KR102650307B1 - 치과용 시술 보조 장치 - Google Patents

Abstract

구강 공동 내에 수용되도록 구성된 본체; 본체가 하나 이상의 치아를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 본체를 구강 공동 내에 고정하기 위한 고정 수단; 본체 내에 위치되고 복수의 평면 내에서 하나 이상의 치아에 대해서 이동되도록 구성된 치과용 작업 디바이스; 및 하나 이상의 치아에 대한 적합한 위치 내로 이동되도록 그리고 일단 제 위치에 위치되면 하나 이상의 치아에서 또는 그 주위에서 작업을 실행하도록 치과용 작업 디바이스를 제어하기 위한 제어기를 포함하는, 치과 시술 보조 장치.

Description

치과용 시술 보조 장치

본 발명은 치과 시술 보조 장치에 관한 것이다.

19세기 후반 중의 현대적인 치과의 시작 이후에, 치과 진단 및 치료가 동일한 기술에 크게 의존하여 왔다. 예를 들어, 치과 의사는, 치아 내에 공동을 수동으로 만들기 위해서 또는 충진 재료, 크라운 또는 그 둘의 혼합물을 수용하기 위해서 원주방향으로 공동을 감소시키기 위해서, 절삭 버(cutting bur)가 부착된 회전 엔진을 케이스로 둘러싸는 핸드피스를 이용하였다.

동일한 견해가, 인간 개체군 내의 가장 흔한 질병 중 하나인 치아 충치(치과 충치)의 진단에 적용된다. 명확한 진단에 도달하는 것의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않은데, 이는 그러한 진단이, 예방, 모니터링, 동작(드릴링) 또는 추출일 수 있는, 결과적인 치료 양상의 선택을 좌우할 것이기 때문이다. 기본적으로, 진단은 의사의 임상적 통찰력에 의존하는데, 이는, 특히 증상이 없을 때, 형태적으로 복잡한 소와(pit) 및 열구(fissure) 내에 위치될 때, 또는 충치가 가시적인 공동을 유도할 정도로 진행되지 않았을 때, 충치 병변 평가가 어려울 수 있기 때문이다. 달리 명백하게 건강한 표면 아래로 깊이 진행한 은폐된 충치는 진단의의 또 다른 도전적인 상황이다.

그에 따라, 그러한 상황에 직면할 때, 치과 의사는 방사선 사진, 광학 확대기, 염색 염료, 열 테스트, 형광 또는 투광과 같은 진단 보조 수단에 의존할 수 있다. 그러나, 치과 환경에서의 그 효율성 및 효과는 기술적 민감도(예를 들어 방사선 사진 재생성), 증가된 비용, 방사선 노출에 대한 두려움, 적절한 연대적 파일 보관, 및 결과의 검색뿐만 아니라, 또한 환자 및 직원에게 불편할 수 있는 다른 독립적인 디바이스 및 시스템을 이용하는 것과 관련된 시간 및 노력에 의해서 종종 손상된다.

또한, 환자 치아에 대한 접근성은 진단, 계획 및 치과 치료의 실시에서 결정적인 인자일 수 있다. 당연하게, 치아가 입 내에 더 후방에 있을 수록, 기구 사용 및 취급이 더 어렵다. 접근성과 별개로, 주의 깊은 수술적 정밀도가 드릴 시술 전체를 통해서 항상 유지되어야 하는데, 이는, 의사가 한정되고 아주 작은 구조물 내에서 작업할 뿐만 아니라 의사는 또한 민감하고 중앙에 위치된 치수(pulp)와 같은 치아 주위 및 내의 건강한 조직을 부주의하게 손상시키는 것을 엄격하게 피하여야 하기 때문이다.

결과적으로, 치과 관리의 결과는 기술, 장비, 및 시간에 여전히 민감하고, 그에 따라 인적 오류, 오판 및 비능숙함에 매우 취약하다. 이는 의사가 참여할 수 있는 환자 또는 치아의 수를 제한하고, 꾸준히 증가되는 비용의 원인이 된다. (산업 자동화로 더 저렴하고 더 생산적이 되고 있는 다른 분야에 비해서) 건강 관리 직업의 이러한 비교적 개선되지 않은 생산성은 "바우몰 효과(Baumol Effect)"로 설명되었다.

진단 프로세스를 개선하고 합리화하고, 가시성 및 접근을 향상시키고, 인간 오류를 최소화하고, 수작업 노력 및 피로를 줄이고, 및/또는 신속하고, 정밀하며 이상적인 치아 준비를 위한 방법이 있는 것이 유리할 것이다.
선행 기술 : 미국 특허출원공개공보 US2015/0182299호(2015.07.02)

본 발명의 제1 양태에 따라, 구강 공동 내에 수용되도록 구성된 본체; 본체가 하나 이상의 치아를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 본체를 구강 공동 내에 고정하기 위한 고정 수단; 본체 내에 위치되고 복수의 평면 내에서 하나 이상의 치아에 대해서 이동되도록 구성된 치과용 작업 디바이스; 및 하나 이상의 치아에 대한 적합한 위치 내로 이동되도록 그리고 일단 제 위치에 위치되면 하나 이상의 치아에서 또는 그 주위에서 작업을 실행하도록 치과용 작업 디바이스를 제어하기 위한 제어기를 포함하는, 치과 시술 보조 장치가 제공된다.

실시예에서, 본체는 구강 공동 내에 전체적으로 수용되도록 구성된다.

실시예에서, 치과용 작업 디바이스에 의해서 실시되는 작업은 적어도 하나의 미리-프로그래밍된 시술을 포함한다.

실시예에서, 고정 수단은, 하나 이상의 치아 및/또는 하나 이상의 치아에 인접한 치아 또는 치아들에 고정되도록 구성된 클램프이다.

실시예에서, 클램프는 하나 이상의 클램프 피크 및 하나 이상의 클램프 보우(clamp bow)를 포함하고, 본체가 보우(들)에 커플링된다.

실시예에서, 본체는 작업 장소의 화상을 촬영하도록 동작 가능한 하나 이상의 카메라를 포함하고, 제어기는 이하 중 적어도 하나의 결정에서 이용하기 위해서 결과적인 화상 데이터를 프로세스하도록 구성된다:

a. 작업을 실시하기 위해서 치과용 작업 디바이스를 위치시키기 위한 위치;

b. 미리 프로그래밍된 시술의 적절한 선택;

c. 장치에 의해서 실시되는 동작의 실기간 모니터링; 및

d. 직접적인 화상, 투광 및/또는 형광에 의한 치아 구조의 이상부(anomaly) 진단.

실시예에서, 치과용 작업 디바이스는 구강 공동을 조명하기 위한 하나 이상의 조명등을 포함한다.

실시예에서, 하나 이상의 조명등은 하나 이상의 치아를 투광하도록 구성된 투광 조명등이다.

실시예에서, 제어기는 작업 디바이스가 작업을 실시하게 명령하도록 프로그래밍된 프로세싱 유닛을 포함한다.

실시예에서, 장치는 장치에 대한 내용물 공급 또는 추출을 위한 도관을 더 포함한다.

실시예에서, 내용물은 유체, 가스 또는 고체 중 적어도 하나이다.

실시예에서, 치과용 작업 디바이스는 기계적 버, 집게, 루트 엘리베이터(root elevator), 메스, 거울, 레이저, 카메라, 엑스커베이터(excavator), 치과용 버니셔, 치과용 플러거, 스케일러(scaler), 국소 마취 비히클(local anaesthetic vehicle), 큐렛(curette) 또는 다른 치과용 기구 중 적어도 하나이다.

실시예에서, 적어도 3개의 평면 내의 치과용 작업 디바이스의 이동이 하나 이상의 레일의 세트를 따라 이동하는 치과용 작업 디바이스에 의해서 유발된다.

실시예에서, 하나 이상의 레일의 세트 중 적어도 하나가 작동기의 제어 하에서 이동되도록 구성된다.

실시예에서, 장치는, 공기, 물, 증기, 또는 전기 동력형일 수 있는 본체 내의 로터리 모터를 더 포함한다.

제2 양태에 따라, 치과 시술을 실시하기 위해서 선행하는 청구항 중 임의의 한 항에 따른 치과용 장치를 이용하는 단계를 포함하는 치과 시술 보조 방법이 제공된다.

제3 양태에 따라, 컴퓨터 프로세서에 의해서 실행될 때, 치과용 작업 디바이스를 동작시키기 위해서 제1항의 제어기를 제어하도록 동작될 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다.

이제, 단지 예로서 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 환자의 입 내에 위치된 장치의 개략도이다.
도 2a는 하나의 치아에 고정된, 도 1의 장치의 상면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 C-C를 통한 단면도이다.
도 2c는 장치의 등각도이다.
도 2d는 도 2e에 도시된 A-A를 통한 단면도이다.
도 2e는 장치의 측면도이다.
도 2f는 장치의 추가적인 등각도이다.
도 3은 실시예에 따른, 장치를 고정하기 위해서 이용되는 클램프의 등각도이다.
도 4a는 도 1 장치의 본체의 내부도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 특징부 A의 근접도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 특징부 B의 근접도이다.
도 5a는 실시예에 따른, 장치의 치과용 작업 디바이스의 개략도이다.
도 5b는 대안적인 실시예에 따른, 치과용 작업 디바이스의 개략도이다.
도 6은 충진물을 조각하기 위한 별도의 구강 기부에 부착된 장치의 개략도이다.

본원에서 설명된 본 발명의 실시예는 치과 시술을 보조하기 위한 장치에 관한 것이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 장치(10)는 환자의 구강 공동(13) 내에 수용되도록 구성된 본체(12)를 포함한다. 본체(12)가 하나 이상의 치아(16)를 적어도 부분적으로 둘러싸도록, 본체(12)가 고정 수단(14)을 통해서 구강 공동(13) 내에 고정된다. 치과용 작업 디바이스(18)(특히 도 2 및 도 5 참조)가 본체(12) 내에서 이동될 수 있고 복수의 평면 내에서 하나 이상의 치아(16)에 대해서 이동되도록 구성된다. 제어기(20)는 치과용 작업 디바이스(18)를 희망 위치 내로 이동시키도록 그리고 그 후에 하나 이상의 치아(16)에서 또는 그 주위에서 작업을 실행하기 위해서 치과용 작업 디바이스(18)를 작동시키도록 동작될 수 있다. 장치(10)에 의해서 실시되는 작업은, 비제한적으로, 치과 드릴링, 흡입, 화상화 및 조사(illumination) 중 적어도 하나를 포함한다.

장치의 구성

더 구체적으로, 그리고 특히 도 2에 도시된 입면도 및 단면도를 참조하면, 장치(10)의 본체(12)는 일반적으로 환자의 불편함을 최소화하기 위해서 모따기된 연부를 가지는 직사각형 형상이다. 본체(12)는, 플라스틱, 금속, 적합한 복합 재료 또는 기타를 포함하는, 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 치과용 작업 디바이스(18)가 본체(12) 내에 수용되고 작업 실행에서 이용하기 위한 부착부(17)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 장치(10)(그리고 보다 특히 본체(12))는 고정 수단(14)을 통해서 구강 공동(13) 내에 고정된다. 도시된 실시예에 따라, 고정 수단(14)은, 하나의 치아(16)의 크라운에 고정되는 클램프(14)의 형태를 취한다. 도 3은 클램프(14)를 분리 도시한다. 도 3 및 도 4 모두를 참조하면, 클램프(14)는, 본체(12)의 단부(12a, 12b)에 각각 탈착 가능하게 커플링되는 보우(14a 및 14b)의 쌍을 포함한다. 보우(14a 및 14b)는, 치육에 인접한 치아의 크라운에 (즉, 고무 댐(rubber dam)에 부착하기 위해서 치과 의사에 의해서 이용되는 기존 치과용 클램프와 동일한 방식으로) 단단히 고정되는 대향되는 클램프 부리들(14c)까지 연장된다. 도시된 실시예에 따라, 보우(14a 및 14b)는, 보우(14a 및 14b) 아래에 단단히 걸리고 그 후에 본체가 클램프(14)로부터 탈착되는 것을 방지하기 위해서 제 위치에서 록킹될 수 있는 이동 가능 아암을 통해서 본체에 부착된다. 희망 구현예에 따라, 클램프를 본체(12)에 고정(예를 들어, 마찰, 자기 또는 걸쇠 피팅(latch fit))하기 위해서 임의의 적합한 탈착 수단이 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 보우(14a 및 14b)는, 클램프를 본체에 고정하기 위해서 본체 내로 나사체결되는 스크류를 수용하기 위한 개구부를 포함할 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 클램프(14)는 예를 들어 접착제를 통해서 본체에 고정적으로 고정될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 클램프는 본체(12)와 일체로 형성될 수 있다(예를 들어, 본체의 형성 중에 제 위치에 셋팅될 수 있다).

전술한 바와 같이, 장치(10)는 작업 장소 내에서 작업을 실시하도록 구성된다. 도시된 실시예에 따라, 작업 장소는, 본체(12)가 적어도 부분적으로 둘러싸는 치아(16)(또는 치아들)를 포함한다. 치과용 작업 디바이스(18)는, 희망 위치로의 이동을 위해서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 3개의 평면 내에서 치아(16)에 대해서 이동될 수 있다. 또한, 치과용 작업 디바이스(18)는, 치과용 작업 디바이스(18)가 희망 위치에 일단 위치되면, 부착부(17)가 (부가적인 2개의 평면 내에서) 회전되고 피봇될 수 있게 하는 회전부 및 피봇 메커니즘을 포함한다.

더 구체적으로, 그리고 도 4a를 더 참조하면, X 및 Y 평면 내의 치과용 작업 디바이스(18)의 이동을 묘사하기 위한 본체(12)의 내부 하우징의 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 레일(23a 및 23b)의 쌍이 본체(12)의 측벽들(15a 및 15b) 사이에서 연장된다. 치과용 작업 디바이스(18)는 레일을 따른 활주 이동을 위해서 레일(23a 및 23b)에 커플링된다. 도시된 실시예에 따라, 레일(23a 및 23b)은, 작업 디바이스(18)의 본체(12)의 대향 측면들 상에 배치된 개구부(24a 및 24b)(즉, 매끄러운 활주 동작을 보장하는 레일의 단면 프로파일에 상응하는 내부 프로파일을 가지는 개구부) 내에 밀접 수용된다. 추가적인 개구부(26)가 치과용 작업 디바이스(18)의 본체(12)를 통해서 연장되어, 스텝퍼 모터(30) 형태의 작동기로부터 연장되는 나사산형 리드 스크류(28)를 수용한다. 추가적인 개구부(26)는 리드 스크류(28)의 나사산에 상응하는 나사산형 내부 프로파일을 갖는다. (정방향 또는 역방향의) 스텝퍼 모터(30)의 작동은 치과용 작업 디바이스(18)가 레일(23a, 23b)을 따라서 이동되게 하고, 그에 의해서 X 평면 내의 디바이스(18)의 정밀한 개방-루프 배치를 돕는다. Y 평면을 따른 배치는, 본체(12)의 단부들(12a, 12b) 사이에서 연장되고 그에 고정되는 레일(32a 및 32b)에 의해서 달성된다. 레일(32a 및 32b)은, 도 4a의 근접도에 도시된 바와 같이, 레일(23a 및 23b) 내에 배치된 개구부(33)를 통과한다. (또한 스텝퍼 모터(36)의 형태인) 제2 작동기가, 레일(23a 및 23b) 내에 배치된 개구부(35)를 통과하는 제2 리드 스크류(38)를 제어한다. 개구부(35)의 내부 프로파일은 제2 리드 스크류(38)에 상응하는 나사산을 가지고, 그에 의해서 스텝퍼 모터가 (다시 정방향 또는 역방향으로) 작동될 때 Y 평면 내의 치과용 작업 디바이스(18)의 이동을 돕는다. 도 4c의 근접도는 이러한 것을 더 구체적으로 도시한다. 예를 들어 작업 디바이스(18) 상에 배치되고 작업 디바이스의 적절한 배치를 위해서 궤도를 따라 이동되도록 동력을 받을 수 있는 롤러를 수용 및 유지하는 본체(18)의 내부 벽 내에 매립된 궤도를 이용하는, 다른 구성이 X 및 Y 평면 내의 치과용 작업 디바이스(18)의 활주 이동을 달성하기 위해서 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도시된 실시예에 따라, 치과용 작업 디바이스(18)는 X 및 Y 평면 내에서 2 cm까지 이동되도록 구성된다.

Z 평면 내의 이동(즉, 치아(16)에 대한 치과용 작업 디바이스 부착부(17)의 높이를 제어하기 위한 이동)이 제3 작동기에 의해서 달성된다. 도 5a를 참조하면, 치과용 작업 디바이스(18)의 개략도가 도시되어 있고, 그에 의해서 제3 작동기는 스텝퍼 모터(40)의 쌍의 형태를 취한다. 스텝퍼 모터(40)는 치과용 작업 디바이스(18)의 중간-섹션(42) 내의 상응하는 (스크류(44)에 상응하는 내부 나사산형 프로파일을 가지는) 수직 배향 개구부(42)를 통과하는 나사산형 리드 스크류(44)를 회전시킨다. 비록 도 5a에 도시되지는 않았지만, 중간-섹션(42)은 길이방향으로 배향된 개구부(24a, 24b, 및 26)(즉, 레일(23a 및 23b) 및 리드 스크류(28)에 대한 커플링을 돕는 개구부)를 포함한다. 이러한 방식으로, 스텝퍼 모터(40)는 Z 평면 내의 상향 및 하향 이동을 돕기 위해서 동시에 (정방향 또는 역방향으로) 작동될 수 있다. 대안적인 실시예에서, Z 평면 내의 이동을 돕기 위해서 단지 하나의 스텝퍼 모터 및 리드 스크류가 요구될 수 있다는 것이 이해될 것이다. Z 평면 내의 이동을 돕기 위한 대안적인 실시예가 도 5b에 도시되어 있다. 이러한 실시예에 따라, 하나 이상의 마이크로 공기 펌프 형태의 작동기를 이용하여 치과용 작업 디바이스(18)의 길이를 연장 및 수축시킴으로써 치아(16)에 대한 부착부(17)의 높이를 조정한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 복수의 망원경식 실린더(46, 48, 50)가, 일련의 밸브에 의해서 연결된 내부 챔버들을 갖는다. 실린더(46, 48, 50)는, 공기 펌프(들)에 의해서 압력 또는 흡입을 챔버에 인가함으로써, 서로에 대해서 연장 또는 후퇴된다. 비록 도 5b에 도시되지는 않았지만, 최상부 실린더(46)는, 레일(23a 및 23b) 및 리드 스크류(28)에 대한 커플링을 돕는 길이방향으로 배향된 개구부(24a, 24b, 및 26)를 포함한다. 레일(23a, 23b 및 32a, 32b)(그리고 상응하는 개구부(33, 38))가, 희망 구현예에 따라, 임의의 희망하는 횡단면 프로파일을 가질 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 또한, 레일(23a, 23b, 32a, 32b)은, 희망 구현예에 따라, 본체(12) 내에서 임의의 희망 높이에 배치될 수 있다. 도시된 실시예에 따라, 치과용 작업 디바이스(18)는 Z 평면 내에서 2 cm까지 이동되도록 구성된다.

도 5a 및 도 5b를 또 참조하면, 부착부(17)는, 공기 동력형 터빈(35) 형태의 작동기에 의해서 작업 디바이스(18)에 (예를 들어, 마찰, 자기적 또는 래치 피팅에 의해서) 제거 가능하게 커플링되는 버 형태이다. 부착부(17)는 (이러한 실시예에서 참조 번호 D로 표시된 바와 같이 0도 내지 360도 사이에서 부착부(17)를 회전시키는 공압식 로터리 작동기(37) 형태를 취하는) 회전부(37)에 의해서 작업 디바이스(18)에 커플링되고 메커니즘(39)을 피봇시키고, 그러한 메커니즘은 다시 아암(41)의 쌍에 의해서 작업 디바이스(18)에 커플링된다. (이러한 도시된 실시예에서 공기 동력형 공압식 모터(39)의 형태인) 추가적인 작동기가 메커니즘의 피봇 부분을 아암(41)에 대해서 피봇시킨다(즉, 참조 번호 E에 의해서 표시된 바와 같이 0도 내지 180도에서 이동시키기 위해서 피봇시킨다). 회전부(37) 및 피봇 메커니즘(39)은 필요 작업을 실시하기 위한 2개의 부가적인 이동 평면을 유리하게 제공한다. X, Y 및 Z 평면 내의 이동을 제어하기 위한 (또한 작업 부착부(17)의 회전 및 피봇을 위한) 전술한 작동기/모터/엔진의 일부 또는 전부가, 희망 구현예에 따라, 전기 동력형, 공기 동력형 또는 전자기 동력형일 수 있다는 것이 이해될 것이다.

또한, 본체(12)에 연결되고, 사용 시에, 작업 장소 및/또는 치과용 작업 디바이스(18)로/로부터 유체를 전달 또는 제거하는 것을 돕는 도관(30)이 도면에 도시되어 있다. 예를 들어, 도관(30)은 시술을 위해서 필요한 바에 따라 압축 공기를 작업 장소에 전달할 수 있다. 압축 공기는 또한 장치(10)에 의해서 이용되는 임의의 하나 이상의 공기 동력형 작동기로 지향될 수 있다. 도관(30)은 부가적으로 또는 대안적으로 물(예를 들어, 가압수)을 작업 장소에 전달할 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로서, 시술 중에 작업 장소로부터 공기 및/또는 물을 흡입하기 위해서 도관(30)이 이용될 수 있다. 또 다른 부가적 또는 대안적 용도로서, 도관(30)은, 장치(10)에 의해서 제공된 임의의 전기 동력형 작동기 및/또는 회로망에 전력 및/또는 명령을 제공하기 위한 전기 및/또는 데이터 케이블을 운반할 수 있다. 도관(30)은 또한 회로망으로/으로부터 모든 필요 제어 신호(예를 들어, 카메라로부터 캡쳐된 화상 데이터)를 운반할 수 있다.

특별한 실시예에서, 도관(30)은, (압축 공기를 전달하기 위한) 여분의-구강 공기 압축기, 물을 공급하기 위한 물 챔버, 흡입 펌프, 및 도관을 통해서 작업 장소로부터 수용된 임의의 물질을 저장하기 위해서 이용되는 수용기를 포함하는 하우징에 연결될 수 있다. 도관(30)은 다양한 유체 및 케이블을 운반하기 위한 별개의 관을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 도관(30)은, 기존의 통상적인 치과용 의자(치과용 유닛)와 같은 구조물 내에 있을 수 있는 기존 공기, 물 및 전기 배출구에 연결될 수 있다.

실시예에서, 하나 이상의 조명등이 본체(12)에 배치되어 치아(16) 및/또는 주위 구강 공동(13)을 조사한다. 특별한 실시예에서, LED 조명등이 본체(12)의 각각의 내부 모서리에 (즉, 작업 장소를 향해서 지향되어) 위치된다. 또한, 장치(10)는, 보어 조명등 또는 (예를 들어, 본체의 내부 벽에 배치된) 투광을 위한 다른 그러한 조명등을 구비할 수 있다. 장치(10)는 작업 장소 및 주위 지역에 대한 화상 데이터를 캡쳐하기 위한 (다시 작업 장소에 대면되는 본체(12)의 내부 벽에 배치될 수 있는) 카메라(31)를 부가적으로 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 장치(10)는 다양한 장치 작동기 및 화상화 디바이스의 작동을 전기적으로 제어하여 희망 치과 시술을 실시하기 위해서 제어기(20)에 연결된다. 예를 들어, 공기 동력형 작동기와 관련하여, 제어기는, 필요 이동을 달성하기 위한 필요량의 공기/흡입을 전달하기 위해서, 공기 공급 유닛을 제어하도록 동작될 수 있다. 전기 작동기의 경우에, 제어기(20)는 도관(30) 내에 배치된 전기 케이블을 통해서 필요 전력 또는 신호를 작동기에 직접 전달할 수 있다. 대안적으로, 제어기(20)는 예를 들어 블루투스, 와이파이, 또는 기타를 통해서 작동기와 무선으로 통신하도록 구성될 수 있다. 특별한 형태에서, 제어기(20)는, 작동기를 자동적으로(즉, 미리 규정된 지시를 기초로) 제어하기 위한 프로그램 코드를 저장하는 메모리를 포함하는 마이크로제어기 또는 다른 적합한 프로세싱 시스템을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어기(20)는, 조작자가 작동기를 수동으로 제어할 수 있게 하는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 이는, 조작자가 드릴링을 위한 각도 및 깊이를 수동으로 제어하고자 할 수 있는, 드릴링과 같은, 치과 시술의 경우일 수 있다. 제어기(20)는, 카메라(들)로부터 캡쳐된 화상 데이터뿐만 아니라 (경고, 작동기 피드백 데이터, 등을 포함하는) 임의의 다른 관련 정보를 포함하는, 관련된 실시간 시술 정보를 디스플레이 디바이스가 디스플레이하게 하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일 예에서, 제어기(20)는, 장치(10)를 제어하기 위해서, 원격 제어 신호를 수신하도록 구성된 무선 수신기를 포함할 수 있다. 도면에 도시된 실시예에 대한 대안적인 실시예에서, 제어기(20)는 장치(10)의 본체 내에 매립되거나 그 위에 배치될 수 있고, 원격 제어 장치와 무선 통신하도록 프로그래밍될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제어기가 인터넷과 같은 원격 네트워크에 연결되도록 구성될 수 있고, 그에 따라, 치과 의사가 매우 먼 지역(예를 들어, 외부 공간)에 있는 것과 같이 용이하게 접근할 수 없거나 치과의사가 전쟁이나 자연 재해를 겪는 경우에, 예를 들어, 긴급 치과 개입의 수단으로서, 장치가 원격적으로 제어될 수 있게 한다. 그러한 장치(10)는, 치과 보조자 또는 간호사 또는 이러한 목적을 위해서 훈련 받은 사람이 현장에 참석할 수 있게 하고, 그리고 해외의 치과 의사에 의해서 원격적으로 동작될 수 있다.

장치에 의해서 실시되는 작업의 예:

화상화

특별한 실시예에서, 카메라(31)는, 예를 들어 작업 장소의 3-차원적인 모델을 생성하기 위해서, 제어기(20)에 의해서 프로세스될 수 있는 (작업 장소 또는 구강 공동의 화상에 상응하는) 화상 데이터를 캡쳐할 수 있다. 특별한 치과 시술을 어떻게 실시할지를 결정하는데 있어서 이용하기 위한 제어기 메모리 내에 저장된 프로그램에 의해서, 예를 들어, 모델이 참조될 수 있다. 모델은 또한 (예를 들어, 특별한 조건, 치료, 등을 모니터링하기 위한) 추후의 평가를 위해서 저장될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제어기(20)는 독립적인 구강내 스캐너에 의해서 생성된 작업 장소의 스캐닝된 모델을 수용하도록 프로그래밍될 수 있다.

제어기(20)는 화상 데이터를 디스플레이 디바이스에서 디스플레이하도록 더 구성될 수 있고, 그에 의해서 의사가 작업 장소 내의 치아 또는 치아들을 검사할 수 있게 한다(즉, 부가적인 독립적 구강내 카메라 또는 확대기의 필요성을 제거할 수 있게 한다). 예를 들어, 화상 데이터는 의사가 이상부의 위치, 유형 및 크기를 명확하게 식별하게 그리고 결과적으로 치료를 위한 적절한 준비를 할 수 있게 한다. 부가적으로, 공동 준비 완료 후에, 3-차원적인 공동 충진재가 하나 이상의 카메라로부터 획득된 정보를 기초로 생성될 수 있다.

카메라(들)(31)가 줌 기능성을 갖출 수 있고, 그에 따라, 치과 질환의 진단에 도움을 줄 수 있는, 작업 장소의 밀접하고 구체화된 검사를 허용할 수 있다. 일부 경우에, 현미경 렌즈가 카메라에 부가될 수 있다. 또한, 하나 이상의 카메라에 의해서 캡쳐된 정보는, 치아와 장치(10) 사이의 공간적 관계가 구축될 수 있게 할 수 있다. 이러한 공간적 관계는, 치아 또는 치아들이 어디에 있는지를 제어기(20)에 알려주고, 그에 의해서 작업이 높은 정도의 정확도로 실시되도록 보장한다.

특별한 실시예에서, 의사는 치료 이전 및 이후의 작업 장소로부터 화상 데이터를 비교할 수 있다. 예를 들어, 이전의 화상 데이터가 치료된 장소의 화상과 중첩될 수 있다. 당업자는, 본 발명을 벗어나지 않는, 이전의 그리고 이후의 작업 장소를 비교하는 수많은 방법이 있다는 것을 이해할 것이다.

형광 조명등이 장치에 피팅될 수 있고, 이는 카메라(들)가 치아 상의 치과 플라크 내의 미생물에 의해서 방출되는 형광 방출을 검출할 수 있게 한다. 얻어지는 결과적인 화상을 프로세스하여, 상이한 컬러로 화면 상에서 디스플레이될 수 있는 충치를 검출할 수 있다.

전술한 바와 같이, 장치(10)는 투광에 적합한 조명등(예를 들어, 보어 조명등)을 포함한다. 특별한 실시예에서, 제어기(20)는 치아(16)의 구조물을 강조하기 위해서 조명등을 턴 온시킬 수 있고, 이는 또한 중간 거리적 또는 교합적이든지(mesodistally or occlusally) 간에 치아 내의 충치, 공동 또는 균열뿐만 아니라 다른 질환의 범위를 식별하기 위해서 이용될 수 있다. 카메라(31)를 제어하여, 임의의 발견된 질병에 대한 치료를 계획하기 위해서 (예를 들어, 수작업으로 또는 저장된 프로그램에 의해서) 평가될 수 있는 투광으로부터 초래되는 화상 데이터를 캡쳐할 수 있다.

다른 경우에, 하나 이상의 카메라에 커플링된 하나 이상의 조명등은, 요구될 수 있는 임의의 드릴링 시술이 평가, 기록 및 시각화될 수 있게 한다. 이는, 하나 이상의 카메라가, 치아 상에서 작업이 실시되어야 하는 곳을 정확히 위치 결정할 수 있게 하는 치아의 실시간 치수 및 화상을 획득할 수 있기 때문에 달성된다. 당업자는, 장치(10) 내로 피팅되는 조명등이, 투광 기술이 장치에 의해서 이용될 수 있는 많은 방식 중 단지 하나라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 대안은, 또한 향상된 결과의 가시화를 제공하기 위해서 장치(10)의 카메라 특징부 및/또는 드릴링 특징부를 이용하면서, 외부 조명 디바이스와 같은 별개의 독립적인 투광 디바이스를 이용하는 것을 포함한다.

드릴링 및 치아 준비

특별한 실시예에서, 부착부(17)는 버 드릴을 포함한다. 드릴의 구체적인 예가 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 버 드릴(17)은 회전부(37) 및 피봇 메커니즘(39)에 의해서 작업 디바이스(18)에 부착된다. 일 실시예에서, 드릴(17)은, 약 200,000의 분당 회전수까지의 드릴 속력을 생성할 있는 로터리 터빈 엔진(35)에 의해서 공기 동력을 공급받는다. 드릴 속력이 제어기(20)에 의해서 자동적으로 또는 (적합한 제어기 인터페이스를 통해서) 조작자의 제어 하에서 수동적으로 제어될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 대안적인 실시예에서, 엔진(35)은 전기 동력형 엔진, 또는 작업을 실행하기 위한 다른 적합한 동력형 엔진일 수 있다. 또한, 당업계에서 잘 이해되는 버 드릴 부착부를 이용하는 희망 구현예에 따라, 다양한 형상 및 크기의 버가 조작자에 의해서 작업 디바이스(18)에 부착될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

충진 및 크라운

본 발명의 실시예에서, 장치(10)는 또한 충진 및 크라운을 생성할 수 있다. 초기 단계로서, 장치(10)는 본원에서 설명된 바와 같은 기술을 이용하여 대상 치아의 3차원적인 모델을 생성한다. 이는 카메라 및 드릴링의 이력을 통해서 또는 상업적으로 이용 가능한 구강내 독립적 스캐닝 장치를 이용하여 달성될 수 있다. 제어기는, 디지털 공동을 설계하기 위해서, 형광 결과, 마우스/조이스틱을 통한 치과 의사의 구획, 및 치과 의사의 특정 공동 유형 및 치수의 선택을 이용할 수 있다. 이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 장치(10)의 본체(12)가 치아(16)로부터 탈착되고 특별한 구강외 기부(50)에 재-부착된다. 도시된 실시예에 따라, 본체를 기부에 고정하기 위해서, 클램프의 보우가, 기부(50)로부터 연장되는 아암(51a 및 51b)의 쌍 내에 배치된 슬롯 내로 각각 삽입된다. 임의의 적합한 고정 기술을 이용하여 본체(12)가 기부에 부착될 수 있다는 것(예를 들어, 보우가 치아(16)에 클램핑되는 것과 동일한 방식으로, 보우가 아암(51a 및 51b) 위에 클램핑될 수 있다)이 이해될 것이다. 또 다른 실시예에서, 본체(12)는 클램프(14)로부터 탈착될 수 있고 대안적인 고정 수단을 이용하여 기부(50)에 재-부착될 수 있다. 충진 재료(52)의 미리 제조된 블록이, 조작자에 의해서, 제어기(20)에 의해서 제어될 수 있는 내부에 수용된 회전부(56)에 커플링된 크래들(54)에 고정된다. 크래들(54)은 또한, 희망 구현예에 따라, (예를 들어, 치과용 작업 디바이스의 이동을 위해서 이용되는 것과 유사한 메커니즘을 이용하여) 다른 평면 내에서 이동될 수 있다. 이어서, 제어기(20)는, 재료(52)를 조각하여 공동에 일치시키기 위해서 그에 따라 준비된 치아에 피팅되는 희망 크라운 또는 충진부를 생성하기 위해서, 여러 작동기를 제어한다. 이어서, 치과 의사는 치과용 시멘트를 이용하여 이러한 구조물을 덮는다. 희망 구현예에 따라, 기부(50)가 그 자체의 물 또는 전력 공급부를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

다른 양태

장치(10)의 다른 실시예가 생성되어 이하의 치과 시술 중 하나 이상을 실시할 수 있다: 근관 치료법, 임플란트 배치, 수술적 절개 및 추출, 치주 치료 및 연조직 수술, 국소 마취 전달 및 치열 교정 장치의 적용 및 유지보수. 전술한 바와 같이, 장치(10)의 본체(12)는 환자의 구강 공동(13) 내에 수용되도록 구성된다. 본체의 크기는, 치과 시술을 내부에서 실시하도록 의도된 구강 공동(13)의 유형을 기초로 달라질 수 있다. 예를 들어, 더 큰 크기의 본체(12)가 성인의 구강 공동을 위해서 이용될 수 있는 한편, 더 작은 장치(10)가 어린이의 구강 공동을 위해서 이용될 수 있다. 당업자는, 본원에서 설명된 바와 같은 장치(10)가 동물에서도 이용될 수 있고, 그에 따라 장치의 크기가 동물의 유형, 및 치료될 치아의 유형에 따라 더 크거나 더 작을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예로서, 성인에 이용하기 위한 장치(10)의 본체(12)가 (구강 공동 내에 전체적으로 수용될 수 있게 하는) 3cm x 3cm x 2.3cm일 수 있으나, 이러한 크기로 제한되는 것으로 생각되지 않아야 하고, 그보다 크거나 작을 수 있을 것이다.

장치(12)에는 또한, 위험 감지에 응답하여 제어기(20)가 작업을 중단하게 하는 안전 센서가 피팅될 수 있다. 예로서, 압력 센서가 본체(12)의 상부 표면에 피팅될 수 있다. 만약 환자가 장치(10)를 문다면(bite), 압력 센서가 그러한 물림을 검출할 것이고 신호가 제어기(20)로 전송되게 할 것이며, 이는, 제어기(20)가, 작동기의 동작 중단 및 치과용 작업 디바이스(18)의 치아 위로의 상승을 포함하는 비상 절차를 개시하게 한다.

전술한 바와 같이, 고정 수단(14)은 보우의 쌍을 가지는 클램프의 형태를 취하였다. 희망 구현예에 따라 임의 형태의 클램프에 부착되도록 본체(12)가 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 당업자는, 작업 장소 및 치과 의사의 선호 사항에 적합한 (예를 들어, 전방부, 후방부, 상부 및 하부와 같은, 치아의 상이한 형태들에 일치되는) 변경된 구성을 가지는 많은 형태의 클램프가 있다는 것을 이해할 것이다. 예로서, 장치(10)는 날개 없는 클램프(wingless clamp), 원위 클램프, 경부 또는 순측 클램프(cervical or labial clamp), 유지 클램프, 후퇴 클램프, 또는 기타에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 또한, 본체(12)가 클램프의 하나의 보우에만 고정될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

다른 고정 실시예에서, 하나 초과의 클램프를 이용하여 하나 초과의 치아에 동시에 본체(12)가 고정될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 클램프의 하나의 형태가 동작 시에 2개의 치아(전방부 및 후방부)에 부착될 수 있다. 이는, 특별한 치아가 좋지 못하게 파괴되어 낮아졌고 그에 따라 클램핑을 수용할 수 없을 때, 또는 치아의 클램핑을 완화시키고 그에 따라 장치 유지를 위해서 인접 치아를 이용할 필요가 있을 때, 유용하다.

장치(10)는 적어도 하나의 작업 장소 내에서 작업을 실시하도록 구성된다. 작업 장소는, 진단 또는 치료를 필요로 하는 구강 공동의 일부이다. 일부 경우에, 이는 전체 상부 또는 하부 치궁일 수 있는 반면, 다른 경우에 이는 단지, 하나 이상의 치아, 치육의 일부, 또는 그 둘의 조합과 같은, 구강 공동의 일부일 수 있다. 장치(10)가 작업을 실시할 수 있는 하나 이상의 작업 장소가 있을 수 있다. 작업은 동시에, 또는 상이한 시간들에 이러한 작업 장소에서 실시될 수 있다.

당업자는, 본체 및 내부 구성요소가, 합금 스테인리스 강과 같이, 멸균 처리될 수 있는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, (엔진 내에서 이용되는 모터 기어와 같은) 임의의 이동 부분이 내식성 재료로 형성되는 것이 이해될 것이다. 이용될 수 있는 적절한 멸균 기술은, 장치(10)를 멸균기 내에 배치하는 것, 소독 용액에 침지시키거나 그러한 용액을 분무하는 것, 또는 기타를 포함한다.

본 명세서에서, "포함하는"이라는 단어는 "개방형"의 의미로, 즉 "포괄하는"의 의미로 이해되어야 하고, 그에 따라 "폐쇄형" 의미로 제한되지 않고, 즉 "~ 로만 이루어진"의 의미로 제한되지 않아야 한다. 상응하는 의미가, 표시된 경우에, "포함한다", "포함된", 및 "포함하다"라는 상응하는 단어에 기여할 것이다.

선행하는 설명은, 공통 특성 및 특징부를 공유할 수 있는 몇몇 실시예와 관련하여 제공된 것이다. 임의의 하나의 실시예의 하나 이상의 특징부가 다른 실시예의 하나 이상의 특징부와 조합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 임의의 실시예 내의 임의의 하나의 특징부 또는 특징부의 조합이 부가적인 실시예를 구성할 수 있다.

또한, 전술한 설명은 단지 본 발명의 일부 실시예를 설명하며, 예시적이고 비제한적인 개시된 실시예의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고도, 변경, 수정, 부가 및/또는 변화가 그에 대해서 이루어질 수 있다.

또한, 가장 실용적이고 바람직한 실시예로 현재 간주되는 것과 관련하여 본 발명을 설명하였고, 본 발명이 개시된 실시예로 제한되지 않고, 대조적으로, 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함되는 여러 가지 수정예 및 균등한 장비를 커버하도록 의도된 것임을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 전술한 다양한 실시예가 다른 실시예와 함께 구현될 수 있고, 예를 들어 하나의 실시예의 양태가 다른 실시예의 양태와 조합되어 또 다른 실시예를 실현할 수 있다. 또한, 임의의 주어진 조립체의 각각의 독립적인 특징부 또는 구성요소가 부가적인 실시예를 구성할 수 있다.

Claims (17)

1. 사용 시에, 구강 공동 내의 치육에 인접한 하나 또는 그 이상의 치아의 크라운에 고정되도록 구성된, 한 쌍의 대향된 클램프 부리를 가지는 클램프를 포함하는 고정 수단;
   상기 고정된 클램프의 한 쌍의 보우에 분리 가능하게 결합되고, 하나 또는 그 이상의 클램프된 치아 상측의 구강 공동 내에 수용되도록 형성되고, 내부 하우징을 포함하는 본체;
   상기 본체 내에 위치 가능한 치과용 작업 디바이스; 및
   상기 내부 하우징에 위치하고, 하나 또는 그 이상의 클램프된 치아에 대한 복수의 평면 내에서 상기 치과용 작업 디바이스의 움직임을 조정하도록 구성되는 이동 배열체(movement arrangement), 상기 이동 배열체는, 상기 복수의 평면들 중 제 1 평면 내에서 제1 레일을 따라 상기 치과용 작업 디바이스의 이동을 제어하기 위해 제1 나사산 리드 스크류에 결합된 제1 마이크로 모터 및 상기 복수의 평면들 중 제2 평면 내에서 제2 레일을 따라 상기 치과용 작업 디바이스의 이동을 제어하기 위해 제2 나사산 리드 스크류에 결합된 제2 마이크로 모터를 포함함;
   상기 이동 배열체가 상기 치과용 작업 디바이스를 치과 시술을 수행하기 위한 위치로 적절하게 조정하고, 이후 상기 치과용 작업 디바이스가 상기 하나 이상의 클램핑된 치아에 또는 그 주변에서 작업을 수행하도록 제어하는 제어기를 포함하는, 치과 시술 보조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 작업을 수행하기 위하여 상기 이동 배열체 및 상기 치과용 작업 디바이스를 자동 제어하는 적어도 하나의 사전 프로그램된 시술로 프로그램되는 것을 특징으로 하는, 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 보우는 상기 클램프 부리로부터 연장되는 것을 특징으로 하는, 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 본체는,
   상기 클램프된 치아와 관련된 작업 장소의 이미지를 촬영하도록 동작 가능한 하나 또는 그 이상의 카메라를 포함하고,
   상기 제어기는:
   a. 상기 작업 수행하기 위해서 상기 치과용 작업 디바이스의 위치를 지정;
   b. 상기 사전 프로그램된 시술의 적절한 선택;
   c. 상기 치과 시술 보조 장치에 의해서 수행되는 동작들의 실시간 모니터링; 및
   d. 직접적인 화상, 투광 및/또는 형광에 의한 치아 구조의 이상부 진단; 중 적어도 하나를 결정하는데 사용하기 위해서 결과 이미지 데이터를 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 치과용 작업 디바이스는 상기 구강 공동을 조명하기 위한 하나 이상의 조명등을 포함하는, 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 하나 이상의 조명등은 상기 하나 이상의 치아를 투광하도록 구성된 투광 조명등인, 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 치과용 작업 디바이스가 상기 작업을 실시하는 것을 제어하도록 프로그램된 프로세싱 유닛을 포함하는, 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 장치는 상기 장치에 대해서 내용물을 공급 또는 추출하기 위한 도관을 더 포함하고, 상기 내용물이 유체, 가스, 또는 고체 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 치과용 작업 디바이스가: 기계적 버, 집게, 루트 엘리베이터, 메스, 거울, 레이저, 카메라, 엑스커베이터, 치과용 버니셔, 치과용 플러거, 스케일러, 국소 마취 비히클, 큐렛 또는 다른 치과용 기구 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 마이크로 모터는, 상기 제어기의 제어 하에서 공기, 물, 증기, 또는 전기 동력을 공급 받을 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
    
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