Due to the self-diffusion of nuclear spins, the edge of phantoms is enhanced in the magnetic resonance imaging (MRI), especially in the case of microscopy [1]. According to several published works, theory has been established that the edge enhancement is caused by the motion narrowing around bounded regions due to diffusions of nuclear spins during data acquisition. It is found, however, that the signal decreases due to the diffusion attenuation and image is distorted as edge of the image is sharpened. In this paper, we wilt investigate this signal loss during data acquisition and its effects on image, i.e., image edge enhancement due to the diffusion phenomenon. This result is new and different from the previously discussed edge enhancement due to the diffusion, namely, by motion narrowing effect or spin bouncing effect at the boundary.
Lifting chair is a typical assistive product to aid for standing up and sitting down for persons with disability. It is particularly useful for the elderly persons whose muscular system is weakened by degenerative joint disease. This paper describes biomechanical assessments of lifting chair with hip-up function. In experiments we measured 3D motion and electromyographic(EMG) signal on the femoral muscle when subject performs the standing motion on the predetermined seat height. Based on assessment of the standing motion, we select the hip-up angle as 15 degrees to cover the relative femoral angle when EMG peak value is appeared. Using an implemented prototype lifting chair with hip-up function we perform standing experiments with five subjects. The experimental results show that the lifting and hip-up functions are effective to assist for standing up motion with less muscle force.
본 논문에서는 상황인식(Context Awareness)에 필수적인 정보인 사용자의 활동을 감지하고 인식하기 위한 무선 생체신호처리 시스템과 퍼지추론에 의한 사용자의 눕기, 앉기, 걷기, 뛰기의 상황을 인식하는 방안을 제안한다. 제안된 방법에서는 지속적인 동작관찰과 사용자의 생체운동량 및 운동패턴을 측정하기 위하여 가속도 센서인 ADXL 202JE를 사용하였다. 측정된 데이터를 RF(Radio Frequency)로 상황인식 서버에 전송하여 퍼지추론 방법으로 사용자의 상황인식(눕기, 앉기, 걷기, 뛰기)을 하였다. 실험결과 Longitudinal Accelometer Average Value의 크기데이터 만으로는 사용자가 뛰고 걷는 행동상태 판단에 어려움이 있었으며, 임의의 블록에 대한 L.A.A의 분산은 걷고 뛰는 행동 판단에 유용하게 이용될 수 있음을 확인하였다.
With the convergence of ubiquitous networking and medical technologies, ubiquitous healthcare(U-Healthcare) service has come in our life, which enables a patient to receive medical services at anytime and anywhere. In the u-Healthcare environment, intelligent real-time biosignal aquisition/analysis techniques are inevitable. In this study, we propose a motion artifact cancelation method in portable photoplethysmography(PPG) signal aquisition using an accelerometer and an adaptive filter. A preliminary experiment represented that the component of the pedestrian motion artifact can be found under 5Hz in the spectral analysis. Therefore, we collected PPG signals under both simulated conditions with a motor that generates circular motion with uniform velocity (from 1 to 5Hz) and a real walking condition. We then reduced the motion artifact using a recursive least square adaptive filter which takes the accelerometer output as a noise reference. The results showed that the adaptive filter can remove the motion artifact effectively and recover peak points in PPG signals, which represents our method can be useful to detect heart rate in real walking condition.
This study is concerned with a method which helps human to generate EMG signals accurately and consistently to make reliable design samples of function discriminator for prosthetic arm control. We intend to ensure a signal accuracy and consistency by training human as a signal generation source. For the purposes, we construct a human training system using a digital computer, which generates visual graphes to compare real target motion trajectory with the desired one, to observe EMG signals and their features. To evaluate the effect which affects a feature variance and a feature separability between motion classes by the human training system, we select 4 features such as integral absolute value, zero crossing counts, AR coefficients and LPC cepstrum coefficients. We perform a experiment four times during 2 months. The experimental results show that the hu- man training system is effective for accurate and consistent EMG signal generation and reduction of a feature variance, but is not correlated for a feature separability, The cepstrum coefficient is the most preferable among the used features for reduction of variance, class separability and robustness to a time varing property of EMG signals.
본 연구에서는 현대인들의 일상생활 중 대부분의 시간을 보내는 좌식생활 중에 무구속적으로 장시간 심장활동상태를 모니터링하기 위한 의자형 무구속 심전도 모니터링 시스템을 설계 및 구현하였다. 구현된 시스템은 옷을 입은 상태에서도 측정이 가능하며, 동잡음에도 비교적 강한 장점을 가진다. 이를 위하여 의자의 등받이 부분에 무구속 전극을 배치하였으며, 미세한 생체신호를 증폭하고, 측정 시 발생 할 수 있는 동잡음 및 기저선의 변화, 상용전원에 의한 전원잡음을 제거하기 위하여 증폭기 및 필터를 설계하였다. 또한 제어부와 무선전송부를 구현하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 생체신호를 PC와 스마트폰으로 전송함으로써 일상생활 중 지속적인 심장활동 상태의 모니터링이 가능하다. 구현된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 Ag/AgCl 전극을 사용한 시스템과 비교 실험을 수행하였으며, 실험 결과 구현된 시스템의 무구속적으로 심장활동 상태 모니터링이 가능함을 확인하였다.
본 논문에서는 영아 돌연사를 방지하기 위해 영아의 생체신호를 분석하여 위험상황이 발생했을 때 보호자에게 위험신호를 알려주는 영아 돌연사 모니터링 시스템을 제안한다. 영아 돌연사(SID)는 생후 한 달에서 일년 사이의 건강한 아기가 원인불명으로 사망하는 것을 말한다. 제안한 영아 돌연사 모니터링 시스템은 생체신호를 센싱하는 부분과 생체 신호를 처리하는 프로세서부와 모니터링 및 알람부분으로 구성된다. PPG 센서를 사용하여 생체신호를 센싱하고 프로세서부에서는 센서를 통해 획득한 신호를 동잡음을 제거하여 부모에게 알람 및 모니터링 할 수 있게 하였다. 제안한 시스템은 영아의 심박동을 분석하여 위험상황인 경우 보호자에게 모니터링 및 경고 알람을 보내게 된다. 시스템의 실제 구현을 통해 모니터링 시스템의 성능을 평가하였다.
A non-invasive respiratory gated radiotherapy system like those based on external anatomic motion gives better comfortableness to patients than invasive system on treatment. However, higher correlation between the external and internal anatomic motion is required to increase the effectiveness of non-invasive respiratory gated radiotherapy. Both of invasive and non-invasive methods need to track the internal anatomy with the higher precision and rapid response. Especially, the non-invasive method has more difficulty to track the target position successively because of using only image processing. So we developed the system to track the motion for a non-invasive respiratory gated system to accurately find the dynamic position of internal structures such as the diaphragm and tumor. The respiratory organ motion tracking apparatus consists of an image capture board, a fluoroscopy system and a processing computer. After the image board grabs the motion of internal anatomy through the fluoroscopy system, the computer acquires the organ motion tracking data by image processing without any additional physical markers. The patients breathe freely without any forced breath control and coaching, when this experiment was performed. The developed pattern-recognition software could extract the target motion signal in real-time from the acquired fluoroscopic images. The range of mean deviations between the real and acquired target positions was measured for some sample structures in an anatomical model phantom. The mean and max deviation between the real and acquired positions were less than 1mm and 2mm respectively with the standardized movement using a moving stage and an anatomical model phantom. Under the real human body, the mean and maximum distance of the peak to trough was measured 23.5mm and 55.1mm respectively for 13 patients' diaphragm motion. The acquired respiration profile showed that human expiration period was longer than the inspiration period. The above results could be applied to respiratory-gated radiotherapy.
본 논문에서는 대상테의 움직임이 합성구경 기법에 미치는 영향을 조사하고, 이를 토대로 합성구경 기법의 움직임 긱함을 극복할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 일정한 관심영역 내에서 대상테의 대표적인 축방향 움직임을 추정하고 이에 의한 집속 지연 오타만을 관심영역의 모든 영상점에 대하여 동일하게 보상하는 영역 기반의 움직임 보상 기법을 사용한다. 이때 대표 움직임은 관심영역 내에서 접속된 신호의 에너지가 최대가 되는 점에서의 움직임을 상호상관을 이용하여 계산할 수 있다. 또한 자기상관 기반의 도플러 평균 주파수 추정 기법을 이용하여 관심영역 내의 대표적인 축방향 움직임(대표 움직임 속도)을 추정하는 방법을 제안하였다. 모의 실험과 실제 인체 실험 결과 두 방법 모두 합성구경 영상의 움직임 오류를 제거함으로써 양방향 동적접속의 구현을 가능하게 하여 초음파 영상의 해상도 및 SNR을 현저히 개선시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 자기상관 방법은 훨씬 적은 계산량으로 상호상관 방법과 거의 동일한 성능을 제공함을 확인하였다.
In order to measure ECG in daily life, a new ECG measurement method on bed was developed. The provided method does not require any direct conductive contact between the instrument and bare skin, so that it does not cause the uncomfortable feel of touch and the possible skin trouble which are typical shortcomings of the conventional conductive contact ECG measurement. The provided method utilized an array of high-input-impedance active electrodes fixed on the mattress and an indirect-skin-contact ground made of a large conductive textile sheet and laid on lower area of the mattress. A thin cotton bedcover covered the mattress, the electrodes, and the conductive textile and subjects lay on the mattress over the bedcover. ECG was obtained successfully. However its signal quality is lower and the motion artifact is larger than direct-contact measurement. Careful measurement setup was needed to reduce the motion artifact originated from variation in static electricity. From the ECG obtained by the provided method, R-peak could be discriminated easily and the information about the position and the posture of the subject could be obtained.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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