• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권2호
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• pp.97-102
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• 2004

소 동물 촬영에 이용될 수 있는 고해상도의 x-선 cone-beam micro computed tomography (micro-CT) 시스템을 개발하였다 Micro-CT 시스템은 120${\times}$120 mm2 의 2차원 평판 x-선 감지기, micro-focus x-선 발생장치, 주사 기구부, 병렬처리 영상 재구성 시스템으로 이루어져 있다. 개발된 시스템의 성능을 평가하기 위해 대조도와 공간해상도를 측정하였다. 대조도 실험에서는 95 mGy 에서 36 CT-번호를 구별할 수 있음을 확인하였고, 공간 해상도 실험에서는 14 lp/mm 의 성능을 확인하였다. 소 동물 촬영 결과로 실험용 쥐의 대퇴부, 심장 그리고 복부 동맥 혈관을 촬영한 경상을 제시하였다. 개발된 micro-CT 시스템은 소 동물을 이용한 생명공학 분야 연구에 널리 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.1194-1203
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• 2000

1 mG부터 5 G까지 발생시킬 수 있는 소동물 실험율 60Hz 자계 발생장치를 설계하고 제작하였다. 동시에 많은 동물을 시험하기 위해서는 발생장치 내의 균일한 자계 분포 영역이 넓어야 하는데, 본 고에서는 SD-계쥐 약 50마리를 수용할수 있도록 하기 위해 소동물의 거주 공간을 장치 내부 1$\times$1$\times$1m3 크기로 하고 전체 발생장치의 크기는 1.8$\times$1.8$\times$1.8m3 입방형으로 설정하였다. 장치 내부의 자계 균일도를 검증하기 위해서 3차원 자계 계산 프로그램을 개발하였고, 이를 이용하여 거주 공간의 자계 분포가 가장 균일하게 되는 내.외곽코일의 최적 전류비 및 위치를 결정하였다. 또한 수치계산을 통한 임피던스에 근거하여 전원장치를 제작하였다. 제작된 자계 발생장치는 측정을 통하여 동물 거주 공간의 자계 최대치와 최소치의 차이가 3% 이내임을 확인할수 있었고 정밀한 소동물 자계 노출 시험용으로 사용 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.25-34
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• 2012

수의대 학생들은 동물을 대상으로 의료 행위를 실습하고 훈련을 하는 과정을 통하여 동물에 대한 치료 방법을 배우고 경험한다. 하지만, 동물 보호법으로 인해 훈련에 필요한 동물 실험에 대한 규제가 확대되고, 실험에 사용되는 동물에 대한 실험 횟수를 제한하면서, 수의대 학생들의 동물 대상 교육 및 훈련의 기회가 줄어들게 되었다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 증강현실 기반의 동물 훈련 시뮬레이터를 제안한다. 동무 의료 훈련 과정 중에서 가장 사용 빈도가 높으면서도 초보자들이 어려움을 겪는 정맥 주사 훈련을 시뮬레이션 대상으로 선정하였다. 본 논문에서 제안한 시뮬레이터는 동물에 대한 의료 훈련의 사실감을 높여주기 위해서 실제 개다리의 모습을 사용한 훈련 도구를 개발하였다. 또한, 실제 정맥주사 훈련 과정에서 사용되는 주사기를 개조하여 사용자의 실험 행위 인식 및 이에 따른 Force Feedback을 제공하는 장치를 개발하였다. 마지막으로 실험에 참여하는 사용자들의 행위를 인식하고 이에 알맞은 시각적 피드백을 주기위해 Work Bench 기반의 증강 현실 시스템을 개발하였다. 제안한 증강현실 기반의 동물 훈련 시뮬레이터에 대한 성능 평가를 실시한 결과 제안한 시뮬레이터는 시뮬레이터를 사용하지 않는 전통적인 비디오 기반의 교육 방법이나 HMD (Head Mounted Display) 디스플레이를 착용한 증강현실 시스템보다 교육 효과가 뛰어나다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권9호
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• pp.739-745
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• 2014

심장 질환 환자에게 약물 치료를 시행하고 있으나, 통상의 약물 치료만으로는 심장질환을 치료하기에는 부족하다. 그러나 LVAD 를 이식한다면 심장기능을 보조하여 심장 이식까지의 가교 역할로서 효과가 있다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 선행 연구로 개발된 곡관형 LVAD 인 LibraHeart-I(LH-1)을 이용하여, 대동물(Bovine model, Holstein)과 소동물(canine model, Labrador-retriever)을 대상으로 장기간 동물실험 및 응급상황에서의 생체적합성을 평가하고자 한다. 대동물을 대상으로 실시한 장기간의 동물 실험에서 49 일 생존하였으며, 실험기간 동안 실시한 혈액 검사 및 생징후에서 특이 소견을 관찰되지 않았다. 소동물을 대상으로 한 단기간의 동물 실험에서는 외부 구동부의 동력 지원 없이도 LH-I 내에 혈액이 머무르지 않는 것으로 관찰되었다. 본 연구에서는 장기간 동물실험 및 응급상황에서의 박출 성능을 통해 선행 연구로 개발된 LH-I의 생체적합성을 검증하였다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 후기공동학술대회 논문집
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• pp.70-70
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• 2011

본 논문에서는 에너지 절감형 선박평형수 처리장치를 개발하기 위하여 $TiO_2$ 광촉매와 자외선 램프를 적용한 선박평형수 처리장치에 대하여 기술하였다. 제작된 처리장치의 정격 출력과 처리용량은 각각 2.16 kW 및 $100m^3/h$이다. 처리장치의 살균효율은 플랑크톤을 사용하여 IMO 규정에 따라 평가하였다. 실험결과로부터 시제작 선박평형수 처리장치의 살균효율은 동물성 플랑크톤에서 99.7 %, 식물성 플랑크톤에서 98.84 %로 나타났다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1992년도 추계학술대회
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• pp.141-145
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• 1992

심부전 환자의 심근회복을 도울 수 있는 장비인 전기유압방식 좌심실보조기를 개발하였다. 좌심실보조기는 혈액펌프, 압력펌프, 제어기로 구성되어 있으며, 혈액펌프에 내장된 혈액주머니는 동물실험을 위하여 50 ml의 크기로 제작하였다. 좌심실보조기의 성능평가를 위하여 최대 박출량을 측정하고 있으나 실험실에서 측정된 간은 동물 실험에서 관찰되는 것보다 일반적으로 증가된 박출량을 보이게 된다. 이는 생체에서는 좌심방의 체적이 박동 주기에 따라 변하여 좌심실보조기가 받아들일 수 있는 유효 혈액량이 변하는 반면, 모의순환장치에서는 좌심방을 단순 저장고로 사용하기 때문에 좌심방의 박동주기에 따른 체적변화를 감안하지 못하여 생기는 것이다. 본 실험에서는 모의순환 장치에 체적변화 가능한 100ml 크기의 좌심방을 연결하여 좌심방으로 들어오는 혈류량이 제한된 동물실험 상황을 모방하였다. 좌심실보조기의 제어방식중 수측기 이완기 비율(SD 비율)변화에 따른 좌심방 음압발생효과를 관찰한 결과 SD 비율을 40 %로 유지하면 행정거리가 클때도 좌심실의 음압발생을 줄일 수 있는 것을 관찰하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권2호
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• pp.18-23
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• 2007

체내 통신은 인체를 통신 매체로 하여 신호를 전송하는 무선 통신 방식이다. 체내 통신 방식은 체내와 송수신 시스템 그리고 외부 접지를 통한 하나의 전류 패스를 형성함으로써 이루어지는데, 인공 와우와 같은 신경 보철 장치의 경우 피하에 이식되어 있기 때문에 외부 접지를 사용하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 접지의 영향을 받지 않는 체내 통신을 제안하여 신경 보철 장치를 위한 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 이식된 보철 장치의 체내에 위치한 전극으로의 신호 전송이 가능하도록 설계되었다. 효과적인 통신을 위하여 실험동물의 피부 위 실험 및 피하 실험을 통해 신호 전송 특성을 조사하였으며, 피부 위 실험의 경우 약 10MHz, 피하 실험의 경우 약 3MHz 이상의 주파수 대역에서 최대 전송 이득을 가지는 것을 확인하였다. 본 시스템은 데이터 전송률 480kbps를 갖는 pulse width modulation (PWM) 방식을 사용한 인공 와우용 내부 전류 자극기에 적용하여 그 성능을 입증하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제35권5호
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• pp.329-335
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• 2002

배경: 한국형 인공심장(AnyHeartTM)은 단심보조장치, 체네 이식형 양심보조장치, 인공심장, 그리고 생명 유지를 위한 체외순환 장치 등 다양한 형태로 사용이 가능한 장치이다. 그 중에서도 체내 이식형 양심보조장치는 가장 독특한 형태이다. 양심보초장치 이식의 외과적 술기는 주로 삽관으로 구성되어 있고, 흉골 정중절개는 외과의사가 심장의 노출을 충분히 할 수 있어서 가장 선호되어 온 방법이다. 그러나 환자가 흉골 정중절개를 이미 시행 받은 경우나, 또는 차후에 환자 대부분이 흉골 정중절개가 필요한 것을 감안하면 재개흉에 따른 합병증은 양심보조장치 이식에 있어서 중요하게 고려해야 할 부분이다. 일반적인 심장 수술의 임상경험에 근거하여, 저자들은 양심보조장치 이식에 있어서, 도관의 상관을 위한 접근이 심장의 우측에서도 가능할 것이라고 가정하였다. 이번 연구의 목적은 동물실험에서 양심보조장치의 이식을 위한 우측 개흉술의 수술 기법을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 지난 2년 동안, 30차례의 AnyHeart$^{TM}$ 이식실험 중 16례가(11 calves, 3 canines, and 2 sheep) 우측 개흉술로 이루어졌다. 기계장치는 14례의 동물에서 체내 이식형 양심보조장치로 시술 되었으며, 체외형 양심보조장치와 체내 이식형 좌심실보조장치로 시술된 경우가 각각 1례씩이었다. 수술은 4번째 늑간를 통하여 우측 흉강으로 진입하였고, 양심보조장치의 경우에 우측 유입 도관은 우심방의 free wall에 삽관 하였고, 유춘도관은 인조혈관을 이용하여 주폐동맥애 측단 문합하였다. 좌측 유입도관은 심방격을 통하여 좌심방에 삽관하였고, 유출도관을 무명동맥에 인조현관을 이장하여 측단 문한하였다. 각각의 도관은 피하터널을 통해 우측 옆구리에 위치한 펌프와 연결하였다. 결과: Fitting test와 초기 실험의 5례를 제외하고 모든 실험 동물은 수술 후 회복되었다. 펌프의 유출량은 최고 6.5L/min였고, 평균 3~3.5L/min로 측정되었다. 수술과 관련된 사망이나 이환율은 없었다. 모든 실험 도물은 부검을 하였으며, 부검 결과 도관이 위치는 모두 각각의 심방내에 적절하게 위치하고 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1205-1211
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• 2011

본 논문은 말기 심질환 환자의 생존율과 치료효과를 증대시키기 위한 심실보조장치용 심박조율기의 개발에 대한 내용이다. 심실보조장치만을 이식 받은 환자는 부정맥이 발생할 가능성을 항상 갖고 있으며 심박조율기를 동시에 적용함으로써 혈류의 체순환량을 유지하고 부정맥으로 인한 장기의 손상을 예방한다. 심박조율기의 전극과 도선은 심실보조장치의 도관을 이용하여 제작되었으며, 전극은 심실보조장치의 도관이 삽관되는 좌심실의 심첨부에 도관과 함께 이식된다. 심박조율기는 0 bpm에서부터 191.4 bpm까지 자극 빈도를 조절할 수 있으며, 60 bpm의 빈도로 자극이 가하여 질 때 0.25 J 의 에너지가 심장으로 인가된다. 심실보조장치용 심박조율기의 성능과 안정성을 검증하기 위하여 돼지를 이용한 동물실험을 수행하였다. 실험동물의 심장에 86.4 bpm, 100.2 bpm, 126.6 bpm의 자극을 순차적으로 가하였고 ECG 및 대동맥혈압의 변화 대동맥 혈류를 관찰하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.203-211
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• 2015

신약개발이나 동물연구 등에서 연구대상 동물이 케이지(cage) 안에서 자유롭게 움직이고 있는 상태에서 무선으로 다량의 데이터를 수집하는 장치는 실험동물 신체 내부에 배터리로 구동되는 소형발신기를 내장시켜 혈압, 온도, 심박수, Electrocardiogram(ECG), Electroencephalography(EEG) 등의 정보를 근접통신을 통해 근처의 수신기로 전달하게 된다. 이러한 장비는 한정된 내부의 배터리를 이용하기 때문에 측정시간의 한계가 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해서 전자기유도방식의 단점인 발신부와 수신부사이의 거리가 멀어질 때 발생하는 효율저하문제를 극복하기 위하여 다중코일 구조를 이용한 무선전력전송 구동 드라이버를 제안하였으며, 다중코일 중 수신부가 놓인 코일을 선택하기 위한 수신부 감지 장치도 제시되었다. 또한 실험을 통하여 제안된 구동드라이버 및 수신부 감지 회로의 구동 조건 선정 과정을 제시하였다.