KR20190096207A - 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체 - Google Patents

임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일측면에 따르면, 컴퓨팅 수단을 이용하여 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝을 제공하는 방법으로서, 1) 치아 및 치조골의 구조를 나타내는 치과 영상 데이터를 수득하는 단계- 상기 치과 영상 데이터는 치아 형상 데이터와 치조골 형상 데이터, 픽스쳐가 식립될 결손치 상태 데이터를 포함함-; 2) 상기 치과 영상 데이터에 기초하여 골 결손부를 포함하는 치조골 영상 및 치아 영상을 3차원적으로 표시하는 단계; 3) 상기 골 결손부를 커버하는 상태가 되도록 차폐막 메쉬 객체의 영상을 3차원적으로 표시하는 단계; 및 4) 상기 차폐막 메쉬 객체의 영상 표시 상태에 기초하여, 차폐막 메쉬의 실물을 가공하기 위한 형상 데이터를 수득하는 단계;를 포함하여 구성된 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법이 개시된다.

Description

임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체 {Planning method of forming a dental membrane for implant procedure, Computer program for the same, and Recording medium storing computer program thereof}
본 발명은 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체에 관한 것으로서, 임플란트 식립을 위한 치조골 재생 시술에 사용되는 차폐막을 형성하는데 있어서 차폐막 형성 작업의 편의성과 정확성을 향상시켜 주는 플래닝 방법 및 이를 위한 컴퓨터 프로그램, 그 기록매체에 관한 것이다.
임플란트는 결손된 치아의 수복을 위한 보철물 지지 용도로 턱뼈 안이나 위에 픽스쳐를 식립하여 인공치아를 고정 사용하는 치과용 보철물이다.
임플란트 시술은 일반적으로 노령 환자에 대해 이뤄지고 있는데, 인구 노령화로 인해 치아의 기능을 상실하거나 치아결손부의 장기적인 방치로 인해 치조골이 소실되거나 그 역할을 제대로 하지 못하는 경우가 적지 않다.
치아 기능만 상실된 경우에는 임플란트 시술을 통해 인공치아를 식립하여 기능을 회복할 수 있지만, 치조골이 소실된 경우에는 골 이식술을 통해 새로운 치조골을 형성시킨 후 인공치아를 식립해야 한다.
치조골 이식술은 입자 형태의 골 이식재를 치조골 결손부에 채워 넣고 일정 시간 동안 유지되도록 하여, 골 이식재가 치조골 결손부에 일체로 결합하는 과정을 통해 골 재생이 이뤄지도록 한다.
치조골이 재생되는 과정 중에, 골 이식재가 치조골 결손부 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해, 치조골 결손부 외측에 차폐막을 설치하여 골 재생공간을 확보하게 된다. 차폐막은 치조골 결손부의 내측으로 치주 연조직의 성장으로 인한 침입을 방지하는 기능을 함께 제공한다.
현재 사용되고 있는 대표적인 차폐막으로는 PTFE(polytetrafluoroethylene) 멤브레인, 콜라겐(Collagen) 멤브레인, 티타늄(Titanium) 멤브레인 등이 있다.
종래기술의 예로서, 대한민국 등록특허 10-1510589(2015년04월02일 등록)는 PTFE 멤브레인에 관한 기술을 제안한 바 있으며, 대한민국 등록특허 10-0653850(2006년11월28일 등록), 대한민국 등록특허 10-1540559(2015년07월24일 등록)는 티타늄 멤브레인에 관한 기술을 제안한 바 있다.
종래에 차폐막의 준비는 크게 2가지 방식으로 진행되었다.
일예로, 특정 형상으로 미리 제작된 다양한 모델의 차폐막 중에서 시술 대상 환자의 치조골 결손부의 형상에 적합한 모델을 시술자가 선택하여 사용하는 방식이다.
다른예로, 특정 형상으로 가공되지 않은 벌크 제품 형태의 차폐막 메쉬를 시술 대상 환자의 치조골 결손부의 형상에 적합하도록 커팅하고 벤딩하여 사용하는 방식이다. 벌크 제품으로서는 사각형 박판 형태의 티타늄 차폐막이 일반적으로 사용되며, 시술자는 치조골 결손부의 형상 조건을 고려하여 티타늄 차폐막을 적절한 형상과 크기로 커팅하여 사용한다.
그런데, 상기와 같은 종래의 방식에 따르는 경우, 차폐막을 미리 모델 선택하거나 차폐막 메쉬를 커팅하여 차폐막을 준비한 이후에 환자에 대한 차폐막 설치를 시도하게 되므로, 실제 시술 과정에서 미리 준비된 차폐막의 형상 또는 크기가 시술 부위에 적합하지 않은 경우 다른 차폐막을 새로이 준비해야 하는 문제점이 있었다.
이로 인해, 기존에 준비하였던 차폐막을 사용하지 못하고 폐기하거나, 새로운 차폐막을 준비하는데 시간과 비용이 추가 소요되거나, 경우에 따라서는 환자에 대한 시술 횟수가 증가할 수도 있다는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 10-2010-0126700(공개일자 2010년12월02일) 대한민국 등록특허 10-1793092(등록일자 2017년10월27일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 임플란트 식립을 위한 치조골 재생 시술에 사용되는 차폐막을 형성하는데 있어서 차폐막 형성 작업의 편의성과 정확성을 향상시켜 주는 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 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝을 제공하는 방법으로서, 1) 치아 및 치조골의 구조를 나타내는 치과 영상 데이터를 수득하는 단계- 상기 치과 영상 데이터는 치아 형상 데이터와 치조골 형상 데이터, 픽스쳐가 식립될 결손치 상태 데이터를 포함함-; 2) 상기 치과 영상 데이터에 기초하여 골 결손부를 포함하는 치조골 영상 및 치아 영상을 3차원적으로 표시하는 단계; 3) 상기 골 결손부를 커버하는 상태가 되도록 차폐막 메쉬 객체의 영상을 3차원적으로 표시하는 단계; 및 4) 상기 차폐막 메쉬 객체의 영상 표시 상태에 기초하여, 차폐막 메쉬의 실물을 가공하기 위한 형상 데이터를 수득하는 단계;를 포함하여 구성된 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법이 개시된다.
바람직하게 본 발명은, 상기 2단계에서, 픽스쳐의 식립 위치 및 방향을 나타내는 픽스쳐 객체 영상을 상기 치조골 영상 및 치아 영상과 함께 표시하는 단계;를 더욱 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 3단계는, 31) 평면 형태의 차폐막 메쉬 기초 객체를 표시하는 단계; 및 32) 상기 차폐막 메쉬 기초 객체를 상기 치과 영상 데이터에 기초하여 벤딩 처리하여 표시하는 단계;를 포함하여 구성된다.
바람직하게 본 발명은, 상기 32단계 이후에, 33) 벤딩 처리된 상태의 상기 차폐막 메쉬 기초 객체에 인접치와의 저촉 영역을 표시하는 단계;를 포함하여 구성된다.
바람직하게 본 발명은, 상기 33단계 이후에, 34) 상기 차폐막 메쉬 기초 객체로부터 상기 저촉 영역이 커팅 처리된 차폐막 메쉬 객체의 영상을 표시하는 단계;를 더욱 포함하여 구성된다.
바람직하게 본 발명은, 상기 32단계에서, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체를 사용자 입력에 기초하여 상기 벤딩 처리하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 본 발명은, 상기 32단계에서, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체를 상기 골 결손부를 포함하는 치조골 형상 데이터에 기초하여 자동으로 벤딩처리하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 본 발명은, 상기 32단계에서, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체를 상기 골 결손부를 포함하는 치조골 형상 데이터와 상기 골 결손부에 채워진 골 이식재 형상 데이터에 기초하여 벤딩처리하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 본 발명은, 상기 34단계에서, 사용자 입력에 기초하여 상기 저촉 영역에 대한 커팅 처리를 실행하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 본 발명은, 상기 34단계에서, 상기 저촉 영역의 위치 및 크기 데이터에 기초하여 상기 저촉 영역에 대한 커팅 처리를 자동으로 실행하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 4단계에서, 상기 형상 데이터는 상기 3단계에서 3차원적으로 표시된 차폐막 메쉬 객체를 평면 매쉬 형태로 펼친 상태의 외곽선 형상 데이터인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 4단계에서, 상기 형상 데이터는 상기 3단계에서 3차원적으로 표시된 차폐막 메쉬 객체를 3D 프린터로 출력 가능하도록 하는 3차원 객체 형상 데이터인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 본 발명은, 상기 32단계 이후에, 33') 벤딩 처리된 상태의 상기 차폐막 메쉬 기초 객체와 인접치를 간섭 충돌된 상태로 표시하는 단계; 34') 상기 차폐막 메쉬 기초 객체의 일부가 커팅 처리된 영상을 표시하는 단계; 및 35') 일부가 커팅 처리된 상태의 상기 차폐막 메쉬 기초 객체로부터 차폐막 메쉬 객체를 생성하여 영상을 표시하는 단계;를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 34'단계에서, 상기 커팅 처리는 사용자 입력에 기초하거나 미리 설정된 자동 커팅 처리 로직에 기초하여 실행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 일측면에 따르면, 하드웨어와 결합되어 상기 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 개시된다.
본 발명의 또다른 일측면에 따르면, 상기 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 개시된다.
이와 같은 본 발명은, 임플란트 식립을 위한 치조골 재생 시술에 사용되는 차폐막을 형성하는데 있어서 차폐막 형성 작업의 편의성과 정확성을 향상시켜 주는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 차폐막의 준비가 한번에 정확하게 이뤄질 수 있으므로, 차폐막이 잘못 준비되어 발생할 수 있는 시술 시간 또는 횟수 증가에 따른 환자의 불편함과 잇몸 절개 등에 따른 통증을 최소화하는 이점을 제공받는다.
도 1은 결손치 부위에 임플란트 픽스쳐가 식립된 상태를 나타낸 사시도,
도 2는 결손치 부위의 발치 홈을 나타낸 평면 모식도,
도 3은 치과 시술용 차폐막의 설치 및 제거 과정을 나타낸 단면 모식도,
도 4는 치과 시술용 차폐막의 설치 및 제거 과정을 나타낸 또다른 단면 모식도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법이 실행되는 컴퓨팅 수단의 모듈 구성도,
도 6은 벌크 제품 형태의 차폐막 메쉬의 일예를 나타낸 사시도,
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법이 실행되는 과정을 나타낸 모식도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법에 의해 생성된 차폐막의 2차원 모식도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법에 의해 생성된 차폐막의 3차원 모식도,
도 13는 환자의 치과 영상 데이터를 표시하는 화면의 예시도,
도 14는 환자의 치과 영상 데이터에 기초하여 픽스쳐의 식립 위치 및 방향 데이터가 설정되는 과정을 나타낸 화면의 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 1은 결손치 부위에 임플란트 픽스쳐가 식립된 상태를 나타낸 사시도, 도 2는 결손치 부위의 발치 홈을 나타낸 평면 모식도이다.
본 실시예의 플래닝 방법은 도 2에 도시된 발치 홈(4') 부위에 도 1과 같은 픽스쳐(22)가 식립된 상태를 최종적으로 얻는 과정에서 있어서, 골 결손부에 골 이식재를 식립하기 위한 차폐막의 형상 데이터를 얻기 위한 플래닝 방법이다.
미설명 부호 4는 잇몸, 부호 4''는 결손 영역을 각각 나타내며, 부호 1'은 결손치의 인접치를 나타낸다.
도 3 및 도 4는 치과 시술용 차폐막의 설치 및 제거 과정을 나타낸 단면 모식도로서, 본 실시예의 플래닝 방법은 도 3(골 손실) 또는 도 4(골 부족)에 예시된 골 이식 시술을 위한 플래닝 과정에 적용될 수 있다.
도 3은 골 손실의 경우에 임플란트의 픽스쳐(22)가 치조골(2)에 식립되기 전 상태에서 골 결손부(2a)에 골 이식재(32)를 채워 넣고 골 재생이 이뤄지는 과정을 예시한 것이다.
먼저, 잇몸(4)을 절개하여 치조골(2)의 골 결손부(2a)를 노출시킨다.
다음으로, 골 이식재(32)를 골 결손부(2a)에 채워 넣는다. 부호 4a,4b는 잇몸 절개부위를 나타낸다.
골 이식재(32)가 채워진 골 결손부(2a)를 차폐막(10)으로 커버한다. 일예로, 차폐막(10)은 골 결손부(2a)의 가장자리를 포함하여 전체적으로 커버할 수 있으면서 적절한 각도와 방향으로 벤딩 가능한 티타늄 박판 소재의 메쉬를 사용할 수 있으며, 도 12와 같이 골 결손부 특징에 맞추어 플래닝될 수 있다.
다음으로, 잇몸 절개부위(4a,4b)를 봉합한다.
이후, 골 조직의 성장속도는 개인차가 있으므로, 골 조직의 성장여부를 X-ray로 확인하여, 골 조직이 완전히 재생된 것으로 확인된 후 차폐막(10)을 제거한다. 티타늄 또는 PTFE 등의 비흡수성 차폐막의 경우, 통상적으로 치주 조직 내 삽입 후 6~12개월 사이에 제거가 이뤄지게 된다.
도 4는 골 부족의 경우에 임플란트의 픽스쳐(22)가 치조골(2)에 식립된 상태에서 골 결손부(2a)에 골 이식재(32)를 채워 넣고 골 재생이 이뤄지는 과정을 예시한 것이다. 부호 24는 임플란트 스크류 중 커버 스크류를 나타낸다.
먼저, 잇몸(4)을 절개하여 치조골(2)의 골 결손부(2a)를 노출시킨다.
다음으로, 커버 스크류(24)를 픽스쳐(22)로부터 분리하고, 골 이식재(32)를 골 결손부(2a)에 채워 넣는다. 부호 4a,4b는 잇몸 절개부위를 나타낸다.
골 이식재(32)가 채워진 골 결손부(2a)를 차폐막(10)으로 커버한다.
다음으로, 커버 스크류(24)를 차폐막(10)에 관통시킨 상태에서 픽스쳐(22)에 고정한다.
다음으로, 잇몸 절개부위(4a,4b)를 봉합한다.
이후, 골 조직이 완전히 재생된 것으로 확인된 후 차폐막(10)을 제거한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법이 실행되는 컴퓨팅 수단의 모듈 구성도이다.
본 실시예의 컴퓨팅 수단(1000)은 치과 영상 데이터에 기초하여 치조골 영상 및 치아 영상을 생성 및 표시하고, 차폐막 메쉬 기초 객체에 기반하여 차폐막 메쉬 객체를 생성 및 표시하고, 이에 기반하여 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 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, 차폐막 메쉬 객체의 영상 표시 상태에 기초하여 차폐막 메쉬의 실물을 가공하기 위한 형상 데이터를 생성하기 위한 형상 데이터 처리 모듈(1104)과, 차폐막 메쉬 기초 객체에 기반하여 차폐막 메쉬 객체를 생성하고 영상 시뮬레이션 처리하기 위한 차폐막 메쉬 데이터 처리모듈(1106)과, 본 실시예의 플래닝 프로세스(차폐막 메쉬 생성을 위한 벤딩, 커팅, 표시)에 의해 차폐막 형성 플래닝을 처리하고 표시하기 위한 플래닝 모듈(1108)과, 컴퓨팅 수단(1000)의 일반적인 동작 제어를 위한 제어 모듈(1110)과, 치과 영상, 차폐막 메쉬 객체 영상, 차폐막 매쉬 기초 객체 영상, 픽스쳐 영상 및 골 이식재 영상 등을 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, 차폐막 메쉬 객체의 형상 데이터를 저장하기 위한 형상 데이터 기억부(1130)와, 본 실시예의 힐링 어버트먼트 플래닝을 위한 차폐막 메쉬 기초 객체의 형상 데이터를 라이브러리 형태로 저장하기 위한 차폐막 메쉬 라이브러리 기억부(1140)를 포함한다.
차폐막 메쉬 라이브러리 기억부(1140)에는 본 실시예의 플래닝의 기반이 되는 다양한 크기 및 규격의 실제 차폐막 메쉬 상용 제품의 형상 데이터가 저장된다. 이러한 차폐막 메쉬 상용 제품(110)은 박판 형태의 메쉬 본체(110a)에 격자형의 메쉬 홀(110b)이 다수 형성된 구조를 가지며, 그 일예가 도 6에 예시되어 있다.
상기 차폐막 메쉬 라이브러리에는 벌크 형태의 차폐막 메쉬 상용 제품의 소재, 두께, 홀 크기 및 갯수 등이 입력 설정된다. 도 6에 예시된 차폐막 메쉬 상용 제품의 경우, 예를 들어, 44*44 (mm)의 크기와 0.1t의 두께를 가지며, 직경 0.6 (mm) 홀이 격자형으로 배치 형성된 제품이 사용될 수 있다.
차폐막 메쉬 라이브러리에 저장된 벌크 형태의 차폐막 메쉬 상용 제품들은 차폐막 메쉬 기초 객체로서 환자의 치과 영상 데이터와 동일한 실물 축척을 갖도록 컴퓨팅 수단의 화면에 표시될 수 있다.
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)의 기능이 이러한 기능에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 이러한 공지의 상용제품들은 일반적으로 치조골에 대한 픽스쳐 식립 시뮬레이션 기능을 제공하며, 공지의 서지컬가이드를 이용한 픽스쳐 식립 시뮬레이션 기능을 함께 제공한다. 일예로, 본 실시예의 컴퓨팅 수단은 이러한 상용 제품의 시뮬레이션 기능에 차폐막 메쉬의 플래닝 기능을 함께 제공할 수 있다.
도 13는 환자의 치과 영상 데이터를 표시하는 컴퓨팅 수단의 화면의 예시도로서, 임플란트 시술이 필요한 환자의 치아, 치조골 및 잇몸의 구조를 나타낸다.
도 14는 환자의 치과 영상 데이터에 기초하여 픽스쳐의 식립 위치 및 방향 데이터가 설정되는 과정을 나타낸 화면의 예시도이다. 일예로, 픽스쳐의 식립 방향 및 위치는 입력된 치과 영상 데이터에 기초하여 드릴링이 가능한 범위를 컴퓨팅 수단이 3차원적으로 연산하고, 컴퓨팅 수단을 이용하여 플래닝 방법을 실행하는 사용자가 상기 드릴링 가능 범위 내에서 픽스쳐 식립 방향선(도 14의 픽스쳐 모델의 중심선)을 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 픽스쳐 식립 방향 및 위치가 설정되도록 구성되는 것도 가능하다. 또한, 픽스쳐의 식립 방향 및 위치는 공지의 서지컬 가이드의 시뮬레이션과 함께 설정될 수도 있다.
도면을 참조하여 본 실시예의 플래닝 방법을 설명한다.
도 6은 벌크 제품 형태의 차폐막 메쉬의 일예를 나타낸 사시도, 도 7 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법이 실행되는 과정을 나타낸 모식도이다.
S1 단계에서 컴퓨팅 수단은, 치아(1) 및 치조골(2)의 구조를 나타내는 치과 영상 데이터를 수득한다. 바람직하게, 상기 치과 영상 데이터는 치아 형상 데이터와 치조골 형상 데이터, 픽스쳐가 식립될 결손치 상태 데이터를 포함한다.
치과 영상 데이터를 포함하는 본 실시예의 데이터들은 기본적으로 3차원 공간 데이터의 형태로 마련되며, 필요에 따라 2차원 단면 영상으로 표시될 수 있다.
결손치 상태 데이터는 결손치가 아직 발치되지 않은 상태에서 결손치의 형상 데이터(이뿌리 부분 포함)와 결손치가 잇몸과 맞닿는 부분(발치 홈에 대응하는 부분)의 데이터를 수득할 수도 있고, 발치가 이뤄진 후 발치 홈의 형상 데이터를 수득할 수도 있다.
다음으로, S2 단계에서 컴퓨팅 수단은, 상기 치과 영상 데이터에 기초하여 골 결손부(2a)를 포함하는 치조골(2) 영상 및 치아(1) 영상을 3차원적으로 표시한다. 도 7에 이러한 표시 상태가 예시되어 있다.
바람직하게, 상기 S2단계에서는, 픽스쳐의 식립 위치 및 방향을 나타내는 픽스쳐 객체(22) 영상을 상기 치조골(2) 영상 및 치아(1) 영상과 함께 표시할 수도 있다. 픽스쳐 객체(22) 영상은 예를 들어, 도 4의 (a)와 같은 상태의 영상으로 이해될 수 있으며, 실제 화면예로서 도 14와 같이 표시될 수 있다. 픽스쳐 객체(22) 영상은 일예로, 도 4와 같은 골 부족 발생 시의 골 이식 시술 과정에서의 차폐막 플래닝을 위해 표시될 수 있다.
다음으로, S3 단계에서 컴퓨팅 수단은, 상기 골 결손부(2a)를 커버하는 상태가 되도록 차폐막 메쉬 객체(10)의 영상을 3차원적으로 표시한다. 도 10에 이러한 표시 상태가 예시되어 있다.
상기 S3단계는 다음과 같은 상세 구성으로 이뤄질 수 있다.
S31 단계에서 컴퓨팅 수단은, 평면 형태의 차폐막 메쉬 기초 객체(110)를 표시한다(도 7의 부호 110의 상태).
S32 단계에서 컴퓨팅 수단은, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)를 상기 치과 영상 데이터에 기초하여 벤딩 처리하여 표시한다(도 9의 부호 110과 같이 벤딩된 상태).
일예로, 상기 S32단계에서, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)는 사용자 입력에 기초하여 상기 벤딩 처리하여 표시될 수 있다. 일예로, 사용자 입력은 컴퓨팅 수단의 일반적인 사용자 콘솔을 통해 이뤄질 수 있다.
다른예로, 상기 S32단계에서, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)는 상기 골 결손부(2a)를 포함하는 치조골 형상 데이터에 기초하여 자동으로 벤딩처리하여 표시될 수 있다. 일예로, 자동 벤딩처리는 3차원 공간 데이터에 기초하여, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)가 치조골(2)의 두께와 상부면(결손치 영역을 덮는 면)의 크기를 고려하여 벤딩 부분의 곡률이 연산되고, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)가 치조골(2)의 내측 표면 및 외측 표면에 면접촉되는 상태를 이루도록 3차원 벤딩 형상을 자동 산출하는 방식으로 이뤄질 수 있다. 이러한 3차원 모델링 데이터 생성 과정은 공지의 모델링 데이터 처리 기술을 이용하여 이뤄질 수 있으므로 상세 설명은 생략한다.
한편, 상기 S32단계에서, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)는 상기 골 결손부(2a)를 포함하는 치조골 형상 데이터와 상기 골 결손부(2a)에 채워진 골 이식재 형상 데이터에 기초하여 벤딩처리하여 표시될 수 있다. 골 이식재(32)는 예를 들어, 도 3의 (c) 또는 도 4의 (c)와 같은 상태로 골 결손부(2a)에 채워질 수 있다. 골 이식재(32)가 골 결손부(2a)에 채워진 상태로 플래닝 조건을 설정하여 골 이식재 형상 데이터를 산출하고, 이에 기초하여 벤딩처리를 하는 경우, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)의 벤딩 부분의 곡률이 더욱 실제 시술 상태에 가깝게 산출될 수 있다. 일예로, 골 이식재(32)가 골 결손부(2a)에 채워진 상태로 플래닝 조건을 설정하는 것은 사용자 입력에 의해 이뤄질 수 있으며, 골 이식재의 충진량 등을 사용자가 원하는 충진량이 되도록 설정 입력하도록 구성될 수도 있다.
S33 단계에서 컴퓨팅 수단은, 벤딩 처리된 상태의 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)에 인접치(1')와의 저촉 영역(C)을 표시한다. 저촉 영역(C)은 벤딩 처리된 판 형상을 갖는 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)의 공간 데이터 중에서 인접치(1')의 공간 데이터와 저촉되는 부분을 영역의 판 형상의 전체 영역 중에서 구분하여 표시하는 것으로 이해될 수 있다.
S34 단계에서 컴퓨팅 수단은, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)로부터 상기 저촉 영역(C)이 커팅 처리된 차폐막 메쉬 객체(10)의 영상을 표시한다(도 10의 부호 10과 같이 커팅된 상태).
일예로, 상기 S34단계에서, 사용자 입력에 기초하여 상기 저촉 영역에 대한 커팅 처리가 실행되어 표시될 수 있다. 이를 위해 커팅 처리를 표시 영상 내에서 그래픽적으로 처리하기 위한 커팅 툴을 그래픽 메뉴 형태로 화면 제공하고, 커팅 툴에 의해 커팅이 이뤄지고 있는 커팅부 선을 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110) 상에 그래픽 적으로 표시할 수 있다.
다른예로, 상기 S34단계에서, 상기 저촉 영역의 위치 및 크기 데이터에 기초하여 상기 저촉 영역에 대한 커팅 처리가 자동으로 실행되어 표시될 수 있다. 이러한 자동 커팅 처리는 예를 들어, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)로부터 미리 설정된 커팅 여유치를 고려하여 상기 저촉 영역보다 더 큰 영역을 커팅될 영역으로 자동 산출하여 커팅 처리되도록 구성될 수 있다. 이 때, 차폐막의 커팅 부위에 날카롭거나 뾰족한 부분이 있으면 실제 시술 시에 환자의 잇몸에 상처를 줄 수 있으므로, 차폐막 메쉬의 홀(110b) 부분 중간을 가로지르는 커팅이 발생하지 않도록 미리 커팅 조건이 설정될 수 있다. 또한, 라운딩 처리를 고려하여 자동 커팅 처리가 이뤄지도록 커팅 조건이 설정될 수도 있다.
한편, 다른예로서, 상기 S32단계 이후에 다음과 같이 플래닝 과정이 구성될 수도 있다.
S33' 단계에서 컴퓨팅 수단은, 벤딩 처리된 상태의 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)와 인접치(1')를 간섭 충돌된 상태로 표시한다. 간섭 충돌된 상태란, 객체 상호 간에 공간적으로 중첩되지 않도록 상호 간섭되는 부분이 상호 충돌된 상태로 표시한 것을 말한다. 이러한 방식을 취하는 경우, 실제 오프 라인 상의 시술 과정과 더욱 유사한 플래닝 과정을 사용자가 체험할 수 있다.
S34' 단계에서 컴퓨팅 수단은, 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)의 일부가 커팅 처리된 영상을 표시한다.
이때, 상기 커팅 처리는 사용자 입력에 기초하거나 미리 설정된 자동 커팅 처리 로직에 기초하여 실행될 수 있다.
S35' 단계에서 컴퓨팅 수단은, 일부가 커팅 처리된 상태의 상기 차폐막 메쉬 기초 객체(110)로부터 차폐막 메쉬 객체(10)를 생성하여 영상을 표시한다.
차폐막 메쉬 객체(10)는 도 10에 표시된 것처럼 치조골(2)의 상부면을 감싸면서 인접치(1')와의 간섭이 이뤄지지 않는 외형선(10a,10b,10c,10d)을 갖도록 형성될 수 있으며, 골 결손부(2a)에 충진된 골 이식재(32)가 외부로 새어 나오지 않도록 인접치(1') 형상을 고려한 돌출부(10a) 또는 오목부(미도시) 등을 갖도록 형성될 수도 있다.
다음으로, S4 단계에서 컴퓨팅 수단은, 상기 차폐막 메쉬 객체(10)의 영상 표시 상태에 기초하여, 차폐막 메쉬의 실물을 가공하기 위한 형상 데이터를 수득한다.
일예로, 상기 형상 데이터는 상기 S3단계에서 3차원적으로 표시된 차폐막 메쉬 객체(10)를 평면 매쉬 형태로 펼친 상태의 외곽선 형상 데이터일 수 있다. 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법에 의해 생성된 차폐막의 2차원 모식도로서, 차폐막 메쉬 객체(10)를 평면 매쉬 형태로 펼친 상태를 예시한다(x-y 좌표 데이터). 이러한 2차원 형상 데이터는 시술자가 평판 형태의 실제 메쉬 상용 제품을 커터로 절단하여 차폐막을 제작하기 위한 형상 데이터로서 사용자에게 제공되거나 커팅 머신의 가공 데이터로 제공될 수 있다. 일예로, 2차원 형상 데이터는 일반 프린터를 통해 종이에 인쇄 출력되어 사용자가 수작업으로 커팅 시에 메쉬 상용 제품에 부착하는 종이 본(本)으로 사용되도록 하거나, 시트 형태의 메쉬 상용 제품에 직접 인쇄 출력되어 사용자가 직접 출력 내용에 따라 수작업으로 커팅 가능하도록 구성될 수 있다.
다른예로, 상기 형상 데이터는 상기 3단계에서 3차원적으로 표시된 차폐막 메쉬 객체(10)를 3D 프린터로 출력 가능하도록 하는 3차원 객체 형상 데이터일 수 있다. 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법에 의해 생성된 차폐막의 3차원 모식도로서, 차폐막 메쉬 객체(10)를 3D 프린터로 출력 가능하도록 3차원 객체 형상 데이터로 생성한 상태를 예시한다(x-y-z 좌표 데이터). 이러한 3차원 형상 데이터는 사용자가 3D 프린터를 이용하여 차폐막을 프린팅 제작하기 위한 가공 데이터로 제공될 수 있다.
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.
1: 치아
1': 인접치
4: 잇몸
2: 치조골
2a: 골 결손부
10: 차폐막 메쉬 객체(또는 차폐막 메쉬)
22: 픽스쳐
110: 차폐막 메쉬 기초 객체(또는 차폐막 메쉬 상용 제품)

Claims (16)

  1. 컴퓨팅 수단을 이용하여 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝을 제공하는 방법으로서,
    1) 치아 및 치조골의 구조를 나타내는 치과 영상 데이터를 수득하는 단계- 상기 치과 영상 데이터는 치아 형상 데이터와 치조골 형상 데이터, 픽스쳐가 식립될 결손치 상태 데이터를 포함함-;
    2) 상기 치과 영상 데이터에 기초하여 골 결손부를 포함하는 치조골 영상 및 치아 영상을 3차원적으로 표시하는 단계;
    3) 상기 골 결손부를 커버하는 상태가 되도록 차폐막 메쉬 객체의 영상을 3차원적으로 표시하는 단계; 및
    4) 상기 차폐막 메쉬 객체의 영상 표시 상태에 기초하여, 차폐막 메쉬의 실물을 가공하기 위한 형상 데이터를 수득하는 단계;를 포함하여 구성된 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2단계에서,
    픽스쳐의 식립 위치 및 방향을 나타내는 픽스쳐 객체 영상을 상기 치조골 영상 및 치아 영상과 함께 표시하는 단계;를 더욱 포함하여 구성된 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3단계는,
    31) 평면 형태의 차폐막 메쉬 기초 객체를 표시하는 단계; 및
    32) 상기 차폐막 메쉬 기초 객체를 상기 치과 영상 데이터에 기초하여 벤딩 처리하여 표시하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 32단계 이후에,
    33) 벤딩 처리된 상태의 상기 차폐막 메쉬 기초 객체에 인접치와의 저촉 영역을 표시하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 33단계 이후에,
    34) 상기 차폐막 메쉬 기초 객체로부터 상기 저촉 영역이 커팅 처리된 차폐막 메쉬 객체의 영상을 표시하는 단계;를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 32단계에서,
    상기 차폐막 메쉬 기초 객체를 사용자 입력에 기초하여 상기 벤딩 처리하여 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 32단계에서,
    상기 차폐막 메쉬 기초 객체를 상기 골 결손부를 포함하는 치조골 형상 데이터에 기초하여 자동으로 벤딩처리하여 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 32단계에서,
    상기 차폐막 메쉬 기초 객체를 상기 골 결손부를 포함하는 치조골 형상 데이터와 상기 골 결손부에 채워진 골 이식재 형상 데이터에 기초하여 벤딩처리하여 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 34단계에서,
    사용자 입력에 기초하여 상기 저촉 영역에 대한 커팅 처리를 실행하여 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 34단계에서,
    상기 저촉 영역의 위치 및 크기 데이터에 기초하여 상기 저촉 영역에 대한 커팅 처리를 자동으로 실행하여 표시하는 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 4단계에서,
    상기 형상 데이터는 상기 3단계에서 3차원적으로 표시된 차폐막 메쉬 객체를 평면 매쉬 형태로 펼친 상태의 외곽선 형상 데이터인 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 4단계에서,
    상기 형상 데이터는 상기 3단계에서 3차원적으로 표시된 차폐막 메쉬 객체를 3D 프린터로 출력 가능하도록 하는 3차원 객체 형상 데이터인 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 32단계 이후에,
    33') 벤딩 처리된 상태의 상기 차폐막 메쉬 기초 객체와 인접치를 간섭 충돌된 상태로 표시하는 단계;
    34') 상기 차폐막 메쉬 기초 객체의 일부가 커팅 처리된 영상을 표시하는 단계;
    35') 일부가 커팅 처리된 상태의 상기 차폐막 메쉬 기초 객체로부터 차폐막 메쉬 객체를 생성하여 영상을 표시하는 단계;를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 34'단계에서,
    상기 커팅 처리는 사용자 입력에 기초하거나 미리 설정된 자동 커팅 처리 로직에 기초하여 실행되는 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법.
  15. 하드웨어와 결합되어 제1항의 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  16. 제1항의 임플란트 시술용 차폐막을 형성하기 위한 플래닝 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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