• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제28권6호
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• pp.825-831
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• 2007

An elbow orthosis with a pneumatic rubber actuator has been developed to assist and enhance upper limb movements and has been examined for the effectiveness. The effectiveness of the elbow orthosis was examined by comparing muscular activities during alternate dumbbell curl exercises with and without the orthosis. The subjects participated in the experiment were younger adults in their twenties. The subjects were instructed to perform dumbbell curl motion in a sitting position with and without orthosis in turn and a dynamometer was used to measure elbow joint torque outputs in an isovelocity mode. The measurements were done with four various dumbbell loads: 0 kg, 1 kg, 3 kg, and 5 kg. The orthosis was pneumatically actuated and controlled in a passive mode. The most comfortable air pressure to the pneumatic actuator was determined to be 0.294MPa. Electromyography(EMG) was also measured during curl exercises. The muscles of interest were biceps brachii(BB), triceps brachii(TB), brachioradialis(Bo), and flexor carpi ulnaris(FCU) in the upper limbs. The experimental results showed that the muscular activities themselves significantly reduced with elbow orthosis on in performing similar activities without orthosis. As a result of this experiment, the effectiveness of the developed upper limb orthosis was confirmed and the level of assistance was quantified.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1500-1503
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• 2003

One of the main goals in the rehabilitation of SCI patients is to enable the patient to stand and walk themselves. We are developing high-thrust powered gait orthosis(PGO) that use air muscle actuator(shadow robot Co., UK) to be assisted gait and rehabilitation purposes of them. We made of PD controller and measured hip joint angle by its load and the pressure to control air muscle of PGO. As a results, maximum flexion angle of hip joint is $20^{\circ}$, and angular velocity is 30.4${\pm}2.5^{\circ}/sec$, and then delay time of system was average 0.62${\pm}$0.03s. As the hip flexion angle and the pelvic angle is decreased during the gait with PGO, the patient can walk faster. By using the PGO, the energy consumption can also be decreased. therefore, the proposed PGO can be a very useful assitive device for the paraplegics to walk.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.443-444
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• 2006

• 재활복지공학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.177-185
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• 2014

본 연구에서는 하지마비 장애인의 족하수 방지를 위하여 족배굴곡 보조를 위한 외골격 보조기를 개발하였다. 본 보조기는 인공 근육형 공압 액추에이터를 이용한 동력 전달부, 동력부의 고정을 위한 무릎 관절 착용부 및 보행 신호 검출을 위한 발목 관절 착용부로 구성되었다. 보조기는 무릎 관절 착용부와 발목 관절 착용부에 고정되어 족배굴곡 토크를 발생시켰으며, 발바닥 압력센서를 통해 사용자의 보행 단계를 검출하고, 족배굴곡 보조 타이밍을 감지하도록 하였다. 보행에 이상이 없는 건강한 65세 이상 고령자 7명과 20대 성인 10명을 대상으로 외골격 보조기의 족배굴곡 보조에 대한 성능을 확인한 결과, 인공 근육형 공압 액추에이터의 보조 시 전경골근의 근활성이 감소하는 결과가 나타났다. 향후 연구에서는 하지마비 환자를 대상으로 외골격 보조기의 효과를 검증할 것이다.

• 로봇학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.48-54
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• 2010

Ankle-foot orthosis with a pneumatic rubber actuator, which is intended for the assistance and the enhancement of ankle muscular activities was developed. In this study, the effectiveness of the system was investigated during plantarflexion motion of ankle joint. To find a effectiveness of the system, the subjects performed maximal voluntary isokinetic plantarflexion contraction on a Biodex-dynamometer. Plantarfexion torque of the ankle joint is assisted by subject's soleus muscle that is generated when ankle joint do plantarflexion motion. We used the muscular stiffness signal of a soleus muscle for feedback control of ankle-foot orthosis as physiological signal. For measurement of this signal, we made the muscular stiffness force sensor. We compared a muscular stiffness force of a soleus muscle between with feedback control and without it and a maximal plantarflexion torque between not wearing a ankle-foot orthosis, without feedback control wearing it and with feedback control wearing it in each ten elderly adults. The experimental result showed that a muscular stiffness force of a soleus muscle with feedback control was reduced and plantarflexion torque of an ankle joint only wearing ankle-foot orthosis was reduced but a plantarflexion torque with feedback control was increased. The amount of a increasing with feedback control is more higher than the amount of a decreasing only wearing it. Therefore, we confirmed the effectiveness of the developed ankle-foot orthosis with feedback control.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.183-190
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• 2017

혈류를 제한한 트레이닝이란, 특수제작 된 공압식 가압벨트를 사용해 사지의 혈류을 제한한 상태에서 저강도로, 단시간 운동하는 것을 말한다. 이 연구의 목적은 만성질환의 발병 위험성이 높은 직장 비만여성을 대상으로, 낮은 강도의 혈류를 제한한 4주간의 걷기트레이닝이 신체조성 및 성장호르몬, 근손상지표에 어떠한 영향을 미치는 지를 구명하고자 한다. 연구대상자는 BMI $25kg/m^2$와 체지방률 30% 이상의 직장 비만여성 11명으로 하였으며 혈류제한은 공압방식의 탄성벨트를 양쪽의 대퇴부위에 착용하고 압력을 조절하였다. 걷기프로그램은 트레드밀을 이용하여 실시하였으며(4주, 주 3일, 1일 2회), 2분 걷기와 1분 휴식으로 구성하여 총 5세트 반복하였다(4km/h, 5%). 이 연구의 결과에서 4주간의 혈류를 제한한 걷기트레이닝 후, 체중과 BMI, 지방량은 유의하게 감소되었으며(p<.05) 체지방률은 감소하는 경향을 보였으나 통계적 유의수준에는 도달하지 못하였다. 성장호르몬 또한 트레이닝 후, 증가하는 경향을 보였으나 통계적 유의차는 나타나지 않았다. 근손상지표 인 CK(p<.05)와 LDH(p<.05), $K^+$(p<.01)의 농도는 트레이닝 후, 유의하게 증가되었으며 Mb의 농도는 증가하는 경향을 보였지만 통계적 유의수준에는 도달하지 못하였다. 이상의 결과에서, 4주간의 혈류를 제한한 걷기트레이닝은 직장 비만여성들의 각종 만성성인질환 및 대사성 질환의 원인인 비만을 예방하고 치료하는데 효과가 있는 것으로 생각되며 이는 짧은 운동시간에도 불구하고 장시간의 운동 효과를 얻을 수 있는 것으로 사료된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.973-977
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• 2004

A pneumatic cylinder used to sliding seal which seal the element one to another in relative motion. It is difficult to accuracy control because of adhesion phenomenon. To confirm this phenomenon, it is carried to friction force test and analysis for bellows type rodless cylinder. In the rodless cylinder of this type, friction force test is very important. Through the theoretical analysis of shock absorber obtained the optimal design of bellows type rodless cylinder. As the result of the friction force test, LM Guide type is suitable for work under low friction force.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.361-367
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• 2015

논문에서는 인간과의 안전한 접촉이 가능한 내부형 연속체로봇에 대한 설계개념과 로봇 말단장치의 운동특성실험을 제시한다. 인간의 근육과 유사한 상극구동방식으로 작동하는 공압인공근육을 연속체로봇의 백본 및 구동장치로 사용하기 때문에, 외부환경과의 부드러운 접촉과 강한 접촉을 선택적으로 제어할 수 있는 로봇 관절에서의 가변강성이 가능하다. 그러나 내부형 연속체로봇은 백본소재의 굽힘운동을 예측하기 어렵기 때문에 로봇 말단장치에서의 자세를 추정하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 3 축 가속도계와 3 축 자이로스코프를 이용한 칼만필터 방법을 제안하고 개발된 내부형 연속체 로봇의 자세추정에 적용하여 실제 실험을 통해서 제안된 방법의 효율성을 검증하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제49권6호
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• pp.456-460
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• 2016

Background: Surgical correction needs to be considered when diaphragm eventration leads to impaired ventilation and respiratory muscle fatigue. Plication to sufficiently tense the diaphragm by VATS is not as easy to achieve as plication by open surgery. We used pneumatic compression with carbon dioxide ($CO_2$) gas in thoracoscopic diaphragmatic plication and evaluated feasibility and efficacy. Methods: Eleven patients underwent thoracoscopic diaphragmatic plication between January 2008 and December 2013 in Pusan National University Hospital. Medical records were retrospectively reviewed, and compared between the group using $CO_2$ gas and group without using $CO_2$ gas, for operative time, plication technique, duration of hospital stay, postoperative chest tube drainage, pulmonary spirometry, dyspnea score pre- and postoperation, and postoperative recurrence. Results: The improvement of forced expiratory volume at 1 second in the group using $CO_2$ gas and the group not using $CO_2$ gas was $22.46{\pm}11.27$ and $21.08{\pm}5.39$ (p=0.84). The improvement of forced vital capacity 3 months after surgery was $16.74{\pm}10.18$ (with $CO_2$) and $15.6{\pm}0.89$ (without $CO_2$) (p=0.03). During follow-up ($17{\pm}17$ months), there was no dehiscence in plication site and relapse. No complications or hospital mortalities occurred. Conclusion: Thoracoscopic plication under single lung ventilation using $CO_2$ insufflation could be an effective, safe option to flatten the diaphragm.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.480-489
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• 2017

혈류를 제한한 운동은 가압벨트를 사용해 사지의 윗부분을 적당한 정도로 압박한 상태에서 트레이닝을 실시하며 인체의 다양한 생리적 기능에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이 연구의 목적은 만성질환의 발병 위험성이 높은 비만여성을 대상으로, 낮은 강도의 혈류를 제한한 걷기운동이 신체조성 및 성장호르몬, 근손상지표에 어떠한 영향을 미치는 지를 구명하고자 한다. 연구대상자는 BMI $25kg/m^2$와 체지방률 30% 이상의 직장 비만여성 11명으로 하였으며 혈류제한은 공압방식의 탄성벨트를 양쪽의 대퇴부위에 착용하고 압력을 조절하였다. 걷기프로그램은 트레드밀을 이용하여 실시하였으며(4주, 주 3일, 1일 2회), 2분 걷기와 1분 휴식으로 구성하여 총 5세트 반복하였고(4km/h, 5%) 대응표본 t-test를 실시하였다. 4주간의 혈류를 제한한 걷기운동 후, 체중과 신체질량지수, 체지방량이 유의하게 감소하였으며(p<.05), 우측의 대퇴둘레 또한 유의하게 감소되었다(p<.05). 혈중 염증지표의 농도변화에서 IL-6는 4주간의 혈류를 제한한 걷기운동 후, 유의하게 증가되었으며(p<.05), 통계적 유의수준에는 도달하지 못하였지만 TNF-${\alpha}$는 증가하는 경향을, CRP는 감소하는 경향을 보였다. 등속성 근기능의 변화에서 $60^{\circ}/sec$의 좌 우측 신전력(좌, p<.001; 우, p<.05)과 좌측의 굴곡력(p<.001)이 유의하게 증가되었으며 $180^{\circ}/sec$의 좌측 신전력에서 유의하게 증가되었다(p<.001). 이상의 결과로부터 4주간의 혈류를 제한한 걷기운동이 비만 중년여성의 체중 및 체지방량 감소와 근 기능 향상, 혈중 염증지표 농도의 변화에 긍정적인 효과가 있는 것으로 사료되며, 이는 짧은 운동시간에도 불구하고 장시간의 운동 효과를 얻을 수 있음을 검증한 것과 동시에 각종 만성성인질환 및 대사성 질환의 원인인 비만을 예방하고 치료하는데 효과가 있는 것으로 생각된다.