표제지
ABSTRACT
목차
제1장 서론 12
제1절 연구 배경 12
제2절 연구 동향 14
1. U-healthcare 14
2. 심전도 측정 시스템 16
3. 낙상 감지 시스템 17
제3절 연구 내용 및 구성 19
제2장 심전도 측정 시스템 20
제1절 이론적 배경 21
제2절 아날로그 프런트 엔드 23
1. 계측증폭기 25
2. DC Restoration Amplifier 27
3. 안티-앨리어싱 필터(Anti-aliasing filter) 28
4. 전압 레벨 시프터(Voltage level shifter) 30
5. 아날로그 프런트 엔드의 출력 파형 31
제3절 디지털 신호처리부 32
1. 마이크로 컨트롤러 33
2. 아날로그-디지털 변환 34
3. 디지털 필터 35
4. 심박수 계산 알고리즘 38
5. 실험 및 결과 40
제3장 낙상감지 시스템 41
제1절 시스템 구성 41
1. 가속도계 42
2. 자이로스코프 43
3. 무선 송수신기 44
제2절 데이터 처리 45
1. SVM(Sum Vector Magnitude) 45
2. 각도 46
3. 평균 가속도, 각속도 48
제3절 낙상 및 응급상황 감지 알고리즘 49
1. 응급상황 모니터링 시스템의 알고리즘 49
2. 낙상감지 알고리즘 50
3. 응급상황감지 알고리즘 52
4. 심박수 이상 감지 알고리즘 53
제4장 실험 및 결과 54
제1절 실험 방법 54
제2절 실험 데이터 56
1. 일상행동 실험 56
2. 낙상행동 실험 58
제3절 실험 결과 60
1. 파라미터 조합의 비교 61
2. 알고리즘의 비교 63
3. 응급상황 감지 65
제5장 결론 및 향후 연구 66
참고문헌 67
요약 70
표 2-1 심전도 파형과 심장의 활성단계 22
표 3-1. 낙상감지를 위한 임계값 50
표 3-2. 낙상감지 알고리즘 51
표 3-3. 응급상황감지 알고리즘 52
표 3-4. 심박수 이상 감지 알고리즘 53
표 4-1. 일상행동에서 측정된 파라미터의 최댓값 56
표 4-2. 낙상행동에서 측정된 파라미터의 최댓값 58
표 4-3. 낙상행동에서 측정된 파라미터조합의 Sensitivity 61
표 4-4. 일상행동에서 측정된 파라미터조합의 Specificity 61
표 4-5. 낙상행동에서 측정된 각 알고리즘의 Sensitivity 63
표 4-6. 일상행동에서 측정된 각 알고리즘의 Specificity 63
표 4-7. 응급상황 감지율 65
그림 1-1. 연령계층별 고령인구 구성비 12
그림 1-2. U-healthcare 시스템의 일반적인 구조 14
그림 1-3. 일본 정보통신 연구원의 웨어러블 심전도 15
그림 2-1. 심전도 측정 시스템의 구조 20
그림 2-2. 일반적인 심전도 파형 21
그림 2-3. 아날로그 프런트 엔드의 블록 다이어그램 23
그림 2-4. 계측 증폭기와 오른다리 구동회로의 회로도 25
그림 2-5. 계측 증폭기와 연결된 DC restoration amplifier 27
그림 2-6. 안티-앨리어싱 필터 28
그림 2-7. 아날로그 프런트 엔드의 주파수 응답 29
그림 2-8. 전압 레벨 시프터 30
그림 2-9. 아날로그 프런트 엔드를 통과한 심전도 파형과 스펙트럼 분석 31
그림 2-10. 디지털 신호처리 순서도 32
그림 2-11. 심전도 측정 보드의 구성 33
그림 2-12. A/D 변환된 심전도 파형 34
그림 2-13. 디지털 필터의 주파수 응답과 위상 응답 36
그림 2-14. 필터를 통과한 심전도 파형 37
그림 2-15. 심박수 계산 알고리즘의 순서도 39
그림 2-16. 심전도 파형과 심박수 40
그림 3-1. 낙상감지 시스템의 구조 41
그림 3-2. 가속도 축의 방향 42
그림 3-3. 자이로스코프 축의 방향 43
그림 3-4. 센서노드의 사진 44
그림 3-5. 중력과 X 축 사이의 각도 46
그림 3-6. 평균화된 각도의 변화 47
그림 3-7. 응급상황 모니터링 시스템의 순서도 49
그림 4-1. 데이터 측정 및 분석을 위한 LabVIEW와 데이터베이스의 구성도 55
그림 4-2. 일상행동에서 측정된 ACCSVM(이미지참조) 57
그림 4-3. 낙상행동에서 측정된 ACCSVM(이미지참조) 59