• 센서학회지
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• 제17권2호
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• pp.133-142
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• 2008

Respiration is induced by muscular contraction of the chest and abdomen, resulting in the abdominal volume change. Thus, continuous measurement of the abdominal dimension enables to monitor breathing activity. Conductive rubber cord has been previously introduced and tested to develop wearable application for respiratory measurements. The present study implemented wireless wearable respiratory monitoring system with the conductive rubber cord in the patient's pants. Signal extraction circuitry was developed to obtain the abdominal circumference changes reflecting the lung volume variation caused by respiratory activity. Wireless transmission was followed based on the zigbee communication protocol in a size of 65mm${\times}$105mm easily put in pocket. Successful wireless monitoring of respiration was performed in that breathing frequency was accurately estimated as well as different breathing patterns were easily recognized from the abdominal signal. $CO_2$ inhalation experiment was additionally performed in purpose of quantitative estimation of tidal volume. Air mixed with $0{\sim}5%\;CO_2$was inhaled by 4 normal males and the respiratory air flow rate, abdominal dimension change, and end tidal $CO_2$ concentration were simultaneously measured in steady state. $CO_2$ inhalation increased the tidal volume in normal physiological state with a correlation coefficient of 0.90 between the tidal volume and the end tidal $CO_2$ concentration. The tidal volume estimated from the abdominal signal linearly correlated with the accurate tidal volume measured by pneumotachometer with a correlation coefficient of 0.88 with mean relative error of approximately 8%. Therefore, the tidal volume was accurately estimated by measuring the abdominal dimension change.

• 전기학회논문지
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• 제57권1호
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• pp.142-147
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• 2008

Abdominal circumference changes due to breathing by the respiratory muscle activity such as diaphragm, which would partially represent the lung volume variation. The present study introduced conductive rubber molded in a cord shape incorporated with a patient's pants. The conductive rubber cord operated as a displacement transducer to measure the lung or abdominal volume changes. Signal extraction circuitry was developed to obtain the volume and its derivative(or the flow) signals followed by wireless transmission based on the Zigbee communication protocol in a size of $65mm{\times}105mm$ easily put in pocket. Breathing frequency was accurately evaluated and breath pattern analysis seemed feasible, since respiratory behaviours such as maximal inspiration and cough were well identified. Remote wireless receiver module also enabled to monitor both volume and flow signals during resting breathing on a PC terminal.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.157-162
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• 2011

본 연구는 심폐소생술 (CPR) 중 인공호흡의 무선 전송 시스템 구현에 관한 것으로, 병원 전 단계에서의 CPR 성과를 높임으로써 응급환자의 생존율을 높이기 위한 환자-병원간 무선 통신 시스템이다. 기도삽관 기반 호흡기류센서를 적용하여 호흡량을 측정하였는데, 기도삽관을 통한 인공호흡은 기류량의 손실을 최소화하여 보다 정확한 흡기-호기량 계측이 가능하고, 기도-식도 구분을 통해 식도팽창을 방지하여 다른 인공호흡 방법에 비해 장점을 입증하였다. 또, 인공호흡 주요지표인 분당 평균호흡량 (V), 호기말 이산화탄소 농도 ($EtCO_2$), 기도압력 (Ptr)을 디지털화하여 정의하였으며 정의된 데이터를 무선 통신 시스템을 이용하여 전송망의 대역폭 및 지연시간을 확인하였다. 호흡신호를 전송하기 위해 필요한 최대대역폭 (815 Kbps) 에 비해 Wireless LAN의 대역폭 (54 Mbps) 이 충분하여 네트워크 부하는 1.5 % 미만이었으며, 전송지연시간은 0.3 초 이내로 측정되었다.

• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제12권3호
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• pp.251-258
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• 2023

Objective: The practice of breathing exercises involves altering the depth and frequency of respiration. Strengthening respiratory muscles plays a crucial role in maintaining overall health and well-being. The efficiency of the respiratory system affects not only physical activity but also various physiological processes including cardiovascular health, lung function, and cognitive abilities. The study evaluated the reliability of the developed device for inspiratory/expiratory training using pressure sensors and Bluetooth connectivity with a smartphone application. Design: Design & development research Methods: The research methodology involved connecting a custom-made respiratory sensor to an IMT-PEP BIC Breath device. Various pressure conditions were measured, and statistical analyses were performed to assess reliability and consistency. Results showed high Intraclass Coefficient Correlation (ICC) values for both inspiratory and expiratory pressures, indicating strong test-retest reliability. The device was designed for ease of use and wireless monitoring through a smartphone app. Results: This study conducted at expiratory pressure confirmed the proper operation of the IMT/PEP breathing trainer at the specified pressure setting in the product. The pressure sensor demonstrated high test-retest reliability with an ICC value of 0.999 for both expiratory and inspiratory pressure measurements. Conclusions: The developed respiratory training device measured and monitored inspiratory and expiratory pressures, demonstrating its reliability for respiratory training. The system could be utilized to record training frequency and intensity, providing potential benefits for patients requiring respiratory interventions. Further research is needed to assess the full potential of the device in diverse populations and applications.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권4호
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• pp.300-308
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• 2006

목 적: 본 연구에서는 선형가속기 갠트리 헤드에 부착된 무선 CCTV 카메라를 이용한 영상처리를 통하여 환자 고정과 치료에 있어서의 정확성과 재현성 향상 방안을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 선형가속기의 유사-빔 방향상(semi-beams eye view, semi-BEV)을 얻기 위하여 무선 CCTV 모듈을 자체 제작된 아크릴 어플리케이터를 이용하여 갠트리 헤드에 부착하였다. CCTV 카메라의 영상은 2.4 GHz의 고주파를 통해 치료실 벽면의 수신기로 전송된다. 선형가속기 작동 시 발생하는 무선 주파수에 의한 간섭현상(RF interference)과 누설 방사선으로 영상에 잡음이 발생하는데, 구리 호일로 카메라를 차폐하고 미디안 필터링과 같은 영상처리 기법을 이용하여 이러한 잡음을 최소화할 수 있었다. 스테레오 정합 기법과 Gauss-Newton 최적화 방법론을 기반으로 자체 제작된 소프트웨어를 통해, 환자의 고정 상태를 나타내는 3차원적 위치, 이동, 회전 정도를 정량적으로 평가하였다. 시스템의 정확도를 평가하기 위하여 팬톰 실험을 수행하였다. 또, 환자 호흡에 대한 실시간 영상분석을 통해 호흡 동기 시스템(respiratory gating system)을 구현하기 위한 방법론을 개발하였다. 결 과: 구리 호일 차폐와 영상처리를 통해 잡음을 80% 이상 줄일 수 있었다. 3차원 위치정보의 오차는 팬톰 실험을 통해 $1.5{\pm}0.7\;mm$로 나타났고, 이동 및 회전량에 대한 오차는 각각, 1 mm, $1^{\circ}$ 미만으로 나타났다. 환자 호흡에 따른 호흡 동기 시스템을 구현한 결과, 0.2초의 오차 범위 내에서 실시간 모니터링이 가능한 것으로 나타났다. 결 론: 선형가속기에 부착된 CCTV를 이용한 환자 고정 보조기술은 기존의 높은 비용을 필요로 하는 타 IGRT 기법에 비하여 설치와 이용이 간편하다. 시스템이 선형가속기와 근접해 있기 때문에 야기되는 문제점은 본 연구에서 제시된 방법을 통해 해결될 수 있었다. 시스템의 정확도를 평가해 볼 때, 임상적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.