KR20160027433A - 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
피시술자의 구강 내부에 대한 이미지를 정확하게 획득하여 임플란트 시술의 정밀성이 향상되도록, 본 발명은 잇몸부 대상체에 레퍼런스 마커를 3개소 이상의 위치에 설치하는 제1단계; 피시술자의 구강 내부에 위치된 상기 잇몸부 대상체의 치아영역에 교합정렬베이스를 배치하고, 상기 교합정렬베이스의 두께를 조절하여 교합 높이를 산출하는 제2단계; 상기 산출된 교합 높이에서 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 3차원 교합관계 이미지를 CT 촬영으로 획득하고, 상기 3차원 교합관계 이미지에 대응되는 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 오랄 스캔으로 획득하는 제3단계; 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지에 각각 표시된 레퍼런스 마커 이미지 내에 정합기준점을 선택입력 받는 제4단계; 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 중첩하여 각 이미지 사이의 형합도를 출력하는 디피런스 맵에서 상기 각 정합기준점을 기초로 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 영상 정합하여 3차원 교합 가이드 이미지를 획득하는 5단계; 및 상기 3차원 교합 가이드 이미지를 기반으로 크라운의 높이를 설정하되, 상기 피시술자 구강 내부의 프로파일에 형합되는 고정홈부 및 상기 설정된 크라운에 대응되는 픽스츄어 식립 위치를 따라 형성된 가이드홀을 포함하는 서지컬 가이드를 제조하는 제6단계를 포함하는 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피시술자의 구강 내부에 대한 이미지를 정확하게 획득하여 임플란트 시술의 정밀성이 향상되는 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 임플란트는 본래의 인체조직이 상실되었을 때, 인체조직을 대신할 수 있는 대치물을 의미하지만, 치과에서는 인공으로 만든 치아를 이식하는 것을 말한다. 상실된 치근을 대신할 수 있도록 인체에 거부반응이 없는 티타늄 등으로 만든 픽스츄어를 치아가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공치아를 고정시켜 치아의 기능을 회복하도록 하는 시술이다.
일반 보철물이나 틀니의 경우 시간이 지나면 주위 치아와 뼈가 상하지만, 임플란트는 주변 치아조직의 손상을 방지할 수 있으며 이차적인 충치 발생요인이 없기 때문에 안정적으로 사용할 수 있다. 또한, 임플란트는 자연 치아와 동일한 구조를 가지므로 잇몸의 통증 및 이물감이 전혀 없으며, 관리만 잘하면 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
임플란트 시술은 드릴을 이용하여 치조골에 천공을 형성하고, 상기 천공에 픽스츄어를 식립하여 수행되는데, 천공을 형성하는 시술 및 픽스츄어를 식립하는 시술은 환자마다 많은 차이가 있는데, 이는 환자의 치아 상태나 임플란트 시술이 필요한 치아의 위치, 환자의 치조골의 상태 등 다양한 요인을 고려하여 임플란트의 식립 위치 및 깊이와 방향을 결정해야 하기 때문이다.
이처럼, 치조골 천공을 위한 드릴링 작업은 초심자뿐만 아니라 경험자에게도 작업 과정에서 깊이 및 방향을 정확하게 가늠하기가 상당히 어렵다는 난점이 있으며, 시술 경험이 풍부하지 않은 초보자의 경우 별도의 측정단계 없이 시술 도중 드릴링될 깊이를 가늠하여 시술한다는 것은 매우 어려운 것이다.
또한, 천공 형성시 시술자가 드릴에 힘을 가하여 드릴링 작업을 수행하면서 현재 어느 정도까지 깊이로 드릴링 작업이 이루어졌는지 판단하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 일정 깊이 이상으로 드릴이 삽입되면 치조골의 신경을 손상시킬 수 도 있다.
그 반대로, 일정한 깊이에 도달하기 전에 드릴링 작업을 종료한 경우에는 드릴된 천공의 깊이가 얕아서 픽스츄어 고정에 과도한 힘이 소요될 뿐만 아니라 천공 주위의 나사산이 손상되거나 픽스츄어가 완벽하게 고정되지 못해 추후 재시술을 하게 되는 문제가 발생하기도 했다.
이에 따라, 천공 작업을 수행할 정확한 위치 및 방향을 파악할 수 있도록 서지컬 가이드(surgical guide)라고 하는 보조 기구를 사용한다.
도 1은 종래의 가이트 스탠트의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 서지컬 가이드 제작은 다음과 같은 순서로 이루어진다. 먼저, CT 촬영을 통해 피시술자의 구강 내부의 3차원 이미지를 획득하고, 오랄스캔을 통해 피시술자의 구강 내부의 3차원 외부형상 이미지를 획득한다(s1).
여기서, CT 촬영을 통한 3차원 이미지는 구강 내부의 치관(잇몸 외측으로 드러난 치아의 일부분) 및 치근(잇몸 내부에서 치조골과 결합된 부분), 그리고 치조골의 형상 및 치관, 치근, 치조골의 골밀도에 대한 정보를 포함한다.
또한, 오랄스캔을 통한 3차원 외부형상 이미지는 구강 내부의 치관 및 잇몸의 형상에 대한 정보를 포함한다.
그리고, 각 이미지가 획득되면(s1), 치아의 특이점 등 시술자에 의해 설정된 구강 내부 지점을 기준으로 두 이미지를 정합하게 되며(s2), 영상 정합된 결과를 통해 임플란트 시술계획을 수립하고(s3), 시술 계획에 따라 시술을 안내할 수 있는 서지컬 가이드를 제조하게 된다(s4).
이때, 시술 안내를 위한 서지컬 가이드는 잇몸의 두께, 치조골의 분포, 피시술 대상 치아의 위치 등 다양한 해부학적인 시술 조건과 함께 시술자의 시술 경험이 더해져 제작되어야 하므로, CT 데이터와 같은 직접 데이터만을 사용하는 것보다는 구강 조직의 외형 데이터를 함께 활용하는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 3차원 외부형상 이미지는 피시술자의 구강 내부를 따라 구강 스캐너를 이동하며 스캐닝된 정보를 결합하여 획득되는데, 치아의 치관과 잇몸에 대한 전반적인 모습을 담고 있지만, 스캐닝된 정보를 결합하는 과정에서 치열의 곡률이 실제 구강 내부와 왜곡되어 나타날 수 있기 때문에 이미지를 보정하는 과정이 필요하다. 이처럼, 상기 각 이미지에서 부족한 정보를 보충하고, 왜곡된 정보를 보정하기 위해서는 두 이미지를 영상 정합 단계(s2)가 필수적으로 요구된다.
이때, 상기 3차원 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지가 영상 정합되기 위해서는 두 이미지에서 공통되는 부분인 치관 영역이 필요한데, 무치악 환자의 경우에는 치관 영역 자체가 없으므로 3차원 이미지 및 3차원 외부형상 이미지 사이에 공통부분이 존재하지 않아 영상 정합이 어렵고 정합을 하더라도 부정확한 정보를 제공하는 문제점이 있었다.
더욱이, 구강 내부 중 하악이 무치악인 경우에는 잇몸량이 많고, 혀 등의 운동 조직이 분포되어 조직의 유동성이 높으므로 형상이 명확하게 특정되지 않아 오랄 스캔을 통한 외부 형상 획득이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 피시술자의 구강 내부에서 손실된 치아를 대체하기 위한 임플란트의 크라운 설계시 손실된 치아의 주변에 잔존하는 치아를 정보를 기반으로 크라운의 높이, 폭, 저작면, 저작 방향 등을 산출하게 되는데, 무치악 환자의 경우에는 비교 대상 치아가 존재하지 않아 시술자의 경험이나 기존의 시술 자료를 통해 크라운을 설계하였다.
이에 따라, 상기 제조된 크라운을 구강 내부에 식립하는 경우에 피시술자가 불편함을 느끼는 경우에 많았으며, 이를 보정하기 위해 여러개의 크라운을 제조하고 식립하는 단계를 반복해야 하므로 시술비용의 증가를 초래할 뿐만 아니라, 임플란트 시술 기간의 증가하고 피시술자의 불편함을 유발하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 피시술자의 구강 내부에 대한 이미지를 정확하게 획득하여 임플란트 시술의 정밀성이 향상되는 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 잇몸부 대상체에 레퍼런스 마커를 3개소 이상의 위치에 설치하는 제1단계; 상기 잇몸부 대상체 및 상기 잇몸부 대상체와 대응되는 대합치아 대상체의 치아영역에 교합정렬베이스를 배치하고, 상기 교합정렬베이스의 두께를 조절하여 교합 높이를 산출하는 제2단계; 상기 산출된 교합 높이에서 상기 잇몸부 대상체 및 상기 대합치아 대상체에 대한 3차원 교합관계 이미지를 CT 촬영으로 획득하고, 상기 3차원 교합관계 이미지에 대응되는 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 오랄 스캔으로 획득하는 제3단계; 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지에 각각 표시된 레퍼런스 마커 이미지 내에 정합기준점을 선택입력 받는 제4단계; 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 중첩하여 각 이미지 사이의 형합도를 출력하는 디피런스 맵에서 상기 각 정합기준점을 기초로 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 영상 정합하여 3차원 교합 가이드 이미지를 획득하는 5단계; 및 상기 3차원 교합 가이드 이미지를 기반으로 크라운의 높이를 설정하되, 상기 피시술자 구강 내부의 프로파일에 형합되는 고정홈부 및 상기 설정된 크라운에 대응되는 픽스츄어 식립 위치를 따라 형성된 가이드홀을 포함하는 서지컬 가이드를 제조하는 제6단계를 포함하는 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 제2단계에서 상기 교합 높이는 상기 교합정렬베이스의 두께 조절시 각 두께에서 측정된 상기 피시술자의 저작감도에 따라 선택되어 산출되며, 상기 제6단계에서 상기 크라운은 상기 3차원 교합 가이드 이미지를 기반으로 상기 교합 높이에 대응하여 이격된 상악 및 하악 사이의 공간에 대응하여 설계됨이 바람직하다.
또한, 상기 제2단계는 상기 교합정렬베이스에서 상기 피시술자의 구강 내부에 접촉되는 면을 따라 적층된 왁스의 두께를 접촉시 저작흔을 기준으로 절삭하여 조절하는 단계를 포함함이 바람직하다.
그리고, 상기 제2단계에서 상기 교합정렬베이스는 기설정된 조절단위두께로 형성된 복수개의 조절베이스가 적층되어 구비되며, 상기 교합정렬베이스의 두께는 상기 조절베이스의 적층 갯수에 따라 조절됨이 바람직하다.
한편, 상기 제1단계는 상기 피시술자의 구강 내부에 설치되는 틀니 내지 상기 피시술자의 잇몸부에 상기 레퍼런스 마커를 부착하는 단계와, 상기 틀니 내지 상기 잇몸부에 대한 인상모형을 제조하고, 상기 틀니 내지 상기 잇몸부에 대응되는 대합치아에 대한 치아 모형을 제조하는 단계와, 상기 제조된 인상모형에 상기 레퍼런스 마커를 이동하여 설치하는 단계를 포함함이 바람직하다.
상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 상기 틀니 내지 틀니의 형합홀을 통해 제조된 인상모형을 사용하여 높은 유동성을 가진 잇몸부의 형상을 특정하므로 CT 촬영 및 오랄 스캔시 보다 정확한 이미지가 획득될 수 있으며, 고정된 형상을 가진 잇몸부 대상체에 레퍼런스 마커가 설치되어 위치의 유동 없이 고정된 위치에서 영상 정합 기준점을 제공하므로 영상 정합의 정밀성이 향상될 수 있다.
둘째, 상기 잇몸부 대상체를 통해 잇몸부의 외형이 특정된 상태에서 상기 교합정렬베이스가 배치되므로 교합정렬베이스의 두께 조절과 두께 조절에 따른 상기 피시술자의 상하악 사이 간격 변화가 정확하게 매칭될 수 있어 잇몸부의 유동에 따른 오차발생 요인을 최소화하여 정밀한 교합 높이를 산출할 수 있다.
셋째, 상기 인상모형은 피시술자가 기존에 사용하던 틀니의 형합홀을 기반으로 제조되므로, 무치악 잇몸부에 정확하게 형합되어 고정될 수 있어 각 이미지 획득 및 교합 높이 산출 등 제반 시술의 정밀성이 현저히 개선될 수 있다.
넷째, 시술자의 진단과 함께 피시술자의 저작감도를 측정하여 교합 높이 산출하므로 피시술자의 턱관절에 부담을 주지 않으면서도 피시술자의 만족도를 최대화할 수 있는 높이의 크라운이 제조될 수 있으며, 부정확한 크라운으로 인한 크라운 재설계 및 재설치를 최소화하여 시술시 소모되는 시간/비용의 낭비를 줄여 효율적이고 빠른 시술이 가능하다.
더욱이, 3차원 교합 가이드 이미지의 획득과 함께 크라운을 설계하고, 해당 크라운의 설치를 정확하게 가이드할 수 있는 서지컬 가이드를 제조할 수 있으므로 한번의 시술로 픽스츄어 식립 및 어버트먼트/크라운의 설치를 완료할 수 있는 임플란트의 기반 기술장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 가이트 스탠트의 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 잇몸부 대상체를 나타낸 예시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 인상모형의 제조과정을 나타낸 예시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 교합정렬베이스를 나타낸 예시도.
도 6a 및 도 6b, 도 6c는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 상악에 대한 영상 정합 과정을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 하악에 대한 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 하악에 대한 디피런스 맵을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 3차원 교합 가이드 이미지를 나타낸 예시도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 서지컬 가이드를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 잇몸부 대상체를 나타낸 예시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 인상모형의 제조과정을 나타낸 예시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 교합정렬베이스를 나타낸 예시도.
도 6a 및 도 6b, 도 6c는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 상악에 대한 영상 정합 과정을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 하악에 대한 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 하악에 대한 디피런스 맵을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 3차원 교합 가이드 이미지를 나타낸 예시도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 서지컬 가이드를 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법을 나타낸 흐름도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 잇몸부 대상체를 나타낸 예시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 인상모형의 제조과정을 나타낸 예시도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 교합정렬베이스를 나타낸 예시도이며, 도 6a 및 도 6b, 도 6c는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자용 서지컬 가이드 및 크라운 제조방법에서 상악에 대한 영상 정합 과정을 나타낸 예시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자용 서지컬 가이드 및 크라운 제조방법에서 하악에 대한 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 나타낸 예시도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자용 서지컬 가이드 및 크라운 제조방법에서 하악에 대한 디피런스 맵을 나타낸 예시도이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 3차원 교합 가이드 이미지를 나타낸 예시도이며, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법에서 서지컬 가이드를 나타낸 예시도이다.
임플란트 시술은 드릴을 이용하여 치조골에 천공을 형성하고, 상기 천공에 픽스츄어를 식립하여 수행되는데, 천공 작업을 수행할 정확한 위치 및 방향을 파악할 수 있도록 서지컬 가이드(surgical guide)라고 하는 보조 기구를 사용한다.
여기서, 상기 서지컬 가이드는 피시술자의 구강 내부의 상태에 따라 임플란트 시술 계획이 수립되면, 수립된 시술 계획을 안내할 수 있도록 제작되어 시술자의 시술, 즉 드릴링이나 픽스츄어 식립시 방향이나 깊이 등을 가이드할 수 있다.
도 2 내지 도 10b에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 임플란트 시술용 서지컬 가이드 및 크라운 제조방법은 다음과 같은 과정으로 이루어진다.
먼저, 잇몸부 대상체에 레퍼런스 마커를 3개소 이상의 위치에 설치한다(s10). 여기서, 상기 잇몸부 대상체라는 말은 상기 레퍼런스 마커가 부착된 상태에서 형상을 유지할 수 있는 정도의 단단함을 가진 잇몸부(20)와, 상기 잇몸부(20)의 형상을 기반으로 제조된 인상모형 내지 틀니를 포함하는 의미로 이해함이 바람직하며, 잇몸부는 치조골 및 치아를 감싸는 잇몸과 잇몸에 인접한 조직을 포함하는 의미로 이해할 수 있다.
상세히, 도 3a를 참조하면, 상기 레퍼런스 마커(30)는 피시술자의 잇몸부에 부착될 수 있다. 예를 들어, 상악의 잇몸부는 혀 등의 유동조직이 없고 잇몸량이 적어 단단하게 때문에 레퍼런스 마커를 직접 부착할 수 있다.
이때, 상기 레퍼런스 마커(30)는 상기 상악의 잇몸부(20) 중 입천장에 설치될 수 있으며, 임플란트용 접착제 등을 통해 부착됨이 바람직하다. 이에 따라, 시술 및 시술 후에 간단하게 부착되고 분리될 수 있다.
그리고, 도 3b를 참조하면, 상기 레퍼런스 마커(30)는 피시술자의 잇몸부 형상을 기반으로 제조된 인상모형에 부착될 수 있다. 예를 들어, 하악의 잇몸부는 잇몸량이 많고, 혀 등의 유동조직이 존재하기 때문에 레퍼런스 마커(30)를 직접 부착하기 힘들고, 부착하더라도 쉽게 유동되기 때문에 정확한 오랄 스캔 이미지를 획득하기 힘들다.
따라서, 상기 인상모형을 이용함으로써 레퍼런스 마커(30)를 정확한 위치에 부착할 수 있으며, 레퍼런스 마커(30)의 유동 없이 정확한 스캔 이미지를 획득할 수 있다.
구체적으로, 상기 인상모형은 상기 피시술자의 구강 내부에 설치되는 틀니에 상기 레퍼런스 마커를 부착하는 단계와, 상기 틀니의 형합홀에 대한 인상모형을 제조하고 상기 틀니에 대응되는 대합치아에 대한 치아모형을 제조하는 단계와, 상기 제조된 인상모형에 상기 레퍼런스 마커를 이동하여 설치하는 단계를 포함할 수 있다.
물론, 상기 인상모형은 상기 피시술자의 잇몸부에 레퍼런스 마커를 부착하고, 상기 잇몸부에 인상재를 물려 직접 인상모형을 획득하는 것도 가능하다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 상기 피시술자의 하악이 무치악인 경우에, 틀니(10a)를 사용하고 있는 경우가 많으며, 상기 틀니(10a)에는 상기 하악 잇몸부에 형합되는 음형으로 형성되어 상기 잇몸부를 감싸 고정되는 형합홀이 형성된다.
이때, 상기 틀니(10a)에서 상기 피시술자의 치조 측면에 대응되는 부분에 상기 레퍼런스 마커(30)를 부착함이 바람직하다.
물론, 상기 레퍼런스 마커(30)는 치조 최상단에 설치되는 것도 가능하지만, 3차원 교합 가이드 이미지를 통한 크라운 설계시 상기 레퍼런스 마커가 상기 이미지 상에 표시되어 크라운의 설계를 방해하지 않도록 치아영역인 치조의 최상단 부분에서 벗어난 치조의 측면부나 입천장 등에 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 도 4b를 참조하면, 인상재(10b)에 상기 틀니(10a)를 올리고 인상재(10b)가 상기 형합홀의 내부로 형합되어 삽입하여 상기 인상재(10b)의 상부에 하악 잇몸부에 대응되는 양각 형상이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 인상모형(10)이 하악의 무치악 잇몸부의 외부 프로파일에 대응되는 형상으로 제조될 수 있다.
이때, 상기 인상재(10b)는 상기 틀니(10a)의 외부를 감싸 상기 틀니(10a)의 치조 측면을 커버하도록 구비됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 인상재(10b)에 상기 틀니(10a)에 부착된 상기 레퍼런스 마커(30)의 위치가 표시될 수 있다.
그 후, 상기 인상재(10a)에 표시된 상기 레퍼런스 마커(30)의 위치를 기반으로 상기 레퍼런스 마커(30)를 상기 인상모형(10)으로 이동하여 설치한다. 이에 따라, 상기 틀니(10a)의 레퍼런스 마커(30) 위치와 상기 인상모형(10)의 레퍼런스 마커(30) 위치가 정확하게 일치될 수 있다.
그리고, 상기 인상모형(10)와 대응되는 대합치아에 대한 치아모형을 제조한다. 이때, 상기 틀니(10a)가 장착된 피시술자의 구강에 대한 CT 촬영을 수행하여, 피시술자의 구강에 대한 내부 조직 정보를 획득할 수 있으며, 상기 인상모형(10) 및 치아모형에 대한 오랄 스캔을 수행하여 피시술자의 구강에 대한 외형 정보를 획득할 수 있다.
이처럼, 상기 인상모형(10)을 통해 높은 유동성을 가진 하악 잇몸부의 형상을 특정하여 오랄 스캔시 보다 정확한 외형 정보가 획득될 수 있다.
그리고, 상기 틀니 및 상기 인상모형(10)의 동일한 위치에 동일한 형상의 레퍼런스 마커(30)가 설치되므로 각 이미지의 정합시 위치의 유동 없는 정확한 영상 정합 기준점을 제공하게 되므로 영상 정합의 정밀성이 향상될 수 있다.
한편, 상기 잇몸부 대상체에 레퍼런스 마커(30)가 부착되면, 잇몸부 대상체 및 잇몸부 대상체와 대응되는 대합치아 대상체 각각에 대한 오랄 스캔 및 CT 촬영이 수행될 수 있다.
여기서, 상기 대합치아 대상체는 대합치아 내지는 대합치아를 기반으로 제조된 치아모형을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.
예를 들어, 상기 잇몸부 대상체가 피시술자의 구강 내부에서 무치악으로 시술 대상이 되는 상악 잇몸부인 경우에, 상기 대합치아 대상체는 무치악이 아닌 하악의 대합치아를 의미할 수 있다.
그리고, 상기 잇몸부 대상체가 피시술자의 하악 틀니인 경우에 상기 대합치아 대상체는 상악의 대합치아가 될 수 있으며, 상기 잇몸부 대상체가 피시술자의 하악 잇몸부의 인상모형인 경우에, 상기 대합치아 대상체는 상악 대합치아에 대한 형상을 본뜬 치아모형을 의미할 수 있다.
이때, 상기 잇몸부 대상체 및 상기 대합치아 대상체 각각에 대해 획득된 상기 오랄 스캔 및 CT 이미지는 교합 높이 산출 후, 서지컬 가이드 제조를 위해 사용될 수 있다.
상세히, 교합 높이 산출 후 교합정렬베이스가 배치된 상태에서 획득된 상기 3차원 교합 가이드 이미지에는 교합정렬베이스에 의해 잇몸부 대상체나 대합치아 대상체 일부분의 외형이 가려질 수 있는데, 가려진 부분에 대한 정보를 교합정렬베이스의 배치 이전에 잇몸부 대상체 및 대합치아 대상체 각각에 대해 획득된 오랄 스캔 및 CT 이미지를 통해 보충할 수 있다.
그리고, 상기 레퍼런스 마커가 설치되면(s10), 상기 잇몸부 대상체 및 상기 잇몸부 대상체와 대응되는 대합치아 대상체의 치아영역에 교합정렬베이스를 배치하고, 상기 교합정렬베이스의 두께를 순차적으로 조절하여 교합 높이를 산출한다(s20).
여기서, 치아 영역이라는 말은 무치악 상태가 아닌 일반적인 상태에서 치아가 존재하는 부분을 의미하는 것으로 치조의 최상단에 대응되는 영역을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.
이때, 도 5a를 참조하면, 피시술자의 상악이 무치악인 경우에 상기 잇몸부 대상체인 잇몸부(20) 및 대합치아 대상체인 대합치아(t) 사이에 교합정렬베이스(40)가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 교합정렬베이스(40)는 왁스 등으로 구비될 수 있으며, 상기 대합치아(t)에서 상기 잇몸부(20)와 대면되는 부분을 따라 상기 교합정렬베이스(40)를 도포하고, 도포된 상기 교합정렬베이스(40)의 두께 순차적으로 조절하여 피시술자에게 적합 교합 높이를 산출할 수 있다.
이때, 상악의 경우에는 유동조직이 얇고 단단하기 때문에 잇몸부(20)의 신축이 거의 없어 인상모형 등 별도의 부재를 사용하지 않더라도 교합정렬베이스의 두께와 상악 및 하악 사이 간격이 일치될 수 있어 교합 높이를 정확하게 산출할 수 있다.
그리고, 도 5b를 참조하면, 상기 피시술자의 하악이 무치악인 경우에는 틀니(10a)를 상기 피시술자의 하악 잇몸부에 씌운 상태에서 틀니(10a)와 대합 치아(t) 사이에 교합정렬베이스(40)가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 교합정렬베이스(40)는 왁스 등으로 구비될 수 있으며, 상기 왁스가 틀니(10a)의 상면을 따라 도포되어 형성될 수 있다.
상세히, 상기 틀니(10a)는 하악 잇몸부의 유동성을 감소시켜 일정한 형상을 가지게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 피시술자의 상악 및 하악 사이의 간격이 교합정렬베이스(40)의 두께와 일치될 수 있으며, 상기 교합정렬베이스(40)의 두께를 조절하여 피시술자에게 적합한 교합 높이를 산출할 수 있다.
즉, 상기 틀니(10a)가 상기 피시술자의 하악 잇몸부에 형합 고정된 상태에서, 상기 틀니(10a) 및 대합치아(t) 사이에 교합정렬베이스(40)가 배치되므로 잇몸부의 유동에 따른 오차 발생 요인을 제거하고, 상기 교합정렬베이스(40)의 두께 조절과 그에 따른 상기 피시술자의 상하악 사이 간격 변화가 정확하게 매칭될 수 있어 정밀한 교합 높이가 산출될 수 있다.
한편, 상기 교합정렬베이스(40)의 두께 조절은 상기 교합정렬베이스(40)에서 상기 피시술자의 구강 내부, 즉 대합 치아와 접촉되는 면에 적층된 왁스의 두께를 상기 치아와 접촉시 저작흔을 기준으로 절삭함으로써 이루어질 수 있다.
상세히, 상기 교합정렬베이스(40)가 상기 피시술자의 구강 내에 배치된 상태에서 피시술자는 편안한 느낌을 주는 위치로 상악 및 하악의 간격을 조절할 수 있으며, 이러한 과정에서 상기 교합정렬베이스(40)에 저작흔이 형성될 수 있다.
여기서, 저작흔이라는 말은 상기 피시술자의 구강 내에 상기 교합정렬베이스(40)가 배치된 상태에서 피시술자의 상악 및 하악 사이 간격 조절시 무치악으로 시술대상이 되는 상악 내지 하악과 대면되는 대합치아로 인해 상기 교합정렬베이스(40)의 표면에 형성된 홈을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.
즉, 왁스 등의 부드러운 소재로 형성된 상기 교합정렬베이스(40)는 피시술자가 상악 및 하악 사이의 간격 조절시 큰 힘을 들이지 않고 자연스럽게 턱관절을 움직이는 과정 중에서 손쉽게 변형되고 표면을 따라 저작흔이 형성될 수 있다.
이때, 상기 저작흔이 남지 않도록 표면을 균일하게 절삭하여 상기 교합정렬베이스(40)의 두께를 조절할 수 있다.
물론, 상기 교합정렬베이스(40)의 두께가 부족한 경우에는 왁스를 추가적으로 적층하여 상기 교합정렬베이스(40)의 두께를 증가시키는 것도 가능하지만, 교합높이의 빠른 산출을 위해 예상되는 교합높이보다 두꺼운 교합정렬베이스(40)를 구비하여 두께 감소 과정을 통해 교합높이를 산출하는 것이 바람직하다.
이러한 과정을 반복하며 피시술자에게 가장 편안한 상악 및 하악 사이의 간격이 산출되고 이를 교합 높이로 산출할 수 있다.
이처럼, 저작흔을 기준으로 교합정렬베이스(40)의 두께를 조절함으로써 피시술자에게 적합한 교합 높이를 획득하게 위해 교합정렬베이스(40)의 두께를 조절하는 반복횟수를 절감하고 1회 내지 2회의 두께 조절만으로도 정확한 교합 높이를 산출할 수 있다.
물론, 상기 교합정렬베이스는 기설정된 조절단위두께로 형성된 복수개의 조절베이스가 적층되어 구비될 수 있다. 이때, 상기 각 조절베이스는 평판형상으로 구비되어, 적층된 갯수에 따라 상기 교합정렬베이스의 두께가 조절될 수 있다.
그리고, 상기 교합정렬베이스가 상기 피시술자의 상악 및 하악에 삽입된 상태에서, 피시술자가 느끼는 저작감도에 따라 각 조절베이스를 추가하거나 제거하여 피시술자에게 적합한 교합 높이를 산출할 수 있다.
이에 따라, 상기 교합정렬베이스의 두께 조절이 매우 간편하게 이루어질 수 있어, 교합 높이의 산출이 빠르게 이루어질 수 있으며, 시술 시간의 단축을 통해 시술자 및 피시술자의 부담이 현저히 감소될 수 있다.
물론, 상기 교합정렬베이스의 미세한 두께 조절을 위해 상기 피시술자의 치아와 접하는 부분의 조절베이스에 왁스를 도포하는 것도 가능하다. 이를 통해, 한층 정밀한 교합 높이가 산출될 수 있다.
한편, 상기 교합 높이는 상기 교합정렬베이스의 두께 조절시 각 두께에서 측정된 상기 피시술자의 저작감도에 따라 선택되어 산출됨이 바람직하다.
예를 들어, 피시술자는 상기 교합정렬베이스의 두께를 조금씩 조절해나가는 동안에 구강 내부에 배치된 교합정렬베이스의 두께가 자신에게 적합한 높이인지를 감지할 수 있으며, 이를 시술자에게 알려 적합한 교합 높이를 산출할 수 있다.
이에 따라, 시술자의 진단과 함께 피시술자의 저작감도를 측정하여 교합 높이를 산출하므로 피시술자의 턱관절에 부담을 주지 않으면서도 피시술자의 만족도를 최대화할 수 있는 교합 높이가 산출될 수 있다.
물론, 피시술자의 저작감도 측정은 피시술자의 직접적인 의사표현에 의해 이루어질 수 있으며, 턱관절 주변의 발열이나 턱근육의 전기적, 화학적 신호를 측정함으로써 설정된 높이에서 턱관절이나 근육에 높은 긴장상태나 통증 유발상태에 있는지 여부를 확인하여 이루어질 수도 있다.
그리고, 상기 교합 높이가 산출되면(s20), 상기 산출된 교합 높이에서 상기 잇몸부 대상체 및 상기 대합치아 대상체에 대한 3차원 교합관계 이미지를 CT 촬영을 획득하고, 상기 3차원 교합관계 이미지에 대응되는 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 오랄 스캔으로 획득한다(s30).
여기서, 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지는 상기 산출된 교합 높이로 잇몸부 대상체 및 대합치아 대상체가 이격된 상태에서 획득됨이 바람직하다.
즉, 도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 상기 잇몸부 대상체 및 상기 대합치아 대상체의 치아 영역에 상기 산출된 교합 높이에 대응하여 두께가 조절된 교합정렬베이스가 배치됨에 따라 각 대상체 사이 간격이 상기 산출된 교합 높이에 대응하여 이격된 상태로 유지될 수 있다.
이때, 상기 잇몸부 대상체는 피시술자의 잇몸부 내지 잇몸부의 형상을 본뜬 인상모형, 틀니를 의미할 수 있으며, 상기 대합치아 대상체는 상기 잇몸부 내지 틀니와 대면되는 대합치아, 혹은 상기 대합치아의 형상으로 제조된 치아모형을 의미할 수 있다.
예를 들어, 상악 잇몸부 등 피시술자의 잇몸부에 직접 레퍼런스 마커를 설치한 경우에는 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지는 피시술자의 상악 잇몸부 및 하악 대합치아에 대한 CT 촬영 및 오랄 스캔으로 획득될 수 있다.
물론, 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지는 교합정렬베이스의 배치 이전에 상악 및 하악에 대해 각각 수행된 오랄 스캔 데이터에 의해 보충될 수 있다.
그리고, 하악 잇몸부 등 틀니 내지 인상모형에 레퍼런스 마커를 설치한 경우에는 상기 3차원 교합관계 이미지는 틀니 및 대합치아에 대한 CT 촬영으로 획득될 수 있으며, 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지는 인상모형 및 치아모형에 대한 오랄 스캔으로 획득될 수 있다.
여기서, 상기 인상모형 및 치아 모형은 지그 장치 등을 이용하여 기산출된 교합 높이로 이격 배치된 상태에서 오랄 스캔될 수 있다.
이처럼, 상기 틀니(10a)를 통해 상기 피시술자의 하악 잇몸부가 일정한 형상을 가지게 되므로 산출된 교합 높이에 대응되는 상기 교합정렬베이스를 통해 상기 피시술자의 상악 및 하악 사이 간격을 일정하게 유지할 수 있으며, 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 정확하게 획득할 수 있다.
또한, 상기 3차원 교합관계 이미지는 상기 피시술자의 구강 내부를 CT 촬영하여 획득할 수 있으며, 상기 3차원 교합관계 이미지는 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 치조골의 형상, 골밀도를 비롯하여 잇몸부 대상체에 설치된 상기 레퍼런스 마커의 이미지를 포함한다. 여기서, 상기 레퍼런스 마커는 방사선 불투과성 물질로 구비되어 CT 촬영을 통해 획득된 3차원 교합관계 이미지 상에 표시될 수 있다.
그리고, 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지는 상기 피시술자의 구강 내부를 오랄 스캔하여 획득할 수 있으며, 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지는 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 잇몸 형상을 비롯하여 잇몸부 대상체에 설치된 상기 레퍼런스 마커의 이미지를 포함한다.
이때, 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지에 각각 표시된 레퍼런스 마커 이미지 내에 정합기준점을 선택입력 받는다(s30). 여기서, 시술자는 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지에 표시된 각 쌍의 레퍼런스 마커 이미지마다 유사한 위치에 정합기준점을 입력할 수 있다.
예를 들어, 도 6a 내지 도 6b를 참조하면 상악이 무치악인 경우에 잇몸부에 3개의 레퍼런스 마커가 설치될 수 있으며, 각 레퍼런스 마커는 임플란트용 접착제 등으로 접착되어 설치될 수 있다.
그리고, 3차원 교합관계 이미지(1) 및 3차원 교합관계 외부형상 이미지(2) 각각에 표시된 한쌍의 제1레퍼런스 마커(1a,2a) 이미지마다 유사한 위치에 정합기준점(1b,2b)을 입력하고, 제2레퍼런스 마커 이미지 및 제3레퍼런스 마커 이미지 역시 각 쌍마다 유사한 위치에 정합기준점을 입력함이 바람직하다.
이에 따라, 도 6c를 참조하면, 상기 3차원 교합관계 이미지(1) 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지(2)의 중첩시 오차가 적은 최초의 디피런스 맵(3)을 획득할 수 있으며, 이후 영상 정합 과정에서 이미지의 보정 작업이 원활하게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 디피런스 맵(3)은 상기 3차원 교합관계 이미지(1) 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지(2) 간의 형합도 차이를 색상으로 나타낼 수 있다.
또한, 상기 레퍼런스 마커는 원기둥이나 다각 기둥 등 일정한 부피를 갖는 형상으로 구비될 수 있으며, 상호 대면된 상면 및 하면 중 어느 일면은 상기 피시술자의 구강 내부에 접착되고 상기 일면과 이격되어 평행하게 배치된 타면은 정합기준으로 사용될 수 있다. 이때, 상기 정합기준점은 정합 기준으로 사용되는 타면에 입력되는 것이 바람직하다.
그리고, 각각의 이미지에 상기 정합기준점이 선택입력되면(s40), 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 중첩하여 각 이미지 사이의 형합도를 출력하는 디피런스 맵에서 상기 각 정합기준점을 기초로 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 영상 정합하여 3차원 교합 가이드 이미지를 획득한다(s50).
여기서, 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지는 피시술자의 구강 내부에 대한 정보가 CT 촬영장치나 오랄 스캐너 등에 의해 3차원 벡터 데이터로 변환됨에 따라 형성 및 획득될 수 있다.
그리고, 상기 각 이미지의 3차원 벡터 데이터는 디지털화되어 컴퓨터의 저장장치에 저장될 수 있으며, 컴퓨터를 기반으로 각 이미지를 중첩하는 영상 처리과정이 수행될 수 있다.
이때, 최초의 영상 처리과정에서 상호 대응되는 정합기준점을 기준으로 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 외부형상 이미지가 중첩되어 디피런스 맵이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 디피런스 맵에는 상기 3차원 교합관계 이미지 내에 포함된 구강 내부에 대한 치조골 및 골밀도에 대한 정보를 하나의 세트로 포함하고, 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지 내에 포함한 구강 내부에 대항 외형 정보를 하나의 세트로 포함하고 있으며, 각 세트의 정보를 상기 정합기준점을 기준으로 연결하여 중첩된 이미지로 표시할 수 있으며, 3차원 교합관계 이미지의 치조골의 형상 및 골밀도, 3차원 교합관계 외부형상 이미지의 잇몸에 대한 정보를 결합하여 종합적인 정보를 제공할 수 있다.
이때, 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지는 두 이미지 상에 공통적으로 나타내는 부분을 기준으로 결합될 수 있다. 즉, 상기 3차원 교합관계 이미지에서 상기 공통부분과 치조골의 연결관계, 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지에서 상기 공통부분과 잇몸의 연결관계를 통해 치조골, 잇몸의 정보가 상호 매칭되어 통합된 정보로 표현될 수 있다.
여기서, 두 이미지 상에 공통적으로 나타내는 부분은 일반적인 피시술자의 경우 치관이 될 수 있으나, 본 실시예와 같이 피시술자가 무치악인 경우에 상기 레퍼런트 마커 이미지가 될 수 있다.
또한, 상기 형합도는 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지의 유사한 정도를 두 이미지 사이의 형합오차로 나타낸 것으로, 형합오차의 절대값이 낮을수록 두 이미지는 서로 형합되어 정확하게 중첩된 것을 의미하며 형합도가 높다고 표현할 수 있다.
그리고, 형합오차의 절대값이 높을수록 두 이미지는 서로 어긋나게 중첩된 것을 의미하며 형합도가 낮다고 표현할 수 있다. 즉, 형합오차가 0인 경우 형합도는 가장 높으며, 형합오차의 절대값 크기에 비례해 형합도가 낮아진다고 표현할 수 있다.
예를 들면, 상기 형합도는 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 중첩하였을 때, 상기 이미지 중 어느 일측 이미지의 표면으로부터 타측 이미지의 표면이 돌출되고 함몰된 정도를 나타낼 수 있다.
이때, 상기 형합도는 각 이미지의 3차원 벡터 데이터를 통해 산출될 수 있다. 즉, 상기 각 이미지의 3차원 벡터 데이터는 동일한 좌표계로 변환될 수 있으며, 동일한 좌표계로 변환된 3차원 벡터 데이터를 통해 각 이미지의 표면의 높이 정보가 수치로 표현될 수 있다.
그리고, 상호 중첩된 상태의 각 이미지의 표면 높이를 비교하여 일측 이미지의 각 부분에서 타측 이미지의 표면이 어느 정도 돌출되거나 함몰되었는지를 산출할 수 있다. 즉, 돌출되거나 함몰된 정도가 큰 경우에 형합오차의 절대값이 크고 이는 형합도가 낮음을 의미한다.
이때, 일측 이미지의 표면보다 타측 이미지의 표면이 돌출된 경우 형합오차는 양수 값을 가지며, 일측 이미지의 표면보다 타측 이미지의 표면이 함몰될 경우 형합오차는 음수 값을 가지게 된다.
그리고, 상기 디피런스 맵은 상기 각 이미지를 중첩하여 형성되며, 각 픽셀에 형합도가 표현된다. 즉, 상기 디피런스 맵은 상기 3차원 교합관계 이미지의 정보와 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지의 정보를 각각의 세트 정보로 포함하고 있으며, 각 픽셀에 중첩된 각 이미지 사이의 형합도를 나타내고 있다.
이때, 상기 디피런스 맵의 각 픽셀에 표시된 형합도를 높이는 영상정합을 수행하고, 영상정합이 완료되면 상기 형합도가 표시된 레이어를 제거하여 3차원 교합관계 이미지 및 3차원 교합관계 외부형상 이미지의 정보를 모두 포함하는 3차원 교합 가이드 이미지를 획득할 수 있다.
이처럼, 피시술자의 구강 내부에 설치된 레퍼런스 마커를 통해 이미지의 영상 정합을 위한 명확한 기준점을 제공할 수 있으므로 다양한 피시술자의 구강 내부 상태에 대응하여 한층 정밀한 영상 정합 결과를 획득할 수 있다.
이때, 상기 3차원 교합 가이드 이미지의 획득은 디지털화된 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지의 벡터 정보를 이용하여 이루어질 수 있다.
상세히, 컴퓨터 기반의 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 상기 벡터 정보를 처리함으로써 각 이미지의 회전, 확대/축소, 부분적인 각도 보정 등의 영상 처리를 수행하여 상기 디피런스 맵에서 각 이미지 공통부분에 대한 형합도를 증가시킬 수 있다.
물론, 하악의 경우에도 상술된 상악의 영상 정합 과정과 동일한 과정으로 영상 정합이 이루어질 수 있다.
이때, 도 3b 내지 7을 참조하면, 하악이 무치악인 경우에는 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지(72)는 유동성이 높은 하악 잇몸부를 직접 오랄 스캔하는 것이 아니라, 하악 잇몸부에 대응되는 인상모형(10)을 제조한 뒤 상기 인상모형의 외부에 레퍼런스 마커를 설치한 후 레퍼런스 마커가 설치된 인상모형의 외형을 오랄 스캔하여 획득될 수 있다.
그리고, 도 5b를 참조하면, 하악이 무치악인 경우에 상기 3차원 교합관계 이미지는 상기 레퍼런스 마커(30)가 설치된 상기 틀니(10a)가 상기 피시술자의 하악 잇몸부에 고정된 상태에서, CT 촬영을 수행하여 획득될 수 있다.
이때, 상기 인상모형(10)의 레퍼런스 마커(30) 위치는 상기 틀니(10a)의 레퍼런스 마커(30) 위치를 기준으로 설정되므로 3차원 교합관계 외부형상 이미지 및 3차원 교합관계 이미지가 상기 레퍼런스 마커(30)를 기준으로 정확하게 정합 처리될 수 있다.
이 후, 도 7 내지 도 8을 참조하면, 획득된 3차원 교합관계 외부형상 이미지(72) 및 3차원 교합관계 이미지 각각에 표시된 각 레퍼런스 마커를 기준으로 두 이미지를 중첩하여 디피런스 맵(73)을 획득할 수 있으며, 상기 디피런스 맵(73)을 기반으로 두 이미지를 정합하여 치조골의 정보와 잇몸부의 정보를 모두 포함하는 3차원 교합가이드 이미지를 획득할 수 있다.
그리고, 상기 3차원 교합 가이드 이미지가 획득되면(s50), 상기 3차원 교합 가이드 이미지를 기반으로 크라운의 높이를 설정하되, 상기 피시술자 구강 내부의 프로파일에 형합되는 고정홈부 및 상기 설정된 크라운에 대응되는 픽스츄어 식립 위치를 따라 형성된 가이드홀을 포함하는 서지컬 가이드를 제조한다(s60).
예를 들어, 도 9를 참조하면, 피시술자의 하악의 무치악인 경우에 상기 3차원 교합 가이드 이미지(4)는 상기 산출된 교합 높이로 상기 피시술자의 하악 및 상악이 이격된 상태를 나타내고 있다.
이때, 상악 및 하악 중 무치악인 부분의 치조골(b)과 무치악이 아닌 부분의 대합치아(t) 사이의 간격을 통해 임플란트의 치관이 될 크라운(c)의 높이를 설정할 수 있다.
또한, 상기 크라운(c)의 높이가 설정되면, 상기 크라운(c)의 저작면 방향 및 치조골의 골밀도를 기반으로 상기 크라운의 치근이 되는 픽스츄어(f)의 식립 방향 및 위치를 산출할 수 있으며, 상기 픽스츄어(f) 및 상기 크라운의 연결을 위한 어버트먼트를 설계할 수 있다.
즉, 상기 크라운(c)은 상기 3차원 교합 가이드 이미지(4)를 기반으로 상기 산출된 교합 높이에 대응하여 이격된 상악 및 하악 사이의 공간에 대응하여 설계될 수 있다.
이처럼, 서지컬 가이드의 제조 이전에 피시술자에게 적합한 교합 높이가 산출되고 이를 기반으로 정확한 크라운 제조될 수 있으므로, 부정확한 크라운으로 인한 크라운 재설계 및 재설치를 최소화하여 시술시 소모되는 시간/비용의 낭비를 줄여 효율적이고 빠른 시술이 가능하다.
더욱이, 3차원 교합 가이드 이미지의 획득과 함께 피시술자의 만족도를 최대화할 수 있는 높이의 크라운이 설계 및 제조될 수 있으며, 설계된 크라운의 설치를 정확하게 가이드할 수 있는 서지컬 가이드를 제조할 수 있으므로 한번의 시술로 픽스츄어 식립 및 어버트먼트/크라운의 설치를 완료할 수 있는 임플란트의 기반 기술장치를 제공할 수 있다.
그리고, 도 10a를 참조하면, 상기 서지컬 가이드(50)는 상기 피시술자 구강 내부의 프로파일에 형합되는 고정홈부를 갖되, 픽스츄어의 식립 위치를 따라 가이드홀(51)이 형성되도록 제조된다(s60).
상세히, 도 10b를 참조하면, 상기 서지컬 가이드(50)는 상기 피시술자의 구강 내부 중에서 하악 및 상악 중 무치악인 부분의 잇몸부에 형합되어 고정되며, 상기 서지컬 가이드가 고정된 상태에서 상기 가이드홀을 이용하여 픽스츄어 식립을 위한 천공을 드릴링할 수 있다.
이때, 상기 서지컬 가이드는 상기 3차원 교합 가이드 이미지를 기반으로 제조될 수 있다. 여기서, 상기 3차원 교합 가이드 이미지는 상기 교합정렬베이스가 구강 내부에 배치된 상태에서 획득된 각 이미지를 정합하여 산출되므로 상기 교합정렬베이스로 인해 잇몸부의 외부 형상 정보가 부족할 수 있다.
따라서, 상기 서지컬 가이드 제조를 위해서, 교합정렬베이스의 배치 이전에 잇몸부 대상체에 대해 오랄 스캔을 수행하여 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 획득할 수 있으며, 교합정렬베이스가 배치된 상태에서 획득된 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지에 교합정렬베이스의 배치 이전에 획득된 오랄 스캔 정보를 보충하는 것도 가능하다.
이에 따라, 상기 서지컬 가이드의 고정홈부가 상기 피시술자의 잇몸부에 형합되도록 설계될 수 있다.
그리고, 상기 고정홈부가 설계되면, 상기 서지컬 가이드가 상기 피시술자의 잇몸부에 고정된 상태를 기준으로 상기 픽스츄어 식립 방향과 평행하도록 가이드홀의 방향을 설정한다.
이처럼, 상기 잇몸부 대상체의 치아영역에 배치되는 교합정렬베이스를 통해 피시술자에게 적합한 교합 높이가 산출되어, 3차원 교합 시술 가이드 이미지의 획득과 함께 크라운을 설계하고, 해당 크라운의 설치를 정확하게 가이드할 수 있는 서지컬 가이드를 제조할 수 있으므로 한번의 시술로 픽스츄어 식립 및 어버트먼트/크라운의 설치를 완료할 수 있는 임플란트의 기반 기술장치를 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
1: 3차원 교합관계 이미지
2,72: 3차원 교합관계 외부형상 이미지
3,73: 디피런스 맵 4: 3차원 교합 가이드 이미지
10: 인상모형 20: 잇몸부
10a: 틀니 21: 입천장
30: 레퍼런스 마커 40: 교합정렬베이스
50: 서지컬 가이드 51: 가이드홀
3,73: 디피런스 맵 4: 3차원 교합 가이드 이미지
10: 인상모형 20: 잇몸부
10a: 틀니 21: 입천장
30: 레퍼런스 마커 40: 교합정렬베이스
50: 서지컬 가이드 51: 가이드홀
Claims (5)
- 잇몸부 대상체에 레퍼런스 마커를 3개소 이상의 위치에 설치하는 제1단계;
상기 잇몸부 대상체 및 상기 잇몸부 대상체와 대응되는 대합치아 대상체의 치아영역에 교합정렬베이스를 배치하고, 상기 교합정렬베이스의 두께를 조절하여 교합 높이를 산출하는 제2단계;
상기 산출된 교합 높이에서 상기 잇몸부 대상체 및 상기 대합치아 대상체에 대한 3차원 교합관계 이미지를 CT 촬영으로 획득하고, 상기 3차원 교합관계 이미지에 대응되는 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 오랄 스캔으로 획득하는 제3단계;
상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지에 각각 표시된 레퍼런스 마커 이미지 내에 정합기준점을 선택입력 받는 제4단계;
상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 중첩하여 각 이미지 사이의 형합도를 출력하는 디피런스 맵에서 상기 각 정합기준점을 기초로 상기 3차원 교합관계 이미지 및 상기 3차원 교합관계 외부형상 이미지를 영상 정합하여 3차원 교합 가이드 이미지를 획득하는 5단계; 및
상기 3차원 교합 가이드 이미지를 기반으로 크라운의 높이를 설정하되, 상기 피시술자 구강 내부의 프로파일에 형합되는 고정홈부 및 상기 설정된 크라운에 대응되는 픽스츄어 식립 위치를 따라 형성된 가이드홀을 포함하는 서지컬 가이드를 제조하는 제6단계를 포함하는 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2단계에서 상기 교합 높이는 상기 교합정렬베이스의 두께 조절시 각 두께에서 측정된 상기 피시술자의 저작감도에 따라 선택되어 산출되며,
상기 제6단계에서 상기 크라운은 상기 3차원 교합 가이드 이미지를 기반으로 상기 교합 높이에 대응하여 이격된 상악 및 하악 사이의 공간에 대응하여 설계됨을 특징으로 하는 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2단계는 상기 교합정렬베이스에서 상기 피시술자의 구강 내부에 접촉되는 면을 따라 적층된 왁스의 두께를 접촉시 저작흔을 기준으로 절삭하여 조절하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2단계에서 상기 교합정렬베이스는 기설정된 조절단위두께로 형성된 복수개의 조절베이스가 적층되어 구비되며, 상기 교합정렬베이스의 두께는 상기 조절베이스의 적층 갯수에 따라 조절됨을 특징으로 하는 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1단계는 상기 피시술자의 구강 내부에 설치되는 틀니 내지 상기 피시술자의 잇몸부에 상기 레퍼런스 마커를 부착하는 단계와,
상기 틀니 내지 상기 잇몸부에 대한 인상모형을 제조하고, 상기 틀니 내지 상기 잇몸부에 대응되는 대합치아에 대한 치아 모형을 제조하는 단계와,
상기 제조된 인상모형에 상기 레퍼런스 마커를 이동하여 설치하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 구강 내부 부착용 레퍼런스 마커를 이용한 무치악 환자의 치아 임플란트 시술을 위한 서지컬 가이드 및 크라운, 어버트먼트 제조방법.
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