• 전기학회논문지
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• 제65권8호
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• pp.1418-1423
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• 2016

The purpose of this research is to investigate the effect of sampling frequency on the photoplethysmography (PPG) and to evaluate the performance of interpolation methods for under-sampled PPG. We generated down-sampled PPG using 10 kHz-sampled PPG then evaluated waveshape changes with correlation coefficient. Correlation coefficient was significantly decreased at 50 Hz or below sampling frequency. We interpolated the down-sampled PPG using four interpolation method-linear, nearest, cubic spline and piecewise cubic Hermitt interpolation polynomial - then evaluated interpolation performance. As a result, it was shown that PPG waveform that was sampled over 20 Hz could be reconstructed by interpolation. Among interpolation methods, cubic spline interpolation showed the highest performance. However, every interpolation method has no or less effect on 5 Hz sampled PPG.

• Journal of Magnetics
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• 제20권1호
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• pp.47-51
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• 2015

We measured radial arterial pulse signals using a prototype of a clip-type pulsimeter equipped with a permanent magnet and a Hall device, which produced signals through a voltage-detecting circuit. The systolic peak time and the reflective peak time for a temporally pulsed signal were analyzed for an arbitrary pulse wave at one position of a small permanent magnet. The measured value of the peripheral pulse wave velocity was about 1.25-1.52 m/s, demonstrating the accuracy of this new method. To measure the peripheral blood flow velocity, we simultaneously connected the radial artery pulsimeter to a photoplethysmography meter. The average value of the peripheral blood flow velocity was about 0.27-0.50 m/s.

• ETRI Journal
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• 제43권5호
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• pp.881-890
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• 2021

Photoplethysmography (PPG) is a noninvasive technique that can be used to conveniently measure heart rate (HR) and thus obtain relevant health-related information. However, developing an automated PPG system is difficult, because its waveforms are susceptible to motion artifacts and between-patient variation, making its interpretation difficult. We use deep neural network (DNN) filters to mimic the cognitive ability of a human expert who can distinguish the features of PPG altered by noise from various sources. Systolic (S), onset (O), and first derivative peaks (W) are recognized by three different DNN filters. In addition, the boundaries of uninformative regions caused by artifacts are identified by two different filters. The algorithm reliably derives the HR and presents recognition scores for the S, O, and W peaks and artifacts with only a 0.7-s delay. In the evaluation using data from 11 patients obtained from PhysioNet, the algorithm yields 8643 (86.12%) reliable HR measurements from a total of 10 036 heartbeats, including some with uninformative data resulting from arrhythmias and artifacts.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.651-652
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• 2008

• 대한한의진단학회지
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• 제11권1호
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• pp.48-60
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• 2007

Palpation of the pulse has been used in Korean traditional medicine since ancient times to assess physical health. Pulse wave contour may be obtained by measuring arterial pressure or blood volume change of skin. The latter is called as Photoplethysmography(PPG) or digital volume pulse(DVP). The PPG signal is measured by a device comprising an infrared light sourece and a photodetector. Although less widely used, this technique deserves further consideration because of its simplicity and ease of use. The contour of the PPG is formed as a result of a complex interaction between the left ventricle and the systemic circulation. It usually exhibits an early systolic peak and an early diastolic peak. the first peak is formed mainly by pressure trasmitted along a direct path from the left ventricle to the finger. The second peak is formed in part by pressure transmitted along the aorta and large arteries to sites of impedance mismatch in the lower body. The contour of the PPG is sensitive to changes in arterial tone and is influenced by ageing and large artery stiffness. Measurements taken directly from the PPG or from its second derivative can be used to assess these properties. In some mathematical approaches, the extraction of periodic components using frequency analysis was tried to analysis of the PPG. But we don't understand yet what kind of factor in the cardiovascular system or human body is related with the respective specific Fourier components of PPG. This review describes the background to measurement principles, representative contour, contour analysis and frequency domain analysis of PPG, and current and future.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제28권3호
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• pp.369-376
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• 2007

With the convergence of ubiquitous networking and medical technologies, ubiquitous healthcare(U-Healthcare) service has come in our life, which enables a patient to receive medical services at anytime and anywhere. In the u-Healthcare environment, intelligent real-time biosignal aquisition/analysis techniques are inevitable. In this study, we propose a motion artifact cancelation method in portable photoplethysmography(PPG) signal aquisition using an accelerometer and an adaptive filter. A preliminary experiment represented that the component of the pedestrian motion artifact can be found under 5Hz in the spectral analysis. Therefore, we collected PPG signals under both simulated conditions with a motor that generates circular motion with uniform velocity (from 1 to 5Hz) and a real walking condition. We then reduced the motion artifact using a recursive least square adaptive filter which takes the accelerometer output as a noise reference. The results showed that the adaptive filter can remove the motion artifact effectively and recover peak points in PPG signals, which represents our method can be useful to detect heart rate in real walking condition.

• 방송공학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.543-549
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• 2013

자율신경계 및 중추신경계 반응 신호는 취득 시 피험자의 움직임이 있는 경우 노이즈가 첨가되어 의도한 분석이 불가능하게 될 수 있다. 본 논문에서는 생리신호 취득시 피험자의 영상을 동시에 촬영 및 분석하고 움직임을 감지하여, 생리신호의 노이즈 구간을 정의하는 방법을 제안한다. 움직임 감지를 위해 시계열에서 영상 프레임간 1차 미분하고 임계치 이상 움직임이 발생했을 때를 해당 신호의 노이즈 발생 구간으로 정의하였다. 또한, 영상을 사용하지 않는 방법으로써, 수집된 신호를 주기 단위로 분석하여 길이와 높이를 특징으로 한 정상 신호를 2차원 가우시안 확률밀도함수로 모델화하여, 신호의 훼손 구간을 정의하는 방법을 제안한다. 두 방법으로 정의된 훼손 구간은 가우시안 함수를 기반으로 보간하였다. 광혈류량 신호에 적용한 결과, 심전도 신호에서 추출된 평균 심박간격에 가까운 수치로 복원됨을 확인하였다. 또한, 영상기반 방법은 정상구간을 훼손구간으로, 신호기반 방법은 훼손구간을 정상구간으로 잘못 인식하는 경우가 나타남을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.315-322
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• 2015

본 논문의 목적은 당뇨병 및 신경병증의 병력이 없는 17명의 일반 성인을 대상으로 한 정량적 감각검사(QST)와 광용적맥파(PPG)와의 비교를 통해 정량적 감각검사의 임상적 유용성을 파악하는 것이며, 광용적맥파 검사를 이용한 혈당수치에 따른 자율신경계의 부교감신경의 변화를 살펴보는 것이다. 일반인을 대상으로 혈당검사와 광용적맥파 검사를 실시하여 상관관계를 분석한 결과 혈당수치에 따라 자율신경계 부교감신경이 느려지는 상관관계를 보였다. 이상의 결과에서 정량적 감각 검사가 주관적 평가에 의한 검사이기는 하나 검사의 민감도를 신뢰할 수 있다고 보이며 따라서 말초 신경의 평가도구로서 정량적 감각검사가 당뇨병성 신경병증 등의 진단의 민감도를 높이는데 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 보이며, 광용적맥파 검사가 심박변화율에 의한 자율신경계를 평가하는 후속연구에 기초자료연구로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.19-26
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• 2010

본 논문에서는 일상생활 속에서 무자각적으로 생체신호를 측정하고 분석하여 감성을 평가할 수 있는 임베디드 시스템에 관하여 연구하였다. 지속적으로 변화하는 감성을 일관적이며 신뢰성이 높은 생리적인 방법으로 평가하기 위해 심전도(ECG:Electrocardiogram), 맥파(PPG:Photoplethysmography)의 두 가지 생체신호를 측정하고, 무선전송(Bluetooth) 장치를 이용하여 측정한 생체신호를 실시간으로 노트북PC로 전송하여 분석하였다. 생체신호의 분석방법은 고속 퓨리에 변환(FFT:Fast Fourier Transform)과 전력 스펙트럼 밀도(PSD:Power Spectrum Density)를 이용한 주파수 분석방법으로 두 생체신호의 특정 주파수 대역이 가지는 자율신경계의 활성도의 비율을 분석하여 비교 연구하였다. 또한 보다 빠르고 정확한 감성을 평가하기 위하여 분석 알고리즘의 연산을 최소화 하였으며 그래프를 이용한 분석결과의 시각화를 하였다. 본 논문에서는 무자각적인 생체 신호 측정 시스템을 이용하여 다양한 상황에서 생체신호를 측정하고, 개발한 분석 알고리즘으로 분석한 결과의 차이를 연구하여 정확도 및 신뢰도를 기준으로 감성을 평가하기 위한 분석 시스템을 평가하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.67-73
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• 2019

혈압측정은 오랜 시간동안 외부압력을 이용하여 혈관 압력 대응값으로 계산해왔다. 최근 측정 장비의 소형화와 의료네트워크 기술의 발전으로 개인 건강관리시스템의 활성화로 인해 간단한 센서로 혈압을 연속적이며 실시간 측정이 가능한 환경을 요구하고 있다. 본 연구에서는 광전용적맥파를 적용하고 맥파전달시간을 이용하여 혈압을 추정하고자 한다. 기존 방식은 신체 변수값 등으로 개인 오차를 줄여 측정하는 알고리즘을 사용하고 있으나, 광전용적맥파의 분석과 맥파전달시간의 적용방법에 따라 정확도가 떨어진다. 본 연구에서는 기존 수축기 혈압을 이용하여 혈압을 유추하는 융합적인 방법을 선택하여 적용하였다. 그리고 광전용적맥파 자체로만 혈압 추정이 가능하게 구성하여 초소형 혈압측정시스템을 만드는데 필요한 융합알고리즘을 제공하고자 하였다. 그 결과 수축기혈압과 광전용적맥파의 최대, 최소 주기간격을 이용하여 혈압추정 융합 알고리즘의 가능성을 상관관계로 분석하였다.