KR101763519B1 - 하악상행지 골절단술 가이드 및 그 제작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법은 환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지를 획득하는 단계, 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하는 단계, 추정된 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하는 단계 및 모델링된 가이드의 형상에 기초하여 하악상행지 골절단술 가이드를 제작하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 하악상행지 골절단술 가이드 및 그 제작 방법, 그 제작을 위한 시스템에 관한 것이다.
악안면부위 및 악골의 부조화로 인한 골성 부정교합 환자에서 하악의 전방 혹은 후방 이동을 위해 하악골 상행지 수술을 시행하곤 한다. 이러한 하악골 상행지 수술은 하악골 상행지 시상분할 골절단술(Sagittal Split Ramus Osteotomy of mandible, SSRO) 등으로 지칭될 수 있다.
하악골 상행지 시상분할 골절단술은 소설의 위치로부터 상행지 전연까지 상행지 내면의 수평골절개를 완성후 상행지 전연을 따라 외사선과 내사선의 중간위치를 따라 제 2 대구치 부위까지 골절개를 하고, 이후 수직방향으로 연장하여 하악골 하연까지 수직방향으로 골절개를 연장하는 수술법을 의미한다. 이러한 수술법은 자른 골편들의 접촉면적이 넓어 골융합이 잘 될 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 악관절의 장애가 발생될 수 있으며, 하악골 절단 시 신경 손상이 발생될 수 있다. 다시 말해서, 하악골 상행지 수술 시에 골절 단면이 하치조신경(inferior alveolar nerve) 옆에 위치하게 되는데, 이러한 하악골 상행지 수술의 대표적인 부작용으로는 하치조신경의 손상을 꼽을 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점에 대한 대응방안으로써 안출된 것으로, 환자에 대하여 컴퓨터 단층촬영(Computer Tomography, CT)을 수행하고, CT 데이터를 이용하여 환자의 악골을 3D 이미지로 재구성한 뒤, 3D 이미지 상에서 하치조신경의 위치를 확인하여 골절 단면을 설정하고, 설정된 단면을 따라서만 절단 기구(예컨대, 톱 등)가 움직이도록 하는 슬릿을 갖는 의료용 가이드를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예로써, 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법, 그 제작 방법에 의하여 제작된 가이드 및 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법은 환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지를 획득하는 단계, 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하는 단계, 추정된 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하는 단계 및 모델링된 가이드의 형상에 기초하여 하악상행지 골절단술 가이드를 제작하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하는 단계에는 환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지 중 시상단면(sagittal plane) 이미지, 관상면(coronal plane) 이미지 및 수평면(horizontal plane) 이미지 각각에서 하치조신경과 골 절단 면 간의 이격 거리가 임계값 이상인지 여부를 판단하는 단계가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임계값은 1 밀리미터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 판단 결과 이격 거리가 임계값 이하인 경우, 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면의 위치 및 방향은 재추정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추정된 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하는 단계에서는 가이드가 하악 부위와 접촉 시 고정되도록 가이드의 바디를 하악 부위의 형상과 동일하게 하고, 바디의 제 1 면의 면적을 제 2 면의 면적보다 크게 모델링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바디의 두께는 3 밀리미터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추정된 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하는 단계에는 슬릿을 관통하는 골 절단을 위한 기구와 가이드의 접촉 부위에 소정의 높이의 레일을 형성하는 단계가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레일의 높이는 5 내지 8 밀리미터의 범위의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모델링된 가이드의 형상에 기초하여 하악상행지 골절단술 가이드를 제작하는 단계에는 3차원 프린터를 이용하여 출력하는 단계가 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의하여 제작된 하악상행지 골절단술 가이드는 골 절단 시 하악 부위와 접촉되는 바디 및 골 절단 시, 골 절단을 위한 기구의 움직임을 유도하기 위하여 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하게 바디에 형성된 슬릿을 포함하고, 슬릿은 소정의 높이의 레일로 둘러싸여 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 시스템은 환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지를 획득하기 위한 이미지획득 장치, 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하고, 추정된 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하기 위한 모델링 장치 및 모델링된 가이드의 형상에 기초하여 하악상행지 골절단술 가이드를 제작하기 위한 3차원 프린터를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예로써, 컴퓨터 등과 같은 하드웨어와 결합되어 전술한 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법을 이용하면, 환자 맞춤형의 하악상행지 골절단술 가이드를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 하악상행지 골절단술 가이드를 이용하면, 수술에 따른 환자의 악관절의 장애 발생 및 하악골 절단 시의 신경 손상 발생을 방지할 수 있다. 다시 말해서, 하악골 상행지 수술 시의 하치조신경의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 시스템을 이용하면 환자의 악골의 3D 이미지에 상응하는 골절단술용 가이드를 실시간으로 제작할 수 있다. 환자의 악골 형태, 신경의 배치 상태에 따라 환자 각각에 최적화된 가이드가 실시간으로 제작될 수 있다.
도 1은 인체의 하악의 개략적인 구조 및 신경 분포를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 이미지 상에서의 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하기 위한 화면의 일 예이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 골 절단 면에 상응하게 모델링된 하악상행지 골절단술 가이드를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에 의하여 제조된 하악상행지 골절단술 가이드를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 이미지 상에서의 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하기 위한 화면의 일 예이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 골 절단 면에 상응하게 모델링된 하악상행지 골절단술 가이드를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에 의하여 제조된 하악상행지 골절단술 가이드를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 시스템을 나타낸 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서 "이미지"은 이산적인 이미지 요소들(예를 들어, 2차원 이미지에 있어서의 픽셀들 및 3차원 이미지에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 이미지는 CT 촬영 장치에 의해 획득된 대상체의 의료 이미지 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "CT(Computed Tomography) 이미지"란 대상체에 대한 적어도 하나의 축을 중심으로 회전하며 대상체를 촬영함으로써 획득된 복수개의 엑스레이 이미지들의 합성 이미지를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 뼈, 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 이미지 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 인체의 하악의 개략적인 구조 및 신경 분포를 나타낸다.
인체의 하악 주변에는 다양한 종류의 신경이 분포하고 있다. 예를 들어, 도 1에서와 같이 고실끈신경(chorda tympani nerve)(또는 고삭으로 지칭됨), 하치조신경(inferior alveolar nerve), 볼신경(buccal nerve), 절치신경(incisive nerve), 턱끝신경(mental nerve)(또는 아래턱신경으로 지칭됨), 깨물근신경(masseteric nerve)(또는 교근신경으로 지칭됨) 등이 하악 주변에 분포되어 있을 수 있다.
전술한 바와 같이, 악안면부위 및 악골의 부조화로 인한 골성 부정교합 환자의 치료를 위하여 하악골 상행지 수술이 시행되곤 한다. 하악골 상행지 수술에는 하악골의 절단 및 접합 과정이 수반될 수 있는데, 하악골의 절단 과정에서 사용자의 숙련도에 따라 하악(1) 주변에 분포된 신경의 손상이 발생될 수 있다. 다시 말해서, 사용자의 숙련도가 낮은 경우 하악 절단 과정에서 신경(예를 들면, 하치조신경 등)의 손상을 종종 유발하곤 한다.
따라서, 사용자의 숙련도에 구애 받지 않고, 환자의 악관절 수술이 안정적으로 진행되도록 골 절단을 위한 기구(예컨대, 톱 등)의 움직임을 유도하기 위한 가이드의 필요성이 강하게 대두되고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법은 환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지를 획득하는 단계(S100), 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하는 단계(S200), 추정된 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하는 단계(S300) 및 모델링된 가이드의 형상에 기초하여 하악상행지 골절단술 가이드를 제작하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하는 단계(S200)에는 환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지 중 시상단면(sagittal plane) 이미지, 관상면(coronal plane) 이미지 및 수평면(horizontal plane) 이미지 각각에서 하치조신경(3)과 골 절단 면(10 또는 20) 간의 이격 거리가 임계값 이상인지 여부를 판단하는 단계가 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 임계값은 1 밀리미터일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 이미지 상에서의 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하기 위한 화면의 일 예이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향을 추정하는 단계(S200)에서는 도 3에서와 같이 환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지를 이용하여 하치조신경(3)과 골 절단 면(10 또는 20) 간의 이격 거리가 임계값 이상인지 여부를 판단하는 단계가 포함될 수 있다. 도 3은 환자의 두부에 대한 수평면(horizontal plane) 이미지에서 하치조신경(3)과 골 절단 면 간(10 또는 20)의 이격 거리가 임계값 이상인지 여부를 추정하는 화면의 일 예이다. 도 3에서와 같이 골 절단 면(예컨대, 10 또는 20)의 위치 및 방향은 하치조신경(3)의 위치 및 방향에 따라 추정될 수 있다. 하치조신경관으로부터 적어도 1 밀리미터 이상 이격되도록 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향이 추정될 수 있다. 이러한 추정은 CT 이미지 분석 기법에 따라 설정된 조건(예를 들면, 신경과 절단 면 간 이격 거리가 1밀리미터(mm) 이상) 하에서 자동으로 수행될 수 있다. 또한 추정된 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향은 사용자에 의하여 수동으로 조정될 수도 있다. 전술한 이격 거리는 적어도 1 밀리미터이어야 함이 바람직하다. 다만, 이러한 이격 거리는 환자의 연령, 하악(1)의 두께, 하치조신경의 분포, 하악(1)의 구조 등에 의하여 결정될 수 있다. 다시 말해서, 전술한 수치는 하치조신경을 손상시키지 않는 바람직한 범위를 지칭하는 것이다. 다만, 환자의 연령, 하악(1)의 두께, 하치조신경의 분포, 하악(1)의 구조 등에 의하여 수 밀리미터 범위 내에서 전술한 범위의 값이 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단계 S200에서, 판단 결과 이격 거리가 임계값 이하인 경우, 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향은 재추정될 수 있다. 다시 말해서, 하치조신경(3)과 골 절단 면(10 또는 20) 간의 이격 거리가 임계값 이상이 될 때까지 CT 이미지에서 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향은 반복적으로 재추정될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 사용자는 추정된 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향을 수동으로 조정할 수도 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 골 절단 면에 상응하게 모델링된 하악상행지 골절단술 가이드를 나타내고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에 의하여 제조된 하악상행지 골절단술 가이드를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추정된 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿(130, 230)을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드(100, 200)의 형상을 모델링하는 단계(S300)에서는 가이드(100, 200)가 하악 부위와 접촉 시 고정되도록 가이드(100, 200)의 바디를 하악 부위의 형상과 동일하게 하고, 바디의 제 1 면(110, 210)의 면적을 제 2 면(120, 220)의 면적보다 크게 모델링할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 바디의 두께(W)는 3 밀리미터일 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 바디의 제 1 면(110, 210)의 면적은 제 2 면(120, 220)의 면적보다 크게 모델링됨으로써 하악(1)과의 접촉면적을 보다 넓힐 수 있다. 다시 말해서, 제 1 면(110, 210)은 외측 하악과 접촉하게 함으로써 골절단술 수행 시 하악(1)의 움직임을 최소화하고, 환자의 어금니 등에 인접하여 하악(1)과 접촉할 제 2 면(120, 220)은 제 1 면(110, 210)에 비하여 면적은 작지만 하악(1)의 형태에 상응하게 모델링됨으로써 치아의 불필요한 손상을 방지할 뿐만 아니라 제 2 면(120, 220)이 내측 하악과 접촉되게 함으로써 골절단술 수행 시, 제 1 면(110, 210)과 함께 하악(1)의 움직임을 방지할 수 있다.
도 4a에서와 같이, 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하게 바디에 슬릿(130, 230)이 형성될 수 있다. 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향과 동일한 형상으로 바디가 형성될 수 있고, 바디를 가로질러 슬릿(130, 230)이 형성될 수 있다. 슬릿(130, 230)은 골 절단을 위한 기구(예컨대, 톱 등)가 정해진 범위 내에서만 움직일 수 있도록 유도하기 위한 것이다. 예컨대, 정해진 범위는 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향과 동일한 움직임 범위를 지칭할 수 있다. 다시 말해서, 사용자는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(100, 200)를 사용함으로써 하악(1) 근방의 신경의 손상없이 안전하고 정확하게 하악 부위(예컨대, 절단 후 결합을 위한 부분)를 절단해낼 수 있다. 전술한 바와 같이 골 절단 면(10 또는 20)은 하악 부근의 신경으로부터 소정의 간격만큼 이격되어 추정된 것이고, 이러한 골 절단 면(10 또는 20)에 상응하게 형성된 가이드(100, 200)를 이용한다면 사용자의 숙련도 등에 무관하게 하악 골절단술을 정확하고, 빠르게 그리고 안전하게 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추정된 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿(130, 230)을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드(100, 200)의 형상을 모델링하는 단계(S300)에는 슬릿(130, 230)을 관통하는 골 절단을 위한 기구와 가이드(100, 200)의 접촉 부위에 소정의 높이의 레일(111, 121)을 형성하는 단계가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레일(111, 121)의 높이(H)는 5 내지 8 밀리미터의 범위의 값을 가질 수 있다. 레일(111, 121)에 의하여 골 절단을 위한 기구(예컨대, 톱 등)는 하악(1)의 하치조신경(3) 부근까지는 도달할 수 없도록 움직임이 제한되며, 레일(111, 121)의 높이(H)는 환자의 연령, 하악(1)의 두께, 하치조신경(3)의 분포, 하악(1)의 구조 등에 의하여 결정될 수 있다. 전술한 수치는 하치조신경(3)을 손상시키지 않는 바람직한 범위를 지칭하는 것이다. 다만, 골 절단을 위한 기구의 길이, 환자의 연령, 하악(1)의 두께, 하치조신경(3)의 분포, 하악(1)의 구조 등에 의하여 수 밀리미터 범위 내에서 전술한 범위의 값이 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모델링된 가이드(100, 200)의 형상에 기초하여 하악상행지 골절단술 가이드(100, 200)를 제작하는 단계(S400)에는 3차원 프린터를 이용하여 출력하는 단계가 포함될 수 있다.
3차원 프린터를 이용하여 가이드(100, 200)가 제작될 수 있으므로, 가이드(100, 200)의 소재는 골 절단을 위한 기구와 동일한 강도 또는 이러한 기구보다 고강도의 플라스틱 등의 합성 물질을 포함할 수 있다. 모델링된 가이드(100, 200)의 형상에 따라 3D 프린터 등에 의하여 하악상행지 골절단술 가이드(100, 200)가 출력될 수 있고, 사용자는 골절단술 대상 환자의 하악 상태(예컨대, 하악의 두께, 하치조신경의 분포, 하악의 구조 등)에 따라 수술 시 필요한 가이드(100, 200)를 실시간으로 제작하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의하여 제작된 하악상행지 골절단술 가이드(100, 200)는 골 절단 시 하악 부위와 접촉되는 바디 및 골 절단 시, 골 절단을 위한 기구의 움직임을 유도하기 위하여 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하게 바디에 형성된 슬릿(130, 230)을 포함하고, 슬릿(130, 230)은 소정의 높이의 레일로 둘러싸여 있을 수 있다. 전술한 바와 같이, 슬릿(130, 230)은 골 절단을 위한 기구(예컨대, 톱 등)가 정해진 범위(예를 들면, 골 절단 면(10 또는 20)의 위치 및 방향과 동일한 움직임 범위) 내에서만 움직일 수 있도록 유도하기 위한 것으로, 사용자는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(100, 200)를 사용함으로써 하악 근방의 신경의 손상없이 정확하고 안전하게 골절단술을 위한 하악 부위를 절단해낼 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 시스템을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하악상행지 골절단술 가이드(100, 200)의 제작 시스템(1000)은 환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지를 획득하기 위한 이미지획득 장치(1100), 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하고, 추정된 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하기 위한 모델링 장치(1200) 및 모델링된 가이드의 형상에 기초하여 하악상행지 골절단술 가이드를 제작하기 위한 3차원 프린터(1300)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지획득 장치(1100)는 CT 촬영 기기를 포함할 수 있다. CT 촬영 기기는 병원 등의 의료 기관에 고정된 고정식 기기뿐만 아니라 휴대가 가능한 이동식 CT 촬영 기기 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모델링 장치(1200)는 획득된 CT 이미지를 수집하고 분석하며 분석된 결과에 기초하여 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하기 위한 장치로, 이미지 처리가 가능한 전자 기기를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 병원 등의 기관에서 각종 데이터를 열람하거나 분석하는데 사용될 수 있는 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 기기 등을 지칭할 수 있으며, 개인용 컴퓨터, 랩탑, 스마트 폰과 같은 휴대용 전화기 등도 이에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터(1300)는 모델링 결과에 따라 골 절단을 위한 기구와 동일한 강도 또는 이러한 기구보다 고강도의 플라스틱 등의 합성 물질을 포함하는 소재를 이용하여 가이드 등을 만들어 내기 위한 장치를 지칭할 수 있다. 또한 이러한 소재는 항균성, 방수성, 방진성을 갖는 소재일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가이드와 관련하여서는 전술한 방법에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 가이드 관련하여, 전술한 방법에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 전술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 하악 3: 하치조신경
10, 20: 골 절단 면
100, 200: 하악상행지 골절단술 가이드
110, 210: 제 1 면 120, 220: 제 2 면
130, 230: 슬릿
111, 121: 레일
10, 20: 골 절단 면
100, 200: 하악상행지 골절단술 가이드
110, 210: 제 1 면 120, 220: 제 2 면
130, 230: 슬릿
111, 121: 레일
Claims (12)
- 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법으로서,
환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지를 획득하는 단계;
상기 획득된 CT 이미지 중 수평면(horizontal plane) 이미지에서 하치조신경과 골 절단 면 간의 이격 거리가 임계값 이상인지 여부를 판단함으로써, 상기 하악상행지 골절단술을 위한 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하는 단계;
상기 추정된 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하는 단계;
상기 슬릿을 관통하는 골 절단을 위한 기구와 상기 가이드가 접촉하는 부위에, 상기 기구가 상기 하치조신경에 도달하여 상기 하치조신경을 손상시키는 것을 방지하도록 움직임을 제한하는 소정의 높이의 레일을 형성하는 단계; 및
상기 모델링된 가이드의 형상에 기초하여 상기 하악상행지 골절단술 가이드를 제작하는 단계를 포함하며,
상기 가이드의 바디는 상기 하악 부위와 접촉 시 고정되도록 상기 하악 부위의 형상과 동일하게 모델링되며, 상기 바디에서 외측 하악에 접촉되는 제 1 면의 면적은 내측 하악에 접촉되는 제 2 면의 면적보다 크게 모델링되며,
상기 임계값 및 상기 레일의 높이는 상기 환자의 연령, 상기 하악의 구조, 상기 하악의 두께 및 상기 하치조신경의 분포에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 임계값은 1 밀리미터(mm)인 것을 특징으로 하는 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 판단 결과 상기 이격 거리가 상기 임계값 이하인 경우, 상기 획득된 CT 이미지에서 골 절단 면의 위치 및 방향은 재추정되는 것을 특징으로 하는 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 바디의 두께는 3 밀리미터(mm)인 것을 특징으로 하는 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 레일의 높이는 5 내지 8 밀리미터의 범위 값을 갖는 것을 특징으로 하는 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 모델링된 가이드의 형상에 기초하여 상기 하악상행지 골절단술 가이드를 제작하는 단계에는 3차원 프린터를 이용하여 출력하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 방법.
- 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 6 항, 제 8 항 및 제 9 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
- 하악상행지 골절단술 가이드로서,
골 절단 시 하악 부위와 접촉되는 바디; 및
상기 골 절단 시, 골 절단을 위한 기구의 움직임을 유도하기 위하여 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하게 상기 바디에 형성된 슬릿을 포함하고,
상기 골 절단 면의 위치와 방향은 상기 하악 부위에 대한 CT 이미지 중 수평면(horizontal plane) 이미지에서 하치조신경과 상기 골 절단 면 간의 이격 거리가 임계값 이상인지 여부에 따라 결정되고,
상기 슬릿은 골 절단을 위한 기구와 상기 가이드가 접촉하는 부위에, 상기 기구가 상기 하치조신경에 도달하여 상기 하치조신경을 손상시키는 것을 방지하도록 움직임을 제한하는 소정의 높이의 레일로 둘러싸여지고,
상기 바디는 상기 하악 부위와 접촉 시 고정되도록 상기 하악 부위의 형상과 동일하게 모델링되고, 상기 바디에서 외측 하악에 접촉되는 제 1 면의 면적은 내측 하악에 접촉되는 제 2 면의 면적보다 크게 모델링되며,
상기 임계값 및 상기 레일의 높이는 환자의 연령, 상기 하악의 구조, 상기 하악의 두께 및 상기 하치조신경의 분포에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 하악상행지 골절단술 가이드. - 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 시스템으로서,
환자의 하악 부위에 대한 CT 이미지를 획득하기 위한 이미지획득 장치;
상기 획득된 CT 이미지 중 수평면(horizontal plane) 이미지에서 하치조신경과 골 절단 면 간의 이격 거리가 임계값 이상인지 여부를 판단함으로써, 상기 하악상행지 골절단술을 위한 골 절단 면의 위치 및 방향을 추정하고, 상기 추정된 골 절단 면의 위치 및 방향과 상응하는 슬릿을 갖는 하악상행지 골절단술 가이드의 형상을 모델링하고, 상기 슬릿을 관통하는 골 절단을 위한 기구와 상기 가이드가 접촉하는 부위에 상기 기구가 상기 하치조신경에 도달하여 상기 하치조신경을 손상시키는 것을 방지하도록 움직임을 제한하는 소정의 높이의 레일을 형성하기 위한 모델링 장치; 및
상기 모델링된 가이드의 형상에 기초하여 상기 하악상행지 골절단술 가이드를 제작하기 위한 3차원 프린터를 포함하며,
상기 가이드의 바디는 상기 하악 부위와 접촉 시 고정되도록 상기 하악 부위의 형상과 동일하게 모델링되며, 상기 바디에서 외측 하악에 접촉되는 제 1 면의 면적은 내측 하악에 접촉되는 제 2 면의 면적보다 크게 모델링되며,
상기 임계값 및 상기 레일의 높이는 상기 환자의 연령, 상기 하악의 구조, 상기 하악의 두께 및 상기 하치조신경의 분포에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 하악상행지 골절단술 가이드의 제작 시스템.
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| KR1020160037677A KR101763519B1 (ko) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 하악상행지 골절단술 가이드 및 그 제작 방법 |
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2016
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