초음파 센싱 방식을 이용한 이동형 호흡량 측정 진단기의 설계 및 구현
Design and Implementation of Mobile Respiration Detection Diagnostic System using Ultrasound Sensing Method
초록/요약
산소공급은 생리적 활동을 위해 가장 기본적인 것이다. 호흡은 뇌의 연수 (meclulla oklongata)에 있는 호흡중추와 폐의 정상적 기능에 의해 조절된다. 즉 폐와 환경 사 이의 공기 이동인 외 호흡과 헤모글로빈과 단세포 사이의 세포수준에서의 산소 이 동인 내 호흡을 말한다. 성인의 호흡수는 보통 1분에 15-20회 이나 연령, 운동, 기온, 심리적 변화, 질병상태, 대기의 산소 함량, 약물 투여 등에 따라 차이가 난다. 호흡측정은 대상자가 쉬고 있을 때 하는 것이 중요하며 호흡 측정은 측정하고 있 다는 사실을 대상자가 모르도록 기술적으로 해야한다. 현재 사용하는 방법은 대상 자의 주의를 끌지 않도록 대상자의 팔목에 손을 댄 채로 맥박을 측정한 바로 직후 계속해서 대상자의 가슴의 움직임을 관찰하면서 호흡을 측정하는 것이다. | 이에 사용되는 폐활량 검사기는 호흡 기체의 용적 유량의 순간적인 변화량을 측 정하는 의학 기기이다. 과거에는 기계식 폐활량기가 주로 사용되었으며, 현재까지도 많이 사용되는 방법은 유체 흐름의 양 변화를 유체의 압력 변화로 전환시키는 차 압식 방식이다. 그러나 이러한 형태는 압력 손실과 유지 보수가 힘들고, 특성 검사 주기가 짧은 단점을 가지고 있다. | 본 연구는 관성의 오차 및 압력의 오차에 영향을 거의 받지 않는, 그리고 반영구 적으로 사용이 가능한 초음파 센싱 방식을 이용한 임베디드 환경의 호흡량 측정기 의 개발을 최종 목표로 하여, 호흡 기체 특성에 적합한 센서, 신호 측정 구현 회로 를 포함한 유량 측정 단말부 개발과 측정 신호를 이용한 호홉 측정 알고리즘과 진단 알고리즘 구현에 중점을 두었다. 센서 및 측정부 개발에서는 대기 내 초음파 진동 하에서 원통형 트랜스 듀서의 파동 방정식을 위해 초음파 유속 측정계의 수학적 모델을 제시하고 실험이 수행되 었다. | 위상 변화 특성을 이용하여 호흡 기체 유량 속도 변화를 반영하도록 하였으며, 수증기 포화 상태인 호흡 기체 특성의 영향에 대하여 연구하였다.
more목차
제 1장. 서론 1
제 2장. 폐활량 측정과 변수의 정의 4
제 1절. 개요 4
제 2절. 폐활량 측정원리 5
제 3절. 폐활량 측정기기 구현 형태 6
제 4절. 측정변수 8
제 3장. 초음파 유량 측정방식과 수학적 모델 11
제 1절. 개요 11
제 2절. 사용된 초음파 측정방식 14
제 3절. 적용된 수학적 모델 16
제 4절. 공기 구성요소의 영향 25
제 4장. 초음파 호흡 측정 기기의 구현 28
제 1절. 하드웨어 구현 28
제 2절. 신호처리 시스템 31
제 3절. 변수추출 알고리즘 33
제 4절. 소프트웨어 구현 36
제 5장. 실험 결과 40
제 6장. 결론 42
참고문헌 43
Abstract 45
