• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권2호
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• pp.97-102
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• 2004

소 동물 촬영에 이용될 수 있는 고해상도의 x-선 cone-beam micro computed tomography (micro-CT) 시스템을 개발하였다 Micro-CT 시스템은 120${\times}$120 mm2 의 2차원 평판 x-선 감지기, micro-focus x-선 발생장치, 주사 기구부, 병렬처리 영상 재구성 시스템으로 이루어져 있다. 개발된 시스템의 성능을 평가하기 위해 대조도와 공간해상도를 측정하였다. 대조도 실험에서는 95 mGy 에서 36 CT-번호를 구별할 수 있음을 확인하였고, 공간 해상도 실험에서는 14 lp/mm 의 성능을 확인하였다. 소 동물 촬영 결과로 실험용 쥐의 대퇴부, 심장 그리고 복부 동맥 혈관을 촬영한 경상을 제시하였다. 개발된 micro-CT 시스템은 소 동물을 이용한 생명공학 분야 연구에 널리 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한두개안면성형외과학회지
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• 제16권2호
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• pp.58-62
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• 2015

Background: Age-related changes have been studied for lower and middle facial bones. Although the forehead comprises one-third of the facial area, no studies have investigated age-related changes in the upper part of the face or forehead. The purpose of this study was to use three-dimensional computed tomography (3D CT) to investigate age-related changes in the frontal bone. Methods: A retrospective review was performed for patients who underwent 3D CT scan of facial bones. Patients were divided by gender and age (20 to 40 years, 41 to 60 years, and above 60 years). The frontal bone curvature was evaluated by the length of frontal bone and by two frontal bone angles in relation to the Frankfurt horizon. Results: In both genders, aging was associated with increasing lower slope length. In elderly men (>60 years), the upper slope angle was significantly higher when compared to younger male subjects. Women demonstrated similar age-related changes, but the differences were only statistically significant for the middle and older age groups. Conclusion: This study demonstrates quantifiable age-related changes in the frontal bone. These findings contribute to the understanding of age-related changes of the facial soft tissues. The mean measurements in each age group can be used as a reference when planning forehead reconstruction.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.975-980
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• 2020

경추 신경공 협착은 모든 연령대의 비교적 많은 수의 사람들에게 침범하는 매우 흔한 척추 질환이다. 그러나 신경공 협착을 정량적으로 제공하는 영상검사법이 부족하므로, 본 연구는 3차원 전산화단층촬영상을 재구성하여 정량적인 측정방법을 제시하고자 한다. 3차원 영상처리 프로그램을 이용하여 경추의 후극돌기와 측돌기, 층뼈를 포함하여 신경공이 잘 관찰되도록 주변 뼈를 제거하였다. Image J를 이용하여 3차원 영상의 신경공 면적을 포함하는 관심영역을 설정하고, 신경공 면적의 화소수를 측정하였다. 측정 화소수에 화소크기를 곱하여 신경공 면적을 산출하였다. 가장 넓은 신경공 면적을 측정하기 위하여 측정 반대쪽 방향으로 40~50도 사이와, 머리쪽으로 15~20도 사이에서 측정하였다. 측정한 경추 신경공의 면적은 일관된 측정값을 보였다. 가장 크게 측정한 우측 신경공 C5-6 면적은 12.21 ㎟에서, 2년 후에 9.95 ㎟으로 18% 협착이 진행된 것을 알 수 있었다. 기존에 CT 검사 영상을 이용하여 3차원 재구성하므로 추가적인 방사선 피폭을 받지 않으며 신경공 협착 면적을 객관적으로 제시할 수 있다. 또한 3차원 영상을 보면서 신경공 협착 환자에게 설명하기 좋으며, 협착의 진행정도와 수술 후 평가에서도 사용하기 좋은 방법이라 사료된다.

• 대한관절경학회지
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• 제12권1호
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• pp.40-44
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• 2008

목적: 전방십자인대 재건술시 흔히 관찰하게 되는 Resident's ridge의 실제 형태학적 위치 및 모양을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 2007년 1월부터 2007년 8월까지 본원에서 시행한 48례의 정상 대퇴골 원위부를 촬영한 MD CT(Multidetector-Row Computed Tomography) 영상을 분석하였다. 과간절흔의 외측벽에서 1 mm 이상의 높이 변화를 보이는 경우를 Resident's ridge로 정의 하였다. $Lucion^{(R)}$ 프로그램을 이용하여 3차원 재구성한 영상을 통해 과간절흔의 전후방 길이, resident's ridge의 길이, 높이, 과간절흔의 후방 피질골로부터의 거리를 측정하였다. 결과: 환자의 평균 연령은 $59{\pm}16$세였으며 남성이 16례, 여성이 32례 이었다. Resident's ridge가 존재 하지 않았던 경우는 9례 이었으며 과간 절흔의 전후방 길이는 $25.4{\pm}3.5$ mm, Resident's ridge 의 길이와 높이의 평균값은 각각 $8.2{\pm}2.6,\;3.5{\pm}1.5$ mm 이었으며 Resident's ridge의 후방 피질골로부터의 거리는 $7.6{\pm}2.6$ mm 이었다. 결론: Resident's ridge는 많은 예에서 존재하며 뚜렷한 길이와 높이가 있기 때문에 전방십자인대 재건술시 주요한 landmark로 사용할 수 있다.

• 정보처리학회 논문지
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• 제13권7호
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• pp.326-334
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• 2024

파노라마 X-ray (PX) 및 Cone Beam Computed Tomography (CBCT)와 같은 구강 영상 기술은 영상 촬영 시 환자의 편의성과 전체 치아 정보를 시각화할 수 있는 능력으로 인해 치과 진료소에서 가장 선호되는 영상 기법이다. PX는 일상적인 임상 치료에 선호되고, CBCT는 복잡한 수술 및 임플란트 치료에 선호된다. 그러나 PX는 3차원 공간정보가 부족하다는 한계가 있는 반면 CBCT는 환자에게 높은 방사선 노출을 초래한다. PX가 이미 사용 가능한 경우 PX로부터 3D강 구강구조를 복원함으로써 추가 비용을 줄이고 방사선량을 피할 수 있다. 본 논문에서는 PX 이미지로부터 구강구조의 3차원 복원을 위한 U-Net 기반 딥러닝 프레임워크인 3DentAI를 제안한다. 제안된 프레임워크는 PX 이미지에서 깊이를 추정하기 위한 Attention U-Net 기반 재구성 모듈, 사전 정의된 초점 골 및 광선 데이터를 사용하여 예측된 편평 볼륨을 턱 모양에 정렬하기 위한 재정렬 모듈과, 구강의 원활한 표현을 얻기 위해 누락된 정보를 보간하는 3D U-Net 기반 개선 모듈의 세 가지 모듈로 구성된다. 네트워크를 훈련하기 위해, 쌍을 이루는 PX 및 CBCT 데이터셋 대신에 광선 추적 및 렌더링을 통해 CBCT로 부터 합성한 PX 데이터를 사용하였다. 600명의 환자로 구성된 다양한 데이터셋으로 모델을 훈련한 결과, 낮은 계산 복잡도에도 GAN 기반 모델에 비해 우수한 성능을 보였다.

• Journal of International Society for Simulation Surgery
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• 제1권2호
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• pp.99-102
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• 2014

The skull defect can be made after the trauma, oncologic problems or neurosurgery. The skull reconstruction has been the challenging issue in craniofacial fields for a long time. So far the skull reconstruction with autogenous bone would be the standard. Although the autogenous bone would be the ideal one for skull reconstruction, donor site morbidity would be the inevitable problem in many cases. Meanwhile various types of allogenic and alloplastic materials have been also used. However, skull reconstruction with many alloplastic material have produced no less complications including infection, exposure, and delayed wound healing. Because the 3D printing technique evolved so fast that 3D printed titanium implant were possible recently. The aim of this trial is to try to restore the original skull anatomy as possible using the 3D printed titanium implant, based on the mirrored three dimensional CT images based on the computer simulation. Preoperative computed tomography (CT) data were processed for the patient and a rapid prototyping (RP) model was produced. At the same time, the uninjured side was mirrored and superimposed onto the traumatized side, to create a mirror-image of the RP model. And we fabricated Titanium implant to reconstruct three-dimensional orbital structure in advance, using the 3D printer. This prefabricated Titanium-implant was then inserted onto the defected skull and fixed. Three dimensional printing technique of titanium material based on the computer simulation turned out to be very successful in this patient. Individualized approach for each patient could be an ideal way to manage the traumatic patients in near future.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2013년도 하계학술대회
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• pp.274-277
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• 2013

CT(Computed Tomography)영상에서 선량과 화질은 중요한 요소이다. 선량은 환자에게 직접적으로 악영향을 끼치는 요소이며, 화질은 환자의 병변을 판단하는데 매우 중요하게 작용한다. 반복적 재구성 알고리즘을 이용하면 저선량 영상에서도 고화질의 영상을 얻을 수 있는지 FBP와 정량적, 정성적으로 비교하였다. 촬영 프로토콜은 관전압 80, 100, 120kVp에서 관전류를 동일하게 200mA로 촬영하여 획득하였으며, 정량적 평가를 위해 SD(Standard Deviation), SNR(Signal to Noise Ratio), MTF(Modulation Transfer Function)를 측정하여 분석하였다. 선량은 80kVp일 때 가장 낮았으며, 120kVp일 때 가장 높았다. 80kVp의 영상을 Toshiba 사(社)의 AIDR 3D(Adaptive Iterative Reduction integrated into $^{SURE}Exposure$)로 재구성하고, 120kVp의 영상에 FBP로 재구성한 다음 정량적 비교를 한 결과 AIDR 3D를 적용한 영상의 SD가 낮게 나왔으며, SNR이 높게 나타났고, MTF 곡선은 유사하게 나타났다. 그리고 FWHM(Full Width at Half Maximum) 값의 오차가 거의 없었다. 결론적으로 AIDR 3D는 저선량에서도 높은 화질을 나타냄을 확인하였다.

• 대한두개안면성형외과학회지
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• 제16권1호
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• pp.11-16
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• 2015

Background: Source material used to fill calvarial defects includes autologous bones and synthetic alternatives. While autologous bone is preferable to synthetic material, autologous reconstruction is not always feasible due to defect size, unacceptable donor-site morbidity, and other issues. Today, advanced three-dimensional (3D) printing techniques allow for fabrication of titanium implants customized to the exact need of individual patients with calvarial defects. In this report, we present three cases of calvarial reconstructions using 3D-printed porous titanium implants. Methods: From 2013 through 2014, three calvarial defects were repaired using custom-made 3D porous titanium implants. The defects were due either to traumatic subdural hematoma or to meningioma and were located in parieto-occipital, fronto-temporo-parietal, and parieto-temporal areas. The implants were prepared using individual 3D computed tomography (CT) data, Mimics software, and an electron beam melting machine. For each patient, several designs of the implant were evaluated against 3D-printed skull models. All three cases had a custom-made 3D porous titanium implant laid on the defect and rigid fixation was done with 8 mm screws. Results: The custom-made 3D implants fit each patient's skull defect precisely without any dead space. The operative site healed without any specific complications. Postoperative CTs revealed the implants to be in correct position. Conclusion: An autologous graft is not a feasible option in the reconstruction of large calvarial defects. Ideally, synthetic materials for calvarial reconstruction should be easily applicable, durable, and strong. In these aspects, a 3D titanium implant can be an optimal source material in calvarial reconstruction.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제23권3호
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• pp.203-210
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• 2019

We present the three-dimensional volume reconstruction model using the modified Cahn-Hilliard equation with a fractional Laplacian. From two-dimensional cross section images such as computed tomography, magnetic resonance imaging slice data, we suggest an algorithm to reconstruct three-dimensional volume surface. By using Laplacian operator with the fractional one, the dynamics is changed to the macroscopic limit of Levy process. We initialize between the two cross section with linear interpolation and then smooth and reconstruct the surface by solving modified Cahn-Hilliard equation. We perform various numerical experiments to compare with the previous research.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제43권4호
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• pp.256-261
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• 2017

Objectives: The concept of natural head position (NHP) was first introduced by Broca in 1862, and was described as a person's stable physiologic position "when a man is standing and his visual axis is horizontal." NHP has been used routinely for clinical examination; however, a patient's head position is random during cone-beam computed tomography (CBCT) acquisition. To solve this problem, we developed an accelerometer to record patients' NHP and reproduce them for CBCT images. In this study, we also tested the accuracy and reproducibility of our accelerometer. Materials and Methods: A total of 15 subjects participated in this study. We invented an accelerometer that measured acceleration on three axes and that could record roll and pitch calculations. Recorded roll and pitch data for each NHP were applied to a reoriented virtual image using three-dimensional (3D) imaging software. The data between the 3D models and the clinical photos were statistically analyzed side by side. Paired t-tests were used to statistically analyze the measurements. Results: The average difference in the angles between the clinical photograph and the 3D model was $0.04^{\circ}$ for roll and $0.29^{\circ}$ for pitch. The paired t-tests for the roll data (P=0.781) and the pitch data (P=0.169) showed no significant difference between the clinical photographs and the 3D model (P>0.05). Conclusion: By overcoming the limitations of previous NHP-recording techniques, our new method can accurately record patient NHP in a time-efficient manner. Our method can also accurately transfer the NHP to a 3D virtual model.