KR20150102900A - 치과시술용 보조장치와 이를 포함하는 치과시술 시스템 및 치과시술용 보조장치를 이용한 치과시술방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아의 치료를 위한 핸드피스의 가동 위치를 정밀하게 제어할 수 있어 정밀 진료 및 치료가 가능한 치과시술용 보조장치와 이를 포함하는 치과시술 시스템 및 치과시술용 보조장치를 이용한 치과시술방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 치과시술용 보조장치는 환자의 구강촬영을 통해 획득한 3차원 구강 이미지정보를 활용하여 상기 환자의 구강에 대응하도록 형성된 치아고정부와, 상기 치아고정부가 지지되는 베이스부와, 상기 베이스부에 3축 이동이 가능하도록 설치되는 제1 구동유닛과, 상기 제1 구동유닛에 지지되는 핸드피스와, 상기 핸드피스에 설치되어, 상기 핸드피스의 단부에 마련된 작동부가 2축 이상의 회전축을 중심으로 회동 가능하게 형성된 제2 구동유닛을 구비한다.

Description

치과시술용 보조장치와 이를 포함하는 치과시술 시스템 및 치과시술용 보조장치를 이용한 치과시술방법 {Auxiliary device for dental treatment, dental treatment system and dental treatment method}

본 발명은 치과시술용 보조장치와 이를 포함하는 치과시술 시스템 및 치과시술용 보조장치를 이용한 치과시술방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치아의 3차원 구강이미지를 획득하여 치아고정부를 제작하고 이를 통해 치아의 치료를 위한 핸드피스의 가동 위치를 정밀하게 제어할 수 있어 정밀 진료 및 치료가 가능한 치과시술용 보조장치와 이를 포함하는 치과시술 시스템 및 치과시술용 보조장치를 이용한 치과시술방법에 관한 것이다.

치아의 삭제, 치아 내 신경이나 혈관의 제거, 임플란트 식립 등에 사용되는 핸드피스는, 드릴이나 버, 파일 등을 장착시켜 회전시킴으로써 소기의 목적을 달성하는 치과 치료용 기구를 말하며, 치과 치료에 있어서 핸드피스의 조작 영역을 계획한 만큼 유지하는 것은 성공적인 치료를 위해 매우 중요하다.

특히 충치 치료나 보철 치료를 위해 치아를 삭제할 때에는 시술자가 핸드피스를 이용해 치아를 절삭하게 되는데, 치아의 손실을 최소화하는 것이 중요하지만, 핸드피스를 사용하는 시술자의 숙련도에 따라 절삭량, 모양, 위치 등의 결과물이 다를 수 밖에 없다.

이러한 문제를 해결하기 위해 핸드피스 드릴용 가이드 장치 등이 개발되었으나, 임플란트 시술과 같은 천공시술의 경우 그 형태와 모양이 거의 일정한 반면, 충치치료나 크라운을 씌우는 보철치료의 경우 환부의 상태와 모양, 정도에 따라 삭제 영역의 크기나 모양이 모두 다르기 때문에 일률적인 형태의 가이드를 사용하기 어렵다.

특히 구강 내의 치아의 교합면은 curve of wilson과 curve of Spee와 같은 곡면 형상을 이루기 때문에 단순한 3축 이동의 구동장치로는 시술용 툴을 치아의 시술 위치에 정확하게 위치시키기 어렵다.

한국공개특허 제10-2014-0021521호 : 치아 절삭 안내장치 및 이를 이용한 치과 치료 방법 한국공개특허 제10-2013-0123192호 : 치과 임플란트 시술 로봇 시스템 및 이를 이용한 임플란트 시술 방법

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 치아의 3차원 구강이미지를 기반으로 제작된 치아고정부를 중심으로 자동으로 치아 치료를 위한 핸드피스의 구동을 제어하며, 핸드피스의 작동부의 작동위치를 직각좌표계 및 구형좌표계의 좌표에 따라 조절하여 정확한 핸드피스의 제어가 가능하도록 형성된 치과시술용 보조장치와 이를 포함하는 치과시술 시스템 및 치과시술용 보조장치를 이용한 치과시술방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 치과시술용 보조장치는 환자의 구강촬영을 통해 획득한 3차원 구강 이미지정보를 활용하여 상기 환자의 구강에 대응하도록 형성된 치아고정부와, 상기 치아고정부가 지지되는 베이스부와, 단부에 치아의 시술을 위한 작동부가 마련되어 있는 핸드피스와, 상기 핸드피스의 작동부를 상기 베이스부에 3축 이상 이동이 가능하도록 구동하는 구동수단을 구비한다.

상기 구동수단은 상기 베이스부에 3축 이상의 중심축을 따라 이동이 가능하도록 설치되는 제1 구동유닛과, 상기 핸드피스에 설치되어, 상기 핸드피스의 단부에 마련된 작동부가 2축 이상의 회전축을 중심으로 회동 가능하게 형성된 제2 구동유닛을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제1 구동유닛은 상기 베이스부에 제1 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1 구동부와, 상기 제1 구동부에 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2 구동부와, 상기 제2 구동부에 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 제3 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 핸드피스는 상기 제1 구동유닛에 고정되는 본체부와, 상기 본체부의 단부에 마련되며 시술용 툴이 장착되는 작동부를 포함하고, 상기 제2 구동유닛은 상기 본체부의 전방에 상기 본체부의 길이방향을 따라 연장되는 제1 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전부와, 상기 회전부를 회전시키기 위한 제1 회전구동부와, 상기 회전부의 전방에 상기 작동부를 상기 제1 회전축과 교차되는 방향의 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 지지하는 제1 지지부재와, 상기 작동부를 회전시키기 위한 제2 회전구동부를 구비할 수 있다.

상기 제2 구동유닛은 상기 작동부 또는 상기 작동부의 시술용 툴이 상기 시술용 툴의 길이방향을 따라 진퇴 구동하는 진퇴구동부를 더 구비할 수 있으며, 상기 제1 회전구동부는 상기 회전부의 외주면에 원주방향을 따라 형성된 웜휠과, 상기 본체부의 단부에 지지되어 상기 웜휠과 치합되는 웜을 포함하고, 상기 제2 회전구동부는 상기 제1 지지부재 또는 상기 회전부의 일측에 설치되고, 진퇴로드가 상기 작동부에 연결되어 상기 진퇴로드의 진퇴구동에 의해 상기 작동부를 회전시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.

상기 제2 구동유닛은 상기 제1 지지부재에 상기 작동부를 상기 시술용 툴의 길이방향을 따라 진퇴 가능하도록 지지하는 회전하우징을 더 구비하며, 상기 진퇴구동부는 상기 회전하우징의 단부에 설치되어 상기 작동부를 상기 회전하우징으로부터 인출 또는 인입되는 방향을 따라 진퇴구동하는 액추에이터로 될 수 있다.

본 발명의 치과시술 시스템은 환자의 구강 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 기초로 환자의 구강에 대한 3차원 이미지를 생성하는 구강이미지 생성유닛과;

상기 구강이미지 생성유닛에서 생성된 3차원 이미지를 기초로 시술대상 환자의 구강을 고정하기 위한 치아고정부를 생성하는 치아고정부 생성유닛과, 상기 치아고정부 생성유닛에서 제작된 치아고정부를 포함하며, 상기 치과시술용 보조장치를 구비한다.

상기 구강이미지 생성유닛은 환자의 구강 이미지를 촬영하는 촬영부와, 사랑니의 존재 여부, 연령, 성별을 포함하는 기준에 따라 형성된 다수의 템플릿 이미지를 포함하는 템플릿 이미지 저장부와, 상기 템플릿 이미지 저장부에 저장된 다수의 템플릿 이미지 중 선택된 템플릿 이미지와 상기 촬영부에서 촬영된 촬영이미지를 통해 3차원 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 치아시술용 보조장치를 이용한 치아시술방법은 환자의 구강 이미지를 촬영하고, 선택된 템플릿 이미지와 상기 촬영된 구강 이미지를 통해 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성단계와, 상기 3차원 이미지를 이용해 시술대상 치아가 노출될 수 있으며 환자의 구강을 고정할 수 있는 치아고정부를 생성하는 치아고정부 생성단계와, 상기 치아고정부가 장착되는 상기 제1 내지 제4항 중 선택된 어느 한 항의 치과시술용 보조장치를 통해 치아에 시술을 하는 시술단계를 포함한다.

본 발명에 따른 치과시술용 보조장치와 이를 포함하는 치과시술 시스템 및 치과시술용 보조장치를 이용한 치과시술방법은 촬영된 구강의 3차원 이미지를 통해 치아고정부를 제작하고, 치아고정부를 통해 정확한 기준점을 중심으로 핸드피스의 작동부가 이동 및 제어됨으로써 시술자의 숙련도에 관계없이 정확한 위치에서 시술이 이루어져 시술의 효율성 및 안정성이 상승될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 치과시술 시스템의 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 구강이미지 생성유닛에서 3차원 이미지를 생성하는 단계를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 치과시술용 보조장치의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 치아고정부를 도시한 발췌 사시도,
도 5는 핸드피스의 제2 구동유닛을 도시한 사시도,
도 6은 핸드피스에 의해 치아 치료가 이루어지는 상태를 도시한 개념도,
도 7은 제2 구동유닛의 다른 실시예를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 치과시술용 보조장치를 통한 치아 시술 과정을 도시한 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 치과시술용 보조장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1을 참조하면 본 발명의 치과시술 시스템은 보철이나 충치치료, 크라운 장착 등 다양한 치아 시술을 위해 치아의 연마나 삭제를 위한 것으로 환자의 구강 이미지를 획득하기 위한 구강이미지 생성유닛과, 상기 구강이미지 생성유닛을 통해 획득한 3차원 이미지를 기초로 시술중 환자의 구강을 고정하기 위한 치아고정부를 형성하는 치아고정부 생성유닛과, 치아의 연마나 삭제 등의 시술을 실시하기 위한 치과시술용 보조장치(10)를 구비한다.

상기 구강이미지 생성유닛은 환자의 구강에 대한 3차원 이미지를 생성하기 위한 것으로, 촬영부와, 상기 촬영부에서 촬영된 이미지를 3차원 이미지로 변환하기 위한 기본 템플릿 이미지를 제공하는 템플릿 이미지 저장부와, 상기 촬영부의 촬영 이미지와 선택된 템플릿 이미지를 통해 환자의 구강에 대한 3차원 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 구비한다.

상기 촬영부에서는 환자의 구강 이미지를 촬영하며, 이미지 생성부는 기본 템플릿 이미지와 상기 촬영부에서 촬영된 이미지를 통해 3차원 이미지를 생성하게 된다. 즉, 기본 템플릿 이미지를 기반으로 환자의 구강 상태에서 치아의 존재 여부와 치아의 위치 정보, 치아의 형상 정보를 획득하며, 이러한 정보가 반영된 3차원 이미지를 생성하게 된다.

도 2를 참조하여 상기 3차원 이미지를 생성하는 과정을 더욱 상세하게 설명하면, 먼저 템플릿 이미지 저장부에 저장된 기본 템플릿 이미들 중 환자의 구강에 대응하는 템플릿 이미지 하나를 선택한다.

예를 들어 상기 템플릿 이미지는 사랑니의 존재 여부를 기준으로 구분될 수 있는데, 사랑니가 존재하는 템플릿 이미지는 32개의 치아가 포함되는 3D 템플릿 이미지이고, 사랑니가 포함되지 않는 템플릿 이미지의 경우 28개의 치아가 포함되는 3D 템플릿 이미지일 수 있다.

상기 템플릿 이미지의 선택은 시술을 실시하는 의사가 직접 판단하여 선택할 수도 있고, 이미지 생성부에서 촬영된 환자의 구강 이미지를 기초로 자동으로 선택할 수도 있다.

환자의 치아 상태, 연령, 성별 등 다양한 조건에 따라 환자의 구강 구조와 가장 유사한 템플릿 이미지가 결정되면 촬영부에서 촬영된 촬영이미지와 템플릿 이미지 상의 치아를 상호 매칭한다. 이 중 특정 치아가 매칭되지 않는 경우 해당 치아는 존재하지 않는 치아로 판단될 수 있으며, 이러한 매칭 절차를 통해 환자의 치아 각각이 사랑니를 포함하는 템플릿 이미지의 경우 1번 내지 32번 또는 사랑니를 포함하지 않는 템플릿 이미지의 경우 1번 내지 28번으로 인덱스 될 수 있다.

그리고 템플릿 이미지를 기반으로 매칭된 환자의 치아의 3차원 좌표 정보를 획득한다.

인덱스된 각각의 치아 위치정보를 판단하기 위해 환자의 복수의 구강 이미지를 기반으로 치아 간 거리 정보를 획득하며, 이러한 거리정보를 기반으로 각 치아의 위치정보가 3차원 좌표로 획득될 수 있다.

그리고 상기 템플릿 이미지를 기반으로 매칭된 환자의 치아 형태의 보정정보를 획득한다.

상기 이미지 생성유닛은 상술한 단계를 거쳐 각 치아들의 위치정보와 형태 보정정보를 기반으로 선택된 템플릿 이미지를 보정하여 환자의 3차원 구강 이미지를 생성한다.

그리고 상기 치아고정부 생성유닛은 구강이미지 생성유닛에서 획득한 3차원 이미지를 기초로 치과 시술 중 환자의 구강을 고정하기 위한 치아고정부(100)를 생성하게 된다.

상기 치아고정부 생성유닛은 3D 프린터가 적용될 수도 있고, 기본 형상의 고정틀을 3차원 이미지를 기초로 환자의 구강 구조와 치아 상태에 맞도록 절삭하거나 연마하는 형태로 제작될 수도 있다.

도 3 내지 도 6에는 본 발명에 따른 치과시술용 보조장치(10)의 일 실시예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 치과시술용 보조장치(10)는 치아고정부(100)와, 베이스부(200), 제1 구동유닛(300), 핸드피스(400), 제2 구동유닛(500)을 포함한다.

상기 치아고정부(100)는 환자의 구강을 고정하기 위한 것이다.

먼저 치료를 할 환자의 구강이미지를 촬영하여 3차원 구강 이미지 정보를 획득하며, 이 3차원 이미지 정보를 통해서 환자의 구강에 대응하도록 치아고정부(100)를 제작한다.

치아고정부(100)는 환자의 상악과 하악 치아를 끼울 수 있는 마우스피스 형태로 형성될 수 있으며, 시술할 치아는 노출될 수 있도록 형성되어 있다.

상기 치아고정부(100)는 고정지지체(130)에 결합되어 후술하는 베이스부(200)에 고정되는데, 고정지지체(130)는 상부지지체(131)와 하부지지체(132)를 구비하며, 치아고정부(100)는 상부지지체(131)에 고정되는 상부고정부(110)와, 하부지지체(132)에 고정되는 하부고정부(120)를 포함한다.

상부고정부(110)와 하부고정부(120)는 환자가 입을 벌린 상태에 대응되는 형상으로 각각 고정되어 있으며, 환자가 치아고정부(100)를 입에 문 상태가 되면, 환자는 입을 벌린 상태로 자세가 유지되며, 각 치아의 위치도 치아고정부(100)에 고정된 위치로 유지될 수 있다.

상기 치아고정부(100)는 고정지지체(130)에 착탈 가능하게 결합되며, 환자에 따라 개별적으로 제작된 치아고정부(100)를 고정지지체(130)에 장착하여 시술을 진행하게 된다.

베이스부(200)는 상기 치아고정부(100)와 후술하는 제1 구동유닛(300)을 지지하기 위한 것으로서, 별도의 지지체에 고정되거나, 치과 시술에 사용되는 유니트체어에 고정될 수 있다.

상기 제1 구동유닛(300)은 상기 베이스부(200)에 설치되는 것으로서, 베이스부(200)에 제1 방향을 따라 슬라이딩 가능한 제1 구동부(310)와, 상기 제1 구동부(310)에 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2 구동부(320)와, 상기 제2 구동부(320)에 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향을 따라 이동가능하게 설치되는 제3 구동부(330)를 포함한다.

베이스부(200)에는 제1 방향을 따라 나란하게 연장된 제1 가이드레일(210)이 마련되고, 제1 구동부(310)는 제1 가이드레일(210)을 따라 슬라이딩 구동한다.

제1 구동부(310)의 상면에는 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된 제2 가이드레일(311)이 마련되어 있으며, 제2 구동부(320)가 상기 제1 구동부(310)의 상면에 제1 가이드레일(210)을 따라 주행할 수 있도록 설치된다.

상기 제1 구동부(310)와 제2 구동부(320)는 도시되지는 않았으나, 액추에이터에 의해 각각 제1 가이드레일(210)과 제2 가이드레일(311)을 따라 주행할 수도 있고, 또는 베이스부(200)와 제1 구동부(310)의 내부 일측에 각각 모터가 설치되고, 상기 각각의 모터에 의해 회전하는 스크류부재가 마련되며, 상기 제1 구동부(310)와 제2 구동부(320)가 각각의 스크류부재에 나사결합됨으로써 상기 모터의 구동에 의해 제1 구동부(310)와 제2 구동부(320)가 슬라이딩 구동할 수도 있다.

상기 제3 구동부(330)는 상기 제2 구동부(320)에 상하로 연장되게 설치된 수직부재(331)와, 상기 수직부재(331)를 따라 상하로 주행가능한 승강이동부재(333)를 구비한다.

수직부재(331)에도 상기 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향을 따라 연장된 제3 가이드레일(332)이 형성되어 있으며, 승가이동부재는 상기 제3 가이드레일(332)을 따라 상하로 승강 이동할 수 있다. 그리고 상기 승강이동부재(333) 역시 도시되지 않았으나, 수직부재(331)의 내측에 설치되는 액추에이터 또는 모터에 의해 회전하는 스크류부재에 의해 승강 이동이 이루어지게 형성될 수 있다.

상기 승강이동부의 일측에는 핸드피스(400)를 고정하기 위한 클램핑부(334)가 마련되어 있다. 클램핑부(334)에는 핸드피스(400)가 고정되며, 상기 핸드피스(400)와 클램핑부(334)의 결합위치가 일정하도록 핸드피스(400)와 클램핑부(334) 중 양측 또는 어느 일측에 결합위치를 가이드하기 위한 결합가이드부가 마련될 수 있다.

상기 핸드피스(400)는 상기 승강이동부에 설치되는 본체부(410)와, 시술을 위한 툴이 장착되는 작동부(420)와, 상기 작동부(420)를 2축으로 회전시키기 위한 제2 구동유닛(500)을 포함한다.

상기 본체부(410)는 통상적인 핸드피스(400)와 동일하며, 후측 단부에 에어와 물을 공급하기 위한 케이블이 결합될 수 있다.

본체부(410)의 전방측 단부에는 제2 구동유닛(500)에 의해 작동부(420)가 설치되는데, 작동부(420)는 치과시술을 위한 다양한 시술용 툴을 체결할 수 있다.

제2 구동유닛(500)는 작동부(420)를 2축으로 회전시키기 위한 것으로서, 본체부(410)의 전방에 회전 가능하게 설치되는 회전부(510)와, 상기 회전부(510)의 단부에 고정되는 제1 지지부재(530)와, 회전부(510)와 작동부(420)를 회전시키기 위한 제1 회전구동부(520) 및 제2 회전구동부(540)를 포함한다.

회전부(510)는 본체부(410)의 전방에 설치되는데, 본체부(410)의 길이방향과 나란한 방향으로 연장되는 제1 회전축을 중심으로 회전이 가능하도록 결합되어 있다.

제1 회전구동부(520)는 회전부(510)를 회전시키기 위한 것으로서, 본 실시예에서는 회전부(510)의 외주면에 원주방향을 따라 형성된 웜휠(522)과, 본체부(410)에 지지되어 상기 웜휠(522)과 치합되는 웜(521)을 구비한다. 상기 본체부(410)에는 웜(521)을 회전시키기 위한 소형 모터가 마련되며, 상기 웜(521)을 회전시켜 웜휠(522)을 돌리면 회전부(510)가 웜휠(522)과 함께 회전이 이루어진다.

상기 제1 지지부재(530)는 회전부(510)의 단부에 형성되어 있으며, 양측으로 갈라진 'Y'자형 부재로 형성될 수 있다. 제1 지지부재(530)의 단부에는 상기 작동부(420)가 설치되는데, 작동부(420)는 제1 회전축과 교차하는 제2 회전축을 중심으로 회전이 이루어질 수 있게 설치된다. 즉, 작동부(420)에 상호 대향되는 돌기가 제2 회전축 방향으로 돌출되고, 이 돌기들이 제1 지지부재(530)에 회전 가능하게 끼워짐으로써 작동부(420)가 제1 지지부재(530)에 제2 회전축을 중심으로 회전할 수 있게 결합된다.

그리고 제2 회전구동부(540)는 상기 제1 지지부재(530)에 설치된 액추에이터를 포함하는데, 액추에이터의 진퇴로드가 상기 작동부(420)에 연결되어 작동부(420)를 제2 회전축을 중심으로 회전시킬 수 있다.

이렇게 본 발명에 따른 치과시술용 보조장치(10)는 환자의 구강 이미지 촬영을 통해 환자의 구강구조에 대응하는 치아고정부(100)를 제작한 후, 상기 치아고정부(100)를 환자가 물게 하여 환자의 구강 위치를 고정하고, 이 상태에서 제1 구동유닛(300)과 제2 구동유닛(500)에 의해 이동하는 핸드피스(400)의 작동부(420)가 치료 대상 치아를 연마하거나 절삭하여 보철이나 레진, 크라운 등의 시술을 정확하게 실시할 수 있도록 돕는다.

특히 상기 작동부(420)는 제1 구동유닛(300)에 의해 직각좌표계의 3축 방향을 따라 적정위치로 이동한 후, 상기 제1 회전구동부(520) 또는 제2 회전구동부(540)에 의해 제1 회전축이나 제2 회전축을 중심으로 회전하면서, 시술을 위한 적정 방향으로 시술용 툴의 시술 방향을 조절할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 제2 구동유닛(500)이 상호 교차하는 제1 회전축과 제2 회전축을 중심으로 2축 회전이 이루어지도록 형성되어 있으나, 도 7에 도시되어 있는 것처럼 상기 제2 구동유닛(600)은 상기 두 개의 축을 중심으로 회전할 뿐 아니라 작업 툴의 길이방향을 따라 진퇴 구동이 이루어질 수 있도록 형성될 수도 있다.

즉, 회전부(610)의 단부에 제1 지지부재(630)가 설치되고, 이 제1 지지부재(630)에는 회전하우징(640)이 마련되어 상기 회전하우징(640)이 제1 지지부재(630)에 제2 회전축을 중심으로 회전할 수 있게 결합되며, 이 회전하우징(640)에 작동부(420)가 툴의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된다. 그리고 회전하우징(640)의 단부에 상기 작동부(420)를 진퇴구동하기 위한 진퇴구동부(660)가 마련될 수 있다.

도시되지는 않았으나 상기 회전후아징(640)의 내부에 작동부(420)의 슬라이딩 방향을 가이드하기 위한 별도의 가이드부재가 마련될 수 있으며, 진퇴구동부(660)에 의해 작동부가 진퇴구동하면서 툴이 치아를 연마하거나 삭제할 수 있다.

이렇게 본 실시예의 제2 구동유닛(600)은 작동부(420)가 두 개의 축을 중심으로 회전하고 또 작동부의 툴의 길이방향을 따라 진퇴구동할 수 있기 때문에 작동부(420)의 시술위치의 조절이 정밀하게 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 치과시술용 보조장치(10)를 이용한 시술과정을 도 8을 참조해서 설명하면, 먼저 3D 스캐너를 이용해 환자의 구강을 스캔하여 구강 및 치아 자료를 확보한다.

3D 스캐너를 이용해 획득한 스캔자료는 CAD 자료로 변환하며, 변환된 CAD 자료와 이미지를 이용해 시술자(치과의사)는 환자의 처치에 대한 방법 및 프로세스 계획서를 작성한다.

이렇게 환자의 구강 구조의 획득 데이터를 통해 환자의 구강구조에 맞는 치아고정부(100)를 제작한다.

치아고정부(100)를 고정지지체(130)에 장착한 다음 환자의 치아와 교합상태를 확인하는데, 만약 환자의 구강 구조와 치아고정부(100)의 교합상태가 불량하면 다시 치아고정부(100)를 제작하고, 교합이 정상적으로 이루어지면 치아 시술을 진행한다.

계획된 작업 프로세스에 따라 치아시술용 보조장치가 자동으로 시술대상 치아에 대해 시술을 진행하는데, 각 시술단계를 진행하기 전에 시술자의 확인을 받아 진행이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

구강이미지를 촬영하여 획득한 정보를 바탕으로 시술 대상 치아의 시술 단계들을 설정하면, 컴퓨터에 의해 시술위치가 자동으로 세팅되어 핸드피스(400)의 작동부(420)가 제1 구동유닛(300)에 의해 시술위치가 근접하게 이동하며, 제2 구동유닛(500)에 의해 작동부(420)의 시술 방향 등이 정밀하게 제어되면서 시술이 이루어진다.

시술이 완료된 후에는 핸드피스의 작동부가 이동 및 회전한 경로를 데이터로 축적하고, 시술 후의 구강 및 치아의 3D 스캔을 통해 시술의 완료를 확인한다.

그리고 상기 시술 후의 치아와 구강에 대한 3D 스캔 데이터는 별도로 저장을 하며, 후속 조치 즉 예를 들어 보철물의 제작이나, 브릿지, 크라운, 임플란트 등의 시술을 위한 정보로 활용할 수 있다.

이렇게 본 발명에 따른 치과시술용 보조장치(10)는 자동으로 치아의 시술이 이루어질 수 있기 때문에 시술자의 숙련도에 관계없이 시술만족도를 높일 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10; 치과시술용 보조장치
100; 치아고정부 110; 상부고정부
120; 하부고정부 130; 고정지지체
131; 상부지지체 132; 하부지지체
200; 베이스부 210; 제1 가이드레일
300; 제1 구동유닛 310; 제1 구동부
311; 제2 가이드레일 320; 제2 구동부
330; 제3 구동부 331; 수직부재
332; 제3 가이드레일 333; 승강이동부재
334; 클램핑부 400; 핸드피스
410; 본체부 420; 작동부
500; 제2 구동유닛 510; 회전부
520; 제1 회전구동부 521; 웜
522; 웜휠 530; 지지부재
540; 제2 회전구동부
600; 제2 구동유닛
610; 회전부 620; 제1 회전구동부
630; 제1 지지부재 640; 회전하우징
650; 제2 회전구동부 660; 진퇴구동부

Claims (10)

1. 환자의 구강촬영을 통해 획득한 3차원 구강 이미지정보를 활용하여 상기 환자의 구강에 대응하도록 형성된 치아고정부와;
   상기 치아고정부가 지지되는 베이스부와;
   단부에 치아의 시술을 위한 작동부가 마련되어 있는 핸드피스와;
   상기 핸드피스의 작동부를 상기 베이스부에 3축 이상 이동이 가능하도록 구동하는 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 치과시술용 보조장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 구동수단은 상기 베이스부에 3축 이상의 중심축을 따라 이동이 가능하도록 설치되는 제1 구동유닛과;
   상기 핸드피스에 설치되어, 상기 핸드피스의 단부에 마련된 작동부가 2축 이상의 회전축을 중심으로 회동 가능하게 형성된 제2 구동유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 치과시술용 보조장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 구동유닛은 상기 베이스부에 제1 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1 구동부와,
   상기 제1 구동부에 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2 구동부와,
   상기 제2 구동부에 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 제3 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과시술용 보조장치.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 핸드피스는 상기 제1 구동유닛에 고정되는 본체부와,
   상기 본체부의 단부에 마련되며 시술용 툴이 장착되는 작동부를 포함하고,
   상기 제2 구동유닛은 상기 본체부의 전방에 상기 본체부의 길이방향을 따라 연장되는 제1 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전부와, 상기 회전부를 회전시키기 위한 제1 회전구동부와,
   상기 회전부의 전방에 상기 작동부를 상기 제1 회전축과 교차되는 방향의 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 지지하는 제1 지지부재와,
   상기 작동부를 회전시키기 위한 제2 회전구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 치과시술용 보조장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제2 구동유닛은 상기 작동부 또는 상기 작동부의 시술용 툴이 상기 시술용 툴의 길이방향을 따라 진퇴 구동하는 진퇴구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 치과시술용 보조장치.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 제1 회전구동부는 상기 회전부의 외주면에 원주방향을 따라 형성된 웜휠과, 상기 본체부의 단부에 지지되어 상기 웜휠과 치합되는 웜을 포함하고,
   상기 제2 회전구동부는 상기 제1 지지부재 또는 상기 회전부의 일측에 설치되고, 진퇴로드가 상기 작동부에 연결되어 상기 진퇴로드의 진퇴구동에 의해 상기 작동부를 회전시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과시술용 보조장치.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 제2 구동유닛은 상기 제1 지지부재에 상기 작동부를 상기 시술용 툴의 길이방향을 따라 진퇴 가능하도록 지지하는 회전하우징을 더 구비하며,
   상기 진퇴구동부는 상기 회전하우징의 단부에 설치되어 상기 작동부를 상기 회전하우징으로부터 인출 또는 인입되는 방향을 따라 진퇴구동하는 액추에이터로 된 것을 특징으로 하는 치과시술용 보조장치.
   
8. 환자의 구강 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 기초로 환자의 구강에 대한 3차원 이미지를 생성하는 구강이미지 생성유닛과;
   상기 구강이미지 생성유닛에서 생성된 3차원 이미지를 기초로 시술대상 환자의 구강을 고정하기 위한 치아고정부를 생성하는 치아고정부 생성유닛과;
   상기 치아고정부 생성유닛에서 제작된 치아고정부를 포함하며, 상기 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 치과시술용 보조장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 치과시술 시스템.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 구강이미지 생성유닛은 환자의 구강 이미지를 촬영하는 촬영부와,
   사랑니의 존재 여부, 연령, 성별을 포함하는 기준에 따라 형성된 다수의 템플릿 이미지를 포함하는 템플릿 이미지 저장부와,
   상기 템플릿 이미지 저장부에 저장된 다수의 템플릿 이미지 중 선택된 템플릿 이미지와 상기 촬영부에서 촬영된 촬영이미지를 통해 3차원 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 치과시술 시스템.
   
10. 환자의 구강 이미지를 촬영하고, 선택된 템플릿 이미지와 상기 촬영된 구강 이미지를 통해 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성단계와;
    상기 3차원 이미지를 이용해 시술대상 치아가 노출될 수 있으며 환자의 구강을 고정할 수 있는 치아고정부를 생성하는 치아고정부 생성단계와;
    상기 치아고정부가 장착되는 상기 제1 내지 제7항 중 선택된 어느 한 항의 치과시술용 보조장치를 통해 치아에 시술을 하는 시술단계를 포함하는 치아시술용 보조장치를 이용한 치아시술방법.
    

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