• 한국정밀공학회지
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• 제21권11호
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• pp.83-90
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• 2004

In this paper we present a new real-time visual servoing unit for laparoscopic surgery This unit can automatically control laparoscope manipulator through visual tracking of laparoscopic surgical tool. For the tracking, we present two-stage adaptive CONDENSATION(conditional density propagation) algorithm to extract the accurate position of the surgical tool tip from a surgical image sequence in real-time. This algorithm can be adaptable to abrupt change of laparoscope illumination. For the control, we present virtual damper system to control a laparoscope manipulator safely and stably. This system causes the laparoscope to move under constraint of the virtual dampers which are linked to the four sides of image. The visual servoing unit operates the manipulator in real-time with locating the surgical tool in the center of image. The experimental results show that the proposed visual tracking algorithm is highly robust and the controlled manipulator can present stable view with safe.

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

• Journal of Chest Surgery
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• 제36권3호
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• pp.194-201
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• 2003

급성 대동맥 박리증에는 주요 장기의 관류 부전이 동반될 수 있으며 이는 사망의 중요한 원인이다. 관류 부전은 수술 전뿐 아니라 수술 중 및 수술 후에도 발생할 수 있고 침범하는 대동맥 분지의 위치에 따라 다양한 양상으로 나타난다. 이를 성공적으로 치료하기 위해서는 급성 대동맥 박리증 환자의 진료시 항상 관류 부전 합병 가능성을 염두에 두고 적절한 진단 및 치료 조치를 신속하게 진행하는 것이 가상 중요하다. 저자들은 급성 대동맥 박리증에 뇌, 하지, 신장 및 위장관 등 다양한 장기의 관류 부전이 합병한 환자 4명을 성공적으로 치험하였기에 보고한다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2010년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.539-541
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• 2010

우리 사회의 고령화가 지속됨에 따라 퇴행성 척추 질환 및 관련 수술이 큰 폭으로 증가되고 있다. 척추 질환은 일상생활을 불가능하게 하며, 경제활동을 어렵게 하여 결과적으로는 삶의 질을 훼손시킨다. 따라서 고령화 사회를 대비하기 위해, 노령 척추 질환에 대한 적절한 진단과 치료, 재활에 도움을 줄 수 있는 가상 척추의 개발이 절실히 요구된다. 본 논문에서는 가상 척추의 기반이 될 노령 척추 데이터베이스를 설계하고 이를 관리하는 체제를 소개한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.84-93
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• 2004

정위적 방사선수술(stereotactic radiosurgery, SRS)은 정위적 기구를 이용해 환자를 고정시킨 후 한번에 고선량의 방사선을 병변에 조사하는 방사선 치료법이다. 일반적인 방사선 치료와 달리 단 한번의 조사로 고선량의 방사선이 환자에게 주어지므로 정확한 수술계획의 수립이 필요하다. 현재, 수술계획은 사람이 직접 시행착오를 거듭하며 수립되고 있다. 이로 인해 계획의 재연성과 신뢰성에 문제가 재기되고 있으며, 이를 해결하고자 컴퓨터를 활용한 수술계획 최적화 방법들이 제안되어 왔다. 그러나 기존의 방법들은 최종적인 수출계획을 얻을 때까지 많은 시간이 필요하고 사용되는 수학적 알고리듬의 한계로 국소적 최적해를 최종해로 산출해 낼 위험성을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 이상표적모델을 활용한 정위적 방사선수술계획 최적화 방법을 연구하였다. 병소의 다양한 모양을 근사시킬 이상표적모델을 구형과 원통형, 원뿔형, 타원체의 4종류 가정하였다. 회전중심점(isocenter)을 여러 개 사용하여 이상표적모델을 50％ 등선량 내에 포함시키고, 이 조건을 만족하는 경우의 회전중심점의 위치, 콜리메이터 크기를 데이터베이스화 하였다. 병소가 주어질 경우 기하학적 비교를 통해 병소의 모양을 가장 잘 나타낼 수 있는 이상표적모델, 또는 이상표적모델의 조합을 결정한 후 병소를 근사화하는 과정을 개발하였다. 이후 각 이상표적모델에 대해 데이터베이스에 구축되어 있는 최적변수들을 찾아 회전중심점을 배치시키고 실제 병소에 맞게 최종적인 수정을 통해 최적화 과정을 마치도록 하였다. 이 과정을 가상 표적에 대해 수행한 결과 뛰어난 결과를 보이진 않았으나 회전중심점에 대한 간단한 변화만으로 만족할 만한 결과를 나타내었다. 이는 직접적인 수술에 사용될 수는 없을지라도 수술계획을 함에 있어 최적화 과정의 시작점(Starting Point)으로 받아들이기에 만족할 만한 결과이다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.75-77
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• 2004

정위적 방사선 수술은 치료와는 달리 한 번에 많은 양의 방사선을 병소를 중심으로 조사한다. 그러므로, 수술 계획시 치료 영역에서의 병소를 중심으로 한 선량분포의 계획은 대단히 중요하다. 실질적으로, 수술 계획자는 정확하고 효율적인 수술 계획을 수립하기 위해 많은 시행착오(trial and error)를 거치면서 최적의 수술 계획을 완성한다. 본 연구는 공간상의 기본 단위인 체적소에 근거하여 병소와 일정영역간의 분포로서 회전중심점들(Multi-isocenter)을 불규칙한 모양의 병소내 자동적으로 최적의 배치 방법을 제안하였다. 또한, 이를 검증하기위해 3개의 다른 모양과 체적을 가지는 가상의 표적들에 대하여 이 방법을 적용하였다. 그 결과, 병소에 대한 선량분포 일치도(conformity)와 균질성(homogeneity)은 RTOG의 권고사항을 잘 만족하였다. 이러한 방법은 선형가속기와 감마나이프를 이용한 수술 계획시 수술 계획자에게 많은 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다.

• Journal of International Society for Simulation Surgery
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• 제2권2호
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• pp.87-89
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• 2015

Closed reduction using acrylic splints with circummandibular fixation has been known to be useful techniques in pediatric mandibular fractures. However, this technique has some shortcomings, including needs for impression taking or additional laboratory process, which can increase the exposure time of general anesthesia or make an additional sedation visit. Recently, the advancement of computer-aided maxillofacial surgery offers to clinicians to expansion of its application. This case report represents a technique of computer-assisted virtual reconstruction and computer-aided designed splint fabrication in a 2-year-old boy with mandibular body fracture.

• Journal of International Society for Simulation Surgery
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• 제3권2호
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• pp.87-89
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• 2016

Le fort 1 osteotomy surgery is one of the most popular surgical methods for the treatment of patients with facial bone deformities. An intermediate wafer splint is used to fix the bone segment to the planned position, but there are many steps that can cause errors. To reduce these errors, we propose a method of using a surgical guide made with virtual surgical simulation.

• Journal of International Society for Simulation Surgery
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• 제2권1호
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• pp.43-45
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• 2015

Recent progress on CT such as multi-detector row CT, oral contrast agents and multiplanar reconstruction have markedly improved the image quality as well as diagnostic performance of gastric cancer. Multiplanar reformatted images at predetermined orientations can be easily performed and embedded into routine CT protocol without increasing medical expense or labor. Currently, many institutions have adopted routine multiplanar reformatted protocols and therefore knowledge on them can improve the diagnostic accuracy of gastric cancer.

• Journal of International Society for Simulation Surgery
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• 제3권1호
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• pp.33-35
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• 2016

Fibrous dysplasia(FD) is a disorder in which normal bone is replaced with pathologic tissue. When occurring in craniofacial regions, the zygomaticomaxillary complex is most commonly affected and this pathologic lesion results in facial asymmetry. and By using computer-assisted virtual simulation, precise maxillofacial contouring was achieved for harmonious facial morphology and the surgical procedure was simplified and the surgery brought satisfactory results in terms of both esthetics and functionality.