• 제목/요약/키워드: 3D 스캐너

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광 추적 시뮬레이션에 의한 시간 별 파프리카의 수광 및 광합성 속도 분포 예측 (Time Change in Spatial Distributions of Light Interception and Photosynthetic Rate of Paprika Estimated by Ray-tracing Simulation)

  • 강우현;황인하;정대호;김동필;김재우;김진현;박경섭;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.279-285
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    • 2019
  • 작물의 일중 광합성량을 정확하게 추정하기 위해서는 일중 태양의 위치 변화에 따른 작물의 정확한 수광량 변화를 정확하게 예측해야 한다. 그러나, 이는 많은 시간, 비용, 노력이 소요되며, 측정의 어려움이 수반된다. 현재까지 다양한 모델링 기법이 적용되었으나 기존 방식으로는 정확한 수광 예측이 어려웠다. 본 연구의 목적은 파프리카의 3차원 스캔 모델과 광학 시뮬레이션을 이용하여 일중 시간 별 캐노피 수광 분포와 광합성 속도의 변화를 예측하는 것이다. 휴대용 3차원 스캐너를 이용하여 온실에서 재배되는 파프리카의 구조 모델을 구축하였다. 주변 개체의 유무에 따른 캐노피 수광 분포의 변화를 보기 위하여 작물 모델 별 간격을 60cm로 $1{\times}1$, $9{\times}9$ 정방형 배치하여 광학 시뮬레이션을 수행하였다. 광합성 속도는 직각쌍곡선 모델을 이용하여 계산하였다. 3차원 파프리카 모델 표면의 수광 분포는 오전 9시, 정오, 오후 3시의 태양 각도에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 캐노피 총 수광량은 $9{\times}9$ 배치로 주변 개체 수가 늘어남에 따라 감소하였고, 태양 고도가 가장 높은 정오에서의 감소율이 가장 적었다. 캐노피 광합성 속도와 $CO_2$ 소모량 역시 수광량과 비슷한 양상을 보였으나 작물 상단부 엽의 광합성 속도 포화로 인해 수광량 변화에 비해 적은 감소율을 보였다. 본 연구에서는 파프리카의 3차원 스캔 모델과 광학 시뮬레이션을 이용하여 가상 환경 조건에서의 캐노피 수광과 광합성 분포를 분석할 수 있었으며, 이는 추후 다양한 재배 조건에서 작물 수광량과 광합성 속도를 예측하는 데에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

4D-CT와 결합한 호흡게이트 PET을 이용한 PET영상의 호흡 인공산물 분석 (Analysis of Respiratory Motion Artifacts in PET Imaging Using Respiratory Gated PET Combined with 4D-CT)

  • 조병철;박성호;박희철;배훈식;황희성;신희순
    • 대한핵의학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.174-181
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    • 2005
  • 목적: 호흡게이트PET(이하 RGPET)을 이용하여 호흡에 의한 PET영상의 인공산물의 감소 효과를 호흡모형 팬톰을 제작하여 분석하였다. 특히 4D-CT를 시행하여 얻은 동일 호흡위상의 CT영상을 이용하여 RGPET의 감쇠 보정에 이용할 수 있도록 CT영상을 재구성하는 방법을 제시하였다. 대상 및 방법: 반복주기 6초, 진동 폭 26mm의 운동 팬톰에 각각 3 ml syringe와 10, 30 ml의 vial에 18.5 MBq (0.5 mCi) 18-F FDG를 주입한 후, 게이트의 유무에 따라 Discovery ST (GE Medical System, Milwaukee. WU) PET-CT 스캐너를 사용하여 PET/CT스캔을 시행하였다. 이때 호흡추적장치로는 적외선 CCD카메라 방식의 Real-Time Position Management (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA)을 사용하였다. 호흡게이트PET 및 4D-CT스캔은 10% 호흡위상백분위 별로 총 10세트의 영상을 각각 획득하였다. 이와 같이 운동주기를 10개의 소 구간으로 분할하여 얻은 PET과 CT영상으로부터 각 물체의 위치를 분석하였고, 물체의 크기에 따른 운동 인공산물의 크기와 PET 계수 값의 감소간의 상관관계를 분석하였다. 결과: RGPET과 4D-CT상에서 물체의 중심위치를 호흡위상별로 분석한 결과, 오차범위 내에서 실제 위치와 잘 일치하였다. 게이트를 시행하지 않은 PET에서 관측된 물체의 크기는 상대적 운동크기에 비례하여 증가하여, 운동범위가 물체 크기의 2배가 되면 부피를 2.5배 가량 과대 평가하였다. 반면, 최대 uptake수치는 50% 가량 줄었다. 결론: RGPET을 통해 PET영상에서 나타나는 호흡으로 인한 인공산물의 대부분을 제거할 수 있음을 확인할 수 있었으며, 4D-CT스캔을 통해 획득한 동일위상의 CT 영상을 이용하여 보다 정확한 감쇠 보정 및 영상융합 결과를 얻었다.

전산화단층촬영조영술에서 화질 최적화를 위한 딥러닝 기반 및 하이브리드 반복 재구성의 특성분석 (Characterization of Deep Learning-Based and Hybrid Iterative Reconstruction for Image Quality Optimization at Computer Tomography Angiography)

  • 전필현;이창래
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-9
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    • 2023
  • 전산화단층촬영조영술(computer tomography angiography, CTA)의 최적 화질을 위한 서로 다른 요오드 농도와 스캔 매개변수를 적용하여 필터 보정 역투영 (filtered back projection, FBP), 혼합형 반복재구성 (hybrid-iterative reconstruction, hybrid-IR) 및 딥러닝 재구성 (deep learning reconstruction, DLR)의 화질적 특성을 정량적으로 평가하였다. 320행 검출기 CT 스캐너에서 지름 19 cm의 원통형 물 팬텀 가장자리에 있는 다양한 요오드 농도 (1.2, 2.9, 4.9, 6.9, 10.4, 14.3, 18.4 및 25.9 mg/mL)의 팬텀을 스캔하였다. 각각의 재구성 기술을 사용하여 획득한 데이터는 노이즈 (noise), 변동 계수 (coefficient of variation, COV) 및 평균 제곱근 오차 (root mean square error, RMSE)을 통해 영상을 분석하였다. 요오드의 농도가 증가할수록 CT number 값은 증가하였지만 노이즈 변화는 특별한 특성을 보이지 않았다. 다양한 관전류 및 관전압에서 FBP, adaptive iterative dose reduction (AIDR) 3D 및 advanced intelligent clear-IQ engine (AiCE)에 대해 요오드 농도를 증가할수록 COV는 감소하였고 요오드 농도가 낮을 때는 재구성 기술 간의 COV 차이가 다소 발생하였지만, 요오드 농도가 높아짐에 따라 그 차이는 미약한 결과를 보였다. 또한, AiCE에서는 요오드 농도가 높아질수록 RMSE는 감소하지만 특정한 농도 (4.9 mg/mL) 이후에는 RMSE가 오히려 증가 되는 특성을 보여주었다. 따라서 최적의 CTA 영상 획득을 위해 재구성 기술에 따른 요오드 농도의 변화 및 다양한 관전류 및 관전압의 스캔 매개변수의 특성을 고려하여 환자 스캔을 해야 할 것이다.

치근파절로 변위된 상악 중절치의 디지털을 이용한 즉시 임플란트 식립 및 심미 수복 증례 (Digital immediate implantation and aesthetic immediate loading on maxillary incisor displaced due to root fracture: a case report)

  • 송지은;박송이;박찬;윤귀덕;임현필;박상원
    • 구강회복응용과학지
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    • 제39권4호
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    • pp.267-275
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    • 2023
  • 디지털 자료를 이용한 진단 및 즉시 임플란트 식립, 그리고 보철 수복 방법은 전통적인 방법에 비하여 비교적 간단한 자료 채득을 통해 치료 과정을 간소화하고 정확도를 개선하며 데이터의 다양한 활용이 가능하다는 장점이 있다. 임플란트 즉시 식립 시 더 나은 심미적 결과를 얻기 위해서는 발치와의 치유 중에 임플란트 주변 연조직을 개선해야 한다. 이를 위하여 임시 보철물의 즉시 수복을 통해 출현윤곽의 형태를 적절하게 유도할 수 있으며, 향후 최종 수복시에 좋은 임상결과를 얻을 수 있어 환자 만족도가 높다. 본 증례는 상악 좌우 중절치에 외상 후 수평 치근파절이 발생함에 따라 심미성과 치조골 상태를 고려한 발치 후 임플란트 즉시 식립 및 부하를 계획하였다. 디지털 구강 스캐너를 이용한 인상 채득을 통해 외상 치아에 외력을 가하지 않으면서 보다 심미적인 보철물의 제작을 위한 디지털 진단 왁스업을 시행하였으며, 이를 토대로 이상적인 식립 위치를 결정하고 3D 프린팅 수술용 가이드를 이용한 임플란트 즉시 식립을 시행하였다. 식립 5일 후 임시 보철물을 수복하였으며, 3개월 동안 임시 보철물의 형태를 이용한 연조직 개선 및 형태 유도 과정을 거쳐 최종 지르코니아 보철물 수복하였다.

백색광과 청색광 스캐너를 이용한 지대치 인상체 스캐닝의 반복재현성 비교 (Comparison of reproducibility of prepared tooth impression scanning utilized with white and blue light scanners)

  • 전진훈;성환경;민병국;황재선;김지환;김웅철
    • 대한치과기공학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.213-218
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    • 2015
  • Purpose: The purpose of this study compared of reproducibility of prepared tooth impression scanning utilized with white and blue light scanners. Methods: To evaluate reproducibility with white and blue light scanners, the impression of premolar were rotated by $10^{\circ}{\sim}20^{\circ}$ and scanned. These data were compared with the first 3-D data (STL file), and the error sizes were measured (n=5). Independent t test was used to evaluation the reproducibility of impression of premolar with white versus blue light scanners through discrepancies of mean, RMS (${\alpha}=0.05$). Results: Discrepancies of mean with regard to reproducibility were $11.2{\mu}m$, $5.8{\mu}m$, respectively, with white and blue light scanners (p<0.047). And discrepancies of RMS with regard to reproducibility were $33.4{\mu}m$, $18.8{\mu}m$, respectively, with white and blue light scanners (p<0.045). Conclusion: Our results indicate a good reproducibility of prepared tooth impression digitized with blue light scanner more than that with white light scanner.

선박 블록 정합을 위한 포인트 클라우드 기반의 오차예측 방법에 대한 연구 (A Study on Matching Method of Hull Blocks Based on Point Clouds for Error Prediction)

  • ;이경호;이정민;남병욱;김대석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.123-130
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    • 2016
  • 선박 건조 시장의 요구를 맞추기 위하여 신속한 건조의 목표로 노력하고 있는 조선소가 선박 정도관리에 대한 요구가 갈수록 높아지고 있다. 선박 건조 공정에서 생산성의 향상과 생산 주기의 단축을 위하여 선박 부재의 정도평가를 전 주기에서 수행해야 하는 것은 중요하다. 선박의 품질을 높이기 위하여 조선소에서 블록의 정도제어를 수행하는 것은 선박의 건조 주기를 단축할 수 있을 뿐만 아니라 건조 비용도 줄일 수 있다. 선박 블록의 정도를 제어하는 중심은 선박 블록 통합 정도관리 시스템을 만들어야 한다. 이 시스템은 "Non-allowance Shipbuilding"의 목표로 정도관리의 총괄성, 블록 정도의 향상, 정도 관리 과정의 표준화 등이 이루어져야 한다. 일반적으로 정도관리를 수행하는 관리자가 광파측정기를 이용하여 선박 블록의 접합면에 있는 주요 포인트(vital point)를 측정하고 수집하지만 무거운 계측장비를 가지고 블록의 정도관리를 수행하는 것은 불편할 뿐만 아니라 시간도 오래 걸린다. 본 논문에서는 선박 블록의 정도관리 시간을 단축할 수 있는 포인트 클라우드 기반으로 3차원 레이저 스캐너를 이용한 선박 블록 탑재 전에 오차예측 방법을 제안하였다. 이 방법은 ICP(iterative closest point) 알고리즘으로 측정된 포인트 클라우드와 설계된 점들의 비교 작업을 수행한 다음에 허용범위 내의 오차를 만족하는 지를 판단한다.

완전 디지털 시스템으로 기존 교합을 보전한 All-on-4 임플란트 수복증례 (All-on-4 implant restoration with full-digital system preserving existing occlusion: A case report)

  • 김경희;정승미;이예찬;안설은;최병호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제56권4호
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    • pp.330-337
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    • 2018
  • 무치악 환자에게 임플란트 지지 고정성 보철수복 치료는 그 효용성이 검증되었으나, 복잡한 치료과정이 수반된다. 반면, 현대 치의학에서 디지털 기술력은 나날이 발전하여 현재 무치악 환자의 임플란트 수복치료까지 그 범위를 확장하였다. 본 증례에서는 66세 하악 무치악 환자의 임플란트 고정성 보철 수복에 대하여 진단부터 수술, 임시수복물 및 최종수복물의 디자인과 제작까지 디지털 시스템을 모든 단계에 이용하였다. 수술 전 진단단계에서 구강스캐너를 이용한 점막스캔과 환자의 안정적인 기존 총의치 교합을 토대로 임시수복물을 디자인하였다. 수술가이드를 이용하여 무절개 임플란트 식립 후에 사전제작한 임시수복물을 임플란트와 연결하여 즉시 임시수복물로써 사용하였다. 디지털 기술을 이용하여 안정적인 교합이 형성된 임시수복물의 수직고경과 중심위를 이전하여 최종수복물을 디자인 및 제작 하였다. 디지털 기술을 활용하여 환자의 수직고경과 교합을 보전하는 방법을 사용함으로써 무치악환자에서 복잡할 수 있는 임플란트 치료의 간단한 프로토콜을 정립하였기에 보고하는 바이다.

혼합 방법과 보관 시간이 알지네이트 인상재의 체적 안정성에 미치는 효과 (Effect of mixing method and storage time on dimensional stability of alginate impressions materials)

  • 방현지;심현아;조영은;박은진
    • 대한치과보철학회지
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    • 제58권2호
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    • pp.86-94
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    • 2020
  • 목적: 전통적인 알지네이트와 체적 안정성을 개선한 두 종류의 extended-pour 알지네이트에서 혼합 방법과 보관 시간에 따른 체적 안정성 차이를 평가하고자 한다. 재료 및 방법: 금속 주모형을 제작하여 한 종류의 전통적인 알지네이트와 두 종류의 extended-pour 알지네이트로 군 당 40개 씩(수동 혼합 20개, 자동 혼합 20개) 인상 채득 후 즉시, 2일, 5일, 6일 보관 기간에 따라 군당 5개씩의 석고 모형 제작하였고, 3D 테이블 스캐너로 모델 스캔 후 스캔 데이터를 중첩하여 변화량을 측정하였다. 통계 분석으로 일반선형모형을 사용하였고 Tukey의 방법으로 사후검정 시행하였다 (P < .001). 결과: 혼합 방법에 따른 정확도에서는 통계학적으로 유의한 차이가 없었고 모든 군에서 즉시 석고 주입한 경우 가장 적은 부피 변화를 보였다. 2일 보관 후 석고 주입 시 군 간에 통계학적으로 유의한 차이가 나타났고, 보관 5일 후 extended-pour 알지네이트의 경우 전통적인 알지네이트에 비해 더 높은 정확도를 보였다. 전통적인 알지네이트는 2 - 5일에서, extended pour alginate의 경우 5 - 6일에서 급격한 부피 변화를 보였다. 결론: 알지네이트의 혼합 방법은 체적 안정성에 영향을 주지 않으며, extended-pour 알지네이트가 전통적인 알지네이트보다 장시간 체적 안정성이 우수하나 가급적 빠른 시간 내에 석고를 주입하는 것이 권장된다.

디지털사진측량 및 3D 레이저스캐너를 이용한 토랑환산계수의 산정 (A Estimation of Soil Conversion Factor Using Digital Photogrammetry and 3D Laser Scanner)

  • 이재기;정성혁;이계동
    • 한국측량학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.227-234
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    • 2006
  • 건설교통부에서는 예산절감을 위해 토석정보시스템을 운영하고 있으며, 시스템 운영에 기본적으로 고려되어야 할 사항은 원지반의 토량을 기준으로 산정되는 토량 변화율인 토량환산계수의 정확한 적용이다. 토공사의 절성토량의 균형, 사토장 및 토취장의 계획은 공사비와 직접적인 관계를 가지고 있기 때문에 정확한 토공량 산정 및 효율적인 토공유동이 무엇보다도 중요하다고 할 수 있다. 그러나 현장에서의 비합리적인 토량환산계수의 적용으로 토공유동이 효과적이지 못한 점이 있으며, 정확한 공사비 산정 및 투입에도 지장을 초래할 수 있다. 이와 같이 효율적인 토공유동계획은 토공량 산정의 정확도에 기인한다고 할 수 있으며, 정확한 토량환산계수의 적용이 토공량 산정에 절대적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 대규모 토공사가 실시되는 현장을 대상으로 대상지 내의 임의지점 절 성토부를 굴착하고 굴착 전후 및 다짐후의 체적을 사진측량기법 및 레이저스캐닝기법으로 정밀한 수치표고모형을 제작하여 토량환산계수를 산정하고, 동시에 절 성토부 건조밀도시험을 통해 산정되는 토량변화율의 결과값과 비교 분석하여 신뢰성 있는 토량환산계수의 산정방법을 결정하고자 한다.

시멘트와 거푸집을 이용한 중학교 메이커 교육 프로그램이 창의융합 역량에 미치는 효과 (Development of a Maker Education Program Using Cement and Mold for Middle School Students and Effect on Convergence Ability for Creativity)

  • 김성수;유현석
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권6호
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    • pp.129-138
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    • 2019
  • 최근까지 메이커 교육의 흐름은 3D 스캐너, 3D 프린터, 피지컬 컴퓨팅 도구 등과 같은 디지털 기기를 활용한 메이커 프로그램 연구들이 주류를 이룬 반면, 학생들의 창의적인 아이디어를 즉시 다양한 형상으로 구현하여 직접 손으로 만들 수 있는 메이커 교육 프로그램 개발은 다소 미흡한 실정이었다. 이 연구에서는 중학교 기술 교과를 학습하는 학생들을 위해 시멘트와 거푸집을 이용한 메이커 교육 프로그램을 개발하고 학생들의 창의융합 역량에 미치는 효과를 분석하였다. 이 연구의 준비 단계에서는 문헌분석을 통해 학습단원과 내용요소를 추출하였으며, 개발 단계에서는 교수-학습 자료를 개발하고 교수-학습 자료 타당도 및 창의융합 역량을 측정할 수 있는 평가도구를 선정하였다. 실행 단계에서는 교수-학습 자료와 창의융합 역량 평가도구에 대한 전문가 타당도 검증을 실시한 후 수업을 실시하였으며, 평가단계에서는 창의융합 역량을 분석하였다. 이 연구에서 개발한 프로그램을 바탕으로 t-검증을 실시한 결과 학생들에게 창의융합 역량에서 유의미한 변화가 있는 것으로 나타났으며, 하위요인으로는 소통과 협업능력, 타 분야에 대한 지식, 인본주의 요인이 향상된 것으로 나타났다.