KR101107490B1 - Peak heartbeat detection system and its method - Google Patents

Peak heartbeat detection system and its method Download PDF

Info

Publication number
KR101107490B1
KR101107490B1 KR1020100016415A KR20100016415A KR101107490B1 KR 101107490 B1 KR101107490 B1 KR 101107490B1 KR 1020100016415 A KR1020100016415 A KR 1020100016415A KR 20100016415 A KR20100016415 A KR 20100016415A KR 101107490 B1 KR101107490 B1 KR 101107490B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
peak
threshold level
abnormal state
unit
signal
Prior art date
Application number
KR1020100016415A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110096892A (en
Inventor
조준동
고형석
김용준
박득현
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020100016415A priority Critical patent/KR101107490B1/en
Publication of KR20110096892A publication Critical patent/KR20110096892A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101107490B1 publication Critical patent/KR101107490B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/363Detecting tachycardia or bradycardia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7253Details of waveform analysis characterised by using transforms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7275Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor

Abstract

본 발명은 원 칩 형태로 심장 질환자의 체내에 삽입되어 심장 질환을 검출하는 피크 심장 박동 검출 시스템에 관한 것으로, 특히 고속으로 빈맥성 이상상태 또는 서맥성 이상상태를 판단할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 피크 검출 모듈을 통해 심실 또는 심방 신호를 센싱하여 피크를 검출하고, 검출된 피크 정보를 통해 심장의 이상상태를 판단한다. 좀더 자세하게, 본 발명은 검출된 피크의 문턱 레벨이 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과시간을 측정하여 빈맥성 이상상태 유무를 판단하고, 최소 문턱 레벨 유지 시간을 이용하여 서맥성 이상상태 유무를 빠르게 판단함으로써 하나의 심장 박동 검출 시스템에서 빈맥성 이상상태와 서맥성 이상상태를 모두 판단할 수 있다.
The present invention relates to a peak heart rate detection system inserted into the body of a heart disease patient in the form of a single chip, and more particularly to a system capable of determining tachycardia or bradycardia.
The present invention detects a peak by sensing a ventricular or atrial signal through a peak detection module, and determines an abnormal state of the heart based on the detected peak information. More specifically, the present invention is to determine the presence of tachycardia abnormality by measuring the elapsed time after the threshold level of the detected peak is out of the minimum threshold level, by quickly determining the presence of bradycardia abnormality using the minimum threshold level retention time The cardiac rhythm detection system can detect both tachycardia and bradycardia.

Description

피크 심장 박동 검출 시스템 및 방법{PEAK HEARTBEAT DETECTION SYSTEM AND ITS METHOD}Peak heart rate detection system and method {PEAK HEARTBEAT DETECTION SYSTEM AND ITS METHOD}

본 발명은 하나의 시스템을 사용하여 고속으로 심장의 빈맥성 이상상태와 서맥성 이상상태를 인식하는 피크 심장 박동 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a peak heart rate detection system and method for recognizing tachycardia and bradycardia in a heart at high speed using a single system.

일반적으로 심장 질환 중 하나인 부정맥(서맥성, 빈맥성) 치료를 위한 생체 전위 측정용 원칩(one chip) 기능이 구비된 심박동 신호를 감지하는 시스템은 한 쌍의 전기 리드를 심장의 위에 혹은 신체상에 부착하여 심장박동을 검출하고 그에 대응한 전기자극을 발생하는 시스템을 말한다.In general, a system for detecting a heartbeat signal equipped with a one-chip function for measuring biopotential for the treatment of arrhythmia (thermocardia and tachycardia), which is one of heart diseases, has a pair of electrical leads placed on the heart or on the body. It refers to a system that attaches to detect a heartbeat and generates electrical stimulation corresponding thereto.

또한, 이러한 심박 신호 검출 시스템에 관한 일 예가 일본 공개 특허공보 평 08-229013호, 대한민국 공개 특허공보 2002-0028539호 등에 개시되어 있다.In addition, an example of such a heartbeat signal detection system is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 08-229013, Korean Unexamined Patent Publication No. 2002-0028539, and the like.

상기 일본 공개 특허공보 평 08-229013호에는 도 1에 도시된 바와 같이 심박 신호 검출 시스템이 맥파 센서(100)로부터 출력을 증폭하는 증폭기(110), 맥파의 저주파 성분을 통과시키는 저역 통과 필터(LPF) (120), LPF신호를 일정한 주기마다 샘플링하여 표본화하는 샘플 홀드 회로(130), 아날로그 신호를 디지털화하는 A/D변환부(140), A/D변환부의 출력을 입력으로 하는 CPU(150), CPU의 입력 수단인 키보드(160), 클락 발생기와 계수기를 구비한 타이머(170), ROM과 RAM으로 구성된 메모리(180)와 CPU(150)로부터 산출결과를 출력하는 출력장치(190)로 구성되고, 심전계를 이용하는 일 없이 심전도 R-R 간격 및 그 변동을 확실하게 추계할 수 있다고 기재되어 있다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-229013, as shown in FIG. 1, a heartbeat signal detection system includes an amplifier 110 for amplifying an output from a pulse wave sensor 100 and a low pass filter for passing low frequency components of pulse wave. 120, a sample hold circuit 130 for sampling and sampling the LPF signal at regular intervals, an A / D converter 140 for digitizing an analog signal, and a CPU 150 for inputting an output of the A / D converter. And a keyboard 160 which is an input means of the CPU, a timer 170 having a clock generator and a counter, a memory 180 including ROM and RAM, and an output device 190 for outputting a calculation result from the CPU 150. It is described that the electrocardiogram RR interval and its variation can be estimated with certainty without using an electrocardiograph.

이 장치에 의하면, 맥파 R-R 간격, 평균 맥파 R-R 간격, 맥파 R-R 간격 표준 편차를 용이하게 얻을 수 있고, 맥파의 전해지는 속도는 매우 빠르고 심장 치는 것과 대부분 동시에 체중에 전해지기 때문에 맥파 R-R의 간격은 심전도 R-R 간격과 등가라고 제시하고 있다.According to this device, the pulse wave RR interval, the average pulse wave RR interval, and the pulse wave RR interval standard deviation can be easily obtained, and the pulse wave RR interval is electrocardiogram because the pulse wave propagation speed is very fast and is transmitted to the body at the same time as the heart beat. It is equivalent to the RR interval.

상기 대한민국 공개 특허공보 2002-0028539호에는 도 2에 도시된 바와 같이 전극부(210), 증폭 필터부(220), 파형 정형부(230), 맥박 신호 송신부(240)의 구성으로 인체의 심장박동에 의한 심전 신호를 이용하여 착용자의 건강상태를 24시간 감시하고, 수집하여 착용자의 건강상태를 관리하기 위한 맥박 감지 장치 및 자동 구급 통보 시스템에 관한 것이다. 상기 특허공보에는 인체의 심장박동에 의해 발생 되는 심전 신호를 검출하여 맥박수를 측정하는 심전 검출 방식을 적용하여, 사용자의 건강 상태를 24시간 관리할 수 있음과 동시에 이상 발생시에 자동으로 응급신호를 발생하여 구급하는 것에 대해 개시되어 있다.The Korean Laid-Open Patent Publication No. 2002-0028539 discloses a heartbeat of a human body by configuring an electrode unit 210, an amplifying filter unit 220, a waveform shaping unit 230, and a pulse signal transmitting unit 240 as shown in FIG. 2. The present invention relates to a pulse detection device and an automatic first aid notification system for monitoring a wearer's health by using an electrocardiogram signal for 24 hours and collecting and managing the wearer's health. The patent publication applies an electrocardiogram detection method that detects an electrocardiogram signal generated by a human heart pulsation and measures a pulse rate, thereby managing a user's health condition 24 hours and automatically generating an emergency signal when an abnormality occurs. It is disclosed about first aid.

즉 상기 시스템은 일정기간 동안 맥박 데이터를 메모리에 저장하였다가 데이터 수집기를 이용하여 데이터를 수집하고 데이터베이스화하여 건강상태를 분석 후 미연에 적절한 조치를 취하는 것을 제시하고 있다.That is, the system suggests that pulse data is stored in a memory for a certain period of time, and then data are collected using a data collector and databased to analyze the state of health and then take appropriate measures.

그러나, 상술한 일본 공개 특허공보 평 08-229013호는 심전도 신호를 A/D변환함에 있어서 설정한 문턱 전압 이상은 모두 샘플링하는 방식으로 전력 소모가 많다는 문제점이 있다. 상기 대한민국 공개 특허공보 2002-0028539호는 맥박 신호를 증폭 필터부에 의하여 잡음제거를 하므로 증폭 필터부의 잡음에 대한 회로동작으로 인한 전력 소모가 많다는 문제가 있었다.
However, the above-described Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-229013 has a problem in that power consumption is high by sampling all of the threshold voltage or more set in A / D conversion of the ECG signal. Since the Republic of Korea Patent Publication No. 2002-0028539 removes the pulse signal by the amplification filter unit, there is a problem that the power consumption due to the circuit operation on the noise of the amplification filter unit is high.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 입력된 패턴에 의한 적응 패턴을 감지용 문턱 레벨을 이용하여 심실의 신호에 영향을 받지 않고 심방 신호를 검출함에 따라 저 전력으로 심장의 박동을 센싱하여 심장질환 관련 질병을 인식할 수 있는 피크 심장 박동 검출 시스템 및 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art, the heartbeat is sensed at low power by detecting the atrial signal without being affected by the ventricular signal by using the threshold level for detecting the adaptive pattern by the input pattern. It is an object of the present invention to provide a peak heart rate detection system and method capable of recognizing a disease-related disease.

또한, 본 발명은 이상상태 판단부를 사용하여 빈맥성 이상상태와 서맥성 이상상태를 고속으로 판단할 수 있는 피크 심장 박동 검출 시스템 및 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
In addition, an object of the present invention is to provide a peak heart rate detection system and method that can determine the tachycardia abnormality and bradycardia abnormality at high speed by using the abnormal state determination unit.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 심박동 신호를 센싱하여 검출된 신호를 통해 심장의 이상상태 즉, 빈맥성 부정맥과 서맥성 부정맥을 고속으로 판단할 수 있는 피크 심장 박동 검출 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
In order to achieve the above object, the present invention can provide a peak heart rate detection system and method that can quickly determine the abnormal state of the heart, that is, tachyarrhythmias and bradycardia arrhythmias through a signal detected by sensing a heartbeat signal have.

본 발명에서 원 칩 형태로 심장 질환자의 체내에 삽입되어 심장 질환을 검출하는 피크 심장 박동 검출 시스템에 있어서, 심실 또는 심방 신호를 센싱하여 피크를 검출하는 피크 검출 모듈, 및 상기 검출된 피크를 수신하여 심장의 이상상태를 고속으로 판단하는 이상상태 판단부를 포함하며, 상기 검출된 피크를 통해 피크 정보를 추출하여 심장의 질병을 판단하는 증상 판단 모듈을 포함할 수 있다.
In the present invention, a peak heart rate detection system inserted into the body of a heart disease patient in the form of a single chip and detecting heart disease, comprising: a peak detection module for detecting a peak by sensing a ventricular or atrial signal, and receiving the detected peak The apparatus may include an abnormal state determination unit configured to determine an abnormal state of the heart at high speed, and include a symptom determination module to determine the disease of the heart by extracting peak information through the detected peak.

본 발명에서 상기 피크 검출 모듈은 설정된 최소 문턱 레벨 이상의 피크를 검출하는 것으로, 상기 피크 검출 이후 100ms 경과 후 피크 레벨의 75% 되는 레벨부터 문턱 레벨을 매초 5 레벨씩 감소시킬 수 있다.
In the present invention, the peak detection module detects a peak above a set minimum threshold level, and may reduce the threshold level by 5 levels every second from a level that is 75% of the peak level after 100 ms after the peak detection.

본 발명에서 상기 피크 검출 모듈은, 심실 또는 심방 신호를 센싱하는 센싱부, 상기 센싱 된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부, 및 상기 디지털 신호로 변환된 심실 또는 심방 신호의 피크를 검출하는 피크 검출부를 포함할 수 있다.
In the present invention, the peak detection module includes a sensing unit for sensing a ventricular or atrial signal, an analog-digital converter for converting the sensed analog signal into a digital signal, and a peak of the ventricular or atrial signal converted into the digital signal. It may include a peak detector for detecting.

본 발명에서 상기 증상 판단 모듈은, 상기 피크 검출부에서 검출된 피크를 수신하여, 최소 문턱 진입 간격을 통해 빈맥성 이상상태 또는 서맥성 이상상태를 판단하는 이상상태 판단부, 상기 피크 검출부에서 검출된 피크로부터 피크 정보를 추출하여 저장하는 적응 패턴부, 상기 피크 정보를 통해 심실 및 심방의 상태를 평가하는 평가부, 및 상기 이상상태 판단부의 결과 및 상기 평가부에 의해 평가된 정보에 따라 질병 여부를 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.
In the present invention, the symptom determination module is configured to receive a peak detected by the peak detection unit, an abnormal state determination unit that determines a tachycardia or bradycardia abnormal state through a minimum threshold entry interval, and the peak detected by the peak detection unit. An adaptive pattern unit for extracting and storing peak information from the apparatus, an evaluator for evaluating the state of the ventricles and the atria through the peak information, and determining the disease according to the result of the abnormal state determination unit and the information evaluated by the evaluator It may include a determination unit.

본 발명에서 상기 이상 상태 판단부는, 문턱 레벨을 조정하여 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과 시간 또는 최소 문턱 레벨 유지 시간을 계산하여 빈맥성 이상상태 또는 서맥성 이상상태를 고속으로 판단할 수 있다. In the present invention, the abnormal state determination unit may determine the tachycardia or bradycardia abnormal state at high speed by adjusting the threshold level to calculate the elapsed time after the minimum threshold level departure or the minimum threshold level retention time.

좀더 자세하게, 상기 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과 시간이 600ms이상이면 빈맥성 이상상태로 판단하고, 상기 최소 문턱 레벨 유지 시간이 1200ms이상이면 서맥성 이상상태로 판단할 수 있다.
In more detail, when the elapsed time after the minimum threshold level departure is 600ms or more, it may be determined as a tachycardia abnormal state, and when the minimum threshold level retention time is 1200ms or more, it may be determined as a bradycardia abnormal state.

본 발명에서 상기 평가부는, 상기 적응 패턴부의 정보로부터 심실 신호 간격을 평가하는 온 셋 평가부, 상기 적응 패턴부의 출력에 따라 심실 신호 간격이 기준치 이내인지 여부를 판단하는 안정도 평가부, 및 상기 적응 패턴부의 정보로부터 진단 알고리즘을 판단하는 프로그램 로직 평가부를 포함할 수 있다.
In the present invention, the evaluation unit, an on-set evaluation unit for evaluating the ventricular signal interval from the information of the adaptive pattern unit, a stability evaluation unit for determining whether the ventricular signal interval is within a reference value according to the output of the adaptive pattern unit, and the adaptive pattern It may include a program logic evaluation unit for determining a diagnostic algorithm from the negative information.

본 발명에서 상기 판단부는, 상기 이상 상태 판단부의 결과인 정상, 빈맥성 부정맥, 또는 서맥성 부정맥에 대한 빠른 판단과, 상기 평가부에 의한 정상, VT(Ventricular Tachycardia), FVT(Fast Ventricular Tachycardia), VF(Ventricular Fibrillation), AT-AF(Atrial Tachycardia-Atrial Fibrillation), 또는 FAT-AF(Fast Atrial Tachycardia-Atrial Fibrillation)의 구체적인 질환에 대한 판단을 할 수 있으면, 이를 출력부를 통해 출력할 수 있다.
In the present invention, the determination unit, a quick determination for the normal, tachyarrhythmia, or bradycardia arrhythmias that are the result of the abnormal state determination unit, normal, Ventricular Tachycardia (VT), Fast Ventricular Tachycardia (FVT), If it is possible to determine the specific disease of Ventricular Fibrillation (VF), ATal AF (Atrial Tachycardia-Atrial Fibrillation), or FAT-AF (Fast Atrial Tachycardia-Atrial Fibrillation), it can be output through the output.

본 발명에서 상기 피크 정보는, 상기 피크 사이의 간격, 상기 피크 발생 시간, 상기 심방 또는 심실의 신호 발생 사이에 상대 신호가 몇 번 뛰었는지의 개수, 상기 심방과 심실 피크 사이의 간격, 또는 파 필드 맥파 중 선택되는 적어도 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
In the present invention, the peak information may include the interval between the peaks, the peak occurrence time, the number of times the relative signal jumped between the signal generation of the atrium or the ventricles, the interval between the atria and the ventricular peaks, or the far field. It may include at least one or more information selected from the pulse wave.

또한, 본 발명은 상기에서 설명한 피크 심장 박동 검출 시스템을 사용하여 고속으로 심장의 이상상태를 검출하는 방법에 관한 것으로, 심실 또는 심방 신호의 피크를 검출하는 단계를 포함하고, 문턱 레벨을 조절하여 최소 문턱 레벨을 형성하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 검출된 피크가 상기 최소 문턱 레벨을 유지하는 시간을 계산하는 단계를 포함하며, 상기 유지 시간이 1200ms이상이면 서맥성 이상상태로 판단하는 단계를 포함한다. In addition, the present invention relates to a method for detecting abnormal state of the heart at high speed using the peak heart rate detection system described above, comprising detecting a peak of a ventricular or atrial signal, and adjusting the threshold level to minimize Forming a threshold level. And calculating a time for which the detected peak maintains the minimum threshold level, and determining the bradycardia abnormal state if the holding time is 1200 ms or more.

이때, 상기 유지 시간이 1200ms미만이면 상기 피크를 검출하는 단계로 돌아가 이후 단계를 실행할 수 있다.
In this case, when the holding time is less than 1200 ms, the process may return to the step of detecting the peak and execute a subsequent step.

그리고, 본 발명은 상기에서 설명한 피크 심장 박동 검출 시스템을 사용하여 고속으로 심장의 이상상태를 검출하는 피크 심장 박동 검출 방법에 관한 것으로, 심실 또는 심방 신호의 피크를 검출하는 단계를 포함하고, 문턱 레벨을 조절하여 최소 문턱 레벨을 형성하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 피크가 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과 시간을 계산하는 단계를 포함하며, 상기 경과 시간이 600ms이상이면 빈맥성 이상상태로 판단하는 단계를 포함한다. In addition, the present invention relates to a peak heart rate detection method for detecting an abnormal state of the heart at a high speed using the peak heart rate detection system described above, the method comprising detecting a peak of a ventricular or atrial signal, the threshold level Adjusting to form a minimum threshold level. And calculating an elapsed time after the peak deviates from the minimum threshold level, and if the elapsed time is 600 ms or more, determining the tachycardia abnormal state.

이때, 상기 경과 시간이 600ms미만이면 상기 피크를 검출하는 단계로 돌아가 이후 단계를 실행할 수 있다.
In this case, if the elapsed time is less than 600 ms, the process may return to the step of detecting the peak and then perform the subsequent step.

본 발명에서 상기 피크를 검출하는 단계는 분당 500회 ~ 700회의 피크를 검출할 수 있으며, 바람직하게는 600회의 피크를 검출할 수 있다. 이에 따라 심장 박동수가 분당 600회까지 증가하는 빈맥성 질환의 한 종류인 조동(粗動) 환자의 박동수도 검출할 수 있다.
In the present invention, the detecting of the peak may detect 500 to 700 peaks per minute, preferably 600 peaks. As a result, the heart rate of a beating patient, which is a type of tachycardia with an increased heart rate of up to 600 beats per minute, can also be detected.

본 발명에 의하면 저 전력으로 심장 박동을 센싱하며, 이상상태 판단부를 통해 하나의 시스템을 사용하여 빈맥성 이상상태와 서맥성 이상상태를 고속으로 판별할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the heart rate is sensed at low power, and through an abnormal state determination unit, it is possible to determine a tachycardia abnormality and bradycardia abnormal state at high speed by using one system.

또한, 본 발명에 의하면 심장질환 관련 질병을 빠르게 판단하고 처방을 출력함에 따라 질병으로 인한 경제적, 사회적 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.
In addition, according to the present invention, it is possible to reduce the economic and social losses caused by the disease by quickly determining the disease associated with heart disease and outputting the prescription.

도 1은 종래의 맥파R-R 간격 측정 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 종래의 맥박 감지 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이상상태 판단부를 포함하는 피크 심장 박동 검출 시스템을 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이상상태 판단부를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이상상태 판단부의 피크 심장 박동 검출 방법을 나타낸 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빈맥성 피크 검출을 나타낸 파형도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서맥성 피크 검출을 나타낸 파형도.
1 is a block diagram showing the electrical configuration of a conventional pulse wave RR interval measuring apparatus.
2 is a block diagram of a conventional pulse detection device.
3 is a block diagram showing a peak heart rate detection system including an abnormal state determination unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing an abnormal state determination unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a peak heart rate detection method of an abnormal state determination unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 6 is a waveform diagram showing the tachycardia peak detection according to an embodiment of the present invention.
7 is a waveform diagram showing a bradycardia peak detection according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 피크 심장 박동 검출 시스템 및 방법은 체내에 인식할 수 있는 생체 전위 측정용 원 칩(One Chip)으로서 피크 검출부가 저 전력으로 신호를 센싱하며, 이상 상태 판단부를 형성하여, 빈맥성 이상상태와 서맥성 이상상태를 빠르게 인식할 수 있도록 설계하였다.Peak heart rate detection system and method of the present invention is a one-chip for measuring biopotential that can be recognized in the body, the peak detection unit senses the signal at low power, and forms an abnormal state determination unit, the tachycardia abnormal state It was designed to quickly recognize abnormal conditions of bradycardia.

일반적으로 센서는 심방의 신호를 감지할 때 미세한 심실의 신호까지 같이 감지하기 때문에 불필요한 심실의 신호를 감지하지 않기 위해서 특별한 알고리즘이 필요하며, 이에 따라 많은 전력을 필요로 한다. In general, when the sensor detects atrial signals, even a small ventricular signal is detected, so a special algorithm is required to prevent unnecessary ventricular signals, which requires a lot of power.

하지만, 본 발명은 심방의 신호를 문턱 레벨(Threshold Level)로 감지하면서 심실 신호의 피크(Peak)를 찾은 지점부터 100ms까지는 피크의 레벨과 문턱 레벨이 같도록 유지하며, 이후 100ms가 되었을 때 피크의 레벨의 75% 되는 레벨부터 다음 심실 신호를 만날 때까지 5 레벨씩 감소시키는 방법을 적용하여 저 전력으로 심장박동을 센싱 가능하도록 하는 적응형 검출(Adaptive detection)방식을 사용한다.
However, the present invention detects atrial signal as a threshold level and maintains the peak level and the threshold level from the point where the peak of the ventricular signal is found to 100 ms from the point where the peak of the ventricular signal is found. The adaptive detection method is to reduce the heart rate at low power by applying a method of decreasing the level by 5 levels from 75% of the level until the next ventricular signal is met.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components, and the same reference numerals will be used to designate the same or similar components. Detailed descriptions of known functions and configurations are omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이상상태 판단부를 포함하는 피크 심장 박동 검출 시스템을 나타낸 구성도이다.
이상상태 판단부는 피크 시간 간격과 상기 기준 시간 간격을 비교하여 빈맥성 이상상태 또는 서맥성 이상상태인지 여부를 판단한다. 후술하겠지만 기준 시간 간격은 문턱 레벨을 조정하여 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과 시간 또는 최소 문턱 레벨을 유지하는 시간이다.
3 is a block diagram showing a peak heart rate detection system including an abnormal state determination unit according to an embodiment of the present invention.
The abnormal state determination unit compares the peak time interval with the reference time interval to determine whether the tachycardia or the bradycardia. As will be described later, the reference time interval is a time for adjusting the threshold level to maintain an elapsed time or a minimum threshold level after departure from the minimum threshold level.

도 3을 참조하면, 하나의 칩으로 구성되어 체내에 삽입되는 피크 심장 박동 검출 시스템(300)은 심실 또는 심방의 박동 신호의 피크를 검출하는 피크 검출 모듈(310)과 검출된 피크 간격(피크의 시간 간격)에 따라 심장의 질병을 판단하며, 고속으로 빈맥성 또는 서맥성 이상상태를 판단하는 증상 판단 모듈(320)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the peak heartbeat detection system 300, which is composed of one chip and inserted into the body, includes a peak detection module 310 that detects a peak of a heartbeat signal of a ventricle or atrial and a detected peak interval (a peak of a peak). And a symptom determination module 320 to determine the disease of the heart according to the time interval and determine the tachycardia or bradycardia abnormal state at high speed.

피크 검출 모듈(310)은 센싱부(311), A/D 변환부(312), 및 피크 검출부(313)를 포함하며, 최소 문턱 레벨 이상의 피크를 검출한다.The peak detection module 310 includes a sensing unit 311, an A / D converter 312, and a peak detector 313, and detects a peak equal to or greater than a minimum threshold level.

좀더 자세하게, 센싱부(311)는 심실 또는 심방 신호를 센싱하며, A/D 변환부(312)는 센싱 된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 피크 검출부(313)는 변환된 신호의 피크를 검출한다.In more detail, the sensing unit 311 senses a ventricular or atrial signal, the A / D converter 312 converts the sensed analog signal into a digital signal, and the peak detector 313 detects the peak of the converted signal. do.

즉, 심실 또는 심방 신호를 적응형 문턱 레벨(adaptive threshold level)에 따라 피크 검출(peak detection)을 수행하고, 피크인 신호는 1로 나머지는 0으로 출력한다.That is, peak detection is performed on the ventricular or atrial signal according to an adaptive threshold level, and the peak-in signal is output as 1 and the rest is output as 0.

증상 판단 모듈(320)은 적응 패턴부(321), 평가부, 이상상태 판단부(325), 판단부(326), 및 출력부(327)를 포함하며, 평가부는 온셋 평가부(322), 안정도 평가부(323), 및 프로그램 로직 평가부(324)를 포함한다.The symptom determination module 320 includes an adaptation pattern unit 321, an evaluation unit, an abnormal state determination unit 325, a determination unit 326, and an output unit 327, and the evaluation unit includes an onset evaluation unit 322, The stability evaluator 323 and the program logic evaluator 324 are included.

적응 패턴부(321)는 피크 검출부(313)의 출력에 대해 피크로 검출된 시점에서 5가지의 정보인, 피크 사이의 간격(peak interval), 피크 발생시간, 심방 또는 심실의 신호 발생 사이에 상대 신호가 몇 번 뛰었는지의 개수, 심방과 심실 사이의 간격, 그리고 파 필드 맥파(far field R-wave)의 존재 여부를 조사하여 저장한다.The adaptive pattern portion 321 is a relative between the peak interval, peak occurrence time, atrial or ventricular signal generation, which is five pieces of information at the time of peak detection with respect to the output of the peak detection unit 313. The number of times the signal beats, the distance between the atrium and the ventricles, and the presence of far field R-waves are investigated and stored.

그리고, 적응 패턴부(321)에서 저장된 정보는 다수의 평가부를 통해 평가된 결과를 판단부(326)로 전송하여 정확한 심장의 이상 상태(심실 및 심방의 상태)를 판단한다. In addition, the information stored in the adaptive pattern unit 321 transmits the results evaluated by the plurality of evaluation units to the determination unit 326 to determine the correct abnormal state of the heart (the state of the heart and the atrium).

온셋 평가부(322)는 적응 패턴부(321)의 출력에 따라 심실 신호 간격(Ventricle signal interval)이 최근 급격히 변했는가 여부를 평가한다. The onset evaluator 322 evaluates whether the ventricular signal interval has recently changed rapidly according to the output of the adaptive pattern unit 321.

예를 들어 최근 4개의 심실 최대치 간격(V peak interval)의 평균이 그 이전 4개의 심실 최대치 간격의 평균보다 기준치 이상 차이가 나면 인에이블(enable) 신호를 판단부(326)에 전달한다.For example, when an average of four recent V peak intervals differs from the average of four previous ventricular maximum intervals by more than a reference value, the enable signal is transmitted to the determination unit 326.

안정도 평가부(323)는 적응 패턴부(321)의 출력에 따라 최근 심실 신호 간격(Ventricle signal interval)이 안정적으로 발생하는가를 평가하는 방식으로서, 최근 1개의 심실 최대치 간격(V peak interval)이 그 이전 3개의 심실 최대치와의 차가 최대 기준치 이상 차이가 나면, 인에이블(enable) 신호를 판단부(326)에 전달한다.The stability evaluator 323 evaluates whether the latest ventricular signal interval occurs stably according to the output of the adaptive pattern unit 321. If the difference between the previous three ventricular maximums is greater than or equal to the maximum reference value, the enable signal is transmitted to the determination unit 326.

프로그램 로직 평가부(324)는 상심실성 빈맥(supra - ventricular tachycardia;SVT)을 다른 VT(ventricular tachycardia)나 VF(ventricular fibrillation)와 구별하기 위해서. 알고리즘으로 공지된 여러 기준들을 사용할 수 있다.The program logic evaluator 324 distinguishes supra ventricular tachycardia (SVT) from other ventricular tachycardia (VT) or ventricular fibrillation (VF). Several criteria known by the algorithm can be used.

상기에서는 3개의 평가부만을 기술하였으나 이에 한정되지 않으며, 적응 패턴부(321)에 저장된 정보는 평가부를 거치게 됨에 따라 심장 질환의 정확한 판단을 할 수 있다.Although only three evaluation units have been described above, the present invention is not limited thereto, and the information stored in the adaptation pattern unit 321 may go through the evaluation unit to accurately determine heart disease.

하지만, 이 경우 최소 8개 이상의 피크를 검출하여야만 평가부에서 평가를 할 수 있으므로 심장의 이상상태를 판단하는데 적어도 1.6초 이상의 시간이 소요되며, 이에 따라 이상상태를 판단 후 치료가 이루어지는 시간도 소요되므로 심장 질환이 발생한 후 치료가 이루어지기까지 오랜 시간이 걸리는 문제가 발생할 수도 있다.However, in this case, at least 8 peaks must be detected so that the evaluation unit can evaluate, so it takes at least 1.6 seconds to determine the abnormal condition of the heart. You may also have problems that can take a long time after treatment for a heart condition.

이에, 본 발명에서는 조기 치료가 반드시 필요한 환자의 이상상태를 빠르게 인식하기 위하여 최소 문턱 레벨 진입 간격을 이용하는 이상상태 판단부(325)를 형성하여 서맥성 이상상태뿐만 아니라 빈맥성 이상상태도 검출할 수 있다.
Accordingly, in the present invention, in order to quickly recognize the abnormal condition of the patient that requires early treatment, the abnormal state determination unit 325 using the minimum threshold level entry interval may be formed to detect not only bradycardia but also tachycardia. have.

좀더 자세하게, 이상상태 판단부(325)는 피크 검출 모듈(310)로부터 검출된 피크 정보를 입력받아 최소 문턱 레벨 진입 간격을 검출하는 최소 문턱 레벨 진입 간격 검출부(410)와, 최소 문턱 레벨 진입 간격 검출부의 출력을 입력으로 받아 이상상태 여부를 결정하여 출력하는 제어신호 발생부(420)를 포함한다(도 4참조).
In more detail, the abnormal state determination unit 325 receives the peak information detected by the peak detection module 310 and detects the minimum threshold level entry interval 410, and the minimum threshold level entry interval detection unit. And a control signal generator 420 which determines whether or not an abnormal state is received as an input of the output signal (see FIG. 4).

이하, 이상상태 판단부(325)에서 고속으로 서맥성 이상상태와 빈맥성 이상상태를 검출하는 방법은 하기의 도 5 내지 도 7을 참조할 수 있다.Hereinafter, a method of detecting the bradycardia abnormality and the tachycardia abnormal state at a high speed by the abnormal state determination unit 325 may refer to FIGS. 5 to 7.

판단부(326)는 이상상태 판단부(325)의 결과 및 평가부에 의해 평가된 정보에 따라 질병 여부를 판단하는 부분으로 5 단계의 질병을 판별하고 질병에 따른 8단계의 처방을 출력할 수 있다.The determination unit 326 may determine whether or not a disease is five stages according to the results of the abnormal state determination unit 325 and the information evaluated by the evaluation unit, and may output the prescription of eight stages according to the disease. have.

본 발명에 따른 시스템에 의해 판별 가능한 질병은 정상(Normal), VT(Ventricular Tachycardia), FVT(Fast Ventricular Tachycardia), VF(Ventricular Fibrillation), AT-AF(Atrial Tachycardia-Atrial Fibrillation), 및 FAT-AF(Fast Atrial Tachycardia-Atrial Fibrillation)이다.Diseases that can be discriminated by the system according to the present invention include normal, Ventricular Tachycardia (VT), Fast Ventricular Tachycardia (FVT), Ventricular Fibrillation (VF), Atrium AFchy (Atrial Tachycardia-Atrial Fibrillation), and FAT-AF Fast Atrial Tachycardia-Atrial Fibrillation.

SVT는 상심실성 빈맥(supra-ventricular tachycardia)로서 심방에 원인이 있는 심실 빈맥(빨리 박동 하는 병) 질환으로, SVT인 경우 심장의 정상적인 전도 경로를 사용하는 경우가 많기 때문에 현재 쓰는 알고리즘을 사용한 기기로 강제 치료하지 않고 약물을 사용한다.SVT is a supra-ventricular tachycardia, a cardiac ventricular tachycardia (fast-pulsing disease), and since SVT often uses the normal conduction pathway of the heart, it is a device that uses current algorithms. Use medications without forced treatment.

그래서 SVT를 다른 VT(ventricular tachycardia)나 VF(ventricular fibrillation)와 구별하기 위해서 알고리즘에 여러 기준들이 사용되며, 상기에서 상술한 프로그램 로직 평가부(324)는 이러한 알고리즘을 판단한다. Thus, various criteria are used in the algorithm to distinguish SVT from other ventricular tachycardia (VT) or ventricular fibrillation (VF), and the program logic evaluation unit 324 described above determines the algorithm.

즉, 판단부(326)에서는 평가부의 출력을 이용하여 정상(Normal)상태, VF 상태, VT상태, FVT via VF 상태, FVT via VT 상태, AT AF 상태를 구별하여 판단하며, 이상상태 판단부(325)의 결과를 출력부(329)로 전송한다.That is, the determination unit 326 discriminates and determines the normal state, VF state, VT state, FVT via VF state, FVT via VT state, and AT AF state by using the output of the evaluation unit. The result of 325 is transmitted to the output unit 329.

출력부(329)는 판단부(326)에서 판단된 상태에 맞는 처방(therapy)이 나갈 수 있도록 8비트(bit)로 결과 값을 출력한다.The output unit 329 outputs a result value in 8 bits so that a treatment suitable for the state determined by the determination unit 326 can be output.

출력부(329)에서의 처방 이후, 정상상태가 유지될 경우 인에이블(enable) 되면서 판단부(326)가 오프되며 피크 검출만 수행하게 된다.After the prescription at the output unit 329, when the steady state is maintained, it is enabled (enable), the determination unit 326 is off and only the peak detection is performed.

상술한 바와 같이 본 발명에서 피크 검출은 피크 검출 이후 문턱 레벨을 변화시켜가며 또 다른 피크를 검출하는 방법 즉, 적응 문턱 검출(Adaptive Threshold Detection)이 가능한 방법이다. As described above, in the present invention, peak detection is a method of detecting another peak by changing a threshold level after peak detection, that is, a method capable of adaptive threshold detection.

신호가 입력되면 문턱 레벨은 피크를 검출하고 100msec 까지는 피크의 레벨과 동일하게 유지한다. 100msec가 되었을 때 문턱 레벨의 75%에 해당하는 레벨로 떨어지고 그때부터 5 레벨씩 감소하면서 다음 신호를 감지한다.When a signal is input, the threshold level detects the peak and remains at the same level as the peak until 100 msec. When it reaches 100msec, it drops to 75% of the threshold level and then decreases by 5 levels to detect the next signal.

이에 따라, 분당 최대 500회~700회의 피크를 검출할 수 있으며 더욱 바람직하게는 600회의 피크를 검출할 수 있다. 이를 통해 심장 박동수가 분당 600회까지 증가하는 빈맥성 이상상태를 고속으로 인식할 수 있다.As a result, up to 500 to 700 peaks per minute can be detected, and more preferably 600 peaks can be detected. This allows for rapid recognition of tachycardia, an increase in heart rate of up to 600 beats per minute.

최소 문턱 레벨(Lowest Threshold Level)까지 다음 신호를 감지하지 못했다면, 문턱 레벨은 최소 문턱 레벨과 같은 레벨을 유지한다. 심장질병의 증상판단 모듈은 심장 신호검출 부분인 피크 검출 모듈에서 측정된 피크 사이의 감지된 시간을 판단하여 5 단계의 질병을 판별하고 질병에 따른 8단계의 처방을 출력한다.If the next signal is not detected until the minimum threshold level, the threshold level remains at the same level as the minimum threshold level. The symptom determination module for heart disease determines the five stages of disease by determining the detected time between the peaks measured by the peak detection module, which is the heart signal detection part, and outputs the eight stages of prescription according to the disease.

즉, 본 발명은 심박동 혈당 치료를 위한 생체 전위 측정용 원 칩(one chip)알고리즘을 이용하고 이를 하드웨어로 구현하였으며, 제안된 피크 심장 박동 검출 시스템 및 방법은 심장에서 센서를 통해 검출된 심장 신호로 질병을 판단하고 이상상태가 발생하였을 때 고속으로 인식하여 빠르게 처방할 수 있다.
That is, the present invention uses a one-chip algorithm for measuring biopotential for heart rate blood glucose treatment and implements it in hardware. The proposed peak heart rate detection system and method is based on a heart signal detected through a sensor in the heart. It is possible to prescribe quickly by judging disease and recognizing high speed when abnormal condition occurs.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이상상태 판단부를 나타낸 구성도이다.4 is a block diagram showing an abnormal state determination unit according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 최소 문턱 레벨 진입 간격 검출부(410) 및 제어신호 발생부(420)를 포함한다.Referring to FIG. 4, a minimum threshold level entry interval detector 410 and a control signal generator 420 are included.

최소 문턱 레벨 진입 간격 검출부(410)는 피크 간격 즉, 피크의 시간 간격을 검출하여 최소 문턱 레벨 진입 간격을 검출을 검출한다.The minimum threshold level entry interval detection unit 410 detects the minimum threshold level entry interval by detecting the peak interval, that is, the time interval of the peak.

제어신호 발생부(420)는 최소 문턱 레벨 진입 간격 검출부(410)로부터 최소 문턱 레벨 진입 간격 검출부의 출력을 입력으로 받아 이상상태 여부를 결정하여 출력한다. The control signal generator 420 receives the output of the minimum threshold level entrance interval detection unit from the minimum threshold level entrance interval detection unit 410 as an input and determines whether or not an abnormal state exists.

좀더 자세하게, 피크 값이 문턱 레벨 진입 후 문턱 레벨을 벗어나는데 걸리는 시간 간격을 측정하여 서맥성 이상 유무를 판단하고, 피크 값이 문턱 레벨 이탈 후 다시 문턱 레벨에 진입하는데 걸리는 시간 간격을 측정하여 빈맥성 이상 유무를 판단할 수 있다.
In more detail, it is determined whether there is a bradycardia abnormality by measuring the time interval between peak values leaving the threshold level after entering the threshold level, and the time interval between peak values entering the threshold level after leaving the threshold level is measured. You can judge whether there is an abnormality.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이상상태 판단부의 피크 심장 박동 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a peak heart rate detection method of an abnormal state determination unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 피크 정보 입력 단계(S110)는 심실 또는 심방 신호의 피크를 검출하며, 문턱 레벨 조정 단계(S120)는 검출된 피크 값에 따라 문턱 레벨을 조정한다.Referring to FIG. 5, the peak information input step S110 detects a peak of a ventricular or atrial signal, and the threshold level adjustment step S120 adjusts the threshold level according to the detected peak value.

최소 문턱 레벨을 형성하는 단계(S130)는 조정된 문턱 레벨이 최소 문턱 레벨인지 판단하여, 최소 문턱 레벨일 경우에는 최소 문턱 레벨 유지 시간을 계산하고(S140), 최소 문턱 레벨이 아닐 경우에는 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과시간을 계산한다(S170).In the forming of the minimum threshold level (S130), it is determined whether the adjusted threshold level is the minimum threshold level, and when the minimum threshold level is calculated, the minimum threshold level holding time is calculated (S140). The elapsed time after the level departure is calculated (S170).

S140 단계에서 계산된 최소 문턱 레벨 유지 시간이 1200ms 이상인지 판단하여(S150), 이상일 경우에는 서맥성 이상상태로 판단하여 출력하고(S160), 미만일 경우에는 S110단계로 돌아간다.If the minimum threshold level maintenance time calculated in step S140 is determined to be 1200 ms or more (S150), if the abnormality is determined to be a bradycardia abnormal state (S160), and if less than, return to step S110.

그리고, S170단계에서 계산된 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과시간이 600ms 이상인지 판단하여(S180), 이상일 경우에는 빈맥성 이상 상태로 판단하여 출력하고(S190), 미만일 경우에는 S110단계로 돌아간다.Then, it is determined whether the elapsed time after departure of the minimum threshold level calculated in step S170 is 600 ms or more (S180), in case of abnormality, the output is determined as a tachycardia abnormal state (S190).

도 5에서와 같이 이상 상태가 발생할 경우 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과 시간의 계산을 통해 빈맥성 이상상태 발생 후 600ms만에 빈맥성 이상상태를 인식할 수 있으며, 최소 문턱 레벨 유지 시간의 계산을 이용하여 서맥성 이상상태 발생 후 1200ms 경과 후 서맥성 이상상태를 인식할 수 있다. When an abnormal condition occurs as shown in FIG. 5, the tachycardia abnormal state can be recognized only after 600 ms after the occurrence of the tachycardia abnormal state by calculating the elapsed time after the minimum threshold level deviation, and by using the calculation of the minimum threshold level maintenance time. After 1200ms after the occurrence of bradycardia, the bradycardia can be recognized.

이와 같이 고속으로 이상상태를 인식함에 따라 심장의 이상이 발생 시 빠르게 이상 상태를 인식할 수 있으며, 하나의 시스템으로 빈맥성 이상상태와 서맥성 이상상태를 모두 인식할 수 있다.
As the abnormal state is recognized at a high speed as described above, it is possible to quickly recognize an abnormal state when a heart abnormality occurs, and it is possible to recognize both tachycardia and bradycardia abnormalities with one system.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빈맥성 피크 검출을 나타낸 파형도이다.6 is a waveform diagram illustrating tachy peak detection according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 빈맥성 환자의 경우 심장 박동 간격이 매우 좁아 조정되는 문턱레벨이 최소 문턱 레벨까지 도달하지 못하고 다시 피크를 검출하게 되는데, 이러한 특징을 이용하여 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과시간을 계산하여 600ms를 넘어가게 되면 빈맥성 이상상태로 판단함에 따라 고속으로 빈맥성 이상상태를 파악할 수 있다.
Referring to FIG. 6, in the case of tachycardia, the heartbeat interval is very narrow so that the adjusted threshold level does not reach the minimum threshold level and detects the peak again. Using this feature, the elapsed time after the minimum threshold level deviation is calculated. If it exceeds 600ms, it can determine the tachycardia abnormality at high speed according to judging the tachycardia abnormality.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서맥성 피크 검출을 나타낸 파형도이다.7 is a waveform diagram illustrating detection of bradycardia peak according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 서맥성 환자의 경우 심장 박동 간격이 매우 넓어 조정되는 문턱레벨이 최소 문턱 레벨로 유지되는 시간이 길어지게 되는 특징으로 이용하여 최소 문턱 레벨 유지 시간을 계산하여 1200ms를 넘어가게 되면 서맥성 이상상태로 판단함에 따라 고속으로 서맥성 이상상태를 파악할 수 있다.
Referring to FIG. 7, in the case of bradycardia patients, when the heartbeat interval is very wide, the time at which the adjusted threshold level is maintained at the minimum threshold level becomes longer, and the minimum threshold level retention time is calculated to exceed 1200 ms. It is possible to identify the bradycardia abnormality at high speed according to the determination of bradycardia abnormality.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It can be understood that

본 발명은 심장 질환자의 체내에 삽입되어 심장의 치명적인 질환을 빠르게 인식하는 데에 사용될 수 있다.
The present invention can be inserted into the body of a heart disease patient and used to quickly recognize a fatal disease of the heart.

110 : 맥파 센서 110 : 증폭기
120 : 저역 통과 필터 130 : 샘플 홀드 회로
140 : A/D변환부 150 : CPU
160 : 키보드 170 : 타이머
180 : 메모리 190 : 출력장치
210 : 전극부 220 : 증폭 필터부
230 : 파형 정형부 240 : 맥박 신호 송신부
300 : 피크 심장 박동 검출 시스템 310 : 피크 검출 모듈
311 : 센싱부 312 : A/D 변환부
313 : 피크 검출부 320 : 증상 판단 모듈
321 : 적응 패턴부 322 : 온셋 평가부
323 : 안정도 평가부 324 : 프로그램 로직 평가부
325 : 이상상태 판단부 326 : 판단부
327 : 출력부
110: pulse wave sensor 110: amplifier
120: low pass filter 130: sample hold circuit
140: A / D converter 150: CPU
160: keyboard 170: timer
180: memory 190: output device
210: electrode portion 220: amplification filter portion
230: waveform shaping unit 240: pulse signal transmission unit
300: peak heart rate detection system 310: peak detection module
311: sensing unit 312: A / D conversion unit
313: peak detection unit 320: symptom determination module
321: adaptive pattern unit 322: onset evaluation unit
323: stability evaluation unit 324: program logic evaluation unit
325: abnormal state determination unit 326: determination unit
327: output unit

Claims (19)

원 칩 형태로 심장 질환자의 체내에 삽입되어 심장 질환을 검출하는 피크 심장 박동 검출 시스템에 있어서,
심실 또는 심방 신호를 센싱하여 피크를 검출하는 피크 검출 모듈; 및
상기 검출된 피크의 피크 시간 간격과 기준 시간 간격을 비교하여 심장의 이상상태를 고속으로 판단하는 이상상태 판단부를 포함하며, 상기 검출된 피크를 통해 피크 정보를 추출하여 심장의 질병을 판단하는 증상 판단 모듈을 포함하되,
상기 기준 시간 간격은 문턱 레벨을 조정하여 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과 시간 또는 최소 문턱 레벨을 유지하는 시간이고, 상기 이상 상태 판단부는 상기 피크 시간 간격과 상기 기준 시간 간격을 비교하여 빈맥성 이상상태 또는 서맥성 이상상태인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
In the peak heart rate detection system inserted into the body of the heart disease in the form of a single chip to detect heart disease,
A peak detection module for detecting a peak by sensing a ventricular or atrial signal; And
An abnormal state determination unit for determining the abnormal state of the heart at high speed by comparing the peak time interval and the reference time interval of the detected peak, Determination of symptoms to determine the disease of the heart by extracting the peak information through the detected peak Include modules,
The reference time interval is a time for adjusting the threshold level to maintain the elapsed time or the minimum threshold level after departure from the minimum threshold level, and the abnormal state determining unit compares the peak time interval with the reference time interval to tachycardia abnormal state or bradycardia. Peak heart rate detection system characterized in that it determines whether or not the sexual abnormality.
제1항에 있어서,
상기 피크 검출 모듈은 설정된 최소 문턱 레벨 이상의 피크를 검출하는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
The method of claim 1,
The peak detection module detects peaks above a set minimum threshold level.
제2항에 있어서,
상기 피크 검출 이후 100ms 경과 후 피크 레벨의 75% 되는 레벨부터 문턱 레벨을 매초 5 % 레벨씩 감소시키는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
The method of claim 2,
The peak heart rate detection system, characterized in that for reducing the threshold level by 5% per second level from 75% of the peak level after 100ms after the peak detection.
제1항에 있어서,
상기 피크 검출 모듈은,
심실 또는 심방 신호를 센싱하는 센싱부;
상기 센싱 된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부; 및
상기 디지털 신호로 변환된 심실 또는 심방 신호의 피크를 검출하는 피크 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
The method of claim 1,
The peak detection module,
A sensing unit for sensing a ventricular or atrial signal;
An analog-digital converter converting the sensed analog signal into a digital signal; And
And a peak detector for detecting a peak of a ventricular or atrial signal converted into the digital signal.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 피크 시간 간격은
피크 값이 문턱 레벨 진입 후 문턱 레벨을 벗어나는데 걸리는 시간 간격 또는 피크 값이 문턱 레벨 이탈 후 다시 문턱 레벨에 진입하는데 걸리는 시간 간격을 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
The method of claim 1,
The peak time interval is
And a time interval between when the peak value exits the threshold level after entering the threshold level or a time interval between when the peak value exits the threshold level and entering the threshold level again.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 이상상태 판단부는
상기 최소 문턱 레벨 유지 시간이 1200ms이상이면 서맥성 이상상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
The method of claim 1,
The abnormal state determination unit
Peak heart rate detection system characterized in that it is determined as a bradycardia abnormal state if the minimum threshold level retention time is more than 1200ms.
제1항에 있어서,
상기 이상상태 판단부는
상기 최소 문턱 레벨 이탈 후 경과 시간이 600ms이상이면 빈맥성 이상상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
The method of claim 1,
The abnormal state determination unit
Peak heart rate detection system characterized in that it is determined as a tachycardia abnormal state if the elapsed time after departure of the minimum threshold level is 600ms or more.
제1항에 있어서,
상기 증상 판단 모듈은,
상기 피크 검출부에서 검출된 피크를 수신하여, 최소 문턱 진입 간격을 통해 빈맥성 이상상태 또는 서맥성 이상상태인지 여부를 판단하는 이상상태 판단부;
상기 피크 검출부에서 검출된 피크로부터 피크 정보를 추출하여 저장하는 적응 패턴부;
상기 피크 정보를 통해 심실 및 심방의 상태를 평가하는 평가부; 및
상기 이상상태 판단부의 결과 및 상기 평가부에 의해 평가된 정보에 따라 질병 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
The method of claim 1,
The symptom determination module,
An abnormal state determination unit which receives the peak detected by the peak detection unit and determines whether it is a tachycardia or bradycardia abnormal state through a minimum threshold entry interval;
An adaptive pattern unit which extracts and stores peak information from the peak detected by the peak detector;
An evaluation unit for evaluating the state of the ventricles and the atria through the peak information; And
Peak heart rate detection system comprising a determination unit for determining whether the disease according to the abnormal state determination unit and the information evaluated by the evaluation unit.
제10항에 있어서,
상기 평가부는,
상기 적응 패턴부의 정보로부터 심실 신호 간격을 평가하는 온 셋 평가부;
상기 적응 패턴부의 출력에 따라 심실 신호 간격이 기준치 이내인지 여부를 판단하는 안정도 평가부; 및
상기 적응 패턴부의 정보로부터 진단 알고리즘을 판단하는 프로그램 로직 평가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
The method of claim 10,
The evaluation unit,
An on-set evaluator for evaluating the ventricular signal interval from the information of the adaptive pattern portion;
A stability evaluation unit determining whether a ventricular signal interval is within a reference value according to the output of the adaptive pattern unit; And
And a program logic evaluation unit for determining a diagnostic algorithm from the information of the adaptive pattern unit.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 피크 정보는,
상기 피크 사이의 간격, 상기 피크 발생 시간, 상기 심방 또는 심실의 신호 발생 사이에 상대 신호가 몇 번 뛰었는지의 개수, 상기 심방과 심실 피크 사이의 간격, 또는 파 필드 맥파 중 선택되는 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 심장 박동 검출 시스템.
The method of claim 1,
The peak information is,
At least one information selected from the interval between the peaks, the peak occurrence time, the number of times a relative signal has jumped between the signal generation of the atrium or ventricles, the interval between the atria and ventricular peaks, or far field pulse waves Peak heart rate detection system comprising a.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020100016415A 2010-02-23 2010-02-23 Peak heartbeat detection system and its method KR101107490B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100016415A KR101107490B1 (en) 2010-02-23 2010-02-23 Peak heartbeat detection system and its method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100016415A KR101107490B1 (en) 2010-02-23 2010-02-23 Peak heartbeat detection system and its method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110096892A KR20110096892A (en) 2011-08-31
KR101107490B1 true KR101107490B1 (en) 2012-01-19

Family

ID=44931989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100016415A KR101107490B1 (en) 2010-02-23 2010-02-23 Peak heartbeat detection system and its method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101107490B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030081903A (en) * 2002-04-15 2003-10-22 삼성전자주식회사 Apparatus and method for detecting heart beat using ppg
KR20040095309A (en) * 2002-03-29 2004-11-12 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Sudden cardiac arrest monitoring system
KR20080060754A (en) * 2006-12-27 2008-07-02 성균관대학교산학협력단 Adaptive peak detection system and method for heart pulse

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040095309A (en) * 2002-03-29 2004-11-12 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Sudden cardiac arrest monitoring system
KR20030081903A (en) * 2002-04-15 2003-10-22 삼성전자주식회사 Apparatus and method for detecting heart beat using ppg
KR20080060754A (en) * 2006-12-27 2008-07-02 성균관대학교산학협력단 Adaptive peak detection system and method for heart pulse

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110096892A (en) 2011-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2944251B1 (en) Method, apparatus and computer-readable medium for confidence level determination of ambulatory hr algorithm based on a three-way rhythm classifier
US7537569B2 (en) Method and apparatus for detection of tachyarrhythmia using cycle lengths
US7806832B2 (en) False positive reduction in SPO2 atrial fibrillation detection using average heart rate and NIBP
CN102670189B (en) System for cardiac monitoring and method
RU2496413C2 (en) Monitoring of ciliary arrhythmia
CN108577830B (en) User-oriented physical sign information dynamic monitoring method and system
US6980860B2 (en) Detection of supraventricular tachycardia with 1:1 atrial to ventricular conduction
US7846106B2 (en) Atrial fibrillation detection using SPO2
US8744559B2 (en) Methods, systems and devices for detecting atrial fibrillation
WO2019161609A1 (en) Method for analyzing multi-parameter monitoring data and multi-parameter monitor
WO2019161608A1 (en) Multi-parameter monitoring data analysis method and multi-parameter monitoring system
US20090275849A1 (en) Methods for Detection of Cardiac Arrhythmias
WO1999055226A1 (en) Method and apparatus for detecting a condition associated with acute cardiac ischemia
GB2362954A (en) Blood pressure measurement
US9301702B2 (en) Systems and methods for exploiting pulmonary artery pressure obtained from an implantable sensor to detect cardiac rhythm irregularities
WO2012051163A1 (en) A sequential discrimination approach for detecting treatable cardiac rhythms
US11771360B2 (en) Cardiac monitoring system with normally conducted QRS complex identification
KR100874168B1 (en) Adaptive peak heart rate detection system and method
KR101107490B1 (en) Peak heartbeat detection system and its method
LU501714B1 (en) ECG Acquisition And Processing Method For Wearable Body Area Sensor Network In Motion Situation
KR102521294B1 (en) System for Monitoring Vital Sign by Using Continuous Blood Pressure Measurement
US11730418B2 (en) Cardiac monitoring system with supraventricular tachycardia (SVT) classifications
CN111407233B (en) Method for solving T wave over-perception by combining heart sound and medical equipment
CN111407234B (en) T wave over-sensing detection method and medical equipment
Kim et al. Comparative Analysis of Machine Learning Algorithms along with Classifiers for AF Detection using a Scale

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150112

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee