• 제목/요약/키워드: Joint stability

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스마트 모니터링용 광섬유센서 (Fiber Optic Sensors for Smart Monitoring)

  • 김기수
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.137-145
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    • 2006
  • 최근 건설기술이 발달함에 따라 점차적으로 더욱 높은 정확성과 신뢰성을 바탕으로 구조물의 상태를 파악 또는 예측 할 수 있는 기술적인 체제가 요구되고 있는 시점에서, 광섬유센서는 내구성과 높은 분해능, 전자기파 노이즈 저항성, 절대값의 측정, 다중화 등의 가지고 있는 여러 장점 때문에 미국 등 선진국의 경우 교량, 터널 그리고 건물 등에 변위와 변형률 측정에 많은 설치가 진행되어 왔고, 광섬유 센서를 이용한 시스템이 구조물의 안정성과 잔존수명을 판단하는 기준으로 중요한 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 본 논문에서는 이러한 광섬유센서 중에서 일반적으로 가장 많이 사용하고 있는 광섬유격자 센서의 응용의 폭을 확대하기 위하여 여러 가지 응용분야에 적용하고자 하였으며, 특히 전단응력이 많이 걸려 foil형 스트레인 게이지를 사용하기 어려운 보 기둥 접합부에 적용하여 광섬유격자 센서가 일반적으로 사용되는 전자식 변위 센서들과 정밀도가 대단히 차이가 나고 있음을 보여주고 있고, 복합재료와 콘크리트 접합 구조물에 적용하여 흔히 발생하는 결함인 delamination을 측정하는데 광섬유격자 센서가 유효적절함을 보여주고 있으며, 원자력발전소 격납구조물과 같은 대형구조물에 적용하여 변위를 측정함에 있어서 광섬유격자 센서가 시공도 용이하고 데이터도 양호함을 보여 주고 있어, 기존의 어떤 구조물도 광섬유센서를 적용하여 쉽게 광섬유 스마트구조물화 할 수 있음을 보여준다.

수문·수리학적 / 지반공학적 불확실성을 고려한 제방의 복합위험도 산정 (Estimating the compound risk integrated hydrological / hydraulic / geotechnical uncertainty of levee systems)

  • 남명준;이재영;이철우;김기영
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제50권4호
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    • pp.277-288
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    • 2017
  • 본 연구에서는 발생가능한 홍수시나리오를 기반으로 하천제방의 복합위험도를 산정하고자 하였다. 이를 위해 불확실성을 고려한 수문학적/수리학적/지반공학적의 위험도를 각각 MCMC (Markov Chain Monte Carlo), MCS (Monte Carlo Simulation), FOSM (First-Order Second Moment) 기법을 활용하여 해석하였으며, 이들 각각의 확률을 연계하여 결합확률 형태로 나타내었다. 적용대상 유역은 낙동강에 위치한 강정고령보를 기점으로 상 하류 12.5 km 구간으로 선정하였으며, 구간내의 총 6구간의 제방이 포함된다. 수문시나리오는 제방 월류가 발생하는 100년/200년 빈도 신뢰구간 상한치(97.5%)의 홍수량이 사용되었고, 이에 따른 홍수위 해석을 수행하여 월류위험도를 산정하였으며 월류가 발생하지 않는 구간에서는 침투, 사면안정, 수위급강하 등 제방의 지반공학적 위험도를 산정하였다. 기존 결정론적 위험도 해석보다 확률론적 위험도 해석에 의한 복합위험도가 제방설계에 보다 안정적, 경제적인 상승효과를 가져올 수 있을 것이며, 향후 수변구조물 설계에 지표로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

하지 절단자를 위한 다축 회전이 가능한 인공발의 개발 (Development of Multi-rotational Prosthetic Foot for Lower Limb Amputee)

  • 신현준;박진국;조현석;류제청;김신기
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.305-313
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    • 2016
  • 두 발을 번갈아 옮기며 몸을 앞으로 움직이는 단순한 동작의 반복으로 보이는 보행이란 과정은 실제 인체 내의 대부분의 근육 및 인대, 뼈가 연관되어 이루어지는 복잡한 행동이다. 신체 일부가 소실된 하퇴 절단자의 경우 생체조직이 온전히 보전되어 있는 일반인과는 달리 남은 생체 부위와 의지의 공학적인 성능에만 의존해 보행을 해야 한다는 어려운 상황에 직면하게 된다. 따라서 하퇴절단자를 위한 하퇴의지는 우선 환자가 기본적인 보행이 가능케 함과 동시에 최대한 복잡한 지면 상태에 적응할 수 있도록 설계가 되어야 한다. 원활한 보행을 위해서는 배/저굴 방향의 발목의 회전이 매우 중요하고 고르지 못한 지면 상태를 극복하기 위해서는 내/외전 방향의 족부의 회전 기능이 요구된다. 최근 생체역학적인 연구를 접목한 다양한 하퇴의지가 개발되고 있으나, 이러한 고가의 고성능 하퇴의지의 경우 주로 활동성이 높은 하지절단 환자들에 초점이 맞춰져 있다. 본 연구에서는 하퇴의지 착용자의 대다수인 활동성이 낮은 K2 레벨의 환자들을 위한 하퇴의지를 개발했다. 기본적인 보행 능력 향상을 위해서 배/저굴 방향으로의 회전이 가능한 유압식 발목을 개발했고, 이를 통해서 배/저굴 방향으로 각각 $2.5^{\circ}$$4^{\circ}$의 회전이 가능함을 확인했다. 또한 수동 조절이 가능한 유압 노즐을 탑재해 환자 개개인에 적합한 발목 회전 저항력을 설정할 수 있도록 설계했다. 내/외전 방향으로의 족부의 회전이 가능하도록 이중고무 방식의 중간재를 삽입해 각각 $3.6^{\circ}$$4.1^{\circ}$의 회전이 가능하도록 설계되어 측경사나 작은 장애물들을 극복할 수 있도록 제작했다. 본 연구를 통해 개발된 하퇴의지는 K2 레벨의 하퇴절단자들이 일상생활 중에 겪게 되는 다양한 지면 환경을 극복하는데 도움을 줄 것이다.

암반비탈면 활동에 의한 도로 융기현상 사례 연구 및 실시간 모니터링을 이용한 대책공법 검증 (A Case Study of Road Upheaval caused by Slope Movement, and Verification of Reinforcement using Real-Time Monitoring)

  • 이종현;구호본;김승현;김승희
    • 지질공학
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    • 제21권3호
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    • pp.221-230
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    • 2011
  • 암반비탈면의 활동에 의해 전방 도로부에 융기현상이 발생되었다. 국내의 대다수 비탈면은 암반으로 구성되어 있으므로 연구지역과 같이 암반비탈면 활동에 의한 도로 융기현상을 관찰하기는 쉽지 않다. 본 연구를 통해 구성암 풍화와 지질학적 약대 형성이 진행된 암반비탈면은 불연속면을 따른 기하학적인 붕괴보다는 전체 구성암의 원호활동 지배를 더 크게 받을 수 있음을 파악하였다. 또한, 수치해석을 통해 편암 등 이방성이 강한 암석이나 특정 방향의 불연속면이 비탈면의 안정성에 영향을 미칠 경우에는 연속체 해석에 편재절리모델을 혼합하여 해석을 수행하는 것이 암반비탈면의 연속체 해석 수행에 매우 유용함을 확인하였다. 현장조사와 안정해석 결과를 근거로 본 비탈면의 안정화를 위해 계단식옹벽과 앵커공법을 제안하였으며, 보강 완료 후에는 계측기를 설치하여 실시간 모니터링을 통해 적용 대책공법의 효과를 검증하였다.

요추 고정수술 후 인접척추 운동범위의 변화 (The Change of Motion Ranges of Adjacent Vertebral Joints after Lumbar Fusion Operation)

  • 여상준;박승원;김영백;황성남;최덕영;석종식;정동규;민병국
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제29권11호
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    • pp.1456-1460
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    • 2000
  • Objectives : Transpedicular screw fixation has become an important method for internal fixation in variety of disorders. However, acceleration of degeneration at the adjacent segment in any follow. The goal of this study is to review the change of motion ranges of vertebral joints adjacent to fused level in lumbar spine. Methods : This study consists of 22 patients with degenerative spinal instability. Treatment of spinal instability includes posterior fusion with transpedicular screw fixation or transpedicular screw fixation with posterior lumbar interbody fusion. The flexion-extension angle(FEA) was measured from dynamic views of lumbar spine taken both at preoperative and post operative period. Results : The FEA of upper vertebral joint adjacent(FEA-u) to a fused L4-5 level was increased(p=0.010). The FEA-u was increased in case of L5-S1 fusion(p=0.025). The change of FEA-u in case of L5-S1 fusion was greater than that in L4-5 fusion(p=0.013). Conclusion : After L4-5 fusion, there seems to be more meaningful increase in FEA of L3-4 than that of L5-S1. The reason may be due to the damage of L3-4 facet joints during the operation, the other possible explanation may be the anatomical stability of L5-S1 vertebral joint. The change of FEA-u of L5-S1 fusion is increased more than that of L4-5 fusion. Because there are compensations in the adjacent vertebrae both above and below the fused L4-5, the compensatory motion in FEA-u of L5-S1 fusion was greater than that of the L4-5 fusion.

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최소 절개술에 의한 반월상 연골 동종이식 수술기법 (Technical Note of Meniscal Allograft Transplantation using Minimal Incision)

  • 민병현;김호성;장동욱;강신영
    • 대한관절경학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.54-61
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    • 1999
  • 광범위한 반월상 연골 손상에 대한 최근의 치료는 수많은 연구와 임상적 접근을 통해 정상적인 반월상 연골의 기능을 회복하기에 이르렀다. 냉동 보관된 반월상 연골의 동종이식은 연골의 정상적인 회복을 위한 유용한 방법중 하나이다. 저자들의 첫 4례의 동종연골이식은 관절경의 도움으로 시행하였고, 이후 22 예에서는 최소한의 관절 절개를 이용하였다. 또한 모든 동종 연골 이식에서 반월상 연골의 안정성과 회복을 위해 반월상 연골에 골교를 부착하여 고정하였다. 전방 십자 인대 재건술은 반월상 연골 동종이식술시 동시에 시행하였다. 내측 반월상 연골은 일명 Key-hole technique을 사용하여 골터널에 의한 관절 연골의 침습을 최소화하려 하였다. 우선 반월상 연골의 골교를 원통형으로 만들고 수혜자의 슬관절의 전방 십자 인대의 내측연을 따라 골 터널을 만들어 반월상 연골의 골교를 press-fit하도록 한다. 삽입된 반월상 연골은 일반적인 반월상 연골 봉합술로 관절경을 이용하여 봉합한다. 외측 반월상 연골은 내측 반월상 연골과는 달리 반월상 연골의 골교를 반원통 모앙으로 만들고 수혜자의 슬관절의 전방 십자 인대의 외측연을 따라 반원통 모양의 골 요지를 만든다. 반월상 연골을 골 요지에 얻고 인도 봉합사를 경골의 전면으로 뽑아내 이를 묶음으로써 고정을 한다. 삽입된 반월상 연골은 내측 반월상 연골이식술과 같은 방법으로 봉합한다. 저자들은 이와 같은 방법으로 관절 연골의 침습을 최소화하고 비교적 정확한 위치에 반월상 연골을 이식할 수 있었다.

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임플랜트 고정체-지대주 연결부의 형태와 직경이 임플랜트의 기계적 실패에 미치는 영향 (Effect of morphology and diameter of implant fixture-abutment connection on mechanical failure of implants)

  • 윤보혁;신현모;윤미정;허중보;정창모;강은숙
    • 대한치과의사협회지
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    • 제53권9호
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    • pp.644-655
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    • 2015
  • Purpose: This study was conducted to evaluate the effect of the fixture abutment connection type and diameter on the screw joint stability in external butt joint for 2nd surgery and internal cone connected type implant system for 1st and 2nd surgery using ultimate fracture strength. Materials and Methods: USII system, SSII system and GSII system of Osstem Implant were used. Each system used the fixture with two different diameters and cement-retained abutments, and tungsten carbide / carbon coated abutment screws were used. Disc shaped stainless steel metal tube was attached using resin-based temporary cement. The experimental group was divided into seven subgroups, including the platform switching shaped specimen that uses a regular abutment in the fixture with a wide diameter in USII system. A static load was increased to the metal tube at 5mm deviated point from the implant central axis until it reached the compression bending strength at a rate of 1mm/min. Then the deformations and patterns of fracture in threaded connection were compared. Results and Conclusion: 1. In the comparison between the Regular diameter, compression bending strength of SSII system was higher than USII system and GSII system. There was no significant difference between USII system and GSII system. 2. In the comparison between wide diameter, compression bending strength was increased in the order of GSII system, USII system, and SSII system. 3. In comparison between the implant diameter, compression bending strength of the wide diameter was greater than the regular diameter in any system(P<0.05). 4. There was no significant difference between the platform switching (III group) and the regular diameter (I group) in USII system. 5. In USII system, fracture of abutment screw and deformation of both fixture and abutment were observed in I, II and III subgroups. 6. Failure pattern of SSII system, which was the fracture of abutment screw and deformation of the abutment and fixture, was observed in both IV and V subgroups. Fracture of some fixtures was observed in subgroup V. 7. Failure pattern of GSII system, which was the fracture of the abutment screw and deformation of the fixture and the abutment, was observed in both VI and VII subgroups. Apart from other subgroups, subgroup VII demonstrated no bending neither the fracture at the top of the fixture. The compressive deformation of internal slope in the fixture was the only thing observed in subgroup VII.

Difference in glenoid retroversion between two-dimensional axial computed tomography and three-dimensional reconstructed images

  • Kim, Hyungsuk;Yoo, Chang Hyun;Park, Soo Bin;Song, Hyun Seok
    • Clinics in Shoulder and Elbow
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    • 제23권2호
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    • pp.71-79
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    • 2020
  • Background: The glenoid version of the shoulder joint correlates with the stability of the glenohumeral joint and the clinical results of total shoulder arthroplasty. We sought to analyze and compare the glenoid version measured by traditional axial two-dimensional (2D) computed tomography (CT) and three-dimensional (3D) reconstructed images at different levels. Methods: A total of 30 cases, including 15 male and 15 female patients, who underwent 3D shoulder CT imaging was randomly selected and matched by sex consecutively at one hospital. The angular difference between the scapular body axis and 2D CT slice axis was measured. The glenoid version was assessed at three levels (midpoint, upper one-third, and center of the lower circle of the glenoid) using Friedman's method in the axial plane with 2D CT images and at the same level of three different transverse planes using a 3D reconstructed image. Results: The mean difference between the scapular body axis on the 3D reconstructed image and the 2D CT slice axis was 38.4°. At the level of the midpoint of the glenoid, the measurements were 1.7°±4.9° on the 2D CT images and -1.8°±4.1° in the 3D reconstructed image. At the level of the center of the lower circle, the measurements were 2.7°±5.2° on the 2D CT images and -0.5°±4.8° in the 3D reconstructed image. A statistically significant difference was found between the 2D CT and 3D reconstructed images at all three levels. Conclusions: The glenoid version is measured differently between axial 2D CT and 3D reconstructed images at three levels. Use of 3D reconstructed imaging can provide a more accurate glenoid version profile relative to 2D CT. The glenoid version is measured differently at different levels.

지질 구조에 의한 사면의 불안정성에 관한 연구: 충북 피반령 부근 (Study of Structurally Controlled Slope Instability: Pibanryeong, Chungbuk, S. Korea)

  • 정상원;최병렬
    • 지질공학
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    • 제18권4호
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    • pp.459-470
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    • 2008
  • 절토사면의 안정과 관련하여 충북 청원군에서 보은군을 가로지르는 국도 25번을 따라 지질구조에 의하여 형성된 여러종류의 사면 파괴유형을 사례 분석을 통하여 해석하고 사면의 불안정성에 영향을 끼치는 요인을 연구하였다. 노두의 발달이 양호한 3 지점을 선정하였으며, 정면적법을 이용하여 불연속면의 방향성, 연장성, 절리의 표면 거칠기 및 암석의 일축압축강도 등 공학적 특성을 분석하였다. 연구지역은 옥천습곡대에 해당되며, 미동산층의 석영편암과 규암과 운교리층의 천매암으로 구성된다 이들 암석은 미약한 변성작용을 받은 변성퇴적암으로 구성되기 때문에 절리구조 이외의 불연속면 즉 편리와 벽개구조 등의 면구조와 습곡작용에 의한 지층의 굴곡현상이 잘 발달되어 있다. 초기의 광역습곡구조와 후기의 중첩습곡구조의 발달에 따른 절리구조의 형성으로 지층의 주향에 평행하거나 수직한 절리군 및 쐐기형 또는 가위형 절리군 등 다양한 형태의 절리가 형성되었으며 절리와 벽개구조 및 층리와 사면의 방향성이 서로 교차하여 여러 종류의 파괴양상을 일으키는 불안정 요인이 되었다. 습곡구조에 의해 사면의 방향과 층리의 방향성이 서로 일치하는 경우 평면파괴를 비롯하여 대규모 파괴를 유발시킬 수 있는 요인이 많았으며, 사면과 층리의 방향성이 서로 고각으로 교차하는 지역에서는 절리군과 벽개의 교차에 의하여 지역적인 소규모의 파괴양상을 보이는 것으로 분석되었다.

비탄력 고정식 벨트가 노인 여성의 균형능력과 낙상예방에 미치는 영향 (The Effect of Application of a Non-Elastic Fixation Belt on the Balance Ability and Fall Prevention in Elderly Women)

  • 이장태;천승철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.398-404
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 노인 여성의 약화된 천장관절 안정화를 위하여 비탄력 고정식 벨트를 적용하여 균형 능력과 낙상예방에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 노인 여성들은 출산과 폐경으로 천장관절의 약화 및 골반 주위근육들의 약화로 인하여 균형능력의 감소와 낙상위험률이 증가된다. 그러나 이와 관련된 연구는 불충분하다. 연구 대상자들은 실험군과 대조군으로 각각 20명씩 무작위로 배정하였으며, 비탄력 고정식 벨트를 실험군에게 적용한 후 균형 측정기를 사용하여 균형능력과 낙상 위험률을 평가하였다. 또한 비탄력 고정식 벨트를 적용한 실험군에서 하복부근육의 근두께를 초음파기기를 사용하여 실험 전후에 측정하였다. 통계방법은 연구대상자의 일반적 특성을 위하여 독립 t-검정, 균형 및 낙상지수를 위하여 $2{\times}2$ 반복 측정 분산분석 및 근두께를 위하여 짝비교 t-검정을 사용하였다. 두 그룹의 교호작용 효과는 안정성 지수(F1,38=47.24, p=0.001), 퓨리에 지수(F1,38=88.83, p=0.001), 체중분포 지수(F1,38=50.21, p=0.001) 및 낙상 지수(F1,38=21.59, p=0.001)에서 모두 통계적으로 유의하게 나타났다. 또한 비탄력 고정식 벨트를 적용한 결과 실험 후 복횡근(p=0.001)과 내복사근(p=0.001)의 근두께는 통계적으로 유의하게 증가하였다. 노인 여성들의 약화된 천장관절의 강화 및 안정화 방법으로 비탄력 고정식 벨트는 균형 및 낙상 예방에 긍정적이며 용이성, 보편성 및 경제적으로 효과적임을 알 수 있었다.