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생체신호란?
생체 신호란 인간이 살아가면서 발생하는 생체현상에 대해서 센서를 이용하여 측정한 신호를 의미한다. 측정 방법으로는 침습적(Invasive)인 방법과 비침습적(Non-Invasive)인 방법이 있다.
침습적인 방법은 신호를 얻기 위해 인체 내부에 센서를 직접 연결하는 방법이고, 비침습적인 방법은 신체 외부, 즉 피부를 통해 신호를 측정하는 방법이다.
생체신호는 크기가 매우 작고 각각의 조직들은 유기적으로 조성되어 있기 때문에 구조가 복잡하다. 또, 각 생체신호는 특성이나 주파수가 다르기 때문에 고유한 방법으로 측정해야 한다.
뇌전도 (Electroencephalography, EEG)
뇌전도는 뇌의 전기적 활동을 측정하는 검사 방법이다. 두피에 부착된 전극을 통해 뇌 신경세포의 전기적 활동을 기록하여 뇌 기능을 평가할 수 있다. 뇌전도는 뇌파라고도 불리며, 뇌 활동의 변화를 실시간으로 관찰할 수 있어 뇌 질환 진단 및 치료, 수면 연구, 신경과학 연구 등에 활용된다.
뇌파는 주파수 대역에 따라 일반적으로 델타파(0.5-4Hz), 세타파(4-8Hz), 베타파(13-30Hz), 감마파(30Hz 이상) 등으로 구분된다. 각 주파수 대역은 수면, 안정, 집중 등 다양한 뇌 상태와 연관되어 있기 때문에 뇌 기능 평가에 활용된다.
근전도 (Electromyography, EMG)
근전도는 근육의 전기적 활동을 측정하는 검사 방법이다. 근육에 삽입된 침전극 또는 피부 위 표면전극 을 통해 근섬유의 활동전위를 기록하여 근육 기능을 평가한다. 근전도는 근육의 수축 정도, 근섬유 상태, 신경 전달 기능 등을 반영한다. 따라서 EMG 분석을 통해 근육 및 신경 질환, 근육 손상, 근력 저하 등을 진단할 수 있다.
근전도는 신경근육 질환 진단, 재활 치료 평가, 보행 분석, 스포츠 의학, 인간-기계 인터페이스(Human-machine interface) 등 다양한 분야에서 활용된다. 최근에는 근전도 기반의 의수 및 의족 제어 기술도 개발되고 있다.
안전위도(Electrooculography, EOG)
안전위도는 안구 움직임에 따른 전기적 신호를 측정하는 검사 방법이다. 안구 주변에 부착된 전극을 통해 안구의 움직임을 기록할 수 있으며, 이를 통해 시각 기능, 수면 상태, 신경 질환 등을 평가할 수 있다. 안전위도는 주로 비침습적인방식으로 측정하며 사용자에게 큰 불편함을 주지 않으면서도 실시간으로 안구 움직임을 모니터링 할 수 있다.
안전위도는 시선 추적 시스템, 시선 제어 인터페이스, 운전자 졸음 감지 시스템 등에 적용할 수 있다. 또한 신경 과학 연구에서도 EOG를 통해 인간의 시각적 정보 처리 과정을 연구하는 데 활용하고 있다.
