KR101624608B1 - Method for designing automatically customized nasal implant - Google Patents

Abstract

본 발명은 코 보형물 디자인 자동화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가상성형 시스템을 이용한 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법에 있어서, 환자의 수술 전 안면에 대한 3차원 모델을 생성하는 단계와; 환자에게 가상성형을 수행하여 얻어진 가상성형된 코와 환자의 코 모양을 비교하고 증대된 만큼의 부피와 모양을 3D로 형상화하여 환자 맞춤형 코 보형물 3D 모델을 생성하는 단계; 및 생성된 코 보형물 3D 모델을 코에 이식 시에 변형을 고려하여 코 보형물 3D 모델에 대한 형상을 보정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 환자의 3D 안면 모델과 가상성형 3D 안면 모델을 얻고 제안된 알고리즘을 통해 코 보형물 3D 모델을 자동적으로 얻을 수 있도록 함으로써, 의사의 주관적 판단 및 기술이 개입되지 않기 때문에 잘못된 형상의 코 보형물 이식으로 인한, 코 모양의 불만족 혹은 부작용 등의 문제를 줄일 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention relates to a method of automatically designing a nasal implant, and more particularly, to a method of automatically designing a patient-customized nasal implant using a virtual forming system, comprising: generating a three-dimensional model of a patient's pre- Comparing the virtual nose formed by performing virtual molding to the patient and the nose shape of the patient, and shaping the enlarged volume and shape in 3D to generate a patient-specific nasal implant 3D model; And correcting the shape of the nasal prosthesis 3D model considering the deformation at the time of implanting the generated nasal prosthesis 3D model into the nose; And a control unit.
Accordingly, the present invention provides a 3D facial model and a virtual forming 3D facial model of a patient and automatically obtains a 3D model of a nasal prosthesis through the proposed algorithm, so that subjective judgment and skill of a physician are not involved, This is a very useful invention that can reduce problems such as nose-like dissatisfaction or side-effects caused by nasal implantation.

Description

환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법{Method for designing automatically customized nasal implant}[0001] The present invention relates to a method for automatically designing a patient-customized nasal implant,

본 발명은 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코 성형 시 환자 및 가상성형 안면 모델로부터 코 보형물 3D 모델을 생성하는 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for automatically designing a patient-customized nasal implant, and more particularly to a method for automatically designing a patient-specific nasal implant to create a nasal implant 3D model from a patient and a virtual molded facial model during nasal molding.

일반적으로 코 보형물 디자인 및 가공 방법은 시중에 판매되는 규격화된 코 보형물을 성형수술 중 의사의 판단에 환자의 사전 요구에 따라, 나이프 등의 가공 기구로 직접 가공하게 되므로, 성형된 코 모양이 의사의 경험, 숙련도, 집중력 등에 의존하는 경향이 있다. 그러나 디자인 및 가공이 수술 중에 동시에 이루어지고 추가적인 가공이 빈번하게 이루어짐에 따라 수술 시 시간적인 부담과 성형 후 실패, 만족도 저하 등에 대한 위험이 증가되고 있다. In general, the design and processing method of the nasal bone implant is to process the standard nasal implant, which is sold in the market, at the physician's discretion, Experience, proficiency, and concentration. However, as design and processing are performed simultaneously during surgery and additional processing is frequently performed, there is an increased risk of the time burden, the post-molding failure, and the decreased satisfaction of the operation.

코 보형물 디자인 및 가공 방법으로는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 환자의 얼굴에 석고 본을 뜨고, 석고의 코 부분 위에 코 보형물 모양을 그려 코 보형물을 디자인한 후, 석고를 코 보형물 제작 업체에 맡겨 의사가 설계한 코 보형물을 사전에 제작하는 방법을 사용하고 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the nose implant is designed and machined by placing a gypsum pattern on the patient's face and designing a nose implant on the nose portion of the gypsum. Then, It is used by the manufacturer to make a preformed nasal implant designed by a doctor.

이 경우도 수술 중 미리 제작된 코 보형물을 환자에게 맞는지 재검사를 한 후, 한 번 더 조각하여 이식하게 되는데, 즉 이러한 경우 디자인이 사전에 이루어지는 장점은 있지만, 이 경우에도 의사의 숙련도에 크게 의존하기 때문에 코 보형물 모양에 문제가 있을 수 있는 위험성이 존재하게 된다.In this case, the surgeon pre-fabricates the pre-fabricated nasal prosthesis and reinspects the patient's prosthesis. After that, the implant is grafted once more, that is, in this case, the design is advantageous in advance, but in this case too, There is therefore a risk that there may be a problem with the shape of the nasal implants.

이와 같이, 종래의 코 보형물 디자인 및 가공 방법들은 의사의 경험과 숙련도에 전적으로 의존하여 디자인하게 되므로 이에 따른 다양한 변수들이 발생하는 문제점이 있었다.
As described above, the conventional design and machining methods of the nasal implant are designed depending on the physician's experience and proficiency, so that various variables are generated.

대한민국 공개특허공보 10-2005-0043180(공개일자 2005년05월11일)Korean Patent Publication No. 10-2005-0043180 (published on May 11, 2005)

본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 코 보형물 디자인 방법에 있어서 의사의 경험, 집중력, 숙련도 등과 같은 변수들을 제거하기 위한 것으로 3D상에 환자의 안면 모델과 사전상담을 통해 확정한 가상 성형 모델을 모델링 프로그램에 입력하여 변경된 코의 형상 정보로부터 코 보형물 3D 모델을 자동적으로 디자인하여 출력하는 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to overcome the above problems, and it is an object of the present invention to eliminate the variables such as physician's experience, concentration and proficiency in the nasal implant design method, The present invention provides a method for automatically designing a patient-customized nasal implant by inputting a definite virtual forming model into a modeling program and automatically designing and outputting a nasal implant 3D model from the changed nasal shape information.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법은 가상성형 시스템을 이용한 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법에 있어서, 환자의 수술 전 안면에 대한 3차원 모델을 생성하는 단계와; 환자에게 가상성형을 수행하여 얻어진 가상성형된 코와 환자의 코 모양을 비교하고 증대된 만큼의 부피와 모양을 3D로 형상화하여 환자 맞춤형 코 보형물 3D 모델을 생성하는 단계; 및 생성된 코 보형물 3D 모델을 코에 이식 시에 변형을 고려하여 코 보형물 3D 모델에 대한 형상을 보정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 환자의 수술 전 안면에 대한 3차원 모델을 생성하는 단계는, 2차원의 안면 사진으로부터 3차원 안면 모델을 생성하는 단계와; 상기 환자의 안면을 스캔하여 3차원 안면 모델을 생성하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가상성형된 코와 환자의 코 모양을 토대로 코 보형물 3D 모델을 생성하는 단계는 가상성형 수행 과정에서 환자의 코 모양에서 증대된 코의 모양과 사이즈를 3D로 형상화하여 코 보형물 3D 모델을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 생성된 코 보형물 3D 모델을 코에 이식 시에 변형을 고려하여 코 보형물 3D 모델에 대한 형상을 보정하는 단계는 확대 및 축소 비율이 미리 지정되어 있는 상기 생성된 코 보형물 3D 모델 위에 복수의 단면이 놓여지고, 단면으로부터 멀어질수록 주어진 구간에서 확대 및 축소 비율이 1에 수렴하고, 구간 경계에서는 1이 되어 보정 후 코 보형물 3D 모델 형상의 표면이 완만하게 이루어지도록 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 생성된 코 보형물 3D 모델을 코에 이식 시에 변형을 고려하여 코 보형물 3D 모델에 대한 형상을 보정하는 단계는 상기 생성된 코 보형물 3D 모델 위에 복수의 단면이 놓여지고, 확대 및 축소 비율을 단면 경계에서 상기 생성된 코 보형물 3D 모델의 표면을 완만하게 연결시켜주기 위해 스플라인 함수로 정의하고, 상기 생성된 코 보형물 3D 모델의 크기와 형상을 정의된 확대 및 축소 비율에 맞춰 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the object of the present invention, there is provided a method of automatically designing a patient-customized nasal implant according to the present invention, the method comprising the steps of: generating a three- ; Comparing the virtual nose formed by performing virtual molding to the patient and the nose shape of the patient, and shaping the enlarged volume and shape in 3D to generate a patient-specific nasal implant 3D model; And correcting the shape of the nasal prosthesis 3D model considering the deformation at the time of implanting the generated nasal prosthesis 3D model into the nose; And a control unit.
The step of generating the three-dimensional model of the patient before surgery of the patient according to the present invention includes the steps of: generating a three-dimensional facial model from the two-dimensional facial photograph; Scanning a face of the patient to generate a three-dimensional facial model; And further comprising:
The step of generating the 3D model of the nasal prosthesis based on the naturally formed nose of the present invention and the shape of the nose of the patient may be performed by modeling the shape and size of the nose enlarged in the patient's nose shape in 3D during the virtual molding process, The method comprising the steps of:
The step of correcting the shape for the nasal prosthesis 3D model considering the deformation when implanting the generated nasal prosthesis 3D model of the present invention into the nose may include the step of correcting the shape of the nasal prosthesis 3D model The convergence and reduction ratio converges to 1 in a given section and becomes 1 at a section boundary as the section of the 3D model is placed away from the section so that the surface of the 3D model is corrected smoothly .
The step of correcting the shape of the nasal prosthesis 3D model considering the deformation when implanting the generated nasal prosthesis 3D model of the present invention into the nose includes placing a plurality of sections on the generated nasal prosthesis 3D model, Defining a spline function as a spline function to smoothly link the surface of the generated nasal implant 3D model at a cross-sectional boundary, and correcting the size and shape of the generated nasal implant 3D model according to the defined enlargement and reduction ratios And further comprising:

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이상과 같이 본 발명에서 추구하는 기술적 문제 해결은 기존의 코 보형물 디자인에 있어서 의사 판단의 개입을 제거하고 가상성형에서 환자가 원했던 코 모양을 가장 근접하게 코 보형물 3D 모델을 생성할 수 있는 효과가 있다.As described above, the technical problem solving pursued by the present invention has the effect of eliminating the intervention of the judgment judgment in the existing nasal implant design and generating the nasal implant 3D model in the nearest nasal shape desired by the patient in virtual molding .

본 발명의 디자인된 코 보형물 3D 모델은 CNC 머신, 3D 프린팅과 같은 다양한 가공 시스템에 적용 가능한 포맷으로 출력이 가능하며, 임상 허가된 코 보형물 제작 방법에도 도면이나 프로토타입을 통해 임상용 코 보형물 제작도 용이한 장점이 있다.The designed nose implant 3D model of the present invention can be output in a format applicable to various processing systems such as a CNC machine and 3D printing. Also, it is possible to produce a clinical nose implant through drawings and prototypes There is one advantage.

본 발명은 동일한 방법으로 코 보형물을 디자인하기 때문에 현재 성형외과의마다 코 성형 시술을 받은 환자의 결과에 대한 만족도가 다른 것과 달리 동일한 만족감을 부여해주며, 가상성형과 거의 비슷한 코 모양을 만들어주기 때문에 시술 후 코 모양에 대한 불만족에 대한 책임을 피할 수 있는 장점이 있다.Because the present invention designs the nasal implant by the same method, satisfaction with the result of the patient who has undergone the natal natal natal cosmetic surgery now gives the same satisfaction and makes the nose almost similar to the virtual nail, There is an advantage to avoid responsibility for dissatisfaction with the nose shape.

본 발명은 코 보형물 3D 모델의 보정과정에서 내부에 단면 개수, 위치와 확대/축소 비율 값을 사용자가 선택할 수 있게 하여, 환자 개인특성에 맞춰 대응하는 방법도 기대할 수 있다.In the present invention, a user can select a number of sections, a position, and an enlargement / reduction ratio in a correction process of a 3D model of a nasal implant, and accordingly, a method of responding to the patient's individual characteristics can be expected.

본 발명은 환자의 코가 수술 후 자연스러운 모습에서 벗어나지 않도록 하기 위해 코의 기하학적 비율의 보편타당한 기준에 근거하여 자동 생성된 코 보형물 모델의 적합성을 보여줌으로서 수술 후 환자의 만족도 저하를 예방할 수 있는 장점이 있다.
The present invention shows the suitability of the auto-generated nasal implant model based on universally valid criteria of the nasal geometry ratio in order to prevent the patient's nose from falling out of its natural state after surgery, have.

도 1은 종래의 석고 본을 뜨는 모습을 나타낸 예시도이다.
도 2는 종래의 보형물을 설계하는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 환자의 안면모델과 가상성형 안면모델을 통해 생성된 코 보형물 3D 모델을 나타낸 도면이다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 보정연산을 통해 변형된 코 보형물 3D 모델을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an exemplary view showing a state where a conventional gypsum board is floated.
2 is a diagram illustrating a process of designing a conventional implant.
3 is an exemplary view for explaining a method of automatically designing a patient-customized nasal implant according to the present invention.
4 is a view showing a 3D model of a nasal prosthesis generated through a facial model and a virtual facial model of a patient according to the present invention.
5 and 6 are views illustrating a process of generating a modified nasal implant 3D model through a correction operation according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Further, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be practiced by those skilled in the art.

도 3은 본 발명에 따른 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 환자의 안면모델과 가상성형 안면모델을 통해 생성된 코 보형물 3D 모델을 나타낸 도면이며, 도 5와 도 6은 본 발명에 따른 보정연산을 통해 변형된 코 보형물 3D 모델을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is an exemplary view for explaining a method of automatically designing a patient-customized nasal implant according to the present invention, FIG. 4 is a view showing a nasal implant 3D model generated through a facial model of a patient and a virtual molded facial model according to the present invention And FIGS. 5 and 6 are views illustrating a process of generating a modified nasal implant 3D model by the correction operation according to the present invention.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코 보형물 디자인 자동화 방법은 환자의 3차원 안면 모델 생성, 가상 성형 수행, 안면 모델을 토대로 코 보형물 3D 모델 생성 단계를 포함한다.As shown in FIGS. 3 to 6, the method of automating nasal implant design according to a preferred embodiment of the present invention includes generating a three-dimensional facial model of a patient, performing virtual forming, and generating a nasal implant 3D model based on a facial model.

이를 위해 환자의 3D 안면 모델을 얻고, 가상성형 시스템을 통해 환자가 원하는 코 모양이 입력된 3D 안면 모델을 먼저 얻어야 하는데, 이는 기존에 알려지거나 상용화된 방법 및 시스템을 이용한다. For this purpose, the patient's 3D facial model is obtained and the 3D facial model, in which the patient's desired nose shape is input, is first obtained through the virtual forming system, which uses the previously known or commercialized methods and systems.

여기서, 가상성형 시스템은 공개특허공보(10-2005-0043180) 인터넷을 통한 실시간 성형수술 상담 시스템 및 그 제어방법에 기재된 바와 같이 네트워크로 연결된 의사 컴퓨터에는 가상성형에 필요한 다수의 성형 라이브러리(image surgery library)가 저장된 데이터베이스와 가상성형 3D 안면 모델을 생성하는 모델링 프로그램 등이 기본적으로 구비된다.As described in the real-time plastic surgery consulting system and its control method over the Internet, the virtual molding system is provided with a plurality of image forming apparatuses such as image surgery library ) And a modeling program for creating a virtual formed 3D face model are basically provided.

상기 코 보형물 3D 모델 생성 단계는 (1) 가상성형 시스템을 통해 코 부분이 포함된 환자의 3D 안면 모델, 그리고 코 부분이 가상성형 된 3D 안면 모델을 생성하고, 이를 데이터베이스에 저장하는 사전 과정을 거치게 된다.The step of generating the nasal implant 3D model includes the steps of (1) creating a 3D facial model of a patient including a nose portion through a virtual forming system, and a 3D facial model in which a nose portion is virtually formed, and storing the 3D facial model in a database do.

(2) 가상성형 시스템을 통해 환자의 3D 안면 모델, 가상성형 된 3D 안면 모델의 데이터가 요청되면 해당 데이터를 데이터베이스에 읽어 들여 컴퓨터 화면으로 표시한다.(2) When the data of the patient's 3D facial model and the virtual formed 3D facial model are requested through the virtual forming system, the corresponding data is read into the database and displayed on the computer screen.

(3) 모델링 프로그램을 통해 환자의 코에서 증대된 만큼의 볼륨과 사이즈를 추출하여 코 보형물 3D 모델을 생성한다.(3) A modeling program is used to extract the volume and size of the nose as increased from the nose of the patient to create a nose implant 3D model.

(4) 모델링 프로그램을 통해 생성된 상기 코 보형물 3D 모델을 임상용으로 제작하여 환자의 코에 바로 이식하게 될 경우 붓기가 가라앉은 다음의 코 모양이 여러 요인에 의해 가상성형 3D 안면 모델에서의 코 모양과 차이가 있을 수 있으므로 상기 생성된 코 보형물 3D 모델을 정해진 규칙으로 보정한다.(4) When the 3D model of the nose implant model created through the modeling program is prepared for clinical use and implanted directly into the nose of the patient, the nose shape after the swelling has subsided is determined by various factors. So that the generated nasal implant 3D model is corrected to a predetermined rule.

(5) 보정된 코 보형물 형상을 환자에게 이식하였을 때 코의 모양이 보편타당한 미의 기준에 벗어나서 혐오감이나 만족도 저하를 느낄 수 있으므로, 코의 구조의 기하학적 분석을 통해 코 보형물 모델의 적합성을 판단하여 의사와 환자에게 알려주고 재수정 여부를 판단하여 코 보형물 모델의 디자인을 완료한다.(5) The shape of the nose when the corrected nasal implant is transplanted into the patient may be disturbed by the universal validity of the beauty criteria. Therefore, the conformity of the nasal implant model is determined through the geometric analysis of the nostril structure Inform the doctor and the patient, determine the re-check and complete the design of the nasal implant model.

이후, 보정된 코 보형물 3D 모델 모양으로 디자인 및 가공된 코 보형물을 환자의 코에 이식하고 붓기가 빠졌을 때 가상성형 3D 안면 모델의 코 모양과 일치하도록 한다.Thereafter, Nasal implants Nasal implants, designed and machined in 3D model shape, are implanted in the patient's nose and aligned with the nose shape of the virtual cosmetic 3D facial model when the swelling is lost.

상기 환자의 코에서 증대된 만큼의 볼륨과 사이즈를 추출하여 코 보형물 3D 모델을 생성하는 과정(3)은 환자의 안면모델, 가상성형 안면모델 위의 코 표면의 3차원 정보를 수집하여 안면모델의 코 표면과 가상성형 안면모델의 코 표면을 연결시켜 완성한다. 여기서, 코 표면 정보는 예를 들어 좌표 정보(x,y,z)로 구성되는 것이 바람직하다.The step (3) of extracting the volume and size of the patient's nose by increasing the size and size of the nose to collect the three-dimensional information of the nose surface on the patient's facial model and virtual molded facial model, The nose surface is connected to the nose surface of the virtual molded face model. Here, the nose surface information is preferably composed of coordinate information (x, y, z), for example.

도 4에 도시된 바와 같이 환자의 안면모델과, 가상성형 안면모델에서 코의 표면 정보만을 이용하여 코 보형물 3D 모델을 생성한 것으로, 생성된 코 보형물 3D 모델에서 상측 부분이 가상성형 안면모델의 코 표면 정보(a)이고, 하측 부분이 환자 안면모델의 코 표면 정보(b) 이다.As shown in FIG. 4, the nose model is generated using only the face information of the nose in the facial model of the patient and the virtual facial model, and the upper part of the generated nose model is used as the nose of the virtual molded facial model (A), and the lower portion is the nose surface information (b) of the patient's facial model.

한편, 생성된 코 보형물 제작물을 형상 보정 없이 그대로 환자에게 적용하는 경우 피부압과 같은 외부 압력에 의한 상기 제작물 모양의 변형이 있을 수 있다. 예를 들면 어떤 부분에서 이식물 삽입 후 1mm 두께가 상승해야 하지만 강하게 눌려 실제로 0.8mm 상승하게 되고, 다른 부분에서는 1mm 두께가 상승해야 하지만 약하게 눌려 실제로 0.9mm가 상승하게 될 수 있다. 따라서 정확히 의도한 코 증대를 위해선 상기 모델에 대한 보정 연산이 이루어져야 한다. On the other hand, when the generated nasal prosthesis product is applied to a patient without correction of the shape, there may be a deformed shape of the product due to external pressure such as skin pressure. For example, after implantation of a graft in one portion, the graft must be raised by 1 mm, but the graft may be actually pressed up by 0.8 mm, while the other portion should rise by 1 mm. Therefore, a corrective calculation for the model should be made to accurately increase the intended nose.

상기 환자의 코 보형물 3D 모델을 보정하는 과정(4)에서는 예를 들어 두 가지 방법으로 구분되며, 첫번째 방법은 전체적으로 형상의 비율을 동일하게 확대/축소하는 방법으로 모델 위에 몇 개의 단면을 지정한 후, 한 단면 위에 임의로 지정된 두 축에 대하여 입력된 확대/축소 비율만큼 각 축 방향에 대하여 코 보형물 3D 모델의 확대/축소 연산을 한다. In the step 4 of correcting the nasal implant 3D model of the patient, for example, the method is divided into two methods. In the first method, several sections are designated on the model by enlarging / reducing the proportion of the shape as a whole, The enlargement / reduction operation of the 3D model of the nose implant is performed for each axis direction by the enlargement / reduction ratio inputted for two axes arbitrarily designated on one section.

이때, 연산이 이루어지는 단면 위에서는 입력된 확대/축소 비율만큼 반영하되, 단면에서 멀어질수록 특정 구간에서 확대/축소 비율이 바로 양옆에 있는 다른 단면에서 확대/축소 비율 값에 수렴하게 되어 보정연산 이후에 코 보형물 3D 모델이 부드러운 형상을 가질 수 있도록 한다. In this case, the enlargement / reduction ratio of the specific section is converged to the enlargement / reduction ratio value on the other section immediately on the side where the operation is performed, Allowing the echo-implant 3D model to have a smooth shape.

도 5는 보정연산의 예를 나타낸 것으로, 실린더 모양의 내측에 사각형 형상이 지정된 단면이고, 내부 입력된 값으로 확대/축소 연산을 수행하면 각 단면 위에서 다른 확대/축소 비율이 입력되는데, 이를 부드럽고 자연스럽게 연결시키는 것이 중요하다.5 shows an example of a correction operation. When a rectangular shape is designated inside a cylinder shape and an enlargement / reduction operation is carried out with an internally input value, different enlargement / reduction ratios are input on each section. It is important to connect.

상기 보정연산에서 여러 단면을 통해 확대/축소 연산이 수행되는데, 연산 구간이 겹치게 되는 상황에서는 보정 후, 상기 3D 모델의 표면이 부드럽고 자연스럽게 되도록 계산하는 과정이 포함되는 것이 바람직하다.The enlargement / reduction operation is performed through a plurality of sections in the correction operation. In a situation where the operation sections overlap, it is preferable that a process of calculating the smoothness and smoothness of the surface of the 3D model after correction is included.

도 6은 보정연산의 또 다른 예를 나타낸 것으로, 실린더 모양의 3D 모델(위)에 확대/축소 비율 함수(중간)의 값을 위치 별로 곱하여, 변형된 3D 모델(아래)을 생성하는 과정을 나타낸 것이다. 6 shows another example of the correction operation, which shows a process of generating a deformed 3D model (below) by multiplying the cylinder-shaped 3D model (above) by the value of the enlargement / reduction ratio function (middle) will be.

먼저, 확대/축소 비율에 대한 함수가 정의되어야 하는데, 이는 정확히 의도했던 코 모양을 얻기 위한 코 보형물을 얻기 위함으로, 단면에서 입력된 확대/축소 비율의 값을 경계조건으로 이용됨으로서 정의된다. First, a function for the enlargement / reduction ratio should be defined, which is defined by using the value of the enlargement / reduction ratio entered in the cross section as a boundary condition in order to obtain a nasal prosthesis for obtaining the nose shape exactly intended.

이후, 확대/축소 비율에 대한 함수가 예를 들어, 스플라인 함수(Spline Function)로서 정의되고, 각 단면을 기점으로 확대/축소의 비율 값과 기울기 등의 경계조건이 부여되며, 이 비율 함수를 모델에 각 위치 별로 곱셈적용 하여 모델의 형상을 변형시키게 된다.Thereafter, a function for the enlargement / reduction ratio is defined as, for example, a spline function, and boundary conditions such as a ratio value and a slope of the enlargement / reduction ratio are given from each section, And the shape of the model is modified by applying multiplication to each position.

한편, 코 보형물 모델의 제작물을 실제로 코에 이식하였을 때, 보편적인 미의 기준을 벗어나지 않도록 코 보형물 모델의 적합성을 알려주는 것이 중요하다.On the other hand, when the nasal implant model is actually implanted in the nose, it is important to indicate the suitability of the nasal implant model so that it does not deviate from the universal beauty criteria.

각 지표에 대한 허용 범위가 있고, 코 보형물 모델에 의해 변형된 코에서 어떤 지표가 허용 범위를 넘어가는지를 환자와 의사에게 전달해주는 장치를 포함하는 것이 바람직하다.It would be desirable to include a device that has an acceptable range for each indicator and that communicates to the patient and the doctor which indications are beyond the acceptable range in the nose modified by the nasal implant model.

상술한 바와 같이 본 발명은 이에 따라, 본 발명은 환자의 3D 안면 모델과 가상성형 3D 안면 모델을 얻고 제안된 알고리즘을 통해 코 보형물 3D 모델을 자동적으로 얻을 수 있도록 함으로써, 의사의 주관적 판단 및 기술이 개입되지 않기 때문에 잘못된 형상의 코 보형물 이식으로 인한, 코 모양의 불만족 혹은 부작용 등의 문제를 줄일 수 있게 된다.
As described above, according to the present invention, the 3D facial model of the patient and the virtual forming 3D facial model are obtained and the 3D model of the nasal prosthesis is automatically obtained through the proposed algorithm. Thus, It is possible to reduce problems such as nose-like dissatisfaction or side effects due to the wrong shape of implanted nasal implants.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

a : 가상성형 안면모델의 코 표면 정보
b : 환자 안면모델의 코 표면 정보a: Nose surface information of the virtual molded facial model
b: nose surface information of the patient facial model

Claims (9)

가상성형 시스템을 이용한 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법에 있어서,
환자의 수술 전 안면에 대한 3차원 모델을 생성하는 단계와;
환자에게 가상성형을 수행하여 얻어진 가상성형된 코와 환자의 코 모양을 비교하고 증대된 만큼의 부피와 모양을 3D로 형상화하여 환자 맞춤형 코 보형물 3D 모델을 생성하는 단계; 및
생성된 코 보형물 3D 모델을 코에 이식 시에 변형을 고려하여 코 보형물 3D 모델에 대한 형상을 보정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법.
A method of automatically designing a patient-customized nasal implant using a virtual forming system,
Creating a three-dimensional model of the patient's pre-operative face;
Comparing the virtual nose formed by performing virtual molding to the patient and the nose shape of the patient, and shaping the enlarged volume and shape in 3D to generate a patient-specific nasal implant 3D model; And
Correcting the shape of the nose implant 3D model considering the deformation at the time of implanting the generated nose implant 3D model into the nose; Wherein the method comprises the steps < RTI ID = 0.0 > of: < / RTI >
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 환자의 수술 전 안면에 대한 3차원 모델을 생성하는 단계는, 2차원의 안면 사진으로부터 3차원 안면 모델을 생성하는 단계와;
상기 환자의 안면을 스캔하여 3차원 안면 모델을 생성하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법.
The method according to claim 1,
The step of generating the three-dimensional model of the patient before the operation includes the steps of: generating a three-dimensional facial model from the two-dimensional facial photograph;
Scanning a face of the patient to generate a three-dimensional facial model; Further comprising the step of automatically designing a patient-specific nasal implant.
삭제delete 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 가상성형된 코와 환자의 코 모양을 토대로 코 보형물 3D 모델을 생성하는 단계는 가상성형 수행 과정에서 환자의 코 모양에서 증대된 코의 모양과 사이즈를 3D로 형상화하여 코 보형물 3D 모델을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법.
The method according to claim 1 or 4,
The step of generating the 3D model of the nasal implant based on the virtual nasal nose and the shape of the nose of the patient includes generating the nasal implant 3D model by shaping the shape and size of the nose enlarged in the patient's nose shape in 3D during the virtual molding process ≪ / RTI > further comprising the step of automatically designing a patient-specific nasal implant.
제 6 항에 있어서,
상기 생성된 코 보형물 3D 모델을 코에 이식 시에 변형을 고려하여 코 보형물 3D 모델에 대한 형상을 보정하는 단계는 확대 및 축소 비율이 미리 지정되어 있는 상기 생성된 코 보형물 3D 모델 위에 복수의 단면이 놓여지고, 단면으로부터 멀어질수록 주어진 구간에서 확대 및 축소 비율이 1에 수렴하고, 구간 경계에서는 1이 되어 보정 후 코 보형물 3D 모델 형상의 표면이 완만하게 이루어지도록 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법.
The method according to claim 6,
The step of correcting the shape of the nasal prosthesis 3D model considering the deformation at the time of implanting the generated nasal implant 3D model into the nose may include the steps of forming a plurality of sections on the generated nasal implant 3D model, And that the enlargement / reduction ratio converges to 1 in a given section as the distance from the section is increased, and becomes 1 at an interval boundary, so that the surface of the 3D model shape after correction is gently formed A method for automatically designing patient-specific nasal implants.
제 6 항에 있어서,
상기 생성된 코 보형물 3D 모델을 코에 이식 시에 변형을 고려하여 코 보형물 3D 모델에 대한 형상을 보정하는 단계는 상기 생성된 코 보형물 3D 모델 위에 복수의 단면이 놓여지고, 확대 및 축소 비율을 단면 경계에서 상기 생성된 코 보형물 3D 모델의 표면을 완만하게 연결시켜주기 위해 스플라인 함수로 정의하고, 상기 생성된 코 보형물 3D 모델의 크기와 형상을 정의된 확대 및 축소 비율에 맞춰 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 코 보형물 자동 디자인 방법.
The method according to claim 6,
The step of correcting the shape of the nose implant 3D model considering the deformation when the generated nose implant 3D model is implanted into the nose is characterized in that a plurality of sections are placed on the generated nose implant 3D model, Defining a spline function to gently connect the surface of the generated nasal implant 3D model at the boundary and correcting the size and shape of the generated nasal implant 3D model according to the defined enlargement and reduction ratios Wherein the patient-specific nasal implant is automatically designed.
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