최근 심전도 센싱 기능의 의류가 연구·개발되어 왔으나, 심전도 측정시 착용자의 동작에 의한 치명적인 잡음이 발생하는 문제가 지속적으로 보고되어 왔다. 이에 본 연구는 심전도 센싱의 정확성을 향상시키기 위하여 착용자의 동작에 의한 영향을 최소화할 수 있는 심전도 센싱 스마트 의류의 재모듈화 방안을 개발하고자 하였다.이를 위하여 본 연구에서는 기존 생체신호 센싱 스마트 의류의 개발 및 연구 동향을 분석하여, 비직물 전극 타입에 의한 피부 자극, 피부와 전극간의 접촉 저항의 문제, 전극과 트랜스미터간의 접촉 저항, 동작 영향에 의한 전극 위치 이동의 문제 등을 ...
최근 심전도 센싱 기능의 의류가 연구·개발되어 왔으나, 심전도 측정시 착용자의 동작에 의한 치명적인 잡음이 발생하는 문제가 지속적으로 보고되어 왔다. 이에 본 연구는 심전도 센싱의 정확성을 향상시키기 위하여 착용자의 동작에 의한 영향을 최소화할 수 있는 심전도 센싱 스마트 의류의 재모듈화 방안을 개발하고자 하였다.이를 위하여 본 연구에서는 기존 생체신호 센싱 스마트 의류의 개발 및 연구 동향을 분석하여, 비직물 전극 타입에 의한 피부 자극, 피부와 전극간의 접촉 저항의 문제, 전극과 트랜스미터간의 접촉 저항, 동작 영향에 의한 전극 위치 이동의 문제 등을 심전도 의류의 해결 과제로서 파악하였다. 또한, 생체 신호 센싱에 영향을 주는 요인들을 규명하였고, 이들은 근육 변화와 뼈 및 관절 변화의 '운동적 요인', 의복 구조와 의복 소재의 '의복적 요인', 그리고 센서 특성과 전극 특성의 '기기적 요인'으로 분류하였다.도출한 문제점과 영향 요인별 고려 사항을 반영하여 4cm x 4cm 크기의 3-리드(lead) 방식의 은사 자수의 직물 전극을 개발하고, '일자형 절개 타입', '십자형 절개 타입', '엑스형 절개 타입', '곡선 엑스형 절개 타입'의 총 네 가지 타입의 생체신호 센싱 스마트 의류의 시안을 설계하고 제작하였다. 디자인 시안은 민소매 형태의 남성용 티셔츠로 신축성 있는 소재를 사용하여 인체 굴곡을 따라 의복과 전극이 밀착될 수 있도록 하였으며, 트랜스미터를 이용하여 메인 컴퓨터로 데이터가 무선 전송되게 하였다.각 재모듈화형 의류 타입별 인체 동작에 의한 영향과 정지 및 동작 상태에서의 심전도 센싱 성능을 평가하기 위해 동작에 따른 전극의 변위를 측정하고, 심전도 측정 평가를 실시하여 SNR을 분석하였다. 그 실험 결과 '십자형 절개 타입'이 다른 세 가지 타입의 의복과 비교했을 때, 동작의 영향을 가장 적게 받았으며 안정적으로 심전도를 측정 하는 것으로 나타났다.본 실험 결과를 반영하여 의류 디자인 시안의 수정 및 보완 과정을 거친 후, 최종적으로 '연속-부착형', '삽입-분리형'의 두 가지 타입의 생체신호 센싱 스마트 의류 디자인 모형의 모듈화 방안을 제시하였다.
최근 심전도 센싱 기능의 의류가 연구·개발되어 왔으나, 심전도 측정시 착용자의 동작에 의한 치명적인 잡음이 발생하는 문제가 지속적으로 보고되어 왔다. 이에 본 연구는 심전도 센싱의 정확성을 향상시키기 위하여 착용자의 동작에 의한 영향을 최소화할 수 있는 심전도 센싱 스마트 의류의 재모듈화 방안을 개발하고자 하였다.이를 위하여 본 연구에서는 기존 생체신호 센싱 스마트 의류의 개발 및 연구 동향을 분석하여, 비직물 전극 타입에 의한 피부 자극, 피부와 전극간의 접촉 저항의 문제, 전극과 트랜스미터간의 접촉 저항, 동작 영향에 의한 전극 위치 이동의 문제 등을 심전도 의류의 해결 과제로서 파악하였다. 또한, 생체 신호 센싱에 영향을 주는 요인들을 규명하였고, 이들은 근육 변화와 뼈 및 관절 변화의 '운동적 요인', 의복 구조와 의복 소재의 '의복적 요인', 그리고 센서 특성과 전극 특성의 '기기적 요인'으로 분류하였다.도출한 문제점과 영향 요인별 고려 사항을 반영하여 4cm x 4cm 크기의 3-리드(lead) 방식의 은사 자수의 직물 전극을 개발하고, '일자형 절개 타입', '십자형 절개 타입', '엑스형 절개 타입', '곡선 엑스형 절개 타입'의 총 네 가지 타입의 생체신호 센싱 스마트 의류의 시안을 설계하고 제작하였다. 디자인 시안은 민소매 형태의 남성용 티셔츠로 신축성 있는 소재를 사용하여 인체 굴곡을 따라 의복과 전극이 밀착될 수 있도록 하였으며, 트랜스미터를 이용하여 메인 컴퓨터로 데이터가 무선 전송되게 하였다.각 재모듈화형 의류 타입별 인체 동작에 의한 영향과 정지 및 동작 상태에서의 심전도 센싱 성능을 평가하기 위해 동작에 따른 전극의 변위를 측정하고, 심전도 측정 평가를 실시하여 SNR을 분석하였다. 그 실험 결과 '십자형 절개 타입'이 다른 세 가지 타입의 의복과 비교했을 때, 동작의 영향을 가장 적게 받았으며 안정적으로 심전도를 측정 하는 것으로 나타났다.본 실험 결과를 반영하여 의류 디자인 시안의 수정 및 보완 과정을 거친 후, 최종적으로 '연속-부착형', '삽입-분리형'의 두 가지 타입의 생체신호 센싱 스마트 의류 디자인 모형의 모듈화 방안을 제시하였다.
The objective of this study is to perform re-modularization into a smart clothing that senses ECG-signals and is less affected by human motions, in order to enhance the electrocardiogram(ECG) sensing accuracy. To achieve the objective, this paper analyzed existing studies on the developments and res...
The objective of this study is to perform re-modularization into a smart clothing that senses ECG-signals and is less affected by human motions, in order to enhance the electrocardiogram(ECG) sensing accuracy. To achieve the objective, this paper analyzed existing studies on the developments and research trends of vital-signal monitoring garments. The analytical results identified issues regarding skin irritation caused by non-textile electrodes, contact resistance between skin and electrode, contact resistance between electrode and transmitter and shifting of electrodes caused by movements. This study also examines the elements that affect vital-signal sensing and classified them into 'motion factors' such as changes in muscles, bones and joints, 'garment factors' including the structure and material of garments and 'device factors' such as sensor and electrode characteristics.Incorporating the issues and the factors for each element found from the analysis, a 3-lead electrode inside textile embroidered with silver yarn was developed, and draft designs of four types of vital-signal sensing garments, which are 'chest-belt typed' garment, 'cross-typed' garment 'x-typed' garment and 'curved x-typed' garment, were prepared. The draft designs were implemented on a sleeveless male shirt made of an elastic material so that the garment and the electrodes can remain closely attached along the contour of the human body, and the acquired data was sent to the main computer over a wireless network.In order to evaluate the effects caused by body movements and the ECG -sensing capability for each type in static and dynamic states, displacements were measured from one and two dimensional perspectives. ECG measurement evaluation was also performed for Signal-to-noise ratio(SNR) analysis. The experimental results indicate that the 'cross-typed' garment was the least affected by movements and performed ECG measurement in the most stable manner.Applying the experimental results, the draft garment designs were modified and complemented to produce two types of modular approaches 'continuous-attached' and 'insertion-detached' for the ECG-sensing smart clothing.
The objective of this study is to perform re-modularization into a smart clothing that senses ECG-signals and is less affected by human motions, in order to enhance the electrocardiogram(ECG) sensing accuracy. To achieve the objective, this paper analyzed existing studies on the developments and research trends of vital-signal monitoring garments. The analytical results identified issues regarding skin irritation caused by non-textile electrodes, contact resistance between skin and electrode, contact resistance between electrode and transmitter and shifting of electrodes caused by movements. This study also examines the elements that affect vital-signal sensing and classified them into 'motion factors' such as changes in muscles, bones and joints, 'garment factors' including the structure and material of garments and 'device factors' such as sensor and electrode characteristics.Incorporating the issues and the factors for each element found from the analysis, a 3-lead electrode inside textile embroidered with silver yarn was developed, and draft designs of four types of vital-signal sensing garments, which are 'chest-belt typed' garment, 'cross-typed' garment 'x-typed' garment and 'curved x-typed' garment, were prepared. The draft designs were implemented on a sleeveless male shirt made of an elastic material so that the garment and the electrodes can remain closely attached along the contour of the human body, and the acquired data was sent to the main computer over a wireless network.In order to evaluate the effects caused by body movements and the ECG -sensing capability for each type in static and dynamic states, displacements were measured from one and two dimensional perspectives. ECG measurement evaluation was also performed for Signal-to-noise ratio(SNR) analysis. The experimental results indicate that the 'cross-typed' garment was the least affected by movements and performed ECG measurement in the most stable manner.Applying the experimental results, the draft garment designs were modified and complemented to produce two types of modular approaches 'continuous-attached' and 'insertion-detached' for the ECG-sensing smart clothing.
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