KR101190651B1 - 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치 및 시뮬레이트 하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트하는 장치 및 그 방법에 대한 것으로 더욱 상세하게는 환자의 단층 촬영 이미지를 보면서 환자에게 시행될 천공 술식의 방향, 폭경, 깊이 등 실제 천공 술식을 직관적이며 효율적이고 정확하게 미리 시뮬레이트 할 수 있는 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트하는 장치 및 그 방법에 대한 것이다.
본 발명의 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법은 천공 술식을 시행할 환자의 이미지를 표시하는 단계; 표시된 이미지에 환자에게 시행될 천공 술식의 축방향 선분을 설정 및 조절하는 단계; 설정된 축방향 선분을 중심축으로 하여 천공 술식의 폭경 및 외경의 테이퍼도를 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법에 따르면 환자의 이미지를 기초로 실제 천공 술식 전에 해당 환자에게 가장 적합한 천공 술식을 결정할 수 있고, 직관적이고도 효율적인 인터페이스를 통해 정확하고도 정밀하게 천공 술식을 시뮬레이트 할 수 있는 효과가 있다.

Description

영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치 및 시뮬레이트 하는 방법{Simulating apparatus and Simulating method for drilling operation with image}
본 발명은 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트하는 장치 및 시뮬레이트 방법에 대한 것으로, 임플란트, 교정 등을 위해 구강에 시행되는 천공 술식을 환자의 단층 촬영 이미지 등을 이용하여 미리 시뮬레이트 할 수 있도록 하는 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트하는 장치 및 시뮬레이트 방법에 대한 것이다.
일반적으로 전산화 단층촬영장치(Computed Tomography)는 사람의 몸속 등 오브젝트의 내부를 비침습적으로 알아내기 위해 X선을 오브젝트에 조사하고 투과율의 차이를 이용하여 단층의 영상을 재구성하는 영상진단장치를 말한다.
이러한 전산화 단층촬영장치는 X선의 조사방식, 검출기의 배열방식에 따라 1세대 내지 4세대로 구분되고 있으며, 최근 기술의 발달에 따라 전산화 단층촬영장치가 고성능화되면서도 가격이 저렴하게 되면서 대형 병원 뿐만 아니라 중소, 개인 병원까지 널리 보급되고 있다.
특히 치과 병원에서는 환자의 치열구조, 악골의 특성 등을 파악하기 위해 CT 촬영이 점차 보편화 되고 있으며 이러한 추세에 따라 CT 촬영 이미지를 치과 관련 술식에 널리 이용하고 있다.
치과의 술식에서는 치아 치료, 발치, 교정 등 다양한 술식이 이루어지고 있지만 구강에 보철물 등을 삽입하기 위해 천공 술식(drilling operation)이 필요한 경우가 많은 편이다.
인체의 악골에는 치아 등으로 연결되는 신경관을 포함하고 있으며 술식이 이루어질 부분과 기존에 존재하던 치아 사이의 교합관계가 매우 중요하고 환자마다 치골의 양, 두께 등에 차이가 있어 임플란트 식립 등을 위한 천공 술식의 방향, 길이 등이 매우 중요한 특징이 있다.
종래 이러한 천공 술식은 환자의 CT 촬영 이미지 등을 통해 환자의 치열, 악골, 신경관의 구조를 파악한 후 시술자의 감각, 경험 등에 기초하여 시술이 이루어져 왔으나 이러한 시술은 개개 시술자의 개인적인 편차가 크고, 잘못된 시술로 부작용이 발생하거나 정확하지 않은 시술이 이루어지는 경우가 많았다.
또한, CT 촬영 이미지 상에서 천공 술식을 위한 방향, 길이 등을 미리 모의하기도 하지만 CT 이미지 상에서 환자의 치골, 신경관의 구조 등을 계측한 후 그에 따라 천공 술식의 폭경, 방향, 길이 등을 설정함에 따라 술식의 모의 과정이 효율적이지 못하고 모의 과정의 숙달을 위해 많은 노력이 필요하며 술식의 정확도가 시술자의 숙련도에 의존됨에 다라 정확한 시술이 이루어지지 않는 문제점이 있어왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 직관적이고 효율적인 인터페이스를 통해 천공 술식을 시뮬레이트 할 수 있어 정확하고 효율적인 천공 술식이 이루어 질 수 있도록 하는 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치 및 시뮬레이트 하는 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법은 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트하는 방법에 있어서, 상기 천공 술식을 시행할 환자의 이미지를 표시하는 단계; 상기 표시된 이미지에 환자에게 시행될 천공 술식의 축방향 선분을 설정 및 조절하는 단계; 상기 축방향 선분을 중심축으로 하여 상기 천공의 폭경 및 외경의 테이퍼도를 조절하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 이미지를 표시하는 단계에서, 상기 표시되는 이미지는 환자의 3차원 단층 영상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 환자의 3차원 단층 영상에서 상기 천공 술식이 시행될 환부의 xy, yz, zx 평면의 이미지를 분할하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 축방향 선분을 설정 및 조절하는 단계에서, 상기 표시되는 이미지는 환자의 치골 구조를 나타내는 CT 영상이고, 상기 축방향 선분은 상기 CT 영상 내에서 두 점을 표시하여 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설정된 축방향 선분은 상기 CT 영상 내에서 두 점의 위치를 조절하여 선분의 길이 및 방향을 포함하는 선분의 특성을 조절한다.
또한, 상기 두 점의 위치조절은 상기 CT 영상 내에서 상기 각 점의 드래깅을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 두 점의 위치조절은 상기 CT 영상 내에 상기 각 점을 포인팅함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설정된 축방향 선분은 두 점 중 어느 한 점을 기준으로 하여 스크롤링을 통해 축방향 선분의 길이를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 천공의 폭경을 조절하는 단계에서, 상기 천공의 폭경은 상기 설정된 축방향 선분을 중심축으로 스크롤링을 통해 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 천공의 테이퍼도를 조절하는 단계에서, 상기 천공의 테이퍼도는 상기 조절된 폭경에 의해 형성된 실린더 형상의 일단을 기준으로 스크롤링을 통해 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표시되는 이미지는 환자의 치골 구조를 나타내는 CT 영상이고, 상기 환자의 치골 구조와의 간섭여부를 판별하기 위해 상기 조절되는 폭경과 일정 간격 이격된 제한 폭경을 표시하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 표시되는 이미지는 환자의 치골 구조를 나타내는 CT 영상이고, 상기 CT 영상에서 계조도를 이용하여 환자의 치골 구조와의 간섭여부를 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 간섭이 일어나지 않도록 일정 상한 이상은 폭경이 조절되지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 천공 술식을 시뮬레이트 하기 위해 각 조절 단계를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 선택하는 단계에서 선택에 의해 축방향 선분, 천공의 폭경 및 테이퍼도의 조절이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법은 영상 이미지를 이용하여 임플란트를 시뮬레이트하는 방법에 있어서, 상기 임플란트를 시행할 환자의 이미지들을 표시하는 단계; 상기 환자의 각 이미지마다 환자의 하악골을 지나는 신경관을 적어도 3개 이상의 점을 이용하여 표시하는 단계; 상기 각 이미지마다 표시된 3개의 점을 모두 지나는 원을 형성한 후, 형성된 원을 연결하여 상기 신경관의 3차원 형상을 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 환자의 이미지들은 단층촬영을 통해 얻어진 환자의 단면 이미지들인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신경관을 표시하는 단계에서, 상기 환자의 이미지들은 신경관의 단면 영상을 포함하는 하악골의 단층 영상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신경관의 3차원 형상을 생성하는 단계에서, 상기 생성되는 신경관의 3차원 형상은 상기 형성된 원의 중심 및 반지름을 연결하여 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치에 있어서, 천공 술식이 이루어질 환자의 영상 이미지를 표시하는 이미지 표시 모듈, 상기 이미지 표시 모듈에 표시된 환자의 영상 이미지에 상기 천공 술식의 축방향 선분, 천공의 폭경 및 외경의 테이퍼도를 포함하여 천공 술식의 특성을 설정 및 조절하기 위한 입출력 모듈, 상기 이미지 표시 모듈 및 입출력 모듈과 연결되어 상기 입출력 모듈의 신호를 처리하고 그에 대응하는 영상 신호를 상기 이미지 표시 모듈로 출력하는 제어모듈을 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치에 있어서, 천공 술식이 이루어질 환자의 영상 이미지들을 표시하는 이미지 표시 모듈, 상기 이미지 표시 모듈에 표시된 환자의 각 이미지마다 환자의 하악골을 지나는 신경관을 적어도 3개 이상의 점을 설정하여 표시하기 위해 마련되는 입출력 모듈, 상기 각 이미지마다 설정된 3개 이상의 점을 모두 지나는 원을 형성한 후, 형성된 원을 연결하여 상기 신경관의 3차원 형상을 생성하는 제어모듈을 포함한다.
이상과 같은 구성의 본 발명은 직관적인 인터페이스를 통해 효율적으로 천공 술식을 시뮬레이트 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 설정 및 조절 과정을 실시간으로 환자의 CT 이미지에 반영하여 정확하게 천공 술식을 시뮬레이트 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 치골 및 신경관의 구조 등 환자의 특성을 정확하게 표시할 수 있어 더욱 정확한 천공 술식의 시뮬레이트가 가능한 효과가 있다.
또한, 치골 및 신경관과의 간섭을 방지할 수 있는 구성을 포함하여 안전한 천공 술식이 이루어지도록 천공 술식을 시뮬레이트 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치의 개략적인 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치 및 시뮬레이트 하는 방법에 사용되는 유저 인터페이스의 화면이고,
도 3a, 3b는 도 2의 유저 인터페이스에서 축방향 선분을 설정 및 조절하는 과정을 각각 나타내는 그림이고,
도 4는 도 2의 유저 인터페이스에서 천공의 폭경을 조절하는 과정을 나타내는 그림이고,
도 5는 도 2의 유저 인터페이스에서 외경의 테이퍼도를 조절하는 과정을 나타내는 그림이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법에 대한 흐름도이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치 및 시뮬레이트 하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치의 개략적인 블록도이다.
본 발명의 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치는 천공 술식을 시행할 환자의 단층 촬영 이미지를 포함하여 시뮬레이트 되는 천공 술식의 설정 및 조절과정을 실시간으로 표시하는 이미지 표시 모듈(100)과 천공 술식을 설정 및 조절하기 위해 사용자가 설정 및 조절값을 입력하는 입출력 모듈(200)과 천공 술식의 특성을 설정 및 조절하고 이를 이미지 표시 모듈(100)에 실시간으로 표시하기 위해 이미지 표시 모듈(100)과 입출력 모듈(200)을 제어하는 제어모듈(300)을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 영상이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 장치는 치과에서 임플란트 등을 시술할 때에 시행되는 천공 술식(drilling)을 시뮬레이트 하는데 사용되는 장치이다. 치과에서 시행되는 천공 술식은 각 환자의 악골의 상태를 고려하여 정밀하게 계획되어야 하는데 이는 환자의 치골의 두께, 치골의 위치, 하악골을 지나는 신경관의 위치 등을 고려하여 천공의 방향, 깊이, 폭경 등을 설정하여야 한다.
종래에는 이러한 천공 술식을 결정할 때 환자의 CT 영상을 참조하여 대략적인 천공의 특성을 시술자가 설정하고 스탠트 등의 보조 도구를 사용하여 천공 술식을 시행하였으나 이러한 방식은 시술자의 숙련도에 따라 정확성에 편차가 크고 환자에 최적의 천공 술식이 시행되기 어려운 문제가 있었다.
또한, 환자의 CT 영상을 기초로 천공 술식을 시뮬레이트 하기도 하지만 환자의 CT 영상에서 치골을 계측한 후 미리 정해진 폭경의 실린더 영상을 대입한 후 적절성 여부를 시술자가 판단하는 방식으로 시뮬레이트가 이루어져 폭경의 정밀한 조절이 불가능하고 각 환자의 치골 구조에 따른 최적의 천공 술식을 시뮬레이트 할 수 없는 문제점이 있어왔다.
본 발명의 영상이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 장치는 천공 술식을 시뮬레이트 하는데 필요한 최소한의 사항을 설정한 후 환자의 특성에 기초하여 최적의 천공 술식이 이루어질 수 있도록 직관적이고 효율적인 방식으로 천공 술식을 조절할 수 있으므로 각 환자에게 최적화된 천공 술식을 설정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 이미지 표시모듈(100)은 천공 술식이 이루어질 환자의 CT 영상을 표시하는 디스플레이 장치를 포함하여 이루어진다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치 및 시뮬레이트 하는 방법에 사용되는 유저 인터페이스의 화면을 나타낸 것으로 환자에 대한 정보를 포함하여 다양한 부가 정보를 표시하는 정보표시영역(A)과 환자의 CT 영상을 표시하는 이미지 표시영역(B)과 시뮬레이트할 천공 술식의 축방향 성분, 천공의 폭경, 외경의 테이퍼도 등 천공 술식의 특성을 선택하고 조절값 등을 표시하는 선택, 수치표시영역(C)를 포함하여 이루어진다.
정보표시영역(A)에는 환자의 이름 등 신상 정보와 치과 관련 술식인 경우 영상에 표시된 치아의 번호, 특이사항 등 천공 술식에 참고할 수 있는 정보 등을 표시된다. 정보표시영역(A)은 반드시 필요한 것은 아니지만 천공 술식에 참고할 수 있는 텍스트 데이터를 제공할 수 있고, 사용자의 편의에 따라 다양한 정보를 부가하거나 편집할 수도 있다.
이미지 표시영역(B)에는 환자에 대한 이미지를 표시하는 영역으로 치과 관련 천공 술식인 경우 환자의 3차원 단층 촬영 영상을 표시하는 것이 바람직하다. 일예로 환자의 3차원 단층 촬영 영상과 천공 술식이 이루어질 환부의 xy, yz, zx 평면의 이미지를 표시하면 환자의 치골 구조 등을 기초로 천공 술식을 정확하고도 효율적으로 시뮬레이트 할 수 있는 장점이 있다.
이미지 표시영역(B)에 표시되는 환자의 각 평면상의 이미지는 입출력 모듈(200)의 입력을 통해 직관적으로 전환할 수 있으며 입력을 통한 전환과정은 사용자가 이미지를 조절하려는 의도(드래깅, 포인팅, 스크롤링 등)를 입출력 모듈(200)을 조작하여 전기적인 신호로 출력하면 제어모듈(300)은 이러한 신호를 수신 받아 연산과정을 통해 사용자의 의도를 파악하고 그에 대응하는 이미지 신호를 이미지 표시 모듈(100)로 출력하여 사용자에게 표시되도록 한다. 이를 위해 입출력 모듈(200)은 드래깅(dragging), 포인팅(pointing), 스크롤링(scrolling)이 가능한 장치로서 일례로는 마우스, 타블렛 패드, 터치스크린 등 다양한 장치가 사용될 수 있다.
마우스를 예로 들어 본 발명의 장치를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 과정을 설명하면 이미지를 드래깅하여 좌우로 옮기는 경우 그에 따라 이미지가 좌우로 조절되어 표시되며 각 평면의 단면 영상을 클릭한 후 스크롤링을 하는 경우 촬영된 단면 영상을 슬라이스 단위로 넘어가면서 표시되도록 할 수 있다. 이렇게 직관적이고도 효율적인 방식으로 환자의 이미지를 조절할 수 있으므로 사용자가 보다 정확하게 환자의 상태를 파악할 수 있고, 정확한 천공 술식을 설정할 수 있는 효과가 있다.
임플란트를 위한 천공 술식을 시뮬레이트 하는 과정을 통해 본 발명의 시뮬레이트 장치의 동작을 설명하면 임플란트의 경우 우선 치조골 내에 천공을 통해 원통형상의 구멍을 형성한 후 인공 치근에 해당하는 픽스츄어를 식립하게 되는데 이러한 천공 술식은 환자의 치조골의 상태를 참조하여 그 깊이, 폭경, 방향 등을 정밀하게 설정하여야 한다.
천공 술식의 깊이의 경우 하악골을 지나는 신경관을 건들이지 않는 깊이로 형성되어야 하며, 천공의 폭경의 경우 픽스츄어가 식립될 치조골의 두께를 고려하여 결정되어야 하며, 천공의 방향은 기존에 존재하는 치아와의 간섭 등을 고려하여 정확하고도 정밀하게 설정하여야 한다.
본 발명의 시뮬레이트 장치는 이미지 표시 모듈(100)에 표시된 선택영역(C)에서 설정 및 조절이 필요한 천공 술식의 특성을 선택한 후 입출력 장치의 포인팅, 스크롤링 등을 통해 선택된 특성을 설정 조절한다.
우선 천공 술식에서 기본적인 드릴링의 방향 등을 선택하여야 하는데 본 발명의 시뮬레이트 장치는 축방향 선분을 설정하여 드릴링의 방향을 표시한다. 축방향의 선분은 두 점을 환자의 이미지에 포인팅하여 설정하게 되는데 도 3a, 3b는 도 2의 유저 인터페이스에서 축방향 선분을 설정 및 조절하는 과정을 각각 나타내는 그림으로서 이를 이용하여 이하에서 자세히 설명한다.
도 3a에서 와곽에 하얀색으로 표시된 부분은 잇몸뼈(치조골)로서 각 환자마다 이러한 치조골의 두께, 위치 등이 상이하며 임플란트의 픽스츄어는 이 치조골에 천공된 홀에 식립되어 치조골과 결합하게 된다. 드릴링의 방향을 나타내는 축방향 선분(32)은 사용자가 입출력 모듈(200)을 통해 환자의 영상 내에 두 점(30)으로 표시하게 되며 두 점(30)이 표시되면 축방향 선분(32)이 자동적으로 생성되며 축방향 선분(32)은 두 점(30)을 다른 곳에 포인팅하여 자유롭게 변경할 수도 있고, 두 점 중 한 점을 기본으로 하여 스크롤링을 통해 그 길이를 변경할 수도 있다. 이러한 작업은 선택영역(B)에서의 선택에 의해 자유롭게 전환시키면서 제어모듈(300)을 경유한 입출력 모듈(200)의 조작을 통해 설정 조절할 수 있다.
두 점(30)의 포인팅을 통해 축방향 선분(32)을 생성할 때 기본 폭경의 실린더 형상(34)도 함께 생성 표시할 수도 있다. 이러한 기본 실린더(34)의 외경에는 기본 실린더(34)의 외경과 일정 간격 이격된 제한 폭경(36)을 표시할 수 있는데 이는 임플란트 식립 시 최소 두께의 치조골 뼈가 남아 있어야 하며 사용자의 편의를 위해 일정 간격의 제한 폭경에 대한 이미지를 부가적으로 표시하여 사용자의 정확한 천공 술식의 설정에 도움을 줄 수도 있다.
하단에 표시된 동심의 두 개의 원은 하악골을 지나는 신경관을 나타내며 이러한 신경관의 경우 종래에는 신경관의 중심을 표시하고 중심을 연결한 선분 주위에 일정한 지름의 원을 형성하여 신경관을 표시하였으나 신경관은 하악골 내에서 그 지름이 동일하지 않은 특성이 있는바 종래와 같은 표시방법으로는 하악골 내의 신경관을 정확하게 표시할 수 없는 문제점이 있었다. 하지만 임플란트 식립에 있어서 신경관의 위치는 매우 중요하며 종래 신경관 위치의 부정확성 때문에 임플란트 식립 깊이에 많은 제약이 있어왔다. 본 발명의 경우 환자의 단면 영상 중 복수개의 영상을 선택하여 신경관을 세 개 이상의 점(20)으로 표시하고 표시된 점을 모두 통과하는 원(22)을 형성한 후 각 단면 영상에 표시된 원의 중심과 원의 반지름을 연결하여 신경관의 3차원 영상을 형성한다. 이러한 방식을 통해 신경관을 보다 정확하게 표시할 수 있으며 그 지름이 동일하지 않은 신경관의 형상을 정밀하게 표시할 수 있는 장점이 있다. 이렇게 형성된 원(22)의 주위에는 안전성을 담보하기 위해 형성된 원(22)과 일정 간격 이격된 간섭 방지 원(23)을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 간섭 방지 원(23)은 형성된 원(22)과 일정 간격 이격되어 있으나 그 간격은 조절이 가능함은 물론이다.
도 3b는 설정된 축방향 선분이 조절되는 모습을 나타내는데 왼쪽과 같이 신경관을 나타내는 원(23)을 참조하여 스크롤링, 드래깅, 포인팅 등을 통해 그 깊이를 조절할 수 있으며 천공의 방향을 오른쪽 그림과 같이 조절할 수도 있다.
도 4는 도 2의 유저 인터페이스에서 천공의 폭경을 조절하는 과정을 나타내는 그림이고, 도 5는 도 2의 유저 인터페이스에서 외경의 테이퍼도를 조절하는 과정을 나타내는 그림이다.
축방향 선분(32)이 설정 및 조절된 경우 축방향 선분(32)을 중심축으로 하여 천공의 폭경을 조절할 수 있으며 도 4는 이러한 조절 과정을 나타내고 있다. 천공의 폭경은 선택영역(C)에서 폭경에 대한 것을 선택한 후 스크롤링, 포인팅, 드레깅 등을 통해 조절할 수 있으며 조절 시 제한 폭경에 대한 이미지(36)을 참조하여 조절할 수 있다. 바람직하게는 폭경의 조절을 실시간으로 인식하고 영상의 계조도를 이용하여 블린연산 등을 통해 환자의 치조골과의 간섭여부를 제어모듈(300)을 통해 판단한 후 간섭이라고 판단되는 경우 입출력 모듈(200)을 통한 조절신호를 무시하도록 할 수도 있다.
임플란트의 경우 치조골과의 결합을 견고하게 하기 위해 천공되는 실린더에 일정각도로 테이퍼를 주고 있는데 이러한 외경의 테이퍼도도 환자의 치조골을 고려하여야 하는바 이러한 테이퍼도 및 조절과정을 나타내는 그림이다.
이상에서 설명한 천공 술식의 특성 외에도 부가적으로 필요한 특성의 경우 선택영역(C)에 추가할 수도 있음은 물론이다.
이미지 표시 모듈(100)에는 터치스크린을 오버랩되도록 설치하여 입출력 모듈(200)과 일체로 구성할 수 있고, 이러한 경우 포인팅, 드래깅 등을 통해 천공 술식의 특성을 손쉽게 설정 및 조절할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법에 대한 흐름도이다.
이하에서 본 발명의 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법을 설명하되 시뮬레이트 장치에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
우선 본 발명의 시뮬레이트 방법은 이미지 표시 모듈(100)에 천공 술식을 시행할 환자의 이미지를 표시한다.(S100) 사용자는 입출력 모듈(200)을 통해 환자에게 시행될 천공 술식의 축방향 선분(32)을 두 점(30)을 통해 설정 및 조절하며(S110) 축방향 선분(32)이 설정된 후 천공의 폭경(34) 및 외경의 테이퍼도를 설정 조절한다.(S120)
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 방법 중 신경관을 표시하는 방법에 대한 흐름도로서 임플란트를 시행할 환자의 이미지들을 표시하고(S200), 각 이미지마다 환자의 하악골을 지나는 신경관을 적어도 3개 이상의 점을 이용하여 표시하고(S210), 표시된 점을 모두 통과하는 원을 형성한 후 형성된 원의 중심 및 반지름을 연결하여 신경관의 3차원 형상을 형성한다.(S220)
이미지 표시 모듈 : 100 입출력 모듈 : 200
제어 모듈 : 300

Claims (33)

  1. 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트하는 방법에 있어서,
    상기 천공 술식을 시행할 환자의 이미지를 표시하는 단계;
    상기 표시된 이미지에 환자에게 시행될 천공 술식의 축방향 선분을 설정 및 조절하는 단계;
    상기 축방향 선분을 중심축으로 하여 상기 천공의 폭경 및 외경의 테이퍼도를 조절하는 단계를 포함하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  2. 청구항 1에서,
    상기 이미지를 표시하는 단계에서,
    상기 표시되는 이미지는 환자의 3차원 단층 영상인 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  3. 청구항 2에서,
    상기 환자의 3차원 단층 영상에서 상기 천공 술식이 시행될 환부의 xy, yz, zx 평면의 이미지를 분할하여 표시하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  4. 청구항 1에서,
    상기 축방향 선분을 설정 및 조절하는 단계에서,
    상기 표시되는 이미지는 환자의 치골 구조를 나타내는 CT 영상이고, 상기 축방향 선분은 상기 CT 영상 내에서 두 점을 표시하여 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  5. 청구항 4에서,
    상기 설정된 축방향 선분은 상기 CT 영상 내에서 두 점의 위치를 조절하여 선분의 길이 및 방향을 포함하는 선분의 특성을 조절하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  6. 청구항 5에서,
    상기 두 점의 위치조절은 상기 CT 영상 내에서 상기 각 점의 드래깅을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  7. 청구항 5에서,
    상기 두 점의 위치조절은 상기 CT 영상 내에 상기 각 점을 포인팅함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  8. 청구항 4에서,
    상기 설정된 축방향 선분은 두 점 중 어느 한 점을 기준으로 하여 스크롤링을 통해 축방향 선분의 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  9. 청구항 1에서,
    상기 천공의 폭경을 조절하는 단계에서,
    상기 천공의 폭경은 상기 설정된 축방향 선분을 중심축으로 스크롤링을 통해 조절하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  10. 청구항 9에서,
    상기 천공의 테이퍼도를 조절하는 단계에서,
    상기 천공의 테이퍼도는 상기 조절된 폭경에 의해 형성된 실린더 형상의 일단을 기준으로 스크롤링을 통해 조절하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  11. 청구항 9에서,
    상기 표시되는 이미지는 환자의 치골 구조를 나타내는 CT 영상이고, 상기 환자의 치골 구조와의 간섭여부를 판별하기 위해 상기 조절되는 폭경과 일정 간격 이격된 제한 폭경을 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  12. 청구항 9에서,
    상기 표시되는 이미지는 환자의 치골 구조를 나타내는 CT 영상이고, 상기 CT 영상에서 계조도를 이용하여 환자의 치골 구조와의 간섭여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 간섭이 일어나지 않도록 일정 상한 이상은 폭경이 조절되지 않는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  13. 청구항 1에서,
    상기 천공 술식을 시뮬레이트 하기 위해 각 조절 단계를 선택하는 단계를 더 포함하고,
    상기 선택하는 단계에서 선택에 의해 축방향 선분, 천공의 폭경 및 테이퍼도의 조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용한 천공 술식의 시뮬레이트 방법.
  14. 영상 이미지를 이용하여 임플란트를 시뮬레이트하는 방법에 있어서,
    상기 임플란트를 시행할 환자의 이미지들을 표시하는 단계;
    상기 환자의 각 이미지마다 환자의 하악골을 지나는 신경관을 적어도 3개 이상의 점을 이용하여 표시하는 단계;
    상기 각 이미지마다 표시된 3개 이상의 점을 모두 지나는 원을 형성한 후, 형성된 원을 연결하여 상기 신경관의 3차원 형상을 생성하는 단계를 포함하는 영상 이미지를 이용하여 임플란트를 시뮬레이트하는 방법.
  15. 청구항 14에서,
    상기 환자의 이미지들은 단층촬영을 통해 얻어진 환자의 단면 이미지들인 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 임플란트를 시뮬레이트하는 방법.
  16. 청구항 14에서,
    상기 신경관을 표시하는 단계에서,
    상기 환자의 이미지들은 신경관의 단면 영상을 포함하는 하악골의 단층 영상인 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 임플란트를 시뮬레이트하는 방법.
  17. 청구항 14에서,
    상기 신경관의 3차원 형상을 생성하는 단계에서,
    상기 생성되는 신경관의 3차원 형상은 상기 형성된 원의 중심 및 반지름을 연결하여 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 임플란트를 시뮬레이트하는 방법.
  18. 청구항 1 내지 17 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체.
  19. 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치에 있어서,
    천공 술식이 이루어질 환자의 영상 이미지를 표시하는 이미지 표시 모듈,
    상기 이미지 표시 모듈에 표시된 환자의 영상 이미지에 상기 천공 술식의 축방향 선분, 천공의 폭경 및 외경의 테이퍼도를 포함하여 천공 술식의 특성을 설정 및 조절하기 위한 입출력 모듈,
    상기 이미지 표시 모듈 및 입출력 모듈과 연결되어 상기 입출력 모듈의 신호를 처리하고 그에 대응하는 영상 신호를 상기 이미지 표시 모듈로 출력하는 제어모듈을 포함하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  20. 청구항 19에서,
    상기 이미지 표시 모듈에 표시되는 환자의 이미지는 환자의 3차원 단층 영상인 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  21. 청구항 20에서,
    상기 환자의 3차원 단층 영상에서 상기 천공 술식이 시행될 환부의 xy, yz, zx 평면의 이미지를 분할하여 표시하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  22. 청구항 19에서,
    상기 이미지 표시 모듈에는 상기 천공 술식의 축방향 선분, 천공의 폭경 및 외경의 테이퍼도를 포함하는 상기 천공 술식의 특성 중 각각의 설정 및 조절파트를 선택할 수 있도록 선택 영역을 더 포함하여 표시하고,
    상기 제어모듈은 상기 선택 영역의 위치관계 및 상기 입출력 모듈의 신호에 기초하여 상기 각 설정 및 조절파트의 선택 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  23. 청구항 22에서,
    상기 입출력 모듈을 이용하여 상기 선택된 천공 술식의 설정 및 조절파트의 특성값을 조절하고,
    상기 이미지 표시 모듈에는 상기 조절에 따른 특성값을 표시하는 수치표시영역을 더 포함하여 표시하며,
    상기 제어모듈은 상기 입출력 모듈의 설정 및 조절에 따른 신호에 기초하여 상기 이미지 모듈에 표시된 수치표시영역의 영상신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  24. 청구항 19에서,
    상기 표시되는 이미지는 환자의 치골 구조를 나타내는 CT 영상이고, 상기 축방향 선분은 상기 입출력 모듈을 통해 상기 CT 영상 내에서 두 점을 표시하여 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  25. 청구항 24에서,
    상기 설정된 축방향 선분은 상기 입출력 모듈을 통해 상기 CT 영상 내에서 두 점의 위치를 조절하여 선분의 길이 및 방향을 포함하는 선분의 특성을 조절하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  26. 청구항 19에서,
    상기 입출력 모듈은 포인팅 또는 드래깅 또는 스크롤링 중 하나 이상의 기능을 수행할 수 있는 입출력 장치인 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  27. 청구항 26에서,
    상기 천공 술식의 특성은 상기 입출력 장치의 포인팅, 드래깅 또는 스크롤링 기능 중 어느 하나 이상의 기능을 통해 설정 및 조절되는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  28. 청구항 19에서,
    상기 입출력 모듈은 상기 이미지 표시 모듈에 오버랩 되는 터치 스크린 장치인 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  29. 청구항 19에서,
    상기 이미지 표시 모듈은 상기 제어모듈의 제어에 의해 상기 입출력 모듈을 통해 설정 및 조절되는 상기 천공 술식의 특성을 나타내는 이미지를 실시간으로 표시하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  30. 청구항 29에서,
    상기 표시되는 이미지는 환자의 치골 구조를 나타내는 CT 영상이고, 상기 환자의 치골 구조와의 간섭여부를 판별하기 위해 상기 실시간으로 표시되는 천공의 폭경과 일정 간격으로 이격된 제한 폭경에 대한 이미지를 더 표시하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  31. 청구항 29에서,
    상기 표시되는 이미지는 환자의 치골 구조를 나타내는 CT 영상이고,
    상기 제어모듈은 상기 CT 영상에서 계조도를 이용하여 상기 천공 술식과 상기 환자의 치골 구조와의 간섭여부를 판단하고, 상기 간섭이 일어나지 않도록 일정 상한 이상은 천공의 폭경이 조절되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  32. 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치에 있어서,
    천공 술식이 이루어질 환자의 영상 이미지들을 표시하는 이미지 표시 모듈,
    상기 이미지 표시 모듈에 표시된 환자의 각 이미지마다 환자의 하악골을 지나는 신경관을 적어도 3개 이상의 점을 설정하여 표시하기 위해 마련되는 입출력 모듈,
    상기 각 이미지마다 설정된 3개 이상의 점을 모두 지나는 원을 형성한 후, 형성된 원을 연결하여 상기 신경관의 3차원 형상을 생성하는 제어모듈을 포함하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
  33. 청구항 32에서,
    상기 생성되는 3차원 형상은 상기 형성된 원의 중심 및 반지름을 연결하여 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 이미지를 이용하여 천공 술식을 시뮬레이트 하는 장치.
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