• 전기전자학회논문지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.119-126
• /
• 2003

CT 영상을 이용하여 인공 무릎관절 모의 치환 시술 환경 구축에 관한 방법을 제시한다. 관절의 3차원 형상의 재구성에 필요한 정보는 영상처리 기법을 이용하여 연속된 CT 영상으로부터 노이즈 제거와 포인트 데이터를 추출하며, 추출된 포인트 데이터는 영상의 해상도와 함께 생역학에서 제시한 역학적 축을 기준으로 실측의 3차원 형상으로 재구성된다. 재구성된 형상은 PC 기반에서 구현된 모의시술 프로그램을 통하여 관절 운동의 해석과 접촉면 해석을 지원하며, 조이스틱과 마우스등을 이용하여 인공관절의 치환과 절단을 가상으로 실행할 수 있도록 하였다. 또한 인공 관절의 접합부에 대한 접촉면 해석을 통하여 시술에 대한 정합성과 연골 부위의 마모성 예측을 시각화하였다.

• Composites Research
• /
• 제28권3호
• /
• pp.89-93
• /
• 2015

본 연구는 무릎 인공관절의 이식 조직으로서 사용되는 이식 부품을 분석한다. 저탄성 티타늄 합금은 응력 차폐 현상을 해소하기 위해 적용되어진다. 이식 부품들의 응력 분포를 연구하기 위하여 시뮬레이션 해석이 수행되어진다. 저탄성 티타늄 합금의 탄성계수에 따른 등가응력 분포를 통하여 골격과의 상관 관계가 도출되고 연구된다. 이식 부품의 응력은 탄성계수가 감소함에 따라 처음에는 감소하다가 약 46 GPa 부근에서 가장 크게 감소하고 다시 증가한다. 이식 부품에 걸리는 응력의 감소는 골격에 더 큰 응력이 가해지게 되므로 응력차폐현상으로 볼 수 있다. 본 연구 결과는 무릎 인공관절의 이식 부품과 같은 복합 재료의 안전한 설계를 개발하는데 필요한 자료로 사료된다.

• 근관절건강학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.135-150
• /
• 1996

This study was performed to analyze the patient's experience during the progress of disease in the patients with osteoarthritis, who are taken the replacement surgery of knee Joint. The examine was consisted of five patients with osteoarthritis, who are taken the replacement surgery of knee joint from Dec. 4. 1995 to May, 20, 1996 at C university hospital. After hospitalization, the physical and psycho-logical status of the patients during preoperation, postoperation and discharge was examined. The data were examined according to the ethnographic method. The results are as follows. The patients experienced the periods of embarrasment, conflict, before surgery suffering, acceptance period after surgery. In the embarrasment period, the patients take a multiple medication therapy including hospital treatment, oriental medication and folk medication to ameliorate joint pain after first diagnosis on arthritis. The embarrasment period includes compulsive drug medication, oriental medication, folk medication, trouble some, sadness and survey of hospitals. In the conflict period, the patients consider the operation of knee because of working difficulty and severe Joint Pain, while they feel anxiety about the surgery. They condemn their physical situations. They have the conflict and anxiety on surgical operation. they consider the quality of life. They hope the surgery makes patients to improve walking ability. This period includes self-condemned, sorry, tiresomeness, expectation, worrisomeness, anxiety and hesitance. In the suffering period, the patients experience post operation physical discomfort after the total knee replacement. They do physical exercise, including extension and straight leg raising to maintain walking ability, while they endure to wait approximately 6 months for normal walking movements and they are also unstable to environmental people's sight. This period includes postoperative pain, continuous discomfort, inability and communication difficulty to other's people. In the acceptance period, the patients consider longerity of artificial Joint and also endure mild remaining joint pain. Some of them have religions for their wellbeing of life. This period include a self-protesting policy, abandonment, self-consolation, dependence on religions. According to the result from this study I suggested these shown below. 1) After replacement surgery of knee joint, continuous investigation on outcome patient is necessary. 2) It is also necessary to analyze on patient's experiences, who are taken the replacement surgery of hip Joint. 3) Study on disease experiences of patients with rhematoid arthritis, who take drug medication and physical therapy alone without surgery, is necessary. 4) Investigation on patient's favorable folk medication may be helpful to analyze disease experience of patients with osteoarthritis.

• 근관절건강학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.37-49
• /
• 1996

The joint diseases threaten modern people's healthy life. They bring about a long pain, an anasarca, loss of joint function or even deformation and rigidity of joint, limiting people's ordinary activities much. The chronic joint patients may be subject to some hypochondria caused by anxiety for their life, social isolation, financial problem and physical disability. Therefore, this population should continue to be duely taken care of by medical personnels. In particular, nurses should adequately help these people to recover and improve their health through suitable adaptations. With such basic conceptions in mind, this study was aimed at reviewing these patients' conditions in their ordinary life before and after a plastic operation for artificial joint replacement as well as their satisfaction with their life. For this purpose, those patients who underwent some plastic operations for artificial joint replacement at university hospitals in Seoul from January 2, 1993 to June 30, 1995 were selected as the population of this study. Among them, 87 people were randomly sampled to answer a questionnaire designed specially. For the surveying tools, Jette's (1980) scale was applied to address the sample people's inconveniences experienced and supports received in their ordinary life, while the scale of Wood, Wylie & Sheafer was used to measure their satisfaction with their life. The collected data were analyzed for percentiles, means, SD, t-test and Pearson's correlations. The results of survey can be summarized as follows ; As a result of t-test the frequencies of other people's support before and after the plastic operation, it was disclosed that those who underwent the operation were supported less frequently. In addition, as a result of t-testing their satisfaction with life before and after the operation, it was found that the operation increased their satisfaction with life significantly. Meanwhile, as a result of t-test inconveniences, frequencies of supports and life satisfaction before and after the plastic operation for artificial knee replacement, it was disclosed that only the inconveniences were significantly reduced after the operation. In contrast, the t-test the variables before and after the plastic operation for artificial hip replacement, it was found that only the frequencies of other people's supports were significant reduced after the operation. Furthermore, the differences 6 months, one year and two years after the plastic operation for artificial joint replacement were t-tested on the variables. As a result, it was disclosed that people's inconvenience, frequencies of supports and life satisfaction were not improved 6 months after the operation but their frequencies of supports decreased significantly one year after, while their inconveniences and life satisfaction were significantly improved two years after. As a result of analyzing the variables with Pearson's correlations, inconveniences and frequency of supports were negatively correlated significantly with the life satisfaction. In conclusion, the plastic operation for artificial joint replacement significantly improved people's living inconveniences, reduced their frequency of other people's support and enhanced their satisfaction with life. To break don the plastic operation for artificial knee replacement improved patients' inconveniences, while the plastic operation for artificial hip replacement not only improved patients' inconveniences but reduced the frequencies of other people's support also. Finally, the finding that the plastic operation for artificial joint replacement brought about the improvement two years after suggests that this period is needed for the patients to adapt themselves to the post-operation conditions.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.74-80
• /
• 2010

This paper presents the three dimensional gait analysis of the patients with osteoarticular knee allograft reconstruction. The gait analysis has been performed in some medical fields such as orthopedics and neurosurgery for the purpose of the rehabilitation of patients. However, to the author's knowledge, the analysis of gait for the patients with osteoarticular knee allograft reconstruction caused by tumor has not been reported. In this work, In this work, we confirmed the validity of this method by analyzing 50 samples per one gait cycle obtained from each of 3 patients and 3 normal persons. The motion capture was performed using six infrared cameras. The symmetry and stability of the gait patterns are investigated (patients' r=0.39, p<0.05, normal persons' r=0.65, p<0.05) respectively using the correlation coefficients and the standard deviations of the joint angles of the left and right legs. It also would be applied to the comparison analysis where artificial knee joint is transplanted.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.363-367
• /
• 2003

인공무릎관절의 수명에 직접적인 영향을 주는 인자는 접촉면에 대한 접촉면적과 압력분포이다 따라서. 이에 대한 실험적인 평가가 필요하였고 knee simulator 혹은 K-scan sensor를 포함한 시스템과 같은 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 지금까지 보행주기에 따른 연속적인 인공관절 운동에 대한 접촉면의 압력분포를 실시간으로 분석한 연구는 미흡하다 따라서 본 연구의 목적은 보행주기를 모사하는 simulator와 I-scan을 이용하여 연속적인 동작에 따른 접촉면의 압력분포를 분석함에 있다. 본 연구의 목적을 이루기 위해서 생체내 인공관절 환경을 정확히 표현할 수 있는 knee simulator를 제작하였다. 네 방향의 자유도를 갖고 있는 본 simulator는 soft tissue의 기능을 포함하고 있고 PC Program을 통하여 압축하중과 femoral component의 굴곡각을 조절할 수 있다. 본 시스템의 I-scan sensor는 보행주기에 따른 압력분포를 분석할 수 있다. 보행주기에 대한 압력분포는 압축하중곡선에 따라 주요하게 변화함을 알 수 있고 운동성에 영향을 쿠는 압력중심의 위치도 변한다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 연구에서 제작한 knee simulator는 보행주기 같은 특정의 운동정보를 이용하여 접촉면의 압력분포 및 운동성 같은 기계적 성능을 평가할 수 있고 형상 설계를 위한 기초 자료를 제공할 수 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제41권5호
• /
• pp.413-419
• /
• 2018

Magnetic Resonance Imaging for patients with metallic implant has poor image quality, and signal loss and artifacts including distortion can occur. The purpose of this study is to carry out a comparative evaluation on high receive bandwidth(hiBW), O-MAR, O-MAR XD to reduce artifacts in knee implant. To take MRI, 3.0T scanner and dual-source radiofrequency transmission were used. O-MAR XD technique's strong option showed a significant difference (p<0.001) with O-MAR XD technique's weak option, O-MAR and hiBW excluding the medium option. O-MAR XD's medium option had a significant difference (p<0.01) with O-MAR XD's weak, O-MAR and hiBW. O-MAR XD technique's weak option had a significant difference (p<0.01) with O-MAR XD's strong and medium options, O-MAR and hiBW. O-MAR technique had a significant difference (p<0.001) with strong, medium, weak options of O-MAR XD technique except for hiBW. HiBW had a significant difference (p<0.001) with strong, medium and weak options of O-MAR XD technique except for O-MAR. The results showed that O-MAR XD technique was more useful for MRI scan for patients with knee replacement surgery than traditional techniques such as hiBW or O-MAR, and susceptibility artifacts decreased more when O-MAR XD technique's strong or medium option was applied. Based on the results above, it is considered that it will be possible to acquire images whose susceptibility artifacts were highly decreased by using O-MAR XD technique's strong or medium option when conducting MRI for artificial knee joint and it will be helpful for checking and monitoring patients with knee joint replacement.

• 재활복지공학회논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.177-185
• /
• 2014

본 연구에서는 하지마비 장애인의 족하수 방지를 위하여 족배굴곡 보조를 위한 외골격 보조기를 개발하였다. 본 보조기는 인공 근육형 공압 액추에이터를 이용한 동력 전달부, 동력부의 고정을 위한 무릎 관절 착용부 및 보행 신호 검출을 위한 발목 관절 착용부로 구성되었다. 보조기는 무릎 관절 착용부와 발목 관절 착용부에 고정되어 족배굴곡 토크를 발생시켰으며, 발바닥 압력센서를 통해 사용자의 보행 단계를 검출하고, 족배굴곡 보조 타이밍을 감지하도록 하였다. 보행에 이상이 없는 건강한 65세 이상 고령자 7명과 20대 성인 10명을 대상으로 외골격 보조기의 족배굴곡 보조에 대한 성능을 확인한 결과, 인공 근육형 공압 액추에이터의 보조 시 전경골근의 근활성이 감소하는 결과가 나타났다. 향후 연구에서는 하지마비 환자를 대상으로 외골격 보조기의 효과를 검증할 것이다.

• 생명과학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.484-489
• /
• 2004

인공관절은 21세기 정형외과 발전의 주요변화들 중의 하나이다. 1997년이래 전 세계적으로 무릎인공관절(Total Knee Arthroplasty: TKA)을 사용하는 사람들이 해마다 약 600,000명씩 증가하고 있는 추세이고 미국에서만 인공관절을 사용하고 있는 사람들이 210,000명에 달하고 있으며 그 시장은 대략 $5 billion을 넘고 있다(7). 무릎인공관절은 일상생활에서 의자에 앉았다 일어날 때 계단을 올라 갈 때 등, 무릎의 근 모멘트가 적당한 활동을 해서 무릎관절 근육에 지레와 같은 작용을 하게 하고, 완전한 무릎으로 정상인의 무릎과 같은 기능을 오랫동안 유지하게 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 무릎인공관절 디자인 시 정상적인 무릎 회전축(normal knee's axes of rotation)들의 정확한 위치를 파악하는 것은 중요하다. 인공관절 수술 후 무릎관절의 신전과 굴곡 운동을 하는 동안 하나의 회전축(single-axes)을 가진 하나의 회전 반경(single-radius)을 알아보는 것은 여러 축(multi-axes)으로 움직이게 된다는 다축 회전반경(multi-radius)을 분석하기에 앞서 중요한 연구이다. 따라서 본 연구에 서는 무릎이 신전운동과 굴곡 운동 시 신전과 굴곡 모멘트를 만들어내는 대퇴 사두근(quadriceps muscle)과 무릎 오금근 (hamstring)의 역할을 알아보았고, 또한 모멘트와 대퇴 사두근의 iEMG 형태를 파악하였다. 본 연구를 수행하기 위해 무릎인공관절 수술을 받고 1년과 3년이 지난 정상적인 생활을 하는 피검자(1년2명, 3년2명)를 대상으로 Isometric 테스트를 위한 KIN-COM III을 사용하여 60$^\circ$, 30$^\circ$의 무릎굴곡 측정을 하였고, Isokinetic concentric 테스트를 위해서 무릎굴곡각도의 $10^\circ$-80$^\circ$까지 움직임을 측정하였다 또한 15$^\circ$-75$^\circ$까지의 신전운동(sit-to-stand movement)과 굴곡운동(stand-to-sit movement)을 실시하여 시간의 차이, 내전과 외전의 차이 그리고 iEMG의 차이를 알아보았다. 본 연구의 데이터는 여러 번의 실험을 통하여 가장 일반적인 수치를 사용하였다. 이 때 16-channel BTS TELEMG를 사용하여 대퇴사두근과 무릎오금근의 근육활동모양을 알아보았다. 본 연구결과는 시술 후 3년이 지나면서 TKR (Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근 토큐가 약해지는 것으로 나타났고, iEMG 실험에서는 N-TKR (Non-Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근이 TKR의 대퇴 사두근 보다 근 수축력이 더 크게 발휘되는 것으로 밝혀졌다. 단축회전반경의 굴곡과 신전의 $10^\circ$-80$^\circ$까지의 각 속도는 굴곡동작이 1.19s, 신전 동작이 1.68s로 나타났다. 굴곡과 신전동작에서 다리의 외전(abduction)의 각도변화는 굴곡 시 5.5$^\circ$, 신전 시 5.2$^\circ$로 나타났고, 내전(adduction)의 각도변화는 굴곡 시 7.2$^\circ$, 신전 시 6.1$^\circ$로 나타났다. 대퇴 사두근의 iEMG변화에서는 15$^\circ$-60$^\circ$까지 vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), rectus femoris (RF) 모두 굴곡동작에서 큰 값으로 나타났고, 61$^\circ$-75$^\circ$사이에서는 신전동작에서 iEMG가 큰 값으로 나타났다. 이와 같은 결과들은 인공관절 수술자들의 다축회전 반경을 분석하기에 앞서 중요한 선행연구가 될 것으로 생각된다.

• 셀메드
• /
• 제5권2호
• /
• pp.10.1-10.3
• /
• 2015

Arthritis is a major cause of joint pain, stiffness, and subsequent disability which adversely affects quality of life. Seriously, it can lead to long term social and psychological effects including loss of independence, depression, and anxiety. Arthritis is usually treated with joint replacement surgery or medications. However, the artificial joint is temporary and pharmacological measures have side effects, such as addiction or hypersensitivity. Thus, orthotics has been developed to improve arthritis as a nonpharmacological measure. The increased regional load across compartments of articular cartilage is an important factor in the cause of the arthritis. Mubal$^{(R)}$, a clinical shoe insole, has a sliding function to help people to walk straight and realign the body balance. The slide of Mubal$^{(R)}$ reduces the knee joint loading in patients with arthritis. In addition, pumping function of Mubal$^{(R)}$ can mitigate arthritis by stretching the squashed nerves from lumbar to cervical vertebral and actively circulating blood of pelvic limb. In addition, Mubal$^{(R)}$ could help to stimulate the growth plate. Therefore, Mubal$^{(R)}$ can be used for the child with short stature as well as patients with arthritis.