Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 13, No. 11 pp. 5442-5446, 2012 http://dx.doi.org/10.5762/kais.2012.13.11.5442 정의붕 1, 이유엽 1, 송제호 2* 1 호원대학교자동차기계공학과, 2 전북대학교 IT 응용시스템공학과 The Analysis of affection on electromagnetic wave for U-healthcare Remote Diagnosis System Eui-Bung Jeoung 1, You-Yub Lee 1 and Je-Ho Song 2* 1 Dept. of Auto & Mechanical Engineering, Howon University 2 Dept. of IT applied system Engineering, Chonbuk National University 요약본논문에서는만성질환자및의료취약계층을대상으로지속적이고체계적으로건강상태를체크하고가장최적의환경을지원하여삶의질을향상시킬수있는 u-헬스케어용원격진료서비스시스템에대한것이다. u-헬스케어용원격진료서비스시스템은무선을통해흉부에서들리는생체음을측정하는데이때시스템에사용하는무선주파수에대해전자파의적합성을확인하고의사와환자에게발생되는전자파의해에대한실험을통해 u-헬스케어용원격진료서비스시스템이진단시의사와환자인체에무해하다는진단환경을제시한다. Abstract A u-healthcare remote diagnosis system is proposed for chronic disease and medical vulnerable groups check the health systematically and support for the most optimal environment to improve the quality of life. The u-healthcare remote diagnosis system using wireless measure the thoracic sound in the chest. And this is demonstrated that the system using radio frequency is not be affected by the electromagnetic wave with the use of an experiment and by confirming that this u-healthcare remote diagnosis system can not affect the doctors and the patients. Key Words : U-healthcare, Diagnosis, Lung sound, Radio frequency, Patients 1. 서론 폐질환과기관지질환에대해흉부음을이용하여찾아내는방법은잘알려진사실이며이때의사가환자를진료하면서청진기의이어피스의압박으로귀에통증을느낀다. 이러한문제점은무선에의한진단으로일부해결할수있다. 즉, 단거리데이터를전송할목적으로사용할수있는무선송신기와수신기로구성된장비를사용할필요가있다 [1,2]. 본논문에서는, 무선송수신으로구성된 u-헬스케어용원격진단시스템이환자와의사에게실험을통해서전자파의영향을받지않는다는사실을증명하고자한다. 한편, 전자파장애허용기준은전자파방사와전자파전도에의해규정한다 [3,4]. 본논문은호원대학교교내학술연구비에의해연구되었습니다. * Corresponding Author : Je-Ho Song Tel: +82-10-6630-6625 Email: songjh@jbnu.ac.kr 접수일 12년 08월 20일수정일 12년 09월 27일게재확정일 12년 11월 08일 5442
[ 표 1] 폐음에대한분류도 [1] [Table 1] Lung Sound Nomenclature Discontinuous Fine(high pitched, low amplitude, short duration) Coarse:(low pitched, high amplitude, long duration) Continuous High pitched Low pitched English Fine crackles Coarse crackles French crepitants bulleuxou Wheeze sibilants Rhonchus ronflants Feines Rasseln Grobes Rasseln Pfeifen German Japanese 捻髮音 水泡音 ふえ ( 音 ) Brummen いびき ( 音 ) B class 0.15~0.5 66~56 56~46 0.5~5 56 46 5~30 60 50 [ 표 3] 방사파의허용기준 [Table 3] Acceptable Reference of Electromagnetic Radiation Frequency Acceptable reference(dbuv) Range(MHz) A class(10m) B calss(10m) 30~230 40 30 230~1000 47 37 Item A class 2. 시스템구조 송신 (Tx) 과수신 (Rx) 에대한테스트블록도는그림 1 과같다. 그림 1은전자파방사와전자파전도를시험하기위해설계된것이다. 이것은송신하고있는상태에서신호를수신하는시험을하는것을나타내고있다. [ 그림 1] Tx, Rx 실험장치도 [Fig. 1] Tx, Rx Test Diagram 한편, 전자파및방사파의장애허용기준은표 2와표 3에나타나있다. [ 표 2] 전자파전도의허용기준 [Table 2] Acceptable Reference of Electromagnetic Conduction Frequency Acceptable Reference(dBuV) Mid peak Value Average Value 0.15~0.5 79 66 0.5~30 73 60 u-헬스케어용원격진단시스템의전파채널은하나로설정한다. 송신기에서출력된신호는마이크로프로세서를통해계속해서입력되고입력된신호는모니터에표시된다. 신호변화 ( 레벨 ) 로이루어진데이터는무선으로전송되고이신호는디지털화되어컴퓨터의시리얼포트로입력된다 [5,6]. 송신기의전원은 3.6(V) 리튬전지를사용한다. 그러므로단독적으로사용할수있으며, 외부의다른장비에전혀영향을미치지않는다. 또한, 무선수신기는정해진채널을통해데이터가입력되고, 이데이터는로직의신호로변환되어입력된다. 즉모니터에나타나는신호는마이크로프로세서에서데이터의상태를확인하여송신에서전송된신호를결정하여나타낸다. 이신호는시리얼포트드라이버에의해변환되어 USB를통해 PC에입력된다. 이때수신기의전원은 PC의주전원에의해공급된 USB 전원5(V) 를사용하게된다. 전원의상태는 l.e.d. 에의해표시된다. 무선주파수의변조는마이크로프로세서에의해동작되며실시간으로전송한다 [8,10]. 3. 실험방법및순서 시험을하기위해서는아래의스펙에의해수행된다. 표 4의전도시험은아래의순서방법에의해이루어진다. 1. 환경조건 : 주위온도 20( o C), 주위습도 42(%) 2. 테스트규정은전파연구소고시제2008-5호에의해이루어진다. 3. 송신과수신은동작되는상태에서시험을수행하였으며시험방법은그림.1과같다. 4. 송신과수신기는반드시접지되어야하며, 전원선 5443
한국산학기술학회논문지제 13 권제 11 호, 2012 도접지되어야한다. 5. 시험값은최대치를사용한다. [ 표 6] 전도시험결과 [Table 6] The Results of Conduction Test [ 표 4] 장비시험과시험스펙 [Table 4] Equipment Test and Test Specification Description Supply Voltage Support Equipment or eripherals Required Standard EN60601-1-2: 2001 (IEC 60601-1 -2 : 2001) U-healthcare Diagnosis System Tx:Adaptor input AC230V, 50Hz Output DC 3.0V Rx: USB DC 5.0V Adaptor : MNK Inc type LU-30 Earphone : N/A type Leemax Note PC : JOOYON type JYN07G Note PC Adaptor : LI SHIN type 0335C2065 Medical electrical equipment Part 1-2 :General requirements for safety Electromagnetic compatibility 방사시험방법은아래와같은단계에의해시험된다. 1. 환경조건 : 주위온도 12( o C) 주위습도 42(%), 야외 10m 2. 테스트규정은전파연구소고시제2008-5호에의해이루어진다. 3. 방사시험방법은위에언급된전도시험과같은방법으로이루어졌으며, 테스트방법은그림 1과같다. 4. 실험결과 동작모드와조건은표 5와같고전도시험의결과는표 6과같다. 그리고 hot line과 neutral line에대한측정그래프는그림 2와같다. [ 표 5] 동작모드와조건 [Table 5] Operating mode and Condition Port : AC Mains [ 그림 2] hot line( 상 ) 과 neutral line( 하 ) 측정그래프 [Fig. 2] Graph of Measured Hot Line(above) and Neutral Line(below) [ 표 7] 방사시험결과 [Table 7] The Results of Radiation Test Basic Standard : EN 61000-3-2:2000+A2:2005 Limit Table : Class A Power : 2.454W Operating Mode : Window in normal operating status 5444
준보다아래에있음을보여준다. 5. 결론 u-헬스케어용원격진단시스템의전자파적합성시험에서의결과를표 6, 7에서나타나고, 그림 2에서도표시되어있다. 표 6 과표 7의결과는전자파의전도시험과방사시험에서사람에게아무해가없음을확인할수있었고그림 2의결과는전자파전도에서 hot line 과 neutral line 에서허용치값보다아래레벨에있음을나타낸다. 이상의결과로부터전자파의전도와방사는시험을통해사람에게아무해가없음을확인하였다. 결론적으로 u-헬스케어용원격진단시스템은의사가환자를진단할때전자파의영향을받지않음을확인할수있었다. [ 그림 3] 전도시험장치 ( 앞 ( 상 ), 뒤 ( 하 )) [Fig. 3] Conduction Test Configuration [Front(above)/Back(below)] 그림 3은전도시험을하기위한구성도이고표 7은전자파방사결과에대한결과값을표시하고있다 [7]. 전도시험과방사시험에대한환경조건에대한스펙은아래와같다. - Power supply : AC 230V, 50Hz - Temperature : 20 o C(conduction), 12 o C(radiation) - Relative Humidity : 42 % - EMI Test Receiver : Model ESHS10(R/s) - AMN : NLSK 8128(Schwarzbeck) - Test Receiver : Model ESVD(R/s) - Spectrum Analyzerm : 8568B(Hewlett Packard) - Antenna Master : MA 240(HD GmbH) - Position Controller : HD 100(HD GmbH) - Biconical Antenna : 3110(EMCO) - Log Periodic Antenna : 3146(EMCO) 표 2는전자파전도의허용기준치를나타내는것으로 A class 와 B class( 허용하는기준 ) 로분류하며, 주파수범위 (0.15~30 MHz) 에서최소 60 또는 50이하이다. 전도의결과는표 6과그림 2에나타나있다. 여기에서결과를보면전자파전도의허용기준보다아래에있는것을확인할수있다. 또한, 전자파방사에대한결과는표 7에나타나있다. 마찬가지로전자파방사결과값도방사의허용기 Reference [1] David W. Cugell, "Lung Sound Nomenclature" Northwestern Univ. Medical School, Chicago, Illinois, 1987. [2] K.Y. Park and D.T. Lee, "Wireless Diagnosis System for Chest Disease using Thoracic Sound," IEE Honam section, Vol. 13, No.1, pp57-62, 2004. [3] K.Y. Park, "Electromagnetic Compatibility for Wireless Diagnosis System," Journal of Jeonju Vision University, Vol. 46, pp65-70, 2008. [4] M. H. Beers, R. Berkow, The Merck Manual of diagnosis and therapy, Merk Research Laborarories Division of Merck & Co. INC Whithouse Station, NJ, 2000, 5. [5] J. S. Choi, Respirstory sound, pp. 67-70, 1994. [6] R. Loudon and PLH. Murphy, Lung sounds, Am Rev Respir Dis, pp 663-673, 1984. [7] A. Papoulis. Probability, random variables, and stochastic processing. McGraw Hill, 3rd edition, 1991. [8] B. SchὅIkopf, A. Smola, and K. R. Mὕller, "Nonlinear Components Analysis as a Kernel Eigenvalue Problem", Technical Report No. 44, Max Planck Institut fὕr biologische Kybernetik, 1998. [9] V. N. Vapnik, " The Nature of Statistical Learning Theory Second Edition", Springer, 2000. [10] K. Sohara, M. kotani, " Application of Kernel Principal Components Analysis to Pattern Recognitions", SICE2002, Aug. 5-7, 2002. 5445
한국산학기술학회논문지제 13 권제 11 호, 2012 정의붕 (Eui-Bung Jeoung) [ 정회원 ] 1986 년 2 월 : 광운대학교대학원컴퓨터공학과 ( 공학석사 ) 1992 년 2 월 : 건국대학교대학원전자공학과 ( 공학박사 ) 1999 년 3 월 ~ 현재 : 렉스진바이오텍기술이사 1992 년 4 월 ~ 현재 : 호원대학교자동차기계공학과교수 3D 캐드, 인공지능, 자동차전장시스템 이유엽 (You Yub Lee) [ 정회원 ] 1986 년 2 월 : 한양대학교대학원정밀기계공학과 ( 공학석사 ) 2003 년 2 월 : 한양대학교대학원자동차공학과 ( 공학박사 ) 1988 년 3 월 ~ 1999 년 8 월 : 기아자동차선임연구원 2006 년 4 월 ~ 현재 : 호원대학교자동차기계공학과교수 동역학, 소음진동, 이상진단 송제호 (Je-Ho Song) [ 정회원 ] 1996 년 3 월 ~ 현재 : 전북대학교 IT 응용시스템공학과교수 2003 년 1 월 ~ 현재 : 한국상표권연구소부소장 2009 년 9 월 ~ 현재 : 한국브랜드학회상임이사 2011 년 1 월 ~ 현재 : ( 사 ) 한국산학기술학회호남지부장 VLSI, 정보통신, 통신망네트워크시스템설계, DSP 설계 5446