KR20130125921A - 비접촉식 맥박신호 측정센서 - Google Patents
비접촉식 맥박신호 측정센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130125921A KR20130125921A KR1020120049548A KR20120049548A KR20130125921A KR 20130125921 A KR20130125921 A KR 20130125921A KR 1020120049548 A KR1020120049548 A KR 1020120049548A KR 20120049548 A KR20120049548 A KR 20120049548A KR 20130125921 A KR20130125921 A KR 20130125921A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pulse signal
- electrode
- circuit board
- measuring sensor
- signal measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 10
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 6
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 6
- 210000002321 radial artery Anatomy 0.000 claims description 6
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 abstract description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 238000009532 heart rate measurement Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
- A61B5/02444—Details of sensor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
- A61B2562/0214—Capacitive electrodes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
- A61B2562/166—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted on a specially adapted printed circuit board
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
본 발명은 전극을 신체 피부에 직접 접촉시키지 않고 맥박신호를 측정하되 외부의 영향을 최소화할 수 있는 비접촉식 맥박신호 측정센서가 개시된다. 이를 위하여 제 1 연성회로기판과, 상기 제 1 연성회로기판의 하부에 부착되며 구불구불하게 절곡된 패턴을 가지는 제 1 전극과, 제 1 연성회로기판 및 제 1 전극패턴의 하부에 구비되며 손목 요골동맥의 맥박신호에 대해 완충기능을 제공하는 완충수단과, 상기 완충수단의 하부에 구비되며 상기 제 1 전극을 커버하는 크기를 가지는 제 2 전극, 및 상기 제 2 전극의 하부에 부착되는 제 2 연성회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 맥박신호 측정센서를 제공한다. 본 발명에 따른 맥박신호 측정센서를 사용하면 외부 움직임에 의한 간섭이 최소화되고, 정확하게 압력의 변화가 측정할 수 있는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 비접촉식 맥박신호 측정센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극을 신체 피부에 직접 접촉시키지 않고 맥박신호를 측정하되 외부의 영향을 최소화할 수 있는 비접촉식 맥박신호 측정센서에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 신체에 대한 심장박동과 같은 생체신호를 측정하는 방법으로는 접촉식과 비접촉식 방법이 있다.
접촉식 방법으로 가장 일반적인 것은 펄스 옥시미터(pulse oximeter)를 사용하는 것으로, 측정 대상자의 손가락에 프로브를 끼워서 혈중 산소 농도, 맥박, 맥진폭 등의 생체 정보를 검출하는 방법이 있다. 또한, 다른 접촉식 방법으로는 심전도 계측기를 이용하는 것으로, 이는 가슴, 손목, 발목 등의 신체 부위에 전극들을 부착하여 신호를 측정하여 심장박동 정보를 추출한다.
이러한 종래 생체신호 검출 방법은 기본적으로 측정 대상자의 신체 일부에 센서를 붙이거나 또는 다수의 전극을 부착시키거나 센서가 부착된 띠를 두르는 방법을 이용하기 때문에 사용자에게 거부감 및 불편함을 느끼게 하는 문제점이 있으며, 대상 신체에 접촉함이 없이는 심장박동과 같은 생체신호를 측정할 수 없다.
그리고, 최근 또 다른 방법인 비접촉식 방법으로 생체신호를 검출하도록 제안된 종래기술들이 다수 있다.
예를 들면, 대한민국 등록특허 제10-0928421호로는 LC 발진회로를 이용하여, 특히 사람의 피부에 접촉하지 않고, 신체의 호흡과 심장박동에 의한 신체의 정전용량 변화를 감지하여 호흡신호 및 심장박동신호를 측정하는 기술이 제안되었다.
이러한 종래의 생체신호 측정장치는 LC 발진 회로를 사용하고 있기 때문에 외부의 움직임에 따라 오류를 나타내게 되는 문제가 발생될 수 있으므로, 외부의 전기자기적인 환경이 안정된 장소에서 움직임이 없도록 고정된 상태에서 측정하여야 되는 불편함이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 비접촉식으로 맥박신호를 측정하되 종래 LC 발진 회로를 이용한 비접촉식 생체신호 측정장치에 사용되는 평판 모양의 전극 대신 외부 영향에 방어력이 있는 구조를 가지는 전극을 사용하여 외부 움직임에 대한 영향을 최소화시킴으로써 정확하게 맥박신호를 검출할 수 있는 비접촉식 맥박신호 측정센서에 관한 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 LC 발진회로를 이용한 비접촉식 맥박신호 측정장치에 사용되는 비접촉식 맥박신호 측정센서에 있어서, 상기 비접촉식 맥박신호 측정센서는, 제 1 연성회로기판과, 상기 제 1 연성회로기판의 하부에 부착되며 구불구불하게 절곡된 패턴을 가지는 제 1 전극과, 제 1 연성회로기판 및 제 1 전극패턴의 하부에 구비되며 손목 요골동맥의 맥박신호에 대해 완충기능을 제공하는 완충수단과, 상기 완충수단의 하부에 구비되며 상기 제 1 전극을 커버하는 크기를 가지는 제 2 전극, 및 상기 제 2 전극의 하부에 부착되는 제 2 연성회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 맥박신호 측정센서를 제공한다.
본 발명에 의한 맥박신호 측정센서는 각 연성회로기판 사이의 전기장의 변화 정도를 좀 더 잘 측정하기 위하여 구불구불한 모양을 가지는 제 1 전극과 상기 제 1 전극을 모두 덮을 수 있는 판 모양을 가지는 제 2 전극을 각 연성회로기판에 배치하여 연성회로기판과 연성회로기판 사이의 전기장이 다소 왜곡된 모양을 가지게 되며, 압력의 변화가 왜곡된 모양의 전기장 변화를 가져와 좀 더 정확하게 압력의 변화가 측정할 수 있다.
그리고 본 발명은 초음파 또는 적외선이 신체에 직접 입사되지 않아 피검사자의 안전을 보장할 수 있으며, 외부 소리에 반응하지 않아 주변의 소음에 영향이 없으며, 신체에 전극의 직접적인 부착을 피할 수 있으므로 장시간의 맥박신호를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 피검사자가 맥박 측정을 의식하지 않는 상태에서 측정이 가능하여 보다 품질 높고 정확한 맥박 상태를 측정할 수 있으며, 피검사자가 움직이더라도 맥박 감지의 오류를 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명은 비접촉식으로 맥박 신호를 측정함으로써, 맥박 신호를 측정하기 위한 별도의 작업이 필요치 않아 숙련이 부족한 의료 진료자의 사용이 가능하여 사용의 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 맥박신호 측정센서를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 맥박신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 맥박신호 측정센서를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1 연성회로기판 및 제 1 전극을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 맥박신호 측정센서에 형성된 자기장을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 맥박신호 측정장치의 신호처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 맥박신호 측정장치를 이용한 맥박 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 그라운드 패턴이 형성된 전극을 가지는 종래의 맥박신호 측정장치를 이용한 맥박 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 맥박신호 측정장치를 이용한 맥박 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 맥박신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 맥박신호 측정센서를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1 연성회로기판 및 제 1 전극을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 맥박신호 측정센서에 형성된 자기장을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 맥박신호 측정장치의 신호처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 맥박신호 측정장치를 이용한 맥박 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 그라운드 패턴이 형성된 전극을 가지는 종래의 맥박신호 측정장치를 이용한 맥박 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 맥박신호 측정장치를 이용한 맥박 측정결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 비접촉식 맥박신호 측정센서(이하, "맥박신호 측정센서"라고 약칭함)를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥박신호 측정센서(110)를 설명하기 위한 분해사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 맥박신호 측정센서(110)는 LC 발진회로를 이용하여 인체의 피부에 접촉하지 않은 상태로 신체의 맥박신호를 측정하기 위해 맥박신호 측정장치에 사용되는 것으로서, 제 1 연성회로기판(111)과, 상기 제 1 연성회로기판(111)의 하부에 부착된 제 1 전극(112)과, 상기 제 1 연성회로기판(111) 및 제 1 전극(112)의 하부에 구비되는 완층수단과, 상기 완층수단의 하부에 구비되는 제 2 전극(114), 및 상기 제 2 전극(114)의 하부에 부착되는 제 2 연성회로기판(115)을 포함한다.
이러한 맥박신호 측정센서(110)는 LC 발진회로를 통해 발진신호를 바탕으로 검출 대상의 정전용량 변화가 반영된 합성 발진신호를 생성하는 발진기(100)와, 상기 합성 발진신호로부터 미분신호를 생성하는 미분기(200), 및 상기 미분신호로부터 검파신호를 생성하는 포락선 검파기(300)로 구성된 센서부를 포함하는 맥박신호 측정장치에 사용된다.
이와 같이, 발진기(100)에 연결되는 맥박신호 측정센서(110)에는 두 개의 측정전극(112, 114)이 구비되므로, 두 맥박신호 측정전극(112, 114)간에는 전기장이 존재하게 된다. 또한, 이 발생 전기장이 지나가는 영역에 존재하는 물질의 유전율과 거리에 따라 맥박신호 측정센서(110)의 정전 용량의 값이 결정된다.
특히, 심장의 박동에 따라 손목의 요골동맥이 맥박을 뛰게 되면 맥박의 변화가 완충수단(113)에 전달이 되고, 그에 따른 미세한 전극사이의 거리 변화가 일어난다. 결과적으로 이러한 변화의 결과로 맥박신호 측정센서(110)의 정전 용량의 변화가 발생되며 이를 검출하여 맥박을 측정하는 방식이다.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥박신호 측정센서(110)를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 맥박신호 측정센서(110)는 제 1 연성회로기판(111) 및 제 1 전극(112)을 포함한다.
상기 제 1 연성회로기판(flexible printed circuit board)은 손목에 제 1 전극(112)이 직접 접촉되지 않도록 제 1 전극(112)의 외부로 차단하는 것으로서, 폴리이미드(Poly Imide : PI) 등으로 구성될 수 있다.
한편, 제 1 전극(112)은 제 1 연성회로기판(111)의 하부에 부착되는 것으로서, 외부의 영향을 최소화하는 한편, 전기장의 변화 정도에 대한 민감도를 향상시키기 위해 그라운드 패턴과 같이 큰 판 모양이 아닌 구불구불하게 절곡된 패턴을 가지도록 형성된다.
예를 들면, 상기 제 1 전극(112)은 도 1에 도시된 바와 같이 말단이 서로 연결된 
형 패턴을 갖도록 형성되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 머리빗형 패턴을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 
형 패턴은 "
" 구조 등으로 형성될 수 있다.
이러한 제 1 전극(112)이 그라운드 패턴과 같이 큰 평판 모양으로 형성되면 제 1 전극(112)과 제 2 전극(114) 사이에는 도 5의 (a)와 같이 일정한 모양의 전기장이 형성된다. 이와 같은 전기장이 형성되면, 외부로 전기장이 누설되는 것은 최소화되지만, 외부 압력의 변화에 대한 감지력이 떨어지는 문제가 발생된다.
그러나, 본 발명과 같이 제 1 전극(112)이 구불구불하게 절곡된 패턴을 가지도록 형성되면 제 1 전극(112)과 제 2 전극(114) 사이에는 도 5의 (b)와 같이 다소 왜곡된 모양의 전기장이 형성된다. 이와 같은 전기장이 형성되면, 제 2 전극(114)의 단순 평면 구조에 의해 외부로 전기장이 누설되는 것도 최소화할 수 있으며, 또한 전기장의 왜곡에 따라 압력의 변화에 대한 민감도가 향상되어 맥박의 측정을 보다 안정적이고 정확하게 수행할 수 있게 된다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 맥박신호 측정센서(110)는 완충수단(113)을 포함한다.
본 발명에 따른 완충수단(113)은 상기 제 1 연성회로기판(111) 및 제 1 전극(112)의 하부에 구비되는 것으로서, 손목의 맥박신호에 대해 완충기능을 제공하는 역할을 수행한다.
이러한 완충수단(113)은 완충기능을 수행할 수 있다면 어떠한 구조물을 사용하여도 무방하지만, 라텍스시트나 공기층으로 구성되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 완충수단(113)이 라텍스시트로 구성되면, 상기 라텍스시트는 제 1 연성회로기판(111)과 동일한 크기로 형성될 수 있으며, 제 1 연성회로기판(111)의 테두리를 따라 접착될 수 있다.
이때, 제 1 연성회로기판(111)과 라텍스시트의 접착을 보조하기 위해 제 1 연성회로기판(111)과 라텍스시트의 사이에는 접착수단(116)이 구비될 수 있다. 이러한 접착수단(116)으로는 양면테이프나 접착제가 사용될 수 있다.
또한, 완충수단(113)이 공기층으로 구성되면, 제 1 전극(112)과 제 2 전극(114)이 서로 이격될 수 있도록 제 1 연성회로기판(111)과 제 2 연성회로기판(115)의 사이의 테두리에는 제 1 전극(112) 및 제 2 전극(114)보다 두꺼운 두께를 가지는 접착층이 구비될 수 있다. 여기서, 접착층은 접착제가 건조되어 형성되는 구조물이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 맥박신호 측정센서(110)는 제 2 전극(114) 및 제 2 연성회로기판(115)을 포함한다.
본 발명에 따른 제 2 전극(114)은 상기 완충수단(113)의 하부에 구비되는 것으로서, 제 1 전극(112)을 커버하는 크기를 갖도록 형성된다. 이러한 제 2 전극(114)은 제 1 전극(112)을 모두 커버할 수 있는 구조라면 어떠한 구조로 형성되어도 무방하지만, 전체적으로 사각형 구조를 갖도록 형성되는 것이 좋다.
아울러, 제 1 전극(112)과 제 2 전극(114)은 도전체로 구성될 수 있으며, 예를 들면 도금 프로세스에 의해 형성되어 있는 금(Au)으로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 제 2 연성회로기판(115)은 상기 제 2 전극(114)의 하부에 부착되는 것으로서, 제 2 전극(114)을 제 1 전극(112)으로부터 일정 간격으로 이격된 위치에 배치시키는 역할을 수행한다. 이러한 제 2 연성회로기판(115)은 제 1 연성회로기판(111)과 동일한 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 제 2 연성회로기판(115)은 완충수단(113)에 원활하게 부착될 수 있도록 완충수단(113)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 다만, 완충수단(113)이 공기층으로 형성되는 경우에는 제 1 연성회로기판(111)에 원활하게 부착될 수 있도록 제 1 연성회로기판(111)과 동일한 크기로 형성될 수 있다.
전술한 구성요소를 포함하는 맥박신호 측정센서(110)는 LC 발진회로가 구비된 맥박신호 측정장치에 사용될 수 있다. 이러한 맥박신호 측정센서(110)는 통상 맥박신호 측정장치의 발진기(100)에 사용되는 전극부를 대체하여 사용된다.
보다 구체적으로, 상기 맥박신호 측정장치는 신체의 동맥 부위에 근접 배치되는 맥박신호 측정센서(110)를 포함하는 LC 발진회로가 구성되어 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C)에 의한 발진 주파수를 갖는 발진 신호를 생성하고, 전기 및 자기장 변화를 감지하여 합성 발진신호를 생성하는 발진기(100)와, 상기 발진기(100)를 통해 생성된 합성 발진신호를 미분하여 미분신호를 생성하는 미분기(200), 및 상기 미분기(200)를 통해 생성된 미분신호를 인가받아 검출 대상의 검파신호를 생성하는 포락선 검파기(300)를 포함한다.
또한, 상기 맥박신호 측정장치는 포락선 검파기(300)를 통해 생성된 검파신호를 필요 주파수 대역에서 필터링하는 대역통과필터(미도시)와, 상기 대역통과필터에서 필터링된 수신 신호를 증폭하는 증폭기(미도시), 및 상기 증폭기에서 증폭된 수신 신호를 A/D 변환기(미도시)를 거쳐 맥박의 정보를 검출해 내는 디지털 신호 처리부(미도시)와, 디지털 신호 처리부에서 검출한 심장박동수의 정보를 출력하는 출력장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 LC 발진회로를 통해 생성된 발진 주파수를 갖는 발진 신호는 1.8MHz 대역의 신호이며, 상기 대역통과필터를 통해 추출되는 맥박 박동신호는 0.5㎐ 내지 5㎐ 대역의 신호이다.
이와 같이, 상기 발진기(100)를 구성하는 맥박신호 측정센서(110)는 손목에 근접 배치된다.
예를 들면, 맥박이 뛰고 있는 손목의 요골동맥 위의 피부에 전술한 맥박신호 측정센서(110)를 올려놓고 밴드로 고정을 시킨 후, 맥박신호 측정장치의 LC 발진회로에 연결함으로써 맥박 신호를 측정할 수 있다. 이러한 맥박신호 측정은 측정자가 안정되게 앉은 상태에서 측정이 가능할 뿐만 아니라, 측정자가 움직이는 상태에서도 측정이 가능하다.
전술한 발진기(100), 미분기(200), 포락선 검파기(300), 대역통과필터, 증폭기, A/D 변환기, 디지털 신호 처리부, 출력장치는 맥박신호 측정장치에 통상적으로 사용되는 공지된 구성요소에 해당하므로, 보다 구체적인 설명은 생략한다.
이하, 첨부도면 도 6을 참조하여 전술한 맥박신호 측정장치를 이용한 주요 신호 처리 방법을 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 맥박신호 측정장치의 신호처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 발진기(100)가 발진 주파수를 갖는 발진신호를 생성하여(S10), 두 개의 맥박신호 측정 전극(112, 114)을 통해 합성 발진신호를 생성한다(S20).
다음으로, 미분기(200)는 상기 합성 발진신호로부터 미분신호를 생성한다(S30). 이 미분신호는 포락선 검파기(300)에 의해 검파신호로 변환된다(S40).
이와 같이 변환된 검파신호는 대역통과필터를 통과한 후 증폭기를 통해 증폭(S50)된 다음, 디지털 신호 처리부를 통해 맥박신호를 추출한다(S60).
이하, 본 발명에 따른 맥박신호 측정장치를 통한 맥박신호 측정결과를 살펴본다.
[실시예 1]
본 발명의 맥박신호 측정센서의 성능을 확인하기 위해 검출 대상의 손목의 요골동맥 근처에 맥박신호 측정센서를 위치시킨 후 맥박신호를 측정하였다. 그 결과는 도 7로 나타내었다. 이때, 검출 대상은 옷을 입은 상태이다.
이때, 발진기는 콜피츠(Colpitts) 발진회로를 기반으로 하고 있으며, 그 발진 주파수는 1.8MHz로 설정하였다. 또한, 상기 콜피츠 발진회로의 양단에 접속되는 맥박신호 측정센서는 제 1 전극이 0.2㎜ 두께, 제 2 전극이 0.2㎜ 두께로 형성되었으며, 이들 제 1 전극과 제 2 전극은 3.0 내지 4.0㎜ 간격을 유지하였다. 아울러, 미분기는 기본적인 RC회로로, 그리고 포락선 검파기는 다이오드에 기반한 회로로 구성되었다.
본 발명에 따른 맥박신호 측정장치를 이용하여 맥박신호를 측정하면, 도 7에 도시된 바와 같이 맥박신호에 대한 안정적인 측정결과가 출력되었다. 여기서, 본 발명에 따른 맥박신호 측정센서로 측정된 맥박신호가 PRM 신호이다. 또한, 비교 신호로는 손가락 끝에서 혈액내 산소량 측정 방법을 통해 도출되는 PPG 신호와, 심전도 측정에서 도출되는 ECG 신호를 사용하였다.
이와 같이, PRM 신호와 PPG 신호 신호 및 ECG 신호를 비교하면, 신호가 역전되어 있는 것을 제외하고는 ECG의 QRS Peak가 PRM Peak를 지나 손가락의 PPG 신호로 전달됨을 확인할 수 있다.
[실시예 2]
본 발명의 맥박신호 측정센서의 성능을 확인하기 위해 검출 대상의 손목의 요골동맥 근처에 맥박신호 측정센서를 위치시킨 후 맥박신호를 측정하였다. 그 결과는 도 8로 나타내었다.
[비교예 1]
[실시예 2]와 동일한 조건에서 맥박신호를 측정하되, 상기 맥박신호 측정센서 대신 한 쌍의 평판형 전극을 사용하였다. 그 결과는 도 9로 나타내었다.
도 8과 도 9를 비교하면, 종래의 평판형 전극을 사용하여 맥박신호를 측정하는 경우에는 본 발명에 따른 맥박신호 측정센서를 사용한 경우에 비해 맥박 파형에 외부의 자기 노이즈가 섞여 있음을 확인할 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 맥박신호 측정센서를 사용하면, 외부의 자기장에 의해 맥박 신호의 왜곡이 최소화됨을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 발진기 110 : 맥박신호 측정센서
111 : 제 1 연성회로기판 112 : 제 1 전극
113 : 완충수단 114 : 제 2 전극
115 : 제 2 연성회로기판 116 : 접착수단
200 : 미분기 300 : 포락선 검파기
111 : 제 1 연성회로기판 112 : 제 1 전극
113 : 완충수단 114 : 제 2 전극
115 : 제 2 연성회로기판 116 : 접착수단
200 : 미분기 300 : 포락선 검파기
Claims (6)
- LC 발진회로를 이용한 비접촉식 맥박신호 측정장치에 사용되는 비접촉식 맥박신호 측정센서에 있어서,
상기 비접촉식 맥박신호 측정센서는,
제 1 연성회로기판;
상기 제 1 연성회로기판의 하부에 부착되며 구불구불하게 절곡된 패턴을 가지는 제 1 전극;
제 1 연성회로기판 및 제 1 전극패턴의 하부에 구비되며, 손목 요골동맥의 맥박신호에 대해 완충기능을 제공하는 완충수단;
상기 완충수단의 하부에 구비되며, 상기 제 1 전극을 커버하는 크기를 가지는 제 2 전극; 및
상기 제 2 전극의 하부에 부착되는 제 2 연성회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 맥박신호 측정센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 완충수단은 라텍스시트 또는 공기층으로 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 맥박신호 측정센서. - 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극은
말단이 서로 연결된형 패턴을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 맥박신호 측정센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극은
머리빗형 패턴을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 맥박신호 측정센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 연성회로기판은 그 테두리가 제 1 전극의 테두리를 벗어나는 크기로 형성되고, 상기 제 2 연성회로기판은 그 테두리가 제 2 전극의 테두리를 벗어나는 크기로 형성되며,
상기 제 1 연성회로기판과 제 2 연성회로기판의 사이에는 테두리를 따라 접착수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 맥박신호 측정센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 LC 발진회로를 통해 생성된 발진 주파수를 갖는 발진 신호는
1.8MHz 대역의 신호인 것을 특징으로 하는 비접촉식 맥박신호 측정센서.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120049548A KR20130125921A (ko) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | 비접촉식 맥박신호 측정센서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120049548A KR20130125921A (ko) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | 비접촉식 맥박신호 측정센서 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130125921A true KR20130125921A (ko) | 2013-11-20 |
Family
ID=49854121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120049548A Abandoned KR20130125921A (ko) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | 비접촉식 맥박신호 측정센서 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130125921A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116158739A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-26 | 北京他山科技有限公司 | 一种电容式脉象传感器、可穿戴脉象检测设备 |
-
2012
- 2012-05-10 KR KR1020120049548A patent/KR20130125921A/ko not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116158739A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-26 | 北京他山科技有限公司 | 一种电容式脉象传感器、可穿戴脉象检测设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Buxi et al. | Blood pressure estimation using pulse transit time from bioimpedance and continuous wave radar | |
| EP4489659A1 (en) | Continuous noninvasive blood pressure measurement | |
| KR101800706B1 (ko) | 잡음이 제거된 생체 신호를 측정하는 장치, 단위 측정기 및 방법 | |
| EP3618709B1 (en) | System and method for dynamic focusing on the heart and/or lungs by frequency tuning and analysis of impedance phase and/or magnitude variations | |
| JP6910290B2 (ja) | 振動波形センサ及び波形解析装置 | |
| US20190209031A1 (en) | Blood pressure measuring device, blood pressure measuring method and recording medium having blood pressure measuring program recorded therein | |
| CN101006915A (zh) | 非接触式关键生理参数测量方法 | |
| TW201738573A (zh) | 振動波形感測器及脈波檢測裝置 | |
| JPH07365A (ja) | 心拍速度測定装置 | |
| JP2008086390A (ja) | 生体情報検出装置 | |
| Singh et al. | Pulse pressure monitoring through non-contact cardiac motion detection using 2.45 GHz microwave Doppler radar | |
| Buxi et al. | Cuffless blood pressure estimation from the carotid pulse arrival time using continuous wave radar | |
| Sharma et al. | A wearable RF sensor for monitoring respiratory patterns | |
| US20130046165A1 (en) | System for a Disposable Capacitive Bioimpedance Sensor | |
| JP2001269322A (ja) | 心電図信号誘導用電極装置及び心電図信号測定装置 | |
| CN110200447A (zh) | 一种具有心率呼吸检测的婴儿床垫及其控制方法 | |
| WO2021090954A1 (ja) | 心拍信号検出装置、及び心拍信号検出プログラム | |
| KR100928421B1 (ko) | Ｌｃ 발진회로를 이용한 비접촉식 호흡·심장박동신호 측정장치 및 이를 위한 신호 처리 방법 | |
| KR101007818B1 (ko) | 비접촉식 심장 박동 측정 센서 및 이를 이용한 신호 처리 방법 | |
| JP2016174783A (ja) | 呼吸に伴う人間の体表面の変位を検出するセンサ装置 | |
| CN110087512A (zh) | 信号采集传感器阵列、电子设备及床垫 | |
| KR100948941B1 (ko) | 인덕티브 전극을 이용한 심장박동신호 측정 장치 및 그방법 | |
| KR20130125921A (ko) | 비접촉식 맥박신호 측정센서 | |
| JP2016174784A (ja) | 呼吸に伴う人間の体表面の変位を検出するセンサ装置 | |
| CN210493476U (zh) | 一种具有心率呼吸检测的婴儿床垫 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20120510 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20130621 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1904 | Unpaid initial registration fee |