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헬스케어는 질병의 치료, 예방, 관리를 포함한 의료서비스 및 건강관련 사업을 뜻하며, 과거에는 의사와 의료기관 중심으로 발전되었으나 정보통신기술(ICT)의 발달, 건강에 대한 인류의 관심이 커지는 등 그 패러다임이 치료·병원 중심에서 예방·소비자 중심으로 변화하고 있다. 이러한 패러다임에 맞춰기존 헬스케어에 의료 IT 기술이 융합된 디지털 헬스케어(DigitalHealthcare)가 큰 관심을 받고 있으며 디지털치료, ...

헬스케어는 질병의 치료, 예방, 관리를 포함한 의료서비스 및 건강관련 사업을 뜻하며, 과거에는 의사와 의료기관 중심으로 발전되었으나 정보통신기술(ICT)의 발달, 건강에 대한 인류의 관심이 커지는 등 그 패러다임이 치료·병원 중심에서 예방·소비자 중심으로 변화하고 있다. 이러한 패러다임에 맞춰기존 헬스케어에 의료 IT 기술이 융합된 디지털 헬스케어(DigitalHealthcare)가 큰 관심을 받고 있으며 디지털치료, 인공지능, 수면과학, 뷰티케어 등으로 나눌 수 있다. 특히 뷰티케어는 피부, 모발, 비만 등 미용과 관련된 분야로, 빛을 이용한 피부 개선 및 진단 장비, 센서 기반의 실시간 생체신호 측정 장비 등 다양한 헬스케어 장비들이 시장에 출시되고 있다.헬스케어에 접목할 수 있는 광학 장비 중 대표적으로 산소포화도 측정기기가 있다. 헤모글로빈이 민감하게 반응하는 두 파장 영역의 빛을 손가락에 조사하여 혈관 내 헤모글로빈 흡수도 차이를 통해 산소포화도를 간접적으로 측정한다. 이와 같이, 생체 조직이 민감하게 반응하는 빛의 영역을 안다면, 광학 장비는 생체조직으로부터 원하는 정보를 간접적으로 얻는데 사용될 수 있다.본 연구에서는 확산 반사(Diffuse Reflection) 이론을 적용하여 비만과 관련된 인자 중 하나인 피하지방층의 두께를 추정하고자 한다. 피하지방층의 두께를 추정하기 위해 확산 반사 프로브를 설계하고 광 조직 팬텀을 제작하여 설계된 프로브의 초기 성능을, 임상 시험을 진행하여 확산 반사 프로브와 타측정장비 간 상관정도를 평가했다. 확산 반사 프로브를 설계하기 전, 빛과 조직 간 상호작용(Light-Tissue Interaction)과 광학 창(Optical Window), 확산반사 등 광학 이론을 적용하여 프로브의 광원, 검출기 등을 선정했으며, 프로브의 초기 성능을 평가하기 위한 광 조직 팬텀은 피부(표피+진피)층, 피하지방층, 근육층의 광특성을 모사한 다층구조 형태로 제작했다. 정상인 남성 10명을 대상으로 한 임상시험에서는 확산 반사 프로브, 초음파, 스킨폴드 캘리퍼 간 상관정도를 피어슨, 스피어만 통계검정을 통해 확인했다.광 조직 팬텀 실험에서는 약 12mm 두께까지 확산반사량이 증가했으며 그이후 두께에서는 유의미한 증감이 발견되지 않았다. 임상시험에서는 전완근,삼두근 두 부위에서 확산 반사 프로브(광원-검출기 간 거리: 15, 20mm)과초음파, 스킨폴드 캘리퍼 간 상관 계수가 유의수준 0.01 이내에서 확인되었다.제작된 확산 반사 프로브는 광 조직 팬텀을 기준으로 12mm 두께까지의 변화를 광학적으로 관찰할 수 있었고, 임상 시험을 통해 두께가 얇은 부위인 전완근, 삼두근에서 상대적으로 높은 상관성을 보였다.피하지방 두께와 비만 간 연관성을 연구한 문헌을 검토했을 때, 성인 남성의 BMI 지수가 과체중 이상일 때, 피하지방 두께는 평균 14mm 로 확인되었다. 본 연구에 사용된 확산 반사 프로브는 성인 남성의 전완근, 삼두근을 대상으로 12mm 이하의 두께는 정상, 그 이상의 두께를 비정상으로 구분하는헬스케어 장비로 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 하지만 이를 구체화 하기위해서 BMI를 비롯한 여러 비만 인자들과의 강한 상관성을 확보할 필요가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Healthcare refers to medical services and health-related business,
including the treatment, prevention and management of diseases. In the
past, healthcare was developed around doctors and medical institutions,
but, the healthcare paradigm is changing from treatment and hospital to
pr...

Healthcare refers to medical services and health-related business,
including the treatment, prevention and management of diseases. In the
past, healthcare was developed around doctors and medical institutions,
but, the healthcare paradigm is changing from treatment and hospital to
prevention and consumer because of the development of information and
communication technology (ICT) and the growing interest about health.
In line with this paradigm, Digital Healthcare, which combines medical
IT technology with existing healthcare, is receiving great attention
and it can be divided into digital therapy, artificial intelligence,
sleep science, and beauty care as so on. In particular, beauty care is
a field related to beauty such as skin, hair and obesity, and various
healthcare devices such as skin improvement and diagnosis device using
light and real-time bio signal measurement device based on sensor are
being introduced to the market.
One of the optical devices that can be applied to health care is the
oxygen saturation measuring device. Oxygen saturation is indirectly
measured through the difference in hemoglobin absorption in the blood
vessels by irradiating the fingers with light in two wavelength regions
where hemoglobin reacts sensitively. As such, if the living tissue
knows a sensitive light region, optical device may be used to
indirectly obtain desired information from the living tissue.
The purpose of this study is to estimate the thickness of the
subcutaneous fat layer, one of the factors related to obesity, by
applying the diffuse reflection theory. In order to estimate the
thickness of the subcutaneous fat layer, diffuse reflection probe were
designed and optical tissue phantom were fabricated to evaluate the
initial performance of the designed probe. In clinical trials, the
correlation between diffuse reflection probe and other device measuring
the thickness of the subcutaneous fat layer was evaluated. Before
designing the diffuse reflection probe, the light source and detector
of the probe were selected by applying optical theories such as
light-tissue interaction, optical window, and diffuse reflection, and
the optical tissue phantom to assess the initial performance of the
probe was prepared in the form of a multi-layered structure that
simulates the optical properties of the skin (epidermis + dermis)
layer, subcutaneous fat layer, and muscle layer. In a clinical trial
involving 10 healthy men, Pearson and Spearman statistical tests were
used to determine the correlation between diffuse reflection probes,
ultrasound, and skinfold calipers.
In the optical tissue phantom experiment, the diffuse reflectance
increased up to about 12 thickness of optical tissue phantom and
there was no significant increase or decrease in the thickness after
that. In the clinical trials, the correlation coefficient between
diffuse reflection probe (source-detector distance: 15, 20),
ultrasound, and skinfold caliper in the forearm and triceps was found
within the significance level of 0.01.
The diffuse reflection probe was able to optically observe changes of
up to 12 thickness based on the optical tissue phantom.
In reviewing the literature on the relationship between subcutaneous
fat thickness and obesity, the average subcutaneous fat thickness was
found to be 14 when the BMI index of adult males was overweight. The
diffuse reflection probe used in this study maybe used as a healthcare
device that distinguishes abnormal thickness(higher than 12) from
normal thickness in the forearm and triceps of adult men. In order to
materialize this, it is necessary to confirm strong correlation with
various obesity factors including BMI.

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