• 제목/요약/키워드: pre- and post-processing

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적응형 필터와 가변 임계값을 적용하여 잡음에 강인한 심전도 R-피크 검출 (Noise-robust electrocardiogram R-peak detection with adaptive filter and variable threshold)

  • 세이푸르;최철형;김시경;박인덕;김영필
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.126-134
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    • 2017
  • 심전도(ECG) 신호에서 R-피크를 추출하는 기법에 대하여 많은 연구가 진행 되어 왔으며, 다양한 방법으로 구현되어 왔다. 그러나 이러한 검출 방법 대부분은 실시간 휴대용 심전도 장치에서 구현하기가 복잡하고 어려운 단점이 있다. R-피크 검출을 위해서는 심전도 데이터에 대하여 베이스라인 드리프트 및 상용전원 잡음 제거 등의 적절한 전처리 및 후가공이 필요하며, 특히 적응형 필터를 활용한 기법에서는 적절한 임계값을 선택하는 것이 중요하다. 적응형 필터의 임계값을 추출하는 방식에서는 고정형(Fixed) 및 적응형(adaptive)으로 구분할 수 있다. 고정 임계 값 추출 방식은 고정된 임계값 보다 낮은 값의 입력이 들어오는 경우에 R-피크 값을 감지하지 못하는 경우가 있으며, 적응 임계값 추출 방식은 때때로 잡음에 의한 잘못된 임계값을 도출하여, 다른 파형(P혹은 T파)의 피크를 감지하는 경우도 나타난다. 본 논문에서는 계산상의 복잡성이 적고, 코드 구현이 단순하면서도 잡음에 강인한 R-피크 검출 알고리즘을 제안한다. 제안된 방식은 앞서 설명한 임계값 추출 문제를 해결하기 위해서, 적응형 필터를 사용해, 심전도 신호에서 베이스 라인 드리프트 제거를 하여 적절한 임계값을 계산하도록 한다. 그리고 필터 처리된 심전도 신호의 최소 값과 최대 값을 사용하여 적절한 임계값이 자동으로 추출 되도록 한다. 그런 다음 심전도 신호로부터 R-피크를 검출하기 위해 임계값 아래에서 'neighborhood searching' 기법이 적용된다. 제안된 방법은 R-피크 검출의 정확도를 향상시키고, 계산 량을 줄여 검출 속도가 보다 빨라지도록 하였다. 다음으로 R-피크 값이 검출 되면, R-R interval 등의 값을 이용해 심박 수를 계산할 수 있도록 한다. 실험결과 심박 수 검출 정확도와 감도가 약 100%로 매우 높았음을 확인할 수 있었다.

인문계와 가사.실업 전문계 고등학생의 '성공적인 노후생활 준비교육'을 위한 가정과 수업의 적용과 효과 -실천적 문제 중심 수업과 강의식 수업을 중심으로- (The Effect of Home economic education teaching plans for students in academic and those in vocational high schools' 'Preparation for Successful aging' in the 'Family life in old age' unit -A comparative study between practical problem-teaching lesson plans and instructor-led teaching and learning plans-)

  • 이종희;조병은
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.105-124
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    • 2011
  • 본 연구는 고령화사회에 대비하기 위하여 인문계와 가사 실업 전문계 고등학생을 대상으로 기술 가정, 가정과학, 인간발달 수업 시간에 자신의 노후를 성공적으로 준비하기 위한 실천적 문제 중심 수업과 강의식 수업을 적용하고, 그 효과를 알아보는데 목적이 있다. 이를 위해 인문계 고등학교와 가사 실업 전문계 고등학교의 정규 교과목 수업 시간에 실험집단은 실천적 문제 중심으로 총 5차시의 수업을 실시하고, 비교집단에는 강의식으로 총 5차시의 수업을 실시하였다. 그리고 실험집단과 비교집단의 사전-사후검사를 분석하여 교수법의 차이, 학교계열의 차이를 알아보았으며, 교수법과 학교계열에 따라 노인에 대한 이해 변인과 노후생활 준비 변인에 차이가 있는지를 알아보았다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위해 인문계 고등학교 4개교, 가사 실업 전문계 고등학교 2개교를 임의표집 하여 총 41학급, 1,263명을 대상으로 하였으며, 2009년 10월부터~2010년 11월까지 총 9명의 교사가 실험집단과 비교집단에 각각 수업을 실시하였다. 자료분석과 통계처리는 SPSS 12.0프로그램을 이용하여 평균과 표준편차, t-검증, 공분산분석을 실시하였다. 인문계와 가사 실업 전문계 고등학생을 대상으로 노후 준비를 위한 가정과 수업을 적용한 결과, 가사 실업 전문계 보다는 인문계에서, 강의식 수업보다는 실천적 문제 중심 수업이 고등학생들의 노인에 대한 이미지, 노인에 대한 지식, 자녀로부터의 부양의식, 노후생활준비도, 노인복지서비스 필요도를 향상시키는데 더 효과가 있는 것으로 나타났다. 이에 따라 실천적 문제 중심 노후 준비 교육의 후속연구로서, 고등학생의 노후준비교육을 일반화 할 수 있도록 보다 많은 학교에서 기술 가정, 가정과학, 인간발달의 정규 교과목 수업에 적용하고 그 효과를 검증하는 연구가 실시되기를 바라며, 고령화 사회에 대한 교육적 대응으로 노후생활 준비교육은 새로운 교육과정에서도 지속적으로 반영되어야 할 것을 제언하였다.

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학습부진아의 청각정보처리와 단기기억력 향상을 위한 음악의 치료적·교육적 접근 (Effect of Therapeutic and Educational strategies using music on improvement of auditory information processing and short-term memory skills for children with underachievement)

  • 정현주
    • 인간행동과 음악연구
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    • 제1권1호
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    • pp.1-10
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    • 2004
  • 음악 활동에 참여하기 위해서는 기본적인 인지기능을 필요로 하는데, 이는 학습에 필요한 기능과도 공통점을 가진다. 음악을 듣고 기억하는 데에 복합적인 의식 활동이 요구되며, 일련의 소리 자극들이 음악으로서 의미를 갖고 기억되기 위해서는 주어진 소리 정보에 내재해 있는 특징들을 지각하고 처리할 수 있는 기능이 요구된다. 여러 선행 연구에서는 음악활동을 통해서 기본적인 학습 기능이 강화될 수 있다는 결과를 제시하였다. 본 연구는 학습부진 아동들이 청각정보처리기술과 단기기억력 강화를 중심으로 구성된 음악치료 세션에 참여하였을 때 음악 활동과 학습에 필요한 인지기능에 향상이 있는지를 보고자 하는 데에 그 목적이 있다. 본 연구에서는 음악 활동 내에서 다루어지는 인지기능을 사정할 수 있는 척도를 개발하여 학습기술 증진을 위한 음악치료 프로그램을 실행 전 후에 각각 실시하였다. 음악인지기술척도(Music Cognitive Skills Test)는 청각 지각인지력과 단기기억력 측정을 중심으로 모두 5 항목으로 구성되어 있는데, 1) 리듬 모방력, 2) 선율 모방력, 3) 음고 구별력, 4) 동화음 구별력, 5) 음보존력으로 구성되어 있다. 본 연구에는 기초학력기능검사 결과를 중심으로 담임교사가 추천한 18명의 초등학교 4, 5, 6학년 학생들이 참여하였으며, 4 개월간 주 2회씩 음악치료 프로그램이 투입되었다. 연구 결과, 리듬 모방력과 선율 모방력은 사후 검사에서 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 그 외에 음고 구별력, 동화음 구별력, 그리고 음보존력에서는 사후검사에서 증가된 결과를 보여주었다. 결과와 함께 본 연구에서는 참여자들이 수행한 시험을 통해서 나타낸 공통점을 분석한 결과 선율모방 보다 리듬모방에서 더 높은 결과를 보여주었다. 이는 리듬이 시간적인 개념만을 다루지만, 선율은 이외에 공간적인 개념이 추가된 것이기 때문에 더 난이도가 높은 작업이라고 분석될 수 있다. 선율 모방에서는 공통적으로 특정 음역에서 어려움을 보였는데, 4도 이상의 음역이 제시되었을 때와 2도의 음역을 가지고 있는 경우는 동일한 음으로 지각되는 경우가 많았다. 이러한 연구결과는 제시된 청각적 정보를 의미있는 단위로 구분하고 이를 이해하고, 기억하여 재생산해내는 작업은 모방은 물론, 음의 구별과 보존에도 필요한 기술임으로, 체계적으로 구성된 음악활동은 이러한 인지기술들을 강화시켜 줄 수 있는 전략으로 활용될 수 있다는 점을 시사한다.

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Lung Perfusion scan에서 SPECT-CT의 Q-Metrix방법과 평면영상 결과 산출방법에 대한 비교평가 (CComparative evaluation of the methods of producing planar image results by using Q-Metrix method of SPECT/CT in Lung Perfusion Scan)

  • 하태환;임정진;도용호;조성욱;노경운
    • 핵의학기술
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    • 제22권1호
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    • pp.90-97
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    • 2018
  • 폐 관류 스캔은 방사성 물질의 폐동맥 내 미세색전증을 이용하여 폐색전증의 진단에 이용되고 있으며, 만성 폐쇄성 질환이나 국소 폐 관류평가 및 조기 폐암발견 등에 이용된다. 또한 폐암환자에서의 수술 및 방사선 치료 전, 후 국소 폐 기능 예측을 위하여 이용된다. 이를 위하여 관류의 정확한 정량화가 필요하다. 이에 본 연구에서는 모든 병변 및 장기에 추적자의 흡수율 정량화가 가능한 SPECT/CT의 Q-Metrix (GE Healthcare, USA)프로그램을 활용하여 실제로 많이 이용되고 있는 평면영상의 두 가지 결과 산출 방법에 대한 상관관계 및 각 엽의 차이를 비교 평가하고자 한다. Discovery NM/CT 670 scanner (GE Healthcare, USA)장비에서 2015년 5월 1일부터 2016년 9월 13일까지 수술 전 폐암환자 50명을 대상으로 시행하였다. 환자에 대하여 $^{99m}Tc-MAA$(macro aggregated albumin) 185 MBq (5 mCi)를 정맥 주사하였고 후면 영상(Posterior view)을 기준으로 전면, 우측면, 좌측면, 우후사면, 좌후사면 영상을 획득하였다. 평면 폐 관류검사 직후 SPECT/CT를 시행하였고 영상의 Processing은 GE사 Xeleris 3.1 Workstation에서 시행하였다. 후방사면 방법은 오른 엽과 왼 엽에 사각형의 관심영역을 설정하였고 RPO영상은 3엽, LPO영상은 2엽으로 나누어 각 엽에 대한 흡수율을 얻었다. 전후 방법은 오른 엽, 왼 엽에 각각 3개의 사각형의 ROI를 설정하여 흡수율을 구하였고 왼 엽은 2엽으로 구분되어 Left middle lobe은 Left upper lobe로 포함시켜 결과를 산출하였다. Q-Metrix Method는 CT영상에 직접 관심 영역(Region of interests, ROI)을 설정하였다. 시상면(Sagittal)영상에서 2개의 Slice마다 ROI를 설정하였고 관심부피(Volume of interest, VOI)를 이용하여 체적에 대한 흡수율을 분석하였다. 통계 분석은 SPSS version 23.(SPSS Inc. USA)를 이용하여 분석하였다. Q-Metrix 방법과 후방사면 방법의 흡수율에 대한 일치 상관관계는 Right upper lobe(RUL)는 0.663, Right middle lobe(RML)는 0.623, Right lower lobe(RLL)는 0.702이고 Left upper lobe(LUL)는 0.754, Left lower lobe(LLL)는 0.823로 가장 높은 상관관계를 보였다. 전후 방법은 RML는 0.035로 흡수율이 증가되어 가장 낮은 상관관계를 보였고, RUL는 0.224, RLL는 0.447로 흡수율이 감소되었다. 왼 엽에서 LUL는 0.643, LLL는 0.456로 나타났다. 전체적인 상관관계는 후방사면 방법은 0.795로 높은 상관관계를 보였고, 전후 방법은 0.161로 나타났다. 각 엽의 차이는 Q-Metrix방법 평균${\pm}$표준편차는 RUL, RML, RLL순서대로 각각 $20.12{\pm}6.21$, $10.86{\pm}3.83$, $24.57{\pm}7.80$이고 LUL, LLL는 각각 $24.34{\pm}6.47$, $20.12{\pm}7.11$로 나타났다. 동일한 순서대로 후방사면 방법의 오른 엽은 $17.4{\pm}5.0$, $10.5{\pm}3.6$, $27.3{\pm}6.0$이었고, 왼 엽은 $21.6{\pm}4.8$, $23.1{\pm}6.6$으로 나타났다. 전후 방법에 대한 오른 엽의 평균${\pm}$표준편차는 $11.6{\pm}4.5$, $26.9{\pm}6.2$, $17.8{\pm}4.2$이고, 왼엽은 $28.4{\pm}4.8$, $15.4{\pm}5.6$로 나타났다. 본 논문에서 Q-Metrix방법에 대한 평면영상의 두 가지 방법 간에는 차이가 있는 것으로 보였다. 전후 방법의 RML는 과대평가 되었으며 RML, RLL는 상대적으로 과소평가 되었고, 모든 엽에서는 통계적으로 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 후방사면 방법은 전후 방법보다 4배정도의 높은 상관관계를 보였고, oblique영상을 활용하여 흡수율이 과대, 과소평가가 되는 것을 줄일 수 있었다. SPECT/CT검사를 시행하지 않거나 planar image 획득 시 후방사면 방법을 이용하면 보다 실용적인 결과 값을 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 또한 많은 환자에 대한 데이터 분석과 호흡에 대한 보정, 객관적인 방법으로 관심영역을 설정한다면 보다 정확한 결과를 산출할 수 있을 것이라 사료된다.