• 한국운동역학회지
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• 제20권3호
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• pp.345-353
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• 2010

The purpose of this study was to compare and biomechanical evaluate the effects of three varying functional insoles on the kinematics of the lower extremities and foot pressure distribution during gait. For this 12 subjects participated in this study and each worn the 3 functional insoles during gait which kinematics, kinetics, electromyography and foot pressures were recorded. The function on the first insole was to absorb shock and increase the dynamic stability, the second was a gel type to absorb shock, and the third was to massage the center regions of the foot sole. the results were as follows; the first insole reduced the joints range of motion and reduced muscular fatigue, the second insole reduce the maximum, total and average foot pressures. Finally, the third insole produced larger values for the contact times and contact area.

• 대한인간공학회지
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• 제29권4호
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• pp.445-453
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• 2010

It is necessary to quantitatively evaluate the workload of workers in order to improve the level of safety and efficiency as well as to prevent workers from musculoskeletal disorders. The purpose of this study is to introduce biomechanical methods that are largely used to quantitatively evaluate workload. The biomechanical methods use kinematics and kinetics to analyze the movement and force of biomechanical body. Motion analysis, joint angle measurement, ground reaction force, mathematical model, and electromyography (EMG) were introduced as a tool or device for biomechanical evaluation. In this study, the special feature of each method was emphasized and important tips for field measurement were summarized. The information and technique disclosed in this summary can be used to evaluate and design the workplace better by effectively control the workload of field workers.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.187-188
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• 2006

A 3-D finite element model of human thoracolumbar spine (T12-L2) was reconstructed from CT images. Various anterior and posterior instrumentation techniques were performed with long cage after corpectomy. Six loading cases were applied up to 10 Nm, espectively. The rotations of T12 with respect to L2 were measured and the stiffnesses were calculated as the applied forces divided by the segmental rotations. The posterior fixation technique increased the stiffness of the spine the most. The addition of anterior rod from 1 to 2 increased the stiffness significantly without posterior fixation, but no effect was found with posterior fixation. We found that different fixation techniques changed the stiffness of the spine.

• 한국운동역학회지
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• 제16권4호
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• pp.175-187
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• 2006

The purpose of this study was to find the relationship between Achilles tendon angle, angular velocity from 2D cinematography utilized to easily analyze the functions of shoes, ankle joint moment, knee joint moment, and hip joint moment from 3D cinematography utilized to predict the injury. Also, this study was to provide the optimal standard to analyze the injury related to the shoes. Subjects in this study were 30 university male students and 18 conditions (2 types of running speed, 3 of midsole hardness, 3 of midsole height) were measured using cinematography and force platform. The results were as following. 1) Hip joint abduction moment was effected by many variables such as running speed, midsole height, maximum achilles tendon angle, ground reaction force. 2) Knee joint rotational moment in running was approximately 1/10 - 1/4 times of the injury critical value and eversion moment was approximately 1/4 - 1/2 times of the injury critical value. 3) Ankle joint pronation moment in running was 1/3 - 1/2 times of the injury critical value. 4) Knee joint rotational moment was found to be irrelevant with maximum achilles tendon angle or angular velocity. 5) Pronation from running was thought to be relevant to rather eversion moment activity than rotational moment activity of knee joint. 6) Plantar flexion abductor of ankle showed significant relationship with the ground reaction force variable. 7) When the loading rate for ground reaction force in passive region increased, extensor tended to be exposed to the injury. Main variables in biomechanical analysis of shoes were impact absorption and pronation. Among these variables, pronation factor was reported to be relevant with knee injury from long duration exercise. Achilles tendon angle factor was utilized frequently to evaluate this. However, as the results of this study showed, the relationship between these variables and injury relating variable of knee moment was so important. Studies without consideration on this finding should be reconsidered and reconfirmed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4689-4696
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• 2015

본 연구에서는 F사가 맨발 보행 효과에서 착안하여 최적의 착화감과 압력 분산의 효과를 트레킹화에 접목시키기 위해 고안한 3D Bootie 공법을 적용시킨 트레킹화에 대한 생체역학적 분석을 수행하였다. 이를 위해 비교군으로써 M사, K사의 일반 트레킹화에 대하여, 신체 건강한 20대 남성 13명을 대상으로 보행 시 족저압력분포, 하지 근 활성도, 지면반발력을 측정하여 분석하였다. 연구 결과, F사의 트레킹화는 족저압력 분포에서 넓은 접촉 면적으로 인하여 최대 힘과 최대 압력의 감소를 야기했으며, 보행 시 발의 부하를 경감시켰다. 근 활성도 측면에서는 맨발 보행의 효과와 동일하게 작용했다. 지면반발력에서는 효과적으로 충격력을 흡수하여, 말기입각기 때 더욱 효율적인 보행이 가능하였다. 결과적으로 F사의 트레킹화는 맨발 보행의 장점을 이용한 3D Bootie 공법을 적용함으로써 넓은 접촉 면적으로 인해 보행 시 발생하는 발의 부하를 감소시킬 것으로 사료된다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권2호
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• pp.217-225
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• 2009

최근 들어 부강을 방지하고 경기력을 향상시킬 수 있는 스포츠화를 개발하기 위해 신체운동학과 생체역학을 반영한 연구가 전세계적으로 활발히 수행되고 있다. 하지만, 이러한 연구의 성골 여부는 스포츠화와 발의 동적 거동, 특히 착지 충격 특성 평가의 신뢰성에 절대적으로 좌우된다. 그 이유로는 코트 스포츠운동에 있어서 착지충격력이 예상치 못한 부상과 경기력의 주요한 요인이기 때문이다. 이 연구는 맨발과 대표적인 코트 스포츠화의 착지충격 특성을 평가하기 위해 유한요소 해석을 적용하였다. 사람의 발과 신발사이의 연계효과를 정확히 반영하기 위해 별도의 실험 데이터에 의존하지 않는 완전한 3차원 발-신발 FEM 모델을 생성하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 FEM 모델의 신뢰성을 평가함과 동시에 여러 가지 스포츠화의 GRF, MIF 및 주파수 응답과 같은 착지충격 특성들을 분석하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권6호
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• pp.543-550
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• 2001

본 연구에서는 하퇴 절단환자에서 고정형. 단축형, 다축형 인공족관절 장착시 지면반발력과 에너지 소비량을 측정하여 하퇴의지에 대한 생체역학적 평가를 하였다. 실험에는 각각 2명의 남성과 여성 하퇴 절단 환자가 3종류의 의지를 착용하고 참여하였으며. 3차원 보행분석은 7개의 기준점에 대하여 전체 입각기에 대한 지면 반발력의 체중에 대한 비율로 나타내었다. 하퇴의지 에너지 소비량은 피 실험자들이 각각 2km/h, 3km/h 그리고 가장 걷기 편한 속도로 런닝머신 위에서 보행하게 하면서 측정하였다 실험결과는 지면반발력에서 다축형 인공족관절 장착시 추진력과 후진력의 보행특성에 대하여 우위를 보이며, 고정형 인공족관절 장착시에는 보행균형과 무게중심의 이동에 대해 상대적인 우위를 보였다. 에너지 소비량은 2.3km/h 이상의 보행속도에서 단축형 인공족관절 장착시 다른 두 의지에 비해 적은량의 에너지 소비를 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권3호
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• pp.209-215
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• 2003

본 연구에서는 지면반발력에 저항하는 족부관절의 기구학적 특성과 운동학적 특성 사이의 관계를 고찰하는 것을 목적으로 하였다. 관절의 수동탄성모멘트와 각변위는 3대의 카메라와 지면반발력 측정기를 이용한 실험을 통하여 얻어졌다. 최소자승법을 이용하여 관절의 각변위와 모멘트의 상관 관계를 수학적으로 모델링 하였다. 관절의 운동 범위(range of motion)는 중족지절관절(metatarsophalangeal joint)을 제외하고는 5$^{\circ}$~7$^{\circ}$ 값을 보였다. 이 모델을 이용하여 지금까지 일반적인 모션 분석으로부터 측정할 수 없었던 족부관절의 기구학적 데이터를 얻을 수 있다. 더 나아가 이러한 수학적은 보행을 시뮬레이션 하는 생체 역학적 모델과 임상적 평가에도 적용 가능하다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권5호
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• pp.401-410
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• 2003

본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 대퇴골 전자간 골절 치료에 대한 다양한 수술기법을 골밀도 변화에 따라 생체역학적으로 분석하여 이를 평가하고자 한다. 이에 구현된 모델들은 압박 고관절 나사만을 이용하여 시술한 모델 (Type I), 삽입된 압박 고관절 나사 주위에 시멘트 영역을 확보한 뒤 골 시멘트로 보강하는 시술을 구현한 모델 (Type II),대학교추가의 골소실이 없이 시멘트를 가압하여 주입하는 시술을 구현한 모델 (TypeIII)의 3가지 형태로 구현하였다. 시술 상황에 따라 골절부위와 삽입물의 경계면 주위에 접촉요소를 사용하기 위해 적절한 마찰계수를 설정하였으며, 골다공증 정도 (Singh Indices, II∼V)에 따라 대퇴골의 물성치를 적절하게 적용시켰다. 각 모델에 있어 골밀도 변화에 따른 수술기법의 차이를 분석하기 위하여 다음과 같은 인자를 분석하였다 : (a) 대퇴골두 내에서의 von Mises 응력 부피비, (b) 대퇴골두 망상골과 인공 삽입물내에서의 최대 von Mises 응력 (PVMS), (c) 대퇴골두 내에서의 최대 von Mises 변형률 (MVMS), (d) 골절 부위와 인공 삽입물 주위에서의 미세운동량. 수술기법 중 Type III가 대퇴골두 내에서 골밀도 변화에 상관없이 가장 낮은 PVMS, MVMS 수치를 보여 가장 효율적인 결과를 나타내었다. 이는 기존 시술법 (Type I,II)에 비해 내고정 실패 가능성이 가장 적을 것으로 예측되었다. 특히, 골밀도가 낮을 때에는 Type III의 수술 효과가 더욱 커지는 것으로 나타났다. 또한, 삽입물 주위에서 미세운동량을 분석한 결과, Type III의 수치가 다른 시술법들의 15∼20%로 나타나 시멘트를 가 압하여 보강하는 시술법이 삽입물 주위의 미세운동을 억제하는데 있어 가장 효과적이다는 것을 증명하는 것이다. 이러한 결과로부터, 압박 고관절 나사를 이용한 대퇴골두 전자간 골절 치료에 있어 골 시멘트를 가압하여 보강하는 방법이 골밀도가 낮은 환자에 있어 인공삽입물의 내고정 및 골유합에 가장 큰 효과를 보일 것으로 사료된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권1호
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• pp.57-62
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• 2007

The objectives of this study were to prepare a new artificial eardrum patch using water-insoluble chitosan for healing the tympanic membrane perforations and to investigate biomechanical properties and cyotoxicity of the chitosan patch scaffold (CPS). Tensile strength and elongation at the rupture point of CPSs were 2.49-74.05 MPa and 0.11-107.06%, respectively. As the biomechanical properties or CPSs varied with the concentration of chitosan and glycerol, the proper conditions for the CPS were found out. SEM analysis showed very smooth and uniform surface of CPSs without pores at x1000. The result of MTT test showed that CPSs had no cytotoxicity.