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RR 간격 (RR interval) RR 간격 (RR interval) 심박수 변동성 (HRV)은 심박수가 아니다. 심박수는 평균 심박수인 반면, HRV는 각 심장 박동 사이의 작은 차이이다. HRV의 핵심은 소화 (Digestion), 호흡 (Respiration), 대사 (Metabolism), 시각, 청각, 후각 등과 같은 많은 중요한 신체 과정을 제어하고 반응하는 신경계와의 깊은 연관성이다. 이 연결에는 RR 간격이라고도 불리는 연속적인 심장 박동 간격의 작은 변화 (밀리초)를 추적해야 한다. 이는 분당 비트 수를 평균하는 심박수와는 다르다. HRV를 측정하려면 RR 간격을 정확하게 감지할 수 있는 호환 가능한 심박수 모니터가 있어야 한다. 다음과 같은 이유로 많은 모니터가 이 기준을 충족하지 못한다. HRV를 염두에 두고 설계되지.. 2023. 8. 22.
심박 변이도 (Heart Rate Variability) 심박 변이도 (Heart Rate Variability) HRV, 심박 변이도(heart rate variability)는 심장 박동 사이의 간격 길이의 변동 정도이다 (Malik & Camm, 1995). HRV는 심박의 규칙성을 미러링하고 있다. 심장 박동의 규칙성은 연속적인 심장 박동 사이에 경과된 시간과 동일한 숫자의 양에서 도출된다. 이것은 RR 간격 (RR interval)으로 명명되며 밀리초 (ms) 단위로 측정된다. RR 간격은 ECG 또는 용적맥파 (plethysmogram)에서 얻는다. HRV 생성 신경 또는 호르몬의 영향이 없는 상태에서 sinoatrial node (SA 노드)에 의해 생성되는 고유 심박수 (HR)는 약 100에서 120 비트/분(BPM)이다. 그러나 건강한 개인의 .. 2023. 8. 22.
기저선 변동 (Baseline Wander) (1) 기저선 변동 (Baseline Wander) cardiac 기원이 없는 비트 형태학의 변화를 최소화하기 위해 기준선 배회의 제거가 필요하다. 이는 특히 "저주파" ST-T 세그먼트의 미세한 변화가 허혈 진단을 위해 분석될 때 중요하며, 예를 들어 스트레스 테스트동안 관찰될 수 있다. 기저선 변동의 주파수는 일반적으로 0.5 Hz 미만의 범위이다. 그러나 스트레스 테스트의 후반 단계동안 신체의 움직임이 증가하면 기저선 변동의 주파수가 더 증가한다. 전통적인 러닝머신 또는 에르고미터 스트레스 테스트를 수행할 수 없는 환자는 앉거나 손으로 에르고미터를 작동하거나 특수 조정 장치를 사용하여 여전히 스트레스 테스트를 수행할 수 있다. 이러한 경우 팔의 움직임과 관련된 기저선 변동은 심전도 신호를 심각하게 왜곡한다.. 2023. 8. 22.
ECG Signal Processing (2) Wave delineation 필수 진단 정보는 심장 박동의 파동 진폭 및 지속 시간에 포함되므로, 파동 묘사는 ECG 신호 처리의 중요한 단계를 나타낸다. 이러한 묘사 알고리즘의 설계는 신호 진폭이 파동 경계에서 낮고 종종 소음 파동에 의해 가려진다는 사실을 우아하게 다루는 모든 것을 포함하는 목표로 계속해서 주목을 받는다. ECG 파동의 시작과 끝을 찾기 위한 보편적으로 인정되는 규칙의 부족은 설계 프로세스를 어렵게 만드는 또 다른 요인이다. 일단 파동의 시작과 끝이 결정되면, 파동의 지속 시간 및 최대 진폭이 쉽게 계산될 수 있다. Data compression. 인접한 샘플들 사이의 상관 관계, 유사한 형태를 갖는 심장 박동의 재발 및 상이한 리드들 사이의 상대적 유사성에 의해 나타나는 바와 같이.. 2023. 8. 22.
ECG Signal Processing (1) 심전도 전처리 심전도 분석은 컴퓨터 처리가 도입된 의학에서 가장 최초의 영역 중 하나였다. 초기 작업은 대부분 심장병 전문의가 적용할 규칙을 모방하여 심전도 해석을 위한 의사결정트리 로직의 개발을 다루었다. 그러나 컴퓨터 해석의 결과는 측정의 정확성에 결정적으로 의존한다는 것이 곧 꽤 분명해졌다. 그 결과, 신호 처리의 역할은 특히 보행 또는 격렬한 조건에서 기록된 심전도를 분석할 때 정확한 측정을 생성하는 데 있어 점점 더 중요해졌다. 게다가, 신호 처리의 이론적 발전은 심전도 신호, 특히 그것의 동적 특성에 대한 새로운 이해에 상당한 기여를 했다. 지금까지 "보편적인" 유형의 ECG 신호 분석을 제공하는 시스템은 없지만 시스템은 특정 조건에서 기록된 신호를 처리하도록 설계되었다. 따라서 resting.. 2023. 8. 22.
Fleiss's Kappa Fleiss's Kappa 모델에서 라벨링 후 데이터의 품질을 확인하기 위해 작업자 간에 라벨링을 얼마나 비슷한 기준으로 했는지를 평가하는 방법이 작업자간 일치도 (IAA)평가이다. IAA의 대표적인 방법으로는 Kappa 계수와 Krippendorff's α (KLUE)가 존재한다. Cohen's Kappa 계수는 두 개의 관찰자가 있는 경우에만 사용된다. 비교 중인 이진 변수에 대해 2개 이상의 관찰자가 있거나 2개 이상의 범주가 있는 경우 "Fleiss Kappa 계수"라고 하는 또 다른 일치 측도를 계산해야 한다. 계수는 관측치의 등급 단위에서 전반적인 일관성을 나타내는 측도이다. 전체 Kappa 공식은 Cohen's Kappa와 동일하지만 p0와 pe는 다르게 계산된다. 여기서 N은 대상의 총 개.. 2023. 8. 17.
Pan-Tompkins : A Real-Time QRS Detection Algorithm ECG beat detection 심전도 (ECG) 신호 처리의 기본 구성 요소는 심장 박동을 검출하는 것이다. 비트 검출은 심장박동을 계산하고, 심박수 변동성의 측정치를 도출하고, 신호 품질 지표를 개발하고, 질병을 검출하는 데 사용된다. 다양한 정확도를 가진 ECG 신호에서 심장 박동의 QRS 복합의 R-피크를 검출하기 위한 수천 가지 전략이 있다. 방법은 임계값 기반 피크 검출기에서 웨이블릿 기반 신호 처리, 여러 가지 방법을 확률적으로 결합할 수 있다. ECG 신호의 R-피크를 검출하기 위해 가장 널리 구현된 피크 검출 알고리즘 중 하나는 Pan-Tompkins 알고리즘이다. ECG 파형 심전도 분석은 파형 형태와 간격을 이해하는 것으로 시작한다. P파는 심방 탈포화를 반영한다. P파의 진폭은 관.. 2023. 8. 9.
ECG 필터링 ECG 필터링 심혈관계의 질병의 증가와 함께, 심전도 (ECG)는 현대 응급 의학에서 전임상 진단을 위한 필수적인 도구이다. 생명을 위협하는 부정맥을 신속하게 감지하기 위해 이러한 질병을 가진 환자를 지속적으로 모니터링하는 것이 권장된다. 전임상 환경에서, 기록된 심전도는 다양한 환경적 요인으로 인해 아티팩트를 나타낼 수 있다. 이것들은 심전도 신호의 해석에 영향을 줄 수 있다. 아티팩트는 예를 들어, 환자의 근육 활동, 수송 움직임 또는 주 주파수의 전기적 커플링에 의해 발생할 수 있다. 심전도 기록에서 다른 아티팩트의 양을 줄이기 위해, 근육형 장치는 다른 심전도 필터를 사용할 수 있는 가능성을 제공한다. ECG 필터링의 대표적 유형 진단 (Diagnostic) 0.05 ~ 150Hz 진단 정보에 가.. 2023. 8. 4.
[SciPy] 사비츠키-골레이 필터 (Savitzky-Golay Filter) 사비츠키-골레이 필터 (Savitzky-Golay Filter) 사비츠키-골레이 (Savitzky-Golay) 평활화 필터는 잡음이 일부 섞여 있지만 잡음 없는 영역이 주파수 범위의 큰 부분을 차지하는 신호를 "평활화"하는 데 사용된다. 이 필터는 디지털 평활화 다항식 필터 또는 최소제곱 평활화 필터라고도 한다. 사비츠키-골레이 평활화 필터는 표준 평균 FIR 필터보다 신호의 고주파 성분을 적게 제거하는 경향이 있다. 일부 응용 사례에서는 표준 평균 FIR 필터보다 사비츠키-골레이 필터가 성능이 더 좋다. 표준 평균 FIR 필터는 잡음과 함께 고주파 성분도 필터링하는 경향이 있다. 그러나 잡음 수준이 특히 높은 경우 잡음 제거 측면에서는 표준 평균 FIR 필터보다 효율이 떨어진다. 사비츠키-골레이 필터는.. 2023. 8. 3.
심박수 모니터링을 위한 ECG와 PPG ECG 및 PPG 센서의 정의 전극을 사용하는 ECG와 달리, PPG는 각각의 심장 박동과 함께 발생하는 말초 동맥의 혈액량 변화를 감지하기 위해 빛 반사를 적용한다. 기록은 보통 손끝이나 귓불과 같이 혈관이 피부에 가까운 신체의 일부에서 측정된다. ECG (electrocardiography) 센서는 심실의 확장 및 수축을 제어하는 ​​전기 신호에 의해 생성된 생체 전위를 측정한다. PPG (photoplethysmography) 센서는 빛 기반 기술을 사용하여 심장의 펌프 작용에 의해 제어되는 혈류 속도를 감지한다. ECG 및 PPG 센서 비교 ECG 센서는 심장 활동에 의해 생성된 전기 신호를 직접 사용한다. 반면, PPG는 심장 활동 중 혈류의 변화로 인해 반사되는 빛에서 파생된 전기 신호를 사용.. 2023. 8. 2.
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