KR20200109419A

KR20200109419A - 최적화된 어버트먼트 및 보철물 수복 유형 설계를 위한 임플란트 식립 설계장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20200109419A
Application number: KR1020190028212A
Authority: KR
Inventors: 최규옥; 조상형; 김효정
Original assignee: 오스템임플란트 주식회사
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-09-23
Also published as: KR102248604B1

Abstract

최적화된 어버트먼트 및 보철물 수복 유형 설계를 위한 임플란트 식립 설계장치 및 그 방법이 개시된다. 일 실시 예에 따른 임플란트 식립 설계방법은, 영상 데이터에서 가상으로 식립되는 크라운 및 픽스쳐의 위치가 결정되면 크라운 및 픽스쳐의 위치정보와 잇몸 마진 정보를 이용하여 어버트먼트를 추천하는 단계와, 추천을 거쳐 최종 선택된 어버트먼트를 기준으로 크라운과의 관계를 분석하여 보철물 수복 유형을 추천하는 단계를 포함한다.

Description

최적화된 어버트먼트 및 보철물 수복 유형 설계를 위한 임플란트 식립 설계장치 및 그 방법 {Apparatus for planning implant placement capable of recommendation of optimized abutment and prosthesis replacement type and method thereof}

본 발명은 의료영상 처리 기술에 관한 것이다.

치과 프로그램을 이용하여 임플란트 식립을 설계하는 과정에서, 사용자가 결정한 크라운(Crown)의 위치를 기준으로 픽스쳐(Fixture)의 초기 위치를 결정한다. 그 이후 사용자가 픽스쳐의 위치 및 식립 각도를 수정하여 픽스쳐의 최종 위치를 결정한다. 이어서, 최종 결정된 픽스쳐에 어버트먼트(Abutment)를 체결하여 픽스쳐와 어버트먼트 및 크라운의 관계를 확인한다.

어버트먼트 설계 시에, 치과 프로그램의 라이브러리에 등록된 다양한 어버트먼트들 중에서 사용자가 직접 적절한 어버트먼트를 선택하고, 선택된 어버트먼트와 크라운의 관계를 여러 단면 영상들에서 확인하는 방식을 사용한다. 그러나 전술한 방식은 사용자가 적절한 어버트먼트를 찾는 과정에서 어버트먼트의 종류 및 수가 다양하여 번거로움이 발생하고, 여러 단면 영상들에서 확인해야 하며 해당 과정에서 보철물 수복 판단에 오차를 유발할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 임플란트 식립 설계 시에 최적화된 어버트먼트를 자동으로 제안하고, 어버트먼트를 기준으로 보철물 수복 유형을 제안하는 임플란트 식립 설계장치 및 그 방법을 제안한다.

일 실시 예에 따른 임플란트 식립 설계방법은, 영상 데이터에서 가상으로 식립되는 크라운 및 픽스쳐의 위치가 결정되면 크라운 및 픽스쳐의 위치정보와 잇몸 마진 정보를 이용하여 어버트먼트를 추천하는 단계와, 추천을 거쳐 최종 선택된 어버트먼트를 기준으로 크라운과의 관계를 분석하여 보철물 수복 유형을 추천하는 단계를 포함한다.

어버트먼트를 추천하는 단계는, 환자의 구강 모델 데이터에서 크라운의 위치를 기준으로 크라운이 위치하는 영역의 잇몸 마진 형상을 획득하는 단계와, 획득된 잇몸 마진의 형상을 반영하여 라이브러리에서 치경부 마진의 형상과 대응되는 어버트먼트를 가져와 추천하는 단계를 포함할 수 있다.

어버트먼트를 추천하는 단계는, 잇몸 마진의 형상이 왜곡되는지 판단하는 단계와, 잇몸 마진의 형상이 왜곡된 경우, 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)에 의해 정의되는 크라운의 형상을 반영하여 어버트먼트를 추천하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 크라운의 형상을 반영하여 어버트먼트를 추천하는 단계는, 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)를 계산하는 단계와, 계산된 두 영역의 길이(a, b) 중 길이가 짧은 영역에서 양쪽 방향으로 각각 미리 설정된 범위의 여유를 가지도록 어버트먼트의 직경을 결정하는 단계와, 결정된 직경을 가진 어버트먼트를 추천하는 단계를 포함할 수 있다.

어버트먼트를 추천하는 단계는, 픽스쳐의 최상단 중심점에서 잇몸 마진까지에 해당하는 어버트먼트 잇몸 높이(Abutment gingival height: G/H)(c)와, 잇몸 마진에서 크라운 내부에 존재하는 어버트먼트의 최상단 중심점까지에 해당하는 어버트먼트 높이(Abutment height: A/H)(d)를 계산하는 단계와, 계산된 어버트먼트 잇몸 높이(c)를 넘지 않은 범위 내에서 최대 크기의 어버트먼트 잇몸 높이를 가지도록 어버트먼트 잇몸 높이를 결정하고, 미리 설정된 어버트먼트 높이(d)를 가지도록 어버트먼트 높이를 결정하는 단계와, 결정된 어버트먼트 잇몸 높이 및 어버트먼트 높이를 가지는 어버트먼트를 추천하는 단계를 포함할 수 있다.

보철물 수복 유형을 추천하는 단계는, 체결된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)를 계산하는 단계와, 계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 이상인 경우 길이정보 제공과 함께 시멘트 유형(Cement type)의 보철물 수복을 추천하는 단계와, 계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 미만인 경우 길이정보 제공과 함께 스크류 유형(Screw type)의 보철물 수복을 추천하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 따른 임플란트 식립 설계장치는, 영상 데이터에서 가상으로 식립되는 크라운 및 픽스쳐의 위치가 결정되면 크라운 및 픽스쳐의 위치정보와 잇몸 마진 정보를 이용하여 어버트먼트를 추천하는 어버트먼트 추천부와, 추천을 거쳐 최종 선택된 어버트먼트를 기준으로 크라운과의 관계를 분석하여 보철물 수복 유형을 추천하는 보철물 수복 유형 추천부를 포함한다.

어버트먼트 추천부는, 환자의 구강 모델 데이터에서 크라운의 위치를 기준으로 크라운이 위치하는 영역의 잇몸 마진 형상을 획득하고, 획득된 잇몸 마진의 형상을 반영하여 라이브러리에서 치경부 마진의 형상과 대응되는 어버트먼트를 가져와 추천할 수 있다.

어버트먼트 추천부는, 잇몸 마진의 형상이 왜곡되는지 판단하고, 잇몸 마진의 형상이 왜곡된 경우, 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)에 의해 정의되는 크라운의 형상을 반영하여 어버트먼트를 추천할 수 있다. 이때, 어버트먼트 추천부는, 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)를 계산하고, 계산된 두 영역의 길이(a, b) 중 길이가 짧은 영역에서 양쪽 방향으로 각각 미리 설정된 범위의 여유를 가지도록 어버트먼트의 직경을 결정하며, 결정된 직경을 가진 어버트먼트를 추천할 수 있다.

어버트먼트 추천부는, 픽스쳐의 최상단 중심점에서 잇몸 마진까지에 해당하는 어버트먼트 잇몸 높이(Abutment gingival height: G/H)(c)와, 잇몸 마진에서 크라운 내부에 존재하는 어버트먼트의 최상단 중심점까지에 해당하는 어버트먼트 높이(Abutment height: A/H)(d)를 계산하고, 계산된 어버트먼트 잇몸 높이(c)를 넘지 않은 범위 내에서 최대 크기의 어버트먼트 잇몸 높이를 가지도록 어버트먼트 잇몸 높이를 결정하고, 미리 설정된 어버트먼트 높이(d)를 가지도록 어버트먼트 높이를 결정하며, 결정된 어버트먼트 잇몸 높이 및 어버트먼트 높이를 가지는 어버트먼트를 추천할 수 있다.

보철물 수복 유형 추천부는, 체결된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)를 계산하고, 계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 이상인 경우 길이정보 제공과 함께 시멘트 유형(Cement type)의 보철물 수복을 추천하며, 계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 미만인 경우 길이정보 제공과 함께 스크류 유형(Screw type)의 보철물 수복을 추천할 수 있다.

일 실시 예에 따른 최적화된 어버트먼트 및 보철물 수복 유형 설계를 위한 임플란트 식립 설계장치 및 그 방법에 따르면, 크라운 및 픽스쳐의 위치가 결정된 이후, 픽스쳐와 체결되는 최적의 어버트먼트를 장치에서 사용자에게 추천함에 따라, 사용자가 최적의 어버트먼트를 검색하는 과정을 생략할 수 있다.

또한, 장치가 결정된 어버트먼트 및 크라운의 관계를 분석하여 크라운과 같은 보철물 수복에 최적화된 보철물 수복 유형을 사용자에게 추천하고 각 타입 별 수복 가능 여부를 제공함에 따라, 사용자가 수복 유형을 판단하는 데에 예상 가능한 시행착오를 줄이고 이를 참조하여 수술 계획을 수립할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임플란트 식립 설계장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 제어부의 세부 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 영상에서 픽스쳐 위치를 결정하는 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 식립 환경에 최적화된 어버트먼트 추천을 위해 의료 영상에서 잇몸 마진 정보를 분석하는 예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 식립 환경에 최적화된 어버트먼트 추천을 위해 3D 영상에서 잇몸 마진 형상을 획득하는 예를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 식립 환경에 최적화된 어버트먼트의 길이를 결정하기 위한 3D 영상 화면을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 식립 환경에 최적화된 어버트먼트의 높이를 결정하기 위한 2D 영상 화면을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이브러리를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어버트먼트 및 크라운의 거리를 고려하여 보철물 수복 유형을 추천하는 예를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최적화된 어버트먼트 및 보철물 수복 유형 설계를 위한 임플란트 식립 설계방법의 흐름을 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.

그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임플란트 식립 설계장치의 구성을 도시한 도면이다.

임플란트 식립 설계장치(1)는 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 프로그램과 같은 치과 프로그램을 실행 가능한 전자장치이다. 전자장치는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) PC, 스마트폰, 휴대폰, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등이 있다. 치과 프로그램은 가이드 디자인 프로그램 이외에, 스캔 프로그램, CAD 프로그램, 의료영상 프로그램 등이 있다. 또한, 치과 임플란트 수술용 이외에 다른 일반적인 의료용 프로그램에 적용될 수 있다.

가이드 디자인 프로그램 등의 치과 프로그램을 이용한 임플란트 식립 설계 과정은 수술 환자 등록, 등록된 환자의 CT 데이터 및 구강 모델 데이터 획득, CT 데이터 및 구강 모델 데이터의 정합, 정합된 영상 데이터에서의 악궁 라인 생성 및 악궁 라인을 이용한 파노라믹 영상(Panoramic image) 생성, 환자의 구강 모델 데이터에서 크라운 모델 위치 및 크기 결정, 환자의 CT 데이터에서 픽스쳐를 포함한 임플란트 구조물의 위치 결정, 가이드 형상 디자인, 최종 가이드 출력을 포함한 과정으로 구성된다.

본 발명은 위 과정 중에서 프로그램에서 자동으로 초기 결정된 픽스쳐의 위치가 사용자 수정을 거쳐 최종 픽스쳐 위치가 결정된 이후, 픽스쳐와 체결되는 최적의 어버트먼트를 프로그램에서 사용자에게 우선 제안하도록 구성된다. 이에 따라, 사용자가 최적의 어버트먼트를 검색하는 과정을 생략할 수 있다. 또한, 프로그램은 결정된 어버트먼트 및 크라운의 관계를 분석하여 크라운과 같은 보철물 수복에 최적화된 보철물 수복 유형을 사용자에게 제안하도록 구성된다. 이에 따라, 사용자가 수복 유형을 판단하는 데에 예상 가능한 시행착오를 줄일 수 있고 이를 참조하여 수술 계획을 수립할 수 있다.

이하, 전술한 특징을 가지는 임플란트 식립 설계장치의 구성에 대해 도 1을 참조로 하여 후술한다.

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 임플란트 식립 설계장치(1)는 데이터 획득부(10), 저장부(12), 제어부(14), 입력부(16) 및 출력부(18)를 포함한다.

데이터 획득부(10)는 환자로부터 영상 데이터를 획득한다. 픽스쳐 식립을 위해 필요한 영상 데이터는 CT 데이터, 구강 모델 데이터 등이 있다. 데이터 획득부(10)는 CT 데이터와 구강 모델 데이터를 프로그램에서 실행하거나 웹 페이지 및 서버에 저장된 데이터를 로딩할 수 있다.

구강 모델 데이터는 손상된 치아를 포함한 실제 치아들의 정보를 가진 데이터이다. 구강 모델 데이터는 환자의 구강을 본떠 생성한 석고 모형을 3D 스캐너(3D Scanner)로 스캐닝하여 획득될 수 있다. 다른 예로서, 구강 내 3D 스캐너(3D Intra-oral scanner)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캐닝하여 획득될 수 있다. 획득된 구강 모델 데이터는 저장부(12)에 저장될 수 있다.

CT 데이터는 CT(Computed Tomography, 컴퓨터 단층 촬영)를 사용하여 환자의 두부 단층 이미지들을 생성하고, 각각의 단층 이미지에서 치아 부분의 경계를 구분(Segmentation)한 후 하나로 취합함에 따라 획득될 수 있다. 이러한 구강 모델 데이터와 CT 데이터는 환자가 입을 벌린 상태에서 상악 치아 아래에서 상악 치아를 촬영하여 얻은 영상, 입을 벌린 상태에서 하악 치아 위에서 하악 치아를 촬영하여 얻은 영상, 입을 다문 상태에서 국소부위를 촬영하여 얻은 영상, 구강 방사선 사진 등을 포함한다. 획득된 CT 데이터는 저장부(12)에 저장될 수 있다.

저장부(12)에는 임플란트 식립 설계장치(1)의 동작 수행을 위해 필요한 정보와 동작 수행에 따라 생성되는 정보 등의 각종 데이터가 저장된다. 일 실시 예에 따른 저장부(12)에는 개별 환자의 구강 모델 데이터와 CT 데이터가 저장되고, 치과 치료 시뮬레이션 시 전체 구강 모델 데이터들 및 CT 데이터들 중에서 특정 환자의 구강 모델 데이터 및 CT 데이터를 사용자 요청에 따라 제어부(14)에 제공할 수 있다. 이때, 저장부(12)에는 개별 환자의 상측 치열의 영상 및 하측 치열의 영상이 저장되어 있고, 특정 환자의 구강 모델 데이터 및 CT 데이터에 매칭되는 상측 치열의 영상 및 하측 치열의 영상을 사용자 요청에 따라 제어부(14)에 제공할 수 있다

일 실시 예에 따른 저장부(12)는 복수의 치아 모델로 구성된 라이브러리를 가진다. 복수의 치아 모델은 가상의 크라운, 어버트먼트, 픽스쳐 등을 모델링한 디자인을 포함한다.

제어부(14)는 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통하여 임플란트 식립 계획을 수립하면서 각 구성요소를 제어한다. 제어부(14)는 출력부(18)를 통해 화면에 보이는 화면정보를 관리하고, 의료 영상에 가상의 객체를 식립하는 시뮬레이션을 수행한다. 가상의 객체가 식립되는 의료 영상은 임플란트 수술 계획 수립을 위해 생성된 환자의 치아 배열이 나타난 2차원, 3차원 등의 다차원 영상을 의미한다. 임플란트 수술 계획에는 X-ray, CT, MRI, 파노라믹 영상, 구강 스캔 영상, 재구성을 통해 생성된 영상, 복수의 영상을 정합한 영상 등 다양한 종류의 영상이 활용될 수 있다.

일 실시 예에 따른 제어부(14)는 식립 위치가 결정된 크라운 및 픽스쳐의 위치와 구강 모델 데이터를 통해 획득한 잇몸 마진 정보를 고려하여 프로그램에 등록된 라이브러리 중에서 식립 환경에 최적화된 어버트먼트를 사용자에게 우선적으로 추천한다. 또한 제어부(14)는 추천한 어버트먼트의 크라운과의 관계를 분석하여 크라운과 같은 보철물에 대한 최적의 보철물 수복 유형을 사용자에 추천한다. 제어부(14)의 세부 구성은 도 2를 참조로 하여 후술한다.

입력부(16)는 사용자 조작신호를 입력받는다. 예를 들어, 제어부(14)에 의해 식립 정보가 결정되어 출력부(18)를 통해 가상의 객체가 표시된 영상 데이터에 대해 필요할 경우 미세조정을 위한 사용자 조작을 입력 받아 가상 객체의 위치 및 각도 등을 조정할 수 있다.

출력부(18)는 영상 데이터를 화면을 표시한다. 이때, 출력부(18)는 실제 보철 치료 시술을 수행하기 전에 가상의 객체를 영상 데이터의 식립 위치에 배치하는 시뮬레이션을 표시할 수 있다. 출력부(18)는 가상으로 타겟 위치에 어버트먼트를 배치하고 픽스쳐와 어버트먼트가 체결되고 어버트먼트 윗 부분에 크라운이 삽입되는 시뮬레이션을 표시할 수 있다. 출력부(18)는 제어부(14)를 통해 추천된 최적의 어버트먼트의 정보와 최적의 보철물 수복 유형 정보 등을 화면에 표시할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 제어부의 세부 구성을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제어부(14)는 크라운 위치 결정부(140), 픽스쳐 위치 결정부(142), 어버트먼트 추천부(144) 및 보철물 수복 유형 추천부(146)를 포함한다.

크라운 위치 결정부(140)는 영상 데이터에서 크라운의 위치 및 크기를 결정한다. 예를 들어, 구강 모델 데이터 또는 CT 영상 데이터에서 생성된 악궁 라인 상에 기준 라인 또는 기준 점을 결정한다. 그리고 결정된 기준 라인 또는 기준 점에 맞춰 크라운의 크기 비율 및 위치를 결정하고 라이브러리에서 이와 대응하는 크라운을 읽어들여 배치한다.

픽스쳐 위치 결정부(142)는 위치가 결정된 크라운의 중심 축을 기준으로 동일한 축을 가지는 크라운의 중심에 위치하도록 픽스쳐의 초기 위치를 결정하여 사용자에 제안한다. 사용자의 수정이 필요하면, 사용자가 픽스쳐의 위치, 식립 각도, 종류 등을 선택하여 픽스쳐의 위치를 최종 결정한다.

영상 데이터에서 가상으로 식립되는 크라운 및 픽스쳐의 위치가 결정된 이후, 어버트먼트 추천부(144)는 크라운 및 픽스쳐의 위치정보와 잇몸 마진 정보를 이용하여 최적의 어버트먼트를 사용자에 추천한다. 어버트먼트 추천부(144)가 추천하는 최적의 어버트먼트의 스펙은 어버트먼트 치경부 마진(Abutment cervical margin) 정보, 어버트먼트 직경(Abutment diameter) 정보, 어버트먼트 잇몸 높이(Abutment gingival height: G/H) 정보, 어버트먼트 높이(Abutment height: A/H) 정보 등을 포함한다.

예를 들어, 어버트먼트 추천부(144)는 환자의 의료 영상, 예를 들어 환자의 구강 모델 데이터에서 크라운의 위치를 기준으로 잇몸 마진(Gingival margin)과의 관계를 분석하여 크라운이 위치하는 영역의 잇몸 마진 형상을 획득한다. 구강 모델 데이터의 단면 영상은 CT 데이터에서 찾을 수 있는 잇몸 마진 정보보다 더 정확한 정보이다. 그리고 잇몸 마진의 형상을 반영하여 라이브러리에서 치경부 마진(Cervical margin)의 형상과 대응되는 어버트먼트를 가져와 추천한다. 이에 대한 실시 예는 도 4 및 도 5를 참조로 하여 후술한다.

잇몸 마진의 형상이 왜곡된 경우, 어버트먼트 추천부(144)는 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)에 의해 정의되는 크라운의 형상을 반영하여 어버트먼트를 추천한다. 예를 들어, 어버트먼트 추천부(144)는 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)를 계산한다. 그리고 두 영역의 길이(a, b) 중 길이가 짧은 영역에서 양쪽 방향으로 각각 미리 설정된 범위의 여유를 가지도록 어버트먼트의 직경을 결정한다. 그리고 결정된 직경(diameter)을 가진 어버트먼트를 추천한다. 이에 대한 실시 예는 도 6을 참조로 하여 후술한다.

어버트먼트 추천부(144)의 최적화된 어버트먼트의 높이 추천 예를 들면, 어버트먼트 추천부(144)는 어버트먼트 잇몸 높이(Abutment gingival height: G/H)(c)와 어버트먼트 높이(Abutment height: A/H)(d)를 계산한다. 이때, 계산된 어버트먼트 잇몸 높이(G/H)(c)를 넘지 않은 범위 내에서 최대 크기의 어버트먼트 잇몸 높이(G/H)를 가지도록 어버트먼트 잇몸 높이(G/H)를 결정하고, 미리 설정된 어버트먼트 높이(A/H)(d)를 가지도록 어버트먼트 높이(A/H)를 결정한다. 이어서, 결정된 어버트먼트 잇몸 높이(G/H) 및 어버트먼트 높이(A/H)를 가지는 어버트먼트를 추천한다. 이에 대한 실시 예는 도 7을 참조로 하여 후술한다.

보철물 수복 유형 추천부(146)는 추천을 거쳐 최종 선택된 어버트먼트를 기준으로 크라운과의 관계를 분석하여 보철물 수복 유형을 추천한다. 예를 들어, 보철물 수복 유형 추천부(146)는 체결된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)를 계산한다. 그리고 계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 이상인 경우 길이정보 제공과 함께 시멘트 유형(Cement type)의 보철물 수복을 추천한다. 이에 비해, 계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 미만인 경우 길이정보 제공과 함께 스크류 유형(Screw type)의 보철물 수복을 추천한다. 이에 대한 실시 예는 도 9를 참조로 하여 후술한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 영상에서 픽스쳐 위치를 결정하는 예를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 임플란트 식립 설계장치(1)는 우선적으로 결정된 크라운(300)의 중심 축과 주변 구조물을 이용하여 픽스쳐(310)의 초기 위치를 사용자에 추천한다. 예를 들어, 크라운(300)의 중심 축을 기준으로 동일한 중심 축을 가지고 크라운(300)의 중심에 위치하도록 픽스쳐(310)의 초기 위치를 결정하여 추천할 수 있다. 나아가, 픽스쳐의 주변 구조물(예를 들어, 치조골 및 인접치)과의 관계정보를 추가로 고려하여 픽스쳐의 초기 위치를 사용자에 추천할 수 있다. 사용자의 수정이 필요하면, 사용자가 픽스쳐(310)의 위치, 식립 각도, 종류 등을 선택하여 픽스쳐(310)의 위치를 최종 결정한다. 도면부호 320는 잇몸 마진을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 식립 환경에 최적화된 어버트먼트 추천을 위해 의료 영상에서 잇몸 마진 정보를 분석하는 예를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 임플란트 식립 설계장치(1)는 픽스쳐와 크라운의 종류 및 식립 계획에 따른 위치가 결정되면, 최적화된 어버트먼트 제안을 위해 환자의 2D 영상(예를 들어, 구강 모델 데이터)과 크라운(300)의 위치를 이용해 잇몸 마진(320)과의 관계를 분석한다. 구강 모델 데이터의 단면 영상은 CT 데이터에서 찾을 수 있는 잇몸 마진 정보보다 더 정확한 정보이다. 이때, 크라운(300)이 위치한 영역을 기준으로 2D 영상을 360도 회전하여 잇몸 마진(320)을 분석한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 식립 환경에 최적화된 어버트먼트 추천을 위해 3D 영상에서 잇몸 마진 형상을 획득하는 예를 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 임플란트 식립 설계장치(1)는 크라운(300)이 위치하는 영역의 잇몸 마진(320)의 형상을 획득한다. 이어서, 획득된 잇몸 마진(320)의 형상을 고려하여 라이브러리에 저장된 어버트먼트들 중에서 치경부 마진(Cervical margin)의 형상이 가장 유사한 어버트먼트를 선택하여 추천한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 식립 환경에 최적화된 어버트먼트의 길이를 결정하기 위한 3D 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 5를 참조로 하여 분석한 잇몸 마진(320)의 형상의 왜곡이 심한 경우에는 기존 어버트먼트들 중에서 치경부 마진이 유사한 어버트먼트를 결정하기 어렵다. 이 경우, 크라운(300)의 형상을 기준으로 최적화된 어버트먼트를 결정한다. 크라운(300)의 형상은 크라운(300)의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운(300)의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)에 의해 정의된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 식립되는 크라운(300)의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운(300)의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)를 계산하고, 길이가 짧은 영역에서 양쪽 방향으로 각각 미리 설정된 범위, 예를 들어 0.5~1mm 범위의 여유를 가지도록 어버트먼트의 직경(diameter)을 결정한다. 이때, 범위는 사용자가 설정하여 조정 가능하다. 예를 들어, 어버트먼트의 직경이 1mm 단위로 라이브러리에 저장되어 있고, 크라운(300)의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)가 짧으며 6.5mm인 경우, 최적화된 어버트먼트의 직경은 5.0mm으로 결정한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 식립 환경에 최적화된 어버트먼트의 높이를 결정하기 위한 2D 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 7을 참조하면, 임플란트 식립 설계장치(1)는 픽스쳐(310)의 최상단 중심점에서 잇몸 마진(320)까지에 해당하는 어버트먼트 잇몸 높이(Abutment gingival height: G/H)(c)와, 잇몸 마진(320)에서 크라운(300) 내부에 존재하는 어버트먼트(300)의 최상단 중심점까지에 해당하는 어버트먼트 높이(Abutment height: A/H)(d)를 결정한다. 어버트먼트 잇몸 높이(c)는 3D 영상에서의 픽스쳐(310)의 중심과 일직선에 위치하는 선이 만나는 잇몸 마진(320)까지의 거리이다. 예를 들어, 어버트먼트 잇몸 높이(c)가 1mm 단위로 라이브러리에 저장되어 있다고 가정하면, 임플란트 식립 설계장치(1)에서 계산한 어버트먼트 잇몸 높이(c)가 3.5mm라면, 최적화된 어버트먼트 잇몸 높이(c)는 3.0mm로 결정된다. 어버트먼트 높이(d)는 미리 설정된 값, 예를 들어, 4mm를 기본으로 하여 임플란트 식립 설계장치(1)에서 결정한다. 이 수치는 사용자 설정에서 사용자가 변경하여 저장할 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이브러리를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 8을 참조하면, 임플란트 식립 설계장치(1)에서 추천한 어버트먼트를 사용자가 사용하지 않는 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 라이브러리(80)를 활성화한 후 활성화된 라이브러리(80)에서 어버트먼트를 사용자가 직접 선택한다. 선택된 어버트먼트는 픽스쳐에 체결된다. 이 경우 사용자가 변경한 어버트먼트를 기준으로 보철물 수복 유형을 임플란트 식립 설계장치(1)에서 추천한다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어버트먼트 및 크라운의 거리를 고려하여 보철물 수복 유형을 추천하는 예를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 9를 참조하면, 임플란트 식립 설계장치(1)는 어버트먼트(330)의 스펙(어버트먼트 치경부 마진, 어버트먼트 직경, 어버트먼트 잇몸 높이, 어버트먼트 높이)이 결정되면, 어버트먼트(330) 및 크라운(300)과의 관계를 고려하여 보철물 수복 유형을 추천한다.

도 9에 도시된 바와 같이 체결된 어버트먼트(330)의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운(300)과의 거리(e)가 미리 설정된 값, 예를 들어 2mm 이상인 경우에는 길이정보 제공과 함께 시멘트 유형(Cement type)의 보철물 수복을 추천한다. 체결된 어버트먼트(330)의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운(300)과의 거리(e)가 미리 설정된 값, 예를 들어 2mm 미만인 경우에는 길이정보 제공과 함께 스크류 유형(Screw type)의 보철물 수복을 추천한다. 이와 같이 어버트먼트(330) 및 크라운(300) 간 관계는 사용자가 보철물 수복 유형을 참고하는 용도로 사용될 수 있다. 어버트먼트(330)의 윗부분에 보철물을 삽입하는 경우, 스크류 유형은 나사를 가지고 스크류로 조이고, 시멘트 유형은 시멘트로 고정 시키는 것을 의미한다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최적화된 어버트먼트 및 보철물 수복 유형 설계를 위한 임플란트 식립 설계방법의 흐름을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 10을 참조하면, 임플란트 식립 설계장치(1)는 영상 데이터에서 가상으로 식립되는 크라운 위치를 결정(S1010)하고, 픽스쳐의 위치를 결정(S1020)한 이후, 크라운 및 픽스쳐의 위치정보와 잇몸 마진 정보를 이용하여 최적화된 어버트먼트를 추천한다(S1030). 예를 들어, 크라운이 위치하는 영역의 잇몸 마진 형상을 획득하고, 획득된 잇몸 마진의 형상을 반영하여 라이브러리에서 치경부 마진의 형상과 대응되는 어버트먼트를 가져와 추천한다.

잇몸 마진의 형상이 크게 왜곡된 경우는, 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)에 의해 정의되는 크라운의 형상을 반영하여 어버트먼트를 추천할 수 있다. 예를 들어, 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)를 계산한다. 이어서, 계산된 두 영역의 길이(a, b) 중 길이가 짧은 영역에서 양쪽 방향으로 각각 미리 설정된 범위의 여유를 가지도록 어버트먼트의 직경을 결정하고, 결정된 직경을 가진 어버트먼트를 추천한다.

다른 예로, 임플란트 식립 설계장치(1)는 픽스쳐의 최상단 중심점에서 잇몸 마진까지에 해당하는 어버트먼트 잇몸 높이(G/H)(c)와, 잇몸 마진에서 크라운 내부에 존재하는 어버트먼트의 최상단 중심점까지에 해당하는 어버트먼트 높이(A/H)(d)를 계산한다. 이어서, 계산된 어버트먼트 잇몸 높이(c)를 넘지 않은 범위 내에서 최대 크기의 어버트먼트 잇몸 높이를 가지도록 어버트먼트 잇몸 높이를 결정한다. 또한, 미리 설정된 어버트먼트 높이(d)를 가지도록 어버트먼트 높이를 결정한다. 이어서, 결정된 어버트먼트 잇몸 높이 및 어버트먼트 높이를 가지는 어버트먼트를 사용자에 추천한다.

이어서, 임플란트 식립 설계장치(1)는 추천을 거쳐 최종 선택된 어버트먼트를 기준으로 크라운과의 관계를 분석하여 보철물 수복 유형을 추천한다(S1040). 예를 들어, 체결된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)를 계산한다. 이어서, 계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 이상인 경우 길이정보 제공과 함께 시멘트 유형(Cement type)의 보철물 수복을 추천한다. 이에 비해, 계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 미만인 경우 길이정보 제공과 함께 스크류 유형(Screw type)의 보철물 수복을 추천한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

영상 데이터에서 가상으로 식립되는 크라운 및 픽스쳐의 위치가 결정되면 크라운 및 픽스쳐의 위치정보와 잇몸 마진 정보를 이용하여 어버트먼트를 추천하는 단계; 및
추천을 거쳐 최종 선택된 어버트먼트를 기준으로 크라운과의 관계를 분석하여 보철물 수복 유형을 추천하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계방법.
제 1 항에 있어서, 어버트먼트를 추천하는 단계는
환자의 구강 모델 데이터에서 크라운의 위치를 기준으로 크라운이 위치하는 영역의 잇몸 마진 형상을 획득하는 단계; 및
획득된 잇몸 마진의 형상을 반영하여 라이브러리에서 치경부 마진의 형상과 대응되는 어버트먼트를 가져와 추천하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계방법.
제 2 항에 있어서, 어버트먼트를 추천하는 단계는
잇몸 마진의 형상이 왜곡되는지 판단하는 단계; 및
잇몸 마진의 형상이 왜곡된 경우, 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)에 의해 정의되는 크라운의 형상을 반영하여 어버트먼트를 추천하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계방법.
제 3 항에 있어서, 크라운의 형상을 반영하여 어버트먼트를 추천하는 단계는
크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)를 계산하는 단계;
계산된 두 영역의 길이(a, b) 중 길이가 짧은 영역에서 양쪽 방향으로 각각 미리 설정된 범위의 여유를 가지도록 어버트먼트의 직경을 결정하는 단계; 및
결정된 직경을 가진 어버트먼트를 추천하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계방법.
제 1 항에 있어서, 어버트먼트를 추천하는 단계는
픽스쳐의 최상단 중심점에서 잇몸 마진까지에 해당하는 어버트먼트 잇몸 높이(Abutment gingival height: G/H)(c)와, 잇몸 마진에서 크라운 내부에 존재하는 어버트먼트의 최상단 중심점까지에 해당하는 어버트먼트 높이(Abutment height: A/H)(d)를 계산하는 단계;
계산된 어버트먼트 잇몸 높이(c)를 넘지 않은 범위 내에서 최대 크기의 어버트먼트 잇몸 높이를 가지도록 어버트먼트 잇몸 높이를 결정하고, 미리 설정된 어버트먼트 높이(d)를 가지도록 어버트먼트 높이를 결정하는 단계; 및
결정된 어버트먼트 잇몸 높이 및 어버트먼트 높이를 가지는 어버트먼트를 추천하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계방법.
제 1 항에 있어서, 보철물 수복 유형을 추천하는 단계는
체결된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)를 계산하는 단계;
계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 이상인 경우 길이정보 제공과 함께 시멘트 유형(Cement type)의 보철물 수복을 추천하는 단계; 및
계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 미만인 경우 길이정보 제공과 함께 스크류 유형(Screw type)의 보철물 수복을 추천하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계방법.
영상 데이터에서 가상으로 식립되는 크라운 및 픽스쳐의 위치가 결정되면 크라운 및 픽스쳐의 위치정보와 잇몸 마진 정보를 이용하여 어버트먼트를 추천하는 어버트먼트 추천부; 및
추천을 거쳐 최종 선택된 어버트먼트를 기준으로 크라운과의 관계를 분석하여 보철물 수복 유형을 추천하는 보철물 수복 유형 추천부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계장치.
제 7 항에 있어서, 어버트먼트 추천부는
환자의 구강 모델 데이터에서 크라운의 위치를 기준으로 크라운이 위치하는 영역의 잇몸 마진 형상을 획득하고,
획득된 잇몸 마진의 형상을 반영하여 라이브러리에서 치경부 마진의 형상과 대응되는 어버트먼트를 가져와 추천하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계장치.
제 8 항에 있어서, 어버트먼트 추천부는
잇몸 마진의 형상이 왜곡되는지 판단하고,
잇몸 마진의 형상이 왜곡된 경우, 크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)에 의해 정의되는 크라운의 형상을 반영하여 어버트먼트를 추천하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계장치.
제 9 항에 있어서, 어버트먼트 추천부는
크라운의 근심면(Mesial)-원심면(Distal) 영역의 길이(a)와, 크라운의 설측(Lingual)-협측(Buccal) 영역의 길이(b)를 계산하고,
계산된 두 영역의 길이(a, b) 중 길이가 짧은 영역에서 양쪽 방향으로 각각 미리 설정된 범위의 여유를 가지도록 어버트먼트의 직경을 결정하며,
결정된 직경을 가진 어버트먼트를 추천하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계장치.
제 7 항에 있어서, 어버트먼트 추천부는
픽스쳐의 최상단 중심점에서 잇몸 마진까지에 해당하는 어버트먼트 잇몸 높이(Abutment gingival height: G/H)(c)와, 잇몸 마진에서 크라운 내부에 존재하는 어버트먼트의 최상단 중심점까지에 해당하는 어버트먼트 높이(Abutment height: A/H)(d)를 계산하고,
계산된 어버트먼트 잇몸 높이(c)를 넘지 않은 범위 내에서 최대 크기의 어버트먼트 잇몸 높이를 가지도록 어버트먼트 잇몸 높이를 결정하고, 미리 설정된 어버트먼트 높이(d)를 가지도록 어버트먼트 높이를 결정하며,
결정된 어버트먼트 잇몸 높이 및 어버트먼트 높이를 가지는 어버트먼트를 추천하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계장치.
제 7 항에 있어서, 보철물 수복 유형 추천부는
체결된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)를 계산하고,
계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 이상인 경우 길이정보 제공과 함께 시멘트 유형(Cement type)의 보철물 수복을 추천하며,
계산된 어버트먼트의 최상단 중심부와 일직선상에 위치한 크라운과의 거리(e)가 미리 설정된 값 미만인 경우 길이정보 제공과 함께 스크류 유형(Screw type)의 보철물 수복을 추천하는 것을 특징으로 하는 임플란트 식립 설계장치.