박막광도파로 센서의 특소전파상수를 이용하여 인간혈액내의 산화 및 환원 혈색소의 흡광계수를 쉽고 빠르게 측정할 수 있는 방법을 제안한다. 제작된 광도파로위에 에바네센트 필드와 시료간의 상호작용길이를 변화시킬수 있도록 직렬의 다채널 시료 충전셀을 만들고 여러가지 농도의 두가지 혈색소 시료들에 대한 센서응답을 조사하여 상호작용길이에 대한 의존성을 살펴보았다. 센서응답은 상호작용길이와 시료의 농도에 선형적으로 비례한다. 시료들과 에바네센트 필드 흡수에 따른 제작된 센서의 감쇄정수를 실험적으로 구하고 제한된 방법으로 흡광계수를 결정한다. 제안된 방법으로 구한 두가지 혈색소에 대한 흡광계수는 종래의 투과광 측정법으로 구한 값과 잘 일치한다.

자기공명 영상 시스템에서 영상을 얻고자 하는 물체내의 자화율 차이는 복셀내의 스핀들의 위상을 변화시킨다. 또한 스핀들 상호간의 위상변화로 인하여 영상 신호는 감쇄된다. 이러한 신호 세기의 감쇄는 자기공명 영상분야에서 자화율 효과라 알려져 왔고 이런 효과를 억제시키거나 또는 이용하는 연구가 심도있게 논의되어왔다. 본 논문에서 자화율 효과로 인한 신호의 변화를 분석할 수 있는 새로운 스펙트럼 분해법과 영상법을 제안하였다. 그리고 자화율 스펙트럼 분해법을 위한 펄스시퀀스를 개발하였고, 이것을 상자성(paramagnetic) 성질 때문에 자화율 효과가 생기는 정맥영상에 적용하였다. 컴퓨터 모의 실험과 팬텀(phantom)을 대상으로 한 실험 결과로 스펙트럼 분해법의 타당성을 보였다.

심전도 분석은 심장 전문의마다 기준이 다르고, 심전도 처리 시스템마다 측정된 변수 검출오차 때문에 많은 어려움이 있다. 이에 본 논문에서는 심전도 식별과정에서 발생하는 애매 모호성을 줄여주고, 불규칙한 심전도를 구간의 빈번도에 따라 통계학적으로 분석될 수 있도록 디지털 퍼지 프로세서를 사용한 STD-BUS용 실시간 심전도 신호 식별 시스템을 설계.제작하였다. 심전도를 판별하기 위해 사용된 변수는 나이, QRS폭, 평균 RRI, RRI등을 사용하였고, 이들 변수를 본 연구에서 제작한 심전도 신호 식별 시스템에 입력으로 사용한 결과, 일반 프로세서의 알고리즘에서 구별이 불가능했던 심전도 파형을 실시간으로 식별이 가능함을 확인할 수 있었다.

Combined models, specified by two or more modeling formalisms, can represent a wide variety of complex systems. This paper describes a methodology for the development of combined models in two model types of discrete event and continuous process. The methodology is based on transformation of continuous state space into discrete one to homomorphically represent dynamics of continuous processes in discrete events. This paper proposes a formal structure which can combine model of the DES and the CS within a framework. The structure employs the DEVS formalism for the DES models and differential or polynomial equations for the CS models. To employ the proposed structure to specify a DEVS/CS combined model, a modeler needs to take the following steps. First, a modeler should identify events in the CS and transform the states of the CS into the DES. Second, a modular employs the formalism to specify the system as the DES. Finally, a moduler developes sub-models for the CS and continguos states of the DES and establishs one-to-one correspondence between the sub-models and such states. The proposed formal structre has been applied to develop a DEVS/CS combined model for the human cardiovascular system. For this, the cardiac cycle is partitioned into a set of phases based on events identified through observation. For each phase, a CS model has been developed and associated with the phase. To validate the DEVS/CS combined model developed, then simulate the model in the DEVSIM + + environment, which is a model simulation results with the results obtained from the CS model simulation using SPICE. The comparison shows that the DEVS/CS combined model adequately represents dynamics of the human heart system at each phase of cardiac cycle.

핵자기 공명 뇌기능 영상에서 상관관계를 이용한 데이터 해석기법이 많이 사용되고 있다. 이 논문에서 새롭게 제안된 CLT 기법은 상관관계(CCT)를 이용한 기법을 변화시켜서, 이 CCT기법의 단점을 보완하고자 하였다. CLT기법은 다음의 두 단계로 이루어진다. 첫째, 잡음을 포함한 CCT기법의 상관계수결과로 부터 잡음은 제거하고 실제 자극반응 픽셀들은 추출한다. 둘째, 이산적인 분포를 가지는 반응 픽셀들을 두 가지의 선별법으로 군집을 이루도록 한다. 이 CLT기법을 이용해서 실제 자극에 반응하는 픽셀들은 서로 모이게 하였고, 잡음에 기인한 오류의 픽셀들은 제거 되어질 수 있었다. 본 논문에서 제안된 CLT기법은 기존의 다른 기법에 비해 여러 잇점이 있고, 특히 잡음에 강한 특성이 있다.

Tailored RF 경사자계 영상법을 이용하여 혈류효과를 배제한 자화율 효과만의 뇌기능 영상을 얻을수 있었다. 일반적인 RF를 이용한 경사자계 뇌기능 영상법은 빠른 경사자계 영상법으로 인해 정맥뿐만 아니라 동맥에서의 혈류효과와 $T2^{*}$ 효과가 합쳐진 영상을 얻게되는 반면, tailored RF를 이용한 경사자계 영상법은 산소소모와 관계된 자화율 변화에 의한 뇌기능 영상을 얻을 수 있었다. 본 논문에서 tailored RF를 이용하여 뇌기능 영상에서 자화율효과와 혈류효과를 명확히 구분할 수 있음을 보였다. 그리고 실험결과로 얻은 신호는 충분히 크고 산소 소모의 변화를 보다 더 정확히 표현하므로 지금까지 다른 경사자계 영상법으로는 어려웠던 뇌기능 영상에서 정량화된 산소 신진대사 연구의 가능성을 보여주었다.

본 논문은 관상동맥 영상에서 혈관 경계 검출에 대한 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리듬은 정합필터링과 적응추적에 기반한 방법이다. 제안된 알고리듬은 분기부분 문제와 직경이 작은 혈관 부분의 문제점을 해결하였다. 또한 빠른 처리기간과 잡음에 강인한 성능을 가지고 있다.

완전 이식형 인공심장 개발의 일환으로 무선에너지 전송장치를 개발하였다. 본 연구에서는 피하에 이식된 2차 코일과 피부표면에 놓인 1차 코일 간의 자기 유도의 원리에 의한 전기에너지 전송시스템을 개발하였으며, 이식될 소자의 소형화 및 전송효율의 향상을 목표로 하였다. 클래스 E 공진 증폭기를 이용하여 인공심자의 구동에 요구되는 40 Watt 전송시 75% 이상의 전송 효율을 얻었다. 또한 동물 실험을 실시하여, 체내 성능을 검증하였고 체내 이식부의 생체 적합성도 확인하였다.

본 논문에서는 골절 치료에 사용되고 있는 기존의 금속판과 나사고정 장치를 개선하여, 뼈에 점진적인 생리하중을 가할 수 있도록 고안된 내고정 장치를 살펴보았다. 이 장치는 골절판과 나사를 결합할 때, 그 사이에 생분해성 재질이나 기타 댐핑 특성이 우수한 재질의 와셔를 삽입하는 것을 그 특징으로 한다. 본 논문에서는 주로 이 장치의 충격 흡수 특성을 파악하기 위해, 돼지 대퇴골과 소 경골에대해 충격 망치를 이용하여 얻은 진동 실험 결과를 보여주며, 특히 와셔의 유무에 따른 충격 흡수 특성을 실험적으로 비교하였다.

사람의 내피세포는 동물내피세포에 비해 배양증식이 어려운 것으로 알려져 있어 이를 효율적으로 배양증식 시키기 위해서 배양액에 내피세포성장인자를 헤파린과 함께 첨가하는 방법이 많이 사용되어 오고 있다. 한편 최근에는 세포내 cyclic adenosine monophosphate(cAMP)을 증가시키는 물질들인 콜레라독소와 아이소부틸메틸산틴(isobutlmethylxanthine, IBMX)을 세포배양액에 첨가하여 내피세포 증식을 향상시킨 실험결과가 보고된바 있다. 이런 연구결과들을 토대로 할때 내피세포 배양액에 내피세포성장인자 및 헤파린과 함께 cAMP 증가물질을 같이 첨가하여 주면 내피세포의 성장증식을 보다 향상시킬수 있을 것이라는 가설이 가능할 것이다. 본 실험에서는 이와같은 가설을 검증하기 위해 사람의 대망 미세혈관(omental microvessel)으로부터 내피세포를 분리배양한뒤 내피세포성장인자 및 헤파린과 cAMP 증가물질들의 첨가가 내피세포의 증식에 미치는 영향을 분석하고, 궁극적으로는 사람 내피세포의 최적 배양증식 조건을 확립하고자 하였다. 실험 결과 사람의 대망 미세조직에서 내피세포를 분리하여 이를 효과적으로 배양증식하기 위해서는 내피세포성장인자와 헤파린을 첨가한 배지를 사용하거나, 또는 내피세포성장인자를 사용하지 않는 경우 콜레라독소와 IBMX를 병합 첨가하는 것이 좋은 것으로 관찰되었으며, 내피세포성장인자와 콜레라독소 및 IBMX를 동시에 병합 첨가하는 것은 효과가 없는 것으로 밝혀졌다.

기니픽 고막에의 격음 노출 전후에 N1-N2 오디오그램의 변화를 검사하였다. 격음 노출은 106 dB SPL의 세기와 10KHz의 주파수를 가진 연속 격음을 10분 동안 노출시키는 방법이였다. 격음 노출 전후의 N1-N2 오디오그램들을 비교한 결과, 격음 노출된 달팽이관이 그의 기능을 영구적으로 상실하고 있음을 보여줬다. 가장 두드러진 한계치의 이동이 12-13.2KHz 사이에서 발생하였다. 격음 노출후의 달팽이관 기능의 변화는 격음 손상 이전의 달팽이관 상태에 따라 달라졌다. 좀 더 예민한 달팽이관이 덜 예민한 달팽이관 보다 격음 손상이후 그 기능면에서 더욱 심각하게 손상되었다.

Endovaginal and endorectal receiver only surface coils were designed for MR imaging (MRI) and $^1H$ MR spectroscopy (MRS) for the uterine cervix and the prostate. The shape of endovaginal coil wire was rectangular with round corner. Size of the coil wire was empirically determined for 7cm and 4cm along the long and short axis, respectively. The coil wire loop was supported by acryl handle and bent about $150^{\circ}$ at one side of the loop considering the average angle of the cervix to the vagina. We called this as a "spoon-type endovaginal coil". The wire of the endorectal coil was made of the flexible materials so that the wire loop became long elliptic shape by pushing the acryl handle into the plastic tube for the comfort of patients when the coil was inserted into the cervix. Then, the shape was maintained to be circle by popping out handle. Conventional spin echo (SE) and fast spin echo (FSE) sequences were used as 71 and 72 weighted imaging sequences, respectively. Matrix size was 128~$256{\times}256$. FOVs for surface coil and body coil were 14cm and 24cm, respectively. 3D volume localized in vivo $^1H$ MR spectroscopy of the human cervix and prostate was performed using PRESS or STEAM localization method with the following parameters . TR=3 sec, TE=135 msec for PRESS or 30 msec for STEAM, NEX=2, NS=48, Sl=2048, and SW=2500 Hz. Using home-built endovaginal and endorectal coils, excellent T1- and T2-images were obtained to visualize early cervical and prostate tumors. 3D volume localized in vivo IH MRS was useful to differentiate the cancerous tissue from the normal tissue.

A numerical human head/neck model was constructed for analyzing the implication in decleration injuries. This model consists of nine rigid bodies representing the head, cervical vertebrae C1-C7, and T1. These rigid bodies were connected by intervertebral disks described by massless beam elements. Muscles and ligaments were also incoperated in the model represented by nonlinear spring and viscoblastic element respectively Agreement of the analytical kinematic response with the results of experimental data from a volunteer run was satisfactory. Moreover, possible injury estimation from the calculated moment, force variations in the disc, and force variation in ligaments matched well with clinical observations.

위내시경 영상의 음영을 분석하여 내부 벽면의 3차원적인 형체를 추정하는 새로운 기법을 제안하였다. 이를 위해 우선 내시경의 기기적인 특성을 분석한 다음, 진단 대상이 되는 위벽면 자체의 특성으로 인해 내시경 영상의 특성을 분석하였다. 이를 사전정보로 하고, Horn의 변분법을 도입하여 반복적인 음영분석 알고리즘을 구현하였다. 알고리즘의 타당성 여부를 증명하기 위하여 위모형에서 획득한 $512{\times}512$ 영상 중에서 $256{\times}320$을 대상으로 해서, 시뮬레이션을 수행하였다. 이때 Lagraniginan multiplier의 값이 0.3일 경우 알고리즘의 수렴성 및 전체오차 특성이 가장 좋았으며, 가장 정확한 위벽면의 재구성이 이루어짐을 보였다.

근전도 신호(electromyogram)의 시변 비정상(time varying nonstationary) 특성은 신호의 정확한 모델링 및 인식에 제약 조건으로 받아들여 졌다. 특히, 최근 들어 장애자들을 위한 보철제어분야에서 근전도 신호를 이용한 기능적 전기 자극을 위한 FES(funcitonal electrical stimulation) 시스템에 있어 근전도 신호의 파라메터 인식은 중요한 요소로서 작용한다. 그러나, 근전도 신호는 자세의 변화 및 근육 피로도 등의 요인에 의해서 시변 비정상 특성을 띠고 있기 때문에 시간에 따라 변하는 인식 파라메터를 정확하게 인식할 수 있는 새로운 알고리즘의 개발과 실시간 처리가 가능한 컴퓨터 하드웨어의 설계가 요구된다. 따라서, 본 논문에서는 시평면의 근전도 신호를 이산 여현 변환(discrete cosine transform)을 이용하여 변환 평면으로 옮긴 다음 상태 방정식(state space equation)을 써서 변환 평면상에서의 AR(autoregressive) 모델을 세우고 주어진 근전도 신호에 대해 모델 파라메터를 추정하였으며, 제안한 알고리즘은 실시간 처리를 위하여 2개의 독립적인 중앙 연산 처리 장치를 갖춘 INMOS사의 IMS T-805 병렬 처리 컴퓨터를 이용하여 동시 다발적인 연산을 수행함으로서 알고리즘의 연산 효율을 높였다. 제안된 알고리즘의 타당성을 검증하기 위해 모델의 추정 오차에 영향을 미치는 입력 자기상관 행렬(input correlation matrix)의 condition number의 변화 및 평균자승오차(mean square error)를 구하여 기존의 SLS(sequential least square) 알고리즘과 비교하였다.

This paper is a study on the design of the cascade adaptive filter (CAF) for baseline wandering elimination in order to enhance the performance of the detection of ST segments in ECG. The CAF using Least Mean Square (LMS) algorithm consists of two filters. The primary adaptive filter which has the cutoff frequency of 0.3Hz eliminates the baseline wandering in raw ECG The secondary adaptive filter removes the remnant baseline wandering which is not eliminated by the primary adaptive filter. The performance of the CAF was compared with the standard filter, the recursive filter, and the adaptive impulse correlated filter (AICF). As a result, the CAF showed a lower signal distortion than the standard filter and the AICF. Also, the CAF showed a better perf'ormance in noise elimination than the standard filter and the recursive filter. In conclusion, considering the characteristics of the noise elimination and the signal distortion, the CAF shows a better performance in the removal of the baseline wandering than the other three Otters and suggests the high performance in the detection of ST segment.

이 연구는 다음 두가지 사실에 기초를 두고 있다. 첫째, 혈관의 맥동은 전통적으로 동양의 한방에서 오랫동안 인체진단을 위해 사용되어져 왔다는 것이고, 둘째는 신체조직에서 파동의 비선형전파특성이 의용진단에 유용한 정보를 준다는 것이다. 따라서, 혈관의 벽을 전파하는 맥동파의 비선형전파특성은 의용진단을 위하여 효과적으로 이용될 수 있다는 것을 예측할 수 있다. 본 논문에서는, 혈관을 따른 두 지점에서 변위파형을 초음파 도플러 신호에 대한 직교검파에 의해 구하고, 여기에 바이스펙트럼해석과 볼테라모델전개를 적용하여 두지점 사이의 비선형 전달함수를 추정하며, 이것이 의용진단에 적용가능한지 모의샘플에 대하여 고찰하는 것을 목적으로 한다.

The present study investigated the effectiveness of pretreatment on dentin bonding. The adhesive resin was 5% 4-methacryloyloxyethyl trimellitate anhydride (4-META) in methyl methacrylate (MMA) combined with poly-MMA powder. Polymerization of this resin was initiated by tri-n-butyl borage (TBB). Ground bovine dentin samples were etched with either an aqueous solution of 10% citric (10-0 solution) (Group I) or aqueous solution of 10% citric acid and 3% ferric chloride(10-3 solution) (Group ll ). After etching, the primer (an aqueous solution of 35% hydroxyethyl methacrylate (HEM- A) and 5% glutaraldehyde was applied on the differently etched surfaces (Group III , Group IV). The 10-0 treatment showed the lowest tensile bond strength, followed by the 10-3 treatment, primer application after the 10-0 treatment and primer application after the 10-3 treatment. The relationship among the surface morphology after pretreatment, fractured surface morphology and tensile bond strength was examined. It revealed that the surface morphology change by different pretreatment influenced the bond strength and the resulting fractured surface morphology. The correlation of tensile bond strength with the fracture morphology was explained.

본 논문에서는 전동화 수동 휠체어 INMEL-VII를 위한 주행 안정성과 제어기의 개선에 관하여 연구하였다. 기 개발된 INMEL-VI의 2년 여에 걸친 현장 실험에서 오르막길에서의 후방 전복으로 인한 주행안정성, 모터의 PWM 제어로 인한 스위칭 노이즈, 심한 내리막길에서 주행 명령이 없어도 모터가 회전하는 문제들이 지적되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 INMEL-VII에서는 모터와 구동축을 직결하고 출력을 증가시켰으며 바퀴의 중심축을 이동하여 무게중심을 안쪽으로 이동시켜서 후방 전복 임계 경사각을 크게 증가시켰고, 스위칭 주파수를 5kHz로 설정하기 위해 하드웨어를 개선하였다. 또한 INMEL-VII에서는 다양한 가속 및 감속 루틴으로 소프트웨어의도 개선하였다. 현장 주행 실험 결과 기계적 구성과 소프트웨어의 개선으로 인한 주행 안정성이 증가되고 다양한 조작이 가능해졌음을 알 수 있었다. 본 연구결과로 장애자의 보행 보조기구연구에 기여하고 보행부자유자에게는 염가의 국산 전동휠체어를 사용할 수 있는 기화가 증가되기를 기대한다.

본 논문에서는 객관적이고 신뢰성있는 체질 식별을 위한 수단으로 기존의 O-링 테스트법의 단점을 보완한 O-링 경근력 계측시스템을 설계하여 임상에 적용하였다. 의사나 체질 식별 시술자의 손으로 행하던 O-Ring 측정을 공압 펌프와 액츄에이터를 이용하여 마이크로 컴퓨터로 제어함으로써 압력을 받은 실린더와 피스톤을 확장하게하여 고리모양으로 만든 피측정자의 손가락을 확장시키도록 설계하였다. 기존의 재래식 측정법이 단순히 측정자가 느끼는 주관적인 감각과 경험으로 피측정자의 경근력을 판단하므로 객관성이 결여되고 미세한 경근력의 변화는 판정이 불가능하였으나 O-링 경근력 계측시스템을 사용한 측정법은 미세한 경근력의 변화를 측정함은 물론 손가락의 확장거리 및 측정 시간까지 계측함으로써 경근력 변화를 판단하는 파라메터가 다양하고 신뢰성을 유지하게 하였다. 임상 실험 결과 O-링 경근력 계측시스템이 기존의 체질 진단법의 단점을 보완하고 보다 객관성있는 체질 진단의 가능성을 증가시키는 것으로 확인되었다. 차후 O-링 경근력 계측 시스템을 PC와 인터페이스시켜 측정된 임상 자료를 데이타베이스화 함으로써 많은 임상 자료를 기반으로 컴퓨터에서 전문가 시스템을 구축하여 체질 진단에 대한 보다 객관적이고 신뢰성이 높은 자동 진단 시스템으로 발전시키면 한의학적인 질변진단 분야에 기여할 수 있을것이다.