KR100736721B1 - 전기적 비접촉 심전도 측정장치 및 그에 따른 측정방법 - Google Patents

전기적 비접촉 심전도 측정장치 및 그에 따른 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 심전도 측정장치 및 그에 따른 측정방법에 관한 것으로서, 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 의자, 침대나 운전 시트에 적용됨으로써 편안한 자세로 심전도 측정의 진행이 가능하며, 신체에 전극의 직접적인 접촉 없이 신체에 의복을 착용한 상태로 검사를 진행함으로써 피검사를 의식하지 않고 무자각적으로 심전도(ECG)를 측정할 수 있고, 심전도 측정장치 및 전극을 신체에 접촉 및 부착하기 위한 별도의 작업을 필요치 않아 비 숙련자의 사용이 가능하여 사용의 편의성을 향상시킬 수 있는 전기적 비접촉 심전도 측정장치 및 측정방법을 제공하기 위한 것으로, 그 기술적 구성은 신체에 부착되어 심전도를 측정하기 위한 심전도 측정장치에 있어서, 신체에 직접적인 접촉 없이 의복의 적소에 근접되게 설치되는 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극; 상기 앰프 부착형 전극의 일측에 연결구비되고, 외부의 노이즈를 필터링하며, 필터링된 신호를 증폭하도록 이루어지는 필터 및 증폭기부; 상기 필터 및 증폭기부의 일측에 연결되는 A/D 변환기; 상기 A/D 변환기의 일측에 구비되고, 측정된 심전도를 표시부 및 후처리 장치로 전송하는 디지털 신호 처리부; 및 신체에 직접적인 접촉 없이 의복의 적소에 근접되게 구비되는 접지판; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
심전도, 전기적, 비접촉, 앰프 부착형 전극, 접지판, 필터 및 증폭기부, A/D 변환기, 디지털 신호 처리부

Description

전기적 비접촉 심전도 측정장치 및 그에 따른 측정방법{Electric non-contact apparatus and method for taking electrocardiograms}
도 1은 종래 기술에 따른 심전도를 측정하는 방법을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 심전도 측정장치의 사용예를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치를 개략적으로 나타내는 블록도,
도 4는 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 필터 및 증폭기부를 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 이득값에 따른 입력 임피던스를 나타내는 도면,
도 6는 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치에 따른 측정방법을 나타내는 구성도,
도 7은 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 제1 실시예를 나타내는 도면,
도 8은 본 실시예에 따라 측정된 심전도 측정결과 화면을 나타내는 도면,
도 9는 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 제2 실시예를 나타내는 도면,
도 10은 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 제3 실시예를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 심전도 측정장치, 3 : 신체,
5 : 의복, 10 : 앰프 부착형 전극,
11: 전극면, 13 : 프리앰프,
15 : 실드, 30 : 필터 및 증폭기부,
31 : 고역통과 필터회로, 33 : 대역저지 필터회로,
35 : 증폭회로, 37 : 저역통과 필터회로,
50 : A/D 변환기, 70 : 디지털 신호 처리부,
71 : 감산기, 73 : 감산 필터,
80 : 접지판, 91 : 의자,
93 : 침대, 95 : 운전 시트,
96 : 스티어링 휠, 97 : 등받이부,
99 : 좌석부.
본 발명은 전기적 비접촉 심전도 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 의자, 침대나 운전 시트에 적용됨으로써 편안한 자세로 심전도 측정의 진행이 가능하며, 신체에 전극의 직접적인 접촉 없이 신체에 의복을 착용한 상태로 검사를 진행함으로써 피검사를 의식하지 않고 무자각적으로 심전도(ECG)를 측정할 수 있는 전기적 비접촉 심전도 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
심전도(ECG : Electrocar diogram)란, 심장의 수축에 따른 활동 전류를 곡선으로 기록한 것으로 심장 전기도의 약칭이다.
심근의 흥분은 정맥동(靜脈洞)에서 일어나 심방, 심실 방향으로 나아가므로 이 흥분을 임의의 두 점에서 전류계(심전계)에 유도하면 심장의 활동전류가 그래프로 묘사된다.
이와 같은 방법을 이용하여 심근이 활동할 때 일어나는 전기적인 흥분으로 인해 발생되는 활동 전위가 신체의 표면에 전달된 후 전류에 의한 파형으로 기록되는 것이 심전도이며, 심장질환을 진단하는데 있어 매우 중요하다.
여기서, 심장의 기저부(基底部)가 흥분해서 첨부(尖部)에 대하여 전기적으로 음성이 될 때 전류계의 지침(바늘)이 위쪽으로 향하게 곡선을 그릴 경우, 등전위선(等電位線)에서 돌출하는 곳을 W. 에인트호벤의 명명에 따라 P, Q, R, S, T, U파(波)라고 한다.
이렇게 심장질환을 진단하기 위한 심전도를 얻는 방법으로는 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 양 손(제1 유도 : Lead Ⅰ), 오른손과 왼발(제2 유도 : Lead Ⅱ), 왼손과 왼발(제3 유도 : Lead Ⅲ)의 표준지유도(標準肢誘導)를 이용한 심전도 측정방법이 사용되고 있으며, 그 외에 단극유도(單極誘導) ·흉부유도 등이 있다.
심전도의 측정은 협심증이나 심근경색(心筋梗塞) 등의 관동맥 질환을 비롯하여 여러 가지 부정맥(不整脈)이나 전해질이상(電解質異常) 등을 진단함에 있어, 또는 수술 중의 심장이상의 유무의 조사, 확인함에 있어 그 응용면이 넓고, 심장질환의 진단학상 매우 중요하다.
이러한 심전도는 근전도, 뇌파, 생체 임피던스 신호와 더불어 대표적인 생체전기 신호로서, 피검자의 건강 상태를 비관혈적(non-invasive)인 방법으로 진단하는데 있어 가장 기본이 되는 신호이며, 심전도는 호흡 신호와 함께 가장 기본이 되는 바이탈 신호로 임상에서 널리 사용되고 있다.
이렇게 적절한 치료를 위해 심전도, 근전도, 뇌전도 등의 생체 전위를 측정하는 의학 분야에 있어 체내의 전기 신호를 외부 장치로 보내 적절한 치료를 위한 진단을 하는 방법이 근래 들어 상용화되고 있는 실정이다.
종래 기술에 따른 심전도의 측정장치 및 측정방법은 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 전도성 섬유 전극(100)과 심전도 앰프(200)로 구성되되, 상기 전도성 섬유 전극(100)은 침대 시트에 부착된 3개의 전도성 섬유 패치(101, 101')로 이루어진다.
여기서, 상기 전도성 섬유(100)는 폴리에스테르 필라멘트에 구리와 니켈이 코팅된 것으로 전기가 도통되도록 이루어진다.
피검자가 심전도를 측정하기 위하여 가슴 또는 어깨가 외부로 일부 노출되는 속옷 상의 및 반바지 등의 의복을 착용한 후 침대의 시트 바닥면에 등을 대고 누워 침대 시트의 바닥면 일측에 구비되는 2개의 전도성 섬유 패치(101)를 피검자의 등 또는 양 측 어깨에 맞닿도록 위치시키고, 타측에 구비되는 1개의 전도성 섬유 패치(101')를 피검자의 양 측 발이 맞닿도록 위치시킨다.
이렇게 피검자의 신체 일부를 각각의 전도성 섬유 패치(101, 101')에 맞닿도록 위치시킨 다음, 도 1에서 설명한 바와 같이, Lead Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ를 이용한 심전도 측정방법을 통하여 심전도 앰프로 측정한다.
여기서, 종래에 심전도를 무자각적 무구속적으로 측정하는 장치에 대하여는 "이씨지마"의 논문(Masa Ishijima, 'Monitoring of Electrocardiograms in Bed Without Utilizing Body Surface Electrodes', IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol 40, No 6, June 1993, p593-594)에 게재된 바 있으나, 피검자의 신체 표면에서 직접적으로 측정하는 등 침대 시트의 표면에 노출되는 전극에 신체의 표면이 직접 접촉되어야 하는 등의 문제점이 있으며, 이로 인해 피검자가 심전도 측정을 위하여 의복을 착, 탈하여야 하는 번거로움이 있으며, 이로 인해 불쾌감 등을 느낄 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 병원 등의 의료기관에서 사용하는 심전도 측정장치 및 측정방법을 이용하여 가정에서 연속적으로 심전도를 측정하기에 용이하지 않을 뿐만 아니라, 비 숙련자가 사용하기에 불편하다는 등의 한계가 있었다. 즉, 피검사자가 종래의 심전 도 측정장치 및 측정방법을 통하여 심전도를 측정할 경우 심전도 측정을 의식하기 때문에 보다 정확한 심전도 측정값을 얻기에는 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 의자, 침대나 운전 시트에 적용됨으로써 편안한 자세로 심전도 측정의 진행이 가능하며, 신체에 전극의 직접적인 접촉 없이 신체에 의복을 착용한 상태로 검사를 진행함으로써 피검사를 의식하지 않고 무자각적으로 심전도(ECG)를 측정할 수 있고, 심전도 측정장치 및 전극을 신체에 접촉 및 부착하기 위한 별도의 작업을 필요치 않아 비 숙련자의 사용이 가능하여 사용의 편의성을 향상시킬 수 있는 전기적 비접촉 심전도 측정장치 및 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 신체에 부착되어 심전도를 측정하기 위한 심전도 측정장치에 있어서, 신체에 직접적인 접촉 없이 의복의 적소에 근접되게 설치되는 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극; 상기 앰프 부착형 전극의 일측에 연결구비되고, 외부의 노이즈를 필터링하며, 필터링된 신호를 증폭하도록 이루어지는 필터 및 증폭기부; 상기 필터 및 증폭기부의 일측에 연결되는 A/D 변환기; 상기 A/D 변환기의 일측에 구비되고, 측정된 심전도를 표시부 및 후처리 장치로 전송하는 디지털 신호 처리부; 및 신체에 직접적인 접촉 없이 의복의 적 소에 근접되게 구비되는 접지판; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 앰프 부착형 전극은 일측에 구비되는 전극면과, 상기 전극면을 통하여 입력되는 생체 신호를 증폭 및 임피던스 변환시키기 위한 프리앰프 및 상기 프리앰프의 외측에 구비되는 실드를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 필터 및 증폭기부는 상기 앰프 부착형 전극의 프리앰프에 변위 전류를 통하여 입력되는 생체 신호에 따른 잔류 편차의 변화를 필터링하기 위한 고역통과 필터회로와, 상기 고역통과 필터회로를 통하여 입력되는 생체 신호 중 60㎐대의 커먼 모드 노이즈를 필터링하기 위한 대역저지 필터회로와, 상기 대역저지 필터회로를 통하여 입력되는 생체 신호를 일정 배율로 증폭하기 위한 증폭회로 및 상기 증폭회로를 통하여 입력되는 생체 신호 중 100㎐ 이하의 저역대 신호를 필터링하여 아날로그 신호로 출력하기 위한 저역통과 필터회로로 이루어진다.
한편, 상기 A/D 변환기는 상기 필터 및 증폭기부를 통하여 입력되는 생체 신호에 따른 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하도록 이루어진다.
더불어, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 A/D 변환기를 통하여 입력되는 디지털화된 각 생체 신호의 신호차를 감산하기 위한 감산기 및 상기 감산기를 통하여 입력되는 생체 신호의 감산 과정에서 발생되는 노이즈를 필터링하기 위한 감산 필터로 구성된다.
여기서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치가 의자에 적용될 경우, 의자의 등받이부 중 피검자의 양 측 어깨가 위치하는 곳에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극이 설치되고, 의장의 좌석부 중 피검자의 둔부가 위치하는 곳에 접지판이 설치된다.
바람직하게는, 전기적 비접촉 심전도 측정장치가 의자에 적용될 경우, 의자의 좌석부 중 피검자의 허벅지가 위치하는 곳에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극이 설치되고, 의자의 등받이부 중 피검자의 양 측 어깨가 위치하는 곳에 접지판이 설치된다.
한편, 전기적 비접촉 심전도 측정장치가 침대에 적용될 경우, 피검자의 양 측 어깨가 위치하는 침대의 시트 상부면 일측에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극이 설치되고, 피검자의 둔부가 위치하는 침대의 시트 상부면 타측에 접지판이 설치된다.
대안적으로는, 전기적 비접촉 심전도 측정장치가 침대에 적용될 경우, 피검자의 허벅지가 위치하는 침대의 시트 상부면 일측에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극이 설치되고, 피검자의 양 측 어깨가 위치하는 침대의 시트 상부면 타측에 접지판이 설치된다.
여기서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치가 차량의 운전석에 적용될 경우, 운전석의 전면에 구비되어 차량의 조향을 조절하는 스티어링 휠의 양 측 적소에 직접적인 접촉이 가능하도록 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극이 설치되고, 운전 시트의 좌석부 중 운전자의 둔부가 위치하는 곳에 접지판이 설치된다.
바람직하게는, 전기적 비접촉 심전도 측정장치가 차량의 운전석에 적용될 경우, 운전 시트의 좌석부 중 운전자의 허벅지가 위치하는 곳에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극이 설치되고, 운전석의 전면에 구비되어 차량의 조향을 조절하는 스티어링 휠에 직접적인 접촉이 가능하도록 접지판이 설치된다.
한편, 앰프 부착형 전극과 필터 및 증폭기부와 A/D 변환기와 디지털 신호 처리부 및 접지판으로 구성되는 심전도 측정장치에 따른 피검자의 심전도 측정방법에 있어서, 착용한 의복을 사이에 두고 피검자의 신체에서 발생되는 생체 신호가 변위 전류를 통하여 앰프 부착형 전극으로 입력되는 단계; 상기 앰프 부착형 전극에 의해 입력된 생체 신호가 증폭 및 임피던스 변환되는 단계; 상기 앰프 부착형 전극에 의하여 변환된 생체 신호가 필터 및 증폭기부로 입력되는 단계; 상기 필터 및 증폭기부에 의하여 입력된 생체 신호가 필터링 및 증폭되는 단계; 상기 필터 및 증폭기부에 출력되는 생체 신호에 따른 아날로그 신호가 A/D 변환기로 입력되는 단계; 상기 A/D 변환기에 의하여 생체 신호에 따른 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환되는 단계; 상기 A/D 변환기에 의하여 변환된 디지털 신호가 디지털 신호 처리부로 입력되는 단계; 및 상기 디지털 신호 처리부에 감산 및 필터링된 심전도(ECG)가 표시부에 의하여 디스플레이되는 단계; 를 포함하여 이루어진다.
바람직하게는, 상기 앰프 부착형 전극으로 입력되는 생체 신호가 전극면을 통하여 감지되고, 프리앰프에 의하여 생체 신호가 증폭 및 임피던스 변환되도록 이루어진다.
더불어, 상기 필터 및 증폭기부로 입력되는 생체 신호는 고역통과 필터회로에 의하여 잔류 편차의 변화가 제거 및 필터링되고, 대역저지 필터회로에 의하여 상기 고역통과 필터회로를 통과한 60㎐대의 커먼 모드 노이즈가 제거 및 필터링되며, 증폭회로에 의하여 상기 대역저지 필터회로를 통과한 생체 신호가 일정한 배율로 증폭되고, 저역통과 필터회로에 의해 상기 증폭회로를 통하여 증폭된 생체 신호가 저역 신호대의 아날로그 신호로 출력되도록 이루어진다.
그리고, 상기 디지털 신호 처리부로 입력되는 디지털 신호가 감산기에 의하여 감산되고, 감산 필터에 의하여 감산기를 통한 감산 과정에서 발생되는 노이즈가 제거되도록 이루어진다.
한편, 상기 접지판은 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극으로부터 입력되는 신호를 가감하여 커먼 모드 노이즈를 검출한 후 상기 검출된 커먼 모드 노이즈 신호에 음이득 또는 부이득을 주는 부궤환 방식에 의하여 앰프 부착형 전극과 연결됨으로써 신체의 커먼 모드 노이즈를 제거하도록 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치를 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 4는 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 필터 및 증폭기부를 나타내는 블록도이고, 도 5는 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 이득값에 따른 입력 임피던스를 나타내는 도면이고, 도 6는 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치에 따른 측정방법을 나타내는 구성도이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)는 앰프 부착형 전극(10)과 필터 및 증폭기부(30)와 A/D 변환기(50)와 디지털 신호 처리부(70)와 접지판(80)으로 구성된다.
상기 앰프 부착형 전극(10 : Active Electrode)은 일측에 전극면(11 : Electrode face)을 갖고, 직접적인 신체 접촉 없이 변위 전류를 통하여 입력되는 미세한 생체 신호를 증폭하여 전압으로 변환시키기 위한 프리앰프(13 : Preamp)를 포함하며, 상기 프리앰프(13)은 그 외측에 구비되는 실드(15 : Shield)에 의해 차폐되도록 이루어지되, 앰프 부착형 전극(10)은 적어도 하나 이상으로 구비된다.
한편, 신체의 표면과 전기적으로 접촉되지 않는 시스템에서 생체 전위의 측정은 변위 전류에 의하여 달성된다. 여기서, 변위 전류란, 인체의 피부와 전극면 간에 전기적 신호의 전달 방식이며, 신체에 전위가 변함에 따라 비전도성 물질, 가령 옷, 이불, 가죽 등을 사이에 둔 전극에도 전압의 변화가 발생되고, 그에 따라 발생되는 전류를 의미한다.
예를 들면, 커패시턴스(Capacitor)를 방전하였을 때 극판 상부의 전하는 외부 도선을 통하여 전도 전류로 흐르고, 그와 동시에 커패시턴스와 극판 사이에는 전기력선밀도가 변화하여 변위 전류가 되도록 이루어짐으로써 전체로서 하나의 전기 회로가 형성되며, 이들 전류에 의하여 시간적으로 변화하는 자기장이 발생하여 전자기파의 형태로 공간에 전파된다.
본 발명에서는 신체(3)의 표면에서 발생되는 생체 신호가 변위 전류를 통하여 앰프 부착형 전극(10)으로 입력된 후 증폭 및 임피던스 변환에 따라 발생되는 신호를 측정하고, 측정된 미세한 생체 신호를 높은 이득값의 전압으로 변환시키기 위하여 상기 앰프 부착형 전극(10)에는 고입력의 임피던스가 발생되도록 이루어진 다.
상기 필터 및 증폭기부(30)는 앰프 부착형 전극(10)의 일측에 구비되고, 상기 앰프 부착형 전극(10)의 프리앰프(13)에 연결됨으로써 앰프 부착형 전극(10)에서 감지된 심전도(ECG)에 따라 발생되는 생체 신호를 전압으로 변환시키도록 이루어진다.
이때, 상기 프리앰프(13)를 통과한 생체 신호에서 베이스 라인이 출렁이는 현상을 방지하고, 생체 신호를 전압으로 변환 시 생체 신호에 따른 잔류 편차(Offset)의 변화를 제거 및 필터링하기 위한 고역통과 필터회로(31)와 상기 고역통과 필터회로(31)를 통과한 심전도(ECG) 신호에 따른 변위 전류에 포함되는 인체의 방해 전압인 60㎐대의 커먼 모드 노이즈(Common-mode Noise)를 제거 및 필터링하기 위한 대역저지 필터회로(33)와 커먼 모드 노이즈가 제거된 미세한 생체 신호를 일정한 배율로 증폭하기 위한 증폭회로(35) 및 상기 증폭회로(35)를 통하여 증폭된 후 50㎐ 이하에 존재하는 저역 신호대의 아날로그 신호를 출력하기 위한 저역통과 필터회로(37)로 구비된다.
상기 A/D 변환기(50)는 상기 필터 및 증폭기부(30)의 일측에 구비되어 상기 필터 및 증폭기부(30)를 통하여 출력되는 심전도(ECG)에 따른 생체 신호의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다.
상기 디지털 신호 처리부(70)는 상기 A/D 변환기(50)의 일측에 구비되어 상기 앰프 부착형 전극(10)에서 측정된 심전도(ECG)에 따른 각 생체 신호를 감산하기 위한 감산기(71)와 상기 감산기(71)를 통하여 입력되는 디지털 신호의 감산 과정에 서 발생되는 노이즈를 제거하기 위한 감산 필터(73)를 갖는다.
상기 디지털 신호 처리부(70)의 일측에는 접지판(80 : Ground Plate)이 구비되되, 상기 접지판(80)은 본 발명에 의한 비접촉 심전도 측정장치(1)의 적용 시 피검자의 의복(5)에 근접되게 설치된다.
여기서, 상기 접지판(80)은 직접 접지에 연결시키는 방법과 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)으로부터의 신호를 가산시켜 커먼 모드(Common Mode) 신호를 검출하고, 이 신호를 적절한 이득으로서 부궤환(Negative Feedback)으로 접지에 연결하는 방법으로 나뉘며, 전체적인 시스템은 부궤환으로 접지에 연결하는 방법이 더 복잡하나, 커먼 모드 노이즈의 제거에 있어 직접 접지에 연결시키는 방법이 있으나, 후자가 보다 효과적으로 나타난다.
즉, 부궤환으로 접지에 연결하는 방법은 두 전극의 출력 신호를 합산함에 따라 검출되는 커먼 모드 노이즈 성분을 음이득 또는 부이득을 갖는 앰프로 증폭한 후 접지판(80)을 통하여 인체에 전달함으로써 인체의 전위를 커먼 모드 노이즈와 반대로 끌어 내려 전극에 검출되는 커먼 모드 노이즈의 크기를 감소시킬 수 있어 직접 접지에 의한 방법보다 효과적으로 커먼 모드 노이즈를 제거할 수 잇다.
한편, 상기 앰프 부착형 전극(10)의 프리앰프(13)로 입력되는 생체 신호의 입력값(Vin)과 출력되는 생체 신호의 출력값(Vout)이 동일할 경우, 생체 신호의 출력 신호 이득값은 Vout / Va = (jwRinCE) / (1+jwRin(Cin + CE))로 나타낼 수 있으며, 이때 이득값이 커지기 위해서는 Cin(앰프의 총 입력량)이 CE(전극과 인체간의 전기적 용량 : Capacitance)보다 월등히 작아야 하기 때문에 입력 임피던스가 매우 큰 시스템을 필요로 하게 된다. 여기서, Rin은 앰프의 총 병렬 입력 저항을 의미하며, Cin이 커질수록 Vout/Vin은 감소하게 된다.
이를 위한 본 발명에서는 입력 임피던스가 충분히 큰 Opa 124를 이용하여 시스템의 입력단을 구성한다. 여기서, Opa 124는 저잡음, 저바이어스 전류, 고입력 임피던스의 반도체 IC 앰프이다.
한편, 상기 전극면(11) 및 전극면(11)과 프리앰프(13)까지의 전기적 경로는 접지에 대해 매우 높은 임피던스를 유지하므로 외부의 노이즈에 크게 영향을 받지 않는다. 상기 전극면(11)에서 증폭회로(35)까지의 높은 임피던스 부분을 최소화하여 외부의 입력 노이즈를 감소시키기 위해 프리앰프(13)가 전극면(11)에 부착되는 앰프 부착형 전극(10)이 사용된다.
이하, 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치에 따른 측정방법을 도 3내지 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저, 피검자가 신체(3)에 의복(5)을 착용한 상태에서 신체(3)의 허벅지 양 측에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)을 근접되게 위치시키고, 피검자의 등 뒤 또는 양 측 어깨에 접지판(80)을 근접되게 위치시킨다.
상기한 바와 같이, 의복(5)을 착용한 신체(3)의 특정 부위에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)과 접지판(80)을 근접되게 위치시킨 후 피검자의 심전도를 측정하기 위한 상태로 만들어 피검자의 신체(3)에서 발생되는 생체 신호가 변위 전류를 통하여 앰프 부착형 전극(10)으로 입력되도록 한다(S1).
이때, 의복(5)을 사이에 두고 상기 앰프 부착형 전극(10)의 전극면(11)을 통하여 입력되는 신체(3)의 미세한 생체 신호가 증폭 및 임피던스 변환되고(S2), 상기 앰프 부착형 전극(10)에 입력되어 변환된 생체 신호는 필터 및 증폭기부(30)로 입력된다(S3).
이때, 상기 앰프 부착형 전극(10)에는 신체(3)에서 발생되는 미세한 생체 신호를 높은 이득값의 전압으로 변환시키기 위하여 높은 임피던스가 적용된다.
한편, 상기 앰프 부착형 전극(10)은 신체(3) 피부 표면의 전위를 감지(Sensing)하는 일종의 센서 역할을 담당하며, 이를 위하여 PCB(Printed Circuit Board)의 일측면에 동박을 입히고, 금도금하여 제작된다.
이렇게 제작되는 앰프 부착형 전극(10)은 의복(5)의 두께를 1mm, 의복(5)의 비유전율을 2로 가정할 경우, 전극과 인체와의 커패시턴스(Capacitance)가 약 30㎊ 정도로 계산되고, 임피던스(Impedence)는 20㎐에서 0.25G ohm 정도로 예상할 수 있다.
한편, 상기 앰프 부착형 전극(10) 내에 구비되는 프리앰프(13)는 앰프 부착형 전극(10)에서 감지되는 심전도(ECG)에 따라 발생되는 생체 신호를 필터 및 증폭기부(30)에서 사용하기 용이한 전압으로 변환시키는 역할을 담당하며, 이를 위하여 상기 프리앰프(13)에서는 Opa 124가 사용되고, Opa 124는 입력 저항이 1013[Ω]이고, 입력 커패시턴스가 1㎊이며, 20㎐에서의 임피던스는 약 8G가 된다.
상기한 바와 같은 구조 및 구성으로 이루어지는 앰프 부착형 전극(10)에서 출력되는 생체 신호는 필터 및 증폭기부(30)로 입력된 후 필터링 및 증폭되고(S4), 필터링 및 증폭된 생체 신호가 아날로그 신호로 변환되어 A/D 변환기(50)로 입력된다(S5).
여기서, 상기 필터 및 증폭기부(30)는 그 내부에 구비되는 고역통과 필터회로(31)를 통과하면서 생체 신호의 베이스 라인이 출렁이는 현상과 잔류 편차의 변화가 제거 및 필터링된 후 대역저지 필터회로(33)를 통과하면서 60㎐대의 커먼 모드 노이즈(Common-mode Noise)가 제거 및 필터링되고, 커먼 모드 노이즈가 제거된 미세한 생체 신호는 증폭회로(35)에 의하여 일정한 배율로 증폭되고, 상기 증폭회로(35)에 의하여 증폭된 생체 신호에 따른 생체 신호는 저역통과 필터회로(37)를 통과한 후 아날로그 신호로 출력되어 디지털 신호 처리부(70)로 입력된다.
한편, 상기 고역통과 필터회로(31)는 프리앰프(13)를 거친 생체 신호의 베이스 라인이 출렁이는 현상 및 잔류 편차의 변화를 제거 및 필터링하기 위하여 4차 sallen-key High pass filter로 구성된다.
여기서, 상기 저역통과 필터회로(37)는 증폭회로(35)를 통과한 신호 중 심전도(ECG)에 해당하는 50㎐ 이하의 신호가 존재하고, 그 이상의 대역대의 신호들은 잡음으로 인식될 수 있으며, 저역통과 필터회로(37)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여야 하기 때문에 주파수의 겹침 현상인 에일리어싱(alising)을 방지하기 위하여 심전도(ECG)를 포함하는 대역의 두 배에 해당하는 100㎐ 이하의 신호를 통과시키도록 이루어지며, 이를 위하여 상기 저역통과 필터회로(37)는 능동형 필터 회로의 한 종류인 4차 sallen-key Low pass filter로 구성된다.
상기 필터 및 증폭기부(30)를 통하여 출력되는 아날로그 신호는 상기 A/D 변환기(50)에 의하여 디지털 신호로 변환된다(S6).
상기 A/D 변환기(50)를 통하여 출력되는 디지털 신호는 디지털 신호 처리부(70)로 입력되고(S7), 입력된 디지털 신호는 감산기(71)를 통하여 감산된 후 감산 필터(73)에 의하여 감산 과정에서 발생되는 노이즈가 제거되어 출력되고, 출력된 심전도(ECG)는 표시부에 의하여 디스플레이된다(S8).
도 7은 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 제1 실시예를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 실시예에 따라 측정된 심전도 측정결과 화면을 나타내는 도면으로서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치가 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 의자에 적용된 일 예를 나타내는 것이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 의자(91)에 적용될 경우, 상기 앰프 부착형 전극(10)이 피검자의 양 측 어깨가 위치하는 의자(91)의 등받이부(97) 적소 양 측에 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 접지판(80)이 피검자의 둔부가 위치하는 의자(91)의 좌석부(99) 소정위치에 설치되며, 상기한 측정방법을 통하여 피검자의 심전도(ECG)를 측정하게 된다.
여기서, 상기 의자(91)에 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)를 설치할 경우 의자(91)의 좌석부(99)에 설치되는 접지판(80)이 기준 전압으로 사용된다.
이렇게 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 의자(91)에 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)를 설치함으로써 피검자가 심전도(ECG)의 측정을 인식하지 않고, 보다 편안하게 심전도(ECG)를 측정할 수 있게 된다.
본 실시예에서는 상기 앰프 부착형 전극(10)이 의자(91)의 등받이부(97)에 설치되고, 상기 접지판(80)이 의자(91)의 좌석부(99)에 설치되어 있으나, 피검자의 허벅지가 위치하는 의자(91)의 좌석부(99) 적소 양 측에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)이 설치되고, 피검자의 양 측 어깨 또는 등이 위치하는 의자(91)의 등받이부(97)에 접지판(80)이 설치되는 것도 바람직하다.
한편, 본 실시예에서는 의자(91)에 설치되는 앰프 부착형 전극(10) 및 접지판(80)이 의자(91)에 노출되게 각각 설치되어 있으나, 상기 앰프 부착형 전극(10)과 접지판(80)이 의자(91)의 내부에 매립설치되도록 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 상기 앰프 부착형 전극(10) 및 접지판(80)이 의자(91)의 좌석부(99) 또는 등받이부(97)에 각각 설치되어 있으나, 의자(91)의 좌석부(99) 및 등받이부(97)에 위치시켜 사용하는 방석, 보조 시트 또는 보조 등받이 등에 상기 앰프 부착형 전극(10) 및 접지판(80)이 설치되어 상기한 바와 같은 역할을 수행하도록 이루어지는 것도 가능하다.
더불어, 상기 앰프 부착형 전극(10)이 의자(91)의 좌석부(99)에 설치될 경우 피검자의 종아리 부분에 근접 또는 맞닿는 의자(91)의 좌석부(99) 전면측 적소에 각각 설치되는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이, 의자(91)에 설치된 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)의 앰프 부착형 전극(10)의 입력단을 통과하는 생체 신호는 상기 프리앰프(13)와 고역 통과 필터회로(31)와 대역저지 필터회로(33)와 증폭회로(35)와 저역통과 필터회로(37)를 통과한 최종 심전도(ECG)의 출력 신호를 표시부로 출력하고, 해당 데이터를 출력하게 되며, 이는 도 8에 도시하고 있는 바와 같이 나타난다.
도 9는 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 제2 실시예를 나타내는 도면으로서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치가 침대에 적용된 일 예를 나타내는 것이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 침대(93)에 적용될 경우, 상기 앰프 부착형 전극(10)이 피검자의 양 측 어깨 또는 등이 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 일측에 적어도 하나 이상 설치되고, 피검자의 둔부가 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 타측에 접지판(80)이 설치되며, 상기한 측정방법을 통하여 피검자의 심전도(ECG)를 측정하게 된다.
한편, 상기 침대(93)에 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)를 설치할 경우, 침대(93)의 시트 바닥면 타측에 설치되는 접지판(80)이 기준 전압으로 활용된다.
이렇게 수면을 취할 수 있는 침대(93)에 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)를 설치함으로써 피검자가 심전도(ECG)의 측정을 인식하지 않고, 보다 편안하게 심전도(ECG)를 측정할 수 있게 된다.
본 실시예에서는 피검자의 상기 앰프 부착형 전극(10)이 피검자의 양 측 어깨 또는 등이 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 일측에 설치되고, 접지판(80)이 피 검자의 둔부가 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 타측에 설치되어 있으나, 피검자의 허벅지가 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 일측에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)이 설치되고, 피검자의 양 측 어깨 또는 등이 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 타측에 접지판(80)이 설치되는 것도 바람직하다.
한편, 본 실시예에서는 상기 앰프 부착형 전극(10) 및 접지판(80)이 침대의 시트 바닥면 일측과 타측에 각각 노출되게 설치되어 있으나, 상기 앰프 부착형 전극(10)과 접지판(80)이 침대(93)의 시트 일측과 타측의 내부에 매립설치되도록 이루어지는 것도 가능하다.
도 10은 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치의 제3 실시예를 나타내는 도면으로서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치가 차량의 운전석 내에 적용된 일 예를 나타내는 것이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 운전석에 적용될 경우, 운전석의 전면에 구비되어 차량의 조향을 조절하는 스티어링 휠(96)의 적소에 운전자의 양 손 중 어느 한 손 또는 양 손과 직접적인 접촉이 가능하도록 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)이 설치되고, 운전자의 둔부가 위치하는 운전 시트(95)의 좌석부(99) 소정위치에 접지판(80)이 설치되며, 상기한 측정방법을 통하여 운전자의 심전도(ECG)를 측정하게 된다.
여기서, 상기 운전석에 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)를 설치할 경우 운전석의 운전 시트(95) 좌석부(99)에 설치되는 접지판(80)이 기준 전 압으로 활용된다.
본 실시예에서는 상기 앰프 부착형 전극(10)이 운전석에 구비되는 스티어링 휠(96)의 양 측 적소에 각각 설치되고, 상기 접지판(80)이 운전자의 둔부가 위치하는 운전 시트(95)의 좌석부(99) 소정위치에 설치되어 있으나, 상기 앰프 부착형 전극(10)이 운전자의 허벅지에 근접 또는 맞닿는 운전석의 운전 시트(95) 좌석부(99) 적소 양 측에 각각 설치되고, 운전석의 전면에 구비되어 차량의 조향을 조절하는 스티어링 휠(96)에 직접적인 접촉이 가능하도록 접지판(80)이 설치되는 것도 바람직하다.
한편, 본 실시예에서는 상기 앰프 부착형 전극(10) 및 접지판(80)이 운전석의 스티어링 휠(96) 또는 운전 시트(95)에 구비되어 운전자의 심전도(ECG)를 측정하도록 이루어져 있으나, 상기 앰프 부착형 전극(10) 및 접지판(80)이 운전석의 운전 시트(95)의 등받이부(97) 및 좌석부(99)에 설치되거나, 운전 시트(95)의 등받이부(97) 및 좌석부(99)의 내부에 매립설치되어 운전자의 심전도(ECG)를 측정하도록 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 상기 앰프 부착형 전극(10)과 접지판(80)이 차량의 조수석에 구비되는 조수석 시트의 좌석부 및 등받이부 또는 운전석과 조수석의 후면에 구비되는 각 뒷자리 시트의 좌석부 및 등받이부에 각각 설치되어 운전자 뿐만 아니라, 차량에 탑승한 기타 탑승객의 심전도(ECG)를 측정하도록 이루어지는 것도 가능하다.
이렇게 차량의 운전석에 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)를 설치함으로써 차량을 운전하는 운전자 및 기타 탑승객들의 심전도(ECG)를 보다 용이하게 측정할 수 있으며, 별도의 경고음 발생장치를 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)에 연결함으로써 차량의 운전 중 운전자 및 기타 탑승객에게 발생될 수 있는 의료 안전사고 및 운전자의 졸음 운전을 사전에 예방할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 차량 내에 설치되는 GPS 또는 운전자가 사용하는 이동통신 단말기, PDA 등의 통신장치와 유, 무선으로 연결되고, 통신장치는 병원 등의 의료기관과 무선으로 연결되도록 이루어짐으로써 차량의 운전 중 운전자 또는 기타 탑승객의 의료 안전사고 발생 시 GPS, 이동통신 단말기, PDA 등을 통하여 차량의 현재 위치에서 가장 가까운 병원 등의 의료기관의 위치가 검색되거나, 의료기관에 자동 연결되어 엠블런스 등의 구급차량을 지원받도록 이루어지는 것도 바람직하다.
본 실시예에 있어서 차량의 운전석에 설치되는 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 GPS, 이동통신 단말기, PDA 등의 통신장치와 유, 무선으로 연결되고, 통신장치는 병원 등의 의료기관과 무선으로 연결되도록 이루어짐으로써 차량의 운전 중 발생될 수 있는 안전사고를 예방하도록 있으나, 의자 또는 침대 등에 설치되는 본 발명에 의한 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1) 또한 상기한 바와 같이 병원 등의 의료기관과 유, 무선으로 연결되어 가정 또는 회사에서 발생될 수 있는 의료 안전사고를 예방하도록 이루어지는 것도 바람직하다.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양 한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 의자, 침대나 운전 시트에 적용됨으로써 편안한 자세로 심전도 측정의 진행이 가능하며, 신체에 전극의 직접적인 접촉 없이 신체에 의복을 착용한 상태로 검사를 진행함으로써 피검사를 의식하지 않고 무자각적으로 심전도(ECG)를 측정할 수 있고, 이에 따른 따른 결과로써 신체 및 정신적인 활동상태를 분석하는데 유용한 파라미터로 쓰일 수 있는 심박율(Heart Rate)을 얻을 수 있으며, 심전도 측정장치 및 전극을 신체에 접촉 및 부착하기 위한 별도의 작업을 필요치 않아 비 숙련자의 사용이 가능하여 사용의 편의성을 향상시킬 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

Claims (16)

  1. 신체에 부착되어 심전도를 측정하기 위한 심전도 측정장치에 있어서,
    신체(3)에 직접적인 접촉 없이 의복(5)의 적소에 근접되게 설치되는 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10);
    상기 앰프 부착형 전극(10)의 일측에 연결구비되고, 외부의 노이즈를 필터링하며, 필터링된 신호를 증폭하도록 이루어지는 필터 및 증폭기부(30);
    상기 필터 및 증폭기부(30)의 일측에 연결되는 A/D 변환기(50);
    상기 A/D 변환기(50)의 일측에 구비되고, 측정된 심전도를 표시부 및 후처리 장치로 전송하는 디지털 신호 처리부(70); 및
    신체(3)에 직접적인 접촉 없이 의복(5)의 적소에 근접되게 구비되는 접지판(80);
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 앰프 부착형 전극(10)은 일측에 구비되는 전극면(11)과, 상기 전극면(11)을 통하여 입력되는 생체 신호를 증폭 및 임피던스 변환시키기 위한 프리앰프(13) 및 상기 프리앰프(13)의 외측에 구비되는 실드(15)를 포함하여 이루어지는 것 을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터 및 증폭기부(30)는 상기 앰프 부착형 전극(10)의 프리앰프(13)에 변위 전류를 통하여 입력되는 생체 신호에 따른 잔류 편차의 변화를 필터링하기 위한 고역통과 필터회로(31)와, 상기 고역통과 필터회로(31)를 통하여 입력되는 생체 신호 중 60㎐대의 커먼 모드 노이즈를 필터링하기 위한 대역저지 필터회로(33)와, 상기 대역저지 필터회로(33)를 통하여 입력되는 생체 신호를 일정 배율로 증폭하기 위한 증폭회로(35) 및 상기 증폭회로(35)를 통하여 입력되는 생체 신호 중 100㎐ 이하의 저역대 신호를 필터링하여 아날로그 신호로 출력하기 위한 저역통과 필터회로(37)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 A/D 변환기(50)는 상기 필터 및 증폭기부(30)를 통하여 입력되는 생체 신호에 따른 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부(70)는 상기 A/D 변환기(50)를 통하여 입력되는 디지털화된 각 생체 신호의 신호차를 감산하기 위한 감산기(71) 및 상기 감산기(71)를 통하여 입력되는 생체 신호의 감산 과정에서 발생되는 노이즈를 필터링하기 위한 감산 필터(73)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 의자(91)에 적용될 경우,
    의자(91)의 등받이부(97) 중 피검자의 양 측 어깨가 위치하는 곳에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)이 설치되고, 의자(91)의 좌석부(99) 중 피검자의 둔부가 위치하는 곳에 접지판(80)이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 의자(91)에 적용될 경우,
    의자(91)의 좌석부(99) 중 피검자의 허벅지가 위치하는 곳에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)이 설치되고, 의자(91)의 등받이부(97) 중 피검자의 양 측 어깨가 위치하는 곳에 접지판(80)이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 침대(93)에 적용될 경우,
    피검자의 양 측 어깨가 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 일측에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)이 설치되고, 피검자의 둔부가 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 타측에 접지판(80)이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 침대(93)에 적용될 경우,
    피검자의 허벅지가 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 일측에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)이 설치되고, 피검자의 양 측 어깨가 위치하는 침대(93)의 시트 상부면 타측에 접지판(80)이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 차량의 운전석에 적용될 경우,
    운전석의 전면에 구비되어 차량의 조향을 조절하는 스티어링 휠(96)의 양 측 적소에 직접적인 접촉이 가능하도록 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)이 설치되고, 운전 시트(95)의 좌석부(99) 중 운전자의 둔부가 위치하는 곳에 접지판(80)이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적 비접촉 심전도 측정장치(1)가 차량의 운전석에 적용될 경우,
    운전 시트(95)의 좌석부(99) 중 운전자의 허벅지가 위치하는 곳에 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)이 설치되고, 운전석의 전면에 구비되어 차량의 조향을 조절하는 스티어링 휠(96)에 직접적인 접촉이 가능하도록 접지판(80)이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치.
  12. 앰프 부착형 전극(10)과 필터 및 증폭기부(30)와 A/D 변환기(50)와 디지털 신호 처리부(70) 및 접지판(80)으로 구성되는 심전도 측정장치(1)에 따른 피검자의 심전도 측정방법에 있어서,
    착용한 의복(5)을 사이에 두고 피검자의 신체(3)에서 발생되는 생체 신호가 변위 전류를 통하여 앰프 부착형 전극(10)으로 입력되는 단계(S1);
    상기 앰프 부착형 전극(10)에 의해 입력된 생체 신호가 증폭 및 임피던스 변환되는 단계(S2);
    상기 앰프 부착형 전극(10)에 의하여 변환된 생체 신호가 필터 및 증폭기부(30)로 입력되는 단계(S3);
    상기 필터 및 증폭기부(30)에 의하여 입력된 생체 신호가 필터링 및 증폭되는 단계(S4);
    상기 필터 및 증폭기부(30)에 출력되는 생체 신호에 따른 아날로그 신호가 A/D 변환기(50)로 입력되는 단계(S5);
    상기 A/D 변환기(50)에 의하여 생체 신호에 따른 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환되는 단계(S6);
    상기 A/D 변환기(50)에 의하여 변환된 디지털 신호가 디지털 신호 처리부(70)로 입력되는 단계(S7); 및
    상기 디지털 신호 처리부(70)에 감산 및 필터링된 심전도(ECG)가 표시부에 의하여 디스플레이되는 단계(S8);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치에 따른 측정방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 앰프 부착형 전극(10)으로 입력되는 생체 신호가 전극면(11)을 통하여 감지되고, 프리앰프(13)에 의하여 생체 신호가 증폭 및 임피던스 변환되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치에 따른 측정방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 필터 및 증폭기부(30)로 입력되는 생체 신호는 고역통과 필터회로(31)에 의하여 잔류 편차의 변화가 제거 및 필터링되고, 대역저지 필터회로(33)에 의하여 상기 고역통과 필터회로(31)를 통과한 60㎐대의 커먼 모드 노이즈가 제거 및 필터링되며, 증폭회로(35)에 의하여 상기 대역저지 필터회로(33)를 통과한 생체 신호가 일정한 배율로 증폭되고, 저역통과 필터회로(37)에 의해 상기 증폭회로(35)를 통하여 증폭된 생체 신호가 저역 신호대의 아날로그 신호로 출력되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치에 따른 측정방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부(70)로 입력되는 디지털 신호가 감산기(71)에 의하여 감산되고, 감산 필터(73)에 의하여 감산기(71)를 통한 감산 과정에서 발생되는 노이즈가 제거되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 측정장치에 따른 측정방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 접지판(80)은 적어도 하나 이상의 앰프 부착형 전극(10)으로부터 입력되는 신호를 가감하여 커먼 모드 노이즈를 검출한 후 상기 검출된 커먼 모드 노이즈 신호에 음이득 또는 부이득을 주는 부궤환 방식에 의하여 앰프 부착형 전극(10)과 연결됨으로써 신체의 커먼 모드 노이즈를 제거하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 비접촉 심전도 계측장치에 따른 측정방법.
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