KR20170120471A

KR20170120471A - 3차원 모델 기반 하악골 우각부 절제 수술용 가이드 기구 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20170120471A
Application number: KR1020160061461A
Authority: KR
Inventors: 이부규; 장세명
Original assignee: 주식회사 코어라인소프트
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-10-31
Anticipated expiration: 2036-05-19
Also published as: KR101923010B1

Abstract

본 발명은 하악골 우각부 절제 수술을 위한 가이드 기구 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 하악골 주변의 신경, 연조직, 및 하악골의 골조를 보호하고 효과적으로 수술 대상자의 하악골의 외골격에 고정되면서 절단기구의 이동경로를 안내하기 위한 가이드 기구에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드 구조물은 내벽의 윤곽은 수술 대상자의 수술 전 하악의 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상을 그대로 따른다. 이때 하악 절제 수술용 가이드 구조물의 일 부분으로서 수술 대상자의 하악의 외측에 접촉하는 부분의 외곽의 경계면은 미리 설정된 시뮬레이션 상의 절제면을 따라 형성된다.

Description

3차원 모델 기반 하악골 우각부 절제 수술용 가이드 기구 및 그 제조 방법 {THREE DIMENSIONAL MODEL BASED SURGERY GUIDE FOR MANDIBLE ANGLE REDUCTION SURGERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 하악골 우각부 절제 수술을 위한 가이드 기구 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 하악골 주변의 신경, 연조직, 및 하악골의 골조를 보호하고 효과적으로 수술 대상자의 하악골의 외골격에 고정되면서 절단기구의 이동경로를 안내하기 위한 가이드 기구에 관한 것이다.

하악골 우각부의 절제 수술은 대개 미용 목적으로 행해지지만, 교정의 수단으로 활용되기도 한다. 한편, 하악골 주변에는 골격 외에 치신경을 포함한 신경 다발이 통과하므로 하악골의 돌출부를 절제하는 수술에서 신경 다발의 위치를 확인하는 것은 대단히 중요하다.

하악골 우각부의 절제 수술용 가이드 기구에 관한 선행기술로서 한국등록특허 제10-0975856호 "하악골 우각부 절제 수술용 가이드 기구"를 들 수 있다.

도 1을 참조하면 상기 선행기술은 가이드(10)를 수술 대상자의 하악골(20)의 외골격(21)에 고정하기 위한 가이드판(12)과 후크(13), 수술용 절단기구의 이동 경로를 안내하기 위한 슬롯(12a)이 관통 형성되는 특징을 가진다.

그러나 이러한 선행기술에 의하더라도 환자마다 골격의 형상 및 구조가 상이하므로 가이드 기구가 정확히 고정되기 어려운 문제점이 있으며, 상기 선행기술의 방식으로는 주변 연조직을 보호할 목적이라고는 하나 신경 다발의 위치를 고려하고 있지 않다는 점에서 수술의 안전성이 저해될 우려가 있다.

한국등록특허공보 제10-0975856호 "하악골 우각부 절제 수술용 가이드 기구" (등록일 : 2010. 08. 09)

본 발명은 상기의 종래 기술에서 나타난 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 수술 대상자의 하악골의 외곽의 표면의 돌출 및 구조를 그대로 반영한 수술용 가이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 수술 대상자의 골격의 형상 및 구조를 반영한 맞춤형 구조를 가지고, 신경 다발 및 주변 연조직의 위치를 고려하여 절제 수술이 이루어질 수 있도록 안전성이 향상된 새로운 가이드 기구를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 특별한 노력 없이도 용이하게 수술 대상자의 하악의 수술 부위에 밀착할 수 있는 가이드를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 수술 도중 예상치 못한 외력에도 불구하고 하악의 외곽에 밀착되어 고정된 상태를 유지할 수 있도록 하악의 힌지 라인(hinge line)을 덮는 구조의 가이드를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 디지털 의료 영상에 기반한 하악의 3차원 모델을 이용하여 구현된 3차원 프린팅 기법에 의하여 실제 수술 대상자의 하악골의 외곽의 표면의 구조 및 형상을 그대로 반영한 맞춤형 가이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 도출된 구성으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드 구조물은 수술 대상자의 수술 전 하악과 접촉하는 내벽을 포함하고, 상기 내벽의 표면은 상기 수술 대상자의 상기 수술 전 하악의 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상을 따라 형성된다. 이때 상기 가이드 구조물의 내벽은 상기 수술 전 하악의 골격의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)의 양쪽을 덮도록 형성될 수 있다. 또한 상기 가이드 구조물은 상기 수술 전 하악의 골격의 외측 방향에 위치하는 제1 부분; 및 상기 수술 전 하악의 골격의 힌지 라인으로부터 상기 수술 전 하악의 골격의 내측 방향에 위치하는 제2 부분;을 포함하고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 경계 없이 매끄럽게(seamless) 이어질 수 있다. 또한 가이드 구조물의 외곽 경계선은 절제선을 반영하도록 설계되는데 상기 수술 전 하악의 외측과 접촉하는 상기 가이드 구조물의 내벽의 경계선은 미리 설정된 상기 수술 전 하악의 절제선을 따라 형성될 수 있다. 또한 상기 가이드 구조물은 상기 수술 전 하악의 외측과 접촉하는 상기 내벽의 경계선으로부터 미리 설정된 수술용 이펙터의 인입 방향을 반영하여 형성되는 안내부;를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법은, 하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션을 통하여 수술 대상자의 수술 전 하악의 외곽의 표면에 수술 시 절제될 절제선을 설정하는 단계; 상기 수술 전 하악의 외곽의 표면, 상기 절제선 및 하부 경계선에 의하여 둘러싸인 제1 3차원 모델을 생성하는 단계; 및 상기 제1 3차원 모델에 기반하여 실제 3차원 공간에 존재하는 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성하는 단계;를 포함한다. 이 때 하부 경계선은 상기 절제선으로부터 상기 수술 전 하악의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)을 넘어 위치할 수 있다. 즉, 수술 전 하악의 돌출부의 힌지 라인을 기준으로 절제선이 설정된 외곽의 표면의 반대측에 하부 경계선이 설정될 수 있다.

이 때 상기 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성하는 단계는, 디지털 데이터에 기반한 3차원 프린팅 기법에 의하여 수행될 수 있다. 이 때 제1 3차원 모델을 생성하는 단계는 제1 3차원 모델의 내벽의 표면이 수술 대상자의 수술 전 하악의 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상을 따라 형성되도록 상기 제1 3차원 모델을 생성할 수 있다.

또한, 상기 제1 3차원 모델을 생성하는 단계는 상기 제1 3차원 모델의 내벽이 상기 수술 전 하악의 골격의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)의 양쪽을 덮도록 상기 제1 3차원 모델을 생성할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법은 상기 제1 3차원 모델을 생성하는 단계 이전에 상기 하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션 결과와 절제선에 기반하여 상기 하악 절제 수술의 절제면을 시뮬레이션하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 하악 절제 수술의 절제면을 시뮬레이션하는 단계는 상기 수술 전 하악의 좌우의 형상의 대칭성, 또는 상기 수술 전 하악의 내부의 신경의 위치 중 적어도 하나 이상을 고려한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

상기 제1 3차원 모델을 생성하는 단계는 상기 수술 부위가 절제된 절제면이 연장된 경계면을 기준으로 경계면의 외측에서 상기 연장된 볼륨을 가지는 상기 제1 3차원 모델을 생성할 수 있다. 즉, 가이드의 제1 3차원 모델을 생성하기 위해 볼륨을 확장할 때 확장된 볼륨이 절제면의 방향을 넘어서지 않도록 절제면을 기준면으로 설정할 수 있다.

또한, 수술 도구의 초기 인입 방향이 절제면과 미세하게 어긋나 있을 때, 이를 안내할 수 있는 안내부의 3차원 모델을 부가한 3차원 모델을 생성할 수 있다. 즉, 제1 3차원 모델에 상기 수술 부위가 절제된 절제면의 연장된 경계면으로부터 수술용 이펙터의 인입 방향을 안내하도록 돌출되는 안내부를 추가로 포함하는 제2 3차원 모델을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법은, 하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션을 통하여 수술 대상자의 하악의 수술 부위가 절제된 제3 3차원 모델을 생성하는 단계; 상기 제3 3차원 모델의 외곽면에서 외부 방향으로 연장된 볼륨을 가지는 제4 3차원 모델을 생성하는 단계; 상기 연장된 볼륨을 가지는 제4 3차원 모델과 상기 제3 3차원 모델을 분리하는 단계; 및 상기 제4 3차원 모델에 기반하여 실제 3차원 공간에 존재하는 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성하는 단계;를 포함한다. 이 때 상기 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성하는 단계는, 디지털 데이터에 기반한 3차원 프린팅 기법에 의하여 수행될 수 있다. 이 때 제4 3차원 모델을 생성하는 단계는 제4 3차원 모델의 내벽의 표면이 수술 대상자의 수술 전 하악의 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상을 따라 형성되도록 상기 제4 3차원 모델을 생성할 수 있다.

또한, 상기 제4 3차원 모델을 생성하는 단계는 상기 제4 3차원 모델의 내벽이 상기 수술 전 하악의 골격의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)의 양쪽을 덮도록 상기 제4 3차원 모델을 생성할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법은 상기 제3 3차원 모델을 생성하는 단계 이전에 상기 하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션을 통하여 상기 하악 절제 수술의 절제면을 시뮬레이션하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제4 3차원 모델을 생성하는 단계는 상기 수술 부위가 절제된 절제면이 연장된 경계면을 기준으로 경계면의 외측에서 상기 연장된 볼륨을 가지는 상기 제4 3차원 모델을 생성할 수 있다. 즉, 가이드의 제4 3차원 모델을 생성하기 위해 볼륨을 확장할 때 확장된 볼륨이 절제면의 방향을 넘어서지 않도록 절제면을 기준면으로 설정할 수 있다.

또한, 수술 도구의 초기 인입 방향이 절제면과 미세하게 어긋나 있을 때, 이를 안내할 수 있는 안내부의 3차원 모델을 부가한 3차원 모델을 생성할 수 있다. 즉, 제4 3차원 모델에 상기 수술 부위가 절제된 절제면의 연장된 경계면으로부터 수술용 이펙터의 인입 방향을 안내하도록 돌출되는 안내부를 추가로 포함하는 제5 3차원 모델을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 수술 대상자의 하악골의 외곽의 표면의 돌출 및 구조를 그대로 반영한 수술용 가이드를 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면 수술 대상자의 골격의 형상 및 구조를 반영한 맞춤형 구조를 가지고, 신경 다발 및 주변 연조직의 위치를 고려하여 절제 수술이 이루어질 수 있도록 안전성이 향상된 새로운 가이드 기구를 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면 특별한 노력 없이도 용이하게 수술 대상자의 하악의 수술 부위에 밀착할 수 있는 가이드를 이용하여 수술 과정을 간략화하고 수술 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따르면 수술 도중 예상치 못한 외력에도 불구하고 하악의 외곽에 밀착되어 고정된 상태를 유지할 수 있도록 하악의 힌지 라인(hinge line)을 덮는 구조의 가이드를 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면 디지털 의료 영상에 기반한 하악의 3차원 모델을 이용하여 구현된 3차원 프린팅 기법에 의하여 실제 수술 대상자의 하악골의 외곽의 표면의 구조 및 형상을 그대로 반영한 맞춤형 가이드를 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면 수술 대상자의 고유한 하악의 형상을 미리 모델링하고, 모델에 따른 3차원 가이드 구조물을 제조함으로써 수술 대상자에게 고유한 맞춤형 가이드 구조물을 제공할 수 있으며, 각 수술 과정은 수술 대상자에게 최적화되어 있으므로 수술의 안전성이 높고 수술 시간을 현저하게 단축할 수 있다.

본 발명에 따르면 수술 대상자의 고유한 하악의 형상에 따라 가이드 구조물이 형성되므로 수술 과정에서 가이드를 부착하는 과정에서 상하, 좌우의 방향을 나타내는 별도의 지표를 필요로 하지 않으며 직관적으로 가이드 구조물을 수술 부위에 부착할 수 있어 혼동의 우려도 없다.

본 발명에 따르면 수술 대상자의 하악의 고유한 형상에 따라 가이드의 내벽의 구조가 재현되므로 하악과 가이드 구조물 간의 밀착도가 매우 높아 표면의 마찰력이나 강도의 선택 범위가 넓고, 재료 선택의 자유도가 매우 넓어 경제성 측면에서도 큰 효과를 거둘 수 있다.

도 1은 종래 기술의 하악골 우각부 절제 수술용 가이드 기구의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드 생성 과정의 일부분을 구성하는, 수술 대상자의 하악을 포함하는 3차원 모델을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드 생성 과정의 일부분으로서 절제 수술 대상 부위 및 절제선을 시뮬레이션을 통하여 확인하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 시뮬레이션을 통하여 생성하는 과정의 일부를 도시하는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 상으로 절제된 하악 부위와 그를 둘러싸는 가이드 구조물의 3차원 모델을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 전체 모형에 가이드가 덧씌워진 상황을 가정한 3차원 모델을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술이 적용된 이후, 절제된 하악의 우각 돌출부와 그를 둘러싸는 가이드 구조물의 실물을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 생성하는 방법을 도시하는 동작 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 이펙터의 인입 방향을 안내하는 안내부가 포함된 가이드 구조물의 개략적인 구조를 도시하는 도면이다.
도 11 내지 도 13 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 생성하는 방법을 도시하는 동작 흐름도이다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법은, 하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션을 통하여 절제된 제1 3차원 모델을 생성하는 단계; 절제된 제1 3차원 모델의 외곽의 표면에서 외부 방향으로 연장된 볼륨을 가지는 제2 3차원 모델을 생성하는 단계; 연장된 볼륨을 가지는 제2 3차원 모델과 제1 3차원 모델을 분리하는 단계; 및 분리된 제2 3차원 모델에 기반하여 실제 3차원 공간에 존재하는 하악 절제 수술용 가이드를 형성하는 단계; 를 포함한다.

이때 절제된 제1 3차원 모델의 절제면 상에서는 연장된 볼륨을 가지지 않으며, 연장된 볼륨을 가지는 제2 3차원 모델은 절제면 뿐만 아니라 절제면의 방향을 넘어서는 연장된 볼륨을 가지지 않도록 설계될 수 있다.

실제 3차원 공간에 존재하는 하악 절제 수술용 가이드를 형성하는 단계는 디지털 데이터에 기반한 3차원 프린팅 기법에 의하여 수행될 수 있다.

이때 분리된 제2 3차원 모델의 내벽의 표면은 수술 대상자의 실제 하악의 모델 또는 제1 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상을 그대로 따르도록 설계될 수 있다.

하악의 3차원 모델에서 하악 절제 수술의 절제면을 시뮬레이션하는 단계가 더 포함될 수 있다. 이때 시뮬레이션하는 단계는 하악의 좌우의 형상의 대칭성, 하악 내부의 신경의 위치를 고려하여 실행될 수 있으며 이를 통하여 수술의 안전성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드 구조물은 내벽의 윤곽은 수술 대상자의 수술 전 하악의 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상을 그대로 따르는 것을 특징으로 한다.

이때 하악 절제 수술용 가이드 구조물의 일 부분으로서 수술 대상자의 하악의 외측에 접촉하는 부분의 외곽의 경계면은 미리 설정된 시뮬레이션 상의 절제면을 따라 형성되는 것을 특징으로 한다.

가이드 구조물의 내벽은 하악 골격의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)의 양쪽을 덮도록 형성될 수 있으며, 가이드 구조물의 제1 부분은 하악 골격의 외측 방향에 위치하고 가이드 구조물의 제2 부분은 하악 골격의 힌지 라인을 넘어서 하악 골격의 내측 방향에 위치할 수 있다. 이때 제1 부분과 제2 부분은 힌지 라인에서 만나도록 형성되며 제1 부분과 제2 부분은 경계 없이 매끄럽게 (seamless) 이어진다.

가이드 구조물의 일 부분으로서 하악의 외측에 접촉하는 외곽 경계면은 시뮬레이션된 절제면으로부터 절제용 이펙터(effector, 수술 도구)의 인입 방향에 따라 연장되도록 설계될 수 있다.

이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드 생성 과정의 일부분을 구성하는, 수술 대상자의 하악을 포함하는 3차원 모델(200)을 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면 3차원 모델은 영상분할(segmentation) 기법을 통하여 하악(mandible)(210), 신경관(nerve)(220), 치아(teeth)(211) 구조를 구분하여 표시할 수 있다.

이 때 본 발명의 하악 절제 수술용 가이드 생성 과정에 따르면 영상분할된 하악(210), 신경관(220), 치아(211)를 포함하는 3차원 모델은 STL 파일로 변환하여 저장될 수 있다.

본 발명의 3차원 모델은 기존의 2차원 CT 영상만으로는 파악하기 어려운 하악 내부의 신경관(220)과 치아(211) 등 구조물의 위치와 형상을 직관적으로 파악할 수 있는 장점이 있다.

도 2에 도시된 3차원 모델(200)은 수술 대상자의 좌측 전면에서 바라본 것을 가정하여 표시된다. 이 경우 수술 대상자의 좌측 전면의 하악(210)의 구조가 화면 상의 전면에 표시되고, 수술 대상자의 우측의 하악(210a)의 구조는 3차원 모델(200) 내의 다른 구조체에 가려져 일부만 표시될 수 있다.

도 2에 도시되지는 않았지만 3차원 모델(200)이 표시되는 각도를 조절할 수 있는 사용자 메뉴가 사용자에게 제공될 수 있다. 3차원 모델(200)이 표시되는 각도에 따라서는 좌측의 하악(210)과 우측의 하악(210a)을 비교하고 좌측의 하악(210)과 우측의 하악(210a) 간의 대칭 여부가 드러나도록 3차원 모델(200)이 표시될 수도 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드 생성 과정의 일부분으로서 절제 수술 대상 부위(313)및 절제선(331)을 시뮬레이션을 통하여 확인하는 과정을 도시하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 담당 의사와 수술 대상자는 3차원 모델을 참고한 컨설팅 과정을 통하여 수술 대상자의 수술 전 하악(310)의 3차원 모델 상에서 절제하고자 하는 부위(313)를 표시할 수 있다.

3차원 모델 상에서 절제면(도시되지 않음)을 표시함으로써 절제면 상에 신경관(320)이 위치하는지, 즉, 신경관(320)의 절제 가능성이 있는지를 미리 예측 가능하며, 또한 하악(310)의 3차원 모델을 표시함으로써 좌우 양측의 형상의 대칭성을 예측할 수 있다. 절제면(도시되지 않음)과 하악(310)의 외골격과의 경계선을 설명의 편의상 절제선(331)이라 표기하기로 한다. 도 3에서는 절제면이 도시되지 않았으나, 하악(310)의 3차원 모델을 회전시켜 적절한 뷰 포인트에서 3차원 모델을 표시한다면 절제면이 드러나도록 표시할 수 있을 것이다. 도 3에서는 절제면 대신 절제면과 하악(310)이 만나는 곡선이 절제선(331)으로서 표시되고 있는데, 절제선(331)의 표시를 통해서도 사용자는 간접적으로나마 신경관(320)의 절제 가능성을 예측할 수 있다.

의사 또는 사용자는 수술 전 하악(310)의 3차원 모델 상에서 절제하고자 하는 절제선(331)을 사용자 인터페이스를 통하여 입력할 수도 있고, 컴퓨팅 시스템 또는 프로세서에 의하여 제공되는 추천된 절제선(331)을 승인할 수도 있다.

예를 들어 의사 또는 사용자는 절제하고자 하는 궤적을 따라서 절제선(331)을 3차원 모델 상에 표시할 수 있는데, 이때 의사 또는 사용자가 입력한 절제선(331)의 궤적을 반영하여 절제하고자 하는 부위(313)가 절제될 수 있는 절제면이 컴퓨팅 시스템 또는 프로세서에 의하여 도출될 수 있다.

절제선(331) 및 절제면이 설정된 이후, 절제면이 포함된 절제 대상 부위(313)의 볼륨이 잘 보이도록 3차원 모델을 회전시켜 절제면의 설정, 절제 대상 부위(313)의 설정이 적절한 지 확인한 이후에 의사 또는 사용자가 컨펌하는 입력을 가할 수도 있다. 이때 신경관(320)의 영상분할(segmentation) 정보가 함께 표시되어 의사 또는 사용자의 정확한 판단을 지원하는 수단으로 제공될 수 있다.

도 4A와 4B는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 시뮬레이션을 통하여 생성하는 과정의 일부를 도시하는 도면이다.

도 4A를 참조하면 수술 대상자의 하악(410)과 가이드 구조물(440)을 측면에서 바라본 도면이 도시된다. 도 4B를 참조하면 하악(410)과 가이드 구조물(440)을 아래에서 바라본 도면이 도시된다.

도 4A와 도 4B를 참조하면 절제될 예정인 하악(410)의 부위에 대한 3차원 모델로부터 일정한 두께의 볼륨을 가지고 절제선 및 하악(410)의 힌지 라인(412)을 기준으로 하악(410)의 외측과 내측을 모두 포함하도록 가이드 구조물(440)이 디자인될 수 있다.

도 4B에 도시된 바와 같이 하악(410)을 감싸듯이 가이드 구조물(440)이 하악(410)에 부착되므로 하악(410) 절제 시 가이드 구조물(440)의 부착점을 직관적으로 찾기 쉽고, 가이드 구조물(440)을 고정 장비로 쉽게 고정할 수 있다.

도 4A에서는 하악(410)의 외곽의 표면으로부터 신경관(420)의 거리를 직관적으로 표시함으로써 사용자로 하여금 하악 절제 수술의 안전성에 대하여 시각적으로 점검할 수 있도록 할 수 있다.

도 4A와 도 4B에서 가이드 구조물(440)의 시뮬레이션 시 도 3의 절제선(331) 정보가 활용될 수 있다. 즉, 가이드 구조물(440)은 하악(410)을 외측에서 둘러싸도록 생성되며, 상측의 경계면은 절제선(331) 또는 절제선(331)의 연장면에 의하여 규정될 수 있다. 가이드 구조물(440)의 하측의 경계면은 힌지 라인(412)에 기반하여 설정될 수 있다. 절제선(331)의 연장면은 절제선(331)을 하악(410)의 외측 방향으로 연장시킴으로써 생성될 수 있다. 가이드 구조물(440)은 하악(410), 절제선(331) 또는 절제선(331)의 연장면, 힌지 라인(412)에 기반한 하측의 경계면에 둘러싸이도록 설정되고, 하악(410)으로부터 일정 두께의 볼륨을 가지도록 설정함으로써 가이드 구조물(440)이 시뮬레이션될 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 상으로 절제된 하악 부위와 그를 둘러싸는 가이드 구조물의 3차원 모델을 도시하는 도면이다.

도 5에서는 가이드 구조물(540)의 3차원 모델이 도시된다. 가이드 구조물(540)의 3차원 모델은 내벽(541)을 포함한다. 여기서 내벽(541)은 수술 대상 부위(513)의 외곽의 표면을 둘러싸는 가이드 구조물(540)의 3차원 모델의 일 부분을 의미한다.

가이드 구조물(540)의 3차원 모델은 수술 대상 부위(513)의 3차원 모델에 기반하여 생성될 수 있다. 이때 가이드 구조물(540)의 3차원 모델 상의 내벽(541)의 표면은 수술 대상 부위(513)의 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상 및 굴곡을 반영하여 생성될 수 있다. 즉, 완성된 가이드 구조물(540)의 내벽(541)이 수술 대상 부위(513)의 외곽의 표면에 들어맞도록 설계될 수 있다. 이때 내벽(541)의 표면의 굴곡과 수술 대상 부위(513)의 외곽의 표면의 굴곡은 동일 패턴의 음각과 양각과 같이 서로 맞물리도록 형성되어 가이드 구조물(540)이 수술 대상 부위(513)의 외곽에 용이하게 부착될 수 있다.

수술 대상 부위(513)가 수술 전 하악으로부터 절제되는 절제면(530)이 도 5에 도시된다. 도 5는 실제 절제된 이후의 도면이 아니고 하악 절제 수술의 시뮬레이션에 의하여 생성된 3차원 모델을 도시하는 것이므로, 도 5의 절제면(530)은 절제 예정인 단면으로 간주할 수 있다.

절제면(531)이 하악의 외측의 표면과 만나서 형성되는 곡선을 절제선(531)이라 함은 앞에서 설명한 바와 같다.

도 6에서는 가이드 구조물(640)이 수술 대상 부위(613)의 외곽의 표면에 부착된 상태를 도시한다. 수술 대상 부위(613)의 절제면(630)과 절제선(631)에 대한 설명은 도 5에서의 절제면(530) 및 절제선(531)과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 전체 모형(710, 710a)에 가이드(740, 740a)가 덧씌워진 상황을 가정한 3차원 모델을 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면 수술 대상자의 우측 하악(710)과 좌측 하악(710a)의 3차원 모델의 구조가 함께 도시된다. 우측 하악(710)의 수술 대상 부위의 외곽에는 우측 수술용 가이드(740)가 부착되고 좌측 하악(710a)의 수술 대상 부위의 외곽에는 좌측 수술용 가이드(740a)가 부착된다.

절제 수술 이후 남은 하악의 부위가 좌측-우측 간의 대칭성을 유지하는 것은 하악 절제 수술의 미용적 측면에서 매우 중요한 과제이므로, 하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션은 하악의 좌우의 형상의 대칭성을 고려한 상태에서 수행될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술이 적용된 이후, 절제된 하악의 우각 돌출부(810a, 810b)와 그를 둘러싸는 가이드 구조물(820a, 820b)의 실물을 도시하는 도면이다. 가이드 구조물의 외곽 경계선(830a, 830b)을 따라 수술용 이펙터를 움직임으로써 수술 과정이 간단하고 기존 수술 시간 대비 단축의 효과가 현저한 장점이 있다.

도 8에서는 수술 대상자의 좌측 하악의 우각 돌출부(810a)를 둘러싸는 좌측의 가이드 구조물(820a)과 우측 하악의 우각 돌출부(810b)를 둘러싸는 우측의 가이드 구조물(820b)가 도시된다. 가이드 구조물(820a, 820b)의 외곽 경계선(830a, 830b)은 3차원 시뮬레이션 상의 절제선에 대응한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 생성하는 방법을 도시하는 동작 흐름도이다. 하악 절제 수술용 가이드를 생성하는 방법은 프로세서, 메모리, 디스플레이 장치, 3차원 모델 데이터를 3차원 실물로 구현할 수 있는 구현 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템 내에서 수행될 수 있다. 3차원 모델 데이터를 3차원 실물로 구현할 수 있는 구현 장치는 예를 들면 3차원 프린터일 수 있으며, 메모리, 디스플레이 장치, 3차원 프린터는 프로세서의 제어를 받아 하기의 동작을 수행할 수 있다.

도 9를 참조하면 하악 절제 수술용 가이드 생성 방법은 하악 절제 수술을 위한 3차원 시뮬레이션을 수행한다(S910). 이때 하악 절제 수술은 수술 대상자의 하악 및 주변 부위를 포함하는 해부학적 3차원 모델(anatomical 3D model)을 통하여 시뮬레이션될 수 있다. 시뮬레이션 시 필요한 연산은 앞에서 설명한 프로세서를 통하여 실행되고, 연산의 결과로 얻어지는 3차원 모델은 디스플레이 장치를 통하여 디스플레이될 수 있다.

3차원 시뮬레이션을 통하여 생성된 3차원 모델에서, 수술 전 하악의 외곽의 표면에 절제선을 설정한다(S920). 수술을 통하여 절제될 하악의 절제면과 수술 전 하악의 3차원 모델의 외곽의 표면이 만나는 경계선을 절제선이라 할 수 있다. 절제면 또는 절제선의 입력은 의사에 의하여 컴퓨팅 시스템의 인터페이스 장치를 통하여 수신될 수 있다. 프로세서는 사용자 입력을 수신하여 해부학적 3차원 모델 상에 절제면을 표시하여 디스플레이 장치를 통하여 디스플레이할 수 있고, 의사로 하여금 현재 표시된 절제면이 하악(mandible), 신경관(nerve), 치아(teeth)를 해하지 않는지 확인할 수 있도록 해부학적 3차원 모델 상에 하악, 신경관, 치아를 영상분할하여 표시할 수 있다.

프로세서는 의사에게 사용자 메뉴를 제공하고 사용자 메뉴에 대한 응답을 통하여 현재 표시된 절제선 또는 절제면을 승인하는 사용자 명령을 입력받을 수 있다.

현재 표시된 절제선 또는 절제면이 승인되면 절제선을 기준으로 수술 전 하악의 외곽의 표면, 절제선, 및 하부 경계선으로 둘러싸인 제1 3차원 모델이 생성된다(S930). 제1 3차원 모델은 가이드 구조물의 3차원 모델일 수 있다. 또는 가이드 구조물을 생성하기 위한 원형의 3차원 모델일 수 있다. 즉, 제1 3차원 모델은 수줄 전 하악의 외곽의 표면을 외부에서 둘러싸며 외곽의 표면의 외측 방향으로 일정한 두께의 볼륨을 가질 수 있다. 제1 3차원 모델의 상측은 절제선 또는 절제선의 연장면에 의하여 둘러싸이고, 하측은 하부 경계선 또는 하부 경계선의 연장면에 의하여 둘러싸일 수 있다.

하부 경계선은 절제선으로부터 수술 전 하악의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)을 넘어서는 위치에 설정될 수 있다. 즉, 절제선으로부터 하부 경계선까지의 영역 내에 힌지 라인이 포함된다. 이로 인하여 가이드 구조물은 힌지 라인을 경계로 외측과 내측에 모두 일정 두께의 볼륨을 가질 수 있으며, 절제선으로부터 하부 경계선에 이르는 가이드 구조물은 힌지 라인에 걸쳐 고정될 수 있도록 기계적 지지력을 획득할 수 있다.

프로세서 및 3차원 프린터는 제1 3차원 모델에 기반하여 실제 3차원 공간 상의 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성할 수 있다(S940).

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 절제면을 시뮬레이션하는 단계가 부가된 하악 절제 수술용 가이드를 생성하는 방법을 도시하는 동작 흐름도이다.

도 11에서 단계 S1110 내지 단계 S1120, 단계 S1140 내지 S1150은 도 9의 단계 S910 내지 단계 S940 과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

앞서 기재한 바와 같이, 절제면 또는 절제선의 입력은 의사 또는 사용자에 의하여 컴퓨팅 시스템의 인터페이스 장치를 통하여 수신될 수 있다. 프로세서는 사용자 입력을 수신하여 해부학적 3차원 모델 상에 입력된 절제선에 기반하여 절제면을 시뮬레이션하여 표시할 수 있고, 반대로 입력된 절제면에 기반하여 절제선을 표시할 수 있다.

이때 프로세서의 절제면 시뮬레이션에서는 현재 설정된 절제면이 하악(mandible), 신경관(nerve), 치아(teeth)를 해하지 않도록 한정 조건(constraint)이 부여될 수 있다. 이렇게 도출된 절제면 시뮬레이션의 결과 또한 의사 또는 사용자가 확인할 수 있도록 해부학적 3차원 모델 상에 하악, 신경관, 치아를 영상분할하여 절제면과 함께 표시할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 하악 절제 수술용 가이드를 생성하는 방법을 도시하는 동작 흐름도이다.

도 12를 참조하면 하악 절제 수술용 가이드 생성 방법은 하악 절제 수술을 위한 3차원 시뮬레이션을 수행한다(S1210). 이때 하악 절제 수술은 수술 대상자의 하악 및 주변 부위를 포함하는 해부학적 3차원 모델(anatomical 3D model)을 통하여 시뮬레이션될 수 있다. 시뮬레이션 시 필요한 연산은 앞에서 설명한 프로세서를 통하여 실행되고, 연산의 결과로 얻어지는 3차원 모델은 디스플레이 장치를 통하여 디스플레이될 수 있음은 앞서 도 9를 통하여 설명한 바와 같다.

3차원 시뮬레이션을 통하여 생성된 3차원 모델에서, 절제된 하악만을 나타내는 제3 3차원 모델이 생성된다(S1220). 절제면 또는 절제선의 입력은 의사에 의하여 컴퓨팅 시스템의 인터페이스 장치를 통하여 수신될 수 있다. 프로세서는 사용자 입력을 수신하여 해부학적 3차원 모델 상에 절제면을 표시하여 디스플레이 장치를 통하여 디스플레이할 수 있고, 의사로 하여금 현재 표시된 절제면이 하악(mandible), 신경관(nerve), 치아(teeth)를 해하지 않는지 확인할 수 있도록 해부학적 3차원 모델 상에 하악, 신경관, 치아를 영상분할하여 표시할 수 있다.

프로세서는 의사에게 사용자 메뉴를 제공하고 사용자 메뉴에 대한 응답을 통하여 현재 표시된 절제면을 승인하는 사용자 명령을 입력받을 수 있다.

현재 표시된 절제면이 승인되면 절제면을 기준으로 해부학적 3차원 모델을 분리하여 절제된 하악에 대응하는 제3 3차원 모델이 생성된다(S1220).

제3 3차원 모델은 절제면과 절제면 이외의 외곽의 표면 사이에 둘러싼 형태를 가진다. 제3 3차원 모델의 외곽의 표면에서 외부 방향으로 연장된 볼륨을 가지는 제4 3차원 모델이 생성된다(S1230). 이때 제3 3차원 모델과 제4 3차원 모델은 3차원 공간 상에서 겹치지 않으며 제3 3차원 모델의 외곽의 표면을 제4 3차원 모델의 내벽의 윤곽면으로 하여 제4 3차원 모델이 생성될 수 있다.

이때 절제면 방향으로는 볼륨이 연장되거나 확장되지 않아, 제3 3차원 모델과 제4 3차원 모델 모두 절제면에 대한 정보를 공유하도록 설계될 수 있다.

특히 절제면이 제3 3차원 모델의 외곽의 표면과 만나는 경계선을 절제선이라 표현할 수 있는데, 절제선은 제4 3차원 모델의 내벽의 윤곽면의 경계선이 될 수 있으며, 이와 같은 방식으로 제4 3차원 모델과 제3 3차원 모델은 절제선에 대한 정보를 공유할 수 있다.

제3 3차원 모델과 제4 3차원 모델이 화면 상에서 분리된다(S1240).

제4 3차원 모델은 하악 절제 수술용 가이드 구조물에 대응하는 3차원 모델이며, 제3 3차원 모델은 절제된 하악에 대응하는 3차원 모델이다.

프로세서 및 3차원 프린터는 제4 3차원 모델에 기반하여 실제 3차원 공간 상의 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성할 수 있다(S1250).

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 이펙터의 인입 방향을 안내하는 안내부가 포함된 가이드 구조물의 개략적인 구조를 도시하는 도면이다.

도 10을 참조하면, 환자의 하악에서 절제될 부분의 3차원 모델로서 제3 3차원 모델(1010)이 도시되고, 하악 절제 수술용 가이드의 기반이 되는 3차원 모델로서 제4 3차원 모델(1040)이 도시된다.

제3 3차원 모델(1010)은 하악의 절제될 부분의 3차원 모델이다. 수술로 절제될 절제면(1030)이 하악의 외곽의 표면과 만나는 선을 제3 3차원 모델의 절제선(1031)이라 한다. 제4 3차원 모델(1040)은 하악 절제 수술용 가이드의 3차원 모델이다. 제4 3차원 모델(1040)은 절제면(1030)의 연장된 경계면(1042)까지 확장될 수 있다. 실시예에 따라서는 도 10과 같이 수술용 이펙터(effector)의 초기 인입 방향(1060)이 절제면(1030) 또는 절제면(1030)의 연장된 경계면(1042)으로부터 살짝 벗어날 수 있다. 이때, 도 10과 같이 가이드의 절제면(1030)의 연장된 경계면(1042)에 부가되는 안내부(1050)가 형성될 수 있다. 제4 3차원 모델(1040)에 안내부(1050)의 3차원 모델이 결합되어 가이드 구조물의 제5 3차원 모델이 완성된다.

안내부(1050)는 연장된 경계면(1042)로부터 수술용 이펙터의 인입 방향(1060)을 안내하도록 돌출될 수 있다.

수술용 이펙터는 수술 도구로서 절제, 봉합 등의 효과를 실제로 나타내는 수단을 의미하며, 여기서는 절제를 위한 환자의 수술 대상 부위에 침습하는(invade) 나이프(knife)를 의미할 수 있다.

수술용 이펙터는 절제면(1030)의 연장된 경계면(1042)에 부가되는 안내부(1050)를 따라 도시한 인입 방향(1060)을 따라 삽입된다. 도 10에서 안내부(1050)의 외곽면(1051)은 수술용 이펙터의 인입 방향(1060)을 안내하도록 설계될 수 있다. 도 10에서 안내부(1050)의 형상, 즉, 외곽면(1051)과 연장된 경계면(1042) 사이의 간격이 과장된 채로 도시되었으나 이는 설명을 위한 과장일 뿐, 실제로는 안내부(1050)의 외곽면(1051)과 연장된 경계면(1042) 사이의 간격은 미세한 틈새일 수 있음은 당업자라면 자명하게 이해할 수 있을 것이다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제5 3차원 모델을 생성하는 단계를 부가한 하악 절제 수술용 가이드 생성 방법을 도시하는 동작 흐름도이다.

도 13에서 단계 S1310 내지 단계 S1340은 도 12의 단계 S1210 내지 단계 S1240 과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

하악 절제 수술용 가이드 생성 방법은, 제4 3차원 모델에 수술 도구의 인입 방향을 안내하는 안내부가 추가된 제5 3차원 모델을 생성할 수 있다(S1350).

제5 3차원 모델에 기반하여 실제 3차원 공간 상의 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성할 수 있다.(S1360).

도 13에서는 단계 S1340이 수행된 이후 단계 S1350이 수행되는 경우가 도시되었으나, 실시예에 따라서는 단계 S1330 이후 단계 S1350이 수행되고, 단계 S1340 대신 제5 3차원 모델과 제3 3차원 모델이 분리된 후에 단계 S1360이 수행될 수도 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 프로그램 인스트럭션, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

200 : 3차원 모델
210, 310, 410, 710 : 하악 211 : 치아
220, 320, 420 : 신경망
412 : 힌지 라인
313, 513, 613, 810a, 810b, 1010 : 수술 대상 부위(우각부)
530, 630, 830a, 830b, 1030 : 절제면
331, 531, 631, 1031 : 절제선
440, 540, 640, 740, 820a, 820b, 1040 : 가이드 구조물
441, 541 : 가이드 구조물의 내벽
1050 : 안내부 1060 : 수술용 이펙터의 인입 방향

Claims

수술 대상자의 수술 전 하악과 접촉하는 내벽;
을 포함하고,
상기 내벽의 표면은 상기 수술 대상자의 상기 수술 전 하악의 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상을 따라 형성되는
하악 절제 수술용 가이드 장치.
제1항에 있어서,
상기 가이드 장치의 내벽은 상기 수술 전 하악의 골격의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)의 양쪽을 덮도록 형성되는
하악 절제 수술용 가이드 장치.
제1항에 있어서,
상기 가이드 장치는
상기 수술 전 하악의 골격의 외측 방향에 위치하는 제1 부분; 및
상기 수술 전 하악의 골격의 힌지 라인으로부터 상기 수술 전 하악의 골격의 내측 방향에 위치하는 제2 부분;
을 포함하고,
상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 경계 없이 매끄럽게(seamless) 이어지는 하악 절제 수술용 가이드 장치.
제1항에 있어서,
상기 수술 전 하악의 외측과 접촉하는 상기 내벽의 경계선은 미리 설정된 상기 수술 전 하악의 절제선을 따라 형성되는
하악 절제 수술용 가이드 장치.
제1항에 있어서,
상기 수술 전 하악의 외측과 접촉하는 상기 내벽의 경계선으로부터 미리 설정된 수술용 이펙터의 인입 방향을 반영하여 형성되는 안내부;
를 더 포함하는 하악 절제 수술용 가이드 장치.
하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션을 통하여 수술 대상자의 수술 전 하악의 외곽의 표면에 수술 시 절제될 절제선을 설정하는 단계;
상기 수술 전 하악의 외곽의 표면을 외부로부터 둘러싸고, 상기 절제선 및 하부 경계선을 경계로 하는 제1 3차원 모델을 생성하는 단계; 및
상기 제1 3차원 모델에 기반하여 실제 3차원 공간에 존재하는 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성하는 단계;
를 포함하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성하는 단계는,
디지털 데이터에 기반한 3차원 프린팅 기법에 의하여 수행되는 것
을 특징으로 하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 3차원 모델을 생성하는 단계는
상기 제1 3차원 모델의 내벽의 표면은 상기 수술 대상자의 상기 수술 전 하악의 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상을 따라 형성되도록 상기 제1 3차원 모델을 생성하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 수술 전 하악의 골격의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)을 기준으로 상기 절제선이 설정된 상기 외곽의 표면의 반대측에 상기 하부 경계선을 설정하는 단계;
를 더 포함하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 3차원 모델의 내벽이 상기 수술 전 하악의 골격의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)의 양쪽을 덮도록 상기 하부 경계선을 설정하는 단계;
를 더 포함하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 3차원 모델을 생성하는 단계 이전에,
상기 하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션과 상기 절제선에 기반하여 상기 하악 절제 수술의 절제면을 시뮬레이션하는 단계
를 더 포함하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 하악 절제 수술의 절제면을 시뮬레이션하는 단계는
상기 수술 전 하악의 좌우의 형상의 대칭성, 또는 상기 수술 전 하악의 내부의 신경의 위치 중 적어도 하나 이상을 고려한 시뮬레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 3차원 모델을 생성하는 단계는
상기 수술 부위가 절제된 절제면이 연장된 경계면을 기준으로 경계면의 외측에서 상기 연장된 볼륨을 가지는 상기 제1 3차원 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 3차원 모델에 상기 수술 부위가 절제된 절제면의 연장된 경계면으로부터 수술용 이펙터의 인입 방향을 안내하도록 돌출되는 안내부를 추가로 포함하는 제2 3차원 모델을 생성하는 단계
를 더 포함하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션을 통하여 수술 대상자의 하악의 수술 부위가 절제된 제1 3차원 모델을 생성하는 단계;
상기 제1 3차원 모델의 외곽의 표면에서 외부 방향으로 연장된 볼륨을 가지는 제2 3차원 모델을 생성하는 단계;
상기 연장된 볼륨을 가지는 제2 3차원 모델과 상기 제1 3차원 모델을 분리하는 단계; 및
상기 제2 3차원 모델에 기반하여 실제 3차원 공간에 존재하는 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성하는 단계;
를 포함하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 하악 절제 수술용 가이드 구조물을 형성하는 단계는,
디지털 데이터에 기반한 3차원 프린팅 기법에 의하여 수행되는 것
을 특징으로 하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 제2 3차원 모델을 생성하는 단계는
상기 제2 3차원 모델의 내벽의 표면은 상기 수술 대상자의 상기 수술 전 하악의 3차원 모델의 외곽의 표면의 형상을 따라 형성되도록 상기 제2 3차원 모델을 생성하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 제2 3차원 모델을 생성하는 단계는
상기 제2 3차원 모델의 내벽이 상기 수술 전 하악의 골격의 돌출부의 힌지 라인(hinge line)의 양쪽을 덮도록 상기 제2 3차원 모델을 생성하는 단계;
를 포함하는 하악 절제 수술용 가이드 구조물 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 제1 3차원 모델을 생성하는 단계 이전에,
상기 하악 절제 수술의 3차원 시뮬레이션을 통하여 상기 하악 절제 수술의 절제면을 시뮬레이션하는 단계
를 더 포함하는 하악 절제 수술용 가이드를 제조하는 방법.
제6항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.