• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.331-337
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• 2023

본 논문에서는 근감소증의 발병 여부와 정도를 확인하기 위해 3번 요추부 (L3) CT 영상을 검출하는 딥러닝 모델을 제안하는 것이다. 또한, CT 데이터 내에 L3 레벨과 L3 레벨이 아닌 부분의 데이터 불균형으로 인한 성능 저하의 문제점을 오버샘플링 비율과 클래스 가중치를 설계변수로 하는 최적화 기법을 제시하고자 한다. 모델 학습 및 검증을 위하여 강릉아산병원에 내원한 전립선암 환자 104명, 방광암 환자 46명의 총 150명의 전신 CT 영상이 활용되었다. 딥러닝 모델은 ResNet50을 활용하였으며, 최적화기법의 설계변수로는 모델 하이퍼파라미터 5종과 데이터 증강비율 및 클래스 가중치로 선정하였다. 제안하는 최적화 기반의 L3 레벨 추출 모델은 대조군 (하이퍼파라미터 5종만을 최적화한 모델)과 비교하여 중간 L3 오차가 약 1.0 슬라이스 감소한 것을 확인할 수 있었다. 본 연구결과를 통하여 정확한 L3 슬라이스 검출이 가능하며, 추가적으로 데이터 증강을 통한 오버 샘플링과 클래스 가중치 조절을 통해 데이터 불균형 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 가능성을 제시할 수 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.441-447
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• 2023

정맥 주입요법은 의료기관에서 대상자의 점액 내로 약물, 수액, 혈액 및 영양분을 환자에게 제공하는 표준적인 간호 절차로, 주로 간호사가 담당하여 실행하고 관리하고 있다. 또한 혈관 속으로 약물을 직접 투여하는 주사법으로서 응급상황 시 신속한 효과를 보기 위해 실시하며, 빠르고 정확한 효과를 기대할 수 있다. 교육 훈련을 통한 숙련된 간호사들도 종종 실수를 하여 환자들에게 불편함을 유발할 수 있을 뿐만 아니라 환자의 안전을 위협하는 다양한 문제를 발생시킬 수 있다. 이러한 실수로 인한 고충을 줄이기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있다. 본 논문은 영상 검출 기기를 통해 3명의 피검자의 손등 정맥 영상을 획득하였고 수집한 영상을 영상처리를 통해 선명한 정맥 영상을 제공하기 위한 알고리즘을 도출하기 위한 연구이다. 획득한 정맥 영상의 선명화를 위해 기존 알고리즘인 Histogram Equalization, CLAHE, Unsharp Masking을 선별하고 이를 조합했다. 개별 알고리즘과 알고리즘 조합을 영상에 적용하여 도출한 영상을 비교하기 위해 히스토그램 그래프를 사용하였다. 분포된 픽셀의 최솟값과 최댓값의 차이를 구하고 평균을 내는 방법으로 히스토그램 그래프를 확인했다. 본 논문에서 제시한 알고리즘 조합이 209.1로 개별 알고리즘 평균값인 138.7, 132.3, 126.2보다 높게 나왔으며 실제 영상에서도 가시성이 좋은 것을 확인했다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.409-419
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• 2014

본 논문에서는 온열치료기의 온도제어 알고리즘 및 시스템을 구현하였다. PWM(Pulse Width Modulation) 파형의 온 타임 펄스폭을 제어함으로서 온열치료기의 마사지 기능에 적합한 온열요법이 내장된 안정된 온도제어를 구현 할 수 있었으며 의료기기의 온열마사지, 온열지압, 온열 뜸 기능에 적용 하였다. 온도설정 범위는 $40^{\circ}C$에서 $70^{\circ}C$까지이며 $5^{\circ}C$ 단위로 설정하였고 제어량은 실시간으로 $1^{\circ}C$ 단위로 제어하였으며 $1^{\circ}C$ 간격으로 온도를 표시하였다. 제어범위는 설정온도와 현재온도의 차가 $4^{\circ}C$이하부터 4단계로 PWM 펄스폭을 가변하여 램프의 출력을 제어하였다. 현재온도가 설정온도와 같을 경우 PWM 신호를 최소로 하였고 현재온도가 설정온도 보다 클 경우는 PWM 출력 신호를 정지시켜 오버헌팅을 방지했으며 연산차가 $4^{\circ}C$이상인 경우 PWM 제어량을 최대폭으로 하여 시스템을 빠른 상승시간 안에 목표치에 도달할 수 있도록 제어하는 방식으로 구현하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.205-212
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• 2016

본 논문에서는 Matlab에서 제공하는 Simulink를 활용하여 다채널 디지털 보청기 알고리즘 개발 플랫폼의 구현을 제안하였다. 디지털 보청기는 난청자의 원활한 의사소통을 돕는 의료기구로 그 중요성이 날로 증가하고 있다. 특히 다채널 디지털 보청기는 난청자의 주파수 별 청력 손실 정도에 따른 보상이 가능해 고막의 손상을 최소화하는 동시에 보청기 사용자에게 적합한 증폭이 가능해진다. 본 논문에서 구현한 개발 플랫폼은 WOLA 필터뱅크를 이용해 입력 신호의 분석 및 합성이 이루어지며 광역동범위압축(Wide Dynamic ragne compression) 기반의 난청 보상 알고리즘, 적응 필터를 이용한 음향 궤환 제거 알고리즘(Adaptive feedback cancellation)을 포함한다. Simulink를 이용한 개발 플랫폼에서 각 블록의 파라미터를 설정 할 수 있고 블록별 결과가 확인이 가능하다. 이를 이용해 기계어 코딩 전 단계에서 알고리즘 테스트가 가능하기 때문에 보청기 알고리즘의 개발 시간이 단축 가능하고 계산량 및 성능 최적화가 가능해졌다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.237-242
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• 2016

효과적인 스마트의류에 기반한 유-헬스케어 시스템 구축을 위해서는 스마트의류에 적합한 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 설계가 필요하다. 그리고 스마트의류에서 센싱된 생체신호를 서버로 전달하기 위해서는 센싱신호의 수집 및 처리를 위한 게이트웨이 스마트폰 프로그램이 필요하다. 이를 위해서는 게이트웨이 프로그램 모듈을 잘 설계하고 기술하여 나중에 구현시에 어려움이 없도록 하여야 한다. 또한 의료진이 스마트폰에서 보내지는 생체신호를 수시로 모니터링 하지 않더라도 이들 신호의 변화값이 규칙/사실에 기반한 전문가시스템 구축으로 자동으로 진단되어 사용자에게 알려준다면 아주 유용한 유-헬스케어 시스템이 되리라 본다. 따라서 본 논문에서는 이러한 기능들을 갖춘 스마트의류 기반의 유-헬스케어 시스템 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 설계 방법을 제시함으로써 본 설계 방법이 유-헬스케어 상용화 시스템 제작에 매우 유용하게 활용될 수 있음을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제23권6호
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• pp.838-846
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• 2013

플라즈마는 물질의 제4의 상태로서 이온화된 가스로 불리며 다양한 활성종 및 수산화기, 하전입자, 이온, 자유 전자, 산소등을 발생시키는 특징을 가지고 있다. 20세기 후반에 플라즈마는 산업현장에서 활발히 사용되고 있으며, 최근 저온 상압 플라즈마 장치가 개발되면서 의생명 분야에 적용되기 시작했다. 저온 상압 플라즈마는 인체조직에 열 손상을 입히지 않을 뿐만 아니라, 암 치료, 살균, 치아미백, 지혈, 상처치유 등에서 높은 효율성을 보이고 있다. 이때 발생되는 활성종은 포유세포나 병원균에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 또한, 다학제간의 연구를 통해 저온 상압 플라즈마의 활용범위는 다양한 영역으로 넓어지고 있으며, 새로운 첨단 의료기술로서의 가치가 높아지고 있다. 저온 상압 플라즈마가 포유세포와 미생물에 적용된 이후, 지난 10여 년간 급속한 발전을 통해 최근 플라즈마 메디신이란 학문영역으로 성장했다. 본 논문은 저온 플라즈마가 적용되고 있는 분야에 대해 소개하고, 플라즈마 메디신에 대한 이해를 돕고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.1-12
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• 2014

본 논문에서는 단일 명령어, 다중 데이터 처리 기반의 매니코어 프로세서를 이용하여 높은 계산량이 요구되는 차감 클러스터링 알고리즘을 병렬 구현하고 성능을 향상시킨다. 또한 차감 클러스터링 알고리즘을 위한 최적의 매니코어 프로서서 구조를 선택하기 위해 다섯 가지의 프로세싱 엘리먼트 (processing element, PE) 구조 (PEs=16, 64, 256, 1,024, 4,096)를 모델링하고, 각 PE구조에 대해 실행시간 및 에너지 효율을 측정한다. 두 가지 의료 영상 및 각 영상의 세 가지 해상도(($128{\times}128$, $256{\times}256$, $512{\times}512$)를 이용하여 모의 실험한 결과, 모든 경우에 대해 PEs=4,096구조에서 최고의 성능 및 에너지 효율을 보였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.46-56
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• 2017

최근 IoT 기술의 확산이 본격화 되면서, 홈/가전/의료등 전 산업 분야에 적용되고 있는데, IoT의 저 사양, 저 전력 소모 특성과 통신 데이터 특성으로 인하여, 기존 암호화 알고리즘의 적용이 용이하지 않으며, 따라서 보안 위협에 대한 우려가 커지고 있다. 이에 대응하여 본 연구에서는, 기존의 고정비트에 대한 XOR연산을 이용한 스트림 암호화 방식에 비하여, 해당 기준 비트에서 상위 방향의 비트 패턴에 따라 불규칙적으로 결정되는 특정한 바이너리 클러스터를 기준으로 암호 키 값에 따라 자리내림, 자리올림 방식을 이용하여, 비트 값에 변화를 주는 일종의 가변 길이 비트 XOR연산 방식을 도입하여 암호화 및 복호화가 진행될 수 있음을 처음으로 제시하였다. 제안 알고리즘의 특징상 암호화 전후의 데이터 크기 변화가 없고, IoT 디바이스/QR코드/RFID/NFC가 빈번히 처리하는 짧은 메시지 데이터에 대해서도 암호화하는 실용성을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제28권6호
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• pp.768-776
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• 2007

A new type of the fluid circulation blood pressure simulator was proposed to enhance the blood pressure simulator used for the development and evaluation of automatic sphygmomanometers. Various pressure waveform of fluid flowing in the pipe was reproduced by operating the proportional control valve after applying a pressure on the fluid in pressurized oil tank. After that, appropriate fluid was supplied by operating the proportional control valve, which enabled to reproduce various pressure wave of the fluid flowing in the tube. To accomplish this work, the mathematical model was carefully reviewed in cooperating with the proposed simulator. After modeling the driving signal as input signal and the pressure in internal tube as output signal, the simulation on system parameters such as internal volume, cross-section of orifice and supply pressure, which are sensitive to dynamic characteristic of system, was accomplished. System parameters affecting the dynamic characteristic were analyzed in the frequency bandwidth and also reflected to the design of the plant. The performance evaluator of fluid dynamic characteristic using proportional control signal was fabricated on the basis of obtained simulation result. An experimental apparatus was set-up and measurements on the dynamic characteristic, nonlinearity, and rising and falling response was carried out to verify the characteristic of the fluid dynamic model. Controller was designed and thereafter, simulation was performed to control the output signal with respect to the reference input in the fluid dynamic model using the proposed proportional control valve. Hybrid controller combined with an proportional controller and feed-forward controller was fabricated after applying a disturbance observer to the control plant. Comparison of the simulations between the conventional proportional controller and the proposed hybrid simulator indicated that even though the former showed good control performance.

• 센서학회지
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• 제15권3호
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• pp.179-185
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• 2006

We have developed a noncontact temperature sensor using a silver halides infrared optical fiber. An infrared radiation from a heat source is transferred by a silver halides infrared optical fiber and measured by infrared sensors such as a thermopile and a thermal optical power-meter. The relationships between the temperature of a heat source and the output voltage of the thermopile and the optical power of a thermal optical power-meter are determined. The measurable temperature range using a thermopile and a thermal optical power-meter are from 100 to $750^{\circ}C$ and from 30 to $750^{\circ}C$ respectively. It is expected that a noncontact temperature sensor using infrared optical fiber can be developed for medical and industrial usages based on the results of this study.