사용자가 HMD(Head Mounted Display) 기기를 착용하고 VR(Virtual Reality) 애플리케이션을 체험하다보면 사이버 멀미(Cybersickness)를 경험하게 된다. 사이버 멀미의 원인은 아직 불명확 하지만 주로 눈으로 들어오는 시각 정보와 전정기관(이동과 평형감각을 주관하는 감각 기관)에 들어오는 감각 정보가 불일치할 때 발생하는 것으로 알려져 있다. 그러나 사이버 멀미를 측정하기 위한 데이터 수집 및 분석시스템 개발에 대한 연구는 부족한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 사물인터넷 플랫폼으로 VR HMD 기기를 착용한 사용자로부터 뇌파와 생체 데이터를 수집하고, 결정 문턱값으로 사이버 멀미가 유발하는 어지럼증을 판별하는 시스템을 설계한다. 14명 실험 참여자를 고려하여 어지럼증 검출 성능을 평가한 결과, 약 92% 정확도를 나타내었다.
The main purpose of this work was to restore the blurry chest CT images by applying a blind deconvolution algorithm. In general, image restoration is the procedure of improving the degraded image to get the true or original image. In this regard, we focused on a blind deblurring approach with chest CT imaging by using digital image processing in MATLAB, which the blind deconvolution technique performed without any whole knowledge or information as to the fundamental point spread function (PSF). For our approach, we acquired 30 chest CT images from the public source and applied three type's PSFs for finding the true image and the original PSF. The observed image might be convolved with an isotropic gaussian PSF or motion blurring PSF and the original image. The PSFs are assumed as a black box, hence restoring the image is called blind deconvolution. For the 30 iteration times, we analyzed diverse sizes of the PSF and tried to approximate the true PSF and the original image. For improving the ringing effect, we employed the weighted function by using the sobel filter. The results was compared with the three criteria including mean squared error (MSE), root mean squared error (RMSE) and peak signal-to-noise ratio (PSNR), which all values of the optimal-sized image outperformed those that the other reconstructed two-sized images. Therefore, we improved the blurring chest CT image by using the blind deconvolutin algorithm for optimal approach.
Gaining an accurate 3D stream geometry has become feasible with Unmanned Aerial Vehicle (UAV), which is crucial for better understanding stream hydrodynamic processes. The objective of this study was to investigate series of filters to remove stream vegetation and propose the best method for generating Digital Terrain Models (DTMs) using UAV-based point clouds. A stream reach approximately 500 m of the Bokha stream in Icheon city was selected as the study area. Point clouds were obtained in August 1st, 2023, using Phantom 4 multispectral and Zenmuse L1 for Structure from Motion (SfM) and Light Detection And Ranging (LiDAR) respectively. Three vegetation filters, two morphological filters, and six composite filters which combined vegetation and morphological filters were applied in this study. The Mean Absolute Error (MAE) and Root Mean Square Error (RMSE) were used to assess each filters comparing with the two cross-sections measured by leveling survey. The vegetation filters performed better in SfM, especially for short vegetation areas, while the morphological filters demonstrated superior performance on LiDAR, particularly for taller vegetation areas. Overall, the composite filters combining advantages of two types of filters performed better than single filter application. The best method was the combination of Progressive TIN (PTIN) and Color Indicies of Vegetation Extraction (CIVE) for SfM, showing the smallest MAE of 0.169 m. The proposed method in this study can be utilized for constructing DTMs of stream and thus contribute to improving the accuracy of stream hydrodynamic simulations.
통계에 따르면 어선의 전복 사고는 전체 전복 사고의 절반 이상을 차지한다. 이는 미숙한 조업, 기상 악화, 정비 미흡 등 다양한 원인으로 발생할 수 있다. 업계 규모와 영향도, 기술 복잡성, 지역적 다양성 등으로 인해 어선은 상선에 비해 상대적으로 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 이미지 기반 딥러닝 모델을 활용하여 어선의 횡동요 시계열을 예측하고자 한다. 이미지 기반 딥러닝은 시계열의 다양한 패턴을 학습하여 높은 성능을 낼 수 있다. 이를 위해 Xception, ResNet50, CRNN의 3가지의 이미지 기반 딥러닝 모델을 활용하였다. Xception과 ResNet50은 각각 177, 184개의 층으로 구성되어 있으며 이에 반해 CRNN은 22개의 비교적 얇은 층으로 구성되어 있다. 실험 결과 Xception 딥러닝 모델이 가장 낮은 0.04291의 sMAPE와 0.0198의 RMSE를 기록하였다. ResNet50과 CRNN은 각각 0.0217, 0.022의 RMSE를 기록하였다. 이를 통해 상대적으로 층이 더 깊은 모델의 정확도가 높음을 확인할 수 있다.
근관 형성중 잔사의 치근단 정출은 치근단 조직의 반응을 유발하여 동통과 부종을 일으키며 치유를 지연시킬 수 있다. 본 연구의 목적은 수종의 기구와 방법을 사용하여 근관을 형성하고 이에 따른 근관 잔사의 치근단 정출량을 비교함으로써 잔사의 정출을 최소화 할 수 있는 기구 조작법을 알아보고자 하는 것이다. 120개의 발거된 사람의 하악 절치에서 근관형성중 치근단으로 정출되는 잔사의 양을 비교하였다. 첫 번째 실험에서는 40개의 치아를 10개씩 4군으로 나누어 2.52% 치아염소산나트륨용액으로 근관을 세척하면서 다음의 4방법 중 하나를 이용하여 근관을 형성하였다. 수동 스테인레스 스틸 K-화일을 이용하여 step-back technique, crown-down pressureless technique으로 근관을 형성하였고 전동 니켈 티타늄 기구로는 Quantec SC series 2000과 Profile .04 taper series 29를 이용하여 근관을 형성하였다. 두 번째 실험에서는 80개의 치아를 16개씩 5군으로 나누고 근관 세척에 의한 잔사의 치근단 정출 영향을 배제하고자 근관 세척을 시행하지 않고 근관을 형성하였다. 이 때에는 첫 번째 실험의 방법중 Quantec SC series 2000 대신에 Quantec SC 및 Quantec LX를 이용하여 근관을 형성하였고 나머지는 첫 번째 실험과 동일하게 시행하였다. 각 치아로부터 정출되는 잔사를 용기에 모아 24 시간동안 건조시킨 후 전자 저울로 무게를 측정, 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 근관 세척을 시행한 경우와 시행하지 않은 경우 공히 step-back technique을 사용한 군에서는 다른 군에 비해 현저히 많은 량의 치근단 정출 잔사가 나타났다. 그러나, crown-down technique을 이용하여 근관 형성한 군과 수종의 Ni-Ti 파일을 이용하여 전동으로 근관 형성한 군들 사이에는 정출 잔사량에 유의한 차이가 나타나지 않았다. 따라서, 본 실험에 사용된 수동 및 전동 기구의 종류는 근관 잔사의 치근단 정출에 영향을 미치지 않는 것으로 생각되며, 근관잔사의 치근단 정출을 최소화하기 위해서는 수동 및 전동 기구 공히 step-back 방법에 의한 filing 동작보다는 crown-down technique의 reaming 동작을 사용하여 근관을 형성하는 것이 바람직하다고 사료된다.
This study is about the development of the wrist rehabilitation system for the patient who has limited capability of movement after stroke. Electromyography triggered training system (ETTS) can play the role between complete passive training and patient activating training system. Surface EMG was measured on pronator teres muscle and biceps brachii muscle for wrist pronation and supination. Our system detects whether the subject makes muscular effort for pronation or supination or nothing in every 50 ms. When the effort level exceeds the preset percentage of maximal voluntary contraction, the motor rotates according to the direction of the intention of the subject. EMG triggers the motor rotation for the wrist rehabilitation training until the preset angle. To evaluate its performance, the maximum voluntary contraction level was measured for 4 subjects at first. With the audio-visual instruction to rotate the wrist (pronation or supination) the subjects made effort to follow the instruction. After calculating root mean square (RMS) for 50 ms, the controller determines whether there was muscular effort to rotate while holding the motor. When there was an effort to rotate, the controller rotates the motor 0.8 degree. By comparing the RMS values from two channels of EMG, the controller determines the rotational direction. The onset delay is $0.76{\pm}0.24$ s and offset delay is $0.65{\pm}0.22$ s for pronation. For supination the onset delay is $1.24{\pm}0.41$ s and offset delay is $0.77{\pm}0.22$ s. The system responded fast enough to be used for rehabilitation training. The controller perceived the direction of rotation 100% correctly for the pronation and 97.5% correctly for supination. ETTS was developed and the fundamental functions were validated for normal subjects. The clinical validation should be done with patients for real world application. With ETTS, the subjects can train voluntarily over the limitation of the range of motion which increases the effectiveness of the rehabilitation training.
본 논문에서는 자전거의 언덕 등판 시 페달릴 방향이 근육의 활성도에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 정역구동이 가능한 특수유성기어와 언덕 경사각에 따른 마찰력을 후륜에 인가할 수 있는 자기제동장치가 장착된 자전거로 실험 장치를 구성하고 3차원 동작분석과 근전도 분석을 수행하였다. 근활성도는 장단지근, 대퇴사두근, 전경골근, 비장근에 대해서 측정하였으며 언덕 경사는 $0^{\circ}$에서 $6^{\circ}$까지 변화시켰다. 근전도 신호는 우선 평균제곱법을 적용하여 25 ms마다 평균값을 구하고 50개의 연속된 주기에 대한 ensemble 곡선을 구하여 분석하였다. 그 결과로부터 페달링 방향의 변화는 자전거 주행 속도 및 인체하지 근육의 활성도에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 구체적으로는 크랭크 각도에 따른 근활성도의 패턴 및 최대값의 분포에 있어 정방향 구동과 역방향 구동은 큰 차이를 보이는데 근활성도의 최대값은 정구동으로 페달링할 때가 역 구동으로 페달링할 때보다 큰 반면 근활성도의 평균값은 장단지근과 대퇴사두근에서는 정구등 페달링이 더 높게 나타나고 전경골근과 비장근에서는 역구동 페달링이 더 높게 나타나며 주행 등판각이 증가하면 페달링 방향이 바뀜에 따른 근활성도 최대값의 차이는 더욱 커진다.
본 논문에서는 계층적 탐색기법을 이용한 동적 배경에서의 이동물체 추적 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 초기모델 생성단계와 이동물체 추적 단계로 구성되었으며, 이전프레임에 비해 이동 거리가 큰 경우에도 안정적으로 추적할 수 있었다. 그리고, 카메라의 흔들림과 추적물체의 3차원 운동으로 인한 형태 변화에도 전체 프레임에서 효과적으로 추적을 할 수 있었고, 이동물체의 정확한 위치를 검출하여 추적시간을 단축할 수 있었다. 정합모델과 윤곽선 영상에 사이에 이동물체의 유사도 판정은 Partial Hausdorff 거리를 이용하여 평가하였다. 제안한 알고리즘의 타당성 검토를 위해 도로에서 주행하는 차량을 대상으로 이동물체 검출 및 추적 실험을 한 결과 정합횟수는 평균 28.21회이고, 프레임 당 정합시간은 평균 53.21 ms로 제안한 알고리즘의 우수성을 입증하였다. 추적위치와 실체위치를 비교하여 그 평균 자승오차를 계산한 결과 E=1.148임을 알 수 있었다. 차량의 크기, 색상 및 형태가 다른 경우 도로의 색과 차이가 있는 차량들은 98.66%의 추적 성능을 나타냈으며, 검정색 또는 적색 등과 같은 차량은 흑백 영상에서 도로의 색과 유사하여 배경의 영향을 많이 받으므로 95.33%이었고, 전체 평균은 97%로 우수한 추적 성능을 나타내었다.
Purpose: To analyze the clinical and radiologic results of the shoulder arthrodesis in brachial plexus injury patients with flail upper extremity. Material and Method: From Aug 1978 to April 2008, 29 shoulders in 29 patients with brachial plexus injury with shoulder fusion, we evaluated 20 shoulders in 20 patients, more than 1 year follow up. The average follow-up period was 6.45years (range: 1year~24years). There were 13 men and 7 women, and the mean age at the time of trauma was 32.0years(2~65 years). The type of injury was a motorcycle accident in 11 patients, in car accident in 5, pedestrian accident in 3, and fall from a height in 1. The lesion of injury was root and trunk in 1 patient, trunk and cord in 1, trunk in 18. Surgery was performed on the whole arm type paralysis in 12 patients, lower arm type paralysis in 8 patients. The preoperative visual analog scale score was 8.7(7~10). When the trapezius and serratus anterior muscle were in function, operation was performed. 18 patients were processed to the additional operation. Gracilis free flap in 6 patients, neurotization in 3, Steindler flexor plasty in 6, and tendon transfer in 3 were performed. Fixation was conducted with cancellous screws in 13 patients, Knoles pins in 5, and cancellous screws and Knoles pins in 2. The position of the arthrodesis at operation was $28.5^{\circ}$($20~45^{\circ}$) in abduction, $30.3^{\circ}$($20~45^{\circ}$) in flexion, and $30.8^{\circ}$($20~40^{\circ}$) in internal rotation. Result: The follow up visual analog scale score was 3.4(0~7). Postoperatively, shoulder spica cast was applied for 15.3weeks(8-20weeks). The median time to bony union was 17.7weeks(9~28weeks). Average range of motion was $32.0^{\circ}$($15~40^{\circ}$) of abduction, $24.0^{\circ}$($10~40^{\circ}$) of flexion, and $18.5^{\circ}$($10~30^{\circ}$)of internal rotation. Conclusion: The shoulder fusion in brachial plexus injury patients is one of the good methods to relieve pain, improve the function and stabilize the flail shoulder joint.
본 논문은 하지의 움직임을 측정하고 분석할 수 있는 관성센서 기반 보행분석 시스템에 관한 것이다. 본 시스템 구현을 위해 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 신호를 이용한 자세 방위 측정장치 모듈을 일체형으로 개발하였으며, 다수의 모듈을 환자의 분절에 부착하여 공간상에서 각 분절의 방위각을 제공할 수 있도록 하였다. 또한 재활과 관련된 많은 응용에 있어 중요한 생체역학 측정값인 신체 분절간의 관절각을 추출하는 알고리즘을 제안하였다. 개발한 자세 방위 측정장치 모듈의 성능을 평가하기 위하여 3차원 공간상의 변위 및 방위를 밀리미터 해상도로 제공할 수 있는 Vicon을 참조 측정 시스템으로 이용하였으며, yaw와 pitch에서 1.08, 1.72도의 평균 제곱근 오차를 얻을 수 있었다. 보행 분석 시스템의 성능 검증을 위하여 7개의 AHRS 모듈을 하지에 부착하고 고관절, 무릎, 발목에 대한 관절각을 계산하여, Vicon과의 비교 실험을 수행하였다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 시스템은 뇌졸중 후 회복단계 동안 사지 및 보행 동작을 실시간으로 분석, 제공함으로서 재활의 효과, 난이도 조절 및 피드백 요소를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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