KR20180017454A - 치아교정용 디지털 브라켓 - Google Patents

Abstract

치아교정을 위한 시술편의성 및 정밀성이 개선되도록, 본 발명은 피시술자의 구강 내부 프로파일에 대응하여 획득된 오랄스캔 이미지를 로딩하고, 기설정된 연속치열구조에 따라 가상조절된 각 치아이미지와 대응되도록 디지털 라이브러리로부터 추출된 하나의 가상 교정 탬플릿의 디지털 외형정보로부터 설정되되, 일면이 상기 피시술자의 각 치아와 개별 대응되고 타면에는 상기 각 치아의 위치가 교정되도록 장력을 제공하는 와이어가 결합되는 결합홈부가 적어도 하나 이상 구비되는 패드부; 및 상기 패드부의 위치가 정렬되도록, 상기 패드부의 상부에 상기 각 치아의 상단부 외면을 감싸도록 형합 고정되는 지그부를 포함하는 치아교정용 디지털 브라켓을 제공한다.

Description

치아교정용 디지털 브라켓{orthodontic digital bracket}

본 발명은 치아교정용 디지털 브라켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치아교정을 위한 시술편의성 및 정밀성이 개선된 치아교정용 디지털 브라켓에 관한 것이다.

일반적으로 교합이란 입을 다물었을 때 상악 및 하악의 치아가 서로 맞물리는 상태를 의미한다. 그리고, 부정교합이란 어떤 원인에 의해 상기 치아의 배열이 가지런하지 않거나 상하악의 맞물림 상태가 정상의 위치를 벗어나서 기능적, 심미적으로 문제가 되는 부정확한 교합관계를 의미한다.

여기서, 상기 부정교합의 원인은 유전적인 영향이 큰 것으로 알려져 있으나 치아의 모양이나 크기의 문제, 환경적 영향, 좋지 않은 습관, 잘못된 자세 및 치아우식증과 같은 선천성 장애 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있다.

한편, 부정교합이 발생하면, 치열이 가지런하지 않아 치아 사이에 음식물 찌꺼기가 남아 있기 쉽다. 또한, 정확한 칫솔질로 청결하게 관리하는 것도 쉽지 않기 때문에 구강 내 치태가 증가하게 되어 치아우식증이나 잇몸 염증 등 잇몸 질환으로 진행되기 쉽다. 더욱이, 정상치열에서 많이 벗어난 치아가 있거나 턱의 위치가 비정상이라면 외부에서 충격이 가해질 때 치아 파절 등 치아에 손상이 가해질 가능성도 크다.

이에, 상기 부정교합을 치료하기 위해 치열 교정치료가 수행된다. 여기서, 상기 치열 교정치료는 치아가 외력을 받으면 이동하는 성질을 이용한다.

상세히, 치열 교정치료는 원인이나 치료 시기에 따라 다양한 장치와 방법을 이용한다. 예컨대, 위아래 턱뼈의 발육을 억제하거나 증진시키는 장치나 치아를 원하는 위치로 서서히 이동시키는 장치 등으로 분류될 수 있다. 또한, 구강 내에 설치 및 분리 가능한 가철성 장치와 치아에 부착 후 치료가 끝날 때 떼어내는 고정식 장치로 나뉠 수도 있다.

한편, 현재 가장 많이 사용되고 있는 것은 브라켓이라는 장치를 치아에 부착하고 교정용 철사 내지 고무줄 등의 와이어의 장력을 이용해 치아를 이동시키는 고정식 치료법으로, 다양한 종류의 치열 교정치료에 흔히 사용될 수 있다.

상세히, 상기 브라켓은 교정대상 치아의 표면에 각각 견고하게 부착되고, 상기 와이어는 상기 브라켓을 상호 연결하도록 고정된다. 그리고, 상기 와이어에 가해지는 장력을 조정하여 상기 와이어에 가해지는 힘의 방향 및 크기를 다양하게 조절함으로써 교정대상이 되는 치아를 서서히 이동시킬 수 있다. 따라서, 상기 교정대상 치아는 상기 와이어의 장력에 의해 그 위치 및 자세가 변경되고 치아가 조금씩 이동하면서 치열 교정치료가 이루어진다.

그러나, 종래의 치열 교정치료는 시술자의 경험에 의해 수행됨에 따라, 시술자 자신도 정확한 확신 없이 환자의 치아와 결속된 와이어를 직접 당기거나 풀어주는 과정을 반복하면서 치열을 미세조정하게 된다. 이는 반복적인 시행착오를 통해 바람직한 치열구조로 조절되므로 시술시간이 증가되고 피시술자의 불편함 및 고통이 가중되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 치열 교정치료는 시술자의 역량에 크게 의존하기 때문에 객관적이지 못하며, 피시술자는 시술자의 경험 및 능력에 전적으로 의지해야 하기 때문에 보편적으로 바람직한 치열상태를 구현하기 어려운 문제점이 있었다.

더욱이, 상기 시술자의 경험과 지식은 구체적인 자료로써 기록이 어려운 정성적인 데이터이며, 시술자 개개인의 능력과 경험에 따라 상이하다. 이로 인해, 교정의 최종목적이 되는 바람직한 치열모델 자체도 시술을 수행하는 시술자의 주관적 관점 또는 경험에 의해 형성된 것이어서 치열 교정이 보편적이고 객관적이지 못한 문제점이 있었다.

한편, 상기 브라켓은 실질적으로 단일의 규격으로 획일화되어 구비되되, 평탄하게 형성된 패드부의 일면이 상기 교정대상 치아에 접착부재에 의해 접착된다. 이때, 치아배열에서 양측으로 이웃하는 치아에 각각 부착되는 브라켓의 위치가 일정하지 못하게 고정됨에 따라 상기 와이어의 장력이 상기 교정대상 치아에 제대로 전달되지 못하는 문제점이 발생한다.

이로 인해, 치아가 원하는 배열로 교정되지 못하여 피시술자의 만족도가 저하되며, 이를 수정하기 위한 추가교정작업이 반복적으로 수행됨에 따라 치열 교정치료기간 및 교정비용이 증가하는 문제점이 있었다.

한국 등록실용신안 제20-0269058호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 치아교정을 위한 시술편의성 및 정밀성이 개선된 치아교정용 디지털 브라켓을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 피시술자의 구강 내부 프로파일에 대응하여 획득된 오랄스캔 이미지를 로딩하고, 기설정된 연속치열구조에 따라 가상조절된 각 치아이미지와 대응되도록 디지털 라이브러리로부터 추출된 하나의 가상 교정 탬플릿의 디지털 외형정보로부터 설정되되, 일면이 상기 피시술자의 각 치아와 개별 대응되고 타면에는 상기 각 치아의 위치가 교정되도록 장력을 제공하는 와이어가 결합되는 결합홈부가 적어도 하나 이상 구비되는 패드부; 및 상기 패드부의 위치가 정렬되도록, 상기 패드부의 상부에 상기 각 치아의 상단부 외면을 감싸도록 형합 고정되는 지그부를 포함하는 치아교정용 디지털 브라켓을 제공한다.

여기서, 상기 가상 교정 탬플릿은 가상 브라켓과 가상 와이어가 연결된 디지털 외형정보를 포함하며 치열궁 프로파일, 치아의 종류, 배열간격 및 각도에 대응하는 선택항목에 따라 상기 디지털 라이브러리에 복수개로 저장되되, 상기 오랄스캔 이미지에서 가상조절된 상기 각 치아이미지의 연속치열구조와 대응되도록 선택됨이 바람직하다.

그리고, 상기 패드부와 상기 지그부의 경계부를 따라 외력에 의해 선택적으로 분절되도록 부분절개된 분절엣지가 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 지그부는 상기 각 치아이미지로부터 산출된 저작면 형상에 대응하여 형합되는 형합면부가 포함됨이 바람직하다.

한편, 상기 정렬지그부의 상측에는 그립돌출부가 일체로 돌출됨이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 치아교정용 디지털 브라켓은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 각 치아의 특징적인 저작면 형상과 대응되도록 형성된 상기 지그부를 상기 각 치아의 상단부에 배치하기만 하면 상기 치아의 외면과 매칭되는 내면이 상호 형합되므로 상기 디지털 브라켓이 치열교정을 위한 와이어의 장력이 가해질 수 있는 각 치아의 기설정된 위치에 정확하게 가이드됨으로써 교정시술의 신뢰성이 현저히 향상될 수 있다.

둘째, 상기 패드부와 상기 지그부의 경계부에 분절엣지가 형성됨에 따라 상기 디지털 브라켓이 상기 각 치아에 고정된 후 소정의 힘을 가하기만 하면 상기 패드부로부터 상기 지그부가 손쉽게 분리되므로 시술편의성은 향상되면서도 돌출된 지그부로 인한 피시술자의 일상생활에서의 불편함이 최소화될 수 있다.

셋째, 상기 디지털 브라켓은 디지털 라이브러리에 저장되되 상기 오랄스캔 이미지상에서 가상조절된 각 치아이미지의 연속치열구조와 대응되도록 선택되는 가상 교정 탬플릿을 기반으로 제조됨에 따라 이를 이용한 치열 교정시술의 정확도가 현저히 개선되므로 피시술자의 기능적, 심미적인 만족도가 현저히 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓이 교정대상 치아에 설치된 상태를 나타낸 개략도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓의 설치과정을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓의 제조방법에서 오랄스캔 이미지의 조절과정을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓의 제조방법에서 디지털 라이브러리를 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓의 제조방법에서 치열구조에 대응하여 가상 브라켓의 위치가 미세조절되는 과정을 나타낸 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓이 교정대상 치아에 설치된 상태를 나타낸 개략도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓의 설치과정을 나타낸 예시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓의 제조방법에서 오랄스캔 이미지의 조절과정을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓의 제조방법에서 디지털 라이브러리를 나타낸 개략도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 치아교정용 디지털 브라켓의 제조방법에서 치열구조에 대응하여 가상 브라켓의 위치가 미세조절되는 과정을 나타낸 개략도이다.

도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 치아교정용 디지털 브라켓(100)은 패드부(110)와 지그부(120)를 포함하여 구비된다. 한편, 후술되는 '디지털 브라켓'은 상기 '치아 교정용 디지털 브라켓'과 실질적으로 대응되는 의미로 이해함이 바람직하다. 또한, 후술되는 '각 치아'는 '각 교정대상 치아'와 실질적으로 대응되는 의미로 이해함이 바람직하다.

상세히, 상기 패드부(110)는 일면이 상기 피시술자의 각 교정대상 치아와 개별 대응되고 타면에는 상기 각 교정대상 치아의 위치가 교정되도록 장력을 제공하는 와이어(113)가 결합되는 결합홈부(111)가 적어도 하나 이상 구비된다.

여기서, 상기 패드부(110)는 상기 각 치아의 치근측 넓이가 치관의 상단부측 넓이보다 좁게 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 패드부(110)는 치관으로부터 치근을 향하여 협소해지는 각 치아의 프로파일과 실질적으로 대응되도록 형성됨에 따라 상기 각 치아와 더욱 안정적으로 결합될 수 있다.

그리고, 상기 결합홈부(111)는 도면에서와 같이 상단측 및 하단측에 다단으로 형성될 수 있으며 중앙부측을 가로지르도록 하나로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 결합홈부(111)는 상기 패드부(110)의 타면측을 횡방향으로 관통하도록 형성될 수도 있고, 상측 내지 하측방향으로 개방된 개구홈이 더 형성될 수도 있다. 더욱이, 상기 결합홈부(111)는 상기 패드부(110)의 길이방향으로 연장된 슬롯홀 형태로 관통될 수도 있으며, 이때 상기 와이어(113)는 상기 결합홈부(111)의 내측 프로파일에 대응되도록 단면의 두께와 폭이 상이하게 납작한 형태로 구비될 수도 있다.

이때, 상기 결합홈부(111)는 상기 패드부(110)를 직접 관통하도록 형성될 수도 있으나, 상기 와이어(113)의 장력이 보다 집중적으로 제공될 수 있도록 상기 패드부(110)의 타면측으로 일체로 돌설된 돌출부에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 돌출부는 상기 패드부의 면적보다 전체적으로 작게 형성될 수 있다.

또한, 상기 패드부(110)는 상기 구강의 내측 즉, 혀 및 입천장과 대응되는 상기 각 교정대상 치아(t)의 내면측에 고정될 수 있다. 이에 따라, 치열 교정시술 기간 중 상기 디지털 브라켓(100) 및 와이어(113)가 외부로 노출되지 않아 심미적 만족감이 향상될 수 있다. 또한, 상기 디지털 브라켓(100) 및 와이어(113)의 돌출된 외면에 입술 내측이 긁혀 상처가 발생하거나 이로 인한 통증 및 불편감이 최소화될 수 있다.

한편, 상기 패드부(110)는 기설정된 연속치열구조(6)에 따라 가상조절된 각 치아이미지(2)와 대응되도록 디지털 라이브러리(10)로부터 추출된 하나의 가상 교정 탬플릿(11)의 디지털 외형정보로부터 설정됨이 바람직하다. 이때, 상기 각 치아이미지(2)는 상기 피시술자의 구강 내부 프로파일에 대응하여 획득 및 로딩되는 오랄스캔 이미지(1)상에서 잇몸이미지(3)와 분리된 후 상기 기설정된 연속치열구조(6)에 따라 가상정렬될 수 있다.

여기서, 상기 기설정된 연속치열구조(6)라 함은 피시술자의 치열이 바람직한 기능적, 심미적 교합상태로 교정되도록 수립된 치열 교정시술 계획에 따른 가상 치열궁 프로파일로 이해함이 바람직하다.

즉, 상기 디지털 브라켓(100)은 상기 오랄스캔 이미지(1)상에 가상조절된 각 치아이미지(2)의 연속치열구조(6)에 따라 정렬배치되는 상기 가상 교정 탬플릿(11)을 기반으로 제조된다. 이에 따라, 상기 디지털 브라켓(100)을 이용한 치열 교정시술의 정확도가 현저히 개선되므로 피시술자의 기능적, 심미적인 시술만족도가 현저히 향상될 수 있다. 이러한 상기 디지털 브라켓(100)의 제조방법은 추후 상세히 설명하도록 한다.

한편, 상기 지그부(120)는 상기 패드부(110)의 상단부에 일체로 구비되되, 상기 각 교정대상 치아(t)의 상단부(ta) 외면을 감싸 형합되도록 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 지그부(120)의 내면이 상기 치아(t)의 상단부(ta) 외면에 형합 고정되면 상기 패드부(110)가 상기 각 치아(t)의 기설정된 위치에 정렬 고정될 수 있다. 이때, 상기 각 치아의 기설정된 위치라 함은 상기 각 치아(t)가 상기 기설정된 연속치열구조(6)에 대응하여 교정되도록 상기 와이어(113)의 장력이 가해질 수 있는 위치로 이해함이 바람직하다.

더욱이, 상기 지그부(120)의 내면에는 상기 각 치아의 특징적인 저작면 형상과 형합되는 형합홈부(121)가 형성됨이 바람직하다. 따라서, 상기 형합홈부(121)가 상기 각 치아(t)의 특징적인 저작면 프로파일과 형합되도록 고정하는 간단한 방법으로 상기 디지털 브라켓(100)이 상기 각 치아의 기설정된 위치에 더욱 명확하게 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 각 교정대상 치아가 치열 교정시술 계획에 따라 정확하게 교정되므로 교정의 신뢰성이 현저히 향상될 수 있다.

그리고, 상기 지그부(120)에 의해 위치가 정렬 고정된 상기 디지털 브라켓(100)은 상기 패드부(110)의 내면에 접착제 등이 도포되어 각 치아에 견고하게 설치될 수 있다.

한편, 상기 패드부(110)와 상기 지그부(120)의 경계부에는 외력에 의해 분절되도록 부분절개된 분절엣지(122)가 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 분절엣지(122)는 상기 디지털 브라켓(100)이 상기 각 치아(t)에 정렬 고정된 상태에서 상기 패드부(110)로부터 분리되도록 주변부보다 얇은 두께를 갖도록 형성됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 분절엣지(122)는 상기 경계부를 따라 찢어진 슬릿(slit) 형태로 형성되거나 'v'자 내지 'u'자 형상의 쐐기홈 형상으로 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 분절엣지(122)는 관통부 및 밀폐연결부가 교번된 파선(broken line) 형태로 형성될 수도 있으며, 외력에 의해 상기 지그부(120)가 상기 디지털 브라켓(100)의 패드부(110)로부터 분리될 수 있는 형상이라면 그 제한을 두지않는다.

이에 따라, 본 발명의 디지털 브라켓(100)은 상기 지그부(120)를 통하여 상기 와이어(113)의 장력이 정확하게 가해질 수 있는 상기 각 치아(t)의 기설정된 위치에 손쉽게 정렬 고정된 후 소정의 힘을 가하면 상기 분절엣지(122)를 통하여 사용이 완료된 상기 지그부(120)를 손쉽게 분리할 수 있다. 이를 통해, 상기 디지털 브라켓(100)을 신속하게 정확한 위치에 고정할 수 있으므로 정확성 및 시술편의성이 현저히 개선되면서도 일상생활에서의 불편함이 최소화될 수 있다.

더욱이, 상기 지그부(120)와 상기 분절엣지(122)가 상기 디지털 브라켓(100)을 설계하기 위하여 획득되어 가상조절되는 상기 오랄스캔 이미지(1)를 기반으로 동시에 설계되므로 이와 연계되어 즉각적인 제조가 가능하며 정밀성 또한 현저히 향상될 수 있다.

이때, 상기 패드부(110)는 상기 각 치아(t)의 일면에 대응되도록 배치되되, 상기 패드부(110)의 내면이 상기 각 치아(t)의 특징적인 저작면 프로파일과 형합되는 형합안착부(110a)가 더 설정될 수 있다. 이에 따라, 상기 디지털 브라켓(100)은 상기 형합홈부(121)에서 상기 형합안착부(110a)로 연결되는 내면 프로파일과 상기 각 치아(t)의 외면 프로파일이 상호 정밀하게 형합되어 더욱 정확한 위치로 가이드되므로 치열 교정시술의 신뢰성이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 상기 지그부(120)의 상측방향으로 상기 그립돌출부(130)가 돌출될 수 있다. 즉, 시술자는 기설정된 취부면적을 갖도록 상향 돌설된 상기 그립돌출부(130)를 손으로 쥐거나 별도의 취부수단으로 취부하여 피시술자의 구강 내부로 상기 디지털 브라켓(100)을 손쉽게 이동 및 고정할 수 있다.

또한, 고정이 완료된 상태에서는 상기 그립돌출부(130)를 쥐고 소정의 힘을 가하면 상기 분절엣지(122)를 경계로 상기 지그부(120)와 상기 그립돌출부(130)가 동시에 분리될 수 있으므로 사용편의성이 현저히 개선될 수 있다.

더욱이, 상기 그립돌출부(130)가 기설정된 높이로 돌출됨에 따라 외력이 가해지는 위치와 상기 분절엣지(122) 사이가 소정의 간격을 두고 이격될 수 있다. 이에 따라, 지렛대 원리에 의해 상기 그립돌출부(130)에 적은 힘을 가하더라도 상기 분절엣지(122)가 손쉽게 파쇄될 수 있으므로 사용편의성이 더욱 개선될 수 있다.

이때, 상기 그립돌출부(130)의 단부에는 상기 각 치아의 종류 및 위치에 대한 안내정보가 표시되는 표식부(131)가 형성될 수 있다.

상세히, 상기 표식부(131)에는 상기 디지털 브라켓(100)과 대응되는 각 치아에 대한 안내정보가 포함된다. 즉, 상기 표식부(131)에는 상기 구강 내부의 정중선(midline, ML)을 기준으로 좌우측 중 어느측 치아인지와 몇 번째 전치 혹은 견치인지 등에 대한 정보가 표시될 수 있다. 또한, 상하악의 치열이 동시에 교정된다면, 상기 표식부(131)에는 상하악 중 어느측 치아인지에 대한 정보가 더 포함될 수 있다. 예컨대, 하나의 디지털 브라켓(100)이 좌측 하악의 견치(canine)에 해당된다면 이에 해당되는 정보가 상기 표식부(131)에 표시될 수 있다.

더욱이, 상기 안내정보는 점자로 기호화되어 돌출 형성될 수 있다. 예컨대, 상기와 같은 '좌측, 하악, 견치'에 대한 안내정보는 점자(132) 타입으로 기호화되어 상기 표식부(131)의 외면측으로 돌출 형성될 수 있다. 이에 따라, 시술자가 손으로 취부시 손가락에 감촉으로 전달되는 정보만으로도 상기 치아의 정보를 명확하게 인지할 수 있으므로 시술정확도 및 시술편의성이 현저히 개선될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 정보는 알파벳, 숫자 및 이를 조합한 형태로 기호화되어 표시될 수도 있으며 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

한편, 상기 치아교정용 디지털 브라켓(100)은 다음과 같은 과정을 통하여 제조될 수 있다.

먼저, 상기 오랄스캔 이미지(1)가 로딩되고, 상기 디지털 라이브러리(10)로부터 기설정된 연속치열구조(6)에 따라 가상조절된 각 치아이미지(2)와 대응되는 하나의 가상 교정 탬플릿(11)이 추출된다.

상세히, 상기 기설정된 연속치열구조(6)는 상기 피시술자의 구강 내부의 전체적인 구조 및 상기 시술자의 경험을 바탕으로 상기 오랄스캔 이미지(1) 상에서 수립될 수 있다.

이때, 상기 기설정된 연속치열구조(6)는 상기 오랄스캔 이미지(1) 상에 표시된 치조골 상단부측 잇몸의 아치형 프로파일을 기반으로 설정될 수 있다. 또는, 실질적으로 치열변형이 적거나 발생하지 않는 구치(molar)측의 연속적인 치아 배열상태를 기반으로 전치(incisor)측의 치아 배열상태를 예측함에 따라 상기 기설정된 연속치열구조(6)가 설정될 수도 있다.

더욱이, 상기 기설정된 연속치열구조(6)는 연령, 성별, 상악 및 하악의 크기 등의 개인별 편차를 대표할 수 있도록 표준화되어 시뮬레이션 장치 혹은 디지털 라이브러리(10)에 복수개로 저장될 수 있다.

한편, 상기 오랄스캔 이미지(1)에는 피시술자의 상악 및 하악 중 치열 교정시술이 필요한 상기 각 교정대상 치아를 포함하는 구강 내부의 각 치아이미지(2) 및 잇몸이미지(3)를 포함한다. 이때, 상기 오랄스캔 이미지(1)는 상기 각 교정대상 치아가 포함된 구강 내부의 일측만을 스캔하여 획득될 수도 있으나, 교정대상 치아측과 대합치아측 간의 기능적, 심미적 교합관계가 고려되도록 상하악에 대한 스캔 이미지가 함께 획득될 수도 있다.

이러한 상기 오랄스캔 이미지(1)는 상기 피시술자의 구강 내부를 오랄스캐너를 이용하여 직접 스캔하여 획득될 수도 있고, 경우에 따라 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 인상모형을 채득하고, 채득된 인상모형을 스캐닝하여 획득될 수도 있다. 이때, 획득된 상기 오랄스캔 이미지(1)는 이미지 변환을 통한 영상처리 작업이 용이하도록 3차원 벡터 데이터로 변환되어 저장될 수도 있다.

한편, 획득된 상기 오랄스캔 이미지(1)는 영상분석을 통하여 상기 각 치아이미지(2)와 상기 잇몸이미지(3)가 구분되되, 상기 각 치아이미지(2)가 상기 잇몸이미지(3)와 분리되도록 영상처리될 수 있다.

상세히, 도 3을 참조하면, 상기 오랄스캔 이미지(1)에 표시되는 상기 각 치아이미지(2)와 상기 잇몸이미지(3)의 경계를 따라 복수개의 경계점(4)이 설정된다. 그리고, 상호 이웃하여 설정된 경계점(4) 사이를 연결선으로 연결하여 영역을 설정함에 따라 상기 각 치아이미지(2)가 상기 잇몸이미지(3)로부터 분리될 수 있다. 이때, 상기 경계점(4) 사이의 간격이 조밀할수록 상기 각 치아이미지(2)가 상기 잇몸이미지(3)로부터 더욱 명확하고 정밀하게 분리될 수 있다.

여기서, 상기 피시술자의 구강 내부에서 각 치아에 따라 식립된 위치 및 각도가 상이하므로, 상기 오랄스캔 이미지(1)에 표시된 상기 각 치아이미지(2)는 개별적으로 분리될 수 있다. 이를 통해, 상기 각 치아이미지(2)는 기설정된 연속치열구조(6)에 대응하여 개별적인 3차원 조작이 가능하므로 더욱 정확한 치열 교정시술 계획이 수립될 수 있다.

더불어, 상기 잇몸이미지(3)는 상기 기설정된 연속치열구조(6)에 따라 가상조절된 상기 각 치아이미지(2)의 하측을 감싸는 형상으로 함께 가상조절될 수 있다. 이에 따라, 상기 각 치아이미지(2)가 가상조절된 상태에서 상기 구강 내부의 전체적인 교정상태를 상기 오랄스캔 이미지(1)를 통하여 미리 예측할 수 있으므로 치열 교정시술의 정확성이 더욱 개선될 수 있다.

그리고, 상기 각 치아이미지(2)에는 정렬기준부(5)가 개별적으로 설정되고, 상기 기설정된 연속치열구조(6)에 대응하도록 상기 정렬기준부(5)를 기준으로 3차원 조작하여 상기 각 치아이미지(2)가 가상조절될 수 있다.

이때, 상기 정렬기준부(5)는 상기 각 치아이미지(2)의 중앙부와 양측단을 연결하여 횡방향 무빙을 가이드하는 제1기준선(5a)과, 상기 각 치아의 식립각도에 대응하여 종방향 무빙을 가이드하는 제2기준선(5b)을 포함하여 설정될 수 있다. 여기서, 상기 3차원 조작 및 무빙이라 함은 상기 각 치아이미지(2)를 바람직한 치열 즉, 기설정된 연속치열구조(6)에 대응되도록 가상조절하기 위한 회전, 위치이동 및 각도조절을 할 수 있는 3차원적인 이미지 조작으로 이해함이 바람직하다.

즉, 상기 각 치아이미지(2)는 상기 기설정된 연속치열구조(6)를 기준으로 상기 제1기준선(5a)의 상호 이웃하는 양단부가 연속적인 아치형태를 형성하도록 회전 및 이동되어 가상조절될 수 있다. 또한, 상기 각 치아이미지(2)는 상기 대합치아와 기능적, 심미적으로 바람직한 교합상태를 이루도록 상기 제2기준선(5b)을 기준으로 위치 및 각도가 3차원 조작되어 가상조절될 수 있다.

즉, 상기 디지털 브라켓(100)을 제조하기 위해 획득되어 기설정된 연속치열구조(6)로 가상조절되는 상기 오랄스캔 이미지(1)를 통하여 상기 디지털 브라켓(100)의 정밀한 설계정보뿐만 아니라 상기 피시술자의 교정대상 치아와 대합치아 간의 기능적, 심미적 교합관계가 고려된 치열 교정시술 계획이 수립될 수 있다. 이를 통해, 상기 치열 교정시술 기간이 현저히 단축될 뿐만 아니라 치열 교정시술을 통한 피시술자의 시술만족감이 현저히 개선될 수 있다.

이때, 상기 각 치아이미지(2)는 상기 정렬기준부(5)의 각 기준선(5a,5b)을 기준으로 하여 상기 기설정된 연속치열구조(6)에 대응되도록 수동으로 조절될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 정렬기준부(5)의 각 기준선(5a,5b)이 상기 연속치열구조(6)와 상호 매칭되도록 자동으로 정렬될 수도 있으며 이러한 영상처리 방법의 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

한편, 기설정된 연속치열구조(6)에 따라 가상조절된 상기 각 치아이미지(2)와 대응되도록 상기 디지털 라이브러리(10)로부터 하나의 가상 교정 탬플릿(11)이 선택되어 추출된다.

여기서, 상기 디지털 라이브러리(10)는 성별 및 연령에 따른 개인별 편차를 대표할 수 있도록 표준화된 치열궁 프로파일, 치아의 종류, 배열간격 및 각도를 선택항목으로 갖는 복수개의 가상 교정 탬플릿(11)의 디지털 외형정보를 포함함이 바람직하다.

상세히, 도 4 내지 도 5를 참조하면, 상기 디지털 라이브러리(10)에는 각 치아에 개별적으로 대응되는 복수개의 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)과 이를 연결하는 가상 와이어(13)를 포함하는 상기 가상 교정 탬플릿(11a,11b,11c)의 디지털 외형정보가 복수개로 포함된다.

여기서, 상기 디지털 외형정보라 함은 상기 디지털 브라켓(100)의 외형 및 구조가 대응되게 재현할 수 있는 3차원 벡터 데이터를 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.

이러한 가상 브라켓(12)의 디지털 외형정보는 제조시스템으로 연계되어 상기 디지털 브라켓(100)의 설계정보로 변환된다. 이에 따라, 하나의 상기 가상 교정 템플릿(11)이 선택되면 별도의 설계 내지 측정작업 없이도 각 치아에 대응되는 디지털 브라켓(100)의 전체적인 형태를 신속하고 정밀하게 설계 및 제조할 수 있다.

한편, 상기 가상 교정 탬플릿(11a,11b,11c)은 각 선택항목을 기준으로 세분화되어 분류될 수 있다. 상세히, 상기 가상 교정 탬플릿(11a,11b,11c)은 성별 및 연령별 치열궁 프로파일 및 치아 간의 배열간격에 대한 평균값을 산출 및 선택항목으로 지정하여 1차 분류(A)될 수 있다. 또한, 상기와 같이 1차 분류(A)된 상기 가상 교정 탬플릿(11a,11b,11c)은 치아의 식립각도에 대한 평균값을 산출 및 선택항목으로 지정하여 2차 분류(B)될 수 있다.

이에 따라, 상기 피시술자에 따라 기설정된 연속치열구조(6)에 대응하는 하나의 가상 교정 탬플릿(11)이 용이하게 획득될 수 있으며, 상기 오랄스캔 이미지(1)에 가상조절된 상기 각 치아이미지(2)에 신속하게 정렬배치될 수 있다. 따라서, 각 치아이미지(2)에 다수개의 상기 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)이 동시에 배치될 수 있으므로 설계 및 제조시간이 현저히 단축될 수 있다. 또한, 다수개의 상기 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)이 상기 가상 와이어(13)에 의해 실질적으로 동일한 선상에 정렬되어 배치되므로 후술되는 상기 가상 브라켓의 정렬배치 작업이 신속하게 수행될 수 있다.

더욱이, 상기 선택항목에 대응하는 기준값은 상기 오랄스캔 이미지(1)로부터 용이하게 산출할 수 있다. 또한, 산출된 기준값을 선택항목으로 지정하여 입력하기만 하면 상기 디지털 라이브러리(10)로부터 피시술자의 기설정된 연속치열구조(6)에 대응하는 하나의 가상 교정 탬플릿이 선택 및 추출될 수 있다.

이때, 추출된 상기 가상 교정 탬플릿(11a)은 상기 기설정된 연속치열구조(6)에 대응되도록 복수개의 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)이 상기 가상 와이어(13)에 의해 연결된 하나의 세트(set)로 저장된다. 이에 따라, 추출된 상기 가상 교정 탬플릿(11a)을 상기 오랄스캔 이미지(1)상에 가상조절된 상기 각 치아이미지(2)에 동시에 가상배치할 수 있다. 이를 통해, 상기 치열 교정시술을 위한 보철물의 설계공정 및 소요시간이 현저히 단축될 수 있다.

여기서, 상기 가상 교정 탬플릿(11)은 상기 피시술자의 구강 내부에 대응하는 각 치아이미지(2)에 대응하되, 바람직하게는 부정교합 치열이 주로 발생하는 전치측 6개의 치아를 특정하여 매칭되도록 구비될 수 있다.

그리고, 추출된 상기 가상 교정 탬플릿(11)의 각 가상 브라켓(12)과 가상 와이어(13)가 가상조절된 상기 각 치아이미지(2)의 연속치열구조(6)에 대응되도록 정렬배치된다.

이때, 복수개의 상기 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)은 상기 각 치아이미지(2)에 동시에 가상배치되되, 각 치아의 각도 및 방향에 따라 개별적으로 미세조절되므로 3차원 이미지 조작 공정은 최소화되면서도 교정정밀도는 현저히 향상될 수 있다.

또한, 각 치아의 내면에 각각 특징적으로 형성되는 저작면은 개인별뿐만 아니라 각 치아마다 상이하게 형성된다. 그러므로, 상기 디지털 브라켓(100)은 상기 가상 교정 탬플릿(11)에 포함된 상기 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)의 디지털 외형정보를 기반으로 제조되되, 각 치아의 배치각도 및 저작면에 따라 개별조절된 상태에서 제조될 수 있다.

더욱이, 상기 디지털 브라켓(100)은 상기 와이어의 장력에 의해 상기 각 치아의 위치가 기설정된 연속치열구조(6)에 맞게 교정될 수 있는 위치에 정렬배치된 상기 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)을 기반으로 설계 및 제조된다.

여기서, 상기 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)이 가상배치된 위치에 따라 상기 각 치아의 특징적인 저작면 형상과 매칭되는 상기 지그부(120)의 내면 프로파일도 특징적으로 결정될 수 있다. 이를 통해, 상기 지그부(120)가 상기 각 치아(t)의 단부에 형합되기만 하면 상기 와이어의 장력을 바람직하게 제공받을 수 있는 위치에 손쉽게 고정될 수 있다.

더욱이, 상기 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)이 배치되는 위치는 상기 오랄스캔 이미지(1)상에서 상기 각 치아이미지(2)의 3차원 위치가 상기 기설정된 연속치열구조(6)에 대응되도록 가상조절되는 시뮬레이션 과정을 통하여 산출될 수 있다. 이를 통해, 상기 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)의 위치가 상기 오랄스캔 이미지(1)상에서 명확하게 산출된 상태에서 상기 디지털 브라켓(100)의 제조를 위한 설계정보로 활용되므로 교정시술의 정밀도가 더욱 향상될 수 있다.

이어서, 상기 각 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)이 상기 치아이미지(2)의 연속치열구조(6)에 대응되도록 상기 각 치아이미지(2)에 개별정렬되면, 상기 디지털 브라켓(100)이 개별 설계되고, 설계된 데이터를 기초로 3차원 프린팅되어 제조될 수 있다.

이때, 각 가상 브라켓(12a,12b,12c,12d,12e,12f)의 상단부에는 상기 지그부(120)와 상기 분절엣지(122)가 동시에 설계될 수 있으며, 경우에 따라 상기 표식부(131)가 형성된 상기 그립돌출부(130)도 동시에 설계될 수 있다.

한편, 상기 디지털 브라켓(100)과 이를 연결하여 교정을 위한 장력을 제공하는 상기 와이어(113)가 설치된 상기 피시술자의 구강 내부를 커버하도록 리테이너 장치가 더 구비될 수도 있다.

상세히, 상기 리테이너 장치는 상기 피시술자의 교정대상 치아측 구강 내부를 커버하는 제1커버홈부와, 상기 디지털 브라켓(100) 및 상기 와이어(113)의 외측을 커버하는 제2커버홈부를 포함하여 제조될 수 있다.

이때, 상기 제1커버홈부와 상기 제2커버홈부는 상기 교정대상 치아측의 외면, 상기 디지털 브라켓(100) 및 상기 와이어(113)의 외면을 동시에 감싸되 실질적으로 밀착 고정될 수 있도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 구강 내부를 감싸면서도 대합치아와의 교합상태가 고려되도록 비교적 얇은 두께로 형성됨에 따라 피시술자의 불편함이 최소화될 수도 있다.

이에 따라, 상기 교정대상 치아는 상기 디지털 브라켓(100) 및 상기 와이어(113)의 조합과 아울러 상기 리테이너 장치에 의해 커버되어 더욱 정밀하고 정확하게 교정시술이 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1커버홈부와 제2커버홈부의 내측에 미백제 내지 불소화합물 등을 도포한 상태로 상기 피시술자의 구강 내부에 설치하면, 교정시술기간 동안 미세하게 세척 및 관리하기 어려운 부분까지 청결하게 관리할 수 있으므로 위생성이 더욱 개선될 수 있다.

이때, 상기 리테이너 장치도 상기 오랄스캔 이미지(1)상에서 설계될 수 있다. 즉, 상기 오랄스캔 이미지(1)상에서 상기 가상 브라켓(12)이 가상배치 및 정렬된 상태에서 상기 디지털 브라켓(100)뿐만 아니라 상기 리테이너 장치 역시 손쉽게 설계될 수 있으므로 더욱 신속하면서도 정교한 교정시술이 이루어질 수 있다.

이를 통해, 본 발명에 따른 치아교정용 디지털 브라켓(100)은 상기 지그부(120)의 내면이 각 치아(t)의 특징적인 저작면 형상과 대응되도록 형성됨에 따라 상기 지그부(120)를 상기 각 치아(t)의 상단부(ta)에 배치하기만 하면 상기 치아의 외면과 상기 지그부(120)의 상호 매칭되는 내면이 형합된다. 이에 따라, 치열교정을 위한 상기 와이어(113)의 장력이 가해질 수 있는 각 치아(t)의 기설정된 위치에 상기 디지털 브라켓(100)이 정확하게 가이드되므로 교정시술의 신뢰성이 현저히 향상될 수 있다.

또한, 상기 패드부(110)와 상기 지그부(120)의 경계부에 분절엣지(122)가 형성됨에 따라 상기 디지털 브라켓(100)이 상기 각 치아에 고정된 후 소정의 힘을 가하기만 하면 상기 패드부(110)로부터 상기 지그부(120)를 용이하게 분리할 수 있다. 이를 통해, 시술편의성은 향상되면서도 돌출된 지그부(120)로 인한 피시술자의 일상생활에서의 불편함이 최소화될 수 있다.

더욱이, 상기 지그부(120)의 상측으로 상기 시술자의 취부가 용이하도록 상기 그립돌출부(130)가 기설정된 취부면적으로 돌설되되, 그의 단부에 각 치아의 위치정보를 포함하는 상기 표식부(131)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 각 디지털 브라켓(100)과 매칭되는 상 치아(t)의 위치를 취부와 동시에 감촉만으로도 인지 가능하므로 시술편의성이 더욱 향상될 수도 있다.

이러한 상기 디지털 브라켓(100)은 상기 디지털 라이브러리(10)에 저장되되 상기 오랄스캔 이미지(1)상에서 가상조절된 각 치아이미지(2)의 연속치열구조(6)와 대응되도록 선택되는 가상 교정 탬플릿(11)을 기반으로 제조된다. 이에 따라, 상기 디지털 브라켓(100)을 이용한 치열 교정시술의 정확도가 현저히 개선되므로 피시술자의 기능적, 심미적인 만족도가 현저히 향상될 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 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

1 : 오랄스캔 이미지 2 : 치아이미지
3 : 잇몸이미지 4 : 경계점
5 : 정렬기준부 10 : 디지털 라이브러리
11,11a,11b,11c : 가상 교정 탬플릿 12 : 가상 브라켓
100 : 치아교정용 디지털 브라켓 110 : 패드부
120 : 지그부 121 : 형합홈부
122 : 분절엣지 130 : 그립돌출부
131 : 표식부

Claims (5)

1. 피시술자의 구강 내부 프로파일에 대응하여 획득된 오랄스캔 이미지를 로딩하고, 기설정된 연속치열구조에 따라 가상조절된 각 치아이미지와 대응되도록 디지털 라이브러리로부터 추출된 하나의 가상 교정 탬플릿의 디지털 외형정보로부터 설정되되, 일면이 상기 피시술자의 각 치아와 개별 대응되고 타면에는 상기 각 치아의 위치가 교정되도록 장력을 제공하는 와이어가 결합되는 결합홈부가 적어도 하나 이상 구비되는 패드부; 및
   상기 패드부의 위치가 정렬되도록, 상기 패드부의 상부에 상기 각 치아의 상단부 외면을 감싸도록 형합 고정되는 지그부를 포함하는 치아교정용 디지털 브라켓.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가상 교정 탬플릿은 가상 브라켓과 가상 와이어가 연결된 디지털 외형정보를 포함하며 치열궁 프로파일, 치아의 종류, 배열간격 및 각도에 대응하는 선택항목에 따라 상기 디지털 라이브러리에 복수개로 저장되되,
   상기 오랄스캔 이미지에서 가상조절된 상기 각 치아이미지의 연속치열구조와 대응되도록 선택됨을 특징으로 하는 치아교정용 디지털 브라켓.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 패드부와 상기 지그부의 경계부를 따라 외력에 의해 선택적으로 분절되도록 부분절개된 분절엣지가 형성됨을 특징으로 하는 치아교정용 디지털 브라켓.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 지그부는 상기 각 치아이미지로부터 산출된 저작면 형상에 대응하여 형합되는 형합면부가 포함됨을 특징으로 하는 치아교정용 디지털 브라켓.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 정렬지그부의 상측에는 그립돌출부가 일체로 돌출됨을 특징으로 하는 치아교정용 디지털 브라켓.

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