KR20230048121A - 보철물 배치, 수술 가이드 배치 및 턱교정 수술 재유착을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

보철물 배치, 수술 가이드 배치 및 턱교정 수술 재유착을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20230048121A
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아론 모제스
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네오시스, 인크.
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Abstract

로봇 시스템과 방법은 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 기준 마커 및 관절 암 부재의 윈위 단부에서 엔드 이펙터를 포함한다. 상기 엔드 이펙터는 보철 장치, 수술 가이드, 또는 턱교정 요소를 이들 사이에 소정의 공간적인 관련성으로 포함하는 치과 요소를 수용한다. 컨트롤러 장치는 상기 치과 요소를 상기 상악안면 해부학적 구조와 정렬되는 관계로 위치시키기 위한 가상의 수술 계획에 따라 엔드 이펙터 이동 동안에 상기 기준 마커에 대한 엔드 이펙터 배치를 결정하도록 상기 기준 마커, 상기 관절 암 부재 및 상기 엔드 이펙터와 직접 통신하며, 상기 상악안면 해부학적 구조에 대한 고정을 위해 상기 치과 요소를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내한다.

Description

보철물 배치, 수술 가이드 배치 및 턱교정 수술 재유착을 위한 시스템 및 방법
본 발명은 치과 로봇 시스템들에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 보철물 배치, 수술 가이드 배치 및 턱교정 수술 재유착을 위한 치과 로봇을 실행시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일부 치과 로봇 시스템들은 치과 임플란트를 수용하기 위해 환자의 절골을 천공하기 위한 드릴의 촉각 안내를 수행한다. 이러한 치과 로봇 시스템들은 또한 다른 부착물(예를 들어, 트릴 비트를 대신하여)을 구비하는 동일한 드릴을 이용하여 임플란트 앵커를 위치시키기 위한 촉각 안내를 수행할 수 있다. 그러나 환자의 치열을 회복시키는 다음의 단계는 상기 임플란트 앵커(들)와 결속시키는 것이 된다. 비록 상기 치과 로봇 시스템이 절골 내에 상기 홀(들)을 정확하게 천공하고, 이후에 상기 임플란트 앵커(들)를 위치시키는 것에 도움이 될 수 있지만, 상기 보철물(들)을 상기 임플란트 앵커(들)와의 결속으로 위치시키는 데 오류에 대한 위험이 여전히 존재한다.
보다 상세하게는, 상기 보철물은 대체로 상기 임플란트 앵커(들)에 대한 상기 보철물의 고정을 가능하게 하고, 조립을 완성하기 위하여 상기 환자에 이식된 임플란트 앵커(들)를 조절하고 수용하는 홀(들)을 포함한다. 일부 예들에서, 상기 보철물 내의 홀(들)은 흔히 상기 임플란트 앵커(들)의 위치(들)가 벗어나는 것을 처리하기 위해 충분히 크게(예를 들어, 과도한 크기로) 만들어진다. 그러나 상기 보철물 내의 이러한 과도한 크기의 홀들은 상기 보철물이 상기 임플란트 앵커(들) 주위에서나 이를 따라 이동하거나 전환되는 결과를 가져올 수 있다. 이러한 관점에서, 종종 적절한 평형 교합을 재생하기 위해 상부 및 하부 치열 사이에 상대적인 배열을 가지는 것이 중요해 진다. 이와 같이, 상기 보철물/의치가 계획되는 바와 같이 상기 임플란트 앵커(들)에 고정되는 점을 확보하는 것이 중요하다. 유사한 요구들이, 예를 들면, 수술 가이드가 상기 환자에게 부착되거나, 절제된 상악골 또는 상악골의 일부가 환자의 두개골에 다시 부착되어야 하는 턱교정 수술의 예들에서도 존재한다.
이에 따라, 종래 기술의 절차들과 비교하여 상기 보철물, 수술 가이드, 또는 상악골(maxilla)이 보다 정확하게 위치될 수 있고, 환자의 지지 구조(예를 들어, 상기 임플란트 앵커(들) 또는 두개골 구조)에 부착될 수 있는 보철물 배치, 수술 가이드 배치 및/또는 턱교정 수술 재유착을 수행하기 위한 시스템과 방법에 대한 요구가 존재한다. 이와 같은 시스템과 방법은 바람직하게는 신속하게 실시되고 치과 종사자들에게 인간 공학적으로 친화적이어야 하며, 바람직하게는 전술한 절차들에 관하여 이들의 기술을 진전시키도록 상기 치과 종사자들에게 편리하고 효과적인 훈련 기구를 제공해야 한다.
전술한 요구들 및 다른 요구들은 특정한 일 측면에서 치과 로봇 시스템을 제공하는 본 발명의 측면들에 의해 충족된다. 이와 같은 시스템은 상악안면 해부학적 구조(maxillofacial anatomy)와 결속되도록 적용되는 기준 마커(fiducial marker) 및 그 원위 단부와 결속되는 엔드 이펙터(end effector)를 가지는 관절 암 부재(articulating arm member)를 포함한다. 상기 엔드 이펙터는 상기 엔드 이펙터와 소정의 공간적인 관련성으로 보철 장치(prosthetic device), 수술 가이드, 또는 턱교정 요소(orthognathic element)를 수용하도록 배열된다. 컨트롤러 장치는 프로세서 및 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하는 메모리를 가지며, 여기서 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 상악안면 해부학적 구조에 대해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위한 가상의 수술 계획에 따라 상기 엔드 이펙터의 이동 동안에 상기 기준 마커와 관한 상기 엔드 이펙터의 배치를 결정하기 위하여 상기 기준 마커, 상기 관절 암 부재 및 상기 엔드 이펙터와 통신하는 단계를 수행하도록 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 또한, 상기 관절 암 부재는 상기 상악안면 해부학적 구조에 대한 고정을 위해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 안내될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 치과 로봇 시스템 실행하는 치과 수술을 수행하는 방법을 제공한다. 이와 같은 방법은 기준 마커를 상악안면 해부학적 구조와 결속하는 단계 및 관절 암 부재의 원위 단부와 결속되는 엔드 이펙터와 소정의 공간적인 관련성으로 보철 장치, 수술 가이드, 또는 턱교정 요소를 수용하는 단계를 포함한다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컨트롤러 장치의 프로세서에 의해 상기 상악안면 해부학적 구조에 관해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위한 가상의 수술 계획에 따른 상기 엔드 이펙터의 이동 동안에 상기 기준 마커에 관한 상기 엔드 이펙터의 배치를 결정하도록 상기 기준 마커, 상기 관절 암 부재 및 상기 엔드 이펙터와 통신하는 단계를 수행하도록 실행된다. 또한, 상기 관절 암 부재는 상기 상악안면 해부학적 구조에 대한 고정을 위해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 안내된다.
본 발명은 이에 따라 제한되지 않고 다음의 예시적인 실시예들을 포함한다.
예시적 실시예 1: 치과 로봇 시스템은, 상악안면 해부학적 구조와 결속되도록 적용되는 기준 마커를 포함하고; 그 원위 단부와 결속되는 엔드 이펙터를 가지는 관절 암 부재를 포함하며, 상기 엔드 이펙터는 보철 장치, 수술 가이드, 또는 턱교정 요소를 상기 엔드 이펙터와 소정의 공간적인 관련성으로 수용하도록 구성되고; 프로세서 및 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하는 메모리를 가지는 컨트롤러 장치를 포함하며, 상기 컨트롤러 장치는, 상기 상악안면 해부학적 구조에 관해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위한 가상의 수술 계획에 따른 상기 엔드 이펙터의 이동 동안에 상기 기준 마커에 관한 상기 엔드 이펙터의 배치를 결정하도록 상기 기준 마커, 상기 관절 암 부재 및 상기 엔드 이펙터와 통신하는 단계; 그리고 상기 상악안면 해부학적 구조에 대한 고정을 위해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 수행한다.
예시적 실시예 2: 임의의 앞서의 예시적인 실시예 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 컨트롤러 장치의 프로세서에 의한 상기 컴퓨터 프로그램 제품의 실행은 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소가 상기 상악안면 해부학적 구조에 대해 상기 정렬되는 관계로 위치됨에 따라 상기 컨트롤러 장치가 상기 엔드 이펙터의 이동이 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 촉각 피드백을 제공하도록 상기 엔드 이펙터를 안내하는 단계를 수행하게 한다.
예시적 실시예 3: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 상악안면 해부학적 구조와 물리적으로 안정하게 상호작용하며, 상기 기준 마커와 동작 가능하게 결속되는 스플린트 장치(splint device)를 포함한다.
예시적 실시예 4: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 컨트롤러 장치 또는 상기 엔드 이펙터는 상기 엔드 이펙터의 이동이 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 청각 피드백 또는 시각 피드백을 제공하도록 배열된다.
예시적 실시예 5: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소는 상기 엔드 이펙터에 의해 이들 사이의 공간적인 관련성으로 직접 수용되도록 배열된다.
예시적 실시예 6: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 엔드 이펙터에 의해 이들 사이의 소정의 공간적 관련성으로 수용되는 인터페이스를 포함하며, 상기 인터페이스는 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 이들 사이의 공간적인 관련성으로 수용하도록 배열된다.
예시적 실시예 7: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 인터페이스는 상기 보철 장치를 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용하도록 배열되는 바이트(bite) 형태 기구이다.
예시적 실시예 8: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 컨트롤러 장치가 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 보철 장치가 고정되는 상기 상악안면 해부학적 구조 내에 이식되는 하나 또는 그 이상의 임플란트 앵커(implant anchor)들과 정렬되는 관계로 상기 보철 장치를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함한다.
예시적 실시예 9: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 컨트롤러 장치가 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 상악안면 해부학적 구조와 정렬되는 관계로 상기 수술 가이드를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함하고, 상기 수술 가이드는 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들을 한정하거나, 이와 결속되는 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트(insert)들을 가지며, 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들은 상기 수술 가이드를 상기 상악안면 해부학적 구조에 고정시키기 위하여 고정 홀들이 상기 가이드 홀들을 통해 상기 상악안면 해부학적 구조 내에 천공되도록 또는 파스너들이 상기 가이드 홀들을 통해 상기 고정 홀들과 결속되기 위해 수용되도록 각기 가이드 홀을 한정한다.
예시적 실시예 10: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 보철 장치는 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들을 한정하거나, 이와 결속되는 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들을 가지며, 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들은 각기 상기 보철 장치가 상기 수술 가이드가 되도록 각기 가이드 홀을 한정한다.
예시적 실시예 11: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 턱교정 요소는 상기 상악안면 해부학적 구조의 나머지로부터 분리되는 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부이며, 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 상악안면 해부학적 구조의 나머지와 정렬되는 관계로 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부를 위치시키기 위하여, 고정 홀들이 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부 또는 나머지 내로 천공되기 위하여, 또는 파스너들이 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부 및 나머지 사이에 브라켓(bracket)을 고정하도록 상기 고정 홀들과 결속되기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함한다.
예시적 실시예 12: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 추적 암의 원위 단부와 결속되는 검출기를 포함하고, 상기 추적 암 및 상기 검출기는 상기 컨트롤러 장치와 통신하며, 상기 검출기는 상기 기준 마커를 검출하고 상기 기준 마커와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치와 협력하도록 상기 기준 마커와 공간적으로 이격되는 관련성으로 배열된다.
예시적 실시예 13: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 검출기는 전기 검출기, 전기 기계 검출기, 전자기 검출기, 광학 검출기, 적외선 검출기, 또는 이들의 결합들이다.
예시적 실시예 14: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 기준 마커와 물리적으로 결속되는 원위 단부를 가지는 추적 암을 포함하고, 상기 추적 암은 상기 컨트롤러 장치와 통신하며 상기 기준 마커와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치와 협력하도록 배열된다.
예시적 실시예 15: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 기준 마커는 전기 통신 시스템, 기계 통신 시스템, 전기 기계 통신 시스템, 전자기 통신 시스템, 광학 통신 시스템, 적외선 통신 시스템, 또는 이들의 결합들을 통해 상기 컨트롤러 장치와 통신하도록 배열된다.
예시적 실시예 16: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 기준 마커는 무선 통신 시스템 또는 유선 통신 시스템을 통해 상기 컨트롤러 장치와 통신하도록 배열된다.
예시적 실시예 17: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 시스템에서, 상기 컨트롤러 장치는 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 이들 사이에 정렬되는 관계로 수용하는 상기 상악안면 해부학적 구조를 위한 상기 가상의 수술 계획을 형성하기 위하여 상기 상악안면 해부학적 구조의 영상의 그래픽 조작을 가능하게 하도록 구성된다.
예시적 실시예 18: 치과 로봇 시스템을 실행하는 치과 수술을 수행하는 방법에 있어서, 상기 방법은 기준 마커를 상악안면 해부학적 구조와 결속하는 단계; 관절 암 부재의 원위 단부와 결속되는 엔드 이펙터와 소정의 공간적인 관련성으로 보철 장치, 수술 가이드, 또는 턱교정 요소를 수용하는 단계; 그리고 컨트롤러 장치의 프로세서로 컴퓨터 프로그램 제품을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 컨트롤러 장치는, 상기 상악안면 해부학적 구조에 관해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위한 가상의 수술 계획에 따른 상기 엔드 이펙터의 이동 동안에 상기 기준 마커에 관한 상기 엔드 이펙터의 배치를 결정하도록 상기 기준 마커, 상기 관절 암 부재 및 상기 엔드 이펙터와 통신하는 단계; 및 상기 상악안면 해부학적 구조에 대한 고정을 위해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 수행한다.
예시적 실시예 19: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 컨트롤러 장치의 프로세서로 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하는 단계는 상기 컨트롤러 장치가 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소가 상기 상악안면 해부학적 구조와 정렬되는 관계로 위치되면서 상기 엔드 이펙터의 이동이 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 촉각 피드백을 제공하도록 상기 엔드 이펙터를 안내하는 단계를 수행하게 한다.
예시적 실시예 20: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 기준 마커를 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속하는 단계는 스플린트 장치를 상기 상악안면 해부학적 구조와 물리적으로 안정적으로 상호 작용시키는 단계를 포함하며, 상기 스플린트 장치는 상기 기준 마커와 동작 가능하게 결속된다.
예시적 실시예 21: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 엔드 이펙터의 이동이 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 청각 피드백 또는 시각 피드백을 제공하도록 상기 컨트롤러 장치 또는 상기 엔드 이펙터를 배열하는 단계를 포함한다.
예시적 실시예 22: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소가 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용되도록 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 상기 엔드 이펙터로 직접적으로 수용시키는 단계를 포함한다.
예시적 실시예 23: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 인터페이스를 상기 엔드 이펙터로 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용하는 단계를 포함하며, 상기 인터페이스는 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용하도록 배열된다.
예시적 실시예 24: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 인터페이스는 바이트 형태 기구이며, 상기 방법은 상기 보철 장치를 상기 바이트 형태 기구로 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용하는 단계를 포함한다.
예시적 실시예 25: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 보철 장치가 고정되는 상기 상악안면 해부학적 구조 내에 이식되는 하나 또는 그 이상의 임플란트 앵커들과 정렬되는 관계로 상기 보철 장치를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함한다.
예시적 실시예 26: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 상악안면 해부학적 구조와 정렬되는 관계로 상기 수술 가이드를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함하고, 상기 수술 가이드는 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들을 한정하거나, 이와 결속되는 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들을 가지며, 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들은 상기 수술 가이드를 상기 상악안면 해부학적 구조에 고정시키기 위하여 고정 홀들이 상기 가이드 홀들을 통해 상기 상악안면 해부학적 구조 내에 천공되도록 또는 파스너들이 상기 가이드 홀들을 통해 상기 고정 홀들과 결속되기 위해 수용되도록 각기 가이드 홀을 한정한다.
예시적 실시예 27: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들을 상기 보철 장치 내에 형성하거나, 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들을 상기 보철 장치와 결속시키는 단계를 포함하며, 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들은 각기 상기 보철 장치가 상기 수술 가이드가 되도록 각기 가이드 홀을 한정한다.
예시적 실시예 28: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 턱교정 요소는 상기 상악안면 해부학적 구조의 나머지로부터 분리되는 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부이며, 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 상악안면 해부학적 구조의 나머지와 정렬되는 관계로 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부를 위치시키기 위하여, 고정 홀들이 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부 또는 나머지 내로 천공되기 위하여, 또는 파스너들이 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부 및 나머지 사이에 브라켓을 고정하도록 상기 고정 홀들과 결속되기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내한다.
예시적 실시예 29: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 기준 마커와 통신하는 단계는 추적 암의 원위 단부와 결속되는 검출기를 통해 상기 기준 마커와 통신하는 단계를 포함하고, 상기 추적 암 및 상기 검출기는 상기 컨트롤러 장치와 통신하며, 상기 검출기는 상기 기준 마커를 검출하기 위해 상기 기준 마커와 공간적으로 이격되는 관련성으로 배열되고 상기 기준 마커와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치와 협력하도록 배열된다.
예시적 실시예 30: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 기준 마커와 통신하는 단계는 상기 추적 암의 원위 단부와 결속되는 전기 검출기, 전기 기계 검출기, 전자기 검출기, 광학 검출기, 적외선 검출기, 또는 이들의 결합들을 통해 상기 기준 마커와 통신하는 단계를 포함한다.
예시적 실시예 31: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 기준 마커와 통신하는 단계는 추적 암의 원위 단부를 통해 상기 기준 마커와 통신하는 단계를 포함하고, 상기 원위 단부는 상기 기준 마커와 물리적으로 결속되며, 상기 추적 암은 상기 컨트롤러 장치와 통신하고, 상기 기준 마커와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치와 협력하도록 배열된다.
예시적 실시예 32: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 전기 통신 시스템, 기계 통신 시스템, 전기 기계 통신 시스템, 전자기 통신 시스템, 광학 통신 시스템, 적외선, 또는 이들의 결합들을 통해 상기 기준 마커 및 상기 컨트롤러 장치 사이에서 통신하는 단계를 포함한다.
예시적 실시예 33: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 상기 기준 마커 및 상기 컨트롤러 장치 사이에서 통신하는 단계를 포함한다.
예시적 실시예 34: 임의의 앞서의 예시적인 실시예들 또는 이들의 결합들의 방법에서, 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 이들 사이에 정렬되는 관계로 수용하는 상기 상악안면 해부학적 구조를 위한 상기 가상의 수술 계획을 형성하기 위하여 상기 컨트롤러 장치로 상기 상악안면 해부학적 구조의 영상을 그래픽 조작하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상술한 특징들, 측면들과 이점들 및 다른 특징들, 측면들 및 이점들은 다음에 간략하게 설명되는 첨부된 도면들과 함께 후술하는 상세한 설명에 대한 이해로부터 명백해질 것이다. 본 발명은 이러한 특징들이나 요소들이 여기에 기재되는 특정 실시예들에서 명백하게 결합되거나 그렇지 않으면 언급되는지에 관계없이 본문에서 설시되는 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 특징들이나 요소들의 임의의 결합을 포함한다. 본 발명은 본 발명의 임의의 분리될 수 있는 특징들이나 요소들이 그 측면들과 실시예들 중의 임의의 것들에서 본문의 내용에서 명백하게 다르게 기재되지 않는 한 의도된, 즉 결합 가능한 것으로 이해되어야 하도록 전체적으로 파악되도록 의도된다.
여기서의 요약이 본 발명의 기본적인 이해를 제공하기 위해 일부 예시적인 측면들을 간략하게 하는 목적으로만 제공되는 점이 이해될 것이다. 이와 같이, 상술한 예시적인 측면들이 단지 예들이며, 어떤 방식으로도 본 발명의 사상과 범주를 축소시키는 것으로 해석되지 않아야 하는 점이 이해될 것이다. 본 발명의 범주가 여기에 요약되는 경우들 이외에도 일부가 다음에 설명되는 많은 잠재적인 측면들을 포괄하는 점이 이해될 것이다. 또한, 다른 측면들 및 여기에 개시되는 이러한 측면들의 이점들은 예들을 통하여 설명되는 측면들의 원리들을 예시하는 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 발명은 반드시 일정한 비율로 도시되지는 않은 첨부된 도면들을 참조하여 일반적인 표현들로 설명될 것이며, 첨부된 도면들에서,
도 1-도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 치과 로봇 시스템을 개략적으로 예시하고,
도 4는 본 발명의 다른 측면에 따른 치과 로봇 시스템을 개략적으로 예시하며,
도 5는 보철 장치의 배치에 적용되는 본 발명의 일 측면에 따른 치과 로봇 시스템을 개략적으로 예시하고,
도 6a 및 도 6b는 보철 장치의 배치에 적용되는 본 발명의 다른 측면에 따른 치과 로봇 시스템을 개략적으로 예시하며,
도 7a 및 도 7b는 수술 가이드의 배치에 적용되는 본 발명의 일 측면에 따른 치과 로봇 시스템을 개략적으로 예시하고,
도 8a 및 도 8b는 턱교정 요소의 배치에 적용되는 본 발명의 일 측면에 따른 치과 로봇 시스템을 개략적으로 예시한다.
이하에서 본 발명의 모든 측면들은 아니지만 일부 측면들이 도시되는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 실제로, 본 발명은 많은 다른 형태들로 구현될 수 있으며, 여기에 설시되는 측면들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이들 측면들은 본 발명이 해당되는 법률적 요구 사항들을 충족시키도록 제공된다. 동일한 참조 부호들은 전체적으로 동일한 요소들을 나타낸다.
도 1-도 4는 대체로 숫자 100으로 나타내는 치과 로봇 시스템의 다양한 측면들을 예시한다. 이와 같은 시스템(100)은 상악안면 해부학적 구조(maxillofacial anatomy)(300)와 결속되게 적용되는 기준 마커(fiducial marker)(250)를 포함한다. 일부 측면들에서, 상기 시스템(100)은 상기 관절 암 부재(400)의 원위 단부(450)와 결속되는 엔드 이펙터(end effector)(500)를 가지는 관절 암 부재(articulating arm member)(400)를 더 포함한다. 상기 엔드 이펙터(500)는 상기 엔드 이펙터(500)와 소정의 공간적 관련성으로 보철 장치(prosthetic device)(600), 수술 가이드(surgical guide)(700), 또는 턱교정 요소(orthognathic element)(800)를 수용하도록 배치된다(예를 들어, 상기 엔드 이펙터(500) 및 상기 엔드 이펙터(500)에 의해 수용되는 상기 보철 장치(600), 수술 가이드(700) 또는 턱교정 요소(800) 중에서 임의의 것 사이의 공간적 관계가 알려진다). 컨트롤러 장치(450)는 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하는 프로세서 및 메모리를 가진다. 상기 컨트롤러 장치(450)는 상기 기준 마커(250)와 통신하도록 배열된다.
본 발명의 측면들이 상기 상악안면 해부학적 구조 및 이의 턱교정 요소(들)의 관점들에서 설명되지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 상악안면 해부학적 구조 및 상기 턱교정 요소(들)가, 일부 측면들에서, 비인간 모델들이나 다른 비인간 표시물들 또는 이러한 해부학적 구조의 재생에 관한 것이며, 이들을 지칭하는 점이 이해될 것이며, 여기에 개시되는 시스템들과 방법들은 여기에 설명되는 절차들에 관해 치과 전문가들에게 그들의 기술을 개발하기 위해 편리하고 효과적인 훈련 기구 또는 훈련 설비를 제공하도록 실시된다. 또한, 여기에 개시되고 특허 청구 범위에 기재되는 방법들은 특히 여기에 설명되고 특허 청구 범위에 기재되는 시스템들의 제어 및 동작에 관련되지만, 여기서 이러한 방법들이 특히 사람에 대한 수술의 방법에 관한 것은 아니다.
일부 측면들에서, 상기 프로세서에 의한 상기 컴퓨터 프로그램 제품/소프트웨어의 실행에 따라, 상기 컨트롤러 장치(450)는 특히 상기 상악안면 해부학적 구조(300)에 관한/대한 정렬로 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)를 위치시키기 위한 가상의 수술 계획(virtual procedure plan)에 따른 상기 엔드 이펙터(500)의 이동 동안에 상기 기준 마커(250)에 관한 상기 엔드 이펙터(500)의 배치(또는 공간적인 관련성)를 결정하기 위해 상기 기준 마커(250), 상기 관절 암 부재(400) 및 상기 엔드 이펙터(500)와 통신하도록 구성/배열된다. 이러한 측면들에서, 상기 컨트롤러 장치(450)는 상기 상악안면 해부학적 구조(300)가 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)와 이들 사이의 정렬된 관계로 수용하도록 배열되는 지에 대한 상기 상악안면 해부학적 구조(300)를 위한 상기 가상의 수술 계획을 형성하기 위해 상기 상악안면 해부학적 구조(300)의 영상의 그래픽 조작이 가능하도록 배열된다.
상기 기준 마커(250)에 관한 상기 엔드 이펙터(500)의 배치/공간적 관계의 결정에 따라, 상기 프로세서에 의한 컴퓨터 프로그램 제품/소프트웨어의 실행은 상기 상악안면 해부학적 구조(300)의 고정을 위해 정렬된 관계로 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 컨트롤러 장치(450)가 상기 엔드 이펙터(500)의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재(400)를 안내하게 한다.
일부 측면들에서, 상기 컨트롤러 장치(450)의 프로세서에 의한 컴퓨터 프로그램 제품의 실행은 상기 컨트롤러 장치(450)가 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)가 상기 상악안면 해부학적 구조(300)에 대해/이와 정렬된 관계로 위치되면서 상기 엔드 이펙터(500)가 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 촉각 피드백을 제공하기 위해 상기 엔드 이펙터(500)를 안내하는 단계를 수행하게 한다. 선택적으로 또는 추가적으로, 촉각 피드백을 제공하는 상기 엔드 이펙터(500), 상기 컨트롤러 장치(450) 또는 상기 엔드 이펙터(500)는 상기 엔드 이펙터(500)가 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 청각 피드백(예를 들어, 음향을 발생시키는 장치를 통해) 또는 시각 피드백(예를 들어, 디스플레이를 통해)을 제공하도록 배열될 수도 있다.
상기 기준 마커(250)는, 일부 측면들에서, 상기 상악안면 해부학적 구조(300)(예를 들어, 스플린트 장치(splint device)가 상기 상악안면 해부학적 구조(300)와 물리적으로 확실하게 상호작용함에 따라)와 결속되도록 적용된다. 다른 측면들에서, 상기 스플린트 장치 및 상기 상악안면 해부학적 구조(300) 사이의 결속이 상기 기준 마커(250)를 형성하거나, 상기 기준 마커(250)는 알려진 공간적인 관련성으로 상기 스플린트 장치와 동작 가능하게 결속된다. 상기 컨트롤러 장치(450)는 또한 다른 방식들로 상기 기준 마커(250)와 통신하도록 배열된다. 예를 들면, 도 4의 예에서 도시한 바와 같은 일 측면에서, 검출기(detector)(1000)가 추적 암(tracking arm)(1100)의 원위 단부(1110)와 결속되고, 상기 추적 암(1100) 및 상기 검출기(1000)는 상기 컨트롤러 장치(450)와 통신한다. 이러한 예들에서, 상기 검출기(1000)는 상기 기준 마커(250)와 공간적으로 이격된 관련성으로(예를 들어, 이들 사이에 정해진 공간으로 물리적으로 분리되는) 배열된다. 상기 검출기(1000)는 상기 기준 마커(250)를 검출하고, 상기 기준 마커(250)와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치(450)와 협력하도록 배열된다(예를 들어, 상기 기준 마커(250)에 대한 상기 추적 암(1100) 및 상기 검출기(1000)의 물리적 좌표들이 상기 컨트롤러(900)에 의해 알려진다). 상기 검출기(1000)는, 다양한 측면들에서, 전기 검출기, 전기 기계 검출기, 전자기 검출기, 광학 검출기, 적외선 검출기, 또는 임의의 다른 적절한 검출기나 이들의 결합들이 된다.
다른 측면들(예를 들면, 도 1-도 3 참조)에서, 상기 추적 암(1100)의 원위 단부(1110)는 상기 기준 마커(250)에 물리적으로 결속된다. 결과적으로, 상기 추적 암(1100)은 상기 컨트롤러 장치(450)와 통신하며, 상기 기준 마커(250)와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치(450)와 협력하도록 배열된다(예를 들어, 상기 추적 암(1100) 및 상기 기준 마커(250)의 물리적 좌표들이 상기 컨트롤러 장치(450)에 의해 알려진다). 이들 측면들 및 다른 측면들에서, 상기 기준 마커(250)는, 예를 들면, 전기 통신 시스템, 기계 통신 시스템, 전기 기계 통신 시스템, 전자기 통신 시스템, 광학 통신 시스템, 적외선 통신 시스템, 또는 이들의 결합들을 통해 상기 컨트롤러 장치(450)와 통신하도록 배열된다. 이와 같이, 상기 기준 마커(250)는 무선 통신 시스템 또는 유선 통신 시스템을 통해 상기 컨트롤러 장치(450)와 통신하도록 배열된다.
특정 측면들에서, 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)는 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 상기 엔드 이펙터(500)에 의해 직접 수용되도록 배열된다. 다시 말하면, 상기 엔드 이펙터(500) 및 상기 관절 암 부재(400) 사이의 공간적인 관련성이 상기 컨트롤러 장치(450)에 의해 알려지기 때문에, 이에 따라 직접 수용되는 상기 엔드 이펙터(500) 및 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800) 사이의 공간적인 관련성도 상기 컨트롤러 장치(450)에 의해 알려지거나 신속하게 결정된다. 이와 같이, 상기 관절 암 부재(400)나 상기 엔드 이펙터(500) 및 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800) 사이의 공간적인 관련성이 상기 컨트롤러 장치(450)에게 알려지고, 마찬가지로 상기 추적 암(1100) 및 상기 기준 마커(250) 사이의 공간적인 관련성도 상기 컨트롤러 장치(450)에 알려지기 때문에, 공통 좌표계가 상기 기준 마커(250)를 기초로 하여 상기 컨트롤러 장치(450)에 의해 결정될 수 있고, 구현될 수 있다.
상기 상악안면 해부학적 구조(300)가, 일부 예들에서, 상기 수술 동안에 이동할 수 있기 때문에, 상기 기준 마커(250)의 결과적인 이동이 상기 컨트롤러 장치(450)에 의해 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 엔드 이펙터(500)와 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800) 사이의 공간적인 관련성이 상기 공통 좌표계를 기초로 하는 것과 같이 상기 기준 마커(250)의 이동에 대해 조절될 수 있다. 이와 같이, 상기 기준 마커(250)는 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)가 결속되도록 의도되는 상기 상악안면 해부학적 구조(300)에 부착되기 때문에, 정밀하고 정확한 정렬이 상기 상악안면 해부학적 구조(300)와 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800) 사이에 제공된다.
일부 측면들에서, 상기 엔드 이펙터(500)는 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 인터페이스(1200)(예를 들면, 도 5 참조)를 수용하도록 배열되며, 여기서 상기 인터페이스(1200)는 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)를 이들 사이의 공간적인 관련성으로 수용하도록 배열된다. 다시 말하면, 상기 엔드 이펙터(500) 및 상기 관절 암 부재(400) 사이의 공간적인 관련성이 상기 컨트롤러 장치(450)에 의해 알려지기 때문에, 상기 엔드 이펙터(500)와 이에 따라 수신되는 상기 인터페이스(1200) 및 상기 인터페이스(1200)에 의해 수용되는 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800) 사이의 상기 공간적인 관련성도 상기 컨트롤러 장치(450)에 의해 알려지거나 신속하게 결정된다. 하나의 예시적인 측면에서, 상기 인터페이스(1200)는 상기 보철 장치(600)를 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용하도록 배열되는 바이트 포크(bite fork) 기구(예를 들면, 도 5 참조)이다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 컨트롤러 장치(450)는 상기 보철 장치(600)를 이에 고정하기 위해 상악안면 해부학적 구조(300) 내에 이식되는 하나 또는 그 이상의 임플란트 앵커(implant anchor)들(650)과의 정렬 관계로 상기 보철 장치(600)를 위치시키기 위하여(예를 들면, 도 6a 및 도 6b 참조) 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조(300)와 결속되는 상기 기준 마커(250)에 대한 상기 엔드 이펙터(500)의 배치와 직접 관련하여 상기 엔드 이펙터(500)의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하기 위해 상기 관절 암 부재(400)를 안내하도록 배열된다. 상기 엔드 이펙터(500)는 이에 장착되는 드릴을 가질 수 있으며, 여기서 상기 드릴은 상기 드릴 및 상기 보철 장치(600) 사이에서 연장되는 바이트 포크와 같은 기구를 이용하여 상기 보철 장치(600)(예를 들어, 의치)에 부착되도록 변경된다. 이러한 방식에서, 상기 드릴 및/또는 상기 바이트 포크는 인터페이스(1200)로 간주될 수 있다. 다른 예에서, 상기 보철 장치(600)는 이들 사이에 상기 드릴 및/또는 상기 바이트 포크가 없이 상기 엔드 이펙터(500)에 직접 장착될 수 있다.
상기 임플란트 앵커들(650)은 수동으로 이식되거나 여기에 개시되는 치과 이식 시스템(100)으로 정밀하고 정확한 방식으로 이식되든지 상기 기준 마커(250)에 대한 상기 컨트롤러 장치(450)에 신속하게 결정될(예를 들어, 상기 가상의 수술 계획의 준비에서 또는 상기 임플란트 앵커들(650)을 위한 실제 이식 과정들로부터의 영상 분석을 통해) 수 있다. 이에 따라, 상기 보철 장치(600)에 의한 한정되는 바와 같은 상기 임플란트 앵커들(650)을 수용하기 위한 리셉터클(receptacle)들은 상기 리셉터클들이 제자리에서 정렬이 가능하도록 과도한 크기가 되는 대신에 상기 임플란트 앵커들(650)과 인터페이스로 접속하도록 크기 및 패턴 모두에서 정밀하고 정확하게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기 컨트롤러 장치(450)는 상기 상악안면 해부학적 구조(300)와 정렬되는 관계로 상기 수술 가이드(700)를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조(300)와 결속되는 상기 기준 마커(250)에 대한 상기 엔드 이펙터(500)의 배치와 직접 관련하여 상기 엔드 이펙터(500)의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하기 위해 상기 관절 암 부재(400)를 안내하도록 배열된다. 상기 수술 가이드(700)(예를 들면, 도 7a 및 도 7b 참조)는 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들(720)을 한정하거나, 이와 결속되는 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트(insert)들(740)을 가지며, 여기서 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들(740)은 각기 가이드 홀(720)을 한정한다. 상기 수술 가이드(700)는 이에 따라 상기 수술 가이드(700)를 상기 상악안면 해부학적 구조(300)에 고정시키기 위해 고정 홀(securement hole)들(350)이 상기 가이드 홀들(720)을 통해 상기 상악안면 해부학적 구조(300) 내로 천공되게 하거나, 파스너들(760)이 상기 고정 홀들(350)과의 결속을 위해 상기 가이드 홀들(720)을 통해 수용되게 한다.
일부 측면들에서, 해당 기술 분야의 숙련자에게 이해될 것인 바와 같이, 상기 보철 장치(600)는 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들(720)을 한정하거나, 이와 결속되는 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들(740)을 가지며, 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들(740)은 각기 상기 보철 장치(600)가 수술 가이드(700)로 되거나, 그렇지 않으면 상기 수술 가이드(700)이도록 가이드 홀(720)을 한정한다. 다시 말하면, 일부 예들에서, 상기 보철 장치(600)는 상기 관절 암 부재(400)/엔드 이펙터(500)에 의해 상기 상악안면 해부학적 구조(300)에 대하여 적절한 위치에 유지될 수 있는 수술 가이드로 기능할 수 있다. 또한, 상기 보철 장치(600)가 상기 고정 홀(350)에 대하여 고정될 것이기 때문에, 안내되는 상기 보철 장치(600)를 상기 상악안면 해부학적 구조(300)에 대하여 정확하게 위치시키는 것이 중요하다. 이와 같은 배치는, 예를 들면, 종래 기술의 수술 가이드들을 위치시키기 위해 존재하는 뼈 및/또는 앵커 핀(anchor pin)들(예를 들면, 도 7b 참조)에 의존하는 것을 대체할 수 있다.
상기 턱교정 요소(800)는 상기 상악안면 해부학적 구조(300)의 나머지와 분리되는 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부이다(예를 들면, 도 8a 및 도 8b 참조). 또 다른 측면들에서, 상기 컨트롤러 장치(450)는 상기 상악안면 해부학적 구조(300)의 나머지와 정렬된 관계로 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부(상기 턱교정 요소(800))를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조(300)와 결속되는 상기 기준 마커(250)에 대한 상기 엔드 이펙터(500)의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터(500)의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하기 위해 상기 관절 암 부재(400)를 안내하도록 배열된다. 이러한 방식으로 상기 상악안면 해부학적 구조(300)의 나머지와 정렬되는 상기 턱교정 요소(800)를 구비하는 것은 상기 턱교정 요소(800)가 상기 상악안면 해부학적 구조(300)의 나머지와 계획된 정렬로 고정되도록 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부(턱교정 요소(800)) 및 상기 상악안면 해부학적 구조(300) 사이에 브라켓(bracket)(840)을 고정하기 위하여(예를 들면, 도 8b 참조) 고정 홀들이 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부(턱교정 요소(800)) 또는 상기 상악안면 해부학적 구조(300) 내로 천공되게 하거나 및/또는 파스너들(820)이 상기 고정 홀들과 결속되게 한다.
상악골(maxilla)에 중점을 두는 하나의 예시적인 유형의 턱교정 수술에서, 치아들을 포함하는 상악골의 일부가 두개골의 나머지로부터 분리된다. 이는 이후에 플레이트들과 나사들을 이용하여 원하는 정렬로 다시 유착된다. 이러한 재유착은 의도하는 대향하는 치열들로 해부학적 형상 및 교합을 재생하기 위해 정확해야 한다. 개시되는 방식으로 상기 두개골로부터 분리되는 상기 해부학적 구조의 일부를 안정적으로 고정하기 위해 상기 관절 암 부재(400)/엔드 이펙터(500)를 이식함으로써, 상기 시스템(100)의 추적 부분은 상악안면 해부학적 구조 위치가 분리되지 않은 상기 두개골의 일부와 소통하여 모니터되도록(예를 들어, 기준 마커(250)를 통해) 한다. 상기 컨트롤러 장치(450)는 이에 따라 재유착을 위해 상기 두개골에 관하여 분리된 부분인 제 위치로 상기 관절 암 부재(400)/엔드 이펙터(500)를 안내한다. 상기 분리된 부분을 고정하기 위한 상기 플레이트들과 나사들은 상기 관절 암 부재(400)/엔드 이펙터(500)가 상기 두개골에 대해 바른 위치에 분리된 해부학적 구조를 유지하는 동안에 적절한/원하는 위치에서 인-시튜(in-situ)로 천공될 수 있다.
상기 시스템(100)에 의해 알려지고 구현되는 상기 상악안면 해부학적 구조(300)에 관한 상기 공간적인 관련성 및 상기 컨트롤러 장치(450)를 통해 진전된 상기 가상의 수술 계획으로써, 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)를 위한 정렬 절차가 이후에 상기 엔드 이펙터(500)를 상기 상악안면 해부학적 구조(300)를 향해 이동시키는 진료 의사에 의해 개시될 수 있다. 이러한 예들에서, 상기 진료 의사의 동작이 상기 컨트롤러 장치(450)에 의해 결정되고 상기 가상의 수술 계획에 의해 지시되는 바와 같이 단지 상기 엔드 이펙터(500)를 상기 정렬 절차를 위해 적절한 출발 위치로 이동시키게 하도록 상기 컨트롤러 장치(450)는 상기 관절 암 부재(400)를 통해 상기 엔드 이펙터(500)의 이동을 제어하게 구성된다. 결속되는 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)를 가지는 상기 엔드 이펙터(500)가 상기 컨트롤러 장치(450)에 의해 지시되는 위치에 있게 되면, 실제 절차의 능동적인 정렬 부분이 이후에 개시되며, 여기서 상기 컨트롤러 장치(450)는, 예를 들면, 상기 가상의 수술 계획에도 따라 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)의 위치와 배향과 같은 상기 엔드 이펙터(500)의 다른 파라미터들을 더 지시할 수 있다.
이들 예들에서, 여기에 개시되는 시스템(100)의 하나의 구별되는 특징은 결속되는 상기 보철 장치(600), 상기 수술 가이드(700), 또는 상기 턱교정 요소(800)를 가지는 상기 엔드 이펙터(500)가 상기 진료 의사에 의해 안내되는 것이 아니라, 단지 상기 가상의 수술 계획을 통해 결정되는 수술 과정을 따라 상기 의사에 의해 촉진되며, 상기 컨트롤러 장치(450) 및 상기 관절 암 부재(400)에 의해 실시되는 점이다. 다시 말하면, 상기 시스템(100)은 상기 진료 의사가 상기 가상의 수술 계획을 통해 결정되고, 상기 컨트롤러 장치(450) 및 상기 관절 암 부재(400)에 의해 수행되는 바와 같은 상기 상악안면 해부학적 구조에 대한 정렬 절차를 수행하는 것을 제한하도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 상기 컨트롤러 장치(450)는 상기 상악안면 해부학적 구조의 영상(들)로부터 생성되는 상기 관절 암 부재(400)(및 이에 따른 상기 엔드 이펙터(500))의 허용 가능한 이동을 제어하게 된다. 예를 들면, 상기 시스템(100)은 촉각 피드백을 통해 상기 진료 의사에게 전달되는 바와 같은 상기 관절 암 부재(400)/엔드 이펙터(500)의 제한된 이동을 위해 구성될 수 있으며, 여기서 예를 들면, 상기 관절 암 부재(400)/엔드 이펙터(500)는 상기 가상의 수술 계획에 따라 보다 용이하게 이동될 수 있고, 상기 가상의 수술 계획을 벗어날 경우에는 이동이 보다 어려워질 수 있다.
그러나 해당 기술 분야의 숙련자도 상기 가상의 수술 계획에 따라 완전히 제어되는 이동(즉, 진동, 구성 요소들의 구부러짐 및/또는 상기 진료 의사에 의해 가해지는 과도한 힘으로 인한)을 제공하기 위한 상기 관절 암 부재(400)/엔드 이펙터(500)의 물리적 구조를 이해할 것이며, 이와 같이 상기 시스템(100)은, 예를 들면, 이탈 경고 표지 또는 다른 적합한 청각적 및/또는 시각적 메커니즘을 통하는 것과 같이 상기 진료 의사에게 다른 방식들의 피드백들을 제공하도록 더 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 시스템(100)은 상기 가상의 수술 계획을 실제로 실시하기 위한 설비들을 포함하며, 임의의 절차 파라미터들이 부정확할 수 있을 경우에 단지 상기 진료 의사에게 경보를 알리기보다는 보다 정확한 정렬 절차를 가능하게 한다. 또한, 해당 기술 분야의 숙련자는, 일부 경우들에서, 상기 시스템(100)이 상기 컨트롤러 장치(450)를 통한 상기 관절 암 부재(400)/엔드 이펙터(500)의 자동 조작을 통해 상기 진료 의사의 조작 없이 상기 가상의 수술 계획을 자체적으로 구현하도록 더 구성될 수 있는 점을 이해할 것이다.
여기에 설시되는 본 발명의 많은 변형들 및 다른 실시예들은 이들 개시되는 실시예들이 속하는 해당 기술 분야의 숙련자가 앞서의 설명들 및 관련 도면들에서 제시되는 교시들의 이점들을 이해하도록 할 것이다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들이 개시되는 특정한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 변형들 및 다른 실시예들도 본 발명의 범주 내에 포함되도록 의도되는 점이 이해될 것이다. 또한, 비록 앞서의 설명들 및 관련되는 도면들이 요소들 및/또는 기능들의 특정한 예시적인 결합들의 내용으로 예시적인 실시예들을 기술하지만, 요소들 및/또는 기능들의 다른 결합들이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 선택적인 실시예들에 의해 제공될 수 있는 점이 이해되어야 할 것이다. 이러한 관점에서, 예를 들면, 앞서 상세하게 설명한 경우들과 다른 요소들 및/또는 기능들의 결합들도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주된다. 비록 특정한 용어들이 여기에 적용되지만, 이들은 일반적이고 서술적인 의미로만 사용되며, 한정의 목적으로 사용되는 것은 아니다.
비록 제1, 제2 등의 용어들이 다양한 단계들이나 계산들을 설명하기 위해 여기에 사용될 수 있지만, 이들 단계들이나 계산들이 이들 용어들에 의해 한정되지는 않아야 하는 점이 이해되어야 할 것이다. 이들 용어들은 하나의 동작이나 계산을 다른 것들과 구별하기 위해서만 사용된다. 예를 들면, 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 제1 계산이 제2 계산으로 지칭될 수 있고, 유사하게, 제2 단계가 제1 단계로 지칭될 수 있다. 여기에 사용되는 바에 있어서, "및/또는"이라는 표현과 "/"의 기호는 관련되는 열거되는 사항들의 하나 또는 그 이상의 임의의 및 모든 결합들을 포함한다.
여기에 사용되는 바에 있어서, "일", "하나" 및 "한"과 같은 단수 표현들은 본문에서 명확하게 다르게 기재하지 않는 한 복수의 형태들도 포함하도록 의도된다. 또한, "포함하다", "포함하는", "구비하다" 및/또는 "구비하는"이라는 표현들은 여기서 사용될 때에 기재된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 성분들의 존재를 명시하지만, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 성분들 및/또는 이들의 그룹들의 존재나 추가를 배제하지 않는 점이 이해될 것이다. 이에 따라, 여기에 사용되는 표현들은 특정한 실시예들을 설명하는 목적을 위한 것이며, 제한의 목적으로 의도되는 것은 아니다.

Claims (34)

  1. 치과 로봇 시스템에 있어서,
    상악안면 해부학적 구조(maxillofacial anatomy)와 결속되도록 적용되는 기준 마커(fiducial marker)를 포함하고;
    그 원위 단부와 결속되는 엔드 이펙터(end effector)를 가지는 관절 암 부재(articulating arm member)를 포함하며, 상기 엔드 이펙터는 보철 장치(prosthetic device), 수술 가이드, 또는 턱교정 요소(orthognathic element)를 상기 엔드 이펙터와 소정의 공간적인 관련성으로 수용하도록 구성되고;
    프로세서 및 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하는 메모리를 가지는 컨트롤러 장치를 포함하며, 상기 컨트롤러 장치는,
    상기 상악안면 해부학적 구조에 관해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위한 가상의 수술 계획에 따른 상기 엔드 이펙터의 이동 동안에 상기 기준 마커에 관한 상기 엔드 이펙터의 배치를 결정하도록 상기 기준 마커, 상기 관절 암 부재 및 상기 엔드 이펙터와 통신하는 단계; 및
    상기 상악안면 해부학적 구조에 대한 고정을 위해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치의 프로세서에 의한 상기 컴퓨터 프로그램 제품의 실행은 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소가 상기 상악안면 해부학적 구조에 대해 상기 정렬되는 관계로 위치됨에 따라 상기 컨트롤러 장치가 상기 엔드 이펙터의 이동이 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 촉각 피드백을 제공하도록 상기 엔드 이펙터를 안내하는 단계를 수행하게 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상악안면 해부학적 구조와 물리적으로 안정하게 상호작용하며, 상기 기준 마커와 동작 가능하게 결속되는 스플린트 장치(splint device)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치 또는 상기 엔드 이펙터는 상기 엔드 이펙터의 이동이 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 청각 피드백 또는 시각 피드백을 제공하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소는 상기 엔드 이펙터에 의해 이들 사이의 공간적인 관련성으로 직접 수용되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 엔드 이펙터에 의해 이들 사이의 소정의 공간적 관련성으로 수용되는 인터페이스를 포함하며, 상기 인터페이스는 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 이들 사이의 공간적인 관련성으로 수용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스는 상기 보철 장치를 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용하도록 배열되는 바이트 형태 기구인 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치가 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 보철 장치가 고정되는 상기 상악안면 해부학적 구조 내에 이식되는 하나 또는 그 이상의 임플란트 앵커(implant anchor)들과 정렬되는 관계로 상기 보철 장치를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치가 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 상악안면 해부학적 구조와 정렬되는 관계로 상기 수술 가이드를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함하고, 상기 수술 가이드는 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들을 한정하거나, 이와 결속되는 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트(insert)들을 가지며, 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들은 상기 수술 가이드를 상기 상악안면 해부학적 구조에 고정시키기 위하여 고정 홀들이 상기 가이드 홀들을 통해 상기 상악안면 해부학적 구조 내에 천공되도록 또는 파스너들이 상기 가이드 홀들을 통해 상기 고정 홀들과 결속되기 위해 수용되도록 각기 가이드 홀을 한정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 보철 장치는 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들을 한정하거나, 이와 결속되는 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들을 가지며, 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들은 각기 상기 보철 장치가 상기 수술 가이드가 되도록 각기 가이드 홀을 한정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 턱교정 요소는 상기 상악안면 해부학적 구조의 나머지로부터 분리되는 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부이며, 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 상악안면 해부학적 구조의 나머지와 정렬되는 관계로 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부를 위치시키기 위하여, 고정 홀들이 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부 또는 나머지 내로 천공되기 위하여, 또는 파스너들이 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부 및 나머지 사이에 브라켓(bracket)을 고정하도록 상기 고정 홀들과 결속되기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 추적 암의 원위 단부와 결속되는 검출기를 포함하고, 상기 추적 암 및 상기 검출기는 상기 컨트롤러 장치와 통신하며, 상기 검출기는 상기 기준 마커를 검출하고 상기 기준 마커와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치와 협력하도록 상기 기준 마커와 공간적으로 이격되는 관련성으로 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 검출기는 전기 검출기, 전기 기계 검출기, 전자기 검출기, 광학 검출기, 적외선 검출기, 또는 이들의 결합들인 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 기준 마커와 물리적으로 결속되는 원위 단부를 가지는 추적 암을 포함하고, 상기 추적 암은 상기 컨트롤러 장치와 통신하며 상기 기준 마커와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치와 협력하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 기준 마커는 전기 통신 시스템, 기계 통신 시스템, 전기 기계 통신 시스템, 전자기 통신 시스템, 광학 통신 시스템, 적외선 통신 시스템, 또는 이들의 결합들을 통해 상기 컨트롤러 장치와 통신하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 기준 마커는 무선 통신 시스템 또는 유선 통신 시스템을 통해 상기 컨트롤러 장치와 통신하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치는 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 이들 사이에 정렬되는 관계로 수용하는 상기 상악안면 해부학적 구조를 위한 상기 가상의 수술 계획을 형성하기 위하여 상기 상악안면 해부학적 구조의 영상의 그래픽 조작을 가능하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 치과 로봇 시스템을 실행하는 치과 수술을 수행하는 방법에 있어서,
    기준 마커를 상악안면 해부학적 구조와 결속하는 단계;
    관절 암 부재의 원위 단부와 결속되는 엔드 이펙터와 소정의 공간적인 관련성으로 보철 장치, 수술 가이드, 또는 턱교정 요소를 수용하는 단계; 및
    컨트롤러 장치의 프로세서로 컴퓨터 프로그램 제품을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 컨트롤러 장치는,
    상기 상악안면 해부학적 구조에 관해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위한 가상의 수술 계획에 따른 상기 엔드 이펙터의 이동 동안에 상기 기준 마커에 관한 상기 엔드 이펙터의 배치를 결정하도록 상기 기준 마커, 상기 관절 암 부재 및 상기 엔드 이펙터와 통신하는 단계; 및
    상기 상악안면 해부학적 구조에 대한 고정을 위해 정렬되는 관계로 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치의 프로세서로 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하는 단계는 상기 컨트롤러 장치가 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소가 상기 상악안면 해부학적 구조와 정렬되는 관계로 위치되면서 상기 엔드 이펙터의 이동이 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 촉각 피드백을 제공하도록 상기 엔드 이펙터를 안내하는 단계를 수행하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 기준 마커를 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속하는 단계는 스플린트 장치를 상기 상악안면 해부학적 구조와 물리적으로 안정적으로 상호 작용시키는 단계를 포함하며, 상기 스플린트 장치는 상기 기준 마커와 동작 가능하게 결속되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 엔드 이펙터의 이동이 상기 가상의 수술 계획으로부터 벗어날 경우에 청각 피드백 또는 시각 피드백을 제공하도록 상기 컨트롤러 장치 또는 상기 엔드 이펙터를 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소가 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용되도록 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 상기 엔드 이펙터로 직접적으로 수용시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제18항에 있어서, 인터페이스를 상기 엔드 이펙터로 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용하는 단계를 포함하며, 상기 인터페이스는 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 인터페이스는 바이트 형태 기구이며, 상기 방법은 상기 보철 장치를 상기 바이트 형태 기구로 이들 사이의 소정의 공간적인 관련성으로 수용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제18항에 있어서, 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 보철 장치가 고정되는 상기 상악안면 해부학적 구조 내에 이식되는 하나 또는 그 이상의 임플란트 앵커들과 정렬되는 관계로 상기 보철 장치를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제18항에 있어서, 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 상악안면 해부학적 구조와 정렬되는 관계로 상기 수술 가이드를 위치시키기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함하고, 상기 수술 가이드는 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들을 한정하거나, 이와 결속되는 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들을 가지며, 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들은 상기 수술 가이드를 상기 상악안면 해부학적 구조에 고정시키기 위하여 고정 홀들이 상기 가이드 홀들을 통해 상기 상악안면 해부학적 구조 내에 천공되도록 또는 파스너들이 상기 가이드 홀들을 통해 상기 고정 홀들과 결속되기 위해 수용되도록 각기 가이드 홀을 한정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제18항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 가이드 홀들을 상기 보철 장치 내에 형성하거나, 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들을 상기 보철 장치와 결속시키는 단계를 포함하며, 상기 하나 또는 그 이상의 가이드 인서트들은 각기 상기 보철 장치가 상기 수술 가이드가 되도록 각기 가이드 홀을 한정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제18항에 있어서, 상기 턱교정 요소는 상기 상악안면 해부학적 구조의 나머지로부터 분리되는 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부이며, 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계는 상기 상악안면 해부학적 구조의 나머지와 정렬되는 관계로 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부를 위치시키기 위하여, 고정 홀들이 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부 또는 나머지 내로 천공되기 위하여, 또는 파스너들이 상기 상악안면 해부학적 구조의 일부 및 나머지 사이에 브라켓을 고정하도록 상기 고정 홀들과 결속되기 위하여 상기 가상의 수술 계획에 따라 상기 상악안면 해부학적 구조와 결속되는 상기 기준 마커에 대한 상기 엔드 이펙터의 배치와 직접적으로 관련하여 상기 엔드 이펙터의 허용 가능한 이동을 물리적으로 제어하도록 상기 관절 암 부재를 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제18항에 있어서, 상기 기준 마커와 통신하는 단계는 추적 암의 원위 단부와 결속되는 검출기를 통해 상기 기준 마커와 통신하는 단계를 포함하고, 상기 추적 암 및 상기 검출기는 상기 컨트롤러 장치와 통신하며, 상기 검출기는 상기 기준 마커를 검출하기 위해 상기 기준 마커와 공간적으로 이격되는 관련성으로 배열되고 상기 기준 마커와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치와 협력하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제18항에 있어서, 상기 기준 마커와 통신하는 단계는 상기 추적 암의 원위 단부와 결속되는 전기 검출기, 전기 기계 검출기, 전자기 검출기, 광학 검출기, 적외선 검출기, 또는 이들의 결합들을 통해 상기 기준 마커와 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제18항에 있어서, 상기 기준 마커와 통신하는 단계는 추적 암의 원위 단부를 통해 상기 기준 마커와 통신하는 단계를 포함하고, 상기 원위 단부는 상기 기준 마커와 물리적으로 결속되며, 상기 추적 암은 상기 컨트롤러 장치와 통신하고, 상기 기준 마커와 공간적인 관련성을 결정하기 위해 상기 컨트롤러 장치와 협력하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제18항에 있어서, 전기 통신 시스템, 기계 통신 시스템, 전기 기계 통신 시스템, 전자기 통신 시스템, 광학 통신 시스템, 적외선, 또는 이들의 결합들을 통해 상기 기준 마커 및 상기 컨트롤러 장치 사이에서 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제18항에 있어서, 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 상기 기준 마커 및 상기 컨트롤러 장치 사이에서 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제18항에 있어서, 상기 보철 장치, 상기 수술 가이드, 또는 상기 턱교정 요소를 이들 사이에 정렬되는 관계로 수용하는 상기 상악안면 해부학적 구조를 위한 상기 가상의 수술 계획을 형성하기 위하여 상기 컨트롤러 장치로 상기 상악안면 해부학적 구조의 영상을 그래픽 조작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020237007952A 2020-08-06 2021-08-04 보철물 배치, 수술 가이드 배치 및 턱교정 수술 재유착을 위한 시스템 및 방법 KR20230048121A (ko)

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