[논문]습도 변화에 따른 뇌파 기반 생체신호 변화에 관한 연구

김명호; 김정민

doi:10.5370/kieep.2013.62.1.050

습도 변화에 따른 뇌파 기반 생체신호 변화에 관한 연구
A Study on the Variation of Physiology Signals based on EEG with Humidity 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.62 no.1, 2013년, pp.50 - 55

김명호 (가천대학교 건축설비공학과) , 김정민 (가천대학교 건축설비공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Subjects with 0.7[clo]'s amount of clothing were estimated on their thermal comfort, concentrativeness, heart rate variability, stress and fatigue degree when given variation in relative humidity to 30, 40, 50, 60, 70, and 80[RH%], in an environmental test room of temperature 25[$^{\circ}C$], illumination 1000[lux] and air velocity 0.02[m/sec], by using EEG, learning ability and HRV. At the result, it was at 50~60[RH%] of relative humidity that subject's thermal comfort and concentrativeness were at the highest while stress were at the lowest, and it was at 60[RH%] of relative humidity that heart rate variability was most stabilized. It was found that when temperature and humidity of the environmental test room are at 25[$^{\circ}C$] and 50~60[RH%], subject's productivity and psychological state are least affected.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 논문에서는 대뇌피질의 전기적 활동을 측정하여 뇌기능의 변화를 관찰하는 뇌파측정법(Electroencephalography, 이하 EEG), 외부 자극의 변화에 따라 인체 자율신경계의 변화를 측정 하는 심박동 변이도(Heart Rate Variability, 이하 HRV) 검사 및 학습능력 측정에 의한 집중도 패턴 변화를 관찰하여 습도 변화에 따른 피험자들의 심리적 및 생리적인 반응의 차이를 분석함으로써 근무자가 가장 높은 생산성을 발휘할 수 있는 습도조건을 찾고자 한다.

제안 방법

온도 25[℃], 조도 1,000[lux] 및 기류속도 0.02[m/sec]의 인공기후실에서 상대습도를 30, 40, 50, 60, 70 및 80[RH%]로 변화시키면서 0.7[clo] 착의량을 한 피험자들의 쾌적성, 집중력, 심박동변이도, 스트레스 및 피로도를 EEG, 학습능력 및 HRV를 사용하여 측정하였다.
인공기후실의 조건은 미국 공기조화냉동공학회의 쾌적 범위[5]를 만족하는 온도 25[℃], 조도 1000[lux] 및 기류 속도 0.02[m/sec]가 유지되도록 하였으며, 상대습도를 30, 40, 50, 60, 70 및 80[RH%]로 변화되는 공간에서 20분 이상 안정을 시킨 후 피험자 1명당 눈을 감은 폐안상태에서의 기초율동을 각각 5분간 측정하였다.

대상 데이터

심박동변이도, 스트레스 및 피도로는 전문 스트레스 측정장비인 SA-3000P(Medicore. Co. Ltd., Korea)를 사용하여 좌측 손목, 우측 손목 및 좌측 발목에 각각 전극을 부착시킨 후 안정상태에서 뇌파 측정과 동시에 5분간 측정하였다.
피실험자 집단은 건강 상태를 점검하여 20명의 남자 대학생으로 선정하였으며, 기본적인 신체 조건은 표 2와 같다.

성능/효과

그 결과 25[℃]의 인공기후실이 50∼60[RH%]의 상대습도로 유지될 때 피험자들의 쾌적성과 집중력이 가장 높아지고 스트레스가 가장 감소되었으며, 심박동변이도는 60[RH%]의 상대습도에서 가장 안정한 상태를 유지하였다.
인공기후실의 온도가 25[℃]일 때, 습도 60[RH%]에 비해 80[RH%]에서 절대 midα파 86[%] 감소, 절대 Lowβ파 77[%] 감소, SDNN 31[%] 감소 및 스트레스지수 23[%] 증가한 결과를 미루어 온도가 25[℃], 습도 60[RH%]일 때 피험자의 생산성 및 심리적 상태에 미치는 영향이 최소가 된다는 것을 알 수 있었다.

후속연구

본 실험은 12월∼2월의 동절기에 0.7[clo]의 착의량으로 이루어졌기 때문에 피험자들의 상대습도에 의한 온열감에 대한 선호도가 하절기와 다를 것이라고 사료되는 바, 향후 하절기에도 동일한 조건으로 측정을 하여 빌딩증후군을 최소화하면서 업무생산성을 최대로 향상시킬 수 있는 온도와 상대습도의 결합 조건을 확립하는 것이 과제라고 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	빌딩증후군의 발생원인은?	이러한 실내공간에서 하루 중 80% 이상의 시간을 생활함으로 인하여 발생하는 빌딩증후군(Sick Building Syndrome, 이하 SBS)이라는 실내관련 질병과 이것에 의한 생산성 변화에 대한 연구가 미국이나 유럽에서 활발하게 진행되어 왔다.[1]
	겨울철이 아닌 중간기의 평균상대습도는 어떠했는가?	국내에서도 최적조건의 제어가 가능한 인텔리전트빌딩의 거주 후 실내온열환경평가[2]에 의하면 계절별 사무실에 대한 근무자의 온열감이나 쾌적감은 평균적으로 중립을 나타내었으나, 습도에 대하여는 겨울철이 아닌 중간기의 평균상대습도가 32.2[RH%]로서 보건복지부 공중위생관리법의 최저기준치인 40[RH%]에 도달하지 못하였으며, 5월은 응답자의 68.5%, 1월은 응답자의 80.6%가 낮은 건조감을 개선해야 할 사항이라고 응답한 것으로 미루어 일반 건축물의 습도와 관련된 실내 환경은 이보다 더욱 심각할 것으로 판단된다.

참고문헌 (18)

Volker Hartkopf etal, "Linking Energy to Health and Productivity in the Built Enviroment", USGBC 2003 Greenbuild Conference, pp.E.1-E.12, 2004.
김효진 외 1인, "VAV 시스템을 사용하는 인텔리전트 사무소 건물의 거주 후 실내온열환경 평가", 한국생활 환경학회지, 12권, 1호, pp.7-12, 2005.

상세보기
김명호, "시각적 자극에 의한 뇌파 기반 생체신호에 관한 연구", 대한설비관리학회, 제16권, 1호, pp.61-66, 2011.
최정화 외 1인, "써멀마네킨을 이용한 단일 의복의 중량과 보온력에 관한 연구", 한국의류학회지, Vol.33, No.2, pp.173-186, 2009.

원문보기 상세보기
ASHRAE Handbook Fundamentals, pp. 8.12-8.20, 2001 SI Edition.
문덕홍외 3인, "음향진동장치에 의한 인체의 스트레스 저감효과", 한국동력기계공학회, 11권, 2호, pp.32-37, 2007.
김성운 외 4인, "EEG 바이오피드백 훈련이 지적장애아동의 주의집중력과 뇌파변화에 미치는 영향", 지적장애 연구, 제11집, 4호, pp.117-136, 2009.
윤용현 외 3인, "뇌파를 이용한 암산작업시의 집중도평가", 한국감성과학회, 추계학술대회, pp.53-56, 2000.
정소라 외 4인,"Wavelet Transform을 이용한 시청각 학습시의 전두부 뇌파 활성도에 관한 연구",대한전기학회 하계학술대회, pp.12-14, 2006.
서인석, "뇌파 비교를 통한 안정 상태평가에 관한 연구", 디지털콘텐츠학회 논문지, 제7권, 제1호, pp.47-48, 52, 2006.

원문보기 상세보기
이준석 외 3인, "주요우울증에서 우울과 불안 증상의 심각도에 따른 뇌파 A1, A2, Percent 비대칭 지표들의 특성 연구", J Korean Neuropsychiatr Assoc. Vol.46, No.2, pp.179-184, 2007.
R.J.Davidson, "Anterior cerebral asymmetry and the nature of emotion", Brain and Cognition, Vol.20, No.3, pp.125-151, 1992.

상세보기
백기자외 2인, "정상인 집단과 비만인 집단간의 뇌파 차이 분석 및 집단별 뇌파차이 분석 연구", 한국정신과학학회, 25회 추계학술대회, pp.233-246, 2006.
안예진외 3인,"색채의 정신생리학적 영향에 대한 자발 뇌파 분석". 한국인터넷정보학회, 7권, 1호, pp.565-569, 2006.
박진수, "？中穴 침자극이 정상성인의 심박변이도에 미치는 영향", 원광대학교 일반대학원 석사학위논문, pp.22-23, 2010.
김경훈외 4인, "하계 인공환경실험에서의 온열쾌적 특성", 공기조화 냉동공학회, 10권, 3호, pp.368-377, 1998.
Anderson etal, "An examination of perceived control, humor, irrational beliefs and positive stress as moderators of the relation between negative stress and health", Basic and Applied Social Psychology, Vol.10, No.2, pp.110-117, 1989.
조수헌 외 1인, "Office Building에서 실내습도가 근무 자의 건강에 미치는 영향", 대한산업의학회지, 2권, 2 호, pp.123-133, 1990.

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