KR20220118183A - 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하는 가상 교합 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
정적 및 동적 교합 데이터를 이용하는 치아 배열 시스템 및 그 동작 방법 이 제공된다. 가상 교합 시스템의 동작 방법은, 환자로부터 획득된 CT 데이터와 1차 인상 데이터를 정합하고, 정합된 1차 인상 데이터를 이용하여 트레이를 형성하는 단계, 상기 트레이를 이용하여 정적 교합 데이터 및 동적 교합 데이터를 생성하는 단계, 상기 정적 교합 데이터를 이용하여 가상의 상악 치아와 하악 치아의 배열 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하는 가상 교합 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 무치악 환자의 인상 데이터와 맞춤형으로 제작된 트레이의 움직임으로부터 얻어진 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하여 인공 치아가 자동으로 양측성 균형 교합을 이루도록 구성하는 가상 교합 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
무치악 환자를 대상으로 치과용 의치를 제작하는 과정에서 소프트웨어를 이용한 가상 교합의 확인은 필수적으로 요구된다. 이는 수복될 의치의 교합 조정을 통한 구강 내 세팅 시 시술자의 편의성 및 진료 시간 단축의 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
다만 현재의 가상 교합의 확인은 기존에 라이브러리로 등록된 반조절성 교합기에 대해 임의의 데이터를 입력하여 조정된 결과를 환자의 데이터에 적용하여 수행된다. 이는 환자로부터 측정된 정보를 이용하는 방식이 아니므로 교합 조정의 오차로 인한 의치의 저위 또는 고위, 심한 경우 의치의 탈락까지 야기할 수 있는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무치악 환자에게 맞춤형으로 제작된 트레이를 이용하여 인상 데이터를 획득하고, 인상 데이터와 트레이의 움직임으로부터 얻어진 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하여 가상의 치아가 양측성 균형 교합을 이루도록 시뮬레이션하는 가상 교합 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가상 교합 시스템의 동작 방법은, 환자로부터 획득된 CT 데이터와 1차 인상 데이터를 정합하고, 정합된 1차 인상 데이터를 이용하여 트레이를 형성하는 단계, 상기 트레이를 이용하여 정적 교합 데이터 및 동적 교합 데이터를 생성하는 단계, 상기 정적 교합 데이터를 이용하여 가상의 상악 치아와 하악 치아의 배열 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동으로 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 트레이를 이용하여 상기 정적 교합 데이터를 생성하는 단계는 상악과 하악의 2차 인상 데이터를 획득하는 단계, 및 상기 상악과 하악의 2차 인상 데이터 및 중심 교합 데이터를 정합하여 정적 교합 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
아울러 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 트레이를 이용하여 상기 동적 교합 데이터를 생성하는 단계는, 상기 트레이의 구강 내 전방, 우측방, 좌측방 중 적어도 어느 하나의 움직임으로부터 동적 교합 데이터를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 동적 교합 데이터를 생성하는 단계 이후에 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아의 접촉에 따라 하악의 운동로를 제한하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 운동로를 제한하는 것은 우측방 또는 좌측방 운동은 상악의 설측 교두(가장 튀어나온 부위)와 하악의 협측 교두 접촉 또는 상악의 협측 교두와 하악의 협측 교두 접촉에 기초하고, 전방 운동의 경우 가상의 치아 배열로부터 상악 전치부의 절단면과 하악 전치부의 절단면 사이의 접촉에 기초할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 단계는, 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합 강도를 표시하는 단계, 및 상기 교합 강도가 소정 범위를 초과하는 영역을 교합점 조정이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 단계는, 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 조기 접촉이 생기는 경우 치아의 중심구(가장 깊은 부위)와 교두(가장 튀어나온 부위)를 기준으로 하여 조기 접촉 부위를 삭제하는 것을 포함할 수 있다.
그리고 상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 단계는, 상기 교합점 조정이 필요한 영역이 포함된 치아에 대해 치축을 회전시켜 상기 교합 강도를 조정하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 조정하는 단계는, 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 중 조기 접촉이 발생한 치아를 특정하여 표시하거나, 조기 접촉이 발생한 치아의 목록을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 가상 교합 시스템은, 환자로부터 CT 데이터 및 1차 인상 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 상기 획득된 CT 데이터 및 1차 인상 데이터를 정합하고, 정합된 1차 인상 데이터를 이용하여 트레이를 형성하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부에 의해 처리된 치과 영상을 디스플레이하는 출력부 및 상기 치과 영상에 대해 사용자로부터 조작 신호를 입력받는 사용자 인터페이스를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 데이터 획득부가 상기 트레이를 이용하여 획득한 상악과 하악의 2차 인상 데이터와 상기 트레이의 구강 내 움직임을 제공받고, 상기 상악과 하악의 2차 인상 데이터를 정합하여 정적 교합 데이터를 생성하고, 상기 트레이의 구강 내 움직임으로부터 동적 교합 데이터를 생성하고, 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동 조정한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어부는 상기 트레이의 구강 내 전방, 우측방, 좌측방 중 적어도 어느 하나의 움직임으로부터 동적 교합 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어부는 사용자의 입력에 기초하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아의 접촉에 따를 하악의 운동로를 제한할 수 있다.
아울러, 상기 운동로의 제한은 우측방 또는 좌측방 운동은 상악의 설측 교두와 하악의 협측 교두 접촉 또는 상악의 협측 교두와 하악의 협측 교두 접촉에 기초하고, 전방 운동의 경우 가상의 치아 배열로부터 상악 전치부의 절단면과 하악 전치부의 절단면 사이의 접촉에 기초할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어부는 출력부를 통해 상기 운동로를 소정 간격으로 구획된 컨트롤 포인트를 표시하고, 제한되는 운동로까지의 경로를 구분하여 표시할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어부는 상기 출력부를 통해 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합 강도를 표시하고, 상기 교합 강도가 소정 범위를 초과하는 영역을 교합점 조정이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어부는 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 조기 접촉이 생기는 경우 치아의 중심구와 교두를 기준으로 하여 조기 접촉 부위를 자동 또는 수동 삭제하는 것을 제안할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 사용자 인터페이스는 상기 교합점 조정이 필요한 영역이 포함된 치아의 치축 회전 명령을 제공받고, 상기 제어부는 회전된 치축에 기초하여 상기 교합 강도를 조정할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어부는 상기 교합 강도가 소정 범위를 초과하는 영역을 수동 조정을 통해 삭제하거나, 자동으로 삭제하여 상기 출력부를 통해 디스플레이할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어부는 상기 출력부를 통해 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 중 조기 접촉이 발생한 치아를 특정하여 표시하거나, 조기 접촉이 발생한 치아의 목록을 표시할 수 있다.
본 발명 몇몇 실시예에 따른 가상 교합 시스템 및 그 동작 방법은 사용자 맞춤형 트레이를 제작하고, 트레이를 이용하여 생성된 동적 및 정적 교합 데이터를 이용하여 가상 치아의 교합점을 자동 또는 수동 조정할 수 있다. 즉, 미리 저장된 라이브러리로 등록된 반조절성 교합기에 대해 임의의 데이터를 입력하여 교합점을 조정하는 것이 아닌, 환자의 구강 조직의 형태에 맞도록 정적 교합과 동적 교합 데이터를 생성한다. 생성된 정적 교합과 동적 교합 데이터를 이용하여 치아간의 조기 접촉이 발생하는 경우를 판단하고 이를 해소할 수 있도록 가상 치아의 자동 또는 수동 삭제 또는 치축의 회전을 제공함으로써 무치악 환자의 의치 형성의 정확성을 향상시킬 수 있으며, 형성된 의치의 안정성도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가상 교합 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가상 교합 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 CT 데이터와 1차 인상 데이터로부터 트레이를 형성하는 단계를 더욱 자세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 환자의 구강에 레퍼런스 마커를 부착한 구강과, 구강을 촬영하여 획득된 CT 데이터를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 얻어진 1차 인상 데이터를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 안면 스캔과 1차 인상 데이터를 정합하기 위해 안면 스캔 데이터를 얻는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 상악과 하악의 CT 데이터 및 상악과 하악의 1차 인상 데이터 간 정합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안면 스캔 데이터와 1차 정합 데이터의 정합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 1차 인상 데이터를 이용하여 트레이를 디자인하는 세부적인 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 1차 인상 데이터를 이용하여 제조된 인상모형 데이터의 높이를 설정하는 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 자동으로 트레이를 제조하기 위해 인상모형 데이터의 제1 기준 포인트를 자동 설정하는 화면을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 설정된 제1 기준 포인트를 기준으로 1차 트레이 라인이 자동 설정되는 화면을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 최종 트레이 라인을 자동 설정하는 화면을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 최종 트레이의 3차원 형상을 자동으로 완성하는 화면을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 트레이와 정밀 정합을 할 수 있도록 하는 마커를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 획득된 CT 데이터에서 캄퍼평면(Camper’s plane)을 생성하는 화면을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 캄퍼평면과 평행하게 상악 플레이트가 자동으로 생성된 모습을 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 CT 데이터와 안면 스캔 데이터가 정합된 화면에서 안면 계측법을 이용하여 수직 고경을 설정하는 예를 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 형성된 상악 트레이의 도면이고, 도 22는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 형성된 하악 트레이의 도면이다.
도 23은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 환자의 2차 상악 인상체로부터 상악의 2차 인상 데이터를 획득하는 것을 도시한 도면이고, 도 24는 환자의 2차 하악 인상체로부터 하악의 2차 인상 데이터를 획득하는 것을 도시한 도면이다.
도 25는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 상악의 2차 인상 데이터와 하악의 2차 인상 데이터 및 중심 교합 데이터를 정합하여 정적 교합 데이터를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 정적 교합 데이터와 CT 데이터 또는 2차 인상 데이터를 정합하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 상악 플레이트에 형성된 운동 경로를 이용하여 동적 교합 데이터를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 동적 교합 데이터를 얻은 이후 가상 치아 배열에 따른 운동로 제한 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하여 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 30은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 교합면 테이블을 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 사용자에게 교합 강도를 디스플레이하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 32 내지 도 34는 가상 교합을 시뮬레이션할 때 조기 접촉이 발생하는 부분을 감지하여 삭제함으로써 교합점을 자동 조정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 35 내지 도 36은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 가상 교합 시스템이 중심 교합 상태에서 사용자의 수동 조정으로 인해 조기 접촉이 발생하는 경우 교합점을 표시하고 삭제 영역을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 37 내지 도 38은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 가상 교합 시스템이 동적 교합 상태에서 사용자의 수동 조정으로 인해 조기 접촉이 발생하는 경우 교합점을 표시하고 삭제 영역을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 39는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 가상 치아의 치축 회전을 통해 양측성 균형 교합을 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가상 교합 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 CT 데이터와 1차 인상 데이터로부터 트레이를 형성하는 단계를 더욱 자세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 환자의 구강에 레퍼런스 마커를 부착한 구강과, 구강을 촬영하여 획득된 CT 데이터를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 얻어진 1차 인상 데이터를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 안면 스캔과 1차 인상 데이터를 정합하기 위해 안면 스캔 데이터를 얻는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 상악과 하악의 CT 데이터 및 상악과 하악의 1차 인상 데이터 간 정합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안면 스캔 데이터와 1차 정합 데이터의 정합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 1차 인상 데이터를 이용하여 트레이를 디자인하는 세부적인 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 1차 인상 데이터를 이용하여 제조된 인상모형 데이터의 높이를 설정하는 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 자동으로 트레이를 제조하기 위해 인상모형 데이터의 제1 기준 포인트를 자동 설정하는 화면을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 설정된 제1 기준 포인트를 기준으로 1차 트레이 라인이 자동 설정되는 화면을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 최종 트레이 라인을 자동 설정하는 화면을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 최종 트레이의 3차원 형상을 자동으로 완성하는 화면을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 트레이와 정밀 정합을 할 수 있도록 하는 마커를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 획득된 CT 데이터에서 캄퍼평면(Camper’s plane)을 생성하는 화면을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 캄퍼평면과 평행하게 상악 플레이트가 자동으로 생성된 모습을 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 CT 데이터와 안면 스캔 데이터가 정합된 화면에서 안면 계측법을 이용하여 수직 고경을 설정하는 예를 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 형성된 상악 트레이의 도면이고, 도 22는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 형성된 하악 트레이의 도면이다.
도 23은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 환자의 2차 상악 인상체로부터 상악의 2차 인상 데이터를 획득하는 것을 도시한 도면이고, 도 24는 환자의 2차 하악 인상체로부터 하악의 2차 인상 데이터를 획득하는 것을 도시한 도면이다.
도 25는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 상악의 2차 인상 데이터와 하악의 2차 인상 데이터 및 중심 교합 데이터를 정합하여 정적 교합 데이터를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 정적 교합 데이터와 CT 데이터 또는 2차 인상 데이터를 정합하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 상악 플레이트에 형성된 운동 경로를 이용하여 동적 교합 데이터를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 동적 교합 데이터를 얻은 이후 가상 치아 배열에 따른 운동로 제한 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하여 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 30은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 교합면 테이블을 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 사용자에게 교합 강도를 디스플레이하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 32 내지 도 34는 가상 교합을 시뮬레이션할 때 조기 접촉이 발생하는 부분을 감지하여 삭제함으로써 교합점을 자동 조정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 35 내지 도 36은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 가상 교합 시스템이 중심 교합 상태에서 사용자의 수동 조정으로 인해 조기 접촉이 발생하는 경우 교합점을 표시하고 삭제 영역을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 37 내지 도 38은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 가상 교합 시스템이 동적 교합 상태에서 사용자의 수동 조정으로 인해 조기 접촉이 발생하는 경우 교합점을 표시하고 삭제 영역을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 39는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 가상 치아의 치축 회전을 통해 양측성 균형 교합을 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 실시예에서 사용되는 '부' 라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부' 는 어떤 역할들을 수행한다. 그러나 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소와, 함수들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 들로 더 분리될 수 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가상 교합 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 데이터 획득부(110), 사용자 인터페이스(120), 제어부(130), 출력부(140) 및 저장부(150)를 포함할 수 있다. 가상 교합 시스템(1)은 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하여 무치악 환자의 가상 치아가 양측성 균형 교합을 이루도록 구성하는 컴퓨터 시스템으로, 예를 들어 개인용 컴퓨터(PC), 서버 컴퓨터, 워크 스테이션, 랩탑 컴퓨터 등의 다양한 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 가상 교합 시스템(1)은 복수의 컴퓨터 시스템의 집합을 포함할 수도 있다.
데이터 획득부(110)는 무치악 환자로부터 치과 영상 데이터를 획득할 수 있다. 치과 영상 데이터는 예를 들어 구강 스캔 데이터, CT 데이터 및 안면 스캔 데이터 등을 포함할 수 있다.
구강 스캔 데이터는 손상된 치아를 포함한 실제 치아들의 정보를 가진 데이터로서, 3차원 정보일 수 있다. 구강 스캔 데이터는 환자의 구강을 본떠 생성한 석고 모형을 3차원 스캐너(3차원 Scanner)로 스캔하여 획득되거나 환자의 구강을 본 떠 생성한 인상체를 3차원 스캐너(3D Model Scanner)로 스캔하여 획득될 수 있다. 다른 예로서, 구강 내 3차원 스캐너(3차원 Intra-oral scanner)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캐닝 하여 획득될 수 있다. 획득된 구강 스캔 데이터는 저장부(150)에 저장될 수 있다.
CT 데이터는 CT(Computed Tomography, 컴퓨터 단층 촬영)를 사용하여 환자의 두부 단층 이미지들을 생성하고, 각각의 단층 이미지를 이용하여 상악 및 하악을 분할(Segmentation)한 후 하나로 취합함에 따라 획득될 수 있다. 이러한 구강 스캔 데이터와 CT 데이터는 환자가 입을 벌린 상태에서 상악 무치악을 촬영하여 얻은 영상, 입을 벌린 상태에서 하악 무치악을 촬영하여 얻은 영상, 중심위 상태에서 국소부위를 촬영하여 얻은 영상, 구강 방사선 사진 등을 포함할 수 있다. 획득된 CT 데이터는 저장부(150)에 저장될 수 있다.
안면 스캔 데이터는 레이저 또는 백색광 등을 이용하여 무치악 환자의 얼굴 표면의 지오메트리 정보를 3차원 형태로 생성할 수 있다. 이러한 안면 스캔 데이터는 환자의 정적인 상태를 스캔한 데이터와 웃는 모습을 스캔한 데이터 등을 포함할 수 있다. 획득된 안면 스캔 데이터는 저장부(150)에 저장될 수 있다.
저장부(150)에는 가상 교합 시스템(1)의 동작 수행을 위해 필요한 정보와 동작 수행에 따라 생성되는 정보 등의 각종 데이터가 저장될 수 있다. 저장부(150)는 예를 들어 DRAM (Dynamic RAM), SRAM (Static RAM) 등과 같은 휘발성 메모리와, 플래시 메모리, PRAM (Phasechange RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM) 등의 비휘발성 메모리 또는 이들로 구성된 SSD(Solid State Disk) 또는 HDD(Hard Disk Drive) 등을 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 저장부(150)는 가상 교합 시스템(1)과 동일한 공간에 위치하는 저장 장치일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 저장부(150)는 가상 교합 시스템(1)과 네트워크를 통해 연결되는 클라우드 스토리지와 같은 원격 저장 시스템을 포함할 수도 있다.
저장부(150)는 획득된 환자의 구강 스캔 데이터, CT 데이터 및 안면 스캔 데이터 등을 저장하고, 제어부(130)의 요청에 의해 필요한 데이터를 제공할 수 있다.
제어부(130)는 가상 교합 시스템(1)의 동작에 필요한 기능을 수행하기 위한 소프트웨어를 실행하고, 정적 교합 데이터 및 동적 교합 데이터를 이용하여 자동 또는 수동으로 교합접 조정에 필요한 기능을 수행하기 위해 각 기능부를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 정적 교합 데이터 및 동적 교합 데이터를 이용하여 가상 교합을 시뮬레이션함에 있어서 조기 접촉을 발생하는 부분을 감지하여 삭제함으로써 자동으로 교합점 조정을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 출력부(140)를 통해 조기 접촉이 발생하는 부분을 사용자에게 표시하고, 사용자로부터 삭제될 영역을 입력받아 삭제함으로써 수동으로 교합점 조정을 수행할 수 있다.
제어부(130)는 출력부(140)를 통해 화면에 보이는 화면정보를 관리하고, 소프트웨어에 의한 제어를 통해 치과 영상을 이용한 진단 및 분석을 거쳐 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 치과 영상은 치료 계획 수립을 위해 생성된 환자의 2차원, 3차원 등의 다차원 영상을 의미한다. 시뮬레이션에는 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 실시예에 따른 제어부(130)는 CT 데이터와 1차 인상 데이터를 정합하여 환자 맞춤형 트레이와 환자의 교합 데이터를 획득하기 위한 가이드 핀을 생성한다. 이러한 환자 맞춤형 트레이는 쉽게 제조가 가능하고 제조된 환자 맞춤형 트레이를 이용하여 균일한 인상재 두께로 트레이를 삭제하지 않고 보더 몰딩(border molding)을 할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 데이터 획득부(110)에 의해 레퍼런스 마커가 부착된 환자의 구강을 스캔하여 생성된 1차 인상체 데이터로부터 3차원의 1차 인상 모형 데이터를 생성한다. 이때, 1차 인상모형 데이터의 1차 변곡점을 제1 기준 포인트로 할당하고, 제1 기준 포인트에서 미리 설정된 거리에 1차 트레이 라인을 생성하고 인상재 두께를 고려하여 최종 트레이 라인을 생성한 후 최종 트레이 라인에서 미리 설정된 두께를 할당하여 트레이의 3차원 형상을 생성한다. 제어부(130)의 트레이 제조에 대해서는 도 2 내지 도 19를 참조로 하여 상세히 후술한다.
또한, 제어부(130)는 제조된 환자 맞춤형 트레이를 이용하여 환자의 교합 데이터를 획득할 수 있다. 환자의 교합 데이터는 트레이를 이용하여 생성된 상악과 하악의 2차 인상 데이터가 정합된 정적 교합 데이터와, 트레이의 구강 내 움직임으로부터 생성된 동적 교합 데이터를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 상악 및 하악의 2차 인상체(음형)를 스캔 후 이에 대응하는 양형의 모델을 생성하거나, 상악 및 하악의 2차 인상체에 석고를 부어 제작된 모형을 스캔함으로써 상악 및 하악의 2차 인상 데이터를 생성할 수 있다. 제어부(130)는 상악 및 하악의 2차 인상 데이터를 정합하여 정적 교합 데이터를 생성하고, 하악의 전방, 우측방, 좌측방 운동으로부터 동적 교합 데이터를 생성할 수 있다. 제어부(130)의 정적 및 동적 교합 데이터의 생성과 관련하여 도 21 내지 27을 이용하여 더욱 자세하게 후술한다.
또한 제어부(130)는 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하여 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 조정할 수 있다. 제어부(130)는 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합 강도에 기초하여 교합점 조정이 필요한 영역을 사용자에게 표시하고, 해당 영역을 자동으로 삭제하여 사용자에게 표시할 수 있으며, 사용자로부터 교합점 조정이 필요한 영역을 제공받아 삭제하거나 해당 치아의 치축 회전을 통한 입력으로부터 갱신된 교합 강도를 연산할 수 있다.
사용자 인터페이스(120)는 사용자 조작신호를 입력 받을 수 있다. 사용자 인터페이스(120)는 출력부(140)를 통해 화면에 가상의 그래픽 객체로 표시되는 치과 영상에서 마우스 클릭 등의 사용자 조작신호를 입력 받을 수 있다.
출력부(140)는 치과 영상을 화면에 표시하고, 제어부(130)를 통한 시뮬레이션 과정을 화면에 표시한다. 나아가, 제어부(130)를 통해 디자인된 트레이를 3차원 프린터를 통해 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가상 교합 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 교합 시스템의 동작 방법은 CT 데이터와 1차 인상 데이터로부터 트레이를 형성하는 단계(S110), 트레이를 이용하여 2차 인상 데이터를 생성하는 단계(S120), 정적 및 동적 교합 데이터를 생성하는 단계(S130), 가상의 상악 치아와 하악 치아의 배열 데이터를 생성하는 단계(S140), 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 CT 데이터와 1차 인상 데이터로부터 트레이를 형성하는 단계를 더욱 자세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 교합 시스템의 동작 방법은 환자의 CT 데이터를 획득하는 단계(S111), 1차 인상 데이터를 획득하는 단계(S112), 획득된 CT 데이터와 1차 인상 데이터를 정합하는 단계(S113). 정합 데이터 중에서 표면 데이터인 1차 인상 데이터를 통해서 트레이를 디자인하는 단계(S114), 트레이를 최종적으로 3차원 프린터를 통해 출력하는 단계(S115)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 환자의 구강에 레퍼런스 마커를 부착한 구강과, 구강을 촬영하여 획득된 CT 데이터를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, CT 데이터를 획득하기 이전에, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 환자의 구강, 예를 들어 잇몸(12)에 레퍼런스 마커(11)를 부착한다. 레퍼런스 마커(11)는 방사선 불투과성 물질일 수 있으며, 부착 위치는 잇몸(12) 상에 치아의 전치부와 양쪽 구치부를 향한 위치일 수 있다. 레퍼런스 마커(11)는 원기둥, 다각기둥 등 일정한 부피를 가진 형상으로 구비될 수 있다. 이때, 미리 설정된 크기의 레퍼런스 마커(11)를 일정하게 배분하여 부착한다. 만약 레퍼런스 마커(11)가 작은 크기로 부착되거나 한 쪽에 몰려 있으면 정합할 때 오차가 발생할 수 있다. 레퍼런스 마커(11)가 부착된 잇몸(12)을 CT 촬영하면, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 CT 데이터(13)가 획득된다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 얻어진 1차 인상 데이터를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 안면 스캔을 통해 1차 인상 데이터와 정합하기 위한 안면 스캔 데이터를 얻기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 예를 들어 잇몸(12)에 레퍼런스 마커(11)가 부착된 환자의 구강을 스캔하여 1차 인상 데이터(14)를 획득할 수 있다. 1차 인상 데이터(14)를 획득하는 방법은, 구강 스캐너를 이용하는 방법, 기성 트레이에 인상재를 주입하여 환자의 인상을 획득한 후 인상체를 그대로 스캔 하는 방법, 기성 트레이에 인상재를 주입하여 환자의 인상을 획득한 후 인상모형을 제조하고 인상모형을 스캔 하는 방법 등이 있다.
도 6에 도시된 것과 같이 안면 스캐너를 이용하여 환자의 얼굴 표면을 3차원적 데이터의 형태로 채득할 수 있다. 안면 스캔 과정을 통해 도 6의 (a)와 같이 정적인 상태에서의 안면 스캔 데이터(15)와 도 6의 (b)와 같이 환자의 웃는 모습에서의 안면 스캔 데이터(16)를 얻을 수 있다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 CT 데이터 및 1차 인상 데이터 간 정합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면 가상 교합 시스템(1)은 CT 데이터(13)와 1차 인상 데이터(14)에서 레퍼런스 마커가 서로 동일한 위치에 있도록 정렬한 후 동일한 위치에 정렬된 레퍼런스 마커를 이용하여 CT 데이터(13) 및 1차 인상 데이터(14) 간 정합을 수행한다. 레퍼런스 마커는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 예를 들어 3개의 포인트일 수 있고, 사용자에 의해 지정될 수 있다.
CT 데이터(13)와 1차 인상 데이터(14) 간 데이터 정합 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이 CT 데이터(13)의 상악과 1차 인상 데이터(14)를 정합하여 중간 정합 데이터(17)를 획득한 후, 도 8에 도시된 바와 같이 중간 정합 데이터(17)의 하악과 1차 인상 데이터(14)를 추가로 정합하여 1차 정합 데이터(18)를 생성할 수 있다. 이와는 반대로 하악을 먼저 정합하고 상악을 추가로 정합하는 방법도 가능하다.
도 9와 도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안면 스캔 데이터와 1차 정합 데이터의 정합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 9를 참조하면, 환자의 웃는 모습에서의 안면 스캔 데이터(16)와 1차 정합 데이터(18)를 정합하여 최종 정합 데이터(21)를 생성하는 과정이 도시된다. 가상 교합 시스템(1)은 예를 들어 눈 끝(19), 코 끝(20) 등의 포인트를 이용하여 3점 정합을 수행함으로써 환자의 웃는 모습에서의 안면 스캔 데이터(16)와 1차 정합 데이터(18)를 정합할 수 있다.
도 10을 참조하면, 환자의 웃는 모습에서의 안면 스캔 데이터(16)와 1차 정합 데이터(18)를 정합하는 과정에서 오차가 발생하는 경우 사용자는 출력부(140)를 통해 표시된 매니플레이터(22, manipulator)를 미세 조정함으로써 정합의 오차를 줄일 수 있다. 매니플레이터(22)는 사용자의 조작에 의해 환자의 웃는 모습에서의 안면 스캔 데이터(16)와 1차 정합 데이터(18)를 수직 또는 수평적으로 소정 간격(예를 들어 0.1mm씩)으로 이동시키거나, 소정 각도(예를 들어 1°씩)로 회전시켜 정합의 정확도를 높일 수 있다. 또한 CT 단면 영상을 제공하여 그 CT 단면에서 정합 오차를 판단하고 미세 조정함으로써 정합 오차를 줄일 수 있다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 1차 인상 데이터를 이용하여 트레이를 디자인하는 세부적인 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 정합 데이터 중에서 표면 데이터인 1차 인상체 데이터로부터 3차원 형태의 1차 인상모형 데이터를 생성한다(S211). 이어서, 1차 인상모형 데이터의 1차 변곡점을 제1 기준 포인트로 할당(S212) 하고, 할당된 제1 기준 포인트로부터 미리 설정된 거리에 1차 트레이 라인을 생성(S213) 하고, 1차 트레이 라인에서 인상재 두께를 고려하여 최종 트레이 라인을 생성한다(S214). 이어서, 최종 트레이 라인에서 강도를 고려하여 트레이의 두께를 할당함에 따라 3차원 형태의 최종 트레이를 생성(S215)하고, 생성된 최종 트레이를 출력 가능한 형태(예를 들어, STL 파일)로 변환(S216) 한 후 이를 3차원 프린터를 통해 출력한다(S217).
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 1차 인상 데이터를 이용하여 제조된 인상모형 데이터의 높이를 설정하는 예를 도시한 도면이다.
가상 교합 시스템(1)은 1차 인상체 형태의 1차 인상 데이터(14)에서 가장 깊은 부위인 의치상 변연부(24)를 기점으로 수직적 높이 i(예를 들어, i=2) mm, 수평적 넓이 j(예를 들어, j=4) mm를 할당하고, 사용자 설정 값 또는 1차 인상 데이터(14)의 가장 낮은 지점을 기준으로 k(예를 들어, k=20) mm 두께가 되도록 1차 인상 데이터(14)의 내부를 채운다. 만약 인상 획득 후 제1 인상모형 데이터(23)를 생성했다면, 제1 인상모형 데이터(23)의 가장 낮은 지점을 기준으로 사용자 설정 값 또는 k(예를 들어, k=20) mm 두께가 되도록 제1 인상모형 데이터(23)를 생성한다. 제1 인상모형 데이터(23)의 높이를 설정하는 이유는 추후 획득하는 2차 인상 데이터와의 정합을 위한 키 포인트이기 때문이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 자동으로 트레이를 제조하기 위해 인상모형 데이터의 제1 기준 포인트를 자동 설정하는 화면을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면 가상 교합 시스템(1)은 수직적 높이 i(예를 들어, i=2) mm, 수평적 넓이 j(예를 들어, j=4) mm로 제조된 제1 인상모형 데이터(23)에서, 트레이 제조를 위한 기준이 되는 지점인 제1 기준 포인트(25)를 자동 설정할 수 있다. 제1 기준 포인트(25)는 제1 인상모형 데이터(23)의 1차 변곡점에 해당하는 위치일 수 있으며, 의치상 변연부에 해당한다.
도 14는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 설정된 제1 기준 포인트를 기준으로 1차 트레이 라인이 자동 설정되는 화면을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 제1 기준 포인트(25)를 기준으로 상방으로 미리 설정된 거리 l (예를 들어, 2~3) mm에 1차 트레이 라인(26)을 자동 생성할 수 있다. 2차 인상 데이터와 1차 인상 데이터의 차이는 의치상 변연부의 형태이다. 그 의치상 변연부를 인상재로 채득해야 하기 때문에 의치상 변연부인 제1 기준 포인트(25)를 기준으로 미리 설정된 거리 l (예를 들어, l=2~3) mm 만큼 짧게 제조해야 된다.
도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 최종 트레이 라인을 자동 설정하는 화면을 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 1차 트레이 라인(26) 생성 이후 1차 트레이 라인(26)을 기준으로 미리 설정된 거리 m(예를 들어, m=1.5~2) mm의 두께를 할당하여 최종 트레이 라인(27)을 생성한다. 미리 설정된 거리 m(예를 들어, m=1.5~2) mm의 두께를 할당하는 이유는 인상재의 두께이기 때문이다. 기성 트레이로 제조하는 경우 인상재의 두께가 균일하기 어렵고, 그로 인해 2차 인상 데이터인 인상체의 변형 가능성이 있는데 반해 환자 맞춤형 트레이의 경우 균일한 인상재의 두께로 인한 내변형성을 확보할 수 있다.
도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 최종 트레이의 3차원 형상을 자동으로 완성하는 화면을 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 최종 트레이 라인(27) 생성 이후 최종 트레이 라인(27)을 기준으로 미리 설정된 길이 n(예를 들어, n=1.5~2.0mm)의 두께를 할당하여 3차원 형상의 최종 트레이(28)를 자동 완성할 수 있다. 도 13 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 상악 트레이를 생성하는 예를 도시한 것이고, 도 22에 하악 트레이의 3차원 형상을 도시하였다. 하악 트레이의 제조 방법 역시 상악 트레이와 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 트레이와 정밀 정합을 할 수 있도록 하는 마커를 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 추후 2차 인상체 획득 후 2차 인상 데이터를 생성했을 때 생성된 2차 인상 데이터를 미리 디자인한 트레이(30)와 정밀 정합하기 위한 마커(29)를 생성할 수 있다. 마커(29)의 위치는 트레이(30)의 전치부 및 양쪽 구치부일 수 있다.
트레이(30)의 내부에 인상재를 주입하는 양에 따라 디자인한 트레이(30)가 환자의 구강에서 위치 변화를 일으킬 수 있다. 따라서, 도 17의 (a)와 같이 트레이(30)의 내부에 사용자가 설정한 인상재 두께만큼을 스토퍼(Stopper) 두께로 지정하여 인상재의 안착을 안정되게 할 수 있다. 또한, 도 17의 (b)와 같이 스토퍼(Stopper)로 인해 과잉의 인상재가 배출될 수 있도록 하는 홀(Hole)이 제공될 수 있다. 이 홀에 인상재가 들어가 트레이(30)와 인상재 간 결합이 더 잘 될 수 있다.
도 18은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 획득된 CT 데이터에서 캄퍼평면(Camper’s plane)을 생성하는 화면을 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 자동 또는 수동으로 외이도(external acoustic meatus)의 상연(32)과 비익(ala nasi)의 하점(33)을 연결하여 캄퍼평면(31)을 생성할 수 있다. 캄퍼평면(31)은 전부 상의치 제조의 기준평면으로서 사용되는 교합평면과 거의 평행할 수 있다.
도 19는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 캄퍼평면과 평행하게 상악 플레이트가 자동으로 생성된 모습을 도시한 도면이다.
도 19를 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 트레이의 형태를 자동으로 완성한 이후 환자의 CT 데이터 상에 상악 플레이트(34)와 하악 가이드 핀(35)을 자동으로 생성할 수 있다. 예를 들어 교합 평면 및 안면 계측법을 이용하여 하악의 가이드 핀(35)과 상악 플레이트(34)가 생성될 수 있다. 상악 플레이트(34)는 하악의 가이드 핀(35)에 의해 환자의 교합 데이터가 채득되는 영역이다. 캄퍼평면(31)과 평행하도록 상악 트레이의 상악 플레이트(34)와 하악 트레이의 가이드 핀(35)을 자동으로 생성한 후 이들을 그룹으로 이동시킬 수 있다. 이와 유사하게 하악 플레이트와 상악에 가이드 핀을 생성한 후 이들을 그룹으로 이동시킬 수 있다.
도 20은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 CT 데이터와 안면 스캔 데이터가 정합된 화면에서 안면 계측법을 이용하여 수직 고경을 설정하는 예를 도시한 도면이다.
도 20을 참조하면, 가상 교합 시스템(1)이 상악 트레이에 플레이트를 배열하면 하악의 가이드 핀이 하악 트레이에 자동으로 배치되고 CT 데이터와 안면 스캔 데이터가 정합된 화면의 Sagittal View에서 동공(36) 및 구각(37) 간의 거리(38)를 기준으로 하악의 가이드 핀 길이가 자동으로 제시될 수 있다. 이때 안면 계측법에 의해 동공 및 구각 간 거리(38)가, 코 끝(39)과 아래 턱의 중심(40) 간의 거리(41)와 동일하다는 정보를 사용할 수 있다. 가이드 핀의 길이는 사용자 설정에 의해 길이를 추가로 더 제공될 수 있으며, 예를 들어 출력부(140)는 소정의 길이(예를 들어 1mm) 단위로 마킹선을 형성하여 사용자에게 제공할 수 있다. 이는 사용자가 2차 인상 데이터를 획득한 후 교합 데이터를 획득할 때 길이를 조절하여 환자에 맞는 수직 고경을 수정할 수 있도록 하기 위함이다.
도 20에서는 하악에 장착된 가이드 핀을 예로 들었으나, 가이드 핀이 상악에 장착되는 경우에도 동일하게 적용 가능하다.
도 21은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 형성된 상악 트레이의 도면이고, 도 22는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 형성된 하악 트레이의 도면이다.
먼저 도 21을 참조하면, 도 21의 (a)는 상악 트레이의 정면도이고, (b)는 상악 트레이의 상면도이고, (c)는 상악 트레이의 측면도이다.
가상 교합 시스템(1)은 상악 트레이(42)에 교합 데이터를 획득하기 위한 상악 플레이트(43)를 일체형으로 형성하고, 추후 획득되는 교합 데이터를 스캔한 뒤 스캔한 교합 데이터를 트레이와 정밀정합 하기 위해 상악 트레이(42)의 상악 플레이트(43) 상에 정합을 위한 마커(44)를 생성한 후 출력할 수 있다. 도 21에는 상악 트레이(42)에 왁스림(45, wax rim)이 추가로 형성된 것이 도시된다.
도 22를 참조하면, 도 22의 (a)는 하악 트레이의 정면도이고, (b)는 하악 트레이의 상면도이고, (c)는 하악 트레이의 측면도이며, (d)는 가이드 핀의 사시도이다.
가상 교합 시스템(1)은 하악 트레이(46)를 교합 데이터를 획득하기 위한 가이드 핀(47)과 분리하여 출력할 수 있다. 정확한 교합 데이터 획득을 위해 가이드 핀(47)의 꼭지점(48)은 뾰족하게 설정할 수 있다. 상악 트레이(42)와 마찬가지로 하악 트레이(46) 또한 왁스림(49)이 추가로 형성된 것이 도시된다. 하악 트레이(46)의 마커(52)들은 이후 상악 트레이(42)와의 정합 시 이용될 수 있다.
도 21 및 22에서는 상악 트레이(42)에 상악 플레이트(43)가 일체형으로 형성되고, 하악 트레이(46)와 가이드 핀(47)이 함께 배치되는 트레이가 예시적으로 설명되었으나 본 발명에 의해 형성되는 트레이가 이에 제한되는 것은 아니다. 상악 트레이(42)에 가이드 핀이 함께 배치되거나 하악 트레이(46)와 일체형으로 하악 플레이트가 형성될 수도 있다.
도 23은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 환자의 2차 상악 인상체로부터 상악의 2차 인상 데이터를 획득하는 것을 도시한 도면이고, 도 24는 환자의 2차 하악 인상체로부터 하악의 2차 인상 데이터를 획득하는 것을 도시한 도면이다.
먼저 도 23을 참조하면, 도 23의 (a)는 상악의 2차 인상체가 형성된 상악 트레이의 정면도이고, (b)는 상악 트레이의 상면도이고, (c)는 상악 트레이의 측면도이다.
가상 교합 시스템(1)은 상악의 2차 인상체(음형)를 스캔 후 이에 대응하는 양형의 모델을 생성하거나, 상악의 2차 인상체에 석고를 부어 제작된 모형을 스캔함으로써 상악의 2차 인상 데이터(50)를 생성할 수 있다.
도 24를 참조하면, 도 24의 (a)는 하악의 2차 인상체가 형성된 하악 트레이의 정면도이고, (b)는 하악 트레이의 상면도이고, (c)는 하악 트레이의 측면도이다.
가상 교합 시스템(1)은 하악의 2차 인상체를 스캔하거나 하악의 2차 인상체에 석고를 부어 제작된 모형을 스캔함으로써 하악의 2차 인상 데이터(51)를 생성할 수 있다.
도 25는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 상악의 2차 인상 데이터와 하악의 2차 인상 데이터 및 중심 교합 데이터를 정합하여 정적 교합 데이터를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 25의 (a)를 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 상악의 2차 인상 데이터(50)와 하악의 2차 인상 데이터(51) 및 중심 교합 데이터를 정합하여 정적 교합 데이터(53)를 생성할 수 있다.
중심 교합 데이터는 하악 트레이(46)에 가이드 핀(47)을 설치하고 가이드 핀(47)을 통해 상악 트레이(42)를 하악 트레이(46)에 고정시킨 상태에서 상악 트레이(42)와 하악 트레이(46) 사이의 위치 관계에 의해 얻어질 수 있다.
한편, 도 25의 (b)와 같이 상악 플레이트(43)에 배치된 마커(44)를 이용하여 상술한 도 11의 S215와 S216 단계에 의해 디자인된 상악 트레이(42)와 하악의 운동 방향을 나타내는 운동로(54)를 더욱 세밀하게 정합할 수 있다.
도 26은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 정적 교합 데이터와 CT 데이터 또는 안면 스캔 데이터를 정합하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 26을 참조하면, 출력부(140)를 통해 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 생성된 정적 교합 데이터(53)와 CT 데이터(13)를 정합한 결과가 출력될 수 있다. 이와 달리 안면 스캔 데이터(15)와 정적 교합 데이터(53)를 정합한 결과 또는 CT 데이터(13), 안면 스캔 데이터(15)와 정적 교합 데이터(53)를 정합한 결과가 출력부(140)를 통해 출력될 수 있고, 쇼(Show)/하이드(Hide) 기능을 통해 사용자가 선택한 데이터를 출력하거나 투명도(Opacity) 조절을 통해 정합된 각각의 데이터를 겹쳐볼 수 있도록 사용자에게 출력할 수 있다.
도 27은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 상악 플레이트에 형성된 운동 경로를 이용하여 동적 교합 데이터를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 27을 참조하면, 도 27의 (a)는 하악의 우측방 운동으로부터 생성된 동적 교합 데이터이고, (b)는 하악의 좌측방 운동으로부터 생성된 동적 교합 데이터이며, (c)는 하악의 전방 운동으로부터 생성된 동작 교합 데이터를 도시한다.
가상 교합 시스템(1)은 도 27에 도시된 것과 같이 상악이 고정된 상태에서 하악의 구강 내 우측방, 좌측방 및 전방 움직임으로부터 생성된 동적 교합 데이터를 획득할 수 있다. 동적 교합 데이터는 예를 들어 환자가 앞에서의 과정을 통해 형성된 트레이를 착용한 상태에서 트레이(42. 46)의 구강 내 움직임을 스캔하거나, 제어부(130)가 고정된 상악 트레이(42)에 대한 하악 트레이(46)의 우측방, 좌측방 및 전방 움직임을 시뮬레이션하는 것에 의해 얻어질 수 있다.
트레이(42, 46)의 구강 내 움직임으로부터 생성된 동적 교합 데이터 또한 CT 데이터(13) 및/또는 안면 스캔 데이터(15)와 정합되어 출력될 수 있고, 쇼(Show)/하이드(Hide) 기능을 통해 사용자가 선택한 데이터를 출력하거나 투명도(Opacity) 조절을 통해 정합된 각각의 데이터를 겹쳐볼 수 있도록 사용자에게 출력할 수 있다.
하악의 운동 방향을 나타내는 운동로(54)가 상악 플레이트(43) 상에 표시될 수 있다. 환자가 의치를 착용하여 하악을 운동시킬 경우 상악과 하악에 배열된 의치에 의해 운동로가 제한될 수 있으며, 이하에서 상악 및 하악 트레이(42, 46) 상에 가상의 치아가 배열되었을 때의 운동로 제한과 관련하여 도 28을 이용하여 설명한다.
도 28은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 동적 교합 데이터를 얻은 이후 가상 치아 배열에 따른 운동로 제한 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 28을 참조하면, 좌측방 운동 시의 동적 교합 데이터 정보에 있어 운동로(54)를 구획한 복수의 컨트롤 포인트(P1, P2, P3, P4)에 대하여 하악의 움직임에 관한 시뮬레이션 결과가 도시된다.
가상 교합 시스템(1)은 운동로(54)를 소정의 이동 간격으로 구획한 컨트롤 포인트(P1, P2, P3, P4)를 사용자에게 제공한다. 도 28의 (a) 내지 (d)는 기준선(55)에 대한 하악 협측 교두의 이동선(56)의 폭이 0.5mm(도 28의 (a)), 1.0mm(도 28의 (b)), 1.5mm(도 28의 (c)) 및 2.0mm(도 28의 (d))인 경우의 시뮬레이션 결과가 도시된 것이다. 여기서 기준선(55)은 정적 교합 데이터(53)를 기준으로 설정될 수 있다. 또한 기준선(55)에 대한 하악 협측 교두의 이동선(56)의 폭은 0.5mm씩 이동하여 표시되는 것에 제한되지 않으며, 하악의 운동 방향을 나타내는 운동로(54)는 사용자의 설정에 의해 N등분(N은 2 이상의 자연수)하여 표시될 수 있다.
운동로(54) 제한에 앞서, 상악과 하악의 가상의 치아가 배열된다. 가상 교합 시스템(1)은 예를 들어 제어부(130)가 상술한 트레이(42, 46) 제작 과정에서 이용된 교합 평면 또는 정적 교합 데이터(53) 등을 이용하여 치아의 배열 데이터를 생성하거나, 사용자로부터 제공된 입력을 통해 상악 및 하악의 치아 배열 데이터를 생성할 수 있다.
하악의 좌측방 운동 시 가상의 치아 배열 결과에 따라 하악이 이동하여 상악의 설측 교두와 하악의 협측 교두가 만나는 지점 이후의 운동로 또는 상악의 협측 교두와 하악의 협측 교두가 만나는 지점 이후의 운동로는 사용자가 고려할 필요가 없으므로, 운동로(54)가 제한하여 도시될 수 있다. 이는 뒤에서 설명하는 것과 같이 상악 치아와 하악 치아의 조기 접촉 여부 부분의 삭제와 관련하여 상악의 설측 교두와 하악의 협측 교두가 만나는 지점 이후 또는 상악의 협측 교두와 하악의 협측 교두가 만나는 지점 이후의 운동로 및 교합 강도는 고려하지 않아도 되기 때문이다. 따라서 사용자는 미리 정해진 간격으로 구획된 운동로(54) 상의 컨트롤 포인트(P1, P2, P3, P4) 중 하나를 선택함으로써 하악의 운동로를 제한할 수 있다.
제어부(130)는 사용자로부터 운동로 제한을 위한 컨트롤 포인트를 입력받거나, 가상의 치아 배열로부터 상악 설측 교두와 하악 협측 교두 사이의 접촉 결과 또는 상악 협측 교두와 하악 협측 교두 사이의 접촉 결과를 시뮬레이션하여 운동로 제한을 자동으로 설정할 수 있다.
도 28에서 하악의 좌측방 운동을 기준으로 운동로 제한을 설명하였으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 하악의 전방 운동에 대하여 운동로 제한이 설정될 수 있는 바, 제어부(130)는 사용자로부터 운동로 제한을 위한 컨트롤 포인트를 입력받거나, 가상의 치아 배열로부터 상악 전치부의 절단면과 하악 전치부의 절단면 사이의 접촉 결과를 시뮬레이션하여 운동로 제한을 자동으로 설정할 수 있다.
또한, 제한된 운동로는 이후에 설명될 조기 접촉을 해소하기 위한 치아의 삭제 등으로 인해 변경될 수 있다. 따라서 가상 교합 시스템(1)은 치아의 삭제 등으로 변경된 운동로를 사용자에게 새롭게 표시할 수 있다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하여 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 29를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하여 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 방법은 운동로 제한을 설정하는 단계(S311), 교합 강도를 표시하는 단계(S312), 소정 범위 이상의 교합 강도를 갖는 영역에 대해 교합점 조정이 필요한 것으로 판단하는 단계(S313) 및 자동, 수동 삭제, 또는 치축 회전을 통해 교합점을 수동 조정하는 단계(S314)를 포함할 수 있다. 이하에서 앞서 설명한 운동로 제한 설정 단계(S311)를 제외한 나머지 단계를 설명한다.
도 30은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 교합면 테이블을 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 30을 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 상악과 하악에 대하여 교두정과 변연융선을 기초로 교합면 테이블을 설정하여 출력부(140)를 통해 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 교합면 테이블은 가장 깊은 부위인 중심구를 기준으로 협측 영역과 설측 영역으로 구분되며, 가상 교합 시스템(1)은 교합면 테이블 내에 포함되지 않는 영역을 따로 설정하여 사용자에게 디스플레이할 수 있다.
후술할 교합점의 삭제에 있어 가상 교합 시스템(1)은 교합면 테이블의 영역 내에 있는 교합점을 자동 또는 수동으로 삭제하도록 설정될 수 있다.
도 31은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 사용자에게 교합 강도를 디스플레이하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 31을 참조하면, 가상 교합 시스템(1)은 가상의 상악 치아(59)와 하악 치아(60) 사이의 거리를 기초로 교합 강도를 연산할 수 있다. 가상 교합 시스템(1)은 교합 영역(61)에서 연산된 교합 강도를 사용자에게 출력할 수 있다. 도 31은 가상 교합 시스템(1)이 교합 강도를 빨간색에서 회색으로 갈수록 가상 상악 치아(59)와 하악 치아(60) 사이의 거리가 멀어지도록 시각화하여 교합 영역(61)을 표시한 것이다.
제어부(130)는 특정 영역이 가상 상악 치아(59)와 하악 치아(60) 사이의 교합 강도가 소정의 범위를 초과하는 경우에 교합점 조정이 필요한 영역으로 판단할 수 있다. 교합점 조정이 필요한 영역은 이후 설명되는 것과 같이 자동 또는 수동으로 삭제하거나, 해당 치아의 치축의 회전 등을 통해 교합 조정이 수행될 수 있다.
도 31에서 중심 교합 상태에서의 교합 강도가 예시적으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 가상 교합 시스템(1)은 좌측방, 우측방 및 전방으로 하악이 움직인 동적 교합 상태에서의 교합 강도 또한 시각화할 수 있다.
도 32 내지 도 34는 가상 교합을 시뮬레이션할 때 조기 접촉이 발생하는 부분을 감지하여 자동 또는 수동으로 삭제함으로써 교합점을 조정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 32를 참조하면, 상악 치아(59)와 하악 치아(60)가 중심 교합 상태에서의 치아 배열 및 교합 영역의 교합 강도가 도시된다. 상악 및 하악 치아가 중심 교합 상태에 있으므로 컨트롤 포인트(P)는 상악 플레이트(43) 상에 표시된 운동로(54) 상의 기본 위치에 머물러 있게 된다.
도 33을 참조하면, 하악의 전방 운동에 있어 운동로(54)를 구획한 복수의 컨트롤 포인트(P1, P2, P3, P4, P5)에 대하여 하악의 움직임에 관한 시뮬레이션 결과가 도시된다. 복수의 컨트롤 포인트(P1, P2, P3, P4, P5)는 각각 0.5mm씩의 간격을 갖도록 구획되었다.
도 33의 (a) 내지 (e)는 운동로(54) 상에서 각각 구획된 다섯 개의 컨트롤 포인트(P1, P2, P3, P4, P5)에 대응하는 동적 교합의 상태가 도시된 것이다. 도 33의 (a) 내지 (e)에 도시된 것과 같이 상악 치아(59)와 하악 치아(60) 사이의 거리를 기초로 연산된 교합 강도(61a, 61b, 61c, 61d 및 61e)가 상악 및 하악 치아(59, 60) 상에 각각 표시될 수 있다. 이와는 달리 상악 치아(59)와 하악 치아(60) 사이의 거리를 기초로 연산된 교합 강도(61a, 61b, 61c, 61d, 61e) 모두가 상악 및 하악 치아(59, 60) 상에 모두 표시될 수도 있다.
사용자는 미리 정해진 간격으로 구획된 운동로(54) 상의 컨트롤 포인트(P1, P2, P3, P4, P5)들 중 하나를 선택함으로써 하악의 운동로를 제한할 수 있다. 또는 가상 교합 시스템(10)은 상악 치아(59)와 하악 치아(60) 사이의 거리를 기초로 연산된 교합 강도(61a, 61b, 61c, 61d 및 61e)에 기초하여 운동로 제한을 자동으로 설정할 수 있다.
출력부(140)는 예를 들어 구획된 운동로(54)를 점선으로 디스플레이하되, 컨트롤 포인트(P1, P2, P3, P4, P5) 중 하나가 선택될 때 시작점으로부터 선택된 컨트롤 포인트까지의 경로를 실선으로 디스플레이하거나 구획된 운동로(54)와 다른 색으로 디스플레이할 수 있다.
도 34를 참조하면, 도 34의 (a)는 상악 치아(59)와 하악 치아(60) 사이의 조기 접촉을 해소하기 위해 삭제되는 영역(62)이 도시되고, 도 34의 (b)는 조기 접촉 부위를 자동 또는 수동으로 삭제하여 교합 조정이 이루어진 후의 상악 치아(59)와 하악 치아(60)의 교합 강도가 도시된다.
가상 교합 시스템(1)은 도 33을 이용하여 연산된 교합 강도(도 32의 61a 내지 61e)에 기초하여 상악 치아(59) 중 삭제될 영역(62)을 제안하고, 사용자가 이를 선택하거나 자동으로 해당 영역(62)이 삭제되면 새로운 상악 치아(63) 및 하악 치아(60)에 기초하여 교합 강도를 새롭게 연산하고 이를 출력할 수 있다. 또한 가상 교합 시스템(1)은 도 33을 이용하여 연산된 교합 강도(도 33의 61a 내지 61e)에 기초하여 상악 치아(59) 중 삭제될 영역(62)을 자동으로 삭제하고 새로운 상악 치아(63) 및 하악 치아(60) 사이의 새로운 교합 강도를 연산하여 이를 출력할 수 있다.
도 35 내지 도 36은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 가상 교합 시스템이 중심 교합 상태에서 사용자의 수동 조정으로 인해 조기 접촉이 발생하는 경우 교합점을 설정하고 삭제 영역을 결정하는 과정이 도시된다.
도 35를 참조하면, 도 35의 (a)은 중심 교합이 완성된 상태이고, 도 35의 (b)는 사용자의 수동 조정으로 인해 우측 하악 치아의 협측 교두가 대합하는 상악 치아에 조기 접촉(64)하는 경우를 도시한다. 가상 교합 시스템(1)은 하악 트레이의 가이드 핀(47)이 상악의 플레이트(43)으로부터 떨어진 것을 인식할 수 있다. 가상 교합 시스템(1)은 조기 접촉이 발생하는 영역(65)의 교합 강도를 연산하고, 출력부(140)를 통해 등고선 또는 색상의 형태로 사용자에게 출력할 수 있다. 또한 가상 교합 시스템(1)은 조기 접촉이 발생하는 영역(65)을 도 35의 (b)와 같이 도시하는 것과 함께 조기 접촉이 발생한 치아를 특정하여 표시하거나 그 치아 목록을 함께 표시할 수도 있다.
도 36을 참조하면, 도 36의 (a)에서 가상 교합 시스템(1)은 비작업측의 한계 운동(상악 설측 교두와 하악 협측 교두가 만나는 지점)까지 좌측방으로 하악을 이동하도록 시뮬레이션하고 작업측(66)의 교두간 접촉이 있는 경우 조기 접촉한 하악의 협측 교두(67)와 맞닿는 상악의 중심구(68)의 교합점을 하악의 가이드 핀이 상악의 플레이트에 닿을 때까지 자동 또는 수동으로 삭제할 수 있다.
가상 교합 시스템(1)은 하악의 협측 교두(67)를 접촉되는 하악의 치아에서 가장 높은 부위를 인식하고 그 부위를 중심으로 영역을 설정하고, 상악의 중심구(68)는 접촉되는 상악의 치아에서 가장 깊은 부분을 인식하고 그 부위를 중심으로 영역을 설정한다. 즉 가상 교합 시스템(1)은 삭제 영역의 결정에 있어 도 30과 같이 치아의 중심구(가장 깊은 부위)와 교두(가장 튀어나온 부위)를 기준으로 하여 영역을 설정하고 조기 접촉 부위를 자동 또는 수동으로 삭제할 수 있다.
삭제가 완료되면 도 36의 (b)와 같이 중심 교합 상태에서의 등고선 및 색으로 사용자에게 교합 강도가 디스플레이될 수 있다.
도 37 내지 도 38은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 가상 교합 시스템이 동적 교합 상태에서 사용자의 수동 조정으로 인해 조기 접촉이 발생하는 경우 교합점을 설정하고 삭제 영역을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 37을 참조하면, 도 37의 (a)은 중심 교합이 완성된 상태이고, 도 36의 (b)는 우측방 운동을 통한 동적 교합을 시행하는 경우 작업측(우측)의 조기 접촉으로 인해 비작업측(좌측)의 접촉이 일어나지 않는 경우를 도시한다. 작업측에서의 접촉 영역(69)과 비작업측에서의 비접촉 영역(70)이 각각 도시된다.
가상 교합 시스템(1)은 조기 접촉이 발생하는 영역(69)의 교합 강도를 연산하고, 출력부(140)를 통해 등고선 또는 색상의 형태로 사용자에게 출력할 수 있다.
도 38을 참조하면, 도 38의 (a)에서 가상 교합 시스템(1)은 상악과 하악이 중심 교합된 상태로 다시 시뮬레이션하고, 조기 접촉한 상악의 중심구로부터 상악 협측 교두 사이의 내사면(71)과, 조기 접촉한 하악의 중심구로부터 하악 설측 교두 사이의 내사면(72)의 교합점을 비작업측이 서로 닿을 때까지 1/2씩 자동으로 삭제할 수 있다. 이 때 중심 교합 시 교합점은 삭제 영역에서 제외될 수 있으며, 구체적으로 중심 교합 시 교합점과 동적 교합 시 교합점이 구분되도록 서로 다른 색으로 표시될 수 있다.
삭제가 완료된 후 도 38의 (b)에서 가상 교합 시스템(1)은 우측방 운동을 통한 동적 교합을 시뮬레이션하였을 때 작업측과 비작업측 모두 접촉이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
결론적으로, 도 32 내지 38의 실시예에서 설명한 중심 교합 또는 동적 교합에서 발생한 조기 접촉을 해결하기 위한 삭제 영역의 결정에 있어 가상 교합 시스템(1)은 치아의 중심구와 교두를 기준으로 하여 삭제될 조기 접촉 부위를 결정하고, 결정된 영역의 삭제 결과를 사용자에게 출력할 수 있다.
다만, 가상 교합 시스템(1)은 조기 접촉을 해소하기 위하여 상술한 삭제 대신에 가상 치아의 치축을 회전시킴으로써 양측성 균형 교합을 설정할 수도 있다. 이를 다음의 도 39를 이용하여 설명한다.
도 39는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 가상 치아의 치축 회전을 통해 양측성 균형 교합을 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 39를 참조하면, 도 39의 (a)는 우측방 운동으로 시뮬레이션했을 때 최종 한계 운동에서 좌측 치아(74)가 비접촉이 발생한 경우를 도시한다. 이 경우 가상 교합 시스템(1)은 사용자에게 매니플레이터(75)를 제공하고, 사용자 인터페이스(120)를 통해 사용자의 입력을 제공받아 도 39의 (b)와 같이 좌측 치아(74)의 교두가 서로 접촉하도록 치축(76)을 회전시킬 수 있다.
제어부(130)는 회전된 치축으로 인해 변경된 교합 강도 또는 조기 접촉 여부를 다시 연산하고, 출력부(140)를 통해 사용자에게 디스플레이할 수 있다.
이와 같이 가상 교합 시스템(1)은 사용자 맞춤형 트레이를 제작하고, 트레이를 이용하여 생성된 동적 및 정적 교합 데이터를 이용하여 가상의 치아의 교합점을 자동 또는 수동으로 조정할 수 있다. 즉, 미리 저장된 라이브러리로 등록된 반조절성 교합기에 대해 임의의 데이터를 입력하여 교합점을 조정하는 것이 아닌, 환자의 구강 조직의 형태에 맞도록 정적 교합과 동적 교합 데이터를 생성한다. 생성된 정적 교합과 동적 교합 데이터를 이용하여 치아간의 조기 접촉이 발생하는 경우를 판단하고 이를 해소할 수 있도록 가상 치아의 자동 또는 수동 삭제 또는 치축의 회전을 제공함으로써 무치악 환자의 의치 형성의 정확성을 향상시킬 수 있으며, 형성된 의치의 안정성도 향상시킬 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 장치에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드디스크, ROM, RAM, CD-ROM, 하드 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 가상 교합 시스템
110: 데이터 획득부
120: 사용자 인터페이스 130: 제어부
140: 출력부 150: 저장부
120: 사용자 인터페이스 130: 제어부
140: 출력부 150: 저장부
Claims (20)
- 환자로부터 획득된 CT 데이터와 1차 인상 데이터를 정합하고, 정합된 1차 인상 데이터를 이용하여 트레이를 형성하는 단계;
상기 트레이를 이용하여 정적 교합 데이터 및 동적 교합 데이터를 생성하는 단계;
상기 정적 교합 데이터를 이용하여 가상의 상악 치아와 하악 치아의 배열 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동으로 조정 단계를 포함하는,
가상 교합 시스템의 동작 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 트레이를 이용하여 상기 정적 교합 데이터를 생성하는 단계는,
상악과 하악의 2차 인상 데이터를 획득하는 단계, 및
상기 상악과 하악의 2차 인상 데이터 및 중심 교합 데이터를 정합하여 정적 교합 데이터를 생성하는 단계를 포함하는,
가상 교합 시스템의 동작 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 트레이를 이용하여 상기 동적 교합 데이터를 생성하는 단계는, 상기 트레이의 구강 내 전방, 우측방, 좌측방 중 적어도 어느 하나의 움직임으로부터 동적 교합 데이터를 생성하는 것을 포함하는,
가상 교합 시스템의 동작 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 동적 교합 데이터를 생성하는 단계 이후에 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아의 접촉에 따라 하악의 운동로를 제한하는 것을 더 포함하는,
가상 교합 시스템의 동작 방법. - 제 4항에 있어서,
상기 운동로를 제한하는 것은 우측방 또는 좌측방 운동은 상악의 설측 교두와 하악의 협측 교두 접촉 또는 상악의 협측 교두와 하악의 협측 교두 접촉에 기초하고, 전방 운동의 경우 가상의 치아 배열로부터 상악 전치부의 절단면과 하악 전치부의 절단면 사이의 접촉에 기초하는,
가상 교합 시스템의 동작 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 단계는,
상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합 강도를 표시하는 단계, 및
상기 교합 강도가 소정 범위를 초과하는 영역을 교합점 조정이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함하는,
가상 교합 시스템의 동작 방법. - 제 6항에 있어서,
상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동 조정하는 단계는,
상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 조기 접촉이 생기는 경우 치아의 중심구와 교두를 기준으로 하여 조기 접촉 부위를 삭제하는 것을 포함하는,
가상 교합 시스템의 동작 방법. - 제 6항에 있어서,
상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 조정하는 단계는,
상기 교합점 조정이 필요한 영역이 포함된 치아에 대해 치축을 회전시켜 상기 교합 강도를 조정하는 것을 포함하는,
가상 교합 시스템의 동작 방법. - 제 6항에 있어서,
상기 정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 조정하는 단계는,
상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 중 조기 접촉이 발생한 치아를 특정하여 디스플레이하거나, 조기 접촉이 발생한 치아의 목록을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는,
가상 교합 시스템의 동작 방법. - 환자로부터 CT 데이터 및 1차 인상 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
상기 획득된 CT 데이터 및 1차 인상 데이터를 정합하고, 정합된 1차 인상 데이터를 이용하여 트레이를 형성하는 제어부;
상기 제어부에 의해 처리된 치과 영상을 디스플레이하는 출력부; 및
상기 치과 영상에 대해 사용자로부터 조작 신호를 입력받는 사용자 인터페이스를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 데이터 획득부가 상기 트레이를 이용하여 획득한 상악과 하악의 2차 인상 데이터와 상기 트레이의 구강 내 움직임을 제공받고,
상기 상악과 하악의 2차 인상 데이터를 정합하여 정적 교합 데이터를 생성하고, 상기 트레이의 구강 내 움직임으로부터 동적 교합 데이터를 생성하고,
정적 교합 데이터와 상기 동적 교합 데이터를 이용하여 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합점을 자동 또는 수동 조정하는,
가상 교합 시스템. - 제 10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 트레이의 구강 내 전방, 우측방, 좌측방 중 적어도 어느 하나의 움직임으로부터 동적 교합 데이터를 생성하는,
가상 교합 시스템. - 제 10항에 있어서,
상기 제어부는 사용자의 입력에 기초하여 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아의 접촉에 따른 하악의 운동로를 제한하는,
가상 교합 시스템. - 제 12항에 있어서,
상기 운동로의 제한은 우측방 또는 좌측방 운동은 상악의 설측 교두와 하악의 협측 교두 접촉 또는 상악의 협측 교두와 하악의 협측 교두 접촉에 기초하고, 전방 운동의 경우 가상의 치아 배열로부터 상악 전치부의 절단면과 하악 전치부의 절단면 사이의 접촉에 기초하는,
가상 교합 시스템. - 제 12항에 있어서,
상기 제어부는 출력부를 통해 상기 운동로를 소정 간격으로 구획된 컨트롤 포인트를 표시하고, 제한되는 운동로까지의 경로를 구분하여 표시하는,
가상 교합 시스템. - 제 10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 출력부를 통해 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 교합 강도를 표시하고,
상기 교합 강도가 소정 범위를 초과하는 영역을 교합점 조정이 필요한 것으로 판단하는,
가상 교합 시스템. - 제 15항에 있어서,
상기 제어부는 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 사이의 조기 접촉이 생기는 경우 치아의 중심구와 교두를 기준으로 하여 조기 접촉 부위를 자동 또는 수동 삭제하는 것을 제안하는,
가상 교합 시스템. - 제 15항에 있어서,
상기 사용자 인터페이스는 상기 교합점 조정이 필요한 영역이 포함된 치아의 치축 회전 명령을 제공받고,
상기 제어부는 회전된 치축에 기초하여 상기 교합 강도를 조정하는,
가상 교합 시스템. - 제 15항에 있어서,
상기 제어부는 상기 교합 강도가 소정 범위를 초과하는 영역을 수동 조정을 통해 삭제하거나, 자동으로 삭제하여 상기 출력부를 통해 표시하는,
가상 교합 시스템. - 제 15항에 있어서,
상기 제어부는 상기 출력부를 통해 상기 가상의 상악 치아와 하악 치아 중 조기 접촉이 발생한 치아를 특정하여 표시하거나, 조기 접촉이 발생한 치아의 목록을 표시하는,
가상 교합 시스템. - 컴퓨터를 이용하여 제 1항 내지 제 9항의 방법 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210022013A KR102487344B1 (ko) | 2021-02-18 | 2021-02-18 | 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하는 가상 교합 시스템 및 그 동작 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210022013A KR102487344B1 (ko) | 2021-02-18 | 2021-02-18 | 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하는 가상 교합 시스템 및 그 동작 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220118183A true KR20220118183A (ko) | 2022-08-25 |
| KR102487344B1 KR102487344B1 (ko) | 2023-01-11 |
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ID=83111432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210022013A KR102487344B1 (ko) | 2021-02-18 | 2021-02-18 | 정적 및 동적 교합 데이터를 이용하는 가상 교합 시스템 및 그 동작 방법 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR102487344B1 (ko) |
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2021
- 2021-02-18 KR KR1020210022013A patent/KR102487344B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
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| KR102487344B1 (ko) | 2023-01-11 |
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