호흡 측정기는 기도를 통해 환자의 폐에 드나드는 기체의 양을 측정하여 호흡에 관련된 기능을 판단하는 의료기기이다. 수술실에서 전신 마취시 사용하는 마취기용 인공호흡기는 미미한 양의 마취제 과용으로도 환자의 생명을 앗아갈 수 있으므로 정확한 호흡량 측정이 특히 중요하다. 본 연구에서는 호흡량 측정에 영향을 주는 요인들로부터 정확한 유량을 산출해내는 방법에 대해 고찰하고. 마취용 인공호흡기에 적용하여 수술환자의 호흡특성을 알아내는 호홉측정기를 구현하였다. 인공호흡기에 많이 사용되고 있는 차동압력형 유량센서를 이용하여 압력, 온도, 가스구성의 상관관계에 따라 유랑을 계측하였으며 유량-타동압력의 비선형적 관계를 선형화하였다. 또한, 휴대형 기기에 적합하도록 전력 효율을 최대화 할 수 있게 시스템을 설계하였다

본 연구에서는 PIC(마이크로 컨트롤러)를 이용하여 전정계 기능 검사를 할 수 있도록 앙극 (bipolar) 자극이 가능한 정전류 자극기를 제작하였다. 정전류원이 구동할 수 있는 최대 부하와 최대 전류는 각각 3$k\Omega$. 5mA로 하였다. 그리고 자극 패턴은 직류. 정현파, 혹은 펄스파가 가능하도록 제작하였다. 정상인 20명을 대상으로 전기 자극 방법에 따른 안구 운동을 영상 안구운동 검사기(videooculograph; VOG)를 이용하여 분석하였다. 자극 패턴은 직류. 자극 시간은 30초로 하여. 전류의 세기에 대한 안진 반응을 살펴보기 위해 각 피검자마다 자극 전류가 0.75. 1, 2. 3mA인 경우에 대하여 실험하였다 자극 전류의 세기가 2mA 이상일 때는 검사 대상자 모두에게서 안진이 발생하였다 전류의 세기를 0.75에서 3mA로 증가시켰을 때. 느린 성분의 안구운동 속도의 평균은 1.1에서 4.8 deg/sec로 증가하였고. 안진의 평균 횟수 또한 17회에서 48회로 증가하였다. 전기 자극으로 인한 빠른 성분의 안구운동은 일관되게 음 자극을 가하는 전극이 있는 방향으로 나타났으며 좌우 반응의 타이를 나타내는 비대칭도는 전류가 증가할수록 감소하였다. 본 연구는 전기 자극을 이용한 전정 기능 평가와 전정 안반사의 생리기전 연구의 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

혈액 속의 글루코즈 농도를 측정 시 타 성분이 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 헤모글로빈을 포함한 총 5 가지의 주요 성분을 이용하여 혈액 팬텀을 만들었으며 글루코즈의 배음대역을 포함하는 1500 ~ 1850nm의 흡수스펙트럼을 측정하여 농도 추정 모델을 세웠다. 농도 예측은 다변량통계분석 모델인 부분최소자승회귀분석을 이용하였다 다른 성분들이 글루코즈 측정에 있어 미치는 영향은 실험계획법을 적용한 인자 분석에 의하여 조사하였다. 트리 글라이세라이드는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며. 알부민과 글로불린의 경우 적은 범위의 영향을 주는 것으로 나타났다 하지만 헤모글로빈의 영향은 큰 것으로 나타나 글루코즈 측정에 있어 헤모글로빈의 농도 보상이 필요한 것으로 판명되었다.

인체의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)을 가지고 있고. 심장의 박동이나 호흡과 같은 생리현상은 해당 생체조직의 임피던스를 변화시킨다. 본 논문에서는 인체 내부에 존재하는 비정상 조직의 크기와 위치를 검출하기 위한 32-채널 생체 임피던스 측정 시스템에 대하여 기술한다. 이러한 기술은 유방암 조직의 경우와 같이 배경 조직과는 저항률이 다른 비정상 조직을 검출하는 경우에 응용할 수 있을 것으로 기대한다. 32-채널 생체 임피던스 측정 시스템을 위하여 32개의 복합형 전극과 32 채널의 정전류원을 사용하였다. 임피던스의 측정을 위해 50kHz의 정현파 전류를 주입하고. 유기되는 전압을 가변 이득 협대역 계측용 증폭기로 측정하고, 그 크기를 위상감응복조기로 검출하였다. 검출된 임피던스 신호는 A/D 변환하여 PC에 입력하였다. 전해질 팬텀을 이용한 실험에서 전체 시스템의 정확도는 2.42%이며, 직경 270mm인 팬텀 내부에 존재하는 직경 8mm 이상인 물체의 크기와 위치를 검출할 수 있었다. 본 연구의 결과를 기초로 다채널 생체 임피던스 측정 시스템의 정확도를 개선하여. 직경 lmm 이내의 물체를 검출하는 것이 향후의 연구 목표이다 이러한 정확도를 가지는 생체 임피던스 계측 시스템을 개발하면. 인체 내부의 임피던스 분포를 측정하는 EIT(electrical impedance tomography) 시스템과, 최근에 연구되고 있는 자기공명 임피던스 단층촬영(MREIT, magnetic resonance electrical impedance tomography)에도 응용이 가능할 것이다.

치과용 고-Pd계 합금인 76.5wt.%Pd-11 6%Cu-7.2%Ga계 및 77.3%Pd-6.0%Ga계 합금의 주조. 탈개스 및 세라믹소성처리 후 부식저항성을 0.9%NaCl 및 Fusayama 전해액에서 동전위분극법을 이용하여 평가하였다. 미세조직의 변화에 따라 약간의 부식속도 차이를 나타내었으나 이는 미미하여 치과재료로서의 부식저항성은 문제가 없는 것으로 판단되었다 합금조성에 따른 부식저항성은 77.3%Pd-6.0%Ga계 합금이 76.5%Pd-11.6%Cu-7.2%Ga계 합금보다 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 76.5%Pd-11.6%Cu-7.2%Ga계 합금은 급냉조건과 Cu의 첨가로 공정반응을 촉진시켜 미세조직에 편석 및 석출물들이 존재했기 때문이었으며 77.3%Pd-6.0%Ga계 합금은 기지조직이 고용체로 구성되어 부식저항성 이 우수하였다.

At present. about 0.3 million and more THRs (Total Hip Replacement) in a rear are being done worldwide. The increase in mechanical failure with the increase in THR, required more revisions. Revisions compensate mainly the wear of the artificial joint frictional surface and the loosening of the cup and stem. According to recent researches, loosening is mainly due to wear debris UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) from frictional surfaces . To overcome the wear problems associated with artificial joint materials , new surface structures with regular Patterns were designed and fabricated The lubrication Properties were examined to evaluate the wear of the frictional surfaces. The surface structure manifested a Pattern of "dents" with a 0.2-1.0 mm of diameter and 0.6-2.0 mm of Pitch. From the friction test of the SUS316L vs UHMWPE using the frictional tester, we found that the lubrication Performance was improved due to of drastically reduced amount of abrasion. There were optimum sizes for the diameter and the pitch of the Pattern. The results demonstrated that the lubrication properties could be improved by Patterning of the frictional surfaces. The surface Patterning was effective in preventing wear of the frictional surfaces, and the life of an artificial joint could be extended with such Patterning.

컴퓨터 보조의 3차원 수술지원시스템(CAS. Computer Assisted Surgery)의 3차원 위치검출을 위한 광학식 추적자(Optical Tracker)에서 수술도구에 장착되는 적외선 LED의 좌우 영상을 CCD 카메라로 획득하는 데 있어서 기존의 2개의 프레임그래버를 이용하는 방법을 개선하여 하나의 그래버로 획득하는 방법을 개발하였다 좌우의 영상은 칼라 프레임그래버의 색차신호로 부가되며 이에 관련된 하드웨어 및 검출 알고리즘을 개발하였다 결과적으로 본 연구에서 개발된 방법은 비용이 절감되며 좌우영상의 추출이 빠른 것이 장점이다

스텐트를 이용한 동맥류 색전술은 방추형 동맥류 등 목이 넓은 광경동맥류의 치료에 최근 사용되고 있다. 동맥류 내부의 혈류유동은 혈전의 형성 및 동맥류 폐색에 중요한 역할을 하므로 스텐트의 삽입으로 인한 동맥류 내부 혈류 유동의 변화를 고찰하기 위하여 광색성 염료를 이용한 유동가시화 방법을 사용하였다. 제작된 방추형 동맥류 모델에 대해 맥동 유동시 동맥류 벽 다섯 위치에서 유동장의 정성적 관탈 및 벽 전단변형률의 측정이 수행되었다. 스텐트의 삽입은 동맥류 내부의 유동을 감소시켰으며 동맥류 내부의 느린 와류유동이 감속후기가지 지속되었다. 또한 스텐트가 삽입된 모델은 스텐트가 없는 모델에 비하여 벽 전단변형률이 감소하였으며. OSI는 증가하였다 이러한 혈류유동의 변화는 혈전의 형성 및 내막거식증대가 일어나기 쉬운 혈류역학적 환경을 제공한다. 따라서 스텐트의 삽입으로 인한 동맥류 내부의 혈류 유동은 혈전의 형성 및 동맥류 폐색을 촉진하도록 변화함을 알 수 있었다..

본 연구에서는 하퇴 절단환자에서 고정형. 단축형, 다축형 인공족관절 장착시 지면반발력과 에너지 소비량을 측정하여 하퇴의지에 대한 생체역학적 평가를 하였다. 실험에는 각각 2명의 남성과 여성 하퇴 절단 환자가 3종류의 의지를 착용하고 참여하였으며. 3차원 보행분석은 7개의 기준점에 대하여 전체 입각기에 대한 지면 반발력의 체중에 대한 비율로 나타내었다. 하퇴의지 에너지 소비량은 피 실험자들이 각각 2km/h, 3km/h 그리고 가장 걷기 편한 속도로 런닝머신 위에서 보행하게 하면서 측정하였다 실험결과는 지면반발력에서 다축형 인공족관절 장착시 추진력과 후진력의 보행특성에 대하여 우위를 보이며, 고정형 인공족관절 장착시에는 보행균형과 무게중심의 이동에 대해 상대적인 우위를 보였다. 에너지 소비량은 2.3km/h 이상의 보행속도에서 단축형 인공족관절 장착시 다른 두 의지에 비해 적은량의 에너지 소비를 보였다.

크맆현상에 따른 척추경막의 교합 원인과 교합량을 유한요소 모델을 이용하여 정량적으로 구하였다. 교합량은 척추경막의 단면적 변화로 나타내었다. 500 N부터 6000 N가지 수직 방향으로의 축하중과 2 Nm에서 10 Nm 가지의 굴전. 신전 모멘트 변화에 따른 척추경막의 교합량을 구한 결과 2000 N이상에서의 하중에서만 척추경막의 교합이 발생하였다. 신전을 동반한 수직압축의 경우 교합량이 단순 압축에 비해 더 크게 나타났다. 2 kN의 압축력이 8 Nm의 신전 모멘트와 함께 작용되었을 경우 7.4%. 10 Nm의 모멘트와 함께 작용하였을 경우에는 10.5%의 교합량이 발생했다 크릴에 따른 교합량의 변화는 신전시 가장 크게 나타났으며 10 Nm의 모멘트가 작용될 경우에서 6.7%의 교합량과 2.4%의 체적 감소가 계산되었다. 교합현상은 주로 황색인대의 이완과 추간판의 팽륜에 의해 발생되었으며 신전시에는 황색인대가 교합의 주원인이 되었다. 굴전으로 인한 교합현상은 발생되지 않았다.