• 제목/요약/키워드: ECG Analysis

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ECG 특징추출 기반 개인 바이오 인식 (Personal Biometric Identification based on ECG Features)

  • 윤석주;김광준
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.521-526
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    • 2015
  • 개인의 신원을 확인하기 위해 인간의 생물학적 특성을 사용하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 심전도를 이용한 생체 인식 기술은 피험자에 피부자극을 일으키지 않고 위조가 어렵다. 기존의 생체 인식 시스템인 지문, 얼굴 등의 인식시스템과 쉽게 접목이 가능하여 다중 생체 인식 시스템으로 응용할 수 있다. 본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환 계수를 사용한 심전도의 파형 특성분석법으로 개인을 식별하는 방법을 제안하였다. 심전도 신호의 특징추출은 총 9개의 이산 웨이블릿 변환 계수를 대상으로 상관 계수 분석으로 수행하였다. 식별은 각 클래스의 특징벡터를 입력으로 오류 역전파 신경망을 적용하여 수행하였다. MIT-BIH QT 데이터베이스내 24명의 심전도에 대해 98.88%의 식별율을 나타냈다.

다중레이트 필터링 기법을 이용한 맥파전달시간 추정 (Estimation of PTT (Pulse Transit Time) by Multirate Filtering Analysis)

  • 김현태;김정환;김경섭;이재호;이정환
    • 전기학회논문지
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    • 제62권7호
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    • pp.1020-1026
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    • 2013
  • Multirate filtering process on the biological signals like Electrocardiogram (ECG) and Photoplethysmogram (PPG) can be defined as the digital signal processing algorithm in which the sampling rate varies to omit or interpolate the intermediate values between the sampled data. With this aim, we suggest a new multirate filtering algorithm by deleting the extraneous data to eliminate the unwanted degradations such as granular noise due to the usage of high sampling frequency and simultaneously to detect the fiducial features of ECG and PPG with reducing the complexity of resolving fiducial points such as R-peak, Pulse peak and Pulse Transit Time (PTT). After the experimental simulations performed, we can conclude the fact that we can detect the fiducial features of ECG and PPG signal in terms of R-peak, Pulse peak and PTT without the loss of accuracy even if we do not maintain the original sampling frequency.

S-Function Builder를 이용한 UWB 시스템의 성능해석 (Performance Analysis of UWB System using S-Function Builder)

  • 이성신;변건식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.516-521
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    • 2005
  • UWB 통신 기술은 초광대역 특성 때문에 높은 전송 속도와 저전력 통신이 가능하여 의료장비에 응용이 가능하다 특히 근거리 무선 통신 기술로 급부상하고 있는 UWB 통신 기술의 응용으로 의료 측정기인 ECG 센서 시스템을 고려할 수 있다 본 논문에서는 유선 심전도 센서를 무선 링크로 대체하는 것으로, UWB에 사용가능한 각종 펄스의 스펙트럼 특성을 FCC Spectral Mask와 FCC indoor limit에 비교하였다. 또한, 적용하고자 하는 시스템 환경에서 발생할 수 있는 UWB 신호 간섭의 영향에 따른 UWB 송수신 시스템을 근거리 송수 거리에 따른 시뮬레이션을 수행하였으며, Rake 수신기를 사용하면 약 10m까지 신뢰성을 가지는 통신을 할 수 있음을 확인하였다.

Automated detection of panic disorder based on multimodal physiological signals using machine learning

  • Eun Hye Jang;Kwan Woo Choi;Ah Young Kim;Han Young Yu;Hong Jin Jeon;Sangwon Byun
    • ETRI Journal
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    • 제45권1호
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    • pp.105-118
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    • 2023
  • We tested the feasibility of automated discrimination of patients with panic disorder (PD) from healthy controls (HCs) based on multimodal physiological responses using machine learning. Electrocardiogram (ECG), electrodermal activity (EDA), respiration (RESP), and peripheral temperature (PT) of the participants were measured during three experimental phases: rest, stress, and recovery. Eleven physiological features were extracted from each phase and used as input data. Logistic regression (LoR), k-nearest neighbor (KNN), support vector machine (SVM), random forest (RF), and multilayer perceptron (MLP) algorithms were implemented with nested cross-validation. Linear regression analysis showed that ECG and PT features obtained in the stress and recovery phases were significant predictors of PD. We achieved the highest accuracy (75.61%) with MLP using all 33 features. With the exception of MLP, applying the significant predictors led to a higher accuracy than using 24 ECG features. These results suggest that combining multimodal physiological signals measured during various states of autonomic arousal has the potential to differentiate patients with PD from HCs.

재활 로봇을 위한 심전도(ECG) 실시간 데이터 베이지안 최적화 분석 기술 (Real-time ECG Data Bayesian Optimization Analysis for Rehabilitation Robots)

  • 최진탁;강경태
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제66차 하계학술대회논문집 30권2호
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    • pp.53-56
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    • 2022
  • 본 논문에서는 심전도(ECG) 센서와 에지 컴퓨팅(Edge computing)을 활용하여 실시간 데이터와 Bayesian optimization을 통한 기계학습 알고리즘으로 재활 로봇에서 발목을 제어할 수 있는 Parameter(외골격 관련) 최적값을 출력한다. 심전도 센서 적용을 기반으로 하는 바이오 데이터 기술, 기계 학습(Bayesian optimization) 모델 접근 방식과 하드웨어 결합으로 재활 로봇 모터를 제어할 수 있는 Parameter 제공과 실시간 모터 제어 운영할 수 있도록 분석 플랫폼을 구축한다. 이 플랫폼을 이용해보다 효과적인 이동형 로봇설계 및 처리 방법을 연결할 수 있는 발판을 마련하였고, 로봇제어에 많이 사용하고 있는 매트랩 시뮬링크(Matlab simulink)를 연결할 수 있는 범용 통신 지원한다. 센서-전처리-인공지능 알고리즘-모터 제어 Parameter로 연계되는 데이터 가공과 처리 방법으로 최근 분석 기법을 적용하여 바이오 데이터 연구 활동과 이동형 재활 로봇 관련 데이터 분석 분야를 쉽게 접근할 수 있도록 한다.

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심전도 분석을 통한 백색 LED광에 대한 니그로 (Cichlasoma nigrofasciatum)의 시각역치 (The vision thresholds of nigro (Cichlasoma nigrofasciatum) on white LED light through ECG analysis)

  • 허민아;김민선;신현옥
    • 수산해양기술연구
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    • 제52권1호
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    • pp.42-47
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    • 2016
  • This study was conducted to investigate visual threshold of nigro (Cichlasoma nigrofasciatum) on white LED light. The visual threshold was obtained by analyzing electrocardiogram (ECG) of the nigro. 5 individuals (body weight: 15.62~45.49 g; TL: 8.9~12.4 cm) were trained for lights by an electric stimulus. And then the heart rate (beats/10s) before and after switching on the light were compared. Light intensity range was from 0.00 to 226.4 lux. Average heart rate was 10.36 beats/10s in the normal condition. When the fish perceived the light, the heart rate was decreased. Visual threshold of the fish was 2.59 lux.

ECG-NIBP-$SpO_2$ 환자감시장치 개발 (Development of ECS-NIBP-$SpO_2$ Patient Monitoring System)

  • 김남현;심원흠;이건기;라상원;김경하
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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    • pp.129-130
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    • 1998
  • In this paper, We designed the ECG-NIBP-$SpO_2$ patient monitor. This production can measure Electrocardiograph, Heart Rate, Noninvasive Blood Pressure, and Oxygen Saturation for Noninvasive Mehod and can display each information. These informations were implemented by the electrodes of ECG part, the cuff of NIBP module and the finger probe with light sensor of $SpO_2$ without injection of needle or catheter. In addition, We developed a new analysis algorithm and measurement technique for NIBP and $SpO_2$ to observe patient's conditions correctly.

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운전 시간에 따른 피로도의 변화 (An Evaluation of Driving Fatigue on Long-term Driving)

  • 김선웅;성홍모;박세진
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.177-180
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    • 2002
  • The type of physiological stress involved in driving is probably complex, and a comprehensive study involving recording of physiological signals such as electrocardiogram(ECG), electromyogram(EMG). Changes in relevant Physiological parameters, such as ECG, EMG, reflected changes in driver status. In order to derive the mental and physical load of driving a motor vehicle from driving behaviour alone it is necessary to establish the relationship between changes in a driver's physiological parameters and behavioral parameters. In this study, we choose two different condition and investigated driver's status using HRV analysis method. Many previous studies have shown that increasing driving time causes a variation of HRV signal.

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수면 단계에 따른 심전도 신호의 상관관계 분석 (Correlation Analysis of Electrocardiogram Signal according to Sleep Stage)

  • 이지은;유선국
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.1370-1378
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    • 2018
  • There is a problem to measure neutral bio-signals during sleep because of inconvenience of attaching lots of sensors. In this study, we measured single electrocardiogram(ECG) signal and analyzed the correlation with sleep. After R-peak detection from ECG signal, we extracted 9 features from time and frequency domain of heart rate variability(HRV). Mean of HRV, RR intervals differing more than 50ms(NN50), and divided by the total number of all RR intervals(pNN50) have significant differences in each sleep stage. Specially, the mean HRV has an average of 87.8% accuracy in classifying sleep and awake status. In the future, the measurement ECG signal minimizes inconvenience of attaching sensors during sleep. Also, it can be substituted for the standard sleep measurement method.

독립요소분석을 이용한 태아심전도 추출을 위한 시변 칼만 평활기의 개발 : 예비연구 (Development of Time Varying Kalman Smoother for Extracting Fetal ECG using Independent Component Analysis : Preliminary Study)

  • 이충근;김봉수;권자영;최영득;송광섭;남기창
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권10호
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    • pp.202-208
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    • 2012
  • 태아심박의 모니터링은 태아의 안녕을 평가하기 위해 중요한 정보이다. 비관혈적인 태아심전도는 산모의 복부 신호로부터 추출될 수 있다. 따라서 산모 복부의 혼합 신호로부터 태아심전도를 추출하기 위해 많은 유망한 신호처리 방법들이 개발되어 왔다. 그러나 비관혈적인 태아심전도는 안정적인 신호 측정법이 부족하고 신호처리 방법의 어려움으로 여전히 임상에서 널리 적용되지 못하고 있다. 태아심전도를 추출하는 신호처리 결과는 가우시안 백색잡음에 의해 신호대잡음비가 낮아질 수 있다. 본 논문에서는 태아심전도에서 시간에 따라 변하는 백색잡음 신호를 제거하여 신호대잡음비를 높이기 위한 방법으로 시변 칼만 평활기를 제안하였고 그 가능성을 확인하였다. Wiener 과정을 시스템 모델로 설정하고 백색잡음 크기에 따라 공분산 행렬을 수정하였으며, 이를 통해 칼만 이득을 변화시켜 평활화 정도를 가변시킬 수 있도록 설계하였다. 5채널 태아심전도 모델을 이용하여 백색잡음의 크기에 따른 최적 공분산 행렬 값을 구하였고, 모의실험을 통해 제안된 방법의 가능성을 확인할 수 있었다.