• 제목/요약/키워드: 뇌자도

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40채널 뇌자도 신호의 잡음제거 및 분석을 위한 신호처리 시스템 개발 (The Development of Signal Processing System for the Noise Reduction and An in 40 Channel SQUID Signal)

  • 이동훈;신원창;이용호;권혁찬;홍종배;안창범
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 G
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    • pp.2846-2848
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    • 1999
  • 본 논문의 목적은 측정된 뇌자도 신호의 잡음제거 및 분석을 목적으로 하는 뇌자도 신호처리 시스템의 개발이다. 뇌자도 신호의 크기는 매우 작고 외부 노이즈 환경에 민감하게 반응하기 때문에 다양한 신호처리 기법을 이용하여 뇌자도 신호의 신뢰성을 높이는 것이 중요하다. 본 논문에서는 40채널 SQUID 시스템을 이용하여 뇌에서 발생하는 자기 신호를 측정하고, 측정된 데이터에 존재하는 노이즈 성분을 선형필터와SQUID 시스템의 레퍼런스 채널을 이용하여 제거하며, 이를 분석하는 뇌자도 신호처리 시스템을 개발하였다. 실제로 청각자극을 이용하여 뇌자도 신호를 측정, 분석 함으로써 개발된 뇌자도 신호처리 시스템의 신뢰성을 확인하였다. 또한 측정한 뇌자도 신호에서 주파수 대역에 따른 뇌자도 신호의 분포를 Map으로 구성하였으며, dipole source의 위치를 표시하였다.

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40 채널 뇌자도 시스템에서 적응 필터를 이용한 노이즈 제거 (Adaptive noise removal in the 40-channel MEG system)

  • 이동훈;신원창;안창범
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.3213-3215
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    • 2000
  • 뇌자도 신호의 측정은 뇌에서 발생하는 자장 성분을 정밀하게 측정할 수 있으나, 신호의 크기가 매우 작기 때문에 노이즈에 매우 민감하게 동작하며 이러한 노이즈 성분의 발생원인은 외부 환경에 의하여 발생하거나 시스템 내부에서 발생하는 두가지로 나눌 수 있다. 따라서 뇌자도 신호를 측정하는데 있어서 가장 중요한 작업은 신호에 존재하는 노이즈 성분을 제거하는 것이다. 특히 뇌자도 측정 시스템에서는 외부 노이즈 성분을 제거하기 위하여 레퍼런스 채널이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 청각 자극 신호에 의한 뇌자도 신호를 측정하고 측정한 데이터를 사용하여 레퍼런스 채널과 입력신호에 대하여 LMS 알고리즘을 이용한 적응 필터를 모델링 하였다. 그리고, 구현한 적응 필터를 이용하여 뇌자도 신호의 평균값, 표준편차의 통계적 결과를 비교하여 모델링한 적응 필터 방법의 유용성을 확인하였다.

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주 성분 분석법을 이용한 심자도 및 유발자게 신호에서 펄스 잡음 및 뇌자도 잡음 제거 (Noise Reduction for the MEG and MCG using the PCA)

  • 이동훈;장경섭;김인기;정동현;최중필;김기태;이흥규;허영;안창범
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2786-2788
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    • 2003
  • 본 논문에서는 생체자기신호의 잡음제거 기법 중 PCA(Principal Component Analysis) 알고리즘을 사용하여 효과적으로 노이즈를 제거하기 위한 방법을 제안하였다. 61 채널 SQUID 시스템을 이용하여 심자도 신호를 측정하였고, 40 채널 SQUID 시스템을 이용하여 뇌자도 신호를 측정하였다. 그리고, 측정한 신호 성분들을 제안한 방법을 이용하여 주성분들을 분리하였고, 이들 중에서 노이즈 성분을 추정하여 측정한 신호에서 제거하였다. 이러한 방법을 이용한 결과, 심자도 신호에 존재하는 펄스 노이즈로 인하여 왜곡된 생체 자기 신호의 노이즈를 감소 시킬 수 있었으며, 뇌자도 신호에 존재하는 외부 노이즈 성분을 제거하여 임상 진단에 유용한 데이터를 얻을 수 있었다.

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뇌자도 측정용 37채널 스퀴드 자력계에서의 합성 미분계 및 적응필터, 주파수영역 적응필터에 의한 배경잡음 제거 (Background Noise Reduction by Software Methods in the 37-channel SQUID Magnetometer System)

  • 김기웅;이용호;권혁찬;김진목;강찬석
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.167-173
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    • 2003
  • 스퀴드 자력계는 외부의 배경잡음원에 대해서 매우 민감하므로 뇌자도 신호 측정을 목적으로 하는 미세 자기신호 측정에서는 배경자기잡음을 충분히 제거해야 한다. 배경잡음 제거에 일반적으로 사용되는 소프트웨어적 방법으로는 합성 미분계 및 적응필터 방법이 있다. 본 논문에서는 뇌자도 측정용으로 개발한 37채널 스퀴드 자력계에서 합성 미분계 적응필터 및 주파수 영역 적응필터를 적용하여 각각의 배경잡음 제거 효과 및 각 방법의 장단점을 살펴보고, 임상 뇌자도 측정시 상기 방법들의 선택적 적용에 관하여 논의한다

한국형 뇌자도 시스템을 이용한 유발 자계 측정 및 임상 응용 (Measurement of Neuromagentic Evoked Fields Using Korean Magnetoencephalography system and Its Clinical Application)

  • 김봉수;장원석;황수정;김기웅;권혁찬;유권규;김진목;이용호;장진우
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권10호
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    • pp.213-220
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    • 2014
  • 시공간 분해능이 우수하고 비침습적으로 대뇌 신경활동의 측정이 가능한 뇌자도는 뇌기능 연구 및 뇌질환 진단에 유용한 진단용 의료기기이다. 순수 국내기술로 개발한 한국형 뇌자도 시스템을 임상시설(병원)에 설치하고 뇌질환 환자를 대상으로 유발자계를 측정, 분석하여 한국형 뇌자도 시스템의 임상 응용 가능성을 검토하였다. 1) 반측성 안면 경련 환자를 대상으로 소리자극에 대한 청각유발자계를 측정, 분석하여 안면신경과 청신경의 상호작용 여부 및 이명과의 연관성 검토, 2)뇌종양 환자의 정중신경 자극에 대한 체성감각 유발자계를 측정하여 뇌전증 유무에 따른 연관성 검토. 뇌자도 데이터의 분석 결과로부터 한국형 뇌자도 시스템이 뇌기능 연구 및 뇌질환 진단에 유용한 시공간적인 분석 정보를 제공할 수 있음을 시사하고 있다.

37채널 반구형 뇌자도 측정장치 제작 및 동작 (Construction and Operation of a 37-channel Hemispherical Magnetoencephalogram System)

  • 이용호;김진목;권혁찬;김기웅;박용기;강찬석;이순걸
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.159-165
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    • 2003
  • 뇌자도 측정을 위해 고감도 superconducting quantum interference device (SQUID) 자력계 및 37채널 뇌자도 측정장치를 제작하고 동작특성을 조사하였다. 자속-전압 변환계수 및 변조전압 진폭이 큰 double relaxation oscillation SQUID (DROS)를 사용함으로서 구동회로를 간단히 하였고 안정한 SQUID 동작을 실현할 수 있었다. DROS 자력계를 설계 및 제작한 결과 자력계의 평균 백색잡음은 약 3 fT/√Hz으로서 우수한 자장감도를 가짐을 확인하였다 머리의 평균곡률을 기반으로 37개의 자력계를 반구형으로 배치시켰으며, 외부잡음을 줄이기 위해 신호채널 외에 11개의 기준채널을 설치하여 소프트웨어 방법으로 합성미분계 및 적응필터링을 형성할 수 있도록 하였다 저잡음 듀아를 제작하여 동작특성을 측정한 결과 듀아 열자기 잡음이 자력계 잡음에 비해 무시할 수 있는 수준이었으며, 듀아의 용량은 30 L, 액체헬륨 증발율은 4 L/d이다. 제작된 시스템을 이용하여 청각유발 신호를 측정하고, 디지털 신호처리 및 전류원 국지화 프로그램을 구성하여 전류원의 위치를 추정함으로서 개발된 시스템을 뇌자도 측정에 활용하였다.

행동활성화 및 행동억제 체계에 대한 뇌전도와 뇌자도 신호 비교분석 (Comparative analysis of EEG and MEG signals in BAS/BIS)

  • 장승진;신명근;류권규;권혁찬;김원식
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 2009년도 춘계학술대회
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    • pp.71-72
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    • 2009
  • 행동활성화체계(BAS)/ 행동억제체계(BIS)는 서로 독립적이고 구분되는 신경 기저와 작용 방식을 가졌기 때문에 사람들은 이 두 체계에서 각기 독립적인 민감성을 보이리라고 가정할 수 있으며, 개인의 기질이나 성격 특성 및 광범위한 전반적 정서 경험 경향성과도 밀접하게 관련된다고 가정된다. 본 연구에서는 뇌자도(MEG)에서 취득한 신호를 가지고 EEG에서 얻은 신호 및 자기 보고식 질문지를 통한 비교 분석 연구를 수행하였다. 총 9명 (male=6, female=3)을 대상으로 EEG/MEG를 수행한 후 BIS/BAS 질문지를 수행하여 비교 분석하였다. 자기 보고식 질문지와 EEG/MEG와의 상관관계 및 통계분석을 통하여 EEG와 MEG에서 일치성 및 상관성을 살펴보고 향후 성격 및 감성성향 판단 및 분류에 있어서 MEG의 효용성 측면을 살펴보고자 함이 본 연구의 목적이다.

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뇌자도에서 전체 평균과 이를 이용한 해부학적 위치 추정 (Grand Average in MEG and Crude Estimation of Anatomical Site)

  • 권혁찬;김기웅;김진목;이용호;박용기
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.575-580
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    • 2004
  • 본 연구에서는 뇌자도 신호의 전체 평균을 구하고 표준뇌를 이용하여 전류원의 해부학적 위치를 대략적으로 추정하는 방법을 제시하였다. Minimum norm estimation 알고리듬과 truncated singular value decomposition을 이용하여 측정된 신호를 재현할 수 있는 전류원 분포를 구하고, 이 전류원에 의해 표준 센서면에서 측정될 것으로 예상되는 신호로 변환한 다음 모든 피실험자에 대한 전체 평균을 구하였다. 모의 실험에서는 서로 다른 위치에서 측정된 피실험자의 뇌자도 신호의 전체 평균에서 얻은 전류원이 각 피실험자의 뇌자도 신호에서 얻은 전류원의 평균값과 수 mm 이내에서 일치하였다. 이는 신호가 미약하더라도 활동 부위의 평균적인 위치를 전체 평균에서 알 수 있음을 보여주며 청각 자극에 대한 N100m 신호의 전류원을 구하여 실험적으로 확인하였다. 또한 이 결과는 전체 평균에서 구한 활동부위의 전류원 정보를 N100m의 전류원을 기준점으로 표준뇌에 대략적으로 표시할 수 있음을 보여준다.