선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 아날로그 맥진기 시스템에 문제점을 보완하기 위한 방안의 하나로 전자 맥진기 시스템의 중요한 부분이라 할 수 있는 디지털 필터를 설계하기 위하여 신호의 특징점 추출을 위한 C-spline 보간법을 이용하고[8], signal modeling에 Prony's method로 디지털 필터를 설계하는 방법을 제안 하였다.
- 본 논문에서는 이러한 아날로그 맥진기 시스템에 문제점을 보완하기 위하여 신호의 특징점 추출에서 C-spline 보간법과 에러율이 작은 Prony's method를 이용하여 디지털 필터를 설계하는 방법을 제안 하였다.
제안 방법
- 그리고 신호의 특징점 추출에 문제점을 보완하기 위한 방법의 하나로 Prony's method 방법으로 디지털 필터를 설계하여 그림 3과 같이 디지털 맥진기의 시스템을 구성하였다.
- 기존의 아날로그 맥진기 파형을 기준으로 디지털 맥진기의 기본입력 파형을 구성하였다. 그림 6은 아날로그 맥진기를 분석하기 위하여 사용하였던 기본 입력 파형의 모양이며, 이 파형은 맥진학의 이론을 바탕으로 구성하였고 그 내용은 다음과 같다.
- 네 번째로 아날로그 시스템은 위상각의 크기를 가지고 맥파를 구별하였다. 위상각의 크기는 맥파를 미분하여 분석된 특징점의 개수를 말하는데, 아날로그 시스템에서는 이 꼭지점의 개수에 의해 맥박 수가 빠른 맥과 맥박 수가 느린 맥을 구분하였다.
- 다섯번째로 맥파의 모양 분석은 디지털 시스템에서 크기와 넓이, 면적 값, 시간차의 데이터를 실시간으로 구해 맥파의 모양을 분석할 수 있는 알고리즘을 제안하여 맥파가 삽맥(澁脈)인지, 활맥(滑脈)인지 아니면 가는 맥(脈) 인지, 둥근 맥(脈)인지를 구분하였다.
- 디지털 맥진기를 구성하기 위하여 아날로그 맥진기 회로내의 각 소자들에 잡음 등이 실려 있는 신호를 그대로 수식 화하여 디지털로 구성한다는 것은 문제가 있다. 따라서 기존의 아날로그 보드부분을 그대로 사용하고 아날로그 보드에서 갈바노메타에 들어가는 신호를 가지고 연산을 거쳐 원하는 신호를 만들게 되었다.
- 한방의학의 28가지의 맥상 분석 방법과 기존의 맥파의 분석 방법을 이용해 알고리즘 분석하고 기존의 아날로그 시스템의 맥파 분석 방법과 디지털 시스템의 맥파 분석 방법을 분석하였다. 또한 기존의 아날로그 시스템에서 분석이 불가능 하였던 맥파의 모양을 분석할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 먼저 기존의 5가지의 분석 방법을 디지털 시스템에 적용하여 분석하였다.
- 본 논문에서는 이러한 아날로그 맥진기 시스템에 문제점을 보완하기 위하여 신호의 특징점 추출에서 C-spline 보간법과 에러율이 작은 Prony's method를 이용하여 디지털 필터를 설계하는 방법을 제안 하였다. 또한, 맥파 분석 방법에서 분석이 어려웠던 맥파의 모양을 정확하게 분석할 수 있는 새로운 맥파 분석 알고리즘을 제안하였다. 증폭 단 이후 제안된 필터 설계방법을 이용하여 전자 맥진기 시스템을 구성하고, 제안된 맥파 분석 알고리즘을 이용하여 맥파를 분석한 결과 아날로그 시스템에서 분석이 어려웠던 맥파를 그래픽 처리하여 더욱 정확하고 깨끗하게 분석할 수 있음을 확인할 수가 있었다.
- 그리고 신호의 특징점 추출에 문제점을 보완하기 위한 방법의 하나로 Prony's method 방법으로 디지털 필터를 설계하여 그림 3과 같이 디지털 맥진기의 시스템을 구성하였다. 또한, 앞서 언급된 아날로그 시스템의 3가지 문제점인 증폭 단 이후 입력신호의 과도한 증폭으로 맥파의 Clipping현상이 발생되어 맥파의 모양을 정확하게 분석할 수 없는 점과 맥파의 모양, 크기 등을 정확하게 분석할 수 없는 문제점들을 해결하고, 기존의 아날로그 시스템에서 보상되지 않은 특징점을 구하여 맥파를 분석하므로써 정확성이 떨어진 점을 보완하기 위하여, 시스템에 입력된 맥파 그대로를 분석할 수 있는 전자 맥진기 시스템과 새로운 맥파 분석 알고리즘을 제안하였다.
- 본 논문에서는 아날로그 맥진기 시스템에 문제점을 보완하기 위한 방안의 하나로 전자 맥진기 시스템의 중요한 부분이라 할 수 있는 디지털 필터를 설계하기 위하여 신호의 특징점 추출을 위한 C-spline 보간법을 이용하고[8], signal modeling에 Prony's method로 디지털 필터를 설계하는 방법을 제안 하였다. 또한, 증폭 단 이후 입력신호의 과도한 증폭으로 맥파의 Clipping현상이 발생되어 맥파의 모양을 정확하게 분석할 수 없는 문제점을 해결하고[9][10], 기존의 아날로그 시스템에서 보상되지 않은 특징점을 구하여 맥파를 분석하므로써 정확성이 떨어진 점을 보완하기 위하여 시스템에 입력된 맥파 그대로를 분석할 수 있는 전자 맥진기 시스템과 새로운 맥파 분석 알고리즘을 제안하였다. 제안된 필터 설계방법과 알고리즘을 적용할 수 있는 전자 맥진기 시스템의 출력 파형이 아날로그 맥진기의 출력 파형과 비교하여 아주 유사하면서 파형이 깨끗하고, 분석이 어려웠던 맥파를 분석할 수 있음을 확인하였다.
- 또한 기존의 아날로그 시스템에서 분석이 불가능 하였던 맥파의 모양을 분석할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 먼저 기존의 5가지의 분석 방법을 디지털 시스템에 적용하여 분석하였다.
- 제안한 알고리즘을 가지고 그림 15과 같은 방법으로 맥파를 분석하여 그 결과를 비교하였다. 먼저 아날로그 시스템과 디지털 시스템에 같은 맥파를 입력하였으며, 아날로그 시스템은 기존의 맥파 분석 방법을 이용해 맥파를 분석하였고, 디지털 시스템은 제안된 알고리즘을 가지고 맥파를 분석하으며, 이러한 과정으로 환자 10명을 진맥하여 병을 진단하였다.
- 세 번째 문제점에는 한방의학의 28맥 분석방식인 맥의 크기, 맥의 모양 등을 무시하고 ECG의 신호 분석과 같은 특징점을 맥파에서 추출하여 신호를 분석하였다는 것이다. ECG 즉 심전도는 심방과 심실로 파급되는 전기적인 변화를 나타내고 있다.
- 실험 결과 계수의 수는 많지만 오차율이 가장 작은 Prony's method가 가장 적합하여 본 논문에서는 이 방법을 이용하여 디지털 맥진기를 구성하였다.
- 이와 같은 정리를 이용하여 출력의 꼭지점에 숫자가 11개가 되도록 그림 6과 같이 2개의 꼭지점을 갖는 구형파를 입력신호의 기준 파형으로 하였으며, 이 입력에 의한 그림 7과 같은 출력 파형을 얻을 수 있었다.
- 한방의학의 28가지의 맥상 분석 방법과 기존의 맥파의 분석 방법을 이용해 알고리즘 분석하고 기존의 아날로그 시스템의 맥파 분석 방법과 디지털 시스템의 맥파 분석 방법을 분석하였다. 또한 기존의 아날로그 시스템에서 분석이 불가능 하였던 맥파의 모양을 분석할 수 있는 알고리즘을 제안하였다.
데이터처리
- 따라서 본 논문에서는 3가지의 signal method중에서 error율이 가장 작은 Prony’s method를 이용하여 디지털 필터를 설계하게 되었다. 각 method의 계수의 값은 표 1과 같으며, Matlab를 이용하여 계수 값과 error율을 구하였다.
- 제안한 알고리즘을 가지고 그림 15과 같은 방법으로 맥파를 분석하여 그 결과를 비교하였다. 먼저 아날로그 시스템과 디지털 시스템에 같은 맥파를 입력하였으며, 아날로그 시스템은 기존의 맥파 분석 방법을 이용해 맥파를 분석하였고, 디지털 시스템은 제안된 알고리즘을 가지고 맥파를 분석하으며, 이러한 과정으로 환자 10명을 진맥하여 병을 진단하였다.
이론/모형
- 기존의 아날로그 시스템의 입력부분에는 Piezo Sensor를 사용하였으며 디지털 시스템도 같은 센서를 사용하였다. Analog Board는 Op-Amp를 가지고 미분 시스템을 구성하였으며, 출력 부분은 Galvanometer를 이용하였다. Galvanometer는 열전식 프린터를 말하는데, 히터 팬에 전기를 가하여 열을 발생하여 기록지에 맥파의 모양을 기록하는 장치이다.
- 따라서 본 논문에서는 3가지의 signal method중에서 error율이 가장 작은 Prony’s method를 이용하여 디지털 필터를 설계하게 되었다.
- 그림 7의 디지털 맥진기 시스템에서 맥진기에 맞는 디지털 필터를 설계하기 위한 계수 값을 구하기 위해 기본 맥파로 그림 9의 출력 파형에서 보여준 것과 같은 11개의 꼭지점을 가진 아날로그 출력이 필요하다. 여기서 11개의 꼭지점 값들을 얻을 수 있으나 이렇게 얻어진 값들은 사이에 빈 데이터를 가지고 있으므로 이 부분에 C-spline 보간법을 이용하여 데이터 값을 넣어 주었다. 이렇게 만들어진 신호를 가지고 함수를 만들기 위해서 signal modeling에서 오차 값이 가장 작은 값을 가진 method를 이용하였다.
- 여기서 11개의 꼭지점 값들을 얻을 수 있으나 이렇게 얻어진 값들은 사이에 빈 데이터를 가지고 있으므로 이 부분에 C-spline 보간법을 이용하여 데이터 값을 넣어 주었다. 이렇게 만들어진 신호를 가지고 함수를 만들기 위해서 signal modeling에서 오차 값이 가장 작은 값을 가진 method를 이용하였다. Mc-brige modeling은 13개의 계수를 가지고 유사한 신호를 추출할 수 있으나 그림 14에서 보면 신호의 끝부분에 약간의 발산이 이루어져 의료신호로 사용하기에는 부적절한 것으로 나타났으며, error율은 0.
성능/효과
- 이유는 유효 신호의 값에 따라 맥의 실(實), 허(虛)를 구분할 수 있으며, 육각맥에 기본이 되는 맥상 이 외의 맥을 구분 할 수 있기 때문이다. A 환자는 맥의 유효신호가 30 ~ 90mmHg으로 나타났으며 90mmHg이상의 압력을 주었을 때 맥이 사라지는 것을 알았다. 이러한 데이터를 기본으로 그림 16 아날로그 시스템의 출력을 분석하였다.
- 여기서 기울기 값만을 가지고 맥파을 분석하기에는 충분한 분석이 이루어 질 수 없으며, 맥파를 미분하면 신호의 본 특성을 잃어버릴 수 있는 문제점들이 있다. 다음으로 경계선 검출자에 의한 연산자법은 ECG신호분석 방식을 맥파에 적용하여 분석하는 하나의 방식으로 신호를 검출하는 목적과 위치가 다르기 때문에 정확한 맥파 분석을 위해 적용하는데 문제점들이 나타났다. 그리고 특징점 분석방법을 이용하여 맥파를 분석할 경우 맥파의 특징점 만을 추출하여 분석이 이루어지므로 정확한 분석을 위하여 보완이 요구된다.
- 옛 부터 진료자의 느낀점과 크기는 서로 달랐어도 표현 방법은 같아 이와 같은 맥파 분석 알고리즘 제안이 가능하게 되었으며, 제안된 알고리즘에 의한 맥파 분석 결과는 기존의 아날로그 방법에 의한 분석 방법보다 더욱 정확하고 효과적인 맥파 분석이 이루어 졌음을 실험을 통하여 확인하였다.
- 이렇게 기존의 맥파 분석 방법과 제안된 알고리즘을 이용한 분석에서 제안된 알고리즘을 이용한 디지털 시스템의 분석률이 뛰어난 것을 알았으며, 또한 맥파를 그대로 분석하여 한방의학의 맥파 분석 방법을 그대로 적용하여 분석할 수 있다는 것을 알 수가 있다.
- 여기서 말하는 유효 값이란 진맥을 할 때 압력을 주입하게 되는데 이렇게 주입된 압력에 따라 맥이 사라지기 전까지의 값이다. 이렇게 분석된 맥파들의 결과를 가지고 비교하여, 제안된 알고리즘 분석이 기존의 아날로그 시스템과 같은 결과를 포함하고, 또한 분석하지 못하였던 맥파의 모양을 분석할 수 있다는 것을 실험을 통하여 확인할 수 있었다.
- 또한, 증폭 단 이후 입력신호의 과도한 증폭으로 맥파의 Clipping현상이 발생되어 맥파의 모양을 정확하게 분석할 수 없는 문제점을 해결하고[9][10], 기존의 아날로그 시스템에서 보상되지 않은 특징점을 구하여 맥파를 분석하므로써 정확성이 떨어진 점을 보완하기 위하여 시스템에 입력된 맥파 그대로를 분석할 수 있는 전자 맥진기 시스템과 새로운 맥파 분석 알고리즘을 제안하였다. 제안된 필터 설계방법과 알고리즘을 적용할 수 있는 전자 맥진기 시스템의 출력 파형이 아날로그 맥진기의 출력 파형과 비교하여 아주 유사하면서 파형이 깨끗하고, 분석이 어려웠던 맥파를 분석할 수 있음을 확인하였다.
- 또한, 맥파 분석 방법에서 분석이 어려웠던 맥파의 모양을 정확하게 분석할 수 있는 새로운 맥파 분석 알고리즘을 제안하였다. 증폭 단 이후 제안된 필터 설계방법을 이용하여 전자 맥진기 시스템을 구성하고, 제안된 맥파 분석 알고리즘을 이용하여 맥파를 분석한 결과 아날로그 시스템에서 분석이 어려웠던 맥파를 그래픽 처리하여 더욱 정확하고 깨끗하게 분석할 수 있음을 확인할 수가 있었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.