• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.495-501
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• 2013

곤충을 비롯한 많은 생물은 매질의 진동을 감지할 수 있는 다양한 감각기관을 이용하여 외부 교란을 감지하고 서로 통신하며 생명 유지활동을 하고 있다. 가장 가까이 접하는 진동유동의 대표적인 예로는 인체의 호흡을 들 수 있다. 본 연구에서는 마이크로제조 공정을 통해 메소스케일 저항식 감지소자, 특히 외팔보 형상의 유연 감지소자를 이용한 유량측정법을 제안하고, 무선통신을 이용한 유동측정 시스템화 및 휴대화의 가능성을 고찰하였다. 탄성계수가 낮은 기질재료를 사용함으로써 온 습도에 영향을 받지 않는 건강 진단용 호흡센서로서의 가능성 및 확장성을 확인하였다. 또한 유동감지 센서의 측정 데이터를 분석한 결과, 정밀성과 신뢰성은 마이크로 컨트롤러의 분해능, 노이즈 제거기술에도 의존하는 것으로 나타났다. 이 시스템에서 패킷 간의 최소 전송소요 시간은 약 16 ms로 나타났다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권1호
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• pp.41-52
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• 2002

목적 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용하여 종양의 위치가 일정워치에 있을 때만 방사선을 치료하는 호흡 동기치료기구를 제작하고 일정한 호흡주기 상태에서 수행된 CT simulation과 3차원 입체조형치료계획에 따라 방사선을 치료하는 시스템을 개발하고자 하였다. 호흡유무에 따른 종양의 치료 마진(margin)을 측정하고 계획용표적체적(planning target volume:PTV)의 크기에 따른 선량체적표(dose volume histogram:DVH)와 종양억제확률(tumor control probability:NTCP), 건강조직손상확률(normal tissue complication probability:NTCP) 및 선량 통계자료를 통하여 치료성과를 평가하고 선량증강 범위를 예측하고자 하였다. 대상 및 방법 : 종양이 비교적 작고 전이가 없는(T1N0M0) 5명의 폐암환자를 선택하여 X-선 조준장치를 이용하여 횡격막의 이동거리를 측정하는 방법으로 내부장기의 운동을 평가하였다. 호흡동기치료기구는 끌어당김 센서가 부착된 허리띠 모양으로 구성되었으며 이를 흉곽 또는 복부에 부착하여 호흡주기에 의한 흉곽의 크기변동에 따라 센서의 회로가 개폐되고 이것을 선형가속기의 조종간에 연결하는 간단한 기구로서 감도와 재현성이 높았다. 호흡을 배기한 후 일시적 호흡이 정지된 상태에서 Spiral-CT (PQ-5000)로 3차원 영상을 획득하고 Virtual CT-simulator (AcQ-SIM)에 의하여 종양의 위치와 주위 장기들을 확인 도시하였으며 3차원 치료계획장치(Pinnacle, ADAC Co.)를 이용하여 3차원 입체조형치료를 계획하였다. 치료계획의 평가는 호흡동기치료기구의 사용유무에 따른 PTV의 크기에 따라 최적 선량분포를 구사하였으며 각각의 DVH, TCP, NTCP 및 선량통계자료를 도출 비교 검토하였다. 결과 : X-선 simulation에서 폐암환자의 횡격막 이동은 약 1 cm에서 2.5 cm로서 평균 1.5 cm로 측정되었고 자유호흡시 PTV는 CTV (clinical target volume)에 약 2 cm 마진을 주었으며 호흡동기치료기구를 사용하였을 때는 0.5 cm 마진이 적당한 것으로 측정되었다. 종양의 PTV는 연장 마진의 거의 자승비로 증가하였으며 TCP의 값은 마진 범위 $(0.5\~2.0\;cm)$에 관계없이 거의 일정하였고 NTCP의 값은 마진 크기에 따라 평균 $65\%$로 급속히 증가하였다. 결론 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용한 호흡동기치료기구는 종양의 위치가 일정할 때만 방사선이 조사되는 간단하고 정확한 장치로서 3차원 입체조형치료 및 강도변조방사선치료에서 매우 유용한 장치임을 확인할 수 있었다. 또한 호흡조절 방사선입체조형치료방법의 기술과 시술절차를 확립시키고 정량적인 선량평가를 위하여 DVH, TCP, NTCP 등의 정량분석과 종양의 투여 선량 증가량(dose escalation)을 예측하는 기초자료를 제공할 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.671-677
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• 2012

수면 중에 부정기적으로 발생하는 인체 이상유형을 모니터링하기 위한 블랙박스 프로그램을 구현하였다. 인체 블랙박스 시스템은 생체 신호를 계측하는 센서와 알람, 전등, 네트워크 카메라와 같은 보조 장치 및 신호를 모니터링 하는 컴퓨터로 구성되어 있다. 신체 이상 증상의 원인을 정확하게 규명하기 위하여 PPG, EOG, EEG, 호흡센서, 온도센서, G-센서 및 마이크로폰과 같은 다양한 센서를 이용하였다. 이상 증상이 발생하면 시스템은 치료에 활용할 수 있는 정보를 제공하기 위해서 환자의 상태를 기록한다. 신체 이상유형을 감지하게 위하여 적절한 센서 위치를 선정한다. 측정 데이터의 유형별 정상 범위에 근거하여, 신체 이상유형을 구별하기 위한 신호 수준을 선정하였다. 이상 신호가 계측되면 전등 및 알람, 네트워크 카메라가 동시에 작동하고, 센서 신호 및 비디오 데이터가 저장된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권6호
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• pp.479-486
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• 2001

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

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.514-517
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• 2003

산소공급은 신체 요구 중 가장 기본적인 것이다. 호흡은 뇌의 연수(medulla oblongata)에 있는 호흡중추와 폐의 정상적 기능에 의해 조절된다. 즉 폐와 환경 사이의 공기 이동인 외 호흡과 헤모글로빈과 단세포 사이의 세포수준에서의 산소 이동인 내 호흡을 말한다. 성인의 호흡수는 보통 1분에 15-20회이나 연령, 운동, 기온, 심리적 변호, 질병상태, 대기의 산소 함량, 약물 투여 등에 따라 차이가 난다. 호흡측정은 대상자가 쉬고 있을 때 하는 것이 중요하다. 호흡 측정은 측정하고 있다는 사실을 대상자가 모르도록 기술적으로 해야한다. 현재 사용하는 방법은 주의를 끌지 않도록 대상자의 팔목에 손을 댄 채로 맥박을 측정한 바로 직후 계속해서 대상자의 가슴의 움직임을 관찰하면서 호흡을 측정하는 것이다. 본 논문에서 구현하고자 하는 것은 관성의 오차 및 압력의 오차에 영향을 거의 받지 않는, 그리고 반영구적으로 사용이 가능한 초음파 센서를 이용한 임베디드 환경의 호흡 량 측정기이다.

• 감성과학
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• 제14권3호
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• pp.459-466
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• 2011

코골이 및 수면 무호흡증 등의 수면 질환은 정신적, 육체적 피로감을 유발하고 정상적인 활동에 심각한 영향을 미치고 있다. 코골이는 공기가 좁아진 기도를 통과할 때 진동에 의해서 일어나는 호흡잡음이고, 수면 무호흡은 기도 주변의 조직이 이완됨에 따라 기도가 일시적으로 막히게 될 때 일어나는 현상이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 수면 중 코골이를 검출하고 이를 경감하려는 많은 시도가 이루어져왔다. 본 연구에서는 수면 중 코골이 신호의 검출에 있어서 오류가 발생되는 원인인 주변 잡음이나 기타 영향을 제거하기 위한 새로운 센싱 시스템과 분석 알고리즘의 개발을 수행하였다. 센싱 시스템은 베개 내부에 내장되는 두 개의 polyvinylidene fluoride (PVDF) 진동 센서를 포함하고 있으며 검출되는 신호를 수집, 저장하는 하드웨어부와 코골이 신호를 판단하는 신호처리부로 이루어졌다. 베개에 내장되는 PVDF 센서 중 제 1센서는 코골이 신호를 검출하고 제 2센서는 코골이 신호 및 주변의 잡음을 검출한다. 본 실험에는 10명의 피험자가 참여하였으며 수면 중 잡음이 발생할 수 있는 다양한 환경 조건 하에서 신호를 검출하여 분석하였다. 그 결과 다양한 잡음환경 하에서 코골이 신호가 코골이가 아닌 잡음에 비해 약 70% 이상의 에너지 값을 가지는 것을 확인하였고 이를 통해 잡음으로부터 코골이 신호를 정확하게 검출하는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 수면 중 발생하는 코골이의 경감을 위한 베개의 개발과 정량적인 수면상태 평가를 통해 건강한 수면 환경을 제시할 수 있는 숙면 유도 시스템의 개발에도 활용될 것이다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2005년도 제30회 춘계학술대회
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• pp.59-63
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• 2005

호흡 움직임은 종양에 대한 방사선치료의 부정확한 방사선조사가 유도되도록 복부 및 흉부에서 움직임을 야기한다. 그러므로 치료시 이러한 움직임에 대한 정확한 계산은 정상조직에는 저 선량을 조사되도록 CTV의 마진을 줄일 수 있고 방사선치료에 발생되는 부작용을 줄일 수 있다. Intrafraction motion을 고려하는 기술로는 호흡 멈춤, 호흡동조, 4차원 또는 종양추적 기술이 있다. 호흡동조 방법은 환자의 호흡 신호가 호흡주기의 일정한 범위에 위치할 때 주기적으로 빔을 조사하고 그 범위를 벗어날 때는 빔을 조사하지 않는 방법이다. 이러한 기술은 내부장기 움직임과 상관관계가 있는 호흡 움직임 신호의 획득이 요구된다. 호흡동조 방사선치료를 위한 예비연구로 본 연구자들은 호흡 움직임 신호 측정을 수행하였다. 환자의 호흡 움직임 신호 측정을 위해서, 호흡측정시스템을 3 가지 센서, 4 채널 데이터 획득 시스템, 신호처리용 컴퓨터로 구성하였다. 2명의 환자를 대상으로 본 연구자들은 호흡측정시스템을 가지고 호흡주기 및 파형을 평가하였다. 그 결과 호흡주기는 시간의 함수에 따라 일반적으로 정확한 대칭 형태는 아니지만 주기적인 형태로 측정되었다. 호흡측정 시스템은 기대했던 만큼 환자의 호흡을 잘 추적하였으며 실험에 적용하기 위해 쉽게 컨트롤 할 수 있었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2009년도 창립 20주년기념 특별학술발표회
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• pp.369-370
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• 2009

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.468-471
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• 2008

We have developed a breath flow sensor that is cheap, robust and has reasonable accuracy. It based on using two thermistors implanted in a breath nozzle, apart by a small but known distance. The sensors detect the small time interval when the breath tidal wave passes by. Therefore the speed of the breath gas can be determined in a given pipe of known diameter. The sensors are calibrated for a few parameters and their accuracy has been estimated.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 춘계학술발표대회
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• pp.551-552
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• 2021

본 논문에서는 촬영한 피부 영상(얼굴, 손 등)을 이용한 생체신호(맥박, 호흡, 혈압, 체온 등) 측정 S/W 기술을 제안한다. 기존의 생체신호 측정 기술은 다양한 센서(PPG, 압력 센서, 혈압계, 체온계 등)가 탑재된 측정 장치를 이용하여 상태를 측정하고 이를 진단하는 연구들이 진행되어 왔다. 각 각의 생체신호를 측정하기 위해서는 별도로 구비된 측정 장치들을 이용하여 개별적으로 생체신호를 측정하고 확인하여야 한다. 제안된 기술은 스마트 디바이스에 생체신호 측정 S/W의 설치만으로 카메라로 촬영한 피부 영상의 피부 관심 영역에서 계산된 색상 데이터를 이용하여 다양한 생체신호를 언제 어디서나 실시간으로 측정할 수 있으며, 생체신호 측정 성능 평가 결과 맥박수 2.63%, 호흡수 5.98%, 이완기 혈압 2.48%, 수축기 혈압 5.23% 및 체온 0.25%의 오차율이 계산되었다.