$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

심전도를 이용한 통증자각 패턴분류기 설계
Design of a Pattern Classifier for Pain Awareness using Electrocardiogram 원문보기

멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society, v.20 no.9, 2017년, pp.1509 - 1518  

임현준 (Dept. of Medical Engineering, Yonsei University College of Medicine) ,  유선국 (Dept. of Medical Engineering, Yonsei University College of Medicine)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Although several methods have been used to assess the pain levels, few practical methods for classifying presence or absence of the pain using pattern classifiers have been suggested. The aim of this study is to design an pattern classifier that classifies the presence or absence of the pain using e...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 또한, 분류기의 입력으로 사용되는 특징 파라미터를 어떻게 조합하느냐에 따라 분류 정확도가 변한다. 따라서 최적의 은닉층 뉴런 개수인 8개를 적용한 ANN을 이용하여 최적의 특징 파라미터 조합을 찾고자 하였다. Table 7에서는 HRV 시간 영역의 특징들, HRV 주파수 영역의 특징들, HRV모든 특징들, 적합하다고 설정한 특징들 이렇게 4개의 조합을 설정하여 성능을 평가하였다.
  • 본 논문에서는 심전도를 이용하여 통증자각 유무를 분류하기 위한 알고리즘을 제안한다. Fig.
  • 본 연구에서는 심전도를 이용한 통증자각 유무 분류기 설계하는데 목적이 있다. 이는 자율신경계의 활성을 반영하는 HRV로부터 특징을 추출하여 자동으로 통증자각 유무를 분류해준다는 점에서 의미가 있다.
  • 통증 유발 실험에 앞서 피험자의 질병 여부,자율신경계에 영향을 줄 수 있는 약물 복용 여부, 음주 여부 등에 대한 설문을 실시했으며, 통증자각 이외의 감정의 안정 상태 유지를 위해 의자를 이용해 최대한 편안한 앉은 자세에서 실험을 진행하였다. 실험은 정상 상태에 대해 통증자각을 유발하는데 목적을 두고, 각 상태에 따른 심전도 신호를 측정하였다. 구성하고자 하는 상태는 통증이 없는 상태, 통증이 있는 상태로 총 2가지 상태이며, 통증자각 유발은 기계적 자극법을 이용하였다[10].
  • 추출된 특징 파라미터를 입력 벡터로 하고 SVM을 이용하여 통증자각 유무를 분류하였다. 오류 패널티 변수인 C와 커널 함수에 대하여 최적의 조합을 찾고자 했다.
  • 이에 따라 본 연구에서는 사람의 통증 정도를 객관적으로 측정하기 위해 심장박동을 나타내는 심전도(Electrocardiogram; ECG) 신호를 기반으로 자율신경계의 활성을 반영하는 심박변이도(Heart RateVariability; HRV)를 분석하였다. 그리고 통증자극에 따른 HRV의 특징을 추출하였고, 패턴 분류 알고리즘인 인공 신경망(Artificial Neural Network;ANN)과 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine; SVM)을 사용하여 통증 수준을 이분법적으로 분류하는 통증자각 분류기를 설계하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
HRV는 무엇인가? HRV는 심전도 신호에서 R-peak 간 간격을 분당심박 수로 환산하여 연속적으로 표시함으로써 시간에 따라 심장박동의 주기적인 변화를 나타낸 것이다. Fig.
NRS가 주관적 판단인 이유는 무엇인가? NRS는수평선상에 자신이 느끼고 있는 통증 수준을 0-10점까지의 숫자로 계량화한 것으로, 0점(전혀 통증을 느끼지 않는다), 10점(극히 심한 통증을 느낀다)을 표기하여 통증 없음(0점), 경도의 통증(1-3점), 중간 정도의 통증(4-6점), 심한 통증(7-10점)으로 구분된다[4-5]. 하지만 인지 장애로 인해 의사소통에 문제가 있거나 마취를 하여 의식이 없는 환자의 경우에는NRS를 사용할 수 없고, 통증에 대하여 사람마다 느끼는 정도가 다르기 때문에 이는 주관적 판단이다.
같은 자극이라도 사람마다 통증을 느끼는 정도가 다른 이유는 무엇인가? 같은 자극이라도 어떤 사람은 엄청난 통증을 느끼기도 하고 어떤 사람은 참을 정도로 일상생활을 유지하기도 한다. 이는 개인의 체질과 성향에 따라 자극에 대한 민감성이 서로 다르기 때문이다. 대부분의 통증은 의학적 상태에서 나타나는 주된 증상이지만 어떠한 자극 또는 병적 원인이 없음에도 불구하고 통증이 일어나는 경우도 있다[1].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (16)

  1. Raj, P. Prithvi., Taxonomy and Classification of Pain, The Handbook of Chronic Pain, Nova Science Publishers, New York, pp. 41-56, 2007. 

  2. C.R. Chapman, R.P. Tuckett, and C.W. Song, "Pain and Stress in a Systems Perspective: Reciprocal Neural, Endocrine, and Immune Interactions," The Journal of Pain, Vol. 9, No. 2, pp. 122-145, 2008. 

  3. H. Breivik, P.C. Borchgrevink, S.M. Allen, L.A. Rosseland, L. Romundstad, and E.K. Breivik Hals, et al., "Assessment of Pain," British Journal of Anaesthesia, Vol. 101, No. 1, pp. 17-24, 2008. 

  4. C.T. Hartrick, J.P. Kovan, and S. Shapiro, "The Numeric Rating Scale for Clinical Pain Measurement: A Ratio Measure?," Pain Practice, Vol. 3, No. 4, pp. 310-316, 2003. 

  5. A. Williamson and B. Hoggart, "Pain: A Review of Three Commonly Used Pain Rating Scales," Journal of Clinical Nursing, Vol. 14, No. 7, pp. 798-804, 2005. 

  6. K. Hornik, M. Stinchcombe, and H. White, "Multilayer Feedforward Networks are Universal Approximators," Neural Networks, Vol. 2, No. 5, pp. 359-366, 1989. 

  7. C. Cortes and V. Vapnik, "Support-vector Network," Machine Learning, Vol. 20, pp. 273-297, 1995. 

  8. I. El-Naqa, Y. Yang, M.N. Wernick, N.P. Galatsanos, and R.M. Nishikawa, "A Support Vector Machine Approach for Detection of Microcalcifications," IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 21, No. 12, pp. 1552-1563, 2002. 

  9. C.J.C. Burges, "A Tutorial on Support Vector Machines for Pattern Recognition," Data Mining and Knowledge Discovery, Vol. 2, No. 2, pp. 121-167, 1998. 

  10. M.H. Hyun and C.S. Kim, “Experimental Pain Induction and Subjective Pain Assessments,” Korean Journal of Stress Research, Vol. 10, No. 2, pp. 51-58, 2002. 

  11. J.H. Kim, S.M. Lee and K.H. Park, "P-Waves and T-Wave Detection Algorithm in the ECG Signals Using Step-by-Step Baseline Alignment," Journal of Korea Multimedia Society, Vol. 19, No. 6, pp. 1034-1042, 2016. 

  12. J. Pan and W.J. Tompkins, "A Real-Time QRS Detection Algorithm," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. 3, pp. 230-236, 1985. 

  13. G.G. Berntson, J.T. Bigger, D.L. Eckberg, P. Grossman, P.G. Kaufmann, M. Malik, et al., "Heart Rate Variability: Origins, Methods, and Interpretive Caveats," Psychophysiology, Vol. 34, No. 6, pp. 623-648, 1997. 

  14. A.J. Camm, M. Malik, J.T. Bigger, G. Breithardt, S. Cerutti, R.J. Cohen, et al., "Heart Rate Variability: Standards of Measurement, Physiological Interpretation and Clinical Use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology," Circulation, Vol. 93, pp. 1043-1065, 1996. 

  15. F. Keinosuke, Introduction to Statistical Pattern Recognition, Academic Press, San Diego. 2013. 

  16. R.C. Gonzalez, R.E. Woods, and S.L. Eddins, Digital Image Processing Using MATLAB, McGraw Hill , New York. 2011. 

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로