• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제47권2호
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• pp.231-238
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• 1999

연구배경: 수면 중 산소포화도의 감소는 만성 폐쇄성 폐질환에 흔히 동반되며, 이러한 현상은 이차적으로 폐동맥압 상승, 폐성심 등의 혈역학적 변화와 심부정맥 등을 일으켜 환자가 사망할 수도 있다. 수면 중 동맥혈 산소포화도 감소와 안정시 동맥혈 산소분압과의 관계는 어느 정도 알려져 있으나, 낮 동안 저산소혈증 없이 발생하기도 한다. 저자들은 만성 폐쇄성 폐질환 환자에서 수면시 및 안정시의 동맥혈 산소포화도와 운동부하 심폐기능을 측정하여, 수면 중 산소포화도 감소와 관련 있는 인자 및 수면 중 산소포화도 감소를 예측하는 데 있어 운동부하심폐기능 검사법의 유용성에 대하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 만성 폐쇄성 폐질환으로 진단된 환자 중 안정상태로 회복된 환자 12명을 대상으로 하였으며, 수면 무호흡증 환자, 심질환자, 심한 빈혈이 있는 환자는 대상에서 제외하였다. 대상 환자 모두에서 일반 폐기능검사, 운동부하심폐기능검사, 수면다원검사를 시행하였고, 안정시, 운동시 그리고 수면시 산소포화도를 측정하였다. 결과: 대상 환자는 모두 남자였으며, 모두 흡연력이 있었다. 산소포화도는 최대 운동시에 비해 수면 중에 뚜렷이 감소하였으며($13.1{\pm}9.3%$ 대 $6.4{\pm}3.3%$), 수면 중 산소포화도 감소는 운동시 최저 산소포화도 (r=-0.90, p<0.01), 운동시 평균 산소포화도 (r=-0.78, p<0.05), 그리고 안정시 산소포화도 (r=-0.82, p<0.05))와 상관관계가 있었다. 수면 중 최저 산소포화도 는 운동시 최저 산소포화도 (r=0.90, p<0.01), 운동시 평균 산소포화도 (r=0.80, p<0.05), 그리고 안정시 산소포화도 (r=0.84, p<0.05)와 상관관계가 있었다. 결론: 만성 폐쇄성 폐질환 환자에서 동맥혈 산소포화도의 감소는 운동시보다 수면 중에 더욱 뚜렷하였고, 수면 중 산소포화도의 감소 정도는 안정시 산소포화도, 운동시 산소포화도와 상관관계가 있었으나, 운동부하심폐기능 검사가 수면 중 산소포화도의 감소 정도를 예측하는데 안정시 산소포화도 보다 유용하지는 않았다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제47차 동계학술대회논문집 21권1호
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• pp.115-117
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• 2013

본 논문에서는 660nm 파장의 적색광과 940nm 파장의 적외선을 활용한 광전용적맥파(photoplethysmo graphy:PPG)를 기반으로 한 산소포화도 측정에 대하여 연구하였다. 본 논문에서는 기존의 한 손가락에서 서로 다른 두 파장의 광(光)을 번갈아 켜고 끄며 측정하던 산소포화도 측정방식과 달리 서로 다른 두 파장의 광을 각각 서로 다른 손가락에서 측정 한 후 각각의 광전용적맥파를 통하여 산소포화도를 측정할 수 있는 방법을 제안하였다. 이 방법은 동시에 한곳에서 측정할 때와 달리 서로 다른 두광을 Switching할 필요 없이 동시에 측정 가능하며 이를 통하여 서로 다른 곳에서 측정한 광전용적맥파를 이용하여 산소포화도 측정이 가능하다는 결론을 얻었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.879-881
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• 2016

비침습적 맥파측정은 일상생활에서 손쉽게 활용이 가능하며 맥파신호의 계측을 통하여 건강모니터링을 함으로서 사용자의 지속적인 건강관리에 도움이 된다. 일반적인 맥파 측정을 위해선 경동맥, 대퇴골, 요골 동맥을 포함 만져서 할 수 있는 동맥에서 측정되거나 맥파 측정장비를 사용하여 측정하게 된다. 본 연구에서는 실시간 맥파측정과 병행하여 산소포화도의 모니터링을 위해 손목착용형 시스템을 구현하고 산소포화도의 추정 정확도를 높이기 위하여 광보정기법을 적용하였다. 실제 자연광 상태에서의 측정된 신호를 이용하여 광보정기법을 적용한 산소포화도 모니터링 기법을 적용하고 그 성능평가를 수행하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.751-753
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• 2011

산소포화도 계측기는 파장대가 다른 두 개의 광원을 사용하여 신체 일부분에 빛을 투과시켜 나타나는 두 신호를 측정하여 측정된 신호로부터 산소포화도를 구하게 되며, 이러한 광학적 방법은 혈액내의 산소가 빛을 흡수하는 성질을 가지고 있기 때문이다. 혈중 산소포화도는 제 5의 생체신호라 불릴 정도로 현대 의학에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 하지만 기존의 산소포화도 계측기는 사용자가 산소포화도를 보는 용도로서 사용하였고, 통신을 사용한 모니터링 기능이 부족하였다. 본 논문에서는 기존의 산소포화도 계측기에 블루투스 기능을 활용하여 외부의 Gateway와의 통신을 위해 의료기기 표준화 프로토콜인 IEEE11073-10404를 내장한 산소포화도 계측기를 설계하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권2호
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• pp.103-110
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• 1994

연구배경 : 심한 만성 폐색성 폐질환(COPD) 환자들에서 수면중에 심한 동맥혈 산소 탈포화 상태가 일어날 수 있으며, 그 결과 반복적인 폐동맥압의 상승, 폐성심, 수면 장애를 초래하고 심장의 부정맥으로 급사할 수도 있다. 또한 저산소혈증이 있는 COPD 환자들에게 지속적으로 산소를 투여하였을 때 신경정신적 상태의 호전으로 삶의 질이 향상될 수 있고 생존율을 높일 수 있다고 알려져 있다. 이에 저자들을 COPD 환자들에서 수면중 야간 동맥혈 산소 포화도를 감시하여 산소 탈포화 상태의 빈도 및 심한 정도를 알아보고, 수면중 심한 동맥혈 산소 탈포화 상태가 일어나는 것을 예측할 수 있는 인자를 찾아보고자 본 연구를 시행하였다. 방법 : 폐질환으로 입원중인 환자들에서 맥박 산소측정기(Pulse oxymeter)를 이용하여 수면중 동맥혈 산소포화도를 감시하였고, 이들의 성적과 기초폐기능검사 성적, 깨어있는 동안의 동맥혈 산소 상태등과의 연관성을 검토하였다. 결과: 1) 20명의 대상 환자들 중 18예(90%)에서 야간 동맥혈 산소포화도($StcO_2$)가 4%이상 저하되었으며, 10%이상 심하게 저하된 경우(탈포화군)도 8예(40%)였다. 2) 깨어있을 때의 $PaO_2$가 60 mmHg 미만으로 저산소혈증이 있었던 7예중 5예(71.4%), 그 이상이었던 13예중에서는 3예(23.1%)에서 10% 이상의 심한 탈포화를 일으켰다. 3) 탈포화군의 야간 수면중 최저 $StcO_2$는 평균 $73.8{\pm}20.7%$로 깨어있을 시의 $93.4{\pm}1.9$ 보다 크게 저하되었으며, 이때 최대 분당 맥박수는 $149.3{\pm}46.0$으로 깨어있을 시의 $91.9{\pm}15.4$보다 크게 증가되었다. 4) 탈포화군과 비탈포화군을 비교해 보았을 때 연령, 신장, 흡연력, 혈색소치, 폐환기기능에 양군간에 유의한 차이는 없었고, $PaO_2/FIO_2,\;PaO_2/PAO_2$ 값은 탈포화군에서 각각 $274.0{\pm}83.7,\;0.60{\pm}0.29$로 비탈포화군의 $373.1{\pm}83.5,\;0.78{\pm}0.17$에 비해 유의하게 낮았다($PaO_2/FIO_2$: p<0.01, $PaO_2/PAO_2$: p<0.05). 또한 4%이상 산소포화도가 저하된 탈포화 시간과 빈도가 탈포화군에서 각각 $67.9{\pm}56.4$분, $7.3{\pm}6.3$회로 비탈포화군의 $8.4{\pm}12.1$분, $1.8{\pm}1.7$회에 비해 유의하게 많았다(각각 p<0.01). 5) $PaO_2/FIO_2$ 값은 산소포화도의 저하 정도(${\Delta}StcO_2$) 및 기초산소포화도에 대한 ${\Delta}StcO_2$의 비율과 높은 역상관관계(각각 r=-0.78, r=-0.79, p<0.01)를 보였다. 결론 : 이상의 결과로 탈포화군을 감별할 수 있는 인자로서 깨어있을 동안의 $PaO_2/FIO_2,\;PaO_2/PAO_2$만이 의의가 있었고 기초 $PaO_2,\;SaO_2$는 의의가 없어서 기초 $PaO_2$를 낮게 만드는 폐병변의 심한 정도가 산소 탈포화 정도를 결정하는 더 중요한 요소일 가능성을 시사하였다. 또한 기초 $PaO_2$가 60mmHg 이상으로 높은 경우에서도 약 1/4에서 심한 탈포화를 일으켜서 COPD 환자에서 폐환기기능 및 기초 $PaO_2$ 정도에 관계없이 수면중 야간 $StcO_2$를 감시해 볼 필요가 있는것으로 생각되었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권5호
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• pp.573-579
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• 1999

본 논문은 2채널 센서를 이용한 펄스 옥시메터의 산소포화도 계산 모델의 설계 및 분석에 관한 것이었다. 또한 Beer Lambert 법칙에 의거하여 기존 알고리즘 및 새로운 알고리즘들을 이론적으로 분석하였다. 제안된 알고리즘은 손가락을 투과한 2개의 채널에서 나온 광신호를 각각 직류성분 Adc 와 맥동성문 Aasin wt. 잡음성분 Ahnoise , ALnoise 등으로 모델링한다. 모델링 되어진 광신호를 맥동성분이 적분비를 사용하여 고주파 동잡음인 AHnoise 를 제거한 후 각각 산소포화도 계산을 위한 상관계수 그래프를 구한다. 또한 2개의 채널에서 적분비를 사용하여 구해진 상관계수 그래프를 사용하여 산소농도를 추출하는 방법에 관하여 기술하였다. 맥동성분비와 관혈적인 측정에 의한 혈중 산소포화도와의 상관관계 그래프의 선형성을 확보하기 위하여 펄스 옥시메터 시뮬레이터 오차범위를 고려해 75~100%상이의 산소포화도를 중점적으로 관측하였고, 4주기로 면적계산주기를 결정하여 실험하였다. 본 연구에서 제안된 알고리즘의 성능평가는 맥동성분의 적분비를 이용한 방법과 비교하였다. 비교결과는 4주기의 면적계산 주기를 가졌을 때 기존의 방식보다 평균오차가 0.7%정도 향상되었으며, 회귀적선의 신뢰도를 보여주는 결정계수 ${\gamma}$$^2$도 0.995로 기존의 방식에서 나온 0.979보다 더 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 2채널을 이용한 방법이 A Lnoise 제거와 성능면에서 우수하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• Neonatal Medicine
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• 제17권2호
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• pp.193-200
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• 2010

목적: 초극소 저체중 출생아는 경구수유를 진행하는데 여러가지 어려움을 겪어, 경구수유로의 이행이 늦어진다. 본 연구에 서는 초극소 저체중 출생아 중, 수유 시 산소포화도 저하가 발생하는 군과 산소포화도 저하가 없는 군 사이의 특징을 비교하고, 초극소 저체중 출생아의 경구수유 이행 및 입원기간에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 또한 초극소 저체중 출생아에서 구강자극요법을 시행하는 경우, 수유 시 산소포화도 저하와 경구수유 능력의 발달, 입원기간에 미치는 효과를 알아보았다. 방법: 제 1상 연구에서는 2003년 10월부터 2009년 1월까지 서울아산병원 신생아 중환자실에 입원한 125명의 초극소 저체중 출생아를 대상으로 차트 분석을 통한 후향적 연구를 실시하여, 수유 시 산소포화도 저하 여부에 따른 특성, 산소포화도 저하가 경구수유 능력 발달 및 입원기간에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 제 2상 연구에서는 2009년 3월부터 2010년 5월까지 29명의 초극소 저체중 출생아에게 구강자극요법을 시행하며 전향적으로 자료를 수집하였고, 81명의 초극소 저체중 출생아에서 후향적 코호트 연구를 통해 두 그룹을 비교 분석하였다. 결과: 초극소 저체중 출생아의 72.8%에서 수유 시 산소포화도 저하를 보였고. 그 중 37.4%에서 서맥을 동반하였다. 수유 시산소포화도 저하가 발생하는 시점은 평균 58.2일이었고, 당시 평균 175.4 mL의 수유를 하고 있었으며, 대부분 위관영양과 경구수유를 병행하고 있었지만, 36.3%에서는 위관영양만 시행하고 있었다. 수유 시 산소포화도 저하가 발생한 군은 정상군 보다 출생 시 재태연령이 낮고, 5분 아프가 점수가 낮았으며, 위식도 역류 및 상인두 부조화가 유의하게 많았다. 또한 기관지폐이형성이 있는 초극소 저체중 출생아에서 수유 시 산소포화도의 저하가 발생할 확률은 19배 증가하였다. 수유 시 산소포화도 저하가 있는 군은 경구수유로 완전히 이행하는 시기가 늦었으며, 입원기간도 길었다. 위 결과를 토대로, 초극소 저체중 출생아에서 구강자극요법을 시행하였을 때 대조군에 비해 경구수유 시작시기 및 경구수유로 완전히 이행한 시기가 빨랐으며, 입원기간이 단축되었다. 결론: 초극소 저체중 출생아에서 구강자극요법은 경구수유능력 발달에 긍정적인 효과가 있으며 입원기간을 단축하는데 도움이 된다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1991년도 추계학술대회
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• pp.133-141
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• 1991

혈중 산소 포화도는 생체의 중요한 정보로써 많은 학자들이 산소 포화도를 비추출방법으로 측정하기 위한 이론과 센서의 제작에 관해서 연구를 하고 있다. 혈액에서의 빗의 흡수(Absorption)와 산란(Scattering)에 관한 이론 연구가 Ishimaru, Takatani. Johnson 등의 학자들에 의해 진행되었고, Polanyi, Hehir, Johnson, Schmitt등에 의해서 센서 구조와 센서 제작에 관한 연구가 진행되고 있다. 산소 포화도를 직접 혈액을 추출하지 않고 비추출식으로 측정하게 된다면, 최근 우리나라에서도 인공 심장이 개발되고 있으므로 인공 심장의 제어에 필요한 정보로써 산소 포화도를 신속 정확하게 공급할 수 있어 인공 심장의 정확한 재어가 가능하다. 그리고 반도체 기술을 이용하여 소형화가 가능하므로 생체 적용성(Biocompatibility)이 우수하고 다기능을 가진 센서를 만들 수 있다. 본 논문에서는 비추출식으로 산소 포화도를 측정하기 위한 투과광 방식과 반사광 방식의 기본 이론 및 센서의 설계를 위한 기본 이론을 분석하였다. 그리고, 적색광의 사용가능성을 테스트하기 위한 모의 실험도 행하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2010년도 제42차 하계학술발표논문집 18권2호
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• pp.39-42
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• 2010

본 연구에서는 두 파장을 이용한 광적용적맥파(photoelectric plethysmography, PPG)의 시스템을 기반으로 산소포화도 및 다양한 맥파 관련 건강정보를 분석할 수 있는 시스템에 관하여 연구하였다. 광적용적맥파를 이용한 산소포화도 측정을 위해 서로 다른 두 파장의 빛을 이용하여 비 침습적 맥파 측정 방식으로 손가락 끝 부분에서 측정하고, 혈액 내 헤모글로빈의 빛 대한 광흡수도의 차이를 분석하여 검출하였다. 또한 정확한 분석을 위하여 두 파장의 빛을 순차적으로 제어하는 스위칭 기법을 사용하고, 조직을 통과한 두 파장의 빛을 분리하기 위하여 수광부에 시간의 차이를 두어 각 파장에 대한 광전용적맥파를 측정하였다. 본 연구에서는 산소포화도를 측정하기 위한 방법으로 서로 다른 두 파장을 이용한 광전용적맥파 측정기기를 설계하고, 측정 결과의 정확성 및 유의성에 대한 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.462-465
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• 2011

맥박산소측정기는 비침습적으로 사용자의 혈중 산소포화도(percentage oxygen saturation of haemoglobin: SpO2)를 측정 및 모니터링 하는 기기이다. 맥박산소측정기를 포함한 대부분의 개인건강기기 (Personal Health Device: PHD) 들은 데스크톱 컴퓨터에 비해 제한된 리소스를 가지므로, 측정한 데이터를 근거리의 매니저 (스마트폰, PC)에 전송하고, 매니저를 통해 원격의 모니터링 서버로 전송하는 방식을 사용한다. 따라서 개인건강기기와 매니저 간의 통신 프로토콜은 상호호환성의 관점에서 중요한 연구 분야이다. 이에 본 논문에서는 개인건강기기에 관한 국제 표준인 ISO/IEEE 11073 (X73) 프로토콜 기반 산소포화도 전송 에이전트의 설계 결과를 제시한다. 본 논문의 에이전트는 맥박산소측정기가 측정한 사용자의 산소포화도 및 맥박 수를 X73 메시지로 생성하여 매니저에게 전송하는 임베디드 프로그램으로 세션핸들러, 메시지 핸들러, 그리고 메모리 핸들러로 구성된다. 세션 핸들러는 원격 모니터링 서버와의 통신 세션 연결, 해제를 담당하고, 메시지 핸들러는 X73 메시지의 생성 및 해석을 담당한다. 메모리 핸들러는 맥박산소측정기 메모리에 저장된 맥박 및 산소포화도를 추출한다. 본 논문의 산소포화도 전송 에이전트를 사용함으로써, 맥박산소측정기는 x73 표준을 따르는 여러 매니저들과의 통신이 가능하게 되며, 이를 통해 맥박산소측정기와 매니저 간 상호호환성을 보장할 수 있다.