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(a) 의료 이미지로부터 환자의 척추 뼈 모델을 추출하는 단계;(b) 상기 추출된 척추 뼈 모델을 평균 뼈 모델에 매핑하여 환자 매핑 뼈 모델을 생성하는 단계;(c) 상기 생성된 환자 매핑 뼈 모델에서 환자의 척수관(spinal canal) 영역을 추출하는 단계; 및(d) 상기 환자의 척수관 영역으로부터 척추경(pedicle) 영역을 정의하여, 환자에 대응하는 나사 삽입 경로를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 1 항에 있어서, (e) 나사의 크기와 안전 여유(safety margin) 조정을 수행하며, 상기 (d) 단계를 반복 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 1 항에 있어서, 사용자로부터의 입력에 의해, 후보 경로들에게 할당되는 PS(Performance Score)의 파라미터를 설정하여 경로의 형태를 조정하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계는(c-1) 상기 평균 뼈 모델과 상기 환자의 척추 뼈 모델간의 1차 매칭을 위한 초기화를 수행하는 단계; 및(c-2) 상기 환자의 척수관의 추출을 위한 레지스트레이션(registration)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 4 항에 있어서, 상기 (c-1) 단계는상기 환자의 척추 뼈 모델의 점들의 공분산의 고유값들의 크기 순서를 이용하여 모델간의 고유벡터 회전을 통한 최소 거리값을 계산하여 초기화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 4 항에 있어서, 상기 (c-2) 단계는리지드(rigid) 레지스트레이션과 넌-리지드(non-rigid) 레지스트레이션을 통해 상기 평균 뼈 모델과 상기 환자의 척추 뼈 모델의 척추관들간의 대응되는 척추관 영역의 닫음 연산을 통해 척추관 영역 추출을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 (d) 단계는(d-1) 나사를 삽입 가능한 척추경 영역을 정의하기 위한 윤곽 추출 방식을 이용하여 척추경 영역을 추출하는 단계; 및(d-2) 추출된 척추경 영역을 기반으로 환자에 대응하는 나사 삽입 경로를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 7 항에 있어서, 상기 (d-1) 단계는양측의 일정 각도 내에 존재하는 소정 조건을 만족시키는 윤곽들을 추출하는 단계; 및상기 추출된 윤곽들 중에서 가장 좁은 영역의 윤곽을 선택하여 내부에 격자점을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 8 항에 있어서, 상기 소정 조건은 1) 윤곽이 척추관 영역의 면을 지나는지 확인하는 조건, 2) 윤곽이 각도당 하나의 윤곽만을 결정하는 조건, 및 3) 만약 척추관 영역의 면을 지나는 윤곽이 복수 개라면 그 중 가장 면적이 넓은 윤곽을 선정하는 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 8 항에 있어서, 상기 격자점은 가장 좁은 윤곽 내부에만 존재하는 점들이며, 각 점들은 사용자가 결정하거나, 미리 설정된 값에 의한 간격에 의해 유클리드 좌표계로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 7 항에 있어서, 상기 (d-2) 단계는(d-2-1) 유효한 경로만을 선별적으로 계산하기 위한 필터링 수행 단계; 및(d-2-2) 각 경로 중 사용자가 선택하는 최적 수술 계획 결과를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 11 항에 있어서, 상기 (d-2-1) 단계는(d-2-1-1) 시상면에 대해 소정 각도로 삽입되는 수술 경로를 판별하기 위해 비유효 경로를 필터링하는 단계; 및(d-2-1-2) 삽입 경로가 축추관이나 횡돌공을 관통하여 환자에 피해를 주지 않기 위해 관통 필터링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 12 항에 있어서, 상기 (d-2-1-1) 단계는상기 환자 매핑 뼈 모델의 점들의 평균값을 시상면 위로 투영한 것에 대한 수술 경로와 시상면과의 교점의 거리보다 척추 뼈 모델의 점들의 평균값을 시상면 위로 투영한 것에 대한 시상면과 뼈 모델의 교점의 거리가 더 짧은 조건을 만족하는 경로를 추출하여 후보 경로로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 12 항에 있어서, 상기 (d-2-1-2) 단계는상기 환자 매핑 뼈 모델과 경로 간의 2개를 넘는 교점이 발생하는 경우, 오직 2개의 교점만 발생하는 경로만을 추출하여 후보 경로로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 11 항에 있어서, 상기 (D-2-2) 단계는삽입 깊이, 안전 여유, 나사 삽입면 수직 방향 및 C1 후궁 삽입 중 적어도 하나와 관련된 조건을 고려하여 PS 값이 최대가 되는 경로를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 15 항에 있어서, 상기 삽입 깊이는 상기 나사 삽입 경로와 상기 환자 매핑 뼈 모델 사이의 두 교점간의 거리를 통해 계산되는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 15 항에 있어서, 상기 안전 여유는 상기 나사 삽입 경로와 상기 환자 매핑 뼈 모델 사이의 가장 가까운 점에 대한 거리에서 선정된 나사의 반지름을 뺀 값으로 계산되는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 15 항에 있어서, 상기 나사 삽입면 수직방향 조건은 상기 삽입 깊이 조건을 고려하는 경우, 발생할 수 있는 관절면 상의 삽입점이 결과로 나타나는 것을 방지하기 위해, 상기 관절면 상의 수직 벡터값을 필터링하는 방식으로 처리되는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 15 항에 있어서, 상기 CI 후궁 삽입 조건은 사용자가 삽입에 대한 제어가 가능하도록 하방 외측괴와 후궁의 경계 윤곽 평면과의 경로간의 교점을 계산하여 상기 계산된 교점과 경계 윤곽간의 거리들의 값을 이용하여 처리되는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 (e) 단계는(e-1) 가장 좁은 척추경의 윤곽에 기반하여, 소정 크기의 나사를 선정해, 설정한 안전 여유값 이상을 갖는지 판단하는 단계;(e-2) 나사의 사양에서 상기 소정 크기의 나사보다 작은 나사를 선정해, 상기 설정한 안전 여유값 이상을 갖는지 판단하는 단계; 및(e-3) 가장 작은 직경의 나사를 사용함에도 수술 계획 수립이 불가능할 경우, 상기 추출된 척추경 영역에서 상기 척수관 영역을 제외하는 단계를 포함하되, 상기 (e-1) 단계 및 (e-2) 단계를 순차적으로 반복 수행하되, 상기 설정한 안전 여유값을 만족하는 경우, 다음 단계로 넘어가지 않고 종료되는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 계획 방법
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의료 이미지로부터 환자의 척추 뼈 모델을 추출하는 모델 추출부;상기 추출된 척추 뼈 모델을 평균 뼈 모델에 매핑하여 환자 매핑 뼈 모델을 생성하는 매핑부;상기 생성된 환자 매핑 뼈 모델에서 환자의 척수관(spinal canal) 영역을 추출하는 척수관 영역 추출부;상기 환자의 척수관 영역으로부터 척추경(pedicle) 영역을 정의하여, 환자에 대응하는 나사 삽입 경로를 계산하는 경로 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 연산 장치
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제 21 항에 있어서, 나사의 크기와 안전 여유(safety margin) 조정을 수행하면서 상기 경로 계산부의 경로 계산을 반복 수행하는 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 수술을 위한 자동화된 나사 삽입 경로 연산 장치
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