• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권5호
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• pp.625-632
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• 1999

이식형 인공중이에 사용되는 전자트랜스듀서는 압전형 트랜스듀서에 비해 음향특성은 좋으나 부피가 크고 효율이 낮으며 수술시 정밀한 코일-자석 간격 조정이 필요하며, 최근 제안된 FMT 트랜스듀서는 외부 자장의 변화에 민감하다는 문제점이 지적되고 있다. 본 논문에서는 코일-자석 간격조정이 필요 없고 외부자장에 영향을 받지 않는 차동 플로팅메스형 전자 트랜스듀서를 제안하였다. 제안된 방식은 2개의 소형 자석을 같은 극끼리 접합함으로써 외부자장에 대해 영향을 받지 않고 효율이 높은 등의 장점을 가진다. 제안된 트랜스듀서의 진동력 및 효율에 관한 정량적인 해석을 하였으며 기존의 트랜스듀서와 비교분석을 행하였다. 그리고 공급전류에 대해 발생되는 진동력의 크기를 계산함으로서 실제 이식형 인공중이의 제작에 필요한 객관적인 설계데이타를 제시하였다. 한편, 시험 제작된 트랜스듀서의 해석결과 제안한 트랜스듀서는 기존의 FMT 트랜스듀서보다도 효율이 1.5배 정도의 향상됨을 보였으며 무부하시험 및 사체의 이소골 진동실험을 통하여 적절한 진동을 효과적으로 이소골에 전달할 수 있음을 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권3호
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• pp.227-233
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• 2002

이식형 인공중이는 음질과 주파수 특성이 우수하며 기존의 공기전도형 보청기가 가지는 고이득에서의 왜곡과 음향 피이드백에 의한 링잉 현상을 해소할 수 있어 차세대 보청기로 주목받고 있다 특히 두 개의 영구자석을 같은 극기리 접착한 후 코일내부에 위치시킨 타동 전자 트랜스듀서 방식의 이식형 인공중이는 외부의 자기장에 대해 영향을 받지 않으며 진동효율이 높고 자석과 코일의 간격조정이 필요 없는 동시에 주파수 응답특성이 우수하다. 본 연구에서는 이식형 인공중이에 사용하위해 개발된 타동 전자 트랜스듀서의 음향 모델을 구현한 후 정상인의 귀의 청각 모델에 적용시켜 트랜스듀서를 통하여 내이로 전달되는 신호의 주파수 특성을 해석하였다. 해석된 결과를 정상인의 귀의 주파수 특성과 비교함으로써 인공중이를 사용할 경우와 정상인의 귀와의 신호전달 특성 차이를 조사하였고 이를 통하여 정상인의 청각특성에 가까운 신호를 전달시킬 수 있는 인공중이의 설계가 가능하도록 하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.315-318
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• 2004

이식형 인공중이에 있어 그 특성은 트랜스듀서의 성능에 따라 크게 좌우된다. 따라서 성능이 우수한 인공중이 제작을 위해서는 트랜스듀서의 주파수 특성 및 구동 성능이 우수해야 하고 인체 내 이식을 위해서는 그 크기가 작아야 한다. 본 연구에서는 인공중이용 소형 트랜스듀서로서 단결정 압전 재료인 PMN-PT를 이용한 적층형 액츄에이터를 제안하였다. 또한 제안된 모델을 두께 0.2mm를 갖는 $1mm{\times}1mm$ 크기의 PMN-PT 시편을 14층으로 쌓아 2.8mm 두께로 제작하였고, 이때 절연층으로 P.R을 사용하였다. 제작된 트랜스듀서의 성능은 Impedance Spectrum, 구동변위 측정 및 구동력의 계산을 통해 평가하였다. 이를 통해 PMN-PT를 재료로 사용한 적층형 액츄에이터의 성능이 기존의 PZT를 재료로 사용한 Bimorph 액츄에이터보다 훨씬 뛰어날 뿐만 아니라 청각 장애가 심한 고도난청자들에게 적용이 가능한 이식형 인공중이용 트랜스듀서로서 충분한 성능을 가지고 있음을 입증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권3호
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• pp.217-225
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• 2002

이식형 인공중이는 일반적인 공기전도형 보청기가 가지는 난점인 고이득에서의 왜곡과 음향 피이드백에 의한 링잉 현상을 해결할 수 있는 동시에 음질과 주파수 특성 및 청음명료도가 우수하다 본 논문에서는 마이크로머시닝 기술을 이용하여 차동 전자 트랜스듀서를 제작한 후 이를 사용하여 이식형 인공중이 시스템을 구현하였다. 제작된 시스템을 이용하여 무부하 진동실험. 사체를 이용한 부하진동실험 및 살아있는 개를 이용하여 동물이식실험을 실시함으로써 이의 성능을 확인하였다. 무부하 진동실험을 통하여 제작된 트랜스듀서는 입력되는 소리신호와 같은 형태의 진동을 일으킴을 확인하였고, 사체의 이소골에 트랜스듀서를 이식하고 부하실험을 실시함으로써 트랜스듀서의 이소골 구동능력과 진동특성을 조사하였다. 그리고 개를 이용하여 동물이식실험을 실시한 후 뇌간 유발 반응검사를 실시함으로써 생체 내에서의 이식형 인공중이의 동작을 확인하였다. 이를 통하여 제작된 차동 전자 트랜스듀서를 이용한 이식형 인공중이 시스템의 성능을 검증하였고 난청자에게 적용할 경우에도 잘 동작할 수 있음을 증명함으로써 임상실험을 실시할 수 있는 근거를 마련하였다.

• 센서학회지
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• 제11권3호
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• pp.171-182
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• 2002

이식형 인공중이에 사용되는 일반적인 전자기 방식의 진동 트랜스듀서에 비하여 두 개의 소형 영구자석을 같은 극끼리 접착한 후 코일내부에 위치시킨 차동 전자 트랜스듀서는 효율이 높고 코일-영구자석간의 공극조정이 필요 없으며 외부의 자기장에 대하여 영향을 받지 않는 특성을 가진다. 본 논문에서는 이러한 차동 전자 트랜스듀서를 이식형 인공중이 시스템에 사용하기 위하여 입력전류에 대하여 진동력의 크기를 최대화시킬 수 있는 효율적인 구조를 제안, 해석하였다. 유한요소 해석을 통하여 가장 효율적인 코일과 자석의 길이 비를 도출하였고 소리신호 전달을 위한 트랜스듀서의 필요 진동력을 산출한 후 트랜스듀서 발생 진동력을 해석하였다. 그리고 실제 이소골에 이식할 수 있는 크기의 트랜스듀서를 제작하기 위한 설계상수를 추출하였다. 계산된 설계상수를 이용하여 이식 가능한 크기로 트랜스듀서를 구현한 후 무부하 실험과 사체 부하 실험을 실시하여 제작된 트랜스듀서가 실제 중등이상 고도난청자를 위한 이식형 인공중이 시스템에 사용될 수 있음을 증명하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.63-71
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• 2017

본 논문에서는 달팽이관의 정원창 이식용으로 최근 새롭게 제안된 3코일 벨로우즈형 진동체(tri-coil bellows transducer, TCBT)를 이용하는 반이식형 인공중이(semi-implantable middle ear hearing device)를 위한 신호처리회로를 설계하였다. 설계된 반이식형 인공중이는 높은 효율을 가지는 유도결합 방법을 이용하여 귀 뒤편에 착용되는 체외기와 대응되는 피부 내측에 위치하는 체내기 간에 데이터를 전송한다. 귀 뒤 부위의 피부두께를 포함하는 반이식형 인공중이의 송수신 거리를 고려하여 송수신 코일과 신호처리 회로를 설계 및 구현하였다. 또한 데이터 전송 효율을 높이기 위하여, 전력을 충분히 증폭하기 위한 체외기의 출력부도 설계 하였다. 유도결합 방식을 이용한 반이식형 인공중이의 동작을 확인하기 위하여, PSpice를 이용하여 회로해석을 수행하였으며, 활용 가능한 크기의 신호처리 보드를 제작하여 그 성능을 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제24권3호
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• pp.127-132
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• 2005

이식형 인공중이용 트랜스듀서는 주파수 특성 및 구동 성능이 우수해야 하고 크기가 작아야 한다. 이러한 트랜스듀서로서 단결정 압전 재료인 PMN-PT를 이용한 적층형 액츄에이터를 제안하였고, 유한요소해석 및 제작실험을 통해 그 타당성을 밝혔다. 실험에서는 두께 $0.2{\cal}mm$를 갖는 시편을 14층으로 쌓아 최종적으로 $1{\cal}mm{\times}1{\cal}mm{\times}2.8{\cal}mm$ 크기의 PMN-PT 적층형 액츄에이터를 제작하였다. 제작된 PMN-PT 액츄에이터의 성능은 Impedance Spectrum과 구동변위 측정을 통해 PZT 액츄에이터와 비교, 평가하였고, 이를 통해 단결정 재료인 PMN-PT를 이용할 경우 우수한 성능의 인공중이용 액츄에이터 제작이 가능함을 확인하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.21-25
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• 2009

일반적으로 완전 이식형 인공중이는 이식형 마이크로폰과 진동 트랜스듀서를 포함한 모든 구성 요소가 측두골 부근 피부 아래에 이식되는 보청기이다. 마이크로폰과 트랜스듀서의 경우 이식 전과 후의 동작 주파수 특성 등이 달라진다. 이러한 특성변화와 이식 대상자의 청력특성에 알맞은 보청기 동작을 수행하기 위해 적합과정을 수행하게 된다. 일반 공기전도형 보청기나 부분 이식형 보청기의 경우 적합을 위한 전선 연결부가 존재하나 완전이식형의 경우에는 몸속에 모두 이식됨으로 이러한 전선의 연결이 어려우며 이에 따라 기존 보청기의 적합 프로그램을 적용하는 하드웨어를 이용한 적합이 어렵다. 본 논문에서는 완전 이식형 인공중이를 위한 무선 적합 하드웨어에 적용 가능한 적합 소프트웨어를 설계 및 구현하였다. 구현한 적합 소프트웨어는 마이크로폰과 트랜스듀서의 특성과 난청자의 청력도를 반영하여 적절한 청력 보상치를 산출할 수 있다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제34권4호
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• pp.296-304
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• 2001

배경: 이번 연구의 목적은 체내이식형 양심실 보조장치의 개발을 위한 안전하고 간편한 동물실험 모델을 확립하는 것이며 이동작동형 완전 인공심장의 양심실 보조장치로의 사용 가능성을 알아보는 것이다. 대상 및 방법: 7마리의 Corridale 양을 대상으로 실험하였다. 5번째 늑간극을 통하여 좌측 개흉술을 시행하고 좌측 유출로 캐뉼라는 하행 대동맥에 Dacron graft을 사용하여 연결하였고 유입로 캐뉼라는 좌심방에 삽입하였다. 우측 유출로 캐뉼라는 하행 대동맥과 같은 방법으로 주폐동맥에 연결하였으며 유입로 캐뉼라는 혜동맥을 하방으로 젖혀 우심방이를 노출시킨 다음 우심방이에 삽입하였다. 4마리에 있어서는 양심실 보조장치를 전복막강(preperitoneal space)에 위치시켰으며 2마리에 촤측흉강 내에, 1마리에서는 외부에 위치시켰다. aPTT는 수술전 aPTT의 2∼2.5배로 맞추어 주었다 결과: 수술중 또는 수술직후 사망한 경우는 없었으며 7마리 모두 인공호흡기 이탈이 가능하였고 스스로 기립하고 음식물 섭취도 가능하였다. 1마리는 술후 2일째 혈전 색전증 및 인공호흡기 작동 잘못으로 사망하였으며 2마리의 겨우는 술후 2일째 각각 양심실 보조장치의 작동 잘못 및 호흡부전으로 사망하였고, 3마리의 경우는 술후 4일째 혈전색전증으로 인한 급성신부전 및 호흡부전 등으로 사망하였다. 1마리에 있어서는 28일간 생존하였으며 양심실 보조장치의 구동 장치에 연결된 라인의 마로로 인해 양심실 보조장치의 작동이 정지되었으나 바로 양심실 보조장치를 제거하고 살릴 수 있었다. 모든 경우에 있는 캐뉼라를 삽입하고 양심실 보조장치를 작동시키는데 큰 어려움이 없었다. 7마리 중 4마리에서 혈전이 발견되었으며 특히 판막을 연결한 부위에 혈전생성이 많았다. 그러나 캐뉼라에는 혈전생성이 없었다. 결론: 양에 있어서 좌측 개흉술 및 전복막강 공간에 양심실 보조장치를 위치시키는 이번 동물실험 모델은 체내 이식형 양심실 보조장치 개발을 위한 좋은 동물실험 모델이라고 생각된다. 또한 디동 작동기형 완전 인공심장의 혈전생성을 억제할수 있는 방법들의 연구개발이 지속된다면 장기간의 체내 이식형 양심실 보조장치로 사용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.29-36
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• 2007

최근 기존 공기 전도형 보청기의 문제점과 불편함을 해결하기 위해 이식형 보청기인 인공중이 (Implantable middle ear hearing devices, IMEHDs)가 미국, 일본, 한국 등에서 활발히 연구 개발되고 있다. 본 논문은 인공중이용 진동체로서 PZT 적층 압전체 기반의 플로팅 매스 트랜스듀서의 설계 및 구현에 관한 것이다. 인공중이용 압전 플로팅 매스 트랜스듀서 (piezoelectric floating mass transducer, PFMT)의 기계적 진동 특성을 구하기 위한 근사적 모델링과 이의 해석을 위한 전기적 변환을 통한 진동 특성 분석을 수행하여 트랜스듀서 설계에 반영하여 구현하였다. 구현된 PFMT를 본 연구팀이 개발한 완전 이식형 인공중이 시스템 시작품에 적용하였으며, PFMT의 성능을 확인하기 위해 PFMT를 사체 이소골에 장착한 후 이소골 진동변위를 측정하는 실험을 행하였다. 이를 통해 본 논문에서 설계 및 구현된 PFMT의 인공중이용 진동 트랜스듀서로서 유효성을 확인하였다.