• Title/Summary/Keyword: 기계건강

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Biomechanical Properties of the Cervical Muscles Depending on Using of a Smartphone (스마트 폰 사용에 따른 경추부 근육의 생체역학성)

  • Kim, Yong-Woo;Kim, Maeng-Kyu
    • 한국체육학회지인문사회과학편
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    • v.55 no.3
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    • pp.543-551
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    • 2016
  • The study was aimed at investigating the relationship between biomechanical properties of cervical muscles and smartphone addiction score in fifty healthy males using smartphone more than 60 minutes each day. The usage of smartphone was evaluated by smartphone addiction survey developed from Korean International Society Agency. Biomechanical properties of three major cervical muscles; splenius capitis, sternocleidomastoid and upper trapezius, were measured by Myoton, and conducted five parameters; frequency, decrement, stiffness, creep, and relaxation time. As results, all parameters had less than 2% of coefficient of variation(CV) between measurement intervals. Also, intra-class correlation coefficient(ICC) indicated a high reliability(ICC>.9, p<.01). Moreover, the smartphone addiction score was significantly different in frequency(r=.353, p<.05) and stiffness(r=.346, p<.05) on upper trapezius; in addition, in decrement(r=-.284, p<.05) and creep(r=.288, p<.05) on sternocleidomastoid. Especially, splenius capitis was closely related with the overuse of smartphone(frequency, r=-.368, p<.01; decrement, r=-.405, p<.01; stiffness, r=-.424, p<.01). In conclusion, this study implied that the overuse of smartphone is significantly related with the damage of cervical muscles, cervical pain, and headache; furthermore, Myoton can be used as an effective device to assess mechanical properties of cervical muscles.

Research on DNN Modeling using Feature Selection on Frequency Domain for Vital Reaction of Breeding Pig (모돈 생체 반응 신호의 주파수 영역 Feature selection을 통한 DNN 모델링 연구)

  • Cho, Jinho;Oh, Jong-woo;Lee, DongHoon
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.166-166
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    • 2017
  • 모돈의 건강 상태를 정량 지수화 하기 위한 연구를 수행 중이다. 지제이상, 섭식 불량, 수면 패턴 등의 운동 특성 분석을 위하여 복수의 초음파 센서를 이용하였다. 시계열 계측 신호를 분석하여 정량 지수화를 수행하는 과정에서 주파수 도메인 분석을 시도하였다. 이 과정에서 주파수 도메인의 분해능에 따른 편차 극복을 위한 비선형 모델링을 수행하였다. 또한 인접한 시계열 데이터 구간 간의 상관성 분석이 가능하면 대용량 데이터의 실시간 처리로 인한 지연 시간 극복 및 기대되는 예후에 대한 조기 진단이 가능할 것이다. 본 연구에서는 구글에서 제공하는 Tensorflow와 NVIDIA에서 제공하는 CUDA 엔진을 동시 적용한 심층 학습 시스템을 이용하였다. 전 처리를 위하여 주파수 분해능 (2분, 3분, 5분, 7분, 11분, 13분, 17분, 19분)에 따른 데이터 집합을 1단계로 두고, 상위 10 순위 안에 드는 파워 스펙트럼 밀도의 크기를 2단계로 하여, 총 2~10개의 입력 노드를 순차적으로 선정하였고, 동일한 방식으로 인접한 시계열의 파워 스펙터럼 밀도를 순위를 변화시켜 지정하였다. 대표적인 심층학습 모델인 Softmax regression with a multilayer convolutional network를 이용하여 Recursive feature selection 경우의 수를 $8{\times}9{\times}9$로 총 648 가지 선정하고, Epoch는 10,000회로 지정하였다. Calibration 모델링의 경우 Cost function이 10% 이하인 경우 해당 경우의 학습을 중단하였으며, 모델 간 상호 교차 검증을 수행하기 위하여 $_8C_2{\times}_8C_2{\times}_8C_2$ 경우의 수에 대한 Verification test를 수행하였다. Calibration 과정 상 모든 경우에 대하여 10% 이하의 Cost function 값을 보였으나, 검증 테스트 과정에서 모든 경우에 대하여 $r^2$ < 0.5 인 결정 계수 값이 나타났다. 단적으로 심층학습 모델의 과도한 적합(Over fitting) 방식의 한계를 보인 것이라 판단할 수 있다. 적합한 Feature selection 및 심층 학습 모델에 대한 지속적이고 추가적인 고려를 통해 과도적합을 해소함과 동시에 실효적이고 활용 가능한 Classification을 위한 입, 출력 노드 단의 전후 Indexing, Quantization에 대한 고려가 필요할 것이다. 이를 통해 모돈 생체 정보 정량화를 위한 지능형 현장 진단 기술 연구를 지속할 것이다.

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A Study about Measurement Method for Quantitative Classification of Breeding Pig's Locomotor Behaviors using Ultrasonic Sensor Array (초음파 센서 어레이를 이용한 모돈 지제이상 정량분석 방법 연구)

  • Cho, Jinho;Oh, Jong-woo;Lee, DongHoon
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.163-163
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    • 2017
  • 모돈은 교배, 임신, 분만, 포유, 이유를 순환적 반복을 요구하는 개체로서 스마트 농장 시스템의 생산성 향상에 있어서 중요한 요소이다. 본 연구에서는 모돈 능력의 극대화 및 최적의 시스템 관리를 위해서 초음파 센서를 활용한 모돈의 지제 이상 징후를 실시간으로 계측할 수 있는 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 높이에 따라 상-중-하(30 cm 간격), 위치에 따라 전면부-후면부에 초음파 센서를 설치하고 이를 마이크로 컨트롤러에 연결하여 모돈의 지제 이상 유무 측정이 가능하도록 하였다. 모돈의 체형과 위치를 고려하여 설치된 초음파 센서의 위치 조절이 가능하도록 하였다. 또한 소형 LCD 모듈을 내장하여 실시간 모니터링이 가능하도록 하였으며, 측정된 데이터는 저장장치인 microSD 카드에 저장되도록 하였다. 모돈사의 환경을 고려하여 방밀형 구조로 하우징 마감하였다. 이 모돈 지체 이상 분석 시스템에 사용된 툴은 C언어를 이용하였다. 건강한 모돈을 대상으로 모돈의 지제의 관찰을 위하여 총 12회의 현장 실증실험이 수행되었으며, 현장 실증 시험 중 소요된 시간은 현장의 상황에 따라 다소 상이하였다 (8시간-28일). 높이 상에 위치한 전면부 및 후면부 초음파 센서 모두에서 모돈이 검출이 된 경우 정상 기립으로 간주하였고, 높이 상에 위치한 전면-후면부 초음파 센서 모두에서 모돈이 검출이 되지 않은 경우 정상적으로 누워 있는 걸로 간주하였다. 높이 하에 위치한 전면부 혹은 후면부 초음파 센서 한곳만 모돈이 검출된 경우 비정상적인 기립으로 간주하였다. 취득된 데이터를 분석한 결과 모돈의 정상적 상태 (기립상태, 누운 상태, 앉은 상태)와 그 외의 비정상적 상태로 분류가 가능하다. 또한 측정된 초음파 센서의 진동의 유무 및 파동형태에 따라서 모돈의 상태 예측이 가능하다. 초음파 센서의 진동 파동이 크고 안정된 상태인 경우 정상적인 활동 상태로 판단하였으며, 진동 파동이 작고 안정적인 경우는 수면 상태로 분류하였다. 실시간으로 지속적인 데이터 획득을 위하여 차후 초음파 센서 및 시스템의 보완작업이 필요하다. 이와같은 모돈의 행동 패턴에 따른 취득된 데이터를 분류하여 모돈의 발정에 의한 행동 특성(기립시간) 분석에 따른 발정 적기 발견 및 정량화 기술 개발에 활용이 가능하다.

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A Multi-level Analysis of Injection Requests and Associated Patient Characteristics in the Korean Acute-care Outpatient Setting (국내 병의원 이용 환자들의 주사제 요청과 관련된 특성에 대한 다수준 분석)

  • Kim, Dong-Sook;Hwang, Jeong-Hae;Hwang, Jee-In
    • Korean Journal of Clinical Pharmacy
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    • v.22 no.1
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    • pp.13-20
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    • 2012
  • 서론: 주사제 사용을 줄이기 위한 정책의 일환으로 건강보험심사평가원은 의료기관별 주사제 처방률을 통보하고 있으나, 여전히 주사제 처방은 높은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 주사제에 대한 환자의 인식수준을 살펴보고, 환자의 주사제 요청에 영향을 미치는 요인을 파악하고자 하였다. 연구방법: 본 연구는 최근 6개월 이내에 병의원을 방문한 전국의 20세 이상의 남녀를 대상으로 전화조사한 단면설계 연구다. 환자의 일반적 특성과 주사제에 대한 태도, 인식을 조사하였고, 환자가 주사제를 요청하는데 영향을 미치는 특성을 규명하기 위해 일반적 특성(성, 연령, 결혼여부, 보험형태, 지역규모, 질환, 교육, 소득 등), 주사제에 대한 인식, 태도를 독립변수로 하고, 주사제 처방 요청여부를 종속변수로 하며, 16개 행정지역을 무작위 효과로 층화한 다수 준 분석을 실시하였다.결과: 연구대상에 포함된 응답자는 997명이었고(응답률 82.2%), 응답자 중 24%가 병의원 방문 당시 주사제를 요구했다고 응답했고, 58%가 한번 이상 주사제를 맞은 경험이 있다고 보고했다. 92%가 주사제에 대해 잘못된 인식을 갖고 있었고, 15%는 의사가 부적절하게 주사제를 처방한다고 응답했다. 다수준 로지스틱 회귀분석 결과, 남성의 경우(Odds ratio(OR) 0.71, 95% confidence interval(CI) 0.52-0.99), 고졸이상자(OR 0.63, 95% CI 0.41-0.96), 기혼자(OR 1.72, 95% CI 1.01-2.92)가 주사제를 더 요구하는 것으로 나타났고, 대도시에 비해 농촌지역 환자가(OR 2.12, 95% CI 1.24-3.63), 호흡기계 질환으로 방문한 경우(OR 1.48, 95% CI 1.03-2.12), 주사제를 처방하면 경구제에 비해 신뢰감이 생긴다는 응답자의 경우(OR 1.91, 95% CI 1.33-2.73) 주사제를 더 요구하는 것으로 나타났다. 결론: 본 연구결과 여성, 기혼자, 농촌 거주자, 호흡기계 질환으로 방문한 환자의 경우와 주사를 맞으면 신뢰감이 생긴다는 잘못된 태도를 가진 환자가 주사제를 요구하는 것으로 나타났고, 이러한 환자특성을 고려하여 주사제 사용을 감소시키기 위한 정책을 실시하는 것이 필요하겠다.

Kinematic Analysis of Thoraco-Lumbar Spine in Bad Postures During Daily Life (일상 생활 중의 나쁜 자세에 따른 흉·요추 관절의 기구학 해석)

  • Han, Ah-Reum;Jeong, Ji-In;Feng, Jun;Kim, Yoon-Hyuk
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.36 no.11
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    • pp.1105-1110
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    • 2012
  • The spine is one of the most important skeletal joints, and it strongly affects the health of the musculoskeletal system. A normal spine has an S-shape, and it is very important to maintain this shape. Recently, spinal diseases such as low back pain have increased rapidly, especially among the elderly. Some of these diseases are caused by congenital spinal disorders and sporting and accident injuries as well as by bad postures. Improper spinal postures could generate excessive disc pressure, which is related to degeneration and pain. Therefore, in this study, we investigated the three-dimensional kinematic parameters of the thoraco-lumbar joint in several bad postures using a motion capture analysis technique. Different bad postures created a significant amount of flexion/extension, side bending, and axial rotation angle compared with neutral postures. Further study is necessary to investigate the disc pressure and ligament force due to the increase in joint rotation from the bad postures.

BIOSENSORS IN AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL SYSTEMS (농업 및 생물계에서의 바이오 센서)

  • Delwiche, M.J.;Jenkins, D.M.;Tang, X.;Jackson, E.S.
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.76-100
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    • 2000
  • A brief general discussion of the nature and function of biosensors is presented. While the primary motivator for biosensor development has been the health-care industries, recent research efforts have spread to problems in agriculture and biological production systems. To illustrate some of the research from our laboratory, three example biosensors and their corresponding applications are presented. The first of these is an immunosensor for measurement of the hormone progesterone during milking as a method to improve reproductive management of dairy herds. The second example is an enzyme sensor for measurement of urea in milk as a menas to determine the efficiency of conversion of input protein to milk protein and, thus, improve nutritional management of dairy herds. The third example is a DNA sensor using polymerase chain reaction to detect pathogenic bacteria in the wash water of fresh and minimally processed fruits and vegetables. The potential for application of biosensors in agriculture, agrobiotechnology, food processing, and environmental monitoring has barely been realized.

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Wireless Telemetry of an Oscillating Flow using Mesoscale Flexible Cantilever Sensor (메소스케일 유연 외팔보 센서를 이용한 진동유동의 무선 계측)

  • Park, Byung Kyu;Lee, Joon Sik
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.37 no.5
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    • pp.495-501
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    • 2013
  • This paper describes a flexible wireless telemetering system using a mesoscale cantilever sensor, which is microfabricated with a patterned thin Ni-Cu foil on a resin substrate. The dynamic validation of the sensor has been conducted in a flow. The wireless telemetry is used to obtain data regarding the oscillating flows. It is shown that the sensor is nearly independent of the environmental temperature and is suitable for application to primary healthcare and diagnostic devices. It can be easily integrated with other modules for measuring physiological parameters, e.g., blood pressure, oxygen saturation, and heart rate, to increase the convenience and reliability of diagnosis. The precision and reliability of the sensor are also dependent on the design of the analog front-end and noise reduction techniques. It is shown that the present system's minimum interval between packet transmissions is ~16 ms.

Alterations in the Neuro-Mechanical Properties of Human Ankle Dorsiflexor after Maximum Eccentric Exercise (최대 신장성 수축운동에 따른 인체 하지 족배굴곡근의 신경-기계학적 특성 변화)

  • Lee, Hae-Dong;Kim, Seung-Jae;Kawakami, Yasuo
    • Korean Journal of Applied Biomechanics
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    • v.18 no.4
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    • pp.21-30
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    • 2008
  • The purpose of this study was to investigate changes in mechanical properties of human tibialis anterior following eccentric exercise. Healthy subjects (n=12) performed 120 maximum eccentric contraction of ankle dorsiflexor. Before and 1- and 24- hour after the eccentric exercise, ankle dorsiflexion moment-angle relationships were obtained. Along with significant decrease in maximum isometric muscle strength, the shift of the optimum ankle joint angle toward the longer muscle length direction was observed, independent of the ranges of motion of the eccentric exercise. The results of this study demonstrated that eccentric exercise-induced micro muscle damage(Morgan & Allen, 1999) does rut seem to be a sole mechanism of eccentric contraction-induced muscle damage, suggesting further investigation for the better understandings of this phenomenon.

Effect of Vibroacoustic Stimulation to Electroencephalogram (음향진동자극이 뇌파에 미치는 영향)

  • Moon, D.H.;Choi, M.S.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.14 no.4
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    • pp.29-36
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    • 2010
  • This study was performed with 5 subjects and used three kinds of music and vibroacoustic stimuli wave based upon each kinds of music. Executing music stimulation, vibro tactile and acoustic wave stimulation to human body were performed. Then measured brain waves were analyzed under each condition including before stimulation, stimulation 1, and stimulation 2. Effects by stimulation results could be studied with experiments and summarized results are followings. 1. It may be concluded that effects on brain waves by music and vibroacoustic stimulation might differ under different situations such as stimulation types with vibroacoustic equipment, human body and mental conditions when measuring, etc.. 2. During stimuli by using music A, B, and C, the effect of $\alpha$ wave, $\beta$ wave, and SMR wave power values show same tendency to the subject c but music C had very different tendency during vibroacoustic stimuli. 3. During vibroacoustic stimuli by applying the signals of music C, because SMR wave power value was continually increased with consistency comparing to Bst, this can be estimated that an application of inducing mind concentration condition would be possible under relaxed body and mind conditions. 4. To secure data significance, all measured data need to be tested statistically whether data would be interrelated or not.

A Study on Increasing Reliability of Braking Force Inspection During Regular Inspection of Vehicles (자동차 정기검사에서 제동력 검사의 신뢰성 향상에 관한 연구)

  • Oh, Sang Yeob
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.40 no.8
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    • pp.725-729
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    • 2016
  • The regular inspection of vehicles that are in service in domestic country, i.e., vehicle safety and emission gas inspection have been forced by the korea transportation safety authority and a private servicing enterprise according to the vehicle administration law (1995). In the safety inspection process, which is developed by a compatible inspection system and method, every effort is made to increase the reliability of vehicle safety and the service quality, and to protecting national health. In this study, the reliability of the braking force inspection method in the current regular vehicle inspection was studied statistically by comparing the dynamic braking force inspection method with the static braking force inspection method. Further, the problems and characteristics of the current braking force inspection methods were analyzed. Form the results for the dynamic braking force inspection equipment (H), a mean correction factor (y=18.61+2.18x) was obtained for the axle braking force ratio according to vehicle entering velocity.