KR101221406B1 - 태아 심음 측정 장치 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

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KR101221406B1
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이후정
홍성수
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    • A61B8/488—Diagnostic techniques involving Doppler signals

Abstract

본 발명은 태아 심음 측정 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 태아 심음 측정 시스템은 산모 또는 태아의 심박수를 측정하고, 측정한 심박수 신호를 송출하는 태아 심음 측정 장치 및 상기 태아 심음 측정 장치와 유무선 통신망을 통해 통신하며, 상기 태아 심음 측정 장치로부터 수신한 심박수 신호 또는 도플러 신호에서 추출한 심박수를 출력하는 이동통신 단말기를 포함한다. 본 발명에 의하면 태아 심음 측정 장치는 기존의 태아심음 측정기에서 스피커와 표시장치를 제거하고, 프로브와 본체로 구성된 부분을 통합하여 제공함으로써, 기존의 태아 심음 측정기보다 저렴하고, 소형으로 제작되어 휴대하기 간편하다는 효과가 있다.

Description

태아 심음 측정 장치 및 이를 포함하는 시스템 {Apparatus for sensing fetal heart sound and system including the same}
본 발명은 태아 심음 측정 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태아 심음 측정 장치에서 태아의 심음을 측정하고, 측정된 심음 신호를 유무선 통신망을 통하여 스마트폰, 테블릿 PC 등의 이동통신 단말기에 전송하는 기술에 관한 것이다.
임신부와 태아의 건강 상태를 확인하는 수단으로 여러 가지가 사용되는데, 이 중 많이 사용되는 것으로 태아 심박동율(fetal heart rate, 이하 FHR)이 있다. 임상적으로 기본 태아 심박동율(baseline FHR), 기본 심박동율 변이도(base line variability), 태아 심박동율의 증가(FHR accelerations) 및 태아 심박동율의 감소(FHR decelerations) 등이 태아의 건강 상태를 진단하는 중요한 지표가 된다.
FHR의 측정 및 이를 통한 태아 건강 상태의 진단은 통상 병,의원에서의 임신부 정기검진 시에 행해진다. 병,의원에서의 FHR을 통한 진단은, 의사가 직접 태아의 심음을 듣거나, 태아의 심박동을 심박동 측정 장치를 이용해 기록한 후 이를 보고 진단하는 방식으로 하게 된다. 즉, 임신부와 태아의 건강 상태를 확인하기 위해서는 임신부가 직접 병,의원을 방문하여 의사의 진료를 받아야만 한다.
한편, 병,의원에서 주로 사용되는 의료용 태아 심박동 측정 장치 외에 임신부가 가정에서 태아의 심음을 들을 수 있도록 하는 장치들이 일부 개발되어 있다. 그러나, 이와 같은 장치들은 마이크로폰을 이용하여 태아 심음을 증폭하여 임신부가 들을 수 있도록 하는 것이 대부분으로서, 병,의원에서 태아 심박동을 측정하는 장비들이 정밀성을 위해 초음파 진단 장치를 이용하는 것과는 차이가 있다. 즉, 마이크로폰을 이용하는 가정용 장치들은 태아가 완전 성장한 이후에만 심음을 들을 수 있으며, 이를 이용해 임상적인 진단을 하는 것은 불가능하고, 단지, 태교나 호기심 충족의 기능만을 하는 것에 불과하다. 따라서, 이와 같은 장비를 가정용으로 사용하는 경우라도, 태아 상태를 정확히 진단하기 위해서는 병,의원을 방문하여 심박동을 측정하고 의사의 진단을 받아야만 한다.
태아심음측정기는 임신 중 태아의 상태와 정보를 얻기 위해 낮은 주파수(보통 2MHz ~ 3MHz)의 초음파 파장을 이용해 태아의 심음(Heart Sound)이나 심박동(Fetal Heart Rhythm; FHR)을 청취할 수 있는 의료기기로서, 보통 손 바닥 크기정도의 본체와 초음파를 송수신하는 변환기(Transducer)로 구성된 프로브(Probe)로 구성되어 있다. 초음파는 공기 중에서 감쇄가 심하기 때문에 측정할 때는 전용 젤이나 물을 묻혀 사용한다.
기본 원리는 프로브로부터 발생된 초음파가 태아의 심벽 등에 부딪혀 반사되고, 이 반사된 초음파를 산모의 복부에 발린 젤을 통과하여 다시 프로브의 수신 센서에서 감지하여, 이 수신한 신호(도플러신호)를 증폭하고 노이즈를 제거하여 본체로 보내면, 본체에서는 이 수신된 도플러 신호를 사람이 들을 수 있는 소리신호로 변환하여 스피커를 통해 내보내게 된다.
산모의 복부를 통해 조사된 초음파가 진행하다 장벽(태아의 심벽 또는 산모의 심벽이나 장기 들)을 만나면 그 장벽에 부딪혀 반사하게 되는데, 이 장벽이 가까워지고 멀어짐에 따라 반사되는 초음파의 주파수가 변하게 되는 데 이 원리를 도플러 효과라 한다. 다음 수학식 1은 이를 수식으로 표현한 것이다.
Figure 112012048736780-pat00001
수학식 1에서 f’은 도플러효과 주파수이고, f는 원래 주파수이며, V는 파동의 속도, Vd는 관측자의 속도, Vs는 파원의 속도를 나타낸다. 즉, 관측위치로부터 파원이 다가오는 경우, 그 도플러 효과로 인해 주파수가 높아지고, 멀어지는 경우, 그 주파수가 낮아지는 것을 알 수 있다.
원 주파수와 도플러 효과 주파수의 차를 주파수 변이(Δf)라고 하며, 통상 도플러 주파수(Doppler Frequency)라 부르고, 그 수식은 다음 수학식 2와 같다. 이 도플러 주파수의 주기성을 구함으로써, 태아의 심박수를 추출하게 된다.
Figure 112012048736780-pat00002
수학식 2에서, fo는 중심주파수, c는 대상물의 속도, v는 초음파의 속도, θ는 초음파의 진행방향과 대상물의 각도이다. 대상물의 속도는 매질마다 차이가 있으며, 공기 중에서는 330 m/s, 인체의 경우, 평균 1540 m/s 이다.
도 1은 종래 태아 심음 측정 장치에서 프로브에 대한 구성을 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 초음파 프로브(10)는 초음파를 발생시키는 송신부분(11, 12)과 반사된 초음파를 감지하는 수신부분(12, 13, 14, 15, 16, 17)으로 구분되어 있다.
Tx Signal(11)에서 하나의 반원 형태의 압전 세라믹(송신용) 센서(12)를 통해 초음파를 발생시켜 송신하고, 다른 하나의 압전 세라믹(수신용) 센서(12)를 통해 반사된 도플러 신호를 수신한다.
이 도플러신호를 AMP(13)에서 1차 증폭한 다음, 복조부(14)에서 복조과정을 거쳐 편이된 도플러 신호를 추출하고, 고역통과 필터(HPF)(15)와 저역통과 필터(LPF)(16)를 통해 노이즈를 제거한 후, AMP(17)다시 2차 증폭을 하여 도플러 신호(18)를 본체로 보낸다.
도 2는 종래 태아 심음 측정 장치에서 본체에 대한 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본체(20)에서의 신호 흐름을 설명하면, 프로브(10)로부터 수신된 도플러 신호는 소리 크기 제어부(21)를 거쳐 두 경로로 나누어진다. 제1 경로는 AMP(22)를 통해 3차 증폭을 한 다음 오디오앰프(Audio Amplifier)(24)를 거쳐 스피커(26)로 태아 심음이 출력된다.
제2 경로는 AMP(23)를 통해 다시 적절한 크기로 3차 증폭을 한 다음, 중앙처리장치(CPU)(25)에 내장된 아날로그/디지털 변환기(A/D Converter)(27)를 통해 디지털 신호로 변환된다.
중앙처리장치(25)에서는 AMDF(Average Magnitude Difference Function) 또는 자기상관함수(Autocorrelation)기법을 이용하여 피크의 주기성을 구함으로써 태아의 심박수를 추출한다.
전력부(28)로부터 본체(20)에 전력이 공급된다.
본체(20)에서의 동작을 다시 설명하면, 복조된 도플러 신호(Doppler signal)를 디지털로 변환한 후, 디지털 필터를 통해 노이즈를 제거한 다음, 그 결과를 계산하고, 그 결과 값에서 피크를 추출하여 그 주기성을 검출함으로써 태아 심박수(Fetal Heart Rate)를 추출한다. 이 추출된 신호는 본체의 표시장치를 통해 표시된다. 여기서 표시장치란 LCD 등의 디스플레이부 및 스피커 등의 음성출력기관을 포함한다.
태아심음장치의 주요 목적은 태아의 심음과 태아의 심박수를 통해 태아의 안녕을 진단하는 것이다.
보통 임신 7주가 되면 태아의 심장이 완전히 형성되고, 내부기관이 빠르게 만들어지는데, 이 때 심장은 좌심실과 우심실로 나누어지고, 심장 박동수는 분당 150회 정도로 빠르게 뛰다가 만삭에 가까워 질수록 점차 줄어들어 분당 120회 정도가 된다.
그런데, 종래 태아 심음 측정 장치는 병원에 설치되어 있기 때문에, 임산부들이 매번 병원에 찾아가야 하는 불편함이 있었다. 또한, 병원에서의 진단 비용이 비교적 고가이기 때문에 임산부들에게 비용적인 부담이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 태아의 상태를 진단하기 위하여 수시로 주기적으로 병원을 방문하여 의사의 진단을 받아야 하는데, 거리상이나 비용상의 불편함 때문에 임산부들이 자주 병원을 찾지 못한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소형으로 휴대하기 간편하고, 저렴한 비용으로 태아의 상태를 진단할 수 있는 태아 심음 측정 장치 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태아 심음 측정 시스템은 산모 또는 태아의 심박수를 측정하고, 측정한 심박수 신호를 송출하는 태아 심음 측정 장치 및 상기 태아 심음 측정 장치와 유무선 통신망을 통해 통신하며, 상기 태아 심음 측정 장치로부터 수신한 심박수 신호를 출력하는 이동통신 단말기를 포함한다.
상기 태아 심음 측정 장치는 도플러(doppler) 효과를 이용하여, 산모 또는 태아의 심장을 향해 초음파를 조사하고, 그 반사파를 검출하는 방식으로 심박수 신호를 추출할 수 있다.
상기 태아 심음 측정 장치는 추출한 도플러(doppler) 신호를 상기 이동통신 단말기에 전송하며, 상기 이동통신 단말기는 수신한 도플러 신호와, 이 신호에서 추출한 심박수를 현재 심박수 수치와 그래프 형태로 표시부에 영상으로 디스플레이할 수 있다.
상기 태아 심음 측정 장치는 추출한 도플러 신호를 소리 신호로 변환하여 상기 이동통신 단말기에 전송하며, 상기 이동통신 단말기는 수신한 소리 신호를 스피커를 통해 출력할 수 있다.
상기 이동통신 단말기는 수신한 심박수 신호를 데이터로 저장할 수 있다.
상기 이동통신 단말기는 수신한 심박수 신호를 출력하거나 수신한 도플러 신호에서 심박수를 추출하기 위한 위한 전용 애플리케이션(application) 프로그램을 포함할 수 있다.
상기 태아 심음 측정 장치와 상기 이동통신 단말기는 유선으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 태아 심음 측정 장치와 상기 이동통신 단말기는 USB(Universal Serial Bus) 방식으로 연결될 수 있다.
상기 태아 심음 측정 장치와 상기 이동통신 단말기는 블루투스(Bluetooth) 방식으로 통신할 수 있다. 이때, 상기 블루투스 방식은 SPP(Serial Port Profile)가 이용될 수 있다.
상기 태아 심음 측정 장치는 초음파 신호를 발생시키기 위한 신호 발생부, 상기 신호 발생부에서 발생된 초음파 신호를 송신하기 위한 송신부, 상기 송신부에서 나온 초음파 신호를 송출하고, 송출된 초음파 신호가 반사된 신호인 도플러 신호를 감지하는 센서부, 상기 센서부에서 감지된 도플러 신호를 수신하기 위한 수신부, 상기 수신부에서 수신된 도플러 신호를 증폭하기 위한 증폭부, 상기 증폭부에서 증폭된 도플러 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터(A/D Converter), 상기 A/D 컨버터에서 나온 신호를 이용하여 심박수를 추출하기 위한 제어부, 상기 유무선 통신망을 통해 상기 이동통신 단말기와 통신하며, 상기 제어부에서 추출된 심박수 신호를 상기 이동통신 단말기에 송출하기 위한 통신부를 포함한다.
상기 제어부는 AMDF(Average Magnitude Difference Function) 기법을 이용하여 상기 도플러 신호의 피크의 주기성을 구하는 방식으로 심박수를 추출할 수 있다.
x(n)은 입력신호의 샘플이고, x(n-m)은 m초 시간 동안 시프트된 샘플들이고, Dm은 일정 시간 동안 원 신호에서 지연된 신호의 차를 합한 차 신호라고 할 때, 상기 AMDF 기법은,
Figure 112012048736780-pat00003
의 수학식을 이용하여 구현될 수 있다.
상기 제어부는 자기상관함수(Autocorrelation) 기법을 이용하여 상기 도플러 신호의 피크의 주기성을 구하는 방식으로 심박수를 추출할 수 있다.
본 발명에 의하면 태아 심음 측정 장치는 기존의 태아심음측정기에서 스피커와 표시장치를 제거하고, 프로브와 본체로 구성된 부분을 통합하여 제공함으로써, 기존의 태아 심음 측정기 보다 저렴하고, 소형으로 제작되어 휴대하기 간편하다는 효과가 있다.
또한, 기존의 태아 심음 측정기는 단지 측정만 가능할 뿐 그 결과를 저장하기가 용이하지 않고, 진단을 내리는데도 어려움이 있지만, 본 발명의 태아 심음 측정 시스템을 통해서는 스마트 폰의 강력한 기능들을 통해 쉽게 대용량의 진단 결과를 저장할 수 있고, 언제 어디서나 측정한 결과를 전문의나 담당의에게 편리하게 전송이 가능하고, 그 결과를 바로 피드백 받을 수 있기 때문에 보다 신속하고 안전한 의료서비스를 받을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 태아 심음 측정 장치에서 프로브에 대한 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 종래 태아 심음 측정 장치에서 본체에 대한 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태아 심음 측정 시스템의 구성을 보여주는 네트워크도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태아 심음 측정 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에서의 화면예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태아 심음 측정 시스템의 구성을 보여주는 네트워크도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 태아 심음 측정 시스템은 태아 심음 측정 장치(100) 및 이동통신 단말기(200)를 포함하여 이루어진다.
태아 심음 측정 장치(100)는 산모 또는 태아의 심박수를 측정하고, 측정한 심박수 신호를 송출한다.
이동통신 단말기(200)는 태아 심음 측정 장치(100)와 유무선 통신망(300)을 통해 통신하며, 태아 심음 측정 장치(100)로부터 수신한 심박수 신호를 출력한다.
본 발명의 일 실시예에서 이동통신 단말기(200)는 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿 PC, PDA 등 이동통신이 가능한 다양한 기기로 구현될 수 있다.
이동통신 단말기(200)가 스마트 폰이나 태블릿 PC로 구현되는 경우, 이동통신 단말기(200)는 수신한 심박수 신호를 출력하기 위한 전용 애플리케이션(application) 프로그램을 포함할 수 있다.
본 발명에서 태아 심음 측정 장치(100)와 이동통신 단말기(200)는 유무선 통신망(300)을 통해 통신한다.
본 발명의 일 실시예에서 태아 심음 측정 장치(100)와 이동통신 단말기(200)는 유선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 태아 심음 측정 장치(100)와 이동통신 단말기(200)는 USB(Universal Serial Bus) 방식으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 태아 심음 측정 장치(100)와 이동통신 단말기(200)는 근거리 무선 통신망의 일종인 블루투스(Bluetooth) 방식으로 통신할 수 있다. 이때, 블루투스 방식은 SPP(Serial Port Profile)가 이용될 수 있다.
본 발명에서 태아 심음 측정 장치(100)는 도플러(doppler) 효과를 이용하여, 산모 또는 태아의 심장을 향해 초음파를 조사하고, 그 반사파를 검출하는 방식으로 심박수 신호를 추출할 수 있다.
태아 심음 측정 장치(100)는 추출한 도플러(doppler) 신호를 이동통신 단말기(200)에 전송하며, 이동통신 단말기(200)는 수신한 도플러 신호와 이 신호에서 추출한 심박수를 현재 심박수 수치와 그래프 형태로 표시부에 영상으로 디스플레이할 수 있다.
또는, 태아 심음 측정 장치(100)는 추출한 도플러 신호를 소리 신호로 변환하여 이동통신 단말기(200)에 전송하며, 이동통신 단말기(200)는 수신한 소리 신호를 스피커를 통해 출력할 수 있다.
본 발명에서 이동통신 단말기(200)는 수신한 심박수 신호를 메모리에 데이터로 저장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태아 심음 측정 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 태아 심음 측정 장치(100)는 신호 발생부(110), 송신부(120), 센서부(130), 수신부(140), 증폭부(150), A/D 컨버터(160), 제어부(170), 통신부(180)를 포함한다.
신호 발생부(110)는 초음파 신호를 발생시키는 역할을 한다. 예를 들어, 본 발명에서 신호 발생부(110)는 2 ~ 3 [MHz]의 초음파 신호를 발생시키기 위한 펄스를 생성할 수 있다.
송신부(120)는 신호 발생부(110)에서 발생된 초음파 신호를 송신하는 역할을 한다.
센서부(130)는 송신부(120)에서 나온 초음파 신호를 송출하고, 송출된 초음파 신호가 반사된 신호인 도플러 신호를 감지하는 역할을 한다.
수신부(140)는 센서부(130)에서 감지된 도플러 신호를 수신하는 역할을 한다.
본 발명에서 신호 발생부(110), 송신부(120), 센서부(130) 및 수신부(140)는 초음파 프로브로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 초음파 프로브는 두 개의 반달 모양의 압전 세라믹과 도플러 신호처리용 회로및 심전도 자극으로 구성될 수 있다. 두 개의 압전 세라믹 중에서 하나의 압전 세라믹은 진동자이며, 초음파 신호를 발생시켜 그 신호를 송신하는 역할을 한다. 다른 하나의 압전 세라믹은 반사되어 온 도플러 신호를 수신하는 역할을 한다.
증폭부(150)는 수신부(140)에서 수신된 도플러 신호를 증폭하는 역할을 한다.
A/D 컨버터(A/D Converter)(160)는 증폭부(150)에서 증폭된 도플러 신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다.
제어부(170)는 A/D 컨버터(160)에서 나온 신호를 이용하여 심박수를 추출한다.
통신부(180)는 유무선 통신망(300)을 통해 이동통신 단말기(200)와 통신하기 위한 부분이며, 제어부(170)에서 추출된 심박수 신호를 이동통신 단말기(200)에 송출하는 역할을 한다.
본 발명에서 수신부(140)에서 수신된 도플러 신호는 1차 증폭을 거쳐 복조회로로 입력된다. 복조회로에서는 도플러 신호의 포락선(Envelope)을 검출하는 역할을 한다. 이렇게 검출된 신호는 다시 고역통과 필터와 저역통과 필터를 거쳐 노이즈가 제거되고, 2차 증폭 후 A/D 컨버터(160)로 전달된다.
A/D 컨버터(160)에서는 주기적으로 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호로 변환된 신호는 디지털 필터를 통해 노이즈가 제거된 후, 일정 시간 동안의 데이터가 제어부(170)에 전달된다.
본 발명의 일 실시예에서 제어부(170)는 AMDF(Average Magnitude Difference Function) 기법을 이용하여 도플러 신호의 피크의 주기성을 구하는 방식으로 심박수를 추출할 수 있다.
이때, x(n)은 입력신호의 샘플이고, x(n-m)은 m초 시간 동안 시프트된 샘플들이고, Dm은 일정 시간 동안 원 신호에서 지연된 신호의 차를 합한 차 신호라고 할 때, AMDF 기법은 다음 수학식 3을 이용하여 구현될 수 있다.
Figure 112012048736780-pat00004
본 발명에서 제어부(170)는 AMDF 기법을 적용한 결과 값에서 피크를 추출하여 그 주기성을 검출하는 방식으로 태아 심박수(Fetal Heart Rate)를 추출한다.
본 발명의 다른 실시예에서 제어부(170)는 자기상관함수(Autocorrelation) 기법을 이용하여 도플러 신호의 피크의 주기성을 구하는 방식으로 심박수를 추출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에서의 화면예이다.
도 5를 참조하면, 이동통신 단말기(200)가 스마트 폰인 경우, 전용 애플리케이션 프로그램을 실행한 것으로서, 스마트 폰의 표시부에 디스플레이된 화면예이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 스마트 폰의 애플리케이션 프로그램을 통해 보다 강력하고 정확하게 태아의 심박수를 표시할 수 있다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100 태아 심음 측정 장치 200 이동통신 단말기
300 유무선 통신망 110 신호 발생부
120 송신부 130 센서부
140 수신부 150 증폭부
160 A/D 컨버터 170 제어부
180 통신부

Claims (18)

  1. 산모 또는 태아의 심박수를 측정하고, 측정한 심박수 신호를 송출하는 태아 심음 측정 장치; 및
    상기 태아 심음 측정 장치와 유무선 통신망을 통해 통신하며, 상기 태아 심음 측정 장치로부터 수신한 심박수 신호를 출력하는 이동통신 단말기를 포함하되,
    상기 태아 심음 측정 장치는 도플러(doppler) 효과를 이용하여, 산모 또는 태아의 심장을 향해 초음파를 조사하고, 그 반사파를 검출하는 방식으로 심박수 신호를 추출하고, 추출한 도플러(doppler) 신호를 상기 이동통신 단말기에 전송하고, 추출한 도플러 신호를 소리 신호로 변환하여 상기 이동통신 단말기에 전송하며,
    상기 이동통신 단말기는 수신한 도플러 신호와, 상기 도플러 신호에서 추출한 심박수를 심박수 수치와 그래프 형태로 표시부에 영상으로 디스플레이하고, 수신한 소리 신호를 스피커를 통해 출력하고,
    상기 이동통신 단말기는 스마트 폰이고, 상기 스마트 폰은 수신한 심박수 신호를 데이터로 저장하고, 수신한 심박수 신호를 출력하기 위한 전용 애플리케이션(application) 프로그램을 포함하고,
    상기 태아 심음 측정 장치와 상기 이동통신 단말기는 상기 태아 심음 측정 장치와 상기 이동통신 단말기는 USB(Universal Serial Bus) 방식으로 연결될 수 있고,
    상기 태아 심음 측정 장치와 상기 이동통신 단말기는 SPP(Serial Port Profile)를 이용한 블루투스(Bluetooth) 방식으로 통신할 수 있으며,
    상기 태아 심음 측정 장치는 초음파 신호를 발생시키기 위한 신호 발생부, 상기 신호 발생부에서 발생된 초음파 신호를 송신하기 위한 송신부, 상기 송신부에서 나온 초음파 신호를 송출하고, 송출된 초음파 신호가 반사된 신호인 도플러 신호를 감지하는 센서부, 상기 센서부에서 감지된 도플러 신호를 수신하기 위한 수신부, 상기 수신부에서 수신된 도플러 신호를 증폭하기 위한 증폭부, 상기 증폭부에서 증폭된 도플러 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터(A/D Converter), 상기 A/D 컨버터에서 나온 신호를 이용하여 심박수를 추출하기 위한 제어부, 상기 유무선 통신망을 통해 상기 이동통신 단말기와 통신하며, 상기 제어부에서 추출된 심박수 신호를 상기 이동통신 단말기에 송출하기 위한 통신부를 포함하고,
    상기 제어부는 AMDF(Average Magnitude Difference Function) 기법을 이용하여 상기 도플러 신호의 피크의 주기성을 구하는 방식으로 심박수를 추출하되, x(n)은 입력신호의 샘플이고, x(n-m)은 m초 시간 동안 시프트된 샘플들이고, Dm은 일정 시간 동안 원 신호에서 지연된 신호의 차를 합한 차 신호라고 할 때, AMDF 기법은
    Figure 112012101282708-pat00012

    의 수학식으로 구현되며,
    상기 신호 발생부, 송신부, 센서부 및 수신부는 초음파 프로브로 구현되고, 이때, 상기 초음파 프로브는 두 개의 반달 모양의 압전 세라믹과 도플러 신호처리용 회로 및 심전도 자극으로 구성되고,
    상기 두 개의 압전 세라믹 중에서 하나의 압전 세라믹은 진동자로서, 초음파 신호를 발생시켜 그 신호를 송신하고, 다른 하나의 압전 세라믹은 반사되어 온 도플러 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 태아 심음 측정 시스템.
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  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 자기상관함수(Autocorrelation) 기법을 이용하여 상기 도플러 신호의 피크의 주기성을 구하는 방식으로 심박수를 추출하는 것을 특징으로 하는 태아 심음 측정 시스템.
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