• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.10 no.11
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• pp.173-179
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• 2019

DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) imaging plays a significant role in the diagnosis and treatment of the human body, and design modeling is a technology of planning shapes in three dimensions according to the purpose. In this study, we converge these two technologies to observe the relationships of the cross-section, volume, and surface area to the morphological changes of the external ear canal. The experiment applied medical imaging technologies to acquire sections of the human body to create and divide centerlines using 3D shapes extracted from 19 external ear canals by applying stereolithography and 3-matic program. The results showed that the cross-sectional structure of the external ear canal had various shapes, such as oval (38.5%), semicircular (28.2%), mixed (17.9%), square (10.2%), and wrinkled (5.1%). In addition, the cross-sectional area of each phase increased as the length of the external ear canal increased, and the volume and surface area decreased towards the direction of the eardrum. However, the surface area reduction rate was relatively low. This indicates that the structure becomes irregular towards the direction of the eardrum.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.207-207
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• 2010

휴대용 기기의 사용이 증가하면서 전지의 고용량화와 소형화가 요구되고 있다. 특히 의료용 센서 기기에서는 소형화가 매우 중요하며 인체에 해로운 물질로 구성되지 않는 것이 바람직하다. 최근 고체전해질을 사용하는 마이크로 배터리가 개발되고 있으나, 에너지 저장용량이 작아 응용분야가 제한적이다. Silicon wafer 위에 형성된 고단차의 3차원 박막 배터리를 형성한다면 표면적 증가에 의해 에너지 저장용량 역시 크게 증가할 것이다. 따라서 고단차의 3차원 구조위에 confomal한 박막을 형성하기 위해서는 기존 물리증착방법과는 달리 새로운 step coverage가 우수한 박막증착법이 필요하다. 본 연구에서는 atomic layer deposition(ALD)으로 박막 배터리의 cathode 물질인 $LiCoO_2$를 증착하기 위한 기초연구로서 cobalt oxide 박막의 ALD 공정을 연구하였다. Cobalt +2가 전구체와 $O_3$를 교대로 공급하여 박막을 증착하고 그 박막의 물리적, 화학적, 전기적 특성을 조사하였다. 이를 통해 exposure와 기판온도가 박막의 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 pattern wafer위에 박막을 증착하여 step coverage를 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.10a
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• pp.139-142
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• 2006

본 논문에서는 햅틱 피드백과 스테레오 비쥬얼 큐를 혼합한 다중 감각 기반의 지능형 3차원 형상 분석 방법을 소개한다. 지능형 형상 분석 방법은 3차원 모델의 구조에 대한 보다 상세한 정보를 제공한다. 특히 의료 분야에 사용될 경우 전문가의 개입을 최소화하여 질병 진단 및 치료 등에 사용될 수 있다. 본 연구에서는, MRI나 CT 영상으로부터 생성된 3차원 매개변수형 모델을 이용하여 유사 모델 집단을 대표하는 통계 형상을 구축한 후, SVM (Support Vector Machine) 학습 알고리즘을 이용하여 두 집단간 형상 차이를 분석한다. 3차원 형상에 대한 신속한 시각적 이해와 직관적 조작감은 물체 표면의 형상 변화를 분석하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 물체 조작 및 관찰 등의 작업을 수행할 때, 햅틱 피드백과 스테레오 비쥬얼 큐를 혼합한 인터랙션 기법을 사용하여 공간감과 깊이감을 향상시켜 형상 분석 결과를 효과적으로 분석한다. 본 연구에서는 해마, 관상 동맥, 뇌와 같은 인체 장기를 실험 데이터로 사용하여 제안한 SVM 기반의 분석 방법과 인터랙션 환경의 성능을 평가한다. 본 연구에서 구현한 SVM 기반 이진 분류기는 두 집단간 형상 차이를 효과적으로 분석하며, 또한 다중 감각 인터랙션은 사용자가 분석 결과를 관찰하고 카메라 및 형상을 효율적으로 조작하는 데 도움을 준다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.47.2-47.2
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• 2009

인체의 뼈와 같은 손상된 경조직을 치료 또는 대체하기위한 정형외과용 임플란트를 설계하는데 있어 뼈의 생체역학적 특성과 유사한 성질을 갖는 다공성 지지체에 대한 연구가 최근 관심을 끌고 있다. 다공성 지지체는 조직이 원활히 재생될 수 있어야 하며, 또한 주변 조직과도 생물학적인 고착이 잘 되도록 기공들이 상호 연결된 구조를 가져야 한다. 이와 같은 다공성 지지체용 소재를 제조하기 위하여 본 연구에서는 타이타늄 분말을 사용하여 3차원 적층조형공정으로 다공성 타이타늄 지지체를 제조하였다. 제조된 다공체의 물성 및 기계적 특성을 평가하기 위하여 압축시험과 변형해석을 수행하였으며, 아울러 제조된 지지체의 생체적합성 향상을 위하여 양극산화 공정 등의 표면처리를 수행하여 그에 대한 특성을 평가하였다. 분말야금 공정으로 제조된 지지체는 골조직의 성장에 적합한 약 $300\sim400{\mu}m$의 기공 크기를 갖도록 제어하였고, 기공도는 60~75%로 제어하였다. 아울러 다공성 타이타늄의 생체적합성을 부여하기 위하여 양극산화공정으로 지지체의 표면에 Ca 및 P을 포함하는 산화층을 형성시키는 표면처리를 수행하였다. 양극산화공정에 의하여 표면에 미세기공을 포함하는 산화층을 형성시킬 수 있었으나 이와 같은 표면구조는 조골세포의 부착과 영향에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.13 no.7
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• pp.955-960
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• 2019

The Computed tomography (CT) scan can have high radiation in a few tests, and this risk is significant given that it is often repeated in one patient. In children, the incidence of radiation-induced cancer is reported because organs are growing, are more sensitive to radiation. 3D printing has recently been studied to be applied to various applications as a research field for 3D printing applications, research on fabrication of radiation shields and materials has been conducted. The purpose of the 3D printer is to replace the existing panel-type shields and to make customized designs according to the shape of the human body. Therefore, research on 3D information processing to be input to the 3D printer is also necessary. In this study, 3D data of the human body surface, which is the preliminary step of the manufacture of patient-specific eye shield using stereo vision depth map technology, was studied. This study aims to increase the possibility of three-dimensional output. As a result of experimenting with this method, which is relatively simple compared with other methods of 3D information processing, the minimum coordinates for 3D information are extracted. The results of this study provided the advantages and limitations of stereo images using natural light and will be the basic data for the manufacture of eye shields in the future.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.287-287
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• 2010

휴대용 기기의 사용이 증가하면서 배터리의 고용량화와 소형화가 요구되고 있다. 특히 내시경 캡슐과 같은 의료용 센서 기기에서는 소형화가 매우 중요하며 인체에 해로운 액체전해질이 들어가지 않는 것이 바람직하다. 최근 무선센서, RFID 태그, 스마트 카드 등을 위하여 고체전해질을 사용하는 박막 마이크로 배터리가 개발되고 있으나, 에너지 저장용량이 작아 응용분야가 제한적이다. Si wafer 위에 형성된 고단차의 3차원 구조 위에 박막 배터리를 형성한다면 표면적 증가에 의해 에너지 저장용량 역시 크게 증가할 것이며, Si 기반의 반도체, 디스플레이, 태양전지 등과 쉽게 집적이 가능할 것이다. 본 연구에서는 펄스 레이저 증착법(Pulsed Laser Deposition)으로 리튬 배터리의 cathode 물질인 $LiCoO_2$를 박막으로 제조하고 그 특성을 연구하였다. 펄스 레이저 증착법은 저온 증착이 가능하고 타겟 물질과 같은 조성의 박막을 증착하는 것이 용이한 장점이 있다. Pt, TiN 등의 기판 위에 $LiCoO_2$ 박막을 증착하고 증착 온도와 산소($O_2$) 분압이 박막의 조성, 미세구조, 결정성, 그리고 전하저장용량에 미치는 영향을 고찰하였다.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.9 no.3
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• pp.257-263
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• 2018

Hyperthermia supplies RF high-frequency energy above 1MHz to the tumor tissue through the electrodes. And the temperature of the tumor tissue is increased to $42^{\circ}C$ or more to cause thermal necrosis. A mathematical model can be derived a human body model for absorption and transmission of electromagnetic energy in the human model and It is possible to evaluate the distribution of temperature fields in biological tissues. In this paper, we build the human model based on the adult standard model of the geometric shape of the 3D model and use the FVM code. It is assumed that Joule heat is supplied to the anatomical model to simulate the magnetic field induced by the external electrode and the temperature distribution was analyzed for 0-1,200 seconds. As a result of the simulation, it was confirmed that the transferred energy progressively penetrates from the edge of the electrode to the pulmonary tumors and from the skin surface to the subcutaneous layer.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.11 no.5
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• pp.263-272
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• 2002

In this paper, we investigate the potential for retrieval of morphometric data from three dimensional images of conducting bronchus obtained by X-ray Computerized Tomography (CT) and to explore the potential for the use of rapid prototype machine to produce physical hollow bronchus casts for mathematical modeling and experimental verification of particle deposition models. We segment the bronchus of lung by mathematical morphology method from obtained images by CT. The surface data representing volumetric bronchus data in three dimensions are converted to STL(streolithography) file and three dimensional solid model is created by using input STL file and rapid prototype machine. Two physical hollow cast models are created from the CT images of bronchial tree phantom and living human bronchus. We evaluate the usefulness of the rapid prototype model of bronchial tree by comparing diameters of the cross sectional area bronchus segments of the original CT images and the rapid prototyping-derived models imaged by X-ray CT.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.25 no.4
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• pp.269-275
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• 2004

Different biological tissues have different values of electrical resistivity. In EIT (electrical impedance tomography), we try to provide cross-sectional images of a resistivity distribution inside an electrically conducting subject such as the human body mainly for functional imaging. However, it is well known that the image reconstruction problem in EIT is ill-posed and the quality of a reconstructed image highly depends on the measurement error. This requires us to develop a high-performance EIT system. In this paper, we describe the development of a 16-channel digital EIT system including a single constant current source, 16 voltmeters, main controller, and PC. The system was designed and implemented using the FPGA-based digital technology. The current source injects 50KHz sinusoidal current with the THD (total harmonic distortion) of 0.0029% and amplitude stability of 0.022%. The single current source and switching circuit reduce the measurement error associated with imperfect matching of multiple current sources at the expense of a reduced data acquisition time. The digital voltmeter measuring the induced boundary voltage consists of a differential amplifier, ADC, and FPGA (field programmable gate array). The digital phase-sensitive demodulation technique was implemented in the voltmeter to maximize the SNR (signal-to-noise ratio). Experimental results of 16-channel digital voltmeters showed the SNR of 90dB. We used the developed EIT system to reconstruct resistivity images of a saline phantom containing banana objects. Based on the results, we suggest future improvements for a 64-channel muff-frequency EIT system for three-dimensional dynamic imaging of bio-impedance distributions inside the human body.

• Elastomers and Composites
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• v.44 no.2
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• pp.106-111
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• 2009

Tissue engineering is a research field for artificial substitutes to improve or replace biological functions. Scaffolds play a important role in tissue engineering. Scaffold porosity and pore size provide adequate space, nutrient transportation and cell penetration throughout the scaffold structure. Scaffold structure is directly related to fabrication methods. This review will introduce the current technique of 3D scaffold fabrication for tissue engineering. The conventional technique for scaffold fabrication includes salt leaching, gas foaming, fiber bonding, phase seperation, melt moulding, and freeze drying. These conventional scaffold fabrication has the limitations of cell penetration and interconnectivity. In this paper, we will present the solid freeform fabrication (SFF) such as stereolithography (SLA), selective laser sintering (SLS), and fused deposition modeling (FDM), and 3D printing (3DP).