• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.146-149
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• 2002

It is reported that the mechanical properties of vertebral trabecular bone depend on the density and the mass of bones. Osteoporosis is a systemic skeletal disease caused by low bone mass and microstructure deterioration of trabecular bone. Silva and Gibson (1997) studied the treatment of age-related bone loss using drug therapy. Vertebroplasty is a minimally invasive surgery for the treatment of osteoporosis vertebrae. This procedure includes puncturing vertebrae and filling with Polymethylmethacrylate (PMMA). However, the relative effect of drug therapy and bone cement for osteoporosis treatment is not reported yet. In this study, several 2D models of human vertebral trabecular bone are analyzed by finite element method. The mechanical behaviors of the vertebral trabecular bone treated by the drug therapy and the bone cement are compared. This study shows that bone cement treatment is more effective strategy than drug therapy to prevent the degradation of bone strength.

• Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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• 제2권4호
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• pp.197-206
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• 2015

This paper presents three-dimensional finite element method analyses of the distribution of equivalents stress of Von Mises. Induced around a cavity located in the bone cement polymethylmethacrylate (PMMA). The presences and effect of its position in the cement was demonstrated, thus on the stress level and distribution. The porosity interaction depending on their positions, and their orientations on the interdistances their mechanical behaviour of bone cement effects were analysed. The obtained results show that micro-porosity located in the proximal and distal zone of the prosthesis is subject to higher stress field. We show that the breaking strain of the cement is largely taken when the cement, containing the porosities very close adjacent to each other.

• Clinics in Shoulder and Elbow
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• 제20권1호
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• pp.42-45
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• 2017

One of the most important factors leading to a successful healing of rotator cuff tear is good bone quality to secure the suture anchor in the bone for a stable fixation. However, rotator cuff tear are commonly found in elderly patients, and their proximal humerus often shows osteoporosis or cystic lesions. Especially when the transosseous repair prevails for a torn rotator cuff, a weak metaphyseal cancellous bone is often the case, which associated with difficulty in stable fixation of the lateral row suture anchor. In this situation, we were able to augment the lateral row fixation with polymethylmethacrylate bone cement. Although there is a concern of disturbance in the blood flow and healing potential, our case showed good clinical results with respect to healing. If we suspect a weak fixation of the lateral row suture anchor, bone cement seems to be a good option for augmentation.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제61권2호
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• pp.184-188
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• 2006

경피적 척추성형술은 PMMA를 붕괴된 척추체에 경피적으로 주사하여 통증을 완화시키고 척추체를 구조적으로 보강하는 시술이다. 척추성형술은 아주 효과적인 치료방법이기는 하나 합병증이 전혀 없지는 않다. 척추성형술의 많은 합병증은 주로 PMMA 누출과 관련되어 있다. 대부분의 누출은 증상이 없고 또한 폐색전증은 매우 드물지만 시술도중 PMMA의 혈관내 이동을 조기에 발견하지 못할 때 발생할 수 있다. 저자들은 천식으로 인한 기침으로 내원한 환자의 흉부X선에서 우연히 PMMA에 의한 폐색전증을 진단하였기에 문헌 고찰과 함께 보고하는 바이다.

• 한국임상수의학회지
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• 제31권2호
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• pp.121-124
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• 2014

7년령의 암컷 진도견이 뒷다리 파행을 주증으로 내원하였다. 신체검사상에서 대퇴관절의 신전시 염발음과 통증을 보였고 방사선 검사상에서 양측 대퇴 관절 이형성증에 의한 퇴행성 관절염과 오른쪽 부위의 전측 대퇴 탈구를 보여 주었다. 오른쪽 관절의 탈구의 치료를 위해 인공 대퇴 관절 전치환 술을 실시하였다. 수술 중 오른쪽 등쪽 관절절구의 결손으로 인한 인공 관절절구 컵의 탈구의 위험성을 확인하고 등쪽 관절절구의 결손을 잠김 금속판과 골시멘트를 이용하여 보강하였다. 수술 후 환자는 성공적인 결과를 보여주었다. 또한 오른쪽 대퇴관절의 관절 운동 범위과 근육량이 개선 되었다. 등쪽 관골절구 결손을 가진 대퇴 관절 탈구에서 잠김 금속판과 골시멘트 이용하여 인공 대퇴관절 전치환술을 성공적으로 실시하였다. 본 증례와 같은 수술 기법이 등쪽 관골절구 결손이 있을 시 사용될 수 있다고 생각된다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제42권1호
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• pp.6-10
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• 2007

Objective : The purpose of this study was to determine the effect of bone cement augmentation of pedicular screwing in severe osteoporotic spondylolisthetic patients. Methods : Twenty patients with spondylolisthesis (8 : spondylolytic spondylolisthesis 12 : degenerative spondylolisthesis) who had undergone pedicular screwing and interbody fusion for osteoporotic lumbar spine (T-score on bone mineral density<-3.0) from 2002 to 2005 were reviewed. Mean age was 62.3 years with 3 male and 17 female patients. Average follow-up period was 14 months. Average T-score on bone mineral density (BMD) was -3.62. After decompression of neural elements, about 6cc of polymethylmethacrylate (PMMA) was injected into the each vertebral body through transpedicular route. All patients underwent one level interbody fusion and pedicular screw fixation. Clinical outcome was assessed using Oswestry Disability Index (ODI) on the last clinical follow-up. In addition, a modified MacNab's grading criteria was used to objectively assess patient's outcome postoperatively. Radiographic analysis of sagittal contour was assessed preoperatively, immediately postoperatively, and at final follow-up including fusion rate. Results : Eighteen of 20 patients were graded as excellent or good according to the modified MacNab's criteria. An significant improvement of ODI was achieved in both groups. Mean sagittal angle at the preoperative state, postoperative state and at the last follow-up state was $11.0^{\circ},\;20.1^{\circ}$ and $18.3^{\circ}$, respectively, with mean sagittal angle correction gain $7.3^{\circ}$. Firm fusion was achieved in all patients. There were one compression fracture above the fused segment after 6 months follow-up and one case of seroma. But there were no postoperative complications related to bone cement leakage and pedicular screwings such as screw pullout or screw cut-up. Conclusion : Bone cement augmentation of pedicular screwing can be an effective procedure for osteoporotic lumbar spine in spondylolisthetic patients.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권6호
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• pp.451-458
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• 2002

골다공증이란 골량의 감소에 의해 야기되며. 해면골 미세구조의 골밀도가 감소하는 질병이다. 약물치료(부갑상선 호르몬)법은 골소주의 두께 및 골의 강도를 어느 정도 증가시킬 수 있는 호르몬 치료법이다. 척추성형술은 골다공성 척추 압박 골절의 치료를 위하여 척추 해면골에 주사기를 통하여 골 시멘트를 주입하는 최소 침습적 수술법이다. 임상적으로 골 시멘트의 물성치에 영향을 미치더라도 점성 감소와 주입 시간 확보를 위해 중합비율을 변경하여 사용한다. 본 연구의 목적은 골 시멘트 중합비율 변경에 따른 척추 해면골의 역학적 특성을 알아보고자 한다. 본 논문에서 는 수정된 보로노이 도형을 이용하여 척추 해면골의 유한요소 모델을 생성하고, 골 시멘트의 중합비율(0.40~l.07$m\ell$/g)에 따른 척추 해면골의 강도회복 정도를 비교하였다. 또한 골다공증 치료에서 호르몬 치료와 골 시멘트 치료의 상대적인 영향을 비교 분석하였다. 분석결과 골 시멘트 치료모델의 탄성계수와 강도는 정상 상태의 약 50%로 회복되었으며, 이 값은 호르몬 치료 모델의 약 2배이다. 0.53$m\ell$/g의 중합비율에서 골 시멘트의 탄성계수와 강도가 최고이며 1.07$m\ell$/g의 중합비율에서 최소의 탄성계수와 강도(각각 42%와 49%)이지만 약물 치료보다는 더 효과적임을 알 수 있다. 척추성형술시 제작사에서 추천하는 중합비율과 다른 비율을 사용할 경우 골 시멘트의 물성치 감소뿐만 아니라 환자의 골 밀도에 따라서 해면골의 강도회복에 문제가 발생할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1324-1327
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• 2003

The compressed fracture of spine caused by osteoporosis is one of the most frequent diseases in bone fracture. Recently the vertebroplasty has drawn much attention as a medical treatment for the compressed fracture of spine, which strengthens the vertebral body and corrects deformity, and relieves pain in patients by injecting bone cement. The finite element analysis is used to investigate the vertebroplasty quantitatively. Previous works with finite element analysis have drawbacks in their simplified models geometry of vertebral body and with material properties of bone. In this paper the exact geometry of vertebral body has been constructed from medical image data and the biomechanical property changes of vertebral body in vertebroplasty have been investigate by using three dimensional finite element analysis.

• The Korean Journal of Pain
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• 제26권1호
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• pp.94-97
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• 2013

Vertebroplasty (VP) can effectively treat pain and immobility caused by vertebral compression fracture. Because of complications such as extravasation of bone cement (polymethylmethacrylate, PMMA) and adjacent vertebral fractures, some practitioners prefer to inject a small volume of PMMA. In that case, however, insufficient augmentation or a subsequent refracture of the treated vertebrae can occur. A 65-year-old woman visited our clinic complaining of unrelieved severe low back and bilateral flank pain even after she had undergone VP on the $1^{st}$ and $4^{th}$ (L1 and L4) lumbar vertebrae a month earlier. Radiologic findings showed the refracture of L1. We successfully performed the repeat VP by filling the vertebra with a sufficient volume of PMMA, and no complications occurred. The patient's pain and immobility resolved completely three days after the procedure and she remained symptom-free a month later. In conclusion, VP with small volume cement impaction may fail to relieve fracture-induced symptoms, and the refracture of an augmented vertebral body may occur. In this case, repeat VP can effectively resolve both the persistent symptoms and problems of new onset resulting from refracture of the augmented vertebral body due to insufficient volume of bone cement.

• 정보처리학회논문지B
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• 제10B권5호
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• pp.503-508
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• 2003

척추에 대한 외과수술은 신경조직을 손상하지 않아야 하기 때문에 수술 절차가 신중하게 계획되고 고도의 정밀을 요구한다. 척추성형술(verte-broplasty)은 골다공증으로 인한 척추의 골절을 치료하기 위해 제안된 비교적 새로운 외과적인 수술방법으로 최소침습적인 수술 기법으로 피부를 통하여 골절된 척추부위에 구멍을 내고 그곳에 PMMA(polymethylmethacrylate)라 불리는 골시멘트(bone cement)를 주입하여 치료하는 방법이다. 최근의 연구결과, 수술 후 즉각적인 고통의 경감을 가져오며, 골다공증으로 인한 골절부위에 강도가 강한 골시멘트를 주입하게 됨으로써 골다공증 척추체에 구조적인 안정성을 제공해 주는 것으로 알려져 있다. 수술 후 발생하는 합병증의 대부분은 과도한 골시멘트의 주입으로 인한 것으로 알려져 있으며, 따라서 척추성형술의 치료에 가장 중요한 요인은 주입한 골시멘트의 양을 조절하는 것이다. 이에 본 연구에서는 환자의 컴퓨터단층촬영(computer tomography)을 통하여 획득한 영상을 토대로 척추성형술 시술시 필요한 의료 영상 시스템을 설계 및 개발하고, 텍스처 분석을 통하여 개개인의 환자에게 필요한 골시멘트의 양을 계산하는 알고리즘을 개발하여 이를 실제 환자의 시술시에 적용해 보았다. 결과적으로 본 시스템은 척추성형술시에 최적의 골시멘트의 양을 예측할 수 있었으며, 정형외과의 다른 부위의 수술시에도 적용가능성을 확인할 수 있었다.