A Study of the Basic Design for Smart Clothing based on Measurement of the Respiration

호흡 측정 기능의 스마트 의류를 위한 기초 디자인 연구

According to introduction of Well-Being lifestyle and ageing society, vital sign monitoring system which can be continued measurement of vital sign has been increased their important in field of the healthcare. Under this trend, Respiration monitoring system has been studied and developed in a various way to apply continued monitoring and non-conscious monitoring system. But, Study of the respiration monitoring system based on consumer needs and usability test is insufficient. In this study, Textile capacitive pressure sensor(TCPS) of belt type was developed and tested it's utility and subjective sensibility. TCPS measures respiration signals and can be derived in real time monitoring. As a result, monitoring respiration using textile capacitive pressure sensor offers a promising possibility of convenient measurement of respiration rate (correlation (r＝0.9553, p<0.0001). In the result of usability and wearability test, all of categorizes(perceived change, wearability, movement, facility of management, usefulness) were received favorable evaluation on usability test( mean value : 3.8), and suitable location of TCPS in the clothing is deriven on the abdomen part. According to synthetical results, Basic smart clothing design based on respiration monitoring system is proposed.

1990년대 이후 웰빙 라이프스타일의 도입 및 인구 고령화 사회의 진입으로 인해 언제 어디서나 지속적으로 측정가능한 생체 신호 센싱 모니터링 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 최근 지속적으로 호흡 측정이 가능한 시스템에 대한 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있으나 소비자 수요에 기반한 스마트 의류적용을 위한 호흡 측정 시스템의 연구는 미비하다. 따라서, 본 연구에서는 압전의 원리를 이용하여 호흡시 인체의 체표면이 변화하면서 센서에 가해지는 압력을 전기적 신호로 바꾸어 호흡을 측정하는, 전도성 섬유기반의 전기용량성 섬유 압력 센서(Textile Capacitive Pressure Sensor, TCPS)를 개발하였으며, 이를 실증적 연구를 통해 센서의 유용성을 입증하고자 하였다. 그 결과, Nasal로부터 측정된 호흡율과 TCPS를 통해 측정된 호흡율간의 상관계수는 r＝0.9553 (p< 0.0001)로 TCPS의 신호 측정 정확성을 확인할 수 있었으며, 또한, 사용성 및 착용성 평가의 결과 인지적 변화, 착용성, 운동성, 관리의 용이성 및 유용성에서 모두 만족한다 정도의 평가 결과를 가져와 본 연구에서 개발된 TCPS의 착용성 및 의류 적합성을 입증하였다. 마지막으로 TCPS의 의류 적합 위치 평가 결과는 복부 부위에서 신호의 안정감을 갖으며, 착용감도 높은 것으로 나타났다. 최종적으로, 위의 결과들을 종합하여 호흡 측정 기능의 스마트 의류 개발을 위한 기초 디자인을 제시하였다.