• 제목/요약/키워드: ECG parameters

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다중 클래스 SVM을 이용한 EMD 기반의 부정맥 신호 분류 (EMD based Cardiac Arrhythmia Classification using Multi-class SVM)

  • 이금분;조범준
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.16-22
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    • 2010
  • 심전도 신호 분석 및 부정맥 분류는 환자를 진단하고 치료하는데 중요한 역할을 한다. 부정맥은 맥박이 불규칙한 상태로 심실빈맥(VT)이나 심실세동(VF) 환자에게 심각한 위협이 될 수 있다. 심방조기수축(APC)과 상심실성빈맥(SVT), 심실조기수축(PVC)은 심실빈맥(VT)만큼 치명적이지는 않지만 심장질환을 진단하는데 중요한 부정맥이다. 본 논문은 2~3개의 부정맥 분류만을 고려한 기존의 방법을 극복하고 다양한 부정맥을 분류하기 위한 새로운 방법을 제시한다. 심전도 신호의 특징 추출을 위해서 EMD 방법으로 신호를 분해하여 IMFs를 얻는다. 입력 데이터의 양은 분류기 성능에 영향을 미치므로 신호 데이터의 차원을 감소시키기 위해 Burg 알고리즘을 IMFs에 적용하여 AR 계수를 구하고 여러 개의 이진 분류기를 결합한 다중 클래스 SVM의 입력으로 사용한다. 최적의 SVM 성능 파라미터를 선택하고 부정맥 분류에 적용한 결과 검출의 정확성은 96.8%~99.5%였다. 실험 결과는 제안한 EMD 방법에 의한 전처리 및 특징 추출과 다중 클래스 SVM에 의한 부정맥 분류의 유용성을 보여준다.

요골동맥과 첨지를 이용하여 혈류속도 파라미터와 혈류속도 사이의 상관관계 비교 (Compare correlation differnces in blood in blood flow velocity parameters and blood flow velocity the radial artery and a piece of paper as a maker)

  • 허선오;정진형;이상식
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.187-193
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    • 2015
  • 혈류는 신체 안에서 일정한 속도와 압력으로 흘러야하기 때문에 혈류속도는 개개인의 건강상태를 나타내주는 측정 가능한 주요지시자이다. 최근, 혈류속도는 고가의 초음파기기를 이용하여 측정되고 있다. 본 연구에서는 고가의 장비 없이 혈류속도를 예측하고자 3개의 센서(ECG, PPG, 맥진센서)를 이용한 측정치를 독립변수로 하는 회귀모델을 구축하였다. 실험에 참여한 피검자는 심장질환에 의한 동맥경화 증상으로 병원에 입원한 환자를 대상으로 하였다. 피검자들의 나이는 55-90 세이며, 남성은 7명, 여성은 4명으로 총 11명이다. 실험에서 독립변수와 초음파기기로 측정한 혈류속도 사이의 상관성과 유의확률을 비교하여 혈류속도의 예측 가능성이 높은 회귀모델을 도출하였으며, 1개의 센서를 이용한 단일 독립변수를 적용하는 경우보다 두 개 이상의 독립변수를 적용하는 경우에서 정확한 혈류속도 예측이 가능함을 확인하였다.

애드혹 라우팅을 이용한 무선센서네트워크 기반의 원격 생체신호 모니터링 시스템 (Remote Vital Sign Monitoring System Based on Wireless Sensor Network using Ad-Hoc Routing)

  • ;이영동;정완영
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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    • pp.426-429
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    • 2006
  • 노약자나 만성질환자를 위하여 가정에서 분산된 무선센서네트워크 노드를 사용하는 헬스케어 모니터링 시스템을 설계 및 제작하였다. 본 시스템은 가장 중요한 건강 파라메터인 ECG와 체온을 측정하도록 설계되었으며, 무선센서 노드를 사용하여 원격지의 병원서버 또는 의사의 PC, PDA에 연결된 베이스스테이션으로 Ad-hoc 네트워크를 통해 환자 또는 노인의 건강정보를 전송하는 시스템 구현에 목적을 두고 있다. 본 시스템을 통해 환자의 의료장비 비용을 절약 할 수 있을 뿐만 아니라 센서 노드는 무선센서네트워크의 강점인 Ad-hoc 통신이 가능하면서 저전력으로 동작하여 배터리의 수명을 연장할 수 있는 특징을 가진다. 또한, 병원의 한층 전체의 환자나 여러 환자가 거주하는 가정 또는 시설에서 하나의 PC(또는 서버컴퓨터)로 시스템 구성이 가능하도록 시스템을 구현함으로서 베이스스테이션에서 멀리 떨어져 있는 환자의 생체 신호도 Ad-hoc 네트워크를 통해 베이스스테이션까지 전송이 가능하였으며, 이동성 제공 및 홈 환경에서 사용자에게 편리함을 가져올 수 있으리라 예상된다.

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Simultaneous monitoring of motion ECG of two subjects using Bluetooth Piconet and baseline drift

  • Dave, Tejal;Pandya, Utpal
    • Biomedical Engineering Letters
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    • 제8권4호
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    • pp.365-371
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    • 2018
  • Uninterrupted monitoring of multiple subjects is required for mass causality events, in hospital environment or for sports by medical technicians or physicians. Movement of subjects under monitoring requires such system to be wireless, sometimes demands multiple transmitters and a receiver as a base station and monitored parameter must not be corrupted by any noise before further diagnosis. A Bluetooth Piconet network is visualized, where each subject carries a Bluetooth transmitter module that acquires vital sign continuously and relays to Bluetooth enabled device where, further signal processing is done. In this paper, a wireless network is realized to capture ECG of two subjects performing different activities like cycling, jogging, staircase climbing at 100 Hz frequency using prototyped Bluetooth module. The paper demonstrates removal of baseline drift using Fast Fourier Transform and Inverse Fast Fourier Transform and removal of high frequency noise using moving average and S-Golay algorithm. Experimental results highlight the efficacy of the proposed work to monitor any vital sign parameters of multiple subjects simultaneously. The importance of removing baseline drift before high frequency noise removal is shown using experimental results. It is possible to use Bluetooth Piconet frame work to capture ECG simultaneously for more than two subjects. For the applications where there will be larger body movement, baseline drift removal is a major concern and hence along with wireless transmission issues, baseline drift removal before high frequency noise removal is necessary for further feature extraction.

심실 조기 수축 비트 검출을 위한 딥러닝 기반의 최적 파라미터 검출 (Optimal Parameter Extraction based on Deep Learning for Premature Ventricular Contraction Detection)

  • 조익성;권혁숭
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권12호
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    • pp.1542-1550
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    • 2019
  • 부정맥 분류를 위한 기존 연구들은 분류의 정확성을 높이기 위해 신경회로망(Artificial Neural Network), 퍼지(Fuzzy), 기계학습(Machine Learning) 등을 이용한 방법이 연구되어 왔다. 특히 딥러닝은 신경회로망의 문제인 은닉층 개수의 한계를 해결함으로 인해 오류 역전파 알고리즘을 이용한 부정맥 분류에 가장 많이 사용되고 있다. 딥러닝 모델을 심전도 신호에 적용하기 위해서는 적절한 모델선택과 파라미터를 최적에 가깝게 선택할 필요가 있다. 본 연구에서는 심실 조기 수축 비트 검출을 위한 딥러닝 기반의 최적 파라미터 검출 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 잡음을 제거한 ECG신호에서 R파를 검출하고 QRS와 RR간격 세그먼트를 추출하였다. 이후 딥러닝을 통한 지도학습 방법으로 가중치를 학습시키고 검증데이터로 모델을 평가하였다. 제안된 방법의 타당성 평가를 위해 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스를 통해 각 파라미터에 따른 딥러닝 모델로 훈련 및 검증 정확도를 확인하였다. 성능 평가 결과 R파의 평균 검출 성능은 99.77%, PVC는 97.84의 평균 분류율을 나타내었다.

AR 기반의 특징점 추출과 딥러닝을 통한 부정맥 분류 (Parameter Extraction for Based on AR and Arrhythmia Classification through Deep Learning)

  • 조익성;권혁숭
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제24권10호
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    • pp.1341-1347
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    • 2020
  • 부정맥 분류를 위한 기존 연구들은 분류의 정확성을 높이기 위해 신경회로망(Artificial Neural Network), 기계학습(Machine Learning) 등을 이용한 방법이 연구되어 왔다. 특히 딥러닝은 신경회로망의 문제인 은닉층 개수의 한계를 해결함으로 인해 인공 지능 기반의 부정맥 분류에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 AR 기반의 특징점 추출과 딥러닝을 통한 부정맥 분류 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 잡음을 제거한 ECG 신호에서 R파를 검출하고 자기 회귀 모델을 통하여 최적의 QRS와 RR간격을 추출하였다. 이후 딥러닝을 통한 지도학습 방법으로 가중치를 학습시키고 부정맥을 분류하였다. 제안된 방법의 타당성 평가를 위해 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스를 통해 각 파라미터에 따른 훈련 및 분류 정확도를 확인하였다. 성능 평가 결과 PVC는 약 97% 이상의 평균 분류율을 나타내었다.

정상적인 한국 흑염소의 심전도에 관한 연구 1. 표전지유도와 단극지유도 (Studies on- Electrocardiogram of the Normal Korean Native Goat 1. Standard Limb Leads and Unipolar Limb Leads)

  • 최인혁;김선기;김추철;최인방;김남수
    • 한국임상수의학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.319-337
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    • 1997
  • The electrocardiographic (ECG) parameters in the normal Korean black goat have been measured with a 3-channel Electrocardiograph and computed, analyzed. ECG in 243 black goats were made with the limb leads (I, II, III, aVR, aVL, aVF), that were recorded conduction parameters of wave and interval, and were analyzed as to shape and amplitude of the P and T waves and the components of the QRS complex. Heart rate were recorded by the ECG which were a mean of 106.1$\pm $21.8 beats/min. Average conduction times in the PR, the QRS complex and the QTc interval were recorded 103.9$\pm $34.9 msec., 58.3$\pm $23.2 msec. and 302.6$\pm $67.8 msec., in the P and T wave duration recorded 24.8$\pm $6.4 msec. and 51.7$\pm $10.8 msec. respectively. The shape of wave in each leads were observed various types, and any spacial wave type appeared the highest frequency in each lead that ware shown less than 60%, and these frequent rate and average amplitudes as fallow: 1. In P waver the frequent rate and average amplitudes of the positive type showed in leads I, II and aVL that were 54.8% (93.0$\pm $ 33.2 $\mu $V), 50.5% (90.1$\pm $30.5 $\mu $V) and 41.7% (58.5$\pm $ 31.1 $\mu $V). Average amplitude of the negative type showed the frequent rate of 49.8% in lead aVE which was -77.6$\pm$ 25.2 $\mu $V. Biphasic type in leads III and aVF were 46.1% (108.4 $\mu $V, -90.2 $\mu $V.) and 45.7% (137.4 $\mu $V, -105.4 $\mu $V.), and amplitudes between positive and negative of it were significant difference. 2. The highest amplitudes of the QRS complex in all leads were 534.8$\pm $ 232.3 $\mu $V of lead II. The frequent rate and amplitudes of the R wave type in the I, II, III and aVF were 30.2% (277.8 $\pm $131.3 $\mu $V), 45.1% (393.1$\pm $114.2 $\mu $V), 48.5% (349.3$\pm $178.3 $\mu $V) and 54.9% (334.4$\pm $129.7 $\mu $V), and QS ways type in the lead aVL was 49.5% (359.2$\pm $195.5$\mu $V), and RS and QS wave types in the lead a VR were 43.3% (312.4 $\mu $V, -212.7 $\mu $V.) and 41.1% (399.2$\pm $92.2 $\mu $V), respectively. 3. In T wave, the frequent rata and amplitudes of the positive type in the leads I, II, III and aVF were 44.6% (207.9$\pm $ 97.1 $\mu $V), 41.6% (245.1$\pm $92.1 $\mu $V), 46.9% (189.8$\pm $ 82.7 $\mu $V) and 53.0% (195.4197.8 $\mu $V), and the negative in the lead aVR was 41.2% (-230.7$\pm$ 103.1 $\mu $V), respectively. The positive and negative types in the lead aVe appeared with same frequent rate of 43.2%.4. Frontal plane vectors for P, QRS, and T were found to lie at 38.1$\pm $ 21.5, 142.0$\pm $ 57.2, and 117.2$\pm $ 63.9 degrees, respectively. These results in ECG of goats may be served to the limited purposes as to conduction parameters, arrhythmias except abnormal ECG because of waveforms, amplitudes and electrical axis of it were variability.

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스마트워치에 기반한 맥박변이도를 이용한 심박변이도 예측 연구 (Comparison of Smart Watch Based Pulse Rate Variability with Heart Rate Variability)

  • 김창진;우지환
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.87-93
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    • 2018
  • The measurement of Heart Rate Variability (HRV) using electrocardiogram (ECG) signals has been used to predict fatigue and stress levels in a clinical environment, yet, owing to the complexity of such ECG systems, a domestic, nonclinical monitoring of HRV has not been a practical possibility. Recently though, Pulse Rate Variability (PRV) has been studied as an alternative to HRV. In this study, we investigated the reliability of measuring PRV by means of a smartwatch. The PRV results were compared to HRV results in similar test conditions, i.e. those obtained under rapid and deep-breathing scenarios. From the results obtained, it transpires that the Bland-Altman ratio and cross-correlation coefficients between several PRV and HRV parameters were highly correlated, thus suggesting that the results of measuring PRV using a smartwatch can be used to predict HRV in nonclinical environments.

Cardioprotective effect of Argyreia speciosa (Burm. f) Boj. extracts against Isoproterenol- induced myocardial infarction in rats

  • Thakker, Shalin;Biradar, S.M.;Habbu, P.V.;Mahadevan, K.M.;Thippeswamy, B.S.;Veerapur, V.P.
    • Advances in Traditional Medicine
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    • 제10권4호
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    • pp.278-287
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    • 2010
  • The present study was undertaken to evaluate the protective effect of ethanol (EtAS), ethyl acetate (EAAS) and aqueous (AQAS) extracts of Argyreia speciosa (AS) roots against Isoproterenol (ISO)-induced myocardial infarction in rats. The animals were exposed to isoproterenol (200 mg/kg. s.c) twice at an interval of 24 hrs. Cardioprotective effect was assessed by observing ECG parameters, serum marker enzymes and histopathology of the heart. Pretreatment of EAAS, and EtAS (200 mg/kg) resulted in a significant (P < 0.001) increase in P wave, QRS complex and R-R interval, whereas heart rate, QT interval and cardiac cycle were maintained near to normal values. EtAS and EAAS showed significant (P < 0.05; P < 0.001) reduction in all the tested diagnostic markers compared to ISO treated group. Histological studies on the structural changes of heart tissue supported the protective activity of AS. The result suggest that treatment of AS prior to ISO has a significant role in protecting the animals from ISO induced myocardial infarction.

색채 조명 자극이 인지기능에 미치는 영향에 관한 연구 (Study on the Effect of Cognitive Function by Color Light Stimulation)

  • 정우석;유미;권대규;김남균
    • 한국정밀공학회지
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    • 제24권10호
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    • pp.131-136
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    • 2007
  • In this paper, we estimated the effects of different color stimulation on the cognitive function of human quantitatively. For the stimulations we used color lights with 6 color filters such as red, yellow, green, blue, violet and white. The experiment was performed in a soundproof chamber. 50 young male and female subjects were participated in the experiment. To find the appropriate color cognitive function, the endogenous visuospatial attention task(EVAT) and one back working memory task(OWMT) were performed. The reaction time and accuracy degree were measured. The results showed that the reaction time of EVAT was the fastest and the accuracy degree of attention task was the highest in green environment. The reaction time of OWMT was the fastest in yellow and the accuracy degree of memory task was the highest in blue. For physiological parameters, we measured electrocardiogram(ECG) and HRV spectrum analysis, HF/LF color environment. These results can be used as an indicator in the design of color environment and clinical applications.