1. 수행배경

- 기존에는 공기 투과율이 낮은 봉투를 이용하여 체내 이산화탄소량을 환자 본인이 직접 조절하거나, 호흡 빈도를 직접 조절하는 대처법을 사용.

- 비전문가인 환자는 자신의 미숙한 판단으로 저산소증에 빠질 위험에 노출됨.

- 입에 봉투를 대면서 호흡하거나 호흡빈도를 세는 행위 등은 기본적인 일상생활을 영위하는데 위협이 되는 요소임.

2. 수행기간

3. 개발작품 설명

- 많은 웨어러블 디바이스가 기존의 심박 센서, 혈중 산소 센서 등을 간소화하여 일상생활 수준에서 건강 정보를 모니터링 할 수 있도록 제작되는 추세임. 의료 부문에서 체내 이산화탄소 농도는 일반적으로 침습적으로 측정되어 일상 생활에 적용하기 불편하며, 비침습적 방식이더라도 장치의 부피 때문에 휴대성을 확보하지 못하고 있음. 서울대학교 의과대학 제공 데이터를 학습한 기계학습 모델을 통해, 실시간으로 측정되는 INCO2(사람이 마시는 공기의 이산화탄소 농도) 정보를 기반으로 ETCO2(호기말 이산화탄소 농도; 사람이 내쉬는 공기의 이산화탄소 농도)를 예측하고, 임상적으로 밝혀진 관계에 의거하여 체내 이산화탄소 농도를 예측해내는 시스템을 만들어, 체내 이산화탄소 농도 측정 장치를 소형화하고 여러 웨어러블 디바이스에 접목할 수 있게 함으로써, 일상생활 수준에서 활용이 가능하도록 함.

- 인체의 해부학 모델을 기반으로 마스크의 내외부 곡면을 형성하고, 호흡이 부자연스럽게 느껴지지 않도록 흡기구와 배기구의 위치를 설정하여, 장치의 부피와 사용성을 증진함. 많은 마스크 형태의 웨어러블 기기가, 내외부가 인간 얼굴 형상과 너무 다르다는 점, 흡기구 등의 위치에 의해 유입되는 공기의 흐름이 호흡에 있어 부자연스러운 느낌을 주는 점 등으로 인해 실사용률이 낮다는 점을 효과적으로 개선.

4. 활용방안

- 웨어러블 디바이스에 적용할 수 있는 소형 체내 이산화탄소 농도 측정 장치

- 전자식 마스크를 위한 새로운 구조

- 호흡기 질환 뿐 아니라 여러 정신 질환 또한 과호흡 증후군을 수반하기도 함. 증가하는 정신 질환 환자에 도움을 줄 수 있음

- 과호흡을 경험하지 않더라도 더 나은 호흡의 질을 제공