• 생명과학회지
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• 제14권3호
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• pp.484-489
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• 2004

인공관절은 21세기 정형외과 발전의 주요변화들 중의 하나이다. 1997년이래 전 세계적으로 무릎인공관절(Total Knee Arthroplasty: TKA)을 사용하는 사람들이 해마다 약 600,000명씩 증가하고 있는 추세이고 미국에서만 인공관절을 사용하고 있는 사람들이 210,000명에 달하고 있으며 그 시장은 대략 $5 billion을 넘고 있다(7). 무릎인공관절은 일상생활에서 의자에 앉았다 일어날 때 계단을 올라 갈 때 등, 무릎의 근 모멘트가 적당한 활동을 해서 무릎관절 근육에 지레와 같은 작용을 하게 하고, 완전한 무릎으로 정상인의 무릎과 같은 기능을 오랫동안 유지하게 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 무릎인공관절 디자인 시 정상적인 무릎 회전축(normal knee's axes of rotation)들의 정확한 위치를 파악하는 것은 중요하다. 인공관절 수술 후 무릎관절의 신전과 굴곡 운동을 하는 동안 하나의 회전축(single-axes)을 가진 하나의 회전 반경(single-radius)을 알아보는 것은 여러 축(multi-axes)으로 움직이게 된다는 다축 회전반경(multi-radius)을 분석하기에 앞서 중요한 연구이다. 따라서 본 연구에 서는 무릎이 신전운동과 굴곡 운동 시 신전과 굴곡 모멘트를 만들어내는 대퇴 사두근(quadriceps muscle)과 무릎 오금근 (hamstring)의 역할을 알아보았고, 또한 모멘트와 대퇴 사두근의 iEMG 형태를 파악하였다. 본 연구를 수행하기 위해 무릎인공관절 수술을 받고 1년과 3년이 지난 정상적인 생활을 하는 피검자(1년2명, 3년2명)를 대상으로 Isometric 테스트를 위한 KIN-COM III을 사용하여 60$^\circ$, 30$^\circ$의 무릎굴곡 측정을 하였고, Isokinetic concentric 테스트를 위해서 무릎굴곡각도의 $10^\circ$-80$^\circ$까지 움직임을 측정하였다 또한 15$^\circ$-75$^\circ$까지의 신전운동(sit-to-stand movement)과 굴곡운동(stand-to-sit movement)을 실시하여 시간의 차이, 내전과 외전의 차이 그리고 iEMG의 차이를 알아보았다. 본 연구의 데이터는 여러 번의 실험을 통하여 가장 일반적인 수치를 사용하였다. 이 때 16-channel BTS TELEMG를 사용하여 대퇴사두근과 무릎오금근의 근육활동모양을 알아보았다. 본 연구결과는 시술 후 3년이 지나면서 TKR (Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근 토큐가 약해지는 것으로 나타났고, iEMG 실험에서는 N-TKR (Non-Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근이 TKR의 대퇴 사두근 보다 근 수축력이 더 크게 발휘되는 것으로 밝혀졌다. 단축회전반경의 굴곡과 신전의 $10^\circ$-80$^\circ$까지의 각 속도는 굴곡동작이 1.19s, 신전 동작이 1.68s로 나타났다. 굴곡과 신전동작에서 다리의 외전(abduction)의 각도변화는 굴곡 시 5.5$^\circ$, 신전 시 5.2$^\circ$로 나타났고, 내전(adduction)의 각도변화는 굴곡 시 7.2$^\circ$, 신전 시 6.1$^\circ$로 나타났다. 대퇴 사두근의 iEMG변화에서는 15$^\circ$-60$^\circ$까지 vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), rectus femoris (RF) 모두 굴곡동작에서 큰 값으로 나타났고, 61$^\circ$-75$^\circ$사이에서는 신전동작에서 iEMG가 큰 값으로 나타났다. 이와 같은 결과들은 인공관절 수술자들의 다축회전 반경을 분석하기에 앞서 중요한 선행연구가 될 것으로 생각된다.

• 대한정형외과스포츠의학회지
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• 제10권2호
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• pp.78-85
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• 2011

목적: 족관절 골절에서 전하 경비 인대 견열 골절의 진단 및 골편 고정술을 위한 전산화 단층 촬영의 유용성을 알고자 하였다. 대상 및 방법: 2006년 7월부터 2010년 7월까지 본원에서 단순 방사선 검사 및 전산화 단층 촬영을 시행하여 수술한 족관절 골절 환자 108명을 후향적으로 연구하였다. 전하 경비 인대 견열 골절이 동반된 환자 19명과 대조군 89명으로 나누어, Lauge-Hansen 분류, 수상 시 힘의 양, 원위 경비 인대 결합 손상의 방사선학적 지표를 비교하였다. 두 군의 평균 추시 기간은 각각 25개월 및 23개월이었다. 전체 환자 중 수술 시 부하 검사에 족관절 불안정성으로 전하 경비 인대 견열 골절의 골편을 고정한 환자 8명과 횡나사 경비 고정술을 한 환자 11명의 최종 추시 시 임상적, 방사선학적 결과를 비교하였다. 결과: 전하 경비 인대 견열 골절이 동반된 환자 19명 중 전산화 단층 촬영에서만 발견된 환자가 14명이었다. 전하 경비 인대 견열 골절이 있는 환자가 없는 환자에 비해 회내-외회전에 의한 손상, 고 에너지 손상, 원위 경비 인대 결합 손상에 대한 방사선학적 지표에 해당하는 경우가 유의하게 많았다. 전하 경비 인대 견열 골절의 골편을 고정한 환자와 횡나사 경비 고정술을 한 환자 모두 최종 추시 상 만족할 만한 결과를 보였고 유의한 차이는 없었다. 결론: 회내-외회전, 고 에너지 손상, 방사선학적 지표 상 원위 경비 인대 결합 손상에 해당하는 족관절 골절 환자에서 전하 경비 인대 견열 골절의 유무를 알기 위해 전산화 단층 촬영하는 것이 도움이 되며 전하 경비 인대 견열 골절이 있는 경우 골편을 직접 고정하는 것이 원위 경비 인대 결합 손상의 치료에 유용한 방법 중 하나로 생각된다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1469-1473
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• 2004

We suggest how to program off-line robot path along shoes' outsole shape in the footwear buffing process by a 5-axis microscribe system like robot arms. This microscribe system developed consists a 5-axis robot link with a turn table, signal processing circuit, PC and an application software program. It makes a robot path on the shoe's upper through the movement of a microscribe with many joints. To do this, first it reads 5-encoder's pulse values while a robot arm points a shoes' outsole shape from the initial status. This system developed calculates the encoder pulse values for the robot arm's rotation and transmits the angle pulse values to the PC through a circuit. Then, Denavit-Hartenberg's(D-H) direct kinematics is used to make the global coordinate from robot joint one. The determinant is obtained with kinematics equation and D-H variable representation. To drive the kinematics equation, we have to set up the standard coordinates first. The many links and the more complicated structure cause the difficult kinematics problem to solve in the geometrical way. Thus, we can solve the robot's kinematics problems efficiently and systematically by Denavit-Hartenberg's representation. Finally, with the coordinate values calculated above, it can draw a buffing gauge-line on the upper. Also, it can program off-line robot path on the shoes' upper. We are subjected to obtaining shoes' outline points, which are 2 outlines coupled with the points and the normal vector based on the points. These data is supposed to be transformed into .dxf file to be used for data of automatic buffing robot. This system developed is simulated by using spline curves coupled with each point from dxf file in Autocad. As a result of applying this system to the buffing robot in the flexible footwear manufacturing system, it can be used effectively to program the path of a real buffing robot.

• 전자공학회논문지
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• 제49권9호
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• pp.307-313
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• 2012

본 논문은 자동 로봇 용접을 위한 Hand-Eye 레이저 거리 측정기 기반 용접 평면 인식 기법을 제안한다. 로봇 용접은 대상체의 형상에 의해 미리 정의된 용접선을 따라 금속 대상체를 용접 평면에 접합하는 과정이다. 따라서 성공적인 로봇 용접을 위해서는 용접 평면의 위치와 방향을 정확히 검출해야 한다. 만약 평면의 위치와 방향을 정확히 검출하지 못한다면 자동 로봇 용접은 실패하게 된다. 정밀한 용접 평면 인식을 위해 레이저 거리 측정기를 이용해 평면상의 직선을 검출한다. 레이저 거리측정기에 의한 직선 검출을 위해 Hough 변환을 적용한다. Hough 변환은 투표 방법을 기반으로 하기 때문에 센서의 측정 오차를 줄일 수 있다. 이 때 레이저 거리 측정기가 부착된 로봇 관절을 회전시켜 평면상의 두 개의 직선을 검출한 후 두 직선의 방향 벡터에 외적을 취해 평면의 방향을 인식한다. 제안된 방법의 실효성을 검증하기 위해 Simlab사에서 개발한 로봇 시뮬레이터인 RoboticsLab을 이용해 시뮬레이션을 수행한다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권1호
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• pp.137-146
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• 2008

본 연구는 현 국가대표 선수들을 대상으로 평균대에서 백핸드 수완 동작의 성공과 실패를 운동학적 분석을 통해 비교하여 기술의 실수 요인을 규명하여 지도자 및 선수들에게 과학적으로 유용한 정보를 제공하고 경기력 향상에 기여 하는데 연구의 목적을 두었다. 신체중심 변위와 속도 변화에서 실수 동작에 영향을 미치는 중요한 요인은 좌우 신체중심 속도 변화와 수평과 수직 속도 변화로 나타났고 좌우 가속도 변화는 성공시 보다 실패시 동작이 더 크게 증가하였으며 E3과 E5에서 수평과 수직 가속도가 뒤 공중돌기와 착지구간에 영향을 미치는 중요한 구간으로 나타났다. 성공과 실패시 차이가 나타난 각속도 변화는 머리와 견관절 결과에서 두드러지게 나타났으며 머리와 견관절 각가속도를 가장 크게 해야 하는 순간은 E4라고 판단되며 이 구간에서 신체가 굴곡된 자세에서 순간적으로 신전하는 동작을 취할 때 머리와 견관절, 고관절 등 각 관절의 각가속도를 크게 증가시켜 공중 동작의 체공시간과 회전 반경을 더욱 원활하게 할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.683-692
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• 2011

필로티형 저층 RC 집합주택에서는 지진 발생 시 필로티층에 손상이 집중된다. 따라서, 이 연구에서는 필로티층의 비틀림과 X, Y방향의 강도와 강성을 증가시키기 위해 좌굴방지가새를 설치함과 동시에, 과도한 변형과 축력의 변동이 발생하는 외부기둥의 연성과 축성능, 전단 성능을 증가시키기 위해 외부기둥을 FRP로 보강하였다. 이와 같은 보강 효과를 실험적으로 검증하기 위해 순수 골조와 FRP와 좌굴방지가새로 보강된 골조에 대한 반복 횡하중 실험을 수행하였다. 실험 결과 항복강도(43.2 kN)는 설계항복강도(30 kN)와 압축부의 강도 증가 때문에 차이가 나타났고, 강성(11.6 kN/mm)은 설계강성(24.2 kN/mm)에 비하여 절반의 값을 가졌다. 이러한 강성의 차이는 골조와 가새의 접합부 사이의 미끄러짐과 기초의 회전 및 횡변위가 원인으로 나타났다. 보강된 골조의 에너지 흡수 능력은 순수 골조에 비해 7.5배 향상되었다. 기초당 설치된 로드셀의 개수를 2개에서 1개로 변화시키면, 횡강성이 11.6 kN/mm에서 6 kN/mm로 줄어 들었고, 이것은 단지 순수 골조의 강성에 3배에 지나지 않는다(2.1 kN/mm).

• 한국게임학회 논문지
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• 제12권5호
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• pp.79-88
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• 2012

본 논문에서는 키보드나 마우스를 이용하지 않고 손 포즈나 동작으로 직관적인 사용자 인터 페이스를 제공하기 위한 실시간 손 포즈 인식 방법을 제안한다. 먼저 깊이 카메라 입력영상에서 왼손과 오른손의 영역을 분할 및 잡음 보정 후 각 손 영역에 대하여 손 회전각과 손 중심점을 계산한다. 그리고 손 중심점에서 일정간격으로 원을 확장해 나가면서 손 경계 교차점의 중간 지점을 구해 손가락 관절점과 끝점을 검출한다. 마지막으로 앞서 구한 손 정보와 이전 프레임의 손 모델간의 매칭을 수행하여 손 포즈를 인식한 후 다음 프레임을 위하여 손 모델을 갱신한다. 본 방법은 연속된 프레임간의 시간 일관성을 이용하여 이전 프레임의 손 모델 정보를 통하여 은닉된 손가락의 예측이 가능하다. 양손을 사용하여 은닉된 손가락을 가진 다양한 손 포즈에 대해 실험한 결과 제안 방법은 평균 95% 이상의 정확도로 32 fps 이상의 성능을 보였다. 제안 방법은 프리젠테이션, 광고, 교육, 게임 등의 응용분야에서 비접촉식 입력 인터페이스로 사용될 수 있다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제10권3호
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• pp.109-126
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• 2003

This study was designed 10 investigate the effects of therapeutic gymnastic ball exercise on pain, flexibility, lumbar disability level and daily activity levels in male patients of the armed forces medical hospital who complain of chronic low back pain. Twenty-three males were placed in the experimental group and twenty-nine males were placed in the control group. All of the subjects were chosen on the basis of availability among in-patients who were diagnosed with low back pain. The control patients were matched to the experimental group and they were selected considering gender, pain duration and age. Gymnastic ball exercise therapy was developed by the author with the assistance of a rehabilitation specialist. Gymnastic ball exercise therapy includes muscle relaxation, flexibility, muscle strength and posture development exercises. The gymnastic ball exercise therapy was carried out by the experimental group three times a week for eight weeks. Before and after the experiments, the intensity of pain, the lumbar joint mobility (flexibility), the lumbar disability levels, and the daily activity levels of the subjects were measured, respectively. The intensity of pain and the lumbar disability levels were measured by the Visual Analogue Scale, the level of flexibility by a measurement ruler, and the level of disability by the Oswestry Low Back Pain Disability Scale. Data were analysed using a t-test, a paired t-test and an unpaired t-test. The results were as follows: 1. The intensity of pain in the lumbar spine in the experimental group was significantly decreased compared with that of the control group during the 4th week and 8th week. 2. The flexibility of the lumbar spine in the experimental group was significantly increased compared with that of the control group during the 4th week and 8 week. 3. The level of pain caused by anterior, posterior, left lateral and right lateral bending and by rotation in experimental group was significantly decreased compared with that of the control group. 4. The Oswestry Disability score of the experimental group was significantly increased compared with that of control group. These findings indicate that gymnastic ball exercise therapy could be effective in decreasing pain and lumbar disability, and increasing the daily activity levels and lumbar flexibility in patients with chronic low back pain. The study also suggests that gymnastic ball exercise therapy could be an essential factor for effective nursing intervention for patients suffering from chronic low back pain.

• 동의생리병리학회지
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• 제27권3호
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• pp.280-288
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• 2013

Hua-Tuo(145-208) created five "WuQinXi" exercise by imitating the movements of a tiger, a deer, a bear, a monkey and a bird. The "WuQinXi" exercise, one of the medical Qi-gongs, is an exercise maximizing human's self healing power and has been effective significantly at several modern researches. There are many exercise therapies in western medcine, such as Willamss flexion exercise, Mckenzie's extension exercise, vertebral stabilization exercise and so on. However, there isn't a special exercise therapy which can be applied for medical practice in oriental medicine. So We selected some motions from "WuQinXi" exercise, which are suitable for lumbar spinal disease, and analyzed them. After that, We assorted them by kinds of lumbar spinal disease. First, We selected 22 motions which are related with lumbar movements from 3 type "WuQinXi" exercises ; 10 mode, 15 mode, 18 mode. And then, We classified them according to lumbar movements as flexion, extention, lateral bending and rotation, and also functions as stabilization and rubbing. Next, with these classifications, We assorted those motions by kinds of lumbar spinal disease as HIVD(herniation of intervertebral disc), spinal stenosis, spondylolysis and spondylolisthesis, facet joint syndrome, compression fracture and spondylosis. We expect that trying "WuQinXi" exercise at clinic in this way, the particular exercise therapy of oriental medicine, "WuQinXi" exercise will become more popular. And Oriental medical doctors will be able to teach patients "WuQinXi" exercise's motions easily at clinic, depending on kinds of lumbar spinal disease each patient suffers from. We plan to study more about 20 mode, 30 mode, 40 mode and the effect of "WuQinXi" exercise by comparing patients who do the "WuQinXi" exercise with the patients who do the western medical exercise therapy.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.1-8
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• 2008

신발 버핑공정에서 로봇 메카니즘과 같은 5축 마이크로스크라이브에 의하여 신발창 형상을 따라서 버핑 로봇 경로를 오프라인으로 프로그래밍하는 방법을 제안한다. 개발한 마이크로스크라이브 시스템은 턴테이블이 부착된 5축 로봇링크, 신호처리장치, PC 및 응용 소프트웨어 프로그램으로 구성되어 있다. 많은 조인트를 가진 마이크로스크 라이브를 신발창 표면을 따라 이동시킴으로써 로봇 경로가 만들어진다. 개발시스템은 마이크로스크라이브 암의 회전에 해당되는 엔코더 펄스 값을 환산하며, 이 각도 값을 신호처리장치를 통하여 PC로 전송한다. Denavit-Hartenberg's(D-H) 직접 키네메틱스가 마이크로스크라이브 조인트 각도 값으로서 글로벌 좌표값을 만드는데 사용된다. 마이크로스크라이브의 키네메틱스 문제는 D-H 표현에 의하여 효과적이고 시스템적으로 해결된다. 개발시스템은 D-H식에 의하여 계산된 좌표 값으로서 신발 갑피 위에 버핑 게이지 라인을 그릴 수 있으며, 또한 신발 갑피 위에 각 점들과 그 점에 수직인 벡터와 결합된 2개의 외곽 라인으로서 로봇 경로를 얻는다. 개발시스템을 FMS의 버핑 로봇에 적용함으로써 실제적인 버핑 로봇의 경로를 프로그래밍하는데 효과적으로 사용될 수 있다.