• 제목/요약/키워드: ECG sensor

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도플러 레이더를 이용한 비접촉 방식의 심박 및 호흡 검출에 관한 연구 (A Study of Noncontact Heartbeat and Respiration Detection Using the Doppler Radar)

  • 신재연;조성필;장병준;박호동;이윤수;이경중
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권1호
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    • pp.1-9
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    • 2009
  • 본 연구에서는 기존의 접촉식 센서를 이용한 생체신호 측정이 아닌 비접촉 방식으로 심박과 호흡을 추출하기 위해 2.4GHz 대역에서 동작하는 도플러 레이더 센서와 베이스 밴드 모듈로 구성된 도플러 레이더 시스템을 설계하고 그 성능을 평가하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템은 인체표면의 변위변화에 의해 반사되는 위상변화를 이용하여 심폐 활동을 검출할 수 있다. 도플러 레이더 센서의 I/Q 채널에서 획득한 신호는 베이스 밴드 모듈의 전처리 필터부, 증폭부, 옵셋조정부를 통과하여 호흡과 심박 신호로 분리된다. 도플러 레이더 시스템으로부터 측정된 생체신호와 기존의 생체신호 간의 상관성을 확인하기 위해 호흡과 심박 대역이 각각 다른 쥐, 토끼, 사람을 대상으로 측정하여 그 결과를 비교하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템에서 분리된 호흡 및 심박 신호는 측정 대상의 움직임이 없는 상태에서는 높은 검출률을 보였으며, 도플러 레이더에서 심박과 호흡 신호를 검출한 결과 거리, 호흡과 심박의 변이량, 호흡과 심박대역에 따라 검출률이 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

3D 가상환경시스템 이용한 공포증 치료에 대한 연구 (A Study on the Phobia Treatment Using 3D Virtual Reality System)

  • 백승운
    • 정보학연구
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    • 제5권4호
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    • pp.45-55
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    • 2002
  • 가상현실은 인간과 컴퓨터가 서로 커뮤니케이션 할 수 있도록 하는 새로운 테크놀로지이다. 이는 사용자로 하여금 컴퓨터로 만들어진 가상의 삼차원 환경 속에서 보고, 듣고, 느끼며 그리고 가상환경과 상호 작용할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 정신치료 분야에 가상현실을 도입하고 이를 이용한 고소공포증 노출 치료 시스템을 개발하였다. 고소공포증은 높은 곳에 올라가면 불안, 공포를 느끼며 추락할 것 같은 두려움과 함께 자기도 모르게 뛰어내릴 것 같은 불안이 공포에까지 이르는 상태이다. 이 공포증을 치료하기 위해서는 약물치료방법과 인지, 행동 치료 방법이 주로 사용되었으나 이런 기존의 방법들은 치료 효율이 떨어지며, 치료시 어려움이 있다는 단점을 가지고 있다. 최근에는 기존의 치료방법의 단점을 극복하기 위해 많은 연구에서 가상현실을 정신치료에 적용하고 있다. 가상환경은 환자에게 적절한 자극을 제공하여 환자로 하여금 공포감을 느끼도록 하고, 환자는 이러한 공포상황에 체계적으로 노출됨으로써 공포증을 극복할 수 있게 된다. 이 논문에서는 개인용 컴퓨터를 기반으로 가상 엘리베이터 시뮬레이터를 개발하여 고소공포증 치료에 이용하고자 한다. 가상 엘리베이터 시뮬레이터를 구성하기 위해 위치센서, 머리 부착형 디스플레이 장치와 사운드 시스템을 사용하였고, 치료를 위한 가상환경은 전망용 엘리베이터에서 바라본 건물들을 배경으로 구성하였다. 또한 가상현실 정신치료에서 중요한 요소로 작용하는 몰입감을 높이기 위해 머리 부착형 디스플레이 장치에 위치센서를 부착함으로써 환자의 머리이동이 가상환경에 적용되도록 하였으며, 삼차원 사운드를 적용함으로써 사실적으로 느껴지도록 하였다. 이 연구를 통하여 생체신호를 측정하여, 가상환경에 노출 전과 후의 ECG를 측정 비교하였다.

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부품 허용 오차에 둔감한 60Hz 대역 억제 필터 설계 (Design of a 60 Hz Band Rejection FilterInsensitive to Component Tolerances)

  • 천지민
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.109-116
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    • 2022
  • 본 논문에서는 센서 시스템에 유입된 60Hz 라인 주파수 잡음의 영향을 효과적으로 제거하기 위한 상태 변수 필터(state variable filter, SVF) 구조의 대역 억제 필터(band rejection filter, BRF)를 제안한다. 기존 SVF 구조의 BRF는 추가적인 연산 증폭기(operational amplifier, OPAMP)를 사용하여 저역 통과 필터(low pass filter, LPF) 출력과 고역 통과 필터(high pass filter, HPF) 출력 간의 합 또는 입력 신호와 대역 통과 필터(band pass filter, BPF) 출력 간의 차를 구함으로써 구현한다. 따라서 BRF의 신호 감쇄를 결정하는 노치 주파수(notch frequency)와 노치 깊이(notch depth)가 신호의 합 또는 차를 구하는데 사용한 저항의 허용 오차(tolerance)에 크게 의존된다. 반면에 제안 된 BRF는 SVF 구조 내에 BRF 출력이 자연발생적으로 형성되기 때문에 각 포트 간의 조합이 필요 없게 되어 기존 BRF와 달리 노치 주파수와 노치 깊이가 저항의 허용 오차에 영향을 받지 않는다. 제안된 BRF의 노치 주파수는 59.99Hz이며 몬테 카를로 시뮬레이션 결과를 통해 저항의 허용 오차에 전혀 영향을 받지 않는 것을 확인할 수 있었다. 노치 깊이도 평균 -42.54dB, 표준편차 0.63dB를 가져 BRF로서 정상적인 동작이 가능함을 확인하였다. 또한 제안된 BRF를 가지고 60Hz 잡음에 간섭이 된 심전도 신호에 대하여 잡음 필터링을 적용한 결과를 보여주었으며 60Hz 잡음이 적절하게 억제되는 것을 확인할 수 있었다.

신생아 중환자실에서 맥박산소측정기의 감지도 비교: Nellcor $N-595^{(R)}$ versus Masimo $SET^{(R)}$ (Comparison of the Clinical Performance between Two Pulse Oximeters in NICU: Nellcor $N-595^{(R)}$ versus Masimo $SET^{(R)}$)

  • 이흔지;최장환;민성주;김도현;김희섭
    • Neonatal Medicine
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    • 제17권2호
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    • pp.245-249
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    • 2010
  • 목적: 신생아 집중치료실에서 널리 이용되고 있는 맥박산소측정장치의 과도한 거짓 알람은 참 알람에 대한 반응을 느리게 하였다. 이에 Masimo $SET^{(R)}$는 움직임에 의한 거짓 알람을 극복한 장치로 소개되었다. 저자들은 안정 시나 일상적인 움직임이 있을 때 두 장치간의 거짓 알람의 빈도를 조사함으로써 Nellcor$N-595^{(R)}$와 Masimo $SET^{(R)}$의 임상적 수행능력을 비교하고자 하였다. 방법: 연구 당시 체중이 1,000-2,500 g인 미숙아 20명을 대상으로 하였다. 두 장치의 sensor를 동일한 환아의 양쪽 발에 각각 부착한 후 산소포화도가 85% 이하인 경우 알람이 울리도록 하였다. 맥박산소포화도 측정장치의 알람이 울린 경우 중에서 장치의 맥박수가 심전도의 심박수와 차이가 나는 경우, 파형이 일정하게 그려지지 않는 경우, 저산소증의 뚜렸한 증상이 없는 경우를 거짓 알람으로 정의하였고 두 장치의 거짓 알람의 빈도를 비교하였다. 결과: 대상 환아의 나이는 출생 후 평균 20.8일이었으며 평균체중은 1,668 g이었다. 두 장치간의 전체 거짓 알람의 빈도는 Nellcor $N-595^{(R)}$에 비해 Masimo $SET^{(R)}$에서 유의하게 적었으나 (Nellcor $N-595^{(R)}$에서 48회, Masimo $SET^{(R)}$에서 27회), 일상적인 움직임이 있을 경우 두 장치간의 거짓 알람의 빈도는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(Nellcor $N-595^{(R)}$에서 32회, Masimo$SET^{(R)}$에서 19회). 결론: Masimo $SET^{(R)}$는 Nellcor $N-595^{(R)}$에 비해 거짓 알람의 빈도가 적고 실제 저산소증 여부를 잘 반영하므로 적절한 산소치료에 유용하고 의료진의 불필요한 처치를 감소시키는데 도움이 될 것으로 생각된다.

Reproducibility of Regional Pulse Wave Velocity in Healthy Subjects

  • Im Jae-Joong;Lee, Nak-Bum;Rhee Moo-Yong;Na Sang-Hun;Kim, Young-Kwon;Lee, Myoung-Mook;Cockcroft John R.
    • International Journal of Vascular Biomedical Engineering
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    • 제4권2호
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    • pp.19-24
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    • 2006
  • Background: Pulse wave velocity (PWV), which is inversely related to the distensibility of an arterial wall, offers a simple and potentially useful approach for an evaluation of cardiovascular diseases. In spite of the clinical importance and widespread use of PWV, there exist no standard either for pulse sensors or for system requirements for accurate pulse wave measurement. Objective of this study was to assess the reproducibility of PWV values using a newly developed PWV measurement system in healthy subjects prior to a large-scale clinical study. Methods: System used for the study was the PP-1000 (Hanbyul Meditech Co., Korea), which provides regional PWV values based on the measurements of electrocardiography (ECG), phonocardiography (PCG), and pulse waves from four different sites of arteries (carotid, femoral, radial, and dorsalis pedis) simultaneously. Seventeen healthy male subjects with a mean age of 33 years (ranges 22 to 52 years) without any cardiovascular disease were participated for the experiment. Two observers (observer A and B) performed two consecutive measurements from the same subject in a random order. For an evaluation of system reproducibility, two analyses (within-observer and between-observer) were performed, and expressed in terms of mean difference ${\pm}2SD$, as described by Bland and Altman plots. Results: Mean and SD of PWVs for aorta, arm, and leg were $7.07{\pm}1.48m/sec,\;8.43{\pm}1.14m/sec,\;and\;8.09{\pm}0.98m/sec$ measured from observer A and $6.76{\pm}1.00m/sec,\;7.97{\pm}0.80m/sec,\;and\;\7.97{\pm}0.72m/sec$ from observer B, respectively. Between-observer differences ($mean{\pm}2SD$) for aorta, arm, and leg were $0.14{\pm\}0.62m/sec,\;0.18{\pm\}0.84m/sec,\;and\;0.07{\pm}0.86m/sec$, and the correlation coefficients were high especially 0.93 for aortic PWV. Within-observer differences ($mean{\pm}2SD$) for aorta, arm, and leg were $0.01{\pm}0.26m/sec,\;0.02{\pm}0.26m/sec,\;and\;0.08{\pm}0.32m/sec$ from observer A and $0.01{\pm}0.24m/sec,\;0.04{\pm}0.28m/sec,\;and\;0.01{\pm}0.20m/sec$ from observer B, respectively. All the measurements showed significantly high correlation coefficients ranges from 0.94 to 0.99. Conclusion: PWV measurement system used for the study offers comfortable and simple operation and provides accurate analysis results with high reproducibility. Since the reproducibility of the measurement is critical for the diagnosis in clinical use, it is necessary to provide an accurate algorithm for the detection of additional features such as flow wave, reflection wave, and dicrotic notch from a pulse waveform. This study will be extended for the comparison of PWV values from patients with various vascular risks for clinical application. Data acquired from the study could be used for the determination of the appropriate sample size for further studies relating various types of arteriosclerosis-related vascular disease.

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