KR20200081540A - 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료 실습자에게 공간 정보를 시각적으로 제공하는 고글; 의료 실습자의 손에 제공되어, 의료 실습자의 손의 움직임의 무빙 정보를 공간 정보 내에 매핑시키는 콘트롤러; 공간 정보 상에 무빙 정보에 관한 미리 설정된 기준데이터를 사전 획득하고 설정하는 기준데이터 설정부; 및 기준데이터 설정부로부터 미리 설정된 기준데이터를 수신하고, 공간 정보 상에 의료 실습자의 무빙 정보를 비교하여 정량적인 점수를 산출하는 평가 측정부를 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템{System for estimating orthopedics surgery based on simulator of virtual reality}

본 발명은 정형외과 수술 평가 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 가상현실 예컨대, VR(virtual reality), AR(Augmented　Reality), MR(Mixed　Reality)를 기반으로 하여, 정형외과 과목의 의료 실습생 등의 수술 평가 시스템에 관한 기술분야이다.

오늘날, HMD(Head Mounted Display) 기기가 보급됨에 따라 VR(Virtual Reality)기술 또한 나날이 발전하고 있다. VR기술은 영화, 교육, 헬스케어, 스포츠, 쇼핑, 제조분야 등 다양한 분야와 융합이 가능하여 많은 미래지향적 산업에 활용이 가능하다.

특히 교육분야는 가상 교실에서 수업을 듣고 토론을 하는 등 공간의 한계를 뛰어 넘는 교육이 가능할 것으로 기대되며, 역사적인 사건 등 시공간을 초월하여 체험하는 수단으로써 가상의 현장 체험 학습을 제공해 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다.

VR기술을 이용하여 의학적 목적의 교육수단에 대한 기술적인 시도는 여럿 존재해 왔었는데, 그 중 대표적으로는"가상 수술 시뮬레이션 방법 및 장치(등록번호 제10-1275938호, 이하 특허문헌 1이라 한다.)"이 존재한다.

특허문헌 1의 경우, 가상 수술 시뮬레이션 방법 및 장치에 관한 것이다. 특허문헌 1에 따르면, 메쉬 모델로 구현된 3차원 조직 영상을 2차원 화면 상에 표시하는 단계와, 상기 3차원 조직 영상의 일부분에 대응되는 상기 2차원 화면 상의임의 지점을 선택받는 단계와, 상기 선택받은 임의 지점에 대응되는 상기 3차원 조직 영상에 대한 중심 메쉬 부분을 추출하는 단계와, 상기 추출된 중심 메쉬 부분을 기준으로 출혈 방향 벡터를 설정하여 출혈 영역을 모델링하는 단계, 및 상기 출혈 방향 벡터의 방향으로 출혈 렌더링을 수행하는 단계를 포함하는 가상 수술 시뮬레이션 방법 및 장치를 제공한다. 상기 가상 수술 시뮬레이션 방법 및 장치에 따르면, 가상 수술 환경에서 가상 수술 의료 시뮬레이션 과정에서 발생 가능한 출혈 효과를 현실감 있게 가시화하여 애니메이션 함에 따라, 가상 수술 환경에서의 현실감과 몰입감을 증진시킴과 동시에 이러한 시뮬레이션을 사용하는 의사 혹은 의대생들의 교육 효과를 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.

마찬가지로 "의료 절차 훈련을 위한 시뮬레이터 시스템(공개번호 제10-2016-0102464호, 이하 특허문헌 2라 한다.)"도 존재한다.

특허문헌 2의 경우, 의료 절차 훈련을 위한 의료 시뮬레이션에 관한 것이다. 몇몇 구현예에서, 시스템은 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 물리적 수술 부위에 대한 물리적 수술 기구의 위치 및 구성 중 적어도 하나를 기술하는 위치신호를 사용하여 가상 환경을 생성하는 시뮬레이션 프로세싱 구성요소를 포함한다. 시뮬레이션 프로세싱 구성요소는 위치 신호의 변화에 따라 그리고 시스템의 사용자에 의한 입력에 대응하는 제어 신호에 따라 가상 환경을 업데이트한다. 업데이트는 가상 환경 내에서 가상 수술 기구를 이동시키는 것을 포함하고, 가상 수술 부위와 가상 수술 기구의 상호작용은 물리적 수술 기구와 물리적 수술 부위 사이에 물리적 관계에 의해 적어도 부분적으로 규정된다. 시뮬레이션 프로세싱 구성요소는 가상 환경의 현재 상태를 지시하는 시뮬레이션 상태 신호의 표현을 출력한다.

또한, "가상 나이프를 이용한 수술 시뮬레이션 방법 및 그 장치(공개번호 제10-2014-0035035호, 이하 특허문헌 3이라 한다.)"도 존재한다.

특허문헌 3의 경우, 가상 나이프를 이용한 수술 시뮬레이션 방법 및 그 장치가 개시된다. 특허문헌 3의 일 실시예에 따른 가상 나이프를 이용한 수술 시뮬레이션 방법은 환자의 3차원 의료 영상에서 복수의 가상 나이프들 중 선택된 가상 나이프를 통하여 시드점을 입력 받는 단계; 상기 입력 받은 상기 시드점과 상기 선택된 가상 나이프의 특성을 이용하여 상기 시드점을 포함하는 세그멘테이션 영역을 결정하는 단계; 상기 3차원 의료 영상으로부터 상기 결정된 상기 세그멘테이션 영역을 제거하는 단계; 및 상기 단계들을 상기 3차원 의료 영상에서 목표 장기가 노출될 때까지 순차적으로 수행하는 단계를 포함하고, 상기 가상 나이프의 특성은 상기 세그멘테이션 영역을 결정하기 위한 반경, 깊이,오차 범위를 포함함으로써, 인체의 표피로부터 원하는 수술 부위까지 절개 부위를 세밀하게 제거하면서 신체 내부를 가시화할 수 있다.

또한, "인공고관절 가상 시술 시뮬레이션 시스템(공개번호 제10-2004-0084243호, 이하 특허문헌4라 한다.)"도 존재한다.

특허문헌 4의 경우, 인공고관절 가상 시술 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 특히, 환자의 CT, MRI와 같은 2차원의 의료영상의 표준화 작업을 수행하는 한편, 2차원의 CT, MRI와 같은 의료영상을 3차원의 평면 의료영상으로 전환시켜 디스플레이 시키는 컴퓨터 시스템(100); 상기 컴퓨터 시스템을 통해 출력되는 3차원의 평면 의료영상을 입력받아 3차원의 입체의료영상으로 변환시켜 디스플레이 시키는 LSG(LCD Shutter Glasses) 장치(200); 및 상기 컴퓨터 시스템에 접속되고, 3차원의 평면 의료영상을 입력 기준으로 시뮬레이션 시술되는 동작 및 위치 정보를 출력하는 한편, 3차원의 평면 의료영상의 가상 형상의 형체를 사용자에게 전달하는 데이터 글러브 시스템(300)으로 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명은 CT 또는 MRI와 같은 2차원 의료영상을 3차원 입체 의료영상으로 토대로 시뮬레이션 인공관절 시술을 실행함으로써 인공관절 시술 경험이 적은 외과의사나 의대생에게 좀더 객관화되고 다양한 시술 교육 및 시술에 따른 예상 결과를 제공할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

마지막으로, "수술 훈련 시뮬레이션 시스템 및 방법(공개번호 제10-2017-0095007호, 이하 특허문헌 5라 한다.)"도 존재한다.

특허문헌 5의 경우, 3차원 가상환경을 사용한 수술 훈련 시뮬레이션(simulation) 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특허문헌 5에 따른 척추 수술 훈련 시뮬레이션 시스템은, 척추 모형, 척추 모형에 대해 조작되는 조작부, 조작부를 촬영하는 복수의 영상 촬영부들, 복수의 영상 촬영부들로부터 촬영된 영상들을 수신하고 촬영된 영상으로부터 조작부의 위치와 각도를 계산하는 영상 처리부, 및 척추 모형 및 조작부를 3차원 영상으로 출력하는 디스플레이부를 포함한다. 조작부에는 색상 띠가 부착되고, 영상 처리부는 촬영된 영상들로부터 조작부에 부착된 색상 띠의 색상 영역을 추출하고, 추출한 색상 영역의 중심점을 계산하고, 계산된 중심점을 3차원 좌표값으로 변환하여 디스플레이부에 송신하도록 구성되며, 디스플레이부는 수신한 3차원 좌표값에 기초하여 조작부의 실시간 위치 및 각도를 3차원 영상에 출력하도록 구성된다.

그러나, 이들 특허문헌들의 경우, 단순히 가상현실에서 이미지를 구축하여 수술 절차를 훈련하는 구성만 기재되어 있을 뿐, 다른 서버에 의학데이터를 저장하여, 해당 수술과정을 평가할 수 있는 기술적 사상을 개시하지 못하고 있다.

그러나, 이들 특허문헌들의 경우, 대부분 성형외과, 치과 등의 특정 의료분야에의 문헌만이 존재하고, 기타 이외의 의료분야에 대한 문헌은 소수만 기재되고 있으며, 해당 분야의 수술과정을 평가할 수 있는 수단이 없어 교육방법이 효율성이 떨어지는 문제가 있다.

기존의 종래 기술들은 가상 현실 예컨대, VR(virtual reality), AR(Augmented　Reality), MR(Mixed　Reality) 등을 기반으로 하여, 의대생이나 의사들의 특정 시술이나 수술, 혹은 원격 진료 및 진단 등에 대한 기술적 지원에 대한 컨셉은 가지고 있었으나, 교육생 예컨대, 의대생이나 의료 전문의이나 최신 의학 관련 실습을 요하는 자의 VR(virtual reality), AR(Augmented　Reality), MR(Mixed　Reality) 기반의 실습에서 나아가, 이들 행위에 대한 정량적인 평가와 가이드라인을 제시하도록 하는 기술적 플랫폼이 전무한 실정이었다.

등록번호 제10-1275938호 공개번호 제10-2016-0102464호 공개번호 제10-2014-0035035호 공개번호 제10-2004-0084243호 공개번호 제10-2017-0095007호

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.

첫째, 의료 실습생들에 대한 물리적인 실습 대상 예컨대, 시체나 인형 등을 통해서가 아니라, 가상현실을 기반으로 교육받을 수 있도록 기술적 시스템을 제공하고자 한다.

둘째, 정형외과의 수술에서 요구되는 주요 수술의 주요 부위에 대한 수술의 경험과 이에 대한 정량적인 평가를 받을 수 있도록 하고자 한다.

셋째, 의료 실습생들에 수술의 평가를 정형외과 수술에 특화된 객관적인 데이터를 기준으로 평가될 수 있도록 하고자 하며, 이에 대한 내용을 외부의 서버와 공유하게 되어, 국민의 고품질 의료 서비스를 받을 권리를 확보하고자 한다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템은 의료 실습자의 안면(front face)에 장착되어, 상기 의료 실습자에게 공간 정보를 시각적으로 제공하는 고글; 상기 의료 실습자의 손에 제공되어, 상기 의료 실습자의 손의 움직임의 무빙 정보를 상기 공간 정보 내에 매핑시키는 콘트롤러; 상기 고글이 제공하는 상기 공간 정보를 수신하는 공간정보 수신부; 상기 콘트롤러가 매핑한 상기 의료 실습자의 상기 무빙 정보를 수신하는 무빙 정보 수신부; 상기 공간 정보 상에 상기 무빙 정보에 관한 미리 설정된 기준데이터를 사전 획득하고 설정하는 기준데이터 설정부; 및 상기 기준데이터 설정부로부터 상기 미리 설정된 기준데이터를 수신하고, 상기 공간 정보 상에 상기 의료 실습자의 상기 무빙 정보를 비교하여 정량적인 점수를 산출하는 평가 측정부를 포함하되, 상기 평가 측정부는, 상기 공간 정보를 3차원 공간 좌표로 판독하여 획득하는 공간좌표 인식부; 상기 공간 정보의 상기 3차원 공간 좌표 내, 상기 무빙 정보가 가지는 3차원 공간 좌표를 획득하는 무빙좌표 인식부; 상기 공간 정보 내에 미리 결정된 수술 부위 상에, 상기 무빙 정보의 평가를 위한 2차원 평면을 추출하는 차원 추출부; 및 상기 2차원 평면의 서피스(surface)로 추출되면, 상기 2차원 표면 상에서 이격된 상기 무빙 정보의 좌표를 정량적으로 평가하는 서피스 트리거링부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템은 의료 실습자의 안면(front face)에 장착되어, 상기 의료 실습자에게 공간 정보를 시각적으로 제공하는 고글; 상기 의료 실습자의 손에 제공되어, 상기 의료 실습자의 손의 움직임의 무빙 정보를 상기 공간 정보 내에 매핑시키는 콘트롤러; 상기 고글이 제공하는 상기 공간 정보를 수신하는 공간정보 수신부; 상기 콘트롤러가 매핑한 상기 의료 실습자의 상기 무빙 정보를 수신하는 무빙정보 수신부; 상기 공간 정보 상에 상기 무빙 정보에 관한 미리 설정된 기준데이터를 사전 획득하고 설정하는 기준데이터 설정부; 및 상기 기준데이터 설정부로부터 상기 미리 설정된 기준데이터를 수신하고, 상기 공간 정보 상에 상기 의료 실습자의 상기 무빙 정보를 비교하여 정량적인 점수를 산출하는 평가 측정부를 포함하되, 상기 평가 측정부는, 상기 공간 정보를 3차원 공간 좌표로 판독하여 획득하는 공간좌표 인식부; 상기 공간 정보의 상기 3차원 공간 좌표 내, 상기 무빙 정보가 가지는 3차원 공간 좌표를 획득하는 무빙좌표 인식부; 상기 공간 정보 내에 미리 결정된 수술 부위 상에, 상기 무빙 정보의 평가를 위한 3차원 공간의 볼륨(volume)을 추출하는 차원 추출부; 및 상기 3차원 공간의 볼륨으로 설정되면, 상기 3차원 공간의 볼륨 내에서의 상기 무빙 정보의 3차원 좌표적 움직임을 정량적으로 평가하는 볼륨 트리거링부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 상기 미리 설정된 기준데이터는, 복수의 전문의들에 의해 제공된 무빙 정보들을 미리 획득하여, 상기 공간 정보 상에서의 상기 복수의 전문의들에 의한 무빙 정보들의 3차원 좌표에서의 트레이스들의 평균치로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 상기 고글은, VR(virtual reality), AR(Augmented　Reality) 또는 MR(Mixed　Reality) 중 적어도 하나 이상의 가상 현실을 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 상기 서피스 트리거링부는, 상기 2차원 평면의 서피스(surface)를 상기 미리 결정된 수술 부위로 설정하여, 상기 고글을 통해 상기 공간 정보로 제공하는 타깃표면 설정부; 및 상기 서피스 상에 2차원 기준 좌표를 설정하여, 상기 2차원 기준 좌표를 x-y 축으로 설정하는 좌표 설정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 상기 서피스 트리거링부는, 상기 무빙 정보가 상기 좌표 설정부가 설정한 상기 2차원 기준 좌표 상에서의 x-y축 내에서 상기 서피스로부터의 이탈 거리를 정량적으로 측정하는 이탈거리 측정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 상기 서피스 트리거링부는, 상기 타깃표면 설정부가 설정한 상기 미리 결정된 수술 부위로 결정된 상기 2차원 평면의 서피스를 재설정하고, 상기 좌표 설정부가 설정한 2차원 기준 좌표의 x-y축을 상기 재설정된 서피스 상으로 쉬프트 시키도록 하는 가변표면 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 상기 서피스 트리거링부는, 상기 서피스 상에서 상기 무빙 정보가 잔류하는 시간을 연속적으로 카운트하는 소요시간 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 상기 볼륨 트리거링부는, 상기 3차원 공간의 볼륨(volume)을 상기 미리 결정된 수술 부위로 설정하여, 상기 고글을 통하여 상기 공간 정보로 제공하는 타깃볼륨 설정부; 상기 3차원 공간의 볼륨에 3차원 기준 좌표를 설정하여 제시하며, 상기 3차원 기준 좌표를 x-y-z 축으로 설정하는 공간좌표 설정부; 및 상기 공간좌표 설정부가 설정한 상기 3차원 기준 좌표 내에 상기 무빙 정보가 움직이는 동선을 2차원 라인으로 추출하는 디퍼런시에이팅(differentiating)부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 상기 볼륨 트리거링부는, 상기 2차원 라인의 하부에 불연속적으로 배치되는 복수 개의 가상 터치핀을 배치하며, 상기 복수 개의 가상 터치핀의 헤드는 상기 무빙 정보에 의해 가압 수축하도록 하는 버티컬 핀 세팅부; 및 상기 복수 개의 가상의 터치핀의 상기 헤드가 상기 무빙 정보에 의해 가압 수축되어 형성하는 터치라인을 인식하는 핀 감지부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 정형외과 분야의 의료 실습생들에 대한 가상현실 예컨대, VR(virtual reality), AR(Augmented　Reality), MR(Mixed　Reality) 기반으로 다양한 체험을 해볼 수 있게 한다.

둘째, 정형외과에 특화된 수술의 숙련을 위한 의료 실습생들에 대한 VR(virtual reality), AR(Augmented　Reality), MR(Mixed　Reality) 등의 가상 현실 상에서 자신이 직접 특정 부위에 대한 수술을 집도해보고, 이에 대한 정량적인 평가를 받을 수 있도록 하는 시스템을 제공한다.

셋째, 의료 실습생들에 대한 VR(virtual reality), AR(Augmented　Reality), MR(Mixed　Reality) 등이 기존 해당 부위에 대한 정형외과 전문 의료진의 기준 데이터로부터 얼마나 벗어났는지를 벤치마킹 할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 일 구성요소 중 하나인 평가 측정부의 하위 구성들을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 사용을 위해 의료 실습생이 VR 등을 통해 접할 수 있는 가상현실의 예시적인 화면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 사용을 위해 의료 실습생이 AR 또는 MR 등을 통해 접할 수 있는 골반뼈의 가상현실의 예시적인 화면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 사용을 위해 의료 실습생이 AR 또는 MR 등을 통해 접할 수 있는 고관절의 가상현실의 예시적인 화면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 사용을 위해 의료 실습생이 AR 또는 MR 등을 통해 접할 수 있는 골반뼈의 가상현실의 3차원적 좌표의 예시적인 화면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 평가 측정부의 서피스 트리거링부와 그 하위 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 이비인후과 수술 평가 시스템의 서피스 트리거링부의 평가 구조를 도시한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 평가 측정부의 볼륨 트리거링부와 그 하위 구성을 도시한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 도 10의 볼륨 트리거링부의 평가 구조를 도시한 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 터치핀(touch pin)에 매스(mass)가 근접하는 것을 도시한 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 터치핀에 매스(mass)가 절개를 하며 지나가며 그리는 터치라인과 전문 의료진에 의한 레코맨드 라인을 도시한 개념도이다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 블록도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 일 구성요소 중 하나인 평가 측정부의 하위 구성들을 도시한 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 사용을 위해 의료 실습생이 VR 등을 통해 접할 수 있는 가상현실의 예시적인 화면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 사용을 위해 의료 실습생이 AR 또는 MR 등을 통해 접할 수 있는 골반뼈의 가상현실의 예시적인 화면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 사용을 위해 의료 실습생이 AR 또는 MR 등을 통해 접할 수 있는 고관절의 가상현실의 예시적인 화면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 사용을 위해 의료 실습생이 AR 또는 MR 등을 통해 접할 수 있는 골반뼈의 가상현실의 3차원적 좌표의 예시적인 화면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 평가 측정부의 서피스 트리거링부와 그 하위 구성을 도시한 블록도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 이비인후과 수술 평가 시스템의 서피스 트리거링부의 평가 구조를 도시한 개념도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 평가 측정부의 볼륨 트리거링부와 그 하위 구성을 도시한 블록도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 도 10의 볼륨 트리거링부의 평가 구조를 도시한 개념도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 터치핀(touch pin)에 매스(mass)가 근접하는 것을 도시한 개념도이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템의 터치핀(touch pin)에 매스(mass)가 절개를 하며 지나가며 그리는 터치라인(touch line)과 전문 의료진에 의한 레코멘드 라인(recommend line)을 도시한 개념도이다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 주로 정형외과 수술에서 주효하게 필요한 수술 정보나 수술 훈련/숙련의 습득을 위하여, 의대생, 인턴, 레지던트, 일반의사, 전공의 또는 기타 의료 계통에서 종사하는 사람(이하, '의료 실습자'라 한다.)에게 상술한 바와 같은 수술 정보나 수술 훈련/숙련에 필요한 유형물을 이용하지 않고도, 가상의 현실 공간을 통하여 수술 관련 체험을 가지게 하고, 이러한 체험을 통해 정량적인 평가가 이루어질 수 있도록 하는 시스템에 관한 기술분야이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 의료 실습자는 고글(goggle, 11)을 착용한 후, 의료 실습자에게 가상현실(virtual reality)를 제공하여, 이러한 가상현실 내에서 자신의 손 동작을 통해 수술의 진행 과정이 해당 수술에 능통한 전문 의료진들이 보편적으로 행하는 수술 진행과정과 얼마나 근접했는지를 기준으로 정량적인 평가에 대한 기술적 사상을 개시하고 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 수술 평가 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 수술 평가 시스템이 있으며, 이러한 시스템의 전방에는 VR을 제공하는 장비인 고글(11)과 의료 실습자의 손 동작 즉, 무빙 정보를 3차원적으로 읽어 들이는 콘트롤러(12)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 고글(11)은 의료 실습자의 안면(front face)에 장착되면서, 의료 실습자에게 공간 정보를 제공하게 되는 구성이다.

고글(11)으로는 로 데이터(raw data, 13)가 저장된 저장소로부터 다양한 공 정보가 제공되는데, 이러한 공간 정보는 도 4 내지 7에 도시된 바와 같은 정형외과 계통의 뼈 조직 등에 대한 3차원적 입체 정보이다.

고글(11)의 경우, VR(virtual reality), AR(augmented reality), MR(Mixed Reality) 중 적어도 하나 이상의 가상현실을 제공할 수 있다.

콘트롤러(12)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 의료 실습자의 손에 제공되어 의료 실습자의 손의 움직임 즉, 무빙(moving) 정보를 읽어 들여, 상술한 바와 같은, 고글(11)이 제공하는 공간 정보에 매핑하는 구성이다.

콘트롤러(12)의 경우, 의료 실습자의 손이 집도하여 수술을 진행하는데 필요한 3차원적 무빙 정보를 모두 읽어들일 수 있다.

콘트롤러(12)는 그 행동 반경이 큰 영역을 다 아우르기 보다는, 성인 남성 주먹 하나의 부피 내에서 움직이는 미세한 동작을 읽어들일 수 있도록 섬세한 동작 파악이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

공간정보 수신부(100)의 경우, 고글(11)이 제공하는 공간 정보를 수신하는 구성이다.

공간정보 수신부(100)의 경우, 고글(11)을 통해 의료 실습자의 안면을 통해 시각적으로 제공되는 3차원 입체적 정보가 제공되는 구성이다.

공간정보 수신부(100)는 가상현실 제공유닛(10)이 고글(11)에 제공하는 공간 정보의 시각적인 요소 그대로 수신할 수도 있으며, 시각적인 요소가 아닌, 공간 좌표적인 정보만을 축약해서 수용할 수도 있다.

무빙정보 수신부(200)의 경우, 콘트롤러(12)가 매핑한 의료 실습자의 무빙 정보를 수신하는 구성이다.

무빙정보 수신부(200)는 콘트롤러(12)에 전산적으로 연결되어, 콘트롤러(12)가 실습자의 손 동작 즉, 무빙 정보를 읽어 들이는 것을 3차원 공간 좌표적으로 수용하게 된다.

기준데이터 설정부(300)의 경우, 공간정보 수신부(100)가 고글(11)로부터 수신한 공간 정보 상에서 의료 실습자가 움직여야할 바람직한 무빙정보 즉, 미리 설정된 기준데이터를 사전에 획득하고 설정하는 구성이다.

여기서 미리 설정된 기준데이터의 경우, 수술 실습자가 현재 체험하고 테스트받게 되는 수술 부위의 바람직한 손의 움직임에 대한 3차원 좌표에서의 자취 즉, 트레이스들(traces)의 평균치에 해당한다. 보다 자세하게는, 공간 정보 상에서 복수의 정형외과 관련 전문의들에 의한 무빙 정보들을 3차원 좌표 상에서 획득하고, 이러한 복수의 전문의들에 의한 무빙 정보에 의한 트레이스들(traces)의 평균값을 미리 설정된 기준데이터로 설정하게 된다.

당연히, 미리 설정된 기준데이터는 사전에 복수의 정형외과 계통의 전문의들이 각각 고글(11)을 쓴 상태로 콘트롤러(12)를 집도한 후, 취득될 수 있다.

평가 측정부(400)의 경우, 기준데이터 설정부(300)로부터 미리 설정된 기준데이터를 수신하고, 상술한 바와 같은 공간 정보 상에 의료 실습자의 무빙 정보를 비교하여, 의료 실습자의 무빙 정보를 미리 설정된 기준데이터(전문 의료진의 무빙정보)와 비교하여 정량적인 점수를 산출하는 구성에 해당한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 평가 측정부(400)의 경우, 공간좌표 인식부(410), 무빙좌표 인식부(420), 차원 추출부(430), 및 서피스 트리거링부(440)를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예로서, 서피스 트리거링부(440)와 병행하거나, 서피스 트리거링부(440) 외, 평가 측정부(400)의 경우, 공간좌표 인식부(410), 무빙좌표 인식부(420), 차원 추출부(430), 및 볼륨 트리거링부(450)를 포함할 수 있다.

먼저, 평가 측정부(400)가 공간좌표 인식부(410), 무빙좌표 인식부(420), 차원 추출부(430), 및 서피스 트리거링부(440)를 포함하는 경우부터 설명하기로 한다.

공간좌표 인식부(410)의 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 공간 정보를 3차원 공간 좌표로 판독하여 획득하는 구성이다.

도 4 내지 6에 도시된 바와 같은 공간 정보는 외형적 또는 시각적으로 고글(11)을 통해 사람의 육안 확인이 되는 형상 외, 3차원의 x-y-z 축에 의한 미시적인 좌표적 정보까지 반영된 것을 추가하여 도 7과 같이 이루어질 수 있으며, 공간좌표 인식부(410)는 이러한 공간 정보를 3차원 공간 좌표로 판독하여 획득하는 것이다.

무빙좌표 인식부(420)의 경우, 무빙 정보가 반영되고 매핑되는 공간 정보 내에서 무빙 정보가 가지는 3차원적인 공간 좌표를 시간의 추이에 따라 획득하게 된다.

차원 추출부(430)의 경우, 공간 정보 내에서 미리 결정된 수술 부위 상에 무빙 정보의 평가를 위한 2차원적 평면을 추출하게 된다.

여기서 서피스 트리거링부(440)의 경우, 2차원 평면의 서피스(surface, 도 9 참조)로 추출되면, 2차원 표면 상으로부터 이격된 무빙 정보의 좌표를 정량적으로 평가하게 된다.

서피스 트리거링부(440)의 경우, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 타깃표면 설정부(441), 및 좌표 설정부(442)를 포함할 수 있다.

먼저, 타깃표면 설정부(441)의 경우, 도 6과 같은 정형외과의 뼈 조직의 표면에 발생한 염증이나 불필요한 조직을 긁어 내야하는 경우, 미리 설정된 수술 부위로서 이러한 뼈 조직 상의 표면으로 설정해야하는 경우가 있는데, 이러한 뼈 조직 상의 표면을 바로 2차원 평면의 서피스(surface)로 설정할 수 있고, 이러한 서피스의 표면을 얼마나 매끄럽게 긁어내는지에 대한 정량적인 평가를 수행하기 위한 구성 중의 하나이다.

타깃표면 설정부(441)는 고글(11)을 통해, 공간 정보 상에서 미리 결정된 수술 부위로서 2차원 평면의 서피스를 설정하고 공간 정보로서 제공하게 된다.

이후, 좌표 설정부(442)는 도 9에 도시된 바와 같이, 서피스 상에서 2차원 기준 좌표를 설정한 후, 이러한 기준 좌표를 x-y축으로 설정하게 된다.

좌표 설정부(442)는 도 9에 도시된 바와 같이, 파란색의 영역(W)을 서피스로 설정하게 되면, 이러한 파란색의 서피스 상에 기립하는 2차원 x-y 좌표를 설정하게 된다.

도 9에서 서피스를 형성하는 파란색의 영역(w)은 매스를 통해 긁어 나가야 하는 표면으로 설정될 수 있으며, 무빙 정보가 이러한 표면을 얼마나 근접하여 긁어 나가는 것인지에 대한 것을 상술한 바와 같은 미리 설정된 기준데이터와 비교하게 된다. 여기서 미리 설정된 기준데이터는 파란색의 영역(W) 그 자체라고 설정될 수 있다.

서피스 트리거링부(440)는 도 8에 도시된 바와 같이, 이탈거리 측정부(443)를 더 포함할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 이탈거리 측정부(440)는 목적하는 미리 설정된 기준데이터에 해당하는 서피스인 파란색의 영역(w) 상이 기립한 x-y 좌표 상에서 의료 실습자의 무빙 정보가 움직여 나가는 매스의 x-y 상의 좌표를 인식하고 이에 따라 서피스로부터의 이격된 거리를 측정하게 된다.

이탈거리 측정부(440)는 의료 실습자가 바람직하게 긁어나가야 하는 서피스인 파란색의 영역(W)으로부터 얼마나 동떨어져 이동하는지에 대한 정량적인 평가를 도 9의 이탈거리로 측정할 수 있다.

도 9와 같은 미리 결정된 수술 부위인 파란색의 영역(w)의 경우, 의료 실습자에게 다양한 가상의 경험을 제공하고, 경험하고 실습한 것을 정량적으로 평가하기 위하여 미리 결정된 수술 부위의 재설정이 필요한데, 이를 관장하는 구성이 가변표면 설정부(445)이다.

가변표면 설정부(445)의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 타깃표면 설정부(441)가 설정한 미리 결정된 수술 부위로 결정된 2차원 평면의 서피스를 재설정하고, 좌표 설정부(442)가 설정한 2차원 기준 좌표의 x-y축을 재설정된 서피스 상으로 쉬프트 시키도록 하는 구성이다.

서피스 트리거링부(440)는 소요시간 측정부(446)를 더 포함할 수 있는데, 소요시간 측정부(446)의 경우, 서피스 상에서 무빙 정보가 잔류하는 시간을 연속적으로 카운트하는 구성이다.

소요시간 측정부(446)가 측정한 잔류 시간 역시 미리 설정된 기준데이터 상에 존재하는 전문의들이 행한 무빙 정보의 잔류 시간과 비교되어 정량적으로 몇 퍼센트 정도를 초과(더디게 긁어냄)하였는지 혹은 부족(조급하게 긁어냄)한지를 정량적으로 측정하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 서피스 트리거링부(440)의 경우, 면적 매핑부(454)를 더 포함할 수도 있다.

도 9를 참조하면, 의료 실습자에게 제공된 공간 정보인 서피스 상에서 의료 실습자가 행한 무빙 정보가 미리 설정된 기준데이터 상에서의 전문 의료진이 움직인 총 면적과 현재 의료 실습자가 행하여 만들어낸 무빙 정보 상호간의 면적을 비교하여, 미리 설정된 기준데이터에서 전문 의료진이 서피스에서 긁어낸 면적과, 현재 의료 실습자가 만들어낸 무빙 정보에서 서피스 상에서 긁어낸 면적의 차이를 비교하여, 서피스 상에 바람직하게 긁어내야할 면적과 의료 실습자가 긁어낸 면적과의 상호 매핑율을 산출하여, 의료 실습자의 무빙 정보의 정량적인 평가를 산출하게 된다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 수술 평가 시스템의 볼륨 트리거링부(450)의 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 타깃볼륨 설정부(451), 공간좌표 설정부(452), 및 디퍼런시에이팅(differentiating)부(453)를 포함할 수 있다.

먼저, 타깃볼륨 설정부(451)의 경우, 3차원 공간의 볼륨을 상술한 바와 같이 미리 결정된 수술 부위로 설정하며, 고글(11)을 통하여 이러한 공간 정보를 제공하게 된다.

타깃볼륨 설정부(451)의 경우, 목적하게 되는 미리 결정된 수술 부위가 일정한 부피를 가지는 대상체인 경우에 흔히 설정할 수 있으며, 이러한 덩어리의 대상체에 대한 수술에 대한 무빙 정보의 움직임을 전문의료진의 것과 현재 의료 실습자의 것을 상호 비교하면서 정량적인 평가를 하기 위함이다.

공간좌표 설정부(452)의 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 이러한 볼륨에 3차원 기준 좌표인 x-y-x를 설정하여 제시하게 된다. 즉, 도 7과 같이, 미리 결정된 수술 부위에 3차원의 기준 좌표를 제시하게 되는 것이다.

디퍼런시에이팅(differentiating)부(453)의 경우, 상술한 공간좌표 설정부(452)가 설정한 3차원 기준 좌표 내에서 무빙 정보가 그려나가는 동산을 2차원 라인으로 추출 즉, 미분하여 얻어내게 된다.

이에 나아가, 볼륨 트리거링부(450)의 경우, 버티컬 핀 세팅부(454), 및 핀 감지부(455)를 더 포함할 수 있다.

먼저, 버티컬 핀 세팅부(454)의 경우, 도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 디퍼런시에이팅부(453)이 추출한 2차원의 라인 하부에 불연속적으로 배치되는 복수 개의 가상의 터치핀(touch pin)들을 배치하게 된다.

버티컬 핀 세팅부(454)가 도 12와 같이 배치한 터치핀(touch pin)들의 경우, 그 헤드는 무빙 정보의 움직임에 따라 가압되어 수축하게 된다.

도 12 및 13을 참조하면, 녹색의 디폴트 터치핀들의 경우, 일정한 높이를 가지는데, 이후, 매스(mass) 즉, 무빙 정보가 t1, t2, t3로 진행됨에 따라, 그 터치라인(파란색 화살표시)을 형성하게 된다.

핀 감지부(455)의 경우, 복수 개의 가상의 터치핀의 헤드가 무빙 정보에 의하여 가압되어 수축되는 경우에 형성하는 터치라인(도 13의 파란색 윗부분)을 인식하게 된다.

도 13을 참조하면, 붉은색의 화살표시는 미리 설정된 기준데이터로 임의 설정되어 전문 의료진에 의한 무빙 정보인 레코멘드 라인(recommend line)로 설정될 수 있으며, 이에 따라 붉은색의 높이와 파란색의 높이차를 통해, 전문 의료진에 의한 무빙 정보와 의료 실습자의 무빙 정보를 정량적으로 비교 평가할 수 있다.

본 발명에 따른 가상현실 기반의 정형외과 수술 평가 시스템의 도 8에 도시된 바와 같이 무빙타임 측정부(456)를 더 포함할 수 있다.

무빙타임 측정부(456)의 경우, 상술한 바와 같이, 볼륨 내에서 무빙 정보가 터치핀을 가압하면서 2차원의 라인을 형성하고, 이들의 2차원의 라인이 결국은 볼륨을 형성하며, 목적하게 되는 미리 결정된 수술부위인 3차원 공간을 형성하게 되는 시간을 측정하게 되는 구성이다.

이러한 시간의 측정을 통하여, 측정한 잔류 시간 역시 미리 설정된 기준데이터 상에 존재하는 전문의들이 행한 무빙 정보의 잔류 시간과 비교되어 정량적으로 몇 퍼센트 정도를 초과(더디게 공간을 절개하여 도려냄)하였는지 혹은 부족(조급하게 공간을 절개하며 도려냄)한지를 정량적으로 측정하게 된다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

1: 수술용 매스(mass) 10: 가상현실 제공유닛
11: 고글(goggle) 12: 콘트롤러(controller)
13: 로 데이터(raw data) 20: 데이터 관리유닛
21: 데이터베이스(database) 22: 폴더
23: 웹사이트
100: 공간정보 수신부 101: 중앙 제어부
102: 백업 스토리지(backup storage) 200: 무빙정보 수신부
300: 기준데이터 설정부 400: 평가 측정부
410: 공간좌표 인식부 420: 무빙좌표 인식부
430: 차원 추출부 440: 서피스 트리거링부
441: 타깃표면 설정부 442: 좌표 설정부
443: 이탈거리 측정부 444: 면적 매핑부
445: 가변표면 설정부 446: 뎁스분산 측정부
450: 볼륨 트리거링부 451: 타깃볼륨 설정부
452: 공간좌표 설정부 453: 디퍼런시에이팅부
454: 버티컬 핀 세팅부 455: 핀 감지부
456: 무빙타임 측정부 500: 기준데이터 백업부

Claims (10)

1. 의료 실습자의 안면(front face)에 장착되어, 상기 의료 실습자에게 공간 정보를 시각적으로 제공하는 고글;
   상기 의료 실습자의 손에 제공되어, 상기 의료 실습자의 손의 움직임의 무빙 정보를 상기 공간 정보 내에 매핑시키는 콘트롤러;
   상기 고글이 제공하는 상기 공간 정보를 수신하는 공간정보 수신부;
   상기 콘트롤러가 매핑한 상기 의료 실습자의 상기 무빙 정보를 수신하는 무빙정보 수신부;
   상기 공간 정보 상에 상기 무빙 정보에 관한 미리 설정된 기준데이터를 사전 획득하고 설정하는 기준데이터 설정부; 및
   상기 기준데이터 설정부로부터 상기 미리 설정된 기준데이터를 수신하고, 상기 공간 정보 상에 상기 의료 실습자의 상기 무빙 정보를 비교하여 정량적인 점수를 산출하는 평가 측정부를 포함하되,
   상기 평가 측정부는,
   상기 공간 정보를 3차원 공간 좌표로 판독하여 획득하는 공간좌표 인식부;
   상기 공간 정보의 상기 3차원 공간 좌표 내, 상기 무빙 정보가 가지는 3차원 공간 좌표를 획득하는 무빙좌표 인식부;
   상기 공간 정보 내에 미리 결정된 수술 부위 상에, 상기 무빙 정보의 평가를 위한 2차원 평면을 추출하는 차원 추출부; 및
   상기 2차원 평면의 서피스(surface)로 추출되면, 상기 2차원 평면 상에서 이격된 상기 무빙 정보의 좌표를 정량적으로 평가하는 서피스 트리거링부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
   
2. 의료 실습자의 안면(front face)에 장착되어, 상기 의료 실습자에게 공간 정보를 시각적으로 제공하는 고글;
   상기 의료 실습자의 손에 제공되어, 상기 의료 실습자의 손의 움직임의 무빙 정보를 상기 공간 정보 내에 매핑시키는 콘트롤러;
   상기 고글이 제공하는 상기 공간 정보를 수신하는 공간정보 수신부;
   상기 콘트롤러가 매핑한 상기 의료 실습자의 상기 무빙 정보를 수신하는 무빙정보 수신부;
   상기 공간 정보 상에 상기 무빙 정보에 관한 미리 설정된 기준데이터를 사전 획득하고 설정하는 기준데이터 설정부; 및
   상기 기준데이터 설정부로부터 상기 미리 설정된 기준데이터를 수신하고, 상기 공간 정보 상에 상기 의료 실습자의 상기 무빙 정보를 비교하여 정량적인 점수를 산출하는 평가 측정부를 포함하되,
   상기 평가 측정부는,
   상기 공간 정보를 3차원 공간 좌표로 판독하여 획득하는 공간좌표 인식부;
   상기 공간 정보의 상기 3차원 공간 좌표 내, 상기 무빙 정보가 가지는 3차원 공간 좌표를 획득하는 무빙좌표 인식부;
   상기 공간 정보 내에 미리 결정된 수술 부위 상에, 상기 무빙 정보의 평가를 위한 3차원 공간의 볼륨(volume)을 추출하는 차원 추출부; 및
   상기 3차원 공간의 볼륨으로 설정되면, 상기 3차원 공간의 볼륨 내에서의 상기 무빙 정보의 3차원 좌표적 움직임을 정량적으로 평가하는 볼륨 트리거링부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미리 설정된 기준데이터는,
   복수의 전문의들에 의해 제공된 무빙 정보들을 미리 획득하여, 상기 공간 정보 상에서의 상기 복수의 전문의들에 의한 무빙 정보들의 3차원 좌표에서의 트레이스들의 평균치로 설정되는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 고글은,
   VR(virtual reality), AR(Augmented　Reality) 또는 MR(Mixed　Reality) 중 적어도 하나 이상의 가상 현실을 제공하는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 서피스 트리거링부는,
   상기 2차원 평면의 서피스(surface)를 상기 미리 결정된 수술 부위로 설정하여, 상기 고글을 통해 상기 공간 정보로 제공하는 타깃표면 설정부; 및
   상기 서피스 상에 2차원 기준 좌표를 설정하여, 상기 2차원 기준 좌표를 x-y 축으로 설정하는 좌표 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 서피스 트리거링부는,
   상기 무빙 정보가 상기 좌표 설정부가 설정한 상기 2차원 기준 좌표 상에서의 x-y축 내에서 상기 서피스로부터의 이탈 거리를 정량적으로 측정하는 이탈거리 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 서피스 트리거링부는,
   상기 타깃표면 설정부가 설정한 상기 미리 결정된 수술 부위로 결정된 상기 2차원 평면의 서피스를 재설정하고,
   상기 좌표 설정부가 설정한 2차원 기준 좌표의 x-y축을 상기 재설정된 서피스 상으로 쉬프트 시키도록 하는 가변표면 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 서피스 트리거링부는,
   상기 서피스 상에서 상기 무빙 정보가 잔류하는 시간을 연속적으로 카운트하는 소요시간 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
   
9. 제4항에 있어서, 상기 볼륨 트리거링부는,
   상기 3차원 공간의 볼륨(volume)을 상기 미리 결정된 수술 부위로 설정하여, 상기 고글을 통하여 상기 공간 정보로 제공하는 타깃볼륨 설정부;
   상기 3차원 공간의 볼륨에 3차원 기준 좌표를 설정하여 제시하며, 상기 3차원 기준 좌표를 x-y-z 축으로 설정하는 공간좌표 설정부; 및
   상기 공간좌표 설정부가 설정한 상기 3차원 기준 좌표 내에 상기 무빙 정보가 움직이는 동선을 2차원 라인으로 추출하는 디퍼런시에이팅(differentiating)부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 볼륨 트리거링부는,
    상기 2차원 라인의 하부에 불연속적으로 배치되는 복수 개의 가상 터치핀을 배치하며, 상기 복수 개의 가상 터치핀의 헤드는 상기 무빙 정보에 의해 가압 수축하도록 하는 버티컬 핀 세팅부; 및
    상기 복수 개의 가상의 터치핀의 상기 헤드가 상기 무빙 정보에 의해 가압 수축되어 형성하는 터치라인을 인식하는 핀 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 정형외과 수술 평가 시스템.
    

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