• 한국방사선학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.131-139
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• 2022

본 연구는 척추경 나사못(Pedicle screw)을 돼지 흉추에 삽입하여 일반적인 CT검사(Non MAR)와 인공물을 줄이기 위한 금속성 인공물 감소기법(Metallic Artifact Reduction for Orthopedic Implants, O-MAR)으로 얻어진 흉추 Axial영상을 4개의 알고리즘(Standard, Soft, Bone, Detail)에 재구성하였다. 이에 얻은 영상을 image J 프로그램을 이용하여 신호대잡음비(Signal Noise Ratio, SNR)와 대조도대잡음비(Contrast to Noise Ratio, CNR)를 주어진 식에 의거하여 측정값을 구하고 흉추 척추경 나사못 삽입술 CT검사에 맞는 관전압과 알고리즘을 알아보고자 하였다. 결과적으로 Non MAR 사용한 경우에는 80, 100, 120, 140 kVp에서 soft 알고리즘이 SNR, CNR이 가장 높게 나타났다. 반면에 MAR를 사용한 경우 80 kVp에서는 Standard 알고리즘이 가장 높게 나타났고 100 kVp에서는 Standard, Soft 알고리즘이 비슷한 값으로 높게 나타났다. 120 kVp에서는 Soft, Standard 알고리즘이 비슷한 값으로 나타났고 140 kVp에서는 Soft 알고리즘에서 SNR, CNR이 가장 높게 나타났다. 따라서 Non MAR와 MAR를 비교했을 경우 MAR를 사용한다고 하더라도 관전압 변화에 따라 모든 알고리즘에서 SNR과 CNR이 증가하는 것은 아니었다. 본 연구는 이후 척추경 나사못 CT검사 영상 평가에 도움이 되는 기초자료로써 선택적인 관전압과 알고리즘 사용으로 영상의 질을 더 높일 수 있는 계기가 될 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권2호
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• pp.137-144
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• 2010

In general, spinal fusion surgery takes pressure off the pain induced nerves, by restoring the alignment of the spine. Therefore spinal fixation system is used to maintain the alignment of spine. In this study, a biomechanical study was performed comparing the SROM(Spinal Range Of Motion) of three types of system such as Rigid, Dynesys, and Fused system to analyze the behavior of spinal fixation system inserted in vertebra. Dynesys system, a flexible posterior stabilization system that provides an alternative to fusion, is designed to preserve inter-segmental kinematics and alleviate loading at the facet joints. In this study, SROM of inter-vertebra with spinal fixation system installed in the virtual vertebra from L4 to S1 is estimated. To compare with spinal fixation system, a simulation was performed by BRG. LifeMOD 2005.5.0 was used to create the human virtual model of spinal fixation system. Through this, each SROM of flexion, extension, lateral bending, and axial rotation of human virtual model was measured. The result demonstrates that the movement of Dynesys system was similar to normal condition through allowing the movement of lumbar.

• 대한정형외과학회지
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• 제54권2호
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• pp.141-149
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• 2019

목적: 단일 흉추 청소년기 특발성 척추 측만증의 수술적 치료로 척추경 나사못 고정술이 시행된 경우에 서로 다른 재질인 스테인레스강과 티타늄 합금 기기의 결과를 비교해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 척추경 나사못 고정술과 선택적 흉추 유합술을 이용하여 수술을 시행하고 최소 2년 이상 추시가 가능하였던 단일 흉추 청소년기 특발성 척추 측만증 환자 141명을 후향적으로 조사하였다. 주 흉추 만곡이 40°-75°인 환자를 대상으로 하였으며, 기기의 재질에 따라 스테인레스강 기기가 사용된 경우는 S군(90명)으로, 티타늄 합금 기기가 사용된 경우는 T군(51명)으로 나누었다. S군의 강봉 직경은 7.0 mm였고 T군의 강봉 직경은 6.35 mm나 6.0 mm였다. 수술 전, 수술 직후와 술 후 2년에 촬영한 기립성 전 척추 방사선 사진을 이용하여 방사선적 측정을 시행하였다. 술 전 관상면과 시상면상 만곡의 측정값에서 두 군 간에 유의한 차이는 없었다. 결과: S군에서 술 전 51.3°±8.4°의 주 흉추 만곡은 술 후 2년에 19.0°±7.6° (63.1% 교정)로 감소되었고, 술 전 32.3°±8.4°의 요추 만곡은 술 후 2년에 12.7°±8.2° (62.9% 교정)로 감소되었다. T군에서는 술 전 49.5°±8.4°의 주 흉추 만곡과 30.3°±8.9°의 요추 만곡은 술 후 2년에 각각 18.8°±7.4° (62.2% 교정)와 11.3°±5.4° (63.3% 교정)로 감소되었다. 관상면상 만곡의 교정은 두 군 간에 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 흉추 후만은 S군에서 술 전 16.8°±8.5°에서 술 후 2년에 24.3°±6.1°로, T군에서는 19.6°±11.2°에서 26.6°±8.5°로 증가되었다. 유합 분절수, 사용된 척추경 나사못의 개수 및 술 후 2년의 흉추 후만, 요추 전만, 관상면과 시상면 균형에도 두 군 간에 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 결론: 척추경 나사못 고정술을 이용한 단일 흉추 청소년기 특발성 척추 측만증 수술에서 스테인레스강과 티타늄 합금 기기와 강봉은 관상면과 시상면에서 의미 있는 차이 없이 비슷한 교정을 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권6호
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• pp.559-566
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• 2000

Methodology for finite element analysis of vertebral column and pedicle screw system, which circumvents the tremendous difficulties in geometric, material, and structural modeling, is proposed. The simplification is focused on the modeling of the cancellous bone in vertebral body the intervertebral disc. and the instrumented internal fixation devices. Each proposed modeling technique is justified to result in reasonable accuracy. These methods are believed to be suitable for the development of pedicle screw systems, not only because modeling itself is much simpler. but also because reliable empirical data for disc stiffness may be incorporated with little additional effort, and presumably frequent design change may be easily reflected on the analysis.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.664-667
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• 2008

Since the advent of pedicle screw fixation system, posterior spinal fusion has markedly increased This intemal fixation system has been reported to enhance the fusion rates, thereby becoming very popular procedure in posterior spinal arthrodesis. Although some previous studies have shown the complications of spinal instruments removal, i.e. loss of correction and spinal collapse in scoliosis or long spine fusion patients, there has been no study describing the benefit or complications in lumbar spinal fusion surgery of one or two level. In order to clarify the effect of removal of instruments on mechanical motion profile, we simulated a finite element model of instrumented posterolateral fused lumbar spine model, and investigated the change of mechanical motion profiles after the removal of instrumentation.

• 대한정형외과학회지
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• 제54권4호
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• pp.327-335
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• 2019

목적: 골다공증성 척추 압박 골절 환자에서 척추경 나사못을 이용한 고정술을 시행 시 골시멘트(polymethylmethacrylate) 보강의 방사선적 효용성에 대해 조사하고자 하였다. 대상 및 방법: 골다공증성 압박 골절에서 골시멘트 보강술을 이용한 척추경 나사 고정을 시행한 20예의 환자가 연구에 포함되었다. 평균 추시 기간은 15.6개월이었으며, 인구학적인 자료, 골밀도(bone mineral density, BMD), 유합 분절, 척추경 나사의 사용 개수 및 골시멘트 주입량은 의무기록을 통하여 검토되었다. 방사선적인 결과를 산출하기 위하여 시간 순차적(수술 전, 수술 직후, 술 후 6주, 술 후 3, 6개월 및 술 후 1년) 추시를 통해 방사선적 지표를 측정하였다. 결과: 본 연구에 총 20명의 환자(여자 16예[80.0%]; 평균 나이, 69.1±8.9세)가 포함되었다. 평균 BMD는 -2.5±0.9 g/cm², 각각의 추체당 평균 골시멘트 주입량은 6.3 ml였다. 술 전 측정한 후만각(Cobb angle)은 32.7°±7.0°였으며, 술 후 측정값은 8.7°±6.9° (p<0.001)로 큰 호전을 나타내었고, 교정은 술 후 시간 순차적인 추시에서도 유지됨을 보였다. 기구 고정 후 후만각, 설상각, 시상지표 또한 유사한 호전 양상을 나타내었다. 또한 골절된 추체의 전방 높이 또한 수술 전 11.0±5.0 mm에서 수술 후 18.5±5.7 mm (p=0.006)로 호전되었고 3, 6개월 및 1년간의 추시 간에도 유지됨이 확인되었다. 결론: 골다공증성 압박 골절에서 골시멘트 보강술을 이용한 척추경 나사 고정은 효과적인 치료법이라 생각되며, 이 술식을 통해 국소 흉요추부 후만의 충분한 교정을 얻을 수 있고 술 후에도 잘 유지할 수 있는 방법으로 골다공증 척추 압박 골절 환자에서 유용한 술식으로 생각된다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제11권4호
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• pp.553-559
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• 2010

본 연구는 척추경 나사못 고정술을 시행한 환자를 대상으로 고정술 전, 후 전산화 단층촬영 영상의 원 자료(raw data)를 이용하여 다양한 재구성 기법을 적용하여 나사못의 정확한 위치파악과 수술의 정확도 등 다양한 정보를 알아보고자 하였다. 임상에서 주로 이용 하는 재구성기법인 다평면재구성(MPR), 최대강도투영(MIP), 체적묘사기법(VRT)과 변형 제적묘사기법(modifying VRT)을 적용하여 영상데이터를 각 각 정량적 방법과 정성적 방법으로 비교 분석하였다. 재구성 영상의 분석 및 평가결과 전산화 단층촬영 영상재구성 기법 중 척추경 나사못 고정술 후 나사의 정확한 위치파악과 금속에 의한 인공음영을 최소화 시키는데 가장 유용한 재구성 기법으로는 변형 체적묘사기법으로 사료된다.

• 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.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.255-256
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• 2011

우리 사회의 고령화가 지속됨에 따라 퇴행성 척추 질환을 가진 고령 인구가 증가하고 있다. 노인성 척추 질환은 일상생활을 불가능하게 하며, 경제활동을 어렵게 하여 결과적으로는 고령자 삶의 질을 훼손시킨다. 또한, 이 질환은 개별 환자에 최적화된 척추의 수술 및 재활 치료 방법이 요구된다. 그래서 본 논문에서는 노인성 척추 질환에 대한 효과적 대응을 위해 IT 기반의 경제적/과학적 해결 방안을 제시하는 "노인성 척추 질환 치료/재활을 위한 노령 인체 모델 및 의료기기 제품화 기반 기술"에 대해 소개한다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.265-266
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• 2011

본 연구에서는 유한요소 해석 방법을 이용하여 척추 퇴행성 질환을 가진 환자의 관절 불안정 모델을 개발 및 검증하였다. 관절 불안정 모델은 정상요추 유한요소 모델의 인대 및 협부를 결손시켜 개발하였으며, 요추 유한요소 모델의 제 5 요추체를 완전히 고정시키고 추적 경로 방향의 400 N의 압축력을 가한 상태에서 10 Nm의 굴곡과 신전 모멘트를 가하였다. 굽힘 및 신전 시 관절 불안정 모델들의 회전량이 정상의 요추 모델의 회전량에 비하여 크게 나타났다. 또한 굽힘 시 관절 불안정 모델들의 전위거리가 정상에 비하여 크게 나타났다. 본 연구의 결과는 척추 불안정성의 원인 및 기전의 이해뿐만 아니라 다양한 인체정보 콘텐츠 분야에 널리 활용될 수 있을 것으로 생각된다.