• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.289-293
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• 2004

본 연구에서는 경사각도가 다른 내, 외측 후족 왯지를 착용하고 보행하는 동안 삼차원 동작분석시스템과 무선가속도측정시스템을 이용하여 무릎관절의 내번토크와 내외측 방향 가속도를 측정하였다. 내번토크와 외측 가속도는 하중수용기와 전유각기에서 각각 양의 절정값을 나타내었다. 하중수용기에 내측 왯지의 경우 내번토크와 외측 가속도가 맨발에 비하여 증가되었으며, 외측 왯지의 경우 내번토크와 외측 가속도값이 감소하였다. (p<0.05). 이러한 변화는 왯지의 경사각이 커질수록 더욱 뚜렷한 상관성을 보였다(p<0.05). 그러나 전유각기에서는 왯지의 방향과 경사에 따른 무릎의 내번토크와 내외측 가속도의 상관성을 확인할 수 없었다. 본 연구의 견과를 통하여 외측 왯지 사용 시 무릎관절의 내번토크가 감소되어 퇴행성 무릎관절염의 치료에 도움을 줄 수 있다. 또한, 보행 중 무릎관절의 내번토크 대신에 외측방향 가속도를 측정함으로써 간단히 왯지의 효과를 결정할 수 있을 것이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권1호
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• pp.1-8
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• 2021

본 연구에서는 골프 드라이버 스윙 시 운동역학적 변인들이 비거리와 어떠한 관련성이 있는지를 분석하는 것이 목적이었다. 연구대상자는 신체 건강한 15명의 KPGA 골프 선수들이 참여하였다. 8대의 VICON 모션 캡쳐 카메라(250 Hz), 2대의 지면반력기(1000 Hz), 그리고 Trackman을 이용하여 운동학적 및 운동역학적 자료를 수집하였으며, 통계 분석은 Pearson 상관관계를 실시하였다. 드라이버 비거리와 볼 스피드, 클럽 헤드 스피드, 엑스 펙터, 그리고 지면반력 간 유의한 상관관계가 나타났으나, 스매쉬 팩터와 무릎 토크는 비거리와 상관관계가 나타나지 않았다. 볼 스피드, 클럽 헤드 스피드, 엑스 펙터, 지면반력은 비거리에 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 스매쉬 팩터와 무릎 토크는 비거리에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 융합정보논문지
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• 제9권7호
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• pp.153-158
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• 2019

본 연구의 목적은 여자 배구선수와 탁구 선수 사이에 무릎 관절의 등속성 근력 수준을 비교하는 것이다. 총 27명의 엘리트 배구 선수와 27명의 탁구 선수가 이 연구에 참여하였다. 본 연구는 등속성 근력 측정을 통해 여자 배구선수 및 탁구 선수 무릎 굽힘근 근력과 폄근 근력의 양을 측정하였다. 최대 토크는 $60^{\circ}/s$에서 3회 최대 수의적 굽힘과 폄 수축을 수행하여 측정하였다. 여자 배구 선수는 여자 탁구선수 보다 무릎 폄과 굽힘근 근력이 높았다. 탁구 선수들은 왼쪽과 오른쪽 무릎 근력에 유의한 차이가 없었다. 하지만 배구 선수들은 양쪽 무릎 근력에 차이를 보였다. 또한, 신장과 체중은 무릎 근력과 양의 상관관계를 보였다. 본 연구를 통해 여자 배구 선수는 탁구 선수보다 무릎 근력이 더욱 높은 수준에 있음을 알 수 있었다. 또한 배구 선수가 비대칭적 무릎 근력이 있음을 발견하였다. 향후 연구에서는 등속성 근력강도에 대한 연구가 다른 스포츠 선수와 비교하여 확인될 것을 기대한다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.65-72
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• 2016

본 논문은 계단 보행 조건에서 작동할 수 있는 능동형 대퇴의지를 설계하고 구조 최적화를 통해 경량화를 진행하는 것을 목적으로 한다. 계단 보행 시 무릎에 걸리는 토크는 일반 보행에 비해 크므로 능동형 상대적으로 큰 토크를 낼 수 있는 동력 시스템이 필요하다. 또한 의지의 무게는 사용자의 착용감과 피로감과 연관이 되므로 의지의 경량화 설계 또한 필수적이다. 계단 보행 시 필요한 토크를 만들어내고 경량화와 소형화 구조를 적용하기 위해 플랫형 BLDC 모터를 사용하였다. 다양한 감속 장치를 이용해 필요 토크를 생성하고 작동각도 및 속도를 만족할 수 있게 감속비를 선정하였다. 구조 및 구동부 설계가 완료된 후 최적화를 통해 구조 경량화를 수행하였다. 계단 보행 시 나타나는 하중 조건을 고려하여 최적화를 수행하였으며, 해석 및 실험을 통해 최적화된 구조의 안정성을 검증하였다. 결과적으로 구조물의 강성은 유지하면서 위상 최적화와 형상 최적화를 통하여 무게를 감량하였으며, 공간 효율이 좋아졌다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.427-428
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• 2010

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.2317-2323
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• 2010

근경직으로 인한 질병을 판단하기 위한 새로운 비침습적 초음파 근경직도 측정 시스템을 검증하기 위해 근경직 발생시 근전도의 변화를 분석하였다. 근경직 유발을 위해 하지 대퇴직근에서 등척성 운동을 실시하였다. 실험 프로토콜에 따라 실험을 반복 실시하였다. 이때 바이오시스템3를 이용하여 무릎관절토크의 크기 및 토크를 실시간으로 측정하였다. 또한 대퇴직근에서 근전도 측정 시스템으로 근전도를 측정하였다. 피검자는 실험 프로토콜에 따라 최초 무릎관절 토크의 최대수의적 등척성수축(MVC : maximal voluntary contraction)을 측정하고,. MVC의 50%에서 -5%로 떨어질때까지 등척성 운동을 지속하였다. 근경직 유발시 근전도 신호를 신호처리 과정을 거쳐 중앙주파수변동과 실효값 변화로 나타내었으며, 이러한 결과가 근경직도 측정 시스템의 결과와 유의함을 보였다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권3호
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• pp.83-92
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• 2008

본 연구는 외측운동과 비교하여 양측운동의 운동형태와 속도에 따른 역학적 특성을 규명하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 13명의 20-30대 남성을 대상으로 좌우 외발과 양발의 등속성 무릎 굴곡과 신전을 3가지 속도(120, 240, $450^{\circ}$/s)에서 실시하였다. 분석 결과, 3가지 속도의 무릎의 굴곡과 신전에서 대체적으로 외측운동의 합보다 양측운동에서의 역학적 출력(토크와 파워)이 감소하는 양측운동손실이 나타났다. 그러나 $450^{\circ}$/s의 신전에서는 양측운동에서 오히려 토크의 증가하는 양측운동강화가 나타났다. 특히 동일 근육에서 발생하는 각 개인의 양측운동지수는 운동속도가 변하더라도 일정 부분 유의한 상관을 보였다(120신전-240신전, 120굴곡-240굴곡, 240굴곡-450굴곡). 반면 굴곡과 신전과 같이 주동근이 다른 운동에서 집단 전체의 양측운동지수는 속도에 따라 유사한 패턴의 경향을 보였으나 각 개인의 양측운동지수는 유의한 상관이 나타나지 않았다. 이를 통해 각 개인의 근신경적 특성이 양측운동의 결과를 좌우하는 주요한 요인이 될 수 있음을 추측할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제27권2호
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• pp.105-111
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• 2018

In this paper, a torque sensor is designed and fabricated to measure the knee joint torque of a walking assist robot for stroke patients. The torque sensor sensing part was modeled on the link of the part connected to the knee joint motor. The torque capacity of the knee joint was calculated by simulation and the size of the torque sensor sensing part was designed using the finite element method. The torque sensor was fabricated by attaching a strain gauge to the sensing part. Characteristic experiments were conducted to characterize the torque sensor, and the torque sensor was calibrated to utilize it for the control of the walking assist robot. As a result of the characteristics test, the reproducibility error and the nonlinearity error of the torque sensor were 0.03% and 0.04%, respectively. Therefore, it is considered that the developed torque sensor can be used to measure the torque applied to the knee joint when walking on a walking assist robot.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.245-256
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• 2017

본 연구의 목적은 복합 운동재활이 무릎넙다리통증증후군 태권도 선수들의 하지 근기능 및 사이토카인에 미치는 융합적 효과를 규명하는 것이다. 본 연구에서는 무릎넙다리통증증후군 대학 태권도 선수 20명(복합 운동재활 집단 n=10, 통제집단 n=10)을 대상으로 복합 운동재활(수중운동 주 3회, 저항운동 주2회)을 8주 간 실시하였고, 통계적 유의성 검증은 SPSS 18.0 프로그램을 이용하여 혼합 설계로써 반복측정에 의한 이원변량 분석을 실시 하였으며, 모든 유의성 검증은 ${\alpha}=.05$ 수준으로 설정하였다. 그 결과는 다음과 같다. 복합 운동재활 집단이 각속도 $60^{\circ}/sec$의 피크토크(peak torque)는 처치기간이 증가함에 따라 신근(p<.001)과 굴근(p<.01) 모두 유의하게 증가하였다. 복합 운동재활 집단이 각속도 $180^{\circ}/sec$의 평균파워(average power)는 처치기간이 증가함에 따라 신근이 유의하게 증가하였다(p<.001). 복합 운동재활 집단의 $TNF-{\alpha}$ 변화는 처치기간이 증가함에 따라 유의하게 감소하였다. 따라서, 복합 운동재활 프로그램이 무릎넙다리통증증후군 환자의 하지 근기능과 TNF-a의 개선에 효과가 있는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제18권11호
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• pp.1532-1537
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• 2008

무릎인공관절 단축범위 수술자와 다축범위 수술자를 대상으로 영상분석과 근전도 분석 그리고 운동생리학적 분석을 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 한 계단 오르기와 내리기 동안 소요시간은 대상자들 간에 통계적으로 큰 차이(p=0.380, p=0.171)는 없었지만 평균에서는 약간의 차이가 나타났다. 단 축범위 수술자가 다축범위 수술자보다 오르기와 내리기에서 평균속도가 빠른 것으로 나타났다. 한 계단 오르기 동안 고관절의 각속도, 무릎의 각속도, 발목의 각속도는 세 관절 모두 통계적으로는 유의한 차이(p=0.078, p=0.095, p=0.069)는 없었지만 평균의 비교에서는 단축관절 수술자가 다축관절 수술자보다 빠르게 나타났다. 한 계단 오르기 동안 관절의 최대 토크는 통계적으로 차이(p=0.052, p=0.096, p=0.134)는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 단축관절 수술자가 다축관절의 수술자보다 각관절의 토큐가 모두 크게 나타났다. 굴곡과 신전으로만 움직이게 단축으로 제작된 인공관절에서는 볼 수 없는 변인으로서 연구의 의미가 있다고 사료된다. 계단 오르기와 내리기 동안 외전과 내전이 일어나는 각도를 알아본 결과 통계적으로는 큰 차이는 없었으나(p=0.103) 계단 오르기 동작 ($6.2^{\circ},\;7.8^{\circ}$)이 내리기 동작($5.8^{\circ},6.4^{\circ}$)보다 약간 크게 나타났다. 다축범위 수술자와 단축범위 수술자의 등장성 수축 시 하지의 근육변화를 알아보기 위하여 $15^{\circ}-75^{\circ}$ 사이의 무릎을 펴는 동안 VM, VL, RF, BF, ST의 근육들의 EMG값을 비교해본 결과 통계적으로 유의한 차이(P<0.05)가 나타났다. Table 5에서 보면 다축범위 수술자와 단축범위 수술자간에 대퇴사두근과 무릎오금근에서 유의한 차이(p<0.05, p<0.01)를 나타내고 있다. 무릎을 펴는 등장성 수축 동작에서 VM EMG값은 단축범위 수술자가 다축범위 수술자보다 $31^{\circ}-45^{\circ}$ 그리고 $61^{\circ}-75^{\circ}$에서 더욱 크게 나타났다. BF EMG값은 모든 구간에서 단축범위 수술자가 다축범위 수술자보다 크게 나타났다. 서로 다른 4그룹에서 운동 강도별 피험자의 체지방율의 변화는 젊은 일반군(C), 노인군(E), 단축범위 수술자(S), 다축범위 수술자(M) 에서 운동시기별 측정값의 통계적 유의한 차이는 나타나지 않았으나, C 그룹에서 시기별 체지방률이 감소하였고, 고강도 운동인 HI 시기에 가장 낮은 값을 나타내었다. 반면에 E, S 및 M 그룹에서는 시기별 감소하는 경향은 있었으나, 증가된 곳도 있고 HI 시기에서는 모든 그룹에서 감소하였다. 하지만 모든 시기에서 통계적인 차이를 나타내지 않았다. 서로 다른 4그룹에서 운동강도별 피험자의 안정시대사량의 변화는 그룹별 용이한 비교를 위하여 체표면적으로 나눈 값으로 표기하였다. C 그룹에서 시기별 안정 시 대사량 값이 증가하여 저강도 운동 후 가장높은 값을 보였고 통계적으로도 유의하게 증가함을 알 수 있었다(p<0.05). 서로 다른 4그룹에서 운동 강도별 피험자의 평균에너지 지출량의 변화는 운동 중과 운동 후 30분간의 에너지 지출량의 평균값을 나타낸 것으로 시기별 C 그룹에 대하여 다른 그룹을 비교 하였다. 우선 고강도 운동 시 C 그룹에 비해 E, S, M 그룹에서 낮은 에너지 소비량 값을 보였고, 모든 그룹에서 통계적으로 낮은 값을 보였다(p<0.05). 그리고 이러한 결과는 저 강도 운동에서도 같은 경향을 보이며 나타났는데, 저강도 운동 시 평균 에너지 지출량은 C그룹에 비하여 E, S, M 그룹에서 낮은 에너지 소비량 값을 보였다. 무릎인공관절 단축범위 수술자와 다축범위 수술자를 대상으로 운동역학적인 변인과 운동생리학적 변인을 동시에 병행하여 연구를 시도한 결과 우선 실험상의 어려움들이 많이 나타났다. 현재는 인공관절 수술이 두 종류의 형태뿐만 아니라 재료가 다른 여러 종류의 인공관절도 제작되고 있다. 계속적으로 추가적인 연구가 실시되어야 할 것으로 사료된다.