경혈을 대상으로 인체를 진단하는 의료기기들은 경혈점에 미세한 직류전류를 인가하고, 이 점에서의 전기저항과 세포의 분극에 의해 반응하는 경락체계의 균형상태를 측정하여 인체를 종합적으로 진단한다. 따라서 전 과정이 정확한 경혈의 위치에서 이루어져야만 치료효과와 진단의 신뢰성이 보장된다. 그러나 대부분의 경락관련 치료기들이 정확한 혈위식별에 어려움이 있고 사용자의 전문적 숙련을 요구한다. 따라서 선행연구에서 일정한 주파수로 교호되는 자극패턴(SPAC) 방식을 사용하여 식별률을 높인 혈위식별기 DM96A-1를 개발하였다. DM96A-1은 단일전원이 양방향으로 교호되는 전류로 자극펄스를 출력하고 측정범위가 0.5∼50㎂인 전류메터와 레벨메터를 이용하여 혈위의 전류량을 표시한다. 이에 따라 방향전환 소자의 두 채널 제어신호가 교호되는 과도기에서 두 자극패턴의 중첩 도통에 의해서 누설전류가 발생하는 경우가 있으며 이를 제거하기 위하여 정밀한 조정을 필요로 하는 불편이 있었다. 따라서 이와 같은 단점들을 보완하여 신뢰성 있는 출력 파라메터를 얻을 수 있도록 마이크로프로세서 i80c196kc를 사용하여 DM96A-2를 재 설계하였으며 임상실험에 의하여 개선된 최적 파라메터의 타당성을 검증하였다.
This paper deals with an experimental study on the reaction of muscles by functional electrical stimulation(FES) with the design and fabrication of an ankle reaction apparatus. The ankle reaction apparatus consists of a circuit part and a kinematic part, and it monitors reaction time for a particular angle of joint rotation according to FES. The experimental results showed that the change of the ankle rotation angle was linearly proportional to the change of the magnitude of FES. It also showed that the muscle's reaction time was constant no matter how large the magnitude of the stimulus. The results of this paper can be applied to develop an active-type walking-assistance robot.
목적 : 성인 정신장애를 대상으로 청각자극에 대한 생리학적 반응을 측정한 연구에서 사용된 청각자극의 종류와 측정도구를 알아보고 대상군의 자율신경계 반응특성을 제시하고자 한다. 연구방법 : 연구방법으로는 체계적 고찰을 사용하였다. 사용한 데이터베이스는 PubMed이었다. 검색어는 "auditory stimulation, auditory startle, electromyogram, skin conductance, heart rate, psychiatric disorder, anxiety disorder, schizophrenia, depression"이었다. 최종적으로 분석에 사용된 논문은 8개이었으며, 근거의 질적 수준은 모두 수준II이었다. 분석 내용은 대상군의 특성, 청각자극의 종류, 측정도구, 정신 장애의 청각자극에 대한 생리학적 반응특성이었다. 결과 : 1. 연구 대상군은 불안장애와 정신분열장애를 대상으로 한 연구가 각각 4개이었다. 2. 생리학적 반응 유발을 위해 청각자극만 제공한 연구가 6개, 청각자극과 함께 시각자극을 포함한 연구가 2개이었다. 3. 분석대상 연구 모두에서 근전도(electromyograph)를 사용하였으며, 근전도와 함께 피부전기전도(skin conductance)를 측정한 연구가 2개, 심박수(heart rate)를 측정한 연구가 2개이었다. 4. 정신분열장애와 불안장애(외상후 스트레스장애, 강박장애)는 일반인과 다른 생리학적 반응을 보였다. 결론 : 생리학적 반응을 측정하기 위한 연구에서 사용한 자극은 청각자극으로 단순음을 제시하였고, 근전도는 안륜근에 전극을 붙여 생리학적 반응을 측정하였다. 정신장애군은 청각자극에 대해 큰 반응, 짧은 잠재기, 지연된 습관화 등의 특징을 보였다. 앞으로 정신장애군의 감각 특성에 대하여 생리학적 측정을 통한 연구가 이루어져야 하겠다.
경두개 직류전기자극(transcranial Direct Current Stimulation; tDCS)은 지각, 인지, 운동 등의 뇌기능 향상 및 발달 효과가 입증되며, 다양한 분야에서 활용 및 응용되는 비침습적 뇌자극술이다. tDCS 효과는 뇌의 해부학적 구조, 뇌의 노화 정도 등의 뇌신경활성화 특징에 따라 다르게 나타난다는 연구결과들이 보고되고 있다. 일주기 리듬(circadian rhythm)은 대략 하루 주기의 수면과 각성의 생리적 변화패턴을 의미하며 뇌신경활성화 상태는 일주기 리듬에 따라 다르게 나타난다. 일주기 유형(chronotype)은 하루 중에 발현되는 각성도의 크기에 따라 아침의 각성도가 큰 유형은 아침형으로 저녁의 각성도가 큰 유형은 저녁형으로 나누어진다. 본 연구는 일주기 리듬에 의해 변하는 뇌기능 특징이 tDCS 효과에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 총 20명의 건강한 성인 대상으로 실험을 진행하였고, 참가자들은 일주기 유형을 분류하기 위해 아침형-저녁형 설문지에 의해 주간형(아침형, 중간형)과 야간형(저녁형)으로 분류했다. 본 실험은 Zoom 프로그램을 이용하여 참가자와 실험자가 온라인으로 만나서 실험을 진행했다. 실험이 확정된 참가자는 실험자로부터 뇌파 기기, 뇌파 데이터를 획득하는 앱이 있는 핸드폰, 핸드폰 거치대, 뇌자극 기기의 사용방법에 대한 설명을 듣고 기기를 테스트해보고 기기를 전달받았다. 기기사용의 어려움을 가진 2명의 참가자는 대면 실험을 진행하여, 실험자가 기기작동을 하여 실험에 참여했다. 일주기 리듬의 상태에 따른 뇌자극 효과를 알아보기 위해 1주일 간격으로 아침과 저녁에 실험했으며, tDCS 자극 전과 후의 신경활성화 반응의 차이를 뇌파를 이용하여 측정하였다. 뇌자극에 의한 뇌기능 변화를 확인하기 위해 자극 전의 뇌파와 자극 후 뇌파가 다른 패턴을 보이며 분류가 잘되는 지를 예측 정확도로 분석했으며, 뇌기능 특징 변화가 일주기 리듬과 일주기 유형에 따라 다르게 나타나는지 확인하기 위해 각 조건의 분류조건(아침/저녁, 주간형/야간형)에서 추출된 주요 EEG 특성을 비교했다. 54개의 뇌파 특성값을 추출하여 SVM(Support Vector Machine) 기계학습 알고리즘으로 분류 모델을 구축하였고, 구축된 모델을 Leave-One-Out 교차검증(Leave-One-Out Cross-Validation)을 사용하여 자극 전과 후의 뇌파 반응을 예측하는지 평가하였고, 분류예측모델의 주요 예측 인자를 확인하는 주요 특성 분석을 진행하였다. 아침과 저녁의 tDCS에 따른 뇌파 특징을 분류하는 예측 정확도는 모두 98%로 나타났으며, 주간형의 아침 자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 92%와 96%이며, 야간형의 아침자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 모두 94%로 나타났다. 아침 자극 전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성결과는 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 좌측 측두 두정엽과 전전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽의 뇌파 특성값들만 나타났다. 저녁 자극전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성 결과 또한 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 우측 측두 두정엽과 좌측 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽과 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났다. 이와 같은 연구결과는 일주기 리듬과 유형에 따라 아침과 저녁의 뇌기능 특징이 다르게 나타나서 뇌자극 효과가 다르게 나타날 수 있음을 확인한 결과이다. 본 연구의 결과는 효과적인 뇌자극을 위해 개인의 뇌신경 활성화 상태 및 특징에 따라서 뇌자극 프로토콜을 조정할 필요성을 제시한다는 데에 의의를 찾을 수 있다.
뇌의 시세포를 전기적으로 자극할때 작고 환한 섬광을 보게된다. 이 원리를 이용하여 전기 핀 배열판으로 축구 경기장의 전광판 같은 이미지를 만들어 맹인을 위한 기능적 시각, 걷기 혹은 글 읽기를 가능케 할 수 있다. 유타대학 생체공학과는 인공시각 연구에서 최고의 역사를 가지고 있다. 최근에 개발된 실리콘 전극 배열판은 가까운 장래의 인체 실험을 남겨놓고 있다.
발음검사 결과 /i/에 선행되는 /ㅅ/은 정상발음을 보였으나 그 이외의 모음에 선행되는 /ㅅ/은 모두 측음화 /ㅅ/로 규척적인 오류발음을 하고 있는 증례에 대한 발음교정에서 청각자극에 의한 feedback 및 촉ㆍ시지각을 중심으로하는 전래적 발음지도 방법으로는 개선의 효과를 볼 수 없었으므로 전기적 인공구개(D.P)를 이용한 혀운동의 시각적 feedback을 중심으로한 발음지도를 시도한 즉 측음화 /ㅅ/음의 소실이 인정되고 정상구음 /ㅅ/의 출현을 보였다. (중략)
한의학의 뜸 요법은 잘 알려져 있으나, 현재까지도 쑥을 연소하여 시술하는 고전적 방식을 많이 사용하고 있다. 대체의학의 뜸 기기 개발에서, 뜸에서 반응하는 인체의 특징 및 요소들을 파악하는 것은 중요하다. 그러므로 본 연구에서는 뜸 요법에 대한 뇌파변화를 고찰하고자, 자극을 가하지 않은 무자극 대상군과 간접 뜸 방식을 적용한 대상군으로 나누어, 뜸 자극에서 중요하게 여겨지는 관원(CV4), 신궐(CV8), 그리고 중완(CV12)의 경혈 점에 자극을 주어 뇌파 변화의 특징을 비교 분석하였다.
목적 : 다감각 통합은 인지과제나 운동실행을 위해 다양한 감각정보를 사용하는 데 있어서 필수적인 처리과정이다. 특히 시각 및 체감각의 통합은 운동 행동의 주요한 요소이다. 본 연구는 감각통합 과정의 시간적 경로와 뇌의 담당 위치를 파악하기 위해 신경생리학적 연구방법을 사용하여 시각과 체감각의 통합과정과 관련된 뇌의 시간적 및 공간적 특성을 조사하였다. 연구 방법 : 실험실 상황에서 시각과 촉각 자극을 독립적으로 또는 동시에 제시하고 유발전위검사(ERP: Event-Related Potentials)를 통해 통합작용 시 뇌에서 일어나는 신경세포들의 전기생리적활동을 측정하였다. 이때 시각 과 촉각을 각각 제시하여 얻은 유발전위신호들의 선형합과 두 개의 자극을 동시에 제공하였을 시 발생되는 유발전 위신호를 측정하여 비교하였다. 결과 : 시각과 촉각을 독립적으로 각각 제시하여 얻은 유발전위신호(SUM)의 합과 두 개의 자극을 동시에 제공하여 얻은 유발전위신호(SIM)는 같지 않았다. 특히나 자극의 반대측인 오른쪽 일차체감각영역(C4)에서 SIM은 SUM 보다 특정시간대에 통계적으로 유의미한 차이를 보였으며, Bilateral parietal areas(P3, Pz, P4) 뿐만 아니라 일차 시각영역(O1,O2)에서도 두 조건간 추가적인 통합관련 신경활동전기신호에 의한 통계적으로 유의미한 차이를 나타내고 있다. 결론 : 뇌 속에서 2개 이상의 감각이 통합될 경우 이와 관련된 추가적인 신경세포활동이 일어나고 있으며, 이는 다 감각을 동시에 제공할 경우 뇌의 활동을 더욱 활발하게 촉진시키고 있음을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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