KR101379698B1 - 인체 뼈의 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치 - Google Patents
인체 뼈의 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득한 후에 인체 뼈에서 각개 뼈로 구성된 부분을 컴포넌트로 구성하고, 인체 뼈를 8 개의 그룹으로 나누어, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈 등의 인체 뼈대에 대해 압입 시험과 압축 시험을 통해 뼈대 물성 정보를 제작할 수 있도록 하는 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 영상 장치와 측정 장치 및 제작 장치를 포함하는 시스템의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법에 있어서, (a) 상기 영상 장치가 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득하는 단계; (b) 상기 제작 장치가 상기 인체 뼈에 대해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누어 해면골과 피질골로 분류하고, 분류된 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 압입 시험과 압축 시험을 상기 측정 장치에 요청하는 단계; (c) 상기 측정 장치가 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골은 압입 시험을 수행하고, 척추와 넙다리뼈의 해면골은 압축 시험을 수행하는 단계; 및 (d) 상기 제작 장치가 상기 압입 시험의 결과와 상기 압축 시험의 결과를 상기 인체 뼈의 3 차원 영상 중 해당 인체 뼈 영상에 대응시켜 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 영상 장치와 측정 장치 및 제작 장치를 포함하는 시스템의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법에 있어서, (a) 상기 영상 장치가 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득하는 단계; (b) 상기 제작 장치가 상기 인체 뼈에 대해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누어 해면골과 피질골로 분류하고, 분류된 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 압입 시험과 압축 시험을 상기 측정 장치에 요청하는 단계; (c) 상기 측정 장치가 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골은 압입 시험을 수행하고, 척추와 넙다리뼈의 해면골은 압축 시험을 수행하는 단계; 및 (d) 상기 제작 장치가 상기 압입 시험의 결과와 상기 압축 시험의 결과를 상기 인체 뼈의 3 차원 영상 중 해당 인체 뼈 영상에 대응시켜 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 인체 뼈의 3차원 형상과 물성 정보를 제작하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 206 개의 인체 뼈에서 27 개의 각개 뼈로 구성된 Cranium(턱뼈를 제외한 머리뼈)을 1 개의 컴포넌트로 구성하고, 엉치뼈와 꼬리뼈도 1 개의 컴포넌트로 구성해 전체 179 개의 인체 뼈를 CT 촬영하여 STL 형식의 3차원 영상을 획득한 후 8 개의 그룹으로 나누어 3차원 뼈대 모델 영상으로 데이터베이스화 하고, 또한 작고 세밀한 뼈에 해당하는 손 54 개, 발 52 개, 치아 32 개도 컴포넌트로 구성하여 세밀한 뼈대의 3차원 영상을 획득하여 데이터베이스화 하며, 인체를 구성하는 모든 뼈를 머리부, 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누어 피질골과 해면골에 대해 압입 시험과 압축 시험을 통해 각 뼈의 탄성계수, 항복강도, 극한강도 등의 물성 값을 획득하여 데이터베이스화 함으로써 인체 뼈대의 압축 강도 정보를 제작할 수 있도록 하는 인체 뼈의 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 종류의 인체 재료의 물성에 대한 정보를 획득하기 위하여, 재료의 시편을 제작하고 시편에 대한 인장 시험, 압축 시험, 굽힘 시험 등의 강도 시험을 하게 된다. 그리고 인장, 압축 및 굽힘 시험시 시편을 정확한 위치에 고정하여 시편에 정확한 하중에 전달될 수 있도록 하는 다양한 지그 및 가압장치가 사용되고 있다.
특히 밀리미터(mm) 이하의 크기를 가지는 미세시편, 예를 들면, 인체의 뼈, 치아의 특정 부위에 대한 생체 시편에 대한 강도 시험시 시편의 하중이 인가되는 면을 정확한 평면으로 제작하기가 어렵다.
인체 뼈에 대한 물성 정보 구축을 위한 시험은 정확한 장비의 셋팅, 장비의 신뢰도 검증, 예비 시험을 통한 시험 조건의 설정, 설정된 시험 조건의 일관성 있는 적용 등 단계별로 정확한 검수가 이루어져야 고품질의 산출물을 얻을 수 있다.
머리뼈의 경우 인체의 성장에 따라 뼈의 봉합선이 융합되어 각각의 뼈로 나누는 것이 매우 어렵기 때문에 그에 대한 뼈 영상을 구역화 하지 못하고 있는 실정이다. 엉치뼈와 꼬리뼈도 머리뼈와 마찬가지로 인체가 성장함에 따라 2 개의 뼈가 융합될 수 있기 때문에 영상 구역화를 위한 기술이 요구되고 있다.
전술한 요구사항을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 인체 뼈에서 각개 뼈로 구성된 부분을 컴포넌트로 구성하고, 인체 뼈를 8 개의 그룹으로 나누어, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈 등의 인체 뼈에 대한 압입 시험과 압축 시험을 통해 압축 강도 정보를 제작할 수 있도록 하는 인체 뼈의 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 영상 획득부와 뼈대 측정부, DB 제작부, 제어부 및 뼈대정보 DB를 포함하는 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법으로서, (a) 상기 영상 획득부가 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득하는 단계; (b) 상기 DB 제작부가 상기 획득된 인체 뼈의 3 차원 영상에 대해, 턱뼈를 제외한 27 개의 각개 뼈로 이루어진 머리뼈(Cranium)를 1 개의 컴포넌트로 구성하고 엉치뼈와 꼬리뼈를 1 개의 컴포넌트로 구성하여, 8 개의 그룹으로 분류해 상기 뼈대정보 DB에 저장하는 단계; (c) 상기 제어부가 상기 인체 뼈의 3차원 영상에 대한 압입 및 압축 시험을 위해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누고 해면골과 피질골로 분류하고, 분류된 영역에 대한 실제 인체 뼈에 대해 압입 시험과 압축 시험을 수행하도록 상기 뼈 측정부에 명령하는 단계; (d) 상기 뼈 측정부가 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 척추에 대해, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골은 압입 시험을 수행하고, 척추와 넙다리뼈의 해면골은 압축 시험을 수행하는 단계; 및 (e) 상기 제어부가 상기 DB 제작부를 통해 상기 압입 시험의 결과와 상기 압축 시험의 결과를 상기 인체 뼈의 3 차원 영상 중 해당 인체 뼈 영상에 대응시켜 상기 뼈대정보 DB에 저장하는 단계를 포함하는 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법이 제공된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 획득된 인체 뼈의 3 차원 영상에 대해, 턱뼈를 제외한 27 개의 각개 뼈로 이루어진 머리뼈(Cranium)를 1 개의 컴포넌트로 구성하고 엉치뼈와 꼬리뼈를 1 개의 컴포넌트로 구성하여, 8 개의 그룹으로 분류해 뼈대정보 DB에 저장하는 DB 제작부; 상기 인체 뼈의 3차원 영상에 대한 압입 및 압축 시험을 위해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누어 해면골과 피질골로 분류하고, 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈에 대해 압입 시험과 압축 시험을 수행하도록 뼈대 측정부를 제어하며, 상기 DB 제작부를 통해 압입 시험의 결과와 압축 시험의 결과를 해당 인체 뼈 영상에 대응시켜 뼈대정보 DB에 저장하도록 제어하는 제어부; 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈에 대해, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골은 압입 시험을 수행하고, 척추와 넙다리뼈의 해면골은 압축 시험을 수행하는 뼈대 측정부; 및 상기 8 개의 그룹으로 분류된 인체 뼈의 3차원 영상이 저장되고, 상기 인체 뼈의 3차원 영상에 대해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역과 해면골과 피질골로 분류된 정보 및 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골에 대한 압입 시험 결과와 척추와 넙다리뼈의 해면골에 대한 압축 시험 결과를 저장하는 뼈대정보 데이터베이스를 포함하는 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 장치가 제공된다.
여기서, 상기 인체 뼈는, 턱뼈를 제외한 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골), 목뼈(경추), 등뼈(흉추), 허리뼈(요추), 갈비뼈(늑골), 복장뼈(흉골), 빗장뼈(쇄골), 어깨뼈(견갑골), 위팔뼈(상완골), 노뼈(요골), 자뼈(척골), 손배뼈(주상골), 반달뼈(월상골), 세모뼈(삼각골), 콩알뼈(두상골), 큰마름뼈(대능형골), 작은마름뼈(소농형골), 알머리뼈(유두골), 갈고리뼈(유두골), 손허리뼈(중수골), 손가락뼈(기수골/중절골/말절골), 볼기뼈(관골), 넙다리뼈(대퇴골), 무릎뼈(슬개골), 정강뼈(경골), 종아리뼈(비골), 목말뼈(거골), 발꿈치뼈(종골), 발배뼈(주상골), 입방뼈(입방골), 쐐기뼈(내측/중간/외측 설상골), 발허리뼈(증족골), 발가락뼈(기절골/중절골/말절골)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 8 개의 그룹은, 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골)를 포함하는 제1 그룹, 첫째 목뼈(1번 경추)와 둘째 목뼈(2번 경추), 셋째 목뼈(3번 경추), 넷째 목뼈(4번 경추), 다섯째 목뼈(5번 경추), 여섯째 목뼈(6번 경추) 및 일곱째 목뼈(7번 경추)를 포함하는 제2 그룹, 첫째 등뼈(1번 흉추)와 둘째 등뼈(2번 흉추), 셋째 등뼈(3번 흉추), 넷째 등뼈(4번 흉추), 다섯째 등뼈(5번 흉추), 여섯째 등뼈(6번 흉추), 일곱째 등뼈(7번 흉추), 여덟째 등뼈(8번 흉추), 아홉째 등뼈(9번 흉추), 열째 등뼈(10번 흉추), 열한째 등뼈(11번 흉추), 열두째 등뼈(12번 흉추)를 포함하는 제3 그룹, 첫째 허리뼈(1번 요추)와 둘째 허리뼈(2번 요추), 셋째 허리뼈(3번 요추), 넷째 허리뼈(4번 요추), 다섯째 허리뼈(5번 요추) 및 엉치뼈(천골)와 꼬리뼈(미골)를 포함하는 제4 그룹, 왼쪽 첫째 갈비뼈(좌1번 늑골)와 오른쪽 첫째 갈비뼈(우1번 늑골), 왼쪽 둘째 갈비뼈(좌2번 늑골), 오른쪽 둘째 갈비뼈(우2번 늑골), 왼쪽 셋째 갈비뼈(좌3번 늑골), 오른쪽 셋째 갈비뼈(우3번 늑골), 왼쪽 넷째 갈비뼈(좌4번 늑골), 오른쪽 넷째 갈비뼈(우4번 늑골), 왼쪽 다섯째 갈비뼈(좌5번 늑골), 오른쪽 다섯째 갈비뼈(우5번 늑골), 왼쪽 여섯째 갈비뼈(좌6번 늑골), 오른쪽 여섯째 갈비뼈(우6번 늑골), 왼쪽 일곱째 갈비뼈(좌7번 늑골), 오른쪽 일곱째 갈비뼈(우7번 늑골), 왼쪽 여덟째 갈비뼈(좌8번 늑골), 오른쪽 여덟째 갈비뼈(우8번 늑골), 왼쪽 아홉째 갈비뼈(좌9번 늑골), 오른쪽 아홉째 갈비뼈(우9번 늑골), 왼쪽 열째 갈비뼈(좌10번 늑골), 오른쪽 열째 갈비뼈(우10번 늑골), 왼쪽 열한째 갈비뼈(좌11번 늑골), 오른쪽 열한째 갈비뼈(우11번 늑골), 왼쪽 열두째 갈비뼈(좌12번 늑골), 오른쪽 열두째 갈비뼈(우12번 늑골) 및 복장뼈(흉골)를 포함하는 제5 그룹, 왼쪽 빗장뼈(좌 쇄골)와 오른쪽 빗장뼈(우 쇄골), 왼쪽 어깨뼈(좌 견갑골), 오른쪽 어깨뼈(우 견갑골), 왼쪽 위팔뼈(좌 상완골), 오른쪽 위팔뼈(우 상완골), 왼쪽 노뼈(좌 요골), 오른쪽 노뼈(우 요골), 왼쪽 자뼈(좌 척골), 오른쪽 자뼈(우 척골), 왼쪽 손배뼈(좌 주상골), 오른쪽 손배뼈(우 주상골), 왼쪽 반달뼈(좌 월상골), 오른쪽 반달뼈(우 월상골), 왼쪽 세모뼈(좌 삼각골), 오른쪽 세모뼈(우 삼각골), 왼쪽 콩알뼈(좌 두상골), 오른쪽 콩알뼈(우 두상골), 왼쪽 큰마름뼈(좌 대능형골), 오른쪽 큰마름뼈(우 대능형골), 왼쪽 작은마름뼈(좌 소농형골), 오른쪽 작은마름뼈(우 소농형골), 왼쪽 알머리뼈(좌 유두골), 오른쪽 알머리뼈(우 유두골), 왼쪽 갈고리뼈(좌 유두골), 오른쪽 갈고리뼈(우 유두골)를 포함하는 제6 그룹, 왼쪽 첫째 손허리뼈(좌1번 중수골), 오른쪽 첫째 손허리뼈(우1번 중수골), 왼쪽 둘째 손허리뼈(좌2번 중수골), 오른쪽 둘째 손허리뼈(우2번 중수골), 왼쪽 셋째 손허리뼈(좌3번 중수골), 오른쪽 셋째 손허리뼈(우3번 중수골), 왼쪽 넷째 손허리뼈(좌4번 중수골), 오른쪽 넷째 손허리뼈(우4번 중수골), 왼쪽 다섯째 손허리뼈(좌5번 중수골), 오른쪽 다섯째 손허리뼈(우5번 중수골), 왼쪽 첫째 손가락 첫마디뼈(좌1번 기수골), 오른쪽 첫째 손가락 첫마디뼈(우1번 기수골), 왼쪽 둘째 손가락 첫마디뼈(좌2번 기수골), 오른쪽 둘째 손가락 첫마디뼈(우2번 기수골), 왼쪽 셋째 손가락 첫마디뼈(좌3번 기수골), 오른쪽 셋째 손가락 첫마디뼈(우3번 기수골), 왼쪽 넷째 손가락 첫마디뼈(좌4번 기수골), 오른쪽 넷째 손가락 첫마디뼈(우4번 기수골), 왼쪽 다섯째 손가락 첫마디뼈(좌5번 기수골), 오른쪽 다섯째 손가락 첫마디뼈(우5번 기수골), 왼쪽 둘째 손가락 중간마디뼈(좌2번 중절골), 오른쪽 둘째 손가락 중간마디뼈(우2번 중절골), 왼쪽 셋째 손가락 중간마디뼈(좌3번 중절골), 오른쪽 셋째 손가락 중간마디뼈(우3번 중절골), 왼쪽 넷째 손가락 중간마디뼈(좌4번 중절골), 오른쪽 넷째 손가락 중간마디뼈(우4번 중절골), 왼쪽 다섯째 손가락 중간마디뼈(좌5번 중절골), 오른쪽 다섯째 손가락 중간마디뼈(우5번 중절골), 왼쪽 첫째 손가락 끝마디뼈(좌1번 말절골), 오른쪽 첫째 손가락 끝마디뼈(우1번 말절골), 왼쪽 둘째 손가락 끝마디뼈(좌2번 말절골), 오른쪽 둘째 손가락 끝마디뼈(우2번 말절골), 왼쪽 셋째 손가락 끝마디뼈(좌3번 말절골), 오른쪽 셋째 손가락 끝마디뼈(우3번 말절골), 왼쪽 넷째 손가락 끝마디뼈(좌4번 말절골), 오른쪽 넷째 손가락 끝마디뼈(우4번 말절골), 왼쪽 다섯째 손가락 끝마디뼈(좌5번 말절골), 오른쪽 다섯째 손가락 끝마디뼈(우5번 말절골)을 포함하는 제7 그룹, 왼쪽 볼기뼈(좌 관골), 오른쪽 볼기뼈(우 관골), 왼쪽 넙다리뼈(좌 대퇴골), 오른쪽 넙다리뼈(우 대퇴골), 왼쪽 무릎뼈(좌 슬개골), 오른쪽 무릎뼈(우 슬개골), 왼쪽 정강뼈(좌 경골), 오른쪽 정강뼈(우 경골), 왼쪽 종아리뼈(좌 비골), 오른쪽 종아리뼈(우 비골), 왼쪽 목말뼈(좌 거골), 오른쪽 목말뼈(우 거골), 왼쪽 발꿈치뼈(좌 종골), 오른쪽 발꿈치뼈(우 종골), 왼쪽 발배뼈(좌 주상골), 오른쪽 발배뼈(우 주상골), 왼쪽 입방뼈(좌 입방골), 오른쪽 입방뼈(우 입방골), 왼쪽 안쪽 쐐기뼈(좌 내측설상골), 오른쪽 안쪽 쐐기뼈(우 내측설상골), 왼쪽 중간 쐐기뼈(좌 중간설상골), 오른쪽 중간 쐐기뼈(우 중간설상골), 왼쪽 가쪽 쐐기뼈(좌 외측설상골), 오른쪽 가쪽 쐐기뼈(우 외측설상골), 왼쪽 첫째 발허리뼈(좌1번 증족골), 오른쪽 첫째 발허리뼈(우1번 증족골), 왼쪽 둘째 발허리뼈(좌2번 증족골), 오른쪽 둘째 발허리뼈(우2번 증족골), 왼쪽 셋째 발허리뼈(좌3번 증족골), 오른쪽 셋째 발허리뼈(우3번 증족골), 왼쪽 넷째 발허리뼈(좌4번 증족골), 오른쪽 넷째 발허리뼈(우4번 증족골), 왼쪽 다섯째 발허리뼈(좌5번 증족골), 오른쪽 다섯째 발허리뼈(우5번 증족골), 왼쪽 첫째 발가락 첫마디뼈(좌1번 기절골), 오른쪽 첫째 발가락 첫마디뼈(우1번 기절골), 왼쪽 둘째 발가락 첫마디뼈(좌2번 기절골), 오른쪽 둘째 발가락 첫마디뼈(우2번 기절골), 왼쪽 셋째 발가락 첫마디뼈(좌3번 기절골), 오른쪽 셋째 발가락 첫마디뼈(우3번 기절골), 왼쪽 넷째 발가락 첫마디뼈(좌4번 기절골), 오른쪽 넷째 발가락 첫마디뼈(우4번 기절골), 왼쪽 다섯째 발가락 첫마디뼈(좌5번 기절골), 오른쪽 다섯째 발가락 첫마디뼈(우5번 기절골), 왼쪽 첫째 발가락 중간마디뼈(좌1번 중절골), 오른쪽 첫째 발가락 중간마디뼈(우1번 중절골), 왼쪽 둘째 발가락 중간마디뼈(좌2번 중절골), 오른쪽 둘째 발가락 중간마디뼈(우2번 중절골), 왼쪽 셋째 발가락 중간마디뼈(좌3번 중절골), 오른쪽 셋째 발가락 중간마디뼈(우3번 중절골), 왼쪽 넷째 발가락 중간마디뼈(좌4번 중절골), 오른쪽 넷째 발가락 중간마디뼈(우4번 중절골), 왼쪽 다섯째 발가락 중간마디뼈(좌5번 중절골), 오른쪽 다섯째 발가락 중간마디뼈(우5번 중절골), 왼쪽 첫째 발가락 끝마디뼈(좌1번 말절골), 오른쪽 첫째 발가락 끝마디뼈(우1번 말절골), 왼쪽 둘째 발가락 끝마디뼈(좌2번 말절골), 오른쪽 둘째 발가락 끝마디뼈(우2번 말절골), 왼쪽 셋째 발가락 끝마디뼈(좌3번 말절골), 오른쪽 셋째 발가락 끝마디뼈(우3번 말절골), 왼쪽 넷째 발가락 끝마디뼈(좌4번 말절골), 오른쪽 넷째 발가락 끝마디뼈(우4번 말절골), 왼쪽 다섯째 발가락 끝마디뼈(좌5번 말절골), 오른쪽 다섯째 발가락 끝마디뼈(우5번 말절골)을 포함하는 제8 그룹으로 이루어질 수 있다.
상기 제6 그룹과 상기 제7 그룹에 대한 64 개의 손뼈는 upl 컴포넌트를 이루고, 상기 제8 그룹에 대한 62 개의 발뼈는 lol 컴포넌트를 이루며, 여기에 치아뼈 32 개를 추가하여 tth 컴포넌트를 이룰 수 있다.
또한, 상기 제어부가 상기 압입 시험의 대상으로 척추에 대한 90 개의 피질골과, 넙다리뼈에 대한 96 개의 피질골, 엉덩이뼈에 대한 36 개의 피질골, 머리뼈에 대한 48 개의 피질골로 분류하고, 상기 압축 시험의 대상으로 척추에 대한 30 개의 해면골과 넙다리뼈에 대한 96 개의 해면골로 분류할 수 있다.
또한, 상기 뼈대 측정부가 상기 압입 시험에 대해 1 개의 시험 영역당 10 곳의 위치에서 시험을 실시하여 자료 변환 공정을 거쳐 평균값으로 산출하고, 시험 영역당 10 곳의 전 시험 영역에 거쳐 넓게 분포하도록 시험 위치를 선정하며, 시험 결과 1,000 포인트 이상의 데이터가 획득되도록 데이터 획득률(Data Acquisition Rate)을 설정하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 뼈대 측정부가 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈에 대해 탄성 계수, 항복 강도, 인장(극한) 강도를 포함하는 압입 시험과 압축 시험을 수행할 수 있다.
또한, 상기 압입 시험의 탄성 계수는 다음 수학식에 따라 산출할 수 있다.
또한, 상기 압입 시험의 항복 강도는 다음 수학식에 따라 산출할 수 있다.
또한, 상기 압입 시험의 인장(극한) 강도는 다음 수학식에 따라 산출할 수 있다.
또한, 상기 압입 시험의 결과로 얻어지는 하중-압입깊이 이력 곡선은 하중 부하, 제거에 응답하는 형태이고, 시험 초기 하중이 부하되지 않은 상태에서는 최초 시험 시작 접촉력 이하의 하중값을 나타내며, 시험 종료시 획득된 하중값은 제로(0)에 근접한 값을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 압축 시험의 결과로 얻어지는 응력-하중 이력 곡선은 연속적인 압축 하중 부하에 응답되는 형태이고, 시험 초기 하중이 부하되지 않은 상태에서는 최초 시험 시작 접촉력 이하의 하중값을 나타내며, 시험 종료시 획득된 하중값은 압축력인 음의 값 또는 제로(0)에 근접한 값을 나타낼 수 있다.
그리고, 상기 압축 시험의 탄성 계수는 시험 결과로 얻어지는 응력-하중 이력 곡선에서 직선 구간의 기울기로 산출하고, 상기 압축 시험의 항복 강도는 직선 구간 이후 응력값 저하가 발생하기 직전 값으로 산출하며, 상기 압축 시험의 인장(극한) 강도는 변형율 0.3 이내 구간에 있는 최대값으로 산출할 수 있다.
본 발명에 의하면, 각개 뼈로 구성된 인체 뼈에 대해서도 컴포넌트로 구성하여 영상 구역화를 통해 인체 뼈의 3차원 영상을 데이터베이스화 할 수 있다.
또한, 컴포넌트로 구성하여 분류한 인체 뼈에 대해 압입 및 압축 시험을 통해 탄성계수, 항복강도, 인장강도 등의 압축강도 정보를 측정하여 인체 뼈 영상에 대응시켜 데이터베이스화 할 수 있다.
또한, 압축 시험의 결과로 얻어지는 물성 데이터의 응력-하중 이력 곡선은 연속적인 압축 하중 부하에 응답되는 형태를 가진다.
본 발명은 인체 전신에 대한 3차원 뼈대 형상과 더불어 모든 뼈대에 대한 물성 정보를 획득할 수 있게 되어, 한국인 인체의 형태학적 관찰, 한국인 체형에 맞는 인체 보철물 개발, 외과적 치료법 개발, 생명, 건강 등과 관련된 제품 개발 등에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인체 뼈 물성 정보 제작 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험에서 중압(Strain) 인가에 따른 항복 강도(Stress)를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험에서 하중-압입 깊이 시험 데이터 이력 데이터 파일의 형식을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험에서 시험 검사 결과 재현성 검증을 위한 재시험 결과서의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험을 위한 무릎뼈의 영역을 분할하는 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험을 위한 종아리뼈의 영역을 분할하는 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압축 시험에서 시험 결과로 산출된 물성 데이터 그래프를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험에서 중압(Strain) 인가에 따른 항복 강도(Stress)를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험에서 하중-압입 깊이 시험 데이터 이력 데이터 파일의 형식을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험에서 시험 검사 결과 재현성 검증을 위한 재시험 결과서의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험을 위한 무릎뼈의 영역을 분할하는 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험을 위한 종아리뼈의 영역을 분할하는 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압축 시험에서 시험 결과로 산출된 물성 데이터 그래프를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인체 뼈 물성 정보 제작 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인체 뼈 물성 정보 제작 장치(100)는, 영상 획득부(110)와 DB 제작부(120), 제어부(130), 뼈대 측정부(140) 및 뼈대정보 데이터베이스(150)를 포함한다.
영상 획득부(110)는 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득한다. 여기서, 영상 획득부(110)는 인체를 촬영하는 별도의 독립 장치로 구현할 수 있으며, 예를 들면 CT 촬영 장치나 MRI 촬영 장치 등이 될 수 있다.
DB 제작부(120)는 획득된 인체 뼈의 3 차원 영상에 대해, 턱뼈를 제외한 27 개의 각개 뼈로 이루어진 머리뼈(Cranium)를 1 개의 컴포넌트로 구성하고 엉치뼈와 꼬리뼈를 1 개의 컴포넌트로 구성하여, 8 개의 그룹으로 분류해 뼈대정보 DB(150)에 저장한다.
제어부(130)는 인체 뼈에 대한 압입 및 압축 시험을 위해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누어 해면골과 피질골로 분류하고, 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 압입 시험과 압축 시험을 수행하도록 뼈대 측정부를 제어하며, DB 제작부(120)를 통해 압입 시험의 결과와 압축 시험의 결과를 해당 인체 뼈 영상에 대응시켜 뼈대정보 DB(150)에 저장하도록 제어한다.
뼈대 측정부(140)는 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈에 대해, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골은 압입 시험을 수행하고, 척추와 넙다리뼈의 해면골은 압축 시험을 수행한다.
뼈대정보 DB(150)는 8 개의 그룹으로 분류된 인체 뼈의 3차원 영상이 저장되고, 인체 뼈의 3차원 영상에 대해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역과 해면골과 피질골로 분류된 정보 및 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골에 대한 압입 시험 결과와 척추와 넙다리뼈의 해면골에 대한 압축 시험 결과를 대응시켜 저장한다.
여기서, 인체 뼈는, 턱뼈를 제외한 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골), 목뼈(경추), 등뼈(흉추), 허리뼈(요추), 갈비뼈(늑골), 복장뼈(흉골), 빗장뼈(쇄골), 어깨뼈(견갑골), 위팔뼈(상완골), 노뼈(요골), 자뼈(척골), 손배뼈(주상골), 반달뼈(월상골), 세모뼈(삼각골), 콩알뼈(두상골), 큰마름뼈(대능형골), 작은마름뼈(소농형골), 알머리뼈(유두골), 갈고리뼈(유두골), 손허리뼈(중수골), 손가락뼈(기수골/중절골/말절골), 볼기뼈(관골), 넙다리뼈(대퇴골), 무릎뼈(슬개골), 정강뼈(경골), 종아리뼈(비골), 목말뼈(거골), 발꿈치뼈(종골), 발배뼈(주상골), 입방뼈(입방골), 쐐기뼈(내측/중간/외측 설상골), 발허리뼈(증족골), 발가락뼈(기절골/중절골/말절골)를 포함할 수 있다.
또한, 8 개의 그룹은, 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골)에 관한 제1 그룹, 목뼈(경추)에 관한 제2 그룹, 등뼈(흉추)에 관한 제3 그룹, 허리뼈(요추)와 엉치뼈(천골), 꼬리뼈(미골)에 관한 제4 그룹, 갈비뼈(늑골) 및 복장뼈(흉골)에 관한 제5 그룹, 빗장뼈(쇄골)와 어깨뼈(견갑골), 위팔뼈(상완골), 노뼈(요골), 자뼈(척골), 손배뼈(주상골), 반달뼈(월상골), 세모뼈(삼각골), 콩알뼈(두상골), 큰마름뼈(대능형골), 작은마름뼈(소농형골), 알머리뼈(유두골), 갈고리뼈(유두골)에 관한 제6 그룹, 손허리뼈(중수골), 손가락 첫마디뼈(기수골), 손가락 중간마디뼈(중절골), 손가락 끝마디뼈(말절골)에 관한 제7 그룹, 볼기뼈(관골), 넙다리뼈(대퇴골), 무릎뼈(슬개골), 정강뼈(경골), 종아리뼈(비골), 목말뼈(거골), 발꿈치뼈(종골), 발배뼈(주상골), 입방뼈(입방골), 안쪽 쐐기뼈(내측설상골), 중간 쐐기뼈(중간설상골), 가쪽 쐐기뼈(외측설상골), 발허리뼈(증족골), 발가락 첫마디뼈(기절골), 중간마디뼈(중절골), 발가락 끝마디뼈(말절골)에 관한 제8 그룹으로 이루어질 수 있다.
또한, 제6 그룹과 제7 그룹에 대한 64 개의 손뼈는 upl 컴포넌트를 이루고, 제8 그룹에 대한 62 개의 발뼈는 lol 컴포넌트를 이루며, 여기에 치아뼈 32 개를 추가하여 tth 컴포넌트를 이룰 수 있다.
또한, 제어부(130)는 압입 시험의 대상으로 척추에 대한 90 개의 피질골과, 넙다리뼈에 대한 96 개의 피질골, 엉덩이뼈에 대한 36 개의 피질골, 머리뼈에 대한 48 개의 피질골로 분류하고, 압축 시험의 대상으로 척추에 대한 30 개의 해면골과 넙다리뼈에 대한 96 개의 해면골로 분류할 수 있다.
또한, 뼈대 측정부(140)는 압입 시험에 대해 1 개의 시험 영역당 10 곳의 위치에서 시험을 실시하여 자료 변환 공정을 거쳐 평균값으로 산출하고, 시험 영역당 10 곳의 전 시험 영역에 거쳐 넓게 분포하도록 시험 위치를 선정하며, 시험 결과 1,000 포인트 이상의 데이터가 획득되도록 데이터 획득률(Data Acquisition Rate)을 설정하여 수행할 수 있다.
또한, 뼈대 측정부(140)는 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 탄성 계수, 항복 강도, 인장(극한) 강도를 포함하는 압입 시험과 압축 시험을 수행할 수 있다.
또한, 압입 시험의 탄성 계수는 다음 수학식1에 따라 산출할 수 있다.
또한, 압입 시험의 항복 강도는 다음 수학식2에 따라 산출할 수 있다.
또한, 압입 시험의 인장(극한) 강도는 다음 수학식3에 따라 산출할 수 있다.
또한, 압입 시험의 결과로 얻어지는 하중-압입깊이 이력 곡선은 하중 부하, 제거에 응답하는 형태이고, 시험 초기 하중이 부하되지 않은 상태에서는 최초 시험 시작 접촉력 이하의 하중값을 나타내며, 시험 종료시 획득된 하중값은 제로(0)에 근접한 값을 나타낼 수 있다.
또한, 압축 시험의 결과로 얻어지는 응력-하중 이력 곡선은 연속적인 압축 하중 부하에 응답되는 형태이고, 시험 초기 하중이 부하되지 않은 상태에서는 최초 시험 시작 접촉력 이하의 하중값을 나타내며, 시험 종료시 획득된 하중값은 압축력인 음의 값 또는 제로(0)에 근접한 값을 나타낼 수 있다.
그리고, 압축 시험의 탄성 계수는 시험 결과로 얻어지는 응력-하중 이력 곡선에서 직선 구간의 기울기로 산출하고, 상기 압축 시험의 항복 강도는 직선 구간 이후 응력값 저하가 발생하기 직전 값으로 산출하며, 상기 압축 시험의 인장(극한) 강도는 변형율 0.3 이내 구간에 있는 최대값으로 산출할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 인체 뼈 물성 정보 제작 장치(100)는 영상 획득부(110)와 DB 제작부(120), 제어부(130), 뼈대 측정부(140) 및 뼈대정보 데이터베이스(150)를 포함하는 구성으로 실시하였으나, 이에 한정하지 않고 별도의 독립된 영상 장치와 측정 장치 및 제작 장치로 구현할 수 있다. 즉, 영상 획득부(110)를 영상 장치로 구현하고, 뼈대 측정부(140)를 측정 장치로 구현하며, 나머지 DB 제작부(120)와 제어부(130) 및 뼈대정보 데이터베이스(150)를 제작 장치로 구현할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 인체 뼈 물성 정보 제작 장치를 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 장치로 칭할 수 있고, 인체 정보 장치로 약칭할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인체 정보 장치(100)에 있어서는 먼저 영상 획득부(110)가 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득한다(S210).
여기서, 인체 뼈는, 턱뼈를 제외한 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골), 목뼈(경추), 등뼈(흉추), 허리뼈(요추), 갈비뼈(늑골), 복장뼈(흉골), 빗장뼈(쇄골), 어깨뼈(견갑골), 위팔뼈(상완골), 노뼈(요골), 자뼈(척골), 손배뼈(주상골), 반달뼈(월상골), 세모뼈(삼각골), 콩알뼈(두상골), 큰마름뼈(대능형골), 작은마름뼈(소농형골), 알머리뼈(유두골), 갈고리뼈(유두골), 손허리뼈(중수골), 손가락뼈(기수골/중절골/말절골), 볼기뼈(관골), 넙다리뼈(대퇴골), 무릎뼈(슬개골), 정강뼈(경골), 종아리뼈(비골), 목말뼈(거골), 발꿈치뼈(종골), 발배뼈(주상골), 입방뼈(입방골), 쐐기뼈(내측/중간/외측 설상골), 발허리뼈(증족골), 발가락뼈(기절골/중절골/말절골)를 포함한다.
이어, DB 제작부(120)가 상기 획득된 인체 뼈의 3 차원 영상에 대해, 턱뼈를 제외한 27 개의 각개 뼈로 이루어진 머리뼈(Cranium)를 1 개의 컴포넌트로 구성하고 엉치뼈와 꼬리뼈를 1 개의 컴포넌트로 구성하여, 8 개의 그룹으로 분류해 척추정보 DB(150)에 저장한다(S220).
여기서, 8 개의 그룹은, 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골)를 포함하는 제1 그룹, 첫째 목뼈(1번 경추)와 둘째 목뼈(2번 경추), 셋째 목뼈(3번 경추), 넷째 목뼈(4번 경추), 다섯째 목뼈(5번 경추), 여섯째 목뼈(6번 경추) 및 일곱째 목뼈(7번 경추)를 포함하는 제2 그룹, 첫째 등뼈(1번 흉추)와 둘째 등뼈(2번 흉추), 셋째 등뼈(3번 흉추), 넷째 등뼈(4번 흉추), 다섯째 등뼈(5번 흉추), 여섯째 등뼈(6번 흉추), 일곱째 등뼈(7번 흉추), 여덟째 등뼈(8번 흉추), 아홉째 등뼈(9번 흉추), 열째 등뼈(10번 흉추), 열한째 등뼈(11번 흉추), 열두째 등뼈(12번 흉추)를 포함하는 제3 그룹, 첫째 허리뼈(1번 요추)와 둘째 허리뼈(2번 요추), 셋째 허리뼈(3번 요추), 넷째 허리뼈(4번 요추), 다섯째 허리뼈(5번 요추) 및 엉치뼈(천골)와 꼬리뼈(미골)를 포함하는 제4 그룹, 왼쪽 첫째 갈비뼈(좌1번 늑골)와 오른쪽 첫째 갈비뼈(우1번 늑골), 왼쪽 둘째 갈비뼈(좌2번 늑골), 오른쪽 둘째 갈비뼈(우2번 늑골), 왼쪽 셋째 갈비뼈(좌3번 늑골), 오른쪽 셋째 갈비뼈(우3번 늑골), 왼쪽 넷째 갈비뼈(좌4번 늑골), 오른쪽 넷째 갈비뼈(우4번 늑골), 왼쪽 다섯째 갈비뼈(좌5번 늑골), 오른쪽 다섯째 갈비뼈(우5번 늑골), 왼쪽 여섯째 갈비뼈(좌6번 늑골), 오른쪽 여섯째 갈비뼈(우6번 늑골), 왼쪽 일곱째 갈비뼈(좌7번 늑골), 오른쪽 일곱째 갈비뼈(우7번 늑골), 왼쪽 여덟째 갈비뼈(좌8번 늑골), 오른쪽 여덟째 갈비뼈(우8번 늑골), 왼쪽 아홉째 갈비뼈(좌9번 늑골), 오른쪽 아홉째 갈비뼈(우9번 늑골), 왼쪽 열째 갈비뼈(좌10번 늑골), 오른쪽 열째 갈비뼈(우10번 늑골), 왼쪽 열한째 갈비뼈(좌11번 늑골), 오른쪽 열한째 갈비뼈(우11번 늑골), 왼쪽 열두째 갈비뼈(좌12번 늑골), 오른쪽 열두째 갈비뼈(우12번 늑골) 및 복장뼈(흉골)를 포함하는 제5 그룹, 왼쪽 빗장뼈(좌 쇄골)와 오른쪽 빗장뼈(우 쇄골), 왼쪽 어깨뼈(좌 견갑골), 오른쪽 어깨뼈(우 견갑골), 왼쪽 위팔뼈(좌 상완골), 오른쪽 위팔뼈(우 상완골), 왼쪽 노뼈(좌 요골), 오른쪽 노뼈(우 요골), 왼쪽 자뼈(좌 척골), 오른쪽 자뼈(우 척골), 왼쪽 손배뼈(좌 주상골), 오른쪽 손배뼈(우 주상골), 왼쪽 반달뼈(좌 월상골), 오른쪽 반달뼈(우 월상골), 왼쪽 세모뼈(좌 삼각골), 오른쪽 세모뼈(우 삼각골), 왼쪽 콩알뼈(좌 두상골), 오른쪽 콩알뼈(우 두상골), 왼쪽 큰마름뼈(좌 대능형골), 오른쪽 큰마름뼈(우 대능형골), 왼쪽 작은마름뼈(좌 소농형골), 오른쪽 작은마름뼈(우 소농형골), 왼쪽 알머리뼈(좌 유두골), 오른쪽 알머리뼈(우 유두골), 왼쪽 갈고리뼈(좌 유두골), 오른쪽 갈고리뼈(우 유두골)를 포함하는 제6 그룹, 왼쪽 첫째 손허리뼈(좌1번 중수골), 오른쪽 첫째 손허리뼈(우1번 중수골), 왼쪽 둘째 손허리뼈(좌2번 중수골), 오른쪽 둘째 손허리뼈(우2번 중수골), 왼쪽 셋째 손허리뼈(좌3번 중수골), 오른쪽 셋째 손허리뼈(우3번 중수골), 왼쪽 넷째 손허리뼈(좌4번 중수골), 오른쪽 넷째 손허리뼈(우4번 중수골), 왼쪽 다섯째 손허리뼈(좌5번 중수골), 오른쪽 다섯째 손허리뼈(우5번 중수골), 왼쪽 첫째 손가락 첫마디뼈(좌1번 기수골), 오른쪽 첫째 손가락 첫마디뼈(우1번 기수골), 왼쪽 둘째 손가락 첫마디뼈(좌2번 기수골), 오른쪽 둘째 손가락 첫마디뼈(우2번 기수골), 왼쪽 셋째 손가락 첫마디뼈(좌3번 기수골), 오른쪽 셋째 손가락 첫마디뼈(우3번 기수골), 왼쪽 넷째 손가락 첫마디뼈(좌4번 기수골), 오른쪽 넷째 손가락 첫마디뼈(우4번 기수골), 왼쪽 다섯째 손가락 첫마디뼈(좌5번 기수골), 오른쪽 다섯째 손가락 첫마디뼈(우5번 기수골), 왼쪽 둘째 손가락 중간마디뼈(좌2번 중절골), 오른쪽 둘째 손가락 중간마디뼈(우2번 중절골), 왼쪽 셋째 손가락 중간마디뼈(좌3번 중절골), 오른쪽 셋째 손가락 중간마디뼈(우3번 중절골), 왼쪽 넷째 손가락 중간마디뼈(좌4번 중절골), 오른쪽 넷째 손가락 중간마디뼈(우4번 중절골), 왼쪽 다섯째 손가락 중간마디뼈(좌5번 중절골), 오른쪽 다섯째 손가락 중간마디뼈(우5번 중절골), 왼쪽 첫째 손가락 끝마디뼈(좌1번 말절골), 오른쪽 첫째 손가락 끝마디뼈(우1번 말절골), 왼쪽 둘째 손가락 끝마디뼈(좌2번 말절골), 오른쪽 둘째 손가락 끝마디뼈(우2번 말절골), 왼쪽 셋째 손가락 끝마디뼈(좌3번 말절골), 오른쪽 셋째 손가락 끝마디뼈(우3번 말절골), 왼쪽 넷째 손가락 끝마디뼈(좌4번 말절골), 오른쪽 넷째 손가락 끝마디뼈(우4번 말절골), 왼쪽 다섯째 손가락 끝마디뼈(좌5번 말절골), 오른쪽 다섯째 손가락 끝마디뼈(우5번 말절골)을 포함하는 제7 그룹, 왼쪽 볼기뼈(좌 관골), 오른쪽 볼기뼈(우 관골), 왼쪽 넙다리뼈(좌 대퇴골), 오른쪽 넙다리뼈(우 대퇴골), 왼쪽 무릎뼈(좌 슬개골), 오른쪽 무릎뼈(우 슬개골), 왼쪽 정강뼈(좌 경골), 오른쪽 정강뼈(우 경골), 왼쪽 종아리뼈(좌 비골), 오른쪽 종아리뼈(우 비골), 왼쪽 목말뼈(좌 거골), 오른쪽 목말뼈(우 거골), 왼쪽 발꿈치뼈(좌 종골), 오른쪽 발꿈치뼈(우 종골), 왼쪽 발배뼈(좌 주상골), 오른쪽 발배뼈(우 주상골), 왼쪽 입방뼈(좌 입방골), 오른쪽 입방뼈(우 입방골), 왼쪽 안쪽 쐐기뼈(좌 내측설상골), 오른쪽 안쪽 쐐기뼈(우 내측설상골), 왼쪽 중간 쐐기뼈(좌 중간설상골), 오른쪽 중간 쐐기뼈(우 중간설상골), 왼쪽 가쪽 쐐기뼈(좌 외측설상골), 오른쪽 가쪽 쐐기뼈(우 외측설상골), 왼쪽 첫째 발허리뼈(좌1번 증족골), 오른쪽 첫째 발허리뼈(우1번 증족골), 왼쪽 둘째 발허리뼈(좌2번 증족골), 오른쪽 둘째 발허리뼈(우2번 증족골), 왼쪽 셋째 발허리뼈(좌3번 증족골), 오른쪽 셋째 발허리뼈(우3번 증족골), 왼쪽 넷째 발허리뼈(좌4번 증족골), 오른쪽 넷째 발허리뼈(우4번 증족골), 왼쪽 다섯째 발허리뼈(좌5번 증족골), 오른쪽 다섯째 발허리뼈(우5번 증족골), 왼쪽 첫째 발가락 첫마디뼈(좌1번 기절골), 오른쪽 첫째 발가락 첫마디뼈(우1번 기절골), 왼쪽 둘째 발가락 첫마디뼈(좌2번 기절골), 오른쪽 둘째 발가락 첫마디뼈(우2번 기절골), 왼쪽 셋째 발가락 첫마디뼈(좌3번 기절골), 오른쪽 셋째 발가락 첫마디뼈(우3번 기절골), 왼쪽 넷째 발가락 첫마디뼈(좌4번 기절골), 오른쪽 넷째 발가락 첫마디뼈(우4번 기절골), 왼쪽 다섯째 발가락 첫마디뼈(좌5번 기절골), 오른쪽 다섯째 발가락 첫마디뼈(우5번 기절골), 왼쪽 첫째 발가락 중간마디뼈(좌1번 중절골), 오른쪽 첫째 발가락 중간마디뼈(우1번 중절골), 왼쪽 둘째 발가락 중간마디뼈(좌2번 중절골), 오른쪽 둘째 발가락 중간마디뼈(우2번 중절골), 왼쪽 셋째 발가락 중간마디뼈(좌3번 중절골), 오른쪽 셋째 발가락 중간마디뼈(우3번 중절골), 왼쪽 넷째 발가락 중간마디뼈(좌4번 중절골), 오른쪽 넷째 발가락 중간마디뼈(우4번 중절골), 왼쪽 다섯째 발가락 중간마디뼈(좌5번 중절골), 오른쪽 다섯째 발가락 중간마디뼈(우5번 중절골), 왼쪽 첫째 발가락 끝마디뼈(좌1번 말절골), 오른쪽 첫째 발가락 끝마디뼈(우1번 말절골), 왼쪽 둘째 발가락 끝마디뼈(좌2번 말절골), 오른쪽 둘째 발가락 끝마디뼈(우2번 말절골), 왼쪽 셋째 발가락 끝마디뼈(좌3번 말절골), 오른쪽 셋째 발가락 끝마디뼈(우3번 말절골), 왼쪽 넷째 발가락 끝마디뼈(좌4번 말절골), 오른쪽 넷째 발가락 끝마디뼈(우4번 말절골), 왼쪽 다섯째 발가락 끝마디뼈(좌5번 말절골), 오른쪽 다섯째 발가락 끝마디뼈(우5번 말절골)을 포함하는 제8 그룹으로 이루어질 수 있다.
이때, 제6 그룹과 제7 그룹에 대한 64 개의 손뼈는 upl 컴포넌트를 이루고, 제8 그룹에 대한 62 개의 발뼈는 lol 컴포넌트를 이루며, 여기에 치아뼈 32 개를 추가하여 tth 컴포넌트를 이룰 수 있다.
이어, 제어부(130)는 인체 뼈에 대해 압입 및 압축 시험을 위해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누어 해면골과 피질골로 분류하고, 분류된 영역에 대한 실제 인체 뼈대에 대해 압입 시험과 압축 시험을 수행하도록 뼈대 측정부(140)에 명령한다(S230).
이때, 제어부(130)는 압입 시험의 대상으로 척추에 대한 90 개의 피질골과, 넙다리뼈에 대한 96 개의 피질골, 엉덩이뼈에 대한 36 개의 피질골, 머리뼈에 대한 48 개의 피질골로 분류하고, 압축 시험의 대상으로 척추에 대한 30 개의 해면골과 넙다리뼈에 대한 96 개의 해면골로 분류할 수 있다.
이어, 뼈대 측정부(140)는 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골은 압입 시험을 수행하고, 척추와 넙다리뼈의 해면골은 압축 시험을 수행한다(S240).
이때, 뼈대 측정부(140)는 압입 시험에 대해 1 개의 시험 영역당 10 곳의 위치에서 시험을 실시하여 자료 변환 공정을 거쳐 평균값으로 산출하고, 시험 영역당 10 곳의 전 시험 영역에 거쳐 넓게 분포하도록 시험 위치를 선정하며, 시험 결과 1,000 포인트 이상의 데이터가 획득되도록 데이터 획득률(Data Acquisition Rate)을 설정하여 수행할 수 있다.
또한, 뼈대 측정부(140)는 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 탄성 계수, 항복 강도, 인장(극한) 강도를 포함하는 압입 시험과 압축 시험을 수행할 수 있다.
뼈대 측정부(140)는 압입 시험의 탄성 계수에 대해 수학식1에 따라 산출하고, 압입 시험의 인장(극한) 강도에 대해 수학식3에 따라 산출하며, 압입 시험의 항복 강도는 수학식2에 따라 산출하며, 도 3에 같은 그래프를 얻을 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험에서 중압(Strain) 인가에 따른 항복 강도(Stress)를 나타낸 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이 중압이 인가되면 항복 강도가 급격히 상승했다가 완만히 상승하는 것을 볼 수 있다.
압입 시험의 결과로 얻어지는 하중-압입깊이 이력 곡선은 하중 부하, 제거에 응답하는 형태이고, 시험 초기 하중이 부하되지 않은 상태에서는 최초 시험 시작 접촉력 이하의 하중값을 나타내며, 시험 종료시 획득된 하중값은 제로(0)에 근접한 값을 나타낼 수 있다.
하중-압입 깊이 시험 이력 그래프를 작성하는 데이터 파일은 자료변환 공정을 거쳐 작성되며, 도 4와 같은 형식으로 작성되어야 하며, 저장되는 깊이, 하중 좌표값의 개수는 1,000 개 이상이어야 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험에서 하중-압입 깊이 시험 데이터 이력 데이터 파일의 형식을 나타낸 도면이다.
압입 시험을 통해 획득된 시험 결과의 신뢰성을 확보하기 위해 시험대상 인체 1 구당 최소 1 개 영역 이상을 재시험 하고, 본 시험 결과와 재시험 결과를 비교하여 재현성 여부를 확인하며, 이를 도 5에 도시된 바와 같이 재시험 결과서로 산출한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험에서 시험 검사 결과 재현성 검증을 위한 재시험 결과서의 한 예를 나타낸 도면이다.
압입 시험을 위해 영역을 분할하는 경우, 예를 들면, 무릎뼈는 도 6에 도시된 바와 같이 무릎뼈의 앞면에서 정중앙 분리선을 기준으로 안쪽 영역이 1번, 바깥쪽 영역이 2번, 무릎뼈의 뒷면에서 안쪽 관절면이 3번, 가쪽 관절면이 4번으로 할 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험을 위한 무릎뼈의 영역을 분할하는 예를 나타낸 도면이다.
또한, 종아리뼈의 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 종아리뼈 머리 부분의 관절면을 포함한 안쪽 부분을 1번, 관절면을 포함하지 않은 바깥쪽 부부을 2번, 종아리뼈 2등분 선과 머리와 목 경계선을 3등분, 머리 목 경계선 부분에 인접한 부분을 3번, 2등분선에 인접한 부분을 4번으로 할 수 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 압입 시험을 위한 종아리뼈의 영역을 분할하는 예를 나타낸 도면이다. 도 7에서, 종아리뼈 2등분 선과 먼쪽 머리와 목 경계선을 3등분, 머리 목 경계선 부분에 인접한 부분을 6번, 2등분선에 인접한 부분을 5번, 종아리뼈 먼쪽 머리(복사영역) 가쪽 부분을 7번, 안쪽 부분을 8번으로 영역을 분할 할 수 있다.
한편, 압축 시험의 결과로 얻어지는 응력-하중 이력 곡선은 도 8에 도시된 바와 같이 연속적인 압축 하중 부하에 응답되는 형태이고, 시험 초기 하중이 부하되지 않은 상태에서는 최초 시험 시작 접촉력 이하의 하중값을 나타내며, 시험 종료시 획득된 하중값은 압축력인 음의 값 또는 제로(0)에 근접한 값을 나타낼 수 있다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압축 시험에서 시험 결과로 산출된 물성 데이터 그래프를 나타낸 도면이다.
도 8에서, 압축 시험의 탄성 계수는 시험 결과로 얻어지는 응력-하중 이력 곡선에서 직선 구간의 기울기로 산출하고, 압축 시험의 항복 강도는 직선 구간 이후 응력값 저하가 발생하기 직전 값으로 산출하며, 압축 시험의 인장(극한) 강도는 변형율 0.3 이내 구간에 있는 최대값으로 산출할 수 있다.
또한, 응력-변형 시험 이력 그래프를 작성하는 데이터 파일은 자료변환 공정을 거쳐 작성되며, 도 4에 도시된 바와 같은 형식으로 작성되어야 하며, 변형, 응력 좌표값의 갯수는 1,000 개 이상이어야 한다.
이어, 제어부(130)는 DB 제작부(120)를 통해 압입 시험의 결과와 압축 시험의 결과를 인체 뼈의 3 차원 영상 중 해당 인체 뼈 영상에 대응시켜 뼈대 정보 DB(150)에 저장한다(S250).
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 인체 뼈에서 각개 뼈로 구성된 부분을 컴포넌트로 구성하고, 인체 뼈를 8 개의 그룹으로 나누어, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈 등의 인체 뼈대에 대한 압입 시험과 압축 시험을 통해 압축 강도 정보를 제작할 수 있도록 하는 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치를 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 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 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 인체 뼈에서 각개 뼈로 구성된 부분을 컴포넌트로 구성하고, 인체 뼈를 8 개의 그룹으로 나누어, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈 등의 인체 뼈대에 대한 압입 시험과 압축 시험을 통해 압축 강도 정보를 제작할 수 있도록 하는 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치에 적용할 수 있다.
또한 본 발명은 인체 전신에 대한 3차원 뼈대 형상과 더불어 모든 뼈대에 대한 물성 정보를 획득할 수 있게 되어, 한국인 인체의 형태학적 관찰, 한국인 체형에 맞는 인체 보철물 개발, 외과적 치료법 개발, 생명, 건강 등과 관련된 제품 개발 등에 활용할 수 있다.
100 : 인체뼈 물성 정보 제작 장치 110 : 영상 획득부
120 : DB 제작부 130 : 제어부
140 : 뼈대 측정부 150 : 뼈대정보 DB
120 : DB 제작부 130 : 제어부
140 : 뼈대 측정부 150 : 뼈대정보 DB
Claims (33)
- 영상 획득부와 데이터 입력부, 뼈대 측정부, DB 제작부, 제어부 및 뼈대정보 DB를 포함하는 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법으로서,
(a) 상기 영상 획득부가 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득하는 단계;
(b) 상기 DB 제작부가 상기 획득된 인체 뼈의 3 차원 영상에 대해, 인체 뼈에서 각개 뼈로 구성된 부분을 컴포넌트로 구성하고, 인체 뼈를 8 개의 그룹으로 분류해 상기 뼈대정보 DB에 저장하는 단계;
(c) 상기 제어부가 상기 인체 뼈에 대한 압입 및 압축 시험을 위해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누고 해면골과 피질골로 분류하고, 분류된 영역에 대한 실제 인체 뼈대에 대해 압입 시험과 압축 시험을 수행하도록 상기 뼈대 측정부에 명령하는 단계;
(d) 상기 뼈대 측정부가 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈에 대해, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골은 압입 시험을 수행하고, 척추와 넙다리뼈의 해면골은 압축 시험을 수행하는 단계; 및
(e) 상기 제어부가 상기 DB 제작부를 통해 상기 압입 시험의 결과와 상기 압축 시험의 결과를 상기 인체 뼈의 3 차원 영상 중 해당 인체 뼈 영상에 대응시켜 상기 뼈대정보 DB에 저장하는 단계;
를 포함하는 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 인체 뼈는, 턱뼈를 제외한 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골), 목뼈(경추), 등뼈(흉추), 허리뼈(요추), 갈비뼈(늑골), 복장뼈(흉골), 빗장뼈(쇄골), 어깨뼈(견갑골), 위팔뼈(상완골), 노뼈(요골), 자뼈(척골), 손배뼈(주상골), 반달뼈(월상골), 세모뼈(삼각골), 콩알뼈(두상골), 큰마름뼈(대능형골), 작은마름뼈(소농형골), 알머리뼈(유두골), 갈고리뼈(유두골), 손허리뼈(중수골), 손가락뼈, 볼기뼈(관골), 넙다리뼈(대퇴골), 무릎뼈(슬개골), 정강뼈(경골), 종아리뼈(비골), 목말뼈(거골), 발꿈치뼈(종골), 발배뼈(주상골), 입방뼈(입방골), 쐐기뼈, 발허리뼈(증족골), 발가락뼈를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 8 개의 그룹은, 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골)를 포함하는 제1 그룹, 첫째 목뼈(1번 경추)와 둘째 목뼈(2번 경추), 셋째 목뼈(3번 경추), 넷째 목뼈(4번 경추), 다섯째 목뼈(5번 경추), 여섯째 목뼈(6번 경추) 및 일곱째 목뼈(7번 경추)를 포함하는 제2 그룹, 첫째 등뼈(1번 흉추)와 둘째 등뼈(2번 흉추), 셋째 등뼈(3번 흉추), 넷째 등뼈(4번 흉추), 다섯째 등뼈(5번 흉추), 여섯째 등뼈(6번 흉추), 일곱째 등뼈(7번 흉추), 여덟째 등뼈(8번 흉추), 아홉째 등뼈(9번 흉추), 열째 등뼈(10번 흉추), 열한째 등뼈(11번 흉추), 열두째 등뼈(12번 흉추)를 포함하는 제3 그룹, 첫째 허리뼈(1번 요추)와 둘째 허리뼈(2번 요추), 셋째 허리뼈(3번 요추), 넷째 허리뼈(4번 요추), 다섯째 허리뼈(5번 요추) 및 엉치뼈(천골)와 꼬리뼈(미골)를 포함하는 제4 그룹, 왼쪽 첫째 갈비뼈(좌1번 늑골)와 오른쪽 첫째 갈비뼈(우1번 늑골), 왼쪽 둘째 갈비뼈(좌2번 늑골), 오른쪽 둘째 갈비뼈(우2번 늑골), 왼쪽 셋째 갈비뼈(좌3번 늑골), 오른쪽 셋째 갈비뼈(우3번 늑골), 왼쪽 넷째 갈비뼈(좌4번 늑골), 오른쪽 넷째 갈비뼈(우4번 늑골), 왼쪽 다섯째 갈비뼈(좌5번 늑골), 오른쪽 다섯째 갈비뼈(우5번 늑골), 왼쪽 여섯째 갈비뼈(좌6번 늑골), 오른쪽 여섯째 갈비뼈(우6번 늑골), 왼쪽 일곱째 갈비뼈(좌7번 늑골), 오른쪽 일곱째 갈비뼈(우7번 늑골), 왼쪽 여덟째 갈비뼈(좌8번 늑골), 오른쪽 여덟째 갈비뼈(우8번 늑골), 왼쪽 아홉째 갈비뼈(좌9번 늑골), 오른쪽 아홉째 갈비뼈(우9번 늑골), 왼쪽 열째 갈비뼈(좌10번 늑골), 오른쪽 열째 갈비뼈(우10번 늑골), 왼쪽 열한째 갈비뼈(좌11번 늑골), 오른쪽 열한째 갈비뼈(우11번 늑골), 왼쪽 열두째 갈비뼈(좌12번 늑골), 오른쪽 열두째 갈비뼈(우12번 늑골) 및 복장뼈(흉골)를 포함하는 제5 그룹, 왼쪽 빗장뼈(좌 쇄골)와 오른쪽 빗장뼈(우 쇄골), 왼쪽 어깨뼈(좌 견갑골), 오른쪽 어깨뼈(우 견갑골), 왼쪽 위팔뼈(좌 상완골), 오른쪽 위팔뼈(우 상완골), 왼쪽 노뼈(좌 요골), 오른쪽 노뼈(우 요골), 왼쪽 자뼈(좌 척골), 오른쪽 자뼈(우 척골), 왼쪽 손배뼈(좌 주상골), 오른쪽 손배뼈(우 주상골), 왼쪽 반달뼈(좌 월상골), 오른쪽 반달뼈(우 월상골), 왼쪽 세모뼈(좌 삼각골), 오른쪽 세모뼈(우 삼각골), 왼쪽 콩알뼈(좌 두상골), 오른쪽 콩알뼈(우 두상골), 왼쪽 큰마름뼈(좌 대능형골), 오른쪽 큰마름뼈(우 대능형골), 왼쪽 작은마름뼈(좌 소농형골), 오른쪽 작은마름뼈(우 소농형골), 왼쪽 알머리뼈(좌 유두골), 오른쪽 알머리뼈(우 유두골), 왼쪽 갈고리뼈(좌 유두골), 오른쪽 갈고리뼈(우 유두골)를 포함하는 제6 그룹, 왼쪽 첫째 손허리뼈(좌1번 중수골), 오른쪽 첫째 손허리뼈(우1번 중수골), 왼쪽 둘째 손허리뼈(좌2번 중수골), 오른쪽 둘째 손허리뼈(우2번 중수골), 왼쪽 셋째 손허리뼈(좌3번 중수골), 오른쪽 셋째 손허리뼈(우3번 중수골), 왼쪽 넷째 손허리뼈(좌4번 중수골), 오른쪽 넷째 손허리뼈(우4번 중수골), 왼쪽 다섯째 손허리뼈(좌5번 중수골), 오른쪽 다섯째 손허리뼈(우5번 중수골), 왼쪽 첫째 손가락 첫마디뼈(좌1번 기수골), 오른쪽 첫째 손가락 첫마디뼈(우1번 기수골), 왼쪽 둘째 손가락 첫마디뼈(좌2번 기수골), 오른쪽 둘째 손가락 첫마디뼈(우2번 기수골), 왼쪽 셋째 손가락 첫마디뼈(좌3번 기수골), 오른쪽 셋째 손가락 첫마디뼈(우3번 기수골), 왼쪽 넷째 손가락 첫마디뼈(좌4번 기수골), 오른쪽 넷째 손가락 첫마디뼈(우4번 기수골), 왼쪽 다섯째 손가락 첫마디뼈(좌5번 기수골), 오른쪽 다섯째 손가락 첫마디뼈(우5번 기수골), 왼쪽 둘째 손가락 중간마디뼈(좌2번 중절골), 오른쪽 둘째 손가락 중간마디뼈(우2번 중절골), 왼쪽 셋째 손가락 중간마디뼈(좌3번 중절골), 오른쪽 셋째 손가락 중간마디뼈(우3번 중절골), 왼쪽 넷째 손가락 중간마디뼈(좌4번 중절골), 오른쪽 넷째 손가락 중간마디뼈(우4번 중절골), 왼쪽 다섯째 손가락 중간마디뼈(좌5번 중절골), 오른쪽 다섯째 손가락 중간마디뼈(우5번 중절골), 왼쪽 첫째 손가락 끝마디뼈(좌1번 말절골), 오른쪽 첫째 손가락 끝마디뼈(우1번 말절골), 왼쪽 둘째 손가락 끝마디뼈(좌2번 말절골), 오른쪽 둘째 손가락 끝마디뼈(우2번 말절골), 왼쪽 셋째 손가락 끝마디뼈(좌3번 말절골), 오른쪽 셋째 손가락 끝마디뼈(우3번 말절골), 왼쪽 넷째 손가락 끝마디뼈(좌4번 말절골), 오른쪽 넷째 손가락 끝마디뼈(우4번 말절골), 왼쪽 다섯째 손가락 끝마디뼈(좌5번 말절골), 오른쪽 다섯째 손가락 끝마디뼈(우5번 말절골)을 포함하는 제7 그룹, 왼쪽 볼기뼈(좌 관골), 오른쪽 볼기뼈(우 관골), 왼쪽 넙다리뼈(좌 대퇴골), 오른쪽 넙다리뼈(우 대퇴골), 왼쪽 무릎뼈(좌 슬개골), 오른쪽 무릎뼈(우 슬개골), 왼쪽 정강뼈(좌 경골), 오른쪽 정강뼈(우 경골), 왼쪽 종아리뼈(좌 비골), 오른쪽 종아리뼈(우 비골), 왼쪽 목말뼈(좌 거골), 오른쪽 목말뼈(우 거골), 왼쪽 발꿈치뼈(좌 종골), 오른쪽 발꿈치뼈(우 종골), 왼쪽 발배뼈(좌 주상골), 오른쪽 발배뼈(우 주상골), 왼쪽 입방뼈(좌 입방골), 오른쪽 입방뼈(우 입방골), 왼쪽 안쪽 쐐기뼈(좌 내측설상골), 오른쪽 안쪽 쐐기뼈(우 내측설상골), 왼쪽 중간 쐐기뼈(좌 중간설상골), 오른쪽 중간 쐐기뼈(우 중간설상골), 왼쪽 가쪽 쐐기뼈(좌 외측설상골), 오른쪽 가쪽 쐐기뼈(우 외측설상골), 왼쪽 첫째 발허리뼈(좌1번 증족골), 오른쪽 첫째 발허리뼈(우1번 증족골), 왼쪽 둘째 발허리뼈(좌2번 증족골), 오른쪽 둘째 발허리뼈(우2번 증족골), 왼쪽 셋째 발허리뼈(좌3번 증족골), 오른쪽 셋째 발허리뼈(우3번 증족골), 왼쪽 넷째 발허리뼈(좌4번 증족골), 오른쪽 넷째 발허리뼈(우4번 증족골), 왼쪽 다섯째 발허리뼈(좌5번 증족골), 오른쪽 다섯째 발허리뼈(우5번 증족골), 왼쪽 첫째 발가락 첫마디뼈(좌1번 기절골), 오른쪽 첫째 발가락 첫마디뼈(우1번 기절골), 왼쪽 둘째 발가락 첫마디뼈(좌2번 기절골), 오른쪽 둘째 발가락 첫마디뼈(우2번 기절골), 왼쪽 셋째 발가락 첫마디뼈(좌3번 기절골), 오른쪽 셋째 발가락 첫마디뼈(우3번 기절골), 왼쪽 넷째 발가락 첫마디뼈(좌4번 기절골), 오른쪽 넷째 발가락 첫마디뼈(우4번 기절골), 왼쪽 다섯째 발가락 첫마디뼈(좌5번 기절골), 오른쪽 다섯째 발가락 첫마디뼈(우5번 기절골), 왼쪽 첫째 발가락 중간마디뼈(좌1번 중절골), 오른쪽 첫째 발가락 중간마디뼈(우1번 중절골), 왼쪽 둘째 발가락 중간마디뼈(좌2번 중절골), 오른쪽 둘째 발가락 중간마디뼈(우2번 중절골), 왼쪽 셋째 발가락 중간마디뼈(좌3번 중절골), 오른쪽 셋째 발가락 중간마디뼈(우3번 중절골), 왼쪽 넷째 발가락 중간마디뼈(좌4번 중절골), 오른쪽 넷째 발가락 중간마디뼈(우4번 중절골), 왼쪽 다섯째 발가락 중간마디뼈(좌5번 중절골), 오른쪽 다섯째 발가락 중간마디뼈(우5번 중절골), 왼쪽 첫째 발가락 끝마디뼈(좌1번 말절골), 오른쪽 첫째 발가락 끝마디뼈(우1번 말절골), 왼쪽 둘째 발가락 끝마디뼈(좌2번 말절골), 오른쪽 둘째 발가락 끝마디뼈(우2번 말절골), 왼쪽 셋째 발가락 끝마디뼈(좌3번 말절골), 오른쪽 셋째 발가락 끝마디뼈(우3번 말절골), 왼쪽 넷째 발가락 끝마디뼈(좌4번 말절골), 오른쪽 넷째 발가락 끝마디뼈(우4번 말절골), 왼쪽 다섯째 발가락 끝마디뼈(좌5번 말절골), 오른쪽 다섯째 발가락 끝마디뼈(우5번 말절골)을 포함하는 제8 그룹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 (c) 단계는, 상기 제어부가 상기 압입 시험의 대상으로 척추에 대한 90 개의 피질골과, 넙다리뼈에 대한 96 개의 피질골, 엉덩이뼈에 대한 36 개의 피질골, 머리뼈에 대한 48 개의 피질골로 분류하고, 상기 압축 시험의 대상으로 척추에 대한 30 개의 해면골과 넙다리뼈에 대한 96 개의 해면골로 분류하는 것을 특징으로 하는 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 (d) 단계는, 상기 뼈대 측정부가 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 탄성 계수, 항복 강도, 인장(극한) 강도를 포함하는 압입 시험과 압축 시험을 수행하는 것을 특징으로 하는 인체 정보 장치의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법.
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- 삭제
- 삭제
- 삭제
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- 삭제
- 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득하는 영상 획득부;
상기 획득된 인체 뼈의 3 차원 영상에 대해, 인체 뼈에서 각개 뼈로 구성된 부분을 컴포넌트로 구성하고, 인체 뼈를 8 개의 그룹으로 분류해 뼈대정보 DB에 저장하는 DB 제작부;
상기 인체 뼈에 대한 압입 및 압축 시험을 위해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누어 해면골과 피질골로 분류하고, 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 압입 시험과 압축 시험을 수행하도록 뼈대 측정부를 제어하며, 상기 DB 제작부를 통해 압입 시험의 결과와 압축 시험의 결과를 해당 인체 뼈 영상에 대응시켜 뼈대정보 DB에 저장하도록 제어하는 제어부;
상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골은 압입 시험을 수행하고, 척추와 넙다리뼈의 해면골은 압축 시험을 수행하는 뼈대 측정부; 및
상기 8 개의 그룹으로 분류된 인체 뼈의 3차원 영상이 저장되고, 상기 인체 뼈에 대해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역과 해면골과 피질골로 분류된 정보 및 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골에 대한 압입 시험 결과와 척추와 넙다리뼈의 해면골에 대한 압축 시험 결과를 대응시켜 저장하는 뼈대정보 데이터베이스;
를 포함하는 인체 뼈 물성 정보 제작 장치.
- 청구항 14에 있어서,
상기 인체 뼈는, 턱뼈를 제외한 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골), 목뼈(경추), 등뼈(흉추), 허리뼈(요추), 갈비뼈(늑골), 복장뼈(흉골), 빗장뼈(쇄골), 어깨뼈(견갑골), 위팔뼈(상완골), 노뼈(요골), 자뼈(척골), 손배뼈(주상골), 반달뼈(월상골), 세모뼈(삼각골), 콩알뼈(두상골), 큰마름뼈(대능형골), 작은마름뼈(소농형골), 알머리뼈(유두골), 갈고리뼈(유두골), 손허리뼈(중수골), 손가락뼈, 볼기뼈(관골), 넙다리뼈(대퇴골), 무릎뼈(슬개골), 정강뼈(경골), 종아리뼈(비골), 목말뼈(거골), 발꿈치뼈(종골), 발배뼈(주상골), 입방뼈(입방골), 쐐기뼈, 발허리뼈(증족골), 발가락뼈를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 뼈 물성 정보 제작 장치.
- 청구항 14에 있어서,
상기 8 개의 그룹은, 머리뼈(두개골)와, 아래턱뼈(하악골), 목뿔뼈(설골)를 포함하는 제1 그룹, 첫째 목뼈(1번 경추)와 둘째 목뼈(2번 경추), 셋째 목뼈(3번 경추), 넷째 목뼈(4번 경추), 다섯째 목뼈(5번 경추), 여섯째 목뼈(6번 경추) 및 일곱째 목뼈(7번 경추)를 포함하는 제2 그룹, 첫째 등뼈(1번 흉추)와 둘째 등뼈(2번 흉추), 셋째 등뼈(3번 흉추), 넷째 등뼈(4번 흉추), 다섯째 등뼈(5번 흉추), 여섯째 등뼈(6번 흉추), 일곱째 등뼈(7번 흉추), 여덟째 등뼈(8번 흉추), 아홉째 등뼈(9번 흉추), 열째 등뼈(10번 흉추), 열한째 등뼈(11번 흉추), 열두째 등뼈(12번 흉추)를 포함하는 제3 그룹, 첫째 허리뼈(1번 요추)와 둘째 허리뼈(2번 요추), 셋째 허리뼈(3번 요추), 넷째 허리뼈(4번 요추), 다섯째 허리뼈(5번 요추) 및 엉치뼈(천골)와 꼬리뼈(미골)를 포함하는 제4 그룹, 왼쪽 첫째 갈비뼈(좌1번 늑골)와 오른쪽 첫째 갈비뼈(우1번 늑골), 왼쪽 둘째 갈비뼈(좌2번 늑골), 오른쪽 둘째 갈비뼈(우2번 늑골), 왼쪽 셋째 갈비뼈(좌3번 늑골), 오른쪽 셋째 갈비뼈(우3번 늑골), 왼쪽 넷째 갈비뼈(좌4번 늑골), 오른쪽 넷째 갈비뼈(우4번 늑골), 왼쪽 다섯째 갈비뼈(좌5번 늑골), 오른쪽 다섯째 갈비뼈(우5번 늑골), 왼쪽 여섯째 갈비뼈(좌6번 늑골), 오른쪽 여섯째 갈비뼈(우6번 늑골), 왼쪽 일곱째 갈비뼈(좌7번 늑골), 오른쪽 일곱째 갈비뼈(우7번 늑골), 왼쪽 여덟째 갈비뼈(좌8번 늑골), 오른쪽 여덟째 갈비뼈(우8번 늑골), 왼쪽 아홉째 갈비뼈(좌9번 늑골), 오른쪽 아홉째 갈비뼈(우9번 늑골), 왼쪽 열째 갈비뼈(좌10번 늑골), 오른쪽 열째 갈비뼈(우10번 늑골), 왼쪽 열한째 갈비뼈(좌11번 늑골), 오른쪽 열한째 갈비뼈(우11번 늑골), 왼쪽 열두째 갈비뼈(좌12번 늑골), 오른쪽 열두째 갈비뼈(우12번 늑골) 및 복장뼈(흉골)를 포함하는 제5 그룹, 왼쪽 빗장뼈(좌 쇄골)와 오른쪽 빗장뼈(우 쇄골), 왼쪽 어깨뼈(좌 견갑골), 오른쪽 어깨뼈(우 견갑골), 왼쪽 위팔뼈(좌 상완골), 오른쪽 위팔뼈(우 상완골), 왼쪽 노뼈(좌 요골), 오른쪽 노뼈(우 요골), 왼쪽 자뼈(좌 척골), 오른쪽 자뼈(우 척골), 왼쪽 손배뼈(좌 주상골), 오른쪽 손배뼈(우 주상골), 왼쪽 반달뼈(좌 월상골), 오른쪽 반달뼈(우 월상골), 왼쪽 세모뼈(좌 삼각골), 오른쪽 세모뼈(우 삼각골), 왼쪽 콩알뼈(좌 두상골), 오른쪽 콩알뼈(우 두상골), 왼쪽 큰마름뼈(좌 대능형골), 오른쪽 큰마름뼈(우 대능형골), 왼쪽 작은마름뼈(좌 소농형골), 오른쪽 작은마름뼈(우 소농형골), 왼쪽 알머리뼈(좌 유두골), 오른쪽 알머리뼈(우 유두골), 왼쪽 갈고리뼈(좌 유두골), 오른쪽 갈고리뼈(우 유두골)를 포함하는 제6 그룹, 왼쪽 첫째 손허리뼈(좌1번 중수골), 오른쪽 첫째 손허리뼈(우1번 중수골), 왼쪽 둘째 손허리뼈(좌2번 중수골), 오른쪽 둘째 손허리뼈(우2번 중수골), 왼쪽 셋째 손허리뼈(좌3번 중수골), 오른쪽 셋째 손허리뼈(우3번 중수골), 왼쪽 넷째 손허리뼈(좌4번 중수골), 오른쪽 넷째 손허리뼈(우4번 중수골), 왼쪽 다섯째 손허리뼈(좌5번 중수골), 오른쪽 다섯째 손허리뼈(우5번 중수골), 왼쪽 첫째 손가락 첫마디뼈(좌1번 기수골), 오른쪽 첫째 손가락 첫마디뼈(우1번 기수골), 왼쪽 둘째 손가락 첫마디뼈(좌2번 기수골), 오른쪽 둘째 손가락 첫마디뼈(우2번 기수골), 왼쪽 셋째 손가락 첫마디뼈(좌3번 기수골), 오른쪽 셋째 손가락 첫마디뼈(우3번 기수골), 왼쪽 넷째 손가락 첫마디뼈(좌4번 기수골), 오른쪽 넷째 손가락 첫마디뼈(우4번 기수골), 왼쪽 다섯째 손가락 첫마디뼈(좌5번 기수골), 오른쪽 다섯째 손가락 첫마디뼈(우5번 기수골), 왼쪽 둘째 손가락 중간마디뼈(좌2번 중절골), 오른쪽 둘째 손가락 중간마디뼈(우2번 중절골), 왼쪽 셋째 손가락 중간마디뼈(좌3번 중절골), 오른쪽 셋째 손가락 중간마디뼈(우3번 중절골), 왼쪽 넷째 손가락 중간마디뼈(좌4번 중절골), 오른쪽 넷째 손가락 중간마디뼈(우4번 중절골), 왼쪽 다섯째 손가락 중간마디뼈(좌5번 중절골), 오른쪽 다섯째 손가락 중간마디뼈(우5번 중절골), 왼쪽 첫째 손가락 끝마디뼈(좌1번 말절골), 오른쪽 첫째 손가락 끝마디뼈(우1번 말절골), 왼쪽 둘째 손가락 끝마디뼈(좌2번 말절골), 오른쪽 둘째 손가락 끝마디뼈(우2번 말절골), 왼쪽 셋째 손가락 끝마디뼈(좌3번 말절골), 오른쪽 셋째 손가락 끝마디뼈(우3번 말절골), 왼쪽 넷째 손가락 끝마디뼈(좌4번 말절골), 오른쪽 넷째 손가락 끝마디뼈(우4번 말절골), 왼쪽 다섯째 손가락 끝마디뼈(좌5번 말절골), 오른쪽 다섯째 손가락 끝마디뼈(우5번 말절골)을 포함하는 제7 그룹, 왼쪽 볼기뼈(좌 관골), 오른쪽 볼기뼈(우 관골), 왼쪽 넙다리뼈(좌 대퇴골), 오른쪽 넙다리뼈(우 대퇴골), 왼쪽 무릎뼈(좌 슬개골), 오른쪽 무릎뼈(우 슬개골), 왼쪽 정강뼈(좌 경골), 오른쪽 정강뼈(우 경골), 왼쪽 종아리뼈(좌 비골), 오른쪽 종아리뼈(우 비골), 왼쪽 목말뼈(좌 거골), 오른쪽 목말뼈(우 거골), 왼쪽 발꿈치뼈(좌 종골), 오른쪽 발꿈치뼈(우 종골), 왼쪽 발배뼈(좌 주상골), 오른쪽 발배뼈(우 주상골), 왼쪽 입방뼈(좌 입방골), 오른쪽 입방뼈(우 입방골), 왼쪽 안쪽 쐐기뼈(좌 내측설상골), 오른쪽 안쪽 쐐기뼈(우 내측설상골), 왼쪽 중간 쐐기뼈(좌 중간설상골), 오른쪽 중간 쐐기뼈(우 중간설상골), 왼쪽 가쪽 쐐기뼈(좌 외측설상골), 오른쪽 가쪽 쐐기뼈(우 외측설상골), 왼쪽 첫째 발허리뼈(좌1번 증족골), 오른쪽 첫째 발허리뼈(우1번 증족골), 왼쪽 둘째 발허리뼈(좌2번 증족골), 오른쪽 둘째 발허리뼈(우2번 증족골), 왼쪽 셋째 발허리뼈(좌3번 증족골), 오른쪽 셋째 발허리뼈(우3번 증족골), 왼쪽 넷째 발허리뼈(좌4번 증족골), 오른쪽 넷째 발허리뼈(우4번 증족골), 왼쪽 다섯째 발허리뼈(좌5번 증족골), 오른쪽 다섯째 발허리뼈(우5번 증족골), 왼쪽 첫째 발가락 첫마디뼈(좌1번 기절골), 오른쪽 첫째 발가락 첫마디뼈(우1번 기절골), 왼쪽 둘째 발가락 첫마디뼈(좌2번 기절골), 오른쪽 둘째 발가락 첫마디뼈(우2번 기절골), 왼쪽 셋째 발가락 첫마디뼈(좌3번 기절골), 오른쪽 셋째 발가락 첫마디뼈(우3번 기절골), 왼쪽 넷째 발가락 첫마디뼈(좌4번 기절골), 오른쪽 넷째 발가락 첫마디뼈(우4번 기절골), 왼쪽 다섯째 발가락 첫마디뼈(좌5번 기절골), 오른쪽 다섯째 발가락 첫마디뼈(우5번 기절골), 왼쪽 첫째 발가락 중간마디뼈(좌1번 중절골), 오른쪽 첫째 발가락 중간마디뼈(우1번 중절골), 왼쪽 둘째 발가락 중간마디뼈(좌2번 중절골), 오른쪽 둘째 발가락 중간마디뼈(우2번 중절골), 왼쪽 셋째 발가락 중간마디뼈(좌3번 중절골), 오른쪽 셋째 발가락 중간마디뼈(우3번 중절골), 왼쪽 넷째 발가락 중간마디뼈(좌4번 중절골), 오른쪽 넷째 발가락 중간마디뼈(우4번 중절골), 왼쪽 다섯째 발가락 중간마디뼈(좌5번 중절골), 오른쪽 다섯째 발가락 중간마디뼈(우5번 중절골), 왼쪽 첫째 발가락 끝마디뼈(좌1번 말절골), 오른쪽 첫째 발가락 끝마디뼈(우1번 말절골), 왼쪽 둘째 발가락 끝마디뼈(좌2번 말절골), 오른쪽 둘째 발가락 끝마디뼈(우2번 말절골), 왼쪽 셋째 발가락 끝마디뼈(좌3번 말절골), 오른쪽 셋째 발가락 끝마디뼈(우3번 말절골), 왼쪽 넷째 발가락 끝마디뼈(좌4번 말절골), 오른쪽 넷째 발가락 끝마디뼈(우4번 말절골), 왼쪽 다섯째 발가락 끝마디뼈(좌5번 말절골), 오른쪽 다섯째 발가락 끝마디뼈(우5번 말절골)을 포함하는 제8 그룹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인체 뼈 물성 정보 제작 장치.
- 삭제
- 청구항 14에 있어서,
상기 제어부는 상기 압입 시험의 대상으로 척추에 대한 90 개의 피질골과, 넙다리뼈에 대한 96 개의 피질골, 엉덩이뼈에 대한 36 개의 피질골, 머리뼈에 대한 48 개의 피질골로 분류하고, 상기 압축 시험의 대상으로 척추에 대한 30 개의 해면골과 넙다리뼈에 대한 96 개의 해면골로 분류하는 것을 특징으로 하는 인체 뼈 물성 정보 제작 장치.
- 삭제
- 청구항 14에 있어서,
상기 뼈대 측정부는 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 탄성 계수, 항복 강도, 인장(극한) 강도를 포함하는 압입 시험과 압축 시험을 수행하는 것을 특징으로 하는 인체 뼈 물성 정보 제작 장치.
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- 삭제
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- 삭제
- 영상 장치와 측정 장치 및 제작 장치를 포함하는 시스템의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법에 있어서,
(a) 상기 영상 장치가 인체 뼈를 촬영하여 3 차원 영상을 획득하는 단계;
(b) 상기 제작 장치가 상기 인체 뼈에 대해 머리부와 척추부, 갈비부, 상지부, 하지부의 5 개 영역으로 나누어 해면골과 피질골로 분류하고, 분류된 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 압입 시험과 압축 시험을 상기 측정 장치에 요청하는 단계;
(c) 상기 측정 장치가 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해, 척추와 넙다리뼈, 엉덩이뼈, 머리뼈의 피질골은 압입 시험을 수행하고, 척추와 넙다리뼈의 해면골은 압축 시험을 수행하는 단계; 및
(d) 상기 제작 장치가 상기 압입 시험의 결과와 상기 압축 시험의 결과를 상기 인체 뼈의 3 차원 영상 중 해당 인체 뼈 영상에 대응시켜 저장하는 단계;를 포함하되,
상기 (c) 단계는, 상기 측정 장치가 상기 분류된 5 개 영역에 해당하는 실제 인체 뼈대에 대해 탄성 계수, 항복 강도, 인장(극한) 강도를 포함하는 압입 시험과 압축 시험을 수행하는 것을 특징으로 하는 시스템의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법.
- 청구항 27에 있어서,
상기 (b) 단계는, 상기 제작 장치가 상기 압입 시험의 대상으로 척추에 대한 90 개의 피질골과, 넙다리뼈에 대한 96 개의 피질골, 엉덩이뼈에 대한 36 개의 피질골, 머리뼈에 대한 48 개의 피질골로 분류하고, 상기 압축 시험의 대상으로 척추에 대한 30 개의 해면골과 넙다리뼈에 대한 96 개의 해면골로 분류하는 것을 특징으로 하는 시스템의 인체 뼈 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130072961A KR101379698B1 (ko) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | 인체 뼈의 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치 |
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| KR101379698B1 true KR101379698B1 (ko) | 2014-04-04 |
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| KR1020130072961A KR101379698B1 (ko) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | 인체 뼈의 3차원 형상과 물성 정보 제작 방법 및 장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101379698B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101707646B1 (ko) * | 2016-06-08 | 2017-02-20 | 주식회사 티제이씨라이프 | 무릎연조직 물성 도출방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002523204A (ja) | 1998-08-28 | 2002-07-30 | アーチ・デベロップメント・コーポレーション | 骨質量・構造のコンピュータ依拠分析方法および装置 |
| KR101265981B1 (ko) | 2012-09-10 | 2013-05-22 | 한국과학기술정보연구원 | 한국인 인체척추 정보의 제작방법 및 시스템 |
-
2013
- 2013-06-25 KR KR1020130072961A patent/KR101379698B1/ko active IP Right Grant
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