색채 환경에 따라 인지반응의 상관관계를 분석한 결과가 다양한 산업분야에 적용되고 있다. 특히, 의학 분야에서 색채 환경기반 생체신호를 수집하여 환자 상태의 파악과 치료 그리고 뇌활동의 규명에 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 기존 연구들은 색채조명 또는 LED를 이용한 색채 환경을 구축하여 다양한 실험을 진행하고 있으나 다른 광원에 노출 되어 심리적인 영향을 주는 문제점을 갖고 있다. 따라서, 본 논문에서 제안하는 시스템은 HMD(Head-Mounted-Display)를 이용하여 피험자에게 완벽한 색채 환경조건을 제공하고자 한다. 그리고 인체반응정도 측정을 위해 기억력-주의력 테스트하는 동안 BMS(Bio-Medical-System)으로 생체정보를 수집하여 색채별 인체반응정도 측정뿐만 아니라 심리적인 변화에 대한 상관관계를 확인할 수 있는 시스템을 제안한다. 제안한 시스템을 통하여 수집하는 생체정보는 심전도(ECG), 호흡(Respiration), 산소포화도(SpO2), 임피던스(Bio-Impedance), 혈압(Blood-Pressure) 이며 데이터베이스에 저장한다. 이와함께, 인체의 인지반응을 측정하기위해 기억력-주의력 테스트는 앱으로 구현하여 색채 조건별 인지반응 정보를 측정하고 결과를 확인 할 수 있다. 제안한 시스템을 통하여 수집된 인체반응정보를 활용하여 생리학적 정보의 정량화하는 연구를 진행할 수 있으며, 색채 환경과 생리학적 정보의 상관관계를 분석하여 의학적 진단 및 치료에 응용이 될 것으로 기대한다. 향후 연구로 구축한 시스템을 통해 수집된 데이터를 분석 및 시각화 기능을 추가하고, 치매 질환의 예측 및 치료를 위한 시스템으로 확장하여 재활프로그램으로서의 유효성을 평가하고자 한다.
색채 환경에 따라 인지반응의 상관관계를 분석한 결과가 다양한 산업분야에 적용되고 있다. 특히, 의학 분야에서 색채 환경기반 생체신호를 수집하여 환자 상태의 파악과 치료 그리고 뇌활동의 규명에 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 기존 연구들은 색채조명 또는 LED를 이용한 색채 환경을 구축하여 다양한 실험을 진행하고 있으나 다른 광원에 노출 되어 심리적인 영향을 주는 문제점을 갖고 있다. 따라서, 본 논문에서 제안하는 시스템은 HMD(Head-Mounted-Display)를 이용하여 피험자에게 완벽한 색채 환경조건을 제공하고자 한다. 그리고 인체반응정도 측정을 위해 기억력-주의력 테스트하는 동안 BMS(Bio-Medical-System)으로 생체정보를 수집하여 색채별 인체반응정도 측정뿐만 아니라 심리적인 변화에 대한 상관관계를 확인할 수 있는 시스템을 제안한다. 제안한 시스템을 통하여 수집하는 생체정보는 심전도(ECG), 호흡(Respiration), 산소포화도(SpO2), 임피던스(Bio-Impedance), 혈압(Blood-Pressure) 이며 데이터베이스에 저장한다. 이와함께, 인체의 인지반응을 측정하기위해 기억력-주의력 테스트는 앱으로 구현하여 색채 조건별 인지반응 정보를 측정하고 결과를 확인 할 수 있다. 제안한 시스템을 통하여 수집된 인체반응정보를 활용하여 생리학적 정보의 정량화하는 연구를 진행할 수 있으며, 색채 환경과 생리학적 정보의 상관관계를 분석하여 의학적 진단 및 치료에 응용이 될 것으로 기대한다. 향후 연구로 구축한 시스템을 통해 수집된 데이터를 분석 및 시각화 기능을 추가하고, 치매 질환의 예측 및 치료를 위한 시스템으로 확장하여 재활프로그램으로서의 유효성을 평가하고자 한다.
The result of analyzing the cognitive reaction due to the color environment has been applied to various filed especially in medical field. Moreover, the study about the identification of patient's condition and examination the brain activity by collecting the bio-signal based on the color environmen...
The result of analyzing the cognitive reaction due to the color environment has been applied to various filed especially in medical field. Moreover, the study about the identification of patient's condition and examination the brain activity by collecting the bio-signal based on the color environment is being actively conducted. Even though, there were a variety of experiments by convention the color environment using a light or LED color, it still has a problem that affects the psychological information. Therefore, our proposed system using a HMD (Head Mounting display) to provide a completed color environment condition. This system uses the BMS(Biomedical System) to collect the biometric information which responds to the specific color condition and the human body response information can be measured by the development the Memory and Attention test on Mobile phone. The collection of Biometric information includes electro cardiogram(ECG), respiration, oxygen saturation (Sp02), Bio-impedance, blood pressure will store in the database. In addition, we can verify the result of the human body reaction in the color environment by Memory and Attention application. By utilizing the reaction of the human body information that is collected thought the proposed system, we can analyze the correlation between the physiological information and the color environment. And we also expect that this system can apply to the medical diagnosis and treatment. For future work, we will expand the system for prediction and treatment of Alzheimer disease by analyzing the visualization data through the proposed system. We will also do evaluation on the effectiveness of the system for using in the rehabilitation program.
The result of analyzing the cognitive reaction due to the color environment has been applied to various filed especially in medical field. Moreover, the study about the identification of patient's condition and examination the brain activity by collecting the bio-signal based on the color environment is being actively conducted. Even though, there were a variety of experiments by convention the color environment using a light or LED color, it still has a problem that affects the psychological information. Therefore, our proposed system using a HMD (Head Mounting display) to provide a completed color environment condition. This system uses the BMS(Biomedical System) to collect the biometric information which responds to the specific color condition and the human body response information can be measured by the development the Memory and Attention test on Mobile phone. The collection of Biometric information includes electro cardiogram(ECG), respiration, oxygen saturation (Sp02), Bio-impedance, blood pressure will store in the database. In addition, we can verify the result of the human body reaction in the color environment by Memory and Attention application. By utilizing the reaction of the human body information that is collected thought the proposed system, we can analyze the correlation between the physiological information and the color environment. And we also expect that this system can apply to the medical diagnosis and treatment. For future work, we will expand the system for prediction and treatment of Alzheimer disease by analyzing the visualization data through the proposed system. We will also do evaluation on the effectiveness of the system for using in the rehabilitation program.
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문제 정의
따라서, 본 논문은 HMD형태의 웨어러블 디바이스를 이용하여 기존 연구의 색채 조명환경의 시각적인 문제점을 해결하는 시스템을 제안하였다. 또한, 기존 연구들은 색채 조명환경에서 다양한 생체정보를 측정하는데 중점을 두었지만, 우리의 연구는 색체환경에서 기억력-주의력 인지능력평가에 따르는 생체정보를 측정하는 시스템을 구축하고자 한다.
향후 연구로 색채별 수집된 생체신호 빅데이터의 상계 규명을 위한 분석 기능을 추가할 예정이다. 또한 특정 고령환자의 질환에 중점을 둔 재활 프로그램 개발과 함께 시스템의 유효성을 평가하고자 한다.
따라서, 본 논문은 HMD형태의 웨어러블 디바이스를 이용하여 기존 연구의 색채 조명환경의 시각적인 문제점을 해결하는 시스템을 제안하였다. 또한, 기존 연구들은 색채 조명환경에서 다양한 생체정보를 측정하는데 중점을 두었지만, 우리의 연구는 색체환경에서 기억력-주의력 인지능력평가에 따르는 생체정보를 측정하는 시스템을 구축하고자 한다.
또한 기존연구와는 달리 인체반응 측정에 활용되는 기억력-주의력 테스트를 진행하는 동안 BMS로부터 생체신호를 수집하는 시스템을 구축하였다. 본 논문에서 제시한 시스템으로부터 수집된 생체정보를 활용하여 새로운 생리학적 마커 개발 연구에 기반이 될 것이며, 생리학적 정보를 정량화 하는 연구를 진행하고자 한다. 이를 기반으로 의학적 진단 및 치료 그리고 재활환자에게 도움이 관관될 것으로 기대한다.
본 연구는 색채 환경에서 인간의 인지적 반응을 측정하기 위한 기존의 기억력과 주의력 테스트에 대한 피험자의 심리적인 변화에 따라 달라지는 문제점을 최소화하고 완벽한 색채 환경 하에서 실험하기 위한 환경을 구축하는데 중점을 두었다
본 연구에서는 스마트 디바이스 기반의 색채별 인지능력 평가는 주의력 테스트(endogenous visuospatial attention task, EVAT)와 모양과 글자에 대한 기억력 검사(one back working memory task, OWMT)를 개발하였다. 그림 7은 기억력-주의력 평가에 대한 예를 보이고 있다.
인지능력평가는 색채환경을 기반으로 한 기억력-주의력 테스트를 앱으로 구현하여 정확도(accuracy) 위주의 결과를 저장하였다. 색채별 인지능력평가에 따른 결과 그리고 평가 중의 생체신호는 데이터베이스에 저장하여 치매 또는 재활 치료 등에 적용하기 위한 기초데이터로 제공하고자 한다.
인체반응 측정 방법은 그림 7과 같이 구현하였으며 기억력 평가는 처음 단어가 나온 후 랜덤 형식으로 단어가 나오게 된다. 이에 피험자는 3가지의 단어를 기억하여 처음과 세 번째 나온 단어를 기억하여 클릭을 하는 인지능력 평가 방법이다. 주의력 평가는 중앙에 마름모꼴의 도형이 위치하며 중앙의 마름모를 중심으로 좌측 및 양 우측 간 방향을 표시하는 화살표가 나타나며 큐가 주어진 후 200～400msec 후 양 측에서 타겟이 나타나며 이때 터치를 하는 인지능력 평가 방법이다.
제안 방법
이를 위해 HMD(Head Mounted Display)기반의 웨어러블 디바이스를 이용하여 앞서 언급한 문제점을 해결하고, Bio-Medical-System(BMS)을 이용하여 생체신호를 측정 할 수 있는 시스템 환경을 구축하였다. 그리고 이러한 환경에서 인지능력평가에 따르는 생체정보로 심전도(ECG), 호흡(Respiration), 임피던스(Bio- Impedance) 그리고 산소 포화도(Puls-Oxymeter), 혈압(Blood-Pressure)을 수집하여 색채별 생체신호의 상관관계를 분석할 수 있는 모니터링 시스템을 개발하였다.
따라서, 본 연구에서 제안하는 인체 반응 시스템은 HMD형태의 웨어러블 디바이스를 활용하여 시각적인 문제점을 해결하여 완벽한 색채 환경을 제공한다. 또한 기존연구와는 달리 인체반응 측정에 활용되는 기억력-주의력 테스트를 진행하는 동안 BMS로부터 생체신호를 수집하는 시스템을 구축하였다.
따라서, 본 연구에서 제안하는 인체 반응 시스템은 HMD형태의 웨어러블 디바이스를 활용하여 시각적인 문제점을 해결하여 완벽한 색채 환경을 제공한다. 또한 기존연구와는 달리 인체반응 측정에 활용되는 기억력-주의력 테스트를 진행하는 동안 BMS로부터 생체신호를 수집하는 시스템을 구축하였다. 본 논문에서 제시한 시스템으로부터 수집된 생체정보를 활용하여 새로운 생리학적 마커 개발 연구에 기반이 될 것이며, 생리학적 정보를 정량화 하는 연구를 진행하고자 한다.
또한, 색채 환경에서 뇌 활동의 변화에 대한 연구는 그림 2와 같은 환경에서 피험자를 Red와 Blue에 노출시켜 시간에 따른 뇌 활동의 변화를 측정하였다. 시간에 따른 결과를 그림 3과 같이 나타내었다.
주의력 평가는 중앙에 마름모꼴의 도형이 위치하며 중앙의 마름모를 중심으로 좌측 및 양 우측 간 방향을 표시하는 화살표가 나타나며 큐가 주어진 후 200～400msec 후 양 측에서 타겟이 나타나며 이때 터치를 하는 인지능력 평가 방법이다. 이러한 색채 기반 인지능력 평과 앱과 생체신호를 매핑 하여 10명의 피험자를 대상으로 인체반응 정보를 측정하였다.
이를 위해 HMD(Head Mounted Display)기반의 웨어러블 디바이스를 이용하여 앞서 언급한 문제점을 해결하고, Bio-Medical-System(BMS)을 이용하여 생체신호를 측정 할 수 있는 시스템 환경을 구축하였다. 그리고 이러한 환경에서 인지능력평가에 따르는 생체정보로 심전도(ECG), 호흡(Respiration), 임피던스(Bio- Impedance) 그리고 산소 포화도(Puls-Oxymeter), 혈압(Blood-Pressure)을 수집하여 색채별 생체신호의 상관관계를 분석할 수 있는 모니터링 시스템을 개발하였다.
특히, HMD형태의 웨어러블 디바이스를 이용하여 기존 색채조명 환경의 시각적인 문제점을 해결하여 피시험자에게 완벽한 몰입환경을 제공하는 환경에서 생체신호를 측정하는 시스템을 제안하였다. 인지능력평가는 색채환경을 기반으로 한 기억력-주의력 테스트를 앱으로 구현하여 정확도(accuracy) 위주의 결과를 저장하였다.
후속연구
본 논문에서 제시한 시스템으로부터 수집된 생체정보를 활용하여 새로운 생리학적 마커 개발 연구에 기반이 될 것이며, 생리학적 정보를 정량화 하는 연구를 진행하고자 한다. 이를 기반으로 의학적 진단 및 치료 그리고 재활환자에게 도움이 관관될 것으로 기대한다.
향후 연구로 색채별 수집된 생체신호 빅데이터의 상계 규명을 위한 분석 기능을 추가할 예정이다. 또한 특정 고령환자의 질환에 중점을 둔 재활 프로그램 개발과 함께 시스템의 유효성을 평가하고자 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
색채별 생체신호의 상관관계를 분석할 수 있는 모니터링 시스템은 어떤 생체정보를 수집하였는가?
이를 위해 HMD(Head Mounted Display)기반의 웨어러블 디바이스를 이용하여 앞서 언급한 문제점을 해결하고, Bio-Medical-System(BMS)을 이용하여 생체신호를 측정 할 수 있는 시스템 환경을 구축하였다. 그리고 이러한 환경에서 인지능력평가에 따르는 생체정보로 심전도(ECG), 호흡(Respiration), 임피던스(Bio- Impedance) 그리고 산소 포화도(Puls-Oxymeter), 혈압(Blood-Pressure)을 수집하여 색채별 생체신호의 상관관계를 분석할 수 있는 모니터링 시스템을 개발하였다.
기존의 연구의 시스템 구성에서 색채 조명 환경을 구성하기에 부족한 이유는 무엇인가?
그러나 이러한 연구의 시스템 구성에서는 환자들의 시각에 다른 광원의 색채도 함께 노출되기 때문에 완벽한 색채 조명 환경을 구성하기에는 부족하다.
인지능력 평가의 결과로 어떤 데이터가 저장되는가?
인지능력 평가방법을 실험한 피험자는 피험자의 정보와 인지능력 평과 결과는 데이터베이스에 저장하였다. 저장되는 데이터는 피험자 정보 및 실험시간, 정확도, 실험환경이다. 데이터베이스는 그림 9와 같이 피험자의 정보와 인지능력 평가 결과를 저장하였다.
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