보고서 정보
주관연구기관 |
원광대학교 WonKwang University |
연구책임자 |
이진석
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-06 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201700010352 |
과제고유번호 |
1711022607 |
사업명 |
신진연구자지원 |
DB 구축일자 |
2017-10-12
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키워드 |
심방세동.심방조동.심방빈맥.심방 부정맥.심방활동 파형.파티클필터.시간-주파수 스펙트럼.심전도.스마트폰.Atrial Fibrillation.Congestive Heart Failure.diagnosis.cardiac disease.Atria activity wave.Particle filter.Time-frequency spectrum.ECG.Smartphone.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201700010352 |
초록
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연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 심방세동을 비롯하여 심장질환의 정보를 누구나 어디서든 간단하게 스마트폰만으로 자가진단할 수 있는 알고리즘 및 시스템을 연구 개발한다. 심방조동 및 심방빈맥을 자동탐지하기 위해 심방활동 파형을 얻어야 하며, 이는 심전도의 QRST 파형을 예측하여 제거해야 한다. 심전도 QRST 파형 신호 예측을 위해 합성심전도 모델을 이용하며, 파티클 필터(particle filter)를 통해 Q, R, S, T 파형들을 각각 높이, 넓이 및 위치로 변수화시키고 예측한다. 심전도 데이터에 QRST 파형을
연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 심방세동을 비롯하여 심장질환의 정보를 누구나 어디서든 간단하게 스마트폰만으로 자가진단할 수 있는 알고리즘 및 시스템을 연구 개발한다. 심방조동 및 심방빈맥을 자동탐지하기 위해 심방활동 파형을 얻어야 하며, 이는 심전도의 QRST 파형을 예측하여 제거해야 한다. 심전도 QRST 파형 신호 예측을 위해 합성심전도 모델을 이용하며, 파티클 필터(particle filter)를 통해 Q, R, S, T 파형들을 각각 높이, 넓이 및 위치로 변수화시키고 예측한다. 심전도 데이터에 QRST 파형을 제거하여 얻은 심방활동 파형에 초정밀 시간-주파수 스펙트럼의 기술인 Adaptive Variable Frequency Complex Demodulation(A-VFCDM)을 이용하여 정확한 심방활동 주파수를 얻는다. 심방활동 주파수의 범위가 2.2~4Hz 일 경우 심방빈맥으로, 4~5.3Hz 일 경우 심방조동으로 자동탐지하며, 개발된 알고리즘은 임상실험을 거쳐 검증을 받게 된다. 동시에 기존에 연구되어온 Time-varying coherence function 을 이용한 심방세동 자동탐지 알고리즘을 수정, 보완하며, 심방조동, 심방빈맥 자동탐지 알고리즘과 결합, 3대 주요 심방부정맥 자가 진단 알고리즘을 완성하게 된다. 완성된 알고리즘은 스마트폰에 적용 개발하는데, P, Q, R, S, T 파형들을 모두 볼 수 있는 비접촉 심전도 기기의 개념을 응용하여 센서를 개발한다.
연구결과
본 연구를 통하여 심박수, 자율신경계, 심방세동, 울혈성 심부전증을 스마트폰 카메라만을 이용한 어플리케이션을 개발하였으며, 기술이전 등을 통하여 상품화 하였음.
스마트폰 카메라만을 이용한 실시간 심박수 측정 및 심박수 정보에 대한 어플, 자율신경계 분석 정보를 제공하는 어플, 심방세동과 울혈성 심부전증을 진단하는 어플, 총 3개의 어플을 iphone 마켓에 올렸으며, 현재도 전 세계에서 팔리고 있음.
또한, 심전도의 연구를 통해 물속에서도 측정이 가능한 일렉트로드를 개발하였으며, 이외에 다양한 심장활동에 대한 정보를 알 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 등을 개발하였음.
연구결과의 활용계획
스마트폰과 연결하는 주변 의료기기 없이 스마트폰만으로 생체신호를 얻어 분석하고 자동으로 질병진단을 하는 시스템을 연구, 개발하는 이유는 많은 사람들이 쉽게 그리고 값싼 비용으로 이용할 수 있게 하기 위함. 스마트폰을 이용하는 사람들이 병원을 방문하지 않고 추가적인 장비없이 언제 어디서든 쉽게 자신의 건강을 실시간으로 모니터링한다는 것은 대단히 혁신적이며, 삶의 질을 높이는데 상당히 공헌을 할 것이라 기대함.
본 연구는 스마트폰과 연결하는 주변 의료기기 없이 스마트폰에 내장되어 있는 카메라만을 이용하여 자동으로 질병진단하는 어플리케이션이 전 세계 시장에서 팔리고 있으며, 향후 더 다양한 심장정보를 제공할 수 있는 소프트웨어 및 하드웨어를 개발할 예정임. 또한, 본 연구를 기반으로 향후 정신질환, 당뇨병, 암 조기진단으로의 점진적 확대를 할 계획임.
(출처 : 한글요약문 4p)
Abstract
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Purpose&contents
This research is for automatically detect cardiac disease based on Smartphone withouth any external device. The cardiac disease includes atrial fibrillation, congestive heart failure as well as instantaneous heart rate monitoring. We developed the cardic disease detection algorit
Purpose&contents
This research is for automatically detect cardiac disease based on Smartphone withouth any external device. The cardiac disease includes atrial fibrillation, congestive heart failure as well as instantaneous heart rate monitoring. We developed the cardic disease detection algorithm and implemented on a smartphone.
Result
From this research, we could automatically provide cardiac information based on smarthphone camera without any external device. We developed the cardiac disease detection algorithm for atrial fibrillation, congestive heart failure and autonomous nervous system analysis as well as instantaneous heart rate information. We implemented the program as apps on iphone, and released the apps.
In addition, we developed a novel electrode which can measure ECG underwater, and more hardware and software regarding cardiac activity monitoring.
Expected Contribution
Since we already proved that cardiac disease can be automatically detected by a smartphone camera without any external device, we keep going forward to provide more cardiac information using a smartphone. This product paves the way to remote diagnosis without hospital visits and additional device.
This research made products on iphone market, which are being sold worldwide. We believe that this technique can be extended to neuroscience, cancer and diabetes.
(출처 : SUMMARY 5p)
목차 Contents
- 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 14 5. 연구결과의 활용계획 ... 15 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 16 7. 참고문헌 ... 19 8. 연구성과 ... 21 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 23 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 24 11. 기타사항 ... 25끝페이지 ... 25
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