KR102352844B1 - 3d 프린팅을 이용한 복강 구조물 제조방법 및 이를 이용한 복강 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D 프린팅을 이용한 복강 구조물 제조방법 및 이를 이용한 복강 구조물에 관한 발명이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법은 3D 프린팅을 이용한 복강 구조물 제조방법으로서, 컴퓨터 영상 촬영을 통해 복강 구조 영상을 획득하는 단계, 획득한 상기 영상을 복수 개의 영역으로 분할하는 단계, 상기 분할된 복수 개의 영역에서 복수 개의 기준선을 획득하는 단계 및 획득한 상기 복수 개의 기준선에 기초하여, 복수 개의 제1 구조물을 모델링하는 단계를 포함한다.

Description

3D 프린팅을 이용한 복강 구조물 제조방법 및 이를 이용한 복강 구조물{METHOD FOR MANUFACTURING AN ABDOMINAL CAVITY STRUCTURE USING 3D-PRINTING AND THE ABDOMINAL CAVITY STRUCTURE USING THE SAME}

본 발명은 복강 구조물 제조방법과 이를 이용한 복강 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3D 프린팅을 이용하여 복강 구조물을 제조하는 방법과 이에 따라 제조된 복강 구조물에 관한 것이다.

뇌사자 등 공여자로부터 간을 제공받을 이식 예정자를 선정할 때 간 이식이 얼마나 긴급하게 필요한지뿐만 아니라 혈액형이나 신체 크기 등을 종합적으로 고려하여 판단한다. 이때, 공여자의 간 크기나 모양을 정확하게 파악하지 못한 상태에서 수술을 진행하는 경우가 있다. 또는, 공여자의 적출 수술이 이식 예정자가 없는 타 병원에서 진행되어, 간 이식 적합 여부를 적출의의 판단에 전적으로 의존하는 경우가 있다. 이로 인해 공여자로부터 적출한 간 이식편이 이식 예정자의 복강 크기에 비해 너무 크거나 너무 작아, 이식에 실패하는 위험이 있다.

전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이식 예정자의 복강의 모양 또는 크기를 그대로 구현하여 간 이식 수술을 안전하고 효율적으로 진행하도록 하는 3D 프린팅을 이용한 복강 구조물 제조방법 및 이를 이용하는 복강 구조물을 제공할 수 있다.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법은 3D 프린팅을 이용한 복강 구조물 제조방법으로서, 컴퓨터 영상 촬영을 통해 복강 구조 영상을 획득하는 단계, 획득한 상기 영상을 복수 개의 영역으로 분할하는 단계, 상기 분할된 복수 개의 영역에서 복수 개의 기준선을 획득하는 단계 및 획득한 상기 복수 개의 기준선에 기초하여, 복수 개의 제1 구조물을 모델링하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 상기 영상을 복수 개의 영역으로 분할하는 단계는 횡격막, 흉곽, 하대정맥 및 신장 중 적어도 어느 하나가 상기 복수 개의 영역에서 식별되도록 상기 영상을 분할할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 상기 복수 개의 기준선을 획득하는 단계에서 상기 복수 개의 기준선은 상기 분할된 복수 개의 영역에 기초하여 일 방향으로 이격 배치되고, 상기 복강의 내벽에 대응되는 복수 개의 프로파일(profile)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 상기 복수 개의 기준선을 획득하는 단계는 획득한 상기 영상에서 식별되는 복강의 두께에 따라 상기 기준선의 개수를 달리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 상기 복수 개의 기준선을 획득하는 단계에서 상기 영상의 횡단면 상에서, 상기 복수 개의 기준선은 횡격막, 흉곽, 하대정맥 및 신장 중 적어도 어느 하나와 중첩될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 상기 복수 개의 제1 구조물을 모델링하는 단계는 획득한 상기 복수 개의 기준선이 소정의 폭과 너비를 갖도록 적층 제조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 모델링된 상기 복수 개의 제1 구조물 각각을 지지하는 복수 개의 제2 구조물을 모델링하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 상기 복수 개의 제2 구조물을 모델링하는 단계는 상기 복수 개의 제1 구조물 각각에 대해 적어도 하나 이상의 지지점을 설정하고, 상기 제2 구조물이 상기 지지점에서의 상기 제1 구조물의 곡률에 대응되는 지지홈을 구비하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 상기 복수 개의 제2 구조물을 모델링하는 단계는 상기 복수 개의 제2 구조물이 소정의 지지면을 구비하고, 상기 제1 구조물과 연결되는 위치에 따라 서로 다른 길이를 갖도록 적층 제조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 모델링된 상기 복수 개의 제2 구조물 각각을 지지하는 복수 개의 제3 구조물을 모델링하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에 있어서, 상기 복수 개의 제3 구조물은 상기 복수 개의 제2 구조물의 일단이 삽입되는 삽입홈을 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 복강 구조물은 컴퓨터 영상 촬영을 통해 획득한 복강 영상에 기초하여, 상기 복강의 내벽 프로파일에 대응되며, 일방향으로 소정의 간격만큼 이격하여 배치되는 복수 개의 제1 구조물, 상기 복수 개의 제1 구조물을 각각 지지하는 복수 개의 제2 구조물 및 상기 복수 개의 제2 구조물의 하단을 지지하며, 평판 형상의 제4 구조물 상에 배치되는 복수 개의 제3 구조물을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 복강 구조물에 있어서, 상기 복수 개의 제1 구조물은 상기 획득한 복강 영상에 기초하여, 횡단면 상에서 횡격막, 흉곽, 하대정맥 및 신장 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 복강 구조물에 있어서, 상기 복수 개의 제2 구조물은 일단이 상기 제1 구조물과 연결되고, 타단이 상기 제3 구조물과 연결되며, 상기 일단에 상기 제1 구조물의 곡률에 대응되는 지지홈을 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 복강 구조물에 있어서, 상기 복수 개의 제2 구조물은 상기 타단에 평탄한 지지면을 구비하고, 상기 제1 구조물과 연결되는 위치에 따라 서로 다른 길이를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 복강 구조물에 있어서, 상기 복수 개의 제3 구조물은 상기 복수 개의 제2 구조물의 일단이 삽입되는 삽입홈을 구비할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법 및 이를 이용한 복강 구조물을 이용해 대상자의 간 주변에 위치하는 주요 신체 구조물을 포함하여, 대상자의 복강 구조를 모사하는 복강 구조물을 간 이식 수술에 이용할 수 있다. 이를 통해, 적출된 간과 복강 구조물을 대조하여 간 이식 수술의 진행 방식을 미리 결정함으로써 간 이식 수술의 성공 가능성을 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법 및 이를 이용한 복강 구조물은 3D 프린팅 기술을 이용해, 간 이식 시 고려해야할 최소한의 주요 신체 구조물을 고려하여 대상자의 복강 구조를 모사함으로써, 간 이식 수술을 신속하고 정확하게 진행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법을 나타낸다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 복강 영상을 획득하는 상태를 대략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 획득한 기준선을 나타낸다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 구조물을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물을 이용한 간 이식 수술 상태를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법을 나타내고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 복강 영상을 획득하는 상태를 대략적으로 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 획득한 기준선(SL)을 나타내고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물(10)을 나타내고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 구조물(300)을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법은 대상자의 복강 구조를 모사하는 구조물을 제조하는 방법일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법은 간 이식을 받고자 하는 이식 예정자의 복강 구조를 모사하는 구조물을 제조하는 방법으로서, 복강 구조물(10)은 이식되는 간이 위치하는 이식 예정자의 상복부를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법은 컴퓨터 영상 촬영을 통해 복강 구조 영상을 획득하는 단계(S100)와, 획득한 영상을 복수 개의 영역(A)으로 분할하는 단계(S200)와, 분할된 복수 개의 영역에서 복수 개의 기준선(SL)을 획득하는 단계(S300)와, 획득한 복수 개의 기준선에 기초하여, 복수 개의 제1 구조물을 모델링하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.

먼저, 대상자의 복강 구조 영상을 획득한다. 보다 구체적으로, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 간 이식을 받고자 하는 대상자의 복강 구조 및 주요 신체 구조물의 위치를 확인할 수 있도록 컴퓨터 영상 촬영을 실시한다. 여기서 컴퓨터 영상 촬영 기법은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography; CT) 또는 자기 공명 영상법(Magnetic Resonance Imaging; MRI)을 이용해 대상자의 복강 구조 영상을 획득할 수 있다.

일 실시예로, 획득한 복강 구조 영상은 복강의 단면(시상면(sagittal plane), 관상면(frontal plane), 수평면(transvers plane) 또는 소정의 각도로 기울어진 단면 등)에 대한 영상일 수 있다. 또는, 획득한 복강 구조 영상은 이들 단면 영상을 3차원으로 구현한 영상일 수 있다.

일 실시예로, 획득한 복강 구조 영상은 대상자의 간의 위치를 식별할 수 있는 영상일 수 있다. 일 실시예로, 획득한 복강 구조 영상은 대상자의 흉곽과 기타 주요 신체 구조물의 위치를 식별할 수 있는 영상일 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 획득한 복강 구조 영상은 우측 신장(K1), 좌측 신장(K2) 및 하대 정맥(IVC)의 위치를 식별할 수 있는 영상일 수 있다. 그 외에도 도면에는 나타내지 않았으나, 획득한 복강 구조 영상은 간의 위치를 중심으로 주변에 위치하는 주요 신체 구조물의 위치를 식별할 수 있는 영상일 수 있다.

다음, 획득한 복강 구조 영상을 복수 개의 영역(A)으로 분할한다. 보다 구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 획득한 복강 구조 영상을 높이 방향으로 제1 영역(A1)에서 제8 영역(A8)까지 8개의 영역으로 분할할 수 있다. 분할된 영역(A)의 개수는 특별히 한정하지 않는다.

일 실시예로, 획득한 복강 구조 영상을 복수 개의 영역(A)으로 분할하는 단계는 대상자의 주요 신체 구조물이 복수 개의 영역(A)에서 식별되도록 획득한 복강 영상을 분할할 수 있다. 여기서 주요 신체 구조물은 대상자의 간의 위치를 중심으로 주변에 위치하는 신체 구조물일 수 있다. 예를 들어, 획득한 복강 구조 영상을 복수 개의 영역(A)으로 분할하는 단계는 횡격막(diaphragm), 흉곽(thorax), 하대정맥(inferior vena cava) 및 신장(kidney) 중 적어도 어느 하나가 상기 복수 개의 영역(A)에서 식별되도록 획득한 복강 구조 영상을 분할할 수 있다.

보다 구체적으로, 간 이식을 성공적으로 수행하기 위해서는 공여자의 신체에서 적출한 간을 대상자의 신체의 적절한 부위에 이식해야 한다. 이를 위해서는 간을 둘러싸는 주변 신체 구조물의 위치와 크기 및 형상 등을 사전에 파악해야 한다. 간을 둘러싸는 주요 신체 구조물로는, 간의 상방에 위치하는 횡격막과, 간의 외측면과 하방에 위치하는 흉곽(보다 구체적으로는 늑골)과, 간의 내측면과 중심부에 위치하는 하대정맥과, 간의 하방에 위치하는 신장이 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법에서는 획득한 복강 구조 영상을 복수 개의 영역(A)으로 분할하되, 복수 개의 영역(A)에서 횡격막과, 흉곽과, 하대정맥과, 신장 중 적어도 어느 하나가 식별되도록 하여, 대상자의 신체에서 간이 이식되는 위치를 미리 정확하게 파악할 수 있다.

다음, 분할된 복수 개의 영역(A)에서 복수 개의 기준선(SL)을 획득한다. 기준선(SL)은 복수 개의 영역(A)에서 추출한 선으로서, 복강 구조물(10)을 모델링하는 기준이 될 수 있다.

일 실시예로, 복수 개의 기준선(SL)을 획득하는 단계에서, 복수 개의 기준선(SL)은 분할된 복수 개의 영역(A)에 기초하여 일 방향으로 이격하여 배치될 수 있다. 일 실시예로, 복수 개의 기준선(SL)을 획득하는 단계에서, 복수 개의 기준선(SL)은 복강의 내벽에 대응되는 복수 개의 프로파일일 수 있다.

보다 구체적으로, 분할된 복수 개의 영역(A)에서 각각 기준선(SL)을 획득한다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 영역(A1)에서 제1 기준선을 획득하고, 제2 영역(A2)에서 제2 기준선을 획득하고, 제3 영역(A3)에서 제3 기준선을 획득하고, 제4 영역(A4)에서 제4 기준선을 획득하고, 제5 영역(A5)에서 제5 기준선을 획득하고, 제6 영역(A6)에서 제6 기준선을 획득하고, 제7 영역(A7)에서 제7 기준선을 획득하고, 제8 영역(A8)에서 제8 기준선을 획득할 수 있다.

그리고 제1 기준선 내지 제8 기준선은 소정의 간격으로 이격하여 배치될 수 있다. 또한, 제1 기준선 내지 제8 기준선은 모델링하고자 하는 복강의 내벽의 프로파일에 대응될 수 있다.

일 실시예로, 복수 개의 기준선(SL)을 획득하는 단계는 획득한 영상에서 식별되는 복강의 두께에 따라 기준선(SL)의 간격을 달리할 수 있다. 예를 들어, 기준선(SL) 간의 간격은 2 cm 내지 3.5 cm일 수 있다.

즉, 획득한 복수 개의 기준선(SL) 간의 간격은 반드시 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 기준선과 제2 기준선 간의 간격은 제2 기준선과 제3 기준선 간의 간격과 상이할 수 있다. 이때, 기준선(SL)을 획득하는 기준은 획득한 복강 구조 영상에서 식별되는 복강의 두께일 수 있다.

보다 구체적으로, 획득한 복강 구조 영상에서 식별되는 복강의 두께가 비교적 일정하게 유지되는 경우, 기준선(SL) 간의 간격이 보다 넓을 수 있다. 반대로, 획득한 복강 구조 영상에서 식별되는 복강의 두께가 급격히 변하는 경우, 기준선(SL) 간의 간격이 보다 좁을 수 있다. 일 실시예로, 획득한 복강 구조 영상에서 식별되는 복강의 두께의 변곡점을 중심으로 기준선(SL)이 보다 밀집되도록 복수 개의 기준선(SL)이 배치될 수 있다.

일 실시예로, 복강의 두께는 획득한 복강 구조 영상에서의 횡단면 두께를 의미할 수 있다.

일 실시예로, 획득한 기준선(SL)의 개수는 반드시 분할된 영역(A)의 개수에 대응되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(A1)에서 2개 이상의 기준선(SL)을 획득할 수 있으며, 제2 영역(A2)에서는 기준선을 획득하지 않을 수 있다. 이 경우에도, 기준선(SL)을 획득하는 기준은 획득한 복강 구조 영상에서 식별되는 복강의 두께일 수 있다.

일 실시예로, 복수 개의 기준선(SL)을 획득하는 단계에서, 획득한 복강 구조 영상의 횡단면 상에서, 상기 복수 개의 기준선은 횡격막, 흉곽, 하대정맥 및 신장 중 적어도 어느 하나와 중첩될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 4는 획득한 복수 개의 기준선(SL) 중 어느 하나의 기준선(SL)을 평면에서 바라본 모습을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 기준선(SL)은 복강의 내벽에 대응되는 프로파일, 즉, 복강의 내벽의 횡단면을 나타낼 수 있다. 또한, 기준선(SL)의 내부에는 주요 신체 구조물들(S1, S2, S3 및 S4)이 배치될 수 있다.

다시 말해, 획득한 복강 구조 영상의 횡단면 상에서 보았을 때, 획득한 복수 개의 기준선(SL)은 주요 신체 구조물들(S1, S2, S3 및 S4) 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록 배치될 수 있다. 또한, 주요 신체 구조물들(S1, S2, S3 및 S4)는 횡격막, 흉곽, 하대정맥 및 신장 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법은 대상자의 간 주변에 위치하는 주요 신체 구조물의 위치를 고려하여 기준선(SL)을 획득할 수 있다.

도 4에는 기준선(SL)이 원형인 것으로 나타냈으나, 이는 일 예시에 불과하고 기준선(SL)의 형상은 획득한 복강 구조 영상과, 분할된 영역(A)의 개수 및 간격 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 기준선(SL)은 반드시 닫힌 곡선일 필요는 없으며, 열린 곡선일 수도 있다.

도 4에는 어느 하나의 기준선(SL)과 주요 신체 구조물들(S1, S2, S3 및 S4) 모두와 중첩되는 것으로 나타냈으나, 이에 한정하지 않는다. 획득한 복수 개의 기준선(SL) 중 일부 기준선(SL)은 주요 신체 구조물들(S1, S2, S3 및 S4)와 중첩되지 않도록 배치될 수도 있다. 획득한 복수 개의 기준선(SL) 전체를 기준으로 했을 때, 주요 신체 구조물들(S1, S2, S3 및 S4)이 기준선(SL)과 중첩되면 충분하다.

다음, 획득한 복수 개의 기준선(SL)에 기초하여, 복수 개의 제1 구조물(100)을 모델링한다.

일 실시예로, 복수 개의 제1 구조물(100)을 모델링하는 단계는 획득한 복수 개의 기준선(SL)이 소정의 폭과 너비를 갖도록 적층 제조할 수 있다. 보다 구체적으로, 획득한 복수 개의 기준선(SL)이 복수 개의 제1 구조물(100)의 중심선(CL)이 되며, 이를 중심으로 직육면체 형상의 단면을 갖는 제1 구조물(100)을 모델링할 수 있다. 일 실시예로, 3D 프린터를 이용해 기준선(SL)을 중심으로 제1 구조물(100)을 적층 제조할 수 있다.

제1 구조물(100)의 폭과 너비는 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 제1 구조물(100)의 폭은 2 mm이고, 너비는 3 mm 내지 4 mm일 수 있다.

다른 실시예로, 복수 개의 제1 구조물(100)은 복수 개의 기준선(SL)을 중심으로 원형 단면을 가질 수 있다.

일 실시예로, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 제1 구조물(100)을 획득할 수 있다. 보다 구체적으로, 복수 개의 제1 구조물(100)은 총 8개(제1a 구조물(100a), 제1b 구조물(100b), 제1c 구조물(100c), 제1d 구조물(100d), 제1e 구조물(100e), 제1f 구조물(100f), 제1g 구조물(100g) 및 제1h 구조물(100h))일 수 있으며, 이들 제1 구조물(100)은 높이 방향을 따라 소정의 간격으로 배치될 수 있다.

또한, 제1 구조물(100) 중 제1a 구조물(100a)과 제1b 구조물(100b)은 닫힌 곡선을 이루고, 나머지 제1 구조물(100)은 열린 곡선을 이룰 수 있다.

일 실시예로, 구조물(100)들 간의 간격(d)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1a 구조물(100a)과 제1b 구조물(100b) 간의 간격과, 제1b 구조물(100b)과 제1c 구조물(100c) 간의 간격은 서로 다를 수 있다. 제1 구조물(100) 간의 간격은 획득한 기준선(SL) 간의 간격에 따라 달라질 수 있다.

도 5 및 도 6에는 제1 구조물(100)이 8개인 것으로 나타냈으나, 그 개수는 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 제1 구조물(100)의 개수는 기준선(SL)의 개수에 대응될 수 있다.

일 실시예로, 본 발명에 따른 복강 구조물 제조방법은 모델링된 복수 개의 제1 구조물(100) 각각을 지지하는 복수 개의 제2 구조물(200)을 모델링하는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예로, 복수 개의 제2 구조물(200)을 모델링하는 단계는 복수 개의 제1 구조물(100) 각각에 대해 적어도 하나 이상의 지지점을 설정하고, 제2 구조물(200)이 지지점에서의 제1 구조물(100)의 곡률에 대응되는 지지홈(210)을 구비하도록 할 수 있다.

보다 구체적으로, 제2 구조물(200)은 제1 구조물(100)을 지지하는 구조물로서, 제1 구조물(100) 각각에 대해 적어도 1개 이상 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 구조물(200)은 각각의 제1 구조물(100)에 대해 일측과 타측에 각각 1개씩 배치되어, 제1 구조물(100)을 지지할 수 있다.

일 실시예로, 제2 구조물(200)이 제1 구조물(100)과 접촉하는 위치는 간의 위치를 기준으로 했을 때, 외측면의 paracolic gutter와 내측면의 하대정맥에 대응되는 위치일 수 있다.

일 실시예로, 제2 구조물(200)은 길이 L을 갖는 직육면체 형상의 부재로서, 제1 구조물(100)을 지지하는 일단에는 지지홈(210)이 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 지지홈(210)은 직육면체의 일부가 절개되어 형성될 수 있으며, 양단에 지지 가이드(220)를 포함할 수 있다.

도 7에는 지지홈(210)의 바닥면이 경사진 것으로 나타냈으나, 이는 제2 구조물(200)이 지지하는 제1 구조물(100)의 형상에 따라 달라질 수 있다. 즉, 제2 구조물(200)은 제1 구조물(100)과 접촉하는 위치인 지지점을 기준으로, 제1 구조물(100)의 곡률 또는 외형선에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로, 제2 구조물(200)의 지지홈(210)의 깊이도 제2 구조물(200)이 제1 구조물(100)과 접촉하는 위치에서의 제1 구조물(100)의 곡률 또는 외형선에 따라 달라질 수 있다.

일 실시예로, 복수 개의 제2 구조물(200)을 모델링하는 단계는 복수 개의 제2 구조물(200)이 소정의 지지면을 구비하고, 제1 구조물(100)과 연결되는 위치에 따라 서로 다른 길이를 갖도록 적층 제조할 수 있다. 일 실시예로, 3D 프린터를 이용해 제2 구조물(200)을 적층 제조할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 제2 구조물(200)은 모두 동일한 지지면(예를 들어, 후술하는 제4 구조물(200)의 상면)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 지지면을 적층 베이스로 하여, 제1 구조물(100)과 연결되는 위치(지지점)에 따라 서로 다른 길이를 갖도록 적층 제조될 수 있다.

일 실시예로, 본 발명에 따른 복강 구조물 제조방법은 모델링된 복수 개의 제2 구조물(200) 각각을 지지하는 복수 개의 제3 구조물(300)을 모델링하는 단계(S600)를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 제2 구조물(200)은 복수 개의 제1 구조물(100)을 지지하는 상태에서 일 방향으로 연장 배치된다. 복수 개의 제3 구조물(300)은 복수 개의 제2 구조물(200)의 일 방향으로의 단부에 배치되어, 이들을 지지할 수 있다.

제3 구조물(300)의 형상은 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 소정의 깊이를 갖는 삽입홈(310)을 구비하는 원기둥 형상일 수 있다. 복수 개의 제2 구조물(200)의 일 단부는 삽입홈(310)에 삽입되어 지지될 수 있다.

일 실시예로, 3D 프린터를 이용해 제3 구조물(300)을 적층 제조할 수 있다.

일 실시예로, 본 발명에 따른 복강 구조물(10)은 제4 구조물(400)을 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제4 구조물(400)은 복수 개의 제3 구조물(300)을 지지하도록 지지면을 구비하는 평판 형상의 부재일 수 있다. 제4 구조물(400)의 형상, 크기 및 재질 등은 특별히 한정하지 않으며, 제1 구조물(100), 제2 구조물(200) 및 제3 구조물(300)을 지지할 수 있는 평평한 지지면을 구비하면 충분하다. 예를 들어, 제4 구조물(400)은 통상의 아크릴 플레이트일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물(10)을 이용한 간 이식 수술 상태를 나타낸다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 복강 구조물 제조방법과 이를 이용한 복강 구조물(10)을 통해, 간 이식 수술을 진행하기 전에 대상자의 간 주변 복강 구조를 모사할 수 있다. 이를 통해, 의료진은 적출된 간과 복강 구조물(10)을 비교하여, 간 이식 수술을 어떤 방식으로 진행할 지 미리 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법과 이를 이용한 복강 구조물(10)을 이용해, 간 이식에 중요한 주요 신체 구조물을 포함하여, 대상자의 복강 크기, 형상 및 구조 등을 미리 확인함으로써 간 이식 수술을 보다 안전하고 정확하게 진행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법과 이를 이용한 복강 구조물(10)을 이용해, 간 적출 수술 후 간 이식 수술 전에 복강 구조물(10)을 이용하여 미리 간 이식 수술 진행 여부를 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법과 이를 이용한 복강 구조물(10)을 이용해, 적출된 간과 복강 구조물(10)을 비교하여, 적출된 간을 축소 이식편으로 만들거나, 분할 간 이식 수술을 진행할지 여부를 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복강 구조물 제조방법과 이를 이용한 복강 구조물(10)은 간 이식 수술 시 중요한 최소한의 주요 신체 구조물을 중심으로 대상자의 복강 구조를 3D 프린팅 기술을 이용해 구현함으로써, 제조 비용과 시간을 줄이면서도 간 이식 수술에 필요한 대상자의 복강 구조를 정확하게 모사할 수 있다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

10: 복강 구조물

Claims (16)

1. 3D 프린팅을 이용한 복강 구조물 제조방법으로서,
   컴퓨터 영상 촬영을 통해 복강 구조 영상을 획득하는 단계;
   획득한 상기 영상을 복수 개의 영역으로 분할하는 단계;
   상기 분할된 복수 개의 영역에서 복수 개의 기준선을 획득하는 단계; 및
   획득한 상기 복수 개의 기준선에 기초하여, 복수 개의 제1 구조물을 모델링하는 단계;를 포함하고,
   상기 영상을 복수 개의 영역으로 분할하는 단계는 높이 방향으로 상기 영상을 복수 개의 영역으로 분할하고, 상기 영상의 횡단면 상에서, 상기 복수 개의 기준선이 횡격막, 흉곽, 하대정맥 및 신장 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록 하고,
   상기 복수 개의 기준선을 획득하는 단계에서, 상기 복수 개의 기준선은 상기 분할된 복수 개의 영역에 각각 배치되며, 상기 복강의 내벽에 대응되는 프로파일로서 높이 방향을 따라 서로 다른 간격으로 이격하여 배치되고, 상기 복강의 두께의 변곡점을 중심으로 보다 밀집하여 배치되는, 복강 구조물 제조방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 영상을 복수 개의 영역으로 분할하는 단계는
   횡격막, 흉곽, 하대정맥 및 신장 중 적어도 어느 하나가 상기 복수 개의 영역에서 식별되도록 상기 영상을 분할하는, 복강 구조물 제조방법.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 기준선을 획득하는 단계는
   획득한 상기 영상에서 식별되는 복강의 두께에 따라 상기 기준선의 개수를 달리하는, 복강 구조물 제조방법.
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 제1 구조물을 모델링하는 단계는
   획득한 상기 복수 개의 기준선이 소정의 폭과 너비를 갖도록 적층 제조하는, 복강 구조물 제조방법.
7. 제1 항에 있어서,
   모델링된 상기 복수 개의 제1 구조물 각각을 지지하는 복수 개의 제2 구조물을 모델링하는 단계를 더 포함하는, 복강 구조물 제조방법.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 복수 개의 제2 구조물을 모델링하는 단계는
   상기 복수 개의 제1 구조물 각각에 대해 적어도 하나 이상의 지지점을 설정하고, 상기 제2 구조물이 상기 지지점에서의 상기 제1 구조물의 곡률에 대응되는 지지홈을 구비하도록 하는, 복강 구조물 제조방법.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 복수 개의 제2 구조물을 모델링하는 단계는
   상기 복수 개의 제2 구조물이 소정의 지지면을 구비하고, 상기 제1 구조물과 연결되는 위치에 따라 서로 다른 길이를 갖도록 적층 제조하는, 복강 구조물 제조방법.
10. 제7 항에 있어서,
    모델링된 상기 복수 개의 제2 구조물 각각을 지지하는 복수 개의 제3 구조물을 모델링하는 단계를 더 포함하는, 복강 구조물 제조방법.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제3 구조물은
    상기 복수 개의 제2 구조물의 일단이 삽입되는 삽입홈을 구비하는, 복강 구조물 제조방법.
12. 컴퓨터 영상 촬영을 통해 획득한 복강 영상에 기초하여, 상기 복강의 내벽 프로파일에 대응되며, 일방향으로 소정의 간격만큼 이격하여 배치되는 복수 개의 제1 구조물;
    상기 복수 개의 제1 구조물을 각각 지지하는 복수 개의 제2 구조물; 및
    상기 복수 개의 제2 구조물의 하단을 지지하며, 평판 형상의 제4 구조물 상에 배치되는 복수 개의 제3 구조물;을 포함하고,
    상기 복수 개의 제1 구조물은 높이 방향을 따라 복수 개의 영역으로 분할된 상기 영상에 각각 대응되며 상기 복강의 내벽 프로파일에 대응되는 복수 개의 기준선을 따라 모델링되고,
    상기 복수 개의 기준선은 상기 영상의 횡단면 상에서 횡격막, 흉곽, 하대정맥 및 신장 중 적어도 어느 하나와 중첩되고, 높이 방향을 따라 서로 다른 간격으로 이격하여 배치되고, 상기 복강의 두께의 변곡점을 중심으로 보다 밀집하여 배치되는, 복강 구조물.
13. 삭제
14. 제12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 구조물은
    일단이 상기 제1 구조물과 연결되고, 타단이 상기 제3 구조물과 연결되며, 상기 일단에 상기 제1 구조물의 곡률에 대응되는 지지홈을 구비하는, 복강 구조물.
15. 제12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 구조물은
    타단에 평탄한 지지면을 구비하고, 상기 제1 구조물과 연결되는 위치에 따라 서로 다른 길이를 갖는, 복강 구조물.
16. 제12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제3 구조물은
    상기 복수 개의 제2 구조물의 일단이 삽입되는 삽입홈을 구비하는, 복강 구조물.

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