• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제26권2호
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• pp.117-122
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• 2005

The elastic modulus and the apparent density of the trabecular bone were evaluated from spherical indentation tests and Computed Tomography (CT) and their relationship was quantified. The femurs were prepared for trabecular bone analysis. Embedded with respect to their anatomical orientation, the transverse planes of the trabecular bone specimens were scanned at 1㎜ intervals using a CT scanner. The metaphyseal regions of femurs were sectioned with a diamond-blade saw, producing 8㎜ cubes. Using a specially made spherical indentation tester, the cubes were mechanically tested in the anterior-posterior (AP), medial-lateral (ML), and inferior-superior (IS) directions. After determination of modulus from the mechanical testing, the apparent densities of the specimens were measured. The results showed that the IS modulus was significantly greater than both the AP and ML moduli with the AP modulus greater than the ML modulus. This demonstrated that orthogonality was a structural characteristic of the trabecular bone. The power relationship between the modulus and the apparent density was also found to be statistically significant.

• 대한소아치과학회지
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• 제31권2호
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• pp.228-235
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• 2004

하악 과두의 발달과 증식은 측두하악관절 부위의 생역학적 환경의 변화에 따라 변경될 수 있다. 이 부위에 전달되는 생역학적 하중은 섭취하는 음식물의 경도를 다르게 함으로써 변화시킬 수 있다. 이번 연구의 목적은 성장 중인 쥐에서 부드러운 음식물의 섭취에 의해 저작력을 변화시키는 것이 하악 과두의 해면골의 형태를 변화시킬 수 있는지 미세전산화 단층촬영을 이용하여 분석하는 것이었다. 생후 21일 된 C57BL/6 쥐 36마리를 무작위로 두 그룹으로 나누었다. 8주 동안 대조군의 쥐들은 일반적인 딱딱한 덩어리의 사료를, 실험군의 쥐들은 덩어리의 사료를 잘게 갈은 후 물과 섞어 부드럽게 만들어 먹였다. 또한 실험군의 쥐들의 하악 절치를 일주일에 두 번씩 잘라서 짧게 만들었다. 8주 후 모든 쥐들을 희생하여 우측 하악 과두를 준비하였다. 미세전산화 단층촬영과 삼차원 영상 분석프로그램을 이용하여 하악 과두 해면골의 bone volume(BV), bone surface(BS), total volume(TV) bone volume fraction(BV/TV), surface to volume ratio(BS/BV), trabecular thickness(Tb. Th.), structure model index(SMI)와 degree of anisotropy(DA)를 측정하고 이들 값으로부터 trabecular number(Tb. N.)와 trabecular separation (Tb. Sp.)을 계산하였다 미세전산화 단층영상을 얻은 후 하악 과두의 조직 표본을 만들었다. 연구 결과는 다음과 같았다. 1. Bone volume fraction(BV/TV), trabecular thickness(Tb. Th.)와 trabecular number(Tb. N.)가 대조군에 비해 부드러운 음식을 먹인 실험군에서 유의하게 감소되었다(p<0.05). 2. Trabecular separation(Tb. Sp.)은 부드러운 음식을 먹인 실험군에서 유의하게 증가하였다(p<0.05). 3. Surface to volume ratio(BS/BV), structure model index(SMI), degree of anisotropy (DA)는 두 군 사이에 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 4. 조직 절편을 관찰한 결과, 부드러운 사료를 먹인 실험군에서 하악 과두의 연골층의 증식 층과 전체 두께가 상당히 감소하였다.

• 한국음향학회지
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• 제28권7호
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• pp.661-667
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• 2009

해면질골에서 위상속도 및 감쇠계수와 구조적 특성 사이의 상관관계를 고찰하기 위하여 나일론 줄을 평행하게 배열하여 제작된 해면질골 팬텀이 이용되었다. 7개의 해면질골 팬텀의 골소주 간격 (trabecular separation; Tb.SP)은 $300\;{\mu}m$부터 $900\;{\mu}m$까지 분포하였으며, 골용량 비율 (volume fraction: VF)은 1.6%부터 8.7%까지 분포하였다. 해면질골 팬팀의 위상속도 및 감쇠계수는 12.7 mm의 직경 및 1 MHz의 중심 주파수를 갖는 한 쌍의 광대역, 비집속형 초음파 변환기와 함께 수중에서 투과법을 이용하여 측정되었다. 1 MHz에서 측정된 위상속도 및 감쇠계수는 Tb.Sp이 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하였으며, VF이 증가함에 따라 거의 선형적으로 증가하였다. 위상속도 및 감쇠계수를 독립변수로 하고 Tb.Sp 및 VF을 종속변수로 하는 단순 및 다중선형회귀모델로부터 VF 예측을 위한 결정계수가 Tb.Sp 예측을 위한 결정계수에 비하여 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 나일론 줄을 평행하게 배열하여 제작된 해면질골 팬텀에서 나타나는 결과는 사람의 해면질골에서 나타나는 결과와 잘 일치하였으며, 해면질골에서 위상속도 및 감쇠계수 측정으로부터 구조적 특성 평가가 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권1호
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• pp.110-117
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• 2007

This study investigated changes of mechanical characteristics of the trabecular and cortical bone in the lumbar vertebrae of the ovariectomised (OVX) rat. In previous researches, there were many studies for morphology of osteoporotic bones based on Micro-Computed Tomography (Micro-CT). However, there were few studies for detecting and tracking changes of mechanical characteristics of the trabecular and cortical bone in the lumbar vertebrae of the OVX rat. For this study, the 4th lumbar of the OVX rat (female Sprague-Dawley) was utilized as a specimen. An OVX rat was scanned at week 0 (just before surgery), at week 4, and week 8 after surgery. Micro-finite element (${\mu}-FE$) analysis was used to investigate mechanical characteristics of the trabecular and cortical bone in the lumbar vertebrae for an OVX rat. When the OVX rat (at week 8) was compared with the OVX rat (at week 0), the structural modulus of cortical and trabecualr bone was decreased by 52% and 99%, respectively. This study showed the change of mechanical characteristics of cortical bone as well as trabecular bone of an OVX rat. Detecting and tracking changes of mechanical characteristics could greatly contribute to an experiment test for the trabecular and cortical bone in the lumbar vertebrae of an OVX rat by using In-vivo Micro-CT.

• 대한족부족관절학회지
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• 제8권2호
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• pp.157-160
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• 2004

Purpose: This study aimed to investigate and compare the micro-structural profiles of trabecular bone from different facets at the ankle joint. Materials and Methods: In a fresh cadaver ankle, four cored 10 mm of diameter cylindrical specimens of trabecular bone were harvested from the distal tibia, the talar dome, the medial malleolus, and the lateral malleolus. Using a micro-computed tomography, two-dimensional and three-dimensional micro-structural indices of the trabecular bone were analyzed. Results: Each specimen from the tibia, talus, medial malleolus, and the lateral malleolus showed unique micro-structural pattern. Tibia versus talus, the talus was seen a higher bone volume fraction and a wider supporting zone subchondrally whereas the tibia was seen a relatively lower bone volume fraction and a much narrower supporting zone subchondrally. Lateral malleolus versus medial malleolus, the lateral malleolus was seen the thicker but sparse trabeculae pattern whereas the medial malleolus was seen the thinner but more compact trabecular pattern. Conclusion: Each four locations from the different facet at the ankle joint have distinct own micro-structural patterns of the trabecular bone, suggesting different mechanical properties.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권2호
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• pp.103-111
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• 2015

본 연구에서는 골절 위험도가 높은 대퇴골의 두꺼운 피질골판이 해면질골의 초음파 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 소의 대퇴골을 이용하여 12개의 해면질골을 제작하였으며, 피질골과 유사한 밀도 및 음속을 갖는 아크릴을 이용하여 피질골판을 모사하는 1.25, 1.80, 및 2.75 mm의 두께를 갖는 아크릴판을 제작하였다. 해면질골 양면에 부착된 아크릴판의 두께가 증가하더라도 음속과 해면질골의 겉보기 골밀도 사이에 Pearson 상관계수는 0.80-0.86의 값을 가지며, 높은 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 또한 0.5 MHz에서 측정된 감쇠계수와 해면질골의 겉보기 골밀도 사이에 Pearson 상관계수는 0.84-0.91의 값을 가지며, 높은 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과로부터 종골에 비해 상대적으로 더 두꺼운 피질골판을 갖는 대퇴골에서 측정된 음속 및 특정 주파수에서의 감쇠계수는 대퇴골의 골밀도를 예측하기 위한 지표로서 이용될 수 있음을 알 수 있다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제43권4호
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• pp.227-233
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• 2013

Purpose: This study was performed to analyze human maxillary and mandibular trabecular bone using the data acquired from micro-computed tomography (micro-CT), and to characterize the site-specific microstructures of trabeculae. Materials and Methods: Sixty-nine cylindrical bone specimens were prepared from the mandible and maxilla. They were divided into 5 groups by region: the anterior maxilla, posterior maxilla, anterior mandible, posterior mandible, and mandibular condyle. After the specimens were scanned using a micro-CT system, three-dimensional microstructural parameters such as the percent bone volume, bone specific surface, trabecular thickness, trabecular separation, trabecular number, structure model index, and degrees of anisotropy were analyzed. Results: Among the regions other than the condylar area, the anterior mandibular region showed the highest trabecular thickness and the lowest value for the bone specific surface. On the other hand, the posterior maxilla region showed the lowest trabecular thickness and the highest value for the bone specific surface. The degree of anisotropy was lowest at the anterior mandible. The condyle showed thinner trabeculae with a more anisotropic arrangement than the other mandibular regions. Conclusion: There were microstructural differences between the regions of the maxilla and mandible. These results suggested that different mechanisms of external force might exist at each site.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제52권2호
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• pp.171-179
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• 2022

Purpose: The aim of this study was to assess the accuracy of cone-beam computed tomographic (CBCT) images obtained using different voxel sizes in measuring trabecular bone microstructure in comparison to micro-CT. Materials and Methods: Twelve human skull bones containing posterior-mandibular alveolar bone regions were analyzed. CBCT images were obtained at voxel sizes of 0.075mm(high: HI) and 0.2mm(standard: Std), while microCT imaging used voxel sizes of 0.06 mm (HI) and 0.12 mm (Std). Analyses were performed using CTAn software with the standardized automatic global threshold method. Intraclass correlation coefficients were used to evaluate the consistency and agreement of paired measurements for bone volume (BV), percent bone volume (BV/TV), bone surface (BS), trabecular thickness (TbTh), trabecular separation (TbSp), trabecular number (TbN), trabecular pattern factor(TbPf), and structure model index (SMI). Results: When compared to micro-CT, CBCT images had higher BV, BV/TV, and TbTh values, while micro-CT images had lower BS, TbSp, TbN, TbPf, and SMI values (P<0.05). The BV, BV/BT, TbTh, and TbSp variables were higher with Std voxels, whereas the BS, TbPf, and SMI variables were higher with HI voxels for both imaging methods. For each imaging modality and voxel size evaluated, BV, BS, and TbTh were significantly different(P<0.05). TbN, TbPf, and SMI showed statistically significant differences between imaging methods(P<0.05). The consistency and absolute agreement between micro-CT and CBCT were excellent for all variables. Conclusion: This study demonstrated the potential of high-resolution CBCT imaging for quantitative bone morphometry assessment.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1467-1468
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• 2011

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.181-189
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• 2013

본 연구의 목적은 생체 외 조건의 소 대퇴골에서 피질골이 해면질골의 음속(SOS) 및 광대역 초음파 감쇠(nBUA)와 같은 음향특성에 미치는 효과를 조사하는 것이다. 이를 위해 2개의 소 대퇴골을 이용하여 근위부로부터 12개의 해면질골 샘플 및 1.00, 1.47, 및 2.00 mm의 두께를 갖는 3개의 피질골 판을 제작하였다. 또한 해면질골 샘플에 피질골 판 부착 전후 측정된 음향특성과 해면질골 겉보기 골밀도 사이의 상관관계를 조사하였다. 해면질골 샘플의 초음파 입사면에 부착된 피질골 판의 두께가 증가함에 따라 SOS는 선형적으로 증가하는 반면에 nBUA는 피질골 판의 두께에 대해 비선형적인 의존성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 또한 서로 다른 두께를 갖는 피질골 판이 부착되더라도 SOS(r = 0.95-0.97) 및 nBUA(r = 0.53-0.73)와 해면질골 겉보기 골밀도 사이의 높은 상관관계는 유지되는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 생체 외 조건의 피질골이 제거되지 않은 대퇴골에서 측정된 음향특성이 해면질골의 골밀도를 예측하기에 충분한 지표라는 것을 의미한다.