• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.471-478
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• 2004

근육의 수의 수축에 의해 발생하는 근전도 신호는 다른 생체 신호보다는 비교적 출력 특성이 뛰어나기 때문에 많은 재활 시스템에 적용되고 있다. 본 논문에서는 상지 절단 환자 혹은 경추 손상에 의한 마비 환자를 위한 근전도 기반의 휴먼-컴퓨터 인터페이스를 제안한다. 사용자는 독립적으로 수의 수축이 가능한 두 근육 부위를 각기 혹은 동시에 움직임으로써 최대 4가지의 의도를 표현할 수 있다. 근육의 수축 정도는 근전도 진폭 신호의 절대 평균값과 미리 정해둔 문턱치를 비교하여 인식한다. 그러나 사용자가 동시에 두 근육을 수축하고자 할지라도 각각의 근육 발화 시점에 따른 시간차가 발생할 수 있기 때문에, 단순한 비교 방법으로는 동시 수의 수축에 관한 사용자의 의도를 정확하게 인식하기 어렵다. 따라서 근육의 수의 수축의 인식에 필요한 문턱치를 주 문턱치와 보조 문턱치의 이중 문턱치를 갖는 인식 방법을 제안한다. 이중 문턱치 인식 방법에 의해 두 근육이 동시에 수의 수축할 때에도 정확한 인식이 가능하므로, 각기 하나의 근육 수축 상태만을 인식하는 HCI보다도 많은 수의 인터페이스 명령을 생성할 수 있다. 구현한 실시간 근전도 처리 하드웨어를 이용하여, 정상인과 전완 절단 장애자에 대한 실험으로부터 본 논문에서 제안하는 이중 문턱치를 이용한 인식방법이 관전 의수와 전동 휠체어 제어용 HCI에 적용될 수 있음을 보인다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.173-184
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• 2018

보행 과정에서 여러 근육이 동시에 수축하는 운동 모듈 또는 근육 시너지는 매우 중요한 중추신경계 운동조절 메커니즘이다. 본 연구는 걷는 동안 근육 간 양성 및 음성 공변 패턴을 이해하는 것을 목표로 한다. 본 연구에서는 트레드밀 보행 시 발생하는 다리 근육 활성을 근전도 검사를 통해 측정하였다. 동시 수축근육 그룹, 즉 운동 모듈을 확인하기 위해 우리는 양쪽 4 개의 다리 근육(전경골근, 내측 비복근, 대퇴직근, 내측 슬괵근)에서 근전도 데이터를 수집하였고, 이를 바탕으로 비음수행렬분해 및 주성분 분석을 수행하였다. 이후 근육 또는 운동 모듈 간의 다양한 조합으로부터 공변이 값을 계산하였고, 이원배치분산분석을 이용하여 각 조합들에서 발생하는 공변이 패턴을 비교하였다. 그 결과, 다양한 조합 사이에 유의미한 공변이 값의 차이가 발견되었다(p < 0.05). 같은 운동 모듈로 정의된 특정 근육 사이에서 발생하는 근 활성은 양성공변이를 보여주었으나 운동 모듈 사이에서는 음성 공변이를 보여주었다. 모든 근육 조합들 사이에서는 음성 공변이가 발생하였다. 운동 모듈 사이에서 안정적으로 발생하는 음성 공변이는 운동 모듈이 복잡한 운동 조정의 제어 단위(control unit) 일 수 있음을 암시하고 있다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제8권4호
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• pp.81-89
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• 2001

전시냅스 억제(presynaptic inhibition)와 동시냅스 억제(homosynaptic depression)는 보행 시에 분절반사(segmental reflex)를 조절하는 두 가지 독립적인 기전이다. 근방추 피드백(feedback)은 전시냅스 억제(inhibition)를 통해 보행 시 원심성 근육 수축기에서 적절이 조절될 수 있다. 이러한 전시냅스 억제 작용은 H-reflex의 강도로 나타내질 수 있는데, 원심성 근육 수축기 동안 H-reflex의 강도가 약해지는 것으로 보아 전시냅스 억제 작용은 증가되는 것으로 보여진다. 근방추 구심성 피드백(feedback) 역시 동시냅스 억제를 통해서 조절될 수 있다. 따라서 전시냅스와 동시냅스 억제는 보행 시작 중에 반사의 기전을 조절하는 중요한 역할을 한다. 반사의 조절 기전은 알파(alpha) 운동 신경원의 흥분도와 더불어 상위 척수의 기전들을 통해서 영향받고 조절된다. 경직성 마비 환자들은 초기의 입각기, 혹은 유각기 중에 손상된 비정상 비복근 H-reflex 조절기전을 보여준다. 이러한 비정상적인 조절기전은 발바닥의 말초신경을 자극함으로써 부분적으로 회복될 수 있다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.81-86
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• 2016

본 연구는 복부 동시수축 형태에 따라 하지의 근활성도에 어떤 영향을 미치는지에 대해 알아보고자 하였다. 연구대상자는 허리와 하지에 통증이 없고, 근골격계에 이상이 없는 건강한 20대 여성 30명을 대상으로 진행하였다. 복부 이완(Rest), 복부 당기기 기법(ADIM), 복부 브레이싱 기법(ABM)을 유지하는 각 자세에서 무릎의 굽힘없이 발을 능동적으로 바닥으로부터 20cm 올린 상태(ASLR)로 약 10초간 유지하도록 하여 하지의 5개 근육(중간볼기근, 엉덩긴모음근, 넙다리곧은근, 넙다리두갈래근, 앞정강근)의 근활성도를 측정하였다. 연구결과, Rest에서 ASLR을 유지하였을 때보다 ADIM 수축형태로 ASLR 유지할 때 하지의 모든 근육에서 근활성도가 높게 나타났다. 또한 Rest에서 ASLR을 유지하였을 때보다 ABM 수축형태로 ASLR을 유지하였을 때 중간볼기근을 제외한 나머지 근육에서 모두 근활성도가 높게 나타났다. ADIM과 ABM을 비교한 결과 중간볼기근과 앞정강근은 ADIM 수축형태에서, 엉덩긴모음근, 넙다리곧은근, 넙다리두갈래근은 ABM 수축형태에서 통계적으로 유의하게 높은 근활성도가 나타났다. 본 연구의 결과로 체간중심 안정화 운동이 필요한 요통 환자의 선제적 복부 수축형태로서 뿐만 아니라 하지의 선택적 근력강화가 필요한 환자들에게 개별화된 방법으로써 근거를 제시할 수 있을 것이다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제48권3호
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• pp.262-268
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• 2016

편측성 안면경련(hemifacial spasm)은 불수의적으로 안면의 근육에서 발작적인 경련이 일측성으로 반복해서 발생하는 질환이다. 한 근육의 수축으로 인해 동시적으로 여러 근육이 동시에 수축되는 동시 수축성(synkinesia)이 특징이다. 발병원인은 제 7뇌신경인 안면신경이 혈관에 의해 압박을 받아서 나타나게 된다. 본 연구는 편측성 안면경련 환자의 미세혈관 감압 수술을 받은 환자를 대상으로 수술 중 진행되는 신경계 감시검사 방법들에 대해 다루었다. 청각유발전위 검사에서는 수술용 뇌 견인기의 사용시 주의 사항과 검사시기에 대해 언급하였다. 안면신경의 근전도검사에서는 잡파의 혼입과 신경손상 시 근전도 파형의 감별에 대해, 측면전파 반응 검사에서는 마취의 유지의 중요성에 대해 그리고 체성감각 유발전위검사에서는 환자를 좀더 자세하게 검사할 수 있도록 새로운 방법을 제안하였다. 위에 언급한 내용들을 토대로 검사한다면 수술 중 신경계 감시 검사를 원활하게 할 수 있으리라 생각된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.105-111
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• 2016

본 연구에서는 실시간 초음파 영상 분석을 통해 세 가지 골반바닥근 수축 운동이 골반바닥근과 배가로근, 배속빗근, 그리고 배바깥빗근의 두께에 미치는 영향을 분석하였다. 골반바닥근과 몸통 근육들의 근두께는 초음파 영상 장비를 이용하여 안정시, 전통적 골반바닥근 수축[운동 A]시, 엉덩 모음근과 골반바닥근 동시 수축[운동 B]시, 실시간 초음파 영상장비를 이용한 골반바닥근 수축 유도[운동 C])시 측정하였다. 측정 결과, 다른 운동들에 비해 운동 C 수행 시 안정 시 보다 가장 크게 골반바닥근의 두께가 감소하였고(p<.05), 배가로근 역시 다른 운동들에 비해 운동 C 수행 시 안정 시 보다 근두께가 가장 크게 증가하였다(p<.05). 이와 같은 결과를 바탕으로, 본 연구에서 수행한 세 가지 골반바닥근 수축 방법들 중에서 실시간 초음파 영상 장비를 이용하여 골반바닥근 수축을 유도하는 운동 C 방법이 골반바닥근 수축을 통한 여성들의 오줌새기를 개선시킬 수 있는 방법으로 추천될 수 있을 것으로 사료된다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권33호
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• pp.383-402
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• 2013

본 연구에서는 감성 변화에 따라 나타나는 얼굴 표정에 대한 해부학적 접근방식으로 근육 체계에 의해서 부호화하는 얼굴 움직임 부호화 시스템(FACS, Facial Action Coding System)을 얼굴표정에 적용하고 이를 바탕으로 듀센스마일(Duchenne smile)을 가상 캐릭터에 적용하여 검증해 보고자 한다. 인간의 표정을 인식하는 방식이 동일하게 가상의 캐릭터에도 적용된다는 선행연구를 바탕으로 애니메이션, 게임 등의 캐릭터에 보다 사실적인 표정을 담을 수 있는 연구 방식을 제안하고자 한다. 실험을 위해 훈련된 연극전공 학생들에게 정서 유발 실험을 통해 듀센 스마일과 일반 스마일을 추출하였다. 추출된 표정을 바탕으로 얼굴 근육 데이터를 표집하여 입과 입술주변의 근육과 다른 부위의 얼굴 표정 빈도를 산출하여 얻어진 데이터를 가상 캐릭터에 적용해 보았다. 그 결과 미소 표정에서 근육의 움직임은 협골 대근육의 수축으로 인한 입술 끝이 상향운동을 하며 안륜근이 수축하며 뺨이 올라가고 눈의 아래쪽 외측 눈꺼풀이 올라가는 표정이 나타났다. 개방성과 관련된 입주변 근육(AU25, AU26, AU27)과 코주위 근육(AU9)이 함께 협골근과 광대근 주변 근육의 움직임이 표현되었다. 그중 듀센 미소는 협골 대근육과 안륜근이 동시에 움직이는 형태로 발생되었다. 이를 바탕으로 본인의 의지에 의해 수행 가능한 광대근육과 감성적 정서에 공감하여 웃음의 형태로 나타나는 안륜근을 구분하고 이를 가상의 캐릭터의 근육에 적용하여 인간의 표정과 가상의 캐릭터 표정이 서로 구분 가능한지를 설문을 통해 알아보고자 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권3호
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• pp.129-136
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• 2009

The estimation of muscle force is important to understand the roles of the muscles. The static optimization method can be used to figure out the individual muscle forces. However, muscle forces during the movement including muscle co-contraction cannot be considered by the static optimization. In this study, a hybrid static optimization method was introduced to find the well-matched muscle forces with EMG signals under muscle co-contraction conditions. To validate the developed algorithm, the 3D motion analysis and its corresponding inverse dynamics using the musculoskeletal modeling software (SIMM) were performed on heel-rise movements. Results showed that the developed algorithm could estimate the acceptable muscle forces during heel-rise movement. These results imply that a hybrid numerical approach is very useful to obtain the reasonable muscle forces under muscle co-contraction conditions.

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

• 한국전문물리치료학회지
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• 제8권4호
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• pp.45-61
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• 2001

본 연구는 보행주기 동안 정상인과 당뇨병성 족부궤양 환자의 족관절 운동역학적 변수와 족관절 근육들의 근활성도에 차이가 있는지 알아보기 위하여 실시하였다. 본 연구의 대상자는 당뇨병성 족부궤양이 있는 환자 9명(남자: 6명, 여자: 3명)과 성, 연령, 체중으로 짝짓기(matching)시킨 대조군 9명이었다. 3차원 동작분석기, 힘판, 표면 근전도를 이용하여, 보행주기 동안 족관절의 관절가동범위, 모멘트(moment), 일률(power), 그리고 내측가자미근, 전경골근, 비복근의 근수축 개시시간(onset time)과 종료시간(cessation time)을 측정하였다. 정상군과 비교하여 당뇨병성 족부궤양군의 보행속도는 느렸고, 입각기 기간이 길었으며, 족관절의 가동범위가 적었고, 족관절 최대 족저굴곡 모멘트와 일률이 정상군에서보다 유의하게 낮았다. 보행주기에서 당뇨병성 족부궤양군에서 내측 가자미근과 비복근의 근수축 개시시간은 유의하게 빨랐으며, 전경골근과 비복근의 근수축 종료시간은 유의하게 지연되었다. 당뇨병성 족부궤양 환자군의 족관절 근육에서 동시수축(co-contraction)이 증가되고, 보행속도가 느리며, 입각기 기간이 증가하였다. 이러한 보행특성의 차이는 족부 감각손실에 따른 보행의 안정성을 유지하기 위한 보행전략 때문으로 판단된다. 앞으로 이러한 비정상적인 보행특성이 당뇨병성 족부궤양에서 발생하는 비정상적인 족저부 압력분포과 족부궤양 발생과 어떤 관계가 있는지 알아보는 연구가 필요할 것이다.