• 한국방사선학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.131-139
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• 2022

본 연구는 척추경 나사못(Pedicle screw)을 돼지 흉추에 삽입하여 일반적인 CT검사(Non MAR)와 인공물을 줄이기 위한 금속성 인공물 감소기법(Metallic Artifact Reduction for Orthopedic Implants, O-MAR)으로 얻어진 흉추 Axial영상을 4개의 알고리즘(Standard, Soft, Bone, Detail)에 재구성하였다. 이에 얻은 영상을 image J 프로그램을 이용하여 신호대잡음비(Signal Noise Ratio, SNR)와 대조도대잡음비(Contrast to Noise Ratio, CNR)를 주어진 식에 의거하여 측정값을 구하고 흉추 척추경 나사못 삽입술 CT검사에 맞는 관전압과 알고리즘을 알아보고자 하였다. 결과적으로 Non MAR 사용한 경우에는 80, 100, 120, 140 kVp에서 soft 알고리즘이 SNR, CNR이 가장 높게 나타났다. 반면에 MAR를 사용한 경우 80 kVp에서는 Standard 알고리즘이 가장 높게 나타났고 100 kVp에서는 Standard, Soft 알고리즘이 비슷한 값으로 높게 나타났다. 120 kVp에서는 Soft, Standard 알고리즘이 비슷한 값으로 나타났고 140 kVp에서는 Soft 알고리즘에서 SNR, CNR이 가장 높게 나타났다. 따라서 Non MAR와 MAR를 비교했을 경우 MAR를 사용한다고 하더라도 관전압 변화에 따라 모든 알고리즘에서 SNR과 CNR이 증가하는 것은 아니었다. 본 연구는 이후 척추경 나사못 CT검사 영상 평가에 도움이 되는 기초자료로써 선택적인 관전압과 알고리즘 사용으로 영상의 질을 더 높일 수 있는 계기가 될 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.189-189
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• 2011

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 인공관절의 수명을 결정하게 되는데, 헤드 부분에 메탈소재와 라이너 부분에 고분자 소재를 사용하는 MOP (metal on polymer) 구조의 인공관절은 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재 시술의 주요 원인이 되고 있다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 따라서 인공관절의 수명을 늘리기 위해 DLC, ZrO, TiN 등의 높은 경도 값을 갖는 박막을 금속 헤드 위에 증착하여 상대재인 인공관절용 고분자 소재의 마모량을 줄이고자 하는 연구가 활발하게 진행 되고 있다. 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대제인 UHMWPE (ultra high molecular polyethylene)의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량을 감소시키기 위하여, 박막 증착전에 질소를 이온주입하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, 또한 Co-Cr 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. NbN 박막의 특성을 평가하기 위해 XRD, XPS, AFM 등의 분석을 수행하였으며, 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌의 마모량을 측정하기 위해 Pin-on-disk tester를 이용하여 마모 실험을 진행하였다. 마모 실험 결과, pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에 대한 마모 특성이 향상 되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 핵의학기술
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• 제16권2호
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• pp.35-43
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• 2012

CT를 기반으로 감쇠 보정이 시행되는 PET/CT 검사에서는 금속 삽입물에 의한 선속 경화 현상 (Beam Hardening Artifact)으로 인공물이 발생 된다. 이는 인접한 부위의 과대 혹은 과소 평가를 유발하는 감쇠 보정으로 인해 $^{18}F$-FDG의 섭취 변화를 가져오며 영상의 질과 비뇨 생식기 질환의 진단능을 저하시킨다. 따라서 본 연구에서는 PET/CT 영상의 질 향상을 위한 금속 인공물 저감 (Metal Artifact Reduction, MAR) algorithm 재구성방법의 유용성을 평가하고자 한다. 인공 고관절 삽입물에 대한 인공물을 평가하기 위해 SPECT/PET Phantom에 고관절 삽입물을 고정 하여 PET/CT를 진행했다. W/O MAR algorithm 영상과 MAR algorithm 영상에서 CT상에 나타나는 Bright streak, Dark streak, Metal과 Background의 영역에서의 표준화 섭취 계수(Standardized Uptake Value)의 변화를 분석하였다. 또한 본원에 내원한 고관절 전치환술을 시행한 15명의 환자에게서 W/O MAR algorithm과 MAR algorithm, 비 감쇠 보정 영상을 비교 평가하였다. W/O MAR algorithm 영상에서 SUV는 Bright streak 영역에서는 $0.98{\pm}0.48$ g/ml, Dark streak 영역에서는 $0.88{\pm}0.02$ g/ml, Metal 영역에는 $0.24{\pm}0.16$ g/ml, Background 영역은 $0.91{\pm}0.18$ g/ml로 측정되었다. 하지만 MAR algorithm 영상에서는 Bright streak 영역에서는 $0.88{\pm}0.49$ g/ml, Dark streak 영역은 $0.63{\pm}0.21$ g/ml, Metal 영역에서는 $0.06{\pm}0.07$ g/ml, Background는 $0.90{\pm}0.02$ g/ml로 측정되었다. MAR algorithm 적용 시 SUV가 평균적으로 감소 하였으며, W/O MAR algorithm 영상에서는 Bright streak영역에서 Background 보다 높게 측정되어 false positive uptake로 나타났으나 MAR algorithm 영상에서는 Background와 비슷한 농도와 SUV가 나타났고, false positive uptake가 관찰되지 않았다. 따라서 MAR algorithm을 적용하여 인공 고관절 삽입물 주변 조직의 과대 혹은 과소 감쇠 보정으로 인한 섭취의 증가를 줄일 수 있었다. 하지만 Dark streak 영역에서의 SUV 저하를 줄이기 위한 방안은 더욱 많은 연구가 이뤄져야 할 것이다. 고관절 삽입 인공물로 인해 발생하는 Bright streak 영역에서의 false positive uptake를 감소시키고 이와 인접해 있는 비뇨 생식기 질환에 W/O MAR algorithm과 MAR algorithm, 비 감쇠 보정 영상이 동시에 제공된다면 더욱 진단능을 향상 시킬 수 있으리라 생각된다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.228-232
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• 2002

본 연구에서는 다목적 실용위성 2호기에 적용된 금속 구조물 중 알루미늄 샌드위치 패널 구조인 탑재체 플랫폼과 튜브 스트럿(tube strut) 구조에 복합재료 응용기술을 적용하였다. 복합재료 구조로의 대체 설계에서도 관성하중 및 음향진동등과 같은 극심한 발사환경과 더불어 운용하게 될 우주 열환경을 고려하였다. 연구의 목적은 금속소재보다 비강도, 비강성이 우수한 복합재료를 위성 구조물에 사용함으로써 무게를 경량화함에 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.227-232
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• 2019

자기공명영상에서 금속 물질이 삽입된 환자에서 자기감수성에 의한 허상이 발생하여 영상의 진단적 가치가 저하되는 문제가 발생하고 있다. 여러 가지 인공물 감소기법 중 VAT-SEMAC 기법을 적용하여 영상의 왜곡에 대해 연구 하였다. 정형외과 수술시 사용되는 금속 임플란트를 팬텀에 부착하여 T1WI, T2WI를 스캔 시 허상으로 인한 왜곡을 측정하였다. 감소기법의 미적용, VAT 적용, VAT-SEMAC을 호환 적용하여 검사를 실시한 후 허상을 비교 분석 하였다. 허상은 VAT-SEMAC에서 최소 8%에서 최대 26%의 감소를 보였다. VAT-SEMAC 기법을 적용하면 정형 보철물이 삽입된 환자에게도 영상의 질을 향상시켜 진단적 가치가 향상된 영상을 획득할 수 있다. 적절한 스캔시간과 영상의 질을 동시에 고려한다면 실제 임상에서 VAT-SEMAC의 적용하여 허상 감소효과를 얻을 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2008년도 춘계학술발표회
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• pp.159-164
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• 2008

경기만에 건설된 인공호수 시화호 표층 퇴적물의 지화학 성분의 시 공간적 분포를 파악하기 위하여 2007년 7월에 14개 정점에서 시료를 채취하였으며, 각 성분은 CHN 분석기와 ICP/MS를 이용하여 분석하였다. 금속 농도는 반월 및 시화 공단, 주변 도시 등 다양한 인위적인 유입원에 의한 오염물질 유입 때문에 시화호의 내측에서 배수자문 방향으로 갈수록 감소하는 경향이었다. 또한 세립 퇴적물의 퇴적에 의하여 호수의 중앙에서도 높은 금속 농도를 나타내었다. 방조제 건설 이후 시화호의 환경을 개선하기 위하여 여러가지 방안이 시도되었지만 환경을 만족스럽게 개선하기에는 충분하지 못하였다. 따라서 환경 개선을 위한 지속적인 방안들이 추진되어야 할 것이다.

• 과학과기술
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• 제32권7호통권362호
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• pp.71-75
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• 1999

몇해 전만 해도 대부분의 과학자들은 신장이나 심장과 같은 인간의 조직은 장기제공자로부터 직접 이식을 받거나 또는 플라스틱, 금속 그리고 컴퓨터칩으로 만든 완전 인공부붚므오만 대체할 수 있다고 믿고 있었다. 또 많은 사람들은 생세포와 인공폴리머의 혼성물인 바이오인공장기는 결코 제작할 수 없으며 이식용 인간장기의 부족을 충당할 수 있는 유일한 길은 동물의 장기를 사용하는 것 뿐이라고 생각했다. 그러나 앞으로는 조직공학이라는 새로운 생명과학기술의 진보로 간질환 환자가 자기의 간세포와 플라스틱섬유로 만든 '네오(신)장기' 이식으로 병을 치유할 수 있고 인슐린에 의존하던 당뇨병환자가 대체용 췌장 덕에 인슐린주사를 자주 맞을 필요가 없게 되며 신장병환자는 누구든지 자기의 세포로 키운 새로운 신장을 이식할 수 있게 되어 신장투석기의 모습이 세상에서 사라지게 되는 시대를 기대할 수 있게 되었다. 또 우리 몸을 형성하는 육체의 '부품'을 사고 팔 수 있는 시대가 뜻밖에도 빨리 다가올지 모른다고 생각하고 있는 과학자들도 있다.

• 대한정형외과학회지
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• 제55권6호
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• pp.545-549
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• 2020

슬관절 인공관절 치환술 중 드물게 발생하는 내측 측부 인대 견열 골절의 치료는 보조기나 캐스트 등의 보존적 치료, 금속 나사못을 이용한 고정 등의 다양한 치료법이 소개되고 있다. 생흡수성 봉합 나사못은 생체 적합성, 방사선 투과성, 제거를 위한 2차 수술이 불필요하다는 장점 등으로 여러 부위에서 금속 고정물을 대체해 사용되고 있으나 골용해 등의 합병증이 보고되고 있다. 저자들은 슬관절 인공관절 치환술 중 발생한 내측 측부 인대 견열 골절에 대해 생흡수성 봉합 나사못을 이용한 고정 후 심각한 골용해 소견을 경험하여 사용에 신중을 기해야 한다는 판단하에 이에 대한 문헌 고찰과 함께 보고하고자 한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권2호
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• pp.119-130
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• 2002

무시멘트 인공 고관절 전치환술 후, 복합재료 스템을 갖는 대퇴골의 장기 거동과 인공 대퇴 보철물의 설계 성능을 분석하기 위하여 비선형 유한요소 프로그램이 개발되었다. 한 발로 서 있을 때의 관절 접촉 하중과 근육하중이 적용되었고, 816개의 brick요소를 갖는 타원형 단면의 복합재료 스템으로 치환된 대퇴골이 3차원 유한요소로 모델링 되었다. 프로그램을 사용하여 대퇴골의 밀도 변화, 응력분포, 상대미소운동이 plate cut과 bend mold와 같은 제작 방법에 대한 스템의 적층 각도 변경에 따라서 평가되었다. 결과는 코발트 크롭 합금, 티타늄 합금, 스테인레스 강과 같은 금속 재료보다 AS4/PEEK, T300/976과 같은 복합재료가 적은 골 흡수를 보였다. 대퇴골 보철물의 장기 안정성 증대는 적당한 복합재료의 적층과 적층 각도의 선택에 의하여 얻어질 수 있었다.

• 구강회복응용과학지
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• 제40권2호
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• pp.82-90
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• 2024

치조제의 조직 변화, 의치 또는 지대치의 파절 등으로 인해 국소의치의 수리가 필요한 경우가 종종 발생한다. 기존 국소의치의 금속 구조물에 맞는 보철물을 제작하면 몇 가지 장점이 존재한다. 환자의 경제적 부담이 줄어들고, 새로운 의치를 제작하기 위해 여러 번 내원할 필요가 없다. 자연치아가 파절되어 의치를 수리할 때 사용되는 인공치는 자연치아와 유사한 형태를 갖기 어려우며, 심미적인 인공치 수리를 위해서는 환자 개개인의 치아 형태와 유사한 맞춤형 인공치 제작이 필요하다. 최근에는 CAD/CAM 기술을 이용한 기존 국소의치에 맞는 보철물을 제작하여 높은 유지력과 적합도를 확보할 수 있으며, 맞춤형 인공치아를 디자인하여 더욱 심미적이고 조화로운 의치 수리가 가능하다. 디지털 방식을 이용하여 기존 국소의치에 맞춤형 보철물과 인접치열을 미러링한 맞춤형 인공치를 제작하여 의치를 수리한 증례로 시간과 비용을 절약하고 과정을 단순화하면서 심미적, 기능적으로 만족스러운 결과를 얻었기에 이를 보고하는 바이다.