KR100880980B1 - 전극 접촉 면적 변화에 강인한 피부 전도 반응 측정 방법 - Google Patents

전극 접촉 면적 변화에 강인한 피부 전도 반응 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접촉 면적 변화에 강인한 피부 전도 반응 (SCR) 측정 방법에 관한 것으로서, 피부를 통하여 흐르는 전도성 (conductive) 전류와 용량성 (capacitive) 전류 모두 피부와 전극 (electrode) 간의 접촉 면적 (contact area) 에 대체로 비례한다는 점에 착안하여 두 가지 전류를 동시에 측정하고 접촉 면적 파라미터를 제거함으로써 단위 접촉 면적 당 전도성 전류를 추정한다. 즉, 본 발명에서 제안하는 방법은, SCR 측정에서 용량성 전류 및 전도성 전류 양자가 접촉면적에 비례하는데, 전도성 전류만이 생리학적 응답을 반영하는 땀샘 활동을 반영한다는 사실에 기초한 것이다.

Description

전극 접촉 면적 변화에 강인한 피부 전도 반응 측정 방법{A method of skin conductance response measurement that is robust again contact area change}
도 1은 본 발명에 의한 피부 전도 반응 측정 방법의 원리를 설명하기 위한 단순화된 피부 전도도 측정 모델,
도 2a 및 2b는 도 1의 모델을 회로도로 나타낸 것,
도 3은 본 발명에 의한 전극 접촉 면적 변화에 강인한 피부 전도 반응 측정 방법을 이용하여 피부 전도 반응을 측정하기 위한 시스템 응용예,
도 4는 도 3에 의한 시스템의 TP1과 TP2에서 측정한 전압을 나타낸 그래프,
도 5는 도 3의 시스템을 이용하여 전극의 접촉 면적이 주기적으로 변화하는 상황에서 피부 전도 반응을 측정한 예를 나타낸 그래프,
도 6은 도 3의 시스템을 이용하여 전극의 접촉 면적이 간헐적으로 변화하는
상황에서 피부 전도 반응을 측정한 예를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 피부 전도 반응(SCR)의 측정 방법에 관한 것으로서, 전극과 피부의 접촉 면적의 변화를 감지하고 접촉 면적 변화에 따른 전도도의 변화를 보정하여 접촉 면적의 변화에 강인한 피부 전도 반응 측정 방법에 관한 것이다.
인간의 피부는 자율 신경의 작용에 의하여 땀샘의 활동이 조절되고 이에 따라 피부의 전도도가 변화하는데, 이러한 전도도 변화 중 수 초 정도의 시간에 일어나는 변화를 특히 피부 전도도 반응(skin conductance response:SCR)이라고 한다. 이러한 SCR은 신체에 대한 외부적 자극이나 내부의 인지적 활동을 반영하게 된다. 따라서 SCR은 거짓말 탐지기, 스트레스 레벨 측정, 감정 상태의 추정 등의 다양한 목적에 이용될 수 있다.
일반적인 SCR 측정방법에서는 두 개의 전극을 이용하여 두 전극 간에 일정한 전압을 가하고, 이에 따라 발생하는 전류를 측정하였다. 이러한 방법의 문제점은 전류의 양이 피부와 접하는 전극의 면적에 따라 변하게 되므로, 전극과 피부의 접촉 면적을 일정하게 유지해야 한다는 것이다. 그런데, 이러한 조건을 만족하며 SCR을 측정하는 것은 피험자에게 상당한 부담을 주고, 특히 장시간 또는 상시적으로 측정하여야 하는 환경에서는 만족시키기 힘든 조건이다.
또한, 거짓말 탐지기, 스트레스 레벨 측정 등과 같은 전통적인 적용뿐만 아니라, 최근에는 웨어러블(wearable) 컴퓨터나 유비쿼터스 컴퓨팅에 대한 적용에서 사용자의 상태를 모니터링하는 목적으로도 SCR이 활용되고 있다. 그런데, SCR이 이러한 일상적인 환경에서 실용적으로 활용되기 위해서는 접촉 면적을 일정하게 유지해야 하는 측정상의 제약이 문제가 되어 왔다.
이렇듯 SCR의 측정이 접촉 면적의 변화에 의해 크게 영향을 받기 때문에, SCR을 효과적으로 응용하기 위해서는 의미 있는 신호로부터 모션 아터팩트(motion artefacts)를 구분해야 한다. 모션 아터팩트는 SCR의 측정에서 피험자의 움직임에 의해 발생하는 노이즈를 말한다. 그런데, 모션 아터팩트를 필터링하는 것은 어려운 문제이며, 특히 모션 아터팩트에 대해 전형적인 패턴이 예측될 수 없는 경우에는 더욱 그러하다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 피부의 접촉 면적의 변화를 감지하고 접촉 면적 변화에 따른 전도도의 변화를 보정하여 접촉 면적의 변화에 강인한 피부 전도 반응 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피험자의 손가락에 제2전극의 접촉면적(S2)이 제1전극의 접촉면적(S1) 보다 크고, 제2전극의 접촉면적(S2)이 제1전극의 접촉면적(S1)에 비하여 변화가 적도록 설정하여, 전극 접촉 면적 변화에 강인한 피부 전도 반응을 측정하는 방법에 있어서, (a) 제1전극과 제2전극 간의 전도성 평균전류(MG)와 용량성 평균전류(MC)를 동시에 측정하는 단계, (b) 상기 전도성 평균전류(MG)와 용량성 평균전류(MC)로부터 접촉 면적 파라미터(S1)를 제거하여 접촉 면적 변화에 둔감하고 피부전도도에 비례하는 값(z)를 계산하는 단계를 포함하는 피부 전도 반응 측정 방법을 제공한다.
이때, (a) 단계에서 전도성 전류(IG)와 용량성 전류(IC)가
Figure 112008058373963-pat00049
(여기서, V(t)는 두 전극간에 가해지는 전압, t는 시간, G는 피부에 의한 두 전극간의 전도도, C는 피부에 의한 두 전극간의 정전용량, g와 c는 상수, γ(S1)과 χ(S1)은 S1의 함수임. )와 같이 나타내어 질 때, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 수학식을 적분하여
Figure 112008058373963-pat00050
(여기서,
Figure 112008058373963-pat00051
이고 T는 주기)에 의한 MG 및 MC를 산출하는 단계; (b2) 상기 수학식에서
Figure 112008058373963-pat00052
및
Figure 112008058373963-pat00053
로 근사하여,
Figure 112008058373963-pat00054
(
Figure 112008058373963-pat00055
),
Figure 112008058373963-pat00056
(
Figure 112008058373963-pat00057
)/T을 산출하는 단계; (b3) 상기 수학식의 양식에서 S1을 제거하여, S1에 종속적이지 않으면서 g에 비례하는 값인 z를
Figure 112008058373963-pat00058
(여기서, MO는 g와 S1 모두에 종속적이지 않는 상수)와 같이 산출하는 단계를 포함한다.
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상기 (b3) 단계 후에, z 값에서 피크형 노이즈를 중간값 필터를 이용하여 제거하는 단계를 더 포함할 수 있고, 더욱이 제1전극은 손가락의 끝이 접촉하는 금속판이고, 제2전극은 손가락의 안쪽에 끼워지는 것이 바람직하다.
본 발명은 접촉 면적 변화에 강인한 피부 전도 반응 (SCR) 측정 방법에 관한 것으로서 피부를 통하여 흐르는 전도성 (conductive) 전류와 용량성 (capacitive) 전류 모두 피부와 전극 (electrode) 간의 접촉 면적 (contact area) 에 대체로 비례한다는 점에 착안하여 두 가지 전류를 동시에 측정하고 접촉 면적 파라미터를 제거함으로써 단위 접촉 면적 당 전도성 전류를 추정한다. 즉, 본 발명에서 제안하는 방법은, SCR 측정에서 용량성 전류 및 전도성 전류 양자가 접촉면적에 비례하는데, 전도성 전류만이 생리학적 응답을 반영하는 땀샘 활동을 반영한다는 사실에 기초한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
이하, 예시도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 피부 전도 반응 측정 방법의 원리를 설명하기 위한 단순화된 피부 전도도 측정 모델이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 인간의 피부는 상피(epidermis), 진피(dermis), 피하 조직(subdermis)으로 이루어지는데, SCR을 측정하기 위해 상피에 제1전극과 제2전극이 접촉된다. 제1전극과 제2전극 사이에 전압(V)이 인가되면, 상피는 진피와 비교하여 부도체로 간주될 수 있으므로, 전극과 피하 조직은 땀샘(sweat gland)를 통한 전도성 경로(G1, G2)와 상피에 의하여 형성되는 용량성 경로(C1, C2)로 연결된다.
도 2a 및 2b는 도 1의 모델을 회로도로 나타낸 것이다.
도 2a를 참조하면, G1과 G2는 땀 관을 통과하는 컨덕턴스(conductance)를 나 타내고, C1과 C2는 표피를 가로지르는 캐패시턴스(capacitance)를 나타낸다. IG는 G1을 통과하는 전류이고, IC는 C1을 통과하는 전류이며, 이러한 IG와 IC는 GP를 통해 합쳐진다. GP는 피하조직의 컨덕턴스로서, 진피 아래 부분의 세포외액에 의한 전도도를 말한다.
도 2b는 도 2a를 더욱 간단화한 회로도로서, 다음과 같이 가정한 것이다. 첫째, GP는 G1과 G2 보다 훨씬 더 크고, 전압원인 V의 임피던스는 무시할 수 있을 정도로 작으며, V는 평형상태에서 단조 증가한다.
이러한 도 2b에서 전압원이 바라보는 피부는 컨덕턴스 G와 캐패시턴스 C의 병렬 결합이 된다. 이때 제2전극의 접촉면적(S2)이 제1전극의 접촉면적(S1) 보다 크고 제2전극의 접촉면적(S2)이 제1전극의 접촉면적(S1)과 비교해서 상대적으로 일정하다고 한다면, G = gγ(S1) 및 C = cχ(S1)라고 할 수 있다. 여기서 g와 c는 S1에 독립적인 상수이고, γ(S1)과 χ(S1)이 G와 C의 S1에 대한 의존성을 나타내는 함수이다. 따라서, IG와 IC는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007028435711-pat00014
수학식 1을 양변에 대해 주기 T로 적분하면 다음과 같이 수학식 2와 같이 된다. (이때, c, g, S1은 상수로 간주할 수 있다) 여기서, V(t)는 두 전극간에 가해지는 전압, G는 피부에 의한 두 전극간의 전도도, C는 피부에 의한 두 전극간의 정전용량, γ(S1)과 χ(S1)은 S1의 함수이다.
Figure 112007028435711-pat00015
여기서,
Figure 112008058373963-pat00016
이고, MG는 전도성 평균전류, MC는 용량성 평균전류를 나타낸다.
수학식 2에서 γ(S1)과 χ(S1)이 S1의 미분가능 함수(smooth function)이기 때문에, 이들을 S1의 작은 범위에서 선형함수로 근사할 수 있다. 즉,
Figure 112007028435711-pat00017
과,
Figure 112007028435711-pat00018
로 근사한다. 그러면, 수학식 2는 다음의 수학식 3과 같이 된다.
Figure 112007028435711-pat00019
Figure 112007028435711-pat00020
()
Figure 112007028435711-pat00021
(
Figure 112007028435711-pat00022
)/T
이때, 수학식 3의 양식을 이용하여 S1을 제거하면, 다음의 수학식 4와 같이 된다.
Figure 112007028435711-pat00023
여기서, 실험적으로 측정 가능한 MG와 MC 모두 S1에 종속되는 값이나, 이 두 값에 공히 포함되어 있는 S1을 서로 상쇄시켜서 얻은 값인 z는 S1의 변화에는 종속적이지 않으면서 g에 비례하는 값이다. 수학식 4에서 처럼, z는 MG와 (MC+MO) 사이의 비로서 주어진다. S1을 제거하는 과정에서 MO라는 상수항이 남는데, MO는 g와 S1 모두에 종속적이지 않는 상수이다.
도 3은 본 발명에 의한 전극 접촉 면적 변화에 강인한 피부 전도 반응 측정 방법을 이용하여 피부 전도 반응을 측정하기 위한 시스템 응용예이고, 도 4는 도 3에 의한 시스템의 TP1과 TP2에서 측정한 전압을 나타낸 그래프이다.
도 2b를 참조하여 설명한 것처럼, 제2전극(S2)의 접촉면적이 제1전극(S1) 보다 크거나, 및/ 또는 제2전극(S2)의 접촉면적이 제1전극(S1)과 비교해서 상대적으로 일정하도록 하기 위해, 도 3에 도시된 것처럼 전극 S1은 손가락의 끝이 접촉하는 금속판이고, 전극 S2는 손가락의 안쪽에 끼워지는 것으로 구성하였다. 전극은 통상적으로 스테인레스 스틸 또는 구리판 등을 이용할 수 있다.
마이컴은 두 전극 S1과 S2간의 전압을 조절하고, 전도성 전류와 용량성 전류를 측정하여 PC로 전달한다. PC는 두 가지 전류로부터 단위 접촉 면적당 전도성 전류를 추정한다. TP1의 전압은 두 전극간에 가해지는 전압을 나타내고, TP2의 전압은 두 전극간에 가해진 전압에 응답하여 피부를 통한 전류값이다.
두 전극 S1과 S2간의 전압(V)는 RC 필터(RF, CF)에 의해서 필터링되므로, 결과적인 전압(V)는 다음의 수학식 5에 나타낸 것처럼 지수적으로 수렴하는 웨이브폼이다.
Figure 112007028435711-pat00024
여기서, 도 4를 참조하면, VL=0.6V, VH=1.2V이고 τ≡RFCF=1ms이다.
도 4에 도시된 것처럼, TP1의 전압이 0.6V에서 1.2V로 증가하는 구간을 3등분하여 첫 분할(AE)에서 전류를 측정하고 세번째 분할(BE)에서 전류를 측정하여, 이 값들로부터 각각 용량성 전류와 전도성 전류를 계산한다. 즉, 용량성 전류를 측정하기 위해서는 인가 전압이 최대한 변하는 구간에서 측정하고, 전도성 전류를 측정하기 위해서는 인가 전압이 최대한 변하지 않는 구간에서 측정하는 것이 바람직하다. 이때, TAB는 τ보다 충분히 커야 한다.
또한, 마이컴은 AO 간격에서 T에 대해 N/2 샘플링을 수행하고, AE 간격에서 T에 대해 다른 N/2 샘플링을 수행하여, 그들의 평균을 구한다. 이것은 다음의 수학식 6과 같이 MA(N=200,T≫2.5ms)로 나타낼 수 있다.
Figure 112007028435711-pat00025
이와 같이 두 간격에서 두개의 측정을 이용하는 이유는 AC 라인 간섭을 최소 화하기 위함이다. 동일한 방식으로, BE 및 BO 간격에서 평균 전류 MB가 측정될 수 있다.(TAB≫8.3ms ). 그런데, TAB≫τ이므로, 수학식 5에서 우변의 두번째 항을 무시할 수 있고, 이 경우 수학식 1에서 IG = GVH이고 IC = 0이므로,
Figure 112007028435711-pat00026
수학식 1, 5, 6 및 7을 이용하면, 다음과 같은 관계가 유도된다.
Figure 112007028435711-pat00027
여기서,
Figure 112007028435711-pat00028
이다.
수학식 6과 7에 의해 주어진 MA와 MB에 의하면, 수학식 4는 g에 비례하지만 S1에는 의존하지 않는 독립적인 z를 추정할 수 있다.
도 5는 도 3의 시스템을 이용하여 전극의 접촉 면적이 주기적으로 변화하는 상황에서 피부 전도 반응을 측정한 예를 나타낸다.
도 3에 도시된 것처럼, 제1전극은 하나 이상의 손가락이 접촉될 수 있는 금속판이었고, 제2전극은 손가락의 안쪽에 입혀졌다. 이때, 손가락은 제1전극을 주기적으로 접촉하였다. 이 경우, 도 5에는 MA와 MB로부터 계산한 MC, MG , z, zf 값이 200 초에 대해서 나타나 있다. 즉, 첫 번째 플롯(MC)은 용량성 전류의 변화를, 두 번째 플롯(MG)은 전도성 전류의 변화를 나타내고, 세 번째 플롯(z)은 단위 접촉 면적당 전도성 전류의 변화를 추정한 값을 나타내고, 네 번째 플롯(zf)은 세 번째 플롯에서 피크형 노이즈를 중간값 필터를 이용하여 제거한 값을 나타낸다. z를 만드는데 필요한 MO값은 40이었는데, z의 최대한 부드러운 플롯으로 하기 위해 선택되었다.
도 6은 도 3의 시스템을 이용하여 전극의 접촉 면적이 간헐적으로 변화하는 상황에서 피부 전도 반응을 측정한 예를 나타낸다. 첫 번째 플롯(MC)은 용량성 전류의 변화를, 두 번째 플롯(MG)은 전도성 전류의 변화를 나타내고, 세 번째 플롯(z)은 단위 접촉 면적 당 전도성 전류의 변화를 추정한 값을 나타내고, 네 번째 플롯(zf)은 세 번째 플롯에서 피크형 노이즈를 중간값 필터를 이용하여 제거한 값을 나타낸다. 도 6에 도시된 그래프에서 MO값은 도 5에서와 같이 40을 사용하였다.
도 3에 도시된 것처럼, 제1전극은 하나 이상의 손가락이 접촉될 수 있는 금속판이었고, 제2전극은 손가락의 안쪽에 입혀졌다. 이때, 손가락은 제1전극에 150 초간 유지시켰는데, 손가락에 주어지는 압력에 때때로 변화를 주었다. 이러한 손가락에 대한 임의의 압력 증가가 도 6의 첫 번째 플롯(MC)에서 5개의 피크로 보여진다. 결과적인 모션 아터팩트는 두 번째 플롯(MG)에서 분명히 나타나 있는데, 네 번째 플롯(zf)에서는 현저히 감쇠되어 있고 진정한 SCR 피크만이 잘 나타나 있음을 알 수 있다.
도 5 및 도 6에서 두번째 플롯(MG)이 종래의 피부 전도 반응을 측정한 결과라면, 본 발명에 의한 결과인 네 번째 플롯(zf)에서는 피부 전도 반응 측정이 매우 효과적인 것으로 나타났다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 접촉 면적의 변화를 감지하고 그에 따른 전도도 측정치를 보정하여 접촉 면적의 변화에 강인한 SCR의 측정을 가능하게 하므로, SCR 측정시 사용자의 부담을 경감시키고, 웨어러블 컴퓨팅과 유비쿼터스 컴퓨팅 애플리케이션을 포함하여 접촉 면적의 변화를 피하기 어려운 애플리케이션에 SCR의 활용을 가능하게 하는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (6)

  1. 피험자의 손가락에 제2전극의 접촉면적(S2)이 제1전극의 접촉면적(S1) 보다 크고, 제2전극의 접촉면적(S2)이 제1전극의 접촉면적(S1)에 비하여 변화가 적도록 설정하여, 전극 접촉 면적 변화에 강인한 피부 전도 반응을 측정하는 방법에 있어서,
    (a) 제1전극과 제2전극 간의 전도성 평균전류(MG)와 용량성 평균전류(MC)를 동시에 측정하는 단계;
    (b) 상기 전도성 평균전류(MG)와 용량성 평균전류(MC)로부터 접촉 면적 파라미터(S1)를 제거하여 접촉 면적 변화에 둔감하고 피부전도도에 비례하는 값(z)를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 전도 반응 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 전도성 전류(IG)와 용량성 전류(IC)가 하기 수학식 9와 같이 나타내어 질 때,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 수학식 9를 적분하여 하기 수학식 10에 의한 MG 및 MC를 산출하는 단계;
    (b2) 상기 수학식 10에서
    Figure 112008058373963-pat00029
    및 로 근사하여, 하기 수학식 11을 산출하는 단계;
    (b3) 상기 수학식 11의 양식에서 S1을 제거하여, S1에 종속적이지 않으면서 g에 비례하는 값인 z를 하기 수학식 12와 같이 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 전도 반응 측정 방법.
    Figure 112008058373963-pat00031
    여기서, V(t)는 두 전극간에 가해지는 전압, t는 시간, G는 피부에 의한 두 전극간의 전도도, C는 피부에 의한 두 전극간의 정전용량, g와 c는 상수, γ(S1)과 χ(S1)은 S1의 함수임.
    Figure 112008058373963-pat00032
    여기서,
    Figure 112008058373963-pat00033
    이고 T는 주기.
    Figure 112008058373963-pat00034
    Figure 112008058373963-pat00035
    ()
    Figure 112008058373963-pat00036
    (
    Figure 112008058373963-pat00037
    )/T
    Figure 112008058373963-pat00038
    여기서, MO는 g와 S1 모두에 종속적이지 않는 상수.
  3. 제1항에 있어서, 제1전극은 손가락의 끝이 접촉하는 금속판이고, 제2전극은 손가락의 안쪽에 끼워지는 것을 특징으로 하는 피부 전도 반응 측정 방법.
  4. 제2항에 있어서, 제1전극과 제2전극 사이에 가해지는 전압은 하기 수학식 13과 같은 것을 특징으로 하는 피부 전도 반응 측정 방법.
    Figure 112008058373963-pat00039
    여기서, VL은 최저 전압, VH은 최고 전압, τ는 시정수.
  5. 제4항에 있어서, 제1전극과 제2전극 사이에 가해지는 전압 중 증가하는 구간을 3등분 하여, 첫번째 분할에서 측정된 평균전류를 MA라 하고, 두번째 분할에서 측정된 평균전류를 MB라 할 때, MA 및 MB는 하기 수학식 14와 같이 나타내어 지고,
    상기 수학식 14로부터 하기 수학식 15를 산출하는 것을 특징으로 하는 피부 전도 반응 측정 방법.
    MA = MG + MC, MB = VHG
    여기서, G는 피부에 의한 두 전극간의 전도도, VH은 최고 전압.
    Figure 112008058373963-pat00040
    여기서,
    Figure 112008058373963-pat00041
    .
  6. 제2항에 있어서, 상기 (b3) 단계 후에,
    z 값에서 피크형 노이즈를 중간값 필터를 이용하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 전도 반응 측정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050055072A (ko) * 2002-10-09 2005-06-10 보디미디어 인코퍼레이티드 인체의 생리 및 컨텍스츄얼 정보를 검출, 수신, 유도 및디스플레이하는 장치
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