KR101320452B1 - 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치 - Google Patents

정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 적외선 성분(이하, ‘IR 성분’이라 함), 적색 성분(이하, ‘RED 성분’이라 함), 및 외부 광의 영향을 받는 잡음 성분(이하, ‘AMB 성분’이라 함)을 분리하는 성분 분리 모듈; 및 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 IR 성분, RED 성분, AMB 성분이 입력되어, 각각 디지털 변환된 IR 성분 값 및 RED 성분 값을 출력하는 한 쌍의 차동 아날로그/디지털 변환기(이하, ‘A/D 변환기’라 함)를 포함하고, 상기 한 쌍의 차동 A/D 변환기 중 제1 차동 A/D 변환기의 + 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 IR 성분이 입력되고, - 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분이 입력되며, 상기 한 쌍의 차동 A/D 변환기 중 제2 차동 A/D 변환기의 + 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 RED 성분이 입력되고, - 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분이 입력되되, 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분이 미리 분리되어 각각 상기 제1 및 제2 차동 A/D 변환기로 입력되는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치에 따르면, AMB 성분을 2개로 분리하여 각각 2개의 차동 A/D 변환기의 - 입력단에 입력시킴으로써, 2개의 차동 A/D 변환기의 상호 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, AMB 성분을 2개의 차동 A/D 변환기의 - 입력단에 입력시켜 제거함으로써, 외부 광 노이즈의 영향을 제거할 수 있다.

Description

정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치{A SYSTEM WITH IMPROVED ACCURACY FOR MEASURING OXYGEN SATURATION}
본 발명은 산소포화도 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치에 관한 것이다.
혈중 산소포화도(SPO2)는 제5의 생체 신호라 불릴 정도로 현대 의학에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 혈중 산소포화도는 총 헤모글로빈의 농도에 대하여 산소를 포함하고 있는 헤모글로빈 농도의 비율로서 정의되는데, 저산소증, 신생아 모니터링, 응급의학 등 임상 분야에서 중요한 파라미터로서 사용된다. 특히, 연속적인 산소포화도의 측정은 위독한 환자의 임상관리에 있어 매우 중요하다. 혈중 산소포화도를 측정하는 방법으로는, 동맥혈을 채취하여 직접 분석하는 관혈적인 방법과, 혈액 내의 헤모글로빈이 산소와 결합해 있을 때의 광흡수도와 결합하고 있지 않을 때의 광흡수도를 측정하여 그 비를 이용하여 혈액을 직접 채취하지 않고 혈중 산소포화도를 측정하는 방법인 비관혈적인 방법이 있다. 펄스 옥시메터(Pulse Oximeter)는 혈중 산소포화도를 비관혈적으로 측정하는 장비를 말한다.
펄스 옥시메터(Pulse Oximeter)를 이용한 산소포화도 측정은, IR(Infrared light, 적외선)과 RED(Red light, 적색선)의 두 가지 빔을 쏘고, IR, RED 성분의 비(R)를 연산하며, 연산된 IR, RED 성분의 비(R)를 바탕으로 산소포화도를 추정한다. IR, RED 성분의 비(R)의 연산 결과에 따라 산소포화도가 결정되기 때문에 특정 산소포화도 조건의 데이터에서 나타나는 IR, RED 성분의 비(R)의 분포 범위는 산소포화도 측정 장치의 정확도 및 정밀도와 직접적으로 연관된다.
한편, 산소포화도 신호는 측정 모듈을 통과하면서, 외부 잡음의 영향을 받아 IR, RED 성분의 비(R)가 특정 값이 아닌, 값의 범위로 나타나게 된다. 특히 외부 잡음에 취약한 조건인 저관류(low perfusion) 상태에서는 잡음의 영향으로 그 분포 범위가 넓게 나타나게 되고, 이러한 현상에 의해 산소포화도의 정밀도가 낮아지는 문제가 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 외부 광의 영향을 받는 잡음 성분(이하 ‘AMB 성분’이라 함)을 2개로 분리하여 각각 2개의 차동 A/D 변환기의 - 입력단에 입력시킴으로써, 2개의 차동 A/D 변환기의 상호 간섭을 최소화하는, 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, AMB 성분을 2개의 차동 A/D 변환기의 - 입력단에 입력시켜 제거함으로써, 외부 광 노이즈의 영향을 제거할 수 있는, 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치는,
적외선 성분(이하, ‘IR 성분’이라 함), 적색 성분(이하, ‘RED 성분’이라 함), 및 외부 광의 영향을 받는 잡음 성분(이하, ‘AMB 성분’이라 함)을 분리하는 성분 분리 모듈; 및
상기 성분 분리 모듈에서 분리된 IR 성분, RED 성분, AMB 성분이 입력되어, 각각 디지털 변환된 IR 성분 값 및 RED 성분 값을 출력하는 한 쌍의 차동 아날로그/디지털 변환기(이하, ‘A/D 변환기’라 함)를 포함하고,
상기 한 쌍의 차동 A/D 변환기 중 제1 차동 A/D 변환기의 + 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 IR 성분이 입력되고, - 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분이 입력되며,
상기 한 쌍의 차동 A/D 변환기 중 제2 차동 A/D 변환기의 + 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 RED 성분이 입력되고, - 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분이 입력되되,
상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분이 미리 분리되어 각각 상기 제1 및 제2 차동 A/D 변환기로 입력되는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 성분 분리 모듈에서 분리된 IR 성분, RED 성분, AMB 성분 각각에 대하여, 상기 한 쌍의 차동 A/D 변환기에 입력되기에 앞서 저주파 대역만을 통과시키는 저주파 통과 필터(이하 ‘LP 필터’라 함)를 더 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는,
상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분에 대하여, 먼저 2개의 AMB 성분으로 분리하여 서로 다른 LP 필터를 통과시킨 후, 각각 상기 제1 및 제2 차동 AD 변환기에 입력시킬 수 있다.
더욱 바람직하게는,
상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분에 대하여, 먼저 LP 필터를 통과시킨 후, 2개의 AMB 성분으로 분리하여 각각 상기 제1 및 제2 차동 AD 변환기에 입력시킬 수 있다.
더욱더 바람직하게는,
상기 LP 필터를 통과한 AMB 성분을 2개의 AMB 성분으로 분리하기 위한 2개의 버퍼를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는,
적외선 광(이하 ‘IR 광’이라 함)과 적색 광(이하 ‘RED 광’이라 함)을 신체의 특정 부위에 조사하는 광 조사 모듈; 및
신체의 특정 부위를 투과한 상기 IR 광과 RED 광을 수광하여, 전기 신호로 변환하는 광 검출 모듈을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 2개의 차동 A/D 변환기는,
24 비트 시그마-델타 A/D 변환기(24bit Sigma-Delta A/D converter)일 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치에 따르면, AMB 성분을 2개로 분리하여 각각 2개의 차동 A/D 변환기의 - 입력단에 입력시킴으로써, 2개의 차동 A/D 변환기의 상호 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, AMB 성분을 2개의 차동 A/D 변환기의 - 입력단에 입력시켜 제거함으로써, 외부 광 노이즈의 영향을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 2는 광 조사 모듈에서 조사되는 광 신호의 형태를 나타내는 도면.
도 3은 광 검출 모듈에서 검출되는 수신 신호의 형태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치에서, AMB 성분을 2개의 신호로 분리하는 첫 번째 방법의 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치에서, AMB 성분을 2개의 신호로 분리하는 두 번째 방법의 구성을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치의 측정 결과를 기존의 산소포화도 측정 장치의 측정 결과와 비교하여 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
산소포화도의 측정은, 서로 다른 파장을 가지는 적어도 2가지 이상의 광들, 예컨대 적외선 광과 적색 광을 신체의 특정 부위에 조사한 후, 신체의 특정 부위를 투과한 서로 다른 파장의 광들을 수광하여, 이를 전기 신호로 변환하는 방식으로 이루어진다. 이렇게 변환된 전기 신호들을 서로 다른 파장을 가지는 광들에 상응하는 전기 신호들로 분리할 수 있는데, 이 분리된 전기 신호들을 이용하여 IR과 RED 성분의 비(R)를 연산하고, 이를 바탕으로 산소포화도를 추정할 수 있다. 따라서 IR과 RED 성분의 비(R)는 산소포화도 측정 모듈의 정확도 및 정밀도와 직접적으로 연관된다. 한편, 산소포화도 신호는 측정 모듈을 통과하면서 외부 잡음의 영향을 받아 IR과 RED 성분의 비(R)가 특정한 값이 아닌, 값의 범위로 나타나게 되는데, 잡음의 영향으로 그 분포 범위가 넓게 나타나게 되어 산소포화도 정밀도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치에서는, IR과 RED 신호 성분에서 외부 광 잡음 성분(이하 ‘AMB 성분’이라 함)을 분리하고, 분리된 AMB 성분을 미리 2개의 신호로 분리하여 2개의 차동 A/D 변환기에 각각 입력함으로써, AMB 성분을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라, 2개의 차동 A/D 변환기의 상호 간섭을 최소화할 수 있는 방법을 제안하고 있다. 이때, 정밀도를 더욱 높이기 위하여, 2개의 차동 A/D 변환기는 각각 24 비트 시그마-델타 A/D 변환기(24bit Sigma-Delta A/D converter)를 사용할 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치의 세부구성에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치는, 적외선 성분(이하, ‘IR 성분’이라 함), 적색 성분(이하, ‘RED 성분’이라 함), 및 외부 광의 영향을 받는 잡음 성분(이하, ‘AMB 성분’이라 함)을 분리하는 성분 분리 모듈(100), 성분 분리 모듈(100)에서 분리된 AMB 성분을 2개로 분리하는 AMB 성분 분리 모듈(200), 및 성분 분리 모듈(100)에서 분리된 IR 성분 및 RED 성분과 AMB 성분 분리 모듈(200)에서 분리된 2개의 AMB 성분이 각각 입력되어, 각각 디지털 변환된 IR 성분 값 및 RED 성분 값을 출력하는 한 쌍의 차동 아날로그/디지털 변환 모듈(300)을 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에 따라서는, IR 광과 RED 광을 신체의 특정 부위에 조사하는 광 조사 모듈(10), 신체의 특정 부위를 투과한 IR 광과 RED 광을 수광하여 전기 신호로 변환하는 광 검출 모듈(20)을 더 포함할 수 있다.
광 조사 모듈(10)은, 서로 다른 파장을 가지는 IR 광과 RED 광을 신체의 특정부위에 정해진 순서대로 조사하는 역할을 한다. 이때, 광이 조사될 수 있는 신체의 특정 부위에는 손가락, 손목, 발목, 이마 등이 포함될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 시스템에서 광 조사 모듈(10)은, 2개의 발광 수단(11) 및 발광 수단 제어부(12)를 포함할 수 있다. 도 2는 광 조사 모듈에서 조사되는 광신호의 형태를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 적외선 광과 적색 광이 순서대로 펄스 형태로 조사된다. 이는, 적외선 광과 적색 광을 지속적으로 조사하게 되면, 전력 소모가 너무 크게 될 뿐만 아니라 광 검출 모듈 또한 2개로 구현되어야 하기 때문이다.
광 검출 모듈(20)은, 신체의 특정 부위를 투과한 서로 다른 파장을 가지는 IR 광 및 RED 광을 수광하고, 이를 전기 신호로 변환하는 역할을 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 시스템에서 광 검출 모듈(20)은, 광 검출기(21) 및 신호 변환기(22)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 3은 광 검출 모듈에서 검출되는 수신 신호의 형태를 나타내는 도면이다. 광 검출 모듈에서 수신된 신호를 살펴보면, 주변 광량 및 시스템 잡음에 의하여 원하지 않는 신호들이 나타나는데, 이로 인하여 산소포화도 측정 장치의 성능이 저하된다. 이를 막기 위해, 주변 광량 및 시스템 잡음을 측정하여 이를 제거하는 방법을 사용하는데, 일반적으로 적외선 광과 적색 광을 조사한 후에 수신하는 구간 이외에, 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 구간에 주변 잡음을 측정하는 구간을 만들고 이 신호를 원하는 신호에서 제거하는 방법이 사용된다.
성분 분리 모듈(100)은, 광 검출 모듈(20)로부터 수신된 복합 수신신호를 IR 광에 의한 신호 성분(IR 성분)과 RED 광에 의한 신호 성분(RED 성분), 및 외부 광의 영향을 받는 잡음 성분(AMB 성분)으로 각각 분리하는 역할을 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치에서, AMB 성분을 2개의 신호로 분리하는 첫 번째 방법의 구성을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 성분 분리 모듈(100)은, 도 3에 도시된 바와 같은 수신 신호 중에서, 예컨대 선택신호 A를 이용하여 적외선 성분만을 샘플링하여 커패시터 C1에 충전하고, 선택신호 B를 이용하여 적색 성분만을 샘플링하여 커패시터 C2에 충전하며, 선택신호 C를 이용하여 AMB 신호를 샘플링하여 커패시터 C3에 충전함으로써, 각각의 신호를 연속적인 신호로 만든 후에 원하는 신호만을 얻게 된다. 이렇게 얻어진 성분들로부터 다른 신호(예컨대, 고주파 잡음 성분)들을 제거하기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이 저대역 통과 필터(이하 ‘LP 필터’라고 함)를 통과시키게 된다. LP 필터에 대해서는 이하에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
AMB 성분 분리 모듈(200)은, 한 쌍의 차동 A/D 변환기(300)로 입력되는 AMB 성분을 미리 분리하여 입력되도록 함으로써, 칩의 동작에 의한 상호 간섭을 막는 역할을 한다. 즉, IR 광에 의한 신호 성분과 RED 광에 의한 신호 성분으로부터 각각 다른 차동 A/D 변환기를 사용하여 각각의 신호 성분에 대한 디지털 신호를 획득할 수 있는데, 하나의 AMB 성분을 한 쌍의 차동 A/D 변환기에 동시에 입력하게 되면, 한 쌍의 차동 A/D 변환기 상호 간의 간섭이 크게 되어 원하지 않는 잡음이 발생하게 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치는, 한 쌍의 차동 A/D 변환기로 입력되는 AMB 성분을 미리 2개로 분리하여, 각각의 차동 A/D 변환기에 분리 입력되도록 한다. 한 쌍의 차동 A/D 변환기로 입력되는 AMB 성분을 미리 2개로 분리하는 방법으로서, 본 발명에서는 2가지 방법을 제안한다.
첫 번째 방법은, AMB 성분을 LP 필터를 통과시키는 과정에서 2개의 신호로 분리하는 방법이다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 첫 번째 방법에서는, 성분 분리 모듈(100)에 의해 분리된 AMB 성분을 먼저 2개의 AMB 성분으로 분리한 후, 서로 다른 2개의 LP 필터(210)를 통과시키게 된다. 서로 다른 2개의 LP 필터(210)에서 출력된 2개의 AMB 성분은 각각 한 쌍의 차동 A/D 변환기의 (-) 입력단으로 입력되게 된다.
두 번째 방법은, LP 필터(210)를 통과한 AMB 성분을 버퍼를 사용하여 2개의 신호로 분리하는 방법이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치에서, AMB 성분을 2개의 신호로 분리하는 두 번째 방법의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 두 번째 방법에서는, 성분 분리 모듈(100)에 의해 분리된 AMB 성분을 먼저 LP 필터(210)를 통과시킨 후, 2개의 AMB 성분으로 분리하여 각각 한 쌍의 차동 A/D 변환기의 (-) 입력단으로 입력시킨다. 이때, LP 필터(210)를 통과한 AMB 성분을 2개의 AMB 성분으로 분리하기 위한 2개의 버퍼(220)를 더 포함할 수 있다.
A/D 변환 모듈(300)은, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다. 본 발명에서는 A/D 변환 모듈(300)로서 한 쌍의 차동 A/D 변환기(이하, ‘A/D 변환기’라 함)가 사용되는데, 차동 A/D 변환기(differential A/D converter)는 + 입력단과 - 입력단의 입력 차이를 디지털 값으로 변환하는 변환기를 말한다. 실시예에 따라서는, 차동 A/D 변환기 중에서도 24 비트 시그마-델타 A/D 변환기(24bit Sigma-Delta A/D converter)가 사용될 수 있는데, 이와 같은 구성을 채택함으로써, 24 비트의 높은 해상도를 가지며, 정밀하고 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)가 높은 신호를 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치의 측정 결과를 기존의 산소포화도 측정 장치의 측정 결과와 비교하여 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치는, PI(perfusion index, 관류 지수) 0.1% 조건에서 IR, RED 성분의 비(R)의 분포 범위가 PI 0.4%와 유사하게 나타나 정밀도가 대폭 향상된 것을 확인할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 광 조사 모듈 11: 발광 수단
12: 발광 수단 제어부 20: 광 검출 모듈
21: 광 검출기 22: 신호 변환기
100: 성분 분리 모듈 200: AMB 성분 분리 모듈
300: A/D 변환 모듈

Claims (7)

  1. 산소포화도 측정 장치에 있어서,
    적외선 성분(이하, ‘IR 성분’이라 함), 적색 성분(이하, ‘RED 성분’이라 함), 및 외부 광의 영향을 받는 잡음 성분(이하, ‘AMB 성분’이라 함)을 분리하는 성분 분리 모듈; 및
    상기 성분 분리 모듈에서 분리된 IR 성분, RED 성분, AMB 성분이 입력되어, 각각 디지털 변환된 IR 성분 값 및 RED 성분 값을 출력하는 한 쌍의 차동 아날로그/디지털 변환기(이하, ‘A/D 변환기’라 함)를 포함하고,
    상기 한 쌍의 차동 A/D 변환기 중 제1 차동 A/D 변환기의 + 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 IR 성분이 입력되고, - 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분이 입력되며,
    상기 한 쌍의 차동 A/D 변환기 중 제2 차동 A/D 변환기의 + 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 RED 성분이 입력되고, - 입력단에는 상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분이 입력되되,
    상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분이 미리 분리되어 각각 상기 제1 및 제2 차동 A/D 변환기로 입력되는 것을 특징으로 하는, 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성분 분리 모듈에서 분리된 IR 성분, RED 성분, AMB 성분 각각에 대하여, 상기 한 쌍의 차동 A/D 변환기에 입력되기에 앞서 저주파 대역만을 통과시키는 저주파 통과 필터(이하 ‘LP 필터’라 함)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분에 대하여, 먼저 2개의 AMB 성분으로 분리하여 서로 다른 LP 필터를 통과시킨 후, 각각 상기 제1 및 제2 차동 AD 변환기에 입력시키는 것을 특징으로 하는, 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 성분 분리 모듈에서 분리된 AMB 성분에 대하여, 먼저 LP 필터를 통과시킨 후, 2개의 AMB 성분으로 분리하여 각각 상기 제1 및 제2 차동 AD 변환기에 입력시키는 것을 특징으로 하는, 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 LP 필터를 통과한 AMB 성분을 2개의 AMB 성분으로 분리하기 위한 2개의 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    적외선 광(이하 ‘IR 광’이라 함)과 적색 광(이하 ‘RED 광’이라 함)을 신체의 특정 부위에 조사하는 광 조사 모듈; 및
    신체의 특정 부위를 투과한 상기 IR 광과 RED 광을 수광하여, 전기 신호로 변환하는 광 검출 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 차동 A/D 변환기는, 24 비트 시그마-델타 A/D 변환기(24bit Sigma-Delta A/D converter)인 것을 특징으로 하는, 정밀도를 향상시킨 산소포화도 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0698881A (ja) * 1992-09-18 1994-04-12 Nippon Koden Corp パルスオキシメータ
KR20010078429A (ko) * 2000-10-30 2001-08-21 우용규 산소포화도 측정 시스템
KR20050005661A (ko) * 2003-07-07 2005-01-14 유선국 맥박 산소포화도 측정 장치 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0698881A (ja) * 1992-09-18 1994-04-12 Nippon Koden Corp パルスオキシメータ
KR20010078429A (ko) * 2000-10-30 2001-08-21 우용규 산소포화도 측정 시스템
KR20050005661A (ko) * 2003-07-07 2005-01-14 유선국 맥박 산소포화도 측정 장치 및 방법

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