• 제목/요약/키워드: Ultrasonic frequency

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마이크로 멀티니들을 이용한 고주파 피부미용 의료기기를 위한 출력 장치 개발 (Developed an output device for high-frequency cosmetic medical equipment using micro multi-needle)

  • 김준태;주규태;차은종;김명미;정진형
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.394-402
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    • 2021
  • 고령사회의 진입과 인간의 평균 수명이 연장되고, 여성의 사회적 진출 및 남성들의 외모에 대한 관심증가, 미디어 매체를 통한 K-문화가 전 세계적으로 관심을 받으면서 자연스럽게 관심은 K-Bueaty에 집중되고 있다. 최근, 의료관광 분야의 점유를 보면 성형 및 피부과와 같은 피부미용 의료관광의 경우 중국, 일본 등 아시아뿐만 아니라 북미, 유럽 등에서 인기를 누리고 있다. 사람의 노화를 가장 먼저 외면적으로 확인할 수 있는 부위는 바로 얼굴의 피부 주름이다. 깨끗하고 주름이 없으면서 탄력성 있는 건강한 피부는 대부분의 사람들이 원하는 바람이다. 대표적으로 집속형초음파자극(HIFU:High Intensity Focused Ultrasound)와 저주파, 고주파(RF:Radio Frequency), 미세전류를 이용한 갈바닉 테라피, 급속 냉각을 이용한 크라이오 테라피 등 피부의 컨디션과 상태에 따라 관리하는 방식이 달라지며, 같은 기전을 이용한 의료기기 및 피부미용 기기의 시술 역시 출력 및 자극 부위 등에 따라 시술의 효과가 차이가 난다. 본 연구는 수많은 피부미용 의료기기 및 미용기기 중 마이크로니들을 이용한 침습형 고주파 피부 의료기기를 개발하고자 국제규격인 IEC 60601-2(의료기기개별기준규격)및 MFDS(Ministry of Food and Drug Safety : 식품의약품안전처)에서 고시한 고주파 자극기 기준 규격을 준수한 고주파 출력 장치를 설계 및 개발하였다. 회로 설계는 Class-A Topology를 이용한 증폭장치(AMP:Amplifier)와 Half-Bridge Topology를 이용한 전원장치로 이루어져 있다. 개발된 고주파 출력 장치를 측정한 결과 평균 63.86%의 효율을 얻었으며, 최대출력은 116.7W, 50.67dBm으로 측정되었다.

THE CURRENT STATUS OF BIOMEDICAL ENGINEERING IN THE USA

  • Webster, John G.
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1992년도 춘계학술대회
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    • pp.27-47
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    • 1992
  • Engineers have developed new instruments that aid in diagnosis and therapy Ultrasonic imaging has provided a nondamaging method of imaging internal organs. A complex transducer emits ultrasonic waves at many angles and reconstructs a map of internal anatomy and also velocities of blood in vessels. Fast computed tomography permits reconstruction of the 3-dimensional anatomy and perfusion of the heart at 20-Hz rates. Positron emission tomography uses certain isotopes that produce positrons that react with electrons to simultaneously emit two gamma rays in opposite directions. It locates the region of origin by using a ring of discrete scintillation detectors, each in electronic coincidence with an opposing detector. In magnetic resonance imaging, the patient is placed in a very strong magnetic field. The precessing of the hydrogen atoms is perturbed by an interrogating field to yield two-dimensional images of soft tissue having exceptional clarity. As an alternative to radiology image processing, film archiving, and retrieval, picture archiving and communication systems (PACS) are being implemented. Images from computed radiography, magnetic resonance imaging (MRI), nuclear medicine, and ultrasound are digitized, transmitted, and stored in computers for retrieval at distributed work stations. In electrical impedance tomography, electrodes are placed around the thorax. 50-kHz current is injected between two electrodes and voltages are measured on all other electrodes. A computer processes the data to yield an image of the resistivity of a 2-dimensional slice of the thorax. During fetal monitoring, a corkscrew electrode is screwed into the fetal scalp to measure the fetal electrocardiogram. Correlations with uterine contractions yield information on the status of the fetus during delivery To measure cardiac output by thermodilution, cold saline is injected into the right atrium. A thermistor in the right pulmonary artery yields temperature measurements, from which we can calculate cardiac output. In impedance cardiography, we measure the changes in electrical impedance as the heart ejects blood into the arteries. Motion artifacts are large, so signal averaging is useful during monitoring. An intraarterial blood gas monitoring system permits monitoring in real time. Light is sent down optical fibers inserted into the radial artery, where it is absorbed by dyes, which reemit the light at a different wavelength. The emitted light travels up optical fibers where an external instrument determines O2, CO2, and pH. Therapeutic devices include the electrosurgical unit. A high-frequency electric arc is drawn between the knife and the tissue. The arc cuts and the heat coagulates, thus preventing blood loss. Hyperthermia has demonstrated antitumor effects in patients in whom all conventional modes of therapy have failed. Methods of raising tumor temperature include focused ultrasound, radio-frequency power through needles, or microwaves. When the heart stops pumping, we use the defibrillator to restore normal pumping. A brief, high-current pulse through the heart synchronizes all cardiac fibers to restore normal rhythm. When the cardiac rhythm is too slow, we implant the cardiac pacemaker. An electrode within the heart stimulates the cardiac muscle to contract at the normal rate. When the cardiac valves are narrowed or leak, we implant an artificial valve. Silicone rubber and Teflon are used for biocompatibility. Artificial hearts powered by pneumatic hoses have been implanted in humans. However, the quality of life gradually degrades, and death ensues. When kidney stones develop, lithotripsy is used. A spark creates a pressure wave, which is focused on the stone and fragments it. The pieces pass out normally. When kidneys fail, the blood is cleansed during hemodialysis. Urea passes through a porous membrane to a dialysate bath to lower its concentration in the blood. The blind are able to read by scanning the Optacon with their fingertips. A camera scans letters and converts them to an array of vibrating pins. The deaf are able to hear using a cochlear implant. A microphone detects sound and divides it into frequency bands. 22 electrodes within the cochlea stimulate the acoustic the acoustic nerve to provide sound patterns. For those who have lost muscle function in the limbs, researchers are implanting electrodes to stimulate the muscle. Sensors in the legs and arms feed back signals to a computer that coordinates the stimulators to provide limb motion. For those with high spinal cord injury, a puff and sip switch can control a computer and permit the disabled person operate the computer and communicate with the outside world.

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비파괴 시험기법을 이용한 록볼트의 건전도 평가(I) -수치해석 및 실험적 적용성 평가- (Estimation of Rockbolt Integrity by Using Non-Destructive Testing Techniques(I) -Numerical and Experimental of Applicability-)

  • 이종섭;이용준;엄태원;한신인;이인모
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.3-12
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여 록볼트의 비파피시험을 기술하고 바파괴시험의 적용성을 조사하는 것이다. 록볼트 자체와 그라우팅제를 포함한 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여, 수치해석 및 실험적 방법을 이용한 두가지 방법이 적용되었다. 수치해석 방법에서는 분석은 DISPERSE 프로그램을 이용하여 록볼트의 분산선도를 해석하였다. 분산선도 곡선은 지중근입되어 있는 록볼트에 대한 그라우팅제의 두께와 강성에 대한 영향을 보여준다. 이로 부터 록볼트의 건전도 시험을 위한 최적의 주파수를 추정할 수 있으며, 그 결과 L(1, 0) 모드에서 20~120kHz가 최적의 주파수로 산정되었다. 실험적 방법에서는 실험실에서 사료를 제작하여 파괴 및 비파괴시험을 실시하였다. 비파괴 실험에서는 타격을 이용한 저주파수 모드와 초음파 트랜스듀서를 이용한 고주파수 모드를 통하여 록볼트의 상태를 조사할 수 있다. 실험실에서 수행된 비파괴실험으로부터, 유도파는 주변의 그라우팅제의 강도가 증가하거나 (또는 증가하고) 결함부 영역이 증가할 때 감쇠가 커짐을 알 수 있었다. 그리고 인발시험으로부터 록볼트의 극한지지력을 추정하였다. 본 연구는 록볼트의 건전도 평가에 비파괴시험이 매우 유용한 방법임을 보여준다.

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대칭 적층 복합재 연소관의 탄성파 전파에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Elastic Wave Propagation in a Symmetrically Filament-Wound Composite Motor Case)

  • 송성진;최지웅
    • 비파괴검사학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.191-204
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    • 1998
  • 복합재 연소관의 수압/AE 시험의 성공적 수행을 위한 핵심 과제중의 하나는 수압으로 인해 방출되어 연소관을 통해 전파하는 탄성파의 특성을 분석함으로써 수압/AE 시험시 감지해야할 탄성파의 최적 성분을 결정하는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 대칭 적층 구조를 갖는 복합재 연소관에 광대역 초음파를 발진시키고 전파방항과 거리를 변화시킨 105지점에서 광대역 음향방출 센서를 이용하여 복합재 내를 전파한 탄성파를 수신하고, 그 특성(주파수, 전파거리, 전파속도)을 분석하였다. 이와 같은 실험을 내부가 비어 있는 연소관과 내부를 물로 채우고 수압을 가한 연소관에 대해 반복 수행함으로써, 수압이 탄성파의 전파특성에 미치는 영향을 분석하고, 이를 바탕으로 수압/AE 시험시 검출할 탄성파의 최적 성분을 결정하였다.

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CFRP 튜브의 결함형상.결함깊이.레이디얼 하중에 따른 와전류 신호의 변화 (Variation of Eddy Current Signal According to the Defect Shape, Defect Depth and Radial Load in CFRP Tube)

  • 송삼홍;안형근;이정순;오동준;송일;김철웅
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권12호
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    • pp.2004-2011
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    • 2004
  • The applicability of the ultrasonic C-scan inspection is restricted due to the deterioration of mechanical properties of specimen during the test. Therefore, the aim of this research is applied to Eddy Current (EC) test substitute for the C-scan inspection in CFRP tube containing defects. This research is to evaluate the EC signals for the inspection of CFRP tube containing various circular hole defects (20% to 100% depth to the specimen thickness) using the unloading specimen and radial loading specimen. This study was considered the following points; 1) Analysis of EC signals for the inspection of saw-cut defect and circular hole defect, 2) The evaluation of defect depths and EC signals relationship. 3) Variation of EC signal owing to the radial load. In conclusions, the high frequency such as 300∼500 kHz made it possible to the inspection of 40% to 100% defects. Particularly, in case of 20% defect, the EC signal was not detected due to the noise of micro-crack and delamination. While the depth of the hole defects were decreasing, the difference of the phase angle between unloading specimen and radial loading specimen was gradually increasing.

고온을 받은 초고강도 콘크리트의 역학적 특성에 관한 골재의 영향 (Effect of Aggregate on Mechanical Properties of Ultra-High Strength Concrete Exposed to High Temperature)

  • 김영선;최형길;대궁희문;김규용
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.431-440
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    • 2011
  • 콘크리트 구조물은 화재에 노출시 고온에 의해 내부 구조가 변화하며 보유하고 있는 강도와 변형 성능이 저하되어 최종적으로 수명이 단축하게 된다. 그 성능 저하 수준은 도달된 온도, 고온에 노출된 시간, 콘크리트의 배합, 골재의 특성 및 콘크리트 자체의 특성 등에 의해 결정된다. 이 연구는 물시멘트비, 잔골재율 및 굵은 골재의 최대 크기등의 변수에 대한 초고강도 콘크리트의 열적 거동을 평가하기 위해 실시되었다. 상온 및 $500^{\circ}C$의 온도에 대하여 초음파 속도, 동탄성 계수, 정탄성 계수 및 압축강도 시험은 ${\varnothing}100{\times}200\;mm$ 원주형 콘크리트 시험체를 사용하여 실시되었다. 결과로서 $500^{\circ}C$의 온도에서 가열된 초고강도 콘크리트의 잔존 역학적 특성은 물결합재비, 잔골재율 및 굵은 골재 최대 치수의 변화에 영향을 받는 것으로 나타났다.

Probabilistic-based damage identification based on error functions with an autofocusing feature

  • Gorgin, Rahim;Ma, Yunlong;Wu, Zhanjun;Gao, Dongyue;Wang, Yishou
    • Smart Structures and Systems
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    • 제15권4호
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    • pp.1121-1137
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    • 2015
  • This study presents probabilistic-based damage identification technique for highlighting damage in metallic structures. This technique utilizes distributed piezoelectric transducers to generate and monitor the ultrasonic Lamb wave with narrowband frequency. Diagnostic signals were used to define the scatter signals of different paths. The energy of scatter signals till different times were calculated by taking root mean square of the scatter signals. For each pair of parallel paths an error function based on the energy of scatter signals is introduced. The resultant error function then is used to estimate the probability of the presence of damage in the monitoring area. The presented method with an autofocusing feature is applied to aluminum plates for method verification. The results identified using both simulation and experimental Lamb wave signals at different central frequencies agreed well with the actual situations, demonstrating the potential of the presented algorithm for identification of damage in metallic structures. An obvious merit of the presented technique is that in addition to damages located inside the region between transducers; those who are outside this region can also be monitored without any interpretation of signals. This novelty qualifies this method for online structural health monitoring.

수계중 이환형 질소고리화합물(NHCs)의 초음파적 분해 (Sonolytical Decomposition of NHCs in Aqueous Solution)

  • 유영억;야스아키 마에다
    • 한국환경과학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.393-397
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    • 2007
  • The sonolytic decomposition of NHCs(Nitrogen Heterocyclic Compounds), such as atrazine[6-chloro-N-ethyl-N'-(1-methylethyl)-1,3,5-triazine-2,4-diamine], simazine(6-chloro-N,N'-diethyl-1,3,5-triazine-2,4-diamine), trietazine(6-chloro-N,N,N'-triethyl-1,3, 5-triazine-2,4-diamine), in water was investigated at a ultrasound frequency of 200kHz with an acoustic intensity of 200W under argon and air atmospheres. The concentration of NHCs decreased with irradiation, indicating pseudo-first-order kinetics. The rates were in the range $1.06{\sim}2.07({\times}10^{-2}min^{-1})$ under air and $1.30{\sim}2.59({\times}10^{-2}min^{-1})$ under argon at a concentration of $200{\mu}M$ of NHCs. The rate of hydroxyl radicals(${\bullet}{OH}$) formation from water is $19.8{\mu}M\;min^{-1}$ under argon and $14.7{\mu}M\;min^{-1}$ under air in the same sonolysis conditions. The sonolysis of NHCs is effectively inhibited, but not completely, by the addition of t-BuOH(2-methyl-2-propanol), which is known to be an efficient ${\bullet}{OH}$ radical scavenger in aqueous sonolysis. This suggests that the main decomposition of NHCs proceeds via reaction with ${\bullet}{OH}$ radical; a thermal reaction also occurs, although its contribution is small. The addition of appropriate amounts of Fenton's reagent $[Fe^{2+}]$ accelerates the decomposition. This is probably due to the regeneration of ${\bullet}{OH}$ radicals from hydrogen peroxide, which would be formed from recombination of ${\bullet}{OH}$ radicals and which may contribute a little to the decomposition.

레이저 스캐닝 및 정상파를 이용한 평판 구조물의 손상탐지 (Damage Detection on Thin-walled Structures Utilizing Laser Scanning and Standing Waves)

  • 강세혁;전준영;김두환;박규해;강토;한순우
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권5호
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    • pp.401-407
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    • 2017
  • 본 연구에서는 레이저 스캐닝 및 단일 주파수 정상파 가진과 파수 분석을 통해 구조물의 손상을 탐지하는 기법을 개발하였다. 구조물에 부착된 압전소자를 통해 단일 주파수로 가진하고, 이때 발생한 구조물의 정상상태 응답을 레이저 도플러 속도계와 거울 방향조절 장치를 통해 측정하였다. 구조물의 결함을 탐지하기 위해 정상상태 응답에서 파수 필터링을 이용한 손상 탐지 기법을 개발 및 적용하였다. 부식결함이 발생한 알루미늄 평판과 층간 분리가 발생한 복합재료 구조물에 대한 손상 탐지를 수행하여 손상의 위치와 크기를 정확히 파악할 수 있었다.

피부학(Dermatology)을 위한 고해상도 초음파 진단 장치에 관한 연구 (A study of the high resolution Ultrasound Diagnostic system for Dermatology)

  • 류점수;임춘성;김영길
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권6호
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    • pp.66-71
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    • 1998
  • 본 연구에서 피부계통의 진단에 이용될 수 있는 고해상도 영상진단기를 개발하였으며 개발된 영상진단기는 sector scanning 방식으로서 A-mode, B-mode, M-mode의 80${\mu}m$ 축방향, 250${\mu}m$ 축방향 해상도로 $5mm {\times} 5mm$의 인체 단면 영상을 초당 20frame으로 나타낸다. 이 영상장치는 대부분의 피부학(dermatology) 계통의 질환에 그 병리학적인 연구에 이용될 수 있을 뿐만 아니라 안과(ophthalmology)나 치과(odontology) 계통의 병리학적인 판단에도 도움을 줄 수 있다고 생각되며 또한 피부미용(dermato-cosmetology)을 위한 분야에도 응용 가능하다.

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