• 의료법학
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• 제24권2호
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• pp.147-196
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• 2023

오늘날에는 기술의 발전으로 인간의 뇌에 직접 자극을 가하여 질병을 치료하거나 뇌파를 통해 직접 기계를 조정하는 것이 가능해졌다. 이러한 뇌신경과학기술은 비침습적으로 이루어질 수도 있으나 적어도 현재까지는 뇌에 직접 전극이나 마이크로칩을 이식하는 침습적 방법이 필요한 자극을 더 정확하게 가하거나 뇌파를 더 정밀하게 측정할 수 있다. 뇌심부자극술(DBS)의 경우 파킨슨병, 본태성진전증에 대해 안정적인 치료방법으로 인정받고 있으며, 그 외 알츠하이머나 우울증 등에도 활용할 수 있는지 연구가 진행중이다. 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)의 경우 임상단계이지만 신경이 손상되어 신체를 움직이지 못하는 사람들의 신체기능을 대체하거나 재활치료를 지원하는 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 문제는 이러한 침습적 뇌신경과학기술을 필요로 하는 사람들의 상당수는 질병 또는 신경 손상으로 인해 판단능력이 손상되어 있거나 의사표시를 제대로 할 수 없는 사람들인데 반해, 이 기술들을 이용한 시술은 고도의 침습적인 시술이어서 반드시 환자 본인의 동의를 필요로 한다는 것이다. 특히 뇌신경과학기술이 아직 임상시험단계에 머물러 있는 영역에서는 위험은 그만큼 커지고 이익은 불확실하기 때문에 이를 고려하여 수술을 받을지 여부를 판단할 수 있도록 더 충분한 설명이 이루어져야 한다. 환자에게 성년후견이 개시되어 있다면 성년후견인이 - 경우에 따라서는 법원의 허가를 받아 - 이 시술에 대한 동의를 대신할 수 있을 것이다. 성년후견이 개시되어 있지 않은 경우 환자의 판단능력이 손상되어 있거나 의사표시를 할 수 없는 경우가 문제이다. 우리 의료 실무에서는 환자가 동의할 수 없는 경우 환자의 보호자에게 동의를 받는 경향이 있지만, 환자의 보호자라는 개념은 우리법상 근거를 찾기 어려운 개념이어서 문제가 있다. 장기적으로는 환자의 배우자나 근친이 보충적으로 환자의 의료행위 동의대행권을 갖도록 법률상 규정하는 편이 타당할 것이다. 뇌신경과학시술을 받은 환자에게 부작용 등 손해가 발생한 경우도 검토를 요한다. 만일 환자에게 수술에 수반되는 위험에 대해 제대로 설명이 되지 않았다면 위자료 청구가 가능하다. 의료과실과 부작용 사이에 인과관계가 있다면 그 부작용에 대해서도 손해배상청구를 할 수 있다. 또한 BCI나 DBS 모두 뇌에 전극이나 마이크로칩등을 이식하고 이를 외부의 컴퓨터를 통해 제어하기 때문에 인체의식형 의료기기가 사용된다. 인체이식형 의료기기에는 제조물책임법이 적용되므로 그 결함으로 인해 부작용이 발생했다고 인정된다면 제조자에 대해서 손해배상을 청구할 수 있다. 최근 우리 의료기기법에는 인체이식형 의료기기 책임보험제도가 시행되어 피해자가 구제를 받을 가능성이 더 강하게 보장된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4021-4030
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• 2015

맥파는 심전도와 같이 자율신경계를 통해 생리적 반응을 측정하는 신호이지만, 손가락에 센서 하나만 부착시키면 되기 때문에 상대적으로 신호의 측정이 간편하다는 장점을 가지고 있어 u-Healthcare 분야에서의 활용이 용이하다. 따라서 본 연구의 목적은 스마트폰 카메라의 CMOS 영상 센서를 활용하여 맥파를 비침습적으로 측정하는 방법 중의 하나인 광용적맥파를 획득하고 이로부터 스트레스 여부를 판단하는 휴대형 시스템을 개발하여 u-Healthcare 분야에서의 활용 가능성을 확인하는 것이다. 이를 위해 광용적맥파를 별도의 센서에 의한 측정이 아닌 스마트폰 카메라에서 획득되는 영상 데이터를 활용하여 광용적맥파를 획득한 후 분석하였다. 또한 확보된 광용적맥파 영상신호 데이터를 이용하여 심박변이도와 스트레스 지수를 별도의 호스트 장비 없이 스마트폰만을 이용해 사용자에게 제공 하였다. 또한 부가적으로 스마트폰에 부착가능한 별도의 하드웨어 디바이스를 개발함으로써 획득된 데이터의 신뢰도 및 정확성을 향상시켰다. 실험결과를 통해 스마트폰의 카메라 영상을 활용하여 광용적맥파 신호를 통한 심박수 측정과 스트레스의 정도를 분석하기 위한 스트레스 지수 추출이 가능함을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 상용화된 제품 또는 정형화된 센서가 아닌 스마트폰의 카메라를 이용하기 때문에 상용화된 외부 센서에 의한 광용적맥파 신호보다는 해상도가 떨어지는 단점이 있음에도 불구하고 결과 데이터의 신뢰도 향상을 위한 별도의 추가외부 장치 개발 및 여러 가지 최적화 알고리즘을 통해 신뢰성 있는 데이터를 확보할 수 있어 u-Healthcare 장비로써의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 동의생리병리학회지
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• 제20권2호
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• pp.365-371
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• 2006

Bee Venom aqua-acupuncture (BVA) simultaneously exerts pharmacological effects of biologically active compounds, existed in the whole bee venom, and medicinal effect of the stimulation of acupuncture points. BVA has been considered as a promising therapeutic method for treating various chronic diseases, mainly accompanying severe pain and inflammation. As a painless injection device, jet injectors have been commercially marketed for various clinical applications including insulin injection and vaccination. Among them, a pressure-driven jet injector system could be used for intradermal delivery of a variety of drugs. The aim of this study was to investigate the analgesic effects of the BVA using a needle-free injector (Biojector $2000^{\circledR}$, Bioject Inc., OR, USA), compared to the conventional BV aqua-acupuncture using a typical syringe. Adult Sprague-Dawley rats were injected with bee venom $(0.08mg/kg,\;50{\mu}l)$ using Biojector $2000^{\circledR}$ (BVA-B) or a syringe (BVA-5) into the Zusanli (ST36) acupoint, 30 minutes before plantar injection of 2% formalin. It was found that BVA-B-, or BVA-5-treated rats, compared to controls, exhibited significantly less licking behavior during the late phase in the rat formalin test, when compared to controls. During early phase, however, those effects were not significant but substantial. The analgesic effect of BVA-B was also compatible with that of the conventional BVA-5. In the immunohistochemical studies, BVA-B significantly suppressed the expression of formalin-evoked c-fos, a biomarker of neuronal activity, in the lumbar dorsal horn of the spinal cord. These results indicated that BVA-B waseffective in the modulation of pain in the rat formalin test, compared to BVA-5. Taken together, the needle-free jet injector system could be substituted for the conventional aqua- acupuncture with the advantage of little pain.

• 중소기업융합학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.55-62
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• 2014

무선 캡슐 내시경 (WCE)은 세기 초에 개발 될 수 있는 가장 영향력 있는 바이오 의료 전자 기술 중 하나였다. 기존의 내시경 진단과 비교하여,이 응용 프로그램은 이에 훨씬 더 사용자 친화적인 방식으로 전체 위장관 (GI) 트랙을 검사하기 위한 새로운 대안을 가진 외과 의사를 제공하는 비 침습 및 저 위험이 특징이다. 그 이외에도 일반 하드웨어 업그레이드에서 WCE 연구의 국경은 기본적으로 캡슐의 소형화 및 활성화 운동에 있다. 운동은 일반적으로 자연적인 연동 운동의 함수이다 현재 상용화 WCE 제품의 본질적인 결점을 극복하기 위해, 활성 운동력 효과적으로 다른 장기에 장치를 탐색 대상으로 인간 내 치료 기능을 수행하기 위해 사용되는 전략의 시리즈로서 제안 조직과 연구의 측면에 대한 몇 가지 새로운 디자인의 리뷰는 이 문서에서 논의 될 것이다.

• 대한한방내과학회지
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• 제36권3호
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• pp.276-283
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• 2015

Objectives: The purpose of this study is to report bowel sound patterns recorded in 3 diseases associated with structural deformity of the pylorus-duodenum. Methods: : Bowel sound recording is a useful non-invasive tool for the evaluation of gastrointestinal motility. However, the difficulty in manual attachment of the electronic stethoscope on the abdominal wall and noise production against bowel sound signals have prohibited its widespread use. Therefore, I developed a new apparatus that eliminates the noise; it contains a sound absorbing device and a holder for the head of stethoscope. Using the new bowel sound recording system, bowel sounds of the patients were recorded repeatedly. The endoscopic and abdominal computed tomography findings were obtained from other hospitals' medical record, and all patients were confirmed to have structural deformity in the pylorus-duodenum. The records of each patient were compared and assessed. Results: : Patients had either duodenal ulcer scar, pyloric stricture, or far advanced malignant stomach cancer, as diagnosed by the gastroscopy. Their dominant frequency of bowel sound obtained from the new system was checked more than 2 times at regular intervals. All 8 recordings in the 2 patients with duodenal ulcer scar (5 times) or pyloric stricture (3 times) showed a decrease in postprandial than fasting dominant frequency. One patient with stomach cancer showed no significant change between postprandial and fasting states at 2 recordings. Conclusions: The analysis of dominant frequency in bowel sounds can indicate the existence of pyloric obstruction that could delay gastric emptying.

• 세라미스트
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• 제22권3호
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• pp.281-300
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• 2019

Surface enhanced Raman scattering (SERS) was first discovered in 1974 by an unexpected Raman signal increase from Pyridine adsorbed on rough Ag electrode surfaces by the M. Fleishmann group. M. Moskovits group suggested that this phenomenon could be caused by surface plasmon resonance (SPR), which is a collective oscillation of free electrons at the surface of metal nanostructures by an external light source. After about 40 years, the SERS study has attracted great attention as a biomolecule analysis technology, and more than 2500 new papers and 500 review papers related to SERS topic have been published each year in recently. The advantages of biomaterials analysis using SERS are as follows; ① Molecular level analysis is possible based on unique fingerprint information of biomolecule, ② There is no photo-bleaching effect of the Raman reporters, allowing long-term monitoring of biomaterials compared to fluorescence microscopy, ③ SERS peak bandwidth is approximately 10 to 100 times narrower than fluorescence emission from organic phosphor or quantum dot, resulting in higher analysis accuracy, ④ Single excitation wavelength allows analysis of various biomaterials, ⑤ By utilizing near-infrared (NIR) SERS-activated nanostructures and NIR excitation lasers, auto-fluorescence noise in the visible wavelength range can be avoided from in vivo experiment and light damage in living cells can be minimized compared to visible lasers, ⑥ The weak Raman signal of the water molecule makes it easy to analyze biomaterials in aqueous solutions. For this reason, SERS is attracting attention as a next-generation non-invasive medical diagnostic device as well as substance analysis. In this review, the principles of SERS and various biomaterial analysis principles using SERS analysis will be introduced through recent research papers.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제35권4호
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• pp.95-98
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• 2014

The baroreflex is one kind of homeostatic mechanisms to regulate acute blood pressure (BP) changes by controlling heartbeat interval (HBI). To quantify the effect of baroreflex, we suggested a new approach of analyzing Granger causality between systolic BP (SBP) and HBI. The index defined as baroreflex effectiveness (BRE) was generated by the hypothesis that more effectual baroreflex would be related to more effective Granger causal influence of SBP on HBI. Six obstructive sleep apnea (OSA) patients (apnea-hypopnea index, AHI ${\geq}5$ events/hr) and six normal subjects participated in the study. Their SBP and HBI during nocturnal sleep were obtained from a non-invasive continuous BP measurement device. While the BRE ($mean{\pm}SD$) of normal subjects was $47.0{\pm}4.0%$, OSA patients exhibited the BRE of $34.0{\pm}3.8%$. The impaired baroreflex function of OSA patients can be explained by the physiological mechanism associated with recurrent hypoxic episodes during sleep. Thus, the significantly lower BRE in OSA patients verified the availability of Granger causality analysis to evaluate baroreflex during sleep. Furthermore, the range of BRE obtained from normal subjects was not overlapped with that obtained from OSA patients. It suggests the potential of BRE as a new helpful tool for diagnosing OSA.

• 한국자기학회지
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• 제23권4호
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• pp.135-143
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• 2013

요골 동맥의 중앙 부에 위치 한 "관"이란 곳에 영구자석 부착하여 맥의 움직임에 따라 발생하는 자기장의 변화를 홀센서로 정량화하여 맥진파형을 측정하는 집게형 맥진기를 개발하였다. 홀소자 맥진센서로 얻어진 전기적 신호로 심전도와 용적맥파계를 사용해 동시에 측정된 맥박수, 비침습적 혈압, 호흡수, 맥파전달속도와 공간맥파전달속도를 환자감시장치에 디스플레이하였다. 개발된 장치는 한방과 양방의 의료용 저장 매체와 새롭게 시도되거나 융합되어지고 있는 환자감시 장비 및 유비쿼터스 헬스케어 시스템 개발에 도움이 될 것이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.281-286
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• 2003

혈압은 사람의 건강상태를 알 수 있는 가장 기본적인 의학적 파라메터 중 하나이며, 오실로메트릭 방법을 사용한 혈압측정 시스템은 팔 동맥에서 커프를 통해 나타나는 압력을 측정함으로써 혈압수치를 비침습적으로 모니터링 하는 장치이다. 된 논문에서는 커프에 공기를 주입하면서 혈압을 측정하는 가압식 손목형 혈압측정 시스템을 설계하였다 설계한 혈압측정 시스템은 전원부와 압력을 가하는 공기주머니를 포함하는 커프, 신호검출부, 신호처리부, 무선 송수신부 그리고 디스플레이부로 구성된다. 설계한 자동 혈압측정 시스템은 기존에 일반적으로 사용되고 있는 자동혈압측정 시스템과의 수축기, 이완기 혈압 및 심박동수의 비교분석을 통해 신뢰성을 평가하였다. 수축기 혈압과 이완기 혈압을 결정하기 위해 MAA (Maximum Amplitude Algorithm)를 사용하였고, 적용한 특성비율은 0.436. 0.671이 었다.

• 대한방사성의약품학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-16
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• 2023

Liposomes as drug delivery system have proved useful carrier for various disease, including cancer. In addition, perfluorocarbon cored microbubbles are utilized in conjunction with high-intensity focused-ultrasound (HIFU) to enable simultaneous diagnosis and treatment. However, microbubbles generally exhibit lower drug loading efficiency, so the need for the development of a novel liposome-based drug delivery material that can efficiently load and deliver drugs to targeted areas via HIFU. This study aims to develop a liposome-based drug delivery material by introducing a substance that can burst liposomes using ultrasound energy and confirm the ability to target tumors using PET imaging. Liposomes (Lipo-DOX, Lipo-DOX-Au, Lipo-DOX-Au-RGD) were synthesized with gold nanoparticles using an avidin-biotin bond, and doxorubicin was mounted inside by pH gradient method. The size distribution was measured by DLS, and encapsulation efficiency of doxorubicin was analyzed by UV-vis spectrometer. The target specificity and cytotoxicity of liposomes were assessed in vitro by glioblastoma U87mg cells to HIFU treatment and analyzed using CCK-8 assay, and fluorescence microscopy at 6-hour intervals for up to 24 hours. For the in vivo study, U87mg model mouse were injected intravenously with 1.48 MBq of ⁶⁴Cu-labeled Lipo-DOX-Au and Lipo-DOX-Au-RGD, and PET images were taken at 0, 2, 4, 8, and 24 hours. As a result, the size of liposomes was 108.3 ± 5.0 nm at Lipo-DOX-Au and 94.1 ± 12.2 nm at Lipo-DOX-Au-RGD, and it was observed that doxorubicin was mounted inside the liposome up to 52%. After 6 hours of HIFU treatment, the viability of U87mg cells treated with Lipo-DOX-Au decreased by around 20% compared to Lipo-DOX, and Lipo-DOX-Au-RGD had a higher uptake rate than Lipo-DOX. In vivo study using PET images, it was confirmed that ⁶⁴Cu-Lipo-DOX-Au-RGD was taken up into the tumor immediately after injection and maintained for up to 4 hours. In this study, drugs released from liposomes-gold nanoparticles via ultrasound and RGD targeting were confirmed by non-invasive imaging. In cell-level experiments, HIFU treatment of gold nanoparticle-coupled liposomes significantly decreased tumor survival, while RGD-liposomes exhibited high tumor targeting and rapid release in vivo imaging. It is expected that the combination of these models with ultrasound is served as an effective drug delivery material with therapeutic outcomes.