KR20180124005A - The method for fabricating temporal bone model and the same fabricated thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 측두골 모형 제작 방법 및 그 방법에 의하여 제작된 측두골 모형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 프린팅 기법을 이용하여 인체의 측두골과 유사한 물성을 갖는 측두골 모형의 제작에 관한 방법 및 그러한 방법으로 제작된 측두골 모형에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a temporal bone model and a temporal bone model produced by the method, and more particularly, to a method for manufacturing a temporal bone model having properties similar to those of the temporal bone of a human body using a 3D printing technique, And the like.
측두골은 머리뼈를 구성하는 뼈 중 하나로, 한 쌍의 뼈가 머리뼈의 양 옆 기저부를 이루고 있으며, 대뇌의 관자엽을 감싸 보호하고 있다. 이러한 측두골은 관자뼈로도 지칭되곤 한다. The temporal bone is one of the bones that make up the head bone, and a pair of bones form the bases of both sides of the head bone, covering the cotyledons of the cerebrum. These temporal bones are also sometimes referred to as eye bones.
측두골의 움직임은 얼굴의 전반적인 부분에 지대한 영향을 미칠 수 있다. 다시 말해서, 측두골은 인체의 다양한 질환과 연관되어 있을 수 있으므로, 측두골에 대한 간단하거나 복잡한 시술을 통하여 질환의 치료, 통증의 감경 등을 달성할 수 있다. 즉, 측두골에는 뇌 신경, 청각 신경, 미주 신경 등이 인접하여 통과할 수 있다. 이에 따라 측두골 관련 수술을 수행할 때는 많은 주의가 요구될 수 있다. 다시 말해서, 이비인후과 수술 등을 수행할 때, 측두골의 등골 힘줄(stapedius tendon), 중이 힘줄(tensor tympani tendon) 등을 잘못 건드릴 경우 청각 장애를 일으킬 수 있으므로, 수술 시 주의를 요한다. 그러므로 수술 수행자(예컨대, 의사 등)의 숙련도 향상을 유도하기 위한 교구의 필요성이 강하게 대두되고 있다. Movement of the temporal bone can have a profound effect on the overall part of the face. In other words, since the temporal bone may be associated with various diseases of the human body, treatment of the disease and reduction of pain can be achieved through simple or complicated procedures for the temporal bone. In other words, cranial nerves, auditory nerves, and vagal nerves can pass adjacent to the temporal bone. Therefore, much care may be required when performing temporal bone related surgery. In other words, when performing otorhinolaryngologic surgery, if you touch the stapedius tendon, tensor tympani tendon, etc. of the temporal bone, it can cause hearing impairment, so you need to be careful about the operation. Therefore, there is a strong need for a diocese to induce improvement of the proficiency of the surgeon (e.g., doctor, etc.).
지금까지는 의사 또는 의대생 등에 의한 측두골 해부, 수술 연습에 있어서 사체로부터 획득된 측두골이 이용되었지만, 사체로부터 획득할 수 있는 측두골의 개수는 한정적이라는 점에서 해부 및 수술 연습의 기회가 제한적이었다. Until now, the temporal bone obtained from the cadaver was used in the dissection of the temporal bone by the doctor or medical student, and the surgery practice, but the number of the temporal bone that can be obtained from the cadaver is limited, and the opportunity of the dissection and the surgery practice was limited.
본 발명은 전술한 문제점에 대한 대응안으로써 안출된 것으로, 의사 또는 의대생 등에 의한 측두골 해부, 수술 연습에 있어서 활용성이 우수한 측두골 모형의 제작 방법 및 그 방법에 의하여 제작된 측두골 모형을 제공하고자 한다. The present invention has been devised as a solution to the above-mentioned problems, and it is intended to provide a method of manufacturing a temporal bone model having excellent utility in surgical dissection of a temporal bone by a doctor or a medical student, and a temporal bone model produced by the method.
본 발명의 일 실시예로써, 측두골 모형 제작 방법 및 그 방법에 의하여 제작된 측두골 모형이 제공될 수 있다. As an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a temporal bone model and a temporal bone model manufactured by the method can be provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 측두골 모형 제작 방법은 제작될 측두골을 갖는 대상체에 대한 이미지를 획득하는 단계, 획득된 이미지를 복수개의 파트들로 분리(segmentation)하는 단계, 분리된 각각의 파트에 대한 모델링을 수행하는 단계, 모델링의 수행 결과에 기초하여 측두골 모형을 제작하는 단계, 제작된 측두골 모형에 대한 경화 처리를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. The method of manufacturing a temporal bone model according to an embodiment of the present invention includes the steps of acquiring an image of a target having a temporal bone to be manufactured, segmenting the acquired image into a plurality of parts, Performing modeling, producing a temporal bone model based on the result of the modeling, and performing a curing process on the manufactured temporal bone model.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지는 컴퓨터 단층촬영(CT)을 통하여 획득된 DICOM 이미지 파일일 수 있다. The image according to an embodiment of the present invention may be a DICOM image file obtained through a computed tomography (CT).
본 발명의 일 실시예에 따른 파트에는 측두골 프레임, 측두골에 포함된 에어셀(air cell), 소골(ossicle), 힘줄(tendon), 혈관(blood vessel) 및 신경(nerve) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. The part according to an embodiment of the present invention may include at least one of a temporal bone frame, an air cell included in the temporal bone, an ossicle, a tendon, a blood vessel, and a nerve .
본 발명의 일 실시예에 따른 분리된 각각의 파트에 대한 모델링을 수행하는 단계는 각각의 파트에 대한 3차원 모델링을 수행하는 단계를 포함하고, 모델링의 수행 결과에 기초하여 측두골 모형을 제작하는 단계는 3차원으로 표현된 각각의 파트를 3D 프린터를 이용하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 측두골 모형을 제작하는 단계에는 제작된 측두골 모형의 파트 중 적어도 하나를 채색하는 단계가 포함될 수 있다.The step of performing modeling for each of the separated parts according to an embodiment of the present invention includes performing three-dimensional modeling for each part, and the step of producing a temporal bone model based on the result of the modeling May include outputting each part expressed in three dimensions using a 3D printer. Also, the step of fabricating the temporal bone model may include the step of coloring at least one of the parts of the manufactured temporal bone model.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터에서는 파우더, 플라스틱, 아크릴 중 적어도 하나의 소재가 사용될 수 있다. In the 3D printer according to an embodiment of the present invention, at least one of powder, plastic, and acrylic may be used.
본 발명의 일 실시예에 따른 제작된 측두골 모형에 대한 경화 처리를 수행하는 단계는 경화제를 측두골 모형에 도포하는 단계 및 경화제가 도포된 측두골 모형에 대하여 열을 가하여 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. The step of performing the hardening treatment on the manufactured temporal bone model according to an embodiment of the present invention may include a step of applying the hardener to the temporal bone model and a step of applying heat to the temporal bone model to which the hardener is applied.
본 발명의 일 실시예에 따라 출력되어 제작된 각각의 파트에는 상호 결합을 위한 적어도 하나의 결합부재가 포함될 수 있고, 결합부재와 접착제에 의하여 각각의 파트가 상호 결합될 수 있다. Each of the parts manufactured and output according to an embodiment of the present invention may include at least one coupling member for mutual coupling, and the respective parts may be coupled to each other by the coupling member and the adhesive.
한편, 본 발명의 일 실시예로써, 전술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다. 다시 말해서, 컴퓨터 등과 같은 하드웨어와 결합되어 전술한 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 제공될 수 있다.Meanwhile, as an embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium on which a program for causing the computer to execute the above-described method may be provided. In other words, a computer program stored on a medium may be provided in combination with hardware such as a computer to perform the above-described method.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 의사 또는 의대생 등에 의한 측두골 해부, 수술 연습에 있어서 활용성이 우수한 측두골 모형을 제작할 수 있다. 다시 말해서, 의사 또는 의대생은 중이염, 인공와우 환자의 수술 계획을 위한 모의 수술 등에 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 측두골 모형을 활용할 수 있으므로, 수술의 성공 가능성을 대폭 향상시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a temporal bone model having excellent utility in the dissection of the temporal bone by a doctor or a medical student or the like can be produced. In other words, the physician or medical student can utilize the temporal bone model manufactured according to the embodiment of the present invention, such as otitis media, simulated surgery for the cooperative surgery of the cochlear implant, and the like, thereby greatly improving the possibility of the operation.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 측두골 모형을 활용하여 수술 연습을 반복적으로 수행해봄으로써 의사 또는 의대생 등의 수술 숙련도를 향상시킬 수 있다. Further, by performing the surgical exercises repeatedly using the temporal bone model manufactured according to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the surgical skill of the doctor or medical students.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 측두골 모형에는 각 파트가 입체적으로 표현되어 있고 채색되어 있으므로 환자 또는 보호자에 대한 수술 부위, 수술 과정 등의 설명을 위한 자료로써도 활용될 수 있다. 따라서, 환자 또는 보호자는 수술에 대한 정보를 비교적 손쉽고 정확하게 인지할 수 있다. In addition, since the parts of the temporal bone model manufactured according to the embodiment of the present invention are three-dimensionally expressed and colored, they can be utilized as data for explaining the operation site and the surgical procedure for the patient or the caregiver. Accordingly, the patient or the caregiver can relatively easily and accurately recognize information about the operation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측두골 모형 제작 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체에 대하여 획득된 이미지 및 측두골 관련 모델링의 일 예를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대상체에 대하여 획득된 이미지 및 측두골 관련 모델링의 일 예를 나타낸다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 대상체에 대하여 획득된 이미지 및 측두골 관련 모델링의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 모델링 결과의 일 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측두골 모형 제작 방법으로 제작된 측두골 모형의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 결합부재가 포함된 파트의 일 예를 나타낸다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a temporal bone model according to an embodiment of the present invention.
2A to 2C show an example of image and temporal bone-related modeling obtained for a subject according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B illustrate an example of image and temporal bone-related modeling obtained for a subject according to another embodiment of the present invention.
4A to 4C show an example of image and temporal bone related modeling obtained for a subject according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows an example of a modeling result for a target object according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows an example of a temporal bone model manufactured by the method of manufacturing a temporal bone model according to an embodiment of the present invention.
7 shows an example of a part including a coupling member according to an embodiment of the present invention.
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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. The terms used in this specification will be briefly described and the present invention will be described in detail.
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. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.
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. When an element is referred to as " including " an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms " part, " " module, " and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software . In addition, when a part is referred to as being "connected" to another part throughout the specification, it includes not only "directly connected" but also "connected with other part in between".
명세서 전체에서 "이미지"이란 핵자기 공명 원리를 이용하여 획득된 자기 공명 이미지(MRI; Magnetic Resonance Imaging), 컴퓨터 단층촬영(CT; Computer Tomography)을 통하여 획득된 이미지를 의미할 수 있다. Throughout the specification, the term "image" may mean an image obtained through Magnetic Resonance Imaging (MRI) or Computer Tomography (CT) obtained using the nuclear magnetic resonance principle.
명세서 전체에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 의학 물리학자, 방사선사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Throughout the specification, the term " user " may be, but is not limited to, a medical professional such as a physician, a medical physicist, a radiologist,
또한, 명세서 전체에서 "대상체"는 환자 또는 신체를 의미할 수 있다.Further, throughout the specification, " subject " may mean a patient or a body.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측두골 모형 제작 방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a temporal bone model according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 측두골 모형 제작 방법은 제작될 측두골을 갖는 대상체에 대한 이미지를 획득하는 단계(S100), 획득된 이미지를 복수개의 파트들로 분리(segmentation)하는 단계(S200), 분리된 각각의 파트에 대한 모델링을 수행하는 단계(S300), 모델링의 수행 결과에 기초하여 측두골 모형을 제작하는 단계(S400) 및 제작된 측두골 모형에 대한 경화 처리를 수행하는 단계(S500)를 포함할 수 있다. The method of producing a temporal bone model according to an embodiment of the present invention includes the steps of acquiring an image of a target having a temporal bone to be manufactured (S100), segmenting the acquired image into a plurality of parts (S200) (S400) of creating a temporal bone model based on the result of the modeling, and performing a curing process (S500) on the manufactured temporal bone model (S300) .
제작될 측두골을 갖는 대상체에 대한 이미지(10)가 획득될 수 있다. 이러한 이미지(10)는 CT 촬영을 통하여 획득된 DICOM 파일 이미지일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제작할 측두골 모델에 대한 실제 해부학적 자료에 기초하여 3차원 모델링을 구현하고 구현된 3차원 모델링 결과를 3D 프린터 등을 이용하여 출력하여 제작해냄으로써 제작할 측두골에 대한 모형을 획득할 수 있다. An
본 발명의 일 실시예에 따르면, CT 촬영을 통하여 획득된 이미지에 기초하여 제작할 측두골을 복수개의 파트들로 분리해낼 수 있다. 이러한 복수개의 파트에는 측두골 프레임(100), 상기 측두골에 포함된 에어셀(air cell)(110), 소골(ossicle), 힘줄(tendon), 혈관(blood vessel) 및 신경(nerve) 등이 포함될 수 있다. 각각의 파트에 대하여 3차원(3D)의 모델링이 수행될 수 있다. 다시 말해서, 모델링 작업은 측두골에 대하여 일회성으로만 진행되는 것이 아니라 제작하고자 하는 측두골 모델의 각각의 파트별로 수행될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 측두골의 각각의 파트를 분리(분할)하여 제작한 후 결합함으로써 제작하고자 하는 측두골의 모형을 제작할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a temporal bone to be produced can be divided into a plurality of parts based on an image obtained through CT imaging. Such a plurality of parts may include a
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체에 대하여 획득된 이미지 및 측두골 관련 모델링의 일 예를 나타내고, 도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대상체에 대하여 획득된 이미지 및 측두골 관련 모델링의 일 예를 나타내며, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 대상체에 대하여 획득된 이미지 및 측두골 관련 모델링의 일 예를 나타낸다.FIGS. 2A to 2C illustrate an example of image and temporal bone-related modeling obtained for a target object according to an embodiment of the present invention, And temporal bone-related modeling, and FIGS. 4A-4C illustrate an example of image and temporal bone-related modeling obtained for a subject according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지는 컴퓨터 단층촬영(CT)을 통하여 획득된 DICOM 이미지 파일일 수 있다. The image according to an embodiment of the present invention may be a DICOM image file obtained through a computed tomography (CT).
본 발명의 일 실시예에 따른 파트에는 측두골 프레임, 측두골에 포함된 에어셀(air cell), 소골(ossicle), 힘줄(tendon), 혈관(blood vessel) 및 신경(nerve) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. The part according to an embodiment of the present invention may include at least one of a temporal bone frame, an air cell included in the temporal bone, an ossicle, a tendon, a blood vessel, and a nerve .
도 2a에서와 같이, CT 촬영을 통하여 획득된 DICOM 이미지(10) 파일을 이용하여 기본적인 측두골 프레임에 대한 모델링 작업이 수행될 수 있다. 이미지(10) 상에서 측두골(temporal bone)의 범위를 조절하여 전체 측두골 모델 중에서 측두골 프레임(100)을 분리해낼 수 있다. 분리된 측두골 프레임(100)에 대한 3D 모델링 결과의 일 예는 도 2b와 같이 획득될 수 있다. 도 2b의 (a)는 측두골 프레임(100)의 외측면을 나타내고, 도 2b의 (b)는 측두골 프레임(100)의 내측면을 나타낸다. 2A, a modeling operation for a basic temporal bone frame can be performed using the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원의 측두골 모형의 내부 구조 중 가장 정확하고 정밀하게 구현되어야 할 파트는 에어셀(air cell) 파트일 수 있다. 이러한 에어셀은 측두골 내의 미세한 구멍들을 지칭할 수 있다. 에어셀에 대한 정밀한 모델링을 위하여 일반적인 모델링 프로그램에 의하여 자동으로 분리(segmentation)되는 방식뿐만 아니라 사용자에 의하여 수작업으로 분리되는 방식이 모델링 과정에서 수행될 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the most accurate and precise part of the internal structure of the three-dimensional temporal bone model may be an air cell part. These air cells can refer to microscopic holes in the temporal bone. In order to precisely model the air cell, not only a method of automatically segmenting by a general modeling program but also a method of manually separating by a user may be performed in the modeling process.
도 3a 및 도 3b에서와 같이, 측두골 내의 세부 미세기관으로는 소골(ossicle)(200), 힘줄(tendon)(210, 220)이 있다. 소골(200)은 망치뼈, 모루뼈, 등자뼈로 구성된 소리를 전달하는 세 개의 작은 뼈이고, 아주 미세한 구조이지만 중요한 수술 포인트가 되기 때문에 측두골 내의 위치와 구조가 정교하게 나타나야 한다. 측두골 내의 힘줄(210, 220)의 경우 등골 힘줄(stapedius tendon)(210) 및 중이 힘줄(tensor tympani tendon)(220)을 모델링하여 측두골 모형으로 나타낼 수 있다. 이러한 등골 힘줄과 중이 힘줄 또한 수술 시 잘못 건드릴 경우 청각 장애를 일으키기 때문에 3차원 모델링 구현 시 세밀하게 표현하여 측두골 모형에 정확하고 정밀하게 반영하도록 할 필요가 있다. As shown in FIGS. 3A and 3B, detailed micro-organs in the temporal bone include
또한, 도 4a 및 도 4b와 같은 측두골을 지나는 동맥(artery)(310)와 정맥(vein)(320)의 분리 및 모델링을 위하여, 기본적인 측두골의 프레임을 따온 Dicom 이미지 파일이 아닌 다른 형태의 CT 촬영 이미지 파일이 사용될 수 있다. 뼈의 경우 일반 CT 이미지를 사용해도 명확하게 3차원 모델링을 구현할 수 있지만 혈관의 경우에는 조영제의 침투가 잘 보이는 향상된(enhanced) CT 이미지 파일을 이용하여 모델링할 수 있다. In addition, in order to separate and model the
도 4c와 같이 측두골을 지나는 안면 신경(facial nerve)이 모델링될 수 있다. 이러한 안면 신경 등의 신경(400)은 측두골 구조 내에 위치할 수 있기 때문에 인접하는 뼈와 혼동되거나 구조가 겹치지 않도록 분리해낸 후 모델링을 수행해야 한다. The facial nerve passing through the temporal bone can be modeled as shown in Figure 4c. Since the
본 발명의 일 실시예에 따르면 분리된 각각의 파트에 대한 모델링 결과는 각각의 파트가 서로 겹쳐지거나 변형되지 않도록 결합된 형태로 재차 모델링될 수 있다. 각 파트의 위치, 크기, 모양 등이 보정되어 상호 결합됨으로써 결합된 형태의 모델링 결과가 획득될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the result of modeling for each separated part can be modeled again in a combined form such that each part is not overlapped or deformed. The position, size, shape and the like of each part are corrected and combined with each other, so that the combined modeling result can be obtained.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 모델링 결과의 일 예를 나타낸다.FIG. 5 shows an example of a modeling result for a target object according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 분리된 각각의 파트에 대한 모델링을 수행하는 단계는 각각의 파트에 대한 3차원 모델링을 수행하는 단계를 포함하고, 모델링의 수행 결과에 기초하여 측두골 모형을 제작하는 단계는 3차원으로 표현된 각각의 파트를 3D 프린터를 이용하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The step of performing modeling for each of the separated parts according to an embodiment of the present invention includes performing three-dimensional modeling for each part, and the step of producing a temporal bone model based on the result of the modeling May include outputting each part expressed in three dimensions using a 3D printer.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터에서는 파우더, 플라스틱, 아크릴 중 적어도 하나의 소재가 사용될 수 있다.In the 3D printer according to an embodiment of the present invention, at least one of powder, plastic, and acrylic may be used.
본 발명의 일 실시예에 따른 모델링의 수행 결과에 기초하여 측두골 모형을 제작하는 단계(S400)는 3차원으로 표현된 각각의 파트를 3D 프린터를 이용하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 사용 용도에 따라 소재를 선택하여 3차원 측두골 모형을 프린팅 할 수 있다.The step S400 of producing the temporal bone model based on the result of modeling according to an embodiment of the present invention may include outputting each part expressed in three dimensions using a 3D printer. Depending on the application, the material can be selected to print the three-dimensional temporal bone model.
본 발명의 일 실시예에 따르면 3D 프린팅을 통하여 출력된 측두골 모형 상의 잔여 파우더 등의 소재 또는 이물질 등을 제거하는 단계가 추가적으로 수행될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a step of removing residual material such as residual powder on the temporal bone model output through 3D printing or foreign matter may be additionally performed.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모델링의 수행 결과에 기초하여 측두골 모형을 제작하는 단계(S400)에는 제작된 측두골 모형의 파트 중 적어도 하나를 채색하는 단계가 포함될 수 있다. 예를 들면, 도 3b 내지 도 6에서와 같이 이복근, 경동맥, 사페노스 정맥, 측두골 내 안면신경 등을 채색하여 각 파트가 육안으로도 손쉽게 식별될 수 있게 할 수 있다.In addition, in the step S400 of producing the temporal bone model based on the result of the modeling according to the embodiment of the present invention, a step of coloring at least one part of the manufactured temporal bone model may be included. For example, as shown in FIG. 3B to FIG. 6, coloring of the gastrocnemius muscle, carotid artery, saphenoid vein, facial nerve in the temporal bone, and the like can be easily performed so that each part can be visually recognized easily.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측두골 모형의 파트에 대하여는 각각 상이한 컬러가 채색될 수 있고, 수술 연습 등을 하고자 하는 사용자는 컬러로 구분된 각각의 파트의 용이한 구분을 통하여 보다 세밀한 작업(예컨대, 절단 등)까지 수행할 수 있다. 예를 들어, 경동맥이 손상되지 않는 범위에서 측두골 내의 타 기관의 절단, 접합, 봉합 등을 연습하고자 하는 경우 사용자는 컬러로 구분되어 있는 각 파트의 위치, 크기, 형태 등을 용이하게 인식할 수 있으므로, 경동맥 파트의 손상 없이 각종 수술 연습 등을 효과적으로 수행해볼 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a different color may be painted on each part of the temporal bone model, and a user who wishes to perform a surgical practice may perform a more detailed operation (for example, , Cutting, etc.). For example, when practicing the cutting, joining, and suturing of other organs in the temporal bone within the extent that the carotid artery is not damaged, the user can easily recognize the position, size, and shape of each part , Various surgical exercises can be effectively performed without damaging the carotid artery part.
본 발명의 일 실시예에 따른 제작된 측두골 모형에 대한 경화 처리를 수행하는 단계(S500)는 경화제를 측두골 모형에 도포하는 단계 및 경화제가 도포된 측두골 모형에 대하여 열을 가하여 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 경화제는 에폭시, 순간 접착제 계열의 경화제 등이 사용될 수 있다.The step S500 of performing the hardening process on the manufactured temporal bone model according to an embodiment of the present invention includes a step of applying the hardener to the temporal bone model and a step of applying heat to the temporal bone model to which the hardener is applied . For example, the curing agent may be an epoxy, a curing agent of the instant adhesive type, or the like.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측두골 모형 제작 방법으로 제작된 측두골 모형의 일 예를 나타낸다. FIG. 6 shows an example of a temporal bone model manufactured by the method of manufacturing a temporal bone model according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의하여 측두골 모형이 제작될 수 있다. 제작된 측두골 모형의 예는 도 6에 도시된 바와 같이 나타날 수 있다. The temporal bone model can be produced by the method according to one embodiment of the present invention. An example of the manufactured temporal bone model can be shown in Fig.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 결합부재가 포함된 파트의 일 예를 나타낸다.7 shows an example of a part including a coupling member according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따라 출력되어 제작된 각각의 파트에는 상호 결합을 위한 적어도 하나의 결합부재가 포함될 수 있고, 결합부재와 접착제에 의하여 각각의 파트가 상호 결합될 수 있다. Each of the parts manufactured and output according to an embodiment of the present invention may include at least one coupling member for mutual coupling, and the respective parts may be coupled to each other by the coupling member and the adhesive.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 측두골의 각각의 파트를 분리(분할)하여 제작한 후 결합함으로써 제작하고자 하는 측두골의 모형을 미세하고 정확하게 표현하여 제작할 수 있다. 다시 말해서, 측두골 모형의 내부 및 외부 구조물을 정확하고 미세하게 표현하기 위하여 측두골 모형을 중이를 중심으로 2 분할 또는 3 분할하여 제작(출력)하고, 제작된 분할(파트)를 결합부재 및 접착제 등을 이용하여 결합함으로써 측두골 모형을 제작해낼 수도 있다. 도 7에서와 같이, 각각의 파트의 상호 결합을 위하여 요철 형상의 암형 및 수형 결합부재(예컨대, 1, 3 및 5)를 활용할 수도 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the parts of the temporal bone can be separated (divided), manufactured, and then combined, so that the model of the temporal bone to be manufactured can be finely and accurately expressed. In other words, in order to accurately and finely represent the internal and external structures of the temporal bone model, the temporal bone model is divided into two or three parts (output) centering on the middle ear, and the divided parts (parts) To create a temporal bone model. As shown in Fig. 7, female and male engaging members (for example, 1, 3 and 5) having concave and convex shapes may be utilized for mutual coupling of the parts.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 고무 소재, 실리콘 등을 이용하여 고막 등을 표현할 수도 있다. In addition, according to one embodiment of the present invention, a rubber material, silicone, or the like may be used to express the eardrum or the like.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. One embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as program modules, being executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.
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.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
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.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
1, 3, 5: 결합부재
10: 이미지
100: 측두골 프레임
110: 에어셀
200: 소골
210: 등골 힘줄
220: 중이 힘줄
310: 동맥
320: 정맥
400: 신경1, 3, 5:
10: Image
100: temporal bone frame
110: Air cell
200: bone
210: spinal cord tendon
220: Middle stripe
310: artery
320: Vein
400: Nervous
Claims (2)
제작될 측두골을 갖는 대상체에 대한 이미지를 획득하는 단계;
상기 획득된 이미지를 복수개의 파트들로 분리(segmentation)하는 단계;
상기 분리된 각각의 파트에 대한 모델링을 수행하는 단계;
상기 모델링의 수행 결과에 기초하여 측두골 모형을 제작하는 단계; 및
상기 제작된 측두골 모형에 대한 경화 처리를 수행하는 단계를 포함하되,
상기 획득된 이미지를 복수개의 파트들로 분리하는 단계에서는, 컴퓨터 단층촬영(CT)을 통하여 획득된 DICOM 이미지 파일 상에서 상기 측두골의 범위를 조절하여 측두골 프레임을 분리하고, 상기 DICOM 이미지 파일 상에서 에어셀(air cell), 소골(ossicle), 힘줄(tendon) 및 신경(nerve)을 분리하고, 조영제 침투의 확인이 가능한 CT 이미지 파일 상에서 혈관(Blood vessel)을 분리하며,
상기 분리된 각각의 파트에 대한 모델링을 수행하는 단계에서는, 상기 분리된 복수개의 파트들 각각의 위치, 크기 및 모양이 보정되어 상호 결합됨으로써 결합된 형태의 3차원 모델링 결과가 획득되고,
상기 모델링의 수행 결과에 기초하여 측두골 모형을 제작하는 단계에는, 상기 분리된 각각의 파트에 대하여 인체상의 물성과 유사한 소재로 제작한 후 각각의 파트 별로 상이한 컬러를 채색하는 단계 및 파우더, 플라스틱, 아크릴 중 적어도 하나의 소재가 사용되는 3D 프린터를 이용하여 상기 분리된 각각의 파트를 출력하는 단계가 포함되며,
상기 3D 프린터를 이용하여 출력된 각각의 파트에는 상호 결합을 위한 적어도 하나의 결합부재가 포함되고, 상기 결합부재와 접착제에 의해 상기 각각의 파트가 상호 결합 가능하며,
상기 제작된 측두골 모형에 대한 경화 처리를 수행하는 단계에는 경화제를 상기 측두골 모형에 도포하는 단계 및 상기 경화제가 도포된 측두골 모형에 대하여 열을 가하여 건조시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 측두골 모형 제작 방법.
In a method for producing a temporal bone model,
Obtaining an image for a subject having a temporal bone to be produced;
Segmenting the acquired image into a plurality of parts;
Performing modeling for each of the separated parts;
Producing a temporal bone model based on a result of the modeling; And
Performing a curing process on the prepared temporal bone model,
In the step of dividing the acquired image into a plurality of parts, the temporal bone frame is separated by adjusting the range of the temporal bone on the DICOM image file acquired through the CT, cell, ossicle, tendon and nerve, separating the blood vessel from the CT image file which can confirm contrast infiltration,
In the step of performing modeling for each of the separated parts, the position, size, and shape of each of the plurality of separated parts are corrected and combined, thereby obtaining a combined result of the three-dimensional modeling,
The step of fabricating the temporal bone model based on the result of the modeling includes a step of coloring different parts for each part after manufacturing the separated parts with a material similar to the physical properties of the human body and using a powder, And outputting each of the separated parts using a 3D printer using at least one of the plurality of parts,
Wherein each part output using the 3D printer includes at least one engaging member for mutual engaging, the engaging member and the respective parts being mutually engageable by an adhesive,
Wherein the step of performing the hardening treatment on the manufactured temporal bone model includes applying a hardening agent to the temporal bone model and drying the temporal bone model to which the hardening agent has been applied by applying heat thereto .
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