• 제목/요약/키워드: 펄스자기장

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저 자기장 조골세포 재형성 시스템용 RF 코일 설계 (Design of RF Coil for Low Magnetic-Field Osteoblast Reformation System)

  • 문성혁;조춘식;김영진
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권11호
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    • pp.821-827
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    • 2018
  • 골다공증을 치료하기 위하여 조골세포의 재형성 증가를 위해 사용되는 장치에서는 뼈의 외부에서 자기장을 인가하게 되면 뼈에 포함된 무기질이 일정한 방향으로 정렬되며, 세차운동을 하게 된다. 이러한 상황에서 RF 코일을 이용하여 90도 RF 펄스를 인가하면 무기질의 양성자가 여기 상태에 이르게 되며, 뼈 속에서의 조골세포의 침착에 촉진하는 인의 활성도가 증가하여 뼈의 재형성이 증가하게 된다. 이 때 세차 운동 주파수의 고조파에 해당하는 신호를 RF 코일에서 90도 RF 펄스로 발생시키는 RF 코일의 크기를 소형화하면 조골세포 재형성 시스템의 전체 크기를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 조골세포 재형성 시스템에 사용될 수 있는 RF 코일의 소형화를 위한 방법론을 제시하며, 설계 후 측정을 통하여 검증한다. 본 연구에서 구현한 RF 코일의 커패시터는 25 pF, 인덕터는 약 100 nH, 공진주파수는 대략 96 MHz이며, 제작된 RF 코일의 end 링의 반지름은 18 cm, 다리 총 길이는 $2{\times}11.6cm$이다.

적분방정식을 이용한 3차원 지자기 지전류 모델링 (Three-Dimensional Magnetotelluric Modeling Using Integral Equations)

  • 김희준;이동성
    • 자원환경지질
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    • 제27권2호
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    • pp.191-199
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    • 1994
  • 층상대지속에 있는 3차원 물체에 의한 지자기 지전류 (MT)응답을 계산하기 위하여 적분방정식을 이용한 수치모델링법을 개발하였다. 이 방법에서는 3차원 이상체를 몇 개의 세포로 분할하여 펄스기조함수로 근사할 수 있는 전류분포로 치환한다. 층상대지를 표현하는 전기 텐서그린함수를 쓰면 행렬방정식을 유도할 수 있으며 이를 각 세포의 벡터전류에 대하여 푼다. 결국 미지의 산란장은 산란전류에 관한 전기 및 자기 텐서그린함수를 적분함으로써 얻어진다. 지표면 근처에 3차원 전도성물체가 존재할 때 2차원의 TE모드 모델링으로는 깊은 곳에 가짜의 저 비저항을 가정해야 한다. 이는 TE모드 모델링에서는 경계면 전하의 영향을 고려할 수 없기 때문이다. 그러나 긴 3차원 직방체의 가운데를 가로지르는 단연은 2차원 TM모드 아르고리즘으로 정확히 모델화할 수 있으며, 이는 정식화과정에서 경계면 전하가 고려되어 있기 때문이다. 다중 주파수에 관한 수치계산 결과 겉보기 비저항과 위상은 상호보완적인 변수라는 것이 밝혀졌다. 따라서 이들 변수는 주파수영역 MT 해석시 함께 취급되는 것이 바람직하다.

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펄스자기장이 위팔 두갈래근의 지연성 근육통에 미치는 영향 (The Influences of Pulsed Electromagnetic Field Treatment Following Experimentally Induced Delayed-Onset Muscle Soreness in Biceps Brachii)

  • 강선영;박주희;전혜선;이현숙
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.11-19
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    • 2013
  • Delayed onset muscle soreness (DOMS) is a painful condition that arises from exercise-induced muscle damage after unaccustomed physical activities. Various therapeutic interventions have been applied to reduce the intensity and duration of DOMS-related symptoms. Recently, pulsed electromagnetic field (PEMF) intervention has been introduced as an alternative noninvasive treatment for DOMS. This randomized, double-blind, placebo-controlled experiment was conducted to examine the effects of PEMF therapy on DOMS in elbow flexors at 24, 48, and 72 hours after the experimental DOMS induction. Thirty healthy volunteers ($23{\pm}2.4$ yrs, $175{\pm}5.7$ cm, and $74{\pm}7.8$ kg) participated in this study. Each was randomly assigned to a PEMF or placebo group. On the first day, DOMS was induced in the elbow flexors by repeated isokinetic motions at low ($60^{\circ}/s$) and fast ($120^{\circ}/s$) speeds in all subjects. Thereafter, the PEMF group received 15-min daily treatment with a PEMF device. The placebo group received sham treatment of the same duration. Overall, PEMF application was more effective than the sham treatment in reducing the physiological symptoms associated with the DOMS including perceived soreness, median frequency, and electromechanical delay of the surface electromyography. In addition, median frequency and isokinetic peak torque of the PEMF group recovered to the pre-DOMS induction level earlier than the placebo group. In conclusion, this study suggests that PEMF can be applied as a new recovery strategy in reducing DOMS symptoms. Further experiments are required to examine the effect of the PEMF treatment on different types of exercise conditions and to determine the optimal treatment dosage and duration in a real clinical setting.

직류와 양극성 펄스직류에 의한 스퍼터링시 타겟 표면의 온도 분포와 그 영향 (Effect by Temperature Distribution of Target Surface during Sputtering by Bipolar Pulsed Dc and Continuous Dc)

  • 양원균;주정훈;김영우;이봉주
    • 한국진공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.45-51
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    • 2010
  • 마그네트론 타겟에서 일어나는 다양한 물리적 현상에 의한 결과로 인해 발생하는 타겟 표면의 온도를 측정함으로써 그 분포가 플라즈마, 혹은 증착되는 박막에 영향을 줄 수 있는 가능성을 분석하였다. 마그네트론 스퍼터링의 타겟은 크게 원형 타겟과 사각 타겟으로 구분되는데, 사각 타겟에서는 자기장에 의한 corner effect 등에 의해 전자 집중 방전 영역이 발생하고 그것에 의해 타겟 표면에서 불균일한 온도분포가 생성됨을 확인했다. 국부적으로 온도가 높게 올라가는 지역은 비스퍼터링 지역에 비해 $10{\sim}20^{\circ}C$ 정도 높았으며, 스퍼터링 공정 시 문제점 중에 하나인 particle이 발생하면 그 부분에서 온도가 $20^{\circ}C$ 정도 더 상승함을 알 수 있었다. 이런 영향은 증착되는 박막의 균일도에도 적지 않은 영향을 주었으며 세라믹 타겟의 경우, 균열의 원인이 될 수 있고, 불균일한 타겟 침식으로 타겟의 수명을 단축시키는 문제를 유발하기도 한다.

펄스자기장 자극 시간에 따른 미세순환시스템 내에서 혈액의 pH변화 (Changes of Blood pH in Micro-circulation System on the Stimulated Time of Pulsed Magnetic Fields)

  • 이보람;최유경;이현숙
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.214-218
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    • 2022
  • The purpose of this study was to investigate the role of the PMF in the treatment of acidosis and inflammation by monitoring the pH change for the continuity of PMF effect on the blood in the micro-circulation system that mimics the capillaries in the human body. Micro-tubes and micro-channels similar in diameter to those of arteries and arterioles were fabricated using PDMS and connected to a micro-pump for blood circulation. The continuity of PMF effect was verified in a micro-circulation system in-vitro. The pH changes for the circulating blood and for persistence time of PMF stimulus effect were confirmed using the optimized PMF conditions based on the previous studies. Also pH changes were observed by continuously stimulating PMF for a set period of time. The result was observed that the pH of the blood acidified using tBHP continued to rise from immediately after stimulation of PMF to 70 minutes of stimulation, reaching a normal pH range, and then decreasing. Our study showed that PMF has a positive effect on the control of blood pH homeostasis, so it is suggested the possibility of being used as a noninvasive treatment for acidosis treatment and anti- inflammatory treatment.

초고해상도 미세영상 기법을 이용한 Mouse 뇌의 자기공명영상 연구 (High-Resolution MRI Study on Mouse Brain Using Micro-Imaging)

  • 한덕영;윤문현;최보영
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제12권2호
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    • pp.142-147
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    • 2008
  • 목적 : 본 연구는 핵자기공명 분광기를 개조한 미세영상 기법을 이용하여, 동물실험에 주류를 이루는 mouse를 대상으로, 0.1 mm 이내의 초고해상도 자기공명영상을 5분 정도 시간 안에 획득할 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법 : 사용된 mouse는 C57BL/6로서 무게 50 그램 이내의 mouse를 사용하였다. 본 연구에 활용된 초전도 자석은 구경 89 mm, 4.7 T의 자기장 세기를 가진 수직형 자석이며, 사용된 샘플 코일의 직경은 30 mm 이고, 사용된 펄스시퀀스는 fast spin echo (FSE) 및 gradient echo (GE) 기법들이다. 결과 : 최적의 자기공명영상 파라미터를 확보하면서 2차원 영상으로서 수소밀도 및 T2 강조 영상을 획득하였다. 영상으로부터 mouse 뇌의 미세부분까지 상세히 해부학적 구조를 확인할 수 있었고, 또한 입체적인 정보를 획득하기 위하여 3D 영상도 부가적으로 획득하였다. 조영제를 이용한 dynamic contrast 연구에 3D 영상이 매우 유용하였다. 결론 : 본 연구를 통하여 mouse 뇌에 대한 고해상도 자기공명영상 획득을 위한 최적의 파라미터를 확보할 수 있었고, 또한 성공적인 자기공명영상도 획득하였다. 즉, 사람이나 다른 소동물뇌의 경우와 같이 mouse 뇌 조직의 다양한 부위의 미세부분을 확인할 수 있는 충분한 고해상도의 영상을 획득하였다. 최근 국내에서 mouse를 이용한 자기공명영상 연구가 시작되었으나 아직 초기단계라고 평가할 수 있고, mouse는 다른 동물에 비하여 취급/관리하기 쉬우므로 향후 mouse를 이용한 뇌 연구가 활성화 될 것으로 사료된다.

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펄스자기장 및 과열증기 처리를 통한 노계육과 육계의 품질 평가 (Quality Evaluation of Spent Hen and Broiler with Pulsed Electric Field and Super Heated Steam Treatment)

  • 전기홍;황윤선;김영붕;최윤상;김은미;이동언;최진영
    • 한국식품영양학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.753-759
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    • 2016
  • 노계육의 물리적 처리를 통한 조직감 개선과 가공특성을 조사하였다. 각 처리 조건은 스팀(Steam, S) $85^{\circ}C$/20 min, 펄스 전기 자기장(Pulsed Electric Field, PEF) 1.5 KV/cm, 초고압 증기 가열법(Super Heated Steam, SHS) 오븐온도($300^{\circ}C$), 스팀 온도($350^{\circ}C$), 시간(8 min)을 선정하여 실험 하였다. 수율에서는 육계육과 노계육 모두 대조구에서 66.85%, 63.80%로 높은 결과를 얻었으며 처리구에서는 모두 감소하여 노계육을 전기장 처리한(PEF) 처리구에서 61.05%로 가장 낮은 수율을 나타냈다(p<0.05). 색도는 노계와 육계의 품종과 관계없이 가열 중 L 값은 낮아지고 a 값과 b 값은 높아지는 전형적인 현상을 보였으며, 가열 감량은 가열 감량은 노계육스팀처리(S)에서 45.25%로 가장 높았으며, 육계육의 초고압증기(B-SH) 가열 처리할 때는 30.66%로 가장 낮았다. 처리구별로는 노계육을 PEF 및 SH 병행 처리 시 PEF와 SH를 단독으로 처리한 물리적인 처리구보다 가열 감량이 낮게 나타나는 것을 알 수 있었다. 조직감은 hardness의 경우 시료별로는 부드러운 조직감을 갖는 육계육에서 초고압스팀처리구(B-SH)에서 5.57 kg으로 가장 낮았다(p<0.05). 반면에 노계육은 PEF 처리한 후 스팀처리구 경우 14.08 kg으로 육계육에 비해서는 질긴 조직감을 보였으나 PEF 처리 후 초고압증기처리(SL-PSH) 시료에서는 10.73 kg까지 유의적으로 감소하여 연도개선에 효과가 있었다. 관능평가에서는 전반적 기호도가 가장 좋은 점수를 보인 것은 육계육 7.8점이었고, 노계육에서는 PEF 처리 후 초고압증기 처리구(SL-PSH)에서 6.3점으로 가장 좋은 점수를 보였다. 따라서 노계육의 연도를 개선하기 위한 물리적 방법에서는 PEF 처리 후 초고압증기처리(PSH)가 가장 이상적인 방법이라고 생각된다.

3T 능동차페형 전신 자기공명영상 장비로부터 얻어진 고해상도 자기공명영상 (High Resolution MR Images from 3T Active-Shield Whole-Body MRI System)

  • Bo-Young Choe;Sei-Kwon Kang;Myoung-Ja Chu;Hyun-Man Baik;Euy-Neyng Kim
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제5권2호
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    • pp.138-148
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    • 2001
  • 목적 : 임상적용 가능시간 내에 세계 최초의 3T 능동차폐형 자석을 장착한 전신용 자기공명영상장비를 이용하여 고해상도의 자기공영영상을 획득하였다. 대상 및 방법: 128 MHz의 공명주파수를 갖는 RF코일을 사용하여 정상인으로부터 스핀에코와 고속 스핀에코 펄스 시퀀스를 적용한 두뇌, 무릎, 발 및 손목영상 등을 획득하였다. 전형적인 펄스시퀀스의 매개변수는 $512{\times}512$ matrix, 20 cm FOV, 3 mm 절편두께, 1 NEX를 사용하였다. 특히 T1 강조영상을 위하여 TR=500 ms, TE=10 혹은 17.4 ms을 사용하였으며, T2 강도영상을 위하여 TR=4000 ms, TE=108 ms을 사용하였다. 결과: 3T의 신호대잡음비는 기존 병원에 설치된 1.57에 비하여 2.7배 정도 향상되었다. 3T자기공명영상은 매우 미세한 혈관 구조물을 표출하는데 도움을 주며, 또한 백질과 회질의 상당한 대조도를 제공하여 주었다. 결론: 본 연구결과에서 37로부터 얻은 자기공명영상은 기존 1.57 영상에서 얻은 영상에 비하여 더 높은 해상도와 민감도를 제공하여 주었다 3T 고자장 자기공명영상에 나타난 증가된 신호대잡음비는 생체 조직단위의 영상을 획득하는데 유용하였다. 이러한 고해상도의 자기공명영상은 비침습적인 방법으로서 미세조직의 이상유무를 진단하는데 있어서 향후 더욱 임상에 도움을 주리라 예상한다.

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펄스 자기장을 이용한 잔류 응력 완화 연구 (A Study on the Stress Relief by Pulse Magnetic Treatment)

  • 오주숙;양원존;이종훈;박용호
    • 열처리공학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.149-155
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    • 2011
  • Residual stress relief by pulse magnetic treatment is attractive because the process is carried out at room temperature and magnetic fields that are easy to produce and control can be used. This study shows that strong pulse magnetic treatment can lead to stress relaxation of structural steels instead of a conventional heat treatment process. And it makes a comparative study about pulse magnetic treatment and tempering by using Larson-Miller equation. When the specimen was subjected to a pulse magnetic treatment process the residual stress in the specimen was reduced by about 13.8%. It could be compared with tempering at $200^{\circ}C$ for 2hours by using thermal effect of Larson-Miller equation. As a result, it is considered that the pulsed magnetic treatment have an effect of the stress relation by tempering at $200^{\circ}C$ for 2 hours.

고에너지 입자 검출기 STEIN의 아날로그회로 설계

  • 김진규;남지선;서용명;전상민;;;진호;선종호;이동훈
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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    • pp.37.5-38
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    • 2010
  • 경희대학교 우주탐사학과에서는 우주공간 탐사를 위해 Trio(TRiplet Ionospheric Observatory)-CINEMA(Cubesat for Ions, Neutrals, Electrons and MAgnetic fields)로 명명된 초소형 위성을 개발하고 있다. 과학임무는 지구 저궤도에서 고에너지 입자를 관측하는 것이며, 이를 위해 고에너지 (2~300keV) 입자 검출기와 자기장 측정기가 탑재된다. 저에너지 입자 검출기 시스템인 STEIN(SupraThermal Electrons, Ions, Neutrals)은 $1\times4$ Array의 개선된 실리콘 검출기와 이온, 전자, 중성입자를 분리할 수 있는 정전장 편향기, 그리고 신호를 처리하는 전자회로로 구성되어있다. 설계된 전자회로는 매우 작은 검출기 기판, 아날로그 기판과 디지털 기판으로 이루어져 있고, 475mW 이하의 저 전력으로 동작한다. 또한 2~100keV의 에너지를 1keV이하의 해상도로 30,000event/sec/pixel 까지 관측 할 수 있도록 회로를 설계하였다. 센서로 들어온 입자로 인해 발생한 펄스의 신호는 4개의 아날로그 회로가 담당하게 되는데, Folded cascode amplifier를 배치하여 증폭률을 높인 Charge sensitive amplifier를 통해 신호를 증폭하고, $2{\mu}s$ unipolar gaussian shaping amplifier를 통해 읽기 쉽게 처리된 신호를 상한파고선별기와 하한파고 선별기를 통해 유효 값 여부를 판단하고, 피크 검출기를 통해 피크의 타이밍을 측정한 뒤 신호를 아날로그-디지털 변환 회로를 통하여 8bit의 값으로 나타내어, 입자들의 Spectrum을 측정하게 된다. 크기와 소비전력이 적음에도 검출성능이 우수하기 때문에 이 시스템은 향후 우주탐사 시스템에 있어 매우 중요한 역할을 수행 할 것으로 생각한다.

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