KR20220118246A - 치열 교정 데이터 생성시스템 및 생성방법 - Google Patents

치열 교정 데이터 생성시스템 및 생성방법 Download PDF

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Abstract

치열 교정 데이터 생성시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 치열 교정 데이터 생성시스템은, 치열 교정을 위해 환자의 치아들에 대한 3차원 형상정보인 치아 데이터를 획득하는 치아 데이터 획득장치로부터 전달받은 치아 데이터에서 치아들의 3차원 형상정보인 치아 모델의 데이터를 추출하며 치아 모델이 교정되어야 할 위치로 재배열된 셋업 데이터를 생성하는 셋업 데이터 생성장치를 포함하며, 셋업 데이터 생성장치는, 와이어 모델을 기준으로 하여 치아 모델 각각을 재배열한다.

Description

치열 교정 데이터 생성시스템 및 생성방법{Orthodontic data generation system and method the same}
본 발명은, 치열 교정 데이터 생성시스템 및 생성방법에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 치아들의 3차원 형상정보인 치아 모델들이 교정되어야 할 위치로 재배열된 셋업 데이터를 빠르고 간편하게 도출할 수 있는 치열 교정 데이터 생성시스템 및 생성방법에 관한 것이다.
치아 교정이라 함은 치아에 적당한 힘을 가하여 치조골 내에서 원하는 위치로 치아를 움직여 주는 기능적/심미적 치료를 말한다.
치아가 고르게 나 있지 않는 경우를 부정 교합이라 하는데, 부정 교합인 경우 외관상 보기 좋지 않을 뿐만 아니라, 기능적으로도 음식을 잘 씹을 수가 없고, 발음에 악영향을 미칠 수가 있다. 게다가 부정 교합을 방치하게 되면 충치 또는 잇몸질환의 발생 가능성이 높아지게 되고, 신체의 다른 부분에도 장기간 영향을 미치게 되어 다른 질병을 유발하거나 더 악화시킬 수 있는 가능성이 있다.
따라서, 부정 교합이 있는 경우 치열 교정을 통해 치아를 올바른 위치 및 자세로 움직여 바른 치열 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 실제로 많은 사람들이 치열 교정을 통해 외모에 대한 자신감을 획득하고 있으며, 그 밖에도 치열 교정을 통해 치아와 무관하다고 오해하던 다른 병들을 치유하는 경우가 종종 있기도 하다.
이러한 치열 교정에는 치아를 점진적으로 이동시켜 치아의 위치를 고정시키기 위한 치열 교정기가 사용되고 있다.
종래의 일반적인 치열 교정기는 교정용 브라켓(bracket)과 탄성을 갖는 아치 와이어(Arch wire)를 포함한다.
브라켓은 교정 대상이 되는 치아의 치면(tooth face)에 견고하게 부착되며, 아치 와이어는 이러한 브라켓들에 연결된다. 이렇게 브라켓들에 연결된 아치 와이어의 장력을 조절하여 아치 와이어에 가해지는 힘의 방향 및 크기를 다양하게 조절하면, 부정 교합된 치아는 아치 와이어의 장력에 의해서 그 위치 및 자세를 변경하게 되고, 치아가 조금씩 이동하면서 치아 교정이 이루어진다.
이러한 치열 교정을 위해서는 환자의 구강구조에 대한 3차원 형상 데이터를 획득하고, 획득된 환자의 3차원 구강구조로부터 이상적인 치아 배열 상태를 시각화하는 과정이 수반되는데, 종래에 3차원 상에서 이상적인 치아배열을 정의하기 위해서는 정상의 범주에서 벗어난 치아 모델들의 치축(치관의 축)을 올바른 위치로 조정한다.
또한, 각 치아 모델들의 에프에이 포인트(FA point)의 좌표를 구하고, 구해진 각 치아 모델들의 에프에이 포인트(FA point)의 좌표에 브라켓을 배열하며, 각 치아들의 브라켓에 와이어가 연결되도록 와이어를 배치하여 셋업 데이터를 생성하였다.
그런데, 종래 기술에 따른 치열 교정 데이터 생성시스템은, 각 치아의 크기와 형태 이상으로 인하여 각 치아의 에프에이 포인트(FA point)를 잡기 어려우며, 에프에이 포인트(FA point) 상에 와이어를 배열해도 정상적 치열을 만들기 어려워 많은 미세조정이 필요로 하며, 그에 따라 조작에 많은 시간이 소요되고 정확성 또한 높지 않은 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2002-0012088호, (2002.09.14.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 조작이 간편하여 치열 교정에 필요한 셋업 데이터의 생성에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으며 정확성을 높일 수 있는 치열 교정 데이터 생성시스템 및 생성방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 치열 교정을 위해 환자의 치아들에 대한 3차원 형상정보인 치아 데이터를 획득하는 치아 데이터 획득장치로부터 전달받은 상기 치아 데이터에서 치아들의 3차원 형상정보인 치아 모델의 데이터를 추출하며, 상기 치아 모델이 교정되어야 할 위치로 재배열된 셋업 데이터를 생성하는 셋업 데이터 생성장치를 포함하며, 상기 셋업 데이터 생성장치는, 와이어 모델을 기준으로 하여 상기 치아 모델 각각을 재배열시키는 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성시스템이 제공될 수 있다.
상기 셋업 데이터 생성장치는 상기 와이어 모델에서 상기 치아 모델 각각의 교두정 또는 절단연까지의 거리인 기준 거리에 따라 상기 치아 모델 각각을 위치시키며, 상기 기준 거리는 미리 설정되어 상기 셋업 데이터 생성장치에 입력될 수 있다.
상기 기준 거리는 사용자에 의해 변경 가능할 수 있다.
상기 셋업 데이터 생성장치는, 사용자로부터 정보를 입력받는 입력부; 상기 셋업 데이터를 생성하며, 상기 입력부에 전기적으로 연결되어 상기 사용자로부터 입력된 정보에 따라 상기 셋업 데이터를 보정하는 연산부; 및 상기 연산부에 전기적으로 연결되며, 상기 셋업 데이터와 상기 기준 거리를 시각적으로 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
상기 연산부는, 상기 표시부의 표시영역을 상기 셋업 데이터가 표시되는 셋업 데이터 표시영역과, 상기 기준 거리가 표 형태로 표시하는 기준 거리 표시영역으로 구획할 수 있다.
상기 셋업 데이터 생성장치는, 상기 와이어 모델에 연결되고 상기 치아 모델 각각에 부착되는 브라켓 모델을 표시하며, 상기 셋업 데이터 생성장치는, 상기 브라켓 모델이 연결되는 고정 지그 모델의 데이터를 생성할 수 있다.
상기 셋업 데이터 생성장치로부터 상기 고정 지그 모델의 데이터를 전달받아 고정 지그를 제작하는 지그 제작장치를 더 포함하며, 상기 고정 지그는, 상기 치아의 상부면을 감싸는 치아 접촉부가 하부에 형성되는 캡; 상기 캡의 일측면에 절곡형성된 연결구; 및 상기 연결구의 끝단에 형성되고 치아에 고정되는 브라켓이 끼움 결합되는 삽입홈이 구비된 브라켓 고정부를 포함하며, 상기 브라켓 고정부에는 상기 브라켓을 외부에 노출시키는 노출공이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 치열 교정을 위해 환자의 치아들에 대한 3차원 형상정보인 치아 데이터를 전달받아 치아들의 3차원 형상정보인 치아 모델의 데이터를 추출하며 상기 치아 모델이 교정되어야 할 위치로 재배열된 셋업 데이터를 생성하는 셋업 데이터 생성단계를 포함하며, 상기 셋업 데이터 생성단계에서는, 와이어 모델을 기준으로 하여 상기 치아 모델 각각이 재배열되는 와이어 기준 배열단계를 포함할 수 있다.
상기 셋업 데이터 생성단계에서는, 상기 와이어 모델에서 상기 치아 모델 각각의 교두정 또는 절단연까지의 거리인 기준 거리에 따라 상기 치아 모델 각각이 위치되며, 상기 기준 거리는 미리 설정되어 입력될 수 있다.
상기 기준 거리는 사용자에 의해 변경 가능할 수 있다.
상기 사용자에게 제공되는 화면의 표시영역이 상기 셋업 데이터가 표시되는 셋업 데이터 표시영역과, 상기 기준 거리를 표 형태로 표시하는 기준 거리 표시영역으로 구획될 수 있다.
상기 셋업 데이터 생성단계는, 상기 와이어 모델에 연결되고 상기 치아 모델 각각에 부착되는 브라켓 모델이 표시되는 브라켓 표시단계; 및 상기 브라켓 모델에 연결되는 고정 지그 모델의 데이터를 생성하는 지그 데이터 생성단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 와이어 모델을 기준으로 하여 치아 모델들 각각을 재배열시키는 셋업 데이터 생성장치를 구비함으로써, 종래와 같이 각 치아의 에프에이 포인트(FA point)를 구할 필요가 없어 치아 모델들을 교정 위치로 재배열하는 시간을 줄일 수 있으며 그 정확도를 높일 수 있다.
또한. 현대 교정학 이론의 근거인 직선형 와이어 기구 기술(Straight Wire Appliance Techninic)의 원리를 정확하게 구현할 수 있으며, 따라서 와이어 벤딩(Wire Bending) 작업이 필요하지 않게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치열 교정 데이터 생성시스템이 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 치아 데이터 획득장치에 의해 획득된 치아 데이터의 치아모델과 셋업 데이터 생성장치에 의해 재배열된 치아 모델이 도시된 도면이다.
도 3은 도 1의 표시부에 셋업 데이터 표시영역과 치아 모델 표시영역이 도시된 상태가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 치아 모델 표시영역을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 표시부에 셋업 데이터 표시영역과 기준 거리 표시영역이 도시된 상태가 도시된 도면이다.
도 6은 도 5의 기준 거리 표시영역을 도시한 도면이다.
도 7은 와이어 모델을 기준으로 하여 치아 모델들이 재배열된 상태가 도시된 도면이다.
도 8은 도 5의 치아 모델에 브라켓 모델이 부착된 상태가 도시된 도면이다.
도 9는 고정 지그가 도시된 도면이다
도 10은 도 9의 고정 지그가 치아에 연결된 상태가 도시된 도면이다.
도 11은 도 1의 치열 교정 데이터 생성시스템의 치열 교정 데이터 생성방법이 도시된 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치열 교정 데이터 생성시스템이 도시된 도면이고, 도 2는 도 1의 치아 데이터 획득장치에 의해 획득된 치아 데이터의 치아모델과 셋업 데이터 생성장치에 의해 재배열된 치아 모델이 도시된 도면이며, 도 3은 도 1의 표시부에 셋업 데이터 표시영역과 치아 모델 표시영역이 도시된 상태가 도시된 도면이고, 도 4는 도 3의 치아 모델 표시영역을 도시한 도면이며, 도 5는 도 1의 표시부에 셋업 데이터 표시영역과 기준 거리 표시영역이 도시된 상태가 도시된 도면이고, 도 6은 도 5의 기준 거리 표시영역을 도시한 도면이며, 도 7은 와이어 모델을 기준으로 하여 치아 모델들이 재배열된 상태가 도시된 도면이고, 도 8은 도 5의 치아 모델에 브라켓 모델이 부착된 상태가 도시된 도면이며, 도 9는 고정 지그가 도시된 도면이고, 도 10은 도 9의 고정 지그가 치아에 연결된 상태가 도시된 도면이며, 도 11은 도 1의 치열 교정 데이터 생성시스템의 치열 교정 데이터 생성방법이 도시된 도면이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 치열 교정 데이터 생성시스템은, 치열 교정을 위해 환자의 치아들에 대한 3차원 형상정보인 치아 데이터를 획득하는 치아 데이터 획득장치(110)로부터 치아 데이터를 전달받는 셋업 데이터 생성장치(120)를 포함한다.
치아 데이터 획득장치(110)는 치열 교정을 위해 환자의 치아들에 대한 3차원 형상정보인 치아 데이터를 획득한다.
본 실시예의 치아 데이터 획득장치(110)는 환자의 치아 석고 본(미도시)를 3차원 스캔하여 치아 데이터를 획득할 수 있다. 본 실시예의 치아 석고 본(미도시)은, 환자의 치아 및 잇몸에 대한 형태로 형성되는데, 인상재가 마련된 트레이가 피시술자의 구강 내로 삽입된 후 피시술자의 치아가 인상재를 눌러 인상된 치아와 주변 잇몸의 형상으로 제작된다.
다른 방법으로, 본 실시예의 치아 데이터 획득장치(110)는 환자의 구강 내를 직접 3차원 스캐닝하여 치아 데이터를 획득할 수도 있다.
본 실시예의 치아 데이터 획득장치(110)는 환자의 치아 석고 본(미도시) 또는 환자의 구강 내를 스캐닝할 수 있는 3차원 스캐너이며, 치아 데이터는 셋업 데이터 생성장치(120)에서 용이하게 인식할 수 있도록 입체물의 표면이 다각형화된 폴리곤(Polygon)으로 표현되는 데이터이다.
셋업 데이터 생성장치(120)는, 치아 데이터를 전달받아 치아 데이터에서 치아들의 3차원 형상정보인 치아 모델의 데이터를 추출하며, 이를 시각적으로 표시한다. 또한, 본 실시예의 셋업 데이터 생성장치(120)는 치아 모델들이 교정되어야 할 위치로 재배열된 셋업 데이터를 생성한다.
본 실시예에서 셋업 데이터 생성장치(120)는 컴퓨터와 모바일 단말기 등과 같은 정보처리장치로 이루어진다. 이러한 셋업 데이터 생성장치(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자로부터 정보를 입력받는 입력부(130)와, 셋업 데이터를 생성하며 입력부(130)에 전기적으로 연결되어 사용자로부터 입력된 정보에 따라 셋업 데이터를 보정하는 연산부(140)와, 연산부(140)에 전기적으로 연결되며 셋업 데이터를 시각적으로 표시하는 표시부(150)를 포함한다. 여기서 연산부(140)는 퍼스널 컴퓨터(PC) 본체가 해당될 수 있고, 입력부(130)는 키보드, 마우스 및 터치스크린 등이 해당될 수 있으며, 표시부(150)는 모니터가 해당될 수 있다
연산부(140)는 치아 데이터 획득장치(110)가 획득한 치아 데이터를 입력받는다. 연산부(140)는 치아 데이터에서 치아 모델의 데이터를 추출한다.
이러한 연산부(140)는 도 2 내지 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 치아 모델이 내부에 배치되는 복수의 바운딩 박스(BX)를 생성하여 표시부(150)에 표시한다. 본 실시예에서 바운딩 박스(BX)는 치아 모델마다 개별적으로 생성되므로 바운딩 박스(BX)는 치아 모델의 개수만큼 생성된다.
바운딩 박스(BX)는 육면체 형상으로 형성된다. 본 실시예에서 바운딩 박스(BX)는 교합 평면(occlusal plane)을 기준으로 설정된 3차원 좌표축을 표현한다. 바운딩 박스(BX)를 형성하는 3차원 좌표축은 교합 평면(occlusal plane)에 수직하는 제1축(X)과, 교합 평면(occlusal plane)을 형성하며 상호 수직하는 제2축(Y) 및 제3축(Z)으로 이루어진다.
도 2(a)에는 환자의 치아 모델들에 바운딩 박스(BX)가 생성한 상태가 도시되며, 도 2(b)는 도 2(a)의 각 치아 모델들이 셋업 데이터 생성장치(120)에 의해 교정되어야 할 위치로 재배열된 상태가 도시된 것이다.
본 실시예에서 바운딩 박스(BX)는 치아 모델 외형의 제1축(X)과 제2축(Y) 및 제3축(Z) 방향에서의 최외곽 좌표를 제1축(X)과 제2축(Y)이 이루는 평면과 제2축(Y)과 제3축(Z)이 이루는 평면 및 제3축(Z)과 제1축(X)이 이루는 평면으로 자른 육면체 형상으로 형성된다.
연산부(140)는 치아 모델이 내부에 배치된 바운딩 박스(BX)를 사용자로부터 입력받은 와이어 모델(WM)을 기준으로 재배열하여 1차적인 셋업 데이터를 생성한다. 이때, 각 치아 모델들의 치축(치관의 축)이 비정상적인 방향으로 어긋난 상태에서 올바른 위치(치열 교정의 관점에서 올바른 치축 방향)로 조정된다.
사용자(치과 의사)는 1차적인 셋업 데이터에서 연산부(140)에 의해 조정된 치축(치관의 축)에 미세수정될 필요가 있을 경우 바운딩 박스(BX)를 제1축(X) 방향과 제2축(Y) 방향 및 제3축(Z) 방향 각각으로 독립적으로 회전시켜 개개의 치아 모델의 치축을 변경할 수 있다.
본 실시예에서 바운딩 박스(BX)는 제1축(X) 방향과 제2축(Y) 방향 및 제3축(Z) 방향 각각을 회전 축심으로 하여 회전가능하다. 바운딩 박스(BX)의 회전은 사용자의 조작에 의해 이루어질 수 있다. 바운딩 박스(BX)를 회전시키는 사용자의 조작은 입력부(130)를 통해 연산부(140)로 전달되며, 연산부(140)는 사용자로부터 입력된 정보에 따라 바운딩 박스(BX)를 회전시켜 1차적인 셋업 데이터를 보정하며 보정된 셋업 데이터와 바운딩 박스(BX)를 표시부(150)에 표시한다.
이를 위해 연산부(140)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 표시부(150)의 표시영역을 셋업 데이터가 표시되는 셋업 데이터 표시영역(151)과, 셋업 데이터의 치아 모델 중 선택된 하나의 치아 모델과 바운딩 박스(BX)가 표시되는 치아 모델 표시영역(152)으로 구획한다.
도 3에 도시된 바와 같이 표시부(150)의 셋업 데이터 표시영역(151)에는 치아 모델들의 셋업 데이터가 표시된다. 치아 모델들 중 사용자에 의해 선택된 치아 모델에는 바운딩 박스(BX)가 표시된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 치아 모델 표시영역(152)에는 표시부(150)의 셋업 데이터 표시영역(151)에서 선택된 하나의 치아 모델의 전면과 밑면 및 측면에서 바라본 형상과 그 방향에서의 바운딩 박스(BX)가 표시된다.
이러한 치아 모델 표시영역(152)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2축(Y) 방향과 제3축(Z) 방향이 형성하는 평면 이미지가 도시된 제1 영역(152a)과, 제1축(X) 방향과 제3축(Z) 방향이 형성하는 평면 이미지가 도시된 제2 영역(152b)과, 제1축(X) 방향과 제2축(Y) 방향이 형성하는 평면 이미지가 도시된 제3 영역(152c)과, 사용자의 조작을 입력받는 치축조정용 조작영역(152d)을 포함한다.
제1 영역(152a), 제2 영역(152b) 및 제3 영역(152c) 각각은 셋업 데이터 표시영역(151)에서 선택된 하나의 치아 모델의 전면과 밑면 및 측면을 표시한다.
치축조정용 조작영역(152d)에는 치아 모델을 제1축(X) 방향과 제2축(Y) 방향 및 제3축(Z) 방향 각각을 회전 축심으로 회전시키는 치축조정용 조작버튼(BT)이 마련된다. 치축조정용 조작버튼(BT)은 제1축(X) 방향과 제2축(Y) 방향 및 제3축(Z) 방향의 각 축방향당 일방향과 반대방향인 타방향으로 회전시키는 2개의 버튼으로 구비되어 총 6개가 마련된다. 사용자는 마우스 클릭을 통해 치축조정용 조작버튼(BT)을 눌러 치아 모델을 제1축(X) 방향과 제2축(Y) 방향 및 제3축(Z) 방향 각각을 회전 축심으로 회전시킬 수 있다. 치아 모델의 회전을 따라 바운딩 박스(BX)도 회전된다.
또한, 사용자는 제1 영역(152a)과 제2 영역(152b) 및 제3 영역(152c) 각각에 마우스 포인트를 두고 클릭 앤 드래그를 통해 치아 모델을 원하는 각도만큼 회전시킬 수도 있다.
치아 모델 표시영역(152)에서 사용자에 의해 회전된 치아 모델의 회전 각도는 셋업 데이터 표시영역(151)에 그대로 반영된다.
치축조정용 조작영역(152d)을 통해 사용자는 셋업 데이터 표시영역(151)에 표시된 여러 치아 모델 중 조작이 필요한 치아 모델을 선택할 수 있으며 치아 모델의 변경한 치축 각도가 마음에 들지 않을 경우 사용자에 의해 변경되기 전의 원위치로 복귀시킬 수도 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 치열 교정 데이터 생성시스템은 치아 모델들 각각이 내부에 배치되는 복수의 바운딩 박스(BX)를 생성함으로써, 치아 모델들 각각을 시각적으로 부각시킬 수 있으며, 그에 따라 사용자가 각 치아 모델들의 치축(치관의 축)을 비정상인 방향에서 올바른 위치로 조정하기 위해 각 치아 모델들을 간편하게 회전시킬 수 있어 조작시간을 단축시킬 수 있으며 정확도를 높일 수 있다.
한편, 셋업 데이터 생성장치(120)는 치축이 조정된 치아 모델들을 와이어 모델(WM)을 기준으로 하여 재배열하여 2차적인 셋업 데이터를 생성한다. 여기서 와이어 모델(WM)은 환자에 치열 교정에 사용될 와이어가 모델링된 것이며, 이러한 와이어 모델(WM)은 사용자에 의해 미리 선택된다.
셋업 데이터 생성장치(120)는 와이어 모델(WM)을 기준으로 하여 치아 모델들 각각의 교두정(tip of cusp) 또는 절단연(incisal margin)까지의 거리인 기준 거리에 따라 치아 모델들 각각을 위치시킨다.
여기서, 기준 거리는 와이어 모델(WM)에서 치아 모델들 각각의 교두정(tip of cusp) 또는 절단연(incisal margin)까지의 거리이며, 이러한 기준 거리는 치아번호(치과에서 통상적으로 치아에 붙이는 번호)에 따라 각각 다르다. 또한, 기준 거리는 제1축(X) 방향에서의 거리이다.
교두정은 씹어 먹거나 찢어 먹는 치아(송곳니, 큰 어금니, 작은 어금니 또는 견치,소구치, 대구치)에서 절구 공이 역할을 하는 교두에서 가장 돌출된 부위를 말하며, 절단연은 끊어 먹는 치아(앞니 또는 중절치, 측절치)에서 끊는 면을 말한다.
본 실시예에서 기준 거리는 미리 설정되어 셋업 데이터 생성장치(120)의 연산부(140)에 미리 입력된다. 기준 거리는, 표시부(150)에 시각적으로 표시되며, 사용자에 의해 변경 가능하다.
연산부(140)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 표시부(150)의 표시영역을 구분하여 표시한다. 표시부(150)는 셋업 데이터와 와이어 모델(WM)이 표시되는 셋업 데이터 표시영역(151)과, 기준 거리가 표 형태로 표시하는 기준 거리 표시영역(153)으로 구획된다.
기준 거리 표시영역(153)에는 기준 거리가 표 형태로 표시된다. 도 6에 도시된 바와 같이 기준 거리 표시영역(153)에는 치아 별로 기준 거리가 숫자로 표시된다.
사용자는 입력부(130)를 통해 각 치아의 기준 거리를 개별적으로 변경할 수 있으며, 변경된 기준 거리에 따라 셋업 데이터 표시영역(151)에 표시된 치아 모델의 위치가 변경되고 셋업 데이터가 수정된다.
즉, 셋업 데이터 생성장치(120)는 각 치아 모델의 교두정(tip of cusp) 또는 절단연(incisal margin)이 와이어 모델(WM)에 대해 기준 거리만큼 상측 및 하측에 위치되도록 각 치아 모델을 배열한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 치열 교정 데이터 생성시스템은, 와이어 모델(WM)을 기준으로 하여 치아 모델들 각각을 재배열시키는 셋업 데이터 생성장치(120)를 구비함으로써, 종래와 같이 각 치아의 에프에이 포인트(FA point)를 구할 필요가 없어 치아 모델들을 교정 위치로 재배열하는 시간을 줄일 수 있으며 그 정확도를 높일 수 있는 이점이 있다.
한편, 셋업 데이터 생성장치(120)의 연산부(140)에서는, 와이어 모델(WM)에 연결되고 치아 모델들 각각에 부착되는 브라켓 모델(BRM)을 표시부(150)에 표시한다. 이러한 브라켓 모델(BRM)은 환자의 실제 치아에 부착될 브라켓(BR)의 형상이 모델링된 것으로 브라켓 모델(BRM)의 데이터는 연산부(140)의 데이터베이스에 미리 저장된다.
브라켓(BR)이 치아에 부착될 위치는 와이어가 지나가는 위치이며, 브라켓(BR)이 부착될 위치 좌표 중 세로 방향의 위치는 상술한 기준 거리에 해당되는 좌표이다. 치아 모델들 각각의 교두정(tip of cusp) 또는 절단연(incisal margin)에서 기준 거리에 표시된 수치만큼 위쪽(윗니의 경우) 또는 아래쪽(아랫니의 경우)으로 떨어진 위치이다.
또한, 셋업 데이터 생성장치(120)의 연산부(140)는 브라켓 모델(BRM)이 연결되는 고정 지그(G)의 모델을 생성한다. 고정 지그(G)의 모델은 환자의 치아에 연결되는 실제 고정 지그(G)가 모델링된 것으로, 이러한 고정 지그(G)는 브라켓(BR)을 치아에 부착시키는 과정에서 브라켓(BR)의 위치를 가이드한다.
환자의 치아 모델에 형상에 따라 고정 지그(G)의 형상이 달라질 수 있다. 따라서, 셋업 데이터 생성장치(120)는 환자의 치아에 최적화되어 브라켓(BR)의 위치를 용이하게 안내할 수 있는 고정 지그(G)의 형상 데이터를 산출하여 고정 지그 모델을 생성하고, 생성된 고정 지그 모델의 형상을 데이터화한다.
셋업 데이터 생성장치(120)에서 생성된 고정 지그(G) 모델의 데이터는 별도의 지그 제작장치(미도시)로 전달된다.
지그 제작장치는 3D 프린팅을 기술을 통해 고정 지그(G)를 제작한다. 상술한 바와 같이, 고정 지그(G) 모델의 데이터에는 고정 지그(G)의 형상에 대한 정보이며, 각 치아에 대한 브라켓(BR)의 위치에 따라 고정 지그(G) 모델의 데이터가 달라진다.
이러한 고정 지그(G)는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 치아의 상부면을 감싸는 치아 접촉부가 하부에 형성되는 캡(G1)과, 캡(G1)의 일측면에 절곡형성된 연결구(G2)와, 연결구(G2)의 끝단에 형성되고 치아에 고정되는 브라켓(BR)이 끼움 결합되는 삽입홈(G5)이 구비된 브라켓 고정부(G3)를 포함한다.
캡(G1)의 하부에는 치아의 상부면을 감싸는 치아 접촉부가 형성된다. 이러한 치아 접촉부의 하부는 치아의 상부면에 상응하는 형상으로 형성된다.
연결구(G2)는 캡(G1)의 일측면에 절곡형성된다. 연결구(G2)는 고정 지그(G)의 치아에 대한 결합 또는 분리의 원활함을 위하여 캡(G1)의 크기보다 작게 형성된다. 또한, 연결구(G2)는 치아 및 잇몸과 접촉되는 것을 방지할 수 있도록 직각 형상으로 절곡될 수 있다.
브라켓 고정부(G3)는 연결구(G2)의 끝단에 형성되고 치아에 고정되는 브라켓(BR)이 끼움 결합되는 삽입홈(G5)이 형성된다.
또한, 본 실시예의 브라켓 고정부(G3)에는 브라켓(BR)을 외부에 노출시키는 노출공(G4)이 형성된다. 이러한 노출공(G4)을 브라켓(BR)을 외부에 노출시킴으로써, 브라켓(BR)을 치아에 부착시키기 위해 치아에 고정 지그(G)를 연결시킨 후 치아에서 고정 지그(G)를 이탈시키는 과정에서 사용자(치과 의사)가 브라켓(BR)을 별도의 가압부재로 누르면서 고정 지그(G)를 치아에서 탈거할 수 있어 고정 지그(G)가 치아에서 이탈되는 과정에서 고정 지그(G)에 브라켓(BR)이 딸려나오는 것을 방지할 수 있다.
이하에서 본 실시예에 따른 치열 교정 데이터 생성방법을 도 1 내지 도 11을 참고하여 설명한다.
본 실시예에 따른 치열 교정 데이터 생성방법은, 치열 교정을 위해 환자의 치아들에 대한 3차원 형상정보인 치아 데이터를 획득하는 치아 데이터 획득단계(S110)와, 치아 데이터를 전달받아 치아 데이터에서 치아들의 3차원 형상정보인 치아 모델의 데이터를 추출하며 치아 모델들이 교정되어야 할 위치로 재배열된 셋업 데이터를 생성하는 셋업 데이터 생성단계(S120)와, 브라켓(BR)을 치아에 부착하는 과정에서 브라켓(BR)의 위치를 가이드하는 고장 지그를 제작하는 고정 지그 제작단계(S130)를 포함한다.
치아 데이터 획득단계(S110)에서는 치열 교정을 위해 환자의 치아들에 대한 3차원 형상정보인 치아 데이터가 획득된다.
이러한 치아 데이터 획득단계(S110)에서는 환자의 치아 석고 본(미도시) 또는 환자의 구강 내부가 치아 데이터 획득장치(110)에 의해 3차원 스캐닝되어 치아 데이터가 생성된다.
셋업 데이터 생성단계(S120)에서는 치아 데이터를 전달받아 셋업 데이터를 생성한다. 이러한 셋업 데이터에서는, 치아 데이터에서 치아 모델의 데이터를 추출하며, 추출된 치아 모델들을 교정되어야 할 위치로 재배열 시킨다.
본 실시예에 따른 셋업 데이터 생성단계(S120)는, 와이어 모델(WM)이 선택되는 와이어 선택단계와, 치아 모델들 각각이 내부에 배치되는 복수의 바운딩 박스(BX)가 생성되는 박스 생성단계(S121)와, 치아 모델들 각각의 치축이 와이어 모델(WM)을 기준으로 비정상적인 방향에서 올바른 위치로 조정되는 치축 설정단계(S122)와, 와이어 모델(WM)을 기준으로 하여 치아 모델들 각각이 재배열되는 와이어 기준 배열단계(S123)와, 와이어 모델(WM)에 연결되고 치아 모델들 각각에 부착되는 브라켓 모델(BRM)이 표시되는 브라켓 표시단계와, 브라켓 모델(BRM)에 연결되는 고정 지그(G) 모델의 데이터를 생성하는 지그 데이터 생성단계(S124)를 포함한다.
와이어 선택단계에서는 사용자에 의해 치열 교정에 사용될 와이어 모델(WM)이 선정된다. 이러한 사용자의 선정은 입력부(130)를 통해 연산부(140)에 전달된다.
박스 생성단계(S121)에서는 치아 모델들 각각이 내부에 배치되는 복수의 바운딩 박스(BX)가 생성된다.
치축 설정단계(S122)에서는 치아 모델들 각각의 치축이 와이어 모델(WM)을 기준으로 비정상적으로 어긋난 방향에서 올바른 위치(치열 교정의 관점에서 올바른 치축 방향)로 조정된다.
치축 설정단계(S122)는 연산부(140)에 의해 자동으로 이루어지며, 이러한 자동적인 치축 설정 후 사용자(치과 의사)가 치축의 미세수정이 필요하다고 판단한 경우 치축조정용 조작영역(152d)에서 입력부(130)를 통해 개별 치아 모델의 치축의 방향을 조절한다.
이후, 와이어 기준 배열단계(S123)에서는 와이어 모델(WM)을 기준으로 하여 치아 모델들 각각이 재배열된다. 와이어 기준 배열단계(S123)에서 와이어 모델(WM)을 기준으로 하여 치아 모델들 각각을 기준 거리에 따라 위치시킨다.
기준 거리는 표 형태로 표시부(150)에 표시되며, 사용자는 입력부(130)를 통해 각 치아의 기준 거리를 변경할 수 있으며, 변경된 기준 거리에 따라 셋업 데이터 표시영역(151)에 표시된 치아 모델의 위치가 변경되고 셋업 데이터가 수정된다.
브라켓 표시단계에서는 치아 모델들 각각에 부착되는 브라켓 모델(BRM)이 표시부(150)에 표시된다. 브라켓 모델(BRM)의 데이터는 연산부(140)의 데이터 베이스에 미리 저장된다. 여러 종류의 브라켓 모델(BRM)에서 사용할 브라켓 모델(BRM)의 선택은 와이어 기준 배열단계(S123) 후에 수행될 수 있으며, 와이어 선택단계 전에 또는 와이어 선택단계 후에 선택될 수도 있다.
브라켓 표시단계에서 선택된 브라켓 모델(BRM) 외에 다른 브라켓 모델(BRM)을 선택하고 싶은 경우 입력부(130)를 통해 다른 종류의 브라켓 모델(BRM)을 선택할 수도 있다.
지그 데이터 생성단계(S124)에서는 브라켓 모델(BRM)에 연결되는 고정 지그(G) 모델의 데이터가 생성된다. 지그 데이터 생성단계(S124)에서는 상술한 셋업 데이터 및 브라켓 모델(BRM)의 데이터에 따라 치아 모델의 형상 및 브라켓 모델(BRM)의 종류에 따라 다양한 형상의 고정 지그(G) 모델의 데이터가 생성된다.
고정 지그 제작단계(S130)에서는 지그 제작장치(미도시)가 지그 모델의 데이터를 전달받아 고정 지그(G)를 제작한다. 고정 지그(G)는 브라켓(BR)을 치아에 부착하는 과정에서 치아에 연결되어 브라켓(BR)의 위치를 가이드하는 역할을 한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 치열 교정 데이터 생성방법은, 치아 모델들 각각이 내부에 배치되는 복수의 바운딩 박스(BX)를 생성함으로써, 치열 교정에 필요한 셋업 데이터의 생성에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으며 정확성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 치열 교정 데이터 생성방법은, 와이어 모델(WM)을 기준으로 하여 치아 모델들 각각을 재배열시킴으로써, 종래와 같이 각 치아의 에프에이 포인트(FA point)를 구할 필요가 없어 치아 모델들이 교정되어야 할 위치로 재배열하는 시간을 줄일 수 있으며 그 정확도를 높일 수 있는 이점이 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110: 치아 데이터 획득장치 120: 셋업 데이터 생성장치
130: 입력부 140: 연산부
150: 표시부 151: 셋업 데이터 표시영역
152: 치아 모델 표시영역 152a: 제1 영역
152b: 제2 영역 152c: 제3 영역
153: 기준 거리 표시영역 BX: 바운딩 박스
WM: 와이어 모델 BRM: 브라켓 모델
G: 고정 지그 G1: 캡
G2: 연결구 G3: 브라켓 고정부
G4: 노출공

Claims (12)

  1. 치열 교정을 위해 환자의 치아들에 대한 3차원 형상정보인 치아 데이터를 획득하는 치아 데이터 획득장치로부터 전달받은 상기 치아 데이터에서 치아들의 3차원 형상정보인 치아 모델의 데이터를 추출하며, 상기 치아 모델이 교정되어야 할 위치로 재배열된 셋업 데이터를 생성하는 셋업 데이터 생성장치를 포함하며,
    상기 셋업 데이터 생성장치는,
    와이어 모델을 기준으로 하여 상기 치아 모델 각각을 재배열시키는 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셋업 데이터 생성장치는 상기 와이어 모델에서 상기 치아 모델 각각의 교두정 또는 절단연까지의 거리인 기준 거리에 따라 상기 치아 모델 각각을 위치시키며,
    상기 기준 거리는 미리 설정되어 상기 셋업 데이터 생성장치에 입력된 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기준 거리는 사용자에 의해 변경 가능한 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 셋업 데이터 생성장치는,
    사용자로부터 정보를 입력받는 입력부;
    상기 셋업 데이터를 생성하며, 상기 입력부에 전기적으로 연결되어 상기 사용자로부터 입력된 정보에 따라 상기 셋업 데이터를 보정하는 연산부; 및
    상기 연산부에 전기적으로 연결되며, 상기 셋업 데이터와 상기 기준 거리를 시각적으로 표시하는 표시부를 포함하는 치열 교정 데이터 생성시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 표시부의 표시영역을 상기 셋업 데이터가 표시되는 셋업 데이터 표시영역과, 상기 기준 거리가 표 형태로 표시하는 기준 거리 표시영역으로 구획하는 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 셋업 데이터 생성장치는,
    상기 와이어 모델에 연결되고 상기 치아 모델 각각에 부착되는 브라켓 모델을 표시하며,
    상기 셋업 데이터 생성장치는,
    상기 브라켓 모델이 연결되는 고정 지그 모델의 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 셋업 데이터 생성장치로부터 상기 고정 지그 모델의 데이터를 전달받아 고정 지그를 제작하는 지그 제작장치를 더 포함하며,
    상기 고정 지그는,
    상기 치아의 상부면을 감싸는 치아 접촉부가 하부에 형성되는 캡;
    상기 캡의 일측면에 절곡형성된 연결구; 및
    상기 연결구의 끝단에 형성되고 치아에 고정되는 브라켓이 끼움 결합되는 삽입홈이 구비된 브라켓 고정부를 포함하며,
    상기 브라켓 고정부에는 상기 브라켓을 외부에 노출시키는 노출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성시스템.
  8. 치열 교정을 위해 환자의 치아들에 대한 3차원 형상정보인 치아 데이터를 획득하는 치아 데이터 획득장치로부터 전달받은 상기 치아 데이터에서 치아들의 3차원 형상정보인 치아 모델의 데이터를 추출하며, 상기 치아 모델이 교정되어야 할 위치로 재배열된 셋업 데이터를 생성하는 셋업 데이터 생성단계를 포함하며,
    상기 셋업 데이터 생성단계에서는,
    와이어 모델을 기준으로 하여 상기 치아 모델 각각이 재배열되는 와이어 기준 배열단계를 포함하는 치열 교정 데이터 생성방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 셋업 데이터 생성단계에서는,
    상기 와이어 모델에서 상기 치아 모델 각각의 교두정 또는 절단연까지의 거리인 기준 거리에 따라 상기 치아 모델 각각이 위치되며,
    상기 기준 거리는 미리 설정되어 입력된 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기준 거리는 사용자에 의해 변경 가능한 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 사용자에게 제공되는 화면의 표시영역이 상기 셋업 데이터가 표시되는 셋업 데이터 표시영역과, 상기 기준 거리를 표 형태로 표시하는 기준 거리 표시영역으로 구획되는 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 셋업 데이터 생성단계는,
    상기 와이어 모델에 연결되고 상기 치아 모델 각각에 부착되는 브라켓 모델이 표시되는 브라켓 표시단계; 및
    상기 브라켓 모델에 연결되는 고정 지그 모델의 데이터를 생성하는 지그 데이터 생성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치열 교정 데이터 생성방법.
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