초록 ▼

□연구개요
심한 퇴행성 관절 질환을 앓는 고령인에게 적용되고 있는 인공관절 치환술은 지금까지 주로 의사의 감과 수계측에 의존하여 감염, 탈구, 동통, 다리저림 등 여러 부작용 발생 가능성 높은 상황이다. 본 연구에서는 의사가 정확한 수술 기법으로 정확한 위치에 옳바르게 인공관절을 삽입할 수 있도록 돕는 차세대 고령친화형 맞춤형 인공슬관절 치환용 기초 단위기술을 개발하였다. 본 기술은 몇 장의 2차원 X-ray 영상정보로부터 환자의 3차원 관절모델 생성, 하지정렬 및 ligament balancing (인대균형) 기술, 환자 맞

□연구개요
심한 퇴행성 관절 질환을 앓는 고령인에게 적용되고 있는 인공관절 치환술은 지금까지 주로 의사의 감과 수계측에 의존하여 감염, 탈구, 동통, 다리저림 등 여러 부작용 발생 가능성 높은 상황이다. 본 연구에서는 의사가 정확한 수술 기법으로 정확한 위치에 옳바르게 인공관절을 삽입할 수 있도록 돕는 차세대 고령친화형 맞춤형 인공슬관절 치환용 기초 단위기술을 개발하였다. 본 기술은 몇 장의 2차원 X-ray 영상정보로부터 환자의 3차원 관절모델 생성, 하지정렬 및 ligament balancing (인대균형) 기술, 환자 맞춤형 인공슬관절 설계, 유한요소해석을 통한 관절의 생체역학적 안정성 평가 및 3차원 가상수술 기술로 구성된다.

□연구 목표대비 연구결과
<방사선량 최소화를 위한 2D X-ray영상으로부터 3D 관절모델 생성기술>
- 2D X-ray영상으로부터 3D 관절모델을 직접 생성하는 단위기술 개발
- 표준 인체모델과 3D 특징형상을 연결, 표준모델과 환자관절 모델 매핑기술 개발
- 평균 인체관절 모델 형상을 이용하여 각 관절의 표준모델 생성기술 개발
<하지축 정렬 및 ligament balancing을 통한 인공관절 및 수술변수 추출기술>
- 대퇴골⟶무릎⟶발목의 하지축(下肢軸) 정렬기술 pilot 개발
- Ligament balancing(인대균형)을 고려한 절개량, 절개각 등 수술변수 추천기술
- 인공관절 경골부 주대 길이 및 각도 등 맞춤형 인공슬관절 설계 방법론 개발
<인체/ 인공관절 생체역학적 안정성평가 기술 및 3차원 가상수술 기술>
- 인공관절이 이식된 인체관절에 작용하는 다양한 하중에 따른 응력/변형률 계산
- 응력/변형률 값으로 부터 응력차폐 현상 검토 등 생체역학적 안정성 평가
- 수술과정을 모사할 수 있는 3D 반자동 가상수술 기술 pilot 개발

□연구개발결과의 중요성
2차원 X-ray 영상에서 직접 3차원 관절모델 생성기술은 방사선 조사량을 최소화 할 수 있는 환자 친화적인 기술
-한국인 주요 관절의 성별, 연령별 표준모델 생성기술 확보
-관절 치환술 부작용을 최소화시킬 수 있는 하지축 정렬기술 확보
-환자 골격을 고려한 custom-made 인공관절 설계 기술
- 다양한 자세/하중에 따른 인체 및 인공관절의 역학적 안정성 평가기술 확보
- 관절에 작용하는 응력의 차폐 여부를 확인할 수 있는 기반 기술 구축
- 슬관절 외 고관절, 손목관절 등에도 응용이 가능한 단위기술
- 수술변수 획득 및 수술 모의용으로 활용 가능한 3차원 가상수술 시스템으로 확장 가능한 단위기술 확보

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.2 연구개발의 최종목표 ... 4
• 1.3 연구범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1 1차년도 (2017-2018) ... 5
• 2.2 2차년도 (2018-2019) ... 6
• 2.3 3차년도 (2019-2020) ... 7
• 3. 연구개발 결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11