• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권2호
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• pp.151-156
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• 2001

기능적 전기자극(FES)에 의한 사지운동의 효과적인 제어를 위해서는, 전기자극을 입력으로 하여 근력 및 운동을 정확히 출력하는 근골격모델이 요망된다. 이 연구에서는 FES에 의한 근력 및 운동을 보다 정확히 예측할 수 있는 모델을 작성하기 위하여, 기존의 근육모델에서는 포함되지 않았던 근력의 점진적 강화현상에 대한 기초적 성질을 조사하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는, 일정강도의 표면자극에 대한 근력의 강화현상이 주파수, 자극이력, 근육길이에 어떻게 의존하는지를 조사하였다. 실험결과로부터, 자극의 주파수가 높을수록 초기근력에 대한 자극중의 근력의 증가도는 작아지고 근력의 피크에 도달하는 시간이 짧아지는 것을 알 수 있었다. 선행 자극에 의해 근육의 내부적인 강화상태가 포화되면 근력은 추가적인 자극에 대해서도 더 이상 증가하지 않았다. 자극시의 근육의 길이는 근력강화에 큰 영향을 미쳤으며, 근육의 길이가 짧을수록 증가도가 컸다. 장래에는 이러한 결과를 토대로 한 새로운 근력강화의 모델이 요망된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1554-1559
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• 2003

This study validated the musculoskeletal model of the human lower extremity by comparative study between calculated muscle parameters through simulation using modified hill-type model and measured them through isokinetic exercise. And the relationship between muscle forces and moments participated in motion was quantified from the results of simulation. For simulation of isokinetic motion, a three-dimensional anatomical knee model was constructed using trials of gait analysis and the EMG-force model was used to determine muscle activation level exciting muscles. The modified Hill-type model was used to calculate individual muscle forces and moments in dynmaic analysis and the results were validated by comparing them of experiments on BIODEX. The results showed that there was a high correlation between calculated torques from simulation and measured them from experiments for isokinetic motion(R=0.97). Therefore we concluded that the simulation by using musculoskeletal model was so useful means to predict and convalesce musculoskeletal-related diseases, and analyze unrealizable experiment such as clash condition.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.322-327
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• 2003

본 논문에서는 효율적인 얼굴 애니메이션을 구축하기 위하여 동적인 근육 모델을 기반으로 한 3차원 얼굴 모델링 기법을 제안하였다. 동적인 근육 모델을 기반으로 얼굴 근육을 256개의 점과 이 점들을 연결한 faceline으로 구성한 wireframe을 구축하고, wireframe을 이용한 표준 모델을 구성한 후 정면과 측면의 두장의 2D 영상을 사용하여 텍스처 매핑을 실시하여 3차원 개인 얼굴 모델을 생성하였다. 정확한 매핑을 위하여 특징점들의 정면과 측면 부분을 이용했는데, 정면 이미지와 정면 특징점들의 2차원 좌표를 이용하여 텍스터 좌표를 가진 얼굴을 만든 다음, 측면 이미지와 측면 특징점들의 2차원 좌표를 이용하여 텍스터 좌표를 가진 얼굴을 구축하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권8호
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• pp.1187-1193
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• 2013

본 논문은 사실적인 3D 얼굴 모델링과 얼굴 표정 생성 시스템을 제안한다. 사실적인 3D 얼굴 모델링 기법에서 개별적인 3D 얼굴 모양과 텍스쳐 맵을 만들기 위해 Generic Model Fitting 기법을 적용하였다. Generic Model Fitting에서 Deformation Function을 계산하기 위해 개별적인 얼굴과 Generic Model 사이의 대응점을 결정하였다. 그 후, Calibrated Stereo Camera로부터 캡쳐 된 영상들로부터 특징점을 3D로 복원하였다. 텍스쳐 매핑을 위해 Fitted된 Generic Model을 영상으로 Projection하였고 사전에 정의된 Triangle Mesh에서 텍스쳐를 Generic Model에 매핑 하였다. 잘못된 텍스쳐 매핑을 방지하기 위해, Modified Interpolation Function을 사용한 간단한 방법을 제안하였다. 3D 얼굴 표정을 생성하기 위해 Vector Muscle기반 알고리즘을 사용하고, 보다 사실적인 표정 생성을 위해 Deformation 과 vector muscle 기반의 턱 rotation을 적용하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제10권1호
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• pp.11-16
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• 1989

This paper describes the AR model of EMG signal during maximum voluntary contraction. By comparing the AR coefficients and the reflection coefficients of the AR model with the median frequency of power spectrum, it is proved that muscle fatigue can be measured by the AR and the reflection coefficients. In the estimation procedure of AR model parameter, the autocorrelation method is superior to the covariance method, and it is determined that the optimal order is six. As the muscle becomes fatigue, the median frequency of power spectrum is declined, and the AR coefficient [$a_1$] and the reflection coefficient [$k_1$] are also decreased. Therefore the muscle fatigue can be measured by the AR parameter.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권2호
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• pp.130-136
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• 2010

For stability analysis of the lumbar spine, the hypothesis presented is that the disc has stress sensors driving feedback mechanism, which could react to the imposed loads by adjusting the contraction of the muscles. Fusion in the motion segment of the lumbar spinal column is believed to alter the stability of the spinal column. To identify this effect finite element (FE) models combined with optimization technique was applied and quantify the role of each muscle and reaction forces in the spinal column with respect to the fusion level. The musculoskeletal FE model was consisted with detailed whole lumbar spine, pelvis, sacrum, coccyx and simplified trunk model. Vertebral body and pelvis were modeled as a rigid body and the rib cage was constructed with rigid truss element for the computational efficiency. Spinal fusion model was applied to L3-L4, L4-L5, L5-S1 (single level) and L3-L5 (two levels) segments. Muscle architecture with 46 local muscles was used as acting directions. Minimization of the nucleus pressure deviation and annulus fiber average axial stress deviation was selected for cost function. As a result, spinal fusion produced reaction changes at each motion segment as well as contribution of each muscle. Longissimus thoracis and psoas major muscle showed dramatic changes for the cases of L5-S1 and L3-L5 level fusion. Muscle force change at each muscle also generated relatively high nucleus pressure not only at the adjacent level but at another level, which can explain disc degeneration pattern observed in clinical study.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.433-439
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• 2022

최대근지구력시간(MET, maximum endurance time)을 예측하기 위한 근피로모델은 실험적으로 측정한 MET를 이용하여 구축한 실증적 모델과 생리학적 과정을 수학적으로 표현한 이론적 모델로 나뉜다. 본 연구에서는 전완의 등척성 수축시 MET을 예측하기 위한 이론적 모델인 동적 근피로모델의 예측성 평가를 위하여 실증적 모델과 비교 및 평가하고자 한다. 실험에 참여한 피검자는 40명(남성 20, 여성 20)이며 실증적 모델인 지수모델과 거듭제곱모델 및 이론적 모델인 동적 근피로모델을 이용하여 비교하였다. 평가를 위하여 평균절대치편차(MAD, mean absolute deviation), 상관계수 및 급내상관계수를 구한 결과 동적 근피로모델과 실증적 모델들 사이에 MAD는 3.5%p 이하였으며, 상관계수는 0.93, 급내상관계수는 0.87 이상으로 전완의 등척성 수축시 MET을 예측하기 위한 이론적 모델인 동적 근피로모델이 적합함을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권7호
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• pp.152-158
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• 2006

The objective of this work is to develop the knee joint model for representing various pendulum motions and quantifying the spasticity. Knee joint model included the extension and flexion muscles. The joint moment consists of both the active moment from the stretch reflex and the passive moment from the viscoelastic joint properties. The stretch reflex was modeled as nonlinear feedback of muscle length and the muscle lengthening velocity, which is Physiologically-feasible. Moreover, we modeled the spastic reflex as having dynamic threshold to account far the various pendulum trajectories of spastic patients. We determined the model parameters of three patients who showed different pendulum trajectories through minimization of error between experimental and simulated trajectories. The simulated joint trajectories closely matched with the experimental ones, which show the proposed model can predict pendulum motions of patients with different spastic severities. The predicted muscle force from spastic reflex appeared more frequently in the severe spastic patient, which indicates the dynamic threshold relaxes slowly in this patient as is manifested by the variation coefficient of dynamic threshold. The proposed method provides prediction of muscle force and intuitive and objective evaluation of spasticity and it is expected to be useful in quantitative assessment of spasticity.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.137-143
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• 2021

근육 위축증은 근섬유의 손상으로 인한 근육세포의 감소에 의해 일어나며 심장질환, 당뇨, 각종 노인성 만성질환을 일으킨다고 알려져 있다. 본 연구는 미역 추출물 및 이의 성분인 알긴산의 근육세포보호, 근육감소억제 및 근육재생효과를 확인하고자 하였다. 미역 추출물 및 알긴산을 분화된 C2C12 myoblast 세포에 처리한 결과 TNF-α에 의한 근육섬유의 감소가 억제하였고murf1과 MaFbx의 발현량도 감소하였다. 또한, 마우스에 미역 추출물 및 알긴산을 10주간 급여한 결과 cardiotoxin에 의한 다리부종이 감소하였으며 근육단백질인 MyHC와 PGC-1α의 발현량이 증가 하였다. 따라서 미역 추출물 및 알긴산은 근감소 억제 및 근육재생 효과를 나타내어 기능성소재의 활용 가능성을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권3호
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• pp.315-321
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• 1999

본 논문에서는 근전도의 신호만으로 동적 운동시 근육에 발생하는 근력 예측을 위한 수학적 모델의 개발에 목표를 두고 있다. 이를 위하여 인체의 관절 운동중에 발생하는 근력과 근전도의 상관관계를 규명하는 것이 필요하기 때문에 동역학적 관절모델로서 수근관절을 포함한 주관절이 고려되었으며, 기구학 및 동역학 해석을 위하여 2개의 자유도를 갖는 Flexible Goniometer 로 관절의 각변위, 각속도, 가가속도등의 데이터를 실시간 측정하였다. 근전도 측정을 위해서는 비교적 신호가 뚜렷한 이두박근이 선정되었으며, 운동시 발생하는 이두박근의 근전도 신호는 표면전극을 이용한 다태널 Noraxon EMG 장치로 측정하였다. 결과로서, 근력과 근전도의 측정 시간에 따른 적분값의 비교는 1차 함수의 형태로 비례하는 상관관계로 표현됨을 알 수 있었으며, 동적인 운동시 발생하는 근수축을 동심 수축 구간( Concentric Contraction Period)과 편심 수축 구간(Eccentric Contraction Period)으로 양분하여 분석하였을 때도 근력과 근전도의 측정 시간에 따른 적분값의 비교는 1차 함수의 형태로 비례함을 알 수 있었다. 이 상관관계식을 이용하여 근전도 신호 측정을 통하여 관절에 작용하는 근육의 근력 예측이 가능함을 알 수 있었으며, 각기 다른 신체 부위의 관절에도 적용할 수 있는 가능성을 보여주고 있다.