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수술 전 촬영된 뇌 영상으로부터 생성된 3차원 뇌 모델과, 수술 중 수술용 현미경으로부터 획득되는 뇌의 국소 영역에 대한 국부 현미경 영상의 비강체 정합을 수행하고,수술 중 상기 수술용 현미경으로부터 수신되는 상기 국부 현미경 영상을 프레임별로 분석하여, 상기 국소 영역에 배치된 마커의 위치 변화에 따라 상기 국소 영역의 부분적인 변형에 따른 상기 3차원 뇌 모델 전체의 물리적인 변형을 시뮬레이션하며, 상기 국부 현미경 영상이 증강현실로 반영되면서, 수술 과정에 따른 시뮬레이션 결과가 실시간으로 반영되는 상기 3차원 뇌 모델을 상기 수술용 현미경에 구비된 디스플레이 모듈로 출력하는, 현미경 기반 증강현실 네비게이션 방법
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제1항에 있어서, 상기 비강체 정합을 수행하는 것은,상기 수술용 현미경의 동작 파라미터에 기반하여 상기 3차원 뇌 모델과 상기 국부 현미경 영상의 초기 정합을 수행한 후, 상기 국부 현미경 영상에 포함된 각각의 마커의 위치에 대응되는 상기 3차원 뇌 모델의 3차원 좌표를 추출하여 매칭 포인트로 설정하고, 상기 마커와 상기 매칭 포인트를 일대일로 매칭시키는 정밀 정합을 수행하는 것인, 현미경 기반 증강현실 네비게이션 방법
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제2항에 있어서, 상기 3차원 뇌 모델 전체의 물리적인 변형을 시뮬레이션하는 것은,상기 국부 현미경 영상을 프레임별로 분석하여, 이전 프레임에서의 상기 마커의 위치와 현재 프레임에서의 상기 마커의 위치를 비교하여 상기 마커에 대한 이동 벡터를 산출하고, 상기 마커에 미리 매칭된 상기 매칭 포인트를 상기 이동 벡터에 따라 이동시켜 상기 국소 영역의 물리적인 변형을 추정하고, 변형된 상기 국소 영역에 기반하여 상기 삼차원 뇌 모델의 물리적인 변형을 추정하는 것인, 현미경 기반 증강현실 네비게이션 방법
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제1항에 있어서, 상기 뇌 영상으로부터 전경 및 배경이 분리된 뇌 영역을 추출하고, 추출된 상기 뇌 영역을 메쉬(mesh) 형태로 나타낸 고해상도 모델을 생성하고, 상기 고해상도 모델로부터 서로 다른 해상도를 갖는 복수의 다해상도 모델을 생성하는 것을 더 포함하며, 상기 3차원 뇌 모델은, 어느 하나의 상기 다해상도 모델이 변형되는 경우, 상기 어느 하나의 다해상도 모델과 매핑된 상기 고해상도 모델이 함께 변형되는 하이브리드 모델인 것을 특징으로 하는, 현미경 기반 증강현실 네비게이션 방법
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제4항에 있어서, 상기 3차원 뇌 모델 전체의 물리적인 변형을 시뮬레이션하는 것은,상기 국부 현미경 영상을 프레임별로 분석하여, 이전 프레임에서의 상기 마커의 위치와 현재 프레임에서의 상기 마커의 위치를 비교하여 상기 마커에 대한 이동 벡터를 산출하고, 산출된 적어도 하나의 상기 이동 벡터에 기초하여 상기 뇌 영역에 가해지는 외력을 추정하고,상기 다해상도 모델을 구성하는 복수의 사면체 사면체(Tetrahedron) 중 상기 뇌 영역의 이종 형질 영역 간 경계 영역에 미리 설정된 제약 조건에 따른 내력을 추정하며, 상기 뇌 영역에 가해지는 상기 외력 및 상기 제약 조건에 기반한 상기 내력에 따라 상기 다해상도 모델을 구성하는 사면체의 각 정점을 변형시키는 것인, 현미경 기반 증강현실 네비게이션 방법
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제4항에 있어서, 상기 3차원 뇌 모델을 상기 수술용 현미경에 구비된 디스플레이 모듈로 출력하는 것은,상기 수술용 현미경의 동작 파라미터를 분석하여 상기 국소 영역으로부터 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역을 상기 고해상도 모델로 렌더링하고, 상기 관심 영역을 제외한 나머지 영역을 상기 다해상도 모델로 렌더링하며, 상기 고해상도 모델 및 상기 다해상도 모델로 렌더링된 상기 3차원 뇌 모델을 상기 디스플레이 모듈로 출력하는 것인, 현미경 기반 증강현실 네비게이션 방법
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제4항에 있어서, 상기 3차원 뇌 모델을 상기 수술용 현미경에 구비된 디스플레이 모듈로 출력하는 것은,상기 수술용 현미경의 동작 파라미터를 분석하여 상기 국소 영역에 형성된 병변 영역을 추출하고, 상기 병변 영역을 상기 고해상도 모델로 렌더링하고, 상기 병변 영역을 제외한 나머지 영역을 상기 다해상도 모델로 렌더링하며, 상기 고해상도 모델 및 상기 다해상도 모델로 렌더링된 상기 3차원 뇌 모델을 상기 디스플레이 모듈로 출력하는 것인, 현미경 기반 증강현실 네비게이션 방법
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제4항에 있어서, 상기 3차원 뇌 모델을 상기 수술용 현미경에 구비된 디스플레이 모듈로 출력하는 것은,상기 국소 영역에 배치된 적어도 하나의 제1 마커의 위치 정보를 기초로 상기 국소 영역에 형성된 후보 병변 영역을 추출하고, 수술 도구에 부착된 제2 마커의 위치를 기준으로 상기 후보 병변 영역으로부터 병변 영역을 추출하며, 상기 제1 마커 및 상기 제2 마커의 위치 변화에 기반하여 상기 병변 영역의 변형을 추정하여 수술 과정에 따른 시뮬레이션 결과가 실시간으로 반영된 상기 3차원 뇌 모델을 상기 수술용 현미경에 구비된 디스플레이 모듈로 출력하는 것인, 현미경 기반 증강현실 네비게이션 방법
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제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 현미경 기반 증강현실 네비게이션 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체
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수술 전 촬영된 뇌 영상으로부터 생성된 3차원 뇌 모델과, 수술 중 수술용 현미경으로부터 획득되는 뇌의 국소 영역에 대한 국부 현미경 영상의 비강체 정합을 수행하는 비강체 정합부;수술 중 상기 수술용 현미경으로부터 수신되는 상기 국부 현미경 영상을 프레임별로 분석하여, 상기 국소 영역에 배치된 마커의 위치 변화에 따라 상기 국소 영역의 부분적인 변형에 따른 상기 3차원 뇌 모델 전체의 물리적인 변형을 시뮬레이션하는 시뮬레이션부; 및상기 국부 현미경 영상이 증강현실로 반영되면서, 수술 과정에 따른 시뮬레이션 결과가 실시간으로 반영되는 상기 3차원 뇌 모델을 상기 수술용 현미경에 구비된 디스플레이 모듈로 출력하는 증강현실 제어부를 포함하는, 현미경 기반 증강현실 네비게이션 장치
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