• 제목/요약/키워드: Anatomical human model

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고출력 전자기파 노출 환경에서 인체 두부의 온도 변화 (Thermal Steady State in an Anatomical Model of the Human Head under High-Power EM Exposure)

  • 김우태;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권10호
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    • pp.1073-1084
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    • 2010
  • 본 논문에서는 지속적인 고출력 전자기파 근접 노출 환경에서 인체 두부에서의 온도 변화를 살펴보았다. 근접 전자기파 발생 장치로 반파장 다이폴 안테나를 사용하고, 안테나의 위치는 귀 옆과 눈 앞 두 종류의 환경을 설정하였다. 이때, 안테나의 주파수는 두 종류의 단일 주파수 835 MHz와 1,800 MHz를 고려하였다. 전자기파 노출에 의한 인체의 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate: SAR) 값은 시간 영역 유한 차분법(Finite-Difference Time-Domain: FDTD)으로 계산하였고, 인체에서의 온도 변화는 생체 열 방정식(Bio-Heat Equation: BHE)를 이용해 계산하였다. 또한, 연속적인 고출력 노출 환경에서 인체의 온도 변화를 보다 정확히 예측하기 위해서 온도조절 기능(thermoregulation)을 고려하였다. 온도 조절 기능을 고려하지 않을 경우에는 최대 온도 상승은 안테나 출력에 비례하는 것을 확인하였다. 반면에, 온도 조절 기능을 고려하면, 피부의 온도가 $5^{\circ}C$ 이상 증가한 구간에서는 안테나 출력에 비례하는 특성이 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 수치 해석 방법으로, 인체조직에 손상을 일으키는 온도 상승(뇌: $3.5^{\circ}C$, 피부: $10^{\circ}C$)을 야기할 수 있는 전자기파 노출 환경을 예측하기 위해서는 온도 조절 기능을 포함한 해석을 수행해야 한다.

의료영상을 이용한 인체장기의 분할 및 시각화 (Segmentation and Visualization of Human Anatomy using Medical Imagery)

  • 이준구;김양모;김도연
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.191-197
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    • 2013
  • 방사선과 의사들은 CT 및 MRI 스캐너로부터 얻어진 인체의 단면 영상을 연속적으로 보고 실제 3차원적으로 인체가 어떻게 구성되어 있는지를 상상하여 병변을 구별하는데, 의학영상을 이용한 인체 장기의 3차원 시각화는 2차원 형태의 인체 단면 영상들을 복잡한 알고리즘이나 고성능의 컴퓨팅 파워를 사용하여 실제 인체와 같이 3차원으로 재구성하여 보여준다. 단면 영상의 추적, 관심영역의 표시 및 추출등과 같은 2차원 영상분석은 시간이 많이 소모되고, 주관적일 수가 있으며, 수작업인 관계로 빈번한 에러가 발생하는 단점을 가지는데, 이와 같은 2차원 의료 영상 분석의 단점을 보완하기 위해 의학영상처리 기술과 접목한 3차원 의료 영상의 시각화는 필수적이라 할 수 있다. 명암값 임계치 방법, 영역확장(region growing) 방법, 윤곽선(contour) 추출 방법 및 변형모델(deformable model) 방법을 사용하여 인체의 각 장기를 분리하였으며, 텍스쳐분석(texture analysis)을 통하여 고안된 특징자를 이용하여 암 부분을 인식하는데 사용하였고, 원근투영(perspective projection) 및 볼륨 데이터의 표면을 렌더링하기 위해 마칭큐브(marching cube) 알고리즘을 사용하였다. 인체 및 분리된 장기에 대한 3차원 시각화는 방사선치료계획(radiation treatment planning), 외과 수술계획, 모의수술, 중재적(interventional)시술 및 영상유도수술(image guided surgery)에 효과적으로 사용될 수 있다.

간호대학생의 카데바 모델을 이용한 인체해부 관찰경험 (The experiences of human body anatomy observations using the Cadaver Model in the nursing students)

  • 강현임;이영란
    • 디지털융복합연구
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    • 제15권4호
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    • pp.233-242
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    • 2017
  • 간호대학생의 카데바 모델을 이용한 인체 해부 관찰 경험을 확인하여 카데바 실습 프로그램 개발 및 해부학 교육과정 등의 기초자료를 제공하기 위함이다. 19명을 대상으로 2팀의 포커스그룹 인터뷰(Morgan, 1997)로 수집된 자료를, Colaizzi 분석방법을 선택하여 간호대학생의 카데바 모델을 이용한 인체 해부 관찰 경험의 의미와 그 본질을 파악하고자 하였다. 간호대 학생의 카데바 모델을 이용한 인체 해부 관찰 경험에 대한 분석 결과는 6개 범주와 13개의 주제묶음(theme clusters)으로 도출되었다. 본질적 구조로는 '카데바 실습에 대한 양가감정', '실제에 맞닥뜨림', '값진 것을 배움', '인간을 대하는 마음이 깊어짐', '간호인이 되어 감을 느낌', '온전히 내어줌에 대한 숙고.'등 6개의 범주로 도출되었다. 간호대학생은 카데바 실습을 통해 해부학에 대한 이해뿐만 아니라 인간의 이해, 생명 및 존중, 죽음, 직업윤리 등을 경험하고 또 고민하면서 간호인이 되어가는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 해부학교육에 대한 기초자료 뿐 만 아니라 해부학교육의 효과를 극대화하기 위한 교육방법에 도움이 되고, 인간의 이해 및 생명윤리, 간호윤리 등을 확립 할 수 있는 교육프로그램을 위해 기초자료로 활용될 것이다.

효율성과 정확도 향상을 위한 MR 영상에서의 뇌 외곽선 추출 기법 개발 (Development of an Extraction Method of Cortical Surfaces from MR Images for Improvement in Efficiency and Accuracy)

  • 안광옥;정현교
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.549-555
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    • 2007
  • In order to study cortical properties in human, it is necessary to obtain an accurate and explicit representation of the cortical surface in individual subjects. Among many approaches, surface-based method that reconstructs a 3-D model from contour lines on cross-section images is widely used. In general, however, medical brain imaging has some problems such as the complexity of the images, non-linear gain artifacts and so on. Due these limitations, therefore, extracting anatomical structures from imaging data is very a complicated and time-consuming task. In this paper, we present an improved method for extracting contour lines of cortical surface from magnetic resonance images that simplifies procedures of a conventional method. The conventional method obtains contour lines through thinning and chain code process. On the other hand, the proposed method can extract contour lines from comparison between boundary data and labeling image without supplementary processes. The usefulness of the proposed method has been verified using brain image.

Inhibitory Effects of Dunning Rat Prostate Tumor Fluid on Proliferation of the Metastatic MAT-LyLu Cell Line

  • Bugan, Ilknur;Altun, Seyhan
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권2호
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    • pp.831-836
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    • 2015
  • Tumor fluid accumulation occurs in both human cancer and experimental tumor models. Solid tumors show a tendency to tumor fluid accumulation because of their anatomical and physiological features and this may be influenced by molecular factors. Fluid accumulation in the peri-tumor area also occurs in the Dunning model of rat prostate cancer as the tumor grows. In this study, the effects of tumor fluids that were obtained from Dunning prostate tumor-bearing Copenhagen rats on the strongly metastatic MAT-LyLu cell line were investigatedby examining the cell's migration and tumor fluid's toxicity and the kinetic parameters such as cell proliferation, mitotic index, and labelling index. In this research, tumor fluids were obtained from rats injected with $2{\times}10^5$ MAT-LyLu cells and treated with saline solution, and 200 nM tetrodotoxin (TTX), highly specific sodium channel blocker was used. Sterilized tumor fluids were added to medium of MAT-LyLu cells with the proportion of 20% in vitro. Consequently, it was demonstrated that Dunning rat prostate tumor fluid significantly inhibited proliferation (up to 50%), mitotic index, and labeling index of MAT-LyLu cells (up to 75%) (p<0.05) but stimulated the motility of the cells in vitro.

슬관절 전치환술용 3차원 시술변수 추출 시스템 (A Simulation System of Total Knee Replacement Surgery for Extracting 3D Surgical Parameters)

  • 전용태
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.315-322
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    • 2011
  • The goal of total knee replacement (TKR) surgery is to replace patient's knee joint with artificial implants in order to restore normal knee joint functions. Since mismatched knee implants often cause a critical balancing problem and short durability, designing a well-fitted implant to a patient's knee joint is essential to improve surgical outcomes. We developed a software system that three-dimensionally (3D) simulates TKR surgery based upon 3D knee models reconstructed from computed tomography (CT) imaging. The main task of the system was to extract precise 3D anatomical parameters of a patient's knee that were directly used to determine a custom fit implant and to virtually perform TKR surgery. The virtual surgery was simulated by amputating a 3D knee model and positioning the determined implant components on the amputated knee. The test result shows that it is applicable to derive surgical parameters, determine individualized implant components, rehearse the whole surgical procedure, and train medical staff or students for actual TKR surgery. The feasibility and verification of the proposed system is described with examples.

표면 근전도를 이용한 운동단위의 정보추정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Motor Unit Information using Surface EMG)

  • 김성환;이호용;손동일;정철기;고도영
    • 전기학회논문지
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    • 제56권11호
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    • pp.2040-2050
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    • 2007
  • In this study, we present a novel method for estimating the information of MU(motor unit) which is the basic element of human muscle by using surface EMG. Some of the method developed in this field could only estimate the numbers of MU that is activated. However, in our study the MU-simulator based on the line source model was designed to estimate the MU information including the numbers of MU and muscle fiber, conduction velocity, MU diameter, fiber diameter, and end plate position. The SMUAP(single motor unit action potential) detector was designed and CMAP(compound muscle action potential) by electrical stimulus was recorded. With these data, the MU-simulator can estimate the MU information by varying muscle paramater settings through MSE(mean square error) method. Our results shows that the proposed method can be comparable with the method of anatomical studies. Moreover, our system can be utilized to build a tool for diagnosis and treatment assessment of neuromuscular patients.

심장 전기생리학 검사 시 조건 변화에 따른 환자 피폭 선량 평가 (Evaluation of Patient Exposure Dose during Cardiac Electrophysiology Study under Various Conditions)

  • 고성빈;안성민
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제46권6호
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    • pp.501-508
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    • 2023
  • This study used a adult absorption dose phantom (CIRS model 701-G, USA) made of human equivalent material and the vascular imaging equipment Allura Xper FD 20 (Philips, Netherlands). Optically stimulated luminescent dosimeters (OSLD) were inserted into the anatomical positions corresponding to each organ, and the exposure dose was measured. Dose area product (DAP) and air kerma (AK) measured by the dose meter in the equipment were compared. Continuous imaging was performed at two angles for a total of 20 minutes, with a frame per seconds of 3.75 and 7.5 fps and an FOV of 42 cm, 37 cm, and 31 cm, respectively, under the conditions of fluoflavor I, II, and III, each selected for 5 repetitions. This study was found that selecting a lower fps was the most effective way to reduce patient exposure dose, and adjusting the fluoflavor was a good alternative method for reducing patient exposure dose at high fps. Therefore the method of condition change with the greatest dose reduction effect is to set the minimum FPS and can reduce patient exposure dose according to geometric conditions and fluoflavor characteristics.

B-splint법에 의한 순간 회전 중심로 결정과 하악운동에 관한 연구 (A study on the determination of the instantaneous center of rotation pathway and the movement of the mandible by using the B-spline method)

  • 강동완;계기성
    • 대한치과보철학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.55-81
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    • 1989
  • Recently the instantaneous center concept has been to understand the biomechanics by which a tissue derangement causes a mechanical derangement in human joint. Therefore, to understand the biomechanics of temporomandibular joint (T.M.J.) as a part of human joint, it is necessary to clarify the instantaneous center of rotation (I.C.R.) in the mandibular movement. Twenty male subjects without T.M.J. disorder and mandibular deviation during the mandibular movement were selected for this study. The habitual opening and closing paths were recorded on the paper of the sagittal metal plate by two pencil markers connected to the resin open clutch attached on the lower teeth, which was designed for this study. The coordinates of the 33-target points and the 109-anatomical landmarks were obtained using a Summagraphic digitizer connected to a 18AT computer. The original raw data of the opening and closing paths were smoothed by B-spline curve fitting technique and then the I.C.R. pathways were determined mathematically by the computer using algorithm for finding the I.C.R. of a planer rigid body model. Also the opening and closing movements of the mandible were simulated according to the determined I.C.R. The results obtained from this study were as follows. 1. At the early opening and the last closing, I.C.R's were almost distributed around the mastoid process outside the mandibular body without the presence in the region of the mandibular condyle. 2. The I.C.R. pathway showed variable patterns to each subject at the opening and closing movements. 3. The K constant with uniform pattern was obtained by the rotation angle times the radius, which was assumed to the index of the mandibular movement. 4. The opening and closing movements of the mandible were simulated by the I.C.R. pathways at the habitual opening and closing movements. 5. The mandibular condyle was rotated or translated accordng to the relative rotation angle and radius of the determinant factors of K contant.

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실시간 피부 변형 제어를 위한 근육 변형 모델 (Muscle Deformation Model for Real-Time Skin Deformation Control)

  • 진정환;김종혁;최정주
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.21-30
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    • 2010
  • 본 논문에서는 실제 근육의 해부학적 특징에 근거한 모델을 설계하고, 근육의 모양이 골격의 움직임에 따라서 변화하는 실시간 시뮬레이션 기법을 제시한다. 근육 모델은 골격 혹은 다른 근육의 양 끝 점에 부착되는 위치와 방위에 따라서 부피가 유지되도록 변형된다. 근육 변형의 결과는 간단한 스키닝을 통해서 실제 피부 변형의 결과로 이어져 관찰된다. 실제 인체와 유사하게 모델링된 다관절 캐릭터의 수행 성능을 제시한다. 실험적 결과에 따르면 수십개의 모델링된 근육을 골격 운동에 따라서 실시간에 변형할 수 있다. 따라서 빠른 수행속도에 일정한 품질을 요구하는 게임 등과 같은 실시간 제어 환경에 등장하는 다관절 캐릭터를 제어하는데 효과적으로 사용될 수 있다.