KR20180119773A - 디지털 브라켓의 제조방법 - Google Patents

Abstract

치열교정을 위한 정밀성 및 시술편의성이 개선되도록, 본 발명은 피시술자의 구강 내부 프로파일에 대응하여 획득되되 각 치아이미지가 기설정된 연속치열구조에 따라 가상조절된 오랄스캔 이미지가 로딩되고, 디지털 라이브러리로부터 상기 연속치열구조에 대응되는 하나의 가상 와이어 템플릿이 추출되는 제1단계; 상기 가상 와이어 템플릿이 상기 연속치열구조에 따라 가상조절된 상기 각 치아이미지의 내외면 중 어느 일면과 대응되도록 정렬배치되되, 상기 가상 와이어 템플릿과 중첩되도록 상기 디지털 라이브러리로부터 상기 각 치아이미지의 일면과 대응하는 복수개의 가상 브라켓 템플릿이 추출되어 가상배치되는 제2단계; 상기 각 가상 브라켓 템플릿과 상기 가상 와이어 템플릿이 중첩된 제1중첩영역에 대응되는 회동단부와, 상기 회동단부로부터 상기 가상 브라켓 템플릿의 외곽측으로 연장된 통로형성부를 포함하는 가상 브라켓 블레이드가 가상배치되는 제3단계; 및 일면이 상기 각 치아이미지의 일면과 형합되도록 상기 가상 브라켓 템플릿을 기반으로 설정되되, 상기 통로형성부와 상기 가상 브라켓 템플릿이 중첩된 제2중첩영역 및 상기 제1중첩영역이 소거되어 교정와이어가 삽입 결합되는 개구방향이 설정된 결합홈부를 포함하는 디지털 브라켓이 개별 설계 및 3차원 프린팅되는 제4단계를 포함하는 디지털 브라켓의 제조방법을 제공한다.

Description

디지털 브라켓의 제조방법{manufacturing method for digital bracket}

본 발명은 디지털 브라켓의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치열교정을 위한 정밀성 및 시술편의성이 개선된 디지털 브라켓의 제조방법에 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 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, 정상 치열에서 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 수 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 교정대상 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 계획 및 진행되는데, 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 자료로 기록이 어려운 정성적인 데이터이며, 시술자 개개인의 능력과 경험에 따라 상이하다. 이로 인해, 교정의 최종목적이 되는 바람직한 치열모델 자체도 시술을 수행하는 시술자의 주관적인 관점 또는 경험에 의해 형성된 것이어서 치열 교정치료가 보편적이고 객관적이지 못한 문제점이 있었다.

한편, 상기 브라켓은 일측이 상기 교정대상 치아의 내외면 중 어느 일면에 부착되되 타측으로 상기 와이어가 체결되는 체결홈부가 형성된다.

그러나, 종래의 브라켓은 상기 결합홈부의 위치 및 개구방향이 실질적으로 규격화되어 각 치아에 대응하는 브라켓마다 동일하게 형성된다. 즉, 피시술자마다 교정대상 치아의 위치 및 돌설각도가 상이함에도 불구하고 상기 와이어가 상기 브라켓에 결합되는 위치 및 개구방향이 실질적으로 획일화되어 적용된다.

이로 인해, 상기 와이어를 상기 브라켓의 결합홈부에 체결하기 어려우며, 체결시 과도한 힘이 가해짐으로 인해 상기 와이어가 파손되거나 상기 치아에 부착된 브라켓이 탈락되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 와이어의 장력이 상기 브라켓의 정확한 위치에 정밀하게 전달되지 못하여 다양한 피시술자에 따라 개별적이고 정밀한 치열교정이 어려우며 치열 교정치료 효과가 저하되는 문제점이 있었다.

한국 등록실용신안 제20-0269058호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 치열교정을 위한 정밀성 및 시술편의성이 개선된 디지털 브라켓의 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 피시술자의 구강 내부 프로파일에 대응하여 획득되되 각 치아이미지가 기설정된 연속치열구조에 따라 가상조절된 오랄스캔 이미지가 로딩되고, 디지털 라이브러리로부터 상기 연속치열구조에 대응되는 하나의 가상 와이어 템플릿이 추출되는 제1단계; 상기 가상 와이어 템플릿이 상기 연속치열구조에 따라 가상조절된 상기 각 치아이미지의 내외면 중 어느 일면과 대응되도록 정렬배치되되, 상기 가상 와이어 템플릿과 중첩되도록 상기 디지털 라이브러리로부터 상기 각 치아이미지의 일면과 대응하는 복수개의 가상 브라켓 템플릿이 추출되어 가상배치되는 제2단계; 상기 각 가상 브라켓 템플릿과 상기 가상 와이어 템플릿이 중첩된 제1중첩영역에 대응되는 회동단부와, 상기 회동단부로부터 상기 가상 브라켓 템플릿의 외곽측으로 연장된 통로형성부를 포함하는 가상 브라켓 블레이드가 가상배치되는 제3단계; 및 일면이 상기 각 치아이미지의 일면과 형합되도록 상기 가상 브라켓 템플릿을 기반으로 설정되되, 상기 통로형성부와 상기 가상 브라켓 템플릿이 중첩된 제2중첩영역 및 상기 제1중첩영역이 소거되어 교정와이어가 삽입 결합되는 개구방향이 설정된 결합홈부를 포함하는 디지털 브라켓이 개별 설계 및 3차원 프린팅되는 제4단계를 포함하는 디지털 브라켓의 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 제3단계에서, 상기 가상 브라켓 블레이드는 상기 연속치열구조에 대응하여 가상조절된 각 치아이미지의 위치, 각도 및 방향에 대응하여 상기 통로형성부의 연장각도가 상기 회동단부를 중심으로 회전조작됨이 바람직하다.

또한, 상기 제3단계에서, 상기 통로형성부는 상기 회동단부보다 얇은 두께로 형성되되, 상기 회동단부는 상기 제1중첩영역과 상호 대응되는 기설정된 스냅지표를 기준으로 매칭됨이 바람직하다.

더불어, 상기 제1단계에서, 상기 가상 와이어 템플릿은 상기 연속치열구조에 따라 아치형으로 연장되는 가상와이어부와, 상기 각 치아이미지와 대응되도록 상기 가상와이어부를 따라 구비되되 상기 가상와이어부의 외주와 기설정된 간격으로 이격된 외주를 갖는 복수개의 정렬태그부를 포함하되, 상기 제2단계에서, 상기 가상와이어부는 상기 각 치아이미지의 일면에 외주가 가상접촉되는 상기 정렬태그부의 반경값에 대응하여 상기 각 치아이미지의 일면으로부터 기설정된 간격으로 이격되도록 정렬배치됨이 바람직하다.

한편, 상기 제2단계에서, 상기 가상 브라켓 템플릿은 상기 각 치아이미지에 개별 대응되는 브라켓의 외형 프로파일 정보를 포함하되, 상기 디지털 라이브러리는 치열궁 프로파일, 치아의 종류, 배열간격 및 각도를 선택항목으로 갖는 복수개의 가상 브라켓 템플릿의 디지털 외형정보를 포함함이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 디지털 브라켓의 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 다양한 피시술자의 치열 부정교합 타입에 대응하여 추출되는 상기 가상 와이어 템플릿 및 상기 가상 브라켓 템플릿의 외형정보를 기반으로 개인맞춤별 치열 교정치료 계획 수립 및 이를 기반으로 각 교정대상 치아에 개별대응되는 디지털 브라켓의 설계가 가능하므로 교정정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

둘째, 상기 가상 브라켓 템플릿과 중첩되도록 가상배치되는 상기 가상 브라켓 블레이드의 회동단부를 중심으로 상기 통로형성부의 연장각도가 회전조작됨으로써 상기 결합홈부의 각 개구방향이 각 치아의 위치 및 각도에 대응하여 정밀하게 설계되므로 상기 교정와이어가 상기 디지털 브라켓의 정확한 위치에 안정적으로 결합됨에 따라 치열 교정치료의 신뢰성이 현저히 향상될 수 있다.

셋째, 상기 가상 와이어 템플릿 및 상기 가상 브라켓 템플릿이 중첩된 상기 제1중첩영역과 상기 가상 브라켓 블레이드의 회동단부가 상호 대응되는 기설정된 스냅지표를 기준으로 스냅매칭되는 간단한 방법으로 상기 결합홈부의 설계정보가 신속하고 용이하게 산출되므로 제조편의성이 현저히 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 오랄스캔 이미지가 가상조절되는 과정을 나타낸 예시도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 가상 와이어 템플릿이 배치되는 과정을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 가상 브라켓 템플릿이 배치되는 과정을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 가상 브라켓 블레이드가 배치 및 회전조작되는 과정을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 디지털 브라켓이 설계된 상태를 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에 따라 제조된 디지털 브라켓이 치아에 고정된 상태를 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에 적용되는 디지털 치열교정 시스템을 나타낸 블록도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 디지털 브라켓의 변형예가 치아에 적용된 상태를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법을 나타낸 흐름도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 오랄스캔 이미지가 가상조절되는 과정을 나타낸 예시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 가상 와이어 템플릿이 배치되는 과정을 나타낸 예시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 가상 브라켓 템플릿이 배치되는 과정을 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 가상 브라켓 블레이드가 배치 및 회전조작되는 과정을 나타낸 예시도이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에서 디지털 브라켓이 설계된 상태를 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에 따라 제조된 디지털 브라켓이 치아에 고정된 상태를 나타낸 예시도이다.

도 1 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 브라켓의 제조방법은 다음과 같은 과정으로 수행된다. 한편, 도면에서 1A는 후술되는 각 치아이미지가 후술되는 연속치열구조에 따라 가상조절되기 전의 오랄스캔 이미지로 이해함이 바람직하며, 1B는 상기 각 치아이미지가 상기 연속치열구조에 따라 가상조절된 상태의 오랄스캔 이미지로 이해함이 바람직하다.

먼저, 피시술자의 구강 내부 프로파일에 대응하여 획득되되 각 치아이미지가 기설정된 연속치열구조에 따라 가상조절된 오랄스캔 이미지가 로딩된다. 그리고, 디지털 라이브러리로부터 상기 연속치열구조에 대응되는 하나의 가상 와이어 템플릿이 추출된다(s10). 이때, 상기 연속치열구조는 피시술자의 치열이 바람직한 기능적, 심미적 교합상태로 교정되도록 수립되는 치열 교정치료 계획에 따른 가상 치열궁 프로파일로 이해함이 바람직하다.

상세히, 도 2를 참조하면, 상기 연속치열구조(6)는 상기 시술자의 경험과 함께 피시술자의 구강 내부의 전체적인 구조, 연령 및 성별에 따라 표준화되어 기산출된 치열궁 프로파일을 바탕으로 상기 오랄스캔 이미지(1A)상에서 수립될 수 있다. 예컨대, 상기 오랄스캔 이미지(1A)에 포함된 상기 각 치아이미지(2)는 후술되는 정렬기준부(5)를 기준으로 3차원 조작되어 상기 연속치열구조(6)에 대응되도록 가상조절될 수 있다. 그리고, 상기 디지털 브라켓은 상기 피시술자의 교정대상 치아가 실질적으로 상기 연속치열구조(6)에 대응하여 교정되도록 상기 오랄스캔 이미지상에서 설계된 후 3차원 프린팅되어 제조될 수 있다.

여기서, 상기 연속치열구조(6)는 상기 오랄스캔 이미지(1A)상에 표시된 치조골 상단부측 잇몸의 아치형 프로파일 또는 구치(molar)측 치열을 기반으로 설정될 수 있다. 즉, 실질적으로 치열 변형이 적거나 발생하지 않는 구치측의 치열 상태를 기반으로 전치(incisor)측의 치열 상태를 예측함에 따라 상기 연속치열구조(6)가 산출될 수 있다.

또는, 상기 연속치열구조(6)는 연령, 성별, 상악 및 하악의 크기 등의 개인별 편차를 대표할 수 있도록 표준화되어 후술되는 디지털 치열교정 시스템에 복수개로 저장될 수도 있다. 즉, 상기 시술자는 상기 디지털 치열교정 시스템에 기저장된 복수개의 연속치열구조 중 피시술자의 구강 내부와 대응되는 하나의 연속치열구조를 선택 및 추출할 수 있다. 그리고, 추출된 연속치열구조에 대응되도록 상기 오랄스캔 이미지(1A)상의 각 치아이미지(2)를 3차원 조작함에 따라 상기 각 치아이미지(2)가 상기 연속치열구조(6)에 대응되도록 가상조절될 수 있다.

한편, 상기 오랄스캔 이미지(1A)는 후술되는 구강스캐너를 이용하여 상기 피시술자의 구강 내부를 직접 스캔하여 획득됨이 바람직하며, 경우에 따라 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 인상모형을 채득하고 이를 스캔하여 획득될 수도 있다.

그리고, 획득된 상기 오랄스캔 이미지(1A)는 이미지 변환을 통한 영상처리 작업이 용이하도록 3차원 벡터 데이터로 변환되어 후술되는 플래닝부로 저장 및 로딩됨이 바람직하다. 여기서, 상기 플래닝부는 상기 구강스캐너에 의해 획득되는 상기 오랄스캔 이미지(1A)를 로딩 및 가상조절하고 후술되는 디지털 라이브러리에 저장된 데이터를 기반으로 상기 디지털 브라켓을 설계하는 설계 장치로 이해함이 바람직하다.

상세히, 상기 구강스캐너를 이용하여 획득된 상기 오랄스캔 이미지(1A)는 상기 플래닝부로 로딩된다. 여기서, 상기 오랄스캔 이미지(1A)에는 상기 피시술자의 상악 및 하악 중 치열 교정치료가 필요한 교정대상 치아를 포함하는 상기 각 치아이미지(2) 및 잇몸이미지(3)가 포함된다. 그리고, 영상분석을 통하여 상기 각 치아이미지(2)와 상기 잇몸이미지(3)가 구분되되, 상기 각 치아이미지(2)가 상기 잇몸이미지(3)와 분리되도록 처리됨이 바람직하다.

상세히, 상기 오랄스캔 이미지(1A)에 표시되는 상기 각 치아이미지(2)와 상기 잇몸이미지(3)의 경계를 따라 복수개의 경계점(4)이 설정된다. 그리고, 상호 이웃하여 설정된 상기 경계점(4) 사이를 연결선으로 연결하여 영역을 설정함에 따라 상기 각 치아이미지(2)가 상기 잇몸이미지(3)와 구분될 수 있다. 여기서, 상기 경계점(4)은 상기 시술자가 상기 플래닝부상에서 수동으로 지정하여 설정될 수도 있으며, 기설정된 경계영역 지정 알고리즘을 바탕으로 상기 오랄스캔 이미지(1A)상에 자동으로 설정될 수도 있다.

이때, 교정대상 치아에 대응하는 상기 각 치아이미지(2)는 식립된 위치, 방향 및 각도가 상이하므로, 상기 오랄스캔 이미지(1A)에 표시된 상기 각 치아이미지(2)는 개별적으로 분리됨이 바람직하다. 이를 통해, 상기 각 치아이미지(2)는 상기 연속치열구조(6)에 대응하여 개별적인 3차원 조작이 가능해지므로 더욱 정확하고 정밀한 치열 교정치료 계획이 수립될 수 있다. 더욱이, 상기 치열 교정치료 계획을 수립시 대합치아와의 교합관계가 더 고려되도록 상기 오랄스캔 이미지는 대합치아측 치아이미지 정보가 더 포함되도록 획득될 수도 있다.

더불어, 상기 잇몸이미지(3)는 상기 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 이미지를 통하여 미리 예측할 수 있으므로 치열 교정치료의 정확성이 더욱 개선될 수 있다.

한편, 상기 각 치아이미지(2)에는 상기 정렬기준부(5)가 개별적으로 설정되고, 상기 각 치아이미지(2)는 상기 연속치열구조(6)에 대응되도록 상기 정렬기준부(5)를 기준으로 3차원 조작 및 무빙되어 가상조절될 수 있다. 이때, 3차원 조작 및 무빙이라 함은 상기 각 치아이미지(2)를 바람직한 치열 즉, 상기 연속치열구조(6)에 대응되도록 가상조절하기 위해 회전, 위치이동 및 각도조절을 할 수 있는 3차원적인 이미지 조작으로 이해함이 바람직하다.

상세히, 상기 정렬기준부(5)는 상기 각 치아이미지(2)의 횡방향 및 종방향 무빙을 가이드하는 제1기준선(5a) 및 제2기준선(5b)을 포함하여 설정될 수 있다. 따라서, 상기 각 치아이미지(2)는 상기 연속치열구조(6)에 대응하는 연속적인 아치형태로 가상 배열되면서도 상기 대합치아와 바람직한 상태로 교합되도록 3차원 조작될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 상기 피시술자의 구강 내부에 대하여 획득되되 상기 연속치열구조(6)로 가상조절되는 상기 오랄스캔 이미지(1A)를 통하여 상기 디지털 브라켓의 정밀한 설계정보뿐만 아니라 상기 피시술자에게 바람직한 치열 교정치료 계획이 수립될 수 있다. 이를 통해, 상기 치열 교정치료 기간이 현저히 단축될 뿐만 아니라 치열 교정치료를 통한 상기 피시술자의 시술만족감이 현저히 개선될 수 있다.

여기서, 상기 치열 교정치료 계획이 더욱 정밀하고 명확하게 수립되도록 경우에 따라 상기 피시술자의 구강 내부에 대한 CT 촬영 이미지가 더 획득될 수도 있다. 이를 통해, 각 교정대상 치아의 치근 방향 및 길이, 치조골의 밀도 등에 대한 정보가 더 획득됨에 따라 치열 교정치료 계획이 더욱 정확하고 안정적으로 수립될 수도 있다.

그리고, 상기 디지털 라이브러리로부터 추출된 하나의 상기 가상 와이어 템플릿이 상기 연속치열구조에 따라 가상조절된 상기 각 치아이미지의 내외면 중 어느 일면과 대응되도록 정렬배치된다. 이때, 상기 가상 와이어 템플릿과 중첩되도록 상기 디지털 라이브러리로부터 상기 각 치아이미지의 일면과 대응하는 복수개의 가상 브라켓 템플릿이 추출되어 가상배치된다(s20).

상세히, 도 3a 및 도 3b를 참고하면, 상기 연속치열구조에 따라 상기 각 치아이미지(2)가 가상조절된 상기 오랄스캔 이미지(1B)에 상기 디지털 라이브러리로부터 추출된 하나의 상기 가상 와이어 템플릿(16)이 정렬배치됨이 바람직하다.

이때, 상기 디지털 라이브러리에는 성별 및 연령에 따른 개인별 편차를 대표할 수 있도록 표준화된 치열궁 프로파일, 치아의 종류, 배열간격 및 각도를 선택항목으로 갖는 복수개의 상기 가상 와이어 템플릿에 대한 외형정보가 포함된다. 그리고, 상기 복수개의 가상 와이어 템플릿 중 상기 연속치열구조에 대응되는 상기 하나의 가상 와이어 템플릿(16)이 추출됨이 바람직하다.

여기서, 상기 디지털 라이브러리는 상기 가상 와이어 템플릿(16) 및 후술되는 가상 브라켓 템플릿의 외형 정보가 분류 및 3차원 벡터 데이터로 저장된 저장부로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 디지털 라이브러리는 상기 플래닝부 내에 저장부로 구비될 수도 있고, 경우에 따라 별도의 저장부로 구비되되 상기 플래닝부와 유/무선 통신망을 통하여 데이터 및 정보가 전송될 수도 있다.

한편, 상기 가상 와이어 템플릿(16)은 상기 연속치열구조에 대응하여 아치형으로 연장되는 가상와이어부(16a)와, 상기 각 치아이미지(2)와 대응되도록 상기 가상와이어부(16a)를 따라 구비되는 복수개의 정렬태그부(16b)를 포함한다. 이때, 상기 정렬태그부(16b)는 상기 가상와이어부(16a)의 외주와 기설정된 간격으로 이격된 외주(16c)를 갖도록 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 정렬태그부(16b)는 상기 가상와이어부(16a)의 길이방향을 따라 복수개로 구비되되 치아의 표준화된 배열간격에 대응하여 이격될 수 있다. 그리고, 상기 가상와이어부(16a)는 상기 정렬태그부(16b)의 길이방향 중심부를 관통하도록 구비되되, 상기 정렬태그부(16b)의 외주(16c)가 상기 가상와이어부(16a)의 외주보다 확장된 반경값(d1)을 갖도록 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 정렬태그부(16b)의 외주(16c)가 상기 각 치아이미지(2)의 내외면 중 어느 일면(2a)에 가상접촉되면 상기 가상와이어부(16a)는 상기 각 치아이미지(2)의 일면(2a)으로부터 기설정된 간격으로 이격되도록 정렬배치될 수 있다.

예컨대, 상기 디지털 브라켓이 치아의 순측면에 설치되도록 제조되는 경우 상기 정렬태그부는 상기 각 치아이미지의 순측면에 가상접촉되며, 상기 가상와이어부는 상기 치아이미지의 순측면으로부터 구강 외측방향으로 이격배치될 수 있다. 또는, 상기 디지털 브라켓이 치아의 설측면에 설치되도록 제조되는 경우 상기 정렬태그부(16b)는 상기 각 치아이미지(2)의 설측면에 가상접촉되며, 상기 가상와이어부(16a)는 상기 치아이미지(2)의 설측면으로부터 구강의 내측방향으로 이격배치될 수 있다. 이때, 상기 치아의 순측면은 상기 치아의 외면과 대응되고 상기 치아의 설측면은 상기 치아의 내면과 대응됨으로 이해함이 바람직하다. 또한, 치열 교정치료 기간 중 상기 디지털 브라켓이 외부로 노출됨을 방지하여 피시술자의 심리적인 안정감 및 심미감이 개선되도록 상기 디지털 브라켓은 각 교정대상 치아의 설측면에 설치되도록 설계됨이 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 정렬태그부(16b)의 반경값(d1)에 따라 상기 각 치아이미지(2)의 일면(2a)과 이격배치된 상기 가상와이어부(16a)의 위치정보를 기반으로 상기 치열 교정을 위한 장력을 제공하기 위해 상기 디지털 브라켓에 결합되는 교정와이어의 결합 위치가 설정될 수 있다. 이러한 상기 교정와이어의 결합 위치는 상기 디지털 브라켓의 설계과정에서 상기 교정와이어가 삽입 및 결합되는 결합홈부의 내측단부에 대한 설계정보로 이용됨이 바람직하다.

이때, 상기 정렬태그부(16b)는 반경값(d1)이 0.65~0.75mm 범위로 설정될 수 있다. 상세히, 상기 교정와이어는 단면폭(직경)이 0.25mm, 0.3mm 및 0.35mm로 규격화되어 제조된다. 따라서, 상기 정렬태그부(16b)의 반경값(d1)이 상술한 범위로 설정됨에 따라 상기 체결홈부의 내측단부 위치가 상기 디지털 브라켓이 각 교정대상 치아에 부착되는 일면으로부터 0.5~0.55mm 간격으로 균일하게 이격되도록 설정될 수 있다.

상세히, 상기 정렬태그부(16b)의 반경값(d1)이 0.65mm 미만으로 설정되면 상기 교정와이어로부터 가해지는 장력에 대한 상기 디지털 브라켓의 강도가 저하된다. 이로 인해, 상기 교정와이어의 설치과정 또는 치열 교정치료 기간 중 상기 디지털 브라켓이 파손될 수 있다. 반면, 상기 정렬태그부(16b)의 반경값(d1)이 0.75mm를 초과하면 상기 디지털 브라켓의 두께가 두꺼워지므로 치열 교정치료 기간 중 피시술자의 불편감이 가중되며, 외부 충격 및 구강 내 연조직의 유동에 의해 상기 디지털 브라켓이 부착된 치아로부터 탈락될 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 상기 오랄스캔 이미지(1B)상에서 상기 정렬태그부(16b)의 외주(16c)가 상기 각 치아이미지(2)의 일면(2a)에 가상접촉되는 간단한 방법만으로도 상기 결합홈부의 내측단부 위치가 신속하고 정확하게 설정될 수 있다. 또한, 각 교정대상 치아의 배열상태 및 저작면 형상에 따라 상기 디지털 브라켓의 일면 형상 및 상기 결합홈부의 개구방향이 개별적으로 설계되더라도 상기 결합홈부의 내측단부 위치는 일정하게 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 디지털 브라켓이 컴팩트하게 설계되어 피시술자의 불편감이 최소화되면서도 상기 교정와이어를 통해 가해지는 장력에 대한 강도가 개선되어 내구성이 현저히 향상될 수 있다.

여기서, 상기 가상 와이어 템플릿(16)이 상기 각 치아이미지의 일면(2a)에 정렬배치되면 상기 정렬태그부(16b)의 외형정보는 소거될 수 있다. 이를 통해, 상기 오랄스캔 이미지(1B)에는 상기 가상와이어부(16a)의 외형정보가 상기 각 치아이미지의 일면(2a)과 기설정된 간격으로 이격된 상태로 정렬배치될 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 상기 가상 브라켓 템플릿(17)은 상기 각 치아이미지(2)에 개별 대응되는 브라켓의 외형 프로파일 정보를 포함하여 복수개로 구비됨이 바람직하다. 더욱이, 상기 디지털 라이브러리에는 상기 선택항목에 따라 분류된 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 디지털 외형정보가 포함됨이 바람직하다.

상세히, 상기 가상 브라켓 템플릿(17)은 상기 각 치아이미지(2)에 각각 매칭되도록 개별적으로 복수개로 구비되되, 상기 선택항목에 대응하도록 가상배열되어 하나의 세트(set)로서 상기 디지털 라이브러리에 저장될 수 있다. 또한, 하나의 세트로 구비되는 복수개의 가상 브라켓 템플릿(17)은 상기 선택항목을 기준으로 세분화되어 상기 디지털 라이브러리에 다수개소의 세트로 저장될 수 있다.

예컨대, 상기 가상 브라켓 템플릿(17)은 성별 및 연령별 치열궁 프로파일 및 치아 간의 배열간격에 대한 평균값을 산출 및 선택항목으로 지정하여 1차 분류될 수 있다. 또한, 상기와 같이 1차 분류된 상기 가상 브라켓 템플릿(17)은 치아의 식립각도에 대한 평균값을 산출 및 선택항목으로 지정하여 2차 분류될 수도 있다.

이에 따라, 상기 연속치열구조에 대응하는 하나의 가상 브라켓 템플릿(17)에 대한 세트가 용이하게 추출될 수 있으며, 상기 오랄스캔 이미지(1B)상에서 가상조절된 상기 각 치아이미지의 일면(2a)에 신속하게 정렬배치될 수 있다. 이를 통해, 복수개의 상기 가상 브라켓 템플릿(17)이 상기 각 치아이미지(2)에 동시에 배치될 수 있으므로 설계 및 제조시간이 현저히 단축될 수 있다. 또한, 복수개의 상기 가상 브라켓 템플릿(17)이 상기 연속치열구조에 대응하는 상기 가상와이어부(16a)의 아치형 연장방향과 실질적으로 대응되도록 배치되므로 상기 디지털 브라켓의 설계작업이 신속하게 수행될 수 있다.

더욱이, 상기 선택항목에 대응하는 기준값은 상기 오랄스캔 이미지(1B)로부터 용이하게 산출될 수 있다. 즉, 상기 오랄스캔 이미지(1B)로부터 산출된 기준값을 선택항목으로 지정하여 상기 디지털 라이브러리에 입력하기만 하면 상기 피시술자에게 최적화된 연속치열구조에 대응하는 하나의 상기 가상 브라켓 템플릿(17)에 대한 세트가 선택 및 추출될 수 있다.

이때, 상기 가상 브라켓 템플릿(17)은 복수개가 하나의 세트로 정렬배치되되, 각 가상 브라켓 템플릿(17)의 더욱 정확한 위치 및 크기가 개별적으로 조절될 수 있다. 이를 통해, 상기 디지털 브라켓의 설계가 신속하게 진행되면서도 각 교정대상 치아의 위치 및 각도에 따라 개별적인 설계가 정밀하게 수행되므로 치열 교정치료의 정확성이 현저히 개선될 수 있다.

물론, 경우에 따라 상기 가상 브라켓 템플릿은 표준화된 하나의 브라켓의 외형 프로파일 정보가 상기 디지털 라이브러리에 저장될 수도 있으며, 상기 각 치아이미지(2)에 개별적으로 배치되어 정렬될 수도 있다. 또한, 상기 가상 브라켓 템플릿이 복수개로 구비되되 이를 가상으로 연결하는 와이어의 외형 프로파일 정보가 더 포함될 수도 있다. 즉, 상기 가상 브라켓 템플릿에 포함된 와이어의 외형 프로파일 정보와 상기 가상 와이어 템플릿에 포함된 상기 가상와이어부(16a) 외형정보가 상호 정합되도록 매칭됨에 따라 상기 가상 브라켓 템플릿이 상기 각 치아이미지의 일면(2a)에 정렬배치될 수도 있다.

여기서, 상기 가상 브라켓 템플릿(17)은 상기 각 치아이미지(2)에 대응되되, 바람직하게는 부정교합 치열이 주로 발생하는 전치측 6개의 치아를 특정하여 매칭되도록 구비될 수도 있다. 그리고, 상기 가상와이어부(16a)는 양측 소구치에 대응하는 길이로 연장되되, 양측 제1소구치의 대향측면을 기준으로 길이가 조절될 수도 있다. 이를 통해, 상기 가상 와이어 템플릿에 포함된 상기 가상와이어부(16a)의 외형정보를 기반으로 상기 교정와이어의 실질적인 길이 및 치열궁 반경값이 산출될 수도 있다.

한편, 상기 각 가상 브라켓 템플릿과 상기 가상 와이어 템플릿이 중첩된 제1중첩영역에 대응되는 회동단부와, 상기 회동단부로부터 상기 가상 브라켓 템플릿의 외곽측으로 연장된 통로형성부를 포함하는 가상 브라켓 블레이드가 가상배치된다(s30).

상세히, 도 4를 참조하면, 상기 가상 브라켓 템플릿(17)은 일면(17a)이 상기 각 치아이미지(2)의 일면(2a)과 대응되도록 배치되되 타면(17b)은 상기 가상와이어부(16a)의 외주보다 외측으로 이격되어 형성된다. 따라서, 상기 가상와이어부(16a)는 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 일면(17a)과 타면(17b) 사이에 배치되되 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 양측방향으로 연장되도록 구비된다. 이를 통해, 상기 가상 브라켓 템플릿(17) 및 상기 가상 와이어 템플릿, 상세하게는 상기 가상와이어부(16a)가 중첩된 상기 제1중첩영역(a1)이 형성될 수 있다.

그리고, 도 5를 참조하면, 상기 회동단부(18a)가 상기 제1중첩영역(a1)과 매칭되도록 상기 가상 브라켓 블레이드(18)가 가상배치됨이 바람직하다.

상세히, 상기 가상 브라켓 블레이드(18)의 회동단부(18a)는 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 양측방향 간격보다 길게 연장될 수 있으며 상기 교정와이어의 직경에 대응하는 단면형상을 갖도록 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 회동단부(18a)로부터 연장되는 상기 통로형성부(18b)는 판형 프로파일로 형성되되 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 일면(17a)을 제외한 외곽측으로 돌설되는 길이로 연장됨이 바람직하다. 여기서, 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 외곽측이라 함은 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 타면(17b), 상면(17c) 및 하면(17d)으로 이해함이 바람직하다.

이에 따라, 상기 회동단부(18a)는 상기 결합홈부의 내측단부에 대한 설계정보로 이용될 수 있다. 또한, 상기 통로형성부(18b)는 상기 교정와이어가 상기 결합홈부의 내측단부에 결합되도록 상기 디지털 브라켓의 외곽측으로 개구되는 통로의 설계정보로 이용될 수 있다.

이때, 상기 가상 브라켓 블레이드(18)는 상기 연속치열구조에 대응하여 가상조절된 상기 각 치아이미지(2)의 위치, 각도 및 방향에 대응하여 상기 통로형성부(18b)의 연장각도가 상기 회동단부(18a)를 중심으로 회전조작됨이 바람직하다.

상세히, 상기 가상 브라켓 블레이드(18)의 회동단부(18a)가 상기 제1중첩영역(a1)에 스냅매칭되면, 기설정된 회전기준부(7)의 3차원 조작을 통해 상기 통로형성부(18b)의 연장각도가 상기 회동단부(18a)를 중심으로 회전조작될 수 있다.

상세히, 상기 회전기준부(7)는 상기 가상 브라켓 블레이드(18)의 위치, 방향 및 각도를 회전조작할 수 있도록 복수개로 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 회전기준부(7)는 상기 가상 브라켓 블레이드(18)의 위치를 3차원 조작할 수 있는 제1조작선(7a), 상기 회동단부(18a)가 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 양측으로 관통되는 방향을 3차원 조작할 수 있는 제2조작선(7b)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 통로형성부(18b)가 상기 각 치아이미지(2)의 일면(2a)과 이루는 연장각도를 3차원 조작할 수 있는 제3조작선(7c)을 포함하여 구비될 수 있다.

그리고, 상기 회전기준부(7)의 각 조작선(7a,7b,7c)를 기준으로 하여 상기 가상 브라켓 블레이드(18)의 위치, 방향 및 각도가 각 치아이미지(2)에 따라 개별 조작된다. 이를 통해, 상기 결합홈부의 위치가 상기 교정와이어의 장력이 각 교정대상 치아에 따라 정확하게 전달될 수 있는 위치로 정밀하게 설정될 수 있다.

또한, 상기 가상 브라켓 블레이드(18)가 상기 회전기준부(7)를 기준으로 3차원 조작 및 무빙되는 간단한 방법으로 상기 결합홈부의 내측단부 및 통로가 동시에 신속하게 설계될 수 있으므로 설계편의성이 현저히 개선될 수 있다.

더욱이, 상기 통로형성부(18b)는 상기 회동단부(18a)보다 얇은 두께로 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 결합홈부는 상기 내측단부가 상기 교정와이어의 직경에 대응되면서도 상기 통로는 상기 교정와이어의 직경보다 협소하게 형성되어 단면형상이 오메가(Ω)형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 결합홈부는 상기 내측단부의 내면 형상이 상기 교정와이어의 직경에 대응하여 설정되면서도 상기 통로가 상기 교정와이어의 직경보다 협소하게 설정될 수 있다. 이를 통해, 상기 교정와이어가 상기 결합홈부에 결합된 상태에서 임의로 분리됨이 방지될 수 있다.

이때, 상기 가상 브라켓 블레이드(18)의 회동단부(18a)는 상기 제1중첩영역(a1)과 상호 대응되는 기설정된 스냅지표를 기준으로 매칭될 수 있다. 예컨대, 상기 회동단부(18a)의 길이방향 중심선과 상기 제1중첩영역(a1)의 중첩된 길이방향 중심선이 각각의 스냅지표로 설정될 수 있다. 그리고, 상기 가상 브라켓 블레이드(18)의 회동단부(18a)가 상기 제1중첩영역(a1)에 인접하도록 3차원 이동되면 상기 회동단부(18a) 및 상기 제1중첩영역(a1)에 각각 설정된 상기 스냅지표가 자동으로 스냅매칭될 수 있다. 이때, 스냅매칭이라 함은 기설정된 3차원 조작이 가해지지 않는 상태에서 임의로 3차원 이동이 제한되도록 매칭된 위치가 실질적으로 구속된 상태로 이해함이 바람직하다. 물론, 상기 스냅지표는 상기 제1중첩영역 및 상기 회동단부(18a)의 외주 등으로 설정될 수도 있다.

한편, 일면이 상기 치아이미지의 일면과 형합되도록 상기 가상 브라켓 템플릿을 기반으로 설정되되, 상기 통로형성부와 상기 가상 브라켓 템플릿이 중첩된 제2중첩영역 및 상기 제1중첩영역이 소거되어 상기 교정와이어가 삽입 결합되는 개구방향이 설정된 상기 결합홈부를 포함하는 상기 디지털 브라켓이 개별 설계 및 3차원 프린팅된다(s40).

상세히, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 연속치열구조에 따라 가상조절된 각 치아이미지(2)의 일면(2a)에 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 외형정보를 기반으로 상기 디지털 브라켓의 설계정보(9)가 설정된다. 이때, 상기 디지털 브라켓의 설계정보(9)는 상기 각 치아이미지(2)의 일면(2a)에 부착되는 패드부의 설계정보(9a) 및 상기 패드부의 일면을 제외한 외곽측으로 개구되도록 형성되는 상기 결합홈부의 설계정보(9b)를 포함함이 바람직하다.

상세히, 상기 패드부의 설계정보(9a)는 상기 각 치아이미지(2) 일면(2a)의 프로파일에 대응하여 형합되도록 설계되는 형합안착부의 설계정보를 포함한다. 즉, 상기 형합안착부는 각 교정대상 치아의 저작면의 특징적인 굴곡에 대응하여 형합되는 형상으로 설계될 수 있다. 따라서, 상기 디지털 브라켓의 설계정보(9)를 기반으로 설계 및 제조되는 상기 디지털 브라켓은 상기 형합안착부가 각 교정대상 치아의 특정면과 형합됨에 따라 상기 교정와이어의 장력이 정밀하게 전달될 수 있는 정확한 위치에 설치될 수 있다.

그리고, 상기 결합홈부의 설계정보(9b)는 상기 제1중첩영역을 기반으로 설정되는 상기 내측단부의 설계정보와 상기 제2중첩영역(a2)을 기반으로 상기 가상 브라켓 템플릿(17)의 일면(17a)을 제외한 외곽측으로 개구되는 상기 통로의 설계정보를 포함한다. 더욱이, 상기 결합홈부의 설계정보(9b)는 상기 가상 브라켓 템플릿(17)에서 상기 제1중첩영역 및 상기 제2중첩영역(a2)이 소거되면서 형성되는 소정의 공간을 기반으로 설정됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 결합홈부의 설계정보(9b)는 상기 디지털 브라켓이 각 교정대상 치아에 부착된 상태에서 상기 결합홈부의 개구방향이 각 교정대상 치아의 위치, 방향 및 각도가 고려된 상태로 설정된다. 따라서, 치아의 위치, 방향 및 각도가 바람직한 치열상태에서 벗어난 각 교정대상 치아에 상기 디지털 브라켓이 개별적으로 부착되더라도 상기 결합홈부의 개구방향 및 상기 내측단부의 위치는 실질적으로 상기 연속치열구조에 대응하여 연속적인 프로파일로 구비될 수 있다.

이를 통해, 상기 교정와이어를 상기 결합홈부에 삽입 결합시 상기 교정와이어를 과도하게 변형시키지 않더라도 손쉽게 삽입 및 결합시킬 수 있으며, 상기 교정와이어를 통해 가해지는 장력이 상기 디지털 브라켓에 안정적으로 전달될 수 있다. 또한, 상기 교정와이어가 상기 연속치열구조에 대응하는 아치형으로 준비된 상태에서도 각 교정대상 치아에 개별적으로 부착된 복수개의 상기 디지털 브라켓에 용이하게 삽입 결합될 수 있으므로 설치편의성이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 제조방법을 통해 제조된 상기 디지털 브라켓(200)은 상기 패드부의 설계정보와 대응되는 패드부(210)와 상기 결합홈부의 설계정보와 대응되는 상기 결합홈부(211a,211b)를 포함하여 제조된다.

상세히, 상기 패드부(210)의 일면에는 상기 형합안착부의 설계정보를 기반으로 상기 각 치아의 특정면에 대응되는 프로파일을 갖는 형합안착부(210a)가 형성된다. 이때, 상기 형합안착부(210a)가 각 교정대상 치아의 특징적인 외면 프로파일에 대응하여 설정됨에 따라 상기 디지털 브라켓(200)이 각 치아의 정확한 위치에 설치 및 부착되도록 가이드될 수 있다.

그리고, 상기 패드부(210)의 타면측에는 상기 결합홈부의 설계정보를 기반으로 상기 결합홈부(211a,211b)가 형성된다. 여기서, 상기 결합홈부(211a,211b)는 상기 제1중첩영역에 대응하는 위치에 형성된 상기 내측단부(212a,212b)와 상기 내측단부(212a,212b)로부터 상기 패드부의 일면 즉, 상기 형합안착부(210a)를 제외한 외곽측으로 개구되는 상기 통로(213a,213b)를 포함하여 구비된다.

더욱이, 상기 결합홈부(211a,211b)는 상기 패드부(210)의 상하방향을 따라 다단으로 형성됨이 바람직하다. 여기서, 각 결합홈부의 내측단부(212a,212b)는 상기 정렬태그부의 반경값(도 3b의 d1)에 따라 상기 각 치아이미지의 일면과 기설정된 간격으로 이격배치된 상기 가상 와이어 템플릿과 상기 가상 브라켓 템플릿이 중첩된 상기 제1중첩영역을 기반으로 설정된다. 이를 통해, 상기 결합홈부(211a,211b)가 다단으로 형성되더라도 상기 내측단부(212a,212b)의 위치는 상기 형합안착부(210a)로부터 상기 정렬태그부의 반경값에 대응되는 일정한 간격(d2,d3)로 형성될 수 있다.

또한, 상기 내측단부(212a,212b)의 위치는 상기 형합안착부(210a)로부터 일정한 간격으로 이격되도록 형성되면서도 상기 통로(213a,213b)의 개구방향은 상기 가상 브라켓 블레이드(도 5의 18)의 상기 통로형성부가 연장된 방향에 대응하여 개별적으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 디지털 브라켓(200)이 각 교정대상 치아에 개별적으로 부착된 상태에서도 상기 결합홈부(211a,211b)의 개구방향이 실질적으로 상기 연속치열구조에 대응하여 연속적인 아치형 프로파일을 따라 구비될 수 있다.

따라서, 치열이 일정하지 못한 각 교정대상 치아에 대응하여 상기 디지털 브라켓(200)이 부착되더라도 상기 교정와이어의 삽입이 용이하므로 설치편의성이 현저히 향상될 수 있다. 이를 통해, 이웃하는 브라켓에 형성된 결합홈부의 개구방향이 어긋남으로 인하여 교정와이어를 체결시 과도한 힘 및 조작이 가해짐에 따른 상기 교정와이어의 손상 및 상기 브라켓의 탈락이 발생하던 종래의 문제점이 실질적으로 해소되므로 교정정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 디지털 브라켓의 제조방법은 피시술자의 다양한 치열 부정교합 타입에 대응하여 개인맞춤별 치열 교정치료 계획 수립 및 상기 디지털 브라켓(200)의 설계가 가능하므로 교정정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

더욱이, 상기 디지털 브라켓(200)이 상기 피시술자에 따라 개별적으로 설계되더라도 기본적인 설계정보는 상기 디지털 라이브러리로부터 상기 피시술자에게 적합한 연속치열구조에 대응하여 선택되는 상기 가상 와이어 템플릿 및 상기 가상 브라켓 템플릿을 기반으로 설정될 수 있다. 이를 통해, 각 교정대상 치아에 대응하는 복수개의 디지털 브라켓(200)의 설계 및 제조가 정밀하면서도 신속하게 이루어지므로 제조편의성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 각 교정대상 치아의 위치, 방향 및 각도에 따라 상기 통로형성부의 연장방향이 회전조작되는 상기 가상 브라켓 블레이드의 외형정보를 기반으로 상기 결합홈부(211a,211b)의 개구방향이 개별적으로 설정될 수 있다. 이를 통해, 상기 교정와이어의 설치편의성이 현저히 개선될 수 있다. 또한, 상기 교정와이어로부터 가해지는 장력이 상기 디지털 브라켓(200)에 정밀하고 정확하게 전달됨으로써 치열 교정치료 계획에 따른 정확한 치열 교정치료가 수행되며 피시술자의 기능적, 심미적 만족감이 현저히 향상될 수 있다.

한편, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 브라켓의 제조방법에 적용되는 디지털 치열교정 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 8에서 보는 바와 같이, 상기 디지털 브라켓의 제조방법에 적용되는 디지털 치열교정 시스템은 상기 구강스캐너(S), 상기 디지털 라이브러리(10) 및 상기 플래닝부(P1)를 포함하여 구비될 수 있다.

상세히, 상기 구강스캐너(S)를 통하여 상기 오랄스캔 이미지가 획득된다. 이때, 상기 구강스캐너(S)를 통해 획득된 상기 오랄스캔 이미지는 상기 플래닝부(P1)로 전송되어 로딩되되, 상기 연속치열구조에 따라 상기 각 치아이미지가 가상조절될 수 있다.

또한, 상기 디지털 라이브러리(10)에는 개인별 편차를 대표할 수 있도록 표준화되되 상기 선택항목에 따라 세분화되어 분류된 복수개의 상기 가상 와이어 템플릿 및 상기 가상 브라켓 템플릿에 대한 외형정보가 3차원 벡터 데이터로 저장된다. 그리고, 상기 디지털 라이브러리(10)로부터 상기 연속치열구조에 대응하는 하나의 상기 가상 와이어 템플릿 및 상기 가상 브라켓 템플릿이 선택 및 추출되며, 상기 플래닝부(P1)에 로딩된 상기 오랄스캔 이미지에 정렬배치된다.

이때, 상기 플래닝부(P1)를 통하여 상기 오랄스캔 이미지에 정렬배치된 상기 가상 와이어 템플릿 및 상기 가상 브라켓 템플릿이 중첩된 제1중첩영역을 기반으로 상기 교정와이어가 결합되는 결합홈부의 내측단부 위치가 설정된다. 더불어, 상기 가상 브라켓 템플릿 및 상기 가상 브라켓 블레이드가 중첩된 제2중첩영역을 기반으로 상기 내측단부와 연통되는 상기 통로의 개구방향이 설정된다.

여기서, 상기 구강스캐너(S) 및 상기 디지털 라이브러리(10)는 상기 플래닝부(P1)에 포함되어 하나의 설계 장치로서 구비될 수도 있으며, 상기 구강스캐너(S) 또는 상기 디지털 라이브러리(10)가 각각 별도로 구비되되 획득 또는 추출되는 데이터가 유/무선 통신망을 통해 상기 플래닝부(P1)로 전송될 수도 있다.

그리고, 상기 플래닝부(P1)에서 설정된 상기 디지털 브라켓의 설계정보를 기반으로 상기 디지털 브라켓이 3차원 프린팅되는 3차원 출력부(P2)가 더 포함됨이 바람직하다. 이때, 상기 3차원 출력부(P2)는 금속, 합성수지 및 세라믹 재질 중 적어도 하나 이상의 재질을 복합 출력할 수 있는 3차원 프린터로 구비될 수 있다.

이를 통해, 상기 디지털 브라켓의 설계와 동시에 즉각적이고 신속한 제조가 가능하며, 별도의 금형을 제작하지 않더라도 정밀한 제조가 용이하므로 제조에 소요되는 시간 및 비용이 현저히 절감되어 경제적이다. 또한, 상기 디지털 브라켓은 상기 패드부 및 상기 결합홈부가 형성되기 위해 상기 패드부의 타면측에 돌설되는 돌출부가 실질적으로 일체로 형성되면서도 복수개소의 재질을 복합 출력할 수 있는 상기 3차원 출력부(P2)를 통해 부분별로 강도 및 재질이 조절되어 제조될 수 있다.

이를 통해, 상기 디지털 브라켓이 컴팩트하고 경량으로 제조되면서도 상기 교정와이어로부터 전달되는 장력에 대한 강도가 개선되므로 내구성이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 디지털 브라켓의 변형예가 치아에 적용된 상태를 나타낸 예시도이다. 본 변형예에서는 지그부 및 그립돌출부를 제외한 기본적인 구성은 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 9에서 보는 바와 같이, 상기 디지털 브라켓(300)의 상부에는 각 치아마다 설치위치를 가이드하는 지그부(320) 및 상기 디지털 브라켓(300)을 파지할 수 있는 그립돌출부(330)가 더 포함되어 설계 및 제조될 수도 있다.

상세히, 상기 지그부(320)에는 상기 각 치아이미지의 상단부 내외면을 기반으로 설정됨에 따라 치아의 상단부(ta)를 감싸도록 형합되는 형합홈부(321)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 형합홈부(321)는 상기 치아의 상단부(ta) 특정형상에 개별적으로 대응되며 상기 형합안착부(310a)와 실질적으로 연속적인 프로파일로 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 형합홈부(321)가 상기 치아의 상단부(ta)에 걸림 구속되고 상기 형합안착부(310a)가 상기 치아(t) 일면의 특정면에 형합됨으로써 상기 디지털 브라켓(300)이 정확한 위치에 설치 및 부착될 수 있다.

더욱이, 상기 지그부(320)의 일단부에는 외력에 의해 선택적으로 분절되도록 부분절개된 분절엣지(322)가 더 포함될 수 있다. 이에 따라, 상기 디지털 브라켓(300)이 각 교정대상 치아의 일면에 부착되면 상기 분절엣지(322)를 기준으로 상기 지그부(320)가 분리될 수 있으므로 설치편의성이 현저히 향상될 수 있다.

그리고, 상기 그립돌출부(330)는 상기 지그부(320)의 상측으로 돌설될 수 있다. 즉, 상기 디지털 브라켓(300)을 파지시 상기 패드부(310)의 상측으로 더 돌설된 상기 그립돌출부(330)를 파지함으로써 상기 디지털 브라켓(300)의 오염이 방지될 수 있으며, 상기 그립돌출부(330)가 안정적으로 파지될 수 있는 면적으로 연장됨에 따라 설치편의성이 현저히 향상될 수 있다.

이때, 상기 그립돌출부(330)에는 개별적으로 설계 및 제조된 복수개의 상기 디지털 브라켓(300)의 설치정보를 포함하는 표식부(331)가 더 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 디지털 브라켓(300)의 설치정보라 함은 상기 디지털 브라켓(300)이 각각 설치되는 각 치아에 대한 위치정보로 이해함이 바람직하다. 이를 통해, 상기 복수개의 디지털 브라켓(300)이 상기 각 치아에 밀착되는 부분 및 상기 결합홈부(311a,311b)의 개구방향이 개별적으로 설정되더라도 상기 표식부(331)로부터 제공되는 정보를 통하여 각각 대응되는 치아에 용이하게 설치할 수 있다.

더욱이, 상기 각 치아의 위치정보는 기호화되어 점자(332)로 돌출 형성될 수도 있다. 즉, 상기 시술자가 상기 그립돌출부(330)를 손으로 파지시 상기 점자(332)의 돌출된 프로파일을 통해 손가락에 전달되는 감촉만으로도 각 치아의 정보를 명확하게 인지할 수 있다. 따라서, 상기 디지털 브라켓(300)의 설치시 정확성 및 편의성이 현저히 개선되며, 상기 그립돌출부(330)를 파지시 미끄럼이 방지되어 안정적인 설치가 수행될 수 있다.

이러한 상기 지그부(320) 및 상기 그립돌출부(330)에 대한 설계정보는 상기 플래닝부에 포함되어 구비될 수도 있으며, 경우에 따라 상기 디지털 라이브러리에 저장된 상기 가상 브라켓 템플릿에 더 포함될 수도 있다.

더불어, 상기 플래닝부에는 상기 각 치아이미지에 개별 설정되는 상기 디지털 브라켓의 설계정보 및 이를 연결하도록 가상 배치될 수 있는 상기 교정와이어의 외형 프로파일 정보를 기반으로 설정될 수 있는 리테이너 장치의 설계정보가 더 포함될 수도 있다. 즉, 상기 디지털 브라켓의 설계와 동시에 각 교정대상 치아 및 상기 디지털 브라켓을 동시에 커버할 수 있는 상기 리테이너 장치가 설계 및 제조됨에 따라 치열 교정치료의 정밀성이 더욱 개선될 수도 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.

1A,1B : 오랄스캔 이미지 2 : 치아이미지
6 : 연속치열구조 10 : 디지털 라이브러리
16 : 가상 와이어 템플릿 16a : 가상와이어부
16b : 정렬태그부 17 : 가상 브라켓 템플릿
18 : 가상 브라켓 블레이드 18a : 회동단부
18b : 통로형성부 200,300 : 디지털 브라켓
210,310 : 패드부 211a,211b,311a,311b : 결합홈부
212a,212b : 내측단부 213a,213b : 통로
S : 구강스캐너 P1 : 플래닝부

Claims (5)

1. 피시술자의 구강 내부 프로파일에 대응하여 획득되되 각 치아이미지가 기설정된 연속치열구조에 따라 가상조절된 오랄스캔 이미지가 로딩되고, 디지털 라이브러리로부터 상기 연속치열구조에 대응되는 하나의 가상 와이어 템플릿이 추출되는 제1단계;
   상기 가상 와이어 템플릿이 상기 연속치열구조에 따라 가상조절된 상기 각 치아이미지의 내외면 중 어느 일면과 대응되도록 정렬배치되되, 상기 가상 와이어 템플릿과 중첩되도록 상기 디지털 라이브러리로부터 상기 각 치아이미지의 일면과 대응하는 복수개의 가상 브라켓 템플릿이 추출되어 가상배치되는 제2단계;
   상기 각 가상 브라켓 템플릿과 상기 가상 와이어 템플릿이 중첩된 제1중첩영역에 대응되는 회동단부와, 상기 회동단부로부터 상기 가상 브라켓 템플릿의 외곽측으로 연장된 통로형성부를 포함하는 가상 브라켓 블레이드가 가상배치되는 제3단계; 및
   일면이 상기 각 치아이미지의 일면과 형합되도록 상기 가상 브라켓 템플릿을 기반으로 설정되되, 상기 통로형성부와 상기 가상 브라켓 템플릿이 중첩된 제2중첩영역 및 상기 제1중첩영역이 소거되어 교정와이어가 삽입 결합되는 개구방향이 설정된 결합홈부를 포함하는 디지털 브라켓이 개별 설계 및 3차원 프린팅되는 제4단계를 포함하는 디지털 브라켓의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3단계에서, 상기 가상 브라켓 블레이드는
   상기 연속치열구조에 대응하여 가상조절된 각 치아이미지의 위치, 각도 및 방향에 대응하여 상기 통로형성부의 연장각도가 상기 회동단부를 중심으로 회전조작됨을 특징으로 하는 디지털 브라켓의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3단계에서, 상기 통로형성부는 상기 회동단부보다 얇은 두께로 형성되되,
   상기 회동단부는 상기 제1중첩영역과 상호 대응되는 기설정된 스냅지표를 기준으로 매칭됨을 특징으로 하는 디지털 브라켓의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1단계에서, 상기 가상 와이어 템플릿은 상기 연속치열구조에 따라 아치형으로 연장되는 가상와이어부와, 상기 각 치아이미지와 대응되도록 상기 가상와이어부를 따라 구비되되 상기 가상와이어부의 외주와 기설정된 간격으로 이격된 외주를 갖는 복수개의 정렬태그부를 포함하되,
   상기 제2단계에서, 상기 가상와이어부는 상기 각 치아이미지의 일면에 외주가 가상접촉되는 상기 정렬태그부의 반경값에 대응하여 상기 각 치아이미지의 일면으로부터 기설정된 간격으로 이격되도록 정렬배치됨을 특징으로 하는 디지털 브라켓의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2단계에서, 상기 가상 브라켓 템플릿은 상기 각 치아이미지에 개별 대응되는 브라켓의 외형 프로파일 정보를 포함하되,
   상기 디지털 라이브러리는 치열궁 프로파일, 치아의 종류, 배열간격 및 각도를 선택항목으로 갖는 복수개의 가상 브라켓 템플릿의 디지털 외형정보를 포함함을 특징으로 하는 디지털 브라켓의 제조방법.

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