KR20140044158A - 치아 모형 x-선 촬영 시스템 및 이를 위한 지그 장치 - Google Patents
치아 모형 x-선 촬영 시스템 및 이를 위한 지그 장치 Download PDFInfo
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Abstract
치아 모형의 표면 좌표를 제공하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 치아 모형 X-선 촬영 시스템은, 일정한 방향으로 X-선을 조사하는 X-선 방출원; 상기 X-선 방출원과 소정의 거리를 두고 배치되어, 상기 X-선 방출원으로부터 조사된 X-선을 수광하여 그에 따른 전기적 신호를 생성하는 X-선 디텍터; 및 상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터 사이의 X-선 진행 경로 상의 일정한 위치에 배치되고, 일부분에 치아 모형이 고정되도록 형성된 지그 장치를 포함하고, 상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터는 상대적으로 위치의 변화가 없고, 상기 X-선 진행 경로와 상기 지그 장치의 치아 모형이 고정되는 부분은 상대적으로 적어도 1축을 중심으로 회전할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 치과용 방사선 촬영 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 치아의 표면 렌더링(surface rendering)을 위해 피검자로부터 채득된 음각 또는 양각의 치아 모형을 X-선 촬영하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템 및 이를 위한 지그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 보철물을 제조하는 방법은, 손상된 치아를 삭제하고, 인상재(印象材)를 이용하여 삭제된 치아 및 그 주변 구강조직의 인상을 채득하여 음각의 치아 모형을 얻고, 음각의 치아 모형에 석고 등을 주입하여 양각의 치아 모형을 캐스팅하고, CAD/CAM 시스템을 이용하여 양각의 치아 모형에 대한 3차원 스캐닝과 표면 렌더링을 통해 디지털 모델을 얻은 후 이를 기초로 가상의 보철물을 설계하고 그 표면좌표에 따라 적절한 재료를 가공하는 과정 등을 통해 이루어진다.
이때, CAD/CAM 시스템은 양각의 치아 모형을 3차원 스캐닝 하는 레이저 또는 광학식 스캐너, 3차원 스캐닝 영상을 렌더링하여 디지털 모델을 생성하고 이를 기초로 가상의 보철물을 설계할 수 있도록 소정의 알고리즘이 탑재된 컴퓨터, 수치제어기법을 이용하여 가상의 보철물의 표면좌표에 따라 적절한 재료를 가공하는 3차원 CNC(Computerized Numerical Control) 등을 포함한다.
그런데, 상기의 보철물 제조 방법을 수행하는 중에 인상을 채득하는 과정이나 채득된 인상으로 음각의 치아 모형을 얻는 과정이나 양각의 치아 모형을 캐스팅하는 과정이나 양각의 치아모형을 스캐닝 하는 과정에서 실제 치아와 오차가 발생할 가능성이 있다. 최종적인 보철물의 제조에 쓰이는 표면좌표는 실제 치아가 아닌 치아 모형으로부터 얻어지는데, 실제 치아의 볼륨 렌더링 데이터는 주로 덴탈 X-선 시스템을 통해 얻어지는 반면 치아 모형의 표면 렌더링 데이터는 별도의 스캐닝 장치를 통해 얻어지기 때문에 데이터의 검증이 어렵다.
한편, 치과용 X-선 촬영 시스템에서 취득된 X-선 영상을 보철물의 제조에 직접적으로 활용하기 위한 시도가 이루어져 왔다. 즉, 한국 특허공개공보 제10-2011-0020323호 및 제10-2010-0070822호와 같이 치과용 X-선 촬영 장비를 이용하여 피검자의 치아를 직접 촬영한 X-선 영상으로부터 치아의 표면 영상을 획득하고 이를 보철물의 제조에 활용하려는 시도가 있었다. 그러나, CAD/CAM 시스템에 적합한 수준의 영상을 얻기 위해서는 X-선 촬영 시간이 길어지게 되고, 이로 인해 방사선 피폭량이 증가하는 문제가 발생한다. 촬영 시간 동안의 피검자의 움직임이나 진동으로 인해 촬영 영상의 품질이 떨어지거나 오차가 발생하는 문제도 발생할 수 있다.
방사선 피폭량의 추가 없이 더 정밀한 치아의 표면 렌더링이 가능하도록 피검자로부터 채득된 음각 또는 양각의 치아 모형을 X-선 촬영하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템 및 이를 위한 지그 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
전술한 과제의 해결을 위하여 본 발명의 한 측면에 따른 치아 모형 X-선 촬영 시스템은, X-선을 조사하는 X-선 방출원; 상기 X-선 방출원과 대면 배치되고, 상기 X-선 방출원으로부터 조사된 X-선을 수광하여 전기적 신호를 생성하는 X-선 디텍터; 및 상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터 사이에서 치아 모형을 고정하고, X-선 진행 경로에 대해 적어도 1축을 중심으로 상기 치아 모형을 상대 회전 시키는 지그 장치를 포함한다.
여기서, 상기 지그 장치는 고정된 지그 베이스; 및 상기 치아 모형이 고정되고, 상기 지그 베이스에 대해 적어도 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되는 치아 모형 고정부를 포함할 수 있다. 상기 지그 장치는 상기 치아 모형을 상기 X-선 진행 경로에 대해 실질적인 수직 방향으로 직선 이동시킬 수도 있다. 상기 지그 장치는, 고정된 지그 베이스; 및 상기 치아 모형이 고정되고, 상기 지그 베이스에 대해 적어도 1축을 중심으로 회전하고 상기 회전과 별도 또는 병행하여 상기 지그 베이스에 대해 실질적인 수직 방향으로 직선 이동하도록 상기 지그 베이스에 연결되는 치아 모형 고정부를 포함할 수 있다.
상기 지그 장치는 상기 지그 베이스에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되고, 상기 치아 모형 고정부가 자신에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 제 1 회전 프레임을 더 포함하여, 상기 치아 모형이 상기 X-선 진행 경로에 대해 2축을 중심으로 회전하도록 할 수 있다.
상기 지그 장치는 상기 지그 베이스에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되는 제 1 회전 프레임; 및 상기 제 1 회전 프레임에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 제 1 회전 프레임에 연결되고 상기 치아 모형 고정부가 자신에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 제 2 회전 프레임을 더 포함하여, 상기 치아 모형이 상기 X-선 진행경로에 대해 3축을 중심으로 회전하도록 할 수도 있다.
상기 치아 모형 고정부는, 상기 치아 모형을 지지하는 고정부 몸체; 및 상기 고정부 몸체에 구비되어 상기 치아 모형을 가압 고정하는 클램프를 할 수 있다. 또한, 상기 고정부 몸체에 구비된 3개 이상의 마커를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 한 측면에 따른 치아 모형 X-선 촬영 시스템은, 전술한 X-선 방출원, X-선 디텍터 및 지그 장치와 함께 상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터가 양 단부에 고정되는 회전암; 상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터 사이의 일 지점을 중심으로 회전 가능하도록 상기 회전암이 연결되는 회전암 연결부; 및 상기 회전암 연결부를 지지하는 기둥부를 더 포함한다. 상기 지그 장치는 상기 기둥부 또는 회전암 중 어느 하나에 연결될 수 있다.
한편, 상기 치아 모형은 피검자의 구강조직의 형태가 음각된 인상재 또는 상기 구강조직의 형태가 양각된 석고모형 중 적어도 하나 일 수 있다.
본 발명의 다른 한 측면에 따른 지그 장치는, X-선 방출원과 X-선 디텍터 사이의 한 위치에 고정될 수 있도록 제공되는 지그 베이스; 및 치아 모형이 고정되도록 지지하고, 상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터를 연결하는 X-선 진행 경로에 대해 적어도 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되는 치아 모형 고정부를 포함한다.
여기서, 상기 치아 모형 고정부는 X-선 진행 경로에 대해 실질적인 수직 방향으로 직선 이동하도록 상기 지그 베이스에 연결되는 것일 수 있다.
한편, 상기 지그 장치는 상기 지그 베이스에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되고, 상기 치아 모형 고정부가 자신에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 제 1 회전 프레임을 더 포함하여, 상기 치아 모형이 상기 X-선 진행 경로에 대해 2축을 중심으로 회전하도록 할 수 있다. 상기 지그 장치는 상기 지그 베이스에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되는 제 1 회전 프레임; 및 상기 제 1 회전 프레임에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 제 1 회전 프레임에 연결되고 상기 치아 모형 고정부가 자신에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 제 2 회전 프레임을 더 포함하여, 상기 치아 모형이 상기 X-선 진행 경로에 대해 3축을 중심으로 회전하도록 할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 피검자의 치아 상태에 대한 진단 시와 동일하게 X-선 방출원 및 X-선 디텍터를 이용할 수 있으면서도, 피검자에 대한 방사선 피폭량의 추가 없이 치아 모형의 정확한 표면 렌더링이 가능하다. 이를 통해 더욱 정밀한 보철물을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예를 보이는 개념도이다.
도 2는 치과용 X-선 촬영 장비를 활용한 본 발명의 한 실시예를 보이는 개념도이다.
도 3은 치과용 X-선 촬영 장비를 활용한 본 발명의 다른 실시예를 보이는 개념도이다.
도 4는 2축 회전형 지그 장치의 한 실시예를 보이는 개념도이다.
도 5는 3축 회전형 지그 장치의 한 실시예를 보이는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 지그 장치와 인상재 트레이의 결합 모습을 보이는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 지그 장치와 치아 석고 캐스팅의 결합 모습을 보이는 사시도이다.
도 2는 치과용 X-선 촬영 장비를 활용한 본 발명의 한 실시예를 보이는 개념도이다.
도 3은 치과용 X-선 촬영 장비를 활용한 본 발명의 다른 실시예를 보이는 개념도이다.
도 4는 2축 회전형 지그 장치의 한 실시예를 보이는 개념도이다.
도 5는 3축 회전형 지그 장치의 한 실시예를 보이는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 지그 장치와 인상재 트레이의 결합 모습을 보이는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 지그 장치와 치아 석고 캐스팅의 결합 모습을 보이는 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 설명한다. 실시예들을 통해 본 발명의 기술적 사상이 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명이 이하에 설명된 실시예들에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있는 것이라는 점은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 한편 서로 다른 실시예에 사용된 동일한 도면 부호는 동일한 특성을 갖는 구성요소임을 나타내는 것으로서, 어느 한 실시예에서 설명된 구성요소와 동일한 도면 부호를 갖는 구성요소에 대한 설명은 다른 실시예에 대한 설명에서는 불필요한 중복을 방지하기 위해 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예를 보이는 개념도이다. 본 발명에 따른 치아 모형 X-선 촬영 시스템은 임의의 공간(100)에 배치될 수 있다. 이 공간(100)은 도면에 도시된 바와 같이 밀폐된 공간일 수도 있고, 개방된 공간일 수도 있다. 또한 X-선 차폐 벽으로 둘러싸인 공간일 수도 있다. 상기 공간(100)에 일정한 방향으로 X-선을 조사하는 X-선 방출원(11)이 배치되고, 상기 X-선 방출원(11)과 일정한 거리를 두고 마주보도록 X-선 디텍터(12)가 배치된다. 상기 X-선 디텍터(12)는 상기 X-선 방출원(11)에서 방출되어 피사체를 투과한 X-선을 수광하여 전기적인 신호를 발생시키는 것으로서, 기존의 치과용 X-선 촬영 장비에 적용되는 X-선 디텍터와 동일한 형태의 디텍터일 수도 있고, 다른 형태의 디텍터일 수도 있다.
상기 X-선 방출원(11)과 상기 X-선 디텍터(12) 사이의 X-선 진행 경로 상에 치아 모형(5)을 지지하는 지그 장치가 배치된다. 상기 지그 장치는 상기 X-선 진행 경로 상의 일정한 위치에 배치되는 지그 베이스(26)와 치아 모형(5)을 직접적으로 고정하고 지지하는 치아 모형 고정부(20)를 포함하고, 상기 치아 모형 고정부(20)는 상기 지그 베이스(26)에 대하여 Z1축을 중심으로 회전할 수 있게 샤프트(25)을 통해 연결될 수 있다. 상기 치아 모형 고정부(20)의 회전 동작은 상기 샤프트(25)와 지그 베이스(26) 사이에서 일어날 수도 있고, 상기 치아 모형 고정부(20)와 상기 샤프트(25) 사이에서 일어날 수도 있다. 이때, 회전 동작이 일어나는 부분에 베어링을 채용하여 회전 동작 시의 마찰에 따른 진동과 소음을 감소시킬 수 있다.
상기 치아 모형 고정부(20)는 화살표 L과 같이, X-선 진행 경로에 대해 실질적으로 수직 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 상기 X-선 방출원(11)과 상기 X-선 디텍터(12) 사이의 일정한 위치에서 승강하는 직선 운동을 할 수 있다. 또한, 상기 치아 모형 고정부(20)는 전술한 회전 운동과 직선 운동을 동시에 수행하여 화살표 S와 같은 형태의 나선 운동을 할 수도 있다. 이러한, 회전 운동, 직선 운동 및 나선 운동이 구동 모터를 포함하는 기구 설계를 통해서 구현될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명할 것이다.
치아 모형(5)을 X-선 촬영할 때는, 상기 치아 모형 고정부(20)를 상기 X-선 진행 경로에 대해 회전시키면서 많은 수의 프레임을 촬영하고, 이 프레임들의 영상 데이터를 연산 처리하여 상기 치아 모형(5)의 표면 영상을 얻을 수 있고, 표면 영상으로부터 표면 좌표 데이터를 획득할 수 있다.
도 2는 치과용 X-선 촬영 장비를 활용한 본 발명의 한 실시예를 보이는 개념도이다. 본 발명에 따른 치아 모형 X-선 촬영 시스템은 본 실시예와 같이 종래의 치과용 X-선 촬영 장비(200)를 채용하여 구성될 수 있다. 일반적인 치과용 X-선 촬영 장비(200)는, 양단부에 X선 방출원(211)과 X-선 디텍터(212)가 서로 대향하여 배치되도록 지지하는 회전암(203)과 상기 회전암(203)의 회전축과 연결되는 회전암 연결부(202), 그리고, 상기 회전암 연결부(202)를 통해 상기 회전암(203)의 하중을 지지하는 기둥부(201)를 포함한다. 여기서, 상기 X-선 디텍터(212)는 수광면의 종횡비가 커서 선형에 가까운 치아 파노라마 촬영용 디텍터일 수도 있고, 종횡비가 상대적으로 작은 면 디텍터 형태의 CT 촬영용 디텍터, 또는 두부 형상 촬영용 디텍터일 수도 있다. 범용인 치과용 X-선 촬영 장비(200)의 경우, 상기 파노라마 촬영용 디텍터와 CT 촬영용 디텍터가 한 몸체의 양면에 배치되어 도면에 표시된 Z3축을 중심으로 회전할 수 있는 구조를 가지고 있어서, 두 가지 디텍터가 선택적으로 사용될 수도 있다.
본 실시예에 따른 치아 모형 X-선 촬영 시스템은 상기 치과용 X-선 촬영 장비(200)의 기둥부(201)에 설치된 지그 장치를 포함할 수 있다. 상기 지그 장치는 상기 회전암(203) 아래의 상기 X-선 방출원(211)과 상기 X-선 디텍터(212) 사이에 배치된다. 상기 지그 장치는 상기 기둥부(201)에 고정적으로 배치된 지그 베이스(226)와 치아 모형(5)을 직접적으로 고정하여 지지하는 치아 모형 고정부(20) 및 이들이 Z1축을 중심으로 회전할 수 있도록 연결하는 샤프트(225)를 포함할 수 있다. 상기 치아 모형 고정부(20)의 회전 동작은 상기 샤프트(225)와 지그 베이스(226) 사이에서 일어날 수도 있고, 상기 치아 모형 고정부(20)와 상기 샤프트(225) 사이에서 일어날 수도 있다. 이때, 회전 동작이 일어나는 부분에 베어링을 채용하여 회전 동작 시의 마찰에 따른 진동과 소음을 감소시킬 수 있다.
상기 치아 모형 고정부(20)는 화살표 L과 같이, X-선 진행 경로에 대해 실질적으로 수직 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 상기 X-선 방출원(211)과 상기 X-선 디텍터(212) 사이의 일정한 위치에서 승강하는 직선 운동을 할 수 있다. 또한, 상기 치아 모형 고정부(20)는 전술한 회전 운동과 직선 운동을 동시에 수행하여 화살표 S와 같은 형태의 나선 운동을 할 수도 있다. 여기서, 상기 치아 모형 고정부(20)의 회전, 직선 또는 나선 운동은 상기 기둥부(201)에 고정된 상기 지그 베이스(226)에 대하여 상대적으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 치아 모형 고정부(20)의 회전 중심인 Z1축은 상기 회전암(203)의 회전 중심인 Z2축과 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. Z1과 Z2가 서로 동일 경우는 상기 치아 모형 고정부(20)가 상기 X-선 진행 경로에 대해 1축을 중심으로 회전하고, Z1과 Z2의 방향이 서로 다른 경우는 상기 회전암(203)과 상기 치아 모형 고정부(20)를 각각 또는 동시에 회전시킴으로써 상기 치아 모형 고정부(20)가 상기 X-선 진행 경로에 대해 2축을 중심으로 회전하는 것과 동일한 효과를 얻을 수도 있다.
아울러, 이상에서는 지그 장치의 지그 베이스(226)가 기둥부(201)에 직접 고정되는 것으로 설명하였지만, 필요하다면 지그 베이스(226) 치과용 X-선 촬영장비의 턱 받침대 등을 매개로 기둥부(201)에 간접 고정되는 것도 가능하다. 즉, 치아 모형 고정부(20)가 X-선 방출원(211)과 X-선 디텍터(212) 사이의 X-선 진행경로 상에 배치될 수 있다면 지그 장치의 고정위치는 특별한 제한이 없다.
도 3은 치과용 X-선 촬영 장비를 활용한 본 발명의 다른 실시예를 보이는 개념도이다. 본 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 치아 모형 X-선 촬영 시스템에 있어서, 상기 지그 장치는 상기 치과용 X-선 촬영 장비의 회전암(203)에 연결되게 설치될 수도 있다. 본 실시예에서 상기 회전암(203)에 대하여 고정되는 지그 베이스(227)는 기존의 헤드레스트 구조물의 일부를 차용할 수도 있다. 본 실시예에 따른 지그 장치는 상기 지그 베이스(227)에 대하여 X1축을 중심으로 회전하는 제1 회전 프레임(228)을 구비하고, 치아 모형(5)을 직접적으로 고정하여 지지하는 치아 모형 고정부(20)는 상기 제 1 회전 프레임(228)에 대하여 Z1축을 중심으로 회전하도록 설치될 수 있다. 본 도면에서는 상기 제 1 회전 프레임(228)과 상기 치아 모형 고정부(20)가 밀착되어 있는 것으로 보이나, 이들 사이를 회전축과 베어링으로 연결할 수 있음은 물론이다.
아울러, 이상에서는 지그 장치의 지그 베이스(227)가 회전암(203)에 직접 고정되는 것으로 설명하였지만, 필요하다면 지그 장치는 치아 모형 고정부(20)가 X-선 방출원(211)과 X-선 디텍터(212) 사이의 X-선 진행 경로 상에 놓이도록 X-선 방출원(211) 또는 X-선 디텍터(212)에 장착되는 것도 가능하다. 즉, 치아 모형 고정부(20)가 X-선 방출원(211)과 X-선 디텍터(212) 사이의 X-선 진행경로 상에 배치될 수 있다면 지그 장치의 고정위치는 특별한 제한이 없다.
도 4는 2축 회전형 지그 장치의 한 실시예를 보이는 개념도이다. 본 실시예는 치아 모형(5)을 상기 X-선 진행 경로에 대해 2개의 축을 중심으로 회전시킬 수 있는 구조의 지그 장치를 포함하는 것으로서, 상기 도 2의 실시예와 같이, 치과용 X-선 촬영 장비의 기둥부(201)에 설치될 수 있다. 상기 지그 장치는 상기 기둥부(201)에 고정적으로 배치된 지그 베이스(226)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 지그 장치는 상기 지그 베이스(227)에 대하여 샤프트(225)로 연결되어 Z1축을 중심으로 회전하는 제1 회전 프레임(229)을 구비하고, 치아 모형(5)을 직접적으로 고정하여 지지하는 치아 모형 고정부(20)는 상기 제 1 회전 프레임(229)에 대하여 X1축을 중심으로 회전하도록 설치될 수 있다. 상기 도 3 및 도 4의 실시예에 있어서, X1축의 방향은 상기 Z1축의 방향과 서로 다르다. 두 방향이 서로 수직을 이룰 수도 있으나, 반드시 수직을 이룰 필요는 없다. 여기서, 본 실시예의 지그 장치는 도 3의 실시예와 같이, 치과용 X-선 촬영 장비의 회전암(203)에 설치될 수 있고, 이를 위해 일부 구조적인 변경이 있을 수 있음은 별도의 도면으로 설명하지 않아도 당업자에게는 자명하게 이해될 수 있다. 뿐만 아니라, 별도의 지지 구조물에 의해 지면에 대해 고정되게 설치될 수도 있음은 물론이다.
상기 치아 모형 고정부(20)는 화살표 L과 같이, X-선 진행 경로에 대해 실질적으로 수직 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 상기 X-선 방출원(211)과 상기 X-선 디텍터(212) 사이의 일정한 위치에서 승강하는 직선 운동을 할 수 있다. 또한, 상기 치아 모형 고정부(20)는 전술한 회전 운동과 직선 운동을 동시에 수행하여 화살표 S와 같은 형태의 나선 운동을 할 수도 있다. 여기서, 상기 치아 모형 고정부(20)의 회전, 직선 또는 나선 운동은 상기 기둥부(201)에 고정된 상기 지그 베이스(226)에 대하여 상대적으로 이루어질 수 있다.
도 5는 3축 회전형 지그 장치의 한 실시예를 보이는 개념도이다. 본 실시예에 따른 지그 장치도 역시 상기 X-선 진행 경로 상의 일정한 위치에 배치되는 것으로서, 치과용 X-선 촬영 장비에 설치되는 경우, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 도 2 내지 도 3의 기둥부(201) 또는 회전암(203)에 설치될 수 있다. 뿐만 아니라, 별도의 지지 구조물에 의해 지면에 대해 고정되게 설치될 수도 있음은 물론이다.
본 실시예에 따른 지그 장치(230)는, 치아 모형(5)이 직접적으로 고정되는 치아모형 고정부(20)를 자이로스코프와 같이 3개의 축에 대해 회전시킬 수 있는 구조를 가질 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 상기 X-선 진행 경로 상의 일정한 위치에 배치되는 지그 베이스(234)와 상기 지그 베이스(234)에 대해서 고정된 원형 프레임(233)과 상기 원형 프레임(233)에 대하여 1축을 중심으로 회전할 수 있도록 연결되는 제 1 회전 프레임(232), 상기 제 1 회전 프레임(232)에 대해 1축을 중심으로 회전할 수 있도록 연결되는 제 2 회전 프레임(231) 및 상기 제 2 회전 프레임(231)에 대해 1축을 중심으로 회전할 수 있도록 연결되고, 치아 모형(5)이 고정되도록 지지하는 치아 모형 고정부(20)을 포함할 수 있다.
이러한 구성을 통해 치아 모형(5)을 X-선 촬영할 때, 상기 치아 모형 고정부(20)를 임의의 축 방향으로 회전시킬 수 있고, 다양한 각도에서의 X-선 촬영 영상을 얻음으로써 치아 모형(5)의 정확한 표면 좌표 데이터를 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 지그 장치와 인상재 트레이의 결합 모습을 보이는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 지그 장치와 치아 석고 캐스팅의 결합 모습을 보이는 사시도이다. 본 실시예에 따른 지그 장치는 치아 모형으로서 피검자의 치아로부터 채득한 인상재를 포함하는 음각의 치아 모형을 고정할 수도 있고, 상기 음각의 치아 모형을 이용하여 석고 등으로 캐스팅을 형성한 양각의 치아 모형을 고정할 수도 있다. 이러한 치아 모형의 예로서, 상기 도 6에는 인상재를 이용한 음각의 치아 모형(미도시)을 지지하는 인상재 트레이(51)를 도시하였고, 도 7에는 양각의 치아 모형의 예로서 석고 캐스팅(52)을 도시하였다. 통상적으로 무른 재질의 소재로 이루어지는 인상재 음각 치아 모형을 치아 모형 고정부(20)에 고정하고자 할 때, 직접 고정하기 어려울 수 있으므로 강성이 있는 인상재 트레이를 이용하여 고정할 수 있다. 레이저나 광학식 등 반사광을 이용하는 스캐너의 경우, 음각의 치아 모형으로부터 치아의 표면에 해당하는 표면 영상을 얻기는 매우 어려운 반면, 본 발명에 따른 X-선 촬영시스템은 투과성인 X-선을 이용하므로 음각의 치아 모형이든 양각의 치아 모형이든 무관하게 치아의 표면에 대응되는 치아 모형의 표면 좌표를 얻을 수 있다.
본 실시예에 따른 지그 장치는, 상기 지그 베이스(미도시)에 대해 적어도 1축을 중심으로 회전할 수 있도록 연결하는 샤프트(25)와, 상기 샤프트(25)와 연결되고 인상재 트레이(51) 또는 석고 캐스팅(52)을 직접적으로 지지하는 고정부 몸체(23)와, 상기 고정부 몸체(23)와 연결되고 상기 인상재 트레이(51) 또는 상기 석고 캐스팅(52)을 가압하여 상기 고정부 몸체(23)에 대해 고정되도록 하는 클램프(21)를 갖는 치아모형 고정부(20)를 포함할 수 있다. 상기 클램프(21)는 상기 고정부 몸체(23)에 형성된 가이드(22)에 의해 그 움직임이 제한될 수 있고, 도시되지는 않았으나 나사 방식의 조임 부재나 탄성 가압 부재를 이용하여 상기 클램프(21)가 치아 모형의 일부를 가압하여 고정하도록 구성될 수 있다. 다만, 치아 모형 고정부(20)에 대한 치아 모형의 고정이 이러한 고정 방식에 한정되는 것은 아니며, 흡착, 접착 또는 점착 등 다양한 방식으로 고정될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 치아 모형 고정부(20)의 일부, 예를 들어 상기 고정부 몸체(23)에는 X-선에 대한 투과율이 다른 부분과 확연히 구별되는 소재로 이루어진 마커(24)가 마련될 수 있다. 이러한 마커(24)는 3개가 마련되어 삼각법에 의해 활용될 수 있다. X-선 촬영 시스템에 의해서 다양한 각도에서 촬영된 치아 모형의 영상 프레임에 대하여, 상기 치아 모형이 X-선 진행 경로에 대해 어떤 각도로 촬영되었는지를 나타내는 자세 정보를 제공함으로써, 표면 좌표 획득을 위한 영상처리를 도울 수 있다. 한편, 이러한 마커(24)를 별도로 마련하지 않고, 상기 클램프(21)와 같은 특정 부재가 마커와 같은 역할을 하도록 구성될 수도 있다.
한편, 전술한 실시예들에 있어서, 상기 지그 장치를 이루는 부품들은 X-선 투과율이 높은 소재로 만들어질 수 있다. 또한, 음각 또는 양각의 치아 모형의 소재와 X-선 투과율의 차이가 큰 소재를 이용하는 것이 유리하다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 상기 지그 장치의 전부 또는 일부는 플라스틱 소재로 만들어질 수 있으며, 일부 강성이 필요한 부분에 있어서는 원자번호가 14(알루미늄의 원자번호) 이하인 금속 소재를 채용할 수도 있다.
5: 치아 모형 11, 211: X-선 방출원
12, 212: X-선 디텍터 20: 치아 모형 고정부
26, 226, 227: 지그 베이스 201: 기둥부
203: 회전암 228, 229, 232: 제 1 회전 프레임
231: 제 2 회전 프레임
12, 212: X-선 디텍터 20: 치아 모형 고정부
26, 226, 227: 지그 베이스 201: 기둥부
203: 회전암 228, 229, 232: 제 1 회전 프레임
231: 제 2 회전 프레임
Claims (15)
- X-선을 조사하는 X-선 방출원;
상기 X-선 방출원과 대면 배치되고, 상기 X-선 방출원으로부터 조사된 X-선을 수광하여 전기적 신호를 생성하는 X-선 디텍터; 및
상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터 사이에서 치아 모형을 고정하고, X-선 진행 경로에 대해 적어도 1축을 중심으로 상기 치아 모형을 상대 회전 시키는 지그 장치를 포함하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 지그 장치는,
고정된 지그 베이스; 및
상기 치아 모형이 고정되고, 상기 지그 베이스에 대해 적어도 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되는 치아 모형 고정부를 포함하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 지그 장치는,
상기 치아 모형을 상기 X-선 진행 경로에 대해 실질적인 수직 방향으로 직선 이동시키는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 3에 있어서,
상기 지그 장치는,
고정된 지그 베이스; 및
상기 치아 모형이 고정되고, 상기 지그 베이스에 대해 적어도 1축을 중심으로 회전하고 상기 회전과 별도 또는 병행하여 상기 지그 베이스에 대해 실질적인 수직 방향으로 직선 이동하도록 상기 지그 베이스에 연결되는 치아 모형 고정부를 포함하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 2 또는 4에 있어서,
상기 지그 베이스에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되고, 상기 치아 모형 고정부가 자신에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 제 1 회전 프레임을 더 포함하여, 상기 치아 모형은 상기 X-선 진행 경로에 대해 2축을 중심으로 회전하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 2 또는 4에 있어서,
상기 지그 베이스에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되는 제 1 회전 프레임; 및
상기 제 1 회전 프레임에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 제 1 회전 프레임에 연결되고 상기 치아 모형 고정부가 자신에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 제 2 회전 프레임을 더 포함하여, 상기 치아 모형은 상기 X-선 진행경로에 대해 3축을 중심으로 회전하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 2 또는 4에 있어서,
상기 치아 모형 고정부는,
상기 치아 모형을 지지하는 고정부 몸체; 및
상기 고정부 몸체에 구비되어 상기 치아 모형을 가압 고정하는 클램프를 포함하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 7에 있어서,
상기 고정부 몸체에 구비된 3개 이상의 마커를 더 포함하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터가 양 단부에 고정되는 회전암;
상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터 사이의 일 지점을 중심으로 회전 가능하도록 상기 회전암이 연결되는 회전암 연결부; 및
상기 회전암 연결부를 지지하는 기둥부를 더 포함하는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 9에 있어서,
상기 지그 장치는 상기 기둥부 또는 회전암 중 어느 하나에 연결되는 치아 모형 X-선 촬영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 치아 모형은 피검자의 구강조직의 형태가 음각된 인상재 또는 상기 구강조직의 형태가 양각된 석고모형 중 적어도 하나인 X-선 촬영 시스템. - X-선 방출원과 X-선 디텍터 사이의 한 위치에 고정될 수 있도록 제공되는 지그 베이스; 및
치아 모형이 고정되도록 지지하고, 상기 X-선 방출원과 상기 X-선 디텍터를 연결하는 X-선 진행 경로에 대해 적어도 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되는 치아 모형 고정부를 포함하는 지그 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 치아 모형 고정부는 X-선 진행 경로에 대해 실질적인 수직 방향으로 직선 이동하도록 상기 지그 베이스에 연결되는 치아 모형 고정부를 포함하는 지그 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 지그 베이스에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되고, 상기 치아 모형 고정부가 자신에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 제 1 회전 프레임을 더 포함하여, 상기 치아 모형은 상기 X-선 진행 경로에 대해 2축을 중심으로 회전하는 지그 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 지그 베이스에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 지그 베이스에 연결되는 제 1 회전 프레임; 및
상기 제 1 회전 프레임에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 상기 제 1 회전 프레임에 연결되고 상기 치아 모형 고정부가 자신에 대해 1축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 제 2 회전 프레임을 더 포함하여, 상기 치아 모형은 상기 X-선 진행 경로에 대해 3축을 중심으로 회전하는 지그 장치.
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Legal Events
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