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Biomedical Engineering

한양대학교 전기생체공학부/생체공학전공

유형석 교수

MRI RF Coil Design

Energy Harvesting

Wireless Power Transfer

Biomedical Engineering

전기생체공학부/생체공학전공 유형석

한양대학교 응용생체전자연구실(AB Lab)은 초고자장 자기공명영상장치(MRI) 기술, 이식형 의료기기 시스템, 고주파 무선 통신 및 무선 전력전송, 바이오텔레메트리, 웨어러블 헬스케어 등 첨단 융합 분야에서 세계적 수준의 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 전기·생체공학, 전자공학, 의공학, 뇌공학 등 다양한 학문을 융합하여, 의료 진단·치료의 혁신과 환자 안전성 향상을 목표로 하고 있습니다. MRI 분야에서는 7T 이상의 초고자장 시스템에서의 RF 코일 설계, 송수신 공진기 최적화, 다채널 RF 코일의 B1 필드 균질화, 환자 맞춤형 RF 코일 개발 등 영상 품질과 안전성을 동시에 확보하는 기술을 개발하고 있습니다. 이와 함께, 이식형 의료기기(임플란트, 스마트 스텐트, 캡슐 내시경, 뇌-기계 인터페이스 등) 및 무선 전력전송(WPT), 바이오텔레메트리 시스템을 위한 초소형·고효율 안테나, 에너지 하베스팅, 데이터 원격 측정 기술을 선도적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 인체 내 다양한 환경(뇌, 심장, 혈관, 위장관 등)에서의 무선 통신 및 전력전송 효율 극대화, SAR 및 발열 등 안전성 평가, 메타물질 및 고유전체 기반의 첨단 소재 적용, 실시간 생체 신호 모니터링 및 원격 환자 관리 등 미래 의료 패러다임 변화에 대응하는 융합 연구를 활발히 진행 중입니다. 또한, 웨어러블 및 스마트 텍스타일 기반 헬스케어 시스템, 신축성 RF 회로, 비침습 혈당 측정, IoT/LoRa/5G 기반 원격 모니터링 등 차세대 의료·헬스케어 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 이러한 연구 성과는 국내외 유수의 SCI급 논문, 다수의 특허, 산학협력 프로젝트, 정부 대형 연구과제(혁신연구센터, 전파연구센터 등)로 이어지고 있으며, 실제 임상 및 산업 현장에 적용되어 의료 혁신과 환자 삶의 질 향상에 기여하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 융합적 사고와 첨단 기술을 바탕으로, 의료·생명공학과 정보통신기술의 경계를 허무는 선도적 연구를 지속할 것입니다. 연구실은 다양한 전공의 연구원, 국내외 협력 네트워크, 첨단 실험 장비와 시뮬레이션 인프라를 바탕으로, 학제 간 융합연구와 글로벌 경쟁력을 갖춘 인재 양성에도 힘쓰고 있습니다. 미래 의료와 헬스케어의 새로운 패러다임을 창출하는 연구실로서, 사회적 가치와 실질적 임팩트를 창출하는 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다.

MRI RF Coil Design
Energy Harvesting
Wireless Power Transfer
초고자장 자기공명영상장치(MRI) 기술 개발 및 RF 안전성
한양대학교 응용생체전자연구실은 초고자장 자기공명영상장치(MRI) 기술의 혁신적인 발전을 선도하고 있습니다. 본 연구실은 7T 이상의 초고자장 MRI 시스템에서 사용되는 RF 코일 설계, 송수신 공진기 최적화, 그리고 다채널 RF 코일의 B1 필드 균질화 등 MRI의 해상도와 신호대잡음비(SNR)를 극대화하는 다양한 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 고주파 전자기장에 의한 인체 조직의 안전성 확보를 위해 RF 유도 발열 현상, SAR(특정 흡수율) 저감 기법, 그리고 임플란트 및 타투 등 이식형 구조물의 MRI 환경 내 안전성 평가에 대한 심층 연구를 수행하고 있습니다. RF 코일 설계 분야에서는 다채널(Parallel Transmission) RF 코일, 고유전체 패드, 메타물질 기반의 코일 구조 등 첨단 기술을 적용하여 영상의 균질성과 해상도를 동시에 확보하고 있습니다. 또한, 환자 맞춤형 RF 코일 및 3D 프린팅 기술을 활용한 맞춤형 안테나 개발, 다양한 인체 부위(뇌, 혈관, 구강 등)에 최적화된 RF 공진기 설계 등 실제 임상 적용을 위한 연구도 활발히 진행 중입니다. RF 안전성 측면에서는 이식형 의료기기, 금속 임플란트, 타투 등 다양한 조건에서의 전자기장 분포와 발열 현상을 수치해석 및 실험적으로 분석하여, 국제 안전 기준을 만족하는 설계 방안을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 국내외 유수의 학술지 및 특허로 이어지고 있으며, 실제 의료 현장에서의 안전한 MRI 진단 및 치료 환경 조성에 크게 기여하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 초고자장 MRI의 영상 품질 향상과 환자 안전성 확보를 위한 융합적 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다.
이식형 의료기기 및 무선 전력전송(WPT)·바이오텔레메트리 시스템
본 연구실은 인체 이식형 의료기기(Implantable Medical Device, IMD)와 이를 위한 초소형·고효율 무선 전력전송(WPT) 및 바이오텔레메트리 시스템 개발에 중점을 두고 있습니다. 이식형 안테나, MIMO 기반 다중 대역 안테나, 스마트 스텐트, 캡슐 내시경, 뇌-기계 인터페이스(BMI) 등 다양한 의료기기용 초소형 안테나 및 무선 통신 시스템을 설계·제작하고 있으며, 실제 인체 환경(생체 조직, 팬텀, 동물 모델 등)에서의 성능 검증을 통해 실용화에 앞장서고 있습니다. 특히, 무선 전력전송 기술에서는 근거리 및 중거리(WPT, Midfield) 전송 효율을 극대화하기 위한 메타물질, 고유전체, 유연한 패브릭 기반 안테나, 에너지 하베스팅 기술 등 첨단 소재와 구조를 적용하고 있습니다. 이와 함께, 이식형 기기의 데이터 원격 측정(바이오텔레메트리), 무선 충전, 실시간 생체 신호 모니터링, 비침습 혈당 측정 등 다양한 응용 분야에 최적화된 시스템을 개발하고 있습니다. 또한, 인체 내 다양한 위치(뇌, 심장, 혈관, 위장관 등)에 적용 가능한 초소형·다중 대역 안테나 설계와, 인체 안전성(SAR, 발열, 생체적합성) 평가를 병행하여 국제 기준을 만족하는 기술을 확보하고 있습니다. 이러한 연구는 IoMT(Internet of Medical Things), 스마트 헬스케어, 원격 환자 모니터링, 맞춤형 치료 등 미래 의료 패러다임 변화에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 본 연구실은 앞으로도 이식형 의료기기와 무선 전력전송, 바이오텔레메트리 융합 연구를 통해 환자 삶의 질 향상과 의료 혁신을 선도할 것입니다.
웨어러블/스마트 텍스타일 기반 헬스케어 및 에너지 하베스팅
응용생체전자연구실은 웨어러블 및 스마트 텍스타일 기반의 차세대 헬스케어 시스템 개발에도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 섬유에 직접 자수하거나 유연한 소재를 활용한 안테나 및 센서 기술을 통해, 인체에 밀착되는 웨어러블 기기와 의류형 헬스케어 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 시스템은 심박수, 체온, 혈당 등 다양한 생체 신호를 실시간으로 측정·전송할 수 있으며, LoRa, IoT, 5G 등 다양한 무선 통신 기술과 연계하여 원격 환자 모니터링, 만성질환 관리, 스포츠 및 재활 분야에 적용되고 있습니다. 특히, 배터리 없는 에너지 하베스팅 기술, 멀티밴드 에너지 수확용 안테나, 멀티포트 에너지 하베스터 등은 웨어러블 기기의 자립형 동작을 가능하게 하여, 장시간 사용과 유지보수의 편의성을 크게 향상시키고 있습니다. 또한, 신축성 소재와 복합소재를 활용하여 신체 움직임이나 변형에도 RF 특성이 유지되는 신축성 안테나 및 회로 기술을 개발함으로써, 실제 생활환경에서의 내구성과 신뢰성을 확보하고 있습니다. 이러한 웨어러블/스마트 텍스타일 기술은 e-헬스케어, 재활, 스포츠, 군사, 산업 안전 등 다양한 분야로 확장되고 있으며, 본 연구실은 관련 특허와 국제 논문 발표, 산학협력 프로젝트를 통해 기술의 실용화와 상용화에도 적극적으로 기여하고 있습니다.
1
IoMT-Enabled Stretchable Strain Sensor for Real-Time Urinary Bladder Monitoring,
Muhammad Shumail Malik 외 5명
IEEE Internet of Things Journal, 2025
2
IoMT-Enabled Stretchable Strain Sensor for Real-Time Urinary Bladder Monitoring
Muhammad Shumail Malik, Izaz Ali Shah, Sajjad Hussain Mian, Youngdae Cho, Hyoungsuk Yoo
IEEE Internet of Things Journal, 2025
3
Dual-Polarized Water-Substrate-Based MIMO Implantable Antenna for IoMT-Enabled Biotelemetric Devices
Naeem Abbas, Izaz Ali Shah, Zain Ul Abdin, Hyoungsuk Yoo
IEEE Internet of Things Journal, 2025.08
1
전자기파 무선 전력 전송 및 통신 시스템 개발과 인체에서의 응용
과학기술정보통신부(2017Y)
2021년 03월 ~ 2022년 02월
2
원격제어, 무선 전력 및 전력 유지 시스템을 탑재한 심부조직형 의료기기 개발
교육부(2013Y)
2019년 07월 ~ 2019년 10월
3
[이관과제] 혀 구동 시스템의 무선 데이터 통신을 위한 다중 밴드 안테나 시스템 개발
과학기술정보통신부(2017Y)
2018년 03월 ~ 2018년 12월