UWB 레이더 기술 기반의 비접촉 생체신호 검출 센서 개발을 통한 생체신호 및 수면환경 분석 시스템 개발에 관한 연구 A study on the development of biosensor and sleep environment analysis System by developing a detection sensor for Non-Contact Biosensor based on the UWB radar technology원문보기
최근 들어 모바일 기술 및 ICT 분야의 급속한 기술 발전, 다양하고 폭 넓은 기술간의 경계가 허물어져 상호 교류 가능한 디지털 융복합 기술의 혁명이 여러 산업 분야에서 활발히 개발되며 상용화되고 있다. 의료 분야에서도 소위 유헬스(U-health)라는 영역에 대한 새로운 개발 및 시도들이 활발하게 진행되고 있다. 최근에는 인구 노령화, 만성 퇴행성 질환 및 의료비 증가 등의 사회 환경 변화에 따라 ‘치료 중심의 의학’ 보다 ‘예방 중심의 의학’의 중요성이 부각되면서 개인이나 가정에서도 쉽게 인간의 건강 상태를 측정하여 적절한 건강 서비스를 제공 받는 형태의 서비스 요구가 증대하고 있다. 인간의 건강 관점에서 사람은 일생의 1/3을 수면 상태로 보내기에 수면의 품질은 일생에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 또한 수면 품질은 각종 안전사고의 원인이 되며, ...
최근 들어 모바일 기술 및 ICT 분야의 급속한 기술 발전, 다양하고 폭 넓은 기술간의 경계가 허물어져 상호 교류 가능한 디지털 융복합 기술의 혁명이 여러 산업 분야에서 활발히 개발되며 상용화되고 있다. 의료 분야에서도 소위 유헬스(U-health)라는 영역에 대한 새로운 개발 및 시도들이 활발하게 진행되고 있다. 최근에는 인구 노령화, 만성 퇴행성 질환 및 의료비 증가 등의 사회 환경 변화에 따라 ‘치료 중심의 의학’ 보다 ‘예방 중심의 의학’의 중요성이 부각되면서 개인이나 가정에서도 쉽게 인간의 건강 상태를 측정하여 적절한 건강 서비스를 제공 받는 형태의 서비스 요구가 증대하고 있다. 인간의 건강 관점에서 사람은 일생의 1/3을 수면 상태로 보내기에 수면의 품질은 일생에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 또한 수면 품질은 각종 안전사고의 원인이 되며, 정서장애, 사회적응 장애 및 생활의 불만족 및 만성 질환들을 유발하거나 악화시킬 수 있는 요인이기도 하다. 수면의 품질을 측정해서 정량화하여 개선하기 위한 기술이나 서비스는 현재 제공되어 있으나, 이 방식은 피험자 인체에 접촉식 센서를 부착하는 방식이며, 수면 클리닉을 갖춘 병원에서만 가능하다는 공간 제약성과 1회 진단 비용이 고가라는 단점이 있다. 또한, 생체 신호를 감지하기 위해 사용하는 센서는 신체 접촉식이기에 피험자에게 불쾌감 및 불편함을 유발하고 결국에는 수면의 품질 측정 데이터에 대한 부정확성을 야기할 수 도 있다는 문제가 있다. 본 논문은 이러한 문제점을 해결하기 위해 생체신호 검출 센서를 비접촉식으로 하는 것을 목표로 NCB(non-contact biosensor, 비접촉식 생체신호 검출 센서)를 개발하고 UWB(ultra wide band, 초광대역) 신호를 이용하는 수면 코칭 시스템을 연구하고 개발하여 상용화를 위한 인프라를 확보하는 것이다. 이를 위해, 본 논문에서는 다음과 같은 연구를 진행하고자 한다. 먼저, NCB 센서를 개발하고, 조도, 온도, 습도, 노이즈 센서가 탑재된 수면 코칭 디바이스에 대해서 연구한다. 이 디바이스를 위한 클라우드 서버 및 모바일 애플리케이션을 개발하며, UWB용 고성능 레이다 안테나 및 수면분석 알고리즘에 대해서도 연구하고 개발한다. 본 연구를 통해서, 병원에서의 접촉식 수면 클리닉 시스템을 피험자의 불편함이나 거부감이 없는 무자각 상태에서의 비접촉식 수면 클리닉 시스템으로유도하여 더욱 신뢰성 높은 데이터를 획득할 수 있고, 홈케어 시스템 구축 관점에서 각 가정별로 구축이 될 경우, 획득된 개인의 수면 관련 빅데이터는 질병 예방 중심의 의학 발달에도 기여가 가능하여 다양한 서비스 모델 창출의 기회를 제공할 수 도 있다. 또한 생체신호 측정 기술과 네트워크 시스템을 통해 상호 연결되는 또 다른 스마트 디바이스들과의 연결은 다양한 분야에 응용이 가능하여 개인별 맞춤형 스마트 홈 시스템 구축 관점에서 인간의 삶을 윤택하게 해 줄 것이라 사료된다.
최근 들어 모바일 기술 및 ICT 분야의 급속한 기술 발전, 다양하고 폭 넓은 기술간의 경계가 허물어져 상호 교류 가능한 디지털 융복합 기술의 혁명이 여러 산업 분야에서 활발히 개발되며 상용화되고 있다. 의료 분야에서도 소위 유헬스(U-health)라는 영역에 대한 새로운 개발 및 시도들이 활발하게 진행되고 있다. 최근에는 인구 노령화, 만성 퇴행성 질환 및 의료비 증가 등의 사회 환경 변화에 따라 ‘치료 중심의 의학’ 보다 ‘예방 중심의 의학’의 중요성이 부각되면서 개인이나 가정에서도 쉽게 인간의 건강 상태를 측정하여 적절한 건강 서비스를 제공 받는 형태의 서비스 요구가 증대하고 있다. 인간의 건강 관점에서 사람은 일생의 1/3을 수면 상태로 보내기에 수면의 품질은 일생에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 또한 수면 품질은 각종 안전사고의 원인이 되며, 정서장애, 사회적응 장애 및 생활의 불만족 및 만성 질환들을 유발하거나 악화시킬 수 있는 요인이기도 하다. 수면의 품질을 측정해서 정량화하여 개선하기 위한 기술이나 서비스는 현재 제공되어 있으나, 이 방식은 피험자 인체에 접촉식 센서를 부착하는 방식이며, 수면 클리닉을 갖춘 병원에서만 가능하다는 공간 제약성과 1회 진단 비용이 고가라는 단점이 있다. 또한, 생체 신호를 감지하기 위해 사용하는 센서는 신체 접촉식이기에 피험자에게 불쾌감 및 불편함을 유발하고 결국에는 수면의 품질 측정 데이터에 대한 부정확성을 야기할 수 도 있다는 문제가 있다. 본 논문은 이러한 문제점을 해결하기 위해 생체신호 검출 센서를 비접촉식으로 하는 것을 목표로 NCB(non-contact biosensor, 비접촉식 생체신호 검출 센서)를 개발하고 UWB(ultra wide band, 초광대역) 신호를 이용하는 수면 코칭 시스템을 연구하고 개발하여 상용화를 위한 인프라를 확보하는 것이다. 이를 위해, 본 논문에서는 다음과 같은 연구를 진행하고자 한다. 먼저, NCB 센서를 개발하고, 조도, 온도, 습도, 노이즈 센서가 탑재된 수면 코칭 디바이스에 대해서 연구한다. 이 디바이스를 위한 클라우드 서버 및 모바일 애플리케이션을 개발하며, UWB용 고성능 레이다 안테나 및 수면분석 알고리즘에 대해서도 연구하고 개발한다. 본 연구를 통해서, 병원에서의 접촉식 수면 클리닉 시스템을 피험자의 불편함이나 거부감이 없는 무자각 상태에서의 비접촉식 수면 클리닉 시스템으로유도하여 더욱 신뢰성 높은 데이터를 획득할 수 있고, 홈케어 시스템 구축 관점에서 각 가정별로 구축이 될 경우, 획득된 개인의 수면 관련 빅데이터는 질병 예방 중심의 의학 발달에도 기여가 가능하여 다양한 서비스 모델 창출의 기회를 제공할 수 도 있다. 또한 생체신호 측정 기술과 네트워크 시스템을 통해 상호 연결되는 또 다른 스마트 디바이스들과의 연결은 다양한 분야에 응용이 가능하여 개인별 맞춤형 스마트 홈 시스템 구축 관점에서 인간의 삶을 윤택하게 해 줄 것이라 사료된다.
Recently skills in mobile and ICT fields have been developed rapidly and boundary between wide skills been corrupted. so, the revolution of exchangeable digital convergence skills are developed and commercialized in various industries. In the medical field - so called, U-health area, new development...
Recently skills in mobile and ICT fields have been developed rapidly and boundary between wide skills been corrupted. so, the revolution of exchangeable digital convergence skills are developed and commercialized in various industries. In the medical field - so called, U-health area, new development and attempt are still going on actively. Recently, social environment changes such as aging of population chronic degenerative disease and increasing medical expenses emphasize the importance of preventive medicine than treatment centered medicine. So some needs are being increased such as checking human`s health state, providing proper health service, as individuals or as families easily. In the view of human`s health, the quality of sleep has a very important role in human`s life because people spend one third of their life in sleeping. Also, the quality of sleep causes several safety accidents, emotional disorder, social adaptation disorder, unsatisfaction of life, chronical diseases and makes worse. The technology and service of checking, quantifying, improving the quality of sleep have been provided. This method is to attach touch-sensor in the subject body and is able to use at hospitals with sleep clinic system. So, There are some disadvantages kinds of space constraints and high temporary diagnosis cost. Also, the using sensors to detect bio-signal are touch sensitive. It can cause unpleasant, inconvenience to subject. as a result, It is likely to cause inaccuracy about the quality of sleep measurement data. In this study, to solve these problems, I am going to develop NCB(non-contact biosensor), obtain infrastructure for commercialization through studying and developing sleep coaching system using UWB(ultra wide band) signal. In this paper, to do this, I am going to run the study. First, Develop NCB sensor and study sleep coaching device with intensity of illumination, temperature, humidity, noise sensor. For this device, I`m going to develop Cloud server and mobile application. I`m going to study and develop high -powered radar antenna for UWB and sleep analysis algorithm. Through this study, We can obtain more reliable data by inducing from touching sleep clinic system at hospital to non-contact sleep clinic system without inconvenience and repulsion of subject. In the view of construction of the Home care system, acquired BIG DATA related individual sleep can contribute the develop of preventive medicine and any other various service models. It can focus on enhancing our life in individual custom built perspective smart home system. It is possible to apply in various fields and interconnected the other smart devices through a body-signal measuring technology and the network system.
Recently skills in mobile and ICT fields have been developed rapidly and boundary between wide skills been corrupted. so, the revolution of exchangeable digital convergence skills are developed and commercialized in various industries. In the medical field - so called, U-health area, new development and attempt are still going on actively. Recently, social environment changes such as aging of population chronic degenerative disease and increasing medical expenses emphasize the importance of preventive medicine than treatment centered medicine. So some needs are being increased such as checking human`s health state, providing proper health service, as individuals or as families easily. In the view of human`s health, the quality of sleep has a very important role in human`s life because people spend one third of their life in sleeping. Also, the quality of sleep causes several safety accidents, emotional disorder, social adaptation disorder, unsatisfaction of life, chronical diseases and makes worse. The technology and service of checking, quantifying, improving the quality of sleep have been provided. This method is to attach touch-sensor in the subject body and is able to use at hospitals with sleep clinic system. So, There are some disadvantages kinds of space constraints and high temporary diagnosis cost. Also, the using sensors to detect bio-signal are touch sensitive. It can cause unpleasant, inconvenience to subject. as a result, It is likely to cause inaccuracy about the quality of sleep measurement data. In this study, to solve these problems, I am going to develop NCB(non-contact biosensor), obtain infrastructure for commercialization through studying and developing sleep coaching system using UWB(ultra wide band) signal. In this paper, to do this, I am going to run the study. First, Develop NCB sensor and study sleep coaching device with intensity of illumination, temperature, humidity, noise sensor. For this device, I`m going to develop Cloud server and mobile application. I`m going to study and develop high -powered radar antenna for UWB and sleep analysis algorithm. Through this study, We can obtain more reliable data by inducing from touching sleep clinic system at hospital to non-contact sleep clinic system without inconvenience and repulsion of subject. In the view of construction of the Home care system, acquired BIG DATA related individual sleep can contribute the develop of preventive medicine and any other various service models. It can focus on enhancing our life in individual custom built perspective smart home system. It is possible to apply in various fields and interconnected the other smart devices through a body-signal measuring technology and the network system.
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