• 전자공학회논문지SC
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• 제41권5호
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• pp.71-78
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• 2004

체내에 이식되는 완전 이식형 인공중이 시스템의 제어를 위해 저전력 마이크로프로세서인 MSP430을 이용한 적외선 리모컨형 외부제어기를 설계하였고, 수신된 신호 해석을 위한 제어 알고리즘을 설계하여 전원 ON/OFF와 소리크기 UP/DOWM 동작을 수행하도록 하였다. 먼저 피부 투과시 발생하는 적외선 신호의 반사 및 투과모델을 이용하여 시스템에 필요한 적외선 LED 방사강도를 계산하고, 인반 적외선 리모컨과의 오작동을 방지하기 위해 고유의 데이터 프로토콜을 설정하였다. 이식되는 수신부의 적외선 수신모듈은 자체 소비전류를 줄이기 위해 마이크로프로세서의 내부 타이머에 의한 25% 듀티비를 갖는 출력신호를 전원으로 사용하였다. 4mm 두께의 돼지피부를 이용한 피부투과 전송실험을 실시하여 구현된 송수신 장치로 신호가 전달됨을 확인하였다.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.233-239
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• 2004

현재 국내 인체 이식용 전자 의료기의 이식건수는 매년 약 1800 여건으로 해마다 증가하고 있으며 그 연령대도 다양한 작업환경에 노출되는 청장년층으로 급속히 확대되어 가고 있다. 이러한 이식용 의료기는 인공 심장 박동기, 이식형 제세동기, 진통억제를 위한 이식형 전기 펄스 발생기, 이식형 약물주입기 등을 포함한다. 그러한 기기들은 미세한 생체 신호에 따라 반응하기 때문에 생체 신호이외의 잡음에 의한 오동작은 절대적으로 피해져야 하며 경우에 따라 생명위협과도 직결된다. 본 논문에서는 현재사용 중인 이식형 전자의료기들의 구조와 동작원리, 다양한 작업 환경 하에서 잡음의 영향을 고찰하고, 잡음에 의한 오동작의 방지 방안을 고찰함으로써 전자의료기 인체 삽입자의 작업환경에 따른 안전문제를 제고하고자 한다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제41권5호
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• pp.49-56
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• 2004

완전 이식형 인공중이 시스템을 위한 음성 신호처리 및 제어 모듈을 소형 마이크로컨트롤러를 사용하여 저전력형으로 설계 하였다 설계된 모듈은 입력되는 음성신호를 난청자의 역치에 맞추어 이득을 조정하는 등의 신호처리를 수행함과 동시에 체내 이식부의 제어를 수행하게 된다. 설계된 마이크로컨트롤러는 전원이 켜지면 사용자의 청력 손실에 맞추어서 주파수별로 차등 되는 이득을 주도록 실시간으로 음성신호를 처리하게 된다. 그러나 체외에서 제어신호가 입력될 경우 수신된 제어 신호에 의해 마이크로컨트롤러는 인터럽트 서브루틴을 수행하여 전원 제어, 볼륨 조절과 같은 제어 명령을 수행한 후 다시 음성 신호를 처리하도록 하였다. 설계된 모듈을 구현한 후 구현된 시스템의 동작을 실험을 통하여 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권5호
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• pp.487-495
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• 1998

본 논문에서는 회로가 간단하고 체내에 삽입되는 부분이 영구자석만.:-로 이루어져있는 새로운 방식의 이식형 인공중이를 제안하였다. 트랜스듀서의 갭 조정이 필요없어 수술이 간편해지며, 코일을 외부로 보이지 않게 옷 내부에 둘 수 있어서 미용적인 측면에서도 우수하다. 제안된 이식형 인공중이의 성능을 측정하고 난청자의 청각 역치에 맞는 시스템을 설계하기 위하여 트랜스듀서를 통해 내이로 전달되는 힘을 정량적으로 해 석하였으며, 진동특성 실험을 통해서 이 해석의 타당성을 증명하였다. 또한 사람의 측두골을 이용하여 직접 침골(incus)의 진동변위를 측정하였다. 이 실험으로 제안된 시스템이 실제로 사람의 몸에 설치되었을 때 이소골(ossicles)을 충분히 진동시킬 수 있음을 증명하였다.

• 센서학회지
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• 제6권6호
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• pp.466-475
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• 1997

본 논문에서는 초소형 코일-마그넷으로 구성되는 전자 트랜스듀서를 이용하는 청각보조용 이식형 인공중이를 설계하였다. 세라믹 방식의 진동체에 비하여 음향특성은 우수하나 효율이 낮은 것이 문제점으로 지적되고 있는 전자 트랜스듀서 방식의 진동체를 효과적으로 구현하기 위하여 객관화된 진동체의 설계방안을 제시하였으며 시스템의 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있도록 FM방식의 음성신호 전달용 체외기와 체내기를 설계하였다. 설계된 트랜스듀서 및 체외기와 체내기의 실험세트를 만들어 금속스트립 및 사체의 측두골을 대상으로 진동특성을 측정하였다. 그 결과 FM방식의 신호전달기법이 갖는 장점을 확인할 수 있었으며 증폭된 입력 음압에 해당하는 진동을 효과적으로 이소골에 전달할 수 있음을 보였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.189-199
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• 2016

Many implantable hearing aids are being developed as alternatives to conventional hearing aids which has inconveniences for use and social stigma that make hearing-impaired people avoid to wear it. Particularly, the fully-implantable middle ear hearing devices (F-IMEHD) are being actively studied for mixed or sensorineural hearing impaired people. In development of F-IMEHD, the most difficult problem is improving the performance of implantable microphone. Recently, Cho et al. have studied the tympanic membrane installed microphone which has better sensitivity and is easier to operate on patient than the microphone implanted under the skin. But, it may cause howling problem due to the feedback signal via oval window and ossicle chain from the transducer on round window in the middle ear cavity, therefore, a feedback canceller is necessary. In this paper, we designed NLMS (normalized least mean square) adaptive feedback canceller for F-IMEHD with tympanic membrane installed microphone and a transducer implemented at round window, and computer simulation was performed to verify its operation. The designed adaptive feedback canceller has a delay filter, a 64 point FIR fixed filter and a 8-tap adaptive FIR filter. Computer simulation of the feedback path is modeled by using the data obtained through human cadaver experiment.

• Journal of Chest Surgery
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• 제35권5호
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• pp.329-335
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• 2002

배경: 한국형 인공심장(AnyHeartTM)은 단심보조장치, 체네 이식형 양심보조장치, 인공심장, 그리고 생명 유지를 위한 체외순환 장치 등 다양한 형태로 사용이 가능한 장치이다. 그 중에서도 체내 이식형 양심보조장치는 가장 독특한 형태이다. 양심보초장치 이식의 외과적 술기는 주로 삽관으로 구성되어 있고, 흉골 정중절개는 외과의사가 심장의 노출을 충분히 할 수 있어서 가장 선호되어 온 방법이다. 그러나 환자가 흉골 정중절개를 이미 시행 받은 경우나, 또는 차후에 환자 대부분이 흉골 정중절개가 필요한 것을 감안하면 재개흉에 따른 합병증은 양심보조장치 이식에 있어서 중요하게 고려해야 할 부분이다. 일반적인 심장 수술의 임상경험에 근거하여, 저자들은 양심보조장치 이식에 있어서, 도관의 상관을 위한 접근이 심장의 우측에서도 가능할 것이라고 가정하였다. 이번 연구의 목적은 동물실험에서 양심보조장치의 이식을 위한 우측 개흉술의 수술 기법을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 지난 2년 동안, 30차례의 AnyHeart$^{TM}$ 이식실험 중 16례가(11 calves, 3 canines, and 2 sheep) 우측 개흉술로 이루어졌다. 기계장치는 14례의 동물에서 체내 이식형 양심보조장치로 시술 되었으며, 체외형 양심보조장치와 체내 이식형 좌심실보조장치로 시술된 경우가 각각 1례씩이었다. 수술은 4번째 늑간를 통하여 우측 흉강으로 진입하였고, 양심보조장치의 경우에 우측 유입 도관은 우심방의 free wall에 삽관 하였고, 유춘도관은 인조혈관을 이용하여 주폐동맥애 측단 문합하였다. 좌측 유입도관은 심방격을 통하여 좌심방에 삽관하였고, 유출도관을 무명동맥에 인조현관을 이장하여 측단 문한하였다. 각각의 도관은 피하터널을 통해 우측 옆구리에 위치한 펌프와 연결하였다. 결과: Fitting test와 초기 실험의 5례를 제외하고 모든 실험 동물은 수술 후 회복되었다. 펌프의 유출량은 최고 6.5L/min였고, 평균 3~3.5L/min로 측정되었다. 수술과 관련된 사망이나 이환율은 없었다. 모든 실험 도물은 부검을 하였으며, 부검 결과 도관이 위치는 모두 각각의 심방내에 적절하게 위치하고 있었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.27-33
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• 2009

일반적으로, 완전 이식형 인공중이의 이식형 마이크로폰은 측두골 부근에 이식되어진다. 이 경우, 마이크로폰의 진동막이 외부 충격이나 생체 노이즈의 영향 받을 수 있으며 이런 문제를 해결하기 위하여 이식용 마이크로폰을 외이도 내에 이식하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 이소골에 이식된 진동 트랜스듀서에 의해서 고막으로부터 외이도 방향으로 음향 반향이 발생할 가능성이 있다. 본 논문에서는 사람의 귀와 유사한 특성을 가지는 귀 모델을 제작하여 프로브 마이크로폰의 위치를 변경해가며 외이도의 음향 반향을 측정하였고 실험결과를 통하여 외이도 내에서의 마이크로폰의 이식 위치를 추정해 보았다. 분석 결과 외이도에 마이크로폰을 이식할 경우 고막에서 멀어질수록 반향 신호가 감소함을 확인할 수는 있었으나, 반향 신호를 완전히 제거할 수 없기 때문에 외이도에 마이크로폰을 이식하기에는 부적합한 것으로 예상된다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 춘계학술대회
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• pp.203-206
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• 1997

본 연구는 G7 의료공학기술개발사업의 1차년도 연구결과이다. 본 연구의 최종목표는 청각계통중 내이의 손상에 의한 감각성 난청환자에게 소리를 인식할 수 있게 하는 한국형 인공와우의 개발, 전 음성 난청환자의 음성인식 효율을 높일 수 있는 한국형 인공이소골의 개발 그리고 인공와우 시술환자에게 적합한 재활용 프로그램을 개발하는데 있다. 이를 위하여 지난 1차년도에는 코클리어의 전기생리학적 현상을 규명하고, 이식전극시스템과 그 주변장치를 설계, 평가하였다. 그리고 한국인의 성인사체의 16귀를 측정하여 한국인 체형에 적합한 인공이소골의 설계기준을 확립하였다. 또한, 인공와우 시술 후 청력회복에 필요한 한국형 재활프로그램의 개발을 위하여 인공와우의 coding strategy에 따른 언어분별력 조사, 유소아의 어음특성분석등을 행하였다. 이 연구결과를 토대로 차기년도에는 상용화에 근접한 프로토타잎의 제품개발과 임상실험이 진행되리라 생각된다.

• 한국음향학회지
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• 제24권7호
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• pp.379-386
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• 2005

최근까지 개발되었던 청각 보조기 중에서 공기 전도형 보청기의 하울링 (howling) 현상과 수술 후 이소골 등 기존 음향계의 재생이 불가능한 인공 와우 (cochlear implant system)의 단점을 해결하고, 동시에 청음 명료도가 높은 음성 신호를 전달하기 위한 수단으로 연구된 것이 인공중이 (implantable middle ear hearing device) 이다. 본 연구에서는 인공중이의 음성 신호 재현을 위한 진동 장치인 차동전자 트랜스듀서 (differential electromagnetic transducer, DET)에 대한 수학적 모형화와 계의 진동을 기술하는 운동방정식을 유도하고 그 해를 구하였다. 제한된 크기와 인가 전류 $1\;mA_{rms}$ 정현파에서 최대 구동력을 얻기 위해서 전자기력에 대한 유한요소해석을 수행하였고, 결과에 의해서 자석과 코일에 대한 최적 크기를 결정하였다. 사람의 중이 내 등자뼈 (stapes)의 진동 특성과 유사한 진동을 갖는 DET를 설계하기 위해서, 진동막의 강성계수를 변화하면서 진동해석을 시뮬레이션 하였다. 설계된 DET는 마이크로 머시닝 기술에 의해서 제작하였고, 그 진동 특성을 측정 하였다. 최종적으로 측정된 진동 특성에 대한 분석을 통하여 인공중이를 위한 진동 장치로서의 적용 가능함을 확인하였다.