• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.393-402
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• 2001

전체 심혈관계의 혈류역학적 특성을 분석할 수 있는 수치해석 방법을 개발하였다. 이는 12개의 요소들로 구성된 lumped parameter모델에 기초하고 있으며 인체의 신경계에 의한 자율조절기능을 모사하기 위해 주로 혈압의 단기적 조절을 위한.baroreflex system뿐 아니라 cardiopulmonary reflex 메커니즘가지도 구현하여 모델에 포함시켰다. 또한 교감 및 부교감 신경에 의한 자극-반응 전달을 구현함에 있어 생리학적 데이터에 기초한 방법을 사용하였다. 본 연구의 수치해석 코드를 검증하기 위하여 우선 보통 상태의 심혈관계에 대하여 혈류역학적 계산 결과를 기존의 참고문헌들에서의 값들과 비교 검토하였다. 심혈관계 모델의 혈류역학적 자극에 대한 반응 결과를 조사하기 위하여. 20% 출혈이 발생하는 경우와 LBNP(Lower Body Negative Pressure) 모사를 수행하였다. 두 경우 모두. 비교적 실험치와 잘 일cl하고 있음을 확인할 수 있었다. 특히 LBNP 수행 시, 외부압력의 크기가 커질수록 baroreflex만을 포함하고 있는 방법은 baroreflex와 cardiopulmonary reflex 모두를 포함하고 있는 방법에 비하여 다소 부정확한 결과를 보여주고 있는데. 이는 cardiopulmonary reflex 메커니즘의 중요성을 보여주고 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권3호
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• pp.233-239
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• 2003

측방 낙상에 관계된 상해는 노인들에 있어서 가장 치명적이고 빈번한 의료 문제를 야기한다. 측방 낙상에 의해 발생하는 심각한 결과 중 하나인, 고관절 골절은 넘어진 사람 중 약 1%에서만 발생하지만 고관절 골절은 신체장애, 사망 및 이에 관련된 의료비용의 상승 등을 초래한다. 본 연구에서는 측방 낙상시 고관절 골절에 큰 영향을 미치는 충돌 단계에서의 위험요소를 하중각도로 가정하여 이 요소에 대한 영향과 직립시와 비교하여 상대적인 위험도를 비교하고자 하였다. 실험 조건은 이전 연구자의 자료를 토대로 모사골반을 구성하였고, 이렇게 구성된 모사골반을 진자형 충격 시험기에 고정시키고 충격각도(0$^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$)를 변화시켜가며 대퇴골의 동적 거동을 조사하였다. 본 실험을 통하여 하중각도의 변화가 대퇴골 근위부에서의 변형에 영향을 주며, 다른 부위에 비해 대퇴골 경부에 상대적으로 큰 변형이 생겨 골절 가능성이 높다는 것을 확인하였다. 또한 낮은 충격속도에서도 직립 상태에 비해 큰 변형을 보였으며, 변형 분포의 차이도 나타내었다. 따라서 변형 크기의 차이뿐만 아니라 이러한 변형 분포의 차이도 고관절 골절 기전에 영향을 줄 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권3호
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• pp.307-313
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• 1997

비정질 실리콘에서의 photoconductive gain mechanism을 방사선 계측시 이용하기 위한 연구를 수행하였다. p-i-n, n-i-n, n-i-p-i-n과 같은 여러 형태의 비정질 실리콘 계측기를 제작하고 시험하였다. Photoconductive gain은 두 가지의 시간적 범위에서 측정하였다. : 하나는 고에너지의 하전입자나 감마선의 통과를 모사하기 위해서 $1{\mu }$ sec 보다 짧은 가시광선 펄스를 사용하였고, 다른 하나는 의학영상에 사용되는 x-선을 모사하기 위하여 보다 긴 1msec 정도의 가시광선 펄스를 사용하였다. 두 가지의 photoconductive gain-current gain과 charge gain-을 정의하여 실험하였으며, charge gain은 current gain을 시간에 따라 적분한 값이다. 10 mA/$cm^2$의 dark current density level에서, 짧은 펄스에 대해서는 3~9정도의 charge gain을 얻을 수 있었고 긴 펄스에 대해서는 수백의 charge gain을 얻을 수 있었다. 여러 가지의 gain에 대한 결과를 계측기의 구조, 부가전압, dark current density와의 관계를 통하여 논의하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권3호
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• pp.143-150
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• 2014

본 논문에서는 컴퓨팅 및 문제 해결 기술로 상당한 주목을 받고 있는 생체 모방 기술을 이용하여 무선 센서망에서 에너지 효율적이고, 요구 지연 시간이 보장된 노드 스케쥴링 제어 방식을 제안한다. 특히 생체의 셀 간 신호 시스템과 무선 센서망 시스템 사이의 유사성을 도출하고, 무선 센서망의 특징을 고려하는 새로운 수학적 모델을 수립한다. 이러한 모델을 바탕으로 각 애플리케이션에 의해서 요구되는 QoS, 지역 환경 조건, 인접 노드들의 상태에 따라 센서 노드의 상태를 결정한다. 제어 이론을 바탕으로 분석을 수행하여 제안된 생체 모방 방식이 각 노드가 자율적으로 매개 변수들을 제어함으로써 시스템 안정성을 보장한다는 것을 보인다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 방식이 기존 프로토콜과 비교하여 상당한 에너지 절감뿐만 아니라 요구되는 지연 시간을 만족함을 확인한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권2호
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• pp.89-95
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• 2004

세기조절방사선치료(IMRT)에서는 일반적인 방사선 치료에서 사용되는 조사면에 비해 비교적 작은 크기의 빔조각(beamlet)을 사용하여 방사선의 세기를 조절하는 새로운 치료법으로 이에 대한 비균질 효과는 많은 연구가 필요하다. 우리는 기하학적으로 일정한 비균질 팬텀들에서 몬테카를로 시뮬레이션에 의한 선량값을 라디오크로믹 필름에 의한 선량값과 회선/중첩 방법에 의한 선량 계산 값과 서로 비교하였다. 몬테 카를로 모사를 위하여 EGS4 코드 기반의 BEAM 코드를 사용하였으며 이를 이용하여 Varian 2300C/D 선형가속기의 두부를 호사하였다. 측정과 모사에 사용된 조사면은 1${\times}$1$\textrm{cm}^2$, 2${\times}$2$\textrm{cm}^2$, 그리고 5${\times}$5$\textrm{cm}^2$이었다. 또한 팬텀의 물질은 솔리드 워터, 폐 등가 물질, 뼈 등가 물질을 사용하여 세 경우의 비극질 팬텀들을 설정하여 방사선을 조사하였다. 회선/중첩 방법과 몬테 카를로 방법에 의한 선량 계산치는 광자 측면선량의 경우 $\pm$1 mm, 깊이선량의 경우 $\pm$2% 이내로 선량측정치와 잘 일치함을 볼 수 있었다. 결론적으로 회선/중첩 방법과 몬테 카를로 방법이 소조사면에서도 필름 측정 데이터와 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제26권4호
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• pp.43-55
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• 2023

나노포어와 같은 다공성 나노구조물은 물질전달 기초연구뿐만 아니라 수처리, 에너지 변환, 바이오센서 등 다양한 응용 가능성으로 현재 큰 주목을 받고 있다. 초기연구는 수백 나노미터 지름의 포어를 이용한 양/음전하 선택성 물질전달에 주로 집중되었고 현재는 수 나노미터 또는 그 이하의 나노포어를 통한 다기능성 물질전달 시스템이 보고되고 있다. 대표적으로 특정 표적물질(target)과 특이적 결합을 할 수 있는 수용체(receptor)를 포어 내벽에 고정하여 바이러스, 분자, 이온까지 다양한 크기와 성질을 가지는 물질을 선택적으로 수송, 검출할 수 있는 생체모사형 스마트 나노포어 구현 사례가 증가하고 있다. 이와 더불어 생체채널 메커니즘에 기인하여 소수성 나노포어에 전기장, 빛과 같은 외부 자극을 통해 물질전달을 on-off 밸브 형태로 흐름을 능동적으로 제어하는 나노포어도 최근 특히 주목을 받고 있다. 이번 총설에서는 나노포어의 크기(지름, 길이, 구조형태 등), 포어 내벽의 물리화학적 성질을 조절하여 특정 전하, 분자, 이온을 선택적으로 수송 및 제어할 수 있는 나노포어 기반 물질전달 조절 시스템에 관한 동향을 알아본다. 더불어 이를 기반으로 최근 보고된 응용 연구 사례도 함께 소개한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권5호
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• pp.303-309
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• 2017

본 연구에서는 비정상조직(파라핀)을 가진 생체조직에 광을 조사하고 그에 따른 조직의 표면온도와 비정상조직 주위에서의 온도분포를 실험과 해석적 방법을 통해 분석하였다. 파라핀을 이용하여 비정상 조직을 모사한 후 조사하는 광의 파장과 시간을 변화시키면서 조직 주위에서의 온도를 K형 열전대를 사용하여 측정하였다. 또한 전산열전달 기법을 이용하여 해석적으로 조직에 대한 온도분포를 예측하였다. 정상조직과 비정상조직의 주위에서의 온도는 차이가 있었으며, 비정상조직이 있는 경우 표면과 조직 주위의 온도가 높게 나타났다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권4호
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• pp.503-513
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• 1999

본 논문에서는 일반적인 합성구경기법에 대한 통합 모형을 제시하고 수학적인 해석을 통하여 합성구경 기법들에 대한 초음파 빔패턴의 단일 표현식을 유도하였다. 이 결과를 이용하여 기존의 합성구경 기법들에 대한 성능을 분석하고 비교하였으며, 선형주사 영상에 적합한 새로운 합성구경 기법을 제안하였다. 제안된 방법은 모든 영상점에서 양방향 동적 집속이 가능하며, 이를 실제 영상에 적용하여 의료용 초음파 B-모드 영상의 해상도를 획기적으로 개선할 수 있다. 제안된 방법에 의하여 집속된 초음파 빔패턴은 기존의 방식과 비교하여 주엽의 폭이 절반으로 감소하고 측엽의 크기는 유사하다. 컴퓨터 모사실험을 통하여 본 논문의 해석결과와 제안된 합성구경 기법의 타당성을 검증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권2호
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• pp.103-109
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• 2004

가상 관절경은 무릎, 어깨 둥 관절에 대한 단층촬영 영상으로부터 관절 내부의 해부학적 구조를 3차원으로 재구성함으로써 광학 관절경을 모사 하는 기법이다. 이 논문에서는 볼륨 렌더링 기법의 일종인 등위면 광선투사법을 이용하여 3차원 영상을 신속하게 생성하는 가상 관절경 기법을 제안한다 여기서 제안하는 등위면 광선투사법은 최대-최소맵을 이용하여 전처리 과정 없이도 실시간에 가까운 속도로 고화질의 영상을 얻을 수 있다. 또한 물리 기반 카메라 제어 모델을 이용함으로써 사용자가 복잡한 해부구조를 가진 관절강 내부에서 가상 카메라를 자유롭게 이동시킬 수 있다. 이러한 고속 렌더링 방법과 현실감 있는 카메라 제어기법을 이용하여 대화식 가상 관절경을 개발하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.629-635
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• 2016

이 논문은 꽃잎들, 나비나 민들레 씨앗들과 같은 생물체 시스템의 불규칙한 운동을 파티클 필터링 이론에 근거하여 예측하고 추적하는 유용한 방법을 제안한다. 생물체 모사 시스템 설계에 있어서, 생체 시스템의 운동에 대한 관측과 생체 시스템 운동학에 대한 새로운 설계원리가 어떻게 자연스럽게 운동하는가에 대한 인상을 얻는데 중요하다. 공기 중에서 비행하는 꽃잎에 대한 시스템 모델링이 베이지안 확률 규칙을 사용하여 수행되었다. 실험결과는 제안된 방법이 공기의 난류로부터 유도된 랜덤한 외란이 있는 경우에도 잘 예측함을 보여준다.