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LabVIEW와 Multisim을 이용한 디지털 헬스케어 시스템 개발

  • 저자김광현, 전세형
  • 발행일2015-04-30
  • 정가27,000원
  • 페이지372 페이지
  • ISBN979-11-85578-17-0
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  • 목차
  • 출판사 서평
최근 진보된 의학과 과학 기술의 발전은 인류의 건강한 삶의 영위를 위한 토대를 마련해 주고 있다. 이러한 요건을 충족하기 위한 기술 분야의 키워드는 바로 디지털 헬스케어이다. 이러한 디지털 헬스케어의 시스템 구축을 위해서는 획득할 생체신호의 선정, 앰프의 설계 및 획득, 획득한 신호의 계측 및 분석, 모바일 기기와의 연동 등 여러 가지 기본적인 구성 요소가 있다. 그리고 컴퓨터 프로그래밍 언어와 하드웨어 시스템이 필수적으로 사용된다. 프로그래밍 언어는 의공학 관련 연구자 및 공학도들에게는 익숙한 용어이다. 그러나, 익숙한 만큼 디지털 헬스케어 시스템에 적합한 프로그래밍 언어를 사용하기란 용이하지 않다. 또한 막상 모바일 시스템과 연동을 위한 하드웨어 시스템을 구축하려고 하면, 소프트웨어는 어떤 것을 사용해야 하는지, 하드웨어는 어떻게 설계해야 하는지 가이드라인이 제시되고 있지 않아서, 많은 난관에 봉착하게 된다는 공학자들도 많다. 
  
이에 본서는 디지털 헬스케어 시스템의 구축에 관심을 갖고 있는 엔지니어와 공학도를 대상으로, 구축에 필요한 요소기술을 풀어서 설명하고 있다. 또한, 텍스트 기반으로 어렵게 접근하는 것이 아니라 데이터 흐름 제어 방식으로 직관적인 이해를 돕는 그래픽 프로그래밍과 리얼타임 프로세싱과 FPGA기반의 임베디드 시스템 등 상용 하드웨어 제품을 활용하여 보다 이해가 쉽도록 상세히 설명하고 향후 개별 과제에 응용하기 이한 기초 가이드라인을 제공하고 있다. 그리고 회로설계 툴을 이용하여 생체신호 측정을 위한 프론트 엔드의 설계과정을 돕고, 다소 막연하고 어렵게만 느껴졌던 디지털 헬스케어 시스템에 대한 실무 및 교육에 손쉽게 적용할 수 있도록 하였다. 
김광현

 

2015년 현재 National Instruments Korea, 차장 재직중 
2004년 고려대학교 일반대학원 의공학협동과정 의공학 전공 석사졸업

 


전세형

 

2015년 현재 ㈜이노템즈 대표이사 재직 중 
2009년 금오공과대학교 생산기계공학과 박사과정 수료 
2000년 금오공과대학교 생산기계공학과 석사졸업
Chapter 01 서론
1.1 디지털 헬스케어 시스템
1.2 디지털 헬스케어 시스템의 구성요소
1.3 모바일 헬스케어 어플리케이션

Chapter 02 디지털 헬스케어 시스템 개발을 위한 프로그래밍 기초
2.1 LabVIEW
  2.1.1 NI LabVIEW란 무엇인가?
  2.1.2 왜 NI LabVIEW인가?
  2.1.3 LabVIEW탐색하기
  2.1.4 VI 문제 해결 및 디버깅하기
  2.1.5 VI 구현하기
  2.1.6 모듈러 어플리케이션 개발하기
  2.1.7 데이터 구조 생성 및 활용하기
  2.1.8 파일 및 하드웨어 리소스 관리하기
  2.1.9 순차적 상태 머신 알고리즘 사용하기
  2.1.10 변수를 사용하여 데이터 흐름 문제 해결하기
  2.1.11 데이터 흐름 확장하기
  2.1.12 디자인 패턴 구현하기
  2.1.13 사용자 인터페이스 컨트롤하기
  2.1.14 고급 파일 I/O기술
  2.1.15 기존 VI 향상하기
  2.1.16 어플리케이션 생성 및 배포하기
  2.1.17 어플리케이션 개발 실습
  2.1.18 프로젝트 분석
  2.1.19 사용자 인터페이스 설계하기
  2.1.20 프로젝트 설계하기
  2.1.21 사용자 인터페이스 구현하기
  2.1.22 코드 구현하기
2.2 LabVIEW Real-Time Module
  2.2.1 리얼타임 시스템 소개
  2.2.2 리얼타임 성능
  2.2.3 리얼타임 컨트롤
2.3 LabVIEW FPGA Module
2.4 Biomedical Toolkit
  2.4.1 Biosignal Logger and Player
  2.4.2 Biosignal Generator
  2.4.3 Biosignal Calibrator
  2.4.4 Heart Rate Variability Analyzer
  2.4.5 File Format Converter
  2.4.6 3D image reconstructor

Chapter 03 INNO-MUDU 100을 활용한 디지털 헬스케어 시스템 구축하기
3.1 INNO-MEDU 100의 LabVIEW 프로그래밍 환경 구축하기
3.2 NI myRIO
3.3 INNO-MEDU 100을 활용한 생체신호 계측, 분석 및 모바일 시스템 연동
  3.3.1 INNO-MEDU 100
  3.3.2 INNO-MEDU 100 LCD 코딩
  3.3.3 의료센서란?
  3.3.4 심전도(Electrocardiography)
  3.3.5 근전도(Electromyography)
  3.3.6 SpO2(PPG-Photoplethysmography)
  3.3.7 NIBP(Non-Invasive Blood Pressure)
최근 진보된 의학과 과학 기술의 발전은 인류의 건강한 삶의 영위를 위한 토대를 마련해 주고 있다. 이러한 요건을 충족하기 위한 기술 분야의 키워드는 바로 디지털 헬스케어이다. 이러한 디지털 헬스케어의 시스템 구축을 위해서는 획득할 생체신호의 선정, 앰프의 설계 및 획득, 획득한 신호의 계측 및 분석, 모바일 기기와의 연동 등 여러 가지 기본적인 구성 요소가 있다. 그리고 컴퓨터 프로그래밍 언어와 하드웨어 시스템이 필수적으로 사용된다.

프로그래밍 언어는 의공학 관련 연구자 및 공학도들에게는 익숙한 용어이다. 그러나, 익숙한 만큼 디지털 헬스케어 시스템에 적합한 프로그래밍 언어를 사용하기란 용이하지 않다. 또한 막상 모바일 시스템과 연동을 위한 하드웨어 시스템을 구축하려고 하면, 소프트웨어는 어떤 것을 사용해야 하는지, 하드웨어는 어떻게 설계해야 하는지 가이드라인이 제시되고 있지 않아서, 많은 난관에 봉착하게 된다는 공학자들도 많다.

이에 본서는 디지털 헬스케어 시스템의 구축에 관심을 갖고 있는 엔지니어와 공학도를 대상으로, 구축에 필요한 요소기술을 풀어서 설명하고 있다. 또한, 텍스트 기반으로 어렵게 접근하는 것이 아니라 데이터 흐름 제어 방식으로 직관적인 이해를 돕는 그래픽 프로그래밍과 리얼타임 프로세싱과 FPGA기반의 임베디드 시스템 등 상용 하드웨어 제품을 활용하여 보다 이해가 쉽도록 상세히 설명하고 향후 개별 과제에 응용하기 이한 기초 가이드라인을 제공하고 있다. 그리고 회로설계 툴을 이용하여 생체신호 측정을 위한 프론트 엔드의 설계과정을 돕고, 다소 막연하고 어렵게만 느껴졌던 디지털 헬스케어 시스템에 대한 실무 및 교육에 손쉽게 적용할 수 있도록 하였다.

LabVIEW의 기초부터 디지털 헬스케어 시스템 구축까지!

이 책은 디지털 헬스케어 시스템의 구축 예를 적절하게 표현하기 위해 세계적인 다국적기업인 National Instruments사의 그래픽 프로그래밍 언어인 LabVIEW와 회로 설계 툴인 Multisim을 두 가지 파트로 구성하고, 생체신호획득 및 분석 소프트웨어인 Biomedical Toolkit, NI myRIO등 전 세계 엔지니어들이 창의성과 생산성을 발휘하기 위하여 사용하고 있는 플랫폼을 활용하였다. 한편, 실제 구현 예를 설명하기 위하여, 이노템즈(주) INNO-MEDU 100시스템을 이용하여 생체신호 측정부터 모바일 연동까지 전체적인 통합 시스템 구축 방안을 설명한다.

따라서 독자들은 디지털 헬스케어 시스템의 구축을 위한 의학적 기초인 생체신호의 이해와 측정, 분석, 공학적 기초를 이루는 신호의 계측 및 무선 통신 처리, 태블릿과 스마트폰으로 연동되는 모바일 측정 및 제어 시스템 뿐만 아니라 소형화를 위한 회로 설계에 대한 접근 방법을 체계적으로 배우게 될 것이다.

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