KR101742582B1 - Position Measuring Apparatus for Jaw Bone Surgery, and Operating Method Thereof - Google Patents

Abstract

턱뼈 위치 계측 장치 및 이를 운용하는 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치(100)는, 턱뼈의 위치를 검출하는 턱뼈 위치 계측 장치(100)로서, 측정하고자 하는 위치에 장착되고, 둘 이상의 마커(101)가 소정 거리만큼 이격되어 표시된 계측기(110); 상기 계측기(110)에 표시된 마커(101)를 인식하는 둘 이상의 카메라(121)를 포함하고, 카메라(121)로부터 획득한 영상 정보를 바탕으로 계측기(110)의 위치정보 데이터를 산술처리부(130)에 송신하는 영상 인식장치(120); 및 상기 영상 인식장치(120)로부터 수신한 위치정보 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 위치의 3차원 위치 정보를 계산하는 산술처리부(130);를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 대상 환자의 턱뼈뿐만 아니라 안면골의 위치를 정확하게 측정할 수 있고, 양악수술을 포함하는 턱뼈 수술 시 수술의 정확성과 수술의 신뢰성을 확보할 수 있고, 결과적으로 양질의 수술 결과를 달성할 수 있다.A jawbone position measuring apparatus and a method for operating the apparatus are disclosed. A jaw-bone position measuring apparatus (100) according to an embodiment of the present invention is a jaw-bone position measuring apparatus (100) for detecting a position of a jawbone, the apparatus being mounted at a position to be measured and having two or more markers (110); The image processing unit 130 includes two or more cameras 121 that recognize the marker 101 displayed on the meter 110. Based on the image information acquired from the camera 121, (120); And an arithmetic processing unit 130 for calculating three-dimensional position information of a position to be measured on the basis of the position information data received from the image recognition apparatus 120. [
According to the present invention, it is possible to accurately measure the position of the facial bone as well as the jawbone of the subject, and to ensure the accuracy of the operation and the reliability of the operation in the jawbone surgery including the bipolar surgery, and as a result, can do.

Description

수술용 턱뼈 위치 계측 장치 및 이를 운용하는 방법{Position Measuring Apparatus for Jaw Bone Surgery, and Operating Method Thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a position measuring apparatus for jaw bone surgery,

본 발명은 턱뼈 위치 계측 장치 및 이를 운용하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 양악수술을 포함하는 턱뼈 수술 시 턱뼈의 위치를 정확하게 측정하여 계측할 수 있는 턱뼈 위치 계측 장치 및 이를 운용하는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a jaw position measuring apparatus and a method of operating the jaw position measuring apparatus, and more particularly to a jaw position measuring apparatus capable of accurately measuring a position of a jawbone during a jaw- .

악교정 수술에서 상악골의 미세한 위치 변화는 얼굴의 큰 변화를 가져올 수 있다. Changes in the position of the maxilla in the orthognathic surgery can lead to a large change in the face.

수술 중 상악골의 이동은 중간 장치(intermediate wafer)를 기준으로 시행하고, 구강 내, 구강 외 계측 방법으로 확인한다. 그러나 개인 차가 큰 하악골의 움직임(회전 중심, 악관절 상태 등)과 과두 중심위(centric relation)를 재현하여 3차원적인 상악골 이동을 계측, 확인하는 것은 매우 어렵다. The movement of the maxillary bone during the operation is based on the intermediate wafer and confirmed by intraoral and extraoral measurements. However, it is very difficult to measure and confirm the three-dimensional maxillary movement by reproducing the movement of the mandible (rotation center, temporomandibular state, etc.) and the centric relation of the individual's car.

따라서 종래 기술에 따른 악교정 수술에서는, 상악골의 이동을 평가하는 수단으로서 외과의의 숙련도와 계측장비를 이용한다. 이러한 종래 기술에 따른 방법에서는 외과의의 주관적 요소가 비교적 강하게 작용한다. 따라서, 숙련도가 다른 외과의에 따라 수술 결과가 달라지는 문제점이 발생하게 된다. 또한, 상악골의 이동을 정확하게 계측 및 확인할 수 없어, 이 후 수행될 수술 과정을 정확하게 예측해 시행할 수 없고, 결과적으로 양질의 수술 결과를 달성할 수 없다는 문제점이 발생한다. Therefore, in the orthognathic surgery according to the prior art, skill of the surgeon and measurement equipment are used as means for evaluating the movement of the maxillary bone. In this method according to the prior art, the subjective factor of the surgeon is relatively strong. Therefore, there is a problem that the surgical result varies depending on the skill of the surgeon. Further, since the movement of the maxillary bone can not be precisely measured and confirmed, the operation procedure to be performed thereafter can not be accurately predicted and performed, and consequently, there is a problem that a high-quality surgical result can not be achieved.

따라서, 종래 기술에 따른 문제점을 해결하고, 상악골 이동량을 정확하게 계측할 수 있는 기술이 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for a technique capable of solving the problems of the prior art and accurately measuring the movement amount of the maxilla.

한국등록특허공보 제10-1187321호 (2012년 09월 25일 등록)Korean Registered Patent No. 10-1187321 (registered on September 25, 2012)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 양악수술을 포함하는 턱뼈 수술 시 턱뼈의 위치를 정확하게 측정하여 계측할 수 있는 턱뼈 위치 계측 장치 및 이를 운용하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a jawbone position measuring apparatus and a method of operating the jawbone position measuring apparatus which can precisely measure and measure the position of the jawbone during surgery of the jawbone, .

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 턱뼈 위치 계측 장치(100)는, 턱뼈의 위치 및 그 변화를 검출하는 턱뼈 위치 계측 장치로서, 측정하고자 하는 위치에 장착되고, 둘 이상의 마커가 소정 거리만큼 이격되어 표시된 계측기; 상기 계측기에 표시된 마커를 이용해 점 위치를 인식하는 둘 이상의 카메라를 포함하고, 카메라로부터 획득한 영상 정보를 바탕으로 계측기의 위치정보 데이터를 산술처리부에 송신하는 영상 인식장치; 및 상기 영상 인식장치로부터 수신한 위치정보 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 위치의 3차원 위치 정보를 계산하는 산술처리부;를 포함하는 구성일 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a jaw-bone position measuring apparatus for detecting a position and a change of a jawbone, the apparatus being mounted at a position to be measured, A meter spaced apart by a distance; An image recognition device that includes two or more cameras that recognize a point position using a marker displayed on the meter and transmits position information data of the meter to the arithmetic processing unit based on image information acquired from the camera; And an arithmetic processing unit for calculating three-dimensional position information of a position to be measured based on the positional information data received from the image recognition apparatus.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 계측기는: 측정하고자 하는 위치에 장착되고, 일단부에 연장부와 결속되어 연장부를 고정하는 지지대; 상기 지지대의 일단부에 결속되어 고정되고, 소정 길이만큼 연장되어 고정되고, 둘 이상의 표지판이 서로 소정 거리만큼 이격되도록 소정 길이만큼 연장되어 형성된 연장부; 및 상기 연장부의 일단부에 장착되고, 일측면에 마커를 표기한 판상형 구조의 표지판;을 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the meter includes: a support mounted at a position to be measured, and coupled to the extension at one end to fix the extension; An extension part fixedly connected to one end of the support and extending and fixed by a predetermined length and extended by a predetermined length so that the two or more signs are separated from each other by a predetermined distance; And a sign board mounted on one end of the extension and having a marker on one side thereof.

이 경우, 상기 표지판은 무광택 소재로 구성되거나 무광택 물질로 코팅될 수 있다.In this case, the sign may be made of a matte material or coated with a matte material.

또한, 상기 표지판은 연장부의 일단부에 소정 크기의 각도만큼 기울어져 장착될 수 있다.In addition, the sign may be mounted at one end of the extension by an angle of a predetermined size.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 턱뼈 위치 계측장치는, 전방과 후방에 서로 소정 거리만큼 이격되어 측정하고자 하는 환자의 안면에 장착되는 제 1 계측기 및 제 2 계측기를 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the jawbone position measuring device may include a first measuring device and a second measuring device, which are mounted on a face of a patient to be measured, the measuring device being spaced apart from each other by a predetermined distance in the forward and backward directions.

이 경우, 상기 제 1 계측기 및 제 2 계측기는: 측정하고자 하는 위치에 장착되고, 일단부에 연장부와 결속되어 연장부를 고정하는 지지대; 상기 지지대의 일단부에 결속되어 고정되고, 소정 길이만큼 연장되어 고정되고, 둘 이상의 표지판이 서로 소정 거리만큼 이격되도록 소정 길이만큼 연장되어 형성된 연장부; 및 상기 연장부의 일단부에 장착되고, 일측면에 마커를 표기한 판상형 구조의 표지판;을 포함하는 구성일 수 있다. In this case, the first measuring instrument and the second measuring instrument include: a support mounted at a position to be measured and coupled to the extended portion at one end to fix the extended portion; An extension part fixedly connected to one end of the support and extending and fixed by a predetermined length and extended by a predetermined length so that the two or more signs are separated from each other by a predetermined distance; And a sign board mounted on one end of the extension and having a marker on one side thereof.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 턱뼈 위치 계측 장치는: 측정하고자 하는 환자의 상악과 하악 치아 사이에 맞물려 고정되고, 일측부에 계측기와 결속되는 구조의 결속부가 형성된 웨이퍼 결속부재;를 포함하는 구성일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the jawbone position measuring apparatus includes: a wafer binding member which is fixedly engaged between an upper and lower teeth of a patient to be measured, and has a coupling part of a structure coupled to a meter on one side thereof; Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 턱뼈 위치 계측 장치는 계측기 고정장치를 더 포함하고, 상기 계측기 고정장치는: 측정하고자 하는 환자의 안면에 부착되는 자력발생부재; 상기 자력발생부재에 자력에 의해 부착되고, 상부면에 계측기와 결속되는 구조의 결속부가 형성된 본체부; 및 상기 본체부의 일측부로부터 연장되어 환자의 안면골에 고정되는 연장고정부;를 포함하는 구성일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the jawbone position measuring apparatus further includes a meter fixing device, wherein the meter fixing device includes: a magnetic force generating member attached to a face of the patient to be measured; A main body portion attached to the magnetic force generating member by magnetic force and having a coupling portion of a structure coupled to the meter on an upper surface thereof; And an extension fixing part extending from one side of the main body part and fixed to the patient's facial bone.

이 경우, 상기 연장고정부는 본체부의 일측부에 둘 이상 장착되어 있고, 상기 연장고정부의 일단부가 환자의 안면골에 고정될 수 있다.In this case, the extension fixing part is mounted on one side of the main body part, and one end of the extension fixing part can be fixed to the patient's face bone.

또한, 상기 연장고정부는 환봉형 구조이고, 측정하고자 하는 환자의 안면 또는 코의 위치에 대응되도록 절곡된 구조일 수 있다.In addition, the extended portion may have a round-bar-like structure and may have a structure bent to correspond to the position of the face or nose of the patient to be measured.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 영상 인식장치는 디지털 스테레오 카메라일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the image recognition device may be a digital stereo camera.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 계측기와 영상 인식장치 사이의 거리는 500 내지 1,500 mm일 수 있다.In one embodiment of the invention, the distance between the meter and the image recognition device may be between 500 and 1,500 mm.

본 발명은 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치를 운용하는 방법(S100)을 제공할 수 있는 바, 본 발명의 일 측면에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법(S100)은: a) 측정하고자 하는 환자의 수술 전, 환자의 턱뼈에 계측기를 장착하고, 영상 인식장치와 산술처리부를 이용하여 턱뼈의 3차원 위치 정보를 계산하는 수술 전 계측단계(S110); b) 측정하고자 하는 환자의 수술 후, 환자의 턱뼈에 계측기를 장착하고, 영상 인식장치와 산술처리부를 이용하여 턱뼈의 3차원 위치 정보를 계산하는 수술 후 계측단계(S120); 및 c) 수술 전 계측단계(S110) 및 수술 후 계측단계(S120)를 통해 획득한 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 환자의 턱뼈의 위치 데이터 결과값을 3차원 시각화하여 출력하거나 도표 또는 파일을 출력하는 결과값 시각화 처리단계(S130);를 포함하는 구성일 수 있다. The present invention can also provide a method (S100) for operating a jaw position measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein a method (S100) for operating a jaw position measuring apparatus according to one aspect of the present invention includes: A pre-operation measuring step (S110) of mounting an instrument on a patient's jaw bone before operation of the patient to be measured, and calculating three-dimensional position information of the jaw bone using the image recognition device and the arithmetic processing unit; b) post-surgery measuring step (S120) of mounting the measuring instrument on the patient's jaw after operation of the patient to be measured and calculating the three-dimensional position information of the jaw using the image recognition device and the arithmetic processing part; And c) visualizing the positional data of the patient's jawbone to be measured based on the data obtained through the pre-surgical measurement step (S110) and the post-operative measurement step (S120) And a result value visualization processing step (S130).

경우에 따라서, 상기 수술 후 계측단계(S120) 및 결과값 시각화 처리단계(S130)는 실시간으로 처리되어 운용하는 작업자에게 결과값을 출력할 수 있다. In some cases, the post-surgery measurement step (S120) and the result visualization processing step (S130) can be processed in real time and output the result value to the operator who is operating.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수술 전 계측단계(S110) 및 수술 후 계측단계(S120)는: a-1) 계측기(110)를 측정하고자 하는 위치에 장착하고, 영상 인식장치(120)를 계측기(110)로부터 소정 거리만큼 이격시켜 배치시키는 계측기 설치단계(S101); a-3) 영상 인식장치(120)를 이용하여 계측기(110)에 표시된 마커(101)를 인식시킨 후, 계측기(110)의 위치정보 데이터를 산술처리부(130)에 송신하는 위치정보 데이터 획득단계(S103); 및 a-4) 위치정보 데이터 획득단계(S130)로부터 획득한 위치정보 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 위치의 3차원 위치 정보를 계산하는 위치정보 계산단계(S104);를 포함하는 구성일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the pre-surgical measurement step S110 and the post-operative measurement step S120 include: a-1) mounting the measuring instrument 110 at a position to be measured, (S101), which is disposed at a predetermined distance from the measuring instrument (110); a-3) a position information data acquisition step of recognizing the marker 101 displayed on the meter 110 using the image recognition device 120 and then transmitting the position information data of the meter 110 to the arithmetic processing unit 130 (S103); And a-4) a position information calculation step (S104) of calculating three-dimensional position information of a position to be measured based on the position information data acquired from the position information data acquisition step (S130).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수술 전 계측단계(S110) 및 수술 후 계측단계(S120)는: a-2) 좌표값의 떨림 현상을 감소시킬 수 있도록 영상 인식장치(120)의 카메라(121)를 보정하는 영상 인식장치 보정단계(S102);를 포함하는 구성일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the pre-surgery measurement step S110 and the post-surgery measurement step S120 may include: a-2) a camera (not shown) of the image recognition device 120 And an image recognition device correction step (S102) of correcting the image recognition device (121).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위치정보 계산단계(S104)는: 위치정보 데이터 획득단계로부터 획득한 각각의 마커의 위치정보 데이터를 3개씩 짝을 지어 인식하는 단계(S104-1); 3개씩 짝지어진 마커의 위치 정보를 바탕으로 벡터값을 계산하는 단계(S104-2); 및 계산된 벡터값을 바탕으로 해당 마커가 표시된 계측기의 위치를 계산하는 단계(S104-3);를 포함하는 구성일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the position information calculation step (S104) comprises: (S104-1) recognizing the position information data of each marker obtained from the position information data obtaining step in pairs by three pairs; A step (S104-2) of calculating a vector value based on position information of the three pairs of markers; And a step (S104-3) of calculating the position of the measuring instrument indicated by the marker based on the calculated vector value.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 및 이를 운용하는 방법에 따르면, 대상 환자의 턱뼈의 위치 변화를 정확하게 측정할 수 있다.As described above, according to the jawbone position measuring apparatus and the method of operating the jawbone position measuring apparatus according to the present invention, it is possible to accurately measure the positional change of the jawbone of a subject.

또한, 본 발명에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 및 운용방법에 따르면, 대상 환자의 턱뼈 위치를 손쉽게 측정하고 시각화 할 수 있다.In addition, according to the jawbone position measuring apparatus and method according to the present invention, the position of the jawbone of a subject can be easily measured and visualized.

또한, 본 발명에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 및 운용방법에 따르면, 양악수술을 포함하는 턱뼈 수술시, 수술의 정확성과 수술의 신뢰성을 확보할 수 있고, 결과적으로 양질의 수술 결과를 달성할 수 있다.Further, according to the apparatus and method for measuring jaw position according to the present invention, it is possible to ensure the accuracy of surgery and the reliability of operation at the time of jaw surgery including a jaw surgery, and as a result, a high quality surgical result can be achieved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치를 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 계측기만을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 계측기를 설치하기 이전의 상태 사시도로서, 웨이퍼 결속부재와 계측기 고정장치만이 도시되었다.
도 4는 계측기 고정장치를 설치하기 이전 상태로서, 자력발생부재를 측정하고자 하는 환자의 안면에 부착한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제 2 계측기를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제 2 계측기를 나타내는 정면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 제 1 계측기를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제 1 계측기를 나타내는 정면도이다.
도 9는 스테레오 카메라를 이용하여 측정 대상의 위치를 측정하는 원리를 설명할 수 있는 모식도이다.
도 10은 본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치를 운용하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 도 10에 도시된 수술 전 계측단계 및 수술 후 계측단계를 더욱 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 12는 도 11에 도시된 위치정보 계산단계를 더욱 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 실시예에 따른 시뮬레이션 과정에서 획득한 치아와 제 2 계측기 사이의 위치 관계 데이터를 매트랩 프로그램에 입력하는 모습을 나타내는 그림이다.
도 14는 매트랩(MATLAB) 프로그램을 이용하여 3차원 시각화 출력한 모습을 나타내는 그림이다.
도 15는 매트랩(MATLAB) 프로그램을 이용하여 측정 대상 환자의 두개골 이미지를 추가하여 3차원 시각화 출력한 모습을 나타내는 그림이다.1 is a schematic diagram showing a jawbone position measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing only the meter shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the state prior to installation of the meter shown in FIG. 2, wherein only the wafer binding member and the meter fixing device are shown.
4 is a perspective view showing a state in which the magnetic force generating member is attached to the face of the patient to be measured, before the instrument fixing apparatus is installed.
5 is a perspective view showing the second measuring instrument shown in Fig.
6 is a front view showing the second measuring instrument shown in Fig.
7 is a perspective view showing the first measuring instrument shown in Fig. 2. Fig.
8 is a front view showing the first meter shown in Fig.
Fig. 9 is a schematic diagram for explaining the principle of measuring the position of a measurement object using a stereo camera. Fig.
10 is a flowchart showing a method of operating the jawbone position measuring device according to the present embodiment.
FIG. 11 is a flowchart illustrating the pre-surgery measurement step and the post-surgery measurement step shown in FIG. 10 in more detail.
12 is a flowchart showing the location information calculation step shown in FIG. 11 in more detail.
FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which positional relationship data between a tooth and a second instrument acquired in a simulation process according to the present embodiment is input to a MATLAB program.
14 is a diagram showing a state in which a three-dimensional visualization output is performed using a MATLAB program.
FIG. 15 is a diagram showing a three-dimensional visualization output by adding a skull image of a patient to be measured using a MATLAB program. FIG.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to the description, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and should be construed in accordance with the technical concept of the present invention.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, this includes not only when the member is in contact with another member, but also when there is another member between the two members.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that it may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치를 나타내는 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 계측기만을 나타낸 사시도가 도시되어 있다. FIG. 1 is a schematic view showing a jawbone position measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing only the meter shown in FIG.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치(100)는, 계측기(110), 영상 인식장치(120) 및 산술처리부(130)를 포함하는 구성일 수 있다. Referring to these drawings, the jaw-bone position measuring apparatus 100 according to the present embodiment may be configured to include a measuring instrument 110, an image recognizing apparatus 120, and an arithmetic processing unit 130.

구체적으로, 계측기(110)는 측정하고자 하는 위치에 장착되고, 둘 이상의 마커(101)가 소정 거리만큼 이격되어 표시된 구조일 수 있다. Specifically, the measuring instrument 110 may be mounted at a position to be measured, and may have a structure in which two or more markers 101 are spaced apart from each other by a predetermined distance.

영상 인식장치(120)는 계측기(110)에 표시된 마커(101)를 인식하는 둘 이상의 카메라(121)를 포함하는 구성으로서, 카메라(121)로부터 획득한 영상 정보를 바탕으로 계측기(110)의 위치정보 데이터를 산술처리부(130)에 송신할 수 있다. 이때, 영상 인식장치(120)는 계측기(110)에 표시된 마커(101)를 이용해 점 위치를 인식할 수 있는 카메라를 포함하는 구성이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 디지털 스테레오 카메라를 포함하는 구성일 수 있다. The image recognition apparatus 120 includes two or more cameras 121 for recognizing the marker 101 displayed on the measurement instrument 110. The image recognition apparatus 120 detects the position of the measurement instrument 110 based on the image information acquired from the camera 121, It is possible to transmit the information data to the arithmetic processing unit 130. [ In this case, the image recognition apparatus 120 is not particularly limited as long as it includes a camera capable of recognizing the point position using the marker 101 displayed on the meter 110. For example, a configuration including a digital stereo camera Lt; / RTI >

또한, 산술처리부(130)는 영상 인식장치(120)로부터 수신한 위치정보 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 위치의 3차원 위치 정보를 계산할 수 있다. In addition, the arithmetic processing unit 130 may calculate three-dimensional position information of a position to be measured based on the position information data received from the image recognition apparatus 120.

도 3에는 도 2에 도시된 계측기를 설치하기 이전의 상태 사시도로서, 웨이퍼 결속부재와 계측기 고정장치만이 도시되어 있고, 도 4에는 계측기 고정장치를 설치하기 이전 상태로서, 자력발생부재를 측정하고자 하는 환자의 안면에 부착한 모습을 나타낸 사시도가 도시되어 있다. Fig. 3 is a state perspective view showing the state before the installation of the measuring instrument shown in Fig. 2, only the wafer binding member and the measuring device fixing device are shown. Fig. 4 shows a state prior to the installation of the measuring device fixing device FIG. 3 is a perspective view showing a state where the patient is attached to the face of the patient.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 계측기(111, 112)는 웨이퍼 결속부재(140) 및 계측기 고정장치(150)에 의해 측정하고자 하는 위치에 안정적으로 고정될 수 있다. Referring to these drawings, the meters 111 and 112 according to the present embodiment can be stably fixed to positions to be measured by the wafer binding member 140 and the meter fixing device 150. [

구체적으로, 웨이퍼 결속부재(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 측정하고자 하는 환자(10)의 상악과 하악 치아 사이에 맞물려 고정되고, 일측부에 계측기와 결속되는 구조의 결속부(141)가 형성된 구조일 수 있다. 3, the wafer binding member 140 is fixedly engaged with the upper teeth of the patient 10 to be measured and the lower teeth, and has a binding portion 141 ) May be formed.

또한, 계측기 고정장치(150)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 자력발생부재(151), 본체부(152) 및 연장고정부(153)를 포함하는 구성일 수 있다. 3 and 4, the instrument fixing device 150 may include a magnetic force generating member 151, a main body 152, and an extended fixing portion 153. [

구체적으로, 자력발생부재(151)는 측정하고자 하는 환자(10)의 안면에 부착될 수 있다. 그러나, 연조직의 견인에 의한 위치변화, 수술 중의 머리 움직임이나 부종 등으로 인하여 자력발생부재(151)의 위치가 변경될 수 있다. 따라서, 악교정 수술 시 윗입술 견인에 의한 위치 변화가 거의 없는 관골 상방, 눈꺼풀, 안와(眼窩, orbit) 윗부분, 그리고 이마 부위에 자력발생부재(151)를 부착할 수 있다. Specifically, the magnetic force generating member 151 may be attached to the face of the patient 10 to be measured. However, the position of the magnetic force generating member 151 may be changed due to the positional change due to the traction of the soft tissue, the head movement or edema during the operation, and the like. Therefore, the magnetic force generating member 151 can be attached to the upper part of the gingival sulcus, the eyelid, the upper part of the orbit, orbit, and the forehead area with little change in position due to traction on the upper part during orthognathic surgery.

또한, 본체부(152)는 자력발생부재(151)에 자력에 의해 부착되고, 상부면에 계측기(110)와 결속되는 구조의 결속부(154)가 형성된 구조일 수 있다. The main body 152 may have a structure in which the magnetic force generating member 151 is attached to the magnetic force generating member 151 by magnetic force and a binding portion 154 having a structure to be coupled to the measuring device 110 is formed on the upper surface.

경우에 따라서, 본체부(152)의 하부면에 자력발생부재(151)와 자력에 의해 부착될 수 있는 또 다른 자력발생부재가 장착되어, 본체부(152)의 정확한 위치를 더욱 정확히 유도할 수 있다. A magnetic force generating member 151 and another magnetic force generating member that can be attached by a magnetic force are mounted on the lower surface of the main body portion 152 so as to accurately guide the accurate position of the main body portion 152 have.

연장고정부(153)는 본체부(152)의 일측부로부터 연장되어 환자(10)의 안면골에 고정될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 연장고정부(153)는 본체부(152)의 일측부에 둘 이상 장착될 수 있다. 이때, 연장고정부(153)의 일단부가 환자(10)의 안면골에 고정될 수 있다. The extension fixing portion 153 may extend from one side of the body portion 152 and be fixed to the facial bone of the patient 10. Further, as shown in Fig. 3, the extended portion 153 can be mounted on one side of the body portion 152 more than two times. At this time, one end of the extended portion 153 may be fixed to the face bone of the patient 10.

경우에 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 연장고정부(153)는 환봉형 구조이고, 측정하고자 하는 환자(10)의 안면 또는 코의 위치에 대응되도록 절곡된 구조일 수 있다. 또한, 연장고정부(153)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 마취튜브 등과 같은 수술 과정시 운용되는 기자재와의 간섭을 방지할 수 있도록 절곡된 구조일 수 있다. 3, the extended portion 153 may have a round-bar-like structure and may have a structure bent to correspond to the face or nose position of the patient 10 to be measured. As shown in FIG. 3, the extended portion 153 may be a structure that is bent so as to prevent interference with a material to be operated during an operation procedure such as an anesthetic tube or the like.

도 5에는 도 2에 도시된 제 2 계측기를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5에 도시된 제 2 계측기를 나타내는 정면도가 도시되어 있다. 또한, 도 7에는 도 2에 도시된 제 1 계측기를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7에 도시된 제 1 계측기를 나타내는 정면도가 도시되어 있다. Fig. 5 is a perspective view showing the second measuring instrument shown in Fig. 2, and Fig. 6 is a front view showing the second measuring instrument shown in Fig. Fig. 7 is a perspective view showing the first measuring instrument shown in Fig. 2, and Fig. 8 is a front view showing the first measuring instrument shown in Fig.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 계측기(110)는 서로 소정 거리만큼 이격되어 장착되는 제 1 계측기(111) 및 제 2 계측기(112)로 구성될 수 있다. 측정 대상에 따라 계측기의 수량을 증가시킬 수 있음은 물론이다. 또한, 계측기는 수술 중 사용될 수 있으므로 소독이 가능하고 소정 크기의 강도를 가지는 내구성 소재로 구성됨이 바람직하다. Referring to these drawings, the meter 110 according to the present embodiment may include a first meter 111 and a second meter 112, which are spaced apart from each other by a predetermined distance. It is of course possible to increase the number of meters depending on the measurement object. In addition, since the instrument can be used during surgery, it is preferable that the instrument is composed of a durable material capable of disinfection and having a predetermined strength.

구체적으로 계측기(110)는 지지대(113), 연장부(114) 및 표지판(115)를 포함하는 구성일 수 있다. Specifically, the measuring instrument 110 may include a support 113, an extension 114, and a sign 115.

지지대(113)는 측정하고자 하는 위치에 장착되고, 일단부에 연장부(114)와 결속되어 연장부(114)를 고정할 수 있다. The support 113 is mounted at a position to be measured, and is coupled to the extension 114 at one end to fix the extension 114.

연장부(114)는 지지대(113)의 일단부에 결속되어 고정되고, 소정 길이만큼 연장되어 고정되고, 둘 이상의 표지판(115)이 서로 소정 거리만큼 이격되도록 소정 길이만큼 연장되어 형성될 수 있다. The extension part 114 may be fixedly coupled to one end of the support 113 and extended and fixed by a predetermined length and may be extended by a predetermined length so that the two or more signs 115 are separated from each other by a predetermined distance.

또한, 표지판(115)은 연장부(114)의 일단부에 장착되고, 일측면에 마커(101)를 표기한 판상형 구조일 수 있다. 이때, 표지판(115)은 무광택 소재로 구성되거나 무광택 물질로 코팅될 수 있다. The sign 115 may be a plate-like structure mounted on one end of the extension 114 and marking the marker 101 on one side. At this time, the sign 115 may be formed of a matte material or may be coated with a matte material.

본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치(100)는 표지판(115)에 표기된 마커(101)를 영상 인식장치(120)를 통해 인식해야 한다. 따라서, 표지판(115)이 빛을 과도하게 반사하는 소재로 구성되거나 광택 물질로 코팅될 경우, 본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치(100)는 그 역할을 수행할 수 없는 문제점이 발생한다. The jaw-bone position measuring apparatus 100 according to the present embodiment should recognize the markers 101 displayed on the signboard 115 through the image recognition apparatus 120. [ Therefore, when the signboard 115 is made of a material that excessively reflects light or is coated with a glossy material, the jaw-bone position measuring apparatus 100 according to the present embodiment can not perform its role.

또한, 표지판(115)은 연장부(114)의 일단부에 소정 크기의 각도만큼 기울어져 장착될 수 있다. 기울이는 각도는, 측정대상의 형상, 측정대상의 위치 및 외부로부터 투입되는 빛의 방향을 고려하여 적절히 조정 가능하다. 표지판(115)의 기울이는 각도는 측정자의 의도에 따라 다양한 변수를 고려하여 적절히 조정 가능함은 물론이다. In addition, the sign 115 may be mounted at one end of the extension 114 by a predetermined angle. The tilting angle can be appropriately adjusted in consideration of the shape of the measurement target, the position of the measurement target, and the direction of the light input from the outside. It goes without saying that the tilting angle of the sign 115 can be appropriately adjusted in consideration of various variables according to the intention of the measurer.

한편, 계측기(110)와 영상 인식장치(120) 사이의 거리(TL)는 500 내지 1,500 mm 범위 내로 유지함이 바람직하다. 또한, 계측기(110)와 영상 인식장치(120) 사이의 거리(TL)가 500 mm 미만일 경우, 영상 인식장치(120)가 여러 마커를 인식할 수 있는 시야 각도인 60 도를 벗어나게 되어 측정이 불가능하게 된다. Meanwhile, it is preferable that the distance TL between the measuring instrument 110 and the image recognizing device 120 is maintained within a range of 500 to 1,500 mm. If the distance TL between the measuring instrument 110 and the image recognizing apparatus 120 is less than 500 mm, the image recognizing apparatus 120 is out of the viewing angle of 60 degrees, .

상기 언급한 바와 같이, 영상 인식장치(120)는, 예를 들어 디지털 스테레오 카메라를 포함하는 구성일 수 있다. As mentioned above, the image recognition device 120 may be a configuration including, for example, a digital stereo camera.

스테레오 카메라(stereoscopic camera)는 카메라 두 대를 통해 좌 우 영상을 취하고, 그 영상의 차이를 통해 깊이를 측정할 수 있다. 좌 우 카메라를 연결하는 수평면을 X축, 수직 축을 Y축, 카메라로부터 정면으로 떨어진 깊이를 Z축으로 하여 3차원 좌표계를 인식할 수 있다. A stereoscopic camera can take a left and right image through two cameras and measure the depth through the difference of the image. The three-dimensional coordinate system can be recognized by using the horizontal plane connecting the left and right camera as the X axis, the vertical axis as the Y axis, and the distance from the camera to the front as the Z axis.

종래의 능동 센서 방식의 광학 계측 장치는 대부분 적외선을 방출하는 몇 개의 발광다이오드(light-emitting diodes)를 계측한다. 이에 비하여 본 실시예에 따른 영상 인식장치(120)의 경우, 특이한 무늬 등을 마커로 이용하며 마커 자체에 광원을 요하지 않는다. 따라서 마커에 배터리 등을 장착할 필요가 없거나, 장착에 필요한 공간이 작아서 비교적 사용이 간단하다. Conventionally, an optical measuring apparatus of an active sensor system measures several light-emitting diodes which emit most infrared rays. In contrast, in the case of the image recognition apparatus 120 according to the present embodiment, a unique pattern or the like is used as a marker, and a light source is not required in the marker itself. Therefore, it is not necessary to attach a battery or the like to the marker, or the space required for mounting is small, which is relatively easy to use.

도 9에는 스테레오 카메라를 이용하여 측정 대상의 위치를 측정하는 원리를 설명할 수 있는 모식도가 도시되어 있다. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a principle of measuring the position of a measurement object using a stereo camera.

스테레오 카메라를 이용한 스테레오 비전의 측정 원리는 눈의 거리 측정 원리를 응용한 것이다. 즉, 2개의 카메라를 이용하여 이미지 상의 물체의 거리가 얼마나 되는지를 측정하는 알고리즘들의 집합이다. The principle of stereo vision measurement using a stereo camera is based on the principle of eye distance measurement. That is, it is a set of algorithms that measure the distance of an object on an image using two cameras.

구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 기본적으로 삼각 측량의 원리를 이용하여 매칭 시킨 뒤 그 점의 거리를 알아낸다. 이에 대한 상세한 설명은 "C2000기반 웨어러블 맹인 보조시스템: 스테레오 비전 기반 전방 물체 감지 시스템, KAIST 최성필, 제3회 대학(원)생 MCU 논문 콘테스트 (Texas Instruments 2013.10.)" 문헌에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 생략하기로 한다. 또한, 스테레오 카메라를 이용한 삼각 측량 방법에 대한 설명은 기 공지된 기술인 바, 예를 들어, 대한민국공개특허공보 제10-2013-0121753호, "Stereo Vision을 이용한 얼굴인식 및 3차원 선분 추출 알고리즘, 김진수, 임준홍, Journal of Engineering & Technology, Vol.21, October 2011"에 공지되어 있다. Specifically, as shown in Fig. 9, basically, the distance of the point is determined after matching using the principle of triangulation. A detailed description thereof is disclosed in the document "C2000 based wearable blind auxiliary system: Stereo Vision based front object detection system, KAIST Choi Sung-pil, 3rd university MCU thesis contest (Texas Instruments 2013.10.)" . For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0121753, "Face Recognition and Three-dimensional Segment Extraction Algorithm Using Stereo Vision, " , &Quot; Journal of Engineering & Technology, Vol. 21, October 2011 ".

이하에서는 상기 언급한 본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치를 운용하는 방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of operating the jawbone position measuring apparatus according to the present embodiment will be described.

도 10에는 본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치를 운용하는 방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있고, 도 11에는 도 10에 도시된 수술 전 계측단계 및 수술 후 계측단계를 더욱 상세히 나타낸 흐름도가 도시되어 있으며, 도 12에는 도 11에 도시된 위치정보 계산단계를 더욱 상세히 나타낸 흐름도가 도시되어 있다. FIG. 10 is a flowchart showing a method of operating the jawbone position measuring apparatus according to the present embodiment, and FIG. 11 is a flowchart showing the pre-surgery measurement step and the post-operation measurement step shown in FIG. 10 in more detail And Fig. 12 is a flowchart showing the location information calculation step shown in Fig. 11 in more detail.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법(S100)은, 수술 전 계측단계(S110), 수술 후 계측단계(S120) 및 결과값 시각화 처리단계(S130)를 포함하는 구성일 수 있다. Referring to these drawings, a jaw-bone position measuring apparatus operating method S100 according to the present embodiment includes a pre-operation measuring step S110, a post-operative measuring step S120, and a result visualization processing step S130 Lt; / RTI >

구체적으로, 본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법(S100)은, 측정하고자 하는 환자의 수술 전 턱뼈의 위치와 수술 후 턱뼈의 위치를 측정하여 비교 판단할 수 있는 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법(S100)을 통해 획득한 데이터를 바탕으로 수술 대상 환자의 수술 후 결과 및 수술 후 회복 경과 등을 정확하게 모니터링 할 수 있어, 더욱 신뢰도 높은 수술 결과를 기대할 수 있다. Specifically, the jaw-bone position measuring apparatus operating method (S100) according to the present embodiment can acquire data that can be compared and determined by measuring the positions of the pre-operative jawbone and the post-operative jawbone of the patient to be measured. Further, based on the data obtained through the operation method (S100) of the jawbone position measuring apparatus according to the present embodiment, it is possible to accurately monitor the postoperative result and postoperative recovery progress of the patient, You can expect.

상기 언급한 본 실시예에 따른 효과를 달성하기 위해, 상기 언급한 수술 전 계측단계(S110)는, 측정하고자 하는 환자의 수술 전, 환자의 턱뼈에 계측기를 장착하고, 영상 인식장치와 산술처리부를 이용하여 턱뼈의 3차원 위치 정보를 계산하는 단계이다. 또한, 수술 후 계측단계(S120)는, 측정하고자 하는 환자의 수술 후, 환자의 턱뼈에 계측기를 장착하고, 영상 인식장치와 산술처리부를 이용하여 턱뼈의 3차원 위치 정보를 계산하는 단계이다. In order to attain the effect according to the present embodiment, the pre-op measurement step (S110) includes mounting an instrument on the jaw bone of the patient before surgery of the patient to be measured, Dimensional position information of the jawbone using the three-dimensional position information. The post-operative measurement step S120 is a step of mounting the measuring instrument on the patient's jawbone after the operation of the patient to be measured, and calculating the three-dimensional position information of the jawbone using the image recognition device and the arithmetic processing part.

수술 전 계측단계(S110) 및 수술 후 계측단계(S120)는: 계측기 설치단계(S101), 영상 인식장치 보정단계(S102), 위치정보 데이터 획득단계(S103) 및 위치정보 계산단계(S104)를 포함하는 구성일 수 있다. The pre-operative measurement step S110 and the post-operative measurement step S120 may include: an instrument installation step S101, an image recognition device correction step S102, a position information data acquisition step S103, and a position information calculation step S104 May be included.

구체적으로, 계측기 설치단계(S101)는 계측기(110)를 측정하고자 하는 위치에 장착하고, 영상 인식장치(120)를 계측기(110)로부터 소정 거리만큼 이격시켜 배치시키는 단계이다. Specifically, the measuring instrument installing step S101 is a step of mounting the measuring instrument 110 at a position to be measured, and disposing the image recognizing apparatus 120 at a predetermined distance from the measuring instrument 110. FIG.

계측기(110)와 영상 인식장치(120) 사이의 거리(TL)는 500 내지 1,500 mm 범위 내로 유지함이 바람직하다. 계측기(110)와 영상 인식장치(120) 사이의 거리(TL)가 1,500 mm를 초과할 경우, 영상 인식장치(120)가 계측기(110)에 표기된 마커(101)를 정확하게 인식하지 못하는 문제점이 발생한다. 또한, 계측기(110)와 영상 인식장치(120) 사이의 거리(TL)가 500 mm 미만일 경우, 영상 인식장치(120)가 여러 마커를 인식할 수 있는 시야 각도인 60 도를 벗어나게 되어 측정이 불가능하게 된다. The distance TL between the measuring instrument 110 and the image recognizing device 120 is preferably maintained within the range of 500 to 1,500 mm. When the distance TL between the measuring instrument 110 and the image recognizing apparatus 120 exceeds 1,500 mm, the image recognizing apparatus 120 does not correctly recognize the marker 101 displayed on the measuring instrument 110 do. If the distance TL between the measuring instrument 110 and the image recognizing apparatus 120 is less than 500 mm, the image recognizing apparatus 120 is out of the viewing angle of 60 degrees, .

영상 인식장치 보정단계(S102)는 좌표값의 떨림 현상을 감소시킬 수 있도록 영상 인식장치(120)의 카메라(121)를 보정하는 단계이다. The image recognition device correction step (S102) is a step of correcting the camera 121 of the image recognition device 120 so as to reduce the shaking phenomenon of the coordinate value.

광학 카메라는 렌즈의 굴곡, CCD 소자의 불완전성, 렌즈의 중심축과 CCD 중심의 불일치 및 렌즈와 CCD 소자의 불평행 등에 의해 왜곡이 발생한다. 이러한 왜곡을 해소하기 위하여 카메라 내부 변수의 교정을 위한 사전 카메라 보정(camera calibration)작업이 필요하다. 스테레오 카메라의 경우 보정은 두 개의 스테레오 영상을 정합하는 데에 필요한 외부 변수의 설정도 포함한다. The optical camera is distorted due to bending of the lens, imperfectness of the CCD, inconsistency between the central axis of the lens and the center of the CCD, and complaints of the lens and the CCD device. In order to resolve this distortion, a camera calibration operation is required to calibrate the internal parameters of the camera. In the case of a stereo camera, the correction also involves setting the external variables needed to match the two stereo images.

디지털 스테레오 카메라에서 얻어진 3차원 좌표값은 고정된 한 점에서 얻어진 측정값이어도 시간에 따라 조금씩 다르다. 이러한 좌표값의 떨림 현상을 지터(jitter)라고 일컫는다. 지터의 본래적인 의미는 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꿀 때에 파동의 일부 양상이 일탈하거나 변위되는 것으로, 현재는 모든 디지털 신호의 전송에 있어서 시간 축에 대해 일어나는 신호의 떨림을 말한다. 영상 기반 수술을 위한 전기 신호 전달에 있어 지터는 극복해야 난제라고 할 수 있다. The three-dimensional coordinate values obtained from a digital stereo camera differ slightly from time to time even though they are obtained from a fixed point. This tremble of coordinate values is referred to as jitter. The original meaning of jitter is that a certain aspect of the wave is deviated or displaced when an analog signal is converted into a digital signal, which means that the signal is shaken with respect to the time axis in transmission of all digital signals. Jitter is a difficult problem to overcome in electric signal transmission for image based surgery.

일반적으로 지터의 크기는 RMS (root mean square) error를 사용하여 표현한다. 이 값은 오차의 제곱해서 평균한 값의 제곱근을 뜻하며, 통계학에서의 표준편차와 유사한 의미를 갖는다. Generally, jitter size is expressed using root mean square (RMS) error. This value is the square root of the mean square of the error and has a similar meaning to the standard deviation in statistics.

위치정보 데이터 획득단계(S103)는, 상 인식장치(120)를 이용하여 계측기(110)에 표시된 마커(101)를 인식시킨 후, 계측기(110)의 위치정보 데이터를 산술처리부(130)에 송신하는 단계이다. The position information data obtaining step S103 is a step of obtaining the position information data of the measuring instrument 110 by transmitting the position information data of the measuring instrument 110 to the arithmetic processing section 130 after recognizing the marker 101 displayed on the measuring instrument 110 by using the image recognizing device 120 .

위치정보 계산단계(S104)는, 위치정보 데이터 획득단계(S130)로부터 획득한 위치정보 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 위치의 3차원 위치 정보를 계산하는 단계이다. The position information calculation step S104 is a step of calculating three-dimensional position information of a position to be measured on the basis of the position information data obtained from the position information data obtaining step S130.

구체적으로, 위치정보 계산단계(S104)는: 위치정보 데이터 획득단계(S130)로부터 획득한 각각의 마커(101)의 위치정보 데이터를 3개씩 짝을 지어 인식하는 단계(S104-1); 3개씩 짝지어진 마커(101)의 위치 정보를 바탕으로 벡터값을 계산하는 단계(S104-2); 및 계산된 벡터값을 바탕으로 해당 마커(101)가 표시된 계측기(110)의 위치를 계산하는 단계(S104-3);를 포함하는 구성일 수 있다. Specifically, the position information calculation step S104 includes: (S104-1) recognizing the pieces of position information data of the respective markers 101 acquired from the position information data acquisition step S130 in pairs; A step (S104-2) of calculating a vector value based on the positional information of the three pairs of the markers 101; And a step (S104-3) of calculating the position of the meter 110 indicated by the marker 101 based on the calculated vector value.

위치정보 계산단계(S104)는, 상기 일련의 과정을 통해 획득한 위치정보 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 위치의 3차원 위치 정보를 계산하는 단계이다. The position information calculation step (S104) is a step of calculating three-dimensional position information of a position to be measured based on the position information data obtained through the series of processes.

상기 언급한 일련의 과정이 수행된 후, 결과값 시각화 처리단계(S130)가 수행될 수 있다. After the above-described series of processes is performed, the result visualization processing step S130 may be performed.

구체적으로, 결과값 시각화 처리단계(S130)는, 수술 전 계측단계(S110) 및 수술 후 계측단계(S120)를 통해 획득한 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 환자의 턱뼈의 위치 데이터 결과값을 3차원 시각화하여 출력하거나 도표 또는 파일을 출력하는 단계이다. Specifically, the result visualization processing step S130 is a step of visualizing the position data of the patient's jawbone to be measured based on the data obtained through the pre-surgery measurement step S110 and the post-surgery measurement step S120, Visualizing and outputting, or outputting a chart or a file.

경우에 따라서, 상기 수술 후 계측단게(S120) 및 결과값 시각화 처리단계(S130)는 실시간으로 처리되어 운용하는 작업자에게 결과값을 출력할 수 있다. In some cases, the post-surgery measurement stage (S120) and the result visualization process step (S130) may be processed in real time and output the results to the operator who is operating.

결과값 시각화 처리단계(S130)에는 다양한 데이터 처리 프로그램이 사용될 수 있으며, 예를 들어 매트랩(MATLAB) 프로그램이 사용될 수 있다. In the result visualization processing step S130, various data processing programs can be used, for example, a MATLAB program can be used.

도 13에는 본 실시예에 따른 수술 전 시뮬레이션 과정을 통해 획득한 치아와 제 2 계측기 사이의 위치 관계 데이터를 매트랩 프로그램에 입력하는 모습을 나타내는 그림이 도시되어 있다. FIG. 13 is a diagram illustrating the input of positional relationship data between a tooth and a second instrument acquired through the pre-operation simulation process according to the present embodiment to a MATLAB program.

또한, 도 14에는 매트랩(MATLAB) 프로그램을 이용하여 3차원 시각화 출력한 모습을 나타내는 그림이 도시되어 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 수술 전, 현재 위치 및 목표 위치를 동시에 한 화면에 출력할 수 있다. 노란색 선은 수술 전 측정한 결과값을 3차원 시각화 출력한 그림이고, 분홍색 선은 수술 후 현재 위치를 나타내는 그림이다. 또한, 군청색은 목표로 하는 위치를 나타내는 그림이다. 이와 같이 3차원 시각화 출력한 그림을 바탕으로 측정 대상 환자의 턱뼈 위치를 손쉽게 파악할 수 있다. 이와 더불어, 도 14의 우측 하단에 도시된 바와 같이, 각 결과값을 비교하여 현재 이동량과 목표로 하는 위치에 대한 필요 이동량 수치를 도표로써 출력할 수 있으며, 결과적으로 측정 대상 환자의 턱뼈 위치를 더욱 정확하고 손쉽게 파악할 수 있다. FIG. 14 is a diagram showing a three-dimensional visualization output using a MATLAB program. As shown in FIG. 14, pre-operation, current position, and target position can be simultaneously output on one screen. The yellow line is a three-dimensional visualization of the pre-operative results, and the pink line is the post-operative current position. In addition, the gray color is a figure indicating a target position. The position of the jawbone of the patient to be measured can be easily grasped based on the three-dimensional visualization output. In addition, as shown in the lower right part of FIG. 14, it is possible to compare the respective result values and to output the necessary movement amount values for the current movement amount and the target position in the form of a chart. As a result, Accurate and easy to understand.

또한, 도 15에는 매트랩(MATLAB) 프로그램을 이용하여 측정 대상 환자의 두개골 이미지를 추가하여 3차원 시각화 출력한 모습을 나타내는 그림이 도시되어 있다. 이를 통해 수술에 문제가 되는 부위를 파악할 수 있고, 어느 방향으로 더 이동시켜야 할지를 결정할 수 있다. FIG. 15 is a diagram showing a state in which a skull image of a patient to be measured is added using a MATLAB program and output as a three-dimensional visualization output. This allows you to identify areas of concern for your surgery and decide which direction you need to move.

이들 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법(S100)을 통해 측정하고자 하는 환자의 턱뼈의 위치 데이터 결과값을 3차원 시각화하여 출력하거나 도표 또는 파일을 출력할 수 있다. As can be seen from these drawings, the method of operating the jaw-bone position measuring apparatus (S100) according to the present embodiment can visualize and output the position data of the patient's jawbone to be measured, have.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 및 이를 운용하는 방법에 따르면, 대상 환자의 턱뼈뿐만 아니라 안면골의 위치를 정확하게 측정할 수 있다.As described above, according to the jawbone position measuring apparatus and the method of operating the jawbone position measuring apparatus according to the present invention, the position of the facial bone as well as the jawbone of the subject can be accurately measured.

또한, 본 발명에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 및 운용방법에 따르면, 대상 환자의 턱뼈를 손쉽게 측정할 수 있다.In addition, according to the jawbone position measuring apparatus and method according to the present invention, the jawbone of a subject can be easily measured.

또한, 본 발명에 따른 턱뼈 위치 계측 장치 및 운용방법에 따르면, 양악수술을 포함하는 턱뼈 수술시, 수술의 정확성과 수술의 신뢰성을 확보할 수 있고, 결과적으로 양질의 수술 결과를 달성할 수 있다.Further, according to the apparatus and method for measuring jaw position according to the present invention, it is possible to ensure the accuracy of surgery and the reliability of operation at the time of jaw surgery including amniocentesis, and as a result, high quality surgical results can be achieved.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .

10: 측정하고자 하는 환자
100: 턱뼈 위치 계측 장치
101: 마커
110: 계측기
111: 제 1 계측기
112: 제 2 계측기
113: 지지대
114: 연장부
115: 표지판
120: 영상 인식장치
121: 카메라
130: 산술처리부
140: 웨이퍼 결속부재
141: 결속부
150: 계측기 고정장치
151: 자력발생부재
152: 본체부
153: 연장고정부
154: 결속부
S100: 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법
S110: 수술 전 계측단계
S101: 계측기 설치단계
S102: 영상 인식장치 보정단계
S103: 위치정보 데이터 획득단계
S104: 위치정보 계산단계
S104-1: 마커의 위치정보 데이터를 3개씩 짝을 지어 인식하는 단계
S104-2: 벡터값을 계산하는 단계
S104-3: 해당 마커가 표식된 계측기의 위치를 계산하는 단계
S120: 수술 후 계측단계
S130: 결과값 시각화 처리단계10: Patient to be measured
100: Jawbone position measuring device
101: Marker
110: Meter
111: first measuring instrument
112: Second measuring instrument
113: Support
114: extension part
115: Signs
120: Image recognition device
121: camera
130: arithmetic processing unit
140: Wafer binding member
141:
150: Instrument fixing device
151: magnetic force generating member
152:
153:
154:
S100: How to operate jawbone position measuring device
S110: Pre-operative measurement phase
S101: Instrument installation phase
S102: Image recognition device correction step
S103: Position information data acquisition step
S104: Position information calculation step
S104-1: Step of recognizing the position information data of the markers in pairs
S104-2: Calculating the vector value
S104-3: Calculating the position of the instrument marked with the marker
S120: Measurement step after surgery
S130: Result Value Visualization Processing Step

Claims (18)

턱뼈의 위치 및 그 변화를 검출하는 턱뼈 위치 계측 장치(100)로서,
측정하고자 하는 위치에 장착되고, 둘 이상의 마커(101)가 소정 거리만큼 이격되어 표시된 계측기(110);
상기 계측기(110)에 표시된 마커(101)를 이용해 점 위치를 인식하는 둘 이상의 카메라(121)를 포함하고, 카메라(121)로부터 획득한 영상 정보를 바탕으로 계측기(110)의 위치정보 데이터를 산술처리부(130)에 송신하는 영상 인식장치(120);
상기 영상 인식장치(120)로부터 수신한 위치정보 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 위치의 3차원 위치 정보를 계산하는 산술처리부(130); 및
전방과 후방에 서로 소정 거리만큼 이격되어 측정하고자 하는 환자(10)의 안면에 장착되는 제 1 계측기(111) 및 제 2 계측기(112);
를 포함하고,
상기 제 1 계측기(111) 및 제 2 계측기(112)는:
측정하고자 하는 위치에 장착되고, 일단부에 연장부(114)와 결속되어 연장부(114)를 고정하는 지지대(113);
상기 지지대(113)의 일단부에 결속되어 고정되고, 소정 길이만큼 연장되어 고정되고, 둘 이상의 표지판(115)이 서로 소정 거리만큼 이격되도록 소정 길이만큼 연장되어 형성된 연장부(114); 및
상기 연장부(114)의 일단부에 장착되고, 일측면에 마커(101)를 표기한 판상형 구조의 표지판(115);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
A jawbone position measuring apparatus (100) for detecting a position and a change of a jawbone,
A meter 110 mounted at a position to be measured and having two or more markers 101 separated by a predetermined distance;
The image processing apparatus includes at least two cameras 121 that recognize a point position by using a marker 101 displayed on the measuring instrument 110. Based on the image information acquired from the camera 121, An image recognition device 120 that transmits the image data to the processing unit 130;
An arithmetic processing unit 130 for calculating three-dimensional position information of a position to be measured based on the positional information data received from the image recognition apparatus 120; And
A first measuring instrument 111 and a second measuring instrument 112 mounted on the front surface of the patient 10 to be measured, the measuring instrument being separated from the front and the rear by a predetermined distance;
Lt; / RTI >
The first measuring instrument 111 and the second measuring instrument 112 comprise:
A support 113 mounted at a position to be measured and coupled to the extension 114 at one end to fix the extension 114;
An extension part 114 fixedly connected to one end of the support 113 and extending and fixed by a predetermined length and extended by a predetermined length so that the two or more indication boards 115 are spaced apart from each other by a predetermined distance; And
A sign board 115 mounted on one end of the extension 114 and having a marker 101 on one side thereof;
Wherein the jawbone position measuring device comprises:
제 1 항에 있어서,
상기 계측기(110)는:
측정하고자 하는 위치에 장착되고, 일단부에 연장부(114)와 결속되어 연장부(114)를 고정하는 지지대(113);
상기 지지대(113)의 일단부에 결속되어 고정되고, 소정 길이만큼 연장되어 고정되고, 둘 이상의 표지판(115)이 서로 소정 거리만큼 이격되도록 소정 길이만큼 연장되어 형성된 연장부(114); 및
상기 연장부(114)의 일단부에 장착되고, 일측면에 마커(101)를 표기한 판상형 구조의 표지판(115);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
The method according to claim 1,
The instrument 110 comprises:
A support 113 mounted at a position to be measured and coupled to the extension 114 at one end to fix the extension 114;
An extension part 114 fixedly connected to one end of the support 113 and extending and fixed by a predetermined length and extended by a predetermined length so that the two or more indication boards 115 are spaced apart from each other by a predetermined distance; And
A sign board 115 mounted on one end of the extension 114 and having a marker 101 on one side thereof;
Wherein the jawbone position measuring device comprises:
제 2 항에 있어서,
상기 표지판(115)은 무광택 소재로 구성되거나 무광택 물질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the sign board 115 is made of a matte material or coated with a matte material.
제 2 항에 있어서,
상기 표지판(115)은 연장부(114)의 일단부에 소정 크기의 각도만큼 기울어져 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the sign board (115) is mounted at one end of the extension part (114) by an angle of a predetermined size.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 턱뼈 위치 계측 장치(100)는:
측정하고자 하는 환자(10)의 상악과 하악 치아 사이에 맞물려 고정되고, 일측부에 계측기와 결속되는 구조의 결속부(141)가 형성된 웨이퍼 결속부재(140);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
The method according to claim 1,
The jaw-bone position measuring apparatus 100 includes:
A wafer binding member 140 which is fixedly engaged between the upper and lower teeth of the patient 10 to be measured and has a binding portion 141 structured to be coupled to an instrument at one side thereof;
Wherein the jawbone position measuring device measures the jawbone position.
제 1 항에 있어서,
상기 턱뼈 위치 계측 장치(100)는 계측기 고정장치(150)를 더 포함하고,
상기 계측기 고정장치(150)는:
측정하고자 하는 환자(10)의 안면에 부착되는 자력발생부재(151);
상기 자력발생부재(151)에 자력에 의해 부착되고, 상부면에 계측기(110)와 결속되는 구조의 결속부(154)가 형성된 본체부(152); 및
상기 본체부(152)의 일측부로부터 환자(10)의 구강 내측으로 연장되어 안면골에 고정되는 연장고정부(153);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
The method according to claim 1,
The jaw position measuring device 100 further includes a measuring device fixing device 150,
The instrument fixation device 150 comprises:
A magnetic force generating member 151 attached to the face of the patient 10 to be measured;
A main body portion 152 attached to the magnetic force generating member 151 by magnetic force and having a coupling portion 154 formed on an upper surface thereof so as to be coupled to the measuring instrument 110; And
An extension fixing part 153 extending from one side of the main body part 152 to the oral cavity of the patient 10 and fixed to the face bone;
Wherein the jawbone position measuring device measures the jawbone position.
제 8 항에 있어서,
상기 연장고정부(153)는 본체부(152)의 일측부에 둘 이상 장착되어 있고,
상기 연장고정부(153)의 일단부가 환자(10)의 구강 내측으로 진입하여 안면골에 고정되는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
9. The method of claim 8,
At least two of the extended portions 153 are mounted on one side of the body portion 152,
Wherein one end of the extended portion (153) enters the inside of the mouth of the patient (10) and is fixed to the face bone.
제 8 항에 있어서,
상기 연장고정부(153)는 환봉형 구조이고,
측정하고자 하는 환자(10)의 안면 또는 코의 위치에 대응되도록 절곡된 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
9. The method of claim 8,
The extended portion 153 is a round bar type structure,
And a structure that is folded to correspond to the face or nose position of the patient 10 to be measured.
제 8 항에 있어서,
상기 연장고정부(153)는 환봉형 구조이고,
수술 과정시 운용되는 기자재와의 간섭을 방지할 수 있도록 절곡된 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
9. The method of claim 8,
The extended portion 153 is a round bar type structure,
And a bendable structure for preventing interference with equipment to be operated during a surgical procedure.
제 1 항에 있어서,
상기 영상 인식장치(120)는 디지털 스테레오 카메라인 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the image recognition device (120) is a digital stereo camera.
제 1 항에 있어서,
계측기(110)와 영상 인식장치(120) 사이의 거리(TL)는 500 내지 1,500 mm인 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치.
The method according to claim 1,
Wherein a distance (TL) between the measuring instrument (110) and the image recognizing device (120) is 500 to 1,500 mm.
제 1 항 내지 제 4 항, 제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 턱뼈 위치 계측 장치를 운용하는 방법(S100)으로서,
a) 측정하고자 하는 환자의 수술 전, 환자의 안면 상부에 계측기를 장착하고, 영상 인식장치와 산술처리부를 이용하여 턱뼈의 3차원 위치 정보를 계산하는 수술 전 계측단계(S110);
b) 측정하고자 하는 환자의 수술 후, 환자의 안면 상부에 계측기를 장착하고, 영상 인식장치와 산술처리부를 이용하여 턱뼈의 3차원 위치 정보를 계산하는 수술 후 계측단계(S120);
c) 수술 전 계측단계(S110) 및 수술 후 계측단계(S120)를 통해 획득한 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 환자의 턱뼈의 위치 데이터 결과값을 3차원 시각화하여 출력하거나 도표 또는 파일을 출력하는 결과값 시각화 처리단계(S130);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법.
A method (S100) for operating a jawbone position measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4 and 7 to 13,
a) pre-surgical measurement step (S110) of mounting an instrument on the patient's facial surface before the operation of the patient to be measured and calculating the three-dimensional position information of the jaw using the image recognition device and the arithmetic processing unit;
b) measuring the posture of the patient to be measured, posterior to the patient's face, calculating the three-dimensional position information of the jaw bone using the image recognition device and the arithmetic processing unit (S120);
c) Three-dimensional visualization of the positional data of the patient's jawbone to be measured based on the data obtained through the pre-surgical measurement step (S110) and post-operative measurement step (S120) Value visualization processing step S130;
Wherein the jaw-bone position measuring device is configured to measure the jaw-bone position.
제 14 항에 있어서,
상기 수술 전 계측단계(S110) 및 수술 후 계측단계(S120)는:
a-1) 계측기(110)를 측정하고자 하는 위치에 장착하고, 영상 인식장치(120)를 계측기(110)로부터 소정 거리만큼 이격시켜 배치시키는 계측기 설치단계(S101);
a-3) 영상 인식장치(120)를 이용하여 계측기(110)에 표시된 마커(101)를 인식시킨 후, 계측기(110)의 위치정보 데이터를 산술처리부(130)에 송신하는 위치정보 데이터 획득단계(S103); 및
a-4) 위치정보 데이터 획득단계(S130)로부터 획득한 위치정보 데이터를 바탕으로 측정하고자 하는 위치의 3차원 위치 정보를 계산하는 위치정보 계산단계(S104);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법.
15. The method of claim 14,
The pre-surgical measurement step (S110) and post-operative measurement step (S120)
a-1) installing an instrument 110 at a position to be measured and arranging the image recognition apparatus 120 at a predetermined distance from the instrument 110;
a-3) a position information data acquisition step of recognizing the marker 101 displayed on the meter 110 using the image recognition device 120 and then transmitting the position information data of the meter 110 to the arithmetic processing unit 130 (S103); And
a-4) a position information calculation step (S104) of calculating three-dimensional position information of a position to be measured based on the position information data acquired from the position information data acquisition step (S130);
Wherein the jaw-bone position measuring device is configured to measure the jaw-bone position.
제 14 항에 있어서,
상기 수술 전 계측단계(S110) 및 수술 후 계측단계(S120)는:
a-2) 좌표값의 떨림 현상을 감소시킬 수 있도록 영상 인식장치(120)의 카메라(121)를 보정하는 영상 인식장치 보정단계(S102);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법.
15. The method of claim 14,
The pre-surgical measurement step (S110) and post-operative measurement step (S120)
a-2) an image recognition device correction step (S102) of correcting the camera 121 of the image recognition device 120 so as to reduce the blurring of the coordinate value;
Wherein the jaw-bone position measuring device is configured to measure the jaw-bone position.
제 15 항에 있어서,
상기 위치정보 계산단계(S104)는:
위치정보 데이터 획득단계(S130)로부터 획득한 각각의 마커(101)의 위치정보 데이터를 3개씩 짝을 지어 인식하는 단계(S104-1);
3개씩 짝지어진 마커(101)의 위치 정보를 바탕으로 벡터값을 계산하는 단계(S104-2); 및
계산된 벡터값을 바탕으로 해당 마커(101)가 표시된 계측기(110)의 위치를 계산하는 단계(S104-3);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법.
16. The method of claim 15,
The position information calculation step (S104) includes:
A step (S104-1) of recognizing the pieces of positional information data of the respective markers 101 obtained from the positional information data acquisition step (S130) in a pair;
A step (S104-2) of calculating a vector value based on the positional information of the three pairs of the markers 101; And
(S104-3) calculating the position of the meter 110 indicated by the marker 101 based on the calculated vector value;
Wherein the jaw-bone position measuring device is configured to measure the jaw-bone position.
제 14 항에 있어서,
상기 수술 후 계측단계(S120) 및 결과값 시각화 처리단계(S130)는 실시간으로 처리되어 운용하는 작업자에게 결과값을 출력하는 것을 특징으로 하는 턱뼈 위치 계측 장치 운용방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the post-surgery measurement step (S120) and the result visualization processing step (S130) are performed in real time and the resultant value is output to the operator who operates the apparatus.

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