ICT임상시험시스템은 병원이 아닌 개인가정에서 임상시험을 수행함으로써 시간과 비용문제를 극복하는 것을 목표로 ICT기술과 임상시험을 결합한 시스템이다. 그러나 ICT임상시험시스템은 병원이 아닌 개인의 가정에서 수행되기 때문에 피험자 이외의 타인의 개입이 가능하기 때문에 피험자의 데이터를 정확하게 식별하기가 어려운 보안의 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 개인신분확인모듈이 결합된 맥박수측정장치를 개발하고, 국제표준(IEC 60601-1 3Ed)에 부합하는 디자인을 통해 ICT장비의 상용화 가능성을 높이는 장치를 개발하였다. 향후 이러한 아이디어를 다양한 의료기기와 결합하여보다 효율적인 임상시험으로 급성장하는 의료산업에 기여할 수 있을 것이라 전망된다.

본 연구에서는 허리를 편 정상 자세(θ＜45), 가구 아래를 청소할 때의 낮은 자세(θ＞45)에서 상 중심 스틱청소기를 사용할 때의 위등세모근(UT), 앞어깨세모근(AD), 뒤어깨세모근(PD), 위팔두갈래근(BB), 자쪽손목굽힘근(FCU), 자쪽손목폄근(ECU), 척추세움근(ES)의 활성도를 측정, 분석하였다. 실험 결과 후방삼각근, 위등세모근, 자쪽손목굽힘근, 자쪽손목폄근은 정상 자세와 낮은 자세 간의 유의한 차이가 관찰되었다(p＜.05). 뒤어깨세모근, 위등세모근, 자쪽손목굽힘근은 낮은 자세에서, 자쪽손목폄근은 정상 자세에서 더 큰 힘을 요구하는 것으로 확인되었다. 많은 힘을 들이지 않고 편리하게 사용하는 제품을 원하는 사용자의 니즈를 고려하였을 때, 본 연구는 작업 자세에 영향을 받지 않고 일관된 힘을 요구하는 청소기 외형의 디자인 개발에 기여할 것으로 기대된다.

척추경 나사못 고정술은 퇴행성 요추 질환의 치료에 사용되는 대표적인 수술적 치료 방법 중 하나이다. 본 연구에서는 골다공증 및 디스크 퇴행을 동반한 요추부(L1-S1)에서의 척추경 나사못 고정술의 생체역학적 영향을 평가하기 위하여 유한요소 연구를 수행하였다. 디스크 퇴행 및 골다공증에 따른 골질은 굴곡, 신전, 회전, 측굴곡 운동에 대한 요추부의 강성도와 회전 중심을 변화시켰다. 요추부의 골다공증을 구현하였을 때, 정상 요추 모델에 비하여 강성도는 최대 17.7%까지 감소하였으며, 디스크의 퇴행 정도가 심해질수록 더 감소하였다. 척추경 나사못의 시술은 시술 분절의 운동성을 감소시켰다. 운동 하중 조건에 따라 척추경 나사못을 삽입한 정상 요추는 인접 분절에서의 디스크 압력을 가장 크게 증가시켰으며, 척추경 나사못 시술 골다공증요추 모델, 정상 모델 그리고 골다공증 요추 모델 순으로 그 뒤를 따랐다. 척추경 나사못의 시술은 요추부의 골밀도 및 디스크의 퇴행에 따른 시술 분절에 미치는 영향을 줄이고 안정성을 제공하였으나, 요추부의 회전중심을 변화시킴으로 인접 분절의 운동성 및 디스크 내압을 증가시켜 추가적인 퇴행 가능성을 야기 시켰다.

배경 및 목적: 인공와우(cochlear implant; CI)는 장치 구입, 시술, 재활 등에 필요한 경비의 일부를 국가가 지원하고 있어서 재활복지 비용과 난청자 개인의 재정 지출 등을 예상하기 위한 노력이 필요하다. 이 연구 목적은 보청기 사용자 중에서 5년 후 예상되는 이식 대상자(이하 ‘잠재 후보자’) 통계에 대한 기초 자료를 획득하는데 있다. 대상 및 방법: 연구 대상은 특정지역 청각재활센터에서 보청기를 장착한 41명을 무작위로 선정하였다. 후보자 결정은 6분법 청력손실평균(6 frequency pure tone averages; 6 PTAs)을 기준으로하였다. 현재 기준 이식 대상자는 두 귀 모두 70 ㏈ HL 이상으로 하였다. 잠재 후보자는 39세까지는 해마다 1.5 ㏈씩, 40세 이후는 해마다 2 ㏈씩 나빠질 것으로 예상하고 구한 5년 후 6 PTAs가 두 귀 모두 70 ㏈ HL 이상인 경우로 각각 정하였다. 현재 이식 대상자와 5년 후 이식 대상자 사이의 관계는 Pearson’s Chi-squared test (R Ver. 1.1.442, RStudio)로 검증하였다. 결과 및 결론: 보청기 사용자 중에서 현재 이식이 가능한 17명(41.5%)이었고, 잠재 후보자는 23명(56.1%)로 각각 관찰되었다. 인공와우 잠재 후보자는 증가할 것으로 예상되지만 통계적으로 유의하지 않았다(p=.3623). 다만, 60대 이상 노령 인구에서 증가는 관찰할 필요가 있을 것이다.

마이크로프로세서 제어형 하지의지는 다양한 센서로부터 정보를 획득하여 사용자의 자세, 보행 상태, 동작의도 등을 판별하고 이에 따라 의지를 제어한다. 이러한 센서들 가운데 우리가 하지의지용으로 개발한 족관절 모멘트 센서는 체중이 전달되는 프레임의 변형량을 측정한다. 개발된 기존 센서는 기계적 내구성 시험과정에서 결함이 발견되었으며 입각기 초반의 발뒤꿈치 접지기에서 측정된 값이 입각기 초기 판별에 사용하기 어려운 상황이었다. 본 연구에서는 이러한 문제들을 해결하기 위하여, 보행 시 센서 프레임에 인가되는 하중을 구현한 유한요소해석 모델을 개발하고 각 조건에 따른 응력 및 변형 특성을 분석하였다. 분석결과에 따른 최적화된 프레임 구조 설계안을 도출하였으며, 이에 따라 족관절 모멘트 센서를 제작하고 기계적 실험 및 절단자 보행실험을 통하여 개선방법을 검증하고 성능을 평가하였다. 개선된 센서의 특성을 평가한 결과, 구조적 안전성은 향상되었으며, 입각기 초반 상태 인식률도 개선되었다.

본 연구의 목적은 문헌 고찰을 통해 실행증 검사가 치매의 선별검사로서 이용될 수 있는지를 알아보기 위한 것이다. 2018년 12월까지 10년간 발표된 논문을 Pubmed에서 검색하였으며 “apraxia”, “dementia or Alzheimer”를 키워드로 조사하였다. 선정 및 제외조건에 따라 최종적으로 9편의 논문을 선정하였다. 선정된 연구들은 치매의 다양한 원인 질환들을 대상자로 하였고 모든 질환군들은 정상군보다 실행증 검사에서 유의하게 낮은 수행을 보였다. 각 연구에서 사용된 실행증 검사는 동일한 검사는 아니었으나 일관적으로 모방과 무언극을 통한 검사방법을 사용하고 의미가 있는 동작, 의미가 없는 동작을 포함하고 있었다. 그리고 안면 실행증 검사항목을 포함한 실행증 검사는 치매의 원인질환 중 행동변이형 전두측두치매와 알츠하이머형 치매를 구별할 수 있다는 것을 확인하였다. 이로써 실행증 평가는 치매의 선별검사로서 사용될 수 있는 가능성이 있다고 생각되며 국내에서 사용할 수 있는 치매환자를 위한 실행증 평가 개발이 필요할 것으로 생각된다.

본 논문은 뉴로피드백이 지적장애인의 인지기능에 미치는 효과를 살펴보았다. 본 연구에 사용한 실험도구는 Minders NORI에서 인지증진을 위해 개발한 프로그램이며, 연구대상은 지적장애인 성인 8명을 대상으로 진행하였다. 프로그램 실시 전에 K-WAIS-IV를 이용해 지능지수를 확인하였고, 프로그램 후에는 K-WAIS-IV 지능검사를 추가 실시하여 사전에 확인한 K-WAIS-IV 지능지수와 비교 분석하였다. 이와 더불어 MindWave Mobile(MWM)을 통해 측정된 뇌파를 시각화하여 볼 수 있도록 그래프로 제시하였다. 그 결과 뉴로피드백 훈련이 성인 지적장애인의 인지능력 향상에 효과적임을 확인할 수 있었다.

고령자들이 사용하는 전동 휠체어의 조작 능력 향상을 위해 일반 팔걸이와 수정 제작한 팔걸이를 사용하여 주행 과제를 수행하는데 걸리는 시간과 조이스틱을 조작하는데 관여하는 상지 4가지 근육에 대한 근활성도를 각각 평가하였으며 일반 성인군과 고령자군 간에 비교 평가도 실시하였다. 연구 결과, 과제 수행시간 비교에서 고령자들은 개량한 팔걸이의 영향을 많이 받아 유의한 차이를 보였으며 일반 성인들과 비교하여서도 유의한 차이를 보였다. 근활성도 차이 비교에서는 일반 성인군과 고령자군에서 모두 팔걸이에 대한 영향을 받지 않았다. 하지만 일반 성인들에 비해 고령자군에서 수정 팔걸이를 사용하였을 때 FCU에서 유의한 차이를 보였는데 이는 고령자군이 조이스틱을 사용할 때 수정 제작한 팔걸이의 영향을 받아 손목의 자쪽 안정성 확보에 더 많은 힘을 사용한 것으로 생각되어진다. 또한, 전동휠체어 주행 과제 수행 동안의 근활성도 비율을 비교하였을 때에는 고령자군에 비해 일반 성인군이 평균 약 61%의 힘만 사용하여 과제를 완료하였음을 알 수 있었다. 이는 전동 휠체어의 주행 과제를 수행하는 동안 고령자군에서 조이스틱을 조작하는 근육들을 보다 많이 사용한 결과로 보여진다. 이러한 연구 결과가 고령자들이 전동 휠체어를 사용함에 있어 보다 안전하고 효율적으로 사용할 수 있는 방법에 대한 근거 자료로 활용될 수 있을 것이라 생각된다.

본 논문은 이식형 골전도 보청기를 위한 새로운 구조의 전자기 트랜스듀서 설계 과정에 대해 설명한다. 제안한 전자기 트랜스듀서는 듀얼 코일과 자기회로를 이용하여 높은 전자기력이 발생하도록 하였다. 또한, 전도성 난청을 해소하기 위한 이식형 골전도 보청기용 트랜스듀서로서 기능을 충족시키기 위해서, 외팔보 구조의 진동막을 사용하여 특정 주파수 대역에서 높은 진동력이 발생하도록 하였다. 골전도 트랜스듀서의 주파수 특성을 결정하는 진동막은 수학적 모델링을 통해 분석하고 유한요소해석을 수행하여 최적 구조를 도출하였다. 유한요소해석 결과를 바탕으로 화학적 식각 공정과 CNC 공정을 통해 트랜스듀서를 제작하였다. 제작된 골전도 트랜스듀서의 출력 특성을 확인하기 위해서 무부하 조건에서 주파수 응답 특성을 측정하였으며, 이를 유한요소해석 결과와 비교하였다. 그 결과, 제안한 골전도 트랜스듀서는 이식형 골전도 보청기용 트랜스듀서로서 유용하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

본 논문은 수액투여 중 발생할 수 있는 사고 및 수액 투여 상태에 대한 정보를 의료인에게 전달하여 신속한 대처와 효율적인 환자 관리를 위한 수액투여 상태 감지 모듈 및 IoT 시스템 개발에 관한 것이다. 본 시스템은 수액 투여 중 발생하는 혈액역류, 튜브막힘 등의 이상상태 검출을 위하여 점적통을 적외선 센서로 투과하여 점적 검출과 수위의 변화 감지를 하는 모듈을 개발하였다. 감지된 정보를 MQTT 통신프로토콜 기반의 클라우드 서버를 통해 관리 PC로 전송하여 의료인들이 관련 정보들을 Web 상에서 확인할 수 도록 하였다. 개발된 수액 이상상태 검출 모듈 및 제어 알고리즘, 모니터링 시스템의 정량적 검증은 위험상황이 발생 할 수 있는 상황을 재현하여 검증 하였다. 실험 결과 정상 상태 시 점적 검출은 99.8%의 정확도를 가지며, 이상 상태 및 투여 완료 상태로의 변화 감지는 97.5%의 정확도를 가짐을 확인하였다.

본 연구는 근감소증 노인을 대상으로 앉은 상태에서 일어서기(sit-to-stand, STS) 동작 시 체간의 움직임과 체중심(Center of Mass, CoM) 이동 특성을 분석하였다. 실험방법은 근감소증 노인 1명, 건강한 노인 3명 및 성인 3명을 대상으로 3차원 동작분석시스템을 이용하여 STS 동작을 비교하였다. 연구결과, 근감소증 노인은 건강한 노인보다 STS 동작수행 시간이 1.6배 길었으며, seat off 시점도 6% 지연되었다. 또한 약화된 근력을 보상하기 위해 STS 동작 시 체간의 반동을 이용함으로서 체간의 전체가동범위, 최대 굴곡각도 및 최대 굴곡 각속도가 건강한 노인보다 증가하였다. 특히 근감소증 노인의 수직 CoM 변위는 313㎜로써 건강한 노인보다 31% 증가하였다. 수직 CoM 변위의 증가는 에너지 효율성의 감소와 함께 낙상 위험성을 증가시킬 것으로 사료되며, 본 연구결과는 향후 근감소증 환자의 로봇보조장치 개발, 재활훈련 및 기능적 평가를 위한 기초자료로써 활용할 수 있을 것이다.

본 연구는 뇌성마비아동의 재활훈련 시 주의집중을 유도시킬 수 있는 시스템을 개발하고자 하였으며 가상현실(Virtual Reality; VR)기반으로 개발하였다. 뇌성마비아동의 집중요인과 훈련을 분석하기 위하여 논문리뷰 및 치료실 방문관찰을 진행하였고 분석한 요인을 검증하기 위하여 재활전문의, 치료사 등 대상으로 델파이(Delphi) 기법을 사용하였다. Microsoft® Kinect v2 장비와 검증된 집중요인을 반영하여 VR기반 훈련프로그램을 구축하였고 훈련 동작으로는 아동이 훈련에 많이 사용하는 고리잡기 훈련을 바탕으로 설계 하였다. 또한 훈련에 집중할 수 있도록 아동이 일정 시간 움직임이 없을 경우 감각자극을 활용한 집중유도기능이 작동하도록 하였다. 훈련 시 집중 여부를 판단하기 위하여 Eye-Tracker 장비와 심박측정 장비를 사용하였으며 훈련은 고식적 훈련 10회, VR프로그램 훈련 10회로 구성하여 총 20회를 진행하였다. 훈련 결과 Eye Tracker의 경우 VR프로그램 훈련 시 훈련 목표에 머무는 비율이 고식적 훈련 보다 높았으며 심박측정의 경우 VR프로그램 훈련 시 심박이 더 높게 나오는 것을 알 수 있었다.

청각장애인은 일상생활에서 의사소통을 위해 지원서비스를 받지만 가장 많은 지원을 받는 교육 분야에서의 만족도가 낮다. 최근 이러한 문제점을 해결하고자 음성인식 기술을 이용한 다양한 앱들이 개발되고 있으나, 정확도는 낮고 거리의 한계로 사용함에 있어서 불편함을 겪고 있다. 본 연구에서는 STT(Speech-to-Text)기능을 이용한 앱의 정확도와 거리의 한계를 해결하기 위하여 지향성 마이크와 스마트 폰에 내장된 마이크의 성능을 비교 분석하고자 한다. 실험은 스마트 폰에 내장된 마이크와 지향성 마이크로 진행하였으며, 거리와 앱의 종류를 다르게 설정하였다. 실험 결과, 스마트 폰과 지향성 마이크의 기본 설정은 비슷한 결과를 나타냈지만, 지향성 마이크는 감도조절이 가능하므로 감도를 높이고 노이즈를 제거한 실험의 결과에서 스마트 폰 보다 약 2배가량 높은 정확도를 보였다. 향후에는 실험결과를 바탕으로 청각장애인의 적극적인 교육 참여를 위하여 지향성 마이크의 감도범위를 넓히고, 정확도가 높은 STT 앱을 개발할 것이다.