• 한국산업정보학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.81-86
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• 2015

본 논문에서는 인체의 CT/MRI에서 단층 촬영된 무릎관절을 영상처리 과정을 거쳐 3차원 관절 모델을 제작하였다. 실제 무릎관절의 형상을 추출할 때 설정 조건에 따라 3차원 형상정보가 달라질 수 있다. 이러한 미세한 3차원 형상정보의 차이에 따른 무릎관절의 구동특성을 분석하기 위해 2가지의 관절 모델을 3차원 프린터를 이용하여 제작하였다. 제작된 관절모델을 이용하여 관절구동 시 압축력 실험을 수행하였고 형상의 차이에 따라 결과값의 차이가 발생하였다. 따라서 생체모방형 바이오리액터를 개발할 경우에는 형상정보의 차이에 대한 연구가 선행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.533-539
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• 2009

본 연구에서는 먼저 완전 신전상태의 병변이 없는 26세 남자의 자기공명영상이미지를 기반으로 대퇴골, 경골, 관절연골, 반월상 연골의 정밀한 3차원 재구축을 실시하였다. 재구축된 무릎모델에 인대와 건을 생리학적으로 적합한 위치에 부착시켜 3차원 유한요소모델을 완성시켰다. 뼈, 관절연골, 반월상 연골은 균질성, 등방성 선형탄성거동을 보이는 것으로 고려하였으며, 인대와 건은 트러스 요소와 선형, 비선형 스프링 요소를 사용하여 모델링하였다. 제작된 무릎관절의 유한요소모델을 ABAQUS를 사용하여 비선형 접촉해석을 수행하였다. 수치해석결과로서 조직의 손상과 환자의 통증을 추정하기 위한 중요매개변수로 간주될 수 있는 관절연골과 반월상연골의 접촉압력과 von Mises 응력분포를 계산하였으며, 관절연골과 반월상 연골의 접촉압력과 von Mises 응력분포를 분석하여 무릎관절에 대한 파손평가를 실시하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1397-1398
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• 2013

• 한국산림과학회지
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• 제101권2호
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• pp.185-194
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• 2012

한약재 우슬로 알려진 쇠무릎과 털쇠무릎 두 변종 식물표본자료의 지리참조연산 표준화 작업을 통해, 1차종 발생데이터를 수집하면서 발생된 오류의 특성과 발생 원인을 조사하였다. 본 연구에서 시도한 재동정의 경우, 변종 수준의 동정에서는 쇠무릎의 경우 41%, 털쇠무릎의 경우 28%가 오동정으로 확인되었지만, 동정자의 동정신뢰도 수준은 변종의 동정 정확도와 무관하였다. 전체 303개 표본자료 중 71점의 지리참조연산을 실시하여 산출된 불확실성의 범위는 0.1297 km(최소)-32.4 km(최대), 평균 4,055m, 표준편차 5,772m로 확인되었다. 털쇠무릎은 한반도 중부에 넓게 분포하였으나, 쇠무릎은 경상남도와 전라남도를 포함한 남부해안 지역과 서해안 지역을 중심으로 분포하였다. 바이오클림(Bioclim) 분포모델을 적용한 결과, 쇠무릎의 최적생육지역은 남부지방 및 서부해안지역인 반면, 털쇠무릎의 경우 충청남도를 중심으로 한 중부지역임을 확인하였다. 두 분류군이 위도상으로 구분되는 가장 중요한 원인은 기후 인자 중 강수량보다는 기온인자로 확인되었다. 표본자료의 정보량을 판단하기 위해 지리참조연산결과 종의 전체적인 분포정보, 기후 정보 모델링을 통한 최적생육분포 면적 등의 정보량이 증가되었다. 본 연구에서 실시한 것과 같이 자료 품질 향상을 위해 최초 자료수집과 이후 입력까지 모든 관리 절차에서 발생하는 오류를 관리할 필요가 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권3호
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• pp.293-301
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• 2001

A patient-specific musculoskeletal model, whose parameters can be identified noninvasively, was developed for the automatic generation of patient-specific stimulation pattern in FES. The musculotendon system was modeled as a torque-generator and all the passive systems of the musculotendon working at the same joint were included in the skeletal model. Through this, it became possible that the whole model to be identified by using the experimental joint torque or the joint angle trajectories. The model parameters were grouped as recruitment of muscle fibers, passive skeletal system, static and dynamic musculotendon systems, which were identified later in sequence. The parameters in each group were successfully estimated and the maximum normalized RMS errors in all the estimation process was 8%. The model predictions with estimated parameter values were in a good agreement with the experimental results for the sinusoidal, triangular and sawlike stimulation, where the normalized RMS error was less than 17%, Above results show that the suggested musculoskeletal model and its parameter estimation method is reliable.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.23-29
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• 2018

무릎 임플란트에서 접촉압력이 마모에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 본 연구기관에서 개발한 무릎 임플란트 모델을 이용하여 유한요소해석을 하였다. 연구와 산업에서 실제로 사용하는 조합을 이용하여 총 10가지의 무릎 임플란트의 재료조합에 대한 접촉압력을 분석하였다. 무릎이 30도, 45도 60도 기울어져있을 때의 하중을 가하여 접촉압력을 구하였다. 접촉압력을 계산한 결과 티타늄합금-UHMWPE 조합에서 가장 작은 접촉압력이 나왔다. UHMWPE의 경우 대퇴골부에 어떠한 재료를 사용하여도 접촉압력이 크게 변하지 않았다. 접촉압력이 가장 큰 조합과 작은 조합을 비교하였을 때 0.77% 차이를 보였다. 반면에 Carbon/PEEK 복합재료의 경우 접촉압력이 가장 큰 경우와 작은 경우를 비교하였을 때 5.3% 차이를 보였다. 이를 통해 Carbon/PEEK 복합재료를 베어링부로 사용할 경우 대퇴골부의 재료가 마모에 영향을 미침을 알 수 있다. 본 연구는 무릎 임플란트 마모예측과 마모를 최소화 연구에 도움이 될 것이라 생각한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권3호
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• pp.171-179
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• 2002

운동 중에 있는 인체 무릎관절의 기능을 이해하기 위한 기구학적(Kinematic) 분석 과 동역학적(Kinetic) 분석을 행하는데 있어서 관절 표면의 기하학이 주요한 역할을 한다는 것은 잘 알려져 있다. 슬관절은 미끄러짐 (sliding)과 구름 (rolling) 운동을 고려하지 않고는 정확하게 모델 될 수 없다 본 연구에서는 미끄러짐 과 회전 운동 그리고 주요 인대 (ligament)를 고려한 3타원 인체 슬관절 모델을 제시한다 본 연구는. 슬관절의 전형적인측 평면 CT 영상의 확장으로부터 얻어진 두개의 캠 측면도를 이용하여 보다 실제에 가까운 관절의 기하학을 이용한 모델을 제시한다 개발된 모델은 보행 중 인체 슬관절을 통한 힘의 전달경로를 예측하는데 있어서 실험을 기초로 한 이전의 결과보고와 비교하여 볼 때 매우 잘 일치한다 대퇴골와 경골 사이의 접촉 점은 무릎의 굽힘이 진행되는 동안 전방에서 후방으로 이동하는데 이것은 무릎의 굽힘과 폄의 운동에 대한 전방/후방 운동의 커플링을 반영한 것이다. 본 연구에서 개발된 모델에 의하면 일회의 보행 사이클동안 경골 표면에 접촉 점의 전방/후방 이동변위는 바깥쪽 관절구 쪽이 약 16 mm 이고. 안쪽 관절구 쪽이 약 25 mm 이다 또한, 일회의 보행 사이클 동안 대퇴골 의 이동변위는 바깥쪽이 약 7 mm 그리고 안쪽이 약 10 mm 이다. 개발된 모델은, 관절의 퇴화를 진단 하는데 이용할 수 있는 가능성이 기대된다

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.757-758
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• 2010

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(하)
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• pp.1093-1098
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• 2002

본 연구실에서 개발한 MIMIC(Motion Interface & Motion Information Capture system)은 동작자의 동작을 획득하고, 동작의 의미를 이해할 수 있도록 설계된 시스템이다. 비전 센서로부터 입력된 영상을 분석하여 동작자의 머리와 두 손, 두 발의 정보를 찾는다. 그리고, 이 정보를 기반으로 팔꿈치나 무릎 등의 중간 관절을 추정한 후 20개의 관절을 가지는 3차원 인체 모델을 구성한다. 이 인체 모델은 동작자의 동작을 실시간으로 흉내낸다. 그러므로, 기존의 마커프리 모션캡쳐 시스템과 달리 완벽한 인체를 구성하기 위한 중간 관절까지 생성함으로써 동작자의 동작을 더욱 자연스럽게 구현할 수 있다.

• Journal of Acupuncture Research
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• 제24권2호
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• pp.73-81
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• 2007

목적 : 본 연구는 화피의 연골 보호 및 소염 진통 작용을 알아보고, 화피를 이용한 관절염치료 약침액 개발의 기초자료를 얻기 위해 고안되었다. 방법 : In vitro에서는 토끼 무릎관절에서 배양된 연골조직에 5ng/ml IL-1${\alpha}$ 처리 후， 화피의 연골보호 효과, 연골세포에 대한 독성을 조사하였다. In vivo에서는 토끼 무릎관절내 collagenase를 주입, CIA 유발 후, 28일간 매일 토끼의 구강으로 화피, 증류수, CEX를 투여하였으며, 연골보호, 소염, 진통에 대한 측정을 하였다. 결과 : 화피는 proteoglican 및 collagen분해 억제, MMPs 활성 억제로 연골 보호 효과가 있었으며, 연골 세포에 대한 독성이 없었다. 소염작용은 PGE2 생산 억제 및 COX-2발현 억제, carrageenan 유발 쥐 모델에서의 부종 억제로 확인되었다. 진통작용은 tail flick test에서의 latency time 증가, formalin test에서의 염증성 통증억제로 나타났다. 결론 : 화피가 퇴행성관절염에 대한 연골 보호 효과 및 소염 진통 작용이 있으므로, 이를 근거로 약침액을 개발 응용하면 퇴행성관절염 치료에 활용될 수 있다고 사료된다.