KR101124144B1

KR101124144B1 - 척추변형 측정시스템

Info

Publication number: KR101124144B1
Application number: KR1020110113106A
Authority: KR
Inventors: 강석중
Original assignee: 강석중
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2012-03-21

Abstract

본 발명은 척추의 변형정도와 관련하여 보다 상세하고 정확한 데이터를 용이하게 얻을 수 있도록 구성된 척추변형 측정시스템에 관한 것이다. 이에 따라, 본 발명의 척추변형 측정시스템은 대상자의 척추를 촬영하고 촬영된 결과를 엑스레이이미지로 생성하는 엑스레이촬영부; 상기 엑스레이촬영부에서 생성된 상기 엑스레이이미지를 입력받아 마킹용 화면에 출력하고, 상기 마킹용 화면에 기준수직선생성점과 측정대상기준점을 표시할 수 있는 마킹수단을 구비하는 마킹용 디스플레이부; 상기 기준수직선생성점을 기초로 기준수직선을 생성하고, 상기 기준수직선을 기준으로 하여, 상기 측정대상기준점 또는 상기 측정대상기준점으로부터 도출되는 측정대상점의 상대적 위치정보를 산출하는 연산부; 및, 상기 연산부에서 산출된 상기 상대적 위치정보를 전송받아 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

척추변형 측정시스템{Measuring system for degree of spine deformity}

본 발명은 척추변형 측정시스템에 관한 것으로, 척추측만증 환자 등의 척추변형정도를 측정하여 의학적인 기초데이타로 활용하거나 또는 보조기 제작에 활용하고자 하는 측정시스템에 관한 것이다.

일반적으로 척추 측만증은 척추가 휘어지거나 틀어짐으로써 체중의 적절한 분산이 어려워지고 움직임 또한 부자연스러워진다.

그에 따라 신체는 그것을 보상하기 위해 전체적인 형태에 변화를 주게 되는데, 자연스러운 정열을 흐트려 부정열 증후군이 된다. 보상의 형태는 목부위와 골반부위에 나타나고, 목뼈(경추)의 회전변위와 골반의 높이 차이 및 틀어짐이 발생하며, 심할 경우 갈비뼈가 돌아가 양쪽 가슴의 크기가 달라지고 어깨 높이까지 달라지게 된다. 또한 척추가 옆으로 휘어지며 추체(하나의 척추뼈)는 회전을 동반하게 된다.

그러한 척추 측만증이 의심되면 등심대 검사를 하게 되는데, 두발을 똑바로 모으고 무릎을 편 상태에서 등을 구부리게 한 뒤, 스콜리오메터(scoliometer)란 도구로 구부린 등을 목에서부터 엉덩이 쪽으로 이동시켜 가면서 환자 등의 좌우 기울기차를 육안으로 확인하여 콥스각(Cobb`s angle)을 측정한다.

상기 콥스각은 콥시스 측정방법으로 구해지는 것인데, 척추의 가장 많이 휘어진 위쪽과 아래쪽의 척추뼈를 기준으로 측정하여 얻어지는 값을 말한다. 예컨대, 도 1의 그림에서 측정하려는 만곡의 오목한 쪽으로 가장 기울어진 상부 끝 척추의 상단과, 만곡의 하부 끝 척추의 하단에 선을 그은 뒤 각 선에서 직각으로 수직선을 그어서 교차된 각을 구하면 그 각이 콥스각(θ)이 된다.

측정된 콥스각이 20도 이하일 경우 6개월 단위로 검사를 하여 측만증의 진행 정도를 관찰해야 되고, 20 ～ 40도일 경우 성장이 끝나는 15 ～ 16세 까지 보조기를 착용해야 되며, 40 ～ 50도일 경우 수술로 측만증을 교정해야 된다.

그러나, 종래의 콥스각 측정방법은 관상면(정면)의 엑스레이자료를 이용하여 측정되므로, 척추체의 실제적인 비틀림이나 굽은 정도를 정확하게 나타내는 지표로 볼 수 없을 뿐 아니라, 측정하는 사람마다 측정값에 차이가 있으므로 정확하고 일정하게 측정할 수 없는 단점이 있었다.

또한, 상기 콥스각은 3차원적인 데이터가 아니므로 수술이나 보조기 제작을 위한 기초자료로 활용하기에는 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위해서 안출된 것으로, 본 발명은 척추측만증 환자 등에서 발생하는 척추변형과 관련하여 보다 상세하고 정확한 데이터를 용이하게 얻을 수 있도록 구성된 척추변형 측정시스템에 관한 것이다.

이에 따라, 본 발명의 척추변형 측정시스템은 대상자의 척추를 촬영하고 촬영된 결과를 엑스레이이미지로 생성하는 엑스레이촬영부; 상기 엑스레이촬영부에서 생성된 상기 엑스레이이미지를 입력받아 마킹용 화면에 출력하고, 상기 마킹용 화면에 기준수직선생성점과 측정대상기준점을 표시할 수 있는 마킹수단을 구비하는 마킹용 디스플레이부; 상기 기준수직선생성점을 기초로 기준수직선을 생성하고, 상기 기준수직선을 기준으로 하여, 상기 측정대상기준점 또는 상기 측정대상기준점으로부터 도출되는 측정대상점의 상대적 위치정보를 산출하는 연산부; 및, 상기 연산부에서 산출된 상기 상대적 위치정보를 전송받아 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서 엑스레이촬영부는 상기 대상자가 설 수 있는 수평면이 형성된 수평바닥판을 더 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 상기에서 상기 마킹수단은 단일의 터치펜이고, 상기 연산부는 상기 기준수직선생성점을 상기 터치펜에 의해 초기에 표시되는 설정된 개수의 표시점으로 하고, 상기 측정대상기준점은 상기 설정된 개수 이후에 상기 터치펜이 표시하는 표시점으로 하여 상기 상대적 위치정보를 산출하는 것으로 구성할 수 있다.

또한, 상기 마킹수단은 상기 마킹용 디스플레이부에서 서로 구별되어 인식되는 2종류 이상의 마킹수단을 포함하고, 상기 기준수직선생성점을 표시하는 상기 마킹수단은 상기 2종류 이상의 마킹수단 중 선택된 하나의 마킹수단이고, 상기 선택된 하나의 마킹수단을 제외한 나머지 마킹수단은 측정대상기준점을 표시하는 것으로 구성하는 것도 가능하다.

또한, 상기 기준수직선생성점을 기초로 기준수직선을 생성하는 것은, 하나의 엑스레이이미지에 대하여 2개의 상기 기준수직선생성점의 중간지점을 산출하고, 상기 중간지점에서 수직방향으로 선을 그어 기준수직선을 생성하는 것인 것이 바람직하다.

구체적으로는 상기 엑스레이촬영부에서 촬영되는 엑스레이이미지는 그 세로변이 상기 수평바닥판에 수직인 방향으로 구성하되, 상기 기준수직선생성점을 기초로 기준수직선을 생성하는 것은, 하나의 엑스레이이미지에 대하여 2개의 상기 기준수직선생성점의 중간지점을 산출하여 상기 중간지점에서 상기 세로변과 평행하게 기준수직선을 생성하는 것일 수 있다.

또 다른 방식으로는 상기 엑스레이촬영부에 상기 수평바닥판에 수직인 기준로드가 설치되고, 상기 엑스레이촬영부는 상기 기준로드가 상기 엑스레이이미지에 포함되도록 설치되며, 상기 기준수직선생성점을 기초로 기준수직선을 생성하는 것은, 하나의 엑스레이이미지에서 2개의 상기 기준수직선생성점의 중간지점을 산출하여 상기 중간지점에서 상기 기준로드와 평행하게 기준수직선을 생성하는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 척추변형 측정시스템은 척추체의 변형정도를 보다 정확하고 용이하게 측정할 수 있는 시스템을 제공한다.

또한, 척추체의 3차원 영상을 생성하는 장치를 구비하지 않더라도, 척추체의 변형정도에 관한 3차원적인 데이터를 용이하게 획득할 수 있다.

이에 따라, 척추의 외과적 수술 전에 척추체 위치를 보정하는 정도를 가늠하고 수술계획을 세우기 위한 정확한 기초데이터를 획득하여 활용할 수 있을 뿐 아니라, 보조기를 제작하는 경우에도 보조기를 설계하기 위한 기초데이터를 얻기 위해 활용될 수 있다.

도 1은 콥스각의 측정방법에 관한 설명도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 척추변형 측정시스템의 블록구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 척추변형 측정시스템에서 엑스레이촬영부의 구성설명도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엑스레이촬영부에서 촬영한 대상자의 관상면(앞면) 및 시상면(측면)의 엑스레이이미지
도 5는 기준수직선을 생성하기 위한 천추 부근의 표시점에 대한 설명도
도 6은 척추체의 측정대상기준점과 그에 따른 측추대상점 및 기준수직선에 대한 상대적 위치정보를 설명하기 위한 설명도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 척추변형 측정시스템에서 연산부의 처리과정을 설명하는 블록구성도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참고하면 본 발명의 실시예에 따른 척추변형 측정시스템는, 대상자(1)의 척추를 촬영하고 촬영된 결과를 엑스레이이미지로 생성하는 엑스레이촬영부(10); 상기 엑스레이촬영부(10)에서 생성된 상기 엑스레이이미지를 입력받아 마킹용 화면에 출력하고, 상기 마킹용 화면에 기준수직선생성점과 측정대상기준점을 표시할 수 있는 마킹수단을 구비하는 마킹용 디스플레이부(20); 상기 기준수직선생성점을 기초로 기준수직선을 생성하고, 상기 기준수직선을 기준으로 하여, 상기 측정대상기준점 또는 상기 측정대상기준점으로부터 도출되는 측정대상점의 상대적 위치정보를 산출하는 연산부(30); 및, 상기 연산부(30)에서 산출된 상기 상대적 위치정보를 전송받아 저장하는 저장부(40)를 포함한다.

상기 엑스레이촬영부(10)는 엑스레이촬영장치(2)에 의해 대상자(1)의 척추를 촬영한 이미지를 획득하는 부분이다.

도 3을 참고하면, 상기 엑스레이촬영장치(2)는 촬영 시 디지털이미지로 생성되어 마킹용 디스플레이부(20)에 자동으로 전송되도록 하는 것이 바람직하다. 다만, 엑스레이촬영장치(2)가 엑스레이 필름을 이용하는 방식인 경우에는 촬영된 엑스레이 필름을 스캔하여 이미지를 생성하는 스캐너가 더 구비되고, 스캐너에서 생성된 이미지는 마킹용 디스플레이부(20)에 자동 전송되도록 연결된다.

상기 엑스레이촬영부(10)에는 대상자(1)가 양 다리를 착지한 상태에서 서 있을 수 있는 수평면이 형성된 수평바닥판(3)이 설치된다. 상기 수평바닥판(3)은 수준기를 이용하여 수평면이 되도록 평면을 형성하고, 그 수평바닥판(3)에 두 발을 착지한 자세로 대상자(1)가 서서 촬영이 이루어진다.

상기 수평바닥판(3)에 수직인 방향은 직립한 정상적인 척추의 기준이 될 수 있는 것으로, 수평바닥판(3)의 수평상태는 엑스레이촬영장치(2)에 의해 촬영된 이미지에서 정확한 수평방향을 표시할 수 있도록 하고, 후술하게 될 기준수직선(V1,V2)을 용이하게 생성할 수 있도록 한다.

상기 촬영된 이미지에 수평방향을 표시하는 방법은 엑스레이촬영장치(2)에서 얻은 사각의 촬영이미지가 가로변(51)이 바닥판의 수평방향과 정확히 일치하고 세로변(52)이 수평바닥판(3)에 수직인 방향과 정확히 일치하도록 엑스레이촬영장치(2)를 설치해 두는 것이다. 이에 따라, 엑스레이촬영장치(2)에서 얻은 사각의 엑스레이이미지는 세로변(52)이 촬영당시 대상자(1)가 서 있는 상태에서의 수직선이 되고, 그 수직선은 직립한 정상적인 척추의 중심선과 나란하게 되는 것이다.

상기 엑스레이촬영장치(2)에서 생성되는 사각의 엑스레이 이미지에서 그 가로변(51)과 세로변(52)이 수평과 수직방향에 정확히 일치하지 않더라도 다른 방법으로서, 수직방향으로 직립한 기준로드(rod)(미도시)를 대상자(1)가 서 있는 위치의 일측에 설치하거나 천정에서 수직으로 매달리게 설치한 상태에서 엑스레이이미지에 대상자(1)와 함께 찍히도록 촬영한다. 이에 따라, 후술하는 기준수직선(V1,V2)의 생성 시, 기준로드와 평행한 방향으로 직선을 생성하면 기준수직선(V1,V2)을 정확히 생성할 수 있다.

상기 엑스레이촬영장치(2)에 의한 촬영은 대상자(1)의 관상면(정면)과 시상면(측면)에서 이루어지므로 대상자(1)가 90°로 돌아서는 대신, 엑스레이촬영장치(2)가 대상자(1) 주변으로 90°선회할 수 있도록 구성할 수도 있다.

척주측만증 등에 의한 척추체의 변형은 일방향으로만 이루어지는 것이 아니고, 입체공간상에서 3차원적인 변형이 발생한 것이므로 관상면 뿐 아니라 시상면도 함께 측정하여 시상면에서의 변형정도에 관한 데이터가 관상면의 그것과 결합되어야 정확한 측만도를 파악할 수 있다.

한편, 상기 마킹용 디스플레이부(20)는 상기 엑스레이촬영부(10)에서 생성된 엑스레이이미지를 입력받아 마킹용 화면에 출력하고, 상기 화면에서 다수의 위치점을 표시하는 부분이다. 따라서, 마킹용 디스플레이부(20)에는 화면 상의 소정 위치를 표시하기 위한 마킹수단을 구비하여야 한다.

사용자가 마킹수단을 이용하여 화면에 점을 표시하면 그 점의 위치값이 입력된다.

상기 화면은 공지된 터치스크린이고 마킹수단은 터치스크린에 점을 표시하여 위치값이 입력될 수 있는 터치펜인 것이 가장 바람직하다.

또한, 마킹수단에 의한 위치점의 입력은 기준수직선(V1,V2)을 생성하기 위한 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)과, 기준수직선(V1,V2)으로부터의 거리를 알고자 하는 측정점을 정하기 위한 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb ; .....)의 입력이 필요하므로 양자의 입력이 구분될 필요가 있다.

상기 구분을 위해서 별도의 서로 다른 종류의 마킹수단을 구비하고, 하나의 마킹수단을 기준수직선(V1,V2)을 생성하기 위해 표시하는 마킹수단으로 하고, 다른 하나는 측정하고자 하는 위치점을 표시하는 마킹수단으로 한다. 여러개의 마킹수단이 구비되는 경우에는 그 중 하나의 마킹수단(터치펜)만이 기준수직선생성점 표시용으로 설정해둔다.

서로 다른 마킹수단을 사용하는 경우에는 기준수직선(V1,V2)을 생성하기 위한 마킹수단이 표시한 점은 다른 표시점들과 구분하는 식별자를 포함하는 데이터로 생성된다.

한편, 상기와 같이 복수의 마킹수단을 사용하는 것이 아니라 하나의 마킹수단만을 사용하되, 마킹한 순서에 의해 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)과 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb ; .....)을 구분할 수 있다. 즉, 하나의 이미지에서 초기에 표시하는 설정된 횟수 예컨대 첫 번째와 두 번째 표시한 표시점을 기준수직선(V1,V2)을 생성하기 위해 기초로 하는 기준수직선생성점으로 한다. 이 경우는, 첫 번째와 두 번째 표시점은 좌표정보와 함께 식별자가 포함되어 연산부(30)로 전송됨으로써 측정대상기준점과 구분되어 연산부(30)로 전송되도록 한다.

한편, 상기 연산부(30)는 표시된 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)으로부터 기준수직선(V1,V2)을 생성하고, 상기 기준수직선(V1,V2)을 기준으로 표시된 다수의 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb ; .....)의 상대적 위치에 관한 정보를 산출한다.

먼저 기준수직선(V1,V2)을 생성하기 위해 도 5(a)와 같이, 관상면에 대한 엑스레이이미지에서 2개의 기준수직선생성점(S1,S2)이 표시되고, 시상면에 대한 엑스레이이미지에서도 2개의 기준수직선생성점(Sa,Sb)이 표시된다. 상기 관상면 및 시상면에 대한 각 엑스레이이미지에서 각각 2개의 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)의 중간지점(S3,Sc)을 각각 산출한 후, 그 중간지점(S3,Sc)으로부터 수직방향의 기준수직선(V1,V2)을 형성한다. 수직방향으로 선을 형성하기 위해 사각의 엑스레이이미지에서 수직으로 이미 형성되어 있는 세로변(52)과 평행한 선을 형성함으로써 생성할 수 있다. 참고로, 상기 세로변(52)는 가로변(51)에 수직이므로 가로변(51)에 수직으로 선을 형성하는 것도 수직방향이 된다.

엑스레이 이미지의 세로변(52)을 활용하지 않는 경우에는, 전술한 수직의 기준로드가 엑스레이 이미지에 함께 나타나도록 하여 상기 중간지점(S3,Sc)에서 그 기준로드와 평행하게 수직인 직선을 생성하면 기준수직선(V1,V2)이 생성될 수 있다. 이미지에 찍힌 기준로드의 명암을 인식하여 선을 형성한 후, 그것과 평행하게 기준수직선(V1,V2)을 형성하는 과정은 연산부(30) 내부에 순차적으로 처리되도록 한다.

한편, 기준수직선(V1,V2)의 생성이 완료되면, 측정하고자 하는 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)을 이용하여 측정대상점(P3,Pc)를 산출하고, 기준수직선(V1,V2)을 기준으로 측정대상점(P3,Pc)의 상대적 위치가 산출된다. 상대적 위치정보는 이미지의 화소수를 통해 계산할 수 있다.

측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)은 그 자체로써 측정대상점(P3,Pc)이 될 수 있으나, 도 6에서 도시하는 바와 같이 각각 2개의 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)의 중간지점, 즉 척추체 각 분절의 상부종판의 중심점을 측정대상점(P3,Pc)으로 설정하는 것이 바람직하다. 측정대상점의 선정은 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.

또한, 상기 상대적 위치정보는 정상인 척추체를 기준으로 척추측만증 환자 등의 변형의 정도를 측정하는 지표로 이용되는 것이므로 측정대상점(P3,Pc)에서 기준수직선(V1,V2)까지의 수평거리로써 단순히 구할 수도 있고, 후술하는 바와 같이 기준수직선(V1)에서 정상의 위치로 복귀하는 경우에 예상되는 복귀지점(C1)을 설정한 후, 기준수직선(V1) 상의 복귀지점(C1)을 기준으로 상대적 위치정보를 구하는 것도 가능하다. 따라서, 기준수직선(V1,V2)과 측정대상점(P3,Pc)이 산출되면, 그 사이의 상대적 위치정보는 사용자의 필요에 따라 측정방식을 달리할 수는 있는 것이고, 양측의 위치차에 관한 물리적인 값이다.

상기 저장부(40)는 연산장치에서 산출된 측정대상점(P3,Pc)의 상대적 위치정보를 데이터로서 저장하는 부분이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 척추변형 측정시스템을 이용하여 척추의 변형정도를 측정하는 과정을 설명한다.

먼저, 대상자(1)가 도 3과 같은 수평바닥판(3)에 두발을 착지하고 서면, 엑스레이촬영장치(2)가 척추를 촬영하여 엑스레이이미지를 생성한다. 상기 촬영은 대상자(1)의 관상면과 시상면에서 2번의 촬영이 이루어진다.

상기에서 촬영된 엑스레이이미지는 마킹용 디스플레이부(20)에 전송되어 상기 관상면과 시상면에 관한 엑스레이이미지가 동시에 또는 순차적으로 도 4와 같이 화면에 출력된다.

화면에 출력된 엑스레이이미지를 관찰하여 사용자는 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)과 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)을 표시한다. 이 때, 마킹수단이 단일의 터치펜이면, 관상면의 엑스레이이미지에서 첫 번째와 두 번째 순서의 표시점이 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)으로 연산부(30)에 제공되고, 그 이후에 찍히는 표시점은 모두 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)으로 인식되도록 식별자를 포함하여 연산부(30)에 제공된다. 시상면에서도 동일하게 첫번째와 두 번째 순서의 표시점이 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)으로서 식별자를 포함하여 연산부(30)에 제공되고, 그 이후의 표시점은 모두 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)으로 인식되어 연산부(30)에 제공된다. 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb; ... )들은 척추의 각 분절별로 구분하는 다른 식별자가 포함되도록 한다. 예컨대, 요추로부터 시작하여 분절마다 2개씩의 점을 순차적으로 찍어나가되, 2개의 점을 찍을 때마다 식별자가 달라지도록 하는 것이다.

한편, 상기 마킹수단이 마킹용 디스플레이부(20)에서 서로 구별되어 인식되는 2종류의 터치펜이 설치된 경우에는 설정되어 있는 하나의 터치펜을 사용하여 2개의 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)을 표시하고, 다른 하나의 터치펜으로 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)을 표시한다. 이와 같은 작업은 관상면과 시상면 엑스레이이미지에서 각각 행해진다.

상기 기준수직선(V1,V2)을 표시하는 구체적 위치는 도 5에 도시되어 있다.

도 5를 참고하면, 먼저 도 5의 (a)와 같이 척추와 골반의 접합부분이 나타나는 관상면 엑스레이이미지에서는 S1점과 S2점을 표시한다. S1점과 S2점은 천추 상부종판의 좌측경계점과 우측경계점으로서, 척추분야의 전문의라면 엑스레이이미지 상에서 일관성 있는 위치에 표시할 수 있는 점이다.

이후, 시상면 엑스레이이미지에서는 도 5의 (b)와 같이 척추와 골반의 접합부분의 측면이 나타나고 있고, 도 5의 (b)의 Sa점과 Sb점을 표시한다. Sa점과 Sb점은 천추 상부종판의 전방경계점과 후방경계점으로서, 척추분야의 전문의라면 엑스레이이미지 상에서 일관성 있는 위치에 표시할 수 있는 점이다.

상기 S1점과 S2점과 Sa점과 Sb점은 척추변형의 유무와 관계없이 변하지 않는 인체의 특정지점이다.

또한, 상기 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)을 표시하는 구체적 위치는 도 6에 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)은 측정하고자 하는 척추체의 각 마디마다 표시한다. 모든 척추체에 표시하는 경우라면 요추5개, 흉추12개, 경추7개에 모두 도 6의 (a)에서 표시된 P1점과 P2점, 도 6의 (b)에서 표시된 Pa점과 Pb점과 같이 각 2개씩의 측정대상기준점을 표시한다. P1점과 P2점은 척추체 일 마디의 상부종판의 좌측과 우측경계점이고, Pa점과 Pb점은 척추체 일 마디의 상부종판의 전방과 후방경계점으로서, 척추분야의 전문의라면 엑스레이이미지 상에서 일관성 있게 표시할 수 있는 점이다.

한편, 마킹용 디스플레이부(20)로부터 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)과 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)의 좌표데이타가 연산부(30)로 전달되면, 연산부(30)는 그 데이터들을 처리하여 척추변형 정도에 대한 데이타를 생성한다.

도 7은 연산부(30)에서의 처리순서를 블록도로서 도시하고 있다.

먼저, 연산부(30)는 기준수직선(V1,V2)을 생성하기 위한 기준점을 산출한다.(단계110 및 단계210)

기준점은 관상면 엑스레이이미지와 시상면 엑스레이이미지 각각에서 생성되는 것으로, 관상면 엑스레이이미지에서 S1점과 S2점의 위치좌표의 중간지점(S3)을 계산하여 도 5(a)의 S3점을 산출하고, 시상면 엑스레이이미지에서 Sa점과 Sb점의 위치좌표의 중간지점(Sc)을 계산하여 도 5(b)의 Sc점을 산출한다.

S3점 및 Sc점이 산출되면, S3점 및 Sc점으로부터 수직방향으로 기준수직선(V1 및 V2)을 각각 생성한다.(단계120 및 단계220)

기준수직선(V1,V2)을 생성할 때에는 S3점을 지나면서 관상면 엑스레이이미지의 세로변(52)과 평행한 직선을 생성하고, Sc점을 지나면서 시상면 엑스레이이미지의 세로변(52)과 평행한 직선을 생성함으로써 구현될 수 있다. 여기서, 상기 수평바닥판(3)과 엑스레이촬영장치(2)에 의해 엑스레이이미지의 세로변(52)이 수직방향이 되도록 설정되어 있다. 만일, 엑스레이이미지에 전술한 기준로드가 나타나고 있는 경우라면 그 명암을 인식하여 상기 엑스레이이미지의 세로변(52)을 대체하여 기준수직선(V1,V2)을 생성하는 데 활용될 수 있다.

한편, 연산부(30)는 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)으로부터 측정대상점(P3,Pc)을 산출하기 위해 관상면 엑스레이이미지에서 P1점과 P2점의 위치좌표의 중간지점을 계산하여 도 6(a)의 P3점을 산출하고, 시상면 엑스레이이미지에서 Pa점과 Pb점의 위치좌표의 중간지점을 계산하여 도 6(b)의 Pc점을 산출한다.(단계 130 및 단계 230)

이후, 도 6과 같이, 관상면 엑스레이이미지에서 P1점과 P2점을 서로 연결하는 직선을 그어 관상면의 기준수직선(V1)과 만나는 C1점을 산출하고, 시상면 엑스레이이미지에서 Pa점과 Pb점을 서로 연결하는 직선을 그어 시상면의 기준수직선(V2)과 만나는 C2점을 산출한다.

C1점 및 C2점이 산출되면, 관상면 엑스레이이미지에서 C1점으로부터 P3점까지의 상대적 위치정보인 Δx값과 Δz1값을 산출하고, 시상면 엑스레이이미지에서는 C2점으로부터 Pc점까지의 상대적 위치정보인 Δy값과 Δz2값을 산출한다.(단계 140 및 단계 240)

상기 Δx값과 Δz1값, 및 Δy값과 Δz2값은 척추체의 각 마디마다 산출하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 각각의 마디마다 산출된 척추체의 상대적 위치정보는 척추변형 정도에 대한 데이터로서 수집(단계 300)되어 저장부(40)에 저장함과 함께 필요에 따라 디스플레이에 표시하게 된다.

상기와 같이 C1점으로부터 P3점까지의 상대적 위치정보를 구하는 것은 변형된 척추체가 정상의 위치로 복귀하는 경우의 이동궤적이 C1과 P3를 잇는 선분에 근접할 것이므로 상대적 위치정보를 상기와 같이 산출하고 있다. 시상면 엑스레이이미지에서는 척추체가 원래 굴곡져 있는 것이므로 정상상태의 척추체에 관한 상기 동일방식의 데이터를 미리 저장해 두고 그 차이의 정도를 비교하는 것이 필요하다.

관상면에서 상기 기준수직선(V1)은 정상인 척추체의 길이방향이 되므로 정상인 척추체의 기준선이라 할 수 있고, 시상면에서 상기 기준수직선(V2)은 정상인 척추체의 위치값과 비교하기 위해 위치정보를 구하는 기준선이 된다.

한편, 상기 기준수직선(V1,V2)으로부터 변형된 척추체 상에 있는 특정지점의 변위된 상대적 위치값은 다른 관점으로도 구할 수 있고, 그 경우에도 물리적 거리에 대한 값이라면 본 시스템은 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)을 필요한 부분에 표시하여 용이하게 상대적 위치정보를 구할 수 있다.

또한, 구해지 데이터 중 관상면 엑스레이이미지에 관해 산출된 상대적 위치정보만을 활용하는 것도 가능하다.

이에 따라, 본 발명의 시스템은 기준수직선(V1,V2)으로부터 척추의 변형정도를 측정하여 척추체의 상대적 위치값을 산출하고 그 값들을 용이하게 데이터화하도록 한다. 그 데이터는 변형된 척추의 외과적 수술을 위해 수술계획을 세우는 기초자료로 활용할 수 있고, 척추측만증 환자의 보조기를 제작하기 위한 설계에 활용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

1; 대상자 2; 엑스레이촬영장치
3; 수평바닥판 10; 엑스레이촬영부
20; 마킹용 디스플레이부 30; 연산부
40; 저장부 51; 가로변
52; 세로변 V1,V2; 기준수직선
S1,S2,Sa,Sb; 기준수직선생성점 P1,P2,Pa,Pb; 측정대상기준점
P3,Pc; 측정대상점

Claims

대상자(1)의 척추를 촬영하고 촬영된 결과를 엑스레이이미지로 생성하는 엑스레이촬영부(10);
상기 엑스레이촬영부(10)에서 생성된 상기 엑스레이이미지를 입력받아 마킹용 화면에 출력하고, 상기 마킹용 화면에 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)과 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)을 표시할 수 있는 마킹수단을 구비하는 마킹용 디스플레이부(20);
상기 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)을 기초로 기준수직선(V1,V2)을 생성하고, 상기 기준수직선(V1,V2)을 기준으로 하여, 상기 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb) 또는 상기 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)으로부터 도출되는 측정대상점(P3,Pc)의 상대적 위치정보를 산출하는 연산부(30); 및,
상기 연산부(30)에서 산출된 상기 상대적 위치정보를 전송받아 저장하는 저장부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추변형 측정시스템
제1항에 있어서,
상기 엑스레이촬영부(10)는 상기 대상자(1)가 설 수 있는 수평면이 형성된 수평바닥판(3)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척추변형 측정시스템
제2항에 있어서,
상기 마킹수단은 단일의 터치펜이고,
상기 연산부(30)는
상기 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)을 상기 터치펜에 의해 초기에 표시되는 설정된 개수의 표시점으로 하고,
상기 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)은 상기 설정된 개수 이후에 상기 터치펜이 표시하는 표시점으로 하여 상기 상대적 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 척추변형 측정시스템
제2항에 있어서,
상기 마킹수단은 상기 마킹용 디스플레이부(20)에서 서로 구별되어 인식되는 2종류 이상의 마킹수단을 포함하고,
상기 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)을 표시하는 상기 마킹수단은
상기 2종류 이상의 마킹수단 중 선택된 하나의 마킹수단이고,
상기 선택된 하나의 마킹수단을 제외한 나머지 마킹수단은 측정대상기준점(P1,P2 ; Pa,Pb)을 표시하는 것인 것을 특징으로 하는 척추변형 측정시스템
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)을 기초로 기준수직선(V1,V2)을 생성하는 것은,
하나의 엑스레이이미지에 대하여 2개의 상기 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)의 중간지점(S3,Sc)을 산출하고, 상기 중간지점(S3,Sc)에서 수직방향으로 선을 그어 기준수직선(V1,V2)을 생성하는 것인 것을 특징으로 하는 척추변형 측정시스템
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엑스레이촬영부(10)에서 촬영되는 엑스레이이미지는 그 세로변(52)이 상기 수평바닥판(3)에 수직인 방향이고,
상기 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)을 기초로 기준수직선(V1,V2)을 생성하는 것은,
하나의 엑스레이이미지에 대하여 2개의 상기 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)의 중간지점(S3,Sc)을 산출하여 상기 중간지점(S3,Sc)에서 상기 세로변(52)과 평행하게 기준수직선(V1,V2)을 생성하는 것인 것을 특징으로 하는 척추변형 측정시스템
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엑스레이촬영부(10)에는 상기 수평바닥판(3)에 수직인 기준로드가 설치되고,
상기 엑스레이촬영부(10)는 상기 기준로드가 상기 엑스레이이미지에 포함되도록 설치되며,
상기 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)을 기초로 기준수직선(V1,V2)을 생성하는 것은,
하나의 엑스레이이미지에서 2개의 상기 기준수직선생성점(S1,S2 ; Sa,Sb)의 중간지점(S3,Sc)을 산출하여 상기 중간지점(S3,Sc)에서 상기 기준로드와 평행하게 기준수직선(V1,V2)을 생성하는 것인 것을 특징으로 하는 척추변형 측정시스템