고밀도 후두 근전도(EMG) 실험 데이터 수집 시스템 | PXIe-5113 64채널 sEMG 측정 솔루션

응용 배경

근전도 신호(EMG, Electromyography) 는 근육 활동을 반영하는 핵심 생리 신호로, 골격·신경·근육 운동에 관한 정보를 제공합니다.

EMG의 두 종류:

종류특징

iEMG (침습성 근전도, intramuscular EMG)	바늘 전극을 근육에 삽입
sEMG (표면 근전도, surface EMG)	비침습성 전극으로 피부 표면 측정, 더 광범위한 근육 활동 정보 제공

비침습성인 sEMG는 실제 응용에서 더 광범위하게 사용됩니다.

본 사례는 한 연구팀이 진행 중인 소형화 웨어러블 지능형 심뇌혈관 건강 모니터링 및 진단 기술·장비 개발 연구입니다.

특히 고밀도 후두 근전도(HD Throat EMG) 장비는 표면 근전도 신호의 실시간 수집을 구현하여, 생리 분석과 인간-기계 상호작용(HMI)에 활용됩니다. 이는 심뇌혈관 질환의 조기 진단과 정밀 치료에 중요한 기술 지원을 제공합니다.

본 솔루션은 다음 분야에 직접 활용 가능합니다.

• 웨어러블 헬스케어 디바이스 R&D
• 언어재활(Speech Rehab) 시스템
• 연하 장애(Dysphagia) 평가
• 수면 무호흡 모니터링
• 음성 인식 보조 (성대 신호)
• 인간-기계 인터페이스(HMI) 연구
• 재활 의학 근육 회복 평가
• 스포츠 의학 근육 분석

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도전 과제

고밀도 후두 EMG 장비 실험 데이터 수집 과정에서 직면한 도전:

1. 다채널 sEMG 실시간 관찰

• 실험 과정에서 다채널 표면 근전도 신호 실시간 관찰 필요
• 시스템에 데이터 전송 + 시각화 모듈의 높은 실시간성 요구

2. 미세 신호 + 노이즈 간섭

• 표면 근전도 신호 자체가 매우 미세 (μV 단위)
• 상용 주파수(60Hz) 및 환경 노이즈 간섭에 취약
• 시스템에 실시간 필터링 처리 기능 통합 필요
• 신호 품질 향상 필수

3. 고밀도 다채널 동기 관리

• 고밀도 수집은 다채널 데이터 동기 관리 + 저장 포함
• 시스템에 효율적 데이터 쓰기 + 시각화 지원 필요

4. SW 개발 환경 적응

• Visual Studio 개발·실행 플랫폼 사용
• 프로젝트 엔지니어링 관리 + 디버깅 흐름에 신속한 적응 필요

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솔루션

시스템 구성

 

 

핵심 특장점

1. 실시간 버터워스 필터링

• 고객 팀이 수집 프로그램에 버터워스 필터 알고리즘 통합
• 실시간 필터링 기능 구현
• 60Hz 상용 주파수 간섭 효과적 제거
• 필터 적용 전/후 신호 품질 차이 명확

2. 다채널 동기 수집 (PXIe-5113)

• 64채널 동시 수집
• 16비트 분해능
• 270 ppm 정확도
• 1 MS/s 샘플링 (μV 단위 신호 정밀 캡처)

3. 실시간 시각화

• 데이터 전송·시각화 모듈 최적화
• 다채널 파형 동시 실시간 관찰

4. 고효율 데이터 관리

• 고밀도 채널 데이터 동기 저장
• 후속 생리 분석 위한 데이터 무결성 보장

 

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사용 제품

하드웨어

PXIe-2315G2 — 5슬롯 PCIe Gen2 PXIe 섀시

• 고데이터 전송 대역폭
• 컴팩트 구성

PXIe-3125a — PXI Express 컨트롤러

• 11세대 Intel® Core™ i5-11500HE
• 고성능 데이터 처리

PXIe-5113 — 다기능 데이터 수집 모듈

• 정확도: 270 ppm
• 분해능: 16비트
• 64채널, 1 MS/s
• 고밀도 채널 sEMG 측정에 최적

소프트웨어

SeeSharp® — C# 기반 오픈소스 측정 제어 플랫폼

• 별도 라이선스 비용 없음
• Visual Studio 통합 개발
• 버터워스 필터 + 신호 처리 라이브러리
• 실시간 시각화 컨트롤

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적용 가능 분야

본 솔루션은 다음과 같은 의료/바이오 측정에 활용됩니다.

• 고밀도 표면 근전도(HD-sEMG) 측정
• 후두 EMG: 언어재활, 연하 장애
• 사지 EMG: 재활의학, 스포츠 과학
• 얼굴 근전도(facial EMG): 표정 분석, 정서 측정
• 다채널 EEG 수집 (뇌파)
• 다채널 ECG 수집 (심전도)
• 웨어러블 헬스케어 디바이스 R&D
• EMG 기반 인간-기계 인터페이스(HMI)
• 근육 피로도 모니터링
• 의수/의족 제어 신호 처리
• 수면 분석 시스템

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왜 JYTEK 인가?

1. SeeSharp® 측정 제어 플랫폼
C# 기반 강력하고 사용하기 쉬운 개발 환경 + Visual Studio 통합

2. 검증된 제품 신뢰성
장기간 시장 검증을 거친 안정적인 성능

3. POC(Proof of Concept) 서비스
도입 전 무상 검증으로 사양 적합성 사전 확인

4. 고정밀도
까다로운 생체 신호 측정 정밀도 요구 충족

5. 비용 효율성
기존 고가 장비 대비 우수한 성능 + 합리적 가격

6. 빠른 납기
프로젝트 일정 보장

7. 한국 직접 기술지원
제이와이텍코리아 엔지니어가 현장 대응 + 빠른 응답

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결과

JYTEK 제품과 솔루션을 통해 연구팀은 고밀도 후두 EMG 장비 실험 데이터 수집의 다양한 도전을 성공적으로 극복했습니다.

• ✅ 실험 데이터 품질 + 수집 효율 향상
• ✅ 후속 생리 분석 + HMI 연구의 견고한 기반 조성
• ✅ 60Hz 노이즈 실시간 제거
• ✅ 다채널 동기 실시간 관찰

본 사례는 JYTEK 제품의 고성능 데이터 수집·처리 우위가 유사 의료/바이오 R&D 프로젝트에 이상적인 선택이라는 것을 보여줍니다. 웨어러블 헬스케어, 재활 의학, 인간-기계 인터페이스 등 첨단 의료 기술 R&D에 직접 활용 가능합니다.