• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.2653-2660
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• 2013

대표적인 수면장애로 수면 무호흡증과 코골이가 있다. 하지만 기존에는 수면장애 측정과 진단만 이루어지고 그 원인을 파악하는 연구는 미비하였다. 따라서 본 논문에서는 이를 보완하기 위해 멀티센서를 기반으로 한 수면장애 개선 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 제안한 시스템을 설계하기 위해 전체 시스템의 구성을 파악하고 데이터의 흐름을 설계하였다. 설계한 시스템을 구현하기 위해 사용자 인터페이스 및 모바일 애플리케이션은 안드로이드 기반으로 구현하였다. 본 논문에서 설계 및 구현한 시스템의 결과의 정확도를 테스트하기 위해 테스트 시나리오를 작성하였다. 테스트 시나리오에 따른 수면 장애 요인 값을 변화시키며 추론 결과의 정확도를 테스트 한 결과 제안한 수면장애 개선 시스템이 정확하게 동작함을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.57-63
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• 2012

심장질환과 호흡기계 질환이 증가하는 가운데 기초진료를 위한 청진기의 성능 및 효과적인 사용은 매우 중요한 과정으로 적용되고 있다. 본 연구에서는 piezopolymer film을 사용하여 주위 소음을 최소화하고 5Hz까지의 저주파 대역을 수용할 수 있는 접촉형 진동센서를 개발하였고, 기존 전자청진기의 청진음보다 의사들이 익숙해 있는 청진음에 가깝도록 신호처리 기술을 적용하였다. 특히 저주파수 대역의 심음을 왜곡 없이 검출하고, 대부분의 전자청진기에서 취약한 호흡음의 질적 수준을 향상시켰으며, 블루투스를 적용하여 무선으로 송수신함으로써 u-헬스케어 환경에 적용이 가능한 전자청진시스템을 개발하였다. 본 연구의 결과는 일상생활중의 건강관리에 원격진료를 통한 의료산업 및 정보통신 산업 간의 융합기술 활성화에 적용될 수 있을 것이다.

• 센서학회지
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• 제18권4호
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• pp.294-300
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• 2009

Cardiopulmonary resuscitation(CPR) is performed by artificial ventilation and thoracic compression for the patient under emergent situation to maintain at least the minimum level of respiration and blood circulation for life survival. Quality of the pre-hospital CPR not only significantly affects the patient's survival rate but also minimizes side effects caused by CPR. Good quality CPR requires monitoring respiration, however, traditional respiratory air flow transducers cannot be used because the transducer elements are located on the flow axis. The present study developed a new technique with no physical object on the flow stream but enabling the air flow measurement and easily incorporated with the CPR devices. A turbulence chamber was formed in the middle of the respiratory tube by locally enlarging the cross-sectional area where the flow related turbulence was generated inducing energy loss which was in turn converted into pressure difference. The turbulence chamber was simply an empty enlarged air space, thus no physical object was placed on the flow stream, but still the flow rate could be evaluated. Both inspiratory and expiratory flows were obtained with symmetric measurement characteristics. Quadratic curve fitting provided excellent calibration formula with a correlation coefficient>0.999 (P<0.0001) and the mean relative error<1 %. The present results can be usefully applied to accurately monitor the air flow rate during CPR.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권4호
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• pp.100-108
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• 2019

In this paper, a new stacked element pressure sensor has proposed for heartbeat and respiration measurement. This device can be directly attached to an individual's chest; heartbeat and respiration are detected by the pulsatile vibration and deformation of the chest. A key feature of the device is the simultaneous measurement of heart rate and respiration. The structure of the sensor consists of two stacked elements, in which one element includes one polyvinylidene fluoride (PVDF) thin film bonded on polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. In addition, for the measurement and signal processing, the electric circuit and the filter are simply constructed with an OP-amp, resistance, and a capacitor. One element (element1, PDMS) maximizes the respiration signal; the other (element2, PVDF) is used to measure heartbeat. Element1 and element2 had sensitivity of 0.163V/N and 0.209V/N, respectively, and element2 showed improved characteristics compared with element1 in response to force. Thus, element1 and element2 were optimized for measuring respiration heart rate, respectively. Through mechanical and vivo human tests, this sensor shows the great potential to optimize the signals of heartbeat and respiration compared with commercial devices. Moreover, the proposed sensor is flexible, light weight, and low cost. All of these characteristics illustrate an effective piezoelectric pressure sensor for heartbeat and respiration measurements.

• 방송공학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.132-142
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• 2021

본 연구는 실생활에서 가장 많이 접할 수 있는 모바일 전면 카메라를 이용하여 심장박동, 심장박동 변이율, 산소포화도, 호흡도, 스트레스수치, 혈압을 측정할 수 있는 효과적인 방법론을 제시하는 것이 목적이다. Blaze Face를 이용하여 실시간으로 얼굴인식을 진행하여 안면 이미지 데이터를 취득하고 눈, 코 입, 귀의 특징 점을 이용하여 이마를 관심영역으로 지정하며 평균값을 시간 축으로 정렬한 후 생체징후 측정에 이용하였다. 생체징후 측정 기법은 fourier transform을 기본으로 이용하였으며, 측정하고자 하는 생체징후에 맞게 노이즈 제거 및 필터 처리함으로써 측정값의 정확도를 향상 시켰다. 결과를 검증하기 위해 접촉식 센서와 비접촉식 센서 비교를 진행하였다. 분석 결과 안면 이미지를 이용하여 심장박동, 심장 박동 변이율, 산소포화도, 호흡도, 스트레스, 혈압 총 여섯 가지 생체 징후를 추출 할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.981-990
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• 2021

노후화된 버스 정류장에서 코로나19 방역이 이행되지 않는 경우가 많다. 이러한 문제점들을 개선하기 위해 본 연구를 진행했다. 쉘터 내부와 외부를 UV 광촉매 코팅하여 멸균을 시켜 위생적이고 청결한 쉘터를 유지할 수 있으며, CO₂ 센서와 팬을 이용하여 쉘터 내의 이산화탄소를 감소시켜 쾌적한 공기를 유지함으로써 승객들은 원활하게 호흡 할 수 있게 된다. 또한 체온 센서를 사용하여 체온을 측정해 코로나19 감염 의심 환자를 1차로 격리시켜 쉘터 내 코로나19 바이러스 확산을 20%이상 방지할 수 있다고 예상된다. 체온 측정 거리가 10cm 이내 일 때 체온 측정의 정확성은 98.9%로 확인할 수 있었다. 쉘터 내부의 무선 통신을 이용한 승차 벨을 사용하여 버스 기사님과 접촉하지 않으면서 안전하고 명확한 승차의사를 전달 할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제27권6호
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• pp.407-413
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• 2018

Most sleep apnea patients exhibit severe snoring, and long-lasting sleep apnea may cause insomnia, hypertension, cardiovascular diseases, stroke, and other diseases. Although polysomnography is the typical sleep diagnostic method to accurately diagnose sleep apnea by measuring a variety of bio-signals that occur during sleep, it is inconvenient as the patient has to sleep with attached electrodes at the hospital for the diagnosis. In this study, a diagnostic pillow is designed to measure respiration, heart rate, and snoring during sleep, using only one polyvinylidene fluoride (PVDF) sensor. A PVDF sensor with piezoelectric properties was inserted into a specially made instrument to extract accurate signals regardless of the posture during sleep. Wavelet analysis was used to identify the extractability and frequency domain signals of respiration, heart rate, and snoring from the signals generated by the PVDF sensor. In particular, to separate the respiratory signal in the 0.2~0.5 Hz frequency region, wavelet analysis was performed after removing 1~2 Hz frequency components. In addition, signals for respiration, heart rate, and snoring were separated from the PVDF sensor signal through a Butterworth filter and median filter based on the information obtained from the wavelet analysis. Moreover, the possibility of measuring sleep apnea from these separated signals was confirmed. To verify the usefulness of this study, data obtained during sleeping was used.

• 정보처리학회논문지D
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• 제18D권2호
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• pp.143-148
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• 2011

본 논문에서는 3축 가속도 센서를 소형 디바이스(활동량 측정기)로 구성하고 이를 사람의 신체에 착용하고 사람이 보행 시 발생하는 가속도 센서의 Raw 데이터 출력 값을 획득하여 실시간 활동량으로 변환하고 모니터링 할 수 있는 활동량 측정기와 알고리즘을 개발하였다. 피험자 59명을 대상으로 트레드밀(Treadmill)에서 호흡가스대사분석기(K4B2), Actical 그리고 본 연구에서 개발된 활동량 측정기를 착용 후 36분 동안 테스트 프로토콜에 따라 다양한 속력의 걸음(느리게 걷기, 걷기, 빠르게 걷기, 천천히 뛰기, 뛰기, 빠르게 뛰기)에 대해서 실험을 하였다. 가속도 센서의 출력 데이터와 피험자 정보를 이용하여 에너지소비량(Energy Expenditure :EE)을 추정하는 회귀식을 도출하였으며 이는 실험시 같이 착용한 Actical보다 제안하는 활동량 변환 알고리즘의 성능이 1.61% 향상 되었다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 2부
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• pp.227-232
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• 2006

스마트 의류의 발달은 pc 를 분산, 부착한 웨어러블 컴퓨터의 연구로부터 진행되어 왔으며, 1990 년대 후반 이후 착용자 감성을 고려해 더욱 편안하며, 의복과 유사한 외관을 디자인 하려는 노력이 전개되고 있다. 스마트 의류는 엔터테인먼트, 비즈니스, 스포츠, 의료 분야에 적용 등 다양한 애플리케이션으로 연구, 개발되고 있으며, 최근 들어서는 생체신호 센서를 이용한 건강관리용 스마트 의류의 연구가 주목 받고 있다. 건강에 대한 관심과 라이프 스타일의 변화, 고령화 사회의 예상으로 인해 건강복지에 대한 필요성이 증가하는 최근 트렌드를 볼 때, 건강 관리용의 스마트 의류의 수요는 증가될 것으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 기본적인 생체신호 뿐 아니라 심장 질환, 호흡기 질환을 측정할 수 있는 건강 개념의 스마트 의류 디자인을 개발하였다. 이 스마트 의류는 기존의 의복의 형태와 착용감은 그대로 유지하면서 의복 착장 시 생체 신호를 전송, 모니터링 할 수 있도록 설계하였다. 개발된 의복은 심전도, 체온 센서로 구성되어 있으며, 이를 통해 심전도, 호흡량, 맥박, 체온 등의 생체신호를 얻을 수 있다. 디자인 프로토타입의 기기 위치 선정은 선행 연구에서 제시한 '착용성 향상을 위한 웨어러블 컴퓨터 디자인 지침' 을 기반으로 설계하여 착장 시 기기로 인한 이물감이 느껴지지 않도록 하였으며 또한, 기기의 하중을 최소화 하였다. 의복의 디자인은 센서의 안정된 부착과 활동성, 센서의 정확한 측정을 고려하여 표피의 면적 변화를 고찰하여 디자인하였다. 이 스마트 의류는 노인, 건강 이상자, 통원 치료자에게 평상시의 건강을 체크 함으로써 보다 원활한 치료의 가능으로 의료 복지에 기여할 것으로 예상되며, 디자인 프로토타입의 개발을 통하여 센서기반 스마트 의류의 가능성을 제시했다는 점에서 이 연구의 의의가 있다.

• 센서학회지
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• 제10권5호
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• pp.279-285
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• 2001

본 논문에서는 동맥혈중 이산화탄소 분압을 실시간으로 추정하는 capnograph 시스템에 상용되는 대부분 NDIR 흡수식(non-dispersive infrared absorption) 광챔버와 신호처리회로를 설계 및 구현하였다. 광챔버 설계시 일반 정상인의 capnogram을 주파수 분석하여 적합한 광쵸핑 주파수를 결정한 뒤, 이에 근거하여 시간응답을 고려한 광챔버를 설계하였으며, 열잡음에 대한 영향을 줄이기 위해 2광원 1센서 방식의 $CO_2$ 농도 신호처리회로를 구현하였다. 구현된 광챔버에 대한 가스배출시간을 조사하였으며 신호처리회로를 외부 온도 변화 실험에 적용한 결과 2광원 1센서 방식이 안정된 출력 신호를 얻을 수 있음을 확인하였고, 실제 사람의 호흡에 대한 실험결과 정상적인 capnogram 형태의 $CO_2$ 농도 변화 곡선을 보였다.