• 제목/요약/키워드: Medical Device Design

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식립 보조도구를 이용한 3D 치아 임플란트 시술 시뮬레이션 (3D Simulation of Dental Implant Surgery Using Surgical Guide Stents)

  • 박형욱;김명수;박형준
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.216-226
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    • 2011
  • Surgeon dentists usually rely on their experiential judgments from patients' oral plaster casts and medical images to determine the positional and directional information of implant fixtures and to perform drilling tasks during dental implant surgical operations. This approach, however, may cause some errors and deteriorate the quality of dental implants. Computer-aided methods have been introduced as supportive tools to alleviate the shortcomings of the conventional approach. In this paper, we present an approach of 3D dental implant simulation which can provide the realistic and immersive experience of dental implant information. The dental implant information is primarily composed of several kinds of 3D mesh models obtained as follows. Firstly, we construct 3D mesh models of jawbones, teeth and nerve curves from the patient's dental images using software $Mimics^{TM}$. Secondly, we construct 3D mesh models of gingival regions from the patient's oral impression using a reverse engineering technique. Thirdly, we select suitable types of implant fixtures from fixture database and determine the positions and directions of the fixtures by using the 3D mesh models and the dental images with software $Simplant^{TM}$. Fourthly, from the geometric and/or directional information of the jawbones, the gingival regions, the teeth and the fixtures, we construct the 3D models of surgical guide stents which are crucial to perform the drilling operations with ease and accuracy. In the application phase, the dental implant information is combined with the tangible interface device to accomplish 3D dental implant simulation. The user can see and touch the 3D models related with dental implant surgery. Furthermore, the user can experience drilling paths to make holes where fixtures are implanted. A preliminary user study shows that the presented approach can be used to provide dental students with good educational contents. With future work, we expect that it can be utilized for clinical studies of dental implant surgery.

이엽식 고분자판막의 수력학적 특성평가 및 동물실험 (In-vitro Evaluation of a Bileaflet Polymer Valve and Preliminary Animal Tests)

  • 김철생;박복춘;서수원;한동근;이규백;최진욱;김인영;김희찬;김영하
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.225-234
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    • 1992
  • In order to use a low cost polymer valve in our total artificial heart and ventricular assist device, we have developed a slit-type bileaflet polymer valve[BPV 1. The aim of this study is to determine the hydrodynamic effectiveness of the newly-designed BPV and its feasibility for temporary use in the blood pumps. For hydrodynamic comparison, we investigated in-vitro the pressure drop across the valve, the leakage volume, the flow rate and the flow pattern of the BPV, two mechanical valves and a trileaflet polymer valve. We employed the ventriculo-pulmonary bypassing method for in-vivo tests of the BPV's together vilh our electrohydraulic left venIn ricular assist device in mongrel dogs. The BPV showed adquate gydrodynamic performances and in the preliminary animal bests, there was no xvi dence of thrombus formation on the valve leaflets and around the struts. Detailed results obtained from the animal tests will be separately reported. This report involves the design criteria, fabrication and hydrodynamic charateristics of she BPV, and the basic merits and demerits of the valve are dis- cussed from the hydrodynamic point of view.

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백색광 간섭계를 이용한 안구 돌출 측정 장치 설계 및 제작 (Design and manufacture of eyeball protrusion measuring device using white light scanning interferometer)

  • 장중수;김영길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.63-69
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    • 2019
  • 안와 내에서 안구의 상대적 위치는 여러 병적인 상태를 짐작할 수 있는 하나의 기준이 될 수 있다. 특히 안와골절, 갑상선 안질환, 안와 종양 등의 진단과 이에 약물 및 수술적 치료의 결과를 판단하는데 유용하다. 현재 안구 돌출 값을 측정하기 위해 주로 사용되는 대표적 측정 기기인 Hertel과 Naugle 안구돌출계 등은 검사자가 다를 경우, 같은 검사자가 반복적으로 측정하더라도 검사할 때마다 안와의 고정부위가 달라지는 현상, 또한 동일한 안구돌출계라고 하더라도 제조 회사가 다르다면 안와의 고정부위 디자인이 달라 검사자에 의한 측정 오차 발생이 필연적이다. 본 논문에서는 백색광 간섭계를 이용한 안구 돌출 측정 장치를 설계 및 제작하고 실제 사람의 안구 돌출을 측정하여 수동식 측정 방법에 비해 정밀도 및 반복 정도가 크게 높아진 것을 확인하였다.

UC3625 Controller IC를 이용한 전동 Driver용 BLDC 전동기 제어회로 설계 (Design of BLDC Motor Control Circuit for Electric Driver using UC3625 Controller IC)

  • 정성인
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.129-134
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    • 2021
  • 전동공구는 동력원인 모터를 이용하여 각종 구조물을 제조 가공하는데 사용되는 공구로 전기를 동력원으로 한 모터를 사용하여 감속장치, 동력전달 및 변환장치 기능을 내장시켜 도구에 회전, 왕복, 진동 운동을 시킴으로써 사용자의 동작기술을 보조하는 역할을 하도록 한 공작용 도구이다. 우리나라의 경우 전동공구 산업은 역사가 짧아서 독일이나 미국, 일본 등 선진국에 비하여 기술수준과 시장 점유율, 인지도 등이 뒤떨어지고 있다. 또한 국내에서 사용되는 전동 Driver는 미국, 유럽 나라의 해외제품으로 국내시장 또한 100% 해외업체 것을 선호하며 다국적 기업들이 국내 시장에 많은 투자를 하고 있는 실정이다. 따라서 국내 기술개발과 지속적으로 높은 시장점유율을 확보하기 위해서는 기술적인 개발이 뒤따라야 한다. 본 논문에서는 전동공구의 기본요구 성능에 맞춰 모터의 성능, 소형화, 고속도의 고출력 성능을 가지는 전동기 Driver를 설계하여 최종적으로 산업용 및 의료용에 적용할 수 있는 개발품을 연구하는데 목적을 두고 있다.

다중 생체신호 측정 웨어러블 디바이스 기반 환자 모니터링 시스템 설계 (Design of The Patient Monitoring System based on Wearable Device for Multi-biosignal Measurement)

  • 이민혜;정기수;정동명
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권7호
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    • pp.103-109
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    • 2017
  • 병원 현장에서 환자 모니터링 시스템을 적용하기 위해서는 환자감시장치에서 기본적으로 다루고 있는 주요 생체신호의 측정과 데이터의 분석이 가능해야 한다. 본 논문에서는 이러한 요구사항을 수용하고자 심전도와 산소포화도 측정이 가능한 웨어러블 디바이스와 환자 모니터링 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 측정된 생체신호를 블루투스를 통해 간호스테이션 상의 서버로 전송되고 환자 모니터링 시스템에서 의료진이 확인할 수 있는 그래프 파형과 수치로 표현된다. 설계한 시스템을 통해 수집된 데이터와 기존 장비에서 얻어진 데이터를 비교하여 본 시스템의 유효성을 검증하였다.

사물인터넷 기반 디바이스 관리를 위한 안전한 통신 프로토콜 설계 (A Design of Secure Communication for Device Management Based on IoT)

  • 박중오;최도현;홍찬기
    • 융합정보논문지
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    • 제10권11호
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    • pp.55-63
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    • 2020
  • 사물인터넷 기술은 신규 기술이 아닌 기존 산업 환경에 있는 기술을 응용하여 융합하는 분야다. 사물인터넷기술은 스마트 홈, 헬스케어, 건설, 자동차 등 타 산업과 융화된 다양한 응용서비스가 출시되고 있으며, 사물인터넷 기반기술을 이용하는 사용자로 부터 업무 효율성 및 사용자 편의성도 확보할 수 있다. 그러나 사물인터넷 기반기술 환경에서 발생하는 보안위협은 기존 무선 네트워크 환경에서 발행하는 취약점을 계승하고 있으며, ICT융합환경과 접목되어 신규 및 변종 공격이 발생하여 이에 따른 피해가 발생하고 있다. 그러므로 사물인터넷 기술 기반의 환경에서는 사용자와 디바이스, 디바이스와 디바이스 통신 환경에서 안전하게 메시지를 전송할 수 있는 연구가 필요하다. 본 논문에서는 사물인터넷 기반기술 환경에서 디바이스 관리를 위한 안전한 통신 프로토콜을 설계하도록 한다. 제안한 통신 프로토콜에 대해 사물인터넷 기술기반 환경에서 발생하는 공격기법에 대한 안전성 분석을 수행하였다. 그리고 기존 PKI-기반 인증서 발급시스템과 제안한 통신 프로토콜의 성능평가를 통해 통신절차에서 약 23%의 높은 효율성을 확인하였다. 또한 인증서 발급량에 따른 인증서 관리기법 대비 기존 발급시스템 대비 약 65%의 감소된 수치를 확인하였다.

의료용 햅틱 마스터의 동적 모델링과 힘 반향 제어 (Dynamic Modeling and Repulsive Force Control of Medical Hpatic Master)

  • 오종석;최승복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.284-290
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    • 2012
  • In this research, a new type of haptic master device using electrorheological(ER) fluid for minimally invasive surgery(MIS) is devised and control performance of the proposed haptic master is evaluated. The proposed haptic master consists of ER bi-directional clutch/brake for 2 DOF rotational motion(X, Y) using gimbal structure and ER brake on the gripper for 1 DOF rotational motion (Z). Using Bingham characteristic of ER fluid and geometrical constraints, principal design variables of the haptic master are determined. Then, the generation of torque of the proposed master is experimentally evaluated as a function of applied field of voltage. A sliding mode controller which is robust to uncertainties is then designed and empirically realized. It has been demonstrated via experiment that the proposed haptic master associated with the controller can be effectively applied to MIS in real field conditions.

COSMO - 로봇교시를 위한 저가형 6축 힘/모멘트 센서 (COSMO - low cost force/moment sensor for robot teaching)

  • 최명환
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.1621-1623
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    • 1997
  • Use of teaching pendant is the most widespread and economical way to teach desired motion to robots. It is also very primitive,time consuming and ineffective way of teaching which has not changed since the early days of robot. In order to reduce the teaching effor, a new efficient form of teaching is needed. Also, the recent robotics research trend into service robots such as home robot, nurse robot and medical robot calls for a new teaching method which is both easy and inexpensive. In this paper, the design and operation principle of a low cost force/moment sensor is presented. The proposed sensor architecture is so simple and inexpensive that it opens the prospect for a new paradigm of robot teaching which is easy and efficinet. Other prospective areas of application are tele-manipulation of robots wher it can be used in master arm, and virtual environment where it can be used as an user input device.

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마이크로 컴퓨터를 이용한 휴대용 부정맥 모니터의 개발(II) (Development of Portable Arrhythmia Monitor Using Microcomputer ( II ))

  • 이명호;안재봉;박장춘
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.351-360
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    • 1989
  • This paper describes the design of portable arrhythmia monitor and associated algorithm for automated diagnosis based-on microcomputer in the ambulatory ECG recording, analysis, and transmitting to a hospital host computer immediately through the telephone system. The device differs from Molter recorder in that it does not store normal ECG signals but captures and alarms the ECG during suspected abnormal periods and selected temporal epochs to a central hospital site. This porta file arrhythmia monitor makes use of a general purpose computer and software will be changed to meet the custom requirements of individual physicians and patients. At present it is very obvious that each cardiologist has his own method of analyzing ECG recordings and utilizes past experience more than the firm quantitative analysis of data.

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교근의 휴지기 측정기기에 관한 연구 (A STUDY ON THE SLIENT PERIOD MEASURING DEVICE OF MASSETER MUSCLE)

  • 김성환;한현배;서활
    • 대한치과의사협회지
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    • 제22권12호통권187호
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    • pp.1075-1082
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    • 1984
  • 교근에 대한 휴지기 측정은 치과질환의 하나인 TMJ증후군의 진단에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 마이크로 프로세서를 이용하여 휴지기를 측정함에 있어서 환자의 근신호에 따른 이득조정이 필요없고 실행시간도 빠르며 가격이 저렴하고 사용이 매우 편리한 치과용 의료장비를 설계하였다.

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