KR20110050315A - 심박변이도 측정 지표를 이용한 정신분열병 진단 장치 및 방법 - Google Patents

심박변이도 측정 지표를 이용한 정신분열병 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정신분열병 환자들의 심박변이도(heart rate variability, HRV)를 측정하여 정신분열병을 진단하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 HRV의 여러 측정 지표가 정신분열병 환자에서 특징적인 변화를 보이는 것을 제시한다. HRV의 측정 지표 중에서도 SampEn (sample entropy)은 HRV의 복잡성을 나타나는 지표이며, LF/HF (ration of low frequency to high frequency)는 HRV에서 교감신경계와 부교감신경계가 서로 균형을 이루는 정도를 나타낸다. SampEn과 LF/HF 측정값을 이용하여 정신분열병 환자를 특이적으로 진단할 수 있으며, 정신분열병 치료제의 스크리닝 및 효능 평가에 이용할 수 있다.
정신분열병, 심박변이도, SampEn, LF/HF

Description

심박변이도 측정 지표를 이용한 정신분열병 진단 장치 및 방법{A device and method for diagnosing schizophrenia using heart rate variability measures}
본 발명은 심박변이도(HRV) 측정 지표들과 정신분열병(schizophrenia)의 관련성에 대한 연구의 결과를 이용하여, 정신분열병을 용이하게 진단하도록 정보를 표출하는 정신분열병 진단장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 지표들을 이용한 정신분열병의 진단방법 및 정신분열병 치료제의 스크리닝 방법에 관한 것이다.
정신분열병(schizophrenia)은 대표적인 정신과 질환의 하나로서 그 유병률이 0.4-0.7%에 달하고, 치료가 적절하게 이루어지지 않을 경우 환자 본인의 기능 저하를 초래할 뿐 아니라 가족들의 부담은 물론 전체적인 사회경제적 비용까지 증가시킨다. 따라서, 이러한 정신분열병을 효율적으로 진단하고 치료 효과를 평가하기 위한 수단은 적절한 치료를 위해서 중요한 역할을 수행할 수 있다.
정신분열병 환자에서 심혈관계 질환으로 인한 사망률이 높다는 것은 이미 알려진 사실이다. 뿐만 아니라 정신분열병 환자들의 정신병리와 심장과 관련된 자율신경계 이상이 연관을 보인다는 보고도 있었다. 정신분열병 환자의 동공반사(papillary light reflex) 및 압력반사(baroreflex)에 대한 최근의 연구 결과 역 시 미주신경긴장(vagal tone)의 저하를 보고하고 있다. 정신분열병 환자에서 관찰되는 이러한 변화는 중추 자율신경계(central autonomic system, CAN)의 이상과 연관되어 있으며, 이것이 HRV의 감소로 나타난다는 보고도 수 건 있었다. 정신분열병 환자의 편도-전전두엽 회로(amygdala-prefrontal circuit)의 활성 저하가 자율신경계의 불균형(autonomic imbalance)을 초래한다는 주장도 제기되고 있다. 그러나 아직 심전도의 특정 지표가 정신분열병의 진단에 이용된 일은 없다.
이에 본 발명자들은 HRV의 여러 측정 지표들과 정신분열병의 관련성에 대한 연구를 진행하였으며, 정신분열병 환자에서 특이적인 지표를 발굴하였다. HRV 측정 지표 중 9가지의 지표를 사용하여 중다변량분석 (multivariate analysis of variance, MANOVA)을 시행한 결과 정신분열병 환자에서 SampEn 값이 유의미하게 낮고 LF/HF 값이 더 높은 경향성을 가졌으며, 계층적 군집 분석(hierarchical clustering, HC)을 시행했을 때에는 SampEn이 LF/HF 값과 군집을 이루는 것을 보고한 바 있다 (J.S. Chang, et al., 2009. "Differential Pattern of heart rate variability in patients with schizophrenia", Progress in Neuro -Psychopharmacology & Biological Psychiatry 33, p. 991-995. 참고)
한편, 심박변이도(heart rate variability, HRV)의 측정 결과를 이용한 측정지표들과 정신분열병(schizophrenia)의 관련성에 대한 연구가 진행되면서, 이러한 의료적 연구의 성과와 더불어 연구의 성과물을 이용하여 정신분열병을 효과적으로 진단하도록 보조하는 정신분열병 진단장치의 개발이 가능하게 되었다. 종래부터 인체로부터 센서를 이용하여 인체의 생리적 변화 즉, 체온, 뇌파, 심박변이도(heart rate variability, HRV)와 같은 데이터를 측정하고 이 측정 데이터를 이용하여 측정 대상에 대해 평가 및 진단을 수행하는 진단장치가 널리 이용되고 있다. 최근 전자 및 정보처리 기술의 발달과 더불어 이러한 진단 의료기기는 더욱 발전하여 다양한 의료분야에 응용될 전망이다.
본 발명은 심박변이도(HRV)를 측정하여 정신분열병을 용이하면서도 정확히 진단할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 상기와 같은 간단한 방법으로 정신분열병 치료제의 효능을 확인하거나 신규한 치료제를 스크리닝할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1양태로서 심박변이도 측정 지표를 이용한 정신분열병 진단 장치를 제공한다. 구체적으로 상기 진단 장치는, 피검자로부터 심박변이도를 측정하는 심박변이도 측정부; 통계학적 의미가 있는 정신분열병 환자들의 집단을 대상으로 사전에 미리 정해진 조건 아래 수행된 임상 시험을 통해 집계된 심박변이도의 측정지표들 중 정상인과 구분되는 SampEn(sample entorpy) 및 LF/HF (low frequency/high frequency)에 대한 기준진단지표들이 저장된 데이터베이스부; 상기 피검자로부터 상기 심박변이도 측정부에 의해 측정된 데이터를 이용하여 SampEn(sample entorpy) 및 LF/HF (low frequency/high frequency) 값을 계산하고, 상기 계산된 값들을 상기 데이터베이스부에 저장된 기준진단지표들과 비교하여 차이값을 추출하는 프로세싱부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 정신분열병 진단장치는 상기 프로세싱부에 의해 추출된 차이값을 외부로 표시해 주는 디스플레이부를 추가로 구비한다.
바람직하게, 상기 데이터베이스부의 기준진단지표들은 항정신병약물을 투약하지 않은 상태의 정신분열병 환자로부터 심전도 검사를 수행하여 얻어진 심박변이도 측정결과를 이용하여 계산된 것이다.
바람직하게, 상기 데이터베이스부의 기준진단지표들은 로그 변환(log transform)을 통해 표준화되고 본페로니 수정(Bonferroni correction)을 통해 계산된 것이다.
제 2양태로 본 발명은 심박변이도 측정 지표를 이용한 정신분열병 진단 방법을 제공한다. 상기 방법은, 정상인과 정신분열병 환자 집단을 대상으로 심박변이도를 측정하여 SampEn 및 LF/HF 에 대한 기준진단지표를 설정하는 단계; 피검자로부터 심박변이도를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 심박변이도의 SampEn 및 LF/HF 값을 상기 기준진단지표의 값들과 비교하여, 정신분열병 환자군의 값들에 속하는 경우 상기 피검자를 정신분열병 환자로 진단하는 단계를 포함한다.
제 3양태로 본 발명은 심박변이도 측정 지표를 이용한 정신분열병 치료제 스크리닝 방법을 제공한다. 상기 방법은, 정상인과 정신분열병 환자 집단을 대상으로 심박변이도를 측정하여 SampEn 및 LF/HF 에 대한 기준진단지표를 설정하는 단계; 피검대상인 정신분열병 환자의 심박변이도를 측정하는 단계; 상기 정신분열병 환자에게 대상 물질을 투여하는 단계; 상기 대상 물질을 투여한 정신분열병 환자의 심박변이도를 주기적으로 측정하여 SampEn 및 LF/HF 값을 산출하는 단계; 및 상기 산 출된 SampEn 및 LF/HF 값의 변화추이를 상기 기준진단지표와 비교하여, 정신분열병 환자의 지표범위에서 정상인의 지표범위로 변화한 경우 상기 대상 물질을 정신분열병 치료제로 인정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 정신분열병 진단장치 및 진단방법을 사용할 경우, 정확한 진단이 어려운 정신분열병을 심박변이도 측정이라는 간단한 방법만으로 객관적으로 진단할 수 있게 된다. 또한, 정신분열병 치료제의 효과를 간단하고 객관적인 방법으로 검증할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 심박변이도 ( HRV ) 측정 지표와 정신분열병의 관련성
(1) 실험대상
약물을 투여하지 않은 30명의 DSM-IV 정신분열증 환자들 및 이들과 연령 및 성별이 일치하는 30 명의 정상인을 대조구로 하여 실험하였다. 상기 환자들은 대한민국 경기도에 소재하는 용인 정신병원의 환자병동에서 모집하으며, 대조구는 병원 직원 및 학생들 중에서 모집하였다. 정신분열증 진단은 적어도 두 명의 정신병 전문의로부터 DSM-IV 진단기준에 따라 확인하였다. 또한, 고혈압, 비만, 당뇨 및 갑 상선 질환과 같이 자율신경계의 조절에 영향을 줄 수 있는 어떤 의학적 요인들을 배제하기 위하여 의료기록을 사전에 검토하였다. 임상적인 이상 여부를 알아보기 위해 모든 참가자들의 심전도(Routine electrocardiograms, ECGs)를 조사하였다. 임상적인 증상들의 정도는 양성 및 음성 신드롬 스케일(Positive and Negative Syndrome Scale, PANSS)을 사용하여 측정하였다(Kay et al., 1987). 약물을 투여하지 않은 상태는 항정신병약의 투여(antipsychotic medication)를 적어도 28일 동안 중단하거나 디포 항정신병약(depot antipsychotics)을 적어도 24주간 중단한 상태를 말한다.
본 발명의 실험 프로토콜은 용인 정신병원의 윤리위원회에 의해 승인되었으며, 등록 전에 참가자들로부터 서면동의서를 받았으며, 환자들과 그들의 법적인 보호자들은 참가 결정에 어떠한 의견충돌이 없음을 명백히 하였다. 본 발명에 사용된 모든 방법들은 우수 임상시험관리 기준(Good Clinical Practices)의 가이드라인에 근거하였으며, 헬싱키 선언에 부합한다.
(2) HRV 지표의 측정 및 분석
1) 심전도의 측정
일중변동(diurnal variation)의 영향을 배제하기 위해서 오전 9시부터 오전 11시 사이에 호흡이 규칙적인 동안에 검사를 시행했으며, 검사 당일 오전의 흡연이나 카페인 섭취는 금지하였다. 신뢰할 수 있는 호흡 및 ECG 기록 패턴을 확인하기 위해 15-분의 시험기(test session)를 가졌다. 안정시 심박수는 완전한 휴식기에 있는 드러누운 자세의 대상으로부터 얻었다. 15분의 안정기 후에, 5분의 ECG 기록시간을 가졌다. ECG 신호는 250Hz의 샘플링 비율에서 디지털화되었다. 인공 산물(artefacts) 및 에토픽 컴플렉스(ectopic complexes)를 제거한 후에, HRV값들을 정상적인 간격에 기초하여 계산하였다.
2) HRV 측정 지표
각 피험자의 심전도 정보 중 다음의 9가지 HRV 측정 지표를 계산하였다.
① Mean RR: 모든 RR interval의 평균값
② SDNN: 모든 RR interval의 표준편차
③ RMSSD: 연속된 RR interval 값의 차이를 제곱한 수의 평균값의 제곱근
④ pNN20: 전체에서 연속된 RR interval의 차이가 20 ms를 초과한 비율
⑤ LF (low-frequency band): 스펙트럼 분석을 통해 얻은 0.04-0.15 Hz 성분으로 교감신경계(sympathetic), 부교감신경계(parasympathetic) 요소를 모두 반영
⑥ HF (high-frequency band): 스펙트럼 분석을 통해 얻은 0.15-4 Hz 성분으로 부교감신경계의 조절(parasympathetic modulation)을 반영
⑦ LF/HF (ratio of LF to HF): 자율신경계 조절(autonomic regulation system) 기능을 반영
⑧ SampEn (sample entropy): 제한된 길이의 생체 신호에서 그 복잡성을 계산한 값으로 그 값이 작을수록 복잡성 역시 낮음을 의미
⑨ CSE20 (corrected Shannon entropy): 연속된 RR interval의 차이가 20 ms 보다 작으면 0, 그 이상이면 1로 처리해서, 이러한 이진법의 순열로부터 생성된 패턴을 이용해 계산. 그 값이 작을수록 규칙성이 크다는 것을 의미
3) HRV 측정 지표의 통계적 분석 결과
① 환자와 정상인에서 위의 9가지 HRV 측정 지표의 차이를 통계적으로 분석했다. 주파수의 특성을 가진 측정 지표는 로그 변환(log transform)을 통해 표준화한 다음, 중다변량분석 (multivariate analysis of variance, MANOVA)을 이용하여 환자와 정상인 군에서 9개 측정 지표의 차이를 분석했다. 제 1종 오류(type I error)를 줄이기 위해 본페로니 수정(Bonferroni correction)을 한 이후에, SampEn 값이 유의미한 그룹 효과(group effect)를 보이는 것으로 관찰되었고, LF/HF 값은 경향성을 나타내었다. 다른 HRV 측정 지표에서는 환자와 정상인 사이에서 차이가 관찰되지 않았다(표 1).
정상인 환자 유의성(Significance)
n = 30 n = 30
Mean RR 877.73±150.29 803.70±130.24 t58=2.04; P=0.046
SDNN 51.19±18.79 64.77±40.84 t58=-1.65; P=0.103
RMSSD 53.00±30.87 79.88±60.55 t58=-2.17; P=0.034
lnpNN20 3.80±0.62 3.32±1.08 t58=2.10; P=0.040
lnLF 5.73±0.69 5.64±0.93 t58=0.43; P=0.673
lnHF 6.24±0.94 5.62±1.24 tt58=2.19; P=0.033
lnLF/HF -0.51±0.70 0.02±0.79 t58=-2.74; P=0.008
SampEn 1.80±0.36 1.46±0.42 t58=3.40; P=0.001
lnCSE20 0.89±0.23 0.68±0.55 t58=1.99; P=0.051
② 환자군과 정상인군 각각에서 9개 HRV 측정 지표 사이의 관계를 계층적 군집 분석(hierarchical clustering, HC)을 이용해 분석하였다. 이때 워드의 방법(Ward's method)을 사용하여, HRV 측정 지표들을 최소 변량(minimal variance)을 가지는 잠재적 군집(latent cluster)으로 분류했다. 워드의 방법은 HRV 측정 지표들 사이의 유클리디안 거리(Euclidean distance) 제곱의 합이 최소로 증가하는 지표들끼리 함께 묶는 방식을 일컫는다. 정상인에서는 LF/HF를 제외하고는 모두 하나의 군집으로 분류되었으나, 환자군에서는 LF/HF와 SampEn이 주된 군집에서 분리되어 따로 군집을 형성했다. 또한 환자군에서는 HRV 측정 지표들 사이의 거리 역시 더 낮은 것으로 관찰되었으며, 이는 각 지표들 사이에 더 높은 수준의 상관관계가 존재함을 시사한다(도 2).
실시예 2. 심박변이도 ( HRV ) 지표를 이용한 정신분열병 진단장치
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정신분열병 진단장치에 대해 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정신분열병 진단장치의 블록도이다. 본 실시예에 따른 정신분열병 진단장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 심박변이도 측정부(110), 데이터베이스부(120), 프로세싱부(130), 디스플레이부(140)로 구성된다.
심박변이도 측정부(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 측정대상으로 정해진 인체로부터 심박변이도를 측정하여 프로세싱부(130)로 전달하는 기능을 수행한다.
데이터베이스부(120)는, 도1에 도시된 바와 같이, 통계학적 의미가 있는 정신분열병 환자들의 집단을 대상으로 사전에 미리 정해진 조건 아래 수행된 임상실험을 통해 집계된 심박변이도의 측정지표 중 정상인과 구분되는 기준진단지표들을 적재한다. 바람직하게 상기 데이터베이스부(120)는 심박변이도의 측정지표 중 SampEn(sample entorpy) 및 LF/HF (low frequency/high frequency) 지표를 기준진단지표로서 저장하고 있으며, 프로세싱부(130)의 검색에 의해 기준진단지표값을 프로세싱부(130)에 전달한다.
상기 데이터베이스부(120)에 적재되는 기준진단지표는 HRV의 여러 측정지표들과 정신분열병의 관련성에 대한 연구의 성과로서 도출된 것으로, 구체적인 내용은 상기 실시예 1에 기재한 바와 같다.
프로세싱부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이, 측정대상으로 정해진 인체로부터 심박변이도 측정부(110)에 의해 측정된 데이터를 이용하여 SampEn(sample entorpy) 및 LF/HF(low frequency/high frequency) 값들을 계산하고, 계산된 값들을 상기 데이터베이스부(120)에 저장된 기준진단지표들과 비교하여 차이값을 추출한다. 추가로, 상기 프로세싱부(130)는 이 차이값을 디스플레이부(140)로 전송한다. 디스플레이부(140)는 전송된 차이값에 대응하는 문자 또는 도표를 외부로 표시한다. 디스플레이부(140)에 표시되는 문자 또는 도표는, 신경정신과 의료전문가에 의해 정신분열병의 진단이 가능하도록 디스플레이된다.
실시예 3. 심박변이도 ( HRV ) 지표를 이용한 정신분열병 치료제의 스크리닝
(1) 실험대상
약물을 복용하지 않던 정신분열병 환자 중에서 항정신병약물 복용 및 심전도 검사에 동의한 25명의 환자를 대상으로 하였다. 이중 8명은 리스페리돈, 5명은 올란자핀, 4명은 아미설프라이드, 2명은 아리피프라졸을 복용하였다.
(2) HRV 지표의 측정 및 분석
1) 심전도의 측정
상기 환자군 및 정상인군의 심전도를 측정하였다. 일중변동(diurnal variation)의 영향을 배제하기 위해서 오전 9시부터 오전 11시 사이의 시간에 검사를 시행했으며, 검사 당일 오전의 흡연이나 카페인 섭취는 금지하였다. 검사 전 15분간 안정을 취한 이후 5분간 심전도를 측정하였다. 심전도 기계에 저장되는 정보를 다시 250Hz로 디지털화하여 저장하였다. 심전도는 항정신병약물 투약 전과 투약 1주 후, 투약 6주 후에 반복해서 측정하였다.
2) 정신병리 및 부작용의 평가
다음 평가 도구를 사용하여 항정신병약물 투약 전과 투약 1주 후, 투약 6주 후에 반복해서 측정하였다.
① PANSS (Positive and Negative Syndrome Scale): 30문항으로 구성된 정신병리 평가 척도로서 양성 증상, 음성 증상, 일반적 정신병리 등에 대해 평가
② DIEPSS (Drug Induced Extrapyramidal Symptoms Scale): 10문항으로 항정신병약물 복용과 관련해서 나타날 수 있는 추체외로 부작용에 대해 평가
3) HRV 측정 지표의 계산
각 피험자의 심전도 정보 중 상기 실시예 1에서 언급했던 Mean RR, SDNN, RMSSD, pNN20, LF, HF, LF/HF, SampEn, CSE20의 9가지 HRV 측정 지표들을 계산하였다.
4) HRV 측정 지표와 PANSS, DIEPSS의 통계적 분석 결과
① 항정신병약물 치료 경과에 따른 위의 9가지 HRV 측정 지표와 PANSS, DIEPSS 점수의 차이를 통계적으로 분석하였다. 주파수의 특성을 가진 지표는 로그 변환(log transform)을 통해 표준화한 후에 중다변량분석 (multivariate analysis of variance, MANOVA)를 이용하여 변화 여부를 확인하였으며, 9개의 측정 지표 중에서 LF/HF 값만이 치료 후에 유의미한 변화가 관찰되었다(표 2).
Baseline Week 1 Week 6 F2,48 P value
Mean SD Mean SD Mean SD
PANSS 94.04 22.71 76.48 14.40 63.76 11.88 50.50 <0.001
DIEPSS 0.88 1.64 3.52 3.69 4.12 3.94 12.07 <0.001
Mean RR 803.14 145.11 815.99 173.18 850.33 143.63 1.44 0.25
SDNN 34.78 15.30 33.72 16.15 30.54 13.80 0.90 0.41
RMSSD 29.82 22.61 26.27 18.57 26.34 17.43 0.35 0.71
lnpNN20 3.04 1.29 2.59 1.86 3.27 1.00 2.20 0.12
lnLF 5.34 0.73 5.19 1.06 4.82 0.82 3.96 0.03
lnHF 5.39 1.26 5.04 1.65 5.33 1.02 0.89 0.42
lnLF/HF -0.04 0.84 0.15 1.08 -0.51 0.64 6.33 0.004
SampEn 2.00 0.47 1.84 0.44 2.06 0.50 1.44 0.25
lnCSE20 0.71 0.42 0.19 1.25 0.77 0.58 4.69 0.01
② 각각의 시점에서 9개 HRV 측정 지표와 PANSS, DIEPSS 점수 사이의 관계를 계층적 군집 분석(hierarchical clustering, HC)을 이용해 분석하였고, 이때 워드의 방법(Ward's method)을 사용하였다. 투약 전과 투약 1주 후, 6주 후 모두에서 LF/HF와 SampEn이 PANSS 점수, DIEPSS 점수와 독립된 군집을 이루는 것이 관찰되었다. 이는 정신분열병 환자의 정신병리와 추체외로 부작용의 변화가 교감-미주신경계의 균형과 복잡성과 연관되어 있음을 시사한다(도 3).
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 심박변이도 측정 지표를 이용한 정신분열병 진단 장치의 블록도이다.
도 2는 HRV의 각 지표들 사이의 상관관계를 나타내는 모식도이다.
도 3은 정신분열병 치료제 투약 전후 측정된 HRV 지표와 PANSS 및 DIEPSS 점수와의 상관관계를 나타내는 모식도이다.

Claims (6)

  1. 피검자로부터 심박변이도를 측정하는 심박변이도 측정부;
    통계학적 의미가 있는 정신분열병 환자들의 집단을 대상으로 사전에 미리 정해진 조건 아래 수행된 임상 시험을 통해 집계된 심박변이도의 측정지표들 중 정상인과 구분되는 SampEn(sample entorpy) 및 LF/HF (low frequency/high frequency)에 대한 기준진단지표들이 저장된 데이터베이스부;
    상기 피검자로부터 상기 심박변이도 측정부에 의해 측정된 데이터를 이용하여 SampEn(sample entorpy) 및 LF/HF (low frequency/high frequency) 값을 계산하고, 상기 계산된 값들을 상기 데이터베이스부에 저장된 기준진단지표들과 비교하여 차이값을 추출하는 프로세싱부;를
    구비하는 것을 특징으로 하는 정신분열병 진단장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터베이스부의 기준진단지표들은 항정신병약물을 투약하지 않은 상태의 정신분열병 환자로부터 심전도 검사를 수행하여 얻어진 심박변이도 측정결과를 이용하여 계산된 것을 특징으로 하는 정신분열병 진단장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 데이터베이스부의 기준진단지표들은 로그 변환(log transform)을 통해 표준화되고 본페로니 수정(Bonferroni correction)을 통해 계산된 것을 특징으로 하는 정신분열병 진단장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정신분열병 진단장치는 상기 프로세싱부에 의해 추출된 차이값을 외부로 표시해 주는 디스플레이부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 정신분열병 진단장치.
  5. 정상인과 정신분열병 환자 집단을 대상으로 심박변이도를 측정하여 SampEn 및 LF/HF 에 대한 기준진단지표를 설정하는 단계;
    피검자로부터 심박변이도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 심박변이도의 SampEn 및 LF/HF 값을 상기 기준진단지표의 값들과 비교하여, 정신분열병 환자군의 값들에 속하는 경우 상기 피검자를 정신분열병 환자로 진단하는 단계를 포함하는 정신분열병 진단방법.
  6. 정상인과 정신분열병 환자 집단을 대상으로 심박변이도를 측정하여 SampEn 및 LF/HF 에 대한 기준진단지표를 설정하는 단계;
    피검대상인 정신분열병 환자의 심박변이도를 측정하는 단계;
    상기 정신분열병 환자에게 대상 물질을 투여하는 단계;
    상기 대상 물질을 투여한 정신분열병 환자의 심박변이도를 주기적으로 측정하여 SampEn 및 LF/HF 값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 SampEn 및 LF/HF 값의 변화추이를 상기 기준진단지표와 비교하 여, 정신분열병 환자의 지표범위에서 정상인의 지표범위로 변화한 경우 상기 대상 물질을 정신분열병 치료제로 인정하는 단계를 포함하는 정신분열병 치료제 스크리닝 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101534131B1 (ko) * 2014-12-12 2015-07-24 순천향대학교 산학협력단 심전도를 이용한 짧은 rr 시계열로 chf 및 af의 자동 감지 방법
CN113133752A (zh) * 2020-02-25 2021-07-20 上海鼎博医疗科技有限公司 基于心率变异分析的心理评估方法、系统、设备和介质
CN116473557A (zh) * 2023-04-12 2023-07-25 浙江大学 一种适用于精神分裂症患者动态性特征指标的检测方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100493714B1 (ko) 2004-11-26 2005-06-02 주식회사 메디코아 자율신경 검사장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101534131B1 (ko) * 2014-12-12 2015-07-24 순천향대학교 산학협력단 심전도를 이용한 짧은 rr 시계열로 chf 및 af의 자동 감지 방법
CN113133752A (zh) * 2020-02-25 2021-07-20 上海鼎博医疗科技有限公司 基于心率变异分析的心理评估方法、系统、设备和介质
CN116473557A (zh) * 2023-04-12 2023-07-25 浙江大学 一种适用于精神分裂症患者动态性特征指标的检测方法
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