압전 폴리머 필름을 이용한 소방관의 호흡률 모니터링

Q: 이 논문에서 정의한 호흡률이란 무엇인가?

호흡률은 소방관이 재난 현장의 극한 환경에서 정신적 스트레스를 받을 때 분당 호흡하는 횟수를 의미한다. 이는 급성 심장 마비의 원인이 될 수 있으며, 소방관의 생명 보호를 위해 실시간 모니터링이 필수적인 생체 신호 중 하나이다.

Q: PVDF 필름 센서는 소방관의 호흡률을 어떻게 효과적으로 모니터링하는가?

연구 결과, PVDF 필름 센서는 압전 폴리머의 특성을 활용하여 호흡 시 흉벽의 주기적인 변형을 감지한다. 특히 필름에 홀을 만들어 스트레스를 증폭시킴으로써 작은 호흡 변화에도 민감하게 반응하며, 시뮬레이터 및 인체 착용 테스트를 통해 상온 및 고온 환경에서도 호흡률을 성공적으로 측정할 수 있음이 확인되었다.

손근식; 한상희; 차병준; 맹준호; 신현준; 우덕하; 장재성; 이상엽

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자료유형: 학술대회자료

저자정보: 손근식 (한국과학기술연구원) 한상희 (한국과학기술연구원) 차병준 (한국과학기술연구원) 맹준호 (한국과학기술연구원) 신현준 (한국과학기술연구원) 우덕하 (한국과학기술연구원) 장재성 (울산과학기술대학교) 이상엽 (한국과학기술연구원)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 춘추학술대회 대한기계학회 2013년도 학술대회

발행연도: 2013.12

수록면: 2,481 - 2,484 (4page)

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Firefighters are always exposed to physically and mentally stressful environments resulting in three times higher death rate than any other occupations. Physiological signal monitoring for firefighters is critical and essential to protect firefighters’ lives because more than half of deaths are attributed to stress or overexertion including heart attacks, cerebrovascular events (stroke) or other types of cardio-respiratory system collapse. In current study, we have demonstrated that PVDF wearable sensor can monitor respiration rate successfully. The principle is based on the piezoelectric sensing mechanism to detect the periodical deformations on the chest wall of human body during respirations. For a fabricated sensor involving a 28um thick PVDF film, measured to respiration rate by making the simulator. Respiration simulator at 10 to 90 bpm can make respiration rate. Small changes in the electrical signal output to be punched in the PVDF film. As a result, changes in the length of 1mm were possible to output an electrical signal. PVDF film banding worn on the human body due to aerobic exercise respiration rate was measured. As a whole, this study has developed a PVDF based sensor which was capable of monitoring the respiration rate with high sensitivity. Other distinctive features include its small size, light weight, ease of use and low cost.

#Piezoelectric polyvinylidene fluoride(압전 폴리비닐이딘 플루오라이드) #Respiration rate(호흡률) #Sensor(센서)

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