• 한국산업정보학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.81-86
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• 2015

본 논문에서는 인체의 CT/MRI에서 단층 촬영된 무릎관절을 영상처리 과정을 거쳐 3차원 관절 모델을 제작하였다. 실제 무릎관절의 형상을 추출할 때 설정 조건에 따라 3차원 형상정보가 달라질 수 있다. 이러한 미세한 3차원 형상정보의 차이에 따른 무릎관절의 구동특성을 분석하기 위해 2가지의 관절 모델을 3차원 프린터를 이용하여 제작하였다. 제작된 관절모델을 이용하여 관절구동 시 압축력 실험을 수행하였고 형상의 차이에 따라 결과값의 차이가 발생하였다. 따라서 생체모방형 바이오리액터를 개발할 경우에는 형상정보의 차이에 대한 연구가 선행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.533-539
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• 2009

본 연구에서는 먼저 완전 신전상태의 병변이 없는 26세 남자의 자기공명영상이미지를 기반으로 대퇴골, 경골, 관절연골, 반월상 연골의 정밀한 3차원 재구축을 실시하였다. 재구축된 무릎모델에 인대와 건을 생리학적으로 적합한 위치에 부착시켜 3차원 유한요소모델을 완성시켰다. 뼈, 관절연골, 반월상 연골은 균질성, 등방성 선형탄성거동을 보이는 것으로 고려하였으며, 인대와 건은 트러스 요소와 선형, 비선형 스프링 요소를 사용하여 모델링하였다. 제작된 무릎관절의 유한요소모델을 ABAQUS를 사용하여 비선형 접촉해석을 수행하였다. 수치해석결과로서 조직의 손상과 환자의 통증을 추정하기 위한 중요매개변수로 간주될 수 있는 관절연골과 반월상연골의 접촉압력과 von Mises 응력분포를 계산하였으며, 관절연골과 반월상 연골의 접촉압력과 von Mises 응력분포를 분석하여 무릎관절에 대한 파손평가를 실시하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1397-1398
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• 2013

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2020년도 추계학술발표대회
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• pp.73-74
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• 2020

사용자 동작 추정이란 이미지 또는 비디오에서 사용자의 관절 위치를 추정하는 과정을 말한다. 기존의 연구들은 사용자의 몸에서 관절의 큰 부분(어깨, 무릎, 골반, 손, 발 등)만을 추정하거나 손의 세부 관절을 별도로 추정 했다. 하지만 특정 분야(수화, 댄스 등)에선 몸짓과 손을 함께 사용하기에 우리는 사용자 몸의 큰 관절과 손의 세부 관절을 같이 추정하는 방법에 대한 연구를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 사용자 동작 추정 방법은 Cascades 방법을 이용한 합성곱 신경망 기반 회귀모델을 적용한 방식이다. 손의 관절들은 다른 큰 관절들(어깨, 무릎, 골반 등)보다 작아서 정밀한 추정을 요구하기에 Cascades 방법을 사용해 보다 정밀하게 추정할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(하)
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• pp.1093-1098
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• 2002

본 연구실에서 개발한 MIMIC(Motion Interface & Motion Information Capture system)은 동작자의 동작을 획득하고, 동작의 의미를 이해할 수 있도록 설계된 시스템이다. 비전 센서로부터 입력된 영상을 분석하여 동작자의 머리와 두 손, 두 발의 정보를 찾는다. 그리고, 이 정보를 기반으로 팔꿈치나 무릎 등의 중간 관절을 추정한 후 20개의 관절을 가지는 3차원 인체 모델을 구성한다. 이 인체 모델은 동작자의 동작을 실시간으로 흉내낸다. 그러므로, 기존의 마커프리 모션캡쳐 시스템과 달리 완벽한 인체를 구성하기 위한 중간 관절까지 생성함으로써 동작자의 동작을 더욱 자연스럽게 구현할 수 있다.

• 한국임상수의학회지
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• 제24권3호
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• pp.325-330
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• 2007

본 연구는 개에서 수술적으로 짧은 기간 동안 관절의 불안정성을 최대로 유도하여 수술후 운동 없이 관절의 퇴행성 변화의 유무 및 정도와 골관절염 모델로 적합한지를 평가 하였다. 10두의 비글견을 본 실험에 사용하였다. 실험군은 오른쪽 무릎관절의 앞십자인대 및 내측 곁인대의 절제와 내측 반월 연골 절제술을 시행하였으며, 왼쪽 무릎관절을 대조군으로 사용하였다. 수술 12주 후 연골의 손상, 윤활막의 염증 정도와 윤활액의 생화학적 변화를 평가 하였다. 조직 검사에서 연골의 비후, 연골 세포의 분화, 프로테오글리칸의 소실 및 윤활막의 염증이 대조군과 비교하여 유의성 있는 증가가 관찰되었다. 윤활액의 생화학적 검사에서 유의성 있게 증가된 MMP-2, -9의 농도를 실험군에서 관찰 하였다. 이상의 결과로부터 본 연구에 수행한 관절염 모델은 골관절염 유도가 가능하며, 술후 운동으로 소모되는 시간 및 비용을 줄 일수 있는 장점 있어 골관절염 모델로서 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.7-11
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• 2014

본 연구에서는 텅스텐합금강의 상부구조와 폴리에틸렌소재로 구성된 하부구조의 무릎 인공관절이 하중을 받았을 때에 인공관절의 하중분포와 인공관절의 설치를 위한 지지구멍에 가해지는 응력분포에를 유한요소해석에 의하여 연구하였으며, 이러한 결과들을 이용하여 실물에 대한 실험을 위한 기초자료를 얻을 수 있었다. 상부구조의 모서리 끝부분부터 하중이 집중되어 크랙이 발생되며 이는 의학계에 보고된 인공관절파손에 의한 조직괴사사례와 그 거동이 일치하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.757-758
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• 2010

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권11호
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• pp.1664-1671
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• 2004

It is necessary to have a model that describes the feature of the knee Joint with a sufficient accuracy. Koreans, however, do not have their own knee joint model to be used in the total knee replacement arthroplasty. They have to use European or American models which do not match Koreans. Three-dimensional visualization techniques are found to be useful in a wide range of medical applications. Three-dimensional imaging studies such as CT(computed tomography) and MRI(magnetic resonance image) provide the primary source of patient-specific data. Three-dimensional knee joint models were constructed by image processing of the CT data of 10 subjects. Using the constructed model, the dimensions of Korean knee joint were measured. And this study proposed a three-dimensional model and data, which can be helpful to develop Korean knee implants and to analyze knee joint movements.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.23-29
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• 2018

무릎 임플란트에서 접촉압력이 마모에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 본 연구기관에서 개발한 무릎 임플란트 모델을 이용하여 유한요소해석을 하였다. 연구와 산업에서 실제로 사용하는 조합을 이용하여 총 10가지의 무릎 임플란트의 재료조합에 대한 접촉압력을 분석하였다. 무릎이 30도, 45도 60도 기울어져있을 때의 하중을 가하여 접촉압력을 구하였다. 접촉압력을 계산한 결과 티타늄합금-UHMWPE 조합에서 가장 작은 접촉압력이 나왔다. UHMWPE의 경우 대퇴골부에 어떠한 재료를 사용하여도 접촉압력이 크게 변하지 않았다. 접촉압력이 가장 큰 조합과 작은 조합을 비교하였을 때 0.77% 차이를 보였다. 반면에 Carbon/PEEK 복합재료의 경우 접촉압력이 가장 큰 경우와 작은 경우를 비교하였을 때 5.3% 차이를 보였다. 이를 통해 Carbon/PEEK 복합재료를 베어링부로 사용할 경우 대퇴골부의 재료가 마모에 영향을 미침을 알 수 있다. 본 연구는 무릎 임플란트 마모예측과 마모를 최소화 연구에 도움이 될 것이라 생각한다.