가정이나 병원 등 해상에서 위급한 환자를 모니터링 할 때 현재의 심전도 측정기의 전극센서가 불편할 경우가 많다. 구급차량 내에서나 선박에서 환자를 측정시 흔들림이 심하기 때문에 전극이 떨어져 측정이 쉽지가 않으며 또 환자의 몸에 지방분이나 습기가 많을 경우를 쉽게 붙어있지 않아 측정이 더욱 힘들어진다. 본 연구에서는 환자가 언제든지 전극을 붙이고 화장실이나 외출까지도 자유롭게 할 수가 있도록 하였으며 또 흉부에 쉽게 착용이 용이하도록 부드러운 벤드 형태로 설계되었다. 심전도의 전극소재로는 전기저항특성이 우수하고 피부 트러블이 거의 없는 금을 소재로 한 제품을 적용하였으며 광전용적맥파 및 말초체온 등을 추가로 설계하여 다중생체신호를 모니터링 할 수 있도록 구현하였다. 본 실험에서는 가승이나 늑골부위에서는 생체신호전달이 좋았으며, 환자의 복부부위에서는 생체신호가 아주 작게 검출되었다. 전극소재로 금 전극을 사용하여 일반적인 전극을 이용할 때 보다 신호 검출이 우수하다는 결과를 얻었으며. 일반적인 전극은 단순1회용으로 끝나지만 금 전극센서는 반영구적이면서도 환자가 이동시 접촉력이 우수하여 보다 정확한 데이터를 얻을 수가 있었다.
본 논문에서는 다수의 체압 센서가 내장된 의료용 침대의 원격 케어에 관해 기술한다. 낙상은 환자의 안전을 심각하게 위협하고 건강을 해치는 요인중의 하나이다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 새로운 침대가 개발하였다. 침대 시스템은 동작이 가능한 건반, 건반의 동작을 관리하는 건반 제어기, 체압을 측정하는 센서, 센서의 값을 송수신하는 센서 제어기, 이를 확인하여 알고리즘에 따라 자동 혹은 수동으로 동작하게 하는 메인 제어기, 이 모든 정보를 총괄하는 서버로 이루어져 있다. 침대 시스템은 센서를 통해 환자의 위치를 확인하여 환자가 낙상의 위험이 있다고 판단하게 되면 메인 제어기를 통해 무선으로 서버에 경고를 보내 간호인 혹은 간호사가 환자의 위험한 상태를 인지할 수 있도록 한다. 서버는 유무선 단말에서 송신된 상태 데이터를 전송받아 침대 시스템이 정상적으로 동작하고 있는지 모니터링할 수 있다. 건반의 제어기는 건반형 메커니즘을 구동하고 체압 센서가 연결된 욕창 예방 제어를 자동으로 행하여 환자의 압력이 가해지는 부위를 물리적으로 분리해 욕창을 예방한다. 메인 제어기는 환자의 침상 존재를 확인하여 서버에 전송한다. 결론적으로 제안된 시스템은 사용자의 상태를 스마트 모니터링하고 원격 케어를 행할 수 있게 된다.
본 논문에서는 TMO 실시간 객체 모델을 이용하여 실시간 통신 메시지 서비스를 효과적으로 지원하기 위해 중환자의 실시간 생체정보 전송 시스템을 나타내었다. 또한 분산된 네트워크 시스템에서 TMO 구조를 이용하여 PMS(Patient Monitoring System) 응용 환경에 적용함으로서 실시간 메시지 서비스를 보장하였다. TMO를 이용한 생체정보 파싱 수신 모듈은 PMS의 Central Monitor로부터 수신할 수 있는 Raw Data 형태의 환자의 생체 정보를 HL7(Healthy Level Seven) 프로토콜과 TCP/IP 인터넷 프로토콜을 이용하여 원격적으로 모니터링을 할 수 있는 생체 정보 웹 뷰어 시스템을 개발하였고, 사용자가 사용가능한 데이터로 분석할 수 있도록 설계하였다. TMO 객체 모델을 기반으로 한 실시간 시뮬레이션에서 몇 가지의 TMO 구조의 장점을 가지고 있으며, TMO 객체 모델은 요구 명세서와 설계 사이의 강력한 연관성을 가지고 있다.
최근에 노령화에 따른 질병의 증가와 핵가족화에 따른 사생활에 대한 보호욕구가 증가하면서 최근 u-Healthcare에 대한 관심이 높아지고 있다. 지금까지 우리는 개별 의료기관의 오프라인의 건강관리로 추후 진단, 치료가 이루어지는 시공간 제한적 의료서비스를 받아왔다. 앞으로는 모바일 의료단말기기를 통하여 자신의 건강관리를 실시간 온라인으로 개인성, 이동성, 실시간성, 맞춤형 의료서비스를 받을 수 있게 될 것이다. 그러므로, 본 본문에서는 PDA를 기반으로 노약자 및 환자를 신체 신호 측정기를 통해 건강상태를 체크한 뒤 병원 환자관리 시스템에 통보하여 위급 상황 발생이 발생하면 응급 처치를 하도록 하거나 측정 결과에 대한 진단 및 관련 정보를 제공하는 건강관리 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였다.
최근 의료시장에 상용화된 모바일 수술 중 CT(intra-operative computed tomography, iCT)는 수술실 내 이동이 자유로울 뿐만 아니라 수술 후 즉각적인 환자 모니터링이 실시간으로 이루어져 수술 후 환자의 예후 향상과 재수술 확률을 낮출 수 있다. 이동성을 갖춘 iCT 는 편의성과 유용성이 검증되었지만, 이동시 발생될 수 있는 충돌사고의 단점이 존재한다. 따라서, iCT 의 이동시 발생할 수 있는 위험을 최소화 할 수 있는 안전장치가 요구된다. 본 연구에서는 모바일 iCT 의 구동 제어의 편의성과 안전성을 확보 할 수 있는 CT 촬영을 제어하기 위한 리모트 컨트롤러, 이동시 전방 시야를 확보하기 위한 전방 모니터링 카메라 출력, 충돌 위험을 알릴 수 있는 초음파 센서를 통합하는 임베디드 컨트롤러를 개발하고자 한다.
최근, 유비쿼터스 관련 산업이 비약적으로 발전하고 있으며, 특정 구역을 대상으로 유비쿼터스 환경을 구축하는 u-Zone의 개발이 추진되고 있다. 특히 헬스케어 시스템의 관점에서 보면, u-Zone을 활용하여 정신질환자나 거동이 불편한 환자를 관리하기 위한 비용과 노력을 감축시킬 수 있다. 하지만 아직 헬스케어 시스템은 특정 개인을 대상으로 하거나 병원 내부 시스템을 확장하는 수준에 그치고 있다. 정신질환자 중에는 알코올, 마약 등의 약물에 중독된 환자의 비율이 높지만, 일상적인 데이터의 수집이 어려워 체계적인 관리나 정확한 진단이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 u-Zone 내에서 중독환자에게 생체신호 측정 센서를 통해 지속적인 정보를 수집하고, 모니터링할 수 있는 시스템을 제안하였다. 맥박, 체온, 가속도 센서를 이용하여 환자 상태정보를 수집하고, 이를 기반으로 감정 상태를 판별하여 정확한 진단의 근거가 될 수 있도록 한다.
심혈관질환은 전 세계 주요 사망 원인으로 다양한 원인에 의해 발생한다. 심혈관질환의 가장 높은 위험인자는 고혈압으로 뚜렷한 증상이 없지만 방치할 경우 여러 합병증을 유발한다. 고혈압을 치료하기 위하여 약물치료와 규칙적 운동을 진행해야한다. 고혈압 환자의 경우 과도한 신체 활동 시 심장에 큰 무리가 발생해 심혈관질환으로 이어질 수 있다. 따라서 적정 강도로 운동을 진행할 수 있는 PTT 계측을 통한 운동 강도 모니터링 시스템이 요구된다. 본 연구에서는 심전도와 맥파 계측을 통해 PTT를 산출하여 운동 강도에 따른 PTT 변화 모니터링 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 심전도의 R-peak와 맥파의 P-peak를 미분하여 peak간의 시간차를 이용하여 PTT를 산출한다. 운동 강도에 따른 PTT 변화 모니터링을 위하여 달리기 실험을 진행하였다. 실험결과 저강도는 0.313s, 중강도는 0.220s, 고강도는 0.188s의 PTT가 측정되었으며, 운동 강도가 증가함에 따라 PTT는 감소하는 것을 확인하였다.
세계적으로 헬스케어 산업의 발전 가능성은 눈에 띄게 증가하고 있다. 그 중에서도 환자 혹은 각종 디바이스 사용자의 생체신호를 다루는 기술은 다양한 중요정보를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 심전도의 미세한 생체 전위를 측정하기 위해 각종 필터와 증폭기를 이용하여 회로를 설계하고 이를 Cortex-M3 Microprocessor와 MATLAB 프로그램을 이용하여 필터링과 데이터통신을 통해 최종적으로 실시간으로 모니터링 하였다. 일반적으로 임상이나 진단에 이용되는 ECG 신호는 각종 심장질환의 지표로 사용되지만 전문적인 지식을 갖추지 않은 일반 사용자가 사용하기에는 어려운 점이 없지 않아 있다. 따라서 이 연구는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 생체신호를 다루는 다양한 분야에서 용이할 수 있다.
각 의료기관 내 방사선 관련 종사자나 방사선 치료환자들은 진단 및 치료 시 필연적으로 의료상 피폭을 수반하게 된다. 국제방사선방호위원회(ICRP) 권고나 국제원자력기구(IAEA)의 기준에 따라 기준선량 제약치를 적용 및 권고 받고 있지만 1차 피폭대상자인 종사자나 환자들의 피폭최적관리를 위해서는 잠재적인 피폭대상자들에게 기존의 피폭관리 시스템보다 직접적이고 가용성이 높은 측정 및 분석 방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존에 구비된 휴대용 단말과 연동하여 원거리에서 실시간으로 방사선 모니터링이 가능한 시스템을 개발하였다. 모니터링 시스템은 검출부, 영상부, 통신부 세 부분으로 구성되었다. 검출부는 시스템의 소형화를 위해 실리콘 광증배소자(silicon photomultiplier) 기반 섬광검출기를 설계하였으며, 영상부는 무선 CCD (charge-coupled device)카메라 모듈을 사용하여 검출부와 함께 Bluetooth 통신모듈을 통해 휴대용 단말로 측정된 방사선 정보와 영상이 전송된다. 제작된 시스템은 성능 평가를 위해 진단용 X-ray 발생장치와 $^{137}Cs$, $^{22}Na$, $^{60}Co$, $^{204}Tl$, $^{90}Sr$ 선원을 사용하였다. 측정결과를 통해 개발된 시스템은 gamma, beta, X-ray에 대해서 검출 반응성을 확인하였고, 방사선 세기에 따른 응답 선형성과 MCNPX 전산코드를 이용한 측정 거리에 따른 시스템의 검출 정확도 평가 시 3% 내외의 오차범위를 확인하였다. 본 연구의 결과는 방사선 검출 시스템 구성의 비용절감 효과와 개인피폭정도관리에 기여할 것으로 기대한다.
일반적으로 시술자가 환자에게 마취를 할 때에는 매우 주의하여야 한다. 만약 잘못 시행 될 때는 환자는 매우 위험한 상황에 빠지게 된다. 본 논문에서는 잘못 시술이 발생 될 수 있는 몇몇 위험요소들을 사전에 예방하기 위하여 시스템의 정밀성과 사용자의 편리성을 고려하여 구현하는 것을 목표로 하였다. 특히 시스템에서 전자적인 부분은 스위치와 엔코더를 이용하여 사용자 인터페이스에서 조작을 편리하게 하고, 그래픽 액정화면 표시기를 이용하여 환자의 기도압과 이산화탄소 파형을 실시간 모니터링 기능을 구현하였다. 또한 설정값의 정밀한 제어를 위해 기계적인 부분에서 유량 제어 밸브와 유량 센서를 이용하여 피드백 유량 제어 시스템을 구현하였다. 이러한 기술을 개발함으로써 시술자에게 설정치 조작의 편리성과 정확성을 가져다줄 뿐만 아니라 환자의 상태와 여러 가지 변수들의 허용 범위를 넘을 경우 정확하고 신속하게 정보를 알려줌으로서 마취기용 인공 호흡기의 안정성과 신뢰성이 확보될 수 있음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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