• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제12권6호
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• pp.275-284
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• 2023

가상 현실 시뮬레이션은 다양한 분야에서의 교육과 훈련에 활용이 되며, 특히 최근에는 의료 분야에서 많이 사용되고 있다. 교육/훈련용 시뮬레이터는 의사가 실제 수술 도구를 이용하여 실제 환자에 대해 처치를 하는 것과 같은 느낌이 나게 하는 촉감/역감 생성 및 영상/음향 출력 하드웨어와 여기에 실감 나는 영상과 촉감을 생성해주는 소프트웨어로 이루어진다. 기존의 시뮬레이터들은 수술 시에 사용되는 다양한 수술 도구들을 모사하기 위해 다양한 형태의 하드웨어들을 사용해야 하므로 복잡하고 비용이 많이 소요되는 문제가 있다. 이 논문에서는 포스 피드백 장치와 변형 가능한 햅틱 컨트롤러를 이용한 치과 수술 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 햅틱 하드웨어들은 수술 도구와 수술 부위의 충돌 여부를 파악하고 그에 따른 저항감과 진동감을 제공한다. 특히 길이 변화, 굽힘과 같은 변형이 가능한 햅틱 컨트롤러는 여러 수술 도구들의 형태에 따라 느껴지는 다양한 감각을 표현할 수 있다. 사용자가 햅틱 피드백 장치를 조작하면 햅틱 피드백 장치의 움직임이나 버튼 클릭 등의 이벤트가 시뮬레이션 시스템에 전달되어 치과용 수술 도구와 구강 내부 모델들 사이의 상호작용이 발생하고 이에 따른 햅틱 피드백이 햅틱 피드백 장치로 전달된다. 이러한 기반 기술들을 활용하여 정교한 3차원 모델로 표현된 가상 환경에서 대표적인 치과 수술기법인 매복 사랑니 발치 수술의 현실적인 훈련 경험을 제공한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.99-107
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• 2021

최근 유비쿼터스 기반의 의료 및 헬스케어 환경이 구축됨에 따라 다양한 센서들로부터 상황정보를 얻을 수 있는 의료정보시스템이 증가되고 있다. 이러한 상황인식 기반의 의료정보시스템 환경에서는 상황정보를 이용하여 환자상황을 정상 또는 응급으로 판별이 가능하며, 또한 의료진은 스마트기기의 애플리케이션을 통해 ID와 Password를 이용한 간단한 사용자인증이후 환자정보에 쉽게 접근이 가능하다. 그러나 이러한 인증서비스 및 환자정보접근서비스는 의료진 중심의 시스템이며, 유비쿼터스 기반의 의료정보시스템 환경을 충분히 고려하지 못한다. 이에 본 논문에서는 의료정보에 접근하는 사용자에 대해 기존 의료진 중심의 인증과는 달리 상황정보 중심의 인증서비스를 제공하기 위한 상황인식 기반의 인증서비스 모델을 제시하고 구현하였다. 본 논문에서 제안한 상황인식 기반의 인증서비스 모델은 센서들을 통해 환자상황을 인식하여 환자상황에 의하여 의료진의 인증방식 및 권한부여를 다르게 진행하는 서비스이다. 다양한 상황정보 측정환경을 구성하기 위해 웨어러블 및 생체데이터측정모듈, 카메라센서 등을 이용하여 구현하였다. 환자상황이 응급상황일 경우, 의료정보서버는 담당의료진의 스마트기기에 응급메시지를 전송하고, 응급메시지를 받은 담당의료진은 환자정보에 접근하기 위해 스마트기기의 애플리케이션을 이용하여 인증을 시도한다. 모든 인증이 완료되면 의료진은 상위등급 의료정보 접근권한을 부여받아 정상상황에서 볼 수 없었던 환자 의료정보까지 확인이 가능하도록 하였다. 제안한 상황인식 기반의 인증서비스 모델을 통하여 유비쿼터스 의료정보시스템 환경을 충분히 고려할 뿐만 아니라, 환자중심의 시스템적인 보안 및 접근투명성을 강화하였다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제24권2호
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• pp.43-52
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• 2024

Medical imaginings assume a important part in the analysis of tumors and cerebrospinal fluid (CSF) leak. Magnetic resonance imaging (MRI) is an image segmentation technology, which shows an angular sectional perspective of the body which provides convenience to medical specialists to examine the patients. The images generated by MRI are detailed, which enable medical specialists to identify affected areas to help them diagnose disease. MRI imaging is usually a basic part of diagnostic and treatment. In this research, we propose new techniques using the 4D-MRI image segmentation process to detect the brain tumor in the skull. We identify the issues related to the quality of cerebrum disease images or CSF leakage (discover fluid inside the brain). The aim of this research is to construct a framework that can identify cancer-damaged areas to be isolated from non-tumor. We use 4D image light field segmentation, which is followed by MATLAB modeling techniques, and measure the size of brain-damaged cells deep inside CSF. Data is usually collected from the support vector machine (SVM) tool using MATLAB's included K-Nearest Neighbor (KNN) algorithm. We propose a 4D light field tool (LFT) modulation method that can be used for the light editing field application. Depending on the input of the user, an objective evaluation of each ray is evaluated using the KNN to maintain the 4D frequency (redundancy). These light fields' approaches can help increase the efficiency of device segmentation and light field composite pipeline editing, as they minimize boundary artefacts.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제11권2호
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• pp.147-155
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• 2000

Patient dose verification is one of the most important parts in quality assurance of the treatment delivery for radiation therapy. The dose distributions may be meaningfully improved by modulating two dimensional intensity profile of the individual high energy radiation beams In this study, a new method is presented for the pre-treatment dosimetric verification of these two dimensional distributions of beam intensity by means of a charge coupled device video camera-based fluoroscopic device (henceforth called as CCD-VCFD) as a radiation detecter with a custom-made software for dose calculation from fluorescence signals. This system of dosimeter (CCD-VCFD) could reproduce three dimensional (3D) relative dose distribution from the digitized fluoroscopic signals for small (1.0$\times$1.0 cm$^2$ square, ø 1.0 cm circular ) and large (30$\times$30cm$^2$) field sizes used in intensity modulated radiation therapy (IMRT). For the small beam sizes of photon and electron, the calculations are performed In absolute beam fluence profiles which are usually used for calculation of the patient dose distribution. The good linearity with respect to the absorbed dose, independence of dose rate, and three dimensional profiles of small beams using the CCD-VCFD were demonstrated by relative measurements in high energy Photon (15 MV) and electron (9 MeV) beams. These measurements of beam profiles with CCD-VCFD show good agreement with those with other dosimeters such as utramicro-cylindrical (UC) ionization chamber and radiographic film. The study of the radiation dosimetric technique using CCD-VCFD may provide a fast and accurate pre-treatment verification tool for the small beam used in stereotactic radiosurgery (SRS) and can be used for verification of dose distribution from dynamic multi-leaf collimation system (DMLC).

• 한국CDE학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.216-226
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• 2011

Surgeon dentists usually rely on their experiential judgments from patients' oral plaster casts and medical images to determine the positional and directional information of implant fixtures and to perform drilling tasks during dental implant surgical operations. This approach, however, may cause some errors and deteriorate the quality of dental implants. Computer-aided methods have been introduced as supportive tools to alleviate the shortcomings of the conventional approach. In this paper, we present an approach of 3D dental implant simulation which can provide the realistic and immersive experience of dental implant information. The dental implant information is primarily composed of several kinds of 3D mesh models obtained as follows. Firstly, we construct 3D mesh models of jawbones, teeth and nerve curves from the patient's dental images using software $Mimics^{TM}$. Secondly, we construct 3D mesh models of gingival regions from the patient's oral impression using a reverse engineering technique. Thirdly, we select suitable types of implant fixtures from fixture database and determine the positions and directions of the fixtures by using the 3D mesh models and the dental images with software $Simplant^{TM}$. Fourthly, from the geometric and/or directional information of the jawbones, the gingival regions, the teeth and the fixtures, we construct the 3D models of surgical guide stents which are crucial to perform the drilling operations with ease and accuracy. In the application phase, the dental implant information is combined with the tangible interface device to accomplish 3D dental implant simulation. The user can see and touch the 3D models related with dental implant surgery. Furthermore, the user can experience drilling paths to make holes where fixtures are implanted. A preliminary user study shows that the presented approach can be used to provide dental students with good educational contents. With future work, we expect that it can be utilized for clinical studies of dental implant surgery.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권4호
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• pp.319-326
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• 2001

목적 : 폐, 간 등의 상 복부에 위치한 종양의 방사선 조사 체적은 호흡에 의한 종양의 이동을 포함하는 영역으로 조사 체적이 증가된다. 이로 인하여 방사선 독성 및 정상조직 선량이 증가되며, 호흡으로 인한 환자자세의 변화로 인해 종양의 정확한 위치파악이 어렵게 된다. 본 연구에서는 호흡에 따른 장기 움직임 유형을 분석하여 호흡에 의한 장기의 움직임을 최소화 할 수 있는 호흡운동 감소장치를 고안하고 방사선치료 시 호흡운동 감소장치의 유용성을 평가해 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 간암환자 10명을 대상으로 하여 MeV-Green과 벨트, 스티로폼판 등을 사용하여 호흡운동감소장치(respiratory motion reduction device, RRD)를 제작하였다. 내부장기의 이동정도는 모의치료 시에 관찰된 횡경막의 이동 정도로 평가하였으며 앙와위와 복와위 및 RRD의 사용 시 이동정도를 쏠아보았고, 각각의 경우에서 이동정도를 고려하여 방사선치료계획을 수립하였다. 선량체적 히스토그램(dose-volume histogram, DVH)을 통해서 전체 간 용적 중 처방선량의 $50\%$가 조사되는 정상간 용적을 구하였다. 결과 : 호흡에 따른 횡경막의 평균이동거리는 앙와위 자세에서 $16{\pm}1.9\;mm$ 이었고, 복와위 자세에서는 $12{\pm}1.9mm$임을 알 수 있었다. 복와위 자세에서 본원에서 자체 제작한 RRD를 사용한 경우에는 $5{\pm}1.4\;mm$으로 감소되었고, 벨트 고정장치의 추가 사용 시에는 $3{\pm}0.9\;mm$으로 감소하여 총 9 mm 감소함을 알 수 있었다. 방사선치료계획에 따른 DVH에서 처방선량의 $50\%$가 조사되는 정상간의 용적은 호흡운동감소장치를 사용하지 않은 경우에 앙와위 자세에서 $43.7\%$, 복와위 자세에서 $40\%$ 이었고, 호흡운동 감소장치를 사용한 경우에 복와위 자세에서 $30.7\%$, 여기에 벨트 고정장치를 추가 사용하였을 경우에는 $21\%$로서 전체 간 용적 중 방사선에 조사되는 정상 간 용적은 최대 $22.7\%$ 감소됨을 알 수 있었다. 결론 : 호흡에 따른 내부장기의 움직임을 최소화 할 수 있는 RRD를 사용하여 정상조직에 불필요하게 조사되는 방사선을 감소시킬 수 있었다.

• 대한두개안면성형외과학회지
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• 제25권3호
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• pp.123-132
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• 2024

Background: The introduction of presurgical nasoalveolar molding represented a significant departure from traditional molding methods. Developed by Grayson and colleagues in 1993, this technique combines an intraoral molding device with a nasal molding stent. This study aimed to compare the Grayson nasoalveolar molding appliance versus DynaCleft appliance as two methods of presurgical nasoalveolar molding. Methods: A single-blinded, randomized, parallel-arm clinical trial was conducted. Sixteen infants with complete unilateral cleft lip and palate were enrolled and divided into two groups of eight. Group 1 was treated with a modified Grayson nasoalveolar molding appliance that included a nasal stent, while group 2 was treated with DynaCleft elastic adhesive tape and an external nasal elevator. Standardized digital photographs of each infant were taken at baseline and post-treatment using a professional camera. Nine extraoral anthropometric measurements were obtained from each image using image measurement software. Results: The modified Grayson nasoalveolar appliance demonstrated a more significant improvement compared to DynaCleft in terms of alar length projection (on both sides), columella angle, and nasal tip projection. Symmetry ratios also showed enhancement, with significant improvements observed in nasal width, nasal basal width, and alar length projection (p< 0.05). Conclusion: Both the modified Grayson nasoalveolar appliance and DynaCleft appear to be effective presurgical infant orthopedics treatment options, demonstrating improvements in nasolabial aesthetics. The modified Grayson appliance, equipped with a nasal stent, improved nasal symmetry more effectively than DynaCleft, resulting in a straighter columella and a more medially positioned nasal tip.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제21권11호
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• pp.338-344
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• 2021

The recently continuous enhancement and development in the biomedical side for the betterment of human life. The Wireless Body Area Networks is a significant tool for the current researcher to design and transfer data with greater data rates among the sensors and sensor nodes for biomedical applications. The core area for research in WBANs is power efficiency, battery-driven devices for health and medical, the Charging limitation is a major and serious problem for the WBANs.this research work is proposed to find out the optimal solution for battery-friendly technology. In this research we have addressed the solution to increasing the battery lifetime with variable data transmission rates from medical equipment as Wireless Endoscopy Capsules, this device will analyze a patient's inner body gastrointestinal tract by capturing images and visualization at the workstation. The second major issue is that the Wireless Endoscopy Capsule based systems are currently not used for clinical applications due to their low data rate as well as low resolution and limited battery lifetime, in case of these devices are more enhanced in these cases it will be the best solution for the medical applications. The main objective of this research is to power optimization by reducing the power consumption of the battery in the Wireless Endoscopy Capsule to make it battery-friendly. To overcome the problem we have proposed the algorithm for "Battery Friendly Algorithm" and we have compared the different frame rates of buffer sizes for Transmissions. The proposed Battery Friendly Algorithm is to send the images on average frame rate instead of transmitting the images on maximum or minimum frame rates. The proposed algorithm extends the battery lifetime in comparison with the previous baseline proposed algorithm as well as increased the battery lifetime of the capsule.

• 디지털융복합연구
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• 제14권12호
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• pp.65-72
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• 2016

개인건강기록(PHR) 서비스는 기본적인 병원 진료 환경 외에 특수한 통원 치료 관리가 필요한 당뇨나 암환자 관리에 적절한 시스템이다. 본 논문에서는 항암화학요법 진행 중인 암 환자의 치료 과정에 맞춘 PHR 수집 및 분석 시스템을 개발하여 항암 치료 과정의 효율성을 효과적으로 향상할 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 암 PHR 서비스 플랫폼은 스마트 디바이스의 애플리케이션을 활용하여 항암화학요법 진행 중인 환자로부터 치료와 관련성이 가장 높은 통증 및 부작용 데이터를 입력 받고, 실제 병원에서 사용하는 의무 기록 형태로 정리한 통계 자료로 요약하여 의료진에게 제공한다. 의료 차트와의 연계에 적합한 형태로 제공되는 최종 분석 자료로 환자는 빠른 시간 내에 가장 적절한 처방을 받을 수 있다. 또한 통증 및 부작용 상태에 대한 정보를 의사에게 전할 수 있다. 의료진은 약물처방과 요양급여 등에 필요한 주요 객관적 자료들을 확보함으로 환자 진료의 질을 개선하는 효과가 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권1호
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• pp.51-59
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• 2010

NaI(Tl) 섬광 결정과 광전자 증배관를 결합한 형태의 감마선 검출기는 감도와 개발비용 면에서 우수하여 일반적으로 환경 감시용 검출기에 잘 활용된다. 본 연구에서는 보다 조작이 용이하고 다목적으로 활용할 수 있는 지능형 감마선 검출기와 연동되어 동위원소 자동인식이 가능한 분석 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 소프트웨어는 크게 네트워크 인터페이스 모듈과 스펙트럼분석 모듈, 그리고 그래픽 유저 인터페이스 모듈의 세부분으로 나누어진다. 이중 핵심부분은 스펙트럼분석모듈로서 네트워크를 통해 수집된 신호로부터 해당 동위원소에 대한 에너지스펙트럼의 피크정보를 추출하고 이를 토대로 입력 동위원소의 종류를 판별해 내는 것이다. 일반적으로 채널과 에너지의 관계는 근사적으로 선형적인 함수관계가 있으므로 피크 정보를 정확히 얻어내면 해당 동위원소의 인식이 가능하다. 본 연구에서 개발된 피크 검출 알고리듬은 두 개의 피크를 가진 표준 동위원소에 대한 라이브러리 구축 및 이를 기준으로 한 미지의 동위원소에 대한 자동인식을 수행하도록 개발되었다. 대상 하드웨어인 뉴캐어메디컬시스템의 GammaPro 1410을 사용하여 연동 실험을 수행한 결과 하나의 미지의 선원에 대한 인식률을 측정할때 1% 이내의 피크 검출오차를 기록하였다. 또한 효율적인 네트워크 연동모듈의 설계를 통하여 세계 수준인 200K CPS의 데이터 처리속도를 달성하였다. 감마선 검출기와 본 소프트웨어에 더하여 선량분석 알고리듬에 대한 개발이 이어진다면 실시간 지능형 검출시스템으로서 의료기관 및 발전소, 연구시설 등 폭넓은 분야에 활용될 것으로 기대된다.