• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.703-708
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• 2013

고관절 전치환술은 대퇴골두와 비구 부분이 손상되어 제 기능을 하지 못하였을 때, 인공 고관절로 대체하는 수술로서 인체에는 많은 양의 절개를 필요로 하며 장기간의 회복시간과 재활시간을 필요로 한다. 최소침습술은 환자에게 흉터와 근육절개를 최소화하고, 회복시간을 단축하여 미관상 흉터가 적어 가장 선호되는 수술 방법이다. 이 논문에서는 최소침습술이 가능한 메커니컬 스템(Mechanical stem)을 기어의 원리를 이용하여 개발하였다. 재치환술을 할 경우에는 스템 전체를 교체할 필요 없이 일부 부품만을 교체하여 수술 시간을 단축할 수 있도록 설계하였으며, 아크릴 소재로 모형을 제작하여 작동에 문제가 없는 것을 확인하였다. 3D Bio-CAD 모델링 기법을 통하여 메커니컬 스템의 기하학적 모델링을 하였다. 실험 대상자의 고관절 부위는 컴퓨터 단층촬영 영상데이터를 기반으로 3차원 재구축을 하였고, 가상 시술 환경 조건에서 몸무게보다 더 과중한 하중을 적용하여 메커니컬 스템의 안전성을 유한요소해석으로 확인하였다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제11권1호
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• pp.17-24
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• 2005

의학의 발달과 더불어 종양에 대한 국소치료는 광범위근치술(extended radical surgery) 로부터 기능보존술(function preserving surgery)로 발달하고 이것은 다시 최소침습술(minimal-invasive surgery)로 발전하여 왔다. 그러나 최근 들어서는 기술의 혁신적인 진보로 비침습적수술법(non-invasive surgery)이 개발되어 감마나이프(gamma knife), 사이버나이프(cyber knife), 및 하이푸나이프(HIFU knife) 등이 출현하게 되었다. 본 논문에서는 이들 중 하이푸나이프를 이용한 체외강력집속초음파치료(extracorporeal high intensity focused ultrasound therapy)에 대하여 발달사, 치료기 구조 및 치료과정, 조직학적 변화와 기전, 임상적용, 장단점 및 전망 등을 살펴보고자 한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1160-1166
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• 2013

This paper presents feedforward controllers to improve the control performance of the motion and grasping force of a surgical instrument used in an MIS (Minimally Invasive Surgery) robot. The surgical instrument has a long distance between the drive motors and its active joints. Therefore, the gripper on the instrument is controlled by a cable drive mechanism, which generates a coupled motion between the wrist joint and the grip direction. In order to solve the problem, this paper analyzes the pulley composition of the surgical instrument and proposes feedforward controllers to eliminate the coupled motion. Furthermore, feedforward controllers to regulate the grasping force are proposed to deal with another coupling problem between the grasping force of the instrument and the motion of the instrument joints. The experimental results demonstrate the improved control performance of the motion and grasping force of the instrument.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권5호
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• pp.520-528
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• 2013

A 20 mm diameter of small 5-D.O.F. force sensor has been developed for applications in MR-field Optical intensity modulation was adopted for transducing to miniaturize the sensor structure. For its accurate sensing of 5-D.O.F. force/moment, the elastic detecting module was designed to respond independently to each force or moment component. And for small size, two optical transducing modules of 2-D.O.F. and 3-D.O.F. were designed and integrated with the detecting module where optical fibers were arranged in parallel to make the sensor small. It is confirmed by calibration test that the detecting modules deforms linearly and independently to the input force. The results of evaluating test show that the range and resolution of forces are ${\pm}4$ N and 0.94~7.1 mN and the range and resolution of moments are ${\pm}120N{\cdot}mm$ and $0.023{\sim}0.034N{\cdot}mm$.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권3호
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• pp.301-307
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• 2010

형상기억합금(SMA)을 이용한 액추에이션 방식은 차세대 의료기기 시장을 선도할 중요한 핵심기술이다. 그 이유는 인간의 손동작과 같은 유연성과 섬세한 움직임을 구현할 수 있어서 시술자의 정교한 최소침습술(MIS) 테크닉을 그대로 인체내 병변치료에 적용할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나 아직까지 SMA 액추에이터가 상용화에 크게 성공을 거두지 못한 이유는 SMA 고유의 히스테리시스(hysteresis)와 같은 비선형적 동특성이 아직 해결되지 못하고 있기 때문이다. 이러한 한계성을 극복해줄 수 있는 방안으로 본 저자는 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용한 열전소자를 SMA 카테터에 결합하여 능동적이고 신속하게 급열 급랭할 수 있는 SMA 액추에이터를 특허등록하였고, 본 연구를 통해 열전소자의 연속전류의 단계적 전류증가에 따른 온도변화, 불연속 정전류 역전류에 따른 온도변화를 평가하고 고찰하였다.