• 제목/요약/키워드: Heart Rate Biofeedback

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감정 인식을 위한 PPG 데이터의 심박변이도 및 PSD 분석 (Study on Heart Rate Variability and PSD Analysis of PPG Data for Emotion Recognition)

  • 최진영;김형신
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.103-112
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    • 2018
  • 본 논문에서는 감정에 따라 변화하는 혈류량을 측정하는 PPG 센서를 사용하여 감정을 인식하는 방법을 제안한다. 기존의 PPG 신호로부터 전력스펙트럼밀도(PSD; Power Spectrum Density)를 통해 주파수 영역에서 긍정적인 감정과 부정적인 감정을 판단하는 방법을 활용한다. 제임스 러셀의 이차원 원형 모델에 기반을 두어 감정을 기쁨, 슬픔, 짜증, 평온으로 분류하여 주파수 영역에 따른 에너지의 크기와의 연관성을 살펴본다. 본 연구는 웨어러블 디바이스에서 사용되는 동일한 PPG 센서를 사용하여 상위 네 종류의 감정을 영상 실험을 통해 주파수 영역에서 측정하였다는 것에 의의가 있다. 설문 조사를 통해 정확도와 개인에 따른 몰입 정도와 감정 변화 및 영상에 대한 바이오피드백을 수집하였다. 제안하는 방법은 앞으로 PPG 센서를 사용하는 상용화된 웨어러블 디바이스와 기존에 사용하는 스마트폰의 상황정보와 융합되어 모바일 어플리케이션 예측 서비스 등 다양한 개발이 될 것으로 기대된다.

Analysis of Human Body Suitability for Mattresses by Using the Level of PsychoPhysiological Relaxation and Development of Regression Model

  • Min, Seung Nam;Kim, Jung Yong;Kim, Dong Joon;Park, Yong Duck;Kim, Seoung Eun;Lee, Ho Sang
    • 대한인간공학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.199-215
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    • 2015
  • Objective: The purpose of this study is to find the level of physical relaxation of individual subject by monitoring psychophysiological biofeedback to different types of mattresses. And, the study also aims to find a protocol to make a selection of the best mattress based on the measured information. Background: In Korea, there are an increasing number of people using western style bed. However, they are often fastidious in choosing the right mattress for them. In fact, people use their past experience with their old mattress as well as the spontaneous experience they encounter in a show room to finally decide to buy a bed. Method: Total five mattresses were tested in this study. After measuring the elasticity of the mattresses, they were sorted into five different classes. Physiological and psychological variables including Electromyography (EMG), heart rates (HR), oxygen saturations (SaO2) were used. In addition, the peak body pressure concentration rate was used to find uncomfortably pressured body part. Finally, the personal factors and subjective satisfaction were also examined. A protocol was made to select the best mattress for individual subject. The selection rule for the protocol considered all the variables tested in this study. Results: The result revealing psychological comfort range of 0.68 to 0.95, dermal comfort range of 3.15 to 6.07, back muscle relaxation range of 0.25 to 1.64 and personal habit range of 2.0 to 3.4 was drawn in this study. Also a regression model was developed to predict biofeedback with the minimal use of biofeedback devices. Moreover results from the proposed protocol with the regression equation and subjective satisfaction were compared with each other for validation. Ten out of twenty subjects recorded the same level of relaxation, and eight subjects showed one-level difference while two subjects showed two-levels difference. Conclusion: The psychophysiological variables and suitability selection process used in this study seem to be used for selecting and assessing ergonomic products mechanically or emotionally. Application: This regression model can be applied to the mattress industry to estimate back muscle relaxation using dermal, psychophysiology and personal habit values.

비만한 당뇨환자의 체중, 심혈관계 위험요소 및 자기효능감 (Body Weight, Cardiovascular Risk Factors, and Self-Efficacy of Diabetic Control among Obese Type II Diabetic Patients)

  • 이해정;박경연
    • 대한간호학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.787-797
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    • 2005
  • Purpose: The purpose of this study was to examine the effects of problem solving nursing counseling and walking exerciseon weight loss, cardiovascular risk factors, and self-efficacy of diabetic control among obese diabetic patients. The Polar heart rate monitor was used for walking exercise to utilize the Biofeedback mechanism. Method: Fifty nine diabetic patients were conveniently placed into experimental (n=35) and control groups (n=24). The experimental group participated inweekly nursing counseling for 12 weeks and was encouraged to do walking exercise using a Polar monitor. The control group remained in the same treatment as before. The data wascollected from November 2003 to August 2004 and analyzed using t-tests and ANCOVAs. Results: After 12 weeks, the participants in the experimental group reported significantly decreased body weight (p=.004) and total scores on the Parma scale (p=.00l). While the participants in the control group reported significantly increased levels of blood triglyceride (p=.046) and HDL (p=.018). Conclusion: Based on the findings, we concluded that problem focused nursing counseling with intensified walking exercise could reduce the risk of cardiovascular complications and body weight among obese diabetic patients. Future research to explore the long-term effects of nursing counseling on diabetic complications is warranted.

만성 목통증에 대한 자가신장과 위등뼈 관절가동술이 머리척추각 및 자율신경계 기능에 미치는 효과 (Effects of Self-stretching and Joint Mobilization to Upper Thoracic Vertebrae in Craniovertebral Angle and Autonomic System Function in Chronic Cervical Pain)

  • 남기원;김세훈;서동열
    • 대한물리의학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.61-68
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    • 2018
  • PURPOSE: This study aimed to examine the effects of self-stretching (SS) and joint mobilization (JM) on pain, craniovertebral angle (CVA), autonomic system function in chronic cervical pain patient with forward head posture (FHP). METHODS: A total of 30 male college students were selected as study subjects, and were divided into Group I (general physical therapy; GPT, n=10), Group II (GPT+SS, n=10), Group III (GPT+JM, n=10). All groups were evaluated three times a week for 4 weeks. Pain was measured by visual analogue scale (VAS), CVA was measured using digital goniometer and autonomic system function (heart rate; HR, skin conductivity; SC, LF norm, HF norm, LF/HF ratio) was measured by Biofeedback ProComp Infiniti. After 4 weeks, paired t-test was used to compare the changes within the group and one way ANOVA was used to compare those between the groups. RESULTS: In Group I, VAS was significantly decreased. In Group II and III was a significantly change in all items. In comparison between Group I and II was a difference in all items except HR. In comparison between Group I and III was a difference in all items. In comparison between Group II and III was a difference in VAS, LF norm and LF/HF ratio. CONCLUSION: This study showed that SS and JM can effectively reduce pain and normalize the autonomic system function.

공황장애환자의 정신생리적 반응 (Psychophysiologic Response in Patients with Panic Disorder)

  • 정상근;조광현;정애자;박태원;황익근
    • 수면정신생리
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    • 제8권1호
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    • pp.52-58
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    • 2001
  • 목 적 : 정상 대조군보다 공황장애환자의 생리적 각성수준이 더 높고 생리적 유연성이 더 적을 것이다. 이러한 가정을 확인하기 위해 공황장애환자와 정상대조군사이의 정신생리반응의 차이를 알아보았다. 방 법 : 환자군은 DSM-Ⅳ의 공황장애 진단기준에 맞는 외래 및 입원 환자 10명(남성 9명, 여성 1명;연령 $47.5{\pm}14.3$세), 정상 대조군(남성 9명, 여성 1명 ; 연령 $47.3{\pm}10.1$세)은 전북의대 학생 및 전북대학교병원직원 10명으로 선정하였다. 심리적 평가항목으로서, 불안, 우울 수준은 상태특성불안척도, Beck 우울 척도, Hamilton 불안 및 우울 척도로 평가하였다. 생리적 평가항목으로서 자율신경계의 정신생리반응을 측정하였는데, 맥박, 호흡속도, 피부전도반응, 근전도 등은 J & J I-330모델을 이용하였다. 스트레스작업은 4가지로서 암산, 비디오게임, 과호흡, 스트레스사건 이야기작업을 이용하였다. 정신생리반응의 측정순서는 생리반응 측정전 약 15분간의 휴식후 각각 3분씩의 '기저기간-암산작업 기간-휴식기간(3분)-비디오게임 기간-휴식기간-과호흡 기간-휴식기간-트레스사건 이야기작업 기간'으로 하였다. 두 군사이의 스트레스작업에 따른 심리적, 생리적 평가 항목들의 차이를 통계 분석하였다. 결 과 : 대조군보다 공황장애군에서 우울, 불안수준이 유의하게 더 높았다. 생리반응 중 피부전도반응(p=.017), 근전도(p=.047), 맥박(p=.049)의 기저치가 대조군보다 공황장애군에서 유의하게 더 높았다. 또한, 피부전도반응의 경우, 과호흡시 놀람반응이 대조군보다 공황장애군에서 유의하게 더 컸다(p=.001). 맥박의 경우, 암산작업시 놀람 및 회복반응이 대조군보다 환자군에서 유의하게 더 적었다(각각 p=.007, p=.002). 환자군내에서 피부전도반응의 경우, 암산(p=.0001) 및 비디오게임(p=.021) 작업시 놀람반응이 회복반응보다 유의하게 더 컸다. 또한 호흡반응의 경우, 환자군내에서 과호흡시(p=.035) 놀람반응보다 회복반응이 유의하게 더 컸다. 결 론 : 상기 결과로 미루어보아, 공황장애환자는 정상 대조군보다 기저기에서 대부분 자율신경계의 생리적 각성수준이 더 높았으나, 측정항목에 따라 생리적 유연성의 기복이 있었다. 따라서, 공황장애환자의 치료시 자율신경계의 각성수준을 감소시키고, 일부 스트레스에 대한 생리적 유연성 회복이 필요하다고 생각한다.

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교통사고관련 환자에서 사건상상에 대한 정신생리반응 (Psychophysiologic Responses to Event Imagery in Traffic Accident Related Patients)

  • 정상근;최명수;황익근
    • 수면정신생리
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    • 제8권1호
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    • pp.45-51
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    • 2001
  • 목 적 : 교통사고경험은 환자에게 정신사회적 스트레스요인으로 작용하며, 이로 인한 자율신경계의 생리적 각성수준이 항진되어 있을 것이다. 저자들은 교통사고와 관련된 환자중 교통사고에 대한 기억이 있는 군과 없는 군사이의 정신생리반응양상의 차이를 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법 : 전북대학교병원 정신과 외래 및 입원환자들중 24명을 대상으로 하였다. 모든 대상자들은 교통사고 관련 환자들이었으며, 연구목적상 이들을 교통사고상황을 기억하고 있는 환자군(12명, 연령 $41.42{\pm}9.10$세 ; 교육수준 $10.33{\pm}3.14$년)과 전혀 기억하지 못하고 있는 환자(12명, 연령 $44.08{\pm}9.83$세 ; 교육수준 $10.92{\pm}3.40$년)군으로 양분하였다. 심리적 평가항목으로서 불안, 우울 수준은 상태특성불안척도, Beck 우울 척도, Hamilton 불안 및 우울 척도로 평가하였다. 생리적 평가항목으로서 자율신경계의 정신생리반응을 측정하였는데, 맥박, 피부전도반응, 근전도 등은 J & J I-330모델을 이용하였고, 수축기 및 이완기의 혈압은 DINAMAP XL Monitor mode 9340을 이용하였다. 스트레스작업은 '대본이용 및 상상기법'을 이용하였다. 연구 대상자들에게 그들이 실제로 경험했던 교통사고상황을 대본으로 작성된 것을 읽어주고 사고상황을 상상하도록 교육시켰다. 정신생리반응의 측정순서는 생리반응 측정전 약 15분간의 휴식후 '기저기간(3분)-대본낭독기간(30초)-교통사고상황의 상상(3분)-휴식기간(3분)'으로 하였다. 두 군사이의 스트레스작업에 따른 심리적, 생리적 평가항목들의 차이를 분석하였다. 결 과 : 정신생리반응중 피부전도반응은 통계적으로 유의한 차이는 없었지만, 기억군의 기저기간과 상상기간, 휴식기간의 측정치가 비기억군에 비해서 상당히 높게 나타났다. 근전도는 휴식기의 측정치가 기억군이 비기억군에 비해 통계적으로 유의하게 낮았다(p=0.028). 그러나, 다른 생리반응항목들은 두군사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 결 론 : 상기 결과, 저자들은 교통사고상황을 기억하고 있는 군에서 기억하지 못하고 있는 군보다 피부전도반응과 같은 일부 자율신경계의 생리적 각성수준이 더 높은 경향을 보임을 확인할 수 있었다. 따라서 교통사고관련 환자의 치료시, 그들이 경험했던 교통사고의 반복적인 기억(재경험)을 최소화시키고, 일부 자율신경계반응의 각성수준을 감소시키는 치료적 기법이 필요하다고 생각한다.

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