KR101800739B1 - Apparatus and method for detecting respiration rate - Google Patents

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전영주
배장한
구본초
김종열
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한국한의학연구원
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Abstract

The present invention relates to a device and a method for detecting a breathing rate, which remove invalid peak and valley pairs by considering a difference of a peak value and a valley value of the peak and the valley pairs detected from a measured waveform and a size and an interval of the waveform of the peak and the valley pairs, and detect a breathing rate, so that an accurate breathing rate can be calculated even when a shape of the measured waveform for detecting breathing is irregular. The device for detecting a breathing rate comprises: a first filter part; a second filter part; and a breathing rate calculation part.

Description

호흡수 검출 장치 및 방법{Apparatus and method for detecting respiration rate}[0001] The present invention relates to an apparatus and method for detecting respiration,

본 발명은 호흡 검출 기술에 관련한 것으로, 특히 호흡수 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a breath detection technique, and more particularly, to a respiration rate detection apparatus and method.

대한민국 공개특허 제10-2012-0045664호(2012.05.09)에서 소정 주파수 대역의 저역통과필터를 통과한 호흡신호를 검출하여, 검출된 호흡신호의 피크들 중 가장 인접하는 밸리 사이의 시간차가 소정의 시간 이상인 피크들을 선택하고, 선택된 피크들의 단위시간당 개수를 호흡수로 측정하는 기술을 제안하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0045664 (2012.05.09) detects a respiration signal that has passed through a low-pass filter in a predetermined frequency band, and detects that the time difference between the closest valley among the peaks of the detected respiration signal is a predetermined Time is selected and the number of the selected peaks per unit time is measured by the number of breaths.

도 1 에 도시한 바와 같이 호흡 검출을 위한 측정 파형의 형태가 규칙적일 경우에는 호흡수로 측정이 비교적 용이하고 정확하다. 그러나, 도 2 에 도시한 바와 같이 호흡 검출을 위한 측정 파형의 형태는 측정 대상자가 안정된 상태를 유지하더라도 규칙적이지 않은 경우가 많으므로, 호흡 검출을 위한 측정 파형의 형태가 불규칙할 경우에도 정확한 호흡수를 계산할 수 있는 기술이 필요하다.As shown in FIG. 1, when the waveform of the measurement waveform for respiration detection is regular, the measurement by the respiration rate is relatively easy and accurate. However, as shown in FIG. 2, the shape of the measured waveform for the breath detection is often not regular even if the measured person maintains a stable state. Therefore, even when the waveform of the measured waveform for breath detection is irregular, Is required.

대한민국 공개특허 제10-2012-0045664호(2012.05.09)Korean Patent Publication No. 10-2012-0045664 (2012.05.09)

본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 호흡 검출을 위한 측정 파형의 형태가 불규칙할 경우에도 정확한 호흡수를 계산할 수 있는 호흡수 검출 장치 및 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a respiratory rate detecting apparatus and method capable of calculating an accurate respiration rate even when the shape of a measurement waveform for respiration detection is irregular.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 호흡수 검출 장치가 호흡 검출을 위한 측정 파형으로부터 검출된 피크 및 밸리 쌍들의 피크값과 밸리값 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 제1필터부와; 상기 제1필터부에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 크기와 간격을 고려하여 밀집되지 않은 영역에 위치한 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 제2필터부와; 상기 제2필터부에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들을 이용해 호흡수를 계산하는 호흡수 계산부를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a respiration detection apparatus for detecting a peak value of a pair of peaks and valleys detected from a measurement waveform for respiration detection and an apparatus for removing peak and valley pairs having a valley value difference lower than a threshold value 1 filter unit; A second filter portion for removing peak and valley pairs located in the non-dense region in consideration of the waveform size and spacing for the remaining pairs of peaks and valleys excluding the pairs of peaks and valleys removed by the first filter portion; A respiration rate calculation unit for calculating a respiration rate using the remaining pairs of peaks and valleys excluding the pairs of peaks and valleys removed by the second filter unit; And the like.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제2필터부가 제1필터부에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 크기 사분위수 범위 연산부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the waveform size of the remaining pairs of peaks and valleys excluding the pairs of peaks and valleys removed by the first filter section by the second filter section is calculated by interquartile range (IQR) A size quadrature range arithmetic unit for removing peak and valley pairs having an outlier out of normal distribution; .

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제2필터부가 상기 크기 사분위수 범위 연산부에 의해 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들이 제거된 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 간격 사분위수 범위 연산부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the second filter unit calculates the waveform interval of the peak and valley pairs from which peak and valley pairs having an outlier whose waveform size is out of the normal distribution are removed by the magnitude quadrature range arithmetic unit (IQR: Interquartile Range) to remove peak and valley pairs having an outlier whose waveform interval is out of the normal distribution; And further comprising:

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 크기 사분위수 범위 연산부가 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the quadrature range (IQR) for the waveform sizes of the peak and valley pairs until the size quadrature range arithmetic operation part finds outliers whose waveform size is out of the normal distribution, And the operation is repeated.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 간격 사분위수 범위 연산부가 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the quadrature range (IQR) for the waveform intervals of the peak and valley pairs is measured until the interval quadrature range arithmetic operation section detects an outlier whose waveform interval is out of the normal distribution, And the operation is repeated.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제1필터부가 피크값과 밸리값의 차를 정규화하고, 정규화된 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the first filter section normalizes the difference between the peak value and the valley value, and removes the peak and valley pairs whose difference between the normalized peak value and the valley value is less than the threshold value.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제1필터부가 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 특정 % 이상일 경우, 임계치를 조정하여 재필터링하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, when the number of peak and valley pairs in which the difference between the peak value and the valley value is less than the threshold value is greater than or equal to a certain percentage, the threshold value is adjusted and filtered again.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제1필터부가 피크값과 밸리값의 차가 조정된 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 특정 % 이상일 경우, 측정 에러(error)로 판단하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, when the number of peak and valley pairs in which the difference between the peak value and the valley value is less than the adjusted threshold value is greater than or equal to a predetermined percentage, the first filter section determines the measurement error.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡수 검출 장치가 측정 에러 발생시 경고를 수행하는 에러 경고부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, there is provided an alarm apparatus, comprising: an error warning unit for performing a warning when the breathing rate detection apparatus generates a measurement error; And further comprising:

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡수 검출 장치가 상기 호흡수 계산부에 의해 계산되는 호흡수를 표시하는 호흡수 표시부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, there is provided a breathing apparatus comprising: a breathing number display unit for displaying breathing counts calculated by the breathing amount calculation unit; And further comprising:

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡수 검출 장치가 호흡 검출을 위한 측정 파형을 미분 연산하여 피크(Peak) 및 밸리(Valley) 쌍들을 검출하는 피크 및 밸리 쌍 검출부와; 상기 피크 및 밸리 쌍 검출부에 의해 검출된 피크 및 밸리 쌍들에 포함되는 피크값과 밸리값의 차를 계산하는 피크/밸리 차 계산부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, there is provided a respiration detection apparatus comprising: a peak and valley pair detection section for detecting a peak and a pair of valleys by differentiating a measured waveform for breath detection; A peak / valley difference calculation unit for calculating a difference between a peak value and a valley value included in pairs of peaks and valleys detected by the peak and valley pair detection unit; And further comprising:

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡수 검출 장치가 호흡 검출을 위한 측정 파형을 획득하는 측정 파형 획득부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, there is provided a measurement waveform obtaining unit in which the breathing rate detecting apparatus obtains a measured waveform for breath detection; And further comprising:

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡수 검출 장치가 상기 측정 파형 획득부에 의해 획득된 측정 파형을 특정 시간 단위로 리샘플링(sampling)하는 리샘플링부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the respiratory rate detection apparatus includes a resampler section for sampling the measured waveform acquired by the measured waveform acquisition section in a specific time unit; And further comprising:

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 리샘플링부가 리샘플링된 측정 파형 데이터에 대해 이동 평균(Moving Average) 연산하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the resampling unit performs a moving average calculation on the resampled measured waveform data.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡 검출을 위한 측정 파형이 생체 정보 변화를 검출함에 의해 획득되는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the measured waveform for the breath detection is obtained by detecting a change in the biometric information.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 생체 정보 변화가 호흡시의 온도 변화 또는 호흡에 의한 공기 흐름 또는 맥박 또는 혈압 또는 혈량 또는 호흡에 의한 인체 체적 변화 또는 체동 또는 코골이 또는 이갈이에 의한 음향 변화 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a living body, wherein the biological information change is a change in temperature during respiration or a change in body volume caused by air flow or pulse or blood pressure or blood volume or respiration due to respiration or sound change due to bodily injury, snoring, And is at least one.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 호흡수 검출 방법이 호흡 검출을 위한 측정 파형으로부터 피크(Peak) 및 밸리(Valley) 쌍들을 검출하는 피크 및 밸리 쌍 검출단계와; 상기 피크 및 밸리 쌍 검출단계에 의해 검출된 피크 및 밸리 쌍들에 포함되는 피크값과 밸리값의 차를 계산하는 피크/밸리 차 계산단계와; 상기 피크/밸리 차 계산단계에 의해 계산된 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 제1필터링 단계와; 상기 제1필터링 단계에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 크기와 간격을 고려하여 밀집되지 않은 영역에 위치한 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 제2필터링 단계와; 상기 제2필터링 단계에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들을 이용해 호흡수를 계산하는 호흡수 계산단계를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of detecting a respiratory tract comprising: detecting a pair of peaks and valleys for detecting pairs of peaks and valleys from a measurement waveform for respiration detection; A peak / valley difference calculation step of calculating a difference between a peak value and a valley value included in the peak and valley pairs detected by the peak and valley pair detection step; A first filtering step of removing peak and valley pairs whose difference between the peak value and the valley value calculated by the peak / valley difference calculation step is less than the threshold; A second filtering step for removing peak and valley pairs located in the non-dense region taking into account the waveform size and spacing for the remaining peak and valley pairs excluding the peak and valley pairs removed by the first filtering step; Calculating a number of breaths using the remaining pairs of peaks and valleys excluding the pairs of peaks and valleys removed by the second filtering step; And the like.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제2필터링 단계가 제1필터링 단계에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 크기 사분위수 범위 연산단계와; 상기 크기 사분위수 범위 연산단계에 의해 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들이 제거된 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 간격 사분위수 범위 연산단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the second filtering step comprises calculating the waveform sizes of the remaining pairs of peaks and valleys excluding the pairs of peaks and valleys removed by the first filtering step, in a quadrature range (IQR: Interquartile Range) A magnitude quadrature range computation step of removing peak and valley pairs with size outliers out of normal distribution; Calculating a quadrature range (IQR: Interquartile Range) of the waveform intervals of the peak and valley pairs from which peak and valley pairs having an outlier whose waveform size deviates from the normal distribution by the size quadrature range calculation step, An interval interval quadrature range calculation step of removing peak and valley pairs having an outlier whose interval is out of normal distribution; .

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 크기 사분위수 범위 연산단계에서 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the quadrature range (IQR) for the waveform sizes of the peak and valley pairs until the waveform size is out of the normal distribution, ) Operation is repeated (iteration).

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 간격 사분위수 범위 연산단계에서 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, in the calculating of the interval quartile range, the quadrature range (IQR) of the waveform intervals of the peak and valley pairs until an outlier whose waveform interval deviates from the normal distribution is not detected ) Operation is repeated (iteration).

본 발명은 호흡 검출을 위한 측정 파형의 형태가 불규칙할 경우에도 정확한 호흡수를 계산할 수 있는 효과가 있다. The present invention has an effect of accurately calculating the breathing number even when the waveform of the measurement waveform for breath detection is irregular.

또한, 본 발명은 실제 임상에서 나타날 수 있는 다양한 유형의 호흡 파형에 적용 가능한 효과가 있다.Further, the present invention has an effect applicable to various types of respiratory waveforms that may appear in actual clinical practice.

도 1 은 호흡 검출을 위한 측정 파형의 형태가 규칙적일 경우의 일 예를 도시한 파형도이다.
도 2 는 호흡 검출을 위한 측정 파형의 형태가 불규칙적일 경우의 일 예를 도시한 파형도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 호흡수 검출 장치의 일 실시예를 도시한 블럭도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 호흡수 검출 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
FIG. 1 is a waveform diagram showing an example of a case where a waveform of a measurement waveform for respiration detection is regular.
FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of a case in which the waveform of the measurement waveform for respiration detection is irregular.
3 is a block diagram showing an embodiment of a breathing apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment of a breathing detection method according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms used throughout the specification of the present invention have been defined in consideration of the functions of the embodiments of the present invention and can be sufficiently modified according to the intentions and customs of the user or operator. It should be based on the contents of.

도 3 은 본 발명에 따른 호흡수 검출 장치의 일 실시예를 도시한 블럭도이다. 도 3 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 호흡수 검출 장치(100)는 피크 및 밸리 쌍 검출부(110)와, 피크/밸리 차 계산부(120)와, 제1필터부(130)와, 제2필터부(140)와, 호흡수 계산부(150)를 포함하여 이루어진다.3 is a block diagram showing an embodiment of a breathing apparatus according to the present invention. 3, the respiratory rate detection apparatus 100 according to this embodiment includes a peak and valley pair detection unit 110, a peak / valley difference calculation unit 120, a first filter unit 130, A second filter unit 140, and a respiratory rate calculation unit 150.

상기 피크 및 밸리 쌍 검출부(110)는 호흡 검출을 위한 측정 파형으로부터 피크(Peak) 및 밸리(Valley) 쌍들을 검출한다. 예컨대, 상기 피크 및 밸리 쌍 검출부(110)가 측정 파형을 미분 연산하여 피크(Peak) 및 밸리(Valley) 쌍들을 검출하도록 구현될 수 있다.The peak and valley pair detection unit 110 detects peak and valley pairs from a measurement waveform for breath detection. For example, the peak and valley pair detecting section 110 may be implemented to differentiate the measured waveform to detect peak and valley pairs.

측정 파형에서 피크 점들은 측정 파형을 미분할 경우의 기울기가 양에서 음으로 변하는 구간에 위치하는 점들이고, 밸리 점들은 측정 파형을 미분할 경우 기울기가 음에서 양으로 변하는 구간에 위치하는 점들이므로, 측정 파형을 미분 연산하여 피크 점과 밸리 점들을 구할 수 있다. 그리고, 시간상으로 이웃하는 피크 점과 밸리 점을 한쌍의 피크 및 밸리 쌍으로 결정함으로써 피크 및 밸리 쌍을 검출할 수 있다. The peak points in the measured waveform are points located in the section where the gradient of the measured waveform is differentiated from positive to negative and the valley points are points located in the section where the gradient changes from negative to positive when the measured waveform is differentiated. The peak and valley points can be obtained by differentiating the measured waveform. Then, peak and valley pairs can be detected by determining the peak point and the valley point neighboring in time with a pair of peak and valley pairs.

한편, 상기 호흡 검출을 위한 측정 파형은 생체 정보 변화를 검출함에 의해 획득될 수 있다. 상기 생체 정보 변화는 호흡시의 온도 변화 또는 호흡에 의한 공기 흐름 또는 맥박 또는 혈압 또는 혈량 또는 호흡에 의한 인체 체적 변화 또는 체동 또는 코골이 또는 이갈이에 의한 음향 변화 중 적어도 하나일 수 있다.On the other hand, the measured waveform for the breath detection can be obtained by detecting a change in the biometric information. The biological information change may be at least one of a temperature change during respiration or an air flow caused by respiration or a change in body volume caused by a pulse or blood pressure, blood volume, or respiration, or a change in sound due to breathing, snoring, or discoloration.

상기 피크/밸리 차 계산부(120)는 상기 피크 및 밸리 쌍 검출부(110)에 의해 검출된 피크 및 밸리 쌍들에 포함되는 피크값과 밸리값의 차를 계산한다. 피크 및 밸리 쌍들에 포함되는 피크값과 밸리값의 차를 계산하는 이유는 피크 및 밸리 쌍에 포함되는 피크 점과 밸리 점은 한 호흡에 대응되기 때문이다.The peak / valley difference calculation unit 120 calculates the difference between the peak value and the valley value included in the peak and valley pairs detected by the peak and valley pair detection unit 110. The reason for calculating the difference between the peak value and the valley value included in the peak and valley pairs is that the peak point and the valley point included in the peak and valley pair correspond to one breath.

상기 제1필터부(130)는 상기 피크/밸리 차 계산부(120)에 의해 계산된 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다. 피크 및 밸리 쌍 검출부(110)에서 일차 미분을 통해 피크 및 밸리 쌍을 검출 시 정상적인 호흡과 상관이 없는 노이즈 신호를 제거하기 위해 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들은 제거한다.The first filter unit 130 removes peak and valley pairs whose difference between the peak value and the valley value calculated by the peak / valley difference calculation unit 120 is less than the threshold value. The peak and valley pair detecting section 110 removes the peak and valley pairs having a difference between the peak value and the valley value less than the threshold value in order to remove the noise signal which is not correlated with normal breathing when detecting the peak and valley pair through the first differential.

이 때, 상기 제1필터부(130)가 피크값과 밸리값의 차를 정규화(Normalize)하고, 정규화된 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거하도록 구현할 수 있다. 피크값과 밸리값의 차를 정규화한다는 의미는 미리 설정된 특정 정규화 구간내의 값으로 피크값과 밸리값의 차를 변환한다는 의미이다. 예컨대, 피크값과 밸리값의 차를 -1부터 1까지의 구간으로 정규화할 수 있다.In this case, the first filter unit 130 may normalize the difference between the peak value and the valley value, and remove the peak and valley pair having the difference between the normalized peak value and the valley value less than the threshold value. Normalizing the difference between the peak value and the valley value means that the difference between the peak value and the valley value is converted into a value within a predetermined normalization interval. For example, the difference between the peak value and the valley value can be normalized to a range from -1 to 1.

한편, 상기 제1필터부(130)가 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 특정 % 이상일 경우, 임계치를 조정하여 재필터링하도록 구현될 수 있다.On the other hand, if the number of peak and valley pairs in which the difference between the peak value and the valley value is less than the threshold value is greater than or equal to a predetermined percentage, the first filter unit 130 may be configured to adjust and refine the threshold value.

예컨대, 검출된 피크 및 밸리 쌍이 100개이고, 피크값과 밸리값의 차가 -1부터 1까지의 구간으로 정규화되고, 최초 임계치가 -0.5로, 조정 임계치가 -0.8로 설정되고, 임계치를 조정을 위한 특정 %로 50%가 설정되었다면, 피크값과 밸리값의 차가 -0.5 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 50% 미만 즉, 50개 이상일 경우, 임계치를 -0.8로 조정한다.For example, if the detected peak and valley pairs are 100, the difference between the peak value and the valley value is normalized to a section from -1 to 1, the initial threshold is set to -0.5, the adjustment threshold is set to -0.8, If the specific value is set at 50%, the threshold value is adjusted to -0.8 when the number of peak and valley pairs having a difference between the peak value and the valley value less than -0.5 is less than 50%, that is, 50 or more.

그리고, 피크값과 밸리값의 차가 -0.8 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수를 검출하여 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 50% 미만 즉, 50개 미만이면 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다.If the number of peak and valley pairs having a difference between the peak value and the valley value of less than -0.8 is detected and the number of peak and valley pairs is less than 50%, that is, less than 50, the peak and valley pair Lt; / RTI >

한편, 상기 제1필터부(130)가 피크값과 밸리값의 차가 조정된 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 특정 % 이상일 경우, 측정 에러(error)로 판단한다. 즉, 호흡수 측정을 위한 피크 및 밸리 쌍 표본이 충분하지 않다 판단한다. On the other hand, when the first filter unit 130 determines that the number of pairs of peaks and valleys whose difference between the peak value and the valley value is less than the threshold value is greater than or equal to a predetermined percentage, the first filter unit 130 determines that the error is a measurement error. That is, it is judged that the peak and valley pair samples for the respiration rate measurement are not sufficient.

상기 제2필터부(140)는 상기 제1필터부(130)에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 크기와 간격을 고려하여 밀집되지 않은 영역에 위치한 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다.The second filter unit 140 calculates peak values and valleys located in the non-dense region in consideration of the waveform size and spacing for the remaining peak and valley pairs except for the peak and valley pairs removed by the first filter unit 130. [ Remove pairs.

예컨대, 측정 파형이 측정대상자의 시간에 따른 들숨과 날숨시의 온도 변화를 측정한 것이라면, 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기는 호흡의 세기에 대응되고, 이웃하는 피크 및 밸리 쌍간 간격은 호흡 간격에 대응되므로, 제2필터부(140)를 통해 파형 크기 즉, 호흡의 세기가 비정상적으로 크거나 작은 피크 및 밸리 쌍들과, 피크 및 밸리 쌍간 간격 즉, 호흡 간격이 비정상적으로 크거나 작은 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다.For example, if the measured waveform is a measure of the inspiratory and temporal changes in temperature at the time of the person to be measured, the waveform size of the peak and valley pairs corresponds to the intensity of the respiration and the adjacent peak and valley pair interval corresponds to the respiratory interval The peak and valley pairs having abnormally large or small waveform magnitudes, that is, the magnitudes of the respiratory waves, and the peak and valley pairs, that is, the peak and valley pairs having abnormally large or small respiratory intervals, Remove.

상기 호흡수 계산부(150)는 상기 제2필터부(140)에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들을 이용해 호흡수를 계산한다. 피크 및 밸리 쌍은 한 호흡에 대응되므로, 남은 피크 및 밸리 쌍들의 개수를 카운트하면 호흡수를 알 수 있다. 이 때, 상기 호흡수 계산부(150)가 남은 피크 및 밸리 쌍들의 개수를 60초 구간으로 환산하여 분당 호흡수를 계산하도록 구현될 수 있다.The respiration rate calculation unit 150 calculates the respiration rate using the remaining pairs of the peak and valley except for the peak and valley pairs removed by the second filter unit 140. Since the peak and valley pairs correspond to one breath, the number of remaining peak and valley pairs can be counted to determine the number of breaths. In this case, the respiratory rate calculator 150 may calculate the number of breaths per minute by converting the number of remaining peak and valley pairs into a 60-second interval.

이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 호흡 검출을 위한 측정 파형의 형태가 불규칙할 경우에도 정확한 호흡수를 계산할 수 있다. 또한, 본 발명은 실제 임상에서 나타날 수 있는 다양한 유형의 호흡 파형에 적용 가능하다.By implementing such a method, the present invention can calculate the accurate breathing number even when the waveform of the measurement waveform for breath detection is irregular. The present invention is also applicable to various types of breathing waveforms that may appear in actual clinical practice.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제2필터부(140)가 크기 사분위수 범위 연산부(141)를 포함할 수 있다. 상기 크기 사분위수 범위 연산부(141)는 제1필터부(130)에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다. 이 때, 상기 사분위수 범위(IQR) 연산시 가중치를 더 적용할 수 있다.According to an additional aspect of the present invention, the second filter unit 140 may include a size quadrature range arithmetic operation unit 141. The magnitude quadrature range arithmetic operation unit 141 computes a quadrature range (IQR) of the waveform sizes of the remaining peak and valley pairs excluding the peak and valley pairs removed by the first filter unit 130, To remove peak and valley pairs with an outlier that deviates from the normal distribution. In this case, the weight can be further applied in the calculation of the quadrature range (IQR).

예컨대, 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들에 대한 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산을 통해 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기가 작은 것부터 나열하여 파형 크기가 25%-a에서 75%+a 범위에 속하는 피크 및 밸리 쌍들만 남기고, 파형 크기가 25%-a 미만 및 75%+a를 초과하는 범위에 속하는 정상적이지 않을 가능성이 큰 피크 및 밸리 쌍들은 제거하여 신뢰성 있는 파형 크기를 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다. 상기 가중치 a는 1,5*IQR일 수 있다. 여기서, IQR은 25%에서 75% 범위 크기이다.For example, the waveform size of the peak and valley pairs is sorted from the smallest waveform size through the IQR (Interquartile Range) calculation for the waveform sizes of the peak and valley pairs, so that the waveform size ranges from 25% -a to 75% + a Peak and valley pairs that are likely to be unlikely to belong to the range of waveform sizes below 25% -a and above 75% + a, leaving only the peak and valley pairs to which they belong, are removed to yield peak and valley pairs with reliable waveform size Can be obtained. The weight a may be 1.5 * IQR. Here, IQR is in the range of 25% to 75%.

이 때, 상기 크기 사분위수 범위 연산부(141)가 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하도록 구현될 수 있다.At this time, the size quadrangle range arithmetic operation unit 141 repeats the quadrature range range (IQR) operation for the waveform sizes of the peak and valley pairs until an outlier whose waveform size is out of the normal distribution is not detected it may be implemented to iterate.

즉, 사분위수 범위(IQR) 연산을 통해 남겨진 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복하여 더욱 신뢰성 있는 파형 크기를 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다.That is, for the peak and valley pairs left over from the quadrature range (IQR) operation, the quadrature range (IQR) operation is repeated until no outliers whose waveform size deviates from the normal distribution are detected, Peak and valley pairs with dimensions can be obtained.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제2필터부(140)가 간격 사분위수 범위 연산부(142)를 더 포함할 수 있다. 상기 간격 사분위수 범위 연산부(142)는 상기 크기 사분위수 범위 연산부(141)에 의해 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들이 제거된 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다. 이 때, 상기 사분위수 범위(IQR) 연산시 가중치를 더 적용할 수 있다.According to a further aspect of the present invention, the second filter unit 140 may further include an interval quadrature range arithmetic unit 142. The interval quadrature range arithmetic operation unit 142 calculates the waveform quadrature intervals of the peak and valley pairs from which peak and valley pairs having an outlier whose waveform size is out of the normal distribution are removed by the size quadrature range arithmetic operation unit 141 Calculate the IQR (Interquartile Range) to remove peak and valley pairs with outliers whose waveform intervals are outside the normal distribution. In this case, the weight can be further applied in the calculation of the quadrature range (IQR).

예컨대, 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들에 대한 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산을 통해 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격이 작은 것부터 나열하여 파형 간격이 25%-a에서 75%+a 범위에 속하는 피크 및 밸리 쌍들만 남기고, 파형 간격이 25%-a 미만 및 75%+a를 초과하는 범위에 속하는 정상적이지 않을 가능성이 큰 피크 및 밸리 쌍들은 제거하여 신뢰성 있는 파형 간격을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다. 상기 가중치 a는 1,5*IQR일 수 있다. 여기서, IQR은 25%에서 75% 범위 크기이다.For example, a waveform interval between peak and valley pairs is sorted from a waveform interval of 25% -a to 75% + a through a quartile range (IQR) calculation for waveform intervals of peak and valley pairs Peak and valley pairs that are likely to be unlikely to fall within the range of waveform intervals less than 25% -a and greater than 75% + a, leaving only the peak and valley pairs to which they belong, are removed to yield peak and valley pairs with reliable waveform spacing Can be obtained. The weight a may be 1.5 * IQR. Here, IQR is in the range of 25% to 75%.

이 때, 상기 간격 사분위수 범위 연산부(142)가 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하도록 구현될 수 있다.At this time, the interval quadrature range arithmetic operation unit 142 repeatedly performs a quadrature range (IQR) operation on the waveform intervals of the peak and valley pairs until an outlier whose waveform interval is out of the normal distribution is not detected it may be implemented to iterate.

즉, 사분위수 범위(IQR) 연산을 통해 남겨진 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복하여 더욱 신뢰성 있는 파형 간격을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다.That is, for the peak and valley pairs left over from the quadrature range (IQR) operation, the quadrature range (IQR) operation is repeated until no outliers whose waveform interval deviates from the normal distribution are detected, Peak and valley pairs with spacing can be obtained.

한편, 호흡수 계산에 있어 상대적으로 효율이 큰 파형 크기에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산 후, 파형 간격에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 수행함으로써 더욱 신뢰성 있는 파형 간격을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다.On the other hand, by performing a quadrature range (IQR) operation on the waveform interval after the operation of the quadrature range (IQR) for the relatively large waveform size in the breath count calculation, a peak and valley pair having a more reliable waveform interval Can be obtained.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡수 검출 장치(100)가 에러 경고부(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 에러 경고부(160)는 측정 에러 발생시 경고를 수행한다. 예컨대, 상기 에러 경고부(160)가 측정 에러가 발생할 경우, LED 또는 화면 표시 등을 통한 시각적 경고 또는 경고음 출력을 통한 청각적 경고를 수행하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 에러 경고부(160)에 의한 측정 에러 경고에 따라, 측정자가 측정 에러를 인지할 수 있다.According to a further aspect of the invention, the respiratory rate detection apparatus 100 may further include an error warning unit 160. [ The error warning unit 160 performs a warning when a measurement error occurs. For example, when the error warning unit 160 generates a measurement error, it can be implemented to perform audible warning through a visual warning or an alarm output through an LED or a screen display. Thereby, in accordance with the measurement error warning by the error warning section 160, the measurer can recognize the measurement error.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡수 검출 장치(100)가 호흡수 표시부(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 호흡수 표시부(170)는 상기 호흡수 계산부(150)에 의해 계산되는 호흡수를 표시한다. 예컨대, 상기 호흡수 표시부(170)가 LCD 또는 LED 화면을 통해 분당 호흡수를 숫자로 표시하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 측정자는 호흡수 표시부(170)에 의해 표시되는 피측정자의 호흡수를 확인하여 피측정자의 호흡수를 알 수 있다.According to an additional aspect of the present invention, the breathing rate detection apparatus 100 may further include a breathing rate display unit 170. The breathing rate display unit 170 displays the breathing rate calculated by the breathing rate calculation unit 150. For example, the respiratory rate display unit 170 may be configured to display the respiration rate per minute through an LCD or an LED screen. Accordingly, the measurer can check the respiratory rate of the subject displayed by the respiratory rate display unit 170 and know the respiratory rate of the subject.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡수 검출 장치(100)가 측정 파형 획득부(180)를 더 포함할 수 있다. 상기 측정 파형 획득부(180)는 호흡 검출을 위한 측정 파형을 획득한다.According to an additional aspect of the present invention, the respiratory rate detection apparatus 100 may further include a measurement waveform acquisition unit 180. [ The measurement waveform acquisition unit 180 acquires a measurement waveform for breath detection.

이 때, 상기 측정 파형 획득부(180)가 생체 정보 변화를 검출하는 각종 센서 예컨대, 온도 측정 센서, 유량 측정 센서, 맥박 측정 센서, 혈압 측정 센서, 혈량 측정 센서, 체적 측정 센서, 음향 인식 센서 등을 통해 호흡 검출을 위한 측정 파형을 획득하도록 구현될 수 있다. At this time, the measurement waveform acquisition unit 180 may include various sensors for detecting changes in the biometric information, such as a temperature measurement sensor, a flow measurement sensor, a pulse measurement sensor, a blood pressure measurement sensor, a blood volume measurement sensor, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > breathing detection.

예컨대, 상기 측정 파형 획득부(180)에 의해 검출되는 생체 정보 변화가 호흡시의 온도 변화 또는 호흡에 의한 공기 흐름 또는 맥박 또는 혈압 또는 혈량 또는 호흡에 의한 인체 체적 변화 또는 체동 또는 코골이 또는 이갈이에 의한 음향 변화 중 적어도 하나일 수 있다. 이에 따라, 실제 임상에서 나타날 수 있는 다양한 유형의 호흡 파형을 호흡 검출을 위한 측정 파형으로 획득할 수 있다.For example, when the change in the biometric information detected by the measurement waveform obtaining unit 180 is a change in temperature during respiration or a change in body volume due to air flow or pulse or blood pressure, blood volume, or respiration caused by breathing or body movement or snoring or irregularity Lt; / RTI > and / or < / RTI > Accordingly, various types of respiratory waveforms that may appear in actual clinical practice can be acquired as measurement waveforms for respiration detection.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 호흡수 검출 장치(100)가 리샘플링부(190)를 더 포함할 수 있다. 상기 리샘플링부(190)는 상기 측정 파형 획득부(180)에 의해 획득된 측정 파형을 특정 시간 단위로 리샘플링(sampling)한다. 이 때, 상기 리샘플링부(190)가 리샘플링된 측정 파형 데이터에 대해 이동 평균(Moving Average) 연산하도록 구현될 수도 있다. According to a further aspect of the present invention, the respiratory rate detection apparatus 100 may further include a resampler 190. The resampling unit 190 resamples the measurement waveform acquired by the measurement waveform acquisition unit 180 by a specific time unit. At this time, the resampling unit 190 may be configured to perform a moving average operation on the resampled measured waveform data.

리샘플링부(190)에 의해 리샘플링된 측정 파형 데이터에 의한 측정 파형으로부터 피크 및 밸리 쌍 검출부(110)가 피크(Peak) 및 밸리(Valley) 쌍들을 검출하고, 피크/밸리 차 계산부(120)에 의해 검출된 피크 및 밸리 쌍들에 포함되는 피크값과 밸리값의 차가 계산되고, 제1필터부(130) 및 제2필터부(140)를 통해 유효하지 않은 피크 및 밸리 쌍들이 제거된 후 남은 피크 및 밸리 쌍들을 이용해 호흡수 계산부(150)가 호흡수를 계산한다.The peak and valley pair detecting section 110 detects peak and valley pairs from the measured waveform by the measured waveform data resampled by the resampling section 190 and outputs the peak and valley pair to the peak / valley difference calculating section 120 The difference between the peak value and the valley value included in the peak and valley pairs detected by the first filter unit 130 and the second filter unit 140 is calculated and the remaining peak after the invalid peak and valley pairs are removed through the first filter unit 130 and the second filter unit 140 And respiratory rate calculation unit 150 calculates the breath count using the pair of valleys.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 호흡수 검출 장치의 호흡수 검출 과정을 도 4 를 통해 알아본다. 도 4 는 본 발명에 따른 호흡수 검출 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.The process of detecting the breathing number of the breathing apparatus according to the present invention will now be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment of a breathing detection method according to the present invention.

먼저, 측정 파형 획득단계(410)에서 호흡수 검출 장치가 호흡 검출을 위한 측정 파형을 획득한다. 이 때, 생체 정보 변화를 검출하는 각종 센서 예컨대, 온도 측정 센서, 유량 측정 센서, 맥박 측정 센서, 혈압 측정 센서, 혈량 측정 센서, 체적 측정 센서, 음향 인식 센서 등을 통해 호흡 검출을 위한 측정 파형을 획득할 수 있다. First, in the measurement waveform acquisition step 410, the breathing detection apparatus acquires a measurement waveform for breath detection. At this time, measurement waveforms for breath detection are detected through various sensors for detecting changes in biometric information, such as a temperature measurement sensor, a flow measurement sensor, a pulse measurement sensor, a blood pressure measurement sensor, a blood volume measurement sensor, a volumetric measurement sensor, Can be obtained.

예컨대, 생체 정보 변화가 호흡시의 온도 변화 또는 호흡에 의한 공기 흐름 또는 맥박 또는 혈압 또는 혈량 또는 호흡에 의한 인체 체적 변화 또는 체동 또는 코골이 또는 이갈이에 의한 음향 변화 중 적어도 하나일 수 있다. For example, the biometric information change may be at least one of a temperature change at the time of breathing, an air flow caused by breathing, a pulse or blood pressure, a body volume change due to blood volume or respiration, or an acoustic change due to bodily or snoring or irritation.

그 다음, 리샘플링 단계(420)에서 호흡수 검출 장치가 상기 측정 파형 획득단계(410)에 의해 획득된 측정 파형을 특정 시간 단위로 리샘플링(sampling)한다. 이 때, 상기 리샘플링 단계(420)에서 리샘플링된 측정 파형 데이터에 대해 이동 평균(Moving Average) 연산하도록 구현될 수도 있다. Then, in resampling step 420, the respiratory rate detection device samples the measured waveform acquired by the measured waveform acquisition step 410 in a specific time unit. In this case, the moving average may be calculated for the resampled measured waveform data in the resampling step 420.

그 다음, 피크 및 밸리 쌍 검출단계(430)에서 호흡수 검출 장치가 호흡 검출을 위한 측정 파형으로부터 피크(Peak) 및 밸리(Valley) 쌍들을 검출한다. 예컨대, 상기 피크 및 밸리 쌍 검출단계(430)에서 측정 파형을 미분 연산하여 피크(Peak) 및 밸리(Valley) 쌍들을 검출하도록 구현될 수 있다.Next, in the peak and valley pair detection step 430, the respiratory rate detection device detects pairs of peaks and valleys from the measurement waveform for respiration detection. For example, the peak and valley pair detection step 430 may be implemented to differentiate the measured waveform to detect peak and valley pairs.

그리고, 피크/밸리 차 계산단계(440)에서 호흡수 검출 장치가 상기 피크 및 밸리 쌍 검출단계(430)에 의해 검출된 피크 및 밸리 쌍들에 포함되는 피크값과 밸리값의 차를 계산한다. 피크 및 밸리 쌍들에 포함되는 피크값과 밸리값의 차를 계산하는 이유는 피크 및 밸리 쌍에 포함되는 피크 점과 밸리 점은 한 호흡에 대응되기 때문이다.Then, in the peak / valley difference calculation step 440, the breath detection apparatus calculates the difference between the peak value and the valley value included in the peak and valley pairs detected by the peak and valley pair detection step 430. [ The reason for calculating the difference between the peak value and the valley value included in the peak and valley pairs is that the peak point and the valley point included in the peak and valley pair correspond to one breath.

그 다음, 제1필터링 단계(450)에서 호흡수 검출 장치가 상기 피크/밸리 차 계산단계(440)에 의해 계산된 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다. 피크 및 밸리 쌍 검출단계(430)에서 일차 미분을 통해 피크 및 밸리 쌍을 검출 시 정상적인 호흡과 상관이 없는 노이즈 신호를 제거하기 위해 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들은 제거한다.Then, in a first filtering step 450, the respiratory rate detection device removes the peak and valley pairs for which the difference between the peak value and the valley value calculated by the peak / valley difference calculation step 440 is less than the threshold. The peak and valley pair detection step 430 removes the peak and valley pairs that have a difference between the peak value and the valley value below the threshold to remove noise signals that are not correlated with normal breathing when detecting peak and valley pairs through the first derivative.

이 때, 상기 제1필터링 단계(450)에서 피크값과 밸리값의 차를 정규화(Normalize)하고, 정규화된 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거하도록 구현할 수 있다. 피크값과 밸리값의 차를 정규화한다는 의미는 미리 설정된 특정 정규화 구간내의 값으로 피크값과 밸리값의 차를 변환한다는 의미이다. 예컨대, 피크값과 밸리값의 차를 -1부터 1까지의 구간으로 정규화할 수 있다.In this case, in the first filtering step 450, the difference between the peak value and the valley value may be normalized, and the peak and valley pairs whose difference between the normalized peak value and the valley value are less than the threshold value may be removed. Normalizing the difference between the peak value and the valley value means that the difference between the peak value and the valley value is converted into a value within a predetermined normalization interval. For example, the difference between the peak value and the valley value can be normalized to a range from -1 to 1.

한편, 상기 제1필터링 단계(450)에서 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 특정 % 이상일 경우, 임계치를 조정하여 재필터링하도록 구현될 수 있다.Meanwhile, if the number of peak and valley pairs having a difference between the peak value and the valley value in the first filtering step 450 is equal to or greater than a predetermined percentage, the threshold may be adjusted and filtered.

예컨대, 검출된 피크 및 밸리 쌍이 100개이고, 피크값과 밸리값의 차가 -1부터 1까지의 구간으로 정규화되고, 최초 임계치가 -0.5로, 조정 임계치가 -0.8로 설정되고, 임계치를 조정을 위한 특정 %로 50%가 설정되었다면, 피크값과 밸리값의 차가 -0.5 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 50% 이상 즉, 50개 이상일 경우, 임계치를 -0.8로 조정한다.For example, if the detected peak and valley pairs are 100, the difference between the peak value and the valley value is normalized to a section from -1 to 1, the initial threshold is set to -0.5, the adjustment threshold is set to -0.8, If the specific value is set to 50%, the threshold value is adjusted to -0.8 when the number of peak and valley pairs having a difference between the peak value and the valley value of less than -0.5 is 50% or more, that is, 50 or more.

그리고, 피크값과 밸리값의 차가 -0.8 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수를 검출하여 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 50% 미만 즉, 50개 미만이면 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다.If the number of peak and valley pairs having a difference between the peak value and the valley value of less than -0.8 is detected and the number of peak and valley pairs is less than 50%, that is, less than 50, the peak and valley pair Lt; / RTI >

한편, 상기 제1필터링 단계(450)에서 피크값과 밸리값의 차가 조정된 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 특정 % 이상일 경우, 측정 에러(error)로 판단한다. 즉, 호흡수 측정을 위한 피크 및 밸리 쌍 표본이 충분하지 않다 판단한다. On the other hand, if the number of peak and valley pairs less than the threshold value in which the difference between the peak value and the valley value is adjusted in the first filtering step 450 is greater than or equal to a predetermined percentage, it is determined to be a measurement error. That is, it is judged that the peak and valley pair samples for the respiration rate measurement are not sufficient.

그리고, 제2필터링 단계(460)에서 호흡수 검출 장치가 상기 제1필터링 단계(450)에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 크기와 간격을 고려하여 밀집되지 않은 영역에 위치한 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다.Then, in a second filtering step 460, the respiratory rate detecting device determines the remaining peak and valley pairs excluding the peak and valley pairs removed by the first filtering step 450, ≪ / RTI > remove the peak and valley pairs located in the region.

예컨대, 측정 파형이 측정대상자의 시간에 따른 들숨과 날숨시의 온도 변화를 측정한 것이라면, 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기는 호흡의 세기에 대응되고, 이웃하는 피크 및 밸리 쌍간 간격은 호흡 간격에 대응되므로, 제2필터링 단계(460)를 통해 파형 크기 즉, 호흡의 세기가 비정상적으로 크거나 작은 피크 및 밸리 쌍들과, 피크 및 밸리 쌍간 간격 즉, 호흡 간격이 비정상적으로 크거나 작은 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다.For example, if the measured waveform is a measure of the inspiratory and temporal changes in temperature at the time of the person to be measured, the waveform size of the peak and valley pairs corresponds to the intensity of the respiration and the adjacent peak and valley pair interval corresponds to the respiratory interval The second filtering step 460 is performed to determine peak and valley pairs that are abnormally large or small in waveform size, that is, respiration intensity, and peak and valley pairs, that is, pairs of peaks and valleys with abnormally large or small respiratory intervals Remove.

한편, 상기 제2필터링 단계(460)가 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하는 크기 사분위수 범위 연산단계(461)와, 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들을 사분위수 범위(IQR) 연산하는 간격 사분위수 범위 연산단계(462)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the second filtering step 460 may include a magnitude quadrature range calculation step 461 for calculating a quadrature range (IQR) of the waveform sizes of the peak and valley pairs, And an interval quartile range calculation step 462 for performing a quintile range (IQR) operation.

상기 크기 사분위수 범위 연산단계(461)에서 호흡수 검출 장치가 제1필터링 단계(450)에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다. 이 때, 상기 사분위수 범위(IQR) 연산시 가중치를 더 적용할 수 있다.In the magnitude quadrature range calculation step 461, the respiratory quantity detection apparatus sets the waveform sizes of the remaining peak and valley pairs except for the peak and valley pairs removed by the first filtering step 450 to a quadrature range (IQR) ) To remove peak and valley pairs with outliers whose waveform size is outside the normal distribution. In this case, the weight can be further applied in the calculation of the quadrature range (IQR).

예컨대, 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들에 대한 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산을 통해 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기가 작은 것부터 나열하여 파형 크기가 25%-a에서 75%+a 범위에 속하는 피크 및 밸리 쌍들만 남기고, 파형 크기가 25%-a 미만 및 75%+a를 초과하는 범위에 속하는 정상적이지 않을 가능성이 큰 피크 및 밸리 쌍들은 제거하여 신뢰성 있는 파형 크기를 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다. 상기 가중치 a는 1,5*IQR일 수 있다. 여기서, IQR은 25%에서 75% 범위 크기이다.For example, the waveform size of the peak and valley pairs is sorted from the smallest waveform size through the IQR (Interquartile Range) calculation for the waveform sizes of the peak and valley pairs, so that the waveform size ranges from 25% -a to 75% + a Peak and valley pairs that are likely to be unlikely to belong to the range of waveform sizes below 25% -a and above 75% + a, leaving only the peak and valley pairs to which they belong, are removed to yield peak and valley pairs with reliable waveform size Can be obtained. The weight a may be 1.5 * IQR. Here, IQR is in the range of 25% to 75%.

이 때, 상기 크기 사분위수 범위 연산단계(461)에서 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하도록 구현될 수 있다.At this time, the quadrature range (IQR) calculation for the waveform sizes of the peak and valley pairs is performed until the outlier of the waveform size is out of the normal distribution in the magnitude quadrature range calculation step 461 It can be implemented to iterate.

즉, 사분위수 범위(IQR) 연산을 통해 남겨진 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복하여 더욱 신뢰성 있는 파형 크기를 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다.That is, for the peak and valley pairs left over from the quadrature range (IQR) operation, the quadrature range (IQR) operation is repeated until no outliers whose waveform size deviates from the normal distribution are detected, Peak and valley pairs with dimensions can be obtained.

상기 간격 사분위수 범위 연산단계(462)에서 호흡수 검출 장치가 상기 크기 사분위수 범위 연산단계(461)에 의해 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들이 제거된 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거한다. 이 때, 상기 사분위수 범위(IQR) 연산시 가중치를 더 적용할 수 있다.In the interval quartile range calculating step 462, the respiratory rate detecting apparatus calculates the peak quadrangle having the peak out of the normal distribution by the amplitude quadrangle range calculating step 461, And IQR (Interquartile Range) of the waveform intervals of the valley pairs to remove peak and valley pairs with outliers whose waveform intervals are outside the normal distribution. In this case, the weight can be further applied in the calculation of the quadrature range (IQR).

예컨대, 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들에 대한 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산을 통해 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격이 작은 것부터 나열하여 파형 간격이 25%-a에서 75%+a 범위에 속하는 피크 및 밸리 쌍들만 남기고, 파형 간격이 25%-a 미만 및 75%+a를 초과하는 범위에 속하는 정상적이지 않을 가능성이 큰 피크 및 밸리 쌍들은 제거하여 신뢰성 있는 파형 간격을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다. 상기 가중치 a는 1,5*IQR일 수 있다. 여기서, IQR은 25%에서 75% 범위 크기이다.For example, a waveform interval between peak and valley pairs is sorted from a waveform interval of 25% -a to 75% + a through a quartile range (IQR) calculation for waveform intervals of peak and valley pairs Peak and valley pairs that are likely to be unlikely to fall within the range of waveform intervals less than 25% -a and greater than 75% + a, leaving only the peak and valley pairs to which they belong, are removed to yield peak and valley pairs with reliable waveform spacing Can be obtained. The weight a may be 1.5 * IQR. Here, IQR is in the range of 25% to 75%.

이 때, 상기 간격 사분위수 범위 연산단계(462)에서 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하도록 구현될 수 있다.At this time, the quadrature range (IQR) operation for the waveform intervals of the peak and valley pairs is performed until the outlier of the waveform interval is out of the normal distribution in the interval quartile range calculation step 462 It can be implemented to iterate.

즉, 사분위수 범위(IQR) 연산을 통해 남겨진 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복하여 더욱 신뢰성 있는 파형 간격을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다.That is, for the peak and valley pairs left over from the quadrature range (IQR) operation, the quadrature range (IQR) operation is repeated until no outliers whose waveform interval deviates from the normal distribution are detected, Peak and valley pairs with spacing can be obtained.

한편, 호흡수 계산에 있어 상대적으로 효율이 큰 파형 크기에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산 후, 파형 간격에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 수행함으로써 더욱 신뢰성 있는 파형 간격을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 얻을 수 있다.On the other hand, by performing a quadrature range (IQR) operation on the waveform interval after the operation of the quadrature range (IQR) for the relatively large waveform size in the breath count calculation, a peak and valley pair having a more reliable waveform interval Can be obtained.

그 다음, 호흡수 계산단계(470)에서 호흡수 검출 장치가 상기 제2필터링 단계(460)에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들을 이용해 호흡수를 계산한다. 피크 및 밸리 쌍은 한 호흡에 대응되므로, 남은 피크 및 밸리 쌍들의 개수를 카운트하면 호흡수를 알 수 있다. 이 때, 상기 호흡수 계산단계(470)에서 남은 피크 및 밸리 쌍들의 개수를 60초 구간으로 환산하여 분당 호흡수를 계산하도록 구현될 수 있다.The respiratory rate detection device then calculates the respiratory rate using the remaining peak and valley pairs except for the peak and valley pairs removed by the second filtering step 460 in the respiratory rate calculation step 470. Since the peak and valley pairs correspond to one breath, the number of remaining peak and valley pairs can be counted to determine the number of breaths. In this case, the number of remaining peak and valley pairs in the breath count calculation step 470 may be converted into a 60 second interval to calculate the breath per minute.

그 다음, 호흡수 표시단계(480)에서 호흡수 검출 장치가 상기 호흡수 계산단계(470)에 의해 계산되는 호흡수를 표시한다. 예컨대, 상기 호흡수 표시단계(480)에서 LCD 또는 LED 화면을 통해 분당 호흡수를 숫자로 표시하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 측정자는 호흡수 표시단계(480)에 의해 표시되는 피측정자의 호흡수를 확인하여 피측정자의 호흡수를 알 수 있다.Then, in the breathing rate display step 480, the breathing rate detection device displays the breathing rate calculated by the breathing rate calculation step 470. For example, the respiratory rate may be displayed in the number of breaths per minute through the LCD or LED screen in the respiratory rate display step 480. Accordingly, the measurer can recognize the respiration rate of the subject by checking the respiration rate of the subject to be displayed by the respiration rate display step 480. [

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 호흡 검출을 위한 측정 파형의 형태가 불규칙할 경우에도 정확한 호흡수를 계산할 수 있고, 실제 임상에서 나타날 수 있는 다양한 유형의 호흡 파형에 적용 가능하므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.As described above, the present invention can calculate the accurate number of breaths even when the waveform of the measurement waveform for breath detection is irregular, and can be applied to various types of breathing waveforms that can appear in actual clinical situations. Therefore, The object of the present invention can be achieved.

본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.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. .

본 발명은 호흡 검출 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.The present invention is industrially applicable in the field of respiration detection technology and its application fields.

100 : 호흡수 검출 장치
110 : 피크 및 밸리 쌍 검출부
120 : 피크/밸리 차 계산부
130 : 제1필터부
140 : 제2필터부
141 : 크기 사분위수 범위 연산부
142 : 간격 사분위수 범위 연산부
150 : 호흡수 계산부
160 : 에러 경고부
170 : 호흡수 표시부
180 : 측정 파형 획득부
190 : 리샘플링부
100: Breathing water detection device
110: Peak and valley pair detector
120: peak / valley difference calculation section
130:
140:
141: Size Quartile Range Operation Unit
142: interval quartile range computing unit
150: respiratory rate calculation unit
160: error warning section
170: Respiration number display section
180: Measurement waveform acquisition unit
190: resampling unit

Claims (20)

호흡 검출을 위한 측정 파형으로부터 검출된 피크 및 밸리 쌍들의 피크값과 밸리값의 차를 정규화(Normalize)하고, 정규화된 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 제1필터부와;
상기 제1필터부에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 크기와 간격을 고려하여 밀집되지 않은 영역에 위치한 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 제2필터부와;
상기 제2필터부에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들을 이용해 호흡수를 계산하는 호흡수 계산부를;
포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
A first filter section for normalizing the difference between the peak value and the valley value of the peak and valley pairs detected from the measurement waveform for breath detection and removing the peak and valley pairs whose difference between the normalized peak value and the valley value is less than the threshold value, Wow;
A second filter portion for removing peak and valley pairs located in the non-dense region in consideration of the waveform size and spacing for the remaining pairs of peaks and valleys excluding the pairs of peaks and valleys removed by the first filter portion;
A respiration rate calculation unit for calculating a respiration rate using the remaining pairs of peaks and valleys excluding the pairs of peaks and valleys removed by the second filter unit;
And a control unit for controlling the operation of the respiration detection unit.
제 1 항에 있어서,
상기 제2필터부가:
제1필터부에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 크기 사분위수 범위 연산부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
The method according to claim 1,
The second filter portion:
(IQR: Interquartile Range) of the remaining peak and valley pairs except for the peak and valley pairs removed by the first filter section to determine a peak having an outlier whose waveform size deviates from the normal distribution and A size quadrature range arithmetic unit for removing the valley pairs;
Wherein the respiration detection unit comprises:
제 2 항에 있어서,
상기 제2필터부가:
상기 크기 사분위수 범위 연산부에 의해 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들이 제거된 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 간격 사분위수 범위 연산부를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
3. The method of claim 2,
The second filter portion:
(IQR: Interquartile Range) of peak and valley pairs in which peak and valley pairs having an outlier whose waveform size is out of the normal distribution is removed by the size quadrature range arithmetic operation unit, An interval interval quadrature range arithmetic unit for removing peak and valley pairs having outliers out of this normal distribution;
Further comprising: means for detecting a respiratory rate of the subject.
제 2 항에 있어서,
상기 크기 사분위수 범위 연산부가:
파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
3. The method of claim 2,
The size quadrature range arithmetic unit:
And repeats a quadrature range (IQR) operation on waveform sizes of the peak and valley pairs until an outlier whose waveform size deviates from the normal distribution is not detected.
제 3 항에 있어서,
상기 간격 사분위수 범위 연산부가:
파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
The method of claim 3,
The interval quartile range calculating unit:
And repeats a quadrature range (IQR) operation on waveform intervals of the peak and valley pairs until an outlier whose waveform interval is out of the normal distribution is not detected.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1필터부가:
피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 특정 % 이상일 경우, 임계치를 조정하여 재필터링하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
The method according to claim 1,
The first filter portion:
And when the number of peak and valley pairs in which the difference between the peak value and the valley value is less than the threshold is equal to or more than a certain percentage, the threshold value is adjusted and re-filtered.
제 7 항에 있어서,
상기 제1필터부가:
피크값과 밸리값의 차가 조정된 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들의 개수가 특정 % 이상일 경우, 측정 에러(error)로 판단하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
8. The method of claim 7,
The first filter portion:
When the number of pairs of peaks and valleys whose difference between the peak value and the valley value is less than the adjusted threshold value is equal to or more than a certain percentage, is determined as a measurement error.
제 8 항에 있어서,
상기 호흡수 검출 장치가:
측정 에러 발생시 경고를 수행하는 에러 경고부를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the respiratory rate detection device comprises:
An error warning unit for performing a warning when a measurement error occurs;
Further comprising: means for detecting a respiratory rate of the subject.
제 1 항에 있어서,
상기 호흡수 검출 장치가:
상기 호흡수 계산부에 의해 계산되는 호흡수를 표시하는 호흡수 표시부를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the respiratory rate detection device comprises:
A breath count display unit for displaying breath counts calculated by the breath count calculation unit;
Further comprising: means for detecting a respiratory rate of the subject.
제 1 항에 있어서,
상기 호흡수 검출 장치가:
호흡 검출을 위한 측정 파형을 미분 연산하여 피크(Peak) 및 밸리(Valley) 쌍들을 검출하는 피크 및 밸리 쌍 검출부와;
상기 피크 및 밸리 쌍 검출부에 의해 검출된 피크 및 밸리 쌍들에 포함되는 피크값과 밸리값의 차를 계산하는 피크/밸리 차 계산부를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the respiratory rate detection device comprises:
A peak and valley pair detecting section for differentiating a measured waveform for breath detection to detect peak and valley pairs;
A peak / valley difference calculation unit for calculating a difference between a peak value and a valley value included in pairs of peaks and valleys detected by the peak and valley pair detecting unit;
Further comprising: means for detecting a respiratory rate of the subject.
제 1 항에 있어서,
상기 호흡수 검출 장치가:
호흡 검출을 위한 측정 파형을 획득하는 측정 파형 획득부를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the respiratory rate detection device comprises:
A measurement waveform acquisition unit for acquiring a measurement waveform for breath detection;
Further comprising: means for detecting a respiratory rate of the subject.
제 12 항에 있어서,
상기 호흡수 검출 장치가:
상기 측정 파형 획득부에 의해 획득된 측정 파형을 특정 시간 단위로 리샘플링(sampling)하는 리샘플링부를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the respiratory rate detection device comprises:
A resampler for sampling the measured waveform acquired by the measured waveform acquisition unit at a specific time unit;
Further comprising: means for detecting a respiratory rate of the subject.
제 13 항에 있어서,
상기 리샘플링부가:
리샘플링된 측정 파형 데이터에 대해 이동 평균(Moving Average) 연산하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
14. The method of claim 13,
The resampling unit:
And performs a moving average calculation on the resampled measured waveform data.
제 12 항에 있어서,
상기 호흡 검출을 위한 측정 파형이:
생체 정보 변화를 검출함에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the measured waveform for breathing detection comprises:
And detecting the change in the biometric information.
제 15 항에 있어서,
상기 생체 정보 변화가:
호흡시의 온도 변화 또는 호흡에 의한 공기 흐름 또는 맥박 또는 혈압 또는 혈량 또는 호흡에 의한 인체 체적 변화 또는 체동 또는 코골이 또는 이갈이에 의한 음향 변화 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the biometric information change is:
Wherein the respiratory rate is at least one of a temperature change at the time of breathing, an air flow caused by breathing, a change in body volume caused by a pulse or blood pressure, a blood volume or breathing, or a change in sound caused by bodily injury or snoring or irregularity.
호흡수 검출 장치가 호흡 검출을 위한 측정 파형으로부터 피크(Peak) 및 밸리(Valley) 쌍들을 검출하는 피크 및 밸리 쌍 검출단계와;
호흡수 검출 장치가 상기 피크 및 밸리 쌍 검출단계에 의해 검출된 피크 및 밸리 쌍들에 포함되는 피크값과 밸리값의 차를 계산하는 피크/밸리 차 계산단계와;
호흡수 검출 장치가 상기 피크/밸리 차 계산단계에 의해 계산된 피크값과 밸리값의 차를 정규화(Normalize)하고, 정규화된 피크값과 밸리값의 차가 임계치 미만인 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 제1필터링 단계와;
호흡수 검출 장치가 상기 제1필터링 단계에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들에 대해 파형 크기와 간격을 고려하여 밀집되지 않은 영역에 위치한 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 제2필터링 단계와;
호흡수 검출 장치가 상기 제2필터링 단계에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들을 이용해 호흡수를 계산하는 호흡수 계산단계를;
포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 방법.
A peak and valley pair detection step in which the breathing detection apparatus detects pairs of peaks and valleys from a measurement waveform for breath detection;
A peak / valley difference calculation step of calculating a difference between a peak value and a valley value included in the pairs of peaks and valleys detected by the respiratory rate detection device by the peak and valley pair detection step;
Wherein the respiratory rate detection apparatus normalizes the difference between the peak value and the valley value calculated by the peak / valley difference calculation step, and the first and second pairs of peak and valley pairs, wherein the difference between the normalized peak value and the valley value is less than the threshold, Filtering;
A second filtering for removing peak and valley pairs located in the non-dense region in consideration of the waveform size and spacing for the remaining peak and valley pairs except for the peak and valley pairs removed by the first filtering step, ;
Calculating a breathing number using the remaining pairs of peaks and valleys except the pairs of peaks and valleys removed by the second filtering step;
Wherein the respiration detection unit detects the respiration rate of the subject.
제 17 항에 있어서,
상기 제2필터링 단계가:
제1필터링 단계에 의해 제거된 피크 및 밸리 쌍들을 제외한 나머지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 크기 사분위수 범위 연산단계와;
상기 크기 사분위수 범위 연산단계에 의해 파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들이 제거된 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들을 사분위수 범위(IQR : Interquartile Range) 연산하여 파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)을 가진 피크 및 밸리 쌍들을 제거하는 간격 사분위수 범위 연산단계를;
포함하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the second filtering step comprises:
Calculating the waveform sizes of the remaining peak and valley pairs excluding the peak and valley pairs removed by the first filtering step to obtain a peak having an outlier whose waveform size is out of the normal distribution, A size quartile range calculation step of removing valley pairs;
Calculating a quadrature range (IQR: Interquartile Range) of the waveform intervals of the peak and valley pairs from which peak and valley pairs having an outlier whose waveform size deviates from the normal distribution by the size quadrature range calculation step, An interval interval quadrature range calculation step of removing peak and valley pairs having an outlier whose interval is out of normal distribution;
Wherein the respiratory rate detection method comprises the steps of:
제 18 항에 있어서,
상기 크기 사분위수 범위 연산단계에서:
파형 크기가 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 크기들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 방법.
19. The method of claim 18,
In the step of calculating the size quadrangle range,
(IQR) operation for the waveform sizes of the peak and valley pairs until an outlier whose waveform size deviates from the normal distribution is not detected.
제 18 항에 있어서,
상기 간격 사분위수 범위 연산단계에서:
파형 간격이 정상 분포를 벗어난 이상값(outlier)이 검출되지 않을 때까지 피크 및 밸리 쌍들의 파형 간격들에 대한 사분위수 범위(IQR) 연산을 반복(iteration)하는 것을 특징으로 하는 호흡수 검출 방법.
19. The method of claim 18,
In the interval quartile range calculating step:
The method comprising: iterating a quadrature range (IQR) operation on waveform intervals of peak and valley pairs until an outlier whose waveform interval is out of normal distribution is not detected.
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