KR102205866B1

KR102205866B1 - Method for measuring rotation of vertebral body, apparatus and computer readable medium for performing the method

Info

Publication number: KR102205866B1
Application number: KR1020180161503A
Authority: KR
Inventors: 이현주; 이석중; 정상현; 박영균
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2021-01-21
Also published as: KR20200073402A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 척추체 회전 측정 장치는, 척추체 및 척추체에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 촬영영상을 수집하는 척추 영상 수집부, 척추체의 너비 및 한 쌍의 척추경 간의 이격 거리를 측정하여 척추체의 회전량 검출을 위한 매개변수를 설정하는 매개변수 설정부 및 설정된 매개변수에 기초하여 척추체의 회전각도를 산출하는 회전량 산출부를 포함할 수 있다.The vertebral body rotation measurement apparatus according to an embodiment of the present invention includes a spine image collection unit that collects photographed images of a vertebral body and a pair of pedicles formed on the vertebral body, and measures the width of the vertebral body and the distance between the pair of pedicles Accordingly, a parameter setting unit for setting a parameter for detecting a rotation amount of the vertebral body and a rotation amount calculation unit for calculating a rotation angle of the vertebral body based on the set parameter may be included.

Description

척추체 회전 측정 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체 {METHOD FOR MEASURING ROTATION OF VERTEBRAL BODY, APPARATUS AND COMPUTER READABLE MEDIUM FOR PERFORMING THE METHOD}Method of measuring vertebral body rotation, device and recording medium for performing it {METHOD FOR MEASURING ROTATION OF VERTEBRAL BODY, APPARATUS AND COMPUTER READABLE MEDIUM FOR PERFORMING THE METHOD}

본 발명은 척추체 회전 측정 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 척추체가 촬영된 영상을 이용하여 척추체가 원래 위치로부터 회전된 각도를 산출하는 척추체 회전 측정 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a vertebral body rotation measurement method, an apparatus for performing the same, and a recording medium, and more particularly, a vertebral body rotation measurement method for calculating an angle at which the vertebral body is rotated from an original position using an image of the vertebral body, and performs the same. It relates to a device and a recording medium for performing.

척추의 나사못 삽입 시 척추체의 회전은 정확한 나사못의 삽입을 위하여 중요한 요소이다. 특히 척추 측만증이나 퇴행성 척추 질환에서는 척추체의 회전변형이 동반되어 나사못 삽입 시 주의를 요하며, 척추 나사못 삽입술은 고식적 방법으로 자유 행동 기법(free hand technique)이 사용되어 왔으나 최근 들어 정확성을 높이기 위하여 네이게이션이나 로봇팔을 이용한 나사못 삽입술이 시도되고 있다. When screwing the spine, the rotation of the vertebral body is an important factor for accurate screw insertion. In particular, in scoliosis or degenerative spinal diseases, attention is required when inserting screws due to rotational deformation of the vertebral body, and the free hand technique has been used as a conventional method for spinal screw insertion. A screw insertion technique using a robotic arm is being attempted.

이때, 정확한 나사못 삽입을 위하여 척추체의 회전을 확인하는 것이 중요한데, 이를 위하여 대부분 전산화 단층 촬영을 사용한다. At this time, it is important to check the rotation of the vertebral body for accurate screw insertion, and for this purpose, computerized tomography is mostly used.

일반적인 전산화 단층 촬영은 수술 전에 바르게 누운 상태인 앙와위 자세(Supine position)에서 촬영하나, 실제 척추 수술은 대부분 엎드린 자세에서 시행하며, 수술 시 마취 후에 회전변형의 변화가 생기거나 수술 시 환자의 자세에 따라 변화가 발생하여 수술 전에 촬영한 전산화단층촬영영상 만으로는 척추체의 회전변형을 확인하는데 제한이 있다. 이러한 경우, 환자의 자세 변화에 따른 회전오차가 발생하여, 수술실에서 마취 후 촬영 가능한 추가적인 특별한 전산화 단층 촬영기나 O-arm등의 고가의 장비가 요구된다는 문제점이 있다.In general, computed tomography is taken in the supine position, which is in the right lying position before surgery, but most of the actual spinal surgery is performed in the prone position. There is a limit to confirming the rotational deformation of the vertebral body only with computed tomography images taken before surgery due to the occurrence of changes. In this case, there is a problem in that a rotational error occurs due to a change in a patient's posture, and an additional special computerized tomograph or expensive equipment such as an O-arm that can be photographed after anesthesia in an operating room is required.

이에, 간단한 방법으로도 척추체의 회전량을 정확하게 검출하는 기술에 대한 필요성이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a technology for accurately detecting the rotation amount of the vertebral body even with a simple method.

한국등록특허 제10-1124144호Korean Patent Registration No. 10-1124144 한국공개특허 제10-2011-0105879호Korean Patent Publication No. 10-2011-0105879

본 발명의 일측면은 척추체에 대한 2차원 촬영영상만으로도 척추체의 축 회전량을 신뢰성 있게 측정할 수 있는 척추체 회전 측정 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체를 제공한다.An aspect of the present invention provides a vertebral body rotation measurement method capable of reliably measuring the amount of axial rotation of a vertebral body with only a two-dimensional image of a vertebral body, an apparatus and a recording medium for performing the same.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 척추체 회전 측정 장치는, 척추체 및 상기 척추체에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 촬영영상을 수집하는 척추 영상 수집부, 상기 척추체의 너비 및 상기 한 쌍의 척추경 간의 이격 거리를 측정하여 상기 척추체의 회전량 검출을 위한 매개변수를 설정하는 매개변수 설정부 및 설정된 상기 매개변수에 기초하여 상기 척추체의 회전각도를 산출하는 회전량 산출부를 포함한다.The vertebral body rotation measurement apparatus according to an embodiment of the present invention includes a spine image collection unit for collecting photographed images of a vertebral body and a pair of pedicles formed on the vertebral body, a width of the vertebral body, and a separation between the pair of pedicles And a parameter setting unit configured to measure a distance to set a parameter for detecting a rotation amount of the vertebral body, and a rotation amount calculating unit configured to calculate a rotation angle of the vertebral body based on the set parameter.

상기 매개변수 설정부는, 측정된 상기 척추체의 너비를 제1 매개변수로 설정하고, 상기 이격 거리의 중점으로부터 상기 척추체의 좌측면 또는 우측면 까지의 길이를 제2 매개변수로 설정할 수 있다.The parameter setting unit may set the measured width of the vertebral body as a first parameter, and set a length from the midpoint of the separation distance to the left or right side of the vertebral body as a second parameter.

상기 회전량 산출부는, 상기 제1 매개변수에 대한 상기 제2 매개변수의 비율에 따라 상기 척추체의 회전각도를 산출할 수 있다.The rotation amount calculator may calculate a rotation angle of the vertebral body according to a ratio of the second parameter to the first parameter.

상기 매개변수 설정부는, 상기 척추체의 중심부를 중점으로 하고, 상기 척추체의 너비를 지름으로 하는 원을 생성하고, 상기 지름의 양 끝점을 연결한 선분 상에서, 상기 중점을 통과하는 제1 법선을 기준 선분으로 설정하고, 상기 지름의 어느 하나의 끝점으로부터 상기 제2 매개변수만큼 이격된 지점을 통과하는 제1 법선과 상기 원이 교차하는 교점으로부터 상기 중점을 연결한 비교 선분을 생성할 수 있다.The parameter setting unit generates a circle having a center of the vertebral body as a center, a width of the vertebral body as a diameter, and on a line segment connecting both end points of the diameter, a first normal passing through the midpoint as a reference line segment And a comparison line segment connecting the midpoint from an intersection of the circle and the first normal passing through a point spaced apart from any one end point of the diameter by the second parameter may be generated.

상기 회전량 산출부는, 상기 기준 선분과 상기 비교 선분간의 내각을 상기 척추체의 회전각도로 산출할 수 있다.The rotation amount calculation unit may calculate an inner angle between the reference line segment and the comparison line segment as a rotation angle of the vertebral body.

상기 회전량 산출부는, 상기 비교 선분을 빗변으로 하고, 상기 기준 선분을 밑변으로 하는 가상의 직각 삼각형을 생성하고, 사인 함수를 이용하여 상기 기준 선분과 상기 비교 선분간의 내각을 상기 척추체의 회전각도로 산출할 수 있다.The rotation amount calculation unit generates a virtual right-angled triangle with the comparison line segment as a hypotenuse and the reference line segment as a base, and uses a sine function to determine the inner angle between the reference line segment and the comparison line segment as a rotation angle of the vertebral body. Can be calculated.

척추 영상 수집부는, 상기 척추체를 소정 방향에서 촬영하여 상기 척추체의 측면부 및 상기 척추체의 측면부에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 방사선 사진을 상기 촬영영상으로 수집할 수 있다.The spine image collection unit may photograph the vertebral body in a predetermined direction and collect a radiograph of a side portion of the vertebral body and a pair of pedicles formed on the side portion of the vertebral body as the photographed image.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 척추체 회전 측정 장치에 의해 수행되는 척추체 회전 측정 방법은, 척추체 및 상기 척추체에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 촬영영상을 수집하고, 상기 척추체의 너비 및 상기 한 쌍의 척추경 간의 이격 거리를 측정하여 상기 척추체의 회전량 검출을 위한 매개변수를 설정하며, 설정된 상기 매개변수에 기초하여 상기 척추체의 회전각도를 산출한다.In addition, the vertebral body rotation measurement method performed by the vertebral body rotation measurement device according to an embodiment of the present invention collects photographed images of a vertebral body and a pair of pedicles formed on the vertebral body, and A parameter for detecting the amount of rotation of the vertebral body is set by measuring the distance between the pair of pedicles, and the rotation angle of the vertebral body is calculated based on the set parameter.

상기 매개변수를 설정하는 것은, 측정된 상기 척추체의 너비를 제1 매개변수로 설정하고, 상기 이격 거리의 중점으로부터 상기 척추체의 좌측면 또는 우측면 까지의 길이를 제2 매개변수로 설정하는 것일 수 있다.Setting the parameter may include setting the measured width of the vertebral body as a first parameter, and setting a length from the midpoint of the separation distance to the left or right side of the vertebral body as a second parameter. .

상기 척추체의 회전각도를 산출하는 것은, 상기 제1 매개변수에 대한 상기 제2 매개변수의 비율에 따라 상기 척추체의 회전각도를 산출하는 것일 수 있다.Calculating the rotation angle of the vertebral body may be calculating the rotation angle of the vertebral body according to a ratio of the second parameter to the first parameter.

상기 매개변수를 설정하는 것은, 상기 척추체의 중심부를 중점으로 하고, 상기 척추체의 너비를 지름으로 하는 원을 생성하고, 상기 지름의 양 끝점을 연결한 선분 상에서, 상기 중점을 통과하는 제1 법선을 기준 선분으로 설정하며, 상기 지름의 어느 하나의 끝점으로부터 상기 제2 매개변수만큼 이격된 지점을 통과하는 제1 법선과 상기 원이 교차하는 교점으로부터 상기 중점을 연결한 비교 선분을 생성하는 것일 수 있다.Setting the parameter includes generating a circle having the center of the vertebral body as the center, the width of the vertebral body as a diameter, and on a line segment connecting both end points of the diameter, a first normal passing through the midpoint It is set as a reference line segment, and a comparison line segment connecting the midpoint from an intersection point where the first normal passing through a point spaced apart from any one end point of the diameter by the second parameter and the circle intersects may be generated. .

상기 척추체의 회전각도를 산출하는 것은, 상기 기준 선분과 상기 비교 선분간의 내각을 상기 척추체의 회전각도로 산출하는 것일 수 있다.Calculating the rotation angle of the vertebral body may be calculating an inner angle between the reference line segment and the comparison line segment as a rotation angle of the vertebral body.

상기 척추체의 회전각도를 산출하는 것은, 상기 비교 선분을 빗변으로 하고, 상기 기준 선분을 밑변으로 하는 가상의 직각 삼각형을 생성하고, 사인 함수를 이용하여 상기 기준 선분과 상기 비교 선분간의 내각을 상기 척추체의 회전각도로 산출하는 것일 수 있다.In calculating the rotation angle of the vertebral body, a virtual right-angled triangle having the comparison line segment as a hypotenuse and the reference line segment as a base is generated, and an inner angle between the reference line segment and the comparison line segment is determined using a sine function. It may be calculated as the rotation angle of.

상기 촬영영상을 수집하는 것은, 상기 척추체를 소정 방향에서 촬영하여 상기 척추체의 측면부 및 상기 척추체의 측면부에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 방사선 사진을 상기 촬영영상으로 수집하는 것일 수 있다.The collecting of the photographed image may include photographing the vertebral body in a predetermined direction and collecting radiographs of the vertebral body and a pair of pedicles formed on the side of the vertebral body as the photographed image.

또한, 본 발명에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 본 발명에 따른 척추체 회전 측정 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록될 수 있다.In addition, the computer-readable recording medium according to the present invention may contain a computer program for performing the method for measuring rotation of a vertebral body according to the present invention.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 단순 2차원 촬영영상에 표시된 정보만을 이용하여 척추체 회전을 평가하기 위한 매개변수를 용이하게 설정할 수 있으며, 이를 이용하여 척추체의 회전각도를 정밀하게 산출할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, a parameter for evaluating rotation of the vertebral body can be easily set using only information displayed on a simple two-dimensional photographed image, and the rotation angle of the vertebral body can be accurately calculated using this. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 척추체 회전 측정 장치의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.
도 2는 척추를 구성하는 척추체 및 척추경을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 척추체의 회전각도를 산출하기 위한 구체적인 일 예가 도시된 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 척추체 회전 측정 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for measuring rotation of a vertebral body according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining a vertebral body and a pedicle constituting a spine.
3 to 6 are views showing a specific example for calculating the rotation angle of the vertebral body.
7 is a flowchart illustrating a schematic flow of a method for measuring rotation of a vertebral body according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The detailed description of the present invention to be described later refers to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It is to be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions over several aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 척추체 회전 측정 장치의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for measuring rotation of a vertebral body according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 척추체 회전 측정 장치(1)는 척추 수술중 척추체 회전의 평가를 위한 의료기기로, 촬영 영상에서 척추경(pedicle) 사이의 거리를 측정하여, 척추체(vertebra body)의 회전 정도 평가할 수 있다.The vertebral body rotation measuring apparatus 1 according to the present invention is a medical device for evaluating vertebral body rotation during spine surgery, and it is possible to evaluate the degree of rotation of the vertebral body by measuring the distance between pedicles in a photographed image. have.

즉, 본 발명에 따른 척추체 회전 측정 장치(1)는 2차원 형태의 촬영영상만으로도 척추체가 얼마만큼 회전했는지를 측정할 수 있으며, 척추 수술 중 네비게이션 시스템과 같이 사용하여 척추 나사못 삽입 시 척추회전에 대한 정보를 제공함으로써 나사못의 정확한 삽입을 보조할 수 있다.That is, the vertebral body rotation measurement device 1 according to the present invention can measure how much the vertebral body has rotated with only a two-dimensional image, and is used in conjunction with a navigation system during spinal surgery to measure spinal rotation when inserting a spinal screw. Providing information can assist in the correct insertion of screws.

이를 위해, 본 발명에 따른 척추체 회전 측정 장치(1)는 본 발명에 따른 척추체 회전 측정 방법에 따라 척추체의 회전량을 측정하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)가 설치되어 실행될 수 있으며, 척추체 회전 측정 장치(1)는 후술하는 척추체 회전 측정 장치(1)를 구성하는 각 구성에서 실행되는 척추체 회전 측정 방법을 수행하기 위한 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. To this end, the vertebral body rotation measurement apparatus 1 according to the present invention may be installed and executed with software (application) for measuring the rotation amount of the vertebral body according to the vertebral body rotation measurement method according to the present invention, and the vertebral body rotation measurement apparatus 1 ) May be controlled by software for performing a vertebral body rotation measurement method executed in each component constituting the vertebral body rotation measurement apparatus 1 to be described later.

척추체 회전 측정 장치(1)는 이동성을 갖거나 고정될 수 있다. 척추체 회전 측정 장치(1)는, 서버(server) 또는 엔진(engine) 형태일 수 있으며, 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. The vertebral body rotation measurement device 1 may be mobile or fixed. The vertebral body rotation measurement apparatus 1 may be in the form of a server or an engine, and may be a device, an apparatus, a terminal, a user equipment (UE), a mobile station (MS), It may be referred to in other terms, such as a wireless device or a handheld device.

척추체 회전 측정 장치(1)는 운영체제(Operation System; OS), 즉 시스템을 기반으로 다양한 소프트웨어를 실행하거나 제작할 수 있다. 상기 운영체제는 소프트웨어가 장치의 하드웨어를 사용할 수 있도록 하기 위한 시스템 프로그램으로서, 안드로이드 OS, iOS, 윈도우 모바일 OS, 바다 OS, 심비안 OS, 블랙베리 OS 등 모바일 컴퓨터 운영체제 및 윈도우 계열, 리눅스 계열, 유닉스 계열, MAC, AIX, HP-UX 등 컴퓨터 운영체제를 모두 포함할 수 있다.The vertebral body rotation measurement apparatus 1 may execute or manufacture various software based on an operating system (OS), that is, a system. The operating system is a system program for allowing software to use the hardware of the device, and mobile computer operating systems such as Android OS, iOS, Windows Mobile OS, Bada OS, Symbian OS, Blackberry OS, Windows series, Linux series, Unix series, It can include all computer operating systems such as MAC, AIX, and HP-UX.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 척추체 회전 측정 장치(1)는 척추 영상 수집부(100), 매개변수 설정부(200) 및 회전량 산출부(300)를 포함할 수 있다.Specifically, the apparatus 1 for measuring rotation of a vertebral body according to an embodiment of the present invention may include a spine image collection unit 100, a parameter setting unit 200, and a rotation amount calculation unit 300.

이때, 척추체 회전 측정 장치(1)는 별도의 단말이거나 또는 단말의 일부 모듈일 수 있다. 또한, 척추 영상 수집부(100), 매개변수 설정부(200) 및 회전량 산출부(300)의 구성은 통합 모듈로 형성되거나, 하나 이상의 모듈로 이루어질 수 있다. 그러나, 이와 반대로 각 구성은 별도의 모듈로 이루어질 수도 있다.At this time, the vertebral body rotation measuring apparatus 1 may be a separate terminal or a partial module of the terminal. In addition, the spine image collection unit 100, the parameter setting unit 200, and the rotation amount calculation unit 300 may be configured as an integrated module or one or more modules. However, on the contrary, each component may be formed as a separate module.

척추 영상 수집부(100)는 척추체의 회전량 측정을 위한 촬영영상(척추 영상)을 수집할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다.The spine image collection unit 100 may collect a photographed image (vertebral image) for measuring the amount of rotation of the vertebral body. In this regard, it will be described with reference to FIG. 2.

도 2a는 척추 모형이 도시된 도면이고, 도 2b는 척추 모형을 측면에서 촬영한 방사선 영상의 일 예이다.2A is a diagram illustrating a spine model, and FIG. 2B is an example of a radiographic image taken from a side of the spine model.

인체는 머리뼈로부터 꼬리뼈까지 33개의 척추가 적층되어 있으며, 도 2a에 도시된 바와 같이 각각의 척추는 추간판을 둘러싸고 있는 척추체(vertebra body)와 척수고리 형상의 척추뼈 고리(vertebra arch)로 구성되어 있으며, 척추체와 척추뼈 사이에는 척추관(vertebral canal)이 형성되어 척수 신경이 위치하게 된다.In the human body, 33 vertebrae are stacked from the skull to the tailbone, and as shown in FIG. 2A, each vertebrae consists of a vertebral body surrounding the intervertebral disc and a vertebral arch in the shape of a spinal cord. In addition, a vertebral canal is formed between the vertebral body and the vertebrae to locate the spinal nerve.

이때, 척추체와 척추뼈 뿌리가 연결된 부분을 척추경(고리뿌리, pedicle)이라고 하며, 척추체를 측면에서 바라보는 경우 척추체의 측면부에는 한 쌍의 척추경이 형성된 것을 확인할 수 있다.At this time, the part where the vertebral body and the root of the vertebrae are connected is called a pedicle, and when looking at the vertebral body from the side, it can be seen that a pair of pedicles are formed on the side of the vertebral body.

일반적으로, x-ray를 이용한 방사선 촬영 시, 상술한 바와 같이 실제 척추 수술은 방사선 촬영 시와는 다른 자세에서 진행되며, 수술 시 마취 후에 회전변형의 변화가 생기거나 수술 시 환자의 자세에 따라 변화가 발생하여 수술 전에 촬영한 전산화단층촬영영상 만으로는 척추체의 회전변형을 확인하는데 제한이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 척추체 회전 측정 장치(1)는 척추체의 회전을 평가하기 위한 별도의 촬영 영상을 요구하지 않으며, 일반적으로 촬영되는 방사선 영상을 이용하여 척추체의 회전량을 측정할 수 있다. In general, when radiography using x-rays, as described above, actual spinal surgery is performed in a different posture than during radiography, and during surgery, rotational deformation changes after anesthesia or changes according to the patient's posture during surgery. There is a limitation in confirming the rotational deformation of the vertebral body only with computed tomography images taken before surgery due to the occurrence of In order to solve this problem, the vertebral body rotation measuring apparatus 1 according to the present invention does not require a separate photographed image for evaluating the rotation of the vertebral body, and measures the amount of rotation of the vertebral body using a generally photographed radiographic image. can do.

즉, 척추 영상 수집부(100)는 사용자(환자)의 수술 또는 시술 시 위치(자세)에서, 측정하고자 하는 척추체를 소정 방향에서 촬영되어 척추체의 측면부 및 척추체의 측면부에 형성된 한 쌍의 척추경의 형상이 촬영된 방사선 사진을 촬영영상으로 수집할 수 있다. That is, the spine image collection unit 100 photographs the vertebral body to be measured in a predetermined direction at the position (posture) during the operation or procedure of the user (patient), and the shape of a pair of pedicles formed on the side of the vertebral body and the side of the vertebral body This photographed radiograph can be collected as a photographed image.

여기서, 촬영영상은 C-arm 또는 X-ray 촬영 장치의 중앙에 척추체의 중심부를 일치시킨 상태에서 촬영된 영상으로 정의될 수 있다. 하지만, 촬영영상은 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 척추체의 측면부 및 척추체의 측면부에 형성된 한 쌍의 척추경의 형상이 촬영될 수 있다면 꼬리뼈(caudal) 또는 머리뼈(cephalad) 방향으로 소정 각도로 기울어진 척추를 촬영한 영상을 더 포함할 수도 있다. Here, the captured image may be defined as an image captured with the center of the vertebral body aligned with the center of the C-arm or X-ray imaging device. However, the photographed image is not limited to the above-described example, and if the shape of a pair of pedicles formed on the side of the vertebral body and the side of the vertebral body can be photographed, it is tilted at a predetermined angle in the direction of the caudal or cephalad. It may further include an image of the true spine.

척추 영상 수집부(100)는 외부 장치에 의해 촬영된 촬영영상을 유무선 통신을 통해 수신할 수 있다. 또는, 척추 영상 수집부(100) 척추체 회전 측정 장치(1)에 구비된 촬영 유닛을 통해 촬영영상을 자체적으로 획득할 수도 있다.The spine image collection unit 100 may receive a photographed image captured by an external device through wired or wireless communication. Alternatively, the spine image collection unit 100 may acquire a photographed image by itself through a photographing unit provided in the vertebral body rotation measuring apparatus 1.

매개변수 설정부(200)는 척추 영상 수집부(100)로부터 수집된 촬영영상을 분석하여 촬영영상에 표시된 척추체의 회전량을 검출하기 위한 매개변수를 설정할 수 있다. 이와 관련하여, 도 3 및 도 4를 함께 참조하여 설명하기로 한다.The parameter setting unit 200 may analyze a photographed image collected from the spine image collection unit 100 and set a parameter for detecting a rotation amount of a vertebral body displayed in the photographed image. In this regard, it will be described with reference to FIGS. 3 and 4 together.

도 3 내지 도 4는 촬영영상으로부터 매개변수를 설정하는 구체적인 일 예가 도시된 도면이다. 도 3은 도 2b에 도시된 척추체 및 척추경으로부터 매개변수를 설정하는 일 예가 도시된 개념도이고, 도 4는 도 2b에 도시된 척추 모형의 평면도이다.3 to 4 are diagrams illustrating a specific example of setting a parameter from a captured image. 3 is a conceptual diagram showing an example of setting parameters from the vertebral body and pedicle shown in FIG. 2B, and FIG. 4 is a plan view of the spine model shown in FIG. 2B.

매개변수 설정부(200)는 도 3에 도시된 바와 같은 촬영영상으로부터 척추체의 회전량을 검출하기 위한 적어도 두 개의 매개변수를 설정할 수 있다.The parameter setting unit 200 may set at least two parameters for detecting the amount of rotation of the vertebral body from the photographed image as illustrated in FIG. 3.

구체적으로, 매개변수 설정부(200)는 촬영영상에 촬영영상에 표시된 척추체의 너비 및 척추체 내부에 형성된 한 쌍의 척추경 간의 이격 거리를 측정할 수 있다. 매겨변수 설정부(200)는 측정된 척추체의 너비를 제1 매개변수(b)로 설정하고, 측정된 이격 거리의 중점(C)으로부터 척추체의 좌측면 또는 우측면 까지의 길이를 제2 매개변수(a)로 설정할 수 있다.Specifically, the parameter setting unit 200 may measure the width of the vertebral body displayed in the photographed image in the photographed image and the separation distance between a pair of pedicles formed inside the vertebral body. The parameter setting unit 200 sets the measured width of the vertebral body as a first parameter (b), and sets the length from the midpoint (C) of the measured separation distance to the left or right side of the vertebral body as a second parameter ( It can be set as a).

본 발명의 일 실시예에서, 매개변수 설정부(200)는 척추체의 상변 너비 또는 하변 너비를 제1 매개변수(b)로 설정하고, 중점(C)으로부터 상변의 좌측면 또는 우측면 까지의 길이를 제2 매개변수(a)로 설정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the parameter setting unit 200 sets the upper side width or the lower side width of the vertebral body as the first parameter (b), and the length from the midpoint (C) to the left or right side of the upper side. It can be set as the second parameter (a).

본 발명의 다른 실시예에서, 매개변수 설정부(200)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 척추체의 측면 중 오목한 부분, 다시 말해 척추체의 양 측면의 중점간의 너비를 제1 매개변수(b)로 설정하고, 중점(C)으로부터 좌측면 중점 또는 우측면 중점 까지의 길이를 제2 매개변수(a)로 설정할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the parameter setting unit 200 sets the width between the midpoints of both sides of the vertebral body, that is, the concave portion of the side surfaces of the vertebral body, as shown in FIG. 3(a), as a first parameter ( b), and the length from the midpoint (C) to the left midpoint or the right midpoint may be set as the second parameter (a).

한편, 회전량 산출부(300)는 삼각함수를 이용하여 척추체의 회전량(회전각도)산출하게 되는데, 이를 위해서는 회전각도를 내각으로 하는 직각 삼각형의 변의 길이가 정의될 필요가 있다.Meanwhile, the rotation amount calculation unit 300 calculates the rotation amount (rotation angle) of the vertebral body by using a trigonometric function. To this end, the length of a side of a right triangle having a rotation angle as an inner angle needs to be defined.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 매개변수 설정부(200)가 척추체의 너비를 제1 매개변수(b)로 설정하는 경우, 척추체의 중심부를 중점(O)으로 하고 척추체의 너비를 지름으로 하는 원에서, 중점(O)을 통과하는 기준 선분(L1)의 방향은척추체의 방향이 될 수 있다. 즉, 회전량 산출부(300)는 기준 선분(L1)의 회전 각도를 척추체의 회전 방향으로 산출할 수 있다.At this time, as shown in FIG. 4, when the parameter setting unit 200 sets the width of the vertebral body as the first parameter (b), the center of the vertebral body is the central point (O) and the width of the vertebral body is the diameter. In a circle, the direction of the reference line segment L1 passing through the midpoint O may be the direction of the spine. That is, the rotation amount calculation unit 300 may calculate the rotation angle of the reference line segment L1 as the rotation direction of the vertebral body.

즉, 매개변수 설정부(200)는 상기 척추체의 너비를 제1 매개변수(b)로 설정함에 따라, 척추체의 중심부(O)를 중심점으로 하고, 상기 척추체의 너비, 다시 말해 제1 매개변수(b)를 지름으로 하는 가상의 원이 생성될 수 있다. That is, as the parameter setting unit 200 sets the width of the vertebral body as the first parameter (b), the center O of the vertebral body is the central point, and the width of the vertebral body, that is, the first parameter ( An imaginary circle with a diameter of b) can be created.

그리고, 매개변수 설정부(200)는 척추체에 형성된 한 쌍의 척추경 간의 거리(P1-P2)의 중점(C)을 측정할 수 있다. 예를 들어, 매개변수 설정부(200)는 한 쌍의 척추경으로부터 서로 마주보는 내면 사이의 거리의 중점을 한 쌍의 척추경 간의 거리(P1-P2)의 중점(C)으로 측정할 수 있다. 다른 예로, 매개변수 설정부(200)는 각각의 척추경의 중심점을 잇는 선분의 중점을 한 쌍의 척추경 간의 거리(P1-P2)의 중점(C)으로 측정할 수 있다. 이 외에도, 매개변수 설정부(200)는 두 척추경 간 이격 거리를 설명할 수 있는 다양한 지표의 중점을 한 쌍의 척추경 간의 거리(P1-P2)의 중점(C)으로 측정할 수 있다.In addition, the parameter setting unit 200 may measure the midpoint C of the distances P1-P2 between the pair of pedicles formed on the vertebral body. For example, the parameter setting unit 200 may measure the midpoint of the distance between the inner surfaces facing each other from the pair of pedicles as the midpoint C of the distances P1-P2 between the pair of pedicles. . As another example, the parameter setting unit 200 may measure the midpoint of a line segment connecting the center points of each pedicle as the midpoint C of the distances P1-P2 between the pair of pedicles. In addition, the parameter setting unit 200 may measure the midpoint of various indicators capable of describing the separation distance between the two pedicles as the midpoint C of the distances P1-P2 between the pair of pedicles.

이후, 매개변수 설정부(200)는 측정된 중점(C)으로부터 척추체의 왼쪽 또는 오른쪽 경계면까지의 거리를 제2 매개변수(a)로 설정할 수 있다. 이러한 경우, 제2 매개변수(a)는 기준선분(L1)과 원과의 접점(X)의 이동 거리를 나타낼 수 있으며, 이는 양 척추경간의 거리(P1-P2)의 중점(C)의 회전 각도와 동일할 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 후술하기로 한다.Thereafter, the parameter setting unit 200 may set a distance from the measured midpoint C to the left or right boundary of the vertebral body as the second parameter a. In this case, the second parameter (a) may represent the moving distance of the reference line segment (L1) and the contact point (X) with the circle, which is the rotation of the midpoint (C) of the distance (P1-P2) between both pedicle spans It can be the same as the angle. Details related to this will be described later.

이후, 매개변수 설정부(200)는 척추 영상 수집부(100)에 의해 수집된 촬영 영상에 설정된 제1 매개변수(b) 및 제2 매개변수(a)를 표시하여, 척추체 회전 측정 장치(1)와 연동되는 디스플레이 장치(예컨대, 모니터)에 화상 정보로 표시되도록 제어 할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치에 의해 출력되는, 의료진 및 환자는 매개변수가 오버레이된 척추체 영상을 확인하는 것만으로도 척추체의 회전(rotation) 정도를 용이하게 식별할 수 있다.Thereafter, the parameter setting unit 200 displays the first parameter (b) and the second parameter (a) set in the captured image collected by the spine image collection unit 100 to measure the rotation of the vertebral body (1). ) Can be controlled to be displayed as image information on a display device (eg, a monitor) interlocked with it. Accordingly, the medical staff and the patient, output by the display device, can easily identify the degree of rotation of the vertebral body simply by checking the vertebral body image on which the parameters are overlaid.

회전량 산출부(300)는 매개변수 설정부(200)에 의해 설정된 제1 매개변수(b) 및 제2 매개변수(a)를 이용하여 척추체의 회전각도를 산출할 수 있다. 이와 관련하여, 도 5 및 도 6을 함께 참조하여 설명하기로 한다.The rotation amount calculation unit 300 may calculate the rotation angle of the vertebral body using the first parameter (b) and the second parameter (a) set by the parameter setting unit 200. In this regard, it will be described with reference to FIGS. 5 and 6 together.

도 5 및 도 6은 척추체의 회전각도를 산출하는 구체적인 일 예가 도시된 도면이다. 도 5는 척추체가 특정 방향으로 회전되었을 때 매개변수가 변화는 일 예가 도시된 개념도이고, 도 6은 회전된 척추의 회전각도를 산출하는 구체적인 일 예가 도시된 도면이다.5 and 6 are diagrams illustrating a specific example of calculating the rotation angle of the vertebral body. 5 is a conceptual diagram illustrating an example of a parameter change when a vertebral body is rotated in a specific direction, and FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of calculating a rotation angle of a rotated spine.

회전량 산출부(300)는 한 쌍의 척추경의 위치 변화에 기초하여 척추체의 회전각도를 산출할 수 있다. The rotation amount calculation unit 300 may calculate the rotation angle of the vertebral body based on the change in the position of the pair of pedicles.

도 5에 도시된 바와 같이, 척추체가 특정 방향으로 회전된 경우, 척추경은 척추체가 회전된 각도만큼 이동된 상태로 촬영영상에 표시될 수 있다. 상술한 바와 같이, 촬영영상은 척추체를 2차원 형태로 표현한 방사선 사진이므로, 척추체가 특정 각도 이상으로 회전하게 되면 한 쌍의 척추경 중 어느 하나는 부분적으로 표시되거나 표시되지 않을 수 있다.As shown in FIG. 5, when the vertebral body is rotated in a specific direction, the pedicle may be displayed on a photographed image with the vertebral body moved by the rotated angle. As described above, since the photographed image is a radiograph representing the vertebral body in a two-dimensional form, when the vertebral body is rotated by a specific angle or more, any one of the pair of pedicles may be partially displayed or not displayed.

이러한 경우, 척추경 간의 이격거리의 중점의 위치 또한 척추체의 회전각도에 따라 이동될 수 있으며, 중점(C')으로부터 어느 한 쪽 측면까지의 길이로 설정된 제2 매개변수 또한 그 크기가 가변될 수 있다(a->a').In this case, the position of the midpoint of the separation distance between the pedicles can also be moved according to the rotation angle of the vertebral body, and the size of the second parameter set as the length from the midpoint (C') to either side can also be varied. Yes (a->a').

따라서, 회전량 산출부(300)는 항상 일정한 값을 갖는 제1 매개변수(b)에 대한 척추체 회전에 따라 가변되는 값을 갖는 제2 매개변수(a')의 비율의 변화량에 따라 척추체의 회전각도를 산출할 수 있다.Therefore, the rotation amount calculation unit 300 always rotates the vertebral body according to the amount of change in the ratio of the second parameter (a') having a variable value according to the rotation of the vertebral body with respect to the first parameter (b) having a constant value. You can calculate the angle.

도 6은 도 5에 도시된 회전된 척추체의 평면도로, 척추체가 특정 방향으로 회전하는 경우, 기준선분(L1) 또한 척추체의 회전각도만큼 회전될 수 있다(L2). 즉, 회전량 산출부(300)는 회전 전의 기준선분(L1)과 회전 후의 기준선분(L2)가 이루는 내각의 크기를 척추체의 회전각도(θ)로 산출할 수 있다. 6 is a plan view of the rotated vertebral body shown in FIG. 5. When the vertebral body rotates in a specific direction, the reference line segment L1 may also be rotated by the rotation angle of the vertebral body (L2). That is, the rotation amount calculating unit 300 may calculate the size of the inner angle formed by the reference line segment L1 before rotation and the reference line segment L2 after rotation as the rotation angle θ of the vertebral body.

이때, 회전각도(θ)는 척추체의 중심점(O), 회전 후의 기준선분(L2)와 원과의 교점(X') 및 X'로부터 회전 전의 기준선분(L1)과 수직 교차하는 접점(Y)을 꼭지점으로 하는 직각 삼각형의 밑변과 빗변간의 내각으로 정의될 수 있다.At this time, the rotation angle (θ) is the central point (O) of the vertebral body, the intersection point between the reference line segment after rotation (L2) and the circle (X'), and the contact point (Y) perpendicular to the reference line segment before rotation (L1) from X' It can be defined as the inner angle between the base and the hypotenuse of a right-angled triangle with as the vertex.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 척추체의 중심부를 중점(O)으로 하고, 척추체의 너비, 다시 말해 제1 매개변수(b)를 지름으로 생성된 가상의 원에서, 지름의 양 끝점을 연결한 선분 상에서 중점(O)을 통과하는 제1 법선을 기준 선분(L1)으로 정의하여 설명하기로 한다. 그리고, 지름의 어느 하나의 끝점(도시된 실시예에서는 우측 끝점)으로부터 제2 매개변수(a) 길이만큼 이격된 지점을 통과하는 제2 법선과 상기 원이 교차하는 교점(X')으로부터 중점(O)을 연결한 선분을 비교 선분(L2)으로 정의하여 설명하기로 한다.Hereinafter, for convenience of explanation, in a virtual circle created with the center of the vertebral body as the center point (O) and the width of the vertebral body, that is, the first parameter (b) as a diameter, a line segment connecting both ends of the diameter The first normal passing through the midpoint O in the image will be described by defining the reference line segment L1. And, from any one end point of the diameter (the right end point in the illustrated embodiment) from the second normal passing through a point spaced apart by the length of the second parameter (a) from the intersection point (X') where the circle intersects ( The line segment connecting O) will be described by defining it as a comparison line segment (L2).

즉, 회전량 산출부(300)는 비교 선분(L2)을 빗변으로 하고, 기준 선분(L1)을 밑변으로 하는 가상의 직각 삼각형을 생성하고, 사인 함수를 이용하여 기준 선분(L1)과 비교 선분간(L2)의 내각을 척추체의 회전각도로 산출할 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.That is, the rotation amount calculation unit 300 generates a virtual right-angled triangle with the comparison line segment L2 as the hypotenuse and the reference line segment L1 as the base, and uses a sine function to determine the reference line segment L1 and the comparison line. The inner angle of the minute (L2) can be calculated as the rotation angle of the vertebral body. This can be expressed as an equation as follows.

여기서, 빗변으로 설정된 비교 선분(L2)의 길이는 척추체의 중심부를 중점(O)으로 하고, 척추체의 너비를 지름으로 하는 원의 반지름(r) 길이와 동일하고, 높이는 제2 매개변수(a)에서 반지름을 뺀 길이와 같다. 따라서, 수학식 1은 하기의 수학식 2 또는 수학식 3과 같이 변환될 수 있다.Here, the length of the comparison line segment (L2) set as the hypotenuse is the same as the radius (r) length of the circle with the center of the vertebral body as the center point (O), the width of the vertebral body as the diameter, and the height is the second parameter (a) It is equal to the length of minus the radius. Accordingly, Equation 1 may be converted as in Equation 2 or 3 below.

이때, 척추체의 너비(2r)는 매개변수 설정부(200)에 의해 설정된 제1 매개변수(b)와 동일하므로, 반지름 r의 길이는 제1 매개변수(b)의 1/2 크기와 같다. 따라서, 수학식 2, 3은 다음과 같이 변환될 수 있다.At this time, since the width 2r of the vertebral body is the same as the first parameter b set by the parameter setting unit 200, the length of the radius r is equal to 1/2 of the first parameter b. Therefore, Equations 2 and 3 can be converted as follows.

결론적으로, 위의 수학식 4에서 척추체의 회전각도를 제1 매개변수(b) 및 제2 매개변수(a)로 표현하면 다음과 같다.In conclusion, the rotation angle of the vertebral body in Equation 4 above is expressed as a first parameter (b) and a second parameter (a) as follows.

즉, 회전량 산출부(300)는 수학식 5에 측정된 제1 매개변수(b) 및 제2 매개변수(a)를 입력하여 척추체의 회전각도(θ)를 산출할 수 있다.That is, the rotation amount calculation unit 300 may calculate the rotation angle θ of the vertebral body by inputting the first parameter (b) and the second parameter (a) measured in Equation (5).

한편, 상술한 수학식에서 나타난 바와 같이, 회전량 산출부(300)는 사인함수를 이용하여 척추체의 회전각도를 산출할 수 있다.Meanwhile, as shown in the above equation, the rotation amount calculation unit 300 may calculate the rotation angle of the vertebral body using a sine function.

이때, 회전량 산출부(300)는 코사인, 탄젠트 등과 같은 다른 삼각함수를 이용하여 척추체의 회전각도를 산출할 수도 있으나, 척추체는 일반적으로 0°~90°각도로 회전하고, 코사인 탄젠트에 비해 사인 함수는 그 특성상 0°~90°까지의 변화량이 다른 삼각함수에 비해 크기 때문에, 회전 각도를 사인 함수로 표현하게 되면 척추체의 회전각도를 더욱 정밀하게 표현할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 회전량 산출부(300)는 사인 함수를 이용하여 제1 매개변수(b) 및 제2 매개변수(a)로부터 회전각도를 산출할 수 있다.At this time, the rotation amount calculation unit 300 may calculate the rotation angle of the vertebral body using other trigonometric functions such as cosine and tangent, but the vertebral body is generally rotated at an angle of 0° to 90°, and is sine compared to the cosine tangent. Since the function has a greater variation from 0° to 90° than other trigonometric functions, the rotation angle of the vertebral body can be more precisely expressed by expressing the rotation angle as a sine function. Accordingly, the rotation amount calculation unit 300 according to the present invention may calculate the rotation angle from the first parameter (b) and the second parameter (a) using a sine function.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 척추체 회전 측정 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a schematic flow of a method for measuring rotation of a vertebral body according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 척추체 회전 측정 방법은 도 1에 도시된 척추체 회전 측정 장치(1)에 의해 수행될 수 있으며, 척추체 회전 측정 장치(1)는 후술하는 척추체 회전 측정 방법을 구성하는 각 단계를 수행하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)이 미리 설치될 수 있다. The vertebral body rotation measurement method according to the present invention may be performed by the vertebral body rotation measurement apparatus 1 shown in FIG. 1, and the vertebral body rotation measurement apparatus 1 performs each step of configuring the vertebral body rotation measurement method described later. The software (application) for this can be installed in advance.

척추체 회전 측정 장치(1)는 척추체 및 척추체에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 촬영영상을 수집할 수 있다(710). The vertebral body rotation measuring apparatus 1 may collect a photographed image of a vertebral body and a pair of pedicles formed on the vertebral body (710).

척추체 회전 측정 장치(1)는 사용자의 척추체를 소정 방향에서 촬영하여 생성된 방사선 사진을 촬영영상으로 수집할 수 있으며, 이러한 촬영영상에는 척추체의 측면부 및 측면부에 형성된 한 쌍의 척추경의 모습이 나타나 있을 수 있다. 척추체 회전 측정 장치(1)는 외부 장치로부터 촬영영상을 수집하거나, 자체적으로 촬영영상을 생성할 수 있다.The vertebral body rotation measurement device 1 may collect a radiograph generated by photographing a user's vertebral body in a predetermined direction as a photographed image, and the photographed image shows the shape of a pair of pedicles formed on the side and side portions of the vertebral body. I can. The vertebral body rotation measuring apparatus 1 may collect a photographed image from an external device or generate a photographed image by itself.

척추체 회전 측정 장치(1)는 수집된 촬영영상을 분석하여 척추체의 회전량 검출을 위한 매개변수를 설정할 수 있다(720).The vertebral body rotation measuring apparatus 1 may analyze the collected photographed image and set a parameter for detecting the amount of rotation of the vertebral body (720).

구체적으로, 척추체 회전 측정 장치(1)는 촬영영상에 표시된 척추체의 너비를 측정하여 제1 매개변수(b)로 설정하고, 한 쌍의 척추경 간의 이격 거리를 측정하여 이격 거리의 중점으로부터 척추체의 일측면 까지의 거리를 제2 매개변수(a)로 설정할 수 있다.Specifically, the vertebral body rotation measuring apparatus 1 measures the width of the vertebral body displayed in the photographed image and sets it as the first parameter (b), and measures the separation distance between the pair of pedicles to measure the separation distance between the vertebral body. The distance to one side may be set as the second parameter (a).

이후, 척추체 회전 측정 장치(1)는 설정된 매개변수에 기초하여 척추체의 회전각도를 산출할 수 있다(730).Thereafter, the vertebral body rotation measuring apparatus 1 may calculate a rotation angle of the vertebral body based on the set parameter (730).

척추체 회전 측정 장치(1)는 제1 매개변수(b)에 대한 제2 매개변수(a)의 비율을 사인 함수로 표현하고, 표현된 사인 함수의 각도(θ)를 척추체의 회전각도로 결정할 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 상술하였으므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.The vertebral body rotation measurement device 1 expresses the ratio of the second parameter (a) to the first parameter (b) as a sine function, and determines the angle (θ) of the expressed sine function as the rotation angle of the vertebral body. have. Since detailed information related to this has been described above, a repeated description will be omitted.

이와 같은, 척추체 회전 측정 방법을 제공하는 기술은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.Such a technique for providing a method of measuring vertebral body rotation may be implemented as an application or implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The program instructions recorded in the computer-readable recording medium may be specially designed and constructed for the present invention, and may be known and usable to those skilled in the computer software field.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic-optical media such as floptical disks. media), and a hardware device specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the present invention, and vice versa.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. I will be able to.

1: 척추체 회전 측정 장치
100: 척추 영상 수집부
200: 매개변수 설정부
300: 회전량 산출부1: vertebral body rotation measurement device
100: spine image collection unit
200: parameter setting unit
300: rotation amount calculation unit

Claims

척추체 및 상기 척추체에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 촬영영상을 수집하는 척추 영상 수집부;
상기 척추체의 너비 및 상기 한 쌍의 척추경 간의 이격 거리를 측정하여 상기 척추체의 회전량 검출을 위한 매개변수를 설정하는 매개변수 설정부; 및
설정된 상기 매개변수에 기초하여 상기 척추체의 회전각도를 산출하는 회전량 산출부를 포함하고,
상기 매개변수 설정부는,
측정된 상기 척추체의 너비를 제1 매개변수로 설정하고, 상기 이격 거리의 중점으로부터 상기 척추체의 좌측면 또는 우측면 까지의 길이를 제2 매개변수로 설정하고,
상기 척추체의 중심부를 중점으로 하고, 상기 척추체의 너비를 지름으로 하는 원을 생성하고,
상기 지름의 양 끝점을 연결한 선분 상에서, 상기 중점을 통과하는 제1 법선을 기준 선분으로 설정하고,
상기 지름의 어느 하나의 끝점으로부터 상기 제2 매개변수만큼 이격된 지점을 통과하는 제1 법선과 상기 원이 교차하는 교점으로부터 상기 중점을 연결한 비교 선분을 생성하는 척추체 회전 측정 장치.
A spine image collection unit for collecting photographed images of a vertebral body and a pair of pedicles formed on the vertebral body;
A parameter setting unit configured to set a parameter for detecting the amount of rotation of the vertebral body by measuring the width of the vertebral body and the separation distance between the pair of pedicles; And
And a rotation amount calculating unit that calculates a rotation angle of the vertebral body based on the set parameter,
The parameter setting unit,
The measured width of the vertebral body is set as a first parameter, and the length from the midpoint of the separation distance to the left or right side of the vertebral body is set as a second parameter,
Creating a circle with the center of the vertebral body as the center and the width of the vertebral body as a diameter,
On a line segment connecting both end points of the diameter, a first normal passing through the midpoint is set as a reference line segment,
A vertebral body rotation measurement device for generating a comparison line segment connecting the midpoint from an intersection point at which the circle and a first normal passing through a point spaced apart from any one end point of the diameter by the second parameter.

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제1항에 있어서, 상기 회전량 산출부는,
상기 제1 매개변수에 대한 상기 제2 매개변수의 비율에 따라 상기 척추체의 회전각도를 산출하는, 척추체 회전 측정 장치.
The method of claim 1, wherein the rotation amount calculation unit,
The vertebral body rotation measurement device for calculating a rotation angle of the vertebral body according to a ratio of the second parameter to the first parameter.

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제1항에 있어서, 상기 회전량 산출부는,
상기 기준 선분과 상기 비교 선분간의 내각을 상기 척추체의 회전각도로 산출하는, 척추체 회전 측정 장치.
The method of claim 1, wherein the rotation amount calculation unit,
A vertebral body rotation measurement device for calculating an inner angle between the reference line segment and the comparison line segment as a rotation angle of the vertebral body.

제5항에 있어서, 상기 회전량 산출부는,
상기 비교 선분을 빗변으로 하고, 상기 기준 선분을 밑변으로 하는 가상의 직각 삼각형을 생성하고, 사인 함수를 이용하여 상기 기준 선분과 상기 비교 선분간의 내각을 상기 척추체의 회전각도로 산출하는, 척추체 회전 측정 장치.
The method of claim 5, wherein the rotation amount calculation unit,
A vertebral body rotation measurement in which the comparison line segment is a hypotenuse and a virtual right-angled triangle is generated with the reference line segment as the base, and the inner angle between the reference line segment and the comparison line segment is calculated as the rotation angle of the vertebral body using a sine function. Device.

제1항에 있어서, 척추 영상 수집부는,
상기 척추체를 소정 방향에서 촬영하여 상기 척추체의 측면부 및 상기 척추체의 측면부에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 방사선 사진을 상기 촬영영상으로 수집하는, 척추체 회전 측정 장치.
The method of claim 1, wherein the spine image collection unit,
The vertebral body rotation measurement apparatus for photographing the vertebral body in a predetermined direction and collecting radiographs of a pair of pedicles formed on a side portion of the vertebral body and a side portion of the vertebral body as the photographed image.

척추체 회전 측정 장치에 의해 수행되는 척추체 회전 측정 방법에 있어서,
척추체 및 상기 척추체에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 촬영영상을 수집하고,
상기 척추체의 너비 및 상기 한 쌍의 척추경 간의 이격 거리를 측정하여 상기 척추체의 회전량 검출을 위한 매개변수를 설정하며,
설정된 상기 매개변수에 기초하여 상기 척추체의 회전각도를 산출하고,
상기 매개변수를 설정하는 것은,
측정된 상기 척추체의 너비를 제1 매개변수로 설정하고, 상기 이격 거리의 중점으로부터 상기 척추체의 좌측면 또는 우측면 까지의 길이를 제2 매개변수로 설정하고,
상기 척추체의 중심부를 중점으로 하고, 상기 척추체의 너비를 지름으로 하는 원을 생성하고,
상기 지름의 양 끝점을 연결한 선분 상에서, 상기 중점을 통과하는 제1 법선을 기준 선분으로 설정하며,
상기 지름의 어느 하나의 끝점으로부터 상기 제2 매개변수만큼 이격된 지점을 통과하는 제1 법선과 상기 원이 교차하는 교점으로부터 상기 중점을 연결한 비교 선분을 생성하는 것인, 척추체 회전 측정 방법.
In the vertebral body rotation measurement method performed by the vertebral body rotation measurement device,
Collecting a photographed image of a vertebral body and a pair of pedicles formed on the vertebral body,
By measuring the width of the vertebral body and the separation distance between the pair of pedicles, a parameter for detecting the amount of rotation of the vertebral body is set,
Calculate the rotation angle of the vertebral body based on the set parameters,
Setting the above parameters,
The measured width of the vertebral body is set as a first parameter, and the length from the midpoint of the separation distance to the left or right side of the vertebral body is set as a second parameter,
Creating a circle with the center of the vertebral body as the center and the width of the vertebral body as a diameter,
On a line segment connecting both end points of the diameter, a first normal passing through the midpoint is set as a reference line segment,
To generate a comparison line segment connecting the midpoint from an intersection of the circle and a first normal passing through a point spaced apart from any one end point of the diameter by the second parameter.

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제8항에 있어서, 상기 척추체의 회전각도를 산출하는 것은,
상기 제1 매개변수에 대한 상기 제2 매개변수의 비율에 따라 상기 척추체의 회전각도를 산출하는 것인, 척추체 회전 측정 방법.
The method of claim 8, wherein calculating the rotation angle of the vertebral body,
To calculate the rotation angle of the vertebral body according to the ratio of the second parameter to the first parameter, vertebral body rotation measurement method.

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제8항에 있어서, 상기 척추체의 회전각도를 산출하는 것은,
상기 기준 선분과 상기 비교 선분간의 내각을 상기 척추체의 회전각도로 산출하는 것인, 척추체 회전 측정 방법.
The method of claim 8, wherein calculating the rotation angle of the vertebral body,
To calculate the inner angle of the reference line segment and the comparison line segment as a rotation angle of the vertebral body.

제12항에 있어서, 상기 척추체의 회전각도를 산출하는 것은,
상기 비교 선분을 빗변으로 하고, 상기 기준 선분을 밑변으로 하는 가상의 직각 삼각형을 생성하고, 사인 함수를 이용하여 상기 기준 선분과 상기 비교 선분간의 내각을 상기 척추체의 회전각도로 산출하는 것인, 척추체 회전 측정 방법.
The method of claim 12, wherein calculating the rotation angle of the vertebral body,
The comparison line segment is a hypotenuse and a virtual right-angled triangle is generated with the reference line segment as a base, and an inner angle between the reference line segment and the comparison line segment is calculated as a rotation angle of the vertebral body using a sine function. How to measure rotation.

제8항에 있어서, 상기 촬영영상을 수집하는 것은,
상기 척추체를 소정 방향에서 촬영하여 상기 척추체의 측면부 및 상기 척추체의 측면부에 형성된 한 쌍의 척추경이 촬영된 방사선 사진을 상기 촬영영상으로 수집하는 것인, 척추체 회전 측정 방법.
The method of claim 8, wherein collecting the photographed image,
The method of measuring vertebral body rotation by photographing the vertebral body in a predetermined direction and collecting radiographs of a pair of pedicles formed on a side portion of the vertebral body and a side portion of the vertebral body as the photographed image.

제8항, 제10항, 제12항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 따른 척추체 회전 측정 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
A computer-readable recording medium having a computer program recorded thereon for performing the method for measuring vertebral body rotation according to any one of claims 8, 10, 12 to 14.