KR101096746B1

KR101096746B1 - 수술용 가이드를 만드는 방법

Info

Publication number: KR101096746B1
Application number: KR1020090131102A
Authority: KR
Inventors: 권오형; 우원식
Original assignee: 주식회사 사이버메드
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: WO2011078620A3; WO2011078620A2; KR20110074200A

Abstract

본 개시는 드릴링에 의해 형성되는 기능 요소를 가지는 수술용 가이드를 만드는 방법에 있어서, 기능 요소의 드릴링시에 수술용 가이드를 고정하기 위한 지지부(Support)를 형성하는 단계; 기능 요소가 드릴링되어 있지 않은 수술용 가이드를 생성하는 단계; 그리고, 지지부를 통해 지지한 상태에서, 생성된 수술용 가이드에 기능 요소를 드릴링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법에 관한 것이다.

소프트웨어, 의료, 덴탈, 임플란트, 드릴링, 슬리브, 설계, 드릴링

Description

수술용 가이드를 만드는 방법{METHOD OF MAKING A SURGICAL GUIDE}

본 개시(Disclosure)는 전체적으로 수술용 가이드를 만드는 방법에 관한 것으로, 특히 기계 가공을 통해 기능 요소가 형성되는 수술용 가이드를 만드는 방법에 관한 것이다.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

도 1은 미국특허 제5,320,529호에 기재된 임플란트 식립을 위한 드릴링의 일예를 나타내는 도면으로서, 수술용 가이드(100)가 뼈(110) 위에 위치하며, 가이드 홀(120)을 구비하여, 뼈(110)에 드릴(130)을 통해 구멍(140)을 형성할 때, 드릴(130)을 안내한다. 미설명 부호 150은 뼈(110) 내에 있는 신경이다. 뼈(110)에 형성될 구멍(140)을 계획(Planning)할 때 및/또는 수술용 가이드(100)를 제작할 때 뼈(110) 내의 신경(150)이 손상되지 않도록 주의하여야 한다. 미설명 부호 160은 가이드 홀(120)에 삽입되는 슬리브이다.

도 2는 임플란트 플랜닝의 일 예를 설명하는 도면으로서, CT 이미지 상에 4 개의 임플란트 픽스쳐 모델(170A,170B,170C,170D)을 놓아 본 화면이 도시되어 있다.

도 3은 국제공개공보 WO95/28688호에 기재된 임플란트 플랜닝으로부터 수술용 가이드를 제조하는 방법의 일 예를 설명하는 도면으로서, 먼저, 뼈(110)로부터 CT 장비 또는 MRI 장비와 같은 의료 영상 촬영장치를 이용하여, 뼈 이미지(111)를 취득한다. 뼈 이미지(112)는 뼈 이미지(111)의 확대 이미지이다. 다음으로, 세그멘테이션(Segmentation)을 통해 뼈 이미지(112)의 단면 형상을 따르는 가이드 이미지(101)를 형성하고, 여기에 플래닝된, 가이드 홀(120; 도 1 참조)과 같은 기능 요소(121); Functional Element)를 형성한다. 이렇게 기능 요소(121)가 형성된 가이드 이미지(101)에 대한 정보를 RP(Rapid Prototyping) 장치로 옮겨 가이드 홀(120)을 가지는 수술용 가이드(100)를 제조한다.

도 4는 수술용 가이드를 제작하는 방법의 다른 예를 설명하는 도면으로서, 도 3의 방법과 달리, 수술용 가이드(100)의 예비 형태(preform)라 할 수 있는 라디오그래픽 가이드(200)가 임플란트 플래닝에 이용된다. 라디오그래픽 가이드(200)는 환자의 구강 내에 꼭 맞는 마우스 피스 형상을 가진 수지(resin)로 된 물체이며, 수술용 가이드(100)는 임플란트 플래닝을 통해 계획된 기능 요소인 가이드 홀(120)이 형성된 라디오그래픽 가이드(200)로 이해될 수 있다. 이러한 이미지 내지는 이미지 데이터는, CT 촬영에 앞서 환자 구강의 형상을 따르는 라디오그래픽 가이드(200)를 준비하고, 라디오그래픽 가이드(200)를 착용한 후 환자의 구강을 CT 촬영하는 한편, 라디오그래픽 가이드(200)만을 CT 촬영함으로써 얻어질 수 있다.

도 5는 종래의 수술용 가이드의 일 예를 나타내는 도면으로서, RP 장비로 제작된 수술용 가이드(100)의 가이드 홀에 금속 재질의 슬리브(160)가 구비되어 있다. 슬리브(160)는 드릴에 의한 드릴링시에 RP 장비로 제작되어 상대적으로 약한 재질을 가지는 수술용 가이드(100)를 보호하는 역할을 한다.

도 6은 RP 장비로 제작된 수술용 가이드에 슬리브를 삽입하는 과정을 나타내는 도면이다. RP 장비로 수술용 가이드를 제작한다는 것은 프린터에 사용되는 잉크 카드리지를 2차원 평면에서 작동시키는 것이 아니라, 3차원적으로 작동시키는 것으로 이해할 수 있다. 즉, 재료 물질을 카트리지에 담아 이를 한층 한층 적층하면 원하는 프로토타입이 제작되는 것이다. 따라서 RP 장비로 제작된 수술용 가이드(100)에 있어서, 가이드 홀(120)은 불연속적인 면을 가지게 되며, 이는 슬리브(160)와의 결합에 오차를 가져온다.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 드릴링에 의해 형성되는 기능 요소를 가지는 수술용 가이드를 만드는 방법에 있어서, 기능 요소의 드릴링시에 수술용 가이드를 고정하기 위한 지지부(Support)를 형성하는 단계; 기능 요소가 드릴링되어 있지 않은 수술용 가이드를 생성하는 단계; 그리고, 지지부를 통해 지지한 상태에서, 생성된 수술용 가이드에 기능 요소를 드릴링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법이 제공된다. 생성 단계의 생성은 컴퓨터 상에서 모델을 형성하는 것 자체를 의미하거나 이로부터 실제 수술용 가이드를 제조하는 것을 의미한다.

본 개시에 따른 또다른 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 드릴링에 의해 형성되는 기능 요소를 가지는 수술용 가이드를 만드는 방법에 있어서, 기능 요소의 드릴링시에 지그를 통해 수술용 가이드를 고정하며, 지그에 대해 위치 관계가 정의되어 있는 지지부(Support)를 선택하는 단 계; 그리고, 지지부를 수술용 가이드와 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법이 제공된다.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).

도 7은 본 개시에 따라 수술용 가이드를 만드는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 먼저 임플란트 플래닝(S10)을 행한다. 본 개시에 따르면 임플란트 플래닝(S10) 후에 RP 장비를 이용해 가이드 홀(120)과 같은 기능 요소가 형성된 수술용 가이드(100)를 직접 생성(S20)하는 것이 아니라, 기능 요소가 형성되지 않은 수술용 가이드(100)의 이미지 또는 이미지 데이터를 만들고(S30), 여기에 지지부(300; Support)를 부착하여 기능 요소가 형성되지 않은 수술용 가이드(100)를 생성(S40)한 다음, 지그(400)의 도움을 받아 드릴(130)을 이용해 가이드 홀(120)과 같은 기능 요소를 형성한다(S50). 임플란트 플래닝(S10)된 가이드 홀(120)을 RP 장비를 통해 직접 생성하지 않고 드릴링(S50)하기 위해서는 수술용 가이드(100)에 대한 가이드 홀(120)과 같은 기능 요소의 위치 관계를 드릴링 장치에 전달하는 것이 필요하며, 이하 이에 대한 설명을 포함하여, 수술용 가이드(100)에 지지부(300)를 형성하는 방법에 대해 설명한다.

도 8 내지 도 10은 수술용 가이드에 지지부를 연결하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 먼저 임플란트 플래닝을 통해 수술용 가이드(100)에 대한 가이드 홀(120)의 위치가 정해진다. 다음으로, 지지대(300)를 수술용 가이드(100)에 연결해야 하는데, 여기에는 수술용 가이드(100)에 대해 위치 관계가 정의되어 있는 지그(400)가 이용된다. 지그(400)에서 수술용 가이드(100)를 수용할 수 있는 적절한 지점(A)을 선택하면, 지점(A)에 대응하는 지지부(300)가 형성된다. 이렇게 형성된 지지부(300)를 수술용 가이드(100)에 적절한 작업을 통해 연결하면 본 개시에 따른 기능 요소가 형성되지 않은 수술용 가이드(100)의 이미지 또는 이미지 데이터가 형성된다. 수술용 가이드(100)에 대해 지그(400)의 위치 관계는 정의되어 있으며, 지그(400)에 대한 지점(A)의 위치 관계 또한 주어져 있으므로, 가이드 홀(120)의 지점(A)에 대한 위치 관계 또한 정의될 수 있다. 지지부(300)가 연결되고 기능 요소가 형성되지 않은 수술용 가이드(100)를 RP 장비를 통해 제조한 다음, 이를 현실 공간의 지그(400)에 고정시키고, 드릴링(S50)을 행하면 본 개시에 따른 수술용 가이드(100)가 완성된다.

도 11은 본 개시에 따른 지그의 일 예를 나타내는 도면으로서, 지그(400)에는 지지부(300)가 삽입되는 홀 형태의 지점(A)이 구비되어 있으며, 지지부(300)는 홀 내에서 걸림된다. 바람직하게는 나사(500)를 통해 지지부(300)와 지그(400)가 결합 고정된다. 지지부(300)와 지그(400)의 형상은 개시된 것에 한정되지 아니하며, 위치가 정의될 수 있고, 드릴링시에 수술용 가이드(100)를 고정할 수 있는 것이라면 어떠한 형태여도 좋다.

도 12는 본 개시에 따른 드릴링의 일 예를 나타내는 도면으로서, 드릴(130)의 확장부(131)에 의해 가이드 홀(120)의 상부에 단차(121; Step)가 형성되며, 단차(121)에 의해 슬리브가 정확한 위치에 고정될 수 있다. 가이드 홀(120)과 단차(121)를 드릴링함으로써, RP 장비로 수술용 가이드(100)를 생성할 때 발생할 수 있는 불연속 적층에 따른 오차를 제거할 수 있게 된다.

이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.

(1) 드릴링 단계에서, 기능 요소의 상부에 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.

(2) 기능 요소에 슬리브를 삽입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.

(3) 드릴링 단계에서, 지지부가 지그에 고정되며, 지지부와 지그의 위치 관계가 정의되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.

(4) 지지부가 지그에 나사 고정되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.

(5) 형성 단계에서, 지그에 대해 위치 관계가 정의되어 있는 지지부가 선택되고, 선택된 지지부가 수술용 가이드에 연결되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.

(6) 생성 단계에서, 지지부를 가지는 수술용 가이드가 제조되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.

(7) 드릴링 단계에서, 기능 요소의 상부에 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.

(8) 기능 요소에 슬리브를 삽입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.

(9) 수술용 가이드가 RP 장비로 제조되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.

본 개시에 따른 하나의 수술용 가이드를 만드는 방법에 의하면, 가이드 홀과 같은 기능 요소를 매끈하게 형성할 수 있게 된다.

본 개시에 따른 다른 하나의 수술용 가이드를 만드는 방법에 의하면, 가이드 홀과 슬리브의 결합 오차를 줄일 수 있게 된다.

도 1은 미국특허 제5,320,529호에 기재된 임플란트 식립을 위한 드릴링의 일예를 나타내는 도면,

도 2는 임플란트 플랜닝의 일 예를 설명하는 도면,

도 3은 국제공개공보 WO95/28688호에 기재된 임플란트 플랜닝으로부터 수술용 가이드를 제조하는 방법의 일 예를 설명하는 도면,

도 4는 수술용 가이드를 제작하는 방법의 다른 예를 설명하는 도면,

도 5는 종래의 수술용 가이드의 일 예를 나타내는 도면,

도 6은 RP 장비로 제작된 수술용 가이드에 슬리브를 삽입하는 과정을 나타내는 도면,

도 7은 본 개시에 따라 수술용 가이드를 만드는 방법의 일 예를 나타내는 도면,

도 8 내지 도 10은 수술용 가이드에 지지부를 연결하는 방법의 일 예를 나타내는 도면,

도 11은 본 개시에 따른 지그의 일 예를 나타내는 도면,

도 12는 본 개시에 따른 드릴링의 일 예를 나타내는 도면.

Claims

드릴링에 의해 형성되는 기능 요소를 가지는 수술용 가이드를 만드는 방법에 있어서,

기능 요소의 드릴링시에 수술용 가이드를 고정하기 위한 지지부(Support)를 형성하는 단계;

기능 요소가 드릴링되어 있지 않은 수술용 가이드를 생성하는 단계; 그리고,

지지부를 통해 지지한 상태에서, 생성된 수술용 가이드에 기능 요소를 드릴링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 수술용 가이드에 기능 요소를 드릴링하는 단계에서, 기능 요소의 상부에 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 1에 있어서,

기능 요소에 슬리브를 삽입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 2에 있어서,

기능 요소에 슬리브를 삽입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수 술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 수술용 가이드에 기능 요소를 드릴링하는 단계에서, 지지부는 지그에 고정되며, 지지부와 지그의 위치 관계는 정의되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 5에 있어서,

지지부는 지그에 나사 고정되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 지지부(Support)를 형성하는 단계에서, 지그에 대해 위치 관계가 정의되어 있는 지지부가 선택되고, 선택된 지지부는 수술용 가이드에 연결되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 7에 있어서,

상기 수술용 가이드를 생성하는 단계에서, 지지부를 가지는 수술용 가이드가 제조되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 8에 있어서,

상기 수술용 가이드에 기능 요소를 드릴링하는 단계에서, 기능 요소의 상부에 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 9에 있어서,

기능 요소에 슬리브를 삽입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
청구항 8에 있어서,

수술용 가이드는 RP 장비로 제조되는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.
드릴링에 의해 형성되는 기능 요소를 가지는 수술용 가이드를 만드는 방법에 있어서,

기능 요소의 드릴링시에 지그를 통해 수술용 가이드를 고정하며, 지그에 대해 위치 관계가 정의되어 있는 지지부(Support)를 선택하는 단계; 그리고,

지지부를 수술용 가이드와 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 가이드를 만드는 방법.