KR20190120684A - Apparatus and method for monitoring bio-signal measuring condition, and apparatus and method for measuring bio-information - Google Patents
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Abstract
Description
생체신호 측정 상태를 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생체신호 자체의 측정 결과를 이용하여 측정 상태를 모니터링하는 기술과 관련된다.The present invention relates to an apparatus and a method for monitoring a biosignal measurement state, and more particularly, to a technology for monitoring a measurement state using a measurement result of a biosignal itself.
최근 고령화된 인구구조와 급증하는 의료비 및 전문 의료서비스인력의 부족 등으로 인해 IT 기술과 의료기술이 접목된 IT-의료 융합기술에 대한 연구가 수행되고 있다. 특히 인체의 건강상태에 대한 모니터링은 병원과 같은 고정된 장소에서만 수행되는 것으로 국한되지 않고, 가정과 사무실 등 일상생활 속에서 언제 어디서나 사용자의 건강 상태를 모니터링해 주는 모바일 헬스케어(mobile healthcare) 분야로 확대되고 있다. 개인의 건강상태를 나타내 주는 생체신호의 종류에는 대표적으로 ECG(심전도, Electrocardiography), PPG(광전용적맥파, Photoplethysmogram), EMG(근전도, Electromyography) 신호 등이 있으며, 일상생활에서 이를 측정하기 위해서 다양한 생체신호 센서가 개발되고 있다. 하지만, 이러한 생체신호 센서를 통해 생체신호를 검출할 때 생체정보 측정 장치의 착용 상태나 사용자의 자세 등의 상황에 따라 정확한 생체신호가 검출되지 않을 수 있다.Recently, due to the aging population, rapidly increasing medical expenses and shortage of specialized medical service personnel, research on IT-medical convergence technology combining IT technology and medical technology is being conducted. In particular, the monitoring of the health status of the human body is not limited to being performed only in a fixed place such as a hospital, but expanded to the mobile healthcare field that monitors the health status of the user anytime and anywhere in daily life such as home and office. It is becoming. Representative types of biosignals that represent the health of individuals include ECG (electrocardiogram, electrocardiography), PPG (photoplethysmogram), and EMG (electromyography, electromyography) signals. Signal sensors are being developed. However, when detecting the biosignal through the biosignal sensor, an accurate biosignal may not be detected depending on a wearing state of the biometric information measuring device or a posture of a user.
별도의 부가적인 센서를 이용하지 않고서도 측정된 생체신호를 이용하여 생체신호 측정 상태를 모니터링하는 장치 및 방법이 제시된다. 또한, 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과를 이용하여 생체정보를 측정하는 장치 및 방법이 제시된다. An apparatus and method for monitoring a biosignal measurement state using a measured biosignal without using an additional sensor are provided. Also, an apparatus and method for measuring biometric information using a monitoring result of a biosignal measurement state are provided.
일 양상에 따르면, 생체신호 측정 상태 모니터링 장치는 사용자로부터 측정된 생체신호를 수신하는 생체신호 수신부 및 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하고, 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 추출된 특징의 정상 여부를 판단하며, 판단 결과를 기초로 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 프로세서를 포함할 수 있다.According to an aspect, the apparatus for monitoring a biosignal measurement state extracts one or more features of a waveform, a period, and an amplitude from a biosignal receiving unit receiving a biosignal measured from a user and a biosignal, and sets a predetermined criterion based on the extracted feature The processor may include a processor configured to determine whether the extracted feature is normal and to monitor a measurement state of the biosignal based on the determination result.
프로세서는 사용자에 개인화된 파형 자체 기준을 적용하여, 추출된 파형의 정상 여부를 판단하는 특징 판단부를 포함할 수 있다.The processor may include a feature determiner that determines whether the extracted waveform is normal by applying a personalized waveform self-reference to the user.
이때, 파형 자체 기준은 기준 구간, 비교 샘플수, 미분 차수 및 실패 조건 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the waveform itself reference may include one or more of a reference section, a comparison sample number, a derivative order, and a failure condition.
특징 판단부는 생체신호로부터 현재 구간의 파형이 추출되면, 상기 미분 차수를 기초로 현재 구간의 파형 및 기준 구간의 파형으로부터 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득하고, 획득된 제1 파형 및 제2 파형을 비교하여 비교 결과가 실패 조건을 만족하면 추출된 파형 특징을 비정상으로 판단할 수 있다.When the waveform of the current section is extracted from the biosignal, the feature determiner obtains a first waveform and a second waveform from the waveform of the current section and the waveform of the reference section based on the differential order, respectively, and obtain the obtained first waveform and the second waveform. When the comparison result satisfies the failure condition by comparing the waveforms, the extracted waveform characteristics may be determined to be abnormal.
프로세서는 생체신호 기준 구간의 파형 데이터를 저장하는 버퍼를 더 포함할 수 있다.The processor may further include a buffer configured to store waveform data of the biosignal reference section.
프로세서는 생체신호로부터 현재 구간의 파형을 추출하고, 미리 설정된 갱신 기준을 만족하면 현재 시간 구간의 파형 데이터를 이용하여 버퍼에 저장된 기준 구간의 파형 데이터를 갱신하는 특징 추출부를 더 포함할 수 있다.The processor may further include a feature extractor configured to extract the waveform of the current section from the biosignal and update the waveform data of the reference section stored in the buffer by using the waveform data of the current time section when the preset update criterion is satisfied.
이때, 실패 조건은 파형 간 유사도의 최저 한계치, 최저 한계치의 연속 미달성 횟수, 파형 간의 유사도 비교 시작점 및 평균 유사도를 위한 총 비트수 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the failure condition may include one or more of the lowest limit of the similarity between waveforms, the number of consecutive failures of the lowest limit, the starting point of similarity comparison between the waveforms, and the total number of bits for the average similarity.
특징 판단부는 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도가 최저 한계치 미만인 경우 추출된 파형 특징을 비정상으로 판단할 수 있다.The feature determiner may calculate a similarity between the first waveform and the second waveform, and determine that the extracted waveform feature is abnormal when the calculated similarity is less than the minimum threshold.
특징 판단부는 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도가 최저 한계치 미만이고, 최저 한계치 연속 미달성 횟수가 미리 설정된 횟수를 만족하면 파형 특징을 비정상으로 판단할 수 있다.The feature determiner may determine that the waveform feature is abnormal when the degree of similarity between the first waveform and the second waveform is less than the minimum threshold and the number of times the minimum threshold continuous failure is not exceeded is set in advance.
이때, 파형 간의 유사도는 상기 제1 파형과 제2 파형의 비교 샘플들 간의 상관 계수, 평균 및 총합 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the similarity between the waveforms may include one or more of correlation coefficients, averages, and totals between the comparative samples of the first and second waveforms.
프로세서는 생체신호로부터 주기 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 주기 자체 기준 및, 생체신호를 통해 측정할 생체정보에 관한 일반적 기준인 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여, 주기 특징의 정상 여부를 판단하는 특징 판단부를 포함할 수 있다.When the periodic feature is extracted from the biosignal, the processor determines whether the periodic feature is normal by applying at least one of a personalized periodic self criterion to the user and a periodic universal criterion, which is a general standard for biometric information to be measured through the biosignal. It may include a feature determination unit.
이때, 주기 특징은 생체신호의 현재 주기 및 소정 시간 동안의 평균 주기 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the periodic feature may include at least one of a current period of the biosignal and an average period for a predetermined time.
프로세서는 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 진폭 자체 기준을 적용하여 추출된 진폭 특징의 정상 여부를 판단하는 특징 판단부를 포함할 수 있다.When the amplitude feature is extracted from the biosignal, the processor may include a feature determiner that determines whether the extracted amplitude feature is normal by applying a personalized amplitude self criterion to the user.
프로세서는 각 특징의 판단 결과를 병렬적 또는, 각 특징에 대하여 미리 설정된 우선 순위에 따라 직렬적으로 고려하여 생체신호 측정의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 측정 상태 판단부를 포함할 수 있다.The processor may include a measurement state determination unit configured to output at least one of reliability and measurement state information of the biosignal measurement by considering the determination result of each feature in parallel or serially according to a preset priority for each feature. .
이때, 우선 순위는 피검 위치, 생체신호의 종류, 측정할 생체정보의 종류 및 생체정보 측정 장치의 컴퓨팅 성능 중의 하나 이상을 기초로 설정될 수 있다.In this case, the priority may be set based on one or more of a location to be examined, a type of biosignal, a type of biometric information to be measured, and a computing capability of the biometric information measuring device.
측정 상태 판단부는 진폭 특징이 정상이고 주기와 파형 특징이 비정상이면 동잡음 상태로 판단하고, 주기 특징이 정상이고 진폭과 파형 특징이 비정상이면 주변 광잡음 상태로 판단하며, 파형 특징이 정상이고 주기와 진폭 특징이 비정상이면 생체신호 비측정 상태로 판단하며, 주기 특징이 비정상이고 진폭과 파형 특징이 정상이면 부정맥 상태로 판단하며, 진폭 특징이 비정상이고 주기와 파형 특징이 정상이면 접촉압력 부적합 상태로 판단하며, 파형 특징이 비정상이고 주기와 진폭 특징이 정상이면 접촉불량 상태 판단하며, 주기, 진폭 및 파형 특징이 모두 정상이면 정상 측정 상태로 판단할 수 있다.The measurement state determination unit judges the noise state when the amplitude characteristic is normal and the period and waveform characteristics are abnormal, and determines the ambient optical noise state when the periodic characteristic is normal and the amplitude and waveform characteristics are abnormal, and the waveform characteristic is normal and the period and waveform characteristics are normal. If the amplitude characteristic is abnormal, it is judged as the non-measurement state of the biological signal.If the periodic characteristic is abnormal and the amplitude and waveform characteristics are normal, it is determined as arrhythmia.If the amplitude characteristic is abnormal and the period and waveform characteristics are normal, it is judged to be inadequate contact pressure. If the waveform characteristic is abnormal and the period and amplitude characteristics are normal, the defective contact state can be determined. If the period, amplitude and waveform characteristics are all normal, the normal measurement state can be determined.
일 양상에 따르면, 생체신호 측정 상태 모니터링 방법은 사용자로부터 측정된 생체신호를 수신하는 단계, 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하는 단계, 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 상기 추출된 특징의 정상 여부를 판단하는 단계 및 판단 결과를 기초로 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect, the method for monitoring a biosignal measurement state may include receiving a biosignal measured from a user, extracting one or more features of a waveform, a period, and an amplitude from the biosignal, and determining preset criteria according to the extracted feature. The method may include determining whether the extracted feature is normal and monitoring the measurement state of the biosignal based on the determination result.
특징의 정상 여부를 판단하는 단계는 생체신호로부터 파형 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 파형 자체 기준을 적용하여, 파형 특징의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The determining of whether the feature is normal may include determining whether the waveform feature is normal by applying a personalized waveform self criterion to the user when the waveform feature is extracted from the biosignal.
파형 특징의 정상 여부를 판단하는 단계는 미분 차수 정보를 기초로 현재 주기의 파형 및 기준 주기의 파형으로부터 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득하는 단계, 획득된 제1 파형 및 제2 파형을 비교하는 단계 및 비교 결과 실패 조건을 만족하면 추출된 파형 특징을 비정상으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.Determining whether the waveform characteristics are normal includes obtaining first and second waveforms from the waveform of the current period and the waveform of the reference period based on the derivative order information, and comparing the obtained first and second waveforms, respectively. And if the comparison result satisfies the failure condition, determining the extracted waveform feature as abnormal.
파형을 비교하는 단계는 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도를 산출하는 단계 및 산출된 유사도를 기초로 실패 조건 만족 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.Comparing the waveforms may include calculating a similarity between the first waveform and the second waveform and determining whether the failure condition is satisfied based on the calculated similarity.
특징의 정상 여부를 판단하는 단계는 생체신호로부터 주기 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 주기 자체 기준 및, 생체신호를 통해 측정할 생체정보에 관한 일반적 기준인 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 주기 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다.The determining of the normality of the feature may be performed by applying at least one of a personalized cycle self criterion and a periodic universal criterion, which is a general criterion for biometric information to be measured through the biosignal, when the periodic feature is extracted from the biosignal. It is possible to determine whether the feature is normal.
특징의 정상 여부를 판단하는 단계는 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 진폭 자체 기준을 적용하여 추출된 진폭 특징의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The determining of whether the feature is normal may include determining whether the extracted amplitude feature is normal by applying a personalized amplitude self criterion to the user when the amplitude feature is extracted from the biosignal.
생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계는 각 특징의 판단 결과를 병렬적 또는, 각 특징에 대하여 미리 설정된 우선 순위에 따라 직렬적으로 고려하여 생체신호 측정의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 적어도 하나를 출력할 수 있다.The monitoring of the measurement state of the biosignal may output at least one of reliability and measurement state information of the biosignal measurement by considering the determination result of each feature in parallel or serially according to a predetermined priority for each feature. Can be.
일 양상에 따르면, 생체정보 측정 장치는 피검체에 광을 조사하고 상기 피검체로부터 반사되는 광을 수광하여 생체신호를 측정하는 생체신호 측정부, 생체신호로부터 하나 이상의 특징을 추출하고, 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 생체신호의 측정 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 미리 정의된 동작을 수행하는 프로세서 및 프로세서의 처리 결과를 디스플레이에 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.According to an aspect, the apparatus for measuring biometric information may include: a biosignal measuring unit configured to radiate light onto a subject and receive light reflected from the subject, and measure one or more features from the biosignal; The processor may include a processor configured to monitor a measurement state of the biosignal by applying a predetermined determination criterion, and output a processing result of the processor and a processor to the display according to the monitoring result.
생체신호 측정부는 피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원 및 피검체로부터 반사되는 광을 수광하는 하나 이상의 디텍터를 포함할 수 있다.The biosignal measuring unit may include one or more light sources for irradiating light to the subject and one or more detectors for receiving light reflected from the subject.
프로세서는 판단 기준에 포함된 자체 기준 및 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 상기 추출된 특징의 정상 여부를 판단하고, 판단 결과를 기초로 측정 상태 정보를 출력하는 측정 상태 모니터링부를 포함할 수 있다.The processor may include a measurement state monitoring unit configured to determine whether the extracted feature is normal by applying at least one of a self criterion and a universal criterion included in the criterion, and output measurement state information based on the determination result.
프로세서는 출력된 측정 상태 정보를 기초로 생체신호 측정을 중단하거나 재측정하도록 생체신호 측정부를 제어하는 측정 제어부 및, 측정 상태 정보에 따라 생체신호를 이용하여 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부를 더 포함할 수 있다.The processor further includes a measurement control unit controlling the biosignal measurement unit to stop or remeasure the biosignal measurement based on the output measurement state information, and a biometric information measurement unit measuring biometric information using the biosignal according to the measurement state information. can do.
생체정보는 심박수, 부정맥, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.The biometric information may include one or more of heart rate, arrhythmia, blood pressure, vascular age, arteriosclerosis, aortic pressure waveform, vascular elasticity, stress index, and fatigue.
또한, 생체정보 측정 장치는 판단 기준, 측정된 생체신호, 각 특징의 정상 여부 판단 결과, 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 중의 하나 이상을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.The biometric information measuring apparatus may further include a storage configured to store one or more of a determination criterion, a measured biosignal, a result of determining whether each feature is normal, a monitoring result of a biosignal measuring state, and a biometric measuring result.
또한, 생체정보 측정 장치는 미리 설정된 판단 기준, 측정된 생체신호, 각 특징의 정상 여부 판단 결과, 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 중의 하나 이상을 외부 기기와 통신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.The biometric information measuring apparatus may further include a communication unit configured to communicate at least one of a predetermined determination criterion, a measured biosignal, a result of determining whether each feature is normal, a monitoring result of a biosignal measurement state, and a biometric information measuring result with an external device. can do.
일 양상에 따르면, 생체정보 측정 방법은 피검체에 광을 조사하고 피검체로부터 반사되는 광을 수광하여 생체신호를 측정하는 단계, 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하는 단계, 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계 및 모니터링 결과에 따라 미리 정의된 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect, a method of measuring biometric information includes irradiating light to a subject and receiving light reflected from the subject to measure a biosignal, extracting one or more features of a waveform, a period, and an amplitude from the biosignal; The method may include monitoring a measurement state of the biosignal by applying a predetermined determination criterion according to the extracted feature and performing a predefined operation according to the monitoring result.
생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계는 판단 기준에 포함된 자체 기준 및 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 추출된 특징의 정상 여부를 판단하는 단계 및, 특징의 정상 여부 판단 결과를 기초로 동잡음 상태, 주변 광잡음 상태, 생체신호 비측정 상태, 부정맥 상태, 접촉압력 부적합 상태, 접촉불량 상태 및 정상 측정 상태 중의 적어도 하나를 포함하는 측정 상태 정보를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The monitoring of the measurement state of the bio-signal may include determining whether the extracted feature is normal by applying at least one of self criteria and universal criteria included in the criterion; And outputting measurement state information including at least one of an ambient light noise state, a biosignal non-measurement state, an arrhythmia state, a contact pressure failure state, a contact failure state, and a normal measurement state.
미리 정의된 동작을 수행하는 단계는 측정 상태 정보를 기초로, 생체신호의 측정 중단 또는 재측정을 제어하거나, 측정된 생체신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.The step of performing the predefined operation may control the stop or re-measurement of the biosignal based on the measurement state information, or measure the biometric information based on the measured biosignal.
또한, 생체정보 측정 방법은 생체정보 측정 결과를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.The biometric information measuring method may further include outputting the biometric information measuring result.
별도의 부가적인 센서를 이용하지 않고서도 측정된 생체신호를 이용하여 생체신호 측정 상태를 모니터링할 수 있고, 이를 통해 정확한 생체정보를 측정할 수 있다. It is possible to monitor the biosignal measurement state using the measured biosignal without using an additional sensor, thereby measuring accurate biometric information.
도 1은 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 모니터링 장치의 프로세서 구성의 일 실시예이다.
도 3은 도 1의 실시예에 따른 모니터링 장치의 프로세서 구성의 다른 실시예이다.
도 4a 내지 도 4c는 생체신호 측정 상태 모니터링을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 9는 도 7 및 도 8의 실시예에 따른 프로세서 구성의 일 실시예이다.
도 10은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 11은 전술한 생체정보 측정 장치가 적용된 웨어러블 기기를 도시한 것이다.
도 12는 생체정보 측정 장치가 적용된 스마트 디바이스를 도시한 것이다. 1 is a block diagram of an apparatus for monitoring a biosignal measurement state according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is an embodiment of a processor configuration of the monitoring apparatus according to the embodiment of FIG. 1.
3 is another embodiment of a processor configuration of the monitoring apparatus according to the embodiment of FIG. 1.
4A to 4C are diagrams for describing monitoring of a biosignal measurement state.
5 is a flowchart illustrating a method for monitoring biosignal measurement status according to an exemplary embodiment.
6 is a flowchart of a method for monitoring biosignal measurement status according to another exemplary embodiment.
7 is a block diagram of an apparatus for measuring biometric data according to an exemplary embodiment.
8 is a block diagram of an apparatus for measuring biometric information according to another exemplary embodiment.
FIG. 9 is an embodiment of a processor configuration in accordance with the embodiment of FIGS. 7 and 8.
10 is a flowchart illustrating a method of measuring biometric information according to an embodiment.
11 illustrates a wearable device to which the above-described biometric information measuring apparatus is applied.
12 illustrates a smart device to which the biometric information measuring apparatus is applied.
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.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Advantages and features of the described technology, and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.
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.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. In addition, the terms “… unit”, “module”, etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.
이하, 생체정보 검출을 위한 특징 추출 장치 및 방법과, 생체정보 검출 장치 및 웨어러블 기기의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a feature extraction apparatus and method for biometric information detection, and embodiments of the biometric information detection apparatus and wearable device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an apparatus for monitoring a biosignal measurement state according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 생체신호 측정 상태 모니터링 장치(100)는 생체신호 수신부(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the biosignal measurement
생체신호 수신부(110)는 사용자의 생체신호를 수신할 수 있다. 이때, 생체신호는 심전도(Electorcardiography, ECG), 광전용적맥파(Photoplethysmogram, PPG) 및 근전도(Electormygraphy, EMG) 신호 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. The
일 예로, 생체신호 수신부(110)는 사용자로부터 생체신호를 측정하는 생체신호 측정 센서를 포함할 수 있다. 다른 예로, 생체신호 측정 센서와 유무선 통신을 통해 연결되어 생체신호 측정 센서로부터 사용자의 생체신호를 수신할 수 있다. 또 다른 예로, 생체신호 수신부(110)는 외부 기기로부터 유무선 통신으로 생체신호 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 외부 기기는 웨어러블 기기, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 정보 처리 장치로서, 생체신호 데이터를 처리 및 관리하는 장치일 수 있다. For example, the
프로세서(120)는 사용자의 생체신호가 수신되면, 수신된 생체신호를 이용하여 사용자로부터 그 생체신호를 측정한 상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 미리 설정된 판단 기준을 기초로 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있으며, 이때, 미리 설정된 판단 기준은 생체신호를 통해 측정하고자 하는 일반적 기준인 보편 기준 및 사용자에 개인화된 자체 기준을 포함할 수 있다.When the biosignal of the user is received, the
예를 들어, 일반적으로 반복적으로 측정되는 생체신호는 일정 시간 유사하게 반복되는 특징(feature)을 가지고 있다. 대표적으로 주기, 진폭 등이 있으며 이러한 특징(feature)들은 발산이나 수렴하지 않는 특성을 갖고 있다. 그 밖에 생체신호 파형과 같이 해당 생체신호만의 일정 시간 유사하게 반복하는 특징이 있다. 이때, 측정할 생체정보가 심박수인 경우 주기에 관하여 일반적으로 정상이라고 판단할 수 있는 기준, 예컨대 30bpm ~ 180bpm과 같은 보편 기준이 있다. 이와 같이, 생체신호의 종류, 특성 등에 따라 대부분의 사람들에게 적용할 수 있는 보편 기준이 존재할 수 있으나, 생체신호에 따라서는 이러한 보편 기준이 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 일 실시예들에 따르면 생체신호 및 사용자에 개인의 특성을 기초로 자체 기준이 미리 정의될 수 있다.For example, a biosignal which is generally measured repeatedly has a feature that is repeated similarly for a certain time. Typically, there are periods and amplitudes, and these features have characteristics that do not diverge or converge. In addition, like the biosignal waveform, there is a characteristic of repeating the biosignal only for a predetermined time. In this case, when the biometric information to be measured is a heart rate, there is a standard that can be determined to be normal with respect to a cycle, for example, a universal standard such as 30 bpm to 180 bpm. As such, there may be a universal standard applicable to most people according to the kind, characteristics, and the like of the biosignal, but the universal standard may not exist depending on the biosignal. In this case, according to one embodiment, a self criterion may be predefined based on a biosignal and a user's characteristics.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 프로세서(120) 구성의 다양한 실시예를 보다 상세히 설명한다. 다만, 이러한 예시에 국한되는 것은 아니며 프로세서(120) 구성의 다양한 변형 실시가 가능하다.2 and 3, various embodiments of the
도 2는 도 1의 실시예에 따른 모니터링 장치의 프로세서 구성의 일 실시예이다.FIG. 2 is an embodiment of a processor configuration of the monitoring apparatus according to the embodiment of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 프로세서(200)는 특징 추출부(210), 특징 판단부(220), 측정 상태 판단부(230) 및 버퍼(240)를 포함할 수 있다.2, the
특징 추출부(210)는 생체신호가 수신되면, 수신된 생체신호로부터 하나 이상의 특징을 추출할 수 있다. 이때, 특징은 진폭, 주기 및 파형 특징 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 특징 추출부(210)는 생체신호가 수신되면 필요에 따라 생체신호를 필터링하여 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 특징 추출부(210)는 추출된 특징을 판단 기준과 비교를 위해 필요하다면 정규화 과정을 수행할 수 있다.When the biosignal is received, the
한편, 특징 추출부(210)는 현재 추출한 특징을 다음 시점에 추출한 특징의 정상 여부를 판단하기 위한 자체 기준으로 활용할 수 있도록 버퍼(240)에 저장할 수 있다. Meanwhile, the
일 예로, 특징 추출부(210)는 특정 시간 동안의 생체신호 또는 필터링된 생체신호에서 최대값과 최소값의 차이를 진폭 특징으로 추출할 수 있다. 또한, 추출한 현재 시점의 진폭 특징을 다음 시점의 진폭 특징의 정상 여부 판단을 위한 자체 기준으로 활용될 수 있도록 버퍼(240)에 저장할 수 있다.For example, the
도 4a는 사용자로부터 측정된 생체신호 또는 필터링된 생체신호 예컨대, PPG 신호를 도시한 것이다. 도 4a에 도시된 바와 같이 시간 인덱스가 0부터 140까지의 시간 동안의 진폭 최대 지점(Amax)과 진폭 최소 지점(Amin)의 차이인 진폭 최대 지점(Amax)의 진폭을 진폭 특징으로 추출할 수 있다. 또는, 특징 추출부(210)는 생체신호를 2차 미분하여 2차 미분신호를 획득하고, 획득된 2차 미분신호에서 특정 시간 동안의 크기가 최소인 로컬 최소 지점(local minimum point)의 시간을 획득하며, 생체신호에서 로컬 최소 지점의 시간에 대응하는 진폭을 진폭 특징으로 추출할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.4A illustrates a biosignal or a filtered biosignal, eg, a PPG signal, measured from a user. As shown in FIG. 4A, the amplitude of the amplitude maximum point Amax, which is the difference between the amplitude maximum point Amax and the amplitude minimum point Amin, for a time from 0 to 140, may be extracted as an amplitude feature. . Alternatively, the
일 예로, 특징 추출부(210)는 생체신호의 현재 주기를 추출하고, 버퍼(240)에 저장할 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이 특징 추출부(210)는 수신된 생체신호 또는 필터링된 생체신호에서 진폭 크기가 처음 0이 되는 시점(0)에서 다음 0이 되는 시점(140) 간의 간격을 현재 주기로 추출할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.As an example, the
또한, 특징 추출부(210)는 생체신호의 평균 주기를 추출하고 버퍼(240)에 저장할 수 있다. 특징 추출부(210)는 특정 시간 동안 진폭 크기가 0인 시점들의 총 횟수를 구하고, 구해진 총 횟수를 기초로 평균 주기를 계산할 수 있다. 예컨대, 특정 시간을 총 횟수로 나눈 시간 간격을 평균 주기로 계산할 수 있다.In addition, the
또한, 특징 추출부(210)는 수신된 생체신호 또는 필터링된 생체신호로부터 파형 특징을 추출하고, 추출된 현재 시점의 파형 특징을 다음 시점에 추출된 파형 특징의 정상 여부 판단을 위한 자체 기준으로 활용되도록 버퍼(240)에 저장할 수 있다. In addition, the
예를 들어, 특징 추출부(210)는 현재의 시간 구간에서 연속적으로 비교 샘플 개수로 설정된 m개의 값을 추출하여 파형 특징으로 할 수 있다. 이때, 추출되는 값은 생체신호의 크기(예: 진폭), n차 미분값 또는 적분값 등일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 생체신호로부터 추출될 수 있는 다양한 값일 수 있다. 이때, 샘플 개수는 일정하게 할 수 있다. 또한, 파형 특징을 추출할 시간 구간의 길이는 임의의 값으로 미리 설정될 수 있다. 또는, 전술한 바와 같이 주기 특징 추출 과정에서 추출된 한 주기를 시간 구간의 길이로 설정할 수도 있다. 이 경우, 각 주기, 예컨대 이전 주기 및 현재 주기의 시간 길이가 다른 경우 시간 구간의 길이가 동일해지도록 각 주기를 정규화할 수 있으며, 이를 통해 각 주기에서 추출되는 신호 샘플의 개수를 동일하게 할 수 있다. 또한, 추출할 m개의 샘플의 개수는 파형 자체 판단 기준에 미리 정의될 수 있다. For example, the
특징 판단부(220)는 특징 추출부(210)에 의해 각 특징이 추출되면, 각 특징에 따라 정의된 보편 기준 및/또는 자체 기준을 이용하여 추출된 각 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 보편 기준 및/또는 자체 기준을 직렬적으로 적용하거나 병렬적으로 적용할 수 있다. 이때, 특징 판단부(220)는 버퍼(240)를 참조하여 각 특징에 따라 정의된 보편 기준이나 자체 기준과 관련된 정보를 획득하여 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다.When each feature is extracted by the
특징 판단부(220)는 현재 시점에 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 진폭 자체 기준을 이용하여 추출된 진폭 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 진폭 자체 기준은 기준 시점에 측정된 진폭 특징값과 현재 시점에 측정된 진폭 특징값의 차이가 특정 범위를 벗어나거나, 현재 시점의 진폭 특징값이 기준 시점의 진폭 특징값 대비 특정 비율을 벗어나는 경우 비정상으로 판단하도록 미리 설정될 수 있다. 다만, 이러한 자체 기준은 생체신호의 특징, 생체정보의 종류, 사용자의 개인적인 특성 예컨대, 건강 상태, 피검 부위의 특이성 등에 따라 다양하게 설정이 가능하다. When the amplitude feature is extracted from the biosignal at the present time, the
다만, 이에 제한되는 것은 아니며 생체신호의 종류, 추출할 생체정보의 종류, 추출한 생체신호의 특징 등에 따라 공통적으로 적용이 가능한 진폭 보편 기준이 존재할 수 있다. 이 경우, 특징 판단부(220)는 진폭 보편 기준을 진폭 자체 기준과 함께 또는 별도로 적용하여 진폭 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and there may be an amplitude universal standard that can be commonly applied according to the type of the biosignal, the type of the biosignal information to be extracted, and the characteristics of the extracted biosignal. In this case, the
특징 판단부(220)는 현재 시점의 현재 주기 및/또는 평균 주기 특징이 추출되면, 현재 주기 및/또는 평균 주기 특징을 주기 보편 기준 및/또는 주기 자체 기준을 적용하여 주기 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 주기 보편 기준은 생체신호 및 생체정보에 따라 일반적으로 적용되는 기준으로서, 예컨대, PPG 신호를 통해 심박수를 측정하는 경우 30bpm ~ 180bpm을 만족하는 경우 정상으로 판단하는 보편 기준이 존재할 수 있다. When the current period and / or average period feature of the current time point is extracted, the
또한, 주기 자체 기준은 사용자의 개인적 특성 예컨대, 성별, 건강 상태, 연령, 피검 위치 및 피검 위치의 특성 등을 고려하여 미리 설정되는 것으로, 현재 시점의 현재 주기 값과 기준 시점의 주기 값의 차이가 특정 범위를 벗어나거나, 현재 주기가 기준 시점의 주기의 특정 비율을 벗어나는 경우 비정상으로 판단하는 것으로 미리 설정될 수 있다. 이때, 기준 시점은 직전 시점에 추출된 직전 주기를 의미할 수 있다. 예컨대, 직전 주기가 0.84초(약 71bpm)인 경우 주기 자체 기준은 0.84초의 20% 범위인 0.67초에서 1.01초 사이를 정상 범위로 정의할 수 있고, 특징 판단부(220)는 추출된 현재 주기가 0.67초에서 1.01초를 벗어나는 경우 비정상으로 판단할 수 있다.In addition, the cycle itself reference is preset in consideration of the user's personal characteristics such as gender, health status, age, the location of the test and the location of the test, and the difference between the current cycle value at the present time and the reference time If it is out of a specific range or the current period is out of a specific ratio of the period of the reference time point, it may be preset to determine that it is abnormal. In this case, the reference time point may mean a immediately preceding period extracted at the last time point. For example, when the previous period is 0.84 seconds (about 71 bpm), the period itself may be defined as a normal range between 0.67 seconds and 1.01 seconds, which is 20% of 0.84 seconds, and the
특징 판단부(220)는 현재 시간 구간의 파형 특징이 추출되면 버퍼(240)를 참조하여 파형 자체 기준에 관한 정보를 획득하고, 획득된 파형 자체 기준에 관한 정보를 이용하여 추출된 파형 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. When the waveform feature of the current time interval is extracted, the
파형 자체 기준은 기준 시간 구간, 비교 샘플수, 미분/적분 차수 및 실패 조건 등을 포함할 수 있다. 이때, 기준 시간 구간은 직전 시점에 파형을 추출한 직전 시간 구간일 수 있다. 또한, 시간 구간은 주기 단위일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 기준 시간 구간 및 현재 시간 구간은 기준 주기 및 현재 주기로 한정하여 설명하나 이에 제한되는 것은 아니다.The waveform self criterion may include a reference time interval, comparison sample count, derivative / integral order, failure condition, and the like. In this case, the reference time interval may be the immediately preceding time interval from which the waveform is extracted at the immediately preceding time point. In addition, the time interval may be a period unit. Hereinafter, for convenience of description, the reference time section and the current time section are limited to the reference period and the current period, but are not limited thereto.
또한, 비교 샘플수는 생체신호로부터 추출할 샘플 개수로서 샘플링 비율 및 버퍼 사이즈 등을 기초로 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 생체신호 샘플링 비율이 250Hz라면 20%의 비율에 해당하는 50개를 추출할 샘플 개수로 설정할 수 있다. 또한, 실패 조건은 하나 이상 설정될 수 있으며, 둘 이상 설정되는 경우 미리 정의된 일부의 조건 또는 모든 조건을 만족하는 경우에 파형 특징을 비정상으로 판단하도록 설정될 수 있다. 예컨대, 실패 조건은 유사도의 최저 한계치, 최저 한계치 연속 미달성 횟수, 유사도 비교 시작점 및 평균 유사도를 위한 총 비트수 등의 정보 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the number of comparison samples may be preset based on a sampling rate, a buffer size, and the like as the number of samples to be extracted from the biosignal. For example, if the biosignal sampling rate is 250 Hz, 50 samples corresponding to a 20% rate may be set as the number of samples to be extracted. In addition, one or more failure conditions may be set, and when two or more are set, the waveform characteristics may be set to be determined abnormally when some or all predefined conditions are satisfied. For example, the failure condition may include information such as the lowest threshold of similarity, the number of consecutive failures of the lowest threshold, the similarity starting point, and the total number of bits for the average similarity. However, it is not limited thereto.
예를 들어, 특징 판단부(220)는 현재 주기의 파형 특징이 추출되면, 버퍼(240)를 참조하여 기준 주기의 파형 특징을 획득하고, 현재 주기의 파형 특징과 기준 주기의 파형 특징 간의 유사도를 산출할 수 있다. 이때, 추출된 양 파형은 m개의 연속된 값들이기 때문에 아래의 수학식 1과 같이 상관 계수(correlation coefficient) rx,y를 유사도로 산출할 수 있다. 이때, m개의 파형 특징들 중에서 이상치는 제외할 수 있다.For example, when the waveform feature of the current period is extracted, the
여기서, μx는 모집단 X의 평균, μy는 모집단 Y의 평균, σx 는 모집단 X의 표준편차, σy는 모집단 Y의 표준편차, m은 모집단의 개체수를 의미한다. 상관계수(rx,y)의 범위는 -1≤r x,y≤1 이며, 이 상관계수의 값이 1에 가까울수록 비교하는 두 파형은 유사하다고 할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 양 파형 특징의 복수의 샘플 들간의 평균값, 총합 등의 통계값을 유사도로 산출할 수 있다. Where μ x is the mean of population X, μ y is the mean of population Y, σ x is the standard deviation of population X, σ y is the standard deviation of population Y, and m is the population of the population. The range of the correlation coefficient (r x, y ) is -1 ≦ r x, y ≦ 1. As the value of the correlation coefficient approaches 1, the two waveforms to be compared are similar. However, the present invention is not limited thereto, and statistical values such as an average value and a sum of the plurality of samples of both waveform features may be calculated with similarity.
특징 판단부(220)는 이와 같이 산출된 유사도가 파형 자체 기준 중의 최저 한계치를 벗어나는 경우 비정상으로 판단할 수 있다. 또는, 현재 주기의 파형 특징이 비정상이고, 이전 주기들에 대하여 연속적으로 판단한 판단 결과가 최저 한계치의 연속 미달성 횟수를 만족하는 경우 파형 특징을 최종적으로 비정상으로 판단할 수 있다. 특징 판단부(220)는 유사도 비교 시작점 이후의 값들을 이용하여 유사도를 산출할 수 있다. The
한편, 특징 판단부(220)는 파형 자체 기준 정보 중의 미분/적분 차수 정보를 기초로 현재 주기의 파형 및 기준 주기의 파형을 해당하는 차수로 미분/적분하여 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득할 수 있다. 이때, 미분/적분 차수가 0으로 설정되는 경우 추출된 파형 특징 자체일 수 있다. 특징 판단부(220)는 획득한 제1 파형과 제2 파형을 비교하여 유사도를 산출하고, 전술한 바와 같이 산출된 유사도를 이용하여 현재 주기 파형 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. On the other hand, the
도 4b를 참조하면, PPG 신호에서 추출한 현재 파형과 기준 파형의 유사도가 최저 한계치로 설정된 값 0.7 이하면 비정상으로 판단하여 버퍼(240)에 '0'을 입력하고, 0.7 초과면 정상으로 판단하여 버퍼(240)에 '1'을 입력한 것을 예시한 것이다. 현재 시점(T7)에서의 유사도와 최저 한계치의 비교 결과는 정상으로 판단되었음을 알 수 있다. 만약, 최저 한계치 연속 미달성 횟수가 '4'로 설정된 경우, T4 시점에서는 판단 결과가 비정상(0)이고 T4시점 포함하여 연속적으로 총 4회의 비정상 판단이 있었으므로 T4시점에서 획득한 파형 특징의 최종 판단 결과는 비정상이 될 것이다.Referring to FIG. 4B, when the similarity between the current waveform and the reference waveform extracted from the PPG signal is equal to or less than the value 0.7, the controller determines that it is abnormal and inputs '0' to the
도 4c를 참조하면, 도 4b의 PPG 신호를 2차 미분한 신호에서 획득한 현재 파형과 기준 파형의 유사도가 최저 한계치로 설정된 값 0.6 이하면 비정상으로 판단하여 버퍼(240)에 '0'을 입력하고, 0.6 초과면 정상으로 판단하여 버퍼(240)에 '1'을 입력한 것을 예시한 것이다. Referring to FIG. 4C, when the similarity between the current waveform and the reference waveform obtained from the second derivative of the PPG signal of FIG. 4B is equal to or less than the value 0.6 set as the lowest threshold, it is determined to be abnormal and inputs “0” to the
측정 상태 판단부(230)는 각 특징의 판단 결과를 종합적으로 고려하여 최종적으로 사용자로부터 생체신호를 측정한 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과로서 생체신호 측정 상태의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 하나 이상을 출력할 수 있다. 이때 측정 상태 정보는 동잡음 상태, 주변 광잡음 상태, 생체신호 비측정 상태, 부정맥 상태, 접촉압력 부적합 상태, 접촉불량 상태 및 정상 측정 상태 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 측정 상태 판단부(230)는 각 특징의 판단 결과를 병렬적으로 고려하여 신뢰도 및/또는 측정 상태 정보를 출력할 수 있다. 또는, 미리 설정된 각 특징별 우선 순위를 고려하여 직렬적으로 판단하여 최종 모니터링 결과를 출력할 있다.The measurement
예를 들어, 측정 상태 판단부(230)는 진폭 특징이 정상이고 주기와 파형 특징이 비정상이면 측정 상태에 동잡음이 많은 동잡음 상태로 판단할 수 있다. 또는, 주기 특징이 정상이고 진폭과 파형 특징이 비정상이면 주변 광잡음이 많음을 나타내는 광잡음 상태로 판단할 수 있다. 또는, 파형 특징이 정상이고 주기와 진폭 특징이 비정상이면 생체신호를 측정하고 있지 않음을 나타내는 생체신호 비측정 상태로 판단할 수 있다. 또는, 주기 특징이 비정상이고 진폭과 파형 특징이 정상이면 부정맥 상태로 판단할 수 있다. 또는, 진폭 특징이 비정상이고 주기와 파형 특징이 정상이면 접촉 압력 부적합 상태로 판단할 수 있다. 또는, 파형 특징이 비정상이고 주기와 진폭 특징이 정상이면 접촉 상태가 불량이거나 떨림이 있는 상태인 접촉불량 상태로 판단할 수 있다. 또는, 주기, 진폭 및 파형 특징이 모두 정상이면 정상 측정 상태로 판단할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하므로 다양한 상태의 조합이 가능하다.For example, if the amplitude characteristic is normal and the period and waveform characteristics are abnormal, the measurement
도 3은 도 1의 실시예에 따른 모니터링 장치의 프로세서 구성의 다른 실시예이다. 도 2를 참조하여 자세히 설명한 바 있으므로 이하 간략하게 설명한다.3 is another embodiment of a processor configuration of the monitoring apparatus according to the embodiment of FIG. 1. Since it has been described in detail with reference to Figure 2 will be described briefly below.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로세서(300)는 시간 인덱스 계산부(311), R-인덱스 검출부(312), 현재 주기 추출부(313), 평균 주기 추출부(314), 진폭 추출부(315), 파형 추출부(316), 평균 주기 판단부(321), 현재 주기 판단부(322), 진폭 판단부(323), 파형 판단부(324), 측정 상태 판단부(330), R-인덱스 버퍼(341), 주기 버퍼(342), 진폭 버퍼(343) 및 파형 버퍼(344)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
시간 인덱스 계산부(311)는 생체신호 데이터가 입력되면 시간 측정을 할 수 있다. 예컨대, 생체신호 데이터는 샘플링 비율 및 버퍼 크기에 따라 입력되는 속도가 결정되므로 이를 통해 시간 측정이 가능하다.The
R-인덱스 검출부(312)는 입력된 생체신호 또는 노이즈를 제거한 필터링된 신호로부터 R-피크 인덱스를 검출할 수 있다. R-피크 인덱스는 생체신호에서 주기 측정을 위한 기준이 되는 값으로서, 예컨대 전술한 바와 같이 생체신호에서 (-)에서 (+)로 변하는 지점, (+)에서 (-)로 변하는 지점, 변곡이 발생하는 지점 등이 될 수 있다. 또한, R-인덱스 검출부(312)는 R-피크 인덱스가 검출되면 R-인덱스 버퍼(314)에 입력할 수 있다.The R-
현재 주기 추출부(313)는 R-인덱스 버퍼(314)에 저장된 R-피크 인덱스를 참조하여 현재 주기를 추출할 수 있다. 현재 주기 추출부(313)는 추출된 현재 주기 값을 다음 시점의 기준 주기로 활용할 수 있도록 주기 버퍼(342)에 저장할 수 있다.The
평균 주기 추출부(314)는 주기 버퍼(342)에 저장된 주기 정보 및 시간 인덱스 계산부(311)에서 측정된 시간 값을 이용하여 평균 주기를 산출할 수 있다. 예를 들어, 시간 인덱스 계산부(311)에서 측정된 소정 시간(예: 30분) 동안 현재 주기 추출부(313)에 의해 3개의 주기 예컨대 10분, 8분 및 12분으로 추출되어 주기 버퍼(342)에 저장된 경우 평균 주기는 10분이 될 수 있다.The
진폭 추출부(315)는 입력된 생체신호 또는 필터링된 신호로부터 진폭 특징값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 진폭 추출부(315)는 생체신호 또는 필터링된 생체신호에서 특정 시간 동안 예컨대 현재 주기 내의 최대값과 최소값의 차이를 진폭 값으로 추출할 수 있다. 또한, 추출된 진폭 값은 다음 시점에서 진폭 값의 비교를 위한 자체 기준으로 활용될 수 있도록 진폭 버퍼(343)에 입력될 수 있다.The
파형 추출부(210)는 수신된 생체신호 또는 필터링된 생체신호로부터 파형 특징을 추출할 수 있다. 이때, 생체신호 자체 또는 생체신호를 미분한 미분 신호로부터 복수의 샘플을 추출할 수 있다. 이때, 판단 기준 정보의 N차 미분 여부 정보 및 비교 샘플수 정보를 활용하여 복수의 샘플을 파형 특징으로 추출할 수 있다. 추출된 현재 시점의 파형 특징은 다음 시점의 파형 특징에 대한 정상 여부 판단을 위한 자체 기준으로 활용되도록 파형 버퍼(344)에 입력될 수 있다. The
평균 주기 판단부(321)는 평균 주기 추출부(314)에 의해 추출된 평균 주기를 입력된 판단 기준 중의 주기 보편 기준을 이용하여 정상 여부를 판단할 수 있다. 현재 주기 판단부(322)는 주기 버퍼(342)에 저장되어 있는 기준 주기 값 및 입력된 판단 기준 중의 주기 자체 기준을 기초로 현재 주기 추출부(313)에 의해 추출된 현재 주기 값의 정상 여부를 판단할 수 있다.The
진폭 판단부(323)는 진폭 버퍼(343)에 저장된 기준 진폭 값 및 입력된 판단 기준 중의 진폭 자체 기준을 적용하여, 진폭 추출부(315)에 의해 추출된 현재 진폭 값의 정상 여부를 판단할 수 있다. The
파형 판단부(316)는 파형 버퍼(344)에 저장된 기준 파형 및 입력된 판단 기준 중의 파형 자체 기준을 적용하여, 파형 추출부(316)에 의해 추출된 현재 파형의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 기준 파형과 현재 파형 간의 유사도를 산출하고 산출된 유사도를 기초로 현재 파형의 정상 여부를 판단할 수 있다. The
측정 상태 판단부(330)는 평균 주기, 현재 주기, 진폭 및 파형 특징의 판단 결과가 입력되면, 각 특징의 판단 결과를 직렬/병렬적으로 고려하여 최종적으로 사용자로부터 생체신호를 측정한 상태를 모니터링할 수 있다. 직렬적으로 고려할 지 병렬적으로 고려할 지 여부는 입력된 판단 기준에 미리 설정될 수 있다. 직렬적으로 고려하는 경우 각 특징 사이의 우선 순위가 미리 정의될 수 있다. When the determination result of the average period, the current period, the amplitude, and the waveform feature is input, the
측정 상태 판단부(330)는 생체신호 측정 상태의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 하나 이상을 모니터링 결과로 출력할 수 있다. 이때 측정 상태 정보는 동잡음 상태, 주변 광잡음 상태, 생체신호 비측정 상태, 부정맥 상태, 접촉압력 부적합 상태, 접촉불량 상태 및 정상 측정 상태 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
예를 들어, 측정 상태 판단부(330)는 진폭 특징이 정상이고 주기와 파형 특징이 비정상이면 동잡음 상태로 판단할 수 있으며, 주기 특징이 정상이고 진폭과 파형 특징이 비정상이면 주변 광잡음 상태로 판단할 수 있다. 또는, 파형 특징이 정상이고 주기와 진폭 특징이 비정상이면 생체신호 비측정 상태로 판단할 수 있으며, 주기 특징이 비정상이고 진폭과 파형 특징이 정상이면 부정맥 상태로 판단할 수 있다. 또는, 진폭 특징이 비정상이고 주기와 파형 특징이 정상이면 접촉 압력 부적합 상태로 판단할 수 있으며, 파형 특징이 비정상이고 주기와 진폭 특징이 정상이면 접촉불량 상태로 판단할 수 있다. 이에 반해, 주기, 진폭 및 파형 특징이 모두 정상이면 정상 측정 상태로 판단할 수 있다.For example, the
도 5는 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method for monitoring biosignal measurement status according to an exemplary embodiment.
도 5는 도 1의 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 장치(100)에 의해 수행되는 방법의 일 실시예일 수 있다. 도 1 이하를 참조하여 자세히 설명한 바 있으므로 간략하게 설명한다.FIG. 5 may be an embodiment of a method performed by the biosignal measurement
도 5를 참조하면, 장치(100)는 사용자의 생체신호를 수신할 수 있다(510). 이때, 생체신호는 사용자의 피검 부위로부터 측정되는 PPG 신호일 수 있다. 다만, 생체신호의 종류는 이에 제한되지 않는다. 사용자로부터 측정된 생체신호는 생체신호 측정 센서로부터 수신될 수 있다. 또는, 생체신호 측정 센서로부터 생체신호를 수신한 외부 기기로부터 수신할 수 있다. 이때, 생체신호가 입력되면 필요에 따라 생체신호를 필터링하여 노이즈를 제거할 수 있다. Referring to FIG. 5, the
그 다음, 입력된 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형 중의 하나 이상의 특징을 추출할 수 있다(520). 진폭 특징은 전술한 바와 같이 특정 시간 동안의 최대값과 최소값의 차이 값일 수 있다. 주기 특징은 현재 주기 및 평균 주기 값을 포함할 수 있다. 또한, 생체신호에서 소정 시간 구간 동안 미리 설정된 비교 샘플 개수에 해당하는 값을 파형 특징으로서 추출할 수 있다. 이때, 생체신호 또는 필터링된 신호 자체 또는 미분 신호로부터 복수의 샘플을 추출할 수 있다.Next, one or more features of amplitude, period, and waveform may be extracted from the input biosignal (520). The amplitude characteristic may be a difference value between the maximum value and the minimum value for a specific time as described above. The periodic feature may include a current period and an average period value. In addition, a value corresponding to a predetermined number of comparison samples for a predetermined time interval may be extracted from the biosignal as a waveform feature. In this case, a plurality of samples may be extracted from the biosignal, the filtered signal itself, or the differential signal.
그 다음, 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 단계(520)에서 추출한 각 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(530). 이때, 미리 설정된 판단 기준은 각 특징별로 설정될 수 있으며, 생체신호 및 측정할 생체정보에 따라 일반적으로 적용 가능한 보편 기준 및 사용자 개인에 특성화된 자체 기준을 포함할 수 있다. 장치(100)는 각 특징에 따라서 보편 기준 및 자체 기준을 직렬적 또는 병렬적으로 적용하여 각 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. Next, it may be determined whether each feature extracted in
그 다음, 단계(530)에서 판단한 결과를 기초로 생체신호 측정 상태를 판단할 수 있다(540). 단계(530)에서 진폭, 주기 및 파형 특징에 대한 정상 여부가 판단되면, 판단 결과를 병렬적으로 적용하거나, 미리 정의된 우선 순위에 따라 직렬적으로 적용하여 사용자로부터 생체신호를 측정한 상태를 판단할 수 있다. In
그 다음, 측정 상태 판단 결과를 출력할 수 있다(550). 예를 들어, 장치(100)는 장치(100)에 직접 장착되거나 연계된 외부 디스플레이, 햅틱, 스피커 모듈 등을 통해 음성, 진동, 촉감 등의 비시각적인 방법 또는 시각적인 방법으로 출력할 수 있다. 또는 생체신호 측정 상태의 판단을 요청한 외부 기기에 측정 상태 판단 결과를 전송할 수 있다.Next, the measurement state determination result may be output (550). For example, the
도 6은 다른 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 흐름도이다. 도 6은 도 1의 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 장치(100)에 의해 수행되는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 일 실시예일 수 있다. 도 1 이하를 참조하여 자세히 설명한 바 있으므로 이하 간략하게 설명한다.6 is a flowchart of a method for monitoring biosignal measurement status according to another exemplary embodiment. FIG. 6 may be an embodiment of a biosignal measurement state monitoring method performed by the biosignal measurement
먼저, 장치(100)는 사용자의 생체신호를 수신할 수 있다(610). 이때, 생체신호는 사용자의 피검 부위로부터 측정되는 신호로서, 생체신호 측정 센서 또는 외부 기기로부터 수신할 수 있다. First, the
그 다음, 입력된 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형 중의 하나 이상의 특징을 추출할 수 있다(620). Next, one or more features of amplitude, period, and waveform may be extracted from the input biosignal (620).
그 다음, 단계(620)에서 진폭 특징이 추출되면, 진폭 자체 기준을 적용하여 진폭 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(631). 이때, 진폭 자체 기준은 사용자에 개인화 특성을 고려하여 미리 정의되는 것으로서, 기준 시점 및 비정상으로 판단하기 위한 오차 범위 정보를 포함할 수 있다. 이때, 기준 오차 범위는 기준 시점의 진폭 특징값과 현재 시점에 측정된 진폭 특징값의 차이 또는 기준 시점의 진폭 특징값 대비 현재 시점의 진폭 특징값 비율이 벗어나는 경우 비정상으로 판단하는 범위 정보일 수 있다.Next, when the amplitude feature is extracted in
또한, 단계(620)에서 주기 특징이 추출되면, 주기 자체 기준 및 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 주기 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(632). 예를 들어, 주기 특징은 평균 주기 및 현재 주기를 포함할 수 있으며, 평균 주기는 주기 보편 기준을 적용하고, 현재 주기는 주기 자체 기준을 적용할 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 심박수 측정의 경우, 평균 주기가 30bpm ~ 180bpm을 만족하는 경우 정상으로 판단할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 현재 주기 값이 직전 주기 값의 20% 범위를 벗어나는 경우 비정상으로 판단할 수 있다.In
또한, 단계(620)에서 파형 특징이 추출되면, 파형 자체 기준을 적용하여 추출된 파형 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(633). 파형 자체 기준은 기준 시간 구간, 비교 샘플수, 미분/적분 차수 및 실패 조건 등을 포함할 수 있다. 이때, 실패 조건은 양 파형의 유사도가 미리 설정된 최저 한계치를 벗어나는 경우 비정상으로 판단하는 것으로 설정될 수 있다. 이때, 장치(100)는 기준 시간 구간의 파형 및 현재 시간 구간의 파형 간의 유사도 또는, 양 파형을 미분하여 획득한 양 미분 파형 간의 유사도를 산출하고 산출된 유사도와 최저 한계치를 비교하여 정상 여부를 판단할 수 있다.In addition, when the waveform feature is extracted in
단계(631) 내지 단계(633)는 반드시 순서상 선후가 존재하는 것은 아니며 설정에 따라 동시에 또는 순차적으로 수행되는 것이 가능하다.
그 다음, 장치(100)는 진폭 특징의 판단 결과가 정상인지 비정상인지를 확인하고(640), 확인 결과 비정상이면, 생체신호 측정 상태의 최종 판단 결과로서 '측정상태 3'을 출력할 수 있다(673). 이때, '측정상태 3'은 접촉 압력 부적합 상태, 주변 광잡음 상태 또는 생체신호 비측정 상태일 수 있으나 제한되지 않는다. 예컨대, 도 6은 단계(640)에서 진폭 특징이 비정상인 경우 바로 단계(673)으로 이동하는 것만을 도시하고 있으나, 진폭 특징이 비정상인 경우에도 추가적으로 주기 특징 및 파형 특징의 정상 여부 판단 결과를 고려할 수 있으며, 그 결과에 따라 '측정상태 3'의 정의는 다양하게 변형될 수 있다.Next, the
그 다음, 단계(640)에서 진폭 특징의 정상 여부를 확인한 결과, 정상인 경우 주기 특징을 고려할 수 있다(650). 예를 들어, 평균 주기의 정상 여부를 확인하는 과정(651)과 현재주기의 정상 여부를 확인하는 과정(652)는 병렬적으로 이루어져, 평균 주기 및 현재 주기 모두 정상인 경우 파형 특징의 정상 여부를 확인하고(660), 어느 하나라도 비정상인 경우 '측정상태 1'을 출력할 수 있다(671). 이때, '측정상태 1'은 동잡음 상태, 부정맥 상태 또는 접촉 불량 상태일 수 있으나 제한되지 않는다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 달리 주기 특징이 비정상이라도 파형 특징의 정상 여부를 추가적으로 고려할 수 있으며 그 결과에 따라 '측정상태 1'의 정의를 다양하게 변형할 수 있다. Next, as a result of confirming whether the amplitude feature is normal in
그 다음, 단계(650)에서 주기 특징의 판단 결과가 정상인 경우, 파형 특징의 판단 결과를 확인하고(660), 정상인 경우 '측정상태 2'을 출력하고(672), 비정상인 경우 '측정상태 1'을 출력할 수 있다(671). 이때, '측정상태 2'는 정상 측정 상태일 수 있다.Next, when the determination result of the periodic feature is normal in
도 7은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다. 도 8은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다. 7 is a block diagram of an apparatus for measuring biometric data according to an exemplary embodiment. 8 is a block diagram of an apparatus for measuring biometric information according to another exemplary embodiment.
도 7 및 도 8의 생체정보 측정 장치(700, 800)는 사용자로부터 PPG 신호 등의 생체신호를 측정하고, 측정된 생체신호를 이용하여 심박수, 부정맥, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보를 측정하는 장치일 수 있다. 실시예들에 따른 생체정보 측정 장치(700,800)에는 전술한 생체신호 측정 상태를 모니터링 하는 다양한 기술 양상이 탑재될 수 있다.The biometric
도 7을 참조하면, 생체신호 측정부(710), 프로세서(720) 및 출력부(730)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
생체신호 측정부(710)는 사용자의 피검체(OBJ)로부터 다양한 생체신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 생체신호는 심전도(Electorcardiography, ECG), 광전용적맥파(Photoplethysmogram, PPG) 및 근전도(Electormygraphy, EMG) 신호 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이하, PPG 신호를 예로 들어 설명하기로 한다. 이때, 피검체(OBJ)는 손목 상부, 손가락의 모세혈이나 정맥혈이 지나는 위치일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 손목 하부의 요골동맥이 지나가는 위치일 수도 있다. The
생체신호 측정부(710)는 피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원(711)과, 하나 이상의 광원(711)에 의해 피검체에 조사된 광이 피검체에서 산란 또는 반사되어 돌아오는 광을 검출하는 하나 이상의 디텍터(712)를 포함할 수 있다. The
하나 이상의 광원(710)은 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode, LD) 또는 형광체 등으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 복수의 광원으로 형성되는 경우, 각 광원은 서로 다른 파장의 광을 조사하도록 형성될 수 있다. 또한, 각 광원은 디텍터(712)로부터 서로 다른 거리 상에 배치될 수 있다. 하나 이상의 디텍터(712)는 포토다이오드(photo diode), 포토트랜지스터(photo transistor, PTr) 또는 이미지 센서(예: CMOS 이미지 센서) 등으로 형성될 수 있다. One or more
프로세서(720)는 생체신호 측정부(710)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(720)는 피검체(OBJ)로부터 측정된 생체신호를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(720)는 수신한 생체신호를 기초로 생체신호 측정부(710)가 피검체(OBJ)로부터 생체신호를 측정한 상태를 판단할 수 있다. 또한, 생체신호 측정 상태를 판단한 결과를 기초로 미리 정의된 다양한 동작을 수행할 수 있다. 도 9를 참조하여 프로세서(720) 구성의 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.The
출력부(730)는 프로세서(720)의 처리 결과 예컨대, 생체신호 측정 상태 판단 결과, 생체정보 측정 결과 등을 시각적/비시각적인 다양한 방법으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(730)는 디스플레이를 통해 시각적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 측정된 혈압이 사용자의 평소 혈압을 벗어나는 경우 빨간색으로 혈압값을 표시하거나, 햅틱 모듈을 통해 진동으로 경고할 수 있다. 또는 음성으로 이상 상황이 발생하였음을 통지하고 사용자가 취해야 할 행동을 안내할 수 있다. 또한, 스피커 모듈, 햅틱 모듈 등을 이용하여 음성, 촉각 및 진동 등의 방식으로 비시각적으로 출력할 수 있다. The
도 8을 참조하면, 생체정보 측정 장치(800)는 생체신호 측정부(710), 프로세서(720), 출력부(730) 외에 저장부(810) 및 통신부(820)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the biometric
저장부(810)는 각종 기준 정보, 생체신호 측정부(710) 또는 프로세서(720)의 처리 결과를 저장할 수 있다. 이때, 각종 기준 정보는 사용자의 나이, 성별, 건강 상태 등의 사용자 정보, 생체정보 측정을 위한 선형 함수식 또는 생체정보 측정 모델, 각 특징의 판단 기준 예컨대 진폭 자체 기준, 주기 보편 기준, 주기 자체 기준 및 파형 자체 기준 등의 정보를 포함할 수 있다. The
이때, 저장부(810)는 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.In this case, the
통신부(820)는 프로세서(720)의 제어에 따라 외부 기기(850)와 통신하여 생체정보 측정과 관련된 다양한 동작을 협업할 수 있다. 이때, 외부 기기(470)는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등을 포함하며, 커프형 혈압 측정 장치를 포함한 의료 기관의 장치를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The
일 예로, 통신부(820)는 생체신호 측정 결과 또는 프로세서(720)의 처리 결과 등을 외부 기기(850)에 전송하여, 외부 기기(850)로 하여금 사용자를 위한 생체정보 이력 관리, 사용자의 건강 상태 모니터링, 생체정보 이력 및 건강 상태 모니터링 결과의 출력 등을 수행하도록 할 수 있다. 다른 예로, 통신부(820)는 외부 기기(850)로부터 생체정보 측정에 필요한 선형 함수식 또는 생체정보 측정 모델에 관한 정보 등을 수신할 수 있다. 수신된 정보는 저장부(810)에 저장될 수 있다. For example, the
이때, 통신부(820)는 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용하여 외부 기기와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the
도 9는 도 7 및 도 8의 실시예에 따른 프로세서 구성의 일 실시예이다. 도 9를 참조하면, 프로세서(720)는 생체신호 수신부(721), 측정 상태 모니터링부(722), 측정 제어부(723) 및 생체정보 측정부(724)를 포함할 수 있다.FIG. 9 is an embodiment of a processor configuration in accordance with the embodiment of FIGS. 7 and 8. Referring to FIG. 9, the
생체신호 수신부(721)는 생체신호 측정부(710)로부터 생체신호를 수신할 수 있다. 생체신호 수신부(721)는 필요에 따라 수신된 생체신호를 필터링하여 노이즈를 제거할 수 있다.The
측정 상태 모니터링부(722)는 생체신호가 수신되면 수신된 생체신호를 기초로 사용자의 피검체로부터 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 측정 상태 모니터링부(722)는 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형 특징 등을 추출하고, 추출된 특징을 기초로 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 전술한 바와 같이 각 특징이 추출되면, 각 특징에 따라 미리 설정된 보편 기준 및 자체 기준 중의 하나 이상을 적용하여 각 특징별로 정상 여부를 판단하고, 각 특징의 판단 결과를 종합적으로 고려하여 생체신호 측정 상태를 최종적으로 판단하고 판단 결과를 출력할 수 있다. 이때, 출력되는 생체신호 측정 상태의 판단 결과는 생체신호 측정 신뢰도 정보 및/또는 측정 상태 정보를 포함할 수 있다. 측정 상태 모니터링부(722)는 전술한 생체신호 측정 상태 모니터링 장치(100)의 일 실시예일 수 있으며 자세히 설명하였으므로 이하 생략한다.When the biosignal is received, the measurement
측정 제어부(723)는 측정 상태 모니터링부(722)의 판단 결과 신뢰도가 미리 설정된 임계치 이하이거나, 측정 상태 모니터링 결과가 정상 측정 상태가 아니면, 생체신호 측정부(710)를 제어하여 생체신호 측정을 중단하도록 하거나 재측정하도록 할 수 있다.The
생체정보 측정부(724)는 측정 상태 모니터링부(722))의 판단 결과 신뢰도가 미리 설정된 임계치를 초과하거나, 측정 상태 모니터링 결과가 정상 측정 상태인 경우 측정된 생체신호를 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 생체정보 측정부(724)는 측정된 PPG 신호를 미리 정의된 측정 모델 또는 선형 함수식을 적용하여 혈압을 측정할 수 있다. The biometric
도 10은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of measuring biometric information according to an embodiment.
도 10은 도 7 및 도 8의 생체정보 측정 장치(700, 800)에 의해 수행되는 생체정보 측정 방법의 일 실시예일 수 있다.FIG. 10 may be an embodiment of a biometric information measuring method performed by the biometric
도 10을 참조하면, 생체정보 측정 장치(700, 800)는 생체정보 측정 요청을 수신할 수 있다(1011). 생체정보 측정 요청은 사용자로부터 입력될 수 있다. 또는 통신 연결된 외부 기기로부터 수신될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 미리 설정된 주기가 되면 자동으로 생체정보 측정 요청이 수신된 것으로 판단할 수 있다. Referring to FIG. 10, the biometric
그 다음, 생체신호 측정부의 광원 및 디텍터를 제어하여 사용자의 피검체로부터 생체신호를 측정할 수 있다(1012). In
그 다음, 단계(1012)에서 생체신호가 측정되면, 측정된 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형 등과 같은 하나 이상의 특징을 추출할 수 있다(1013). 이때, 추출할 특징의 종류는 생체신호 및 측정할 생체정보의 종류 등에 따라 정의될 수 있다.Next, if the biosignal is measured in
그 다음. 추출된 각 특징에 따라 미리 정의된 판단 기준을 적용하여 추출된 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(1014). 이때, 판단 기준은 추출한 특징, 생체신호, 생체정보의 종류 및 사용자의 개인화된 특성 등에 따라 다양하게 정의될 수 있다. 예컨대 진폭 자체 기준, 주기 보편 기준, 주기 자체 기준 및 파형 자체 기준과 같이 각 특징별로 정의될 수 있다. 각 특징의 판단은 미리 정의된 순서에 따라 직렬적으로 판단될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 병렬적으로 판단될 수 있다.next. In operation 1014, whether the extracted feature is normal may be determined by applying a predetermined determination criterion according to each extracted feature. In this case, the determination criteria may be variously defined according to the extracted feature, the biosignal, the type of the biometric information, and the personalized characteristics of the user. For example, it may be defined for each characteristic such as amplitude self-reference, periodic universal reference, periodic self-reference and waveform self-reference. The determination of each feature may be determined in series in a predefined order, but is not limited thereto and may be determined in parallel.
그 다음, 단계(1014)에서 각 특징의 정상 여부를 판단한 결과를 종합적으로 고려하여 단계(1012)에서 생체신호를 측정한 상태를 모니터링할 수 있다(1015). 예를 들어, 진폭, 현재 주기, 평균 주기 및 파형의 정상 여부 판단 결과를 병렬적으로 고려하거나 미리 정의된 우선 순위에 따라 직렬적으로 고려하여 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 이는 생체신호, 생체정보의 종류, 사용자의 건강 상태, 피검체의 개인적 특성 등의 기준에 따라 다양하게 정의될 수 있다.Next, in
그 다음, 단계(1015)의 모니터링 결과에 따라 미리 정의된 동작을 수행할 수 있다(1016). 예를 들어, 단계(1015)의 모니터링 결과 생체신호의 측정 상태가 정상이면 단계(1012)에서 측정된 생체신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다. 그렇지 않으면 측정을 중단하거나, 생체신호를 재측정하기 위해 단계(1012)로 다시 이동할 수 있다.Next, a predefined operation may be performed according to the monitoring result of step 1015 (1016). For example, if the measurement state of the biosignal is normal as a result of monitoring in
그 다음, 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 등을 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다(1017). Thereafter, the monitoring result and the biometric information measurement result may be output and provided to the user (1017).
도 11은 전술한 생체정보 측정 장치(700,800)가 적용된 웨어러블 기기를 도시한 것이다. 전술한 생체정보 측정 장치(700,800)의 다양한 실시예들은 도시된 바와 같이 손목에 착용하는 스마트 워치나 스마트 밴드형 웨어러블 기기에 탑재될 수 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예시에 불과한 것일 뿐이므로, 본 실시예들이 스마트 워치나, 스마트 밴드형 웨어러블 기기에만 적용되는 것으로 한정 해석되어서는 아니된다. 11 illustrates a wearable device to which the above-described biometric
도 11을 참조하면, 웨어러블 기기(1100)는 기기 본체(1110)와, 스트랩(1130)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11, the
스트랩(1130)은 플렉시블하게 구성될 수 있으며, 본체(1110)의 양단에 연결되어 사용자의 손목에 감싸는 형태로 구부려지거나 사용자의 손목으로부터 분리되는 형태로 구부려질 수 있다. 또는, 스트랩(1130)은 분리되지 않는 밴드 형태로 구성될 수 있다. 이때, 스트랩(1130)은 손목에 가해지는 압력의 변화에 따라 탄성을 갖도록 내부에 공기가 주입되거나 공기 주머니를 포함하도록 형성될 수도 있으며, 본체(1110)로 손목의 압력 변화를 전달할 수 있다.The
본체(1110) 또는 스트랩(1130)의 내부에는 웨어러블 기기(1100)에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다.A battery for supplying power to the
또한, 웨어러블 기기(1100)에는 피검체로부터 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 측정하는 생체신호 측정부(1120)와, 생체신호 측정부(1120)에 의해 측정된 생체신호를 이용하여 생체신호 측정 상태를 모니터링하고 그 결과에 따라 사용자의 생체정보를 측정하는 프로세서가 내장된다. In addition, the
생체신호 측정부(1120)는 본체(1110)의 하부 즉, 피검체(예: 사용자의 손목)에 접촉되는 부위에 노출되도록 장착되어 피검체로부터 생체신호를 측정하는 PPG 센서를 포함할 수 있다. 또한, 혈압과 같은 생체정보 측정을 위해 필요한 경우 본체(1110)의 내부에 장착되어 PPG 센서와 피검체 사이의 접촉 압력 신호를 측정하는 접촉 압력 센서를 더 포함할 수 있다. The
PPG 센서는 피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원 및 피검체로부터 방출되는 광을 검출하는 하나 이상의 디텍터를 포함할 수 있으며, 피검체로부터 복수의 서로 다른 파장의 PPG 신호를 측정할 수 있다. The PPG sensor may include one or more light sources for irradiating light to the subject and one or more detectors for detecting light emitted from the subject, and may measure PPG signals of a plurality of different wavelengths from the subject.
프로세서는 사용자의 생체정보 측정 요청에 따라 제어신호를 생성하여 생체신호 측정부(1120)를 제어하며, 생체신호 측정부(1120)로부터 측정된 PPG 신호 및/또는 접촉 압력 신호를 이용하여 혈압과 같은 생체정보를 측정할 수 있다. The processor generates a control signal according to a user's biometric information measurement request to control the
한편, 프로세서는 생체신호 측정부(1120)가 사용자로부터 생체신호를 측정하면 측정된 생체신호를 이용하여 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 이때, 프로세서는 측정된 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형과 같은 특징을 추출하고, 미리 정의된 다양한 판단 기준을 이용하여 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 자세한 설명은 전술한 바 있으므로 생략한다.When the
표시부는 본체(1110)의 전면에 장착될 수 있으며, 시각적으로 생체신호 측정 상태 모니터링 결과 및/또는 생체정보 측정 결과를 출력할 수 있다. The display unit may be mounted on the front surface of the
사용자는 표시부에 표시된 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과에 따라 생체신호 측정부(1120)와 피검체 사이의 압력, 접촉 상태 등을 조절하고 생체신호를 다시 측정하도록 할 수 있다.The user may adjust the pressure and the contact state between the
웨어러블 기기(1100)는 사용자의 제어 명령을 수신하여 프로세서로 전달하는 조작부(1140)를 더 포함할 수 있다. 조작부(1140)는 본체(1110)의 측면에 장착될 수 있으며, 웨어러블 기기(1100)의 전원을 온/오프시키는 명령을 입력하기 위한 기능을 포함할 수 있다.The
그 밖에 웨어러블 기기(1100)에는 외부 기기와 각종 데이터를 송수신하는 통신부 및 그 밖의 웨어러블 기기(1100)에서 제공하는 부가 기능을 수행하기 위한 각종 모듈들이 탑재될 수 있다. In addition, the
도 12는 생체정보 측정 장치(700,800)가 적용된 스마트 디바이스를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 전술한 생체정보 측정 장치(700,800)의 다양한 실시예들은 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 스마트 기기에 적용될 수 있다.12 illustrates a smart device to which the biometric
도 12를 참조하면, 스마트 기기(1200)는 본체(1210)의 후면에 생체신호 측정부(1230)가 외부로 노출된 형태로 장착될 수 있다. 이때, 생체신호 측정부(1230)는 하나 이상의 광원(1231) 및 하나 이상의 디텍터(1232)를 포함할 수 있다. 각 광원(1231)은 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 등으로 형성될 수 있으며, 광원들의 적어도 일부는 서로 다른 파장의 광을 발광하도록 형성될 수 있다. 디텍터(1232)는 포토 다이오드, 포토 트랜지스터 등으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 12, the
또한, 본체(1210)의 전면에 표시부가 장착될 수 있다. 표시부는 생체신호 츠정 상태 모니터링 결과, 생체정보 측정 결과 등을 시각적으로 출력할 수 있다.In addition, the display unit may be mounted on the front surface of the
한편, 본체(1210)에는 이미지 센서(1220)가 장착될 수 있다. 이미지 센서(1220)는 사용자가 생체신호를 측정하기 위해 생체신호 측정부(1230)에 피검체(예: 손가락)을 접근하는 경우, 손가락을 촬영하여 프로세서로 전달할 수 있다. 이때, 프로세서는 손가락의 이미지로부터 생체신호 측정부(1230)의 실제 위치 대비 손가락의 상대 위치를 파악하고, 표시부를 통해 손가락의 상대 위치 정보를 사용자에게 제공함으로써 보다 정확하게 생체신호 측정이 이루어지도록 가이드할 수 있다. Meanwhile, the
그 밖의 전술한 생체정보 측정 장치의 다양한 기능들을 수행하기 위한 각종 모듈이 스마트 기기(1200)에 탑재될 수 있으며 자세한 설명은 생략한다.Various modules for performing various functions of the above-described biometric information measuring apparatus may be mounted in the
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 may be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices 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 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, which may also be implemented in the form of carrier waves (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. And functional programs, codes and code segments for implementing the embodiments can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.
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.Those skilled in the art will appreciate that the present disclosure may be embodied in other specific forms without changing the disclosed technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
100: 생체신호 측정 상태 모니터링 장치
110: 생체신호 수신부
120, 200, 300: 프로세서
210: 특징 추출부
220: 특징 판단부
230: 측정 상태 판단부
240: 버퍼
311: 시간 인덱스 계산부
312: R-인덱스 검출부
313: 현재 주기 추출부
314: 평균 주기 추출부
315: 진폭 추출부
316: 파형 추출부
321: 평균 주기 판단부
322: 현재 주기 판단부
323: 진폭 판단부
324: 파형 판단부
330: 측정 상태 판단부
341: R-인덱스 버퍼
342: 주기 버퍼
343: 진폭 버퍼
344: 파형 버퍼
1100: 웨어러블 기기
1110: 본체
1120: 생체신호 센서
1130: 스트랩
1140: 조작부
1200: 스마트 기기
1210: 본체
1220: 이미지 센서
1230: 생체신호 센서
1231: 광원
1232: 디텍터100: bio-signal measurement state monitoring apparatus 110: bio-signal receiver
120, 200, 300: processor 210: feature extraction unit
220: feature determination unit 230: measurement state determination unit
240: buffer 311: time index calculation unit
312: R-index detector 313: current period extractor
314: average period extractor 315: amplitude extractor
316: waveform extraction unit 321: average period determination unit
322: current period determination unit 323: amplitude determination unit
324: waveform determination unit 330: measurement state determination unit
341: R-index buffer 342: periodic buffer
343: amplitude buffer 344: waveform buffer
1100: wearable device 1110: main body
1120: biosignal sensor 1130: strap
1140: operation unit 1200: smart device
1210: main body 1220: image sensor
1230: biosignal sensor 1231: light source
1232: Detector
Claims (34)
상기 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하고, 상기 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 상기 추출된 특징의 정상 여부를 판단하며, 상기 판단 결과를 기초로 상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 프로세서를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.A biosignal receiver configured to receive a biosignal measured from a user; And
Extracting one or more features of a waveform, a period, and an amplitude from the biosignal, and determining whether the extracted feature is normal by applying a predetermined determination criterion according to the extracted feature, and based on the determination result. Biological signal measurement status monitoring device comprising a processor for monitoring the measurement status of the.
상기 프로세서는
상기 사용자에 개인화된 파형 자체 기준을 적용하여, 상기 추출된 파형의 정상 여부를 판단하는 특징 판단부를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 1,
The processor is
And a feature determiner configured to determine whether the extracted waveform is normal by applying a personalized waveform self-reference to the user.
상기 파형 자체 기준은
기준 시간 구간, 비교 샘플수, 미분 차수 및 실패 조건 중의 하나 이상을 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 2,
The waveform itself reference
A biosignal measurement state monitoring device including at least one of a reference time interval, a comparison sample number, a derivative order, and a failure condition.
상기 특징 판단부는
상기 생체신호로부터 현재 시간 구간의 파형이 추출되면, 상기 미분 차수를 기초로 상기 현재 시간 구간의 파형 및 기준 시간 구간의 파형으로부터 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득하고, 획득된 제1 파형 및 제2 파형을 비교하여 비교 결과가 상기 실패 조건을 만족하면 상기 추출된 파형 특징을 비정상으로 판단하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 3,
The feature determination unit
When the waveform of the current time interval is extracted from the biosignal, first and second waveforms are obtained from the waveform of the current time interval and the waveform of the reference time interval, respectively, based on the differential order, and the obtained first waveform and And comparing a second waveform to determine the extracted waveform characteristic as abnormal when a comparison result satisfies the failure condition.
상기 프로세서는
생체신호의 기준 시간 구간의 파형 데이터를 저장하는 버퍼를 더 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 4, wherein
The processor is
And a buffer for storing waveform data of a reference time interval of the biosignal.
상기 프로세서는
상기 생체신호로부터 상기 현재 시간 구간의 파형을 추출하고, 미리 설정된 갱신 기준을 만족하면 상기 현재 시간 구간의 파형 데이터를 이용하여 상기 버퍼에 저장된 기준 시간 구간의 파형 데이터를 갱신하는 특징 추출부를 더 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 5,
The processor is
The apparatus may further include a feature extractor configured to extract the waveform of the current time interval from the biosignal and update waveform data of the reference time interval stored in the buffer by using waveform data of the current time interval when a preset update criterion is satisfied. Bio-signal measurement status monitoring device.
상기 실패 조건은 파형 간 유사도의 최저 한계치, 최저 한계치의 연속 미달성 횟수, 파형 간의 유사도 비교 시작점 및 평균 유사도를 위한 총 비트수 중의 하나 이상을 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 4, wherein
And wherein the failure condition comprises at least one of a lowest threshold of similarity between waveforms, a number of consecutive non-compliances of the lowest threshold, a starting point of similarity comparison between waveforms, and a total number of bits for average similarity.
상기 특징 판단부는
상기 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도가 최저 한계치 미만인 경우 상기 파형 특징을 비정상으로 판단하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치. The method of claim 7, wherein
The feature determination unit
And calculating a similarity between the first waveform and the second waveform, and determining the waveform characteristic as abnormal when the calculated similarity is less than a minimum threshold.
상기 특징 판단부는
상기 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도가 최저 한계치 미만이고, 최저 한계치 연속 미달성 횟수가 미리 설정된 횟수를 만족하면 상기 파형 특징을 비정상으로 판단하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치. The method of claim 8,
The feature determination unit
And determining the waveform characteristics as abnormal when the similarity between the first waveform and the second waveform is less than a minimum threshold and the minimum number of consecutive successive failures satisfies a preset number.
상기 파형 간의 유사도는 상기 제1 파형과 제2 파형의 비교 샘플들 간의 상관 계수, 평균 및 총합 중의 하나 이상을 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 8,
And the similarity between the waveforms includes one or more of correlation coefficients, averages, and sums between comparative samples of the first and second waveforms.
상기 프로세서는
상기 생체신호로부터 주기 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 주기 자체 기준 및, 상기 생체신호를 통해 측정할 생체정보에 관한 일반적 기준인 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여, 상기 주기 특징의 정상 여부를 판단하는 특징 판단부를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 1,
The processor is
When the periodic feature is extracted from the biosignal, whether the periodic feature is normal by applying at least one of a personalized periodic self criterion to the user and a periodic universal criterion, which is a general standard for biometric information to be measured through the biosignal. Biological signal measurement state monitoring device comprising a feature determination unit for determining.
상기 주기 특징은
상기 생체신호의 현재 주기 및 소정 시간 동안의 평균 주기 중의 하나 이상을 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 11,
The cycle feature is
And at least one of a current period of the biosignal and an average period for a predetermined time.
상기 프로세서는
상기 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 진폭 자체 기준을 적용하여 상기 추출된 진폭 특징의 정상 여부를 판단하는 특징 판단부를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 1,
The processor is
And a feature determiner configured to determine whether the extracted amplitude feature is normal by applying a personalized amplitude self criterion to the user when the amplitude feature is extracted from the biosignal.
상기 프로세서는
상기 각 특징의 판단 결과를 병렬적 또는, 각 특징에 대하여 미리 설정된 우선 순위에 따라 직렬적으로 고려하여 상기 생체신호 측정의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 측정 상태 판단부를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 1,
The processor is
A biosignal including a measurement state determiner configured to output at least one of reliability and measurement state information of the biosignal measurement by considering the determination result of each feature in parallel or serially according to a preset priority for each feature Measurement status monitoring device.
상기 우선 순위는
피검 위치, 생체신호의 종류, 측정할 생체정보의 종류 및 생체정보 측정 장치의 컴퓨팅 성능 중의 하나 이상을 기초로 설정되는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치. The method of claim 14,
The priority is
A biosignal measurement state monitoring apparatus is set based on at least one of a location to be examined, a type of biosignal, a type of biometric information to be measured, and a computing capability of the biometric information measuring apparatus.
상기 측정 상태 판단부는
상기 진폭 특징이 정상이고 주기와 파형 특징이 비정상이면 동잡음 상태로 판단하고, 주기 특징이 정상이고 진폭과 파형 특징이 비정상이면 주변 광잡음 상태로 판단하며, 파형 특징이 정상이고 주기와 진폭 특징이 비정상이면 생체신호 비측정 상태로 판단하며, 주기 특징이 비정상이고 진폭과 파형 특징이 정상이면 부정맥 상태로 판단하며, 진폭 특징이 비정상이고 주기와 파형 특징이 정상이면 접촉압력 부적합 상태로 판단하며, 파형 특징이 비정상이고 주기와 진폭 특징이 정상이면 접촉불량 상태 판단하며, 주기, 진폭 및 파형 특징이 모두 정상이면 정상 측정 상태로 판단하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.The method of claim 14,
The measurement state determination unit
If the amplitude characteristic is normal and the period and waveform characteristics are abnormal, it is judged to be a dynamic noise state, and if the periodic characteristic is normal and the amplitude and waveform characteristics are abnormal, it is determined to be the ambient optical noise state, and the waveform characteristic is normal and the period and amplitude characteristics are If it is abnormal, it is judged as a non-measurement state of the biosignal, and if the periodic characteristic is abnormal and the amplitude and waveform characteristics are normal, it is determined to be arrhythmic. If the amplitude characteristic is abnormal and the period and waveform characteristics are normal, the contact pressure is not considered. A biosignal measurement state monitoring apparatus for determining a bad contact state when the characteristic is abnormal and the period and amplitude characteristics are normal, and determining the normal measurement state when the period, amplitude and waveform characteristics are all normal.
상기 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하는 단계;
상기 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 상기 추출된 특징의 정상 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과를 기초로 상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.Receiving a biosignal measured from a user;
Extracting one or more features of waveform, period, and amplitude from the biosignal;
Determining whether the extracted feature is normal by applying a predetermined determination criterion according to the extracted feature; And
And monitoring a measurement state of the biosignal based on the determination result.
상기 특징의 정상 여부를 판단하는 단계는
상기 생체신호로부터 파형 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 파형 자체 기준을 적용하여 상기 파형 특징의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.The method of claim 17,
Determining whether the feature is normal
And if the waveform feature is extracted from the biosignal, determining whether the waveform feature is normal by applying a personalized waveform self criterion to the user.
상기 파형 특징의 정상 여부를 판단하는 단계는
미분 차수 정보를 기초로 상기 현재 주기의 파형 및 기준 주기의 파형으로부터 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득하는 단계;
상기 획득된 제1 파형 및 제2 파형을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과 실패 조건을 만족하면 상기 파형 특징을 비정상으로 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.The method of claim 18,
Determining whether the waveform features are normal
Obtaining a first waveform and a second waveform from the waveform of the current period and the waveform of the reference period, respectively, based on differential order information;
Comparing the obtained first waveform and second waveform; And
And determining the waveform characteristic as abnormal when the comparison condition satisfies a failure condition.
상기 파형을 비교하는 단계는
상기 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 유사도를 기초로 상기 실패 조건 만족 여부를 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법. The method of claim 19,
Comparing the waveforms
Calculating a similarity between the first waveform and the second waveform; And
And determining whether the failure condition is satisfied based on the calculated similarity.
상기 특징의 정상 여부를 판단하는 단계는
상기 생체신호로부터 주기 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 주기 자체 기준 및, 상기 생체신호를 통해 측정할 생체정보에 관한 일반적 기준인 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 상기 주기 특징의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.The method of claim 17,
Determining whether the feature is normal
If the periodic feature is extracted from the biosignal, the user may determine whether the periodic feature is normal by applying at least one of a personalized periodic self criterion and a periodic universal criterion, which is a general criterion for biometric information to be measured through the biosignal. Bio-signal measurement status monitoring method comprising the step of determining.
상기 특징의 정상 여부를 판단하는 단계는
상기 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 진폭 자체 기준을 적용하여 상기 추출된 진폭 특징의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.The method of claim 17,
Determining whether the feature is normal
And if the amplitude feature is extracted from the biosignal, determining whether the extracted amplitude feature is normal by applying a personalized amplitude self criterion to the user.
상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계는
상기 각 특징의 판단 결과를 병렬적 또는, 각 특징에 대하여 미리 설정된 우선 순위에 따라 직렬적으로 고려하여 상기 생체신호 측정의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.The method of claim 17,
Monitoring the measurement state of the bio-signal
And at least one of reliability and measurement state information of the biosignal measurement by outputting the determination result of each feature in parallel or serially according to a priority set in advance for each feature.
상기 생체신호로부터 하나 이상의 특징을 추출하고, 상기 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 미리 정의된 동작을 수행하는 프로세서; 및
상기 프로세서의 처리 결과를 디스플레이에 출력하는 출력부를 포함하는 생체정보 측정 장치.A biosignal measuring unit configured to measure a biosignal by irradiating light onto a subject and receiving light reflected from the subject;
A processor configured to extract at least one feature from the biosignal, apply a predetermined determination criterion according to the extracted feature, monitor a measurement state of the biosignal, and perform a predefined operation according to a monitoring result; And
And an output unit configured to output a processing result of the processor to a display.
상기 생체신호 측정부는
피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원; 및
상기 피검체로부터 반사되는 광을 수광하는 하나 이상의 디텍터를 포함하는 생체정보 측정 장치.The method of claim 24,
The biosignal measuring unit
One or more light sources for irradiating light to the subject; And
And at least one detector for receiving light reflected from the subject.
상기 프로세서는
상기 판단 기준에 포함된 자체 기준 및 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 상기 추출된 특징의 정상 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로 측정 상태 정보를 출력하는 측정 상태 모니터링부를 포함하는 생체정보 측정 장치. The method of claim 24,
The processor is
A biometric information measuring device including a measurement state monitoring unit configured to determine whether the extracted feature is normal by applying at least one of a self criterion and a universal criterion included in the criterion, and output measurement state information based on the determination result .
상기 프로세서는
상기 출력된 측정 상태 정보를 기초로 생체신호 측정을 중단하거나 생체신호를 재측정하도록 상기 생체신호 측정부를 제어하는 측정 제어부; 및
상기 출력된 측정 상태 정보에 따라 상기 측정된 생체신호를 이용하여 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부를 더 포함하는 생체정보 측정 장치.The method of claim 26,
The processor is
A measurement controller configured to control the biosignal measurement unit to stop measuring the biosignal or remeasure the biosignal based on the output measurement state information; And
And a biometric information measuring unit configured to measure biometric information using the measured biosignal according to the output measurement state information.
상기 생체정보는
심박수, 부정맥, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보 측정 장치.The method of claim 27,
The biometric information is
A biometric information measuring device including at least one of heart rate, arrhythmia, blood pressure, blood vessel age, arteriosclerosis, aortic pressure waveform, vascular elasticity, stress index, and fatigue degree.
상기 판단 기준, 상기 측정된 생체신호, 상기 각 특징의 정상 여부 판단 결과, 상기 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 중의 하나 이상을 저장하는 저장부를 더 포함하는 생체정보 측정 장치.The method of claim 24,
And a storage unit which stores at least one of the determination criteria, the measured bio-signals, a result of determining whether each feature is normal, a monitoring result of the bio-signal measurement state, and a bio-information measurement result.
상기 미리 설정된 판단 기준, 상기 측정된 생체신호, 상기 각 특징의 정상 여부 판단 결과, 상기 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 중의 하나 이상을 외부 기기와 통신하는 통신부를 더 포함하는 생체정보 측정 장치.The method of claim 24,
Biometric information further comprises a communication unit for communicating at least one of the predetermined determination criteria, the measured bio-signal, the result of determining whether each feature is normal, the monitoring result of the bio-signal measurement state and the biometric information measurement result with an external device Measuring device.
상기 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하는 단계;
상기 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계; 및
상기 모니터링 결과에 따라 미리 정의된 동작을 수행하는 단계를 포함하는 생체정보 측정 방법.Irradiating light onto a subject and receiving light reflected from the subject to measure a biosignal;
Extracting one or more features of waveform, period, and amplitude from the biosignal;
Monitoring a measurement state of the biosignal by applying a predetermined determination criterion according to the extracted feature; And
And performing a predefined operation according to the monitoring result.
상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계는
상기 판단 기준에 포함된 자체 기준 및 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 상기 추출된 특징의 정상 여부를 판단하는 단계; 및
상기 특징의 정상 여부 판단 결과를 기초로, 동잡음 상태, 주변 광잡음 상태, 생체신호 비측정 상태, 부정맥 상태, 접촉압력 부적합 상태, 접촉불량 상태 및 정상 측정 상태 중의 적어도 하나를 포함하는 측정 상태 정보를 출력하는 단계를 포함하는 생체정보 측정 방법. The method of claim 31, wherein
Monitoring the measurement state of the bio-signal
Determining whether the extracted feature is normal by applying at least one of a self criterion and a universal criterion included in the criterion; And
Measurement state information including at least one of a dynamic noise state, an ambient light noise state, a biosignal non-measurement state, an arrhythmia state, a contact pressure failure state, a poor contact state, and a normal measurement state Biometric information measuring method comprising the step of outputting.
상기 미리 정의된 동작을 수행하는 단계는
상기 측정 상태 정보를 기초로, 생체신호의 측정 중단 또는 재측정을 제어하거나, 상기 측정된 생체신호를 기초로 생체정보를 측정하는 생체정보 측정 방법.33. The method of claim 32,
Performing the predefined operation is
A method of measuring biometric information based on the measurement state information, controlling stopping or re-measurement of a biosignal or measuring biometric information based on the measured biosignal;
상기 생체정보 측정 결과를 출력하는 단계를 더 포함하는 생체정보 측정 방법.
The method of claim 33, wherein
And outputting the biometric information measurement result.
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