KR101321904B1 - 맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체 - Google Patents

맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 맞춤형 보철물의 설계 시스템은, 다수의 피촬영자의 신체 부위를 촬영한 정상신체 영상과 상기 피촬영자의 생체정보가 저장된 신체 영상 데이터베이스; 환자의 신체 부위를 촬영한 환자신체 영상과 상기 환자의 생체정보를 입력받는 신체 영상 입력부; 3차원 영상을 렌더링하는 3차원 영상 모델링부; 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하고, 검색된 상기 정상신체 영상과 상기 환자신체 영상을 상호 비교하여 상기 환자의 신체에 적합한 보철물의 규격을 산출하는 보철물 규격 산출부; 및 상기 신체 영상 데이터베이스, 신체 영상 입력부 및 보철물 규격 산출부를 제어하여 상기 환자의 신체에 적합한 보철물의 규격을 산출하고, 상기 산출된 보철물 규격에 기초하여 상기 3차원 영상 모델링부를 통해 상기 보철물의 3차원 영상을 생성하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 보철물이 식립될 신체 부위의 손상이 심각하여 보철물의 형상과 크기를 결정하기 어려운 환자의 경우 데이터베이스에 저장된 신체 부위 영상을 참고하여 환자에게 적합한 보철물을 설계할 수 있다.

Description

맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체{SYSTEM AND METHOD FOR CUSTOM PROSTHETIC APPLICANCE DESIGN AND RECORDING MEDIUM THEREOF}
본 발명은 맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다수의 정상인의 신체 부위 영상과 생체정보를 데이터베이스화함으로써, 보철물이 식립될 신체 부위의 손상이 심각하여 보철물의 형상과 크기를 결정하기 어려운 환자의 경우 데이터베이스에 저장된 신체 부위 영상을 참고하여 보철물을 설계할 수 있도록 함으로써 환자의 신체에 근접한 보철물을 제공할 수 있도록 하는 맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체에 관한 것이다.
생활 환경의 개선에 따른 노령화 사회 가속화와 의료 기술의 발전에 따라, 인공 관절이나 인공 척추 등의 보철물을 인체 내에 삽입하여 손상된 신체 기능을 복원시키는 시술이 많아지고 있다.
보철물은 일정한 규격에 따라 미리 제작되는 기성형 보철물과 기성형 보철물에 적합하지 않은 신체 특성을 가진 환자를 위해 환자의 개별적인 특성에 맞게 제작되는 맞춤형 보철물로 크게 나누어볼 수 있다.
맞춤형 보철물의 경우 환자의 보철물 식립 부위를 영상기반으로 분석하여 환자의 실제 신체조직과 가능한 동일한 형상의 보철물을 제작함으로써 해당 신체조직을 보철물로 대체할 수 있도록 제작된다.
그런데, 보철물로 대체될 신체 부위의 손상 정도가 심각한 경우 환자의 실제 조직과 동일한 형상으로 보철물을 제작하는 것은 불가능하다. 이에, 손상된 신체 부위의 형상을 기반으로 개략적인 보철물의 형태를 설정하여 환자에게 적용하도록 하는 경우가 많다.
보철물이 식립될 신체 부위가 심하게 손상된 경우, 환자의 건강한 신체가 아닌 손상된 신체를 기반으로 개략적인 보철물의 형태가 결정되기 때문에 환자의 신체와 동일한 규격의 보철물을 설계하는 데엔 한계가 있다. 이에, 환자의 신체에 맞지 않는 보철물이 식립되어 시술 부위에 손상이 오거나 손상된 기능을 복원하는 데에 실패하게 되는 문제점이 있다.
한국공개특허 2003-0061580: 인공 삽입물이 식립된 생체 구조물의 3차원 유한 요소 모델링 방법
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다수의 정상인의 신체 부위 영상과 생체정보를 데이터베이스화함으로써, 보철물이 식립될 신체 부위의 손상이 심각하여 보철물의 형상과 크기를 결정하기 어려운 환자의 경우 데이터베이스에 저장된 신체 부위 영상을 참고하여 보철물을 설계할 수 있도록 함으로써 환자의 신체에 근접한 보철물을 제공할 수 있도록 하는 맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체를 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 피촬영자의 신체 부위를 촬영한 정상신체 영상과 상기 피촬영자의 생체정보가 저장된 신체 영상 데이터베이스; 환자의 신체 부위를 촬영한 환자신체 영상과 상기 환자의 생체정보를 입력받는 신체 영상 입력부; 3차원 영상을 렌더링하는 3차원 영상 모델링부; 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하고, 검색된 상기 정상신체 영상과 상기 환자신체 영상을 상호 비교하여 상기 환자의 신체에 적합한 보철물의 규격을 산출하는 보철물 규격 산출부; 및 상기 신체 영상 데이터베이스, 신체 영상 입력부 및 보철물 규격 산출부를 제어하여 상기 환자의 신체에 적합한 보철물의 규격을 산출하고, 상기 산출된 보철물 규격에 기초하여 상기 3차원 영상 모델링부를 통해 상기 보철물의 3차원 영상을 생성하는 제어부를 포함하는 맞춤형 보철물의 설계 시스템이 제공된다.
여기서, 상기 신체 영상 입력부는, 상기 피촬영자의 신체 부위 중 상기 보철물이 식립되는 신체 부위를 소정 간격으로 단층 촬영한 2차원 CT(computed tomography) 영상을 입력받을 수 있다.
그리고, 상기 생체정보는, 상기 피촬영자의 인종 정보와 성별 정보, 나이, 키, 몸무게 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 보철물 규격 산출부는, 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하는 데이터 검색부; 상기 검색된 정상신체 영상에 기초하여 상기 환자의 신체 영상을 복원하는 영상 매칭부; 및 상기 복원된 한자의 신체 영상에 기초하여 상기 환자에게 적합한 보철물의 규격을 결정하는 맞춤 규격 결정부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 보철물은, 인공 고관절, 인공 무릎 관절, 인공 발목 관절, 인공 척추, 인공 어깨 관절 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수의 피촬영자의 신체 부위를 촬영한 정상신체 영상과 상기 피촬영자의 생체정보가 저장된 신체 영상 데이터베이스가 구축되는 단계; 환자의 신체 부위를 촬영한 환자신체 영상과 상기 환자의 생체정보를 입력받는 단계; 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하고, 검색된 상기 정상신체 영상과 상기 환자신체 영상을 상호 비교하여 상기 환자의 신체에 적합한 보철물의 규격을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 보철물 규격에 기초하여 상기 보철물의 3차원 영상을 생성하는 단계를 포함하는 맞춤형 보철물의 설계 방법이 제공된다.
여기서, 다수의 피촬영자의 신체 부위를 촬영한 정상신체 영상과 상기 피촬영자의 생체정보가 저장된 신체 영상 데이터베이스가 구축되는 단계는, 상기 피촬영자의 신체 부위 중 상기 보철물이 식립되는 신체 부위를 소정 간격으로 단층 촬영한 2차원 CT(computed tomography) 영상을 입력받는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 다수의 피촬영자의 신체 부위를 촬영한 정상신체 영상과 상기 피촬영자의 생체정보가 저장된 신체 영상 데이터베이스가 구축되는 단계는, 상기 피촬영자의 인종, 성별, 나이, 키, 몸무게 중 적어도 어느 하나의 생체정보를 입력받는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하고, 검색된 상기 정상신체 영상과 상기 환자신체 영상을 상호 비교하여 상기 환자의 신체에 적합한 보철물의 규격을 산출하는 단계는, 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하는 단계; 상기 검색된 정상신체 영상에 기초하여 상기 환자의 신체 영상을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 한자의 신체 영상에 기초하여 상기 환자에게 적합한 보철물의 규격을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 보철물은, 인공 고관절, 인공 무릎 관절, 인공 발목 관절, 인공 척추, 인공 어깨 관절 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다수의 피촬영자의 신체 부위를 촬영한 정상신체 영상과 상기 피촬영자의 생체정보가 저장된 신체 영상 데이터베이스가 구축되는 단계; 환자의 신체 부위를 촬영한 환자신체 영상과 상기 환자의 생체정보를 입력받는 단계; 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하고, 검색된 상기 정상신체 영상과 상기 환자신체 영상을 상호 비교하여 상기 환자의 신체에 적합한 보철물의 규격을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 보철물 규격에 기초하여 상기 보철물의 3차원 영상을 생성하는 단계를 포함하는 맞춤형 보철물의 설계 방법이 프로그램으로 기록되고 전자 장치에서 판독 가능한 기록매체가 제공된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체는, 다수의 정상인의 신체 부위 영상과 생체정보를 데이터베이스화함으로써, 보철물이 식립될 신체 부위의 손상이 심각하여 보철물의 형상과 크기를 결정하기 어려운 환자의 경우 데이터베이스에 저장된 신체 부위 영상을 참고하여 보철물을 설계할 수 있도록 함으로써 환자의 신체에 근접한 보철물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 맞춤형 보철물의 설계 시스템의 제어 블럭도,
도 2는 도 1의 보철물 규격 산출부의 제어 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 맞춤형 보철물의 설계 시스템의 제어 흐름도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 맞춤형 보철물의 설계 시스템의 제어 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 맞춤형 보철물의 설계를 위해 사용되는 인체 부위의 표시도,
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 맞춤형 보철물의 설계를 위해 사용되는 영상 매칭 방법의 표시 상태도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 맞춤형 보철물의 설계 시스템(100)의 제어 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 맞춤형 보철물의 설계 시스템(100)은 신체 영상 입력부(110), 신체 영상 DB(150), 3차원 영상 모델링부(120), 보철물 규격 산출부(200), 사용자 입력부(130), 디스플레이부(140) 및 이들 각 구성요소를 제어하여 환자 맞춤형 보철물을 설계하는 제어부(160)를 포함한다.
신체 영상 입력부(110)는 다수의 신체 영상 데이터를 입력 받는다. 다수의 신체 영상 데이터는 정상신체에서 보철물이 식립될 신체 부위의 2차원 영상과 해당 영상의 피촬영자의 성별, 인종 등의 생체정보를 포함한다. 2차원 영상은 MRI(magnetic resonance imaging)이나 CT(computed tomography), 초음파 영상(ultrasonic images), X레이 등을 이용하여 정상 상태의 피촬영자의 신체 부위 중 보철물이 식립되는 신체 부위를 소정 간격으로 촬영하여 생성할 수 있다. 영상데이터에 포함되는 생체 정보로는 성별, 인종과 함께, 나이, 키, 몸무게 등의 피촬영자 정보가 포함될 수 있다.
신체 영상 입력부(110)는 일정한 간격으로 촬영된 2차원 정상신체 영상을 구역화하고 2차원 영상을 컴퓨터 등의 시스템(100)에서 처리할 수 있는 국제 의료영상맞춤인 다이콤(DICOM) 영상으로 변환한다.
3차원 영상 모델링부(120)는 제어부(160)의 제어에 따라, 신체 영상 입력부(110)로 입력된 2차원 영상을 구역화하고 구역화된 영상을 3차원으로 재구성하고 재구성된 3차원 영상을 신체 영상 DB(150)에 저장한다. CT 또는 MRI 스캔과 같은 단층촬영 데이터를 프로세싱(processing)하여 신체 부위의 3D 재구성을 생성하는 방법은 국제 공개공보 제WO 93/25157호 등의 특허문헌에도 개시되어 있으며, 현재 의료분야에서 이미 널리 사용되고 있는 기술이다. 이와 같이, 2차원 영상을 3차원 영상으로 모델링하는 기술은 이미 주지공용의 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
신체 영상 DB(150)에는 3차원 영상 모델링부(120)에서 재구성된 3차원 영상데이터가 저장된다. 3차원 영상데이터는 제어부(160)의 제어에 따라, 각 영상데이터에 포함된 생체 정보를 기준으로 데이터베이스화된다. 영상데이터를 데이터베이스화하기 위한 분류기준을 사용자로부터 입력받을 수 있다. 데이터베이스화 된 3차원 영상은 인종, 성별 등으로 분류될 수 있으며, 나이, 키, 등의 세부 분류를 더 설정하는 것도 가능하다. 이와 같이, 3차원 영상을 대분류/중분류/소분류로 분류하여 저장 및 관리함으로써, 3차원 영상의 검색시간을 단축할 수 있다.
보철물 규격 산출부(200)는 신체 영상 입력부(110)로 입력된 환자의 신체 부위 영상과 생체정보에 기초하여 신체 영상 DB(150)에서 환자의 생체정보에 가장 근접한 정상신체 영상을 검색한다. 예컨대, 환자의 인종이나 성별, 혹은 나이, 키 등의 생체정보에 따라 그에 대응되는 정상인의 신체 영상을 검색할 수 있다.
보철물 규격 산출부(200)는 신체 영상 DB(150)에서 검색된 정상신체 영상을 바탕으로 환자의 보철물의 규격을 산출한다.
사용자 입력부(130)는 맞춤형 보철물의 설계 시스템(100)의 기능 조작을 위한 사용자 선택을 입력받으며, 신체 영상 DB(150)에서 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하기 위한 검색기준을 사용자로부터 입력 받을 수 있다. 사용자는 사용자 입력부(130)를 통해 환자의 인종, 성별, 나이, 키 등을 직접 입력하여 정상신체 영상을 검색하는 것도 가능하다.
디스플레이부(140)는 시스템(100)의 데이터 처리 상태를 사용자에게 표시한다.
제어부(160)는 신체 영상 입력부(110)로 입력된 정상인의 2차원 영상데이터를 3차원 영상 모델링부(120)를 통해 3차원 영상으로 재구성하여 신체 영상 DB(150)에 저장한다.
제어부(160)는 신체 영상 입력부(110)로 입력된 환자의 2차원 영상데이터를 3차원 영상 모델링부(120)를 통해 3차원 영상으로 재구성하여 보철물 규격 산출부(200)에 전달한다.
제어부(160)의 제어에 따라 보철물 규격 산출부(200)는 입력된 환자의 3차원 영상의 생체정보에 기초하여 신체 영상 DB(150)에서 생체정보가 일치하는 정상인 신체의 3차원 영상을 검색하고, 검색된 정상인 신체의 3차원 영상을 기반으로 보철물의 규격을 산출하여 제어부(160)에 전달한다.
제어부(160)는 보철물 규격 산출부(200)가 산출한 보철물의 규격에 따라 3차원 영상 모델링부(120)를 통해 환자에게 적용할 보철물을 3차원 영상으로 모델링한다. 보철물의 3차원 영상은 3차원 프린터 등의 보철물 제작 장비를 통해 실재 보철물로 제작될 수 있다.
이러한 구성에 따라, 본 발명은 다수의 신체로부터 보철물이 필요한 신체 부위를 일정한 간격으로 단층 촬영하여 정밀하게 해당 부위를 구역화하고, 구역화된 2차원 영상을 3차원으로 재구성하여 데이터베이스화함으로써, 환자의 신체 부위가 심하게 훼손된 경우 유사한 생체조건을 가진 정상인의 신체 영상을 기준으로 보철물의 규격을 산출할 수 있도록 한다.
도 2는 도 1의 보철물 규격 산출부(200)의 제어 블럭도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 보철물 규격 산출부(200)는, 데이터 검색부(210), 영상 매칭부(220) 및 맞춤 규격 결정부(230)를 포함한다.
데이터 검색부(210)는 입력된 환자의 3차원 영상의 생체정보에 기초하여 신체 영상 DB(150)에서 생체정보가 일치하는 정상인 신체의 3차원 영상을 검색한다. 데이터 검색부(210)는 신체 영상 DB(150)에 저장된 생체정보에 따라, 인종 및 성별, 나이, 키, 몸무게 등을 이용하여 검색을 수행할 수 있다.
영상 매칭부(220)는 검색된 정상신체의 3차원 영상과 환자의 3차원 영상을 상호 매칭시킨다. 이에, 환자의 신체에서 훼손되거나 상실된 부분의 복원 영상을 생성할 수 있다.
맞춤 규격 결정부(230)는 영상 매칭부(220)에서 생성된 복원 영상을 기반으로 환자의 신체에 접합한 보철물의 규격을 결정한다. 이에, 환자의 신체가 훼손되거나 상실된 경우 해당 환자의 신체조건과 최대한 근접한 정상인의 신체 영상을 이용하여 환자의 신체 영상을 복원함으로써, 환자의 신체와 가장 근접한 형태의 보철물을 설계할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 맞춤형 보철물의 설계 시스템(100)의 제어 흐름도로써, 신체 영상 DB(150)를 구축하는 과정을 예시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따라 보철물의 규격 설정을 위해, 신체 영상 입력부(110)는 다수의 정상 인체에서 보철물이 식립될 신체부위의 2차원 CT 영상과 피촬영자의 생체정보를 입력받아 저장한다(S110). 여기서, 보철물이 식립될 신체부위는 도 5와 같이 설정될 수 있다. 보철물은 고관절, 무릎 관절, 발목 관절 등을 대체할 수 있으며, 이에, 도 5에 도시된 바와 같이, 신체 부위 중, 고관절 부위(A), 무릎 부위(B), 발목 부위(C)의 2차원 영상을 입력받아 저장할 수 있다. 저장되는 고관절 부위(A), 무릎 부위(B), 발목 부위(C)의 2차원 영상은 정상인의 신체를 촬영한 것이다. 여기서, 신체 영상 입력부(110)는 도 5에 도시된 부위 이외에 척추 부위, 어깨 관절 등, 보철물이 식립되는 신체부위 영상들을 입력받아 저장할 수 있으며, 각 신체부위 영상 저장 시에는 해당 신체부위 영상의 피촬영자의 성별, 인종 등의 생체정보도 함께 입력받아 저장한다.
이 후, 3차원 영상 모델링부(120)는 2차원 신체부위 영상을 3차원 영상으로 모델링한다(S120). 2차원 단면 영상을 3차원 영상 모델링부(120)에서 인터폴레이션(interpolation)과 3차원 형상 재구성방법 등을 이용하여 3차원 영상으로 렌더링하면 실재 생체 구조물과 같은 3차원 생체 구조물로 재구성된다.
이 후, 제어부(160)는 재구성된 3차원 영상들을 각 생체정보에 따라 신체 영상 DB(150)에 저장하여 데이터베이스화 한다(S130). 여기서, 신체 영상 DB(150)에 저장되는 정상인의 3차원 영상은 인종 및 성별, 나이, 키, 몸무게 등을 기준으로 분류될 수 있다.
이상의 과정을 통해 다수의 정상 인체의 인체 영상을 인종 및 성별, 나이, 키, 몸무게 등의 생체정보를 이용하여 검색할 있도록 데이터베이스화한다.
도 4는 발명의 다른 실시예에 따른 맞춤형 보철물의 설계 시스템(100)의 제어 흐름도로서, 환자 맞춤형 보철물을 설계하는 과정을 예시한 것이다.
환자의 인체에서 보철물이 식립될 신체 부위의 CT 영상과 환자의 생체정보를 입력 받는다(S210). 제어부(160)는 신체 영상 입력부(110)를 통해 환자의 CT 영상을 입력받고, 이를 3차원 영상 모델링부(120)에서 3차원 영상으로 재구성한 후, 보철물 규격 산출부(200)에 전달한다.
보철물 규격 산출부(200)는 신체 영상 DB(150)에서 환자의 생체정보와 특성이 유사한 정상인체의 신체 영상을 검색한다(S220). 예컨대, 환자의 인종, 성별, 나이, 키, 몸무게 등에 따라, 환자와 생체정보가 가장 유사한 정상인의 신체 영상을 검색한다.
보철물 규격 산출부(200)는 정상인체의 신체 영상과 환자의 신체 영상을 비교하여 보철물의 규격 결정한다(S230). 도 6에 도시된 바와 같이, 보철물 규격 산출부(200)의 영상 매칭부(220)는, 신체 영상 DB(150)에서 검색된 정상인의 신체 영상(a)과 환자의 신체 영상(b)을 상호 비교한다. 영상 매칭부(220)는 환자의 신체 영상(b)에서 훼손 혹은 결손된 부분(c')을 정상인의 영상(c)에 기초하여 복원한 후, 복원된 신체 부위의 형상에 기초하여 환자에게 적합한 보철물의 규격을 산출할 수 있다.
제어부(160)는 보철물 규격 산출부(200)에서 산출된 보철물의 규격을 이용하여 3차원 영상 모델링부(120)를 통해 보철물의 3차원 디지털 영상을 시뮬레이션하고(S240), 시뮬레이션 결과를 보철물 제작을 위한 시스템이나 3차원 프린터, 혹은 제작 엔지니어에게 제공함으로써, 보철물이 제작되도록 한다(S250).
한편, 본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 피촬영자의 신체 부위를 촬영한 정상신체 영상과 상기 피촬영자의 생체정보가 저장된 신체 영상 데이터베이스가 구축되는 단계; 환자의 신체 부위를 촬영한 환자신체 영상과 상기 환자의 생체정보를 입력받는 단계; 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하고, 검색된 상기 정상신체 영상과 상기 환자신체 영상을 상호 비교하여 상기 환자의 신체에 적합한 보철물의 규격을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 보철물 규격에 기초하여 상기 보철물의 3차원 영상을 생성하는 단계를 포함하는 맞춤형 보철물의 설계 방법이 프로그램으로 기록되고 전자 장치에서 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.
맞춤형 보철물의 설계 방법은 컴퓨터 등의 시스템에서 실행되는 프로그램으로 작성 가능하며, 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 맞춤형 보철물의 설계 방법에 관한 프로그램은 전자장치가 읽을 수 있는 정보저장매체(Readable Media)에 저장되고, 전자장치에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 추천 애플리케이션을 사용자 단말기로 제공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체는, 다수의 정상인의 신체 부위 영상과 생체정보를 데이터베이스화하여, 보철물이 식립될 신체 부위의 손상이 심각하여 보철물의 형상과 크기를 결정하기 어려운 환자의 경우 데이터베이스에 저장된 신체 부위 영상을 참고하여 보철물을 설계할 수 있도록 함으로써 환자의 신체에 근접한 보철물을 제공할 수 있도록 하는 데에 이용할 수 있다.
100 : 맞춤형 보철물의 설계 시스템 110 : 신체 영상 입력부
120 : 3차원 영상 모델링부 130 : 사용자 입력부
140 : 디스플레이부 150 : 신체 영상 DB
160 : 제어부 200 : 보철물 규격 산출부
210 : 데이터 검색부 220 : 영상 매칭부
230 : 맞춤 규격 결정부

Claims (11)

  1. 다수의 피촬영자의 신체 부위를 촬영한 정상신체 영상과 상기 피촬영자의 생체정보가 저장된 신체 영상 데이터베이스;
    환자의 신체 부위를 촬영한 환자신체 영상과 상기 환자의 생체정보를 입력받는 신체 영상 입력부;
    3차원 영상을 렌더링하는 3차원 영상 모델링부;
    상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하고, 검색된 상기 정상신체 영상과 상기 환자신체 영상을 상호 비교하여 상기 환자의 신체의 이상 부위를 대체할 보철물의 규격을 산출하는 보철물 규격 산출부; 및
    상기 신체 영상 데이터베이스, 신체 영상 입력부 및 보철물 규격 산출부를 제어하여 상기 환자의 신체의 이상 부위를 대체할 보철물의 규격을 산출하고, 상기 산출된 보철물 규격에 기초하여 상기 3차원 영상 모델링부를 통해 상기 보철물의 3차원 영상을 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 보철물 규격 산출부는, 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하는 데이터 검색부; 상기 검색된 정상신체 영상에 기초하여 상기 환자의 신체 영상을 복원하는 영상 매칭부; 및 상기 복원된 환자의 신체 영상에 기초하여 상기 환자의 이상 부위를 대체할 보철물의 규격을 결정하는 맞춤 규격 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 보철물의 설계 시스템.

  2. 제1항에 있어서,
    상기 신체 영상 입력부는,
    상기 피촬영자의 신체 부위 중 상기 보철물이 식립되는 신체 부위를 소정 간격으로 단층 촬영한 2차원 CT(computed tomography) 영상을 입력받는 것을 특징으로 하는 맞춤형 보철물의 설계 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생체정보는,
    상기 피촬영자의 인종 정보와 성별 정보, 나이, 키, 몸무게 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 보철물의 설계 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보철물은,
    인공 고관절, 인공 무릎 관절, 인공 발목 관절, 인공 척추, 인공 어깨 관절 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 보철물의 설계 시스템.
  6. (A) 다수의 피촬영자의 신체 부위를 촬영한 정상신체 영상과 상기 피촬영자의 생체정보가 저장된 신체 영상 데이터베이스가 구축되는 단계;
    (B) 환자의 신체 부위를 촬영한 환자신체 영상과 상기 환자의 생체정보를 입력받는 단계;
    (C) 상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하고, 검색된 상기 정상신체 영상과 상기 환자신체 영상을 상호 비교하여 상기 환자의 신체의 이상 부위를 대체할 보철물의 규격을 산출하는 단계; 및
    (D) 상기 산출된 보철물 규격에 기초하여 상기 보철물의 3차원 영상을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 (C) 단계는,
    상기 신체 영상 데이터베이스에서 상기 환자의 생체정보와 일치하는 정상신체 영상을 검색하는 단계; 상기 검색된 정상신체 영상에 기초하여 상기 환자의 신체 영상을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 한자의 신체 영상에 기초하여 상기 환자의 이상 부위를 대체할 보철물의 규격을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 보철물의 설계 방법.

  7. 제6항에 있어서,
    상기 (A) 단계는,
    상기 피촬영자의 신체 부위 중 상기 보철물이 식립되는 신체 부위를 소정 간격으로 단층 촬영한 2차원 CT(computed tomography) 영상을 입력받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 보철물의 설계 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 (A) 단계는,
    상기 피촬영자의 인종, 성별, 나이, 키, 몸무게 중 적어도 어느 하나의 생체정보를 입력받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 보철물의 설계 방법.


  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 보철물은,
    인공 고관절, 인공 무릎 관절, 인공 발목 관절, 인공 척추, 인공 어깨 관절 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 보철물의 설계 방법.
  11. 삭제
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