학부 졸업논문 주제

◆ 졸업논문 지도교수: 우응제

◆ 졸업논문에 대한 일반 사항

(1) 3학년 2학기 초에는 모든 학생이 주제와 지도교수를 결정하여야 합니다.

(2) 졸업 논문은 기기나 프로그램 등과 같이 가시적인 결과물이 있는 것을 원칙으로 합니다.

(3) 졸업논문 지도교수의 승인이 있으면 실험 만을 수행하는 것도 가능합니다.

(4) 졸업논문의 심사는 4학년 2학기 초에 2회 시행합니다.

(5) 학부학생들의 IIRC 연구실 입주는 대학원 석사과정 진학을 전제로 하여 3학년 2학기부터 가능합니다.

(6) 대학원 진학을 원하지 않는 학생들은 한달에 1-2회 정도 우응제교수와 개별적으로 만나서 진도점검을 받아야 합니다. 이 경우, 졸업논문의 준비에 필요한 실험은 학부 실험실을 사용하며, 특수한 기자재 및 부품은 IIRC 연구실에서 지원합니다.

◆ 졸업논문 주제 (2007년도)

(1) 1-채널 소형 무선 생체임피던스 측정기

4개의 전극과 정전류원 및 전압측정기를 포함하는 소형 생체임피던스 측정 장치를 설계 및 제작한다. 이때 전극과 모든 전자회로를 하나의 기판에 설치하여 케이블을 사용하지 않도록 한다. 전원은 소형 전지를 사용하고 데이터의 통신은 무선통신 방식을 이용한다.

(2) 마이크로 임피던스 단층촬영 장치

16개의 초소형 1차원 배열전극과 이 전극들을 16-채널 임피던스 단층촬영 시스템에 연결할 수 있는 접속장치를 설계 및 제작한다. 배열전극을 포함하는 용기를 제작하고 용기의 밑면에 배열전극을 설치한 뒤, 전해질 용액을 채우고, 배열전극 위에 작은 전도성 물체를 설치하여 이 물체의 도전율 및 유전율을 영상화하는 실험을 수행한다. 전도성 물체로는 다양한 생체조직들을 이용한다.

(3) 스캐닝 마이크로 전달 어드미턴스 영상 장치

밑면에 사각형의 기준전극을 설치한 소형 용기를 제작한다. 용기에 전해질 용액을 채운 뒤, 기준전극 위에 작은 전도성 물체를 설치한다. 동축 케이블 형태의 소형 전류검출 프로브를 설계 및 제작하고, 이 프로브를 전도성 물체의 위에 위치시킨다. 기준전극에 정현파 전압을 인가하고, 프로브는 기준전위를 유지한다. xy-스캐너를 제어하여 프로브를 이동시키면서 전도성 물체 표면에서 전류를 측정하여 전달 어드미턴스 영상을 출력한다. 전도성 물체로는 다양한 생체조직들을 이용한다. 

(4) 배열전극을 이용하는 마이크로 전달 어드미턴스 영상 장치

320개의 초소형 전극을 2차원으로 배열한 배열전극을 설계 및 제작한다. 2차원 배열전극을 용기의 밑면에 설치하고 용기는 전해질 용액으로 채운다. 배열전극의 위에 전도성 물체를 설치하고 물체의 위 부분 용액 내부에 사각형 기준전극을 설치한다. 기준전극에 정현파 전압을 인가하고 배열전극들은 기준전위를 유지한다. 각 배열전극에서 전류를 측정하여 전달 어드미턴스 영상을 출력한다. 전도성 물체로는 다양한 생체조직들을 이용한다.

(5) 바이오 임피던스 스펙트로스코피를 이용한 전도성 물질의 도전율 및 유전율 스펙트럼

바이오 임피던스 스펙트로스코피를 이용하여 10Hz부터 500kHz의 범위에서 생체조직 및 전도성 화합물들의 도전율 및 유전율 스펙트럼을 측정한다. 이를 위해서 다양한 프로브를 제작한다.

(6) 신경조직의 신경활동과 도전율 변화의 관계 측정

오징어 또는 해삼 등의 신경조직을 추출한 뒤, 바이오 임피던스 스펙트로스코피를 이용하여 신경활동과 관련된 도전율의 변화를 측정하고 데이터를 분석한다.

(7) 임피던스 단층촬영 시스템의 운영 소프트웨어 개발

C++ 언어를 사용하여 임피던스 단층촬영 시스템의 운영 소프트웨어를 개발한다. 사용자 인터페이스, 하드웨어 제어 및 데이터 수집, 영상복원, 처리 및 출력 그리고 실험 데이터 및 영상의 데이터베이스 관리 기능을 구현한다.

(8) 전달 어드미턴스 스캐너 시스템의 운영 소프트웨어 개발

C++ 언어를 사용하여 전달 어드미턴스 스캐너 시스템의 운영 소프트웨어를 개발한다. 사용자 인터페이스, 하드웨어 제어 및 데이터 수집, 영상복원, 처리 및 출력 그리고 실험 데이터 및 영상의 데이터베이스 관리 기능을 구현한다.

(9) 자기공명 임피던스 단층촬영의 동물실험

3T MRI 시스템을 이용하여 자기공명 임피던스 단층촬영의 동물실험을 수행한다. 다양한 전도성 물질을 이용하여 전극 및 정전류원을 제작하고, 마취기, 인공호흡기 및 생체신호 모니터 등을 결합하여 동물실험 도중에 동물의 상태를 모니터링하며 그 결과를 분석한다.

(10) 임피던스 단층촬영의 동물실험

16-채널 다주파수 임피던스 단층촬영 시스템을 이용하여 동물실험을 수행한다. 인공호흡기를 이용하여 실험동물의 호흡을 제어하면서 도전율 및 유전율 영상을 복원하여 호흡기능 및 폐 내부의 공기의 분포를 영상화한다.

(11) 생체전기 현상 해석을 위한 3차원 유한요소 프로그램

C 또는 C++와 Matlab을 이용하여 인체에 전류를 주입할 때, 인체 내부의 전위, 전류밀도, 자속밀도 분포를 계산하는 프로그램을 제작한다.

(12) 생체신호 수집 및 처리 장치의 제작

센서, 증폭기 및 필터, ADC 및 DSP로 구성되는 생체신호 수집 장치를 설계 및 제작한다. 이 장치를 유선(USB) 또는 무선(RF 통신)으로 PC와 연결하여 데이터 통신을 수행한다. 수집된 데이터를 그래프로 출력하고 신호처리를 수행하는 PC 프로그램을 C++ 또는 LabVIEW 또는 Matlab으로 제작한다. 측정하는 생체신호의 종류와 센서는 학생이 스스로 선택한다.

(13) 아날로그 신호처리 모듈의 개발

계측용 증폭기, 필터, 레벨 변환기, 정밀 정류기, 정밀 비교기 등 생체계측에 사용되는 아날로그 신호처리 회로를 서로 결합이 가능한 형태의 모듈로 설계 및 제작하고 그 성능을 비교 평가한다.

(14) 디지털 파형발생기 및 위상감응복조기의 FPGA 구현

VHDL을 이용하여 다양한 파형을 발생하고, 위상감응복조를 수행하는 FPGA를 설계 및 제작하여 성능을 평가한다.

(15) FPGA를 이용한 디지털 생체신호처리 모듈의 개발

디지털 필터, 데이터 평균, 스파이크 검출 등의 디지털 신호처리를 수행하는 FPGA 칩을 VHDL을 이용하여 설계하고 생체신호처리에 응용하여 그 성능을 평가한다.