• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1213-1217
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• 2011

의료용 자극기는 병원과 가정에서 환자의 통증 경감 및 재활 치료를 위해 사용되는 의료기기이다. 전기자극기의 자극 펄스가 심장에 유입되면 부정맥 및 심실세동 등의 심각한 부작용을 초래할 수 있다. 의료용 자극기에서 공급하는 자극 펄스의 전달 거리를 측정하고 심장이 전기 자극의 위험 범위 밖에 위치하도록 자극의 크기 및 자극 부위를 제한할 필요가 있다. 전기 자극기는 초당 60 회의 빈도로 0.001Joule 전기 펄스를 가하도록 설계되었다. 전기 자극기의 성능 및 인체에 미치는 영향을 측정하기 위해 생리 식염수를 이용한 생체 조직의 모델을 제작하였고, 이를 이용하여 거리에 따른 전기장의 감쇄 정도를 측정하였다. 본 연구에서 개발한 전기 자극기를 동물실험에 적용한 후 심장 주변에 전기자극을 가했을 때 심장에서 나타나는 위험요인을 관찰하고 직류전류가 흘렀을 때 심장에서 나타나는 현상과 비교하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권6호
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• pp.523-531
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• 2003

본 연구에서는 표면 전극을 사용하는 8채널 전기자극 시스템을 개발하였고. 이 시스템을 이용하여 하반신 마비한자의 근력강화를 위한 전기자극 엑서사이즈와 FES 보행을 하였다. 본 연구에서 개발한 전기자극 시스템은 컴퓨터 프로그램, 전기자극기, 그리고 컴퓨터 프로그램과 전기자극기를 연결하는 통신부분으로 구성되어 있다. 컴퓨터 프로그램에서는 마우스를 이용하여 임의의 자극 패턴을 손쉽게 구성하고 편집학 수 있으며 이렇게 구성/편집된 자극 패턴은 동원곡선(recruitment curve)을 통하여 자극 파라미터로 변환된다. 자극 파라미터는 직렬통신을 이용하여 전기자극기에 전달된다. 전기자극기는 주제어부에 1개, 각 채널에 1개씩 총 9개의 마이크로프로세서로 구성되어 있다. 주제어부의 마이크로프로세서가 컴퓨터 프로그램과 통신을 하고 각 채널의 마이크로프로세서를 제어한다. 본 연구에서 개발한 기능적 전기자극 시스템으로 하반신 마비환자에게 100주 동안 전기자극 엑서사이즈를 실시한 결과 근력, 다리둘레, 그리고 피로저항성의 증가를 볼 수 있었다. 전기자극 엑서사이즈로 무릎신근(knee extensor muscle)이 체중을 지지한 수 있을 정도로 증가한 후에 FES 보행을 시작하였고, 현재 2분 동안 50m 이상 보행할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.360-368
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• 2006

최근 휴대폰의 성능이 향상되면서 다양한 부가기능을 내장한 멀티미디어 폰이 등장했다. 특히 웰빙에 대한 관심이 증가하여 바이오 기능을 휴대폰에 내장 하기위한 다양한 시도가 있어 왔다. 여러 가지 바이오 기능 중 경피 신경 전기치료기는 혈액 순환의 개선과 통증 억제의 기능이 있으므로 이를 휴대폰에 내장시키면 언제 어디서나 쉽게 전기 자극을 통해 혈액 순환을 개선하고 통증 억제를 할 수 있는 장점이 있다. 경피 신경 전기치료기를 휴대폰에 내장시키기 위해서는 소형 및 저전력의 자극모듈이 필요하며, 모듈이 오동작할 경우에도 사용자의 안전을 보장할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 소형의 승압기를 이용하여 휴대폰에 내장가능 한 전기자극기를 설계 및 제작하였으며, 사용자의 안전을 위해 자극기의 출력단에 충전된 전체 에너지가 한꺼번에 출력되어도 인체에 무해하도록 설계하였다. 구현한 자극기 모듈의 검증을 위하여 소형의 마이크로 프로세서를 이용하여 테스트 시스템을 구현하여 성능을 검증하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.808-811
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• 2012

매년 높은 비율의 전기안전사고가 발생하지만 예방교육은 단순한 영상홍보나 단순 텍스트를 이용한 교육 수준에서 주입식으로 이루어지고 있다. 항공, 군사, 전력산업 등 다양한 분야에서는 가상현실을 이용한 체험형 교육 시스템이 개발되어 운영되지만 전기안전 예방교육은 감전사고와 같은 특수한 상황의 체험과 사고를 유발시킬 수 있다는 측면에서 체험형 교육시스템이 개발 및 적용이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 전기감전 체험교육 시스템에 저주파 자극 장치를 사용할 수 있도록 저주파 간섭형 자극기를 이용한 인체 자극의 임계값 산출시험을 실시하고 대표적으로 성별, 연령별(아동 및 성인 구분)로 구분하여 적절한 자극값을 산출하였다. 본 연구의 결과는 향후 전기안전사고 예방을 위한 체험형 예방 교육 시스템에 활용이 가능할 것이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제5권2호
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• pp.143-148
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• 1984

비접합성 골절의 치료를 위한 전기적인 방법으로는 관혈적이 방법, 부분적으로 관혈적인 방법, 비관혈적인 방법 들이 있는데, 비관혈적인 방식은 다른 방법들과는 달리 수술 등 외과적 처기 등이 필요하지 않을뿐더러 환자에게도 가장 안전한 방식이다. 본 논문에서는 유도 결합 현상을 이용한 반관혈적인 전기 자기 자극기를 설계, 제작하였으며, 임상 실험 겨과 좋은 결과를 보이고 있다.

• 대한기관식도과학회:학술대회논문집
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• 대한기관식도과학회 1979년도 제13차 학술대회 연제순서 및 초록
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• pp.4.3-4
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• 1979

와우 수용기의 모세포를 파괴한 가묘에서 "전기 와우"의 내부 장치를 중이 골포내에 이입한 후에 그 전극을 고실계내에 삽입하고, "전기 와우"의 외부 장치에 폭로한 음향 자극에 대한 반응을 Electric Kymograph(Model 404 Harvard Apparastu Co.)에 묘기하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 음향 자극에 의하여 야기되는 가묘의 이개운동의 크기는 특정한 축위 안에서 자극의 강도와 평행하였다. 2) 반복 음향 자극에 의한 이개반사운동은 최초의 자극에 대해서는 약간 증대한 후, 점차 감소하는 경향이 있었다. 3)음향 자극에 의하여 야기되는 이개운동은, 절대불응기, 비교적 불응기 및 반응기 등이 관찰되었다. 4) 음향 자극에 의하여 야기되는 실험 가묘의 이개반사는 청수용기 모세포를 파괴한 후 "전기 와우"의 삽입에 의하여 "청각감"이 야기되고 있음을 시사한다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제22권1호
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• pp.101-109
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• 1988

최근에 마취한 흰쥐에서 중뇌망상체를 전기적으로 자극하면 췌장의 외분비 기능이 증가하며 이러한 결과는 망상체의 자극으로 인하여 교감신경계의 활성도가 상승하기 때문이라는 보고가 있다. 한편 교감신경계의 활성도가 상승할 경우 교감신경계의 전달 물질인 catecholamine이 교감신경 종말 뿐만 아니라 부신수질에서도 유리된다고 알려져 있다. 그러므로 본 연구에서는 중뇌망상체의 자극으로 인하여 췌장의 외분비 기능이 증가함에 있어 교감신경계가 중요한 역할을 담당하는지를 확인하고, 이때 부신수질이 관여하는가를 알아보고자 하였다. 마취한 흰쥐에게 atropine (1mg/kg) 또는 reserpine (5mg/kg)을 투여하거나 또는 부신을 적출한 다음 중뇌망상체를 전기 자극하면서 췌장액을 채취하였다. 사용한 전기자극의 매개변수는 1.3V, 40Hz, 2msec이었다. atropine과 reserpine을 투여하면 마취한 흰쥐의 자발적 췌장액 분비량과 단백질 분비량은 모두 유의하게 감소하였으나 부신을 제거하면 췌장액 분비량에는 이렇다할 변동이 없는 반면에 단백질 분비량은 유의하게 감소하였다. 중뇌망상체를 전기자극하면 췌장액 분비량과 단백질 분비량 모두가 유의하게 증가하였다. 이러한 망상체의 자극효과는 atropine 전처치에 의하여 이렇다할 영향을 받지 않았으나 reserpine 전처치에 의하여 소실되었다. 그러나 부신을 적출하면 망상체 자극에 의한 췌장액 분비량의 증가는 유지되는 반면에 단백질 분비량의 증가는 소실되었다. 한편 미주신경을 절단한 흰쥐에서 중뇌망상체를 자극하는 동안에 경동맥의 수축기 및 이완기 혈압이 상승하였는데 이러한 망상체의 자극효과도 reserpine의 투여에 의하여 유의하게 감소되었다. 본 실험의 결과를 종합하여 보면 마취한 흰쥐에서 중뇌망상체의 자극은 교감신경계를 활성화시켜 췌장액 분비량과 단백질 분비량에 촉진적인 영향을 미치며, 이때 활성화된 교감신경계는 부분적으로 부신을 경유하게 췌장의 단백질 분비에 촉진적인 영향을 미치는 것으로 생각된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권2호
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• pp.151-156
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• 2004

편마비 환자에서 상지 기능을 효과적으로 회복시키기 위하여 근전도 유발 기능적 전기자극기 개발과 편마비 환자를 대상으로 손목, 수지신전 운동 시 가장 효과적으로 근수축을 감지 할 수 있는 위치와 전기 자극 시 가장 이상적인 손목, 수지 신전 운동이 일어나는 부위를 탐색하여 두 부과가 일치하는 이상적인 전극부착 위치를 설정하였다. 1) 전기자극 시스템으로 EMC 계측부, 정전류 회로부를 개발하고 프로그램으로는 근전도 유발 전기자극기와 Passive FES의 동작이 가능한 형태로 개발하였다 자극조건은 주파수 35 Hz, 펄스폭 150 ${\mu}\textrm{s}$, 비대칭적 이상성 파형을 선택하였다. 2) 상지 편마비 환자 15명을 대상으로 전완의 근위부 1/2부위를 12개의 영역으로 나눈 후 근위부의 외측으로부터 영역의 순서를 정하였다. 각 영역에서 환자의 손목을 신전 하였을 때 근전도 유발 자극기가 감지하는 활동전위의 진폭을 측정하였으며 가장 크게 감지된 영역은 4, 5 영역이었고, 전기자극을 시행하였을 때 손목과 수지부위가 신전 되는 모양이 이상적인 영역은 4, 5, 7, 8 영역이었다. 근전도 유발 전기자극을 시행하였을 때 근 수축을 감지하여 근전도 유발 전기자극이 일어나는 일련의 과정이 이상적인 영역은 해부학적으로 4, 5 영역이었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제41권6호
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• pp.43-49
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• 2004

치수 검사(pulp test)는 치아에 물리적 및 화학적 자극을 가하여 치수의 생활력(vitality) 여부를 판별하는 검사이다. 치과 임상에서 수행되는 검사 과정에서 피검자는 치아에 가해지는 역치 이상의 자극으로 인하여 큰 고통과 스트레스에 노출된다. 본 논문에서는 생활치수의 전기 치수 검사 시, 자극의 강도를 서서히 증가시켜 역치에 이르게 되면 나타나는 피검자의 동통반응으로 개구반사에 의한 악이복근의 근전도, 발성에 의한 음성 반응, 손가락의 움직임에 의한 반응을 각각 측정하였다. 또한 동통 반응이 발생하는 시점으로부터 자극이 차단될 때까지 피검자에게 필요이상으로 인가되는 과용 자극 시간을 측정하였으며, 과용자극 시간 측정 시 치수 검사기의 자극 차단 주체자에 따른 과용 자극 시간을 측정 분석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 동통 반응에 의한 인체 반응 신호를 이용하여 치수검사기의 출력을 자동으로 차단하는 제어 스위치를 구성하였다. 피검자가 역치 자극을 느낀 후 나타나는 최초의 인체 반응의 10 ms 이내에 신속하게 검사기의 출력을 차단함으로써 과용자극 시간을 줄이고자 하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권6호
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• pp.487-496
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• 2001

본 연구에서는 PIC(마이크로 컨트롤러)를 이용하여 전정계 기능 검사를 할 수 있도록 앙극 (bipolar) 자극이 가능한 정전류 자극기를 제작하였다. 정전류원이 구동할 수 있는 최대 부하와 최대 전류는 각각 3$k\Omega$. 5mA로 하였다. 그리고 자극 패턴은 직류. 정현파, 혹은 펄스파가 가능하도록 제작하였다. 정상인 20명을 대상으로 전기 자극 방법에 따른 안구 운동을 영상 안구운동 검사기(videooculograph; VOG)를 이용하여 분석하였다. 자극 패턴은 직류. 자극 시간은 30초로 하여. 전류의 세기에 대한 안진 반응을 살펴보기 위해 각 피검자마다 자극 전류가 0.75. 1, 2. 3mA인 경우에 대하여 실험하였다 자극 전류의 세기가 2mA 이상일 때는 검사 대상자 모두에게서 안진이 발생하였다 전류의 세기를 0.75에서 3mA로 증가시켰을 때. 느린 성분의 안구운동 속도의 평균은 1.1에서 4.8 deg/sec로 증가하였고. 안진의 평균 횟수 또한 17회에서 48회로 증가하였다. 전기 자극으로 인한 빠른 성분의 안구운동은 일관되게 음 자극을 가하는 전극이 있는 방향으로 나타났으며 좌우 반응의 타이를 나타내는 비대칭도는 전류가 증가할수록 감소하였다. 본 연구는 전기 자극을 이용한 전정 기능 평가와 전정 안반사의 생리기전 연구의 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.