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디지털 헬스케어를 위한 웨어러블 기술 혁신에 대한
실용적인 기술들을 제공

최근의 의료시장은 사물인터넷을 기반으로 한 웨어러블 기기를 통해 획득되는 수많은 건강 정보와 의료기관 시스템을 통해 생성된 진료 정보, 의료 영상, 개개인의 유전체 정보 등 다양하고 방대한 데이터를 수집, 분석, 응용, 관리할 수 있는 빅데이터 시스템, 그리고 빅데이터로부터 의미 있는 정보를 도출할 수 있는 인공지능 기술까지 여러 분야의 기술이 융합된 첨단 의학 영역으로 자리잡고 있습니다.

본 교재인 ‘디지털헬스케어를 위한 웨어러블 기술’은 웨어러블 기기를 통한 의학 및 건강관리, 임상 및 생물의학 응용 프로그램에 대한 최신 연구 및 정보를 제공하고 있으며, 웨어러블 의료기술에 있어서 세계적인 가치에 기초하여 혁신에 대한 실용적인 기술들을 제공하고 있습니다.

본 도서의 발간으로 의학과 보건의료의 향상을 위한 임상 전문가 및 환자를 위해 사용되는 진보된 웨어러블 기기가 할 수 있는 것이 무엇인지, 아이디어 발굴부터 제품화와 시장공급까지 이르는 프로세서에 대하여 학계, 연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분의 사고 지평을 넓히는 데 전반적인 도움이 되기를 바랍니다.

역자의 말
1장. 의학과 보건의료 분야의 웨어러블 기술: 서론

2장. 스마트 안경으로 수술실 의료진의 역량 강화
2.1 서론
2.2 스마트 안경
2.3 수술실에서 스마트 안경의 사용 현황과 이점
2.4 의료진의 수술실 내 활동
2.5 수술실이 스마트 안경의 미래인가?

3장. 웨어러블 상지 재활 지원 로봇 공학: 최첨단 기술, 난제, 미래 연구에 대한 고찰
3.1 서론
3.2 임상적 시각에서 본 웨어러블 로봇 공학 설계 요구 사항
3.3 상지 웨어러블 외골격 로봇
3.4 웨어러블 보조 로봇 공학의 난제와 진보

4장. 상지 웨어러블 재활 외골격 로봇: 최첨단 기술 검토와 EXO-UL8-Dual-Arm 외골격 로봇 시스템 사례 연구
4.1 뇌졸중 환자 상지 재활에 대한 배경 정보
4.2 상지 재활 웨어러블 장치에 사용되는 최첨단 기술
4.3 양팔 외골격 로봇 시스템 ‘EXO-UL8’사례 연구

5장. 뇌졸중 환자의 보행을 보조하는 하지 외골격 로봇
5.1 뇌졸중에 의한 보행 이상
5.2 뇌졸중 환자의 보행 재활: 현재 방법
5.3 뇌졸중 환자의 보행 재활: 전동 외골격 로봇
5.4 뇌졸중 재활을 위한 하지 웨어러블 외골격 로봇 설계

6장. ?상지 모니터링 웨어러블 센서
6.1 서론
6.2 감지 기술
6.3 웨어러블 형상 인자
6.4 상지 모니터링 웨어러블 센서
6.5 손가락 움직임
6.6 손가락 끝 반력(反力)
6.7 앞 팔 악력(握力)
6.8 디자인 난제와 미래 동향
6.9 결론

7장. 보건의료를 위한 웨어러블 기술과 힘 근전도 기록법
7.1 움직임 모니터링
7.2 근운동 기록법
7.3 힘 근운동 기록법(FMG)
7.4 힘 감지 저항기
7.5 변형 계측기
7.6 응용 분야

8장. 섬유 기반 센서: 차세대 유비쿼터스 섬유 시스템 구현
8.1 서론
8.2 기존의 섬유 웨어러블 통합 기법
8.3 통합 센서를 위한 섬유의 요구 사항
8.4 섬유 기반 센서를 사용한 공간 감지
8.5 섬유 기반 감지 양식
8.6 섬유 센서 시제품
8.7 대규모 섬유 생산
8.8 상호 연결체
8.9 섬유 기반 감지의 난제
8.10 결론
8.11 이해 갈등 혹은 이해 충돌 관련하여 밝힘

9장. 웨어업(WearUP): 운동 장애 원격의료 중재를 위한 웨어러블 스마트 섬유
9.1 서론
9.2 배경 및 관련 연구
9.3 웨어업(WearUP) 설계
9.4 웨어업(WearUP): 알고리즘과 방법
9.5 실험 결과 및 토의
9.6 결론 및 향후 연구

10장. 연체 웨어러블 팔꿈치 엑소 슈트(Exosuit): 설계 고려 사항
10.1 서론
10.2 요구 사항
10.3 구동기와 수트 디자인
10.4 컨트롤러 설계
10.5 유효성 검증
10.6 토론

11장. 생체 신호 감지를 위한 인체 통신 기반 웨어러블 기술
11.1 서론
11.2 인체 통신 기반 웨어러블 심전도(ECG) 시스템
11.3 심전도 감지기
11.4 송신기(transmitter) 구조
11.5 수신기(receiver) 구조
11.6 심전도 전송 실험
11.7 웨어러블 심전도의 전자파 적합성평가
11.8 무선 전력 전송에서의 응용 가능성
11.9 웨어러블 장치를 위한 기본 설계 지침
11.10 웨어러블 장치를 위한 전자파 적합성 시험 방법
11.11 결론

12장. 개인 맞춤형 모바일 보건의료 모니터링과 관리를 위한 웨어러블 기술
12.1 서론
12.2 웨어러블 기술
12.3 결론 및 전망
12.4 이해 갈등 혹은 이해 충돌 관련하여 밝힘

13장. 환자 유례 건강 데이터: 미래 보건의료 전망
13.1 서론
13.2 환자 유례 건강 데이터 - 어떤 장점이 있는가?
13.3 새로운 떠오르는 문제
13.4 결론

14장. 보건의료 분야를 위한 웨어러블 기술 특허 진화 지도
14.1 서론
14.2 웨어러블 기술 및 의료 분야에서의 활용도에 관한 문헌
14.3 특허 분석 및 연구 방법론
14.4 특허 데이터와 분석
14.5 토론 및 결론

15장. 의료 웨어러블 기술의 규제와 설계의 상호 작용
15.1 ?소비재 웨어러블 기술은 의료 기기가 아니다. 그렇다면 토론의 요지가 무엇인가?
15.2 15장 구성
15.3 보건 당국의 기기 규제는 어떤 관련성을 가지는가?
15.4 의료 기기 규정-기본 지침서가 아니다.
15.5 복합 의료 기기 제품
15.6 ?웨어러블 기술은 언제 의료 기기가 되는가? 위험도 분석이 답이다
15.7 ?기계 속의 유령: 웨어러블 기술에서 소프트웨어에 대한 고려 사항
15.8 종결부

운동 학습 및 회복 예측 방법을 학습하는 컴퓨터 신경 재활 모델을 구축해야 할 동기는 충분하다. 예를 들어, 기저핵과 가상 생체 역학적 로봇 팔의 합의 회로를 바탕으로 보상 운동 적응 시스템을 모델링하면 운동 적응의 행동적 결과를 설명할 수 있다. 하나의 참조 사항으로 이러한 모델을 사용하면 외골격 로봇이 치료적 중재를 어떻게 하는지, 최적의 회복을 촉진하기 위해 제공할 보조의 정도를 어느 정도인지 판단하는데 도움이 될 수 있다. 더불어 표준 모델(generic model)과 비교해 보면 맞춤 생산형 재활 솔루션(로봇)의 개발을 감안하여 환자의 개인적 차이를 보다 적절하게 집어 낼 수 있다. 마지막으로 신경과학과 연결 학습 메커니즘을 통해 얻은 이해를 바탕으로 환자 특정형 인간-로봇 상호 작용 인터페이스 및 제어 소프트웨어를 가진 웨어러블 로봇 또한 설계할 수 있을 것이다.

기존의 전동 하지 외골격 로봇은 대부분 처음에는 군사 또는 무거운 물건을 들어 올리는 목적에서 인간의 힘을 강화하거나, 척수 손상(SCI) 환자와 같이 비보행성 하반신 마비 환자의 보행을 보조하기 위해 설계되었다. 기존 설계의 공통된 특징은 강체 몸통과 함께 다리와 골반 전체에 착용하는 양측 슈트인데, 이것으로 체중을 부분적/또는 완전히 지탱하며, 균형을 유지하기 위해서는 목발이 필요하다. 기존 설계의 대부분은 발목 관절에 수동적 보조를 하면서 엉덩이와 무릎과 같은 큰 근위 관절을 구동하는데 초점을 맞추고 있다. 전동 외골격 로봇으로 보행하는 척수 손상 환자를 대상으로 한 연구에 따르면 환자들은 이 장치의 도움으로 활동 수준이 향상되었고 수동적인 도움을 받았음이 입증되었다. 그러므로 전동 외골격 로봇을 정규적으로 사용한 보행 재활 훈련은 삶의 질, 보행 능력, 심혈관 지구력, 운동 신경 상태에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.