헬스케어 웨어러블 디바이스 적용기술 및 서비스 사례와 주요과제

대한병원정보협회 기술국장건국대학교병원 의료정보팀

이 제 관 기술사[email protected]

헬스케어 웨어러블 디바이스적용기술 서비스 사례와 주요과제

인간중심적인스마트라이프를실현하는환경

2015.07.16

헬스케어 웨어러블 디바이스 적용기술 서비스 사례와 주요과제: 이제관PE

혹시… 웨어러블 문화에서는?

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그때 그 디바이스는…

• TV 드라마: 전격 Z작전 (1980, Knight Rider)

“키트 도와줘

Smart Watch

Smart Car

Wireless Connected

Siri~

웨어러블 새로운 기술인가?

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웨어러블 디바이스를 생각하며…

• 왜 발가락 양말은 대중화 되지 못했을까? 우스꽝스러운 모습, 외형자체를 창피해함

기능성만으로 접근 ?

사람마다 기호가 다름

패션을 먼저 고려

개인 만족도개성+패션+편의+기능+가격

기능과 기술이 전부일까?

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헬스케어 웨어러블 디바이스

• 현황배경- 웨어러블 헬스케어 영역

최근 컴퓨팅 패러다임이 모바일에서 웨어러블로 급속히 변화하는 상황

헬스케어(건강) 분야의 웨어러블 스마트 디바이스는 가장 빠르게 성장하고 있는 산업

건강에 대한 관심은 진료중심에서 예방중심, 질병중심에서 관리중심으로 패러다임 변경

안전 및 건강관리를 더욱 편리하게 개선시킬 수 있어 삶의 질 향상효과 기대

모바일 Device 웨어러블 DeviceHealthCare

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• 초연결 융합 사회로의 진입- 헬스케어 웨어러블 디바이스는 거품기 단계인가 ?

bionicly.com/digital-health-hype-cycle

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• 초연결 융합 사회로의 진입- 웨어러블은 거품제거 단계 진입직전

- 웨어러블 적용기술은 전혀 새로운 것이 아니며, 산업발전 기술과 맥락을 같이 하고 있는 것

- 웨어러블 하나만 바라볼 것이 아니라 융합된 기술의 측면의 시야필요

O2O, IoT, 모바일, 빅데이터, 클라우드

제조업의 혁신, 3D 프린터

- 그 중에서도 웨어러블 헬스케어는 직관적이고, 가장 빠르게 성장하는 사업

인체 착용이라는 생각 자체가 활동편의성개선과 건강관리개선 측면이 강함


O2O

HealthcareWearableDeviceIoT

MobileCloud

BigData

Activityimprovement

Healthimprovement

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원격모니터링 시범사업 개요

• 원격모니터링 시범사업의 모델- U 헬스케어 개념도

- 원격모니터링 시범사업 모형

검증방향: 원격모니터링 안정성, 유효성 / 원격진료의 안전성 검증

도서벽지 보건소, 특수시설 경증환자 대상

환자요청과 의사판단을 거쳐 원격진료 실시, 전자처방전 발행하는 방식

• 측정장비 다양화• 센서기술 발전• 무선연결 변화• IoT 초연결시대• 저전력기술 개발• MEMS 제조 발전

ETNEWS

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웨러블 디바이스 현황

• 웨어러블 디바이스 상용화의 현재 (2015.07)

√

√

평균가격은 하락추세장비유형은 증가추세

Location Device

Head 64 종

Neck 13 종

Chest 12 종

Torso 22 종

Arm 10 종

Wrist 155종

Hand 07 종

Waist 08 종

Legs 10 종

Feet 09 종

Ref.vandrico.com

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웨어러블 디바이스 주요서비스 분야

• 헬스케어 측면

- 환자관리 측면에서는 개인맞춤형 패턴상황인지 중심의 Activity Tracking 중심이 다수

- 현재까지의 헬스케어 웨어러블 기술은 인체정보 센서개발에 집중되고 있는 상황

서비스 유형 서비스 영역 영역별 핵심 강화활동

환자관리

강화중심

Wellness / Fitness 피트니스 모니터링 등의 웰니스 영역

Prevention 의료정보를 사전제공, 예방지원 영역

Diagnosis 상호협력을 통한 진단정보 교류 영역

Treatment Remind, 알림을 통한 처치행위 지원

Monitoring 활동영역을 모니터링 하는 서비스 일체

의료산업

강화중심

Emergency Response 응급상황 지원을 통한 서비스 개선

Healthcare Practitioner Support 의료관련 종사자의 상황인지 지원영역

Healthcare Surveillance 의료 질관리 개선 위한, 평가, 확인응용

Healthcare Administration 헬스케어의 관리영역에 서비스 응용

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스마트 헬스케어 서비스 측면

• 본질적 가치중심 서비스 관점에서의 필요 기술융합

• 현재 상호연계보다는 개별적 기술구축 중심이나, 통합연계를 통한 유용성중심 헬스케어 서비스 발굴

• 헬스케어 웨어러블 디바이스의 최종 지향점은 스마트헬스케어의 부분

서비스 방향 서비스 매체 서비스 내용

소비자 주권강화 휴대기기, 의료기기 - 유전정보 및 생활습관 분석으로 질병예측- 생체현상 감지기술- 이상신호 측정 및 알림- 만성질환 모니터링 서비스 이용- 증상 원격상담

정보상호연결 헬스센터, 의료기관 - 원격 진료예약- 개인 평생건강기록으로 병력, 검사결과, 투약정보- 임상의사 결정지원 시스템으로 양질의 안전한 제공

서비스 신뢰성 모바일헬스, 스마트홈 - 임상적 유효성 및 안정성이 확보된 건강서비스 제공- 근거기반 질병예방과 건강검진- 기술, 기능 및 서비스 인증과 인허가

맞춤형 건강관리 평생건강관리, 웰니스 - 자기 건강상태 맞춤형 정보를 활용한 셀프힐링- 처방 순응정보에 따른 투약, 복약, 건강관리- 각종 검진, 진료 예약등이 알림

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웨어러블 디바이스 발전형태

• 웨어러블 디바이스의 발전형태

Ref.한국산업기술평가관리원

곧 직물결합형 웨어러블 디바이스 시대로 진입

악세사리형(2013 ~ )

직물결합형(2017 ~ )

인체결합형(2020 ~ )

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웨어러블 디바이스 기술분류

• 헬스케어 웨어러블 관계성

처리기술하드웨어 처리기술

소프트웨어 처리기술네트워크 처리기술

출력기술시각기술청각기술촉각기술

입력기술인체정보 센싱기술환경정보 센싱기술HCI/UX 입력기술

전원기술에너지 발전기술

에너지 변환전달기술에너지 저장기술

제품응용 지원기술신뢰성 및 안정성

시스템통합 플랫폼기술소재부품기술

헬스케어 기술측정/검사 기술진단/치료 기술처치/플랜 기술

Ref. 국가기술표준원 표준기반 웨어러블스마트기기

HealthcareWearable Device

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웨어러블 스마트기기 표준기술

• 표준 R&D 입력기술 헬스케어 직접연관성

Ref. 국가기술표준원 표준기반 R&D 로드맵.웨어러블 스마트기기 (2015)

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• 표준 R&D 처리기술 헬스케어 직접연관성


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• 표준 R&D 출력기술 헬스케어 직접연관성


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• 표준 R&D 전원기술 헬스케어 직접연관성


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• 표준 R&D 제품 및 응용 지원기술


헬스케어 직접연관성

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입력기술: 인체정보 센싱기술

• 센서기술- 센서(Sensor): 주변의 물리, 화학, 생물학적 정보를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 모든 장치 의미

- 헬스케어 웨어러블 센서의 특징

신체정보 인식용: 인체의 다양한 영역별 측정대상에 따른 센서 존재

외부환경 인식용: 건강과 관련된 영향인자들을 측정하기 위한 센서 존재 (미세먼지, UV,온도)

센싱방식의 진화

밴드, 엑세러리형 섬유 의류형 피부스킨, PATCH 부착형 신체 이식형

보다 정확한 센싱을 위해 측정부위, 대상과 밀접한 형태로의 변화 예상

INPUT물리, 화학, 생물학적

OUTPUT전기적 신호

SensingElement

SignalProcessing

Interface

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• 센서기술 기반 헬스케어 요소

AccelerometerGyroscopeCompass

Heart Rate Ambient LightAltimeter

GPSBlood

Oxygen

Ref.전자부품연구원

Track PhysicalActivity

Fall Detection

Step Counter

Calories Burn

Sleep Quality

Cardio(심장혈과계)

Fitness Level

Gym

Heart ProblemWarning

Sleep Quality

UV Exposure(자외선 노출)

Physical ActivityTracker

Fitness

Calories

Respiratory Check(호흡기질환)

Fitness Level

Anesthetic (마취)Monitor

Heart ProblemWarning

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• 센서기술 : 연구사례- 심박수 모니터링 센서

생명유지 및 건강상태 모니터링

컨디션 및 Activity Tracking

- 보편적 다수가 보유한 스마트폰을 이용한 생체 센싱가능성 검증

- 측정방법

Ref.KAIST 김창익교수, 모바일폰내장카메라를 이용한심박수측정연구

구분 이전방식 신규방식 (연구방식)

측정방식 손가락을 투과하는 빛의 비율 HD급 카메라 이용 Skin 정보보정 기반 판별

특정원리

특징 전통적 기술방식 무접촉 심박수 측정가능성

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입력기술 : HCI/UX 입력기술

• 제스처 인식기술- 악수나 포옹, 인사 같은 단순한 제스처로 웨어러블 장비간 데이터를 주고 받을 수 있음

- 유형

접촉식(non-visual tracking)

비접촉식(visual tracking)

환경센서에 의한 방법

웨어러블 센서에 의한 방법

- 기기간 페어링, 기기간 소규모 네트워크 구성

- 제스처에 따라 주고 받는 데이터를 다르게

- 맥락 정보(contextual information)

전송할 데이터의 범위나 내용, 시점 가능

시계, 반지, 목걸이, 옷

모든 웨어러블 기기 적용가능

- 이슈

피로감

Apple.Inc

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출력기술 : 유형별 기술

• 대표적인 출력기술유형

기술유형 기술명 기술설명

시각기술 인체무해 기판일체형 디스플레이 - 단일기판 내장을 통한 초소형화 제작기술- 3D프린팅, 인쇄전자 이종기술 융 복합

웨어러블 Eye Glass 디스플레이 - 경량화 기술기반 초소형 디스플레이- 시야각 및 고해상도 향상기술 기반확대

청각기술 플렉서블 스피커 - 플렉서블 한 형태의 가청주파수 발생소재- 유연압전박막 기반 음향구조, 제작기술

촉각기술 헬스케어용 MEMS기반 PoC - 신체부착의 형태, 즉각적 생체정보 진단- 신축 및 유연성, 인체 무해성 투명소재- 변형방지, 노이즈제거, 미세패터닝 기술


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처리기술: 네트워크 통신기술

• WPAN- 근거리 무선통신 기법

대표기술: Zigbee, 블루투스 LE, UWB

단거리 사용되는 저전력 통신기술

최근 BLE 4.2 버전공개

인터넷 프로토콜 지원 프로파일 개발

센서, 장치들이 인터넷에 접속가능

6LowPAN (IPv6 저전력무선통신기술) 사용가능

1:1 통신에서 IoT플랫폼 확장가능으로 진화

• WBAN- Wireless Body Area Network

인체내부, 인체 주변장치들간의 무선 네트워크

심전도, 맥박등 인체와 관련된 생체신호 무선전송 활용

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처리기술: 네트워크 통신기술

• 용도자유대역 주파수 개방- 용도자유대역 주파수 (K-ICT Free Band, 정부정책)

출력 등 기기간 혼신 방지를 위한 최소한의 기술기준만 만족하면 허가나 신고 없이 자유롭게 사용할수 있는 주파수 대역

IoT 센싱, 웨어러블, 헬스케어 등 ICT 신 산업활성화 차원 추가사용대역 제공

8GHz 폭 공급 추가공급

기존 국내 900MHz, 2.4GHz, 5

공급 주파수 구분 국제동향 활용전망

262~264 MHz (2MHz) - 협대역 디지털 통신, 군용에 사용 원격검침, 스마트홈, 장거리 IoT

24~27 GHz (3GHz)- 물체감지센터, 차량충돌방지레이더 등- 광대역 무선통신, 무선탐지, UWB기기등

소출력 레이더5G이동통신 스모셀

64~66 GHz (2GHz) - 무압축 대용량 영상전송, 고해상도 레이더등무압축 대용량 영상전송(WiGi)근거리 고해상도 레이더등 이용

122~123 GHz (1GHz) - 초고속 통신, 의료영상진단, 보안검색등- 관련 연구개발 진행등

20년 이후 기술발전에 따라 다양한소출력 기기 상용화 예상244~246 GHz (2GHz)

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처리기술: 하드웨어 처리기술

• 생체인증 융합기술- 인증방식의 종류

지식기반: 사용자 설정한 비밀정보 기반 (예, 패스워드)

소유기반: 인증토큰을 소유하고, 이를 기반으로 인증하는 방식 (예, OTP, 공인인증서 X.509)

생체기반: 사용자 고유의 신체구조 또는 신체기반 행동특징

- FIDO (Fast IDentity Online )

국제 FIDO Alliance 표준규격, 스마트 환경에서의 생체기반 융합인증방식

간편하고 안전한 생체인증

멀티팩트 인증기술

2가지 이상의 인증방식 조합

최근 핀테크 기술에 접목

생체정보기반 인증 활용(지문인식 등)

NFC인증팔찌

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처리기술: 하드웨어 처리기술

• 생체인증 융합기술- 바이오 인식기술 개발

사물인터넷 분야 비대면 인증수단 활용가능

뇌파, 심전도등 생체신호 기반

생체신호의 특징

위변조 공격이 상대적 어려움

ICT 융합서비스 안전성 보장

생체신호 인증기술 표준연구회

Ref. kisa.or.kr

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전원기술 : 에너지 발전기술

• 저전력기술 : 저소비 측면- 웨어러블 저전력 직접회로 기술

프로세스 성능을 줄이고, 전력 소모를 최소화 필요

낮은 액티브 전력과 대기전력, 웨이크업(Wake-up) 명령에 신속한 반응이 중요

Dual Supply Scheme & Dynamic Range folding 기술 적용

신호분석 회로의 구조를 단순화

같은 회로로 재구성하여 에너지 소모 최소화

주파수 실시간 조정, 신호처리 위한 Access 빈도 최소화 등

인체통신(WBAN등) 기술을 활용한 통신전력 최소화 연구

DGIST 제민규박사 연구팀 (2015)

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전원기술 : 에너지 발전기술

• 저전력기술 : 용량 소비 측면- 베터리 필요 없는 센서 개발 (UNIST 공동연구팀, 2015)

하이브리드 투명 전극소자 적용

스티커형태 무선 스마트 센서

피부등 인테나 내외부 여러 표면에 붙여 실시간 단백질 같은 생체물질 변화를 감지

형태의 변화가 일어나도 감지에 지장 없음

필요전력을 외부 수신안테나 쪽에서 공급

센서자체에 배터리 불필요

수신 안테나에서 보내는 전파로 센서내 안테나가 정보를 담아 반사하는 원리

Reification

수신 안테나를 핸드폰 베터리 전력을 이용하면 센서정보 주고받게 됨

무선 스마트 센서 상용화 가능

Ref. YTN 사이언스 2015.06

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전원기술 : 에너지 변환전달 기술

• 에너지 수집기술- 에너지 하베스팅

주변환경을 이용하여 에너지를 얻는 방법으로 그냥 지나쳐 없어질 수 있는 에너지를 모아서 전기에너지로 변환하는 기술

- 유형

하이브리드형 하베스팅 기술개발 (둘이상의 에너지원 병행축적)

인체활동 기반 에너지 하베스팅 기술

생명유지 에너지원 이용: 혈압, 호흡, 체온유지 에너지원

인체 유기전력 에너지원: 인체내 전자기파 활용

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전원기술 : 에너지 변환전달기술

• 무선충전기술- 안정적인 배터리 기술

베터리 전력을 전압/전류로 변환위해서 에너지 손실수반 (변환효율: 80~95%)

변환효율증가는 낮은 효율의 시스템 대비 유효 베터리 소모를 낮춤

- 무선충전방식 유형

자기유도방식(Magnetic Induction)

전자기파방식(Microwave)

자기공명방식(자기공진, Resonant Magnetic Coupling)

멀티 기기 동시충전

국내 중소기업 맵스 A4WP용 수신칩 상용화

미국형 웨어러블 기기에 처음적용

웨어러블 수신칩 및 송신용 컨트롤러칩

WPC, A4WP 동시지원 수신칩 출시계획

Ref. 전자신문 2015

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지원기술 : 시스템 통합 플랫폼 기술

• 웨어러블 스마트 기기 운영체제 기술특징- 용도에 따른 운영체제 요건

- 성능에 따른 운영체제 요건

피트니스 분야• 24시간 사용자의 몸에 착용, 매우 작은 크기 요구• 제한적인 메모리, 베터리 구조• 최소한의 운영체제, 경량, 저전력에 초점을 맞춘 실시간 운영체제 선호

헬스케어메디컬 분야

• 사용자가 항시 착용해야 하는 환경, 경량의 운영체제 요구• 높은 실시간성 필요, 실시간 운영체제 요구

고성능 운영체제• Watch OS(iOS8기반), Android Wear(리눅스기반), Tizen(리눅스기반)• 전력소모를 경감을 위한 서비스 기능탑재: Freeze-dried, 저전력BLE지원 등

초경량 운영체제(실시간)

• 임베디드OS, FreeRTOS(비선점스케줄링), μC/OS(선점스케줄링)• 제한적인 운영체제, CPU 점유율 낮춤• 오프로딩 기법(외부기기의 도움을 활용하여 복잡한 연산을 수행)• 저전력스케줄러 기법 활용

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지원기술 : 시스템 통합 플랫폼 기술

• 웨어러블 미들웨어 기술- 웨어러블 기기별(프로파일별 서비스를 통합하는) 컴포넌트 관리기반의 웨어러블 미들웨어 형태

- 서비스별 컴포넌트 구성: 확장성, 이식성 구조 필요

장치간 통신, 장기 구조나 인터페이스 종류와 무관하게 정확한 동작을 수행 가능

제한된 자원을 가진 HW플랫폼상에서 실행가능

장비와 사용자가 계속해서 이동하는 특징을 반영

- 기능성, 유연성에 고려

기능 중복제거, 복합데이터 조합 출력필요

새로운 기능 추가에 따른 유연성 제공

컴포넌트 기반의 웨어러블 미들웨어 프레임워크

컴포넌트화: 통신, 전력관리, 보안, 정보프로파일관리, 네트워크설정, 상황정보관리, 이동성지원

컴포넌트 관리자: 추가 검색, 설치 기능을 통한 컴포넌트 라이프사이클 관리

정보공학회지 (2015.06)

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지원기술

• 인체정보 데이터 자료: 한국인 인체정보- 한국인 체형에 적합한 웨어러블 기기용 인체정보 데이터베이스

국가기술표준원

- 부위별 인체정보 확보

웨어러블 스마트 기기개발에 필요한 인체정보 제공

성, 연령, 지역, 사회계층별 한국인 인체지수

인체형상 측정 산업제품과 생활공간 설계에 필요한 자료보급

- 웨어러블 대중화 촉진 목적

머리둘레, 발 너비, 손바닥 직선길이 등 부위별 세부 인체정보 확보

단순 수치 측정값이 아닌 제품 설계에 필요한 형태로 추출, 가공

예) 스마트 글래스 디자인 과정에서 렌즈크기와 눈 너비 높이간의 상관관계 분석

sizekorea.kats.go.kr

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지원기술 : 소재부품기술

• 압전소자- 세라믹 u-압전발전소자

전기를 만들어내는 3D프린팅 소재 개발

세라믹 기술원 연구팀

25*5 밀리미터 크기 3볼트(v), 4암페어 전기생산

한 층 전기발전량은 적지만, 적층구조시 구동만큼 출력가능

세라믹 비중 60~75% + 레진 유기소재 (40~25%)

섭씨 200도 전후 열처리

깨지지 않고 유연한 특성 가짐

세라믹 고유특성유지, 유기소재 장점

웨어러블 기기 차세대 에너지원

Ref. 전자신문 2015

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지원기술 : 소재부품기술

• 전자회로용 3D 프린팅 기술- 웨어러블 전자회로용 상온 고해상도 3D프린팅 기술

전자회로를 3D 프린터로 만드는 기술 (2015): '3D e-jet(이젯) 프린팅'

UNIST 신소재공학부 연구팀

금속이나 반도체, 디스플레이용 발광물질등 3D 프린트할 수 있는 신공정

3D 프린터의 미세 노즐에서 잉크가 나오자마자 마르도록 설계

0.001mm 수준의 초미세 무늬를 곡면형태로 출력가능 (세계 최고수준)

출력결과회로 품질

변형에 강함, 웨어러블 전자회로 제작용이

Ref. YTN 사이언스 2015.06

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주요기술 : 소재부품기술

• 의류형 커넥티드 옷감: 첨단 전자직물- 의류형 웨어러블 핵심요소: 무의식성

프로젝트 자카드 (Google, Project Jacquard)

섬유를 터치스크린을 활용, 전자직물 소재연동 발표

직물소재 저변확대

블랙야크 스마트웨어 야크온 (패션의류업계)

나노소재 섬유와 전도성 은사를 활용

심박수, 혈압측정 블루투스로 실시간 확인

향후 진행방향

전도성 복합사를 직조방식으로 엮어 제스처 인식과 멀티터치 가능한 섬유소재 개발중

소재활용을 통한 헬스케어 강화측면 보강

Ref. blackyak.com/yakon-p

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주요장비사례: 헬스케어 측면

• 혈압 측정기 : Type 1/2 Blood Pressure Dock

$79.95 / $99,95

CE medical certification (Europe), FDA approval (USA)

Cloud Storage Service (Free)

Wireless communication : Bluetooth V3.0+EDR Class 2 SPP

Battery: 1*3.7V Li-ion400mAh

2 Type: 팔목형, 팔둑형

Type1: 팔목형

Type2: 팔둑형

아이헬스랩스 (ihealthlabs.com)

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• 혈압 측정기 : Type 3 WIRELESS BLOOD PRESSURE WRIST MONITOR

$79.95


communication : Docker Trans

Power: DC: 5V1A / Battery: 3.7Vli-ion 400 mAH

측정방법 및 기준

Oscillometric, automatic inflation and measurement

Cuff pressure range: 0-295 mmHg

Pressure accuracy: ±3 mmHg


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• 무선 체중계 WIRELESS BODY ANALYSIS

$79.95 / $99.95

Wireless communication: Bluetooth 4.0

Power: 4 AAA batteries included


측정항목

WEIGHT, BODY FAT, LEAN MASS

MUSCLE MASS, BONE MASS

BODY WATER

DCI, BMI, VISCERAL FAT RATING

Type1

Type2


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• 산소포화도 분석장치 blood oxygen saturation Devices (iHealth Edge)

$69.95

Wireless communication: Bluetooth 4.0 BLE

Battery type: Lithium-polymer


측정항목

SpO2: 산소포화도 (blood oxygen saturation)

BPM: pulse rate

perfusion index


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• 심전도 측정기 Electrocardiogram Analysis : AliveCor

$74.99

FDA Cleared

측정항목 및 방법

심전도(ECG) 체크 : AF Detector

Heart Rate

alivecor.com

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• 체온 측정기 digital thermometer: TempTraq

$24.99

발열의 정도를 색으로 구분

원격으로 온도를 추적

Fever Alert: 온도가 일정수준에 도달시, 경고메세지 부모에게 전달

Monitor Multiple Children

블루투스 기반

temptraq.com

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• 운동관련 장치 : 만보기류 Fitness Devices (iHealth Edge)

$69.95


Battery type: Lithium-polymer


측정항목

Activity and Sleep Tracker


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• 운동관련 장치 : 심박수 측정 장치 Heart Rate Training + Activity Tracker (Mio FUSE)

\195,000

세계 최초 1초 1회 실시간 심박수 측정 (국내기술)

광학센서 특허기술, 수심 30m까지 방수

손목밴드 타입, 가슴 스트랩 필요 없이 지속적인 심박수 측정

심전도(EKG)와 99%일치



피부 아래 혈액 양을 감지하는 알고리즘

시간, 걸음걸이, 속도, 칼로리, 소비량, 이동거리 운동량 실시간 모니터링

앞썬아이앤씨(whipsen.com)

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• 운동관련 장치 : 피트니스 밴드 Heart Rate Training + Activity Tracker (InbodyBand)

\175,000

인바디 검사 (채성분측정)

심박수 측정

활동량 측정 (가속도 센서통한 걸음수, 활동거리, 시간, 소비칼로리)


Battery type : 55mAh


inbody.com

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http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0CAcQjRw&url=http://it.donga.com/20680/&ei=jtaUVc-zI4z38QX8lbuYAQ&bvm=bv.96952980,d.dGc&psig=AFQjCNEU9-l8zUW2JSKwbXQGTQOBNGFZNg&ust=1435903989783708

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• 운동관련 장치 : 블루투스 피트니스 저주파 운동복 Wireless EMS System (VisionBody, 독일 필네스)

운동프로그램과 연동하여 실제 운동활동을 측정하고 코칭하는 시스템

인체에 안전한 저주파 전기를 근육에 가해 운동효과 증폭

No Cable

VisionBody Pad

32 pre-installed workout programs

Training videos for an effective workout without personal coach

VisionBody Box : 블루투스 저주파기

VisionBody PowerSuit


Battery type : 12시간 유지

vision-body.com

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http://www.vision-body.com/fileadmin/_processed_/csm_06_5b79ca22db.jpg

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• 운동관련 장치 : feet sensor pad 스마트 신발 : 발바닥 압력측정 장치

$1975

훈련과 재활 목적

스포츠 과학과 임상연구 활용

피드백과 라이브 뷰 실시간 스트리밍 (이동시 자동측정)

측정항목: 압력 측정, 무게측정, 밸런스측정, 모션측정

정전용량 압력감지센서 및 모션감지 3D가속도계

moticon.de

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• 운동관련 장치 : 테니스 라켓 Smart Tennis Racket (Sony)

Wireless communication : Bluetooth 4.2, Bluetooth SIG

향상된 보안, 벌크 전송지원 (고속데이터 처리지원)

안드로이드웨어

목표운동개선을 통한 헬스케어 개선, 명확한 사용 사례

스마트 테니스 센서 개발

스윙 분석, 타점, 스윙 스피드, 타구의 위치 가시화

운동량 체크, 분석

sony.com

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• 혈당관리 장치 Smart Glucometers : Type 1

$16.95

Connection: Mobile device headphone jack

Single patient use for self-testing only

Power source: 3.0V (CR1620)


측정항목


50



• 혈당관리 장치 : Type-2 Wireless Smart Gluco-Monitoring System

$29.95


Single patient use for self-testing only

Power: DDC 3.6V


측정방법

전류측정 기술: glucose oxidase

결과범위: 20mg/dL~600mg/dL (1.1mmol/L~33.3mmol/L)


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• 뇌파기반 신경안정 장치 the brain sensing headband (Interaxon- muse)

$299

7 Sensors


It motivates you to change your brain

It improves how you respond to stress

Extended use can have amazing and lasting results

It is designed to help you form the habit

측정방법

Connect Meditate Track Improve

choosemuse.com

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• 뇌파기반 신경안정 장치 Wearable Brain Healthcare (YBand)

알츠하이머성 치매와 경도인지장애의 증상 완화

비침습식, 뉴런 네트워크를 통한 두뇌자극 전달방식

피부 바깥에서 전기를 쏴 뇌 깊숙한 부분을 적확하게 자극

손상된 신경회로를 활성화해 치매증상을 완화하거나 치료

매일 30분 사용으로 특정 뇌 기능 활성화

뇌 상태를 분석하고 뇌 기능을 동시에 조절

ybrain.com

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• 임산부 헬스케어 장치 Wearable Prenatal Health Systems

Pregnancy Belts

$79.95

Pregsense (청각 사운드 모니터)

Prenatal monitoring

Activity를 기준으로 건강상태 파악

임신 기간동안 태아와 임산부의 건강상태 관리

nuvo-group.com

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• CPR Glass (Cardiopulmonary Resuscitation Glass) 응급상황에서 정확한 심폐소생술 가이드라인 제시

글래스에 탑재된 자이로 센서로 구고자의 움직임, CPR 속도, 횟수감지

응급의료기관 등에 연결, 빠른 처치를 가능하게 함

- 역할별 활용시나리오

Director : Procedural Checklists

Avatar : Multimedia Communication & Telehealth

Mentor : Video Training & Continuous Improvement

Informant : Context-Aware Data & Alerts

wearableintelligence.com

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• 베란기 판독 장치 베란기 모니터 판독기 및 센서 (듀어퍼틸리티: DuoFertility)

배란 예측 시스템

임신 기회 극대화

최대 6개월 동안 기초 체온을 지속적 측정

배란 발생 시기를 최대 6일 먼저 예측 가능

한번에 수개월 동안 인체에 편안하게 부착할 수 있는 물리적 폼팩터 개발 이슈

기술적 이슈

모든 장기간 사용에 따른 처할 수 있는 모든 상황을 대처

수면, 운동, 샤워, 스키 등의 활동

부착형 전자장치의 사이즈

작아야 하고, 베터리 용도의 이용공간 매우 제한적

저전력 기술 필요

측정 데이터의 전송

전송방법은 데이터 측정시보다 상대적으로 높은 전력소모 특성

DuoFertility

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• 영유아 수면 모니터링 장치 Wearable Baby Health Monitor Systems (Nursery 2.0)

$ 29.99

Turtle Sensor + Lilypad

microphone - allows you to listen to your baby

Bluetooth module

Cloud Backup Support

측정항목

Baby’s breathing, body position

sleep activity

mimobaby.com

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• 전자 스마트 시력검사기 Wearable Electronic Stethoscope (스마트비전랩, SVOne)

$4000 (기존 장비는 $20,000~$40,000, 80~90% 저렴)

기존 시력검사장비 대체

FDA 1등급 인증

눈 사진을 연속촬영시 스마트폰에서 분석 (5초이내)

눈 건강상태와 이에 맞는 처방제공

Sphere Range -10 to +10 diopters

개발도상국, 의료사각지대 등

빈곤에 의한 10억명에 달하는 시력검사 대상자 개선

smartvisionlabs.com

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• 전자 청진기 장치 Wearable Electronic Stethoscope (3M 리트만 블루투스)

\ 600,000

환자 가슴의 센서와 의사의 이어폰을 블루투스 연결

청음 사운드 센서, 주변소음 제거기능

Heart Sound Shared (co-work)

심장내과, 호흡기내과, 흉부외과 사용

Scope to Scope 이용, 실시간 원격진료 가능

Bluetooth module

측정항목

심장이상음 진단, 분석

creativity.3m.co.kr/littmann

59

http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0CAcQjRw&url=http://www.cardionics.com/3m-littmann-listen-in-mobile-kit.html&ei=NemUVczPKcyA8gWnl6fYBw&bvm=bv.96952980,d.dGc&psig=AFQjCNEyjXH7hlmly0DqFgB22T_cdkZljA&ust=1435908680612307

http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0CAcQjRw&url=http://www.cardionics.com/3m-littmann-listen-in-mobile-kit.html&ei=NemUVczPKcyA8gWnl6fYBw&bvm=bv.96952980,d.dGc&psig=AFQjCNEyjXH7hlmly0DqFgB22T_cdkZljA&ust=1435908680612307

http://www.estetoscopio.pt/Membrana-para-Littmann-3100-e-3200

http://www.estetoscopio.pt/Membrana-para-Littmann-3100-e-3200



• 피부질환 모니터링 장비 Mobile dermoscopy (Hanyscope)

$943.20

광학 20X directly

두/피부질환, 원격판독, 원격진료 허브지원

측정정보만 로컬기록, 클라우드로 데이터 전송

FotoFinder Hub - the platform for eDermoscopy

Not Wearable, Expand Mobile Health

Battery: 2400mAh, 8 hours LED

측정항목

LED기반 광학 20배율 부위별 피부사진

handyscope.net

60

http://devtypo.handyscope.net/index.php?id=36





주요장비사례: 산업융합 벤치마킹 측면

• 추적관련 장치 UP move by JAWBONE

부착형

활동추적

걸음수, 운동, 소모된 칼로리

적극적이고 활기찬 상태를 유지

수면상태추적 : 수면시간과 수면의 질

식음료기록

스마트 코치

규격화 충고가 아닌 목표동기부여, 맞춤 통계

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• 추적관련 장치 : 피트링스 페블 (Fitlinxx Pebble+)

$59.95

외래환자 재활 및 물리치료를 위해 운동 추적기 활용

단순한 클립방식 고정

Battery type: CR2032 Coin Cell (12 Months)

fitlinxx.net

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• 추적관련 장치 : RFID 기반 응급환자 인식시스템 119 안심팔찌 (대구소방안전본부, 2012)

응급상황 발생시 고령의 환자의 정보를 신속하게 확인 목적

RFID 리더를 통해 내장된 응급정보를 구급대원이 즉시 확인가능

팔찌 내장정보

환자의 간단한 인적사항

주 진료병원

보호자, 주요질환형태

소방방재청 구급시스템과 연계

원적외선 및 음이온 발생

건강팔찌로 노인들에게 인기

119.daegu.go.kr

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• Smart Watch : 혈당시계 웨어러블 개인용 혈당측정기 (국내 알앤유 & 경북대)

경북대 자율군집SW연구센터(CSOS)와 공동개발 생산

저전력 설계

Bluetooth 4.0 Low Energy

베터리: 280mAh Lithium Polymer

지원서비스

헬스기기 측정: 헬스장비와 ID를 교환 건강정보 자동저장(혈압, 혈당, 체중)

혈당계 내장

메세징 서비스: 스마트기기와 연동 SMS 표시

상환인지 기능: 사용자 제스터, 운동상태, 위치파악

개인활동기록: 귀가, 취침, 식사등 자동기록 행동인지

csosp.org

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• Smart Watch Apple Watch : (Health kit / Research Kit)

화웨이 워치 (Huawei Watch)

안드로이드 웨어 기반

심박수 측정, 건강관리

출처: etnews

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• 이동 모니터링 장비 이동형 비콘 (비트앤펄스)

고리나 팔찌 형태

현재위치, 이동상황 수신자에게 송신

저전력 블루투스(BLE) 기반, 50m 반경작동

긴급상황 발생, 구조신호 응급모드

활용가능: 치매환자 경로추적, 환자유형별 동선

기타활용: 최적화된 환자동선파악

bitnpulse.com

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• 웨어러블 증거확보 보디캠(Body Worn Camera : Reckon-X)

몸에 부착, 촬영할 수 있는 웨어러블 장비

경찰관 몸에 달아 사건현장을 촬영하는 카메라

공무집행방해 현행범 검거, 사건현장에서 증거확보 유용

영상증거자료 신뢰도 높음

관련기술

내부 SD저장소 암호화, 영상 삭제, 변경방지

블루투스 연동

경찰이 권총을 뽑는 동시에 자동녹화기능

활용

경찰과 군대, 소방, 산업현장에 적극 활용검토

사생활 침해 우려

시민에게 사전 고지 촬영을 통한 침해최소화

monitorclosely.com/node/29

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• 웨어러블 장애지원- 점자 스마트워치 (국내밴처 dot, 2015.12 미국출시예정)

적정기술 : 소외층 지원

기존 TTS의 사생활 보호 취약문제

제공기능

시계형 점자리더기

E-BOOK리딩

점자교육기능

스마트워치

fingersonkor.strikingly.com

68


웨어러블 적용기술 주요과제

• 웨어러블 기기를 구매하지 않는 이유- 필요하지 않다

- 가격이 비싸다

• 웨어러블이 사랑 받지 못하는 이유- 킬러앱의 부재 : 건강한 사람에게 건강 정보는 효용성이 매우 떨어짐, 보편적인 니즈가 아님

맥락인지로 진화(Context Aware)

불편함

거부감과 프라이버시 이슈존재, 사람들의 일상을 방해할 위험

관련성이 낮은 정보를 제공하는 경우는 사용자를 방해하는 결과, 일의 생산성 저하

기대와 다른 UI/UX

몸에 부착해야 하는데 화면이 작아 UI 상당한 제한

2Sec Rule 위배 (IBM 로버트 밀러교수 UX판단기준)

- 아직 사랑 받을 수 있는 시기가 오지 않았다?

얼마나 많이 무엇을 어떻게 수행했고 어떻게 해야 할지 코칭 해주는 지능화된 서비스 필요

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웨어러블 적용기술의 주요과제

• 문제점 발견- 인간중심의 소프트웨어 정의 융합 웨어러블 기술방향

인간친화성부족

• 모방을 통해 단순히 트랜드에 편승하려는 모습• 인체작용 용도임에도 폼펙터 이질적• 전자제품에 사용되는 부품을 활용, 개발하는 수준

다양한 산업융합부족

• 스마트폰의 연장선상의 건강정보 측정하는 방식만을 제공• 스마트폰 종속성 탈피 필요• 예) 핀테크와 웨어러블 결합

서비스화/플랫폼화지연

• 웨어러블 헬스케어 플랫폼 형태의 출현 필요• HW와 SW를 분리하는 SDx (소프트웨어 정의 웨어러블)• 네트워크 연결을 통한 서비스화로 진화

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• 산업 속성에 따른 기술적용 방향

- Digital Fatigue, 디지털 피로도를 가중시키면 안됨

충전해야 하는 기기가 1~2개가 아니라, 늘어난다면…

기능을 많이 탑재하면 할수록

충전, 발열, 무게 측면에서 소비자의 불편함 초래

- 단순한 것에 집중 필요

오버스팩 경계, 합목적성 제공

스마트폰과 페어링 (Pairing) 해주기만 하면 됨

스마트폰기능 중복적 구현 불필요

컨텐츠와 서비스가 결합된 스마트 헬스케어 생태계를 만들어내야 함

- 정형화된 폼펙터 없음

모든 형태 및 디자인이 폼팩터 될 수 있음

- 다품종 소량생산이 아닌 소품종 대량생산이 될 가능성

겉은 소비자마다의 개성을 크게 살려주면서 감성을 자극

속은 완성도 높은 모듈이 소비자들의 기능적 니즈를 충족

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• 지원제도 현황 및 과제

- 1. 기술개발 지원

웨어러블 스마트 디바이스 산업 집중 육성 추진

13대 창조경제 산업엔진 프로젝트, 임베디드 SW발전전략 통해 웨어러블 산업 성장동력 육성

웨어러블 스마트 디바이스 포럼 결정 (14.03)

소재, 능·수동부품, 반도체 공정기술의 플렉서블 기초연구, 기술지원 필요

소재, 부품의 플렉서블화, 웨어러블 최적화 OS 및 SW, 분야별 전문가와 함께 기술공유체 마련

- 2. 인력양성 차원

기존 인프라를 활용하여 기술개발이 가능한 분야

신규인력 양성보다는 기존인력을 웨어러블 기기 전문가로 양성하는 전략이 빠른 변화추세 대응

물리적 유연성과 다양한 센서의 접목이 새로운 제품시장 창출에 관건

중소기업, 대학의 인력을 공공연구기관과 연계하여 기술적 문제점을 공동으로 해결하고 교육받는 과정필요

상품화 측면에서 신뢰성이 중요한 요소 공공신뢰성 검증기관, 학과신설 필요

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• 지원제도 현황 및 과제

- 3. 연구기반 구축 분야

다양한 종류의 제품이 출현 가능함 중소 및 벤처 기업의 시장 진출 시도 활발 예상

연구력, 자본, 특허 문제가 걸림돌

체계적이고 지속적인 지원이 필요

인프라 구축 위해 공동 테스트베드 및 시험환경 구축 시급

다양한 형태의 제품 및 활용시나리오 고려

인체 영향에 대한 연구 지원 및 시험 가능한 환경마련 및 개발지원 필요

- 4. 기반산업과의 연계 분야

기반사업융합 필요 (통신, 베터리, 프로세서, 헬스케어 센서, 디스플레이, 플렉서블, 반도체 등)

기술수준이 빠른 플렉서블화, 경량소재, 디스플레이, 반도체 및 바이오센서 기술분야 집중투자

실질적인 기술적 도움을 받을 수 있도록, 기반기술 검색, 자문, 기술이전 연계시스템 마련

연구장비 공용활용 환경

기술정보 제공 및 기술공유 네트워크 구축 활성화 지원

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• 규제개혁 정책방향

- 융·복합 의료기기 규제 과감히 제거

의료기기 통합정보뱅크

건강에 도움을 주기 위한 일부 제품

대상에서 제외, 규제를 해제

건강관리용 웰니스제품 구분기준 가이드라인

운동, 레저, 일상생활 건강관리 목적 제품

의료기기 규제대상에서 제외

규제대상 제외 시 기대효과

의무규정준수불필요

• 의료기기 적용의무규정 사전 허가심사 규정 미적용• 의료기기 제조 및 품질관리기준

허가준비소요기간 단축

• (시간)허가 준비에만 소요되는 최장 4년을 2개월로 단축• (비용) 최고 4억원 비용절감 효과

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경청해 주셔서 감사합니다.