KR20220005874A - 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법 및 그 장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법은 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 시 가상의 크라운과 픽스쳐를 디자인 한 이후 환자의 환경에 최적화된 환자 맞춤형 어버트먼트를 자동으로 디자인하여 제공함에 따라 사용자의 편리함을 도모한다.

Description

환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법 및 그 장치 {Method for designing patient-specific abutment and apparatus thereof}

본 발명은 의료영상 처리 기술에 관한 것이다.

소프트웨어를 이용한 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인을 할 때, 골질을 미리 판단한 상태에서 가상의 크라운을 배열하고 가상 크라운을 기준으로 픽스쳐를 식립한다. 이로 인해 상용화된 디지털 임플란트 시스템을 이용하여 수술을 하면 정확한 위치에 픽스쳐를 식립할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 고정력을 높게 얻을 수 있게 되고, 픽스쳐를 식립한 후 바로 어버트먼트(Abutment)를 체결하고 임시 보철물을 환자에게 체결할 수 있다. 이 경우, 환자에게 심미적으로나 기능적으로 만족감을 줄 수 있다.

그러나 상용화된 가이드 디자인 소프트웨어를 포함한 영상 소프트웨어에서는 어버트먼트를 제안해주는 기능이 없다. 또한 어버트먼트를 가이드 디자인 소프트웨어에서 디자인 하는 것이 아니라, 보철 디자인 소프트웨어에서 구강 데이터를 가지고 다시 디자인을 해야 된다는 불편함이 있다.

일 실시 예에 따라, 소프트웨어를 이용하여 치과 임플란트 수술용 가이드를 디자인 할 때, 환자 상황에 최적화된 환자 맞춤형 어버트먼트를 자동으로 디자인 해 주는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법 및 그 장치를 제안한다.

일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법은, 영상 데이터에서 가상으로 크라운을 배열하는 단계와, 배열된 가상 크라운에 맞게 픽스쳐를 디자인 하는 단계와, 픽스쳐의 최상단에서 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 결정하는 단계와, 마진 유형에 대한 사용자 설정 값에 따라 어버트먼트의 잇몸부 높이(Gingival Height: G/H, 이하 ‘G/H’라 칭함) 값과 G/H 형상 및 어버트먼트의 직경을 포함하여 어버트먼트를 디자인 하는 단계와, 디자인된 어버트먼트 사양을 제공하는 단계를 포함한다.

픽스쳐의 최상단에서 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 결정하는 단계는, 골 마진과 인접한 제1 잇몸 라인과, 가상 크라운과 맞닿고 있는 제2 잇몸 라인을 각각 생성하는 단계와, 픽스쳐의 최상단 상에 위치하는 3차원적인 양쪽 커넥션 지점과 제1 잇몸 라인 상에 생성된 양 포인트까지의 높이를 측정하는 단계와, 제1 잇몸 라인으로부터 가상 크라운과 맞닿는 제2 잇몸 라인까지의 높이를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

골 마진은, 픽스쳐를 기반으로 디자인되는 드릴링 홀 주변의 골밀도 정보를 참조하여 생성될 수 있다.

픽스쳐의 최상단에서 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 결정하는 단계는, 픽스쳐의 최상단 상에 위치하는 3차원적인 양쪽 커넥션 지점과 제1 잇몸 라인 상에서 생성된 양 포인트를 각각 연결하는 연결선 상에 매니퓰레이터를 표시하는 단계와, 표시되는 매니퓰레이터에 대한 사용자 조작에 의해 픽스쳐의 최상단에서 제1 잇몸 라인까지의 형상을 수동으로 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

어버트먼트를 디자인 하는 단계에서, 마진 유형 설정 값이 치은연하 마진인 경우, 어버트먼트 마진이 잇몸 라인에서 미리 설정된 거리 하방에 위치하도록 G/H 값을 결정하고, 치은연상 마진인 경우, 어버트먼트 마진이 잇몸 라인에서 미리 설정된 거리 상방에 위치하도록 G/H 값을 결정하며, 치은동등 마진인 경우, 어버트먼트 마진이 잇몸 라인과 동일하게 위치하도록 G/H 값을 결정할 수 있다.

어버트먼트를 디자인 하는 단계에서, 디폴트(Default) 값으로 전치부에서 제1 소구치까지는 치은연하 마진으로, 제2 소구치부터 제2 대구치까지는 치은연상 마진 또는 치은동등 마진으로 설정한 후 G/H 값과 G/H 형상 및 어버트먼트의 직경을 디자인 할 수 있다.

어버트먼트를 디자인 하는 단계는, 픽스쳐의 최상단으로부터 설정된 마진까지의 잇몸 형태를 G/H의 형상으로 자동 결정하여 제공하는 단계와, G/H 형상 조정을 위한 매니퓰레이터를 화면에 표시하고, 매니퓰레이터에 대한 사용자 조작을 통해 G/H 형상을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

어버트먼트를 디자인 하는 단계에서, 배열된 가상 크라운의 직경과, 어버트먼트 마진에 대한 마진 유형 설정 값 중 적어도 하나에 따라 어버트먼트의 직경을 결정할 수 있다.

어버트먼트를 디자인 하는 단계는, 어버트먼트의 직경이 결정된 위치에서 어버트먼트의 마진 형상을 결정하는 단계와, 마진 형상이 결정된 위치에서 가상 크라운의 근심면, 원심면, 협측 및 설측에서 각기 다른 어버트먼트의 크라운 결합부 높이(Abutment height: A/H, 이하 ‘A/H’라 칭함) 값을 결정하는 단계와, 가상 크라운의 강도를 고려하여 어버트먼트의 최종 A/H 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

어버트먼트의 마진 형상을 결정하는 단계는, 높이가 결정된 어버트먼트 마진으로부터 미리 설정된 거리 이격된 원호를 생성하고 그 원호의 형태를 마진 형상으로 결정하는 단계와, 최종 보철물의 종류에 따른 마진 형상을 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하는 단계를 포함하며, 미리 설정된 거리는 치아가 전치부인지 구치부인지에 따라 또는 보철물의 종류에 따라 변경될 수 있다.

어버트먼트의 A/H 값을 결정하는 단계에서, 어버트먼트의 마진 형상이 결정된 위치에서 대합치의 형상 및 가상 크라운의 형상 중 적어도 하나를 고려하여 각기 다른 어버트먼트의 A/H 값을 결정하고, 어버트먼트의 최종 A/H 값을 결정하는 단계에서, 가상 크라운의 강도를 고려하여 미리 설정된 거리를 차감한 높이를 최종 A/H 값으로 자동 결정할 수 있다.

어버트먼트를 디자인 하는 단계는, 어버트먼트의 최종 A/H 값이 미리 설정된 최대 값 이하인지를 판단하는 단계와, 미리 설정된 최대 값 이하이면 경고정보를 생성하여 화면에 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

어버트먼트를 디자인 하는 단계는, 어버트먼트의 최종 A/H 값이 미리 설정된 최대 값 이하인지를 판단하는 단계와, 미리 설정된 최대 값 이하이면 유지구 생성을 가이드 하는 단계와, 유지구 생성 시 유지구의 형태를 설정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치는, 영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 영상 데이터에서 가상으로 크라운을 배열하고 배열된 가상 크라운에 맞게 픽스쳐를 디자인 하고 픽스쳐의 최상단에서 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 결정한 후 마진 유형에 대한 사용자 설정 값에 따라 어버트먼트의 G/H 값과 G/H 형상 및 어버트먼트의 직경을 포함하여 어버트먼트를 디자인 하는 제어부와, 디자인된 어버트먼트 사양을 제공하는 출력부를 포함한다.

제어부는, 어버트먼트의 직경이 결정된 위치에서 어버트먼트의 마진 형상을 결정하고, 마진 형상이 결정된 위치에서 가상 크라운의 근심면, 원심면, 협측 및 설측에서 각기 다른 어버트먼트의 A/H 값을 결정하며, 가상 크라운의 강도를 고려하여 어버트먼트의 최종 A/H 값을 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법 및 그 장치에 따르면, 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 시 가상 크라운과 픽스쳐를 디자인 한 이후 환자의 환경에 최적화된 환자 맞춤형 어버트먼트를 자동으로 디자인하여 제공함에 따라 사용자의 편리함을 도모한다.

일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법 및 그 장치는, 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 시, 어버트먼트의 G/H 값, G/H 형상, 직경 값, 마진 형상, A/H 값 등을 포함한 어버트먼트 사양을 자동으로 결정할 수 있다.

나아가, 디자인된 어버트먼트 사양을 화면 상에 표시하거나 수술 보고서와 연동하여 화면에 표시함에 따라, 사용자의 편리함이 증대되고, 사용자가 술 후 어버트먼트를 구강에서 맞춰보지 않아도 된다. 또한 별도의 소프트웨어(예를 들어, 보철용 소프트웨어)에서 영상 데이터를 불러들여 어버트먼트를 디자인하는 것이 아니라, 사용자가 지금 사용하고 있는 소프트웨어 상에서 바로 어버트먼트를 디자인 할 수 있으므로, 별도의 소프트웨어에서 영상 데이터를 가지고 다시 디자인해야 하는 불편함을 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 이해를 돕기 위해 출현 윤곽을 정의한 도면,
도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위해 어버트먼트의 구조를 정의한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어버트먼트 자동 디자인 프로세스를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 크라운을 대합되는 치아에 맞게 배열하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 크라운 배열 이후 영상 화면을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 크라운의 중심축을 기준으로 픽스쳐를 디자인 하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상의 드릴링 홀을 디자인 하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽스쳐의 3차원적 커넥션 지점과 골 마진의 포인트를 3차원적으로 연결하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매니퓰레이터를 이용하여 픽스쳐의 최상단에서부터 잇몸 라인까지의 형상을 조정하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 잇몸 마진에서 제2 잇몸 라인까지의 거리를 3차원적으로 각각 측정한 영상 화면을 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 마진유형 설정 값을 치은연하 마진으로 설정한 경우 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치은연하 마진을 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 마진유형 설정 값을 치은연상 마진으로 설정한 경우 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치은연상 마진을 도시한 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 마진유형 설정 값을 치은동등 마진으로 설정한 경우 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치은동등 마진을 도시한 도면,
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 형상 종류를 도시한 도면,
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 형상을 조정할 수 있는 매니퓰레이터를 제공하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트의 직경의 변화를 도시한 도면,
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마진 형상을 결정하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 22는 보 발명의 일 실시 예에 따른 마진 형상 결정을 위해 원호를 생성하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 설정 마진으로부터 생성된 원호의 형태로 마진 형상을 결정하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보철물의 종류에 따라 마진 형상을 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 도시한 도면,
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부에서의 어버트먼트의 A/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구치부에서의 어버트먼트의 A/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 크라운의 강도를 고려하여 어버트먼트의 최종 A/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 어버트먼트의 최종 A/H 높이에 문제가 있는 경우 경고정보를 제공하는 영상화면을 도시한 도면,
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어버트먼트의 최종 A/H 높이에 문제가 있는 경우 유지구 생성을 가이드 하는 영상화면을 도시한 도면,
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유지구의 형태를 설정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 영상 화면을 도시한 도면,
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따라 자동으로 어버트먼트를 디자인 한 후 어버트먼트 사양을 수술 보고서에 자동으로 연동하여 제공하는 화면을 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 실행될 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 실행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하는 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 실행하는 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 실행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 실행하는 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 실행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 실행되는 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 이해를 돕기 위해 출현 윤곽을 정의한 도면이다.

도 1을 참조하면, 출현 윤곽(Emergence Profile)(10)은 치은열구(Gingival sulcus)에서 자연치 또는 보철물이 시작되는 형태를 의미하며, 치은연하 형태에서 치은연상 형태로 이행되는 형상을 일컫는 용어이다. 픽스쳐의 최상단(Top)에서 자연치 또는 보철물의 외형까지의 곡선형태로 나타나며, 출현 윤곽에 의해 보철물의 형태가 결정된다.

도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위해 어버트먼트의 구조를 정의한 도면이다.

도 2를 참조하면, 어버트먼트(20)는 픽스쳐 감합부(21), 잇몸부(22) 및 크라운 결합부(23)를 포함한다. 어버트먼트(20)는 원통에 가까운 통상체이며, 그 내측에는 픽스쳐에 설치하기 위한 나사를 삽입할 수 있도록 구성되어 있다.

픽스쳐 감합부(21)는 어버트먼트(20)의 픽스쳐 측에 배치되어 픽스쳐의 내측에 감합되는 부위이다. 감합을 위한 형상은 픽스쳐의 형태에 의해서 결정된다. 잇몸부(22)는 픽스쳐 감합부(21)로부터 구강 내측 방향으로 연속으로 형성된 부위이다. 잇몸부(22)는 잇몸 내에 들어가는 부위이다. 크라운 결합부(23)는 잇몸부(22)로부터 구강 내측 방향으로 연속으로 형성된 부위이다. 크라운 결합부(23)에는 가상 크라운이 결합되어 그 가상 크라운이 고정된다. 잇몸부(22)와 크라운 결합부(23)의 경계에는 어버트먼트 마진 라인(24)이 형성된다. 잇몸부(22)의 높이를 Gingival Height(G/H, 이하 'G/H'라 칭함)라 하고, 크라운 결합부(23)의 높이를 Abutment Height(A/H, 이하 'A/H'라 칭함)라 한다. 도 2에서는 보철물이 가상 크라운인 경우를 예를 들어 크라운 결합부(23)를 설명하였으나, 가상 크라운이 아닌 다른 보철물로 대체 가능하다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치(이하, '가이드 디자인 장치'라 칭함)의 구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 가이드 디자인 장치(3)는 치과 임플란트 수술용 가이드 디자인 소프트웨어와 같은 치과용 소프트웨어를 실행 가능한 전자장치이다. 전자장치는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) PC, 스마트폰, 휴대폰, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등이 있다. 치과용 소프트웨어는 가이드 디자인 소프트웨어 이외에, 스캔 소프트웨어, CAD 소프트웨어, 영상 소프트웨어 등이 있다. 또한, 치과 임플란트 수술용 이외에 다른 일반적인 의료용 소프트웨어에 적용될 수 있다.

가이드 디자인 소프트웨어를 이용한 임플란트 식립 설계 과정은 수술 환자 등록, 등록된 환자의 CT 데이터 및 스캔 데이터 획득, CT 데이터 및 스캔 데이터의 정합, 정합된 영상 데이터에서의 악궁 라인 생성 및 악궁 라인을 이용한 파노라믹 영상(Panoramic image) 생성, 환자의 스캔 데이터에서 가상 크라운의 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 소프트웨어에서 자동 또는 수동으로 가상 크라운 및 픽스쳐를 디자인 한 이후, 환자 맞춤형 어버트먼트를 자동으로 디자인 하는 과정에 관한 것이다. 이 경우, 사용자가 최적의 어버트먼트를 디자인 하는 과정을 생략할 수 있어서 사용자의 예상 가능한 시행착오를 줄일 수 있고 이를 참조하여 수술 계획을 수립할 수 있다.

이하, 전술한 특징을 가지는 가이드 디자인 장치(3)의 구성에 대해 도 3을 참조로 하여 후술한다.

도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 가이드 디자인 장치(3)는 데이터 획득부(30), 저장부(32), 제어부(34), 입력부(36) 및 출력부(38)를 포함한다.

데이터 획득부(30)는 환자로부터 영상 데이터를 획득한다. 픽스쳐 식립을 위해 필요한 영상 데이터는 CT 데이터, 스캔 데이터 등이 있다. 데이터 획득부(30)는 CT 데이터와 스캔 데이터를 소프트웨어에서 실행하거나 웹 페이지 및 서버에 저장된 데이터를 로딩할 수 있다.

스캔 데이터는 손상된 치아를 포함한 실제 치아들의 정보를 가진 데이터이다. 스캔 데이터는 환자의 구강을 본떠 생성한 석고 모형을 3D 스캐너(3D Scanner)로 스캐닝하여 획득될 수 있다. 다른 예로, 환자의 구강을 본떠 생성한 인상체를 3D 스캐너(3D scanner)로 스캐닝하여 획득될 수 있다. 또 다른 예로서, 구강 내 3D 스캐너(3D Intra-oral scanner)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캐닝하여 획득될 수 있다. 획득된 스캔 데이터는 저장부(32)에 저장될 수 있다.

CT 데이터는 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography: CT)을 사용하여 환자의 두부 단층 영상들을 생성하고, 각각의 단층 영상에서 치아 부분의 경계를 분할(Segmentation)한 후 하나로 취합함에 따라 획득될 수 있다. 이러한 스캔 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 스캔 데이터 및 CT 데이터는 저장부(32)에 저장될 수 있다.

저장부(32)에는 가이드 디자인 장치(3)의 동작 실행을 위해 필요한 정보와 동작 실행에 따라 생성되는 정보가 저장되어, 제어부(34)의 요청 시 정보를 제공한다. 예를 들어, 저장부(32)에는 제어부(34)에 의해 생성된 식립 설계정보와 수술 보고서가 저장된다. 식립 설계정보는 픽스쳐를 포함한 임플란트 구조물에 대한 식립 위치, 방향 및 깊이에 대한 정보 및 가이드 형상에 대한 정보를 포함한다. 이때, 생성된 가이드에 포함되는 드릴링 홀 파일을 별도로 저장할 수 있다.

일 실시 예에 따른 저장부(32)는 복수의 치아 모델로 구성된 라이브러리를 가진다. 복수의 치아 모델은 가상의 크라운, 어버트먼트, 픽스쳐 등을 모델링한 디자인을 포함한다. 어버트먼트 라이브러리는 어버트먼트의 G/H 값, A/H 값, 직경 등의 사양이 사전에 정의되어 있을 수 있다.

제어부(34)는 컴퓨터 프로그램에 의한 제어를 통하여 임플란트 식립 계획을 수립하면서 각 구성요소를 제어한다. 제어부(34)는 출력부(38)를 통해 화면에 보이는 화면정보를 관리하고, 의료 영상에 가상의 객체를 식립하는 시뮬레이션을 실행한다. 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(34)는 가상의 크라운 및 픽스쳐를 영상 데이터에 디자인 한 이후 환자의 환경에 최적화된 환자 맞춤형 어버트먼트를 자동으로 디자인하여 제공함에 따라 사용자의 편리함을 도모한다. 이때, 제어부(34)는 어버트먼트의 G/H 값, G/H 형상, 어버트먼트 직경 값, 마진 형상, A/H 값 등을 포함한 어버트먼트 사양을 자동으로 결정할 수 있다. 제어부(34)를 통한 어버트먼트의 G/H 값, G/H 형상, 어버트먼트 직경 값, 마진 형상, A/H 값 결정에 대한 실시 예들은 후술되는 도 5 내지 도 30을 참조로 하여 상세히 후술한다.

제어부(34)는 어버트먼트 사양을 화면 상에 표시하거나 수술 보고서와 연동하여 출력부(38)를 통해 화면에 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 편리함이 증대되고, 사용자가 술 후 어버트먼트를 구강에서 맞춰보지 않아도 된다. 또한 별도의 소프트웨어(예를 들어, 보철용 소프트웨어)에서 영상 데이터를 불러들여 어버트먼트를 디자인하는 것이 아니라, 사용자가 지금 사용하고 있는 소프트웨어 상에서 바로 어버트먼트를 디자인 할 수 있으므로, 별도의 소프트웨어에서 영상 데이터를 가지고 다시 디자인해야 하는 불편함을 해소할 수 있다.

제어부(34)는 어버트먼트 사양을 자동으로 결정하고 이에 맞는 제품코드를 출력부(38)를 통해 화면 상에 표시하거나 수술 보고서에 자동으로 연동하여 제공할 수 있다. 이에 따라 사용자의 편리함을 높일 수 있다.

입력부(36)는 사용자 조작신호를 입력 받는다. 예를 들어, 제어부(34)에 의해 식립 정보가 결정되어 출력부(38)를 통해 가상의 객체가 표시된 영상 데이터에 대해 필요할 경우 조정을 위한 사용자 조작을 입력 받아 가상 객체의 위치 및 각도 등을 조정할 수 있다.

출력부(38)는 영상 데이터를 화면을 표시한다. 이때, 출력부(38)는 실제 보철 치료 시술을 실행하기 전에 가상의 객체를 영상 데이터의 식립 위치에 배치하는 시뮬레이션을 표시할 수 있다. 출력부(38)는 가상으로 타겟 위치에 어버트먼트를 배치하고 픽스쳐와 어버트먼트가 체결되고 어버트먼트 윗 부분에 가상 크라운이 삽입되는 시뮬레이션을 표시할 수 있다. 출력부(38)는 제어부(34)를 통해 결정된 최적의 어버트먼트 정보 등을 화면에 표시할 수 있다.

출력부(38)는 사용자 조작을 위한 가상의 사용자 인터페이스를 화면에 제공하고, 입력부(36)는 사용자 인터페이스를 통해 사용자 동작에 의한 사용자 조작신호를 입력 받아 어버트먼트를 수동으로 조정할 수 있다. 사용자 인터페이스는 가상의 매니퓰레이터(Manipulator)를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어버트먼트 자동 디자인 프로세스를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 소프트웨어는 가상 크라운을 대합되는 치아에 맞게 배열(S41) 하고, 배열된 가상 크라운에 맞게 가상의 픽스쳐의 위치, 방향 및 깊이를 자동 또는 수동으로 디자인 한다(S42).

이어서, 소프트웨어는 픽스쳐의 최상단(Top)에서부터 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 자동으로 결정한다(S43). 잇몸 라인은 가상의 가상 크라운과 맞닿고 있는 마진으로서, 스캔 데이터에서의 잇몸 마진으로부터 얻을 수 있다.

이어서, 소프트웨어는 사용자의 마진 유형 설정 값에 따라 어버트먼트의 G/H 값, G/H 형상, 어버트먼트의 직경 등을 결정한다(S44). 이때, 자동으로 설정하거나 수동으로 조정할 수 있다. 마진 유형 설정 값이 치은연하 마진인 경우, 어버트먼트 마진 라인이 잇몸 라인에서 미리 설정된 거리(예를 들어, 0.5~1.0mm) 하방에 위치하도록 G/H 값을 결정할 수 있다. 치은연상 마진인 경우, 어버트먼트 마진 라인이 잇몸 라인에서 미리 설정된 거리(예를 들어, 0.5~1.0mm) 상방에 위치하도록 G/H 값을 결정할 수 있다. 디폴트(Default) 값으로 전치부에서 제1 소구치까지는 치은연하 마진으로, 제2 소구치부터 제2 대구치까지는 치은연상 마진 또는 치은동등 마진으로 설정할 수 있다. 3D 영상에 의해 픽스쳐의 최상단으로부터 설정된 마진까지의 잇몸 형태를 G/H의 형상으로 자동 결정할 수 있다.

이어서, 소프트웨어는 어버트먼트의 직경이 결정된 위치에서 어버트먼트의 마진 형상을 결정한다(S45). 이때, 3D 영상을 360도 회전해 가면서 마진 형상을 결정할 수 있다.

이어서, 소프트웨어는 마진 형상이 결정된 위치에서 각기 다른 어버트먼트의 A/H 값을 결정(S46) 한 후, 가상 크라운의 강도를 고려하여 어버트먼트의 최종 A/H 값을 결정한다(S47).

소프트웨어는 어버트먼트의 A/H 값을 결정하는 단계(S46)에서 어버트먼트의 마진 형상이 결정된 위치에서 대합치의 형상 및 가상 크라운의 형상 중 적어도 하나를 고려하여 각기 다른 어버트먼트의 A/H 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전치부를 대상으로 가상 크라운이 디자인 된 절단면을 기준으로 미리 설정된 길이의 두께를 근심면, 원심면, 협측 및 설측 방향으로 차감한 후 각기 다른 어버트먼트의 A/H 높이를 자동으로 결정할 수 있다. 다른 예로, 구치부를 대상으로 가상 크라운의 근심면, 원심면, 협측 및 설측 교두를 기준으로 각기 다른 어버트먼트의 A/H 높이를 자동으로 결정할 수 있다.

소프트웨어는 어버트먼트의 최종 A/H 값을 결정하는 단계(S47)에서 가상 크라운의 강도를 고려하여 미리 설정된 거리(예를 들어, 1.5~2.0mm)를 차감한 높이를 최종 A/H 값으로 자동 결정할 수 있다.

이어서, 소프트웨어는 결정된 어버트먼트의 사양을 화면 상에 표시하거나 수술 보고서 상에 제공할 수 있다(S48). 이때, 결정된 어버트먼트의 사양을 수술 보고서 상에 기록하고 제품 코드까지를 자동으로 연동할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 4의 가상 크라운을 배열하는 단계(S41)에서 동작하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 크라운을 대합되는 치아에 맞게 배열하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 소프트웨어는 가상 크라운(50)을 대합되는 치아에 맞게 배열한다. 이를 위해, 환자의 표면 데이터와 CT 데이터를 정합한 후, 3차원 구강 데이터의 상, 하악 표면 정보를 이용하여 가상 크라운(50)을 대합 치아에 맞게 배열한다.

예를 들어, 도 5의 a에 도시된 바와 같이 가상 크라운(50)은 양 옆의 인접치를 기준으로 근심면(Mesial) 및 원심면(Distal)의 폭경(Width)이 설정되고, 도 5의 b에 도시된 바와 같이 표면 데이터의 잇몸에서부터 대합치의 형태를 기준으로 가상 크라운(50)의 길이가 설정된다. 또한 도 5의 c에 도시된 바와 같이 대합치의 협측(Buccal) 및 설측(Lingual)의 폭경 사이즈에 의해 가상 크라운(50)의 협측 및 설측의 폭경이 결정된다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 크라운 배열 이후 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 사용자가 3차원 구강 데이터에 자동 또는 수동으로 가상 크라운을 배열하면, CT 단면영상(예를 들어, Cross 단면영상)에 배열된 가상 크라운(50)을 확인할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 4의 가상의 픽스쳐를 디자인 하는 단계(S42)에서 동작하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

보다 세부적으로, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 크라운의 중심축을 기준으로 픽스쳐를 디자인 하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 소프트웨어는 가상 크라운(50)의 중심 축과 주변 구조물을 이용하여 픽스쳐(70)의 위치, 방향 및 깊이를 포함하여 픽스쳐(70)를 디자인 한다. 예를 들어, 가상 크라운(50)의 중심 축을 기준으로 동일한 중심 축을 가지고 가상 크라운(50)의 중심에 위치하도록 픽스쳐(70)의 위치를 결정한다. 나아가, 픽스쳐(70)의 주변 구조물(예를 들어, 치조골, 인접치 및 해부학적 구조물)과의 관계정보를 추가로 고려하여 픽스쳐(70)의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 픽스쳐(70)가 치조골(71) 내부에 위치하도록 픽스쳐(70)의 위치를 자동으로 설정하거나 수동으로 조정한다. 이때, CT 데이터의 치조골 정보를 확인하면서 픽스쳐(70)를 디자인 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상의 드릴링 홀을 디자인 하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 소프트웨어는 디자인된 픽스쳐 주변의 골밀도를 분석하고 픽스쳐의 직경을 기반으로 가상의 드릴링 홀(80)을 제조회사의 가이드에 맞게 디자인 한다. 이어서, 골 마진을 검출하여 골 마진과 인접한 제1 잇몸 라인(82)을 생성한다. 골 마진은, 픽스쳐를 기반으로 디자인되는 가상의 드릴링 홀(80) 주변의 골밀도 정보를 참조하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 드릴링 홀(80)과 닿고 있는 부분의 골밀도는 HU 값을 통해 알 수 있고, 잇몸의 골밀도는 잇몸에서의 평균적인 HU 값을 검출하여 최종적인 골 마진을 얻을 수 있다. 또한, 소프트웨어는 표면 데이터(예를 들어, 스캔 데이터)로부터 가상 크라운(50)과 맞닿는 제2 잇몸 라인(84)을 생성한다.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 4의 픽스쳐의 최상단에서부터 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 결정하는 단계(S43)에서 동작하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

보다 세부적으로, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽스쳐의 3차원적 커넥션 지점과 골 마진의 포인트를 3차원적으로 연결하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 표면 데이터와 CT 데이터를 정합한 후, CT 데이터와 스캔 데이터 하나의 단면에서 얻어진 잇몸 라인 정보(84)와 CT 데이터 단면정보가 같이 표현된다.

소프트웨어는 픽스쳐의 최상단 상에 위치하는 3차원적인 커넥션 지점(90-1, 90-2)을 생성하고, 픽스쳐의 3차원적 커넥션 지점(90-1, 90-2)을 연결하여 제1 연결선(92)을 생성한다. 픽스쳐의 3차원적 커넥션 지점(90-1, 90-2)은 각각 어버트먼트와 픽스쳐가 닿는 부위이다.

이어서, 소프트웨어는 생성된 제1 연결선(92)에서부터 잇몸의 형상을 따라 골 마진에 인접한 제1 잇몸 라인(82)까지의 높이를 측정한다. 이때, 제1 잇몸 라인(82)까지의 높이에 해당하는 포인트(94-1, 94-2)를 제1 잇몸 라인(82) 상에 생성하고, 픽스쳐의 3차원적 커넥션 지점(90-1, 90-2)과 제1 잇몸 라인(82)의 포인트(94-1, 94-2)를 각각 3차원적으로 연결하여 제2 연결선(96-1, 96-2)을 생성한다. 제2 연결선(96-1, 96-2)은 자동으로 직선형으로 제공될 수 있으며, 픽스쳐의 최상단에서부터 제1 잇몸 라인(82)까지의 높이에 해당한다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매니퓰레이터를 이용하여 픽스쳐의 최상단에서부터 잇몸 라인까지의 형상을 조정하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 픽스쳐의 최상단에서부터 제1 잇몸 라인(82)까지의 높이에 해당하는 제2 연결선(96-1, 96-2) 상에서 소정의 지점(예를 들어, 1/2 지점)에 사용자의 수동 조정을 위한 가상의 매니퓰레이터(Manipulator)(100-1, 100-2)를 제공하여, 사용자가 픽스쳐의 최상단에서부터 제1 잇몸 라인(82)까지의 형상을 수동 조정 할 수 있도록 제공한다.

일 실시 예에 따른 소프트웨어는 픽스쳐의 최상단에서부터 제1 잇몸 라인(82)까지의 형상을 오목한 형상으로만 수동 조정할 수 있도록 제공한다. 즉, 직선형이 수동 조정할 수 있는 최대 범위이다. 직선형을 넘어 볼록한 형태로 수동 조정을 하게 되면, 디자인된 가이드를 이용하여 드릴링한 후 픽스쳐를 식립하고 어버트먼트를 체결할 때 드릴링 홀 주변의 골에 걸리게 되어 오체결이 발생하거나 주변골을 삭제해야 되는 번거로움이 있다. 매니퓰레이터(100-1, 100-2)가 위치하는 1/2 지점은 본 발명의 일 실시 예일 뿐 그 외의 다른 분할 지점(예를 들어, 1/3 지점)에 위치할 수 있고, 분할 지점이 아닌 다른 위치에 형성될 수도 있으며, 사용자에 의해 조정 가능하다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 잇몸 마진에서 제2 잇몸 라인까지의 거리를 3차원적으로 각각 측정한 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 소프트웨어는 도 10을 참조로 하여 생성된 제1 잇몸 라인(82)에서 제2 잇몸 라인(84)까지의 거리(110-1, 110-2)를 3차원적으로 각각 측정할 수 있으며, 이 측정 거리(110-1, 110-2)를 바탕으로 3차원적인 형상을 표현할 수 있다. 예를 들어, 도 11에서 제1 잇몸 라인(82)에서 제2 잇몸 라인(84)까지의 거리(110-1, 110-2)는 각각 2.51mm, 2.48mm이다.

도 12 내지 도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 4의 사용자의 마진 유형 설정 값에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 값 및 G/H 형상과 어버트먼트의 직경을 결정하는 단계(S44)에서 동작하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

소프트웨어는 기성 어버트먼트와는 다르게 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 형상을 조절 할 수 있고, 보통 잇몸의 형태가 직선이 아닌 U자 형태이므로 그에 맞게 정확한 치은연하 마진, 치은동등 마진 또는 치은연상 마진을 설정할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들면, 잇몸의 형태가 U자 이고, 설정 라인에서 0.5mm 하방이라 하면 3차원적으로 U자 형태이면서 0.5mm 하방에 정확히 마진의 형상을 구현할 수 있다.

보다 세부적으로, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 마진유형 설정 값을 치은연하 마진으로 설정한 경우 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치은연하 마진을 도시한 도면이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 치은연하 마진으로 설정한 경우, 제1 잇몸 라인(82)에서 제2 잇몸 라인(84)까지의 거리(110-1, 110-2)를, 이전 단계에서 자동으로 결정된 수치보다 작게(예를 들어, 사용자 설정 값을 0.5mm 치은연하 마진으로 설정한 경우 2.51->2.01, 2.48->1.98) 하는 G/H 값을 결정한다. 치은연하 마진(130)은 제2 잇몸 라인(84) 아래에 있어 일반적으로 심미적인 부위에 사용된다. 이때, 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 높이는 픽스쳐 최상단을 기준으로 제2 잇몸 라인(84)에서 픽스쳐 방향으로 0.5mm 하방까지의 거리이다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 마진유형 설정 값을 치은연상 마진으로 설정한 경우 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치은연상 마진을 도시한 도면이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 치은연상 마진으로 설정한 경우, 제1 잇몸 라인(82)에서 제2 잇몸 라인(84)까지의 거리(110-1, 110-2)를, 이전 단계에서 자동으로 결정된 수치보다 크게(예를 들어, 사용자 설정 값을 0.5mm 치은연상 마진으로 설정한 경우 2.51->3.01, 2.48->2.98) 하는 G/H 값을 결정한다. 치은연상 마진(150)은 제2 잇몸 라인(84) 위에 있어 일반적으로 대구치 부위에 사용되어 치주적으로 좋은 결과를 얻을 수 있다. 이때, 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 높이는 픽스쳐 최상단을 기준으로 제2 잇몸 라인(84)에서 가상 크라운 방향으로 0.5mm 상방까지의 거리이다.

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 마진유형 설정 값을 치은동등 마진으로 설정한 경우 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면이고, 도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치은동등 마진을 도시한 도면이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 치은동등 마진으로 설정한 경우, 제1 잇몸 라인(82)에서 제2 잇몸 라인(84)까지의 거리(110-1, 110-2)를, 이전 단계에서 자동으로 결정된 수치와 동일하게(예를 들어, 사용자 설정 값을 치은동등 마진으로 설정한 경우 2.51->2.51, 2.48->2.48) 하는 G/H 값을 결정한다. 이때, 치은동등 마진(170)은 제2 잇몸 라인(84)과 위치가 동등하며, 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 높이는 픽스쳐 최상단을 기준으로 제2 잇몸 라인(84)까지의 거리이다.

기성 어버트먼트는 마진의 형상이 직선형이므로 치은동등 마진을 구현하기 힘들다. 치은동등 마진과 잇몸의 형태를 그대로 구현할 수 있는 Scalloped 마진은 환자 맞춤형 어버트먼트를 제작하는 이유이기도 하다.

도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 형상 종류를 도시한 도면이고, 도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트의 G/H 형상을 조정할 수 있는 매니퓰레이터를 제공하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 환자 맞춤형 어버트먼트는 기성 어버트먼트와 다르게 제1 잇몸 라인(82)에서부터 설정된 어버트먼트 마진(치은연상 마진, 치은연하 마진, 치은동등 마진)(180)까지의 잇몸 형상을 오목형, 직선형 및 볼록형으로 조정할 수 있다. 사용자가 이러한 잇몸 아랫부분의 형태를 조절할 수 있도록 하기 위해, 제1 잇몸 라인(82) 상의 각 두 점에서 어버트먼트 마진(180)의 각 두 점(180)까지의 거리를 3차원적으로 측정하고, 소정의 지점(예를 들어, 2등분한 지점)에 G/H 형상을 조정할 수 있도록 하는 매니퓰레이터(190-1, 190-2)를 표시하여, 사용자의 동작(예를 들어, 마우스 드래그 방식으로 늘리고 줄이는 동작)을 통해 어버트먼트의 G/H 형상을 조정할 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 환자 맞춤형 어버트먼트의 직경의 변화를 도시한 도면이다.

도 20을 참조하면, 환자 맞춤형 어버트먼트는 기성 어버트먼트와 같이 수치화된 직경으로 설정하는 것이 아니라, 사용자가 도 4의 가상 크라운 배열 단계(S42)에 의해 생성된 가상 크라운의 직경에 맞춰 환자 맞춤형 어버트먼트의 직경을 결정하며, 어버트먼트 마진(180)의 마진 유형(즉, 치은연상 마진, 치은연하 마진, 치은동등 마진)에 따라 그 직경이 변화될 수 있다. 참고로 기성 어버트먼트는 정수 또는 0.5mm 단위로 구성되어 있다.

도 21 내지 도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 4의 어버트먼트의 마진 형상을 결정하는 단계(S45)에서 동작하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 21 내지 도 24를 참조하면, 소프트웨어는 G/H의 높이와 형상 및 직경을 자동 설정 또는 수동 조정한 이후 어버트먼트 마진의 형상을 결정한다.

보다 세부적으로, 도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마진 형상을 결정하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 21을 참조하면, 어버트먼트의 마진 형상은 어버트먼트 마진(180)에서 최종 보철물(예를 들어, 가상 크라운)의 종류에 따라 선택을 할 수 있다. 임시 보철물을 씌우기 위한 행위이지만 최종 보철물에도 사용이 되므로 최종 보철물의 종류에 따른 마진 형상을 선택해야 한다.

도 22는 보 발명의 일 실시 예에 따른 마진 형상 결정을 위해 원호를 생성하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 22를 참조하면, 소프트웨어는 어버트먼트 마진(180)을 기준으로 사용자의 설정 값 k mm을 반지름으로 하는 원호를 어버트먼트 마진(180)으로부터 3차원적으로 형성한다. 도 22에서는 2D로 표현하고 있음을 유의한다.

사용자의 설정 값 k는 사용자에 의해 가로와 세로 값이 각각 지정될 수 있다. 도 22에서는 어버트먼트 마진(180)으로부터 가로, 세로 각각 1mm를 대합치 방향과 픽스쳐를 2등분한 치축 방향으로 포인트를 설정한 예시이다. 만약 사용자가 설정 값을 가로 0.8mm, 세로 1mm로 했다면, 타원형의 원호가 생성될 것이다. 이는 전치부와 구치부에 따라 달라지게 되며, 보철물의 종류에 따라 달라지게 된다.

도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 설정 마진으로부터 생성된 원호의 형태로 마진 형상을 결정하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 23을 참조하면, 소프트웨어는 어버트먼트 마진(180)으로부터 3차원에 걸쳐 원호(230-1, 230-2)를 생성하고, 그 원호(230-1, 230-2)의 형태가 곧 마진의 형상이 된다.

도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보철물의 종류에 따라 마진 형상을 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 도시한 도면이다.

도 24를 참조하면, 소프트웨어는 최종 보철물의 종류(Bevel, Chamfer, Shoulder, Beveled Shoulder 등)에 따라 사용자가 마진 형상을 선택할 수 있는 사용자 인터페이스(240-1, 240-2, 240-3, 240-4)를 제공한다. 또한 협측과 설측의 마진을 따로 선택할 수도 있다.

도 25 및 도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 4의 마진의 형상이 설정된 위치에서부터 각기 다른 어버트먼트의 A/H 높이를 결정하는 단계(S46)에서 동작하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

보다 세부적으로 도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전치부에서의 어버트먼트의 A/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 25를 참조하면, 소프트웨어는 전치부를 대상으로 가상 크라운이 디자인 된 절단면을 기준으로 미리 설정된 길이(예를 들어, 1.5~2mm)의 두께를 근심면, 원심면, 협측 및 설측 방향으로 차감한 후 각기 다른 어버트먼트의 A/H 높이(마진의 위치가 다르므로)를 자동으로 측정한다. 도 25의 (a)는 Anterior 영상에서, (b)는 Parallel 영상에서, (c)는 Occlusal 영상에서 각각 높이를 측정한 예이다.

도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구치부에서의 어버트먼트의 A/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 26을 참조하면, 소프트웨어는 구치부를 대상으로 가상 크라운의 근심면, 원심면, 협측 및 설측 교두를 기준으로 각기 다른 어버트먼트의 A/H 높이(마진의 위치가 다르므로)를 자동으로 측정한다. 도 26의 (a)는 Anterior 영상에서, (b)는 Parallel 영상에서, (c)는 Occlusal 영상에서 각각 높이를 측정한 예이다.

기성 어버트먼트에서는 대합치의 가장 높은 부위까지를 자동으로 측정하거나, 가상 크라운의 가장 낮은 부위까지를 자동으로 측정하였다. 그 이유는 이미 수치가 정해져 있기 때문이다. 이에 비해, 환자 맞춤형 어버트먼트는 대합치의 형상이나 가상 크라운의 형상에 따라 수치를 조절할 수 있다는 장점이 있다.

가상 크라운에서 절단면과 교합면에서의 근심면, 원심면, 협측 및 설측 교두는 가장 높은 높이의 포인트이므로 자동 측정이 가능하다.

도 27 내지 도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 4의 가상 크라운의 강도를 고려하여 어버트먼트의 최종 A/H 높이를 결정하는 단계(S47)에서 동작하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 크라운의 강도를 고려하여 어버트먼트의 최종 A/H 높이를 결정하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 27을 참조하면, 자동으로 측정된 각기 다른 어버트먼트 높이에서 임시 보철물(예를 들어, 임시의 가상 크라운)의 강도를 고려하여 미리 설정된 길이(1.5~2.0mm)를 차감하여 이를 3차원적으로 어버트먼트의 최종 A/H 높이를 자동으로 결정한다. 예를 들어, 도 27에서 환자 맞춤형 어버트먼트의 최종 A/H 높이가 도 26의 A/H 높이에 비해 2.0mm 차감되었음을 확인할 수 있다. 도 27의 (a)는 Anterior 영상에서, (b)는 Parallel 영상에서, (c)는 Occlusal 영상에서 각각 어버트먼트의 최종 A/H 높이를 결정하는 예이다.

도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 어버트먼트의 최종 A/H 높이에 문제가 있는 경우 경고정보를 제공하는 영상화면을 도시한 도면이고, 도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어버트먼트의 최종 A/H 높이에 문제가 있는 경우 유지구 생성을 가이드 하는 영상화면을 도시한 도면이다.

소프트웨어는 어버트먼트의 최종 A/H 높이가 미리 설정된 최대 값(예를 들어, 4mm)이 되지 않는 경우(280), 도 28에 도시된 바와 같이 임시 보철물과의 접촉 강도가 부족할 수 있기 때문에 출력부를 통해 경고정보(282)를 화면에 표시한다. 그리고 소프트웨어는 도 29에 도시된 바와 같이 어버트먼트의 최종 A/H 높이에 유지구(290) 생성을 가이드할 수 있다. 예를 들어, 가상 픽스쳐의 치축을 기준으로 협측에 유지구 1개를 생성하도록 자동으로 제안 할 수 있다.

도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유지구의 형태를 설정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 영상 화면을 도시한 도면이다.

도 30을 참조하면, 소프트웨어는 유지구의 형태를 설정하기 위한 사용자 인터페이스를 화면에 표시한다. 예를 들어, 수평 그루브(Horizontal Groove) 개수를 설정하는 인터페이스(301)와, 수직 그루브(Vertical Groove) 개수를 설정하는 인터페이스(302)를 각각 화면에 표시한다. 이때, 사용자 인터페이스(301, 302)를 통해 사용자가 선택한 개수만큼 픽스쳐의 치축에 협측, 설측, 근심면, 원심면 영상에서 유지구를 자동으로 생성할 수 있다.

도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따라 자동으로 어버트먼트를 디자인 한 후 어버트먼트 사양을 수술 보고서에 자동으로 연동하여 제공하는 화면을 도시한 도면이다.

도 31을 참조하면, 소프트웨어는 어버트먼트를 디자인 한 후, 캐드 소프트웨어 파일(예를 들어, stl 파일)로 변환하고 수술 보고서(Surgical Report)(310)에 어버트먼트의 사양(G/H, A/H, 직경)을 자동으로 기록하며, 제품코드까지 연동하여 기록한다. 제품코드의 경우 Custom Abutment 및 치식(치아 번호)의 형태로 입력될 수 있다. 예를 들어, 도 31의 참조부호 312에서와 같이 Custom Abutment #16과 같은 제품코드가 제공될 수 있으며, 표현 방식은 이에 한정되는 것은 아니다.

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 (15)

1. 영상 데이터에서 가상으로 크라운을 배열하는 단계;
   배열된 가상 크라운에 맞게 픽스쳐를 디자인 하는 단계;
   픽스쳐의 최상단에서 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 결정하는 단계;
   마진 유형에 대한 사용자 설정 값에 따라 어버트먼트의 잇몸부 높이(Gingival Height: G/H, 이하 ‘G/H’라 칭함) 값과 G/H 형상 및 어버트먼트의 직경을 포함하여 어버트먼트를 디자인 하는 단계; 및
   디자인된 어버트먼트 사양을 제공하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 픽스쳐의 최상단에서 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 결정하는 단계는,
   골 마진과 인접한 제1 잇몸 라인과, 가상 크라운과 맞닿고 있는 제2 잇몸 라인을 각각 생성하는 단계;
   픽스쳐의 최상단 상에 위치하는 3차원적인 양쪽 커넥션 지점과 제1 잇몸 라인 상에 생성된 양 포인트까지의 높이를 측정하는 단계; 및
   제1 잇몸 라인으로부터 가상 크라운과 맞닿는 제2 잇몸 라인까지의 높이를 측정하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   골 마진은, 픽스쳐를 기반으로 디자인되는 드릴링 홀 주변의 골밀도 정보를 참조하여 생성되는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 픽스쳐의 최상단에서 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 결정하는 단계는,
   픽스쳐의 최상단 상에 위치하는 3차원적인 양쪽 커넥션 지점과 제1 잇몸 라인 상에서 생성된 양 포인트를 각각 연결하는 연결선 상에 매니퓰레이터를 표시하는 단계; 및
   표시되는 매니퓰레이터에 대한 사용자 조작에 의해 픽스쳐의 최상단에서 제1 잇몸 라인까지의 형상을 수동으로 조정하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 어버트먼트를 디자인 하는 단계는
   마진 유형 설정 값이 치은연하 마진인 경우, 어버트먼트 마진이 잇몸 라인에서 미리 설정된 거리 하방에 위치하도록 G/H 값을 결정하고,
   치은연상 마진인 경우, 어버트먼트 마진이 잇몸 라인에서 미리 설정된 거리 상방에 위치하도록 G/H 값을 결정하며,
   치은동등 마진인 경우, 어버트먼트 마진이 잇몸 라인과 동일하게 위치하도록 G/H 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 어버트먼트를 디자인 하는 단계는
   디폴트(Default) 값으로 전치부에서 제1 소구치까지는 치은연하 마진으로, 제2 소구치부터 제2 대구치까지는 치은연상 마진 또는 치은동등 마진으로 설정한 후 G/H 값과 G/H 형상 및 어버트먼트의 직경을 디자인 하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 어버트먼트를 디자인 하는 단계는
   픽스쳐의 최상단으로부터 설정된 마진까지의 잇몸 형태를 G/H의 형상으로 자동 결정하여 제공하는 단계; 및
   G/H 형상 조정을 위한 매니퓰레이터를 화면에 표시하고, 매니퓰레이터에 대한 사용자 조작을 통해 G/H 형상을 조정하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 어버트먼트를 디자인 하는 단계는
   배열된 가상 크라운의 직경과, 어버트먼트 마진에 대한 마진 유형 설정 값 중 적어도 하나에 따라 어버트먼트의 직경을 결정하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 어버트먼트를 디자인 하는 단계는
   어버트먼트의 직경이 결정된 위치에서 어버트먼트의 마진 형상을 결정하는 단계;
   마진 형상이 결정된 위치에서 가상 크라운의 근심면, 원심면, 협측 및 설측에서 각기 다른 어버트먼트의 크라운 결합부 높이(Abutment height: A/H, 이하 ‘A/H’라 칭함) 값을 결정하는 단계; 및
   가상 크라운의 강도를 고려하여 어버트먼트의 최종 A/H 값을 결정하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 어버트먼트의 마진 형상을 결정하는 단계는
    높이가 결정된 어버트먼트 마진으로부터 미리 설정된 거리 이격된 원호를 생성하고 그 원호의 형태를 마진 형상으로 결정하는 단계; 및
    최종 보철물의 종류에 따른 마진 형상을 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하는 단계; 를 포함하며,
    상기 미리 설정된 거리는 치아가 전치부인지 구치부인지에 따라 또는 보철물의 종류에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
11. 제 9 항에 있어서, 어버트먼트의 A/H 값을 결정하는 단계는,
    어버트먼트의 마진 형상이 결정된 위치에서 대합치의 형상 및 가상 크라운의 형상 중 적어도 하나를 고려하여 각기 다른 어버트먼트의 A/H 값을 결정하고,
    어버트먼트의 최종 A/H 값을 결정하는 단계는
    가상 크라운의 강도를 고려하여 미리 설정된 거리를 차감한 높이를 최종 A/H 값으로 자동 결정하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
12. 제 9 항에 있어서, 어버트먼트를 디자인 하는 단계는
    어버트먼트의 최종 A/H 값이 미리 설정된 최대 값 이하인지를 판단하는 단계; 및
    미리 설정된 최대 값 이하이면 경고정보를 생성하여 화면에 출력하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
13. 제 9 항에 있어서, 어버트먼트를 디자인 하는 단계는
    어버트먼트의 최종 A/H 값이 미리 설정된 최대 값 이하인지를 판단하는 단계;
    미리 설정된 최대 값 이하이면 유지구 생성을 가이드 하는 단계; 및
    유지구 생성 시 유지구의 형태를 설정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 어버트먼트 디자인 방법.
14. 영상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    영상 데이터에서 가상으로 크라운을 배열하고 배열된 가상 크라운에 맞게 픽스쳐를 디자인 하고 픽스쳐의 최상단에서 잇몸 라인까지의 높이 및 형상을 결정한 후 마진 유형에 대한 사용자 설정 값에 따라 어버트먼트의 G/H 값과 G/H 형상 및 어버트먼트의 직경을 포함하여 어버트먼트를 디자인 하는 제어부; 및
    디자인된 어버트먼트 사양을 제공하는 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 제어부는
    어버트먼트의 직경이 결정된 위치에서 어버트먼트의 마진 형상을 결정하고,
    마진 형상이 결정된 위치에서 가상 크라운의 근심면, 원심면, 협측 및 설측에서 각기 다른 어버트먼트의 A/H 값을 결정하며,
    가상 크라운의 강도를 고려하여 어버트먼트의 최종 A/H 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 임플란트 수술용 가이드 디자인 장치.

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