LED 기반의 저출력 기술 설계의 구현과 적용

국문 초록 (Abstract)

현재 저출력 LED 기반 진단은 광생체상호작용(light–tissue interaction)을 이용하고 있습니다. LED는 레이저을 기반으로 안전성과 비용 및 집적성이 뛰어난 형태로 사용이 가능함으로 AI 기반 신호처리으로 웨어러블이나 가정용으로 사용하는 장치마 연속 모니터링하기 위해 유리한 조건을 갖고 있습니다. 빛을 이용한 치료기의 대표적인 장치로 저출력 레이저 치료기를 같은 파장대의 LED로 사용이 가능하며 기능은 상처치료 및 고유기능 촉진 등의 효과를 갖는 있으므로 사용에 편리성이 있어 구현하고자합니다.<BR/> 시스템 구성은 마이컴을 통한 제어부 및 표시부를 사용하고, LED출력부을 위해 LED의 파장대는 650/570/470nm를 사용하였으며 전원은 최소한 전력을 하기위해 5V, 8V의 두 개 전원을 사용하여 최대전류가 90mA가 흐르게 설계하고 프로그램을 통해 신호 처리를하였습니다. 앞으로 우리는 기기의 응용으로 혈류나 산소포화도 및 혈당을 간접 추정하고 조직에 필요한 산소화 및 염증치유 상태를 평가 등에 사용이 용이할 것으로 기대합니다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Current low-power LED-based diagnostics utilize light–tissue interaction. LEDs, based on laser technology, offer superior safety, cost-effectiveness, and scalability. Combined with AI-based signal processing, they provide favorable conditions for continuous monitoring in wearable or home-use devices. As a representative light-based therapy device, low-level laser therapy (LLLT) can be implemented using LEDs of the same wavelength range. This approach offers functional benefits such as wound healing and tissue regeneration, making it convenient for implementation.<BR/> The system configuration utilizes a microcontroller for the control and display units. For the LED output unit, wavelengths of 650nm, 570nm, and 470nm were selected. To minimize power consumption, two power supplies (5V and 8V) were used, designed to allow a maximum current of 90mA to flow. Signal processing was performed via the program. We anticipate that this device will be easily applied for indirectly estimating blood flow, oxygen saturation, and blood glucose levels, as well as for evaluating tissue oxygenation and inflammation healing status.