• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권11호
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• pp.502-510
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• 2006

In this paper, we describe implementation of a computer access device for the severly motor-disability. Many people with severe motor disabilities need an augmentative communication technology. Those who are totally paralyzed, or 'locked-in' cannot use conventional augmentative technologies, all of which require some measure of muscle control. The forehead is often the last site to suffer degradation in cases of severe disability and degenerative disease. For example, In ALS(Amyotrophic Lateral Sclerosis) and MD(Muscular dystrophy) the ocular motorneurons and ocular muscles are usually spared permitting at least gross eye movements, but not precise eye pointing. We use brain and body forehead bio-potentials in a novel way to generate multiple signals for computer control inputs. A bio-amplifier within this device separates the forehead signal into three frequency channels. The lowest channel is responsive to bio-potentials resulting from an eye motion, and second channel is the band pass derived between 0.5 and 45Hz, falling within the accepted Electroencephalographic(EEG) range. A digital processing station subdivides this region into eleven components frequency bands using FFT algorithm. The third channel is defined as an Electromyographic(EMG) signal. It responds to contractions of facial muscles and is well suited to discrete on/off switch closures, keyboard commands. These signals are transmitted to a PC that analyzes in a time series and a frequency region and discriminates user's intentions. That software graphically displays user's bio-potential signals in the real time, therefore user can see their own bio-potentials and control their physiological signals little by little after some training sessions. As a result, we confirmed the performance and availability of the developed system with experimental user's bio-potentials.

• 대한통합의학회지
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• 제7권3호
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• pp.171-180
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• 2019

Purpose : The purpose of this study was to investigate the difference in motor cortical excitability during mental practice and action observation in subjects with forward head posture. Methods : This study was performed in two groups, a forward head posture group (n=17) and a normal posture group (n=17). Electroencephalography (EEG) was conducted to investigate cerebral cortex activity, and six electrodes were attached to Fp1, Fp2, C1, C2, C3, and C4 to measure the relative alpha power, relative beta power, relative gamma power, and mu rhythms. The subjects were requested to perform the four different conditions, which were eye opening, eye closing, mental practice, and action observation for 300 seconds. Results : The results showed that the relative alpha waves showed a significant difference between the normal and forward head posture groups in the C1, C2, C3, and C4 regions with the eyes open (p<.05). The relative beta waves also showed a significant difference between the two groups in the Fp1 and Fp2 regions during action observation (p<.05). The relative gamma waves were significantly different between the normal and forward head posture groups in the Fp1 and Fp2 regions during action observation (p<.05) in C1, C2, and C3 with eyes closed (p<.05) and in C1, C2, C3, and C4 with eyes open (p<.05). Conclusion : The results of this study showed that EEG change in the forward head posture group was different from that in the normal control group in action observation rather than in mental practice. Therefore, we are expected to provide a neurophysiological basis for applying action observation to motor skill learning during exercise for correcting forward head posture.

• 감성과학
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• 제22권3호
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• pp.21-34
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• 2019

이 연구는 노년기 인지기능 및 생리적 건강상태와 관련 있는 정량화 뇌파의 Alpha 고유리듬 피크 위치 및 진폭의 출현 유무가 정신적·육체적 스트레스, 주의집중 등의 뇌파 지표들과 심박변이도 지표 간에 어떠한 관련성과 임상적 의미가 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 평균 73세 남녀 노인 76명을 대상으로 전두엽 2채널 뇌파와 1채널 심전도를 동시에 측정 가능한 장치를 이용하여 폐안시 EEG, HRV를 측정하였다. 의미있는 분석 결과는 다음과 같다. 첫 번째, Alpha 고유리듬피크 위치와 상관없이 고유리듬 진폭이 높게 잘 나타난 집단은 낮은 집단에 비해 정신적 스트레스에 대한 저항도는 높고, 육체적 스트레스는 낮게 나타나는 상관성을 보였다. 두 번째, 심박변이도의 HRV index, SDNN, RMSSD 지표는 집단 구분에 상관없이 공통적으로 서로 간 높은 양의 상관성을 보였다. 세 번째, Alpha 고유리듬 진폭이 잘 나타나지 않은 집단에서 좌·우뇌 Alpha 비대칭이 커질수록 육체적 스트레스를 반영하는 Delta/Alpha 비율과 주의집중 저하를 반영하는 Theta/SMR 비율도 커지는 상관성을 보였다. 네 번째, Alpha 고유리듬피크가 느린 리듬쪽에 위치한 집단은 빠른 리듬 쪽에 위치한 집단에 비해 Theta/SMR 비율이 높게 나타나 주의집중도 저하와 관련이 있음을 의미하였다. 따라서 정량화 뇌파의 Alpha 고유리듬 피크 위치 및 진폭의 출현 유무는 노년기 인지기능 및 생리적 건강상태를 반영하는 지표로 활용 가능성이 있음을 시사하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.277-284
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• 2013

뇌파의 위상동기 특성의 해석은 뇌기능 정보 처리 네트웍의 이해에 있어서 중요한 요소이다. 본 연구에서는 위상동기 성능을 분석하기 위하여 시간 국부화 기능을 갖는 웨이블렛 변환방법, 힐버트변환 방법, 복소복조방법을 백색잡음혼입한 뇌파 중심주파수 대역신호에 합성한 모의 데이터와 실제 뇌유발전위에 적용하여 위상옵셋, 위상변화 시점, 대역간 상호간섭을 분석하였다. 모의데이터와 실제 데이터에 대하여 웨이블렛 변환방법이 ${\delta}$, ${\theta}$, ${\alpha}$ 대역신호 분할과 위상동기 성능 분석에 가장 우수 하였으며, 복소복조 방식은 큰 혼입잡음 환경에서는 사용에 한계점이 있었으나 위상변화 시점의 검출에는 좋은 성능을 보였다. 실제 데이터에 대하여 추정한 위상변화시점과 위상옵셋은 복소복조방법이 가장 좋은 성능을 보였다. 실험 관측을 통하여 뇌파의 위상동기 현상의 해석에 웨이블렛 방식이 자장 적절하였으며, ${\delta}$ 대역 이상신호에 대한 위상동기 응용에는 복소복조 방법도 사용될 수 있을 것이다. 특히 웨이블렛 방식과 복조복조방식은 간접적으로 위상변화 시점을 검출하여 뇌기능의 변화시점 추정에 응용될 수 있을 것이다.

• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제4권1호
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• pp.28-31
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• 2015

Objective: Psychomotor imagery has been widely used to improve motor performance and motor learning. Recent research suggests that during visualization, changes occur in neurophysiological networks that make physical practice more effective in configuring functional networks for skillful behaviors. The aim of our pilot study was to determine if there was change and to what extent there was differentiation in modulation in electroencephalography (EEG) frequencies between visualizing a state of rest and a state of exercise performance and to identify the preponderant frequency. Design: Quasi-experimental design uncontrolled before and after study. Methods: EEG brain wave activity was recorded from 0-40 Hz from nine cerebral cortical scalp regions F3, Fz, F4, C3, Cz, C4, P3, POz, and P4 with a wireless telemetric EEG system. The subjects, while sitting on a chair with eyes closed, were asked to visualize themselves in a state of routine rest/relaxation and after a period of time in a state of their routine exercise performance. Results: The gamma frequency, 31-40 Hz, (${\gamma}$) was the predominant wave band in differentiation between visualizing a state of rest versus visualizing a state of exercise performance. Conclusions: We suggest these preliminarily findings show the EEG electrocortical activity for athletes is differentially modulated during visualization of exercise performance in comparison to rest with a predominant ${\gamma}$ wave band frequency observed during the state of exercise. Further controlled experimental studies will be performed to elaborate these observations and delineate the significance to optimization of psychomotor exercise performance.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제8권1호
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• pp.63-72
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• 2000

We intended to show some basic requirements for spectrum analysis of electroencephalogram (EEG) by visualizing the differences of the results according to different values of some parameters for analysis. Spectrum analysis is the most popular technique applied for the quantitative analysis of the electroen- cephalographic signals. Each step from signal acquisition through spectrum analysis to presentation of parameters was examined with providing some different values of parameters. The steps are:(1) signal acquisition; (2) spectrum analysis; (3) parameter extractions; and (4) presentation of results. In the step of signal acquisition, filtering and amplification of signal should be considered and sampling rate for analog-to-digital conversion is two-time faster than highest frequency component of signal. For the spectrum analysis, the length of signal or epoch size transformed to a function on frequency domain by courier transform is important. Win dowing method applied for the pre-processing before the analysis should be considered for reducing leakage problem. In the step of parameter extraction, data reduction has to be considered so that statistical comparison can be used in appropriate number of parameters. Generally, the log of power of all bands is derived from the spectrum. For good visualization and quantitative evaluation of time course of the parameters are presented in chronospectrogram.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제51권12호
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• pp.1324-1328
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• 2008

목 적: 주의력 결핍/과잉 운동 장애(ADHD)를 진단받은 환아를 대상으로 뇌파 결과의 차이 및 이에 따른 역학적 비교를 하고자 하였으며 뇌파의 차이에 따른 경련 발현의 차이를 비교해보고자 하였다. 또한 ADHD의 치료제로 사용되는 중추신경자극제의 사용과 경련 발현과의 연관성을 비교하고자 하였다. 방 법: 2001년 1월부터 2005년 12월까지 주의산만을 주소로 충북대학교병원 소아청소년과 및 소아정신과 외래를 내원한 환아를 대상으로 의무기록지 고찰을 통해 후향적으로 분석하였다. 결과: 이전 경련의 병력이 없는 환아중 주의산만을 주소로 본원 신경정신과를 방문한 환아를 대상으로 하였다. 대상 연령은 4세에서 17세 사이로 총 308명의 환아들 중 84명의 환아에서 뇌파를 시행하였으며 그중 남자가 72명(85.7%, 평균 연령 9.3세), 여자가 12명(14.3%, 평균 연령 8.0세)이었다. 정상뇌파소견을 보인 환아가 65명(77.4%), 이상뇌파소견을 보인 환아가 19명(22.6%)였으며 이중 경련증상을 보인 환아는 각각 1명(0.15%), 3명(15.7%)이었다. 중추신경자극제를 처방 받은 환자는 59명, 그렇지 않은 환자는 25명이었고 그중 경련증상을 보인경우는 각각 2명(3.4%), 2명(8.0%)로 나타났다. 결 론: ADHD 환아들은 임상에서는 표출되지 않으나 뇌파에서의 잠재적인 이상 소견 보일 수 있다. 본 연구에서는 이러한 뇌파의 이상 소견과 추후 경련 발현 여부와는 매우 높은 연관성을 보이고 있으며, ADHD의 치료로써 사용된 methylphenidate의 사용에 따른 경련 발현과의 통계적 유의성은 보이지 않았다. 따라서 ADHD 환아들에서 뇌파의 이상 소견이 보일 경우는 향후 경련 발현에 대한 보다 주의 깊은 추적 관찰과 함께 ADHD 환아들의 삶의 질 향상에 대한 적극적인 치료가 필요할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제23권7호
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• pp.933-940
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• 2013

본 연구는 박하(Mentha arvensis) 식물 유래 향료의 향기성분을 구명하고, 향기성분들이 인간의 뇌파에 어떠한 영향을 미치는지를 이해하고자 수행하였다. 초임계추출기를 이용하여 박하 식물(Mentha arvensis L. f. piperascens)로부터 에센셜오일을 얻었으며, 최적 회수율은 $70^{\circ}C$, 200 bar 조건에서 2.38%이었다. 박하 에센셜오일에 함유되어 있는 향기 화합물을HS-SPME/GC-MS로 분석한 결과, 총 32종의 화합물이 검출되었는데 alcohol 류가 6종(67.11%), hydrocarbon 류가 13종(17.05%), ester 류가 9종(11.50%), ketone 류가 2종(7.16%), oxide가 1종(2.77%) 그리고 aldehyde가 1종(0.56%)이었다. 박하 에센셜오일에 함유된 주된 향기 화합물은 (Z,Z,Z)-9,12,15-octadecatrien-1-ol (50.06%), 2-hydroxy-4-methoxyacetophenone (7.50%)과 3,4-dihydro-8-hydroxy-3-methyl-1H-2-benzopyran-1-one (6.60%) 이었다. 총 20명의 피험자(남녀 각 10명)를 대상으로 박하 에센셜오일 향기 흡입 전과 흡입 중에 뇌파분석을 수행한 결과, 향기를 흡입 중에는, 흡입 전과 비교하여, relative fast alpha power spectrum이 유의성 있게 증가하는 반면(p<0.05), gamma power spectrum과 spectral edge frequency 90% 지표는 유의성 있게 감소하는 결과를 얻었다(p<0.05). 본 연구의 결과들은 박하의 향기성분이 정신적 긴장을 완화시킨다는 것을 시사하여 준다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제51권1호
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• pp.62-66
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• 2008

목 적 : 다양한 생리적 현상, 기질적 질환, 정신병리 등이 돌발적 행동 이상(paroxysmal behavioral events)으로 나타날 수 있다. 돌발적 비간질 발작(Paroxysmal nonepileptic events, PNEs)은 영아, 소아 및 청소년에서 매우 흔하게 볼 수 있으며 자세한 병력청취와 진찰을 통해 상당 부분 정확히 감별할 수 있다. 그러나 일부 환자에서는 간질성 발작과의 구분을 위해 비디오-뇌파 모니터링이 필요하게 된다. 본 연구에서는 비디오-뇌파 모니터링을 시행하여 PNEs로 진단한 환자의 임상특징과 PNEs를 진단하는데 있어 비디오-뇌파 모니터링의 유용성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 2004년 9월부터 2006년 6월까지 고려대학교 구로병원과 안산병원에 내원한 130명의 환자에서 비디오-뇌파 모니터링을 시행하였고, 이들의 모니터링 결과와 진료 기록을 후향적으로 분석하였다. 결 과 : 비디오-뇌파 모니터링을 시행한 130명의 환자 중 이 발작과 동시에 기록된 뇌파에서 간질 패턴을 보이지 않았고, 전형적인 증후(semiology)와 임상 소견을 근거로 전두엽 간질로 정정된 2명을 제외하고 최종적으로 31명(23.8%)이 PNEs로 진단되었다. 이들의 평균연령은 $7.2{\pm}5.8$세였으며, 남녀 비는 15:16(1:0.94)이었다. 31명 중 15명이 동반 이상으로 간질, 발달지체, 뇌성마비, 위궤양, 주의력결핍-과잉행동장애, 우울증 등이 있었다. 신체형장애와 인위성장애는 5세 미만의 연령군에 비해 5세 이상의 연령군에서 많았으며(P<0.05), 여아(n=6)가 남아(n=2)보다 심인성 질환을 갖는 경우가 더 많았다(P>0.05). 결 론 : 비디오-뇌파 모니터링을 통해 대부분의 환자에서 정확한 진단이 가능하였고 일부 환자에서 기존의 진단과 치료 방향이 수정되었다. 따라서 PNEs를 진단하는데 있어 비디오-뇌파 모니터링과 같은 유용한 검사를 적극적으로 시행함으로써 불필요한 항간질약제의 복용을 막고 보다 적절한 치료를 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제46권8호
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• pp.784-788
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• 2003

목 적 : 주산기 가사 환아는 뇌손상 정도에 따라 다양한 임상경과와 예후를 나타낸다. 이에 초기 뇌파의 소견이 저산소성 뇌증 환아의 임상경과와 예후를 예측할 수 있는지를 알아보고자 이 연구를 시행하였다. 방 법 : 1999년 7월부터 2002년 6월까지 계명대학교 동산의료원 소아과 신생아 중환자실에 1분 Apgar 점수 3점이하의 중증 주산기 가사소견으로 입원했던 만삭아를 생후 3일 이내에 시행한 초기 뇌파검사 소견으로 미세 변화군(정상, 국소성 극파 혹은 서파)과 전반적 이상군(다형성 극파, 돌발-억제파(burst-suppression), 전반적 저전위파)으로 나누어서 각 군간 입원시 혈액 검사소견(암모니아, 요산, 젖산, pH), 임상소견(입원기간, 산전 모성 위험인자 유무, 경련유무 및 지속기간, 기계적 환기 필요여부, 경구수유 시작시기), 예후(사망 혹은 발달장애 유무) 등을 비교하여 통계적 분석을 하였다. 결 과 : 총 25명 중 미세 변화군은 15명, 전반적 이상군은 10명이었으며 양군 모두 외부 출생아가 70% 이상으로 많았다. 두 군간 성별, 평균 재태 기간, 출생 체중은 유의한 차이가 없었다. 미세 변화군에 비해 전반적 이상군에서 산전 모성 위험인자 내재(20.0% vs 60.0%), 평균 경련 지속기간(1.5일 vs 5.5일), 기계적 환기가 필요한 경우(20.0% vs 60.0%) 및 경구수유 시작시기(3.2일 vs 9.9일)가 의미있게 늦었으나 경련 동반율(66.7% vs 100.0%)은 유의한 차이가 없었다. 사망 혹은 발달장애를 동반한 나쁜 예후로의 진행은 미세 변화군 중 13.3%에 비해 전반적 이상군 중 60.0%로 의의있게 많았다(P<0.05). 결 론 : 주산기 가사에 노출된 환아들의 초기 뇌파검사 소견에서 다형성 극파나 돌발-억제파, 전반적 저전위파 등의 전반적 이상이 있는 경우 나쁜 임상 경과와 예후를 보여서, 주산기 가사 환아들의 예후를 예견하는데 지표로 이용될 수 있으리라 생각된다.