• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제31권3호
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• pp.217-226
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• 2010

The lower limb orthosis with a pneumatic rubber actuator, which is intended for the assistance and the enhancement of muscular activities of lower limbs was developed in this study. Compared to other knee extension assistive devices being developed by other researchers, our device is designed especially for the elderly people and intended only for slight assistance so that the subjects can keep their muscular strength. For the effectiveness of system, muscular activities of major muscles in lower limbs during sit-to-stand (STS) and squat motion were measured and analyzed. Subjects were performed the STS and squat motion with and without lower limb orthosis. We made comparison muscular activities between with and without lower limb orthosis. Lower limb orthosis was controlled using muscular stiffness force feedback that is controlled by muscular activities of the measured muscle from force sensor. For analysis of muscular activities, electromyography of the subjects was measured during STS and squat motion, and these were measured using MP 150(BIOPAC Systems, Inc.). Muscles of interest were rectus femoris(RF), vastus lateralis(VL), vastus medialis(VM) and vastus intermedius(VI) muscles in lower limbs of the right side. A biodex dynamometer was used to measure the maximal concentric isokinetic strength of the knee extensors of wearing and not wearing orthosis on right side. The test were performed using the concentric isokinetic mode of test with the velocity set at 60°/s for muscles around the knee joints. The experimental result showed that muscular activities in lower limbs wearing orthosis using muscular stiffness force of a vastus medialis muscle was reduced and knee extension torque of an knee joint wearing lower limb orthosis was increased. With this, we confirmed the effectiveness of the developed lower limb orthosis.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.155-162
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• 2016

본 연구에서는 보행 시 발생되는 근전도를 이용하여 보행 시 보행불균형 상태를 판단하고자 한다. 보행불균형 상태 판단시스템의 실효성 확인을 위해 인코더와 가속도, 근전도 센서 기반의 보행 불균형 판단 시스템을 제안한다. 건강한 성인 남성 10 명을 대상으로 실험을 진행하였다. 보행 신호를 획득하기 위해 고관절과 슬관절에 인코더 센서를 부착하고, 발목에 가속도 센서, 외측광근과 전경골근에 근전도 센서를 부착하였다. 보행 불균형을 판단하기위해 SI(Symmetry Index)를 사용하였다. 정상보행과 불균형보행을 측정하기 위해 한쪽 발에 인위적으로 1.5 cm의 굽을 추가해가며 0 cm부터 6 cm까지 5번의 실험을 반복하였다. 인코더와 근전도의 경우 0 cm의 정상보행과 1.5 cm의 불균형보행을 정상보행으로 판단하였고 3 cm와 4.5 cm, 6 cm의 불균형보행은 불균형보행으로 판단하였다. 가속도의 경우 0 cm와 1.5 cm, 3 cm의 불균형보행을 정상보행으로 판단하였고 4.5 cm와 6 cm의 불균형보행을 불균형보행으로 판단하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.319-329
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• 2015

본 논문에서는 다자유도 동적 하네스 시스템 개발을 위해 일상동작에서와 트레드밀 보행 시 하네스 체중 지지에 따른 하지 동작 패턴에 관한 연구를 수행하였다. 건강한 성인 남성 5명을 대상으로 일상생활 동작과 하네스 체중지지에 따른 좌, 우 대퇴직근, 외측광근, 전경골근, 외측 비복근과 족압을 측정하였다. 실험 결과, 일상생활 동작 수행 시 EMG는 각 구분 동작들에 따른 특이적인 근육 활성을 나타내었다. 슬관절의 굴곡과 신전을 요하는 앉기, 서기, 계단 오르기, 계단 내리기 동작에서의 외측광근의 활성이 두드러졌다. 족압 분포의 경우 일상생활 동작 중 중력방향으로 내려오는 계단 내려오기 동작에서 가장 큰 족압 분포 값을 보였다. 수동형 하네스 체중 지지율이 증가에 따라 근육 활성도와 족압 분포 값은 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과를 토대로 체중지지를 통한 보행 훈련이 체중지지율 변화에 따라 다양한 환자 군에 적용 시킬 수 있을 것이다 판단된다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제12권2호
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• pp.76-83
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• 2023

Squatting of agricultural work can cause musculoskeletal disorders due to excessive pressure and rotational force on the knee joint In order to improve the assistive chair used in squatting agricultural work so that it can be used in a narrow groove, it is intended to improve the musculoskeletal harm of squatting work by attaching a spring on the assistive chair. Therefore, in the presenty study, 3D drawing was done using ProEngineer (3D), and a mock-up was produced and tested. Using pro-Engineer, it was judged that it was rare for plastic to be broken by a spring, so the analysis was conducted with a focus on springs. It was found that the structure that can absorb the shock according to the rigidity of the tape spring and balance the body is that the power to withstand the load of the weight is distributed as a whole when five springs are used. Electromyography was measured using ME600 (Mega Electronics, Finland) Measuring equipment attached to the waist, thighs, calves, and shins. EMG values were measured and compared with the prototype in two ways, when the worker did not wear the product and when he wore an existing product on the market. As a result of the experiment when using the prototype, the maximum EMG value for each part is considered to be helpful in preventing musculoskeletal diseases as the amount of muscle used is reduced in the waist, thighs, calves, and shins.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.137-144
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• 2015

본 논문은 하지의 움직임을 측정하고 분석할 수 있는 관성센서 기반 보행분석 시스템에 관한 것이다. 본 시스템 구현을 위해 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 신호를 이용한 자세 방위 측정장치 모듈을 일체형으로 개발하였으며, 다수의 모듈을 환자의 분절에 부착하여 공간상에서 각 분절의 방위각을 제공할 수 있도록 하였다. 또한 재활과 관련된 많은 응용에 있어 중요한 생체역학 측정값인 신체 분절간의 관절각을 추출하는 알고리즘을 제안하였다. 개발한 자세 방위 측정장치 모듈의 성능을 평가하기 위하여 3차원 공간상의 변위 및 방위를 밀리미터 해상도로 제공할 수 있는 Vicon을 참조 측정 시스템으로 이용하였으며, yaw와 pitch에서 1.08, 1.72도의 평균 제곱근 오차를 얻을 수 있었다. 보행 분석 시스템의 성능 검증을 위하여 7개의 AHRS 모듈을 하지에 부착하고 고관절, 무릎, 발목에 대한 관절각을 계산하여, Vicon과의 비교 실험을 수행하였다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 시스템은 뇌졸중 후 회복단계 동안 사지 및 보행 동작을 실시간으로 분석, 제공함으로서 재활의 효과, 난이도 조절 및 피드백 요소를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.