Example Development of Medical Equipment Applying Power Electronics Technique

A control of the body posture and movement is maintained by the vestibular system, vision, and proprioceptors. Afferent signals from those receptors are transmitted to the vestibular nuclear complex, and the efferent signals from the vestibular nuclear complex control the eye movement and skeletal muscle contract. The postural disturbance caused by loss of the vestibular function results in nausea, vomiting, vertigo and loss of craving for life. The purpose of this study is to develop a off-vertical rotatory system for evaluating the function of semicircular canals and otolith organs, selectively, and visual stimulation system for- stimulation with horizontal, vortical and 3D patterns. The Off-vortical axis rotator is composed of a comportable chair, a DC servo-motor with reducer and a tilting table controlled by PMSM. And a double feedback loop system containing a velocity feedback loop and a position feedback loop is applied to the servo controlled rotatory chair system. Horizontal, vertical, and 3D patterns of the visual stimulation for applying head mounted display are developed. And wireless portable systems for optokinetic stimulation and recording system of the eye movement is also constructed. The gain, phase, and symmetry is obtained from analysis of the eye movement induced by vestibular and visual stimulation. Detailed data were described.

전력전자 기술을 응용한 의료장비 개발 사례

일상 생활에서 반사적인 자세 조절은 정전기관, 시각, 고유수용체 등의 감수체에 의한 구심성 신호가 정전 신경핵에 전달되어 안구운동이나 골격근의 수축을 유발하여 이루어진다. 자세조절기능의 부조화는 오심, 구토, 현기증 등을 초래하여 삶의 의욕을 상실하게 만든다. 본 연구의 목적은 정전기관의 반규관과 이석기관을 선별적으로 자극하기 위한 탈수직축 회전자극 시스템과 수평, 수직, 3D 환경에서 시각자극을 할 수 있는 시운동자극시스템을 개발하여 인간의 자세조절 기능을 평가 하는데 있다. 탈수직축 회전자극 시스템은 편안한 의자와 DC 서보모터로 구동되는 기울임 테이블로 구성되고 PMSM에 의해 제어된다. 그리고 속도 궤환 루프와 위치 궤환 루프를 포함하는 이중 피드백 루프가 서보 제어되는 회전자극시스템에 적용된다. HMD를 이용하여 수평, 수직, 3D 시각자극패턴을 구현 하였고 OKN 자극을 위한 무선시스템과 전기안진 기록계를 이용하여 안구운동을 기록하였다. 이득, 위상, 대칭성은 정전 자극과 시각 자극에 의해 유발되는 안구운동의 분석으로부터 얻어진다.