• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.22 no.11 s.176
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• pp.16-23
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• 2005

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.1
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• pp.1-6
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• 2017

Ballistic impact on a soldier wearing a helmet can induce fatal injury, even if the helmet is not penetrated. Although studies on this type of injury have been performed, most of them have used an analytical model focused on head injury only. The injury of the neck muscles and cervical vertebrae by non-penetrating ballistic impact affects the survivability of soldiers, despite not inflicting fatal injury to the human body. Therefore, an analytical model of the head and neck muscles are necessary. In this study, an analysis of human body injury using the previously developed head model, as well as a cervical model with muscles, was performed. For the quantitative prediction of injury, the stress, strain, and HIC were compared. The results from the model including the cervical system indicated a lower extent of injury than the results from the model excluding them. The results of head injury were compared with other references for reliability.

• Computational Structural Engineering
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• v.17 no.1
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• pp.50-64
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• 2004

유한요소 인체모델은 인체의 기계적 특성을 수치 모형화 한 것이며, 외부로부터 다양한 기계적 하중을 받는 상황에서 인체의 거동과 상해와 같은 여러 현상들을 해석적으로 규명하고자 할 때 주로 사용된다. 따라서 인체 모델은 인체를 구성하고 있는 골격, 인대, 근육, 살, 장기 등의 특성을 수치적으로 정확히 표현하여야 한다. 그러나 인체는 매우 복잡한 메커니즘 속에서 동작하고 있기 때문에, 해석적으로 인체의 모든 특성을 구현하는 것은 현실적으로는 거의 불가능하다. 이 때문에, 인체 모델은 인체모델을 사용하고자 하는 상황이나 목적에 적합하도록 적절히 단순화되어야 한다.(중략)

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.04c
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• pp.280-282
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• 2003

본 논문에서는 가상현실 환경에서 인체 모델의 애니메이션을 위하여 얼굴의 표정 변화에 영향을 주는 해부학에 기반한 18개의 근육군쌍을 바탕으로 하여 얼굴 표정 애니메이션을 위한 근육의 움직임을 조합할 수 있도록 하였다. 개인의 이미지에 맞춰 메쉬를 변형하여 표준 모델을 만든 다음, 사실감을 높이기 위해 개인 얼굴의 정면과 측면 2 장의 이미지를 이용하여 메쉬에 매핑하였다. 얼굴의 표정 생성을 애니메이션 할 수 있는 원동력이 되는 근육 모델은 Waters의 근육 모델을 수정하여 사용하였다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.16 no.3
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• pp.21-30
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• 2010

We present a real-time simulation method for muscles which are actuated by skeletal structure based on anatomical properties of the muscles. Muscles are designed by their two endpoints attached to either bones or other muscles and their volume are preserved approximately during the deformation. Skin deformation animation is obtained by a simple skinning due to the muscle deformation. We present also the performance data for a human-like multi-linked character which has bones, muscles, and skin. According to our experimental result, we can get skin deformation animation with a few tens of muscles in real-time. The method proposed in this paper can be applied to obtain skin deformation animation for multi-linked characters appear frequently in real-time environments such as games.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.263-264
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• 2011

본 연구에서는 한국인 표준체형과 유사한 사람의 의료 영상 자료를 이용하여 인체 골격계 모델을 개발하였다. 이를 동역학 해석 상용 소프웨트어인 RecurDynTM에 탑재하여 인체 시뮬레이션 모듈을 개발하였고 타당성을 검증을 거친 후 노인의 앉기-서기 및 보행 동작해석에 적용하였다. 노인이 보행기(elderly walker)를 사용하여 앉기-서기 동작을 할 때 하지관절 기구학의 변화는 미비하였으나 보행 시 각 관절의 가동범위가 감소하였고 동작시간이 증가하였다. 또한 근전도 해석결과 일부 발목 주변 근육들과 햄스트링 근육에서 근활성치가 줄거나 활성시간이 줄었다. 이러한 변화는 보행기를 이용한 보행 때 하지의 기여도가 감소했기 때문에 발생하는 현상으로 생각된다. 본 연구를 통해 얻어진 시뮬레이션 기술은 다양한 인체 정보 콘텐츠분야에 널리 활용될 것으로 생각된다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.24 no.6 s.81
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• pp.509-514
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• 2003

A mathematical model of human gait was developed to calculate the muscle forces of the lower extremity during walking. The musculoskeletal model consisted of 7 segments and 16 lower extremity muscles. The muscle forces variation during the gait calculated with optimization technique showed a good agreement with previously reported experimental results, mostly EMG variation. Moreover, the resulting joint torques matched well with those from the kinematic data and the inverse dynamics.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.10
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• pp.1147-1155
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• 2014

Biomechanical models are often used to predict muscle and joint forces in the human body. For estimation of muscle forces, the body and muscle properties have to be known. However, these properties are difficult to measure and differ from person to person. Therefore, it is necessary to predict the change in muscle forces depending on the body and muscle properties. The objective of the present study is to develop a numerical procedure for estimating the muscle forces in the human lower extremity under uncertainty of body and muscle properties during rising motion from a seated position. The human lower extremity is idealized as a multibody system in which eight Hill-type muscle force models are employed. Each model has four degrees of freedom and is constrained in the sagittal plane. The eight muscle forces are determined by minimizing the metabolic energy consumption during the rising motion. Uncertainty analysis is performed using a first-order reliability method. The one-standard-deviation range of agonistic muscle forces is calculated to be about 150-300 N.

• Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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• 2003.09a
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• pp.77-77
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• 2003

CT와 MRI의 단면 영상을 대상으로 영상분할 (Image segmentation)과 Image registration방법을 이용하여 인체 모델을 개발 하고자 한다. 우선 인체의 Head와 Neck부분의 CT와 MR 영상을 얻어 뼈, 근육, 인대, 그리고 그 밖의 장기의 해부학적 영상 특징을 분석하였다. 인체의 Head와 Neck 부분에 대한 CT와 MR 영상에 대해 각 부위별로 ROI(region-of-interrest)를 설정하였고, 각 volxel 마다 3차원 좌표를 계산할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 특히 각 해부학적 영상에서 부위별로 CT 번호를 분석하고, pulse sequence에 따른 MRI 영상의 부위별 특정을 분석하였다. 이 분석한 자료를 바탕으로 영상 분할을 하였다. 영상 분할전에 각종 잡음(noise) 제거 및 영상 분할을 효과적으로 처리하기 위해 기본적인 영상처리 (filtering)를 구현하였고, 대조도(contrast) 및 밝기(brightness)를 조절할 수 있게 프로그램을 구현하였다. 영상 분할 방법 중 선(line) 및 에지(edge) 의 검출 방법, 문턱치화(threshold) 방법, 영역확대(region growing) 방법으로 영상 분할을 해봄으로써 우리의 인체 모델링 개발에 가장 적합한 영상 분할 알고리듬 방법을 찾도록 시도하였다. 결과적으로 말하면, 한가지 방법의 알고리듬을 쓰는 것보다는 인체의 부위에 따라 두 가지 이상의 알고리듬 방법을 쓰는 것이 원하고자 하는 부위를 영상 분할하는데 더 효과적이다는 것을 알게 되었다. 우리의 연구 과제에서는 영역확대(region growing) 방법과 문턱치화 방법, 모드법(피크니스, 밸리)의 알고리듬을 이용하여 영상 분할을 한 결과 우리가 얻고자 하는 인체 부위별 중 근육과 뼈를 구별하는데는 별 무리가 없었으나, 인대 및 기타 장기를 구별하는데는 어려움을 겪게 되었다. 이후에 좀더 알고리듬을 연구하여 이번 연구에서 구별하기 어려운 장기 부분도 구별 할 수 있도록 노력하겠다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.2
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• pp.211-216
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• 2001

본 연구에서는 상지의 동적 운동시, 상지의 주요 구동요소로서 주요 근육인 전박부 굴곡근, 신전근 및 이두박근 및 삼두박근의 근육들의 근전도를 측정하고, 이와 함께 동적 운동시의 주관절에 발생하는 관절모멘트, 근력, 근전도의 연관관계를 정량적으로 규명함으로써, 해당하는 근육의 근전도만의 측정으로 동적운동 시 필요한 근력의 정량적인 예상을 가능케 하는 수학적 모델을 제시하고자 하였다. 지금까지의 기존 연구는 근력의 등척성 수축운동에서의 근력 예측으로서, 실제 일상 생활에서 발생하는 인체내의 동적운동 상황에서의 근력을 산정 하는데 있어서 제한적 한계를 갖고 있었다. 따라서 본 연구는 실시간 동적 운동시 측정되는 근전도를 이용하여 해당하는 근육의 근력을 예측할 수 있는 수학적 모델을 제시하고자 하였다.