KR20180104382A - 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체 - Google Patents

임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 컴퓨팅 수단을 이용하여 임플란트용 상악동거상술을 위한 드릴링 플래닝을 제공하는 방법으로서, 1) 상악(上顎), 치아 및 잇몸의 구조를 나타내는 치과 영상 데이터를 수득하는 단계- 상기 치과 영상 데이터는 상기 상악의 치조골 형상 데이터와 잇몸 형상 데이터, 픽스쳐가 식립될 결손치 상태 데이터를 포함함-; 2) 상기 치과 영상 데이터에 기초하여, 픽스쳐의 식립 위치에 가이드홀이 구비된 서지컬가이드 구조 데이터를 생성하는 단계- 상기 서지컬가이드 구조 데이터는 상기 가이드홀을 형성하는 슬리브의 방향 데이터 및 길이 데이터를 포함함-; 및 3) 상기 치과 영상 데이터 및 서지컬가이드 구조 데이터에 기초하여, 상기 슬리브의 기준면으로부터 상기 상악동까지의 거리인 제1 길이를 산출하고, 상기 산출된 제1 길이에 기초하여 선택이 가능한 드릴에 관한 정보를 제공하는 단계- 상기 슬리브의 기준면은 드릴의 삽입 깊이를 제한하는 기능을 제공함-;를 포함하여 구성된 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법이 개시된다.

Description

임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체 {Planning method of maxillary sinus augmentation for implant procedure, Computer program for the same, and Recording medium storing computer program thereof}
본 발명은 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체에 관한 것으로서, 임플란트 시술 과정에서 상악동 내 골이식을 위한 치조골의 드릴링을 위한 플래닝 방법에 관한 것이다.
치아가 빠지게 되면 이를 회복시키기 위하여 종전에는 인공으로 만든 크라운이나 브릿지, 끼워넣는 식의 부분틀니, 또는 전체 틀니가 사용되었는데, 그 사용상의 불편함으로 인해 최근에는 임플란트의 사용이 확산되고 있다.
임플란트는 결손된 치아의 수복을 위한 보철물 지지 용도로 턱뼈 안이나 위에 픽스쳐를 식립하여 인공치아를 고정 사용하는 치과용 보철물이다.
픽스쳐 식립을 위한 드릴링 과정은 임플란트 시술 경험이 풍부하지 않은 초심자뿐만 아니라 경험자에게도 시술의 깊이 및 방향을 정확하게 가늠하기가 상당히 어렵다는 난점이 있다.
이를 고려하여, CT(Computed Tomography:컴퓨터 단층촬영)촬영을 통해 취득한 CT 화상 및 치열 모형에 기초하여, 매입해야 할 픽스쳐의 길이, 굵기 및 매입 위치를 예측하고, 예측된 길이 및 굵기 등에 대응한 픽스쳐를 컴퓨터상에서 3차원 데이터로 구축하여 시뮬레이션을 가능하도록 하는 기술이 제안되었다. 이러한 기술의 일예는, 상용제품으로서 덴츠플라이(DENTSPLY)사의 심플랜트(SimPlant) 등을 통해 개시된 바 있다.
또한, 상기 3차원 데이터 및 시뮬레이션의 결과를 이용하여 서지컬 가이드(surgical guide)를 제작하고, 서지컬 가이드를 이용하여 가이드 홀의 유도에 따른 픽스쳐용 드릴링 및 식립 시술을 보조하는 기술이 더욱 제안되었다. 이러한 기술의 일예는, 상용제품으로서 덴츠플라이(DENTSPLY)사의 서지케이스(SurgiCase) 등을 통해 개시된 바 있으며, 일본국 특개2001-170080호 공보, 일본국 특표2001-523509호 공보 및 일본국 특개2003-88537호 공보, 대한민국 등록특허 10-0912973호, 대한민국 등록특허 10-1642661호 등을 통해 개시된 바 있다.
한편, 임플란트 시술 과정에서, 환자의 상악동(上顎洞)과 치조골 사이에 임플란트를 심을 수 있는 만큼의 뼈가 남지 않았을 때, 치조골 상방에 위치한 상악동 막 조직을 상방으로 들어올리고 그 공간에 인공뼈를 채워 넣어서 임플란트를 심을 수 있는 뼈의 양을 확보하기 위해 상악동거상술이 이뤄지는 경우가 종종 있다. 상악동 막 조직은 비강 내의 습도를 조절하고 발성시 공명을 조절하기 위해 상악동의 내측에 형성된 조직이다.
그런데, 상악동거상술을 위한 드릴링은 인공뼈를 투입하기 위해 치조골을 관통하는 관통공을 형성하되, 상악동 막 조직은 손상시키지 않아야 한다는 점에서 일반 픽스쳐 식립을 위한 드릴링에 비해 더 높은 난이도가 요구된다. 예를 들어, 시술자의 숙련도가 낮거나 시술자가 치조골의 두께를 잘못 파악하여 드릴링을 하여 상악동 막이 손상된 경우에는 상악동 내부에 감염 위험성이 높아진다는 문제점이 있다.
이러한 문제를 개선하기 위한 종래기술의 일예로, 대한민국 공개특허 10-2016-0018976호(2016년05월10일 공개)가 제안된 바 있다. 상기 종래 기술은 3차원 수술가이드 이미지의 외부 형성 정보를 통해 정밀한 치수로 제조된 서지컬가이드가 구강 내부를 전체적으로 감싸 형합 고정된 상태에서 3차원 수술가이드 이미지를 기반으로 정렬기준면으로부터 상악동 막까지의 거리를 산출하여 절삭날의 삽입깊이를 설정하도록 구성되었다. 도 11은 상기 종래기술의 일예에 따른 상악동 드릴링 시술 과정의 일예를 나타낸 단면 모식도, 도 12는 도 11의 종래기술에 사용되는 드릴의 예시도, 도 13은 도 11의 종래기술에 사용되는 상이한 길이를 가진 복수개의 보조스토퍼의 예시도이다.
그러나, 상기 종래기술은, 절삭날의 삽입깊이를 조절하기 위해, 도 13에 예시된 것과 같이 상이한 길이를 가진 복수개의 중공형 보조스토퍼 중에서 드릴링 삽입깊이에 맞는 보조스토퍼를 선택하고 드릴의 회전가이더부의 외주에 삽입하는 방식을 취하기 때문에, 도 11과 같은 드릴링 과정에서 회전가이더부가 보조스토퍼의 길이만큼 서지컬가이드의 가이드홀 외부로 밀려나게 되어 가이드홀의 내부면에 의해 견고하게 지지되지 못하는 현상이 발생된다.
즉, 이러한 지지 상태에서는, 회전가이더부와 서지컬가이드의 슬리브 상호 간에 충분한 면접촉을 확보하지 못하게 되므로, 드릴링 시에 회전가이더부가 슬리브로부터 견고하게 지지되지 못하여 드릴의 절삭부가 드릴링 시의 진동이나 변형에 취약해진다는 문제점이 있다.
특히, 종래기술의 경우, 도 13의 30f와 같이 긴 길이의 보조스토퍼를 사용하려면 드릴의 절삭부(도 12의 부호 25)가 길게 형성되어야 하는데, 상대적으로 작은 직경을 갖는 절삭부는 그 길이가 길수록 드릴링 과정에서 진동이나 변형에 더욱 취약하게 되어 당초 목표된 드릴링 위치나 방향에서 미세하게 벗어나게 되는 문제점을 야기하게 된다.
또한, 상기 종래기술의 경우, 드릴의 회전가이더부가 서지컬가이드의 슬리브로부터 충분하게 면접촉 지지되지 못하므로, 드릴링 과정 중에 드릴의 지지 상태를 유지하기 위해 시술자가 드릴 및 보조스토퍼를 슬리브 방향으로 강하게 압압하는 상태를 유지해야 한다는 불편함이 있다.
또한, 상기 종래기술의 경우, 환자의 구강 구조가 좁거나 상하 치아 간의 간격이 좁은 어금니 측에 상악동거상술을 하려는 경우, 긴 길이를 갖는 보조스토퍼를 개재한 상태에서 드릴을 절삭 방향으로 삽입해야 하므로 상하 방향의 공간 확보 측면에서 많은 어려움이 있었다.
대한민국 공개특허 10-2016-0018976호 (2016년05월10일 공개) 대한민국 공개특허 10-2010-0032800호 (2010년03월26일 공개) 대한민국 공개특허 10-2010-0079817호 (2010년07월08일 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 임플란트 시술 과정에서 상악동 내 골이식을 위한 치조골의 드릴링을 위한 플래닝 방법으로서, 시술 대상자의 구강 및 치조골 특성에 맞는 드릴을 선택할 수 있도록 플래닝 결과를 제공함으로써, 드릴에 의한 상악동 막의 손상을 방지하도록 구성된 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 컴퓨팅 수단을 이용하여 임플란트용 상악동거상술을 위한 드릴링 플래닝을 제공하는 방법으로서, 1) 상악(上顎), 치아 및 잇몸의 구조를 나타내는 치과 영상 데이터를 수득하는 단계- 상기 치과 영상 데이터는 상기 상악의 치조골 형상 데이터와 잇몸 형상 데이터, 픽스쳐가 식립될 결손치 상태 데이터를 포함함-; 2) 상기 치과 영상 데이터에 기초하여, 픽스쳐의 식립 위치에 가이드홀이 구비된 서지컬가이드 구조 데이터를 생성하는 단계- 상기 서지컬가이드 구조 데이터는 상기 가이드홀을 형성하는 슬리브의 방향 데이터 및 길이 데이터를 포함함-; 및 3) 상기 치과 영상 데이터 및 서지컬가이드 구조 데이터에 기초하여, 상기 슬리브의 기준면으로부터 상기 상악동까지의 거리인 제1 길이를 산출하고, 상기 산출된 제1 길이에 기초하여 선택이 가능한 드릴에 관한 정보를 제공하는 단계- 상기 슬리브의 기준면은 드릴의 삽입 깊이를 제한하는 기능을 제공함-;를 포함하여 구성된 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법이 개시된다.
바람직하게, 상기 3) 단계에서, 상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는, 미리 입력 설정된 드릴 라이브러리에 기초하여 제공되며, 길이가 서로 다른 복수의 드릴 중 적어도 하나 이상의 드릴을 상악동거상술용 드릴로 선택하도록 하는 정보인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 3) 단계에서, 상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는, 드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴 중에서, 상기 슬리브의 기준면에 맞닿는 드릴 스토퍼 위치로부터 상악동 측을 향해 연장된 절삭날부의 단부까지의 제2 길이가 상기 제1 길이보다 작은 길이값을 갖는 드릴에 관한 것임을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 3) 단계에서, 상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는, 드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴 중에서, 상기 슬리브의 기준면에 맞닿는 드릴 스토퍼 위치로부터 상악동 측을 향해 연장된 절삭날부의 단부까지의 제2 길이가 상기 제1 길이를 기준으로 미리 설정된 안전 범위 이내가 되는 길이값을 갖는 드릴에 관한 것임을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 3) 단계에서, 상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는, 드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴 중에서, 기초 드릴링을 위한 기초 드릴 정보와, 상기 기초 드릴링 이후에 이뤄지는 후속 드릴링을 위한 후속 드릴 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 슬리브는 미리 설정된 길이를 갖도록 구성되며, 상기 드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴은 미리 설정된 단위 길이에 기초하여 서로 다른 길이를 갖도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 3) 단계에서, 상기 서지컬가이드의 본체 두께를 기본 두께값으로 설정한 상태에서 상기 제1 길이를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 3) 단계에서, 상기 서지컬가이드의 본체 두께를 기본 두께값에서 증감 조정하되, 상기 드릴의 단위 길이보다 작은 증감 간격값으로 증감 조정이 가능하도록 구성되어, 상기 제1 길이가 상기 드릴의 단위 길이보다 작은 증감 간격값으로 증감 조정되어 산출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 일측면에 따르면, 하드웨어와 결합되어 상기 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 개시된다.
본 발명의 또다른 일측면에 따르면, 상기 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 개시된다.
이와 같은 본 발명은, 상악동 내 골이식 시술 과정에서, 시술 대상자의 구강 및 치조골 특성에 맞는 적절한 길이의 드릴을 선택할 수 있도록 플래닝 결과를 제공함으로써, 드릴의 과도한 삽입에 의한 상악동 막의 손상을 방지하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 플래닝 방법에 따르면, 상악동거상술에 사용하는 드릴이 서지컬가이드의 슬리브에 의해 견고한 지지를 받고 절삭날부의 길이가 과도하게 길게 형성될 필요가 없으므로, 드릴의 진동이나 변형에 강인하면서도 안정된 드릴링 효과를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 플래닝 방법에 따르면, 상악동거상술 시술 시에 보조스토퍼와 같은 별도의 삽입 깊이 조절용 부재를 요하지 않으므로, 시술자가 안정되고 편안한 상태로 드릴링을 할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 플래닝 방법에 따르면, 환자의 구강 구조가 좁거나 상하 치아 간의 간격이 좁은 어금니 측에 상악동거상술을 시술하는 경우에도 시술자가 드릴 삽입 및 드릴링 작업을 원활하게 진행하도록 한다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 치과 영상 데이터의 화면 표시예,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 서지컬가이드 구조 데이터의 화면 표시예,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 기초 드릴의 화면 표시예,
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 후속 드릴의 화면 표시예,
도 4b는 도 4a에 표시된 드릴이 서지컬가이드의 슬리브에 삽입된 상태의 화면 표시예,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 또다른 후속 드릴의 화면 표시예,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 드릴 라이브러리의 화면 표시예,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법이 실행되는 컴퓨팅 수단의 모듈 구성도,
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법이 실행되는 컴퓨팅 수단의 예시 화면,
도 11은 종래기술의 일예에 따른 상악동 드릴링 시술 과정의 일예를 나타낸 단면 모식도,
도 12는 도 11의 종래기술에 사용되는 드릴의 예시도,
도 13은 도 11의 종래기술에 사용되는 상이한 길이를 가진 복수개의 보조스토퍼의 예시도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
제1, 제2 등의 용어는 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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다.
본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법이 실행되는 컴퓨팅 수단의 모듈 구성도이다.
본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)은 치과 영상 데이터에 기초하여 서지컬가이드 데이터 및 드릴 데이터를 생성 및 표시하고, 이에 기초하여 드릴링 플래닝 정보를 제공한다. 이러한 컴퓨팅 수단(1000)은 CPU와 메모리, 입출력 수단, 데이터저장수단을 구비한 통상의 컴퓨터를 통해 구현될 수 있으며, 본 실시예의 플래닝 방법을 제공하기 위한 컴퓨터 프로그램이 실행됨으로써 각각의 기능이 제공된다.
이를 위해 본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)은, CT(Computed Tomography:컴퓨터 단층촬영)촬영을 통해 취득한 CT 화상 및 구강 내 스캔과 같은 환자의 치과 영상 데이터를 입력하기 위한 데이터 입력부(1150)와, 입력된 치과 영상 데이터를 시뮬레이션용 데이터로 변환 처리하기 위한 치과 영상 데이터 처리 모듈(1102)과, 치과 영상 데이터에 기초하여 임플란트 시술을 위한 서지컬가이드 영상 데이터를 생성 처리하기 위한 서지컬가이드 데이터 처리 모듈(1104)과, 본 실시예의 드릴링 플래닝을 위한 다양한 길이 및 규격의 드릴 데이터를 영상 시뮬레이션 처리하기 위한 드릴 데이터 처리모듈(1106)과, 본 실시예의 플래닝 프로세스에 의해 드릴링 플래닝을 생성하고 표시하기 위한 플래닝 모듈(1108)과, 컴퓨팅 수단(1000)의 일반적인 동작 제어를 위한 제어 모듈(1110)과, 치과 영상 및 서지컬가이드 영상, 드릴 영상을 플래닝 프로세스에 따라 화면 표시하기 위한 화면 표시 모듈(1112)과, 플래닝 결과에 대한 시뮬레이션 화면을 표시하는 디스플레이(1160)를 포함한다.
또한, 본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)은, 환자의 치과 영상 데이터를 저장하기 위한 치과 영상 데이터 기억부(1120)와, 서지컬가이드 영상 데이터를 저장하기 위한 서지컬가이드 데이터 기억부(1130)와, 본 실시예의 드릴링 플래닝을 위한 다양한 길이 및 규격의 드릴 데이터를 라이브러리 형태로 저장하기 위한 드릴 라이브러리 기억부(1140)을 포함한다.
드릴 라이브러리 기억부(1140)에는 본 실시예의 상악동거상술을 위해 고안된 다양한 길이 및 규격의 실제 드릴의 형상 데이터가 저장된다. 이러한 드릴들은 치조골의 절삭 기능은 제공하되 치조골을 통과한 후 상악동 막을 손상시키지 않도록 전단부가 둥근 라운딩 형상을 갖도록 형성되며, 서지컬가이드의 슬리브에 의해 삽입 깊이가 제한되어 미리 플래닝된 삽입 깊이만큼만 드릴 삽입이 이뤄질 수 있도록 스토퍼 및 절삭날부의 형상 및 길이가 설정된다.
본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)이 제공하는 일부 모듈의 기능은 덴츠플라이(DENTSPLY)사의 심플랜트(SimPlant), 서지케이스(SurgiCase) 등과 같은 공지의 상용제품에서 제공하는 기능과 유사한 것으로 이해될 수 있다. 일예로, 상기 데이터 입력부(1150)와 치과 영상 데이터 처리 모듈(1102), 서지컬가이드 데이터 처리 모듈(1104)의 기능이 이러한 기능에 해당하는 것으로 볼 수 있다.
이하 본 실시예의 임플란트용 상악동거상술을 위한 드릴링 플래닝 제공방법을 설명한다. 본 실시예의 플래닝 제공방법은 상술한 컴퓨팅 수단(1000)에서 실행된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 치과 영상 데이터의 화면 표시예이다. 도 1은 결손치 부위를 환자의 전후 방향을 가로지르는 단면에서 바라본 상태이다.
S1 단계에서는, 상악(上顎), 치아 및 잇몸의 구조를 나타내는 치과 영상 데이터를 수득한다. 상기 치과 영상 데이터는 상기 상악의 치조골 형상 데이터와 잇몸 형상 데이터, 픽스쳐가 식립될 결손치 상태 데이터를 포함한다.
도 1에서 부호 2는 상악동, 부호 4는 치조골, 부호 6은 잇몸을 각각 나타내며, 부호 A는 픽스쳐 식립 방향이자 상악동거상술용 드릴링 방향, 부호 T1은 A 방향에 따른 잇몸 두께, 부호 T2는 A 방향에 따른 치조골 두께를 각각 나타낸다.
일예로, A 방향은 입력된 치과 영상 데이터에 기초하여 드릴링이 가능한 범위를 컴퓨팅 수단이 3차원적으로 연산하고, 컴퓨팅 수단을 이용하여 플래닝 방법을 실행하는 사용자가 상기 드릴링 가능 범위 내에서 A 방향선을 입력 설정하는 방식으로 설정될 수 있다. 드릴링 가능 범위는 결손치 인접 치아와의 간섭, 신경 손상 위험성 여부 등을 공간적으로 고려하여 연산될 수 있다. 컴퓨팅 수단에 의해 자동으로 최적의 A 방향이 설정되도록 구성되는 것도 가능하다.
도 1에서는 2차원적인 예시 화면을 표시하였으나, 치과 영상 데이터를 포함하는 본 실시예의 데이터들은 기본적으로 3차원 공간 데이터의 형태로 마련되며, 필요에 따라 2차원 단면 영상으로 표시될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 서지컬가이드 구조 데이터의 화면 표시예이다.
S2 단계에서는, 상기 치과 영상 데이터에 기초하여, 픽스쳐의 식립 위치에 가이드홀(13)이 구비된 서지컬가이드 구조 데이터를 생성한다. 상기 서지컬가이드 구조 데이터는 상기 가이드홀(13)을 형성하는 슬리브(12)의 방향 데이터 및 길이 데이터를 포함한다.
서지컬가이드는 픽스쳐 식립 시술 시에 픽스쳐의 식립 방향을 가이드하기 위해 제작되는 치과용 도구로서, 다양한 상용제품이 공지된 바 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
도 2에서 부호 10은 서지컬가이드, 부호 12a는 슬리브(12)의 기준면을 각각 나타내며, 부호 T3은 A 방향에 따른 슬리브 길이, 부호 T4는 A 방향에 따른 서지컬가이드의 두께, 부호 T5는 슬리브(12)의 기준면(12a)으로부터 상악동(2)까지의 거리인 제1 길이를 각각 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 기초 드릴의 화면 표시예, 도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 후속 드릴의 화면 표시예, 도 4b는 도 4a에 표시된 드릴이 서지컬가이드의 슬리브에 삽입된 상태의 화면 표시예, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 또다른 후속 드릴의 화면 표시예, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 드릴 라이브러리의 화면 표시예이다.
S3 단계는 플래닝 세부 과정으로서 이를 상세하게 보면, 상기 치과 영상 데이터 및 서지컬가이드 구조 데이터에 기초하여, 상기 슬리브(12)의 기준면(12a)으로부터 상기 상악동(2)까지의 거리인 제1 길이(T5)를 산출하고, 상기 산출된 제1 길이(T5)에 기초하여 선택이 가능한 드릴(110,120,130)에 관한 정보를 제공한다.
이때, 상기 서지컬가이드(10)의 본체 두께(T4)를 디폴트로 미리 설정된 기본 두께값(예, 3mm)으로 설정한 상태에서 상기 제1 길이(T5)를 산출한다. 바람직하게, 서지컬가이드(10)의 본체 두께(T4)의 기본값은 슬리브 길이(T3)와 동일한 값으로 디폴트 설정될 수 있으나, 반드시 이렇게 한정되는 것은 아니다.
상기 슬리브(12)의 기준면(12a)은 드릴(110,120,130)의 삽입 깊이(T6)를 제한하는 기능을 제공한다.
상기 선택이 가능한 드릴(110,120,130)에 관한 정보는, 미리 입력 설정된 드릴 라이브러리에 기초하여 제공되며, 길이가 서로 다른 복수의 드릴(110,120,130) 중 적어도 하나 이상의 드릴을 상악동거상술용 드릴로 선택하도록 하는 정보이다. 드릴의 선택은 선택 가능한 복수의 드릴을 표시하고 그 중에서 사용자가 입력 선택하도록 할 수도 있으며, 컴퓨팅 수단에 미리 설정된 플래닝 시나리오에 의해 자동으로 설정되도록 구성되는 것도 가능하다. 도 6에 상술한 드릴 선택 화면이 예시되어 있다.
바람직하게, 상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는, 드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴(110,120,130) 중에서, 기초 드릴링을 위한 기초 드릴(110) 정보와, 상기 기초 드릴링 이후에 이뤄지는 후속 드릴링을 위한 후속 드릴(120,130) 정보를 포함한다. 일예로, 상기 기초 드릴(110)은 드릴링 시작 단계에서 드릴링 방향을 설정하고 후속 드릴링을 위한 유도 홀을 형성하기 위한 드릴로서, 도 6의 부호 110의 드릴과 같이 길이가 짧고 선단이 날카로운 형상으로 이뤄질 수 있다.
후속 드릴(120,130)은 치조골(4)을 통과하여 상악동(2)까지의 관통 홀을 형성하기 위한 드릴로서, 도 6의 부호 120 및 부호 130의 드릴과 같이 치조골을 통과한 후 상악동 막을 손상시키지 않도록 전단부가 둥근 라운딩 형상을 갖도록 형성되며, 다양한 치조골 두께에 대응하여 플래닝이 가능하도록 다양한 길이 규격을 갖도록 형성된다.
본 실시예의 드릴(110,120,130)은 도 4a에 도시된 바와 같이, 치조골을 절삭하기 위한 절삭날부(122)와, 상기 슬리브(12)의 가이드홀(13)의 내경과 동일한 외경을 갖는 원통형으로 형성되어 슬리브(12)에 내삽되는 본체부(124)와, 드릴이 내삽된 상태에서 상기 슬리브(12)의 기준면(12a)에 맞닿아 드릴의 삽입 깊이(T6)를 제한하는 드릴 스토퍼(126)와, 회전구동수단(도면 미도시)에 고정되어 드릴을 회전 구동시키기 위한 구동축부(128)를 포함하여 구성된다.
한편, 서지컬가이드의 슬리브(12)는 미리 설정된 길이(T3)를 갖도록 구성되며, 상기 드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴(110,120,130)의 절삭날은 미리 설정된 단위 길이에 기초하여 서로 다른 길이(L1,L2,L3)를 갖도록 구성된다.
드릴(110,120,130)의 단위 길이는 예를 들어 2mm, 1mm 또는 0.5mm와 같이 일정한 간격값의 개념으로 설정될 수 있다. 단위 길이가 1mm로 설정되는 경우를 예로 들면, 드릴 110은 절삭날 길이 3mm, 드릴 120은 절삭날 길이 4mm, 드릴 130은 절삭날 길이 5mm와 같이 각각의 길이가 1mm의 단위 길이에 기초하여 서로 다르게 설정될 수 있다. 상악동거상술이 이뤄지는 치조골의 일반적인 두께 범위를 고려하여 드릴의 절삭날 길이는 적절한 규격 및 개수로 마련되어, 다양한 길이를 갖는 드릴 세트 형태로 마련될 수 있다.
본 실시예의 플래닝 방법에서 화면을 통해 시뮬레이션 되는 드릴 규격(길이, 두께 등)은 실제 상악동거상술에 사용되는 실물 드릴 규격과 동일한 규격을 갖도록 형성된다.
한편, 상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는, 드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴(110,120,130) 중에서, 상기 슬리브(12)의 기준면(12a)에 맞닿는 드릴 스토퍼(도 4a의 126) 위치로부터 상악동(2) 측을 향해 연장된 절삭날부(도 4a의 122)의 단부까지의 제2 길이(T6)가 상기 제1 길이(T5)보다 작은 길이값을 갖는 드릴(110,120)이 선택되도록 제공된다.
상기 드릴에 관한 정보는 상악동 막을 손상시키지 않는 조건의 길이를 갖는 드릴을 모두 선택 가능한 드릴로 표시할 수도 있으며, 미리 설정된 플래닝 시나리오에 따라 치조골의 두께를 고려하여 복수의 드릴을 짧은 드릴에서 긴 드릴로 순차적으로 선택 가능한 드릴로 표시할 수도 있다.
이러한 드릴 선택 방식에 의해, 본 플래닝 방법을 이용하는 상악동거상술의 시술자의 숙련도가 낮거나 시술자가 치조골의 두께를 잘못 파악하여 드릴링하더라도, 선택된 드릴의 선단이 상악동 막을 뚫어 손상시키는 것을 방지할 수 있다.
이를 통해, 본 실시예의 플래닝 방법은, 시술 대상 환자의 치과 구조를 고려하여 실제 규격과 동일한 규격으로 화면 상에 구현된 드릴을 이용하여, 드릴링 과정에서 드릴의 선단이 상악동 막을 뚫어 손상시키는 것을 방지하면서도 치조골을 효과적으로 관통하도록 드릴링 플래닝을 제공한다.
다른 예로, 상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는, 드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴(110,120,130) 중에서, 상기 슬리브(12)의 기준면(12a)에 맞닿는 드릴 스토퍼(도 4a의 126) 위치로부터 상악동(2) 측을 향해 연장된 절삭날부(도 4a의 122)의 단부까지의 제2 길이(T6)가 상기 제1 길이(T5)를 기준으로 미리 설정된 안전 범위 이내가 되는 길이값을 갖는 드릴(120,130)이 선택되도록 제공될 수도 있다.
상악동 막은 치조골에 비해서는 약한 물성을 갖고 있지만, 드릴링에 의한 손상을 일정 정도는 견딜 수 있는 수준의 물성을 갖고 있다. 그러므로, 드릴의 절삭날부가 치조골을 관통하더라도 상악동 막을 손상시키지 않을 정도의 미세한 길이 범위를 안전 범위로서 설정하고, 플래닝에 의한 드릴 절삭날부의 최대 삽입 깊이가 안전 범위 이내가 되도록 플래닝하는 것도 가능하다. 이러한 안전 범위는 예를 들어, 치조골의 상부면으로부터 1mm 범위 이내일 수 있으며, 필요에 따라 변경 설정될 수 있다.
다른 측면에서, 치조골은 딱딱한 물성을 가지므로, 치조골을 완전히 관통된 상태로 드릴링하지 않더라도 치조골의 드릴링 후 잔여 두께가 일정 두께 이하(예, 0.5 mm)가 되도록 드릴링을 실시하고, 잔여 두께만큼의 치조골은 수작업으로 밀어서 깨뜨리는 방식으로 관통공을 형성하는 것도 가능하다. 그러므로, 드릴의 절삭날부가 상기와 같은 수작업이 가능한 정도의 치조골 잔여 두께만큼만 남기도록 드릴 절삭날부의 최대 삽입 깊이를 설정할 수도 있다. 이를 다른 관점에서 마이너스값의 안전 범위로 볼 수도 있다.
한편, 상술한 안전 범위가 T5 ± 0.5mm로 설정되고 시술 대상 환자의 치과 영상 데이터에 기초한 제1 길이 T5가 10mm인 경우, 해당 환자의 제2 길이 T6은 9.5~10.5 mm의 범위가 되도록 선택되어야 한다.
그런데, 드릴(120,130)의 단위 길이가 2mm로 설정되는 경우를 예로 들 때, 드릴 120은 T6이 9mm, 드릴 130은 T6이 11mm가 되어, 드릴 라이브러리에 설정된 드릴 만으로는 T6이 9.5~10.5 mm의 범위가 되도록 선택되기 곤란한 경우가 발생할 수 있다.
이를 위해, 본 실시예의 플래닝 방법에서는, 상기 서지컬가이드(10)의 본체 두께(T4)를 기본 두께값에서 증감 조정하되, 상기 드릴(110,120,130)의 단위 길이(예, 2mm)보다 작은 증감 간격값(예, 0.5mm 또는 0.2mm)으로 증감 조정이 가능하도록 구성되어, 상기 제1 길이(T5)가 상기 드릴(110,120,130)의 단위 길이보다 작은 증감 간격값으로 증감 조정되어 산출되도록 구성된다.
상술한 경우를 예로 들면, 시술자는 플래닝 과정에서 T6이 11mm인 드릴 130을 최종 드릴로 선택하고, 상기 서지컬가이드(10)의 본체 두께(T4)를 기본 두께값(예, 3mm)에서 0.6 mm(= 증감 간격값 0.2 mm * 3)만큼 증가하도록 조정하여 T6이 10.4 mm (= 11mm - 0.6 mm)가 되도록 조정하여 T6이 9.5~10.5 mm의 범위 내에 포함되도록 조정할 수 있다.
이때, 금속 소재로 미리 규격품 형태로 제작되는 슬리브(12)의 두께는 변경되지 않고, 슬리브(12)가 설치되는 합성수지재의 서지컬가이드(10)의 본체 두께(T4)만 증감 조정되는 것이 바람직하다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법이 실행되는 컴퓨팅 수단의 예시 화면으로서, 본 실시예의 플래닝 방법에 의해 길이가 짧은 드릴, 중간 드릴, 최종 드릴의 순서로 플래닝된 드릴링의 예시 상태를 보여준다.
본 발명의 실시예 들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램과 이를 기록한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD, USB 드라이브와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
2: 상악동
4: 치조골
6: 잇몸
10: 서지컬가이드
12: 슬리브
12a: 슬리브의 기준면
13: 가이드홀
110,120,130: 드릴
126: 드릴 스토퍼
1000: 컴퓨팅 수단
T3: 슬리브 길이
T4: 서지컬가이드의 본체 두께
T5: 제1 길이
T6: 삽입 깊이(제2 길이)

Claims (10)

  1. 컴퓨팅 수단을 이용하여 임플란트용 상악동거상술을 위한 드릴링 플래닝을 제공하는 방법으로서,
    1) 상악(上顎), 치아 및 잇몸의 구조를 나타내는 치과 영상 데이터를 수득하는 단계- 상기 치과 영상 데이터는 상기 상악의 치조골 형상 데이터와 잇몸 형상 데이터, 픽스쳐가 식립될 결손치 상태 데이터를 포함함-;
    2) 상기 치과 영상 데이터에 기초하여, 픽스쳐의 식립 위치에 가이드홀이 구비된 서지컬가이드 구조 데이터를 생성하는 단계- 상기 서지컬가이드 구조 데이터는 상기 가이드홀을 형성하는 슬리브의 방향 데이터 및 길이 데이터를 포함함-; 및
    3) 상기 치과 영상 데이터 및 서지컬가이드 구조 데이터에 기초하여, 상기 슬리브의 기준면으로부터 상기 상악동까지의 거리인 제1 길이를 산출하고, 상기 산출된 제1 길이에 기초하여 선택이 가능한 드릴에 관한 정보를 제공하는 단계- 상기 슬리브의 기준면은 드릴의 삽입 깊이를 제한하는 기능을 제공함-;를 포함하여 구성된 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3) 단계에서,
    상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는,
    미리 입력 설정된 드릴 라이브러리에 기초하여 제공되며, 길이가 서로 다른 복수의 드릴 중 적어도 하나 이상의 드릴을 상악동거상술용 드릴로 선택하도록 하는 정보인 것을 특징으로 하는 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 3) 단계에서,
    상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는,
    드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴 중에서, 상기 슬리브의 기준면에 맞닿는 드릴 스토퍼 위치로부터 상악동 측을 향해 연장된 절삭날부의 단부까지의 제2 길이가 상기 제1 길이보다 작은 길이값을 갖는 드릴에 관한 것임을 특징으로 하는 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 3) 단계에서,
    상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는,
    드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴 중에서, 상기 슬리브의 기준면에 맞닿는 드릴 스토퍼 위치로부터 상악동 측을 향해 연장된 절삭날부의 단부까지의 제2 길이가 상기 제1 길이를 기준으로 미리 설정된 안전 범위 이내가 되는 길이값을 갖는 드릴에 관한 것임을 특징으로 하는 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 3) 단계에서,
    상기 선택이 가능한 드릴에 관한 정보는,
    드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴 중에서, 기초 드릴링을 위한 기초 드릴 정보와, 상기 기초 드릴링 이후에 이뤄지는 후속 드릴링을 위한 후속 드릴 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 슬리브는 미리 설정된 길이를 갖도록 구성되며,
    상기 드릴 라이브러리에 포함된 복수의 드릴은 미리 설정된 단위 길이에 기초하여 서로 다른 길이를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 3) 단계에서,
    상기 서지컬가이드의 본체 두께를 기본 두께값으로 설정한 상태에서 상기 제1 길이를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 3) 단계에서,
    상기 서지컬가이드의 본체 두께를 기본 두께값에서 증감 조정하되, 상기 드릴의 단위 길이보다 작은 증감 간격값으로 증감 조정이 가능하도록 구성되어,
    상기 제1 길이가 상기 드릴의 단위 길이보다 작은 증감 간격값으로 증감 조정되어 산출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법.
  9. 하드웨어와 결합되어 제1항의 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  10. 제1항의 임플란트용 상악동거상술을 위한 플래닝 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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