본 논문에서는 호흡 및 심박수 측정을 위한 2.4 GHz 바이오 레이더 시스템의 성능을 분석하고 이를 통한 설계 및 구현 과정을 제시하였다. 먼저 2.4 GHz 시스템의 성능을 정량적으로 분석하기 위해, 인체 조직의 전자기적 성질을 이용하여 사람 몸에 의한 손실을 구하였고, 거리에 따른 복조기 출력에서의 SNR을 분석하였다. 5 Hz 대역폭일 때, 50 cm에서 90 % 이상의 success ratio를 성능지표로 삼아 바이오 레이더 성능을 MATLAB을 이용하여 시뮬레이션 하였고, 전체 시스템의 링크 버젯을 완성하였다. 분석 결과를 활용하여 4층 PCB 기판 위에 계산된 링크 버젯을 만족하는 직접 변환 방식의 바이오 레이더 수신기를 설계 및 제작하였다. 측정 결과, 0 dBm 출력에서 5 Hz 대역폭일 때, 50 cm의 거리에서 약 80 %의 success ratio가 측정되어 설계 과정을 검증하였다.
Dynamic parameters of physiology including embryo ratio (ER), embryo length to endosperm length, dry weight ratio between embryo and endosperm (DWR) and respiration rate (RR) in American send (Panax quinquefolium L.) seed were investigated. According to the changes of ER during seed stratification, the duration of embryo afterripening could be divided into three stages as \circled1 embryo slow growth stage (ESGS), ER increased from 7.31% to 20.48% (0.16% day-1): \circled2 embryo rapid growth stage (ERGS), ER increased to 80.98% (0.61% day-1) (75G5+ ERGS=morphological afterripening stage (MP,5)) and \circled3pysiological afterripening stage (PAS), ER Increased to 88.50% (0.094 day-1) only. DWR Increased slowly from 0.20% to 2.76clp (0.016% day-1) in MAS and rapidly to 8.81% (0.061% day-1) in PAS. The RR correlated significantly with ER as well (r=0.8934 > rot, 0.6610). The steep increment of both DWR and RR in PAS indicated that the PAS was not a static stage although the ER was not changed too much. All of these may provide some information for understanding the dormancy mechanisms of American sting seed.
Electrical impedance tomography(EIT) can produce functional images with conductivity distributions associated with physiological events such as cardiac and respiratory cycles. EIT has been proposed as a clinical imaging tool for the detection of stroke and breast cancer, pulmonary function monitoring, cardiac imaging and other clinical applications. However EIT still suffers from technical challenges such as the electrode interface, hardware limitations, lack of animal or human trials, and interpretation of conductivity variations in reconstructed images. We improved the KHU Mark2 EIT system by introducing an EIT electrode interface consisting of nano-web fabric electrodes and by adding a synchronized biosignal measurement system for gated conductivity imaging. ECG and respiration signals are collected to analyze the relationship between the changes in conductivity images and cardiac activity or respiration. The biosignal measurement system provides a trigger to the EIT system to commence imaging and the EIT system produces an output trigger. This EIT acquisition time trigger signal will also allow us to operate the EIT system synchronously with other clinical devices. This type of biosignal gated conductivity imaging enables capture of fast cardiac events and may also improve images and the signal-to-noise ratio (SNR) by using signal averaging methods at the same point in cardiac or respiration cycles. As an example we monitored the beat by beat cardiac-related change of conductivity in the EIT images obtained at a common state over multiple respiration cycles. We showed that the gated conductivity imaging method reveals cardiac perfusion changes in the heart region of the EIT images on a canine animal model. These changes appear to have the expected timing relationship to the ECG and ventilator settings that were used to control respiration. As EIT is radiation free and displays high timing resolution its ability to reveal perfusion changes may be of use in intensive care units for continuous monitoring of cardiopulmonary function.
Kim, Sungho;Choi, Booyong;Cho, Taehwan;Lee, Yongkyun;Koo, Hyojin;Kim, Dongsoo
대한인간공학회지
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제35권5호
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pp.371-381
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2016
Objective:This study aims to evaluate the features of heart rate variability (HRV) and respiratory signals as indices for a driver's drowsiness and waking status in order to develop the classification model for a driver's drowsiness and waking status using those features. Background: Driver's drowsiness is one of the major causal factors for traffic accidents. This study hypothesized that the application of combined bio-signals to monitor the alertness level of drivers would improve the effectiveness of the classification techniques of driver's drowsiness. Method: The features of three heart rate variability (HRV) measurements including low frequency (LF), high frequency (HF), and LF/HF ratio and two respiratory measurements including peak and rate were acquired by the monotonous car driving simulation experiments using the photoplethysmogram (PPG) and respiration sensors. The experiments were repeated a total of 50 times on five healthy male participants in their 20s to 50s. The classification model was developed by selecting the optimal measurements, applying a binary logistic regression method and performing 3-fold cross validation. Results: The power of LF, HF, and LF/HF ratio, and the respiration peak of drowsiness status were reduced by 38%, 22%, 31%, and 7%, compared to those of waking status, while respiration rate was increased by 3%. The classification sensitivity of the model using both HRV and respiratory features (91.4%) was improved, compared to that of the model using only HRV feature (89.8%) and that using only respiratory feature (83.6%). Conclusion: This study suggests that the classification of driver's drowsiness and waking status may be improved by utilizing a combination of HRV and respiratory features. Application: The results of this study can be applied to the development of driver's drowsiness prevention systems.
우리나라 동해와 남해 연안에 주로 분포하는 게바다말의 수온 상승에 따른 탄소수지 변화를 예측하기 위하여 5℃에서 30℃까지의 수온에서 5℃ 간격으로 광합성과 호흡률을 측정하였다. 광합성 매개변수 중 광합성 효율(α)을 제외한 최대광합성률(Pmax)과 보상광도(Ic), 포화광도(Ik)가 수온이 상승함에 따라 증가하였으며, 호흡률(R) 또한 수온 상승에 따라 증가하였다. 가장 높은 수온(30℃)에서 Pmax와 Ik는 급격히 감소하였으나, 반면에 Ic와 호흡률은 지속적으로 증가하였다. Pmax :R ratio는 가장 높은 수온(30℃)에서 최소값을, 가장 낮은 수온(5℃)에서 최대값을 보였다. 이러한 결과를 토대로 게바다말이 양의 탄소수지를 유지하기 위해 필요한 일일 포화광도 시간(Hsat)을 계산한 결과, 5℃에서는 2.50시간 이상, 30℃에서는 10.61시간 이상이 요구되어, 수온이 상승할수록 더 많은 시간의 포화광도(Hsat)가 요구되는 것으로 나타났다. 따라서 수온이 꾸준히 상승되어 여름철 고수온이 장기간 지속되면 우리 연안 게바다말 생육지의 분포에 부정적인 영향을 미칠 것으로 판단되었다.
Purpose: Many patients are injured by trauma. And some of them expire due to severity of trauma. Various scoring systems have been introduced in grading severity and predicting mortality of trauma patients. This study is to evaluation the usefulness of factors for determining the severity and predicting the prognosis of the trauma victims. Methods: Data on the patients who visited our Emergency departments from January 2010 to December 2011 were retrospectively reviewed using electronic medical records. The patients were activated severe trauma team calling system. The patients were categorized as survivors and non-survivors. Univariated associations were calculated, and a multiple logistic regression analysis was used to determine variables associated with hospital mortality. Results: Two hundred sixty two(262) patients were enrolled, and the mortality rate was 25.6%. By multivariate analysis, lower respiration rate, lower Glasgow Coma Score, higher International Normalized Ratio and emergency transfusion within 6 hours were expected as severity and prognosis predict factors (each of odds ratio were 24.907, 14.282, 2.667 and 16.144). Conclusion: As predict factors, respiration rate, Glasgow Coma Score, International Normalized Ratio and emergency transfusion, are useful determining the severity and predicting prognosis of trauma victims.
동합금이 사육 생물에게 미치는 생리적 영향을 조사하기 위해 화학적 조성이 다른 5종류의 금속판을 넣은 수조에서 사육한 북방전복을 대상으로 성패와 치패의 생존율, 호흡 및 배설률 그리고 기관별 중금속 축적률을 조사하였다. 생존율은 치패와 성패가 각각 27-60%와 63-83%로 성패가 더 높게 나타났다. 합금 조성에 따른 생존율의 뚜렷한 차이는 나타나지 않으나 중금속 축적률 그리고 영양적인 스트레스 등을 고려하면 동합금망은 전복 양성을 위한 가두리로서는 적합하지 못할 것으로 사료된다.
호흡율은 활성미생물의 상태를 정확하게 나타낼 수 있는 상태변수로서 활성슬러지 공정을 모사하는데 유용하게 이용될 수 있다. 크게 competitive, noncompetitive, uncompetitive로 분류되는 독성물질은 미생물의 반속도상수와 비성장율을 증가/감소시켜 기질제거능을 떨어뜨린다. 본 연구에서는 장기폭기법으로 운전되는 pilot-scale 활성슬러지 공정을 대상으로 대표적인 noncompetitive 억제물질인 산성폐수가 유발하는 독성영향을 예측할 수 있는 모델을 도출하고 호흡율을 중심으로 활성슬러지의 거동을 모사하였다. Noncompetitive 억제 모델을 이용하여 pH 3.9~5.5의 산성폐수 유입시 호흡율의 실측치와 계산치는 상관계수가 0.96 이상으로 매우 근사한 결과를 보였다. 그러나 COD로 표현된 유출수 기질농도는 독성영향에도 불구하고 큰 변화를 보이지 않았다. 이는 유입수중의 생분해성 기질(readily biodegradable substrate) 농도가 낮기 때문인 것으로 판단되었다. 그리고 유입수의 기질농도 감소에 의한 호흡율의 감소보다 산성폐수에 의한 호흡율의 감소가 훨씬 크게 나타나 기질농도 감소에 따른 호흡율 기초 독성감지 장치의 오류 가능성은 적은 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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