• 재활복지공학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.63-71
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• 2017

본 논문에서는 달팽이관의 정원창 이식용으로 최근 새롭게 제안된 3코일 벨로우즈형 진동체(tri-coil bellows transducer, TCBT)를 이용하는 반이식형 인공중이(semi-implantable middle ear hearing device)를 위한 신호처리회로를 설계하였다. 설계된 반이식형 인공중이는 높은 효율을 가지는 유도결합 방법을 이용하여 귀 뒤편에 착용되는 체외기와 대응되는 피부 내측에 위치하는 체내기 간에 데이터를 전송한다. 귀 뒤 부위의 피부두께를 포함하는 반이식형 인공중이의 송수신 거리를 고려하여 송수신 코일과 신호처리 회로를 설계 및 구현하였다. 또한 데이터 전송 효율을 높이기 위하여, 전력을 충분히 증폭하기 위한 체외기의 출력부도 설계 하였다. 유도결합 방식을 이용한 반이식형 인공중이의 동작을 확인하기 위하여, PSpice를 이용하여 회로해석을 수행하였으며, 활용 가능한 크기의 신호처리 보드를 제작하여 그 성능을 검증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제17권4호
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• pp.535-544
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• 1996

In this paper, we analyzed the coil-magnet type vibrating transducer for the implantable middle ear hearing aid which is appropriate for patient's hearing level, and an experimental transducer system is designed For the objective and quantitative analysis of the transducer, a theoretical equivalent model containing coil, magneto and inner ear is developed To perform effective evaluation of the transducer, a transforming ratio Tr is introduced and its range that is suitable for practical implantable middle ear hearing device is foun4 The result of applying physical parameters of ear system to the proposed analytical model shows that frequency response of the coil magrlet type vibrator is predominantly governed by resistive impedance of the coil rather than inertia effect of the magnet and the inner parameters. In addition, we realized an experimental middle ear hearing aid system to show the theoretical validity of designed system and this will provide the basis of the development for actually implantable system.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제26권5호
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• pp.309-317
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• 2005

It is expected that fully-implantable middle-ear hearing devices (FIMEHDs) will soon be available with the advantages of complete concealment, easy surgical implantation, and low power operation to resolve the problems of semi-implantable middle-ear hearing devices (SIMEHDs) such as discomfort of wearing an external device and replacement of battery. Over the last 3 years, a Korean research team at Kyungpook National University has developed an FIMEHD called ACRHS-1 based on a differential floating mass transducer (DFMT). The main research focus was functional improvement, the establishment of easy surgical procedures for implantation, miniaturization, and a low-power operation. Accordingly, this paper reviews the overall system architecture, functions, and experimental results for ACRHS-1 and its related accessories, including a wireless battery charger and remote controller.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권5호
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• pp.487-495
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• 1998

본 논문에서는 회로가 간단하고 체내에 삽입되는 부분이 영구자석만.:-로 이루어져있는 새로운 방식의 이식형 인공중이를 제안하였다. 트랜스듀서의 갭 조정이 필요없어 수술이 간편해지며, 코일을 외부로 보이지 않게 옷 내부에 둘 수 있어서 미용적인 측면에서도 우수하다. 제안된 이식형 인공중이의 성능을 측정하고 난청자의 청각 역치에 맞는 시스템을 설계하기 위하여 트랜스듀서를 통해 내이로 전달되는 힘을 정량적으로 해 석하였으며, 진동특성 실험을 통해서 이 해석의 타당성을 증명하였다. 또한 사람의 측두골을 이용하여 직접 침골(incus)의 진동변위를 측정하였다. 이 실험으로 제안된 시스템이 실제로 사람의 몸에 설치되었을 때 이소골(ossicles)을 충분히 진동시킬 수 있음을 증명하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.29-36
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• 2007

최근 기존 공기 전도형 보청기의 문제점과 불편함을 해결하기 위해 이식형 보청기인 인공중이 (Implantable middle ear hearing devices, IMEHDs)가 미국, 일본, 한국 등에서 활발히 연구 개발되고 있다. 본 논문은 인공중이용 진동체로서 PZT 적층 압전체 기반의 플로팅 매스 트랜스듀서의 설계 및 구현에 관한 것이다. 인공중이용 압전 플로팅 매스 트랜스듀서 (piezoelectric floating mass transducer, PFMT)의 기계적 진동 특성을 구하기 위한 근사적 모델링과 이의 해석을 위한 전기적 변환을 통한 진동 특성 분석을 수행하여 트랜스듀서 설계에 반영하여 구현하였다. 구현된 PFMT를 본 연구팀이 개발한 완전 이식형 인공중이 시스템 시작품에 적용하였으며, PFMT의 성능을 확인하기 위해 PFMT를 사체 이소골에 장착한 후 이소골 진동변위를 측정하는 실험을 행하였다. 이를 통해 본 논문에서 설계 및 구현된 PFMT의 인공중이용 진동 트랜스듀서로서 유효성을 확인하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.21-25
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• 2009

일반적으로 완전 이식형 인공중이는 이식형 마이크로폰과 진동 트랜스듀서를 포함한 모든 구성 요소가 측두골 부근 피부 아래에 이식되는 보청기이다. 마이크로폰과 트랜스듀서의 경우 이식 전과 후의 동작 주파수 특성 등이 달라진다. 이러한 특성변화와 이식 대상자의 청력특성에 알맞은 보청기 동작을 수행하기 위해 적합과정을 수행하게 된다. 일반 공기전도형 보청기나 부분 이식형 보청기의 경우 적합을 위한 전선 연결부가 존재하나 완전이식형의 경우에는 몸속에 모두 이식됨으로 이러한 전선의 연결이 어려우며 이에 따라 기존 보청기의 적합 프로그램을 적용하는 하드웨어를 이용한 적합이 어렵다. 본 논문에서는 완전 이식형 인공중이를 위한 무선 적합 하드웨어에 적용 가능한 적합 소프트웨어를 설계 및 구현하였다. 구현한 적합 소프트웨어는 마이크로폰과 트랜스듀서의 특성과 난청자의 청력도를 반영하여 적절한 청력 보상치를 산출할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제24권7호
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• pp.379-386
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• 2005

최근까지 개발되었던 청각 보조기 중에서 공기 전도형 보청기의 하울링 (howling) 현상과 수술 후 이소골 등 기존 음향계의 재생이 불가능한 인공 와우 (cochlear implant system)의 단점을 해결하고, 동시에 청음 명료도가 높은 음성 신호를 전달하기 위한 수단으로 연구된 것이 인공중이 (implantable middle ear hearing device) 이다. 본 연구에서는 인공중이의 음성 신호 재현을 위한 진동 장치인 차동전자 트랜스듀서 (differential electromagnetic transducer, DET)에 대한 수학적 모형화와 계의 진동을 기술하는 운동방정식을 유도하고 그 해를 구하였다. 제한된 크기와 인가 전류 $1\;mA_{rms}$ 정현파에서 최대 구동력을 얻기 위해서 전자기력에 대한 유한요소해석을 수행하였고, 결과에 의해서 자석과 코일에 대한 최적 크기를 결정하였다. 사람의 중이 내 등자뼈 (stapes)의 진동 특성과 유사한 진동을 갖는 DET를 설계하기 위해서, 진동막의 강성계수를 변화하면서 진동해석을 시뮬레이션 하였다. 설계된 DET는 마이크로 머시닝 기술에 의해서 제작하였고, 그 진동 특성을 측정 하였다. 최종적으로 측정된 진동 특성에 대한 분석을 통하여 인공중이를 위한 진동 장치로서의 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.189-199
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• 2016

Many implantable hearing aids are being developed as alternatives to conventional hearing aids which has inconveniences for use and social stigma that make hearing-impaired people avoid to wear it. Particularly, the fully-implantable middle ear hearing devices (F-IMEHD) are being actively studied for mixed or sensorineural hearing impaired people. In development of F-IMEHD, the most difficult problem is improving the performance of implantable microphone. Recently, Cho et al. have studied the tympanic membrane installed microphone which has better sensitivity and is easier to operate on patient than the microphone implanted under the skin. But, it may cause howling problem due to the feedback signal via oval window and ossicle chain from the transducer on round window in the middle ear cavity, therefore, a feedback canceller is necessary. In this paper, we designed NLMS (normalized least mean square) adaptive feedback canceller for F-IMEHD with tympanic membrane installed microphone and a transducer implemented at round window, and computer simulation was performed to verify its operation. The designed adaptive feedback canceller has a delay filter, a 64 point FIR fixed filter and a 8-tap adaptive FIR filter. Computer simulation of the feedback path is modeled by using the data obtained through human cadaver experiment.

• 센서학회지
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• 제19권5호
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• pp.361-368
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• 2010

ACROSS device, which is composed of an implantable microphone, a signal processor, and a vibrating transducer, is a fullyimplantable middle ear hearing device(F-IMEHD) for the recovery of patients with hearing loss. And since a microphone is implanted under skin and tissue at the temporal bones, the amplitude of the sound wave is attenuated by absorption and scattering. And the vibrating transducer attached to the ossicular chain caused also the different displacement from characteristic of the stapes. For the gain control of auditory signals, most of implantable hearing devices with the digital audio signal processor still apply to fitting rules of conventional hearing aid without regard to the effect of the implanted microphone and the vibrating transducer. So it should be taken into account the effect of the implantable microphone and the vibrating transducer to use the conventional audio fitting rule. The aim of this study was to measure gain characteristics caused by the implanted microphone and the vibrating transducer attached to the ossicle chains for the gain compensation of ACROSS device. Differential floating mass transducers (DFMT) of ACROSS device were clipped on four cadaver temporal bones. And after placing the DFMT on them, displacements of the ossicle chain with the DFMT operated by 1 $mA_{peak}$ current was measured using laser Doppler vibrometer. And the sensitivity of microphones under the sampled pig skin and the skin of 3 rat back were measured by stimulus of pure tones in frequency from 0.1 to 8.9 kHz. And we confirmed that the microphone implanted under skin showed poorer frequency response in the acoustic high-frequency band than it in the low- to mid- frequency band, and the resonant frequency of the stapes vibration was changed by attaching the DFMT on the incus, the displacement of the DFMT driven with 1 $mA_{rms}$ was higher by the amount of about 20 dB than that of cadaver's stapes driven by the sound presssure of 94 dB SPL in resonance frequency range.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1996년도 춘계학술대회
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• pp.243-247
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• 1996

Electro-magnetic type implantable middle ear hearing aid has been empirically developed. But for further improvement of the system performance more quantitative approach is necessary. In this paper, we analyzed vibrating transducer which is most important to design the system, appropriate for given hearing level, and implemented it. Using this transducer, implantable hearing aid system are developed. To verify the design process, we experimented with driving metal strip by the developed system. From the experiment, frequency response of implemented device showed good characteristic at audio frequency and we confirmed that each part of the developed system operated well.