스마트 홈의 헬스 케어를 위한 손목형 생체신호 감시 장치 개발
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현재의 의료서비스는 공간의 제약을 받고 특정한 장소에 한정되어 있는데,유비쿼터스 시대를 맞이해서 휴대용 진단 치료기기를 환자가 쉽게 휴대 및 착용해서 환자의 질병 및 건강 상태를 모니터링하여 위험한 상항을 미리 예측,통지하고 특정 질병에 대해서는 자가 치료가 가능하여 재택치료가 가능한 시스템으로 발전하고 있다.휴대형 진단 계측 기술은 국내외 기술 발전 방향을 고려해 볼 때 소형화 고기능화가 예상되며 특히 지능형 에이젼트로서 독립적인 기초 진단 기능 및 무선 네트워크 기술을 통한 쌍방향 통신 기능이 부각될 것으로 예상되는데 특히 bluetooth 등의 통신 기법과 스마트 홈 등의 기술 발전과 결합되어 단순한 계측기로서의 역할을 뛰어 넘는 지능형 첨단 휴대 계측 진단 기기로서 발전할 것으로 예상된다.이러한 시스템이 가져야 할 대표적인 기능은 체온,산소포화도,맥파(Pulse wave),심박변이율(Heart Rate Variable)등으로서 의학적으로 매우 중요한 생체 신호로서 신체가 전반적으로 건강 상태를 분석할 수 있다.국내외에서는 이러한 감시 시스템을 연구 개발하고 있으며 이 시스템은 가정 혹은 야외에서 활동하는 중에 환자의 생체신호를 병원으로 보냄으로서 응급환자에 대해 신속하고 효과적인 조치를 취할 수 있게 하는 텔레메트리(telemetry)시스템과 텔레메디슨(telemedicine)시스템이다.그러나 현재 연구 중인 것과 상품화된 시스템의 대부분은 병원에만 국한 되어 있으며,일상 생활에 사용하기 쉬운 휴대형 측정 장비는 부족한 실정이다.따라서 본 연구에서는 블루투스 통신 기법을 이용하여 E-health care를 위한 손목형 생체신호 측정시스템을 개발하고자 한다.이 시스템은 혈액 중에 SpO2와 HRV,체온을 비관혈적인 방법으로 연속적으로 측정할 수 있는 초소형 모듈 및 단말기를 개발하고,측정된 데이터는 DSP(디지털 신호처리기)를 통해 취합하고 퍼지추론 시스템을 이용하여 분석하여,그 결과와 생체신호 등을 블루투스를 통해 호스트 컴퓨터로 전송된다.호스트 컴퓨터에서는 원거리 네트워크에 접속되어 있는 병원에 데이터를 전송하며,사용자에게 블루투스를 통해서 그 결과를 알려 줌과 동시에 사용자의 이상 검출 시 알람을 통해 신속한 대응 조치가 가능하도록 하는데 그 목표를 두고 있다.
본 연구는 스마트 홈,실버산업,모발형 의료산업 등을 위해 유비쿼터스 환경에 맞는 손목형 생체 신호측정 단말기 개발하고자 한다.구체적인 연구 목표와 내용을 살펴보면,SpO2-HRV 초소형 모듈개발에 있어서 센서로부터 나오는 신호를 가지고 혈액 중 산소 농도 및 심박변화율의 측정과 체온을 측정하기 위한 신호 증폭기 설계,동잡음(motion artifacts)을 제거하기 위한 필터 회로 및 필터링 알고리즘 개발,동잡음(motion artifacts)에 강한 SpO2 및 HRV 측정을 위한 효율적인 알고리즘을 개발,체온 측정 회로와 블루투스를 이용하여 무선으로 전송하기 위한 무선 프로토콜 개발,SpO2-HRV 분석 알고리즘(퍼지시스템)을 통한 위급상황 판단 및 알람 결정 알고리즘,그리고 측정된 생체 정보 데이터를 취합하는 중앙 모니터링 시스템과 중앙모니터링 시스템에서의 생체 정보를 인터넷 망을 통하여 인접병원으로 데이터를 전송하는 인터넷 전송 프로토콜을 개발하고자 한다.그리고 최종적으로 본 연구에서 설계한 것을 프로토타입 시스템 구성과 임상적인 실험을 거쳐 수정 및 보완을 하여 최종적으로 완성된 시스템을 구성하고자한다.
본 연구가 성공적으로 수행되면 지능형 스마트 홈의 헬스케어 시스템 등에서의 환자의 건강상태와 심혈관 질환 등에 대하여 예측하여 응급 사고를 미연에 방지 할 수 있고,환자의 경우 일상적인 생활을 하면서 24시간 지속적인 환자 감시가 가능하게 되어 환자의 정서적인 면에서도 효율적인 치료가 가능하다.그리고 휴대형 초소형 환자 감시 장치에 있어 기반 기술이 축적되어 외국기술 도입에 따른 로열티를 절감할 수 있으며,제품생산으로 이어질 경우 실버산업과 스마트 홈 산업에서도 등의 응용 산업이 활성화되는 파급효과가 있다.