• 한국통신학회논문지
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• 제38C권7호
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• pp.643-649
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• 2013

본 논문에서는 무선통신기기에서 필수적으로 사용되는 안테나의 근접 전자기장 변화에 의한 반사계수의 변화를 토대로 하여 사람의 심박신호를 검출한다. 반사되는 신호를 검출하기 위하여 20 dB의 directional coupler를 사용하여 송신신호에 영향을 주지 않고 안테나의 반사계수를 검출하는 회로를 사용하였다. 사람의 심박에 의한 다이폴 안테나의 반사계수는 약 0.07 dB 가량 변하게 되어 검출하기 어려우므로, 민감도를 향상시키는 방법을 적용하여 심박신호를 깨끗하게 잡아내었다. Discrete한 소자의 사용으로 오차가 발생하는 것을 감안하여 안테나의 위치를 움직여 최적 지점에서 더 좋은 심박신호의 결과를 나타내는 것을 확인하였고, 일반적인 통신신호에서도 가능한지 확인하기 위하여 4 MHz 대역의 FM신호를 사용하여 잘 동작하는 것을 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권9호
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• pp.200-207
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• 2014

부정맥 심전도 신호는 전도장애 및 발생부위에 따라 특정 부위에서 비정상 모양을 띄는 특이심박을 포함하고 있다. 특이심박은 부정맥 등 다양한 질환을 진단 및 분류하는데 있어 유용하기 때문에 부정맥 심전도 신호에서 특이심박의 검출은 매우 중요하다. R-peak점에서의 전위, 첨도 및 R-R 간격은 심전도 신호가 R파에서 가지는 특성이다. 본 논문에서는 이를 바탕으로 특이심박 검출 방법을 제안한다. 제안한 방법은 특이심박이 확실할수록 특성값이 평균에서 크게 벗어난다는 점을 기반으로 평균과 표준편차를 이용하여 순차적으로 특이심박을 검출한다. MIT-BIH 부정맥 데이터베이스 중 R파 왜곡을 가지는 15개의 심전도 신호에 대해 기존의 고정된 문턱값을 사용한 검출 방법과 제안한 방법을 적용하여 특이심박을 검출하여 비교하였다. 실험을 통해 민감도를 약 50~70%에서 제안한 방법을 통해 97%로 크게 상향할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.1266-1271
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• 2010

본 논문에서는 인체의 심박 신호를 측정하여 검사자의 심장 상태를 체크할 수 있는 심박신호 측정 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 심박 측정 단말기, 게이트웨이, 자료 수집 및 처리를 위한 서버로 구성된다. 구현된 단말기는 지그비 프로토콜을 통하여 센서네트워크를 구성한다. 서버는 센서 노드에서 측정된 데이터를 2차 미분을 수행하여 원하는 심박 신호를 획득하며, 이를 데이터베이스에 저장, 관리한다. 이 시스템을 통하여 무구속, 무자각으로 심박신호를 측정하여 피검자의 심장 상태를 파악할 수 있게 되었다. 실험결과 지그비통신 프로토콜을 이용한 센서 네트워크를 통하여 유비쿼터스 헬스케어 시스템이 구현 가능함을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.51-56
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• 2019

본 논문은 모바일 환경에서의 BCG기반 심박 수 측정을 위한 향상된 심박 신호 추출 방법을 제안한다. 우선, 모바일 카메라를 이용하여 사용자의 얼굴을 촬영한 비디오로부터 얼굴 특징과 배경 특징을 동시에 추적함으로써 손 떨림에 의한 영향을 제거한 머리 움직임 신호를 추출한다. 그리고 머리 움직임 신호로부터 심박 신호를 정확하게 분리해내기 위해 신호의 주기성을 계산하는 새로운 방법을 제안한다. 제안 방법은 모바일 얼굴 비디오로부터 강건하게 심박 신호를 추출할 수 있으며, 기존 방법에 비해 보다 정확하게 심박 수 측정(측정 오차가 3-4 bpm 감소)을 할 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.82-87
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• 2016

광용적맥파(PPG: photoplethysmogram) 신호는 심전도(ECG: electrocardiogram) 신호와 더불어 가장 많이 측정이 되는 생체 신호 중 하나이다. 광용적맥파 신호를 이용하여 측정할 수 있는 정보들은 혈류의 속도, 혈액 중 산소 포화도 등을 측정할 수 있다. 이들을 측정하기 위한 기반 정보는 맥박 정보이다. 광용적맥파 신호로부터 맥박을 측정하기 위하여 동적 잡음이 필수적으로 제거 되어야 한다. 기존 방법은 팔의 움직임을 나타내는 가속도 신호를 이용하여 동적잡음을 제거 하였지만 이는 계산 복잡도를 증가시켜 실시간으로 맥박을 추정하기에 어려움이 있다. 본 논문에서는 광용적맥파 신호만 사용하여 신호를 측정함과 동시에 맥박을 추정해내는 알고리듬을 제안한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2009년도 정보 및 제어 심포지움 논문집
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• pp.357-359
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• 2009

In this paper, the 2.4GHz doppler radar system consisting of the doppler radar module and a baseband module were designed to detect heartbeat and respiration signal without direct skin contact. A bio-radar system emits continuous RF signal of 2.4GHz toward human chest, and then detects the reflected signal so as to investigate cardiopulmonary activities. The heartbeat and respiration signals acquired from quadrature signal of the doppler radar system are applied to the pre-processing circuit, amplification circuit, and the offset circuit of the baseband module. ECG(electrocardiogram) and reference respiration signals are measured simultaneously to evaluate the doppler radar system. As a result, the respiration signal of doppler radar signal is detected to 1m without complex digital signal processing. The sensitivity and calculated from I/Q respiration signal were $98.29{\pm}1.79%$, $97.11{\pm}2.75%$, respectively, and positive predictivity were $98.11{\pm}1.45%$, $92.21{\pm}10.92%$, respectively. The sensitivity and positive predictivity calculated from phase and magnitude of the doppler radar were $95.17{\pm}5.33%$, $94.99{\pm}5.43%$, respectively. In this paper, we confirmed that noncontact real-time heartbeat and respiration detection using the doppler radar system has the possibility and limitation.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권4호
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• pp.100-108
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• 2019

In this paper, a new stacked element pressure sensor has proposed for heartbeat and respiration measurement. This device can be directly attached to an individual's chest; heartbeat and respiration are detected by the pulsatile vibration and deformation of the chest. A key feature of the device is the simultaneous measurement of heart rate and respiration. The structure of the sensor consists of two stacked elements, in which one element includes one polyvinylidene fluoride (PVDF) thin film bonded on polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. In addition, for the measurement and signal processing, the electric circuit and the filter are simply constructed with an OP-amp, resistance, and a capacitor. One element (element1, PDMS) maximizes the respiration signal; the other (element2, PVDF) is used to measure heartbeat. Element1 and element2 had sensitivity of 0.163V/N and 0.209V/N, respectively, and element2 showed improved characteristics compared with element1 in response to force. Thus, element1 and element2 were optimized for measuring respiration heart rate, respectively. Through mechanical and vivo human tests, this sensor shows the great potential to optimize the signals of heartbeat and respiration compared with commercial devices. Moreover, the proposed sensor is flexible, light weight, and low cost. All of these characteristics illustrate an effective piezoelectric pressure sensor for heartbeat and respiration measurements.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.1204-1212
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• 2008

이 논문에서는 여러 곳에서 통용되고 있는 기존의 CW(Continuous-Wave) 바이오 레이더 송수신 모델을 수정한 새로운 송수신 모델을 제안한다. 최근에 심장 박동과 호흡을 검출하기 위해 CW 바이오 레이더를 이용해서 여러 연구 기관에서 연구가 진행되고 있다. 그러나 이 통용되고 있는 수신 모델을 이용해서 심장 박동을 검출하게 되면 여분의 위상 변이나 가우시안 잡음에 취약하고, 또한 인체 공학적으로 개념상 정확하지 못한 단점을 가지고 있다. 그러므로 이 논문에서 인체 공학상으로 정확한 수정된 CW 바이오 레이더 송수신 모델을 제안함으로써 여분의 위상 변이와 가우시안 잡음이 있는 환경뿐 아니라 다중 경로 환경에서 기존의 송수신 모델과의 심장 박동과 호흡 검출에 대한 성능을 비교 분석한다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.39-44
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• 2018

Communication in real-time distributed system should have high reliability. To develop group communication Protocol with high reliability, potential fault should be known and when fault occurs, it should be detected and a necessary action should be taken. Existing detection method by Ack and Time-out is not proper for real time system due to load to Ack which is not received. Therefore, group communication messages from real-time distributed processing systems should be communicated to all receiving processors or ignored by the message itself. This paper can make be sure of transmission of reliable message and deadline by suggesting and experimenting fault detection technique applicable in the real time distributed system based on ring, and analyzing its results. The experiment showed that the shorter the cycle of the heartbeat signal, the shorter the time to propagate the fault detection, which is the time for other nodes to detect the failure of the node.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.63-69
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• 2020

본 논문에서는 저속으로 불규칙하게 움직이는 인체의 심박신호를 감지하기 할 수 있어 웨어러블 디바이스에 적용 가능한 소형 마이크로파 센서를 제안하였다. 이를 위해 2.4 GHz ISM 대역에서 평형 구조를 갖는 마이크로스트립 방사 패치들과 자체발진 검출회로 및 귀환회로가 구성되었다. 이론 전개와 시뮬레이션을 통해 제안된 구조의 타당성을 확인하였고 제작된 시제품을 측정하였다. 회로의 보드는 65mm × 85㎟의 작은 크기이며, 간단한 고주파 회로구조로 60mW 수준의 작은 전력을 소모한다. 센서와 직선거리 2~30mm, 측면 좌우 거리 ±20mm 범위 내에서 저속(0.5Hz)으로 움직이는 인체로부터 심박신호를 얻을 수 있었다.