• 제목/요약/키워드: 혈류특성

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동맥의 생체공학적 특성

  • 황민철
    • 전기의세계
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    • 제45권8호
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    • pp.25-29
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    • 1996
  • 동맥에 대한 기계 역학적인 연구역사는 30년에 이르고 있다. 그 연구 성과로 말미암아 동맥의 물성 파악, 동맥의 인조화, 동맥의 의학적인 시술에 대한 공학적인 평가 분석 및 제안, 동맥의 생리학적인 현상에 대한 이해 보강, 병리 현상의 공학적인 분석 및 예고, 공학적인 현상과 조직학적인 현상에 대한 연관성 파악 및 응용등, 많은 공헌을 하고 있다. 동맥에 대한 공학적인 연구학문을 동맥역학(Arterial Mechanics)이라 한다. 동맥역학의 궁극적 분석겨로가는 동맥에 대한 물성과 혈압으로 인한 변형율과 응력에 관한 것이다. 동맥의 물성 파악은 혈류와 Mass Transport의 효과로 인한 동맥의 질병양태에 대한 해석을 돕고 있다. 또한 동맥의 병리현상과 생리현상을 이해하는 데에 변형율과 응력 분포도가 중요한 요소로 역할을 하고 있다. 동맥의 연구 방법론적 고찰의 내용은 실험이나 데이터 분석방법이 비슷하기 때문에 동맥 외의 인체의 soft tissue(피부, 심장, 근육, 눈등)에 대한 연구고찰이라고도 할 수 있다. 본 논문은 현재까지 진행된 주요한 연구를 고찰하고 동맥 역학에 대한 관심과 인식을 고취시키는 데에 그 목적이 있다.

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휴식상태 EEG-to-MRI 크로스 모달리티 변환을 위한 스펙트로그램 기반 딥러닝 기법에 관한 예비 연구 (A Feasibility Study on Spectrogram-based Deep Learning Approach to Resting State EEG-to-MRI Cross-Modality Transfer)

  • 이규석;마히마 아리아;유원상
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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    • pp.13-14
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    • 2023
  • 뇌의 전기적 신경활동을 측정하는 뇌전도(EEG)는 저렴하게 취득할 수 있고 높은 시간 해상도를 갖는 반면 공간적 정보를 제공하지는 않는다. 기능적 자기공명영상(fMRI)은 혈류변화를 감지하여 뇌활동을 측정하는 방식으로서 높은 공간 분해능을 갖지만 고가의 비용과 설비를 요구한다. 최근 저렴하게 취득할 수 있는 EEG 데이터로부터 딥러닝을 사용하여 fMRI 합성영상을 생성하는 기술이 제안되었지만, 저주파수 대역에서 EEG와 fMRI 간의 뇌과학적 상관관계를 반영하지는 않는다. 본 연구에서는 휴식상태에서 취득된 EEG 데이터를 스펙트로그램으로 변환한 후 저주파수 특성을 사용하여 fMRI 합성영상을 생성하는 U-net 기반의 크로스 모달리티 변환 모델의 실현가능성을 평가하였다.

치료 저항성 우울증 환자에서 반복적 경두개 자기자극후 국소뇌혈류 변화 (Effect of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Drug Resistant Depressed Patients)

  • 정용안;유이령;강봉주;채정호;이혜원;문현진;김성훈;손형선;정수교
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권1호
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    • pp.9-15
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    • 2007
  • 목적: 두부 외부에서 두뇌를 직접 자극하는 비침습적 두뇌 자극술인 경두개 자기자극(TMS, transcranial magnetic stimulation)은 특정 두뇌 부위를 자극하여 두뇌 활성을 증가 혹은 감소시킬 수 있다. 특히 반복 TMS(repetitive TMS, 이하 rTMS)는 우울증, 강박장애, 정신분열증 등 일부 신경 정신과적 질환의 새로운 치료법으로서의 가능성이 제시되면서 다양한 연구가 행해지고 있다. 이에 본 연구는 치료 저항성 우울증 환자를 대상으로 rTMS 치료 전후의 국소뇌혈류 변화를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1년 이상 적당한 항우울제 투여를 시도하였음에도 불구하고 치료에 반응하지 않았던 치료 저항성 우울증 환자 12명(남: 7, 녀: 5, 나이범위: $19{\sim}52$세, 평균나이: $29.3{\pm}9.3$세)을 대상으로 하여 3주간 15회의 rTMS(우측 전전두엽: 1Hz, 좌측 전전두엽: 20Hz) 치료 시행 전과 치료 후에 Tc-99m ECD SPECT를 얻었다. 치료 전과 후의 차이를 SPM2 소프트웨어를 이용하여 비교하였다.(t=3.14, uncorrected p<0.01, voxel=100) 결과: rTMS 치료 후에 좌측 측두엽 전내측부와 좌측 기저핵 그리고 양측 전전두엽 피질부위에 혈류가 유의하게 증가하였다. 또한 우측 전두엽과 좌측 후두엽에서는 혈류가 유의하게 감소하였다. 결론: 치료 저항성 우울증 환자의 rTMS 치료는 특정 부위 두뇌의 혈류 증가와 감소가 있음을 확인할 수 있었다. 치료 성과 및 개인 특성에 따른 차이에 대한 분석을 시행하고 보다 많은 수의 환자에서 자료가 확보된다면 rTMS 치료의 기전과 우울증의 병태생리를 규명하는데 rTMS-기능 뇌영상 연계 연구가 매우 유용할 것이다.인 PET 연구 절차를 고안하기 위해 고려해야 할 사항들에 대하여 논하였다.TEX>$29.9{\pm}1.8%$, DMF: $7.6{\pm}0.5%$이었다. MEK에서 얻은 $[^{11}C]1$의 비방사능은 98 ($GBq/{\mu}mol$)이다. 각 물질의 질량 분석은 1: m/z 257.3 (M+1), 2: 257.3 (M+1), 3: 271.3 (M+1)이었다. 각 생성물질의 표지효율은 MEK에서 $86.0{\pm}5.5%:5.0{\pm}3.4%:1.5{\pm}1.3%$ $([^{11}C]1:[^{11}C]2:[^{11}C]3)$, CHO에서 $59.7{\pm}2.4%:4.7{\pm}3.2%:1.3{\pm}0.5%$, DEK에서 $29.9{\pm}1.8%:2.0{\pm}0.7%:0.3{\pm}0.1%$, DMF에서 $7.6{\pm}0.5%:0.0%:0.0%$이다. 결론: $[^{11}C]1$은 4가지 반응용매 중 MEK 반응용매에서 가장 높은 표지효율을 나타냈다. 부산물인 $[^{11}C]3$은 고성능 액체 크로마토그래피의 자외선, 방사능 검출기와 질량 분석법을 통해 물질을 추정할 수 있었다.의 개선 효과가 있는 것으로 판단되며 지질과산화에 대해서 강한 억제 활성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로 복분자는 생활 습관병의 예방과 개선에 유효한 것으로 사료되었으며, 지질대사와 과산화지표의 검증을 통해 기능성 식품소재로 활용될 수 있음을 보여주었다.로서 역시 CTV 치료계획에서 적게 조사되었다(p=0.005). 기존의 ICRU 치료계획은 잔류종양의 크기가 작은 경우 불필요하게 정상조직에

간경화 환자에서의 저산소혈증과 Tc-99m-MAA 주사를 이용한 폐내단락 측정 (Hypoxemia In Liver Cirrhosis And Intrapulmonary Shunt Determination Using Tc-99m-MAA Whole Body Scan)

  • 이계영;김영환;한성구;심영수;김건열;한용철
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제41권5호
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    • pp.504-512
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    • 1994
  • 연구배경 : 간경화 환자에서 심질환 또는 폐질환이 동반되지 않으면서 심각한 저산소혈증이 발생할 수 있다는 사실은 이미 오래전부터 알려져 있는 사실이다. 그 원인으로서 폐혈관 장애를 초래하는 것이 주된 역할을 하는 것으로 알려져 있는데 그 중에서도 특히 폐혈관 확정에 의한 폐내단락이 가장 중요한 기전으로 제시되고 있다. 폐내단락은 전모세혈관 수준에서 폐내혈관확장이 발생하거나 직접적인 동정맥 교통에 의해서 발생하는데 간경화 환자에서 흔히 관찰되는 피부 소견인 거미상 혈관종과 관련성이 있다. 이러한 폐내 모세혈관의 확장으로 인해 중심 혈류 속도가 빨라지고 모세혈관 통과 속도가 증가하여 결국은 폐확산 장애가 초래되는데 이러한 효과는 심박출량이 증가하는 과운동성 순환을 나타내는 간경화의 혈류학적 특성과 상승작용을 유발하여 저산소혈증이 발생한다. 또한 앙아위에서 기립자세로 체위변화를 하면 폐기저부위에서 중력에 의한 혈류량이 증가하여 폐내단락 효과가 배가되어 저산소혈증이 더욱 악화되므로 기립성 탈산소증과 편평호흡이 발생할 수도 있다. 그러나 이러한 소견들은 주정성 간경화와 원발성 담즙성 간경화를 주로하는 구미에서의 결과이고, B형간염과 이로 인한 간경화 및 간암의 유병율과 사망률이 세계적으로 가장 높은 우리나라에서는 이에 대한 연구가 거의 없는 실정이다. 이에 저자들은 후괴사성 간경화가 대종을 이루는 국내 간경화 환자에서의 저산소혈증과 기립성 탈산소증의 빈도를 조사하고 그 기전으로서 폐내단락의 중요성을 확인하기 위해 본 연구를 시행하였다. 방법 : 간경화 환자 중에서 심폐질환의 증거가 없고 복수, 상부위장관 출혈, 간성 혼수등과 같은 심한 합병증의 현증이 없는 비교적 안정상태에 있는 48명을 대상으로 하여 앙아위와 기립시 동맥혈분석검사를 시행하여 저산소혈증과 기립성 탈산소증의 빈도를 조사하고, 그 결과에 따라 저산소혈증군과 정상산서혈증군으로 분류하여 각각 폐기능검사 및 폐내단락율을 측정하기 위한 Tc-99m-MAA 주사를 실시하였다. 폐내단락율 계산은 뇌와 좌우신장의 혈류량은 전신 혈류량의 32%인 점을 기준하여 뇌와 좌우신장에서 측정된 방사성 계수를 전신 방사성 계수로 환산하고 이 값을 좌우폐의 방사성 계수와 합산한 후 이에 대한 전신 방사성 계수의 비율을 계산함으로써 결정하였다. 결과 : 동맥혈산소분압 80 mmHg 미만의 저산소혈증은 9명에서 관찰되어 18.8%의 빈도를 보였고 10 mmHg 이상의 기립성 탈산소증은 8명에서 관찰되어 16.7%의 빈도를 보였으나 동맥혈산소분양 60 mmHg 미만의 심각한 저산소혈증은 관찰되지 않았다. 동맥혈 산소분압은 거미상 혈관종이 관찰되는 환자군에서 유의하게 낮았으며 혈청학적 표지자와 간경화의 심한 정도를 반영하는 간기능검사 수치와는 유의한 상관관계는 없었다. 저산소혈증군과 정상산소혈증군으로 분류하여 시행한 폐기능검사 소견상 양군간에 유의한 차이는 없었으며 Tc-99m-MAA 전신주사를 이용한 폐내단락율은 저산소혈증군에서 $11.4{\pm}4.1%$로서 정상산소혈증군의 $4.1{\pm}2.0%$보다 유의하게(p<0.05) 높은 결과를 나타내었다. 결론 : 간경화 환자에서 저산소혈증은 적지 않은 빈도로 관찰되는 소견으로 그 기전으로는 폐내단락이 중요한 역할을 하는 것으로 생각되지만 후괴사성 간경화가 대종을 이루는 국내의 간경화 환자에서는 임상적으로 호흡곤란 및 청색증을 유발할 정도의 심각한 저산소혈증은 매우 드물다고 생각된다.

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Colletotrichum orbiculare에 대한 길항세균 Pseudomonas aurantiaca YC4963의 분리 동정 및 항균물질 Phenazine-1-carboxylic acid의 생산 (Identification of Antagonistic Bacteria, Pseudomonas aurantiaca YC4963 to Colletotri­chum orbiculare Causing Anthracnose of Cucumber and Production of the Antibiotic Phenazine-l-carboxylic acid)

  • 채희정;김루미;문석식;안종웅;정영륜
    • 미생물학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.342-347
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    • 2004
  • 경남 지역의 근권 토양 및 식물뿌리 에서 다양한 길항세균을 분리하여 오이 탄저병원균 Colletotrichum orbiculare에 대한 길항효과를 조사하였다. 그중 국화과에 속하는 털진득찰 (Siegesbeckia pubescens Makino)뿌리에서 분리된 YC4963 균주가 병원균의 균사 생장에 대한 억제 능력이 가장 우수하였으며, 배양 상등액을 이용한 in vitro 실험에서도 C. orbiculare의 발아관 형성과 균사 생장을 억제하였다. 이 균은 Gram음성과 양성세균에 대 해서도 억제 능력이 있었으며, Botrytis cinerea, Fusalium oxysporum, Rhizoctonia solani 등의 다양한 식물병원균에 대해서도 억제 능력이 좋았다. 이 균주의 형태, 생리$\cdot$화학적 특성과 분자생물학적 특성을 조사한 결과 Pseudomonas aurantiaca로 동정되었다. 이 길항 세균이 분비하는 항생물질의 구조결정을 위하여 대량 배양 후 물질 분리와 여러 종류의 크로마토그래피를 수행하였다. 분리 정제하여 얻은 순수 물질은 노란색 바늘 모양의 결정체이었고, 질량 분석, FT-IR spectrum분석 및 NMP spectrum 분석을 바탕으로 구조를 추정한 결과 phenazine-1-carboxylic acid로 확인되었다. 이 항생물질의 활성을 조사하기 위하여 농도를 달리하여 C. orbiculare의 발아관 및 부착기 형성을 조사한 결과, 처리 18시간 후 발아관 생장은 103 ${\mu}m$로 대조구의 798 ${\mu}m$보다 8배 정도 억제되었으나 발아관과 부착기 형성비율은 큰 차이가 없었다. P. aurantiaca에 의한 phenazine-1-carboxylic acid의 생산과 이 항생물질에 의한 탄저병군의 억제효과는 본 연구에서 처음 보고되는 것이다.$생산 유전자가 전달되는 것을 확인하였다. Random amplified polymorphic DNA와 pulsed field gel electrophoresis분석을 사용하여 genomic DNA에 대한 유전형을 분석한 결과 균주간의 유전적 연관성은 매우 낮은 것으로 나타나 한 병원에서 발견되는 균주는 clonal spread에 의한 것이라는 일반적인 보고와 다른 결과를 얻었다., 체외순환을 시작한 이후부터는 2군에서 지속적으로 더 높은 경향이 있었으며(1군 $48.5\~64$ mL/min100 g, 2군 $65.8\~88.3$ mL/min/100 g), 특히 30분에서의 측정값은 통계적으로 유의한 차이를 보였다(1군$47.5{\pm}18.3\;mL/min100\;g,$ 2군$83.4{\pm}28.5\;mL/min100\;g,\;p=0.026$). 혈액 뇨질산, 크레아티닌, 그리고 혈장 용혈헤모글로빈의 변화는 두 군간에 차이가 없었다. 결론: 일정한 펌프 혈류 조건에서 박동성 혈류의 평균 혈압이 더 높다는 것은, 비박동성 혈류보다 조직관류압(Tissue Perfusion Pressure) 측면에서 우수하여 말초장기의 조직관류 효과에 유리한 요인이라고 볼 수 있다. 본 연구를 토대로 장시간의 체외순환에서는 신장기능을 대표하는 수치들에도 영향을 미칠 수 있으리라 예상되며, 신장 이외에 다른 주요 장기에 미치는 영향에 대한 연구를 더 진행할 필요가 있을 것으로 생각한다.예측 인자가 될 수 있을 것으로 생각된다.있을 것으로 판단된다.%$의 무기물질(Zeolite)이 첨가되어진 Modified California putting green system이 최적의 putting green 조건과 우수한 Bentgrass 잔디품질을 4년 동안 유지하였음을 이 실험을 통해 조사되어졌다.

μ-PIV기법을 이용한 동정맥루 모사혈관에서의 모사 혈액의 점도특성에 따른 혈류역학적 분석 (Hemodynamical analysis by viscosity characteristics of artificial blood for μ-PIV experiment of Radio-cephalic arteriovenous fistula(RC-AVF))

  • 송륜근;이진기
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.33-39
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    • 2016
  • Radio-cephalic arteriovenous fistula(RC-AVF) is the most recommended operation of achieving access for hemodialysis. However, it has high rates of early failure depending on the many haemodynamic conditions. To increase RC-AVF patency rate, many researches were performed by in-vitro experiment via artificial vessel and blood analogue fluid, and there were conflicting opinions about whether the non-Newtonian properties of blood have an influence on the flow in large arteries. To investigate the influence of viscoelasticity of blood within the RC-AVF, we fabricated three dimensional artificial RC-AVF and two kinds of blood analogue fluid. The velocity field of two fluids within the vessel were measured by micro-particle velocimetry(m-PIV) and compared with each other. The velocity profiles of both fluids for systolic phase were matched well while those for diastolic phase did not correspond. Therefore, it is desired to use non-newtonian fluid for in-vitro experiment of RC-AVF.

심음을 이용한 SVM 기반의 심장 질환 판별에 관한 연구 (A study of a cardiac disorder distinction based on SVM by using a heart sound)

  • 김보리;백승화;김동완;백승은;권순태
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2173-2174
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    • 2006
  • 심음은 심장이 수축, 확장 시에 심장의 움직임과 혈류의 흐름에 의해 발생하는 음향이다. 심음은 여러 신호원으로 이루어져 있고, 매우 복잡하고 비고정적인 신호이다. 심장의 질환에 따라 심음의 소리는 다르게 나타난다. 심음을 구분하여 심장 질환의 유무를 판단하는 가장 기초적인 기준이 될 수 있다. 본 연구에서는 Support Vector Machine 기법을 이용하여 심음을 통한 심장 질환 판별 검출 알고리즘을 제안하였다. Support Vector Machine은 신경망의 한 종류이며 이진분류에서 좋은 성능을 보인다. 또한 Polynomial Radial Basis Function, Multi-Layer Perceptron Classifiers를 위한 대안적인 학습방법으로 사용된다. 이러한 특성을 사용하여 심음의 데이터들을 일정한 기준에 의하여 (+)데이터와 (-)데이터로 분리한 후, 각 데이터들을 학습시켜 최적의 데이터를 만든다. 이후 각 데이터들은 점층적인 추가 학습을 시킴으로써 적은 양의 학습 데이터만으로도 높은 분류 성능을 표현할 수 있다. 이 연구에서 제안된 SVM을 실제 심음 데이터에 적용한 실험에서 심장 질환의 유무 판별에 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있을 것으로 판단된다.

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초음파 데이터에서 실시간 잡음 감쇄를 이용한 광선 투사법 (Volume Ray Casting for Ultrasound Data Using Real-Time Noise Reduction)

  • 서강희;권구주;신병석
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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    • pp.1623-1626
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    • 2005
  • 초음파 영상 기법은 장기, 연조직, 혈류를 검사하는데 쓰이는 영상 진단법이다. 초음파 장비를 통해 얻어진 초음파 볼륨 데이터는 장비 특성상 많은 잡음(speckle noise)을 포함하기 때문에, 깨끗한 영상을 얻기 위해서는 잡음 필터링(noise filtering)이 필요하다. 그런데, 볼륨 데이터 모든 영역에 대해 잡음 필터링을 적용할 경우 전처리 시간이 길어져 실시간으로 초음파 볼륨 데이터를 렌더링하기 어렵다. 본 논문에서는 실시간으로 입력되는 초음파 볼륨 데이터를 가시화 하기위하여 전처리 시간 없이 잡음을 제거하는 방법을 제안한다. 전처리 시간에 전체 볼륨 데이터에 대해 잡음 필터링을 적용하지 않고, 영상을 생성하는 동안 참조되는 복셀(voxel)에 대해서만 잡음 필터를 적용하여 얻은 값을 사용한다. 이때 필터링에 소요되는 시간을 최소화하기 위해 가장 단순한 평균화 필터를 사용한다. 그리고 복셀에 적용되는 3차원 필터를 3단계의 1차원 필터 연산 단계로 분할 한 후, 각 단계별 연산을 거친 복셀들에 대해서는 다시 연산을 하지 않도록 하여 중복을 피한다. 이를 통해 전처리 시간 없이 기존 방법과 동일한 화질을 유지하는 최종 영상을 만들어 낸다.

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심초음파용 생체신호측정모듈의 개발 (A Development of Physio-Module for Echocardiography)

  • 장원석;김남현;전대근
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제47권4호
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    • pp.21-29
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    • 2010
  • 본 연구는 심초음파에 사용되는 생체신호측정모듈을 개발하고자 하였다. 생체신호측정모듈은 심전도, 호흡, 맥파, 심음 측정 기능을 포함하며, 생체신호측정모듈에서 측정된 4가지의 생체신호와 초음파 영상을 동기화시켜 심장의 수축과 이완에 따른 심장질환을 진단하는데 사용된다. 생체신호의 특성을 고려한 테스트 패턴을 적용하여 개발된 생체신호측정 회로부를 검증하였으며, 특히 심전도의 QRS trigger 지연시간은 국제규격인 EC-13에 만족하였다. 또한, 개발된 심전도, 호흡, 맥압, 심음이 동기화 되는 것을 확인하였으며, 심초음파의 M-mode 영상에서 혈류의 흐름과 심전도의 변화가 일치함을 확인하였다.

광 혈류 신호의 주파수 파워 특성과 이차 미분값을 이용한 가상환경의 스트레스 평가 (Assessment of stress in virtual reality environment using power spectral density ratio and second derivative of photoplethysmography)

  • Y.H. Nam;Kim, H.T.;H.D. Ko;Park, K.S.
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.169-172
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    • 2001
  • There are many people who suffer from simulation sickness when immersing in virtual reality. In this study, we analyzed two photoplethysmogram(PPG) parameters - a second derivative parameter and power spectral density ratios - in order to relate PPG parameters with simulation sickness. 36 young, healthy subjects were participated in the experiment, and each subject was equipped with a PPG electrode during his or her immersion. Simulation sickness section was defined as a 7 - second section which starts from the point where a subject reported simulation sickness, and normal section as a same-length section where no physical stimuli was presented to him or her. We compared the PPG parameters of the simulation sickness sections with the normal sections, - d/a ratio is believed to have lower value during vasodilation and higher value during vasoconstriction, however, we could not find much difference in the parameter between normal and simulation sickness sections. We also compared 1 to 10Hz power spectral density ratios in normal sections with in simulation sickness section, and found that 6 density ratios among them have different value. Therefore, the density ratios might be utilized as parameters to detect simulation sickness of subjects.

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