 지원할 수 있다
도면 전반에서, 설명의 편의상, 과두, 가상 치아 등의 형상을 2차원적으로 도시하였으나, 3D 모델링 데이터에 기반하여 3차원적으로 표현되는 실시 예를 포함할 수 있으며, 이에 따라 개별 위치에서 과두의 중심 위치, 컨다일러 각도, 베넷 각도, 가상 치아의 형상, 크기 및 위치 등 다양한 항목들에 대한 값의 결정 및 수정이 이루어질 수 있다. 또한, 명세서 전반에서, 정보를 “제공”한다는 표현은 해당 정보를 디스플레이하거나, 송수신하는 동작 등을 포함할 수 있다. 또한 상술한 동작들 중 일부는 순서, 기능 및 분기의 측면에서 다양하게 변형된 형태로 실시될 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 개시에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 디바이스
110: 프로세서
120: 메모리

Claims (16)

  1. 가상 교합기를 제공하는 방법에 있어서,
    대상체에 대한 CT 데이터 및 스캔 데이터를 정합하여 3D 모델링 이미지를 획득하는 단계;
    상기 3D 모델링 이미지에 대한 동적 데이터를 획득하는 단계;
    상기 동적 데이터를 이용하여 상기 대상체에 포함된 과두의 움직임을 나타내는 과두 이동 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 3D 모델링 이미지 및 상기 과두 이동 데이터에 기초하여 상기 대상체의 움직임을 시뮬레이션하는 가상 교합기를 제공하는 단계;를 포함하고,
    상기 과두 이동 데이터는
    상기 대상체가 교합 상태일 때 및 상기 대상체의 전방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때의 상기 과두의 중심점이 이동한 경로를 나타내는 컨다일러 경로를 포함하고,
    상기 컨다일러 경로는
    사용자의 선택 입력에 따라 결정되는 외이도 상연과 안와 하연을 연결하여 획득되는 제 1 기준면,
    상기 선택 입력에 따라 결정되는 하악와의 최상방 및 관절 융기의 최하방을 연결하여 획득되는 제 2 기준면 및
    상기 제 1 기준면 및 상기 제 2 기준면을 연결하여 획득되는 컨다일러 각도(Condylar Angle)에 기초하여 결정되는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 과두 이동 데이터는
    상기 대상체가 전방 운동 및 측방 운동을 한계 운동의 범위 내에서 수행할 때 상기 과두의 이동 경로를 나타내는 데이터를 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 과두 이동 데이터는
    상기 대상체의 전방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 상기 컨다일러 각도를 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 과두 이동 데이터는
    상기 대상체의 측방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 베넷 각도(Bennet Angle)를 포함하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 3D 모델링 이미지는 전치부 가상 치아를 포함하고,
    상기 전치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악 간의 거리가 기설정값 범위 내에 포함되도록 결정되고,
    상기 전치부 가상 치아의 위치를 결정하는 단계는
    상기 전치부 가상 치아에 접촉이 있는 경우,
    상기 가상 치아의 영역별 접촉 면적 및 세기를 0으로 설정하는 단계; 및
    하악골이 정적인 상태로 교합될 때 상기 전치부 가상 치아 및 대합치 간의 간격을 상기 기설정값 범위 내에 포함되도록 결정하는 단계;를 포함하고,
    상기 전치부 가상 치아의 크기를 결정하는 단계는
    상기 전치부 가상 치아에 상기 대합치가 관통되는 접촉이 있는 경우,
    상기 전치부 가상 치아가 없을 때의 잔존 전치부의 영역별 접촉 면적 및 세기에 기초하여 상기 전치부 가상 치아의 크기를 결정하는 단계;를 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 3D 모델링 이미지는 구치부 가상 치아를 포함하고,
    상기 구치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악이 서로 맞닿도록 결정되는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구치부 가상 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때 인가되는 힘의 크기는 구치부 실제 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때 인가되는 힘의 크기에 대응되는, 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 구치부 가상 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때의 상호 접촉 면적은 구치부 실제 치아가 교합 상태에서 서로 맞닿을 때의 상호 접촉 면적에 대응되는, 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 구치부 가상 치아에 대한 상황을 케이나인 가이던스(canine guidance) 및 그룹 펑션(group function) 중 하나로 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 구치부 가상 치아에 대한 상황에 기초하여 상기 구치부 가상 치아의 크기 또는 위치를 결정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 동적 데이터 중 측방 움직임에 따라 구치부에서 하나 이상의 상기 구치부 가상 치아가 접촉되는 경우, 상기 구치부 가상 치아에 대한 상황을 상기 그룹 펑션으로 결정하고,
    상기 구치부 가상 치아를 제외한 견치 가상 치아만 접촉되는 경우, 상기 구치부 가상 치아에 대한 상황을 상기 케이나인 가이던스로 결정하는, 방법.
  10. 가상 교합기를 제공하는 디바이스에 있어서,
    대상체에 대한 CT 데이터 및 스캔 데이터를 정합하여 3D 모델링 이미지를 획득하고, 상기 3D 모델링 이미지에 대한 동적 데이터를 획득하고, 상기 동적 데이터를 이용하여 상기 대상체에 포함된 과두의 움직임을 나타내는 과두 이동 데이터를 획득하고, 상기 3D 모델링 이미지 및 상기 과두 이동 데이터에 기초하여 상기 대상체의 움직임을 시뮬레이션하는 가상 교합기를 제공하는 프로세서; 및
    상기 CT 데이터 및 스캔 데이터를 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 대상체가 교합 상태일 때 및 상기 대상체의 전방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때의 상기 과두의 중심점이 이동한 경로를 나타내는 컨다일러 경로를 포함하고,
    상기 프로세서는
    사용자의 선택 입력에 따라 결정되는 외이도 상연과 안와 하연을 연결한 제 1 기준면을 획득하고,
    상기 선택 입력에 따라 결정되는 하악와의 최상방 및 관절 융기의 최하방을 연결한 제 2 기준면을 획득하고,
    상기 제 1 기준면 및 상기 제 2 기준면을 연결하여 컨다일러 각도(Condylar Angle)를 획득하고,
    상기 제 1 기준면, 상기 제 2 기준면 및 상기 컨다일러 각도에 기초하여 상기 컨다일러 경로를 결정하는, 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 과두 이동 데이터는
    상기 대상체가 전방 운동 및 측방 운동을 한계 운동의 범위 내에서 수행할 때 상기 과두의 이동 경로를 나타내는 데이터를 포함하는, 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 과두 이동 데이터는
    상기 대상체의 전방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 상기 컨다일러 각도를 포함하는, 디바이스.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 과두 이동 데이터는
    상기 대상체의 측방 운동이 한계 운동의 범위 내에서 수행될 때 획득되는 베넷 각도(Bennet Angle)를 포함하는, 디바이스.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 3D 모델링 이미지는 전치부 가상 치아를 포함하고,
    상기 전치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악 간의 거리가 기설정값 범위 내에 포함되도록 결정되고,
    상기 프로세서는
    상기 전치부 가상 치아에 접촉이 있는 경우,
    상기 가상 치아의 영역별 접촉 면적 및 세기를 0으로 설정하고, 하악골이 정적인 상태로 교합될 때 상기 전치부 가상 치아 및 대합치 간의 간격을 상기 기설정값 범위 내에 포함되도록 결정하여 상기 전치부 가상 치아의 위치를 결정하고,
    상기 프로세서는
    상기 전치부 가상 치아에 상기 대합치가 관통되는 접촉이 있는 경우,
    상기 전치부 가상 치아가 없을 때의 잔존 전치부의 영역별 접촉 면적 및 세기에 기초하여 상기 전치부 가상 치아의 크기를 결정하는, 디바이스.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 3D 모델링 이미지는 구치부 가상 치아를 포함하고,
    상기 구치부 가상 치아의 크기 또는 위치는 교합 상태에서 상악과 하악이 서로 맞닿도록 결정되는, 디바이스.
  16. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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