• 로봇학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.1-7
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• 2024

This paper presents an under-actuated robotic hand inspired by the ligamentous structure of the human hand for a prosthetic application. The joint mechanisms are based on the concept of a tensegrity structure formed by elastic strings. These rigid bodies and elastic strings in the mechanism emulate the phalanx bones and primary ligaments found in human finger joints. As a result, the proposed hand inherently possesses compliant characteristics, ensuring robust adaptability during grasping and when interacting with physical environments. For the practical implementation of the tensegrity-based joint mechanism, we detail the installation of the strings and the routing of the driving tendon, which are related to extension and flexion, respectively. Additionally, we have designed the palm structure of the proposed hand to facilitate opposition and tripod grips between the fingers and thumb, taking into account the transverse arch of the human palm. In conclusion, we tested a prototype of the proposed hand to evaluate its motion and grasping capabilities.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권4호
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• pp.403-416
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• 1998

본 연구는 대퇴 및 하퇴 의족 착용자의 소켓의 적합성 및 기능성을 평가하기 위하여 소켓내부압력을 측정하였다. 발목관절을 중립, 배굴, 저굴 상태로 조절하였을 때, 배굴 및 저굴에 비하여 중립상태에서 분속수나 보행속도는 증가 하였다. 다른 보행 인자들 역시 발목관절을 중립상태로 조절하였을 때 정상인의 보행인자에 근접하고 있다. 대퇴 절단 환자의 경우 발목관절을 배굴 상태로 조절하면 소켓의 외측부분에 압력집중이 나타나고, 저굴상태로 조절하면 소켓의 내측 부분에 압력집중이 발생하였다. 하퇴 절단 환자의 경우 발목관절을 배굴상태로 조절하면 중간입각기때 소켓의 전면 외측에 압력집중 현상이 나타나며, 저굴시에는 배굴시와 같은 위치에 약간의 압력이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 의족의 부적절한 정렬상태로 인한 소켓내에서의 압력집중 현상을 설명하고자 하였으며, 의족의 올바른 정렬은 적절한 보행을 유도하기 위한 소켓과 스텀프와의 접촉 상태를 결정하는데 있어 매우 중요한 인자중 하나이다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.200-208
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• 2008

Total Hip Replacement(THR) is a surgical procedure that replaces a diseased hip joint with a prosthesis. A plastic or metal cup forms the socket, and the head of the femur is replaced by a metal ball on a stem placed inside the femur. Due to the various types and shapes of human hip joint of every individual, a selected commercial implant sometimes may not be the best-fit to a patient, or it cannot be applied because of its discrepancy. Hence extracting geometry parameters of hip joint is one of the most crucial processes in designing custom-made implants. This paper describes the framework of a methodology to extract the geometric parameters of the hip joint. The parameters include anatomical axis, femoral head, head offset length, femoral neck, neck shaft angle, anteversion, acetabulum, and canal flare index. The proposed system automatically recommends the size and shape of a custom-made hip implant with respect to the patient's individual anatomy from 3D models of hip structures. The proposed procedure creating these custom-made implants with some typical examples is precisely presented and discussed in this paper.

• 대한골관절종양학회지
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• 제2권1호
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• pp.8-17
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• 1996

The purpose of this study is a comparative evaluation of range motion, especially extension deficit between the group of total patellectomy and that of intact patella, after reconstruction of the patellar tendon in the prosthetic replacement of a proximal tibia. Between 1990 and 1994, 15 patients who had a primary malignancy on proximal tibia were operated on. All patients were evaluated clinically and radiographically. Two patients were excluded because one had a deep infection treated with arthrodesis of the knee and the other was a composite allograft. The mean follow-up of the 13 patients was 27 months(15-47), including 10 osteosarcomas, 1 chondrosarcoma, 1 malignant fibrous histiocytoma and 1 malignant giant cell tumor. Eleven patients had a resection of the proximal tibia and 2 had an extracapsular total knee resection with distal femur. Reconstruction of the defect was done in 8 cases with a custom-made Link Endo-Model Total Rotation Knee Joint Prosthesis, and in 5 with How Medica Modular Resection System (HMRS). We used two methods to reconstruct the ligamentum patellae. Fixation of the patellar tendon to the prosthesis only with suturing and/or stapling(group SS) was done in 7. Transposition of gastrocnemius muscle to enhance fixation and to cover the prosthesis(group TG) was done in 6. Regardless of fixation methods, total patellectomy was done in 5 either to lengthen the patellar tendon or to make primary skin closure easier or for both. In 8 cases, patella was left intact or resurfaced with polyethylene prosthesis. Active extension was measured while the patient was in a sitting position. There is no statistically meaningful difference in terms of extension deficit (Wilcoxon rank test, p=0.8800) between patellectomy group and intact patella group, and between group of fixation only with suturing and that of gastrocnemius transposition. Two cases of extension deficit over 30 degree were seen in group SS and in the group of intact patella. Conclusively, total patellectomy could be an option without increasing the risk of extension deficit when primary skin closure is difficult or patellar tendon is a little bit short to be fixed. There is no rating in the Enneking system of functional evaluation that this finding into consideration.

• 대한골관절종양학회지
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• 제13권2호
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• pp.96-104
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• 2007

목적: 슬관절 주위에서 탄력성 있는 골수강 내고정물과 회전경첩 슬관절 전치환물을 이용한 재건술이 종양인공관절과 자가골 경계부위의 골 흡수를 억제할 수 있는지를 35례에서 분석하였다. 대상 및 방법: 재건 술식은 다음과 같다. 1) 종양 절제, 2) 근위부나 원위부의 골수강에 다수의 Ender 정 삽입, 3) Ender 정과 Endo-Link 형 슬관절 전치환물을 강선 과 골 시멘트를 이용하여 결합 결과: 평균 추시기간은 53개월(30~79개월) 이었다. 최종 추시 상 29명의 환자가 가동관절을 유지하였다. 장관골 길이의 40% 이상을 절제한 군에서 종양인공관절과 자가골 경계부위 골질의 비후가 나타났다(p=0.028). 내고정 금속정의 파괴가 8례 있었으며, 조기 및 지연 감염으로 8례의 내고정물을 제거하였다. 본 재건술의 생존율은 6년에 33%였다. Musculoskeletal Tumor Society System 평가 법에 따른 기능적 결과는 26.8(89.3%)였다. 결론: 본 술식의 단-중기적 결과는 양호하였으며 합병증 발생시 재수술이 매우 용이하였다. 본 술식에서 관찰된 종양인공관절-자가골 이행 부위의 골 비후 소견은 추후 더 연구해 볼 문제로 생각된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제21권2호
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• pp.113-132
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• 2005

The purpose of this study was to assess the stress-induced pattern at the supporting bone, the implant fixture, the abutment and the abutment screw according to a friction-fit joint (Astra; Model 1) or slip- fit joint (Frialit-2; Model 2) in the internal connection system under vertical and inclined loading using finite element analysis. In conclusion, in the internal connection system of the implant and the abutment connection methods, the stress-induced pattern at the supporting bone, the implant fixture, the abutment and the abutment screw according to the abutment connection form had difference among them, and the stress distribution pattern usually had a widely distributed tendency along the inner surface of the implant fixture contacting the abutment post. The magnitude of the stress distributed in the supporting bone, the implant fixture, the abutment and the abutment screw was higher in the friction-fit joint than in the slip-fit joint. But it is considered that the further study is necessary about how this difference in the magnitude of the stress have an effect on the practical clinic.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권7호
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• pp.133-138
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• 2007

It is important to understand the characteristics of amputee gait to develop more advanced prostheses. The aim of this study was quantitatively to analyze the stair climbing task for the above-knee amputee with a prosthesis and to predict muscle forces and joint moments at musculoskeletal joints by dynamic analysis. The three-dimensional musculoskeletal model of lower extremities was constructed by gait analysis and transformation software for one above-knee amputee and ten healthy people. The measured ground reaction forces and kinematical data of each joint by gait analysis were used as input data during inverse dynamic analysis. Lastly, dynamic analysis of above-knee amputee during stair climbing were performed using musculoskeletal models. The results showed that summed muscle farces of hip extensor of amputated leg were greater than those of sound leg but the opposite results were revealed at hip abductor and knee flexor of amputated leg. We could also find that the higher moments at hip and knee joint of sound leg were needed to overcome the flexion moment caused by body weight and amputated leg. In conclusion, dynamic analysis using musculoskeletal models may be a useful mean to predict muscle forces and joint moments for specific motion tasks related to rehacilitation therapy..

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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• pp.281-284
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• 2002

대부분의 보조기 및 의족은 기계식이 주류이며 환자가 착용시 정상보행은 부드럽지 못하고 원활한 보행을 위해서는 장기간 동안 훈련이 요구된다. 따라서 대퇴의족에서 발생하는 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 대퇴절단자(transfermoral amputee)의 보행을 정상보행에 일치하는 보행 능력을 복원하기 위해 근전도 신호와 인공신경망을 이용하여 적응 PID제어기를 설계하였고 그 제어 결과를 제시하였다.

• 대한정형외과학회지
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• 제56권2호
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• pp.103-116
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• 2021

삼차원(three-dimensional, 3D) 프린팅의 사용은 점차 보편화되고 있으며 정형외과 영역에서도 그 활용이 늘어나고 있다. 현재 정형외과에서 3D 프린팅 기술을 사용하는 방법은 크게 네 가지로 첫째, 3D 프린팅 모델을 이용한 수술 계획 수립 및 수술 시뮬레이션, 둘째, 환자 맞춤형 수술 기구, 셋째, 3D 적층 기법을 이용한 인공 삽입물의 생산, 넷째, 3D 프린팅으로 제작된 환자 맞춤형 삽입물이다. 3D 프린팅 기술을 사용할 수 있는 정형외과의 영역은 견관절, 척추, 고관절 및 골반, 슬관절, 족관절, 종양 분야 등으로, 각각의 영역마다 다루는 질환 및 특성이 다르기 때문에 3D 프린팅 기술을 사용하는 방법 역시 각각의 영역에 따라 약간의 차이가 있다. 하지만 모든 영역에서 3D 프린팅 기술을 이용하는 것은 수술의 효율을 높여 주고, 수술 시간을 단축시키며 수술 중 방사선 노출을 줄여 준다. 3D 프린팅 기술은 특히 복잡하고 어려운 질환이나 골절 환자의 치료에 큰 도움을 줄 수 있다. 따라서 정형외과 의사는 이러한 3D 프린팅 기술의 장점을 이해하고 임상에 최대한 적용하여 효율적인 환자의 치료가 이루어질 수 있도록 해야 한다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제17권2호
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• pp.79-86
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• 2011

목적: 골육종 치료에 있어서 사지 구제술이 보편화되었다. 이 중 수술 수기가 간편하고, 기능적인 회복이 빠른 종양 대치물을 재건 방법으로 사용하고 있을 뿐만 아니라, 다른 생물학적 구제술이나 관절 고정술 등의 합병증으로 인하여 이차적으로 종양 대치술을 사용되고 있다. 본 연구는 광범위 절제술 이후, 일차적으로 종양 대치술을 시행하는 방법의 장기 추시상 결과를 환자 및 종양 대치물의 생존, 기능적 결과, 합병증 측면에서 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 1989년 2월부터 2006년 12월까지 본원에서 골육종으로 진단받은 158예 중, 5년 이상 추시관찰이 가능하고 일차적으로 종양 대치물을 이용한 재건술을 시행하였던 48예를 대상으로 하였다. 추시 기간은 최소 60개월에서 최대 179개월이었다. 남자 28예, 여자 20예 였으며, 평균 나이는 22.4 (11-71세)였다. 병리학적 분류상 전형적인 중심성 골육종 46예, 골막성 2예이었다. 골육종 부위는 근위 경골 26예, 원위 대퇴골 20예, 대퇴골 간부, 경골 간부 각 1예이었다. 종양 대치물의 종류는 41예에서 조립형 종양 대치물을, 7예에서는 확장형 종양 대치물을 이용하여 재건술을 시행하였다. 술 후 기능적 평가를 위해 Musculoskeletal Tumor Society (MSTS) Grading System을 이용하였으며, 환자 및 종양 대치물의 생존율, 합병증에 대해 분석하였다. 결과: 환자의 5년 전체 생존율은 77.7%이었고, 5년 무병 생존율은 68.9%이었다. 종양 대치물의 생존율은 68%이었다. 일차적 치환술을 시행한 48예 중 총 20예에서 합병증이 발생하였으며, 감염이 10예로 가장 많았다. 수술적 치료 술 후 MSTS 기능적 평가는 74.1%이었다. 결론: 일차적 종양 대치술의 장기 추시 결과상 골종양 절제 후 재건 방법으로 생존율, 기능적 평가 및 합병증 측면에서 효과적인 방법이라고 사료된다.