• 한국정밀공학회지
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• 제2권1호
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• pp.33-40
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• 1985

의료의 고도화를 위해서는 각종 생체현상의 계측기술이 중요시된다. 그림1과 같은 생체현상의 계측과 감시를 위한 계통도에서와 같이 생체에서 얻어지는 정보를 바르게 계측하여 평가하기 위해서는 앞에서 기술한 생체의 물성에 관한 지식이 필요하다. 다음에 전극, 변환기등의 각종 새로운 센서의 개발이 중요하며, 그리고서 얻어지는 데이터를 증폭하여 전송하는 기술과 데이터를 처리하여 표시하거나 기록하는 방법도 중요하다. 지금까지는 측정이 불가능하다고 생각되어진 것들을 가능하게 하기 위한 새로운 센서의 개발과 정성적으로만 측정되었던 것들까지도 정량적으로 측정되는 새로운 계측시스템이 고안되어 비관혈계측의 경향으로 연구되고 있다. 이들 센서들 중에는 생체의 활동전위를 검출하는 전극과, 활동전위 이외의 일반생체현상을 변환기(transducer)를 이용하여 전기신호로 변환하여 검출하는 센서가 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.249-252
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• 2008

유비쿼터스 헬스케어에서의 착용형(Wearable) 생체신호 모니터링 시스템은 가슴 부착형, 손목시계형, 신발, 의복형 등과 같은 형태로 많은 연구들이 진행 중에 있으며, 본 논문에서는 가슴 부착형태의 인체 착용형 다중 생체신호 시스템을 설계하고, 다중 생체신호 모니터링 시스템을 위해 심전도와 3축 가속도 센서를 사용하여 심전도 신호 측정 및 신체 움직임에 따라 변화하는 값을 측정할 수 있도록 구현하였다. 구현한 시스템은 생체센서노드, 센서보드, 생체신호 수집을 위한 베이스스테이션 노드로 구성된다. 생체센서노드는 가슴 부착형으로 신체에 착용하여 사용자의 심전도와 가속도 신호를 계측하도록 설계하였으며, 서버 PC에 연결된 베이스스테이션 노드로 계측된 생체신호를 전송한다. 센서보드는 심전도와 가속도 신호를 측정하기 위한 센서로 구성되며, 생체센서노드와 일체형으로 장착이 가능하도록 설계하였다. 또한, 생체신호 수집을 위한 베이스스테이션 노드는 IEEE 802.15.4 무선통신을 통해 생체센서노드로부터 전송된 생체신호를 수집하여 그 수집된 생체신호를 실시간으로 서버 PC에 디스플레이가 가능하다. 본 논문에서 구현한 시스템을 통해 P, QRS, T파로 구성된 심전도 신호를 계측할 수 있었으며, 계측된 신호에서 심전도 신호의 파형 성분들이 나타남을 확인 할 수 있었다. 또한, 3축 가속도 센서에 의해 신체의 움직임에 따라 변화하는 x, y, z의 3축 가속도 출력 값을 얻을 수 있다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.112-117
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• 2000

생체 센서 (biosensor)란 생체 인식 요소를 구체화시킨 감지기 라고 정의할 수 있다. 생체 센서 중에서도 특히 혈액, 소변, 침 과 같은 생체 액체 성분이나 내쉬는 숨과 같은 기체 생체 성분을 분석하고 정량화하기 위한 생화학적 생체 센서는 최근에 급속한 발달을 하고 있고 이에 따라 이제까지는 시도해볼 수 없었던 새로운 개념의 질병 진단 체계가 도입되고 있다. 이제까지 병원의 임상 병리에서 주로 쓰이고 있는 생체 성분 분석은 방사선 동위원소 면역 분석$^{(1)}$ (Radio immunoassay) 방법인데 이는 항체등에 붙인 방사선 동위원소의 붕괴 시 나오는 감마선의 세기를 감지하여 성분을 정량화한다. 여기에는 방사선 물질 취급상 사용자가 제한적인 불편함이 있다. 두 가지 방법 모두 장비가 고정 배치되어 사용되기 때문에 휴대성과 같은 편리함이 없어서 일반 의사도 사용하기 어려운 점이 있다. 높은 감도, 실시간성, 경제성, 휴대성을 추구하는 생화학적 생체 센서는 이제 진단에 도입되기 시작하여 무한한 가능성을 열고 있다. (중략)

• 융합신호처리학회 학술대회논문집
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• 한국신호처리시스템학회 2006년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.109-112
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• 2006

노약자나 만성질환자를 위하여 가정에서 분산된 무선센서네트워크 노드를 사용하는 무선센서네트워크 기반의 생체신호 모니터링 시스템을 구현하였다. 본 논문에서의 생체신호 모니터링 시스템은 가장 중요한 생체 신호인 ECG와 체온을 계측하도록 구성하였으며, 무선센서 노드를 사용하여 원격지의 병원서버 또는 의사의 PC, PDA에 연결된 베이스스테이션으로 Ad-hoc 네트워크를 통해 환자 또는 노인의 건강정보를 전송하는 시스템 구현에 목적을 두고 있다. 본 시스템을 통해 환자의 의료장비 비용을 절약 할 수 있을 뿐만 아니라 센서 노드는 무선센서네트워크의 강점인 Ad-hoc 통신이 가능하면서 저전력으로 동작하여 배터리의 수명을 연장할 수 있는 특징을 가진다. 또한, 병원의 한층 전체의 환자나 여러 환자가 거주하는 가정 또는 시설에서 하나의 PC(또는 서버컴퓨터)로 시스템 구성이 가능하도록 시스템을 구현함으로서 베이스스테이션에서 멀리 떨어져 있는 환자의 생체 신호도 Ad-hoc 네트워크를 통해 베이스스테이션까지 전송이 가능하였으며, 이동성 제공 및 홈 환경에서 사용자에게 편리함을 가져올 수 있으리라 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.247-247
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• 2010

전계효과 트랜지스터를 이용한 바이오센서는 하나의 칩 위에 많은 센서 소자를 집적할 수 있으므로, 같은 종류의 센서를 다수 배열함으로써 다차원화할 수 있고, 다른 종류의 센서를 여러개 배열함으로써 다기능화할 수 있다. 또한 지능회로와 함께 집적하여 지능화하거나, 관련회로 및 장치들을 함께 집적함으로써 시스템화할 수 있기 때문에 최첨단 센서로 각광을 받고 있다. 그러나, 전계효과 트랜지스터를 이용한 바이오센서는 게이트 영역에 생체 분자를 고정시키는 것이 어렵고, 고정되더라도 생체 분자의 양이 미량이어서 재현성이 떨어지며, 생체 분자가 발생시키는 시그널이 적어 전류 세기 변화에 대한 검출감도가 저하되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 반도체 리소그래피 공정을 이용하여 생체 분자를 물리 화학적 처리 없이 게이트 영역에 집중적으로 고정시킬 수 있는 기술에 대해 연구하였다. 산화막이 증착된 기판 위에 포토레지스트를 도포한 뒤 리소그래피공정을 이용하여 패터닝 하였으며 기판 위에 human embryonic kidney(HEK)-293 세포를 배양하였다. 연구결과, 친수성인 포토레지스트보다 소수성인 산화막 영역에 다수의 세포가 선택적으로 집중 배양됨을 확인하였다. 따라서 본 연구결과를 바이오센서에 적용할 경우 센서의 검출감도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제22권4호
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• pp.195-200
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• 2016

스마트 워치, 스마트 밴드 같은 웨어러블 디바이스가 개발됨에 따라, 웨어러블 디바이스 사용자의 건강상태를 측정할 수 있는 생체신호 모니터링 기술이 각광 받고 있다[1]. 하지만 한 개의 웨어러블 디바이스에서 여러 가지 생체신호를 측정하기 위해 웨어러블 디바이스에 여러 가지 생체신호 센서를 내장하게 되면 디바이스 자체 크기와 같은 제한적인 자원 측면에서 문제가 발생한다. 또한 새로운 생체신호 센서를 추가 할 때 문제가 발생한다. 본 논문에서는 웨어러블 디바이스 사용자의 요청이 있을 때 가속도 센서, ECG 센서, PPG 센서를 Cradle형태의 모듈에서 동작시킨 후 사용한 센서에서 측정되는 생체 신호를 실시간으로 수집하여 다른 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있는 플러그인(Plug-in) 모듈인 Bio-Cradle을 제안한다. Bio-Cradle은 다른 웨어러블 디바이스에 플러그인하면, 디바이스의 종류에 무관하게 동기화 된 다수 생체신호를 전송할 수 있다. 즉 Bio-Cradle을 사용함으로써, 다수 생체신호의 동시 측정이 가능해지고, 웨어러블 디바이스 내부에 생체신호 센서를 내장 할 필요가 없어진다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.302-305
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• 2009

본 논문에서는 환자나 만성질환자가 공간적으로 구속을 받지 않고 자유롭게 이동이 가능한 상태에서 건강상태 모니터링이 가능한 셀룰러폰(Cellular telephone)에 기반한 통합형 생체신호 계측 및 생체정보 관리가 가능한 생체 관리 시스템을 설계하고자 하였다. 메디컬센서 인터페이스를 센서노드에 부착할 경우 개별적인 센서노드가 필요하기 때문에 생체 디바이스의 문제점을 해결하기 위해서 통합형 메디컬 센서노드 어플리케이션을 설계하였다. 셀룰러폰으로 ECG(Electrocardiogram), 혈압(Blood pressure), 혈당(Blood sugar)과 같은 생체신호를 모니터링해서 비정상적인 생체신호를 판별하며, 당일 측정한 생체신호를 셀룰러폰에 저장해 과거에 측정한 메디컬 기록들과 함께 차트로 리뷰 가능하다. 본 논문에서는 기존의 실시간 생체 모니터링 비해, 개발된 셀룰러폰 기반의 헬스케어용 관리시스템은 고/저혈압, 당료를 갖고 있는 만성질환자가 상시적으로 질병을 관리할 수 있으며, 또한 CDMA의 특성상 넓은 환경에서도 전송이 가능하무로서 무선센서네트워크를 이용하기 위해 CDMA 방식과 통합하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1474-1475
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• 2008

본 논문에서는 nanoporous Pt (Platinum) 전극을 이용한 무효소 혈당센서의 생체 적합성 및 전류응답 특성 향상을 위해 다양한 패키징 방법이 제안되었다. 생체적합성을 갖는 Nafion 멤브레인을 dipping, spin coating, chemical bonding 방법으로 패키징 한 후, 다양한 글루코오스 농도의 혈장, 전혈에서 특성을 분석, 비교하였다. 단백질 등이 포함되지 않은 환경에서 spin coating 방법으로 패키징한 센서의 전류응답 특성은 가장 좋았지만, 혈장 및 전혈에서는 dipping, chemical bonding 방법으로 패키징한 센서의 전류응답 특성에 미치지 못했다. Nafion film을 센서와 chemical bonding한 센서의 혈장에서 sensitivity 는 0.32 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$ 이었다. 한편, 전혈에서 bare 센서가 급격한 bio-fouling 현상을 보이는 반면 패키징한 센서는 글루코오스 농도에 따라 일정한 전류변화를 보였다. 이는 Nafion을 이용하여 패키징한 무효소 혈당 센서가 생체환경에 적합할 뿐 아니라 생체이식형 및 연속 측정 가능한 시스템에 적용 가능함을 보여준다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권4호
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• pp.12-18
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• 2004

본 글에서는 인체로부터 생체전기신호를 측정하고 처리 및 해석하는 기술을 소개한다. 일반적인 계측 시스템을 구성하는 필수적인 네 가지 요소는 측정대상, 센서부, 신호처리부, 그리고 출력부이다. 생체전기신호의 측정에서 측정대상은 인체를 포함하는 생명체이다. 경우에 따라서는 생명체로부터 떼어 낸 특정 부위가 측정대상이 될 수도 있으나 본 글에서는 살아 있는 인체를 측정대상으로 설정하기로 한다. 또한 인체로부터 방사되는 에너지를 측정하는 비접촉 방식은 다루지 않고, 측정 부위를 인체의 내부 또는 표면으로 제한한다. 즉, 센서를 측정 부위에 직접 부착하는 접촉형 인체-센서 인터페이스 방법을 사용하는 경우만을 다루기로 한다.(중략)

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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• pp.407-408
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• 2017

본 논문에서는 기존의 비데와 인체 정보 수집 센서류를 결합한 IoT기반의 스마트 비데를 위해 생체 측정 데이터를 효과적으로 관리하고 사용자들의 사용 편의성을 증가시키는 모바일 기반 어플을 설계한다. 제시하는 모바일 어플은 스마트 비데의 체온센서, 산소포화도센서, 압력센서를 통해 수집된 사용자의 생체정보를 블루투스 기반 통신을 통해 실시간으로 생체신호를 수집 및 디스플레이 하며, 특정 기간의 데이터 통계를 통해 생체 정보의 이력을 사용자에게 효과적으로 제공함으로써 각종 질병 예방에 기여할 수 있다.