최근 발달된 의료 기술과 건강의 관심이 높아지면서 병의 예방과 치료가 발달하고, 이에 따라 고령화가 빠르게 진행되고 있다. 이러한 수명 연장과 고령화 속에서 진단 중심 의료 수요가 급증하고 있다. 본 논문에서는 센서를 통해 제어가 가능한 FPGA 기반 웨어러블 환자 체크 시스템을 제안한다. 기존 병원에서는 의사나 간호사가 일정 시간마다 일일이 환자를 방문하여 상태를 체크하였다. 하지만 본 논문에서는 환자 체크 시스템을 사용하여 환자 및 의사, 간호사가 원하는 시간대에 환자의 상태를 확인할 수 있다. 또한, 몸이 불편한 환자를 위해 기울기 센서를 이용하여 쉽게 제어가 가능하도록 구현하였다. 제안하는 FPGA 기반 하드웨어 구조는 확대 영상처리를 위한 알고리즘, 환자의 상태 영상출력을 위한 TFT-LCD Controller, CIS Controller 및 Memory Controller로 구성된다. Cyclone IV EP4CE115F29C7 FPGA 디바이스가 장착된 DE2-115 테스트 보드를 사용하여 구현 및 검증하였으며, 동작 주파수는 50MHz이다.
최근 발달된 의료 기술과 건강의 관심이 높아지면서 병의 예방과 치료가 발달하고, 이에 따라 고령화가 빠르게 진행되고 있다. 이러한 수명 연장과 고령화 속에서 진단 중심 의료 수요가 급증하고 있다. 본 논문에서는 센서를 통해 제어가 가능한 FPGA 기반 웨어러블 환자 체크 시스템을 제안한다. 기존 병원에서는 의사나 간호사가 일정 시간마다 일일이 환자를 방문하여 상태를 체크하였다. 하지만 본 논문에서는 환자 체크 시스템을 사용하여 환자 및 의사, 간호사가 원하는 시간대에 환자의 상태를 확인할 수 있다. 또한, 몸이 불편한 환자를 위해 기울기 센서를 이용하여 쉽게 제어가 가능하도록 구현하였다. 제안하는 FPGA 기반 하드웨어 구조는 확대 영상처리를 위한 알고리즘, 환자의 상태 영상출력을 위한 TFT-LCD Controller, CIS Controller 및 Memory Controller로 구성된다. Cyclone IV EP4CE115F29C7 FPGA 디바이스가 장착된 DE2-115 테스트 보드를 사용하여 구현 및 검증하였으며, 동작 주파수는 50MHz이다.
With the recent advances in medical technology and health care, the prevention and treatment of diseases has developed. Accordingly aging has rapidly progressed. In this life span and aging society, demand for diagnostic centered medical care is increasing rapidly. In this paper, we propose a wearab...
With the recent advances in medical technology and health care, the prevention and treatment of diseases has developed. Accordingly aging has rapidly progressed. In this life span and aging society, demand for diagnostic centered medical care is increasing rapidly. In this paper, we propose a wearable patient check system based on FPGA that can be controlled by sensors. In the existing hospital, a doctor or nurse visited the patient every hour to check the condition. However, in this paper, patients, doctors and nurses can check the patient's condition at the desired time using patient check system. In addition, the tilt sensor is used for the patient who is uncomfortable to easily control. The proposed FPGA-based hardware architecture consists of an algorithm for enlarged image processing, a TFT-LCD Controller, a CIS Controller, and a Memory Controller to output the patient's status image. Implemented and validated using the DE2-115 test board with Cyclone IV EP4CE115F29C7 FPGA device and its operating frequency is 50MHz.
With the recent advances in medical technology and health care, the prevention and treatment of diseases has developed. Accordingly aging has rapidly progressed. In this life span and aging society, demand for diagnostic centered medical care is increasing rapidly. In this paper, we propose a wearable patient check system based on FPGA that can be controlled by sensors. In the existing hospital, a doctor or nurse visited the patient every hour to check the condition. However, in this paper, patients, doctors and nurses can check the patient's condition at the desired time using patient check system. In addition, the tilt sensor is used for the patient who is uncomfortable to easily control. The proposed FPGA-based hardware architecture consists of an algorithm for enlarged image processing, a TFT-LCD Controller, a CIS Controller, and a Memory Controller to output the patient's status image. Implemented and validated using the DE2-115 test board with Cyclone IV EP4CE115F29C7 FPGA device and its operating frequency is 50MHz.
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문제 정의
이러한 수요에 급증에는 환자 수의 증가에 따른 간호 및 환자 점검을 위한 인력 부족 현상까지도 나타나게 된다. 따라서 본 논문에서는 진단 중심의 의료기기 공급 및 인력 부족을 해결하기 위해 환자 스스로 자신의 상태를 체크하는 FPGA 기반 웨어러블 시스템을 제안한다.
본 논문에서는 환자 체크를 위한 FPGA 기반 웨어러블 시스템 구조를 제안하였다.
제안 방법
캡처한 이미지를 4분할하여 확대하는 영상처리 효과(ISP)의 지원이 가능하다. 또한 기울기 센서를 손가락에 부착하여 몸이 불편한 환자까지도 상태를 쉽게 제어 할 수 있도록 설계하였다.
몸이 불편한 환자를 위해 틸트 센서를 손가락에 끼울 수 있는 웨어러블 형태의 간단한 제어 방법을 사용하였고, 최단 입점 보간법의 특별한 경우인 화소복사를 이용한 확대 알고리즘을 이용함으로써 계산이 간단하고 빠르게 영상을 만들 수 있도록 하였다. 또한 향후 진단 중심 의료기기 수요에 따른 시스템 개발 및 의료 인력 부족 해결 방안을 제시한다.
본 논문의 구성은 다음과 같다. 본론에는 환자 체크를 위한 웨어러블 시스템 설계 구조와 내부 모듈, 영상 확대를 위한 스케일러와 틸트 센서를 통한 제어, 그리고 FPGA를 이용한 테스트 보드 검증 결과를 기술하고, 결론을 마지막으로 끝을 맺는다.
환자 체크를 위한 웨어러블 시스템의 하드웨어 구조는 I2C Configuration 모듈, CIS Controller 모듈, CCD Capture 모듈, RAWtoRGB 모듈, LCD Controller 모듈, SDRAM Controller 모듈, Sensor Detection 모듈로 구성되며 전체 탑 모듈을 통해 전체를 통합하였다. 제안하는 시스템의 모든 동작은 틸트 센서를 통하여 제어한다.
대상 데이터
제안하는 환자 체크를 위한 FPGA 기반 웨어러블 시스템은 Cyclone IV EP4CE115F29C7 FPGA 디바이스가 장착된 DE2-115 테스트 보드를 사용하여 구현하였으며, 동작 주파수는 50MHz이다.
데이터처리
제안하는 환자 체크를 위한 FPGA 기반 웨어러블 시스템의 전체 하드웨어 설계 및 검증은 Altera사의 Cyclone IV EP4CE115F29C7 FPGA 디바이스를 사용하여 검증하였다. 표 2.
후속연구
몸이 불편한 환자를 위해 틸트 센서를 손가락에 끼울 수 있는 웨어러블 형태의 간단한 제어 방법을 사용하였고, 최단 입점 보간법의 특별한 경우인 화소복사를 이용한 확대 알고리즘을 이용함으로써 계산이 간단하고 빠르게 영상을 만들 수 있도록 하였다. 또한 향후 진단 중심 의료기기 수요에 따른 시스템 개발 및 의료 인력 부족 해결 방안을 제시한다.
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