• 제목/요약/키워드: Heart-Rate Variability

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감성판별을 위한 생체신호기반 특징선택 분류기 설계 (The Design of Feature Selection Classifier based on Physiological Signal for Emotion Detection)

  • 이지은;유선국
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권11호
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    • pp.206-216
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    • 2013
  • 감성은 학습, 행동, 의사결정, 상호대화를 포함한 인간의 일상생활에 중요한 요소이다. 본 논문에서는 시스템의 복잡도를 줄이기 위하여 생체신호로부터 최소한의 중요한 특징만을 추출하여 사용하는 감성 분류기를 설계하고자 한다. 생체신호는 맥파, 피부온도, 피부전도도, 뇌파신호(전두엽, 두정엽)를 사용하였으며, 4가지 감정(보통, 슬픔, 공포, 행복)은 영화 관람을 통하여 유도하였다. 측정한 생체신호로부터 추출한 24개의 특징으로부터 최적의 특징 집합의 결정은 서포트벡터머신 기반 적합도 함수를 사용하는 유전알고리즘을 적용하였다. 최적의 4감정 분류 정확도는 96.4%이었으며, 서포트벡터머신만을 사용하였을 경우보다 17% 높았다. 선택된 최소에러 특징은 맥파 심박변이도의 평균, NN50, 맥파 유도 맥파 전달 시간의 평균, 피부전도도의 평균과 두정엽 뇌파의 ${\delta}$, ${\beta}$ 주파수 대역에너지였다. 실험을 통하여 두정엽 뇌파, 맥파, 피부전도도의 조합이 고정밀 감정 장비에 적합하였으며, 79% 성능을 보인 맥파와 피부전도도의 조합이 간단한 감성장비에 적절하게 적용할 수 있다.

LED 면조명을 이용한 감성조명시스템의 인체 생리학적 반응에 관한 연구 (Study on Human Physiological Responses to Emotional Lighting System using LED Flat Lighting)

  • 김경태;오승용;유미;유창호;권대규
    • 감성과학
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    • 제17권3호
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    • pp.29-38
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    • 2014
  • 본 연구에서는 LED 면조명을 이용한 감성조명시스템의 인체 생리학적 반응을 검증하였다. 실험은 시각 질환이 없는 건강한 20대 남성 10명을 대상으로 LED 면조명의 색상에 따른 인체의 반응을 평가하였다. LED 조명은 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색, 파란색, 보라색, 무채색(하얀색)을 사용하여 5분간 조명 자극을 주었다. 평가 방법으로 심리적 상태를 분석하기 위하여 뇌파와 심박변이도를 평가하였고 피부의 온도 변화를 살펴보기 위해 체열을 평가하였다. 분석 결과 뇌파의 경우 무채색, 빨간색, 주황색 LED 면조명 자극 시 ${\alpha}$파 비율이 감소하였다. 또한 무채색, 빨간색, 주황색, 노란색 LED 면조명 자극을 받을 때 부교감신경에 비하여 교감신경이 활성화되고, 체열이 증가하였다. 이에 비해 초록색, 파란색, 보라색 LED 면조명 자극을 받을 때에는 ${\alpha}$파 비율의 증가와 교감신경에 비하여 부교감신경의 활성화가 발생하였고 체열이 감소하였다. 향후 각 색상을 조합하여 상황별 모드를 구성한 실험과 시각적 자극 외에 아로마와 같은 후각 자극, 음악과 자연의 소리를 이용한 청각 자극 등을 이용한 복합한 시너지 효과에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

위기허증으로 진단된 소화불량 환자의 임상적 특징; 위전도 검사를 중심으로 (Clinical Features of Electrogastrogram in Dyspeptic Patients with Stomach Qi Deficiency)

  • 정해인;김동윤;백소영;이하늘;이현진;조윤재;하나연;김진성
    • 대한한방내과학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.467-477
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    • 2020
  • Objectives: This study investigated the cutaneous electrogastrogram (EGG) and other clinical characteristics of dyspeptic patients who have been diagnosed with Stomach Qi Deficiency (SQD) using the Scale for Stomach Qi Deficiency (SSQD). Methods: This study reviewed the clinical records of 38 patients with dyspepsia who were evaluated with SSQD and EGG at the Department of Digestive Diseases of Kyung Hee University Korean Medicine Hospital in Seoul, Korea from November 1, 2019 to February 29, 2020. We evaluated the EGG and other clinical characteristics of the SQD patients to determine if there was an association between the SSQD scores and the EGG. Results: In terms of the EGG, the SQD patients showed no significant increase in the percentage of normal slow wave after a meal and a slightly decreased power ratio at Channel 1 and Channel 2. We also found an association between the SSQD scores and the EGG parameters at Channel 1 and Channel 3. The average Ryodoraku score of the patients was 33.00±14.90 (μA). In the Heart Rate Variability (HRV) test, the average Total Power (TP) and Low Frequency/High Frequency (LF/HF)) ratio was 1356.60±13 6.41(ms2) and 1.68±2.25, respectively. Conclusions: The results of this study suggest that clinicians can use Electrogastrography to enhance accuracy when diagnosing the SQD pattern.

Hemodynamic, Autonomic, and Vascular Function Changes after Sleep Deprivation for 24, 28, and 32 Hours in Healthy Men

  • Slomko, Joanna;Zawadka-Kunikowska, Monika;Kozakiewicz, Mariusz;Klawe, Jacek J.;Tafil-Klawe, Malgorzata;Newton, Julia L.;Zalewski, Pawel
    • Yonsei Medical Journal
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    • 제59권9호
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    • pp.1138-1142
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    • 2018
  • This study aimed to analyze the impact of sleep deprivation (SD) on cardiac, hemodynamic, and endothelial parameters and to determine whether these are sustained with increased periods of SD. The study included 60 healthy men (mean: age $31.2{\pm}6.3years$; body mass index $24.6{\pm}2.6kg/m^2$). Hemodynamic parameters, parameters of myocardial contractility, spectral analysis of heart rate (HR) and blood pressure (BP) variability, and the sensitivity of arterial baroreflex function were evaluated. Biochemical tests were performed to assess L-arginine (L-Arg) and asymmetric dimethylarginine (ADMA) levels in reflection of endothelial nitric oxide synthase ability. Measurements of cardiovascular system parameters were obtained at 9 a.m. (baseline) on the first day of the study and 9 a.m. (24-h SD), 1 p.m. (28-h SD), and 5 p.m. (32-h SD) on the second day. Blood samples for evaluating biochemical parameters were obtained at baseline and after 24-h SD. ANOVA Friedman's test revealed a significant effect for time in relation to HR (${\chi}^2=26.04$, df=5, p=0.000), systolic BP (${\chi}^2=35.98$, df=5, p=0.000), diastolic BP (${\chi}^2=18.01$, df=5, p=0.003), and mean BP (${\chi}^2=28.32$, df=5, p=0.000). L-Arg and ADMA levels changed from $78.2{\pm}12.9$ and $0.3{\pm}0.1$ at baseline to $68.8{\pm}10.2$ and $0.4{\pm}0.1$ after 24-hr SD, respectively (p=0.001, p=0.004). SD in healthy men is associated with increases in BP, which appear to occur after 24 hours of SD and are maintained over increasing periods of SD. The observed hemodynamic changes may have resulted due to disordered vascular endothelial function, as reflected in alterations in L-Arg and ADMA levels.

원적외선에너지 방출 황토침구 사용 후의 자율신경 변화에 대한 연구 (Autonomic Nerve Change after Loess Bedding Radiating Far-infrared ray and energy)

  • 이구연;이형환;함석찬
    • 한국자연치유학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.27-32
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    • 2020
  • 목적: 본 연구는 원적외선을 방사하는 황토 침구를 15명의 불면증 대상자에게 사용하게 한 후에 인체의 자율신경에 어떠한 변화를 일으키는지를 연구하는 것이 목적이었다. 방법: 황토침구를 사용한 대상자들의 변화는 심장박동변이(HRV)로 측정하였다. 결과: 임상군이 황토침구를 사용하기 전의 HF고주파수 평균은 220.8 msec2이었고, 사용한 후의 평균치는 5.1 msec2로 저하되었다. LF저주파수는 사용 전의 평균은 418.1 msec2이었고, 사용한 후의 평균치는 5.2 msec2로 저하되었다. VLF주파수의 사용전의 평균은 1463.3 msec2이었고, 사용한 후의 평균 측정치는 6.8 msec2로 저하되었다. TP주파수는 사용하기 전의 평균값은 977.3 msec2이었고, 사용 후의 평균값은 6.7 msec2로 저하되었다. 이상의 4항목의 사용 후의 측정치의 저하는 통계적으로 모두 유의성이 있었으며, 사용전의 대상자들의 높은 측정치는 대상자들이 모두 장기간 수면장애가 매우 높아서 스트레스와 불안 등이 높은 이유이었다고 유추하였다. 황토침구 사용전의 임상자들의 맥박은 69.3 bpm, 사용 후의 맥박은 70.6 bpm로 유의한차이가 없었다. SDNN 및 RMSSD도 사용전후에 차이가 유의하지 않았다. 결론: 자율신경 HF, LF, VLF, TP주파수는 황토가 발생하는 원적외선의 조사에 영향을 받는다고 평가한다. 본 연구데이터는 이 분야의 기초자료로서 가치가 높다고 평가한다.

척추온열마사지기기의 1회 치료의 효과에 대한 객관적 증거: 선행 연구 (Objective Evidence for the Effectiveness of Single-session Treatment with a Spinal Thermal Massage Device: A Pilot Study)

  • 나영일;김시윤;백승민;이정후
    • 산업융합연구
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    • 제20권10호
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    • pp.209-218
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    • 2022
  • 마사지 치료는 1회 치료만으로 통증을 경감시키고 스트레스를 이완시킵니다. 그러나 아직까지 1회 마사지 치료의 효과에 대한 객관적인 데이터를 확인한 연구가 없었습니다. 그래서 본 연구에서는 마사지 치료와 동일한 효과가 있는 것으로 보고된 척추 마사지 기구로 1회 치료를 실시하여 통증 경감과 스트레스 이완의 효과의 증거를 확인하고자 하였습니다. 10년 전부터 시각적상사척도 4점의 요통이 있었던 45세 남자 환자 1인을 대상으로 척추 마사지 기구를 실시한 1차 실험과 침상안정을 실시한 2차 실험을 실시하였습니다. 시각적상사척도 측정과 실시간으로 심박 변이도를 측정하여 자율신경계를 확인하였고 총 5회 혈액검사를 실시하여 스트레스 관련 혈액검사(코르티솔, 에피네프린, 노르에피네프린)를 실시하였습니다. 침상안정을 취한 2차 실험에 비해 척추 마사지 기구로 1회 치료를 받은 1차 실험에서 유의미한 통증 감소효과를 보였습니다. 또한 1차 실험에서 자율신경계 활성도 및 부교감 신경계의 활성도가 증가되어 있었으며 혈중 에피네프린과 노르에피네프린이 감소되어 있었습니다. 이것은 기존의 마사지 치료 효과와 동일한 결과이며 1회 척추 마사지 기구를 통해 얻어지는 효과의 증거라 사료됩니다.

2종 측색기와 시각을 이용한 자연치아의 색조 비교 분석 (Shade Comparative Analysis of Natural tooth Measured by Visual and Two Colorimeters(ShadeEye®,Shadepilot®))

  • 안진희;최미라;심혜원
    • 구강회복응용과학지
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    • 제29권1호
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    • pp.81-93
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    • 2013
  • 육안과 기계 ($ShadeEye-Ncc^{(R)}$ dental chroma meter 와 $Shadepilot^{TM}$ system) 를 이용한 치아 색조 선택의 정확성을 비교하고 날씨와 개인경험에 따른 색조 측정의 정확성의 차이를 분석하고자 하였다. 수복물이 없으며 치주적으로 건강한 정상적인 치관부의 형태를 가진 상악 중절치를 가진 30명을 대상으로 육안 관찰과 $ShadeEye-Ncc^{(R)}$ dental chroma meter 와 $Shadepilot^{TM}$ system, 2종의 기계로 치아의 색조를 선택, 비교하였다. 먼저 3명의 검사자가 육안과 기계를 이용해 피험자의 치아 색조 선택해 일치도를 평가 후 비교하였다. 두 번째로 1인의 숙련된 검사자가 자연광 하에 육안 및 기계로 맑은 날과 흐린 날의 피험자의 광원에 따른 치아 색조 일치도를 평가, 비교하였다. 마지막으로 숙련자 2인과 비숙련자 2인간의 육안으로 색조 선택 후 피험자의 치아색조 일치도를 평가해 술자의 숙련도에 따른 색조 선택의 차이를 비교하였다. 모든 실험에서 치아 색조 일치도 외에 색조 차이(${\Delta}E$) 값을 비교해 평가하였다. 육안과 기계의 치아 색조 일치도는 3번 모두 일치한 경우는 육안(23.3%)과 $ShadeEye^{(R)}$(16.7%)보다 $Shadepilot^{TM}$(60%)이 높았다. 색조 차이값(${\Delta}E$)은 $ShadeEye^{(R)}$($3.83{\pm}1.38$)과 육안($4.04{\pm}1.61$)보다 $Shadepilot^{TM}$($2.62{\pm}0.74$)이 유의하게 낮았다(p<0.001). 날씨에 따른 색조 선택은 자연광 하에서 육안으로 보았을 때 흐린 날($4.35{\pm}1.70$)보다 맑은 날($3.53{\pm}1.31$)의 ${\Delta}E$값이 통계적으로 유의하게 낮았다. $Shadepilot^{TM}$$ShadeEye^{(R)}$ 2종의 기계로 측정 시 맑은 날과 흐린 날간 날씨에 따른 평균 ${\Delta}E$ 값은 유의한 차이가 없었다. 술자의 숙련도에 따른 색조 선택은 육안 관찰 시 피검자 색조가 모두 일치하는 경우가 숙련자(73.3%)인 경우 비숙련자(36.7%)보다 높았고, 평균 ${\Delta}E$ 값은 숙련자($3.60{\pm}1.47$)군이 비숙련자 ($4.70{\pm}1.67$)보다 유의하게 낮았다(p<0.001). 육안 관찰 시 흐린 날씨와 숙련 여부에 따라 정확도가 떨어 질 수 있으며 술자의 숙련도와 날씨와 같은 광원에 영향을 받지않는 기계, 특히 보다 정확한 $Shadepilot^{TM}$를 이용하는 것이 주관성과 광원 등의 요인에 따른 편차를 보이지 않는 정확한 색조 선택에 도움이 될 수 있다.

황사기간 중 천식 환자에서 대기 중 미세먼지($PM_{10}$)가 최대호기 유속과 호흡기 증상에 미치는 영향 (Effects of Ambient Particulate Matter($PM_{10}$) on Peak Expiratory Flow and Respiratory Symptoms in Subjects with Bronchial Asthma During Yellow Sand Period)

  • 박정웅;임영희;경선영;안창혁;이상표;정선환;주영수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제55권6호
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    • pp.570-578
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    • 2003
  • 배 경 : 황사는 주로 $10{\mu}m$이하의 미세먼지($PM_{10}$)로서 $PM_{10}$의 증가는 황사현상의 증가와 매우 밀접한 관련이 있다. $PM_{10}$은 그 크기로 보아 호흡기에 침착이 가능하고 따라서 호흡기 증상 및 폐기능에 영향을 미칠 수 있올 것으로 생각되나 아직 이에 대한 연구는 없었다. 이에 연구자들은 천식으로 확진된 환자를 대상으로 황사 기간 중에 $PM_{10}$을 포함한 대기오염물질이 호흡기증상 및 폐기능에 미치는 영향을 알아 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 인천지역 거주자이고 천식으로 확진된 환자를 대상으로 2002년 3월 2일부터 6월 14일까지 매일 최소 2회 이상의 최대호기유속 측정, 속효성 기관지 확장제 사용회수, 야간 증상, 증상 점수, 설외활동량 등을 기록하였다. 또한 대기오염지수인 $PM_{10}$, $SO_2$, $NO_2$, $O_3$, 황사발생일, 기온 및 습도를 측정하여 이들과 최대호기유속 및 변동률, 증상과의 관련성, 야간 증상 및 속효성 기관지확장제 사용회수 등의 연관성을 분석하였다. 결 과 : 대상환자는 남자 31 명, 여자 33명으로 평균 연령은 $46.1{\pm}14.1$세, FEV1은 $2.2{\pm}0.9L$, FEV1%는 $71.5{\pm}24.9%$ 이었다. 연구 기간 중 황사 발생일은 총 14일이었으며, $PM_{10}$수치는 황사발생일에 $188.5{\pm}163.0{\mu}g/m^3$, 비황사발생일에 $60.1{\pm}19.9{\mu}g/m^3$로 황사 발생기간 동안에 높게 측정되었다(p<005). 일일 평균 $PM_{10}$이 높은 날에는 대상 환자의 오전 및 오후 최대 호기유속이 낮아지는 경향을 보였으며(p<0.05), 최대 호기유속 변화율이 증가하였고(p<0.05), 야간에 천식으로 인해 잠을 깨는 횟수가 증가하였다(p<0.05). 반면, 황사 기간 중에 $SO_2$, $NO_2$, $O_3$ 등 다른 대기오염지수와 증상 및 최대호기유속의 변화는 상관성이 없었다(p>0.05). CO는 황사와 관계없이 천식환자에서 최대 호기유속 변동률 및 평균 최대호기유속에 영향을 미치고 있었다(p<0.05). 결 론 : 황사 기간 중 증가하는 미세먼지 농도는 기관지 천식 환자의 호흡기 증상의 악화 및 폐기능의 저하를 초래할 수 있다.

수면장애와 동반된 임상증상에 따른 심박변이도와 수면 관련 설문간의 상관성 연구 (The Relation of HRV, PSQI and IQ with Symptoms of Insomnia Patients)

  • 양동호;오경민;김보경
    • 동의신경정신과학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.143-169
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    • 2008
  • Objective: This study was to investigate the relation of what insomnia patients' symptoms with Heart Rate Variability(HRV), Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) and Insomnia Questionaire(IQ). Methods: For this study, we carried out HRV, PSQI and IQ of 43 patients with insomnia who have come to Donguei oriental hospital of Donguei university from September 2007 to May 2008. We studied the relationship HRV with PSQI and IQ. For every symptom, this study classified the patients as none-symptom, symptom groups and analyzed each group's HRV, PSQI and IQ. Result : 1. The rate of xerostomia in female group is significantly higher than male group. 2. P1 (hypnagogic time), P3(awakening time), LF has negative correlation with age. The score of PI (hypnagogic time), P3(awakening time), P4(time of recoverable sleep) in the group whose age is more than 50 are higher than the group whose age is lesser than 50. 3. The frequency of using hypnotics(P6) in the group whose duration of onset are over 1 year was significantly higher than the score in the group whose duration of onset were below 1 year. 4. The accompanied symptoms in the group who started sleep disorder after stressor are higher than the number in the group whose duration of onset were poor-defined. 5. The drinking group have lower rate of anorexia, higher score of P1 (hypnagogic time) and TP than non-drinking group. 6. The score of P-total(general quality of sleep) have negative correlation with NNSO, HF, TP and positive correlation with LF/HF. 7. The score of P1(hypnagogic time) have negative correlation with LF. 8. The score of P5a(frequency of delayed hypnagogue) have positive correlation with LF/HF. 9. The score of P5e(frequency of cough or snoring) have negative correlation with RMSSD. 10. The score of I1a(degree of onset insomnia), I1b(degree of maintenance insomnia) have negative correlation with NN50, pNN50, HF. 11. The score of I1c(degree of termination insomnia) have negative correlation with RMSSD, NN50, pNN50, HF, TP and positive correlation with MHR, LF/HF. 12.. The score of P5i(frequency of night pain), LF/HF in the group with headache are higher than the group without headache. 13. The score of P5a(frequency of delayed hypnagogue), P5c(frequency of awakening for urine of stool) in the group with xerostomia are higher than the group without xerostomia. 14. The score of P9(degree of unrecoverable sleep) and I5a(degree of onset insomnia) in the group with chest discomfort are lower than the group without chest discomfort. 15. The score of P7(frequency of drowsiness for daytime) in the group with palpitation are lower than the group without palpitation. 16. The score of P5c(frequency of awakening for urine of stool), P5f(frequency of burning sensation), P5h(frequency of nightmare), I1c(degree of termination insomnia) in the group with burning sensation of upper trunk are higher than the group without burning sensation. 17. The score of NN50, pNN50, LF, TP in the group with anorexia are lower than the group without anorexia. 18. The score of P-total(general quality of sleep), P2(duration for sleep start) in the group with constipation are higher than the group without constipation. 19. The score of P4(recoverable sleep time) in the group with depression are higher than the group without depression. 20. In the group with anxiety, the score of P1(time of hypnagogue), P5a(frequency of onset insomnia) are lower and the score of I1b(degree of maintenance insomnia), I4(objective degree of impairment by insomnia) are higher than the group without anxiety. 21. The score of NN50, pNN50, HF, TP in the group with inertia are lower than the group without inertia. 22. The accompanied symptoms haver posirive correlation with P5f(frequency of burning sensation), P5h(frequency of nightmare), P5i(frequency of night pain) and LF/HF. Conclusion: This study provides insights into the complicated relations of the pattern of sleep disorder with many symptoms such as headache, chest discomfort, depression and any others. And this study showed that autonomic nervous system have important function in the regulation of sleep.

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자연 상태에서의 인간감성 평가를 위한 비접촉식 인덕티브 센싱 기반의 착용형 센서 연구 (A Study on Wearable Emotion Monitoring System Under Natural Conditions Applying Noncontact Type Inductive Sensor)

  • 조현승;양진희;이상엽;이정환;이주현;김훈
    • 감성과학
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    • 제26권3호
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    • pp.149-160
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    • 2023
  • 본 연구에서는 뇌혈류 신호를 측정할 수 있는 시변자계 기반의 비접촉식 직물센서를 설계하여 뇌혈류 신호 검출 및 감성평가의 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물센서는 40 denier의 은사를 30합사 한 후 컴퓨터 기계 자수하여 코일형 센서로 구현하였다. 뇌혈류 측정 실험을 위해 코일형 센서를 경동맥 부위에 부착하고, ECG (Electrocardiogram) 전극과 RSP (Respiration) 측정 벨트를 부착 및 착용하도록 하였으며, 동시에 초음파 진단기기를 사용해 도플러 초음파 검사(Doppler Ultrasonography)를 수행하여 혈류 속도를 측정하였다. 피험자에게 Meta Quest 2를 착용시키고, 실험을 위해 조작된 영상 시각 자극을 보여주면서 혈류 신호를 측정한 후 시각 자극에 대한 감성평가 설문지를 작성하도록 하였다. 측정 결과, 도플러 초음파 검사를 통해 측정된 혈류 속도 신호에 변화가 생길 때 직물센서로 측정한 신호도 함께 변화하는 것으로 나타났다. 이를 통해 코일형 직물센서를 이용하여 뇌혈류활동 신호를 측정할 수 있다는 것을 검증하였다. 또한, 감성평가를 위하여 ECG 신호와 PLL 신호(직물센서 신호)에서 추출한 HRV를 계산해서 비교한 결과, 시각 자극으로 인한 교감신경계와 부교감신경계의 활성화에 따른 비율의 변화에 대해서는 직물센서로 측정한 신호와 ECG 신호를 이용해 계산한 값이 비슷한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 시변자계 기반의 코일형 직물 센서를 통해 뇌혈류 변화 측정 및 감성 모니터링이 가능할 것으로 사료된다.