• 제목/요약/키워드: ECG/Resp

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편성물의 소리디자인을 위한 생리신호분석 (Physiological Signal Analyses for Designing Knitted Fabric Sound)

  • 김춘정;조자영;하지영;조길수
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1-4
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    • 2003
  • 본 연구는 경편성물의 특성에 영향을 미치는 중요한 구조변수인 조직, 편환의 계폐여부, 가이드바의 상호 움직임 방향에 따른 소리특성과 생리적 반응 사이의 관계를 파악함으로써 총합적 감성소재 설계를 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 직물소리발생장치를 이용하여 7가지의 경편성물에 대한 마찰음을 녹음한 후, 이를 마찰음이 유발하는 생리반응을 측정하여 slow alpha파, fast beta파, ECG R-R, RESP, HF/LF, SCL, PV등을 분석하였다. 조직에 따라서는 LPT, Loundness(Z), Roughness(Z)와 Fluctuation strength(Z) 가장 큰 Sharkskin에서 fast beta파, ECG R-R, RESP는 증가하였으며 slow alpha파, PV, HF/LF는 감소하였다. 편환의 개폐여부에서는 폐환보다는 개환에서 Loudness(Z), Sharpness(Z), Fluctuation strength(Z)가 증가하였으며 RESP는 증가하고 HF/LF는 감소하여 개환이 더 불쾌한 감성을 유발하였다. 가이드바의 상호 움직임 방향은 counter보다는 parallel에서 slow alpha의 변화량이 감소하고 fast beta의 변화량이 증가하여 counter보다는 parallel이 더 불쾌한 감성을 유발하는 것으로 보인다. 또한 편성물의 음향특성 중 ΔL, Δf 와 Roughness(Z), Fluctuation Strength(Z)가 생리반응을 예측하는 중요한 요인으로써 나타났다.

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Microprocessor를 이용한 Patient Monitor 개발(II) (Development of the Patient Monitor Using Microprocessor(II))

  • 김남현;김정래;허재만
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.101-106
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    • 1995
  • In this paper, the patient monitor consisting of ECG/Respiration Amplification, Front end CPU, Main CPU, Main Controller, Video Amplifier, Display Controller, Waveform Generator, Bus & Power Supply, 8097 Processor was developed. This patient monitor measures the patient's states in the hospital such as elecctro-cardiography, respiration, blood pressurae and temperature. The control and processing methods based on micro-processor employ the flexibility, extensibility over other conventional system. The followings are incorporated in this system. First, ECG/RESP measures the respiration by impedence pneumography. Second, FECPU utilizes an Intel 8031 microcontroller. Third, Controller function originate from a LSI CRT controller.

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Automated detection of panic disorder based on multimodal physiological signals using machine learning

  • Eun Hye Jang;Kwan Woo Choi;Ah Young Kim;Han Young Yu;Hong Jin Jeon;Sangwon Byun
    • ETRI Journal
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    • 제45권1호
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    • pp.105-118
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    • 2023
  • We tested the feasibility of automated discrimination of patients with panic disorder (PD) from healthy controls (HCs) based on multimodal physiological responses using machine learning. Electrocardiogram (ECG), electrodermal activity (EDA), respiration (RESP), and peripheral temperature (PT) of the participants were measured during three experimental phases: rest, stress, and recovery. Eleven physiological features were extracted from each phase and used as input data. Logistic regression (LoR), k-nearest neighbor (KNN), support vector machine (SVM), random forest (RF), and multilayer perceptron (MLP) algorithms were implemented with nested cross-validation. Linear regression analysis showed that ECG and PT features obtained in the stress and recovery phases were significant predictors of PD. We achieved the highest accuracy (75.61%) with MLP using all 33 features. With the exception of MLP, applying the significant predictors led to a higher accuracy than using 24 ECG features. These results suggest that combining multimodal physiological signals measured during various states of autonomic arousal has the potential to differentiate patients with PD from HCs.

분노유발에 따른 특성불안자의 자율신경계 반응 특성 (Characteristics of Autonomic Nervous System Responses Induced by Anger in Individuals with High Trait Anxiety)

  • 음영지;장은혜;손진훈
    • 감성과학
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    • 제20권3호
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    • pp.169-180
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    • 2017
  • 특성불안이 높은 자들은 분노 표현을 억제하려하기 때문에 주관적인 행동평가로는 특성불안자의 분노 경험을 측정하는데 한계가 있다. 보다 객관적으로 특성불안자의 분노 경험을 측정하기 위하여 본 연구에서는 분노에 의해 유발된 자율신경계 반응이 특성불안 수준에 따라 차이가 있는지를 확인하고자 한다. 실험참가자들을 불안집단과 통제집단으로 구분하였으며, 분노자극을 제시하기 전과 후에 심전도(ECG), 호흡(RESP), 피부전기활동(EDA), 그리고 피부온도(SKT)를 측정하였다. ECG에서 심박률(HR), NN 간격의 표준편차(SDNN), 심박주기 제곱의 평균제곱근(RMSSD), 심박변이도의 저주파성분(LF), 심박변이도의 고주파성분(HF), 저주파성분과 고주파성분의 비율(LF/HF ratio), RESP에서 호흡주기(RR)를, EDA에서 피부전도수준(SCL)을, SKT에서 최대피부온도(maxSKT)를 산출하였다. 두 집단 간 분노자극에서 유발된 분노정서 강도의 차이를 검증한 결과, 집단 간 차이는 유의하였다. 자율신경계 반응 차이를 확인한 결과, 불안집단에서 유의미한 SDNN와 LF의 증가, HF, LF/HF ratio, 그리고 RR의 감소가 나타났다. 본 연구 결과는 특성불안이 높은 이들의 분노 경험을 측정하는데 자율신경계 반응이 객관적인 지표로 활용이 가능함을 시사한다.

소음에 장기 노출되었을 때 나타나는 심리생리적 효과 (Effects of Long-term Exposure to Noise on Psychophysiological Responses)

  • Estate Sokhadze;Park, Sangsup;Lee, Kyung-Hwa;Kim, Yeon-Kyu;Sohn, Jin-Hun
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.211-215
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    • 1999
  • It is well known that a long-term exposure to a loud noise environment affects performance, since it distracts attention, and also is able to evoke stress accompanied by negative emotional states. The purpose of this study was to analyze dynamics of subjective and physiological variables during long-lasting (30 min) exposure to intensive white noise (85 dB[A]). Physiological signals on 23 college students were recorded by BIOPAC, Grass Neurodata systems and AcqKnowledge 3.5 software. Autonomic variables, namely skin conductance level (SCL), non-specific SCR number (N-SCR), inter-beat intervals in ECG (RR intervals), heart rate variability index (HF/LF ratio of HRV), respiration rate (RESP), and skin temperature (SKT) were analyzed on 5 min epoch basis. Psychological assessment (subjective rating of stress level) was also repeated on every 5 min basis. Regression and correlation analyses were employed to trace the time course of the dynamics of the subjective and autonomic physiological variables and their relationship. Results showed that intense noise evokes subjective stress with associated autonomic nervous system responses. However, it was shown that physiological variables endure specific changes in the process of exposure to loud white noise. Discussed are probable psychophysiological mechanisms mediating reactivity to long-term auditory stimulation of high intensity.

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공포와 혐오 정서에 대한 아동의 심리생리반응 (Psychophysiological Responses Evoked by Fear and Disgust Emotion Using Audiovisual Film Clips in Children)

  • 장은혜;우태제;이영창;손진훈
    • 감성과학
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    • 제10권2호
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    • pp.273-280
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    • 2007
  • 많은 정서 연구에서 주관적 경험인 정서를 보다 객관적으로 측정하기 위하여 다양한 생리 반응을 통하여 객관적인 지표로 활용하고 있다. 특히 자율신경계 반응은 그 반응 패턴을 통하여 생리적 각성 여부를 추정할 수 있기 때문에 정서 연구에서 오랫동안 중요한 역할을 해왔다. 본 연구에서는 아동이 부정정서(공포와 혐오)를 느낄 때 나타나는 심리생리반응을 검증하고자 하였다. 47명의 아동(연령: 11-13세, 남: 23명, 여: 24명)을 대상으로 시청각 동영상(Audiovisual Film Clips)을 이용하여 공포와 혐오정서를 유발시킨 후, 이 때의 심리반응 및 자율신 경계 반응(ECG, EDA, PPG, SKT)을 측정하였다. 심리반응 결과, 공포정서는 100%, 혐오정서는 89.4%의 적합성을 보였고, 아동이 경험한 정서 강도(효과성)는 공포 4.05, 혐오 4.07 (5점 만점)인 것으로 나타났다. 자율신경계 반응 결과, 두 정서 모두 대부분의 생리지표에서 안정상태와 정서상태 간의 유의한 차이를 보여주었다. 정서에 따른 차이를 분석한 결과, 공포 정서에서는 피부전도수준, 피부전도반응 수, 심박률, 호흡주기관련 심박률, 호흡수, 심박률 분산의 고주파수 성분에서 유의하게 증가하였다. 반면, 혐오 정서에서는 피부전도수준은 감소하고 피부전도반응의 수는 증가하는 패턴을 보여 공포 정서와 구분되는 것으로 나타났다.

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Discrimination of Three Emotions using Parameters of Autonomic Nervous System Response

  • Jang, Eun-Hye;Park, Byoung-Jun;Eum, Yeong-Ji;Kim, Sang-Hyeob;Sohn, Jin-Hun
    • 대한인간공학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.705-713
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    • 2011
  • Objective: The aim of this study is to compare results of emotion recognition by several algorithms which classify three different emotional states(happiness, neutral, and surprise) using physiological features. Background: Recent emotion recognition studies have tried to detect human emotion by using physiological signals. It is important for emotion recognition to apply on human-computer interaction system for emotion detection. Method: 217 students participated in this experiment. While three kinds of emotional stimuli were presented to participants, ANS responses(EDA, SKT, ECG, RESP, and PPG) as physiological signals were measured in twice first one for 60 seconds as the baseline and 60 to 90 seconds during emotional states. The obtained signals from the session of the baseline and of the emotional states were equally analyzed for 30 seconds. Participants rated their own feelings to emotional stimuli on emotional assessment scale after presentation of emotional stimuli. The emotion classification was analyzed by Linear Discriminant Analysis(LDA, SPSS 15.0), Support Vector Machine (SVM), and Multilayer perceptron(MLP) using difference value which subtracts baseline from emotional state. Results: The emotional stimuli had 96% validity and 5.8 point efficiency on average. There were significant differences of ANS responses among three emotions by statistical analysis. The result of LDA showed that an accuracy of classification in three different emotions was 83.4%. And an accuracy of three emotions classification by SVM was 75.5% and 55.6% by MLP. Conclusion: This study confirmed that the three emotions can be better classified by LDA using various physiological features than SVM and MLP. Further study may need to get this result to get more stability and reliability, as comparing with the accuracy of emotions classification by using other algorithms. Application: This could help get better chances to recognize various human emotions by using physiological signals as well as be applied on human-computer interaction system for recognizing human emotions.

공포자극에 의해 유발된 자율신경계반응과 불안수준과의 관계 : 초등학생을 대상으로 (Relationship between the Level of Anxiety and ANS Responses in Children Induced by Fearful Stimulus)

  • 장은혜;이영창;임수빈;김숙희;손진훈
    • 감성과학
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    • 제10권3호
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    • pp.463-470
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    • 2007
  • 공포에 대한 연구는 주로 불안과 공포 장애를 가진 환자들을 대상으로 수행되어왔으며, 공포를 불안의 특수한 한 형태라고 생각하여 불안과 공포에 대한 연구가 함께 이루어져왔다. 본 연구에서는 아동이 공포 정서를 경험하는 동안 나타나는 자율신경계 반응을 밝히고자 하였다. 초등학생을 대상으로 공포 정서를 유발하는 시청각 동영상을 제시하고 심리 반응과 자율신경계 반응을 측정하였다. 연구 결과, 공포 정서의 적합성 및 효과성은 80%이상으로 나타나 공포정서유발자극이 적절하고 효과적이었음을 알 수 있었다. 자율신경계 반응 분석 결과, 공포정서가 유발되는 동안 피부전도수준, 피부전도반응, 피부전도 반응의 수, 호흡주기관련 심박률 변화, 호흡수, 심박률분산의 고주파수 성분이 유의하게 증가하였고, 심장박동주기는 감소하였다. 공포 정서에 의해 야기된 자율신경계 반응에서는 불안수준이 높을수록 피부온도, 심박률, 호흡주기관련 심박률 변화가 큰 것으로 나타났다. 본 연구는 불안수준이 높은 아동일수록 공포 정서를 경험할 때 자율신경계 반응의 변화가 더 크다는 것을 나타낸다.

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