개별 경추 모델링 및 경추 인공디스크 디자인 어플리케이션

Abstract

경추 추간판 질환을 위한 경추 인공디스크 교체술에서 인공디스크의 사이즈는 수술의 결과를 결정하는 중요한 요소이다. 인공디스크 사이즈는 수술 중 정해진 사이즈 내에서 테스트를 거쳐 결정되는데, 이 과정이 전적으로 집도의의 판단에 의존적이고 수술 시간을 늘어나게 해 환자의 부담이나 수술 비용을 증가시키는 등 여러 문제가 내재한다. 만약 환자 맞춤형 인공디스크를 사전에 제작할 수 있다면 이러한 문제들을 개선할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 환자의 DICOM 영상을 이용하여 환자를 모델링 한 뒤 이를 이용하여 수술 전 환자 맞춤 인공디스크를 디자인할 수 있는 시스템을 제안한다. 일반적으로 한 단면만 볼 수 있는 DICOM 영상을 다중 평면 렌더링을 통해 다 양한 단면을 볼 수 있게 하였으며, 직접 볼륨 렌더링을 통해 3차원으로 가시화하여 환자 파악을 용이하게 하였다. 인공디스크 디자인에 필요한 환부 모델링 정보는 다중 평면 렌더링 화면에서 이용 가능한 어노테이션 도구를 통해 모델링을 가능하 게 하였다. 인공디스크 디자인 시 환부와 인공디스크 모델 간의 상호작용 파악이 어려운데, 모델 간 충돌을 가시화하여 상호작용 파악을 용이하게 하였다. 시스템의 정확도 및 사용성은 어노테이션 도구를 이용한 환부 모델링 결과의 정확도, 소요 시간 등을 통해 평가하였다.