• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.370-377
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• 2014

최근 3D 프린팅 기술은 다양한 의학 분야에서 활용하고 있으며, 기존의 절삭가공 보다 제작시간과 비용, 과정측면에서 매우 효율적이다. 특히 정형외과에서는 수술시간, 수술 정확성 등의 개선과 환자의 고통 감소와 재수술을 최소화하는 방법으로 관심이 집중되고 있다. 그러나 기존 연구에 사용된 3D 프린터는 하드웨어 및 소프트웨어의 기술적 활용성, 재정적 가용성 등의 문제로 현재 병원에서 일반적으로 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 CT 영상을 Open Source DICOM Viewer와 STL 파일변환 프로그램, FDM 와이어 적층가공방식의 조립형 3D 프린터로 골반 골절 모델을 직접 제작하여 비용과 시간을 단축하고 사전 수술계획에 활용하였다. 6명의 불안정성 골반골절 수술환자의 맞춤형 골 모델을 제작한 후 대학병원 정형외과 임상의에게 골절수술 전에 제공하여 임상적 활용 가능 여부에 대한 검토와 분석의견 결과 정밀도, 해상도가 수술계획에 사용하여도 유용한 것으로 판단되었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.488-493
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• 2011

한국과학기술정보연구원과 가톨릭대학교 의과대학 가톨릭응용해부연구소에서는 척추 연구자들이 쉽게 사용할 수 있는 기초 자료를 구축하고 있다. 척추 형상 정보를 제공하기 위해 60-80대 기증시신 20여 표본을 활용하여 고해상도 척추 (whole spine) CT (pixel dimension : 0.4x mm, thickness: 0.6mm)를 촬영하고 이를 3차원 모델링 소프트웨어(Mimics, Ver.14, Materialise, Belgium)를 사용하여 3차원 형상 모델(shell model, STL format)로 구축하고, 목, 등, 허리 척추의 주요 부위를 계측하여 수치화 하였다. 시신기반 자료의 한계를 극복하기 위해 고령자 호발 질환을 중심으로 대상 환자를 선정하여 X-Ray, CT, BMD 자료를 구축하여 보강하고 있다. 물리적 성질 정보 구축은 기증시신 10여 표본을 활용하여 임상적, 물리적 골밀도를 측정하고, 목척추(cervical), 등척추(thoracic), 허리척추(lumbar) 부분의 굽힘-폄(flexion-extension), 가쪽 굽힘(lateral bending), 회전(torsion), 압축(body/disc compression) 시험을 수행하여 작용력과 굽힘량의 관계를 구축하고 있다. 구축된 물성 시험 결과는 형상 모델과 함께 제공되어 자료의 활용도를 높이고 있으며, 이를 이용하여 한국인 특성이 반영된 척추 관련 연구 및 제품 개발에 활용 될 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.1-9
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• 2022

비소세포폐암(NSCLC)은 전체 폐암 중 85%의 높은 비중을 차지하며 사망률(22.7%)이 다른 암에 비해 현저히 높은 암으로 비소세포폐암 환자의 수술 후 예후에 대한 예측은 매우 중요하다. 본 연구에서는 종양을 관심영역으로 갖는 비소세포폐암 환자의 수술 전 흉부 CT 영상 패치의 종류를 종양 관련 정보에 따라 총 다섯 가지로 다양화하고, 이를 입력데이터로 갖는 사전 학습 된 ResNet 과 EfficientNet CNN 네트워크를 사용하여 단일 모델과 간접 투표 방식을 이용한 앙상블 모델, 그리고 3 개의 입력 채널을 활용한 앙상블 모델에서의 실험 결과 및 성능을 오분류의 사례와 Grad-CAM 시각화를 통해 비교 분석한다. 실험 결과, 종양 주변부 패치를 학습한 ResNet152 단일 모델과 EfficientNet-b7 단일 모델은 각각 87.93%와 81.03%의 정확도를 보였다. 또한 ResNet152 에서 총 3 개의 입력 채널에 각각 영상 패치, 종양 주변부 패치, 형상 집중 종양 내부 패치를 넣어 앙상블 모델을 구성한 경우에는 정확도 87.93%를, EfficientNet-b7 에서 간접 투표 방식으로 영상 패치와 종양 주변부 패치 학습 모델을 앙상블 한 경우에는 정확도 84.48%를 도출하며 안정적인 성능을 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.208-215
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• 2009

2차원의 영상을 이용한 돌출형 전립선 비대증의 부피 평가방법에서 돌출부위를 포함시킬 경우와 포함시키지 않을 경우의 부피변화를 3차원 볼륨 렌더링(volume rendering, VR)을 이용하여 비교 평가하고자 한다. 돌출형 전립선 부피측정을 위한 가상 전립선 모델은 곤약을 이용해 임의로 평균 1 cm 정도로 돌출되도록 하여 10 ml에서 각각 10 ml씩 부피를 변화시켜 100 ml까지 총 10 개의 모델을 제작하였다. 이 때 제작된 모델의 부피측정은 64 channel 전산화단층촬영(computed tomography, CT)과 3.0 Tesla 자기공명영상(magnetic resonance image, MRI)을 이용하여 획득된 3차원 볼륨 영상자료로 계측하였다. 산출한 CT와 MRI영상들의 3차원 볼륨데이터 근접성 평가를 위해 wilcoxon 부호순위(signed rank) 검정을 하였다. 또한 획득한 영상자료는 3차원 영상처리를 통하여 볼륨 렌더링으로 재구성한 후 타원체부피공식법을 이용하여 돌출부위를 포함시킬 때와 포함하지 않을 때의 부피를 구하였다. 이 때 돌출 유무에 따라 각각 측정된 부피와 3차원 볼륨 렌더링의 부피를 wilcoxon 부호순위(signed rank) 검정을 사용하여 유의성을 평가했으며 상관계수(pearson's correlation coefficient, r)를 사용하여 상관관계를 분석하였다. 계측된 가상 전립선 모델의 돌출부위길이는 CT에서 $0.90{\pm}0.18\;mm$, MRI에서 $0.75{\pm}0.11\;mm$이었으며, CT와 MRI에서 계측된 3차원 영상 부피의 p-value는 0.414로 유의한 차이는 없었다. 그러나 MRI에서 측정된 3차원 영상 부피와 2차원 영상에서 돌출부위를 포함시킬 때의 p-value는 0.005인 반면 포함하지 않을 때의 p-value는 0.139로 나타났으며, CT에서도 측정된 3차원 영상 부피와 2차원 영상에서 돌출부위를 포함시킬 때의 p-value는 0.005인 반면 포함하지 않을 때의 p-value는 0.057로 나타났다. 돌출형 전립선의 부피측정은 돌출부위를 제외하고 상하길이를 측정하는 것이 3차원 볼륨 렌더링에 의한 부피 값과 더 가까운 부피 값을 얻을 수 있었다.

• 동의신경정신과학회지
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• 제13권1호
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• pp.79-115
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• 2002

This research investigates the effect of the Crataegus pinnatifida BGE. var. major N.E. BR(CPVM) on Alzheimer's disease. Specifically, the effects of the DYHT extract on (1) $IL-1{\beta}$, IL-6, amyloid precursor proteins(APP), acetylcholinesterase(AChE), and glial fibrillary acidic protein(GFAP) mRNA of PC-12 cells treated with CTI05; (2) the AChE activity and the APP production of PC-12 cell treated with CT105; (3) the behavior; and (4) expression of $IL-1{\beta}$, $TNF-{\alpha}$, reactive oxygen species(ROS), nitrite oxide(NO); and (5) the infarction area of the hippocampus, and brain tissue injury in Alzheimer's diseased mice induced with CT105 were investigated. The results are as follow. 1. The CPVM extract suppressed the expression of $IL-1{\beta}$, IL-6, APP, AChE, and GFAP mRNA in PC-12 cells treated with CT105. 2. The CPVM extract suppressed the AChE activity and the production of APP significantly in PC-12 cells treated with CT105. 3. The CPVM extract group showed a significant inhibitory effect on the memory deficit for the mice with Alzheimer's disease induced by CT105 in the Morris water maze experiment. 4. The CPVM extract suppressed the over-expression of $IL-1{\beta}$, $TNF-{\alpha}$, ROS and NO in the mice with Alzheimer's disease induced by CT105. 5. The CPVM extract reduced the infarction area of hippocampus, and controlled the injury of brain tissue in the mice with Alzheimer's disease induced by CT105. These results suggest that the CPVM extract may be effective for the prevention and treatment of Alzheimer's disease.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권3호
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• pp.182-189
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• 2023

CT is a medical device that acquires medical images based on Attenuation coefficient of human organs related to X-rays. In addition, using this theory, it can acquire sagittal and coronal planes and 3D images of the human body. Then, CT is essential device for universal diagnostic test. But Exposure of CT scan is so high that it is regulated and managed with special medical equipment. As the special medical equipment, CT must implement quality control. In detail of quality control, Spatial resolution of existing phantom imaging tests, Contrast resolution and clinical image evaluation are qualitative tests. These tests are not objective, so the reliability of the CT undermine trust. Therefore, by applying an artificial intelligence classification model, we wanted to confirm the possibility of quantitative evaluation of the qualitative evaluation part of the phantom test. We used intelligence classification models (VGG19, DenseNet201, EfficientNet B2, inception_resnet_v2, ResNet50V2, and Xception). And the fine-tuning process used for learning was additionally performed. As a result, in all classification models, the accuracy of spatial resolution was 0.9562 or higher, the precision was 0.9535, the recall was 1, the loss value was 0.1774, and the learning time was from a maximum of 14 minutes to a minimum of 8 minutes and 10 seconds. Through the experimental results, it was concluded that the artificial intelligence model can be applied to CT implements quality control in spatial resolution and contrast resolution.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권2호
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• pp.139-148
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• 1999

본 논문에서는 PC기반의 치과 수술 시스템을 설계하였다. 이 시스템은 수술 후의 3차원 영상을 예측할 수 있다. 따라서 환자는 수술 후에 CT를 다시 촬영하지 않아도 되며 방사선에 노출시킬 필용가 없다. 수술 전, 후의 두부(Cephalometry) X-ray 정보와 수술 전의 CT 데이터로부터 수술 후의 환자의 두개골을 예측한다. X-ray 필름과 수술 전의 CT를 해부학적 불변 계측점(anatomical landmarks) 방법을 기반으로 한 특이값 분해(SVD: singular value decomposition) 로 레지스트레이션(registration)을 하였으며, 이를 표면 재구성 영상화 시스템으로 설계하였다. 설계된 시스템의 유용성을 검증하기 위하여 건조 두개골 모델 실험과 실제 임상환자에 대한 임상실험을 시행하였으며 유의수준 0.05에서 유의차가 없는 것으로 나타났다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2004년도 춘계학술발표대회
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• pp.703-706
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• 2004

나선형 CT 혈관촬영에서 획득한 영상의 분석를 통해서 폐색전증이 의심되는 부위를 자동으로 검출하는 방법으로, 연구 대상은 20명의 환자를 대상으로 분석하였으며 CT 검사 후 방사선과 의사가 정상소견을 받은 환자 5명과 폐색전증이 있는 판독소견을 가진 15명을 대상으로 비교 분석하였다. CT 검사하는 동안에 조영제를 투입하면, 폐색전증이 발생한 부위는 조영제 양과 분포가 불균등하여 명암값이 낮게 검출된다. 검출방법으로는 전처리 작업으로 폐영역만을 분할하고, 분할된 폐영역에서 혈관을 찾기 위해 모폴로지기법를 적용하여 세선화(thinning) 작업을 진행한다. 다음 공정으로는 경계선을 찾아 local watershed를 적용하여 혈관을 검출하고, 검출된 혈관내에서 원형모델을 적용하여 모폴로지(morphology)을 통해 국소 부위의 미세한 농도변화를 인지하여 색전이 발생한 영역을 자동검출하였다. 본 논문의 자동검출시스템에서는 색전증이 있는 경우에 true positive의 발생빈도는 case 당 4.5개가 검출되었다. 정상인의 경우에도 혈류의 흐름, 혈류의 분기점, 노이즈로 인한 false positive의 빈도는 case 당 2.6개가 발생하여 전체적으로 false positive는 5.2개가 검출되었다. 본 논문은 false positive의 비율이 높게 검출되었지만 폐영역 CT 검사의 컴퓨터지원진단시스템(computer aided diagnosis)의 향후 연구과제에 방향을 제시할 수 있을 것이라 사료된다.

• 대한치과교정학회지
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• 제36권6호
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• pp.412-421
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• 2006

유한요소분석의 결과는 표현된 물성과 구조, 유한요소의 밀도, 그리고 경계 및 하중조건에 의존하게 된다. 상악견인장치의 사용에 있어 상악의 실제 구조와 밀도를 물성으로 반영하여 새로이 개선된 유한요소 모텔과 기존의 방식을 따른 유한요소 모델을 비교하였다. 연구에서 대상이 된 환자는 13세 6개월된 남자 환자였으며 전산화단층사진 촬영으로 얻은 DICOM 영상정보를 개인용 컴퓨터로 옮긴 후 3차원 영상프로그램을 이용하여 3차원 입체영상을 제작하였다. CT상에서 Gray scale을 표현하는 수치인 Hounsfield unit (HU)값을 이용하여 24단계의 물성을 가진 모델(모델1)과 고전적인 방법에 따라 2가지의 물성만을 가진 모델(모델2)을 구성하였다. FH plane하방 $45^{\circ}$ 방향에서 500g의 힘으로 견인하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 관골하 능선 후방에 있는 상악골의 부위는 전방부보다 더 넓고, 낮은 밀도를 가진 해면골로 구성되어 있었다. 따라서 같은 견인력을 적용하였음에도 24개의 물성을 가진 모델1의 제1소구치가 모델2의 제1소구치보다 전방과 하방으로의 더 많은 이동이 가능했다. 이에 대한 반응으로, 상악골은 시상면과 전두면상에서 휘어졌고, 소구치를 포함한 전방부위의 상악골이 아래 방향으로 움직이게 되었다. 고전적인 방법의 2개의 물성을 이용한 모델의 경우, 제1소구치 골 주위에서의 전하방 이동이 작게 나타났으며 상악결절 부위에서는 상방으로의 이동양상을 보여 결과적으로 이 모델에서는 상악 제1대구치의 전방을 중심으로 시계방향의 회전을 보여 주었다. 따라서 물성 지정의 차이에 따라 유한 요소분석의 결과에 차이를 보였으며 HU 값을 이용했을 때 좀 더 역학적 구조가 잘 표현해 내리라 고려된다.drilling microscrew implants가 더 많은 골접촉을 보였으나 5주에서는 두 군사이에 차이가 관찰되지 않았다. 이 결과는 두 방법이 모두 microscrew implant의 식립에 사용될 수 있음을 시사하나 self-tapping microscrew implants의 경우 초기에는 약한 힘을 가하는 것이 좋을 것으로 생각된다. 와이어에서 열처리를 시행하여 굴곡을 부여한 실험군은 열처리만 시행한 실험군과 열처리를 시행하지 않은 대조군에 비해 부하-변위 곡선이 상방 이동되었으며, 열처리 시간을 1초 증가시켜 굴곡을 부여한 실험군에서 가장 높은 부하-변위 곡선을 나타냈다. $0.018"\;{\times}\;0.025"$ 그리고 $0.0215"\;{\times}\;0.028"$ 와이어에서 $A_f$ 온도는 열처리 시간을 1초 증가시켜 굴곡을 부여한 실험군에서 가장 낮게 관찰되었고 열처리를 시행하여 굴곡을 부여한 실험군, 열처리만 시행한 실험군 그리고 열처리를 시행하지 않은 대조군 순으로 높게 관찰되었다. 이상의 결과를 종합할 때, 임상에서 니켈-티타늄 합금 와이어에 굴곡을 부여하기 위해 열처리하는 경우 초탄성 특성은 유지될 수 있으나, 부하-변위 곡선의 상방 증가가 나타나므로, 와이어에 의한 교정력이 증가될 수 있음에 유의하여야 한다. $day^{-1}$인 인공습지), scenario 2(면적 4.2ha인 저류지)가 각각 연평균 6.9%, 4.8%, 7.1%의 감소를 보였다. TN은 4.7%, 3.4%, 13.4%의 삭감율을 나타내었으며, TP는 5.6%, 3.9%, 7.3%의 삭감율을 나타내었다. 본 연구에서는 적용하지 못하였으나, 인공습지와 저류지의 적절한

• 기술혁신연구
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• 제19권2호
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• pp.53-76
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• 2011

본 연구는 117개의 문화기술개발 수혜기업을 표본으로 문화기술(CT)개발지원 정책과 기업 R&D성과와의 관계를 실증분석하였다. 연구결과, 문화기술개발정책은 기업 R&D성과제고에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 특히 문화기술개발정책이 사업타당성 및 적절한 사업운영체계를 갖는 것은 전 주기적인 기업R&D성과향상에 유의적인 양의 영향을 미쳤다. 곧, 타당한 문화기술개발정책은 기업이 단순히 R&D단계에 머물지 않고 기술적 성과를 발생시키며 나아가 경제적성과(사업화 성과)를 향상시킬 수 있도록 돕는 촉매 역할을 하는 것으로 나타났다. 따라서, 문화기술개발정책이 시행되기 앞서 시장수요에 기반한 사업타당성확보가 선행되어야 하고 R&D지원후에도 기업과 지속적인 커뮤니케이션을 통해 정책 개선노력을 기울여야 할 것으로 보인다.