KR102486198B1

KR102486198B1 - Implanting system using real-time image guidance

Info

Publication number: KR102486198B1
Application number: KR1020150154109A
Authority: KR
Inventors: 박광범; 김종철
Original assignee: 주식회사 메가젠임플란트
Priority date: 2015-11-03
Filing date: 2015-11-03
Publication date: 2023-01-10
Also published as: KR20170052101A

Abstract

실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템은, 피시술자의 구강 내에 삽입되는 가이드 스텐트의 위치 및 자세를 감지하며 드릴이 장착된 핸드 피스의 위치 및 자세를 감지하는 센서유닛과, 센서유닛과 유선 또는 무선으로 연결되며 센서유닛에서 획득된 위치 및 자세정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 계산하는 위치 자세 연산부와, 위치 자세 연산부에 무선 또는 유선으로 연결되며 식립 기준 위치에 대한 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 표시하는 실시간 표시부를 포함한다.An implant placement guide system using real-time image guidance is disclosed. An implant placement guide system using real-time image guidance according to the present invention includes a sensor unit that detects the position and position of a guide stent inserted into the oral cavity of a person to be operated on and the position and position of a hand piece equipped with a drill, and a sensor unit A position/posture calculation unit that is wired or wirelessly connected and calculates the relative position and posture of the drill with respect to a predetermined reference position based on the position and posture information obtained from the sensor unit, and a position/posture calculation unit connected wirelessly or wired to the position/posture calculation unit and based on the placement standard It includes a real-time display that displays the position and attitude of the drill relative to the position.

Description

실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템{Implanting system using real-time image guidance}Implant placement guide system using real-time image guidance {Implanting system using real-time image guidance}

본 발명은, 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 임플란트 시술과정에서 시술자가 시술 정확도를 표시하는 영상정보 등을 실시간으로 피드백 받을 수 있는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an implant placement guide system using real-time image guidance, and more particularly, to an implant placement guide system using real-time image guidance in which an operator can receive real-time feedback on image information indicating the accuracy of an implant procedure during an implant procedure. It's about the guide system.

치과용 임플란트는 원래 인체조직이 상실되었을 때, 회복시켜 주는 대치물을 의미하지만, 치과에서는 인공으로 만든 치아를 이식하는 일련의 시술을 가리킨다.Dental implant refers to a substitute for restoring original human tissue when it is lost, but refers to a series of procedures for implanting artificially made teeth in dentistry.

상실된 치근(뿌리)을 대신할 수 있도록 인체에 거부반응이 없는 티타늄(titanium) 등으로 만든 치근인 픽스츄어(fixture)를 치아가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공치아를 고정시켜 치아의 기능을 회복하도록 하는 시술이다.In order to replace the lost tooth root (root), a dental root fixture made of titanium, etc., which is not rejected by the human body, is implanted in the alveolar bone where the tooth has been removed, and then the artificial tooth is fixed to restore the function of the tooth. It is a procedure to

일반 보철물이나 틀니의 경우, 시간이 지나면 주위 치아와 뼈가 상하지만 임플란트는 주변 치아조직을 상하지 않게 하며, 자연치아와 기능이나 모양이 같으면서도 충치가 생기지 않으므로 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.In the case of general prosthetics or dentures, the surrounding teeth and bones are damaged over time, but implants do not damage the surrounding dental tissue, and have the same function and shape as natural teeth, but do not cause cavities, so they can be used semi-permanently.

인공치아 시술(임플란트 또는 임플란트 시술이라고도 함)은, 픽스츄어의 종류에 따라 다양하지만 소정의 드릴을 사용하여 식립위치를 천공한 후 픽스츄어를 치조골에 식립하여 뼈에 골융합시킨 다음, 픽스츄어에 지대주(abutment)를 결합시킨 후에, 지대주에 최종 보철물을 씌움으로써 완료되는 것이 일반적이다.The artificial tooth procedure (also referred to as implant or implant procedure) varies depending on the type of fixture, but after drilling the implantation position using a predetermined drill, the fixture is placed in the alveolar bone to osseointegrate the bone, and then abutment is applied to the fixture After attaching the abutment, it is generally completed by putting the final prosthesis on the abutment.

치과용 임플란트는 단일 결손치 수복은 물론이거니와 부분 무치아 및 완전 무치아 환자에게 의치의 기능을 증진시키고, 치아 보철 수복의 심미적인 면을 개선시키며, 나아가 주위의 지지골 조직에 가해지는 과도한 응력을 분산시킴과 아울러 치열의 안정화에 도움을 준다.Dental implants not only restore single missing teeth, but also improve the function of dentures for partially and completely edentulous patients, improve the esthetic aspect of dental prosthetic restoration, and further disperse excessive stress applied to the surrounding supporting bone tissue. It also helps to stabilize the dentition.

이러한 치과용 임플란트는 일반적으로, 인공 치근으로서 식립되는 픽스츄어(Fixture)와, 픽스츄어 상에 결합되는 지대주(Abutment)와, 지대주를 픽스츄어에 고정하는 지대주 스크류(Abutment Screw)와, 지대주에 결합되는 인공치아를 포함한다. 여기서, 지대주를 픽스츄어에 결합시키기 전에, 즉 치조골에 픽스츄어가 골융합되기까지의 기간 동안에 지대주가 픽스츄어에 결합되어 결합 상태를 유지하기도 한다.These dental implants generally include a fixture placed as an artificial tooth root, an abutment coupled to the fixture, an abutment screw for fixing the abutment to the fixture, and coupled to the abutment Including artificial teeth that become Here, before coupling the abutment to the fixture, that is, during a period until the fixture is osseointegrated with the alveolar bone, the abutment may be coupled to the fixture to maintain the coupled state.

치과용 임플란트의 한 구성요소인 픽스츄어는, 임플란트가 시술되는 위치에 드릴 등을 이용하여 치조골에 형성된 드릴 홀에 식립되는 부분으로서 인공 치근의 역할을 담당한다. 따라서 픽스츄어는 치조골에 견고하게 식립되어야 한다.A fixture, which is a component of a dental implant, serves as an artificial tooth root as a part placed in a drill hole formed in the alveolar bone by using a drill or the like at a location where the implant is operated. Therefore, the fixture must be firmly implanted in the alveolar bone.

이에, 픽스츄어의 외면에는 드릴 홀을 형성하는 치조골의 내측벽 부분에 견고히 결합될 수 있도록 나사부(나사산)가 형성된다. 이러한 나사부는 치조골에 인입되어 픽스츄어와 치조골이 견고히 결합될 수 있도록 할 뿐만 아니라 픽스츄어와 치조골의 접촉면적을 증대시킴으로써 치조골에 대한 픽스츄어의 고정력, 특히 초기 고정력(initial stability)을 강화시키는 역할을 한다.Thus, a screw portion (thread) is formed on the outer surface of the fixture so that it can be firmly coupled to the inner wall portion of the alveolar bone forming the drill hole. This thread is inserted into the alveolar bone so that the fixture and the alveolar bone can be firmly coupled, and by increasing the contact area between the fixture and the alveolar bone, it serves to strengthen the fixing force of the fixture to the alveolar bone, especially the initial stability. do.

이처럼 치과용 임플란트 시술은 드릴을 이용하여 치조골에 홀을 천공한 후, 천공된 홀에 픽스츄어를 식립하고, 이어 골융합이 진행되면 픽스츄어에 지대주를 결합시키고 최종적으로 인공 치아(보철물)를 씌우는 단계로 진행된다.In this way, the dental implant procedure drills a hole in the alveolar bone using a drill, then places a fixture in the drilled hole, then, when osseointegration proceeds, combines the abutment with the fixture and finally covers the artificial tooth (prosthesis). proceeds with

이러한 종래의 치과용 임플란트 시술에서, 치조골의 천공작업은 의사의 손감각에 의존해서 이루어지는 경우가 흔하다. 이러한 손감각에 의한 시술은 시술자의 운동 능력과 공간지각능력에 의지하기 때문에 고도의 정확성을 달성하기 어렵다. In such a conventional dental implant procedure, the alveolar bone drilling operation is often performed depending on the surgeon's sense of hand. It is difficult to achieve a high degree of accuracy in such hand-sensing procedures because they depend on the operator's motor skills and spatial perception skills.

특히, 인간의 생리적 한계로 인하여 핸드 피스 드릴의 이상적인 3차원적 각도를 달성하는 것은 매우 어려우므로, 특별한 재능과 다년간의 경험을 가진 일부 '장인'을 제외한 다수의 치과의사들은 이상적인 3차원적 각도를 재현해 내는데 어려움을 겪고 있다.In particular, it is very difficult to achieve the ideal three-dimensional angle of a hand piece drill due to human physiological limitations, so many dentists, except for some 'artisans' with special talents and many years of experience, are trying to find the ideal three-dimensional angle. I'm having trouble reproducing it.

따라서, 치조골에 대한 드릴링 작업이 완료될 때까지 드릴링 방향과 각도 등이 미리 계획된 방향 및 각도 등으로 정확하게 진행되고 있는지 실시간 영상정보 등으로 확인하면서 시술할 수 있는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템의 개발이 필요한 실정이다,Therefore, until the drilling of the alveolar bone is completed, the implant placement guide system using real-time image guidance can be performed while checking whether the drilling direction and angle, etc. are proceeding accurately in the pre-planned direction and angle, etc. There is a need for development

한국특허등록공보 제10-0990742호 (이원진, 김대현, 김태일), 2010.10.29.Korean Patent Registration Publication No. 10-0990742 (Wonjin Lee, Daehyun Kim, Taeil Kim), 2010.10.29.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 임플란트 시술과정에서 시술자가 시술부위 및 시술도구의 위치, 지세 등에 대한 정보 등을 실시간으로 확인하며 시술할 수 있는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템에 관한 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention relates to an implant placement guide system using real-time image guidance in which an operator can check information on the position, topography, etc. of a surgical site and surgical tool in real time during an implant procedure. .

본 발명의 일 측면에 따르면, 피시술자의 구강 내에 삽입되는 가이드 스텐트의 위치 및 자세를 감지하며, 드릴이 장착된 핸드 피스의 위치 및 자세를 감지하는 센서유닛; 상기 센서유닛과 유선 또는 무선으로 연결되며, 상기 센서유닛에서 획득된 위치 및 자세정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 상기 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 계산하는 위치 자세 연산부; 및 상기 위치 자세 연산부에 무선 또는 유선으로 연결되며, 상기 식립 기준 위치에 대한 상기 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 표시하는 실시간 표시부를 포함하는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the sensor unit for detecting the position and posture of the guide stent inserted into the oral cavity of the person to be treated, and for detecting the position and posture of the hand piece to which the drill is mounted; a position/posture calculating unit connected to the sensor unit by wire or wirelessly and calculating a relative position and attitude of the drill with respect to a predetermined reference position for insertion according to position and attitude information obtained from the sensor unit; and a real-time display unit that is connected to the position/posture calculation unit wirelessly or wired and displays the relative position and posture of the drill with respect to the reference position for implantation. An implant placement guide system using real-time image guidance may be provided.

상기 센서유닛은, 상기 가이드 스텐트에 연결되는 스텐트용 기준부; 상기 핸드 피스에 연결되는 핸드 피스용 기준부; 및 상기 스텐트용 기준부 및 상기 핸드 피스용 기준부를 감지하며, 상기 스텐트용 기준부 및 상기 핸드 피스용 기준부 각각의 위치 및 자세정보를 획득하는 기준부 센싱용 센서부를 포함할 수 있다.The sensor unit may include: a reference portion for a stent connected to the guide stent; a reference portion for a hand piece connected to the hand piece; and a sensor unit for sensing the reference part for sensing the reference part for the stent and the reference part for the hand piece, and acquiring position and posture information of each of the reference part for the stent and the reference part for the hand piece.

상기 스텐트용 기준부는, 상기 가이드 스텐트에 착탈 가능하게 결합되는 제1 몸체부; 및 상기 제1 몸체부에 마련되는 다수개의 제1 광학 마커를 포함하며, 상기 핸드 피스용 기준부는, 상기 핸드 피스에 착탈가능하게 결합되는 제2 몸체부; 및 상기 제2 몸체부에 마련되는 다수개의 제2 광학 마커를 포함할 수 있다.The reference portion for the stent may include a first body portion detachably coupled to the guide stent; and a plurality of first optical markers provided on the first body portion, wherein the reference portion for the hand piece includes a second body portion detachably coupled to the hand piece; and a plurality of second optical markers provided on the second body.

상기 기준부 센싱용 센서부는, 상기 제1 광학 마커 및 제2 광학 마커를 인식하는 광학 센서를 포함할 수 있다.The sensor unit for sensing the reference portion may include an optical sensor recognizing the first optical marker and the second optical marker.

상기 센서유닛은, 상기 가이드 스텐트에 장착되며, 상기 가이드 스텐트의 위치 및 자세정보를 획득하는 스텐트용 센서부; 및 상기 핸드 피스에 장착되며, 핸드 피스의 위치 및 자세정보를 획득하는 핸드 피스용 센서부를 포함하며, 상기 위치 자세 연산부는, 상기 스텐트용 센서부 및 핸드 피스용 센서부 각각에 유선 또는 무선으로 연결되며, 상기 스텐트용 센서부 및 핸드 피스용 센서부에서 획득된 정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 상기 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 계산할 수 있다.The sensor unit may include: a sensor unit for a stent mounted on the guide stent and acquiring position and attitude information of the guide stent; and a hand piece sensor unit mounted on the hand piece and acquiring position and posture information of the hand piece, wherein the position and posture calculation unit is wired or wirelessly connected to the stent sensor unit and the hand piece sensor unit, respectively. It is possible to calculate the relative position and posture of the drill with respect to a predetermined reference position for implantation according to information obtained from the sensor unit for the stent and the sensor unit for the hand piece.

상기 스텐트용 센서부는, 제1 자이로센서 및 제1 가속도센서를 포함하며, 상기 핸드 피스용 센서부는, 제2 자이로센서 및 제2 가속도센서를 포함할 수 있다.The sensor unit for the stent may include a first gyro sensor and a first acceleration sensor, and the sensor unit for the hand piece may include a second gyro sensor and a second acceleration sensor.

상기 센서유닛은, 상기 가이드 스텐트에 착탈 가능하게 결합되는 스텐트용 위치 추적기; 및 상기 핸드 피스에 착탈 가능하게 결합되는 핸드 피스용 위치 추적기를 포함하며, 상기 위치 자세 연산부는, 상기 스텐트용 위치 추적기 및 핸드 피스용 위치 추적기 각각에 유선 또는 무선으로 연결되며, 상기 스텐트용 위치 추적기 및 핸드 피스용 위치 추적기에서 획득된 위치 정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 상기 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 계산할 수 있다.The sensor unit may include a stent position tracker detachably coupled to the guide stent; and a position tracker for a hand piece detachably coupled to the hand piece, wherein the position and posture calculation unit is wired or wirelessly connected to the position tracker for the stent and the position tracker for the hand piece, respectively, and the position tracker for the stent and a relative position and posture of the drill with respect to a predetermined reference position for insertion may be calculated according to position information obtained from the position tracker for the hand piece.

상기 위치 자세 연산부는, 상기 피시술자의 구강 구조에 대한 영상정보가 저장된 구강 구조 라이브러리부; 및 임플란트용 보철물의 구조에 대한 영상정보가 저장된 보철물 구조 라이브러리부를 포함할 수 있다. The position/posture calculation unit may include: an oral structure library unit storing image information about the structure of the oral cavity of the person to be treated; and a prosthesis structure library unit in which image information on the structure of a prosthetic appliance for implantation is stored.

상기 실시간 표시부는, 헤드 업 디스플레이(HUD)를 구비하는 웨어러블 디스플레이를 포함할 수 있다.The real-time display unit may include a wearable display including a head-up display (HUD).

상기 웨어러블 디스플레이는, 고글 형상으로 마련될 수 있다.The wearable display may be provided in a goggle shape.

본 발명의 실시예들은, 센서유닛의 정보에 따라 위치 자세 연산부가 식립 기준 위치에 대한 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 실시간으로 계산하고 실시간 표시부가 식립 기준 위치에 대한 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 시각적으로 표시함으로써, 시술자의 시술 정확도를 높일 수 있다.Embodiments of the present invention, according to the information of the sensor unit, the position and posture calculation unit calculates the relative position and posture of the drill with respect to the standard insertion position in real time, and the real-time display unit visually displays the relative position and posture of the drill with respect to the standard insertion position By displaying it, it is possible to increase the operator's operation accuracy.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템이 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 센서유닛이 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 스텐트용 기준부가 도시된 도면이다.
도 4는 도 2의 핸드 피스용 기준부가 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템이 도시된 도면이다.
도 6은 도 5의 센서유닛이 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템이 도시된 도면이다.
도 8은 도 7의 센서유닛이 도시된 도면이다.1 is a diagram showing an implant placement guide system using real-time image guidance according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing the sensor unit of FIG. 1;
FIG. 3 is a view showing a reference portion for a stent of FIG. 2 .
4 is a view showing a reference portion for a hand piece of FIG. 2;
5 is a diagram illustrating an implant placement guide system using real-time image guidance according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing the sensor unit of FIG. 5;
7 is a diagram illustrating an implant placement guide system using real-time image guidance according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing the sensor unit of FIG. 7 .

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.In order to fully understand the present invention and its operational advantages and objectives achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

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.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템이 도시된 도면이고, 도 2는 도 1의 센서유닛이 도시된 도면이며, 도 3은 도 2의 스텐트용 기준부가 도시된 도면이고, 도 4는 도 2의 핸드 피스용 기준부가 도시된 도면이다.1 is a diagram showing an implant placement guide system using real-time image guidance according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the sensor unit of FIG. 1, and FIG. 3 is a standard for a stent in FIG. A portion is shown, and FIG. 4 is a view showing a reference portion for a hand piece of FIG. 2 .

본 실시예에 따른 임플란트 시술의 경우, 시술자의 직접적인 임플란트 시술에 앞서, 피시술자의 치조골 및 구강형상의 해부학적 정보를 획득하는 영상 데이터 획득단계가 수행된다.In the case of the implant procedure according to the present embodiment, an image data acquisition step of obtaining anatomical information of the alveolar bone and oral shape of the person to be treated is performed prior to the direct implant procedure by the operator.

본 실시예에서 영상 데이터의 획득단계는, 파노라마촬영, 컴퓨터단층촬영(CBCT: Cone Beam Computed Tomography), 자기공명영상진단촬영(MRI: Magnetic Resonance Imaging), 초음파영상촬영(ultrasonography) 등을 통해 이루어진다. In this embodiment, the image data acquisition step is performed through panoramic imaging, Cone Beam Computed Tomography (CBCT), Magnetic Resonance Imaging (MRI), and ultrasound imaging.

이러한 영상 데이터의 획득단계를 통해 피시술자의 치조골 및 구강형상에 대한 3차원 영상 데이터가 마련된다.Through this image data acquisition step, three-dimensional image data for the alveolar bone and oral cavity shape of the person to be treated is prepared.

이렇게 획득된 영상 데이터를 분석하여 시술자는 임플란트(인공치아)의 식립 기준 위치를 결정한다. 이러한 식립 기준 위치에 의해 치조골 천공의 위치, 깊이, 천공 방향 등이 결정된다. 시술자에 의해 결정된 식립 기준 위치는 후술할 위치 자세 연산부(200)에 저장되며, 후술한 실시간 표시부(300)에 의해 이미지화되어 표시될 수 있다.By analyzing the image data obtained in this way, the operator determines a reference position for implantation (artificial teeth). The location, depth, and direction of perforation of the alveolar bone are determined by the reference position for implantation. The standard placement position determined by the operator is stored in the position/posture calculation unit 200 to be described later, and can be imaged and displayed by the real-time display unit 300 to be described later.

시술자에 의해 이상적인 가상의 식립 기준 위치가 미리 계획된 후, 본격적으로 임플란트를 식립하는 시술이 수행된다.After an ideal virtual implantation reference position is planned in advance by an operator, an implant placement procedure is performed in earnest.

본 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템은, 도 1 내지 4에에 도시된 바와 같이, 피시술자의 구강 내에 삽입되는 가이드 스텐트(J)의 위치 및 자세를 감지하며 드릴(H1)이 장착된 핸드 피스(H)의 위치 및 자세를 감지하는 센서유닛(100)과, 센서유닛(100)과 유선 또는 무선으로 연결되며 센서유닛(100)에서 획득된 위치 및 자세정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세를 계산하는 위치 자세 연산부(200)와, 위치 자세 연산부(200)에 무선 또는 유선으로 연결되며, 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세를 표시하는 실시간 표시부(300)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 4, the implant placement guide system using real-time image guidance according to this embodiment detects the position and posture of the guide stent (J) inserted into the oral cavity of the person to be operated on, and the drill (H1) is mounted A sensor unit 100 for detecting the position and posture of the hand piece H, and a criterion for placement determined in advance according to the position and posture information obtained from the sensor unit 100 connected to the sensor unit 100 by wire or wirelessly A position/posture calculating unit 200 that calculates the relative position and posture of the drill H1 with respect to the position, connected to the position/posture calculating unit 200 by wire or wirelessly, and the relative position of the drill H1 with respect to the reference position for insertion and It includes a real-time display unit 300 that displays a posture.

가이드 스텐트(J)는, 상술한 임플란트 시술 전에 수행된 영상 데이터 획득단계에 의해 얻어진 피시술자의 치조골 및 치아 등의 형상에 따라 3D 프린터에 의해 제작된다. 이렇게 제작된 가이드 스텐트(J)는 피시술자의 치아에 끼워져 피시술자의 구강에 고정될 수 있다.The guide stent (J) is manufactured by a 3D printer according to the shape of the alveolar bone and teeth of the subject obtained by the image data acquisition step performed before the above-described implant procedure. The guide stent (J) manufactured in this way may be inserted into the teeth of the pisisulja and fixed to the oral cavity of the pisisulja.

이러한 가이드 스텐트(J)에는, 식립 기준 위치에 대응되는 위치에 가이드 공(미도시)이 마련된다. 이러한 가이드 공(미도시)은, 드릴(H1)이 관통될 수 있는 크기로 형성되며, 드릴(H1)의 천공방향과 각도를 안내한다. 이러한 가이드 공(미도시)은 드릴(H1)을 식립 기준 위치로 정확히 안내하기는 어려운바 센서유닛(100)에 의한 드릴(H1)의 가이드가 더해진다. A guide ball (not shown) is provided in the guide stent J at a position corresponding to a reference position for implantation. This guide ball (not shown) is formed to a size through which the drill H1 can penetrate, and guides the drilling direction and angle of the drill H1. Since it is difficult to accurately guide the drill H1 to the standard insertion position with such a guide ball (not shown), the guide of the drill H1 by the sensor unit 100 is added.

본 실시예에서 센서유닛(100)은, 가이드 스텐트(J)에 연결되는 스텐트용 기준부(110)와, 핸드 피스(H)에 연결되는 핸드 피스용 기준부(120)와, 스텐트용 기준부(110) 및 핸드 피스용 기준부(120)를 감지하며 스텐트용 기준부(110) 및 핸드 피스용 기준부(120) 각각의 위치 및 자세정보를 획득하는 기준부 센싱용 센서부(130)를 포함한다.In this embodiment, the sensor unit 100 includes a stent reference portion 110 connected to the guide stent J, a hand piece reference portion 120 connected to the hand piece H, and a stent reference portion. 110 and the reference part 120 for the hand piece, and the sensor part 130 for sensing the reference part for acquiring the position and posture information of each of the reference part 110 for the stent and the reference part 120 for the hand piece. include

스텐트용 기준부(110)는 가이드 스텐트(J)에 연결되며 피시술자의 구강 밖에 위치한다. 이러한 스텐트용 기준부(110)는, 가이드 스텐트(J)에 착탈 가능하게 결합되는 제1 몸체부(111)와, 제1 몸체부(111)에 마련되는 다수개의 제1 광학 마커(optical marker, 112)를 포함한다. The reference portion 110 for the stent is connected to the guide stent (J) and is located outside the oral cavity of the person being treated. The reference portion 110 for the stent includes a first body portion 111 detachably coupled to the guide stent J, and a plurality of first optical markers provided on the first body portion 111. 112).

핸드 피스용 기준부(120)는 드릴(H1)이 장착된 핸드 피스(H)에 연결된다. 이러한 핸드 피스용 기준부(120)는, 핸드 피스(H)에 착탈 가능하게 결합되는 제2 몸체부(121)와, 제2 몸체부(121)에 마련되는 다수개의 제2 광학 마커(122)를 포함한다. 여기서 제1 광학 마커(112) 및 제2 광학 마커(122)는 기준부 센싱용 센서부(130)에 인식될 수 있는 표식을 말한다. The reference portion 120 for the hand piece is connected to the hand piece H on which the drill H1 is mounted. The reference portion 120 for the hand piece includes a second body portion 121 detachably coupled to the hand piece H, and a plurality of second optical markers 122 provided on the second body portion 121. includes Here, the first optical marker 112 and the second optical marker 122 refer to marks that can be recognized by the sensor unit 130 for sensing the reference unit.

본 실시예에서 스텐트용 기준부(110)와 핸드 피스용 기준부(120)의 크기와 형상, 제1 광학 마커(112) 및 제1 광학 마커(122)의 위치 등은 모두 데이터베이스화되어 위치 자세 연산부(200)에 저장된다. 마찬가지로 스텐트용 기준부(110)와 가이드 스텐트(J)의 결합위치, 핸드 피스용 기준부(120)와 핸드 피스(H)의 결합위치 및 핸드 피스용 기준부(120)와 드릴(H1) 사이의 거리 등도 모두 위치 자세 연산부(200)에 저장된다.In this embodiment, the size and shape of the reference portion 110 for stent and the reference portion 120 for hand piece, the positions of the first optical marker 112 and the first optical marker 122 are all databased, and the location and posture stored in the calculation unit 200. Likewise, the coupling position of the reference portion 110 for the stent and the guide stent (J), the coupling location of the reference portion 120 for the hand piece and the hand piece (H), and between the reference portion 120 for the hand piece and the drill (H1) The distance of is also stored in the position and attitude calculation unit 200.

기준부 센싱용 센서부(130)는, 스텐트용 기준부(110) 및 핸드 피스용 기준부(120)를 감지하며, 스텐트용 기준부(110) 및 핸드 피스용 기준부(120) 각각의 위치 및 자세정보를 획득한다. 본 실시예에서 기준부 센싱용 센서부(130)는 스텐트용 기준부(110)와 핸드 피스용 기준부(120)에 마련된 제1 광학 마커(112) 및 제1 광학 마커(122)를 인식할 수 있는 광학 센서(미도시)를 포함한다.The sensor unit 130 for sensing the reference unit detects the reference unit 110 for the stent and the reference unit 120 for the hand piece, and determines the respective positions of the reference unit 110 for the stent and the reference unit 120 for the hand piece. and acquires attitude information. In this embodiment, the sensor unit 130 for sensing the reference unit recognizes the first optical marker 112 and the first optical marker 122 provided on the reference unit 110 for the stent and the reference unit 120 for the hand piece. It includes an optical sensor (not shown) that can be.

위치 자세 연산부(200)는 기준부 센싱용 센서부(130)와 유선 또는 무선으로 연결되며, 기준부 센싱용 센서부(130)에서 획득된 정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세를 계산한다.The position/posture calculation unit 200 is connected to the sensor unit 130 for sensing the reference unit by wire or wirelessly, and drills H1 for a predetermined reference position for implantation according to information obtained from the sensor unit 130 for sensing the reference unit. Calculate the relative position and posture of

자세히 설명하면, 위치 자세 연산부(200)는 기준부 센싱용 센서부(130)로부터 전송받은 스텐트용 기준부(110)의 위치 및 자세정보로부터 실시간 표시부(300)에 표시될 식립 기준 위치를 계산한다. 따라서 시술의 편의 등을 위해 피시술자의 구강위치를 가변시킬 시, 위치 자세 연산부(200)는 스텐트용 기준부(110)의 위치 및 자세정보에 따라 식립 기준 위치의 3차원 좌표를 다시 계산한다.In detail, the position/posture calculation unit 200 calculates the reference position for placement to be displayed on the real-time display unit 300 from the position and posture information of the reference unit 110 for stent received from the sensor unit 130 for sensing the reference unit. . Therefore, when changing the position of the patient's mouth for the convenience of the procedure, the position and posture calculation unit 200 recalculates the three-dimensional coordinates of the standard insertion position according to the position and posture information of the reference unit 110 for the stent.

또한 위치 자세 연산부(200)는 기준부 센싱용 센서부(130)로부터 전송받은 핸드 피스용 기준부(120)의 위치 및 자세정보로부터 핸드 피스용 기준부(120)의 위치 및 자세에 대한 좌표를 계산한다. In addition, the position and attitude calculation unit 200 obtains coordinates for the position and posture of the reference unit 120 for hand piece from the position and posture information of the reference unit 120 for hand piece received from the sensor unit 130 for sensing the reference unit. Calculate.

상술한 바와 같이 핸드 피스용 기준부(120)와 드릴(H1)의 상대적인 거리 및 각도 등도 모두 위치 자세 연산부(200)에 저장된 상태이므로, 핸드 피스용 기준부(120)의 위치 및 자세정보를 획득되면 드릴(H1)의 위치 및 자세의 좌표가 계산될 수 있고, 그에 따라 위치 자세 연산부(200)는 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세를 실시간으로 계산할 수 있다.As described above, since the relative distance and angle between the reference unit 120 for hand piece and the drill H1 are all stored in the position and posture calculation unit 200, the position and posture information of the reference unit 120 for hand piece is obtained. Then, coordinates of the position and posture of the drill H1 may be calculated, and accordingly, the position and posture calculation unit 200 may calculate the relative position and posture of the drill H1 with respect to the standard placement position in real time.

이렇게 위치 자세 연산부(200)에서 계산된 데이터는 실시간 표시부(300)에 전달된다. 실시간 표시부(300)는 위치 자세 연산부(200)에 무선 또는 유선으로 연결되며 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세를 표시한다. The data calculated by the position/posture calculation unit 200 is transmitted to the real-time display unit 300 . The real-time display unit 300 is connected to the position/posture calculation unit 200 by wire or wirelessly and displays the position and posture of the drill H1 relative to the reference position for insertion.

한편 본 실시예에 따른 위치 자세 연산부(200)는, 피시술자의 구강 구조에 대한 영상정보가 저장된 구강 구조 라이브러리부(미도시)와, 임플란트용 보철물의 구조에 대한 영상정보가 저장된 보철물 구조 라이브러리부(미도시)를 더 포함한다.Meanwhile, the position/posture calculation unit 200 according to the present embodiment includes an oral structure library unit (not shown) storing image information on the oral structure of a person to be operated on, and a prosthesis structure library unit (not shown) storing image information on the structure of a prosthetic appliance for implantation ( not shown) are further included.

피시술자의 구강 구조에 대한 영상정보는 상술한 영상 데이터의 획득단계에서 얻어진 피시술자의 구강 구조에 대한 컴퓨터단층촬영(CBCT), 3D 스캐너 등의 3차원 구조 데이터이고, 보철물 구조 라이브러리부는 픽스츄어(미도시), 지대주(미도시) 등의 임플란트용 보철물의 구조에 대한 3차원 구조 데이터이다. 이러한 위치 자세 연산부는 미도시된 조작부(미도시)에 연결되어 피시술자에 의해 조정될 수 있다.The image information on the oral structure of the person to be operated on is three-dimensional structural data such as computed tomography (CBCT) or 3D scanner for the oral structure of the person to be operated on obtained in the above image data acquisition step, and the prosthesis structure library unit is a fixture (not shown). ), 3D structural data on the structure of implant prostheses such as abutments (not shown). This position/posture calculation unit may be connected to an operation unit (not shown), which is not shown, and adjusted by the subject.

따라서 시술자는 임플란트 시술 전에 조작부(미도시)를 통해 위치 자세 연산부(200)를 조정하여 보철물 구조 라이브러리부와 보철물 구조 라이브러리부에 저장된 데이터를 불러올 수 있고, 보철물 구조 라이브러리부와 보철물 구조 라이브러리부의 데이터를 바탕으로 가상 시술을 수행할 수 있다.Therefore, the operator can read the data stored in the prosthesis structure library unit and the prosthesis structure library unit by adjusting the position and posture calculation unit 200 through the manipulation unit (not shown) before the implant procedure, and the data of the prosthesis structure library unit and the prosthesis structure library unit can be read. Based on this, virtual procedures can be performed.

한편 본 실시예에서 실시간 표시부(300)는, 헤드 업 디스플레이(HUD)를 구비하는 웨어러블 디스플레이를 포함한다.Meanwhile, in this embodiment, the real-time display unit 300 includes a wearable display having a head-up display (HUD).

본 실시예에서 웨어러블 디스플레이는 고글 형상으로 마련된다. 이러한 고글 형상의 웨어러블 디스플레이는 피시술자의 얼굴에 착용되며 헤드 업 디스플레이(HUD)가 결합되는 착용부를 포함한다.In this embodiment, the wearable display is provided in a goggle shape. Such a goggle-shaped wearable display is worn on the face of a person to be treated and includes a wearing part to which a head-up display (HUD) is coupled.

헤드 업 디스플레이(HUD)는, 시술자의 눈에서 소정 간격 이격되어 배치되는 글라스(미도시)와 글라스에 표시될 정보를 투사하는 투사부(미도시)를 포함한다.The head-up display (HUD) includes glasses (not shown) disposed at a predetermined distance from the operator's eyes and a projector (not shown) that projects information to be displayed on the glasses.

이와 같이 본 실시예에 따른 실시간 표시부(300)는 헤드 업 디스플레이(HUD)를 구비하는 웨어러블 디스플레이로 이루어짐으로써, 임플란트 시슬 시에 시술자는 위치 자세 연산부(200)로부터의 정보를 보기 위해 별도의 모니터를 바라볼 필요 없이 글라스를 통해 위치 자세 연산부(200)로부터 수신된 정보와 실제 시술부위를 동시에 볼 수 있다. 따라서 시술부위에 대한 시술자의 시선을 시술 과정에서 계속 유지시킬 수 있어 시술자의 집중도를 더욱 높일 수 있다.As such, the real-time display unit 300 according to the present embodiment is made of a wearable display having a head-up display (HUD), so that the operator can use a separate monitor to view information from the position/posture calculation unit 200 during the implant thistle. The information received from the position and posture calculation unit 200 and the actual treatment area can be viewed simultaneously through the glass without the need to look. Therefore, the operator's gaze on the treatment area can be maintained during the procedure, and the operator's concentration can be further increased.

이러한 실시간 표시부(300)에는 위치 자세 연산부(200)에서 계산된 식립 기준 위치에 대한 정보가 시각적으로 표시된다. 또한 실시간 표시부(300)에는 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세가 이미지화되어 표시된다.The real-time display unit 300 visually displays information about the standard placement position calculated by the position/posture calculation unit 200 . In addition, the relative position and posture of the drill H1 with respect to the standard placement position are displayed as images on the real-time display unit 300 .

따라서 시술자는 치조골의 천공 시 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 위치 및 각도를 실시간으로 시각적으로 파악할 수 있어 시술의 정확도를 높일 수 있다.Therefore, the operator can visually grasp the position and angle of the drill H1 with respect to the reference position for implantation in real time when perforating the alveolar bone, thereby increasing the accuracy of the operation.

이하에서 본 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the implant placement guide system using real-time image guidance according to the present embodiment will be described.

기준부 센싱용 센서부(130)가 스텐트용 기준부(110) 및 핸드 피스용 기준부(120)를 감지하여 스텐트용 기준부(110) 및 핸드 피스용 기준부(120) 각각의 위치 및 자세정보를 획득한다. The sensor unit 130 for sensing the reference unit detects the reference unit 110 for the stent and the reference unit 120 for the hand piece, and thus the position and posture of the reference unit 110 for the stent and the reference unit 120 for the hand piece, respectively Acquire information.

획득된 위치 및 자세정보는 위치 자세 연산부(200)로 전송된다. 위치 자세 연산부(200)는 기준부 센싱용 센서부(130)에서 획득된 스텐트용 기준부(110)의 정보에 따라 식립 기준 위치의 3차원 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 계산한다. The acquired position and attitude information is transmitted to the position and attitude calculation unit 200 . The position/posture calculation unit 200 calculates 3D coordinates for the 3D position and posture of the reference position for stent implantation based on the information of the reference unit 110 for stents obtained from the sensor unit 130 for sensing the reference unit.

또한 위치 자세 연산부(200)는 핸드 피스용 기준부(120)의 정보에 따라 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 계산한다.Also, the position/posture calculating unit 200 calculates three-dimensional coordinates of the position and posture of the drill H1 relative to the reference position for insertion according to the information of the reference unit 120 for the hand piece.

이렇게 계산된 좌표는 실시간 표시부(300)로 전송되어 이미지로 실시간 표시부(300)에 표시된다. 따라서 시술자는 실시간 표시부(300)에 나타난 시각적 화면에 따라 핸드 피스(H)의 위치 및 자세를 조정하여 정확한 시술을 수행할 수 있다.The calculated coordinates are transmitted to the real-time display unit 300 and displayed on the real-time display unit 300 as images. Therefore, the operator can perform an accurate procedure by adjusting the position and posture of the hand piece H according to the visual screen displayed on the real-time display unit 300 .

이와 같이 본 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템은, 기준부 센싱용 센서부(130)를 통해 스텐트용 기준부(110)에 대한 핸드 피스용 기준부(120)의 상대적인 위치 및 자세에 대한 정보를 획득하고, 위치 자세 연산부(200)를 통해 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 실시간으로 계산하며, 실시간 표시부(300)를 통해 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세를 시각적인 방법으로 표시함으로써, 시술자의 시술 정확도를 높일 수 있다.In this way, the implant placement guide system using real-time image guidance according to the present embodiment, through the sensor unit 130 for sensing the reference unit, the relative position of the reference unit 120 for the hand piece with respect to the reference unit 110 for the stent and Information on the posture is obtained, and the position and posture calculation unit 200 calculates the relative position of the drill H1 with respect to the reference position and 3D coordinates of the posture in real time, and the reference position is displayed through the real-time display unit 300. By visually displaying the position and posture of the drill H1 relative to the position, the operator's operation accuracy can be increased.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템이 도시된 도면이고, 도 6은 도 5의 센서유닛이 도시된 도면이다.FIG. 5 is a view showing an implant placement guide system using real-time image guidance according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view showing the sensor unit of FIG. 5 .

본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 센서유닛(100a)의 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 센서유닛(100a)의 구성을 위주로 설명하기로 한다. Compared to the first embodiment, this embodiment has only a difference in the configuration of the sensor unit 100a, and other configurations are the same as those of the first embodiment of FIG. ) will be mainly described.

본 실시예에 따른 센서유닛(100a)은, 가이드 스텐트(J)에 장착되며 가이드 스텐트(J)의 위치 및 자세정보를 획득하는 스텐트용 센서부(110a)와, 핸드 피스(H)에 장착되며 핸드 피스(H)의 위치 및 자세정보를 획득하는 핸드 피스용 센서부(120a)를 포함한다.The sensor unit 100a according to the present embodiment is mounted on a guide stent J and is mounted on a sensor unit 110a for a stent that acquires position and posture information of the guide stent J and a hand piece H, It includes a hand piece sensor unit 120a for acquiring position and attitude information of the hand piece H.

스텐트용 센서부(110a)는, 가이드 스텐트(J)에 장착되며 가이드 스텐트(J)의 위치 및 자세정보를 획득한다. 이러한 스텐트용 센서부(110a)는 피시술자의 구강 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. The sensor unit 110a for the stent is mounted on the guide stent (J) and acquires position and attitude information of the guide stent (J). The sensor unit 110a for the stent may be disposed inside or outside the oral cavity of the person being treated.

이러한 스텐트용 센서부(110a)는, 피시술자의 머리 또는 턱이 움직일 경우 그 이동거리 및 이동 각도를 측정하기 위한 것이다. 본 실시예에서 스텐트용 센서부(110a)는, 제1 자이로센서(미도시) 및 제1 가속도센서(미도시)를 포함한다. 제1 가속도센서(미도시)는 중력 가속도에 대한 상대 가속도를 측정하고, 제1 자이로센서(미도시)는 측정된 각속도를 적분하여 회전거리를 구한다. The sensor unit 110a for the stent is used to measure a moving distance and a moving angle when the head or chin of the person being treated moves. In this embodiment, the sensor unit 110a for the stent includes a first gyroscope sensor (not shown) and a first acceleration sensor (not shown). The first acceleration sensor (not shown) measures acceleration relative to the gravitational acceleration, and the first gyro sensor (not shown) integrates the measured angular velocity to obtain a rotational distance.

본 실시예에서 스텐트용 센서부(110a)는, 가이드 스텐트(J)에 착탈 가능하게 결합되며 제1 자이로센서(미도시) 및 제1 가속도센서(미도시)가 장착되는 제3 몸체부(미도시)를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, the sensor unit 110a for the stent is detachably coupled to the guide stent J and has a third body portion (not shown) on which a first gyro sensor (not shown) and a first acceleration sensor (not shown) are mounted. city) may be further included.

또한, 스텐트용 센서부(110a)는 온도를 감지하는 온도센서(미도시)를 더 포함한다. 이러한 온도센서(미도시)는 온도에 따라 달라지는 제1 자이로센서(미도시) 및 제1 가속도센서(미도시)의 측정값의 차이를 위치 자세 연산부(200a)를 통해 보정하기 위해 사용된다. In addition, the sensor unit 110a for the stent further includes a temperature sensor (not shown) for sensing temperature. The temperature sensor (not shown) is used to correct a difference between measured values of the first gyro sensor (not shown) and the first acceleration sensor (not shown), which vary according to temperature, through the position and attitude calculation unit 200a.

핸드 피스용 센서부(120a)는, 드릴(H1)이 장착된 핸드 피스(H)에 장착되며, 핸드 피스용 기준부(120)의 위치 및 자세정보를 획득한다. 핸드 피스용 센서부(120a)는, 핸드 피스(H)의 3차원적 위치변화 및 자세변화를 측정하기 위해 사용된다.The hand piece sensor unit 120a is mounted on the hand piece H to which the drill H1 is mounted, and acquires position and attitude information of the reference unit 120 for the hand piece. The hand piece sensor unit 120a is used to measure the three-dimensional position change and posture change of the hand piece H.

이러한 핸드 피스용 센서부(120a)는 제2 자이로센서(미도시) 및 제2 가속도센서(미도시)를 포함한다. 제2 가속도센서(미도시)는 중력 가속도에 대한 상대 가속도를 측정하고, 제2 자이로센서(미도시)는 측정된 각속도를 적분하여 회전거리를 구한다. 한편, 본 실시예시 핸드 피스용 센서부(120a)는, 핸드 피스(H)에 착탈 가능하게 결합되며 제2 자이로센서(미도시) 및 제2 가속도센서(미도시)가 장착되는 제4 몸체부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The hand piece sensor unit 120a includes a second gyro sensor (not shown) and a second acceleration sensor (not shown). A second acceleration sensor (not shown) measures acceleration relative to gravitational acceleration, and a second gyro sensor (not shown) integrates the measured angular velocity to obtain a rotational distance. On the other hand, the hand piece sensor unit 120a in this embodiment is detachably coupled to the hand piece H and has a fourth body portion to which a second gyro sensor (not shown) and a second acceleration sensor (not shown) are mounted. (not shown) may be further included.

또한, 핸드 피스용 센서부(120a)는 온도를 감지하는 온도센서(미도시)를 더 포함한다. 이러한 온도센서(미도시)는 온도에 따라 달라지는 제2 자이로센서(미도시) 및 제2 가속도센서(미도시)의 측정값의 차이를 위치 자세 연산부(200a)를 통해 보정하기 위해 사용된다.In addition, the hand piece sensor unit 120a further includes a temperature sensor (not shown) for detecting temperature. This temperature sensor (not shown) is used to correct a difference between measured values of a second gyroscope (not shown) and a second acceleration sensor (not shown), which vary according to temperature, through the position and attitude calculation unit 200a.

한편 본 실시예에 따른 위치 자세 연산부(200a)는, 스텐트용 센서부(110a) 및 핸드 피스용 센서부(120a) 각각에 유선 또는 무선으로 연결되며, 스텐트용 센서부(110a) 및 핸드 피스용 센서부(120a)에서 획득된 정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세를 계산한다.Meanwhile, the position/posture calculation unit 200a according to the present embodiment is wired or wirelessly connected to the sensor unit 110a for the stent and the sensor unit 120a for the handpiece, respectively, and the sensor unit 110a for the stent and the sensor unit 120a for the handpiece The relative position and posture of the drill H1 with respect to a predetermined reference position for insertion are calculated based on the information obtained from the sensor unit 120a.

자세히 설명하면, 본 실시예에 따른 위치 자세 연산부(200a)는, 스텐트용 센서부(110a)로부터 피시술자의 머리 또는 턱의 이동정보를 전송받아 피시술자의 머리 또는 턱의 이동에 의한 식립 기준 위치의 이동된 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 계산한다. In detail, the position/posture calculation unit 200a according to the present embodiment receives movement information of the head or chin of the person to be operated on from the sensor unit 110a for stent, and moves the reference position for implantation by the movement of the head or chin of the person to be operated on. Calculate the 3D coordinates for the position and attitude.

또한 위치 자세 연산부(200a)는 핸드 피스용 센서부(120a)로부터 핸드 피스(H)의 이동정보를 전송받아 핸드 피스(H)의 이동에 의한 드릴(H1)의 이동된 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 계산한다.In addition, the position and posture calculation unit 200a receives the movement information of the hand piece H from the hand piece sensor unit 120a and calculates 3 information about the moved position and posture of the drill H1 by the movement of the hand piece H. Calculate dimensional coordinates.

또한 본 실시예에 따른 위치 자세 연산부(200a)는, 스텐트용 센서부(110a)와 핸드 피스용 센서부(120a) 각각에 얻어지는 측정값을 칼만 필터 알고리즘(Kalman filter algorithm) 등과 같은 보정 알고리즘을 통해 보정함으로써, 정확도를 높일 수 있다.In addition, the position/posture calculation unit 200a according to the present embodiment calculates the measured values obtained from each of the sensor unit 110a for stent and the sensor unit 120a for handpiece through a correction algorithm such as a Kalman filter algorithm. Accuracy can be improved by calibrating.

이렇게 위치 자세 연산부(200a)는 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 계산하고, 계산된 정보는 제1 실시예와 마찬가지로 실시간 표시부(300)에 이미지화되어 시각적으로 표시된다.In this way, the position/posture calculation unit 200a calculates three-dimensional coordinates for the position and posture of the drill H1 relative to the reference position for insertion, and the calculated information is imaged on the real-time display unit 300 as in the first embodiment to visualize displayed as

이와 같이 본 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템은, 스텐트용 센서부(110a)와 핸드 피스용 센서부(120a)를 통해 가이드 스텐트(J) 및 핸드 피스(H)의 위치 및 자세에 대한 정보를 획득하고, 위치 자세 연산부(200a)를 통해 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 실시간으로 계산하며, 이러한 정보를 실시간 표시부(300)를 통해 시각적인 방법으로 표시함으로써, 시술자의 시술 정확도를 높일 수 있다.As described above, the implant placement guide system using real-time image guidance according to the present embodiment determines the position and position of the guide stent J and the hand piece H through the sensor unit 110a for the stent and the sensor unit 120a for the hand piece. Information on the posture is obtained, and the relative position and posture of the drill H1 with respect to the insertion reference position is calculated in real time through the position and posture calculation unit 200a, and the real-time display unit 300 displays this information. By displaying in a visual way through, it is possible to increase the accuracy of the operator's operation.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템이 도시된 도면이며, 도 8은 도 7의 센서유닛이 도시된 도면이다.FIG. 7 is a diagram showing an implant placement guide system using real-time image guidance according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing the sensor unit of FIG. 7 .

본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 센서유닛(100b)의 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 센서유닛(100b))의 구성을 위주로 설명하기로 한다. Compared to the first embodiment, this embodiment has only a difference in the configuration of the sensor unit 100b, and other configurations are the same as those of the first embodiment of FIG. )) will be mainly described.

본 실시예에 따른 센서유닛(100b)은, 가이드 스텐트(J)에 착탈 가능하게 결합되는 스텐트용 위치 추적기(110b)와, 핸드 피스(H)에 착탈 가능하게 결합되며 핸드 피스용 위치 추적기(120b)를 포함한다.The sensor unit 100b according to the present embodiment includes a stent position tracker 110b detachably coupled to the guide stent J and a hand piece position tracker 120b detachably coupled to the hand piece H. ).

스텐트용 위치 추적기(110b)와 핸드 피스용 위치 추적기(120b)는 복수개의 전파 송신기(S)로부터 전파를 송신 받아 위치 정보를 획득한다. 이러한 스텐트용 위치 추적기(110b)와 핸드 피스용 위치 추적기(120b)는 복수개의 전파 송신기(S)로부터 전파를 송신 받아 3각 측량 등과 같은 방식으로 위치를 추적한다.The stent position tracker 110b and the hand piece position tracker 120b receive radio waves from a plurality of radio wave transmitters S and obtain location information. The position tracker 110b for the stent and the position tracker 120b for the hand piece receive radio waves from a plurality of radio wave transmitters S and track their positions in a manner such as triangulation.

본 실시예에서 전파 송신기(S)는 인공 위성일 수 있으며, 스텐트용 위치 추적기(110b)와 핸드 피스용 위치 추적기(120b)는 지피에스(GPS) 정보를 수신하는 지피에스(GPS) 수신기를 포함할 수 있다.In this embodiment, the radio wave transmitter S may be an artificial satellite, and the stent position tracker 110b and the hand piece position tracker 120b may include a GPS receiver for receiving GPS information. there is.

스텐트용 위치 추적기(110b)는, 피시술자의 구강 내에 삽입되는 가이드 스텐트(J)에 착탈 가능하게 결합된다. 이러한 스텐트용 위치 추적기(110b)는 피시술자의 구강 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. The position tracker for the stent (110b) is detachably coupled to the guide stent (J) inserted into the oral cavity of the person to be treated. The position tracker 110b for this stent may be placed inside or outside the oral cavity of the person being treated.

스텐트용 위치 추적기(110b)는, 피시술자의 머리 또는 턱이 움직일 경우 피시술자의 머리 또는 턱과 함께 이동되며, 위치 정보를 수신한다.The position tracker 110b for the stent moves together with the head or chin of the person to be treated and receives positional information when the person to be treated moves.

핸드 피스용 위치 추적기(120b)는 드릴(H1)이 장착된 핸드 피스(H)에 착탈 가능하게 결합된다. 핸드 피스용 위치 추적기(120b)는, 핸드 피스(H)가 움직일 경우 핸드 피스(H)와 함께 이동되며, 위치 정보를 수신한다.The position tracker 120b for the hand piece is detachably coupled to the hand piece H on which the drill H1 is mounted. The position tracker 120b for the hand piece moves together with the hand piece H when the hand piece H moves, and receives position information.

본 실시예에 따른 위치 자세 연산부(200b)는, 스텐트용 위치 추적기(110b) 및 핸드 피스용 위치 추적기(120b) 각각에 유선 또는 무선으로 연결되며, 스텐트용 위치 추적기(110b) 및 핸드 피스용 위치 추적기(120b)에서 획득된 위치 정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세를 계산한다. The position/posture calculation unit 200b according to the present embodiment is connected to the stent position tracker 110b and the hand piece position tracker 120b by wire or wirelessly, respectively, and determines the position of the stent position tracker 110b and the hand piece position tracker 110b. The relative position and posture of the drill H1 with respect to a predetermined reference position for insertion are calculated according to the positional information obtained from the tracker 120b.

즉 본 실시예에 따른 위치 자세 연산부(200b)는, 스텐트용 위치 추적기(110b)로부터 전송된 위치 정보를 통하여 피시술자의 머리 또는 턱의 이동되더라도 이동된 가이드 스텐트(J)의 위치 및 자세를 알 수 있고, 이를 바탕으로 이동된 식립 기준 위치의 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 계산할 수 있다.That is, the position and posture calculation unit 200b according to the present embodiment can know the position and posture of the moved guide stent J through the positional information transmitted from the stent position tracker 110b even if the head or chin of the person to be operated is moved. Based on this, 3D coordinates for the position and posture of the moved reference position can be calculated.

또한 위치 자세 연산부(200b)는, 핸드 피스용 위치 추적기(120b)로부터 전송된 위치 정보를 통하여 핸드 피스(H)의 이동 시 이동된 핸드 피스(H)의 위치 및 자세를 알 수 있고, 이를 바탕으로 이동된 드릴(H1)의 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 계산할 수 있다.In addition, the position and posture calculation unit 200b can know the position and posture of the hand piece H moved when the hand piece H is moved through the position information transmitted from the hand piece position tracker 120 b, based on this It is possible to calculate 3-dimensional coordinates for the position and attitude of the drill H1 moved to .

이렇게 계산된 식립 기준 위치와 드릴(H1)의 좌표에 의해 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세가 위치 자세 연산부(200b)에서 계산되고, 계산된 정보는 제1 실시예와 마찬가지로 실시간 표시부(300)에 이미지화되어 시각적으로 표시된다.Based on the coordinates of the drill H1 and the reference position calculated in this way, the relative position and posture of the drill H1 with respect to the reference position for insertion are calculated in the position/posture calculation unit 200b, and the calculated information is the same as in the first embodiment. It is imaged and visually displayed on the real-time display unit 300 .

이와 같이 본 실시예에 따른 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템은, 스텐트용 위치 추적기(110b)와 핸드 피스용 위치 추적기(120b)를 통해 가이드 스텐트(J) 및 핸드 피스(H)의 위치 및 자세에 대한 위치 정보를 획득하고, 위치 자세 연산부(200b)를 통해 식립 기준 위치에 대한 드릴(H1)의 상대적인 위치 및 자세에 대한 3차원 좌표를 실시간으로 계산하며, 이러한 정보를 실시간 표시부(300)를 통해 시각적인 방법으로 표시함으로써, 시술자의 시술 정확도를 높일 수 있다.In this way, the implant placement guide system using real-time image guidance according to the present embodiment, through the stent position tracker 110b and the hand piece position tracker 120b, the position and position of the guide stent J and the hand piece H Acquire positional information about the posture, calculate the relative position of the drill H1 with respect to the insertion reference position and three-dimensional coordinates of the posture in real time through the positional posture calculation unit 200b, and display this information in real time By displaying in a visual way through, it is possible to increase the accuracy of the operator's operation.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.Although the present embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the scope of rights of the present embodiment is not limited to the above-described drawings and description.

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.As such, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations should fall within the scope of the claims of the present invention.

100, 100a, 100b: 센서유닛 110: 스텐트용 기준부
111:제1 몸체부 112: 제1 광학 마커
110a: 스텐트용 센서부 110b: 스텐트용 위치 추적기
120: 핸드 피스용 기준부 121: 제2 몸체부
122: 제2 광학 마커 120a: 핸드 피스용 센서부
130: 기준부 센싱용 센서부
200, 200a, 200b: 위치 자세 연산부
300: 실시간 표시부 J: 가이드 스텐트
H: 핸드 피스 H1: 드릴100, 100a, 100b: sensor unit 110: reference part for stent
111: first body 112: first optical marker
110a: sensor unit for stent 110b: position tracker for stent
120: reference part for hand piece 121: second body part
122: second optical marker 120a: sensor unit for hand piece
130: sensor unit for sensing reference unit
200, 200a, 200b: position and attitude calculation unit
300: real-time display unit J: guide stent
H: Handpiece H1: Drill

Claims

피시술자의 구강 내에 삽입되는 가이드 스텐트의 위치 및 자세를 감지하며, 드릴이 장착된 핸드 피스의 위치 및 자세를 감지하는 센서유닛;
상기 센서유닛과 유선 또는 무선으로 연결되며, 상기 센서유닛에서 획득된 위치 및 자세정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 상기 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 계산하는 위치 자세 연산부; 및
상기 위치 자세 연산부에 무선 또는 유선으로 연결되며, 상기 식립 기준 위치에 대한 상기 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 표시하는 실시간 표시부를 포함하고,
상기 센서유닛은,
상기 가이드 스텐트에 장착되며, 상기 가이드 스텐트의 위치 및 자세정보를 획득하는 스텐트용 센서부; 및
상기 핸드 피스에 장착되며, 핸드 피스의 위치 및 자세정보를 획득하는 핸드 피스용 센서부를 포함하며,
상기 위치 자세 연산부는,
상기 스텐트용 센서부 및 핸드 피스용 센서부 각각에 유선 또는 무선으로 연결되며, 상기 스텐트용 센서부 및 핸드 피스용 센서부에서 획득된 정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 상기 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 계산하고,
상기 스텐트용 센서부는,
제1 자이로센서 및 제1 가속도센서를 포함하며,
상기 핸드 피스용 센서부는,
제2 자이로센서 및 제2 가속도센서를 포함하고,
상기 스텐트용 센서부와 상기 핸드 피스용 센서부는 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템.a sensor unit for detecting the position and position of the guide stent inserted into the oral cavity of the person to be operated on and for detecting the position and position of the hand piece to which the drill is mounted;
a position/posture calculating unit connected to the sensor unit by wire or wirelessly and calculating a relative position and attitude of the drill with respect to a predetermined reference position for insertion according to position and attitude information obtained from the sensor unit; and
A real-time display unit connected to the position and posture calculation unit by wire or wirelessly and displaying the relative position and posture of the drill with respect to the insertion reference position;
The sensor unit,
a sensor unit for a stent mounted on the guide stent and acquiring position and attitude information of the guide stent; and
It is mounted on the hand piece and includes a hand piece sensor unit for acquiring position and attitude information of the hand piece,
The position and attitude calculation unit,
A relative position of the drill with respect to a reference position for insertion, which is connected to the sensor unit for the stent and the sensor unit for the hand piece by wire or wirelessly, and which is determined in advance according to information obtained from the sensor unit for the stent and the sensor unit for the hand piece; and calculate posture,
The sensor unit for the stent,
It includes a first gyro sensor and a first acceleration sensor,
The sensor unit for the hand piece,
Including a second gyro sensor and a second acceleration sensor,
The implant placement guide system using real-time image guidance, wherein the sensor unit for the stent and the sensor unit for the hand piece further include a temperature sensor for sensing temperature.

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제1항에 있어서,
상기 센서유닛은,
상기 가이드 스텐트에 연결되며, 상기 피시술자의 구강 밖에 위치하는 스텐트용 기준부;
상기 핸드 피스에 연결되는 핸드 피스용 기준부; 및
상기 스텐트용 기준부 및 상기 핸드 피스용 기준부를 감지하며, 상기 스텐트용 기준부 및 상기 핸드 피스용 기준부 각각의 위치 및 자세정보를 획득하는 기준부 센싱용 센서부를 더 포함하며,
상기 스텐트용 기준부는,
상기 가이드 스텐트에 착탈 가능하게 결합되는 제1 몸체부; 및
상기 제1 몸체부에 마련되는 다수개의 제1 광학 마커를 포함하며,
상기 핸드 피스용 기준부는,
상기 핸드 피스에 착탈가능하게 결합되는 제2 몸체부; 및
상기 제2 몸체부에 마련되는 다수개의 제2 광학 마커를 포함하고,
상기 위치 자세 연산부는,
상기 기준부 센싱용 센서부로부터 전송받은 상기 스텐트용 기준부의 위치 및 자세정보로부터 상기 실시간 표시부에 표시될 식립 기준 위치를 계산하며, 상기 기준부 센싱용 센서부로부터 전송받은 상기 핸드 피스용 기준부의 위치 및 자세정보로부터 상기 핸드 피스용 기준부의 위치 및 자세에 대한 좌표를 계산하며,
상기 기준부 센싱용 센서부는, 상기 제1 광학 마커 및 제2 광학 마커를 인식하는 광학 센서를 포함하는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템.According to claim 1,
The sensor unit,
a reference portion for a stent connected to the guide stent and positioned outside the oral cavity of the person to be treated;
a reference portion for a hand piece connected to the hand piece; and
A sensor unit for sensing the reference part for sensing the reference part for the stent and the reference part for the hand piece and acquiring position and posture information of each of the reference part for the stent and the reference part for the hand piece;
The reference portion for the stent,
A first body portion detachably coupled to the guide stent; and
Including a plurality of first optical markers provided in the first body,
The reference part for the hand piece,
a second body part detachably coupled to the hand piece; and
Including a plurality of second optical markers provided in the second body,
The position and attitude calculation unit,
The reference position for implantation to be displayed on the real-time display unit is calculated from the position and attitude information of the reference part for the stent received from the sensor unit for sensing the reference part, and the position of the reference part for the hand piece received from the sensor unit for sensing the reference part and calculating coordinates for the position and posture of the reference part for the hand piece from the posture information;
The implant placement guide system using real-time image guidance, wherein the sensor unit for sensing the reference portion includes an optical sensor recognizing the first optical marker and the second optical marker.

삭제delete

제1항에 있어서,
상기 센서유닛은,
상기 가이드 스텐트에 착탈 가능하게 결합되는 스텐트용 위치 추적기; 및
상기 핸드 피스에 착탈 가능하게 결합되는 핸드 피스용 위치 추적기를 더 포함하며,
상기 위치 자세 연산부는,
상기 스텐트용 위치 추적기 및 핸드 피스용 위치 추적기 각각에 유선 또는 무선으로 연결되며, 상기 스텐트용 위치 추적기 및 핸드 피스용 위치 추적기에서 획득된 위치 정보에 따라 미리 결정된 식립 기준 위치에 대한 상기 드릴의 상대적인 위치 및 자세를 계산하는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템.According to claim 1,
The sensor unit,
a stent position tracker detachably coupled to the guide stent; and
Further comprising a hand piece location tracker detachably coupled to the hand piece,
The position and attitude calculation unit,
Relative position of the drill with respect to a reference position for implantation, which is connected to each of the stent position tracker and the hand piece position tracker by wire or wirelessly, and is determined in advance according to position information acquired from the stent position tracker and the hand piece position tracker. and an implant placement guide system using real-time image guidance that calculates posture.

제1항에 있어서,
상기 위치 자세 연산부는,
상기 피시술자의 구강 구조에 대한 영상정보가 저장된 구강 구조 라이브러리부; 및
임플란트용 보철물의 구조에 대한 영상정보가 저장된 보철물 구조 라이브러리부를 포함하는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템.According to claim 1,
The position and attitude calculation unit,
an oral structure library unit storing image information about the structure of the oral cavity of the person to be treated; and
An implant placement guide system using real-time image guidance including a prosthetic structure library unit in which image information on the structure of a prosthetic appliance for implantation is stored.

제1항에 있어서,
상기 실시간 표시부는,
헤드 업 디스플레이(HUD)를 구비하는 웨어러블 디스플레이를 포함하는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템.According to claim 1,
The real-time display unit,
An implant placement guide system using real-time image guidance including a wearable display with a head-up display (HUD).

제9항에 있어서,
상기 웨어러블 디스플레이는, 고글 형상으로 마련되는 실시간 영상유도를 이용한 임플란트 식립 가이드시스템. According to claim 9,
The wearable display is an implant placement guide system using real-time image guidance provided in a goggle shape.