• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제12권7호
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• pp.227-234
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• 2023

심호흡을 통해서 심박수 변이를 측정하고, 이를 이용하여 자율신경계를 평가하는 것은 잘 알려진 방법으로 다양한 임상 분야에서 널리 이용되고 있다. 병원에서는 이를 위해서 고가의 장비가 설치되고 전문가에 의해서 운용되고 있다. 논문에서는 스마트폰을 이용하여 언제 어디서나 간편하게 심호흡을 통해서 자율신경계를 테스트할 수 있는 앱을 개발하고, 실험을 통해서 개발된 앱을 검증하였다. 실험은 지원자 8명에 대해서 순천향대학교 천안병원 신경과 임상실에서 진행되었다. 지원자에 대한 자율신경계 테스트를 다음 두 가지 방법으로 진행하였다. 먼저 병원에 설치된 근전도 검사기를 이용하였고, 다음에 동일한 조건에서 개발된 앱을 적용하였다. Pearson 방법을 이용하여 이 두 가지 방법의 실험 결과간에 상관 분석을 수행하였고, 분석 결과는 0.98의 매우 높은 상관관계를 보여준다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2018년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.55-56
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• 2018

In order to reduce the risk of accidents, we proposed a construction safety management system combined with wearable device and LoRa (Low-Range Wireless Network) communication method to apply the usefulness of Internet (IoT) technology which means "everything connected". to construction safety management Management system. The proposed wearable safety device is a device that relays information exchange between wearable safety device and safety management server by LoRa wireless communication method. The safety management server can store workers bio-data and perform big data analysis. If a risk factor is determined from the analysis result, a warning is sent to the wearable safety device and the manager's application. The goal of this system is to prevent construction workers from entering the dangerous area that is not suitable for work, and to prevent safety accidents caused by human cause by detecting abnormal condition during work.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.209-210
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• 2009

수면단계는 수면감성을 평가하는데 있어서 중요한 생리지표로서 사용되어왔다. 그러나 수면다원검사를 이용한 전통적 수면단계 분류방법은 뇌전도, 안전도, 심전도, 근전도 등을 종합적으로 측정하므로 수면단계를 비교적 정확히 분류할 수 있지만 피험자에게 심한 구속감을 주는 문제가 있다. 본 연구에서는, 각성상태에서 교감신경계가 지배적인 반면에 수면 중에는 부교감신경계가 더 활동적인 점에 착안하여 수면단계를 간단히 분류할 수 있는 방법을 찾고자 수면단계에 따른 심박동변이도(heart rate variability: HRV)를 분석하였다. 단일채널 심전도를 이용하여 수면단계별로 HRV 의 교감신경계/부교감신경계 활성도의 비율을 분석한 결과, W(wakefulness) 단계가 NREN(non REM) 2 단계, 3 단계, 4 단계에 비하여 높게 나타났으며, NREM 4 단계는 REM(rapid eye movement) 단계와 NREM 1단계에 비하여 낮게 나타났다. 또한 교감신경계/부교감신경계 활성도 비율의 수면단계에 따라 변화하는 양상은 W, REM, NREM 1, 2, 3, 4 단계의 순으로 단조 감소하였다.

• 정신신체의학
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• 제28권1호
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• pp.81-88
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• 2020

연구목적 이 연구는 심박변이도(Heart rate variability, HRV) 지표를 이용하여, 불안장애, 우울장애, 외상 및 스트레스 관련 장애의 차이를 비교하고 증상 심각도와의 연관성을 보고자 한다. 방 법 2017년부터 2018년까지 국립정신건강센터 스트레스 클리닉 내원 환자의 후향적 의무기록을 분석하였다. 총 473명 환자(불안장애 166명, 우울장애 184명, 외상 및 스트레스 관련 장애 123명)의 HRV 지표의 진단 군간 차이를 비교하였다. 또한 지표와 전반적 임상 인상 심각도(Clinical Global Impression-Severity Scale, CGI-S)의 연관성이 진단군에 따른 차이를 보이는지 분석하였다. 결 과 세 군에서 HRV 지표는 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나, 심박도 간격(normal-to-normal, NN)의 표준 편차(standard deviation of normal RR intervals, SDNN)와 연속된 NN 간격들의 변이의 제곱 평균값의 루트 값(the square root of the mean squared differences of successive NN intervals, RMSSD)의 CGI-S와의 관련성은 그룹 간 유의한 차이가 나타났다(SDNN, p=0.017 ; RMSSD, p=0.034). 불안장애와 우울장애에서는 CGI-S에 따른 SDNN, RMSSD가 음의 관련성을 보였지만, 외상 및 스트레스 관련 장애에서는 양의 관련성을 보였다. 결 론 본 연구에서 세 군의 HRV 지표는 차이를 보이지 않았지만, 각 군에서 지표와 임상적 심각도와의 연관성은 다른 양상을 보였다. 본 연구 결과는 외상 및 스트레스 관련 장애군은 HRV의 특징 및 임상적 활용이 불안 및 우울장애와 다를 수 있음을 시사한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.33-41
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• 2018

본 연구는 심박변이도(HRV)와 인공신경망을 이용하여 강건하고 정확한 융복합 감정예측 모형인 EPNN (Emotion Prediction Neural Network)을 개발하는 것을 주요 연구목적으로 한다. 본 연구에서 제안하는 EPNN은 기존 유사연구와는 달리 은닉노드의 활성함수로서 하이퍼볼릭 탄젠트, 선형, 가우시안 함수를 융복합적으로 이용하여 모형의 정확도를 향상시킨다. 본 연구에서는 EPNN의 타당성을 검증하기 위하여 20명의 실험자를 대상으로 머니게임으로 감정을 유도한 후에 해당 실험자의 심박변이도 측정값을 입력자료로 사용하였다. 아울러 그들의 Valence와 Arousal을 EPNN의 출력값으로 사용하였다. 실험결과 Valence에 대한 F-Measure는 80%이고, Arousal의 경우 95%로 나타났다. 한편 EPNN의 타당성을 측정하기 위하여 기존 감정예측 연구에 사용된 경쟁모형인 인공신경망, 로지스틱 회귀분석, 서포트 벡터 머신, 랜덤 포레스트 모형과 성과를 비교하였다. 그 결과 본 연구에서 제안하는 EPNN이 더 우수한 감정예측 결과를 보였다. 본 연구의 결과는 향후 유비쿼터스 디지털 헬스 환경에서 사용되는 다양한 웨어러블 기기에 적용되어 사용자들의 일상생활 속에서 시시각각 변하는 감정을 정확히 예측하고 적절하게 관리하는데 적용될 수 있을 것이다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.11-18
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• 2015

오늘날 스트레스는 인간의 정신적, 신체적 건강을 위협하는 주된 요인 중의 하나이다. 본 논문에서는 대학생들에 대해 수업 전과 후에 측정한 심박변이도, 전기피부반응, 피부 온도가 스트레스 환경에서 생체 신호에 미치는 영향을 분석, 조사하였다. 본 연구에는 21세에서 27세 사이의 학생 30명이 참여하였으며, 이들의 평균 나이는 22.31세, 표준편차는 1.45세이다. 실험을 통해 시간영역과 주파수영역 모두에서 HRV의 제어 그룹에 대해 비교한 결과, 실험군에 대한 RMSSD(p=0.033), LF 첨두값(p=0.003), VLF(p=0.045)가 통계적으로 유의한 것으로 확인되었다. 평균 피부 전도도는 수업 후의 측정 결과(평균=5.993(uS), 표준편차=3.406)가 수업 전의 측정 결과(평균=3.039(uS), 표준편차=2.628)보다 평균적으로 97.2% 높게 나타났으며, 피부 온도는 수업 후의 측정 결과($34.835{\pm}0.305$)가 수업 전의 측정 결과($34.471{\pm}0.281$)보다 평균적으로 1.055% 높게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구결과는 스트레스 관련 임상 연구에서 자율신경계의 반응을 조사하는 연구에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제40권4호
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• pp.674-684
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• 2023

스트레스 자극에 대한 심혈관계 및 교감신경계 과활성화 반응은 향후 심혈관계 질환 발생 및 심장 돌연사의 위험을 증가시킨다. 음악 청취는 자율신경계 기능을 향상시켜 안정 시 긴장 이완을 유도하는 것으로 알려져 있으나 음악이 스트레스 상황에서의 과도한 심혈관 반응을 완화 시킬 수 있는지에 대한 연구는 부족하다. 본 연구는 음악청취가 스트레스 자극에 대한 심혈관 반응성을 완화시켜 줄 수 있을지 검증하였다. 15명의 건강한 성인(남자 9명, 여성 6명)을 대상으로 무작위 교차 실험 설계로 진행하였다. 음악 처치는 음악을 30분간 청취하였고 통제 처치는 30분간 휴식을 취하였다. 냉압박 검사로 교감신경계를 자극하였으며, 변인으로 심박수, 상완 및 중심동맥 혈압과 심박변이도(heart rate variability)를 측정하였다. 연구 결과, 음악 처치와 통제 처치 모두 냉압박 검사 중 심박수와 혈압 반응이 유의하게 증가하였으나(p < .001), 처치와 시기 간 상호작용 효과는 유의하지 않았다. 회복 구간에서 상완동맥 수축기혈압이 음악처치 그룹에서만 유의하게 감소하였다(p = 0.008). 나머지 혈압 변인들도 음악중재 그룹에서 더 완화되는 경향이 나타났으나 통계적으로 유의하지는 않았다. 심박변이도는 음악 처치 전후로 음악 처치 그룹에서만 SDNN(standard deviation of the NN intervals), TP(total power)와 HF(high frequency)값이 유의하게 증가하였다(p = 0.001, p = 0.002, p = 0.011). 따라서 음악 청취는 스트레스 이후의 회복력을 촉진시킬 가능성이 있다. 음악 처치의 구체적인 변인들을 고려하여 과도한 심혈관 반응에 대한 보호 효과로서의 음악 청취에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권4호
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• pp.363-370
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• 2016

소음은 원하지 않는 소리로서 소음의 노출은 스트레스와 난청의 원인이 된다. 본 연구에서는 치기공과 학생의 치과기공 소음 노출에 의하여 스트레스와 순음청력에 미치는 영향을 파악하기 위하여 심박변이도와, 공기전도검사와 골전도검사를 실시하였다. 치기공과 학생의 나이, 키와 체중은 대조군과 유사한 결과를 나타냈다. 스트레스의 저항도를 나타내는 심박 표준편차와 부교감신경의 활성과 관련 있는 norm HF는 유의적으로 감소하였으며, 심박수, 교감신경의 지표인 norm LF, 교감신경과 부교감신경의 비율은 유의적으로 증가하였다. 공기전도검사 결과 치기공과 학생의 오른쪽 귀의 125, 250, 500, 1000, 2000, 3000, 4000, 6000 Hz와 왼쪽 귀의 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz에서 역치와 골전도검사 결과 오른쪽과 왼쪽 모두 250, 500, 1000, 2000, 4000 Hz에서 역치가 유의적으로 증가하였다. 또한, 순음청력검사 결과를 4분법을 이용하여 어음영역의 평균을 비교한 결과 치기공학과 학생에서의 역치가 모두 유의적인 증가를 보였다. 이와 같은 결과를 종합해 보면, 치기공학과 학생들에게 노출된 치과기공 소음에 의해서도 스트레스의 증가와 청력소실이 유발될 수 있으므로 적절한 예방책을 찾아야 할 것이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권1호
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• pp.1-9
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• 2009

본 연구에서는 기존의 접촉식 센서를 이용한 생체신호 측정이 아닌 비접촉 방식으로 심박과 호흡을 추출하기 위해 2.4GHz 대역에서 동작하는 도플러 레이더 센서와 베이스 밴드 모듈로 구성된 도플러 레이더 시스템을 설계하고 그 성능을 평가하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템은 인체표면의 변위변화에 의해 반사되는 위상변화를 이용하여 심폐 활동을 검출할 수 있다. 도플러 레이더 센서의 I/Q 채널에서 획득한 신호는 베이스 밴드 모듈의 전처리 필터부, 증폭부, 옵셋조정부를 통과하여 호흡과 심박 신호로 분리된다. 도플러 레이더 시스템으로부터 측정된 생체신호와 기존의 생체신호 간의 상관성을 확인하기 위해 호흡과 심박 대역이 각각 다른 쥐, 토끼, 사람을 대상으로 측정하여 그 결과를 비교하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템에서 분리된 호흡 및 심박 신호는 측정 대상의 움직임이 없는 상태에서는 높은 검출률을 보였으며, 도플러 레이더에서 심박과 호흡 신호를 검출한 결과 거리, 호흡과 심박의 변이량, 호흡과 심박대역에 따라 검출률이 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

• 감성과학
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• 제6권4호
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• pp.41-49
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• 2003

본 연구에서는 긍정감성과 부정감성을 각각 유발시키는 음향을 제시할 때에 반응자의 행동활성화체계(BAS)와 행동억제체계(BIS)의 개인차가 심박동변이도(HRV)에 어떤 영향을 미치는지를 조사하기 위하여, BAS와 BIS 민감성의 고저에 따라 네 집단으로 분류된 25명의 대학생(남:14명)에게 명상음악과 소음을 제시하고 심전도를 측정하였다. 심전도로부터 HRV의 전력스펙트럼밀도를 유도하여 3개의 주된 주파수영역에 대한 HRV의 전력을 구하였다[저주파수(LF : low frequency), 중간주파수(MF : medium frequency), 고주파수(HF : high frequency)]. 그 결과, 명상음악을 제시한 경우 BIS와 BAS가 모두 낮은 집단에 비하여 BIS는 낮고 BAS가 높은 집단의 MF/(LF+HF)가 유의하게 높았다. 아울러, 전자의 집단에서 명상음악 청취시가 소음 청취시에 비하여 MF/(LF+HF)가 더 높은 경향을 보였으나, BIS가 높은 경우에는 BAS의 민감성에 관계없이 이러한 경향성을 보이지 않았다. 이 결과는 BIS는 낮고 BAS가 높은 집단은 다른 집단에 비하여 명상음악과 같은 긍정감성에 더 민감하며, MF/(LF+HF)는 긍정 및 부정감성을 평가할 수 있는 지표로 사용될 수 있음을 시사한다.