• 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.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권1호
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• pp.26-35
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• 2003

• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제17권4호
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• pp.601-612
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• 2005

본 연구는 복직근의 기능적 전기자극이 경직형 뇌성마비 아동의 1회 호흡용적과 폐활량 등의 호흡능력과 복직근의 근육활동에 미치는 영향을 알아보기 위해서 대구 시내 OO특수학교에 재학 중인 14세 이상 16세 미만의 경직형 사지 뇌성마비 아동 6명(남자 3, 여자 3)을 대상으로 하여 복직근에 1회 20분. 주 3회씩 총 6주간 기능적 전기자극을 적용하였다. 기능적 전기자극의 적용 6주 전과, 직전에 두 번의 사전 검사와 적용 후 사후 검사를 실시하였다. MP30(Biopack, USA)을 이용하여 폐활량과 예측치 폐활량 백분율, 1회 호흡용적을 검사하였으며 Table면전극 근전도(Noraxon, USA)를 이용하여 복직근의 근육 활동량을 측정하였다. 분석결과는 다음과 같다. 1. 복직근의 기능적 전기자극 적용 6주 전과 직전의 폐활량은 유의한 차이가 없었으나, 적용 후의 폐활량은 적용 전에 비해 유의한 증가를 나타내었다(p<0.05). 2. 복직근의 기능적 전기자극 적용 6주 전과 직전의 예측치 폐활량 백분율은 유의한 차이가 없었으나, 적용 후의 예측치 폐활량 백분율은 적용 전에 비해 유의한 증가를 나타내었다(p<0.05). 3. 복직근의 기능적 전기자극 적용 6주 전과 직전의 1회 호흡용적은 유의한 차이가 없었으나, 적용 후의 1회 호흡용적은 적용 전에 비해 유의한 증가를 나타내었다(p<0.05). 4. 복직근의 기능적 전기자극 적용 6주 전과 직전의 복직근의 활동 값은 유의한 차이가 없었으나 적용 후의 복직근의 활동 값은 적용 전에 비해 유의한 증가를 나타내었다(p<0.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때 6주간의 복직근의 기능적 전기자극이 경직형 뇌성마비 아동에 있어서 복직근의 근력을 강화시킴으로써 폐활량과 1회 호흡 용적 등의 호흡능력을 향상시킴을 확인할 수 있었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.59-64
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• 2016

본 연구에서는 기능적 전기 자극에 필요한 전기 자극 파형(Wave Form)과 Therapy, Burst, Pulse 각 구간에 필요한 전기 자극 시간과 같은 매개변수를 그래프 형식으로 시뮬레이션하고, 환자에게 전달되는 전기 에너지를 계산할 수 있도록 하는 기능적 전기 자극 시뮬레이션 응용프로그램을 개발하였으며, 개발된 시뮬레이션 응용프로그램과 전기 자극 장비에서 출력되는 전기 자극을 오실로스코프를 통해 비교 검증하였다. 응용프로그램에서 시뮬레이션 한 프로그램의 콘텐츠를 활용하기 위하여 XML 스키마를 개발하였다. 그리고 각각의 설정 값들에 대해 표준화된 코드를 이용하고 OID를 이용하여 각각의 표준화 코드들을 식별 할 수 있도록 함으로써 의료전문가들 사이에서 기능적 전기 자극 프로그램에 대한 콘텐츠 공유의 도구로 활용할 수 있도록 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.2335-2342
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• 2007

최근에 레이저를 임상치료에 응용하는 사례가 증가하고 있다. 그러나 전기적 관점에서 레이저 자극이 경락에서 어떠한 전기적 반응을 유도할 수 있는지에 대한 연구가 미흡하고, 명확한 치료효과에 대한 임상보고가 발표되지 않고 있다. 본 논문에서는 레이저자극과 수기자극이 경락전위 형성에 미치는 영향을 비교 관찰하여 전기적 관점에서 침술과정 및 침술효과에 대한 객관적 근거를 제시하고자 하였다. 수양명대장경상의 삼간혈(LI3)을 각각 자극했을 경우, 삼간혈(LI3)과 합곡혈(LI4)에서의 전위변화를 측정하였다. 그 결과, 레이저 자극 시, 평균 피크전위는 $7.53{\pm}3.44{\mu}V$로 매우 낮게 나타났고, 자극전후 전위패턴에 차이가 없어서 레이저 자극에 대한 유효한 전기반응으로 간주하기 어렵다. 접지조건에 대한 수기자극에서는 평균피크전위가 $2.65{\pm}1.53mV$로 매우 높게 측정되었고, 개인별, 접지조건에 따라 전위크기와 패턴이 다양하게 나타나고 전위패턴은 주로 캐패시터의 충방전 전위와 매우 비슷하게 나타났다. 또한, 절연자침의 경우에서는 접지조건에 관계없이 평균 피크 전위가 $0.25{\pm}0.16mV$로 수기자극 전위에 비하여 매우 낮게 나타났으며, 이는 침자극에 대한 유효한 전기 반응으로 간주하기 어렵다. 따라서, 전기적 관점에서 침술과정과 침술효과는 시술자와 피시술자간의 생체이온전하의 이동에 의한 에너지 교감현상임을 확인하고, 수기자극은 경락의 전기반응을 유도하는 반면, 레이저 자극은 경락의 전기적 반응을 유도하기 어렵다는 것을 확인하였다.

• 생물정신의학
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• 제5권1호
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• pp.3-16
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• 1998

동물에서 전기현상은 1773년 최초로 발견되었으며, 최근에는 이론과 기술적 면에서의 현저한 발전으로 뇌기능의 기전을 밝히는 도구로서, 또한 심리적 과정에 근저한 행동 및 신경생리학적 기전을 규명하는데 유용하게 사용되고 있을 뿐만아니라 치료적 목적으로도 사용되고 있다. 저자는 뇌와 행동의 기전을 연구하는 한 방법으로서 신경생리학적 접근에 흔히 사용되는 기본적인 기법을 간략히 정리해 보았다. 여기서는 주로 전기생리학적 기법에 중점을 둘 것이나, 병소화와 자극의 부위를 확인하는데 필요한 신경해부학적 기법에 대해서도 간단히 언급하였다. 실험동물의 선택, 실험동물의 관리, 실험동물의 마취에 있어서 약물투여의 원칙, 투여경로 및 용량 등 동물실험에 있어서 기본적으로 알아야할 사항에 대해서 실제적으로 언급하였다. 전기생리학적 실험에 필요한 정위법, 비선택적 및 선택적 병소화 기법, 전기적 자극법(일반적인 방법, 세포외 및 세포내 자극, 미세자극법, 뇌의 심부자극), 측정 및 기록을 위한 제반 기법을 소개하고 실예를 보여주며, 조직학적인 부위 확인을 위해 필요한 일연의 과정으로서 심장내관류법과 흔히 사용되는 신경계의 염색법에 대해서 간략히 설명하였다. 또한 기능상의 변화를 측정하는데 필요한 행동검사의 종류도 언급하였다. 신경생리학적 연구 방법은 뇌와 행동의 관계를 밝히는데 널리 사용되고 있다. 저자는 신경생리학적 동물실험에 많이 쓰이고 있는 기법으로서 정위법, 병소만들기, 전기적 자극, 측정 및 기록, 조직학적 부위 확인 등 일연의 과정에 대해 간략히 설명하였다. 그러나 이러한 연구의 결과는 신경화학적 연구, 기능을 점검해 볼 수 있는 행동학적 연구로서 보완이 될 때에 믿을만한 결론을 도출해 낼 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권2호
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• pp.151-156
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• 2001

기능적 전기자극(FES)에 의한 사지운동의 효과적인 제어를 위해서는, 전기자극을 입력으로 하여 근력 및 운동을 정확히 출력하는 근골격모델이 요망된다. 이 연구에서는 FES에 의한 근력 및 운동을 보다 정확히 예측할 수 있는 모델을 작성하기 위하여, 기존의 근육모델에서는 포함되지 않았던 근력의 점진적 강화현상에 대한 기초적 성질을 조사하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는, 일정강도의 표면자극에 대한 근력의 강화현상이 주파수, 자극이력, 근육길이에 어떻게 의존하는지를 조사하였다. 실험결과로부터, 자극의 주파수가 높을수록 초기근력에 대한 자극중의 근력의 증가도는 작아지고 근력의 피크에 도달하는 시간이 짧아지는 것을 알 수 있었다. 선행 자극에 의해 근육의 내부적인 강화상태가 포화되면 근력은 추가적인 자극에 대해서도 더 이상 증가하지 않았다. 자극시의 근육의 길이는 근력강화에 큰 영향을 미쳤으며, 근육의 길이가 짧을수록 증가도가 컸다. 장래에는 이러한 결과를 토대로 한 새로운 근력강화의 모델이 요망된다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제22권1호
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• pp.101-109
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• 1988

최근에 마취한 흰쥐에서 중뇌망상체를 전기적으로 자극하면 췌장의 외분비 기능이 증가하며 이러한 결과는 망상체의 자극으로 인하여 교감신경계의 활성도가 상승하기 때문이라는 보고가 있다. 한편 교감신경계의 활성도가 상승할 경우 교감신경계의 전달 물질인 catecholamine이 교감신경 종말 뿐만 아니라 부신수질에서도 유리된다고 알려져 있다. 그러므로 본 연구에서는 중뇌망상체의 자극으로 인하여 췌장의 외분비 기능이 증가함에 있어 교감신경계가 중요한 역할을 담당하는지를 확인하고, 이때 부신수질이 관여하는가를 알아보고자 하였다. 마취한 흰쥐에게 atropine (1mg/kg) 또는 reserpine (5mg/kg)을 투여하거나 또는 부신을 적출한 다음 중뇌망상체를 전기 자극하면서 췌장액을 채취하였다. 사용한 전기자극의 매개변수는 1.3V, 40Hz, 2msec이었다. atropine과 reserpine을 투여하면 마취한 흰쥐의 자발적 췌장액 분비량과 단백질 분비량은 모두 유의하게 감소하였으나 부신을 제거하면 췌장액 분비량에는 이렇다할 변동이 없는 반면에 단백질 분비량은 유의하게 감소하였다. 중뇌망상체를 전기자극하면 췌장액 분비량과 단백질 분비량 모두가 유의하게 증가하였다. 이러한 망상체의 자극효과는 atropine 전처치에 의하여 이렇다할 영향을 받지 않았으나 reserpine 전처치에 의하여 소실되었다. 그러나 부신을 적출하면 망상체 자극에 의한 췌장액 분비량의 증가는 유지되는 반면에 단백질 분비량의 증가는 소실되었다. 한편 미주신경을 절단한 흰쥐에서 중뇌망상체를 자극하는 동안에 경동맥의 수축기 및 이완기 혈압이 상승하였는데 이러한 망상체의 자극효과도 reserpine의 투여에 의하여 유의하게 감소되었다. 본 실험의 결과를 종합하여 보면 마취한 흰쥐에서 중뇌망상체의 자극은 교감신경계를 활성화시켜 췌장액 분비량과 단백질 분비량에 촉진적인 영향을 미치며, 이때 활성화된 교감신경계는 부분적으로 부신을 경유하게 췌장의 단백질 분비에 촉진적인 영향을 미치는 것으로 생각된다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1995년도 추계학술대회
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• pp.235-238
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• 1995

모든 살아있는 조직은 표면전위(surface electropotentials)를 가지고 있으며, 이는 조직에 손상를 가져오는 상처가 발생되었을 때 그 상처를 치료하는데 큰 역할을 담당하고 있다. 즉, 상처부위에 인위적으로 표면전위의 특성을 가진 전기적인 자극을 가함으로서 상처의 치료효과를 높일 수 있으며, 그 중에서도 상처의 발생 직후에 음(-)의 전기자극을 가할 때 높은 치료효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 상처의 치료에 전기자극을 사용할 때, 자극의 특성 변화가 치료의 효과를 높일 수 있는가에 대한 기초 연구로서 수행하였다. 즉, 쥐의 복부부위를 일정한 크기로 절개하고, 그 부위에 1mA와 10mA의 자극 펄스를 지속시간을 10msec와 100msec로 변화하면서 $1\sim3$일간 제시한 후 상처가 치료된 정도를 비교하였다. 모든 자극이 끝난 후 상처부위에 대한 조직검사를 수행하여 육아조직(granulation tissue)의 상태를 관찰하였다. 그 결과 전기자극을 전혀 가하지 않은 그룹에 비하여 전기자극을 행한 그룹들의 육아조직에 있어서 그 형성 상태가 양호하였고, 괴사현상이 나타나지 않았으며, 염증의 정도가 낮게 나타났음을 발견하였다. 또한, 자극의 횟수를 증가할수록 전기자극으로 인한 치료의 효과가 크게 나타났음을 알 수 있었다. 그러나, 각 그룹 내에서 자극의 특성을 변화시키며 수행한 검사의 결과는 큰 차이를 보이지 않았다.

• 대한감각통합치료학회지
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• 제14권2호
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• pp.1-10
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• 2016

목적 : 본 연구는 목적은 기능적 전기자극이 경직성 뇌성마비 아동의 상지 기능에 미치는 영향을 알아보는 것이었다. 연구방법 : 11세에서 16세 사이의 경직성 뇌성마비 아동 20명을 대상으로 실험을 실시하였다. 기능적 전기자극은 1회 20분, 주당 3회, 총 8주를 실시하였고, 기능적 전기자극이 상지 기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 Jebsen Hand Function Test, 수정된 Ashworth 척도, 3차원 동작분석을 실시하였다. Jebsen Hand Function Test, 수정된 Ashworth 척도는 실험 전부터 8주간 각 2주마다 측정을 실시하였고 3차원 동작분석은 실험 전과 8주 후에 측정을 실시하였다. 결과 : 기능적 전기자극 후, Jebsen Hand Function Test에서 6개의 하위 검사 모두에서 각 과제의 수행을 위한 경과 시간의 유의한 감소가 나타났고(p<.05), 수정된 Ashworth 척도에서도 통계학적으로 유의한 상지의 경직도의 감소가 나타났다(p<.05). 3차원 동작 분석 결과 기능적 전기자극 적용 전에 비해 적용 8주의 경과 후 손바닥 두드리기와 검지 두드리기에서는 통계학적으로 유의한 감소를 나타내었고(p<.05), 아래팔의 회내-회외 운동에서는 기능적 전기자극 적용 전에 비해 적용 8주의 경과 후에는 통계학적으로도 유의한 증가를 나타내었다. 결론 : 본 연구의 결과를 통해, 기능적 전기자극은 경직성 뇌성마비 아동의 상지 기능 향상을 위한 효과적인 치료 방법임을 알 수 있었다. 그리고 향후 기능적 전기자극을 위한 다양한 방법과 장기간의 적용에 대한 지속적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.