KR101072732B1 - 이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법 - Google Patents

이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법 Download PDF

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Abstract

뼈 이식 수술시, 환부로 인해 제거된 뼈 결손 부위에 이식골을 빈틈없이 결합할 수 있도록 상기 이식골을 정밀하게 성형할 수 있는 이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법이 개시된다. 본 발명의 이식골 성형 시스템은 이식골의 형상과 환부가 제거된 뼈 부위의 형상을 측정하여 각각의 입체형상정보를 생성하는 형상측정부와, 생성된 각각의 상기 입체형상정보에 따라 상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 상기 이식골의 성형 가능한 위치를 비교 분석하여 성형위치정보를 생성하는 성형위치생성부와, 상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 상기 입체형상정보에 따라 상기 이식골을 성형할 수 있도록 성형형상정보를 생성하는 성형형상생성부와, 상기 이식골을 성형하는 성형가공부와, 상기 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보를 기초하여 상기 성형가공부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
Figure R1020090027998
이식골, 성형, 입체형상, 성형위치, 성형형상

Description

이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법{Bone graft shaping system and method using the same}
본 발명은 이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뼈 이식 수술시, 환부로 인해 제거된 뼈 부위에 이식골을 빈틈없이 결합할 수 있도록 상기 이식골을 정밀하게 성형할 수 있는 이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이식골(bone graft)은 뼈에 심각한 손상이 있는 경우에 사용된다. 여기서, 심각한 손상이란, 뼈에 종양, 심각한 퇴행성 또는 류마티스 관절염, 기형, 심각한 골다공증 또는 부상 및 사고 등으로 인해 뼈의 일부가 없거나 제거되어야 하는 경우를 의미한다.
골이식 수술은 뼈의 제거된 부분에 상기 이식골을 본래의 형상으로 채워주는 외과적인 수술 또는 수술기법이다.
상기 이식골은 환자 본인의 몸에서 추출하는 경우(자가골, autograft)가 있고, 기증자의 뼈에서 추출하는 경우(동종골, allograft)도 있으며, 인공물질(artificial bone)로 만드는 경우도 있다.
또한, 상기 이식골로 환자 골격의 기능을 성공적으로 회복시키기 위해서는 상기 이식골이 환자의 기존 뼈에 견고하면서 단단하게 밀착되어야 한다.
자가골 또는 동종골의 사용에 따른 형태는 다진 분쇄골(morselized bone graft)의 형태와, 지주골(strut bone graft)의 형태로 나뉘어질 수 있다. 다진 분쇄골 이식은 채취한 뼈를 잘게 분쇄하여 사용하는 것을 말하며, 지주골 이식은 뼈가 제거된 부위의 형태와 구조를 유지하기 위해 이식골을 분쇄하지 않고 사용하는 방법을 말한다.
지주골 형태의 이식골은 주로 광범위한 뼈의 결손이 있거나 체중부하가 되는 부분에 이용되며, 관절과, 관절 주위 인대 및 건 등의 근골격 조직을 동시에 재건할 필요가 있는 경우 주로 사용하게 된다.
골종양과 다양한 질병, 사고 등으로 광범위한 골결손이 발생한 경우 현재까지는 주로 종양대치물(tumor prosthesis), 인공관절(arthroplasty)등을 이용하고 있다. 그러나 금속삽입물의 수명은 한정적이며, 체내에 영원한 이물체로 존재하게 되어 많은 부작용을 보여 수 차례의 재수술이 필요할 수 있다.
자가 지주골 이식(autoboen strut bone graft)이 이식골에 가장 이상적이긴 하지만 채취 크기에 제약이 많고, 정상 부분을 손상시켜야 하는 단점이 있어 실제 사용은 제한적이다. 이러한 상황에서 기증자의 뼈에서 채취한 동종골은 금속성 내고정물 사용을 최소화하고, 자가골 채취에 따른 위해가 없어 널리 사용되어 왔다. 최근 기초과학의 발달로 인공뼈(artificial bone)의 개발에 따른 연구가 진행되어 향후 자가골 및 동종골의 부족 부분을 채울 것으로 기대되고 있다.
동종골의 사용으로 자기 관절과 소아연령에서의 성장판등의 중요 뼈 구조물을 보존할 수 있는 수술이 가능하며, 인공관절과 내고정 금속물질의 사용이 최소화 될 수 있고, 동종골에 따른 특별한 합병증인 염증, 감염, 파손 등의 합병증만 없다면 자기뼈화(bone incorporation)가 되어 추가적인 수술이 필요 없게 된다.
그러나, 이러한 동종 지주골의 장점에도 불구하고 실제 수술에서 사용하기에는 그동안 제한점이 많았다. 즉, 뼈의 결손 부위와 상기 이식골이 딱 맞도록 성형하여 준비하기란 불가능하고, 수술자가 일일이 수작업으로 환부가 제거된 뼈 부위와 맞춰가며 성형을 해야 하기 때문에 수술시간이 오래 걸리고, 심각한 성형 오차로 자칫 준비된 이식골을 못쓰게 될 수 있으며, 수작업으로 성형된 이식골은 제거된 뼈의 형상과 정확히 일치되지 않는 문제점이 있다.
이는, 통상적으로 뼈가 매우 천천히 성장하기 때문에 뼈의 갈라진 틈이 0.3mm가 넘으면 뼈의 성장이 저해되고, 틈이 2mm가 넘으면 뼈가 성장되어 다시 붙는 것이 매우 어렵기 때문이다.
그러므로, 상기 0.3~2mm이내의 범위를 벗어나지 않도록 이식골을 성형해야 하지만 수술 중에 수작업으로 이식 지주골의 모든 면이 상기 0.3mm 범위 이내로 정밀하게 성형하기란 거의 불가능하다.
위와 같은 문제점이 있음에도 불구하고, 골 종양이나 심각한 질병 또는 기형의 경우에 이식 지주골의 이용이 골격의 기능을 다시 살려내는데 필수적인 경우가 많아 여전히 시도되고 있지만 이와 같은 문제점을 내포하고 있는 실정이다. 향후 동종골 뿐만 아니라 인공뼈의 사용이 보편화 될 때에도, 이식뼈의 수작업 가공의 어려움으로 인하여 그 사용은 한계에 부딪칠 수 밖에 없을 것이다.
본 발명은 상기와 같이 서술한 문제점을 개선하고, 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 환부가 제거된 뼈 부위에 이식골을 뼈의 성장에 바람직한 틈새 공간을 갖도록 정밀하게 성형하여 뼈의 성장이 정상적으로 이루어질 수 있도록 하는 이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법을 제공하는데 있다.
또한, 상기 이식골을 정밀하게 성형하여 환부가 제거된 뼈 부위에 해부학적으로 안정 고정(anatomical stable fixation)을 함으로써 인공관절 및 내고정 금속물의 삽입을 최소화 할 수 있도록 하는 이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법을 제공하는데 있다.
또한, 이식골을 보다 정밀하고, 빠른 시간에 성형하여 수술시간을 단축할 수 있도록 하는 이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이식골 성형 시스템은, 이식골의 형상과, 환부가 제거된 뼈 부위의 형상을 측정하여 각각의 입체형상정보를 생성하는 형상측정부와; 생성된 각각의 상기 입체형상정보에 따라 상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 상기 이식골의 성형 가능한 위치를 비교 분석하여 성형위치정보를 생성하는 성형위치생성부와; 상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 상기 입체형상정보에 따라 상기 이식골을 성형할 수 있도록 성형형상정보를 생성하는 성형형상생 성부와; 상기 이식골을 성형하는 성형가공부; 및 상기 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보를 기초하여 상기 성형가공부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 형상측정부는 레이저를 이용한 3차원 스캐너일 수 있다.
바람직하게, 상기 성형가공부는, 상기 이식골을 고정하는 고정편; 및 다 관절의 로봇암에 적어도 하나가 구비되어 상기 이식골을 절삭하여 성형하는 절삭기구를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보 중 적어도 어느 하나를 화면상으로 출력하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 이식골 및 환부가 제거된 뼈 부위를 멸균 처리하는 멸균처리부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 멸균 처리된 이식골를 측정하여 이상 유무를 판별하는 이상유무검출부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이식골 성형 시스템을 이용한 이식골 성형 방법은, 환부가 제거된 뼈 부위와, 멸균 처리된 이식골의 형상을 측정하여 각각의 입체형상정보를 생성하는 단계와; 생성된 각각의 상기 입체형상정보를 저장부에 저장하는 단계와; 저장된 각각의 상기 입체형상정보에 따라 상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 상기 이식골의 성형 가능한 위치를 비교 분석하여 성형위치정 보를 생성하는 단계와; 상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 상기 입체형상정보에 따라 상기 이식골을 성형할 수 있도록 성형형상정보를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 성형위치정보와 성형형상정보를 기초하여 상기 이식골을 성형하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 입체형상정보 생성단계 이전에 멸균 처리된 상기 이식골의 내부 및 외부를 검사하여 이상 유무를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명의 이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
본 발명의 이식골 성형 시스템을 이용하면, 이식골을 정밀하게 성형할 수 있을 뿐만 아니라, 이식된 부분의 골 유합(bone union)에 바람직한 틈새 공간인 0.3~2mm이내로 성형이 가능함으로써, 이식된 뼈의 정상적인 성장이 가능하여 회복시간이 단축될 수 있는 장점이 있다.
또한, 정밀하게 성형된 이식골을 환부가 제거된 뼈 부위에 또한, 상기 이식골을 정밀하게 성형하여 환부가 제거된 뼈 부위에 해부학적으로 안정적 고정을 함으로써 인공관절 및 내고정 금속물의 삽입을 최소화 할 수 있어 자가 관절과 소아에서의 성장판 등 중요 구조물을 보존할 수 있는 기회가 높아지며, 수술비용과 재활시간을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 이식골 성형 시스템을 이용하면, 이식골을 보다 빠른 시간 에 성형하여 수술 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이식골 성형 시스템 및 이를 이용한 이식골 성형 방법을 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이식골 성형 시스템의 요부를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이식골 성형 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이식골 성형 시스템은, 멸균처리부(110), 이상유무검출부(120), 형상측정부(130), 성형위치생성부(140), 성형형상생성부(150), 성형가공부(160), 제어부(170), 저장부(180) 및 디스플레이부(190) 등을 포함한다.
멸균처리부(110)는 인체의 뼈에 이식될 이식골(10)을 각종 세균, 병균 및 감염 원인 등으로부터 멸균 처리하기 위해 구비된다. 즉, 이식골(10)은 환자의 몸이나 다른 환자 또는 사망 환자 및 기증자의 뼈를 인체에 사용하는 것이기 때문에 필히 멸균 처리를 실시하여야 함은 당업자라면 누구나 알고 있는 것으로 이에 따른 상세한 설명은 생략하되, 바람직하게, 이식골(10)의 멸균 처리는 감마선을 투과하여 세균, 병균 및 감염 원인 등을 멸균 처리한다.
또한, 감마선을 이용한 멸균 처리 이외에 다양한 방법으로 이식골(10)의 멸균 처리를 수행할 수도 있음은 물론이다.
이상유무검출부(120)는 멸균 처리된 이식골(10)의 내부 및 외부를 정밀하게 측정하여 이상 유무를 판별하기 위한 것으로, 골밀도 등을 검사하고, 이상이 있는 이식골(10)은 사용을 배제하기 위해 구비된다. 이때, 이식골(10)을 검사하기 위해서는 기 공지된 컴퓨터단층촬영(Computed Tomography)장치가 사용될 수 있다.
컴퓨터단층촬영장치는 통상적으로 CT촬영장치라고 한다. 여기서, 컴퓨터단층촬영장치는 물체의 내부 구조를 여러 방향에서 찍은 투영을 토대로 계산하여 재구성하는 장치이다. 이러한 컴퓨터단층촬영장치는 X선의 투과를 이용한 X선 CT촬영장치, RI, 양전자 방출을 이용한 방사형 CT촬영장치, 핵자기 공명을 응용한 NMRT CT 촬영장치, 중입자선 CT촬영장치 및 초음파 CR촬영장치 등이 있다.
형상측정부(130)는 이상유무검출부(120)에서 판별되어 이상이 없는 이식골(10)과, 환부가 제거된 뼈 부위를 각각 측정하여 입체적으로 형상시키되 이때, 입체적으로 형상화되는 이식골(10) 및 환부가 제거된 뼈 부위 각각에 해당하는 입체형상정보를 생성시킨다.
입체형상정보는 이식골(10)의 전체 형상 및 환부가 제거된 뼈 부위의 일부분 또는 전체 형상을 선택적으로 각각 측정할 수 있다.
또한, 입체형상정보는 환부가 제거된 뼈 부위에 대응하는 형상으로 이식골(10)을 성형하기 위한 비교 분석 정보이다.
아울러, 형상측정부(130)는 기 공지된 레이저 3차원 스캐너 등이 사용될 수 있는데, 일반적인 레이저 3차원 스캐너는 레이저 변위센서를 사용한 비접촉 포인트 스캔(Point Scan) 방식으로 복잡한 3차원 자유곡면 형상에 탁월하다.
성형위치생성부(140)는 각각의 입체형상정보를 제공받아 각각의 입체형상정보를 기초하여 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 이식골(10)의 성형 가능한 위치를 비교 분석하여 성형위치정보를 생성한다.
아울러, 성형위치정보는 자체적으로 프로그래밍된 매칭 시스템에 의해 각각의 입체형상정보를 기초하여 성형 위치를 결정할 수 있도록 구성할 수 있다.
성형형상생성부(150)는 성형위치정보의 위치를 기초하되, 환부가 제거된 뼈 부위에 해당하는 입체형상정보를 형상측정부(130)에서 제공받아 제공된 입체형상정보를 기초하여 환부가 제거된 뼈 부위에 결합할 수 있는 형상의 성형형상정보를 생 성한다.
이때, 성형형상정보는 이식골(10)을 환부가 제거된 뼈 부위에 결합할 수 있는 형상이면서 환부가 제거된 뼈 부위의 주변 형상과 대응 또는 일치되도록 성형하기 위한 정보이다.
성형가공부(160)는 고정편(161), 다 관절로 이루어진 로봇암(162) 및 로봇암(162)의 단부에 장착되는 적어도 하나의 절삭기구(163)로 구성된다.
성형가공부(160)는 후술할 제어부(170)에서 인가되는 성형위치정보 및 성형형상정보를 기초하여 이식골(10)을 성형한다.
이때, 이식골(10)을 고정편(161)에 고정하고, 성형위치정보에 기초하여 로봇암(162)이 이동하면, 로봇암(162)의 단부에 장착된 절삭기구(163)가 이식골(10)의 성형 위치로 이동된다.
이후, 절삭기구(163)에 구동력이 제공되면 제공된 구동력에 의해 절삭기구(163)가 고속 회전을 하면서 이식골(10)을 성형형상정보와 대응 또는 동일한 형상으로 정밀하게 성형한다.
여기서, 절삭기구(163)는 고속의 회전력을 이용하는 밀링 커터가 장착될 수도 있다.
아울러, 성형가공부(160)는 기 공지된 수술용 로봇이 사용될 수도 있다.
제어부(170)는 형상측정부(130)의 입체형상정보, 성형위치생성부(140)의 성형위치정보 및 성형형상생성부(150)의 성형형상정보를 인가 받아 입출력을 제어하되, 이식골(10)의 성형시 성형가공부(160)에 성형위치정보 및 성형형상정보를 인가 하여 제공된 정보를 기초로 성형가공부(160)의 동작을 제어한다.
또한, 제어부(170)는 저장부(180) 및 디스플레이부(190)와 전기적으로 연결되어 제어부(170)로 인가되는 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보를 저장부(180)에 제공하여 저장하는 역할을 수행한다.
아울러, 제어부(170)는 저장부(180)에 저장된 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보 중 적어도 어느 하나를 디스플레이부(190)로 출력시키는 역할도 수행한다.
더불어, 디스플레이부(190)는 제어부(170)를 통해 출력되는 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보 중 어느 하나를 출력하여 각각의 정보를 시술자가 직접 확인하면서 검토하고, 오류 등의 상황에 대처하기 위해 구비된다.
아울러, 상기 저장부(180) 및 디스플레이부(190)는 기 공지된 기술로서, 자세한 설명은 생략한다.
이와 같이, 정밀 성형이 가능한 이식골 성형 시스템을 통해 이식골(10)을 성형하면, 환부가 제거된 뼈 부위에 성형된 이식골(10)을 끼움 결합 등으로 결합할 수 있다.
또한, 입체형상정보, 성형형상정보 및 성형위치정보를 기초하여 정밀 성형이 가능하기 때문에 이식골(10)을 뼈의 성장에 지장이 없는 최적의 틈새 즉, 허용 공차 0.3mm 이내로 성형이 가능하다.
이와 같은 구성으로 이루어진 이식골 성형 시스템을 이용하여 이식골(10)을 뼈에 이식하는 수술 과정을 설명하면, 수술 전 뼈에 이식될 이식골(10)을 준비하 되, 이식골(10)에 존재하고 있는 각종 세균 및 오염원을 멸균처리부(110)에서 멸균 처리한다.
멸균 처리된 이식골(10)을 이상유뮤검출부(120)에서 단층 촬영으로 내부 및 외부를 검사하되, 골밀도 등의 다양한 검사 과정을 걸쳐 이식골(10)의 이상 유무를 판별하고, 이상이 있는 이식골(10)은 사용을 배제하게 된다.
한편, 환자의 뼈에 형성된 환부를 제거하기 위해 피부 조직을 절개하고, 환부가 위치된 뼈의 환부를 제거한다.
또한, 이상유무검출부(120)에서 판별되어 이상 없는 이식골(10)과, 환부가 제거된 뼈 부위를 형상측정부(130)에서 측정하여 측정된 이식골(10) 및 환부가 제거된 뼈 부위에 해당하는 입체적인 입체형상정보를 각각 생성한다.
생성된 각각의 입체형상정보를 기초하여 성형위치생성부(140)에서 환부가 제거된 뼈 부위에 성형 가능한 위치를 분석하는 작업이 수행되어 상기 이식골(10)의 성형위치정보를 생성한다.
생성된 성형위치정보로 위치를 기초하고, 형상은 환부가 제거된 뼈 부위의 입체형상정보를 기초하여 이식골(10)을 환부가 제거된 뼈 부위에 결합할 수 있도록 성형형상생성부(150)에서 성형형상정보를 생성한다.
생성된 성형형상정보와 성형위치정보를 기초하여 성형가공부(160)는 이식골(10)의 성형작업을 수행한다.
성형 작업이 완료된 이식골(10)은 멸균처리부(110)에서 멸균 처리 과장을 거치되, 이때, 멸균 처리는 멸균된 생리식염수로 세척하여 멸균 처리하는 것이 바람 직하다.
멸균 처리된 이식골(10)은 환부가 제거된 뼈 부위에 결합하여 절개된 피부의 봉합과정을 거쳐 수술이 완료되는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이식골 성형 시스템을 이용한 이식골 성형 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 멸균 처리된 이식골과, 환부가 제거된 뼈 부위의 형상을 형상측정부에서 측정하여 입체화시킨 각각의 입체형상정보를 생성시킨다.(S110) 이때, 형상측정부는 레이저 3차원 스캐너를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 입체형상정보를 생성시키기 이전에 멸균 처리된 상기 이식골의 내부 및 외부를 검사하여 이상 유무를 판별하여 이식골을 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 형상측정부에서 생성된 각각의 입체형상정보는 제어부에 인가되고, 인가된 각각의 입체형상정보는 제어부를 통해 저장부에 저장된다.
아울러, 저장부에 저장된 각각의 입체형상정보는 성형위치생성부와 성형형상생성부에 각각 인가된다.
성형위치생성부에 인가된 각각의 입체형상정보는 비교 분석 작업을 걸쳐 환부가 제거된 뼈 부위에 결합할 수 있는 형상으로 성형이 가능한 이식골의 위치를 결정하여 성형위치정보를 생성한다.(S120)
생성된 성형위치정보의 위치를 기초로, 선택된 위치에 환부가 제거된 뼈 부 위에 결합할 수 있는 형상으로 성형할 수 있도록 환부가 제거된 뼈 부위에 해당하는 입체형상정보를 기초하여 성형형상생성부에서 성형형상정보를 생성한다.(S130)
생성된 성형위치정보와 성형형상정보는 제어부를 통해 저장부에 저장됨과 아울러, 성형가공부에 인가시킨다.
성형가공부에 인가된 성형위치정보와 성형형상정보를 기초하여 성형가공부는 이식골을 성형하기 위해 구동력이 제공된다.(S140)
제공된 구동력에 의해 성형가공부의 로봇암이 성형위치정보를 기초하여 이동하면, 로봇암의 단부에 장착된 절삭기구가 고정된 이식골의 성형 위치에 위치한다.
위치된 절삭기구에 고속의 회전력이 제공되면, 성형형상정보를 기초하여 절삭기구와 로봇암이 이동하면서 이식골을 성형한다.(S150)
이때, 절삭기구는 회전 운동을 반복적으로 수행하고, 위치 이동은 다 관절로 이루어진 로봇암에 의해 이동한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이식골 성형 시스템의 요부를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이식골 성형 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 이식골 성형 시스템을 이용한 이식골 성형 방법을 설명하기 위한 플로우 차트.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 이식골 110 : 멸균처리부
120 : 이상유무검출부 130 : 형상측정부
140 : 성형위치생성부 150 : 성형형상생성부
160 : 성형가공부 161 : 고정편
162 : 로봇암 163 : 절삭기구
170 : 제어부 180 : 저장부
190 : 디스플레이부

Claims (9)

  1. 지주골 형태의 이식골의 형상과, 환부가 제거된 뼈 부위의 형상을 측정하여 각각의 입체형상정보를 생성하는 형상측정부;
    생성된 각각의 상기 입체형상정보에 따라 상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 지주골 형태의 상기 이식골의 성형 가능한 위치를 비교 분석하여 성형위치정보를 생성하는 성형위치생성부;
    상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 상기 입체형상정보에 따라 지주골 형태의 상기 이식골을 성형할 수 있도록 성형형상정보를 생성하는 성형형상생성부;
    지주골 형태의 상기 이식골을 성형하는 성형가공부; 및
    상기 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보를 기초하여 상기 성형가공부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이식골 성형 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 형상측정부는 레이저를 이용한 3차원 스캐너인 것을 특징으로 하는 이식골 성형 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 성형가공부는,
    지주골 형태의 상기 이식골을 고정하는 고정편; 및
    다 관절의 로봇암에 적어도 하나가 구비되어 지주골 형태의 상기 이식골을 절삭하여 성형하는 절삭기구를 포함하는 이식골 성형 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이식골 성형 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 입체형상정보, 성형위치정보 및 성형형상정보 중 적어도 어느 하나를 화면상으로 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이식골 성형 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 지주골 형태의 상기 이식골 및 환부가 제거된 뼈 부위를 멸균 처리하는 멸균처리부를 더 포함하는 이식골 성형 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 멸균 처리된 지주골 형태의 상기 이식골를 측정하여 이상 유무를 판별하는 이상유무검출부를 더 포함하는 이식골 성형 시스템.
  8. 환부가 제거된 뼈 부위와, 멸균 처리된 지주골 형태의 이식골의 형상을 측정하여 각각의 입체형상정보를 생성하는 단계;
    생성된 각각의 상기 입체형상정보를 저장부에 저장하는 단계;
    저장된 각각의 상기 입체형상정보에 따라 상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 지주골 형태의 상기 이식골의 성형 가능한 위치를 비교 분석하여 성형위치정보를 생성하는 단계;
    상기 환부가 제거된 뼈 부위와 대응하는 상기 입체형상정보에 따라 지주골 형태의 상기 이식골을 성형할 수 있도록 성형형상정보를 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 성형위치정보와 성형형상정보를 기초하여 지주골 형태의 상기 이식골을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이식골 성형 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 입체형상정보 생성단계 이전에 멸균 처리된 지주골 형태의 상기 이식골의 내부 및 외부를 검사하여 이상 유무를 판별하는 단계를 더 포함하는 이식골 성형 방법.
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