• 제목/요약/키워드: human motion analysis

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Hyperbaric gaseous cryotherapy for postoperative rehabilitation enhances functional recovery of canine stifle joint: a report on a short-term study

  • Han, Ju-Yeol;Kim, Wan Hee;Kang, Byung-Jae
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제22권6호
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    • pp.80.1-80.13
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    • 2021
  • Background: Hyperbaric gaseous cryotherapy (HGC) is a type of cryotherapy used in human medicine for rehabilitation after orthopedic surgeries. Because HGC is known to reduce acute or chronic pain, research is needed to prove its effectiveness in veterinary medicine. Objectives: To compare the effects of HGC between the HGC treatment group and the nontreatment (NT) group on postoperative swelling, range of motion, lameness score, postoperative pain, and kinetic measurements after stifle joint surgery in dogs. Methods: Dogs were randomized in an HGC group or NT groups. In the HGC group, HGC was applied once a day for a total of 2 days after surgery. All parameters were measured postoperatively and at 1, 2, 10, and 28 days after surgery. Results: Twenty dogs were enrolled: 10 in the HGC group and 10 in the NT group. Soft tissue swelling was not significantly different between groups at any time point. In the HGC group, pain scores decreased significantly 24 h after surgery and 48 h after surgery. Dogs in the HGC group showed a significantly decreased lameness and improvement for all kinetic measurements beginning 48 h after surgery. In addition, the HGC group indicated a significant increase in range of motion as compared with the NT group at 28 days after surgery. Conclusions: HGC plays a powerful role in decreasing initial postoperative pain. Furthermore, the improvement in pain affects the use of the operated limb, and the continued use of the limb eventually assists in the quick recovery of normal function.

사람의 움직임 감지를 측정한 학습 능률 확인 시스템 (Learning efficiency checking system by measuring human motion detection)

  • 김석현;이진성;유은상;박선우;김응태
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2021년도 추계학술대회
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    • pp.290-293
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    • 2021
  • 본 논문에서는 공부하는 사용자의 상황을 감지하여, 학습의욕을 고취시키고 집중력 향상을 도와주기 위한 학습능률 확인 시스템을 구현하고자 한다. 이를 위해 실시간 카메라를 통해 사용자의 얼굴이나 몸의 움직임을 추출하여 학습 태도, 집중력에 대한 데이터를 측정한다. 실시간 임베디드 시스템 구현을 위해 Jetson 보드를 사용하였으며, 영상인식을 위한 CNN(Convolution Neural Network)를 구현하였다. CNN 을 이용해 대상의 특징 부분을 검출한 후 움직임 검파를 수행한다. 캡처한 영상을 PYQT5 로 작성된 GUI 에서 영상을 보여주며, 각각 방해되는 행동을 했을 때 푸시메시지를 보내며 데이터를 수집한다. 또한 GUI 로 만든 메인 화면에서 각각의 기능들을 실행 가능하며, 수집한 데이터를 산출해주는 통계그래프와 작업관리 목록, 화이트 노이즈 등의 기능을 수행한다. 구축된 학습능률 확인 시스템을 통해 대상의 데이터를 수집 및 분석을 비롯한 다양한 기능을 사용자에게 제공하였다.

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Sensitivity analysis of shoulder joint muscles by using the FEM model

  • Metan, Shriniwas.S.;Mohankumar, G.C.;Krishna, Prasad
    • Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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    • 제3권2호
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    • pp.115-127
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    • 2016
  • Shoulder pain, injury and discomfort are public health and economic issues world-wide. The function of these joints and the stresses developed during their movement is a major concern to the orthopedic surgeon to study precisely the injury mechanisms and thereby analyze the post-operative progress of the injury. Shoulder is one of the most critical joints in the human anatomy with maximum degrees of freedom. It mainly consists of the clavicle, scapula and humerus; the articulations linking them; and the muscles that move them. In order to understand the behavior of individual muscle during abduction arm movement, an attempt has been made to analyze the stresses developed in the shoulder muscles during abduction arm movement during the full range of motion by using the 3D FEM model. 3D scanning (ATOS III scanner) is used for the 3D shoulder joint cad model generation in CATIA V5. Muscles are added and then exported to the ANSYS APDL solver for stress analysis. Sensitivity Analysis is done for stress and strain behavior amongst different shoulder muscles; deltoid, supraspinatus, teres minor, infraspinatus, and subscapularies during adduction arm movement. During the individual deltoid muscle analysis, the von Mises stresses induced in deltoid muscle was maximum (4.2175 MPa) and in group muscle analysis it was (2.4127MPa) compared to other individual four rotor cuff muscles. The study confirmed that deltoid muscle is more sensitive muscle for the abduction arm movement during individual and group muscle analysis. The present work provides in depth information to the researchers and orthopedicians for the better understanding about the shoulder mechanism and the most stressed muscle during the abduction arm movement at different ROM. So during rehabilitation, the orthopedicians should focus on strengthening the deltoid muscles at earliest.

피부색과 무게중심 프로필을 이용한 손동작 인식 알고리즘 (Hand Motion Recognition Algorithm Using Skin Color and Center of Gravity Profile)

  • 박영민
    • 문화기술의 융합
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    • 제7권2호
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    • pp.411-417
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    • 2021
  • 인간과 컴퓨터의 상호작용을 연구하는 분야를 HCI(Human-computer interaction)라고 한다. 이 분야는 인간과 컴퓨터 간에 서로 소통하면서 정보를 인식하는 방법에 대해 연구하는 학문 분야이다. 본 연구는 사람과의 상호작용을 위한 손동작 인식에 대한 연구로써 기존 인식방법의 문제점을 살펴보고 인식률을 개선하기 위한 알고리즘을 제시한다. 사람의 손 모양이 포함된 영상을 대상으로 피부색 정보를 바탕으로 손 영역을 추출하고, 주성분 분석을 이용하여 무게중심 프로필을 계산한다. 이렇게 얻은 정보를 미리 정의된 형상들과 비교하여 손동작을 인식률을 높이는 방법을 제안하였다. 기존의 무게중심 프로필은 회전으로 인한 손의 변형에 대해 잘못된 손동작 인식을 결과를 보여주었으나, 본 연구에서는 무게중심 프로필을 이용하고 모든 윤곽선의 점들과 무게중심 사이의 거리가 가장 긴 점을 시작점으로 하여 무게중심 프로필을 다시 개선함으로써 강건한 알고리즘을 제시하였다. 손동작 인식을 위하여 센서가 부착된 장갑이나 특별한 마커를 사용하지 않으며, 별도의 청색 스크린을 설치하지도 않는다. 이 결과에 대해 가장 가까운 거리의 특징벡터를 찾아 잘못된 인식을 해결하고, 적당한 경계치를 구하여 성공과 실패를 구분한다.

관성센서 기반의 무선보행측정시스템 개발 및 노인 당뇨 환자 보행 진단에의 응용 (Development of Wireless Ambulatory Measurement System based on Inertial Sensors for Gait Analysis and its Application for Diagnosis on Elderly People with Diabetes Mellitus)

  • 정지용;양윤석;원용관;김정자
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제48권2호
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    • pp.38-46
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    • 2011
  • 현재 보행 분석에 있어 많이 사용되고 있는 3차원 동작 분석기의 경우, 여러 대의 카메라와 넓은 공간이 필요하다는 공간적 제한성과 함께 고가로 접근성이 용이하지 않으며, 측정 시 준비 과정이 복잡하여 이를 임상에 적용하기에는 많은 제약점이 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 임상에서 용이하게 하지(족부) 이상을 진단하기 위한 관성 센서 기반의 3차원 무선 보행 측정 시스템을 개발하고, 당뇨병 노인 환자 10명을 대상으로 시스템의 타당성을 평가하였다. 개발된 시스템은 보행 특성을 측정하는 관성 측정 장치, 관성 데이터를 수집 및 처리하는 마이크로 컨트롤러, 측정된 데이터를 PC로 전송하는 블루투스로 구성된 무선 보행 측정 모듈과, 수신 데이터의 저장, 처리 및 분석을 위한 윈도우 응용 프로그램 모듈로 구성되었다. 본 연구에서 개발된 시스템은 하지(족부) 이상 진단의 실제 임상에 손쉽게 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 스포츠 과학, 재활 등과 같은 인간의 3차원 움직임 분석을 필요로 하는 다양한 분야에 널리 활용할 수 있을 것이다.

국내 6형 뮤코다당증의 임상 양상, 분자유전학적 특징 및 효소치료의 효과에 대한 고찰 (Clinical Features, Molecular Analysis, and Outcome of ERT in Korean Patients with Mucopolysaccharidosis Type VI)

  • ;김진섭;양아람;손영배;이범희;유한욱;조성윤;진동규
    • 대한유전성대사질환학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.24-33
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    • 2016
  • 뮤코다당증 6형(Mucopolysaccharidosis type VI)은 ARSB 유전자의 변이로 인하여 dermatan sulfate 대사에 관여하는 arylsulfatase B 효소의 결핍으로 유발되는 상염색체 열성 리소좀 축적 질환이다. 본 연구는 국내에서 뮤코다당증 6형으로 진단된 3명의 환자를 대상으로 하였다 3명의 환자는 최초 진단 시 뮤코다당증 6형의 특징적인 증상인 저신장, 다발성 골형성 부전, 심장 판막 이상 및 각막 혼탁을 보였으며 이후 손목 터널 증후군 및 제한성 폐질환의 양상을 보였다. 모든 환자에서 소변의 GAG (glycosaminoglycan)는 증가되어 있었으며 피부 섬유아세포 또는 백혈구에서 측정한 arylsulfatase B는 모두 감소되어 있었고 중합효소 연쇄반응-염기서열분석법에 의한 ARSB 유전자 검사에서는 c.200T>G (p.Ile67Ser), c.982G>A (p.Gly328Arg), c.571C>T (p.Arg191*), c.1054G>A (p.Asp352Asn)의 이형접합체 돌연변이 및 c.512G>A (p.Gly171Asp) 동형접합체 돌연변이를 발견할 수 있었다. recombinant human Arylsulfatase B (rhASB)를 통한 효소 대체 치료는 2008년부터 국내에서도 허가되었으며 효소대체치료 시행 후 소변 GAG (glyco-saminoglycan)는 감소하였으며 관절 운동 및 지구력은 향상되었다. 그러나 관절 침범 및 각막 혼탁, 심장 및 폐 침범 소견은 호전되지 않았다. 본 연구는 뮤코다당증 6형의 특징적인 증상을 보였으며 생화학적 검사 및 분자유전학적 검사를 통해 뮤코다당증 6형으로 확진된 3명의 환자를 대상으로 시행한 효소대체치료의 효과를 보고하는 바이다.

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근감각-색·음 변환을 위한 ARM 기반 임베디드시스템의 구현 (Implementation of ARM based Embedded System for Muscular Sense into both Color and Sound Conversion)

  • 김성일
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권8호
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    • pp.427-434
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    • 2016
  • 본 논문은 인간이 인지할 수 있는 감각들 중 인체의 회전, 방향 변화 및 움직임의 정도를 알 수 있는 근감각에서 시각 및 청각 요소로의 변환 알고리즘을 이용하여 ARM Cortex-M4에 기반한 실시간 임베디드시스템으로 구현한 방법에 초점을 맞추었다. 근감각의 입력 방식으로는 자세측정장치(AHRS : Attitude Heading Reference System)를 이용해 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw) 값을 실시간 획득하고, 이들 각각의 색을 표현하는 HSI 컬러 모델의 명도(Intensity), 색상(Hue) 및 채도(Saturation)에 대응하여 변환하였다. 최종 컬러신호는 HSI 에서 RGB 컬러모델로 변환하여 획득하였다. 또한, 근감각의 세 가지 입력 값들을 음을 표현하는 요소인 옥타브(Octave), 음계(Scale) 및 음의 세기(Velocity)에 대응하여 변환한 값을 MIDI(Musical Instrument Digital Interface)를 이용해 사운드를 합성하여 출력하였다. 출력 컬러신호 및 사운드를 분석한 결과, 근감각 입력 신호가 제안한 변환 방식에 따라 실시간으로 정확하게 색과 음으로 변환, 출력됨을 확인하였다.

나선축 개념을 이용한 팔꿈치 관절의 3차원 회전축 측정과 측정 결과를 반영한 인체 팔 모델의 개발 (Determination of the Elbow Transverse Joint Using the Helical Axis Concept and its Application to the Development of a Kinematic Arm Model)

  • 우범영;정의승;윤명환
    • 대한산업공학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.73-80
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    • 2000
  • To determine the exact direction and location of the human joint in motion is crucial in developing a more accurate human model and producing a more fitting artificial joint. There have been several reports on the biomechanical analysis of the joint to determine the anatomy and movement of joints. However, all the previous researches were made in vitro study, that is, they investigated the passive movement of the joint from cadavers and the suggested location of the joint axis was difficult to make practical applications due to the lack of the direction of joint axis. Also, in many biomechanical models, each joint axis is assumed to lie horizontally or vertically to the adjacent links. Such an assumption causes inherent inaccuracy. In this study, the direction and location of the transverse elbow axis was obtained with respect to the global coordinate system whose origin is on the lateral epicondyle of the humerus. The suggested result based on the global coordinate system lying on the external landmark will be helpful to understand the information of the axis and to make an application. From the experiments conducted for five subjects, the direction and location of the elbow transverse joint was determined for each subject by the helical axis method. A statistical validation was also performed to confirm the result. Finally, the result was applied to develop a simple elbow model which is a part of the kinematic arm model. The simple elbow movement model was developed to validate the significance of the result and the kinematic arm model was able to describe the geometry of any complex linkage system. As a result, the errors incurred from the proposed model were significantly reduced when compared to the ones from the previous approach.

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상태 오토마타와 기본 요소분류기를 이용한 가상현실용 실시간 인터페이싱 (Virtual Environment Interfacing based on State Automata and Elementary Classifiers)

  • 김종성;이찬수;송경준;민병의;박치항
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권12호
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    • pp.3033-3044
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    • 1997
  • 본 논문에서는 가상현실의 기본 요소중의 하나인 사용자 인터페이스 분야에서 동적 손 제스처를 실시간으로 인식하는 시스템의 구현에 관하여 상술한다. 사람의 손과 손가락은 사람마다 같은 동작이라도 데이터의 변화가 다양하며 같은 동작을 반복해서 할 때에도 다른 데이터를 얻게되는등 시간에따른 변화도 존재한다. 또한, 손가락의 외형 및 물리적 구조가 사람마다 다르기 때문에 다른 두사람에 의해 만들어진 같은 손 모양도 일반적인 센싱장비에의해 측정될 때 다른 측정값을 나타낸다. 또한 동적 손제스처에서 동작의 시작과 끝을 명확히 구분하기가 매우 힘들다. 본 논문에서는 동적 손 제스처에 대해 각각의 의미있는 동작을 구분하기위해 상태 오토마타를 이용하였고, 인식 범위의 확장성을 고려하여 동적 손 제스처를 퍼지 이론을 도입한 특징 해석에의해 기본 요소인 손의 운동을 분류하고 퍼지 최대-최소 신경망을 적용하여 손의 모양을 분류함으로써 전체 손 제스처를 인식하는 시스템을 제안한다.

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실세계 3차원 기하학 정보를 이용한 실시간 지시영역 추정 시스템의 구현 및 응용 (Real-time Implementation and Application of Pointing Region Estimation System using 3D Geometric Information in Real World)

  • 한윤상;서융호;두경수;김진태;최종수
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권2호
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    • pp.29-36
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    • 2008
  • 본 논문에서는 취득된 영상으로부터 실세계 지시 영역을 추정하는 방법을 제안한다. 일반적으로 사람은 무엇인가를 지시할 경우, 얼굴 방향을 목표물에 두게 된다. 따라서 얼굴영역과 손끝 영역을 연결한 직선을 지시방향이라 간주하였다. 먼저, 제안된 알고리듬은 2대의 카메라로부터 실시간으로 얻어진 영상에서 피부색 검출을 통해 사용자의 얼굴 및 손끝영역에서 2점을 추출하고, 이를 실세계 3차원 기하학 정보를 이용하여 지시방향 및 지시영역을 추정한다. 또한 제안된 알고리듬을 이용한 정확한 지시영역 추출을 기반으로 두 대의 카메라와 한 대의 빔 프로젝터로 구성된 '양방향 영화정보 안내 시스템(ICIGS: Interactive Cinema Information Guiding System)'을 구성하여 제안된 알고리듬의 실용화 가능성을 확인하였다.