본 연구에서는 수면무호흡증이 다양한 합병증을 유발하는 질병으로서, 이를 위한 표준화된 수면다원검사가 고가 이며 측정이 불편함을 고려하여, 환자가 익숙한 환경에서 검사를 받을 수 있도록 스트레치 섬유센서를 이용한 무구 속 상태의 웨어러블 모니터링 시스템을 개발하고자 한다. 또한, 의복과 일체화된 디자인으로 제품화하여 그 유용성을 제안하고자 한다. 성인 남성용 롱 슬리브 티셔츠 형태로 착용형 수면무호흡 모니터링 스마트 의류를 개발하여, 수면무호흡 진단 지표 중 섬유형 센서를 기반으로 측정하는 호흡수(breathing rate)측정용 섬유센서, 산소포화도 (oxygen saturation), 호흡기류(airflow)를 실시간 측정하였다. 최적의 조합비 샘플 4가지를 통한 gauge factor를 측정한 결과, gauge factor 20.3을 확인하였고, 3회 숨을 크게 내쉴 때 호흡유량이 최대 2048ml였다. 산소포화도 69.45% 로 최소 측정 가능 산소포화도 70% 정도의 결과를 나타내었다. 세탁 후 인장에 따른 센서 성능 평가 결과는 전체적으로 gauge factor 18 수준의 값으로, 세탁에 대한 내구성이 입증되었다. 본 연구를 통하여 수면무호흡증 환자의 수 면효율이 떨어지고 여러 합병증을 동반하는 문제에 대해, 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 착용형 수면무호흡 모니터 링 스마트 의류를 개발하여 호흡수, 호흡유량, 산소포화도의 3가지 지표를 측정 가능함을 확인하였다.

본 연구의 목적은 정신적, 신체적 힐링을 위한 명상용 스마트 의류 개발을 위한 기초연구로서 명상 시 복식호흡 수를 측정함으로써, 의복을 통해 명상의 진입상태를 모니터링 하기 위한 방법을 연구하는 것이다. 이를 위해 본 연구 에서는 Single Wall Carbon Nano-Tube (SWCNT)를 기반으로 한 스트레인 게이지 타입의 직물센서를 구현하고, 1차 실험으로 0.1 Hz의 주기로 복부형태의 더미를 5 cm 길이로 2분간 개폐를 반복하여 명상호흡을 시뮬레이션 한 결과 참조전극인 BIOPAC과 직물호흡센서의 신호가 매우 높은 일치도를 나타냈다(p<0.001). 같은 조건으로 2차 본 실험에서 피험자 4명에게 명상호흡을 수행하도록 하였고, 배꼽점, 횡경막 부근 중심과 측면 총 4군데 위치에서 출력된 전압 값을 비교한 결과 배꼽점 중심 위치와 횡경막 측면에서 신호의 일치도가 높고, 크고 안정된 신호형태를 보여 명상호흡을 측정하기에 적합한 위치로 선정되었다. 따라서 본 연구에서는 긴 호흡주기의 명상호흡을 측정하기 위한 직물센서를 구현하고, 이 센서의 명상 호흡수 측정을 위한 신뢰성과 타당성을 검토하며, 인체 상 측정위치에 따른 호흡 수 측정효율을 비교, 고찰하는 것을 목표로 하였다.

1990년대 이후 웰빙 라이프스타일의 도입 및 인구 고령화 사회의 진입으로 인해 언제 어디서나 지속적으로 측정가능한 생체 신호 센싱 모니터링 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 최근 지속적으로 호흡 측정이 가능한 시스템에 대한 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있으나 소비자 수요에 기반한 스마트 의류적용을 위한 호흡 측정 시스템의 연구는 미비하다. 따라서, 본 연구에서는 압전의 원리를 이용하여 호흡시 인체의 체표면이 변화하면서 센서에 가해지는 압력을 전기적 신호로 바꾸어 호흡을 측정하는, 전도성 섬유기반의 전기용량성 섬유 압력 센서(Textile Capacitive Pressure Sensor, TCPS)를 개발하였으며, 이를 실증적 연구를 통해 센서의 유용성을 입증하고자 하였다. 그 결과, Nasal로부터 측정된 호흡율과 TCPS를 통해 측정된 호흡율간의 상관계수는 r＝0.9553 (p< 0.0001)로 TCPS의 신호 측정 정확성을 확인할 수 있었으며, 또한, 사용성 및 착용성 평가의 결과 인지적 변화, 착용성, 운동성, 관리의 용이성 및 유용성에서 모두 만족한다 정도의 평가 결과를 가져와 본 연구에서 개발된 TCPS의 착용성 및 의류 적합성을 입증하였다. 마지막으로 TCPS의 의류 적합 위치 평가 결과는 복부 부위에서 신호의 안정감을 갖으며, 착용감도 높은 것으로 나타났다. 최종적으로, 위의 결과들을 종합하여 호흡 측정 기능의 스마트 의류 개발을 위한 기초 디자인을 제시하였다.