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Dicom file을 이용하여 만든 신체 맞춤형 3D print 손가락 보조기 제작
Produced Body Customized 3D Print Finger Brace using Dicom File 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.13 no.4, 2019년, pp.597 - 603  

최현우 (경북대학교대학원 의용생체공학과) ,  박지은 (경북대학교대학원 의용생체공학과) ,  김정훈 (경북대학교 비선형 혈류역학 실험실) ,  서안나 (가천대학교 의예과) ,  이종민 (경북대학교대학원 의용생체공학과)

초록
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임상에서 사용하는 진단 검사 장치인 전산화 단층촬영기(CT)를 이용하여 Dicom 파일을 획득하였습니다. Dicom 파일과 3D 프로그램, 3D 프린터로 손가락 보조기(Finger brace)를 제작하였습니다. 손가락 보조기(Finger brace)는 인체를 대상으로 하기 때문에 형태의 정밀도가 매우 중요합니다. 3D Print는 정밀도가 우수하고, 재료가 다양하고, 출력 시간이 짧은 이점이 있습니다. 임상에서는 알루미늄 보호대나 의료기 업체의 손가락 보호대가 한정적입니다. 3D 프린터로 손가락 보조기(Finger brace)를 제작하면, 환자의 손가락 외상, 질병, 변형의 치료에 이용할 수 있는 정밀한 형태의 맞춤형 손가락 보조기(Finger brace)를 환자에게 적용할 수 있을 것이라고 기대합니다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We obtained a Dicom file using a CT (Computed Tomography), a diagnostic test device used in clinical practice. Dicom files and 3D programs, and finger printers with 3D printers. Because the finger brace is intended for the human body, the accuracy of the shape is very important. 3D Print has the adv...

주제어

#전산화단층촬영기   #3D 프린터   #손가락보조기  

표/그림 (10)

AI 본문요약
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제안 방법

  • 3D 프린터로 제작된 소지와 실제의 소지의 형상 차이를 비교한 연구를 바탕으로, 환자 진단장치 CT(Computed Tomography)에서 획득한 Dicom file과 재료를 쌓는 적층 가공방식(Additive Manufacturing)을 활용하여 3D 프린터로 손가락 보조기(Finger brace)를 제작하였다.
  • 본인의 소지를 이용하여 제작된 3D 프린터 손가락 보조기(3D print finger orthosis)와 임상용 손가락 보조기(Medical finger orthosis)를 종류별로 착용하여 만족도 (QUEST) 평가를 하였다. 평가기준은 리커트 척도(Likert scale)를 사용하였다.
  • 실험 연구에서는 임상 진단 장치인 CT를 사용하고, 3D 프로그램과 3D 프린터를 이용하여 손가락 보호대(3D print finger orthosis)를 제작하였다. 제작된 보조기를 Table 1과 같은 보조기 착용 만족도 평가(QUEST)의 8문항에서 3D 프린터 손가락 보조기(3D print finger orthosis)는 평균 4.
  • 이에 본 연구는 본인의 소지를 사용하여 임상 손가락 보조기(Medical Finger Brace)를 견본으로 하여 손가락 Dicom 영상을 Stl File로 변환시킨 후 이 File을 Meshmixer Program을 사용하여 5가지 보조기를 디자인하고 3D 프린터를 사용하여 3D 프린터 손가락 보조기(3D print finger brace)를 제작하였다.
  • 임상에서 사용하는 손가락 보조기(Medical finger orthosis)와 3D 프린터 손가락 보조기(3D print finger orthosis)를 제작하여 착용하였다. 착용 후 만족도 평가(QUEST)[15]를 하였다.
  • 제작한 3D 프린터 손가락 보호대(3D print finger brace)와 임상에서 사용하는 손가락 보호대(Medical Finger Brace)의 착용 및 비교 등 만족도 평가(QUEST)를 하였고, 3D 프린터 손가락 보조기(3D print finger brace)의 장점과 문제점을 파악하여 개선하고자 하였다.
  • 획득한 Hand Stl File을 Meshimixer program을 사용하여 손가락을 Design하고 G-code로 변환하여 PLA(Polylactide) 수지 재료로 3D 에디슨 Print로 출력하였다.

대상 데이터

  • 다중 채널 컴퓨터 단층촬영기(Multi-Detector Computed Tomography, 이하 MDCT) Revolution Evo(GE) 이용하여 Fig. 2와 같이 Axial 2.5mm, Kv 120, Reconstruction 1.25mm로 본인의 양손(Both hand)을 촬영하고, Fig. 3과 같이 영상 Dicom File 획득하였다.

이론/모형

  • 본인의 손가락에 맞춤형 손가락 보조기(Finger brace)를 디자인하기 위해 Meshmixer Program을 사용 Fig. 5와 같이 나타내었다.
  • 선행된 CT data 기반 3D 프린팅으로 제작된 Small Finger, 실제 Small Finger 그리고 석고 Small Finger 형상 비교한 연구를 바탕으로 환자 치료를 위해 촬영된 진단 CT(Computed tomography) 정보인 Dicom 의료영상과, 재료를 쌓아 나가는 적층 가공 방식(Additive Manufacturing)을 사용한 3D 프린터를 활용하였다.[16]
  • 본인의 소지를 이용하여 제작된 3D 프린터 손가락 보조기(3D print finger orthosis)와 임상용 손가락 보조기(Medical finger orthosis)를 종류별로 착용하여 만족도 (QUEST) 평가를 하였다. 평가기준은 리커트 척도(Likert scale)를 사용하였다. 5점 ‘매우 좋다’부터 1점 ‘매우 불편하다’ 평가를 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3D 프린터 기술이 가지는 이점은 무엇인가? 1986년 처음 발명된 3D 프린터 기술은 신속한 제품 생산이 가능하다는 이점 때문에 최근에는 주얼리, 헬스 케어, 취미, 교육, 예술, 방위, 건축 및 산업 디자인들의 분야에도 적용되고 있다. 특히 의료, 패션 등의 분야에서 개인 맞춤에 대한 적용이 가능하기 때문에 시장성이 매우 우수하다.
개인 맞춤형 손가락 보호대를 임상에서 즉시 3D 프린팅으로 제작하면 환자에게 양질의 치료를 제공할 수 있을 것으로 기대하는 배경은 무엇인가? 일상생활에서 손가락 보조기(Finger brace)는 알루미늄 보조기와 의료기 업체 보조기 등으로 대체 제품이 부족하다. 따라서 본 연구에서는 손가락 외상이나 질병 및 변형을 가진 환자에게 개인 맞춤형 손가락 보호대를 임상에서 즉시 3D 프린팅으로 제작하면 환자에게 양질의 치료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
보조기(Brace)란 무엇인가? 보조기(Brace)는 삼점압의 윈리, 사점압의 원리, 압박의 원리, 신연의 원리, 전단력의 원리 등을 이용해 인체에 적용되어 신체적 기형을 예방, 교정하여 해당 부위의 움직임을 개선시키기 위한 기구이다. 특히 손, 팔과 같은 상지에 주로 사용되며 관절과 그 주변의 근육들에 기능적인 안정성을 기대할 수 있다.
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