KR102592498B1 - 투명 교정용 부착물 설계 방법 및 투명 교정기 디자인 장치 - Google Patents

투명 교정용 부착물 설계 방법 및 투명 교정기 디자인 장치 Download PDF

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Abstract

투명 교정용 부착물 설계 방법 및 투명 교정기 디자인 장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 투명 교정용 부착물 설계 방법 및 투명 교정기 디자인 장치는 투명 교정 시 부착물 부착이 추가로 필요한지 여부를 개별 치아에 식별 가능한 시각정보로 표시하여 제공함에 따라, 치아 교정속도 및 정확성을 개선시킬 수 있다.

Description

투명 교정용 부착물 설계 방법 및 투명 교정기 디자인 장치 {Method for designing transparent orthodontic attachment and transparent orthodontic appliance apparatus for performing the same}
본 발명은 치과 교정 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명 교정기를 이용한 교정 기술에 관한 것이다.
치과 교정치료 방법 중 하나는 와이어를 이용한 교정 방법이다. 와이어를 이용한 교정은 와이어 소재의 힘(탄성)을 이용한 빠르고 확실한 교정 방법이며, 브라켓(Bracket)을 함께 부착함으로써 계획한 방향으로 교정력을 부여한다. 기술이 발전함에 따라 브라켓에 기능을 부여하여 와이어의 사용 없이 브라켓 만으로도 교정이 가능하다. 사용 가능한 교정용 브라켓의 종류도 다양하다.
브라켓 기술은 충분히 발전하였으나, 환자들은 기술력 보다는 심미적으로도 만족할 수 있는 치료 방법을 선호하게 되었다. 이에, 투명교정 치료를 선택하는 환자들이 증가했고, 부족해진 교정력 문제를 보완하기 위해 브라켓의 대체장치로 투명교정용 부착물(Attachment)이 사용되고 있다. 그러나 아직까지 부착물은 브라켓에 비해 사용할 수 있는 종류나 개수가 다양하지 않다. 또한, 치아 이동에 따른 부착물의 형태가 제한적이기 때문에 모든 치아의 이동을 상세하게 제어하기 어려우며, 실제 치아 이동 시 angulation, rotation, extrusion 등의 이동 형태가 복합적으로 이루어지는 반면, 부착물은 angulation, rotation, extrusion 등 각각의 단독 이동을 타겟으로 제작되어있기 때문에, 이동 형태에 따라 부착물의 위치 및 방향을 결정하기에 어려움이 있다.
한국등록특허 10-1838992 (2018년03월09일 등록)
일 실시 예에 따라, 투명 교정 시 개별적인 치아 이동에 따라 추가로 부착물 부착이 필요한지 여부를 알려주고, 필요한 경우 교정 부착물의 부착 위치를 제공함으로써, 치아 교정속도 및 정확성을 개선시킬 수 있는 투명 교정용 부착물 설계 방법 및 투명 교정기 디자인 장치를 제안한다.
일 실시 예에 따른 투명 교정용 부착물 설계 방법은, 환자의 치아 모델을 생성하는 단계와, 치아 모델을 치아 이동 계획에 따라 목표된 위치로 이동시킨 셋업 모델을 생성하는 단계와, 치아 모델에서 셋업 모델로의 치아 이동을 위해 투명교정기 이외에 추가로 부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하는 단계와, 판단 결과에 따라 부착물 부착 필요 정도를 개별 치아에 식별 가능한 시각정보로 표시하는 단계를 포함한다.
부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하는 단계는, 치아 모델과 셋업 모델의 중첩되는 부분을 교정력 영역으로 정의하는 단계와, 정의된 교정력 영역의 위치 및 크기 중 적어도 하나를 포함한 정보를 이용하여 부착물 부착 필요 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하는 단계에서, 치아 이동이 Extrusion, Angulation, Rotation 중 적어도 하나인 경우에 부착물 부착이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
부착물 부착 필요 정도를 개별 치아에 식별 가능한 시각정보로 표시하는 단계에서, 치아 모델과 셋업 모델의 중첩 영역의 편차에 따라 구분되는 색상의 컬러 맵으로 표시할 수 있다.
투명 교정용 부착물 설계 방법은, 부착물 부착이 필요한 경우 치아 이동을 위해 교정력이 가해져야 하는 부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하는 단계에서, 적어도 두 개의 치아 이동의 형태가 복합되는 경우 부착물 필요영역의 위치를 다른 부착물 필요영역과 구분되는 시각정보로 표시할 수 있다.
부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하는 단계에서, 복합적인 치아 이동 시 치아 이동 형태에 따라 우선순위를 할당하고 할당된 우선순위에 따라 부착물 부착 위치를 표시할 수 있다.
투명 교정용 부착물 설계 방법은, 부착물 부착 위치와 함께 부착물 부착 방향 정보를 함께 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
투명 교정용 부착물 설계 방법은, 지정된 위치에 부착물이 부착된 후의 상태를 식별 가능한 시각정보로 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
투명 교정용 부착물 설계 방법은, 부착물 부착 위치 및 방향 중 적어도 하나를 사용자에 의해 수정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 단계와, 사용자 인터페이스를 통해 사용자 조작신호를 수신하여 부착물 부착 위치 및 방향 중 적어도 하나를 수정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 투명 교정기 디자인 장치는, 환자의 치아 모델을 생성하고 치아 모델을 치아 이동 계획에 따라 목표된 위치로 이동시킨 셋업 모델을 생성한 후 치아 모델에서 셋업 모델로의 치아 이동을 위해 투명교정기 이외에 추가로 부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하는 제어부와, 판단 결과에 따라 부착물 부착 필요 정도를 개별 치아에 식별 가능한 시각정보로 표시하는 출력부를 포함한다.
제어부는 치아 모델과 셋업 모델의 중첩되는 부분을 교정력 영역으로 정의하고, 정의된 교정력 영역의 위치 및 크기 중 적어도 하나를 포함한 정보를 이용하여 부착물 부착 필요 여부를 판단할 수 있다.
출력부는 치아 모델과 셋업 모델의 중첩 영역의 편차에 따라 구분되는 색상의 컬러 맵으로 표시할 수 있다.
출력부는 부착물 부착이 필요한 경우 치아 이동을 위해 교정력이 가해져야 하는 부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시할 수 있다.
출력부는 부착물 부착 위치와 함께 부착물 부착 방향 정보를 함께 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따른 투명 교정용 부착물 설계 방법 및 투명 교정기 디자인 장치에 의하면, 개별적인 치아 이동에 부착물이 필요한지 여부를 판단하여 교정력이 필요한 위치 및 방향을 알려주고 이를 적용하여 제공함으로써, 개별치아의 상세한 제어가 가능하도록 지원하며, 계획한 치아 상태와 근접한 치료 결과를 효과적으로 얻을 수 있도록 할 수 있다.
또한, 적정한 위치에 필요한 힘이 가해지는지를 컬러 맵을 통해 표시함으로써, 최종적으로는 앞선 효율적인 이동에 근거하여 치료시간의 단축을 기대할 수 있다.
제한적인 장치물의 부착 방법을 효율적으로 제어함으로써 치아의 개별적인 이동을 고려하고, 목표하는 교정력, 치료 결과의 성립뿐만 아니라, 더 나아가 치료 시간 단축의 효과를 기대한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 교정장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 교정용 부착물 설계 방법의 흐름을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부착물 부착이 불필요한 경우의 컬러 맵 영상 화면을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부착물 부착이 필요한 경우의 컬러 맵 영상 화면을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부착물 부착이 필요한 위치에 대한 정보를 제공하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부착물 부착 후 상태를 제공하는 컬러 맵 영상 화면을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 이동 별 부착물 사용 표를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 교정장치의 구성을 도시한 도면이다.
치아 교정은 메탈, 레진, 세라믹 등의 단단한 물질로 제작된 브라켓을 치아에 부착하고 와이어의 탄성에 의해 교정을 진행하는 고정식 교정과, 탈부착이 용이하고 탄성을 가지는 교정장치를 이용한 가철식 교정방식 등이 있다. 본 발명은 가철식 교정방식 중 하나인 투명 교정 방식에 관한 것이다. 투명 교정 방식은 투명한 소재의 투명 교정기를 치아에 덮어씌우는 방식이므로 교정기가 외부에서 보이지 않을 뿐만 아니라, 자유롭게 탈부착이 가능하여 착용성이 뛰어나다는 장점이 있다.
일 실시 예에 따른 투명 교정 방식은 데이터 준비 단계, 치아 이동 계획 수립 단계 및 장치 제작 단계를 포함한다.
데이터 준비 단계에서, 투명 교정장치(1)는 환자의 치아 모델 데이터를 생성한다. 치아 모델 데이터는 환자의 치아 상태를 스캔하여 얻은 구강 스캔 모델을 기초로 환자의 교정 전 치아 및 치아 주변의 모습을 3D 데이터로 생성한 것일 수 있다.
이어서, 투명 교정장치(1)는 치아 이동 계획 수립 단계에서 셋업 모델을 생성한다. 셋업 모델은 치아교정 치료를 하기 이전에, 치아 모델로부터 교정 진단 및 치료계획을 수립하여 치료계획에 따라 이상적인 형태로 치아를 이동시킨 치아 배열 데이터를 의미한다.
이어서, 투명 교정장치(1)는 투명 교정기를 제작한다. 투명 교정기 제작을 위해 투명 교정장치는 투명 교정기 디자인 장치를 포함하며, 투명 교정기 제작 장치를 더 포함할 수 있다. 투명 교정 방식은 장치 직접 제작 방식과 간접 제작 방식이 있다. 장치 직접 제작 시에는 투명 교정기 제작 장치 없이 투명 교정기 디자인 장치가 직접 투명 교정기를 제작하는 것으로, 교정기 모델을 생성하여 이를 출력한다. 장치 간접 제작 시에는 투명 교정기 디자인 장치가 셋업 모델을 출력하면, 투명 교정기 제작 장치가 진공 성형을 통해 투명 교정기를 제작한다.
투명 교정기 디자인 장치는 교정 디자인 프로그램을 실행 가능한 전자장치를 포함한다. 전자장치는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) PC, 스마트폰, 휴대폰, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등이 있다. 투명 교정기 디자인 장치는 3D 프린터, 밀링 머신 등의 3D 프린팅을 통해 투명 교정기를 출력할 수 있다. 투명 교정기 제작 장치는 치아 금형이 마련되는 베이스, 치아 금형을 덮는 성형시트, 성형시트가 가열되도록 열을 발생하는 가열부, 성형시트가 치아 금형에 씌워지도록 가압하는 가압부를 포함한다.
이하, 도 1을 참조로 하여 투명 교정장치(1)의 구성에 대해 후술한다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 투명 교정장치(1)는 데이터 획득부(10), 저장부(12), 제어부(14), 입력부(16) 및 출력부(18)를 포함한다.
데이터 획득부(10)는 교정치료 환자로부터 임상 데이터를 획득한다. 교정치료를 위해 필요한 임상 데이터는 치아 외형을 나타내는 치아 모델 데이터를 포함하고, 추가적으로 CT 데이터, 파노라믹 데이터, 안모(Face) 스캔 데이터, 두부 방사선 사진(Cephalometric X-ray) 데이터, 정면 방사선 사진(PA X-ray) 데이터 등이 있다.
저장부(12)에는 투명 교정장치(1)의 동작 수행을 위해 필요한 정보와 동작 수행에 따라 생성되는 정보 등의 각종 데이터가 저장된다. 저장부(12)는 제어부(14)의 데이터 분석을 위해 데이터를 제어부(14)에 제공할 수 있다.
제어부(14)는 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통해 교정치료 환자의 임상 데이터를 진단 및 분석하여 투명 교정기 제작을 위한 데이터 처리를 수행하면서 각 구성요소를 제어한다. 특히, 본 발명은 투명 교정기 이외에 추가로 요구되는 부착물(Attachment) 부착에 대한 기술을 제공한다. 예를 들어, 제어부(14)는 개별 치아에 부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하여 출력부(18)를 통해 부착물 부착 필요 정도를 식별 가능한 시각정보로 표시한다. 이때, 부착물이 부착되어야 할 치아를 선정하여 부착물이 부착되어야 할 위치 및 방향을 제시함에 따라, 치아를 전체적으로 감싸주는 투명 교정기가 보완하지 못했던 치아의 개별적인 이동 제어를 가능하게 한다. 또한, 컬러 맵을 통해 의도하는 적정한 힘이 가해질지를 사전에 알려줌으로써 사용자가 부착물의 부착이 적절하게 이뤄졌는지 확인할 수 있도록 하며, 최종적으로는 치료 오차 범위를 줄이기 때문에 전체적인 치료 시간의 단축을 유도한다. 여기서, 제어부(14)는 부착물 부착 필요 정도를 후술할 교정력 영역 또는 부착물 필요영역의 형태로 표시할 수 있다.
투명 교정기 제작 및 부착물 부착 제어를 위해, 제어부(14)는 데이터 획득부(10)를 통해 획득한 환자의 임상 데이터로부터 치아 모델을 생성한다. 예를 들어, 환자의 현재 치아 상태에 대한 치아 모델 데이터를 이용하여 환자의 교정 전 치아 및 치아 주변의 모습을 3D 데이터로 생성한다. 그리고 생성된 치아 모델을 치아 이동 계획에 따라 목표된 위치로 이동시킨 셋업 모델을 생성한다. 셋업 모델은 기준범위에서 벗어나 있는 환자의 치아 모델을 정상범위로 배열한 가상의 디지털 모델 데이터를 의미한다.
제어부(14)는 치아 모델에서 셋업 모델로의 치아 이동을 위해 투명 교정기 이외에 추가로 부착물이 필요한지 여부를 판단하고, 판단한 부착물이 필요한 정도를 출력부(18)를 통해 시각정보로 구분하여 표시하기 위한 화면정보를 구성한다. 시각정보는 컬러 맵(Color map)과 같은 색상으로 구분하여 표시할 수 있으나, 모양, 크기, 무늬 등의 다양한 형태로 표시할 수도 있고, 수치로 표시할 수도 있다.
부착물의 사용 목적은 투명 교정기 만으로는 치아에 충분한 교정력이 가해지지 않을 때 부족한 교정력이 보완될 수 있도록 힘의 근원지를 제공해주기 위함이다. 즉, 부착물의 필요 여부는 치아 이동을 위한 충분한 교정력이 치아에 가해지고 있는지 여부를 판단함으로써 알 수 있다. 치아에 가해지는 교정력의 확인은 현재 상태의 치아와 단계별로 계획된 셋업 상태의 치아를 중첩함으로써 얻을 수 있는 컬러 맵을 활용할 수 있다. 제어부(14)는 두 치아 상태를 중첩했을 때, 셋업 상태의 치아가 현재 상태의 치아 내부에 위치한 부분을 치아가 받게 될 교정력 영역으로 판단하고, 출력부(18)를 통해 교정력 영역을 미리 설정된 색상으로 컬러 맵으로 표시할 수 있다. 색상은 사전에 설정될 수 있는데, 사용자에 의해 설정 가능하다. 나아가, 제어부(14)는 부착물 부착이 필요한 경우 치아 이동을 위해 부착물이 부착되어야 할 위치 및 방향을 판단하여 출력부(18)를 통해 표시할 수 있다.
출력부(18)는 제어부(14)를 통해 생성되는 화면을 표시한다. 예를 들어, 치아 모델, 셋업 모델 및 부착물 부착 필요 여부를 확인할 수 있는 화면, 부착물 부착이 필요한 경우 부착물이 부착될 위치 및 방향을 확인할 수 있는 화면, 부착물 부착 이후 치아 상태를 확인할 수 있는 화면 등을 표시한다.
예를 들어, 출력부(18)는 부착물 부착 필요 정도를 개별 치아에 식별 가능한 시각정보로 표시할 수 있다. 이때, 부착물 부착 필요 정도를 치아 모델과 셋업 모델의 중첩 영역의 편차에 따라 구분되는 색상의 컬러 맵으로 표시할 수 있다.
출력부(18)는 부착물 부착이 필요한 경우 치아 이동을 위해 교정력이 가해져야 하는 부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시할 수 있다. 이때, 적어도 두 개의 치아 이동의 형태가 복합되는 경우 부착물 필요영역의 위치를 다른 부착물 필요영역과 구분되는 시각정보로 표시할 수 있다. 나아가, 복합적인 치아 이동 시 치아 이동 형태에 따라 우선순위를 할당하고 할당된 우선순위에 따라 부착물 부착 위치를 표시할 수 있다.
출력부(18)는 부착물 부착 위치와 함께 부착물 부착 방향 정보를 함께 표시할 수 있고, 지정된 위치에 부착된 후의 상태를 식별 가능한 시각정보로 표시할 수도 있다.
입력부(16)는 사용자 조작신호를 입력 받는다. 예를 들어, 출력부(18)는 부착물 부착 위치 및 방향 중 적어도 하나를 사용자에 의해 수정하기 위한 사용자 인터페이스를 표시하고, 입력부(16)는 사용자 인터페이스를 통해 사용자 조작신호를 수신하며, 제어부(14)는 수신된 사용자 조작신호에 따라 부착물 부착 위치 및 방향 중 적어도 하나를 수정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 교정용 부착물 설계 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 치아 교정장치(1)는 환자의 치아 모델을 생성(S210)하고, 치아 모델을 치아 이동 계획에 따라 목표된 위치로 이동시킨 셋업 모델을 생성한다(S220).
이어서, 치아 교정장치(1)는 치아 모델에서 셋업 모델로의 치아 이동을 위해 투명교정기 이외에 추가로 부착물 부착이 필요한지 여부를 판단한다(S230). 예를 들어, 치아 모델과 셋업 모델의 중첩되는 부분을 교정력 영역으로 정의하고, 정의된 교정력 영역의 위치 및 크기 중 적어도 하나를 포함한 정보를 이용하여 부착물 부착 필요 여부를 판단할 수 있다.
부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하는 단계(S230)에서, 치아 교정장치(1)는 치아 이동이 Extrusion, Angulation, Rotation 중 적어도 하나에 해당하는 경우에 부착물 부착이 필요한 것으로 판단할 수 있다. 이에 대한 실시 예는 도 7을 참조로 하여 후술한다.
이어서, 치아 교정장치(1)는 판단 결과에 따라 부착물 부착 필요 정도를 개별 치아에 식별 가능한 시각정보로 표시한다(S240). 이때, 치아 교정장치(1)는 부착물 부착 필요 정도를 교정력 영역 또는 부착물 필요영역의 형태로 표시할 수 있다. 예를 들어, 치아 모델과 셋업 모델의 중첩 영역의 편차에 따라 구분되는 색상의 컬러 맵으로 표시할 수 있다. 후술되는 도 3은 부착물 부착이 불필요한 경우의 컬러 맵을 표시한 영상 화면을 도시한 것이고, 도 4는 부착물 부착이 필요한 경우의 컬러 맵을 표시한 영상 화면을 도시한 것이다.
부착물 부착이 필요한 경우, 치아 교정장치(1)는 치아 이동을 위해 교정력이 가해져야 하는 부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시할 수 있다(S250). 부착물 부착 위치와 함께 부착물 부착 방향 정보를 함께 표시할 수도 있다.
적어도 두 개의 치아 이동의 형태가 복합되는 경우, 부착물 필요영역의 위치를 다른 부착물 필요영역과 구분되는 시각정보로 표시할 수 있다. 예를 들어, 이때, rotation 외 translation 또는 다른 rotation이 있는 영역은 더 강조된 색상(예를 들어, Red)으로 구분하여 표시할 수 있다.
복합적인 치아 이동 시, 치아 이동 형태에 따라 우선순위를 할당하고 할당된 우선순위에 따라 부착물 부착 위치를 표시할 수 있다. 예를 들어, 이동 난이도에 차이가 있는 Extrusion>Angulation>Rotation 순서로 우선순위를 두고 부착물 위치를 표시할 수 있다.
치아 교정장치(1)는 부착물 부착 위치 및 방향 중 적어도 하나를 사용자에 의해 수정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하고, 사용자 인터페이스를 통해 사용자 조작신호를 수신하여 부착물 부착 위치 및 방향 중 적어도 하나를 수정할 수 있다.
나아가, 치아 교정장치(1)는 지정된 위치에 부착물이 부착된 후의 상태를 식별 가능한 시각정보로 표시할 수 있다(S260). 이 경우, 사용자는 부착물의 부착이 적절하게 이루어졌는지 확인할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부착물 부착이 불필요한 경우의 컬러 맵 영상 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 투명 교정장치(1)는 부착물 부착이 필요한지 여부를 시각정보로 구분하여 표시한다. 도 3은 부착물 부착이 불필요한 경우를 컬러 맵으로 표시한 화면을 도시한 것이다.
투명 교정장치(1)는 부착물 부착이 필요한지 여부를 알려주기 위해 개별 치아를 여러 방향에서 바라본 뷰(View)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 치아를 Occlusal, Buccal, Lingual, Mesial, Distal의 5개 뷰에서 바라본 치아 상태를 표시하며, 각각의 방면에서 치아를 M(mesial)/D(distal), B(buccal)/L(lingual), C(cervical)/O(occlusal) 방향을 기준으로 4등분하여 위치를 표시할 수 있다.
컬러 맵은 환자의 초기 치아 상태와 셋업 단계의 두 치아 상태를 중첩할 때 중첩 영역의 편차 정도에 따라 구분되는 색상으로 화면에 표시된다. 색상은 사전에 설정될 수 있고, 사용자에 의해 설정 가능하다. 두 치아 상태를 중첩했을 때, 셋업 상태의 치아가 현재 상태의 치아 내부에 위치한 부분이 치아가 받게 될 교정력 영역이라고 판단하고, 교정력 영역을 미리 설정된 색상으로 컬러 맵으로 표시할 수 있다. 색상은 사전에 설정될 수 있는데, 사용자에 의해 설정 가능하다.
투명 교정장치(1)는 컬러 맵으로 표시되는 교정력 영역의 위치 및 크기를 기초로 하여 부착물 부착이 추가로 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 치아 이동 상태가 Buccal translation일 때를 가정하면, 현재 상태의 치아와 셋업 단계 상태의 치아를 중첩했을 때, 컬러 맵으로 표시되는 교정력 영역이 buccal 방향 이동에 필요한 lingual 방향에 위치하고 적정한 강도로 해당 면적의 약 1/2 이상을 차지하고 있는 경우, 투명 교정기 장착만으로도 치아 이동에 충분한 교정력이 가해지고 있기 때문에 부착물의 부착이 불필요하다고 판단한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부착물 부착이 필요한 경우의 컬러 맵 영상 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 치아 이동 상태가 mesial 방향으로의 Rotation일 때를 가정하면, 초기 치아 상태와 셋업 단계의 치아 상태를 중첩했을 때, 컬러 맵으로 표시되는 교정력 영역이 rotation 이동에 필요한 mesio-buccal, disto-lingual 방향에 위치하지 않으면서 면적도 매우 작은 부분을 차지하고 있기 때문에, 부착물의 부착이 필요한 경우로 판단한다.
투명 교정기 내에서 교정력이 발생할 작용점이 부족한지 여부에 따라 부착물이 필요한지를 판단할 수 있는 치아 이동의 종류는 도 7을 참조로 하여 후술한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부착물 부착이 필요한 위치에 대한 정보를 제공하는 영상 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 투명 교정장치(1)는 치아가 이동해야 할 방향을 기반으로 교정력을 가해주기 위한 위치인 교정력 영역에 부착물을 부착한다. 예를 들어, mesial 방향의 rotation 이동을 위해 치아의 mesio-buccal, disto-lingual 방향에서의 교정력이 필요하면, 이 위치를 도 5에 도시된 바와 같이 시각정보(예를 들어, 색상)로 구분하여 표시한다. 표시 색상은 사전에 설정할 수 있으며, 사용자가 임의로 설정 가능하다.
투명 교정장치(1)는 치아 이동을 위한 방식에 따라 색상을 구분하여 표시할 수 있다. 예를 들어, 회전(rotation), 이동(transition)을 서로 구분되는 색상으로 표시할 수 있다. 치아는 보통 한 방향으로의 단일적인 이동이 아닌 여러 이동이 동시에 일어나는 복합적인 이동을 하기 때문에 이를 구분하여 표시할 수 있다. 이때, rotation 외 translation 또는 다른 rotation이 있는 영역은 더 강조된 색상(예를 들어, Red)으로 구분하여 표시할 수 있다. 강조된 표시 영역에 부착물을 위치시키면 이동 시 위치 변경 없이 복합적인 교정력을 보완해 줄 수 있다.
또한, 복합적인 치아 이동 시, 이동 난이도에 차이가 있는 Extrusion>Angulation>Rotation 순서로 우선순위를 두고 부착물 위치를 표시할 수 있다.
치아 교정장치(1)는 부착물 부착 위치뿐만 아니라 방향 정보도 제공할 수 있다. 예를 들어, 부착물 부착이 필요한 위치를 축으로 하여 치아 이동 방향과 대응하는 방향에 사면이 위치하도록 부착물을 부착하도록 한다. 이는 발생된 교정력이 사면에서 초기 힘을 억제하면서 그 힘을 지속할 수 있도록 하기 위함이며, 반대쪽의 절단면(직각면)에서 치아가 이동할 영역을 제한하도록 하는 역할을 한다. 방향 정보는 화살표 등과 같은 사용자 인터페이스로 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부착물 부착 후 상태를 제공하는 컬러 맵 영상 화면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 부착물을 부착한 이후에는 처음과 동일하게 컬러 맵 등과 같은 시각정보를 통해 치아 상태를 표시함에 따라, 사용자가 부착물의 부착이 적절하게 이루어져 교정력이 충분히 확보되었는지를 확인할 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 이동 별 부착물 사용 표를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 치아 이동 종류는 회전동작(Rotation, Torque, Angulation) 및 이동동작(Mesio-Distal, Bucco-Lingual, Extrusion, Intrusion)으로 구분될 수 있는데, Extrusion, Angulation, Rotation 일 때 작용 힘이 부족하여 부착물이 필요함을 확인할 수 있다.
따라서, 투명 교정장치(1)는 치아 이동이 Extrusion, Angulation, Rotation 중 적어도 하나인 경우에 부착물 부착이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
한편, Mesio-Distal 이동 시, 투명 교정장치(1)는 발치 case와 같은 소정의 case에서 고정원 역할을 해주는 anchor 부착물이 더 필요한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 투명 교정장치(1)는 Intrusion 이동 시 소정의 치아(예를 들어 치아번호 11, 13, 21, 23번 치아)에도 anchor 부착물이 더 필요한 것으로 판단할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 발명청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 프로세서에 의해 수행되는 투명 교정용 부착물 설계 방법에 있어서,
    환자의 치아 모델을 생성하는 단계;
    치아 모델을 치아 이동 계획에 따라 목표된 위치로 이동시킨 셋업 모델을 생성하는 단계;
    치아 모델에서 셋업 모델로의 치아 이동을 위해 투명교정기 이외에 추가로 부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하는 단계; 및
    판단 결과에 따라 부착물 부착 필요 정도를 개별 치아에 식별 가능한 시각정보로 표시하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하는 단계는
    치아 모델과 셋업 모델의 중첩되는 부분을 교정력 영역으로 정의하는 단계; 및
    정의된 교정력 영역의 위치 및 크기 중 적어도 하나를 포함한 정보를 이용하여 부착물 부착 필요 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하는 단계는
    치아 이동이 Extrusion, Angulation, Rotation 중 적어도 하나인 경우에 부착물 부착이 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 부착물 부착 필요 정도를 개별 치아에 식별 가능한 시각정보로 표시하는 단계는
    치아 모델과 셋업 모델의 중첩 영역의 편차에 따라 구분되는 색상의 컬러 맵으로 표시하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 투명 교정용 부착물 설계 방법은
    부착물 부착이 필요한 경우 치아 이동을 위해 교정력이 가해져야 하는 부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하는 단계는
    적어도 두 개의 치아 이동의 형태가 복합되는 경우 부착물 필요영역의 위치를 다른 부착물 필요영역과 구분되는 시각정보로 표시하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하는 단계는
    복합적인 치아 이동 시 치아 이동 형태에 따라 우선순위를 할당하고 할당된 우선순위에 따라 부착물 부착 위치를 표시하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 투명 교정용 부착물 설계 방법은
    부착물 부착 위치와 함께 부착물 부착 방향 정보를 함께 표시하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 투명 교정용 부착물 설계 방법은
    지정된 위치에 부착물이 부착된 후의 상태를 식별 가능한 시각정보로 표시하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 투명 교정용 부착물 설계 방법은
    부착물 부착 위치 및 방향 중 적어도 하나를 사용자에 의해 수정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 단계; 및
    사용자 인터페이스를 통해 사용자 조작신호를 수신하여 부착물 부착 위치 및 방향 중 적어도 하나를 수정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 교정용 부착물 설계 방법.
  11. 환자의 치아 모델을 생성하고 치아 모델을 치아 이동 계획에 따라 목표된 위치로 이동시킨 셋업 모델을 생성한 후 치아 모델에서 셋업 모델로의 치아 이동을 위해 투명교정기 이외에 추가로 부착물 부착이 필요한지 여부를 판단하는 제어부; 및
    판단 결과에 따라 부착물 부착 필요 정도를 개별 치아에 식별 가능한 시각정보로 표시하는 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기 디자인 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 제어부는
    치아 모델과 셋업 모델의 중첩되는 부분을 교정력 영역으로 정의하고,
    정의된 교정력 영역의 위치 및 크기 중 적어도 하나를 포함한 정보를 이용하여 부착물 부착 필요 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기 디자인 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 출력부는
    치아 모델과 셋업 모델의 중첩 영역의 편차에 따라 구분되는 색상의 컬러 맵으로 표시하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기 디자인 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 출력부는
    부착물 부착이 필요한 경우 치아 이동을 위해 교정력이 가해져야 하는 부착물 필요영역의 위치를 식별 가능한 시각정보로 구분하여 표시하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기 디자인 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 출력부는
    부착물 부착 위치와 함께 부착물 부착 방향 정보를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 투명 교정기 디자인 장치.
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