• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1130-1133
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• 2021

In this paper, a miniaturized sensor interface circuit for the respiration detection system is proposed. Respiratory diagnosis is one of the main ways to predict various diseases. The proposed system consists of respiration detection sensor, temperature sensor, and interface circuits. Electrochemical type gas sensor using solid electrolytes is adopted for respiration detection. Proposed system performs sensing, amplification, analog-to-digital conversion, digital signal processing, and i2c communication. And also proposed system has a small form factor and low-cost characteristics through optimization and miniaturization of the circuit structure. Moreover, technique for sensor degradation compensation is introduced to obtain high accuracy. The size of proposed system is about 1.36 cm².

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.535-537
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• 1998

In this paper, we devised a pulse rate detection system to provide basic clinical index of cold-hot diagnosis of oriental medicine. The system consists of pulse signal detection, respiration signal detection, electrocardiograph detection, A/D conversion and computer system parts. We define a pulse rate by a pulse count to the respiration period inspiration pulse rate by a pulse count to the inspiration period, and expiration pulse rate by a pulse count to the expiration period. The clinical experiments for normal Person to evaluate the pulse rate detection system show the pulse/respiration ratio of 4.30${\pm}$1.03, the pulse/inspiration ratio of 1.60${\pm}$0.32, the pulse/expiration ratio of 2.37${\pm}$0.75.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.212-217
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• 2019

본 논문에서 코골이 검출과 호흡 측정이 가능한 수면 관리 베개 시스템에 대해 연구 조사 하였다. 수면 관리 베개 시스템은 4개의 압력센서, 두 개의 마이크로폰, 하나의 베개, 측정 시스템으로 구성되어있다. 베개의 하단부에 설치된 4개의 압력 센서는 호흡 신호를 측정 하는데 사용되고, 베개 중앙 왼쪽과 오른 쪽에 설치된 두 개의 마이크로폰은 코골이 신호만 검출하는데 사용된다. 데이터 수집 장치와 컴퓨터로 구성된 측정 시스템을 사용하여 10명의 젊은 사람들의 코골이 신호와 호흡신호를 측정하였다. 호흡 신호 측정 정확도는 약 98%이였고, 코골이 신호 측정 정확도는 약 97% 이였다. 본 연구에서 수행된 실험 결과들이 수면 관리 베개 시스템이 수면 중 사람의 코골이 신호와 호흡신호를 측정하는데 사용 가능함을 보여 주고 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.1862-1870
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• 2016

A respiration is one of the most useful techniques for vital checking and an abnormal respiration is often the earliest sign of critical illness. Detection of respiration is based on the photo-plethysmography (PPG) with photodiode technique. Because PPG sensor using photodiode can be easily miniaturized, it is suitable for wearable devices. A system to measure respiration rate based on PPG signal is implemented and for a reliable measurement an improved algorithm in accuracy using PPG signal pattern is proposed in this paper. As results regarding to three types of respirations (regular interval, free interval, and weak respiration) the proposed algorithm showed error rate of 0.047, 0.067, and 0.122 respectively.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.17-23
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• 2017

In this paper, we implemented a respiration measurement system consisting of piezoelectric sensor, respiration signal processing device, and a viewer on a notebook. We tried an experiment for measuring respiration and detecting sleep apnea syndrome when a subject lay on a bed. We applied the respiration measurement algorithm to sensor data obtained from four subjects. In order to get a good graph shape, data manipulation methods such as moving averages and maximum values were applied. The window size for moving average was chosen as N=70, and the threshold value for each subject was customized. In this case, the proposed system showed 96.0% accuracy. When the maximum value among 90 data was applied instead of moving average, our system achieved 95.1% accuracy. In an experiment for detecting sleep apnea syndrome, the system showed that sleep apnea occurred correctly and calculated the average interval of sleep apnea. While infants or the elderly as well as patients with sleep apnea syndrome are lying down on a bed, our results are also expected to be able to cope with some accidental emergency situation by observing their respiration and detecting sleep apnea.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권1호
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• pp.1-9
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• 2009

본 연구에서는 기존의 접촉식 센서를 이용한 생체신호 측정이 아닌 비접촉 방식으로 심박과 호흡을 추출하기 위해 2.4GHz 대역에서 동작하는 도플러 레이더 센서와 베이스 밴드 모듈로 구성된 도플러 레이더 시스템을 설계하고 그 성능을 평가하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템은 인체표면의 변위변화에 의해 반사되는 위상변화를 이용하여 심폐 활동을 검출할 수 있다. 도플러 레이더 센서의 I/Q 채널에서 획득한 신호는 베이스 밴드 모듈의 전처리 필터부, 증폭부, 옵셋조정부를 통과하여 호흡과 심박 신호로 분리된다. 도플러 레이더 시스템으로부터 측정된 생체신호와 기존의 생체신호 간의 상관성을 확인하기 위해 호흡과 심박 대역이 각각 다른 쥐, 토끼, 사람을 대상으로 측정하여 그 결과를 비교하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템에서 분리된 호흡 및 심박 신호는 측정 대상의 움직임이 없는 상태에서는 높은 검출률을 보였으며, 도플러 레이더에서 심박과 호흡 신호를 검출한 결과 거리, 호흡과 심박의 변이량, 호흡과 심박대역에 따라 검출률이 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.28-33
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• 2017

본 논문에서는 여러 곳에서 통용되고 있는 기존의 CW(continuous-wave) 레이더 송수신모델을 수정한 송수신모델을 제안한다. 최근에 심장박동과 호흡을 검출하기 위해 기존신호모델을 기반으로 CW(continuous-wave) 레이더에 대한연구가 진행 되고 있다. 그러나 이 통용되고 있는 수신모델은 인체 공학적으로 개념과 일치하지 않기 때문에 이모델을 근거로 실험을 할 경우 실제 개발되는 시스템 성능을 정확하게 예측할수 없다. 본 논문에서는 인체 공학상 개념과 일치하는 수정된 CW(continuous-wave) 레이더 송수신모델을 제안하고 가운시안 잡음rhk 다중경로 환경에서 심장박동 및 호흡검출에 대한 시뮬레이션을 수행하고 이를 기존수신모델과의 심장박동과 호흡검출에 대한 성능을 비교 분석한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권2호
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• pp.45-51
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• 2013

본 논문에서 호흡 기반의 운전자 졸음 감지 센서 시스템에 대해 언급하였다. 센서 시스템은 운전자의 복부 부분 안전벨트에 장착된 PZT 압력센서와 개인용 컴퓨터로 구성됐다. PZT 압력센서는 호흡 시 운전자 복부의 움직임에 의해 압력센서에 가해지는 압력의 변화를 측정하기 위해 사용되었고 운전자의 졸음을 감지하기 위한 신호처리는 Labview를 사용하여 개발됐다. 30세 남자 운전자를 상대로 운전자 졸음 감지 관련 실험들이 수행되어 졌다. 운전자가 각성상태일때 호흡의 크기는 졸음상태일 때보다 컸으며 반대로 호흡 주파수는 낮았다. 이런 실험을 바탕으로 제작된 졸음 감지 센서 시스템은 운전자의 졸음을 성공적으로 실시간 감지할 수 있었다.

• 전기학회논문지P
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• 제59권1호
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• pp.58-63
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• 2010

In this paper, we proposed a wearable respiration measurement system with textile capacitive pressure sensor. Belt typed textile capacitive pressure sensor approach of respiration measurement, from which respiration signatures and rates can be derived in real-time for long-term monitoring, are presented. Belt typed textile capacitive pressure sensor has been developed for this measurement system. the distance change of two plates by the pressure of motion has been used for the respiration measurement in chest area. Respiration rates measured with the textile capacitive pressure sensor was compared with standard techniques on 8 human subjects. Accurate measurement of respiration rate with developed sensor system is shown. The data from the method comparison study is used to confirm theoretical estimates of change in capacitance by the distance change. The current version of respiratory rate detection system using textile capacitive pressure sensor can successfully measure respiration rate. It showed upper limit agreement of $3.7997{\times}10^{-7}$ RPM, and lower limit of agreement of $-3.8428{\times}10^{-7}$ RPM in Bland-Altman plot. From all subject, high correlation were shown(p<0.0001). The proposed measurement method could be used to monitor unconscious persons, avoiding the need to apply electrodes to the directly skin or other sensors in the correct position and to wire the subject to the monitor. Monitoring respiration using textile capacitive pressure sensor offers a promising possibility of convenient measurement of respiration rates. Especially, this technology offers a potentially inexpensive implementation that could extend applications to consumer home-healthcare and mobile-healthcare products. Further advances in the sensor design, system design and signal processing can increase the range and quality of the rate-finding, broadening the potential application areas of this technology.

• 전기학회논문지
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• 제58권10호
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• pp.2071-2078
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• 2009

In this paper, we proposed a non-contact respiration measurement system with ultrasonic proximity sensor. Ultrasonic proximity sensor approach of respiration measurement which respiration signatures and rates can be derived in real-time for long-term monitoring is presented. 240 kHz ultrasonic sensor has been applied for the proposed measurement system. The time of flight of sound wave between the transmitted signal and received signal have been used for a respiration measurement from abdominal area. Respiration rates measured with the ultrasonic proximity sensor were compared with those measured with standard techniques on 5 human subjects. Accurate measurement of respiration rate is shown from the 50 cm measurement distance. The data from the method comparison study is used to confirm the performance of the proposed measurement system. The current version of respiratory rate detection system using ultrasonic can successfully measure respiration rate. The proposed measurement method could be used for monitoring unconscious persons from a relatively close range, avoiding the need to apply electrodes or other sensors in the correct position and to wire the subject to the monitor. Monitoring respiration using ultrasonic sensor offers a promising possibility of non-contact measurement of respiration rates. Especially, this technology offers a potentially inexpensive implementation that could extend applications to consumer home-healthcare and mobile-healthcare products. Further advances in the sensor design, system design and signal processing can increase the range of the measurement and quality of the rate-finding for broadening the potential application areas of this technology.