• 정보교육학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.373-382
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• 2012

컴퓨팅 기술발달에 따른 새로운 기술을 적용한 다양한 교육용 매체들이 개발되고 있다. 특히, 증강현실 콘텐츠는 학습자의 조작활동을 통한 3차원 입체영상을 제공하여 현실감 있는 정보 제공과 학습 경험을 확장시킬 수 있는 교육매체이다. 본 논문에서는 학습자의 직접적인 조작활동 강화 및 객체 간의 관계 탐구 향상을 위하여, 증강현실 콘텐츠를 증강현실 객체의 조합으로 구성하는 증강현실 조합형 마커시스템을 제작하였다. 교실수업에서 초등교과서 5학년 과학교과의 "지구와 달" 단원의 학습 콘텐츠로 사용하였으며, 학습자의 학습활동을 심층적으로 분석하였다. 개발된 증강현실 조합형 마커시스템을 활용한 수업은 학습자의 학습에 대한 자신감과 주의집중에 유의미한 영향을 주고 있으며, 내재적 만족도를 강화하였고, 특히 학습태도를 긍정적으로 변화시켜서 학업성취도의 주요 요소인 지식과 실천에 유의미한 영향을 주고 있다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권3호
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• pp.577-584
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• 2017

국내에는 물리적 소재 및 매체를 활용한 감성적 다변형 디스플레이 기술을 활용한 사례가 적고 아직 초기단계로 여러 연구자들이 참여하고 있으나 명확한 개념과 구조가 정립되어 있지 않고 있다. 최근 물리적 디스플레이의 세계적인 추세로는 감성적 플립 디스플레이를 활용한 새로운 디지털 사이니즈의 가능성으로 부각되고 있다. 본 연구에서는 물리적 플립 디스플레이(Flip-Display) 및 자기장 회전 모듈에 필요한 요소기술을 개발하여 심미적 임의형태 디스플레이의 통합 플랫폼을 개발하고 그 결과를 이용하여 2017년 아스타나 EXPO의 메인 주제전시물에 적용할 콘텐츠를 연구한다. 세부적으로 플립 디스플레이, 자기장 모듈 기술, 실시간 영상 연동기술, 고속 회전 모듈기술, 다변형 입체 프레임 기술 등 다양한 기술적 break-through를 통해 관련 분야를 국산화로 선도하는 기반을 마련할 수 있도록 한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권1호
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• pp.61-71
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• 2015

목 적 : 3D 프린터는 입력한 도면을 바탕으로 3차원의 입체 모델을 만들어 낼 수 있는 장비이다. 이러한 특징을 이용하여 방사선치료시 bolus 사용으로 인한 피부와 bolus 사이의 air gap을 최소화 할 수 있는 bolus 제작이 가능하다. 이에 본 연구에서는 3D 프린터를 이용하여 customized bolus를 제작하여 air gap과 target 선량을 상품화된 1 cm bolus와 비교하고자 한다. 대상 및 방법 : 왼쪽 chest wall에 돌출된 종양이 있는 RANDO phantom을 CT 모의치료기를 이용하여 영상 획득 후, CT DICOM 파일을 3D 프린터에 필요한 STL 파일로 변환시켰다. 이것을 이용하여 치료부위의 체표윤곽과 일치하면서 1 cm 두께를 유지하는 customized bolus 주형틀을 3D 프린터로 제작한 후 paraffin wax를 녹여 customized bolus를 만들었다. 이렇게 만들어진 customized bolus와 상품화된 1 cm bolus의 air gap을 확인하였고, air gap으로 인한 차이를 Eclipse를 이용하여 치료계획상 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$와 $V_{95%}$를 비교하였다. 결 과 : customized bolus 제작 기간은 약 3일이 소요되었다. air gap 총 용적은 customized bolus는 평균 $3.9cm^3$, 상품화된 1 cm bolus는 평균 $29.6cm^3$이었다. 상품화된 1 cm bolus를 사용할 때보다 3D 프린터를 이용하여 제작한 customized bolus를 사용하는 것이 air gap을 최소화시켰다. 6 MV photon에서 customized bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 각각 102.8%, 88.1%, 99.1%, 95.0%, 94.4%이었고, 상품화된 1 cm bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 101.4%, 92.0%, 98.2%, 95.2%, 95.7%이었다. proton의 경우 customized bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 각각 104.1%, 84.0%, 101.2%, 95.1%, 99.8%이었고, 상품화된 1 cm bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 104.8%, 87.9%, 101.5%, 94.9%, 99.9%이었다. 이처럼 치료계획에서 customized bolus와 1 cm bolus 모두 GTV의 선량은 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 GTV에 인접한 정상조직은 customized bolus의 선량이 더 적게 나타났다. 결 론 : 3D 프린터를 이용한 customized bolus가 표면이 일정하지 않은 치료부위에 사용 할 때 air gap을 줄이는 효과를 나타냈다. 그렇지만 상품화된 bolus와 피부 사이에 생기는 air gap은 target에서의 선량의 변화를 일으킬 만큼 많은 양이 아님을 알 수 있었다. 반면 chest wall에서는 air gap이 적을수록 선량이 감소함을 확인 할 수 있었다. customized bolus 제작 기간은 3일이 걸렸고, 고가의 제작비용이 든다는 문제점이 발생하였다. 따라서 3D 프린터 customized bolus의 상용화를 위해서는 저비용이고, bolus 사용으로 적합한 3D 프린터 재료 모색의 필요성이 있다고 사료된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.137-143
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• 2017

증강현실은 역사적 건조물이나 유물의 과거 시점의 모습, 환경, 혹은 관련 정보를 현재 실제 환경에 더하여 보여줄 수 있다는 장점이 있다. 문화유산 전시부분에서 증강현실 기술의 도입은 관람객에게 현실과 같은 현전감을 제공하고, 문화유산과 실제로 접촉하면서 생길 수 있는 훼손 요소를 줄여준다는 점에서 더욱 활발하게 요구되고 있다. 이러한 장점과 가치를 가지고 있음에도 불구하고 현재 국내에 가상현실 기반 문화유산콘텐츠 전시환경은 문화유산 콘텐츠를 단순히 증강해서 보여주거나 가이드 정도로 사용하는 등 매우 소극적인 행보를 보이고 있다. 국외의 다양한 성공적인 사례를 분석한 결과 완성도 높은 증강현실을 결합한 문화유산콘텐츠의 전시 시스템을 갖추기 위해서는 문화재에 스토리텔링을 더하는 아이디어와 함께 디스플레이, 센서 등의 기술 여건 개선, 와이파이 구축 등의 제반 시설이 동반되어야 할 것이다. 본 연구는 국내의 증강현실 기반의 문화유산콘텐츠 개발 역사가 짧고, 전시사례가 부족하다는 점에서 한계점을 가지나 추후 후속 연구를 통해 우리의 훌륭한 문화유산에 증강현실이 결합된 문화유산콘텐츠 전시사례들이 많이 나오기를 기대한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.514-520
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• 2011

최근 유비쿼터스 컴퓨팅 기술발달과 더불어 새로운 기술을 적용한 다양한 매체들이 개발되고 있다. 특히, 증강현실(Augmented Reality) 기술은 3차원 입체영상을 통해 현실감 있는 정보를 제공하고, 학습자의 직접적인 조작활동을 통하여 학습자들에게 새로운 학습 경험을 확장시킬 수 있는 교육매체로 높은 관심을 받고 있다. 이와 같이 증강현실이 주목을 받고 있는 가장 큰 이유는 기존의 교육 매체들과 달리 증강현실은 사용자가 실제 사물의 모습을 보면서 그것에 추가적으로 디지털화된 정보를 제공해 줄 수 있다는 독특한 학습정보의 제시방법 때문이다. 본 논문에서는 증강현실을 이용한 교육용 콘텐츠의 국내외 개발사례를 바탕으로 증강현실의 교육적 효과를 극대화 시킬 수 있는 방법인 Pop-up book 활용 및 멀티증강 디지로그북을 제안하고 최근 빠른 속도로 보급되고 있는 스마트폰용 어플리케이션으로 개발하여 사용자들이 보다 쉽게 증강현실 교육용 콘텐츠를 사용할 수 있도록 하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제14권1호
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• pp.69-76
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• 1996

목적 : electronic portal imaging device(EPID)를 이용하여 폐암 환자에서 시행한 검증 영상을 분석하여 3차원 입체 조형치료계획 시 자세 오차(set-up error)와 종양의 이동 거리를 고려한 적절한 차폐 여유를 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 1995년 연세암센터 치료방사선과에 내원하여 EPID가 장착된 Clinac 2100C/D를 이용하여 치료받은 폐암 환자 10명을 대상으로 하였다. 환자 1인 당 1 port에 대한 검증 영상을 매일 얻어 random 오차와 systematic 오차를 구했고, 치료 1회 당 중복 영상을 얻어 종양의 움직임을 구했다. 매일 얻은 검증 영상은 103개이었고, 중복 영상은 10개이었다. 결과 : 전체 10 명의 환자의 x 축, y 축으로의 평균 이동은 각각 1.41 mm, 1.78 mm 이었고 systematic 이동은 표준편차가 x 축, y 축으로 각각 4.63 mm, 4.11 mm이었다. random 이동은 각 환자의 평균 이동으로부터 x 축, y 축으로 표준편차가 각각 4.17 mm, 3.31 mm 이었다. 호흡에 의한 y 축으로의 이동은 평균 12.2 mm이었고, 표준편차는 4.03 mm 이었다. 결론 : 폐암 환자에서 3차원 방사선치료를 시행하려고 할 경우 치료 계획 시 clinical target volume에서 x, y 축으로 각각 10 mm, 25 mm 정도의 여유가 필요하다고 보이며, 치료 초기에 각 환자별로 매일 EPID를 이용하여 얻은 검증 영상과, 중복 영상으로 차폐 여유를 적절히 조절해 주어야 할 것이다.

• 대한치과교정학회지
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• 제41권6호
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• pp.411-422
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• 2011

브라켓의 접착에 의한 입술 주위 연조직의 변화를 평가하기 위하여 심한 골격적 부조화가 존재하지 않는 18세 이상, 29세 미만의 성인 환자 중 포괄적 교정 치료를 위하여 상, 하악 치아의 순측에 브라켓을 접착한 45명을 대상으로 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 브라켓의 접착 직전과 직후의 3차원 입체 영상을 획득하였다. 브라켓의 접착 전후 입술 및 입술 주위 연조직의 변화를 3차원 좌표계 상에서 분석하였다. 3차원 변화량(distance: 동일 계측점 간의 변화에 대한 최단 거리)에서 유의성을 보인 모든 계측점에서 전방 변화량이 가장 크게 나타났으며, 측면 계측점들은 측방으로 유의성 있는 변화가 나타났다. 상순의 계측점들은 상방으로, 하순의 계측점들과 B'는 하방으로 유의성 있는 변화가 나타났다. 하순의 Li (labrale inferius)에서 1.39 mm로 가장 큰 변화가 나타났고 ($p$ < 0.01), Li Rt (labrale inferius right), Li Lt (labrale inferius left)에서 1.15 mm, 1.09 mm의 변화가 나타났다 ($p$ < 0.01). 상순의 양측 ULP (upper lip point), Ls (labrale superius), Ls Rt (labrale superius right), Ls Lt (labrale superius left)에서 0.81 mm, 0.85 mm, 0.82 mm, 0.97 mm, 0.92 mm의 변화를 보여 ($p$ < 0.01), 하순에 비하여 상순의 변화가 작게 나타났다. 양측 Ch (cheilion)과 Stm (stomion)에서 1.17 mm, 1.16 mm, 1.02 mm ($p$ < 0.01), Sn (subnasale)와 B' (soft tissue B point)에서 0.46 mm, 0.63 mm ($p$ < 0.01, $p$ < 0.05)의 변화가 나타났다. 브라켓의 종류에 따른 연조직 변화량은 차이가 나타나지 않았다. 이상의 결과는 성인 교정 환자에서 브라켓의 접착에 의한 입술 및 입술 주위 연조직 변화의 예측에 참고 자료가 될 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권2호
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• pp.171-178
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• 2016

목 적 : 직장암 방사선 치료 시 대퇴골두의 선량을 최소화하기 위해, 보편적인 치료방법인 3문 입체조형치료계획(3D Conformal radiation therapy)과 5문 입체조형치료계획 그리고 용적변조방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, 이하 VMAT) 계획의 유용성을 비교, 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 21EX(Varian Medical Systems, USA)를 이용하여 치료 받은 직장암 환자 10명을 대상으로 3문, 5문 입체조형치료계획과 VMAT 전산화치료계획을 각각 세우고 이에 대한 선량분포를 비교분석하였다. 전산화 치료계획은 Eclipse(Ver 10.0.42, Varian, USA)를 이용하였으며, 선량계산을 위해 PRO3(Progressive Resolution Optimizer 10.0.28), AAA(Anisotropic Analytic Algorithm Ver 10.0.28) 알고리즘을 사용하였다. 3문 치료계획은 6MV POST field 와 15MV LT, RT field를 갠트리 각도 $0^{\circ}$, $270^{\circ}$, $90^{\circ}$로 구성하였고, 5문 치료계획은 6MV POST field와 15MV RAO, RPO, LAO, LPO field를 갠트리 각도 $0^{\circ}$, $95^{\circ}$, $45^{\circ}$, $315^{\circ}$, $265^{\circ}$ 로 환자 체표면을 감싸는 형태로 구성하였다. VMAT 치료계획은 갠트리 회전반경이 $360^{\circ}$인 1개의 ARC를 이용하여 수립하였다. 처방선량은 30회에 걸쳐 직장에 총 선량이 54Gy가 되도록 하였다. VMAT 치료계획시 최적화(Optimization) 과정에서 나타나는 선량 차이의 무작위성을 최소화하기 위하여 2회의 최적화와 선량계산과정을 거쳤으며 처방선량의 100%가 표적용적의 95%를 포함할 수 있도록 Plan normalization을 조절하였다. 각 치료 계획의 Total MU, 대퇴골두와 acetabular fossa의 최대선량, PTV의 H.I. (Homogeneity Index), C.I.(Conformity Index)를 평가 지표로 설정하였고, 전자영상유도장치를 이용하여 임상 적용 가능 여부 확인을 위한 IMRT verification Q.A. (Gamma test)를 실시하였다. 결 과 : Rt. femoral head 최대선량은 3문, 5문, VMAT 치료계획 순으로 평균 53.08 Gy, 50.27 Gy, 30.92 Gy를 나타냈다. 마찬가지로 Lt. femoral head 에서도 같은 순으로 평균 53.68 Gy, 51.01 Gy, 평균 29.23 Gy를 나타냈다. Rt. Aceta fossa 의 최대선량은 3문, 5문, VMAT 치료계획 순으로 평균 54.86 Gy, 52.40 Gy, 30.37 Gy의 값을 보였다. Lt. Aceta fossa에서 또한 같은 순으로 평균 54.90 Gy, 52.77 Gy, 평균 31.79 Gy를 나타내어, both femoral head 와 aceta fossa의 최대선량이 3문, 5문, VMAT 치료계획 순으로 높았다. PTV에 대한 H.I.는 모두 서로 비슷한 결과를 나타냈고, C.I.는 3문, 5문, VMAT 치료계획 순으로 평균 1.64, 1.48, 평균 0.99로 VMAT 치료계획이 가장 낮은 것으로 나타났다. Total MU는 VMAT 치료계획이 3문과 5문 치료계획에 비해 각각 평균 124.4MU, 299MU 더 많이 사용하는 것으로 나타났다. VMAT 치료계획에 대한 IMRT verification Q.A. 결과 2mm / 2%, Gamma pass rate 90.0% 기준을 모두 초과하여 통과하였다. 결 론 : VMAT 치료계획은 3D 치료계획과 비교하여 대부분의 평가지표에서 우수한 것으로 나타났다. 특히 대퇴골두의 선량을 크게 감소 시켰으며, 저선량 영역에서는 소장이 받는 선량이 증가 하였으나 오히려 고선량 영역에서는 우수한 선량분포를 보였다. 하지만 VMAT을 지원하지 않는 장비와 치료계획 시 추가되는 Contouring, 그리고 정도관리에 관한 수고 등의 현실적인 제약 때문에 VMAT 치료계획을 선택하기 어려운 경우가 있을 수 있다. 5문 치료계획은 기존 3문 치료계획에 비해, 추가적인 문제에 구애받지 않고 대퇴골두의 선량을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 각 병원 상황에 맞게 치료계획을 선택하여 방사선 치료 효과를 높인다면, 직장암 환자의 효율적인 방사선치료 및 생존 기간의 연장뿐만 아니라 삶의 질 향상에도 도움이 될 것으로 판단한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권4호
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• pp.294-299
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• 2006

목 적: 방사선치료에서 콘빔CT (cone beam computerized tomography, CBCT)를 이용하여 방사선치료 시 환자의 위치를 모의치료 시 위치와 비교하고 보정함으로서, 온라인 영상유도방사선치료(on-line image guided radiation therapy, on-line IGRT)를 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 기존의 모의치료, 치료계획 후 환자의 피부에 표시된 표시점에 가속기를 조준하여 방사선 치료를 수행하는 과정에 비해 개선되는 점을 보고하고자 하였다. 대상 및 방법: 2006년 8월부터 2006년 10월까지 중앙대학교 의과대학 방사선종양학교실에서 방사선치료를 받은 환자 3명을 대상으로 하였다. 기존의 방사선 치료와 마찬가지로 모의치료, 치료계획 후 방사선치료를 위해 치료 테이블 위에 환자를 셋업한다. 이때 환자 피부에 표시된 표시점에 치료실의 레이저에 일치시킨 후, 콘빔CT를 이용한 영상을 얻는다. 콘빔CT (CBCT) 영상과 모의치료(simulation) 시 얻은 CT 영상을 이미지 퓨전을 이용한 비교를 통하여, 치료실에서 현재 환자의 위치와 모의치료 및 치료계획 시 환자의 위치에 대한 변위 벡터(displacement vector)를 산출한다. 이때 산출된 변위벡터만큼 환자의 테이블을 이동한 후, 방사선 치료를 수행한다. 수정된 위치에서 치료 후 KV X-ray (OBI 시스템)를 이용하여 위치를 확인한다. 결 과: 콘빔CT에 의해 셋업 오차로 주어진 변위 벡터의 방향 크기는 두경부 환자인 Pt. A와 Pt. B에서 평균은 각각 0.19 cm, 0.18 cm이며, 표준편차는 각각 0.15 cm, 0.21 cm이다. 반면 골반부 환자인 Pt. C에서 평균과 표준편차는 0.37 cm와 0.1 cm였다. 결 론: 콘빔CT를 이용한 온라인 영상유도방사선치료(on-line IGRT)를 통하여, 기존의 방사선치료 과정에 존재할 수 있는 셋업 오차를 보정할 수 있었다. 온라인 영상유도방사선치료에 의해 향상된 정확도는 단순한 대항조사야 치료뿐 아니라, 복잡한 모양의 표적 용적(target volume)과 급격한 선량 변화를 갖는 3차원 입체조형치료 및 세기조절방사선 치료에서 더욱 중요할 것으로 생각된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제24권2호
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• pp.213-230
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• 2008

최근 치료기간의 단축과 심미성을 동시에 충족시키는 6전치를 설측에서 견인하는 레버암을 이용한 견인방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 상악골의 고전적인 2가지 물성으로 구성된 유한 요소 모델 (단순모델)과 새로이 개발된 24가지 물성으로 구성된 모델 (복합모델)을 생성하여 상악 6전치를 후방 견인 시, 각 치아와 치주인대에 나타나는 초기 이동량과 응력분포를 분석하였다. 23세 성인 남자의 CT 촬영으로 얻은 DICOM 영상정보를 3차원 리버스 엔지니어링 컴퓨터영상프로그램 Mimics를 이용하여 상악골 및 상악 전치부의 3차원 입체영상모델로 재구성하여 finite element analysis (FEA) 모델을 완성하였다. 모델은 상악골, 상악 전치부 각 치아의 치주인대, lingual traction arm의 부분으로 구성되었다. 상악 6전치의 저항중심 부위를 지나도록 교합면에 대하여 평행하게 200g의 후방견인력을 적용한 후 나타나는 초기 이동량 및 응력 분포를 3차원 유한 요소법을 이용한 해석을 통해 비교하였다. 실험 결과 24가지 물성으로 구성된 복합모델이 2가지 물성으로 구성된 단순 모델에 비해 상악 중절치에서 보다 후방 이동되는 양상이 크게 나타났으며 수직적인 회전 양상 역시 크게 나타났다. 두 모델 모두 중절치와 측절치는 조절성 경사이동의 형태로 후방이동양이 견치보다 크게 나타났으나 견치는 이동량이 적은 대신 치근의 이동이 더 크게 나타났다. 수직적 이동양상에 있어 두 모델 모두 측절치와 견치의 접촉점을 중심으로 절치는 하방으로 견치는 상방으로 움직이는 회전양상을 나타났다. 응력의 비교에서는 단순 모델과 복합 모델에서 유사한 결과를 보였다. 비록 각기 다른 물성으로 인해 후방 이동량에서는 차이가 나타났으나 기본적인 치아의 이동양상은 두 모델에서 모두 같게 나타났다.