• 제목/요약/키워드: 전기자극 시스템

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표면 전극용 기능적 전기자극 시스템의 개발 및 하반신 마비환자의 보행 (Development of a Transcutaneous FES System and Its Application to Paraplegic Walking)

  • 송동진;이정한;강곤
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.523-531
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    • 2003
  • 본 연구에서는 표면 전극을 사용하는 8채널 전기자극 시스템을 개발하였고. 이 시스템을 이용하여 하반신 마비한자의 근력강화를 위한 전기자극 엑서사이즈와 FES 보행을 하였다. 본 연구에서 개발한 전기자극 시스템은 컴퓨터 프로그램, 전기자극기, 그리고 컴퓨터 프로그램과 전기자극기를 연결하는 통신부분으로 구성되어 있다. 컴퓨터 프로그램에서는 마우스를 이용하여 임의의 자극 패턴을 손쉽게 구성하고 편집학 수 있으며 이렇게 구성/편집된 자극 패턴은 동원곡선(recruitment curve)을 통하여 자극 파라미터로 변환된다. 자극 파라미터는 직렬통신을 이용하여 전기자극기에 전달된다. 전기자극기는 주제어부에 1개, 각 채널에 1개씩 총 9개의 마이크로프로세서로 구성되어 있다. 주제어부의 마이크로프로세서가 컴퓨터 프로그램과 통신을 하고 각 채널의 마이크로프로세서를 제어한다. 본 연구에서 개발한 기능적 전기자극 시스템으로 하반신 마비환자에게 100주 동안 전기자극 엑서사이즈를 실시한 결과 근력, 다리둘레, 그리고 피로저항성의 증가를 볼 수 있었다. 전기자극 엑서사이즈로 무릎신근(knee extensor muscle)이 체중을 지지한 수 있을 정도로 증가한 후에 FES 보행을 시작하였고, 현재 2분 동안 50m 이상 보행할 수 있다.

전기 감전 체험 교육을 위한 간섭 전류형 저주파 자극기의 인체 자극 임계값 (Human Stimulation Thereshold of Interferential Current Type Low Frequency Stimulator for Electric Shock Experience Education)

  • 전정채;김재현;유재근
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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    • pp.808-811
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    • 2012
  • 매년 높은 비율의 전기안전사고가 발생하지만 예방교육은 단순한 영상홍보나 단순 텍스트를 이용한 교육 수준에서 주입식으로 이루어지고 있다. 항공, 군사, 전력산업 등 다양한 분야에서는 가상현실을 이용한 체험형 교육 시스템이 개발되어 운영되지만 전기안전 예방교육은 감전사고와 같은 특수한 상황의 체험과 사고를 유발시킬 수 있다는 측면에서 체험형 교육시스템이 개발 및 적용이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 전기감전 체험교육 시스템에 저주파 자극 장치를 사용할 수 있도록 저주파 간섭형 자극기를 이용한 인체 자극의 임계값 산출시험을 실시하고 대표적으로 성별, 연령별(아동 및 성인 구분)로 구분하여 적절한 자극값을 산출하였다. 본 연구의 결과는 향후 전기안전사고 예방을 위한 체험형 예방 교육 시스템에 활용이 가능할 것이다.

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Jastreboff 이명 모델에서의 ABR과 ECochG 신호분석을 통한 전기자극의 효과 (Effect of Electrical Stimulation using ABR and ECochG Analysis based on Jastreboff Tinnitus Mocel)

  • 임재중;김경식;김남균;전병훈
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.471-477
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    • 1999
  • 전기자극을 이용한 청각시스템의 진단 및 치료방법에 대하여 많은 연구가 수행되어 왔으나 전기자극이 청각 시스템을 통하여 전달되어지는 과정에 대한 이해가 부족하였기 때문에 표준화된 방법이나 이론적인 배경이 없이 자극조건이 선택되어져 왔다. 따라서 본 연구에서는 실험동물에 이명을 유발시킨 상태에서 전기자극이 어떠한 영향을 미치는 가를 ABRrhk ECochG의 변화를 통해서 관찰하고자 한다. 본 연구에서는 9마리의 guinea pig를 Jastreboff 이명 유발 모델에 다라 salicylate를 이용하여 이명을 유발시킨후 전기자극을 가한 5마리를 실험군(A) 으로하고, 대조군(B)으로는 전기자극을 가하지 않은 4마리의 guinea pig를 대상으로 실험을 실시하였다. 실험조건은 이명유발 이전과 이명유발 1시간, 6시간, 12시간 후로 구분하였고, 각 실험조건에서 ABR과 ECochG를 검출하여 각 파형을 rms 값을 기준으로 정규화한 후 자기상관계수를 계산하여 전기자극을 인가하였을 때의 값들의 변화를 관찰하였다. 그 결과 ABR의 경우에는 이명이 유발된 상태에서 6시간 이후의변수 갑싱 급격히 증가하였다가 12시간이 되면서 최초의 상태로 돌아가고, 전기자극을 인가하였을 때는 이명유발 이전 상태에서의 값을 계속 유지하고 있었다. 그리고, ECochG의 경우에는 전기자극의 효과가 12시간 이후에 나타남을 확인하였다. 즉, 본 실험을 통하여 이명유발 모델에 전기자극을 인가하였을 때의 효과를 ABR과 ECochG 상관분석을 통하여 확인하였다.

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-경혈 및 트리거 포인트에서- 미약 자기장을 이용한 근피로 회복 평가 (-On Acupoints & Trigger Points- Muscle fatigue evaluation using the Micro-electromagnetic stimulation)

  • 김수병;이나라;심태규;이승욱;이용흠
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.1231-1239
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    • 2010
  • 이에 본 연구에서는 비침습적인 방식으로 국소적 부위인 경혈과 Trigger Point에서 경결된 근조직과 신경조직을 자극할 수 있는 자기장 자극 시스템을 제작하였다. 시스템을 이용하여 가정용 저주파치료기기와 동일한 조건에서 상완 이두박근의 근피로 유발 후 근피로 회복을 평가하였다. 경혈과 Trigger Point의 해부학적 위치가 동일한 청영혈(HT2)를 자극위치로 선정하였다. 등척성 운동을 통하여 25명의 일반인에게 근피로를 유발시켰으며, 무자극 5명, 저주파 치료기기의 전기자극 10명, 자기장 자극 10명으로 분류하였다. 자극시간은 5분으로 하여 자극하였으며, 5일동안 EMG를 측정하여 관찰하였다. EMG를 주파수영역에서 분석해본 결과, 무자극의 근피로 회복률이 가장 저조했으며, 저주파치료기기의 전기자극보다 자기장 자극이 근피로 회복에 효과적인 것으로 확인되었다.

유머와 기쁨에 따른 뇌 활성화와 말초의 피부전기 반응 (Neural Correlates and Electrodermal Activity Produced by Humor and Joy)

  • 석지아;장은혜;이옥현;이영창;손진훈
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2005년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제15권 제2호
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    • pp.373-376
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    • 2005
  • 본 연구에서는 뇌의 반응과 말초신경계의 변화를 통하여 유머와 기쁨의 긍정적인 정서의 구분이 가능한가를 밝히고자 하였다. fMRI와 말초신경계 반응 측정 실험 각각을 수행하는 동안, 유머와 기쁨정서를 유발하는 동영상 자극(2분)이 제시되었고, 실험이 끝난 후 심리적인 평가도 함께 수행되었다. fURI 실험은 boxcar design으로 한 session 내에 두 block으로 구성되었다. 말초신경계 반응실험에서는 안정상태와 정서상태에서의 피부전기 반응을 측정하였다. fMRI 결과, 유머자극과 기쁨자극 제시 시 공통적으로 precentral Cortex, temporal Cortex, precuneus 가 활성화 되었고, 유머자극은 기쁨자극에 비하여 우측 middle temporal cortex, 우측 inferior frontal cortex, 좌측 middle frontal cortex 에서 큰 활성화를 보였다. 피부전기 반응(EDA) 분석 결과 두 정서 모두 안정상태에 비하여 유의하게 증가하였고, 유머자극은 기쁨자극에 비하여 피부전도수준(SCL)과 피부전도반응의 수(NSCR)에서 유의하게 증가하는 것으로 나타났다.

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전기 감전 체험 교육을 위한 저주파 전류 자극기의 인체 자극 임계값 (Human Stimulation Threshold of Interferential Current Type Low Frequency Stimulator for Electric Shock Experience Education)

  • 전정채;김재현;유재근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권10호
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    • pp.4768-4772
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    • 2012
  • 전기감전 사고를 예방하기 위해서는 주입식 교육 보다는 체험식 교육이 더욱 효과적이다. 그러나 전기감전 체험형 교육 시스템을 위해서는 감전을 체험할 수 있도록 인체에 대한 적절한 물리적 자극이 필요하다. 본 논문에서는 간섭전류형자극기(Interferential Current Type Low Frequency Stimulator)를 감전사고 체험교육에 이용하기 위하여 인체에 대한 자극의 임계값을 실험하였다. 그리고 아동과 성인으로 구분된 연령별 자극 값을 산출하였다. 본 연구의 결과는 전기 감전 체험형 교육 시스템에 적용 가능할 것이다.

감성로봇의 성격을 고려한 동적인 감성시스템의 설계와 구현 (Design and Implementation of Dynamic Emotion System for Affective Robots with personality)

  • 이용우;김종복;서일홍;이상훈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.276-278
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    • 2006
  • 인간의 감성은 의사결정과 의사소통에 있어서 중요한 역할을 한다. 감성의 생성과 표현은 성격에 의해 영향을 받는다. 이와 같은 감성과 성격을 반영한 로봇은 보다 자연스러운 표현과 효율적인 의사소통을 할 수 있다. 본 논문은 상태방정식과 출력 방정식으로 구성된 성격을 고려한 감성 시스템을 제안한다. 상태방정식은 외부자극으로부터 감정을 생성하고, 출력방정식은 성격과 환경을 반영하여 감정의 표현 강도를 결정한다. 감성시스템에서 성격은 입력된 자극을 통한 성격 5요인이론에 언급된 5요인의 값을 변화시킴으로써 학습된다. 또한 고전적 학습방법으로 자극을 학습하여 감정의 형성에 영향을 주는 자극의 수를 증가시킨다.

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휴대폰 내장을 위한 경피신경 자극치료기의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation System for the Integration with Mobile Phone)

  • 우상효;윤기원;이정현;박희준;원철호;조진호
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.360-368
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    • 2006
  • 최근 휴대폰의 성능이 향상되면서 다양한 부가기능을 내장한 멀티미디어 폰이 등장했다. 특히 웰빙에 대한 관심이 증가하여 바이오 기능을 휴대폰에 내장 하기위한 다양한 시도가 있어 왔다. 여러 가지 바이오 기능 중 경피 신경 전기치료기는 혈액 순환의 개선과 통증 억제의 기능이 있으므로 이를 휴대폰에 내장시키면 언제 어디서나 쉽게 전기 자극을 통해 혈액 순환을 개선하고 통증 억제를 할 수 있는 장점이 있다. 경피 신경 전기치료기를 휴대폰에 내장시키기 위해서는 소형 및 저전력의 자극모듈이 필요하며, 모듈이 오동작할 경우에도 사용자의 안전을 보장할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 소형의 승압기를 이용하여 휴대폰에 내장가능 한 전기자극기를 설계 및 제작하였으며, 사용자의 안전을 위해 자극기의 출력단에 충전된 전체 에너지가 한꺼번에 출력되어도 인체에 무해하도록 설계하였다. 구현한 자극기 모듈의 검증을 위하여 소형의 마이크로 프로세서를 이용하여 테스트 시스템을 구현하여 성능을 검증하였다.

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신경자극반응 측정 센서를 이용한 마취 시 잔여근이완 감지 플랫폼 구현 (Residual Neuromuscular Sensing Platform Development using Sensor of Nerve Stimulation Response Measurement during Anesthesia)

  • 신효섭;김영길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.1505-1510
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    • 2010
  • 본 논문은 근육의 기능을 조절하는 신경말단에 전기적인 자극을 가하여 신경의 반응 정도를 측정하는 플랫폼 구현에 관한 연구로써, 전기 자극에 대한 신경반응이 가해지는 전류량, 가해지는 전류지속시간, 전극위치에 따른 반응을 측정하였다. 신격자극의 전극 위치는 표면말달 운동신경이면 어느 신경이든지 가능하고, 신격자극 양식에는 단순연축자극(Single Twitch Stimulation), 사연속자극(Train-of-four, TOF), 두 집단 발사자극(Double Burst Stimulation, DBS)이 있다. 임베디드 시스템기반으로 가기위한 저전력 MCU를 선정하고, 기본적인 신경자극반응 측정 센서의 민감도를 알아보기 위해 센서 인터페이스를 구성하여 반응정도를 측정해야 한다. 그리고 측정된 Data의 정확도를 높이기 위해 고성능의 AD Convertor 선정하여 플랫폼을 구현하였다.