KR101999220B1 - 3차원 인공의안 생성 방법, 이를 수행하는 컴퓨터프로그램 및 3차원 인공의안 생성 시스템 - Google Patents

3차원 인공의안 생성 방법, 이를 수행하는 컴퓨터프로그램 및 3차원 인공의안 생성 시스템 Download PDF

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장유정
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재단법인 아산사회복지재단
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Abstract

본 발명은 3차원 인공의안 생성 방법, 이를 수행하는 컴퓨터프로그램 및 3차원 인공의안 생성 시스템에 관한 것이다. 상기 3차원 인공의안 생성 방법은, 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제1안구의 데이터를 추출하는 단계 및 추출된 상기 제1안구의 표면데이터를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1안구의 데이터는, 제1안구의 깊이, 폭, 색상, 공막 길이, 홍채 지름, 동공 지름 및 중심두께를 포함하고, 상기 제1안구는 환자의 정상안구이고, 상기 제2안구는 환자의 결손안구이다.

Description

3차원 인공의안 생성 방법, 이를 수행하는 컴퓨터프로그램 및 3차원 인공의안 생성 시스템{3-DIMENSIONAL ARTIFICIAL EYE GENERATION METHOD, COMPUTER PROGRAM FOR THE SAME AND 3-DIMENSIONAL ARTIFICIAL EYE GENERATION SYSTEM}
본 발명은 인공의안 생성에 관한 것으로, 보다 자세하게는 3차원 인공의안 생성 방법, 이를 수행하는 컴퓨터프로그램 및 3차원 인공의안 생성 시스템에 관한 것이다.
의안은 어느 한쪽 눈이 안질환 또는 안구에 상해를 입어 시기능 회복이 불가능한 상태에 정상적인 인상과 미용을 위해서 착용하는 유사안구로서, 심리적인 결여감 없이 타인과 원만한 사회생활을 영위하는데 필요한 안구 역할을 한다.
일반적으로, 의안은 상해 또는 선천적으로 한쪽 눈 또는 양 눈을 잃은 사람의 눈을 건강한 눈과 같은 모양으로 제조착용하여 제3자로 하여금 혐오감이 없도록 하기 위한 인공안구의 일종으로서, 착용 시 부드러움과 편안함으로 쾌적한 일상생활을 할 수 있는 특성이 요구된다.
의안은 외관이 자연안과 매우 흡사하기는 하나, 시력을 얻을 수는 없고, 어디까지나 미용상의 목적으로 사용된다.
한국등록특허공보 제10-0637262호, 2006.10.23
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래 수작업으로 인공의안을 그리던 방식을 개선하여 3차원 프린팅을 통해 의안을 생성함으로써, 신속하게 환자의 눈에 가장 적합한 형태의 의안을 생성하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3차원 프린팅을 통한 인공의안 생성 시에 필요한, 결손안구에 대한 모델링 데이터 값을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 안구가 적출된 경우 3차원 프린팅을 통한 인공의안 생성 시에 필요한, 적출된 안구 내부의 공간을 정확한 값으로 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 방법은 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제1안구의 데이터를 추출하는 단계 및 상기 제1안구의 표면 데이터를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1안구의 데이터는, 제1안구의 깊이, 폭, 색상, 공막 길이, 홍채 지름, 동공 지름 및 중심두께를 포함하고, 상기 제1안구는 환자의 정상안구이고, 상기 제2안구는 환자의 결손안구이다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터는, 상기 제1안구의 홍채 위치와 동일한 위치에 제2안구가 안착할 수 있도록 하는 데이터를 포함한다.
환자의 상기 제2안구가 적출된 경우, 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제2안구의 공간데이터를 추출, 제1안구에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 기반으로 제1안구 CT데이터 추출 및 제2안구 영역에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 기반으로 제2안구 영역 내부 공간 CT데이터를 추출 중 적어도 하나를 추출하는 단계를 더 포함하고, 상기 모델링 데이터 생성단계는, 상기 제1안구의 표면 데이터; 및 상기 제2안구의 공간데이터, 상기 제1안구 CT데이터 및 상기 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 상기 방법 중 어느 한 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 시스템은, 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지 기반으로 환자의 제1안구의 표면데이터를 추출하는 데이터 추출부 및 상기 제1안구의 데이터를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 데이터 생성부를 포함하고, 상기 제1안구의 데이터는, 제1안구의 깊이, 폭, 색상, 공막 길이, 홍채 지름, 동공 지름 및 중심두께를 포함하고, 상기 제1안구는 환자의 정상안구이고, 상기 제2안구는 환자의 결손안구이다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터는, 상기 제1안구의 홍채 위치와 동일한 위치에 제2안구가 안착할 수 있도록 하는 데이터를 포함한다.
환자의 상기 제2안구가 적출된 경우, 상기 데이터 추출부는, 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제2안구의 공간데이터를 추출, 제1안구 내부 구조를 확인하기 위하여 상기 제1안구에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상 촬영을 통하여 제1안구 CT데이터 추출 및 적출된 제2안구 영역 내부 공간을 확인하기 위하여 상기 제2안구 영역에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상 촬영을 통하여 제2안구 CT데이터 추출하는 것 중 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 데이터 생성부는, 상기 제1안구의 표면 데이터; 및 상기 제2안구의 공간데이터, 상기 제1안구 CT데이터 및 상기 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 것을 포함한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 인공의안은, 상기 3차원 인공의안 생성 시스템 중 어느 하나에 의해 생성된다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기 본 발명에 의하면, 정상안구의 데이터를 통해 결손안구의 모델링 데이터를 생성함으로써, 홍채 및 동공의 위치를 정확하게 잡아 환자의 눈에 적합한 형태로 결손안구를 생성할 수 있다.
상기 본 발명에 의하면, 정상안구의 데이터 및 결손안구 영역 내부 공간 CT데이터를 통해 결손안구의 모델링 데이터를 생성함으로써, 안구 결손 부위 내부 영역을 정확하게 파악하여, 적출된 결손안구의 경우에도 환자의 눈에 적합한 형태로 결손안구를 생성할 수 있다.
상기 본 발명에 의하면, 데이터 추출 및 데이터 생성을 기반으로 3D 프린팅을 통해 의안을 생성함으로써, 수작업이 아닌 인공작업으로 신속하면서도, 환자의 눈에 가장 적합한 형태로 생성할 수 있으며, 3차원 인공의안 생성의 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CT 촬영에 의해 획득된 의료 영상에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모델링 데이터를 생성하여 의안을 디자인하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완성된 인공의안의 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 발명의 설명에서 표현되는 제1안구는 정상안구를 의미하고, 제2안구는 결손안구를 의미한다.
본 발명의 설명에서 표현되는 제1안구 표면데이터는, 제1안구의 전면을 촬영하여 획득된 이미지로부터 획득되는 데이터이다. '제1안구 표면 데이터'는 제1안구의 홍채, 동공, 공막의 길이 및 색 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 설명에서 표현되는 제2안구 공간데이터는, 제2안구의 내부 공간에 대한 데이터로서, 3D 스캐너에 의해 촬영된 이미지로부터 획득되는 것이다.
본 발명의 설명에서 표현되는 제1안구 CT데이터는, 컴퓨터 단층 촬영(Computer tomograchy; CT) 영상을 통하여 획득하는 제1안구의 내부 구조에 대한 CT데이터고, 제2안구 CT데이터는, 컴퓨터 단층 촬영(Computer tomograchy; CT) 영상을 통하여 획득하는 2안구의 내부 공간에 대한 CT데이터를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
먼저, 일반적인 의안의 제조방법은 다음과 같다.
의안 본뜨기용 기구를 이용하여 의안이 삽입될 안와의 결막낭 부분에 몰딩재를 주입하여 의안본을 조성하는 데, 상기 몰딩재는 주로 치과에서 치형본을 뜨는데 사용하는 알지네트(ALGINATE)를 사용한다.
이렇게 조성된 의안본을 상하형 플라스크에 넣고 매몰하여 의안의 음형을 조성하고, 이 음형에 불투명 수지재로서 고순도 아크릴 수지(PMMA: Poly Methylmethacrylate)를 주입 경화시켜 비로소 안와에 삽입될 의안체를 만들어내게 된다.
그리고 이 의안체에 연마과정과 광택처리과정을 거친 후 표면에 실제 눈의 모양 및 색채와 같도록 눈동자와 흰자위의 핏줄 등을 수작업으로 그려 넣어 완성하게 된다.
상기 눈동자(홍채)는 의안에서 가장 핵심적인 부분으로서, 각 개인마다 독특한 특징이 있으며, 매우 정교한 형상과 색채를 지니고 있고 사람의 인상을 결정하는 주요한 부분이다.
상기와 같이, 수작업으로 인공의안을 제작하는 것은, 제작에 대한 소요시간이 길고, 환자의 눈에 적합하도록 제작하는 것이 어렵고, 비용면에서 경제적이지 못하다.
따라서, 수작업이 아닌, 3차원 프린팅을 통한 인공의안 제작 시, 제작 소요시간이 짧고, 환자의 눈에 적합하도록 제작되며, 비용면에서 경제적이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 다른 3차원 인공의안 생성 시스템에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CT 촬영에 의해 획득된 의료 영상에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모델링 데이터를 생성하여 의안을 디자인하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 시스템은 데이터 추출부(110) 및 데이터 생성부(120)를 포함한다.
데이터 추출부(110)는 제1안구 즉, 정상안구의 데이터를 추출할 수 있다.
상기 데이터 추출부(110)는 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지 기반으로 환자의 제1안구의 표면데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 데이터 추출부(110)는 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지 기반으로 환자의 제2안구 공간데이터를 획득할 수 있다.
인공의안을 제조하기 위하여 필요한 데이터는, 안구의 깊이, 색상, 공막 길이, 홍채 지름 및 동공 지름이므로, 상기 제1안구의 표면데이터는, 제1안구의 깊이, 색상, 공막 길이, 홍채 지름 및 동공 지름을 포함한다.
상기 스캔 이미지를 통해 데이터 추출부(110)는 제1안구의 표면데이터 즉, 안구의 깊이, 색상, 공막 길이, 홍채 지름 및 동공 지름의 데이터를 추출할 수 있다.
또한, 상기 스캔 이미지를 통해 데이터 추출부(110)는 제2안구 공간데이터 즉, 제2안구 내부 공간의 모양, 공간의 폭, 깊이, 부피 등을 데이터로 획득할 수 있다.
상기 3차원 스캐너를 통한 제1안구의 스캔 이미지 획득은, 제1안구 즉, 정상안구의 앞쪽에서 제1안구의 모양을 촬영하여 이미지를 획득할 수 있으며, 제2안구의 스캔 이미지 획득은, 제2안구의 앞쪽에서 제2안구의 내부 공간을 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 상기 데이터 추출부(110)는 적출된 제2안구 영역 내부 공간을 확인하기 위하여 상기 제2안구 영역에 대한 컴퓨터 단층 촬영(Computer tomograchy; CT) 영상을 통하여 제2안구 CT데이터를 획득할 수 있다.
상기 컴퓨터 단층 촬영 영상은 적출된 제2안구 영역 내부 공간을 확인하는 것뿐만 아니라, 제1안구를 컴퓨터 단층 촬영하여 제1안구의 두께 및 내부 구조를 파악할 수도 있다. 즉, 안구의 정면, 측면 및 내부를 모두 촬영하여 영상 이미지를 통해 제1안구의 두께 및 크기 등을 파악할 수 있고, 제2안구 영역의 내부 공간을 파악할 수도 있다.
따라서, 상기 데이터 추출부(110)는 제1안구의 두께 및 내부 구조를 확인하기 위하여 상기 제1안구에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 통하여 제1안구 CT데이터를 획득할 수 있다.
데이터 추출부(110)는 상기 제2안구 CT데이터로 적출된 제2안구 영역 내부 공간, 상기 제1안구 CT데이터로 제1안구의 중심 두께 및 제1안구 내부 구조 등의 데이터를 추출하는 것을 더 포함한다.
상기 데이터 추출부(110)가 추출한 제1안구의 표면데이터를 이용하여, 결손 안구인 제2안구를 제조함으로써, 개인마다 다른 형태인 안구를 개인 맞춤형으로 제조할 수 있다.
또한, 상기 데이터 추출부(110)가 추출한 제1안구의 표면데이터와 제2안구 공간데이터, 제1안구 CT데이터 및 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 결손 안구인 제2안구를 제조함으로써, 개인마다 다른 형태인 안구를 개인 맞춤형으로 제조할 수 있다.
데이터 생성부(120)는 제1안구의 데이터를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성한다. 즉, 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터는 데이터 추출부(110)에 의해 추출된 제1안구의 표면데이터를 기반으로 생성한다.
또한, 상기 데이터 생성부(120)는 제1안구의 표면데이터와 제2안구 공간데이터, 제1안구 CT데이터 및 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중, 안구의 깊이는, 제1안구의 이미지를 3차원 스캐너로 획득하므로 안구의 모양을 3차원으로 데이터 추출할 수 있어, 안구의 깊이에 대한 데이터를 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중 안구의 색상은, 제1안구의 스캔 이미지를 통하여, 눈동자의 색 및 흰자위의 핏줄 등에 대한 색상을 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중 공막 길이는, 제1안구의 스캔 이미지를 통하여, 공막 부분의 가로 길이 및 세로 길이를 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중 홍채 지름은, 제1안구의 스캔 이미지를 통하여, 제1안구에서 홍채의 위치 및 지름(즉, 크기)을 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중 동공 지름은, 제1안구의 스캔 이미지를 통하여, 제1안구에서 동공의 위치, 홍채에서 동공의 위치 및 지름(즉, 크기)을 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제2안구 공간데이터의 제2안구 영역에 대한 내부 공간은, 제2안구의 스캔 이미지를 통하여, 제2안구 내부 공간의 모양, 공간의 폭, 깊이, 부피 등을 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제2안구 CT데이터 중 적출된 제2안구 영역에 대한 내부 공간은, CT 영상을 통하여, 내부 공간의 모양, 공간의 폭, 깊이, 부피 등을 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구 CT데이터 중 안구의 중심 두께는, CT 영상을 통하여, 안구가 형성되는 중심의 두께를 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구 CT데이터 중 제1안구 영역에 대한 내부 구조는, CT 영상을 통하여, 내부의 모양, 폭, 깊이, 부피 등을 데이터로 추출할 수 있다.
또한, 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터는, 상기 제1안구의 홍채 위치와 동일한 위치에 제2안구가 안착할 수 있도록 하는 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로 안구가 적출되지 않은 경우, 결손안구에 대한 인공의안을 생성하는 시스템에 있어서, 데이터 추출부(110)는, 제1안구의 표면데이터를 추출한다. 데이터 생성부(120)는, 데이터 추출부(110)에서 획득한 제1안구의 표면데이터를 기반으로 하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성한다.
본 발명의 일 실시예로 안구가 적출된 경우, 결손 안구 즉, 제2안구 영역의 내부 공간 또한 채울 수 있도록 제조하여야 한다. 따라서, 결손안구에 대한 인공의안을 생성하는 시스템에 있어서, 데이터 추출부(110)는, 제1안구의 표면데이터와 제2안구 공간데이터, 적출된 제2안구 영역 내부 공간에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상 촬영을 통하여 추출한 제2안구 CT데이터 및 제1안구 영역 내부 구조에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상 촬영을 통하여 추출한 제1안구 CT데이터 중 적어도 하나를 추출한다. 그리고, 데이터 생성부(120)는, 제1안구의 표면데이터와 제2안구 공간데이터, 적출된 제2안구 영역 내부 공간에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상 촬영을 통하여 추출한 제2안구 CT데이터 및 제1안구 영역 내부 구조에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상 촬영을 통하여 추출한 제1안구 CT데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성한다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 시스템에 의해 생성된 인공의안은 도 4에 도시된 것과 같다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 방법은, 제2안구가 적출되지 않은 경우, 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제1안구의 표면데이터를 추출하는 단계(S200) 및 제1안구의 표면데이터 추출 후, 추출된 제1안구의 데이터를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 단계(S220)를 포함한다.
데이터를 추출하는 단계(S200)에서는, 제1안구 즉, 정상안구의 데이터를 추출한다.
상기 데이터를 추출하는 단계(S200)에서는 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지 기반으로 환자의 제1안구의 표면데이터를 추출한다.
인공의안을 제조하기 위하여 필요한 데이터는, 안구의 깊이, 색상, 공막 길이, 홍채 지름 및 동공 지름이므로, 상기 제1안구의 데이터는, 제1안구의 깊이, 색상, 공막 길이, 홍채 지름 및 동공 지름을 포함한다.
상기 데이터를 추출하는 단계(S200)에서는, 상기 스캔 이미지를 통해 제1안구의 표면데이터 즉, 안구의 깊이, 색상, 공막 길이, 홍채 지름 및 동공 지름의 데이터를 추출할 수 있다.
상기 3차원 스캐너를 통한 제1안구의 스캔 이미지 획득은, 제1안구 즉, 정상안구의 앞쪽에서 제1안구의 모양을 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다.
제1안구의 표면데이터를 이용하여, 결손 안구인 제2안구를 제조함으로써, 개인마다 다른 형태인 안구를 개인 맞춤형으로 제조할 수 있다.
모델링 데이터를 생성하는 단계(S220)에서는 제1안구의 표면데이터를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성한다. 즉, 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터 생성은 데이터 추출하는 단계(S200)에서 추출된 제1안구의 표면데이터를 기반으로 생성한다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중, 안구의 깊이는, 제1안구의 이미지를 3차원 스캐너로 획득하므로 안구의 모양을 3차원으로 데이터 추출할 수 있어, 안구의 깊이에 대한 데이터를 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중 안구의 색상은, 제1안구의 스캔 이미지를 통하여, 눈동자의 색 및 흰자위의 핏줄 등에 대한 색상을 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중 공막 길이는, 제1안구의 스캔 이미지를 통하여, 공막 부분의 가로 길이 및 세로 길이를 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중 홍채 지름은, 제1안구의 스캔 이미지를 통하여, 제1안구에서 홍채의 위치 및 지름(즉, 크기)을 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구의 표면데이터 중 동공 지름은, 제1안구의 스캔 이미지를 통하여, 제1안구에서 동공의 위치, 홍채에서 동공의 위치 및 지름(즉, 크기)을 데이터로 추출할 수 있다.
또한, 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터는, 상기 제1안구의 홍채 위치와 동일한 위치에 제2안구가 안착할 수 있도록 하는 데이터를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성 방법은, 제2안구가 적출된 경우, 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제1안구의 표면데이터를 추출하는 단계(S200), 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제2안구 공간데이터를 추출, 제2안구 영역에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 기반으로 제2안구 영역 내부 공간 제2안구 CT데이터를 추출 및 제1안구에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 기반으로 제1안구 내부 구조의 제1안구 CT데이터를 추출 중 적어도 하나를 추출하는 단계(S210) 및 제1안구의 표면데이터 추출과 제2안구 공간데이터, 제1안구 CT데이터 및 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나의 데이터를 추출 후, 상기 제1안구 표면 데이터와 상기 제2안구 공간데이터, 상기 제1안구 CT데이터 및 상기 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 단계(S220)를 포함한다.
상기 3차원 인공의안 생성 방법은, 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제1안구의 표면데이터를 추출하는 단계(S200)와 모델링 데이터를 생성하는 단계(S220) 사이에, 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제2안구 공간데이터를 추출, 제1안구 영역 내부 구조를 확인하기 위하여 상기 제1안구에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 통하여 제1안구 CT데이터를 추출 및 적출된 제2안구 영역 내부 공간을 확인하기 위하여 상기 제2안구 영역에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 통하여 제2안구 CT데이터를 추출 중 적어도 하나를 추출하는 단계(S210)를 더 포함한다.
상기 컴퓨터 단층 촬영 영상은 적출된 제2안구 영역 내부 공간을 확인하는 것뿐만 아니라, 제1안구를 컴퓨터 단층 촬영하여 제1안구의 두께 및 구조를 파악할 수도 있다.
즉, 안구의 정면, 측면 및 내부를 모두 촬영하여 영상 이미지를 통해 제1안구의 두께 및 크기 등을 파악할 수 있고, 제1안구 영역의 내부 구조를 파악할 수도 있다.
제1안구의 표면데이터와 제2안구 공간데이터, 제1안구 CT데이터 및 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나의 데이터를 이용하여, 결손 안구인 제2안구를 제조함으로써, 개인마다 다른 형태인 안구를 개인 맞춤형으로 제조할 수 있다.
모델링 데이터를 생성하는 단계(S220)에서는 제1안구의 표면데이터와 제2안구 공간데이터, 제1안구 CT데이터 및 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나의 데이터를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성한다. 즉, 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터 생성은 데이터 추출하는 단계(S200)에서 추출된 제1안구의 표면데이터와 제2안구 공간데이터, 제1안구에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 통하여 획득한 제1안구 CT데이터 및 상기 제2안구 영역에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 통하여 획득한 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나의 데이터를 기반으로 생성한다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제2안구 공간데이터의 제2안구 영역에 대한 내부 공간은, 제2안구의 스캔 이미지를 통하여, 제2안구 내부 공간의 모양, 공간의 폭, 깊이, 부피 등을 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제2안구 CT데이터 중 적출된 제2안구 영역에 대한 내부 공간은, CT 영상을 통하여, 내부 공간의 모양, 공간의 폭, 깊이, 부피 등을 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구 CT데이터 중 안구의 중심 두께는, CT 영상을 통하여, 안구가 형성되는 중심의 두께를 데이터로 추출할 수 있다.
상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하기 위한, 상기 제1안구 CT데이터 중 제1안구 영역에 대한 내부 구조는, CT 영상을 통하여, 내부의 모양, 폭, 깊이, 부피 등을 데이터로 추출할 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인공의안 생성방법은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110 : 데이터 추출부
120 : 데이터 생성부

Claims (8)

  1. 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제1안구의 표면데이터를 추출하는 단계; 및
    상기 제1안구의 표면데이터를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1안구의 데이터는, 제1안구의 깊이, 폭, 색상, 공막 길이, 홍채 지름, 동공 지름 및 중심두께를 포함하고,
    상기 제1안구는 환자의 정상안구이고, 상기 제2안구는 환자의 결손안구이고,
    환자의 상기 제2안구가 적출된 경우,
    컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제2안구의 공간데이터를 추출, 제1안구에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 기반으로 제1안구 CT데이터 추출 및 제2안구 영역에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상을 기반으로 제2안구 영역 내부 공간 CT데이터를 추출 중 적어도 하나를 추출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 모델링 데이터 생성단계는,
    상기 제1안구의 표면데이터; 및
    상기 제2안구의 공간데이터, 상기 제1안구 CT데이터 및 상기 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 3차원 인공의안 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2안구에 대한 모델링 데이터는, 상기 제1안구의 홍채 위치와 동일한 위치에 제2안구가 안착할 수 있도록 하는 데이터를 포함하는, 3차원 인공의안 생성방법.
  3. 삭제
  4. 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 제1항 및 제2항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된, 3차원 인공의안 생성 프로그램.
  5. 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제1안구의 표면데이터를 추출하는 데이터 추출부; 및
    상기 제1안구의 표면데이터를 이용하여 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 데이터 생성부를 포함하고,
    상기 제1안구의 표면데이터는, 제1안구의 깊이, 폭, 색상, 공막 길이, 홍채 지름, 동공 지름 및 중심두께를 포함하고,
    상기 제1안구는 환자의 정상안구이고, 상기 제2안구는 환자의 결손안구이고,
    환자의 상기 제2안구가 적출된 경우,
    상기 데이터 추출부는, 컴퓨터가 3차원 스캐너를 통해 획득된 스캔 이미지에서 환자의 제2안구의 공간데이터를 추출, 제1안구 내부 구조를 확인하기 위하여 상기 제1안구에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상 촬영을 통하여 제1안구 CT데이터 추출 및 적출된 제2안구 영역 내부 공간을 확인하기 위하여 상기 제2안구 영역에 대한 컴퓨터 단층 촬영 영상 촬영을 통하여 제2안구 CT데이터 추출하는 것 중 적어도 하나를 더 포함하고,
    상기 데이터 생성부는,
    상기 제1안구의 표면데이터; 및
    상기 제2안구의 공간데이터, 상기 제1안구 CT데이터 및 상기 제2안구 CT데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제2안구에 대한 모델링 데이터를 생성하는 것을 포함하는, 3차원 인공의안 생성 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2안구에 대한 모델링 데이터는, 상기 제1안구의 홍채 위치와 동일한 위치에 제2안구가 안착할 수 있도록 하는 데이터를 포함하는, 3차원 인공의안 생성 시스템.
  7. 삭제
  8. 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 3차원 인공 의안 생성 시스템에 의해 생성된 3차원 인공의안.
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