[논문]냉증을 진단하고 치료하는 산소챔버 시스템의 설계

조면균; 최효선

doi:10.5762/kais.2012.13.12.6013

냉증을 진단하고 치료하는 산소챔버 시스템의 설계
Design of Oxygen Chamber System for Diagnosis and Treatment of Cold Hypersensitivity 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.13 no.12, 2012년, pp.6013 - 6021

초록
AI-Helper

냉감을 느끼지 않을만한 온도에서 신체부위에 차가움을 느껴 일상생활이 곤란함을 호소하는 냉증환자가 늘어남에도 불구하고, 정확한 진단기구와 뚜렷한 치료기기가 없는 것이 사실이다. 그러므로 본 논문에서는 다양한 센서를 통하여 냉증을 측정 및 진단하고 환자의 냉증정도에 맞게 적응적으로 산소압과 치료시간을 조정할 수 있는 산소챔버를 냉증치료용 의료기기로 제안 설계한다. 특히 의사의 진찰과 문진을 통해 경험에 의존하던 기존의 주관적인 냉증 진단 방법에서 벗어나, 첨단 복합 생체센서의 측정데이터를 임상실험에 근거한 임계치를 바탕으로 비교함으로써 냉증을 정확히 진단하는 방법을 소개한다. 최종적으로 냉증의 진단 단계에 따라 적응적으로 산소량을 제어함으로써 냉증을 효과적으로 치료하는 산소챔버를 구현하여 한의학 의료기기의 과학화와 대중화에 기여하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Although there are many patients who suffer from cold hypersensitivity and have a difficult time in living daily lives due to feeling cold at room temperature, it is about true that an accurate diagnostic method and an effective remedy for a cold hypersensitivity have not been developed yet. Therefore, in order to develop traditional medicine equipment for cold hypersensitivity, we have designed new oxygen chamber system which can diagnose cold hypersensitivity with multiple bionic sensors and supply a patient optimum amount of oxygen adaptively to the extent of their illness. In particular, diverging from conventional diagnosis based on the experience of doctor and subjective statements of patient, we introduced accurate method for diagnosis in comparing between output of multiple sensors and threshold derived from clinical trials. After all, the proposed oxygen chamber system will contribute to achieving scientific evidence and manufacturing of korean traditional medicine.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

하지만, 점차 치료기구 및 치료방법의 다각화가 요구되는 한방 의료기기 시장의 확대를 위해서, 복수개의 생체센서를 이용하여 냉증을 자동 진단하고 밀폐된 산소챔버안의 환자에게 압축산소를 제공하여 냉증을 완화하려는 시도가 있어, 그 원리와 효과에 대한 한의학적 검증이 필요하게 되었다. 그러므로 본 논문에서는 냉증의 검진 및 치료기기로서의 산소챔버를 구현하기위해 요구되는 냉증의 측정센서 및 정확한 검진 알고리듬, 그리고 냉증의 정도에 따른 한의학적 산소치료 방법과 IT 접목방안에 대해서 구체적으로 제안하고자 한다.
먼저 냉증을 측정하기 위해 실용적인 3 가지의 센서들로부터 데이터를 측정 및 수집을 위한 실제적이고 구체적인 방안을 열거하고자 한다.
본 논문에서는 냉증치료기로서의 산소챔버의 구현을 용이하게 하기 위하여 냉증의 심각정도를 4개의 단계로만 나누었다. 이것은 구현의 용이성과 분석의 편리성을 위한 것으로 앞으로의 임상실험 결과에 따라 추가적으로 여러 단계로 확장될 수 있다.
본 논문은 산소치료기기의 구현 및 임상실험을 위한 산소챔버 시스템의 상세설계를 목적으로 작성되었다. 그러므로 향후 진행될 예정인 병원에서의 냉증환자를 제안한 산소챔버로 임상 실험한 결과, 임계값 산정 및 산소챔버 시스템 자체의 오류를 분석하고 수정요구를 적극 반영함으로써 한의학의 과학화 및 한의학에 기반을 둔 우수한 냉증치료 의료기기 개발에 기여하리라 믿는다.

제안 방법

의 생체센서 측정 데이터를 바탕으로 환자의 판단 근거값을 도출하고 임상실험에 의한 임계값과 비교하여 냉증의 정도를 4개 단계로 진단하였다. 냉증에 단계에 따라 적응적으로 산소압과 치료시간을 조정함으로써 환자 맞춤형 저압산소 치료시스템을 설계하였다. 추가적으로 IT와 접목함으로써 산소 치료 전후의 DITI 사진 및 치료방법을 휴대폰으로 전송하여 환자의 편의와 만족감을 극대화 하도록 했다.
두 번째로 냉증 진단의 지표가 되는 임계값을 임상실험과 문헌분석을 통해 제시하는 결정변수 생성부의 도움을 받아 임계값(Th_k)을 기준으로 냉증 정도(D_n)를 분류하는 냉증 판별부를 거친다.
2는 환자의 냉증을 측정, 판단 및 치료하기 위한 산소챔버를 이용한 냉증치료기의 전체 시스템 블록도 그림이다. 먼저 냉증의 센서데이터 측정부는 다양한 생체센서를 사용하여 환자(사용자)를 측정한 값을 수집, 저장 및 분류한다. 이때 임상실험을 통해, 유효한 생체센서에 가중치를 주어 총괄적인 냉증 판별값(Val)을 도출한다.
본 논문에서는 DITI, HRV 및 SpO₂의 생체센서 측정 데이터를 바탕으로 환자의 판단 근거값을 도출하고 임상실험에 의한 임계값과 비교하여 냉증의 정도를 4개 단계로 진단하였다. 냉증에 단계에 따라 적응적으로 산소압과 치료시간을 조정함으로써 환자 맞춤형 저압산소 치료시스템을 설계하였다.
본 장에서는 3장에서 소개한 냉증의 측정 및 진단, 그리고 그 진단결과에 따라 적응적으로 산소량을 조절하여 냉증을 치료하는 산소챔버의 상세한 동작방법을 기술하고 제안 시스템이 올바르게 동작함을 시뮬레이션을 통하여 보인다.
이렇게 무선송수신의 IT 기술을 산소챔버에 적용함으로써 정확한 냉증진단 결과 및 병증 치료를 위한 처방을 자동 전송할 뿐 아니라, Fig. 6의 산소챔버 치료를 하기 전후의 DITI(열화상 체열측정) 데이터를 사진으로 비교해주어 치료효과를 시각화 한다. 산소챔버에서 저압산소 치료를 받아서 냉증이 완화된 경우라면, 치료 전 DITI의 사진보다 치료 후의 DITI(적외선 촬영) 사진에서 더욱 붉은 색으로 표시될 것이다.
냉증에 단계에 따라 적응적으로 산소압과 치료시간을 조정함으로써 환자 맞춤형 저압산소 치료시스템을 설계하였다. 추가적으로 IT와 접목함으로써 산소 치료 전후의 DITI 사진 및 치료방법을 휴대폰으로 전송하여 환자의 편의와 만족감을 극대화 하도록 했다.

이론/모형

하지만 진단에 있어 환자의 주관에만 의존하여 정확성이 떨어진다는 단점이 있으므로, 이를 보완하고, 객관적으로 진단하기 위하여 컴퓨터 적외선 체열 촬영(Digital Infrared Thermographic Imaging, 이하 DITI)을 사용한다. 추가로 더 정확한 냉증의 진단과 치료효과를 확인을 위해서 냉부하를 가한 후 회복되는 상태에서 DITI를 이용하여서 국소적인 온도변화를 관찰을 통한 냉증을 진단하는 냉부하 검사법(Cold Stress Test, 이하 CST)이 사용된다 [9-11]. 위에 소개된 방법 외에도 심박변이도, SpO₂(산소포화도) 및 CO₂ 대사량 측정 등의 다양한 생체센서를 통한 다각적인 분석이 정확한 냉증의 진단을 위해 채택되고 있다[12-15].
냉증 진단의 특징은 주관적인 감각이므로 진단 및 평가가 환자의 주관적인 호소(통증, 냉감, 열감 등의 불편한 정도)에 의존하여 이루어져 왔다. 하지만 진단에 있어 환자의 주관에만 의존하여 정확성이 떨어진다는 단점이 있으므로, 이를 보완하고, 객관적으로 진단하기 위하여 컴퓨터 적외선 체열 촬영(Digital Infrared Thermographic Imaging, 이하 DITI)을 사용한다. 추가로 더 정확한 냉증의 진단과 치료효과를 확인을 위해서 냉부하를 가한 후 회복되는 상태에서 DITI를 이용하여서 국소적인 온도변화를 관찰을 통한 냉증을 진단하는 냉부하 검사법(Cold Stress Test, 이하 CST)이 사용된다 [9-11].

후속연구

CO₂ 대사량은 문헌의 연구가 거의 없으며 측정기구의 확보 또한 쉽지 않아서 본 실험에서는 냉증 진단을 위한 생체센서로 사용하지 않는다.
본 논문은 산소치료기기의 구현 및 임상실험을 위한 산소챔버 시스템의 상세설계를 목적으로 작성되었다. 그러므로 향후 진행될 예정인 병원에서의 냉증환자를 제안한 산소챔버로 임상 실험한 결과, 임계값 산정 및 산소챔버 시스템 자체의 오류를 분석하고 수정요구를 적극 반영함으로써 한의학의 과학화 및 한의학에 기반을 둔 우수한 냉증치료 의료기기 개발에 기여하리라 믿는다.
추가적으로 환자의 병증에 알맞은 냉증 완화 방법 및 차후치료 및 복약시의 주의사항 등을 환자의 핸드폰에 문자로 전달하는 방법이 있을 수 있으며, 다음번 진료예약시간과 준비사항 등을 같이 보내 줄 수가 있다.
아래의 Table 1 은 냉증의 단계에 따른 산소압과 산소 치료 시간을 대응시킨 표이다. 향후 추가적인 임상실험을 통해 냉증단계별 최적의 산소압과 치료시간을 도출하고, 시스템에 적용하여 산소치료 효과를 극대화할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	냉증 진단을 객관적으로 할 수 있는 방법은?	냉증 진단의 특징은 주관적인 감각이므로 진단 및 평가가 환자의 주관적인 호소(통증, 냉감, 열감 등의 불편한 정도)에 의존하여 이루어져 왔다. 하지만 진단에 있어 환자의 주관에만 의존하여 정확성이 떨어진다는 단점이 있으므로, 이를 보완하고, 객관적으로 진단하기 위하여 컴퓨터 적외선 체열 촬영(Digital Infrared Thermographic Imaging, 이하 DITI)을 사용한다. 추가로 더 정확한 냉증의 진단과 치료효과를 확인을 위해서 냉부하를 가한 후 회복되는 상태에서 DITI를 이용하여서 국소적인 온도변화를 관찰을 통한 냉증을 진단하는 냉부하 검사법(Cold Stress Test, 이하 CST)이 사용된다 [9-11].
	냉증이란?	냉증은 냉각 과민증의 일종으로 일반적으로 추위를 느끼지 않을 만한 온도에서도 신체의 특정 부위가 차고 시려서 일상생활을 유지하기 곤란한 상태를 일컫는다[1,2]. 특히 냉증은 인종과 성별에 따라 유병율의 차이가 많이 나는데 서양인에게는 거의 없고 동양인에게 주로 나타나며 남성보다는 여성에게 2배 이상 많이 발병하여 전체여성의 30~50%인 다수가 냉증을 호소한다[2,3].
	성별에 따른 냉증 유병률은?	냉증은 냉각 과민증의 일종으로 일반적으로 추위를 느끼지 않을 만한 온도에서도 신체의 특정 부위가 차고 시려서 일상생활을 유지하기 곤란한 상태를 일컫는다[1,2]. 특히 냉증은 인종과 성별에 따라 유병율의 차이가 많이 나는데 서양인에게는 거의 없고 동양인에게 주로 나타나며 남성보다는 여성에게 2배 이상 많이 발병하여 전체여성의 30~50%인 다수가 냉증을 호소한다[2,3].

참고문헌 (26)

J. Y. Han, J. H. Joe, J. B. Jang, Y. S. Kim, "Cold stress test for the diagnosis of cold hypersensitivity on hands", Journal of oriental medical thermology Vol. 2 No. 1, pp 17 - 23, 2003.
Jin-Han Kim, H. j. Jang, D. S. Hwang, J. M. Lee", Review of Cold Hypersensitivity in Study of Korean Traditional Medicine", Journal of oriental medical thermology, Vol. 9, No. 1, pp. 8-21, 2011..
S. Y. Choi, Mi-joo Lee., E. K. Kim, J. M. Lee "A Study on the Correlation of Cold Hypersensitivity and Common Health Indexes in Young Women", The Journal of Obstetrics & Gynecology, Vol. 24, No. 4 pp. 62-70, 2011.
Myung-Ja Kang, Clinical Trial in Gynaecology, Seoul, Sung-bo publisher, 1980.
Won-kae Na, Science of Chinese Medicine., Seoul, Ji-um publisher, 1988.
Su-Lim Lee, K. S. Lee, B. K. Song, "Review of cold hypersensitivity in study of Gynecology", The journal of oriental obstetrics & gynecology, Vol. 9, No. 1, pp 55-80, 1996.
Jun-Bok Jang, K. S. Lee, B. K. Song, "Study on the definition of the Female's Part-Coldness Syndrome", The Journal of Korean Oriental Medicine, Vol. 15, No. 2, pp. 397-411, 1994.
Jun-bok Jang, K. S. Lee, B. K. Song, "Epidemiologic study of female's part-cold hypersensitivity syndrome", The Journal of Korean Oriental Medicine, Vol. 16, No. 1, pp. 21-35, 1995.
E. K. Kim, D. S. Hwang, C. H. Kim, "A Clinical case study for the diagnosis and assessment of abdominal cold hypersensitivity treatment by DITI", Journal of oriental medical thermology, Vol. 7, No. 1, pp.55-65, 2009.
Yoon-Jea Lee, K. S. Lee "Effect of far-infrared radiating products on cold hypersensitivity of lower limbs using Cold Stress Test (CST) : A pilot study", Journal of Oriental Medical Thermology, Vol. 6, No.1, pp.69-75, 2008.
Kyung-Sub Lee, "A Clinical Evaluation of DITI and Neurometer for the Diagnosis of Cold Hypersensitivity" Journal of oriental medical thermology, Vol. 3, No. 1, pp. 60-66, 2004.
Mi-Joo Lee, Eun-Kyung Kim, Jin-Moo Lee, Jung-Hoon Cho, Jun-Bock Jang, Kyung-Sub Lee, Chang-Hoon Lee, "Analysis of Heart Rate Variability in Cold Hypersensitivity Females Visiting Gangnam Kyung-Hee Korean Hospital", The Journal of Oriental Obstetrics and Gynecology, vol. 24, no. 3, pp.109-115, 2011.
Min-Sook, Seo, Kyung-Sook Park, "A Comparison of the Opened Versus Closed-System of Suctioning In Oxygen Saturation, Vital Signs and Suction Time", Korean Journal of Adult Nursing, Vol. 21, No. 2, pp. 141-154, 2009.
Han-Wook Lee, Ju-Won Lee, Joen-Hoe Lee, Gu-Ki Lee, "A Development of Pulse Oximeter module for Measurement of SpO2", The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, Vol. 4, No. 3, pp. 575-583, 2000.
Su-Jin Kim, Sang-Won Shin, Ho-jun Kim, "Obesity from the viewpoint of metabolic rate", Journal of society of Korean medicine for obesity research, Vol. 3, No. 1, pp. 95-105, 2003.
K. L. Shin, S. Y. Kwak, S. J. Shin, "The Effects of Hand Moxibustion Therapy on Decreasing Pain and Relieving Coldness of Hysterectomy Women", Promotion of Health of Specific Sex and Age Groups, Vol. 2, No.1, pp.227-250, 2001.
Jin-Moo Lee, Kyung-Sub Lee, Byoung-Key Song, "Comparative Study on Pre and Post- treatment of Cold Hypersensitivity using DITI", Journal of Oriental Medicine, 1996.
Deok-Sang Hwang, Jung-Hoon Cho, Chang- Hoon Lee, Jun-Bock Jang, Yong-Seok Kim, Kyung-Sub Lee, Yoon-Jae Lee, "Effects of Acupuncture on patients with cold hypersensitivity by Cold Stress Test : pilot study", Journal of oriental medical thermology, Vol. 5, No. 1, pp. 69-77, 2006.
K.R. Shin, "The effectiveness of hand acupunture and moxibustion in decreasing pain and coldness in Korea women who have had hysterectomy: a pilot study", Nursing Research, Vol. 1, No. 19, pp. 22-30, 2006.
Ki Chang Nam, Ju Hwan Lee, S. M. Kim, S. Y. Lee, B. Y. Lee, "Performance & Safety Test of Hyperbaric Chamber", in Proc.,CICS 2009, pp. 117-118, 2009.
Jung-Ho Lyoo, K. H. Um, Jun-Su Bae, J. Y. You, M. J. Jang and Yongkwan Kim, "A Study on Clinical Use of Hyperbaric Oxygen Theray of the Oral and Maxillofacial Region", Journal of the Korean association of oral and maxillofacial surgeons, Vol. 27, No. 5, pp. 447-452, 2001.
S. R. Thom, D. Fisher, J. Zhang, V. M. Bhopale, S. T. Ohnishi, D. G. Buerk, "Stimulation of Perivascular Nitric Oxide Synthesis by Oxygen", Am, J, Physiol., Heart circ. Physical, Vol.284, No. 4, pp.1230-1290, 2003.

상세보기
Ki-Chang Nam, Ju-Hwan lee, Jae-Hoon Jeong, Sung-Min Kim, "The Study of Safety and Performance Test Methods for Hyperbaric Chamber", Regulatory Research on Food, Durg and Cosmetic, Vol. 5, No. 2, pp. 29-35, 2010.
Suk-Kee Tae, Keun-Woo Kim, Su-Hun Cho, Pil-Gu Lee, "Hyperbaric Oxygen Therapy In Orthopaedic Surgery", Korean Journal of Orthopaedic Surgery, Vol. 24, No. 2, pp. 557-564, 1989.
K. J. Kim, "Diving and Hyperbaric Medicine", Korean J Anesthesiol, Vol.54, No. 5, pp. 479-485, 2008, Article(CrossRefLink)

상세보기
J. Daruwalla, C. Christophi, "Potential Effects of Hyperbaric Oxygen Therapy in Acute Pancreatitis", ANZ journal of Surgery, Vol. 76, No. 7, pp. 625-630, 2006, Article(CrossRefLink)

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증