KR20110015533A - 유도 치과용 임플란트 시스템, 관련 장치 및 임플란트 방법 - Google Patents

유도 치과용 임플란트 시스템, 관련 장치 및 임플란트 방법 Download PDF

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KR20110015533A
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주안 리카르도 살세도
페데리코 그랑드
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네오시스, 엘엘씨
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Abstract

치과용 임플란트 시스템이 제공되며, 상기 치과용 임플란트 시스템은 치과용 임플란트를 수용하는 환자의 구강 내에 사이트를 준비하도록 적용되는 임플란트 장치를 포함한다. 유도 장치는 상기 임플란트 장치와 작동가능하게 연동되고 상기 환자의 구강과 작동가능하게 연동되도록 적용된다. 상기 유도 장치 및 상기 환자의 구강 사이의 상기 연동에 의해 상기 임플란트 장치가 상기 치과용 임플란트를 수용하는 상기 사이트를 준비하도록 유도하는 기준 마커가 제공된다. 치과용 임플란트를 식립하는 관련 방법 및 관련 장치 역시 제공된다.

Description

유도 치과용 임플란트 시스템, 관련 장치 및 임플란트 방법{GUIDED DENTAL IMPLANTATION SYSTEM, ASSOCIATED DEVICE AND METHOD}
본 발명은 치과 수술용 로봇 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 유도 치과용 임플란트 시스템, 관련 장치 및 임플란트 방법에 관한 것이다.
하나, 수개의 혹은 전체에 걸쳐 치아를 결손한 환자들은 치과용 임플란트(dental implant)의 대상이 될 수 있다. 의치(denture), 브릿지(bridge) 혹은 기타 치아 교체 수단들 보다 영구적인 치료를 원하는 환자들 역시 치과용 임플란트에 관심을 가질 수 있다.
상기 치과용 임플란트 과정은 일반적으로 시술자가 하부 턱뼈 구조를 관찰하기 위하여 환자의 잇몸 내부에 대한 침습성 절개를 포함한다. 이 후, 상기 턱뼈 구조 내에 치과용 임플란트가 도입되는 홀(hole)을 형성한다(예를 들면, 도 1a 참조). 예를 들어, 상기 치과용 임플란트는 스크루(screw) 형상을 가질 수 있다. 상기 치과용 임플란트가 상기 턱뼈 구조에 삽입되면, 외부 지주(post)가 상기 치과용 임플란트에 부착되고(도 1b 참조), 보철물 캡(치아 재생)이 상기 지주에 부착된다(도 1c 참조).
컴퓨터 단층촬영(computerized tomography, CT) 및 기타 화상 스캔 방법들이 상용화되면서, 시술자는 상기 턱뼈 구조를 상기 침습성 절개 없이도 화상을 통해 관측할 수 있다. 그러나, 상기 턱뼈 구조 및/또는 다른 임플란트 혹은 치아에 대한 상기 치과용 임플란트의 정렬은, 예를 들면 상기 치과용 임플란트의 수명과 외관 및 환자의 편안함을 결정하는 중요한 요소가 될 수 있다. 상기 치과용 임플란트의 정렬이 불량하거나 위치가 적절치 못할 경우, 상기 치과용 임플란트는 실패하거나(혹은 최소한 수명이 감소하거나), 다른 치아 혹은 임플란트에 악영향 및/또는 근접 신경의 손상을 야기할 수도 있다.
따라서, 현재 상용의 임플란트 과정 및 장치들의 상술한 단점들을 해결할 수 있는, 예를 들면 효과적인 수술전 계획 및 수술 과정중 유도(guidance)와 같은 향상된 치과용 임플란트 과정을 제공하는 시스템 및 방법에 대한 개발이 요구된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 치과용 임플란트 시스템과 그 관련 장치 및 임플란트 방법을 제공하는 것이다.
상술한 문제점들을 해결하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 치과용 임플란트를 시술받으려는 환자의 구강 내에 사이트(site)를 준비하도록 적용되는 임플란트 장치를 포함하는 치과용 임플란트 시스템이 제공된다. 상기 임플란트 장치에 작동가능하도록 유도 장치가 연동되며, 상기 유도장치는 상기 환자의 구강에 작동가능하도록 연동된다. 상기 유도장치와 상기 환자의 구강 사이의 연동은 상기 임플란트 장치가 상기 치과용 임플란트를 시술하기 위한 상기 사이트를 준비하도록 유도하는 기준 마커(marker)를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 치과용 임플란트를 식립하는 방법이 제공된다. 상기 방법에 따르면, 유도장치와 환자의 구강 사이의 연동으로부터 기준 마커를 결정한다. 상기 치과용 임플란트를 시술받는 환자의 구강 내에 사이트를 준비하기 위해 상기 유도장치에 작동가능하게 연동된 임플란트 장치를 상기 기준 마커에 대해서 유도한다.
본 발명의 다양한 다른 측면들에 따르면, 하기에 개시된 바와 같이 상기 치과용 임플란트 시스템 및 치과용 임플란트의 식립 방법을 용이하게 하는 부속 장치 및 관련 방법들이 제공된다.
본 발명의 측면들에 따른 특이한 이점들은 하기에 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 상기의 측면들 및 다른 측면들과 이점들은 수반하는 도면들과 함께 하기의 본 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 환자의 구강에 대한 치과용 임플란트 수행 과정을 나타내는 개략도이다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 임플란트 시스템을 나타내는 개략도이다;
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과용 임플란트 시스템을 나타내는 개략도이다; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 임플란트 시스템의 보철 부재의 제공을 나타내는 개략도이다.
상기의 수반하는 도면들을 참조하여 본 발명이 상세하게 설명될 것이나, 본 발명의 모든 실시예들이 설명되는 것이다. 실제로 본 발명은 다양한 다른 형태로 실시될 수 있으며, 명세서에 개시된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 유사한 참조번호는 유사한 구성요소를 지칭한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 치과용 임플란트 시스템의 서로 대체적인 실시예들을 나타내는 도면들이다. 상기 치과용 임플란트 시스템은 도면 부호 100에 의해 일반적으로 표시된다. 전술한 바와 같이, 통상적인 치과용 임플란트 과정은 일반적으로 환자의 턱뼈 구조에 대한 CT 이미지 혹은 다른 적절한 이미지들을 획득하여 이상(anomalies) 여부(예를 들면, 환자의 임플란트 영역을 준비하기 위해 골 이식을 필요로 하는지 여부 등)를 진단하기 위한 이미징(imaging) 단계를 포함한다. 시술자는 상기 환자의 잇몸에 적절한 절개를 수행한 후, 상기 환자의 턱뼈 구조와 연관된 조건들에 기초하여 이상을 수정하고 침습성 임플란트 과정을 진행한다.
본 발명의 다양한 측면들에 따른 치과용 임플란트 시스템(100)은 치과용 임플란트 과정(즉, 환자의 구강 내에 사이트를 준비하는)의 침습부로 유도되는 유도 임플란트 장치(150, 한편 본 명세서에서 '절단 장치'로 언급될 수 있다)를 제공함으로써 통상의 치과용 임플란트 과정의 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 임플란트 장치(150)는 유도 장치(200)와 작동가능하게 연동된다.
유도 장치(200)는 상기 환자의 구강과 작동가능하게 연동되도록 조정된다. 예를 들면, 상기 환자의 구강과의 연동은 스플린트(250) 혹은 다른 결합 부재들을 통해 이루어질 수 있다. 일 예를 들면, 스플린트(250)는 상기 환자의 구강과 고정된 혹은 단단한 상호작용 상태로 결합하도록 구성된다(즉, 스플린트(250)는 상기 환자의 치아에 결합되어 상기 환자의 구강에 대해서 움직이지 않는다). 스플린트(250)가 상기 환자의 구강에 대해 움직이지 않으므로, 스플린트(250)의 배치를 알 수 있고 따라서, 기준 마커(즉, 알려진 원점 혹은 좌표)를 제공하도록 배치될 수 있다. 상기 기준 마커는 예를 들면, 상기 임플란트 장치가 치과용 임플란트(300, 도 1b 참조)를 시술받는 상기 환자의 구강 내에 사이트를 준비하도록 사용될 수 있다. 일 측면에 있어서, 스플린트(250)는 보편적으로 적용되도록 구성될 수 있으며(즉, 어느 환자의 구강에 대해서나 단단한 결합을 형성할 수 있도록), 혹은 최소한 특정 범위의 환자에게 적용되도록 구성될 수 있다(즉, 특정 사이즈 혹은 특정 연령의 환자에 맞도록). 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 기준 마커를 결정하기 위해, 스플린트(250)는 상기 환자의 치아에 결합되고, 상기 환자의 턱뼈 구조가, 예를 들면 CT 혹은 다른 적합한 이미징 기술(예를 들면, MRI와 같은)을 사용하여 이미징된다.
상기 이미징 과정에 대해, 당업자라면 상기 임플란트 과정은 일반적으로 하나의 턱뼈 구조만이 연관됨을 알 수 있다. 즉, 상기 임플란트는 일반적으로 환자의 상부 턱뼈 구조 혹은 하부 턱뼈 구조 중 하나의 구조 내에 식립되도록 수행된다. 이에 따라, 가능한 한 대상이 되는 턱뼈 구조의 명확하고 상세한 이미지를 얻는 것이 중요하고, 이는 반대쪽 턱뼈 구조의 치아에 의해 방해될 수 있다. 따라서, 상기 이미징 과정 중에 상기 하부 및 상부 턱뼈 구조 사이의 분리 혹은 구별을 정의하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미징 과정에서는 이미지 촬영시 환자의 상기 턱뼈 구조 사이에 삽입된 분리 장치(도시되지 않음)가 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기의 분리 장치는 블록, 플레이트 혹은 스플린트(250)와 결합 혹은 별개로 분리되어 상기 환자의 구강 내에 삽입되는 다른 적절한 물리적 구조물을 포함할 수 있다. 상기 분리 장치는 또한 상기 이미지 상에서 분명하게 정의될 수 있는 방사선 불투과 물질(즉, 금속 물질)을 갖는 분리 인디케이터(indicator, 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 분리 인디케이터는 턱뼈 구조 분리 라인, 평면 혹은 기타 적절한 경계를 정의하기 위해 상기 분리 장치 내에 혹은 상기 분리 장치와 연관되어 배치된다. 따라서, 상기 분리 장치는 각 턱뼈 구조가 다른 쪽 턱뼈 구조의 간섭 없이 이미징될 수 있도록 하며, 상기 이미지가 획득되면, 임플란트를 시술받는 턱뼈 구조를 분리하기 위해(상기 이미징 관점에서) 상기 분리 인디케이터에 의해 정의된 상기 턱뼈 구조 분리 라인, 평면 혹은 기타 경계를 따라 상기 이미지를 분리하기 위한 이미지 처리 기술들이 상기 이미지에 적용될 수 있다. 당업자라면, 상기 분리 인디케이터의 배치가 알려져 있으므로, 캡쳐된 이미지의 상기 배치로부터의 오차는, 예를 들면, 상기 이미징 과정 중 환자의 원하지 않은 움직임이 있음을 지시한다는 것을 이해할 수 있다. 예를 들면, 상기 분리 인디케이터가 실제로 곧은 로드(rod)인 경우, 상기 이미지 상에 나타난 곡선의 분리 라인은 상기 환자가 상기 이미징 과정 중 움직였으므로 적절한 이미지를 얻기 위해 상기 이미지 과정을 반복해야 함을 지시할 수 있다.
당업자라면 또한, 스플린트(250)는 본 명세서에서 논의되는 소정의 기능을 수행토록 다양한 방식으로 배치될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 스플린트(250)는 환자의 상태에 따라 적절한 방식으로 상기 환자의 구강에 단단히 부착될 수 있다. 즉, 상기 환자가 스플린트(250)를 지지가능할 정도로 튼튼한 치아를 갖는 경우, 스플린트(250)는 접착물질이나 적절한 클램프(clamp)를 사용하여 상기 치아에 부착될 수 있다. 치아가 없는 환자의 경우 골 핀(bone pin)들을 스플린트(250)를 통해 상기 환자의 턱뼈 내부로 드릴링하여 스플린트(250)를 단단히 해당 장소 내부로 조여줄 수 있다. 스플린트(250)는 적절한 골 스크류(screw)를 사용하여 특정 환자의 턱뼈 구조에 부착될 수 있다. 일 측면에 있어서, 스플린트(250)의 환자의 구강에 대한 위치는 스플린트(250)가 해당 장소에 단단히 유지되는 한 크게 중요하지 않을 수 있다. 기준 마커(도시되지 않음)는 이후 스플린트(250)에 부착되거나 결합될 수 있다. 상기 기준 마커는 3차원 공간에서 고유하게 정의되는 기하형태 혹은 특성들을 갖도록 구성될 수 있다(즉, 환자의 턱뼈 구조의 이미지상에서 상기 기준 마커가 용이하게 식별될 수 있도록). 상기의 예들에서, 상기 기준 마커는 예를 들면, 상기 이미지(예를 들면, CT 혹은 MRI)상에서 분명히 정의되는 방사선 불투과성의 물질을 포함할 수 있다.
일 예에 있어서, 임플란트 장치(150)는 임플란트 장치(150)의 동작 범위를 결정하는 로봇 암(arm)과 같은 관절형 암 부재(350)와 연동할 수 있다. 상기의 예에서, 유도 장치(200)는 스플린트(250), 임플란트 장치(150) 및/또는 암 부재(350) 사이에서 통신하는 통신 수단(400)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신 수단(400)은 스플린트(250)를 임플란트 장치(150) 및 암 부재(350)에 연결하는 기계적 연계를 포함할 수 있다. 즉, 통신 수단(400)은 환자에게 결합된 스플린트(250)에 부착되는 기계적-궤도형 암을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 상기 암은 동적 마운트를 포함하는 부착 메커니즘에 의해 스플린트(250)에 부착될 수 있다(단단하게 공지된 반복적 방식으로). 상기 부착 메커니즘을 통해 상기의 방식으로 환자에게 그리고 스플린트(250)에 부착되어, 통신 수단(400)은 임플란트 장치(150) 및 암 부재(350)에 대한(즉, 상기 기준에 대한) 환자의 위치 정보를 제공한다(지속적으로, 선택적으로 혹은 필요에 따라). 또한 상기 환자가 움직이는 경우 임플란트 장치(150) 및 암 부재(350)가 정확하게 유도되도록 정보를 계속 제공한다. 그러나, 당업자라면 스플린트(250) 및/또는 이에 의해 결정되는 기준 마커는 여러 다른 방식으로 임플란트 장치(150) 및 암 부재(350)와 통신할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 상기 기준 마커는 전기적, 기계적, 전자기계적 혹은 광학적 특성을 갖는 무선 송수신, 하드와이어(hardwire) 연결, 광학 통신 시스템 혹은 기타의 적합한 메커니즘을 포함하는 통신 수단(400)을 통해 정보가 교환될 수 있다. 일 예에서, 유도 장치(200)는 내부에 배치된 스플린트(250)를 포함하는 환자의 구강에 대한 이미지로부터 상기 기준 마커를 결정하고 상기 기준 마커를 임플란트 장치(150) 및 암 부재(350)와 적절하게 통신시키는 콘트롤러 장치(즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 컴퓨터 장치, 450)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
일 측면에 있어서, 콘트롤러 장치(450)는 환자의 턱뼈 구조(내부에 스플린트 (250)가 위치하는)의 이미지를 수용하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 콘트롤러 장치(450)는 소프트웨어, 하드웨어 혹은 이들의 조합을 포함하는 임플란트 루틴(routine)을 수행가능토록 구성될 수 있다. 상기 임플란트 루틴은 시술자가 예를 들면, 2차원 혹은 3차원의 캡쳐된 상기 이미지에 근거하여 가상의 임플란트 계획을 수립할 수 있도록 한다. 또한 상기 이미지에 근거한 컴퓨터화된 모델과 함께 환자의 상기 임플란트 계획 또는 위치 결정을 진행하기 위해 가상 임플란트와 결합된 상기 환자의 턱뼈 구조의 이미지를 조작할 수 있도록 한다. 일부 측면들에 있어서, 상기 임플란트 루틴, 가상 임플란트 계획 및/또는 위치 결정은 당업자가 이해할 수 있듯이, 임플란트 변수들을 상기 기준 마커와 연관시키기 위해, 예를 들면 좌표 시스템(상대 혹은 절대의)과 연계하여 생성될 수 있다. 다른 측면들에 있어서, 콘트롤러 장치(450)는 예를 들면, 임플란트를 상호 임플란트에 대해, 인접 치아에 대해, 영향을 받는 신경 및 상기 턱뼈 구조에 대해 정렬하기 위해 상기 이미지에 대한 상기 가상 임플란트의 배치를 가상적으로 조작하거나 보조하는 주변 장치(즉, 도시되지는 않았지만, 예를 들면 3차원 고글등과 결합된 트랙볼 혹은 조이스틱)를 포함할 수 있다. 콘트롤러 장치(450)는 상기 조작을 수공으로, 자동적으로 혹은 반자동적으로 필요에 따라 수행할 수 있도록 구성될 수도 있다. 상기 가상 임플란트는 상기 이미지들과 유사한 방식으로 조작될 수 있으므로, 상기 가상 임플란트의 배향 또는 위치는 상기 환자의 턱뼈 구조에 대한 임플란트의 바람직한 실제 위치를 나타내고 따라서, 임플란트 과정을 계획할 수 있는 직관적인 인터페이스를 제공할 수 있다.
스플린트(250) 및 기준 마커의 접근법이 사용되는 측면에서, 통신 수단(400) 혹은 암이 상기 부착 메커니즘에 의한 상기 동적 마운트를 통해 스플린트(250)에 부착되면 환자는 자동적으로 시스템(100)에 등록된다. 즉, 상기 기준 마커는 상기 환자의 턱뼈 구조의 이미지로부터 자동적으로 결정되고, 이의 물리적 공간에서의 정렬 및 위치는 상기 암을 스플린트(250)에 연결하는 상기 동적 마운트에 의해 알려지게 된다. 그러나, 당업자라면 기준 마커를 필수적으로 요구하지 않는 다른 정렬 접근법 역시 가능함을 이해할 것이다. 예를 들면, 일부 예들에 있어서, 표면 매칭(matching) 기술을 적용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 환자의 턱뼈 구조는 캡쳐된 이미지의 3차원 구성으로 조작될 수 있다. 적절한 스캐닝 장치(즉, 물리적 포인터 또는 초음파 변환기 또는 OCT(optical coherence tomography)와 같은 기타 이미징 장치)가 암 부재(350)의 팁(tip)이 상기 환자의 턱뼈 구조를 스캐닝하여 상기 캡쳐된 혹은 조작된 이미지와 상기 턱뼈 구조의 실제 스캔을 '표면 매치'할 수 있도록 암 부재(350)의 말단 이펙터에 부착될 수 있다.
당업자라면, 콘트롤러 장치(450)를 통한 상기 환자의 구강 구조와 상기 기준마커의 연관은 다른 방식으로 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, CT 스캔과 같은 이미지를 상기 기준 마커에 등록함에 있어서, 전술한 바와 같이 적정 위치를 갖는 상기 기준 마커와 함께 상기 환자의 턱뼈 구조가 이미징되고 상기 환자는 실질적으로 즉시 임플란트 과정에 들어갈 수 있다. 상기 방식은 예를 들면, 환자가 시술자를 방문하는 횟수를 감소시키는 관점에서 유용하다. 그러나, 일부 예들에 있어서, 시술자는 이미징 기술을 보유하지 못할 수도 있으며 혹은 임플란트 과정에 들어가기 전에 가상 임플란트 계획을 주의깊게 수립하는 것을 선호할 수도 있다. 상기의 경우, 환자는 다시 시술자를 방문하는 것이 필요할 수 있다. 따라서, 상기의 경우에 있어서, 수술 전의 이미징 과정(예를 들면, CT 스캔)이 적정 위치의 기준 마커 없이 상기 환자의 턱뼈 구조 상에 수행될 수 있다(즉, 상기 시술자가 상기 가상 임플란트 계획을 수립할 수 있는 통상적인 스캔). 따라서, 이러한 수술 전의 이미징 과정은 예를 들면, 시술자의 장소 혹은 스캐닝/이미징 전용 센터에서 수행될 수 있다. 결과적으로, 상기 환자의 턱뼈 구조에 상기 기준 마커가 결속되어 임플란트 과정이 수행되기 직전에 상기 시술자는 상기 환자의 턱뼈 구조의 또 다른 이미지(예를 들면, CT 스캔, 파노라마 엑스선 혹은 두 단일 엑스선)를 캡쳐할 수 있다. 따라서, 콘트롤러 장치(450)는 또한 상기 수술 전 이미지(가상 임플란트 과정을 수립하는데 사용되는)를 본래의 수술 전 이미지에 대해 상기 기준 마커를 등록하기 위해 그 날의 이미지와 연계하도록 구성될 수 있다. 상기의 등록 혹은 연계 과정은 당업자라면 이해할 수 있듯이, 하드웨어, 소프트웨어 혹은 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 이후 임플란트 과정이 본 명세서에 개시된 바와 같이 진행될 수 있다.
일 예에 있어서, 통신 수단(400)은 암 부재(350)를 시스템(100)에 공지된 방식으로 연동하도록 구성되고 말단 이펙터의 배치/이동 특성 역시 알려져 있다. 통신 수단(400) 및 암 부재(350) 사이의 통신에 의해 임플란트 장치(150)는 스플린트(250), 상기 동적 마운트, 통신 수단(400) 및 암 부재(350)를 통해 환자에게 부착된 상기 기준 마커(또는 상기 환자에 대한 다른 참조)에 대해 등록된다. 이러한 방식으로 콘트롤러 장치(450)를 통해 계획된 가상 임플란트 과정이 상기 기준 마커(또는 상기 환자에 대한 다른 참조)와 연계되어 수행될 수 있으며 따라서, 임플란트 장치(150)에 지시를 내리기 위해 시스템(100)으로 전송 혹은 통신될 수 있다.
임플란트 장치(150)는 암 부재(350, 로봇 암)의 말단 이펙터 내에 배치되거나 연동될 수 있다. 예를 들면, 암 부재(350)는 자유도 6을 제공하도록 구성될 수 있으며, 또한 임플란트 장치(150)의 동작을 제한 혹은 조절하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 암 부재(350)는 임플란트 장치(150)가 고정되고 절단/준비/임플란트 모드에 있지 않을 때 자유로운 움직임을 허용하는 소형 평행 구조를 가질 수 있다. 임플란트 장치(150)는 암 부재(350)의 말단 이펙터에 부착되어 있으므로, 임플란트 장치(150)의 환자 작용부(500)(즉, 절단/드릴 팁, 도 2 및 도 4 참조)는 암 부재(350)에 대해 알려진(즉, 시스템(100)에 알려진) 위치 내에 존재해야 한다. 일부 측면들에 있어서, 상기 기준 마커에 대해 임플란트 장치(150)의 작용부(500) 위치를 보정하기 위해 보정 수단이 동적 결합을 통해 임플란트 장치(150)에 결속될 수 있다(즉, 공지된 반복적 방식으로 단단히 장착될 수 있다). 당업자라면 임플란트 장치(150)의 작용부(500)는 다양한 팁 보정 방법들(즉, 불변 포인트 등)로 보정될 수 있음을 이해할 것이다. 보정 이후에, 상기 보정 수단은 임플란트 장치(150)에서 절단/드릴링 수단으로 공지된 반복적 방식에 의해 교체될 수 있고, 작용부(500)와 연관된 보정 변수들(즉, 최원위점(distal-most point) 및 절단/드릴링 축의 위치)이 보정된 대로 유지된다.
환자에 대한 정렬이 수행되어 시스템(100)에 알려지고, 콘트롤러 장치(450)를 통해 가상 임플란트 계획이 수립되면, 임플란트 과정(즉, 절단/드릴링/삽입)이 시술자에 의해 환자의 구강(스플린트(250)가 결속된)으로 임플란트 장치(150)를 이동시키면서 개시된다. 상기의 예에서, 콘트롤러 장치(450)는 암 부재(350)를 통해 임플란트 장치(150)의 동작을 제어하도록 구성된다. 따라서, 시술자의 동작은 상기 환자의 턱뼈 구조에 대해, 콘트롤러 장치(450)에 의해 결정되고 상기 가상 임플란트 계획에 의해 지시된 상기 임플란트 과정의 적절한 개시 위치로 단순히 작용부(500)(즉, 상기 절단/드릴링 수단)를 이동시킨다. 상기 절단/드릴링 수단이 콘트롤러 장치(450)의 지시에 의해 위치하면, 상기 임플란트 과정의 침습부의 동작이 개시되고, 콘트롤러 장치(450)는 추가적으로 예를 들면, 상기 절단/드릴링 수단의 경로의 배향 및 절단/드릴링 원점으로부터 상기 경로를 따라 상기 절단/드릴링 거리등과 같은 임플란트 장치(150)의 다른 변수들을 상기 가상 임플란트 계획에 따라 제어한다. 상기의 예들에서, 본 명세서에 개시된 시스템(100)의 일 특징은 임플란트 장치(150)는 상기 시술자에 의해 유도되는 것이 아니며, 상기 가상 임플란트 계획을 통해 결정되고 콘트롤러 장치(450) 및 암 부재(350)를 통해 이행되는 임플란트 과정의 루트를 따라 상기 시술자에 의해 단지 지시될 뿐이라는 점이다. 즉, 시스템(100)은 상기 시술자가 상기 가상 임플란트 계획을 통해 결정되고 콘트롤러 장치(450) 및 암 부재(350)를 통해 이행되는 환자에 대한 상기 임플란트 과정을 수행하는 것으로 제한하도록 구성될 수 있다. 이로써, 콘트롤러 장치(450)는 상기 환자의 턱뼈 구조의 이미지들로부터 생성된 상기 가상 임플란트 계획에 따라 암 부재(350)의 허용 가능한 동작(따라서, 임플란트 장치(150)의 동작)을 제어한다. 예를 들면, 시스템(100)은 암 부재(350) 및 임플란트 장치(150)가 상기 가상 임플란트 계획에 따를 때는 보다 용이하게 이동하고 상기 가상 임플란트 계획에서 오차를 보일 때는 이동이 곤란하도록 하는 촉각 피드백 등에 의해 상기 시술자와 통신한 대로 암 부재(350) 및 임플란트 장치(150)의 동작을 제한하도록 구성될 수 있다. 그러나, 당업자라면 암 부재(350) 및 임플란트 장치(150)의 물리적 구조는 상기 가상 임플란트 계획에 따라 완전히 제어된 동작(즉, 진동, 부품의 플렉싱(flexing) 및/또는 시술자에 의해 가해지는 과도한 외력 등에 기인한)을 제공할 수 있음을 이해할 것이다. 이에 의해, 시스템(100)은 예를 들면, 오차 경고 표시 또는 기타 적절한 오디오 및/또는 시각적 메커니즘을 통한 시술자와 피드백하는 다른 방식들을 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 시스템(100)은 임플란트 과정에 있어서 부정확한 변수가 존재할 때 단순히 시술자에게 경고하기 보다는 상기 가상 임플란트 계획을 실제로 이행하고 보다 정확한 상기 임플란트 과정을 촉진할 수 있는 수단 또는 정보를 포함한다. 그러나, 당업자라면 일부 예들에서 시스템(100)은 상기 시술자의 조작 없이 콘트롤러 장치(450)를 통해 암 부재(350) 및 임플란트 장치(150)의 자동 조작에 의해 상기 가상 임플란트 계획을 자동적으로 완료하도록 구성될 수도 있음을 이해할 것이다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 치과용 임플란트 시스템(100)을 사용하는 예시적인 수술 과정에 있어서, 먼저 스플린트(250)(즉, 마우스피스)가 환자의 치아에 부착되고, 따라서 기준 마커를 제공한다. 이후, 상기 환자의 턱뼈 구조(스플린트(250)가 상기 환자의 치아에 결속되어 위치한 상태에서)가 CT 혹은 MRI와 같은 기타 적절한 이미징 기술들을 사용하여 이미징되고, 상기 이미지들은 콘트롤러 장치(450)와 통신한다. 콘트롤러 장치(450)는 임플란트 루틴을 수행하도록, 즉 시술자가 예를 들면, 캡쳐된 상기 이미지에 의해 가상 임플란트를 조작하여 환자를 위한 임플란트 계획을 수립할 수 있도록 구성될 수도 있다. 가상 임플란트 계획이 수립되면, 통신 수단(400)이 스플린트(250)(상기 환자가 임플란트 과정을 개시할 수 있도록 적절하게 위치한 상태에서 상기 환자의 구강에 부착된)와 연동된다. 암 부재(350), 임플란트 장치(150) 및 이들의 작용부(500)들은 임플란트 장치(150)의 실제 절단/드릴링 수단이 상기 시술자(혹은 콘트롤러 장치(450)에 의해 자율적으로)에 의해 암 부재(350) 및 콘트롤러 장치(450)에 의해 유도된 임플란트 장치(150)를 통해 사용되기 전에 시술자(혹은 콘트롤러 장치(450)에 의해 자동적으로)에 의해 보정된다. 따라서 상기 임플란트 과정이 상기 가상 임플란트 계획에 의해 계획되고 지시된 대로 수행된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 보철 부재(600)(예를 들면, 의치, 재생 치아 등)가 치과용 임플란트 시스템(100)에 의해 제공 혹은 적용되어 임플란트 시스템(100)에 의해 이전에 식립된 치과용 임플란트에 보충적으로 결속되고 이들 사이의 정렬된 결속을 촉진할 수 있다. 즉, 치과용 임플란트 시스템(100)은 보철 부재(600)가 정확하게 상기 가상 임플란트 계획에 의해 계획되고 지시된 대로 상기 치과용 임플란트에 대응하여 결속되도록 하는 방식으로 보철 부재(600)를 제공할 수 있다. 따라서, 보철 부재(600)가 영구적으로 환자의 구강 내 상기 치과용 임플란트에 대해 위치하는 경우, 이들 사이의 정확한 정렬이 획득된다. 일 예에 있어서, 임플란트 장치(150)의 작용부(500)(예를 들면, 드릴링 수단)는 콘트롤러 장치(450)에 의해 보철 부재(600)로부터 물질을 제거하도록 구성되거나 제어되어 도 5에 도시된 바와 같이 상기 치과용 임플란트의 대응하는 부분을 수용하도록 상보적으로 구성되는 보어홀을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 치과용 임플란트는 보철 부재(600)가 상기 환자의 구강 내에 적층, 안착 혹은 고정될 수 있는 포스트(post) 혹은 돌출 부재를 제공하기 위해 상기 환자의 턱뼈 및 잇몸 라인을 넘어 연장할 수 있다. 따라서, 보철 부재(600)의 상기 보어홀은 특히 치과용 임플란트 시스템(100)에 의해 형성되어 보철 부재(600)와 상기 치과용 임플란트의 정렬을 촉진한다.
보철 부재(600)의 적절한 위치 혹은 사이트에 상기 보어홀을 형성하기 위해, 보철 부재(600)는 상기 임플란트 루틴(즉, 스플린트(250)에 연관된 상기 기준 마커에 대해 등록될 수 있다)에 등록될 수 있다. 일 예에 있어서, 보철 부재(600)는 상기 가상 임플란트 계획에 도입되어 스플린트(250)와 연관된 상기 기준 마커에 연계되어 시스템(100)에 '가상적으로'등록될 수 있다. 다른 예들에 있어서, 보철 부재(600)는 스플린트(250)와 연관된 상기 기준 마커에 대해 물리적으로 등록되도록, 전술한 바와 같이 환자의 턱뼈 구조의 초기 스캔 시에 상기 환자의 구강 내에 적절히 배치될 수 있다. 상기의 예들에서, 보철 부재(600)는 보철 부재(600)에 부착되거나 병합되거나 혹은 다른 방식으로 연관된 일 이상의 기준 마커들(예를 들면, 금속 베어링 부재들)을 포함할 수 있다. 상기 보철 부재의 기준 마커들은 상기 환자의 턱뼈 구조의 이미지들 상에서, 또한 스플린트(250)와 연관된 상기 기준 마커들과 대비하여 상기 기준 마커들을 용이하게 식별할 수 있는 특정 기하 형태, 기타 특이한 성질 혹은 특징들을 갖도록 구성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 보철 부재(600)와 연관된 상기 기준 마커들은 예를 들면, 상기 이미지(예를 들면, CT 혹은 MRI)상에서 명확히 정의되는 불투과성 물질을 포함할 수 있다. 상기 보철 부재의 기준 마커들을 이용함으로써, 상기 기준 마커들에 대한 보철 부재(600)의 배치가 결정될 수 있고, 따라서 시스템(100)은 임플란트 장치(150)가 보철 부재(600)의 적절한 사이트에 상기 보어홀을 제공토록 상기 보철 부재 기준 마커들에 따라(즉, 시스템(100)에 등록되고 보철 부재(600)에 연관된 좌표 시스템에 따라) 배치 및 유도될 수 있다.
상기 이미징(및/또는 가상 임플란트 계획) 결과에 의해 상기 보철 부재 기준 마커들은 상기 이미징 스캔 상에서 식별될 수 있고 상기 보어홀이 보철 부재(600) 내에 적절히 형성될 수 있도록 시스템(100)에 연관 및 등록된다. 즉, 보철 부재(600)가 콘트롤러 장치(450)에 등록되거나 알려지면, 작용부(500)(혹은 보정 부재)는 임플란트 장치(150) 및 암 부재(350)와 결합 혹은 미결합되어 물리적인 상기 보철 부재(600), 정적 위치로 결속되거나 고정된 보철 부재(600)와 연관된 상기 기준 마커들과 연동된다. 따라서, 물리적 보철 부재(600)를 상기 시스템에 연관시키고 상기 보어홀이 상기 가상 임플란트 계획에 따라 형성될 수 있다. 특정 예에 있어서, 시스템(100)을 통해 보철 부재(600)를 제공하는 가능성은 상기 치과용 임플란트 및 보철 부재(600) 사이의 보다 정확한 정렬을 촉진함으로써 치과용 임플란트 과정을 용이하고 신속하게 수행할 수 있도록 한다.
당업자라면 본 발명의 상세한 설명 및 도면들에 개시된 이점들을 갖도록 본 발명에 다양한 변경을 가할 수 있고 다른 실시예들을 도출할 수 있을 것이다. 예를 들면, 당업자라면 본 발명의 시스템들, 장치들 및 방법들은 두개골 내에 보어 형성을 포함하는 신경외과적인 수술과 같은 다른 수술 과정에 적용될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 특정 실시예들에 한정되지 않으며 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본문에 사용된 특정 용어들은 일반적인 설명적 의미로 사용된 것이며 한정의 목적으로 사용된 것이 아니다.
100 : 치과용 임플란트 시스템 150 : 임플란트 장치
200 : 유도 장치 250 : 스플린트
300 : 치과용 임플란트 350 : 암 부재
400 : 통신 수단 450 : 콘트롤러 장치
500 : 작용부 600 : 보철 부재

Claims (15)

  1. 환자의 구강 내에 치과용 임플란트를 수용하기 위한 사이트를 준비하도록 적용되는 임플란트 장치; 및
    상기 임플란트 장치와 작동가능하게 연동되고 상기 환자의 구강과 작동가능하게 연동되도록 적용되는 유도 장치를 포함하고,
    상기 유도 장치 및 상기 환자의 구강 사이의 상기 연동에 의해 상기 임플란트 장치가 상기 치과용 임플란트를 수용하는 상기 사이트를 준비하도록 유도하는 기준 마커를 제공하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 환자의 구강과 연동하도록 적용되는 스플린트 장치를 더 포함하고, 상기 스플린트 장치는 상기 유도 장치와 통신 및 협동하여 상기 기준 마커를 결정하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유도 장치와 통신하고 이에 응답하며 상기 임플란트 장치가 상기 치과용 임플란트를 수용하는 상기 사이트를 준비하도록 유도하는 암 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 치과용 임플란트를 수용하는 상기 환자의 구강 내 상기 사이트에 대한 계획 수립을 위해 상기 환자의 턱뼈 구조의 그래픽 조작을 촉진하도록 구성되는 치과용 임플란트 계획 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 치과용 임플란트 계획 시스템은 상기 계획을 상기 임플란트 장치에 전달하기 위해 최소한 상기 유도 장치와 통신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 시스템.
  6. 유도 장치와 환자의 구강 사이의 연동으로부터 기준 마커를 결정하는 단계; 및
    상기 유도 장치와 작동가능하게 연동된 임플란트 장치를 상기 환자의 구강 내에 치과용 임플란트를 수용하는 사이트를 준비하도록 상기 기준 마커에 대해 유도하는 단계를 포함하는 치과용 임플란트 식립 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 환자의 구강을 상기 유도 장치와 통신 및 협동하는 스플린트 장치와 연동시켜 상기 기준 마커를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 식립 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 임플란트 장치를 유도하는 단계는 상기 임플란트 장치를 상기 유도 장치와 통신하고 이에 응답하는 암 부재를 사용하여 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 식립 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 환자의 턱뼈 구조 이미지의 그래픽 조작을 촉진하도록 구성된 치과용 임플란트 계획 시스템을 사용하여 상기 환자의 구강 내에 상기 치과용 임플란트를 수용하는 상기 사이트에 대한 계획을 수립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 식립 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 치과용 임플란트 계획 시스템은 최소한 상기 유도 장치와 통신하도록 구성되며, 상기 방법은 상기 치과용 임플란트 계획 시스템으로부터 상기 임플란트 장치에 상기 계획을 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 식립 방법.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 치과용 임플란트를 상기 임플란트 장치에 의해 준비된 상기 사이트에 식립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 식립 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    보철 부재를 상기 기준 마커 중 어느 하나 및 상기 유도 장치와 연관시키는 단계; 및
    상기 유도 장치에 의해 상기 임플란트 장치를 유도하여 상기 사이트에 식립된 상기 치과용 임플란트에 정렬되어 결속하도록 상기 보철 부재를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 식립 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 보철 부재를 상기 유도 장치와 연관시키는 단계는,
    적어도 하나의 보철 부재 기준 마커를 상기 보철 부재와 연동시키는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 보철 부재 기준 마커를 상기 유도 장치에 등록시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 보철 부재를 상기 기준 마커 중 어느 하나 및 상기 유도 장치와 연관시키는 단계는,
    상기 보철 부재를 상기 치과용 임플란트 계획 시스템에 의해 상기 치과용 임플란트에 대한 상기 환자의 구강 내 사이트 계획으로 병합하는 단계; 및
    상기 보철 부재를 포함하는 상기 계획을 상기 치과용 임플란트 계획 시스템으로부터 상기 임플란트 장치로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 치과용 임플란트는 돌출 부재를 포함하며,
    상기 보철 부재를 준비하는 단계는 상기 유도 장치에 의해 유도된 대로 상기 임플란트 장치에 의해 상기 보철 부재 내에 채널을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 채널은 상기 채널에 의해 수용되는 상기 돌출 부재 상에 정렬된 결속을 제공하기 위해 상기 돌출 부재에 대해 상보적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 방법.
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