• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제31권3호
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• pp.199-209
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• 2010

The locking compression plates-distal femur(LCP-DF) are being widely used for surgical management of the extra-articular complex fractures of the distal femur. They feature locking mechanism between the screws and the screw holes of the plate to provide stronger fixation force with less number of screws than conventional compression bone plate. However, their biomechanical efficacies are not fully understood, especially regarding the number of the screws inserted and their optimal configurations. In this study, we investigated effects of various screw configurations in the shaft and the condylar regions of the femur in relation to structural stability of LCP-DF system. For this purpose, a baseline 3-D finite element (FE) model of the femur was constructed from CT-scan images of a normal healthy male and was validated. The extra-articular complex fracture of the distal femur was made with a 4-cm defect. Surgical reduction with LCP-DF and bone screws were added laterally. To simulate various cases of post-op screw configurations, screws were inserted in the shaft (3~5 screws) and the condylar (4~6 screws) regions. Particular attention was paid at the shaft region where screws were inserted either in clustered or evenly-spaced fashion. Tied-contact conditions were assigned at the bone screws-plate whereas general contact condition was assumed at the interfaces between LCP-DF and bone screws. Axial compressive load of 1,610N(2.3 BW) was applied on the femoral head to reflect joint reaction force. An average of 5% increase in stiffness was found with increase in screw numbers (from 4 to 6) in the condylar region, as compared to negligible increase (less than 1%) at the shaft regardless of the number of screws inserted or its distribution, whether clustered or evenly-spaced. At the condylar region, screw insertion at the holes near the fracture interface and posterior locations contributed greater increase in stiffness (9~13%) than any other locations. Our results suggested that the screw insertion at the condylar region can be more effective than at the shaft during surgical treatment of fracture of the distal femur with LCP-DF. In addition, screw insertion at the holes close to the fracture interface should be accompanied to ensure better fracture healing.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.109-116
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• 2023

이 연구의 목적은 계단 내리기 시 성별과 중량차이가 하지역학에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 건강한 남성 10 명과 여성 10 명이 참여하였다. 계단 내리기 동작은 중량 변화(체중의 0%, 10%, 20%, 30%)에 따라 영상분석법과 지면반력 시스템을 이용해 분석하였다. 골반의 최대 합성속도에서 성별(남성>여성)과 중량변화(30%, 20%, 10%> 0%)에 따라 서로 차이가 있는 것으로 나타났으며, 성별과 중량 간 상호작용이 나타났다(중량>성별). 계단 내리기 동안 성별의 주효과는 초기 접촉 단계에서 남성보다 여성이 더 감소된 다리길이를 보였다. 또한, 남성보다 여성에게서 더 굴곡된 엉덩, 무릎관절 각도와 발목관절 각도의 저측 굴곡형태가 나타났다. 운동역학 변인에서, 계단 내리기 시 성별의 주효과는 남성보다 여성이 더 증가된 좌우 지면반력과 다리강성을 보였다. 결론적으로 여성들이 계단 내리기 동안 엉덩 관절의 운동 범위와 함께 합성이동속도를 감소시켜 중량을 성공적으로 수용한다는 것을 발견하였다. 반면 남성들은 중량수용과 운동량을 제어하기 위해 좌우 및 수직지면반력, 그리고 다리강성을 더 증가시킨다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제15권1호
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• pp.38-45
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• 2008

This study investigated gait characteristics, kinematics, and kinetics in the lower extremities between two different shoe conditions (high heeled shoes (7 cm), and high heeled shoes with a total contact insert (TCI)) after lower extremity muscle fatigue. Although TCI shave been applied in high heeled shoes to increase comfort and to decrease foot pressure, no study has attempted to identify the effects of TCI in fatigue conditions. The purpose of this study was to determine the effects of walking in high heeled shoes with TCI after lower extremity muscle fatigue was induced. This study was carried out in a motion analysis laboratory at Hanseo University. A volunteer sample of 14 healthy female subjects participated. All in fatigue conditions, the subjects were divided into two groups. The muscle fatigue was induced by 40 voluntary dorsi- and plantar-flexion exercises and 40 heel-rise exercises of the dominant foot. Surface electromyography was used to confirm the localized muscle fatigue using power spectral analysis of three muscles (tibialis anterior, gastrocnemius medialis and lateralis). The results were as follows: (1) In muscle fatigue conditions, the use of TCI decreased the peak flexion angle of the hip joint significantly in the early stance phase (p<.05) and increased the peak hip flexion moment in the terminal stance phase (p<.05). (2) In muscle fatigue conditions, the application of TCI also increased peak hip power generation in the early stance phase and peak hip power absorption in the terminal stance phase (p<.05). (3) In muscle fatigue conditions, the use of TCI reduced the impact force significantly and increased the secondary peak vertical GRF. These findings suggest that the TCI may provide beneficial effects when muscle fatigue occurs for a high heeled shoe gait. Future research employing the patient population and various types of TCI materials are required to clarify the effects of TCI.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.3046-3051
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• 2011

The third-rail system is an important device supplying power directly to the Maglev train through physical contact with the collecting shoe. It is directly related to safety and reliability for the running of Maglev. However, most the third-rail system used in Korea depend on foreign product or technologies, Korea Urban Maglev in the development of appropriate power feeding is urgent. In particular, the turnout section is the weakness point in the system because bending force by turnout section movement and fatigue caused by repetitive motion as well as the expansion by temperature, the forces by Maglev collecting shoe is added th the third-rail. Therefore, this paper proposes the third-rail system appropriate for Korean Urban Maglev of turnout section. To verify the structural stability of POSCO ICT third-rail system, the finite element analysis and physical testing was performed. The third-rail is fixed on each side of the turn-out section steel structure by epoxy insulation supporter and the integral behaviors are occurred. Therefore, the maximum horizontal displacements of each support are investigated and then, it is applied to finite element model of the third-rail to investigate the moments and stress. Also, the bending test about one million times and Expansion Joint for the third-rail was performed. The third-rail system safety and reliability was identified by test line on Korea Institute of Machinery & Materials in Deajeon for under the actual usage environment such as the Maglev and turn-out operation.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.301-309
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• 2018

본 연구의 목적은 여성선수의 신경인지능력이 양발 착지 시 비접촉성 전방십자인대 손상의 위험요인과 어떠한 관계가 있는지 규명하는 것이다. 여성선수 32명을 대상으로 신경인지검사와 양발 착지에 대한 동작분석을 실시하였다. 전산화된 신경인지 검사의 원점수와 동작분석을 통해 산출된 3차원 관절각, 모멘트, 파워, 수직지면반력, 부하율, 지지시간의 상관관계 분석을 위해 피어슨의 정률상관분석을 실시하였다. 연구결과 신경인지 점수가 높을수록 착지 시 자세유지를 위한 전략을 사용하는 것이 관찰되었다. 따라서 신경인지 검사는 잠재적인 전방십자인대 손상의 위험인자를 검출하기 위한 스크리닝 방법으로 사용 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.814-823
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• 2011

Nowadays many neurological diseases such as stroke and Parkinson diseases are continually increasing. Orthotic devices as well as exoskeletons have been widely developed for supporting movement assistance and therapy of patients. Robotic knee orthosis can compensate stiff-knee gait of the paralyzed limb and can provide patients consistent assistance at wearable environments. With keeping a robotic orthosis wearable, however, it is not easy to develop a compact and safe actuator with fast rotation and high torque for consistent supports of patients during walking. In this paper, we propose a novel kinematic model for a robotic knee orthosis to drive a knee joint with independent actuation during swing and stance phases, which can allow an actuator with fast rotation to control swing motions and an actuator with high torque to control stance motions, respectively. The suggested kinematic model is composed of a hamstring device with a slide-crank mechanism, a quadriceps device with five-bar/six-bar links, and a patella device for knee covering. The quadriceps device operates in five-bar links with 2-dof motions during swing phase and is changed to six-bar links during stance phase by the contact motion to the patella device. The hamstring device operates in a slider-crank mechanism for entire gait cycle. The kinematics and velocity/force relations are analyzed for the quadriceps and hamstring devices. Finally, the adequate actuators for the suggested kinematic model are designed based on normal gait requirements. The suggested kinematic model will allow a robotic knee orthosis to use compact and light actuators with full support during walking.

• 한국운동역학회지
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• 제23권1호
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• pp.85-90
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• 2013

Efficient gait is compensate for a lack of exercise, but the wrong walking can cause disease that joints, muscles, brain and body structure(Scott & Winter, 1990). Also many researchers has been studied gait of positive mechanism using analytical methods kinetic, kinematic. This study is to identify nature of knee adduction moment, depending on different foot progression angle and the movement of rotation of pelvis and body. Health study subject conducted intended walking with three different angles. The subjects of this study classified three types of walking; walk erect, pigeon-toed walk and an out-toed gait. Ten university students of K without previous operation and disease record selected for this study. For accuracy of this study, three types of walking carried out five times with 3D image analysis and using analysis of ground reaction force to analyze nature of knee adduction moment and the movement of rotation of pelvis and body. Firstly, the HC(heel contact) section value of intended walk erect, pigeon-toed walk and an out-toed gait was not shown statistically significant difference but TO(toe off) section value was shown that the pigeon-toed walk statistically significant. The value of pigeon-toed walk was smallest knee adduction moment(p< 0.005). Secondly, X axis was the change of rotation movement body and pelvis when walk erect, pigeon-toed walk and an out-toed gait. Shown statistically Y axis was not shown statistically significant but Z axis statistically significant(p<0.05). These result show the significant differences on TO section when walking moment reaches HC, it decides the walking types and rotates the foot.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.3834-3842
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• 2011

본 연구에서는 선천적으로 관절 느슨함과 낮은 근 장력을 갖고 있는 다운증후군아동 보행의 운동학적 특성을 알아보고자 한다. 특히 자료수집의 편리성과 재현성이 높고, 유용한 보행훈련도구로서 그 사용이 증가되는 추세인 트레드밀에서 보행을 실시하였다. 다른 중복장애가 없는 다운증후군 남자아동 10명을 대상으로 적외선카메라로 3차원 보행 자료를 수집하여 시공간적 변인과 운동학적 변인을 산출하여 이들의 보행특성을 분석하였다. 그 결과, 다운증후군아동들은 선천적인 근골격계 특성으로 인한 보행불안정성을 극복하기 위해 엉덩, 무릎, 발목관절 모두를 구부리고 걷는 구부정 걸음(crouch gait)형태를 보였으며, 모든 다리관절의 신전을 작게 하여 결과적으로 추진력이 자제하였다. 이는 더 크게 신체를 추진할수록 발뒤꿈치 착지 시에 체중수용의 부담이 증가하기 때문인 것으로 판단된다. 이 연구 결과는 다운증후군의 관절불안정성을 개선하기 위해 효과적인 근 골격계 강화훈련 프로그램을 마련하는데 유용한 자료를 제공할 것으로 기대되며, 다운증후군뿐만 아니라 선천적 또는 후천적 근골격계 장애를 개선하거나 극복할 수 있는 운동프로그램 개발에도 참고 자료가 될 것으로 예상된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제60권4호
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• pp.420-430
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• 2022

개방교합이 있는 환자는 치아접촉 및 수직피개의 감소를 나타내며 교합평면의 부조화, 저작 곤란, 언어 장애, 외모 변화 및 정상보다 낮은 교합력을 가지는 경우가 많다. 교합이 완성된 성인에서 측두하악관절장애로 인해 발생한 개방교합은 원인요소의 제거 또는 관절상태의 안정화가 먼저 이루어진 후 교합 수정이 이루어져야 하며, 이를 위해 교정치료, 교합조정, 보철 치료, 외과적 치료법 등이 있다. 본 증례보고는 교합이 완성된 성인에서 하악의 변위로 인해 개방교합이 발생한 두 명의 환자에서 교합 변화의 원인을 추정해 보고 원인에 따라 다른 치료 접근방법에 대해 살펴 보는 것이다. 관찰한 환자 중 한 환자는 측두하악관절의 안정화 후 교합조정을 통하여 기능적인 면과 심미적인 면에서 만족스러운 결과를 얻을 수도 있었기에 보고하는 바이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.441-448
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• 2014

최근 일련의 연구로부터, 중공이 있는 프리캐스트 콘크리트(hollewed precast concrete, HPC) 기둥를 사용할 경우, 일반적인 PC기둥에 비하여 접합부 콘크리트를 충실하게 채울수 있으며 이에 따라, 접합부의 고정도는 일체식 철근콘크리트(RC)와 같이 향상될 수 있음이 확인되었다. 그러나 충전콘크리트로 중공부가 채워진 후, HPC부재와 충전콘크리트의 강도가 서로 다르고 이 두 부재 사이에는 접촉면이 있음에 따라 합성구조와 같은 거동을 보이게 되며 이는 합성된 기둥의 구조적 거동과 강도에 영향을 미치게 된다. 이 논문에서는 HPC 기둥에서 중공의 크기와 중공부분 콘크리트의 채움 유무에 따른 기둥의 압축강도 시험을 실시하였다. 중공의 비율은 35, 50 그리고 59%이며 실험체의 양단을 단순지지 형태로서 지지한 뒤 중심압축력을 기둥의 상단에 작용시켰다. 또한 압축에 대한 HPC 기둥의 파괴거동을 묘사하기 위하여 유한요소 해석을 실시하였다. 실험 결과, 중공내부가 충전콘크리트로 채워진 기둥에서, PC와 충전콘크리트의 강도차이와 상관없이 중공률은 기둥의 초기강성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그러나 기둥의 압축강도는 중공률에 반비례하는 것으로 나타났다. 충전콘크리트가 채워지지 않은 HPC기둥의 구조성능은 중공의 직경에 밀접하게 관련이 있는 것으로 나타났으며, 특히, HPC의 두께가 지나치게 얇은 경우에는 국부적인 파괴가 전체 파괴를 지배하는 것으로 나타났다. 이러한 영향을 고려하여 HPC기둥의 압축내력을 산정할 수 있는 식을 제시하였다. 유한요소해석에서는, HPC와 충전콘크리트 사이의 접촉면을 고려할 경우, 해석 결과가 실험 결과와 좋은 대응을 보이는 것으로 나타났다.