• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.991-999
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• 2003

본 논문에서는 호흡에 의하여 변화하는 기도 내부 영역의 형태학적인 정보를 반영할 수 있는 EBCT를 이용한 영상 획득 기법과 이 기법을 이용하여 획득한 단층 영상으로부터 기도 내벽의 윤곽선을 자동적으로 검출하는 방법을 제안하였다. 기도의 각 준위에 대한 영상데이터들을 적용한 컴퓨터 시뮬레이션 결과들을 통하여 제안한 방법이 효과적으로 기도의 윤곽선을 검출함을 확인하였으며 시간적 변화에 따른 기도 내벽의 단면적인 변화를 볼 수 있었다. 따라서, 제안한 방법이 임상에서의 정량적 평가에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권2호
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• pp.173-181
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• 2014

본 논문은 흉부 CT에서 폐, 기관지 및 폐혈관을 자동으로 분할 할 수 있는 알고리즘을 제안 하였다. 제안된 방법은 3단계로 진행된다. 첫째는 최적 임계값과 3차원 레이블링을 통한 영역성장법으로 폐 및 기관지를 분할한다. 둘째는 기관지의 형태학적 정보를 활용하여 기관지의 첫 번째 분기점(용골)까지는 차감연산으로, 이후부터는 가변적 임계값 기법을 적용하여 기관지를 분할한다. 셋째는 폐에 대한 복원 과정으로 좌/우측 폐를 분리하고, 개선된 롤링 볼 알고리즘을 적용하여 폐 외곽의 이상 유무를 확인하며, 이상이 발견되면 그 부분을 제거하고, 2차 다항식 형태로 폐 외곽을 연결시킴으로서 정상적인 폐로 복원한다. 마지막으로 폐혈관은 임계 값 기법의 3 차원 레이블링과 3 차원 영역성장법을 적용하여 분할하였다. 시뮬레이션 결과 폐 주변조직의 손실 없이 정확하게 분할됨을 확인 할 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.279-280
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• 2007

Airway wall thickness is an important bio-marker for evaluation of pulmonary diseases such as stenosis, bronchiectasis. Nevertheless, an image-based analysis of the airway tree can provide precise and valuable airway size information, quantitative measurement of airway wall thickness in CT images involves various sources of error and uncertainty. So we have developed an accurate airway wall measurement technique for small airways with three-dimensional (3-D) approach. To illustrate performance of these techniques, we used airway phantom that consisted of 4 acryl tubes with various inner and outer diameters. Results show that evaluation of interpolation and deconvolution methods of airways in 3-D CT images, and significant improvement over the full-width-half-maximum method for measurement of not only location of the luminal and outer edge of the airway wall but airway wall thickness.

• 한국가시화정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.115-122
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• 2021

Oral cancer surgery typically consists of resection of lesion, neck dissection and reconstruction, and it has an impact on the position of hyoid bone. Therefore, morphological change of airway can occur since the geometric parameter of airway is correlated with the hyoid bone. Airflow is affected by geometry of the airway. In this study, flow characteristics were compared between pre- and post-surgery models by both particle image velocimetry (PIV) and numerical simulation. 3D model of upper airway was reconstructed based on CT data. Velocity is accelerated by the reduced channel area, and vortex and recirculation region are observed in pre- and post-surgery models. For the post-surgery model, high pressure distribution is developed by significantly decreased hydraulic diameter, and the longitudinal flow stream is also interrupted.

• 수면정신생리
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• 제6권2호
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• pp.110-115
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• 1999

목 적: 수면무호흡증 환자들에서 수면 중 구강내 기구의 착용이 수면 중 기도의 크기와 airway collapsibility에 미치는 영향을 알아보기 위하여. 방 법: 9명의 폐쇄성 수면무호흡(obstructive sleep apnea) 환자들에서 구강내 기구를 착용하기 전과 후에 수면다원검사와 axial airway CT를 시행하였다. 상기도의 다섯 곳(retropalatal-high, retropalatal-low, retroglossal, epiglottis, hypopharynx levels)에서 axial CT를 시행하였는데, 각 위치에서 수면무호흡 상태에서 하나의 axial CT image를 얻고, 정상적인 수면호흡 중에 1초 간격으로 10장의 axial CT images를 연속적으로 얻었다. 이와 같은 방법으로 구강내 기구를 착용하기 전과 후에 airway CT를 각각 2회 실시하였다. 각 CT 영상에서 기도의 횡단면적(cross-sectional area)을 측정하여서 구강내 기구의 착용 전과 후에서 기도 횡단면적의 최소 크기, 최대 크기 및 airway collapsibility의 측정치를 비교하여 유의한 변화가 있는지 알아보았다. 결 과: 수면무호흡 중에 가장 흔하게 좁아지는 부위는 retropalatal-low level이었다. 정상 수면호흡 중에 retropalatallow level의 최소 기도면적이 구강내 기구에 의하여 유의하게 넓어졌다(p=0.011). 평균 airway collapsibility는 retropalatal-low level에서 가장 높았다. 구강내 기구는 retropalatal-low level(p=0.021) 뿐만아니라 epiglottis level(p=0.038)에서도 유의하게 airway collapsibility를 감소시켰다. 결 론: 이상의 결과를 종합하여 보면 구강내 기구는 일부 환자에서 수면 중 기도의 최소면적을 넓히고, airway collapsibility를 낮추어서 수면무호흡을 예방할 수 있음을 시사한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권11호
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• pp.1051-1056
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• 2006

The mean and RMS velocity field of the respiratory gas flow in the human airway was studied experimentally by particle image velocimetry (PIV). Some researchers investigated the airflow for the mouth breathing case both experimentally and numerically. But it is very rare to investigate the airflow of nose breathing in a whole airway due to its geometric complexity. We established the procedure to create a transparent rectangular box containing a model of the human airway for PIV measurement by combination of the RP and the curing of clear silicone. We extend this to make a whole airway including nasal cavities, larynx, trachea, and 2 generations of bronchi. The CBC algorithm with window offset (64 $\times$ 64 to 32 $\times$ 32) is used for vector searching in PIV analysis. The phase averaged mean and RMS velocity distributions in Sagittal and coronal planes are obtained for 7 phases in a respiratory period. Some physiologic conjectures are obtained. The main stream went through the backside of larynx and trachea in inspiration and the frontal side in expiration. There exist vortical motions in inspiration, but no prominent one in expiration.

• 방송공학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.702-712
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• 2013

본 논문은 흉부 CT 영상에서 폐 흉벽에 결절 및 폐혈관이 붙어 있는 경우에도 폐 정보의 손실 없이 폐와 기관지를 분리할 수 있는 알고리즘을 제안 하였다. 마스크 영상의 활용은 폐 및 기관지 분할에서 시간 단축 및 성능을 향상 시킬 수 있었다. 또한 폐 흉벽과 밝기값이 같은 결절을 찾아 제거 하는 방법은 좌 우측폐의 외곽 영상을 2진 영상으로 변환하고, 형태학적 정보를 활용함으로써 가능 하였다. 마지막으로 제거된 부분의 외곽선 연결은 거리가 고려된 최적 화소 추가와 3차 Spline 보간법을 적용하였다. Matlab 시뮬레이션 결과 제안된 알고리즘은 기존 문제점이 보완됨을 확인 할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제30권6호
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• pp.243-248
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• 2019

기관지는 호흡과정에 있어서 호흡기 시스템의 필수적인 부분이다. 그러나 기관에 협착이 발생하면 기관지 안쪽이 좁아져 호흡을 원활하게 유지하는데 문제가 되기 때문에 조기에 진단 및 치료를 함으로써 증상의 악화를 예방하는 것이 중요하다. 천식은 기도 협착의 가역적 원인의 전형적인 예이며, 급성 악화로 고통받는 환자의 수는 꾸준히 증가하고 있다. 고해상도의 광 결맞음 단층촬영법(optical coherence tomography, OCT)은 조직의 미세 구조를 관찰하는 데 적합하다. 본 연구에서는 내시경 광 결맞음 단층촬영법을 개발하였다. 1,300 nm 광 결맞음 단층촬영법과 고속으로 회전할 수 있는 서보모터를 결합하였다. 모터를 이용하여 360도 회전하면서 이미징하는 동안 프로그램으로 조작이 가능한 선형 스테이지를 사용하여 내시경 프로브를 풀백했다. 모터는 토크, 회전 속도 및 풀리의 기어비와 같은 다양한 요구사항을 고려하여 선정하였다. 샘플로는 생체 외토끼 기도 모델을 사용하였고, 샘플과 카테터는 모터 회전에 의해 흔들리지 않도록 아크릴 구조물로 고정시켰다. 광 결맞음 단층촬영 이미지는 점막 및 점막하층 구조에 대한 정보를 제공하며, 정상부분과 협착부분의 차이를 영상에서 확인할 수 있었다. 또한, 3차원 영상 복원 과정을 통해, 단면 영상과 더불어 3차원 영상에서도 기도의 협착을 식별할 수 있었다. 이 연구는 기도 협착증 진단에 도움을 줄 수 있는 영상법 개발 뿐만아니라 3차원 영상을 구현했다는 점에서 의미가 있다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제2권2호
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• pp.73-80
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• 2014

상기도 내의 약물 전달을 알아보기 위하여 구강 호흡 시 공기유동에 대한 수치해석을 수행하였다. 상기도는 구강과 후두, 기관과 기관지로 구성되어 있다. 정밀 촬영한 CT 데이터로부터 의료영상 소프트웨어(Mimics)를 이용한 구분(segmentation)과 세심한 표면처리를 통하여 해부학적으로 정확한 모델을 만들 수 있었다. 이 3차원 컴퓨터 모델을 이용하여, 구강에서 기관지의 2번째 분지까지 이르는 유로의 수치 모델을 제작하였다. 수치해석은 상용 소프트웨어인 ANSYS/Fluent를 이용하여 계산하였다. 본 연구에 사용된 모델은 노즐이 부착되지 않은 상태에서 초당 250 mL를 흡입하는 정상 구강호흡 모델과 입구에 각각 20 mL/s, 40 mL/s, 60 mL/s의 유량을 갖는 노즐을 장착한 모델을 사용하였다. 전산 유동가시화 결과로부터, 노즐의 유량을 증가시킬수록 선회류의 발생 정도가 증가하여 구강 내 약물의 잔류 량은 증가하지만, 기관/기관지에 약물 도표는 균일하게 나타났다.

• 대한치과교정학회지
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• 제53권6호
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• pp.358-364
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• 2023

Objective: This study aimed to three-dimensionally evaluate the pharyngeal airway space (PAS) of patients with anterior open bite (AOB) by using cone-beam computed tomography (CBCT) and compare the findings with those obtained in individuals with normal occlusion. Methods: The open bite group (OBG, n = 25) consisted of patients with an anterior overbite of -3 mm or less, while the control group (n = 25) consisted of age- and sex-matched individuals with an anterior overbite of 1-3 mm, Angle Class I malocclusion (1° ≤ point A-nasion-point B angle ≤ 4°), and a normodivergent profile (22° ≤ Frankfort mandibular plane angle ≤ 28°). After the CBCT data were reconstructed into a three-dimensional image, the PAS was segmented into four parts, and the volume of each part was measured. Pharyngeal airway length (PAL) and the area and transverse width of the part showing minimal constriction were also measured. Pearson's correlation analysis was used to evaluate the correlation between changes in the PAS and the amount of anterior overbite. Results: The OBG showed a significantly narrower airway space in the nasopharyngeal, hypopharyngeal, and total airway volumes. The OBG also showed a significantly smaller area and transverse width of the part with minimal constriction. The OBG showed a significantly longer PAL, but there was no correlation between the amount of anterior overbite and the changes in PAS. Conclusions: The PAS was associated with AOB. Patients with AOB had a narrower PAS and a smaller part showing minimal constriction.