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        • KCI등재

          의료용재료의 최근 개발현황

          김영하 대한의용생체공학회 1989 의공학회지 Vol.10 No.2

          근래에 생명과학과 의료기술의 발전으로 인공장 기의 설용화와 더불어 생체에 이용되는 새로운 소재의 개발이 매우 활발하다. 생체의료용 재료는 독성 이 없고, 생체適合性(biocompatibility)이 우수하며, 생체의료기능과 생체內 내구성이 뛰어나 야한다. 재료의 생체적합성은 생체와 접촉시에 부작용을 일으키지 않는 성질이다. 재료가 혈액과 접촉하면 혈액이 응고되며, 응혈형성이 억제되는 혈액적합 성(blood compatibility)재료의 개 발은 혈관, 인공 심장, 인공신장 및 인공섬폐기등의 순환계 인공장 기개발에 펄수적이다. 또한 재료가 생체조직과 접 촉시에 발열, 염증, 조직폐사플 야기하지 않는 조직융화성(tissue compatibility)이 필요하다. 생체 적합성 재료를 개발하기 위하여 생체에 자극을 일 으키지 않는 생체不活性(bioinert) 재료에 대한 연구가 활발하지만, 끈래에는 생체와 강한 친화력 을 가져서 조직과 결합될 수 있는 생체親和(bi- oadhesive)재료가 많이 개발되고 있으며, 체내에서 분해되는 생체분해성(biodegradable) 재료를 이용 하는 사례도 많이 발표되고 있다. 현재 인공신장을 위시한 인공장기와 인공뼈, 인공관절용 이식재료등에 다양한 금속, 요업재료 및 고분자재료가 활용되고 있으나 보다 우수한 생체 적합성과 생체의료기능을 가지는 재료개발에 많은 연구가 이루어지고 있다. The intelligent trajectory control method that controls moving direction and average velocity for a prosthetic arm is proposed by pattern recognition and force estimations using EMG signals. Also, we propose the real time trajectory planning method which generates continuous accelleration paths using 3 stage linear filters to minimize the impact to human body induced by arm motions and to reduce the muscle fatigue. We use combination of MLP and fuzzy filter for pattern recognition to estimate the direction of a muscle and Hogan`s method for the force estimation. EMG signals are acquired by using a amputation simulator and 2 dimensional joystick motion. The simulation results of proposed prosthetic arm control system using the EMf signals show that the arm is effectively followed the desired trajectory depended on estimated force and direction of muscle movements.

        • KCI등재후보

          언어 중추 영역에 대한 기능적 자기공명영상: 시각적, 청각적 지시 과제에 관한 비교

          구은회,권대철,김동성,송인찬 대한의용생체공학회 2003 의공학회지 Vol.24 No.4

          정상 성인을 대상으로 언어생성과제의 시각적 지시과제와 청각적 지시과제에 대한 기능적 MR영상들을 비교하고자 하였다. 6명의 정상 성인을 대상으로 자기공명영상기기를 이용하였다 시각적, 청각적 언어 지시과제는 명사의 언어를 이용하여. 휴지기. 확성기를 각각 6번 구성하였다. 뇌의 활성영역의 휴지기와 확성기의 신호변화에 따른 데이터는 MRDx 프로그램으로 처리하였고 cross correlation 방법으로 통계 처리하였다. 시각적, 청각적 지시과제의 분석방법은 lateralization index 공식으로 뇌 반구의 활성화 voxel의 총합과 좌$.$우 반구의 픽셀 수를 구하였고, 지시 과제에 대한 활성화 영역을 “Area of Activation Cells” 값에 따라 4등급으로 분류하여 비교 분석하였다. 시간적 청각적 지시과제에서 Broca, Wernicke 영역 등에서 크기는 다르지만 모두 활성화가 관찰되었다. lateralization index에서 뇌반구의 활성화 값에 차이는 시각적 지시과제에 비해 청각적 지시과제가 높은 활성화 값을 보였다. 그러므로 언어영역에 대한 뇌의 기능적 영상을 얻는데 두 방법 모두 유용하다고 생각된다. To evaluate the usefulness if functional MR imaging(MRI) for the determination of language dominance system and to assess differences in the visual and auditory instrument language generation task according to activation task or activated area. Functional maps of the language area were obtained during visual and auditory instructions in word generation tasks in 6 healthy volunteer with right-handness were examined on a 1.5T scanner and the EPI BOLD technique, and three pulse sequence technique get of the true axial planes. Both task consisted of 96 phases including 6 activations and rests contents. Postprocessing were done on MRDx program by using cross correlation method. Two task compare the blain activation area surveyed of 1anguage lateralization index. To evaluated of the detection rates of Broca. Wernicke, pre-frontal lobe, Supplementary Motor Area (SMA) and pre-motor cortex areas and the differences of language lateraliaztion among two word generation task To lateralization index survey in 1anguage area on right and left in brain get to activation area pixel in brain. Compared to visual and auditory instrument task in the language areas get to the lateralization index. Two language generation task high detection rates of Broca and Wernicke areas. The visual instruction no detected in the auditory area, and auditory instruction no detected in the visual area. There was statistics significant different of them among language generation task. 1'his indicated that language area obtained image of the brain functional MR imaging usefulness in the visual and auditory task instrument.

        • KCI등재후보

          대퇴골 전자간 골절의 새로운 수술기법에 관한 생체역학적 분석

          김봉주,이성재,권순용,탁계래,이권용 대한의용생체공학회 2003 의공학회지 Vol.24 No.5

          본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 대퇴골 전자간 골절 치료에 대한 다양한 수술기법을 골밀도 변화에 따라 생체역학적으로 분석하여 이를 평가하고자 한다. 이에 구현된 모델들은 압박 고관절 나사만을 이용하여 시술한 모델 (Type I), 삽입된 압박 고관절 나사 주위에 시멘트 영역을 확보한 뒤 골 시멘트로 보강하는 시술을 구현한 모델 (Type II),대학교추가의 골소실이 없이 시멘트를 가압하여 주입하는 시술을 구현한 모델 (TypeIII)의 3가지 형태로 구현하였다. 시술 상황에 따라 골절부위와 삽입물의 경계면 주위에 접촉요소를 사용하기 위해 적절한 마찰계수를 설정하였으며, 골다공증 정도 (Singh Indices, II∼V)에 따라 대퇴골의 물성치를 적절하게 적용시켰다. 각 모델에 있어 골밀도 변화에 따른 수술기법의 차이를 분석하기 위하여 다음과 같은 인자를 분석하였다 : (a) 대퇴골두 내에서의 von Mises 응력 부피비, (b) 대퇴골두 망상골과 인공 삽입물내에서의 최대 von Mises 응력 (PVMS), (c) 대퇴골두 내에서의 최대 von Mises 변형률 (MVMS), (d) 골절 부위와 인공 삽입물 주위에서의 미세운동량. 수술기법 중 Type III가 대퇴골두 내에서 골밀도 변화에 상관없이 가장 낮은 PVMS, MVMS 수치를 보여 가장 효율적인 결과를 나타내었다. 이는 기존 시술법 (Type I,II)에 비해 내고정 실패 가능성이 가장 적을 것으로 예측되었다. 특히, 골밀도가 낮을 때에는 Type III의 수술 효과가 더욱 커지는 것으로 나타났다. 또한, 삽입물 주위에서 미세운동량을 분석한 결과, Type III의 수치가 다른 시술법들의 15∼20%로 나타나 시멘트를 가 압하여 보강하는 시술법이 삽입물 주위의 미세운동을 억제하는데 있어 가장 효과적이다는 것을 증명하는 것이다. 이러한 결과로부터, 압박 고관절 나사를 이용한 대퇴골두 전자간 골절 치료에 있어 골 시멘트를 가압하여 보강하는 방법이 골밀도가 낮은 환자에 있어 인공삽입물의 내고정 및 골유합에 가장 큰 효과를 보일 것으로 사료된다. This study investigates the biomechanical efficacies of various cement augmentation techniques with or without pressurization for varying degrees of osteoporotic femur. For this study, a biomechanical analysis using a finite element method (FEM) was undertaken to evaluate surgical procedures, Simulated models include the non-cemented(i.e., hip screw only, Type I), the cement-augmented(Type II), and the cemented augmented with pressurization(Type III) models. To simulate the fracture plane and other interfacial regions, 3-D contact elements were used with appropriate friction coefficients. Material properties of the cancellous bone were varied to accommodate varying degrees of osteoporosis(Singh indices, II∼V). For each model. the following items were analyzed to investigate the effect surgical procedures in relation to osteoporosis of varying degrees : (a) von Mises stress distribution within the femoral head in terms of volumetric percentages. (b) Peak von Mises stress(PVMS) within the femoral head and the surgical constructs. (c) Maximum von Mises strain(MVMS) within the femoral head, (d) micromotions at the fracture plane and at the interfacial region between surgical construct and surrounding bone. Type III showed the lowest PVMS and MVMS at the cancellous bone near the bone-construct interface regardless of bone densities. an indication of its least likelihood of construct loosening due to failure of the host bone. Particularly, its efficacy was more prominent when the bone density level was low. Micromotions at the interfacial surgical construct was lowest in Type III. followed by Type I and Type II. They were about 15-20% of other types. which suggested that pressurization was most effective in limiting the interfacial motion. Our results demonstrated the cement augmentation with hip screw could be more effective when used with pressurization technique for the treatment of intertrochanteric fractures. For patients with low bone density. its effectiveness can be more pronounced in limiting construct loosening and promoting bone union.

        • KCI등재

          폴리머/ 금속 다층 공정 기술을 이용한 실시간 혈압 모니터링을 위한 유연한 생체 삽입형 센서

          임창현,김용준,윤영로,윤형로,신태민,Lim Chang-Hyun,Kim Yong-Jun,Yoon Young-Ro,Yoon Hyoung-Ro,Shin Tae-Min 대한의용생체공학회 2004 의공학회지 Vol.25 No.6

          본 논문에서는 폴리머/ 금속 다층 공정 기술 (polymer/metal multi layer processing techniques)을 이용한 실시간 혈압 감지를 위한 유연한 생체 삽입형 센서를 새로이 제안한다. 제안되는 방식의 센서는 기계적으로 유연하기 때문에 혈관의 외벽에 대한 침습성을 감소시켜 부착할 수 있다. 즉, 혈압 측정을 위해 센서를 혈관 내에 설치하던 기존의 방법들에 비해서 혈관 자체에 상처를 주지 않고 혈압의 상대적인 변화를 지속적으로 감지할 수 있다. 성인에게 발생하는 급사의 주된 원인은 협심증, 심근 경색과 같은 혈관 관련 질환이다. 플라크 (plaque)의 생성 등과 관계된 순환계 관련 질환들은 지속적인 혈압 감지를 통해서 예방할 수 있으며 발병 초기에 치료할 수 있다. 본 연구에서 제안하는 혈압감지 방법의 과정은 다음과 같다. 우선, 집적된 센서를 혈관 외벽에 부착한다. 둘째, 실장된 센서가 혈관의 기계적인 수축과 확장을 인식한다. 마지막으로, 센서에 의해 인식된 혈압의 변화를 원격 감지 방법을 통해서 외부 안테나에서 감지하게 된다. 센서 시스템에는 어떠한 능동 소자도 존재하지 않기 때문에 에너지와 혈압 변화 정보는 LC 공진기와 외부 안테나 사이에 발생하는 상호 인덕턴스 원리에 의해서 전달되게 된다. 이러한 측정 원리의 가능성을 확인하기 위해서 실리콘 고무관과 혈액을 이용하여 시험관 실험 (In vitro test)을 진행하였다. 우선, 혈액으로 채운 실리콘 고무관에 센서를 감은 후 피스톤으로 압력을 가하였다. 그리고 이를 통해 가해진 압력 변화에 따른 공진 주파수의 변화를 측정하였다. 가해진 압력이 0부터 213.3 KPa까지 변화하는 동안 2.4 MHz의 공진 주파수가 변했다. 그러므로 생체 삽입형 혈압 센서의 감도는 11.25 KHz/KPa이다. Implantable flexible sensor using polymer/metal multilayer processing technique for telemetrical real-time blood pressure monitoring is presented. The realized sensor is mechanically flexible, which can be less invasively implanted and attached on the outside of blood vessel to monitor the variation of blood pressure. Therefore, unlike conventional detecting methods which install sensor on the inside of vessel, the suggested monitoring method can monitor the relative blood pressure without injuring blood vessel. The major factor of sudden death of adults is a disease of artery like angina pectoris and myocardial infarction. A disease of circulatory system resulted from vessel occlusion by plaque can be preventable and treatable early through continuous blood pressure monitoring. The procedure of suggested new method for monitoring variation of blood pressure is as follows. First, integrated sensor is attached to the outer wall of blood vessel. Second, it detects mechanical contraction and expansion of blood vessel. And then, reader antenna recognizes it using telemetrical method as the relative variation of blood pressure. There are not any active devices in the sensor system; therefore, the transmission of energy and signal depends on the principle of mutual inductance between internal antenna of LC resonator and external antenna of reader. To confirm the feasibility of the sensing mechanism, in vitro experiment using silicone rubber tubing and blood is practiced. First of all, pressure is applied to the silicone tubing which is filled by blood. Then the shift of resonant frequency with the change of applied pressure is measured. The frequency of 2.4 MHz is varied while the applied pressure is changed from 0 to 213.3 kPa. Therefore, the sensitivity of implantable blood pressure is 11.25 kHz/kPa.

        • KCI등재

          Monte Csrlo 시뮬레이션을 이용한 생체조직내의 광선량 측정

          임현수,구철희 대한의용생체공학회 1999 의공학회지 Vol.20 No.2

          As the correct measuring of the light dosimetry in biological tissues give the important affection to the effect of PDT treatment we used Monte Carlo simulation to measure the light dosimetry on this study. The parameters using in experiments are the optical properties of the real biological tissue, and we used Henyey-Greenstein phase function among the phase functions. As we results, we displayed the result the change of Fluence rate and the difference against the previous theory was at least 0.35%. Biological tissues using in experiment were Human tissue, pig tissue, rat liver tissue and rabbit muscle tissue. The most of biological tissue have big scattering coefficient in visible wavelength which influences penetration depth. The penetration depth of human tissue in visible region is 1.5~2cm. We showed that it is possible to measure fluence rate and penetration depth within the biological tissues by Monte Carlo simulation very well. 생체조직내의 정확한 광선량 측정이 PDT 치료의 효과에 중요한 영향을 주므로 본 연구에서는 광선량 측정을 위해서 Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하였다. 실험에 사용한 계수는 실제 생체조직의 광학계수이고 위상함수는 Henyey-Greenstein 위상함수를 사용하였다. 결과는 깊이에 따른 Fluency rate의 변화로 나타내었으며 기존 이론과의 차이는 0.35%에 지나지 않았다. 실험에 사용한 생체조직은 인체조직, 돼지조직, 쥐간조직, 토기근육조직이다. 대부분의 생체조직은 가시광선영역에서 큰 산란계수를 가지고 있으며 이것은 투과도에 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 가시광선 영역에서 인체조직의 투과 깊이는 1.5~2cm이었다. Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하여 생체조직내의 광전파(light propagation), 광선량(light dosimetry), 에너지율(fluence rate), 투과깊이(penetration depth)를 효과적으로 측정할 수 있음을 보여주었다.

        • KCI등재

          의료영상 분석과 유한요소법을 통한 추체 성형술의 다양한 인자들에 대한 생체 역학적 효과 분석

          전봉재,권순영,이창섭,탁계래,이권용,이성재 대한의용생체공학회 2004 의공학회지 Vol.25 No.3

          본 연구에서는 의료 영상과 유한요소 해석을 이용하여 골절된 척추체의 치료를 위해 골 시멘트를 주입하는 추체 성형술(vertebroplasty)에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 생체 역학적으로 분석하여 평가하고자 하였다. 의료 영상을 통해 구현된 모델들은 분석하고자 하는 인자에 대하여 크게 단분절과 다분절 유한요소 모델의 2 가지 형태로 구분하였다. 단분절 유한요소 모델을 통해 골다공증의 정도, 주입된 골 시멘트의 양, 골 시멘트의 주입량 및 환자에게 주입된 골 시멘트 양의 적절성을 평가하였으며, 골 시멘트의 주입이 척추체의 구조적 안정성에 미치는 효과를 분석하기 위하여 척추체 상종판에 수직 압축하중을 가하여 이때의 최대 수진 변위량을 분석하였다. 또한 단분절 척추체의 강성도(stiffness) 값을 산출한 뒤, 정상 상태의 척추체의 강성도 값으로 정규화 하였다. 다분절 유한요소 모델의 경우, 압박 골절 상태를 적용하여 척추 만곡의 변화가 인체에 미치는 영향을 분석하기 위하여 골절의 정도를 3 가지로 구현하였으며, 모델의 최상부에 압축 하중을 가한 후의 척추 만곡의 변화 정도를 분석하였다. 추체 성형술에 대한 다양한 인자들에 대한 분석 결과, 추체 성형술을 통해 환자의 골밀도가 상대적으로 높은 경우(BMD 50mg/$m\ell$이상)와 환자의 척추체 망상골 부피의 약 15%에 해당하는 골 시멘트 주입 시 가장 큰 척추체의 구조적 안정성의 증가 효과를 가져올 것으로 예측되었다. 또한 척추 골절이 미치는 영향에 대한 분석 결과, -2.8$^{\circ}$의 정상적인 후만곡을 가지는 T12∼L2 운동 분절이 골절의 모델링 후 약 9∼17$^{\circ}$의 큰 전만곡을 가지게 되었으며 이러한 척추 만곡의 변화는 동일한 하중 하에서 급격한 척추 만곡의 변화를 야기하는 것으로 나타났다. 또한 골절의 정도가 심할수록 척추 변형은 더욱 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과들로부터, 전반적으로 추체 성형술은 골 시멘트의 주입량 또는 골밀도에 상관없이 약화된 척추체의 자체의 구조적 안정성의 증가 효과를 가져왔으며 골절로 인해 추체의 높이가 손상되었을 경우 이를 회복하는 것이 중요한 인자의 하나임을 나타내는 결과로 사료되어진다. This study investigates the biomechanical efficacies of vertebroplasty which is used to treat vertebral body fracture with bone cement augmentation for osteoporotic patients using image and finite element analysis. Simulated models were divided into two groups: (a) a vertebral body, (b) a functional spinal unit(FSU). For a vertebral body model, the maximum axial displacement was investigated under axial compression to evaluate the effect of structural integrity. The stiffness of each FE model simulated was normalized by the stiffness of intact model. In the case of FSU model, 3 types of compression fractures were formulated to assess the influence on spinal curvature changes. The FSU models were loaded under compressive pressure to calculate the change of spinal curvature. The results according to the various factors suggest that vertebroplasty has the biomechanical efficacy of the increment of structural reinforcement in a patient who has relatively high level of BMD and a patient with the amount of 15%, PMMA injection of the cancellous bone volume. The spinal curvatures after compression fracture simulation vary from 9$^{\circ}$ to 17$^{\circ}$ of kyphosis compared to that the spinal curvature of normal model was -2.8$^{\circ}$ of lordosis. These spinal curvature changes cause the severe spinal deformity under the same loading. As the degree of compressive fracture increases the spinal deformity also increases. The results indicate that vertebroplasty has the increasing effect of the structural integrity regardless of the amount of PMMA or BMD and the restoration of decreased vertebral body height may be an important factor when the compressive fracture caused the significant height loss of vertebral body.

        • KCI등재

          구간적분과 통계변수 분석에 의한 심음 인식

          이상민,김인영,홍승홍 대한의용생체공학회 1999 의공학회지 Vol.20 No.6

          Although phonocardiography by auscultation has been used in diagnosis long time ago, recognition of heart sound was tried only restricted fields such as the first heart sound, the second heart sound, and specific valve operation for the purpose of analyzing local function or operation of heart and developments of heart sound recognition in full cycle are quite insignificant. in this paper, we proposed a recognition method which extracts features of heart sound in full cycle and classllies heart sounds This proposed recognition algorithm is based on detecting the first and second heart sounds in thme domain. The algorithm classifics heart sound into several classes by extracting the important time blocks and analyzing the peak position, integration values and statistical variables. Heart sounds are classified into normal, early systolic murmur, late systolic mumur, early diastolic murmur, late diastolie murmur, continuous murmur. We can verify our algorithm is useful from the results which show the average recognition rate of heart sounds is 88 perecnt. Recognition error was occurred mainly in early systolic murmur. 청진에 의한 심음도법은 오래 전부터 진단에 이용되어 왔지만 심음 인식분야에서는 제 1심음, 제 2심음, 특정 판막의 운동과 같이 부분적 기능이나 동작 분석을 목적으로 심음의 일부 구간에 대한 인식 연구가 행하여졌을 뿐 심음 한 주기 전체를 대상으로 하는 심음 특징 인식에 대한 연구성과는 매우 미약하였다. 본 논문에서는 한 주기 동안의 전체 심음을 분석하여 파라메터를 추출하고 이를 이용하여 한 주기 심음 특성에 대한 인식방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 시간영역에서 제 1심음과 제 2심 검출을 기반으로 한다. 알고리즘은 주요 구간을 추출하고 정점 위치, 구간 적분, 통계변수에 대한 분석을 통하여 심음을 분류한다. 심음을 정상, 수축초기 심잡음, 수축말기 심잡음, 이완 초기 심잡음, 이완 말기 심잡음, 연속적 심잡음으로 구분하였다. 시험 결과 평균 88% 의 평균 인식률을 얻어 제안된 알고리즘의 유용성을 확인하였다. 비정상 심음의 분류에 대한 오인식은 주로 수축초기의 심잡음인 경우로 나타났다.

        • KCI등재후보

          흰 쥐의 좌골 신경 자극을 통한 광전 자극의 가능성에 대한 연구

          김의태,오승재,박형원,김성준 대한의용생체공학회 2004 의공학회지 Vol.25 No.6

          A neural prostheses can be designed to permit stimulation of specific sites in the nervous system to restore their functions, lost due to disease or trauma. This study focuses on the feasibility of optoelecronic stimulation into nervous system. Optoelectronic stimulation supplies, power and signal into the implanted optical detector inside the body by optics. It can be effective strategy ,especially on the retinal prosthesis, because it enables the non-invasive connection between the external source and internal detector through natural optical window 'eye'. Therefore, we designed an effective neural stimulating setup by optically based stimulation. Stimulating on the sciatic nerve of a rat with proper depth probe through optical stimulation needs higher ratio of current spreading through the neural surface, because of high impedance of neural interface. To increase the insertion current spreading into the neuron, we used a parallel low resistance compared to load resistance organic interface and calculated the optimized outer parallel resistance for maximum insertion current with the assumption of limited current by photodiode. Optimized outer parallel resistance was at a range of 500Ω-700Ω and a current was at a level between 580uA and 650uA. Stimulating current efficiency from initial photodiode induced current was between 47.5 and 59.7%. Various amplitude and frequency of the optical stimulation on the sciatic nerve showed the reliable visual tremble, and the action potential was also recorded near the stimulating area. These result demonstrate that optoelectronic stimulation with no bias can be applied to the retinal prosthesis and other neuroprosthetic area. 본 연구는 외부 전원 없이 광다이오드만을 이용하여 생성한 광전 자극을 통해 신경계를 효과적으로 자극하는 방법에 대한 것이다. 광을 통한 전류원 생성 및 전달은 생체 내에 집적된 광소자를 삽입하고 외부에서 광을 통해 신호와 전력을 전달을 한다. 이 기술은 특히 ‘눈’이라는 광학적인 연결 통로를 이용할 수 있는 인공망막과 같은 시스템에 매우 효과적이다. 그러나 광전 소자를 내부 전원 없이 구동시키는 경우, 광전류가 생체 저항에 직접적인 영향을 받게 되므로 자극에 충분한 전류를 생성할 수 없다.무 전원 광다이오드를 통해 생성되는 광전류를 신경 자극에 적용하기 위해서는 생체 저항의 크기에 관계없이 활동 전위 생성에 충분한 전류 공급을 할 수 있는 안정된 전류원이 필요하다. 이를 위해서 본 연구에서는 병렬 저항을 도입하였다. 병렬 저항 추가 시 생체 저항을 포함한 전체 저항 값이 낮아지므로, 광원의 세기에 따라 최대의 광전류에 근접한 값을 얻을 수 있게 된다. 그러나 병렬 저항 값의 크기를 낮출수록 자극에 쓰이지 않는 전류량이 늘어나므로, 자극 전류량의 극대 값을 찾기 위해서는 병렬 저항 값의 최적화가 필요하다. 실험을 통해 측정된 실제 자극 전류량이 최대가 되는 병렬 저항 값의 범위는 500Ω~ 700Ω 이고, 이때 전류량은 580uA~ 860uA 이며 전류 효율은 47.5~59.7%이었다. 자극의 크기와 빈1도를 변화시키면서 쥐의 좌골 신경을 자극하여 눈으로 확인 가능한 떨림 현상을 확인하였으며 , 다채널 기록기를 이용해 활동 전위를 측정하였다. 이를 통해, 인공 망막에서의 광 자극 가능성을 확인할 수 있었다.

        • KCI등재후보

          유방암 검출을 위한 생체 어드미턴스 스캐너의 개발

          이정환,오동인,이재상,우응제,서진근,권오인 대한의용생체공학회 2004 의공학회지 Vol.25 No.5

          This paper describes a trans-admittance scanner for breast cancer detection. A FPGA-based sinusoidal waveform generator produces a constant voltage. The voltage is applied between a hand-held electrode and a scan probe placed on the breast. The scan probe contains an 8x8 array of electrodes that are kept at the ground potential. Multi-channel precision digital ammeters using the phase-sensitive demodulation technique were developed to measure the exit current from each electrode in the array. Different regions of the breast are scanned by moving the probe on the breast.We could get trans-admittance images of resistor and saline phantoms with an anomaly inside. The images provided the information on the depth and location of the anomaly. In future studies, we need to improve the accuracy through a better calibration method. We plan to test the scanner's ability to detect a cancer lesion inside the human breast. 암세포가 정상세포에 비해 전기적 도전율이 세배에서 열배까지 높다는 점을 이용하여 본 논문에서는 유방암 검출을 위한 생체 어드미턴스 스캐너를 개발하고, 시스템의 성능검사를 수행하여 유방암 검출의 가능성을 제시하였다. 전압인가전극을 이용하여 정현파의 정전압을 인가하고 유방의 표면에 부착된 평면배열 접지전극을 통하여 배출되는 전류를 측정한다. 측정된 전류값과 인가한 전압사이의 전달 어드미턴스로부터 측정 부위의 도전율을 표현할 수 있으며, 전달 어드미턴스의 실수부와 허수부의 크기로부터 유방암의 유무와 크기, 위치를 판별하는 데이터를 획득한다. 개발한 생체 어드미턴스 스캐너는 주제어부, 인가전압 발생부, 유기전류 측정부, 전압인가전극 및 평면배열 접지전극과 컴퓨터로 구성된다. 개발한 디지털 인가전압 발생기의 진폭 안정도는 0.2445%의 오차를 가지며, 총 고조파 왜곡은 0.03% 이다. 유기전류 측정부는 실수부의 경우 68dB, 허수부의 경우 54dB이상의 SNR을 가지며, 1nA정도의 작은 전류도 측정이 가능하도록 제작되었다. 저항 팬텀을 이용하여 실험한 결과 측정된 전달 어드미턴스는 Pspice 시뮬레이션 결과와 비교할 때 93% 이상의 정확도를 나타내었다. 이러한 측정의 정확도를 갖는 생체 어드미턴스스캐너를 가지고 저항 팬텀 및 전해질용액 팬텀을 이용하여 실험한 결과 도전율이 다른 물체를 식별할 수 있는 전달 어드미턴스 분포 영상을 획득할 수 있음을 확인하였다. 향후 시스템의 성능을 향상시키고, 여러 가지 다른 팬텀을 제작하여 이를 정확히 찾아내는지를 실험할 예정이며, 도전율이 다른 물체의 크기, 위치 및 깊이를 찾는 알고리즘을 시스템에 적용하여 알고리즘을 실험적으로 검증하고 유방암의 조기 검진을 위해 활용이 가능한 시스템을 개발하는 연구를 수행할 예정이다.

        • 수술실 영역에서의 임상의공(CE)업무에 대한 고찰

          채영한,전석봉,김영서,천승민,박현상,권혁남 大韓醫用生體工學會 2000 대한의용생체공학춘계학술대회논문집 Vol.22 No.1

          CE(Clinical Engineering) fields have been emphasized on simultaneous assistance while clinical operation including normal maintenance. Especially in OR (Operating Room), composite CE forms are requested from its importance and emergent situations. We have carried out CE jobs for seven years with classifying it into three major parts, BO(Before Operation), OO(On operation), and AO(After Operation). Based on these experiences, we studied on more efficient and pertinent CE jobs to our domestic situation by analyzing and comparing with foreign's and are going to suggest just a model of standard formations of CE in this paper.

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