• 제목/요약/키워드: 생체역학적 평가

검색결과 74건 처리시간 0.023초

여드름 치료를 위한 PWM 기반 광 조사 시스템 설계 (Design of PWM-Based Photo Irradiation System for Acne Treatment)

  • 김창수;임현수
    • 한국방사선학회논문지
    • /
    • 제6권3호
    • /
    • pp.207-215
    • /
    • 2012
  • 광 역학치료(Photodynamic therapy: PDT) 중 하나인 기존의 LED 광 조사는 연속파(Continuous wave: C.W) 방식의 635 nm 파장으로 여드름 치유에 가장 많이 사용되어 왔으나, 이 방식은 에너지효율이 낮고 생체조직에 열이 많이 발생하여 개선의 방안이 필요했다. 본 논문에서는 에너지효율을 높이고 여드름 치료를 위하여 생체조직에서의 열적 파괴현상을 방지하기위해 PWM(펄스 폭 변조: Pulse Width Modulation)을 활용한 여드름 치료용 LED 광 조사장치를 설계하였다. 시스템 구성은 크게 Timer 모듈, PWM 모듈, 광학전달 장치로 크게 세구성하여 설계하였으며, 여드름 치료를 위한 피부 투과 깊이를 높이기 위하여 광학전달 장치는 660 nm 파장의 1 W LED를 사용하였다. PWM 제어를 이용하여 발생된 주파수와 파형을 확인하고, 660 nm LED의 출력에너지 및 생체조직의 표면온도를 확인하여 안정적인 에너지출력과 생체조직의 안정성에 대해 평가하였다. 그 결과 여드름 치료를 위한 660 nm 파장의 1 W LED 광 에너지를 얻기 위하여 C.W 방식으로 사용하였을 경우 전력손실이 높고 생체조직에서의 열적 파괴현상을 보였으나, PWM 방식을 구현함으로써 펄스 폭 변조를 통하여 LED의 전력소모를 낮추었고, 생체조직의 열적 파괴현상이 나타나지 않아 여드름 치료를 위해 사용할 경우 C.W 방식보다 PWM 방식이 더 안전하고 효과적일 것으로 사료된다.

작업부하에대한 심리/환경적 영향 평가기법 개발: 제조업체를 중심으로

  • 박창순;조영진;김정룡
    • 대한인간공학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한인간공학회 1998년도 춘계학술대회논문집
    • /
    • pp.40-45
    • /
    • 1998
  • 본 연구에서는 현장 작업자 개인이 느끼는 심리/환경적 부하를 정량적으로 파악할 수 있는 척도를 개발하였다. 이러한 척도는 현장의 중간관리자들이 간단한 기구와 직접 관찰을 통해 쉽게 사용할 수 있도록 설계되었다. 심리적 작업부하 측정은 기존 연구와 현장 작업자를 대상으로 한 인터뷰 결과를 바탕으로, 타당도가 높다고 인정되는 심리부하 측정 요소를 결정하였고, 문헌과 모의 검사를 통하여 부 담감이나 편의(bias)를 줄일 수 있도록 문항수 및 어휘를 선택하였으며, 각각의 설문은 다양한 문체 중 가장 신뢰도가 높은 형태를 선정하였다. 환경적 작업부하 측정은 문헌 조사를 통하여 측정을 위한 요소를 결덩하였고, KS 규격을 기존으로 새로운 환경부하 측정 지침서를 개발하였고, 현장 예비조사가 실시되었다. 또한, 환경부하 측정결과를 지수화하기 위한 수리적 모델과, 심리적척도와의 통합을 위 한 수리적 방법론이 제시되었다. 이러한 설문 문항과 환경조사방법은 작업장을 대상으로 적용하여 실 제로 그 효용성 여부를 검토하였다. 연구 결과 이제까지 소홀히 여겨왔던 작업자의 심리적/환경적 부 하를 정량적으로 간편하게 측정할 수 있는 방법이 개발되었고, 정량화한 심리/환경 부하 척도는 이제 까지 주로 조사되었던 생체역학적/생리적 부담도와 더불어 종합적인 작업부하 평가에 일익을 담당할 것으로 예상된다. 또한, 이러한 척도에 의한 결과는 현장 근로자들의 근로여건 개선을 위하여 노/사/ 정부 모두가 만족할 수 있는 객관적 자료로 사용될 수 있으며, 예방차원의 안전관리에도 응용될 수 있 을 것으로 기대한다.구로 신체의 종합적인 만족도, 선호를 취급하고 있을 뿐 신체각 부위의 만족 도나 선호에 관한 자세한 고찰을 하고 있지 않으며 자신의 신체에 대한 인식도 및 실제체형과의 비교는 이루어지고 있지 않다. 이에, 신체 각 부위에 대한 인식도 및 실제 신체 측정치와 만족도와의 관계 및 이상형에 대해 구체적으로 파악할 필요가 있다. 또한, 신체에 대한 이상형은 시대의 여러 여건에 따라서 변화할 수 있으므로 의복 착용자가 의복을 통해서 표현하고자 하는 이상형의 시대적 변화를 살펴볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 신체에 대한 인식도 및 만족도, 이상형에 대한 설문지 조사와 신체측정을 통하여 신체 크기에대한 만족도를 객관적인 척도로 고찰하고, 이상형과 실제 체형에 관하여 고찰하고자 한다. 도한, 1992년도 자료와의 비교를 통하여 시대에 따른 신체만족도와 이상형의 변화를 파악하고자 한다. 이를 기초로 한 의복원형 제작 및 의복 디자인에 대한 연구를 통해 의복의 맞음새가 좋을뿐만 아니라 의복착용자들 에게 심리적 만족을 줄 수 있는 의복 제작에 도움이 될 수 있을 것이다.적입지로 분석되었다.등 다양한 모형들을 고려해 본 뒤, 적절한 모형을 적용할 것이다. 가로망 설계 모형에서 신호제어를 고려하기 위해서는 주어진 가로망에 대한 통행 배정과정에서 고려되는 통행시간을 링크통행시간과 교차로 지체시간을 동시에 고려해야 하는데, 이러한 문제의 해결을 위해서 최근 활발히 논의되고 있는 교차로에서의 신호제어에 대응하는 통행배정 모형을 도입하여 고려하고자 한다. 이를 위해서 지금까지 연구되어온 Global

  • PDF

협착이 있는 탄성혈관을 흐르는 혈액의 유동특성에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Analysis on the Hemodynamic Characteristics in Elastic Blood Vessel with Stenosis)

  • 정삼두;김창녕
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
    • /
    • 제23권4호
    • /
    • pp.281-286
    • /
    • 2002
  • 심혈관계에서 자주 발생하는 죽상경화증과 혈전의 발생 및 성장에 관한 복잡한 기전을 이해하기 위하여 뇌의 혈액공급을 담당하는 경동맥을 2차원 축대칭으로 모사하여 수치해석하였다. 박동유동 상태에서 경동맥 내에 25%. 50%, 75%의 협착이 형성된 경우에 대하여 혈관내의 속도분포 및 혈류역학적 벽 파라미터들이 고찰되었다. 혈액은 뉴턴유체 및 전단변형률에 따라 점성이 변화하는 비뉴턴유체로 간주되었으며 비뉴턴모델로는 혈액과 유사한 점성치를 나타내는 Carraeu-Yasuda 모델이 적용되었다. 해석 결과 혈관내벽에 작용하는 벽전단응력은 협착이 커질수록 크게 증가하였으며 비뉴턴유체보다 뉴턴유체의 경우에서 벽전단응력이 크게 평가되었다. 벽전단응력 진동지표(OSI)에 의해 시간평균 재부착점이 예측되었는데 비뉴턴유체보다 뉴턴유체의 경우에서 협착 영역으로부터 멀리 떨어진 곳에서 관찰되었다. 시간평균 벽전단응력구배(WSSG)도 협착이 큰 경우에 상당히 크게 나타났는데 비뉴턴유체보다 뉴턴 유체의 경우에 더 큰 값이 나타났다.

유한요소 해석을 통한 코트 스포츠화의 런닝시 충격력 평가 (Evaluation of Landing Impact Force of Court Sport Shoes at Running by Finite Element Analysis)

  • 김성호;조진래;류성헌;최주형
    • 대한기계학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
    • /
    • pp.498-503
    • /
    • 2004
  • A fundamental function of court sport shoes has been considered as the protection of human feet from unexpected injuries. But, recently its role for improving the playing competency is being regarded as a more important function. In connection with this situation, intensive efforts are being world-widely forced on the development of court sport shoes proving the excellent playing competency, by taking kinesiology and biomechanics into consideration. However, the success of this goal depends definitely on the shoes design based upon the reliable evaluation of shoes functional parts. This paper addresses the application of finite element method to the evaluation of landing impact force of court sport shoes. In order to reflect the coupling effect between leg and shoes accurately and effectively, we construct a fully coupled shoes-leg FEM model which does not rely on the independent experimental data any more. Through the numerical experiments, we assess the reliability of the coupled FEM model by comparing with the experimental results and investigate the landing impact characteristics of court sport shoes.

  • PDF

응력해석에 의한 골절판이 부착된 인체 대퇴골의 골재형성 예측에 관한 연구 (A Study on the Prediction of Bone Remodeling of Plated-Human Femur using Stress Analysis)

  • Kim, Hyun-Su
    • 한국의학물리학회지:의학물리
    • /
    • 제6권2호
    • /
    • pp.111-125
    • /
    • 1995
  • 뼈는 주변 여건에 따라 뼈의 재질 및 형상이 변하는 일종의 동적 구조물로서, 보철물이 부착되면 뼈의 응력상태가 다라져 새로이 골재형성을 하게 된다. 특히, 골절판 부착시 뼈의 접촉은 촉진되나, 그 부위의 응력 변화에 의하여 골절판과 부착된 부분의 뼈는 오히려 약화되는 골다공증 현상을 야기하기도 한다. 본 연구에서는 뼈의 응력변화와 골재형성의 관계를 3차원 유한 요소법을 이용하여 관련시키고자 한다. 이는, 새로이 설계된 골절판 또는 어떤 보철물이, 비록 그 자체의 생체 적합성 및 충분한 강도를 갖게 되더라도 골재형성에 미치는 영향을 판단할 근거가 요구된다고 사료되기 때문이다. 그래서, 현 사용되는 골절판을 인체 대퇴골에 부착된 3차원 유한 요소 모델을 제작하여, 응력 차이법에 의한 골재형성의 경향을 조사하고, 그 경향을 기존 동물 실험결과와 비교 검토하여, 본 연구의 타당성을 평가하여 보철설계의 역학적 기초를 확립하고자 한다.

  • PDF

전완 골절 후 도수 정복 시 골절 부위 간격에 따른 골절 인접 연부 조직의 생체역학적 특성 평가: 유한요소해석 (Evaluation of Biomechanical Properties of Fractured Adjacent Soft Tissue Due to Fracture Site Spacing During Closed Reduction After Forearm Fracture: Finite Element Analysis)

  • 박준성;이상현;송찬희;노정훈;이치승
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
    • /
    • 제43권5호
    • /
    • pp.308-318
    • /
    • 2022
  • The purpose of this study is to evaluate the biomechanical properties of fractured adjacent soft tissue during closed reduction after forearm fracture using the finite element method. To accomplish this, a finite element (FE) model of the forearm including soft tissue was constructed, and the material properties reported in previous studies were implemented. Based on this, nine finite element models with different fracture types and fracture positions, which are the main parameters, were subjected to finite element analysis under the same load and boundary conditions. The load condition simulated the traction of increasing the fracture site spacing from 0.4 mm to 1.6 mm at intervals of 0.4 mm at the distal end of the radioulnar bone. Through the finite element analysis, the fracture type, fracture location, and displacement were compared and analyzed for the fracture site spacing of the fractured portion and the maximum equivalent stress of the soft tissues adjacent to the fracture(interosseous membrane, muscle, fat, and skin). The results of this study are as follows. The effect of the major parameters on the fracture site spacing of the fractured part is negligible. Also, from the displacement of 1.2 mm, the maximum equivalent stress of the interosseous membrane and muscle adjacent to the fractured bone exceeds the ultimate tensile strength of the material. In addition, it was confirmed that the maximum equivalent stresses of soft tissues(fat, skin) were different in size but similar in trend. As a result, this study was able to numerically confirm the damage to the adjacent soft tissue due to the fracture site spacing during closed reduction of forearm fracture.

보행 중 중족골 패드와 인솔의 생체역학적 영향성 평가 (Evaluation for Biomechanical Effects of Metatarsal Pad and Insole on Gait)

  • 최정규;박인식;이홍재;원용관;김정자
    • 한국운동역학회지
    • /
    • 제21권4호
    • /
    • pp.487-494
    • /
    • 2011
  • The purpose of this study was to evaluate the effects of metatarsal pad (MP) compared with barefoot and MP with using different insoles on gait. 15 healthy females who had no history of injury in the lower extremity with an average age of 22.7 year(SD=1.35), height of 160 cm(SD=3.4), weight of 48.8 kg(SD=5.52) and average foot size of 232.5 mm(SD=6.8) participated in this study as the subjects. The subjects walked on a treadmill under four different experimental conditions: 1) walking with barefoot, 2) walking wearing MP 3) walking wearing a soft insole with MP(SIMP), 4) walking wearing a rigid insole with MP(HIMP). During walking, foot pressure data such as force, contacting area, peak pressure, and mean pressure was collected using Pedar-X System(Novel Gmbh, Germany) and EMG activity of lower limb muscles such as tibialis anterior(TA), lateral gastrocnemius(LG), rectus femoris(RF), and musculus biceps femoris(MBF) was gathered using Delsys EMG Work System(Delsys, USA). Collected data was then analyzed using paired t-test in order to investigate the effects of each of experimental conditions. As a result of the analysis, when MP and HIMP were equipped, overall contacting area was increased while the force, peak pressure and the mean pressure were decreased. Especially, when the SIMP was equipped, every data were significantly decreased. In case of EMG, wearing MP, SIMP and HIMP made three muscles(TA, LG, RF)'s activity decrease. A result of the analysis will be able to apply for manufacturing functional shoes, diabetes shoes, senior shoes and lower extremity orthosis. Significance of the study due to a metatarsal pad and the insole is to analyze the changes in muscle strength.

고성능 폴리머 재질의 포스트-코어 시스템의 생역학적 거동에 대한 예비실험 (A Preliminary study of Biomechanical Behavior of High-Performance Polymer Post-Core System)

  • 이기선;김종은;김지환;이정열;신상완
    • 대한심미치과학회지
    • /
    • 제27권2호
    • /
    • pp.75-81
    • /
    • 2018
  • 본 연구의 목적은 기존의 다른 포스트-코어 재료와의 유한요소분석(FEA)의 비교를 통한 치과용 포스트-코어 재료로서의 고성능 폴리머 PEKK의 생체역학 및 장기 안전성을 평가하는 데 있다. 상악 중절치를 모델링 하였으며, 구개 표면에서 치아의 장축에 $45^{\circ}$의 각도로 50N의 반복 하중을 가했다. 전통적으로 사용 된 포스트 코어 재료와 비교하기 위해 3가지 재료 (금, 유리 섬유 및 PEKK)를 시뮬레이션하여 결과를 상호 비교 해 보았다. 상아질보다 낮은 탄성 계수를 갖는 PEKK는 종래의 포스트 코어 재료보다 비교적 치근에 유리한 응력 분포를 보여 주었다. 그러나, PEKK 포스트-코어 시스템은 금속 또는 유리 섬유 포스트-코어 시스템보다 장기간의 반복하중에 대해 타락 및 크라운 파손의 가능성이 더 높을 가능성이 있다.

바이오 패스웨이 다차원 분석 시스템 개발 (Development of Multidimensional Analysis System for Bio-pathways)

  • 서동민;최윤수;전선희;이민호
    • 한국콘텐츠학회논문지
    • /
    • 제14권11호
    • /
    • pp.467-475
    • /
    • 2014
  • 최근 유전체학의 발전, 웨어러블 디바이스의 확산, IT/NT의 발전 등에 따라 방대한 양의 바이오-메디컬 데이터가 생산되고, 이에 따라 빅데이터를 활용한 헬스케어 산업이 급속히 발달하고 있으며, 이와 관련된 빅데이터 기술은 국민의 건강 증대와 건강한 고령 삶을 제공하는 핵심 기술로 급부상하고 있다. 패스웨이(Pathway)는 단백질, 유전자, 세포 등의 생체적 요소 간의 역학관계 혹은 상호작용 등을 네트워크 형식으로 표현한 생물학적 심층지식으로, 바이오-메디컬 빅데이터 분석에 있어서 널리 활용되고 있다. 하지만 패스웨이는 매우 다양한 형태를 갖고 용량이 매우 큰 빅데이터로 이를 분석하는데 많은 시간이 소요되며, 현재까지도 다양한 패스웨이를 통합 분석할 수 있는 시스템은 전무하다. 그래서 본 논문에서는 세계적으로 가장 우수하고 방대한 양의 패스웨이를 제공하는 KEGG 패스웨이 데이터베이스로부터 사용자가 관심 갖는 패스웨이만을 자동 수집하고 패스웨이 간 계층구조를 기반으로 네트워크를 구성 후, 해당 패스웨이 네트워크에 대한 클러스터링과 핵심 패스웨이 선정을 통해 패스웨이 간의 역학관계 또는 상호작용을 직관적으로 분석할 수 시스템을 제안했다. 마지막으로, 다양한 성능 평가 결과를 통해 개발한 분석 시스템의 우수성을 입증한다.

단일, 이중 산처리 임플란트의 회전제거력 비교 (Comparison of removal torque of dual-acid etched and single-acid etched implants in rabbit tibias)

  • 김종진;조성암
    • 대한치과보철학회지
    • /
    • 제57권4호
    • /
    • pp.335-341
    • /
    • 2019
  • 목적:불산과 염산/ 황산을 두 번 사용하는 임플란트 표면처리 방식은 선반가공한 표면에 비하여 강한 결합력을 보이지만 두 번 산처리하는 방식은 티타늄의 피로도를 야기시켜 미소균열을 야기시킬 수 있으므로, 염산으로 한번 산처리하는 방식이 비슷한 결합력을 가진다면 단순하고 효율적인 산처리 방식이 될 수 있다. 재료 및 방법: 9개의 지름 3.75, 길이 4 mm의 두 번 처리 방식의 임플란트와 같은 크기의 한 번 처리 방식의 임플란트를 토끼의 경골에 심어서, 10일 후에 회전제거력, 거칠기, 젖음각도를 측정하였다. 결과: 두 번 처리 방식과 한 번 처리 방식의 회전제거력은 차이가 없었고 (P = .995). 두 번 처리군의 거칠기는 $0.93{\mu}m$, 한 번 처리는 $0.84{\mu}m$이었다 (P = .170). 평균젖음각은 두 번 처리는 $99^{\circ}$, 한 번 처리는 $98^{\circ}$ 이었다 (P = .829). 각 변수 모두 두 그룹의 차이는 없었다. 결론:산으로 한번 처리하거나 두 번 처리 하거나 두 그룹의 회전제거력, 거칠기, 평균젖음각의 차이는 없었기 때문에 종래의 dual acid treatment보다 한번 처리하여도 유용한 것으로 보여진다.