KR20090069166A

KR20090069166A - 임플란트 식립가이드의 제작방법 및 가이드용 블록

Info

Publication number: KR20090069166A
Application number: KR1020097005636A
Authority: KR
Inventors: 김한준
Original assignee: 이마그노시스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2009-06-29
Also published as: EP2072018A4; EP2072018A1; CN101528153A; JP2008073440A; WO2008038471A1; CA2664351A1; US20090274990A1

Abstract

임플란트 치료를 보다 안전하고 적확(的確)하게 실시하기 위한 높은 정밀도의 임플란트 식립가이드가 요구된다. 본 발명에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법은 (1) 장착용 부위 및 가공용 부위를 포함한 가이드용 블록을 준비하고, (2) 가이드용 블록을 장착한 상태의 환자의 CT 화상데이터를 취득하며, (3) CT 화상데이터에 근거하여 임플란트의 식립위치 및 식립방향을 진단·결정하고, 그 결정한 식립위치 및 식립방향의 정보를 가공기준좌표계에서의 좌표정보로 변환하며, (4) 변환한 좌표정보가 반영된 가이드용 블록을 CAD/CAM에 의해 절삭가공한다.

Description

임플란트 식립가이드의 제작방법 및 가이드용 블록{IMPLANTATION GUIDE MAKING METHOD AND GUIDE BLOCK}

본 발명은 임플란트(인공치근(人工齒根))을 식립(植立)하기 위한 임플란트 식립가이드의 제작방법에 관한 것이고, 특히, CAD/CAM 시스템을 이용한 임플란트 식립가이드의 제작방법 및 그 제작방법으로 이용하는 가이드용 블록에 관한 것이다.

임플란트(인공치근) 치료는 치과분야에 있어서 넓게 활용되고 있다. 임플란트를 장착하는 인공치아의 기능성(씹기) 및 심미성을 높이기 위해서, 그리고 턱뼈 내에서 임플란트를 안정적으로 유지함에 있어서, 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도)을 정확하게 진단·설계하고, 그 설계에 근거하여 적확(的確)하게 시술을 행하는 것이 중요하다.

그래서, 최근, CT촬영에 의해 얻어진 삼차원 의료용 화상(畵像)을 이용하여 임플란트의 적절한 식립위치 및 식립방향의 진단을 행하고, 진단한 식립위치 및 식립방향을 확보하기 위해서, CAD/CAM 시스템을 이용하여 임플란트 식립가이드를 작성해 임상에 응용하는 것이 시도되고 있다.(예를 들어 특허문헌 1, 2 참조)

그런데, CT촬영데이터는 수100 미크론(micron)의 복셀(voxel) 데이터인 것, 치아에 금속제 고정물이 장착되어 있는 경우에는 금속 아티팩트(artifact)라고 불려지는 상(像)의 흐트러짐이 생기는 것, 수지 등의 비조영성(非造影性)의 재료로 제작된 보철물에서는 상의 묘출(描出)이 되지 않는 것, 묘출되는 상의 범위, 추사심도(抽寫深度), 크기 및 형상은 CT값의 설정으로 바뀌는 것, CT촬영데이터에 근거하여 삼차원 화상이 구축될 때에 형상이 간략화되어, 형상 및 치수의 정밀도가 떨어지는 것 등으로부터 CT촬영데이터에만 기초를 두어 구강 내에서 정확한 위치 결정할 수 있는 정밀도가 높은 임플란트 식립가이드를 작성하는 것은 곤란하다는 과제가 있었다.

바꾸어 말하면, CT촬영데이터에 근거해서는 석고로 형성된 치열(齒列)모형(환자의 구강을 석고로 본뜬 치열모형)정도로 높은 정밀도인 것은 얻을 수 없었다.

특허문헌 1 : 일본국 특개2003-245289호 공보

특허문헌 2 : 일본국 특개2001-170080호 공보

<발명이 해결하고자 하는 과제>

CT촬영데이터만으로는 정밀도가 높은 임플란트 식립가이드의 작성은 곤란하기 때문에, 정밀도가 높은 치열모형으로부터 얻어지는 데이터를 CT촬영데이터로부터 구축된 삼차원 화상상의 상당영역과 치환하고, 그 데이터를 이용하여 CAD/CAM 시스템에 의해 임플란트 식립가이드를 제작하는 것을 고려할 수 있지만, 치열모형의 형상을 데이터화 할 때에는 치열모형을 스캔해야 하고, 그 단계에서 스캔된 데이터는 아무래도 치열모형보다 정밀도가 떨어진다는 결점이 있다. 또, 화상과 모형정보를 치환할 때 관련되어 생기는 오차 등을 극복하기 어렵다는 과제도 있다.

본 발명은, 이와 같은 배경하에서 이루어진 것으로, 임플란트 치료를 보다 안전하고 또한 적확하게 실시하기 위한 높은 정밀도의 임플란트 식립가이드의 제작방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명은, (1) 환자의 치열에 적합한 장착용 부위와, 가공시에 필요한 가공기준좌표계의 표시가 부여된 가공용 부위를 포함한 가이드용 블록을 준비하고, (2) 상기 가이드용 블록이 장착된 상태의 환자의 CT 화상데이터를 취득하며, (3) 상기 CT 화상데이터에 근거하여 구축된 삼차원 화상상에서 진단·결정된 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도)의 정보를 상기 가이드용 블록의 상기 가공기준좌표계에서의 좌표정보로 변환하여 취득하고, (4) 상기 가이드용 블록을 절삭가공기에 세트하여 상기 취득한 가공기준좌표계에서의 좌표정보가 반영된 가이드 형상이 되도록 가이드용 블록을 절삭가공한다는 상기 (1) ~ (4)의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 CAD/CAM을 위한 임플란트 식립가이드의 제작방법이다.

상기 가이드용 블록은 상기 장착용 부위가 비조영성 재료로 형성되어 있고, 상기 가공용 부위는 조영성 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명은, 또, (1) 환자의 치열에 적합한 장착용 부위와, 적어도 3개의 점을 특정하기 위한 촬영마커(marker)를 포함한 가이드용 베이스 및 상기 가이드용 베이스에 장착 가능한 가공용 부위를 분리한 상태로 준비하고, (2) 상기 가이드용 베이스가 장착된 상태의 환자의 CT 화상데이터를 취득하며, (3) 상기 가이드용 베이스에 상기 가공용 부위를 장착해 일체화하여 가이드용 블록을 작성하고, (4) 상기 CT 화상데이터에 근거하여 구축된 삼차원 화상상에서 진단·결정된 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도)의 정보를 상기 촬영마커에 의해 특정되는 좌표계를 통하여, 상기 가공용 부위를 가공할 때의 가공기준좌표계에서의 좌표정보로 변환하여 취득하며, (5) 상기 가이드용 블록을 절삭가공기에 세트하여 상기 취득한 가공기준좌표계에서의 좌표정보가 반영된 가이드 형상이 되도록 가이드용 블록을 절삭가공한다는 상기 (1) ~ (5)의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 CAD/CAM을 위한 임플란트 식립가이드의 제작방법이다.

본 발명은, 또한, 상술의 임플란트 식립가이드의 제작방법에 이용하는 가이드용 블록으로서, 환자의 치열에 적합한 장착용 부위와, 절삭가공시에 필요한 가공기준좌표계의 표시가 부여된 가공용 부위를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드용 블록이다.

또한, 본 발명은 상기 가공용 부위는 조영성 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가이드용 블록이다.

<발명의 효과>

본 발명에서는, 우선, 가이드용 블록을 준비한다. 가이드용 블록이란, 후술하는 공정에서 소정의 형상으로 밀링(절삭가공)되는 가공용 부위와, 이 가공용 부위를 환자의 치열에 장착하기 위한 장착용 부위가 일체화된 것이다.

장착용 부위는, 예를 들어, 환자의 구강으로부터 직접 채취된 석고 등에 의해 형성된 것 또는 환자의 치열모형에 적합하는 형태로 작성되어 있기 때문에, 후에 가이드용 블록을 환자에 장착함에 맞추어, 환자의 구강 내에서 어긋나지 않고 정확하게 장착 가능하다.

가이드용 블록을 환자의 구강 내에 장착하고, 그 상태에서 환자의 구강의 CT촬영을 행하여 CT 화상데이터를 취득한다.

취득한 화상데이터는 환자의 턱뼈, 치열 및 치아의 결손 부위 등을 포함한 삼차원 화상이다. 또한, 환자의 구강 내에 장착된 가이드용 블록의 가공용 부위도 함께 표시되고 있다. 즉, 환자의 생(生)데이터와 가이드용 블록의 데이터가 함께 찍힌 화상데이터이다.

이 삼차원 화상상에서 임플란트의 식립위치나 식립방향(식립각도)을 진단하여 결정한다. 식립위치 및 식립방향(식립각도)은, 예를 들어 삼차원 화상상에서 직선으로서 특정된다.

이 식립위치 및 식립방향(식립각도)을 나타내는 직선은 삼차원 화상의 표시 좌표계의 데이터이다.

한편, 후술하는 가이드용 블록의 절삭공정에서는 가이드용 블록의 가공용 부위에 부여된 가공기준좌표를 기준으로 하여 가이드용 블록이 가공된다.

그래서, 삼차원 화상상에서 진단·결정된 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도)을 나타내는 데이터는 삼차원 화상표시좌표계로부터 가공기준좌표계의 데이터로 데이터 변환이 된다.

그리고, 가이드용 블록은 절삭가공기에 세트되어 가공기준좌표계의 데이터로 변환된 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도)이 반영되도록, 즉 그들 데이터가 반영된 가이드 형상이 되도록 CAD/CAM 시스템에 의해 절삭가공이 된다.

가공에 의해 형성된 임플란트 식립가이드는 치열에 장착되는 장착 부위의 형상이, 예를 들어, 치열모형으로부터 얻어진 형상이다. 이 때문에, 임플란트 식립가이드는 그것을 환자의 구강 내에 장착했을 때에 환자의 치열과 틈새 없이 정확하게 끼워맞춤한다. 따라서, 구강 내에서 임플란트 식립가이드는 덜컹거리지 않고, 환자의 구강 내에서 임플란트 식립용 구멍을 형성할 때의 가이드가 된다.

이와 같이, 본 발명에 의한 제작방법에 의해서, 임플란트 식립가이드를 제작하면, 제작된 임플란트 식립가이드는 환자의 구강 내에서, 치열에 대한 장착 끼워맞춤성이 좋고, 환자의 구강 내에서 덜컹거리거나 하지 않는다.

그리고, 임플란트 식립가이드를 환자의 구강 내에 올바르고, 또한 정확하게 장착할 수 있으므로, 해당 가이드를 기준으로 하여 환자에 대해서 적절한 시술을 실시할 수 있다.

본 발명에서는, 가이드용 블록은 일체적인 것을 이용하지 않고, 가이드용 베이스 및 가공용 부위로 분리된 가이드용 블록을 이용할 수도 있다. 가이드용 블록을 장착하는 환자의 입이 작은 경우, 혹은, 구토반사(嘔吐反射, vomiting reflex)가 힘든 환자에 대해서는 가이드용 블록을 구강 내에 장착하여 CT촬영이 곤란한 경우가 있다. 이와 같은 경우에 가이드용 베이스 및 가공용 부위로 분리된 가이드용 블록을 이용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 가이드용 베이스는 장착용 부위 및 촬영마커를 포함한 소형으로 얇은 물체이므로, CT촬영시에 환자에 대한 장착 부담을 경감할 수 있기 때문이다.

그리고, 가이드용 베이스에 포함되는 적어도 3개의 점을 특정하기 위한 촬영마커에 의해, 기존의 기술을 이용하고, 그 3개의 점에 의해 규정되는 좌표계를 이용하여 CT촬영된 삼차원 화상의 표시 좌표계의 데이터를 가공기준좌표계의 데이터로 데이터 변환하는 것이 가능하다.

본 발명의 가이드용 블록은 환자의 임플란트 수술에 양호하게 사용할 수 있다.

특히, 가이드용 블록의 가공용 부위가 조영성 재료로 형성되고 있으면, 가이드용 블록이 가공되어 임플란트 식립가이드가 작성된 후, 확인을 위해서, 그 임플란트 식립가이드를 환자의 구강 내에 장착하여 CT촬영을 실시하는 것에 의해서, 임플란트 식립가이드의 가이드면이 명확하게 묘출된다. 따라서, 필요하다면, 묘출된 화상을 참조하여 임플란트 식립용 가이드의 수정 등을 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법을 나타내는 도로서, 석고치열모형을 나타내는 도이다.

도 2는 본 발명의 일실시형태에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법을 나타내는 도로서, 가공용 부위(11)의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시형태에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법을 나타내는 도로서, 치열모형으로부터 가이드용 블록(10)을 제작하는 방법을 설명하는 도이다.

도 4는 본 발명의 일실시형태에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법을 나 타내는 도로서, CT 화상데이터를 얻는 공정을 설명하는 도이다.

도 5는 본 발명의 일실시형태에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법을 나타내는 도로서, 얻어진 CT 화상데이터에 의한 삼차원 화상의 일례를 나타내는 도이다.

도 6은 본 발명의 일실시형태에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법을 나타내는 도로서, 좌표변환의 방법을 설명하기 위한 도이다.

도 7은 본 발명의 일실시형태에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법을 나타내는 도로서, 가이드용 블록(10)의 절삭가공을 설명하는 도이다.

도 8은 임플란트 식립가이드(100)의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 9는 본 발명의 일실시형태에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법에 이용되는 가이드용 블록(10)의 다른 구성예를 설명하기 위한 도이다.

<부호의 설명>

10 가이드용 블록

11 가공용 부위

12 장착용 부위

50 절삭가공기

52 절삭장치

100 임플란트 식립가이드

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하에는, 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해 설명을 한다.

도 1 ~ 도 7은 본 발명의 일실시형태에 관한 임플란트 식립가이드의 제작방법을 나타내는 도이다.

우선, 임플란트 치료를 하는 환자의 치열모형을 제작한다. 치열모형은 종래 공지의 방법에 의해, 예를 들어 석고에 의해서 환자의 구강 내의 본을 떠서 제작한다.

도 1은 제작한 치열모형을 나타내고 있다. 치열모형은 환자의 아래턱에 배열된 아래 치열을 충실히 재현하고 있다. 치열모형에서는 왼쪽 안쪽의 3개의 치아가 결손하고 있는 예가 나타나고 있다.

치열모형에서 결손 부위에 조영재료(예를 들어 알루미늄, 인회석(apatite) 등)로 형성된 더미 치아(DT1, DT2, DT3)를 배치하여, 결손 부위의 치아가 수복된 상태를 재현해도 된다. 더미 치아(DT1, DT2, DT3)는 결손 부위에 설치하는 치아의 배열 및 크기를 재현하고 있지만, 재현된 치아를 그러한 상태로 유지하려면, 그 치아를 지지하는 인공치근(임플란트)이 필요하다. 그래서, 재현된 치아에 필요한 임플란트의 식립위치 및 식립방향 등이 후술하는 공정에서 진단·결정된다.

치열모형의 결손 부위에 더미 치아를 배치하는 공정은 반드시 필요한 것이 아니고, 치열모형에 더미 치아를 배치하지 않고, 다음의 공정으로 진행되어도 된다.

다음으로, 치열모형에 적합한 가이드용 블록(10)을 작성한다. 가이드용 블 록(10)은 가공용 부위(11) 및 장착용 부위(12)를 포함한다. 가공용 부위(11)는 예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같이, 평면로로 볼 때 직사각형이고, 미리 정해진 두께(상하 방향폭)(h)를 가지며, 조영성 재료(예를 들어 알루미늄, 인회석 등)로 형성되어 있다.

가공용 부위(11)는, 예를 들어 1개의 코너(C0)가 서로 직교하는 3변으로 구획되어 있고, 이 3변이 가공용 부위(11)에서의 X축, Y축, Z축을 정의하고 있고, 가공용 부위(11)의 가공용 기준좌표계를 나타내고 있다.

이 가공용 부위(11)를 치열모형에 장착하기 위한 부위가 장착용 부위(12)이며, 비조영성 재료인, 예를 들어 아크릴 레진으로 형성된다.(도 3 참조)

우선, 가공용 부위(11)가 치열모형에 대해서 위치결정된다. 예를 들어, 가공용 부위(11)가 치열모형에 대해서 대략 수평방향으로 결손 부위의 위쪽을 덮도록 위치결정된다. 그리고, 치열모형에 대한 가공용 부위(11)의 위치를 고정하기 위해서, 가공용 부위(11)의 하면과 치열모형의 사이, 보다 구체적으로는 치열의 안쪽에 겔(gel) 상태의 아크릴 레진을 충전하고, 아크릴 레진의 형상을 정돈한다.

충전된 아크릴 레진은 시간의 경과에 수반하여 고화(固化)하여 장착용 부위(12)가 된다. 고화한 아크릴 레진은 가공용 부위(11)의 하면에 접합하여, 가공용 부위(11)와 일체화한다. 한편, 고화한 아크릴 레진은 치열모형에는 접합하지 않고, 치열모형으로부터 떼어낼 수 있다. 치열모형으로부터 떼어내진 고화한 아크릴 레진, 즉 장착용 부위(12)는 치열의 안쪽에 발생되고 있는 요철 형상이 그대로 전사(轉寫)된 장착면을 가진다.

이 경우에 있어서, 치열모형에 더미 치아가 배열되고 있는 경우, 더미 치아를 아크릴 레진으로 덮고, 더미 치아도 장착용 부위(12)의 일부로서 가이드용 블록(10)에 포함시키도록 해도 된다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 치열모형을 이용하여 제작한 가이드용 블록(10)은 아크릴 레진(12)이 경화한 후, 치열모형으로부터 떼어낸다. 예를 들어, 치열모형에 미리 박리액 등을 도포해 두는 것에 의해, 가이드용 블록(10)은 간단하게 떼어낼 수 있다. 그리고, 떼어낸 가이드용 블록(10)을 환자의 구강 내에 장착한다.

가이드용 블록(10)의 장착 부위(12)는 환자의 구강에 근거하여 작성된 치열모형에 합치하는 형상이며, 특히, 장착용 부위(12)의 장착면은 치열의 안쪽의 요철과 합치하고 있다. 따라서, 가이드용 블록(10)은 환자의 구강 내에 덜컹거림 없이 확실하게 들어간다.

가이드용 블록(10)은 환자의 구강에 장착하고, 그 상태로 CT촬영을 하여, CT 화상데이터를 얻는다. 얻어진 CT 화상데이터에 근거하여 구축된 환자의 구강의 삼차원 화상이, 도 5에 나타내는 도이다.

도 5에 나타내는 삼차원 화상은 컴퓨터 시스템의 디스플레이에 표시되고, 소망한 방향으로 회전시킬 수 있으며, 또, 소망한 부위의 단면 형상을 표시시킬 수 있다. 이 때문에, 삼차원 화상상에서 임플란트를 식립하기 위한, 최적인 위치나 방향(각도)을 진단하여 결정할 수 있다.

그런데, 삼차원 화상상에서 진단·결정된 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도)은 삼차원 화상의 표시 좌표계에서 특정된 데이터이다.

예를 들어, 도 6에 나타내는 바와 같이, 삼차원 화상상에서 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도)이 특정되었다고 한다.

도 6에서 표시되어 있는 삼차원 화상은 표시 좌표계인(X0, Y0, Z0)에 근거하여 표시되어 있다. 특정된 임플란트의 식립위치·방향을 특정하기 위한 점(a1, b1, a2, b2, a3, b3)은 표시 좌표계(X0, Y0, Z0)를 이용하여,

a1 = (x0a1, y0a1, z0a1)

b1 = (x0a1, y0a1, z0a1)

a2 = (x0a2, y0a2, z0a2)

b2 = (x0b2, y0b2, z0b2)

a3 = (x0a3, y0a3, z0a3)

b3 = (x0b3, y0b3, z0b3)

으로 표현할 수 있다.

또, a1, b1을 단점(端点)으로 하는 선분은,

이 된다.

한편, 도 6의 삼차원 화상에는 가이드용 블록(10)의 가공용 부위(11)의 화상(11')도 표시되어 있다. 또, 코너(C0)도 나타나 있다. 도 6의 삼차원 화상에서, 코너(C0)의 좌표는,

C0 = (x0c0, y0c0, z0c0)

라고 표현할 수 있다. 그리고, 이 코너(C0)를 지나, 가공용 부위(11)의 3변을 형성하는 X축, Y축, Z축도 삼차원 표시 좌표계(X0, Y0, Z0)를 이용하여 특정할 수 있다.

즉, (X, Y, Z) = (θCOX0 + C0, θCOY0 + C0, θCOZ0 + C0)라고 표현할 수 있다. 단, θCO는 X0와 X, Y0와 Y, Z0와 Z의 차각(差角)이다.

이와 같이 하여, 삼차원 화상상에서 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도) 및 가이드용 블록(10)의 가공용 부위(11)의 코너(C0) 위치 및 가공용 부위(11)의 방향(X축, Y축, Z축)을 삼차원 화상의 표시 좌표계의 데이터로서 특정할 수 있다.

다음에, 특정한 상기의 삼차원 화상의 표시 좌표계의 데이터를 가이드용 블록(10)의 가공용 부위(11)의 코너(C0) 및 X축, Y축, Z축을 기준으로 하는 가공용 기준좌표계의 데이터로 변환한다.

이 변환은, 예를 들어 다음과 같이 행해진다.

가이드용 블록(10)에서의 가공용 기준좌표계에서, 원점 좌표를(Xc0, Yc0, Zc0)로 한 경우, 그 위치는 삼차원 화상의 표시 좌표계상에서는

(X0c0, Y0c0, Z0c0)이 된다.

한편, 삼차원 화상상에서, 진단·결정된 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도)에 관한 좌표를,

(X0a1, Y0a1, Z0a1)라고 하면, 이 좌표(삼차원 표시좌표계에서의 좌표)를 가공용 기준좌표계상의 좌표로 변환하려면,

(X0a1, Y0a1, Z0a1) × (Xc0, Yc0, Zc0) ÷ (X0c0, Y0c0, Z0c0) = (Xa1, Ya1, Za1)

라고 하는 것과 같이 변환 가능하다.

다음으로, 도 7에 나타내는 바와 같이, 가이드용 블록(10)을 절삭가공기(50)에 세트하여 고정장치(51)에 의해서 위치 결정 고정한 후, 임플란트를 가이드하는 형상으로 가이드용 블록(10)을 절삭장치(52)로 가공한다.

이 절삭가공에서는 가이드용 블록(10)에서의 기준좌표계와, 그 기준좌표계에서의(변환된) 식립위치 및 식립방향의 좌표데이터가 주어지므로, 절삭장치(52)는 가이드용 블록(10)을 임플란트를 정확하게 가이드할 수 있는 형상으로 자동적으로 절삭가공한다. 또한, 절삭가공은 자동이 아니고, 반자동, 반수동으로 행하여도 되고, 데이터를 참조하여 수동으로 행하여도 된다.

그 결과, 가이드용 블록(10)은 임플란트 식립가이드(100)가 된다.

도 8에, 임플란트 식립가이드(100)의 일례를 나타낸다. 임플란트 식립가이드(100)는 가공용 부위(11)가 가공되어 치열의 위쪽을 덮는 대략 U자 형상의 U자 부위(11')와, U자 부위(11')에 형성된 가이드 홈(G1, G2, G3)과, 장착용 부위(12)를 포함하고 있다.

가이드 홈(G1, G2, G3)은 드릴(드릴 샤프트 또는 바)을 안내하기 위한 크기의 홈이지만, 드릴(드릴 샤프트 또는 바)을 안내하는 홈에 대신하여, 드릴이 척(chuck)된 핸드 피스의 헤드를 안내하기 위한 헤드 안내 홈(드릴을 안내하는 홈에 비해 큰 홈으로 됨)으로 할 수도 있다.

임플란트 식립가이드(100)는 아크릴 레진으로 형성된 치열과 끼워맞추는 장착용 부위(12)를 구비하고 있다. 이 장착용 부위(12)는 환자의 치열에 틈새나 느슨함 없이 정확하게 끼워맞춘다. 따라서, 환자의 치열에 장착된 임플란트 식립가이드(100)에 의해서, 환자의 턱뼈의 진단·결정한 위치에 정확하게 임플란트 식립용의 구멍을 뚫을 수 있다. 즉, 임플란트 식립가이드(100)에 따라서 드릴 조작을 하는 것에 의해, 진단·결정된 위치 및 방향으로 임플란트 식립구멍을 정확하고, 또한 신속하게 뚫을 수 있다. 그리고, 그 위치에 임플란트를 매립하는 것이 가능하다.

상술의 실시형태에서는 가이드용 블록(10)의 가공용 부위(11)의 가공용 기준좌표계를 1개의 코너(C0) 및 서로 직교하는 3개의 직선으로 구성된 3변에 의해 결정했지만, 가공용 부위(11)의 가공용 기준좌표계는 그러한 결정방법으로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 본원 출원인이 앞서 제안하고 있는 일본국 특원2004-334936호 공보에 기재한 3점을 특정하고, 그 특정한 3점에 근거하여 가공용 기준평면을 작성하거나, 가공용 기준좌표계를 작성한다고 하는 방식을 이용하여도 된다.

그 경우, 가공용 부위(11)는 반드시 조영재료로 구성할 필요는 없고, 적어도 3개의 점이 CT화상으로서 표시될 수 있는 재료로 구성되어 있으면 된다.

보다 구체적으로는, 가이드용 블록(10)에 포함되는 가공용 부위(11)는 CT촬영되어 CT 화상데이터가 되었을 때에 그 CT 화상데이터에 근거하여 구축된 삼차원 화상에서 가공용 기준평면을 작성하거나 가공용 기준좌표계를 작성하기 위해서 필 요한 적어도 3점이 표시되는 구성이면 된다. 예를 들어, 가공용 부위(11)는 그 전체구성이 비조영재료로 구성되어 있지만, 가공용 부위(11)의 위치를 특정하기 위해서 필요한 3점만 조영재료로 구성되어 있다고 하는 구성이나, 가공용 부위(11)에 가공용 기준좌표계를 작성하기 위한 직선이 조영재료로 그려져 있다고 하는 형태라도 된다.

상술의 실시형태에서는 임플란트 식립가이드를 제작하기 위해서 준비되는 가이드용 블록(10)은 가공용 부위(11) 및 장착용 부위(12)가 일체화된 것을 채택하여 설명했지만, 최초의 공정에서의 가이드용 블록(10)은 가공용 부위(11) 및 장착용 부위(12)가 분리된 상태라도 된다.

도 9는 그와 같은 가이드용 블록(10)의 구성예를 나타낸다.

도 9를 참조하여, 석고치열모형에 대해서 장착되어 있는 것이 장착용 부위로서의 가이드용 베이스(레진 바닥)(12)이다. 가이드용 베이스(12)는, 예를 들어 비조영재료인 아크릴 레진으로 형성되어 있고, 적어도 3개의 구(111, 112, 113)를 포함하는 촬영마커(114)가 일체화되어 있다. 3개의 구(111, 112, 113)는 그 중심점을 특정하기 위한 조영재를 가지고 있다.

가공용 부위(11)는 도 2를 참조하여 설명한 것과 동일한 것이라도 되고, 예를 들어 평면도로 볼 때 직사각형으로 미리 정해진 두께(h)를 가지며, 조영성 재료(예를 들어 알루미늄, 인회석 등)로 형성되어 있다.

촬영마커(114)를 포함한 가이드용 베이스(레진 바닥)(12)와, 가공시에 필요한 가공좌표계가 부여된 가공용 부위(11)를 분리한 상태로 준비하고, 가이드용 베 이스(레진 바닥)(12)만을 환자의 구강 내에 장착하고, CT촬영을 하여 CT 화상데이터를 얻는다.

이와 같이 하면, 예를 들어 환자의 입이 작은 경우, 혹은, 환자가 구토반사가 힘든 경우 등에서, 도 3에 나타내는 가이드용 블록(10)으로는 환자에게 장착이 곤란한 경우에, 도 9에 나타내는 레진 바닥(12)을 장착하면, CT촬영시에서의 환자의 장착 부담을 경감할 수 있다.

이 경우, 적어도 3개의 구(111, 112, 113)를 포함한 촬영마커(114)가 레진 바닥(12)과 일체화되어 있기 때문에, 기존의 기술을 이용하여 그 3개의 구(111, 112, 113)로 특정되는 3개의 중심점에 의해 구성되는 마커 좌표계와, 촬영 후 부착하는 가공용 부위(11)에 부여된 가공기준좌표계와의 관계를 삼차원 계측기에 의해 산출할 수 있고, 이것에 의해, 촬영마커(114)로부터 얻을 수 있는 마커 좌표계를 통하여, CT화상상으로 진단·결정한 임플란트의 식립위치 및 식립방향의 정보를 가이드용 블록(10)에서의 가공용 부위(11)의 좌표정보로 변환하여 취득하는 것에 의해, CAD/CAM을 이용하여 절삭가공을 실시할 때에 활용할 수 있다.

본 발명은 이상 설명한 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 청구항 기재의 범위 내에서 여러 가지의 변경이 가능하다.

이와 같이, 본 발명은 임플란트(인공치근)을 식립하기 위한 임플란트 식립가이드의 제작방법에 이용 가능하고, 특히, CAD/CAM 시스템을 이용한 임플란트 식립가이드의 제작방법 및 그 제작방법으로 이용하는 가이드용 블록에 이용 가능하다.

Claims

(1) 환자의 치열(齒列)에 적합(適合)한 장착용 부위와, 가공시에 필요한 가공기준좌표계의 표적이 부여된 가공용 부위를 포함한 가이드용 블록을 준비하고,

(2) 상기 가이드용 블록이 장착된 상태의 환자의 CT 화상데이터를 취득하며,

(3) 상기 CT 화상데이터에 근거하여 구축된 삼차원 화상상에서 진단·결정된 임플란트의 식립(植立)위치 및 식립방향(식립각도) 정보를 상기 가이드용 블록의 상기 가공기준좌표계에서의 좌표정보로 변환하여 취득하고,

(4) 상기 가이드용 블록을 절삭가공기에 세트하여 상기 취득한 가공기준좌표계에서의 좌표정보가 반영된 가이드 형상이 되도록 가이드용 블록을 절삭가공한다는 상기 (1) ~ (4)의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 CAD/CAM을 위한 임플란트 식립가이드의 제작방법.
청구항 1에 있어서,

상기 가이드용 블록은 상기 장착용 부위가 비조영(非造影)성 재료로 형성되어 있고, 상기 가공용 부위는 조영성 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 CAD/CAM을 위한 임플란트 식립가이드의 제작방법.
(1) 환자의 치열에 적합한 장착용 부위와, 적어도 3개의 점을 특정하기 위한 촬영마커(marker)를 포함한 가이드용 베이스 및 상기 가이드용 베이스에 장착가능 한 가공용 부위를 분리한 상태로 준비하고,

(2) 상기 가이드용 베이스가 장착된 상태의 환자의 CT 화상데이터를 취득하며,

(3) 상기 가이드용 베이스에 상기 가공용 부위를 장착하여 일체화하여 가이드용 블록을 작성하고,

(4) 상기 CT 화상데이터에 근거하여 구축된 삼차원 화상상에서 진단·결정된 임플란트의 식립위치 및 식립방향(식립각도)의 정보를 상기 촬영마커에 의해 특정되는 좌표계를 통하여 상기 가공용 부위를 가공할 때의 가공기준좌표계에서의 좌표정보로 변환하여 취득하며,

(5) 상기 가이드용 블록을 절삭가공기에 세트하여 상기 취득한 가공기준좌표계에서의 좌표정보가 반영된 가이드 형상이 되도록 가이드용 블록을 절삭가공한다는 상기 (1) ~ (5)의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 CAD/CAM을 위한 임플란트 식립가이드의 제작방법.
청구항 1 또는 3에 기재한 임플란트 식립가이드의 제작방법에 이용하는 가이드용 블록으로서,

환자의 치열에 적합한 장착용 부위와, 절삭가공시에 필요한 가공기준좌표계의 표시가 부여된 가공용 부위를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드용 블록.
청구항 4에 기재한 가이드용 블록으로서,

상기 가공용 부위는 조영성 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가이드용 블록.