• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권1호
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• pp.63-70
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• 2019

We aimed to propose a novel computational approach to predict the electromechanical performance of pre- and post-mitral valve cerclage annuloplasty (MVCA). Furthermore, we tested a virtual estimation method to optimize the left ventricular basement tightening scheme using a pre-MVCA computer model. The present model combines the three-dimensional (3D) electromechanics of the ventricles with the vascular hemodynamics implemented in a lumped parameter model. 3D models of pre- and post-MVCA were reconstructed from the computed tomography (CT) images of two patients and simulated by solving the electromechanical-governing equations with the finite element method. Computed results indicate that reduction of the dilated heart chambers volume (reverse remodeling) appears to be dependent on ventricular stress distribution. Reduced ventricular stresses in the basement after MVCA treatment were observed in the patients who showed reverse remodeling of heart during follow up over 6 months. In the case who failed to show reverse remodeling after MVCA, more virtual tightening of the ventricular basement diameter than the actual model can induce stress unloading, aiding in heart recovery. The simulation result that virtual tightening of the ventricular basement resulted in a marked increase of myocardial stress unloading provides in silico evidence for a functional impact of MVCA treatment on cardiac mechanics and post-operative heart recovery. This technique contributes to establishing a pre-operative virtual rehearsal procedure before MVCA treatment by using patient-specific cardiac electromechanical modeling of pre-MVCA.

• 한국임상수의학회지
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• 제30권6호
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• pp.482-485
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• 2013

6년령의 개가 오른쪽 턱 밑의 종괴와 고체온증으로 전북대학교 수의과대학 동물병원에 내원하였다. 정확한 위치와 크기를 측정하기 위해 CT 촬영을 진행하였으며 3D 재구성을 실시하였다. CT 촬영 후 수술적으로 제거하였으며 제거 후 조직검사를 실시한 결과 거대세포 갑상샘 암종으로 확인되었다. 또한 본 환자의 혈액 중 조절 T 세포의 비율을 보기 위해 흐름세포측정기를 이용하여 실험한 결과 38.28%로 정상인 개(8마리 정상 비글견에서 조사한 결과 $7.66{\pm}1.65%$ (P<0.01))에서 보다 높게 나왔다. 보호자가 항암치료는 원하지 않아서 실시하지 못하였으며 수술 7일 후 다시 재발하였으며 혈액검사 결과 심한 백혈구 증가증 및 비재생성 빈혈이 나타났다. 또한 폐전이 부위로 의심되는 부위가 악화되었으며 결국 심한 빈혈과 호흡곤란으로 폐사하였다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제36권1호
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• pp.49-54
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• 2006

Purpose : To evaluate accuracy and reliability of program to measure facial soft tissue thickness using 3D computed tomographic images by comparing with direct measurement. Materials and Methods : One cadaver was scanned with a Helical CT with 3 mm slice thickness and 3 mm/sec table speed. The acquired data was reconstructed with 1.5 mm reconstruction interval and the images were transferred to a personal computer. The facial soft tissue thickness were measured using a program developed newly in 3D image. For direct measurement, the cadaver was cut with a bone cutter and then a ruler was placed above the cut side. The procedure was followed by taking pictures of the facial soft tissues with a high-resolution digital camera. Then the measurements were done in the photographic images and repeated for ten times. A repeated measure analysis of variance was adopted to compare and analyze the measurements resulting from the two different methods. Comparison according to the areas was analyzed by Mann-Whitney test. Results : There were no statistically significant differences between the direct measurements and those using the 3D images (p>0.05). There were statistical differences in the measurements on 17 points but all the points except 2 points showed a mean difference of 0.5 mm or less. Conclusion : The developed software program to measure the facial soft tissue thickness using 3D images was so accurate that it allows to measure facial soft tissues thickness more easily in forensic science and anthropology.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제36권2호
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• pp.89-94
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• 2006

Purpose : To evaluate clinical usefulness of facial soft tissue thickness measurement using 3D computed tomographic images. Materials and Methods : One cadaver that had sound facial soft tissues was chosen for the study. The cadaver was scanned with a Helical CT under following scanning protocols about slice thickness and table speed; 3 mm and 3 mm/sec, 5 mm and 5 mm/sec, 7 mm and 7 mm/sec. The acquired data were reconstructed 1.5, 2.5, 3.5 mm reconstruction interval respectively and the images were transferred to a personal computer. Using a program developed to measure facial soft tissue thickness in 3D image, the facial soft tissue thickness was measured. After the ten-time repeation of the measurement for ten times, repeated measure analysis of variance (ANOVA) was adopted to compare and analyze the measurements using the three scanning protocols. Comparison according to the areas was analyzed by Mann-Whitney test. Results : There were no statistically significant intraobserver differences in the measurements of the facial soft tissue thickness using the three scanning protocols (p>0.05). There were no statistically significant differences between measurements in the 3 mm slice thickness and those in the 5 mm, 7 mm slice thickness (p>0.05). There were statistical differences in the 14 of the total 30 measured points in the 5 mm slice thickness and 22 in the 7 mm slice thickness. Conclusion : The facial soft tissue thickness measurement using 3D images of 7 mm slice thickness is acceptable clinically, but those of 5 mm slice thickness is recommended for the more accurate measurement.

• 대한치과교정학회지
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• 제40권2호
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• pp.66-76
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• 2010

폐쇄성 수면무호흡(obstructive sleep apnea, OSA)은 수면 중에 반복적으로 상기도의 완전폐쇄나 부분폐쇄가 일어나는 질환으로서 흡기된 공기는 반드시 상기도라는 연조직 관(tube) 구조를 통과해야 하므로 상기도의 폐쇄경향은 관의 형태 및 관을 통과하는 공기의 유체역학적 특성에 따라서도 큰 영향을 받을 수 있다. 본 연구에서는 OSA 환자 3인의 치료 전 상기도 CT 이미지를 이용하여 개별화된 3차원 유한요소모델 A, B, C를 제작하고, 비공 당 170, 200, 230 ml/s의 흡기유량에 대하여 3차원 전산유체역학 해석을 시행하였다. 상기도의 유속, 음압 그리고 압력강하를 측정한 결과 관찰된 3개의 모델에서 모두 단면적이 가장 작은 부위에서 유속이 증가하였고, 음압이 크게 나타났다. 기도의 형태는 구개인두와 구인두 부위에서 좁아지는 형태를 가지며, 최소 단면적 영역과 하인두 단면적의 차이가 클수록 유속과 음압의 변화가 크게 나타났다. 비강 부위의 최고 압력과 최소 단면적 영역의 최저 압력의 차이를 의미하는 압력강하는 상기도 저항을 종합적으로 판단할 수 있는 유용한 지표이며, 유량에 따라 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.703-708
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• 2013

고관절 전치환술은 대퇴골두와 비구 부분이 손상되어 제 기능을 하지 못하였을 때, 인공 고관절로 대체하는 수술로서 인체에는 많은 양의 절개를 필요로 하며 장기간의 회복시간과 재활시간을 필요로 한다. 최소침습술은 환자에게 흉터와 근육절개를 최소화하고, 회복시간을 단축하여 미관상 흉터가 적어 가장 선호되는 수술 방법이다. 이 논문에서는 최소침습술이 가능한 메커니컬 스템(Mechanical stem)을 기어의 원리를 이용하여 개발하였다. 재치환술을 할 경우에는 스템 전체를 교체할 필요 없이 일부 부품만을 교체하여 수술 시간을 단축할 수 있도록 설계하였으며, 아크릴 소재로 모형을 제작하여 작동에 문제가 없는 것을 확인하였다. 3D Bio-CAD 모델링 기법을 통하여 메커니컬 스템의 기하학적 모델링을 하였다. 실험 대상자의 고관절 부위는 컴퓨터 단층촬영 영상데이터를 기반으로 3차원 재구축을 하였고, 가상 시술 환경 조건에서 몸무게보다 더 과중한 하중을 적용하여 메커니컬 스템의 안전성을 유한요소해석으로 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.51-57
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• 2012

간 혈관 구조는 간에 대한 질병을 판단하거나 간 수술 계획을 세우는 데 중요한 요소이다. 특히 생체간이식에서 간 혈관 구조는 기증자와 수혜자의 안전을 보장하기 위하여 수술 전 환자의 간 상태를 파악하고 좌우엽의 체적을 계산하는 중요한 근거로 활용된다. 본 연구는 조영제를 투여한 복부 MDCT 영상에서 추출된 간 영상으로부터 간 혈관을 자동추출하기 위하여 노이즈에 강한 Canny edge detection을 활용할 수 있는 방안을 제안한다. 환자마다 달라질 수 있는 간 영상의 밝기와는 독립적으로 간 내부의 혈관을 추출하기 위하여 간 영상의 히스토그램과 평균 픽셀값을 이용하여 Canny 알고리즘에 사용되는 최적의 파라미터들을 정의한다. 간 영상의 밝기에 따라 파라미터를 수동으로 조절하는 경우보다 시간을 절약할 수 있다. 찾아진 혈관의 경계선에서픽셀의 밝기를 이용하여 후보 혈관을 추출한다. 최종적으로 수평과 수직방향으로 연결된 혈관이나 고립된 혈관을 검색하는 시스템을 이용하여 추출에 실패한 혈관을 추가하고 노이즈를 제거한다. 그 결과로써 환자마다 나타나는 다양한 혈관 모양을 정확하게 3차원으로 재구성한다.

• 대한관절경학회지
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• 제16권2호
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• pp.160-166
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• 2012

목적: 삼차원 유한 요소 모델을 이용하여 해부학적 이중 다발 전방십자인대 재건술 시행 후 전방 전위 및 회전 부하에 따른 이식건의 응력 분포 양상을 살펴보고자 하였다. 대상 및 방법: 건강한 성인 남성의 우측 슬관절을 대상으로 한 $0^{\circ}$ 및 $45^{\circ}$ 굴곡 위에서의 고해상도 컴퓨터 전산화 단층 촬영을 기반으로 삼차원 슬관절 모델을 구축하였다. Computer aided design (CAD) 프로그램으로 $0^{\circ}$ 굴곡 슬관절 모델에서 전내측 및 후외측 다발의 중심점에 직경 7 mm의 터널을 생성시키고, 각각의 터널에 이식건을 삽입시켜 해부학적 이중 다발 재건술을 시행하였다. 구축된 모델을 $45^{\circ}$ 굴곡위로 시뮬레이션 한 후 대퇴골에 대한 경골의 5 mm 전방 전위 및 $10^{\circ}$ 내회전 부하를 각각 구현하여 이식건 응력 양상의 유한 요소 분석을 시행하였다. 결과: 전방 전위 시 전내측 다발의 응력 분포는 주로 경골 부착부와 대퇴골 부착부의 전방부에서 증가된 양상을 보였고, 후외측 다발 역시 이식건의 전방부 전장에 걸쳐 응력이 증가되었다. 내회전 부하 시 전내측 다발은 경골 부착부 전면에서 응력이 가장 증가되었다. 후외측 다발의 응력 분포 또한 전반적으로 후방부보다 전방부에서 응력이 증가하였다. 결론: 슬관절 유한 요소 모델에서 전방 전위 및 회전 부하 시 전내측 다발 및 후외측 다발 공히 비슷한 양상으로 응력이 증가하는 소견을 보였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.203-209
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• 2008

방사선 치료분야에서 인체에 조사되는 방사선 양은 수 ${\sim}$ 수 십 Gy로 매우 높기 때문에 항상 정확히 다루어져야 한다. 본 논문의 실험을 위해 전리함(ionization chamber)이 사용되었다. 품질관리프로토콜 (quality assurance protocol) 없이 사용되는 전리함의 상태를 파악하고, 전리함의 본래 기하학적 구조가 변형되었을 때 변화된 값을 측정하였다. 지두형 전리함의 집전극 휨 정도를 알아내기 위해 방사선 투시장치와 CT 3차원 영상으로 재구성하여 휨 정도를 정량화 하였다. 그리고 기하학적 구조가 정상적인 전리함과 측정값을 비교하여 그 값의 왜곡정도를 알아보았고, 선량측정은 4MV, 10MV photon 두 종류를 같은 선량과 선량율로 하였다. 집전극이 휘어진 전리함의 흡수선량의 왜곡정도는 대략 $5.5{\sim}7.2%$ 정도 값 이었으며 에너지에 대한 차이는 거의 없었다. 본 연구를 통해 전리함의 기하학적 구조가 시간 경과, 장비의 취급 부주위 등에 따라 변형 될 수 있고, 특히 집전극의 휨 현상이 발생할 수 있다는 것을 알았다. 또한 평소에 인지하지 못하는 곳에서도 많은 왜곡과 오차를 만들어 낼 수 있다는 것을 확인 할 수 있었다.

• 대한치과교정학회지
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• 제39권1호
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• pp.18-27
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• 2009

안면비대칭 환자에서 하악 우각부위의 연조직 형태에 결정적 영향을 미칠 수 있는 교근의 성상에 대한 평가는 경조직의 분석과 더불어 중요하다. 교근은 수술로 인한 하악의 후방이동 시 가장 많은 영향을 받는 구조 중 하나이며, 수술 후 교근의 상태는 환자의 저작력과 하악 우각부 외형에 영향을 줄 수 있다. 본 연구는 안면비대칭을 가진 골격성 III급 부정교합자의 편위, 비편위측 교근의 형태학적 차이와 하악골 후퇴술 이후 양측 교근의 변화를 비교 분석하고자 하였다. 또한 안면비대칭의 개선 전, 후 교근을 정상교합자와 비교하여 비대칭의 수술이 교근에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 안면비대칭으로 진단된 환자 12명의 양악수술 전후의 3차원 CT 영상과 정상교합자 10명의 3차원 CT 영상에서 하악골과 교근을 계측, 분석하였다. 연구 결과 비대칭군에서 교근의 편위, 비편위측 모두 정상교합군에 비해 부피가 작고, 최대 단면적 부위가 좁은 것을 알 수 있었으며, 편위, 비편위측의 교근의 주행각도 차이와 최대단면적 부위에서의 두께 차이가 정상 교합군보다 크게 나타났다. 양악 수술 전, 후에 교근의 주행각도는 유의성 있게 감소하였고, 편위, 비편위측 각도의 차이도 감소하였으며, 최대 단면적 부위에서의 교근의 두께가 유의성 있게 증가하였다. 비대칭 수술 후 좌우 교근은 너비를 제외하고는 정상 교합자와 유의차 없게 변화하였다. 이상의 연구 결과, 안면비대칭 환자는 교근의 성상이 분명히 정상 교합자와는 다르지만, 적절한 수술 후에 경조직뿐만 아니라 교근도 정상범주로 변화하였음을 알 수 있었다.