3D 프린팅을 사용한 Infill 조절에 따른 Elbow 팬텀 제작 및 유용성 평가에 관한 연구

A Study on Elbow Phantom Production and Usability Evaluation by Adjusting Infill Density using 3D Printing

3D 프린터를 이용하여 제작되는 인체 등가 팬텀은 기존의 인체 팬텀에 비해 저렴하고 단시간에 제작이 가능하다. 다만, 3D 프린터 출력 설정 변수 중 하나인 내부채움(Infill Density)을 100 % 미만으로 하여 제작되는 팬텀이 다수이다. 따라서 본 연구는 3D 프린터를 이용하여 제작된 다섯 개의 Infill 비율을 달리한 Bone 팬텀의 CT number를 실제 인체 Bone의 CT number와 비교하였다. 또한, Infill 100 %의 팔굽 관절 팬텀을 제작하여 컴퓨터 단층촬영(CT)에서 각 조직 별 CT number 비교를 통해 Infill을 100 %로 설정하여 제작된 팬텀에 대한 유용성을 평가하였다. 그 결과 Infill 100 %로 출력한 Bone 팬텀이 실제 인체 Bone의 CT number 값과 가장 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았고, Infill 100 %로 제작된 팔굽 관절 팬텀 역시 각 조직의 CT number는 실제 인체 팔굽 관절의 각 조직의 CT number 값과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.

Human equivalent phantoms manufactured using 3D printers are cheaper and can be manufactured in a short time than conventional human phantoms. However, many phantoms are manufactured with less than 100 % of Infill Density, one of the 3D printer output setting variables. Therefore, this study compared the Bone Phantom CT number, which differs from the ratio of five Infill Density produced using a 3D printer, to the CT number of the actual human body Bone. In addition, the usefulness of the manufactured phantom was evaluated by producing a 100 % elbow joint phantom with Infill Density and setting the Infill Density to 100 % through CT number comparison for each tissue on computed tomography (CT). As a result, the Bone Phantom printed with 100 % Infill Density did not show the most statistically significant difference from the CT number value of the actual human Bone, and the CT number of each tissue did not show a statistically significant difference from the CT number value of each tissue of the actual human elbow joint.