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인체 골격의 모델생성과 형상변동을 파악하는 것은 생체역학의 응용분야에서 중요한 부분을 차지한다. 본 논문에서는 3 차원 대퇴골 모델의 데이터베이스로부터 대퇴골의 형상변동을 통계적으로 분석하고, 추출된 주요 파라미터를 사용하여 대퇴골의 형상을 직관적으로 모델링 할 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해서 먼저 통계적 기법 중에 하나인 주성분 분석(PCA)을 이용하여 대퇴골의 형상변동을 파악하였다. 주성분 분석을 수행하기 위해서는 3 차원 대퇴골 모델 간에 토폴로지(Topology)의 일치가 필요하다. 따라서 대퇴골의 형상에 해부학적 기준점(Landmark)을 정의하여 템플릿 모델이 대상 대퇴골 모델로 변형되기 위한 방향을 결정한 후 곡면 피팅(Surface fitting)을 수행하였다. 다음으로 주성분 분석을 통해 도출된 주성분과 대퇴골의 형상을 대표할 수 있는 해부학적 파라미터와의 상관관계를 정의하였다. 마지막으로 해부학적 파라미터로 대퇴골 모델의 생성 및 형상변동을 가시화 할 수 있는 프로그램을 개발하였다.

Creation of a human skeleton model and characterization of the variation in the bone shape are fundamentally important in many applications of biomechanics. In this paper, we present a parametric shape modeling method for femurs that is based on extracting the main parameter of variations of the femur shape from a 3D model database by using statistical shape analysis. For this shape analysis, principal component analysis (PCA) is used. Application of the PCA to 3D data requires bringing all the models in correspondence to each other. For this reason, anatomical landmarks are used for guiding the deformation of the template model to fit the 3D model data. After subsequent application of PCA to a set of femur models, we calculate the correlation between the dominant components of shape variability for a target population and the anatomical parameters of the femur shape. Finally, we provide tools for visualizing and creating the femur shape using the main parameter of femur shape variation.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
지진 해석시 선형탄성파괴역학 측면에서의 관통 균열 배관에 대한 가진 방법론 검토 김종성, 김용우 pp.1157-1162
예방교체부품을 가지는 전자파차폐용 문세트의 신뢰성입증시험법 김도식, 신정훈, 이효경, 장진, 남태연, 정동수 pp.1171-1177
분극 시간에 따른 압전 페인트 센서의 압전 특성 연구 강래형, 한대현, 박승복 pp.1069-1074
알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재 루프를 적용한 초고속 자기부상 열차의 차체 경량화 설계 연구 신광복, 강승구, 박기준, 이은규, 윤일노 pp.1093-1100
비접촉식 초음파 수신기를 이용한 초음파 비선형성 측정 장경영, 김종범 pp.1133-1137
비국부 이론을 이용한 입자 강화 복합재 이중후방응력 소성 구성방정식 모델 및 전단밴드 분석 윤수진, 김신회, 박재범, 정규동 pp.1057-1068
실 운전조건을 고려한 가스터빈 블레이드 수명평가 최우성, 송기욱, 장성용, 김범수 pp.1185-1191
굽힘 하중하의 고장력강 용접 연결부의 피로 평가 박준협, 이명우, 김윤재 pp.1163-1169
KTX 승강문 시스템의 신뢰도 배분 장무성, 최병오, 이정훈 pp.1179-1184
SiO2 나노 콜로이드 량이 다른 Si3N4의 열처리에 따른 마모 특성 남기우, 안석환 pp.1117-1123
상온-저온 RF 커플러 유한요소해석 유정훈, 김한솔, 이학용, 박찬, 이재열, 임동열, 현명욱 pp.1101-1107
통계적 형상 분석을 이용한 대퇴골의 파라메트릭 형상 모델링 김재정, 최명환, 구본열, 채제욱 pp.1139-1145
의자에서 일어서는 동작 시 불확실성을 고려한 인체 하지부 근력 해석 유홍희, 조영남, 강문정, 채제욱 pp.1147-1155
복합 구조물의 충격 응답 특성을 이용한 취약성 평가 모델 연구 박준홍, 박정원, 구만회 pp.1125-1131
패키지 기판의 Warpage 해석을 위한 열팽창계수의 측정 및 평가 주진원, 양희걸 pp.1049-1056
특징형상 기반 기자재 3D CAD 조립체 데이터 간략화 시스템 개발 문두환, 김병철, 권순조, 박선아, 한순흥 pp.1075-1084
광센서를 이용한 로터리 보빈용 단채널 밑실 감지기 개발에 관한 연구 변지수, 정용섭, 조장현 pp.1085-1091
차량용 휠체어 이송수납메커니즘의 개발에 관한 연구 임구, 김용석, 레콴환, 정영만, 오동관, 오지우, 여찬호, 양순용 pp.1109-1116

참고문헌 (8건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Multibody dynamic simulation of knee contact mechanics 네이버 미소장
2 Lotz, J. C., Cheal, E. J. and Hayes, W. C., 1991, "Fracture Prediction for the Proximal Femur Using Finite Element Models: Part I—Linear Analysis, Part II—Nonlinear Analysis" Journal of Biomechanical Engineering, Vol. 113, Issue. 4, pp. 353~365. 미소장
3 Design of patient-specific hip implants based on the 3D geometry of the human femur 네이버 미소장
4 3D reconstruction of a patient-specific surface model of the proximal femur from calibrated x-ray radiographs: a validation study. 네이버 미소장
5 Function-based morphing methodology for parameterizing patient-specific models of human proximal femurs 네이버 미소장
6 Statistical deformable bone models for robust 3D surface extrapolation from sparse data 네이버 미소장
7 Digital Korean Homepage. http://dk.kisti.re.kr/ 미소장
8 Lee, J.-H., Kim, D.-I., Kwak, D.-S., Lee, U-Y. and Kim, Y.-S., 2007, "Estimation of Maximum Femoral Length from Fragmentary Femur," Korean J Phys Anthropol, Vol. 18, Issue. 3, pp. 247~254. 미소장

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