• 제목/요약/키워드: Electrical Stimuli

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편마비환자를 위한 휴대용 자극시스템 설계에 관한 연구 (A Study on the design of functional electrical stimulation system for hemiplegic patients)

  • 김낙환;박종길;권장우;장영건;홍승홍
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1996년도 추계학술대회
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    • pp.99-102
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    • 1996
  • The ultimate object of FES is on the recovering function of body and shape demaged from desease or injury to original state. On this study, object is recovering of gait function of the disabled who, especially, have gait disturbance. Paralyzed muscle from the central nerve disable, if peripheral nerves which be in the lower part of the harmed are activated, muscle contraction is possible. The traumatic trouble, peripheral nerves aren't connected to a central nerve but origin of peripheral nerve cells which are in the lower part of the harmed are alive, react on stimulation. We design 4-channel stimulator, being based on standard stimuli pattern. stimulator is manufactured with compact size and light weight to portable.

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CGRP, SP의 국소도포와 전기자국에 의한 고양이 치수신경활동의 변화 (CHANGES IN INTRADENTAL NERVE ACTIVITY FOLLOWING LOCAL APPLICATION OF CGRP, SP AND ELECTRICAL STIMULI IN CATS)

  • 김미자;손호현
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제20권2호
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    • pp.527-537
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    • 1995
  • The effect of calcitonin gene-related peptide (CGRP), substance P (SP) and electrical stimulation of the tooth on the intradental nerve activtiy (INA) was investigated in anesthetized cats. The INA was recorded from single pulp nerve units dissected from the inferior alveolar nerve under stereomicroscope. The INA elicited by 3 minute application of 4M NaCl in deep dentinal cavity was compared before and after stimulation at 10 minute intervals. The magnitude of INA was calculated as the total number of nerve impulses produced in given period, and the changes of INA are expressed as % of control INA. The results obtained were as follows. 1. 16 single pulp nerve units were classified as 14 $A{\delta}$-fibers (3.4~19.4m/sec) and 2-fibers (1.5~1.7m/sec) according to the conduction velocity. 2. 4M NaCl evoked an irregular bursts of spikes which continued until washing out. Isotonic saline did not affect INA to subsequent applications of the hypertonic NaCl solution (P>0.05). 3. Local application of CGRP ($200{\mu}g$/ml) in deep dentinal cavity reduced the INA induced by 4M NaCl in $A{\delta}$-fiber units (P<0.01) and some units of those responded to CGRP during application. 4. Local application of SP ($100{\mu}g$/ml) in deep dentinal cavity reduced the INA induced by 4M NaCl in AS-fiber units (p<0.05), but increased the INA in C-fiber unit coincided with large reduction of the INA of $A{\delta}$-fiber units. 5. Monopolar electrical stimulation applied to the crown at intensities high enough to excite C-fibers (12V, 5ms, 10Hz, 10~30min) decreased the INA in $A{\delta}$-fiber units (P<0.01) and systemic pretreatment with phenoxybenzamine (3mg/kg, i.v.) enhanced this inhibitory effect (P<0.01). On the contrary, electrical stimulation increased the INA in C-fiber unit.

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정상 망막과 변성 망막을 위한 전기자극 파라미터 (Electrical Stimulation Parameters in Normal and Degenerate Rabbit Retina)

  • 진계환;구용숙
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권1호
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    • pp.73-79
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    • 2008
  • 망막색소변성(retinitis pigmentosa: RP)과 연령 관련 황반변성(age-related Macular Degeneration: AMD)은 망막변성으로 인해 실명에 이르는 대표적인 질환이며 망막이식장치의 개발을 통해 치료될 수 있다고 간주되고 있다. 최근에 국내에서도 망막이식장치 개발을 위한 연구팀이 조직되었다. 성공적인 망막이식장치 개발을 위하여 여러 가지 선결요소가 필요하지만 그 중 한 가지가 이식장치에 인가할 전기자극을 최적화하는 것이다. 변성망막의 전기적 특성은 정상 망막과 다르리라 예측되므로 우리는 장차 개발될 망막 이식장치에 인가할 전기자극 최적화를 위한 가이드라인을 제공하기 위해 정상 망막과 변성 망막의 전압자극 파라미터에 관한 실험을 하였다 망막을 분리한 후 망막절편을 신경절세포 층이 다채널전극의 표면을 향하게 하여 전극에 붙인다 in-vitro 상태에서 망막 신경절세포의 전기신호를 기록하기 위해 전극 직경: $30{\mu}m$, 전극간 거리: $200{\mu}s$, 전극 임피던스 1kHz 에서 $50k{\Omega}$인 8행 8열의 다채널전극을 사용하였다. 다채널전극의 60채널 중 두 채널을 자극전극과 접지로 사용하여 단극전기자극을 인가하였고 나머지 전극을 기록전극으로 사용하였다. 가한 전기자극은 전압자극으로 전하균형을 맞춘 이상성자극을 아노딕 사각파를 먼저 주고 캐쏘딕 사각파가 나중에 나오는 형태로 두 사각파간의 지체는 없도록 하였으며 동일한 자극을 2초 간격으로 50회 반복하여 인가하였다. 다양한 전기자극을 사용하였는 바 첫째는 사각파의 크기를 달리하였다 $(0.5{\sim}3V)$. 둘째는 사각파의 시간을 달리하였다 $(100{\sim}1,200{\mu}s)$. 전하밀도는 옴의 법칙과 쿨롱의 법칙을 이용하여 계산하였다. 전기자극으로 유발된 반응은 50회 자극에 대한 평균치를 얻은 후 자극 후 히스토그램(PSTH)을 그려 분석하였다. 전압자극의 크기를 $0.5{\mu}3V$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극은 1.5V이었고 이때 계산된 전하밀도의 역치는 $2.123mC/cm^2$이었다. 전압의 크기를 2V로 고정하고 자극 지속시간을 $100{\sim}1,200{\mu}s$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극의 역치는 $300{\mu}s$에서 관찰되었다. 이때 계산된 전하밀도의 역치는 $1.698mC/cm^2$이었다. L-(1)-2-amino-4-phosphonobutyric acid (APB)을 사용하여 ON-경로를 차단한 후에 전기자극을 인가하였을 때도 자극에 의해 망막신경절 세포의 반응이 유발되는 것을 확인하였다. APB-변성망막에서 전압의 크기를 2V로 고정하고 자극 지속시간을 $100{\sim}1,200{\mu}s$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극의 역치는 $300{\mu}s$에서 관찰되었으며 이는 정상망막의 결과와 같았다. 추후 APB-변성망막을 가지고 좀더 실험이 진행되어야 정상망막과 변성망막의 전하밀도에 관한 명료한 비교가 가능할 것이다.

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정상 성인에서 경두개 직류 전류자극과 기능적 전기자극에 의한 대뇌피질의 활성화: 사례연구 (Cortical Activation by Transcranial Direct Current Stimulation and Functional Electrical Stimulation in Normal Subjects: 2 Case Studies)

  • 권용현;권중원;박상영;장성호
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제23권1호
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    • pp.77-82
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    • 2011
  • Purpose: Recently, many studies have demonstrated that application of external stimulation can modulate cortical excitability of the human brain. We attempted to observe cortical excitability using functional magnetic resonance imaging (fMRI) during the application of transcranial direct current stimulation (tDCS) or functional electrical stimulation (FES). Methods: We recruited two healthy subjects without a history of neurological or psychiatric problems. fMRI scanning was done during? each constant anodal tDCS and FES session, and each session was repeated three times. The tDCS session consisted of three successive phases (resting phase: 60sec dummy cycle: 10sec tDCS phase: 60sec). The FES session involved stimulation of wrist extensor muscles over two successive phase (resting phase: 15sec FES phase: 15sec). Results: The average map of the tDCS and FES analyses showed that the primary sensory-motor cortex area was activated in all subjects. Conclusion: Our findings show that cortical activation can be induced by constant anodal tDCS and FES. They suggest that the above stimuli have the potential for facilitating brain plasticity and modulating neural excitability if applied as specific therapeutic interventions for brain injured patients.

하반신 마비 환자의 보행을 위한 근전도 제어 FES 시스템 구현에 관한 연구 (A Study of EMG-Controlled FES System Implementation for primitive-walking of Paraplegics)

  • 김근섭;김규학;김종원;홍완희;김성환
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1991년도 춘계학술대회
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    • pp.34-38
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    • 1991
  • This paper describes and discusses the employment of EMG pattern analysis to provide upper-motor-neuron paraplegics with patient-responsive control of FES (functional electrical stimulation) for the purpose of walker-supported walking. The use of above - lesion EMG signals as a solution to the control problem is considered. The AR (autoregressive) parameters are identified by Kalman filter algorithm using DSP chip and classified by fuzzy theory. The control and stimuli part of the below-lesion are based on microprocessor(8031). The designed stimulator is a 4-channel version. The experiments described above have only attempted to discriminate between standing function and sit-down function. A further advantage of the this system is applied for motor rehabilitation of social readaption of paralyzed humans.

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피부 재생능력 촉진을 위한 물리적 복합자극의 활용 연구 (Combinatorial Physical Stimulation and Synergistically-Enhanced Fibroblast Differentiation for Skin Regeneration)

  • 고웅현;홍정우;신현준;김철웅;신현정
    • 한국정밀공학회지
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    • 제32권8호
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    • pp.755-760
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    • 2015
  • For proper wound healing, dermal contraction and remodeling are critical; during the natural healing process, differentiated fibroblasts called "myofibroblasts" typically undertake these functions. For severe wounds, however, a critical mass of dermal matrix and fibroblasts are lost, making self-regeneration impossible. To overcome this impairment, synthetic wound patches with embedded functional cells can be used to promote healing. In this study, we developed a polydioxanone (PDO)-based cell-embedded sheet on which dermal fibroblasts were cultured and induced for differentiation into myofibroblasts, whereby the following combinatorial physicochemical stimuli were also applied: aligned topology, electric field (EF), and growth factor. The results show that both the aligned topology and EF synergistically enhanced the expression of alpha smooth-muscle actin (${\alpha}$-SMA), a key myofibroblast marker. Our proof-of-concept (POC) experiments demonstrated the potential applicability of a myofibroblast-embedded PDO sheet as a wound patch.

Multi-Electrode Array를 이용한 뇌 해마의 Total Activity 추산 (Total Activity Estimation of Hippocampal Slice Using Multi-Electrode Array)

  • 이정찬;김지은;조정연;손민숙;박경모;박지호
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.409-417
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    • 2006
  • Research on neural circuit is a difficult area due to complexity and inaccessibility. Due to recent developments, the research using multi-electrode array of cells or tissues has become an important research area. However, there are some difficulties to decode the submerged meaning from huge and complex neural data. Moreover, it needs a harmonic collaboration between informatics and bioscience. In this paper, we have developed a custom-designed signal processing technique for multi-electrode array measured neural responses induced by electrical stimuli to the hippocampal tissue slices of the rat brain. The raw data from hippocampal slice using the multi-electrode array system were saved in a computer. Then we estimated characteristic points in each channel and calculated the total activity. To estimate the points, we used the Polynomial Fitting Approximation Method. Using the calculated total activity, we could provide the histogram or pseudo-image matrix to help interpretation of results.

Reduced Graphene Oxide Field-Effect Transistor for Temperature and Infrared Sensing

  • Trung, Tran Quang;Tien, Nguyen Thanh;Kim, Do-Il;Lee, Nae-Eung
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.552-552
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    • 2012
  • We fabricated reduced graphene oxide field-effect transistor (RGO-FET) on glass for highly sensitive temperature and IR detection. The device has the channels of RGO responsive to physical stimuli such as temperature and IR. The RGO sensing layers are fabricated from exfoliated graphene oxide sheets that are deposited to form a thin continuous network by electrostatic assembly. These graphene oxide networks are reduced toward reduce graphene oxide by exposure to a hydrazine hydrate vapor. To improve performance and eliminate interferences from oxygen and water vapor absorption to electrical properties of RGO-FET, the sensor devices were encapsulated by the tetratetracontane layer after annealing treatment. The device with encapsulation layer showed lower hysteresis, improved stability, and better repeatability. The temperature response of RGO-FET is examined by measuring changing the temperature, the device exhibited the high sensitivity and repeatability even with the temperature interval of 1 K. We also demonstrated that our devices have capability of IR sensing.

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형상 기억 고분자 나노 복합 소재 (Shape Memory Polymer Nanocomposites)

  • 홍진호;윤주호;김일;심상은
    • Elastomers and Composites
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    • 제45권3호
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    • pp.188-198
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    • 2010
  • 형상 기억 고분자(shape memory polymers, SMPs)는 일정한 온도 또는 특정 자극이 주어졌을 때 가해진 일시적인 변형으로부터 처음 상태로 되돌아 오는 고분자를 말한다. 이러한 형상 기억 고분자는 각종 산업에서 자가 조립 또는 자가 수리가 가능한 스마트 고분자로 분류되어 고부가가치를 지니고 있다. 특히 형상 기억 고분자의 방열 성능, 전기 전도 성능, 물리적 성능, 광학 성능 등은 다양한 충전제를 도입함으로써 향상될 수 있다. 본 논문에서는 형상 기억 고분자의 기본 원리 및 최근의 형상 기억 고분자 나노 복합재료에 대해 알아본다.

기동헬기 음성 경고음의 인간공학적 설계에 관한 연구 (Ergonomic Design of Voice Warning Sounds Used in Utility Helicopter)

  • 정종혁;김태곤;고진환
    • 전기전자학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.189-201
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    • 2013
  • 본 논문은 연관된 합성기로부터 생성된 음성 경고음의 모델링에 관한 실험적 연구이다. 112명의 피실험자를 대상으로 심리적-육체적인 접근방법으로 4가지의 실험이 수행 되었다. 첫 번째 실험은 함성 경고음의 위급도를 지각하는 것을 모델링하여 6개의 음성-비음성 요소들을 구분하였다. 두 번째부터 네 번째의 실험은 위급도 지각의 주관적 변화와 객관적으로 계량화 할 수 있는 파라미터를 수치화 하였다. 이 논문은 응급성의 정도를 구분하는 것이 필요한 음성 합성 경고시스템의 설계에 적용될 수 있다.