• Title/Summary/Keyword: 3D reconstructed CT

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Evaluation of mandibular lingula and foramen location using 3-dimensional mandible models reconstructed by cone-beam computed tomography

  • Zhou, Cong;Jeon, Tae-Hyun;Jun, Sang-Ho;Kwon, Jong-Jin
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제39권
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    • pp.30.1-30.7
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    • 2017
  • Background: The positions of the mandibular lingula and foramen have been set as indexes for inferior alveolar nerve (IAN) block and ramus osteotomies in orthognathic surgery. This study aimed to evaluate the anatomical structures of mandibular ramus, especially the mandibular lingula and foramen, by analyzing the cone-beam computed tomography (CBCT) data of young adults. Methods: We evaluated 121 sides of hemi-mandibular CBCT model of 106 patients (51 male and 55 female patients; 18 to 36 years old). All the measurements were performed using the 2- and 3-dimensional rulers of $OnDemand3D^{(R)}$ software. Results: Statistical analysis of the data revealed that there was no significant difference in the mandibular angle between the genders. The mandibular lingula was found to be located at the center of ramus in males, but a little posterior in relation to the center in females. The mandibular lingula was rarely located below the occlusal plane; however, the position of the mandibular foramen was more variable (84.3% below, 12.4% above, and 3.3% at the level of the occlusal plane). Conclusions: The results of this study provide a valuable guideline for IAN block anesthesia and orthognathic surgery. CBCT can be considered effective and accurate in evaluating the fine structures of the mandible.

Development of 3D statistical mandible models for cephalometric measurements

  • Kim, Sung-Goo;Yi, Won-Jin;Hwang, Soon-Jung;Choi, Soon-Chul;Lee, Sam-Sun;Heo, Min-Suk;Huh, Kyung-Hoe;Kim, Tae-Il;Hong, Helen;Yoo, Ji-Hyun
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제42권3호
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    • pp.175-182
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    • 2012
  • Purpose: The aim of this study was to provide sex-matched three-dimensional (3D) statistical shape models of the mandible, which would provide cephalometric parameters for 3D treatment planning and cephalometric measurements in orthognathic surgery. Materials and Methods: The subjects used to create the 3D shape models of the mandible included 23 males and 23 females. The mandibles were segmented semi-automatically from 3D facial CT images. Each individual mandible shape was reconstructed as a 3D surface model, which was parameterized to establish correspondence between different individual surfaces. The principal component analysis (PCA) applied to all mandible shapes produced a mean model and characteristic models of variation. The cephalometric parameters were measured directly from the mean models to evaluate the 3D shape models. The means of the measured parameters were compared with those from other conventional studies. The male and female 3D statistical mean models were developed from 23 individual mandibles, respectively. Results: The male and female characteristic shapes of variation produced by PCA showed a large variability included in the individual mandibles. The cephalometric measurements from the developed models were very close to those from some conventional studies. Conclusion: We described the construction of 3D mandibular shape models and presented the application of the 3D mandibular template in cephalometric measurements. Optimal reference models determined from variations produced by PCA could be used for craniofacial patients with various types of skeletal shape.

Bulk fill 유동성 복합레진의 변연 누출에서 다른 중합시간의 영향에 대해 마이크로시티를 이용한 평가 (Evaluation of marginal leakage of bulk fill flowable composite resin filling with different curing time using micro-computed tomography technology)

  • 김은지;이규복;진명욱
    • 구강회복응용과학지
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    • 제32권3호
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    • pp.184-193
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    • 2016
  • 목적: 중합 시간이 bulk fill 유동성 복합레진의 미세누출에 미치는 영향을 마이크로시티를 이용하여 평가하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 30개의 발거된 인간 대구치에 변형된 2급 와동인 vertical slot cavity를 형성하였다. SonicFill과 SureFil SDR flow을 단일 충전하였으며, 다른 중합시간(20, 40, 60초)으로 광중합 하였다. 모든 표본은 5000번의 thermal cycle을 시행하였다. 치아는 silver nitrate 용액에 24시간 동안 침전 후 8시간 동안 현상액에 침전하였다. 마이크로시티를 사용하여 시편을 촬영 후 침투된 silver nitrate solution을 3차원적으로 재건하여 그 부피를 측정하였다. 변연 누출 결과값의 통계 처리는 Mann-Whitney test를 사용하였다. 결과: 광중합 시간의 증가는 두 bulk fill 유동성 복합레진에서 변연 누출을 증가시켰다. 두 복합레진 사이 유의한 차이는 없었다. 결론: 중합 시간은 bulk fill 유동성 복합레진의 변연 누출을 증가시킬 수 있는 요인이었다. 또한 마이크로시티를 통해 레진-치아 계면에서 변연 누출의 양을 비파괴적 방법으로 3차원적으로 재건하여 측정할 수 있었다.

안면비대칭자의 3차원 전산단층사진 분석에서 경$\cdot$연조직간 비대칭 정도 차이 (Comparison of asymmetric degree between maxillofacial hard and soft tissue in facial asymmetric subjects using three-dimensional computed tomography)

  • 김왕식;이기헌;황현식
    • 대한치과교정학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.163-173
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    • 2005
  • 본 연구는 안면비대칭 환자에서 경조직의 비대칭 정도와 연조직 비대칭 정도의 차이를 3차원적으로 밝히고자 시행되었다. 안면비대칭으로 보이는 성인 남녀 34명을 대상으로 두경부 전산단층사진을 촬영하고 3차원 입체영상으로 재구성한 후 기준평면에 대해 비대칭을 나타내는 5개의 계측항목을 경조직에 설정하고, 이에 대응하는 연조직 계측항목을 각각 설정한 후 3차원 계측을 시행하고 경조직과 연조직의 계측항목간 차이를 비교하였다. 이부편위측과 반대측간의 계측치 차이를 비교한 결과, 경조직과 연조직 모두에서 좌우측 계측치간에 통계적으로 유의한 차이가 관찰되었으며 경조직과 연조직의 비대칭 계측항목을 비교한 결과, 6개의 계측항목 모두에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다. 이부편위를 나타내는 chin deviation, 하악지와 하악골체를 나타내는 frontal ramal inclination difference, frontal corpus inclination difference 항목은 경조직의 비대칭 정도에 비하여 연조직 비대칭 정도가 작게 나타난 반면, 입술경사를 나타내는 lip cheilion height difference, lip canting은 maxillary height difference, occlusal plane canting보다 크게 나타나 입술부위의 비대칭 정도는 하부 경조직의 비대칭 정도보다 큰 것으로 나타났다. 안면비대칭자에서 경조직과 연조직간 비대칭 정도 차이를 규명한 본 연구 결과는 안면비대칭 평가 시 경조직 외에 연조직 계측항목을 이용한 비대칭 분석도 필요함을 시사하였다.

PET/CT 검사에서 SharpIR 재구성 방법의 평가 (Evaluation of SharpIR Reconstruction Method in PET/CT)

  • 김정열;강천구;박훈희;임한상;이창호
    • 핵의학기술
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    • 제16권1호
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    • pp.12-16
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    • 2012
  • 서론: 종래의 PET 영상 재구성에 있어서 FBP 등에 비해 3차원 반복 재구성 방법이 일반적으로 대체하고 있으며, 이것은 검출기 기하학적 특성과 완벽한 3차원 산란 평가 및 저잡음 randoms 평가 등의 더 진보된 재구성 알고리즘을 제공하고 활용되고 있다. 최근에 SharpIR알고리즘은 3차원 반복 재구성 알고리즘으로 PET 검출기 응답 정보를 통합하여 PET 영상의 잡음을 효과적으로 감소시켜 대조도를 향상 시키기 위한 것으로 알려지고 있다. 본 연구에서는 새로운 반복 시스템 모델인 SharpIR에 대한 성능 평가와 임상에서의 적용 가능성에 대해 알아보고자 한다. 실험재료 및 방법: 검출기 응답에 대한 분해능을 측정하기 위해 유리관(내경 1.1 mm, 두께 0.2 mm)에 $^{18}F$-FDG (250 MBq/mL)을 주입하여 축 방향 시야의 중심과 축 방향으로 5, 10, 15, 20 cm만큼 떨어진 지점에서 획득하였고 VUE point HD와 VUE point HD-SharpIR로 재구성하여 각각의 영상에서 반치폭을 구하였다. 또한 영상품질평가로 image quality phantom (NU2-2001)을 이용하여, 여러 개의 각각 다른 반지름을 가지는 원형구에 cold (직경 28, 37 mm)와 ho (직경 10, 13, 17, 22 mm)부분을 나누어 배경잡음을 주고 영상의 대조도를 평가하였다. 획득된 영상은 VUE point HD와 VUE point HD-SharpIR로 재구성을 하였다. 임상실험에서는 전신검사를 시행받은 환자 중 병소가 있는 환자 10명을 대상으로 VUE point HD와 VUE point HD-SharpIR로 재구성하였다. 이때 iterations을 1~10까지 변경하여 병소 부위와 간 부위에 관심영역을 설정하여 대조도를 평가하였다. 결과: VUE point HD로 재구성한 영상에서는 시야 중심으로부터 축방향 거리 증가와 함께 반치폭이 함께 증가하였지만 VUE point HD-SharpIR로 재구성한 영상에서는 거리가 증가하여도 일정한 반치폭을 나타냈다. 대조도는 팬텀 실험과 임상 실험에서 VUE point HD-SharpIR이 VUE point HD보다 대조도의 향상을 나타냈다. 결론: 검출기 시스템 응답에 대한 더 많은 정보를 포함시킴으로써 SharpIR 알고리즘은 VUE point HD에서 사용되는 기본 모델의 정확성을 향상시켰다. 또한 SharpIR은 VUE point HD보다 각각의 복셀에 관련된 더 많은 측정 위치를 가지는 시스템 모델이기 때문에 더욱 정교한 재구성 모델의 결과를 나타내기 위해 더 많은 반복이 걸린다. 결론적으로 SharpIR은 PET 영상에서 대조도를 향상시켰고 임상에서 적용할 수 있는 최적화된 재구성 조건을 알아보기 위해 종단적 연구를 통해 적용한다면 임상에서 유용하게 사용될 것이다.

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이론적 모델을 이용한 4DCT에서의 Motion Artifact 분석 (A Theoretical Model for the Analysis of Residual Motion Artifacts in 4D CT Scans)

  • 김태호;윤제웅;강성희;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권3호
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    • pp.145-153
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    • 2012
  • 본 연구에서는 호흡에 의한 표적의 움직임 모사가 가능한 팬톰을 이용, 나선형 4DCT 영상에서 발생되는 위상 내 모션 아티팩트(residual motion artifact)의 경향을 분석했으며, 그 특성 및 원인 분석을 위한 이론적 모델을 제시하였다. 표적의 움직임은 SI 방향의 1차원 사인파형을 적용하였으며, 주기는 4s로 고정, 진폭은 10, 20, 30 mm로 변화를 주었다. 표적의 움직임과 동조를 이루는 호흡신호를 얻은 후 이를 기반으로 최대흡기(Inhale peak, 0%)로부터 10% 위상간격(phase bin)으로 재분류하여 총 10개의 4DCT 영상을 재구성하였다. 각각의 진폭(10, 20, 30 mm)별로 획득된 총 30 사례의 영상은 RTP 시스템(CorePLAN, SC&J)에서 분석을 수행하였으며, 경계설정 시 오류를 줄이기 위해 contour window를 고정 값으로 설정한 후 SI 방향의 표적 지름변화를 측정하여 왜곡 정도를 평가 하였다. 각 위상 별 표적의 지름 변화를 측정한 결과 일정한 변화 경향을 확인할 수 있었다. 3 사례(10, 20, 30 mm) 모두 50% 위상(phase) 영상에서 비교적 작은 지름 변화가 관찰 되었는데 10 mm 진폭에서는 정지 영상 대비 변화가 없었고, 20 mm 진폭에서는 0.1 cm (5%)의 변화, 30 mm 진폭에서는 0.1 cm (5%) 변화를 확인할 수 있었다. 반면 30% 위상(phase) 또는 80% 위상 영상에서는 다른 위상 영상에 비해 표적 지름의 변화가 비교적 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 10 mm 진폭에서는 정지 영상대비 최대 0.2 cm (10%) 지름 변화가 나타났고 20 mm 진폭에서는 최대 0.7 cm (35%)의 변화, 30 mm 진폭에서는 최대 0.9 cm (45%)의 지름 변화가 나타났다. 이상의 실측결과를 이론모델의 시뮬레이션 결과와 비교해 봤을 때 변화의 양적인 측면에서는 다소 차이가 발생되었지만 변화의 경향성을 확인하는 측면에서는 의미 있는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 규칙적인 1차원 표적 움직임(sine motion)이 적용된 나선형 4DCT 영상에서도 위상 내 움직임에 의한 표적 지름변화가 발생될 수 있음을 확인했고 각 위상(phase)에서의 영상왜곡 정도가 위상 내 움직임의 속도에 비례함을 증명할 수 있었다. 또한 이상의 실측 결과를 이론모델에 적용하여 분석함으로써 위상 내 모션 아티팩트(residual motion artifact)의 발생원인 및 경향성 분석에 직관적 이해를 도울 수 있었고 이론모델에 기초한 분석 프로그램을 개발하여 특정 CT 파라미터(parameter) 상에서 영상왜곡을 줄이기 위한 최적의 위상(phase) 선택에 도움을 줄 수 있었다.

I-131 SPECT/CT 검사의 에서 조준기 종류에 따른 영상 비교 평가 (Comparison of Collimator Choice on Image Quality of I-131 in SPECT/CT)

  • 김정열;김주연;남궁혁;강천구;김재삼
    • 핵의학기술
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    • 제18권1호
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    • pp.33-42
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    • 2014
  • I-131의 주 에너지는 364 keV이고 이차적으로 637과 723 keV의 감마선을 방출한다. 이런 이유로 I-131 핵종을 이용한 검사에서는 일반적으로 고 에너지 조준기를 사용하고 있다. 반면 중 에너지 조준기는 과도한 격벽 투과의 영향 때문에 사용이 권고되지 않지만 I-131의 낮은 선량에 대해 계수율의 민감도를 향상시키기 위해 중 에너지 조준기를 사용하기도 한다. 이에 본 연구에서는 I-131 SPECT/CT에서 고 에너지와 중 에너지 조준기를 사용하여 조준기 선택에 대한 영상의 영향을 평가하고자 한다. I-131 점 선원과 NEMA NU-2 IQ phantom을 이용하여 Siemens symbia T16 SPECT/CT 장비로 중 에너지 조준기와 고 에너지 조준기를 사용하였다. 영상획득은 단일 에너지 창과 삼중 에너지 창으로 각각 적용하여 영상을 획득하였고, 재구성방법은 반복재구성 기법인 Flash 3D를 이용하여 CTAC, Scatter correction 적용 유무와 Iteration과 subset의 횟수를 변경하여 획득된 영상을 재구성하였다. 획득된 영상을 분석하여 두 조준기의 민감도와 대조도 그리고 잡음을 비교 평가하였다. 민감도는 중 에너지 조준기가 고 에너지 조준기보다 높게 나타났다(중 에너지 조준기: 188.18 cps/MBq, 고 에너지 조준기: 46.31 cps/MBq). 대조도는 삼중 에너지 창과 고 에너지 조준기를 사용하고 CTAC를 적용하여 16 subset 8 iteration을 적용한 재구성영상에서 가장 높은 대조도를 나타냈고(TCQI=190.64), 동일한 조건에서 중 에너지 조준기를 사용하였을 경우는 고 에너지 조준기에 비해 낮은 대조도를 나타냈다(TCQI=66.05). 잡음평가에서는 고 에너지 조준기보다 중 에너지 조준기에서 높게 나타났다 (P<0.001). 적절한 조준기의 선택은 영상의 질에 있어 중요한 사항이다. 본 연구를 통해 고 에너지 감마선을 방출하는 I-131 검사에서는 일반적으로 사용되고 있는 고 에너지 조준기를 사용하는 것이 영상의 질에 있어 가장 권고되는 바이다. 하지만 에너지 창, 매트릭스 크기, 반복 재구성 조건(subset과 iteration 수) 그리고 CTAC 및 scatter correction 여부등과 같은 조건들을 적절히 적용한다면 낮은 선량의 낮은 민감도를 갖는 조건에서는 중 에너지 조준기를 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

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전립선 암의 방사선치료 시 직장 내 풍선삽입에 따른 계획표적부피마진 (PTV Margins for Prostate Treatments with an Endorectal Balloon)

  • 김희정;정진범;하성환;김재성;예성준
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제28권3호
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    • pp.166-176
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    • 2010
  • 목 적: 직장 내 풍선삽입을 하는 전립선 암 환자의 3차원 입체조형방사선치료(3D CRT)와 세기조절치료에 대한 적절한 계획표적부피 마진을 구하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 대상 및 방법: 환자는 반듯이 누운 자세에서 치료계획용 CT 촬영과 매 치료 전에 환자의 직장에 풍선이 삽입되었고 70 mL의 공기로 풍선을 팽창시켰다. Anterior-posterior (AP)와 측면에서의 전자식 조사문영상 이미지와 디지털 화재구성사진을 이용하여 치료간 환자 치료위치 및 풍선의 위치 변화를 분석하였다. 두 이미지를 정합하기 위하여 Visual $C^{++}$ 기반의 프로그램을 개발하여 사용하였다. 기존의 방법을 기반으로 풍선에 의한 선량 흐려짐 효과를 고려한 계획표적부피 마진을 구하는 방법 고안하였다. 결 과: 환자치료위치의 치료간 변화는 모든 방향에서 평균 1 mm 이내로 나타났다. 풍선의 치료간 변화는 left-right (LR) 방향에 비해 superior-inferior (SI)와 AP 방향으로 크게 나타났다. 풍선의 무작위오차를 포함시켜 새로 고안된 1차원 계획표적부피 마진 구하는 방법을 사용하여 마진을 구한 결과, 3D CRT의 경우에는 LR 방향으로 3.0 mm, SI 방향으로 8.2 mm, AP 방향으로 8.5 mm로 계산되었다. Intensity modulated radiation therapy의 경우, LR 방향으로 4.1 mm, SI 방향으로 7.9 mm, AP 방향으로 10.3 mm로 마진이 계산되었다. 결 론: 풍선의 무작위오차는 전립선 모양의 변형을 일으켜서 선량분포에 영향을 준다. 따라서, 새로 고안된 계획표적부피 마진을 구하는 방법에는 풍선에 의한 선량 흐려짐 효과가 고려되었다. 이 방법은 풍선의 무작위오차만 계산에 포함하기 때문에 풍선의 계통오차에 대한 보정을 전제로 한다.

Preliminary clinic study on computer assisted mandibular reconstruction: the positive role of surgical navigation technique

  • Huang, Jin-Wei;Shan, Xiao-Feng;Lu, Xu-Guang;Cai, Zhi-Gang
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제37권
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    • pp.20.1-20.7
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    • 2015
  • Background: The objectives of the present study were to investigate the reliability and outcomes of computer-assisted techniques in mandibular reconstruction with a fibula flap and verify whether the surgical navigation system was feasible in mandible reconstructive surgery. Methods: Eight cases were enrolled in the computer assisted surgery (CAS) group and 14 cases in the traditional group. The shaping and fixation of the fibula grafts were guided by computer assisted techniques, which could be monitored with the BrainLAB surgical navigation system. The variation of mandible configuration was evaluated by CT measurement in the Mimics software, including the variation of length, width, height and gonial angle of the mandible. The 3D facial soft tissue alteration was also analyzed in 3D chromatogram by Geomagic software. Results: All 22 fibula flaps survived. The mandibular configurations and facial contours had a better clinic result in the CAS group. The length, width, height and gonial angle of the reconstructive mandible were more similar to the original one. The Wilcoxon rank sum test analysis suggested significant differences in the measurements. The chromatographic analysis also visually showed superiority over the traditional group. Conclusions: The computer assisted surgical navigation method used in mandibular reconstruction is feasible and precise for clinical application. The contour of the reconstructed mandible and facial symmetry are improved with computer techniques.

연령증가에 따른 정상 한국인 대퇴골의 재형성에 관한 연구 (A Study on the Age-related Remodeling of Femur in Normal Korean Adult)

  • 강승백;배태수;최재봉;최귀원
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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    • pp.489-492
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    • 1997
  • The general pattern of adaptation in the appendicular skeleton with aging is that the subperiosteal apposition of bone occur along with endosteal absorption. This remodeling of diaphysis to a cylinder of larger diameter is hypothesized to serve a mechanical compensatory unction by increasing the moment of inertia as the cortex thins with aging. These findings is only true of the diaphysis of long bone. Measuring the area and inertia at each section of femur, the age-related change of proximal emur and diaphysis is observed. After screening by physical and radiological examination, 200 normal Korean adults divided 5 groups in both male and female based on age. Twenty persons were in each group. One femur in each person was analyzed using CT images. femur scanned with 60 to 80 slices and this images were digitized. Then 2-D images were reconstructed into 3-D images. Using the nonlinear method, normalization and interpolation technique, 7 locations of interest (trochanteric area: 1, 2 subtrochanteric area: 3, 4, isthmic area: 5, 6, 7) were determined. On the each cross section at each location, the area (total, cortical and medullary) and 5 inertia of moment were measured. The results were analyzed statistically. With aging, significant area change occurred mainly in diaphysis and female. In trochanteric area, no significant change was noted. With aging, total and medullary area were increased, but cortical area was not changed. In diaphysis, lateral bendingresistanceincreasedsignificantly. No inertia change was noted in trochanteric area. Anteroposterior bending resistance was constant with aging. In more than age 60, total area and medullary area were larger than that of others. Lateral bending resistance was higher especially in diaphysis. In diaphysis, with aging, the decreased properties is compensated with the increased lateral bending resistance by geometric remodeling. In trochanteric area, no compensation occur. With aging, especially in more than age 60, the higher rate of trochanteric fracture is expected.

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