INNO-MEDU100
각종 센서(EMG, ECG, SpO2, NIBP)를 이용한
NI Hardware/Software 기반의 연구개발 및 교육용 생체신호 측정 KIT
INNO-MEDU100 소개
제품 구성
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센서 SENSOR
- 심전도 측정 센서(겸용)
- 근전도 측정 센서(겸용)
- 관용적 맥파 측정용 센서
- 혈압 측정용 센서(선택적)
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하드웨어 HARDWARE
- NI myRIO
- LCD Display Module
- Bread Board
- Analog signal
processing circuit
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소프트웨어 SOFTWARE
- NI LabVIEW (Option 선택)
- NI Multisim (Option 선택)
INNO-MEDU100 프로그램 UI
제품 구성
- 실험 및 실습을 위한 교육 및 연구용 플랫폼
- 강의 또는 학습용 교재를 이용한 제품 활용
- 사용자 개발 소프트웨어 소스(SDK) 제공
- 제공 되는 회로를 통해 개발자가 직접 하드웨어 설계
- National instrument 사의 myRIO를 이용한 FPGA/Real-Time 어플리케이션 개발
- 유/무선방식의 데이터 전송
- 테블릿PC나 모바일 장비와 연동 가능
INNO-MEDU100 제품 스펙
- 그래픽 LCD 내장
- 4개의 센서 커넥터(ECG, EMG, SpO2, NIBP)
- Analog Input – 4ea (500 KS/s, 12bits, A/B : 0~5V, C : +-10V)
- Analog Output – 4ea (345 KS/s, 12bits, A/B : 0~5V, C : +-10V)
- Digital I/O – 32ea
- SPI : 4MHz, PWM : 100kHz, I2C : 400kHz
- Quadrature encoder input : 100kHz
- WIFI (IEEE 802.11 b,g,n / ISM 2.4 Ghz)
- User Button
- USB 2.0 Hi-Speed
- Uart Lines (Max baud rate : 230,400 bps)
- Xilinx Z-7010, 667MHz, FPGA
- Dual Core ARM® Cortex™-A9 Processor
- LabVIEW 또는 C로 프로그래밍 가능
INNO-MEDU100 설치 및 사용법
설치 및 사용법[DOWNLOAD]
INNO-MEDU100 을 활용하기 위한 Tool
NI LabVIEW
엔지니어들이 디자인부터 테스트까지 진행 할 수 있고 소형 시스템에서 대형 시스템까지 확장할 수 있는 그래픽 기반의 프로그래밍 플랫폼 입니다. LabVIEW는 기존 레거시 소프트웨어, IP 및 하드웨어와 우수하게 통합되며 최신 컴퓨팅 기술을 활용합니다. LabVIEW를 통해 현재 부딪히는 여러 문제를 더욱 신속하게 효율적으로 해결하고 미래의 혁신을 구현할 수 있습니다.
NI FPGA Module
재프로그래밍 가능한 실로콘 칩으로 미리 구축된 로직 블록 및
프로그래밍 가능한 라우팅 리소스가 있어 브레드보드
또는 납땜 인두를 사용할 필요 없이 맞춤 하드웨어 기능 실행을
위한 칩을 사용자가 직접 구성할 수 있습니다.
NI LabVIEW를 이용한 INNO-MEDU100의 FPGA 소스
NI Real Time Module
그래픽 기반 프로그래밍 방식을 사용하여 신뢰할 수 있고 장시간 실행되는 독립형 임베디드 시스템으로 구축 가능합니다.
- LabVIEW 그래픽 기반 프로그래밍을 독립형 임베디드 시스템으로 확장
- Real-Time OS로 정밀한 타이밍과 높은 안정성 구현
- 다양한 IP 및 리얼타임 하드웨어 드라이버 사용
NI LabVIEW를 이용한 Real Time system 소스
NI Multisim
직관적인 캡쳐 환경과 산업 표준의 SPICE 시뮬레이션에 사용하기 쉬운 인터페이스로, Multisim 소프트웨어는
PCB의 설계와 검증이 바로 가능합니다.
- NI의 최고급 캡쳐, 시뮬레이션 및 회로 디자인 환경
- 회로 동작의 검증을 위한 24개 고급 분석 및 22개 버추얼 인스트루먼트의 종합 모음
- 16,000개 이상의 컴포넌트와 시뮬레이션 모델이 있는 종합 데이터베이스
- 디자인시 실제 측정 및 맞춤 분석을 사용하기 위한 고급 LabVIEW 통합
- 변수 지원 및 고급 스프레드 시트 보기 등과 같은 고급 프로젝트 관리 도구
- 완벽한 디자인 플랫폼을 위한 통합된 Ultiboard 레이아웃
Multisim을 이용한 회로 설계
회로 구현
의공학 생체신호 측정에 필요한 기초 센서
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EMG 센서
표면 근전도는 피부표면에 전극을 부착하는 무통증, 비 침습적인 방식으로 측정합니다.
따라서 근운동단위 한개의 전기적 활동만을 측정하는 바늘 근전도와는 달리 고통 없이
편안하게 근운동단위 집합체의 총체적인 시너지 활동을 정량적으로 분석할 수 있습니다.- 3 Lead Wire 형태의 근전도 측정 센서 (심전도&근전도 겸용)
- 1회용 Ag/Agcl 전극 사용
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ECG 센서
심전도는 신체표면에서 측정 가능한 심장의 전기적 활성단계를 반영하는
미약한 전기신호입니다. 심장의 전기적 활성단계는 크게 심방 탈분극, 심실 탈분극,
심실 재분극 시기로 나뉘며, 이러한 각 단계는 다음 그림과 같이 P, QRS, T파라고
불리는 몇 개의 파의 형태로 반영됩니다.- 3 Lead Wire 형태의 근전도 측정 센서 (심전도&근전도 겸용)
- 1회용 Ag/Agcl 전극 사용
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SpO2 센서
PPG는 사람의 생체 신호 중 맥파 신호를 측정하는 것으로, 맥파 신호는 모세혈관 혈류를
측정하는데 LED로부터 피부의 빛을 조명시켜 맥박 진동을 변화 시키고 그 때 Photodiode의
반사되어 옮겨지는 빛의 양을 측정합니다.- 적외선(904nm)과 적색LED(660nm)의 발광부와 포토다이오드로 구성된 수광부
- SpO2 측정에는 두 광원을 펄스 형태로 서로 다른 시간에 조사하여 신호를 얻는다. (별도의 회로 설계 필요)
- 맥파측정의 경우 하나의 광원을 발생시켜 혈액이동 중 발생되는 빛의 투과율을 신호로 얻는다.
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혈압계 센서
혈압은 혈관을 따라 흐르는 혈액이 혈관의 벽에 주는 압력이다. 주요한 생명 징후이기도 하다.
심장 박동에 따라 혈압은 최고혈압과 최저혈압을 넘나들며 변한다. 최대 혈압, 최소 혈압,
심장 박동수를 측정 할 수 있습니다.- 측정 범위: 20 ~ 250 mm hg
- Vernier 사에서 제공하는 LabVIEW 예재 소스를 사용 할 수 있다.
INNO-MEDU100의 시스템 학습 효과
INNO-MEDU100은 의공학에서 사용되는 기초적인 센서를 이용해 의료용 센서의 활용부터 하드웨어, 소프트웨어 설계까지
학생들이 하나의 개발 프로젝트를 경험할 수 있도록 합니다.
의료 센서에 대한 이해
의료분야에서 사용되는 기본적인 센서(ECG, EMG, PPG, NIBP)를 직접 사용함으로써 생체 신호 측정에 관한 센서의 이해도를 높일 수 있습니다.
회로 설계를 통한 신호처리
센서를 통해 획득한 생체신호를 NI Multisim을 통해 증폭회로, 필터회로를 설계 및 시뮬레이션을 하고 직접 하나의 아날로그 신호처리 하드웨어를 제작함으로써 신호처리에 대한 과정을 익히고 회로설계에 대한 기본적인 개념을 학습 한다.
LabVIEW를 이용한 소프트웨어 설계
컴팩트 한 크기의 NI myRIO를 기반으로 한 INNO-MEDU100을 이용해 신호를 계측하고, 신호 분석과 시스템 구성을 위한 LabVIEW 프로그래밍을 직접 함으로써 소프트웨어개발을 경험 할 수 있습니다.
PC나 Tablet PC/Smart phone를 통한 시스템 활용
완성된 하나의 시스템을 일반 데스크탑 또는 노트북 그리고 Tablet PC와 WIFI 통신으로 연동하여 디스플레이 함으로써 시스템의 활용을 통해 하나의 개별 시스템을 개발 할 수 있습니다.
학습 및 교육률 향상을 위한 교재 제공
- 제품을 다루기 위한 기본적인 지식이나 소스를 위해 시스템활용에 관한 교재가 발매될 예정
- 센서에 필요한 회로도, LabVIEW 프로그램 개발을 위한 개발자 SDK(Software Development Kit)제공
