• 인터넷정보학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.125-132
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• 2007

본 논문은 가중 퍼지소속함수 기반 신경망(neural network with weighted fuzzy membership functions, NEWFM)을 이용하여 심전도(ECG) 신호로부터 조기심실수축(premature vedtricular contractions, PVC)을 자동 탐지하는 방안을 제시하고 있다. NEWFM은 MIT-BIH 데이터베이스의 부정맥 심전도를 웨이블릿 변환(wavelet transform, WT)한 계수로부터 학습하여 정상 파형과 PVC 파형을 구분한다. 비중복면적 분산 측정법을 적용하여 중요도가 가장 높은 웨이블릿 변환의 d3과 d4의 8개 계수를 추출하였다. 이들 특징입력을 3개의 실험군에 사용하여 각각 99.80%, 99.21%, 98.78%의 신뢰성 있는 전체분류율을 나타내었고, 이는 각 실험군에 대한 특징입력의 종속성이 적음을 보여준다. 추출된 8개 계수의 ECG 신호 구간과 퍼지소속함수를 제시함으로써 특징입력에 대한 명시적인 해석을 가능하게 하였다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.7-14
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• 2021

With the increased attention about healthcare and management of heart diseases, smart healthcare services and related devices have been actively developed recently. R wave is the largest representative signal among ECG signals. R wave detection is very important because it detects QRS pattern and classifies arrhythmia. Several R wave detection algorithms have been proposed with different features, but the remaining problem is their implementation in low-cost portable platforms for real-time applications. In this paper, we propose R wave detection based on optimal threshold and arrhythmia classification through QRS pattern considering complexity in smart healthcare environments. For this purpose, we detected R wave from noise-free ECG signal through the preprocessing method. Also, we classify premature ventricular contraction arrhythmia in realtime through QRS pattern. The performance of R wave detection and premature ventricular contraction arrhythmia classification is evaluated by using 9 record of MIT-BIH arrhythmia database that included over 30 premature ventricular contraction. The achieved scores indicate the average of 98.72% in R wave detection and the rate of 94.28% in PVC classification.

• Journal of Chest Surgery
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• 제38권2호
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• pp.110-115
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• 2005

배경: 단독 대동맥판막 치환술의 중기 임상성적과 그 예후에 영향을 미칠 수 있는 인자들을 본원의 증례로 분석해 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1992년 1월부터 2003년 2월까지 단독 대동맥판막 치환술을 시행 받은 80명의 환자를 대상으로 하였다. 대상환자는 남자 58명, 여자 22명이었으며 연령분포는 최저 12세에서 최고 75세로 평균연령은 $46.8{\pm}13.0$세였다. 술후 급성심근경색으로 인한 조기사망이 1예$(1.3\%)$였으며, 1명의 조기사망 예와 연락이 되지 않는 5예를 제외한 74명을 외래추적 및 전화설문을 시행하여 최단 6개월에서 최장 117개월까지 평균 $44.2{\pm}29.7$개월을 추적조사 하였으며 총 누적기간은 272.8 환자-년이었다. 결과: 재원기간 내 합병증은 창상감염 12예(표재성감염: 11예, 종격동염: 1예), 부정맥 11예(일시적: 9예, 지속적: 2예), 저심박출증 3예, 늑막삼출 3예, 섬망 3예, 출혈으로 인한 재수술 2예 등이 있었다. 판막관련 만기 합병증은 총 7예($2.6\%/$환자-년)으로 항응고제 관련 출혈이 2예($0.7\%$/환자-년), 치환판막 심내막염이 2예, 경도의 판막주변부 누출이 2예, 치환판막기능부전으로 대동맥판막 재치환술을 받은 경우가 1예$(0.4\%/환자-년)$등이었다. 만기 사망은 4명이었으며 그중 담도암과 위암으로 인한 사망이 각각 1예씩 있었으며 술 후 4개월에 치환판막감염 및 뇌전색증으로 인한 사망 1예, 술후 38개월에 심부전으로 사망한 1예가 있어 심장과 관련 있는 사망은 2예($0.7\%$/환자-년)였다. 결론: 60세 이상의 연령(p=0.04), 술전 NYHA 기능분류(III, IV)(p=0.048), 술전 크레아틴 농도(>1.2mg/100 ml)(p=0.031), 대동맥교차차단시간(>90분)(p=0.042)이 통계적으로 유의하게 조기사망 및 유병률에 연관이 있었다 만기 사망 및 유병률에 영향을 주는 것으로는 60세 이상 연령, 술전 NYHA기능분류(III, IV), 술전 크레아틴 농도(>1.2 mg/100 ml), 총체외순환시간(>120분) 등이 통계적으로 유의하였다. 판막관련 합병증 비발생률은 $86.4{\pm}5.3\%$였으며, Kaplan-Meier식 보험통계적 10년 생존률은 $90.8{\pm}4.6\%$였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제18B권6호
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• pp.341-348
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• 2011

생체신호의 한 분야인 심전도는 분류알고리즘을 사용한 실험이 일반적이다. 심전도를 실험한 논문에서 사용된 분류알고리즘은 대부분 SVM(Support Vector Machine), MLP(Multilayer Perceptron) 이었으나, 본 실험은 Random Forest 분류기를 시도하였다. 실험방법은 Random Forest 알고리즘을 실험데이터의 신호의 특징에 기반하여 분석하도록 수정하였고, 분류기의 수정된 알고리즘 성능을 규명하기 위하여 SVM과 MLP 분류기와 정확도를 비교 분석하였다. 실험에서는 심전도 신호의 R-R interval을 추출하여 시행하였으며 또한 동일한 데이터를 사용한 타 논문의 결과와 본 실험의 결과를 비교 분석하였다. 결과는 수정된 Random Forest 분류기가 SVM, MLP 분류기, 그리고 타 실험의 결과보다 정확도 부분에서는 우수한 결과를 도출하였다. 본 실험의 전처리 과정에서는 대역통과필터를 사용하여 R-R interval을 추출하였다. 그러나 심전도 실험에서는 대역통과 필터 뿐 아니라, 웨이블릿 변환, 메디안 필터, 유한 임펄스 필터 등으로 실험하는 경우가 많다. 따라서 향후에는 전처리과정에서 기저선 잡음(baseline wandering)을 효율적으로 제거하는 필터의 선택이 필요하며, R-R interval을 정확하게 추출할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다고 사려된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.825-832
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• 2014

조기심실수축 분류를 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. 연산의 복잡도를 줄이기 위한 여러 가지 방법들이 제안되어 왔지만, 분류의 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다. 또한 PVC는 개인의 특징에 따라 다양한 QRS 패턴이 존재하기 때문에 정확도에 한계가 있다. 따라서 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 최소한의 특징점을 추출함으로써 연산의 복잡도를 줄이고, 개인마다 다른 QRS 패턴에 따라 PVC를 정확하게 분류할 수 있는 알고리즘이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 QRS 패턴에 따른 QS 간격과 R파 진폭 변화율을 이용한 PVC 분류 방법을 제안한다. 이를 위해 전처리를 통해 잡음이 제거된 심전도 신호에서 R파, RR 간격, QRS 패턴을 추출한다. 이후 그 패턴에 따른 QS 간격과 R파의 진폭 변화율에 따라 PVC를 분류하였다. 제안한 방법의 우수성을 입증하기 위해 PVC가 30개 이상 포함된 MIT-BIH 9개의 레코드를 대상으로 한 R파의 평균 검출율은 99.02%의 성능을 나타내었으며, PVC 부정맥은 각각 93.72%의 평균 분류율을 나타내었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제29권8호
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• pp.875-882
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• 1996

1983년 11월부터 1994년 3월까지 전북대학교 흉부외과학 교실에서는 중복 심장판막 수술 78예를 시행 하였다. 남자는 31명. 여자는 47명이 었고, 연령 분포는 14세 에서 63세까지이었다. 판막 손상의 원인으로는 섬유화가주병변인 류마티성 판막염이 57예로가장 많은 원인을 차지하였고, 퇴행성 변화가 19예, 그 외에 심내막염과 인조 판막의 기능 부전이 각각 1예씩 있었다. 이중 판막 치환술이 20예, 이중 판막 치환술과 삼첨 판 판륜 성 형술을 같이 시 행한 경우가 5예, 승모판 치환술과 대동맥 판막 성 형술을 시행한 경우가 2예, 승모판 치환술과 삼첨판판륜 성형술을 시행한 경우가 18예, 승모판 치환술과 대동맥 판막 성 형술과 삼첨 판 판륜 성형술을 같이 시행한 경우가 1예, 대동 맥 판막 치환술과 승모 판막 교련 절개술 또는 판륜 성형술을 시행한 경우가 10예, 대동맥 판막 치환술 과 삼첨판 판륜 성형술을 시행한 경우가 1예, 그리고 승모 판막 성형술 또는 교련 절개술과 대동맥 판막 성형술을 같이 시행한 경우가 8예, 승모 판막 성형술 또는 교련 절개술 또는 판륜 성 형술과 삼첨 판 판륜 성형술을 동시에 시행한 경우가 13예이었다. NYHA(New York Heart Association) 기능 분류는 수술전 평균 2.72에서 수술후 평균 1.21로 향상을 보였다 수술후 조기 사망은 5명으로 사망률은 6.4%이 었고, 사망 원인은 저심 박출증, 부정맥, 출혈, 뇌색 전증이 있었다. 퇴원 시의 NYHA의 평가는 모든 환자에서 I과 II 해당하였다. 인조 판막을 사용한 경우에 장기적 인 항응고제 투여를 하였고 prothrombin time을 30-50%로 유지하 였다. 추적 조사기 간중(93.6%, 평균 49.8개월) 사망은 2예가 있었으며, 사망 원인은 뇌실질내 출혈과 심부전 증이 었다. 조기 사망과 관련된 술전 임상 상태로 WYHA 기능 분류상 IV인 경우에 의 의가 있었다 (p<0.05).

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권5호
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• pp.366-375
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• 2006

배경: 심폐바이패스를 이용한 심장수술에 따른 혈중 마그네슘 결핍 현상은 흔히 발생하는 합병중으로 이 연구의 목적은 심장수술시 인위적으로 첨가한 황산마그네슘의 유익한 임상 효과를 규명함에 있다. 대상 및 방법: 심폐바이패스를 이용하여 심장수술을 시행하기로 예정된 환자들 35명을 무작위로 황산마그네슘 투여군(n=15)과 투여하지 않은 군(n=20)으로 분류한 뒤 마그네슘군은 심폐기 충전액에 황산마그네슘 1g과 심정지액에 황산마그네슘 1g을 각각 첨가하였다. 요골 동맥으로부터 혈액을 채취하여 $Mg^{++}$ 농도, 전해질농도, 동맥혈액 가스분석, 혈액학적 분석, 혈청 총 단백 농도와 albumin 농도, blood urea nitrogen (BUN), creatinine, alanine amino transferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), total bilirubin 농도, tumor nerosis factor-${\alpha}$ $(TNF-{\alpha})$, interleukin-6 (IL-6), interleukin-10 (IL-10), creatine phosphokinase (CpK), creatine kinase-MB (CK-MB), lactate dehydrogenase (LDH), troponin-I (TNI) 농도, prothrombin time (PT)과 activated partial thromboplastin time (aPTT) 등도 측정하였다. 또한 수술 전과 후 정맥 혈액을 채취하여 activated clotting time (ACT)을 측정하였다. 결과: $Mg^{++}$ 농도는 수술 동안 및 후 시기에 마그네슘군이 대조군보다 유의하게 높게 유지되었다(p<0.05). 수술 전 부정맥이 없었던 환자들(대조군=10명, 마그네슘군=17명) 중 수술 후 부정맥 발생 수는 대조군이 10명(100%) 마그네슘군이 8명(46.4%)으로 마그네슘군이 대조군보다 유의하게 적었다(p=0.050). 결론: 심장수술 시 저용량의 황산마그네슘의 투여는 수술 중과 수술 후 저마그네슘 혈증의 예방과 부정맥의 빈도를 낮춰줄 것으로 생각한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.96-101
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• 2011

최근 들어 실시간 원격 ECG모니터링 시스템에 대한 수요가 늘어가고 있으며 가입자의 증가와 더불어 실시간 모니터링 시스템의 자동화에 대한 필요성이 대두되고 있다. 비정상적인 ECG 비트의 자동검출은 이러한 실시간 원격 ECG모니터링 시스템의 성공적인 상업화를 위해서는 반드시 필요한 요소기술이다. 본 논문에서는 이러한 점에 착안하여 QRS 폭(width)과 RR interval의 패턴을 이용한 효율적인 비정상적 ECG 비트 자동검출알고리듬을 제안하였다. 기존에는 주로 ECG 비트의 상세한 분류에 대해서 많은 연구가 이루어졌으나 이러한 방법들은 분류 오류가 많고 주변 환경이 변화함에 따라서 분류성능의 변동성이 심하다는 단점이 있었다. 또한 정확한 ECG 비트 분류를 위해서는 충분한 양의 훈련데이터를 필요로 하며 특히 분류시에 많은 계산량을 필요로 한다는 문제점도 있었다. 그러나 자동화된 원격 ECG모니터링 시스템을 위해서는 ECG 비트의 세세한 분류 보다는 비트의 정상여부판단이 더 중요하다. 이러한 점에 착안하여 본 논문에서는 ECG 신호의 비정상적인 비트중에서도 가장 빈번이 발생하는 VEBs(Ventricular ectopic beats) 비트의 검출을 시도하였고 제안된 알고리듬을 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스에 적용한 결과 만족스러운 VEBs 바트 검출성능을 얻을 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.2551-2561
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• 2014

심방세동 검출을 위한 기존 연구방법으로는 비선형 분석법과 주파수 분석법 등을 들 수 있지만 시간 영역 알고리즘에 비해 연산이 복잡하고 불규칙한 리듬 검출에 필요한 일반적 규칙을 제공하지 못한다. 이를 위해 본 연구에서는 선형 분석 기반의 심방세동 분류를 위한 불규칙 RR 간격의 최적값 검출 방법을 제안하였다. 이를 위해 먼저 전처리과정과 차감 기법을 통해 R파를 검출하였다. 이후 불규칙 RR 간격의 세그먼트 길이에 대한 범위를 설정하고 정규화 절대 편차와 절대치와 같은 선형 분석상의 심방세동 분류를 위한 최적값을 검출하였다. 제안된 알고리즘의 타당성 평가를 위해 MIT-BIH 부정맥과 심방세동 데이터베이스를 이용하여 RR 간격의 세그먼트 길이와 최적값에 대한 심방세동 분류율을 각각 비교 실험하였다. 성능 평가 결과, RR 간격과 연속하는 RR 간격 차에 대한 최적값은 ${\alpha}=0.75$, ${\beta}=1.4$, ${\gamma}=300ms$ 일 때 제일 높은 성능을 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권9호
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• pp.681-691
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• 2006

배경: 본 연구에서는 류마티스성 승모판막질환과 동반된 만성 심방세동의 치료에서 냉동절제술을 이용한 변형 maze 술식들의 동율동 회복률 및 중기 결과에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2000년 3월부터 2004년 2월까지 류마티스성 승모판막질환과 동반된 만성 심방세동 환자에서 승모판막수술과 동시에 냉동절제술을 이용하여 변형 maze술을 받은 177명의 환자를 대상으로 Cox-maze III (CM군, n=88), Kosakai-maze (KM군, n=63), 그리고 Left atrial maze (LA군, n=26) 세 군으로 분류하여 수술 전, 후 결과 및 동율동 회복률과 중기 결과에 대해 후향조사하였다. 결과: 술 후 병원 사망은 CM군 2명(2.3%)과 KM군 1명(1.6%)을 포함한 3명(1.7%)에서 있었으며 술 후 합병증 발생률에서 세군 간에 차이는 없었다. 총 체외순환 및 대동맥차단 시간은 CM군에서 다른 두 군에 비해 유의하게 길었다(p<0.0001). 생존자 174명에서 평균 $22.4{\pm}15.1$개월($1\sim52.6$개월)을 추적조사한 결과 만기 사망은 CM군 1명(0.6%)에서 있었다. 마지막 추적조사에서 동율동 회복률은 전체환자의 79.9%, CM군 77.9%, KM군 80.7% 그리고 LA군에서는 84.6%였다(p=0.743). 술 후 4년 동안 뇌졸중으로부터의 자유도는 CM군 $84.6{\pm}9.4%$, KM군 $95.0{\pm}:4.9%$ 그리고 LA군에서는 $92.9{\pm}6.9%$였다(p=0.916). 결론: 류마티스성 승모판막질환과 동반된 만성 심방세동 치료에서 승모판막수술과 동반하여 시행하는 냉동절제술을 이용한 변형 maze 술식들은 비교적 안전하게 시행될 수 있으며 심방세동 치료에 효과적이다.