• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권8호
• /
• pp.691-701
• /
• 2017

본 연구에서는 스미스 머신을 이용한 스쿼트 운동에 대한 가상 테스트 프레임웍을 제안하고 구현하였다. 이를 위하여 인체 및 제품의 통합 모델을 개발하고, 실험 데이터를 바탕으로 자세의 변화에 따른 새로운 동작을 생성하는 알고리즘을 개발한 후, 가상의 조건에서 동작을 생성하여 인체의 관절에 걸리는 토크와 근육에 걸리는 힘을 시뮬레이션 하는 전체 시스템을 개발하였다. 이 시스템을 검증하기 위하여 동작 수집과 더불어 EMG와 지면반력에 대한 데이터를 수집하여 시뮬레이션 결과가 실제와 잘 맞는지 확인하였다. 이 시스템을 확장시켜 사용한다면 다양한 조건에서 운동하였을 때 신체 근육과 관절에 어떤 영향을 끼치는 지 시뮬레이션 해봄으로써 적절한 운동 프로그램을 효과적으로 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권1호
• /
• pp.83-90
• /
• 2008

Taekwondo is a martial art form and sport that uses the hands and foot for attack and defense. Taekwondo basic motion is composed of the breaking, competition and poomsea motion. In the side kick among the competition motion, the impact force is larger than other kinds of kicks. The side kick with the front foot can be made in two steps. In the first step, the front foot is stretched forward from back stance free-fighting position. For the second step, the rear foot is followed simultaneously. Then, the kick is executed while entire body weight rests on the rear foot. In this paper, impact analysis of the human model for hitting posture is carried out. The ADAMS/LifeMOD is used in hitting modeling and simulation. The simulation model creates the human model to hit the opponent. As the results, the dynamic analysis of human muscle were presented.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
• /
• 대한안전경영과학회 2008년도 추계학술대회
• /
• pp.329-341
• /
• 2008

The psychosocial stress and musculoskeletal disorders(MSDs) have been one of major health problems for hospital workers. This study tried to understand the relationship between symptoms associated with MSDs and risk factors such as working posture, job stress, psychosocial stress and fatigue. A total number of 655 hospital workers participated in this study. Specifically, REBA was applied for evaluating working posture and a checklist prepared by KOSHA(Korean Occupational Safety and Health Agency) was used for symptom survey. A questionnaire from KOSHA was also used for collecting data associated with job stress, psychosocial stress and fatigue. All these data were formulated and modeled by path analysis which was one of major statistical tools in this study. Specifically, path analysis for the data we collected came up with several major findings. The risk scores from working posture based on REBA had indirect effects via fatigue factor(MFS) as well as direct effects on symptoms. The factors associated with job stress(KOSS) and psychosocial stress(PWI-SF) had significant effects on symptoms. Specifically, indirect effect of job stress factors via fatigue factors(MFS) had bigger than that of direct effect of job stress on symptom.

• 한국CDE학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.443-455
• /
• 2012

The configuration of a musculoskeletal (MS) system is closely related to the individual motions of the human body. Many researches have been focused on evaluating the associations between the MS configuration and the individual motion using patient-specific MS models, but it still remains a challenging issue to accurately predict the motion by differed configurations of the MS system. The main objective of this paper is to predict the changes of a patient-specific gait by altering the geometric parameters of the hip joint using function-based morphing method (FBM). FBM is suitable for motion analysis since this method provide a robust way to morph a MS model while preserving the biomechanical functions of the bones. Computed-muscle control technique is used to calculate the muscle excitations to reproduce the targeted motion within a digital MS model without the motion-captured data. We applied this approach to a patient who has an abnormal gait pattern. Results showed that the femoral neck length and the angle significantly affect to the motion especially for the hip abduction angle during gait, and that this approach is suitable for gait prediction.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제34권1호
• /
• pp.57-62
• /
• 2009

Kinematic analysis of MTC (Muscle-Tendon Complex) units is a key indicator for diagnosis of patients with musculoskeletal disorders because the contracture or shortening of musculo-tendinous units is known to produce pathological gaits. Therefore, the principal objective of this study was to assess the length change in the triceps surae prior to and after wearing an AFO (Ankle-Foot Orthoses) in patients with musculoskeletal disorders during a gait. In this study, analyses were conducted using a Muscle Tendon Complex model coupled with the trajectory data from markers attached to anatomical landmarks. As a result, the maximum length change in the triceps surae during a gait was 4.87% when a barefoot walking group and a walking group with AFO were compared. In particular, the difference in length changes between both groups in Soleus MTC units was found to be statistically significant in all gait phases. Our results revealed that MTC length in the AFO walking group was clearly increased over that of the barefoot walking group. In the future, further studies will be required in order to more adequately assess musculoskeletal disorders using many cases studies with regard to agricultural working conditions because this study deals with the kinematic analysis of musculo-tendinous units in the case of clinical experiments.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제32권3호
• /
• pp.224-236
• /
• 1999

배경: 역동적 심근성형술에서 골격근 수축에 의한 단기 혈역학적 변화를 관찰하고 이에 미치는 인자를 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 이를 위해 20-30kg 사이의 한국산 잡견 10마리를 두 그룹으로 나눠 심장 상태를 정상과 심부전 상태로 구분하였고 골격근 상태도 활성도 및 수축력의 차이가 나도록 구분하였다. 그룹 A에서는 5마리의 정상 심장상태의 실험견에 심근성형술을 시행한 뒤 8주후 혈역학 검사를 실시하였고, 그룹 B에서는 5마리의 실험견에 8주동안 매주 1 mg/kg의 doxorubicin을 주입하여 만성 심부전 상태를 만들면서 동시에 좌측 광배근의 사전 조건화를 위한 근육훈련을 한후 심근성형술을 시행하고 바로 혈역학 검사를 실시하였다. 결과: 그룹 A의 정상 심장 상태에서 광배근 수축으로 평균 우심방 압력을 제외한 나머지 좌심실 혈역학 지수에는 유의한 변화가 없었다. 그룹 B에서는 광배근 수축으로 심박출량(cardiac output; CO)은 16.7$\pm$7.2%, 좌심실 압력발생 속도(positive pressure development rate of left ventricle; dp/dt)는 9.3$\pm$3.2%, 일회 심박출량(stroke volume; SV)은 16.8$\pm$8.6%, 좌심실 박출작업량(left ventricular stroke work; SW)은 23.1$\pm$9.7% 증가하였고, 좌심실 이완기말압(left ventricular end-diastole pressure; LVEDP)은 32.1$\pm$4.6%, 평균 폐동맥쐐기압(mean pulmonary capillary wedge pressure; mPCWP)은 17.7$\pm$9.1% 감소하였다(p<0.05). 그러나 그룹 A에서 imipramine을 7.5 mg/kg/hour의 속도로 34$\pm$2.6분 투여하여 CO이 17.5$\pm$2.7%, 좌심실 수축기압(left ventricular systolic pressure)이 15.8$\pm$2.5% 감소하고 LVEDP가 54.3$\pm$15.2% 증가한 일시적 급성 심부전 상태를 유도한 뒤(p<0.05), 이 상태에서 광배근을 자극하였더니 CO은 4.5$\pm$1.8%, dp/dt는 3.1$\pm$1.1%, SV는 5.7$\pm$3.6%, SW는 6.9$\pm$4.4% 증가하였고, LVEDP는 11.7$\pm$4.7% 감소하였다(p<0.05). 그룹 A의 급성 심부전 상태와 그룹 B의 만성 심부전 상태에서 모두 광배근 수축으로 변화한 CO, dp/dt, SV, SW, LVEDP 같은 좌심실 혈역학 지표들의 변화의 폭을 비교하면 그룹 B에서 그룹 A에서보다 더 컸다(p<0.05). 그룹 A에서 유도된 급성 심부전 상태와 그룹 B의 만성 심부전 상태가 CO, dp/dt, SV, SW, LVEDP 같은 좌심실 혈역학 지표들 면에서 통계학적으로 차이가 없고(p>0.05), 육안적으로 광배근을 관찰하였을 때 그룹 A에서는 광배근의 유착 및 염증소견이 모두에서 있었고 그중 2마리에서는 광배근의 수축을 목격할 수 없었던 반면, 그룹 B에서는 5마리 모두에서 광배근이 활발하게 수축하였다는 점을 함께 고려하면 그룹 B에서의 더 큰 증폭 효과가 광배근의 활성도 및 수축력의 차이로부터 기인한다고 평가할 수 있다. 결론: 이상에서 역동적 심근성형술의 수축기 혈역학적 변화는 심부전 상태에서만 긍정적인 개선 효과를 나타내며, 그 효과의 극대화를 위해서는 근육의 수축력을 유지하는 것이 매우 중요함을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권10호
• /
• pp.1147-1155
• /
• 2014

인체의 근골격계 모델을 이용해 근력을 예측하기 위해서는 인체 및 근육의 물성치를 알아야 한다. 하지만 이러한 물성치들은 측정하기도 어렵고 사람마다 편차도 크다. 따라서 이러한 물성치들의 변화에 따라 근력이 얼마나 달라지는지 예측할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 인체 및 근육 물성치의 불확실성을 고려하여 의자에서 일어서는 동작 시 인체 하지부의 근력을 예측하는 절차를 정립하는 것이다. 인체 하지부는 8 개의 Hill-type 근육-건 모델이 포함되어 있는 다물체 시스템으로 모델링 하였다. 이 모델은 시상면(sagittal plane)에서 평면운동을 하는 4 자유도 시스템이다. 각 근력은 일어서는 운동을 하는 동안 근육이 소모한 에너지가 최소화 되도록 근력이 결정된다는 가정 하에 최적화 방법을 이용하여 구하였다. 또한 인체 물성치가 불확실성을 가질 때 근력의 표준편차를 First Order Reliability Method 를 이용해 구하였다. 그 결과 주동근 근력의 표준편차는 150~300N 로 상당히 크게 계산되는 것을 알 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.93-101
• /
• 2006

근래에 작업자의 근골격계 질환이 산업현장의 주요한 논제로 등장하였다. 이러한 문제를 줄이기 위하여 다양한 방법들이 사용되고 있는데 그 중의 하나가 제품설계, 치구설계, 작업장 설계를 할 때 작업자의 안전을 최대한 확보하도록 설계단계에서 개선을 하는 것이다. 최근에 급속히 발전하고 있는 3D 시뮬레이션 기술을 사용하면 작업장을 설계하는 단계에서 제품 및 치구의 3D 도면을 이용하여 가상의 작업공간을 구축한 후 작업자의 작업 자세를 사전에 검증해 볼 수 있기 때문에 작업장 구축 후 발생할 수 있는 많은 문제점들을 사전에 검증하여 설계실패비용을 최소화할 수 있다. 본 논문은 3D 작업자 시뮬레이션을 이용하여 굴삭기 공장의 특정한 공정을 대상으로 개선 및 최적화를 하기위한 연구다. 먼저 CATIA를 이용하여 제품과 치구 등 작업장 구축을 위한 3D 모델을 개발하였다. 그리고 IGRIP, DPM. Human 등의 개발도구를 복합적으로 이용하여 작업장에서의 작업내용을 시뮬레이션 할 수 있는 모델을 개발한 후 작업 자세에 대한 분석을 수행하였다. 분석결과는 작업장을 개선하는데 이용하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.570-579
• /
• 2019

당뇨병은 서구화된 식습관으로 발생하는 심각한 만성대사질환의 하나이며, 당뇨병의 치료는 혈당을 정상적인 수준으로 유지하며 당뇨 합병증을 예방하는 것이다. 따라서 본 연구는 당뇨병 및 인슐린 저항성에 대한 유전적 분석에 널리 이용되는 C57BL/Ksj-db/db 당뇨동물모델을 이용하여 갈색거저리 유충(밀웜) 추출물의 6주간 섭취가 혈당개선에 미치는 영향에 대해 조사하고 이에 인슐린 민감성 개선과 당대사 조절을 통한 항당뇨 효과를 규명하고자 하였다. 제 2형 당뇨동물모델 실험 결과, db/db-MWE군(식이 0.5%)이 db/db-control군에 비해 유의적(p<0.05)으로 혈당이 감소하였다. 약물군인 db/db-RG군(식이 0.05%)은 부작용에 의해 눈에 띄게 체중이 증가하였으나, db/db-MWE군에서는 약물군에서의 체중증가와 같은 큰 부작용 없이 혈당 감소효과를 나타내었다. HbA1c와 혈장인슐린 농도의 경우 db/db-control군에 비해 db/db-MWE군이 유의적(p<0.05)으로 낮았다. 또한 골격근에서 p-IRS, p-AKT, PM-GLUT4의 발현을 확인한 결과, db/db-MWE군에서 db/db-control군에 비해 p-IRS, p-AKT, PM-GLUT4의 발현이 증가된 것을 알 수 있었다. 이는 밀웜 추출물의 섭취가 골격근 내로 당이 원활이 유입되도록 도와주어 인슐린 민감성을 개선시키며, 고혈당 증상을 개선시킨 것으로 사료된다. 밀웜 추출물을 식이에 0.5% 첨가하여 6주간 C57BL/Ksj-db/db 당뇨동물모델에 제공한 결과, 공복혈당과 HbA1c의 감소 및 인슐린 저항성을 개선시켰다. 이는 인슐린 민감성을 증가시키고, 당 대사 조절을 통해 고혈당 증상의 완화에 기인한 것으로 보인다. 따라서 밀웜은 당뇨병의 예방과 치료에 유용한 소재가 될 것으로 기대되며, 향후 제 2형 당뇨병 개선을 위해 더욱 다양한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
• /
• 제33권12호
• /
• pp.1036-1045
• /
• 2023

골격근량과 근력의 점진적인 감소를 특징으로 하는 근감소증은 고령화 인구에서 중요한 문제이다. 본 연구는 콩잎 추출물(Soybean Leaf extracts, SL)의 덱사메타손으로 유도된 근위축에 대한 치료적 가능성을 세포 및 동물 모델에서 조사하였다. 세포 실험 결과, SL은 C2C12 근섬유의 형태, 밀도 및 크기가 보존되어 통계적으로 유의미한 수준으로 덱사메타손에 의해 유발된 근위축을 완화하는 것으로 나타났다. 또한, SL 처리는 주요 근육 위축 조절 인자인 muscle RING-finger protein-1 (MuRF1)과 muscle atrophy F-box (MAFbx)의 발현을 mRNA 및 단백질 수준 모두에서 유의하게 하향 조절하였다. 마우스 모델에서 SL 투여는 특히 덱사메타손으로 인한 체중 감소와 근육 소모를 상쇄하여 비복근과 전경골근의 근육량을 보존하는 것으로 나타났다. 기능적으로도 SL을 투여한 마우스는 악력과 트레드밀 지구력이 향상되어 근육 성능이 개선되었다. 또한 SL은 골격근에서 근위축 관련 단백질인 MAFbx의 발현을 억제하여 덱사메타손 유도 근위축에 대한 보호 역할을 보여주었다. 이러한 연구 결과를 종합해 볼 때 SL은 근감소증과 같은 근육 소모 질환을 개선할 수 있는 유망한 천연 치료제가 될 수 있음을 시사한다.