본 논문은 하지의 움직임을 측정하고 분석할 수 있는 관성센서 기반 보행분석 시스템에 관한 것이다. 본 시스템 구현을 위해 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 신호를 이용한 자세 방위 측정장치 모듈을 일체형으로 개발하였으며, 다수의 모듈을 환자의 분절에 부착하여 공간상에서 각 분절의 방위각을 제공할 수 있도록 하였다. 또한 재활과 관련된 많은 응용에 있어 중요한 생체역학 측정값인 신체 분절간의 관절각을 추출하는 알고리즘을 제안하였다. 개발한 자세 방위 측정장치 모듈의 성능을 평가하기 위하여 3차원 공간상의 변위 및 방위를 밀리미터 해상도로 제공할 수 있는 Vicon을 참조 측정 시스템으로 이용하였으며, yaw와 pitch에서 1.08, 1.72도의 평균 제곱근 오차를 얻을 수 있었다. 보행 분석 시스템의 성능 검증을 위하여 7개의 AHRS 모듈을 하지에 부착하고 고관절, 무릎, 발목에 대한 관절각을 계산하여, Vicon과의 비교 실험을 수행하였다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 시스템은 뇌졸중 후 회복단계 동안 사지 및 보행 동작을 실시간으로 분석, 제공함으로서 재활의 효과, 난이도 조절 및 피드백 요소를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
해양환경 오염에 대한 관심이 많아지면서 해양환경 인자에 대한 감시가 그 중요성을 더해 가고 있다. 지금까지는 이에 대한 감지를 위한 센서의 부재로 인하여 해수를 채취하여 실험실에서 고가의 장비를 이용하여 분석하여 왔다. 이는 해양의 실시간 감시가 어려울 뿐 아니라 급변하는 해양 상태를 정확하게 파악하기 어려운 면이 있어왔다. 이러한 단점을 보완하기위해서 나노기술을 이용한 해양용 센서 개발이 시급히 요구되는 바 이에 대한 기술적인 분야와 특징 및 타당성을 검토하였다 현재 기술적으로 개발이 가능하고 국제적으로 경쟁력이 있는 분야로는 나노스핀소자를 이용한 바이오분자 감지, 탄소나노튜브의 전도성 변화에 따른 해양인자 감시기술, 그리고 나노반도체를 이용한 적조관련 미생물 감지 기술을 제시하였다. 이 기술들의 특징과 해양환경에서의 적용을 위하여 개발하여야 할 요소 기술을 찾아보고 문제점들을 극복할 수 있는 방안을 제시하였다.
Purpose: To compare the diagnostic accuracy for the detection of root fractures in CMOS-based digital periapical images with conventional film-based periapical images. Materials and Methods: Sixty extracted single-root human teeth with closed apices were prepared endodontically and divided into two groups; artificially induced vertical root fracture group and control group. All radiographs were obtained using the paralleling technique. The radiographs were examined by 4 observers three times within a 4 week interval. Receiver operating characteristic (ROC) analysis was carried out using data obtained from four observers. Intra- and inter-examiner agreements were computed using kappa analysis. Results: The area under the ROC curve (Az) was used as an indicator of the diagnostic accuracy of the imaging system. Az values were as follows: direct-digital images; 0.93, film-based images; 0.92, and inverted digital images; 0.91. There was no significant difference between imaging modalities (P<0.05). The kappa value of inter-observer agreement was 0.42 (range: 0.28-0.60) and intra-observer agreement was 0.57 (range: 0.44-0.75). Conclusion : There is no statistical difference in diagnostic accuracy for the detection of vertical root fractures between digital periapical images and conventional periapical images. The results indicate that the CMOS sensor is a good image detector for the evaluation of vertical root fractures.
The humans are under attack involving the hazardous environment and pathogen/biotoxin aerosol that is realistic concerned. A portable, fast, reliable, and cheap Pathogen and Biotoxin Aerosol threat Detection(PBAD) trigger is an important technology for detect-to-protect and detect-to-treat system because the man-made biological terror is a fast and lethal infection. The ultraviolet C(UVC) wavelengths light source is key issue for PBAD that is sensitive because of strong fluorescence cross section from fluorescent amino acids in proteins such as tryptophan and tyrosine. The UVC-light emitting diode(LED) is emerging light source technology as alternative to laser or lamps as they offer several advantages. This paper discussed about the design consideration of UVC-LED for the PBAD system. The UVC-LED and PBAD technology, currently available or in development, are also discussed.
The ubiquitous flexible operating system (UbiFOS) is a real-time operating system designed for cost-conscious, low-power, small to medium-sized embedded systems such as cellular phones, MP3 players, and wearable computers. It offers efficient real-time operating system services like multi-task scheduling, memory management, inter-task communication and synchronization, and timers while keeping the kernel size to just a few to tens of kilobytes. For flexibility, UbiFOS uses various task scheduling policies such as cyclic time-slice (round-robin), priority-based preemption with round-robin, priority-based preemptive, and bitmap. When there are less than 64 tasks, bitmap scheduling is the best policy. The scheduling overhead is under 9 ${\mu}s$ on the ARM926EJ processor. UbiFOS also provides the flexibility for user to select from several inter-task communication techniques according to their applications. We ported UbiFOS on the ARM9-based DVD player (20 kB), the Calm16-based MP3 player (under 7 kB), and the ATmega128-based ubiquitous sensor node (under 6 kB). Also, we adopted the dynamic power management (DPM) scheme. Comparative experimental results show that UbiFOS could save energy up to 30% using DPM.
People are willing to spend more for their health. Traditional medical services are hospital-centric and patients obtain their treatments mainly at the clinics or hospitals. As people age, more medical services are needed to exceed the potentials of this hospital-centric service model. In this paper, we present the design and implementation of CardioSentinal, a 24-hour heart care and monitoring system. CardioSentinal is designed for in-home and daily medical services. It mainly focuses on the outpatients and elderly. CardioSentinal is an interdisciplinary system that integrates recent advances in many fields such as bio-sensors, small-range wireless communications, pervasive computing, cellular networks and modern data centers. We conducted numerous clinic trials for CardioSentinal. Experimental results show that the sensitivity and accuracy are quite high. It is not as good as the professional measurements in hospital due to harsh environments but the system provides valuable information for heart diseases with low-cost and extreme convenience. Some early experiences and lessons in the work will also be reported.
Background: Gait analysis is an important measurement for health professionals to assess gait patterns related to functional limitations due to neurological or orthopedic conditions. The purpose of this study was to investigate the reliability of the newly developed portable gait analysis system (PGAS). Design: Cross-sectional design. Test-retest study. Methods: The PGAS study was based on a wearable sensor, and measurement of gait kinematic parameters, such as gait velocity, cadence, step length and stride length, and joint angle (hip, knee, and ankle) in stance and swing phases. The results were compared with a motion capture system (MCS). Twenty healthy individuals were applied to the MCS and PGAS simultaneously during gait performance. Results: The test-retest reliability of the PGAS showed good repeatability in gait parameters with mean intra-class correlation coefficients (ICCs) ranging from 0.840 to 0.992, and joint angles in stance and swing phase from 0.907 to 0.988. The acceptable test-retest ICC was observed for the gait parameters (0.809 to 0.961), and joint angles (0.800 to 0.977). Conclusion: The results of this study indicated that the developed PGAS showed good grades of repeatability for gait kinematic data along with acceptable ICCs compared with the results from the MCS. The gait kinematic parameters in healthy subjects can be used as standard values for adopting this PGAS.
현대를 살아가는 현대인들이 경험하는 만성통증 및 디스크는 성인의 80% 이상이 경험하는 흔한 질병이다. 이러한 질환들 중 교통사고, 추락 등 물리적인 충격에 의한 발생율은 10%정도이며 대부분이 습관적으로 부적합한 자세를 취하게 되어 특정 부위에 지속적인 스트레스가 쌓여 발생하게 된다. 이처럼 부적합한 자세가 오랫동안 이어져 질환의 원인이 되는 것을 알면서도 고쳐지지 않는 이유는 지속적인 반복을 통한 습관화로 인하여 부적합한 자세를 바로 인지하지 못함으로써 바르게 교정하지 못하고 지속되어지기 때문이다. 따라서 본 시스템은 자세를 측정할 수 있는 센서들을 사용자에게 부착 후 사용자의 자세에 따른 데이터를 수집하여 정확한 자세를 측정하고 자세추정알고리즘을 이용하여 해당 자세의 적합여부를 추정한다. 사용자가 부적합한 자세를 지속적으로 취할 경우 이를 인지할 수 있도록 한다. 그리고 적합한 자세로 변경하도록 유도하여 부적합한 자세의 습관화를 방지하는데 목적을 두고 있다. 또한 부적합한 자세의 원인을 분석 후 제거하여 적합한 자세를 취하는데 보조자의 기능을 수행 한다. 정확한 측정을 통한 반복적인 인지 학습을 통해 올바른 자세를 습관화 한다면 성장기 어린이와 만성 질환자에게 많은 도움을 줄 것으로 생각 된다.
인체영역 무선네트워크(WBAN)기술 기반의 생체정보 모니터링서비스의 확장과 성장은 생체신호 감지 및 측정, 생체정보의 원격제어, 실시간 모니터링기술의 진화를 가속화시키고 있다. 기술진화에 대응한 선행기술 확보와 시장선점을 위해 생체정보 모니터링 시스템의 설계 및 구축은 최신 기술 동향과 표준화 이슈의 전략적인 반영이 필수적이다. 논문은 기술 및 연구개발 동향과 이슈를 조사, 분석하고 기술적 대응과제를 제시한다.
In this paper, We designed the ECG-NIBP-$SpO_2$ patient monitor. This production can measure Electrocardiograph, Heart Rate, Noninvasive Blood Pressure, and Oxygen Saturation for Noninvasive Mehod and can display each information. These informations were implemented by the electrodes of ECG part, the cuff of NIBP module and the finger probe with light sensor of $SpO_2$ without injection of needle or catheter. In addition, We developed a new analysis algorithm and measurement technique for NIBP and $SpO_2$ to observe patient's conditions correctly.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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