• 제목/요약/키워드: Biomedical Engineering convergence

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평발을 가진 20대 남성이 인솔구두의 굽 높이에 따른 보행 시 발목관절의 각도변화에 대한 융복합적 비교 (Convergence Comparison of the Angle Change of Ankle Joint while Walking according to the Heel height of Insole Shoes in 20s males with Flatfoot)

  • 서교철;박승환;김현애
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권12호
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    • pp.117-123
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    • 2021
  • 본 연구의 목적은 인솔구두의 굽 높이에 따른 평발을 가진 20대 대학생의 보행 시 발목관절의 각도변화에 대해 융복합적 비교를 하는 것이다. 15명의 대학생을 대상으로 동작분석기(Qualisys Track Manager)를 이용하였다. 인솔이 장착된 기능성 구두를 제작하고, 구두의 굽 높이를 0cm, 3cm와 7cm로 셋팅하였다. 실험대상자들은 두 개의 굽 높이가 있는 구두를 신고 발목관절의 측면에 반사마커를 부착하여 보행을 실시하였다. 보행입각기에서 발목관절의 각도변화를 측정하였다. 평발을 가진 실험대상자가 인솔구두를 착용 시 구두 굽 높이가 높을수록 양측의 Heel strike, Foot flat, Midstance, Toe off에서 유의한 감소가 나타났다. 따라서 평발을 가진 대상자는 인솔구두를 착용 시 낮은 구두를 신어야만 발바닥의 피로를 감소시켜 편안한 보행을 할 것으로 사료된다.

두 개의 광전용적맥파 기반의 수축기 혈압과 이완기 혈압 추정 융합 알고리즘 모델 분석 (Analysis of the Convergence Algorithm Model for Estimating Systolic and Diastolic Blood Pressure Based on Two Photoplethysmography)

  • 김선칠;조성현
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권8호
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    • pp.53-58
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    • 2019
  • 최근 만성질환자 건강관리의 목적으로 혈압측정에 대한 접근성을 높이는 제품 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 기존 연구에서는 심전도(ECG)와 광전용전맥파(PPG)를 분석하여 수축기혈압과 이완기 혈압을 산출하는 방식을 사용하고 있다. 주 과제는 정확도와 재현성을 위한 분석 알고리즘 개발이다. 본 연구에서는 초소형 혈압측정장치를 개발하는 단계에서 장치의 크기를 줄이고 측정방법도 간단히 하는 동시에 알고리즘도 두 개의 PPG만을 이용하여 최고혈압(SBP)을 추출하고 이에 따른 최저혈압(DBP)을 구하고자 하였다. 이를 위해 두 개의 PPG에서 얻은 측정값과 SBP, DBP 관계를 통계적으로 추적하여 상호관계를 분석하였다. PPG의 차이 값인 DF_P는 SBP와 반비례 관계가 있으며, DBP와는 비례적 관계가 성립되어 알고리즘에 의해 혈압값을 유추할 수 있으며, SBP를 통해 DBP를 추적할 수 있다.

트레드밀 훈련이 경도의 지적장애를 가진 20대 남성 비만인의 복합적인 폐기능에 미치는 영향 (The Effects of the Convergence Pulmonary Function in the 20s Men of Mild Intellectual Disabilities with Obesity to Tredmill Exercise)

  • 서교철;박승환;조미숙
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권8호
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    • pp.77-83
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    • 2021
  • 본 연구는 경도 지적장애를 가진 20대 남성 비만인들을 대상으로 트레드밀 훈련을 통해 복합적인 호흡기능에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 비만을 가진 20대 경도의 지적장애인 20명을 대상으로 무작위로 나누어 실험군 10명과 대조군 10명을 각각 실험에 참여하였다. 실험군은 트레드밀 훈련을 30분을 실시하였고, 대조군은 고정자전거 훈련을 실시하였다. 실험대상자들은 실험전과 실험후에 Fit mate로 폐기능을 측정하여 비교하였다. 자료분석은 SPSS win 18.0으로 실험전과 후에 각 그룹간의 차이를 분석하기 위해 대응비교를 실시하였다. 실험 후 실험군에서 대조군보다 호흡기능이 더 낮게 나타났다. 이 연구를 통해 실험군은 대조군보다 호흡기능이 더 향상되었으며, 이런 결과는 비만을 가진 지적장애인의 다양한 운동프로그램으로 구성할 수 있을 것으로 사료된다.

융합 차폐시트를 이용한 선량 맞춤형 에이프런 마이크로 기능성 디자인 (Dose Customized Apron Micro Functional Design Using Convergence Shielding Sheet)

  • 김선칠
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권11호
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    • pp.119-126
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    • 2021
  • 본 의료기관에서 사용되는 방사선 차폐복은 납당량 0.25 mmPb를 기준으로 제시하고 있다. 그러나 신체 각 부위별 감수성을 고려하고 사용자의 활동성을 보장할 수 있는 동시에 정밀한 방어가 가능한 차폐복 제작에 대해 연구하고자 한다. 친환경 차폐 재료를 기반으로 제작하여 기존 납 Apron의 중량 문제와 환경 문제를 해결하는 동시에 두께로 납당량과 동일한 차폐성능을 제시하고자 하였다. 제작된 차폐시트의 원단은 납당량 0.12 mmPb부터 0.32 mmPb까지 차폐시트의 두께로 조절하는 카렌더 공정을 통해 제작하였다. 각 신체 부위별 감수성을 고려한 차폐복을 제작하여 의료기관에서 상시 착용하고 있는 대상자를 통해 사용성평가를 실시하였다. 차폐복을 착용한 후 활동성이 좀 더 증가하였다는 의견이 많았으며, 무게는 0.26kg을 줄였다. 향후에는 의료기관의 종사자의 활동성을 고려한 차폐복 디자인 개선 노력이 필요할 것으로 사료된다.

Nd:YAG Laser 직접 각인을 이용한 Carbon 스트레인 센서 (Carbon strain sensor using Nd: YAG laser Direct Writing)

  • 주동현;윤상우;김주한;박우태
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.35-40
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    • 2018
  • Nd:YAG Laser를 이용하여 polyimide film에 탄화(carbonization)를 진행하여 Carbon을 생성하여 저가의 센서를 간단한 제조과정으로 만들었다. 이를 통하여 유연한 저가형 압저항 센서의 특성에 관한 연구를 수행하였다. 기존에 많은 연구들이 Polyimide에 $10.6{\mu}m$의 파장을 가지는 $CO_2$ laser를 이용하여 carbonization을 하여 센서를 제작하였다. 본 논문에서는 polyimide film에 $1.064{\mu}m$의 파장을 가지는Nd:YAG laser를 이용하여 carbonization(탄화공정)을 진행하였다. 또한 Nd:YAG laser를 사용하여 polyimide film위에 직접 탄화시키며 carbon을 생성하는 최적의 전력밀도($W/cm^2$)과 속도(scan rate) 조건 조합을 찾아 해상도를 높였다. $CO_2$ laser를 사용하였던 기존의 선행연구에서는 carbon생성의 최소 선폭이 $140{\sim}220{\mu}m$의 길이를 가졌지만, 본 연구에서는 카본의 생성되는 선폭이 $35{\sim}40{\mu}m$으로 축소시켰다. 이번 연구에서 제작된 센서의 초기 면저항은 $100{\sim}300{\Omega}/{\square}$ 이였다. 곡률 반경 21 R 로 인장을 하였을 때 저항이 30% 줄어들었고, 이를 통하여 계산된 게이지 팩터는 56.6이였다. 본 연구는 압저항 센서를 제조하기 위한 단순하고, 매우 유연하고 저렴한 공정을 제공한다.

콘크리트 구조물에 사용되는 개량아스팔트 시트와 아스팔트 매스틱을 복합화한 방수공법의 누유현상 원인 분석 (Analysis on the Causes of the Oil Leakage Phenomenon for Complex Waterproofing Methods of Asphalt Mastic and Modified Asphalt Sheet)

  • 박진상;김동범;박완구;오상근
    • 한국건축시공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.337-345
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    • 2018
  • 본 연구에서는 누유 현상에 대한 원인 파악을 위하여 실제 현장에서 누유된 시료를 채취하여 육안 관찰을 실시한 결과, 표면 상태의 변화를 근거로 누유 현상 원인이 "구성 성분간 분리"로 판단하고, 이에 대한 검증을 실시하였다. 검증을 위하여 현장에서 많이 사용되고 있는 아스팔트 매스틱 도막재 3개 제품을 수직 실린더에 채워 $50{\pm}5^{\circ}C$의 챔버 속에 정치시킨 후, 1일부터 28일간 매일 실린더의 상부, 하부 재료를 대상으로 Filler 함량차를 측정하여, 변화율을 비교 분석하였다. 평가 결과, 정치 시일이 경과할수록 아스팔트 매스틱의 Filler 성분이 침강되는 분리현상을 확인할 수 있었으며, 정치 후 28일에는 상부와 하부 시료의 Filler 함량이 최대 23.8% 이상 차이가 나는 것을 확인할 수 있었다. 상기 결과를 근거로 아스팔트 매스틱의 누유 발생 메커니즘에 대한 가설 수립 후 누유발생 전 과정에 대한 예측 모델을 제시하였다.

약물의 염전성 부정맥 유발 예측 지표로서 심장의 전기생리학적 특징 값들의 검증 (Verification of Cardiac Electrophysiological Features as a Predictive Indicator of Drug-Induced Torsades de pointes)

  • 유예담;정다운;;임기무
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.19-26
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    • 2022
  • The Comprehensive in vitro Proarrhythmic Assay(CiPA) project was launched for solving the hERG assay problem of being classified as high-risk groups even though they are low-risk drugs due to their high sensitivity. CiPA presented a protocol to predict drug toxicity using physiological data calculated based on the in-silico model. in this study, features calculated through the in-silico model are analyzed for correlation of changing action potential in the near future, and features are verified through predictive performance according to drug datasets. Using the O'Hara Rudy model modified by Dutta et al., Pearson correlation analysis was performed between 13 features(dVm/dtmax, APpeak, APresting, APD90, APD50, APDtri, Capeak, Caresting, CaD90, CaD50, CaDtri, qNet, qInward) calculated at 100 pacing, and between dVm/dtmax_repol calculated at 1,000 pacing, and linear regression analysis was performed on each of the 12 training drugs, 16 verification drugs, and 28 drugs. Indicators showing high coefficient of determination(R2) in the training drug dataset were qNet 0.93, AP resting 0.83, APDtri 0.78, Ca resting 0.76, dVm/dtmax 0.63, and APD90 0.61. The indicators showing high determinants in the validated drug dataset were APDtri 0.94, APD90 0.92, APD50 0.85, CaD50 0.84, qNet 0.76, and CaD90 0.64. Indicators with high coefficients of determination for all 28 drugs are qNet 0.78, APD90 0.74, and qInward 0.59. The indicators vary in predictive performance depending on the drug dataset, and qNet showed the same high performance of 0.7 or more on the training drug dataset, the verified drug dataset, and the entire drug dataset.

다형 심실빈맥의 예측을 위한 dVm/dtMax_repol의 이온채널 전도도에 대한 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of dVm/dtMax_repol to Ion Channel Conductance for Prediction of Torsades de Pointes Risk)

  • 정다운;유예담;;임기무
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.331-340
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    • 2022
  • Early afterdepolarization (EAD), a significant cause of fatal ventricular arrhythmias including Torsade de Pointes (TdP) in long QT syndromes, is a depolarizing afterpotential at the plateau or repolarization phase in action potential (AP) profile early before completing one pace. AP duration prolongation is related to EAD but is not necessarily accounted for EAD. Several computational studies suggested EAD can form from an abnormality in the late plateau and/or repolarization phase of AP shape. In this sense, we hypothesized the slope during repolarization has the characteristics to predict TdP risk, mainly focusing on the maximum slope during repolarization (dVm/dtmax_repol). This study aimed to predict the sensitivity of dVm/dtmax_repol to ion channel conductances as a TdP risk metric through a population simulation considering multiple effects of simultaneous reduction in six ion channel conductances of gNaL, gKr, gKs, gto, gK1, and gCaL. Additionally, we verified the availability of dVm/dtmax_repol for TdP risk prediction through the correlation analysis with qNet, the representative TdP metric. We performed the population simulations based on the methodology of Gemmel et al. using the human ventricular myocyte model of Dutta et al. Among the sixion channel conductances, dVm/dtmax_repol and qNet responded most sensitively to the change in gKr, followed by gNaL. Furthermore, dVm/dtmax_repol showed a statistically significant high negative correlation with qNet. The dVm/dtmax_repol values were significantly different according to three TdP risk levels of high, intermediate, and low by qNet (p<0.001). In conclusion, we suggested dVm/dtmax_repol as a new biomarker metric for TdP risk assessment.

Corrosion Inhibition of Steel for Water Pipe Line by Adding a Non-Toxic Spearmint Extracts

  • Farooq, Hina;Kim, Jae-Yeon;Lee, Do-Il;Byeon, Jai-Won
    • 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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    • 제17권2호
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    • pp.122-128
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    • 2017
  • Purpose: To investigate the corrosion inhibition effect of the natural spearmint oil extracted from Mentha Spicata plants on 304 stainless steel in different concentrations of hydrochloric acid. Method: The anti-corrosive effect has been investigated in 0.5m, 1m and 2m HCl using weight loss test and electrochemical polarization method as a function of inhibitor concentration and immersion time in strong chloride environment. The surface morphology was analysed by scanning electron microscopy (SEM). Results: The corrosion rate of steel decreased and inhibition efficiency increased with the increase in inhibitor concentration. Microscopic evaluation revealed significant corrosion in the specimens immersed in uninhibited conditions. Potentiodynamic polarization test results showed an increase in corrosion potential (Ecorr) and decrease in corrosion current (icorr) value with increasing concentration of inhibitor. Conclusions: Immersion of steel in higher concentration of inhibitor resulted in greater surface coverage value and hence lesser number of surface corrosion sites/pores were formed; thus lowering the corrosion rate.

Self-pressurization analysis of the natural circulation integral nuclear reactor using a new dynamic model

  • Pilehvar, Ali Farsoon;Esteki, Mohammad Hossein;Hedayat, Afshin;Ansarifar, Gholam Reza
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제50권5호
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    • pp.654-664
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    • 2018
  • Self-pressurization analysis of the natural circulation integral nuclear reactor through a new dynamic model is studied. Unlike conventional pressurized water reactors, this reactor type controls the system pressure using saturated coolant water in the steam dome at the top of the pressure vessel. Self-pressurization model is developed based on conservation of mass, volume, and energy by predicting the condensation that occurs in the steam dome and the flashing inside the chimney using the partial differential equation. A simple but functional model is adopted for the steam generator. The obtained results indicate that the variable measurement is consistent with design data and that this new model is able to predict the dynamics of the reactor in different situations. It is revealed that flashing and condensation power are in direct relation with the stability of the system pressure, without which pressure convergence cannot be established.