KR20230077259A - 골조직 변화 확인 방법, 이를 위한 프로그램 및 장치 - Google Patents

골조직 변화 확인 방법, 이를 위한 프로그램 및 장치 Download PDF

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Abstract

골조직의 변화를 확인하는 장치가 개시된다. 본 장치는 하나 이상의 프로세서 및 프로세서와 전기적으로 연결되고, 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드가 저장되는 메모리를 포함할 수 있다. 본 장치가 제공됨으로써, 골조직의 변화가 보다 효과적으로 추적 및 확인될 수 있다.

Description

골조직 변화 확인 방법, 이를 위한 프로그램 및 장치{METHOD OF CHECKING BONE TISSUE CHANGES, PROGRAM AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 특정 골조직의 변화를 확인하는 방법, 이를 위한 골조직 변화 확인 프로그램 및 장치에 관한 것이다.
사람의 골(Bone)을 형성하는 조직을 골조직이라 한다. 대체로 골의 표면은 튼튼한 치밀골질로 이루어지고, 그 내부는 골질이 그물눈같이 연합된 해면골질로 되어 있다. 대부분의 골은 처음에 결합조직 중의　연골로서 발생하여 이것이 나중에 골조직으로 바뀌는데, 일부 골은 결합조직 중에서 직접 만들어진다. 골단에서는 이웃골과 접하는 부분에 관절면이 있고, 그 표면은 관절연골로 덮여 있다. 해면질 가운데의 해면소주는 일정한 배열로 되어 있는 것이 특징이다.
골간부의 넓은 골수강은 해면소주로 구성된 공간이며, 대부분 골수로 채워져 있다.　조혈작용을 하는 골수는 혈관이 많이 분포되어 붉은색을 띠는 경우 적색골수라고 하며, 대부분 성인 골수는 지방 등이 증가하여 황색골수가 된다. 골질의 구조는 치밀골이나 해면골 모두 두께 5∼12㎛의 골판이 겹쳐 있는데, 치밀골에서는 동심원상으로 몇 층이 겹친 골층판(하버스 층판)이 여러 방향으로 배열되어 있고, 각 층판의 중심에는 하버스관이 있어 혈관이 통한다.
골조직 중에서 피질골은 칼슘 포스페이트와 같은 미네랄이 매트릭스에 침착되어 형성한 단단한 조직이며, 골조직의 외부를 감싸고 전체 골조직의 80%에 달한다. 피질골은 기능과 대사 등에 의해서 골흡수와 골생성을 반복하고 특히 피질골 외부를 감싸고 있는 골막에 의해 변화가 확대되고, 결국 골형태는 시간에 따라 변한다.
이러한 이유로 골형태의 변화를 추적하는 것이 쉽지 않은데, 예를 들어 수술 등에 의해 골의 위치와 모습이 달라졌을 때 골변화를 알고자 하는 경우, 피질골의 골흡수 및 골생성에 의한 형태 변화가 심하면 변화 부위를 판별하기 어렵다.
이에 따라, 보다 효과적으로 골조직의 변화를 추적하는 방법이 필요하다.
한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.
미국특허공보 제10748309B2 (등록일 : 2020.10.1.)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 골조직 변화를 효과적이고 정확하게 추적 및 확인하여 골조직의 외형 비교 분석을 정밀하게 수행하는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 과제는, 정확하게 확인된 골조직 변화에 기초하여 재활 또는 치료 관련 계획을 수립하는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직의 변화를 확인하는 방법은 특정 골조직에 대해 시점을 달리하여 촬영된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 수집하는 단계, 상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 골수강 및 피질골을 분리하는 단계, 상기 분리된 골수강을 중심으로 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 중첩하는 단계 및 상기 중첩된 골조직 영상에 기초하여, 상기 특정 골조직의 변화를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 분리하는 단계는 상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는지 확인하는 단계; 및 상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 상기 복수의 부분 골조직 별로 골수강 및 피질골을 분리하는 단계를 포함하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 중첩하는 단계는 상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 상기 제1 골조직 영상의 복수의 부분 골조직의 전부 또는 일부를 상기 제2 골조직 영상에 중첩하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상은 CT 또는 MRI 기반으로 촬영된 영상이고, 상기 제1 골조직 영상은 상기 특정 골조직의 수술이 수행된 후에 획득된 영상일 수 있다.
상기 제2 골조직 영상은 상기 제1 골조직 영상보다 후에 촬영되어, 상기 특정 골조직의 수술과 관련된 정보를 얻기 위해 획득된 영상일 수 있다.
상기 골조직 변화 확인 방법은 상기 특정 골조직을 수술 전에 촬영한 제3 골조직 영상을 획득하고, 상기 획득한 제3 골조직 영상에서 골수강 및 피질골을 분리하는 단계 및 상기 제3 골조직 영상의 골수강을 중심으로, 제1 골조직 영상 또는 제2 골조직 영상을 중첩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 확인하는 단계는 상기 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상의 색상을 서로 구분되게 표시하여, 상기 특정 골조직의 변화를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이하는 단계는 상기 특정 골조직의 변화를 시간 순으로 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 골조직 변화 확인 방법은 상기 특정 골조직의 변화에 기초하여, 재수술 가이드 라인 정보를 제공하거나 재활 가이드 라인 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직의 변화를 확인하는 방법은 특정 골조직에 대해 시점을 달리하여 촬영된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 다수의 사람으로부터 수집하는 단계; 상기 다수의 사람 각각에 대해, 상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 골수강 및 피질골을 분리하는 단계; 상기 다수의 사람 각각에 대해, 상기 분리된 골수강을 중심으로 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 중첩하는 단계; 및 상기 중첩된 골조직 영상에 기초하여, 상기 특정 골조직의 변화 경향성을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 상술한 골조직의 변화를 확인하는 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된, 골조직 변화 확인 프로그램이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직의 변화를 확인하는 장치는 하나 이상의 프로세서 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드(Code)가 저장되는 메모리를 포함할 수 있다.
상기 메모리는, 상기 프로세서를 통해 실행될 때, 상기 프로세서가, 특정 골조직에 대해 시점을 달리하여 촬영된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 수집하고, 상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 골수강 및 피질골을 분리하며, 상기 분리된 골수강을 중심으로 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 중첩하고, 상기 중첩된 골조직 영상에 기초하여, 상기 특정 골조직의 변화를 확인하도록 야기하는 코드가 저장될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 상기 복수의 부분 골조직 별로 골수강 및 피질골을 분리하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 상기 제1 골조직 영상의 복수의 부분 골조직의 전부 또는 일부를 상기 제2 골조직 영상에 중첩하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상은 CT 또는 MRI 기반으로 촬영된 영상이고, 상기 제1 골조직 영상은 상기 특정 골조직의 수술이 수행된 후에 획득된 영상일 수 있다.
상기 제2 골조직 영상은 상기 제1 골조직 영상보다 후에 촬영되어, 상기 특정 골조직의 수술과 관련된 정보를 얻기 위해 획득된 영상일 수 있다.
상기 프로세서는 상기 특정 골조직을 수술 전에 촬영한 제3 골조직 영상을 획득하고, 상기 획득한 제3 골조직 영상에서 골수강 및 피질골을 분리하며, 상기 제3 골조직 영상의 골수강을 중심으로, 제1 골조직 영상 또는 제2 골조직 영상을 중첩하도록 구성될 수 있다.
상술한 골조직 변화 확인 장치는 디스플레이를 더 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는 상기 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상의 색상을 서로 구분되게 표시하여, 상기 특정 골조직의 변화를 상기 디스플레이를 통해 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 특정 골조직의 변화를 시간 순으로 상기 디스플레이를 통해 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 특정 골조직의 변화에 기초하여, 재수술 가이드 라인 정보를 제공하거나 재활 가이드 라인 정보를 제공하도록 구성될 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램, 그리고 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 방법이 제공됨으로써, 효과적이고 정확하게 골조직 변화가 추적 및 확인될 수 있어서, 이를 기초로 수행하는 골조직 외형 분석이 보다 정확하게 수행될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들, 그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 방법을 나타내는 시퀀스도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
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.
도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직의 변화를 확인하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
골조직 변화 확인 장치(100)는 수술 등으로 골조직의 변화를 추적 및 확인하는 장치로, 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 입력받을 수 있다(I1, I2).
제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상은 전산화 단층 촬영(CT) 또는 자기공명 영상(MRI) 기반으로 촬영된 영상일 수 있으며, 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상은 피질골 및 골수강을 포함하여 나타낼 수 있다.
여기서, 골수강은, 피질골과 달리, 골조직 내부의 제한된 공간을 차지하고 있으면서 골소주(trabecule)로 이루어진 망상조직으로 구성될 수 있다. 피질골이 주로 신체 조직의 보호와 운동 및 위치 이동에 중요한 반면, 골수강은 조혈작용을 통해 적혈구, 백혈구 등을 생성하는데 관여한다. 골수강 내 골소주는 골조직에 가해지는 힘의 방향과 세기에 따라서 리모델링 되어 골소주 주행 방향과 크기 등이 바뀔 수 있으나, 골수강은 그대로 유지될 수 있다.
제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상은 피질골과 골수강이 분리되어 표현되지 않은 상태이며, 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상과 같은 영상 데이터로부터 골조직 모델을 표면 형태로 재구성하여(가령, stereolithography (STL)를 이용) 시기별 변화를 확인하고자 할 경우 영상 간 중첩을 해야만 정확한 비교가 가능하나, 피질골과 골수강을 모두 포함하는 모델을 이용해 중첩하면 형태 변화 가능성이 큰 피질골 때문에 정확한 중첩, 비교 및 골조직 변화 추적(확인)이 어려울 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 장치(100)는 골조직 모델을 피질골 부위와 골수강 부위로 분리해서 먼저 골수강 중심으로 중첩하고, 이때 골수강 이동과 동반 이동된 피질골을 비교하면 골조직 외형의 비교 분석 및 변화 추적을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
이에, 골조직 변화 확인 장치(100)는 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 입력받아(I1,I2), 골조직 중첩 영상을 출력할 수 있다(O1). 이때, 골조직 변화 확인 장치(100)는 골수강을 먼저 중첩하고 이를 기준으로 치밀골을 중첩하여 골조직의 변화를 효과적으로 확인 및 추적할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다.
골조직 변화 확인 장치(100)는 장치, 단말, 디바이스, 태블릿 PC, 워크 스테이션, 서버 및 클라우드 시스템 등으로 구현될 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
골조직 변화 확인 장치(100)는 통신부(110), 입력부(120), 디스플레이(130), 메모리(150) 및 하나 이상의 프로세서(190)를 포함할 수 있다. 다만, 상기 구성들은 필수적 구성들은 아니므로, 본 명세서의 골조직 변화 확인 장치(100)는 더 많은 또는 더 적은 구성을 포함할 수 있다.
통신부(110)는 네트워크와 연결하기 위한 구성이며, 특정 골조직에 대해 치밀골 및 골수강을 포함하는 골조직 영상을 다양한 기기로부터 획득하여 메모리(130)에 저장할 수 있으며, 여기서, 특정 골조직은 다양할 수 있다. 통신부(110)는 이동 통신, 근거리 통신 등을 수행하기 위한 모듈을 포함할 수 있고, 유무선 통신을 수행하기 위한 모듈을 포함할 수 있으며, 프로세서(190)의 제어를 받을 수 있다.
입력부(120)는 다양한 입력 수단을 포괄적으로 포함할 수 있다. 입력부(120)는 키보드, 마우스, 터치 스크린, 조이스틱 등을 포함한 다양한 입력 수단을 포함할 수 있으며, 사용자, 기기 등의 다양한 정보를 입력받을 수 있다.
디스플레이(130)는 다양한 정보를 출력하는 모듈이며, 프로세서(190)의 연산 과정, 딥러닝 연산 과정 등을 화면에 출력할 수 있으며, 다양한 프로세싱 결과를 출력할 수 있다.
메모리(150)는 프로세서(190)와 전기적으로 연결되고, 프로세서(190)에서 수행되는 적어도 하나의 코드(Code)를 저장할 수 있으며, 다양한 형태의 저장소를 통칭하는 모듈일 수 있다. 메모리(150)는 골조직 변화 확인 장치(100) 내부뿐만 아니라 외부에도 위치할 수 있다. 메모리(150)는 머신 러닝, 인공 신경망 등을 이용하여 연산을 수행하는데 필요한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(150)는 다양한 학습 모델을 저장할 수 있는데, 상기 학습 모델들은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.
상기 학습 모델들은 레이블(Label) 정보에 기초하여, 학습이 수행될 수 있으며, 학습 정확도를 높이기 위해, 손실 함수가 목표의 값을 갖도록, 다양한 역전파(Backpropagation), 크로스 엔트로피(Cross Entropy) 알고리즘 등이 적용될 수 있다.
메모리(150)는 골조직 영상에서 피질골 및 골수강을 추출하는 모델을 저장할 수 있다. 해당 모델은 이미지가 입력되면 각 구성들(피질골 및 골수강 등)을 분할하기 위한 2D U-Net 을 포함하여 구현될 수 있으며, 지도 학습 기반의 DNN(Deep Neural Network), CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network) 등의 네트워크들을 포함하여 구현될 수 있으며, 비지도 학습 기반의 GAN(Generative Adversarial Network), CGAN(Conditional GAN), CGGAN(Context Guided GAN) 등을 포함하여 구현될 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되지 않고 다양한 딥러닝 알고리즘이 적용될 수 있다.
메모리(150)는 프로세서(190)를 통해 실행될 때, 상기 프로세서(190)가 다양한 프로세싱을 수행하도록 야기하는(Causing) 코드가 저장될 수 있다.
프로세서(190)는 하나 이상으로 구현될 수 있으며, 단수로 표현하더라도 복수로 간주될 수 있다. 프로세서(190)는 골조직 변화 확인 장치(100)의 구성들을 컨트롤하는 모듈이며, 프로세서(190)는 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 프로세서(190)는 인공 지능 연산을 수행하기 위한 러닝 프로세서를 별도로 구비하거나, 자체적으로 러닝 프로세서를 구비할 수 있다.
이하에서는, 상기 골조직 변화 확인 장치(100)의 각 구성들을 보다 자세히 설명하기로 한다.
메모리(150)는 프로세서(190)를 통해 실행될 때, 프로세서(190)가, 특정 골조직에 대해 시점을 달리하여 촬영된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 수집하고, 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 골수강 및 피질골을 분리하며, 분리된 골수강을 중심으로 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 중첩하고, 중첩된 골조직 영상에 기초하여, 특정 골조직의 변화를 확인하도록 야기하는 코드가 저장될 수 있다.
여기서, 골수강은 제1 및 제2 골조직 영상에서 소정의 영역에 포함된 모든 골수강(가령, 골수강 패턴)을 모두 포함할 수 있으며, 구현 예에 따라서는 단일의 골수강으로 표현될 수 있다.
여기서, 제1 골조직 영상은 수술 후 소정 시점(또는, 수술 시점)이 경과한 지점에 촬영된 영상일 수 있으며, 제2 골조직 영상은 수술 결과를 평가하기 위해 수술 후 상당 시간이 경과한 후(가령, 수술 종류에 따라 다양하며, 수술과 관련된 정보를 얻기 위해 수행)에 촬영된 영상일 수 있다. 또한, 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상은 CT 또는 MRI 기반으로 촬영된 영상일 수 있으며, 가독성을 확보하기 위해 영상 가공된 골조직 영상일 수 있다.
프로세서(190)는 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 복수의 부분 골조직 별로 골수강 및 피질골을 분리할 수 있다. 가령, 특정 골조직이 턱 골조직인 경우, 세 개의 부분 골조직을 포함할 수 있으며, 각각의 부분 골조직 단위로 골수강 및 피질골을 분리할 수 있다.
선택적 실시 예로, 프로세서(190)는 구조적으로 부분 골조직이 아닌 경우에도, 임의적으로 골조직을 부분 골조직으로 구분하여, 구분된 부분 골조직에서 골수강 및 피질골을 분리할 수 있다. 이때, 분리를 위해, 영상 가공이 수행될 수 있다.
프로세서(190)는 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 제1 골조직 영상의 복수의 부분 골조직의 전부 또는 일부를 상기 제2 골조직 영상에 중첩할 수 있다. 즉, 프로세서(190)는 부분 골조직 전부를 중첩하거나 부분 골조직 중 일부만 중첩하여, 부분 골조직 별로 영상 중첩을 수행할 수 있으며, 부분적으로 골조직 변화를 확인할 수 있다.
프로세서(190)는 특정 골조직을 수술 전에 촬영한 제3 골조직 영상을 획득하고, 획득한 제3 골조직 영상에서 골수강 및 피질골을 분리하며, 제3 골조직 영상의 골수강을 중심으로, 제1 골조직 영상 또는 제2 골조직 영상을 중첩할 수 있다.
또한, 프로세서(190)는 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상의 색상을 서로 구분되게 표시하여, 특정 골조직의 변화를 디스플레이(130)를 통해 출력할 수 있다.
특히, 프로세서(190)는 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 구분하여 표시할 수 있으며, 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 내의 부분 골조직들을 서로 구분하여 표시할 수 있다.
프로세서(190)는 특정 골조직이 변화한 부분을 하이라이트하여 디스플레이(130)에 출력할 수 있다.
프로세서(190)는 특정 골조직을 수술 전에 촬영한 제3 골조직 영상을 획득하고, 획득한 제3 골조직 영상에서 골수강 및 피질골을 분리하며, 제3 골조직 영상의 골수강을 중심으로, 제1 골조직 영상 또는 제2 골조직 영상을 중첩할 수 있다. 이는, 수술 전, 수술 직후 및 수술 후 수술 결과를 확인하기 위한 시점 사이의 골조직 변화를 추적할 수 있다.
프로세서(190)는 특정 골조직의 변화를 시간 순으로 디스플레이(130)를 통해 출력할 수 있다.
프로세서(190)는 특정 골조직의 변화에 기초하여, 재수술 가이드 라인 정보를 제공하거나 재활 가이드 라인 정보를 제공할 수 있다.
한편, 프로세서(190)는 특정 골조직을 갖는 다수의 사람에 대해 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 수집하고, 다수의 사람 각각에 대해, 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 골수강 및 피질골을 분리하며, 다수의 사람 각각에 대해, 분리된 골수강을 중심으로 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 중첩하고, 중첩된 골조직 영상에 기초하여, 특정 골조직의 변화 경향성을 확인할 수 있다.
도 3은 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단일 골조직의 변화를 확인하는 방법을 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 부분 골조직을 포함하는 골조직의 변화를 확인하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고하면, 골조직 변화 확인 장치(100)는 특정 골조직에 대해 시점을 달리하는 제1 골조직 영상(310) 및 제2 골조직 영상(320)을 수집할 수 있다. 여기서, 제1 골조직 영상(310)은 수술 직후의 영상이며, 제2 골조직 영상(310)은 시간 경과 후의 결과를 확인하기 위한 영상이고, 골수강 및 피질골을 보다 명확하게 구분하고 골수강 및 피질골을 제외한 골조직을 제외하도록 가공된 영상일 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
골조직 변화 확인 장치(100)는 제1 골조직 영상(310)에서 특정 골조직의 피질골(310a) 및 골수강(310b)을 분리하고, 제2 골조직 영상(320)에서 특정 골조직의 피질골(320a) 및 골수강(320b)을 분리할 수 있다.
골조직 변화 확인 장치(100)는 분리된 제1 골조직 영상의 피질골(310a) 및 제2 골조직 영상의 피질골(320a)를 중첩한 영상(330a)을 생성하고, 제1 골조직 영상의 골수강(310b) 및 제2 골조직 영상의 골수강(320b)를 중첩한 영상(330b)을 생성할 수 있다.
구체적으로, 골조직 변화 확인 장치(100)는 제2 골조직 영상의 골수강(320b)을 그대로 둔 상태에서 제1 골조직 영상의 골수강(310b)을 이동하여 중첩 영상(330b)을 생성할 수 있다.
골조직 변화 확인 장치(100)는 골수강의 중첩 영상(330b)을 중심으로 제1 골조직 영상(310) 및 제2 골조직 영상(320)을 중첩하여, 중첩 영상(340)을 생성할 수 있다.
구체적으로, 골조직 변화 확인 장치(100)는 골수강의 중첩 영상(330b)을 그대로 둔 상태에서, 피질골의 중첩 영상(330a)을 이동하여 중첩 영상(340)을 생성할 수 있는데, 이는, 피질골의 경우 골흡수 및 골생성 반복으로 인해, 변화가 클 수 있기 ‹š문이다.
또한, 골조직 변화 확인 장치(100)은 골수강의 변화를 확인하기 위한 영상(350) 및 피질골의 변화를 확인하기 위한 영상(360)을 생성하여, 골조직의 변화를 추적할 수 있다.
도 4를 참고하면, 골조직 변화 확인 장치(100)는 특정 골조직에 대해 시점을 달리하는 제1 골조직 영상(420), 제2 골조직 영상(450) 및 제3 골조직 영상(410)을 수집할 수 있다. 여기서, 제1 골조직 영상(420)은 수술 직후의 영상이며, 제2 골조직 영상(450)은 수술 결과를 확인하기 위해, 수술 후 1 년 경과한 영상이며, 제3 골조직 영상(410)은 수술 전 골조직 영상일 수 있다. 제1 내지 제3 영상(410, 420, 450)은 골수강 및 피질골을 보다 명확하게 구분하고 골수강 및 피질골을 제외한 골조직을 제외하도록 가공된 영상일 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
골조직 변화 확인 장치(100)는 제1 골조직 영상(420)에서 특정 골조직의 피질골 및 골수강을 분리하고, 제2 골조직 영상(450)에서 특정 골조직의 피질골 및 골수강을 분리할 수 있으며, 제3 골조직 영상(410)에서 특정 골조직의 피질골 및 골수강을 분리할 수 있다.
특히, 골조직 변화 확인 장치(100)는 제1 골조직 영상(420)에서, 각 부분 골조직(430a, 430b, 430c)을 분리할 수 있다. 분리된 제1 골조직 영상(420)의 각 부분 골조직(430a, 430b, 430c)을 제2 골조직 영상(450) 및 제3 골조직 영상(410)에 각각 중첩할 수 있다(460, 440).
또한, 골조직 변화 확인 장치(100)는 제1 골조직 영상(420)의 각 부분 골조직(430a, 430b, 430c)를 분리한 후, 이를 제2 골조직 영상(450)에 중첩한 영상(460)을 생성하고, 제3 골조직 영상(410)에 중첩한 영상(440)을 생성할 수 있다.
이런 경우, 골조직 변화 확인 장치(100)는 부분 골조직(430a~430c) 별로 골조직의 변화를 추적 및 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 방법을 나타내는 시퀀스도이다. 골조직 변화 확인 방법은 골조직 변화 확인 장치(100)의 프로세서(190)에 의해 수행될 수 있다.
먼저, 골조직 변화 확인 장치(100)는 특정 골조직에 대해 시점을 달리하여 촬영된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 수집한다(S510).
그 후에, 골조직 변화 확인 장치(100)는 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 골수강 및 피질골을 분리한다(S520).
여기서, 골조직 변화 확인 장치(100)는 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 복수의 부분 골조직 별로 골수강 및 피질골을 분리할 수 있다.
여기서, 복수의 부분 골조직은 관절로 구분될 수 있다. 선택적 실시 예로, 복수의 부분 골조직은 사용자의 임의대로 구분된 골조직일 수 있다.
그 후에, 골조직 변화 확인 장치(100)는 분리된 골수강을 중심으로 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 중첩한다(S530).
골조직 변화 확인 장치(100)는 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 제1 골조직 영상의 복수의 부분 골조직의 전부 또는 일부를 상기 제2 골조직 영상에 중첩할 수 있다.
그 후에, 골조직 변화 확인 장치(100)는 중첩된 골조직 영상에 기초하여, 특정 골조직의 변화를 확인한다(S540).
골조직 변화 확인 장치(100)는 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상의 색상을 서로 구분되게 표시하여, 특정 골조직의 변화를 디스플레이할 수 있다.
또한, 골조직 변화 확인 장치(100)는 특정 골조직의 변화를 시간 순으로 디스플레이할 수 있다. 이에 따라, 골조직의 변화가 실시간으로 확인될 수 있다.
골조직 변화 확인 장치(100)는 특정 골조직을 수술 전에 촬영한 제3 골조직 영상을 획득하고, 획득한 제3 골조직 영상에서 골수강 및 피질골을 분리하고, 제3 골조직 영상의 골수강을 중심으로, 제1 골조직 영상 또는 제2 골조직 영상을 중첩할 수 있다.
골조직 변화 확인 장치(100)는 특정 골조직의 변화에 기초하여, 재수술 가이드 라인 정보를 제공하거나 재활 가이드 라인 정보를 제공할 수 있다.
만약, 골조직 변화 확인 장치(100)는 시간이 지남에 따라, 골수강을 기준으로 골조직의 위치 변화를 판정하여 치료 방법을 바꿀 수 있고, 골조직 일부가 골흡수나 골생성에 의해서도 적당한 형태를 갖추지 못할 경우, 추후 수술 시에 해당 골부위를 제거하는 수술 가이드 라인 정보를 생성할 수 있으며, 필요한 재활 가이드 라인 정보를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다. 다수의 사람으로부터 공통적으로 발생되는 상황에 기초하여, 다양한 수술 및 재활 가이드 라인 정보가 제공될 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 골조직 변화 확인 방법은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 골조직 변화 확인(추적) 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 앞에서 설명한 골조직 변화 확인 장치(100)일 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++, Python, 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.
본 발명의 실시 예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예를 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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 골조직 변화 확인 장치

Claims (18)

  1. 골조직의 변화를 확인하는 방법으로서,
    특정 골조직에 대해 시점을 달리하여 촬영된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 수집하는 단계;
    상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 골수강 및 피질골을 분리하는 단계;
    상기 분리된 골수강을 중심으로 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 중첩하는 단계; 및
    상기 중첩된 골조직 영상에 기초하여, 상기 특정 골조직의 변화를 확인하는 단계를 포함하는, 골조직 변화 확인 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리하는 단계는,
    상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는지 확인하는 단계; 및
    상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 상기 복수의 부분 골조직 별로 골수강 및 피질골을 분리하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는, 골조직 변화 확인 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중첩하는 단계는,
    상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 상기 제1 골조직 영상의 복수의 부분 골조직의 전부 또는 일부를 상기 제2 골조직 영상에 중첩하는 단계를 포함하는, 골조직 변화 확인 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상은 CT 또는 MRI 기반으로 촬영된 영상이고,
    상기 제1 골조직 영상은 상기 특정 골조직의 수술이 수행된 후에 획득된 영상이며,
    상기 제2 골조직 영상은 상기 제1 골조직 영상보다 후에 촬영되어, 상기 특정 골조직의 수술과 관련된 정보를 얻기 위해 획득된 영상인, 골조직 변화 확인 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 특정 골조직을 수술 전에 촬영한 제3 골조직 영상을 획득하고, 상기 획득한 제3 골조직 영상에서 골수강 및 피질골을 분리하는 단계; 및
    상기 제3 골조직 영상의 골수강을 중심으로, 제1 골조직 영상 또는 제2 골조직 영상을 중첩하는 단계를 더 포함하는, 골조직 변화 확인 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 확인하는 단계는,
    상기 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상의 색상을 서로 구분되게 표시하여, 상기 특정 골조직의 변화를 디스플레이하는 단계를 포함하는, 골조직 변화 확인 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 디스플레이하는 단계는,
    상기 특정 골조직의 변화를 시간 순으로 디스플레이하는 단계를 포함하는, 골조직 변화 확인 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 특정 골조직의 변화에 기초하여, 재수술 가이드 라인 정보를 제공하거나 재활 가이드 라인 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는, 골조직 변화 확인 방법.
  9. 골조직의 변화를 확인하는 방법으로서,
    특정 골조직에 대해 시점을 달리하여 촬영된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 다수의 사람으로부터 수집하는 단계;
    상기 다수의 사람 각각에 대해, 상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 골수강 및 피질골을 분리하는 단계;
    상기 다수의 사람 각각에 대해, 상기 분리된 골수강을 중심으로 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 중첩하는 단계; 및
    상기 중첩된 골조직 영상에 기초하여, 상기 특정 골조직의 변화 경향성을 확인하는 단계를 포함하는, 골조직 변화 확인 방법.
  10. 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된, 골조직 변화 확인 프로그램.
  11. 골조직의 변화를 확인하는 장치로서,
    하나 이상의 프로세서; 및
    상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드(Code)가 저장되는 메모리를 포함하며,
    상기 메모리는, 상기 프로세서를 통해 실행될 때, 상기 프로세서가, 특정 골조직에 대해 시점을 달리하여 촬영된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 수집하고, 상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 골수강 및 피질골을 분리하며, 상기 분리된 골수강을 중심으로 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상을 중첩하고, 상기 중첩된 골조직 영상에 기초하여, 상기 특정 골조직의 변화를 확인하도록 야기하는 코드가 저장된, 골조직 변화 확인 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 상기 수집된 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상 각각에서 상기 복수의 부분 골조직 별로 골수강 및 피질골을 분리하도록 구성되는, 골조직 변화 확인 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 특정 골조직이 복수의 부분 골조직을 포함하는 경우, 상기 제1 골조직 영상의 복수의 부분 골조직의 전부 또는 일부를 상기 제2 골조직 영상에 중첩하도록 구성되는, 골조직 변화 확인 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상은 CT 또는 MRI 기반으로 촬영된 영상이고,
    상기 제1 골조직 영상은 상기 특정 골조직의 수술이 수행된 후에 획득된 영상이며,
    상기 제2 골조직 영상은 상기 제1 골조직 영상보다 후에 촬영되어, 상기 특정 골조직의 수술과 관련된 정보를 얻기 위해 획득된 영상인, 골조직 변화 확인 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 특정 골조직을 수술 전에 촬영한 제3 골조직 영상을 획득하고, 상기 획득한 제3 골조직 영상에서 골수강 및 피질골을 분리하며, 상기 제3 골조직 영상의 골수강을 중심으로, 제1 골조직 영상 또는 제2 골조직 영상을 중첩하도록 구성되는, 골조직 변화 확인 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 골조직 영상 및 제2 골조직 영상의 색상을 서로 구분되게 표시하여, 상기 특정 골조직의 변화를 상기 디스플레이를 통해 출력하도록 구성되는, 골조직 변화 확인 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 특정 골조직의 변화를 시간 순으로 상기 디스플레이를 통해 출력하도록 구성되는, 골조직 변화 확인 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 특정 골조직의 변화에 기초하여, 재수술 가이드 라인 정보를 제공하거나 재활 가이드 라인 정보를 제공하도록 구성되는, 골조직 변화 확인 장치.
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