• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제15권12호
• /
• pp.2655-2663
• /
• 2011

지금까지 심방세동을 검출하는 방법은 P파의 형태, 시간 주파수 영역 분석법이 주를 이루었다. 하지만 P파는 잡음의 영향을 많이 받는 환경에서는 검출의 정확도가 떨어지며, 시간 주파수 영역 분석법은 RR 간격에 따라 변화하는 불규칙적 리듬에 관한 정보를 정확하게 얻지 못하는 단점이 있다. 본 연구에서는, P파의 형태는 고려하지 않고, 불규칙 RR 간격 리듬의 비선형적 특성 분석을 통한 심방세동 검출 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 불규칙 RR 간격 리듬을 다양성, 무작위성, 복잡성으로 각각 정의하고 제곱평균제곱근(RMSSD), 전환점비(TPR), 표본 엔트로비(SpEn)의 3가지 비선형적 특성 분석을 통하여 심방세동을 분류하였다. 제안된 알고리즘의 검출 성능을 평가하기 위해 3가지 통계치의 최적값을 설정하고 MIT-BIH 심방세동 데이터베이스와 부정맥 데이터베이스를 이용하여 실험하였다. 성능 평가 결과, MIT-BIH 심방세동 데이터베이스에 대해서는 민감도(sensitivity:94.5%), 특이도(specificity:96.2%)를 각각 나타내었으며, 부정맥 데이터베이스에 대해서는 민감도(89.8%), 특이도(89.62%)를 각각 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.1047-1054
• /
• 2012

심방세동(Atrial Fibrillation:AF)은 각종 심장질환에서 비교적 빈번히 발생하는 부정맥으로 알려져 있으며, 그 발병률은 연령의 증가와 더불어 점차 증가한다. 전통적으로 심방세동을 검출하는 방법은 시간 영역 분석법과 주파수 영역분석법이 대부분이었다. 하지만 심전도 신호는 잡음의 영향을 많이 받는 환경에서 검출의 정확도가 떨어지며, 시간 주파수 영역 분석법은 RR 간격에 따라 변화하는 불규칙적 리듬에 관한 정보를 정확하게 얻지 못하는 단점이 있다. 본 연구에서는 부호화와 정보 엔트로피에 기반한 AF 패턴 분석 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 RR 간격 데이터를 차분 분할 방식을 통해 부호 서열화 한 후 그 리듬에 대한 패턴을 분석하고 이를 샤논의 정보 엔트로피를 통해 복잡도를 정량화하여 심방세동을 검출하였다. 성능 평가를 위해 10부터 100까지의 문턱값에 따른 엔트로피를 통해 복잡도를 분석하였으며 MIT-BIH 심방세동 데이터베이스를 이용하여 실험하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.316-320
• /
• 2010

HRV(Heart rate variability) analysis parameter is widely used as an index to evaluate the autonomic nervous system and cardiac function. For reliable HRV analysis, we need to acquire the accurate ECG signals. Most of commercially available portable ECG devices have low sampling rate because of low power consumption and small size issues, which make it difficult to measure RR-interval accurately. This study is to improve the accuracy of RR-interval by developing R-wave interpolation technique, based on the morphological characteristics of the QRS complex. When the developed method was applied to ECG obtained at 200 Hz and the results were compared with 1000 Hz reference device, the error range decreased by 1.33 times in sitting and by 2.38 times in cycling exercise. Therefore, the proposed interpolation technique is thought to be useful to improve the accuracy of R-R interval in the portable ECG device with low sampling rate.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
• /
• pp.1643-1646
• /
• 1997

In this study, the method is proposed, which enable us to noninvasively assess baroreflex sensitivity through the closed-loop feedback modle between RR flucturarion and arterial blood pressure fluctuation. The proposed indexes of baroreflex sensitivity, BRS$_{LF}$와 BRS$_{HF}$ are calculated by the modulus (or gain) of the transfer function between fluctuatuons in blood pressure and RR interval in the LF band HF band, where the coherence is more than 0.5 to evaluate the performance of the proposed method, it is applied to various cardiovascular variability signals obtained form subjects under the submaximal ecericse on bicycle ergometner. In result it is concluded that the proposed method can noninvasively assess the baroreflex sensitivity.ty.

• Korean Journal of Acupuncture
• /
• 제24권2호
• /
• pp.185-191
• /
• 2007

목 적 : 전침 자극은 최근에 임상연구와 더불어 기초연구에서 자주 사용하는 방법으로 경락이론에 의거하여 신체에 분포되어 있는 경락상의 각종경혈부위에 인위적인 전기 자극을 통하여 질병을 치료, 예방 혹은 완화하는 방법이다. 이에 본 연구에서는 정상적인 쥐의 상태에서 일정한 전침 자극을 주었을 때, 심박변이도의 변화를 측정 하였다. 방 법 : 쥐의 정상적인 마취상태에서 태충혈에 4 Hz와 80 Hz의 5 V 크기로 10 mA 강도의 사각파 파형으로 자극을 주었으며 대조조로 비경혈 부위에 4 Hz의 동일한 파형으로 자극을 주어 심박 변이도의 변화정도를 측정하였다. 결 과 : 본 실험에서 RR Interval의 경우 태충혈 4 Hz 보다 80 Hz일때 RR Interval의 파형이 더 크게 나타났으며, PSD의 분석에서도 자극 전후를 비교하였을 때 $1{\sim}3$ Hz 사이에 높은 피크가 보였으며 4 Hz의 비경혈 부위에서는 큰 변화를 보이지 않았다. 결 론 : 이번 실험연구를 통하여 정상적인 쥐의 상태에서 일정한 전침 자극을 주었을 때, 심박 변이도 변화를 도출할 수 있었으며, 이번 실험을 통해 비수술적인 방법으로 치료효과와 심박 변이도를 측정할 수 있었고, 이를 통해 전침자극의 기전 연구에 있어 과학적 근거를 제시할 수 있다고 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.503-511
• /
• 2007

Heart rate variability(HRV) is the clinical consequence of various influences of the autonomic nervous system(ANS) on heart beat. HRV can estimate the potential physiologic rhythm from the interval between consecutive beats(RR interval or HRV data), but cardiovascular system governed by ANS is in relation to respiration and autonomic regulation. It is known as RSA representing respiration-related HR rhythmic oscillation. Because the mechanism linking the variability of HR to respiration is complex, it has so far been unknown well. In this paper, we tried to evaluate 5-min RR interval segments under control of respiration in order to find out a proper respiration rate that can estimate the ANS function. 10 healthy volunteers were included to evaluate 5-min HRV data under 4 different respiration-controlled environments; 0.03Hz, 0.1Hz, 0.2Hz, and 0.4Hz respiration. HRV data were analyzed both in the frequency and the time domain, with cross-correlation coefficient(cross-coeff.) for HRV and respiration signal. The results showed maximum cross-coeff. of 0.84 at 0.1 Hz and minimum that of 0.16 at 0.4Hz respiration. Cross-coeff was decreased at a faster rate from 0.1Hz respiration. All mean SDNN, RMSSD, and pNN50 of time domain measures were 108.7ms, 71.85ms, and 28.47%, respectively, and LF, HF, and TP of frequency domain measures were $12,722ms^2,\;658.8ms^2$, and $7,836.64ms^2$ at 0.1Hz respiration, respectively. In conclusion, 0.1Hz respiration was observed to be very meaningful from time domain and frequency domain analysis in relation to respiration and autonomic regulation of the heart.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제12권1호
• /
• pp.346-355
• /
• 2017

Atrial fibrillation (AF) and Congestive heart failure (CHF) are increasingly widespread, costly, deadly diseases and are associated with significant morbidity and mortality. In this study, we analyzed three statistical methods for automatic detection of AF and CHF based on the randomness, variability and complexity of the heart beat interval, which is RRI time series. Specifically, we used short RRI time series with 16 beats and employed the normalized root mean square of successive RR differences (RMSSD), the sample entropy and the Shannon entropy. The detection performance was analyzed using four large well documented databases, namely the MIT-BIH Atrial fibrillation (n=23), the MIT-BIH Normal Sinus Rhythm (n=18), the BIDMC Congestive Heart Failure (n=13) and the Congestive Heart Failure RRI databases (n=25). Using thresholds by Receiver Operating Characteristic (ROC) curves, we found that the normalized RMSSD provided the highest accuracy. The overall sensitivity, specificity and accuracy for AF and CHF were 0.8649, 0.9331 and 0.9104, respectively. Regarding CHF detection, the detection rate of CHF (NYHA III-IV) was 0.9113 while CHF (NYHA I-II) was 0.7312, which shows that the detection rate of CHF with higher severity is higher than that of CHF with lower severity. For the clinical 24 hour data (n=42), the overall sensitivity, specificity and accuracy for AF and CHF were 0.8809, 0.9406 and 0.9108, respectively, using normalized RMSSD.

• 감성과학
• /
• 제14권1호
• /
• pp.147-156
• /
• 2011

여러 연구자들이 정서특정적 자율신경계 활동을 밝히기 위하여 행복, 슬픔, 분노, 공포 및 혐오를 포함한 기본 정서들을 사용하여왔지만, Ekman 등(1983)의 기본정서들 중 놀람 정서에 대한 연구는 많지 않다. 본 연구의 목적은 ECG와 PPG를 이용하여 놀람 자극에 대한 심혈관 반응을 밝히는 것이다. 76명의 대학생에게 놀람자극을 제시하기 전과 후에 ECG와 PPG를 기록하였으며, ECG와 PPG 신호로부터 심박률(HR), R-R 간격의 표준편차(SD-RR), 연속된 R-R 간격 차이의 제곱평균제곱근(RMSSD-RR), 호흡성 부정맥(RSA), 손가락 혈류량 파형의 진폭(FBVPA), 손가락 맥파 전달시간(FPTT)을 산출하였다. HR과 SD-RR, RMSSD-RR은 놀람자극 제시 전에 비하여 놀람자극이 제시된 후에 유의하게 증가하였으며, FBVPA는 유의하게 감소하였고, FPTT는 유의하게 짧아졌다. 놀람 자극은 말초혈관을 수축시키고, 심박률을 증가시키는 교감신경계 반응특성을 가지는 것으로 볼 수 있으며, 심박률 변산성을 증가시키는 부교감신경계도 동시에 활성화될 가능성이 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 정서이론의 발전과, 인간정서를 탐지하는 컴퓨터 시스템의 기초를 확립하는데 기여하는 바가 있을 것이다.

• Korean Journal of Acupuncture
• /
• 제30권4호
• /
• pp.305-318
• /
• 2013

Objectives : The aim of this study was to examine the effect of electroacupuncture(EA) at an acupoint, HT8(Sobu), on normal humans by using power spectral analysis. We examined the effect on the Heart Rate Variability(HRV), and the balance of the autonomic nervous system. Methods : Thirty-two healthy volunteers participated in this study. EEG(Electroencephalogram) power spectrum exhibits site-specific and state-related differences in specific frequency bands. A thirty-two channel EEG study was carried out on thirty-two subjects(14 males; mean age=23.5 years old, 18 females; mean age=21.5 years old). HRV and EEG were simultaneously recorded before and after acupuncture. Results : In the ${\alpha}$(alpha) band, during the HT8-acupoint treatment, the power values in the ${\alpha}$(alpha) band significantly decreased(p<0.05) at 28 channels. In the ${\beta}$(beta) band significantly decreased(p<0.05) at 26 channels. In ${\delta}$(delta) band significantly decreased(p<0.05) at 18 channels. In ${\theta}$(theta) band significantly decreased(p<0.05) at 20 channels. ${\alpha}/{\beta}$ values were increased at 6 channels and decreased at 10 channels.${\beta}/{\theta}$ values were increased at 10 channels and decreased at 19 channels. Mean-RR(RR-interval), Complexity, RMSSD(Root mean square of successive differences), SDSD(Standard deviations differences between adjacent normal R-R intervals), norm HF showed a significantly increased and mean-HRV, norm LF, LHR(LF/HF Ratio) showed a significantly decreased after HT8-acupoint treatment(p<0.05). Conclusions : These results suggest that EA at the HT8 mostly causes significant changes on alpha(28 channels), beta(26 channels), delta(18 channels), theta(20 channels) bands and mean-HRV, mean-RR, complexity, RMSSD, SDSD, norm LF, norm HF and LHR. If practicing EA at the HT8, it will regulate the function of the cerebral cortex, decrease activity of the sympathetic and increase parasympathetic nervous activity.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제17권8호
• /
• pp.1947-1954
• /
• 2013

부정맥 검출을 위한 기존 연구들은 분류의 정확성을 높이기 위해 신경망, 퍼지 이론, SVM 등과 같은 비선형 방법이 주로 사용되어 왔다. 이러한 대부분의 방법들은 P-QRS-T 지점의 정확한 측정을 필요로 하며, 데이터의 가공 및 연산이 복잡하다. 또한 P파, T파의 개인차가 있어 파형을 구분할 수 없을 경우도 존재한다. 따라서 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 최소한의 특징점을 추출함으로써 연산의 복잡도를 줄이고, 실시간으로 다양한 부정맥을 분류할 수 있는 적합한 알고리즘의 설계가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 QRS 특징점 변화에 따른 바이너리 코딩 기반의 실시간 부정맥 분류 방법을 제안한다. 이를 위해 전처리를 통해 잡음이 제거된 심전도 신호에서 R파, RR 간격, QRS 폭을 추출하고, 각 특징점들의 문턱치(threshold) 만족 여부를 바이너리 코드화시킴으로써 실시간으로 부정맥을 분류 하였다. 제안한 방법의 우수성을 입증하기 위해 39개의 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스 레코드를 대상으로 PVC, PAC, Normal, BBB, Paced beat의 검출률을 비교하였다. 실험결과 PVC, PAC, Normal, BBB, Paced beat는 각각 97.18%, 94.14%, 99.83%, 92.77%, 97.48%의 우수한 평균 검출률을 나타내었다.