• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.305-308
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• 2020

임플란트 시술 수요가 늘고 시장이 성장하면서 관련 기술도 발전하고 있다. 특히 기능성과 심미성 향상을 위해 많은 기술이 연구되고 있다. 이 중 심미성에 있어 주변 치아와의 색 유사도가 높은 임플란트를 제작하는 것이 주요 연구 중 하나이다. 본 논문에서는 심미성 높은 임플란트 제작을 위해, 다음과 같은 임플란트 표본 추천 시스템을 제안한다. 휴대 조명 장치와 의료용 치아 패치를 사용한 색 보정으로 촬영 환경 차이를 최소화하여 치아의 정확한 색을 추출한다. Mask R-CNN 모델을 통해 보정된 영상에서 치아를 검출하고, 군집화를 통해 색상 단위로 치아 영역을 구분한다. 치아의 영역별 색상과 임플란트 표본 사이의 색상 거리를 계산하여 유사한 표본들을 추천한다. 위 시스템을 통해 사용자는 주변 환경에 영향을 받지 않고, 치아의 색을 정확히 분석하여 이를 임플란트 표본과 비교할 수 있게 된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.139-146
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• 2017

Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체의 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 동일한 RF Pulse 에너지를 주었더라도 인체에 금속이 삽입되었다면 금속으로 인해 인체의 전도도가 상당히 증가하기 때문에 SAR값이 증가하고 체온도 역시 상승할 것이다. 따라서 치아임플란트를 했을 때와 하지 않았을 때 인체의 머리에 나타나는 SAR값의 변화와 인체의 온도변화는 차이가 있지 않을까라는 의문으로 이번 연구를 시작하게 되었다. 실험은 3.0 Tesla MRI장비에서 발생되는 128MHz RF Pulse 주파수대에서 치아임플란트의 사용 유무에 따른 인체가 받는 SAR와 체온의 변화를 XFDTD 프로그램을 사용하여 인체두부 모델과 치아임플란트 모델을 활성화시켜 실험하였다. MRI장비에서 치아임플란트로 인해 인체두부 모델에 흡수되는 SAR의 평균값과 체온 상승을 살펴 본 결과 모두 증가하고 있음을 알 수 있다. 또한 계산 결과 평균 최대 SAR값과 뇌 부분의 최대 온도 상승이 국제 안전 기준치 이하로 나타났으나, 치아임플란트의 개수 증가에 따라 값이 변할 수 있으므로 그 영향을 간과할 수 없으며, 향후 과제로 치아임플란트 개수와 체적의 증가와 치아임플란트 재질에 따른 SAR, 온도 상승 시뮬레이션이 필요하다.

• 대한치과보철학회지
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• 제56권1호
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• pp.8-16
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• 2018

목적: 본 연구의 목적은 디지털 소프트웨어를 이용하여 제작된 수술용 스텐트를 이용하여 지지 형태에 따른 수술용 스텐트의 정확성을 분석하는 것이다. 재료 및 방법: 총 5세트의 치아모형에 대하여 양측에 지대치가 있는 치아지지형 무치악 모델과 근심에만 지대치가 있는 치아-조직 지지형 무치악 모델을 제작하였다. 모델을 스캐닝을 시행하고, 전산화 단층 촬영을 실시하여 In2Guide 소프트웨어를 이용하여 전산화 단층 촬영술의 정보와 모델 스캐닝 정보를 중첩하여 임플란트 고정체(USII, $4{\times}10mm$, Osstem, Seoul, Korea)에 대한 가상적인 위치배열을 실시하고 수술용 스텐트 제작하였다. DMAX 수술 키트을 사용하여 임플란트 고정체를 식립하였다. 식립후 전산화 단층 촬영을 실시하여 찍어 술전에 계획된 임플란트와 실제 식립된 임플란트 사이에 오차(angle difference, coronal difference, apical difference)를 측정하여 통계분석을 시행하였다. 결과: 악궁에 따른 정확도 결과에서 하악이 전반적으로 각도, 길이오차의 값이 작게 나타났으나 이는 통계적 유의성이 없었다. 스텐트의 지지 형태에 따른 정확도 결과에서 치아지지형 스텐트가 치아-조직지지형 스텐트보다 길이오차와 각도오차의 값이 통계적으로 유의하게 작은 값을 보였다. 결론: 악궁(상악, 하악)은 수술용 스텐트의 정확도에 영향을 미치지 않았으며, 치아 지지형 스텐트는 치아-조직지지형 스텐트보다 더 적은 오차를 보여 주었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.361-370
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• 2017

Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당 부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 이러한 RF Pulse 에너지는 MRI 장비의 발전으로 인해 자기장의 세기가 1.5 Tesla에서 3 Tesla, 3 Tesla에서 7 Tesla로 높아지는 시점에서 자기장의 세기 변화에 따른 두부 전체의 SAR와 온도의 변화를 알아보고 위의 결과가 치아 임플란트 사용 여부에 따른 결과의 차이를 알아보기 위해 연구를 시작하게 되었다. 실험은 인체 두부 모델에 1.5 Tesla MRI 장비에서 발생되는 64 MHz RF Pulse 주파수, 3.0 Tesla MRI 장비에서 발생되는 128 MHz RF Pulse 주파수, 7 Tesla MRI 장비에서 발생되는 298 MHz RF Pulse 주파수를 조사하고 위의 실험을 치아 임플란트를 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때로 나누어 XFDTD 프로그램을 사용하여 머리 주변의 SAR와 체온의 변화를 각각 실험하였다. 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 SAR값은 7T의 RF Pulse 주파수 256MHz에서 최대 약 5800배의 차이를 나타냈으며 주파수가 증가할수록 치아 임플란트 사용으로 인한 SAR값의 차이는 크게 나타났다. 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 두부전체의 온도변화는 2배에서 최대 4배 가까운 온도 상승을 나타내었다. 또한 RF Pulse 주파수가 증가할수록 SAR값은 증가하지만, 두부 전체의 온도는 감소하였는데 이는 주파수가 증가할수록 파장이 작을수록 인체표면에 흡수되는 양이 많아지기 때문이다. 향후 치아 임플란트 유무와 RF Pulse 주파수의 세기 변화로 인한 이상 반응 요인에 대한 연구를 통해 인체의 생리적 연구와 생화학적 연구 등 인체에 대한 영향과 관련하여 연구가 필요하다고 하겠다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.481-489
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• 2018

Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체의 온도가 상승하게 되는데 노출정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 그리고 같은 RF Pulse 에너지를 주었더라도 인체에 금속이 삽입되었다면 금속으로 인한 전자파 전도도가 증가하기 때문에 SAR가 증가하고 체온도 변화하게 된다. 이에 Brain MRI검사 시 치아 임플란트의 재료에 따라 발생되는 두부 전체의 SAR와 온도의 변화를 비교 분석하고자 한다. 실험은 인체 두부모델에 1.5Tesla MRI장비에서 발생되는 64MHz RF Pulse 주파수, 3.0Tesla MRI장비에서 발생되는 128MHz RF Pulse 주파수를 조사한 뒤 치아 임플란트 재료를 Titanium과 $Al_2O_3$로 변화시킨 경우 두부 전체의 SAR와 온도 변화를 알아본다. 치아 임플란트 재료의 변화에서 Titanium을 사용하였을 때, 두부 전체의 SAR와 온도는 높게 나타났다. 하지만 $Al_2O_3$을 사용하였을 때, Titanium보다 두부 전체의 SAR와 온도는 낮게 나타났다. 치아 임플란트의 재료는 금속의 비중이 작은 경금속이면서 전기적 도체인 Titanium과 비교했을 때 전기전도도가 낮은 전기적 부도체인 $Al_2O_3$에서 두부 전체의 SAR와 온도는 낮게 나타났다. 치아 임플란트 재료가 Titanium 일 경우 SAR의 최대값은 제한치보다 월등히 높기 때문에 향후 Titanium의 치아 임플란트 재료를 삽입한 환자가 Brain MRI 검사를 할 경우 환자의 생물학적 영향과 관련된 연구가 필요할 것이다. 또한, 치아 임플란트 시술 시 Titanium보다는 $Al_2O_3$ 재질의 치아 임플란트를 사용하는 것이 Brain MRI 검사에서 인체 두부 전체의 SAR와 온도를 감소시키는 방안이라는 점을 발견할 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권4호
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• pp.271-278
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• 2012

연구 목적: 최근 정확하면서도 외상이 적은 임플란트 식립을 위해 임플란트 수술용 가이드가 많이 쓰이고 있다. 그 중 대표적인 방식이 stereolithography 방식과 positioning device로 제작한 방식이다. 본 연구는 이 두 가지 방식의 정확성을 비교하기 위하여 4 가지 형태의 치아상실 모델에서 실험 후 정확성에 관하여 분석하였다. 연구 재료 및 방법: 4가지 형태 치아 결손 모델 각각에 대하여 stereolithography 방법과 positioning device를 이용한 방법으로 수술 가이드를 제작하였다. 제작된 수술 가이드를 제작에 사용되었던 치아모델에 장착하여 수술 가이드의 내면과 모델의 치아표면 사이 공간크기를 측정하여 가이드의 적합도를 평가하였다. 또한 이 수술 가이드를 이용하여 총 40개 모델에서 임플란트 시술을 진행하고, 시술 후 모델을 다시 cone-beam computed tomography촬영 하여 수술 전후 영상을 중첩시켜 계획 상의 임플란트와 실제 시술한 임플란트의 위치를 비교하였다. 통계학적인 검증을 위하여 PASW Statistics$^{(R)}$ 18.0을 이용하여서 Mann-Whitney U 검정을 사용하였다. 결과: 수술 가이드 내면과 모델 사이 공간크기가 stereolithography는 $1.4{\pm}0.3mm$이고, positioning device는 $0.4{\pm}0.3mm$로 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(P<.05). Stereolithography는 오차가 근원심 측에서 $3.9{\pm}1.6^{\circ}$, 협설 측에서 $2.7{\pm}1.5^{\circ}$, 깊이에서 $1.9{\pm}0.9mm$였다. 반면 positioning device는 오차가 근원심 측에서 $0.7{\pm}0.3^{\circ}$였고, 협설측에서 $0.3{\pm}0.2^{\circ}$, 깊이에서 $0.4{\pm}0.2mm$였다. 두 수술 가이드 제작방법은 모든 방향에서의 오차에서 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(P<.05). 결론: 본 연구의 결과는stereolithography방법보다 positioning device를 이용하여 수술 가이드를 제작할 때 C.T.와 임플란트 치료 계획 프로그램을 이용하여 미리 계획한 임플란트 식립 위치와 방향으로 더 정확하게 식립 할 수 있음을 보여 주었다.

• 대한치과교정학회지
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• 제38권6호
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• pp.376-387
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• 2008

본 연구의 목적은 pendulum 장치, 미니임플란트를 동반한 pendulum장치(펜듈럼), 오픈코일 스프링 및 미니임플란트를 동반한 오픈코일 스프링 이용 시 각각의 치아이동 양상을 3차원적으로 분석하는 데 있었다. 상악 좌측 치조골 및 치아 모형을 제작하고, Calorific $machine^{(R)}$을 이용하여 모형상에서 대구치를 3 mm 원심 이동시켰다. 실험은 5회씩 반복 실시하였다. 모델을 전산화 단층 촬영한 후 V-$Works^{TM}$를 이용하여 3차원 모델을 제작하였다. $Rapidform^{TM}$상에서 3차원적으로 이동방향과 이동량을 계측하였고, 각각의 장치에 관한 통계적 유의성을 검정하였다. 교정용 미니임플란트를 간접 골성 고정원으로 이용하여 오픈코일 스프링으로 구치부를 원심으로 이동시켰을 때가 치체이동에 가장 가까운 이동양상을 보였고, 고정원 소실도 적게 나타났다 (p < 0.05). 오픈코일 스프링, 펜듈럼 장치 모두 미니임플란트를 부가적으로 이용했을 때 고정원 소실량이 적었다 (p < 0.05). 미니임플란트를 이용하지 않은 경우에는 두 장치의 고정원 소실량이 비슷하였다. 미니임플란트의 이용 여부와 관계없이 펜듈럼 장치로 상악 구치 원심 이동 시 오픈코일 스프링에 비해 제1대구치가 조절성 경사이동 양상으로 이동되었고 (p < 0.05), 제2대구치는 비조절성 경사이동 양상을 보였으며, 치관의 협측경사이동이 일어났다 (p < 0.05). 이와 같은 결과를 근거로 간접 골성 고정원을 이용한 오픈코일 스프링이 상악 구치의 원심 치체이동에 가장 효과적인 장치였으며, 펜듈럼 장치를 이용한 구치부 원심이동 시에는 추가적인 조절이 필요하다고 할 수 있다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제10A권2호
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• pp.149-156
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• 2003

최근 몇 년간 의학 분야에서는 인체의 해부학적 구조를 컴퓨터 그래픽스 기술을 통해 컴퓨터로 재구성하려는 많은 시도가 있었다. 이러한 시도는 치의학 분야에서도 이루어져 왔으며, 여러 분야에 응용되고 있다. 예를 들어, 치과 자료의 3차원 가시화와 측정, 임플란트 식립 위치 찾기, 보철학에서 인공치아 재건을 위한 곡면 재구성과 교정학에서 치아의 재위치 등이 그 예이다. 본 논문에서는 이들 치의학 응용 분야에서 가장 중요하게 사용되고 있는 교두, 능선, 열구 및 피트와 같은 치아의 기하학적인 특징을 검출하기 위한 기법을 제시한다. 제안된 방법은 석고 모형의 3차원 입력으로 만들어진 3차원 치아 모델에서 계산된 근사 곡률에 기초한다. 제안된 방법을 사용하여 검출된 결과는 기하학적인 특징을 보여주며, 제안한 방법과 다른 기존의 방법의 가시적 비교를 통해, 제안한 방법이 좀더 정확한 기하학적인 특징을 검출하는데 유용하게 사용될 수 있음을 알았다.

• 구강회복응용과학지
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• 제27권4호
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• pp.371-392
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• 2011

본 연구는 임플란트의 지대주와 고정체의 식립 기울기 변화에 따른 교합력의 응력 분산을 비교 분석하고자 하였다. 치아 장축에 평행하게 식립한 임플란트 위에 직선적 지대주를 체결한 것을 기준 모델로 하여, $15^{\circ}$, $25^{\circ}$ 설측 경사진 지대주를 체결한 모델 2종류, 고정체를 $15^{\circ}$, $25^{\circ}$ 설측 경사 식립 후 동일 각도의 협측 경사의 지대주를 체결한 모델 2종류, 총 5개의 연구 모델에 각각 수직하중과 경사하중을 부가하여 나타난 응력분포를 3차원 유한요소법(finite element analysis)를 이용하여 분석하였다. 연구 결과, 지대주와 고정체의 식립 기울기가 증가할수록 복합하중에서 임플란트와 주위조직의 응력은 증가하였다. 다만 하중의 위치와 종류에 따라 응력의 변화가 모델에 따라 부분적으로 다르게 나타나기도 했다. 이는 응력이 하중의 작용선과 임플란트 고정체의 중심선과의 거리인 수평적 편심부하(horizontal offset)가 변화한 결과이며, 편심부하가 증가할수록 응력도 증가하는 결과를 보였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권5호
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• pp.479-489
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• 2008

목적: 상악 구치부에서 자연치와 임플란트 보철시, 보철치관/고정체 비율에 따른 응력분포 양상을 비교하고자 했다. 재료 및 방법: 자연치 모델의 경우는 획득한 3차원 인체모델을 상악 좌측 제2소구치 및 제 1대구치가 포함된 상악골을 Box 형태의 3차원 유한요소모델로 변환하였고, 임플란트 모델은 3차원 인체모델에서 치아 부분을 제거하고 동일 부위에 임플란트 모델을 연결하는 과정을 거쳐서 임플란트가 삽입된 유한요소모델을 구성하였다. 치관/고정체 비율을 0.7:1, 1:1, 1.25:1이 되도록 골수준 (bone level)을 조정하였으며 각 모델의 치관 부위에 300 N의 수직 하중과 수평하중을 각각 가했다. 결과: 1. 모든 하중 조건하에서 자연치와 임플란트 모두에서 피질골과 인접하는 경부에 응력이 집중되는 양상을 보였다. 2. 치관/치근 (고정체) 비가 증가함에 따라 자연치와 임플란트 모두에서 교합면에 수직적 하중을 가한 경우에는 응력의 변화가 뚜렷하지 않았으나, 수평적 하중을 가한 경우에서는 응력이 증가하는 양상을 보였다. 3. 자연치의 경우에 치관/치근비가 증가함에 따라 splinting이 응력감소 효과를 보였고, 임플란트의 경우에는, 치관/고정체 비가 증가함에 따라 splinting이 수직 하중조건에 응력감소효과를 보였으나, 중심에서 벗어난 하중조건에는 최대응력이 오히려 증가하는 양상을 보였다. 4. 임플란트의 경우, 치관/고정체 비가 증가함에 따라 splinting이 수평하중조건 4에서 뚜렷한 응력감소 효과를 보이나, 수평 하중조건 5에서는 응력감소 효과가 감소되고, 특히 치관/고정체 비가 1.25:1인 경우에서는 오히려 응력의 증가를 보였다. 결론: 임플란트 보철물은 치관/고정체 비가 커질수록 더 큰 응력을 받게 되고, splinting의 효과도 감소하게 된다. 또한 교합하중이 임플란트의 장축을 벗어나거나 중심에서 벗어난 경우 응력이 커지는 것으로 사료된다.