In this paper, principles of impedance tenchinque and relationship between stroke volume and impedance change were theoretically explained. An impedance cardiograph was designed and constructed. Its reproducibility was verified by experiment. Until now, the peak point of dZ/dt waveform, first derivative of impedance change(${\Delta}$Z) , has been detected by software technique requiring considerable time to process. However in this paper its peak point was found using hardware for saving processing time. Useful cardiac parameters such as stroke volume and contractility of cardiac muscle were measured noninvasively. The reproducibility of the instrument was measured to be better(less than 10%) than that of clinical standard method such as thermodilution (more than 30%). Hence impedance cardiography was found to be better techique for monitoring stroke volume and myocardial contractility for pre and post operation, and pharmacological studies.
As the ensemble averaged dZ/dt signal during exercise is smoothed, it is difficult to find the distinctive marks. The cross correlation function was made use of estmating these marks. LVET was calculated based on the calculated parameters of the characteristic points. For the accuracy validation, LVET calculated by hand, by the ensemble average and the cross correl at ion were compared.
The origins of the motion artifact resulting from exercise in impedance cardiography wore explained and the ensemble average technique was applied to reduce the motion artifact enabling the measurement of cardiac output during exercise. Algorithm for ensemble average was developed and applied to the actual impedance signals. It was found that the minimum number of sampling was 20, and sampling frequency was 500Hz. Using the ensemble average technique it was possible to measure cardiac output continuously during the treadmill exercise. Therefore it is hoped that this study may contribute in the area of exercise physiology and sport medicine.
In this study, Rheoencephalography( REG ) was designed and constructed. Using the cons- tructed instrument cerebral blood flow(CBF) of left and right brain, CBF change by posture, and reproducibility were studied. Followings are important results. Relative CBF could be measured noninvasively and continuously. Since reproducibility of the constructed REG was found to be quite high (4%), the accuracy of the instrument itself was proved. REG can be easily applied for testing the effect of drugs for the patients with cerebral vessel diseases since it is quite sensitive to the relative changes of CBF. Various cerebral diseases can be diagnosed by analyzing the REG waveforms. The area of restricted cerebral blood vessels can be located by arranging the electrode configuration. Comparative studies with the standard techinques of measuring CBF are needed to verify the accuracy of REG. Further studies on optimal electrode configuration and various artifacts are also necessary.
We have developed a bioimpedance measurement system for impedance cardiography and pneumography. The system injects 50kHz, $200mA_{p-p}$ curreng into the thorax and measures the voltage changes using body surface electrodes. We used the four-electrode method for tile measurement of cardiac singnals and two-electrode method for respiratory signals. We developed a Microsoft Windows program for the acquisition, display, storage, and processing of impedance signals.
목적 : 경혈의 임피던스를 측정하여 경혈의 특이성을 확보하고자 다수 연구가 진행되어왔다. 직류전압과 교류전압을 자극하여 단순히 경혈이 위치한 피부 임피던스를 측정하는 방식이 아닌 Multi-Frequency Body Impedance analysis(MF BIA) 기법을 이용하여 생체 구조 성분(세포 외액, 세포내액의 저항성분 그리고 세포막의 용량성분)을 추출하는 방법을 이용하여 경혈의 특이성을 확보하고자 한다. 인체 내 생체 이온 변화가 발생하였을 시, 경혈이 비경혈에 발생 전/후 높은 변화율이 관찰될 것이라는 가정을 하에, 생체 이온 변화를 유도하기 위하여 근피로를 유발하였으며, 유도 전/후의 생체 구조 성분을 비교 분석하였다. 방법: 대퇴직근에 근피로를 유도하기 위하여 건강한 대학생에게 Knee extension/flexion의 등속도 운동을 통하였다. 생체 이온 변화를 확인하기 위하여 젖산을 측정하였으며, 피험자마다 동일한 근피로를 유발하기 위하여 EMG(electromyogram) 분석을 통하여 peak torque와 median frequency를 분석하였다. 근피로 유발 24시간 이후까지 젖산과 peak torque와 median frequency을 측정하였으며, 각 단계마다 복토(ST32), 음시(ST33) 과 인접한 비경혈 2개에 대하여 생체 구조 성분 또한 측정하였다. 결과 : 젖산과 peak torque와 median frequency은 24시간 이후 근피로 유발 전으로 회복되었다. 세포외액 저항성분의 경우 비경혈에 비하여 복토(ST32)에서 생체 이온 변화에 따라 높은 변화율이 관찰되었으나, 음시(ST33) 에서는 비경혈에 비하여 낮은 변화율이 관찰되었다. 세포내액 저항성분은 경혈과 비경혈 사이 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 복토(ST32)에서 세포막의 용량성분이 높은 변화율이 관찰되었지만, 음시(ST33)와 인접한 비경혈간의 뚜렷한 차이가 확인되지 않았다. 결론 : 생체 이온 변화에 따라 인접한 비경혈과 비교해보았을 시, 경혈에서의 상대적으로 높고 낮은 혹은 유사한 변화율이 관찰되었다. 따라서 경혈의 특이성을 확보하지 못하였으며, 생체 구조 성분 추출을 통하여 세포 이온 변화에 따른 경혈의 특이성을 확보하기에는 한계점을 가지고 있다고 결론을 내렸다.
본 논문에서는 자기공명 임피던스 단층촬영기(MREIT, magnetic resonance electrical impedance tomography)에서 인체에 일정한 전류를 주입해주는 전류주입장치의 설계 및 성능 검증을 다루었다. MREIT는 인체에 전류를 주입하고, 주입전류에 의해 유기된 인체내부의 자속밀도 분포와 인체표면의 전압을 측정하여, 내부의 도전율 분포를 영상화하는 임피던스 영상기술이다. DSP(digital signal processor)를 기반으로 전류주입장치를 설계하였고, 극성을 가지는 펄스 형태로 전류를 주입할 수 있도록 하였다. 3.0T MREIT 시스템의 펄스열(pulse sequence)과 주입전류 파형이 동기화 되도록 제어하였고, 펄스의 폭과 크기를 변경할 수 있도록 하였다. 또한 계측용 증폭기를 사용하여 주입전류에 의해 유기된 전압을 측정하였다. 이러한 모든 기능은 DSP와 직렬통신으로 연결되는 PC가 제어하며 제어용 프로그램은 현재 주입되고 있는 전류의 크기와 파형을 모니터링 할 수 있도록 하였다. 본 논문은 이러한 전류주입장치의 설계와 구현을 기술하며, 전해질 용액 팬텀을 사용한 실험결과를 통한 성능의 분석을 다룬다.
본 논문에서는 공진기와 인체와의 거리에 따른 근접 전자기장 변화에 의한 공진기 임피던스의 변화를 토대로 사람의 호흡 및 심박신호를 검출할 수 있는 센서를 제안한다. 제안된 생체신호 측정센서는 패치형 공진기가 결합된 발진기, 발진주파수의 2채배 주파수만 통과시키기 위한 다이플렉서, 증폭기, SAW 필터 및 RF 검출기로 구성되어 있다. 호흡과 심박신호와 같은 인체의 주기적인 움직임은 근접 전자기장 영역 안에서 공진기의 임피던스 변화를 야기하며, 발진기의 주파수를 변화시킨다. 감도를 향상시키기 위해 발진주파수의 2채배 주파수 천이를 SAW 필터의 저지대역에 위치시킴으로써, 제안된 센서의 검출 거리를 2배로 확장시킬 수 있다. 제안된 센서의 측정결과, 최대 40 mm까지 호흡 및 심박신호가 안정적으로 측정되는 것을 확인하였다.
The purpose of this study is to determine whether there is a correlation between the segmental bio-impedance measurement with the frequency modulations and the life-style disease of obesity. An obesity is not simply the factor for estimating the life-style disease of obesity, but also the risk factor occurring. There are many methods (BMI, WHR, Waist, CT, DEXA, BIA, etc.) for measuring a degree of obesity; the bio-impedance measurement is more economic and more effective than others. The physical examination, the blood test, the medical imaging diagnosis and the bio-impedancemeasurementswithmultiple frequencies for each body parts have been conducted for 77 people. The estimated value has been calculated through a segmental bio-impedance model based on multi-frequency that was created to reflect the highest correlation by analyzing correlation with linear regression analysis method for the measured bio-impedance and the risk factors. Then we compared with the clinical diagnosis. In case of high level cholesterol, low HDL-C and high LDL-C for life-style disease, the sensitivity is 80~100%and the specificity is 83~100%. This study has shown conclusively that bio-impedance can be a possible predictor to analyze the disease risk rate of population and individual health maintenance. And also the multi-frequency segmental bio-impedance can be used as early predictor to estimate the life-style disease of obesity.
Purpose: Somatotype drawing developed by Sorensen et al.(1983) has been evaluated as a simple instrument of obesity level without real somatic measuring as height and weight. This study was designed to validate somatotype drawings for obesity assessment by bioelectrical impedance body component analysis. Method: At first questionnaire of somatotype drawing was done. Subjects were measured body component by bioelectrical impedance analysis as weight, BMI(body mass index), WHR(waist-hip ratio), body water, protein mass, mineral mass, body fat mass, skeletal muscle mass, soft lean mass, fat free mass and percent body fat. We evaluated correlations between these data and somatotype drawings and tried to grouping of somatotype drawings with the means of major body component value. Result: The data were collected from 205 college women whose height and weight were $161.2\pm4.8,\;55\pm8.3$. Spearman's correlation coefficients of somatotype drawing were 0.74 with BMI, 0.68 with weight 0.69 with body fat mass, 0.65 with WHR. 0.64 with percent body fat after adiusted age. The grade of somatotype drawings were grouped as 1-2, 3-4, 5-6. 7-9 by BMI, body fat mass, weight, 1, 2-4, 5-6, 7-9 by WHR and 1-2, 3-4, 5-9 by percent body fat(ANOVA and Duncan's method). Conclusion: So quick instrument using somatotype drawings were useful tools for evaluation of obesity level and is applicable to screen degree of body fat in self-administered questionnaire survey.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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