• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제64권4호
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• pp.514-523
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• 2021

Objective : Aneurysm volume quantification (AVQ) using the equation of ellipsoid volume is widely used although it is inaccurate. Furthermore, AVQ with 3-dimensional (3D) rendered data has limitations in general use. A novel universal method for AVQ is introduced for any diagnostic modality and application to any shape of aneurysms. Methods : Relevant AVQ studies published from January 1997 to June 2019 were identified to determine common methods of AVQ. The basic idea is to eliminate the normal artery volume from 3D model with the aneurysm. After Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) data is converted and exported to stereolithography (STL) file format, the 3D STL model is modified to remove the aneurysm and the volume difference between the 3D model with/without the aneurysm is defined as the aneurysm volume. Fifty randomly selected aneurysms from DICOM database were used to validate the different AVQ methods. Results : We reviewed and categorized AVQ methods in 121 studies. Approximately 60% used the ellipsoid method, while 24% used the 3D model. For 50 randomly selected aneurysms, volumes were measured using 3D Slicer, RadiAnt, and ellipsoid method. Using 3D Slicer as the reference, the ratios of mean difference to mean volume obtained by RadiAnt and ellipsoid method were -1.21±7.46% and 4.04±30.54%, respectively. The deviations between RadiAnt and 3D Slicer were small despite of aneurysm shapes, but those of ellipsoid method and 3D Slicer were large. Conclusion : In spite of inaccuracy, ellipsoid method is still mostly used. We propose a novel universal method for AVQ that is valid, low cost, and easy to use.

• 대한치과보철학회지
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• 제54권3호
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• pp.234-238
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• 2016

목적: 최근 치과 영역에서 CAD-CAM (computer aided design-computer aided manufacturer) 시스템의 이용과 디자인 소프트웨어가 늘어남에 따라 쉽고 빠른 수복물의 디자인이 가능해졌다. 과거에는 치과 기공사의 wax up 기술의 숙련도에 따라 금관의 외형이 결정 되었으나, CAD-CAM 시스템에서는 디자인 소프트웨어에 대한 숙련도가 더 중요한 요인이 되어가고 있다. 이에 치과 기공사와 치과의사간의 결과물의 차이를 알아보고자 한다. 재료 및 방법: 대합치와 인접치가 양호한 환자의 하악 우측 제1대구치를 금관 지대치 형성 한 후 polyether로 인상채득 하였다. 인상재에 초경석고를 이용하여 모형을 제작 하였으며, Trios 구강내 스캐너를 이용하여 STL (stereolithography) 파일을 추출하였다. 3shape dental designer 상에서 5년 이상 경력의 치과 기공사 1명, 2년 이하 경력의 치과 기공사 3명, 4명의 보철과 1년차 전공의가 동일한 STL 파일을 이용하여 금관을 디자인 하였다. CAD-CAM 시스템 경력이 가장 오래된 기공사의 디자인을 기준으로 하여 치과 기공사 그룹 3명(group DT)과 1년차 전공의 그룹 4명(group RT) 의 금관 외형을 비교하였다. 디자인된 금관의 근원심폭, 협설폭, 높이, 교두간 거리, 대합치와의 접촉점의 수를 측정, 비교 하였다. 독립표본 t검정을 시행하여 그룹간의 차이를 비교하였고, 대합치와의 접촉점의 수는 Wilcoxon signed-rank test 를 이용하였다. 결과: 정규성 검정 결과 근원심폭, 협설폭, 높이, 교두간 거리는 정규분포를 보였다. Group DT와 group RT의 금관 디자인상에서 근원심폭, 협설폭, 높이, 교두간 거리에서 통계적으로 유의할만한 차이가 없었다. 대합치와의 접촉점 수는 정규분포를 보이지 않았으며, wilcoxon signed-rank test 결과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 결론: 금관의 외형의 크기에 있어서는 group DT와 group RT 사이에 통계학적으로 유의할만한 차이가 없었지만 수치화하기 어려운 금관의 해부학적 형태나 주변 치아와의 형태적 유사성 등은 차이가 있었다. 디자인 소프트웨어에 대한 숙련도가 높아진다면 각 술자가 가지고 있는 교합에 대한 개념을 더 구현하기 쉬울 것이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제38권3호
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• pp.116-122
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• 2017

Physical breast phantoms would be useful for the development of a dedicated breast computed tomography (BCT) system and its optimization. While the conventional breast phantoms are available in compressed forms, which are appropriate for the mammography and digital tomosynthesis, however, the BCT requires phantoms in uncompressed forms. Although simple cylindrical plastic phantoms can be used for the development of the BCT system, they will not replace the roles of uncompressed phantoms describing breast anatomies for a better study of the BCT. In this study, we have designed a numerical voxel breast phantom accounting for the random nature of breast anatomies and applied it to the 3D printer to fabricate the uncompressed anthropomorphic breast phantom. The numerical voxel phantom mainly consists of the external skin and internal anatomies, including the ductal networks, the glandular tissues, the Cooper's ligaments, and the adipose tissues. The voxel phantom is then converted into a surface data in the STL file format by using the marching cube algorithm. Using the STL file, we obtain the skin and the glandular tissue from the 3D printer, and then assemble them. The uncompressed breast phantom is completed by filling the remaining space with oil, which mimics the adipose tissues. Since the breast phantom developed in this study is completely software-generated, we can create readily anthropomorphic phantoms accounting for diverse human breast anatomies.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.585-590
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• 2021

손목 보조기(Wrist brace)는 손목 외상 환자들에게 사용이 되고 있다. 최근 맞춤형 손목 보조기를 3D 프린팅 기술을 활용하여 제작하는 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 3D 프린팅 맞춤형 보조기는 개인마다 다른 형태 반영, 통기성 확보 등의 다양한 요소를 반영할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 3D 프린팅 맞춤형 손목 보조기 제작 시 고려되어야 하는 벨크로 밴드 숫자와 위치가 보조기에 미치는 스트레스를 분석하였다. 맞춤형 보조기를 위해 CT 영상 기반으로 자동설계 소프트웨어(Reconeasy 3D, Seeann Solution)를 사용하여 뼈, 피부 영역 3D 모델링을 수행하였다. 3D 피부 영역을 기반으로, 각 치료 목적에 맞도록 손목 보조기 디자인을 적용하였다. 그리고, 보조기의 탄성을 위해 TPU 소재를 사용하여 FDM 방식 3D 프린터로 손목 보조기를 제작하였다. 맞춤형 3D 프린팅 손목 보조기의 벨크로 밴드의 숫자와 위치에 따른 효용성 평가를 위해 보조기의 스트레스 분포를 유한요소법(FEM)으로 분석하였다. 본 연구에서 수행한 손목 보조기 유한요소 해석을 통해 보조기의 스트레스 분포를 확인하였고 보조기 제작과 벨크로 밴드의 숫자와 위치를 확인할 수 있었다. 이러한 실험 결과는 환자에게 양질의 치료를 제공하는데 도움이 될 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.557-564
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• 2023

본 연구에서는 차폐성능의 우수함이 증명된 납 사용에 있어 나타나는 단점을 보완하고 불필요한 인체 피폭을 제어하기 위하여 3D 프린팅 기술을 이용하였다. 3D 프린터는 3차원 형상 구현이 가능하며, 개인의 아이디어를 즉각적으로 적용할 수 있어 시제품 제작 비용 및 기간을 줄여주면서 기술 보완 유지에 큰 장점이 있다. 다양한 특증의 3D 프린터 중 FDM 방식을 채택하였으며, 출력에 사용되는 필라멘트를 폴리락트산 (Polylactic acid, PLA)와 텅스텐 두 가지 소재를 혼합하여 연구용 압출기를 활용해 제작하였다. 출련된 혼합 필라멘트를 형태학적 차폐체로 구현하였으며, 선량평가를 통해 유효성 검증과 동시에 다양한 물질의 차페체 제작에 기초 정보 제공에 목적을 두었다. PLA와 텅스텐을 혼합하여 연구용 압출기로 제작된 필라멘트는 텅스텐 함유 비율에 따라서 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %로 구분하여 제작하였다. 3D Modeling, STL File 저장, G-code생성, 출력등의 처리과정으로 10 cm × 10 cm × 0.5cm의 크기로 각각 제작하였고, 관전압 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp와 관전류 20 mAs, 40 mAs의 조건으로 선량 및 차폐성능 평가 실험하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.135-146
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• 2020

경계면을 정의하는 기존의 레벨-셋 기법은 대개 수학적인 수식을 이용한다. 그러나 3차원 데카르트 좌표계에서 복잡한 경계면을 수식으로 설정하는 방식은 거의 불가능하다. 이러한 이유로 우리는 보편적으로 사용되는 스테레오리쏘그래피(STL) 형식을 매개 변수화하여 3D 캐드 형상의 내부와 외부를 구분하는 레벨-셋 경계면 설정 알고리즘을 개발하였다. 본 논문은 반응막대 실험 모사를 통해 기존의 경계면 설정 방식과 새로운 경계면 설정 방식 결과와 비교하여 이 알고리즘이 적용된 하이드로 다이내믹 솔버의 타당성을 확보하였다. 이를 통해 가연성 기체로 채워진 다양한 형상 안에서 충격파와 상호작용이 연소 폭발 천이 현상에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였다. 또한, 실제 크기의 공장 설비에서 화염이 퍼져나가는 과정과 데토네이션 발생이 설비에 미치는 피해를 수치적으로 예측하는 시뮬레이션을 진행하였다.

• 한국의류산업학회지
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• 제20권3호
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• pp.353-359
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• 2018

In this study, fused deposition modellig(FDM) 3D printing technology has been applied directly to polyester voil fabric to produce 3D printed lace/voil composite fabrics. A stereolithograpy(STL) file with a lace type 3D modelling under the various thickness were prepared and transformed into a g-code file using a g-code generator. The extrusion conditions for FDM 3D printing were controlled by 50mm/s of nozzle speed, $235^{\circ}C$ of nozzle temperature, $40^{\circ}C$ of heating bed temperature. 3D printed lace/voil composite fabriscs manufactured by 3D printing based on FDM using a thermoplactic polyurethane(TPU) filaments were obtained. To evaluate the mechanical properties and washability of the fabricated 3D printed lace/voil composite fabric, KES-FB system test, washing fastness test and dry cleaning resistance test were conducted. As 3D printing thickness increased, KOSHI, NUMERI, and FUKURAMI of 3D printed lace/voil composite fabric increased. From the results of the primary hand value test, 3D printed lace/voil composite fabrics were confirmed to be applicable to women's summer garments. As a result of the washability and dry cleaning resistance test of the 3D printed lace/voil composite fabrics, all samples were graded 4-5.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.947-953
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• 2019

임상에서 사용하는 진단 검사 장치인 전산화 단층촬영기와 자동화된 설계 소프트웨어(MediACE 3D Prog ram), 3D 프린터로 손목 보조기를 제작하고자 하였다. 전산화단층촬영기로 상지의 Dicom 파일을 획득한 후 MediACE 3D Program을 통해 손목 보조기를 디자인하여 "STL(stereolithography)"파일을 만들었고, 디자인된 손목 보조기는 3D 프린터를 이용하여 인쇄하였다. 3D 프린팅 기술로 제작된 손목보조기의 효용성 검증을 위해 뼈와 피부에 가해지는 압력 및 보조기의 스트레스 분포를 유한요소해석으로 나타내었다. 손목 보조기를 제작할 때 유한요소해석의 결과를 가지고 뼈와 피부가 압력에 의한 손상과 보조기의 파손이 자주 일어나는 부위를 보강하여 손목 보조기를 제작할 수 있을 것이라고 기대된다.

• 대한치과기공학회지
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• 제39권1호
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• pp.35-42
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• 2017

Purpose: The purpose of this paper was to evaluate the occurrence of errors regarding adaptation by conducting a three-dimensional assessment comparing the bridge type dental restoration after the cutting process, which has multiple abutments, with a single type dental restoration. Methods: By using ten identical files obtained by scanning the master model, thirty designs were created consisting of ten maxillary right first premolars and ten maxillary right first molars with single crown abutments, along with ten bridge designs with the identical abutment. A 5-axis milling machine was used to produce the design file. The produced denture prostheses were scanned using a silicone replica for a STL file. An evaluation was conducted using 3D analysis software on the master model and each of the thirty data files. Results: The RMS value of the pre-molar (14) was $38.4{\pm}4{\mu}m$ for single and $54.7{\pm}6{\mu}m$ for bridge abutment; therefore, a statistically significant difference was observed for single and bridge designs although both shared the same abutment form (P<.05). Also, the RMS value of the molar (16) was $47.6{\pm}2{\mu}m$ and $56.6{\pm}5{\mu}m$ for the single and bridge designs, respectively, thereby presenting a statistically significant difference (P<.05). Conclusion: As a result, dental prosthesis fabricated using the single method presented better internal adaptation outcomes.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권12호
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• pp.2094-2104
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• 2006

As demands for complex microstructures with high aspect ratios have increased, the existing methods, MEMS and LIGA, have had difficulties coping with the number of masks and fabricable heights. A microstereolithography technology can meet these demands because it has no need of masks and is capable of fabricating high aspect ratio microstructures. In this technology, 3D part is fabricated by stacking layers, 2D sections, which are sliced from STL file, and the Dynamic Image Projection process enables the resin surface to be cured by a dynamic image generated with $DMD^{TM}$ (Digital Micromirror Device) and one irradiation. In this paper, we address optical design process for implementing this microstereolithography system that takes the light path based on DMD operation and image-formation on the resin surface using an optical design program into consideration. To verify the performance of this implemented microstereolithography system, complex 3D microstructures with high aspect ratios were fabricated.