• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권6호
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• pp.825-835
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• 2003

Previous studies have demonstrated the importance of joint angle errors mainly due to skin artifact and measurement errors during gait analysis. Joint angle errors lead to unreliable kinematics and kinetic analyses in the investigation of human motion. The purpose of this paper is to present the Joint Averaging Coordinate System (JACS) method for human gait analysis. The JACS method is based on the concept of statistical data reduction of anatomically referenced marker data. Since markers are not attached to rigid bodies, different marker combinations lead to slightly different predictions of joint angles. These different combinations can be averaged in order to provide a "best" estimate of joint angle. Results of a gait analysis are presented using clinically meaningful terminology to provide better communication with clinical personal. In order to verify the developed JACS method, a simple three-dimensional knee joint contact model was developed, employing an absolute coordinate system without using any kinematics constraint in which thigh and shank segments can be derived independently. In the experimental data recovery, the separation and penetration distance of the knee joint is supposed to be zero during one gait cycle if there are no errors in the experimental data. Using the JACS method, the separation and penetration error was reduced compared to well-developed existing methods such as ACRS and Spoor & Veldpaus method. The separation and penetration distance ranged up to 15 mm and 12 mm using the Spoor & Veldpaus and ACRS method, respectively, compared to 9 mm using JACS method. Statistical methods like the JACS can be applied in conjunction with existing techniques that reduce systematic errors in marker location, leading to an improved assessment of human gait.

• Fibers and Polymers
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• 제7권4호
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• pp.389-397
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• 2006

The beneficial effects of graduated compression stockings (GCS) in prophylaxis and treatment of venous disorders of human lower extremity have been recognized. However, their pressure functional performances are variable and unstable in practical applications, and the exact mechanisms of action remain controversial. Direct surface pressure measurements and indirect material properties testing are not enough for fully understanding the interaction between stocking and leg. A three dimensional (3D) biomechanical mathematical model for numerically simulating the interaction between leg and GCS in dynamic wear was developed based on the actual geometry of the female leg obtained from 3D reconstruction of MR images and the real size and mechanical properties of the compression stocking prototype. The biomechanical solid leg model consists of bones and soft tissues, and an orthotropic shell model is built for the stocking hose. The dynamic putting-on process is simulated by defining the contact of finite relative sliding between the two objects. The surface pressure magnitude and distribution along the different height levels of the leg and stress profiles of stockings were simulated. As well, their dynamic alterations with time processing were quantitatively analyzed. Through validation, the simulated results showed a reasonable agreement with the experimental measurements, and the simulated pressure gradient distribution from the ankle to the thigh (100:67:30) accorded with the advised criterion by the European committee for standardization. The developed model can be used to predict and visualize the dynamic pressure and stress performances exerted by compression stocking in wear, and to optimize the material mechanical properties in stocking design, thus, helping us understand mechanisms of compression action and improving medical functions of GCS.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.57-62
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• 2014

인체 해석모델은 주로 인간이 의식적으로 행하는 운동을 중심으로 발전해 왔다. 의식적 운동과 달리 슬개건 반사는 뇌를 거치지 않고 일어난다. 본 연구는 건강한 성인의 슬개건 반사로 인한 대퇴부의 근력과 근활성도를 해석적으로 예측하고자 하였다. 해석 모델은 시상면에서 평면운동을 하고, 앉은 자세에서 상체와 허벅지를 고정시켜 종아리만 진자 운동이 가능하도록 모델링 하였다. 무릎은 레볼루트 조인트로 모델링 하였고, 발목관절은 고정시켜 종아리와 발을 하나의 강체로 가정하였다. 근력은 Mamizuka 의 실험 결과로부터 얻은 운동학 정보를 이용하여 역동역학 해석을 통해 구하였으며, 근활성도는 Hill-type 근육 모델을 이용하여 예측하였다. 해석 결과는 실험결과를 통해 검증되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권1호
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• pp.51-57
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• 2006

목적: 마우스 대퇴부에 심은 종양에 43 도의 열을 가한 뒤 수지상 세포를 종양내에 주입하여 국소 및 원격 항종양 효과를 관찰하였다. 대상 및 방법 : 마우스 우측 대퇴부에 MCA-102 fibrosarcoma를 피하로 주입하여 종양을 만들었고, 7일째는 반대편 대퇴부에도 주입하여 종양을 만들었다. 종양 세포를 접종한 지 7 일째 약 6 mm 가 된 종양에 43도의 열을 30 분간 가하고 골수 유래 미성숙 동종 수지상 세포를 종양내에 직접 주입하고, 이를 1 주 간격으로 2회 더 시행했다. $3{\sim}4$일 간격으로 양측 대퇴부의 종양의 크기를 측정하여 국소 및 원격 항종양 효과를 평가하였다. 또한 종양 특이적 면역 반응을 평가하기 위해 마우스의 비장 세포를 분리하여 cytotoxicity를 측정하였다. 결과 : 온열치료는 apoptosis를 유도하고 heat shock protein 발현을 증가시켰고, 6시간 경에 최고치를 보였다. 치료한 국소 종양에 있어서 온열 요법 단독만으로 종양의 성장을 억제했지만, 온열 요법 후 수지상세포를 주입했을 때는 그 성장 억제 효과는 온열요법 단독의 효과보다 높게 나왔다. (p<0.05). 한편 치료하지 않은 원 격종양에 있어서도 온열 요법 단독으로 원격 종앙의 성장 억제 효과를 보였으며 온열 요법 후 수지상 세포 를 주입했을 때도 원격 종양의 성장 억제 효과가 온열 요법 단독보다 높았으나, 그 억제 정도가 온열 요법 단독과 비교하여 통계적인 차이는 없었다 (p>0.05). Cytotoxicity 검사에서 온열요법과 수지상 세포 복합 치료 군에서 가장 높은 세포살해능을 보였고 (p<0.05), 이러한 면역 반응은 종양 특이적이었다. 결론 : 온열요법으로 apoptosis 와 heat shock protein 을 유도하고 종양내에 동종의 미성숙 수지상 세포를 주입하여 국소 및 원격 종양에 높은 항종양 효과를 유도할 수 있었다. 이러한 새로운 치료법은 암 치료에 응용 될 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권4호
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• pp.285-291
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• 2015

해상 사고에 의한 익수자는 저체온증에 의한 사망 위험에 노출되어 있다. 구명 동의 등을 착용함으로써 부력은 유지할 수 있으나 해수의 낮은 온도에 의한 신체의 열손실은 짧은 시간 내에 체온을 하강시키고 그에 따른 저체온증 사망이 우려된다. 전통적인 구명 동의는 고체형 부력체를 사용하여 부력을 향상 시키고 있으나, 구명 동의에 공기를 채움으로써 부력 및 체온 보존 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 고체형 충진재를 이용한 기존의 비 팽창형 구명 동의와 공기를 채운 팽창형 구명 동의의 단열 성능을 비교하고, 각각의 방법이 체온 변화에 미치는 영향을 정성적으로 평가하고자 한다. 먼저 열저항 모델을 이용한 대략적인 단열 성능의 비교를 실시하고, 유한요소법을 이용하여 Pennes의 신체 열전달 해석을 수행하여 시간에 따른 체온 변화를 수치적으로 검토하였다.