This paper presents a recognition performance of VOR (Vestibular-Ocular Reflex) based vision tracking system for mobile robot. The VOR is a reflex eye movement which, during head movements, produces an eye movement in the direction opposite to the head movement, thus maintaining the image of interested objects placed on the center of retina. We applied this physiological concept to the vision tracking system for high recognition performance in mobile environments. The proposed method was implemented in a vision tracking system consisting of a motion sensor module and an actuation module with vision sensor. We tested the developed system on an x/y stage and a rate table for linear motion and angular motion, respectively. The experimental results show that the recognition rates of the VOR-based method are three times more than non-VOR conventional vision system, which is mainly due to the fact that VOR-based vision tracking system has the line of sight of vision system to be fixed to the object, eventually reducing the blurring effect of images under the dynamic environment. It suggests that the VOR concept proposed in this paper can be applied efficiently to the vision tracking system for mobile robot.
본 논문은 신체의 운동 이후에 자세의 움직임 변화를 주고, 다중파라미터를 이용하여 자세균형의 변화를 나타내는 시스템이다. 신체에 동작을 주어 자세 균형의 변화된 신호를 시스템에서 측정하고, 이를 분석하여 자세균형의 변화상태를 나타냈다. 신체의 자세변화는 머리와 상체를 움직여서 변화를 주었고, 자세 변화로 발생된 신호는 파라미터의 형태로 구성하여 측정할 수 있도록 하는 시스템으로 구성하였다. 데이터 신호는 데이터 획득 장치를 통하여 얻고, 신호 전달 과정에서 신호를 분석하여 논리적으로 분석하여 자세에 대한 평가를 할 수 있도록 조정하였다. 측정파라미터의 항목은 시각(Vision), 전정기관(Vestibular), 체성감각(Somatosensory), 중추신경계(CNS)이고, 측정파라미터의 평가는 안정성(Stability)으로 확인하였다. 본연구의 결과로 운동부하에 따른 인체의 자세변화에 따른 신체의 변화 상태를 분석할 수 있는 시스템을 구성 할 수 있음을 확인하고, 다양한 신체적 파라미터를 통한 모니터링 기능을 갖춘 시스템관리가 형성 될 것으로 예상한다.
전정기관은 자세의 조절에 관여하지만, 전정기관의 손상은 현기증 및 자세부조화를 초래한다. 본 연구에서는 현기증의 원인을 규명할 목적으로 전정기능을 평가할 수 있는 정현파 회전자극시스템을 개발하고자 하였다. 정현파 회전자극시스템은 회전의자와 구동 및 분석프로그램으로 구성하였으며, DC 서보모터로 구동되는 회전의자는 0.01-0.64 Hz의 주파수범위에서 60 ˚/sec의 초고속도로 정현파 회전한다. 현기증 환자에서 전정기능을 평가하기 위하여 전정안구반사, 시운동성 전정안구반사 및 시각의 억제에 의한 전정안구반사를 측정하여 안구운동의 이득, 위상, 대칭성 등을 산출하도록 정현파 회전자극시스템을 개발하였으며, 정상 성인에서 시험한 결과 신뢰성있는 성적을 얻었다. 따라서 본 시스템은 현기증 환자의 진단 및 치료정도를 판정할 수 있으르로 임상적으로 널리 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
Background and Objectives: Considering important role of vitamin D in many physiological processes including vestibular system in the ear, aim of present study is to evaluate saccule function via cervical vestibular evoked myogenic potential (cVEMP), in patients with vitamin D deficiency. Subjects and Methods: After routine audiological tests, cVEMP were recorded in 15 patients with vitamin D deficiency and 16 normal subjects. The short tone burst (95 dB nHL, 500 Hz) was presented to ears. cVEMP was recorded with surface electromyography over the contracted ipsilateral sternocleidomastoid muscle. Results: Mean of p13, n13, interpeak latencies and amplitude ratios were measured in both groups. Statistical analysis did not show differences between two groups. Conclusions: Maybe serum 25-hydroxyvitamin D concentration was not low enough to have effect on saccule in the patients in present study or saccule have had low susceptibility to effects of vitamin D deficiency. For better judgment about effect of vitamin D deficiency on saccular function planning studies with high sample size is recommended.
Background and Objectives: Considering important role of vitamin D in many physiological processes including vestibular system in the ear, aim of present study is to evaluate saccule function via cervical vestibular evoked myogenic potential (cVEMP), in patients with vitamin D deficiency. Subjects and Methods: After routine audiological tests, cVEMP were recorded in 15 patients with vitamin D deficiency and 16 normal subjects. The short tone burst (95 dB nHL, 500 Hz) was presented to ears. cVEMP was recorded with surface electromyography over the contracted ipsilateral sternocleidomastoid muscle. Results: Mean of p13, n13, interpeak latencies and amplitude ratios were measured in both groups. Statistical analysis did not show differences between two groups. Conclusions: Maybe serum 25-hydroxyvitamin D concentration was not low enough to have effect on saccule in the patients in present study or saccule have had low susceptibility to effects of vitamin D deficiency. For better judgment about effect of vitamin D deficiency on saccular function planning studies with high sample size is recommended.
Vestibular schwannoma (VS) is a benign tumor typically originated in the schwann cell of vestibular nerve and usually accompany hearing symptom. Microsurgical removal and radiosurgery have a great role for the treatment of VS. Recently radiosurgery has been considered as an alternative or primary treatment for VS with the tremendous increase of patients who were treated with gamma knife radiosurgery (GKS) though microsurgery still takes the premier. By many published results, it is proved that GKS is a effective and noninvasive technique for VS, especially small sized tumors with satisfactory tumor control rate. The authors assumed that GKS can be expected to achieve satisfactory tumor control rate for small VS under 5cc in volume. A major interest regarding radiosurgery nowadays is to determine the optimal radiation dose for hearing preservation to improve the quality of life of patients. The more high radiation dose are used for effective tumor growth control, the more radiation-related complications like as hearing deficit, the impairment of other cranial nerve function are increased. Since 1990's the mean radiation dose for tumor margin was more than 18 Gy, but there were high complication rate in spite of good tumor growth control. After the year of 2000, under the influence of advanced neuro-imaging techniques and radiosurgical planning system which enable clinicians to do more precise planning, marginal dose for VS has been decreased to 12-13 Gy and the radiation-related complications has been reduced. But because there may be a unexpected radiation induced complications as time goes by after the latency period, optimal radiation dose for VS should be established on the basis of more long term follow-up observation.
Jiang, Xian;Lan, Yan;Jin, Yuan-Zhe;Park, Joo Young;Park, Byung Geon;Ameer, Abdul Nasir;Park, Byung Rim
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제18권4호
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pp.353-358
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2014
Control of blood pressure is maintained by the interaction between the arterial baroreflex and vestibulosympathetic reflex during postural changes. In this study, the contributions of vestibular receptors and baroreceptors to the maintenance of blood pressure following acute hypotension were compared in terms of phosphorylated extracellular regulated protein kinase (pERK) expression in the nucleus tractus solitaries (NTS). Expression of pERK in the NTS was measured in conscious rats that had undergone bilateral labyrinthectomy (BL) and/or sinoaortic denervation (SAD) 5, 10, 20, and 40 min following acute hypotension induced by sodium nitroprusside (SNP) infusion. Expression of pERK increased significantly in the NTS in the control group following SNP infusion, and the expression peaked at 10 min after SNP infusion. The number of pERK positive neurons increased following SNP infusion in BL, SAD, and BL+SAD groups, although the increase was smaller than in control group. The BL group showed a relatively higher reduction in pERK expression than the SAD group, and the pERK expression in the NTS was localized to the caudal portion of the nuclei in the BL and SAD groups. These results suggest that the vestibular receptors may play a key role in maintaining blood pressure following acute hypotension; thus, the vestibular system may contribute to compensate for orthostatic hypotension.
International journal of advanced smart convergence
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제3권1호
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pp.20-24
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2014
To compare body signal, was designed the F-B function system on the body movement for the comfortable state. To detect subject of the normal state, was decided on the base of physical signal in the body movement. There are to detect the condition of Vision, Vestibular, Somatosensory and CNS. Vision condition was verified a variation of greater average (Vi-${\Phi}_{AVG-AVG}$) was presented slightly greater at $17.424{\pm}9.65$ unit. Vestibular condition was identified a variation of slightly greater average (Ve-${\Phi}_{AVG-AVG}$) was presented at $9.068{\pm}1.478$ unit. Somatosensory condition was checked a variation of smaller average (So-${\Phi}_{AVG-AVG}$) was presented slightly smaller at $2.79{\pm}0.419$ unit. CNS condition was confirmed a variation of diminutive smaller average (C-${\Phi}_{AVG-AVG}$) was presented slightly larger at $0.557{\pm}0.153$ unit. As the model depends on the F-B function system of body movement, average values of these perturbation were computed F-B function comparison data. These systems will be to infer a data algorithm and a data signal processing system for the evaluation of the stability.
Since the discovery of the muscle spindle by Hassall (1831), an intensive studies of its anatomical and physiological characteristics had been undertaken. Recent morphological studies of Boyd (1962) demonstrated that the muscle spindles have two different intrafusal muscle fibers, nuclear bag and nuclear chain fiber, and these intrafusal fibers are under independent motor innervation by ${\gamma}_1$ and ${\gamma}_2$ motor neurone. Neurophysiological studies of Hunt and Kuffler (1951) showed regulatory effect of ${\gamma}$ motor neurone upon the excitability of the spindle afferents. Harvey and Mathews (1961) observed the dynamic and static characteristics of the two different spindle afferents, the primary and secondary ending. Furthermore, Mathews (1962) postulated the functional existance of two kind of ${\gamma}$ motor neurones, namely, the dynamic and static fusimotor fiber. Recent report of Kim and Partridge(1969) pointed out that the descending vestibular signals had increased the slope of the length-tension relationship in stretch reflex; Kim (1967) demonstrated that the descending vestibular impulses act upon the stretch reflex loop through the ${\gamma}$ motor pathway. These experimental evidences from the morphological and neurophysiological studies on the muscle spindles support the concept that the stretch reflex action of the skeletal muscle operates as a negative feedback control system. The author had discussed the way by which the f system participates in the control of stretch relfex feed back system. that was taken for a prototype of posture and movement.
The nature of the interactions between the vestibular and autonomic systems is complex and has not been fully defined. Vestibuloocular reflex induced by sinusoidal rotation and activity of the autonomic nerves in the heart were measured to investigate the interactions between the vestibular system and the autonomic nervous system in healthy adults. Eye movement induced by sinusoidal rotation of the whole body or optokinetic stimulation at 0.04 Hz was analyzed in gain, phase, and symmetry. EKG was measured during vestibular stimulation and analyzed in heart rate variability including mean R-R interval, standard deviation (SD) and coefficient of variance (CV) of R-R interval, and power spectrum of low frequency region (LF) and high frequency region (HF). Gain of eye movement was 0.65${\pm}$0.03 by ratatory stimulation, 0.70${\pm}$0.02 in optokinetic stimulation, 0.08${\pm}$0.02 in visual suppression, and 0.84${\pm}$0.04 in visual enhancement. In R-R interval, resting condition (control) was 0.82${\pm}$0.03 sec, and visual suppression showed significant increase and visual enhancement did significant decrease compared with control (p<0.01).CV was 0.06${\pm}$0.02 in control and visual enhancement increased significantly (p<0.05). In LF/HF control was 1.40${\pm}$0.23, which was not different from rotatory or optokinetic stimulation. But visual suppression decreased LF/HF significantly and visual enhancement increased significantly compared with control (p<0.01). These results suggest that degree of gain corresponds with LF/HF and increased gain in visual enhancement is deeply related to the activity of sympathetic nerves.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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