WO2022065594A1 - 디지털보철 제조방법 - Google Patents

Abstract

치아수복신뢰도가 개선되도록, 본 발명은 적어도 일측이 수복대상악궁인 상하악의 CT이미지가 구강에 대한 스캐닝이미지와 중첩 정합된 3차원 플래닝이미지가 생성되되, 치열궁을 따라 복수개로 이격 설정된 픽스츄어 식립정보를 기반으로 치조골 절삭정보가 설정되는 제1단계; 잇몸이 절개되어 노출된 치조골에 고정되되 상기 치조골 절삭정보에 대응하여 상기 치조골의 절삭 및 평탄화를 가이드하는 평탄화 가이드 및 절삭 및 평탄화된 상기 치조골에 고정되되 상기 픽스츄어 식립정보에 대응하여 픽스츄어의 식립을 가이드하는 서지컬 가이드가 설계 및 제조되고, 기설정된 결합공차가 고려된 결합영역을 포함하는 임시보철이 설계 및 제조되는 제2단계; 상기 평탄화 가이드에 안내되어 절삭 및 평탄화된 상기 치조골에 상기 픽스츄어가 식립되되, 상기 픽스츄어에 어버트먼트가 고정된 상기 수복대상악궁에 상기 임시보철이 설치되어 상기 결합영역의 위치가 상기 픽스츄어 식립정보에 대응되는 어버트먼트 체결정보와 매칭되도록 보정되는 제3단계; 및 상기 결합영역의 위치가 보정된 상기 임시보철에 대한 보정스캐닝이미지가 획득되고, 상기 보정스캐닝이미지를 기반으로 최종 디지털보철이 설계 및 제조되는 제4단계를 포함하는 디지털보철 제조방법을 제공한다.

Description

디지털보철 제조방법

본 발명은 디지털보철 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치아수복 신뢰도가 개선되는 디지털보철 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 보철(dental prosthesis)은 결손된 자연치아를 대체하여 외형과 기능을 인공적으로 회복시켜주는 구강 내 인공 치주조직이다.

상세히, 자연치아가 상실된 상태로 방치될 경우 결손된 치아의 인접치아 및 대합치아에 치열의 뒤틀림이 발생하여 안면형상의 변형이 초래되며, 저작기능이 저하되어 일상생활의 불편함이 가중된다. 더욱이, 자연치아의 상실 상태가 장기간 지속되는 경우 결손된 치아를 둘러싸고 있던 치조골이 체내로 흡수되어 인공치주조직의 설치가 어려워지는 문제점이 있었다.

이때, 상기 보철은 구강 내부에 설치되어 저작기능을 회복시키고 치주조직의 변형을 방지할 수 있으며, 결손된 치아의 개수에 따라 부분보철 또는 완전보철로 구분될 수 있다. 특히, 상기 보철은 치조골에 식립된 픽스츄어/어버트먼트를 통해 구강 내부에 설치된다. 따라서, 종래에 접착제로 고정되어 사용되는 틀니가 잇몸에 직접 접촉 지지됨으로 인하여 잇몸의 변형이나 이물감을 유발하던 문제점을 해소할 수 있어 사용량이 증가하는 추세이다.

한편, 완전보철은 무치악에 적용되며, 전치측부터 구치측까지 전체적인 치열궁에 대응하여 형성된다. 이때, 상기 완전보철이 구강에 안정적으로 고정되도록 적어도 하나 이상의 픽스츄어 및 어버트먼트가 구강에 식립되며, 바람직하게 4개소로 이격되어 식립될 수 있다. 예컨대, 상기 픽스츄어 및 상기 어버트먼트는 전치측에 2개소 및 구치측에 2개소로 식립됨이 바람직하며, 이를 통해 상기 완전보철이 안정적으로 고정된 상태에서 저작압력이 균일하게 가해질 수 있다.

이때, 종래의 완전보철은 구강 또는 인상모형을 스캐닝하여 획득된 스캐닝이미지를 기반으로 설계된다. 즉, 상기 완전보철은 인공치아부가 대합치아와의 교합관계를 고려하여 설계 및 제조되며, 상기 픽스츄어의 식립위치가 수복대상악궁의 치열궁을 따라 설정된다.

그러나, 상기 스캐닝이미지는 구강의 표면, 즉 연조직인 잇몸의 외면에 대한 3차원 표면정보만을 포함한다. 따라서, 실제 치조골의 골밀도 및 상악동, 하치조신경 등과 같은 주요 내부조직의 위치를 판단하기 어려운 문제점이 있었다. 이로 인해, 특히 하악의 경우 하치조신경 등의 위치가 고려되어 상기 픽스츄어의 식립위치가 전치측에 국한하여 설정되며, 상기 완전보철을 안정적으로 지지하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 상기 수복대상악궁의 치조골 단부 외면이 고르지 못한 경우, 이를 평탄화하기 위한 골절삭 과정이 포함된다. 그러나, 골절삭 높이가 상기 스캐닝이미지를 기반으로 설정되는 경우 치조골의 주요 내부조직을 판단하기 어려운 상기의 문제점으로 인해 골절삭 높이가 4~6mm 정도로 제한된다.

이로 인해, 전치측과 구치측의 절삭높이가 상이함으로 인하여 상기 픽스츄어의 식립을 가이드하는 서지컬 가이드 및 상기 완전보철의 설계과정이 복잡해지는 문제점이 있었다. 즉, 상기 서지컬 가이드 및 상기 완전보철의 내면 윤곽이 균일하지 못한 상기 치조골 단부 외면을 감싸고 있는 잇몸의 표면 이미지를 기반으로 설정되므로 상기 서지컬 가이드 및 상기 완전보철의 내면 윤곽이 고르지 못하게 형성된다. 이로 인해, 구강과의 형합 정밀도가 저하되므로 상기 픽스츄어가 정확한 식립 위치에 식립되지 못하거나 완전보철이 대합치와 정확하게 교합되지 못하는 문제점이 있었다. 더욱이, 상기 픽스츄어의 식립위치나 골절삭높이가 치조골의 주요 내부조직과 간섭되도록 설정되는 경우 감염 및 신경 손상으로 인한 마비가 발생하는 등 치명적인 위험에 노출되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 치아수복 신뢰도가 개선되는 디지털보철 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 적어도 일측이 수복대상악궁인 상하악의 CT이미지가 구강에 대한 스캐닝이미지와 중첩 정합된 3차원 플래닝이미지가 생성되되, 상기 3차원 플래닝이미지에 픽스츄어 식립정보가 치열궁을 따라 복수개로 이격 설정되고, 각 상기 픽스츄어 식립정보를 기반으로 치조골 절삭정보가 설정되는 제1단계; 내면이 상기 CT이미지로부터 설정되는 치조골 3차원 외형정보를 기반으로 잇몸이 절개되어 노출된 치조골에 고정되되 상기 치조골 절삭정보에 대응하여 상기 치조골의 절삭 및 평탄화를 가이드하는 평탄화 가이드 및 절삭 및 평탄화된 상기 치조골에 고정되되 상기 픽스츄어 식립정보에 대응하여 픽스츄어의 식립을 가이드하는 서지컬 가이드가 설계 및 제조되고, 기설정된 결합공차가 고려된 결합영역을 포함하는 임시보철이 설계 및 제조되는 제2단계; 상기 평탄화 가이드에 안내되어 절삭 및 평탄화된 상기 치조골에 상기 픽스츄어가 식립되되, 상기 픽스츄어에 어버트먼트가 고정된 상기 수복대상악궁에 상기 임시보철이 설치되어 상기 결합영역의 위치가 상기 픽스츄어 식립정보에 대응되는 어버트먼트 체결정보와 매칭되도록 보정되는 제3단계; 및 상기 결합영역의 위치가 보정된 상기 임시보철에 대한 보정스캐닝이미지가 획득되고, 상기 보정스캐닝이미지를 기반으로 최종 디지털보철이 설계 및 제조되는 제4단계를 포함하는 디지털보철 제조방법을 제공한다.

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, CT이미지에 표시되는 치조골 내외부측 조직데이터로부터 선택 추출된 치조골 표면 경계 윤곽이 3차원 표면데이터(surfact date)로 전환됨에 따라 각 가이드장치 또는 디지털보철을 3D 프린팅할 수 있는 STL파일 등의 3D그래픽파일 포멧으로 용이하게 설정 또는 변환됨으로써 설계공정은 단축되면서도 정확도가 높은 설계정보가 획득될 수 있다.

둘째, CT이미지에서 치조골 3차원 외형정보만을 선택 추출하여 파일 용량이 현저히 작아지므로 전반적인 영상처리, 편집 및 변환속도가 신속하면서도 각 이미지가 명확하게 구현될 수 있어 작업의 효율성과 경제성이 현저히 향상될 수 있다.

셋째, CT이미지를 기반으로 신경 등의 내부조직 손상이 최소화되는 최대한의 절삭높이가 설정되어 전치측부터 구치측까지 균일한 평탄화작업이 가능하며, 디지털보철의 설계정보가 치조골의 평탄면을 기반으로 설정되어 내면 윤곽이 단순화됨에 따라 신속한 제조가 가능하므로 치아수복의 전반적인 기간이 단축될 수 있다.

넷째, 임시보철은 식립정보와의 오차를 감안하여 결합영역이 mm단위의 비교적 큰 결합공차를 포함하여 형성되되 경화성 레진을 충진시키는 간단한 방법으로 정밀하게 보정되며, 보정된 임시보철에 대한 이미지를 기반으로 상기 최종 디지털보철이 지지실린더와 실질적으로 형합되는 최결합공차를 갖도록 제조될 수 있어 시술정밀성이 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법의 흐름도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에 적용되는 3차원 플래닝이미지를 나타낸 예시도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 치조골 3차원 외형정보의 획득과정을 나타낸 예시도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 가상 평탄면의 설정과정을 나타낸 예시도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 평탄화 가이드의 설계과정을 나타낸 예시도.

도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 서지컬 가이드의 설계과정을 나타낸 예시도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 임시보철의 상면도.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 결합영역의 보정과정을 나타낸 예시도.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 보정스캐닝이미지의 획득과정을 나타낸 예시도.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 디지털보철의 설계과정을 나타낸 예시도.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 지지실린더의 고정과정을 나타낸 예시도.

본 발명의 최선의 실시 형태는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털보철 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법의 흐름도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털보철 제조방법은 3차원 플래닝이미지 생성, 픽스츄어 식립정보 및 치조골 절삭정보 설정(s10), 평탄화 가이드와 서지컬 가이드 설계 및 제조, 임시보철 설계 및 제조(s20), 임시보철의 결합영역 보정(s30) 및 최종 디지털보철 설계 및 제조(s40)와 같은 일련의 단계를 포함한다.

한편, 이하에서 설명될 수복대상악궁은 보철을 통한 치아수복이 요구되는 치악으로 이해함이 바람직하며, 무치악(edentulous jaw)인 상악으로 설명 및 도시한다. 그리고, 대합악궁은 상기 대상악궁과 교합되는 치악으로 이해함이 바람직하며, 유치악(dentulous jaw)인 하악으로 설명 및 도시한다. 따라서, 본 발명에서 치조골을 기준으로 상측 또는 상단부로 설명되는 부분은 도면에서 하향 도시되는 것으로 이해함이 바람직하다. 이때, 본 실시예는 상악에 설치되는 완전보철의 제조과정을 예로써 설명 및 도시하나, 본 발명을 통해 하악에 설치되는 완전보철의 제조에도 적용 가능하다.

더불어, 상기 임시보철은 본 발명을 통해 최종 제조되는 디지털보철에 대한 정밀한 설계정보를 획득하기 위해 1차 제조되는 보철이며, 상기 최종 디지털보철은 실질적으로 구강에 고정되어 사용하기 위한 인공치주조직으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 임시보철은 상기 최종 디지털보철의 제조를 위한 설계정보를 제공할 뿐만 아니라 상기 최종 디지털보철의 제조기간 중 피시술자가 임시로 사용 가능하므로 활용성 및 시술과정에서의 편의성이 현저히 향상될 수 있다.

이러한 디지털보철 제조방법은 촬상장치, 플래닝부, 제조장치를 포함하는 디지털보철 제조시스템을 통해 수행될 수 있다. 이때, 상기 촬상장치는 구강에 대한 스캐닝이미지 및 CT이미지를 획득하는 구강스캐너 및 CT촬상장치를 포괄하는 개념으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 구강스캐너를 이용하여 상기 임시보철의 외면에 대한 스캐닝이미지도 획득될 수 있다. 그리고, 상기 플래닝부는 상기 촬상장치를 통해 획득된 각 이미지가 로딩되고 상기 임시보철 및 상기 디지털보철을 설계하기 위한 정보를 취합, 산출 및 모델링하는 컴퓨터장치로 이해함이 바람직하다. 더불어, 상기 제조장치는 상기 디지털보철의 설계정보에 따라 상기 최종 디지털보철을 제조하는 3D 프린터 또는 금형장치로 이해함이 바람직하다. 이하에서는 상기 제조장치가 3D 프린터인 것으로 이해함이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에 적용되는 3차원 플래닝이미지를 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 치조골 3차원 외형정보의 획득과정을 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 가상 평탄면의 설정과정을 나타낸 예시도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 평탄화 가이드의 설계과정을 나타낸 예시도이고, 도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 서지컬 가이드의 설계과정을 나타낸 예시도이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 적어도 일측이 수복대상악궁인 상하악의 CT이미지(m4)가 상기 CT촬상장치를 통해 획득된다. 그리고, 획득된 상기 CT이미지(m4)가 구강에 대한 스캐닝이미지와 중첩 정합되어 3차원 플래닝이미지(m1)가 생성된다. 이때, 중첩 정합된다 함은 각 이미지에 공통되는 부분을 기준으로 구강의 3차원 표면데이터와 잇몸 내에 가려진 견조직인 치조골에 대한 조직데이터가 중첩되어 이미지로 표시되는 것으로 이해함이 바람직하다.

여기서, 각 이미지의 공통되는 부분은 잔존치아의 외면 또는 치간과 같이 잇몸조직에 가려지지 않으면서도 유동이 최소화되는 견조직의 외면일 수 있다. 또는, 적어도 일측이 무치악인 경우 레퍼런스 마커를 부착한 후 상기 스캐닝이미지와 상기 CT이미지(m4)가 획득되고, 각 이미지의 동일한 부분에 표시되는 레퍼런스 마커 이미지가 공통되는 부분으로 설정되어 정합될 수 있다. 이때, 상기 치조골의 삭제높이를 고려하여 상기 레퍼런스 마커는 상기 치조골의 상단부와 최대한 이격되는 하부측에 부착됨이 바람직하다.

더욱이, 상기 CT이미지(m4)와 상기 스캐닝이미지는 환자의 수직고경(occlusal vertical dimension)에 대응하여 교합평면(OP)을 기준으로 교합되어 정합됨이 바람직하다. 즉, 각 이미지는 환자가 스플린트나 트레이, 왁스바이트 등의 교합지지수단을 물고 획득된 이미지를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스캐닝이미지는 환자의 구강을 직접 스캐닝하여 획득될 수 있으며, 경우에 따라 환자가 기사용 중인 틀니 또는 환자의 구강에 대한 인상모형을 스캐닝하여 획득될 수도 있다. 또한, 상기 교합지지수단은 환자의 저작압력에 의해 환자에게 적합한 수직고경에 대응하여 두께가 조절 가능한 소재로 구비될 수 있다.

따라서, 상기 3차원 플래닝이미지(m1)는 상기 스캐닝이미지에 포함된 상기 수복대상악궁 및 대합악궁 3차원 표면정보(m2,m3), 상기 CT이미지(m4)에 포함된 상하악측 치조골 및 잔존치, 하치조신경, 상악동과 같은 내부조직정보가 동시에 표시될 수 있다. 이때, 상기 스캐닝이미지 및 상기 CT이미지(m4)는 각 이미지의 공통되는 부분을 기준으로 중첩 표시되되 각 이미지를 개별 수정 가능한 것이며, 각 이미지가 선택적으로 표시되거나 점멸되도록 조작될 수 있다. 즉, 상기 3차원 플래닝이미지(m1)는 상기 스캐닝이미지와 상기 CT이미지(m4)가 결속되어 일체화된 상태가 아니라 단지 중첩되어 가상 배치된 상태인 것으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 3차원 플래닝이미지(m1)에 픽스츄어 식립정보(m5)가 치열궁을 따라 복수개로 이격 설정되고, 각 상기 픽스츄어 식립정보(m5)를 기반으로 치조골 절삭정보(m6)가 설정됨이 바람직하다. 이때, 이하에서 픽스츄어 식립정보(m5)와 식립정보(m5)는 동일한 의미이고 치조골 절삭정보(m6)와 절삭정보(m6)는 동일한 의미인 것으로 이해함이 바람직하다. 더불어, 상기 식립정보(m5)와 간섭되지 않도록 앵커핀 정보(도 4의 m7)가 설정된다.

상세히, 상기 식립정보(m5)는 적어도 하나 이상 복수개로 설정됨이 바람직하며, 최종 디지털보철이 치열궁을 따라 전체적으로 지지되도록 전치측 2개소 및 구치측 2개소로 설정됨이 바람직하다.

더불어, 상기 수직고경에 대응하여 상기 상기 수복대상악궁 3차원 표면정보(m2)에 가상 보철(mc)이 가상 배치될 수 있다. 상기 가상 보철(mc)은 후술되는 상기 임시보철(도 7의 34) 또는 상기 디지털보철(도 11의 300)의 3차원 설계정보이며, 치아수복 설계를 위한 이미지데이터들의 저장소인 디지털라이브러리에 기저장된다. 이러한 디지털라이브러리는 상기 플래닝부와 유무선통신으로 연결되며, 상기 촬상장치를 통해 획득된 이미지와 상기 디지털라이브러리에 기저장된 데이터를 이용하여 치아수복의 전반적인 계획이 수립될 수 있다.

상기 가상 보철(mc)은 가상 인공치아부와 가상 인공잇몸부를 포함함이 바람직하다. 상기 가상 인공치아부는 성별 및 연령별 해부학적 편자를 고려하여 산출된 치아의 평균값을 기반으로 표준화된 3차원 벡터데이터로 설정됨이 바람직하다. 그리고, 상기 가상 인공잇몸부는 상기 가상 인공치아부가 치열궁에 대응하여 일체로 정렬되도록 상기 가상 인공치아부의 각 치근을 감싸는 형상으로 설정될 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 CT이미지(m4)에 표시되는 치조골 내외부측 조직데이터(d1,d2)를 기반으로 치조골 3차원 외형정보(m4a)가 추출됨이 바람직하다.

상세히, 상기 CT이미지(m4)에 표시되는 상기 치조골 내외부측 조직데이터(d1,d2)로부터 치조골 표면 경계 윤곽(a1)이 선택 추출됨이 바람직하다. 이때, 상기 CT이미지(m4)는 조직밀도에 따라 각각 상이한 음영으로 표시될 수 있으며, 조직밀도가 높을수록 백색에 가깝게 표시되고 조직밀도가 낮을수록 명도차를 갖는 회색으로 표시된다. 그리고, 비공 등과 같은 빈 공간은 실질적으로 흑색으로 표시된다. 따라서, 조직밀도 차이를 통해 잇몸 또는 빈공간과 상이한 음영으로 표시되는 골조직의 경계를 따라 상기 치조골 표면 경계 윤곽(a1)이 표시됨이 바람직하다.

이러한 치조골 표면 경계 윤곽(a1)은 상기 조직밀도가 기설정된 값 이상인 경우 그 외곽 경계가 상기 치조골 표면 경계 윤곽(a1)으로 판단되어 최적화 표시될 수 있다. 상기 조직밀도의 기설정된 값은 성별 및 연령별 해부학적 평균 골조직 밀도값을 기반으로 산출될 수 있으며, 각 환자에 대한 조직데이터를 검토하여 각 환자에 맞게 설정될 수도 있다. 이때, 최적화 표시된다 함은 상기 치조골 표면 경계 윤곽(a1)이 최소한의 오차범위를 가지도록 연속적으로 이어지는 면정보로 표시되는 것으로 이해함이 바람직하다.

또한, 상기 치조골 표면 경계 윤곽(a1)은 상기 CT이미지(m4)의 X축, Y축 및 Z축에 대응하는 단면데이터(S1,S2)를 통해 정밀하게 설정될 수 있다. 이렇게 선택 추출된 상기 치조골 표면 경계 윤곽(a1)이 3차원 표면정보 데이터로 변환되어 치조골 3차원 외형정보(m4a)로 설정됨이 바람직하다.

즉, 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)는 이미지의 내면측 좌표값과 외면측 좌표값이 실질적으로 동일한 표면정보(surface)인 것으로 이해함이 바람직하다. 따라서, 상기 CT이미지(m4)를 기반으로 선택 추출되는 표면정보를 기반으로 후술되는 상기 평탄화 가이드 및 상기 서지컬 가이드의 설계정보(도 5의 m10,도 6의 m20)가 정밀하게 획득되면서도, 각 설계정보가 3차원 가공이 용이한 3D그래픽파일 포멧으로 용이하게 설정 또는 변환될 수 있다.

다시 말해, 상기 CT이미지(m4)를 그대로 각 가이드장치 또는 보철의 설계정보로 사용시 영상처리, 편집 및 변환속도가 느리고 이로 인한 설계시간이 장시간 소요되던 종래와 달리, 본 발명은 상기 CT이미지(m4)에서 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)만을 선택 추출하여 사용한다. 따라서, 전반적인 영상처리, 편집 및 변환속도가 신속하며 이를 통한 설계시간이 현저히 단축될 수 있다. 더욱이, 상기 CT이미지(m4)가 면정보인 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)로 선택 추출되면서 파일 용량이 현저히 작아질 수 있다. 이를 통해, 저사양의 컴퓨터장치에서도 영상처리, 편집 및 변환작업시에도 각 이미지가 명확하게 구현될 수 있어 작업의 효율성과 경제성이 현저히 향상될 수 있다.

더불어, 상기 치조골 표면 경계 윤곽(a1)이 조직밀도 차이를 통해 최적화되어 명확하게 선택 추출되므로 이미지의 정확도가 향상되므로 이를 기반으로 설계되는 각 가이드장치 및 보철의 정밀도가 현저히 향상될 수 있다.

또한, 상기 CT이미지(m4)를 기반으로 획득된 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)를 통해 잇몸에 가려진 내부조직정보가 명확하게 판단될 수 있다. 이를 통해, 상기 치조골의 절삭높이를 상악동, 하치조신경 등의 손상을 방지할 수 있는 최대한으로 설정할 수 있다. 따라서, 상기 치조골의 전치측부터 구치측까지 실질적으로 동일한 높이로 절삭 및 평탄화될 수 있으며, 이를 기반으로 각 가이드 및 상기 임시보철(도 7의 34), 그리고 상기 디지털보철(도 11의 300)의 설계난이도가 현저히 낮아지면서도 정밀도가 향상되므로 치아수복 신뢰도가 현저히 향상될 수 있다.

한편, 도 2와 도 4를 참조하면, 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)에 상기 식립정보를 기반으로 설정되는 상기 절삭정보(m6)에 대응하여 상기 치조골의 절삭영역을 가이드하는 가상 평탄면(m4b)이 설정됨이 바람직하다.

상세히, 상기 3차원 플래닝이미지(m1)에 표시되는 상기 수복대상악궁 3차원 표면정보(m2)에 상기 식립정보(m5)에 대응하는 가상 픽스츄어(mf) 및 상기 앵커핀 정보(m7)에 대응하는 가상 앵커부(P)가 설정된다. 여기서, 상기 가상 픽스츄어(mf)와 상기 가상 앵커부(P)는 실물 픽스츄어 및 실물 앵커핀에 대한 외형데이터가 상기 디지털라이브러리에 기저장된 것으로 이해함이 바람직하다.

상기 가상 픽스츄어(mf)와 상기 가상 앵커부(P)는 다양한 규격에 대응하여 복수개로 저장되되 상기 수복대상악궁에 매칭되는 가상 픽스츄어(mf) 및 가상 앵커부(P)가 선택되어 상기 3차원 플래닝이미지(m1)에 가상 배치될 수 있다. 이러한 가상 픽스츄어(mf) 및 가상 앵커부(P)의 위치는 상기 가상 보철(mc)과 수직고경 등이 고려되어 설정되되, 상기 CT이미지(m4)에 표시되는 내부조직데이터가 더 고려되어 정밀 설정될 수 있다. 이때, 상기 가상 픽스츄어(mf)는 어버트먼트가 체결되는 상단부측이 실질적으로 횡방향으로 정렬됨이 바람직하다.

그리고, 상기 디지털라이브러리로부터 상기 수복대상악궁과 매칭되는 하나의 소거모델(m30)이 추출되어 상기 3차원 플래닝이미지(m1)로 로딩된다. 상기 소거모델(m30)은 해부학적 치열에 대응하는 반원기둥 형상으로 규격화되어 상기 디지털라이브러리에 기저장된다. 여기서, 상기 소거모델(m30)의 라운드진 부분이 구강의 근심면(mesial)에 대응되며 수직면측이 구강의 원심면(distal)에 대응된다.

이때, 상기 소거모델의 일면(m30a)이 상기 식립정보(m5)의 상단부에 대응하는 제1기준면에 매칭되도록 가상 배치되어 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)와 중첩된다. 이어서, 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)에서 상기 소거모델(m30)과의 중첩부분(e)이 소거되어 상기 가상 평탄면(m4b)이 설정됨이 바람직하다. 즉, 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)의 상단부와 상기 소거모델(m30)의 중첩경계(e1)를 기반으로 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)의 중첩부분(e)이 소거되며, 상기 중첩경계(e1)의 내측이 상기 소거모델의 일면(m30a)에 대응하는 평면 형태로 가상 대체되어 상기 가상 평탄면(m4b)로 설정될 수 있다.

한편, 도 2, 도4 내지 도 6을 참조하면, 상단부가 상기 가상 평탄면(m4b)과 대응되는 상기 가상 픽스츄어(mf)의 상측으로 가상 식립안내슬리브(m23)가 이격되어 동심으로 가상 배치됨이 바람직하다. 그리고, 내면이 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)와 형합 대응되되 상단측에 상기 가상 평탄면(m4b)이 가로질러 가상 설정된 가상 몸체부(K)가 상기 3차원 플래닝이미지(m1)에 저장됨이 바람직하다.

상세히, 상기 가상 식립안내슬리브(m23)는 후술되는 서지컬 가이드에 결합되어 실물 픽스츄어의 식립을 가이드하는 가이드슬리브의 3차원 외형정보이며, 상기 디지털라이브러리에 상기 가상 픽스츄어(mf)와 세트로 기저장될 수 있다. 이때, 상기 가상 식립안내슬리브(m23)는 상기 가상 픽스츄어(mf)의 규격에 따라 오프셋(offset) 거리가 설정됨이 바람직하다. 여기서, 상기 오프셋 거리라 함은 상기 픽스츄어 상단과 상기 가이드슬리브 상단 사이의 이격된 거리로 이해함이 바람직하다. 상기 오프셋 거리는 인접한 잔존치 또는 다른 식립안내슬리브와의 간섭이 고려되어 설정될 수 있다.

이때, 상기 가상 식립안내슬리브(m23)는 상기 서지컬 가이드에 포함된 결합부의 3차원 외형정보인 가상 결합부(m20a)와 세트로 설정됨이 바람직하다. 상기 가상 결합부(m20a)는 상기 가상 식립안내슬리브(m23)가 가상 결합되는 가상 결합홀(m20b)을 포함한다. 상기 가상 결합홀(m20b)은 실물의 가이드슬리브가 결합되는 결합홀 및 상기 결합홀 내에 상기 가이드슬리브의 돌기가 회전 결합되는 결속홈에 대한 3차원 외형정보인 가상 결속홈(m20c)을 포함한다.

그리고, 상기 가상 몸체부(K)는 내면부 윤곽이 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)와 대응되되, 외면부 윤곽이 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)의 외측으로 기설정된 두께로 돌출되거나 상기 두께에 대응하는 간격으로 이격된 면으로 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 가상 몸체부(K)는 상기 가상 식립안내슬리브(m23) 및 상기 가상 앵커부(P)와 함께 상기 3차원 플래닝이미지(m1)에 통합 저장될 수 있다. 더욱이, 상기 가상 몸체부(K)는 상기 가상 평탄면(m4b)이 설정되기 전의 치조골 3차원 외형정보(m4a)를 기반으로 설정되되, 상기 가상 몸체부(K)와 상기 소거모델(m30)의 중첩부분(e)이 소거되어 상기 가상 몸체부(K)에 상기 가상 평탄면(m4b)이 설정될 수도 있다.

한편, 상기 가상 몸체부(K)에서 상기 가상 평탄면(m4b)의 상측 데이터가 소거되어 개구되는 테두리를 따라 가상 평탄가이드면(m13)이 설정되어 상기 평탄화 가이드의 설계정보(m10)가 생성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 평탄화 가이드의 설계정보(m10)는 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)를 기반으로 내면부 윤곽(m11)이 설정된다. 그리고, 상술한 일련의 단계를 통해 설정된 상기 가상 평탄면(m4b)과 대응되는 위치에 상기 가상 평탄가이드면(m13)이 설정된다. 즉, 상기 가상 평탄가이드면(m13)은 상기 가상 몸체부(K)의 내면부 윤곽(m11) 및 이와 이격된 외면부 윤곽에서 상기 가상 평탄면(m4b)이 가로지르면서 중첩된 부분으로 이해함이 바람직하다.

더불어, 상기 앵커핀 정보(m7)에 대응하여 설정되는 상기 가상 앵커부(P)를 기반으로 앵커핀이 고정될 수 있는 피스고정부의 설계정보가 상기 평탄화 가이드의 설계정보(m10)에 포함될 수 있다. 그리고, 상기 평탄화 가이드의 설계정보(m10)가 상기 제조장치로 전송되어 실물의 평탄화 가이드가 3차원 프린팅되어 제조됨이 바람직하다.

더불어, 상기 가상 몸체부(K)에서 상기 가상 평탄면(m4b)의 상측에 상기 가상 식립안내슬리브(m23)의 외주에 대응하는 가상 결합홀(m20b)이 설정되어 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m20)가 생성된다. 그리고, 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m20)가 상기 제조장치로 전송되어 실물의 서지컬 가이드가 3차원 프린팅되어 제조된다.

상세히, 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m20)는 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a)를 기반으로 내면부 윤곽(m21)이 설정된다. 그리고, 상술한 일련의 단계를 통해 상기 식립정보(m5)의 상측으로 가상 배치된 상기 가상 식립안내슬리브(m23)의 외주에 대응하는 상기 가상 결합홀(m20b)이 설정되어 설계된다. 여기서, 상기 가상 결합홀(m20b)은 상기 가상 식립안내슬리브(m23)와 세트로 기저장된 상기 가상 결합부(m20a)에 포함되므로, 별도의 복잡한 설계과정 없이도 상기 가상 결합홀(m20b)의 설계정보가 즉각적으로 설정될 수 있다.

또한, 상기 평탄화 가이드의 설계정보(m10)와 마찬가지로 상기 가상 앵커부(P)를 기반으로 앵커핀이 고정될 수 있는 피스고정부의 설계정보가 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m20)에 포함될 수 있다.

즉, 상기 평탄화 가이드와 상기 서지컬 가이드의 설계정보(m10,m20)는 실질적으로 동일한 이미지 데이터인 상기 치조골 3차원 외형정보(m4a), 상기 가상 몸체부(K) 및 상기 가상 앵커부(P)를 기반으로 획득되되, 상기 가상 평탄면(m4b)을 기준으로 상기 평탄가이드면의 설계정보 또는 상기 가상 식립안내슬리브(m23)의 위치가 설정된다. 따라서, 최종 제조된 실물의 평탄화 가이드와 실물의 서지컬 가이드의 내면부 윤곽 및 상기 고정피스부의 위치가 실질적으로 동일하게 설정될 수 있다. 이를 통해, 상기 평탄화 가이드를 분리 후 상기 서지컬 가이드를 장착하는 과정에서 상호간의 장착위치가 실질적으로 일치하므로 전반적인 치아수복 정밀성이 현저히 향상될 수 있다.

더욱이, 상기 제1기준면으로부터 기설정된 여유간격으로 하향 이격된 제2기준면과 대응되도록 상기 가상 평탄면(m4b)이 가상 조절될 수 있다. 즉, 실제 치조골에서 상기 식립정보(m5)에 대응하는 부분이 상기 제2기준면과 대응되는 상기 가상 평탄면(m4b)의 높이에 대응하여 더 절삭될 수 있다. 즉, 상기 평탄화 가이드는 절삭 및 평탄화된 상기 치조골의 상단부와 실물의 서지컬 가이드 사이에 대한 여유간격이 고려되도록 상기 가상 평탄가이드면(m13)이 상기 제2기준면을 기반으로 보정 설정될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 픽스츄어가 기식립될 부분의 외곽측이 상기 제2기준면을 기반으로 더 절삭될 수도 있다.

따라서, 실물의 서지컬 가이드가 상기 치조골에 장착된 상태에서 내측면은 치조골의 측면부를 따라 형합 고정되되 상기 가이드슬리브가 결합되는 내면부는 절삭 및 평탄화된 상기 치조골의 상면과 상호 이격될 수 있다. 이를 통해, 상기 서지컬 가이드와 상기 치조골 간의 간섭으로 인해 상기 서지컬 가이드가 정확한 위치에 장착되지 못하면서 발생하는 식립오차를 미연에 방지하므로 식립정밀성이 현저히 향상될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 임시보철의 상면도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 결합영역의 보정과정을 나타낸 예시도이다.

도 2, 그리고 도 7 내지 도 8을 참조하면, 상기 임시보철(34)은 상기 3차원 플래닝이미지(m1)를 기반으로 설정되는 상기 가상 보철(mc)을 기반으로 설계됨이 바람직하다.

상세히, 상기 임시보철(34)은 상기 가상 인공잇몸부에 대응하는 임시잇몸부와 상기 가상 인공치아부에 대응하는 임시치아부(38)를 포함하되, 상기 임시잇몸부와 상기 임시치아부(38)가 일체로 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 임시잇몸부의 내면인 임시형합면(37)은 상기 가상 평탄면(m4b)에 대응하여 설정됨이 바람직하다.

그리고, 상기 3차원 플래닝이미지(m1)에는 각 상기 식립정보(m5)의 중심과 정렬되되 수직방향으로 가상 연장된 어버트먼트 체결정보(m8,이하 체결정보)가 설정됨이 바람직하다. 이때, 상기 가상 보철(mc)에 상기 체결정보(m8)에 대응하는 결합영역이 설정됨이 바람직하다. 여기서, 상기 결합영역은 후술되는 임시실린더(33)가 매립 고정되되 기설정된 결합공차가 고려된 임시매립홀(39)로 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 결합공차는 실제 구강에 식립되는 어버트먼트(8)의 중심(c1)과 상기 임시보철(34)에 형성된 상기 임시매립홀(39)의 중심(c2) 간의 위치 오차(u)를 고려하여 설정된다. 이때, 상기 어버트먼트(8)가 구강에 식립된다 함은 실질적으로 상기 치조골(4)에 식립된 상기 픽스츄어(f)에 상기 어버트먼트(8)가 체결된 것과 동일한 의미로 이해함이 바람직하다. 따라서, 상기 결합영역은 상기 식립정보(m5)에 1:1로 매칭되는 기본설정정보(B)에 이러한 위치 오차(u)에 대한 보정유격(A)이 고려된 상기 결합공차를 포함하여 설정된다. 즉, 상기 임시보철(34)에 형성되는 상기 임시매립홀(39)은 상기 임시실린더(33)의 직경보다 반경방향 외측으로 확장되어 관통될 수 있다.

따라서, 상기 수복대상악궁(2)에 실제로 식립된 상기 어버트먼트(8)의 중심(c1)이 상기 임시보철(34)에 실제로 형성된 상기 임시매립홀(39)의 중심(c2)과 편심되어 상기 위치 오차(u)가 형성되더라도 상기 임시보철(34)이 상기 수복대상악궁(2)에 설치된 상태에서 상기 어버트먼트(8)가 상기 임시매립홀(39) 내에 간섭되지 않고 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 임시매립홀(39)을 절삭하는 등의 추가 보정작업이 요구되지 않아 제조편의성이 현저히 향상되며, 절삭 보정함으로 임해 상기 임시보철(34)의 내구성이 저하되어 파손되는 문제를 근본적으로 방지할 수 있어 제조비용이 현저히 절감될 수 있다.

한편, 상기 임시잇몸부의 외곽으로 정렬형합부(37a)가 일체로 확장 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 정렬형합부(37a)는 상기 수복대상악궁(2)의 주변조직의 표면에 형합되되 상기 임시보철(34)로부터 분리 가능하게 형성됨이 바람직하다. 예컨대, 본 실시예에서와 같이 상기 수복대상악궁(2)이 상악인 경우, 상기 정렬형합부(37a)는 내면이 입천장의 표면에 형합되는 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 정렬형합부(37a)는 상기 스캐닝이미지에 포함된 상기 수복대상악궁 3차원 표면정보(m2)를 기반으로 설정될 수 있다.

이때, 상기 임시치아부(38)의 경계와 인접한 상기 임시잇몸부의 경계를 따라 커팅라인이 설정되되, 상기 커팅라인을 따라 상기 정렬형합부(37a)가 분리되도록 복수개의 장공(37b)을 통해 이격되는 연결부(37c)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 임시보철(34)은 상기 정렬형합부(37a)를 통해 구강과의 형합면적이 현저히 증가되면서도 상기 커팅라인을 기준으로 상기 정렬형합부(37a)를 용이하게 분리할 수 있다. 여기서, 상기 연결부(37c)는 상기 정렬형합부(37a)보다 얇은 두께로 형성될 수 있으며, 이를 통해 커터나 가위 등의 기구를 이용하여 상기 연결부(37c)를 절단함에 따라 상기 정렬형합부(37a)를 손쉽게 분리할 수 있다.

한편, 상기 수복대상악궁(2)은 연조직인 잇몸이 절개되어 내부치주조직인 상기 치조골(4)이 외측으로 노출되며, 노출된 상기 치조골(4)에 상기 평탄화 가이드가 장착 고정된다. 그리고, 상기 평탄가이드면에 가이드되어 상기 치조골(4)의 상단부가 절삭 및 평탄화된다. 이때, 상기 식립정보가 상기 3차원 플래닝이미지(m1)를 기반으로 설정되되 상기 CT이미지(m4)에 표시되는 조직데이터가 고려되어 상기 절삭정보(m6)가 최대한으로 설정될 수 있다.

이때, 상기 절삭정보(m6)가 최대한으로 설정된다 함은 신경 또는 상악동 등의 조직의 손상이 최소화되면서도 전치측부터 구치측까지 실질적으로 수평으로 절삭 및 평탄화할 수 있는 최대한의 절삭높이로 설정되는 것으로 이해함이 바람직하다. 즉, 상기 절삭높이가 최대한으로 설정된다 함은 절삭되는 뼈의 상하폭이 최대한으로 설정되는 것으로 이해함이 바람직하다. 더욱이, 상기 평탄화 가이드를 통해 상기 치조골(4)이 전치측으로부터 구치측까지 실질적으로 균일한 높이로 절삭될 뿐만 아니라 좌우측까지 전체적으로 균일한 높이로 절삭될 수 있다.

그리고, 상기 평탄화 가이드가 분리되고 상기 서지컬 가이드가 장착 고정된다. 이때, 상기 서지컬 가이드는 상기 평탄화 가이드와 동일한 앵커핀정보(m7)를 기반으로 상기 고정피스부가 형성되므로 앵커핀 식립으로 인한 치조골(4)의 손상이 최소화되면서도 서지컬 가이드의 장착위치가 치아수복 계획에 대응하여 정확하게 가이드되므로 식립정밀성이 더욱 향상될 수 있다.

이어서, 상기 서지컬 가이드에 안내되어 상기 픽스츄어(f)가 상기 치조골(4)에 식립되고, 상기 픽스츄어(f)의 상측으로 상기 어버트먼트(8)가 체결된다. 그리고, 절개한 잇몸으로 다시 치조골(4)을 감싼 후 봉합하고, 그 상측으로 상기 임시보철(34)이 임시 장착될 수 있다.

상세히, 상기 임시보철(34)은 그 내면인 임시형합면(37)이 상기 수복대상악궁(2)과 형합되도록 구강에 장착된다. 이때, 상기 수복대상악궁(2)에는 상기 픽스츄어(f)의 상측으로 상기 어버트먼트(8)가 체결되되 상기 임시실린더(33)가 프로텍트 장치(220)를 통해 상기 어버트먼트(8)의 상측에 결합됨이 바람직하다. 상기 프로텍트 장치(220)는 상기 임시실린더(33)의 임시결합홈(33b) 또는 후술되는 지지실린더(도 11의 333)의 결합홈(333b)을 밀폐하도록 구비될 수 있다. 이때, 이하에서 상기 임시실린더(33)와 상기 지지실린더(도 11의 333)는 실질적으로 동일한 형상으로 구비되는 것으로 설명 및 도시한다.

상기 임시실린더(33)는 길이방향으로 중공부(33a)가 관통되되 내주에 걸림단턱(33c)이 형성된다. 그리고, 상기 걸림단턱(33c)의 하측으로 상기 어버트먼트(8)의 결합부(8a)가 형합되는 상기 임시결합홈(33b)이 형성된다. 이때, 상기 결합단턱(33c)의 내주는 상기 임시결합홈(33b) 및 상기 중공부(33a)의 최소 내주직경보다 작게 형성되되 상기 프로텍트 장치(220)의 단부 및 후술되는 체결스크류(s)의 결합단 직경을 초과하도록 형성된다.

그리고, 상기 프로텍트 장치(220)는 시술자가 쥐고 회전 조작할 수 있는 그립부(222) 및 상기 그립부(222)로부터 일체로 연장된 체결부(221)를 포함하며, 상기 체결부(221)의 단부에 체결나사산(221a) 및 헥사돌기(도 11의 221b) 중 적어도 하나가 형성된다. 이때, 상기 체결부(221)의 직경은 상기 중공부의 내경(33a) 미만이되 상기 결합단턱(33c)의 내주를 초과함이 바람직하며, 상기 체결나사산(221a) 및 상기 헥사돌기(221b)는 단면적이 상기 결합단턱(33c)의 내주 미만으로 형성됨이 바람직하다. 따라서, 상기 체결부(221)와 상기 체결나사산(221a), 또는 상기 체결부(221)와 상기 헥사돌기(221b) 사이에는 상기 걸림단턱(33c)에 걸림되도록 원주방향을 따라 함몰되어 단차진 걸림홈(221c)이 형성될 수 있다.

상기 임시실린더(33)가 상기 프로텍트 장치(220)를 통해 상기 어버트먼트(8)에 결합되고 상기 임시보철(34)이 상기 수복대상악궁(2)에 임시 장착되면 상기 임시매립홀(39)에 상기 임시실린더(33)가 삽입된다. 그리고, 상기 임시실린더(33)의 외주와 상기 결합영역의 내주, 즉 상기 임시매립홀(39) 사이에 경화성 수지(r) 또는 접착제가 충진 및 경화됨에 따라 상기 임시실린더(33)의 위치가 실제 구강에 식립된 상기 어버트먼트(8) 위치에 대응하여 정밀하게 보정될 수 있다.

더불어, 상기 임시형합면(37)의 내면이 상기 치조골(4)이 절삭된 후의 상기 수복대상악궁(2) 외면에 대응하여 보정될 수 있다. 상세히, 상기 임시형합면(37)에 릴리아닝 레진(w)이 도포된 후 상기 수복대상악궁(2)에 설치되면 상기 임시형합면(37)이 상기 수복대상악궁(2)의 외면에 정확하게 형합되도록 릴라이닝될 수 있다. 이를 통해, 보정된 상기 임시보철(34)이 구강에 높은 정밀도로 설치되면서도 심미감이 향상될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 보정스캐닝이미지의 획득과정을 나타낸 예시도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 디지털보철의 설계과정을 나타낸 예시도이며, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털보철 제조방법에서 지지실린더의 고정과정을 나타낸 예시도이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 결합영역의 위치가 보정된 상기 임시보철에 대한 보정스캐닝이미지(m34f)가 획득된다. 그리고, 상기 보정스캐닝이미지(m34f)를 기반으로 최종 디지털보철(300)이 설계 및 제조된다.

상세히, 상기 임시실린더(33)의 매립 위치 및 상기 임시형합면(37)이 보정된 상기 임시보철(34)의 내외면에 대한 보조스캐닝이미지(m34)가 획득된다. 그리고, 보정된 상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보(m39)가 외측으로 노출되도록 상기 보조스캐닝이미지(m34)가 스왑되어 상기 보정스캐닝이미지(m34f)가 획득된다.

여기서, 상기 보조스캐닝이미지(m34)는 상기 임시보철(34)의 3차원 스캔정보에 대응하여 기설정된 좌표값을 갖는 복수개의 점이 상호 연결된 STL파일(StereoLithography file)과 같이 3차원 가공이 용이한 3D그래픽파일 포멧으로 저장될 수 있다. 즉, 상기 임시보철(34)의 3차원 스캔정보는 실질적으로 두께가 없는 면정보로 저장된다. 이때, 상기 임시보철(34)의 3차원 스캔정보는 상기 임시형합면(37) 및 상기 임시실린더(33)의 위치가 보정된 정보를 포함하는 것으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 보조스캐닝이미지(m34) 내에서 상기 임시형합면의 3차원 스캔정보(m37)의 외곽을 따라 선택입력된 경계영역(x)을 기준으로 형합영역부가 설정된다. 상기 형합영역부는 상기 임시형합면의 3차원 스캔정보(m37)와 상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보(m39)를 포함하는 것으로 이해함이 바람직하다. 그리고, 상기 형합영역부를 제외한 상기 보조스캐닝이미지(m34)가 소거영역(md)으로 설정되어 소거되면 상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보(m39)가 포함된 상기 임시형합면의 3차원 스캔정보(m37)가 외측으로 노출되어 상기 보정스캐닝이미지(m34f)로 생성될 수 있다.

한편, 상기 가상 보철(도 2의 mc)의 내면부 윤곽이 상기 보정스캐닝이미지(m34f)로 스왑됨이 바람직하다. 그리고, 상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보(m39)가 상기 디지털라이브러리로부터 추출되는 가상 결합영역(m21d)의 3차원 표면정보로 대체 스왑됨이 바람직하다. 여기서, 스왑(swap)이라 함은 기설정된 이미지가 다른 이미지 또는 영상 처리에 따라 변형된 이미지로 대체 또는 교환되는 것으로 이해함이 바람직하다.

상세히, 상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보(m39)와 상기 가상 결합영역(m21d)의 비교영역이 일치하도록 중첩됨이 바람직하다. 이때, 상기 가상 결합영역(m21d)은 상기 수복대상악궁(2)에 식립된 어버트먼트(8)의 외면정보와 대응되는 가상 어버트먼트(m8a) 및 상기 어버트먼트(8)에 결합되는 상기 지지실린더(333)의 외면정보와 대응되는 가상 지지실린더(m33)를 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 가상 지지실린더(m33)는 그 하단측에 설정된 가상 결합홈(m33b)와 상기 가상 어버트먼트(m8a)가 상호 매칭되도록 결합되어 하나의 세트로 선택 및 추출될 수 있다. 또는, 상기 가상 어버트먼트(m8a)가 상기 디지털라이브러리에서 선택 및 추출되고, 선택된 상기 가상 어버트먼트(m8a)와 매칭되는 상기 가상 지지실린더(m33)가 추가로 선택 및 추출될 수도 있다.

여기서, 상기 가상 결합영역(m21d)의 기설정된 비교영역의 이미지단위들과 상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보(m39)의 대응영역의 일치율을 산출 및 비교한다. 이때, 일치율이 기설정된 설정치 이상인 경우 상기 가상 결합영역(m21d)의 비교영역이 상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보(m39)의 대응영역에 정렬 및 배치된다. 그리고, 중첩된 상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보(m39)가 소거되어 상기 가상 결합영역(m21d)으로 대체 보정되며, 상기 가상 결합영역(m21d)의 외곽으로 최소결합공차를 가지는 가상 매립홀이 설정된다.

한편, 상기 가상 결합영역(m21d)과 상기 최소결합공차를 포함하여 형성되는 상기 가상 매립홀을 포함하는 상기 디지털보철의 설계정보가 생성된다. 그리고, 생성된 상기 디지털보철의 설계정보가 상기 제조장치로 전송되어 상기 최종 디지털보철(300)이 제조된다. 여기서, 상기 최소결합공차는 상기 임시매립홀(39)을 형성시 설정된 상기 결합공차 미만으로 설정됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 결합공차가 상기 임시실린더(33)의 최대 외주 직경보다 2~3mm 크게 설정되면, 상기 최소결합공차는 1~10㎛ 크게 형성될 수 있다.

즉, 상기 임시보철(34)을 구강에 식립된 상기 어버트먼트(8)와의 정확한 매칭 위치로 용이하게 보정하기 위해 상기 결합공차는 mm단위로 크게 설정된다. 그리고, 상기 디지털보철(300)은 구강에 대응하여 정밀하게 보정된 상기 임시보철(34)의 스캐닝이미지를 기반으로 설계되므로 상기 최소결합공차가 ㎛단위로 정밀하게 설정될 수 있다.

이에 따라, 상기 디지털보철의 설계정보가 상기 구강뿐만 아니라 상기 최종 디지털보철(300)을 상기 구강에 고정하기 위한 상기 지지실린더(333) 또는 상기 어버트먼트(8)와도 고도로 정밀하게 형합되도록 생성될 수 있다. 이를 통해, 제조된 상기 최종 디지털보철(300)에 형성된 상기 매립홀(301a) 또는 상기 결합홈(333b)이 상기 식립정보(m5)와 정확하게 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

상기 디지털보철의 설계정보를 기반으로 제조되는 상기 최종 디지털보철(300)은 상단부가 상기 대합악궁과 교합되는 인공치아부로 형성되고 하단부가 상기 수복대상악궁(2)과 대응하는 인공잇몸부로 형성된 보철몸체부(301)를 포함한다. 이때, 상기 보철몸체부(301)는 상기 매립홀(301a)이 상기 가상 매립홀에 대응하여 일체로 관통 형성되도록 출력되어 제조된다. 그리고, 상기 매립홀(301a)에 상기 지지실린더(333)가 매립 및 경화성 수지(r)를 통해 접착됨에 따라 상기 최종 디지털보철(300)로 제조될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

본 발명은 치아 수복물(dental restoration) 제품의 제조 산업에 적용될 수 있다.

Claims (10)

1. 적어도 일측이 수복대상악궁인 상하악의 CT이미지가 구강에 대한 스캐닝이미지와 중첩 정합된 3차원 플래닝이미지가 생성되되, 상기 3차원 플래닝이미지에 픽스츄어 식립정보가 치열궁을 따라 복수개로 이격 설정되고, 각 상기 픽스츄어 식립정보를 기반으로 치조골 절삭정보가 설정되는 제1단계;

   내면이 상기 CT이미지로부터 설정되는 치조골 3차원 외형정보를 기반으로 잇몸이 절개되어 노출된 치조골에 고정되되 상기 치조골 절삭정보에 대응하여 상기 치조골의 절삭 및 평탄화를 가이드하는 평탄화 가이드 및 절삭 및 평탄화된 상기 치조골에 고정되되 상기 픽스츄어 식립정보에 대응하여 픽스츄어의 식립을 가이드하는 서지컬 가이드가 설계 및 제조되고, 기설정된 결합공차가 고려된 결합영역을 포함하는 임시보철이 설계 및 제조되는 제2단계;

   상기 평탄화 가이드에 안내되어 절삭 및 평탄화된 상기 치조골에 상기 픽스츄어가 식립되되, 상기 픽스츄어에 어버트먼트가 고정된 상기 수복대상악궁에 상기 임시보철이 설치되어 상기 결합영역의 위치가 상기 픽스츄어 식립정보에 대응되는 어버트먼트 체결정보와 매칭되도록 보정되는 제3단계; 및

   상기 결합영역의 위치가 보정된 상기 임시보철에 대한 보정스캐닝이미지가 획득되고, 상기 보정스캐닝이미지를 기반으로 최종 디지털보철이 설계 및 제조되는 제4단계를 포함하는 디지털보철 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1단계는,

   상기 CT이미지에 표시되는 치조골 내외부측 조직데이터로부터 치조골 표면 경계 윤곽이 선택 추출되는 단계와,

   선택 추출된 상기 치조골 표면 경계 윤곽이 3차원 표면정보 데이터로 변환되어 상기 치조골 3차원 외형정보로 산출 설정되는 단계와,

   상기 치조골 3차원 외형정보에 상기 픽스츄어 식립정보를 기반으로 설정되는 상기 치조골 절삭정보에 대응하여 상기 치조골의 절삭영역을 가이드하는 가상 평탄면이 설정되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 디지털보철 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1단계는,

   상기 치조골 내외부측 조직데이터에 표시되는 조직밀도에 대응하여 상이하게 표시되는 이미지 간의 경계를 따라 상기 치조골 표면 경계 윤곽이 표시되는 단계를 포함하되, 상기 조직밀도가 기설정된 값 이상인 경우 상기 치조골 표면 경계 윤곽으로 판단되어 최적화 표시됨을 특징으로 하는 디지털보철 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1단계는,

   해부학적 치열에 대응하는 반원기둥 형상으로 규격화되어 디지털라이브러리에 복수개로 저장된 소거모델 중 상기 수복대상악궁과 매칭되는 하나의 소거모델이 추출되어 상기 3차원 플래닝이미지로 로딩되는 단계와,

   상기 소거모델의 일면이 상기 픽스츄어 식립정보의 상단부에 대응하는 제1기준면에 매칭되도록 가상 배치되어 상기 치조골 3차원 외형정보와 중첩되는 단계와,

   상기 치조골 3차원 외형정보에서 상기 소거모델과의 중첩부분이 소거되어 상기 가상 평탄면이 설정되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 디지털보철 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제1단계는,

   상기 제1기준면으로부터 기설정된 여유간격으로 하향 이격된 제2기준면과 대응되도록 상기 가상 평탄면이 가상 조절되는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 디지털보철 제조방법.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1단계는,

   복수개의 가상 픽스츄어가 저장된 디지털라이브러리로부터 상기 수복대상악궁에 매칭되는 가상 픽스츄어가 선택되어 가상 배치되되, 상단부가 상기 가상 평탄면과 대응되는 상기 가상 픽스츄어의 상측으로 가상 식립안내슬리브가 이격되어 동심으로 가상 배치되는 단계와,

   내면이 상기 치조골 3차원 외형정보에 형합 대응되되 상단측에 상기 가상 평탄면이 가로질러 가상 설정된 가상 몸체부가 상기 3차원 플래닝이미지에 저장되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 디지털보철 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제2단계는,

   상기 가상 몸체부에서 상기 가상 평탄면의 상측에 상기 가상 식립안내슬리브의 외주에 대응하는 가상 결합홀이 설정되어 상기 서지컬 가이드의 설계정보가 생성되는 단계와,

   상기 서지컬 가이드의 설계정보가 제조장치로 전송되어 실물의 서지컬 가이드가 3차원 프린팅되어 제조되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 디지털보철 제조방법.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 제2단계는,

   상기 가상 몸체부에서 상기 가상 평탄면의 상측 데이터가 소거되어 개구되는 테두리를 따라 가상 평탄가이드면이 설정되어 상기 평탄화 가이드의 설계정보가 생성되는 단계와,

   상기 평탄화 가이드의 설계정보가 제조장치로 전송되어 실물의 평탄화 가이드가 3차원 프린팅되어 제조되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 디지털보철 제조방법.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 제3단계는,

   내면이 상기 가상 평탄면을 기반으로 설정되되 상기 결합영역이 상기 어버트먼트 체결정보에 대응하여 상기 결합공차를 포함하는 홀형상으로 형성되고, 외곽을 따라 상기 수복대상악궁의 주변조직에 임시 형합되는 정렬형합부가 분리 가능하게 형성된 상기 임시보철이 제조되는 단계와,

   상기 어버트먼트에 임시실린더가 결합된 구강에 상기 임시보철이 임시 장착되되 상기 결합영역의 내주와 상기 임시실린더 외주 사이에 경화성 수지가 충진 및 경화되어 상기 임시실린더의 매립 위치가 보정되는 단계와,

   상기 정렬형합부가 기설정된 커팅라인을 기준으로 커팅되어 분리되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 디지털보철 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제4단계는,

    상기 임시실린더의 매립 위치가 보정된 상기 임시보철의 내외면에 대한 보조스캐닝이미지가 획득되는 단계와,

    상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보가 외측으로 노출되도록 상기 보조스캐닝이미지가 스왑되어 상기 보정스캐닝이미지가 획득되는 단계와,

    상기 보정스캐닝이미지에 포함된 상기 임시실린더의 내면측 3차원 표면정보가 디지털라이브러리로부터 추출된 가상 결합부의 3차원 표면정보로 대체 스왑되는 단계와,

    상기 가상 결합부의 3차원 표면정보와 최소결합공차를 갖는 가상 매립홀이 설정되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 디지털보철 제조방법.

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