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상세정보

X-Ray 기반 골절 골격 3차원 재구성 기술

전수책임자
이기석
참여자
김종성, 김항기, 이기석, 이동춘
기술이전수
1
이전연도
2022
협약과제
20HH4700, 근골격계 질환의 예측, 진단 조력을 위한 메디컬 디지털 트윈 생성 및 3차원 시뮬레이션 기술 개발, 이기석
20MH1600, XR기반 중증외상 처치훈련 시스템 구축, 이기석
21GH1200, 의료수준 전신 메디컬트윈 핵심 기술 개발, 김항기
21MH1600, XR기반 중증외상 처치훈련 시스템 구축, 이기석
22HH9300, 의료수준 전신 메디컬트윈 핵심 기술 개발, 김항기
22MH1600, XR기반 중증외상 처치훈련 시스템 구축, 이기석
"X-Ray 기반 골절 골격 3차원 재구성 기술 "은 X-Ray 영상을 이용하여 골절 부위의 3D 골격 Mesh를 재구성하고 분석하는 기술
- 3차원 공간의 개체인 사용자의 골격을 2D로 투영된 영상을 통해서 판단하지 않고 3D 모델과 함께 관찰하여 입체적인 진단을 보조함으로써 보다 정확한 결과를 도출할 필요가 있음
- 골절된 골격을 3D 모델링할 경우 골절 부위에 대한 고려가 필요하며, X-Ray의 경우 해당 부위의 정확도가 더욱 떨어짐
- X-Ray기반 골절 골격 3D 모델링은 CT/MRI를 이용한 3D 모델링의 단점을 극복할 수 있음
> X-Ray는 누워서 촬영하지 않고 서서 촬영하므로 무게가 실렸을 때의 골격 위치를 파악할 수 있음 (관절의 이상을 판단함에 있어서 중요한 요소인 골격 간격 등이 더 정확하게 확인됨)
> X-Ray가 상대적으로 저렴한 비용의 진단이 가능
> CT의 경우 높은 방사선 노출 우려
> MRI의 경우 금속성 물질을 신체 내에 포함하고 있을 경우에 사용할 수 없으며 촬영 구조 특성상 뼈 구조보다는 조직 구조의 분석에 더 많이 활용됨
- 2D로 된 X-Ray 영상을 입력으로 하여 딥러닝 기반 Segmentation을 수행함으로써 Mask를 반자동으로 생성하고, SSM 최적화 및 골절부위 Masking을 통해 세부 3D 모델링을 함으로써 골절 부위가 존재하는 사용자의 3D 골격 모델을 생성함
- X-Ray를 이용하여 사용자의 골격을 분석함에 있어서 2D의 단방향이 아닌 3D의 입체적 관점을 제공함으로써 환자의 상태 추적 및 치료에 도움을 줌
<기술이전 내용>
ㅇ X-Ray 기반 골절 골격 3차원 재구성 기술
① X-Ray 기반 상/하지 골격 3차원 재구성 모듈
- X-Ray 대상 척추, 하지 골격 Segmentation 모듈
> 정면 대상 부위: 척추(Spine), 하지(Pelvis, Femur, Tibia, Fibula)
> 측면 대상 부위: 척추(Spine), 하지(Pelvis)
- X-Ray 대상 척추, 하지 골격 3차원 모델링 모듈
> 대상 부위: 척추(Spine), 하지(Pelvis, Femur, Tibia, Fibula)
- X-Ray 기반 척추, 하지 3D Geometry 출력 모듈
② X-Ray 기반 골절 골격 3차원 재구성 모듈
- X-Ray 대상 골절 골격 Segmentation 모듈
- X-Ray 대상 골절 골격 3차원 모델링 모듈
- X-Ray 기반 골절 골격 3D Geometry 출력 모듈
③ 척추 골격 분석 모듈
- X-Ray Segmentation 기반 척추 Cobb Angle 분석 모듈
- X-Ray 골격 분석 기반 Pelvic Parameter 분석 모듈

<기술이전 범위>
- X-Ray 기반 골절 골격 3차원 재구성 기술-요구사항정의서
- X-Ray 기반 골절 골격 3차원 재구성 기술-시험절차결과서
- 골절 환자 사례 기반 SSM기반 메디컬 트윈 외형 생성 모듈 등 기술문서
- 엑스레이 영상 세그멘테이션 및 분석도구 프로그램
- 엑스레이 기반 골절골격 모델링 도구 프로그램
- 본 기술은 골절 부위의 골격/관절 수술을 계획하는 데에 있어서 초기 계획을 3D 관점에서 세울 수 있게 함
- 사용자 X-ray 기반의 메디컬 트윈 제작을 위한 기본 생성 도구로 활용될 수 있음
- 본 기술은 척추 및 하지 부분에서 골격의 형태적 이상 혹은 골격 간 자세 이상을 분석할 때 보조 도구로 활용될 수 있음
- 기타 생체공학적 용도를 위하여 사용자의 3D 골격 모델을 사용함 (시뮬레이션 등)
- 실제 사람의 사례를 기반으로 다양한 골격 3D 모델을 생성, 특히 정상이 아닌 골절상도 추가적으로 제공할 수 있으므로 이를 이용한 의료 교육 분야에 활용될 수 있음
- CT/MRI를 촬영하게 되는 경우에도 일반적으로 X-Ray 영상을 먼저 촬영하여 초기 진단을 하는 경우가 많으므로 X-Ray에서 만들어진 3D 모델을 활용할 경우 초기 진단에 도움을 줄 수 있음