초록 ▼

본 연구는 3차원 의료 영상으로부터 얼굴 연조직과 경조직을 생체 역학적 얼굴 모델링을 하는 동시에 선혈요소 유한 요소 기반 접근법으로 Skull과 Skin 사이의 상호 힘의 영향력을 감안한 정확하고 신뢰도 높은 3차원 가상 수술 시스템의 구축 및 가시화를 연구의 최종 목표로 한다.
1차년도에는 의료 영상인 CT데이터로부터 Skull 3차원 모델을 복원하고 3D 스캐너로 부터 얼굴 연조직 모델을 생성하여 정합함으로서 유한 요소 방법에 의한 분석을 위한 기초 자료를 제공한다. 2차년도에는 전년도의 기하학 얼굴 모델을 기반으로 해서

본 연구는 3차원 의료 영상으로부터 얼굴 연조직과 경조직을 생체 역학적 얼굴 모델링을 하는 동시에 선혈요소 유한 요소 기반 접근법으로 Skull과 Skin 사이의 상호 힘의 영향력을 감안한 정확하고 신뢰도 높은 3차원 가상 수술 시스템의 구축 및 가시화를 연구의 최종 목표로 한다.
1차년도에는 의료 영상인 CT데이터로부터 Skull 3차원 모델을 복원하고 3D 스캐너로 부터 얼굴 연조직 모델을 생성하여 정합함으로서 유한 요소 방법에 의한 분석을 위한 기초 자료를 제공한다. 2차년도에는 전년도의 기하학 얼굴 모델을 기반으로 해서 생체역학 개념을 도입한 유한요소 모델을 생성하고 Skull의 변형에 의한 연조직 변화를 예측하는 선형 생체 역학 시스템을 구축한다. 이 자료를 이용하여 경조직의 변화에 따른 연조직의 변화를 3차원적으로 예측하는 생체 역학에 기반한 3차원 얼굴 가상 수술 예측 시스템을 개발한다.
본 시스템은 PC 기반의 winodows 환경에서 작동되도록, 일반 유저 인터페이스의 표준에 맞게 개발되었다. 또한, 임상의가 작업하는 환경을 최대한 존중하는 HCI의 측면을 고려함으로써 임상적용에의 활용도를 높혔다.

Abstract ▼

This project developes a 3D virtual plastic surgery system based on the Biomechanics for surgical planning and prediction of human facial shape after craniofacial surgery for patients with facial deformities.
This project is composed of two stages. In the first stage, we implemented Data Aquisiti

This project developes a 3D virtual plastic surgery system based on the Biomechanics for surgical planning and prediction of human facial shape after craniofacial surgery for patients with facial deformities.
This project is composed of two stages. In the first stage, we implemented Data Aquisition and Visualization. The Marching Cubes method is used to reconstruct the skull from computer tomography. A 3D scanner obtains the geometry of the patient′s skin surface. After data aquisition, an adaptive reduction technique is used to decrease the size of both datasets. A semi-automatic method resisters the skin and skull data, which are obtained in different coordinate systems. In the second stage, first bone realignments are simulated. Afterwards, the ensuing tissue changes are calculated with respect to these bone realignments.
The presented surgery simulation system is implemented in C++ on Microsoft PC, using the object-oriented graphics library OpenGL.

목차 Contents

• Ⅱ. 연구개발과제 연구결과...6
• 1. 연구개발과제의 최종 연구개발 목표...6
• 1) 최종 연구개발 목표...6
• 2) 연구 배경 및 목적...10
• 3) 연구범위...14
• 4) 연구개발 추진 체계...16
• 2. 연구개발과제의 연구개발 내용 및 결과...19
• 1) 연구 방법 및 연구 내용...19
• 2) 연구 결과...55
• 3. 연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...91
• 4. 연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...95
• 5. 연구개발과제의 활용계획...100
• 6. 첨부서류...101