• Advances in nano research
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• 제15권2호
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• pp.155-163
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• 2023

Exercise is beneficial to the body in some ways. It is vital for people who have heart problems to perform exercise according to their condition. This paper describes how an Android platform can provide early warnings of fatigue during wushu exercise using Photoplethysmography (PPG) signals. Using the data from a micro-electro-mechanical system (MEMS) gyroscope to detect heart rate, this study contributes an algorithm to determine a user's fatigue during wushu exercise. It sends vibration messages to the user's smartphone device when the heart rate exceeds the limit or is too fast during exercise. The heart rate monitoring system in the app records heart rate data in real-time while exercising. A simple pulse sensor and Android app can be used to monitor heart rate. This plug-in sensor measures heart rate based on photoplethysmography (PPG) signals during exercise. Pulse sensors can be easily inserted into the fingertip of the user. An embedded microcontroller detects the heart rate by connecting a pulse sensor transmitted via Bluetooth to the smartphone. In order to measure the impact of physical activity on heart rate, Wushu System tests are conducted using various factors, such as age, exercise speed, and duration. During testing, the Android app was found to detect heart rate with an accuracy of 95.3% and to warn the user when their heart rate rises to an abnormal level.

• 센서학회지
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• 제20권2호
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• pp.118-123
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• 2011

Heart related diseases mainly caused by heavy work load and increasing stress in human daily life. Therefore, researches on mobile healthcare monitoring for daily life has been carried out. Notably, wearable healthcare monitoring system which has least restriction has been tried to provide an emergency alert of abnormal heart rate. In this study, we developed chair type unconstrained BCG measurement system which able to perform continuous heart status monitoring at the office and daily life in the unconstrained way. Furthermore, adaptive threshold is used to detect the heart rate from BCG signals. The HRV(heart rate variability) is calculated from heart rate interval. ECG signal measured using conventional method and BCG signal measured using unconstraint system are carried out simultaneously for the purpose of performance evaluation. From the comparison result, BCG signal shows a similar heart beat characteristic as ECG signal. This proves the possibility of practical implementation of unconstraint healthcare monitoring system. In addition, medical examination like valsalva maneuver is performed to observe the changes in HRV due to stress. By performing valsalva maneuver, heart is said to be placed under an artificial physical stress condition. Under this artificial physical stress condition, the time and frequency domain of HRV parameters are evaluated.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.123-131
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• 2019

In recent years, a non-contact respiration and heart rates monitoring via IR-UWB radar has been paid much attention to in various applications - patient monitoring, occupancy detection, survivor exploring in disaster area, etc. In this paper, we address a novel approach of real time heart rate estimation using IR-UWB radar. We apply sine fitting and peak detection method for estimating respiration rate and heart rate, respectively. We also deploy two techniques to mitigate the error caused by wrong estimation of respiration rate: a moving average filter and finding the frequency of the highest occurrence. Experimental results show that the algorithm can estimate heart rate in real time when respiration rate is presumed to be estimated accurately.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권8호
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• pp.253-258
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• 2015

u-헬스케어 관점에서 볼 때, 심박수(heart rate)는 아픈 사람의 질환을 관리하는 일리스(illness)나 건강한 사람의 건강을 지속적으로 관리하는 웰니스(wellness) 분야에 모두 유용하게 사용된다. 이는 심박수가 질환의 증상을 판단하거나 운동 부하의 지표로서 모두 사용될 수 있기 때문이다. 최근에 착용형 센서(wearable sensors)를 이용하여 상시적으로 심박수를 모니터링하여 이에 기반하여 현재 몸 상태를 점검해볼 수 있는 다양한 심박계(heart rate monitor)와 이와 연동하여 심박수를 이용한 다양한 운동관리 스마트폰 앱이 개발되어 출시되고 있다. 그러나 이러한 스마트폰 앱은 모두 개인 용도로 제한된다. 논문에서는 여러 사람들의 심박수를 동시에 실시간으로 모니터링할 수 있는 시스템을 설계하고, 이를 적용할 수 있는 안드로이드 앱을 개발한다. 개발된 앱의 주요 기능은 다수 이용자에 대한 동시적 심박수 모니터링으로 피트니스 센터에 효과적으로 적용 가능하다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제29권3호
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• pp.191-197
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• 2008

This research focused on the development of wireless telemetry system that can monitor heart rates of multiple rehabilitation patients in real time without constraint. The whole system consists of the multiple patient's side devices (PSDs) and one central monitoring system (CMS). The PSD consists of a microphone, amplifier, filter, microcontroller, and RF (Radio Frequency) modem. In addition, the PSD was designed to be wearable and low power consumption. The CMS consists of an RF modem and general PC and it was designed to monitor heart rates from multiple patients simultaneously. The system warns an alarm signal when a patient's heart rate exceeds the pre-set range for each patient. This system can be useful to monitor the heart rate of exercising rehabilitation patients and control the patients condition and the exercising level.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권2호
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• pp.376-384
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• 2013

With the continuous aging of the populations in developed countries, the medical requirements of the aged are expected to increase. In this paper, a ring-type pulse oximeter finger sensor and a 24-hour ambulatory heart rate monitoring system for the aged are presented. We also demonstrate the feasibility of extracting accurate heart rate variability measurements from photoelectric plethysmography signals gathered using a ring-type pulse oximeter sensor attached to the finger. We designed the heart rate sensor using a CPU with built-in ZigBee stack for simplicity and low power consumption. We also analyzed the various distorted signals caused by motion artifacts using a FFT, and designed an algorithm using a least squares estimator to calibrate the signals for better accuracy.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.25-32
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• 2022

IR-UWB radar has been regarded as the most promising technology for non-contact respiration and heartbeat monitoring because of its ability of detecting slight motion even in submillimeter range. Measuring heart rate is most challenging since the chest movement by heartbeat is quite subtle and easily interfered with by a random body motion or background noise. Additionally, periodic sampling can be limited by the performance of computer that handles the radar signals. In this paper, we deploy Lomb-Scargle periodogram method that estimates heart rate even with irregularly sampled data and uneven signal amplitude. Lomb-Scargle periodogram is known as a method for finding periodicity in irregularly-sampled and noisy data set. We also implement a motion detection scheme in order to make the heart rate estimation pause when a random motion is detected. Our scheme is implemented using Novelda's X4M03 radar development kit and its corresponding drivers and Python packages. Experimental results show that the estimation with Lomb-Scargle periodogram yield more accurate heart rate than the method of measuring peak-to-peak distance.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.503-504
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• 2017

최근 세계 각국의 경제적 성장과 함께 건강한 삶에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따른 스마트헬스케어 산업이 활성화 되고 있다. 스마트헬스케어 분야에서는 IoT기술의 부각에 따라 웨어러블 형태의 생체정보 계측기술이 부각되고 있다. 본 연구에서는 웨어러블 헬스케어에 응용이 가능하고 활동 중에도 편리하게 심박동의 모니터링을 수행 할 수 있는 장갑형태의 착용형 심박동 모니터링시스템을 구현하고자 하였다. 이를 위해 손가락 말초에서의 혈류량변화를 모니터링하고 디스플레이 할 수 있는 장갑형 웨어러블 헬스케어시스템을 제작하고 그 성능평가를 수행하였다. 실험결과 실제 일상생활 중 움직임을 수반하더라도 심박동의 모니터링이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 감성과학
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• 제23권2호
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• pp.51-60
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• 2020

본 연구의 목적은 심박 측정용 기기 및 의류에 있어 배터리 충전 및 기기의 부피감으로 인한 불편함을 개선하고, 사용자 편의성을 고려하여 목적에 따른 심박 측정을 가능케 하는 심박 측정용 스마트 의류 시스템을 개발하고자 하였다. 심박 측정 기기는 2가지 타입으로 모듈화되어 개발되었으며, 탈부착을 통해 목적형 및 지속적 심박 측정이 가능하도록 구성하였다. 목적형 심박측정 기기는 NFC(Near Field Communication), 심박 센서를 내장하고 필요시에 스마트 폰 태깅을 통해 심박 측정이 가능하게 하는 의류에 부착된 타입으로 개발되었으며, 지속형 심박 측정 기기는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 및 배터리를 내장하여 목적형 기기와 결합을 통해 통신 및 전원을 지원, 지속적으로 심박 측정이 가능한 시스템으로 구성되었다. 심박 측정을 위한 섬유 전극은 은사 기반의 편물 전극으로, 심박 측정에 용이하도록 대흉근 아래에 위치하도록 디자인되었으며, 목적형 심박측정 기기가 전극과 연결되도록 구성되었다. 연동되는 어플리케이션은 사용자 경험요소, 주요기능 및 사용편의성 등을 고려하여 개발되었으며, 사용성 향상을 위하여 스마트 폰 태깅을 통해 자동 동기화가 되도록 개발되었다. 본 연구에서 개발된 심박측정 스마트 의류 시스템의 심박측정 정확도를 평가하기 위하여, 10명의 20대 남성 피험자를 대상으로 2단계의 실험을 설계하고 진행하였으며, POLAR RS800을 통해 측정되는 신호를 기준 심박으로 비교·분석하였다. 그 결과, 목적형 스마트 의류 시스템의 평균 심박수는 85.37, 기준 기기 심박수는 87.03으로 96.73%의 정확도를 갖는 것으로 분석되었으며, T 값 -1.892 (p=.091)로 두 신호간의 유의한 차이는 없는 것으로 분석되었다. 지속형 스마트 의류 시스템의 평균 심박수는 86.00, 기준 기기 심박수는 86.97로 97.16%의 정확도를 보였으며, T 값 -1.089(p=0.304)로 두 시스템 간의 측정 차이는 없는 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 사용자의 목적에 따라 심박측정이 가능한 모듈형 스마트 의류 시스템을 개발하고 검증한 것에 의의가 있다. 또한, 모듈화 된 심박측정 의류 시스템 개발로 불필요한 기능으로 인한 가격 상승을 줄임으로써 이원화된 상품 기획의 가능성을 제시하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.326-330
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• 2012

2011년 심장질환으로 사망하는 인구수가 약 25,000명에 이른다. 본 논문은 심장마비환자의 빠른 응급구제를 위해 심장마비의 발생을 감지하고 응급상황을 전파하는 시스템을 개발한다. 심장마비를 감지하기 위해 맥박센서가 부착된 wearable computer를 제작한다. 측정된 맥박은 블루투스 무선통신으로 스마트폰으로 전송된다. 스마트폰에서 입력받은 맥박을 분석하여 상황판단을 하고 비상알람, SNS(Social Network Service), SMS(Short Message Service)를 활용하여 상황전파를 한다.