• 감성과학
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• 제21권1호
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• pp.35-44
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• 2018

본 연구에서는 센서의 표면적 변화에 따른 입체적 호흡수 센서의 센싱 방식을 제안하고, 직물 기반의 입체적 호흡수 센서의 성능 평가 및 의복에 적용할 수 있는 디자인 방향성을 탐색하고자 한다. 이를 위해 입체적 구조의 차이에 따라 2가지 유형의 입체적 호흡수 센서를 제작하고 더미와 인체 대상으로 연구를 실시하였다. 연구I은 더미 대상 실험으로 센서의 유형 및 호흡 속도의 연구변인에 의해 입체적 호흡수 센서의 측정 가능성을 탐색하였다. 연구II는 7명의 20대 남성을 대상 실험으로 연구I의 연구변인 이외에 3개의 측정 위치별 적합한 유형의 센서를 제안하였다. 입체적 호흡수 센서의 정확도, 재현성, 신뢰도를 평가하기 위해, 의료기기 분야의 대표적 웨어러블 호흡수 센서인 BIOPAC을 사용하여 입체적 호흡수 센서와 동시에 호흡수를 측정하였다. 이상의 연구 결과를 통해 더미 대상으로 입체적 호흡수 센서의 측정 가능성을 탐색하였으며, 인체 대상으로 호흡수를 측정하여 측정 위치별 적합한 유형의 센서를 제안하였다.

• 센서학회지
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• 제17권6호
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• pp.447-453
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• 2008

Respiration rate is one of the important vital signs. Photo-plethysmography (PPG) measurement especially on a finger has been widely used in pulse oximetry and also used in estimating respiration rate. It is well known that PPG contains respiration-induced intensity variation (RIIV) signal. However, the accuracy of finger PPG method has been controversial. We introduced a new technique of enhancing motion artifact by respiration. This was achieved simply by measuring PPG on the thorax. We examined the accuracy of these two PPG methods by comparing with two existing methods based on thoracic volume and nostril temperature changes. PPG sensing on finger tip, which is the most common site of measurement, produced 6.1 % error. On the other hand, our method of PPG sensing on the thorax achieved 0.4 % error which was a significant improvement. Finger PPG is sensitive to motion artifact and it is difficult to recover fully small respiratory signal buried in waveform dominated by absorption due to blood volume changes. Thorax PPG is poor to represent blood volumes changes since it contains substantial motion artifact due to respiration. Ironically, this inferior quality ensures higher accuracy in terms of respiration measurement. Extreme low-cost and small-sized LED/silicon detector and non-constrained reflection measurement provide a great candidate for respiration estimation in ubiquitous or personal health monitoring.

• 감성과학
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• 제21권1호
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• pp.83-90
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• 2018

본 연구의 목적은 정신적, 신체적 힐링을 위한 명상용 스마트 의류 개발을 위한 기초연구로서 명상 시 복식호흡 수를 측정함으로써, 의복을 통해 명상의 진입상태를 모니터링 하기 위한 방법을 연구하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 Single Wall Carbon Nano-Tube (SWCNT)를 기반으로 한 스트레인 게이지 타입의 직물센서를 구현하고, 1차 실험으로 0.1 Hz의 주기로 복부형태의 더미를 5 cm 길이로 2분간 개폐를 반복하여 명상호흡을 시뮬레이션 한 결과 참조전극인 BIOPAC과 직물호흡센서의 신호가 매우 높은 일치도를 나타냈다(p<0.001). 같은 조건으로 2차 본 실험에서 피험자 4명에게 명상호흡을 수행하도록 하였고, 배꼽점, 횡경막 부근 중심과 측면 총 4군데 위치에서 출력된 전압 값을 비교한 결과 배꼽점 중심 위치와 횡경막 측면에서 신호의 일치도가 높고, 크고 안정된 신호형태를 보여 명상호흡을 측정하기에 적합한 위치로 선정되었다. 따라서 본 연구에서는 긴 호흡주기의 명상호흡을 측정하기 위한 직물센서를 구현하고, 이 센서의 명상 호흡수 측정을 위한 신뢰성과 타당성을 검토하며, 인체 상 측정위치에 따른 호흡 수 측정효율을 비교, 고찰하는 것을 목표로 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.514-517
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• 2003

산소공급은 신체 요구 중 가장 기본적인 것이다. 호흡은 뇌의 연수(medulla oblongata)에 있는 호흡중추와 폐의 정상적 기능에 의해 조절된다. 즉 폐와 환경 사이의 공기 이동인 외 호흡과 헤모글로빈과 단세포 사이의 세포수준에서의 산소 이동인 내 호흡을 말한다. 성인의 호흡수는 보통 1분에 15-20회이나 연령, 운동, 기온, 심리적 변호, 질병상태, 대기의 산소 함량, 약물 투여 등에 따라 차이가 난다. 호흡측정은 대상자가 쉬고 있을 때 하는 것이 중요하다. 호흡 측정은 측정하고 있다는 사실을 대상자가 모르도록 기술적으로 해야한다. 현재 사용하는 방법은 주의를 끌지 않도록 대상자의 팔목에 손을 댄 채로 맥박을 측정한 바로 직후 계속해서 대상자의 가슴의 움직임을 관찰하면서 호흡을 측정하는 것이다. 본 논문에서 구현하고자 하는 것은 관성의 오차 및 압력의 오차에 영향을 거의 받지 않는, 그리고 반영구적으로 사용이 가능한 초음파 센서를 이용한 임베디드 환경의 호흡 량 측정기이다.

• 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.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권1호
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• pp.364-371
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• 2015

In this study, we developed a feasible structure of a textile-based inductive sensor using a machine embroidery method, and applied it to a non-contact type vital sign sensing device based on the principle of magnetic-induced conductivity. The mechanical heart activity signals acquired through the inductive sensor embroidered with conductive textile on fabric were compared with the Lead II ECG signals and with respiration signals, which were simultaneously measured in every case with five subjects. The analysis result showed that the locations of the R-peak in the ECG signal were highly associated with sharp peaks in the signals obtained through the textile-based inductive sensor (r=0.9681). Based on the results, we determined the feasibility of the developed textile-based inductive sensor as a measurement device for the heart rate and respiration characteristics.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.1-9
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• 2024

This study aims to estimate the cover classification and carbon respiration of halophytes based on the issues of utilising blue carbon in recent context of climate change. To address the aims, the study classified halophytes(Triglochin maritimum L and Phragmites australis), Intertidal(non-vegetated tidal flats) and Supratidal(sandy tidal flats) to measure carbon respiration and classify cover. The results are revealed that first, the carbon respiration in vegetated areas was less than that in non-vegetated areas. Second, the cover classification could be divided into halophyte communities(Triglochin maritimum L, Phragmites australis), Intertidal and Supratidal by NDWI(Moisture Index, Normalized Difference Water Index) Third, the total carbon respiration of blue carbon was calculated to be -0.0121 Ton km² hr^-1 with halophyte communities at -0.0011 Ton km² hr^-1, Intertidal respiration at -0.0113 Ton km² hr^-1 and Supratidal respiration at 0.0003 Ton km² hr^-1. As this challenge is a fundamental study that calculates the quantitative net carbon storage based on the blue carbon-based marine ecosystem, contributing to firstly, measuring the carbon respiration of cordgrass communities, reed communities, and non-vegetated tidal flats, which are potential blue carbon candidates in the study area, to establish representative values for carbon respiration, secondly, verifying the reliability of cover classification of native halophytes extracted through image classification technology, and thirdly, challenging to create a thematic map of carbon respiration, calculating the area and carbon respiration for each classification category.

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권5호
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• pp.33-42
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• 2010

본 연구에서는 주기적인 심장 박동과 호흡으로 인해 발생하는 인체의 미세한 변위를 기반으로 심폐활동을 모니터링 하는 방법을 제안하였다. 제안한 시스템은 에어쿠션과 센싱 하드웨어 및 신호처리 알고리즘으로 구성되어 있다. 에어쿠션은 피부의 표면에 센서의 부착없이 무구속적으로 심박과 호흡을 측정하는데 사용되며 에어쿠션 위에 피험자가 앉았을 때 쿠션내부에 작은 압력변화를 일으킨다. 에어쿠션 내부의 미세한 압력변화는 압력센서에 의해 전기적인 신호로 변환되고 아날로그 하드웨어에 의해 증폭되고 필터링 되어 출력된다. 압력센서에서 발생한 신호는 주파수 영역필터에 의해 심박과 호흡으로 분리되어 추출된다. 에어쿠션의 계측 성능을 평가하기 위해 기존의 계측방법인 심전도와 호흡신호를 동시에 측정 후 비교하였다. 에어쿠션을 이용한 호흡 및 심박 검출률의 평균 민감도는 각각 98.67%, 99.24% 이다. 이 결과를 통해 에어쿠션을 이용한 심폐 활동 측정 방법은 설치 과정이 간단하고 쉬우며 일상생활에서 무구속적으로 호흡 및 심박을 모니터링 하는데 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.163-170
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• 2022

현재 반려동물과 함께 사는 가정이 매우 늘어나면서 반려동물의 건강 상태에 대해서 알고 싶어하는 요구가 늘었다. 이에 대한 요구의 증가에 따라 반려동물에게서 호흡과 맥박을 측정하는 방법이 필요한데 반려동물의 특성상 털이 있다는 것을 고려하여 흡착식의 심전도와는 다른 방법인 심탄도 방식을 이용하여 호흡과 맥박 신호를 측정하고자 한다. 이 심탄도 방식은 호흡과 맥박 신호가 하나의 신호에 섞여 만들어지기 때문에 하나의 신호 파형에서 호흡 신호 파형과 맥박 신호 파형을 분리할 필요가 있다. 본 논문에서는 심탄도 측정을 위한 웨어러블 기기를 구현하여 신호를 측정할 수 있게 하고, 이 심탄도 웨어러블 장치로부터 입력된 신호를 호흡 신호와 맥박 신호로 분리하는 방법을 제안하였다.

• 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.