초록 ▼

연구의 목적 및 내용
□ 본 연구는 심폐소생술의 성공 확률을 획기적으로 증진 시킬 수 있도록 흉부 압박 깊이를 밀리미터(millimeter) 단위로 측정할 수 있는 시스템을 개발 하는 것을 목적으로 한다.
□ 심폐 소생술 시행 시 밀리미터 단위 이하의 정밀한 흉부 압박 깊이를 실시간으로 확인하기 위한 방법으로 임펄스 레디오(IR-UWB, Impulse Radio Ultra-Wide Band) 통신기술을 적용 하며 특별히 정밀한 거리 측정의 큰 난관인 다중 경로(Multipath) 간섭현상을 극복하고 초정밀 거리측정을 위해

연구의 목적 및 내용
□ 본 연구는 심폐소생술의 성공 확률을 획기적으로 증진 시킬 수 있도록 흉부 압박 깊이를 밀리미터(millimeter) 단위로 측정할 수 있는 시스템을 개발 하는 것을 목적으로 한다.
□ 심폐 소생술 시행 시 밀리미터 단위 이하의 정밀한 흉부 압박 깊이를 실시간으로 확인하기 위한 방법으로 임펄스 레디오(IR-UWB, Impulse Radio Ultra-Wide Band) 통신기술을 적용 하며 특별히 정밀한 거리 측정의 큰 난관인 다중 경로(Multipath) 간섭현상을 극복하고 초정밀 거리측정을 위해 Leading Edge Detection 기술을 적용하였으며 이를 통하여 송수신 펄스 간의 시간차이를 시간 디지털 변환기 (TDC, Time-to-Digital Converter)를 사용하여 측정하는 System-on-a-Chip (SoC)을 개발한다.
연구결과
□ Leading Edge Detection 기술을 적용한 거리 측정용 IR-UWB 송수신기가 CMOS 0.11um 공정을 사용하여 TX, RX 각각 Single-Chip으로 구현되었고 측정을 통하여 그 성능이 검증되었다.
□ Leading Edge Detection을 통하여 기존 구조의 한계인 다중 경로 신호에 의한 오차를 제거하여 정밀성을 높이는 거리 측정 구조를 완성하였다. 또한 정밀 거리 측정의 정도는 시간 디지털 변환기의 성능에 의존한다. 즉, 높은 시간 분해능을 갖는 시간 디지털 변화기의 개발은 곧바로 밀리미터 이하의 거리 탐지로 이어 지게 된다. 본 연구진은 Two-Step RSD 구조를 가진 새로운 시간 디지털 변환기를 개발하여 적용함으로써, mm order의 세밀한 거리 측정이 가능하며, 장거리에서도 더 정밀한 거리 측정이 가능한 IR-UWB 거리측정 송수신 시스템을 제작하였다.
□ 송수신기 사이 거리의 정밀한 측정을 위해 레일을 이용하여 측정한 결과 8 mm 간격으로 정밀 거리 측정이 가능하면서 5.6m의 측정 범위를 세계 최고 성능의 거리 측정 SoC를 완성하였다. 또한, 6.98ps의 해상도를 가지는 TDC solution을 개발하여 향후 2mm의 정밀 거리 측정이 가능한 거리 측정 시스템을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
연구결과의 활용계획
□ 현재까지 위상고정루프에서만 사용이 되어졌던 타임-디지털 변환회로를 임펄스-레디오 초광대역 통신에서도 응용이 가능하다는 것을 보여준다. 이와 같은 방법은 무선통신기술 중에서도 위치인식 기술이 가장 뛰어난 임펄스-레디오 초광대역 통신기술보다 더욱 향상시켜 줄 수 있는 대표적인 모델로 활용될 수 있다.
□ 본 연구 결과를 바탕으로 심폐소생술 등, 소생의학의 공학기술 우위를 선점할 수 있다. 또한 심폐소생술용 흉부압박 깊이측정 장치를 개발하여 수많은 응급 환자 및 심정지 환자를 살려낼 수 있을 것이다.

Abstract ▼

Purpose& contents
□ The aim of this research is developing a range finding system with millimeter-accuracy to improve a success rate in CardioPulmonary Resuscitation □ The range finding system adopts Impulse Radio Ultra-Wide Band to monitor the depth of the Chest compression in real time and Lead

Purpose& contents
□ The aim of this research is developing a range finding system with millimeter-accuracy to improve a success rate in CardioPulmonary Resuscitation □ The range finding system adopts Impulse Radio Ultra-Wide Band to monitor the depth of the Chest compression in real time and Leading Edge Detection method to overcome the multi-path effect which disturbs high precision measurement. The Time-to-Digital Converter in the range finding system measures the time difference of the transmitted impulse and the received one.
Result
□ a Transmitter and a Receiver for Range finding have been implemented into single-chips on CMOS 0.11um process respectively and its performance has been demonstrated.
□ A range finding system architecture with higher accuracy has been developed with Leading Edge Detection method eliminating the error from the multi-path effect. The degree of the precise distance measurement depends on the time resolution of TDC. A new Two-Step RSD TDC is developed and adopted, which led to the distance measurement with mm-accuracy
□ The range finding SoC set the world record of the resolution of 8 mm in 5.6 m when it is performed on a rail. Furthermore we are looking forward to an innovatively accurate range finding system in the study hereafter since we developed a new TDC with the resolution of 6.98 ps.
Expected Contribution
□ This research demonstrate that time to digital converter used only in fixed phase loop could be applied to ultra wide band impulse radio communication. Those method would be a model for better range finding technology than Ultra wide band impulse radio communication technology.
□ Through this research data, we can preoccupy the higher position of CPR and resuscitation medical engineering. Also, by developing chest compression depth-meter for CPR, we can save innumerable numbers of cardiac arrest patients.

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 22
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 50
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 56
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 60
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 64
• 8. 참고문헌 ... 64
• 9. 연구성과 ... 67
• 10. 기타사항 ... 73
• [별첨1] 대표연구성과 ... 74