KR100882440B1

KR100882440B1 - 생체 신호 검출 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100882440B1
Application number: KR1020060117509A
Authority: KR
Inventors: 이미희; 신건수; 배수현; 김종팔
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2009-02-06
Also published as: KR20080047699A; US20100286533A1

Abstract

본 발명에 따른 생체 신호 검출 방법은, 사용자로부터 소정의 생체 신호를 측정하는 단계; 상기 생체 신호를 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역으로 각각 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)하여, 제1 주파수 대역 신호 및 제2 주파수 대역 신호를 검출하는 단계; 상기 제1 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출하여, 상기 제1 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출하는 단계; 및 상기 제2 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 산출하여, 상기 제2 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

생체 신호, 심박, 호흡, 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)

Description

생체 신호 검출 장치 및 그 방법{BIOSIGNAL-DETECTING APPARATUS AND MRTHOD OF OPERATING THE APPARATUS}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 전체 개요를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 검출 장치의 구성을 도시한 블록도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법의 흐름을 도시한 순서도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법의 흐름을 도시한 순서도.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법의 흐름을 도시한 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200: 생체 신호 검출 장치 210: 센서부

220: 필터부 230: 전력 스펙트럼 밀도부

240: 신호 검출부 250: 트래킹부

260: 통신부 270: 디스플레이부

본 발명은 생체 신호 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자로부터 측정한 생체 신호를 심박 주파수 대역 및 호흡 주파수 대역으로 각각 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)한 후, 상기 대역 통과 필터링한 각 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출하여 상기 생체 신호로부터 상기 사용자의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 생체 신호 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 들어 많은 사람들이 웰빙에 관심을 갖고 건강한 삶을 위해 노력하고 있다. 이러한 웰빙 신드롬에 따라 각종 웰빙 관련 산업 또한 발전하고 있는데, 심박이나 호흡을 측정하여 사용자의 건강 상태를 판단하는 심박/호흡 측정 장치 또한 그러한 웰빙 관련 산업 중 하나라 할 수 있다.

종래의 심박/호흡 측정 장치는 사용자의 심박 및 호흡 측정을 위하여 상기 사용자의 신체에 센서를 부착하고 상기 센서로부터 상기 사용자의 심박 및 호흡을 측정하는 방식을 채택하고 있다. 그러나, 사용자의 신체에 센서를 부착하는 경우, 사용자의 움직임이 자유롭지 못하고 상기 사용자의 움직임에 따른 노이즈(Noise)가 많이 발생한다는 단점이 있다.

이에, 사용자의 신체에 센서를 부착하지 않고 레이더를 이용하여 근거리에서 무선으로 사용자의 심박 및 호흡을 측정하는 장치가 개발되어 사용되고 있다. 즉, RF 센서 등을 통해 레이더 신호를 사용자 신체로 송출하고, 상기 사용자로부터 반사되는 신호의 도플러 쉬프트(Doppler Shift)를 이용하여 상기 사용자의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출할 수 있다. 이러한 경우, 사용자의 신체에 센서를 부착하지 않고도 무선으로 사용자의 심박 및 호흡을 측정할 수 있어, 사용자로 하여금 측정의 편리성을 도모할 수 있다.

다만, 이러한 경우 상기 사용자로부터 반사되어 돌아오는 신호로부터 상기 사용자의 심박 신호 및 호흡 신호를 얼마나 정확하고 효과적으로 검출할 수 있는가가 중요하다. 즉, 상기 반사되는 상기 사용자의 생체 신호에는 상기 사용자의 움직임에 따른 노이즈 또는 상기 심박 신호나 호흡 신호 외의 각종 노이즈가 포함되어 있기 마련이다. 이러한 각종 노이즈를 제거하고 상기 생체 신호로부터 심박 신호 및 호흡 신호를 정확하게 검출하는 것이 중요하다.

종래 기술에 따른 상기 심박 및 호흡 신호 검출 방법으로는 레퍼런스(reference) 신호를 선정하여 심박 및 호흡 신호를 검출하는 방법이 있다. 즉, 검출하고자 하는 심박 및 호흡 신호의 레퍼런스 신호를 미리 설정한 다음, 상기 생체 신호에서 상기 레퍼런스 신호를 제거하면 노이즈 신호만 남게 되므로, 상기 노이즈 신호를 다시 상기 생체 신호로부터 제거함으로써, 심박 신호 및 호흡 신호를 검출할 수 있다.

그러나, 이러한 경우, 레퍼런스 신호가 모든 가능한 주파수 대역의 신호를 모두 포함하고 있어야 하고, 사용자마다 심박 및 호흡 신호의 특성이 서로 유사해야 한다는 가정이 필요하므로 레퍼런스 신호의 설정에 다소 무리가 있다. 또한, 사용자의 신체에 센서를 부착하는 접촉식 신호를 측정하는 것이 아니므로, RF 센서와 사용자의 거리에 따라서 신호의 진폭(amplitude)와 위상(phase)이 수시로 변할 수 있기 때문에, 상기 변화를 보정하기 위한 소정의 적응형 필터(adaptive filter) 계수를 각각 설정해야 한다는 문제점이 있다.

이러한 종래 기술의 문제점에 따라, 상기 레이더를 이용한 사용자의 심박 신호 및 호흡 신호 검출을 보다 정확하고 효율적으로 수행할 수 있는 심박/호흡 측정 장치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 레이더를 통해 사용자로부터 측정한 생체 신호를 선정된(predetermined) 심박 주파수 대역으로 대역 통과 필터링한 후, 상기 대역 통과 필터링한 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 측정하여 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출함으로써, 사용자의 모션 아티팩트(motion artifact)의 영향을 최소화하여 보다 정확하고 간편하게 상기 사용자의 심박 신호를 검출할 수 있는 생체 신호 검출 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 레이더를 통해 사용자로부터 측정한 생체 신호를 선정된(predetermined) 호흡 주파수 대역으로 대역 통과 필터링한 후, 상기 대역 통과 필터링한 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 측정하여 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출함으로써, 사용자의 모션 아티팩트(motion artifact)의 영향을 최소화하여 보다 정확하고 간편하게 상기 사용 자의 호흡 신호를 검출할 수 있는 생체 신호 검출 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 검출한 심박 신호 및 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 이전에 측정한 심박 신호 및 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도와 비교하여 상기 검출한 심박 신호 및 호흡 신호가 정확한 신호인지 여부를 검증함으로써, 보다 정확한 심박 신호 및 호흡 신호 측정을 보장할 수 있는 생체 신호 및 호흡 신호 검출 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 생체 신호 검출 방법은, 사용자로부터 소정의 생체 신호를 측정하는 단계; 상기 생체 신호를 제1 주파수 대역으로 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)하는 단계; 및 상기 대역 통과 필터링된 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출하여, 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 생체 신호 검출 방법은, 사용자로부터 소정의 생체 신호를 측정하는 단계; 상기 생체 신호를 제2 주파수 대역으로 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)하는 단계; 및 상기 대역 통과 필터링된 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출하여, 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 생체 신호 검출 방법은, 사용자로부터 소정의 생체 신호를 측정하는 단계; 상기 생체 신호를 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역으로 각각 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)하여, 제1 주파수 대역 신호 및 제2 주파수 대역 신호를 검출하는 단계; 상기 제1 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출하여, 상기 제1 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출하는 단계; 및 상기 제2 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 산출하여, 상기 제2 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 생체 신호 측정 장치는, 사용자로부터 소정의 생체 신호를 측정하는 센서부; 상기 생체 신호를 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역으로 각각 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)하여, 제1 주파수 대역 신호 및 제2 주파수 대역 신호를 검출하는 필터부; 상기 제1 주파수 대역 신호 및 상기 제2 주파수 대역의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출하는 전력 스펙트럼 밀도 산출부; 상기 제1 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출하고, 상기 제2 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출하는 신호 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 생체 신호 측정 장치는 이동통신 단말기, PDA (Personal Digital Assistant), 휴대형 게임기, MP3 플레이어, PMP (Personal Multimedia Player), DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 단말기 등의 일부 구성으로 구현될 수 있다. 또한, 상기 체지방 측정 장치는 상술한 휴대용 기기에 설치되지 아니하고, 독립적인(stand-alone) 구성을 갖도록 설계될 수도 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 전체 개요를 도시한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템은 크게 생체 신호 검출 센서 IC(110) 및 생체 신호 검출 장치(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 생체 신호 검출 센서 IC(110)는 커플러, 저잡음 증폭기, 믹서, 전력 증폭기, VCO(Voltage Controlled Oscillator), 및 안테나를 포함하여 구성될 수 있다.

생체 신호 검출 센서 IC(110)는 상기 안테나를 통해 사용자의 신체로 레이더 신호를 발진시킨다. 생체 신호 검출 센서 IC(110)는 상기 레이더 신호가 상기 사용자 신체로부터 반사되어 돌아오는 신호인 상기 사용자의 생체 신호를 수신한다.

생체 신호 검출 센서 IC(110)가 수신한 상기 생체 신호는 상기 생체 신호 측정 장치(120)로 전송된다. 생체 신호 측정 장치(120)는 소정의 필터, 증폭기, 및 DSP(Digital Signal Processor) 모듈(이상 도시되지 아니함)을 포함하여 구성될 수 있다. 생체 신호 측정 장치(120)는 상기 생체 신호를 상기 필터를 통해 소정의 대역으로 필터링하고 증폭기를 통해 신호를 증폭한다.

생체 신호 측정 장치(120)는 상기 필터링 및 상기 증폭된 신호를 상기 DSP(Digital Signal Processor) 모듈을 통해 소정의 디지털 신호 처리를 수행하여 상기 생체 신호로부터 상기 사용자의 심박 신호 또는 호흡 신호를 검출한다. 생체 신호 측정 장치(120)는 상기 검출한 상기 사용자의 심박 신호 또는 호흡 신호를 소정의 디스플레이 수단을 통해 상기 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 생체 신호 측정 장치(120는 상기 심박 신호 또는 호흡 신호를 소정의 통신 모듈을 통해 외부의 통신 단말기나 서버로 전송할 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 출력되는 상기 심박 신호 파형 또는 호흡 신호 파형을 통해 사용자는 자신의 심박동수(HR), 심박동수 변화량(HRV) 및 호흡수(RR)를 인지하여 건강 상태를 체크할 수 있다.

도 1에 도시된 본 발명에 따른 생체 신호 측정 시스템은 사용자의 심박 신호 및 호흡 신호뿐만 아니라, 사용자의 모든 생체 기관과 관련된 생체 신호를 모두 측정할 수도 있다. 또한, 상기 생체 신호 측정 시스템은 도 1에서와 같이 레이더 신호를 발진시키는 소정의 도플러(Doppler) 레이더 센서를 통해 사용자의 생체 신호를 측정할 수도 있고, 사용자의 신체에 부착되는 압전 센서와 상기 압전 센서로부터 신호를 무선으로 수신하는 RF 센서를 통해 상기 사용자의 생체 신호를 측정할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 생체 신호 측정 시스템은 사용자의 생체 신호를 측정함에 있어, 당업계에서 널리 사용되는 모든 종류의 센서를 포함하여 구현될 수 있다.

도 1에 도시된 생체 신호 측정 시스템에 있어서, 본 발명의 핵심 포인트는 생체 신호 검출 장치(120)에 있다. 생체 신호 검출 장치(120)는 상술한 바와 같이, 생체 신호 검출 센서 IC(110)를 통해 사용자로부터 측정한 생체 신호로부터 상 기 사용자의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출할 뿐만 아니라, 상기 사용자와 관련된 다양한 종류의 생체 신호를 검출할 수도 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 생체 신호 검출 장치가 사용자의 생체 신호로부터 심박 신호 또는 호흡 신호를 검출하는 구성 및 동작에 대하여 설명하기로 한다. 또한, 이하 도 2에서는 생체 신호 검출 장치가 생체 신호 검출 센서 IC를 포함하는 구성을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 검출 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 검출 장치(200)는 센서부(210), 필터부(220), 전력 스펙트럼 밀도 산출부(230), 신호 검출부(240), 트래킹부(250), 통신부(260), 디스플레이부(270)를 포함하여 구성될 수 있다.

센서부(210)는 사용자로부터 소정의 생체 신호를 측정한다. 도 1을 통해 상술한 바와 같이, 센서부(210)는 사용자의 신체로 레이더 신호를 발진시키고, 상기 레이더 신호가 상기 사용자의 신체로부터 반사되어 돌아오는 신호, 즉, 상기 사용자의 생체 신호를 수신한다. 상기 사용자의 생체 신호 측정을 위하여, 센서부(210)는 도플러 레이더 센서 또는 압전 센서 및 RF 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 센서부(210)는 상기 센서들뿐만 아니라, 사용자의 생체 신호 측정을 위하여 당업계에서 널리 사용되고 있는 다양한 종류의 센서로 각각 구현될 수도 있다.

필터부(220)는 상기 생체 신호를 제1 주파수 대역 또는 제2 주파수 대역으로 각각 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)하여, 제1 주파수 대역 신호 및 제2 주파수 대역 신호를 검출한다. 성가 제1 주파수 대역은 상기 사용자의 심박 신호 주파수 대역을 의미하고, 상기 제2 주파수 대역은 상기 사용자의 호흡 신호 주파수 대역을 의미한다. 즉, 필터부(220)는 상기 생체 신호로부터 상기 사용자의 심박 신호 또는 호흡 신호를 검출하기 위하여, 상기 생체 신호를 상기 제1 주파수 대역 또는 상기 제2 주파수 대역으로 대역 통과 필터링 할 수 있다.

일반적인 사람의 심박수는 1분에 60회 내지 90회로 설정될 수 있고, 호흡수는 1분에 12회 내지 21회로 설정될 수 있다. 이에, 일반적인 심박 신호의 주파수는 1.0Hz 내지 1.5Hz로 추정할 수 있고, 일반적인 호흡 신호의 주파수는 0.2Hz 내지 0.35Hz로 추정할 수 있다.

따라서, 필터부(220)는 상기 생체 신호로부터 상기 사용자의 심박 신호를 검출하기 위하여, 상기 생체 신호를 상기 제1 주파수 대역인 1.0Hz 내지 1.5Hz로 대역 통과 필터링하여, 상기 생체 신호로부터 상기 제1 주파수 대역 신호를 검출할 수 있다. 또한, 필터부(220)는 상기 생체 신호로부터 상기 사용자의 호흡 신호를 검출하기 위하여, 상기 생체 신호를 상기 제2 주파수 대역인 0.2Hz 내지 0.35Hz로 대역 통과 필터링하여, 상기 생체 신호로부터 상기 제2 주파수 대역 신호를 검출할 수 있다.

상기 심박 신호의 주파수 대역(제1 주파수 대역) 및 상기 호흡 신호의 주파수 대역(제2 주파수 대역)은 설명의 편의를 위하여 일반적인 사람의 심박수 및 호흡수를 고려하여 설정한 일례일 뿐, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대 역은 당업자의 판단에 따라 보다 다양한 값으로 설정될 수 있음은 자명하다.

이와 같이, 생체 신호로부터 심박 신호 또는 호흡 신호를 추정하기 위한 상기 제1 주파수 대역 또는 상기 제2 주파수 대역은 일반적인 사람의 심박수 또는 호흡수를 고려하여 설정될 수 있다.

또한, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역은 소정의 사용자 칼리브레이션(calibration)을 통해 설정될 수도 있다. 즉, 상기 사용자가 질병에 걸리지 않고 운동 또한 수행하지 않고 가만히 있는 평온 상태에서, 상기 사용자의 심박수 또는 호흡수를 측정하고, 상기 평온 상태에서 측정한 상기 심박수 및 상기 호흡수를 고려하여 상기 제1 주파수 대역 또는 상기 제2 주파수 대역을 설정할 수 있다. 사용자가 다수일 경우, 상기 제1 주파수 대역 또는 상기 제2 주파수 대역은 사용자 별로 각각 다른 값을 갖도록 설정될 수 있다.

이러한 경우, 각 사용자의 고유한 신체 특성을 고려하여 상기 제1 주파수 대역 또는 상기 제2 주파수 대역을 설정하므로, 상기 생체 신호로부터 사용자 별 신체 특성에 따른 심박 신호 또는 호흡 신호를 보다 정확하게 검출할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

전력 스펙트럼 밀도 산출부(230)는 상기 제1 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출한다. 즉, 전력 스펙트럼 밀도 산출부(230)는 필터부(220)가 상기 생체 신호를 상기 제1 주파수 대역으로 대역 통과 필터링한 상기 제1 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 산출한다.

또한, 전력 스펙트럼 밀도 산출부(230)는 상기 제2 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 산출한다. 즉, 전력 스펙트럼 밀도 산출부(230)는 필터부(220)가 상기 생체 신호를 상기 제2 주파수 대역으로 대역 통과 필터링한 상기 제2 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 산출한다. 이러한 상기 각 신호의 전력 스펙트럼 밀도의 산출을 위하여, 전력 스펙트럼 밀도 산출부(230)는 전력 스펙트럼 밀도 산출 알고리즘을 포함하는 소정의 소프트웨어 모듈을 포함하도록 구현될 수 있다.

신호 검출부(240)는 제1 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출하고, 상기 제2 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출한다.

보다 상세하게, 신호 검출부(240)는 상기 제1 주파수 대역 신호로부터 상기 사용자의 심박 신호를 검출하기 위하여, 상기 제1 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역을 검출한다. 예를 들어, 상기 전력 스펙트럼 밀도의 산출에 따라 상기 제1 주파수 대역 신호는 제1-1 주파수 대역 신호, 제1-2 주파수 대역 신호, 및 제1-3 주파수 대역 신호로 구분될 수 있다. 이 때, 신호 검출부(240)는 상기 제1-1 주파수 대역 신호, 상기 제1-2 주파수 대역 신호, 및 상기 제1-3 주파수 대역 신호의 각 전력 스펙트럼 밀도값을 서로 비교하여, 최대의 전력 스펙트럼 밀도값을 갖는 주파수 대역 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출할 수 있다.

또한, 신호 검출부(240)는 상기 제2 주파수 대역 신호로부터 상기 사용자의 호흡 신호를 검출하기 위하여, 상기 제2 주파수 대역 중 최대의 전력 스펙트럼 밀 도를 갖는 주파수 대역을 검출한다. 예를 들어, 상기 전력 스펙트럼 밀도의 산출에 따라 상기 제2 주파수 대역 신호를 제2-1 주파수 대역 신호, 제2-2 주파수 대역 신호, 및 제2-3 주파수 대역 신호로 구분될 수 있다. 이 때, 신호 검출부(240)는 상기 제2-1 주파수 대역 신호, 상기 제2-2 주파수 대역 신호, 및 상기 제2-3 주파수 대역 신호의 각 전력 스펙트럼 밀도값을 서로 비교하여, 최대의 전력 스펙트럼 밀도값을 갖는 주파수 대역 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출할 수 있다.

이와 같이, 신호 검출부(240)는 상기 제1 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도 최대값에 따라, 상기 제1 주파수 대역 신호로부터 상기 사용자의 심박 신호를 검출해 낼 수 있다. 또한, 신호 검출부(240)는 상기 제2 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도 최대값에 따라, 상기 제2 주파수 대역 신호로부터 상기 사용자의 호흡 신호를 검출해 낼 수 있다. 따라서, 전력 스펙트럼 밀도의 산출 동작만으로도 상기 사용자의 심박 신호 또는 호흡 신호를 검출하므로, 보다 간단한 구성 및 동작만으로도 보다 정확하게 상기 사용자의 생체 신호로부터 심박 신호 또는 호흡 신호를 검출할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

트래킹부(250)는 신호 검출부(240)가 검출한 상기 심박 신호 또는 호흡 신호가 상기 사용자의 정확한 심박 신호인지 여부를 검증하는 동작을 수행한다. 트래킹부(250)는 상기 검출한 심박 신호 또는 호흡 신호를 이전에 검출한 상기 사용자의 심박 신호 또는 호흡 신호와 비교함으로써, 상기 검증 동작을 수행할 수 있다.

보다 상세하게, 트래킹부(250)는 상기 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 제1 임계값과 비교한다. 상기 제1 임계값은 이전 검출한 상기 사용자 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 임계값은 상기 이전 검출한 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값의 80% 값으로 설정될 수 있다.

일반적으로 심박은 사망하지 않는 이상 사람의 의지에 따라 멈춰지는 것이 불가능하므로, 상기 심박 신호는 항상 일정한 파워를 유지하는 특성이 있다. 따라서, 상기 검출한 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도가 이전 검출한 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도와 소정의 오차 범위 내에서 서로 유사한 값을 가져야 상기 심박 신호가 정상적으로 검출된 심박 신호인 것으로 인증할 수 있다. 만일, 상기 검출한 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도가 이전 검출한 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도보다 아주 작은 값을 갖는다면, 이는 상기 검출한 심박 신호가 상기 사용자의 정확한 심박 신호가 아닌 노이즈 신호인 것으로 판단할 수 있다.

이에, 트래킹부(250)는 상기 검출한 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 상기 제1 임계값과 비교한 후, 상기 검출한 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 제1 임계값 이상인 경우, 상기 검출한 심박 신호가 상기 사용자의 정확한 심박 신호인 것으로 인증한다. 상기 제1 임계값은 상술한 바와 같이, 상기 이전 검출한 심박 신호 전력 스펙트럼 밀도값의 80% 값으로 설정될 수도 있고, 당업자의 판단에 따라 보다 다양한 값으로 설정될 수도 있다.

만일, 상기 검출한 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 제1 임계값 미만인 경우, 트래킹부(250)는 상기 검출한 심박 신호가 상기 사용자의 심박 신호가 아닌 노이즈 신호인 것으로 판단하여 상기 사용자로 하여금 재측정을 유도하는 소정의 알람 신호를 생성하여 상기 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 상기 검출한 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 제1 임계값 미만인 경우, 트래킹부(250)는 상기 사용자의 심장 활동이 비정상인 것으로 판단하여, 건강 상태의 위험을 알리는 소정의 알람 신호를 생성하여 상기 사용자에게 제공하거나, 상기 알람 신호를 통신부(270)를 통해 원격에 위치한 의료 기관 서버 또는 주치의 단말기로 전송할 수도 있다.

상기 심박 신호의 검증 동작과 더불어, 트래킹부(250)는 상기 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 제2 임계값과 비교한다. 상기 제2 임계값은 이전 검출한 상기 사용자 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 임계값은 상기 이전 검출한 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값의 80% 값으로 설정될 수도 있고, 당업자의 판단에 따라 보다 다양한 값으로 설정될 수도 있다.

트래킹부(250)는 상기 검출한 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 제2 임계값 이상인 경우, 상기 검출한 호흡 신호가 상기 사용자의 정확한 호흡 신호인 것으로 인증한다. 그러나, 상기 검출한 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 제2 임계값 미만인 경우, 트래킹부(250)는 상기 사용자가 무호흡 상태인 것으로 판단할 수 있다.

심박의 경우와 달리, 호흡은 사용자가 일시적으로 강제로 멈추는 것이 가능하므로, 트래킹부(250)는 상기와 같은 경우 상기 사용자가 무호흡 상태인 것으로 우선 판단하여 상기 사용자에게 재측정을 유도할 수도 있다. 그러나, 상기 무호흡 상태가 여러 번 지속되는 경우, 트래킹부(250)는 상기 사용자의 무호흡 상태를 알 리는 소정의 알람 신호를 생성하여 통신부(260)를 통해 소정의 의료 기관 서버 또는 주치의 단말기로 전송할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 이전 측정한 상기 사용자의 심박 신호 또는 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값의 유지를 위하여, 트래킹부(250)는 소정의 메모리 수단(도시되지 아니함)을 포함하도록 구성될 수 있다.

통신부(260)는 상기 검출한 상기 사용자의 심박 신호 또는 호흡 신호를 소정의 서버 또는 단말기로 전송한다. 예를 들어, 통신부(260)는 상기 심박 신호 또는 호흡 신호를 근거리에 위치한 소정의 서버 또는 단말기로 전송할 수도 있고, 상술한 바와 같이, 원격에 위치한 소정의 의료 기관 서버 또는 주치의 단말기로 전송할 수도 있다. 이러한 외부 서버 또는 외부 단말기로의 상기 심박 신호 또는 호흡 신호의 전송을 위하여, 통신부(260)는 블루투스(Bluetooth), 지그비(zigbee) 등의 각종 근거리 통신을 지원하는 근거리 통신 모듈을 모두 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 생체 신호 검출 장치(200)가 소정의 이동통신 단말기의 일부 구성으로 구현되는 경우, 통신부(200)는 상기 이동통신 단말기의 이동통신 모듈, 예를 들어 CDMA 모듈, HSDPA 모듈, 또는 와이브로 모듈 등으로 구현될 수 있다.

디스플레이부(270)는 상기 심박 신호 또는 호흡 신호를 상기 사용자에게 디스플레이 한다. 상기 심박 신호 또는 호흡 신호의 디스플레이를 위하여, 디스플레이부(270)는 STN(Super Twisted Nematic) LCD, TFT(Thin Film Transistor) LCD, 유기 EL(Electroluminescent) LCD 등을 포함하여 구성될 수 있다. 또한 디스플레이부(270)는 상기와 같이 LCD 뿐만 아니라 CRT(Cathode-Ray Tube), PDP (Plasma Display Panel) 등을 포함할 수도 있다.

지금까지 도 1 및 도 2를 통해 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 검출 장치의 구성 및 상기 구성에 따른 생체 신호 검출 방법에 대하여 설명하였다. 이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 상기 생체 신호 검출 장치에 의해 수행되는 본 발명의 일실시예에 따른 심박 신호 검출 방법, 호흡 신호 검출 방법, 및 심박/호흡 신호 검출 방법의 흐름에 대하여 간략하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법은 사용자의 심박 신호를 검출하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 생체 신호 검출 장치는 사용자로부터 소정의 생체 신호를 측정한다(단계(311)). 상기 생체 신호 검출 장치는 소정의 도플러 레이더 센서 또는 소정의 압전 센서 및 RF 센서를 통해 상기 사용자로부터 근거리에서 무선으로 상기 생체 신호를 측정할 수 있다.

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 생체 신호를 제1 주파수 대역으로 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)한다(단계(312)). 상기 제1 주파수 대역은 통상적인 사람의 심박 주파수 대역인 1.0Hz 내지 1.5Hz으로 설정될 수도 있고, 평온 상태의 상기 사용자로부터 선정된(predetermined) 시간 동안 측정한 심박수를 통해 소정의 대역으로 설정될 수도 있다.

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 제1 주파수 대역으로 대역 통과 필터링된 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출한다(단계(313)). 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 제1 주파수 대역 신호 중에서 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출한다(단계(314)).

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 소정의 임계값과 비교한다(단계(315)). 단계(315)에서, 상기 임계값은 이전 측정한 상기 사용자 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도 값의 80% 값으로 설정될 수 있다. 상기 비교 결과, 상기 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 임계값 미만인 경우(단계(316)), 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 사용자에게 재측정을 요구하는 소정의 알람(Alarm) 신호를 제공한다(단계(317)).

단계(317)에서, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 사용자의 심박이 비정상인 것으로 판단하여 상기 사용자가 위험 상태임을 알리는 알람 신호를 생성하여 원격에 위치한 소정의 의료기관 서버 또는 주치의 단말기로 전송할 수도 있다.

단계(316)에서, 상기 비교 결과 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 생체 신호 검출 장치는 단계(314)에서 검출한 상기 심박 신호가 상기 사용자의 정확한 심박 신호인 것으로 판단하여(단계(318)), 소정의 디스플레이 수단을 통해 상기 사용자에게 상기 심박 신호를 디스플레이한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법은 사용자의 호흡 신호를 검출하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 생체 신호 검출 장치 는 사용자로부터 소정의 생체 신호를 측정한다(단계(411)). 상기 생체 신호 검출 장치는 소정의 도플러 레이더 센서 또는 소정의 압전 센서 및 RF 센서를 통해 상기 사용자로부터 근거리에서 무선으로 상기 생체 신호를 측정할 수 있다.

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 생체 신호를 제2 주파수 대역으로 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)한다(단계(412)). 상기 제2 주파수 대역은 통상적인 사람의 호흡 주파수 대역인 0.2Hz 내지 0.35Hz으로 설정될 수도 있고, 평온 상태의 상기 사용자로부터 선정된(predetermined) 시간 동안 측정한 호흡수를 통해 소정의 대역으로 설정될 수도 있다.

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 제2 주파수 대역으로 대역 통과 필터링된 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출한다(단계(413)). 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 제2 주파수 대역 신호 중에서 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출한다(단계(414)).

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 소정의 임계값과 비교한다(단계(415)). 단계(415)에서, 상기 임계값은 이전 측정한 상기 사용자 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도 값의 80% 값으로 설정될 수 있다. 상기 비교 결과, 상기 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 임계값 미만인 경우(단계(416)), 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 사용자가 무호흡 상태인 것으로 판단한다(단계(417)).

단계(417)에서, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 무호흡 상태인 상기 사용 자에게 재측정을 요구하는 소정의 알람(Alarm) 신호를 제공할 수도 있다. 또한, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 사용자의 무호흡 상태가 지속되는 경우, 상기 사용자가 위험 상태임을 알리는 알람 신호를 생성하여 원격에 위치한 소정의 의료기관 서버 또는 주치의 단말기로 전송할 수도 있다.

단계(416)에서, 상기 비교 결과 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 생체 신호 검출 장치는 단계(414)에서 검출한 상기 호흡 신호가 상기 사용자의 정확한 호흡 신호인 것으로 판단하여(단계(418)), 소정의 디스플레이 수단을 통해 상기 사용자에게 상기 호흡 신호를 디스플레이한다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법은 사용자의 심박 신호 및 호흡 신호를 동시에 검출하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 생체 신호 검출 장치는 사용자로부터 소정의 생체 신호를 측정한다(단계(511)). 상기 생체 신호 검출 장치는 소정의 도플러 레이더 센서 또는 소정의 압전 센서 및 RF 센서를 통해 상기 사용자로부터 근거리에서 무선으로 상기 생체 신호를 측정할 수 있다.

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 생체 신호를 제1 주파수 대역으로 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)한다(단계(512)). 상기 제1 주파수 대역은 통상적인 사람의 심박 주파수 대역인 1.0Hz 내지 1.5Hz으로 설정될 수도 있고, 평온 상태의 상기 사용자로부터 선정된(predetermined) 시간 동안 측정한 심박수를 통해 소정의 대역으로 설정될 수도 있다.

또한, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 생체 신호를 제2 주파수 대역으로 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)한다(단계(513)). 상기 제2 주파수 대역은 통상적인 사람의 호흡 주파수 대역인 0.2Hz 내지 0.35Hz으로 설정될 수도 있고, 평온 상태의 상기 사용자로부터 선정된(predetermined) 시간 동안 측정한 호흡수를 통해 소정의 대역으로 설정될 수도 있다.

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 제1 주파수 대역으로 대역 통과 필터링된 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출한다(단계(514)). 또한, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 제2 주파수 대역으로 대역 통과 필터링된 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출한다(단계(515)).

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 제1 주파수 대역 신호 중에서 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출한다(단계(516)). 또한, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 제2 주파수 대역 신호 중에서 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출한다(단계(517)).

상기 생체 신호 검출 장치는 상기 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 제1 임계값과 비교한다(단계(518)). 단계(518)에서, 상기 제1 임계값은 이전 측정한 상기 사용자 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도 값의 80% 값으로 설정될 수 있다. 상기 비교 결과, 상기 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 임계값 미만인 경우(단계(520)), 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 사용자에게 재측정을 요구하는 소정의 알람(Alarm) 신호를 제공한다(단계(522)). 단계(522)에서, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 사용자의 심박이 비정상인 것으로 판단하여 상기 사용자가 위험 상태임을 알리는 알람 신호를 생성하여 원격에 위치한 소정의 의료기관 서버 또는 주치의 단말기로 전송할 수도 있다.

단계(520)에서, 상기 비교 결과 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 생체 신호 검출 장치는 단계(516)에서 검출한 상기 심박 신호가 상기 사용자의 정확한 심박 신호인 것으로 판단하여(단계(523)), 소정의 디스플레이 수단을 통해 상기 사용자에게 상기 심박 신호를 디스플레이한다.

또한, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 제2 임계값과 비교한다(단계(519)). 단계(519)에서, 상기 제2 임계값은 이전 측정한 상기 사용자 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도 값의 80% 값으로 설정될 수 있다. 상기 비교 결과, 상기 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 임계값 미만인 경우(단계(521)), 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 사용자가 무호흡 상태인 것으로 판단한다(단계(524)).

단계(524)에서, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 무호흡 상태인 상기 사용자에게 재측정을 요구하는 소정의 알람(Alarm) 신호를 제공할 수도 있다. 또한, 상기 생체 신호 검출 장치는 상기 사용자의 무호흡 상태가 지속되는 경우, 상기 사용자가 위험 상태임을 알리는 알람 신호를 생성하여 원격에 위치한 소정의 의료기관 서버 또는 주치의 단말기로 전송할 수도 있다.

단계(521)에서, 상기 비교 결과 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 생체 신호 검출 장치는 단계(517)에서 검출한 상기 호흡 신호가 상기 사용자의 정확한 호흡 신호인 것으로 판단하여(단계(525)), 소정의 디스플레이 수단을 통해 상기 사용자에게 상기 호흡 신호를 디스플레이한다.

비록 간단히 설명하였으나, 도 3 내지 도 5를 통해 설명한 본 발명의 각 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법들은 도 1 및 도 2를 통해 설명한 본 발명에 따른 생체 신호 검출 장치의 구성 및 동작을 모두 포함하여 구현될 수 있음은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

또한, 본 발명에 따른 생체 신호 검출 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같 은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명의 생체 신호 검출 장치 및 그 방법에 따르면, 레이더를 통해 사용자로부터 측정한 생체 신호를 선정된(predetermined) 심박 주파수 대역으로 대역 통과 필터링한 후, 상기 대역 통과 필터링한 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 측정하여 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출함으로써, 사용자의 모션 아티팩트(motion artifact)의 영향을 최소화하여 보다 정확하고 간편하게 상기 사용자의 심박 신호를 검출할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 생체 신호 검출 장치 및 그 방법에 따르면, 레이더를 통해 사용자로부터 측정한 생체 신호를 선정된(predetermined) 호흡 주파수 대역으로 대역 통과 필터링한 후, 상기 대역 통과 필터링한 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 측정 하여 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출함으로써, 사용자의 모션 아티팩트(motion artifact)의 영향을 최소화하여 보다 정확하고 간편하게 상기 사용자의 호흡 신호를 검출할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 생체 신호 검출 장치 및 그 방법에 따르면, 상기 검출한 심박 신호 및 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도를 이전에 측정한 심박 신호 및 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도와 비교하여 상기 검출한 심박 신호 및 호흡 신호가 정확한 신호인지 여부를 검증함으로써, 보다 정확한 심박 신호 및 호흡 신호 측정을 보장할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

사용자로부터 생체 신호를 측정하는 단계;

상기 생체 신호를 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에 대하여 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)하는 단계; 및

상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역에 대하여 상기 대역 통과 필터링된 신호들 각각의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출하는 단계;

상기 제1 주파수 대역에서 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출하고, 상기 제2 주파수 대역에서 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출하는 단계

를 포함하고,

상기 제1 주파수 대역은 평온 상태의 상기 사용자로부터 선정된(predetermined) 시간 동안 측정한 심박수를 통해 설정되고, 상기 제2 주파수 대역은 평온 상태의 상기 사용자로부터 선정된(predetermined) 시간 동안 측정한 호흡수를 통해 설정되는 것을 특징으로 하는 생체 신호 검출 방법.
제1항에 있어서,

상기 생체 신호는 도플러 레이더 센서 또는 압전 센서 및 RF 센서를 통해 상기 사용자로부터 검출되는 것을 특징으로 하는 생체 신호 검출 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 주파수 대역은 1.0Hz 내지 1.5Hz 범위의 주파수 대역이고, 상기 제2 주파수 대역은 0.2Hz 내지 0.35Hz 범위의 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 생체 신호 검출 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 미리 설정된 제1 임계값과 비교하고, 상기 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 미리 설정된 제2 임계값과 비교하는 단계; 및

상기 비교 결과 상기 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 제1 임계값 미만인 경우, 알람(Alarm) 신호를 제공하고, 상기 비교 결과 상기 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 제2 임계값 미만인 경우, 상기 사용자가 무호흡 상태인 것으로 판단하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 검출 방법.
제5항에 있어서,

상기 제1 임계값은 이전 측정한 상기 사용자 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도 값의 80% 값으로 설정되고, 상기 제2 임계값은 이전 측정한 상기 사용자 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도 값의 80% 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 생체 신호 검출 방법.
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제1항, 제2항, 제3항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
사용자로부터 생체 신호를 측정하는 센서부;

상기 생체 신호를 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역으로 각각 대역 통과 필터링(BPF: Band Pass Filtering)하여, 제1 주파수 대역 신호 및 제2 주파수 대역 신호를 검출하는 필터부;

상기 제1 주파수 대역 신호 및 상기 제2 주파수 대역 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectrum Density)를 산출하는 전력 스펙트럼 밀도 산출부;

상기 제1 주파수 대역에서 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 심박 신호로 검출하고, 상기 제2 주파수 대역에서 최대의 전력 스펙트럼 밀도를 갖는 주파수 대역의 신호를 상기 사용자의 호흡 신호로 검출하는 신호 검출부

를 포함하고,

상기 제1 주파수 대역은 평온 상태의 상기 사용자로부터 선정된(predetermined) 시간 동안 측정한 심박수를 통해 설정되고, 상기 제2 주파수 대역은 평온 상태의 상기 사용자로부터 선정된(predetermined) 시간 동안 측정한 호흡수를 통해 설정되는 것을 특징으로 하는 생체 신호 검출 장치.
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제20항에 있어서,

상기 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 제1 임계값과 비교하여, 상기 비교 결과 상기 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 제1 임계값 미만인 경우, 알람(Alarm) 신호를 생성하고, 상기 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값을 제2 임계값과 비교하여, 상기 비교 결과 상기 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값이 상기 제2 임계값 미만인 경우, 상기 사용자가 무호흡 상태인 것으로 판단하는 트래킹(tracking)부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 검출 장치.
제24항에 있어서,

상기 트래킹부는 이전 측정한 상기 사용자 심박 신호의 전력 스펙트럼 밀도값의 80% 값으로 상기 제1 임계값을 설정하고, 이전 측정한 상기 사용자 호흡 신호의 전력 스펙트럼 밀도값의 80% 값으로 상기 제2 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 검출 장치.