• 센서학회지
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• 제10권5호
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• pp.279-285
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• 2001

본 논문에서는 동맥혈중 이산화탄소 분압을 실시간으로 추정하는 capnograph 시스템에 상용되는 대부분 NDIR 흡수식(non-dispersive infrared absorption) 광챔버와 신호처리회로를 설계 및 구현하였다. 광챔버 설계시 일반 정상인의 capnogram을 주파수 분석하여 적합한 광쵸핑 주파수를 결정한 뒤, 이에 근거하여 시간응답을 고려한 광챔버를 설계하였으며, 열잡음에 대한 영향을 줄이기 위해 2광원 1센서 방식의 $CO_2$ 농도 신호처리회로를 구현하였다. 구현된 광챔버에 대한 가스배출시간을 조사하였으며 신호처리회로를 외부 온도 변화 실험에 적용한 결과 2광원 1센서 방식이 안정된 출력 신호를 얻을 수 있음을 확인하였고, 실제 사람의 호흡에 대한 실험결과 정상적인 capnogram 형태의 $CO_2$ 농도 변화 곡선을 보였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.31-37
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• 2021

최근들어 가전시장에서 융합기술을 이용한 제품 차별화는 소비자로부터 많은 호응을 얻고 있다. 그러나 에어컨 제품은 기계적 운영에서 센서와 플랫폼이 결합된 인공지능을 위한 융합기술이 적용하는 초기단계에 있어서 많은 연구개발이 필요한 분야이다. 본 논문에서는 IR-UWB 기술을 이용한 비접촉 방식의 생체신호(호흡수, 이동) 수집기술을 개발하였다. 생체신호를 이용하여 사용자의 위치에 따라 에어컨 방향을 제어한다. 또한 최적의 수면 환경을 제공하기 위해 수면상태를 모니터링 한다. 감성조명과 ASMR은 안락하고 감성적인 삶의 공간을 제공하기 위해 개발되었다. 그리고 개발된 융합기술을 기반으로 편리하고 안락한 휴식공간을 제공하는 지능형 스마트 에어컨 서비스 플랫폼을 제안하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.484-487
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• 2014

본 논문에서는 근거리에서 심박동, 호흡, 맥박 등 인체 신호를 효율적으로 검출할 수 있는 소출력 안테나 특성에 대하여 분석하였다. 이러한 환경에서 안테나는 펄스 신호를 사용하므로 광대역에서 임피던스가 주파수에 안정적인 특성이 요구된다. 이러한 요구 특성은 이득과 trade-off 관계가 있으나 본 논문에서는 근거리에서 사용하므로 방향성 및 이득을 높이기 위한 어레이 형태는 고려하지 않았다. 일반적으로 이러한 요구 사항을 만족하는 안테나는 주파수 독립(Frequency Independent) 안테나로 분류된다. 스파이럴(spiral), 시뉴어스(sinuous), 대수 주기(log-periodic) 안테나 등이 해당되며 소형으로 구현될 수 있다. 본 논문에서는 중심 주파수가 5 GHz인 UWB 펄스 트랜시버에 원형 패치 안테나와 시뉴어스 안테나를 접속하고 시험한 결과를 분석해서 기술하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.465-468
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• 2014

본 논문은 UWB(Ultra Wide Band) 펄스를 이용해서 인체에 접촉하지 않고 호흡, 심장 박동, 혈압, 혈당 등 생체 신호를 측정할 수 있는 방법을 기술하였다. 생체 신호는 건강을 점검하는 기초 자료로 인간의 활동 영역이 매우 넓어지고 수명이 길어지고 있으므로 기존 병원에 집중된 인적 및 물적 의료 시스템을 환자와 밀접하게 확산시켜서 신속한 치료 및 조치를 취해 건강한 생활을 영위할 수 있도록 요구하고 있다. 이와 같이 환자에 밀접하게 설치되어 지속적으로 불편함 없이 건강을 감시하는 방법으로 전파를 활용하는 방법이 오래 전부터 연구되어 왔으나 전파의 인체에 대한 특성 등을 정확히 파악하지 않고 개발되어 왔으므로 실제 임상에 적용하기에는 원하는 수준의 성능에 도달하지 못해 널리 실용화 되지 않고 있다. 본 논문에서는 기존 문제점인 인체에 대한 UWB 펄스파의 영향 및 특성 등을 분석해서 기술하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.1325-1332
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• 2009

본 논문에서는 인체의 호흡 및 심박수 측정을 위해 2.4 GHz에서 동작하는 바이오 레이더 시스템의 소형화 및 성능 개선 방안으로서 하나의 원형 편파 안테나와 PLL 회로를 갖는 시스템을 설계하고 그 측정 결과를 제시 하였다. 제작된 바이오 레이더는 $90^{\circ}$ 하이브리드를 이용하여 원형 편파 특성과 송수신 격리 특성을 갖는 마이크 로스트립 안테나, 저잡음 증폭기, 전력 증폭기, 위상 고정 루프를 갖는 전압 제어 발진기, 직교 복조기 및 아날로그 회로로 구성된다. 특히, 단일 원형 편파 안테나를 소형화하기 위하여 annular-ring 형태의 마이크로스트립 안 테나를 송수신 회로와 적층함으로써, $40\times40mm^2$의 크기로 소형화할 수 있었다. 또한, 누설 송신 신호에 인한 수신부의 위상 잡음의 영향을 최소화하기 위하여 PLL 회로를 채용함으로써, 개선된 신호대 잡음비 성능을 갖도록 하였다. 설계된 바이오 레이더 시스템은 특별한 신호 처리 없이 50 cm 떨어진 사람의 호흡 및 심박수를 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.577-584
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• 2020

본 연구는 비영어권의 내원객 수가 나날이 증가하고 있고 그에 따른 방사선 검사 시 언어의 소통 및 의사전달에 한계가 있었다. 이에 검사를 위해 제작한 안내서를 배부 후 설명 전후에 따른 개선 효과를 알아 보았다. 검사 부위 인지 여부는 점수 척도가 통계적 유의성이 없었고 검사의 불편 정도, 호흡 지침 이해 정도, 검사 설명 만족도는 제작한 안내서 설명 전후에 따라 점수 척도가 향상되었으며 통계적 유의성이 있었다. 비영어권 외국인 내원객의 경우 영어나 한국어로 했을 때 보다 자국의 문자로 설명하는 것에 만족하였고, 그 방법 또한 검사실 내 조명 신호를 이용하여 외국인 내원객에게 호흡을 조절해야 하는 시기를 알려 줌으로써 효과적인 검사를 시행할 수 있었다. 향후 다양한 언어 통역 프로그램과 다양한 검사 부위에 따른 안내서 제작과 도구 개발, 방사선사 및 의료진의 외국어 능력 향상 등 여러 관점에서 의사소통 수단이 구현 될 때 비로소 의료서비스 및 영상 의학적 검사의 질이 개선 될 수 있을 것이다. 앞으로 다른 영상의학 검사실에서도 영어나 한국어를 이해하지 못하는 비영어권 외국인을 검사할 때 사용할 수 있는 매뉴얼을 마련하는데 기초 자료로 활용 될 수 있을 것으로 사료 된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권5호
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• pp.329-334
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• 2004

전자후각(I-nose)시스템은, 전통적으로 음식물이나 플라스틱 제재의 생산에서 자동화된 품질관리 시스템에 사용되어 왔으나, 최근 호흡가스 등을 통해 당뇨, 호흡 및 소화기 질환과 감염 등을 검사하는 진단영역으로 그 응용분야를 확대하고 있다 이러한 질병과 연관이 없는 휘발성 유기화합물(volatile organic compound, YOC) 에 대하여 I-nose 의 센서어래이는 센서 물질과 휘발성 화합물 사이의 반응으로 인해 고유한 반응을 보이며, 신호의 profile 에 그 흔적을 남긴다. 본 연구에서는 센서어래이의 반응 신호를 profile 형태로 유지 및 분석함으로써 I-nose 의 가스시료 인식 성능을 보다 향상시킬 수 있는 방법을 제안하였다. 신호의 profile 에는 패턴인식을 위한 기존의 개별적인 특성(feature) 보다 많은 정보가 들어 있으며, 이를 가스의 구분에 효과적으로 이용하기 위해 디지털 영상처리에서 사용되는 패턴 매칭을 응용한time-profile방법을 새롭게 제안하였다. 제안된 방법의 검증을 위해, 반도체 공정에 의해 제작된 16채널의 초소형 가스센서 어래이를 사용해 측정된 8종류의 각기 다른 가스시료들에 대하여, 동종 및 이종 가스간의 매칭의 정도를 산출하였다. 기존의 방법과 비교한 결과 동종과 이종 가스간의 뚜렷한 구별이 가능하여 이를 패턴인식에 사용하면 E-nose의 가스 인식 성능을 향상시킬 것으로 전망된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4429-4436
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• 2013

흉추 측면검사에서 기존의 T-spine exhalation technique (TET)과 환자의 자연스런 호흡 상태에서 촬영하는 T-spine breathing technique (TBT)의 대조도 잡음 비와 신호 대 잡음 비를 측정하여 적절한 검사기법을 제시하고자 하였다. 2012년 6월부터 2012년 11월까지 척추질환으로 본원을 내원하여 흉추 측면검사를 시행한 환자 53명을 대상으로 하였으며, 동일한 환자를 대상으로 측면 선 자세에서 기존의 TET와 TBT를 병행하였다. 화질 평가는 흉추 측면검사의 평가요소 중 5곳(극돌기, 추궁근, 추체, 추간공, 추간)을 Image J 프로그램을 이용하여 관심영역을 정하고 화소의 평균과 대조 농도와의 차이를 구하여 대조도 잡음 비를 측정하여 비교하였다. 또한 추체에 관심영역을 정하여 화소의 평균과 표준편차를 구하고 신호 대 잡음 비를 측정하여 비교하였다. TET와 TBT방법으로 촬영한 영상을 대조도 잡음 비와 신호 대 잡음 비에서 비교한 결과, TBT방법이 추궁근, 추체, 추간공, 추간의 구조에서 우수하게 나타났으며, 통계적으로 매우 유의하였다(p<.01). 기존의 심호기법에 비해 TBT방법으로 촬영한 영상은 우수한 화질을 제공하므로 이를 토대로 임상에 혼재되어 있는 흉추 측면 검사법을 재정립하고, 여러 의료기관에 적용할 경우, 유용성이 크다고 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.431-438
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• 2001

동맥혈액의 총 혈색소 농도와 산화 혈색소 농도의 비율로 정의되는 산소포화도를 비관혈적으로 측정하는 펄스 옥시메터는 주위환경 요인과 피측정자의 호흡 및 움직임에 의한 영향을 받는다. 특히 환자가 움직였을 때 동잡음 신호는 주파수영역에서 정상적인 수신광 신호와 중첩 또는 인접하게 나타나 잡음제거가 어렵다 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서는 필터뱅크와 정합필터를 이용하여 동잡음을 제거하기 위한 방법을 제안한다. 그리고 제안된 방법으로 실험한 결과. ratio의 평균 변화율이 이동평균필터(11.2%)와 적응필터(39.7%)를 이용하였을 때 보다 변화 폭이 4.1%로 나타나 환자의 움직임에서도 보다 안정적인 산소포화도를 측정이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 춘계학술발표대회
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• pp.953-955
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• 2016

본 논문은 다중 회귀 분석을 이용하여 3축 가속도센서기반의 활동량을 추정하는 방법을 제안한다. 본 연구를 위해 총 59명의 피 실험자가 자체 제작한 활동량계를 착용한 뒤 트레드밀에서 일정한 속도로 걷는/뛰는 동작을 수행한 신호를 수집하였다. 수집한 3축 가속도 신호의 에너지 값에서 사전에 정의한 특징들을 산출한다. 그 다음 각 특징별로 선형, 지수, 로지스틱 회귀 분석을 적용하여 적합도가 높은 특징을 선정한다. 마지막으로 산출된 회귀식들을 사용하여 다중 회귀 분석 방법으로 활동량을 추정한다. 호흡가스 대사 분석기(K4B2)를 착용한 뒤 동일한 방법으로 실험을 수행 하고 제안한 방법과 정확도를 비교한 결과 제안한 방법의 정확도는 86.38 %로 산출되었다. 이는 기존의 Kim 외 3인의 연구결과[1]보다 2.70 %, Actical의 정확도보다 4.31 % 높은 수치이다.