신생아 집중 치료실에서의 산소포화도 측정은 외부의 영향으로 인해 잘못 측정된 값을 의료진들에게 보여 줄 가능성이 많은 환경이므로 이에 대한 대책이 반드시 필요하다.
신생아들은 산소포화도 측정을 위해 검출하는 PPG(photo-plethysmogram) 즉 광전용적맥파의 신호의 크기가 작고 몸을 움직일 때 발생하는 동잡음이 빈번하게 발생된다. 이러한 영향 등으로 인한 측정 오류를 피하기 위해서 신뢰성 있는 하드웨어의 설계와 신호처리가 요구된다.
본 연구에서는 저혈류, 동잡음, 외란광등의 영향에 대한 대책으로 개선된 하드웨어 시스템을 설계하여 개발하였다. 광원의 조사량을 사용자의 측정 상태에 따라 적절하게 판단하여 자동으로 변화시켜 측정 가능 범위를 크게 증가 시켰다. ...
신생아 집중 치료실에서의 산소포화도 측정은 외부의 영향으로 인해 잘못 측정된 값을 의료진들에게 보여 줄 가능성이 많은 환경이므로 이에 대한 대책이 반드시 필요하다.
신생아들은 산소포화도 측정을 위해 검출하는 PPG(photo-plethysmogram) 즉 광전용적맥파의 신호의 크기가 작고 몸을 움직일 때 발생하는 동잡음이 빈번하게 발생된다. 이러한 영향 등으로 인한 측정 오류를 피하기 위해서 신뢰성 있는 하드웨어의 설계와 신호처리가 요구된다.
본 연구에서는 저혈류, 동잡음, 외란광등의 영향에 대한 대책으로 개선된 하드웨어 시스템을 설계하여 개발하였다. 광원의 조사량을 사용자의 측정 상태에 따라 적절하게 판단하여 자동으로 변화시켜 측정 가능 범위를 크게 증가 시켰다. 적색광과 적외선광을 조사하지 않는 시간동안 외란광을 측정하여 입력 단에 차감해주는 하드웨어 피드백 시스템을 적용하였다.
동잡음에 대한 대책으로 dual-trace detection, continuity of DC level, morphology of PPG, simultaneity check of SpO2 의 네 가지 동잡음 검출 알고리즘을 개발하여 의료진에게 측정값을 보여주기 전에 검출하여 예외처리 하였다. 최종 개발된 산소포화도 측정기는 호흡이 정상인 신생아집중치료실의 다섯 명 신생아들에게 적용하여 테스트 하였고 테스트 결과 효과적으로 동잡음 및 외란에 의해 잘못된 측정을 검출 하여 사전에 예외처리 가능함을 확인 할 수 있었다. 이와 같이 개발된 신뢰성 높은 산소포화도 측정기는 측정 결과 값을 과도하게 평균을 내는 기존의 산소포화도 측정기에 비해 상대적으로 빠른 측정과 실시간 응답을 가지며 84% 이하의 산소포화도 검출에서는 100% 에러를 검출 하는 결과를 확인 할 수 있었다.
신생아 집중 치료실에서의 산소포화도 측정은 외부의 영향으로 인해 잘못 측정된 값을 의료진들에게 보여 줄 가능성이 많은 환경이므로 이에 대한 대책이 반드시 필요하다.
신생아들은 산소포화도 측정을 위해 검출하는 PPG(photo-plethysmogram) 즉 광전용적맥파의 신호의 크기가 작고 몸을 움직일 때 발생하는 동잡음이 빈번하게 발생된다. 이러한 영향 등으로 인한 측정 오류를 피하기 위해서 신뢰성 있는 하드웨어의 설계와 신호처리가 요구된다.
본 연구에서는 저혈류, 동잡음, 외란광등의 영향에 대한 대책으로 개선된 하드웨어 시스템을 설계하여 개발하였다. 광원의 조사량을 사용자의 측정 상태에 따라 적절하게 판단하여 자동으로 변화시켜 측정 가능 범위를 크게 증가 시켰다. 적색광과 적외선광을 조사하지 않는 시간동안 외란광을 측정하여 입력 단에 차감해주는 하드웨어 피드백 시스템을 적용하였다.
동잡음에 대한 대책으로 dual-trace detection, continuity of DC level, morphology of PPG, simultaneity check of SpO2 의 네 가지 동잡음 검출 알고리즘을 개발하여 의료진에게 측정값을 보여주기 전에 검출하여 예외처리 하였다. 최종 개발된 산소포화도 측정기는 호흡이 정상인 신생아집중치료실의 다섯 명 신생아들에게 적용하여 테스트 하였고 테스트 결과 효과적으로 동잡음 및 외란에 의해 잘못된 측정을 검출 하여 사전에 예외처리 가능함을 확인 할 수 있었다. 이와 같이 개발된 신뢰성 높은 산소포화도 측정기는 측정 결과 값을 과도하게 평균을 내는 기존의 산소포화도 측정기에 비해 상대적으로 빠른 측정과 실시간 응답을 가지며 84% 이하의 산소포화도 검출에서는 100% 에러를 검출 하는 결과를 확인 할 수 있었다.
Arterial oxygen saturation (SpO2) monitoring for newborns requires special attention in neonatal intensive care units (NICUs). Newborns have very low photo-plethysmogram (PPG) amplitudes and their body movements are difficult to contain. Hardware design and its associated signal processing algorithm...
Arterial oxygen saturation (SpO2) monitoring for newborns requires special attention in neonatal intensive care units (NICUs). Newborns have very low photo-plethysmogram (PPG) amplitudes and their body movements are difficult to contain. Hardware design and its associated signal processing algorithms should be robust enough so that faulty measurements can be avoided. In this Study, improved designs were implemented to deal with low perfusion, motion artifact, and the influence of ambient light. Dynamic range was increased by using different LED intensities and a feedback system. To minimize the effects of motion artifact and to discard other unqualified data, four additional algorithms were used, which were based on dual-trace detection, continuity of DC level, morphology of PPG, and simultaneity check of SpO2. Our SpO2 system was tested with newborns with normal respiration in the NICU. Our system provided fast, real-time responses and 100% artifact detection was accomplished under 84% of SpO2.
Arterial oxygen saturation (SpO2) monitoring for newborns requires special attention in neonatal intensive care units (NICUs). Newborns have very low photo-plethysmogram (PPG) amplitudes and their body movements are difficult to contain. Hardware design and its associated signal processing algorithms should be robust enough so that faulty measurements can be avoided. In this Study, improved designs were implemented to deal with low perfusion, motion artifact, and the influence of ambient light. Dynamic range was increased by using different LED intensities and a feedback system. To minimize the effects of motion artifact and to discard other unqualified data, four additional algorithms were used, which were based on dual-trace detection, continuity of DC level, morphology of PPG, and simultaneity check of SpO2. Our SpO2 system was tested with newborns with normal respiration in the NICU. Our system provided fast, real-time responses and 100% artifact detection was accomplished under 84% of SpO2.
주제어
#Pulse oximetry
#Motion artifact
#Feedback control
#Artifact detection algorithm
AI-Helper
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