KR20170124943A - Apparatus and method for extracting cardiovascular characteristic - Google Patents
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Abstract
심혈관 특성 추출 장치가 개시된다. 일 실시예에 따르면 심혈관 특성 추출 장치는 피검체의 맥파에 의해 생성된 진동 신호를 측정하는 제1 센서부와, 피검체의 맥파 신호를 측정하는 제2 센서부와, 진동 신호 및 맥파 신호를 기초로 심혈관 특성에 관한 동작을 수행하는 처리부 및 제1 센서부, 제2 센서부 및 처리부가 장착되는 본체를 포함할 수 있다.An apparatus for extracting cardiovascular characteristics is disclosed. According to one embodiment, a cardiovascular characteristic extracting apparatus includes a first sensor unit for measuring a vibration signal generated by a pulse wave of a subject, a second sensor unit for measuring a pulse wave signal of the subject, And a body to which the first sensor unit, the second sensor unit, and the processing unit are mounted.
Description
심혈관 특성을 추출하는 장치 및 방법과 관련된다.And a device and a method for extracting cardiovascular characteristics.
압박 커프 등을 사용하지 않고 심혈관계 특징을 비침습적으로 추출하기 위한 기술은 대표적으로 PWA(pulse wave analysis)법과 PWV(pulse wave velocity) 법이 있다. PWA법은 체말단(손가락 끝, 요골 동맥 등)에서 광용적 맥파나 체표 압력 신호를 얻은 후 그 모양을 분석하여 심혈관계 특성을 추출하는 방법이다. 좌심실에서 박출된 혈액은 신동맥이나 장골동맥 등 큰 분지가 있는 지점에서 반사를 일으키게 되고 이는 체말단에서 측정한 광용적 맥파 또는 체표 압력파 등의 모양에 영향을 주게 된다. 따라서 이 모양을 분석함으로써 동맥 경화도나 혈관 나이, 대동맥압 파형 등을 유추할 수 있다. PWV법은 맥파의 전달 시간을 측정하여 심혈관계 특성을 추출하는 방법으로서, 심전도와 체말단의 광용적 맥파를 측정하여 심전도의 R 피크(peak) (좌심실 수축 구간)와 손가락 또는 요골동맥의 광용적 맥파나 압력 맥파의 피크 사이의 지연 시간(pulse transit time, PTT)을 측정하고, 이것으로 팔의 길이 근사치를 나누어 심장에서 출발한 혈액이 체말단에 도달하기에 까지 걸린 속도를 구한다. Pulse wave analysis (PWA) and pulse wave velocity (PWV) methods are typically used to non-invasively extract cardiovascular features without using pressure cuffs. The PWA method is a method of extracting cardiovascular characteristics by analyzing the shape of a pulsating pulse wave or body surface pressure signal at the body end (fingertip, radial artery, etc.). The blood ejected from the left ventricle causes reflexes at the branches of the large branches such as the renal arteries and the iliac arteries, which affect the shape of the optic volume pulse or body pressure wave measured at the body end. Therefore, by analyzing this shape, it is possible to deduce arteriosclerosis, blood vessel age, and aortic pressure waveform. The PWV method is a method of extracting cardiovascular characteristics by measuring the pulse-wave propagation time. It measures the RV peak (left ventricular contraction interval) of the electrocardiogram and the optical volume of the finger or radial artery Measure the pulse transit time (PTT) between the peak of the pulse wave or the pressure pulse, and divide the approximate length of the arm to obtain the velocity at which the blood starts from the heart until it reaches the end of the body.
일반적으로 심전도를 측정하기 위해서는 측정위치 1, 심장, 측정위치 2가 심장을 가운데 놓고 체표면을 통해 폐회로를 구성하여야 하므로 오른손과 왼손을 동시에 측정 시스템의 전극에 접촉하거나, 몸통 또는 가슴의 피부 면에서 심장에 대해 일측인 한 지점과 다른 일측인 한 지점에 시스템의 전극이 접촉해야 한다. 이로 인해 개인용 웨어러블 기기에서 심전도를 활용하는 것이 쉽지 않다. Generally, in order to measure ECG, the
손목형 기기의 스트랩에 별도의 센서를 내장할 필요없이 심혈관 특성을 추출하는 장치 및 방법이 제시된다.An apparatus and method for extracting cardiovascular characteristics without the need to incorporate a separate sensor in the strap of a wrist instrument is presented.
일 양상에 따르면, 심혈관 특성 추출 장치는 피검체의 맥파에 의해 생성된 진동 신호를 측정하는 제1 센서부, 피검체의 맥파 신호를 측정하는 제2 센서부, 측정된 진동 신호 및 맥파 신호를 기초로 심혈관 특성에 관한 동작을 수행하는 처리부 및 제1 센서부, 제2 센서부 및 처리부가 장착되는 본체를 포함할 수 있다.According to one aspect, a cardiovascular characteristic extracting apparatus includes a first sensor section for measuring a vibration signal generated by a pulse wave of a subject, a second sensor section for measuring a pulse wave signal of the subject, And a body to which the first sensor unit, the second sensor unit, and the processing unit are mounted.
또한, 심혈관 특성 추출 장치는 피검체의 손목을 감싸도록 형성되어 상기 본체에 연결되며, 장력에 의해 손목을 감싼 상태로 유지하여 상기 본체를 손목에 고정하는 스트랩을 더 포함할 수 있다.The cardiovascular characteristic extracting device may further include a strap formed to surround the wrist of the subject and connected to the body, and a strap for holding the wrist in a wrapped state by a tension to fix the body to the wrist.
제1 센서부는 스트랩이 장력에 의해 손목을 감싼 상태에서, 요골 동맥에서 맥파의 발생시 스트랩을 통해 본체로 전달되는 진동을 측정할 수 있다.The first sensor unit can measure the vibration transmitted to the main body through the strap when the pulse wave is generated in the radial artery while the strap is wrapped around the wrist by the tension.
제1 센서부는 본체를 통해 전달되는 맥파의 진동을 측정하기 위한 압전 센서를 포함할 수 있다.The first sensor unit may include a piezoelectric sensor for measuring vibration of the pulse wave transmitted through the main body.
제1 센서부는 본체를 통해 전달되는 피검체의 접촉 압력을 측정하는 힘 센서(force sensor) 또는 스트레인 게이지(strain gauge)를 포함할 수 있다.The first sensor unit may include a force sensor or a strain gauge that measures the contact pressure of the test object transmitted through the main body.
제1 센서부는 변형에 따라 전기적 신호를 발생시키는 피에조 벤더(piezo bender), 피에조 벤더와의 사이에 캐비티(cavity)를 형성한 상태로 피에조 벤더의 양단을 지지하도록 기기 본체 내에 장착되는 강성 지지체 및 맥파의 진동을 전달받아 피에조 벤더를 가압하여 변형시키는 가압블록을 포함할 수 있다.The first sensor unit includes a piezo bender for generating an electrical signal in response to the deformation, a rigid support for mounting both ends of the piezo bender in a state of forming a cavity with the piezo bender, And a pressure block that receives the vibration of the piezo bender and presses and deforms the piezo bender.
제1 센서부는 변형에 따라 전기적 신호를 발생시키는 피에조 벤더(piezo bender), 피에조 벤더와의 사이에 캐비티(cavity)를 형성한 상태로 피에조 벤더의 양단을 지지하도록 상기 본체 내에 장착되는 강성 지지체 및 본체를 통해 전달되는 피검체의 접촉 압력을 측정하며, 맥파의 진동을 전달받아 피에조 벤더를 가압하여 변형시키는 힘 센서(force sensor)를 포함할 수 있다.The first sensor unit includes a piezo bender for generating an electrical signal in accordance with the deformation, a rigid support for mounting both ends of the piezo bender in a state where a cavity is formed between the piezo bender and the rigid support body, And a force sensor that receives the vibration of the pulse wave and presses and deforms the piezo bender.
본체는 하우징을 포함하며, 하우징은 제2 센서부를 피검체를 향해 노출시킨 상태로 장착할 수 있다.The main body includes a housing, and the housing can be mounted while the second sensor portion is exposed toward the subject.
이때, 제2 센서부와 하우징의 연결 부위는 신축 가능하게 형성될 수 있다.At this time, the connecting portion between the second sensor unit and the housing may be formed to be expandable and contractible.
이때, 하우징은 제1 센서부를 처리부보다 제2 센서부에 가깝게 수용할 수 있다.At this time, the housing can receive the first sensor part closer to the second sensor part than the processing part.
제2 센서부는 센서 보드, 피검체에 광을 조사하도록 센서 보드에 실장되는 광원 및 피검체로부터 되돌아오는 광을 검출하도록 센서 보드에 실장되는 디텍터를 포함할 수 있다.The second sensor unit may include a sensor board, a light source mounted on the sensor board to irradiate the subject with light, and a detector mounted on the sensor board to detect light returned from the subject.
이때, 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 중 선택된 어느 하나일 수 있다.At this time, the light source may be any one selected from a light emitting diode (LED), a laser diode, and a phosphor.
처리부는 측정된 진동 신호와 맥파 신호 간의 지연시간을 계산하는 지연시간 계산부 및 계산된 지연시간을 기초로 심혈관 특성을 추출하는 심혈관 특성 추출부를 포함할 수 있다.The processing unit may include a delay time calculating unit for calculating a delay time between the measured vibration signal and the pulse wave signal and a cardiovascular characteristic extracting unit for extracting cardiovascular characteristics based on the calculated delay time.
처리부는 진동 신호와 맥파 신호의 피크(peak), 밸리(valley), 기울기의 최대 및 최소점 중의 적어도 하나를 특징점으로 추출하는 특징점 추출부를 더 포함하고, 지연시간 계산부는 추출된 특징점을 이용하여 지연시간을 계산할 수 있다.The processing unit may further include a feature point extracting unit that extracts at least one of a peak, a valley, and a slope of a vibration signal and a pulse wave signal from a feature point, and the delay time calculation unit calculates a delay Time can be calculated.
또한, 심혈관 특성 추출 장치는, 본체에 장착되며, 진동 신호, 맥파 신호, 특징점, 지연시간, PWV(pulse wave velocity) 및 심혈관 특성 중의 적어도 하나를 외부 장치에 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.The cardiovascular characteristic extracting apparatus may further include a communication unit mounted on the main body and transmitting at least one of a vibration signal, a pulse wave signal, a feature point, a delay time, a pulse wave velocity (PWV), and a cardiovascular characteristic to an external device.
이때, 심혈관 특성은 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 스트레스 지수 및 피로도 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.At this time, the cardiovascular characteristics may include at least one of blood pressure, blood vessel age, atherosclerosis, aortic pressure waveform, stress index and fatigue.
또한, 심혈관 특성 추출 장치는 처리부의 제어에 따라 상기 추출된 심혈관 특성을 사용자에게 제공하는 표시부를 더 포함할 수 있다.In addition, the cardiovascular characteristic extracting apparatus may further include a display unit for providing the extracted cardiovascular characteristics to the user under the control of the processing unit.
처리부는 제1 센서부 및 제2 센서부에 의해 측정된 신호를 전처리하는 전처리부 및 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부를 포함할 수 있다.The processing unit may include a preprocessor for pre-processing signals measured by the first sensor unit and the second sensor unit, and a signal converter for converting the measured analog signal into a digital signal.
다른 양상에 따르면, 심혈관 특성 추출 장치는 본체, 본체에 연결되며, 피검체의 손목을 감싸도록 형성되는 스트랩, 본체에 장착되며, 맥파 발생시 상기 스트랩을 통해 본체로 전달되는 진동에 의한 피검체의 접촉 압력 신호를 측정하는 힘 센서(force sensor) 또는 스트레인 게이지(strain guage)를 포함하는 제1 센서부, 본체에 장착되며, 피검체의 맥파 신호를 측정하는 제2 센서부 및 본체에 장착되며, 접촉 압력 신호 및 맥파 신호를 기초로 심혈관 특성 추출에 관한 동작을 수행하는 처리부를 포함할 수 있다.According to another aspect, the cardiovascular characteristic extracting apparatus includes a main body, a strap connected to the main body, the strap being formed to surround the wrist of the subject, a main body attached to the main body, A first sensor unit including a force sensor or a strain gauge for measuring a pressure signal, a second sensor unit mounted on the main body and measuring a pulse wave signal of the subject, And a processor for performing an operation related to cardiovascular characteristic extraction based on the pressure signal and the pulse wave signal.
처리부는 접촉 압력 신호를 AC 성분 신호와 DC 성분 신호로 분리할 수 있다.The processing section can separate the contact pressure signal into an AC component signal and a DC component signal.
처리부는 AC 성분 신호 및 맥파 신호의 지연시간을 계산하고, 계산된 지연시간을 기초로 상기 심혈관 특성을 추출할 수 있다.The processor may calculate the delay time of the AC component signal and the pulse wave signal, and extract the cardiovascular characteristics based on the calculated delay time.
처리부는 DC 성분 신호를 기초로 힘 센서 또는 스트레인 게이지의 접촉 상태에 대한 정보를 수집하고, 수집된 정보를 기초로 상기 심혈관 특성의 추출 여부를 판단할 수 있다.The processor collects information on the contact state of the force sensor or the strain gauge based on the DC component signal, and determines whether the cardiovascular characteristic is extracted based on the collected information.
처리부는 DC 성분 신호를 기초로 지연시간과 심혈관 특성 사이의 관계를 나타내는 추정 모델 또는, 추출된 심혈관 특성 값을 보정할 수 있다.The processor may correct the estimated model or the extracted cardiovascular characteristic value indicating the relationship between the delay time and the cardiovascular characteristic based on the DC component signal.
다른 양상에 따르면, 심혈관 특성 추출 장치는 본체, 본체에 연결되며, 피검체의 손목을 감싸도록 형성되는 스트랩, 본체에 장착되며, 맥파 발생시 스트랩을 통해 본체로 전달되는 진동에 의하여 발생되는 음파 신호를 측정하는 마이크로폰을 포함하는 제1 센서부, 본체에 장착되며, 피검체의 맥파 신호를 측정하는 제2 센서부 및 본체에 장착되며, 음파 신호 및 맥파 신호를 기초로 심혈관 특성 추출에 관한 동작을 수행하는 처리부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cardiovascular characteristic extracting apparatus comprising: a strap connected to a main body and a main body, the strap being formed to surround a wrist of a subject; A second sensor unit mounted on the main body and measuring a pulse wave signal of the subject and a second sensor unit mounted on the main body and performing an operation related to cardiovascular characteristic extraction on the basis of a sound wave signal and a pulse wave signal And a processing unit for processing the image data.
이때, 마이크로폰은 일렉트렛 마이크로폰 및 MEMS 마이크로폰 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.At this time, the microphone may include at least one of an electret microphone and a MEMS microphone.
제1 센서부는 스트랩을 통해 본체로 전달되는 진동 신호를 음파 신호로 변환하여 마이크로폰에 전달하는 다이어프램을 더 포함할 수 있다.The first sensor unit may further include a diaphragm that converts the vibration signal transmitted to the main body through the strap into a sound wave signal and transmits the sound wave signal to the microphone.
일 양상에 따르면, 제1 센서부와 제2 센서부가 장착된 본체를 포함하는 심혈관 특성 장치가 심혈관 특성을 추출하는 방법은, 제1 센서부를 통해 피검체의 맥파에 의해 생성된 진동 신호를 측정하는 단계, 제2 센서부를 통해 피검체의 맥파 신호를 측정하는 단계 및, 진동 신호 및 맥파 신호를 기초로 심혈관 특성 추출에 관한 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect, a method for extracting cardiovascular characteristics from a cardiovascular characteristic device including a first sensor portion and a second sensor portion includes a body, wherein the vibration signal generated by the pulse wave of the subject through the first sensor portion is measured Measuring a pulse wave signal of the subject through the second sensor unit, and performing an operation relating to cardiovascular characteristic extraction based on the vibration signal and the pulse wave signal.
진동 신호를 측정하는 단계는 본체에 연결된 스트랩에 의해 피검체의 손목을 감싼 후 스트랩의 장력에 의해 본체를 손목에 고정한 상태에서, 맥파 발생시 스트랩을 통해 본체로 전달되는 진동 신호를 측정할 수 있다.In the step of measuring the vibration signal, the wrist of the subject is wrapped by the strap connected to the body, and the vibration signal transmitted to the body through the strap when the pulse wave is generated can be measured in a state where the body is fixed to the wrist by the tension of the strap.
동작을 수행하는 단계는 진동 신호와 맥파 신호 간의 지연시간을 계산하는 단계, 계산된 지연시간을 기초로 심혈관 특성을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of performing the operation may include calculating a delay time between the vibration signal and the pulse wave signal, and extracting cardiovascular characteristics based on the calculated delay time.
동작을 수행하는 단계는 진동 신호와 맥파 신호로부터 피크(peak), 밸리(valley), 기울기의 최대 및 최소점 중의 적어도 하나를 특징점으로 추출하는 단계를 더 포함하고, 지연시간을 계산하는 단계는 추출된 특징점을 기초로 지연시간을 계산할 수 있다.The step of performing an operation further comprises extracting at least one of a peak, a valley, and a maximum and a minimum point of the slope from the vibration signal and the pulse wave signal as feature points, The delay time can be calculated based on the feature points.
또한, 심혈관 특성 추출 방법은 추출된 심혈관 특성을 사용자에게 표시부를 통해 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the cardiovascular characteristic extraction method may further include providing the extracted cardiovascular characteristics to the user through a display unit.
손목형 기기의 스트랩에 별도의 센서를 내장할 필요없이 심혈관 특성을 추출할 수 있다.Cardiovascular characteristics can be extracted without having to incorporate a separate sensor in the strap of the wrist device.
도 1은 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 개략적인 전체 구조도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2의 처리부 구성의 일 실시예를 도시한 상세 블록도이다.
도 4a 내지 도 4c는 심혈관 특성 추출 장치의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 블록도이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 본체 구조도이다.
도 6b는 심혈관 특성 추출 장치의 제1 센서부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 본체 구조도이다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예들에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 본체 구조도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 방법의 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 방법 중의 심혈관 동작 수행 단계의 상세 흐름도이다.1 is a schematic overall structural view of a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment.
2 is a block diagram of an apparatus for extracting cardiovascular characteristics according to an embodiment.
3 is a detailed block diagram illustrating one embodiment of the processing portion configuration of FIG.
4A to 4C are diagrams illustrating a signal processing process of the cardiovascular characteristic extracting apparatus.
5 is a block diagram of an apparatus for extracting cardiovascular characteristics according to an embodiment.
6A is a block diagram of a main body of a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment of the present invention.
6B is a view for explaining the first sensor unit of the cardiovascular characteristic extracting apparatus.
7 is a block diagram of a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are block diagrams of a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment.
10 is a flowchart of a cardiovascular characteristic extraction method according to an embodiment.
11 is a detailed flowchart of steps of performing a cardiovascular operation in a cardiovascular characteristic extraction method according to an embodiment.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. The advantages and features of the described techniques, and how to achieve them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms "part," " module, "and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .
이하, 심혈관 특성 추출 장치 및 방법의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of an apparatus and method for extracting cardiovascular characteristics will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 개략적인 전체 구조도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 블록도이다. 1 is a schematic overall structural view of a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment. 2 is a block diagram of an apparatus for extracting cardiovascular characteristics according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치(1)는 손목에 착용가능한 웨어러블 기기일 수 있다. 도시된 바와 같이, 심혈관 특성 추출 장치(1)는 기기 본체(100)와, 기기 본체(100)에 연결되어 피검체의 손목을 감싸도록 플렉시블하게 형성되며, 장력에 의해 손목을 감싼 상태로 유지하여 본체를 손목에 고정하는 스트랩(121,122)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the
또한, 심혈관 특성 추출 장치(1)의 기기 본체(100)에는 표시부(110) 및 조작부(115)가 장착될 수 있다.The
표시부(110)는 심혈관 특성과 관련된 다양한 정보, 예컨대, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 스트레스 지수 및 피로도 등의 심혈관 특성 정보나, 심혈관 특성을 추출하는데 이용된 다양한 센서신호, 센서신호의 분석 정보, 추출된 심혈관 특성에 따른 경고나 알람 등의 추가 정보를 표시하여 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 표시부(110)는 미리 정의된 다양한 시각적/비시각적 방식으로 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 추출된 혈압이 위험 수치에 해당하는 경우 빨간색으로 표시할 수 있으며, 반대로 정상 수치에 해당하면 초록색으로 표시할 수 있다.The
한편, 표시부(110)에는 터치 입력 기능을 탑재할 수 있으며, 사용자가 터치 입력 기능을 이용해 다양한 명령을 입력하고, 필요한 동작을 수행할 수 있도록 사용자 인터페이스를 출력할 수 있다.Meanwhile, the
조작부(115)는 사용자의 제어명령을 수신하여 처리부(220)로 전달할 수 있으며, 심혈관 특성 추출 장치(1)의 전원을 온/오프시키는 명령을 입력하기 위한 전원 버튼을 포함할 수 있다.The
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 일 양상에 따른 기기 본체(200)에는 센서부(210) 및 처리부(220)가 추가로 장착될 수 있다.2, the
센서부(210)는 심혈관 특성을 추출하기 위해 필요한 센서신호를 측정한다. 도시된 바와 같이, 센서부(210)는 제1 센서부(211) 및 제2 센서부(212)를 포함할 수 있다. The
제1 센서부(211)는 피검체의 맥파에 의해 생성된 제1 신호를 측정한다. 예를 들어, 스트랩(121,122)이 장력에 의해 손목을 감싼 상태에서 요골동맥에서 맥파가 발생하게 되면 스트랩(121,122)을 통해 본체(100)로 기계적 진동이 전달된다. 이때, 제1 센서부(211)는 스트랩(121,122)을 통해 본체(100)로 전달되는 진동 신호를 제1 신호로서 측정할 수 있다.The
제1 센서부(211)는 스트랩(121,122)를 통해 본체(100)로 전달되는 요골 맥파의 진동을 측정하기 위한 센서 요소를 포함하며, 이때, 센서 요소는 기계적 진동을 전기적 신호로 변환하는 압전 특성을 갖는 압전 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 판상의 압전 센서로서 기계적 변형에 따라 전위가 발생하는 피에조 벤더, 또는 이들의 직렬/병렬 연결로 구현될 수 있다. 이때, 압전 센서는 PZT(lead zirconate titanate)와 같은 압전 세라믹, PVDF(polyvinylidene fluoride) 등의 압전 폴리머에 기반한 것일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 맥파의 기계적 진동을 측정할 수 있는 다양한 센서를 포함할 수 있다.The
제2 센서부(212)는 피검체의 맥파에 의해 생성된 제2 신호를 측정한다. 예를 들어, 제2 센서부(212)는 피검체에 광을 조사하고, 피검체로부터 되돌아오는 광을 검출하여 맥파 신호를 제2 신호로서 측정할 수 있다. 제2 센서부(212)는 손목의 손등 영역에 밀착되도록 본체(100)에 형성될 수 있으며, 손목의 모세혈이나 정맥혈에서 발생되는 맥파 신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서부(212)는 맥파 신호를 측정하기 위한 센서 요소로서 피검체에 광을 조사하는 광원과, 피검체로부터 되돌아 오는 광을 검출하여 맥파 신호를 측정하는 디텍터를 포함할 수 있다. 이때, 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
한편, 제1 센서부(211) 및 제2 센서부(212)는 손목 영역의 혈관과의 정합, 신호 품질의 향상을 위해 필요한 경우 복수의 센서 요소들의 어레이로 형성될 수 있다. Meanwhile, the
처리부(220)는 측정된 제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 수신된 제1 신호와 제2 신호를 이용하여 심혈관 특성의 추출과 관련된 다양한 동작을 수행할 수 있다.The
도 3은 도 2의 처리부 구성의 일 실시예를 도시한 상세 블록도이다. 도 4a 내지 도 4c는 심혈관 특성 추출 장치의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a detailed block diagram illustrating one embodiment of the processing portion configuration of FIG. 4A to 4C are diagrams illustrating a signal processing process of the cardiovascular characteristic extracting apparatus.
도 3을 참조하여, 처리부(220)의 일 실시예를 보다 상세히 설명한다. 도시된 바와 같이 처리부(220)는 전처리부(221), 신호 변환부(222), 특징점 추출부(223), 지연시간 계산부(224) 및 심혈관 특성 추출부(225)를 포함할 수 있다.3, an embodiment of the
전처리부(221)는 제1 센서부(211) 및 제2 센서부(212)로부터 제1 신호와 제2 신호가 수신되면 수신된 신호의 노이즈 제거, 신호의 증폭 등의 전처리를 수행한다. 예를 들어, 신호를 정규화하고 추세와 오프셋을 제거하는 디트렌딩(detrending), 신호 스무딩(smoothing) 및 로우 패스 필터(low pass filter)를 이용한 고주파 잡음의 제거와 같은 전처리 작업을 수행할 수 있다.When the first signal and the second signal are received from the
신호 변환부(222)는 측정된 제1 신호 및 제2 신호가 아날로그 신호인 경우 디지털 신호로 변환할 수 있다. The
도 4a는 제1 센서부(211) 제2 센서부(212)에 의해 측정된 제1 신호(411) 및 제2 신호(412)를 1000Hz로 아날로그 디지털 변환하고, 전처리하여 획득한 신호들의 파형을 도시한 것이다.4A shows a waveform of signals obtained by analog-to-digital conversion of the
특징점 추출부(223)는 도 4a에 도시된 제1 신호(411)와 제2 신호(412) 사이의 지연시간을 획득하기 위한 특징점을 추출한다. 예를 들어, 특징점 추출부(223)는 제1 신호(411) 및 제2 신호(412)에서 두드러진 지점을 특징점으로 추출하고, 추출된 특징점 또는 특징점들을 조합하여 도 4b와 같이 각 신호(411,412)에 마킹(M1,M2)할 수 있다. 이때, 특징점은 제1 신호(411) 및 제2 신호(412)의 피크(peak) 지점, 밸리(valley) 지점, 기울기의 최대 지점 및 최소 지점 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 도 4b는 제1 신호(411)와 제2 신호(412)의 양의 기울기의 최대점을 특징점으로 추출하여 마킹한 것을 예시한 것이다.The feature
지연시간 계산부(224)는 제1 신호(411)와 제2 신호(412)의 마킹(M1,M2)된 특징점들 사이의 지연을 계산할 수 있다. 이때, 지연시간은 요골동맥의 맥동이 손등 방향의 손목에 맥파에 반영되는데 걸리는 시간을 의미한다. 제1 센서부(211)에 의해 측정된 제1 신호는 요골동맥의 맥파에 의해 발생된 기계적 진동 신호이고, 제2 센서부(212)에 의해 측정된 제2 신호 예컨대 맥파 신호는 요골동맥을 통해 전달된 동맥혈이 손목, 손의 주요 혈관들을 거치고 난 후 반영된 후에 측정된 맥파 신호이므로, 제1 센서부(211)에서 측정된 기계적 진동 신호와 제2 센서부(212)에서 측정된 맥파 신호 사이의 지연시간은 체말단의 국소적 맥파전달속도 PWV(pulse wave velocity)와 유사한 특성을 갖는다고 할 수 있다. The delay
심혈관 특성 추출부(225)는 지연시간 계산부(224)에 의해 연속적으로 계산된 제1 신호와 제2 신호들 사이의 지연시간을 기초로 일련의 패턴을 획득할 수 있다. 또한, 이와 같이 획득된 지연시간을 기초로 심혈관 특성을 추출할 수 있다. 이때, 심혈관 특성은 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 스트레스 지수 및 피로도 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The cardiovascular
도 4c의 하단은 연속적으로 획득된 제1 신호와 제2 신호 사이의 지연시간을 통해 획득되는 일련의 패턴을 도시한 그래프이며, 도 4c의 상단은 수축기 혈압을 도시한 그래프로서, 브레스 홀딩(breath holding)이나 아이소메트릭 엑서사이즈(isometric exercise) 등을 통해 수 분 단위로 혈압 변화를 유도하였을 때의 수축기 혈압을 나타낸 것이다. 도 4c를 참조하면, 제1 신호와 제2 신호 간의 지연시간에 의해 획득된 일련의 패턴과 수축기 혈압 간에는 일정한 상관관계가 있음을 알 수 있다. 4C is a graph showing a series of patterns obtained through a delay time between consecutively obtained first and second signals, and the upper part of FIG. 4C is a graph showing systolic blood pressure, systolic blood pressure when the blood pressure change was induced in minutes by means of an isometric holding or isometric exercise. Referring to FIG. 4C, it can be seen that there is a certain correlation between the systolic blood pressure and the series of patterns obtained by the delay time between the first signal and the second signal.
한편, 심혈관 특성 추출부(225)는 이와 같이 제1 신호와 제2 신호 사이의 지연시간과 수축기 혈압과의 상관 관계를 나타내는 상관 모델을 생성할 수 있다. 이때, 상관 모델은 예컨대 제1 신호와 제2 신호 간의 평균 지연시간으로부터 혈압을 추정할 수 있는 수학식 알고리즘 형태로 생성될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며 매칭 테이블 형태로 저장장치에 저장될 수 있다. 이때, 저장 장치는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등의 저장매체를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다. Meanwhile, the cardiovascular
예를 들어, 심혈관 특성 추출부(225)는 소정 시간 동안 제1 신호와 제2 신호를 측정하여 학습데이터로 수집하고, 수집된 학습데이터를 이용하여 제1 신호와 제2 신호 간의 지연시간을 계산할 수 있다. 또한, 브레스 홀딩이나 아이소메트릭 엑서사이즈 등을 통해 소정 시간 동안의 수축기 혈압을 측정하고, 학습데이터를 이용하여 계산된 지연시간과 수축기 혈압을 이용하여 상관관계를 나타내는 혈압 추정식을 상관모델로서 생성할 수 있다. For example, the cardiovascular
도 5는 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 블록도이다.5 is a block diagram of an apparatus for extracting cardiovascular characteristics according to an embodiment.
도 5를 참조하면 심혈관 특성 추출 장치(1)의 본체(500)에는 센서부(210), 처리부(220)외에 통신부(510)가 추가로 장착될 수 있다. 5, the
이때, 센서부(210)는 전술한 바와 같이 요골 동맥에서 발생된 맥파에 의해 생성된 진동 신호를 제1 신호로서 측정하는 제1 센서부(211)와 요골 동맥을 통해 전달된 동맥혈이 손목 밀 손의 주요 혈관들을 거치고 난 후 반영된 손목 상부의 모세혈이나 정맥혈의 맥파 신호를 제2 신호로 측정하는 제2 센서부(212)를 포함한다.The
처리부(220)는 제1 센서부(211) 및 제2 센서부(212)에 의해 측정된 제1 센서와 제2 센서를 이용하여 다양한 동작을 처리한다. 이때, 처리부(220)는 통신부(510)를 제어하여 외부 장치(550)와 연결하고, 연결된 외부 장치(550)와 협업을 통해 다양한 동작을 처리할 수 있다. 이때, 처리부(220)는 연계된 외부 장치(550)가 탑재하고 있는 심혈관 특성 추출 관련 기능의 정도에 따라 필요한 정보, 예컨대, 측정된 제1 신호 및 제2 신호, 전처리된 신호, 계산된 지연시간, PWV, 상관모델, 추출된 특징점, 추출된 심혈관 특성 정보 등을 제공할 수 있다.The
통신부(510)는 처리부(220)의 제어에 따라 통신 기술을 활용하여 통신망에 접속하고, 동일 통신망에 접속되어 있는 외부 장치(550)와 연결하여 필요한 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 통신 기술은 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, 3G, 4G 및 5G 통신 기술이 될 수 있으며 여기에 국한되지는 않는다.The
일 예로, 처리부(220)는 제1 신호 및 제2 신호를 기초로 심혈관 특성이 추출되면, 추출된 심혈관 특성을 통신부(510)를 통해 외부 장치(550)에 전송하여 외부 장치(550)에 탑재되어 있는 인터페이스 모듈 예컨대, 스피커, 디스플레이, 햅틱장치 등을 통해 사용자에게 제공되도록 할 수 있다. 이때, 외부 장치(550)는 심혈관 특성 추출 장치(1)보다 상대적으로 컴퓨팅 성능이 뛰어난 사용자가 휴대할 수 있는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 단말일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 다양한 정보 제공 장치를 포함할 수 있다.For example, when the cardiovascular characteristic is extracted based on the first signal and the second signal, the
다른 예로, 외부 장치(550)가 상대적으로 컴퓨팅 성능이 우수하며, 센서 신호들을 이용하여 심혈관 특성을 추출할 수 있는 기능을 탑재하고 있는 경우, 통신부(510)는 처리부(220)의 제어에 따라 제1 센서부(211) 및 제2 센서부(212)에 의해 측정된 제1 신호와 제2 신호를 외부 장치(550)에 전송하여, 심혈관 특성 추출 동작을 수행하도록 할 수 있다. 이때, 외부 장치(550)는 심혈관 특성 추출 기능을 탑재한 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC, 서버 등의 장치일 수 있다. 외부 장치(550)는 통신부(510)로부터 센서 신호가 수신되면 심혈관 특성을 추출하고, 외부 장치(550)에 탑재된 인터페이스 모듈을 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 처리부(220)는 통신부(510)를 통해 외부 장치(550)로부터 심혈관 특성 정보가 수신되면 표시부를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.In another example, when the
또 다른 예로, 처리부(220)가 제1 신호 및 제2 신호 간의 지연시간을 계산하여 외부 장치(550)에 지연시간 정보를 제공하면, 외부 장치(550)는 관리하고 있는 상관 모델을 이용하여, 수신된 지연시간을 이용하여 사용자의 혈압 등의 심혈관 특성을 추출할 수 있다. As another example, if the
다만, 본 실시예의 심혈관 특성 장치(1)와 외부 장치(550) 간의 협업 동작은 이러한 예시들에 국한되는 것은 아니다.However, the collaboration operation between the cardiovascular
도 6a는 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 본체 구조도이다. 도 6b는 심혈관 특성 추출 장치의 제1 센서부를 설명하기 위한 도면이다. 6A is a block diagram of a main body of a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment of the present invention. 6B is a view for explaining the first sensor unit of the cardiovascular characteristic extracting apparatus.
도 6a를 참조하면, 본 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치(1)의 본체(600) 구조는 제1 센서부(610), 제2 센서부(620), 메인보드(630), 디스플레이(640) 및 하우징(650)을 포함한다. 6A, the structure of the
제1 센서부(610)는 하우징(650) 내에 실장된다. 이때, 하우징(650)은 제1 센서부(610)를 처리부가 실장되는 메인보드(630)보다 상대적으로 제2 센서부(620)에 가깝게 수용한다.The
제1 센서부(610)는 압력에 의해 기계적 변형되고 변형에 따라 전기적 신호를 발생시키는 피에조 벤더(piezo bender)(611)를 포함할 수 있다. 피에조 벤더(611)는 도시된 바와 같이 둘 이상의 적층 형태의 어레이로 형성될 수 있다. 이때, 피에조 벤더(611)는 제2 센서부(620)의 센서보드(623)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 피에조 벤더(611)에서 발생된 전기적 신호는 제1 신호로서 센서보드(623)로 전달된다. 다만, 이에 제한되지 않으며 피에조 벤더(611)는 메인보드(640)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 발생된 전기적 신호가 바로 메인보드로 전달되도록 하는 것도 가능하다. The
제1 센서부(610)는 피에조 벤더(611)의 기계적 변형을 발생시키는 가압 블록(612)을 더 포함할 수 있다. 이때, 가압 블록(612)은 일측이 센서보드(623)에 밀착되고 타측이 피에조 벤더(611)에 밀착되도록 형성될 수 있다. 가압 블록(610)은 도 6b에 도시된 바와 같이 (1) 요골 맥파에 의해 발생된 기계적 진동이 (2) 스트랩(680)의 장력을 통해 본체(600)로 전달되어 센서보드(623)의 움직임이 발생하면 (3) 센서보드(623)의 움직임에 따라 피에조 벤더(611)를 가압하여 변형을 발생시킬 수 있다. 이때, 가압 블록(612)은 강성 물질로 형성될 수 있다. The
또한, 제1 센서부(610)는 피에조 벤더(611)와의 사이에 캐비티(cavity)(615)를 형성한 상태로 피에조 벤더(611)의 양단을 지지하도록 강성 물질로 형성된 강성 지지체(613)를 더 포함할 수 있다.The
제2 센서부(620)는 피검체 즉, 사용자의 손등 방향으로 노출되도록 하우징(650)에 장착된다. 제2 센서부(620)는 피검체에 밀착되어 광을 조사하도록 센서보드(623)에 실장되는 광원(621)과, 피검체로부터 되돌아오는 광을 검출하도록 센서보드에 실장되는 디텍터(622)를 포함한다. The
또한, 제2 센서부(620)는 양단이 하우징(650)과 연결된 센서보드(623)를 더 포함할 수 있다. 이때, 센서보드(623)와 하우징(650)의 연결부위(625)는 신축 가능하게 형성될 수 있다. 요골 동맥에 의해 생성된 기계적 진동이 스트랩(680)을 통해 본체(600)의 하우징(650)으로 전달되면, 하우징(650)의 신축 가능하게 형성된 연결 부위(625)는 기계적 진동을 받아 센서보드(623)의 움직임을 발생시키고, 이에 따라 전술한 바와 같이 제1 센서부(610)의 가압 블록(612)은 피에조 벤더(611)를 변형시키게 된다.The
센서보드(623)는 광원(621) 및 디텍터(622)와 전기적으로 연결되어, 광원(621)에 처리부의 제어신호를 송신하고, 디텍터(622)로부터 측정된 제2 신호를 수신할 수 있다.The
메인보드(630)는 커버(651)에 의해 지지되고 일면에 사용자에게 각종 정보를 제공하기 위한 표시부(640)가 장착될 수 있다. 또한, 메인보드(630)는 소자(631)를 통해 센서보드(623)와 전기적으로 연결된다. 또한, 메인보드(630)에는 전술한 처리부(220)가 장착될 수 있으며, 처리부(220)는 센서보드(623)와 전기적으로 연결된 소자(631)를 통해 수신된 제1 신호 및 제2 신호를 기초로 심혈관 특성 추출에 필요한 각종 동작을 수행할 수 있다.The
도 7은 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 본체 구조도이다. 본 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 본체의 구조는 도 6a의 실시예에서 제1 센서부를 변형한 일 실시예이다. 7 is a block diagram of a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment of the present invention. The structure of the main body of the cardiovascular characteristic extracting apparatus according to the present embodiment is one modified example of the first sensor unit in the embodiment of FIG. 6A.
도 7을 참조하면, 제1 센서부(710), 제2 센서부(620), 메인보드(630), 디스플레이(640) 및 하우징(650)을 포함한다. 이하, 도 6a의 실시예와 중복되지 않은 구성을 위주로 설명한다. 7, includes a
제1 센서부(710)는 하우징(650) 내에 실장되며, 하우징(650)은 제1 센서부(710)를 처리부가 실장되는 메인보드(630)보다 상대적으로 제2 센서부(620)에 가깝게 수용한다. 제1 센서부(710)는 압력에 의해 기계적 변형되고 변형에 따라 전기적 신호를 발생시키는 피에조 벤더(piezo bender)(611)를 포함하고, 이때, 피에조 벤더(611)는 도시된 바와 같이 둘 이상의 적층 형태의 어레이로 형성될 수 있다. 이때, 피에조 벤더(611)는 제2 센서부(620)의 센서보드(623)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 피에조 벤더(611)에서 발생된 전기적 신호는 센서보드(623)로 전달된다. 다만, 이에 제한되지 않으며 피에조 벤더(611)는 메인보드(640)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 발생된 전기적 신호가 바로 메인보드로 전달되도록 하는 것도 가능하다. The
또한, 제1 센서부(710)는 도 6a의 실시예와 달리 힘 센서(force sensor)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 스트레인 게이지(strain guage) 등과 같이 접촉 압력을 측정하기 위한 다양한 센서를 포함할 수도 있다. 힘 센서(force sensor)(711)는 센서보드(623)의 하단에 밀착 형성되어, 본체(700)를 통해 전달되는 피검체의 접촉 압력 신호를 측정한다. 또한, 힘 센서(711)는 요골동맥에서 발생된 맥파의 진동을 스트랩을 통해 전달받아 피에조벤더(611)를 가압하여 변형시킬 수 있다. 이때, 일 예에 따르면 힘 센서(711)의 하단에는 피에조 벤더(611)를 용이하게 가압시키기 위한 가압 부재(712)가 형성될 수 있다.Also, the
이때, 힘 센서(711)에 의해 측정된 접촉 압력 신호는 피에조 벤더(611)에 의해 측정된 진동 신호와 함께 제1 신호로서 센서보드(623)에 전달되고, 센서보드(623)와 메인보드(630)를 연결하는 소자에 의해 메인보드(630)로 전달된다.At this time, the contact pressure signal measured by the
또한, 제1 센서부(710)는 피에조 벤더(611)와의 사이에 캐비티(cavity)(615)를 형성한 상태로 피에조 벤더(611)의 양단을 지지하도록 강성 물질로 형성된 강성 지지체(613)를 더 포함할 수 있다. The
메인보드(630)에 장착된 처리부(220)는 센서보드(623)와 전기적으로 연결된 소자(631)를 통해 수신된 제1 신호 및 제2 신호를 기초로 심혈관 특성 추출에 필요한 각종 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 처리부(220)는 제1 신호의 진동 신호와 제2 신호의 맥파 신호를 기초로 지연시간을 계산하고, 계산된 지연시간을 이용하여 심혈관 특성을 추출할 수 있다. 또한, 처리부(220)는 센서가 피부를 누르는 압력을 반영하는 제1 신호의 DC 성분을 접촉 압력 신호로 이용하여 혈관 관류(blood perfusion), 모세혈관의 컴플라이언스(compliance) 등을 모니터링할 수 있다.The
제2 센서부(620)는 사용자의 손등 방향으로 노출되도록 하우징(650)에 장착되며, 센서보드(623)에 실장되는 광원(621)과 디텍터(622)를 포함한다. 또한, 제2 센서부(620)는 양단이 하우징(650)과 연결된 센서보드(623)를 더 포함하고, 센서보드(623)와 하우징(650)의 연결부위(625)는 요골 동맥의 맥파에 의해 생성된 기계적 진동을 힘 센서(711)에 효과적으로 전달할 수 있도록 신축 가능하게 형성될 수 있다. The
도 8a 및 도 8b는 일 실시예들에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 본체 구조도이다. 본 실시예들에 따른 심혈관 특성 추출 장치의 본체 구조는 도 7의 실시예에서 제1 센서부를 변형한 실시예들이다.8A and 8B are block diagrams of a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment of the present invention. The main body structure of the cardiovascular characteristic extracting apparatus according to the present embodiments is a modification of the first sensor unit in the embodiment of FIG.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제1 센서부(810)는 도 7a의 제1 센서부(710)에서 피에조 벤더(611)를 생략한 형태로 실시될 수 있다. 예를 들어 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 센서부(810)는 적정 감도의 힘 센서(811)와, 캐비티(615)를 형성한 상태에서 힘 센서(811)의 가압 부재(812)의 가압을 지지하는 강성 지지체(813)를 포함할 수 있다. 여기서, 힘 센서는 접촉 압력을 측정하기 위한 센서의 일 예일 뿐 이에 제한되는 것은 아니며 스트레인 게이지 등 접촉 압력을 측정할 수 있는 다양한 센서들이 포함될 수 있다.Referring to FIGS. 8A and 8B, the
전술한 바와 같이, 요골 동맥의 맥파에 의해 생성된 기계적 진동이 스트랩(680)을 통해 본체(800) 특히, 제2 센서부(620)의 센서보드(623)로 전달되면, 센서보드(623)의 하단에 형성된 힘 센서(811)는 가압 부재(812)가 강성 지지체(813)를 가압함에 따라 생성되는 접촉 압력 신호를 제1 신호로서 센서보드(623)에 전달할 수 있다.The mechanical vibration generated by the pulse wave of the radial artery is transmitted to the
메인보드(630) 내에 장착된 처리부(220)는 접촉 압력 신호를 제1 신호로 수신하면, 수신된 제1 신호를 AC 성분 신호와 DC 성분 신호로 분리할 수 있다. 또한, 처리부(220)는 분리된 AC 성분 신호와 제2 센서부(620)에 의해 측정된 제2 신호인 맥파 신호를 이용하여 두 신호 간의 지연시간을 계산하고, 계산된 지연시간을 기초로 심혈관 특성을 추출할 수 있다.The
또한, 처리부(220)는 분리된 DC 성분 신호를 이용하여 힘 센서(811)가 피검체를 누르는 접촉 압력을 포함한 힘 센서의 접촉 상태에 대한 정보를 수집하고, 수집된 정보를 기초로, 측정된 신호들을 이용하여 심혈관 특성을 추출할지 신호들을 재측정할지 여부를 판단할 수 있으며, 또한, 추출된 심혈관 특성이나 심혈관 특성에 필요한 추정 모델을 보정(callibration) 여부를 판단할 수 있다. Further, the
일 예로, 본체(800)가 착용되는 손목의 두께 또는 착용 상태나 움직임 등에 따른 착용 위치의 변화 등으로 인해 본체(800)가 정확한 피검 지점에 위치하지 않을 수 있다. 이 경우, 처리부(220)는 힘 센서(811)가 피검체를 누르는 접촉 압력을 미리 설정된 임계치와 비교하여, 접촉 압력이 임계치 이상이면 제1 센서부(810) 및 제2 센서부(620)에 의해 측정된 신호들을 이용하여 심혈관 특성 추출 동작을 수행하고, 그렇지 않으면 측정된 신호들이 정확하지 않다고 판단하여 제1 센서부(810) 및 제2 센서부(820)로 하여금 재측정하도록 제어할 수 있다. For example, the
또한, 힘 센서(811)에 의한 접촉 압력은 혈액 관류(blood perfusion)나 모세혈관의 유순도(compliance) 등에 영향을 주기 때문에, 처리부(220)는 DC 성분을 기초로 접촉 압력을 계산하고, 계산된 접촉 압력에 따른 혈액 관류나 모세혈관의 유순도 등의 변화량을 지연시간과 심혈관 특성 사이의 관계를 나타내는 추정 모델이나 추정된 심혈관 특성 값에 반영하여 보정할 수 있다. 이때, 추정 모델은 지연시간과 심혈관 특성 사이의 수학식 형태이거나 지연시간과 심혈관 특성 값을 매핑한 매핑 테이블 형태일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, since the contact pressure by the
또한, 도 8b를 참조하면, 심혈관 특성 추출 장치의 본체 구조의 일 실시예는 도 8a의 실시예에 따른 제1 센서부(810)에서 강성 지지체(813)가 생략될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 제1 센서부(810)를 지지하는 하우징(650)의 하단 지지부가 강성 물질로 형성될 수 있으며, 제1 센서부(810)의 힘 센서(811)는 하우징(650)의 하단 지지부를 가압하여 접촉 압력 신호를 측정할 수 있다. 본 실시예에 따르면 본체 구조의 부피를 줄일 수 있다.8B, an embodiment of the main body structure of the cardiovascular characteristic extraction apparatus may omit the
도 9는 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a cardiovascular characteristic extracting apparatus according to an embodiment.
본 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 장치는 도 6a의 실시예에서 제1 센서부를 변형한 실시예이다. 제1 센서부를 제외한 본체(900)의 기본 구조는 도 6a의 실시예와 동일하다고 전제한다.The apparatus for extracting cardiovascular characteristics according to the present embodiment is a modification of the first sensor unit in the embodiment of FIG. 6A. It is assumed that the basic structure of the
도 9를 참조하면, 본체(900) 내의 제1 센서부는 마이크로폰(910)을 포함할 수 있다. 마이크로폰(910)은 (1) 요골 동맥에서 맥파가 발생할 때 (2) 스트랩(680)을 통해 본체(900)로 전달되는 기계적 진동에 의해 발생되는 (3) 음파 신호를 측정할 수 있다. 마이크로폰에 의해 측정된 음파 신호는 제1 신호로서 처리부에 전달될 수 있다. 예를 들어, 마이크로폰은 일렉트렛(electret) 마이크로폰, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 마이크로폰 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 9, the first sensor unit in the
또한, 제1 센서부는 스트랩의 장력을 통해 전달되는 기계적 진동 신호를 음파 신호로 변환하여 마이크로폰(910)으로 전달하기 위하여 마이크로폰(910)의 전단에 다이어프램(diaphragm)을 더 포함할 수 있다.The first sensor unit may further include a diaphragm at the front end of the
이때, 처리부(220)는 마이크로폰(910)에 의해 측정되어 전달된 음파 신호와 제2 센서부에 의해 측정된 맥파 신호를 이용하여 지연시간을 계산하고, 지연시간을 이용하여 심혈관 특성을 추출할 수 있다.At this time, the
도 6a 내지 도 9를 참조하여 심혈관 특성 추출 장치(1)의 본체 구조의 다양한 변형 실시예들을 설명하였다. 다만, 이는 하나의 예시들에 불과하므로 예시된 실시예들에 국한되는 것은 아니며 다양하게 변형 실시가 가능하다.6A to 9, various modified embodiments of the main body structure of the cardiovascular
도 10은 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 방법의 흐름도이다. 도 11은 일 실시예에 따른 심혈관 특성 추출 방법 중의 심혈관 동작 수행 단계의 상세 흐름도이다.10 is a flowchart of a cardiovascular characteristic extraction method according to an embodiment. 11 is a detailed flowchart of steps of performing a cardiovascular operation in a cardiovascular characteristic extraction method according to an embodiment.
도 10을 참조하여 심혈관 특성 추출 장치(1)가 수행하는 심혈관 특성 추출 방법의 일 실시예를 설명하면, 먼저, 심혈관 특성 추출 장치(1)는 제1 센서부를 통해 피검체의 맥파에 의해 생성된 제1 신호를 측정한다(1010). 예를 들어, 심혈관 특성 추출 장치(1)의 스트랩이 장력에 의해 손목을 감싼 상태에서 요골동맥에서 맥파가 발생하게 되면 스트랩을 통해 본체로 기계적 진동이 전달되면, 진동 신호를 제1 신호로서 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서부는 기계적 진동에 따라 변형되어 전기적 신호를 발생시키는 피에조 벤더와 같은 압전 센서를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, an embodiment of a cardiovascular characteristic extracting method performed by the cardiovascular
그 다음, 제2 센서부를 통해 피검체의 맥파에 의해 생성된 제2 신호를 측정한다(1020). 예를 들어, 제2 센서부는 손목의 손등 영역에 밀착되도록 본체에 형성되어, 손목의 상부에 광을 조사하고 되돌아오는 광을 검출하여 손목의 모세혈이나 정맥혈에서 발생되는 맥파 신호를 측정할 수 있다. Next, the second signal generated by the pulse wave of the subject is measured through the second sensor unit (1020). For example, the second sensor unit may be formed on the main body so as to be in close contact with the area of the back of the wrist, and may irradiate light to the upper part of the wrist and detect the returning light to measure pulse wave signals generated from capillary blood or venous blood of the wrist .
그 다음, 제1 신호 및 제2 신호를 이용하여 심혈관 특성의 추출과 관련된 다양한 동작을 수행할 수 있다(1030).The first signal and the second signal may then be used to perform various operations associated with the extraction of cardiovascular characteristics (1030).
도 11을 참조하여 단계(1030)을 상세하게 설명하면, 제1 센서부와 제2 센서부로부터 제1 신호와 제2 신호를 수신한다(1031). 이때, 제1 신호와 제2 신호를 필요에 따라 디트렌딩(detrending), 신호 스무딩(smoothing) 및 로우 패스 필터(low pass filter)를 이용한 고주파 잡음의 제거와 같은 전처리 작업 및, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 동작을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 11,
그 다음, 수신된 각 신호 또는 전처리된 신호로부터 특징점을 추출할 수 있다(1032). 이때, 특징점은 두 신호 간의 지연시간을 계산하기 위한 두 신호의 두드러진 지점을 나타내며, 예컨대 제1 신호 및 제2 신호의 피크(peak) 지점, 밸리(valley) 지점, 기울기의 최대 지점 및 최소 지점 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.The feature points may then be extracted 1032 from each received signal or preprocessed signal. At this time, the minutiae indicate the prominent points of the two signals for calculating the delay time between the two signals. For example, the peak point, the valley point, the maximum point and the minimum point of the gradient of the first signal and the second signal But is not limited thereto.
그 다음, 각 신호에서 특징점이 추출되면, 특징점을 기초로 제1 신호와 제 신호 간의 지연시간을 계산할 수 있다(1033). 이때, 지연시간은 요골동맥의 맥동이 손등 방향의 손목의 맥파에 반영되는데 걸리는 시간으로서 체말단의 국소적 맥파전달속도 PWV를 반영하는 인자라고 할 수 있다.Then, when the feature points are extracted from the respective signals, the delay time between the first signal and the second signal can be calculated based on the feature points (1033). At this time, the delay time is the time required for the pulse wave of the radial artery to be reflected in the pulse wave of the wrist in the direction of the back of the hand, which is a factor reflecting the local pulse wave propagation velocity PWV of the body terminal.
그 다음, 계산된 지연시간을 이용하여 사용자의 심혈관 특성을 추출할 수 있다(1034). 이때, 미리 생성된 상관모델을 이용하여 계산된 지연시간에 해당하는 심혈관 특성을 추출하는 것도 가능하다. 이 경우, 상관모델은 지연시간과 혈압과 같은 심혈관 특성 사이의 상관 관계를 나타내는 수학식이나 매칭 테이블 형태로 미리 생성될 수 있다. Then, the user's cardiovascular characteristics can be extracted using the calculated delay time (1034). At this time, it is also possible to extract the cardiovascular characteristics corresponding to the calculated delay time using the correlation model generated in advance. In this case, the correlation model can be generated in advance in the form of a mathematical expression or a matching table indicating a correlation between cardiovascular characteristics such as delay time and blood pressure.
그 다음, 추출된 심혈관 특성을 표시부를 통해 사용자에게 제공할 수 있다(1035). 이때, 추출된 심혈관 특성은 미리 정의된 다양한 시각적/비시각적인 방식으로 사용자에게 제공될 수 있다. 예를 들어, 사용자별로 또는 공통적으로 적용 가능한 기준에 따라 추출된 혈압의 해당 범위에 상응하는 색상으로 혈압 정보를 제공할 수 있다. 또한, 추출된 심혈관 특성의 수치에 따라 적절한 안내나 경고 정보를 표시할 수도 있다.
The extracted cardiovascular characteristics may then be provided to the user via a display (1035). At this time, the extracted cardiovascular characteristics can be provided to the user in various predefined visual / non-visual ways. For example, blood pressure information may be provided in a color corresponding to a corresponding range of blood pressure extracted on a user-by-user or commonly-applicable basis. In addition, appropriate guidance or warning information may be displayed based on the extracted cardiovascular characteristics.
한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.In the meantime, the embodiments can be embodied in a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 해당 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device and the like, and also a carrier wave (for example, transmission via the Internet) . In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the embodiments can be easily deduced by programmers of the related art.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
1: 심혈관 특성 추출 장치
100,200,500,600,700,800,900: 본체
110,640: 표시부
115: 조작부
121,122,600: 스트랩
210: 센서부
211,610,710,810: 제1 센서부
212,620: 제2 센서부
220: 처리부
221: 전처리부
222: 신호 변환부
223: 특징점 추출부
224: 지연시간 계산부
225: 심혈관 특성 추출부
510: 통신부
611: 피에조 벤더
612: 가압블록
613: 강성 지지체
621: 광원
622: 디텍터
623: 센서보드
630: 메인보드
650: 하우징
600: 스트랩
711,811: 힘 센서
712,812: 가압블록
813: 강성 지지체
910: 마이크로폰1: cardiovascular characteristic extraction device
100, 200, 500, 600, 700,
110, 640: display portion 115:
121, 122, 600: Strap 210:
211, 610, 710, 810:
220: processing section 221: preprocessing section
222: signal converting unit 223: feature point extracting unit
224: Delay time calculation unit 225: Cardiovascular characteristic extraction unit
510: communication unit 611: piezo bender
612: Press block 613: Rigid support
621: Light source 622: Detector
623: Sensor board 630: Main board
650: housing 600: strap
711, 811:
813: rigid support 910: microphone
Claims (31)
피검체의 맥파 신호를 측정하는 제2 센서부;
상기 측정된 진동 신호 및 맥파 신호를 기초로 심혈관 특성에 관한 동작을 수행하는 처리부; 및
상기 제1 센서부, 제2 센서부 및 처리부가 장착되는 본체를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.A first sensor unit for measuring a vibration signal generated by the pulse wave of the subject;
A second sensor unit for measuring a pulse wave signal of the subject;
A processor for performing an operation relating to cardiovascular characteristics based on the measured vibration signal and the pulse wave signal; And
And a main body to which the first sensor unit, the second sensor unit, and the processing unit are mounted.
피검체의 손목을 감싸도록 형성되어 상기 본체에 연결되며, 장력에 의해 손목을 감싼 상태로 유지하여 상기 본체를 손목에 고정하는 스트랩을 더 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.The method according to claim 1,
And a strap which is formed so as to surround the wrist of the subject and is connected to the body and holds the wrist in a wrapped state by a tension so as to fix the body to the wrist.
상기 제1 센서부는,
상기 스트랩이 장력에 의해 손목을 감싼 상태에서, 요골 동맥에서 맥파의 발생시 상기 스트랩을 통해 상기 본체로 전달되는 진동을 측정하는 심혈관 특성 추출 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first sensor unit comprises:
Wherein the strap measures the vibration transmitted to the main body through the strap when the pulse wave is generated in the radial artery while the wrist is wrapped by the tension.
상기 제1 센서부는,
상기 본체를 통해 전달되는 맥파의 진동을 측정하기 위한 압전 센서를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first sensor unit comprises:
And a piezoelectric sensor for measuring a vibration of a pulse wave transmitted through the main body.
상기 제1 센서부는,
상기 본체를 통해 전달되는 피검체의 접촉 압력을 측정하는 힘 센서(force sensor) 또는 스트레인 게이지(strain gauge)를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the first sensor unit comprises:
And a force sensor or strain gauge for measuring a contact pressure of the test object transmitted through the main body.
상기 제1 센서부는,
변형에 따라 전기적 신호를 발생시키는 피에조 벤더(piezo bender);
상기 피에조 벤더와의 사이에 캐비티(cavity)를 형성한 상태로 상기 피에조 벤더의 양단을 지지하도록 상기 본체 내에 장착되는 강성 지지체; 및
상기 맥파의 진동을 전달받아 상기 피에조 벤더를 가압하여 변형시키는 가압블록을 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first sensor unit comprises:
A piezo bender generating an electrical signal according to the deformation;
A rigid support mounted in the body to support both ends of the piezoelectric bender in a state where a cavity is formed between the piezoelectric bender and the piezoelectric bender; And
And a pressure block that receives the vibration of the pulse wave and presses and deforms the piezoelectric bender.
상기 제1 센서부는,
변형에 따라 전기적 신호를 발생시키는 피에조 벤더(piezo bender);
상기 피에조 벤더와의 사이에 캐비티(cavity)를 형성한 상태로 상기 피에조 벤더의 양단을 지지하도록 상기 본체 내에 장착되는 강성 지지체; 및
상기 본체를 통해 전달되는 피검체의 접촉 압력을 측정하며, 상기 맥파의 진동을 전달받아 상기 피에조 벤더를 가압하여 변형시키는 힘 센서(force sensor)를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first sensor unit comprises:
A piezo bender generating an electrical signal according to the deformation;
A rigid support mounted in the body to support both ends of the piezoelectric bender in a state where a cavity is formed between the piezoelectric bender and the piezoelectric bender; And
And a force sensor for measuring a contact pressure of the subject transmitted through the main body and pressing the piezo bender by receiving the vibration of the pulse wave.
상기 본체는 하우징을 포함하며;
상기 하우징은 상기 제2 센서부를 피검체를 향해 노출시킨 상태로 장착한 심혈관 특성 추출 장치.The method according to claim 1,
The body including a housing;
And the housing is mounted while the second sensor unit is exposed toward the subject.
상기 제2 센서부와 상기 하우징의 연결 부위는 신축 가능하게 형성된 심혈관 특성 추출 장치.9. The method of claim 8,
And a connecting portion between the second sensor unit and the housing is formed to be expandable and contractible.
상기 하우징은 제1 센서부를 처리부보다 제2 센서부에 가깝게 수용하는 심혈관 특성 추출 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the housing receives the first sensor part closer to the second sensor part than the processing part.
상기 제2 센서부는,
센서 보드;
피검체에 광을 조사하도록 상기 센서 보드에 실장되는 광원; 및
피검체로부터 되돌아오는 광을 검출하도록 상기 센서 보드에 실장되는 디텍터를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the second sensor unit comprises:
Sensor board;
A light source mounted on the sensor board to irradiate light to the subject; And
And a detector mounted on the sensor board to detect light coming back from the subject.
상기 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 중 선택된 어느 하나인 심혈관 특성 추출 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the light source is one selected from the group consisting of a light emitting diode (LED), a laser diode, and a fluorescent material.
상기 처리부는
상기 측정된 진동 신호와 상기 맥파 신호 간의 지연시간을 계산하는 지연시간 계산부; 및
상기 계산된 지연시간을 기초로 심혈관 특성을 추출하는 심혈관 특성 추출부를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.The method according to claim 1,
The processing unit
A delay time calculation unit for calculating a delay time between the measured vibration signal and the pulse wave signal; And
And a cardiovascular characteristic extracting unit for extracting a cardiovascular characteristic based on the calculated delay time.
상기 처리부는
상기 진동 신호와 맥파 신호의 피크(peak), 밸리(valley), 기울기의 최대 및 최소점 중의 적어도 하나를 특징점으로 추출하는 특징점 추출부를 더 포함하고,
상기 지연시간 계산부는
상기 추출된 특징점을 이용하여 상기 지연시간을 계산하는 심혈관 특성 추출 장치.14. The method of claim 13,
The processing unit
And a feature point extracting unit that extracts at least one of a peak, a valley, and a maximum and a minimum point of the peak, valley, and slope of the vibration signal and the pulse wave signal,
The delay time calculation unit
And calculating the delay time using the extracted minutiae.
상기 본체에 장착되며, 상기 진동 신호, 맥파 신호, 특징점, 지연시간, PWV(pulse wave velocity) 및 심혈관 특성 중의 적어도 하나를 외부 장치에 전송하는 통신부를 더 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.15. The method of claim 14,
And a communication unit installed in the main body for transmitting at least one of the vibration signal, pulse wave signal, feature point, delay time, pulse wave velocity (PWV), and cardiovascular characteristics to an external device.
상기 심혈관 특성은 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 스트레스 지수 및 피로도 중의 적어도 하나를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the cardiovascular characteristic comprises at least one of blood pressure, blood vessel age, atherosclerosis, aortic pressure waveform, stress index and fatigue.
상기 처리부의 제어에 따라 상기 추출된 심혈관 특성을 사용자에게 제공하는 표시부를 더 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.14. The method of claim 13,
And a display unit for providing the extracted cardiovascular characteristics to the user under the control of the processing unit.
상기 처리부는,
제1 센서부 및 제2 센서부에 의해 측정된 신호를 전처리하는 전처리부; 및
상기 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.14. The method of claim 13,
Wherein,
A preprocessor for preprocessing signals measured by the first sensor unit and the second sensor unit; And
And a signal converting unit for converting the measured analog signal into a digital signal.
상기 본체에 연결되며, 피검체의 손목을 감싸도록 형성되는 스트랩;
상기 본체에 장착되며, 맥파 발생시 상기 스트랩을 통해 본체로 전달되는 진동에 의한 피검체의 접촉 압력 신호를 측정하는 힘 센서(force sensor) 또는 스트레인 게이지(strain guage)를 포함하는 제1 센서부;
상기 본체에 장착되며, 피검체의 맥파 신호를 측정하는 제2 센서부; 및
상기 본체에 장착되며, 상기 접촉 압력 신호 및 맥파 신호를 기초로 심혈관 특성 추출에 관한 동작을 수행하는 처리부를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.main body;
A strap connected to the body and configured to wrap the wrist of the subject;
A first sensor unit mounted on the main body and including a force sensor or a strain gauge for measuring a contact pressure signal of a subject due to a vibration transmitted to the main body through the strap when a pulse wave is generated;
A second sensor unit mounted on the main body and measuring a pulse wave signal of the subject; And
And a processor mounted on the main body for performing an operation relating to cardiovascular characteristic extraction based on the contact pressure signal and the pulse wave signal.
상기 처리부는
상기 접촉 압력 신호를 AC 성분 신호와 DC 성분 신호로 분리하는 심혈관 특성 추출 장치.20. The method of claim 19,
The processing unit
And separates the contact pressure signal into an AC component signal and a DC component signal.
상기 처리부는
상기 AC 성분 신호 및 상기 맥파 신호의 지연시간을 계산하고, 계산된 지연시간을 기초로 상기 심혈관 특성을 추출하는 심혈관 특성 추출 장치.21. The method of claim 20,
The processing unit
Calculating a delay time of the AC component signal and the pulse wave signal, and extracting the cardiovascular characteristics based on the calculated delay time.
상기 처리부는
상기 DC 성분 신호를 기초로 상기 힘 센서의 접촉 상태에 대한 정보를 수집하고, 수집된 정보를 기초로 상기 심혈관 특성의 추출 여부를 판단하는 심혈관 특성 추출 장치.22. The method of claim 21,
The processing unit
Collecting information on the contact state of the force sensor based on the DC component signal, and determining whether to extract the cardiovascular characteristics based on the collected information.
상기 처리부는
상기 DC 성분 신호를 기초로 상기 지연시간과 관계를 나타내는 추정 모델 또는 상기 추출된 심혈관 특성 값을 보정하는 심혈관 특성 추출 장치.22. The method of claim 21,
The processing unit
And correcting the extracted cardiovascular characteristic value based on the DC component signal.
상기 본체에 연결되며, 피검체의 손목을 감싸도록 형성되는 스트랩;
상기 본체에 장착되며, 맥파 발생시 상기 스트랩을 통해 본체로 전달되는 진동에 의하여 발생되는 음파 신호를 측정하는 마이크로폰을 포함하는 제1 센서부;
상기 본체에 장착되며, 피검체의 맥파 신호를 측정하는 제2 센서부; 및
상기 본체에 장착되며, 상기 음파 신호 및 맥파 신호를 기초로 심혈관 특성 추출에 관한 동작을 수행하는 처리부를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.main body;
A strap connected to the body and configured to wrap the wrist of the subject;
A first sensor unit mounted on the main body and including a microphone for measuring a sound wave signal generated by a vibration transmitted to the main body through the strap when a pulse wave is generated;
A second sensor unit mounted on the main body and measuring a pulse wave signal of the subject; And
And a processor mounted on the main body for performing an operation relating to cardiovascular characteristic extraction based on the sound wave signal and the pulse wave signal.
상기 마이크로폰은
일렉트렛 마이크로폰 및 MEMS 마이크로폰 중의 적어도 하나를 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.25. The method of claim 24,
The microphone
An electret microphone, and a MEMS microphone.
상기 제1 센서부는
상기 스트랩을 통해 본체로 전달되는 진동 신호를 음파 신호로 변환하여 마이크로폰에 전달하는 다이어프램을 더 포함하는 심혈관 특성 추출 장치.25. The method of claim 24,
The first sensor unit
And a diaphragm for converting the vibration signal transmitted to the main body through the strap into a sound wave signal and delivering the sound wave signal to the microphone.
제1 센서부를 통해 피검체의 맥파에 의해 생성된 진동 신호를 측정하는 단계;
제2 센서부를 통해 피검체의 맥파 신호를 측정하는 단계; 및
상기 진동 신호 및 맥파 신호를 기초로 심혈관 특성 추출에 관한 동작을 수행하는 단계를 포함하는 심혈관 특성 추출 방법.A method for extracting cardiovascular characteristics from a cardiovascular apparatus including a first sensor unit and a second sensor unit,
Measuring a vibration signal generated by the pulse wave of the subject through the first sensor unit;
Measuring a pulse wave signal of the subject through the second sensor unit; And
And performing an operation related to cardiovascular characteristic extraction based on the vibration signal and the pulse wave signal.
상기 진동 신호를 측정하는 단계는,
상기 본체에 연결된 스트랩에 의해 피검체의 손목을 감싼 후 스트랩의 장력에 의해 본체를 손목에 고정한 상태에서, 맥파 발생시 스트랩을 통해 본체로 전달되는 진동 신호를 측정하는 심혈관 특성 추출 방법.28. The method of claim 27,
Wherein measuring the vibration signal comprises:
Wherein the vibration signal transmitted to the main body through the strap when the pulse wave is generated is measured while the wrist of the subject is wrapped around the wrist by the strap connected to the main body and the main body is fixed to the wrist by the tension of the strap.
상기 동작을 수행하는 단계는,
상기 진동 신호와 맥파 신호 간의 지연시간을 계산하는 단계;
상기 계산된 지연시간을 기초로 심혈관 특성을 추출하는 단계를 포함하는 심혈관 특성 추출 방법.28. The method of claim 27,
Wherein performing the operation comprises:
Calculating a delay time between the vibration signal and the pulse wave signal;
And extracting cardiovascular characteristics based on the calculated delay time.
상기 동작을 수행하는 단계는
상기 진동 신호와 맥파 신호로부터 피크(peak), 밸리(valley), 기울기의 최대 및 최소점 중의 적어도 하나를 특징점으로 추출하는 단계를 더 포함하고,
상기 지연시간을 계산하는 단계는
상기 추출된 특징점을 기초로 상기 지연시간을 계산하는 심혈관 특성 추출 방법.30. The method of claim 29,
The step of performing the operation
Extracting at least one of a peak, a valley, and a maximum and minimum points of the gradient from the vibration signal and the pulse wave signal as a feature point,
The step of calculating the delay time
And calculating the delay time based on the extracted minutiae.
상기 추출된 심혈관 특성을 사용자에게 표시부를 통해 제공하는 단계를 더 포함하는 심혈관 특성 추출 방법.30. The method of claim 29,
And providing the extracted cardiovascular characteristics to a user through a display unit.
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Legal Events
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20161109 |
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PG1501 | Laying open of application | ||
PC1203 | Withdrawal of no request for examination |