• 전자공학회논문지
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• 제51권6호
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• pp.261-268
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• 2014

본 논문에서는 저전력 블루투스인 블루투스-LE를 기반으로 하여 심전도, 근전도, 맥박 신호의 무선 모니터링 시스템을 설계 및 구현하였다. 심전도와 근전도 신호를 얻기 위한 센서 인터페이스 아날로그 회로부는 상용칩을 이용하여 설계 및 제작하였다. 저전력 블루투스 통신 모듈로는 Texas Instruments에서 제공하는 CC2540DK를 이용하였다. 2개의 CC2540DK를 사용하여 각각 Peripheral과 Central 노드 역할을 하도록 했다. Peripheral은 획득한 아날로그 생체신호를 ADC를 이용해 디지털 신호로 변환한 후 무선으로 Central로 전송하는 역할을 한다. Central은 Peripheral로부터 데이터를 수신한 후 UART 통신을 통해 PC로 전송한다. 전송된 생체신호는 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 파형 또는 결과값의 형태로 표시된다. 이와 같은 시스템은 블루투스 4.0기반 무선 생체신호 모니터링 헬스케어 시스템에 적극 활용될 수 있을 것이다.

• 실천공학교육논문지
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• 제6권2호
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• pp.135-139
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• 2014

발표자료를 표시하는 프로그램 제어용 도구인 프레젠테이션 리모트 컨트롤러(presentation remote controller)를 발전시켜 단순한 페이지별 이동기능 외에 발표자의 긴장도를 실시간으로 확인하고 인체 반응 상태를 점검하며, 발표능력과 전달의도가 정확하지 못한 부분을 미리 확인하고 보완할 수 있는 지능 부가형 제어기 구성을 제안하고 성능을 시험한다. 제어기로는 스마트 폰이 사용되며 블루투스(bluetooth) 모듈을 인터페이스로 하여, 실행되는 프로세서에 접속하고 맥박 신호를 발표자 신체신호로 검출하여 실시간(150 ms 이내)으로 인체 상태를 인식하고 기록한다. 저장된 인체신호 데이터는 가공/처리되어 발표 능력과 자신감 향상의 자료로 이용한다. 이러한 일련의 과정은 4년제 대학의 졸업예정자를 대상으로 20주의 비정규적인 캡스톤디자인 활동을 통해 이루어진 결과이다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제22권2호
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• pp.287-297
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• 2019

Monitoring for the physiological state of a solider is essential to the realization of individual combat system. Despite all efforts over the last decades, there is no report to point out the optimal location of the wearable biosensors considering both monitoring accuracy and operational robustness. In response, we quantitatively measure body temperature and heartrate from 34 body parts using 2 kinds of biosensor arrays, each of which consists of a thermocouple(TC) sensor and either a photoplethysmography(PPG) sensor or an electrocardiography(ECG) sensor. The optimal location is determined by scoring each body part in terms of signal intensity, convenience in use, placement durability, and activity impedance. The measurement leads to finding the optimal location of wearable biosensor arrays. Thumb and chest are identified as best body parts for TC/PPG sensors and TC/ECG sensors, respectively. The findings will contribute to the successful development of individual combat system.

• 대한한의진단학회지
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• 제12권1호
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• pp.42-62
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• 2008

연구배경과 목적: 지첨용적맥파는 광학기술을 이용하여 손가락 끝에서 혈액용적의 변화를 측정하여 맥파를 검출하는 기술로서, 지첨용적맥파에 대한 시간영역 파형분석을 통해 혈관의 노화정도를 파악할 수 있음은 이미 잘 알려진 사실이다. 이에 본 연구자는 시간영역 파형분석을 통해 혈관노화지표를 얻을 수 있다면, 주파수영역분석법을 통해서도 혈관노화지표를 얻을 수 있을 것으로 가정하였다. 본 연구에서는 주파수영역에서 혈관노화지표를 찾기 위해 건강한 성인들을 대상으로 지첨용적맥파를 측정하고 주파수영역에서 분석하여 고조파가 혈관노화 지표로서 활용될 수 있는가 여부를 결정하고자 한다. 연구방법: 건강인 390명(남자 174명과 여자 216명)을 대상으로 안정 후 앙와위에서 30초 동안 지첨용적맥파를 검출하였다. 검출한 맥파신호에서 기저선이 비교적 안정된 5-6개의 맥파주기를 선택하여 시간영역 파형분석을 통해 얻어지는 혈관노화지표인 승각시간, 경화지수, 반사지수, 가속도맥파를 구하였다. 주파수영역분석을 위해서는 빠른 퓨리에변환(FFT)를 실시하여 고조파 성분을 추출하였다. 특정점 검출을 위해서는 AcqKnowledge software의 peak detector 기능을 이용하였다. 연구결과: 표준화된 고조파 파워는 연령증가에 따라 유의하게 감소하였다; nPWR2 (r=-0.286, p<0.0001), nPWR3 (r=-0.482, p<0.0001), nPWR4 (r=-0.564, p<0.0001), nPWRS (r=-0.467, p<0.0001) 및 nPWR6 (r=-0.263, p<0.0001). 표준화된 고조파 파워의 logarithmic scale에서 연령증가에 따라 보다 강한 선형적인 감소가 나타났다; Ln(nPWR2) (r=-0.281, p<0.0001), Ln(nPWR3) (r=-0.492, P<0.0001), Ln(nPWR4) (r=-0.621, P<0.0001), Ln(nPWRS) (r=-0.487, P<0.0001) 및 Ln(nPWR6) (r=-0.273, P<0.0001). 승각시간, 반사지수, 경화지수를 독립변수로 한 중회귀분석에서 Ln(nPWR2) (R-squared=0.451), Ln(nPWR3) (R-squared=0.471) 및 Ln(nPWR4) (R-squared=0.432)는 비교적 잘 설명되었으나, Ln(nPWRS) (R-squared=0.232) 및 Ln(nPWR6) (R-squared=0.183)는 비교적 잘 설명되지 않았다. 결론: 건강인의 지첨용적맥파에서 기준 주파수로 표준화한 고조파 파워는 연령증가에 따라 감소였으며, 주파수영역분석이 가지는 특성을 고려해 볼 때 표준화된 고조파 파워는 기존의 시간영역 파형분석을 통해 얻어지는 혈관노화지표에 비해 잡음에 의한 오차가 보다 적을 것으로 기대된다. 따라서 우리는 표준화된 고조파 파워가 간편하고 용이하게 혈관노화를 반영하는 새로운 지표로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제27권3호
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• pp.83-88
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• 2006

A new method of measuring pulse arrival time (PAT), which is usually used for the estimation of systolic blood pressure, in an unconstrained manner using a chair, is proposed. The capacitive-coupled ECG (CC-ECG) measurement system and the air cushion with balancing tubes system were used for unconstrained PAT measurement. Firstly, the correlation between the standard PAT (S-PAT) from the photoplethysmography (PPG) and the PAT measured in an unconstrained manner (U-PAT) was evaluated. It was observed that U-PAT, which is the time delay from the R-peak of ECG to the steepest decent point of air cushion pressure wave, is significantly correlated with the S-PAT. Secondly, systolic blood pressure (SBP) measured by the radial tonometer is compared to the U-PAT. The ten-beat averaged U-PAT removed respiration effects and demonstrated a high intra-subject correlation with SBP in all participants. Finally, the tonometry SBP was estimated from these U-PAT values for one participant intermittently during half a day.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.137-140
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• 2010

본 연구에서는 일상생활에서 보다 편리하게 건강모니터링을 수행하기 위해 신체에 착용 가능한 심전도 및 맥파 계측 시스템을 구현하고자 하였다. 이를 위하여 배터리로 구동 가능한 초소형의 심전도 및 맥파 측정 시스템을 구현하였으며, 계측된 생체신호의 무선전송을 위해 초저전력 무선 센서네트워크 기술을 적용한 무선 생체신호 전송시스템을 구현하였다. 무선으로 전송된 심전도 및 맥파 신호는 잡음 제거 및 심박동을 검출하기 위하여 전처리과정과 적응 가변형 문턱치를 적용하였으며, 검출된 심박동으로부터 동맥순환계의 긴장도 및 유순도의 변화를 반영하는 맥파전달시간(pulse transit time, PTT)을 계산하였다. 구현된 무선 맥파전달시간 계측시스템과 기존 상용시스템의 비교 평가를 수행함으로써 구현된 시스템의 유용성을 평가하고자 하였으며, 혈압 및 맥파전달시간의 동시계측을 통해 자세 변화에 따른 혈압의 변화 및 맥파전달시간의 변화양상을 관찰함으로써 혈압과 맥파전달시간의 관계를 추정하고자 하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.49-54
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• 2020

심혈관질환은 전 세계 주요 사망 원인으로 다양한 원인에 의해 발생한다. 심혈관질환의 가장 높은 위험인자는 고혈압으로 뚜렷한 증상이 없지만 방치할 경우 여러 합병증을 유발한다. 고혈압을 치료하기 위하여 약물치료와 규칙적 운동을 진행해야한다. 고혈압 환자의 경우 과도한 신체 활동 시 심장에 큰 무리가 발생해 심혈관질환으로 이어질 수 있다. 따라서 적정 강도로 운동을 진행할 수 있는 PTT 계측을 통한 운동 강도 모니터링 시스템이 요구된다. 본 연구에서는 심전도와 맥파 계측을 통해 PTT를 산출하여 운동 강도에 따른 PTT 변화 모니터링 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 심전도의 R-peak와 맥파의 P-peak를 미분하여 peak간의 시간차를 이용하여 PTT를 산출한다. 운동 강도에 따른 PTT 변화 모니터링을 위하여 달리기 실험을 진행하였다. 실험결과 저강도는 0.313s, 중강도는 0.220s, 고강도는 0.188s의 PTT가 측정되었으며, 운동 강도가 증가함에 따라 PTT는 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.27-37
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• 2013

축산업이 대형화 되면서 빠른 성장을 보이고 있다. 하지만 한 농가당 사육두수의 증가로 인한 위생관리부실로 경제적 손실이 전체 총 생산액의 20%인 약 2조원에 육박하고 있고, 이러한 경제적 손실을 막기 위해 축산업에 무선 센서 네트워크 기술 적용이 전 세계에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 체온, 호흡수와 더불어 건강의 중요한 지표인 맥박의 지속적인 모니터링을 위한 측정 위치와 방법을 제안한다. 젖소의 중미동맥과 좌측 흉벽에서 맥박을 측정 할 수 있었으며, 측정 방법은 비 침습적이며 탈부착과 관리가 용이한 광 혈류측정 (Photoplethysmography, PPG) 센서를 사용하여 중미동맥과 좌측흉벽에 본 연구에서 제안한 하네스를 이용하여 측정하였다.

• 감성과학
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• 제18권3호
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• pp.63-70
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• 2015

본 연구는 1/f fluctuation의 ${\alpha}$기울기 따라 구성된 사운드를 들었을 때 감정 스트레스 업무에 종사하고 있는 피험자들의 심박 변화를 확인하고자 하였다. 기존의 연구에서는 주로 사용자의 심리상태 안정시키는 효과 또는 생리적 안정성에 1/f fluctuation의 ${\alpha}$기울기가 관계가 있는 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 1/f fluctuation 수준을 총 3가지 나누어 제작한 사운드를 독립변수로 사용하였다. 독립변수는 감정노동 종사자에게 제시하여 그에 따른 심장반응을 측정하였다. 종속변수는 네 가지로 BPM(Beat Per Minute), VLF(Very Low Frequency), SDNN(Standard Deviation of NN intervals), 그리고 HF(High Frequency) 파워(Power)값을 확인하였다. 분석결과 기울기가 3인 1/fluctuation 사운드는 각성효과를 보였다. 기울기 1, 2인 사운드는 이완효과가 있는 것을 통계적으로 검증하였다. 이러한 1/f fluctuation 사운드의 특성을 활용해 감정 노동자들의 스트레스를 완화시키기 위한 서비스에 응용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제17권2호
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• pp.27-34
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• 2017

본 논문은 게임에 대한 사용자의 직접적인 행동제어 방법보다는 사용 습관의 변화에 대한 적절한 보상을 제시함으로 올바른 사용을 유도하고자 하였다. 본 연구에서는 제시된 보상의 몰입 효과를 분석하여 보상 효과를 검증하였다. 24명의 초등학생들이 실험에 참여하였다. 피험자에게 제공한 태스크(task)는 산술 게임이며, 결과에 따라 4종류의 보상(보상없음, 칭찬카드, 업적 스티커, 현금)의 효과를 분석하였다. 산술 게임하는 동안에는 심장 반응과 보상에 대한 주관 만족도를 측정하였다. 결과적으로, 보상이 없는 경우는 교감, 부교감의 비활성화를 나타내었으며, 칭찬카드를 제시했을 경우, 교감 및 부교감 활성화를 확인하였다. 즉, 칭찬카드가 다른 보상보다도 가장 몰입 및 만족도가 크다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 보상에 따른 주관적인 만족도에서는 보상없음과 보상을 제시한 경우의 통계적 유의한 차이는 있었지만, 보상간의 차이는 확인할 수 없었다.