KR20220048944A - 치과용 복원물을 생산하기 위한 방법 - Google Patents

치과용 복원물을 생산하기 위한 방법 Download PDF

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KR20220048944A
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spatial
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루돌프 유셀
헨드릭 존
크리스티안 니트리히
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이보클라 비바덴트 아게
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Abstract

본 발명은 치과용 복원물을 생산하기 위한 방법에 관한 것으로서, 그러한 방법은: 제1 복원물 재료가 내부에 배치되는 제1 공간적 영역 및 제2 복원물 재료가 내부에 배치되는 제2 공간적 영역을 가지는 디지털 치아 모델을 생성하는 단계(S101); 디지털 치아 모델의 광학적 특성을 나타내는 실제 데이터 세트를 생성하기 위해서 디지털 치아 모델을 렌더링하는 단계(S102); 목표 데이터 세트와 실제 데이터 세트 사이의 편차를 결정하는 단계(S103); 재-렌더링 디지털 치아 모델의 검출된 목표 데이터 세트와 실제 데이터 세트 사이의 작은 편차를 획득하기 위해서, 제1 공간적 영역 및 제2 공간적 영역 중 적어도 하나를 수정하는 단계(S104); 및 작은 편차를 갖는 디지털 치아 모델을 기초로 치과용 복원물을 생산하는 단계(S105)를 포함한다.

Description

치과용 복원물을 생산하기 위한 방법{METHOD FOR PRODUCING A DENTAL RESTORATION}
본 발명은 치과용 복원물을 생산하기 위한 방법, 치과용 복원물을 생산하기 위한 컴퓨터 장치, 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
치과용 복원물의 아날로그 및 디지털 제조 방법에서, 복원물 재료, 예를 들어 그 컬러의 선택은 아날로그 음영 가이드(analog shade guide)의 도움으로 사용자에 의해서 주관적으로 이루어진다. 그 후에, 층-별 수동적 복원물 구축이 이어진다. 복원물 구축은 자연적인 모델로부터의 치아 구축을 채택하는 것에 의해서 수행된다.
이는 데이터베이스 또는 라이브러리로 제공될 수 있다. 대안적으로, 치과 기술자가 그의 전문 지식을 기초로 수작업으로 또는 CAD-기반으로 층상화(layering)를 수행한다. 이러한 프로세스는 부정확하고, 종종 희망하는 자연적인 외관을 적절하게 재현하지 못한다. 또한, 경험 있는 치과 기술자만이 자연적인 외관을 달성할 수 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 희망하는 자연적인 외관에 상응하도록 하는 방식으로 치과용 복원물을 위한 내부 구조를 결정하는 것이다.
이러한 기술적 목적은 독립 청구항에 따른 청구-대상에 의해서 해결된다. 기술적으로 유리한 실시형태가 종속 청구항, 상세한 설명 및 도면의 대상이다.
제1 양태에 따라, 기술적 문제는 치과용 복원물을 생산하기 위한 방법에 의해서 해결되고, 그러한 방법은 제1 복원물 재료가 내부에 배열되는 제1 공간적 영역 및 제2 복원물 재료가 내부에 배열되는 제2 공간적 영역을 가지는 디지털 치아 모델을 생성하는 단계; 디지털 치아 모델의 광학적 특성을 재현하는 실제 데이터 세트를 생성하기 위해서 디지털 치아 모델을 렌더링하는(rendering) 단계; 목표 데이터 세트와 실제 데이터 세트 사이의 편차를 결정하는 단계; 재-렌더링 디지털 치아 모델의 검출된 목표 데이터 세트와 실제 데이터 세트 사이의 작은 편차를 획득하기 위해서, 제1 공간적 영역 및 제2 공간적 영역 중 적어도 하나를 수정하는(altering) 단계; 및 작은 편차를 갖는 디지털 치아 모델을 기초로 치과용 복원물을 생산하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 공간적 영역은 치과용 모델의 하위 체적(subvolume)을 형성한다. 그러한 방법 중에 공간적 영역의 복원물 재료는 변경되지 않고 유지될 수 있다.
그러한 방법은, 환자의 전체적인 치과적 외관과 피팅되는 전체적인 인상(impression)이 생성되도록 하는 방식으로, 치과용 복원물의 내부 아키텍처가 자동적으로 설계될 수 있게 한다. 또한, 치과용 복원물의 생산에서, 치과용 복원물의 전체적인 광학적 인상에 미치는 사용자의 주관적인 영향이 배제될 수 있고 높은 정도의 정확도 및 반복 가능성이 달성될 수 있다.
방법의 기술적으로 유리한 실시형태에서, 그러한 수정은, 제1 공간적 영역이 내측으로 변형되는 치아 모델의 외부 영역이 되도록, 수행된다. 제2 공간적 영역은 외부 표면으로부터 도출될 수 있고 내측으로 변형될 수 있다. 외부 표면까지 규정된 거리를 갖는, 새로운 경계 표면이 제1 공간적 영역 내에 생성된다. 이러한 거리는 선택적으로 변경될 수 있다. 이는, 예를 들어, 방법이 넓은 공간적 범위에 걸쳐 실행되고 양호한 결과가 얻어진다는 기술적 장점을 달성한다.
방법의 추가적으로 기술적으로 유리한 실시형태에서, 그러한 수정은, 제2 공간적 영역이 외측으로 변형되는 치아 모델의 내부 영역이 되도록, 수행된다. 이는 또한, 예를 들어, 방법이 넓은 공간적 범위에서 실행되고 양호한 결과가 얻어진다는 기술적 장점을 달성한다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 디지털 치아 모델은 제1 공간적 영역과 제2 공간적 영역 사이의 경계 표면으로 생성된다. 이는, 예를 들어, 제1 및 제2 공간적 영역을 동시에 수정하기 위해서 경계 표면이 이동될 수 있다는 기술적 장점을 갖는다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 경계 표면은 디지털 치아 모델의 중심에 위치된다. 이는, 예를 들어, 방법이 작은 편차로 신속하게 수렴한다는 기술적 장점을 갖는다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 경계 표면은 상응 치아 위치에서 치아 원호(tooth arc)에 대해서 접선 방향으로 연장된다. 이는, 예를 들어, 방법이 작은 편차를 향해서 보다 더 신속하게 수렴한다는 기술적 장점을 갖는다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 경계 표면은 디지털 치아 모델의 내부 측면 또는 외부 측면 상에 위치된다. 이는, 예를 들어, 치아 모델이 내측 또는 외측으로부터 수정될 수 있다는 기술적 장점을 제공한다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 핵생성 영역이 경계 표면에 의해서 형성되고, 그로부터 제1 공간적 영역 및/또는 제2 공간적 영역이 수정된다. 이는, 예를 들어, 공간적 영역이 확장되기 시작할 수 있는 하위 체적을 형성한다는 기술적 장점을 달성한다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 제1 공간적 영역 및 제2 공간적 영역은 서로에 대한 층들로 배열된다. 이는, 예를 들어, 단지 몇 개의 단계만으로, 자연적인 치아 구조가 모방되고 작은 편차가 달성될 수 있다는 기술적 장점을 달성한다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 제1 공간적 영역 및/또는 제2 공간적 영역은, 목표 데이터 세트와 실제 데이터 세트 사이의 편차가 미리 결정된 값 미만이 될 때까지, 수정된다. 이는, 예를 들어, 치과용 복원물이 미리 결정된 정확도로 생산될 수 있다는 기술적 장점을 달성한다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 제1 공간적 영역 및/또는 제2 공간적 영역은, 목표 데이터 세트와 실제 데이터 세트 사이의 편차가 최소치에 도달할 때까지, 수정된다. 이는, 예를 들어, 치과용 복원물이 목표 데이터 세트에 대한 최적의 매칭으로 생산될 수 있다는 기술적 장점을 달성한다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 목표 데이터 세트는 자연적인 치아를 기초로 얻어 진다. 이는, 예를 들어, 치과용 복원물이 자연적인 치아에 맞춰 구성될 수 있다는 기술적 장점을 달성한다.
방법의 추가적인 기술적으로 유리한 실시형태에서, 목표 데이터 세트는 자연적인 치아의 광학적 특성 및/또는 기하형태를 재현한다. 이는, 예를 들어, 치과용 복원물의 정확함(fidelity)을 더 개선하는 기술적 장점을 달성한다.
제2 양태에 따라, 기술적 문제는, 제1 양태에 따른 방법을 실행하는데 적합한 생산 장치를 포함하는, 치과용 복원물을 생산하기 위한 컴퓨터 장치에 의해서 해결된다. 그에 의해서, 제1 양태에 따른 방법에 의한 것과 동일한 기술적 장점이 달성된다.
제3 양태에 따라, 기술적 목적은, 제2 양태에 따른 컴퓨터 장치가 제1 양태에 따른 방법 단계를 수행하게 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 의해서 해결된다. 그에 의해서, 제1 양태에 따른 방법에 의한 것과 동일한 기술적 장점이 달성된다.
본 발명의 실시형태의 예가 도면에 도시되어 있고 이하에서 더 구체적으로 설명된다.
도면은 이하를 도시한다.
도 1은 디지털 치아 모델의 개략도이다.
도 2는 치아 모델의 공간적 지역의 수정이다.
도 3은 목표 데이터 세트와 실제 데이터 세트 사이의 비교의 도면이다.
도 4는 목표 데이터 세트와 실제 데이터 세트 사이의 편차를 계산하는 것에 대한 개략도이다.
도 5는 치과용 복원물을 생산하기 위한 방법의 블록도이다.
도 1은 잔존 치아(209) 상에 배치되는 디지털 치아 모델(200)의 개략도를 도시한다. 디지털 치아 모델(200)은 후속 치과용 복원물(100)의 외부 형상 및 내부 공간적 구조를 결정한다. 외부 형상은 이러한 목적을 위한 CAD 프로그램 내에서 생성될 수 있다. 외부 형상은 CAD 프로그램에서 치과용 복원물(100)을 모델링하는 것에 의해서 결정된다.
치과용 모델(200)의 내부 공간적 구조가 계산될 수 있거나, 예를 들어 자연적인 치아의 구조로부터 도출되거나 치과용 복원물(100) 또는 자연적인 치아의 외부 형상으로부터 계산된 데이터베이스로부터 취해질 수 있다. 치과용 복원물(100)의 미리 결정된 외부 형상이 주어지면, 그에 따라, 내부 층상형 구조가 치아 모델(200)에 의해서 결정될 수 있고, 각각의 개별적인 층(203-1, 203-2, 및 203-3)이, 미리 결정된 광학적 재료 매개변수를 갖는 자체적인 복원 재료(201-1, 201-2, 및 201-3)에 할당될 수 있다. 복원물 재료들(201-1, 201-2, 및 201-3) 사이에 경계 표면(205-1 및 205-2)이 위치된다. 공간적 영역들(203-1, ..., 203-3) 내의 상이한 복원물 재료들(201-1, ..., 201-3)이 경계 표면(205-1 및 205-2)에 의해서 서로 분리된다.
예를 들어, 치과용 모델(200)은, 3개의 상이한 복원물 재료들(201-1, 201-2 및 200-3)을 이용하여 층으로 구축되는 치과용 복원물(100)을 재현한다. 외부 층(203-1)에서, 복원물 재료(201-1)가 사용되고, 중간 층(203-2)에서, 복원물 재료(201-2)가 사용되고, 내부 층(203-3)에서, 복원물 재료(201-3)가 사용된다. 컬러 값, 산란 값, 반사 값, 투과 값, 및/또는 흡수 값과 같은, 각각의 할당된 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)의 광학적 특성 및 물리적 특성이 알려져 있다.
상이한 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)를 갖는 치아 모델(200)의 외부 형상 및 내부 구조를 아는 경우에, 치과용 복원물(100)의 후속 외관이 이로부터 계산될 수 있다. 광선 추적을 이용한 렌더링(광 시뮬레이션 방법)에 의해서, 치과용 복원물(100)의 컬러 및 반투명도가, 생성된 치아 모델(200)을 기초로 계산된다. 이러한 방식으로, 크라운, 부분 크라운, 인레이, 온레이 또는 베니어와 같은, 생체모방 치과용 복원물의 후속 외관 및 광학적 인상이 치아 모델(200)로부터 정확하게 계산될 수 있다.
렌더링은, 사용되는 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)와 광의 상호작용에 관한 물리적으로 정확한 시뮬레이션에 의해서 수행된다. 개별적인 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)의 알려진 광학적 매개변수를 이용하여, 치과용 복원물(100)의 컴퓨터-지원 도면을 생성한다.
이를 위해서, 치과용 복원물(100)이 위에 배치되는 잔존 치아(209)와 같은, 기존의 자연적인 치아 재료가 또한 고려될 수 있다. 그에 따라, 렌더링 중에, 후속 치과용 복원물(100)의 광학적 인상이, 특정된 내부 구조 및 선택된 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)에 대해서 계산된다. 렌더링을 위해서, 적어도 3개의 파장의 가시광선 범위 내의 반사 값, 투과 값 및 흡수 값의 컴퓨터-지원 계산이 수행될 수 있다.
치과용 복원물(100)의 생산 방법을 위해서 목표 데이터 세트가 먼저 결정된다. 목표 데이터 세트는 인접 치아를 광학적으로 캡쳐하고 평가하는 것에 의해서 얻어질 수 있다. 이를 위해서, 전자 카메라 또는 3D 스캐너를 이용하여, 컬러 값, 반사 값, 투과 값 및/또는 흡수 값 그리고 자연적인 치아의 공간적 형상 또는 이미지를 결정할 수 있다. 또한, 8개의 자연적인 컬러 공간(color space)을 기초로 하는 반투명도 체계로, 컬러 측정 또는 반투명도 측정이 또한 수행될 수 있다. 이러한 데이터를 기초로, 치과용 복원물(100)이 가능한 한 동일한 특성으로 계획된다.
이러한 목적을 위해서, 초기 치아 모델(200)이 치과용 복원물(100)을 위해서 생성되고, 이는 복원물 재료(201-1, 201-2 및 201-3)가 할당된 치아 모델(200)의 외부 형상 및 내부 공간적 영역(203-1, ..., 203-3)을 형성하기 위해서 이용된다. 이러한 초기 치아 모델(200)을 기초로, 치과용 복원물(100)의 광학적 외관을 렌더링하여, 광학적 특성을 반영하는 실제 데이터 세트를 생성한다.
이상적으로, 치과용 복원물(100)의 렌더링은, 자연적인 치아를 기초로 목표 데이터 세트를 얻는데 이용된 것과 동일한 관찰 각도 또는 관점으로부터 수행된다. 렌더링은 또한, 결과 개선을 위해서, 상이한 관찰 각도들로부터 수행될 수 있다. 렌더링은 임의의 관찰 각도 및 임의의 선택 가능한 환경적 상황, 예를 들어, 인접 치아를 고려한, 미리 결정된 조명 상황, 구강 내의 치과용 복원물(100)의 위치, 또는 준비하고자 하는 잔존 치아의 형상 및 광학적 특성에 대해서 수행될 수 있다. 시멘트, 복합체, 및/또는 접착제 층에 관한 알려진 광학적 데이터와 같은, 영향을 미치는 다른 조건이 또한 렌더링 중에 고려될 수 있다.
그 후에, 실제 데이터 세트에 따른 렌더링된 실제 이미지와 목표 데이터 세트에 따른 획득된 목표 이미지의 비교(맵 매칭)가 수행되고, 편차, 예를 들어 중간값 편차 또는 최소 또는 최대 값이 결정된다. 그러한 편차는, 실제 데이터 세트와 목표 데이터 세트 사이의 차이를 정량화하는 수치 값이다.
치과용 복원물(100)의 후속 외관을 추가적으로 적응시키기 위해서, 치아 모델(200)의 공간적 영역(203-1, ..., 203-3)이 수정될 수 있다. 경계 표면(205-1 및 205-2) 및 개별적인 공간적 지역(203-1, ..., 203-3)의 하위 체적 모두가 수정될 수 있다. 큰 편차의 경우에, 공간적 지역(203-1, ..., 203-3)뿐만 아니라 사용되는 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)가 조정될 수 있다. 예를 들어, 공간적 지역(203-1, ..., 203-3)을 조정하는 것에 의해서, 치아 모델(200)의 외부 형상을 유지하면서, 절연부(incisal)와 상아질(dentin) 사이의 경계 표면(205-1)의 형태를 수정할 수 있다.
이어서, 수정된 치아 모델(200)을 다시 렌더링하고, 렌더링된 실제 데이터 세트와 기록된 목표 데이터 세트를 새롭게 비교하여 새로운 편차를 결정한다. 이어서, 편차가 특정 값 미만이 될 때까지, 치아 모델을 수정하는 단계 및 편차를 결정하는 단계를 반복한다.
이는, 공간적 영역(203-1, ..., 203-3)을 적응시키는 것에 의한 치과 모델(200)의 반복적인 적응을 초래한다. 치아 모델(200)의 내부 아키텍처의 적응을 수행하여, 치과용 복원물(100)의 전체적인 광학적 외관을 최적화한다.
도 2는 생산 방법의 일부로서의 치아 모델(200)의 공간적 영역의 변경을 도시한다.
치아 모델(200)의 초기의 균질한 체적에서, 부가적인 내부 층의 형성을 위해서 핵생성 표면이 형성된다. 핵생성 표면은, 치아 모델(200)의 체적 내의 임의의 위치에, 예를 들어 치아 기재(조제품(preparation))에 대한 경계 표면에, 치과용 복원물의 순측 표면(labial surface)에, 치열궁(211)에 대해서 접선적인 중심 평면(213) 내에, 또는 치아 모델(200)의 수직 중심 축의 회전 대칭적인 엔벨로프(envelope) 내에 위치될 수 있다.
시작 지점은, 전체 치과용 복원물(100)의 공간적 영역 내의, 인공 상아질 재료와 같은, 복원물 재료의 균질한 분포이다. 제1 공간적 영역의 순측 표면(절연부)으로부터 시작하여, 제2 공간적 영역이 형성되고, 그러한 제2 공간적 영역은 치과용 복원물(100)의 내측부 내로 변형되고 그 후에 절연부 층을 형성한다. 이러한 제2 공간적 영역은, 상이한 광학적 특성 및 물리적 특성을 가지는 복원물 재료와 연관된다. 제2 공간적 영역은 제1 공간적 영역과의 경계 표면(205-1)을 갖는다.
핵생성 층은 또한 치아 모델(100)의 표면으로부터 시작하여, 에나멜 재료의 균질한 지역 내에서 새로운 상아질 재료의 층을 성장시킬 수 있다. 핵생성 층은 또한 공간적으로, 예를 들어 상응 치아 위치에서 치열궁(211)에 대해서 접선적으로, 치아 모델(200) 내의 중간-평면(213) 상에 위치될 수 있다.
몇 개의 층으로 이루어진 미리 규정된 외부 형상 및 내부 아키텍처를 갖는 치아 모델(200)이 또한 미리 규정될 수 있다. 이러한 경우에, 층들의 경계 표면들(205)이 3차원적으로 반복적으로 변형될 수 있고, 그에 따라 전체적인 광학적 외관을 광학적 목표 상태에 구체적으로 접근시킬 수 있다.
새롭게 생성된 경계 표면(205)으로부터 시작하여, 동일 절차를 이용하여 추가적인 부가적인 층이 부가될 수 있다. 미리 규정된 한계 값에 도달할 때까지, 목표 데이터 세트와 실제 데이터 세트의 반복적인 비교에 의해서 각각의 경계 표면(205)의 변형이 실행된다.
도 3은 목표 데이터 세트(DS-S)와 실제 데이터 세트(DS-I) 사이의 편차(ΔES,I)를 계산하는 것에 관한 개략도를 도시한다. 목표 데이터 세트(DS-S)는, 예를 들어, 전자 카메라(101)에 의해서 얻어진다.
디지털적으로 생성된 치과용 모델(200)은, 치과용 복원물(100)의 공간적 기하형태 및 치과용 복원물(100)의 제조에 이용되는 연관된 복원물 재료(201-1, ..., 201-3) 및 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)가 내부에 배열되는 공간적 영역(203-1, 203-2 및 203-3)에 관한 데이터를 포함한다. 렌더링에 필요한 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)의 광학적 특성 및 물리적 특성은 렌더링 소프트웨어에서 알려져 있다. 이들은, 새로운 재료가 계속적으로 보충되는 매개변수 표로부터 취해질 수 있다.
실제 데이터 세트(DS-I)는 디지털 치아 모델(200)을 선택된 재료 조합으로 렌더링하는 것에 의해서 얻어진다. 렌더링은 치과용 복원물(100)의 공간적 기하형태 및 발생되는 다양한 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)의 광학적 특성 및 물리적 특성을 고려한다. 접착제 재료 및 다이가 또한 고려될 수 있다.
치아 모델(200) 내의 광의 전파는 맥스웰 방정식(Maxwell's equation)에 의해서 설명될 수 있다. 예를 들어, 렌더링은, 흡수 계수, 산란 계수, 굴절율 및 산란 위상 함수(scattering phase function)에 의해서 전파 매체가 설명되는, 복사 전송 방정식(Radiative Transport Equation)(RTE)을 이용한다.
디지털 치아 모델(200)은 치과용 복원물(100)의 공간적 기하형태 및 내부 아키텍처뿐만 아니라, 각각의 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)에 대한 흡수 계수, 산란 계수, 굴절율 및 산란 위상 함수에 관한 데이터를 포함한다. 산란 위상 함수는, 전술한 매개변수를 갖는 치아 모델(200)을 기초로 렌더링될 때, 복수의 광자가 무작위적인 경로를 따라서 치아 모델(200)을 통해서 전파되는 몬테 카를로 시뮬레이션(Monte Carlo simulation)에서 임의의 희망하는 정확도까지 수치적으로 풀이될 수 있다.
이로부터, 치과용 복원물(100)의 외관에 대한 실제 데이터 세트(DS-I)는 치아 모델(200)의 외부 형상 및 내부 아키텍처를, 사용 재료를 고려하여, 렌더링하는 것에 의해서 계산될 수 있다. 이어서, 이러한 계산된 실제 데이터 세트(DS-I)를, 인접 치아를 기초로 얻어진 목표 데이터 세트(DS-S)에 비교할 수 있다. 비교를 단순화하기 위해서, 이는 2-차원적인 편차(2-차원적인 이미지)로 수행될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 3-차원적인 방법이 또한 이용될 수 있다. 수치 값이, 실제 데이터 세트(DS-I)와 목표 데이터 세트(DS-S) 사이의 편차(ΔES,I)에 대한 측정으로서 계산된다.
도 4는 목표 데이터 세트(DS-S)와 실제 데이터 세트(DS-I) 사이의 편차(ΔES,I)를 계산하는 것에 대한 개략도를 도시한다. 예를 들어, 데이터 세트(DS-S)는 주어진 관점에서의 치아의 도면을 포함한다. 대조적으로, 치아 모델(200)로부터 렌더링된 데이터 세트(DS-I)는 동일한 관점의 치아 모델(200)의 도면을 포함한다. 목표 데이터 세트(DS-S) 및 실제 데이터 세트(DS-I)로부터의 2개의 이미지를 동일 크기로 스케일 조정하고(scale) 서로의 옆에 배치한다.
목표 데이터 세트(DS-S)와 실제 데이터 세트(DS-I) 사이의 유클리드 편차(ΔES,I)가, 예를 들어 L*a*b* 컬러 공간 내에서, 비교 라인(207)을 따른 픽셀의 컬러 값들의 차이를 합산하는 것에 의해서 계산될 수 있다. 이러한 비교 라인(207)은, 예를 들어 치아의 절반을 함께 이동시키는 것에 의해서, 임의적으로 이동될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 비교 라인(207)은 다른 형상을 가질 수 있다. 비교는 가장 작은 분해(resolution)로서 픽셀 레벨로 실시될 수 있다.
Figure pat00001
비교 라인(207)을 따른 컬러 구배의 차이가 클수록, 수치적 편차(ΔES,I)가 크다. 목표 데이터 세트(DS-S)와 실제 데이터 세트(DS-I) 사이의 완벽한 컬러 매칭이 존재하는 경우에, 편차(ΔES,I)는 0이 된다. 그러나, 일반적으로, 스펙트럼 정보를 기초로 하는 것과 같은, 다른 방법을 이용하여 편차(ΔES,I)를 계산할 수 있다.
도 5는 치과용 복원물(100)을 생산하기 위한 방법의 블록도를 도시한다. 첫 번째로, 단계(S101)에서, 디지털 치아 모델(200)은, 제1 복원물 재료(201-1)가 내부에 배열된 제1 공간적 영역(203-1) 및 제2 복원물 재료(201-2)가 내부에 배열된 제2 공간적 영역(203-2)으로 생성된다. 이러한 치아 모델(200)은 방법을 위한 시작 지점으로서의 역할을 한다. 단계(S102)에서, 디지털 치아 모델(200)의 광학적 특성을 제공하는 실제 데이터 세트(DS-I)를 생성하기 위해서, 초기 디지털 치아 모델(200)이 렌더링된다. 치아 모델(200)의 계산 및 시뮬레이션은 물리적 교정 시뮬레이션 툴을 이용하여 물리적-광학적 재료-특이적 특성을 기초로 수행된다. 단계(S103)에서, 목표 데이터 세트(DS-S)와 실제 데이터 세트(DS-I) 사이의 편차가 결정된다.
단계(S104)에서, 제1 공간적 영역(203-1) 및/또는 제2 공간적 영역(203-2)을 수정하여, 재-렌더링된 디지털 치아 모델(200)의 획득된 목표 데이터 세트(DS-S)와 실제 데이터 세트(DS-I) 사이의 작은 편차(ΔES,I)를 획득한다. 이러한 목적을 위해서, 변형된 영역(203)으로 치과 모델(200)을 렌더링하는 단계(S103) 및 목표 데이터 세트(DS-S)와 실제 데이터 세트(DS-I) 사이의 편차를 계산하는 단계(S104)가 다시 수행된다. 예를 들어, 편차에 대한 미리 결정된 한계 값을 초과하지 않는 경우에, 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)를 이용한 치아 모델(200)의 내부 성형이 고정된다(frozen).
단계(S105)에서, 이어서, 작은 편차를 갖는 결정된 디지털 치아 모델(200)을 기초로 치과용 복원물(100)이 생산된다. 치과용 복원물(100)은, 계산된 공간적 영역 및 각각의 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)를 갖는 치과 모델(200)을 기초로 3D 프린팅 방법 또는 다른 적합한 방법에 의해서 생산된다.
이러한 경우에, 컴퓨터 장치를 이용하여 계산 단계를 수행할 수 있고, 이어서 생산 장치를 이용하여 치과용 복원물(100)을 생산할 수 있다. 이를 위해서, 컴퓨터 장치는, 컴퓨터 장치가 요구되는 방법 단계를 수행하게 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 실행한다. 컴퓨터 장치는 프로세서 및 디지털 메모리를 포함하고, 디지털 메모리는 데이터 세트, 및 절차적인 단계를 실행하고 생산 장치를 적절히 제어하는 컴퓨터 프로그램을 저장한다. 생산 장치는, 예를 들어, 다양한 복원물 재료로 치과용 복원물(100)을 프린트하는 3D 프린터이다. 그러나, 일반적으로, 다른 복원물 재료로 치과용 복원물을 생산할 수 있는 다른 생산 장치가 이용될 수 있다.
이러한 방식으로 생성된 치과용 복원물(100)의 삽입 후에, 생체모방 의치의 광학적 외관이 희망하는 자연적인 외관에 최적으로 접근하게 된다.
그러한 방법은, 치과용 복원물(100)의 모델링 및 시뮬레이션이 환자의 입 내의 자연적인 외관에 가능한 한 밀접하게 근접하게 하는, 반복적인, 폐쇄형 디지털 방법이다. 알려진 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)의 물리적 및 광학적 매개변수가 공간적 지역(203-1, 203-2 및 203-3) 내에서 시뮬레이트되기 때문에, 치과용 복원물(100)의 컴퓨터-지원 실물 외관이 얻어질 수 있다.
생산 방법은 치아 모델(200)의 내부 다층 구조의 최적의 설계를 달성할 수 있고, 동시에 후속 치과용 복원물(100)의 최적의 미감을 보장할 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 개별적인 공간적 지역(203-11, ..., 203-3)의 최적의 두께 및 공간적 위치를 찾을 수 있다. 치과용 복원물(100) 및 그 배열체(arrangement)를 생산하기 위한 다층 치과용 복원물(100)을 생산하기 위한 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)가 알려져 있다.
그에 따라, 방법은, 치과용 복원물(100)의 최적화된 내부 아키텍처가 자동적으로 생성되는 반복적인 방법이다. 이는, 치아 모델(200)을 위한 초기 구조적 사양(specification)과 독립적으로 달성될 수 있다. 실제 데이터 세트와 목표 데이터 세트 사이의 매칭(최적 매칭)은 이용 가능한 복원물 재료(201-1, ..., 201-3)를 이용한 반복 가능한 최적의 결과, 및 치과용 복원물(100)의 최적의 미감을 보장한다. 여기에서, 전체적인 광학적 인상에 미치는 사용자의 주관적인 영향이 배제될 수 있다. 객관적인 정확도 및 절차의 반복 가능성은, 사용자의 공간적인 설계로 인한 오류를 배제한다.
본 발명의 개별적인 실시형태와 관련하여 설명되고 도시된 모든 특징은, 본 발명의 청구 대상에서 상이한 조합들로 제공되어 그 유리한 효과를 동시에 실현할 수 있다.
모든 방법 단계가, 각각의 방법 단계를 실행하기에 적합한 장치에 의해서 실시될 수 있다. 실질적인 특징에 의해서 실행되는 모든 기능이 방법의 방법 단계일 수 있다.
본 발명의 보호 범위는 청구항에 의해서 주어지고, 상세한 설명에서 설명되거나 도면에 도시된 특징에 의해서 제한되지 않는다.
100 치과용 복원물
101 전자 카메라
200 치아 모델
201 복원물 재료
203 공간적 지역/이동(shift)
205 경계 표면
207 비교 라인
209 잔류 치아
211 치열궁
213 중간 레벨
DS-I 실제 데이터 세트
DS-S 목표 데이터 세트

Claims (15)

  1. 치과용 복원물(100)을 생산하기 위한 방법이며:
    - 제1 복원물 재료(201-1)가 내부에 배열된 제1 공간적 영역(203-1) 및 제2 복원물 재료(201-2)가 내부에 배열된 제2 공간적 영역(203-2)을 가지는 디지털 치아 모델(200)을 생성하는 단계(S101);
    - 상기 디지털 치아 모델(200)의 광학적 특성을 제공하는 실제 데이터 세트(DS-I)를 생성하기 위해서, 상기 디지털 치아 모델(200)을 렌더링하는 단계(S102);
    - 목표 데이터 세트(DS-S)와 상기 실제 데이터 세트(DS-I) 사이의 편차(ΔES,I)를 결정하는 단계(S103);
    - 재-렌더링된 디지털 치아 모델(200)의 획득된 목표 데이터 세트(DS-S)와 상기 실제 데이터 세트(DS-I) 사이의 작은 편차(ΔES,I)를 획득하기 위해서, 상기 제1 공간적 영역(203-1) 및/또는 제2 공간적 영역(203-2)을 수정하는 단계(S104); 및
    - 상기 작은 편차를 갖는 상기 디지털 치아 모델(200)을 기초로 치과용 복원물(100)을 생산하는 단계(S105)를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공간적 영역이, 내측으로 변형되는 상기 치과 모델(200)의 외부 영역이 되도록, 상기 수정하는 단계(S104)가 수행되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 공간적 영역이, 외측으로 변형되는 상기 치아 모델(200)의 내부 영역이 되도록, 상기 수정하는 단계(S104)가 수행되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디지털 치아 모델(200)이 상기 제1 공간적 영역(203-1)과 상기 제2 공간적 영역(203-2) 사이의 경계 표면을 가지고 생성되는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 경계 표면이 상기 디지털 치아 모델(200)의 중심에 위치되는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경계 표면(205)은 상응 치아 위치에서 치열궁(211)에 대해서 접선적으로 위치되는, 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 경계 표면이 상기 디지털 치아 모델(200)의 내부 측면 또는 외부 측면 상에 위치되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    핵생성 영역이 상기 경계 표면(205)에 의해서 형성되고, 상기 핵생성 영역으로부터 상기 제1 공간적 영역(203-1) 및/또는 상기 제2 공간적 영역(203-2)이 수정되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공간적 영역(203-1) 및 상기 제2 공간적 영역(203-2)이 서로에 대해서 층으로 배열되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편차가 미리 결정된 값 미만이 될 때까지, 상기 제1 공간적 영역(203-1) 및/또는 상기 제2 공간적 영역(203-2)이 수정되는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편차가 최소에 도달할 때까지, 상기 제1 공간적 영역(203-1) 및/또는 상기 제2 공간적 영역(203-2)이 수정되는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 목표 데이터 세트(DS-S)가 자연적인 치아를 기초로 획득되는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 목표 데이터 세트(DS-S)가 상기 자연적인 치아의 광학적 특성 및/또는 기하형태를 나타내는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성된 생산 기기를 포함하는, 치과용 복원물(100)을 생산하기 위한 컴퓨터 장치.
  15. 제14항의 컴퓨터 장치가 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법 단계를 수행하게 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
KR1020210132828A 2020-10-13 2021-10-07 치과용 복원물을 생산하기 위한 방법 KR20220048944A (ko)

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