파워리프트 사용시 간병인에서의 근골격계질환 발생 가능성 평가

최현호(Hyunho Choi),전경진(Keyoungjin Chun),임도형(Dohyung Lim) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.4

대퇴골두 해면골의 미세구조 특성과 기계적 특성의 분석

원예연,백명현,최문권,전경진,김만경,Won Ye-Yeon,Baek Myong-Hyun,Cui WenQuan,Chun KeyoungJin,Kim Man Kyung 대한의용생체공학회 2004 의공학회지 Vol.25 No.6

골다공증이 있는 대퇴골두 해면골과 골다공증이 없는 대퇴골두 해면골의 특성을 평가하고자 미세단층촬영기 및 유한요소모델을 이용하여 해면골을 미세구조 특성과 기계적 특성을 비교 및 분석하였다. 골다공증이 있는 대퇴골두는 골밀도를 측정하여 T-score 값이 -2.5 이상인 시편 15개를 사용했으며, 골다공증이 없는 대퇴골두는 사망전 골다공증으로 인한 병력이 없었던 사체 4구에서 대퇴골두 5개를 획득하여 사용하였다. 대퇴골두 해면골의 미세구조 특성을 분석하기 위해서 미세단층촬영기를 이용하여 골다공증이 있는 대퇴골두와 골다공증이 없는 대퇴골두를 촬영하여 형태학적 지수(histomorphometry index)를 구했고, 미세단층촬영기에 의해서 획득된 미세영상(pixel size=21.31㎛)을 바탕으로 유한요소모델을 재건하여 기계적 특성을 구하였다. 형태학적지수는 골다공증이 없는 대퇴골두가 골다공증이 있는 대퇴골두에 비해서 골소주 두께, 골 체적, 골 체적비, 이방성 정도 그리고 골소주 개수가 증가했으며, 골소주 간격과 구조모델지수는 감소했다. 기계적특성 지수는 골다공증이 없는 대퇴골두 해면골 시편에서 반력, 표면응력 그리고 영률이 높게 분석되었다. 골다공증이 있는 대퇴골두 해면골 시편에서 미세구조 특성이 퇴화되며, 기계적 특성이 감소된다는 사실을 알수 있었다. This study investigates micro-structural and mechanical properties of trabecular bone in human femoral head with and without osteoporosis using Micro-CT and finite element-model. 15 cored trabecular bone specimens with 20min of diameter were obtained from femoral heads with osteoporosis (T-score > -2.5 ) resected for total hip arthroplasty, and 5 specimens were removed from femoral head of cadavers, which has no history of musculoskeletal diseases. A high-resolution micro-CT system was used to scan each specimen to obtain histomorphometry indices. Based on obtained micro-images(pixel size=21.31㎛), a FE-model was created to determine mechanical property indices. While non-osteoporosis group had increases trabecular thickness, bone volume, bone volume fraction, degree of anisotropy and trabecular number compared with those of non-osteoporotic group, the non-osteoporotic group showed decreases in trabecular separation and structure model index. Regarding the mechanical property indices, reaction force, apparent stress and young's modulus were 1ower in osteoporotic group than in non-osteoporotic group. Our data shows salient deteriorations in trabecular micro-structural and mechanical properties in human femoral head with osteoporosis.

높이 조절 샤워의자의 개발을 위한 설계 가이드라인 분석

홍재수(Jaesoo Hong),전경진(KeyoungJin Chun) 한국HCI학회 2014 한국HCI학회 학술대회 Vol.2014 No.2

고령자에게 있어서 샤워는 삶의 질과 관련된 중용한 행위중에 하나이다. 본 연구에서는 고령자용 높이 조절 샤워의자를 개발하기 위한 설계 가이드라인을 제시하기 위한 것이다. 첫째, 높이 조절 샤워의자를 인체 치수를 적용하여 디자인하였다. 둘째, 기존 해외 제품을 가격, 형상, 기능 등을 분석하였다. 고령친화제품개발의 사례연구는 고령자를 위한 제품개발의 프로세스를 체계화함에 따라 타 복지기구 및 고령자들을 위한 다양한 종류의 생활지원기기뿐만 아니라 다른 관련 산업에도 응용이 가능한 요소 기술을 확보할 수 있었다. The shower to elderly people is an important activity that related to the quality of life. In this study, to develop a height adjustable shower chair for elderly people, firstly, a height adjustable shower chair was designed by applying human dimensions. Secondly, existing international products were analyzed the prices, features, and performance. Thus, the elderly a height adjustable shower chair was developed by ergonomic design procedure of three steps.

균형 훈련 플레이트 시스템을 이용한 생체역학적 특성 연구

전성철,임희철,이창형,김태호,정덕영,전경진,Jun, SungChul,Lim, HeeChul,Lee, ChangHyung,Kim, TaeHo,Jung, DukYoung,Chun, KeyoungJin 대한의용생체공학회 2015 의공학회지 Vol.36 No.5

The purpose of this study was to investigate the unstable plate system for the advanced balance ability. 7 male volunteers (age $33.7{\pm}1.2$ years, height $174.7{\pm}3.8cm$, weight $86.0{\pm}3.6kg$, BMI $28.2{\pm}2.0kg/m^2$) performed the partial squat motion on the shape of CAP type(${\cap}$) and BOWL type(${\cup}$) plate system. The range of motion (ROM) and muscle activation were acquired by the motion analysis system and the EMG system. Results of ROMs of the CAP type plate system were shown the widely range of the deviation in the ankle joint on the sagittal plane (sagittal plane - hip joint $10.7^{\circ}$ > $5.4^{\circ}$, knee joint $16.3^{\circ}$ > $6.4^{\circ}$, ankle joint $18.8^{\circ}$ > $6.3^{\circ}$ ; transverse plane - hip joint $3.5^{\circ}$ > $1.8^{\circ}$, knee joint $5.3^{\circ}$ > $3.4^{\circ}$, ankle joint $11.3^{\circ}$ > $5.3^{\circ}$ ; frontal plane - hip joint $0.9^{\circ}$ > $0.5^{\circ}$, knee joint $0.8^{\circ}$ > $0.6^{\circ}$, ankle joint $4.8^{\circ}$ > $3.7^{\circ}$). Muscle activation results of the CAP type plate system were indicated higher in major muscles for balance performance than the BOWL type plate system (vastus lateralis 0.90 > 0.62, peroneus longus 0.49 > 0.21, biceps femoris 0.38 > 0.14, gastrocnemius 0.11 > 0.05). These findings may indicate that the CAP type plate system would expect better effectiveness in perform the balance training. This paper is primary study for developing balance skills enhancement training device.

사용자 중심 디자인을 통한 고령친화제품의 디자인 연구

김종현(JongHyun Kim),홍재수(Jaesoo Hong),전경진(Keyoungjin Chun) 한국HCI학회 2013 한국HCI학회 학술대회 Vol.2013 No.1

한국은 최근 고령인구가 급격하게 증가하고 있는 상황이다. 이에 고령자의 신체적 기능을 보완할 수 있는 다양한 고령친화제품이 개발되고 있다. 고령친화제품은 대부분 사용자에 의해 직접적인 접촉이나 신체 일부를 대신하여 사용되어지므로 일반제품에 비해 사용성 및 안전성의 확보가 절실하다. 따라서 고령친화제품은 일반제품보다 더욱 사용자 중심적이어야 한다. 따라서 본 연구에서는 실내에서 사용하는 대표적 고령친화제품 3개(이동:2개, 침실:1개)를 실험적인 평가에 기반한 사용자 중심 디자인에 의하여 개선하였다. 첫 번째로 샤워리프트는 수발자의 사용성을 고려하여 손잡이 디자인을 개선하였다. 두 번째로 고령자용 기립지원의자는 사용자의 기립동작분석을 통해 좌면의 높낮이, 틸팅 각도에 대한 디자인을 개선하였다. 전동침대의 디자인은 체압변화의 분석을 통하여 침대의 동작 메커니즘에 대한 디자인을 개선하였다. 본 연구에서와 같은 실험적 평가 기반의 사용자 중심 디자인에 의한 디자인요소 개선은 향후 사용하기 편리하고, 안전한 고령친화제품을 개발하는데 있어 유용한 방법이 될 것으로 기대된다. In recent days, Elderly people have increased rapidly. The senior friendly products of various forms have been developed in order to assist and help them. These products require more usability, safety and user-friendly design than others. This study is aimed at improving design-related factors of representative senior friendly products (movement: 2. Bedroom: 1) by user centered design. This is supported by experimental based-user/usability evaluation research to come up with a user-centered design. Firstly, a is designed to minimize manual lifting and handling for caregivers. Secondary, a standing support chair‘s design is upgraded in terms of the seat‘s height and its tilting degree with the help of sit-to-stand research. Thirdly, an electric adjustable bed is designed to upgrade its movement mechanism through analysis of body pressure changes. An improved user-centered design based on experimental measurement is expected to become a useful method to develop available and safe products for the senior.

사용자의 복부 압박과 전동 침대 절첩 구조에 관한 상관관계 연구 : 전동침대의 등판과 다리판 구동 시 복부 압박을 감소시키는 절첩 구조에 대한 분석 및 고찰

곽영찬(Yeongchan Kwak),최현호(Hyunho Choi),전경진(Keyoungjin Chun) 한국HCI학회 2012 한국HCI학회 학술대회 Vol.2012 No.1

급격한 경제성장 및 의료기술의 발전에 따라 세계적으로 고령화가 빠르게 진행되고 있으며 큰 사회문제로 대두되고 있다. 이러한 인구고령화에 따라 다양한 복지 용품의 시장 규모도 큰 규모로 성장하고 있으며, 수면과 휴식을 취하는 장소로서 일상의 1/3을 차지하는 침대의 중요성 또한 커지고 있다. 특히 전동침대는 등판, 다리판 각도제어, 높낮이 제어가 가능하여 사용자에게 제공되는 편의성이 높기 때문에 일상생활에서 중요성이 더욱 증가하고 있다. 하지만 등판이나 다리판의 각도조절시 사용자의 복부를 압박할 수 있으며 복부 압박이 심할 경우 호흡곤란 등의 증상을 발생시킬 수 있다. 따라서 전동침대 등판과 다리판의 구동 방식에 따른 복부 압박의 상관관계를 분석한 연구가 요구되지만 현재까지의 관련 연구는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 삼차원 동작 분석 시스템을 사용하여 등판의 각도 조절시 절첩구조에 따른 복부 압박의 정도를 측정하였으며, 침대형 체압 측정 매트리스를 이용하여 인체와 매트리스 사이에서 발생하는 둔부 체압 변화를 측정하였다. 실험 결과에 따르면 등판의 움직임에 따라 둔부가 후퇴하는 구조의 전동침대가 단순 경첩구조의 전동침대보다 복부압박을 경감할 수 있는 구조로 판단되었다. 향후 등판 후퇴구조의 절첩 방식을 전동침대 및 Chair System 등의 등판설계에 적용할 경우 복부 압박 감소 효과가 있을 것으로 기대된다. Depending on the economic growth and development of medical technologies, the aging population is rapidly increasing. Population aging is ongoing, and thus of welfare goods market is also growing. For this reason, the bed has become an important products to spending time one third of daily life and sleep or rest. In particular, the importance of electric beds is increasing. Because of convenience and necessity by controlling the seatback angle and leg-rest angle and lift control. However, there is no research about analyze the correlation between abdominal pressure and type of adjust seatback or leg-rest angle mechanism. In this study, we analyzed the correlation between folding type of seatback angle and abdominal pressure using 3D motion analysis system. And measuring the body pressure change between subject and mattress using bed pressure mattress in hip. In the results, the bed type of hip move back depending on seatback motion was reduces the abdominal pressure than simple folding type. This results were expected to reduce the abdominal pressure by utilized the bed type of hip move back such as electric bed or chair system.

동작분석을 활용한 상지재활기기의 Arm support 디자인에 관한 연구

홍재수(Jaesoo Hong),심주현(Joohyun Sim),김종현(Jonghyun Kim),전경진(Keyoungjin Chun) 한국HCI학회 2012 한국HCI학회 학술대회 Vol.2012 No.1

최근 한국은 고령인구와 함께 뇌졸중 환자가 급속히 증가하고 있으며, 이로 인한 뇌졸중 환자의 재활운동이 중요시 되고 있다. 그러나 뇌졸중의 재활장비 개발에 대한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 뇌졸중 환자의 재활에 일반적으로 사용되는 장비인 Grahamizer의 arm support에 대한 운동특성연구 등을 통하여 최적화된 arm support의 디자인 가이드라인 제시를 연구목적으로 한다. 본 연구에서는 다음과 같은 디자인 평가 방법을 실시 하였다. (1) 중심축의 변화에 따른 Arm support 동작분석, (2) Arm support의 길이 변화에 따른 동작분석. 실험 결과로 길이는 220mm, 중심축 위치는 손잡이 방향 쪽의 팔 받침대가 시작하는 곳에서 사용자 방향으로 100mm(3번 위치)에 위치했을 시 최적의 운동궤적이 나왔다. 향후 본 연구의 평가방법이 상지재활기기의 개발에 사용될 수 있을 것으로 기대된다. In this recent, population of elderly and stroke patients has increased in Korea. So, rehab exercise of stroke patients has been increased importance. However, the case study of developing rehabilitation equipment for stroke patients is still lack. The grahamizer is rehabilitation equipment of stroke patients generally. So, the aim of this study is suggest for design guideline through exercise Characteristic about arm support of grahamizer. In this study, usability evaluation of Arm support design was performed.; (1) Motion analysis of arm support by variation of central axis, (2) Motion analysis of armrest by variation of armrest's length. The results of this study showed that length of armrest: 220mm, Position of central axis: 3. In the results of this study, evaluation method of this study is expected to be used in development of upper limb rehabilitation equipment.

Grahamizer 를 이용한 상지운동에서 견갑골과 팔꿈치동작의 분석

김종현(Jonghyun Kim),심주현(Joohyun Sim),홍재수(Jaesoo Hong),전경진(Keyoungjin Chun) 한국HCI학회 2012 한국HCI학회 학술대회 Vol.2012 No.1

한국은 고령화로 인한 뇌 질환이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 뇌 질환의 후유증에 대한 재활장비의 개발에 대한 연구는 미진한 실정이다. 따라서 본 연구는 상지재활장비의 평가에 활용할 수 있는 동작분석방법 개발을 연구목적으로 한다. 본 연구에서는 견갑골과 팔꿈치의 동작분석에 대한 방법을 제시하였고, Grahamizer 를 활용한 견갑골과 팔꿈치에 대한 동작분석을 수행하였다. 5 가지 동작에서 팔 받침대의 중심축 위치 별, 팔 받침대의 길이변화에 대한 실험결과는 다른 경향성을 나타냈다. 본 연구의 동작 분석방법은 향후 관련 제품의 개발이나 평가에 있어 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The cerebropathys are increasing by a rapid growth of older people in Korea. But the case study of developing rehabilitation equipment for treatment of cerebropathy's aftereffect is still lack. So, the aim of this study is developing method of motion analysis for evaluation of rehabilitation equipment on upper limb. In this study, we developed marker-set for analyzing motion of scapula and elbow. And, the motion analysis of scapula and elbow using the Grahamizer is performed. The results of case study by position of variable central axis and length of armrest are different in tendency of motion cycle. In this study, developed method of motion analysis is expected variously to be used development of similar product.

보행 균형유지용 재활훈련기기 개발을 위한 편마비 환자와 정상인의 보행균형 특성 분석

최현호(Hyunho Choi),이범기(Bumkee Lee),고주원(Juwon Ko),송이용(Leeyong Song),곽영찬(Yeongchan Kwak),임도형(Dohyung Lim),전경진(Keyoungjin Chun) 한국정밀공학회 2012 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2012 No.5월