• 한국산업정보학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.1-10
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• 2020

본 논문에서는 시계열 심전도 (Electrocardiogram: ECG) 및 광전용맥파 측정센서 (Photoplethysmography: PPG)을 이용하여 혈압을 추정하는 알고리즘을 제안한다. 혈압 (Blood pressure: BP)을 추정하기 위해 주기적 입력 신호를 생성하고 차동 및 임계값 방법에 따라 잡음을 제거한 다음 합성곱 신경망 알고리즘을 기반으로 하여 수축기 혈압과 이완기 혈압을 예측한다. 본 논문에서 사용된 데이터는 MIMIC 데이터베이스에서 총 3.1GB의 49명의 환자 데이터를 사용하였다. 실험결과 수축기 혈압의 평균 제곱근 오차는 5.80mmHg, 이완기 혈압의 예측 오차는 2.78mmHg을 나타내었다. 또한, 영국 고혈압 협회가 제안한 혈압계 평가 방법을 적용하였을 때, 최고 성능인 등급 A를 만족함을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권6호
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• pp.43-50
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• 2011

바이오인식 기술은 패스워드나 IC 카드와 같이 분실의 우려가 없어 다양한 분야에 응용되고 있으나, 변조가 가능하며 측정방식에 따라 측정자에게 거부감을 줄 수 있다는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 심전도(ECG)를 이용한 바이오인식 기술에 대한 연구가 진행되고 있으나, 기존의 심전도 바이오인식기술은 심장질환을 측정하는 정형화된 심전도 리드 II 파형을 이용했기 때문에 바이오인식에는 적합하지 못했다. 따라서 본 논문에서는 심전도 리드 III 파형을 이용한 새로운 바이오인식 기술을 제안한다. 측정된 심전도 리드 III 파형은 잡음을 제거하기 위해 필터링을 한 후 AAV 알고리즘을 이용하여 파형의 정점을 찾고, 그 정점을 기준으로 원신호에서 파형을 분류하였다. 추출된 파형을 4가지 타입으로 정의하고 그를 기반으로 꼭짓점 및 세부파형모양, 파형진폭 및 간격 등 총 22가지의 특징들을 추출하였다. 추출된 특징은 오류역전파 신경회로 망인식기를 통해 분류되었다. 심전도 리드 III 파형을 이용한 바이오인식을 위해 31명의 측정자와 데이터베이스에 없는 5명의 측정자, 총 36명을 대상으로 심전도 바이오인식을 실험한 결과 특이도(specificity) 100%, 민감도(sensitivity) 95.59%, 정확도(accuracy) 99.17%의 특성을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.945-952
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• 2013

QRS 영역 중 R파는 ECG 신호 중 가장 큰 대표 신호라 할 수 있으며, 이 점을 기준으로 다양한 특징점을 검출하기 때문에 R파의 검출성능을 높이기 위해 많은 노력을 기울여 왔다. 하지만 R파 검출은 여러 종류의 잡음성분들로 인하여 이를 분석하는데 어려움을 준다. 또한 QRS 영역의 진폭과 유사한 T파나 P파를 R파로 오인함으로써 검출의 어려움이 발생한다. ECG 신호처리는 하드웨어 및 소프트웨어 자원에 대한 효율성을 고려해야 하며, 소형화 및 저 전력을 위해 단순해야 한다. 즉, 최소한의 연산량으로 정확한 R파를 검출함으로써 다양한 부정맥을 분류할 수 있는 적합한 알고리즘의 설계가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 차감 동작 기법(Subtractive Operation Method, 이하 SOM) 기반의 심전도 신호의 R파 검출 방법을 제안한다. 이를 위해 형태 연산을 통한 전처리 과정과 경험적 문턱값과 차감신호를 통해 R파를 검출하였으며, 검출의 효율성을 위하여 RR 간격을 이용한 동적 역탐색 기법을 적용하였다. 제안한 알고리즘의 R파 검출 성능을 평가하기 위해서 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스를 사용하였다. 성능평가 결과, R파는 평균 99.41%의 검출결과가 나타났다.

• 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.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제16권3호
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• pp.233-239
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• 2013

This paper includes the algorithm of eliminating noise, the processing technique of sensor and the results of designing vital and environmental sensor, one of the survivability subsystem of Future Soldier System. In this paper, we propose the adaptive filtering, moving noise removal in order to detect signals stabilized. And these help that we get bio-signals the ECG calculating methods such as search back and ensemble method. It is made up the vital and environmental sensor including the flexible sensor. In that sense, this study can be applied when it is planned the modular type Future Soldier System.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제17권1호
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• pp.99-108
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• 1996

Diverse digital filters have been designed previously to eliminate powerline(AC) interference in the electrocardiouam. This paper describes filtering methods which have been developed recursive notch, adaptive, IEF(Incremental Estimation Filter) and proposes a new AIEF(Advanced Incremental Estimation Filter) method. The performances of these filters are compared on artificial signals as well as actual ECG signals with the aid of validated CSE(Common Standards for Quantitative Electrocardiowaphy). AC interference in this database is shown to exhibit two qualities especially relevant to filter design : considerable deviations from a nominal 60Hz frequency and substantial noise at higher harmonics.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.791-792
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• 2006

본 논문은 심전도의 리드III 파형을 이용하여 신원확인이 가능한 생체인식 기술을 제안한다. 인식을 위한 심전도의 리드III파형을 특징추출하기 위해 $4{\sim}30Hz$의 대역통과 필터를 사용하여 피크(peak)점만 남겨놓고 모든 잡음을 제거한 후, AAV(absolute amplitude value)를 이용하여 피크점의 값을 추출한다. 추출된 피크 점은 원신호의 피크점과 같으므로 이를 기준으로 전체파형을 특징추출을 위한 단위 파형으로 분리한다. 분리된 신호는 정의된 4가지 형태(type)의 파형 중 가장 유사한 파형타입으로 분류되며, 분류된 형태를 기준으로 꼭지점, 최대 피크점, 최소 피크점, 최대.최소 피크점 비, 파형 간격(interval) 및 파형의 세부 모양 등 총22가지의 특징들을 추출한다. 추출된 특징들은 오류역전파 신경회로망(back-propagation neural network)의 입력으로 사용되었으며, 성인남녀 31명을 대상으로 제한된 파형 내에서 실험한 결과 100%의 인식률을 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제16권1호
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• pp.49-56
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• 1995

본 논문은 새로운 QRS comlex의 검출 알고리듬의 설계에 관한 연구로서 전처리 과정에 있어서 2단계의 적응 여파기를 설계하여 효과적인 잡음 제거 능력을 갖는 알고리듬을 제안 하였다. 1단계에서는 배경 잡음을 제거하고 2단계에서는 QRS complex만을 통과시킴으로, 잡음의 변동 뿐만 아니라 QRS comlex의 변화에도 적응 할 수 있게 하였다. 2단계의 적응 여파기는 각각 예측 오차 여과기와 유한 임펄스 응답을 갖는 여과기로 구성된다. 이때, 유한 임펄스 여과기의 계수는 예측 아 여과기의 계수를 이용하였다. MIT/BIT 데이타 베이스 중에서 비교적 잡음이 심한 105번과 108번을 가지고 실험을 한 결과 각각 99.3%와 97.4%의 검출율을 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.220-226
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• 2011

맥파전달시간 측정을 위해 비침습적 방법으로 신체 착용 가능한 심전도 및 맥파 무선계측시스템을 구현하였다. 구현된 시스템을 이용하여 자세 변화에 따른 맥파전달시간의 변화를 관찰하고자 하였다. 맥파전달시간을 검출하기 위하여 심전도 및 맥파 신호 검출이 필요하고, 맥파신호 계측을 위하여 근적외선을 피검부위에 조사하여 헤모글로빈에 흡수되지 않고 투과된 투과광 또는 반사광으로 혈액량의 변동을 보는 광적용적맥파를 이용하였다. 또한 검출된 심전도와 맥파 신호를 무선으로 PC로 전송하기 위하여 Zigbee호환의 무선센서노드를 이용하였으며, 무선으로 전송된 데이터로부터 잡음을 제거하고 맥파전달시간을 계산하기 위한 신호처리 알고리즘을 구현하였다. 구현된 맥파전달시간 계측시스템의 유용성을 평가하기 위하여 기존 상용시스템과의 비교 평가를 수행하였으며, 자세 변화에 따른 맥파전달시간의 변화양상을 관찰하여 구현된 시스템을 통해 일상생활에서 건강모니터링이 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.705-711
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• 2013

심전도 신호의 QRS 영역은 심장의 질환을 판단하는 중요한 자료로 쓰이는데, 여러 종류의 잡음으로 인해 이를 분석하는데 어려움을 준다. 또한 일반인들의 건강상태를 지속적으로 모니터링 하는 헬스케어 시스템에서는 신호의 실시간 처리가 필요하다. 그리고 생체신호의 특성상 개인 간의 차이가 있음에도 불구하고, 일반적인 ECG 신호의 판단 규칙에 따라 진단을 수행함으로써 성능하락이 나타날 수밖에 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 최소한의 연산량으로 QRS를 검출하고 환자의 특성에 맞게 부정맥을 분류할 수 있는 알고리즘의 설계가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 형태연산을 통한 효율적인 QRS 검출과 개인별 정상신호 분류를 위해 해쉬 함수를 적용하여 프로파일링 하였으며, 검출된 QRS 폭과 RR 간격을 이용하여 심실조기수축(PVC)을 분류하는 알고리즘을 개발하였다. 제안한 방법의 우수성을 입증하기 위해 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스를 통해 기존 방법과 부정맥 분류 성능을 비교하였다. 성능평가 결과, R파는 평균 99.77%, 정상 신호 분류에 대한 에러율은 0.65%, PVC는 각각 93.29%로 기존 방법에 비해 약 5% 우수하게 나타났다.