유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 생체정보의 무 구속 계측을 이용한 수면만족도 산출 시스템
초록/요약
언제 어디서나 건강상태를 측정하고 진단 할 수 있는 유비쿼터스 헬스케어 서비스는 국민건강에 미치는 잠재적 가치가 크다고 평가되나 기대만큼 활성화되지 못하고 있다. 그 이유는 심전도계나 혈압계와 같은 개인용 생체신호 측정센서기기의 부재로 개인화된 맞춤형 서비스 제공의 문제점이 있다. 또한 헬스케어의 중요한 요소인 수면 정보를 손쉽게 수집하고 활용할 수 있는 시스템 또한 부족한 현실이다. 기존의 수면다원 검사와 활동량 분석을 통한 수면 단계분석기와 같은 시스템을 사용하여 수면 정보를 분석하기 위해서는 환자가 병원을 방문해야 하며 하루나 이틀을 병원에 머물러야 한다. 또한 검사를 위해서 많은 수의 센서를 몸에 부착하거나 고가의 장비를 구매하여 착용하여야 한다. 이러한 센서들은 사용자의 수면에 영향을 미치고, 수면의 환경이 평소와 달라서 첫날밤 효과(first night effect)로 인하여 평상시와 같은 수면을 취하기 어렵다. 이러한 이유로, 간편하면서 저비용으로 수면의 상태를 구분하기 위한 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는, 필름타입의 압력센서를 침대에 설치하여 사용자의 수면 동안의 호흡, 심박, 활동량, 자세 등의 정보를 수집하여 이를 통하여 수면 만족도를 산출하였다. 3명의 피실험자를 대상으로 하여 50일간 진행하였으며 수면장애를 겪는 사람을 대상으로 하여 변화를 관찰하기도 하였다. 분석된 결과를 활동량 수면 분석기 결과와 비교하여 두 시스템 간의 차이가 없고 보다 정확한 결과를 나타낸다는 것을 증명하였다. 고안된 시스템은 사용자를 전혀 구속하지 않고 수면 중 다양한 정보의 수집이 가능하기 때문에 제안된 시스템을 환경에 맞추어 다른 형태로 변형하여 사용한다면 그 활용도가 높을 것으로 기대한다.
more목차
제１장 서 론 ••••••••••••••••••••••••• 8
제１절 연구의 목적 및 필요성 •••••••••••••••8
제２절 연구 내용 및 방법 •••••••••••••••9
제３절 연구의 기대효과 •••••••••••••••10
제２장 이론적 배경 ••••••••••••••••••••••11
제１절 유비쿼터스(Ubiquitous) ••••••••••••• 11
제１항 유비쿼터스 컴퓨팅의 개념 ••••••••11
제２항 유비쿼터스 패러다임 ••••••••14
제３항 유비쿼터스 컴퓨팅의 특징 ••••••••15
제４항 유비쿼터스 컴퓨팅 기술 분류 •••••••17
제２절 유비쿼터스 헬스케어 ••••••••••••18
제３절 생체신호인식 ••••••••••••20
제１항 스트리밍 생체 신호 ••••••••••20
제２항 일반 생체 신호 ••••••••••21
제２절 수면 단계 분석 •••••••••••••22
제３절 관련 연구 •••••••••••••27
제１항 수면 다원검사 •••••••••••27
제２항 Actiwatch •••••••••••28
제３항 피츠 버그 수면 질 지수 ••••••••••30
제3장 시스템 구현 ••••••••••••••••••••••31
제１절 무 구속 생체정보 측정 시스템 •••••••••••31
제１항 측정장치의 구성 •••••••••31
제２항 심전도 •••••••••34
제３항 수면 중 활동량 •••••••••37
제４항 호 흡 •••••••••38
제５항 수면 자세 •••••••••38
제２절 수면 만족도 산출 구성 요소 •••••••••••40
제１항 수면 단계 분석 알고리즘 •••••••••40
제２항 수면 중 무 호흡 검출 알고리즘••••••••42
제３항 수면 만족도 산출 알고리즘 •••••••••43
제4장 실 험 •••••••••••••••••••••••45
제１절 실험 방법 •••••••••••••••••••45
제２절 실험 결과 분석 ••••••••••••••••••46
제１항 데이터 분석 •••••••••••••••46
제２항 실험 결과 분석 ••••••••••••••50
제３항 활동량 분석기를 통한 신뢰도 검증 •••••52
제5장 결 론 ••••••••••••••••••••• 54
제１절 논 의 •••••••••••••••••••54
제２절 상업적 가치 •••••••••••••••••••55
