KR20110013405A - 정확한 뼈와 연조직 디지털 치아 모델의 형성 방법 - Google Patents

정확한 뼈와 연조직 디지털 치아 모델의 형성 방법 Download PDF

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Abstract

환자의 구강에 적어도 하나의 치아 임플란트를 배치하기 위해 원하는 위치를 결정하기 위한 3D 해부학적 디지털 모델의 형성 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 환자 구강의 경조직과 관련된 제1 데이터세트를 얻는 단계를 포함한다. 이 방법은 환자 구강의 연조직과 관련된 제2 데이터세트를 얻는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 제1 데이터 세트와 제2 데이터세트를 조합하여, 경조직에 걸쳐 가변 치수를 갖는 경조직과 연조직의 상세한 구조를 생성하는 단계를 더 포함한다.

Description

정확한 뼈와 연조직 디지털 치아 모델의 형성 방법{METHOD OF CREATING AN ACCURATE BONE AND SOFT-TISSUE DIGITAL DENTAL MODEL}
본 발명은 전반적으로 치아 임플란트 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 정확한 뼈와 연조직(soft tissue)의 디지털 치아 모델, 수술 계획 및 수술 가이드를 생성하고 이용하는 방법에 관한 것이다.
부분적으로 또는 전체적으로 치아가 없는 환자의 치아를 인공 치열로 복원하는 것은 통상적으로 2개의 단계로 행해진다. 제1 단계에서, 하부골을 노출시키도록 잇몸을 통해 절개를 한다. 일련의 드릴 비트가 뼈에 절골을 생성한 후에, 치아 임플란트가 골유착을 위해 턱뼈에 배치된다. 치아 임플란트는 일반적으로 메이팅 구성요소를 유지하는 유지용 나사를 내부에 수용하는 나사식 보어를 포함한다. 제1 단계 중에, 임플란트 위에 있는 치은 조직은 봉합되어 골유착 과정이 계속됨에 따라 치료된다.
일단 골유착 과정이 완료되면, 제2 단계가 시작된다. 여기서, 치은 조직이 다시 개방되어 치아 임플란트의 단부를 노출시킨다. 치아 임플란트의 노출된 단부에 치료 성분 또는 치료 지대치가 고정되어 치은 조직의 주변이 치료되게 한다. 바람직하게는, 치은 조직은 남아 있는 구멍이 교체되는 자연치 둘레에 존재하는 구멍의 크기 및 외형에 대체로 가까워지도록 치료된다. 이를 달성하기 위하여, 치아 임플란트의 노출된 단부에 부착되는 치료 지대치는 교체되는 자연치의 잇몸 부분과 동일한 전반적인 윤곽을 갖는다.
치아 복원의 통상적인 제2 단계 중에, 치료 지대치가 제거되고 인상용 코핑(impression coping)이 치아 임플란트의 노출된 단부 상에 끼워진다. 이로 인해, 인공 치아가 정확하게 식립되도록 환자 구강의 특정 구역의 인상이 취해진다. 이들 과정 후에, 이루어진 인상으로부터 치아 임플란트에 영구적으로 고정될 보철물을 치과 기공소에서 제작한다.
전술한 치아 임플란트를 배치하는 더 전통적인 시스템 외에, 일부 시스템은 치아 임플란트의 가이드 배치를 이용한다. 이를 위해, 환자의 구강에서 공지된 위치에 수술 가이드가 배치된다. 수술 가이드는 절골을 생성하는 데에 사용되는 드릴 비트의 정확한 배치를 제공하는 개구를 포함한다. 일단 절골이 완성되면, 수술 가이드는 치아 임플란트가 상기 개구를 통해 배치되어 수술 가이드에 의해 안내되는 절골 내에 진입하게 한다.
수술 가이드는 통상적으로 환자 구강의 치아 스캔[예컨대, 전산화 단층 촬영("CT"; computed tomography) 스캐너를 이용]을 기초로 하여 생성된다. CT 스캐너는 수술 가이드가 컴퓨터 이용 설계("CAD"; computer aided design)와 컴퓨터 이용 제작("CAM"; computer aided manufacturing)을 기초로 하여 개발될 수 있도록 환자의 뼈조직, 턱뼈 및 남아있는 치아의 세부 사항을 제공한다. CT 스캐너 사용의 일례는 Swaelens 등에게 허여되고 본 명세서에 전체가 참고로 합체되는 미국 특허 공보 제2006/0093988호("Swaelens")에 개시되어 있다. Swaelens는 또한 드릴 비트 및 임플란트를 수용하도록 수술 가이드 내에 배치될 수 있는 다양한 튜브들의 사용을 기술하고 있다. 수술 가이드를 비롯한 수술 계획을 세우도록 CT 스캔을 이용하는 일례는 2007년 11월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제61/003,407호에 개시되어 있고, 공개적으로 입수 가능한 Biomet 3i의 Navigator™ 시스템 제품 문헌인 "CT 안내 수술용 Navigator™ 시스템 설명서"에 기술되어 있으며, 이들 양자는 공동으로 소유되고 본 명세서에 전체가 참고로 합체된다. 수술 계획을 세우기 위한 CT 스캔 이용의 다른 예는 본 명세서에 전체가 참고로 합체되는 미국 특허 공보 제2006/0093988호에 개시되어 있다.
CT 스캔은 경조직(예컨대, 뼈조직 또는 치아)에 대해서는 매우 정확한 데이터를 생성하지만 연조직(예컨대, 잇몸 조직)에 대해서는 덜 정확한 데이터를 생성하는 경향이 있다. 따라서, 기존의 3D 해부학적 디지털 모델과 수술 가이드는 통상적으로 환자의 턱뼈 위에 있는 잇몸 조직을 정확하게 설명하지 못한다. 황산바륨 주입식 스캐닝 기기 등을 이용하여 잇몸 조직 데이터를 얻는 다른 기법은 시간 및/또는 노동 집약적이고 특히 정확하지 못한 경우가 많다.
다른 방법은 통상적으로 정확한 연조직 데이터를 생성하는 데에 사용된다. 예컨대, 연조직 데이터는 구강 스캐너(intra-oral scanner) 등을 이용하여 환자 구강 내측의 인상을 취하여 얻어질 수 있다. 그러나, 이들 방법은 환자 구강의 경조직에 관하여 정확한 데이터를 제공하지 못하고, 이에 따라 이들 모델을 이용하여 생성되는 3D 해부학적 디지털 모델 및 그 다음의 수술 가이드의 품질을 향상시키는 데에 영향을 줄 수 없다.
특정한 환자를 위한 치아 및/또는 수술 계획을 고려할 때에, 부비강 및 하악골관을 피할 수 있도록 뼈 내에 치아 임플란트의 말단부의 최대 깊이가 중요하다. 또한, 특히 여러 개의 치아 임플란트의 배치를 포함하는 잇몸 표면과 하부골에 대한 임플란트(들)의 배치가 중요하다. 따라서, 환자 구강의 경조직(예컨대, 뼈 구조 및 치아)과 연조직(예컨대, 잇몸 조직) 양자에 관한 정확한 데이터가 얻어지고 수술 가이드가 개발될 수 있는 3D 해부학적 디지털 모델을 생성하는 데에 사용되는 것이 중요하다.
따라서, 환자 구강의 경조직 및 연조직 양자에 관한 정확한 데이터를 통합하고 그로부터 정확한 근거를 형성하여 수술 모델, 다음의 수술 가이드 및/또는 주문 제작한 지대치를 생성하는, 매우 정확한 디지털 모델을 생성하는 개선된 방법을 형성하는 요구가 존재한다.
본 발명의 한 공정에 따르면, 환자의 구강에 적어도 하나의 치아 임플란트를 배치하기 위해 원하는 위치를 결정하기 위한 3D 해부학적 디지털 모델의 형성 방법이 개시된다. 이 방법은 환자 구강의 경조직과 관련된 제1 데이터세트를 얻는 단계를 포함한다. 이 방법은 환자 구강의 연조직과 관련된 제2 데이터세트를 얻는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 제1 데이터 세트와 제2 데이터세트를 조합하여, 경조직에 걸쳐 가변 치수를 갖는 경조직과 연조직의 상세한 구조를 생성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 공정에 따르면, 환자 구강 내의 원하는 위치로 적어도 하나의 치아 임플란트의 삽입을 안내하는 수술 가이드를 형성하는 방법이 개시된다. 이 방법은 환자 구강의 경조직과 관련된 제1 데이터세트와, 환자 구강의 연조직과 관련된 제2 데이터세트를 얻는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 제1 데이터세트와 제2 데이터세트를 포함하는 3D 해부학적 디지털 모델을 형성하는 단계를 ㄷ더 포함한다. 이 방법은 3D 해부학적 디지털 모델에 의해 규정되는 수술 계획을 세우는 단계를 더 포함한다. 수술 계획은 가상 임플란트 위치를 포함한다. 이 방법은 환자 구강의 캐스트 모델을 스캐닝하여 제3 데이터세트를 얻는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 제3 데이터세트를 3D 해부학적 디지털 모델과 조합하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 수술 계획에 따른 적어도 하나의 가상 임플란트의 위치를 모사하는 위치에서 캐스트 재료에 적어도 하나의 임플란트 아날로그를 배치하는 단계를 포함한다. 이 방법은 수술 계획에 따른 캐스트 모델에 적어도 하나의 임플란트 아날로그 마운트와 적어도 하나의 마스터 튜브를 부착하여 마스터 캐스트를 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 유동 가능한 재료를 마스터 캐스트 위에 그리고 적어도 하나의 마스터 튜브 둘레에 주입하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 유동 가능한 재료를 경화시키는 단계를 더 포함한다. 경화된 재료는 수술 가이드를 형성한다. 이 방법은 마스터 캐스트로부터 적어도 하나의 임플란트 아날로그 마운트와 수술 가이드를 제거하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 공정에 따르면, 환자 구강 내의 원하는 위치로 적어도 하나의 치아 임플란트의 삽입을 안내하는 수술 가이드를 형성하는 방법이 개시된다. 이 방법은 환자 구강의 안쪽을 스캐닝하여 뼈 조직, 치아, 또는 이들의 조합과 관련된 제1 데이터세트를 얻는 단계를 포함한다. 이 방법은 환자 구강의 인상을 취하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 인상을 스캐닝하여 잇몸 표면과 관련된 제2 데이터세트를 얻는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 제1 데이터세트와 제2 데이터세트를 병합하여 잇몸 두께 데이터를 갖는 3D 해부학적 디지털 모델을 형성하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 인상으로부터 캐스트 모델을 형성하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 3D 해부학적 디지털 모델을 통해 가상 임플란트를 갖는 수술 계획을 세우는 단계를 더 포함하고, 가상 임플란트는 이 가상 임플란트와 관련된 위치 정보를 갖는다. 이 방법은 캐스트 모델을 스캐닝하여 제3 데이터세트를 얻는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 로봇을 이용하여, 적어도 하나의 임플란트 아날로그를 가상 임플란트 위치 정보에 의해 좌우되는 위치에서 캐스트 모델에 배치하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 환자 구강의 3D 모델을 형성하는 방법이 개시된다. 이 방법은 환자 구강의 안쪽을 스캐닝하여 턱뼈, 뼈 조직, 치아, 또는 이들의 조합과 관련된 데이터를 포함하는 제1 데이터세트를 얻는 단계를 포함한다. 이 방법은 환자 구강의 안쪽 또는 환자 구강의 인상을 스캐닝하여 잇몸 표면과 관련된 데이터를 포함하는 제2 데이터세트를 얻는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 제1 데이터세트와 제2 데이터세트를 병합하여 조합된 데이터세트를 얻는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 조합된 데이터세트로부터 중첩 데이터를 제거하여 수정된 데이터세트를 형성하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 잇몸 표면과 턱뼈 사이의 구역과 관련된 연조직 데이터를 조합된 데이터세트에 추가하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 공정에 따르면, 환자의 구강에 치아 임플란트와 보철을 배치하는 방법이 개시된다. 이 방법은 환자 구강의 전산화 단층 촬영 스캔으로부터 얻어진 경조직 데이터 및 환자 구강의 구강 스캔 또는 치아 인상으로부터 얻어진 연조직 데이터를 기초로 하여 3D 해부학적 디지털 모델을 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 환자 구강의 캐스트 모델을 형성하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 캐스트 모델을 스캐닝하여 캐스트 데이터를 얻는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 3D 해부학적 디지털 모델을 캐스트 데이터와 병합하여 병합된 데이터를 얻는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 병합된 데이터를 이용하여 캐스트 모델에 치아 임플란트의 원하는 위치를 모사하도록 치아 임플란트 아날로그를 설치함으로써 마스터 캐스트를 형성하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 마스터 캐스트 상에 환자 구강 내에 치아 임플란트의 배치에 사용될 수술 가이드를 형성하는 단계를 더 포함한다. 수술 가이드는 치아 임플란트 아날로그에 대체로 인접한 적어도 하나의 개구를 포함한다. 이 방법은 수술 가이드를 환자의 구강에 배치하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 수술 가이드의 적어도 하나의 개구를 통해 치아 임플란트를 설치하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 치아 임플란트를 설치한 후에 환자의 구강으로부터 수술 가이드를 제거하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 치아 임플란트에 치아 보철을 부착하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 상기 요약은 본 발명의 각 실시예 또는 모든 양태를 나타내도록 의도되지 않는다. 이는 뒤따르는 도면 및 상세한 설명의 목적이다.
본 발명에 따르면, 환자 구강의 경조직 및 연조직 양자에 관한 정확한 데이터를 통합하고 그로부터 정확한 근거를 형성하여 수술 모델, 다음의 수술 가이드 및/또는 주문 제작한 지대치를 생성하는, 매우 정확한 디지털 모델을 생성하는 개선된 방법을 제공할 수 있다.
도 1a는 임플란트, 수술 가이드에 사용하기 위한 마스터 튜브 및 이 마스터 튜브와 함께 사용하기 위한 가이드 튜브를 도시하고,
도 1b는 도 1a의 구성요소들의 다양한 축방향으로 배향된 치수를 개략적으로 도시하며,
도 2a 내지 도 2c는 환자 구강의 절골 내에 임플란트를 박아 넣는 데에 사용하는 임플란트 마운트의 측면도, 등각 투상도 및 평면도이고,
도 3은 도 1a 및 도 1b의 임플란트에 부착되는 도 2a 내지 도 2c의 임플란트 마운트를 도시하며,
도 4a 내지 도 4c는 수술 가이드에 배치될 수 있는 마스터 튜브의 도면이고,
도 5a 및 도 5b는 수술 가이드를 형성하는 데에 사용될 수 있는 임플란트 아날로그 마운트의 측면도 및 평면도이며,
도 6은 임플란트 아날로그와 함께 사용되는 도 5a 및 도 5b의 임플란트 아날로그 마운트의 측면도이고,
도 7a는 한 공정에 따라 수술 계획을 형성하는 방법을 설명하는 흐름도이며,
도 7b는 환자 구강의 일부의 3D 컴퓨터 모델(가상 모델)이고,
도 8은 한 공정에 따른 도 7a 및 도 7b의 수술 계획을 이용하여 마스터 캐스트를 형성하는 방법을 설명하는 흐름도이며,
도 9는 환자 하악골의 캐스트 모델을 형성하기 위하여 환자의 잇몸 표면의 인상에 주입되는 유동 가능한 캐스트 재료를 도시하고,
도 10a는 도 9의 캐스트 모델을 수정하는 데에 사용될 수 있는 로봇을 도시하며,
도 10b는 도 10a의 로봇이 캐스트 모델에 개구를 생성할 때에 로봇을 도시하고,
도 10c는 도 10a의 로봇이 캐스트 모델에 개구를 생성한 후에 로봇을 도시하며,
도 10d는 캐스트 모델에 임플란트 아날로그를 배치하는 도 10a의 로봇을 도시하고,
도 10e는 도 10a의 로봇이 임플란트 아날로그를 안에 배치한 후에 캐스트 모델의 개구의 세부 사항을 도시하며,
도 11은 일실시예에 따라 도 8 및 도 10의 공정을 이용하여 형성되는 마스터 캐스트를 도시하고,
도 12는 한 공정에 따른 수술 가이드를 형성하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시하며,
도 13a 및 도 13b는 도 11의 마스터 캐스트 내에 배치된 후에 임플란트 아날로그와 도 6의 관련 마운트의 조합을 도시하고,
도 14는 8개의 치아 임플란트의 배치를 안내하기 위하여 환자 구강에 사용될 수 있는 수술 가이드의 평면도이며,
도 15는 환자 구강에 고정되는 도 14의 수술 가이드를 도시한다.
본 발명은 다양한 수정 및 변경 형태로 할 수 있지만, 그 특정한 실시예를 일례로 도면에 도시하고 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명을 개시된 특별한 형태로 제한하려는 의도는 없고, 그 반대로 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 수정, 등가 및 변경을 포함하는 것이라는 점을 이해해야 한다.
본 발명은 경조직 및 연조직 데이터 양자를 정확하게 설명하는 단일의 매우 정확한 3D 해부학적 디지털 모델을 형성하는 방법에 관한 것이다. 그러한 모델은 컴퓨터 기반 수술 계획 및 정확한 수술 가이드에 필요하다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 형성되는 수술 가이드와 함께 사용될 수 있는 임플란트, 임플란트 마운트, 마스터 튜브 및 드릴 비트의 예를 도시하고 있다. 도 5 및 도 6은 수술 가이드를 형성하는 데에 사용될 수 있는 임플란트 아날로그와 임플란트 아날로그 마운트를 도시하고 있다. 이들 구성요소들은 또한 본 명세서에 참고로 전체가 합체되는 미국 특허 가출원 제61/003,407호에 기술되어 있다.
도 1a는 예정된 수술 계획에 따라 환자 구강에서의 치과 수술 중에 치아 임플란트(10)를 설치하기 위해 사용되는 외부 구성요소들 중 일부를 도시하고 있다. 도 1b는 보다 상세히 아래에서 논의되고 환자의 뼈에서 치아 임플란트(10)의 적당한 축방향 배치를 보장하도록 사용되는 치수를 예시하고 있다. 도시된 바와 같이, 임플란트(10)는 육각형 소켓의 형태인 비회전 요부(12)와, 이 비회전 요부(12) 아래에 배치되는 나사식 보어(14)를 포함한다. 비회전 요부(12)는 또한 다른 내부 형태, 예컨대 다른 다각형 또는 비원형 형태를 가질 수 있고, 또한 외부 형태로, 예컨대 임플란트(10)의 상부면 위로 돌출하는 육각형(또는 다른 다각형이나 비원형) 보스로 존재할 수 있다. 외부 구성요소는 아래에서 보다 상세히 논의되는 수술 가이드 내에 배치되는 마스터 튜브(20)와, 상부 립(32)을 갖는 가이드 튜브(30)를 포함한다. 가이드 튜브(30)는 상부 립(32)이 마스터 튜브(20)의 상부면 상에 안착하도록 마스터 튜브(30) 내에 꼭 맞는 부싱과 비슷하다.
도 1b를 참조하면, 임플란트(10)를 수술 계획에 따라 축방향으로 적절하게 배치하기 위해서는, 임플란트(10)의 길이 치수 "C"를 알아야 한다. 또한, 치수 "A"는 임플란트(10)의 안착면으로부터 치수 "D"의 공지된 길이를 갖는 마스터 튜즈(20)의 바닥까지의 거리이다. 치수 "B"는 절골을 드릴링하기 위한 드릴 비트를 수용하는 가이드 튜브(30)의 립(32)의 두께이다. 치수 "E"는 임플란트(10)에 부착되어 수술 계획에 따라 임플란트(10)를 뼈 속에 박아 넣는 데에 사용되는 임플란트 마운트[예컨대, 도 2a 내지 도 2c의 임플란트 마운트(40)]와 임플란트 아날로그 마운트[예컨대, 도 5a의 임플란트 아날로그 마운트(100)]의 길이 치수이다. 아래에서 논의되는 수술 가이드는 각 임플란트(10) 바로 위에 치수 "D"보다는 크지만 치수 "E"보다 작은 축방향 치수를 갖게 된다. 치아 임플란트(10) 위에 이 수술 가이드의 치수는 치수 "E"가 임플란트 마운트(40)의 여러 개의 공지된 표준 길이(예컨대, 7.5 mm, 9 mm, 10.5 mm, 12 mm) 중 하나와 같다는 것을 보장하도록 선택된다. 요약하면, 도 1b의 치수 "A", "B", "C", "D" 및 "E"는 수술 계획에 따라 각 치아 임플란트(10)를 배치하는 수술 가이드를 형성할 때에 고려된다.
도 2a, 2b 및 2c는 치아 임플란트(10)와 함께 사용될 수 있는 임플란트 마운트(40)의 한 길이를 도시하고 있다. 임플란트 마운트는 일반적으로 다양한 임플란트의 폭에 대응하는 다양한 길이 및 직경으로 입수 가능하다. 임플란트 마운트(40)는 임플란트(10)의 비회전 요부(12)와 합치하는 비회전 요부(42)(도시된 바와 같이, 육각형 보스)를 메인 본체(44)의 일단부에 포함한다. 메인 본체(44)의 타단부에는 복수 개의 노치(47)를 갖는 플랜지(46)가 있다. 플랜지(46)의 위에는 부착된 임플란트(10)를 환자의 뼈 속으로 회전시키도록 수동 또는 동력 구동 장치로부터 토크를 받는 구도 요소(48)가 배치된다. 임플란트 마운트(40)는 또한 전체 임플란트 마운트(40)를 통해 연장되는 나사(49)를 수용하는 보어를 포함한다. 보어는 임플란트 마운트(40)가 치아 임플란트(10)에 부착되지 않더라도 나사(49)와 임플란트 마운트(40)를 함께 유지되도록 나사(49)의 나사산을 포획하는 암사사(50)를 포함한다.
시각적 정렬을 위하여, 각 노치(47)는 임플란트 마운트(40)의 비회전 요부(42)의 한 표면과 정렬된다. 도시된 실시예에서, 각 노치(47)는 또한 구동 요소(48)의 한 표면과 정렬된다. 따라서, 노치(47)는 아래에 있는 비회전 요부(42)의 배향을 식별하는 데에 일조한다. 일단 임플란트(10)가 환자의 뼈 속에 설치되면, 비회전 요부가 임플란트(10)의 비회전 요부(12)와 합치할 때에 예정된 보철 구성요소(예컨대, 바, 지대치 등)가 적절한 각도 배향으로 정렬되도록 임플란트(10)의 비회전 요부(12)가 공지된 각도 위치에 있어야 하기 때문에 이것은 중요하다.
도 3은 나사(49)를 통해 임플란트 마운트(40)에 부착된 치아 임플란트(10)를 도시하고 있다. 또한, 임플란트(10)의 비회전 요부(12)는 임플란트 마운트(40)의 비회전 요부(42)에 결합된다. 플랜지(46)에서 노치(47)의 위치 때문에, 각 노치(47a)는 비회전 요부(12, 42)의 대응하는 표면(12a, 42a)과 정렬된다. 따라서, 임상의가 임플란트(10)의 비회전 요부(12)를 볼 수 없지만, 임상의는 임플란트 마운트(40)의 노치(47)를 점검함으로써 비회전 요부(12)의 각도 배향을 그런데도 알게 된다.
도 4a 내지 도 4c는 일실시예에 따른 마스터 튜브(20)의 세부 사항을 도시하고 있다. 마스터 튜브(20)는 상부면(86)에 노치(84)가 배치되는 메인 본체(82)를 포함한다. 마스터 튜브(20)는 마스터 튜브(20)가 수술 가이드[예컨대, 도 14의 수술 가이드(390)]의 재료에 더 잘 부착되게 하는 조면화된 측면(88)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 조면화된 측면(88)은 메인 본체(82)의 원주 둘레의 나선형 홈과, 메인 본체(82)의 중앙축을 따라 이 나선형 홈과 교차하는 축방향 홈을 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 메인 본체(82)는 널링 가공된 표면이거나, 수술 가이드의 재료 내에 마스터 튜브(20)를 고정하는 데에 일조하는 임의의 다른 표면 구조를 가질 수 있다.
마스터 튜브(20)는 여러 직경을 갖는 치아 임플란트에 맞도록 여러 크기로 될 수 있다. 예컨대, 내경이 4.1 mm인 마스터 튜브(20)는 4.0 mm 이하의 직경을 갖는 임플란트(10)에 사용될 수 있다. 또한, 내경이 5.1 mm인 마스터 튜브(20)는 4.0 내지 5.0 mm의 직경을 갖는 임플란트(10)에 사용될 수 있다.
일실시예에 따르면, 마스터 튜브는 마스터 튜브가 수술 가이드에 정확도가 보다 좋게 축방향으로 유지되게 하는 플랜지를 상부면에 포함할 수 있다. 플랜지의 하부면은 수술 가이드의 재료와 맞물려, 수술 가이드에 대한 마스터 튜브의 임의의 축방향 운동에 저항한다. 플랜지는 수술 가이드의 상부면 상에 또는 수술 가이드의 상부면 내에 있는 카운터보어 개구 내에 놓일 수 있다. 어느 한쪽의 경우에, 도 1b의 치수, "A", "B", "C", "D" 및 "E"가 또한 수술 계획에 따라 각 치아 임플란트(10)를 배치하는 수술 가이드를 형성하도록 마스터 튜브에 적용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 수술 가이드를 형성하는 데에 일조하도록 사용될 수 있는 일실시예에 따른 임플란트 아날로그 마운트(100)를 도시하고 있다. 임플란트 아날로그 마운트(100)는 메인 본체(102)와, 복수 개의 슬롯(106)을 포함하는 확장 가능한 상부 섹션(104)을 포함한다. 메인 본체(102)의 하단부는 임플란트 아날로그의 대응하는 정합면과 맞물리는 비회전 요부(108)(예컨대, 육각형 보스)를 포함한다. 임플란트 아날로그 마운트(100)는 큰 회전 가능한 헤드(110)가 있는 나사(109)를 포함한다. 나사(109)가 임플란트 아날로그 내에서 조여지도록 회전 가능한 헤드(110)를 조일 때에, 추가의 회전에 의해 나사(109)의 테이퍼 섹션(111)이 확장 가능한 상부 섹션(104)을 외측으로 압박하게 된다.
확장 가능한 상부 섹션(104) 상에 배향 핀(112)이 배치되어 비회전 요부(108) 상의 평탄한 표면들 중 하나와 정렬된다. 배향 핀(112)은 확장 가능한 상부 섹션(104)의 상부 플랜지 아래에서 연장되어, 후술하는 바와 같이 후술되는 마스터 캐스터를 형성할 때에 마스터 튜브(20) 내의 노치(84)와 정합한다.
도 6은 수술 가이드를 형성하는 데에 일조하도록 또한 사용되는 임플란트 아날로그(120)에 부착되는 임플란트 아날로그 마운트(100)를 도시하고 있다. 임플란트 아날로그(120)는 치아 임플란트(10)의 상부면을 모사하는 상부면을 갖는다. 따라서, 임플란트 아날로그(120)는 임플란트 아날로그 마운트(100)의 비회전 요부(108)와 정합하는 비회전 요부(122)를 포함한다. 그렇게 할 때에, 배향 마커(112)가 임플란트 아날로그(120)의 비회전 요부(122)와 정렬된다. 임플란트 아날로그(120)는 또한 임플란트 아날로그(120)를 임플란트 아날로그 마운트(100)에 유지하도록 나사(109)를 수용하는 암나사(124)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 환자를 위한 3D 해부학적 디지털 모델은, (1)뼈 구조, 치아 및/또는 미리 배치된 물리적 마커(예컨대, 더 상세히 후술되는 완전히 치아가 없는 환자의 경우에)와 관련된 데이터를 얻기 위하여 환자의 구강을 CT 스캐너(또는 다른 적절한 스캐닝 기법 또는 장치)로 스캐닝함으로써 얻어지는 데이터와, (2)잇몸 표면과 관련된 데이터를 얻기 위하여 환자의 인상을 취하고 그 인상을 스캐닝함으로써 또는 환자의 구강 안쪽을 구강 스캐너로 스캐닝함으로써 얻어지는 데이터를 병합하여 형성될 수 있다. 이 3D 해부학적 디지털 모델을 계획 소프트웨어와 함께 이용하여 생성되는 수술 계획은 환자의 구강 안쪽으로 삽입될 치아 임플란트의 원하는 위치를 모사하는 위치에서 환자의 수술전 해부학적 시나리오의 캐스트 내로 임플란트 아날로그를 정확하게 배치함으로써 마스터 캐스트를 생성하도록 사용된다. 이어서, 마스터 캐스트는 수술 가이드를 생성하도록 사용된다.
상세한 설명의 나머지 부분은 환자의 치아가 없고 수술 가이드가 연조직(예컨대, 잇몸 표면) 상에 놓여 있는 것을 가정한다. 완전히 치아가 없는 환자의 경우, 경조직 기준이 경조직 데이터세트와 연조직 데이터세트 양자에 공통인 유일한 데이터가 되기 때문에, 경조직 데이터세트와 연조직 데이터세트 양자에 공통인 경조직 기준이 형상 정합에 필요하다. 따라서, 물리적 마커가 환자의 구강 내에 기준점으로서 배치될 수 있다. 마커는 뼈 핀, 고정 나사 등을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예는 또한 부분적으로 치아가 없는 환자에도 사용될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 하나의 공정에 따른 수술 계획을 생성하는 방법이 예시되어 있다. 수술 계획을 세우기 위하여, 단계(s150)에서 CT 스캔 또는 다른 적절한 스캐닝 기법 또는 장치 등의 치아 스캔을 이용하여 환자의 경조직에 관한 3차원(3D) 데이터가 얻어진다. 구체적으로, CT 스캐너는 경조직 데이터세트를 생성하기 위하여 환자의 뼈 구조(예컨대, 턱뼈)와 치아에 관한 데이터를 디지털화한다. 경조직 데이터세트는 적절한 경조직 데이터를 포함한다.
단계(s152)에서, 3D 연조직 데이터가 얻어진다. 일실시예에 따르면, 환자의 구강 내에 인상 재료의 사용을 비롯한 공통의 기법을 이용하여 환자의 잇몸 표면 및 치아(있다면)의 인상[도 9의 인상(310)]을 취한다. 이어서, 인상은 연조직 데이터세트를 얻어도록 스캐닝되고 디지털화된다. 별법으로서, 환자 구강의 석고 캐스트가 형성되고, 석고 캐스트를 스캐닝하고 디지털화한다. 한가지 적절한 유형의 스캐너는 3Shape A/S(덴마크 코펜하겐에 소재)에 의해 제조된 3D 스캐너 D-250™("3Shape 스캐너")이다. 다른 실시예에 있어서, 구강 스캐너를 이용하여 환자의 구강 안쪽을 스캐닝함으로써 연조직 데이터세트가 얻어진다.
단계(s152)에서 얻어진 결과적인 연조직 데이터세트는 환자의 치아 상태의 외표면의 매우 정확한 데이터를 포함한다. 연조직 데이터세트는 제로 두께의 디지털화된 표면이고 치아와 잇몸 조직의 외표면을 나타낸다. 도 7a의 공정에서, 연조직 데이터세트는 경조직 데이터세트를 얻은 후에 얻어지지만, 경조직 데이터세트를 얻기 전에 연조직 데이터세트가 얻어질 수 있는 것이 또한 고려된다.
단계(s154)에서, 경조직 데이터세트와 연조직 데이터세트를 병합하도록 형상 정합 알고리즘이 적용된다. 형상 정합 알고리즘은 2개의 데이터세트를 병합하기 위하여 치아 상태의 외표면, 미리 배치된 물리적 마커, 기존의 치아 등과 같이 양 데이터세트에 공통적인 요부를 이용한다. 연조직 데이터세트와 경조직 데이터세트 모두에 공통적인 중첩 데이터(예컨대, 치아 상태에 관련된 데이터)가 단계(s156)에서 경조직 데이터세트로부터 제거된다. 다른 실시예에 있어서는, 공통적인 데이터가 연조직 데이터세트로부터 제거된다. 병합된 결과적인 데이터세트와 턱뼈 사이의 구역에는 잇몸 조직의 두께에 대응하는 "간극"이 남게 된다. 이어서, 이 간극은 단계(s158)에서 모델 내의 연조직에 의해 채워진다. 결과적인 3D 해부학적 디지털 모델은 단계(s160)에서 얻어진다. 수술 계획은 단계(s165)에서 디지털 모델로부터 생성될 수 있다. 단계(s166)에서 수술 계획을 이용하여 수술 가이드를 제작할 수 있다.
수술 계획은 3D 해부학적 디지털 모델과 계획 소프트웨어를 이용하여 생성될 수 있다. 수술 계획은 환자의 구강 상태를 기초로 하여 가상 임플란트의 위치, 자리, 배향 및 크기에 관한 정보를 포함한다. 도 7b는 단계(s160)에서 얻어진 3D 해부학적 디지털 모델을 이용하는 가상의 주문 제작한 지대치(162)와 가상의 임플란트 아날로그(163)의 (컴퓨터 디스플레이 상의) 3D CAD 모델(161)을 도시하고 있다. CAD 모델(161)의 개구(164)는 가상의 임플란트 아날로그(163)를 향해 이를 때에 테이퍼진다. 이 테이퍼 형성은 캐스트 모델과 인접한 치아(있다면)의 위치에 의해 좌우되는 하부의 치아 임플란트의 위치를 고려한 후에 CAD 모델(161)의 조작자에 의해 선택된다. 또한, 테이퍼 형성은 조작자에 의해 설계된 가상의 주문 제작한 지대치(162)의 크기 및 형태에 의해 좌우된다. 개구(164)는 직선형 벽 테이퍼를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 개구(164)는 곡선형 벽 테이퍼를 가질 수 있다. 또한, 개구(164)는 그 말단에서 가상의 주문 제작한 지대치(142)와 인접한 치아들 사이의 잇몸 조직의 3차원 "안장" 형태에 의해 좌우되는 바와 같이 원형, 타원형일 수 있거나 다른 비원형 형태를 가질 수 있다. 이 개구(164)는 도 10a 내지 도 10d를 참조하여 논의되는 로봇 머니퓰레이터 또는 대안적인 로봇(358)에 의해 형성될 수 있다.
결과적인 수술 계획은 마스터 캐스트를 생성하는 데에 사용될 수 있고, 이어서 마스터 캐스트는 수술 가이드[예컨대, 도 14의 수술 가이드(390)]를 제작하는 데에 사용될 수 있다. 한 공정에 따라 마스터 캐스트를 형성하는 방법은 도 8에 도시되어 있다. 단계(s200)에서, 유동 가능한 캐스트 재료가 잇몸 표면의 인상에 주입된다. 단계(s200)에서 사용된 인상은 전술한 연조직 데이터세트를 얻는 과정 중에[예컨대, 도 7a의 단계(s152) 중에] 얻어진 인상일 수 있다. 다른 또는 새로운 인상이 또한 단계(s200) 중에 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 예컨대, 연조직 데이터세트를 얻기 위하여 도 7a의 단계(s152) 중에 구강 스캐너가 사용된다면 새로운 인상이 사용될 수 있다.
도 8의 나머지 단계들을 논의하기 전에, 도 9 내지 도 10d를 주목한다. 도 9는 환자의 하악골의 캐스트 모델을 형성하는 방법의 일례를 도시하고 있다. 도 10a 내지 도 10d는 일실시예에 따라 도 9의 캐스트 모델에 임플란트 아날로그를 배치하도록 구성된 로봇 머니퓰레이터의 개략도를 도시하고 있다.
도 9는 치아 인상(310)을 이용하여 캐스트 모델을 제조하는 것을 도시하고 있다. 도 9의 도시에서, 유동 가능한 캐스트 재료(330)가 인상(310) 내에 주입되는데, 이 인상은 환자 잇몸 표면의 네가티브 인상인 윤곽을 갖는다. 캐스트 재료(330)는 석고 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 이어서, 캐스트 재료(330)는 단계(s202)에서 고형화하게 된다. 당업자라면 캐스트를 제조하는 데에 많은 방법이 있다는 것을 인지하고 있을 것이라는 점을 유념해야 한다. 예컨대, 다양한 재료가 사용될 수 있다.
또한, 도 10a 내지 도 10e를 참조하면, 캐스트 재료(330)가 단계(s202)에서 고형화된 후에, 결과적인 캐스트 모델(350)은 베이스 구조[예컨대, 수형 베이스 구조(368)] 상에 장착된다. 캐스트 모델(350)에 배치될 임플란트 아날로그(120)의 상대적인 위치 및/또는 좌표는 3D CAD 모델 내에 좌표 시스템을 이용하여 발생될 수 있다. 임플란트 아날로그의 위치는 환자의 구강 내에 배치될 가상 임플란트의 원하는 위치, 자리 및 배향을 모사한다. 이 가상 임플란트의 원하는 위치, 자리 및 배향은 수술 계획에 의해 결정된다. 로봇과 관련된 공통의 작업 구조[예컨대, 암형 작업 구조(369)]는 캐스트 모델(350)을 스캐닝하고 로봇 머니퓰레이터(258)를 이용하여 임플란트 아날로그(120)를 배치할 때에 사용될 수 있다. 도 10a 내지 도 10d에 도시된 것과 다른 베이스 구조의 유형이 또한 사용될 수 있다는 점이 예상된다. 예컨대, 몇몇 실시예에서, 캐스트 모델(350)은 암형 베이스 구조 상에 장착될 수 있고 공통의 베이스 구조는 수형 베이스 구조일 수 있다. 다른 실시예에서, 스캐너와 로봇 머니퓰레이터는 공통의 베이스 구조를 공유하지 않는다.
다음에, 수형 베이스 구조(368)는 도 10a에 도시된 바와 같이 작업 구조(269)에 부착되고, 단계(s204)에서 3Shape 스캐너(또는 다른 적절한 스캐닝 장치)를 이용하여 스캐닝된다. 일실시예에서, 스캐너는 베이스 구조(368; 또한 베이스 구조 근원이라고도 함)의 축선에 대한 캐스트 모델(350)의 하나 이상의 요부의 X, Y 및 Z 위치를 측정함으로써, 캐스트 모델(350)의 디지털화된 캐스트 데이터세트를 얻는다. 따라서, 베이스 구조(368)가 작업 구조(369)에 대해 원하는 위치에 있을 때에, 임플란트 아날로그(120)에 대해 정확한 원하는 위치가 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 3Sphere 기준이 공통의 좌표 시스템을 생성하는 데에 사용된다. 이 실시예에서, 스캐너는 3개의 구를 이용하여 교정 표준을 스캐닝한다. 이어서, 로봇은 이들 3개의 구를 탐사한다. 스캔과 탐사 데이터를 이용하여, 로봇과 스캐너 사이에 공통의 좌표 시스템이 설정된다.
도 8을 다시 참조하면, 디지털화된 캐스트 데이터세트는 이전에 얻어진 3D 해부학적 디지털 모델과 병합되는데, 3D 해부학적 디지털 모델로부터 단계(s206)에서 제2 형상 정합 알고리즘을 이용하여 수술 계획이 세워진다(도 7a 참조). 제2 형상 정합 알고리즘은 3D 해부학적 디지털 모델을 얻기 위하여 도 7a의 단계(s154)에서 경조직 데이터세트와 연조직 데이터세트를 병합하는 데에 사용된 형상 정합 알고리즘과 동일하거나 상이할 수 있다. 환자 구강에 삽입될 가상 임플란트의 좌표, 이에 따라 베이스 구조 좌표 시스템에 대한 대응하는 임플란트 아날로그(120)의 좌표가 단계(s208)에서 추출된다.
가상 임플란트의 좌표는 단계(s210)에서 로봇 머니퓰레이터(358)에 업로딩된다. 단계(s212)에서, 로봇 머니퓰레이터(358)는 가상 임플란트의 위치, 자리 및 배향에 대응하는 설치 지점에서 임플란트 아날로그(120)를 캐스트 모델(350)에 삽입한다(도 10d 참조). 로봇 머니퓰레이터(358)는 또한 캐스트 모델(350) 내에서 임플란트 아날로그(120)의 위치가 수술 계획에 의해 결정된 가상 임플란트의 위치와 실질적으로 동일하도록 임플란트 아날로그(120)를 캐스트 모델(350) 내에 정확하게 배치할 수 있다. 도시된 실시예에서는 8개의 임플란트(10)가 필요하기 때문에, 8개의 임플란트 아날로그(120)가 캐스트 모델(350)에 삽입된다. 일실시예에서, 로봇 머니퓰레이터(358)는 캐스트 모델(350) 상에 배치된 고정 재료, 예컨대 에폭시에 임플란트 아날로그(120)를 배치하기 위하여 상대 위치 정보를 이용한다.
도 10a는 로봇(358)의 단순한 개략적인 구조의 일례를 도시하고 있다. 당업자라면 다양한 제어 요부와, 모터와, 조작 아암 및 툴을 갖는 많은 유형의 로봇을 이용할 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예컨대, 로봇(358)은 Epson RC520 컨트롤러가 있는 Epson PS5 6축 로봇(일본의 Seiko Epson Corporation사)일 수 있다. 도 10a 내지 도 10d의 로봇(358)은 캐스트 모델(350)을 수정하고 실제 임플란트 아날로그(120)를 배치하는 것에 관한 다양한 기능을 수행한다. 구체적으로, 보다 상세히 후술하는 바와 같이, 로봇(358)은 고형화된 후의 캐스트 모델(350)을 수정하여 가상 개구(164)와 거의 유사한 실제 개구를 형성한다. 임플란트 아날로그를 배치하는 위치는 수술 계획에 의해 결정된다. 관련된 가상 개구는 아날로그를 수용하기 위해 필요하다. 또한, 로봇(358)은 도 7b의 가상 임플란트 아날로그(163)와 거의 동일한 위치에 거의 동일한 배향으로 임플란트 아날로그(120)를 배치한다.
로봇(358)은 테이블 또는 다른 작업 벤치 상에 지지되는 베이스 구조(359)를 포함한다. 베이스 구조(359)는 통상적으로 하나 이상의 툴 홀더(362, 363)를 지지하기 위한 말단 구조(361)를 갖는 하나 이상의 가동 아암(360a, 360b)을 포함하고, 툴 홀더는 툴 또는 다른 구성요소를 파지 및/또는 조작한다. 도시된 바와 같이, 베이스 구조(359)는 다수의 피봇 가능한 섹션(360a, 360b)을 갖는 아암(360)을 포함하고, 툴 홀더(363)는 드릴 비트(364)를 포함한다. 말단 구조(361), 아암(360), 베이스 구조(359) 및/또는 툴 홀더(362, 363)는 툴 홀더(362, 363) 중 하나에 의해 유지되는 툴[예컨대, 드릴 비트(364)]에 회전 에너지를 전달하기 위한 기어 및 다른 구성요소를 포함한다.
아암(360)[및, 이에 따라 말단 구조(361)]은 캐스트 모델(350) 및 팔레트(365)에 대해 모든 방향에서 이동될 수 있다. 팔레트(365)는 로봇(358)의 작동 전에 팔레트(365) 내에 배치되는 툴 또는 다른 구성요소들의 특정한 순서를 포함한다. 도시된 바와 같이, 팔레트(365)는 한 지점에 추가의 드릴 비트(366)를 그리고 제2 지점에 임플란트 아날로그 홀더(367)를 포함한다. 통상적으로, 도 7b의 3D CAD 모델(161)로부터의 데이터가 로봇(358)용 제어 시스템에 전달된 후에, 로봇(358)의 조작자는 경우에 맞는 특정한 개구의 형성 및 특정한 임플란트 아날로그의 배치에 맞추도록 팔레트(365)에 있는 툴 또는 다른 구성요소들의 특정한 순서를 제공하는 지시를 할 것이다.
도 10a에서, 캐스트 모델(350)은 도 8의 단계(s204)에서 캐스트 모델(350)을 스캐닝하는 데에 사용된 것과 동일한 베이스 구조인 베이스 구조(368)에 직접 결합된다. 따라서, 베이스 구조(368)는 캐스트 모델(350)의 스캐닝과 로봇(358)에 의한 나중에 캐스트 모델(350)의 수정 모두에 사용된다. 베이스 구조(368)는 로봇(358)과 관련된 작업 구조(369) 상의 대응하는 구조와 정확하게 정합하기 위한 정렬 요부와 자기 요부를 포함한다. 작업 구조(369)는 툴 홀더(362, 363) 내의 임의의 툴 또는 다른 구성요소가 작업 구조(369)에 대해 정확하게 배치될 수 있도록 베이스 구조(359)에 대해 공지된 위치에 있다.
캐스트 모델(350)에 대한 툴(364)의 정확한 배치를 위한 배열에 일조하기 위하여, 캐스트 모델(350)[및 그 베이스 구조(368)]는 캐스트 모델(350)의 개구 내에 배치될 임플란트 아날로그에 궁극적으로 끼워지는 주문 제작한 지대치를 배치하기 위해 XZ, YZ, ZA로서 표기되는 아날로그 좌표 시스템을 갖는다. 원한다면, 주문 제작한 지대치는 아날로그 좌표 시스템에 관하여 설계될 수 있다. 또한, 로봇(358)(및 이전에 사용된 스캐닝 시스템)은 XB, YB, ZB로서 표기되는 그 자체의 베이스 좌표 시스템을 갖는다.
3D CAD 모델(161)로부터의 데이터가 로봇(358)용 제어 시스템으로 전달될 때에, 데이터는 적어도 2개의 유형의 데이터 세트를 포함한다. 제1 데이터 세트는 캐스트 모델(350)에 사용될 임플란트 아날로그의 유형을 지시한다. 제2 데이터 세트는 캐스트 모델(350)에 홀의 형성과 임플란트 아날로그의 배치가 가상으로 모델링된 것과 실질적으로 동일하도록 베이스 좌표 시스템에 대한 아날로그 좌표 시스템의 상대 위치를 지시한다. 선택적으로, 제3 데이터 세트가 주문 제작한 지대치(162)의 잇몸 여유를 정의함으로써, 적절한 크기의 개구가 임플란트 아날로그 위에 형성되어 주문 제작한 지대치가 캐스트 모델 내에 적절하게 끼워지게 할 수 있다. 이 선택적인 제3 데이터 세트는 개구가 테이퍼 형태(예컨대, 직선형 벽 테이퍼, 곡선형 벽 테이퍼 등)의 윤곽을 갖게 형성되어 실제 주문 제작한 지대치를 수용하도록 실제 주문 제작한 지대치의 직경이 임플란트 아날로그보다 크기 때문에 도움이 될 수 있다.
도 10a의 로봇(358)은 또한 툴[예컨대, 드릴 비트(364)의 선단부]이 공지된 위치에 배치되고 개구의 형성 및/또는 임플란트 아날로그의 배치 전에 "영"에 맞추도록 교정 메카니즘(370)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 교정 메카니즘(370)은 2개의 교차하는 레이저(예컨대, HeNe 레이저)(371, 372)를 포함한다. 캐스트 모델(350) 상에서의 임의의 작업 전에, 툴(364)은 베이스 좌표 시스템(XB, YB, ZB) 내에서 툴(364)의 정확도를 보장하기 위하여 2개의 레이저(371, 372)의 교차점에 배치된다. 조절이 필요한 것을 교정 시스템(370)이 지시하는 것으로 추정되거나 조절이 필요한 것으로 조작자가 상상할 수 있다면, 조작자는 툴(364)을 2개의 레이저(371, 372)의 교차점에 배치하도록 툴을 약간 조절할 수 있다.
도 10b에서, 드릴 비트(364)는 캐스트 모델(350)에 개구의 형성을 시작하도록 로봇(358)에 의해 이동되었다. 드릴 비트(364)는 개구[도 7b의 테이퍼형 개구(164)에 의해 지시되는 바와 같이] 윤곽의 포켓을 형성한다. 드릴 비트(364)는 밀링 툴로서 사용되어 윤곽이 형성된 포켓을 생성하도록 개구의 임의의 부분보다 작은 직경을 갖는다. 일실시예에 있어서, 이 때에, 드릴 비트(364)는 임플란트 아날로그(120)를 수용하게 되는 개구의 하부를 형성한다. 그렇게 할 때에, 로봇(358)의 드릴 비트(364)는 캐스트 모델(350) 내의 소정 위치에 배치되는 바닥벽을 개구에 대해 생성하는데, 바닥벽은 경우에 맞는 특정한 임플란트 아날로그가 가상 임플란트의 위치와 거의 동일한 위치에서 상부 정합면(도 10e 참조)을 갖게 한다. 다른 실시예에서, 아날로그용 홀("아날로그 포켓")은 모든 치수가 아날로그에 관해 과대하게 된다. 이 때에, 로봇(358)은 접착제가 아날로그를 캐스트 모델(350)에 접착하는 동안에 아날로그 포켓의 경계 내의 공간에 아날로그를 유지한다.
도 10c는 로봇(358)에 의해 캐스트 모델(350)에 형성된 개구(374)의 최종 결과를 도시하고 있다. 개구(374)의 형성은 단일의 드릴 비트(364)의 사용에 의해 설명되었지만, 로봇(358)은 다수의 툴[팔레트(365)의 제2 드릴 비트(366), 또는 더 전통적인 밀링 툴]을 이용하여 개구(374)를 형성할 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 도시된 실시예에서는 다수의 가상 임플란트를 필요로 하기 때문에, 로봇(358)은 팔레트(365)로부터 다수의 툴을 각각 사용하는 다수의 개구(374)를 형성할 필요가 있다. 다수의 툴의 사용은 각 툴의 사용 전에 교정 메카니즘(370)에 의한 교정을 필요로 할 수 있다.
도 10d는 임플란트 아날로그(120)의 배치를 위해 툴 홀더(363)의 사용에 의해 팔레트(365)로부터 임플란트 아날로그 홀더(375)를 파지하는 로봇(358)의 이동을 도시하고 있다. 일단 개구(374)가 완성되면, 조작자는 캐스트 모델(350)에서 드릴 공정으로부터 생긴 모든 잔여 입자 및 부스러기를 제거하게 된다. 접착제가 개구(374) 내에 배치되고, 또한 임플란트 아날로그(120)의 말단부 상에 배치된다(예컨대, 손으로 솔질된다). 별법으로서, 경화 공정을 촉진하기 위하여 임플란트 아날로그(120)에 접착제 활성제가 배치된다. 그러나, 로봇(358)용 작업 스테이션에는 접착제(및 활성제)의 통이 있을 수 있어, 로봇(358)이 수동 조작자의 개입 없이 이들 통 중 하나 이상에 임플란트 아날로그(120)의 단부를 "침지"한다는 것을 알아야 한다.
교정 메카니즘(370; 도 10a)에 의해 임플란트 아날로그(120)의 위치 교정 후에, 로봇(358)은 임플란트 아날로그(120)를 개구(374)의 바닥에 배치하는 방식으로 임플란트 아날로그 홀더(375)를 이동시킨다. 그렇게 할 때에, 환자 구강 내에서 임플란트의 비회전 요부의 배향과 정합하도록 임플란트 아날로그(120)의 비회전 요부의 배향이 중요하다(환자의 구강 내에 배치되는 임플란트와 동일한 방식으로 총 6도의 자유도가 억제된다). 로봇(358)이 개구(374) 내에 임플란트 아날로그(120)의 배치를 완료하면, 임플란트 아날로그(120)가 물리적으로 억제되어 개구(374) 내에서 캐스트 모델(350)에 부착되도록 에너지 소스(예컨대, UV 광원)을 이용하여 접착제를 신속하게 경화시킨다. 접착제는 UV 경화성 접착제인 것이 바람직하다.
일단 접착제가 경화되면, 로봇(358)은 툴 홀더(363)의 파지 메카니즘에 임플란트 아날로그 홀더(375)를 해제하는 명령을 내린다. 임플란트 아날로그 홀더(375)는 긴 나사를 통해 임플란트 아날로그(120)에 유지된다. 따라서, 조작자는 도 10e에 도시된 바와 같이 임플란트 아날로그(120)가 자체적으로 개구(374) 내에 유지되도록(접착제를 통해 부착되도록) 긴 나사를 제거한다. 구체적으로, 임플란트 아날로그(120) 및 그 나사식 보어(377)와 비회전 요부(378)는 개구(374) 내에서 특정한 위치 및 배향에 배치된다. 로봇(358)은 또한 조작자의 개입이 필요없도록 임플란트 아날로그 홀더(375)를 임플란트 아날로그(120)로부터 해제하기 위하여 팔레트(368)에 필요한 툴(예컨대, 스크류드라이버 팁)을 포함할 수 있다.
도 11은 일단 다수의 임플란트 아날로그가 도 10a 내지 도 10d의 로봇(358)에 의해 삽입된 결과적인 마스터 캐스트(400)를 도시하고 있다. 마스터 캐스트(400)는 수술 가이드의 사용에 의해 환자의 뼈 속으로 삽입될 8개의 치아 임플란트(10)의 위치를 모사하게 되는 8개의 임플란트 아날로그(120)를 포함한다.
필요에 따라 다시 도 1 내지 도 6을 참조하면, 도 12는 한 공정에 따라 마스터 캐스트(400)로부터 수술 가이드를 형성하는 방법을 도시하고 있다. 단계(s450)에서, 임플란트 아날로그 마운트(100; 도 13a 및 13b 참조)가 마스터 캐스트(400)에 부착되고, 마스터 튜브(20)가 임플란트 아날로그 마운트(100)에 부착된다. 마스터 튜브(20)는 임플란트 아날로그 마운트가 임플란트 아날로그(120)에 나사 체결될 때에 임플란트 아날로그 마운트(100)의 상부의 확장으로 인해 임플란트 아날로그 마운트(100) 상에 로킹된다. 임플란트 아날로그 마운트 나사는 임플란트 아날로그 마운트(100)의 본체 내에서 실질적으로 웨지로서 작용하고, 임플란트 아날로그 마운트(100)의 본체의 상부는 나사가 끼워지기 때문에 확장될 수 있다. 도 13a 및 도 13b는 도 11의 마스터 캐스트(400) 내에 배치되는 임플란트 아날로그 마운트(100)와 임플란트 아날로그(120)를 도시하고 있다. 확장 가능한 상부 섹션(104)의 상부 플랜지는 배향 핀(112)이 마스터 튜브(20)의 2개의 노치(84) 중 하나 내에 끼워진 상태에서 마스터 튜브(20) 상에 놓인다. 따라서, 임플란트 아날로그(120)의 비회전 요부(122)의 위치가 알려져 마스터 캐스트(400)에 대해 고정된다. 일단 적절하게 안착되면, 큰 회전 가능한 헤드(110)가 약간 더(통상, 1/2 회전보다 적게) 회전되어, 확장 가능한 상부 섹션(104)이 마스터 튜브(20) 속으로 외측을 향해 확장되게 하여 자체를 축방향 위치에 로킹시킨다.
다음에, 마스터 캐스트(400) 위에 그리고 도 13a 및 도 13b의 마스터 튜브(20) 둘레에 아크릴(또는 다른 적절한 재료) 등의 폴리머 재료(390a)를 주입하여 단계(s452)에서 수술 가이드(390; 도 14 참조)를 형성한다. 바람직하게는, 마스터 튜브(20)는 그 최상측 표면이 수술 가이드(390)의 표면(392)(또한, 도 14 참조) 상에 배치되도록 수술 가이드(390) 내에 배치된다. 일단 모든 폴리머 재료(390a)가 굳어져 경화되면, 임플란트 아날로그 마운트(100)의 큰 회전 가능한 헤드(110)가 느슨해질 수 있고, 이는 임플란트 아날로그 마운트(100)를 마스터 튜브(20)로부터 언로킹시키고 궁극적으로 임플란트 아날로그 마운트(100)를 임플란트 아날로그(120)로부터 해제하여, 결과적인 수술 가이드(390)가 마스터 캐스트(400)로부터 제거될 수 있으며 임플란트 아날로그 마운트(100)가 단계(s454)에서 수술 가이드(390)로부터 제거될 수 있다.
결과적인 수술 가이드(390)는 환자 구강에서 잇몸 표면의 세부 사항을 통합하는 네가티브 인상을 가짐으로써 환자의 잇몸 표면 상에 꼭 맞는다. 도시된 실시예에서는 8개의 임플란트(10)가 필요하기 때문에, 수술 가이드(390)는 8개의 개구를 포함하고, 각 개구는 외측의 조면화된 표면 및/또는 접착제의 도움으로 수술 가이드(390)의 재료에 통합되는 마스터 튜브(20)에 의해 형성된다. 전술한 바와 같이, 최종 결과는 8개의 치아 임플란트(10)가 수술 계획에 의해 정의된 깊이 및 각도로 환자의 턱에 설치된다는 것이고, 8개의 치아 임플란트(10)는 특정한 환자를 위해 개발된 의치형 치아 보철의 일부인 바 구조에 부착될 수 있다. 별법으로서, 치아 지대치 및/또는 개별적인 보철이 치아 임플란트(10)에 부착될 수 있다.
수술 가이드(390)의 하부(도 14에 보이지 않음)는 마스터 캐스트(400) 및 이에 따라 스캐닝된 환자 구강의 잇몸 표면을 따르는 윤곽을 갖는다. 바꿔 말하면, 수술 가이드(390)의 하부는 환자 구강의 잇몸 표면의 네가티브 인상이다.
도 14의 수술 가이드(390)는 또한 일시적인 고정 나사 또는 핀이 배치될 수 있는 복수 개의 개구(394)를 포함한다. 일시적인 고정 나사 또는 핀은 수술 계획이 수술 가이드(390)를 이용하여 수행될 수 있도록 뼈에 맞물려 수술 가이드(390)를 잇몸 표면 상의 적절한 위치에 유지한다. 전술한 바와 같이, 수술 가이드(390)는 어떤 상황에서는 인접한 치아와 뼈 조직의 표면의 네가티브 인상일 수 있어 인접한 치아와 뼈 조직에 대해 놓인다.
전술한 바와 같이, 도 2의 임플란트 마운트(40)는 각각의 경우에 대해 적절한 조합을 찾을 수 있도록 다양한 길이로 이용 가능하다. 도 1b의 치수 "E"는 단순히 마스터 튜브(20)의 높이와 임플란트(또는 아날로그) 안착면으로부터 주위의 잇몸 여유 상의 가장 높은 지점까지의 거리를 더한 치수와 동일하거나 더 클 필요가 있다.
도 15는 환자의 구강 내에 배치된 수술 가이드(390)를 도시하고 있다. 임상의에게는 각 치아 임플란트(10)를 (다른 구성요소들 및 툴과 함께) 가이드 튜브 툴과 드릴 비트의 특정한 순서로 배치하기 위한, 수술 계획에 따른 지시 세트가 제공된다. 각 임플란트는 수술 계획에 따른 특정한 크기의 임플란트 마운트(40)에 부착된다. 구체적으로, 임플란트(10)는 임플란트 마운트(40)의 구동 요소(48)와 맞물리는 툴의 사용에 의해 뼈 속으로 나사 체결된다. 아래에 있는 임플란트(10)의 비회전 요부(12; 도 1a 및 1b)가 노치(47)와 정렬되기 때문에, 임플란트 마운트(40)의 노치(47)를 마스터 튜브(20)의 노치(84)와 정렬시킴으로써 비회전 요부(12)는 수술 계획에 의해 정의된 정확한 위치에 배향된다.
이어서, 임플란트(10)는 공통의 지대치를 이용하여 임상의에 의해 제작된 일시적인 보철에 끼워질 수 있다. 또는, 임플란트(10)는 일시적인 또는 최종 보철이 끼워지기 전에 소정 기간의 골유착을 허용하도록 치료 캡 또는 치료 지대치를 수용할 수 있다. 전술한 바와 같이, 임플란트 마운트(40)는 공지된 길이를 갖기 때문에, 절골 내에 임플란트(10)의 정확한 깊이는 환자를 위한 수술 계획에 의해 규정되는 바와 같이 또한 공지되어 있다.
일단 모든 임플란트(10)가 설치되거나 각 임플란트가 설치되면, 임플란트 마운트(40)는 각 나사(49)(도 2 내지 3)를 풀어서 치아 임플란트(10)로부터 해제될 수 있다. 또한, 수술 가이드(390)는 수술 가이드(390)의 홀(394)로부터 일시적인 고정 나사 또는 핀의 제거에 의해 환자의 구강으로부터 제거될 수 있다.
각 임플란트(10)는 공지된 위치에 있고 수술 계획에 따른 수술 가이드(390)에 의해 규정되는 공지된 배향을 갖기 때문에, 환자에게는 수술 계획에 따라 미리 제조된 보철이 즉시 끼워질 수 있다. 일례로서, 바 구조가 환자의 구강 내의 임플란트(10) 상에 배치될 수 있다. 바의 8개의 지대치 구역이 치아 임플란트(10) 상에 정확하게 끼워지고 통상적인 치아 나사를 통해 치아 임플란트(10)에 결합된다. 환자가 수술 계획에 의해 규정되는 작용 가능한 보철 치아 세트를 갖도록 일시적인 또는 최종 의치가 바 구조에 스냅 체결된다.
본 발명의 실시예 및 공정은 또한 하나 이상의 단일 치아 보철 장치 또는 하나 이상의 멀티 치아 보철 장치를 형성하고 환자에 설치하는 데에 유용하다. 바꿔 말하면, 수술 가이드(390)는 치아 아크의 제한된 부분만을 덮도록 더 작을 수 있다.
요약하면, 3D 해부학적 모델의 이용은 경조직 데이터와 연조직 데이터를 통합하여 수술 계획을 세운 다음, 가상 임플란트(10)와 임플란트 아날로그(120)의 공지된 배향을 허용하는 마스터 튜브(20)를 갖는 마스터 캐스트(400)를(수술 계획과 수술전 해부학적 캐스트의 스캔으로부터) 형성한다. 수술 가이드(390)는 3D 해부학적 디지털 모델에 따라 환자 구강의 원하는 상태를 모사하도록 정확하게 형성될 수 있다. 수술 가이드(390)는 환자의 구강에 끼워질 수 있고, 임플란트(10)는 환자의 구강에 수술 계획의 가상 임플란트와 거의 동일한 위치, 자리 및 배향에 설치될 수 있다. 이어서, 환자의 구강 내에 설치된 임플란트(10)에 보철 장치가 끼워질 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예 및 용례를 도시 및 설명하였지만, 본 발명은 본 명세서에 개시된 정확한 구성 및 조성으로 제한되지 않고, 첨부된 청구범위에서 정의된 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어남이 없이 이전의 설명으로부터 다양한 수정, 변화 및 변경이 명백할 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (25)

  1. 적어도 하나의 치아 임플란트를 환자의 구강 내에 배치하기 위해 원하는 위치를 결정하는 3D 해부학적 디지털 모델의 생성 방법으로서,
    환자 구강의 경조직과 관련된 제1 데이터세트를 얻는 단계와,
    환자 구강의 연조직과 관련된 제2 데이터세트를 얻는 단계와,
    상기 제1 데이터 세트와 제2 데이터세트를 조합하여, 경조직에 걸쳐 가변 치수를 갖는 경조직과 연조직의 상세한 구조를 생성하는 단계
    를 포함하는 3D 해부학적 디지털 모델의 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 데이터세트를 얻는 단계는 환자의 구강 안쪽을 스캐닝하는 단계를 포함하는 것인 3D 해부학적 디지털 모델의 생성 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 환자의 구강 안쪽을 스캐닝하는 단계는 전산화 단층 촬영 스캐너를 이용하는 단계를 포함하는 것인 3D 해부학적 디지털 모델의 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 데이터세트를 얻는 단계는 구강 스캐너로 환자의 구강 안쪽을 스캐닝하는 단계를 포함하는 것인 3D 해부학적 디지털 모델의 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 데이터세트를 얻는 단계는 환자의 구강 안쪽의 인상을 취하는 단계를 포함하는 것인 3D 해부학적 디지털 모델의 생성 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 데이터세트를 얻도록 인상을 스캐닝하는 단계를 더 포함하는 3D 해부학적 디지털 모델의 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 경조직은 환자의 턱뼈, 뼈 조직, 하나 이상의 치아, 물리적 마커, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 3D 해부학적 디지털 모델의 생성 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 데이터세트와 제2 데이터세트를 조합하는 단계는,
    상기 제1 데이터세트와 제2 데이터세트에 공통인 데이터를 제거하여 병합된 데이터세트를 형성하는 단계와,
    병합된 데이터세트와 턱뼈 사이의 구역에 연조직과 관련된 데이터를 추가하는 단계를 더 포함하는 것인 3D 해부학적 디지털 모델의 생성 방법.
  9. 환자 구강 내의 원하는 위치로 적어도 하나의 치아 임플란트의 삽입을 안내하는 수술 가이드를 형성하는 방법으로서,
    환자 구강의 경조직과 관련된 제1 데이터세트와, 환자 구강의 연조직과 관련된 제2 데이터세트를 얻는 단계와,
    상기 제1 데이터세트와 제2 데이터세트를 포함하는 3D 해부학적 디지털 모델을 형성하는 단계와,
    3D 해부학적 디지털 모델에 의해 규정되고 가상 임플란트 위치를 포함하는 수술 계획을 세우는 단계와,
    환자 구강의 캐스트 모델을 스캐닝하여 제3 데이터세트를 얻는 단계와,
    제3 데이터세트를 3D 해부학적 디지털 모델과 조합하는 단계와,
    수술 계획에 따른 적어도 하나의 가상 임플란트의 위치를 모사하는 위치에서 캐스트 재료에 적어도 하나의 임플란트 아날로그를 배치하는 단계와,
    수술 계획에 따른 캐스트 모델에 적어도 하나의 임플란트 아날로그 마운트와 적어도 하나의 마스터 튜브를 부착하여 마스터 캐스트를 형성하는 단계와,
    유동 가능한 재료를 마스터 캐스트 위에 그리고 적어도 하나의 마스터 튜브 둘레에 주입하는 단계와,
    유동 가능한 재료를 경화시키는 단계로서, 경화된 재료는 수술 가이드를 형성하는 것인 단계와,
    마스터 캐스트로부터 적어도 하나의 임플란트 아날로그 마운트와 수술 가이드를 제거하는 단계
    를 포함하는 수술 가이드 형성 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수술 계획을 세우는 단계는 전산화 단층 촬영 스캐너를 이용하여 경조직과 관련된 데이터를 얻는 단계를 포함하는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 수술 계획을 세우는 단계는 구강 스캐너를 이용하여 연조직과 관련된 데이터를 얻는 단계를 포함하는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 수술 계획을 세우는 단계는 환자 구강의 인상을 스캐닝하여 연조직과 관련된 데이터를 얻는 단계를 포함하는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 인상 내에 캐스트 재료를 주입하여 캐스트 모델을 형성하는 단계를 더 포함하는 수술 가이드 형성 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 유동 가능한 재료는 폴리머 재료이고, 마스터 튜브는 금속으로 제조되며, 마스터 튜브는 폴리머 재료 내에 매입되는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 원하는 위치는 치아 임플란트의 자리와 배향을 포함하는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  16. 환자 구강 내의 원하는 위치로 적어도 하나의 치아 임플란트의 삽입을 안내하는 수술 가이드를 형성하는 방법으로서,
    환자 구강의 안쪽을 스캐닝하여 뼈 조직, 치아, 또는 이들의 조합과 관련된 제1 데이터세트를 얻는 단계와,
    환자 구강의 인상을 취하는 단계와,
    상기 인상을 스캐닝하여 잇몸 표면과 관련된 제2 데이터세트를 얻는 단계와,
    제1 데이터세트와 제2 데이터세트를 병합하여 잇몸 두께 데이터를 갖는 3D 해부학적 디지털 모델을 형성하는 단계와,
    상기 인상으로부터 캐스트 모델을 형성하는 단계와,
    3D 해부학적 디지털 모델을 통해 가상 임플란트를 갖는 수술 계획을 세우는 단계로서, 가상 임플란트는 이 가상 임플란트와 관련된 위치 정보를 갖는 것인 단계와,
    캐스트 모델을 스캐닝하여 제3 데이터세트를 얻는 단계와,
    로봇을 이용하여, 적어도 하나의 임플란트 아날로그를 가상 임플란트 위치 정보에 의해 좌우되는 위치에서 캐스트 모델에 배치하는 단계
    를 포함하는 수술 가이드 형성 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 환자 구강의 안쪽을 스캐닝하여 제1 데이터세트를 얻는 단계는 전산화 단층 촬영 스캐너를 이용하여 경조직과 관련된 데이터를 얻는 단계를 포함하는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  18. 제16항에 있어서, 유동 가능한 재료는 폴리머 재료이고 마스터 튜브는 금속으로 제조되며, 마스터 튜브는 폴리머 재료 내에 매입되는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 가상 임플란트 위치 정보는 크기 정보를 포함하고, 크기 정보는 임플란트 아날로그의 크기에 영향을 주는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 가상 임플란트 위치 정보는 배향 정보를 포함하고, 배향 정보는 임플란트 아날로그의 배향에 영향을 주는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  21. 제16항에 있어서, 캐스트 모델을 스캐닝하여 제3 데이터세트를 얻기 전에 캐스트 모델을 베이스 구조 상에 장착하여 좌표 시스템을 설정하는 단계를 더 포함하는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  22. 제21항에 있어서, 적어도 하나의 임플란트 아날로그를 배치하기 전에 캐스트 모델에 대한 치아 임플란트의 원하는 위치의 좌표를 추출하는 단계를 더 포함하는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  23. 제22항에 있어서, 적어도 하나의 임플란트 아날로그를 배치하는 단계는 로봇 머니퓰레이터에 의해 수행되는 것인 수술 가이드 형성 방법.
  24. 환자 구강의 3D 모델을 형성하는 방법으로서,
    환자 구강의 안쪽을 스캐닝하여 턱뼈, 뼈 조직, 치아, 또는 이들의 조합과 관련된 데이터를 포함하는 제1 데이터세트를 얻는 단계와,
    환자 구강의 안쪽 또는 환자 구강의 인상을 스캐닝하여 잇몸 표면과 관련된 데이터를 포함하는 제2 데이터세트를 얻는 단계와,
    제1 데이터세트와 제2 데이터세트를 병합하여 조합된 데이터세트를 얻는 단계와,
    조합된 데이터세트로부터 중첩 데이터를 제거하여 수정된 데이터세트를 형성하는 단계와,
    잇몸 표면과 턱뼈 사이의 구역과 관련된 연조직 데이터를 조합된 데이터세트에 추가하는 단계
    를 포함하는 환자 구강의 3D 모델을 형성하는 방법.
  25. 환자의 구강에 치아 임플란트와 보철을 배치하는 방법으로서,
    환자 구강의 전산화 단층 촬영 스캔으로부터 얻어진 경조직 데이터 및 환자 구강의 구강 스캔 또는 치아 인상으로부터 얻어진 연조직 데이터를 기초로 하여 3D 해부학적 디지털 모델을 형성하는 단계와,
    환자 구강의 캐스트 모델을 형성하는 단계와,
    캐스트 모델을 스캐닝하여 캐스트 데이터를 얻는 단계와,
    3D 해부학적 디지털 모델을 캐스트 데이터와 병합하여 병합된 데이터를 얻는 단계와,
    병합된 데이터를 이용하여 캐스트 모델에 치아 임플란트의 원하는 위치를 모사하도록 치아 임플란트 아날로그를 설치함으로써 마스터 캐스트를 형성하는 단계와,
    마스터 캐스트 상에 환자 구강 내에 치아 임플란트의 배치에 사용될 수술 가이드를 형성하는 단계로서, 상기 수술 가이드는 치아 임플란트 아날로그에 대체로 인접한 적어도 하나의 개구를 포함하는 것인 단계와,
    수술 가이드를 환자의 구강에 배치하는 단계와,
    수술 가이드의 적어도 하나의 개구를 통해 치아 임플란트를 설치하는 단계와,
    치아 임플란트를 설치한 후에 환자의 구강으로부터 수술 가이드를 제거하는 단계와,
    치아 임플란트에 치아 보철을 부착하는 단계
    를 포함하는 환자의 구강에 치아 임플란트와 보철을 배치하는 방법.
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