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X-Ray 기반 골절 골격 3차원 재구성 기술

키워드

기술개요

- "X-Ray 기반 골절 골격 3차원 재구성 기술 "은 X-Ray 영상을 이용하여 골절 부위의 3D 골격 Mesh를 재구성하고 분석하는 기술

기술이전 목적 및 필요성

- 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

기술의 특징 및 장점

- 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

기술의 성숙도

단계 : 5

활용방안 및 기대성과

- 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

기술이전 내용 및 범위

<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