• 센서학회지
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• 제21권5호
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• pp.352-358
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• 2012

A sensor network system can be an efficient tool for healthcare telemetry for multiple users due to its power efficiency. One drawback is its limited data size. This paper proposed a real-time application of data compression/decompression method in u-Health monitoring system in order to improve the network efficiency. Our high priority was given to maintain a high quality of signal reconstruction since it is important to receive undistorted waveform. Our method consisted of down sampling coding and differential Huffman coding. Down sampling was applied based on the Nyquist-Shannon sampling theorem and signal amplitude was taken into account to increase compression rate in the differential Huffman coding. Our method was successfully tested in a ZigBee and WLAN dual network. Electrocardiogram (ECG) had an average compression ratio of 3.99 : 1 with 0.24% percentage root mean square difference (PRD). Photoplethysmogram (PPG) showed an average CR of 37.99 : 1 with 0.16% PRD. Our method produced an outstanding PRD compared to other previous reports.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.205-214
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• 2020

With the recent development of hardware and software technology, interest in the development of wearable devices is increasing. In particular, wearable devices require algorithms suitable for low-power and low-capacity embedded devices. Among them, there is an increasing demand for a signal compression algorithm that reduces communication overhead, in order to increase the efficiency of storage and transmission of electrocardiogram (ECG) signals requiring long-time measurement. Because normal beats occupy most of the signal with similar shapes, a high rate of signal compression is possible if normal beats are represented by a template. In this paper, we propose an algorithm for determining the normal beat template using the template cluster and Pearson similarity. Also, the template is expressed effectively as a few vertices through linear approximation algorithm. In experiment of Datum 234 of MIT-BIH arrhythmia database (MIT-BIH ADB) provided by Physionet, a compression ratio was 33.44:1, and an average distribution of root mean square error (RMSE) was 1.55%.

• 대한의생명과학회지
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• 제27권2호
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• pp.88-94
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• 2021

A whole-body compression garment (WBCG) is mainly used for cosmetic purpose in Korea. Another case for wearing the WBCG would be while exercising because it allows the body to move easily. But physiological effects of wearing WBCG to the body have not been known much. To investigate whether wearing WBCG would be helpful for conducting exercises, we measured physiological criteria, which could be influenced by the compression, such as cardiovascular and pulmonary function. Twelve female college students participated in this experiment. Increase of blood pressure was monitored in all of the participants when they wore a WBCG just for 10 minutes. Pulmonary function that requires skeletal muscle contraction was decreased by wearing a WBCG. Blood pressure measured after conducting exercise became even lower when wearing a WBCG than non-wearing. Interestingly, heart pulse remained lower when wearing a WBCG than non-wearing during the whole relaxing period after the exercise. Electrocardiogram (ECG) analyses showed that such lower heart rate largely depended on extension of QT time. For that reason, physiological efficiency index (PEI) was higher for wearing WBCG. These results indicate wearing WBCG could enhance exercise efficiency by lowering heart pulse.

• 대한임상검사과학회지
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• 제51권2호
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• pp.185-190
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• 2019

하지정맥류 발생을 억제하기 위한 방법으로 압박스타킹 착용이 폭넓게 이용되고 있지만, 압박스타킹 착용으로 인한 인체의 생리지표에 어떤 영향을 줄 수 있는지는 잘 알려져 있지 않다. 압박스타킹을 장시간 착용할 경우 어떤 생리적 지표가 변화될 수 있는지 실험을 통해 확인하였다. 압박스타킹 착용으로 인해 변화될 수 있을 것으로 예측되는 생리지표인 혈압, 심전도, 발목 상완지수, 근전도를 측정하였다. 압박스타킹은 시중에서 구입할 수 있는 20~30 mmHg 정도의 압력을 가진 것으로 종아리를 덮는 형태의 것을 사용하였다. 6명의 20 초반 성인이 한쪽 다리에만 7일간 착용을 하였고, 실험 기간 중 몸을 씻기 위해 벗는 것을 제외하고는 늘 착용한 상태에서 일상생활을 하였다. 실험을 시작하기 직전, 3일째 되는 날, 7일째 되는 날에 혈압, 심전도, 근전도, 발목상완지수의 변화를 압박스타킹을 착용한 다리와 착용하지 않은 다리에서 각각 측정하였다. 측정한 결과 착용한 다리의 앞정강이근과 장딴지근에서 근전도의 증가가 나타났으며 다른 생리지표는 변화가 없었다. 근전도의 증가는 시간이 길어질수록 이에 비례하여 증가하였다. 압박스타킹을 착용하지 않은 다리에서는 시간이 지남에 따라 오히려 근전도가 감소하는 결과가 나타났다. 근전도 감소 역시 시간이 길어질수록 감소폭이 커졌다. 즉 이번 실험은 압박스타킹의 착용이 해당 근육의 근전도를 증가시킬 수 있음을 나타내고, 착용하지 않은 부위에서 의도치 않은 근전도의 감소를 일으킬 수 있음을 나타낸다. 이번 연구에서는 압박스타킹의 장시간 착용에 따른 생리적 변화에 대한 결과를 알아봄으로써 올바른 사용에 대한 정보를 제공하고 착용에 따른 위험요소를 알아 볼 수 있는 결과를 제공한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권12호
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• pp.5855-5877
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• 2017

In view of personal health and disease management based on cost effective healthcare services, there is a growing need for real-time monitoring services. The electrocardiogram (ECG) signal is one of the most important of health information and real-time monitoring of the ECG can provide an efficient way to cope with emergency situations, as well as assist in everyday health care. In this system, it is essential to continuously collect and transmit large amount of ECG data within a given time and provide maximum user convenience at the same time. When considering limited wireless capacity and unstable channel conditions, appropriate signal processing and transmission techniques such as compression are required. However, ISO/IEEE 11073 standards for interoperability between personal health devices cannot properly support compressed data transmission. Therefore, in the present study, the problems for handling compressed data are specified and new extended agent and manager are proposed to address the problems while maintaining compatibility with existing devices. Extended devices have two PM-stores enabling compression and a novel transmission scheme. A variety of compression techniques can be applied; in this paper, discrete cosine transformation (DCT) is used. And the priority of information after DCT compression enables new transmission techniques for performance improvement. The performance of the compressed signal and the original uncompressed signal transmitted over the noisy channel are compared in terms of percent root mean square difference (PRD) using our simulation results. Our transmission scheme shows a better performance and complies with 11073 standards.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.653-659
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• 2011

심전도 신호는 일반적으로 200Hz 이상의 주파수로 표본화 하므로 장시간의 심전도 신호를 획득할 경우 데이터가 방대해진다. 이러한 신호를 저장 및 전송하기 위해서는 효율적인 신호 압축을 필요로 한다. 본 논문에서는 B-spline 근사화를 이용하여 심전도 신호를 압축하는 방법을 제안한다. B-spline 곡선의 국부적 제어성(local controllability) 특성으로 인하여 원신호를 부분적으로 근사화할 수 있으며, 이를 통하여 방대한 심전도 신호를 압축할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 응용수학의 근사이론 및 기하학적 모델링에 널리 사용되고 있는 비균일 B-spline 근사화 기법으로 효율적인 압축 방안을 제시한다. 제안한 알고리즘의 유효성을 확인하기 위해 실제 심전도 임상 데이터인 MIT-BIH 데이터베이스를 이용하여 실험을 수행하며, 그 결과로부터 제안한 기법을 이용한 B-spline 근사화 압축 방법의 효용성을 입증한다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.89-95
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• 2015

무선 헬스케어 서비스에서 생체신호 모니터링 시스템의 전력소모를 효과적으로 감소시킬 수 있는 압축센싱 기법을 다양한 생체신호에 적용하여 압축률을 비교하였다. 압축센싱 기법을 이용하여 일반적인 심전도, 근전도, 뇌전도 신호의 압축과 복원을 수행하였고, 이를 통해 복원된 신호와 원신호를 비교함으로써, 압축센싱의 유효성을 판단하였다. 유사랜덤 행렬을 사용하여 실제 생체신호를 압축하였으며, 압축된 신호는 Block Sparse Bayesian Learning(BSBL) 알고리즘을 사용하여 복원하였다. 가장 산제된 특성을 가지는 근전도 신호의 최대 압축률이 10배로 확인되어 가장 높았으며, 심전도 신호의 최대 압축률은 5배였다. 가장 산제된 특성이 작은 뇌전도 신호의 최대 압축률은 4배였다. 연구된 심전도, 근전도, 뇌전도 신호의 압축률은 향후 압축센싱을 적용한 무선 생체신호 모니터링 회로 및 시스템 개발시 유용한 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.624-630
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• 2010

심전도 신호는 일반적으로 200Hz 이상의 주파수로 표본화 되므로 효율적인 저장 및 전송을 위해서는 진단에 중요한 정보를 손실 없이 압축하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 곡률을 이용하여 진단에 중요한 정보인 특징점에 기반한 심전도 신호 압축 방법을 제안한다. 제안한 방식은 심전도 신호의 중요 구성요소인 P, Q, R, S, T파의 특징점이 다른 정점에 비해 곡률 값이 크므로 곡률의 국부적 극값을 이용하여 정점을 추출하였다. 또한 신호의 복원 오차를 최소화하기 위하여 순환적정점 선택 방법에 따른 정점을 특징점으로 추가한다. MIT-BIH 부정맥 데이터베이스에 있는 심전도 신호에 대한 실험을 통하여 선택한 정점들이 심전도 신호의 특징점을 모두 포함하고 있으며, 압축의 효율성도 AZTEC 방식 보다 높다는 것을 확인하였다.