• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제22권7호
• /
• pp.670-675
• /
• 2022

4차 산업혁명의 시대는 모든 것이 데이터 중심이다. 데이터의 종류와 양이 중심이 될 수도 있고, 특수한 상황에서 요구하는 새로운 데이터가 필요할 때도 있다. 3D프린터가 다양한 분야에 활용되면서 새롭게 도전을 받는 분야들이 있다. 특히 의료 관련 분야에서 그동안 생각도 하지 못했던 새로운 시도가 일어나고 있다. 본 논문에서는 인체 데이터 중에도 인체 물성이 요구되는 분야에 연구를 가능하게 하기 위한 연구이다. 그동안 인체 장기를 활용한 연구에서는 주로 실리콘 소재로 만들어진 데이터를 활용하였다. 시신으로부터 인체 물성을 측정하고, 이 물성을 반영한 신소재를 개발하고, 3D프린터로 인공 장기를 개발한다. 이렇게 만들어진 인공장기를 활용하여 신장결석 제거용 로봇으로 수술하는 연습을 할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 사람의 실제 장기와 유사한 첨단 소재를 개발하기 위한 일련의 연구 과정을 소개하고자 한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
• /
• pp.282-285
• /
• 2011

효과적인 수술 훈련 시뮬레이터를 구축하기 위해서는 사실적인 훈련 환경을 제공하는 것뿐만 아니라 훈련 결과를 바탕으로 사용자의 숙련도를 객관적으로 측정하고 평가하는 과정 또한 중요하다. 이를 위해 본 연구는 수술 훈련 중 큰 비중을 차지하는 절개 동작에 대한 정량적 평가 척도를 제공하는 것을 목표로 한다. 사용자가 가상 장기 모델에 대해 절개를 수행하는 동안 평가 시스템은 절개 경로와 깊이를 일정 간격으로 샘플링하여 저장하고, 이를 두 곡선 간의 유사성 측정 알고리즘을 통해 훈련 시나리오 상에 정의된 표준 절개 경로와 깊이, 속도를 각각 비교한다. 이렇게 계산된 두 경로 사이의 거리가 가까울수록 유사성이 높은 것으로 간주하며, 사전에 설정된 기준치 이상의 유사성을 기록할 경우 훈련 목표를 충족한 것으로 판단할 수 있다. 본 연구에서는 단순 거리 측정에 의존한 일반적인 경로의 유사성 판단 알고리즘의 문제점을 제시하고, 전체 절개 경로의 길이 대비 현재까지 진행된 정도를 매개변수로 하는 방법을 이용하여 절개 경로의 방향을 고려한 유사성 측정 알고리즘을 제안하였다. 이와 같이 정량적이며 자동화된 절개 숙련도 평가 기법을 제안함으로써 사용자의 훈련 결과에 대해 보다 객관적인 피드백을 제공 할 수 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제36권6호
• /
• pp.264-270
• /
• 2015

A mock circulatory loop system has been developed to construct a simulator for trainees in cardiopulmonary bypass systems or to simulate a test environment for cardiac-assist devices. This paper proposes a computerized mock circulatory loop system whose node is modularized by using a servo control flow regulator to simulate dynamic change of the hemodynamic status. To observe the effect of time-varying resistance, one with hemodynamic properties, the proposed system replicates the planned cross-sectional areas of the outlet of a ventricular assist device in terms of voltage input of a servo valve. The experiment is performed (1) for steady-input commands of selected area sizes and (2) for dynamic commands such as monotonous increase and decrease, and oscillatory functions of the voltage input, and a computer program based on LabVIEW (National Instruments, Austin, USA) processes every measured data and control command to the servo valve. The results show that the pressure and flow at the target points with respect to time-varying resistance match intuitive estimation: the pressure at the outlet and the pressure drop between both sides of the valve increased and the flow at the outlet decreased for increased resistance.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
• /
• 제7권2호
• /
• pp.160-165
• /
• 2015

PURPOSE. In this study, a temporal abutment fixation screw, designed to fracture in a controlled way upon application of an occlusal force sufficient to produce critical micromotion was developed. The purpose of the screw was to protect the osseointegration of immediate loaded single implants. MATERIALS AND METHODS. Seven different screw prototypes were examined by fixing titanium abutments to 112 Mozo-Grau external hexagon implants (MG Osseous$^{(R)}$; Mozo-Grau, S.A., Valladolid, Spain). Fracture strength was tested at $30^{\circ}$ in two subgroups per screw: one under dynamic loading and the other without prior dynamic loading. Dynamic loading was performed in a single-axis chewing simulator using 150,000 load cycles at 50 N. After normal distribution of obtained data was verified by Kolmogorov-Smirnov test, fracture resistance between samples submitted and not submitted to dynamic loading was compared by the use of Student's t-test. Comparison of fracture resistance among different screw designs was performed by the use of one-way analysis of variance. Confidence interval was set at 95%. RESULTS. Fractures occurred in all screws, allowing easy retrieval. Screw Prototypes 2, 5 and 6 failed during dynamic loading and exhibited statistically significant differences from the other prototypes. CONCLUSION. Prototypes 2, 5 and 6 may offer a useful protective mechanism during occlusal overload in immediate loaded implants.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제25권1호
• /
• pp.26-33
• /
• 2007

목 적: 좌측 조기유방암으로 보존수술 후 2차원 또는 3차원 모의치료를 통해 방사선치료를 받은 환자들에서 SPECT (single photon emitted computerized tomography) 영상을 이용하여 심근관류결손의 부위와 빈도를 비교 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 2002년 1월부터 2003년 8월까지 AJCC 병기 T1-T2N0M0인 좌측 조기유방암으로 진단되어 외과에서 보존수술 및 화학요법 후 방사선치료를 시행하였던 32명의 환자들을 대상으로 하였다. X선 투시기를 이용한 2차원 모의치료를 통해 방사선치료를 받은 환자들과 컴퓨터단층촬영 기반의 3차원 모의치료 방법을 이용했던 환자들을 구분하여 연구를 진행하였다. 이들을 대상으로 최소 3년 이상의 추적관찰 기간 후에 technetium-99m-sestamibi gated perfusion SPECT를 시행하여 각 군에서의 심근관류결손의 부위와 빈도를 비교 평가하였고, 각 환자들에서의 심벽의 운동상태와 좌심실의 박출량을 측정하여 분석하였다. 또한 모의치료 과정에서 방사선에 피폭되는 심장영역을 각 군에서 측정하여 심근관류결손과의 상관관계를 알아보았다. 결 과: SPECT 영상 결과, 심근관류결손이 확인된 경우는 전체 32명의 환자 중 11명(34.4%)이었다. 2차원 모의치료를 받은 15명의 환자 중 7명(46.7%)에서, 3차원 모의치료를 받은 17명의 환자 중 4명(23.5%)에서 관류결손이 발견되었는데, 3차원 모의치료를 이용한 환자들에서 심근관류결손의 빈도가 통계적으로 유의하게 낮았다(p=0.0312). 심근관류결손이 확인된 11명 중, 심첨부 결손을 보인 경우가 10명으로 대부분을 차지했다. 심벽의 운동상태와 심실박출량은 모두 정상이었으며, 방사선 조사야에 포함된 심장영역은 3차원 모의치료 군에서 보다 작았으나 양군에서의 심근관류결손과의 통계적 유의성은 확인할 수 없었다. 결 론: 저자들은 이번 연구를 통해 좌측 조기유방암 환자에서 보존수술 후 방사선치료 시 전산화단층촬영 모의치료기를 이용한 3차원 모의치료 방법을 이용하면 심근에 대한 조사용적을 줄일 수 있어 심근관류결손의 빈도를 낮출 수 있음을 확인하였다. 그러나 심근관류스캔상의 결손과 향후 임상적인 허혈성 심장질환으로의 발전 또는 이로 인한 사망률의 증가와의 연관성은 장기간의 추적관찰과 전향적 임상연구를 통해 확인할 필요가 있겠다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제23권3호
• /
• pp.169-175
• /
• 2005

목적: 방사선 치료 시 3차원 영상 획득에 방사선치료 전용으로 개발된 모의 CT를 사용하고 있으나 아직까지도 많은 병원에서는 일반 진단용 CT를 이용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 21명의 유방암 환자를 대상으로 모의치료, 진단용 CT기를 이용한 CT 스캔, 및 치료 과정 사이의 준비 오차를 분석하였다. 대상 및 방법: 준비 오차는 isocenter, SSD, CLD, 및 수술 시 삽입된 클립의 위치들의 변화를 계산하여 분석하였다. 모의조사에서 얻어진 x-ray 영상에 나타난 해부학적 구조물과 CT 스캔 시 isocenter를 표시하기 위해 환자의 몸에 부착된 marker를 기준으로 정해진 isocenter에서 얻은 DRR 영상상의 구조물을 비교하여 잘 일치하지 않을 경우 새로운 isocenter가 정해졌고 이러한 isocenter의 위치 변화를 계산하였다. 결과: 21명의 환자 중 7명의 경우 DRR상과 모의치료 필름상의 해부학적 구조물이 21명의 환자 중 7명이 일치하지 않았으므로 치료계획을 실행하기에 앞서 새로운 isocenter를 정하였다. Isocenter 이동을 근거로 계산된 진단용 CT와 모의 치료간에 발생되는 평균 준비오차의 표준편차는 횡측 방향으로 2.3 mm, longitudinal 방향으로 1.6 mm, 그리고 AP 방향으로 1.6 mm이다. 모의치료와 CT data의 AP 방향 및 tangential 방향에서 측정된 SSD 값의 평균오차 및 표준편차는 각각 $1.9{\pm}2.3\;mm$ 및 $2.8{\pm}3.7\;mm$이다. 모의치료와 DRR간의 CLD 오차의 변화범위는 0에서 6 mm 이고 모의치료와 portal 영상간의 오차범위는 0에서 5 mm이다. 클립을 기준으로 계산된 그룹의 systematic error는 횡측 방향으로 1.7 mm, AP 방향으로 2.1 mm, 그리고 SI 방향으로 1.7 mm이다. 결론: 연구 결과 SSD, CLD, 클립의 움직임 및 isocenter의 위치변화 측면에서 분석될 경우 그다지 큰 오차는 발생하지 않았음을 보여준다. 그러므로 본 연구결과 유방암 환자의 경우 진단용 CT를 사용한다 하더라도 준비오차는 모의 CT를 사용하는 경우와 비교하여 차이가 없음을 알 수 있다. 그러나 모의치료와 CT스캔 사이의 준비오차를 감소하기 위해서는 CT 영상 획득 시 환자 위치고정에 특별한 주의를 기울여야 한다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.49-56
• /
• 2017

목 적: CT(computed tomography) 영상에서 Metal Artifact로 인해 왜곡된 영상을 보정하는 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm의 정확성을 평가하고 양성자 치료계획에서 IMAR Algorithm 적용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: CT simulator를 이용하여 CIRS Phantom 내에 금속을 삽입한 것과 삽입하지 않은 영상을 각각 촬영하였다. Phantom 내의 동일한 위치에 ROI1, ROI2를 설정하여 금속이 없는 경우의 영상과 금속으로 인한 Artifact가 발생한 영상, IMAR Algorithm을 적용한 영상에서 CT Number값의 차이를 비교하였다. 또, 금속 주변에 위치한 조직등가물질의 CT Number값을 비교하였다. 척추에 임플란트 시술을 시행한 환자를 가정하여 Rando 팬텀의 척추 부위에 Titanium 봉을 삽입하여 CT 촬영을 하였다. IMAR Algorithm 적용 전과 후의 영상에서 같은 부위에 ROI 1, ROI 2를 설정하여 CT Number값을 측정하고, 각각의 영상에 동일한 양성자 치료계획을 세워 세 지점에서 양성자선의 비정(Range)의 차이를 비교하였다. 결 과: CIRS Phantom 평가에서 금속이 없는 경우의 평균 CT number값은 ROI 1에서 -6.5 HU, ROI 2에서 -10.5 HU였다. 금속이 있는 경우 Fe, Ti, W 순으로 ROI 1에서 -148.1, -45.1, -151.7 HU였으며 IMAR Algorithm을 적용 하였을 때는 -0.9, -2.0, -1.9 HU로 증가하였다. ROI 2에서는 금속이 있는 경우 171.8, 63.9, 177.0 HU였으며 IMAR Algorithm 적용 후에는 10.0, 6.7, 8.1 HU로 감소하였다. 조직등가물질의 CT Number값은 가장 멀리 위치한 폐를 제외하고 모두 원래의 CT Number값에 가깝게 보정이 되었다. Rando Phantom 평가는 금속이 없는 경우와 금속이 있는 경우, IMAR Algorithm을 적용하였을 때 평균 CT Number값은 각각 ROI 1에서 9.9, -202.8, 35.1 HU였으며 ROI 2에서 9.0, 107.1, 29 HU였다. 치료계획에서 금속이 없을 때와 양성자선의 Range의 차이는 IMAR Algorithm을 적용하였을 때 1번 지점에서 평균 0.26 cm 감소하였으며 2번 지점에서 평균 0.20 cm 감소하였다. 3번 지점에서는 평균 0.12 cm 감소하였다. 결 론: IMAR Algorithm을 적용함으로써 CT Number값은 금속이 없을 때의 원래의 값에 가깝게 보정되었다. 또, 양성자 치료계획의 Beam Profile에서 IMAR Algorithm 적용 후 비정의 차이가 0.01에서 최대 3.6 mm 줄어들었다. Artifact가 존재하지 않는 영상과 비교하여 약간의 차이는 존재하지만 양성자의 비정에 따른 선량의 급격한 변화를 고려한다면 금속이 있는 환자에게 IMAR Algorithm의 적용은 유용할 것으로 사료된다.

• 대한한의학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.60-68
• /
• 2012

Objectives: By grasping trends in research, technology, and general characteristics of learning support tools, this study was conducted to present a model for research on Korean Medicine (KM) to make use of information technology to support teaching and learning. The purpose is to improve the future clinical competence of medical personnel, which is directly linked to national health. Methods: With papers and patents published up to 2011 as the objects, 438 papers were extracted from "Web of Science" and 313 patents were extracted from the WIPS database (DB). Descriptive analysis and network analysis were conducted on the annual developments, academic journals, and research fields of the papers, patents searched were subjected to quantitative analysis per application year, nation, and technology, and an activity index (AI) was calculated. Results: First, research on medical learning support tools has continued to increase and is active in the fields of computer engineering, education research, and surgery. Second, the largest number of patent applications on medical learning support tools were made in the United States, South Korea, and Japan in this order, and the securement of remediation technology-centered patents, rather than basic/essential patents, seemed possible. Third, when the results of the analysis of research trends were comprehensively analyzed, international research on e-PBL- and medical simulation-centered medical learning support tools was seen to expand continuously to improve the clinical competence of medical personnel, which is directly linked to national health. Conclusions: The KM learning support tool model proposed in the present study is expected to be applicable to computer-based tests at KM schools and to be able to replace certain functions of national KM doctor license examinations once its problem DB, e-PBL, and TKM simulator have been constructed. This learning support tool will undergo a standardization process in the future.