• 제목/요약/키워드: Biomechanical Engineering

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풋웨어 개발을 위한 생체역학 기반 인간공학적 분석 : B-boy 신발 개발을 중심으로 (A Biomechanics-Based Ergonomic Analysis for Footware Development)

  • 하종규;장영관;김진현
    • 융합정보논문지
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    • 제9권8호
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    • pp.140-147
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 비보이들이 선호하는 기존 신발 5종류를 대상으로 인간공학적 사용성 평가를 통하여 최적신발제작을 위한 생체역학적 변인을 규명하는 것이다. 실험대상자는 전문가 10명, 비전문가 10명이 참가하였고, 자료획득을 위하여 적외선카메라 12대(Qualisys, Oqus), 지면반력기(Kistler, 9286AA)와 족저압력기(Zebris Gmbh, Zebris PDM-System)를 사용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 접지능력과 안전성 면에서 마찰계수 0.38, 자유모멘트가 $0.32N{\cdot}m/kg$인 P사 신발이 바람직하다. 둘째, 쿠션면에서 충격량이 숙련자, $2.51N{\cdot}m/kg$과 비숙련자, $2.86N{\cdot}m/kg$인 N사 신발이 적절한 것으로 나타났다. 셋째, 보행균형성은 전족부의 평균 족저압력이 10.11 KPa(우측), 10.05 KPa(좌측)인 C사 신발, 후족부의 평균 족저압력이 8.40 KPa(우측), 8.36 KPa(좌측)인 V사 신발 적정하다고 판단된다. 결론적으로 접지능력과 안전성은 P사, 쿠션면은 N사와 보행 균형성은 C사와 V사 신발들의 구조와 재질을 조합한 신발을 개발하여야 한다.

토끼 경골에서 hydroxyapatite 코팅의 면적에 따른 임프란트의 뒤틀림 제거력과 조직계측학적 분석 (Removal Torque and Histometric Evaluations of Implants with Various Area of Hydroxyapatite Coating Placed in the Rabbit Tibia)

  • 문상권;조규성;안세영;이훈;김한성;심준성;최성호
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제33권4호
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    • pp.625-641
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    • 2003
  • Background: This study presents a biomechanical and histometric comparison of bone response to implants with various area of hydroxyapatite(HA) coating. Methods: The implants were placed in the tibia of 10 rabbits weighing 2.5-3.5kg. The control group had a machined surface, the experimental group 1 had 50${\mu}m$ thick HA coated in a band form, and the experimental group 2 had 50${\mu}m$ thick HA coated on the entire surface. 8 weeks after implantation, the animals were sacrificed. Removal torque was measured and histologic preparation was also performed for histologic and histometric analysis. Bone to implant contact as well as percentage of bone area inside threads were measured. ANOVA post hoc, and t-test were used for statistical analysis with p-value p<0.05. Results: 1. The removal torques were 9.36${\pm}$5.64 Ncm, 48.40 ${\pm}$ 16.66 Ncm, and 82.37${\pm}$22.56 Ncm for the control, exp. 1, and exp. 2 group respectively. Statistically significant difference were found among all the groups(p<0.05). 2. Bone to implant contact in the cortical bone were 38.94${\pm}$10.9 %, 66.90${\pm}$14.1 %, 73.00${\pm}$19.4 %, in the marrow bone, 8.30${\pm}$5.4%, 14.59${\pm}$5.9%, 18.54${\pm}$11.8%, and in total, 22.40${\pm}$10.1%, 31,17${\pm}$7.5%, 41.41${\pm}$12.2% for the control, exp. 1, and exp. 2 group respectively . In the cortical bone, exp. 1, and exp. 2 group showed statistically significantly higher contact compared to control group. Total contact and in the marrow bone, only exp. 2 group showed statistically significantly higher contact compared to control group(p<0.05). In all the groups significantly higher contact were observed in the cortical bone compared to the marrow bone(p<0.05). 3. Percentage of bone area inside threads in the cortical bone were 55.68${\pm}$7.25%, 55.19${\pm}$13.19%, 57.04${\pm}$13.33%, in the marrow bone, 12.34${\pm}$14.61%, 17.56${\pm}$20.04%, 20.26${\pm}$12.83%, and in total, 30.30${\pm}$12.46%, 31.57 ${\pm}$15.15%, 34.25${\pm}$12.56% for the control, exp.1, and exp. 2 group respectively. There was no statistical difference among the groups. In all the groups significantly higher bone area were observed in the cortical bone compared to the marrow bone(p<0.05)

정적 및 반복하중 시의 주관절 Tendon의 파괴 물성치 측정 (Failure Properties of Common Tendon Origins at the Human Elbow after Static and Repetitive Loading)

  • 한정수;이관희;유재영
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.393-401
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    • 1998
  • 임상학적인 관찰에 따르면, 반복적인 하중에 의하여 뼈/건의 접합부분에 발생하는 부분적인 파손은 병리학적인 변화를 유발시킴으로 인하여 주관절의 상골과염(Epicondylitis)으로 발전시킬 수 있는 주요한 원인으로 간주되고 있다. 반복적인 하중이나 정적인 하중 하에서의 주관절에 위치한 신전건 및 굴곡건의 기계학적인 물성치와 파괴양상은 지금까지 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 상골과염과 직접적인 관계가 되는 신전건 및 굴곡건의 기계학적인 물성치인 파괴강도, 반복하중의 회수와 변형율(Strain)간의 연관관계 및 반복하중에 있어서의 생체조직학적 변화의 향상, 특히 파괴의 진행양상을 관찰하였다. 적용하중의 속도에 따르는 신전건 및 굴곡건의 파괴강도의 통계학적인 차이는 보이지 않고 있으나, 파괴강도에 있어서 신전건은 1199.0 N/$cm^2{\pm}$388.8, 굴곡건 1922.0 N/$cm^2{\pm}$764.4로, 굴곡건이 신전건에 비하여 1.6배 정도 크게 나타났으며, 상호간의 파괴강도에 있어서 통계학적인 차이가 있음을 보여주고 있다.(p<0.05). 조직학적 관찰에 의하면, 반복하중 하에서 뼈/건의 접합부분 특히 Uncalcified Fibrocartilage 부분에서 분리가 시작되었으며, 이는 상골과염을 발생시키는 주요생체조직부분이라는 것을 시사하고 있다.

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근골격계질환에 대한 물리적/심리적요인에 대한 연구 (Physiological and Psychological analysis of musculoskeletal symptoms)

  • 박동현;배성규
    • 한국심리학회지 : 문화 및 사회문제
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    • 제9권spc호
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    • pp.107-122
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    • 2003
  • 본 논문에서는 근골격계질환, 특히 직업성요통에 관련되는 위험요인의 영향을 종합적으로 살펴보고자 하였다. 첫째로 물리적인 요인의 영향을 알아보기 위하여 해석적인 인체역학 모델과 NIOSH(National Institute for Occupational Safety & Health) Guidelines를 이용하여 자동차 조립작업의 직업성 요통관련 위험도를 평가하였다. 총 246 작업자에 대한 분석을 수행하였는데, 분석결과 총 20개의 작업에서 L5/S1에서의 압축력이 300kg이 넘었으며 44개의 작업은 NIOSH Guidelines에 의한 분석결과, 최저허용기준치(ACTION LIMIT)을 넘는 것으로 나타났다. 둘째로 사회심리적 요인과 직업성요통의 관계에 대해 분석하였다. 사회심리적 요인의 영향을 알아보기 위하여 증상과 PWI(Psychosocial Well-being Index)를 토대로 한 설문을 이용하여 246명 작업자 모두에게 설문조사를 실시하였다. 그 결과 207명의 작업자가 직업성 요통증상을 경험한 적이 있으며 특히 27명의 작업자는 유병자로 분류된 바 있는 사람들이었다. PWI 점수를 근거로 하여 나눈 두 집단(저스트레스군, 고 스트레스군)은 증상이나 진단결과에 있어서 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 사회심리적 스트레스와 작업강도와의 관계를 살펴보면 주로 작업자세요인과 사회심리적 스트레스가 유의한 관계를 가지는 것으로 나타났다. 마지막으로 직업성요통의 발생에 대하여 경로분석을 수행하였다. 분석결과 인구학적 요인, 사회심리적 요인, 작업특성 요인이 직업성 요통에 직접적으로 영향을 미쳤으며, 개인특성요인 즉, 작업경험, 흡연, 수면시간 등은 직업성요통에 직접적인 영향을 미치는 않은 것으로 나타났다. 그러나 개인특성요인은 직업성 요통에 유의한 영향을 미치는 사회심리적 요인과는 밀접한 관계를 가졌다. 향후 다양한 직종에서의 이와같은 경험적 연구결과가 축적되어 우리나라의 조직문화적 특성을 고려한 직업성 요통에 대한 위험모델에 구축되어야 한다고 사료된다.

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