전기전자/정보통신

전자정보통신학회지_22.6 소특집 (p476)

마이크로파ㆍ밀리파를 이용한 생체 계측의 최신 동향
소특집을 편집하며
편집팀 리더 미즈타니 히로유키(水谷 浩之) 씨

최근의 저출산 고령화의 진전으로 암 등의 생활습관병을 예방해 건강 수명을 높이는 일이나 혼자 생활하는 고령자의 안부 등을 원격으로 확인하는 돌봄 서비스에 대한 관심이 높아지고 있다.

이를 실현하기 위해 심박수, 호흡, 혈압, 혈당치, 암의 유무 등의 생체와 관련된 정보를 보다 간편하게 취득하고, 생체 신호를 바탕으로 고령자의 위치나 행동 등을 추정하는 기술이 개발되고 있다.

마이크로파ㆍ밀리파 기술은 지금까지 주로 무선통신이나 레이더 등에서 이용되어 왔지만 생체신호 계측에서도 비접촉 혹은 비침습으로 계측할 수 있어, 프라이버시를 배려한 센싱 방법으로서 주목을 받고 있다. 본 소특집에서는 마이크로파ㆍ밀리파 기술을 응용한 생체 계측의 기술 동향과 최신 성과를 소개한다.

제1장에서는 기타큐슈시립대학의 가지와라(昭博) 교수가 밀리파 센서를 이용한 심박수 변동과 연속 혈압의 측정 기술에 대해 소개한다. 밀리파가 갖는 고주파와 광대역성, 저프라이버시 침해성 등을 활용함으로써 피계측자에게 스트레스를 주지 않고 이들 생체 신호를 계측할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 밀리파 센서의 구성이나 밀리파 센서를 활용한 홈 헬스케어 시스템에 대해서도 설명한다.

제2장에서는 이와테대학의 시라키(白木) 교수 연구그룹이 MIMO 레이더 기술을 응용한 다인수 생체 위치의 계측 기술에 대해 소개한다. 송수신국을 복수 이용한 위치 추정의 높은 정확도에 대해, 수식을 이용해 동작원리를 설명한 후에 실내 환경에서 실시한 실험 결과를 소개한다. 본 기술을 혼자 생활하는 고령자의 안부 확인이나 고령자 시설의 이상 감지 등에 응용할 수 있을 것으로 기대한다.

제3장에서는 이와테대학의 혼마(本間) 교수 연구그룹이 마이크로파대를 이용한 심박수 계측 기술에 대해 소개한다. 2GHz대와 같은 저마이크로파대를 이용해 심박수를 고정밀도로 계측할 경우, 호흡 성분의 분리가 과제가 된다. 이에 대해 의사역정접복조법(擬似逆正接復調法, Quasi Arctangent Demodulation)이 유효하다는 것을 상세한 동작원리의 설명과 실험 결과를 함께 소개한다. 본 기술로, 예를 들면 호흡을 멈추지 않고 자연스러운 상태에서 장시간 모니터링을 실현할 수 있을 것으로 기대한다.

제4장에서는 NTT의 나카무라(中村) 연구그룹이 마이크로파를 이용한 비침습 글루코스 센싱의 기술 동향에 대해 소개한다. 본 기술의 기본 원리, 생체 내의 유전율 변화를 검출하는 디바이스부터, 동축 프로브법을 이용한 글루코스 센싱의 in vivo 검증 결과까지 폭넓게 소개한다. 본 기술을 당뇨병 환자의 혈당치 조절이나 당뇨병의 조기 발견 등에 응용할 수 있을 것으로 기대한다.

제5장에서는 전기통신대학의 기데라(木寺) 교수가 마이크로파를 이용한 유방암 스크리닝 기술에 대해 소개한다. 마이크로파에 의한 유방암 진단은 안전, 간편하며 높은 정확도의 암 진단 기술로서 주목을 받고 있다. 본장에서는 역산란 해석과 심층학습을 채용한 유전율 재구성법에 대해, 동작원리와 간이 팬텀을 이용한 실험 결과를 함께 소개한다.

본 소특집이 마이크로파ㆍ밀리파 기술자만이 아니라 다른 분야의 기술자나 생체 계측을 이용한 어플리케이션이나 서비스를 검토하고 있는 사람들을 이어주는 계기가 되었으면 좋겠다.

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