• 센서학회지
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• 제14권6호
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• pp.415-422
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• 2005

Using stretch sensors, a stuttering treatment training device that improve the abnormal breathing of stutterer was designed and developed. To improve stutterer's inadequate breathing method that is one of principal reason of stammering, the device estimates breathing method by checking the changes of the stretch sensor's resistances those are put on the chest and abdomen of user. And a vocal exercise program that carry out exercises only when the user maintains the abdominal breathing was designed. Using a PIC16C711 device that includes an A/D convertor, a main controller was designed and the vocal exercises software was developed using Director and C program with graphic user interface for user convenience. The controller sends the resistance data of sensors to PC through the serial port and the software verifies the breathing method. And the device was designed that the RTS (request to send) pin of serial port in PC is used as a power source so that it can work without any battery or other power source. Three stutterers have carried out the clinical experiments using the implemented device for two months and the results showed it was excellent to alleviate the stuttering.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제11권3호
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• pp.36-41
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• 2022

In the 21st century, information collection and information provision based on digital informatization and intelligent automation are emerging as one of the social problems in the society for the elderly and the vulnerable groups in the welfare society including the disabled, and various methods are being studied to find realistic alternatives. Among these factors, the problem of the elderly living alone is emerging as the most serious, and as a realistic approach to solve some problems by applying information devices, it is a monitoring system using the Internet of Things(IoT). The need for an optimized system is emerging. In this study, the state of the elderly and the elderly living alone can be measured remotely by applying IoT technology. We present the research cases of a Breathing Sensor-based Smart Monitoring System that is used as a smart information system and used as a monitoring system for the elderly and infirm when it is identified as deceased through state detection

• 센서학회지
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• 제29권4호
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• pp.249-254
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• 2020

It is difficult to control children who exhibit negative behavior in dental clinics. Various methods are used for preventing pediatric dental patients from being afraid and for eliminating the factors that cause psychological anxiety. However, when it is difficult to apply this routine behavioral control technique, sedation therapy is used to provide quality treatment. When the sleep anesthesia treatment is performed at the dentist's clinic, it is challenging to identify emergencies using the current breath detection method. When a dentist treats a patient that is under the influence of an anesthetic, the patient is unconscious and cannot immediately respond, even if the airway is blocked, which can cause unstable breathing or even death in severe cases. During emergencies, respiratory instability is not easily detected with first aid using conventional methods owing to time lag or noise from medical devices. Therefore, abnormal breathing needs to be evaluated in real-time using an intuitive method. In this paper, we propose a method for identifying abnormal breathing in real-time using an intuitive method. Respiration signals were measured using a 3M Littman electronic stethoscope when the patient's posture was supine. The characteristics of the signals were analyzed by applying the signal processing theory to distinguish abnormal breathing from normal breathing. By applying a short-time Fourier transform to the respiratory signals, the frequency range for each patient was found to be different, and the frequency of abnormal breathing was distributed across a broader range than that of normal breathing. From the wavelet transform, time-frequency information could be identified simultaneously, and the change in the amplitude with the time could also be determined. When the difference between the amplitude of normal breathing and abnormal breathing in the time domain was very large, abnormal breathing could be identified.

• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제12권3호
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• pp.251-258
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• 2023

Objective: The practice of breathing exercises involves altering the depth and frequency of respiration. Strengthening respiratory muscles plays a crucial role in maintaining overall health and well-being. The efficiency of the respiratory system affects not only physical activity but also various physiological processes including cardiovascular health, lung function, and cognitive abilities. The study evaluated the reliability of the developed device for inspiratory/expiratory training using pressure sensors and Bluetooth connectivity with a smartphone application. Design: Design & development research Methods: The research methodology involved connecting a custom-made respiratory sensor to an IMT-PEP BIC Breath device. Various pressure conditions were measured, and statistical analyses were performed to assess reliability and consistency. Results showed high Intraclass Coefficient Correlation (ICC) values for both inspiratory and expiratory pressures, indicating strong test-retest reliability. The device was designed for ease of use and wireless monitoring through a smartphone app. Results: This study conducted at expiratory pressure confirmed the proper operation of the IMT/PEP breathing trainer at the specified pressure setting in the product. The pressure sensor demonstrated high test-retest reliability with an ICC value of 0.999 for both expiratory and inspiratory pressure measurements. Conclusions: The developed respiratory training device measured and monitored inspiratory and expiratory pressures, demonstrating its reliability for respiratory training. The system could be utilized to record training frequency and intensity, providing potential benefits for patients requiring respiratory interventions. Further research is needed to assess the full potential of the device in diverse populations and applications.

• 감성과학
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• 제21권1호
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• pp.83-90
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• 2018

본 연구의 목적은 정신적, 신체적 힐링을 위한 명상용 스마트 의류 개발을 위한 기초연구로서 명상 시 복식호흡 수를 측정함으로써, 의복을 통해 명상의 진입상태를 모니터링 하기 위한 방법을 연구하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 Single Wall Carbon Nano-Tube (SWCNT)를 기반으로 한 스트레인 게이지 타입의 직물센서를 구현하고, 1차 실험으로 0.1 Hz의 주기로 복부형태의 더미를 5 cm 길이로 2분간 개폐를 반복하여 명상호흡을 시뮬레이션 한 결과 참조전극인 BIOPAC과 직물호흡센서의 신호가 매우 높은 일치도를 나타냈다(p<0.001). 같은 조건으로 2차 본 실험에서 피험자 4명에게 명상호흡을 수행하도록 하였고, 배꼽점, 횡경막 부근 중심과 측면 총 4군데 위치에서 출력된 전압 값을 비교한 결과 배꼽점 중심 위치와 횡경막 측면에서 신호의 일치도가 높고, 크고 안정된 신호형태를 보여 명상호흡을 측정하기에 적합한 위치로 선정되었다. 따라서 본 연구에서는 긴 호흡주기의 명상호흡을 측정하기 위한 직물센서를 구현하고, 이 센서의 명상 호흡수 측정을 위한 신뢰성과 타당성을 검토하며, 인체 상 측정위치에 따른 호흡 수 측정효율을 비교, 고찰하는 것을 목표로 하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.153-159
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• 2019

호흡은 환자의 상태를 판단하는 중요한 생체 신호 중 하나이다. 특히 진정 마취 시 환자의 무호흡 및 저호흡은 지속적인 모니터링 없이는 탐지하기가 어렵기 때문에 환자의 호흡 상태를 정확하고 간편하게 판단할 수 있는 지속적인 호흡 모니터링 방법이 필요하다. 현재 호흡 상태의 모니터링을 위한 다양한 장치들이 사용되고 있으나 임상 사용단계에서 응답 시간이 느릴 뿐 아니라 사용에 불편한 단점을 안고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 PVDF(polyvinylidene fluoride) 필름을 이용한 부착형 센서와 회로를 설계하고 제작하였으며, 진정 마취 시 호흡 신호를 감지하여 이상 호흡 징후를 조기에 발견할 수 있는 알고리즘을 포함하는 모니터링 시스템을 개발하였다. 본 연구의 결과는 진정 마취 시 뿐만 아니라 수면 관련 호흡 상태의 원격진료를 통한 다양한 의료산업 분야에 적용될 수 있을 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2012

본 연구에서는 환자 고유의 호흡 패턴을 적용하여 호흡의 규칙성을 향상 시킬 수 있는 호흡 연습장치(respiratory training system)를 개발하여, 호흡에 의한 움직임이 고려된 4D-RT (4-dimension radiation therapy) 또는 4D-CT (4-dimension computed tomography) 수행 시 효율성과 정확성을 높이고자 했다. 개발한 호흡연습장치는 푸리에 급수(Fourier series)를 기반으로 환자 고유의 호흡패턴을 만들어 환자에게 편안한 호흡 유도를 제공한다. 호흡연습장치를 사용했을 때 호흡의 규칙성 향상 정도를 알아보기 위하여 5명의 지원자를 대상으로 실험을 진행하였다. 10개의 자유호흡신호를 획득하여 실험 대상자의 고유한 호흡패턴(guiding waveform)을 만들고, 자유호흡(free breathing)을 3분 동안 시행한 후, 고유한 호흡패턴을 이용하여 호흡을 유도하는 신호모니터-호흡(guide breathing)을 3분 동안 시행하여 데이터를 획득하였다. 획득된 자유호흡과 신호모니터-호흡의 데이터를 이용하여 호흡크기(displacement)와 호흡주기(period)의 변동성을 Root mean square error (RMSE)를 적용하여 정량적으로 비교 분석하였다. 호흡의 변동성을 분석한 결과 신호모니터-호흡은 자유호흡과 비교하여 호흡크기의 경우 최대 40%, 호흡주기의 경우 최대 76%까지 RMSE 값이 감소하였으며, 모든 지원자들의 데이터를 분석한 결과 평균적으로 호흡주기의 경우 RMSE 값이 55% 감소되었고, 호흡크기의 경우 33% 감소하였다. 본 연구에서 개발한 호흡연습장치는 실험대상자의 고유한 호흡패턴을 이용하여 규칙적인 호흡을 유도했기 때문에 피실험자는 큰 노력 없이도 신호모니터-호흡을 따라 할 수 있었다. 따라서 규칙적인 호흡을 오랜 시간 지속시킬 수 있다는 측면에서 장점을 가질 수 있으며, 4D RT, 4D CT를 시행 할 경우 규칙적인 호흡을 통해 효율성과 정확성을 향상 시킬 수 있다.

• 감성과학
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• 제24권4호
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• pp.69-78
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• 2021

요즘은 건강을 위한 스마트 헬스 케어 웨어러블의 개발이 가속화되는 시대이다. 그 중 활발한 연구 분야 중 하나인 EMS 전기자극을 활용한 웨어러블 제품이 많이 출시되었다. 하지만 연구되거나 출시되어있는 EMS 웨어러블은 근육의 세분화에 집중하지 못한 포괄적인 전신 슈트나 복부 전체를 덮는 벨트 형식으로 출시되어있다. 이에 본 연구에서는 특정 근육을 세분화시킨 EMS 패턴을 적용하고 복압 벨트에 호흡을 측정할 수 있는 스트레치 센서를 부착하여 두 가지 호흡법을 활용해 연구를 진행하고자 한다. 측정방법은 들숨과 날숨으로 실험을 진행하며 대상자는 건강한 신체의 20대 남성 10명을 대상으로 진행했다. 본 연구의 결과 흉식호흡과 복식호흡 모두 센서의 민감도는 5mm, 3mm, 기본 센서 순으로 센서별 순위 결과를 확인할 수 있었고 EMS 복압 벨트를 통해 전기자극을 적용 전, 후로 나누었을 때 전기자극을 적용한 후 호흡의 활성화가 향상되었음을 알 수 있었다. 연구의 결론은 2가지 호흡법을 신체 기능적 근거로 제작한 2가지 패턴으로 인해 호흡법에 적합한 전기자극을 적용 시 적용하지 않았을 때 보다 3가지 센서로 호흡 활성화 효과와 센서 간 민감도 차이를 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 EMS 패턴과 스트레치 센서가 통합된 의복형 웨어러블 제품에 실시간 모니터링이 가능한 호흡 스마트 의류를 개발하고자 한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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• pp.121-123
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• 2000

Changes in breathing pattern and apnea both can be !he result of sleep disorders. The focus of this paper is to develop methodologies to monitor the breathing pattern and to detect apnea. An accurate recording of the respiratory phase can be carried out with different methods. One of these methods is the use of a thermocouple, which reacts to the variation in air temperature, placed in the nose and mouth of the patient. The K-type thermocouple was used because it has high reliability, thermo-stability, and good corrosion resistance. And also, it has a considerable long time constant that gives a low cut-off frequency, well below the respiratory frequency and thereby causing a large phase difference. The result showed that timing of respiration was accurately obtained with the AD595, amplifier for K-type thermocouple.

• Advances in nano research
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• 제15권3호
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• pp.239-251
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• 2023

In the present study, we aim to use nanotechnology sensors/actuators to capture pressure and frequency of voice singers and to send signals for improving breathing pressure. In this regard, a circular composite structure having 3 different layers are used. The core layer is nano-composite material reinforced with graphene nanoplatelets. The face sheets are piezo electric materials connected to electrical circuit capable of measuring and applying voltage to the piezoelectric layers. This sensors have extremely smaller size than conventional sensors attached to the neck of singer and, hence, minimizes the influences on the output voice of the singer. A brief theoretical framework are presented for nonlocal strain gradient theory and geometry of the sensor is described in detail. The controlling procedure along with experimental results on 20 amateur and professional singer participants are also presented. The results of the study indicate that the participants could gain benefit from the device for improving their ability in phonation and keeping their frequency at a constant level although they have difficulty in the beginning of the experiment getting used to the device.