• 제목/요약/키워드: Stretching Angle

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선천성 근성 사경에 대한 새로운 촉진 기법을 이용한 소아 통합 도수치료적용 후 경추각도의 변화와 머리각도 변화: 단일사례연구 (Effect of Pediatric Integrative Manual Therapy, a Novel Mobilization with Facilitation Movement Technique, on Congenital Muscular Torticollis after Cervical Rotation and Head angle: A Case Report)

  • 송승혁;황규정;서태규;김재등;황원정
    • 대한정형도수물리치료학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.77-91
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    • 2023
  • Background: Congenital muscular torticollis results in reduced head mobility, such as cervical rotation, due to the abnormal size and contraction of the sternocleidomastoid muscle. Korea Pediatric integrative manual therapy and stretching are recommended to improve head rotation upper cervical spine mobility. Therefore, in this study, the effect of the new PIMT was investigated. Methods: The patient is a 3.5 month-old diagnosed with congenital muscular torticollis (CMT). Due to the limitation of head rotation and cervical spine rotation and flexion mobility, the child visited a rehabilitation center and after diagnosis, Pediatric integrative manual therapy (PIMT) treatment was performed five times a week for a total of 15 weeks. The child's head rotation and flexion limitation and plagiocephaly were evaluated. Results: In conclusion, this study shows that compared to other treatments, PIMT approach is a more effective treatment for improving head rotation and cervical limitation for range of motion in CMT infants. Conclusion: PIMT approach was effective in improving cervical rotation and Head lateral flexion mobility and plagiocephaly in CMT patients.

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Comparing the Effects of Manual and Self-exercise Therapy for Improving Forward Head Posture

  • Gyeongseop Sim;Donghoon Kim;Hyeseon Jeon
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.184-193
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    • 2023
  • Background: Studies investigating the immediate effects of a single intervention to correct forward head posture are rare. Objects: This study aimed to compare the changes in treatment effects in patients with forward head posture and neck pain after manual and self-exercise therapy over a 1-hour period. Methods: Twenty-eight participants were randomly divided into manual and self-exercise therapy groups. Following the initial evaluation, manual or self-exercise therapy was applied to each group for 30 minutes each in the prone, supine, and sitting positions. The variables measured were the craniovertebral angle (CVA), stress level, pain level, and sternocleidomastoid (SCM) stiffness. After the intervention, re-evaluation was conducted immediately, 30 minutes later, and 1 hour later. Two-way analysis of variance (ANOVA) was used to compare the maintenance of treatment effects between the two groups. Results: Based on the two-way mixed ANOVA variance, there was no interaction between the groups and time for all variables, and no main effects were found between the groups. However, a significant effect of time was observed (p < 0.05). Post hoc tests using Bonferroni's correction revealed that in both groups, the CVA, pain, and stress showed significant improvements immediately after the intervention compared with before the intervention, and these treatment effects were maintained for up to 1 hour after the treatment (p < 0.0083) in the manual therapy group. However, the stress level was maintained until 30 minutes later (p < 0.0083) in the self-exercise group. There was no significant decrease in right SCM stiffness before and after the intervention; however, left SCM stiffness significantly decreased after the self-exercise intervention (p < 0.0083). Conclusion: Both manual and self-exercise therapy for 30 minutes were effective in reducing forward head posture related to the CVA, pain, and stress levels. These effects persisted for at least 30 minutes.

Bis[3-(triethoxysilylpropyl)]tetrasulfide에 의한 실리카 입자의 표면개질 반응과 SBR 나노 복합체 응용 (Modification of Silica Nanoparticles with Bis[3-(triethoxysilylpropyl)]tetrasulfide and Their Application for SBR Nanocomposite)

  • 류현수;이영석;이종철;하기룡
    • 폴리머
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    • 제37권3호
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    • pp.308-315
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    • 2013
  • 본 연구에서는 실리카 나노 입자의 표면개질을 위해 실란 커플링제인 bis[3-(triethoxysilylpropyl)]tetrasulfide(TESPT)를 사용하여 표면개질 반응을 수행하였다. 반응온도, 반응시간 및 TESPT 투입량의 변화가 실리카 표면개질 반응에 미치는 영향을 Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), thermogravimetric analysis(TGA), elemental analysis(EA) 및 고체 $^{13}C$$^{29}Si$ cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS) nuclear magnetic resonance spectroscopy(NMR)를 사용하여 분석하였다. 실리카 대비 투입되는 TESPT의 투입량을 증가시킬수록 $3746cm^{-1}$의 실리카의 고립 실란올(isolated) 피크의 세기는 줄어들었고, $2938cm^{-1}$의 TESPT의 $-CH_2$기에 의한 피크의 세기는 증가하였다. 또한 TESPT로 표면 개질된 실리카가 SBR 복합체의 기계적 물성에 미치는 영향과 SBR 기질 내에서 실란 커플링제로 표면 처리된 실리카의 분산정도를 universal testing machine(UTM)과 field emission scanning electron microscope(FE-SEM)를 이용하여 각각 측정하였다. 실험 결과 개질되지 않은 본래(pristine) 실리카를 20 phr(parts per hundred of rubber) 넣은 SBR 나노복합체에 비해 개질된 실리카 20 phr를 넣은 SBR 복합체의 인장강도는 5.65에서 9.38 MPa, 100% modulus는 1.62에서 2.73 MPa로 각각 증가하였으나, 파괴점 신장률은 349.6에서 298.9%로 조금 감소되었으며, SBR 기질 내의 실리카 분산성은 TESPT로 처리된 실리카가 본래 실리카에 비해 우수하였다.

미원-보은지역에서 옥천변성대의 지질구조 (Geological Structure of Okcheon Metamorphic Zone in the Miwon-Boeun area, Korea)

  • 강지훈;이철구
    • 암석학회지
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    • 제11권3_4호
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    • pp.234-249
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    • 2002
  • 옥천변성대의 중북부에 위치하는 미원-보은지역은 주로 규암(미동산층), 변성 탄산염질암(대향산층 화전리층), 변성사질암(운교리층). 변성이질암(문주리층), 변성역질암(황강리층) 등으로 구성된 옥천누층군과 이를 관입하는 중생대 청주 및 보은 화강암류로 구성되어 있다. 이들 옥천누층군은 북동 방향의 대상 분포를 보이고 이들의 방향성은 남북 내지 북서 방향의 고각 단층 주변부에서 국부적으로 남북 내지 동서 방향으로 변화한다. 미원-보은지역 옥천누층군에 대한 변형단계별 암석구조를 연구한 결과, 이 지역에 분포하는 옥천누층군의 지질구조는 적어도 네 번의 변형단계를 걸쳐 형성되었음을 알게 되었다. (1) 첫 번째 변형은 상부-남동-이동의 연성 전단변형작용 하에서 발생하여 칼집습곡 내지 A형 습곡, 비대칭 등사습곡, 북서-남동 방향의 신장선구조를 형성시켰다. (2) 두 번째 변형은 북서-남동 방향의 압축작용 하에서 발생하여 그 전기 단계에는 준 수평적인 습곡축을 갖는 북동 방향의 밀착된 직저습곡을 형성시켰고, 그 후기 단계에는 상부-남동-이동의 반취성 충상단층(구룡산 충상단층)과 이에 수반된 뱀-머리 습곡을 형성시켰다 (3) 세 번째 변형은 지각두께의 팽창화와 중력적 불안정에 기인하는 중력적 내지 신장성 붕괴작용에 의해 발생하여 준 수평적인 습곡축을 갖는 횡와 개방습곡을 형성시켰다. (4) 네 번째 변형은 고각 단층운동과 관련하여 중침강, 급경사의 킹크습곡을 형성시켰으며, 고각 단층의 주변부에서 북동 방향의 광역 엽리가 국부적으로 남북 내지 동서 방향으로 변화함은 네 번째 변형과 밀접한 관련성이 있다. 지질, 변성진화과정, 광물화학 그리고 지구조적 환경은 백동-홍성 지역이 산둥반도 수루 충돌대의 연장선일 가능성이 높음을 지시한다. 하지만 백동지역의 변성염기성암으로부터 얻어진 전암-석류석 Sm-Nd 연령인 268.7~297.9 Ma는 중국의 다비-수루 충돌대에서 인지되는 초고압변성작용 시기인 208~245 Ma보다 오래되었다. 이는 Sino-Korea 판과 Yangtz 판의 충돌이 중국보다 한반도에서 먼저 일어났을 가능성을 지시한다. $\mu\textrm{m}$가 얇게 나타났는데, 이와 같은 결과는 호분층의 두께는 현미의 크기에 일부 영향을 받는 것으로 여겨진다. 두꺼운 호분층.작은립 F$_2$ 개체에 현미의 표현형은 TAL 214과 같은 작은립의 표현형을 보인 것으로 여겨진다. 4. 지질함량의 경우는 3.85 %로 각각의 교배모본 TAL 214 2.92 %, LO 1050 3.01 %에 비하여 0.93 %, 0.84 %가 증가한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는LO 1050의 호분층에 의한 영향으로 여겨지며, 현미의 배의 크기는 LO 1050 만큼 크지는 않아도 두꺼운 호분층의 유전자 집적의 효과가 있는 것으로 판단된다. 지질함량이 상승시키는데도 이와 같은 유전자 집적의 효과가 유효할 것으로 여겨진다. 5. 지방산 조성은 있어서는 품종인 Kinmaze와 각각의 교배모본의 계통과 이 들 F$_2$ 개체에는 그 차이가 유의성을 보일 정도는 아니였다. 그러나, oleic acid의 일부 증가와 linoleic acid의 미미한 감소되는 경향을

Can Suboccipital Release Followed by Cranio-Cervical Flexion Exercise Improve Shoulder Range of Motion, Pain, and Muscle Activity of Scapular Upward Rotators in Subjects With Forward Head Posture?

  • Kim, Bo-been;Lee, Ji-hyun;Jeong, Hyo-jung;Cynn, Heon-seock
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.57-66
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    • 2016
  • Background: For the treatment of forward head posture (FHP) and forward shoulder posture, methods for strengthening scapular retractors and deep cervical flexors and stretching pectoralis and upper cervical extensors are generally used. No study has yet assessed whether suboccipital release (SR) followed by cranio-cervical flexion exercise (CCFE) (SR-CCFE) will result in a positive change in the shoulders and neck, showing a "downstream" effect. Objects: The purpose of this study was to investigate the immediate effects of SR-CCFE on craniovertebral angle (CVA), shoulder abduction range of motion (ROM), shoulder pain, and muscle activities of upper trapezius (UT), lower trapezius (LT), and serratus anterior (SA) and LT/UT and SA/UT muscle activity ratios during maximal shoulder abduction in subjects with FHP. Methods: In total, 19 subjects (7 males, 12 females) with FHP were recruited. The subject performed the fifth phase of CCFE immediately after receiving SR. CVA, shoulder abduction ROM, shoulder pain, muscle activities of UT, LT, and SA, and LT/UT and SA/UT muscle activity ratios during maximal shoulder abduction were measured immediately after SR-CCFE. A paired t-test and Wilcoxon signed-rank test were used to determine the significance of differences in scores between pre- and post-intervention in the same group. Results: The CVA (p<.001) and shoulder abduction ROM (p<.001) were increased significantly post-versus pre-intervention. Shoulder pain was decreased significantly (p<.001), and LT (p<.05) and SA (p<.05) muscle activities were increased significantly post- versus pre-intervention. The LT/UT muscle activity ratio was increased significantly post- versus pre-intervention (p<.05). However, there was no significant change in UT muscle activity and SA/UT muscle activity ratio between pre- and post-intervention (p>.05). Conclusion: SR-CCFE was an effective intervention to improve FHP and induce downstream effect from the neck to the trunk and shoulders in subjects with FHP.

극 좌표계 원형 홍채영상에서의 특징 검출에 의한 홍채인식 연구 (A Study on Iris Recognition by Iris Feature Extraction from Polar Coordinate Circular Iris Region)

  • 정대식;박강령
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제44권3호
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    • pp.48-60
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    • 2007
  • 기존의 연구에서는 홍채 특징 추출을 위해 검출된 원형 홍채 영역을 직교 사각형 홍채 영상으로 스트레칭 및 보간 하는 작업을 수행하였다. 이러한 경우 실제 홍채 특징이 왜곡되는 현상이 발생한다. 본 논문에서는 홍채 영상의 왜곡 없이 정확하게 홍채 특징을 추출할 수 있는 방법을 제안한다. 본 연구는 다음과 같은 세 가지 장점을 가지고 있다. 첫 번째, 극좌표 원형 영상 방식을 이용하여 기존의 직교 사각형 영상 방식보다 인식 성능 면에서 우수하다는 점을 해밍거리, 코사인거리, 유클리디안 거리의 3가지 metric을 이용하여 실제로 비교해본 점이며, 두 번째, 최근 홍채인식 연구의 주된 흐름인 품질이 좋지 못한 Non-Ideal 홍채 영상 중 하나의 형태인 홍채 카메라의 중심을 쳐다보지 않은 상태에서 취득된 홍채 영상의 동공과 홍채 중심 위치가 많이 차이나는 경우에 동공과 홍채 경계를 각각 원형 경계 검출로 경계를 찾은 후, 영상에 대한 보간(interpolation)없이 극좌표 원형 홍채 영상에서 직접 특징을 추출함으로써 홍채인식의 성능을 향상한 점이다. 마지막 세 번째는 극좌표 원형방식을 사용할 경우 발생하는 중복 포인트 문제를 해결한 것이다. 이러한 중복 포인트들은 같은 위치에서 여러 홍채 특징을 추출하는 현상을 야기함으로서 저주파 홍채 특징을 생성하는 결과를 낳게 된다. 즉, 홍채 특징의 신호 변화가 실제로 존재함에도 불구하고 같은 위치에서의 여러 홍채 특징들을 추출함으로써 파형변화가 적은 비슷한 홍채 신호를 만들게 된다. 중복 포인트가 주기적으로 많이 발생하는 동공부근의 첫 번째 트랙에 가버필더 적용 시 필터의 주파수를 작게 하여 중복 포인트에 의해 발생된 저주파 홍채 신호를 정확하게 추출하게 함으로써 홍채 인식 성능을 향상 시킨 점이다. 실험 결과, 기존의 직교 사각형 영상 기반 방식이 EER 0.29% 와 d'값 5.8 이였으며, 제안하는 극좌표 원형 방식이 EER 0.16% 와 d'값 6.4로 인식 성공률이 보다 높음을 알 수 있었다.

백태 중 후태 및 박태 분류 판별함수 설계 (Design of discriminant function for thick and thin coating from the white coating)

  • 최은지;김근호;유현희;이혜정;김종열
    • 한국한의학연구원논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.119-124
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    • 2007
  • Introduction: In Oriental medicine, the status of tongue is the important indicator to diagnose one's health, because it represents physiological and clinicopathological changes of inner parts of the body. The method of tongue diagnosis is not only convenient but also non-invasive, so tongue diagnosis is most widely used in Oriental medicine. By the way, since tongue diagnosis is affected by examination circumstances a lot, its performance depends on a light source, degrees of an angle, a medical doctor's condition etc. Therefore, it is not easy to make an objective and standardized tongue diagnosis. In order to solve this problem, in this study, we tried to design a discriminant function for thick and thin coating with color vectors of preprocessed image. Method: 52 subjects, who were diagnosed as white-coated tongue, were involved. Among them, 45 subjects diagnosed as thin coating and 7 subjects diagnosed as thick coating by oriental medical doctors, and then their tongue images were obtained from a digital tongue diagnosis system. Using those acquired tongue images, we implemented two steps: Preprocessing and image analyzing. The preprocessing part of this method includes histogram equalization and histogram stretching at each color component, especially, intensity and saturation. It makes the difference between tongue substance and tongue coating was more visible, so that we can separate tongue coating easily. Next part, we analyzed the characteristic of color values and found the threshold to divide tongue area into coating area. Then, from tongue coating image, it is possible to extract the variables that were important to classify thick and thin coating. Result : By statistical analysis, two significant vectors, associated with G, were found, which were able to describe the difference between thick and thin coating very well. Using these two variables, we designed the discriminant function for coating classification and examined its performance. As a result, the overall accuracy of thick and thin coating classification was 92.3%. Discussion : From the result, we can expect that the discriminant function is applicable to other coatings in a similar way. Also, it can be used to make an objective and standardized diagnosis.

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Oxide perovskite crystals type ABCO4:application and growth

  • Pajaczkowska, A.
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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    • pp.258-292
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    • 1996
  • In the last year great interest appears to YBCO thin films preparation on different substrate materials. Preparation of epitaxial film is a very difficult problem. There are many requirements to substrate materials that must be fullfilled. Main problems are lattice mismatch (misfit) and similarity of structure. From paper [1] or follows that difference in interatomic distances and angles of substrate and film is mire important problem than similarity of structure. In this work we present interatomic distances and angle relations between substrate materials belonging to ABCO4 group (where A-Sr or Ca, B-rare earth element, C-Al or Ga) of different orientations and YBCO thin films. There are many materials used as substrates for HTsC thin films. ABCO4 group of compounds is characterized by small dielectric constants (it is necessary for microwave applications of HTsC films), absence of twins and small misfit [2]. There most interesting compounds CaNdAlO4, SrLaAlO4 and SrLaGaO4 were investigated. All these compounds are of pseudo-perovskite structure with space group 14/mmm. This structure is very similar to structure of YBCO. SLG substrate has the lowest misfit (0.3%) and dielectric constant. For preparation of then films of substrates of this group of compound plane of <100> orientation are mainly used. Good quality films of <001> orientations are obtained [3]. In this case not only a-a misfit play role, but c-3b misfit is very important too. Sometimes, for preparation of thin films substrates of <001> and <110> orientations were manufactured [3]. Different misfits for different YBCO faces have been analyzed. It has been found that the mismatching factor for (100) face is very similar to that for (001) face so there is possibility of preparation of thin films on both orientations. SrLaAlO4(SLA) and SrLaGaO4(SLG) crystals of general formula ABCO4 have been grown by the Czochralski method. The quality of SLA and SLG crystals strongly depends on axial gradient of temperature and growth and rotation rates. High quality crystals were obtained at axial gradient of temperature near crystal-melt interface lower than 50℃/cm, growth rate 1-3 mm/h and the rotation rate changing from 10-20pm[4]. Strong anisotropy in morphology of SLA and SLG single crystals grown by the Czochralski method is clearly visible. On the basics of our considerations for ABCO4 type of the tetragonal crystals there can appear {001}, {101}, and {110} faces for ionic type model [5]. Morphology of these crystals depend on ionic-covalent character of bonding and crystal growth parameters. Point defects are observed in crystals and they are reflected in color changes (colorless, yellow, green). Point defects are detected in directions perpendicular to oxide planes and are connected with instability of oxygen position in lattice. To investigate facets formations crystals were doped with Cr3+, Er3+, Pr3+, Ba2+. Chromium greater size ion which is substituted for Al3+ clearly induces faceting. There appear easy {110} faces and SLA crystals crack even then the amount of Cr is below 0.3at.% SLG single crystals are not so sensitive to the content of chromium ions. It was also found that if {110} face appears at the beginning of growth process the crystal changes its color on the plane {110} but it happens only on the shoulder part. The projection of {110} face has a great amount of oxygen positions which can be easy defected. Pure and doped SLA and SLG crystals measured by EPR in the<110> direction show more intensive lines than in other directions which allows to suggest that the amount of oxygen defects on the {110} plane is higher. In order to find the origin of colors and their relation with the crystal stability, a set of SLA and SLG crystals were investigated using optical spectroscopy. The colored samples exhibit an absorption band stretching from the UV absorption edge of the crystal, from about 240 nm to about 550 m. In the case of colorless sample, the absorption spectrum consists of a relatively weak band in the UV region. The spectral position and intensities of absorption bands of SLA are typical for imperfection similar to color centers which may be created in most of oxide crystals by UV and X-radiation. It is pointed out that crystal growth process of polycomponent oxide crystals by Czochralski method depends on the preparation of melt and its stoichiometry, orientation of seed, gradient of temperature at crystal-melt interface, parameters of growth (rotation and pulling rate) and control of red-ox atmosphere during seeding and growth (rotation and pulling rate) and control of red-ox atmosphere during seeding and growth. Growth parameters have an influence on the morphology of crystal-melt interface, type and concentration of defects.

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핵의학과 Video Display Terminals Syndrome 유해 요인 조사 및 개선에 관한 연구 (The Study on Risk Factors Analysis and Improvement of VDT Syndrome in Nuclear Medicine)

  • 김정수;김승정;이홍재;김진의;김현주;한인임;주영수
    • 핵의학기술
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    • 제14권1호
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    • pp.61-66
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    • 2010
  • VDT는 Video Display Terminals의 약어로 시각 표시 단말기를 뜻한다. 최근 핵의학과에 VDT가 대량 보급되면서 점차적으로 사용자들이 늘어남과 동시에 사용 기간이 급증함에 따라 VDT 증후군에 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 서울대학교병원 핵의학과를 대상으로 VDT 유해 요인 평가 도구를 적용하여 그 실태를 조사하고 문제점을 발견하여 향후 개선에 관한 방안을 도출함으로써 VDT 증후군에 관한 의식을 정립하고 궁극적으로 예방하는 데 목적이 있다. 서울대학교병원 핵의학과를 본원 핵의학과, 소아 핵의학과, PET 센터의 3개 파트로 분류하고, 2009년 4월 한 달 동안 현재 근무 중인 방사선사 23명을 대상으로 근무 부서를 직접 방문하여 유해 요인을 평가하였다. 평가에 사용한 도구는 원진 노동환경건강연구소의 "VDT작업에 관한 체크리스트"를 적용하였고 VDT 작업 조건, 업무 책상의 조건, 의자의 조건, 키보드의 조건, 모니터의 조건, 작업 자세, 보건 관리 특성, 기타 작업 환경의 8개 부문, 총 55개 항목을 통하여 현장 조사 및 평가하였으며 이에 대한 분석 결과는 한림대학교 성심병원 산업의학과에서 검증하였다. 서울대학교병원 핵의학과의 VDT 작업 조건은 비교적 양호한 수준이었다. 책상의 경우 최근 도입한 경우에는 인체공학적 설계로 사용자에게 적합하였으나 기존 책상의 15%는 기준치에 미달하였다. 의자의 경우는 기준에 적합하였지만 노후화로 인하여 적정 기능을 상실한 것이 5%였다. 키보드는 98%가 기준에 적합하였고 모니터는 화면의 각도 조절은 모두 가능하였지만 위치 조절이 불가능한 것이 38%로 조사되었다. 작업 자세의 경우 부적절한 자세로 장시간 노출되는 경우가 10%였으며 일부 항목에서 기준에 적합하지 않은 것으로 조사되었다. 보건 관리 측면에서도 개선의 여지가 있는 것으로 나타났다. 또한 조명과 온도, 소음, 환기 등 기타 작업 환경은 일부 항목에서 문제점이 발견되었지만 권고치를 충족하였다. 핵의학과 업무는 과거에 비하여 육체적인 업무는 줄었으나, 장시간 정적인 자세로 고도의 정밀도와 집중력을 요구하게 되었으며 이는 필연적으로 VDT 증후군을 유발하는 계기가 되었다. VDT 증후군은 앞으로도 지속적으로 발생할 가능성이 높으며 개선에 대한 경제적 비용이 상당하다는 점과 다양한 발병 요인을 내재하며 본인도 모르는 사이에 발생한다는 점에서 보다 구체적이며 효율적인 관리 체계가 필요할 것으로 판단된다. 핵의학과의 VDT 증후군은 인체공학적 사무 환경의 개선, 업무 절차(procedure)의 개선과 업무의 효율화, 직원간의 협동작업(teamwork) 그리고 규칙적인 운동, 꾸준한 스트레칭 체조와 같은 사용자 스스로의 노력, 지속적인 관심과 작은 노력으로 충분히 개선될 수 있으며 적극적으로 예방할 수 있을 것으로 사료된다. 이것은 쾌적한 업무 환경속에서 사용자의 육체적, 정신적 상태를 최상으로 이끌고 업무 효율성의 증대와 함께 내부 고객 만족도 상승으로 이어질수 있을 것으로 판단된다.

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X-ray Diffraction and Infrared Spectroscopy Studies on Crystal and Lamellar Structure and CHO Hydrogen Bonding of Biodegradable Poly(hydroxyalkanoate)

  • Sato Harumi;Murakami Rumi;Zhang Jianming;Ozaki Yukihiro;Mori Katsuhito;Takahashi Isao;Terauchi Hikaru;Noda Isao
    • Macromolecular Research
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    • 제14권4호
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    • pp.408-415
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    • 2006
  • Temperature-dependent, wide-angle, x-ray diffraction (WAXD) patterns and infrared (IR) spectra were measured for biodegradable poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) and its copolymers, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) P(HB-co-HHx) (HHx=2.5, 3.4, 10.5, and 12 mol%), in order to explore their crystal and lamellar structure and their pattern of C-H...O=C hydrogen bonding. The WAXD patterns showed that the P(HB-co-HHx) copolymers have the same orthorhombic system as PHB. It was found from the temperature-dependent WAXD measurements of PHB and P(HB-co-HHx) that the a lattice parameter is more enlarged than the b lattice parameter during heating and that only the a lattice parameter shows reversibility during both heating and cooling processes. These observations suggest that an interaction occurs along the a axis in PHB and P(HB-co-HHx). This interaction seems to be due to an intermolecular C-H...O=C hydrogen bonding between the C=O group in one helical structure and the $CH_3$ group in the other helical structure. The x-ray crystallographic data of PHB showed that the distance between the O atom of the C=O group in one helical structure and the H atom of one of the three C-H bonds of the $CH_3$ group in the other helix structure is $2.63{\AA}$, which is significantly shorter than the sum of the van der Waals separation ($2.72{\AA}$). This result and the appearance of the $CH_3$ asymmetric stretching band at $3009 cm^{-1}$ suggest that there is a C-H...O=C hydrogen bond between the C=O group and the $CH_3$ group in PHB and P(HB-co-HHx). The temperature-dependent WAXD and IR measurements revealed that the crystallinity of P(HB-co-HHx) (HHx =10.5 and 12 mol%) decreases gradually from a fairly low temperature, while that of PHB and P(HB-co-HHx) (HHx = 2.5 and 3.5 mol%) remains almost unchanged until just below their melting temperatures. It was also shown from our studies that the weakening of the C-H...O = C interaction starts from just above room temperature and proceeds gradually increasing temperature. It seems that the C-H...O=C hydrogen bonding stabilizes the chain holding in the lamellar structure and affects the thermal behaviour of PHB and its copolymers.