• 제목/요약/키워드: 수술 시뮬레이션

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시뮬레이션을 이용한 슬관절 수술 변수 결정 (Determination of Total Knee Replacement Parameter by Simulation)

  • 윤영수;박세형;이수홍;최귀원
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.881-887
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    • 2005
  • A total knee replacement is an extremely 'position-sensitive' operation; a malposition or a malalignment of the components will lead to a breakage of the component, a fracture around the knee prosthesis, and the limitation of range of the motion, etc. In a conventional total knee replacement, surgeons have to select an appropriate prosthesis according to the shape of the surgical region. A wrong selection may give rise to side effects or to need re-operation. Nevertheless, it is so difficult to choose the most proper prosthesis out of various kinds of prosthesis. This paper presents a surgical planning system for the total knee replacement with an operation simulating method in order to determine the parameters for the total knee replacement operation. We select an alignment axis and a resection angle as major operation parameters in the total knee replacement operation, and introduce the method to determine the major operation parameters with the operation simulator we developed. The simulator is used to determine operation parameters for optimized operations, to select the most appropriate prosthesis, and to analyze the prospective problems of the operation.

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가변 워핑 마스크와 스머지 필터를 이용한 2D 실사 기반 가상 성형 시스템 (2D Image-based Virtual Plastic Surgery System Using Variable Warping Mask and Smudge Filter)

  • 곽노윤;안은영
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2008년도 동계학술대회
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    • pp.191-195
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    • 2008
  • 가상 성형 시스템은 실제 성형 수술을 시행하지 않은 상태에서도 성형 후의 형상을 가상적으로 시뮬레이션해 봄으로써 고객의 의사 결정과 성형의의 수술 계획 및 상담을 효과적으로 지원할 수 있는 그래픽 시스템이다. 본 논문은 가변 워핑 마스크와 스머지 필터를 이용한 2D 가상 성형 시스템의 반자동 필드 워핑을 제안함으로써 가상 성형의 편의성과 실용성을 제고함에 그 목적이 있다. 제안된 2D 가상 성형 시스템은 마우스로 스머지 필터를 조작하여 얼굴 구성 요소의 윤곽 형상을 원하는 형태로 변형할 수 있는 직관적인 사용자 인터페이스를 제공한다. 얼굴 구성 요소의 스머징 전후의 윤곽선을 대상으로 다각형 근사화에 기반한 계층적 제어선 매핑을 통해 획득한 제어선 쌍들을 이용하여 반자동 필드 워핑을 수행함으로써 소스 제어선으로부터 목표 제어선까지 점진적으로 변해가는 다수의 중간 프레임들을 생성한다. 또한 이 반자동 필드 워핑을 수행할 시, 성형부위의 변형을 따라 단계적으로 모양이 변하는 가변 워핑 마스크를 사용함으로써 변형 부위 이외의 얼굴 구성 요소들에 대해서는 왜곡을 최소화하는 지역적 변형 특성을 제고한 것이 특징이다. 제안된 2D 가상 성형 시스템은 직관적이고 편리한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있기 때문에 시간이 적게 소요되고 작업 피로도가 낮아 실용성이 높다. 따라서 비숙련자도 간단한 사용자 입력만으로 만족스러운 가상 성형 결과를 얻을 수 있다. 특히 짧은 시간 내에 성형의와 고객이 만족하는 직관적인 상담을 가능케 하는 것이 장점이다.

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가상 수술 시뮬레이션과 3차원 프린팅 절골술 가이드를 이용한 교정 수술: 증례 보고 (Corrective Surgery Using Virtual Surgical Simulation and a Three-Dimensional Printed Osteotomy Guide: A Case Report)

  • 최기원;신기준
    • 대한족부족관절학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.112-116
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    • 2023
  • A 74-year-old female patient, who underwent surgery for a left distal tibiofibular fracture 40 years earlier, visited the hospital with an ankle varus deformity due to malunion. The patient complained of discomfort while walking due to the ankle and hindfoot varus deformity but did not complain of ankle pain. Therefore, correction using supramalleolar osteotomy was planned, and through virtual surgical simulation, it was predicted that a correction angle of 24° and an osteotomy gap open of 12 mm would be necessary. An osteotomy guide and an osteotomy gap block were made using three-dimensional (3D) printing to perform the osteotomy and correct the deformity according to the predicted goal. One year after surgery, it was observed that the ankle varus was corrected according to the surgical simulation, and the patient was able to walk comfortably. Thus, for correction of deformity, virtual surgical simulation and a 3D-printed osteotomy guide can be used to predict the target value for correction. This is useful for increasing the accuracy of correction of the deformity.

누적외상병에 관한 연구

  • 권영국
    • 대한인간공학회:학술대회논문집
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    • 대한인간공학회 1993년도 추계학술대회논문집
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    • pp.20-20
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    • 1993
  • 반복적인 일의 수행으로 인한 병인 누적외상병에 관해 살펴보고자 한다. 누적외 상병(Cumulative Trauma Disorders)이란 비교적 생소한 질환으로 손이나 어떤 신체 부위를 반복적으로 오래 사용하였을 때 오는 병이다. 이 질환은 200년전 이탈리아 의사인 Benardino Ramazinni에 의해 분류되었으나 최근까지 큰 관심을 끌지 못했 다. 이 병은 Tennis Elbow(테니스 팔꿈치) 또는 Triger Finger(방아쇠 손가락)등 으로 더 잘 알려져 왔다. 그리고 의학계에서는 Ganglions(수종)으로 알려져 왔다. 그러나 80년대의 탁상컴퓨터의 보급으로 많은 사무실에서 반복적인 작업을 연속적 으로 하게 되어 많은 사무원들이 누적외상병(CTD)으로 고통에 시달리게 되고, 심한 경우에는 수술까지 하게된다. 제안자 역시 이 병으로 손목수술을 받은 바 있는 데 이 병은 잠복기가 몇년씩 되는 직업병이다. 이병의 특성상 암과 같이 조기에 발견 하기 어렵고, 이것을 느꼈을 때는 대부분 너무 늦어 수술이 불가피한 경우가 많다. 본 연구에서는 누적외상병의 실체와 현재까지의 외국에서 수행된 연구결과를 소개하고, 현재 한국에서의 이병의 실태를 파악하기 위해 표본대상을 선정하여 설 문조사와 실측조사를 함께 수행하고자 한다. 표본대상으로 육체노동으로 반복작업 을 하는 (Blue-Color) 집단, 사무실에서 반복작업을 하는 (White-Color) 집단, 그리 고 가정에서 반복작업을 하게 되는 주부집단등으로 나누어 실태조사를 하고자 한다. 설문조사의 통계처리를 바탕으로 한국에서의 누적외상병에 관한 실태조사와 의식구 조까지를 진단해 보고자 한다. 그런 다음 총체적이고 최신의 이론과 연구에 바탕을 둔 해결책과 대안을 제시해 보고자 한다.콘에 대해 일반화시키기는 어려우나 이후에 행해질 Icon-based User Interface 분야의 많은 연구들의 기초가 될 것이다. 더불어 아이콘과 관련된 많은 요인들(문화적 영향, 아이콘 색깔, 크기, 아이콘의 위치등이 인식에 미치는 영향)에 대해서도 연구가 행해져야 할 것이다. 확인하고 각각의 기능을 분명히 했다.가 수월하게 하였고 메모리를 동적으로 관리할 수 있게 하였다. 또한 기존의 smpl에 디버깅용 함수 및 설비(facility) 제어용 함수를 추가하여 시뮬레이션 프로그램 작성을 용이하게 하였다. 예를 들면 who_server(), who_queue(), pop_Q(), push_Q(), pop_server(), push_server(), we(), wf(), printfct() 같은 함수들이다. 또한 동시에 발생되는 사건들의 순서를 조종하기 위해, 동시에 발생할 수 있는 각각의 사건에 우선순위를 두어 이 우선 순위에 의하여 사건 리스트(event list)에서 자동적으로 사건들의 순서가 결정되도록 확장하였으며, 설비 제어방식에 있어서도 FIFO, LIFO, 우선 순위 방식등을 선택할 수 있도록 확장하였다. SIMPLE는 자료구조 및 프로그램이 공개되어 있으므로 프로그래머가 원하는 기능을 쉽게 추가할 수 있는 장점도 있다. 아울러 SMPLE에서 새로이 추가된 자료구조와 함수 및 설비제어 방식등을 활용하여 실제 중형급 시스템에 대한 시뮬레이션 구현과 시스템 분석의 예를 보인다._3$", chain segment, with the activation energy of carriers from the shallow trap with 0.4[eV], in he amorphous regions.의 증발산율은 우기의 기상자료를 이용하

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뇌 정위 방사선수술의 선량 계산을 위한 몬테카를로 시뮬레이션 코드 개발 (Development of Monte Carlo Simulation Code for the Dose Calculation of the Stereotactic Radiosurgery)

  • 강정구;이동준
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권4호
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    • pp.303-308
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    • 2012
  • 뇌정위 방사선수술의 선량계산을 위해 Geant4 기반의 응용 프로그램을 개발 하였다. 선형가속기에서 발생하는 방사선의 스펙트럼을 입력하기 위하여 사전에 실행하여 구한 스펙트럼에 각 에너지별로 구한 가중치를 곱하여 확률밀도를 구하였다. 이를 누적밀도로 변환하여 입력하도록 하였다. 메신저 클래스를 이용하여 다양한 형태의 MLC 조사면을 설정할 수 있도록 하였다. 갠트리와 테이블의 회전을 모사하기 위하여 rotateX와 rotateY라는 회전행렬을 사용하였다. 월드좌표 속에서 갠트리와 테이블을 정의하여 각각 회전을 구현하였다. 실제 환자의 자료는 CT의 dicom 파일에서 픽셀 크기, 매트릭스 크기 등의 정보와 픽셀의 HU를 밀도로 변환한 파일을 생성한 다음 이 파일을 이용 환자의 모델링에 이용 하였다. 환자의 모델링은 팬텀월드 안에 픽셀의 크기에 해당하는 복셀을 정의하고 이 복셀에 픽셀의 밀도와 이 밀도에 해당하는 물질을 할당해주었다.

유니티 게임 엔진 기반의 의료 시뮬레이션을 위한 초점 배경 볼륨 가시화 (Focus+context volume rendering for medical simulation based on Unity game engine)

  • 하태준;계희원
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.65-74
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    • 2018
  • 상용 게임 엔진이 개인에게 공개되면서, 게임 엔진을 범용 연구에 사용하려는 시도가 계속되고 있다. 본 연구는 의료 시뮬레이션 개발에 게임 엔진을 이용하려 한다. 구체적 방법으로, 인체의 주요한 부분을 사용자가 선택하면, 선택한 부분의 가시화 파라미터를 두드러지게 변경하는 초점 배경 가시화를 볼륨 데이터에 적용하려 한다. 그 과정에서 본 연구는 누적 기반 초점 배경 볼륨 가시화 방법을 제안하며, 배경 부분은 초점 부분과 자연스럽게 투명해져 융합된다. 또한 제안 방법은 기존 볼륨 가시화 방법과 잘 결합되기 때문에 절개와 같은 가상 수술 기능이 원활하게 수행된다. 충돌처리 및 사용자 입력 기능을 가진 게임 엔진은 범용 연구를 효율적으로 개발하는 데 도움이 된다.

수술 후 재활 사례 기반의 시뮬레이션 교과 운영이 학습성과에 미치는 효과 (Effects of Simulation based Training using a Post-operating Rehabilitation Case on Learning Outcomes)

  • 오혜경;전은영
    • 재활간호학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.90-96
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    • 2014
  • Purpose: The purpose of this study was to determine the effects of simulation based training using a post-operating rehabilitation case on learning outcomes in nursing students. Methods: A quasi-experimental research design (one group pretest and posttest design) and a questionnaire for measuring learning outcomes were used in this study. The participants were 35 students in a college of nursing. Data were collected before the program and immediately after the program that applied simulation based training using a post-operating rehabilitation case consisted of 4th running and debriefing for 26 hours. With SAS 9.2 program, descriptive statistics and paired t-test were used to analyze the data. Results: There were statistically significant increases in necessity (p=.001) and performance of learning outcome (p<.001) of simulation based training using a post-operating rehabilitation case among students in a college of nursing. Conclusion: The findings of this study demonstrate that simulation based training using a post-operating rehabilitation case for nursing students may increase performance of learning outcomes on clinical reasoning and critical thinking.

시뮬레이션 교육에서 성찰질문과 글쓰기를 이용한 디브리핑의 효과 - 복부수술 후 환자 간호에서 (The Effect of Debriefing using Reflective Questions and Writing in Simulation Training - Post Operative Care of Abdominal Surgery)

  • 방설영;은영
    • 한국간호교육학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.463-473
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    • 2017
  • Purpose: The purposes of study was to evaluate the effect of debriefing using reflection questions and writing on the critical thinking disposition, self-efficacy, and clinical judgement ability in simulation of post-operative care of abdominal surgery. Methods: The research method was a nonequivalent control group no-synchronized design. The study period was from August 22 to 30, 2016. The subjects were comprised of 34 people in the experimental group and 36 in the control group. In a simulation session for post-operative care of abdominal surgery, the treatment of the experimental group was to debrief for 30 minutes using Lasater's reflection questions and writing. For the control group, a typical debriefing was conducted in the same environment. Results: Critical thinking disposition, self-efficacy, and clinical judgement were significantly higher in the experimental group than the control group. Conclusion: To enhance the critical thinking disposition, self-efficacy, and clinical judgement of nursing students in simulation, it is recommended to debrief using reflection questions and writing.

렉셀 감마플랜(LGP)에서 추출된 선량 분포와 가변 타원체 모형화기술(VEMT)에 의해 계산된 선량 분포 사이의 비교 (Comparisons between the Two Dose Profiles Extracted from Leksell GammaPlan and Calculated by Variable Ellipsoid Modeling Technique)

  • 허병익
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.9-17
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    • 2017
  • 감마나이프 방사선수술(GKRS)의 높은 정밀도와 정확성은 치료 성공을 위한 기본 요건이다. 방사선의 급격한 감소와 함께 정교한 방사선 전달 및 선량 기울기가 임상적으로 적용되어야 하므로 방사선량 측정 및 기하학적 정확성을 보장하고 감마나이프 방사선수술에서 발생할 수 있는 모든 위험 요인을 줄이기 위해서는 전용 정도관리(QA) 프로그램이 필요하다. 본 연구에서는 독립적인 검증 프로그램 가변 타원체 모형화기술(Variable Ellipsoid Modeling Technique: VEMT)을 적용해서 감마나이프 치료계획 시스템 렉셀 감마플랜의 알고리즘에 사용된 단일 샷 선량 분포의 정확성을 검증하였다. 감마나이프 퍼펙션(PFX)에 장착한 직경 160 mm의 구형 ABC 팬텀에 조사한 단일 샷의 선량 분포를 평가했다. 단일 샷의 조사는 ABC 팬텀의 중심으로 향하게 하여 x, y 및 z 축을 따라 4, 8 및 16 mm 크기의 시준기 배치가 고려되었다. 감마나이프 방사선수술에서 사용되는 감마나이프 퍼펙션 치료계획 시스템은 렉셀 감마플랜(LGP) 버전 10.1.1이 사용되었다. VEMT의 검증을 통해서 감마나이프 방사선수술의 정확성은 배가 될 것이다. 그래서 VEMT 검증 후 감마나이프 방사선수술의 정확성과 정밀성을 토대로 임상 적용이 최종적으로 수행되어야 한다. 특히 환자의 머리가 직경 160mm의 구형으로 시뮬레이션된 조건에서 50% 등선량 높이 수준의 너비, 즉 최대반값폭(FWHM)이 검토되었다. VEMT를 통해 예측된 x, y, z 축의 선량 분포에 관한 모든 데이터는 4 mm 및 8 mm 시준기 배치에 대해 z 축을 따라 최대반값폭과 반그늘(PENUMBRA)의 약간의 차이점을 제외하고는 사양 내(등선량 50%에서 1 mm 이내)에서 LGP의 선량 분포와 훌륭하게 일치했다. 최대반값폭의 최대 불일치는 모든 시준기 배치에서 2.3% 미만이었다. 반그늘의 최대 불일치는 z 축을 따라 8 mm 시준기에 대해서 0.07 mm로 주어졌다. VEMT와 LGP로 얻은 선량 분포에서 최대반값폭과 반그늘의 차이는 감마나이프 방사선수술에서 임상적 유의성을 부여하기에는 너무 작았다. 이 연구의 결과는 전 세계 감마나이프 방사선수술에 관련된 의학물리학자를 위한 참고 자료로 활용될 수 있으리라 사료된다. 따라서 우리는 LGP의 결과물에 대한 독립적인 검증방법 VEMT를 포함하는 정기 예방정비 프로그램을 통해 결정된 모든 시준기 배치에 대한 선량 분포의 유효성을 확인하고 감마나이프 방사선수술 환자에게 임상적으로 완벽한 치료를 보장할 수 있다. 그래서 VEMT의 활용은 시스템을 안전하게 검증하고 운영할 수 있는 정도관리의 한 부분이 될 것으로 기대한다.

Linac 기반 VMAT 정위적 수술 뇌 병변 연구와 기존의 정위적 방사선 수술 비교 (Comparison of Linac-based VMAT Stereotatic Radiosurgery and Conventional Stereotatic Radiosurgery for Multiple Brain Lesions)

  • 장은성;장보석
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.239-246
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    • 2021
  • 기존 연구인 선량평가의 임상 적용 및 신뢰도 확보를 위하여 EPID를 이용하여 Portal Dosimetry를 검증하였다. 뇌정위방사선수술 2.5 cm cone을 장착하여 360° 회전조사에 의한 측정치와 Geant4의 선량분포를 비교하였다. 뇌전이 환자의 선량분포를 확인하기위해 두부인체 팬톰에 Gafchromic EBT필름을 삽입하여 조사한 선량분포와 VMAT을 이용한 두부인체 팬톰에서 얻은 선량분포를 비교하여 실제 환자에 적용하고자 한다. 분석결과 beam center와 couch의 center가 정확하게 일치하는가를 pin ball을 통해 QA한 결과 1 mm 이내의 오차로 정밀함을 확인할 수 있었다. 또한 EBT3 Film에 다양한 선량조사에 따라 0 ~ 10 Gy영역까지 우수한 선형성임을 확인할 수 있었다. 두경부 팬텀과 같은 설정에서 광자 빔을 사용한 Geant4에 기반한 선량 계산 도구의 구현과 시뮬레이션 결과 계산치는 치료계획용적(PTV)내에서 실험 데이터와 일치함을 확인하였다. 따라서 체적변조 아크치료(VMAT) 360° 회전 조사를 실시하여 회전조사에 의한 등선량분포 분석결과 가상 종양을 포함하기에 적절함을 확인하였다.