• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권3호
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• pp.141-149
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• 1999

본 연구에서는 수면상태에서의 자율신경 활동을 관찰하기 위하여 웨이브렛 변환을 이용하여 HRV 신호를 분석하였다. 심전도 신호로부터 HRV 신호를 재구성하고 웨이브렛 변환을 통하여 얻은 계수를 이용하여 신호를 주파수 대역별 분석하였다. 분석된 결과를 AR 모델 기법을 이용한 기존의 주파 수 분석 방법과 비교하였다. 본 논문에서 제안한 웨이브렛 계수에 의한 전력스펙트럼 성분은 기존의 FFT나 AR모델 방법에 의한 결과와 동일한 경향을 나타내고 있었다. 따라서, 웨이브렛 계수에 의한 전력스펙트럼 분석방법은 HRV 신호를 이용한 자율신경계 활동 분석의 도구로 유용함을 알 수 있었다. 피검자가 일단 수면상태로 빠져들면, 심혈관계 역시 빠른 속도로 반응하여 수면에 적절한 활동을 수행하게 된다. 이러한 적응 활동은 심혈관 기관에 따라 차이는 있지만 대부분 수초내에 일어나게 된다. 본 논문에서 제안한 웨이브렛에 의한 분석 기법은 기존의 방법으로는 불가능했던 시간대별 변화 추이를 잘 표현할 수 있으므로 HRV 신호의 분석뿐만 아니라 다른 생체 신호의 분석에도 유용 할 것으로 예상된다.

• 전기학회논문지
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• 제64권8호
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• pp.1240-1245
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• 2015

The purpose of this paper is to investigate the autonomic nervous system activity in various ambient temperatures. To evaluate autonomic function, we use the frequency domain analysis of heart rate variability such as FFT(fast fourier transformation), AR(Auto-Regressive) model and Lomb-Scargle peridogram. HRV(heart rate variability) is calculated by using ECG recorded from 3 different temperature room which temperature is controlled in 18℃(low), 25℃(mid) and 38℃(high), respectively. Totally 22 subjects were participated in the experiment. In the results, the most significant autonomic changes caused by temperature load were found in the HF(high frequency) component of FFT and AR model. And the HF power is decreased by increasing temperature. Significance level was increased by increasing the difference of temperatures.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제1권1호
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• pp.21-25
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• 2015

사물인터넷(IoT)는 지능형 스마트 홈 네트워크를 구축하는데 매우 중요한 핵심기술이며 유비쿼터스 환경에서 스마트폰, 클라우드 컴퓨팅 등과 연계되어 중요한 역할을 담당할 것으로 전망된다. 본 논문에서는 인간의 자율 신경계에 의한 내부 조절 시스템을 연구하여 그의 핵심 메커니즘을 지능형 스마트 홈 네트워크를 위한 IoT 기반 자동조절 시스템을 설계하는데 응용하였다. 구성된 기기들이 연결되어 상호작용함으로써 온도, 습도, 조도가 자율적으로 조절되는 메커니즘을 제안하고 이를 적용하여 조절과정을 시뮬레이션 하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.935-939
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• 2003

The emotion recognition is one of the most significant interface technologies which make the high level of human-machine communication possible. The central nervous system stimulated by emotional stimuli affects the autonomous nervous system like a heart, blood vessel, endocrine organs, and so on. Therefore bio-signals like HRV, ECG and EEG can reflect one' emotional state. This study investigates the correlation between emotional states and bio-signals to realize the emotion recognition. This study also covers classification of human emotional states, selection of the effective bio-signal and signal processing. The experimental results presented in this paper show possibility of the emotion recognition.

• 감성과학
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• 제23권2호
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• pp.3-12
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• 2020

본 연구에서는 뇌파와 맥파를 이용한 생체신호 분석을 통해 자율주행차량 사용자에게 안정감을 유발하는 최적의 색온도를 제안하고자 하였다. 이를 위해 3000 K, 4000 K, 5000 K, 6000 K의 색온도를 갖는 조명을 자율주행 환경에 적용하여 제시하였다. 실험은 자동차 그래픽 시뮬레이터가 구비된 실험실에서 진행되었으며, 실험절차는 다음과 같다. 1) 안정기(5분), 2) U-K테스트(3분), 3) 자율주행+조명(3분). 이 과정은 색온도를 변경해가며 총 4회 반복되었다. 수집된 시계열데이터에 대해 주파수 분석을 실시하였고 파워 스펙트럼 분석을 통해 주파수 대역별 power값을 산출하였다. 뇌파는 안정의 지표인 α파와 각성의 지표인 β에 대해 분석을 실시하였으며, 맥파의 경우 교감신경계 활성도에 대해 분석을 실시하였다. 산출된 데이터는 연구대상자 개인 간 편차를 줄이기 위해 정규화하여 통계분석을 실시하였다. 1차 분석 결과, 뇌파의 경우 5000 K의 조명을 제시하였을 때 α파가 가장 높았고, 대부분의 조명 제시 상황에서 β파가 증가하였다. 맥파의 경우 주행 상황에서 SNSA가 증가하였다. β파와 SNSA에 대한 2차 분석 결과, 유의수준 5%에서 색온도 간 유의한 차이가 인정되지 않았다. 결론적으로, α파가 가장 높은 5000 K의 색온도가 안정감을 유발한다고 볼 수 있다. 이러한 결과를 자율주행차량에 적용한다면, 탑승자의 높은 만족도를 유발할 수 있을 것으로 보인다. 나아가, 이와 같은 긍정적인 효과가 자율주행차량의 수용으로 이어질 수 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.770-775
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• 2008

Autonomic nervous system of the anesthetized patients can be influenced by the many kinds of stimulations such as intubation, surgical incision and so on. The changes of the heart rates and blood pressures are surrogates of responses of the autonomic system to the external stimulations. Recently, the power spectral analysis of the heart rate variability (HRV) made it easy to know the fractions and changes of sympathetic and parasympathetic autonomic systems. In this study, the changes of pulse transit time, one of the response of vessels to stimulations, was investigated in relation to the HRV. Ten patients were examined and average age is 22.5 $\pm$ 11.04, average weight is 63 $\pm$ 14.4 kg. The patients were anesthetized only by sevoflurane inhalation. Pulse transit time is determined by calculating the difference of the time between the R peak of ECG and the characteristic point of the plethysmography. Power spectral density (PSD) of the HRV was achieved in the frequency of 0.04-0.15 (LF) and 0.15-0.4 (HF). Compared to preanesthetic period the values of LF and LF/HF ratio of HRV were decreased (p<0.05). HF and PTT was increased in anesthetic state with sevoflurane. Otherwise, after intubation, the HF was decreased and LF, LF/HF ratio and PTT were increased. PSD of the HRV is well-known for the index of the autonomic nervous activity. Not only HRV but PTT analysis also is a useful index reflecting the autonomic responses to various stimulations. And this analysis is useful in bed side monitoring because the calculating method is simple and it takes shorter processing time compared to the HRV analysis.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2004년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제14권 제1호
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• pp.277-280
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• 2004

In the research of biomechanical engineering, robotics and neurophysiology, to clarify the mechanism of human bipedal walking is of major interest. It serves as a basis of developing several applications such as rehabilitation tools and humanoid robots Nevertheless, because of complexity of the neuronal system that Interacts with the body dynamics system to make walking movements, much is left unknown about the details of locomotion mechanism. Researchers were looking for the optimal model of the neuronal system by trials and errors. In this paper, we applied Genetic Programming to induce the model of the nervous system automatically and showed its effectiveness by simulating a human bipedal walking with the obtained model.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권2호
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• pp.445-453
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• 2018

본 연구는 일회성 호흡훈련 피드백이 중년여성의 HRV-자율신경시스템 변화에 미치는 영향을 분석고자 하였다. 연구대상자는 중년여성(40-60세) 총 24명을 호흡군 12명, 통제군 12명으로 무선할당하여 일회성 호흡 훈련을 실시하였다. 호흡군의 피드백 훈련은 총 15분 동안 실시되었으며, 10분 간 전문가 지도에 따른 호흡 자각 훈련 후 5분 간 자율호흡 훈련을 실시하였다. 자료의 분석은 SPSS WIN 20.0으로 반복측정 변량분석(Repeated Measures ANOVA)을 실시하였으며, 이를 통해 얻어진 결론은 다음과 같다. 중년여성들은 일회성 호흡 훈련 후 SDNN, RMSSD, LF, HF가 유의하게 높아졌으며, 호흡군이 통제군보다 SDNN, RMSSD, LF, HF이 유의하게 높아진 것으로 나타났고, Mean HR과 LF/HF는 집단과 시기의 주효과, 집단과 시기의 상호작용효과 모두 유의한 차이는 나타나지 않았다. 이상의 결과로 일회성 호흡훈련 피드백은 중년여성들의 SDNN, RMSSD, 교감활성, 부교감활성에 효과적이며, 이러한 호흡 훈련 프로그램은 자율신경계 균형 능력을 향상시켜 중년여성들의 스트레스 완화 및 자율신경실조증을 회복할 수 있는 운동중재의 효용 가치를 기대할 수 있다고 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권5호
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• pp.729-740
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• 2022

본 연구는 야간 근무 도시철도승무원을 대상으로 직무스트레스와 수면장애가 낮 시간대 졸음에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 낮 시간대 졸음 지수는 타 근무시간대 보다 높게 측정되어 졸음 정도가 심한 것으로 나타났다. 이후 일반적으로 수면장애 및 스트레스 완화에 도움이 된다고 알려진 아로마에센셜 오일을 야간근무 근무자들에게 처치하여 스트레스와 자율신경계에 미치는 효과를 검증하였다. 아로마테라피를 처치 받은 실험군은 아무것도 처치하지 않은 대조군과 비교하여 스트레스의 감소, 자율신경계의 전체 활성도가 개선되는 것으로 나타났다. 본 연구는 도시철도승무원의 야간근무가 스트레스 증가와 자율신경계에 부정적으로 영향을 미치며, 이를 완화하기 위하여 아로마테라피 처치가 좋은 대안이 될 수 있음을 입증하였다. 본 연구를 통하여 야간 근무자들의 스트레스를 완화시켜 잠재적인 안전사고 예방에도 도움이 될 것으로 기대된다.

• 대한간호학회지
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• 제51권3호
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• pp.294-304
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• 2021

Purpose: This study aimed to investigate objectively measured physical activity (PA) in institutionalized older adults with mild cognitive impairment (MCI) and to elucidate the influence of autonomic nervous function, salivary cortisol, and PA on cognitive functions based on neurovisceral integration model. Methods: Overall cognitive function was evaluated using the mini-mental state examination (MMSE) and executive function was evaluated using semantic verbal fluency test and clock drawing test. Actigraph for PA, HRV and sAA for autonomous function, and the geriatric depression scale for depression were used. Saliva specimens were collected in the morning for sAA and cortisol. Results: Ninety-eight older adults from four regional geriatric hospitals participated in the study. They took 4,499 steps per day on average. They spent 753.93 minutes and 23.12 minutes on average in sedentary and moderate-to-vigorous activity, respectively. In the multiple regression analysis, lower salivary cortisol level (β = - .33, p = .041) and greater step counts (β = .37, p = .029) significantly improved MMSE score. Greater step count (β = .27, p = .016) also exerted a significant influence on verbal fluency, and greater sAA (β= .35, p = .026) was significantly associated with a better clock drawing test result. Conclusion: Salivary cortisol, sAA and physical activity were significantly associated with cognitive functions. To prevent older adults from developing dementia, strategies are needed to increase their overall PA amount by decreasing sedentary time and to decrease salivary cortisol for cognitive function, and to maintain their sympathetic nervous activity for executive function.