기능 교정용 장치 및 교정 유닛{FUNCTIONAL ORTHOPEDIC APPLIANCE AND ORTHOPEDIC UNIT}
본 발명은 기능 교정용 장치 및 교정 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자력을 이용하여 교정 부위를 효과적으로 견인할 수 있는 기능 교정용 장치 및 교정 유닛에 관한 것이다.
환자의 부적합한 신체 부위를 교정하기 위하여 기능 교정 치료가 사용된다. 예를 들면, 부적절하게 위치한 치아의 재배치 또는 이동을 위해 악골을 교정하는 치료, 또는, 휜 다리를 바르게 교정하는 치료 등이 널리 사용되고 있다. 여기서, 먼저 악골을 교정하는 치료를 설명하면 다음과 같다. 일반적으로 정상인의 악골은 상악골과 하악골로 이루어진다. 도 1에 도시된 바와 같이 상측에는 상악골(10)과 상부치아(11)가 있으며, 하측에는 하악골(20)과 하부치아(21)가 있으며, 악골은 전후 및 좌우로 움직일 수 있다. 통상 정상인의 악골 배치에 있어서, 상악골(10)이 하악골(20) 보다 돌출된다. 그러나, 상악골과 하악골의 부정교합 중에서 상악골이 하악골보다 작아서 상악골과 하악골이 반대로 물릴 경우 상악골을 전방으로 키우는 교정 치료를 한다. 즉, 옆에서 봤을 때 전후방(도 1의 "X" 방향)으로 상악골이 작기도 하고, 앞에서 봤을 때 좌우측(도 1의 "XY" 평면의 수직방향)으로 상악골이 작은 경우이다. 이 경우에 상악골을 앞으로 빼냄과 동시에 상악골의 치아를 좌우 측방으로 확장시키는 교정을 한다. 이렇게 상악골을 측방 및 전방으로 교정하는 장치에는 구강 내 장치(예를 들면, 스플린트(splint))와 구강 외 장치(예를 들면, 페이스 마스크(face mask))가 있다. 구강 내 장치와 구강 외 장치를 동시에 활용하여 상악골을 교정하기 위해서 구강 내 장치에 후크나 고리가 있으며 이 후크 또는 고리에 결합된 고무줄과 같은 탄성체가 구강 외 장치와 결합된다. 여기서, 탄성력이 상악골의 하측 전방(도 1의 "X1" 방향 참조)으로 작용하게 하거나, 상측 전방(도 1의 "X2" 방향 참조)으로 작용하게 탄성체를 구강 내 장치와 구강 내 장치에 결합한다. 이에, 탄성체의 탄성력이 작용하여 상악골의 교정이 이루어진다. 한편, 사용자는 휜 다리를 교정하기 위해 한국 등록실용신안공보 제20-0390028호(2005.07.18)와 같은 교정밴드를 다리에 착용한다.
그런데, 종래 기술에서 상악골을 전상방(X1 방향)으로 당기는 경우 고무줄과 같은 탄성체가 구강을 통과해야 하므로 상악골의 어금니 쪽이 아래 방향으로 쳐지게 된다. 즉, 상악골 자체가 반시계방향(도 1의 "X3" 방향 참조)으로 회전하여 상악골이 상측 전방(X1 방향)으로 이동하지 않는 문제점을 갖는다. 또한, 고무줄과 같은 탄성체가 구강을 통과하지 않는 것이 바람직할 것이다. 한편, 휜 다리를 교정하는 과정에서 전술한 교정밴드를 착용한 상태에서는 사용자가 이동을 할 수 없으며, 착용 등이 불편한 문제점을 갖는다. 따라서, 본 발명의 목적은, 구조가 간단하고 사용이 편리한 기능 교정용 장치 및 교정 유닛을 제공하는 것이다. 한편, 본 발명의 다른 목적은, 기능 교정 시 물리적 제한 없이 교정 방향 내지 작용하는 힘을 용이하게 조절할 수 있는 기능 교정용 장치 및 교정 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 교정 부위를 교정하는 기능 교정용 장치에 있어서, 상기 교정 부위에 지지되는 지지부재를 포함하며, 상기 지지부재는 자력을 발생시키는 자성체를 구비한 것을 특징으로 하는 기능 교정용 장치에 의해 달성된다. 상기 자성체는 상기 지지부재에 매입된 것이 바람직하다. 상기 자성체의 재질은 네오듐(neodymium)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 교정부위는 악골을 포함하며, 신축 가능하게 마련된 확장 스크루와; 상기 확장 스크루와 결합되는 연결부재와; 상기 지지부재의 일측은 치아에 지지되며 타측은 상기 연결부재에 결합된 것이 바람직하다. 상기 자성체는 견치 또는 견치 전방의 외측에 배치된 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 목적은, 교정 부위를 교정하는 교정 유닛에 있어서, 상기 교정 부위에 지지되며, 자력을 발생시키는 자성체를 구비한 지지부재를 구비한 제1교정 장치와; 상기 제1교정 장치와 이격 배치되고 상기 자성체와 상호 자기력을 발생시키는 보조자성체를 갖는 제2교정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 교정 유닛에 의해서도 달성된다. 상기 교정 부위는 악골을 포함하며, 상기 제1교정 장치는, 신축 가능하게 마련된 확장 스크루와, 상기 확장 스크루와 연결되고 상악골의 치아와 결합되며 자력을 발생시키는 자성체를 구비한 지지부재를 포함하는 구강 내 장치를 포함하며, 상기 제2교정 장치는, 구강 외에 마련된 외부 본체와, 상기 외부 본체에 지지되어 상기 자성체와 대응된 위치에서 상기 자성체와 상호 자기력을 발생시키는 보조자성체를 갖는 구강 외 장치를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 자성체 및 상기 보조자성체의 재질은 네오듐을 포함하며, 상기 자성체와 상기 보조자성체의 이격된 거리는 1cm 이내인 것이 바람직하다. 상기 자성체와 상기 보조자성체는 상호 당기는 힘이 작용하도록 상기 자성체는 상기 지지부재에 상기 보조자성체는 상기 외부 본체에 각각 배치된 것이 바람직하다. 상기 보조 자성체는 상기 외부 본체에 이동 가능하게 조절할 수 있도록 마련된 것이 바람직하다. 상기 교정 부위는 휜 다리를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 교정하는 장치의 구조가 간단하고 사용이 편리하다 또한, 기능 교정 시 물리적 제한 없이 교정 부위의 교정 방향, 교정 부위에 작용하는 힘 등을 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 언제 어디서나 사용을 할 수 있어 사용이 편리하고 진료 시간을 단축할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 기능 교정용 장치 및 교정 유닛에 대해 상세히 설명한다. <제1실시예> 악골에는 상악골과 하악골이 있으나 이하에서 설명의 편의상 상악골의 교정을 위한 기능 교정용 장치 및 교정 유닛을 예로 들어 설명하나 하악골의 교정을 위한 것이 배제되는 것은 아니다. 이하에 설명에서 편의상 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 도 2에 도시된 바와 같이 구강의 전후 방향을 "X"축선으로 구강의 상하방향을 "Y"축선으로 구강의 좌우방향을 "Z"축선으로 한다. 이하에서 사용되는 치아(105)는 에나멜질로 이루어진 단단한 부분만이 아니라 필요에 따라 에나멜질을 지지하는 잇몸를 포함하는 개념으로도 사용될 수 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 교정 유닛(100)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 기능 교정용 장치(110, 150)의 한 종류인 구강 내 장치(110)와, 구강 내 장치(150)를 갖는다. 구강 내 장치(110)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 확장 스크루(111) 와, 연결부재(113)와, 지지부재(117)와, 자성체(119)를 갖는다. 확장 스크루(111)는 구강 내 장치(110)의 중앙 영역에 배치된다. 확장 스크루(111)는 신축 가능하여 구강 내에 구강 내 장치(110)를 탈 부착할 수 있다. 즉, 확장 스크루(111)는 도 2에서와 같이 좌우방향인 "Z" 축선방향으로 신축될 수 있다. 이에, 확장 스크루(111)에 의해 구강 내 장치(110)가 구강 내에 탈 부착될 수 있다. 또한, 확장 스크루(111)를 조절함에 따라 치아(105) 내지 악골에 가해지는 힘을 조절하여 좌우방향의 치열 교정을 할 수 있다. 연결부재(113)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 확장 스크루(111)와 지지부재(117)를 연결한다. 연결부재(113)는 결합재(115)를 더 포함할 수 있다. 이에, 연결부재(113)는 확장 스크루(111)에서 발생되는 힘을 지지부재(117)에 전달할 수 있다. 결합재(115)는 위생성이 좋으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 자성체(119)를 매입할 수 있는 레진과 같은 공지의 재질을 포함할 수 있다. 결합재(115)는 필요에 따라 자성체(119)를 부분적으로 매입할 수 있음은 물론이다. 결합재(115)는 지지부재(117)와 결합된다. 지지부재(117)는 치아(105)에 지지된다. 지지부재(117)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 와이어 형상 또는 치아(105)를 덮는 형상으로 마련될 수 있다. 이에, 지지부재(117)는 연결부재(113)와 연결되어 연결부재(113)로부터 전달받은 힘을 치아(105) 내지 악골로 전달할 수 있다. 자성체(119)는 자성을 가지며, 보조 자성체(153)와 상호 작용하여 상호 견인하는 자기력이 생기도록 구강 내 장치(110)에 배치된다. 자성체(119)는 소형이면서 강력한 자성을 갖는 네오듐(neodymium)과 같은 재질을 포함하는 것이 바람직하다. 자성체(119) 재질의 변경 내지 크기를 적절하게 조절시켜 보조 자성체(153)와 자기력을 조정하여 악골에 작용하는 힘을 조절할 수 있다. 여기서, 자성체(119)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결부재(113)에 매입될 수 있다. 이에, 구강 내 장치(110)에서 자성체(119)의 크기, 재질, 위치 등을 변경하여 악골에 작용하는 힘을 용이하게 조절할 수 있으며, 악골에 작용하는 힘의 벡터 성분을 용이하게 조절할 수 있다. 구강 외 장치(150)는, 마스크 본체(151)와, 보조 자성체(153)를 갖는다. 마스크 본체(151)는 사용자의 몸에 결합되어 보조 자성체(153)를 지지한다. 마스크 본체(151)는 자성체(119)와 보조 자성체(153)의 작용에 의해 발생되는 힘에 대해 움직이지 않도록 사용자의 이마, 아래턱뼈와 같은 단단한 부분에 지지되는 것이 바람직하다. 마스크 본체(151)는 자성체(119)와 보조 자성체(153) 사이에서 발생되는 견인력을 충분하게 지지할 수 있는 강도를 갖는 재질을 선택하는 것이 바람직하다. 보조 자성체(153)는 마스크 본체(151)에 결합되어 자성체(119)와 자기력을 발생시킨다. 보조 자성체(153)의 설치 위치는 구강 내를 통과하는 구조가 아니므로 물리적 제한을 받지 않는다. 또한, 보조 자성체(153)는 마스크 본체(151)에 보조 자성체(153)를 고정시키고 동시에 위치를 용이하게 이동시킬 수 있는 클램프(미도시) 등과 같은 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 사용자는 보조 자성체(153)를 용이하고 신속하게 위치를 변경할 수 있어 자성체(119)와 보조 자성체(153) 사이에서 발생하는 힘의 방향을 용이하게 변경할 수 있다. 또한, 자성체(119)와 보조 자성체(153) 사이에 종래와 같이 고무줄과 같은 탄성부재가 없이 구조가 간단하고 사용이 간편하다. 이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 교정 유닛(100)의 작동 과정을 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 4를 참조하면, 구강 내 장치(110)는 구강 내에 설치되고, 구강 외 장치(150)는 이마 및 하악골에 지지된다. 도 5에 도시된 바와 같이 자성체(119)가 견치(105a) 또는 견치(105a) 전방의 외측(도 5에서는 안쪽 절치(105b))에 배치될 수 있다. 한편, 구강 외 장치(150)는 구강 외에 설치되어 자성체(119)를 지나는 "X" 축선보다 우측 상방의 구강 외 장치(150)에 보조 자성체(153)가 지지되어 배치된다. 이 때, 자성체(119)와 보조 자성체(153)는 상호 끌어당기는 인력이 작용되도록 마련된다. 즉, 상악골은 "X" 축선에 대해 비틀리지 않고 "XZ" 평면과 소정 각도인 "θ1"만큼 기울어진 방향으로 평행 이동하여 상측 전방으로 이동될 수 있다. 여기서, 보조 자성체(153)의 위치를 마스크 본체(151)에서 클램프 등으로 용이하게 변경할 수 있어 "X" 축선과 이루는 소정 각도인 "θ1"는 간편하게 조절될 수 있다. 이 과정에서 사용자는 악골의 교정 과정을 감안하여 보조 자성체(153)의 위치를 이동하거나, 보조 자성체(153)의 크기를 조절하여 악골에 작용하는 힘의 방향 내지 크기를 용이하게 조절할 수 있으며, 사용이 편리하다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 자성체(119)와 보조자성체(153) 상호간에 작용하는 자력은 자성체(119)와 보조자성체(153)의 거리에 반비례한다. 여기서, 자성체(119)와 보조자성체(153)를 네오듐으로 하여 실험한 결과, 상악골이 상측 전방으로 견인되어 교정할 수 있는 편측 당 최소한의 힘인 400~500g 을 발생시키기 위해 자성체(119)와 보조자성체(153)의 이격 거리(도 5에서 거리 "K" 참조)가 1cm 이내 인 것이 바람직하다. 최소한의 이격 거리는 환자의 입술 상부의 피부 두께인 것이 바람직하다. 도 6은 본 발명에 따른 교정 유닛(100)을 적용하기 전과 후를 비교한 측면도이다. 즉, 도 6에서 점선으로 표시된 부분은 교정 전의 얼굴의 측면 상태를 나타낸 것이고, 실선으로 표시된 부분은 교정 후의 얼굴의 측면 상태를 나타낸 것이다. 그리고, 도 6에는 자세히 도시되지 않았지만 구강 내부의 상악골이 상측 전방으로 이동하는 과정에서 상악골이 도 1에서 보는 바와 같이 "X3" 방향으로 회전하지 않음을 확인할 수 있었다. <제2실시예> 제2실시예는 제1실시예와 달리 기능 교정을 하는 부위가 다리이며, 특히, 휜 다리이다. 제2실시예에 따른 교정 유닛(200)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 다리에 지지 되며, 자력을 발생시키는 자성체(219)를 갖는 지지부재(215)를 구비한 제1교정 장치(210a)와, 제1교정 장치(210a)와 이격 배치되고 자성체(215)와 상호 자기력을 발생시키는 보조자성체(253)를 갖는 제2교정 장치(210b)를 포함한다. 즉, 제1교정 장치(210a) 및 제2교정 장치(210b)는 공통적으로 공지의 밴드와 같은 지지부재(215a, 215b)를 포함하고, 지지부재(215a, 215b)의 내부 또는 외부에 자성체(219) 또는 보조자성체(253)가 지지된다. 여기서, 휜 다리(211) 교정 시에는 악골 교정과 달리 공간의 제약이 덜 하므로 자성체(219) 및 보조자성체(253)의 크기를 악골 교정 시 보다 더 크게 할 수 있으므로 휜 다리(211) 교정에 필요한 충분한 힘을 제공할 수 있다. 또한, 제1교정 장치(210a) 및 제2교정 장치(210b)는 지지부재(215) 내부에 다리(211)와 접촉할 수 있는 부드러운 쿠션과 같은 보조 지지부재(217)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 교정 유닛(200)의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 자성체(219) 또는 보조자성체(253)가 내부 또는 외부에 장착된 제1교정 장치(210a) 및 제2교정 장치(210b)를 신축 가능한 밴드와 같은 지지부재(215)를 이용하여 다리(211)에 착용한다. 이에, 사용자는 별도로 양 다리(211)를 구속하지 않고 자성체(219)와 보조자성체(253)의 거리를 최대한 가까이 위치하도록 한 자세를 유지시키면 자력에 의해 다리(211)의 교정 작업이 이루어진다. 특히, 사용자가 근무 중에도 또는 짧은 시간에도 다리 교정 작업을 편리하게 실시할 수 있다. 즉, 사용자는 병원 등의 장소에 관계없이 교정 유닛(200)을 착용한 상태에서 어디서나 수시로 휜 다리를 교정하는 작업을 할 수 있다. 이에, 사용이 편리하고 교정 시간을 단축할 수 있다. 또한, 보조 지지부재(217)를 포함하여 바지(213) 등을 착용한 경우에 외관상 휜 다리일 것을 감출 수 있어 환자에게 자신감과 신뢰감을 증대시킬 수 있다. 여기서, 사용자는 다리(211)를 교정하는 과정에서 다리의 교정 상황에 적합하게 보조 지지부재(217)의 크기를 변화시킬 수 있다. 이상에서, 본 발명의 실시예들을 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
도 1은 종래 기술의 일실시예를 설명하기 위한 악골의 측면도, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 구강 내 장치가 구강에 장착된 상태를 나타낸 개략도, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 단면도, 도 4는 본 발명의 제1실시예의 교정 유닛이 장착된 상태를 나타낸 측면도, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 단면도, 도 6는 도 4의 교정 유닛으로 교정한 전후 모습을 비교한 측면도, 도 7은 본 발명의 제2실시예의 교정 유닛이 휜 다리에 장착된 상태를 나타낸 도면이다. * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * 10 : 상악골 11 : 상부치아 20 : 하악골 21 : 하부치아 100 : 교정 유닛 105 : 치아 110 : 구강 내 장치 111 : 확장 스크루 113 : 연결부재 115 : 결합재 117 : 지지부재 119 : 자성체 150 : 구강 외 장치 151 : 외부 본체 153 : 보조 자성체 200 : 교정 유닛 210 : 교정 장치 211 : 다리 213 : 바지 215 : 지지부재 217 : 보조 지지부재 219 : 자성체 253 : 보조 자성체 |
