[논문]임베디드시스템 기반 자동제어 기능의 삼단분리형 산소챔버 설계

조면균

doi:10.22156/cs4smb.2018.8.3.071

임베디드시스템 기반 자동제어 기능의 삼단분리형 산소챔버 설계
Design of 3-Sectored Oxygen Chamber with Automatic Control Function based on Embedded System 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.8 no.3, 2018년, pp.71 - 77

초록
AI-Helper

본 논문에서는 환자의 산소 민감도와 선호패턴을 고려하여 개인별 산소치료 프로파일을 지정하고, 여기에 따라 자동적으로 시간별 산소압을 조정하여 제공하는 3단 분리형 단격실 산소챔버를 설계한다. 고압산소치료는 대기압보다 높은 100% 산소를 환자에게 제공하는 방법으로 개인에 따라 기압차에 따른 귀의 통증을 호소하는 단점이 있었다. 제안 시스템은 임베디드 시스템을 기반으로 환자의 산소치료 선호패턴 및 치료기록을 DB화하여 환자 맞춤형 산소치료 프로파일을 작성하고, 환자의 이름만 입력하면 산소챔버가 자동적으로 작성된 프로파일 패턴에 따라 산소압을 자동적으로 조정함으로써 산소치료 효과를 극대화 할 수 있다. 향후 관리자의 스마트폰과 연동하여 작동하는 산소챔버용 원격관리 시스템으로 확장함으로써 관리의 용이성 및 산소치료의 안전성을 제고하고 부가가치를 극대화 할 수 있기를 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, considering the oxygen sensitivity and preference pattern of the patient, the profile of the oxygen therapy of the individual is specified. And, we design a three-compartment, single compartment oxygen chamber that automatically adjusts the oxygen pressure according to the specified profile. Hyperbaric oxygen therapy is a method of providing patients with 100% oxygen higher than atmospheric pressure for therapeutic purposes. However, there is a disadvantage that the ear pain is caused by the pressure difference depending on the individual. Based on the embedded system, the proposed system creates a patient-tailored oxygen therapy profile by DB of patient's preference patterns and treatment records of oxygen therapy. If only the patient's name is entered, the oxygen chamber system can adjust the oxygen pressure automatically according to the profile pattern to maximize the oxygen treatment effect.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

그러므로 본 논문에서는 기존 산소챔버 시스템의 문제점을 해결하기 위하여 이동 및 설치가 용이한 3단 분리형 H/W 구조를 가지고 환자로 하여금 산소치료의 거부감과 부작용을 최소화할 수 있는 개인별 프로파일 기반의 자동운행 산소챔버 시스템을 설계한다. 추가적으로 적은 인원으로 많은 산소챔버를 안전하게 관리할 수 있도록 스마트기기를 활용한 임베디드 시스템 기반의 산소챔버 원격관리 시스템을 소개한다.
기존의 산소치료 시스템은 산소치료가 진행되는 동안 환자의 상태를 모니터링하고 만약의 사태에 대비하기 위하여 산소챔버를 관리하기 위한 의사, 간호사 및 전문 인력이 상주해야 하는 고비용의 문제가 컸다. 그러므로 본 절에서는 산소챔버의 관리자가 원격으로 여러 대의 산소챔버 시스템을 모니터링 및 관리할 수 있도록 스마트 이동통신 기기와 연동하는 산소챔버 시스템을 제안한다
그러므로 본 절에서는 산소치료를 담당하는 의사 및 전문가가 환자의 병증진단 및 기압 민감도 등의 문진을 통하여 개인별 산소치료 패턴인 프로파일을 결정하는 방법을 제안한다. 예를 들면 산소치료가 처음이거나 산소압에 민간한 귀를 가진 경우 산소압의 상승곡선을 완만하게 진행하고 산소치료 시간을 늘여 산소치료 효율을 극대화하는 방법을 채택한다.
본 논문에서는 환자의 산소 민감도와 선호패턴을 고려하여 개인별 산소치료 프로파일을 지정하고 여기에 따라 자동적으로 산소압을 조정하여 제공하는 3단 분리형 산소챔버를 설계하였다. 제안 시스템은 환자의 산소치료 선호패턴 및 치료기록을 DB화하여 환자 맞춤형 산소치료 프로파일을 생성한다.
본 장에서는 국내에서 진행되고 있는 고압 산소치료의 적용분야를 소개하고, 이를 실제로 적용하기 위해 개발된 고압 산소챔버의 운용현황에 대해서 살펴본다. 추가로 최근 IT와 접목되어 안전성과 편리성을 높이는 다양한 시도를 소개한다.
본 절에서는 기존 단실형 산소챔버의 단점이었던 이동성 및 설치 용이성을 높이기 위해서 3단으로 분리 구조를 가진 산소챔버의 하드웨어 설계를 제안한다.
본장에서는 환자별 프로파일을 설정 및 갱신하는 방법을 제안하고 이를 바탕으로 자동으로 운행하는 임베디드 시스템 기반의 산소치료시스템을 제안한다.
본 장에서는 국내에서 진행되고 있는 고압 산소치료의 적용분야를 소개하고, 이를 실제로 적용하기 위해 개발된 고압 산소챔버의 운용현황에 대해서 살펴본다. 추가로 최근 IT와 접목되어 안전성과 편리성을 높이는 다양한 시도를 소개한다.
그러므로 본 논문에서는 기존 산소챔버 시스템의 문제점을 해결하기 위하여 이동 및 설치가 용이한 3단 분리 형 H/W 구조를 가지고 환자로 하여금 산소치료의 거부감과 부작용을 최소화할 수 있는 개인별 프로파일에 따 라 임베디드 시스템기반으로 자동으로 운전하는 산소챔버 시스템을 설계한다. 추가적으로 적은 관리인원으로 많은 산소챔버를 안전하게 관리할 수 있는 스마트기기를 활용한 임베디드 시스템 기반의 산소챔버 원격관리 시스템을 소개한다.
그러므로 본 논문에서는 기존 산소챔버 시스템의 문제점을 해결하기 위하여 이동 및 설치가 용이한 3단 분리형 H/W 구조를 가지고 환자로 하여금 산소치료의 거부감과 부작용을 최소화할 수 있는 개인별 프로파일 기반의 자동운행 산소챔버 시스템을 설계한다. 추가적으로 적은 인원으로 많은 산소챔버를 안전하게 관리할 수 있도록 스마트기기를 활용한 임베디드 시스템 기반의 산소챔버 원격관리 시스템을 소개한다.

제안 방법

그러므로 본 논문에서는 기존 산소챔버 시스템의 문제점을 해결하기 위하여 이동 및 설치가 용이한 3단 분리 형 H/W 구조를 가지고 환자로 하여금 산소치료의 거부감과 부작용을 최소화할 수 있는 개인별 프로파일에 따 라 임베디드 시스템기반으로 자동으로 운전하는 산소챔버 시스템을 설계한다. 추가적으로 적은 관리인원으로 많은 산소챔버를 안전하게 관리할 수 있는 스마트기기를 활용한 임베디드 시스템 기반의 산소챔버 원격관리 시스템을 소개한다.
예를 들면 산소치료가 처음이거나 산소압에 민간한 귀를 가진 경우 산소압의 상승곡선을 완만하게 진행하고 산소치료 시간을 늘여 산소치료 효율을 극대화하는 방법을 채택한다. 그리고 산소챔버 내에서의 실제 산소치료 후 만족도를 조사하여 산소치료 프로파일을 갱신하도록 한다.
두 번째로 비선형 가감압 프로그램을 통하여 환자로 하여금 기압차로 인한 귀의 불편함 및 이통을 최소화하도록 하였다. 왜냐하면 선형 가감압을 이용하면 서서히 압력을 증감하는데 오랜 시간이 걸려서 산소치료 효과가 반감되기 때문이다.
그리하여 환자의 이름만 입력하면 산소챔버가 자동적으로 프로파일 패턴에 따라 산소압을 조정하여 제공함으로써 산소치료 효과를 극대화 할 수 있다. 또한 3단 분리 구조 및 공기압조정 고무패킹 접합을 가지도록 설계하여 이동 및 설치가 용이하도록 하 였다. 향후 관리자의 스마트폰과 연동하여 작동하는 산소 챔버용 원격관리 시스템으로 확장함으로써 환자 관리의 용이성 및 산소치료의 안전성을 제고하는 신제품을 개발하여 상품성 및 부가가치를 높이기를 기대한다.
3은 제안 시스템의 전체적인 진행 흐름도이다. 먼저 의사 및 전문가가 환자의 병증 및 압력의 민감도 등을 고려하여 환자별 프로파일인 산소치료 시간 및 시간 별 산소압력 데이터를 결정한다. 두 번째로 환자는 산소챔버에 들어가 결정된 환자별 프로파일에 따라 산소치료를 받는다.
먼저, 제안 산소챔버 시스템은 3.1절에서 결정된 개인 별 산소치료 프로파일의 입력에 따라 임베디드 S/W가 동작하도록 프로그램 되어, 120분 이내에서 자동으로 산소 압력제어를 실시하면서 산소치료를 실시한다.
세 번째로 내부에 온/습도 센서와 이산화탄소 센서를 탑재하여 기 설정된 온습도를 유지하도록 에어컨이 동작 하며 동시에 이산화탄소의 농도가 높으면 자동 환기기능 을 작동시키도록 하였다
본 논문에서는 환자의 산소 민감도와 선호패턴을 고려하여 개인별 산소치료 프로파일을 지정하고 여기에 따라 자동적으로 산소압을 조정하여 제공하는 3단 분리형 산소챔버를 설계하였다. 제안 시스템은 환자의 산소치료 선호패턴 및 치료기록을 DB화하여 환자 맞춤형 산소치료 프로파일을 생성한다. 그리하여 환자의 이름만 입력하면 산소챔버가 자동적으로 프로파일 패턴에 따라 산소압을 조정하여 제공함으로써 산소치료 효과를 극대화 할 수 있다.
챔버 몸체A, 몸체B, 도어의 3단으로 분리되어 엘리베이터를 이용한 이동 제약 문제를 해결하고 재조립 시 압력의 기밀성을 높이기 위한 특허기술을 적용하여 상품성 을 극대화 하였다[17]. Fig.

성능/효과

결론적으로, 3ATA의 고압에도 기밀성 및 안정성을 유지하여 4.0 ATA까지 견딜 수 있도록 설계된 조립형 챔버와 일체화된 컨트롤러 형상의 3단 분리형 단실형 챔버를 개발하였다. 특히, 환자별로 병증, 선호치료패턴, 치료호전도 등에 최적화된 데이터베이스 생성 및 갱신으로 챔버의 자동제어가 가능하여 치료효율과 운용 용이성을 높이는 시스템 소프트웨어의 개발로 시제품을 완성할 예정이다.
먼저, 의료기관에 설치되어 사용되던 대부분의 산소챔버는 중량과 부피가 크고 분리되지 않는 일체형 구조를 가짐으로써 이동과 설치가 용이하지 않았다. 특히 고압을 견디기 위해 철제를 이용하여 본체를 만드는 특성상 분리가 되지 않고 중량이 많이 나갔다.

후속연구

0 ATA까지 견딜 수 있도록 설계된 조립형 챔버와 일체화된 컨트롤러 형상의 3단 분리형 단실형 챔버를 개발하였다. 특히, 환자별로 병증, 선호치료패턴, 치료호전도 등에 최적화된 데이터베이스 생성 및 갱신으로 챔버의 자동제어가 가능하여 치료효율과 운용 용이성을 높이는 시스템 소프트웨어의 개발로 시제품을 완성할 예정이다. Fig.
또한 3단 분리 구조 및 공기압조정 고무패킹 접합을 가지도록 설계하여 이동 및 설치가 용이하도록 하 였다. 향후 관리자의 스마트폰과 연동하여 작동하는 산소 챔버용 원격관리 시스템으로 확장함으로써 환자 관리의 용이성 및 산소치료의 안전성을 제고하는 신제품을 개발하여 상품성 및 부가가치를 높이기를 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 논문에서 제안한 시스템에서 산소치료 프로파일 생성 및 활용을 통해 얻을 수 있는 장점은?	제안 시스템은 환자의 산소치료 선호패턴 및 치료기록을 DB화하여 환자 맞춤형 산소치료 프로파일을 생성한다. 그리하여 환자의 이름만 입력하면 산소챔버가 자동적으로 프로파일 패턴에 따라 산소압을 조정하여 제공함으로써 산소치료 효과를 극대화 할 수 있다. 또한 3단 분리 구조 및 공기압조정 고무패킹 접합을 가지도록 설계하여 이동 및 설치가 용이하도록 하 였다.
	고압산소치료란 무엇인가?	본 논문에서는 환자의 산소 민감도와 선호패턴을 고려하여 개인별 산소치료 프로파일을 지정하고, 여기에 따라 자동적으로 시간별 산소압을 조정하여 제공하는 3단 분리형 단격실 산소챔버를 설계한다. 고압산소치료는 대기압보다 높은 100% 산소를 환자에게 제공하는 방법으로 개인에 따라 기압차에 따른 귀의 통증을 호소하는 단점이 있었다. 제안 시스템은 임베디드 시스템을 기반으로 환자의 산소치료 선호패턴 및 치료기록을 DB화하여 환자 맞춤형 산소치료 프로파일을 작성하고, 환자의 이름만 입력하면 산소챔버가 자동적으로 작성된 프로파일 패턴에 따라 산소압을 자동적으로 조정함으로써 산소치료 효과를 극대화 할 수 있다.
	고압산소치료의 단점은?	본 논문에서는 환자의 산소 민감도와 선호패턴을 고려하여 개인별 산소치료 프로파일을 지정하고, 여기에 따라 자동적으로 시간별 산소압을 조정하여 제공하는 3단 분리형 단격실 산소챔버를 설계한다. 고압산소치료는 대기압보다 높은 100% 산소를 환자에게 제공하는 방법으로 개인에 따라 기압차에 따른 귀의 통증을 호소하는 단점이 있었다. 제안 시스템은 임베디드 시스템을 기반으로 환자의 산소치료 선호패턴 및 치료기록을 DB화하여 환자 맞춤형 산소치료 프로파일을 작성하고, 환자의 이름만 입력하면 산소챔버가 자동적으로 작성된 프로파일 패턴에 따라 산소압을 자동적으로 조정함으로써 산소치료 효과를 극대화 할 수 있다.

참고문헌 (17)

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저자의 다른 논문 :

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].

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