• Journal of the KSME
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• v.50 no.2
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• pp.42-46
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• 2010

이 글에서는 인체의 유한요소 모델링과 해석 과정의 전반적인 소개 및 무릎관절을 중심으로 각각의 과정에 대한 적용방법을 상세히 알아보고, 유한요소해석을 통한 인체의 생체역학적 평가에 관한 적용사례를 소개하고자 한다.

• Proceedings of the ESK Conference
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• 2004.10a
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• pp.8-8
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• 2004

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.267-268
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• 2011

본 연구에서는 유한요소 해석 방법을 이용하여 경추 유한요소 모델을 개발하고, 척추 인공디스크 수술 후 경추 분절의 생체역학적 특성을 평가하였다. 반구속 및 비구속 개념의 인공디스크가 삽입된 경추 유한요소 모델의 제 7 경추체를 완전히 고정시키고 추적 경로 방향의 50 N의 압축력을 가한 상태에서 1 Nm의 굴곡과 신전, 측면 굴곡, 비틀림 모멘트를 가하였다. 모든 방향의 하중 조건에서 인공디스크가 삽입된 경추 모델들의 회전량이 정상 경추 모델의 회전량에 비하여 크게 나타났다. 또한 인공디스크를 삽입한 운동 분절에서 정상에 비하여 후관절의 접촉력과 여섯 가지 주요 인대에 걸리는 응력이 높게 나타났다. 본 연구의 결과는 척추 인공디스크 수술 시 수술 방법의 선택뿐만 아니라 새로운 경추 수술용 임플란트 개발을 위한 인체정보 콘텐츠를 구축하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• v.24 no.2
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• pp.79-93
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• 2009

오염물질에 대한 생태위해성평가(ecological risk assessment)를 위해서는 노출평가(exposure assessment)와 함께 생물영향에 대한 평가(effect assessment)를 수행해야 한다. 노출평가의 경우는 지화학적 과정에 대한 이해를 바탕으로 환경농도를 예측하기 위한 화학평형모델이나 다매체환경거동모델 등 다양한 평가 및 예측모델을 활용해 왔다. 이와 달리 생물영향평가는 실험실 조건에서 제한된 독성자료를 대상으로 외부노출농도에 기반한 농도-반응관계를 통계적 방법을 통해서 추정하는 '경험적 모델(empirical model)'에 주로 의존해 왔다. 최근에 와서 생체 내 잔류량을 기반으로 농도-시간-반응관계를 기술하고 예측하는 독성동태학 및 독성역학 모델(toxicokinetic-toxicodynamic model)과 같은 독성작용에 기반한 모델(processbased model)들이 개발되어 활용되고 있다. 본 논문에서는 여러 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델을 소개하고, 이를 통계적 추론에 기반한 전통적인 독성학 모델과 비교하였다. 서로 다른 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델로부터 도출된 노출농도-시간 -반응관계식을 비교하고, 동일 독성기작을 보이는 오염물질 그룹 내에서 미측정 오염물질의 독성을 예측할 수 있게 해주는 구조-활성관계(Quantitative Structure-Activity Relationship, QSAR) 모델을 여러 독성동태 및 독성역학모델로부터 유도하였다. 마지막으로 독성동태학 및 독성역학 파라미터를 추정하기 위한 실험계획을 제안하였고, 앞으로 독성동태학 및 독성역학 모델을 생태계 위해성평가에 활용하기 위해서 해결해야 될 연구과제를 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.06a
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• pp.1921-1924
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• 2005

In this paper, three-dimensional finite element analysis have been performed to investigate the biomechanics of vertebroplasty in patient. In order to apply various properties of the spine, the functional relation between the well-known apparent density and HU(Hounsfield unit) from CT image were employed and thus real material property can be assigned to each element of FE model. The FE analysis showed similar results with the experiments. With this approach accurate analysis of the spine and the clinical application can be expected.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.23 no.8 s.185
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• pp.185-194
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• 2006

In this paper, three dimensional finite element analyses have been performed to investigate the biomechanics of vertebroplasty in patient accurate FE models have been constructed from CT images of a PMMA injected vertebra. In order to apply various material properties of the spine(T12), the functional relation between the well known apparent density and HU(Hounsfield unit) from CT image were employed and thus real material properties can be assigned to each element of FE model. The FE analysis showed similar results with the experiments. With this approach accurate analysis of the vertebroplasty and its clinical applications can be expected.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2009.06a
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• pp.997-998
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• 2009

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2011.06a
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• pp.1419-1420
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• 2011

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.42.2-42.2
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• 2009

인체의 치아 및 뼈는 무기질 성분과 단백질로 구성되어 있다. 생체세라믹스의 일종인 수산화아파타이트(Hydroxyapatite, HA; $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2$)는 결정학적, 화학적으로뼈의 무기질 성분과 거의 유사하여 실제 체내에 들어가면 주위 뼈와 화학적 반응을 하여 단단한 결합을 이루는 생체활성(bioactive)을 가진 것으로 알려져 있다. 또한, 인산삼칼슘(Tri-Calcium Phosphate, TCP; $Ca_3(PO_4)_2$)은 체내에 이식 시 체액에 용해되어 신생골을 유도하는 생체흡수성(bioresorbable) 세라믹스로 알려져 있다. 상기 2종류를 포함한 인산칼슘계 화합물은 우수한 생체친화성에도 불구하고 역학 특성이 낮아, 하중을 거의 받지 않는 분야에만 사용되고 있는 실정이며, 하중을받는 분야(load-bearing part)에 적용하기 위해서는 고강도/고인성의 세라믹스와의 micro-composite이나 인산칼슘계화합물을 금속 표면에 코팅한 macro-composite의 형태로 사용되고 있다. 하중을 거의 받지 않는 분야, 예를 들어 치아 결손부를 보충할 dental shot과 같은 인산칼슘계 다공질 골충전재의 경우에도 취급 시 잘게 파손되는 문제점이 있어 치과의사들이 어려움을 호소하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 HA, TCP의 역학특성을 증진시키고자 소결 공정 제어를 통하여 미세조직을 변화시켰으며, 미세조직 변화에 따른 세포반응성을 골포세포주를 이용하여 평가하였다.

• Journal of KSNVE
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• v.12 no.2
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• pp.113-119
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• 2002

‘인체진동(human vibration)’은 진동에 대한 인체의 반응(human response to vibration)의 줄임말로써, 환경으로서의 진동 및 충격이 인체에 미치는 물리적, 심리적 영향을 측정, 평가하는 것을 주요 연구대상으로 한다. 인체진동 분야의 주요 연구개발은 객관적인 물리량의 산출뿐만 아니라 주관적인 느낌을 수치화하는 작업을 포함하기 때문에 기계진동, 생체역학(biodynamics)과 기본적인 역학과 심리측정학(psychometrics), 심리물리학(psychophysics), 인간공학(ergonomics) 등과 같이 다양한 종류의 학문이 요구된다.(중략)