• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.1542-1550
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• 2019

부정맥 분류를 위한 기존 연구들은 분류의 정확성을 높이기 위해 신경회로망(Artificial Neural Network), 퍼지(Fuzzy), 기계학습(Machine Learning) 등을 이용한 방법이 연구되어 왔다. 특히 딥러닝은 신경회로망의 문제인 은닉층 개수의 한계를 해결함으로 인해 오류 역전파 알고리즘을 이용한 부정맥 분류에 가장 많이 사용되고 있다. 딥러닝 모델을 심전도 신호에 적용하기 위해서는 적절한 모델선택과 파라미터를 최적에 가깝게 선택할 필요가 있다. 본 연구에서는 심실 조기 수축 비트 검출을 위한 딥러닝 기반의 최적 파라미터 검출 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 잡음을 제거한 ECG신호에서 R파를 검출하고 QRS와 RR간격 세그먼트를 추출하였다. 이후 딥러닝을 통한 지도학습 방법으로 가중치를 학습시키고 검증데이터로 모델을 평가하였다. 제안된 방법의 타당성 평가를 위해 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스를 통해 각 파라미터에 따른 딥러닝 모델로 훈련 및 검증 정확도를 확인하였다. 성능 평가 결과 R파의 평균 검출 성능은 99.77%, PVC는 97.84의 평균 분류율을 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.1341-1347
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• 2020

부정맥 분류를 위한 기존 연구들은 분류의 정확성을 높이기 위해 신경회로망(Artificial Neural Network), 기계학습(Machine Learning) 등을 이용한 방법이 연구되어 왔다. 특히 딥러닝은 신경회로망의 문제인 은닉층 개수의 한계를 해결함으로 인해 인공 지능 기반의 부정맥 분류에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 AR 기반의 특징점 추출과 딥러닝을 통한 부정맥 분류 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 잡음을 제거한 ECG 신호에서 R파를 검출하고 자기 회귀 모델을 통하여 최적의 QRS와 RR간격을 추출하였다. 이후 딥러닝을 통한 지도학습 방법으로 가중치를 학습시키고 부정맥을 분류하였다. 제안된 방법의 타당성 평가를 위해 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스를 통해 각 파라미터에 따른 훈련 및 분류 정확도를 확인하였다. 성능 평가 결과 PVC는 약 97% 이상의 평균 분류율을 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.37-43
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• 2020

최근 심전도 (ECG) 신호를 사용하여 심장병을 진단하는 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 심전도 신호는 비정상적인 심장 상태를 나타내는 부정맥을 모니터링하고 진단하는 데 유용하게 쓰인다. 본 논문에서는 1차원 합성곱 신경망을 사용하여 ECG 신호에 대하여 부정맥을 분류하는 시스템을 제안한다. 제안하는 신경망 알고리즘은 부정맥 신호의 특징을 세밀하게 추출하도록 4개의 합성곱 계층으로 구성하고 매개변수를 최적화하도록 설계되었다. MIT-BIH 부정맥 데이터베이스에 대해 학습한 신경망은 시뮬레이션을 통해 99% 이상의 정확도의 분류 성능을 가진다는 것을 보여준다. 비교적 합성곱 커널의 개수가 많을수록 ECG 신호의 특성을 더 잘 나타내기 때문에 좋은 성능을 나타내는 것으로 분석되었다. 또한 제안된 신경망을 활용한 실제 시스템을 구현하여 실시간으로 부정맥을 분류하는 결과를 검증하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.29-38
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• 2024

경피적 대동맥 판막 치환술(TAVR) 후에는 인공 심박동기 삽입술(PPI)을 비롯한 TAVR 이후 합병증에 대한 철저한 관리가 필요하며 그에 따라 정확한 예측 모델에 대한 필요성이 점점 증가하고 있다. 본 연구는 기존의 이미지 의존적 방법론에서 벗어나 ECG 정보를 중심으로 예측하는 XGBoost 기반의 최적의 PPI 예측 모델을 개발했다. 이 모델은 심전도상의 특정 신호들인 DeltaPR, DeltaQRS 등을 주요 지표로 삼아, 환자의 전도 장애 및 PPI와의 연관성을 파악하며, 기존의 이미지와 ECG 데이터를 결합한 모델과 ECG 기반의 모델 보다 뛰어난 AUC 0.91 성능을 달성하였다. 본 연구에서 제안하는 모델은 두 병원의 데이터를 기반으로 최적의 PPI 예측 모델을 구현 및 검증하였으며, 검증 결과 ECG 데이터의 특성이 PPI 예측에 큰 영향을 미치며 95.28%의 높은 유사도를 보였다. 이로써 본 연구의 예측 모델이 다양한 병원 데이터에도 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다. 최적의 머신러닝 알고리즘을 사용하여 PPI와 각 특성 간의 상관관계를 명확히 했으며, 고비용의 의료 이미지에 의존하지 않고 ECG 데이터를 사용하여 높은 정확도로 PPI를 예측할 수 있음을 입증하였다. 이는 의료 결정 과정에서 인간 개입의 의존도를 줄이며, 신뢰할 수 있고 실용적인 PPI 예측 모델 개발로의 중요한 진전을 의미한다.

• 한국임상수의학회지
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• 제30권6호
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• pp.456-458
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• 2013

포획된 건강한 너구리들의 심전도의 기준값을 평가하는 것이 본 논문의 주된 목적이다. 41마리의 방목되고 있는 다 자란 너구리들이 강원대학교 야생동물구조센터에 의해 구조되었으며 본 논문에 이용되었다. 어떠한 화학적 보정도 사용하지 않고 6-유도 심전도를 측정하였다. 평균 심박수는 $146.10{\pm}43.31$ 박동수/분 이었다(95% 신뢰구간 132.84~159.36 박동수/분). 평균 호흡수는 $35.73{\pm}11.56$ 호흡수/분 이었다(95% 신뢰구간 32.19~39.27 호흡수/분). 평균 수축기 압력은 $136{\pm}29.26mmHg$ 이었다(95% 신뢰구간 127.99~145.91 mmHg). 모든 너구리들의 심전계의 특징들을 또한 평가하였다. P-파의 평균 너비와 높이는 $38.2{\pm}4.0ms$ (범위 28-40 ms) 와 $0.128{\pm}0.039mV$ (범위 0.09~0.20)이었다. QRS파의 평균 너비와 높이는 $48.5{\pm}7.2ms$ (범위 36-60 ms) 와 $1.330{\pm}0.650mV$ (범위 0.15~2.30)이었다. 평균전기축 (QRS)은 $-91^{\circ}{\sim}+96^{\circ}$ ($10^{\circ}{\sim}60^{\circ}$; 95% 신뢰구간)이었다. 평균 교정 QT 간격(QTc)은 $273.7{\pm}32.7ms$ (범위 212-333 ms)이었고, PR간격은 $76.1{\pm}10.0ms$ (범위 50-82 ms)이었다. 본 논문은 포획된 건강한 너구리들의 심전도(ECG)의 기준값을 제공하는 최초의 논문이다.

• 한국임상수의학회지
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• 제19권2호
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• pp.132-138
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• 2002

Non-human primates are widely used for experimental animal and raised as companion animal in Korea. To establish the electrocadiogram (ECG) of non-human primates that are domestically raised, the author measured bipolar limb leads and augmented unipolar limb leads, after tiletamine/zolazepam (TZ) injection as sedative agents. The amplitudes of P,Q, R,S and T wave and duration time of P wave, QRS complex, PR and QT interval in each lead of ECG were evaluated in 7 non-human primates at 15 minutes after TZ injection, respectively. The amplitude of P wave in I, II,III, aVR, aVL and aVF leads revealed 0.06$\pm$ 0.05,0.14$\pm$ 0.05, 0.1 $\pm$ 0.05,-0.11 $\pm$ 0.06,-0.04$\pm$ 0.04 and 0.12$\pm$ 0.05 mV respectively. The amplitude of Q wave revealed -0.16$\pm$ 0.15, -0.23$\pm$ 0.18, -0.17$\pm$ 0.13, 0.16$\pm$0.13, 0.04$\pm$ 0.09 and -0.2$\pm$0.13 mV, respectively. The amplitude of R wave revealed 0.56$\pm$0.56, 1.24$\pm$ 0.67, 0.92$\pm$0.33, -0.37$\pm$ 1.14, -0.22$\pm$ 0.47 and 1.12 $\pm$ 0.47 mV, respectively. The amplitude of S wave revealed -0.02$\pm$ 0.08, -0.04$\pm$0.06, -0.06$\pm$0.04, 0.02$\pm$0.04, 0.04$\pm$0.09 and -0.04 $\pm$ 0.06 mV, respectively. The amplitude of T wave revealed -0.01 $\pm$ 0.15,-0.02$\pm$ 0.13, 0.01 $\pm$ 0.08, 0.02$\pm$ 0.12, 0.01 $\pm$ 0.11 and -0.03$\pm$ 0.09 mV, respectively. The duration time of P wave revealed 0.05 $\pm$ 0.01, 0.04$\pm$ 0.01, 0.05$\pm$ 0.02, 0.05 $\pm$ 0.02, 0.04$\pm$ 0.01 and 0.04$\pm$ 0.01 sec, respectively. The duration time of QRS complex revealed 0.05 $\pm$ 0.02,0.05$\pm$ 0.01, 0.05 $\pm$ 0.01, 0.04$\pm$ 0.01, 0.05$\pm$ 0.01 and 0.05 $\pm$ 0.01 sec, respectively. The duration time of PR interval revealed 0.08$\pm$ 0.01, 0.07$\pm$0.01,0.08$\pm$ 0.03, 0.08$\pm$0.01, 0.08$\pm$ 0.01 and 0.08$\pm$0.01 sec, respectively. The duration time of QT interval revealed 0.23$\pm$ 0.06, 0.22$\pm$ 0.05, 0.23 $\pm$ 0.06, 0.23$\pm$ 0.06, 0.24$\pm$ 0.05 and 0.22$\pm$ 0.02 sec, respectively. No significant changes were observed in e amplitude of P and T waves. The amplitude of QRS complex in ketamine group was higher than that of TZ group. However, no significant changes were observed in both intra-group and inter-group. There were no significant changes in the duration time of P wave, QRS complex and PR interval obtained from both groups. Also, the duration time of QT interval in TZ group was significantly longer at 30 min.(P< 0.05) an that of 10 minutes after injection. However, significant difference was not found between two groups. The mean cardiac electric axis in ketamine group tended to decrease until 30 min. after injection and then gradually increase. However, mean cardiac electric axis of TZ group was increased until 30 min. after injection and then decreased. But significant differences were not observed between groups. These results suggest that the ECG pattern after TZ injection to non-human primates reared in korea was established. It was also considered that the injection of ketamine and TZ didn't significantly affect on ECG pattern of the non-human primates.

• Journal of Chest Surgery
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• 제38권7호
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• pp.468-475
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• 2005

말기 허혈성 심질환 환자에서의 경심근 혈관재형성(Transmyocardial revascularization)은 다양한 임상 결과를 보인다. 저자는 백서의 동종 이식 심장 급성 심근 경색 모델에서 다공 정맥 캐뉼라를 이용해 심실-심근간 통로를 개통하여 초기 심근 재관류 효과와 혈관신생에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 총 30마리의 심장 이식 백서를 대상으로 이식심장의 좌관상동맥 근부를 결찰하여 심근경색을 유발하고, 측면에 구멍을 뚫은 22G정맥 캐뉼라를 좌심실 내로 삽입하여 10분간 관류를 시킨 후 제거하였다. 각 단계에서 도플러 초음파와 심전도를 측정하여 좌관상동맥의 혈류와 심박동수, QRS 크기를 비교하였다. 이후 1주일간 관찰하여 안락사시킨 후 이식 심장에서 심근 내 통로의 개통성과 혈관신생을 관찰하였다. 걸과: 좌관상동맥 결찰 후($239.1\pm61.7$회/분)와 경심근 다공 캐뉼라 삽입후($235.8\pm58.0$회/분) 심박동수는 결찰 전($277.6\pm40.3$회/분)보다 느렸다(각각 P=0.017, 0.007). QRS 크기는 결찰 전 $3.6\pm3.3mm$, 결찰 후 $2.8\pm3.3m$, 다공 캐뉼라 삽입 후 $2.4\pm2.2mm$로 세 군간에 차이가 없었다. 도플러 초음파 검사에서도 좌관상동맥 혈류량의 평균 최고치와 평균 중간치가 결찰전 $2.11\pm0.17kHz$와 $1.25\pm0.22kHz$에서 결찰 후 $0.83\pm0.15 kHz$와 $0.38\pm0.11kHz$로 의미 있게 감소하였고 (p<0.05), 캐뉼라 삽입후$0.61\pm0.05kHz$와 $0.33\pm0.05 kHz$로 결찰 후 값과 비교할 때 큰 차이가 없었다. Hematoxylin-eosin, Masson-Trichrome 염색을 이용한 병리학적 검사상 1예를 제외하고 초기 통로의 개통성을 확인할 수 없었으나, 1예에서 혈관 증식이 관찰되었다. 걸론: 결론적으로 동종이식 심장의 급성 심근경색 모델에서 경심근 혈관재형성은 초기에 경심근 통로를 통한 혈류와 관류 효과를 유발하지 않았지만 일부에서 혈관신생이 일어나 장기적으로 혈관신생의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국임상수의학회지
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• 제14권2호
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• pp.319-337
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• 1997

The electrocardiographic (ECG) parameters in the normal Korean black goat have been measured with a 3-channel Electrocardiograph and computed, analyzed. ECG in 243 black goats were made with the limb leads (I, II, III, aVR, aVL, aVF), that were recorded conduction parameters of wave and interval, and were analyzed as to shape and amplitude of the P and T waves and the components of the QRS complex. Heart rate were recorded by the ECG which were a mean of 106.1$\pm $21.8 beats/min. Average conduction times in the PR, the QRS complex and the QTc interval were recorded 103.9$\pm $34.9 msec., 58.3$\pm $23.2 msec. and 302.6$\pm $67.8 msec., in the P and T wave duration recorded 24.8$\pm $6.4 msec. and 51.7$\pm $10.8 msec. respectively. The shape of wave in each leads were observed various types, and any spacial wave type appeared the highest frequency in each lead that ware shown less than 60%, and these frequent rate and average amplitudes as fallow: 1. In P waver the frequent rate and average amplitudes of the positive type showed in leads I, II and aVL that were 54.8% (93.0$\pm $ 33.2 $\mu $V), 50.5% (90.1$\pm $30.5 $\mu $V) and 41.7% (58.5$\pm $ 31.1 $\mu $V). Average amplitude of the negative type showed the frequent rate of 49.8% in lead aVE which was -77.6$\pm$ 25.2 $\mu $V. Biphasic type in leads III and aVF were 46.1% (108.4 $\mu $V, -90.2 $\mu $V.) and 45.7% (137.4 $\mu $V, -105.4 $\mu $V.), and amplitudes between positive and negative of it were significant difference. 2. The highest amplitudes of the QRS complex in all leads were 534.8$\pm $ 232.3 $\mu $V of lead II. The frequent rate and amplitudes of the R wave type in the I, II, III and aVF were 30.2% (277.8 $\pm $131.3 $\mu $V), 45.1% (393.1$\pm $114.2 $\mu $V), 48.5% (349.3$\pm $178.3 $\mu $V) and 54.9% (334.4$\pm $129.7 $\mu $V), and QS ways type in the lead aVL was 49.5% (359.2$\pm $195.5$\mu $V), and RS and QS wave types in the lead a VR were 43.3% (312.4 $\mu $V, -212.7 $\mu $V.) and 41.1% (399.2$\pm $92.2 $\mu $V), respectively. 3. In T wave, the frequent rata and amplitudes of the positive type in the leads I, II, III and aVF were 44.6% (207.9$\pm $ 97.1 $\mu $V), 41.6% (245.1$\pm $92.1 $\mu $V), 46.9% (189.8$\pm $ 82.7 $\mu $V) and 53.0% (195.4197.8 $\mu $V), and the negative in the lead aVR was 41.2% (-230.7$\pm$ 103.1 $\mu $V), respectively. The positive and negative types in the lead aVe appeared with same frequent rate of 43.2%.4. Frontal plane vectors for P, QRS, and T were found to lie at 38.1$\pm $ 21.5, 142.0$\pm $ 57.2, and 117.2$\pm $ 63.9 degrees, respectively. These results in ECG of goats may be served to the limited purposes as to conduction parameters, arrhythmias except abnormal ECG because of waveforms, amplitudes and electrical axis of it were variability.

• 대한수의학회지
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• 제33권4호
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• pp.735-746
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• 1993

Electrocardiographic parameters of amplitude and the shape of waves on the unipolar precordial chest leads in the normal Korean native cattles have been measured with a 3 channel electrocardiograph built in a computed and analysis. The study was conducted on 98 heads of mean age of 17.6 months. The wave forms of P, T and QRS complex wave in all leads showed various types. The parameters of the amplitude in the wave types showed the most frequency in each lead that were analyzed as follow : 1. In P wave, amplitudes of positive type showed a frequency of 92.9% and 93.9% in leads $CV_6LU$ and $CV_6LL$ that were $83.8{\pm}31.0{\mu}V$ and $76.0{\pm}30.7{\mu}V$, and negative type showed a frequency of 97.9% in lead V 10 that were $-80.2{\pm}29.4{\mu}V$, respectively. But the plate type in leads $CV_6RU$ and $CV_6RL$ showed frequency of 48% and 58.3%, respectively. 2. Average amplitude of the QRS complex were in a range of $277.0{\pm}154.0{\mu}V$ to $648.2{\pm}146.2{\mu}V$(mean of $418.8{\pm}139.4{\mu}V$) in all leads that were manifested the Low-Voltage QRS complex(below 1 mV in unipolar precordial leads). Average amplitudes of each wave type in the QRS complex were $-250.0{\pm}139.8{\mu}V$ and $-399.2{\pm}226.8{\mu}V$ in the QS group types that showed a frequency of 50.0% and 82.5% in the leads $CV_6LU$ and $CV_6LL$, respectively. And average amplitudes of the R group types showed a frequency of 85.6%, 56.1% and 75.8% in the $CV_6RU$, $CV_6RL$ and $V_{10}$ that were $321.5{\pm}142.1{\mu}V$, $271.6{\pm}139.9{\mu}V$ and $552.4{\pm}132.7{\mu}V$, respectively. 3. In T waves, Amplitudes of the positive type showed a frequency of 60.2%, 46.9% and 83.7% in leads of $CV_6LL$, $CV_6RU$ and $CV_6RL$ that were respectively $184.7{\pm}93.7{\mu}V$ $103.7{\pm}64.43{\mu}V$ and $111.8{\pm}39.3{\mu}V$, the negative type showed a frequency of 62.2% and 93.7% in leads $CV_6LU$ and $V_{10}$ that were $142.2{\pm}82.1{\mu}V$ and $-280.3{\pm}107.2{\mu}V$, respectively. 4. Average amplitude of ST segment were $3.7{\pm}33.1{\mu}V$, $0.9{\pm}23.1{\mu}V$, $10.9{\pm}28.6{\mu}V$, $5.8{\pm}28.3{\mu}V$ and $-34.7{\pm}48.4{\mu}V$ in leads $CV_6LL$, $CV_6RU$, $CV_6RL$, $CV_6LU$ and $V_{10}$ respectively.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.453-456
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• 2005

일반적으로 심전도는 심장계통의 질환을 판단할 때 사용된다. 이러한 심장질환의 이상 유무를 자동으로 진단하기 위해서는 QRS파형 검출을 필요로 하며, 이를 위하여 웨이블렛변환 방법이나 템플릿매칭, 룰 베이스 방법 등 여러 가지 방법들이 쓰이고 있으나, 심전도 신호가 표준화된 형태를 갖지 않는 경우는 검출 능력에 많은 한계를 갖고 있다. 본 논문은 파형의 베이스라인(baseline)을 기준으로 진폭 값에 절대치을 취하는 방법으로 파형의 R피크값을 검출하는 알고리즘을 제안한다. 결과를 검증하기 위해 MIT-BIH 데이타베이스에서 제공하는 데이터와 R피크값을 본 논문의 알고리즘으로 추출된 R피크값과 비교한 결과 96.7%의 검출률을 보였다.