• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.34-39
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• 2018

ICT 기술이 발전함에 따라, 다양한 크기와 형태의 웨어러블 디바이스가 개발되어 지고 있다. 또한, 성능이나 스펙은 현재의 스마트폰과 연결 가능하도록 IOT 융합 제품으로 재탄생 되고 있다. 이것은 4차 산업혁명의 범용 기술 중 하나로, 우리의 삶의 질과 환경을 바꾸는 기술로 집중 조명을 받고 있다. 이와 함께 헬스케어 기술이 결합된 신기술 제품이 증가함에 따라, 이를 필요로 하는 사용자들에게 다양한 기능들이 제공되고 있다. 웨어러블 기술은 기술개발과 함께 지속적인 증가 추세에 있다. 또한 이를 스마트 와치 형태의 제품으로 개발하여 제품을 출시하고 있다. 또한 소형화를 위해 마이크로프로세서의 집적화 기술을 적용한 오픈소스 하드웨어들이 개발되고 있다. 그중 아두이노 관련 제품은 현재 다양하게 만들어져 있으며 용도에 따라 아두이노 프로세서를 개발 툴에 맞추어 사용하면 된다. 이에 본 연구에서는 오픈소스 하드웨어 기반의 타이니두이노를 활용하여 웨어러블 신체 생체 활동 모니터링 시스템을 개발하였다. 타이니두이노는 Atmega 프로세스를 기반으로 제작된 초소형 아두이노 호환 보드로 오픈소스 통합 개발 환경(스케치)에서 프로그램이 가능하다. 웨어러블 신체 생체 활동 모니터링 시스템은 일상적인 건강관리를 할 수 있는 스마트 u-Healthcare 시스템이라는 것이 큰 장점이라 할 수 있겠다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권4호
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• pp.207-217
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• 2017

For effective patient treatment in proton therapy, it is therefore important to accurately measure the beam range. For measuring beam range, various researchers determine the beam range by measuring the prompt gammas generated during nuclear reactions of protons with materials. However, the accuracy of the beam range determination can be lowered in heterogeneous phantoms, because of the differences with respect to the prompt gamma production depending on the properties of the material. In this research, to improve the beam range determination in a heterogeneous phantom, we derived a formula to correct the prompt-gamma distribution using the ratio of the prompt gamma production, stopping power, and density obtained for each material. Then, the prompt-gamma distributions were acquired by a multi-slit prompt-gamma camera on various kinds of heterogeneous phantoms using a Geant4 Monte Carlo simulation, and the deduced formula was applied to the prompt-gamma distributions. For the case involving the phantom having bone-equivalent material in the soft tissue-equivalent material, it was confirmed that compared to the actual range, the determined ranges were relatively accurate both before and after correction. In the case of a phantom having the lung-equivalent material in the soft tissue-equivalent material, although the maximum error before correction was 18.7 mm, the difference was very large. However, when the correction method was applied, the accuracy was significantly improved by a maximum error of 4.1 mm. Moreover, for a phantom that was constructed based on CT data, after applying the calibration method, the beam range could be generally determined within an error of 2.5 mm. Simulation results confirmed the potential to determine the beam range with high accuracy in heterogeneous phantoms by applying the proposed correction method. In future, these methods will be verified by performing experiments using a therapeutic proton beam.

• 대한산업공학회지
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• 제41권2호
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• pp.121-127
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• 2015

A reduction of motor performance due to brain disorders can be screened by evaluating force tracking capabilities (FTCs). Existing studies have examined FTCs mainly using simple sinusoidal waves, of which repeated profiles have a critical limitation due to a learning effect in force tracking. The present study examined the effects of personal factors (age and gender) and sinusoidal wave factors (central force and complexity) on FTCs of healthy adults using composite sinusoidal wave profiles (CSWPs). FTCs were measured using Finger $Touch^{TM}$ for 30 seconds and quantified in terms of time within the target range (TWR, accuracy measure) and relative RMSE (RRMSE, variability measure). A total of 90 healthy adults in 20s to 70s with the equal gender ratio participated in the experiment consisting of combinations of 2 central force levels (6 N and 10 N) and 2 complexity levels (approximate entropy, ApEn = 0.03 and 0.06) of CSWPs. Significantly decreased FTCs (lower TWR and higher RRMSE) were found in aged adults, females, the low central force, and the high complexity. The detailed FTC decrements include a 43% reduced TWR and a 85% increased RRMSE of older adults in 70s as compared to those in 20s, a 17% reduced TWR and a 17% increased RRMSE of female as compared to those of male, a 30% reduced TWR and a 108% increased RRMSE at central force = 6N when compared to those at central force = 10N, and a 19% reduced TWR and a 30% increased RRMSE at ApEn = 0.06 as compared to those at ApEn = 0.03. The characteristics of FTCs for CSWPs can be of use in establishing an assessment protocol of motor performance for screening brain disorders.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.219-225
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• 2020

인구고령화에 따라 노인의 근골격계질환의 유병률이 계속해서 증가하고 있다. 또한 근골격계질환은 2015년 기준으로 산재보험 보상급여에서 업무상질병 중 상위 세 번째로 사회 및 경제적 손실을 초래한 질환으로서 근로자들에게도 많이 발생하는 질병이다. 본 연구에서는 허리의 근골격계질환의 예방과 치료에 보조할 수 있는 조끼를 제작하여 실험을 통해 그 효과의 유무를 확인하고자 한다. 허리부분의 질환은 코어근육과 밀접한 연관이 있다. 따라서 제작한 조끼는 코어근육을 지지해 주는 형태로 제작하였다. 효과 검증을 위해 조끼의 착용 전과 후에 허리 신전 운동인 멕켄지 운동을 10회 실시하면서 코어근육에 해당되는 배속빗근(내복사근, Internal oblique), 배곧은근(복직근, Rectus abdominis), 척추세움근(척추기립근, Erector spinae)의 근전도 데이터를 수집하고 수집한 데이터를 근전도 분석 프로그램인RM-3를 통해 분석하여 각 근육의 10회 측정 시 RMS값을 구하고 그 평균값을 비교하는 실험을 진행했다. 데이터비교 이후 유의성 검증을 위해 PASW ver18.0을 통해 측정결과의 기술통계치 산출과 평균차를 검증하고, 실험 결과치에 대응표본 T검정을 시행하여 통계 처리를 했다. 통계분석의 유의 수준은 α=.05로 설정하고 통계처리를 진행하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.212-218
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• 2020

인체에 고주파 에너지를 가하면 진동 폭이 매우 짧아서 직류 전류 이용 시 발생하는 전해질 화상이 일어나지 않으며 이온분자, 분극분자 등이 초당 4만 번 이상 진동을 하면서 마찰열로 전환되어 심부열을 발생시켜 모세혈관의 혈류량은 휴식 시 보다 4~5배 증가하여 산소, 영양물질, 항체, 백혈구 등 공급의 증가한다. 또한 진동 폭과 맥동기간이 매우 짧아 전기 화학적 반응이 일어나지 않으며 감각신경과 운동신경을 자극하지 않는 물리적 인자치료 방법이다. 본 연구에서는 고주파통증치료기를 사용하여 젊은 정상 성인을 대상으로 등장성운동을 시키고, 등장성 운동 시 근전도 데이터를 측정하여 운동신경 응답의 변화에 미치는 영향을 확인하여 재활치료 접목시키고자 하였다. 윗팔두갈래근의 등장성 운동을 실시할 때 발생되는 근전도 데이터와 운동 후 고주파통증치료기사용 후 측정된 근전도 데이터를 각각 RMS하여 t-검정을 통하여 검증을 실시하였으며, 남녀 모두 t값, p값이 유의수준(<.05) 보다 작게 나와 유의한 차이가 있다는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4021-4030
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• 2015

맥파는 심전도와 같이 자율신경계를 통해 생리적 반응을 측정하는 신호이지만, 손가락에 센서 하나만 부착시키면 되기 때문에 상대적으로 신호의 측정이 간편하다는 장점을 가지고 있어 u-Healthcare 분야에서의 활용이 용이하다. 따라서 본 연구의 목적은 스마트폰 카메라의 CMOS 영상 센서를 활용하여 맥파를 비침습적으로 측정하는 방법 중의 하나인 광용적맥파를 획득하고 이로부터 스트레스 여부를 판단하는 휴대형 시스템을 개발하여 u-Healthcare 분야에서의 활용 가능성을 확인하는 것이다. 이를 위해 광용적맥파를 별도의 센서에 의한 측정이 아닌 스마트폰 카메라에서 획득되는 영상 데이터를 활용하여 광용적맥파를 획득한 후 분석하였다. 또한 확보된 광용적맥파 영상신호 데이터를 이용하여 심박변이도와 스트레스 지수를 별도의 호스트 장비 없이 스마트폰만을 이용해 사용자에게 제공 하였다. 또한 부가적으로 스마트폰에 부착가능한 별도의 하드웨어 디바이스를 개발함으로써 획득된 데이터의 신뢰도 및 정확성을 향상시켰다. 실험결과를 통해 스마트폰의 카메라 영상을 활용하여 광용적맥파 신호를 통한 심박수 측정과 스트레스의 정도를 분석하기 위한 스트레스 지수 추출이 가능함을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 상용화된 제품 또는 정형화된 센서가 아닌 스마트폰의 카메라를 이용하기 때문에 상용화된 외부 센서에 의한 광용적맥파 신호보다는 해상도가 떨어지는 단점이 있음에도 불구하고 결과 데이터의 신뢰도 향상을 위한 별도의 추가외부 장치 개발 및 여러 가지 최적화 알고리즘을 통해 신뢰성 있는 데이터를 확보할 수 있어 u-Healthcare 장비로써의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.785-791
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• 2018

최근 PACS에서 장기간 저장장치로 디스크 배열이 많이 사용되고 있으나, 디스크에 대한 년 간 불량률에 관해서 신뢰성이 부족한 실정이다. 2016년 10월부터 2017년 2월까지 PACS 판독기에서 의료영상을 읽거나 저장하면서 하드디스크의 직렬포트단자를 조사하였으며, PACS 영상저장 장치에 사용되었던 하드디스크 98대와 개인용 컴퓨터에 사용되었던 하드디스크 101대에 저장된 데이터에서 전송률을 산출하였다. PACS 판독기에서 CT영상을 읽었을 경우에는 수십 MB이하 단위로 읽기는 87.8%, 쓰기는 12.2%가 수행되었다. PACS 판독기에서 CT 영상을 저장할 때는 수십 MB이하 단위로 읽기는 11.4%, 쓰기는 88.6%가 수행되었다. 개인용 컴퓨터에서 엑셀 파일을 읽을 경우에는 3 MB 이하단위로 읽기는 75%, 쓰기는 25%가 수행되었다. 개인용 컴퓨터에서 엑셀 파일 저장을 진행하면서 하드디스크와의 통신은 3 MB이하단위로 읽기는 38%, 쓰기는 62%가 수행되었다. PACS내 영상저장장치에 사용되는 하드디스크의 전송률은 10 GB/h, 개인용 컴퓨터의 하드디스크의 전송률은 5 GB/h로 나타났다. PACS내 영상저장에 사용되던 하드디스크의 년간 불량률은 0.97 ~ 1.13%를 보였고, 개인용 컴퓨터 내 하드디스크의 년간 불량률은 0.51~0.7%를 보였다. 전송량이 높을수록 년 간 불량률도 높아졌다. 이러한 결과는 하드디스크의 수명예측이나 연간 고장률을 예측하기 위한 기초 자료로 활용될 것이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.336-342
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• 2019

고령화 사회의 진입과 더불어 인가의 평균수명이 연장됨에 따라 현대사회의 남성 및 여성의 외모에 대한 관심이 증가하여 가장 외면적으로 판단할 수 있는 것이 바로 얼굴의 주름이다. 이에 남녀를 불문하고 깨끗하고 주름이 없으면서 탄력성이 있는 건강한 피부를 갖기 위하여 사람들은 각종 시술을 받고 있는 추세이다. 시술 중 하나의 방법으로 리프팅 시술 방법이 많이 시행되고 있는데, 녹는실을 이용한 봉합사는 피하지방층에 주입하여 피부 속에 실을 고정할 수 있는 부위를 중심으로 비절개 형식으로서 피부 속으로 걸어 당겨주어서 리프팅을 시키는 방법이다. 이에 피부 주름 개선을 위한 Cog형 봉합사의 리프팅 효능을 검증하기 위하여 전임상 실험을 진행하였으며, Labview를 이용하여 주름 평가 프로그램을 개발하였다. 전임상 실험의 데이터는 봉합사 시술 후 8주째 측정 데이터를 사용하였으며, 대조군의 시술 전 개체들이 평균 주름의 깊이는 4.15mm이었고, 8주가 지난 시점 대조군의 노화 진행으로 인하여 8.88mm로 주름의 깊이가 깊어졌다. 반면 봉합사 시술을 시행한 실험군은 시술 전 주름의 깊이는 6.4mm이었고, 봉합사 시술 후 8주차에는 주름의 깊이가 5.66mm로 감소한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.78-90
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• 2021

본 연구는 자전거 운동 시 소비되는 에너지량 계산을 위한 알고리즘을 개발하고자 하는 목적으로 수행되었다. 대학에 재학 중인 60명(남자 30명, 여자 30명)을 대상으로 자전거 운동 시 10초 간격으로 배출하는 호흡가스를 분석하고 에너지소비량을 측정하였으며, 시판 유선속도계로 측정된 결과 및 선행연구에서의 추론식과 비교 검증하였다. 남자의 자전거운동 시 시간에 따른 소비되는 에너지량을 추정하는 알고리즘은 '에너지소비량(Kcal)=5.048×(시간(분))-2.258(r2=0.998)'로 계산되었다. 여자의 자전거 운동 중 시간에 따른 에너지소비량 추정 회귀식은 '에너지소비량(Kcal)=4.466×(시간(분))-1.605(r2=.999)'로 계산되었다. 남자의 자전거운동 시 시간과 속도에 따른 에너지소비량 추정 회귀식은 '에너지소비량(Kcal)=(0.05×속도(kph))×(4.750×시간(분)+0.091)'로 계산되었다. 여자의 자전거 운동 시 시간과 속도에 따른 소비되는 에너지량 추정 회귀식은 속도 20kph 이하 조건에서는 '에너지소비량(Kcal)=(0.05×속도(kph))×(4.151×시간(분)-0.736)'으로 계산되었고, 속도 20kph 초과 조건에서는 '에너지소비량(Kcal)=(0.04×속도(kph))×(4.151×시간(분)-0.736)'으로 계산되었다. 결론적으로 자전거 운동 시 소비되는 에너지량을 계산하기 위한 알고리즘개발에는 시간 및 속도에 따른 에너지소비량 추론식 적용이 적절한 것으로 제언된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.87-96
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• 2023

최근 의학계에서도 딥러닝 기술을 이용한 질병의 치료결과 예측 연구가 활발하다. 그러나, 소규모 환자 데이터와 특정한 딥러닝 알고리즘을 선택·활용, 연구를 진행하여 특정 조건 아래에서 의미 있는 결과를 보여주었다. 본 연구에서는 연구 결과의 일반화를 위하여 환자 대상을 좀 더 확대·세분화하여 80대·90대·100대 남녀 대상으로 폐암 진단 후 사망률 예측 연구 결과를 도출하였다. 건강보험심사평가원의 대규모 진료 정보와 다종의 딥러닝 알고리즘을 제공하는 AutoML을 이용, 80대·90대·100대 남녀의 폐암 진단 후 84개월간의 사망률 예측을 위해 Decision Tree, Random Forest, Gradient Boosting, XGBoost, Logistic Regression 등 5개 알고리즘별 모델을 생성하고 이를 통해 예측 성능을 비교하고 사망률에 영향을 미치는 요인에 대한 분석도 추진하였다. 연구 결과, 80대와 90대에서 남성이 여성보다 사망 예측률이 더 높았으며 100대에서는 여성의 사망 예측률이 남성보다 높게 나타났다. 그리고 사망률에 가장 큰 영향을 미치는 요인으로는 치료기간으로 분석되었다.