• 제목/요약/키워드: Three dimensional imaging

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Quantitative analysis of the TMJ movement with a new mandibular movement tracking and simulation system

  • Kim, Dae-Seung;Hwang, Soon-Jung;Choi, Soon-Chul;Lee, Sam-Sun;Heo, Min-Suk;Heo, Kyung-Hoe;Yi, Won-Jin
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제38권4호
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    • pp.203-208
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    • 2008
  • Purpose : The purpose of this study was to develop a system for the measurement and simulation of the TMJ movement and to analyze the mandibular movement quantitatively. Materials and Methods : We devised patient-specific splints and a registration body for the TMJ movement tracking. The mandibular movements of the 12 subjects with facial deformity and 3 controls were obtained by using an optical tracking system and the patient-specific splints. The mandibular part was manually segmented from the CT volume data of a patient. Three-dimensional surface models of the maxilla and the mandible were constructed using the segmented data. The continuous movement of the mandible with respect to the maxilla could be simulated by applying the recorded positions sequentially. Trajectories of the selected reference points were calculated during simulation and analyzed. Results : The selected points were the most superior point of bilateral condyle, lower incisor point, and pogonion. There were significant differences (P<0.05) between control group and pre-surgical group in the maximum displacement of left superior condyle, lower incisor, and pogonion in vertical direction. Differences in the maximum lengths of the right and the left condyle were 0.59${\pm}$0.30 mm in pre-surgical group and 2.69${\pm}$2.63 mm in control group, which showed a significant difference (P<0.005). The maximum of differences between lengths of the right and the left calculated during one cycle also showed a significant difference between two groups (P<0.05). Conclusion : Significant differences in mandibular movements between the groups implies that facial deformity have an effect on the movement asymmetry of the mandible. (Korean J Oral Maxillofac Radiol 2008; 38 : 203-8)

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폭우에 의해 발생된 강 제방 주변 변형의 3차원 GPR 영상화: 일본 사이타마현의 아라강에 대한 현장적용사례 (A 3D ground penetrating radar imaging of the heavy rainfall-induced deformation around a river levee: a case study of Ara River, Saitama, Japan)

  • Yokota, Toshiyuki;Inazaki, Tomio;Shinagawa, Shunsuke;Ueda, Takumi
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제12권1호
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    • pp.49-55
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    • 2009
  • 이 논문은 2007년 9월에 발생한 태풍이 동반한 폭우 후에 일본 사이타마현의 아라강 유역의 제방근처 지형변형 지역에서 실시된 3차원 GPR 탐사에 관하여 기술하였다. 폭우에 의해 생긴 포장된 도로 위의 수직균열 주변에 근접한 4방향의 2차원 탐사들로 이루어진 고밀도의 3차원 GPR 탐사가 수행되었다. 2차원 탐사의 방향은 각각 도로에 대해 $0^{\circ}$, $90^{\circ}$. $45^{\circ}$ 그리고 $-45^{\circ}$로, 측선 사이의 간격은 0.5 m 이하로 설정하였다. 3차원적인 지하구조가 3차원 Kirchhoff 형태의 구조보정 자료처리 기법을 통하여 정밀하게 영상화 되었다. 그 결과 포장포로 밑의 폭우로 인해 발생된 균연들의 위치와 수직 연결성 등을 명확하게 확인 할 수 있었다. 이 영상은 균열 형성과정의 매커니즘을 이해하는데 큰 도움을 줄것으로 기대된다. 또한 3차원 GPR 탐사 결과 공기로 채워진 공동이 존재하지 않는 것으로 확인되어 2차적인 피해가 발생될 가능성은 매우 낮은 것으로 판명되었다.

비정형 구조물의 시공성을 고려한 3차원 디지털 설계 최적화 프로세스 (3D Digital Design Optimization Process Considering Constructability of Freeform Structure)

  • 류한국
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.35-43
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    • 2013
  • 최근 상당기간과 공사비를 최소화할 수 있는 비정형 건축물의 설계와 시공이 새로운 기술로 구현되고 있다. 이는 비정형 건축물의 최적화 설계와 부재화를 통한 공장 생산 시스템과 현장 조립 및 설치 기술로 가능하다. 비정형 건축물의 구현을 위한 연구가 진행되어 왔으나 여전히 비정형 건축물 시공은 설계오류와 시공자의 도면이해 부족, 시공경험 및 공법의 부재 등으로 인하여 시공 품질과 공기, 공사비 증가 등의 잠재적 리스크를 포함하고 있다. 비정형 건축물의 시공품질 향상과 공기단축 및 시공비 상승의 문제점을 해결하기 위한 3D 디지털 설계와 제작 기술을 적용하는 것이 중요하다. 이에 본 연구는 비정형 구조물의 시공성을 고려한 3차원 디지털 설계 최적화 프로세스를 제안한다. 궁극적으로 본 연구는 비정형 구조물의 구조검토, CNC(Computerized Numerical Control) 가공에 의한 부재의 정밀제작, 설치, 시공의 오차관리로 최적 시공의 근간이 되는 비정형 건축물 외피 시스템 구현을 위한 최적화 설계 프로세스를 제시한다.본 연구는 비정형 건축물을 구현한 사례를 살펴보고 디지털 설계 프로세스와 적용 프로그램을 살펴본다. 비정형 건축물의 설계도의 3D 디지털 데이터 구축과 디지털 최적화 구현 사례로 4대강 대표 물문화관(The ARC)을 중심으로 설계단계에서 적용된 최적화 기법을 순차적으로 분석하여 비정형 건축물의 3차원 좌표제어에 대한 방법론을 제시한다.

Dyadic Sorting 방법을 이용한 DT-MRI Regularization에 관한 연구 (A Study on the Dyadic Sorting method for the Regularization in DT-MRI)

  • 김태환;우종형;이훈;김동윤
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제47권4호
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    • pp.30-39
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    • 2010
  • 자기공명확산텐서영상(diffusion tensor magnetic resonance image, DT-MRI)으로부터 얻어진 확산텐서는 잡음에 민감하므로 주 고유벡터(principle eigenvector, PEV)의 필드에도 잡음이 포함되기 쉽다. 신경다발영상은 잡음에 매우 민감한 PEV로부터 얻어지기 때문에 실제 신경다발의 방향과 다를 수 있다. 따라서 잡음을 제거하기 위한 정규화(regularization) 과정이 필요하다. 본 연구에서는 고유값과 고유벡터를 정규화 하기 위한 방법으로 Dyadic Sorting(DS) 방법을 사용하였고 이를 구현하기 위한 알고리듬을 제시하였다. DS 방법은 $3\times3$ 화소에서의 고유값-고유벡터 쌍의 오버랩 정도를 측정할 수 있는 Intervoxel overlap function을 이용하여 고유값, 고유벡터를 재배열하는 방법이다. 본 연구에서는 이 방법을 3차원으로 적용하여 주 고유 벡터가 $45^{\circ}$인 합성영상과 임상데이터에 적용하였고, 그 결과 임상데이터의 피질척수로에 적용한 경우 제안한 DS 방법이 중간값 필터 방법에 비하여 AAE, AFA가 각각 79.97%~83.64%, 85.62%~87.76% 우수함을 보였다.

종골 길이와 너비의 상관관계를 이용한 종골 너비 추정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Calcaneal Width Using a Correlation of Calcaneal Length and Width)

  • 천동일;황수강;조재호;최성우;김용범;원성훈
    • 대한족부족관절학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.61-65
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    • 2017
  • Purpose: The purpose of this study was to determine the correlation and ratio between the calcaneal length and width for predicting the width of calcaneus. Materials and Methods: A total of 190 feet (190 patients) were included based on computed tomography scans. The length of calcaneus (CL) was measured on the line connecting the center of a circle tangent to the cortical margin in the anterior and posterior parts of the calcaneus in a sagittal plane (W1, W2). The width of the calcaneus was defined as the horizontal line of each part (W1, W2, W3) on the same axial plane. The relationship between the measurement was determined through a correlation analysis. The reliability was assessed based on intraclass correlation coefficients. Results: The CL and widths of calcaneus (W1, W2, W3) had a good positive correlation (r=0.848 [W1/CL], r=0.738 [W2/CL], r=0.769 [W3/CL]; p<0.001). The mean CL and widths ratios were 0.33 (W1/CL), 0.37 (W2/CL), and 0.37 (W3/CL). Using these ratios to estimate the widths by multiplying each ratio by the measured calcaneal length, we found a difference between the estimated calcaneal widths and the actual measured calcaneal widths values was 0.25 mm, 0.43 mm, and 0.16 mm. All measurements showed good-to-excellent inter- and intraobserver reliability. Conclusion: This study analyzed the correlation and ratio between the length and width of the calcaneus. The results will help orthopedic surgeons fixate screws in a stable manner to prevent iatrogenic injuries to the medial neurovascular structures of the calcaneus.

Assessment of bone density changes following two-jaw surgery using multidetector computed tomography: A pilot study

  • Lee, Youngjoo;Park, Jae Hyun;Chang, Na-Young;Lee, Mi-Young;Kim, Bong Chul;Seo, Hye Young;Mangal, Utkarsh;Chae, Jong-Moon
    • 대한치과교정학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.157-169
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    • 2020
  • Objective: The aim of this retrospective study was to evaluate the pre- and postsurgical bone densities at alveolar and extra-alveolar sites following two-jaw orthognathic surgery. Methods: The sample consisted of 10 patients (mean age, 23.2 years; range, 18.0-27.8 years; 8 males, 2 females) who underwent two-jaw orthognathic surgery. A three-dimensional imaging program (Invivo 5) was used with multidetector computed tomography images taken pre- and postoperatively (obtained 32.3 ± 6.0 days before surgery and 5.8 ± 2.6 days after surgery, respectively) for the measurement of bone densities at the following sites: (1) alveolar bone in the maxilla and mandible, (2) extra-alveolar sites, such as the top of the head, menton (Me), condyle, and the fourth cervical vertebrae (C4). Results: When pre- and postsurgical bone densities were compared, an overall tendency of decrease in bone density was noted. Statistically significant reductions were observed in the densities of cancellous bone at several areas of the maxillary alveolar bone; cortical and cancellous bone in most areas of the mandibular alveolar bone; cortical bone in Me; and cancellous bone in C4. There was no statistically significant difference in bone density in relation to the depth of the alveolar bone. In a comparison of the bone densities between groups with and without genioplasty, there was almost no statistically significant difference. Conclusions: Accelerated tooth movement following orthognathic surgery may be confirmed with reduced bone density. In addition, this study could offer insights into bone metabolism changes following orthognathic surgery, providing direction for further investigations in this field.

구강외과 수술용 스텐트 기반 영상유도 수술 시스템의 개발 (Development and application of stent-based image guided navigation system for oral and maxillofacial surgery)

  • 이우진;김대승;이원진;이삼선;최순철;허민석;허경회;김명진;이지호
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제39권3호
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    • pp.149-156
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    • 2009
  • Purpose : The purpose of this study was to develop a stent-based image guided surgery system and to apply it to oral and maxillofacial surgeries for anatomically complex sites. Materials and Methods : We devised a patient-specific stent for patient-to-image registration and navigation. Three-dimensional positions of the reference probe and the tool probe were tracked by an optical camera system and the relative position of the handpiece drill tip to the reference probe was monitored continuously on the monitor of a PC. Using 8 landmarks for measuring accuracy, the spatial discrepancy between CT image coordinate and physical coordinate was calculated for testing the normality. Results : The accuracy over 8 anatomical landmarks showed an overall mean of $0.56{\pm}0.16\;mm$. The developed system was applied to a surgery for a vertical alveolar bone augmentation in right mandibular posterior area and possible interior alveolar nerve injury case of an impacted third molar. The developed system provided continuous monitoring of invisible anatomical structures during operation and 3D information for operation sites. The clinical challenge showed sufficient accuracy and availability of anatomically complex operation sites. Conclusion : The developed system showed sufficient accuracy and availability in oral and maxillofacial surgeries for anatomically complex sites.

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라인스캔 카메라를 이용한 3차원 정밀 측정 (3D Precision Measurement of Scanning Moire Using Line Scan Camera)

  • 김현주;윤두현;김학일
    • 한국광학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.376-380
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    • 2008
  • 본 논문에서는 라인스캔 카메라를 통해 모든 영역의 영상을 획득하는 연구를 제안한다. 이 방법은 기존의 면적 카메라를 이용했던 방법에 비해 투영격자의 이동 횟수를 획기적으로 줄일 수 있으며, 그로 인해 측정시간이 매우 빠르고 측정정밀도도 뛰어난 장점을 가진다. 본 논문의 스캐닝 모아레 측정 방법은 넓은 영역의 3차원 형상 정보를 얻는데 매우 유익하며, 대면적의 대상물 측정 시 일반적으로 사용하는 stitching 기법을 사용할 필요가 없으므로 한번에 전 영역의 3차원 형상의 복원이 가능하여 보다 빠른 속도로 3차원 형상 정보를 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 투영격자 하나만을 이용한 영사식 모아레 방식을 이용하여 작은 높이 단차를 갖는 물체의 3차원 형상을 복원하고 그 높이를 용이하게 측정 할 수 있다. 본 연구는 양산환경(Mass production)의 웨이퍼 범프 높이 검사 및 FC-CSP나 FC-BGA 범프 높이 검사 등에 활용 할 수 있으며, 실험을 통해 기존의 방법에 비해 투영격자의 이동횟수 및 측정 속도가 향상되었음을 확인하였다.

수중초음속제트의 불안정성에 대한 실험적 고찰 (Experimental Observation of Instability of Supersonic Submerged Jets)

  • 정재권;이대훈;차홍석;박승오;권세진
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.45-52
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    • 2002
  • 2차원 수중 초음속 제트의 구조 및 유동 불안정성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 제트의 구조 및 시간에 따른 변화를 관찰하기 위하여 고속 디지털 카메라 촬영과 정압을 측정하였다. 공기 유량의 변화에 따른 제트의 구조를 초고속 촬영하여 이로부터 얻어진 장면에서 확산각을 구했다. 일련의 제트의 주기적인 특성에 따른 구조를 관찰하였고 불안정성의 초당 주기 발생 횟수가 5-6회 정도로 측정되었다. 세 가지 특성 길이 $L_1$, $L_2$, $L_3$를 정의하였다. $L_1$은 불안정적 주기가 발생할 경우 최대제트의 폭 스케일, $L_2$는 2차적인 유동이 유입되는 곳의 제트의 폭 스케일, $L_3$는 노즐 출구로부터 2차적으로 유도된 유동이 유임되는 곳까지의 길이다. $L_1$/$L_2$는 전압 즉, 탱크 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향성을 가지고 있고 $L_3$는 전압이 증가함에 따라 증가하는 경향성을 띄었다. 시간에 따른 정압 변화를 측정하였으며 FFT결과를 통해서 불안정성으로 인해 발생하는 주파수와 유사한 값인 5Hz에서 고유진동이 발생하는 것을 확인하였다.

자외선B 조사에 의한 모발 외부와 내부의 광산화에 관한 분광학적 비교 (Spectroscopic Comparison of Photo-oxidation of Outside and Inside of Hair by UVB Irradiation)

  • 하병조
    • 공업화학
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    • 제31권2호
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    • pp.220-225
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    • 2020
  • 모발은 여러 가지 아미노산들을 포함하는 단백질로 이루어져 있다. 자외선(UV)은 태양광선중에서 모발손상에 가장 큰 영향을 미치며 모발 노화에 주된 역할을 한다. 본 연구의 목적은 전자현미경(SEM), 공초점현미경(CLSM) 및 적외선 현미경분광법(IR micro spectroscopy)을 이용하여 정상모발에 UVB를 조사한 후 특징적인 형태학적 및 화학적 구조변화를 알아보는 것이다. 에너지 분산형 X선 분광기가 부착된 전자현미경은 자외선 조사모발의 표면이 정상모발과 비교했을 때 거칠고 높은 산소원소의 함량을 보였다. 형광 및 3차원 위상 이미지를 CLSM으로 분석한 결과 정상모발의 초록색 형광방출이 UVB 조사모발에 비해 매우 높았다. 또한 fluorescamine 형광 염색법을 통해 UVB 조사모발은 정상모발에 비해 펩타이드 결합의 파괴로 생성된 자유 아미노기가 많음을 확인할 수 있었다. UVB 조사모발의 강한 푸른색 형광은 아미노기의 함량이 높다는 것을 의미하며, 이는 CLSM에서도 관찰되었다. 따라서 fluorescamine은 UVB 조사모발에서 펩타이드 결합의 파괴를 관찰하는데 유용한 도구가 될 수 있다. 정상모발과 UVB 조사모발의 단면을 IR micro-spectroscopy를 통해 이미지 맵핑(mapping)한 결과, UVB 조사모발은 정상 모발에 비해 모발의 표면은 물론 내부에 걸쳐 디설파이드 결합(disulfide bond)의 산화가 일어나고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 분광학적 방법은 단독 또는 다른 분석법과 함께 모발화장품의 개발에 응용될 수 있을 것이다.