• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.115-125
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• 2017

For many stroke patients undergoing rehabilitation therapy, there is a need for indicator for evaluating the body function in paretic and non-paretic regions of stroke patients quantitatively. In this paper, the function of muscles and cells in paretic and non-paretic regions of severe and mild hemiplegic stroke patients was evaluated using multi-channel bioelectrical impedance spectroscopy. The paretic and non-paretic regions of severe and mild stroke patients were quantitatively assessed by using bioelectrical impedance parameters such as prediction marker (PM), phase angle (${\theta}$), characteristic frequency ($f_c$), and bioelectrical impedance vector analysis (BIVA). The mean values of impedance vector were significantly discriminated in all comparisons (severe-paretic, severe-non-paretic, mild-paretic, and mild-non-paretic). The bioelectrical impedance parameters were proved to be a very valuable tool for quantitatively evaluating the paretic and non-paretic regions of hemiplegic stroke patients.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1146-1153
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• 2016

The bioelectrical impedance (BI) at the inner forearms was measured using bioelectrical impedance measurement system (BIMS), which employs the multi-frequency and the two-electrode method. Experiments were performed as follows. First, while applying a constant alternating current of 800A to the inner region of the forearms, BI (Z) was measured at nineteen frequencies ranging from 5 to 500 kHz. The prediction marker (PM) was calculated for right and left forearm. The resistance (R) and the reactance (X_c) were simultaneously measured during impedance measurement. Second, a Cole-Cole plot (relationship between reactance and resistance) was obtained for left and right forearm, indicating the different characteristic frequencies (f_c). Third, the phase angle was obtained, indicating strong dependence on the applied frequency.

• Journal of Platform Technology
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• 제9권2호
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• pp.38-45
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• 2021

분절다중주파수 생체전기임피던스분석법(Segmental Multi-frequency Bioelectrical Impedance)은 최근 체성분 검사를 위해 선호되는 검사법이다. 그러나 SMF-BIA 는 팔다리와 몸통의 임피던스를 추정하는 방법으로 정확한 사용을 위해서는 타당성에 대한 확인이 요구된다. 본 연구는 SMF-BIA 를 인체의 분절임피던스를 기준하여 분절별 임피던스의 추정값에 대한 정확도와 타당도를 검정하는데 목적하였다. 연구목적을 위해 노인 108 명을 대상으로 50kHz 주파수에서 얻어진 분절별 생체전기 임피던스값에 대하여 분절 생체임피던스 측정치 비교하였다. 실험 결과 오른쪽 팔의 저항 값은 준거값에 비해 유의한 수준으로 높았다(저항값: 35.5±6.2%, P < 0.001; 리액턴스: 2.7±7.6%, P < 0.01). 왼쪽팔, 오른쪽 다리와 왼쪽다리의 생체저항값은 준거값에 비해 모두 유의하게 높았다. 몸통의 추정값은 기준값에 비해 가장 큰 차이를 보였다(저항값: 65.4±3.2%, P < 0.001; 리액턴스: 89.2±1.8%, P < 0.001). 두 방법으로 측정한 임피던스 결과에서 사지와 전신의 생체저항값은 높은 상관관계(RA: R = 0.950 LA: R = 0.949 RL: R = 0.899, LL: R = 0.888)를 보였으며, 팔과 다리에서도 유의한 상관관계를 보였다. 따라서 분절다주파수 생체임피던스는 준거와 높은 상관도와 함께 유의한 오차를 보여, 향후 오차 수준을 줄이기 위한 연구가 필요하였다.c

• Korean Journal of Acupuncture
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• 제29권1호
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• pp.71-81
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• 2012

Objectives : The purpose of this paper was to suggest new diagnostic method that was to supersede the estimation of electrical properties at acupoints. Thus, we developed the multi- frequencies bioelectrical impedance measurement system so as to analyze the state of bio-ions in body fluid as body compositions, not skin impedance at acupoint. Methods : At low frequency, the current does not penetrate the cell membrane and at high frequency, the current passes through both intracellular and extracellular fluid because of the decreas of cell membrane impedance. To confirm the reflection of composition in extracellular fluid or intracellular fluid of segment such as acupoint, the system was developed to detect the acupoint potential between adjacent two points in the area of LU3, LU4 and LU9 using 5,50 and 200KHz. Results : The detected acupoint potential has been decreased according to elevation of frequency. As a result of correlation of left/right identical acupoint, we observed a high correlation of three types of acupoint potential at multi-frequencies. Moreover, we observed the low correlation at 5KHz, and that was a significant factor to be considered as unbalanced relationship of identical acupoints. Conclusions : On the basis of meridian theoretical point of view, we may infer the acupoint's physiological composition using the multi-frequencies bioelectrical impedance measurement system.

• 센서학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-7
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• 2016

Bioelectrical impedance (BI) at popliteal regions was measured using a bioelectrical impedance measurement system (BIMS), which employs the multi-frequency and the two-electrode method. Experiments were performed as follows. First, a constant AC current of $800{\mu}A$ was applied to the popliteal regions (left and right) and the BI was measured at eight different frequencies from 10 to 500 kHz. When the applied frequency greater than 50 kHz was applied to human's popliteal regions, the BI was decreased significantly. Logarithmic plot of impedance vs. frequency indicated two different mechanisms in the impedance phenomena before and after 50 kHz. Second, the relationship between resistance and reactance was obtained with respect to the applied frequency using BI (resistance and reactance) acquired from the popliteal regions. The phase angle (PA) was found to be strongly dependent on frequency. At 50 kHz, the PA at the right popliteal region was $7.8^{\circ}$ slightly larger than $7.6^{\circ}$ at the left popliteal region. Third, BI values of extracellular fluid (ECF) and intracellular fluid (ICF) were calculated using BIMS. At 10 kHz, the BI values of ECF at the left and right popliteal regions were $1664.14{\Omega}$ and $1614.08{\Omega}$, respectively. The BI values of ECF and ICF decreased sharply in the frequency range of 10 to 50 kHz, and gradually decreased up to 500 kHz. Logarithmic plot of BI vs. frequency shows that the BI of ICF decreased noticeably at high frequency above 300 kHz because of a large decrease in the capacitance of the cell membrane.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.121-126
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• 2017

본 연구에서는 피부 등가모델을 통한 세포 내액과 세포 외액 성분의 생체임피던스 특성을 파악하기 위해 개발한 휴대용 소형 임피던스 측정시스템을 이용하여 4 전극법에 의한 비 침습 방식으로 다양한 주파수 대역에서 전신의 생체전기 임피던스를 측정실험을 수행하였다. 측정은 10명의 남성 피 실험자(평균 나이 $24{\pm}3.0$세, (BMI) $20.3kg/m^2$)를 대상으로 4주간 실시하였으며, 생체임피던스 다중주파수(1 kHz, 5 kHz, 50 kHz, 70 kHz, 100 kHz, 500 kHz)대역에서 측정하였다. 실험결과, 저주파 대역인 1 kHz 대역에서 임피던스가 가장 높게 측정되었고, 고주파 대역인 500 MHz에서 임피던스가 가장 낮게 측정되었다. 특히 50 kHz 대역이상에서 임피던스가 급속히 낮아짐을 실험을 통해서 확인하였다. 또한, 피부 등가회로모델을 통한 세포 내액과 세포 외액의 임피던스 특성을 파악하는 모의실험에서도 본 연구의 생체임피던스 측정시스템의 측정값과 유사한 특성이 얻어짐을 확인할 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제26권1호
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• pp.15-23
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• 2017

In this study, bioelectrical impedance analysis, which has been used to assess an alteration in intracellular fluid (ICF) of the body, was applied to detect intravenous infiltration. The experimental results are described as follows. Firstly, when infiltration occurred, the resistance gradually decreased with time and frequency i.e., the resistance decreased with increasing time, proportional to the amount of infiltrated intravenous (IV) solution. At each frequency, the resistance gradually decreased with time, indicating the IV solution (also blood) accumulated in the extracellular fluid (ECF) (including interstitial fluid). Secondly, the resistance ratio started to increase at infiltration, showing the highest value after 1.4 min of infiltration, and gradually decreased thereafter. Thirdly, the impedance ($Z_C$) of cell membrane decreased significantly (especially at 50 kHz) during infiltration and gradually decreased thereafter. Fourthly, Cole-Cole plot indicated that the positions of (R, $X_C$) shifted toward left owing to infiltration, reflecting the IV solution accumulated in the ECF. The resistance ($R_0$) at zero frequency decreased continuously over time, indicating that it is a vital impedance parameter capable of detecting early infiltration during IV infusion. Finally, the mechanism of the current flowing through the ECF, cell membrane, and ICF in the subcutaneous tissues was analyzed as a function of time before and after infiltration, using an equivalent circuit model of the human cell. In conclusion, it was confirmed that the infiltration could be detected early using these impedance parameters during the infusion of IV solution.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.34-44
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• 2018

An early detection of intravenous (IV) infiltration is essential to minimize the injuries during infusion therapy, which is one of the most important tasks for nurses in nursing settings. We report that bioelectrical impedance analysis is useful in the early detection of infiltration at puncture sites. When infiltration was intentionally induced in the vein of a pig's posterior ear, impedance parameters (R, $X_C$, $C_m$) showed significant differences before and after infiltration. In particular, the relative resistance ($R/R_{BI}$) decreased significantly at infiltration and then slowly decreased. This indicates that the vein in pig's ear is thin and the amount of surrounding subcutaneous tissue, and hence the infiltrated solution accumulates slowly after infiltration. However, when infiltration was induced in the vein of human's forearm, the relative resistance at 20 kHz decreased gradually over time. In the $R-X_C$ graph, the positions in the case of infiltration induced in the pig' ear shifted rapidly before and after infiltration, whereas the positions in the case of infiltration induced in the human's forearm moved gradually during infiltration. Our findings suggest that the impedance parameters (R, $R/R_{BI}$, $X_C$, R vs. $X_C$, and $C_m$) are effective indicators to detect the infiltration early in a non-invasive and quantitative manners.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권3호
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• pp.26-34
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• 2007

본 논문에서는 신체 임피던스 측정법(Bioelectrical Impedance Analysis, 이하 BIA)을 기초로 한 체지방 측정 칩 설계에 대한 내용을 서술하였다. 제안된 회로는 인체에 전류 신호를 인가하는 회로, 인체를 통해 나온 전압 신호를 측정하는 회로, 회로의 동작을 제어하는 마이크로 콘트롤러(Micom), 그리고 분석프로그램이 내장된 메모리(SRAM, EEPROMs) 의 모든 기능을 하나의 칩에 집적하였다. 특히 정밀한 인체 임피던스 측정을 위하여 다주파수 동작이 가능한 대역통과필터(Band Pass Filter, BPF)를 설계하였다. 또한, 설계된 대역통과필터는 weak inversion 영역에서 동작하기 때문에 면적과 전력소모를 줄일 수 있었다. 그리고 측정부분 회로의 성능을 개선하기 위해서 차동차이증폭기(Differential difference amplifier, DDA)를 이용한 새로운 전파정류기(Full wave rectifier, FWR)를 설계하였다. 또한 이 회로는 마지막 단에 연결될 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 설계에 대한 부담을 덜어주는 장점도 있다. 이 칩의 시제품은 CMOS 0.35um 공정을 이용하였고 전력소모는 모든 주파수에서 6mW 이며 전원전압은 3.3V이다. 전체 칩의 크기는 $5mm\times5mm$ 이다.

• Korean Journal of Acupuncture
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• 제31권2호
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• pp.66-78
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• 2014

목적 : 경혈의 임피던스를 측정하여 경혈의 특이성을 확보하고자 다수 연구가 진행되어왔다. 직류전압과 교류전압을 자극하여 단순히 경혈이 위치한 피부 임피던스를 측정하는 방식이 아닌 Multi-Frequency Body Impedance analysis(MF BIA) 기법을 이용하여 생체 구조 성분(세포 외액, 세포내액의 저항성분 그리고 세포막의 용량성분)을 추출하는 방법을 이용하여 경혈의 특이성을 확보하고자 한다. 인체 내 생체 이온 변화가 발생하였을 시, 경혈이 비경혈에 발생 전/후 높은 변화율이 관찰될 것이라는 가정을 하에, 생체 이온 변화를 유도하기 위하여 근피로를 유발하였으며, 유도 전/후의 생체 구조 성분을 비교 분석하였다. 방법: 대퇴직근에 근피로를 유도하기 위하여 건강한 대학생에게 Knee extension/flexion의 등속도 운동을 통하였다. 생체 이온 변화를 확인하기 위하여 젖산을 측정하였으며, 피험자마다 동일한 근피로를 유발하기 위하여 EMG(electromyogram) 분석을 통하여 peak torque와 median frequency를 분석하였다. 근피로 유발 24시간 이후까지 젖산과 peak torque와 median frequency을 측정하였으며, 각 단계마다 복토(ST32), 음시(ST33) 과 인접한 비경혈 2개에 대하여 생체 구조 성분 또한 측정하였다. 결과 : 젖산과 peak torque와 median frequency은 24시간 이후 근피로 유발 전으로 회복되었다. 세포외액 저항성분의 경우 비경혈에 비하여 복토(ST32)에서 생체 이온 변화에 따라 높은 변화율이 관찰되었으나, 음시(ST33) 에서는 비경혈에 비하여 낮은 변화율이 관찰되었다. 세포내액 저항성분은 경혈과 비경혈 사이 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 복토(ST32)에서 세포막의 용량성분이 높은 변화율이 관찰되었지만, 음시(ST33)와 인접한 비경혈간의 뚜렷한 차이가 확인되지 않았다. 결론 : 생체 이온 변화에 따라 인접한 비경혈과 비교해보았을 시, 경혈에서의 상대적으로 높고 낮은 혹은 유사한 변화율이 관찰되었다. 따라서 경혈의 특이성을 확보하지 못하였으며, 생체 구조 성분 추출을 통하여 세포 이온 변화에 따른 경혈의 특이성을 확보하기에는 한계점을 가지고 있다고 결론을 내렸다.