KR20080028800A

KR20080028800A - 연결기 설계 방법

Info

Publication number: KR20080028800A
Application number: KR1020070096499A
Authority: KR
Inventors: 마르틴 마이어; 알렉산더 힐베르트
Original assignee: 데구덴트 게엠베하
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2008-04-01
Also published as: CN101176684B; CA2601488A1; CN101176684A; DK1905379T3; AU2007216841A1; JP2008080129A; ATE451073T1; EP1905379A1; EP1905379B1; US7729794B2; BRPI0704090A; US20080077270A1; DE502006005596D1

Abstract

본 발명은 코핑과 코핑 사이 또는 코핑과 인공 치아 사이, 또는 인공 치아와 브리지의 인공 치아 사이의 연결기와 같은 치과 수복부(dental restoration)의 하나의 제 1 및 하나의 제 2 요소 사이에 연결기를 설계하기 위한 방법에 관한 것이고, 이 방법은,

- 제 1 요소의 (제 1) 모델과 상기 제 2 요소의 (제 2) 모델을 계산하는 단계와,

- 제 1 모델과 제 2 모델 사이에 연결 직선을 규정하는 단계와,

- 연결선에 대한 경계 조건을 만족하는 모델의 표면 수직 벡터의 원점에 의해 규정되는 에지 곡선(

0,

4)을 제 1 모델과 제 2 모델상에 계산하는 단계와,

- 제 1 에지 곡선으로부터 제 1 모델 및 제 2 모델상에 오프셋 곡선(

1,

3)을 계산하는 단계, 및

- 제 1 모델 및 제 2 모델의 오프셋 곡선과 제 1 에지 곡선을 연결하고 곡선들 사이의 연결 경로에 기초하여 연결기를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

연결기, 코핑, 인공 치아, 치과 수복부, 연결 직선, 에지 곡선, 오프셋 곡선

Description

연결기 설계 방법{Method for designing a connector}

본 발명은 캡[이하, 코핑(coping)]과 코핑 사이, 또는 코핑과 중간 요소(이하, 인공 치아) 또는 인공 치아와 브리지의 인공 치아 사이의 연결기와 같은 치과 수복부의 제 1 및 제 2 요소 사이의 연결기를 설계하는 방법에 관한 것이다.

치과 수복부는 CAD/CAM 프로세스를 사용하여 증가적으로 생성된다. 이를 위해, 절단단(stump)의 물리적 모델이 스캐닝되고 이어서 측정점의 분포가 모델을 계산하는데 사용되고, 이들 모델은 이어서 치과 보철물의 제조에 사용된다. 이와 관련하여, WO-A-99/47065호 및 WO-A-03/07834호를 예로서 참조한다.

코핑과 관련하여, 각각의 방법은 극히 만족스러운 결과를 제공한다. 그러나, 연결기의 제조는 문제점을 갖는다. 따라서, 연결기의 기술 분야는 코핑 또는 인공 치아에 연결되도록 단부에서 라운딩되는 관형 섹션으로 이루어지는 준-표준화 기하학적 형상에 의해 특징화된다. 이를 위해 호브 커터(hob cutter)를 사용하면, 단부는 에지를 제거하기 위해 소거될 수 있다.

US-A-6,049,743호는 브리지 및 크라운(crown)과 같은 치과 보철물을 설계하기 위한 방법을 개시하고 있다. 여기서, 치아의 세트의 특정 데이터가 기록되고 치과 보철물을 위한 다수의 저장된 브리지 요소 중 하나를 선택할 때 고려된다.

인접 치아에 치과 보철물 요소의 3D 데이터의 디지털 세트를 적합시키기 위한 방법이 DE-A-10 2005 009 873호(=WO-A-2006/077267호)로부터 공지되어 있는데, 여기서 인접 치아로의 접촉 영역이 규정되어 있다.

US-A-5,257,203호는 실제 조건에 정합하도록 이상적인 기하학적 형상을 갖는 컴퓨터 제어 가능 3D 모델을 조작하기 위한 방법을 설명하고 있다.

본 발명의 목적은 해부학적으로 정확한 형상을 갖고 연결될 개별 요소의 위치 및 기하학적 형상에 맞춤 정합되는 치과 수복부용 연결기를 제공하는 것이다.

이 목적에 부합하기 위한 해결책으로서, 본 발명자는 치과 수복부의 제 1 및 제 2 요소 사이에 연결기를 설계하기 위한 방법을 제안하고, 이 방법은,

- 제 1 요소의 (제 1) 모델과 제 2 요소의 (제 2) 모델을 계산하는 단계와,

0,

4)을 제 1 모델과 제 2 모델상에 계산하는 단계와,

1,

3)을 계산하는 단계, 및

본 발명에 따르면, 연결될 요소의 기하학적 매개 변수가 연결기의 설계에 고려되는데, 즉 생성 데이터에서 시작하고 이어서 요소와 함께 연결기를 제조하도록 CAD/CAM 프로세스에 이들 데이터를 사용한다. 요소의 디지털화된 값이 고려되고 연결기를 위한 설계 계산에 요구되는 모델을 계산하는데 사용된다.

본 발명의 교시에 따르면, 이하의 방법이 구현된다:

- 절단단의 물리적 모델을 스캐닝하고,

- 스캐닝에 의해 획득된 측정점 분포로부터 3차원 모델을 계산하고,

- 제 1 또는 제 2 모델로서 코핑의 3차원 모델을 3차원 모델로부터 계산하고,

- 각각의 점이 X, Y, Z 좌표 및 코핑의 3차원 공간에서의 수직 벡터에 대응하는 2차원 매개 변수 공간에서 3차원 코핑 모델을 매개 변수화하고,

- 매개 변수화된 2차원 공간으로부터 제 1 에지 곡선을 결정하고,

- 자료실로부터 선택된 인공 치아의 제 1 또는 제 2 모델로서 3차원 모델을 계산하고,

- 각각의 점이 하나의 X, Y, Z 좌표 및 3차원 공간에서의 하나의 수직 벡터에 대응하는 2차원 매개 변수 공간에서 3차원 모델을 매개 변수화하고,

- 매개 변수화된 2차원 공간으로부터 에지 곡선을 결정한다.

이 방식으로, 간단한 절차가 경계 조건을 또한 고려하면서 에지 곡선을 결정하거나 계산하는데 적절하고, 에지 곡선을 규정하는 표면 수직부의 위치에 대한 경계 조건으로서 연결 직선과 표면 수직부 사이의 각도(α)를 지정한다. 특히 α≤90°이다. 각도(α)에 따른 특정 경계 조건은 요소의 표면 형상이 홈 또는 압입부와 같은 함몰부가 존재하지 않는 정도로 평활한 거동을 나타내는 경우에 연결기와 제 1 또는 제 2 요소 사이의 접촉면의 결정에 충분하다. α≥90°인 각도(α)를 갖는 연결 직선으로 둘러싸인 표면 수직부에 대해 불규칙부라 칭할 수 있는 표면 윤곽이 존재하면, 표면 수직부와 연결 직선 사이의 각도(β) 뿐만 아니라 각도(β) 의 위치에 대한 경계 조건을 지정한다.

각도(β)는 제 1 또는 제 2 요소의 특정 매개 변수, 특히 도심(centroid)에 대한 표면 수직부의 원점을 연결하는 선과 연결 직선 사이로 연장한다. 조건 (α+β):2≥φ가 부합되어야 한다. 임계치로서 간주될 수 있는 각도(φ)에 도달할 때, 계산이 종료되는데, 즉 경계 조건 (α+β):2=φ가 도달되는 2차원 매개 변수 공간에서의 점은 에지 곡선(

0,

4)의 점으로서 선택될 수 있다. φ는 30°≤φ≤90°, 특히 70°≤φ≤90°일 수 있다.

계산은 3차원 모델을 통해 연결선의 관통점에 대응하는 2차원 매개 변수 공간에서의 점으로부터 기원하는 직선상에서, 지정된 경계 조건이 여전히 부합하는지에 대한 검사가 수행되고, 일단 지정된 경계 조건이 더 이상 부합되지 않으면 계산이 종료되는 방식으로 수행된다. 이 직선상의 점은 이어서 에지 곡선(

0,

4)상의 점의 좌표를 제공한다.

즉, 에지 곡선(

0,

4)이 경계 조건인 (α+β):2≒φ가 부합되는 수직 벡터의 원점의 좌표에 의해 규정된다. (α+β):2<φ인 점은 결정될 에지 곡선에 의해 둘러싸인 영역 내에 위치될 수 있고 따라서 (α+β):2>φ인 점은 에지 곡선의 외측에 위치될 수 있다.

에지 곡선(

0,

4)에 대한 부가의 경계 조건으로서, 제 1 및/또는 제 2 요소(코핑)의 표본 마진에 대해 유지되는 지향 간격을 지정할 수 있다.

본 발명의 부가의 개량으로서, 제 1 에지 곡선과 오프셋 곡선에 연결되는 제 3 곡선(

2)이 제 1 및 제 2 요소 사이에 결정되어 연결 직선에 의해 관통되도록 의도되고, 이 방식으로 얻어진 연결부가 연결기의 방향을 정렬하는데 사용된다.

에지 곡선 및 에지 곡선의 감소된 곡선이 오프셋 곡선이 연결기와 제 1 또는 제 2 요소 사이의 접선방향 전이부를 설계하는데 사용되고 곡선을 감소시키기 위한 감소 팩터(V)가 0.0<V<1.0, 특히 0.1<V<0.4의 범위이면, 부가의 곡선(

2)은 강도 및 탄성률을 보장하도록 연결기의 필수 최소 단면을 결정한다.

그러나, 제 3 곡선(

)을 고려하는 것이 필수적인 것은 아니라는 것을 지적해야 한다. 오히려, 단지 연결기의 계산을 위해, 연결될 요소 사이의 연결기가 연결될 요소의 유형 및 위치에 의존하는 최소 단면을 가져야 하는 2차 조건을 지정할 수 있는 것이 가능하다.

바람직하게는, 연결 직선 자체는 제 1 및 제 2 요소 또는 이들의 모델의 도심을 통과해야 하지만, 다른 특징적인 양이 또한 기준점으로서 기능할 수 있다. 예를 들면, 준-회전축, 또는 요소 또는 이들의 모델의 주 관성축을 교차하는 연결 직선으로부터 경로를 결정하는 것이 가능하다. 인공 치아를 갖는 치과 수복부가 제조되어야 하면, 먼저 치과 수복부 내의 인공 치아의 위치를 규정할 필요가 있다. 이를 위해, 먼저 덮여질 턱 세그먼트를 결정한다. 보조로서, 데카르트 좌표 공간 내의 각각의 치아 위치에 대한 특정 점 좌표의 순서로서 치아의 통계학적 모델 맵핑 열을 포함하는 자료실을 사용한다. 좌표 자체의 값은 스캐닝된 턱 모델의 평균 위치로부터 결정되어 있다.

치과 수복부와 함께 제조될 절단단의 위치 및 형상이 공지되면, 인공 치아 (들)의 위치가 계산되어 이후에 대응 계산된 위치로부터 시작하여 연결될 인접 요소, 즉 부가의 인공 치아 또는 코핑에 대한 연결 직선이 계산될 수 있다.

따라서, 인공 치아의 위치설정을 위해, 위치설정 중심 뿐만 아니라 턱 세그먼트의 방향을 따른 인공 치아의 치수를 제공하는 통계학적 모델을 참고한다. 이 동안에, 연결될 절단단의 위치 뿐만 아니라 이들의 치과적 목적지가 고려된다.

3차원 인공 치아 모델의 자료실 검색 데이터가 3차원 모델을 계산하고 상술한 바와 같이 2차원 매개 변수 공간을 얻도록 매개 변수화를 사용하기 위해 절단단에 사용된 접근법과 동등하게 사용된다.

절단단에 대해, 이들의 형상을 결정하기 위해, 이들은 이후에 점 분포로 조합되는 방식으로 측정된 점과 모든 측면으로부터 3차원적으로 검사된다. 이 방식으로 획득된 데이터로부터, 상술한 방식으로 에지 곡선 및 오프셋 곡선을 결정하거나 계산한다.

제 3 곡선(

2)은 에지 곡선(

0,

4)의 도심 사이로 연장하는 제 2 도심 연결 직선이 그 중심을 통해 연장하는 원형 형상을 갖는다. 이 때, 제 3 곡선이 도심 사이의 중심에서 제 2 도심 연결 직선에 의해 관통되도록 정렬을 부가적으로 수행한다.

더욱이, 제 3 곡선은 제 1 에지 곡선의 세그먼트의 도심 사이로 연장하는 부가의 제 3 도심 연결 직선의 중심에서 기원하는 벡터에 의해 규정된다.

특히, 각각의 에지 곡선은 3개의 동등한 세그먼트로 세분되고 세그먼트 도심의 각각은 제 3 도심 연결 직선 중 하나로부터 기원하도록 의도된다. 이 유형의 방법은 에지 곡선이 매개 변수화 곡선이기 때문에 간단한 방식으로 구현될 수 있다.

물론, 벡터의 결정의 기초로서 에지 곡선에 의해 둘러싸인 영역을 선택하는 것이 또한 가능할 수 있다. 이 경우에, 에지 곡선에 의해 둘러싸인 영역은 3개의 동등한 성분 표면으로 세분될 수 있고, 이들의 교점은 영역의 도심에 일치한다. 다음에, 제 3 도심 연결 직선은 동등한 영역의 도심으로부터 기원할 수 있다.

더욱이, 제 3 곡선(

2)의 반경은 제 1 에지 곡선의 평균 반경의 합의 절반에 대략 대응해야 한다.

인공 치아의 잇몸 측면은 잇몸의 형상을 고려하고 잇몸에 대한 최소 거리를 유지하는 것이 또한 제안된다. 이 때, 인공 치아의 남극부라 또한 칭할 수 있는 잇몸 측면은 위생 및 미관 이유로 잇몸의 리지의 전방(전방 방향)에 위치되어야 한다.

본 발명의 부가의 상세, 장점 및 특징은 본 명세서에 개시된 특정한 특징인 청구범위에서 단독으로 및/또는 조합하여, 뿐만 아니라 도면에 도시된 실시예의 이하의 설명 및 예시에서 발견될 수 있다.

본 발명에 따르면, 해부학적으로 정확한 형상을 갖고 연결될 개별 요소의 위치 및 기하학적 형상에 맞춤 정합되는 치과 수복부용 연결기가 제공된다.

도면은 본 발명의 치과 수복부의 요소 사이의 연결기를 설계하기 위한 방법 을 단지 개략적으로 설명하는데 사용되고, 여기서 연결기 자체는 결국 인접 요소와 함께 CAD/CAM 프로세스 기술 분야를 사용하여 제조된다.

제조는 예를 들어 WO-A-99/47065호 또는 WO-A-03/007834호에 설명된 바와 같은 방식으로 수행될 수 있다.

도 1은 제조될 치과 수복부로서 4-요소 브리지(10)의 상면도를 도시한다. 여기서, 브리지는 코핑(12, 14), 폰틱(pontic) 또는 인공 치아(16, 18), 뿐만 아니라 코핑(12, 14)과 인공 치아(16, 18) 사이 및 인공 치아(16, 18) 자체 사이로 연장하는 연결기(20, 22, 24)를 포함한다. 코핑(12, 14)에 의해 둘러싸이게 될 준비된 절단단의 위치는 절단단을 성형하고 이어서 스캐닝함으로써, 또는 절단단을 직접 스캐닝함으로써, 또는 절단단의 포지티브 모델을 스캐닝함으로써 결정된다. 이어서, 자료실로부터의 공지의 절단단 위치 및 공지의 턱 곡선의 섹션을 고려하여, 인공 치아(16, 18)의 위치가 통계학적 모델의 보조에 의해 계산되어, 치과 수복부(10)가 턱 세그먼트의 형상을 따른다. 인공 치아(16, 18)의 데이터가 자료실로부터 또한 검색되어, 이들의 표면의 디지털화된 데이터가 이용 가능하고, 이들은 이어서 인공 치아(16, 18)에 대해 연결기(20, 22, 24)를 정렬하고 인공 치아(16, 18)의 외부면에 대한 연결기(20, 22, 24)의 외부면의 전이를 규정하기 위해 이하의 코핑(12, 14)에 관한 설명에 따라 프로세스 수단이 수행된다.

개별 단계에서, 절단단 또는 절단단의 물리적 모델(25)이 스캐닝되고, 이에 의해 3차원 획득이 모든 측면으로부터 취해진다. 획득된 측정 데이터는 이어서 점 분포로 조합된다. 대응 점 분포(26)가 도 2에 개략적으로 도시된다.

각각의 점 분포(26)는 이어서 절단단(25)의 3차원 모델(28)(링 모델이라 칭함)을 계산하는데 사용된다. 이어서, 코핑(12, 14)과 절단단(25) 사이로 연장하는 시멘트 층을 고려하여, 코핑(12, 14)의 3차원 모델(30)을 계산한다. 이 모델은 또한 링 모델(30)이라 칭하고 V로 나타낸 링과 U로 나타낸 부착된 경선(meridian)을 갖는 3차원 점의 메시로 이루어진다.

대응 모델은 또한 현재 자료실로부터 검색된 인공 치아 또는 중간 요소(16, 18)를 나타내는데 사용된다.

이어서, 3차원 링 모델(30)이 2차원 매개 변수 공간(32)에서 매개 변수화되고, 이에 의해 도식적 예시에서 2차원 매개 변수 공간(32)의 상부 경계(33)는 표본 마진 코핑과 잇몸 사이의 표본 마진(31)에 대응한다. 이 동안 더 이상 이산적이지 않은 매개 변수 표현으로 이어지고, 이에 의해 중간값이 선형 보간에 의해 계산된다. 이 때, 모든 점은 링 모델(30)의 하나의 X, Y, Z 좌표 뿐만 아니라 링 모델(30)의 표면상의 점에서 기원하는 하나의 수직 벡터(Xn, Yn, Zn)에 대응한다.

즉, 본 발명에 따르면, 제조될 코핑의 표면은 2차원 계산 공간을 생성하도록 풀려지고, 이에 의해 동시에 이산 접근성을 연속 접근성으로 스위칭한다.

연결기(20, 22, 24)가 연결될 수 있는 제조될 코핑(12, 14) 또는 인공 치아(16, 18)상에 특정 표면을 지정하기 위해, 본 발명은 이하와 같이 진행한다.

연결기(20, 22, 24)와 코핑 또는 인공 치아(12, 14, 16, 18) 사이의 접촉면은 2D 매개 변수 공간(32)에 직접 나타나게 되는 요소, 즉 코핑(12, 14) 및 인공 치아(16, 18)와 연관된 링 모델의 표면 수직 벡터에 대한 경계 조건을 사용하여 결 정된다. 그러나, 이에 앞서, 연결될 요소(12, 14, 16, 18) 사이의 연결선이 지정되고, 이 연결선을 따라 설계될 연결기(22, 24)가 연장된다.

본 실시예에서, 연결 직선은 연결될 요소(12, 14, 16, 18)의 도심을 통과하는 직선(34, 36, 38, 40)에 의해 규정된다. 이는 두 개의 코핑을 나타내는 두 개의 3차원 링 모델(42, 44)의 보조에 의해 도 4에 도시된다.

직선(34)은 코핑의 도심 및 따라서 모델(42, 44)의 도심(46, 48)을 교차하고, 이에 의해 3차원 모델(44)을 통한 직선(34)의 관통점을 M으로 나타낸다. 점(M)은 3D 모델(44)의 점선 표면 구역(50)에 위치된다. 실선(52)은 3D 모델(44)의 측면도를 나타낸다. 2차원 매개 변수 공간(54)에서의 점(M)의 좌표가 도 4에 도시된다. 이어서, 2차원 매개 변수 공간(54)에서 링 모델(42, 44) 및 따라서 이들과 연관된 코핑에서의 에지 곡선(

0 또는

4)에 대응하는 곡선을 지정하고, 이는 코핑과 이로부터 기원하는 연결기 사이의 접촉면을 규정한다. 이를 위해, 점(M)에서 기원하는 직선은 2차원 매개 변수 공간(56)으로 배치되고, 이들 중 두 개를 예로서 도면 부호 62, 63으로 나타낸다. 이어서, 직선(62, 6)을 따라서, 경계 조건이 부합되는지 위배되는지를 검사하기 위해 개별점(65, 67)에서 수직 방향인 직선(62, 63)을 형성하는 개별점(65, 67)에 의해 도면에 예시되어 있는 고정 간격을 결정한다. 바람직하게는, 경계 조건은 점에 할당된 수직 벡터와 수직 벡터의 원점을 통해 수치적으로 오프셋된 도심 연결 직선(34) 사이의 각도(α)에 의존한다. 이는 점(58)에 의해 도 4에 도시된다. 도심 연결 직선(34)과 도심(48)과 각각의 수직 벡터 사이의 연결점, 즉 도 4에서 수직부(56)의 원점(58)과 도심(48) 사 이로 연장하는 벡터(60)와 도심 연결 직선(34) 사이로 연장하는 각도(β)를 또한 고려한다. 경계 조건은 (α+β):2≥φ이면 위배되고 φ는 바람직하게는 30°≤φ≤90°, 특히 70°≤φ≤90°이다. 각도(β)는 코핑이 도 5에 도시된 바와 같이 국부 함몰부를 가질지라도 연결기와 코핑 사이에 큰 접촉면을 설계할 수 있도록 고려된다.

전체 2차원 매개 변수 공간(54)이 이어서 이들 기준에 대해 검사되고, 결정될 에지 곡선(

0,

4)의 에지점으로서 점(M)에서 기원하는 직선상에서 경계 조건인 (α+β):2≒φ가 부합되는 이들 점을 고려한다. 일단 조건이 충족되면, 각각의 직선상에서의 계산이 종료되고 대응 점이 에지 곡선을 규정하도록 선택된다. 게다가, 하부 에지, 즉 표본 마진(64)에서, 표본 마진에 대한 간격(d)은 전장(facing)이 코핑에 도포되는 것을 허용하도록 유지되어야 한다. 이 유지될 간격(d)은 따라서 부가의 경계 조건을 나타낸다.

도 5는 에지 곡선(

0,

4)이 3D 모델의 구역 및 따라서 함몰부(66)를 나타내는 코핑의 구역을 둘러쌀 수 있는 것을 도시한다. 예로서, 코핑 및 따라서 3D 모델(68)은 함몰부(66)를 나타내지만, 이에 대해 기준(α+β): 2φ가 부합하고, 이 결과 에지 곡선은 도식적 표현에서 함몰부(66)의 우측에 위치되어 있는 점에 의해 규정된다. 도 5에서, 도심은 SP로 나타내고, 도시 수직부(70)의 원점은 P로 나타낸다. 각도(α, β)는 도 4의 도시의 것들에 대응한다.

일단 에지 곡선(

0,

4)이 결정되면, 오프셋 곡선(

1,

3)을 계산하고, 이에 의해 0.0<V<1.0인 감소 팩터(V)를 허용한다. 바람직하게는, 팩터(V)의 값은 0.1 내지 0.4이다.

각각의 링 모델(42, 44)상으로 연장하는 에지 곡선(

0,

4) 및 감소된 곡선(

1,

3)은 도 8의 보조에 의해 이하에 설명되는 바와 같이, 이어서 절단단의 링 모델 사이 또는 절단단의 링 모델과 인공 치아 사이의 연결기의 접선방향 전이의 설계에 사용된다.

그러나, 부가의 곡선(

2)이 규정되기 전에, 이는 곡선(

0,

1,

3,

4)과 함께 연결기의 형상을 확립하고, 이에 의해 연결기가 곡선(

0,

1,

3,

4) 사이의 동등한 매개 변수의 연결선상에 정렬된다. 그 중 하나가 도 8에 도면 부호 72로 도시되어 있는 연결선은, 베지어 곡선(Bezier curve), NURBS 곡선 또는 스플라인 곡선과 같은 1차원적으로 매개 변수화된 곡선이 이를 따라 배향되는 파일럿 다각형으로서 기능한다.

도 6에 따르면, 곡선(

2)은 이하의 방식으로 결정된다. 곡선(

2)은 바람직하게는 원이고, 그의 중심점(74)을 통해 영역(78, 80)을 둘러싸는 에지 곡선(

0,

4)의 도심에서 기원하는 부가의(제 2) 도심 연결 직선(76)이 통과한다. 곡선(

2)의 중심점(74)은 직선(76)의 중심에 위치된다. 더욱이, 곡선(

2)은 이하와 같이 지정되는 벡터(84, 86)에 의해 규정된 평면(82)에 위치된다. 에지 곡선(

1,

4) 각각은 매개 변수 공간에서 3개의 동등한 세그먼트(88, 90, 92, 94, 96, 98)로 세분된다. 이어서, 도심(100, 102, 104, 106, 108, 110)이 각각의 세그먼트(88, 90, 92, 94, 96)에 대해 계산된다. 동등한 세그먼트의 도심이 직선(112, 114, 116)(제 3 도심 연결 직선)에 의해 연결된다. 벡터(84, 96)는 직선(112, 114, 116) 중 하나의 중심으로부터 기원하고 인접 직선(114, 116)의 중심에서 종료한다. 벡터(84, 86)의 종점, 즉 점(118, 120) 뿐만 아니라 곡선(

2)의 중심점(74)이 이어서 평면 내에 이들의 경로를 지정한다.

곡선(

2)은 바람직하게는 원형 형상을 갖지만, 다각형과 같은 다른 기하학적 형상이 또한 가능하다. 수행될 계산은 이에 따라 상이할 수 있다. 제 3 도심 연결 직선은 또한 에지 곡선(

0,

4)을 3개의 동등한 길이의 세그먼트로 분할하지 않고 대신에 에지 곡선(

0,

4)에 의해 둘러싸인 영역(78, 80)을 3개의 동등한 부분으로 분할하는 접근법에 의해 결정될 수 있고, 이에 의해 3개의 동등한 영역의 교점이 영역(78, 80)의 도심에 위치된다. 다음, 영역(78, 80)의 성분 영역의 도심이 제 3 도심 연결 직선을 규정하기 위해 연결된다.

그러나, 하나가 매개 변수화된 곡선으로 취급되기 때문에 에지 곡선(

0,

4)을 경유하는 계산은 간단하다.

곡선(

2)의 반경(R1)은 에지 곡선(

0,

4)으로부터의 평균 반경(R

0, R

4)을 계산함으로써 그리고 이들의 합을 2로 나눔으로써 결정된다. 이 때, 각각의 반경(R

0, R

4)은 에지 곡선(

0,

4)의 도심으로부터 기원한다.

상술한 바와 같이, 곡선(

1,

2,

3,

4)의 동등 매개 변수의 점은 서로 연결되고 이들은 이어서 베지어 곡선과 같은 1차원적으로 매개 변수화된 곡선에 적합되어, 3D 모델(42, 44)에 대해 이 방식으로 계산된 연결기의 접선성이 에지 곡 선(

0,

4) 및 관련된 감소된 오프셋 곡선(

1,

3)에 의해 제공된다.

더욱이, 제조될 수복부의 중간 요소 또는 인공 치아에 대해, 이전에 스캐닝된 잇몸(122)의 형상을 고려한다. 이 동안에, 자료실 데이터로부터 계산된 인공 치아의 3D 모델이 최소 간격이 유지되는 방식으로 잇몸 방향을 따라 왜곡된다.

도 1은 제조될 치과 수복부의 형상의 개략도.

도 2는 코핑의 모델링의 개략도.

도 3은 도 2의 모델 및 그의 매개 변수화의 설명도.

도 4는 경계 조건의 설명을 제공하기 위한 개략도.

도 5는 종료 기준의 설명을 제공하기 위한 개략도.

도 6은 제 3 곡선의 위치설정에 관한 개략도.

도 7은 도 6의 제 3 곡선의 반경의 계산의 설명을 제공하기 위한 도면.

도 8은 연결기의 경계 곡선을 도시하는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 브리지 12, 14: 코핑

16, 18: 인공 치아 20, 22, 24: 연결기

25: 절단단 26; 대응 점 분포

32: 매개 변수 공간 33: 상부 경계

34, 36, 38, 40: 직선 42, 44: 링 모델

64: 표본 마진

0,

4: 에지 곡선

Claims

코핑과 코핑 사이 또는 코핑과 인공 치아 사이, 또는 인공 치아와 브리지의 인공 치아 사이의 연결기와 같은 치과 수복부의 하나의 제 1 및 하나의 제 2 요소 사이에 연결기를 설계하기 위한 방법에 있어서,

- 상기 제 1 요소의 (제 1) 모델과 상기 제 2 요소의 (제 2) 모델을 계산하는 단계와,

- 상기 제 1 모델과 상기 제 2 모델 사이에 연결 직선을 규정하는 단계와,

- 상기 연결선에 대한 경계 조건을 만족하는 모델의 표면 수직 벡터의 원점에 의해 규정되는 에지 곡선(
0,
4)을 상기 제 1 모델과 상기 제 2 모델상에 계산하는 단계와,

- 제 1 에지 곡선으로부터 상기 제 1 모델 및 상기 제 2 모델상에 오프셋 곡선(
1,
3)을 계산하는 단계, 및

- 상기 제 1 모델 및 상기 제 2 모델의 오프셋 곡선과 상기 제 1 에지 곡선을 연결하고 상기 곡선들 사이의 연결 경로에 기초하여 상기 연결기를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 연결 직선에 의해 관통되는 제 3 곡선(
2)이 상기 제 1 모델과 상기 제 2 모델 사이에 지정되고, 상기 연결기의 경로는 상기 제 1 에지 곡선, 상기 오프셋 곡선 및 상기 제 3 곡선 사이의 연결부에 정렬되는 것을 특 징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 에지 곡선(
0,
4)을 규정하는 표면 수직 벡터의 원점의 위치에 대한 경계 조건으로서, 상기 연결 직선과 상기 표면 수직 벡터 사이의 각도(α)를 지정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 에지 곡선(
0,
4)을 규정하는 표면 수직 벡터의 원점의 위치에 대한 경계 조건으로서, 상기 제 1 및/또는 제 2 요소의 표본 마진에 대해 유지될 지향 거리를 지정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 에지 곡선(
0,
4)을 규정하는 표면 수직 벡터의 원점의 위치에 대한 경계 조건으로서, 상기 표면 수직 벡터와 상기 연결 직선 사이의 각도(α) 뿐만 아니라 상기 제 1 또는 제 2 모델의 특징점, 즉 도심과 상기 표면 수직 벡터 사이의 원점 사이로 연장하는 선과 상기 연결 직선 사이로 연장하는 각도(β)를 지정하고, (α+β):2≒φ이고 φ는 30°≤φ≤90°, 특히 70°≤φ≤90°인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 모델 사이의 연결 직선은 이들의 도심, 및/또는 준-회전축, 및/또는 주 관성축을 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 요소는 인공 치아이고,

제조될 상기 치과 수복부를 위한 인공 치아의 위치 및 크기에 대한 데이터가 데이터 자료실로부터 검색되고 이어서 연결 직선이 지정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

- 절단단의 물리적 모델을 스캐닝하는 단계와,

- 상기 스캐닝에 의해 획득된 측정점 분포로부터 3차원 모델을 계산하는 단계와,

- 제 1 또는 제 2 모델로서 상기 코핑의 3차원 모델을 상기 3차원 모델로부터 계산하는 단계와,

- 각각의 점이 X, Y, Z 좌표 및 상기 코핑의 3차원 공간에서의 수직 벡터에 대응하는 2차원 매개 변수 공간에서 3차원 코핑 모델을 매개 변수화하는 단계, 및

- 상기 매개 변수화된 2차원 공간으로부터 제 1 에지 곡선을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

- 자료실로부터 선택된 인공 치아의 제 1 또는 제 2 모델로서 3차원 모델을 계산하는 단계와,

- 각각의 점이 하나의 X, Y, Z 좌표 및 3차원 공간에서의 하나의 수직 벡터 에 대응하는 2차원 매개 변수 공간에서 3차원 모델을 매개 변수화하는 단계, 및

- 상기 매개 변수화된 2차원 공간으로부터 에지 곡선을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 연결기와 상기 제 1 또는 제 2 요소 사이의 라운딩 반경은 상기 에지 곡선의 경로 및 이로부터 계산된 오프셋 곡선으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 제 3 곡선(
2)은 그의 중심에서 제 2 도심 연결 직선에 의해 통과되고 상기 에지 곡선에 의해 둘러싸인 표면 또는 에지 곡선의 도심 사이로 연장하는 원형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 제 3 곡선은 상기 도심 사이의 중간부에서 상기 제 2 도심 연결 직선에 의해 관통되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제 3 곡선은 상기 에지 곡선에 의해 둘러싸인 제 1 및 제 2 모델의 표면의 표면 구역 또는 상기 에지 곡선의 동등 세그먼트의 도심 사이로 연장하는 부가의 제 3 도심 연결 직선의 중심에서 기원하는 벡터에 의해 규정되는 평면에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 각각의 에지 곡선은 3개의 동등한 세그먼트로 세분되고, 상기 세그먼트 각각으로부터 도심이 상기 제 3 도심 연결 직선 중 하나에서 기원하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 제 3 곡선의 반경은 상기 제 1 및 제 2 모델의 에지 곡선의 평균 반경의 합의 절반에 정확하게 또는 대략 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 잇몸의 형상을 고려하여, 상기 인공 치아의 잇몸 측면은 상기 잇몸으로의 최소 거리를 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 제 3 곡선(
2)은 다각형 기하학적 형상과 같은 원형과는 다른 기하학적 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.