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스마트 워치 심박센서 심박수 측정원리-정주찬

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스마트 워치 심박센서 심박수 측정원리-정주찬

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https://nhj12311.tistory.com/153

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스마트 워치 심장 박동수 측정 원리

요즘 스마트 워치가 생겨서(정확히는 갤럭시 워치 액티브2) 착용하고 있는데 30대 중후반 아재가 착용해보면서 가장 좋은 점은 바로 건강을 챙길수 있다는 점이다.

사무실에서 일하며 앉아있으면 너무 오래 앉아있었다고 시간마다 스트레칭을 권유해주고 내가 걷는 양을 바로바로 보여주고 10분 이상 걷기를 하면 운동으로 인식하여 운동 타임과 도보 수, 그리고 거기에 소모된 칼로리까지 보여주니 평소 운동을 1도 하지 않는 사람이라면 건강관리용으로 강추할만 한 것 같다.

그렇게 착용하다가 이녀석이 어떻게 심박센서가 심박수를 제대로 측정할수 있는지 궁금해서 찾아보게 되었다. 스마트 워치의 심박센서 박동수 측정 원리, 어떻게 측정하는 것인가?

광혈류측정기라고?

일단 애플워치나 갤럭시워치 등 스마트워치 제품은 모두 같은 방식으로 측정하는 걸로 정보가 검색되는데 광혈류측정기(Photoplethysmogrphy)라고 부른다. 말 그대로 빛으로 혈류를 측정한다는 말인데, 빛을 뜻하는 photo와 증가를 뜻하는 plethysmos, 그리고 기록한다는 뜻의 graphos가 결합된 용어다.

그래서 앞 세글자만 따서 PPG라고 부르기도 한다.
PPG의 원리는?

녹색 LED를 피부에 쏘아 반사된 양으로 심박을 분석한다.

아주 쉽게 해석하기 위해서 PPG에 대하여 설명된 글을 많이 봤는데 어려운 말 다 배제하고 쉬운 말로만 그리고 우리가 알 필요없는 내용들을 좀 쳐내고 설명한다면

그림 상에 설명한대로 워치 뒷 부분에서 녹색 LED를 피부에 쏘게 되면 피부에 흡수되고 혈관 및 뼈에 반사되는데 동맥혈에서 반사된 빛이 변하게 되는데 이 부분을 센서가 인식하여 심박수를 산출하게 된다. 우리가 들숨, 날숨을 쉴때 가슴이 움직이는 것처럼 심장이 뛸때 혈류가 변하면서 반사된 빛도 변하게 되고 이를 광센서로 인식한다는 소리다.

왜 녹색이냐? 라고 물어볼 수도 있는데 녹색 파장은 피부가 밝은 사람들에게 유리하고 피부가 검을수록 황색 파장이 측정하기 더 좋다고 한다. 백인과 황인 정도는 녹색이 흑인에게는 황색 LED가 측정하기 더 좋지 않을까 생각된다. 태닝을 했거나 아주 검게 탄 경우에도 황색 LED가 좋을 것 같다.

연령 별 적정 심박수는?

이 글을 보고있는 상당수의 사람들은 아마 스마트 워치를 착용하고 있고 심박수를 측정하고 있을 거다. 나이 별로 적정 심박수가 있는데 확인해 보자.

운동을 해서 심박수를 적게 뛰도록 만드는 것이 좋다고 하는 거 같다. 운동을 열심히 해서 심박수를 좋음 혹은 뛰어남쪽에 가까워질수 있도록 도전해보자.

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스마트 워치 심박센서 박동수 측정 원리(애플워치, 갤럭시워치)

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요즘 스마트 워치가 생겨서(정확히는 갤럭시 워치 액티브2) 착용하고 있는데 30대 중후반 아재가 착용해보면서 가장 좋은 점은 바로 건강을 챙길수 있다는 점이다. 사무실에서 일하며 앉아있으면 너무 오래 앉아있었다고 시간마다 스트레칭을 권유해주고 내가 걷는 양을 바로바로 보여주고 10분 이상 걷기를 하면 운동으로 인식하여 운동 타임과 도보 수, 그리고 거기에 소모된 칼로리까지 보여주니 평소 운동을 1도 하지 않는 사람이라면 건강관리용으로 강추할만 한 것 같다.

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사물인터넷(IOT)기본원리-정주찬

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사물인터넷(IOT)기본원리-정주찬

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https://www.redhat.com/ko/topics/internet-of-things/what-is-iot

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사물인터넷(IoT)은 전구와 같은 일반 가전제품부터 의료 기기, 웨어러블 기기, 스마트 기기는 물론 스마트 시티까지 실제 객체(사물)를 인터넷에 연결하는 프로세스입니다.

이러한 물리적 객체(사물) 내에 배치된 IoT 기기는 주로 2가지 범주인 스위치(사물에 명령 전송) 또는 센서(데이터를 수집하여 다른 곳으로 전송)로 나뉩니다.

IoT는 수동 작업을 최소화하여 무선 네트워크에서 데이터 를 수신하고 전송하는 물리적 기기들로 이루어진 모든 시스템을 말합니다. 모든 종류의 오브젝트에서 컴퓨팅 기기를 통합할 때 IoT가 실현됩니다.

예를 들어, 스마트 온도 조절 장치( 스마트는 보통 IoT 를 의미)는 스마트 차량으로부터 위치 데이터를 받아, 사용자가 집에 도착하기 전에 이 연결된 기기들을 통해 실내 온도를 조절할 수 있습니다.

일반적인 IoT 시스템은 피드백 루프에서 데이터를 지속적으로 전송, 수신 및 분석합니다. IoT 기술에 따라 거의 실시간으로 또는 장기간에 걸쳐 사람이 조작하거나 인공지능 및 머신 러닝(AI/ML) 을 통해 분석을 수행할 수 있습니다.

예를 들면, 귀가 전에 스마트 온도 조절 장치 조절을 위한 최적의 시간을 예측하기 위해, IoT 시스템은 Google Maps API 에 연결하고 사용자 지역의 실시간 교통 패턴 데이터를 얻을 수 있습니다. 또한 연결된 사용자 차량의 장기 데이터를 사용하여 출퇴근 습관을 알려줄 수도 있습니다. 그 외에도 모든 스마트 온도 조절 장치 고객으로부터 수집한 IoT 데이터를 설비 회사가 분석하여 대규모 최적화 작업에 활용할 수 있습니다.

IoT는 종종 소비자의 관심의 대상이 되는데, 웨어러블 스마트워치와 같은 기술을 경험하는 데에는 지속적인 연결성과 함께 개인 정보 보호 및 보안 문제가 수반되기 때문입니다. 이러한 소비자 관점은 특히 최종 사용자가 일반 대중인 경우 모든 유형의 엔터프라이즈 IoT 프로젝트 전체에 확산되어 있습니다.

엔터프라이즈 IoT 솔루션은 기업의 기존 비즈니스 모델을 개선하고 고객 및 파트너와의 새로운 연결점을 만들 수 있도록 해주지만, 동시에 IT 과제를 제시하기도 합니다. 스마트 기기가 생산하는 데이터의 양이 엄청날 수 있어 종종 빅데이터로 불리고 있긴 하지만, 빅데이터를 기존 시스템으로 통합 하고 데이터 분석 기능을 설정하여 그에 따른 조치를 취하는 작업은 복잡할 수 있습니다.

IoT 보안 은 IoT 시스템을 구축할 때 주요 고려 사항입니다. 그러나 많은 기업에서 IoT는 투자할 만한 가치가 있으며 성공적인 엔터프라이즈 IoT 활용 사례는 거의 모든 업계에서 찾아볼 수 있습니다.

건설 현장에서 사용되는 중장비의 라이프사이클을 생각해 봅시다. 사용하는 전문가마다 장비에 가하는 부담이 다르며, 운영 중 언제든 여러 가지 이유로 고장이 날 수 있습니다. 쉽게 고장 나거나 과도하게 사용되는 장비 부품에 특수 센서를 추가할 수 있습니다. 이러한 센서를 예측 유지 관리에 사용해 수동 작업의 숙련도를 개선하고(실시간 데이터 수집 및 분석의 예) 장비를 설계한 엔지니어에게 새로운 모델 개선 방법(장기간 데이터 분석의 예)을 제시할 수 있습니다. 산업용 IoT(IIoT) 에는 제조, 에너지, 기타 산업용 사례 전반에 걸친 이같은 활용 사례가 두루 포함됩니다.

물류 및 운수 업계에서 최초로 IoT가 구현된 사례 중 하나는 무선 주파수 인식(RFID) 기기가 포함된 선적 컨테이너에 레이블을 부착하는 것이었습니다. 이러한 레이블은 전파를 통해 캡처할 수 있는 데이터를 저장하여 물류 기업이 창고 또는 선적장과 같이 특정 RFID 지원 체크포인트에서 컨테이너의 이동을 추적할 수 있도록 해줍니다. IoT가 발전하면서 이제 배터리로 구동되는 추적 기기도 개발되었습니다. 이러한 기기들은 현장의 판독기를 사용할 필요 없이 IoT 애플리케이션에 지속적으로 데이터를 전송할 수 있어 기업이 공급망 전체에서 실시간으로 화물 데이터를 분석할 수 있습니다.

IoT는 수분 센서 이용 등과 같은 여러 가지 방식으로 농업에 혁신을 불러일으켰습니다. 이러한 센서를 논밭 전체에 설치하여 농부들은 이제 관개 시기를 정하는 데 필요한 더욱 정확한 데이터를 받을 수 있게 되었습니다. 수분 센서는 또한 관개 장비 자체를 제어하는 IoT 애플리케이션에 연결되어 센서 데이터를 기반으로 물을 자동 공급하고 있습니다.

엣지 컴퓨팅은 IoT 지원 네트워크의 엣지에 더욱 높은 컴퓨팅 성능을 제공하여 IoT 지원 기기와 이들 기기가 연결된 중앙 IT 네트워크 간 통신의 대기 시간을 줄여줍니다.

기기의 컴퓨팅 성능 활용 능력은 실시간으로 신속하게 데이터를 분석하는 수단으로서 그 가치가 점점 커지고 있습니다. 단순한 데이터의 전송 또는 수신으로 IoT의 시대가 열리게 되었지만, IoT 애플리케이션으로 데이터를 전송, 수신, 분석할 수 있게 되기까지는 시간이 걸립니다.

클라우드 컴퓨팅 모델에서 컴퓨팅 리소스와 서비스는 대규모 데이터센터로 중앙 집중화되는 경우가 많습니다. IoT 지원 기기는 네트워크 엣지에서 이러한 데이터센터에 액세스합니다. 비용을 절감하고 리소스를 더욱 효율적으로 공유하는 모델입니다. 하지만 IoT의 효율성을 높이려면, 물리적 기기가 실제로 존재하는 위치 가까이에서 컴퓨팅 성능을 강화해야 합니다.

엣지 컴퓨팅은 다른 모든 리소스를 클라우드에 중앙집중화하는 동시에 컴퓨팅 리소스를 엣지로 분산합니다. 이처럼 컴퓨팅 성능을 특정 방식으로 배치하고 시간에 민감한 데이터를 사용해 실행 가능한 인사이트를 신속하게 제공할 수 있습니다. 무인 차량 운송 컨테이너와 스마트 추적 기기를 연계하는 것은 눈에 띄는 사례이지만, 치료 시점의 데이터를 분석해 보건 의료 결과를 개선 하는 등 실생활에 적용되는 경우도 많습니다.

RFID 및 운수 업계의 경우, RFID 및 판독기 간 통신은 항상 단방향으로 이루어집니다. RFID는 업데이트를 수신할 수 없으며, 중앙 IT 네트워크는 RFID로 데이터를 다시 전송할 수 없습니다. 지속적으로 모니터링되는 시스템이 아니므로 물류 추적은 특정 위치에서의 체크인으로 제한됩니다. 하지만 IoT 기기가 이를 운송하는 차량에 설치된 IoT 센서와 연동되면 모든 데이터를 중앙 IT 네트워크에서 관리할 수 있습니다.

그러나 이러한 연결 시나리오는 특히 물류 기업이 무인 차량과 같은 복잡한 기계를 사용하는 경우 각 물리적 IoT 기기에 많은 컴퓨팅 성능이 필요하다는 뜻입니다. Wi-Fi로 중앙집중식 데이터센터에서 항상 지시를 기다리며 단순히 데이터를 주고받기보다는 IoT 기기는 스스로 데이터를 처리하여 의사 결정을 내려야 합니다. 중앙집중식 데이터 센터가 아닌 네트워크의 거의 외부까지 이러한 컴퓨팅 기능을 구현하는 것은 엣지 컴퓨팅 으로 알려져 있습니다.

마지막으로 건설 현장의 예를 들어보겠습니다. 아마 건설사는 이미 작업 현장에 Blutooth 지원 장비를 도입했을 겁니다. 이 장비는 직원의 스마트폰을 통해 데이터를 전송하며 이를 통해 회사에서 장비의 사용 및 위치를 추적할 수 있습니다. 하루 종일 해당 기기 주변에서 일하는 10명의 직원들을 생각해 봅시다. 각각의 스마트폰에서 중앙 서버를 끊임없이 ping을 보내 머신의 위치를 알려줍니다. 이처럼 중복된 서버 활동은 IT 시스템에 과부하를 일으킬 수 있습니다. 하지만 모바일 IoT 애플리케이션은 스마트폰을 작은 저전력 서버로 사용하여 중앙 서버로의 불필요한 ping을 줄일 수 있습니다.

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사물인터넷(IoT) 정의와 특징: IoT 원리, 장단점, 사례 포함

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사물인터넷(IoT)은 무선 네트워크에서 데이터를 수신하고 전송하는 기기들이 있는 시스템을 뜻하며, 객체(사물)에서 컴퓨팅 기기를 통합할 때 사물인터넷이 구현됩니다.

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심장에 관한 거의 모든 이야기

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심장에 관한 거의 모든 이야기

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최신 라즈베리파이로 시작하는 사물인터넷의 모든 것

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최신 라즈베리파이로 시작하는 사물인터넷의 모든 것

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1. 심장 마비로 인한 죽음 해결방안

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1. 심장 마비로 인한 죽음 해결방안

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기능: 시계에 심장박동수 감지 장치, 0이 되면 119에 위치정보 전송, 출동 요청
부가적 요소: 정교한 시계 프레임, 정확한 위치 인식, 코딩

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심박수 센서와 심전도 센서의 원리-정주찬

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심박수 센서와 심전도 센서의 원리-정주찬

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https://washere.tistory.com/112

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이제는 많이 익숙해진 대부분 애플 워치와 갤럭시 워치와 같은 웨어러블 기기에는 심박수와 심전도 센서가 들어있다. 지문 인식과, 안면 인식에 사용되는 센서를 이어 심박수 센서와 심전도 센서의 원리를 살펴보고자 한다.

아 여담으로 갤럭시 워치는 진작에 심전도 센서 기능이 있었다. 그리고 미국 FDA를 승인을 받아 미국에서는 몇 년 전부터 이용이 가능했다. 다만, 우리나라는 원격의료가 막혀 식약처에서 승인을 해주지 않았는데, 최근 이를 승인해줬기 때문에 국내에서도 갤럭시 워치에 심전도 센서를 사용할 수 있다.

아래 사진은 웨어러블의 대표적인 애플워치의 사진이다. 애플워치4의 사진이긴 한데, 원리는 같다고 보면 된다.

애플워치4 뒷면 가운데에는 심박수 체크를 위한 LED 녹생광과 적외선 조명, 그리고 광다이오드가 있고, 심전도 체크를 위한 전극이 돌출부와 후면에 위치해있다.

출처 : Apple

출처 : Apple

대부분의 심박수 센서와 마찬가지로 LED 녹색광을 이용한 광혈류측정기(PPG)라고 불리는 방식을 사용한다. 혈관 속의 적혈구는 녹색광을 흡수하는 경향이 있다. 이를 통해 혈류량을 측정할 수 있으며, 녹색광 흡수량을 통해 심박수를 측정할 수 있게 된다. 즉, 초당 수백 번 사용자의 손목에 LED 녹색광을 비추며, 광다이오드로 녹색광의 흡수량을 측정하는 것이다.

참고로 운동하지 않을 때 애플 워치는 적혈구가 적색광을 반사한다는 것을 이용해 적외선 LED로 심박수를 측정하는데 이는 배터리를 절약하려는 방안으로 보인다.

위에 애플워치4 사진에서 봤듯이 후면과 돌출된 부분에 두 개의 전극이 있다. 화면에 표시된 지시에 따라 30초간 손가락을 대고 있으면 자동으로 결과를 측정한다.

출처 : Apple

심장근육이 수축과 이완을 할 때 활동 전위가 생기고 심장에서 온몸으로 퍼져 나가는 전류를 일으킨다. 이 전류가 일으키는 몸 부위 사이의 전위차를 전극으로 감지하고 센서 회로에서 신호처리를 하여 화면으로 보여주는 것이다.

출처 : https://steemit.com/kr/@familydoctor/qmpau

하지만 심전도는 12개의 파형을 측정하여 결과를 도출하는 반면, 애플워치를 비롯한 갤럭시 워치 역시 한 가지 파형만 보여준다. 식약처와 FDA 승인을 받았지만, 정밀 검사만큼 아주 정확하고 신뢰할 수 있는 단계는 아님을 알아둬야 한다.

출처 : https://steemit.com/kr/@familydoctor/qmpau

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심박수 센서와 심전도 센서의 원리

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이제는 많이 익숙해진 대부분 애플 워치와 갤럭시 워치와 같은 웨어러블 기기에는 심박수와 심전도 센서가 들어있다. 지문 인식과, 안면 인식에 사용되는 센서를 이어 심박수 센서와 심전도 센서의 원리를 살펴보고자 한다. 아 여담으로 갤럭시 워치는 진작에 심전도 센서 기능이 있었다. 그리고 미국 FDA를 승인을 받아 미국에서는 몇 년 전부터 이용이 가능했다.

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2.고령층 고독사-정주찬

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2.고령층 고독사-정주찬

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https://www.mohw.go.kr/react/al/sal0301vw.jsp?PAR_MENU_ID=04&MENU_ID=0403&page=1&CONT_SEQ=374084

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심정지 감지를 위한 다생체 신호 측정 웨어러블 디바이스 논문-정주찬

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심정지 감지를 위한 다생체 신호 측정 웨어러블 디바이스 논문-정주찬

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https://koreascience.kr/article/JAKO201708642734662.pdf

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심정지환자 발생통계-정주찬

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심정지환자 발생통계-정주찬

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https://www.kdca.go.kr/contents.es?mid=a20601030502

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생존 추이

구분

2012년

2013년

2014년

2015년

2016년

2017년

건

1,170

1,363

1,397

1,875

2,203

2,497

%

4.4

4.8

4.8

6.3

7.6

8.7

* (생존율) = (생존 환자 수*100) / (급성심장정지로 확인된 환자 수)
* 생존환자 : 급성심장정지 환자 중 생존(응급실 진료결과 퇴원이거나 입원 후 결과가 퇴원, 자의퇴원, 전원)한 경우
* '15년 통계부터 응급실에서 다른 병원으로 이송(전원)된 환자의 최종 생존 여부를 확인한 추적조사 결과를 반영하여 산출

시·도별 생존 현황

2012년

2013년

2014년

2015년

2016년

2017년

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질병관리청 공식 홈페이지

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연구개발 및 간행물·통계 정보를 제공합니다.

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질병관리청 공식 홈페이지, 감염병·건강정보, 정책정보, 연구개발 및 간행물·통계 정보를 제공합니다.,생존 | 급성심장정지조사통계 | 건강통계 | 통계 | 간행물·통계

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웨어러블 급성 심장마비 예방 시스템 논문-정주찬

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웨어러블 급성 심장마비 예방 시스템 논문-정주찬

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https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE08825172

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웨어러블 헬스케어 환경에서 ECG 전기패턴 QRS을 이용한 급성 심장마비 예방 시스템 | DBpia

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본 논문은 웨어러블 시스템을 이용하여, ECG 전기 패턴을 QRS을 이용하여 급성 심장마비 예측 감지 시스템으로, 웨어러블 심장 이상 징후 감지 스마트 워치와, 이를 포함 하고 디지털 ECG (X, Y) 패턴 좌표 DB를 이용하여 비정상 패턴을 즉시 감지하고, 급성 심장마비 예방 시스템