• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.267-268
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• 2011

본 연구에서는 유한요소 해석 방법을 이용하여 경추 유한요소 모델을 개발하고, 척추 인공디스크 수술 후 경추 분절의 생체역학적 특성을 평가하였다. 반구속 및 비구속 개념의 인공디스크가 삽입된 경추 유한요소 모델의 제 7 경추체를 완전히 고정시키고 추적 경로 방향의 50 N의 압축력을 가한 상태에서 1 Nm의 굴곡과 신전, 측면 굴곡, 비틀림 모멘트를 가하였다. 모든 방향의 하중 조건에서 인공디스크가 삽입된 경추 모델들의 회전량이 정상 경추 모델의 회전량에 비하여 크게 나타났다. 또한 인공디스크를 삽입한 운동 분절에서 정상에 비하여 후관절의 접촉력과 여섯 가지 주요 인대에 걸리는 응력이 높게 나타났다. 본 연구의 결과는 척추 인공디스크 수술 시 수술 방법의 선택뿐만 아니라 새로운 경추 수술용 임플란트 개발을 위한 인체정보 콘텐츠를 구축하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.139-143
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• 2010

자동차 충돌에 의하여 편타성 손상이 일어나게 되는데, 대부분 경추부분에서 발생한다. 이러한 편타성손상의 메카니즘은 아직까지 명확히 밝혀지지 않고 있다. 본 논문에서는 다물체 경추에 근육을 부착한 모델을 만들고, 부착된 근육에 follower load 개념에 근거한 최적화방법을 이용하여 계산된 초기힘(preloads)를 가하였다. 경추모델에서 추체, 추간판 및 근육은 인간의 해부학적 정보와 일치시켜 제작되었다. 이번 연구의 목적은 경추모델에 부착된 근육에 초기힘이 존재할 때 초기힘의 편타성 손상에의 영향을 조사하는 것이다. 결론적으로, 초기힘이 존재하는 근육-경추모델의 경우가 초기힘이 존재하지 않는 모델에 비하여 좀더 실제와 일치하는 경향성을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권1호
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• pp.1-6
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• 2017

헬멧을 착용한 병사의 비관통 피탄 충격은 총탄이 헬멧을 관통하지 않더라도 인체에 치명적인 상해를 유발한다. 이로 인한 인체 상해 해석을 위한 연구들이 이뤄져 왔으나 주로 두부의 손상에 초점을 맞춘 해석 모델이 개발되어 왔다. 비관통 피탄 충격에 의한 경추 및 경추부 관련 근육의 손상은 인체에 치명적인 상해를 입히지 않더라도 병사의 생존성에 상당한 영향을 미친다. 따라서 경추 및 경추부 근육을 포함한 모델 개발이 필요하다. 본 연구에서는 기존에 연구된 두부 모델과 근육 모델이 적용된 경추부 모델을 활용하여 인체의 상해해석을 수행하였다. 정량적 상해예측을 위해 응력, 변형률 및 HIC를 비교하였다. 경추부가 포함된 모델의 해석결과는 두부 모델만 고려된 해석결과보다 상해 정도를 작게 예측하였다. 모델의 신뢰성 확보를 위하여 두부 상해 해석 결과를 타 문헌과 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.953-959
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• 2013

본 연구에서는 가상 생체외 사체실험을 수행할 수 있는 경추 다관절 동역학 모델을 개발하였다. 평균크기 한국인 의료영상과 관절 및 연부조직의 물성 정보를 기반으로 하여 경추 동역학 모델을 개발하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 경추 단분절 및 다분절 모멘트-각도 관계, 인대 하중 및 후관절 접촉력 등을 문헌의 사체실험 결과와 비교한 결과 매우 유사한 경향을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 경추 동역학 모델은 앞으로 경추 사체실험 연구 뿐만 아니라 자동차 충돌시 경추 상해 분석 등의 다양한 경추 생체역학 연구 연구에 활용될 수 있을 것이다.

• 대한인간공학회:학술대회논문집
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• 대한인간공학회 1997년도 춘계학술대회논문집
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• pp.311-320
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• 1997

사회가 발달함에 따라 교통사고 등에 의한 외상 환자는 20 -30 년전에 비해 기하급수적으로 증가 하고 있으며 그러한 외상 중에 경추부 상해의 빈도는 매우 높다. 경추부 상해 원인을 규명하기 위한 임상학적 시도는 한계성을 지니고 있다. 본 논문에서는 실제 경추부 형상을 바탕으로 근육과 인대 등 을 비선형 스프링, 댐퍼 등으로 수치 모델링하여 후면 충돌시 경추부의 거동과 경추부에 미치는 상해를 구현하였다. 이를 이용하여 편타성 상해와 에어백으로 인한 경추부 골절의 생리학적 원인을 분석하고 자 한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권1호
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• pp.69-80
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• 2001

본 연구에서는 환자의 골다공증 유무에 따른 내고정 장치 시술 직후 및 융합 후의 안정성을 평가하기 위해 다양한 하중 모드에서 C5-C6 운동분절의 생체역학적 거동을 분석하였다. 이러한 목적으로 먼저, C5-C6 경추부의 유한요소 모델을 구현하여 검증하였다. 모델의 결과는 기존 실험치와 유사하여 신뢰성이 부여되었다. 검증된 모델은 Smith-Robinson 방식으로 골이식물을 삽입한 후 전방 내고정 장치를 적용한 시술 상황을 재현하기 위해 수정되었다. 수정된 모델은 두 종류로 구현되었다. (1) 첫 번째 모델에서는, 시술 직후의 상황을 재현하기 위해 골이식물과 종판의 경계면에 접촉요소를 사용하였다. (2)두 번째 모델에서는 완전히 융합된 상황을 나타내기 위해 골이식물을 종판에 고정하였다. 골다공증의 효과를 예측하기 위하여 두 모델의 해면골에 대한 탄성계수를 변화시켰다(정상: 100MPa, 골다공증: 40MPa). 각 모델의 C5 주체의 상위면에 73.6N의 압축 하중을 가한 후에 108Nm의 굴곡/신전, 굽힘, 비틀림 하중을 가하였으며, C6 추체의 하단면은 모든 방향에 대하여 구속하였다. 전체적인 결과에 있어서 상대적 회전운동, 미끄럼운동, 골이식물 내에서의 von Mises 응력의 경우 정상 모델에 비해 골다공증 모델에서 증가함을 보였으며, 특히 시술 직후의 모델에서 비틀림 하중이 가해진 경우, 상대적 회전운동 및 미끄럼 운동이 가장 높게 예측되었다. 이는 골다공증환자에게 전방 내고정 장치를 시술한 경우 골이식물의 파단 및 유합의 실패가 비틀림 하중에서 발생할 수 있음을 나타낸다. 해면골의 von Mises 응력은 시술 직후에 골다공증 모델의 모든 하중 모드에서, 유합 후에는 굽힘 하중 외의 모든 하중에서 ultimate strength를 초과하는 것으로 나타나 골다공증 환자에게 screw의 해리가 발생할 가능성이 높은 것으로 예측되었다. 따라서 골다공증 환자에게 과도한 운동이 발생하지 않도록 하기 위해서 시술 후 세심한 주의와 halo 같은 견고한 정형술이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.45-46
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• 2009

• 한국자동차공학회논문집
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• 제7권5호
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• pp.249-257
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• 1999

A three dimensional finite model of a human neck has been developed in an effort to study the mechanics of cervical spin while subjected to vertical impact. This model consisting of the vertebrae from C1 through C7 including posterior element and ligaments was constructed by 2mm thick transverse CT cross-sections and X-ray film taken at lateral side. Geometrical nonlinearity was also considered for the large deformation on the disc. ABAQUS package was used for calculation and its results were verified comparing with responses of a model under static loading condition with published in-vitro experimental data. There were more cervical fracture in the restrained (compression) mode than in the nonrestrained (flexion-compression and extension-compression) mode. Upper cervical(C1-C2) injuries were observed under compression-extension modes, while lower cervical injuries occurred undjer compression-flexion modes. Posterior ligament distraction without bony damage at the upper cervical spin(C1-C2) were observed secondary to C5-C7 trauma in compression-flexion modes.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2021년도 제63차 동계학술대회논문집 29권1호
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• pp.7-10
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• 2021

최근 스마트폰과 컴퓨터 등의 비중이 커지면서 거북목 증후군의 관심사가 커졌다. 거북목 증후군은 잘못된 자세로 인해 어깨의 근육과 인대가 늘어나 통증이 생기는 증상을 의미한다. 이러한 잘못된 자세에는 대표적으로 일자목과 역c자목이 있으며 일자목은 7개의 목뼈로 이루어진 경추라인이 c자 라인에서 일직선으로 뼈의 형태가 바뀌어 디스크가 일어나 통증을 유발하는 증상이고 역c자목은 정상의 목뼈 구조를 잃어버린 형태로 곧 디스크를 보이며 고개를 드는 것이 힘드며 구부정한 자세를 취하게 되는 증상이다. 본 연구에서는 컨볼루션 신경망 (CNN) 학습 모델을 구현하여 주어진 자세가 올바른 자세인지 일자목인지 c자목인지를 진단할 수 있는 분류기를 구현하였다. 또한, 최근 코로나 사태로 인해 마스크 장착이 일상화되고 있는데, 추가 데이터를 보강하여, 마스크 착용상태에서도 적용가능한 모델로 확장하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.215-221
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• 2015

삼두박근 반사는 인체 상지에서 발생하는 대표적인 신장반사이며 경추의 이상 등을 판단하는데 중요한 역할을 수행한다. 본 연구에서는 이를 생체역학적으로 해석하기 위하여 새롭게 정의된 신장반사 해석 모델을 이용하여 해석적으로 상완 이두박근과 삼두박근의 근활성도 및 상완의 운동 정보를 예측하였다. 해석을 통해 예측된 운동 정보와 실험 결과가 같도록 하는 근활성도를 구하고, 이를 근전도 실험 결과와 비교하여 해석 모델과 방법의 타당성을 검증하였다. 제안된 모델과 실험을 통해 얻은 관절의 각도들의 최소자승오차는 0.056 으로 기존의 모델을 사용하여 얻은 오차의 절반 수준이다. 이것은 제안된 모델이 실제 현상과 잘 부합한다는 것을 나타낸다.