KR102615964B1

KR102615964B1 - 3d 치아스캔사진과 측면 머리부 방사선사진을 이용한 치아 교정목표 설정방법

Info

Publication number: KR102615964B1
Application number: KR1020230138779A
Authority: KR
Inventors: 이노범
Original assignee: 주식회사 올소비트; 이노범
Priority date: 2023-10-17
Filing date: 2023-10-17
Publication date: 2023-12-20
Anticipated expiration: 2043-10-17

Abstract

본 발명에 따른 교정대상자 치아의 교정모델을 제작하는 방법은 교정대상자의 치아에 대한 3D 치아스캔사진과 방사사진을 결합하고 그 결과에 따라 교정대상 치아가 잇몸으로부터 식립된 높이, 즉 치아의 잇몸으로부터의 높이 및 식립된 각도 등을 입체적으로 조정하는 과정을 거치게 된다.
이를 위해, 치아의 식립상태 및 뿌리 등과 관련된 정보를 획득하기 위한 정보획득디바이스(A)와 상기 정보획득디바이스(A)에서 획득된 정보를 분석하여 가공처리하는 중앙처리디바이스(B) 및 교정목표가 결된 치아의 상태를 출력디바이스(C)를 통하여 출력하는 단계로 구성되는 시스템을 이용하여 구현할 수 있다.

Description

3D 치아스캔사진과 측면 머리부 방사선사진을 이용한 치아 교정목표 설정방법{A method of setting orthodontic target using 3D orthodontic scan photographs and lateral head radiographs}

본 발명은 교정대상자 치아의 교정모델을 제작하기 위하여 교정대상자의 3D 치아스캔사진과 측면 머리부 방사선사진을 결합하여 바람직한 치아 교정목표를 설정하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 교합이란 입을 다물었을 때 상악 및 하악의 치아가 서로 맞물리는 상태를 말한다. 따라서, 정상교합의 치열은 각각의 치아가 적절한 형태를 지닌 채로 특정한 요구 조건의 위치 선정이 필수적이며, 절치에서 대구치 쪽으로 갈수록 약간씩 높이가 낮아지게 배열되고, 절치, 견치, 소구치 및 대구치는 적절한 정도의 경사 각도를 지닌 채로 배열되어 있다.

그런데 유전에 의해 치아가 정상적으로 자라지 않거나, 정상적으로 자라더라도 오랜 시간 동안 잘못된 저작습관 등으로 인하여 치아의 배열 형태가 일정하지 않는 경우도 발생할 수 있다.

또한, 사람의 얼굴은 치아들의 집합체인 치열궁에 따라 달라지는 것이므로, 치아의 크기와 형태가 일정하지 않거나, 정상교합의 치열이 아닌 비뚤어진 치아, 돌출입, 상하악 골격차를 갖는 부정교합 등이 있는 경우에는 치아의 기능 회복과 함께 치아를 교정하는 수단들이 널리 사용되고 있는데, 이를 위하여 현재 교정대상자의 치아가 배열된 상태 등을 정확히 측정하는 것이 사전적으로 필수적인 사항에 해당한다.

이를 위하여 잇몸을 기준으로 서로 인접한 치아들이 상대적인 위치 관계나 단일 치아가 잇몸에 식립된 형태인 치아 주변의 골격상태를 파악하기 위하여 측면 머리부 방사선 사진을 이용하는 것이 이용되어 왔다.

즉, 측모두부 방사선 규격사진(Wide open lateral cephalogram)을 이용한 하악골 성장에 관한 연구(문성 욱, 박영국, 정규림, 대치교정지, 2001:31(1) 39-50)에는 하악골의 모양, 성장률 및 성장방향에 대한 예측을 통한 치료계획을 수립하기 위하여 위 사진을 이용하는 방법이 개시되어 있다.

그런데 상기 방법은 방사선사진을 이용하여 하악골에 대한 분리 투사도를 작성하고, 하악과두와 하악골의 성장량과 방향을 지시할 수 있는 12개의 항목을 설정하여 하악 평면과 하악 이부의 내면을 기준점으로 잡아 중첩을 하여 거리계측항목과 각도계측항목을 설정하였고 하악 평면을 기준으로 하여 하악과두의 성장방향과 하악골의 성장량을 측정하여 교정한 것으로서, 교정치료시 치료시기의 결정 및 예후치료방법 등의 결정을 위한 것으로만 이용되었다.

또한, 한국 공개특허공보 10-2019-0067609호(2019. 6. 17.)인 환자의 치아 및 악골 구조를 분석하는 장치 및 그 방법에서는 환자의 치아 및 악골구조를 파악하기 위하여 환자의 치아에 대한 파노라마 형태의 사진과 환자의 구강 및 두경부의 구조물을 인식하여 환자의 임플란트 식립 결과에 따른 치아의 교합 상태를 파악하는 구성이 개시되어 있다.

그런데, 측면 머리부 방사선 사진은 치아의 몸체뿐만 아니라 그 뿌리까지 전체적인 형상이나 식립형태 등을 알 수 있는 장점이 있으나, 방사선 촬영시 화면 비율을 확대하거나 축소할 수 있으므로, 교정대상자의 현재의 치아 크기나 형상을 1:1로 반영하지 못하는 단점이 존재한다.

또한, 사람의 치아 골격은 고정된 상악에 대하여 하악이 회전하는 구조로서, 교정대상자의 하악골이 하방으로 수직성장을 보인 경우나 수평성장을 보인 경우에는 상악 및 하악의 치아들이 교합하기 위하여 접근하는 각도에 있어서 차이가 있으나, 상기 방법들은 방사선 사진을 통하여 치아가 배열되는 정도만을 파악할 뿐, 교정대상자의 안면 골격을 반영한 치아의 교정목표를 설정하는 방법과는 거리가 있다.

이에 대하여 최근에는 치아들에 대한 측정수단으로 구강 스캐너를 이용한 방법도 사용되고 있다.

즉, 한국 공개특허공보 10-2018-0082218호(2018. 7. 18.)에는 광단층영상시스템 기반 3D 구강 스캐너를 이용하여 각각의 치아의 단층영상을 확인할 수 있어 치아 내부의 충치, 크랙, 수복물의 상태 확인이 가능하므로, 이를 통해 X-ray에서 보지 못하는 치아의 연조직 질환을 진단할 수 있는 구성이 개시되어 있다.

상기 공보에 개시된 광단층영상시스템 기반 3D 구강 스캐너에 의하여 측정된 정보는 잇몸 상부에 돌출된 치아정보를 실제 크기인 1:1로 구할 수 있는 장점이 있으나, 잇몸 내부에 존재하는 치아의 뿌리까지의 정보를 얻는 것은 불가능하다.

그런데 실질적인 치아교정은 잇몸에 식립된 치아의 상부의 이동은 잇몸 내부의 치아 뿌리까지 이동하는 것에 의하여 달성이 되는 것이므로, 측면 머리부 방사선사진 및 3D 치아스캔사진에 의하여 치아 뿌리가 잇몸에 식립된 형태는 물론이고, 잇몸으로부터 돌출된 치아의 형태나 위치 정보를 1:1로 정확히 알 수 있는 경우와 함께 교정대상자의 골격형태를 반영한 교정을 실시할 경우 치아 교정효과는 높아질 수밖에 없다.

그러므로 측면 머리부 방사선 사진과 3D 치아스캔사진 각각의 단점을 배제하고, 장점만을 결합하고, 안연 골격형태와 조화로운 치아교정 목표를 설정하는 방법이 필요한 실정이다.

공개특허공보 2019-0067609호(2019. 6. 17.) 환자의 치아 및 악골 구조를 분석하는 장치 및 그 방법 공개특허공보 2018-0082218호(2018. 7. 18.) 광단층영상시스템 기반 3D 구강 스캐너 및 이를 이용한 치아 상태 진단 방법

Wide open lateral cephalogram을 이용한 하악골 성장에 관한 연구(문성욱, 박영국, 정규림, 대치교정지, 2001:31(1) 39-50) 일반두부방사선계측사진과 디지털방사선계측사진의 계측점 식별의 오차 및 재현성에 관한 비교 연구(이양구, 양원식, 장영일, 대치교정지 2002：32(2)：79-893)

본 발명은 교정대상자 치아의 교정목표를 설정하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 교정대상자의 치아에 대한 3D 치아스캔사진과 측면 머리부 방사선사진을 결합하여 바람직한 교정목표를 설정하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명의 기술적 과제를 해소하기 위하여 교정대상자의 치아에 대한 측면 머리부 방사선사진과 3D 치아스캔사진을 결합하여 바람직한 교정목표를 설정하기 위한 방법을 제공하려는 목적은, 정보획득디바이스(A) 및 중앙처리디바이스(B) 및 출력디바이스(C)를 통하여 구성될 수 있고, 상기 정보획득디바이스(A)를 통하여 교정대상자의 구강 형태를 스캔하여 3D 치아스캔사진을 구하고 이를 중앙처리디바이스(B)로 전송하는 제 1 단계;

정보획득디바이스(A)를 통하여 교정대상자의 상기 3D 치아스캔사진과 중첩할 측면 머리부 방사선사진(cephalogram image)을 준비하는 제 2 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 교정대상자의 측면 머리부 방사선사진을 대상으로 교정 기준점을 표시하는 제 3 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 측면 머리부 방사선사진에 표시된 교정 기준점에 3D 치아스캔사진의 대응하는 지점을 일치시켜 측면 머리부 방사선사진과 3D 치아스캔사진의 크기를 일치시키는 제 4 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 제 4 단계에서 정렬된 상태에서 측면 머리부 방사선사진의 계측점을 정하는 제 5 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 상기 계측점을 이용하여 교정대상자의 FMA(Frankfort mandibular plane angle)을 측정하는 제 6 단계;

중앙처리디바이스(B)에서, 상기 측정된 FMA(Frankfort mandibular plane angle)의 값에 따라 이상적인 하악절치각(target-IMPA, t-IMPA)을 구하는 제 7 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 상기 측정된 FMA(Frankfort mandibular plane angle)의 값에 따라 이상적인 절치내각(target-Interincisal angle, t-Interincisal angle)을 구하는 제 8 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 상기 제 1 단계에서 획득한 3D 치아스캔사진의 상악 및 하악 절치 각각을 상기 제 7 단계에서 구하여진 이상적인 하악절치각(t-IMPA)에 따라 하악 절치를 수정하여 배치하고, 상기 수정하여 배치된 하악 절치에 대하여 상악 절치를 제 8 단계에서 구하여진 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)에 따라 수정하여 배치하는 제 9 단계: 및

출력디바이스(C)를 통하여 상기 제 9 단계에서 수정되어 배치된 상악 및 하악의 절치를 3D 치아스캔사진 상에서 원래 교정대상자가 가지고 있는 치아가 배치된 형상과 비교하여 이상적인 교정목표를 설정함과 동시에 상기 비교를 통해 얻어진 치아의 식립 각도 차이를 통해 치아 이동 방향과 이동 량을 확인하는 제 10 단계를 통하여 시각적인 치아이동의 목표를 확인하고 정량화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 교정대상자의 치아에 대한 3D 치아스캔사진과 측면 머리부 방사선 사진을 결합시켜 교정대상자 골격형태와 조화를 이루는 교정모델을 제작하기 위한 것으로서, 교정효과를 최대화할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 치아모델 스캐너(A)를 통하여 얻어진 3D 치아스캔사진이다.
도 2는 방사선촬영기를 통하여 얻어진 측면 머리부 방사선 사진이다.
도 3은 측면 머리부 방사선 사진위에 기준점(A, B)를 표시한 실시예이다.
도 4는 3D 치아스캔사진에 대응하는 크기로 측면 머리부 방사선사진을 일치시키는 실시예이다.
도 5는 3D 치아스캔사진에 대응하는 크기로 측면 머리부 방사선사진을 일치시키기 전, 후를 나타내는 실시예이다.
도 6 및 7은 측면 머리부 방사선사진의 계측점 및 각 선들을 나타내는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
도 8은 FMA가 25도일 경우에 있어서, 하악절치각(IMPA) 및 절치내각(Interincisal angle)을 나타낸 모식도이다.
도 9는 FMA가 25도에 대비하여 29도일 경우에 있어서, 이상적인 하악절치각(t-IMPA) 및 절치내각(t-Interincisal angle)을 비교하여 나타낸 모식도이다.
도 10은 FMA가 25도에 대비하여 21도일 경우에 있어서, 이상적인 하악절치각(t-IMPA) 및 절치내각(t-Interincisal angle)을 비교하여 나타낸 모식도이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 교정대상자 치아의 교정모델을 제작하는 방법은 교정대상자의 치아에 대한 3D 치아스캔사진과 측면 머리부 방사선사진을 결합하고 그 결과에 따라 교정대상 치아가 잇몸으로부터 식립된 높이, 즉 치아의 잇몸으로부터의 높이 및 식립된 각도 등을 입체적으로 조정하는 과정을 거치게 된다.

이를 위해, 치아의 식립상태 및 뿌리 등과 관련된 정보를 획득하기 위한 정보획득디바이스(A)와 상기 정보획득디바이스(A)에서 획득된 정보를 분석하여 가공처리하는 중앙처리디바이스(B) 및 교정목표가 결된 치아의 상태를 출력디바이스(C)를 통하여 출력하는 단계로 구성되는 시스템을 이용하여 구현할 수 있다.

여기서, 상기 정보획득디바이스(A)는 치아가 식립된 상태의 정보를 획득할 수 있는 수단이면 무엇이든 가능하며, 대표적으로 3D 스캐너 또는 영상획득장치을 통하여 구현할 수 있다.

또한, 잇몸 내부에 존재하는 치아 뿌리까지의 정보를 획득할 수 있는 수단이면 무엇이든 가능하며, 대표적으로 방사선 촬영기 또는 CT촬영기가 있을 수 있다.

또한, 중앙처리디바이스(B)는 통상의 컴퓨터 및 시뮬레이터 등을 통하여 구현할 수 있다.

또한, 출력디바이스(C)는 통상의 프린터 및 3D프린터 등을 통하여 구현할 수 있다. 통하여 구현할 수 있다.

따라서, 본 발명은,

상기 정보획득디바이스(A)를 통하여 교정대상자의 구강 형태를 스캔하여 3D 치아스캔사진을 구하고 이를 중앙처리디바이스(B)로 전송하는 제 1 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 측면 머리부 방사선사진에 표시된 교정 기준점에 3D 치아스캔사진의 대응하는 지점을 일치시켜 측면 머리부 방사선사진과 3D 치아 스캔사진의 크기를 일치시키는 제 4 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 제 4 단계에서 정렬된 상태에서 측면 머리부 방사선 사진의 계측점을 정하는 제 5 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 상기 계측점을 이용하여 교정대상자의 FMA(Frankfort mandibular plane angle)를 측정하는 제 6 단계;

중앙처리디바이스(B)에서, 상기 측정된 FMA(Frankfort mandibular plane angle)의 값에 따라 이상적인 하악절치각(t-IMPA)을 구하는 제 7 단계;

중앙처리디바이스(B)에서 상기 측정된 FMA(Frankfort mandibular plane angle)의 값에 따라 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)을 구하는 제 8 단계;

출력디바이스(C)를 통하여 상기 제 9 단계에서 수정되어 배치된 상악 및 하악의 절치를 3D 치아스캔사진 상에서 원래 교정대상자가 가지고 있는 치아가 배치된 형상과 비교하여 이상적인 교정목표를 설정함과 동시에 상기 비교를 통해 얻어진 치아의 식립 각도 차이를 통해 치아 이동 방향과 이동 량을 확인하는 제 10 단계를 통하여 시각적인 치아이동의 목표를 확인하고 정량화 시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 3D 치아스캔사진과 방사선사진을 이용한 치아 교정목표설정방법에 대하여 단계별로 구체적으로 설명한다.

1) 제 1 단계는 교정대상자의 구강내부를 스캔하여 3D 치아 스캔데이터를 구하고 이를 중앙처리디바이스(B)로 전송하는 단계로서, 정보획득디바이스(A)를 통하여 구강 내부를 스캔하여 3D형태의 구강 사진을 획득한다.

여기서 3D 치아스캔사진은 데이터의 형태를 지닐 수 있다.

제 1 도에는 상악 및 하악의 치아를 3D로 스캔한 사진이 나타나 있으며, 이는 후술하는 측면 머리부 방사선 사진과 중첩시켜 교정목표를 설정하기 위하여 중앙처리디바이스(B)로 전송한다.

2) 제 2 단계는 교정대상자의 상기 3D 치아스캔사진과 중첩할 측면 머리부 방사선사진을 준비하는 단계로서, 또 다른 정보획득디바이스(A)를 통하여 측면 머리부 방사선사진을 획득한다.

이때, 측면부 머리사진이 필요한 이유로서, 예를 들어 치아의 부정합상태는 절치 내지 견치의 식립된 상태, 즉 교합시 상악과 하악이 겹쳐 있는 높이나 이격거리 등의 조정으로 교정이 이루어지는데, 교정 목표인 치아의 잇몸으로부터의 높이나, 식립된 각도 등을 설정하고 판단하기 위해서는 정면보다 측면을 통한 관찰이 더 용이하기 때문이다.

또한, 3D 치아스캔사진은 치아를 포함한 구강내부의 표면만을 보여주는 것이나. 측면 머리부 방사선사진은 교정대상자의 안면 골격을 그대로 보여 주는 것이다.

제 2 도에는 교정대상자의 측면 머리부 방사선사진이 나타나 있으며, 이는 3D 치아스캔사진과 중첩시켜 교정목표를 설정하기 위하여 중앙처리디바이스(B)로 전송한다.

3) 제 3 단계는 중앙처리디바이스(B)로 전송된 교정대상자의 측면 머리부 방사선 사진 위에 기준점을 표시하는 단계이다.

가장 선호하는 방법은 상악 최전방 절치의 절단연 끝부분(A)와 상악 최후방 구치 교두(B)를 선택하게 된다.

이렇게 하는 이유는 3D 치아스캔사진의 크기는 실제 환자 치아의 크기를 구현하고 있으나 측면머리부 방사선사진은 확대율이 기계마다 달라 일정하지 못하므로 3D 치아스캔사진을 기준으로 측면 머리부 방사선사진의 크기와 위치를 조절하여 실제 크기로 보정하려는 목적이다.

제 3 도에는 측면머리부 방사선사진상에서 상악 최전방 절치의 절단연 끝부분(A)와 상악 최후방 구치 교두(B)를 지정한 표시가 나타나 있다.

4) 제 4 단계는 중앙처리 디바이스(B)에서 3D 치아스캔사진에 대응하는 크기로 측면 머리부 방사선사진을 일치시키는 단계이다.

이는 상기 제 3 단계에서 측면 머리부 방사선사진 위에 표시된 기준점과 상기 기준점에 대응하는 3D 치아스캔사진 상에서 동일한 부분인 상악 최전방 절치의 절단연 끝부분(A)와 상악 최후방 구치 교두(B)의 부분을 지정한 표시가 제 4 도에 나타나 있다.

제 5 도에는 기준점(A 및 B)을 일치시키기 전, 후를 비교한 사진으로서, 좌죄측의 일치시기기 전의 사진에 비하여 우측의 사진은 측면 머리부 방사선사진을 3D 치아스캔사진에 맞게 조정된 실시예가 나타나 있다.

5) 제 5 단계는 중앙처리 디바이스(B)에서 제 4 단계에서 정렬된 상태에서 측면 머리부 방사선 사진의 계측점을 이용하여 교정대상자의 하악의 최전방 절치가 하악 기준선과 이루어야 할 각도를 설정하는 단계이다.

이를 위하여 도 6과 같이 측면 머리부 방사선사진상 계측점을 다음과 같이 지정한다.

외이공의 최상방점(Po : porion), 안와의 최하방점(Or : orbitale), 턱끝의 하악결합 외형선상에서 최하방점(Me : menton) 및 하악 우각부의 최후 하방점(Go: gonion)의 위치를 지정한다.

6) 제 6 단계는 중앙처리디바이스(B)에서 상기 계측점을 이용하여 교정대상자의 FMA(Frankfort mandibular plane angle)를 측정하는 단계이다.

이를 위하여 도 6과 같이 상기 외이공의 최상방점(Po)과 안와의 최하방점(Or)을 연결하는 프랑크포트 수평면(FH plane : Frankfort plane)과 턱끝의 하악결합 외형선상에서 최하방점(Me)와 하악 우각부의 최후 하방점(Go)을 연결하는 하악평면(Mandibular plane) 및 잇몸에 식립된 하악 절치 뿌리 중앙부분을 상하로 통과하는 면인 하악 절치 중심면을 작도한다.

이때 도 7과 같이 상기 프랑크포트 수평면(FH plane), 하악평면(Mandibular plane) 및 하악 절치 중심면이 각각 연장하어 서로 만나는 면이 이루는 지점에서 각 면들이 이루는 각도를 구하게 된다.

즉, 프랑크포트 수평면(FH plane)과 하악평면(Mandibular plane)으로 형성되는 각도를 FMA(Frankfort mandibular plane angle)라 하고, 프랑크포트 수평면(FH plane)와 하악 절치 중심면으로 형성되는 각도를 FMIA(Frankfort mandibular plane angle)라 하며, 하악평면(Mandibular plane)과 하악 절치 중심면에 의하여 형성된 각도를 IMPA(Incisor mandibular plane angle)라 한다.

이때 상기 IMPA는 하악 절치가 잇몸에 식립된 각도에 해당할 수 있다.

여기서 상기 FMA를 이루는 외이공의 최상방점(Po)은 상악에 대하여 하악이 움직이는 축이므로, 상기 FMA는 안면골격에서, 고정된 상악에 대하여 하악이 움직이는 힌지점의 속성을 갖는 것이다.

또한, 상기 각각의 평면, 계측점 및 각도는 통상적으로 측면 머리부 방사선사진을 통하여 교정시 교정대상자의 안면골격을 해석하기 위하여 통상적으로 사용되는 수단에 해당할 수 있다(치과교정학, 대한나래출판사, 2021. 2. 25.).

7) 제 7 단계는 중앙처리 디바이스(B)에서 상기 측정된 FMA(Frankfort mandibular plane angle)에 따라 이상적인 하악절치각(t-IMPA)을 구하는 단계이다.

상기 FMA는 교정대상자의 골격에 따라 다르게 나타나는데, 교정대상자의 하악골이 하방으로 수직성장을 보인 경우는 상기 각도는 커지고 반대로 하악골이 수평성장을 보인 경우는 그 각도가 작아지게 된다.

상기 도 7과 같이 통계적으로 수집된 일반적인 안면 골격인 경우에 있어서 FMA는 25도, FMIA는 65도를 가지므로, 교정에서 제일 중요한 IMPA, 즉 하악 절치가 잇몸에 식립된 각도는 FMA, FMIA 및 IMPA가 삼각형의 내각을 구성하므로, 90도가 된다.

또한, 상기 FMA는 3도 그리고 FMIA는 5의 편차를 갖는 것으로 알려져 있다.

예를 들어 하악골이 수직적인 골격형태를 갖는 경우에는 당연히 FMA가 통상적인 경우에 대하여 상대적으로 켜지게 되고, 이 경우 FMIA 역시 상대적으로 커져야 하는데, 이는 하악절치각에 대응인 IMPA가 작아져야 된다는 것을 의미한다. 반대로, 수평적인 골격형태를 갖는 경우에는 FMA가 상대적으로 작아지게 되므로, 이 경우 FMIA 역시 상대적으로 작아져야 하는데 이는 하악절치각에 대응하는 IMPA가 더 커져야 하는 것을 의미하는 것이다.

그런데 상기 FMA의 변화에 따라 FMIA를 연동하여 변경시켜야 하나, 평균적인 FMIA 이외의 각도는 알려진 바가 없으므로, 하악절치에 대한 IMPA를 결정하기 어렵게 되므로, 지금까지는 상기 사진들을 참조하여 육안에 의한 교정이 실시되어 오고 있었다.

따라서, 본 발명은 교정대상자의 FMA의 측정값에 따라 IMPA를 산출하기 위하여, FMA의 변화에 따라 FMA 및 FMIA의 편차 값을 도입하여 IMPA를 산출할 경우에는 교정 대상자의 골격형태에 맞는 이상적인 하악절치각(t-IMPA)를 산출할 수 있다는 것에 착안한 것이다.

즉, 본 발명은 교정대상자의 골격에 따라 상대적으로 차이가 있는 FMA에 따라 수정된 IMPA를 구하기 위한 것이 1차적인 목적인 것이다.

따라서 FMIA가 3도의 편차, FMIA는 5도의 편자를 가지는 것으로 알려져 있으므로, FMA가 기준치인 25도에서 "3"의 각도로 변할 때 FMIA는 "5" 각도로 변하게 되므로, FMIA는 FMA에 대하여 "5/3"의 각도로 변경되어야 하는 것이다.

예를 들어 교정대상자의 FMA가 29도로 측정된 경우는 안면골격이 수직적인 형태인 경우로서, FMIA는 65 + (29 - 25) × 5/3이 되므로 71.6도를 가질 때 교정대상자 는안면골격과 조화를 이루게 되고, FMA, FMIA 및 IMPA는 삼각형을 이루는 것이므로, 이상적인 하악절치가 잇몸에 식립되어 있어여 할 이상적인 하악절치각(t-IMPA)은 180 - 29 - 71.6 = 79.4도가 된다.

즉, 도 9와 같이 FMA가 29도로 측정된 경우 FMIA는 71.6도이고, 이상적인 하악절치각(t-IMPA)이 79.4도일 경우 교정대상자는 이상적인 골격구조를 갖는 것으로 해석할 수 있는 것이다.

만약, 교정대상자의 FMA가 29도가 아닌 평균적인 25도 보다 낮은 21도인 경우는 안면골격이 수평적인 형태인 경우로서, FMIA는 65 + (21 - 25) × 5/3이 되므로 58.3도를 가질 때 교정대상자의 안면골격과 조화를 이루게 되고, FMA, FMIA 및 IMPA는 삼각형을 이루는 것이므로, 이때 이상적인 하악절치각(t-IMPA)은 180 - 21 - 58.3 = 100.7도가 된다.

즉, 도 10과 같이 FMA가 21도로 측정된 경우 FMIA는 58.3도이고, 이상적인 하악절치각(t-IMPA)이 100.7도일 경우 교정대상자는 이상적인 골격구조를 갖는 것으로 해석할 수 있는 것이다.

8) 제 8 단계는 중앙처리디바이스(B)에서 상기 측정된 FMA에 따라 상악 및 하악의 절치가 서로 이루는 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)를 구하는 단계이다.

통상적으로 도 8과 같이 상악 및 하악에 식립된 절치간의 각도인 절치내각(Interincisal angle)는 126도의 평균값과 7도의 편차를 갖는 것으로 알려져 있다.

상기 절치내각(Interincisal angle)은 안면 골격에서 상악 절치에 대하여 축회전을 하는 하악에 식립된 절치가 접근하여 소정의 기능을 발휘하기 위한 각도에 관한 것으로서, 상기 절치내각(Interincisal angle) 역시 힌지점의 속성을 갖는 것이므로 상기 FMA에 따라 절치내각(Interincisal angle) 역시 연동되어 수정되어야 한다.

이때 절치내각(Interincisal angle)을 FMA와 연동시킨다면 FMA : 절치내각 = 3:7이 되므로, FMA가 1도의 변화를 보일 경우, 절치내각(target-Interincisal angle)은 7/3 = 2.3도로 변화시키는 것이 골격과 조화로운 교정이 될 수 있다.

그러므로 본 발명은 2차적인 목적은 교정대상자의 골격에 따라 상대적으로 차이가 있는 FMA에 따라 수정된 절치내각(t-Interincisal angle)을 구하기 위한 것이다.

즉, FMA가 29도일 경우 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)은 126 + (29 - 25) × 7/3= 135.3도인 것이다.

따라서, 도 9와 같이 교정대상자의 FMA가 29도인 경우에 있어서, 이상적인 하악절치각(t-IMPA)은 제 7 단계에서 구하여진 바와 같이 79.4도이므로 하악절치를 상기 각도로 수정 배치하고, 배치된 하악절치에 대하여 상악절치를 이상적인 절치내각(t -Interincisal angle)인 135.3도를 갖도록 교정을 실시할 경우, 교정대상자는 안면 골격과 조화가 이루는 교정이 이루어 질 수 있는 것이다.

이때 FMA가 29도인 경우는 안면 골격이 수직 성장한 경우로서, 통상적인 상태를 보여주는 점선인 25도일 경우와 비교할 때 이상적인 하악절치각(t-IMPA)은 통상적인 경우에 비하여 좀 더 직립되어 있고, 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)은 좀 더 뉘어져 있는 것을 보여주고 있다.

만약, FMA가 21도일 경우 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)은 126 + (21-25) ×7/3= 116.6도인 것이다.

따라서, 도 10과 같이 교정대상자의 FMA가 21도인 경우에 있어서, 이상적인 하악절치각(t-IMPA)은 제 7 단계에서 구하여진 바와 같이 100.7도이므로, 하악절치를 상기 각도로 수정 배치하고, 배치된 하악절치에 대하여 상악절치를 이상적인 절치내각(target-Interincisal angle)을 116.6도를 갖도록 배치하는 교정을 실시할 경우 교정대상자는 안면 골격과 조화가 이루는 교정이 이루어 질 수 있는 것이다.

이때 FMA가 21도인 경우는 안면 골격이 수평 성장한 경우로서, 통상적인 상태를 보여주는 점선인 25도일 경우와 비교할 때 이상적인 하악절치각(t-IMPA)은 통상적인 경우에 비하여 좀 더 뉘어져 있고, 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)은 좀 더 좁혀져 있는 것을 보여고 있다.

9) 제 9 단계는 중앙처리디바이스(B)에서 상기 제 1 단계에서 획득한 3D 치아스캔사진의 상악 및 하악 절치 각각을 상기 제 7 단계에서 구하여진 이상적인 하악절치각(t-IMPA)에 따라 하악 절치를 수정하여 배치하고, 상기 수정하여 배치된 하악 절치에 대하여 상악 절치를 제 8 단계에서 구하여진 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)에 따라 수정하여 배치하는 단계이다.

즉, 하악 절치를 제 7 단계에서 구하여진 이상적인 하악절치각(t-IMPA)에 따라 3D 치아스캔사진 상에서 수정하여 배치하고, 상기 상악의 절치는 수정된 하악 절치에 대하여 제 8 단계에서 구하여진 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)에 따라 수정하여 배치하는 것이다.

10) 제 10 단계는 출력디바이스(C)를 통하여 상기 제 9 단계에서 수정된 3D 치아스캔사진 상에서 원래 교정대상자가 가지고 있는 치아가 배치된 형상과 비교하여 이상적인 교정목표와 현재 교정대상자가 지닌 상태의 차이를 통해 치아 이동 방향과 이동 량을 확인하는 것을 통하여 시각적인 치아이동의 목표를 확인하고 정량화시키는 것을 특징으로 한다.

이로 하여금 교정이 완료될 절치의 3D 치아스캔사진과 함께 교정 단계별로 치아의 배열을 수정한 정보를 교정대상자 및 교정치구를 제작하는 업체에 제공할 수 있는 것이다.

삭제

Claims

정보획득디바이스(A)를 통하여 교정대상자의 구강 형태를 스캔하여 3D 치아스캔사진을 구하고 이를 중앙처리디바이스(B)로 전송하는 제 1 단계;
정보획득디바이스(A)를 통하여 교정대상자의 상기 3D 치아스캔사진과 중첩할 측면 머리부 방사선사진(cephalogram image)을 준비하는 제 2 단계;
중앙처리디바이스(B)에서 교정대상자의 측면 머리부 방사선사진을 대상으로 교정 기준점을 표시하는 제 3 단계;
중앙처리디바이스(B)에서 측면 머리부 방사선사진에 표시된 교정 기준점에 3D 치아스캔사진의 대응하는 지점을 일치시켜 측면 머리부 방사선사진과 3D 치아 스캔사진의 크기를 일치시키는 제 4 단계;
중앙처리디바이스(B)에서 제 4 단계에서 정렬된 상태에서 측면 머리부 방사선 사진의 계측점을 정하는 제 5 단계;
중앙처리디바이스(B)에서 상기 계측점을 이용하여 교정대상자의 FMA(Frankfort mandibular plane angle)를 측정하는 제 6 단계;
중앙처리디바이스(B)에서, 상기 측정된 FMA(Frankfort mandibular plane angle)의 값에 따라 이상적인 하악절치각(t-IMPA)을 구하는 제 7 단계;
중앙처리디바이스(B)에서 상기 측정된 FMA(Frankfort mandibular plane angle)의 값에 따라 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)을 구하는 제 8 단계;
중앙처리디바이스(B)에서 상기 제 1 단계에서 획득한 3D 치아스캔사진의 상악 및 하악 절치 각각을 상기 제 7 단계에서 구하여진 이상적인 하악절치각(t-IMPA)에 따라 하악 절치를 수정하여 배치하고, 상기 배치된 하악 절치에 대하여 상악 절치를 제 8 단계에서 구하여진 이상적인 절치내각(t-Interincisal angle)에 따라 수정하여 배치하는 제 9 단계; 및
출력디바이스(C)를 통하여 상기 제 9 단계에서 수정되어 배치된 상악 및 하악의 절치를 3D 치아스캔사진 상에서 원래 교정대상자가 가지고 있는 치아가 배치된 형상과 비교하여 이상적인 교정목표를 설정함과 동시에 상기 비교를 통해 얻어진 치아의 식립 각도 차이를 통해 치아 이동 방향과 이동 량을 확인하는 제 10 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 치아스캔사진과 측면 머리부 방사선사진을 이용한 치아 교정목표 설정방법.