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국희 궁
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1 전산화단층영상을이용한그물형손목부목의 3D 프린팅 3-Dimensional Printing for Mesh Types of Short Arm Cast by Using Computed Tomography 성열훈청주대학교방사선학과 Youl-Hun 요약 본연구는 3D 프린터를이용하여통풍이원활하고위생적이며선명한방사선영상을구할수있는그물형손목부목을제작하고자하였다. 스캐너는의료용다중단층영상장치 (MDCT) 를이용했으며, 3D 프린터기기는용융적층조형술 (fused deposition modeling, FDM) 의프린팅방식을이용했다. 소재는분해성플라스틱 (poly lactic acid, PLA) 을사용하였다. 손목의 3 차원볼륨렌더링은 MDCT에서획득된단층영상으로구현하였다. 구현된손목 3 차원영상을바탕으로가상의그물형부목모형을디자인하고출력하였다. 그결과 3D 프린터로출력된부목이기존부목보다도우수한방사선손목영상을획득할수있었으며가려움증및비위생적인단점을개선하고부목해체작업이용이하였다. 결론적으로본연구에서모델링된 3D 부목모형은향후 3D 프린팅부목제작에기초자료로활용할수있으며환자들의실생활에도움을줄것으로기대한다. 중심어 : 컴퓨터단층영상 손목부목 3 차원프린팅 용융적층조형술 Abstract The purpose of this study, using 3D printer, was tried to fabricate the short arm cast of mesh types that can be hygienic and adequate ventilation with a good radiography. We used the multi channel computed tomography (MDCT) with three dimension printer device of the fused deposition modeling (FDM) techniques. The material is used a degradable plastic (poly lactic acid, PLA). Three-dimensional images of the short arm were obtained in the MDCT and then make the three-dimensional volume rendering. Three dimension volume rendering of the short arm is implemented as a tomography obtained in MDCT. Virtual mesh type cast model was output as three-dimensional images is designed based on the three-dimensional images of the short arm. As a results, the cast output by 3D printers were able to obtain excellent radiograph images than the conventional cast, and then it can decreased itching with unsanitary, and can break down easily to the cast. In conclusion, the proposed virtual mesh type cast output by 3D printers could be used as a basis for future three-dimensional printing cast productions and offered help to patients in the real life. keyword : Computed Tomography Short Arm Cast 3D Printing Fused Deposition Modeling 접수일자 : 2014 년 11 월 10 일수정일자 : 2014 년 12 월 15 일 심사완료일 : 2014 년 12 월 23 일교신저자 : 성열훈, radimage@cju.ac.kr

2 전산화단층영상을이용한그물형손목부목의 3D 프린팅 309 I. 서론골 (bone) 에관련된대표적질병중하나가외상에의한골절이다. 골절은골의연속성이파괴된상태를의미한다. 우리나라심사평가원자료에의하면골절환자가 2008 년약 187 만명에서 2012 년약 221 만명으로약 34 만명이증가 (18.2%) 했고연평균증가율은 4.3% 에달하고있다 [1]. 이러한골절치유의원칙은원래형태로의정복 (reduction) 과일정기간동안정복된상태의유지 (maintenance), 그리고운동이가능한최소한의치유가되면시행하는조속한재활 (rehabilitation) 이다 [2]. 정복과정은골절상태에따라서수술적요법이나비수술적요법을시행하는데두방법모두정복후에는외고정을반드시시행하고있다. 왜냐하면골절치유에 1 3 개월정도의충분한시간이필요하기때문에치유기간동안골절부위를고정하므로서골절주위의연부조직손상을피할수있고, 폐쇄성골절이개방성골절로변하는것을방지하고동통을감소시키며, 지압색전증과쇽 (shock) 의빈도를줄일수있기때문이다 [3]. 이때사용되는외고정은석고붕대를주로사용했다. 석고붕대는녹말가루를흡수시킨무명천두루말이에황산칼슘가루를흡착시킨것으로물과반응할때황산칼슘이완전히수화되면서열이발생하고, 단단히굳어진다. 그러나피부나연부조직에혈액순환장애를일으킬수있고무거우며방사선투과성이떨어져고정후방사선검사시골의구조물이명확히묘출되지않는단점을가지고있다 [4]. 그래서근래에는석고대신에가볍고강하며, 방사선에투과가상대적으로용이한섬유유리붕대를사용했다. 그러나나중에굳으면서줄어드는단점이있어피부에압력을가해욕창이발생하는문제점이있다. 이러한문제점을보완한수분경화성폴리우레탄수지를이용하여널리사용하고있다 [5]. 그럼에도불구하고골절부위주변을둘러감싸는외고정부목 ( 일명통부목 ) 은장시간착용으로피부에오물이많이생기며또한이를제거하기가어려워피부가오염되거나가려움증을동반하고냄새가발생하여일상생활에불편함을초래하고있다. 부목은개인별또는손상부위별로맞추어야하는특 징이있다. 최근차세대기술로주목받고있는 3 차원 (dimension, D) 프린터는시제품의제작비용및시간절감, 다품종소량생산및개인맞춤형제작용이, 인건비및조립비용절감의장점을가지고있다. 3D 프린터는설계도면에따라액체또는가루형태의폴리머 ( 수지 ), 금속등의재료를가공및적층방식으로쌓아입체물을만드는장비이다 [6]. 3D 프린터기술은 MIT 에서 2013 년 "10 Breakthrough Technologies" 의하나로선정되었으며, 경영컨설팅업체인맥킨지는 2013 년 5 월와해적혁신을유발할것으로예상되는 12 개기술중하나로선정하고있다 [7]. 최근국내에서도 3D 프린터기술을이용한분야가등장하고있다. 예를들면 3D 프린터를이용한관악기제작, 정밀스테이지의제작, 마이크로리액터가공, 인공뼈, 의족, 보청기개발, 골반골절의맞춤형모델제작등이있다 [8-11]. 그러나 3D 프린터산업을주도하고있는미국, 영국, 일본, 중국등의주요국에비해서국내의 3D 프린터응용분야가제한적이다. 따라서본연구에서는국내에서생산되는저가의범용 3D 프린터를이용하여통풍이원활하고피부에생기는오물을간단히제거할수있고 X-선검사시에도골절형태및골구조가명확히보일수있는그물형손목부목을제작하고자하였다. Ⅱ. 실험장비및방법 1. 실험장비및원료본실험에서는인체손목부위의 3 차원영상을획득하기위한스캐너장비로 4-channel multi-detector computed tomography (MDCT, MX-8000, PHILIPS, USA) 를이용하여단층영상을획득하였고, Rapidia 3D (Rapidia ver 2.8, INFINITT, Seoul, Korea) 프로그램을사용하여 3 차원렌더링을하였다. 획득된손목의 3 차원영상은 CAD (CADian 3D ver 2.5, IntelliKorea, Korea) 프로그램을사용하여기본부목의프레임을설계하였다. G-code 로변환프로그램은 3D 프린터제조사에서제공한 Creator K 9.0 슬라이서 (slicer) 프로그

310 한국콘텐츠학회논문지 '15 Vol. 15 No. 1 램을사용하였다. 3D 프린터기기 (3Dison Multi Standard, Rokit, Korea) 는용융적층조형술 (fused deposition modeling, FDM) 의프린팅방식을이용하였다.

원료로는열을가하면용융이일어나고온도가떨어지면다시굳는열가소성플라스틱계열인분해성플라스틱 (poly lactic acid, PLA) 을이용하였다. PLA 소재는수축이적으며옥수수에서녹말을분리하여포도당을발효하고젖산을응축고분자화하여플라스틱레진을생산한다.

2. 실험방법 X-선스캔범위는손목부위를중심으로손가락뼈 (phalanges bone) 의중간부위에서부터아래팔 (forearm) 의중간부위까지 X-선을조사하였다. X-선조사조건은 90 kvp, 50 mas 이었으며, 3.2 mm 단면두께로연속회전스캔하였다.

2 프린팅의 2 단계 2 단계는 CAD 프로그램에서재구성된 3 차원렌더링을기반으로기본프레임을구성하고본연구목적에맞게부목을디자인하는단계이다. (a) 맞춤형손목부목의 3D 프린팅제조과정은총 4 단계로실시하였으며기존부목과비교평가하였다. 2.1 프린팅의 1 단계 1 단계는 [ 그림 1](a) 과같이 MDCT 를이용하여피검자손목의영상해부학적정보를획득하고 3 차원렌더링으로재구성하는단계이다.

3 310 한국콘텐츠학회논문지 '15 Vol. 15 No. 1 램을사용하였다. 3D 프린터기기 (3Dison Multi Standard, Rokit, Korea) 는용융적층조형술 (fused deposition modeling, FDM) 의프린팅방식을이용하였다. 최대출력조형크기는 270 mm 148 mm 180 mm이고출력속도는 40 mm/sec 300 mm/sec 이다. Hot-end( 노즐 ) 크기는 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm를선택할수있으며, 적층두께는최소 25 μm에서최대 600 μm까지의정밀도를가지고있다. 원료로는열을가하면용융이일어나고온도가떨어지면다시굳는열가소성플라스틱계열인분해성플라스틱 (poly lactic acid, PLA) 을이용하였다. PLA 소재는수축이적으며옥수수에서녹말을분리하여포도당을발효하고젖산을응축고분자화하여플라스틱레진을생산한다. PLA 소재로생산된제품은매립후미생물에의하여 100% 생분해되는친환경적인소재로알려져있다 [12]. 외형은노즐에삽입이용이하도록낚싯줄형태로릴에감겨필라멘트의형태로구성되어있다. 마지막으로비교평가를위한기존부목은수분경화성폴리우레탄수지재질의 Tomato splint (Tomato M&C, Korea) 를사용하였다. 2. 실험방법 X-선스캔범위는손목부위를중심으로손가락뼈 (phalanges bone) 의중간부위에서부터아래팔 (forearm) 의중간부위까지 X-선을조사하였다. X-선조사조건은 90 kvp, 50 mas 이었으며, 3.2 mm 단면두께로연속회전스캔하였다. 획득한영상은디지털표준의료영상 (digital imaging and communications in medicine, DICOM) 파일로획득한후 [ 그림 1](b) 과같이의료영상전용 3 차원프로그램에서볼륨렌더링기법으로 3 차원영상을만들었다. 2.2 프린팅의 2 단계 2 단계는 CAD 프로그램에서재구성된 3 차원렌더링을기반으로기본프레임을구성하고본연구목적에맞게부목을디자인하는단계이다. (a) 맞춤형손목부목의 3D 프린팅제조과정은총 4 단계로실시하였으며기존부목과비교평가하였다. 2.1 프린팅의 1 단계 1 단계는 [ 그림 1](a) 과같이 MDCT 를이용하여피검자손목의영상해부학적정보를획득하고 3 차원렌더링으로재구성하는단계이다. (b) 그림 2. (a) 3 차원볼륨렌더링한아래팔를바탕으로그린기본프레임 (b) 기본프레임을원통 solid 형태로변형한가상의부목모형 (a) (b) 그림 1. (a) MDCT 를이용하여아래팔스캔하는모습 (b) 획득된아래팔단면영상을이용하여볼륨렌더링한모습 1 단계에서재구성된 3 차원영상을이용하여기본프레임을디자인할수있도록정면상, 측면상, 단면상을 JPEG 파일로변환한후 [ 그림 2](a) 와같이 CAD 프로그램에서실제팔의모양과일치하도록굴곡의변위가

전산화단층영상을이용한그물형손목부목의 3D 프린팅 311 있는부위에맞추어기본프레임을만들었다. 또한 [ 그림 2](b) 와같이곡면의기본프레임에 sweep tool 를이용하여내부가채워진원통이될수있도록 solid 형태로변형하였고이때두께는반복적인선행실험을통해 0.6 mm가되도록하였다. 외형은통풍이원활하고위생적이며방사선투과성이용이하도록그물망형태로디자인하였다.

0 슬라이서를이용하여 G-code 로변환한후출력하는단계이다. G-code 생성을위한설정값은 [ 표 1] 과같다. 3D 프린터소재는 PLA 재료를사용하여 100 mm/s 의속도와 215 의노즐온도, 80 의베드온도로손등면은 7 시간, 손목바닥면은 8 시간에걸쳐출력하였다. 2.3 프린팅의 4 단계 4 단계는 [ 그림 3] 과같이출력된부목의지지대를제거하고표면을매끄럽게처리하는후가공단계이다.

외형에대한평가는가상으로 3 차원적으로디자인한형태에대한출력충실도를평가하였으며강도평가는 [ 그림 4] 와같이의료용디지털텔로메터 (DST-1000, Daiseung medical co. Korea) 를이용하여 dan 단위로평가하였다 [13]. 표 1. 부목출력을위한 Creator K 9.

4 전산화단층영상을이용한그물형손목부목의 3D 프린팅 311 있는부위에맞추어기본프레임을만들었다. 또한 [ 그림 2](b) 와같이곡면의기본프레임에 sweep tool 를이용하여내부가채워진원통이될수있도록 solid 형태로변형하였고이때두께는반복적인선행실험을통해 0.6 mm가되도록하였다. 외형은통풍이원활하고위생적이며방사선투과성이용이하도록그물망형태로디자인하였다. 그리고부목의손쉬운착용과해체를위해손목바닥면과손등면을분할하고 STL(stereolithography) 파일로저장하였다. STL 파일은 3D 모형의표면을무수히많은삼각형들의집합으로쪼개어각꼭짓점들의위치데이터를저장하고있는파일형식이다. 2.3 프린팅의 3 단계 3 단계는디자인된가상의부목조형물을 Creator K 9.0 슬라이서를이용하여 G-code 로변환한후출력하는단계이다. G-code 생성을위한설정값은 [ 표 1] 과같다. 3D 프린터소재는 PLA 재료를사용하여 100 mm/s 의속도와 215 의노즐온도, 80 의베드온도로손등면은 7 시간, 손목바닥면은 8 시간에걸쳐출력하였다. 2.3 프린팅의 4 단계 4 단계는 [ 그림 3] 과같이출력된부목의지지대를제거하고표면을매끄럽게처리하는후가공단계이다. (a) (b) 그림 3. (a) 조영물과지지대출력모습 (b) 지지대제거및표면처리후가공모습 3. 평가방법 최종출력된 3D 손목부목의평가는외형과강도에대한평가그리고방사선영상에대한육안적평가와방사선투과선량에대해평가하였다. 외형에대한평가는가상으로 3 차원적으로디자인한형태에대한출력충실도를평가하였으며강도평가는 [ 그림 4] 와같이의료용디지털텔로메터 (DST-1000, Daiseung medical co. Korea) 를이용하여 dan 단위로평가하였다 [13]. 표 1. 부목출력을위한 Creator K 9.0 설정값 Basic Setting Temperature & Cool 채우기 (%) 100 출력온도 ( ) 215 레이어높이 (mm) 0.2 HeatBed 온도 ( ) 80 쉘굵기 (mm) 0.6 HeatBed 최종온도 ( ) 0 노즐직경 (mm) 0.4 Bottom/Top 두께 (mm) 0.6 HeatBed 온도변화시작레이어 ( ) 공급량 (%) 97.0 최소레이어시간 (sec) 5 Speed & Retraction Support & Bottom 출력속도 (mm/s) 100 서포터 부분 여유시간속도 (mm/s) 30 베이스형식 Raft 바닥레이어속도 (mm/s) 30 첫번째레이어두께쉘속도 (mm/s) 30 (mm) 0.3 리트랙션속도 (mm/s) 20 리트랙션길이 (mm) 1.5 노즐전환시리트랙션길이 (mm) 그림 4. 디지털텔로메터를이용한부목강도평가방사선영상평가는기존의부목과함께동일한 X-선을조사하여획득된방사선영상에서손목뼈 (carpals bone) 들의경계면과관절공간 (joint space) 의공간분해능정도그리고주변조직의농도차이에따른대조도에따라리커트 5 점척도 ( 매우불량 : 1 점, 불량 : 2 점, 보통 3 점, 우수 4 점, 매우우수 5 점 ) 를 3 명이육안적으로교차평가하였다. 이때 X-선조사조건은 45 kvp, 0.9 mas, 초점과검출기까지의거리는 100 cm로

3 차원프린터를이용한맞춤형손목부목 기존부목의강도는 8 dan까지는휨없이견고하였고 3D 프린터로출력된부목은 10 dan까지형태변화없이견고하여기존부목보다다소높은강도를가지고있었다. 2. 방사선영상평가 그림 5. 부목을투과하는방사선량측정모습 4. 통계적분석 3 명이육안적으로평가한데이터는 SPSS software (SPSS 15.

5 312 한국콘텐츠학회논문지 '15 Vol. 15 No. 1 두종류의부목에동일하게조사하였다. 방사선영상은컴퓨터방사선 (computed radiography, CR) 시스템의 8 10 영상판 (image plate, IP) 을이용하여획득하였다. 또한동일한 X-선조사조건으로방사선의감약정도를측정하기위하여교정이완료된디지털조사선량측정기 (model 330, Gammex, USA) 를이용하여 [ 그림 5] 와같이선량계위에기존부목과제안한부목을각각올려놓고투과선량을이용하여감약정도를평가하였다. 여도불편함이없었으며통풍이원활하여기존부목에서문제가되었던피부의가려움증이나악취등이감소될것이라고판단된다. 그림 6. 3 차원프린터를이용한맞춤형손목부목 기존부목의강도는 8 dan까지는휨없이견고하였고 3D 프린터로출력된부목은 10 dan까지형태변화없이견고하여기존부목보다다소높은강도를가지고있었다. 2. 방사선영상평가 그림 5. 부목을투과하는방사선량측정모습 4. 통계적분석 3 명이육안적으로평가한데이터는 SPSS software (SPSS 15.0 for Windows, SPSS, USA) 를이용하였다. 평가자들간의평가일치도는급내상관계수 (intra-class correlation, ICC) 를이용하여단일측도가최소 0.8 이상의값과 p 값이 0.05 보다작을때일치한다고분석하였다. 방사선영상에대한평가자간일치도의급내상관계수결과, 기존부목방사선영상과 3D 프린터로출력된부목방사선영상모두단일측도가각각 0.935, 0.929로분석되었고 p 값도 0.05 보다작게측정되어평가자사이에통계학적으로유의한차이가없었다. 이를바탕으로실시한리커트 5 점척도평가결과, 기존부목방사선영상은평균 2.3 점, 3D 프린터로출력된부목방사선영상은평균 4.6 점으로 3D 프린터로출력된부목의방사선영상이우수한것으로판정되었다 [ 그림 7]. Ⅲ. 결과 1. 외형및강도평가 [ 그림 6] 은최종 3D 프린터로출력된부목을착용한모습이다. 피검자의손목의윤곽에맞춘기본프레임을바탕으로그물형태로충실히출력되어상의를착의하 (a)

전산화단층영상을이용한그물형손목부목의 3D 프린팅 313 (b) 그림 7. (a) 기존부목손목방사선영상 (b) 3D 프린터로출력된부목방사선영상 3. 방사선투과선량평가 [ 그림 8] 은부목에대한방사선투과선량을평가한결과이다. 기존부목은 0.5 ± 0.1 mr이투과되었으며 3D 프린터로출력된부목은평균 2.1 ± 0.1 mr이투과되어약 4 배정도의높은투과율을보였다.

3D 프린터는재료를자르거나깎는절삭가공 (subtractive manufacturing, SM) 방식과달리쾌속조형 (rapid prototyping, RP) 방식으로 3 차원설계도면에아주얇은단면으로잘라분석한후, 액체, 파우더형태의폴리머 ( 수지 ), 금속, 목재, 식재료등을한단면씩쌓아올리는형태로완성하는적층가공 (additive manufacturing,

6 전산화단층영상을이용한그물형손목부목의 3D 프린팅 313 (b) 그림 7. (a) 기존부목손목방사선영상 (b) 3D 프린터로출력된부목방사선영상 3. 방사선투과선량평가 [ 그림 8] 은부목에대한방사선투과선량을평가한결과이다. 기존부목은 0.5 ± 0.1 mr이투과되었으며 3D 프린터로출력된부목은평균 2.1 ± 0.1 mr이투과되어약 4 배정도의높은투과율을보였다. 이는방사선영상품질에직접적으로영향을준주요원인이라고판단된다. 그림 8. 기존부목과 3D 프린터출력부목간의방사선투과선량비교 Ⅳ. 고찰 1984년미국의 Charles(Chuck) W. Hull이 3D 프린터기술을최초로개발하였다. 3D 프린터는재료를자르거나깎는절삭가공 (subtractive manufacturing, SM) 방식과달리쾌속조형 (rapid prototyping, RP) 방식으로 3 차원설계도면에아주얇은단면으로잘라분석한후, 액체, 파우더형태의폴리머 ( 수지 ), 금속, 목재, 식재료등을한단면씩쌓아올리는형태로완성하는적층가공 (additive manufacturing, AM) 방식을사용한다. 이러한적층방식은압출, 잉크젯방식의분사, 광경화, 파우더소결, 인발, 시트접합등으로구분할수있다 [14]. 이와같이 3D 프린터를이용하여조형물을만들어내는일련의과정들을 3D 프린팅 (printing) 이라고한다. 3D 프린팅기술을가장많이이용하는분야는제품의형태를사출하는금형용제품이약 50% 를차지하고있다. 이유는고가의금형생산비용에비하여상대적으로가격측면이나제작시간측면에서유용성이크기때문이다 [7][15]. 이외 3D 프린팅기술은의료, 산업, 교육, 디자인등다양한분야에서활용되고있다. 특히개별성이강하고고도의정밀성을요구되는의료분야에서의활용은새로운의료산업의블루오션으로기대되고있다. 손홍문외 [16] 는수술시간, 방사선조사시간, 수술정확성등의개선과환자에대한위험성과고통감소및수술오류에의한재수술최소화를목적으로 3D 프린팅기술을이용하였다. 또한 Goto 외 [17] 는 CT 데이터를이용하여실물형상의골모형을수술계획수립, 보철기법연구및사전수술교육에적용하는연구를진행하기도했다. 오왕균 [18] 은오픈소스 (open source) 기반으로정형외과수술환자의맞춤형골모형제작을위한 3D 프린터시스템을개발하였다. 이처럼인체골모형을제작하여수술에활용하는유용성은증명되어있다. 그러나수술이라는특수한분야에만집중되어있는문제점이있다. 3D 프린팅기술이창조경제의신동력이되기위해서는다양한콘텐츠개발이시급하다. 따라서본연구에서는기존의 CT 데이터를이용하여골모형을출력하는범위를벗어나 CAD와접목하여손목부목을 3D 프린팅하였다. 특히, CT는병원에서흔히사용하는장비로손쉽게접근할수있는장점이있다. 또한기존의부목은통풍이잘안되고샤워나목욕시불편감이있었고오랫동안착용시악취등의비위생적인단점이있었으나 3D 프린터로출력된부목은그물형태로디자인되어기존의부목의단점을개선할수있었다. 그리고부목의기능적목적인외고정을충실히

7 314 한국콘텐츠학회논문지 '15 Vol. 15 No. 1 수행할수있도록대상자의 CT 데이터를이용하여손목외형과일치하여중수지관절과주관절의운동에지장을주지않도록하였고엄지손가락은움직일수있도록하였다. 부목의강도면에서도기존부목보다강하여골절부위보호기능도충분히있었다. 방사선영상평가에서도 3D 프린터로출력된부목은기존부목보다도방사선투과선량이약 4 배정도많아방사선영상의품질이상대적으로우수하여손목뼈와주변의뼈구조물그리고관절사이공간이잘관찰할수있어방사선영상추적검사시매우유용할것으로판단된다. 또기존부목은장시간착용후해체시왕복톱 (oscillating saw) 을이용해야하는데환자가톱날에의해피부손상을일으킬수있고심리적으로불안감을줄수있지만 3D 프린터로출력된부목은해체가용이하고안전한장점이있었다. 그러나실제임상에서적용하기에는출력시간이길며 CT로선행검사를실시해야하고 CAD 전용프로그램을이용하여모델링해야하는단점이있다. 또한 FDM 방식의프린터에서는소재를녹여서쌓아가는방식으로첫번째층이베드 (bed) 라는사각판모형의출력판에잘안착이되어야한다. 따라서이베드의수평이정확히이루어져야하며베드의온도가소재와크기에맞게온도를조절해야한다. 이를잘못조절하면적층이왜곡되거나모형물의수축이발생하여출력실패로이어질수있으므로주의를해야한다. 따라서출력시간을단축할수있는방법에대한추가연구가필요하며소재별적층두께와적층방식에따른강도와상관관계도추가적으로필요할것으로판단된다. 해외에서는 3D 프린터를이용하여부목을제작한사례가있었으나국내에서는처음시도된사례이다. 이는우리나라가현재 3D 프린팅산업이초기이고 3D 프린팅산업을주도하고있는주요나라보다 3D 프린터기술과관련인프라가상대적으로적기때문이다. 따라서고가의 3D 프린터를사용하여제작한외국사례는국내실정에는적합하지못한한계점이있다. 그러나본연구에서는한국산의저가범용 3D 프린터를이용한점과한국산의 CAD 프로그램을사용한점은적은비용으로손쉽게 3D 프린팅부목을제작할수있는사례를보여주었다. 이러한결과는진보된 IT 기술과고급 인력이충분히있는한국에서더나은 3D 프린팅기술을향상시키는데도움을줄수있다고판단된다. 2014년 4월미래창조과학부와산업통상자원부가 3D 프린팅산업발전전략을공동으로수립발표하였다. 내용은국내 3D 프린팅산업을 2020년까지전세계 3D 프린팅산업의선두로올라선다는최종목표로 수요연계형 3D 프린팅성장기반조성, 비즈니스활성화지원, 기술경쟁력확보, 법제도개선 등의 4 가지핵심사항을수행할예정이다 [19]. 본연구의결과는이중비즈니스활성화지원에부합한내용이라고할수있다. 특히, 의료분야에서의 3D 프린터활용은치료를위한부목제작뿐만아니라다품종소량생산및개인맞춤형을많이요구되는정형외과및재활의학분야에서유용성을기대할수있다. 본연구의한계점은실제골절환자대상이아닌정상인을대상으로부목을출력하였기때문에임상적인추가실험이필요하며본연구결과를바탕으로임상적인유용성평가가진행되어야할것이다. 그리고손목부위에한정된제한점이있다. 팔또는다리전체부목의출력을위해서는 3D 프린터장비가더커야하기때문에부목전용 3D 프린터기기개발도향후진행되어야할것으로보인다. Ⅴ. 결론본연구에서는 3D 프린터를이용하여통풍이원활하고위생적이며 X-선검사시에도골절형태및골구조가명확히보일수있는그물형손목부목을제작하고자하였다. 그결과 3D 프린팅부목출력에대한사례를국내에서처음보고할수있었으며다음과같은결론을도출하였다. 1. 기존부목보다도우수한강도와선명한방사선손목영상을획득할수있어보호기능강화와추적검사시유용할것으로판단된다. 2. 기존부목에서발생된가려움증및비위생적인단점을개선할수있다. 3. 대상자의 CT영상을이용하여부목이출력되었기

전산화단층영상을이용한그물형손목부목의 3D 프린팅 315 때문에외고정이효율적이며착용이간편하고해체가용이하였다. 4. 본연구에서모델링된 3D 부목모형은향후 3D 프린팅부목제작에기초자료로활용할수있으리라기대된다. 참고문헌 [1] http://www.hira.or.kr [2] A. Barenholtz and A.

8 전산화단층영상을이용한그물형손목부목의 3D 프린팅 315 때문에외고정이효율적이며착용이간편하고해체가용이하였다. 4. 본연구에서모델링된 3D 부목모형은향후 3D 프린팅부목제작에기초자료로활용할수있으리라기대된다. 참고문헌 [1] [2] A. Barenholtz and A. Wolff, "Elbow Fractures and Rehabilitation," Orthop Phys Ther Clin North Am, Vol.10, No.4, pp , [3] 대한정형외과학회, 정형외과학제4판, 최신의학사, [4] 이봉순, 윤여헌, 석고붕대법이론과실제, 대한석고치료사협회, [5] 이종헌, 수분경화성폴리우레탄수지조성물및그로부터제조되는정형외과용캐스트, 한국특허청, 등록번호 , [6] 최은지, 김상아, 배지윤, 3D 프린터의활용및현황고찰, 한국컴퓨터정보학회, 제21권, 제2호, pp , [7] 곽기호, 박성우, " 글로벌 3D 프린터산업기술동향분석 ", 대한기계학회저널, 제53권, 제10호, pp.58-64, [8] 김정현, 정호제, "3D 프린터를사용한정밀스테이지의제작 ", 한국정밀공학회지, 제31권, 제3호, pp , [9] 문호진, "3D 프린터를이용한관악기출력연구 ", 음악교육공학, 제18권, pp , [10] 최해운, 윤성철, 마재권, 방대욱, "3D 프린터를이용한마이크로리액터가공에관한연구 ", 한국생산제조시스템학회지, 제23권, 제3호, pp , [11] 오왕균, "FDM 방식의 3D 프린터를이용한골반골절환자의맞춤형모델제작 ", 한국콘텐츠학회논문지, 제14권, 제11호, pp , [12] 김용환, "PLA (Poly Lactic Acid) 생산기술동향 ", 한국생물공학회, 제18권, 제2호, pp.13-15, [13] 성열훈, " 디지털텔로메터를이용한무릎외측측부인대의안정성평가 ", 한국디지털정책학회, 제 11권, 제5호, pp , [14] 안동규, 양동열, " 쾌속제품개발 (RPD) 을위한쾌속조형기술의최근동향 ", 한국정밀공학회지, 제 17권, 제10호, pp.5-10, [15] 안동규, "3D Printing 기술의금형산업분야응용 ", 대한기계학회, 제54권, 제4호, pp.46-51, [16] 손홍문, 이준영, 하상호, 유재원, 이상홍, 안동규, " 쾌속조형공정지원정형외가골절수술 - 증례보고 ", 대한정형외과학회지, 제39권, 제7호, pp , [17] M. Goto, T. Katsuki, H. Noguchi, and N. Hino, "Surgical simulation for reconstruction of mandibular bone defects using photocurable plastic skull models: Report of three cases," Vol.55, No.7, pp , [18] 오왕균, 임기선, 이태수, CT 영상을이용한 3D 프린팅으로환자맞춤형대퇴골첨삭가공, 한국방사선학회, 제7권, 제5호, pp , [19] 미래창조과학부, 산업통상자원부, 3D 프린팅산업발전전략, 광학세계, 제152권, pp.48-65, 저자소개성열훈 (Youl-Hun Seoung) 정회원 2002년 2월 : 가톨릭대학교공과대학정보통신공학 ( 공학사 ) 2005년 8월 : 가톨릭대학교일반대학원컴퓨터공학 ( 공학석사 ) 2010년 8월 : 가톨릭대학교일반대학원의물리공학 ( 이학박사 ) 2011년 3월 ~ 현재 : 청주대학교방사선학과교수 < 관심분야 > : 의료영상콘텐츠, 방사선영상학

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<33335FBCBABFADC8C62D BCF6C1F6C0C720BFEBC0B6C0FBC3FEC1B6C7FCB9E6BDC42E687770> Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 16, No. 9 pp. 6019-6026, 2015 http://dx.doi.org/10.5762/kais.2015.16.9.6019 ISSN 1975-4701 / eissn 2288-4688 ABS 수지의용융적층조형방식에의한자가맞춤형부목의