• The Korean Journal of Physiology
• /
• 제6권2호
• /
• pp.31-37
• /
• 1972

The right cervical vagus nerve was electrically stimulated for 30 sec, and 30 minutes recording cardiac rate responses and electrocardiogram. The main purposes of the present experiment are to determine effect of stimulation frequency on the maintenance of cardiac rate responses and to determine recovery time of sinus rhythm after asystole period followed by idioventricular rhythm during prolonged electrical stimulation of the vagus, and the optimal stimulation parameters for vagal stimulation were studied as well. The results obtained are summarized as follows: 1. The maximum negative chrontropic responses were obtained with the following ranges of electrical parameters. Intensity: 3V-7V, Frequency: 20/sec-60/sec, and pulse duration: 5 msec-20 msec. 2. Compared with the responses from sympathetic effectors, cardiac rate responses to electrical stimulation of vagus nerve were well maintained with all stimulation frequencies. 3. At all stimulation frequencies except 20/sec, sinus node started to take over primary pacemaker activity when cardiac rates were restored to about 38-40/min. 4. It was indicated that upper limit of idioventricular rhythm does not exceed 38-40/min. 5. With the stimulation parameter set of 20/sec-5 msec-3 V, sinus rhythm did not appear during 30 minutes of stimulation period. Therefore, this electrical parameter set appears to be optimal for elicitation of prolonged and maximum cardiac rate responses by vagal stimulation.

• International journal of advanced smart convergence
• /
• 제5권4호
• /
• pp.10-14
• /
• 2016

Among the methods of treating tinnitus, the transcutaneous clectrical nerve stimulation (TENS) method of treating by electrical stimulation is common. However, there is a problem that surgical operation is required to stimulate the vagus nerve (VN) main trunk near most of the bronchus. Alternatively, we found that the same effect could be achieved by electrically stimulating the vagus nerve VN branch (Arnold's nerve) distributed in the outer ear. The TENS system for stimulation of vagus nerve has been developed, but it has not been able to implement to stimulate as a parameter optimized for the patient by simultaneously playing the sound of eliminating the tinnitus frequency. Therefore, in this paper, it is important to develop a safe and practical TENS device for tinnitus treatment based on a 32-bit microprocessor that simultaneously applies non-invasive and notched sounds and to develop optimal treatment methods for treating tinnitus.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.22-31
• /
• 2003

한의학에서 진단과 치료의 기본 대상인 경혈?경락의 혈위 식별을 위한 방법으로 기존의 방식은 직류를 인체 피부에 자극하여 양도점을 식별하고 있다. 그러나 직류는 피부의 저항과 용량성으로 인한 시간에 따른 전류 감소현상을 나타내며, 이러한 시간적 감소현상은 경락진단의 변수로는 유의성을 가지나 식별율 및 부합율, 인체영향력, 재현성 등에서 식별데이터의 신뢰성이 충분하지 못한 단점이 있었다. 이를 개선하기 위하여 1.28V의 4kHz, 듀티비 40%의 구형파인 SPAC(Single Power Alternative Current) 자극방식의 최적 파라메터를 추출하였다. 또한 피부 상태에 관계없이 식별이 어려운 부위에서도 식별이 용이하도록 피부 전류량의 절대값과 상대값을 동시에 표시하고, 측정 전류량을 그래프로 연속 표시하여 식별에 유리하도록 하였다. 추출된 최적파라메터와 알고리즘을 적용한 시스템을 구현하여 경혈자극 방식에 따른 식별율, 재현성, 인체영향력 및 고전 경혈점과의 부합율을 비교하여 성능이 우수함을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.429-438
• /
• 1994

An electrical stimulator was designed to induce locomotion for paraplegic patients caused by central nervous system injury. Optimal stimulus parameters, which can minimize muscle fatigue and can achieve effective muscle contraction were determined in slow and fast muscles in Sprague-Dawley rats. Stimulus patterns of our stimulator were designed to simulate eleclromyographic activity monitored during locomotion of normal subjects. Muscle types of the lower extremity were classified according to their mechanical property of contraction, which are slow muscle (msoleus m.) and fast muscle (medial gastrocnemius m., rectus femoris m., vastus lateralis m.). Optimal parameters of electrical stimulation for slow muscles were 20 Hz, 0.2 ms square pulse. For fast muscle, 40 Hz, 0.3 ms square pulse was optimal to produce repeated contraction. Higher'stimulus intensity was required when synergistic muscles were stimulated simultaneously than when they were stimulated individually. Electrical stimulation for each muscle was designed to generate bipedal locomotion, so that individual muscles alternate contraction and relaxation to simulate stance and swing phases. Portable electrical stimulator with 16 channels built in microprocessor was constructed and applied to paraplegic patients due to lumbar cord injury. The electrical slimulator restored partially gait function in paraplegic patients.

• ETRI Journal
• /
• 제40권5호
• /
• pp.653-663
• /
• 2018

Patients with spinal cord injuries cannot move their limbs using their intact muscles. A suitable controller can be used to move their arms by employing the functional electrical stimulation method. In this article, a fuzzy exponential sliding-mode controller is designed to move a musculoskeletal human arm model to track an optimal trajectory in the sagittal plane. This optimal arm trajectory is obtained by developing a policy for the central nervous system. In order to specify the optimal trajectory between two points, two dynamic and static optimal criteria are applied simultaneously. The first dynamic objective function is defined to minimize the joint torques, and the second static optimization is offered to minimize the muscle forces at each moment. In addition, fuzzy logic is used to tune the sliding-surface parameter to enable an appropriate tracking performance. Simulation results are evaluated and compared with experimental data for upward and downward movements of the human arm.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.89-101
• /
• 2001

한의학에서 진단과 치료의 기본 대상인 경혈.경락의 혈위 식별을 위한 방법으로 기존의 방식은 직류를 인체 피부에 자극하여 저정항 양도점을 식별하고 있다. 그러나 직류를 인체에 인가하면 시간에 따라 전류가 감소하는 현상이 있어서 반복 측정 시에 식별율 및 재현성이 감소되는 식별데이터의 신뢰성이 충분하지 못한 단점이 있으며 세포에 분극현상을 일으켜서 인체의 생리적 상태에 영향을 준다. 또한 직류방식은 식별계측에 시간이 다소 길게 소요되며 전류감쇠현상으로 낮아진 측정 전류량을 얻기 위해서는 전극의 압력이 증가하게 되며 그 전극누름 압력에 의한 통증을 유발시킨다. 이를 개선하기 위하여 전류의 시간적 감소현상과 인체 영향력을 최소화할 수 있는 경혈자극 패턴의 최적 파라메터를 추출하고, 이를 적용한 SPAC(Single Power Alternative Current) 자극방식을 제안하였다. 이는 주파수를 1.28V의 4kHz로 결정하고, 듀티비가 40%인 구형파에 가까운 파형을 추출하였다. 또한 피부 상태에 관계없이 식별이 어려군 부위에서도 식별이 용이하도록 피부 전류량의 절대값과 상대값을 레벨메터에 동시에 표시하고, 측정 전류량을 그래프로 연속 표시하여 식별에 유리한 알고리즘을 제안하였다. 추출된 최적 파라메터와 알고리즘을 적용한 식별시스템을 구현하여 성능을 기존의 직류방식과 비교 검토한 결과, 식별율(경혈과 비경혈의 상대차)은 19.6%, 재현성은 15.1%, 인체영향력은 11.2%, 고전 경혈점과의 부합율은 18.4% 향상되었음을 확인하였다.

• 음성과학
• /
• 제11권3호
• /
• pp.201-211
• /
• 2004

This paper introduces a development of an electrical stimulator for auditory stimulation. The electrical stimulator is useful in neurotological diagnosis, audiological evaluation, candidate selection for cochlear implantation, optimal device selection and decision making of MAP strategy for severe-to-profound hearing impaired persons. The development was based on sound parameters of auditory brainstem responses and auditory electrophysiological characteristic such as effective firing of auditory nerve and recording evoked potentials during refractory period of neuron. Besides pulse parameter could adjustable by programming for more varied electrical stimulation evoked response audiometry. Using the electrical stimulator, electrical square pulse was applied to promontory, and electrically evoked auditory brainstem response and electrically middle latency response were successfully recorded in cats.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
• /
• 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
• /
• pp.165-166
• /
• 1998

A multi-parameter neuro muscular electrical simulator (NMES) system was developed to be used to find the optimal parameter condition in obtaining maximum muscle power and minimal fatigue. Since the performance of NMES is mainly determined by the characteristic of its output-stage circuit, we implemented 3 different circuits and compared output characteristics of them. Three amplifier circuits are; 1) a resonant switching converter, 2) a linear amplifier with a transformer, and 3) a step-up DC/DC converter with a high-voltage linear amplifier. Experimental results showed that the step up DC/DC converter with a high-voltage linear amplifier has the best performance.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제21권2호
• /
• pp.209-217
• /
• 2010

색소성망막염(retinitis pigmentosa: RP)이나 연령관련 황반변성(age-related macular degeneration: AMD)과 같은 망막질환으로 인해 실명한 환자를 위해 인공시각장치가 개발되고 있다. 인공시각장치의 동작원리는 전기자극을 주어 신경세포의 활동도를 조절하는 것이므로 시각정보를 제대로 인코딩하기 위해 최적의 전기자극을 인가하는 것은 인공시각장치의 실용화를 위해 매우 중요한 요소이다. 그러므로 본 연구에서는 전압자극의 크기와 자극시간을 변화시켜 가면서 정상망막과 변성망막에 인가한 후 자극에 의해 유발된 망막신경절세포 반응을 분석하고 역치전하밀도를 비교함으로써 최적의 전기자극 조건을 찾아보고자 하였다. 이를 위하여 정상마우스와 rd1 마우스의 망막을 in vitro 상태로 분리한 후 망막의 신경절세포층이 전극을 향하여 부착되도록 한 후 망막신호를 기록하였다. rd1 마우스에서 얻은 변성망막의 망막신경절세포에서도 전압펄스를 인가시 정상망막의 망막신경절세포처럼 전압자극의 크기와 자극시간 변조에 대하여 반응하였다. 그러나 정상망막과 변성망막에서 망막신경절세포 반응의 시간적 패턴은 매우 달랐다: 정상망막의 망막신경절세포 반응은 전기자극 후 약 100 ms 내에서 1개의 피크만 나타나는 반면, 변성망막에서는 이보다 긴 400 ms 구간에서 약 10 Hz의 진동리듬을 가진 다수의 피크(~4개)들이 나타나는 것을 확인하였다. 또한 변성망막에서 망막신경절세포의 반응을 유발하기 위한 역치 전하밀도가 정상망막에서 보다 크게 상승하였다: 자극세기를 변화시켰을 때 정상망막의 역치 전하밀도는 $37.23{\sim}61.65\;{\mu}C/cm^2$, rd1 마우스에서는 $70.50{\sim}99.87\;{\mu}C/cm^2$로 2배가량 높은 것을 확인하였다. 자극시간을 변화시켰을 때 정상망막의 역치 전하밀도는 $22.69{\sim}37.57\;{\mu}C/cm^2$, rd1 마우스에서는 $120.5{\sim}170.6\;{\mu}C/cm^2$로 5배가량 높은 것을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.151-156
• /
• 2004

편마비 환자에서 상지 기능을 효과적으로 회복시키기 위하여 근전도 유발 기능적 전기자극기 개발과 편마비 환자를 대상으로 손목, 수지신전 운동 시 가장 효과적으로 근수축을 감지 할 수 있는 위치와 전기 자극 시 가장 이상적인 손목, 수지 신전 운동이 일어나는 부위를 탐색하여 두 부과가 일치하는 이상적인 전극부착 위치를 설정하였다. 1) 전기자극 시스템으로 EMC 계측부, 정전류 회로부를 개발하고 프로그램으로는 근전도 유발 전기자극기와 Passive FES의 동작이 가능한 형태로 개발하였다 자극조건은 주파수 35 Hz, 펄스폭 150 ${\mu}\textrm{s}$, 비대칭적 이상성 파형을 선택하였다. 2) 상지 편마비 환자 15명을 대상으로 전완의 근위부 1/2부위를 12개의 영역으로 나눈 후 근위부의 외측으로부터 영역의 순서를 정하였다. 각 영역에서 환자의 손목을 신전 하였을 때 근전도 유발 자극기가 감지하는 활동전위의 진폭을 측정하였으며 가장 크게 감지된 영역은 4, 5 영역이었고, 전기자극을 시행하였을 때 손목과 수지부위가 신전 되는 모양이 이상적인 영역은 4, 5, 7, 8 영역이었다. 근전도 유발 전기자극을 시행하였을 때 근 수축을 감지하여 근전도 유발 전기자극이 일어나는 일련의 과정이 이상적인 영역은 해부학적으로 4, 5 영역이었다.