• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제28권2호
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• pp.250-257
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• 2007

Functional gastrointestinal disorders affect millions of people of all age regardless of race and sex. There are, however, rare diagnostic methods for the functional gastrointestinal disorders because functional disorders show no evidence of organic and physical causes. Our research group identified recently that the gastrointestinal tract well in the patients with the functional gastrointestinal disorders becomes more rigid than healthy people when palpating the abdominal regions overlaying the gastrointestinal tract. The aim is, therefore, to develop a diagnostic method for the functional gastrointestinal disorders based on quantitative measurement of the rigidity of the gastrointestinal tract well using ultrasound technique. For this purpose, a preliminary ultrasound diagnostic system was developed and verified through phantom tests. The system consisted of transmitter, ultrasonic transducer, receiver, TGC, and CPLD, and verified via a phantom test. For the phantom test, ten soft-tissue specimens were harvested from porcine. Five of them were then treated chemically to mimic a rigid condition of gastrointestinal tract well, which was induced by functional gastrointestinal disorders. Additionally, the specimens were tested mechanically to identify if the mimic was reasonable. The customized ultrasound system was finally verified through application to human subjects with/without functional gastrointestinal disorders(Normal and Patient Groups). It was identified from the mechanical test that the chemically treated specimens were more rigid than normalspecimen. This finding was favorably compared with the result obtained from the phantom test. The phantom test also showed that ultrasound system well described the specimen geometric characteristics and detected an alteration in the specimens. The maximum amplitude of the ultrasonic reflective signal in the rigid specimens $(0.2{\pm}0.1Vp-p)$ at the interface between the fat and muscle layers was explicitly higher than that in the normal specimens $(0.1{\pm}0.0Vp-p)$ (p<0.05). Clinical tests using our customized ultrasound system for human subject showed that the maximum amplitudes of the ultrasonic reflective signals nea. to the gastrointestinal tract well for the patient group$(2.6{\pm}0.3Vp-p)$ were generally higher than those in normal group$(0.1{\pm}0.2Vp-p)$ (p<0.05). These results suggest that newly designed diagnostic system based on ultrasound technique may diagnose enough the functional gastrointestinal disorders.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.194-194
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• 2008

Lead oxide based ceramics, represented by PZT, are the most widely used materials for piezoelectric actuators, sensors, and transducers due to their excellent piezoelectric properties. In particular, high-performance multilayered piezoelectric ceramics for advanced electronic components have drawn great attention. In order to develop piezoelectric ceramics capable of being sintered at low temperature for multilayer piezoelectric device applications, the effect of CuO additions on the microstructures and electromechanical properties of the 0.4Pb$(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.25PbZrO_3-0.35PbTiO_3$ ceramics was investigated. The samples with CuO addition were synthesized by ordinary sintering technique. X-ray diffractions indicated that all samples formed a single phase perovskite structure. The addition of CuO improved the sinterability of the samples and caused an increase in the density and grain size at low temperature. The optimum sintering temperature was lowered by CuO additions. Excellent piezoelectric and electromechanical responses, $d_{33}$ ~ 663 pC/N, $k_p$ ~ 0.72, were obtained for the samples of high density with 0.1 wt% CuO addition sintered at $1050^{\circ}C$ for 4 h in air. These results show that the piezoelectric properties of PMNZT ceramics can be improved by controlling the microstructure and this system is potentially a good candidate as multilayer piezoelectric device for a wide range of electro-mechanical transducer applications.

• 감성과학
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• 제14권1호
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• pp.157-164
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• 2011

감성과학은 현대 사회에서 점차 중요한 부분을 차지하고 있는 과학, 공학적 영역이다. 감성은 외부의 물리/화학적인 자극에 대한 인간 내부의 고차원적인 심리적 체험으로 기쁨, 슬픔, 쾌적, 불쾌 등에 대한 복합적인 감정이라 할 수 있다. 그러나 감성연구의 가장 큰 어려움은 측정의 문제이다. 기존 감성 측정은 자기보고, 인터뷰, 뇌파 및 자율 신경계 반응, 심장혈관 활동도 등에 국한되어 있고 여전히 객관적인 측정이라 할 수 없다. 따라서 우리는 혈액, 침, 땀 등의 체액을 이용해 실시간으로 인간의 감성을 정확하게 측정하는 Eomotion-on-a-chip (EOC)로 명명한 새로운 이름의 바이오칩 기술에 대해 제안한다. EOC는 감성을 측정하기 위한 바이오 마커와 신호를 얻기 위한 전극, 신호를 변환하기 위한 변환기, 그리고 측정의 결과를 보여주는 부분으로 구성된다. 최근 나노/마이크로 기술의 발달은 체액 내 감성 바이오 마커를 찾아내고 그것의 유무와 뇌과학 연구결과와 의 상관관계를 규명하고 미래에 피 한 방울로 인간의 심리상태를 정확히 파악 할 수 있는 초소형 감성진단칩을 개발하게 할 수 있다. 본 논문은 이제 막 연구가 시작되고 있는 미래 바이오칩기술의 하나인 EOC의 개념을 보고하는 리뷰논문이다.

• KSBB Journal
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• 제24권3호
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• pp.227-238
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• 2009

현재까지의 농약 검출용 바이오센서는 화학 센서, immunoassay, 화학 테스트 킷과 같은 다른 잘 알려진 분석 방법들과 경쟁적으로 연구되어 지고 있다. 바이오센서가 농약을 증명하는 간단하고 저렴한 방법으로 chromatography 방법들을 대체할 잠재력을 가지고 있음에도 불구하고 정확한 정량적 분석 방법이 아직도 미비하다. 안정하고 강력한 바이오센서의 발전을 위해서 유전자 조작을 이용한 효소 개량을 통해 좀 더 민감하고 반응속도가 빠른 생촉매와 특이성이 높은 항체의 개발이 요구되고 있다. 바이오센서의 안정성 개선과 transducer 표면으로부터의 빠른 신호 전달을 위해 새로운 고정화 방법이 탐구되어져야 한다. 비록 약간의 방법들이 시료의 전처리를 필요로 하지 않을 지라도 센서의 안정성은 또 다른 개념으로 접근해야 한다. 그래서 현장 적용을 위해, 보다 간편한 시료의 전처리과정 혹은 직접적인 분석 방식이 동일시되어 개선되어야 한다. 향상된 fabrication 기술을 이용한 소형화 센서 혹은 일회용 킷의 개발은 개인용 및 산업용, 의약용 등의 여러 분야에서 실시간으로 분석이 가능하게 할 것이다. 실제 샘플의 빠르고 자동화 및 소형화된 분석 시스템의 구축을 위해 장차 매우 선택적인 다중 검출 바이오센서의 설계에 더 많은 중점을 둘 필요가 있다. 앞으로 잔류농약 검출을 위한 휴대형 바이오센서의 개발과 상용화를 위해서, 무엇보다 현재의 GC, LC (혹은 GC/MS, LC/MS) 분석을 위해 이루어지고 있는 샘플 전처리 방법의 경우, 다량의 샘플로부터 유기용매 등을 이용한 추출방법으로 진행되고 있기 때문에 샘플 전처리를 간소화하고 간단한 측정방법으로 전체의 측정결과를 대변할 수 있는 방안을 구축하고 잔류농약의 법적 허용기준과 적용이 가능한 방법을 찾아내는 노력이 절실히 요구되는 상황이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제27권5호
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• pp.210-217
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• 2006

Many types of interspinous distraction devices (IDDs) have been recently developed as an alternative surgical treatment to laminectomy and fusion with pedicle screws for the treatment of the lumbar spinal stenosis (LSS). They are intended to keep the lumbar spine in a slightly flexed posture to relieve pain caused by narrowing of the spinal canal and vertebral foramen. However, their biomechanical efficacies are not well known. In this study, we evaluated the kinematic behaviors and changes in intradiscal pressure (IDP) of the porcine lumbar spine implanted with IDD. For kinematics analysis, five porcine lumbar spines (L2-L6) were used and the IDD was inserted at L4-L5. Three markers (${\phi}{\le}0.8mm$) were attached on each vertebra to define a rigid body motion for stereophotogrammetric assessment of the spinal motion in 3-D. A moment of 7.5Nm in flexion-extension, lateral bending, and axial rotation were imparted with a compressive force of 700N. Then, IDD was implanted at L3-L4. IDPs were measured using pressure transducer under compression (700N) and additional extension moment (700N+7.5Nm). In kinematic behaviors, insertion of IDD resulted in statistically significant decrease 42.8% at the implanted level in extension. There were considerable changes in ROM at the adjacent levels, but statistically insignificant. In other motions, there were no significant changes in ROM as well regardless of levels. IDPs at the surgical level (L3-L4) under compression and extension moment decreased by 12.9% and 18.8% respectively after surgery (p<0.05). At the superiorly adjacent levels, IDPs increased by 19.4% and 12.9% under compression and extension, respectively (p<0.05). Corresponding changes at the inferiorly adjacent levels were 29.4% and 6.9%, but they were statistically insignificant (p>0.05). The magnitude of pressure changes due to IDD, both at the operated and adjacent levels, were far less than the previously reported values with conventional fusion techniques. Our experimental results demonstrated the IDDs can be very effective in limiting the extension motion that may cause narrowing of the spinal canal and vertebral foramens while maintaining kinematic behaviors and disc pressures at the adjacent levels.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권3호
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• pp.592-600
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• 1997

연구배경 : 부가적 호흡일(imposed work of breathing)은 기계환기치료로부터의 이탈 성공에 영향을 미치는 중요한 인자가 되며 환기유발의 방식과 그 민감도는 부가적호흡일을 결정하는 요소 중의 하나이다. 최근 몇가지 인공호흡기에서 유량유발법을 채택하고 있으며 이 방법은 부가적 호흡일이 기존의 압력유발법에 비하여 있으나 환자를 대상으로 부가적 측정 비교한 연구는 없었다. 이에 본 연구는 압력유발법과 유량유발법에서의 부가적 호흡일 그리고 총 호흡일에 대한 부가적 호흡일의 비율을 조사하고자 본 연구를 시행하였다. 또한 각 유발방법에서 만감도를 달리하여 (유량유발 ; 0.7 L/min 대비 2.0 L/mm 및 압력유발 $-1\;cmH_2O$ 대비 $-2\;cmH_2O$) 부가적 호흡일에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 방 법 : 기저질환이 안정되고 CPAP $3\;cmH_2O$ 상태에서 호흡이 안정된 환자 12명(평균연령 $64.8{\pm}4.2$세)을 대상으로 하여 CP-100 pulmonary monitor를 이용하여 총 호흡일과 부가적 호흡일, Pressure Time product 및 호흡역학지수들을 측정하였다. 부가적호흡일을 측정하기 위해 Hi-Lo Jet tracheal tube를 이용하여 기도하부 압력을 조사하였다. 각 유발방법은 무작위로 적용하였다. 결 과 : 부가적 호흡일은 유량유발 0.7 L/min에서 압력유발 $-2\;cmH_2O$에 비해 37.5% 감소를 보였고 압력유발 $-1\;cmH_2O$에서의 평균 부가적 호흡일도 $-2\;cmH_2O$에서의 평균값에 비해 14%의 감소를 보여 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 그러나 유량유발 0.7 L/min과 2 L/min 및 압력유발 $-1\;cmH_2O$에서의 부가적 호흡일은 차이가 없었다. Pressure Time Product(PTP)도 유량유발 0.7 L/min 및 압력유발 $-1\;cmH_2O$에서 압력유발 $-2\;cmH_2O$에 비해 유의한 감소를 보여 부가적 호흡일의 결과와 일치하였다. 총 호흡일에 부가적 호흡일의 비율 및 생리적 호흡일 그리고 부가적 호흡일의 비율 및 생리적 호흡일 그리고 분당 호흡수, 평균기도저항, 최고 흡기유량, 폐유순도 및 $P_{0.1}$등은 각 유발단계에서 의미있는 차이를 보이지 않았다 결 론 : 기계호흡을 하는 환자에서 총 호흡일에 대한 부가적 호흡일의 비율은 환자마다 다양하였고 민감도가 높은 유량유발법은 일반적인 압력유발법에 비해 부가적 호흡일을 줄이는데 효과적이며 같은 압력 유발법에서도 유발 민감도를 높이는 것이 부가적 호흡일의 감소에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.461-475
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• 2006

본 논문은 Ka/K 통신 대역 및 Ku 방송 대역에서 동작하는 무궁화 3호 정지 궤도 위성을 이용하여 화상 전화, 인터넷과 같은 위성 멀티미디어 및 방송 서비스를 제공하는 이동체 탑재형 안테나 시스템 설계에 관한 것이다. 앙각 방향으로 팬 빔 특성을 갖는 안테나 시스템의 방사부는 준-오프셋 이중 성형 반사판과 삼중 대역 급전기로 구성된다. 또한, 삼중 대역 급전기는 돌출 유전체 막대를 이용한 Ka/K 이중 대역 급전기 및 원형 편파기, 직교 모드 변환기 그리고 Ku 대역 원형 편파 급전 배열로 구성된다. 특히, Ka/K 이중 대역 원형 편파기는 제작이 용이한 comb 구조를 사용하여 구현되었다. Ku 대역 급전 배열은 이동시 위성을 고속으로 추적하기 위하여 전자 빔을 형성할 수 있는 $2{\times}2$ 능동 위상 배열 구조를 갖는다. 그리고, 급전 배열에서 $90^{\circ}$ 하이브리드 결합기를 이용하여 원형 편파를 생성하는 4개의 방사 소자들을 $90^{\circ}$씩 회전하여 배열함으로써 원형 편파 특성을 개선하였다. Ku 대역 전자 빔을 생성하는 4개의 빔 성형 채널은 출력에서 주 빔 채널 및 추적 빔 채널로 구분되며, 각 채널의 내부 구성 유니트들의 잡음 온도 기여도를 바탕으로 채널 잡음 온도 특성을 분석하였다. 제작된 안테나 시스템으로부터 측정된 Ka 송신 채널의 $P_{1dBc}$ 출력은 34.1 dBm 이상, K/Ku 수신 채널의 잡음 지수는 각각 2.4 dB 및 1.5 dB 이하의 전기적인 성능들을 보여주었다. 안테나 시스템은 근접 전계 측정 방법을 사용하여 삼중 대역에서의 주 편파 및 교차 편파 방사 패턴들을 측정하였다. 특히, Ku 대역의 방사 패턴 측정은 급전 배열들의 독립 여기에 의한 부분 방사 패턴들을 측정하여 각 능동 채널들의 초기 위상들을 보정한 후 이루어졌다. 안테나 시스템의 Ka/K/Ku 대역에서 측정된 안테나 이득은 각각 39.6 dBi, 37.5 dBi, 29.6 dBi 이상이었으며, 그리고 Ka 대역 송신 EIRP는 43.7 dBW 이상, K/Ku 대역 수신 감도 G/T는 각각 13.2 dB/K와 7.12 dB/K 이상의 우수한 시스템 성능들을 보여주었다.