• 제목/요약/키워드: complex signals

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An Attention-based Temporal Network for Parkinson's Disease Severity Rating using Gait Signals

  • Huimin Wu;Yongcan Liu;Haozhe Yang;Zhongxiang Xie;Xianchao Chen;Mingzhi Wen;Aite Zhao
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제17권10호
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    • pp.2627-2642
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    • 2023
  • Parkinson's disease (PD) is a typical, chronic neurodegenerative disease involving the concentration of dopamine, which can disrupt motor activity and cause different degrees of gait disturbance relevant to PD severity in patients. As current clinical PD diagnosis is a complex, time-consuming, and challenging task that relays on physicians' subjective evaluation of visual observations, gait disturbance has been extensively explored to make automatic detection of PD diagnosis and severity rating and provides auxiliary information for physicians' decisions using gait data from various acquisition devices. Among them, wearable sensors have the advantage of flexibility since they do not limit the wearers' activity sphere in this application scenario. In this paper, an attention-based temporal network (ATN) is designed for the time series structure of gait data (vertical ground reaction force signals) from foot sensor systems, to learn the discriminative differences related to PD severity levels hidden in sequential data. The structure of the proposed method is illuminated by Transformer Network for its success in excavating temporal information, containing three modules: a preprocessing module to map intra-moment features, a feature extractor computing complicated gait characteristic of the whole signal sequence in the temporal dimension, and a classifier for the final decision-making about PD severity assessment. The experiment is conducted on the public dataset PDgait of VGRF signals to verify the proposed model's validity and show promising classification performance compared with several existing methods.

광 주입 파장 잠금 반도체 레이저를 이용한 광학 복소 신호 생성시의 주입 매개 변수 정확도 향상 (Accuracy improvement of injection parameters for optical complex signal generation using optical injection-locked semiconductor laser)

  • 조준형;성혁기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.478-485
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    • 2021
  • 광 주입 잠금 반도체 레이저의 주입 매개 변수를 조절하여 광학적 복소 신호를 생성 할 수 있다. 그러므로 정확한 주입 매개 변수의 결정은 광학적 복소 신호 생성 기술에서의 핵심 요소이다. 기존의 주입 매개 변수의 추출 이론은 광 주입 잠금 반도체 레이저의 비율 방정식을 사용하며, 이는 locking map 기반의 보간법을 사용하기 때문에 정확한 주입 매개 변수의 추출에 한계가 있다. 이를 해결하기 위하여 비율 방정식의 새로운 해석법을 제안한다. 제안된 해석법은 비율 방정식을 광학적 복소 신호의 생성에 맞게 수정하여 주입 매개 변수를 직접적으로 도출하는 방법이며, 이를 통하여 보간법을 통한 복소 신호 생성 대비 103 배의 오차 감소를 달성하였다.

Spectroscopic characterization of N,N'-bis(salicylidene)pentane-1,3-diamine nickel(II) complex

  • Kim, Gilhoon;Won, Hoshik
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.74-81
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    • 2014
  • The $N_2O_2$ tetradentate Schiff base ligand, N,N'-bis(salicylidene)pentane-1,3-diamine (Salpn), coupled with 1:2 concentration ratio of 1,3-diaminopentane and salicylaldehyde was used to produce a series of macrocyclic Nikel(II) complexes. In the metal complexation, it was observed that Salpn macrocyclic ligand can adopt more than a metal ion giving an unique multinuclear metal complexes including Ni(II)Salpn and $Ni(II)_3(Salpn)_2$. Characteristic IR ${\upsilon}(M-O)$ peaks for Ni(II)Salpn and $Ni(II)_3(Salpn)_2$ were observed to be $1028cm^{-1}$ and $1024cm^{-1}$, respectively. Characteristic UV-Vis absorption ${\lambda}_{max}$ peaks for $Ni(II)_3(Salpn)_2$ were observed to be 241nm and 401 nm. Structural characterization of $Ni(II)_3(Salpn)_2$ by NMR exhibits that the salicylidene ring moiety has two different resonance signals originated from the magnetically asymmetric diligand and trinuclear bis complex. Complete NMR signal assignments and characterizations elucidating structural features of $Ni(II)_3(Salpn)_2$ were described in detail.

QRS검출에 의한 ECG분석 기능을 갖춘 무선센서노드를 활용한 u-헬스케어 시스템 (An u-healthcare system using an wireless sensor node with ECG analysis function by QRS-complex detection)

  • 이대석;;정완영
    • 센서학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.361-368
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    • 2007
  • Small size real-time ECG signal analysis function by QRS-complex detection was put into sensor nodes. Wireless sensor nodes attached on the patient’s body transmit ECG data continuously in normal u-healthcare system. So there are heavy communication traffics between sensor nodes and gateways. New developed platform for real-time analysis of ECG signals on sensor node can be used as an advanced diagnosis and alarming system for healthcare. Sensor node does not need to transmit ECG data all the time in wireless sensor network and to server PC via gateway. When sensor node detects suspicion or abnormality in ECG, then the ECG data in the network was transmitted to the server PC for further powerful analysis. This system can reduce data packet overload and save some power in wireless sensor network. It can also increase the server performance.

복합 생체신호를 이용한 능동형 스피닝 트레이닝 시스템 (Active Spinning Training System using Complex Physiological Signals)

  • 김철민;강경헌;김은석
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.591-600
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    • 2015
  • 최근 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 운동 프로그램을 스스로 학습하고 즐길 수 있는 능동형 피트니스 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 운동 참여자의 생체신호에서 획득한 생체상태와 운동 정보를 이용하여 개인 수준에 맞는 스피닝 트레이닝 프로그램을 자기 주도 방식으로 학습 및 체험할 수 있게 하는 능동형 스피닝 트레이닝 시스템을 설계하고 구현하였다. 제안 시스템은 운동 참여자의 뇌파와 맥파 신호를 통해 생체 상태를 분석하고, 골격 동작을 실시간 인식하여 검출된 스피닝 동작 일치율과 운동량을 반영하여 운동 참여자에게 적합한 난이도의 스피닝 프로그램을 제공한다. 또한, 가상 스피닝 강사를 통해 올바른 동작을 제시하고 참여자의 동작 일치율에 따라서 난이도를 조절함으로써 운동 효과를 높일 수 있도록 하였다. 다양한 사용자들에 대한 실험을 통해 제안시스템이 비교적 짧은 시간에 유효한 운동 효과를 얻는데 도움이 됨을 확인할 수 있었다.

전력전자 기술을 응용한 의료장비 개발 사례 (Example Development of Medical Equipment Applying Power Electronics Technique)

  • 고종선;이태훈;김영일;김규겸;박병림
    • 전력전자학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.524-530
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    • 2002
  • 일상 생활에서 반사적인 자세 조절은 정전기관, 시각, 고유수용체 등의 감수체에 의한 구심성 신호가 정전 신경핵에 전달되어 안구운동이나 골격근의 수축을 유발하여 이루어진다. 자세조절기능의 부조화는 오심, 구토, 현기증 등을 초래하여 삶의 의욕을 상실하게 만든다. 본 연구의 목적은 정전기관의 반규관과 이석기관을 선별적으로 자극하기 위한 탈수직축 회전자극 시스템과 수평, 수직, 3D 환경에서 시각자극을 할 수 있는 시운동자극시스템을 개발하여 인간의 자세조절 기능을 평가 하는데 있다. 탈수직축 회전자극 시스템은 편안한 의자와 DC 서보모터로 구동되는 기울임 테이블로 구성되고 PMSM에 의해 제어된다. 그리고 속도 궤환 루프와 위치 궤환 루프를 포함하는 이중 피드백 루프가 서보 제어되는 회전자극시스템에 적용된다. HMD를 이용하여 수평, 수직, 3D 시각자극패턴을 구현 하였고 OKN 자극을 위한 무선시스템과 전기안진 기록계를 이용하여 안구운동을 기록하였다. 이득, 위상, 대칭성은 정전 자극과 시각 자극에 의해 유발되는 안구운동의 분석으로부터 얻어진다.

전력전자 기술을 응용한 의료장비 개발 사례 (Example Development of Medical equipment applying Power Electronics Technique)

  • 고종선;이태훈;김영일;김규겸;박병림;김민선
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.661-664
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    • 2002
  • A control of the body posture and movement is maintained by the vestibular system, vision, and proprioceptors. Afferent signals from those receptors are transmitted to the vestibular nuclear complex, and the efferent signals from the vestibular nuclear complex control the eye movement. The postural disturbance caused by loss of the vestibular function results in nausea, vomiting, vertigo and loss of craving for life. The purpose of this study is to develop a off-vertical rotatory system for evaluating the function of semicircular canals and otolith organs, selectively, and visual stimulation system for stimulation with horizontal, vertical and 3D patterns. The Off-vertical axis rotator which stimulates semicircular canals and otolith organs selectively is composed of a comportable chair, a DC servo-motor with reducer and a tilting table controlled by PMSM. And a double feedback loop system containing a velocity feedback loop and a position feedback loop is applied to the servo controlled rotatory chair system. Horizontal, vertical, and 3D patterns of the visual stimulation for applying head mounted display are developed. And wireless portable systems for optokinetic stimulation and recording system of the eye movement is also constructed. The Gain, phase, and symmetry is obtained from analysis of the eye movement induced by vestibular and visual stimulation. Detailed data were described.

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재택건강관리 시스템을 위한 정상 및 비정상 심전도의 분류 (Classification of Normal and Abnormal QRS-complex for Home Health Management System)

  • 최안식;우응제;박승훈;윤영로
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.129-135
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    • 2004
  • 재택건강관리 시스템은 주로 정상인들로부터 빈번하게 측정한 생체신호의 실시간 처리과정을 필요로 한다. 본 논문에서는 이러한 환경에서 측정되는 심전도 신호에서 DRS를 검출하기 위한 단순화된 알고리즘과 검출된 QRS의 정상과 비정상 여부만을 분류하는 알고리즘에 대하여 기술한다. 기존에 사용되고 있는 실시간 QRS 검출 알고리즘을 세분화하여 단순화된 QRS 검출 알고리즘을 제안함으로서 저가형 소형 단말기에서도 사용이 가능하도록 하였다. 또한 검출된 QRS들로부터 QRS 폭, R-R 간격, DRS 형태변수를 추출하여 QRS의 정상과 비정상을 판단하는 알고리즘을 개발하였다. 단순화된 QRS 검출기의 성능과 정상과 비정상의 분류성능은 각각 약 99%와 96%로 나타났다. 본 논문에서 제안된 QRS 검출과 분류를 위한 알고리즘들은 복잡한 신호처리 과정이 필요치 않으므로 재택건강관리 시스템에서의 실시간 심전도처리에 사용될 수 있을 것이다

형광공명에너지전이 알파카테닌 센서를 활용한 세포 부착접합부에서의 힘 전달 이미징 (Force Transmission in Cellular Adherens Junction Visualized by Engineered FRET Alpha-catenin Sensor)

  • 장윤관;서정수;석명은;김태진
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권3호
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    • pp.366-372
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    • 2021
  • 캐드헤린-카테닌 복합체는 세포의 부착 접합부에서 힘의 전달에 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 그러나 기계적 힘 신호를 시각화 하고 감지하는 적절한 도구의 부재로, 캐드헤린-카테닌 복합체가 세포 간 접합에서 힘 전달을 조절하는 기본 메커니즘은 아직 파악하기가 어렵다. 본 연구에서는 형광공명에너지전이를 기반으로 설계된 알파카테닌 센서를 사용하여 캐드헤린에 의해 매개되는 힘 전달을 시각화 하였다. 이러한 결과는 알파카테닌이 세포-세포 접합부에서 캐드헤린 매개 기계적에너지변환(mechanotransduction) 경로의 핵심적인 힘 트랜스듀서(force transducer) 임을 보여준다. 본 연구는 향후 기계적 힘의 세포-세포 상호간의 의사소통에 미치는 영향과 생리학적/병리학적 현상과의 관계를 연구하는 데 중요한 이해를 제공할 것이라 본다.

Updates on the Immune Cell Basis of Hepatic Ischemia-Reperfusion Injury

  • Mi Jeong Heo;Ji Ho Suh;Kyle L. Poulsen;Cynthia Ju;Kang Ho Kim
    • Molecules and Cells
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    • 제46권9호
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    • pp.527-534
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    • 2023
  • Liver ischemia-reperfusion injury (IRI) is the main cause of organ dysfunction and failure after liver surgeries including organ transplantation. The mechanism of liver IRI is complex and numerous signals are involved but cellular metabolic disturbances, oxidative stress, and inflammation are considered the major contributors to liver IRI. In addition, the activation of inflammatory signals exacerbates liver IRI by recruiting macrophages, dendritic cells, and neutrophils, and activating NK cells, NKT cells, and cytotoxic T cells. Technological advances enable us to understand the role of specific immune cells during liver IRI. Accordingly, therapeutic strategies to prevent or treat liver IRI have been proposed but no definitive and effective therapies exist yet. This review summarizes the current update on the immune cell functions and discusses therapeutic potentials in liver IRI. A better understanding of this complex and highly dynamic process may allow for the development of innovative therapeutic approaches and optimize patient outcomes.