목차

1 서론 1
1.1 연구의 배경 및 필요성 1
1.1.1 당뇨발의 병리학적 이해 1
1.1.2 당뇨발의 통계 3
1.1.3 당뇨발의 생체역학 연구 상황 4
1.2 연구의 배경 및 필요성 5
1.2.1 연구의 목표 5
1.2.2 연구의 기대효과 6
1.3 피부의 생체역학 분석 방법 7
1.3.1 피부의 구조에 따른 단층 및 다층 모델 7
1.3.2 인덴테이션 테스트 8
1.3.3 탄성체 및 초탄성체 모델 9
1.3.4 유한요소해석 및 최적화 도구 10
2 탄성체 기반 실리콘 모델의 물성치 예측 12
2.1 장비 제작 및 시험 준비 12
2.1.1 인덴테이션 테스트 기기 제작 12
2.1.2 데이터 취득 장비 및 거치대 제작 15
2.2 단층 모델 17
2.2.1 연구의 배경 및 목표 17
2.2.2 실리콘 샘플의 제작 재료 준비 및 실험 과정 18
2.2.2.1 실리콘 샘플 제작 18
2.2.2.2 실리콘 샘플의 인덴테이션 테스트 20
2.2.3 데이터 처리 및 물성치 예측 24
2.2.3.1 탐침 반력 및 변위 데이터 처리 24
2.2.3.2 유한요소해석 수행 25
2.2.3.3 최적화 도구를 이용한 기계적 물성치 예측 29
2.2.4 결과 및 예측 타당성 검증 32
2.2.4.1 결과 및 검증 32
2.2.4.2 토의 33
2.3 다층 모델 35
2.3.1 연구의 배경 및 목표 35
2.3.2 재료 준비 및 실험 과정 37
2.3.2.1 실리콘 샘플 제작 37
2.3.2.2 실리콘 샘플의 인덴테이션 테스트 및 재료 실험 40
2.3.3 데이터 처리 및 물성치 예측 42
2.3.3.1 탐침 반력 및 변위 데이터 처리 42
2.3.3.2 유한요소 해석 수행 43
2.3.3.3 최적화 도구를 이용한 기계적 물성치 예측 47
2.3.4 결과 및 예측 타당성 검증 50
2.3.4.1 결과 및 검증 50
2.3.4.2 토의 52
3 초탄성체 기반 실리콘 모델의 물성치 예측 53
3.1 Mooney-Rivlin 초탄성체 이론에 기반한 다층 모델 53
3.1.1 연구의 배경 및 목표 53
3.1.2 실험 과정 55
3.1.2.1 실리콘 샘플 제작 55
3.1.2.2 실리콘 샘플의 인덴테이션 테스트 및 재료 실험 58
3.1.3 데이터 처리 및 물성치 예측 61
3.1.3.1 재료 실험을 통한 물성치 예측 61
3.1.3.2 탐침 반력 및 변위 데이터 처리 62
3.1.3.3 유한요소해석 수행 63
3.1.3.4 최적화 도구를 이용한 기계적 물성치 예측 67
3.1.4 물성 예측 타당성 검증 70
3.1.4.1 결과 및 검증 70
3.1.4.2 토의 72
3.2 Ogden 초탄성체 이론에 기반한 다층 모델 73
3.2.1 연구의 배경 및 목표 73
3.2.2 실험 과정 75
3.2.3 데이터 처리 및 물성치 예측 77
3.2.3.1 재료 실험을 통한 물성 데이터 획득 77
3.2.3.2 탐침 반력 및 변위 데이터 처리 78
3.2.3.3 유한요소 해석 수행 79
3.2.3.4 최적화 도구를 이용한 기계적 물성치 예측 81
3.2.4 물성 예측 타당성 검증 82
3.2.4.1 결과 및 검증 82
3.2.4.2 토의 85
4 일반인 및 당뇨발 환자 족부 피부 조직의 물성치 예측 및 분석 86
4.1 연구의 배경 및 목표 86
4.2 실험 과정 88
4.2.1 장비 제작 및 피험자 준비 88
4.2.1.1 실험 장비 제작 88
4.2.1.2 일반인 및 당뇨발 피험자 91
4.2.2 족부 형상 제작을 위한 영상 촬영 92
4.2.2.1 족부 단층 촬영 영상 획득 92
4.2.2.2 족부 다시점 영상 촬영 93
4.2.3 족부 피부 조직의 인덴테이션 테스트 96
4.3 데이터 처리 및 물성치 예측 99
4.3.1 피부층 두께 측정 및 족부 형상 제작 99
4.3.1.1 단층 촬영 영상을 이용한 족부 형상 제작 99
4.3.1.2 다시점 영상을 이용한 족부 형상 재구성 102
4.3.1.3 단층 촬영 및 다시점 영상의 족부 형상 정렬 106
4.3.1.4 피험자 족부 피부층 두께 측정 및 탐침 반력 데이터 처리 109
4.3.2 유한 요소 해석 수행 111
4.3.3 족부 피부 조직의 초탄성체 기계적 물성치 예측 112
4.4 결과 및 토의 114
4.4.1 결과 및 검증 114
4.4.2 토의 116
5 결론 117
참고문헌 119
국문초록 128
ABSTRACT 130
감사의 글 132