• 전자공학회논문지SC
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• 제49권3호
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• pp.38-46
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• 2012

심방세동은 발작성 심방세동 단계에서부터 검출 및 분석하여 적절한 치료를 실시하여야 하며, 홀터 심전계를 통해서만 측정할 수 있다. 현재 12채널 심전계를 통해서는 심방세동 신호를 추출할 수 있는 효과적인 방법들이 개발되어 있으나, 홀터 심전계를 위한 방법으로는 심실활동 템플릿을 단순 제거하는 ABS(averaged beat subtraction)방법이 사용되고 있다. 최근 단일 채널 심전도로부터 심방세동 신호를 추출하기 위한 PCA(principal component analysis) 또는 SVD(singular value decomposition) 기반의 알고리즘이 제안되기도 하였으나, 구현이 복잡하고 전문가의 개입이 필요한 한계가 있다. 본 논문에서는 주 입력인 심방세동 심전도에서 심실활동을 이벤트로서 검출한 뒤 이를 기준 입력으로 하는 이벤트 동기 적응필터(ESAF, event-synchronous adaptive filter)를 제안하고, 심방세동 신호 추출 성능을 평가해 보았다. 그 결과 기존 ABS 방법에 비해 우수할 뿐만 아니라, 전문가의 개입 없이도 PCA 또는 SVD 기반의 알고리즘과도 대등한 성능을 보였다. 나아가 이형성 심실활동이 있는 경우에도 효과적으로 대응할 수 있는 확장 ESAF 방법을 제안하였으며, 단형성 심실활동이 있는 경우와 유사한 수준의 성능을 확인하였다. 제안된 알고리즘을 홀터 심전계에 적용하면 발작성 심방세동 심전도의 분석뿐만 아니라 항부정맥 약물의 치료효과를 실시간으로 보다 정확하게 평가할 수 있을 것으로 기대된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.62-69
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• 2022

의료현장에서는 최근 디지털 헬스케어의 중요성이 대두되면서, 다양한 형태의 생체신호 측정 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 생체신호 중 가장 중요한 신호로 심전도를 들 수 있으며, 특히 부정맥 환자에 있어 심전도 신호의 연속 모니터링은 매우 중요하다. 부정맥은 동결절(sinus node), 동빈맥(sinus tachycardia), 심방조기수축(atrial premature beat, APB), 심실세동 (ventricular fibrillation) 등으로 그 발병원에 따른 형태가 다양하며, 발병 이후의 예후가 좋지 않으므로 일상 중 연속 모니터링은 부정맥의 조기 진단과 치료방향 설정에서 매우 중요하다. 부정맥 환자의 심전도 신호는 매우 불안정하며, 부정맥을 자동 검출하기 위한 주요 특징점으로 작용하는 정확한 R-peak 포인트의 검출이 어렵다. 본 연구에서는 연속 측정하는 홀터 심전도 모니터링 기기와 분석용 소프트웨어를 개발하였으며, 부정맥 데이터베이스를 통해 심전도 신호의 R-peak 효용성을 확인하였다. 향후 연구에서는 다양한 발병원인으로 인한 부정맥의 형태적 구분 및 예측을 위한 알고리즘과 임상 데이터에 근거한 유효성 검증에 관한 추가 연구가 필요하다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.75-80
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• 1999

홀터 심전계는 일반 심전계와 달리 활동중의 심전도를 기록하므로서 복잡한 심장질환을 효과적으로 모니터링할 수 있으나 24시간 동안의 심전도를 수집하여 진단하기 때문에 급작스런 심장질환에 대해서는 대처할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 홀터 심전계와 같은 이동형 심전도 단말기에 900Mhz 대역을 사용하는 부선 데이터 통신망 인터페이스를 첨가하여 심장 이상으로 인한 급사위험이 있는 환자를 감시${\cdot}$관리할 수 있는 보행형 감시 시스템 모델을 제안하고 이동형 심전도 단말기와 담당 의사를 위한 휴대형 단말기를 구현함으로써 무선 데이터 통신망을 이용한 보행형 감시 시스템이 구현될 수 있음을 검증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권3호
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• pp.251-260
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• 1998

홀터 심전계는 심장 이상으로 인한 급사 위험이 있는 환자를 위한 비관혈인 진단 장비이다. 본 연구에서는 일상생활 중에 심전도 데이터를 획득할 수 있도록 원칩 마이크로프로세서와 대용량메모리인 플레쉬 메모리(flash memory) 카드를 이용하여 2채널의 홀터 심전계를 설계하였다. 시스템 하드웨어는 크게 원칩 마이크로프로세서(68HC11E9)의 아날로그 심전도 처리회로, 플레쉬 메모리 카드로 구성하였다. 아날로그 심전도 처리회로는 250,500,1000의 이득을 갖는 증폭기와 0.05-100Hz의 대역폭을 갖는 대역통과 필터, 호흡으로 인한 기저선의 이동을 제거하기 위한 auto-balancing 회로와 포화-보정회로를 사용하였다. 심전도 신호는 240샘플/초 샘플링하여 A/D 변환하였다. 심전도는 필터링 및 전처리 과정을 통하여 특징점인 Q-R-T파를 검출하고, 이를 근거로 템플리트 생성, ST레벨, 심박수, QT간격 측정과 부정맥을 검출하였다. 또한 장시간동안의 심전도 데이터와 측정된 진단파라미터를 저장하기 위해 실시간 압축 알고리즘인 MFan과 delta modulation 방법을 이용하여 데이터를 압축, 저장하였다. 20M 바이트 용량의 플레쉬 메모리 카드에 기록된 데이터는 PC의 DOS나 Windows 환경의 ambulatory monitoring 분석시스템과 쉽게 인터페이스가 가능하도록 FFS(Flash File System)의 호환 가능한 SBF(Symetric Block format)포맷으로 저장하여 분석시스템에서 데이터 처리 및 관리할 수 있게 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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• pp.512-515
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• 2001

홀터 심전계는 휴대용 소형 심전도 기록기로서 신체에 부착한 후 일상생활을 계속하면서 심장의 운동 및 전위변화를 기록, 분석하여 심장질환의 유무를 판단하는데 유용하게 쓸 수 있으므로 연구가 활발하게 진행되고 있다. 깨끗한 심전도를 얻기 위해서는 심전도(ECG) 신호에 섞여있는 60Hz 전원 잡음, 기저선 변동, 근 잡음을 제거해야 된다. 홀터 심전계에서 심전도 신호를 기록하는데 있어서 가장 큰 문제를 야기하는 부문이 기저선 변동인데 전극을 부착한 부위의 근육수축과 호흡의 리듬에 따라서 발생하게된다. 그러한 기저선은 상하로 심하게 불규칙한 변동을 하면서 흔들리게 되어 심전도 신호를 진단하는데 어려움이 있으므로 기저선 변동을 제거하는 부분이 매우 중요하다. 본 연구에서는 아날로그 단에서 기저선 변동을 안정화하고 실시간으로 신호 처리할 수 있는 디지털 필터를 구현함으로써 기저선 변동을 제거하는 시스템을 설계하여 환자의 심장질환을 분석하는데 응용할 수 있도록 하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.45-50
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• 2021

최근 IT기술이 발달함에 따라 다양한 생체신호 측정 기기에 대한 연구 및 관심이 높아지고 있으나, 가장 대표적인 생체 신호 중 하나인 심전도, 특히 부정맥 신호 검출과 관련한 연구는 미비한 현실이다. 부정맥은 그 발병원인이 다양하며 발병이후 예후가 좋지 않으므로 조기진단을 통한 예방치료가 최선이다. 하지만 부정맥을 진단하기 위한 도구인 24시간 홀터 심전계는 사용지속시간의 제약, 일상생활로 인한 동잡음 분석의 어려움, 위험상황에서 사용자의 실시간 알람 기능에 단점을 보인다. 본 연구에서는 장시간 연속 측정이 가능한 심전도 및 맥박 모니터링 기기와 실시간 모니터링 앱, 분석용 소프트웨어를 개발하였으며, 측정한 값의 경향성을 확인하였다. 향후 연구에서는 심전도 신호 측정 분석의 정량적 결과 도출에 관한 연구가 필요하며, 이를 바탕으로 하는 부정맥 신호 검출 알고리즘 개발과 관련한 추가 연구를 진행해야 한다.

• Journal of Yeungnam Medical Science
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• 제24권2호
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• pp.216-231
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• 2007

배경 : 자율 신경의 영향력을 반영하는 심박동의 가속 또는 감속은 발작성 심방세동의 시작전 관찰된다. 본 연구의 목적은 심방세동 시작 전에 선행하는 두 다른 형태의 심박동의 변화가 자율 신경에 상호작용하는 차이를 평가하기 위함이다. 재료 및 방법 : 발작성 심방 세동이 기록된 105개의 홀터 결과 중에 5분 이상의 발작성 심방세동이 발생하기 전에 최소 한 시간 이상동안 정상 동율동을 보인 55개의 홀터 결과를 선택하여 심박동의 다양성에 대한 시간-우선 및 빈도-우선 분석을 시행하였다. 55개의 홀터 결과를 두 그룹으로 나누었는데, 발작성 심방 세동이 발생하기 전 마지막 2분 동안 심박동의 가속이 있었던 결과들을 그룹 A(n=30)로 분류하였고, 심박동의 감소가 있었던 결과들은 그룹 B(n=25)로 분류하였다. 결과 : 그룹 A에서 저명하게 비교적 균일한 평균 RR 간격의 감소($924{\pm}30$ to $835{\pm}28ms$, $P$=0.001)가 관찰되었고, 그룹 B에서는 평균 RR 간격의 증가($831{\pm}32$ to $866{\pm}31ms$, $P$=0.046)가 관찰되었다. 그룹 A는 빈도-우선 분석에서 LF/HF 비가 점진적으로 비교적 균일하게 증가하였다($P$=0.005). 그룹 A에서 HF normalized units ($HF_{nu}$)값은 $30.8{\pm}4.0$에서 $16.1{\pm}1.8$으로 감소하였고($P$=0.003), natural logarithm-transformed HF ($In$HF) 값은 $4.49{\pm}0.25$에서 $4.07{\pm}0.22$로 감소하였다($P$=0.001). 그룹 A와는 정반대로 그룹 B에서 $HF_{nu}$ 값은 $22.6{\pm}3.2$에서 $30.2{\pm}4.0$으로 증가하였고 ($P$=0.005), $In$HF 값도 $4.27{\pm}0.27$에서 $4.75{\pm}0.33$으로 증가하였다($P$=0.001). LF/HF 비도 그룹 B에서 결과적으로 감소하였다. 두 그룹 사이에 LF 구성요소의 저명한 차이는 관찰되지 않았다. 결론 : 발작성 심방세동이 시작되기 전에 선행하는 심박동의 가속과 감속을 유발하는 자율신경의 구동은 부교감 신경의 가감조절 때문이다. 부교감 신경의 가감조절이 발작성 심방세동의 시작에 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.17-23
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• 2011

본 연구에서는 일상생활 속에서의 심전도를 측정하여 HRV(Heart Rate Variability)를 모니터링 하며 스트레스를 추정할 수 있는 시스템을 제안한다. 제안된 무선 생체 측정기 모듈은 전처리필터와 BFP사용으로 잡음은 감소 시키면서 신호의 크기는 증가시키기는 회로를 설계하였고, ECG를 측정하여 R-wave를 추출하고 이를 통한 HRV로 인간의 감성 중 스트레스를 평가하는 알고리즘을 개발하였다. 또한 무선 생체 측정기 시스템은 활동 모니터링을 위해 휴대하기 편한 사각형의 작은 사이즈로 구성되며 측정방법이 간단하여 언제든지 측정이 가능하다. 실험을 통해서 취득한 사용자의 HRV 정보는 스트레스 평가 지수 도출 알고리즘을 통한 스트레스를 추정할 수 있으며 스트레스 부하 프로토콜을 수행 한 전후를 비교 분석하여 많은 파라미터에서 유의미한 차이가 나타났다. 본 연구에서 수행된 실험은 일상생활 중에 심장의 전기 활동을 모니터링 할 수 있는무선 생체측정기를 개발하였으며 이를 이용하여 시간영역 분석 및 주파수 영역 분석을 통하여 스트레스 지수를 평가 할 수 있는 알고리즘 시스템은 건강 모니터링 시스템으로 활용도가 높을 것으로 기대된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제6권12호
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• pp.96-104
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• 2006

본 연구에서는, 심전도 송수신 장치의 개발을 위한 지그비(Zigbee) 기반 무선 센서 모듈과 PDA(Personal Digital Assistant)의 데이터 전송률과 전력 소비에 대하여 분석 하였다. 데이터 전송률은 패킷(Packet) 구조에 의존적이며, 패킷을 2개의 심전도 데이터와 1개의 3축 가속도 벡터로 구성하였을 때, 초당 300 샘플의 전송률을 나타내었다. 두 개의 AAA 전지를 직렬로 연결하여, 센서 모듈의 동작 시간은 평균적으로 28시간 이었다. PDA의 전력 소비는 화면의 ON/OFF 여부와 시리얼 포트의 사용 여부 및 패턴에 의존적임을 알 수 있었다. 이러한 응용에서, PDA 동작 시간은 평균적으로 5시간 정도임을 확인하였으며, 이때, PDA는 논 블로킹 모드로 시리얼 포트로부터 전송된 데이터를 수신 한다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 장치를 24 시간 홀터(Holter) 심전계로 응용할 경우, 센서 모듈의 전력 소비와 전송 속도에는 문제가 없었으나, PDA는 전력 소모율에 문제가 있으며 이는 해결되어야할 과제이다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권7호
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• pp.464-469
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• 2015

모바일 기기를 활용한 홀터 모니터링으로 환자의 개인별 심전도 신호의 장주기 수집이 가능해졌다. 하지만 이에 따른 의사 결정 지원 도구 및 응용에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 장주기로 수집된 심전도 신호의 대표패턴을 추출하기 위한 축약 알고리즘을 제안한다. 그리고 추출된 대표패턴을 이용하여 유사한 환자의 목록을 제공하는 검색기를 소개한다. 사례분석을 통해 제안한 유사환자 검색기가 대표패턴을 통해 전문가의 임상활동을 간소화 하며, 유사한 환자의 목록을 제공하여 축적 데이터의 높은 활용 가능성을 제고함을 보였다. 또한, MIT-BIH 부정맥 데이터베이스를 이용한 평가에서, 축약 알고리즘이 64%의 레코드에 대해 단순화된 대표패턴을 제공하며, 부정맥 분류 결과를 평균 98% 축소함을 보였다.