KR102441332B1 - 심혈관 정보 추정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
일 실시예에 따른 심혈관 정보 추정 장치는, 피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하는 맥파 측정부와, 상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정하는 접촉 압력 측정부와, 상기 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호와, 상기 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고, 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
Description
심혈관 정보를 추정하는 장치 및 방법과 관련된다.
일반적으로 비침습적으로 혈압 등과 같은 심혈관 정보를 추정하는 방법으로는 커프 기반 방법과 커프리스 기반 방법이 있다. 커프 기반 방법은 상완에 커프를 감고 커프를 이용하여 압력을 가하고 풀어주면서 청진기의 청음을 통해 혈압을 측정하는 방법과 자동화된 기계를 이용하여 가압/감압 시의 압력 신호를 측정한 뒤 압력 신호의 변화가 가장 큰 지점을 기준으로 혈압을 측정하는 오실로메트릭 방법으로 구분된다. 커프리스 기반 방법은 맥파의 속도를 이용하여 혈압을 추정하는 PTT(pulse transit time) 방법과 맥파의 모양을 분석하여 혈압을 추정하는 PWA(pulse wave analysis) 방법으로 구분된다.
커프 기반 방법은 커프를 이용하여 압력을 가하여야 하므로 고통을 유발하고, 커프리스 기반 방법인 PTT(pulse transit time) 방법 및 PWA(pulse wave analysis) 방법은 맥파를 기반으로 혈압을 추정하는 것이므로 정확도를 향상시키는데 한계가 있다.
공개특허공보 제 10-2017-0049279호 (2017.05.10.)
심혈관 정보 추정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 심혈관 정보 추정 장치는, 피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하는 맥파 측정부와, 상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정하는 접촉 압력 측정부와, 상기 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호와, 상기 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고, 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 맥파 측정부는, 서로 다른 파장의 광을 상기 피검체에 조사하는 광원부와, 상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 맥파 신호를 측정하는 광 검출부를 포함할 수 있다.
상기 접촉 압력 측정부는, 힘 센서, 압력 센서, 가속도 센서, 압전 필름, 로드셀, 레이다, 광용적맥파 센서 중 적어도 하나를 이용하여 접촉 압력을 측정할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 접촉 압력을 기반으로 접촉 압력 전이 구간을 검출하고, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호와 제2 맥파 신호를 기반으로 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출하고, 상기 적어도 하나의 맥파 특징점에 대응하는 맥파 특징값 및 접촉 압력값 중 적어도 하나를 이용하여 심혈관 특징값을 추출할 수 있다.
상기 접촉 압력 전이 구간은, 접촉 압력 증가 구간 및 접촉 압력 감소 구간을 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호와 제2 맥파 DC 성분 신호의 DC 성분 차동 신호의 최대점 및 최소점, 접촉 압력 전이 구간의 DC 성분 차동 신호의 미분 신호의 최대점 및 최소점 중 적어도 하나를 맥파 특징점으로 추출할 수 있다.
상기 프로세서는, T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18, T19, T20, T21, T22, T23, T24, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16, A17, A18, A19, A20, A21, A22, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18, P19, P20, P21, P22, P23, P24, Pgmax, Pgmin 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고, T1은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T2는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T3는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T4는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T5는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T6는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T7은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T8은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T9는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T10는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T11은 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T12은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T13은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T14는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T15는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T16은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T17은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T18은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T19는 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최대점의 시간을, T20은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T21은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T22는 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최소점의 시간을, T23은 접촉 압력이 증가하기 시작하는 시점의 시간을, T24는 접촉 압력이 감소하기 시작하는 시점의 시간을, A1은 T1에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A2는 T2에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A3는 T3에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A4는 T4에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A5는 T5에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A6는 T6에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A7은 T7에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A8은 T8에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A9은 T9에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A10은 T10에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A11은 T11에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A12는 T12에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A13은 T13에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A14는 T14에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A15는 T15에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A16은 T16에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A17은 T17에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A18은 T18에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A19는 T19에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, A20은 T20에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A21은 T21에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A22는 T22에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, P1은 T1에서의 접촉 압력 크기를, P2는 T2에서의 접촉 압력 크기를, P3은 T3에서의 접촉 압력 크기를, P4는 T4에서의 접촉 압력 크기를, P5는 T5에서의 접촉 압력 크기를, P6은 T6에서의 접촉 압력 크기를, P7은 T7에서의 접촉 압력 크기를, P8은 T8에서의 접촉 압력 크기를, P9는 T9에서의 접촉 압력 크기를, P10은 T10에서의 접촉 압력 크기를, P11은 T11에서의 접촉 압력 크기를, P12는 T12에서의 접촉 압력 크기를, P13은 T13에서의 접촉 압력 크기를, P14는 T14에서의 접촉 압력 크기를, P15는 T15에서의 접촉 압력 크기를, P16은 T16에서의 접촉 압력 크기를, P17은 T17에서의 접촉 압력 크기를, P18은 T18에서의 접촉 압력 크기를, P19는 T19에서의 접촉 압력 크기를, P20은 T20에서의 접촉 압력 크기를, P21은 T21에서의 접촉 압력 크기를, P22는 T22에서의 접촉 압력 크기를, P23는 T23에서의 접촉 압력 크기를, P24는 T24에서의 접촉 압력 크기를, Pgmax는 접촉 압력 증가 구간의 접촉 압력 기울기의 최대값을, Pgmin은 접촉 압력 감소 구간의 접촉 압력 기울기의 최소값을 나타낼 수 있다.
상기 심혈관 정보는, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 심박출량, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 접촉 압력을 증가 또는 감소 시키기 위한 사용자의 동작을 유도하는 가이드 정보를 생성할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는, 상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 조절하는 액츄에이터를 더 포함할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는, 상기 제1 맥파 신호, 상기 제2 맥파 신호, 상기 접촉 압력, 맥파 특징점, 상기 심혈관 특징값, 및 상기 심혈관 정보 중 적어도 하나를 외부 장치에 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는, 상기 심혈관 정보를 외부로 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
상기 심혈관 정보 추정 장치는, 휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 중 하나로 구현될 수 있다.
일 양상에 따른 웨어러블 디바이스는, 본체 및 상기 본체에 연결되어 피검체의 발목, 손목, 팔뚝, 허벅지, 종아리 또는 손가락을 감싸도록 플렉시블하게 형성되는 스트랩을 포함하고, 상기 본체는, 피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하는 맥파 측정부와, 상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정하는 접촉 압력 측정부와, 상기 제1 맥파 신호, 상기 제2 맥파 신호, 및 상기 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고, 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 접촉 압력을 기반으로 접촉 압력 전이 구간을 검출하고, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호와 제2 맥파 신호를 기반으로 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출하고, 상기 적어도 하나의 맥파 특징점에 대응하는 맥파 특징값 및 접촉 압력값 중 적어도 하나를 이용하여 심혈관 특징값을 추출할 수 있다.
상기 본체는, 상기 스트랩의 길이를 조절하여 상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 조절하는 액츄에이터를 더 포함할 수 있다.
다른 양상에 따른 심혈관 정보 추정 방법은, 피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하는 단계와, 상기 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정하는 단계와, 제1 맥파 신호, 제2 맥파 신호, 및 상기 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하는 단계와, 상기 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하는 단계는, 서로 다른 파장의 광을 상기 피검체에 조사하는 단계와, 상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 맥파 신호를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접촉 압력을 측정하는 단계는, 힘 센서, 압력 센서, 가속도 센서, 압전 필름, 로드셀, 레이다, 광용적맥파 센서 중 적어도 하나를 이용하여 접촉 압력을 측정할 수 있다.
상기 심혈관 특징값을 추출하는 단계는, 상기 접촉 압력을 기반으로 접촉 압력 전이 구간을 검출하는 단계와, 상기 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호와 제2 맥파 신호를 기반으로 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출하는 단계와, 상기 적어도 하나의 맥파 특징점에 대응하는 맥파 특징값 및 접촉 압력값 중 적어도 하나를 이용하여 심혈관 특징값을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접촉 압력 전이 구간은, 접촉 압력 증가 구간 및 접촉 압력 감소 구간을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출하는 단계는, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호와 제2 맥파 DC 성분 신호의 DC 성분 차동 신호의 최대점 및 최소점, 접촉 압력 전이 구간의 DC 성분 차동 신호의 미분 신호의 최대점 및 최소점 중 적어도 하나를 맥파 특징점으로 추출할 수 있다.
상기 심혈관 특징값을 추출하는 단계는, T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18, T19, T20, T21, T22, T23, T24, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16, A17, A18, A19, A20, A21, A22, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18, P19, P20, P21, P22, P23, P24, Pgmax, Pgmin 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고, T1은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T2는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T3는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T4는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T5는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T6는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T7은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T8은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T9는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T10는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T11은 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T12은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T13은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T14는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T15는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T16은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T17은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T18은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T19는 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최대점의 시간을, T20은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T21은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T22는 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최소점의 시간을, T23은 접촉 압력이 증가하기 시작하는 시점의 시간을, T24는 접촉 압력이 감소하기 시작하는 시점의 시간을, A1은 T1에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A2는 T2에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A3는 T3에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A4는 T4에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A5는 T5에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A6는 T6에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A7은 T7에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A8은 T8에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A9은 T9에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A10은 T10에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A11은 T11에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A12는 T12에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A13은 T13에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A14는 T14에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A15는 T15에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A16은 T16에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A17은 T17에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A18은 T18에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A19는 T19에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, A20은 T20에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A21은 T21에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A22는 T22에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, P1은 T1에서의 접촉 압력 크기를, P2는 T2에서의 접촉 압력 크기를, P3은 T3에서의 접촉 압력 크기를, P4는 T4에서의 접촉 압력 크기를, P5는 T5에서의 접촉 압력 크기를, P6은 T6에서의 접촉 압력 크기를, P7은 T7에서의 접촉 압력 크기를, P8은 T8에서의 접촉 압력 크기를, P9는 T9에서의 접촉 압력 크기를, P10은 T10에서의 접촉 압력 크기를, P11은 T11에서의 접촉 압력 크기를, P12는 T12에서의 접촉 압력 크기를, P13은 T13에서의 접촉 압력 크기를, P14는 T14에서의 접촉 압력 크기를, P15는 T15에서의 접촉 압력 크기를, P16은 T16에서의 접촉 압력 크기를, P17은 T17에서의 접촉 압력 크기를, P18은 T18에서의 접촉 압력 크기를, P19는 T19에서의 접촉 압력 크기를, P20은 T20에서의 접촉 압력 크기를, P21은 T21에서의 접촉 압력 크기를, P22는 T22에서의 접촉 압력 크기를, P23는 T23에서의 접촉 압력 크기를, P24는 T24에서의 접촉 압력 크기를, Pgmax는 접촉 압력 증가 구간의 접촉 압력 기울기의 최대값을, Pgmin은 접촉 압력 감소 구간의 접촉 압력 기울기의 최소값을 나타낼 수 있다.
상기 심혈관 정보는, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 심박출량, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
심혈관 정보 추정 방법은, 상기 심혈관 정보를 추정하기 위한 사용자의 동작 방법에 관한 가이드 정보를 생성하여 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
심혈관 정보 추정 방법은, 상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
서로 다른 파장의 광을 이용하여 측정된 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호와, 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고 이를 기반으로 심혈관 정보를 추정함으로써 심혈관 정보 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 심혈관 정보 추정 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2는 프로세서의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 10은 프로세서의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 11은 가이드 정보의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 12는 가이드 정보의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 13은 심혈관 정보 추정 장치의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 14는 심혈관 정보 추정 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 15는 심혈관 특징값 추출 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 16은 심혈관 정보 추정 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 17은 심혈관 정보 추정 방법의 또 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 18은 손목형 웨어러블 디바이스의 사시도이다.
도 2는 프로세서의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 10은 프로세서의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 11은 가이드 정보의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 12는 가이드 정보의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 13은 심혈관 정보 추정 장치의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 14는 심혈관 정보 추정 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 15는 심혈관 특징값 추출 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 16은 심혈관 정보 추정 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 17은 심혈관 정보 추정 방법의 또 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 18은 손목형 웨어러블 디바이스의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 설명이 실시예의 이해를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
한편, 각 단계들에 있어, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 수행될 수 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하고, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주 기능별로 구분한 것에 불과하다. 즉, 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있다. 각 구성부는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 심혈관 정보 추정 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다. 도 1의 심혈관 정보 추정 장치(100)는 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때, 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 1을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 맥파 측정부(110), 접촉 압력 측정부(120) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
맥파 측정부(110)는 피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정할 수 있다. 이를 위해, 맥파 측정부(110)는 광원부(111) 및 광 검출부(112)를 포함할 수 있다.
광원부(111)는 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광원부(111)는 가시광선 또는 적외선을 피검체에 조사할 수 있다. 그러나, 측정 목적 등에 따라서 광원부(111)로부터 조사되는 광의 파장은 달라질 수 있다. 그리고 광원부(111)는 반드시 단일의 발광체로 구성될 필요는 없으며, 다수의 발광체의 집합으로 구성될 수도 있다. 광원부(111)가 다수의 발광체의 집합으로 구성되는 경우, 다수의 발광체는 측정 목적에 적합하도록 서로 다른 파장의 광을 방출할 수도 있고 모두 동일한 파장의 광을 방출할 수도 있다. 일 실시예에 따르면 광원부(111)는 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode) 등을 포함할 수 있으나 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 광원부(111)는 조사된 광이 피검체의 원하는 위치를 향하도록 하는 적어도 하나의 광학 요소를 더 포함할 수 있다.
광 검출부(112)는 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 맥파 신호를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 검출부(112)는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor) 또는 전자 결합 소자(charge-coupled device, CCD)등을 포함할 수 있다. 광 검출부(112)는 반드시 하나의 소자로 구성될 필요는 없으며, 다수의 소자들이 모여 어레이 형태로 구성될 수도 있다.
접촉 압력 측정부(120)는 피검체와 맥파 측정부(110)의 접촉 압력을 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 접촉 압력 측정부(120)는 힘 센서, 압력 센서, 가속도 센서, 압전 필름, 로드셀, 레이다, 광용적맥파 센서 등을 이용하여 피검체와 맥파 측정부(110) 사이의 접촉 압력을 측정할 수 있다.
프로세서(130)는 제1 맥파 신호, 제2 맥파 신호 및 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고, 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정할 수 있다. 예컨대, 프로세서(130)는 접촉 압력 증가 구간 또는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 기반으로 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출하고, 추출된 적어도 하나의 맥파 특징점에 대응하는 맥파 특징값 및 접촉 압력값 등을 이용하여 심혈관 특징값을 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정할 수 있다. 이때, 심혈관 특징은 추정하고자 하는 심혈관 정보와 관련된 특징을 의미하며, 심혈관 정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 심박출량, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 등을 포함할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 프로세서를 상세하게 설명한다.
도 2는 프로세서의 일 실시예를 도시한 블록도이다. 도 2의 프로세서(200)는 도 1의 프로세서(130)의 일 실시예일 수 있다.
도 2를 참조하면, 프로세서(200)는 특징점 추출부(210), 심혈관 특징값 추출부(220) 및 심혈관 정보 추정부(230)를 포함할 수 있다.
특징점 추출부(210)는 측정된 접촉 압력을 기반으로 접촉 압력 증가 구간 또는 접촉 압력 감소 구간(이하, 접촉 압력 전이 구간)을 검출하고, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 기반으로 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 특징점 추출부(210)는 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호의 DC 성분 신호(이하, 제1 맥파 DC 성분 신호)의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 신호의 DC 성분 신호(이하, 제2 맥파 DC 성분 신호)의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호를 미분하여 생성된 신호(이하, 제1 맥파 DC 성분 미분 신호)의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호를 미분하여 생성된 신호(이하, 제2 맥파 DC 성분 미분 신호)의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호의 AC 성분 신호(이하, 제1 맥파 AC 성분 신호)의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 신호의 AC 성분 신호(이하, 제2 맥파 AC 성분 신호)의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호 및 제2 맥파 DC 성분 신호의 차동 신호(이하, DC 성분 차동 신호)의 최대점 및 최소점, 및 접촉 압력 전이 구간의 DC 성분 차동 신호를 미분하여 생성된 신호(이하, DC 성분 차동 미분 신호)의 최대점 및 최소점 등을 맥파 특징점으로 추출할 수 있다.
심혈관 특징값 추출부(220)는 추출된 적어도 하나의 맥파 특징점을 기반으로 심혈관 특징값을 추출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 심혈관 특징값 추출부(220)는 추출된 맥파 특징점에 대응하는 맥파 특징값 및/또는 접촉 압력값 등을 이용하여 심혈관 특징값을 추출할 수 있다. 예컨대, 심혈관 특징값 추출부(220)는 T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18, T19, T20, T21, T22, T23, T24, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16, A17, A18, A19, A20, A21, A22, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18, P19, P20, P21, P22, P23, P24, Pgmax, Pgmin 중 하나 또는 둘 이상을 선형 조합하거나 비선형 조합하여 심혈관 특징값을 추출할 수 있다. 이때, T1은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T2는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T3는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T4는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T5는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T6는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T7은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T8은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T9는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T10는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T11은 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T12은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T13은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T14는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T15는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T16은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T17은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T18은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T19는 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최대점의 시간을, T20은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T21은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T22는 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최소점의 시간을, T23은 접촉 압력이 증가하기 시작하는 시점의 시간을, T24는 접촉 압력이 감소하기 시작하는 시점의 시간을, A1은 T1에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A2는 T2에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A3는 T3에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A4는 T4에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A5는 T5에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A6는 T6에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A7은 T7에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A8은 T8에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A9은 T9에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A10은 T10에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A11은 T11에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A12는 T12에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A13은 T13에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A14는 T14에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A15는 T15에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A16은 T16에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A17은 T17에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A18은 T18에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A19는 T19에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, A20은 T20에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A21은 T21에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A22는 T22에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, P1은 T1에서의 접촉 압력 크기를, P2는 T2에서의 접촉 압력 크기를, P3은 T3에서의 접촉 압력 크기를, P4는 T4에서의 접촉 압력 크기를, P5는 T5에서의 접촉 압력 크기를, P6은 T6에서의 접촉 압력 크기를, P7은 T7에서의 접촉 압력 크기를, P8은 T8에서의 접촉 압력 크기를, P9는 T9에서의 접촉 압력 크기를, P10은 T10에서의 접촉 압력 크기를, P11은 T11에서의 접촉 압력 크기를, P12는 T12에서의 접촉 압력 크기를, P13은 T13에서의 접촉 압력 크기를, P14는 T14에서의 접촉 압력 크기를, P15는 T15에서의 접촉 압력 크기를, P16은 T16에서의 접촉 압력 크기를, P17은 T17에서의 접촉 압력 크기를, P18은 T18에서의 접촉 압력 크기를, P19는 T19에서의 접촉 압력 크기를, P20은 T20에서의 접촉 압력 크기를, P21은 T21에서의 접촉 압력 크기를, P22는 T22에서의 접촉 압력 크기를, P23는 T23에서의 접촉 압력 크기를, P24는 T24에서의 접촉 압력 크기를, Pgmax는 접촉 압력 증가 구간의 접촉 압력 기울기의 최대값을, Pgmin은 접촉 압력 감소 구간의 접촉 압력 기울기의 최소값을 나타낼 수 있다.
심혈관 정보 추정부(230)는 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 피검체의 심혈관 정보를 추정할 수 있다. 이때, 심혈관 정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 심박출량, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 심혈관 정보 추정부(230)는 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 상관 관계를 나타내는 심혈관 정보 추정 모델(240)을 이용하여 심혈관 정보를 추정할 수 있다. 이때, 심혈관 정보 추정 모델(240)은 심혈관 특징값으로부터 심혈관 정보를 추정할 수 있는 수학식 알고리즘 형태 또는 테이블 형태 등으로 생성되어 프로세서(200)의 내부 또는 외부 데이터베이스에 저장될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 다양한 예를 설명하기로 한다.
도 3은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 예를 도시한 도면이다. 도 3에서 참조번호 310은 제1 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 320은 제2 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 330은 접촉 압력 신호이고, 참조번호 340는 접촉 압력 증가 구간(370)의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호이고, 참조번호 350은 접촉 압력 증가 구간(370)의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호이고, 참조번호 360은 제1 맥파 DC 성분 미분 신호(340) 및 제2 맥파 DC 성분 미분 신호(350)와 시간 얼라인(align)된 접촉 압력 증가 구간(370)의 접촉 압력 신호일 수 있다. 또한, 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호는 피검체와 맥파 측정부 사이의 접촉 압력이 증가하다가 감소하는 동안(예컨대, 손가락으로 맥파 측정부를 누르고 떼는 동안)에 측정된 신호일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 특징점 추출부(210)는 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호에 로우 패스 필터를 적용하여 제1 맥파 DC 성분 신호(310) 및 제2 맥파 DC 성분 신호(320)를 생성한다. 또한, 특징점 추출부(210)는 측정된 접촉 압력(330)을 기반으로 접촉 압력 증가 구간(370)을 검출하고, 접촉 압력 증가 구간(370)의 제1 맥파 DC 성분 신호(310) 및 제2 맥파 DC 성분 신호(320)을 미분하여 제1 맥파 DC 성분 미분 신호(340) 및 제2 맥파 DC 성분 미분 신호(350)를 생성한다.
특징점 추출부(210)는 제1 맥파 DC 성분 미분 신호(340)의 최소점(a) 및 제2 맥파 DC 성분 미분 신호(350)의 최소점(b)을 맥파 특징점으로 추출한다.
심혈관 특징값 추출부(220)는 제1 맥파 DC 성분 미분 신호(340)의 최소점(a)에 대응하는 시간(T9) 및 그때의 접촉 압력(P9)과, 제2 맥파 DC 성분 미분 신호(350)의 최소점(b)에 대응하는 시간(T10) 및 그때의 접촉 압력(P10)을 추출하고 (P9-P10)/(T9-T10)을 심혈관 특징값으로 추출한다.
도 4는 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 4에서 참조번호 410은 제1 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 420은 제2 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 430은 접촉 압력 신호이고, 참조번호 440는 접촉 압력 감소 구간(470)의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호이고, 참조번호 450은 접촉 압력 감소 구간(470)의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호이고, 참조번호 460은 제1 맥파 DC 성분 미분 신호(440) 및 제2 맥파 DC 성분 미분 신호(450)와 시간 얼라인(align)된 접촉 압력 감소 구간(470)의 접촉 압력 신호일 수 있다. 또한, 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호는 피검체와 맥파 측정부 사이의 접촉 압력이 증가하다가 감소하는 동안(예컨대, 손가락으로 맥파 측정부를 누르고 떼는 동안)에 측정된 신호일 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 특징점 추출부(210)는 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호에 로우 패스 필터를 적용하여 제1 맥파 DC 성분 신호(410) 및 제2 맥파 DC 성분 신호(420)를 생성한다. 또한, 특징점 추출부(210)는 측정된 접촉 압력(430)을 기반으로 접촉 압력 감소 구간(470)을 검출하고, 접촉 압력 감소 구간(470)의 제1 맥파 DC 성분 신호(410) 및 제2 맥파 DC 성분 신호(420)을 미분하여 제1 맥파 DC 성분 미분 신호(440) 및 제2 맥파 DC 성분 미분 신호(450)를 생성한다.
특징점 추출부(210)는 제1 맥파 DC 성분 미분 신호(440)의 최대점(c) 및 제2 맥파 DC 성분 미분 신호(450)의 최대점(d)을 맥파 특징점으로 추출한다.
심혈관 특징값 추출부(220)는 제1 맥파 DC 성분 미분 신호(440)의 최대점(c)에 대응하는 시간(T11) 및 그때의 접촉 압력(P11)과, 제2 맥파 DC 성분 미분 신호(450)의 최대점(d)에 대응하는 시간(T12) 및 그때의 접촉 압력(P12)을 추출하고 (P11-P12)/(T11-T12)을 심혈관 특징값으로 추출한다.
도 5는 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 5에서 참조번호 510은 제1 맥파 AC 성분 신호이고, 참조번호 520은 제2 맥파 AC 성분 신호이고, 참조번호 530은 접촉 압력 신호이고, 참조번호 540는 접촉 압력 증가 구간(570)의 제1 맥파 AC 성분 신호이고, 참조번호 550은 접촉 압력 증가 구간(570)의 제2 맥파 AC 성분 신호이고, 참조번호 560은 제1 맥파 AC 성분 신호(540) 및 제2 맥파 AC 성분 신호(550)와 시간 얼라인(align)된 접촉 압력 증가 구간(570)의 접촉 압력 신호일 수 있다. 또한, 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호는 피검체와 맥파 측정부 사이의 접촉 압력이 증가하다가 감소하는 동안(예컨대, 손가락으로 맥파 측정부를 누르고 떼는 동안)에 측정된 신호일 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 특징점 추출부(210)는 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호에 밴드 패스 필터를 적용하여 제1 맥파 AC 성분 신호(510) 및 제2 맥파 AC 성분 신호(520)를 생성한다. 또한, 특징점 추출부(210)는 측정된 접촉 압력(530)을 기반으로 접촉 압력 증가 구간(570)을 검출하고, 접촉 압력 증가 구간(570)의 제1 맥파 AC 성분 신호(540) 및 제2 맥파 AC 성분 신호(550)을 추출한다.
특징점 추출부(210)는 제1 맥파 AC 성분 신호(540)의 최대점(e) 및 제2 맥파 AC 성분 신호(550)의 최대점(f)을 맥파 특징점으로 추출한다.
심혈관 특징값 추출부(220)는 제1 맥파 AC 성분 신호(540)의 최대점(e)에 대응하는 시간(T13) 및 그때의 접촉 압력(P13)과, 제2 맥파 AC 성분 신호(550)의 최대점(f)에 대응하는 시간(T14) 및 그때의 접촉 압력(P14)을 추출하고 (P13-P14)/(T13-T14)을 심혈관 특징값으로 추출한다.
도 6은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 6에서 참조번호 610은 제1 맥파 AC 성분 신호이고, 참조번호 620은 제2 맥파 AC 성분 신호이고, 참조번호 630은 접촉 압력 신호이고, 참조번호 640는 접촉 압력 감소 구간(670)의 제1 맥파 AC 성분 신호이고, 참조번호 650은 접촉 압력 감소 구간(70)의 제2 맥파 AC 성분 신호이고, 참조번호 660은 제1 맥파 AC 성분 신호(640) 및 제2 맥파 AC 성분 신호(650)와 시간 얼라인(align)된 접촉 압력 감소 구간(670)의 접촉 압력 신호일 수 있다. 또한, 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호는 피검체와 맥파 측정부 사이의 접촉 압력이 증가하다가 감소하는 동안(예컨대, 손가락으로 맥파 측정부를 누르고 떼는 동안)에 측정된 신호일 수 있다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 특징점 추출부(210)는 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호에 밴드 패스 필터를 적용하여 제1 맥파 AC 성분 신호(610) 및 제2 맥파 AC 성분 신호(620)를 생성한다. 또한, 특징점 추출부(210)는 측정된 접촉 압력(630)을 기반으로 접촉 압력 감소 구간(670)을 검출하고, 접촉 압력 감소 구간(670)의 제1 맥파 AC 성분 신호(640) 및 제2 맥파 AC 성분 신호(650)을 추출한다.
특징점 추출부(210)는 제1 맥파 AC 성분 신호(640)의 최소점(g) 및 제2 맥파 AC 성분 신호(650)의 최소점(h)을 맥파 특징점으로 추출한다.
심혈관 특징값 추출부(220)는 제1 맥파 AC 성분 신호(640)의 최소점(g)에 대응하는 시간(T15) 및 그때의 접촉 압력(P15)과, 제2 맥파 AC 성분 신호(650)의 최소점(h)에 대응하는 시간(T16) 및 그때의 접촉 압력(P16)을 추출하고 (P15-P16)/(T15-T16)을 심혈관 특징값으로 추출한다.
도 7은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 7에서 참조번호 710은 제1 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 720은 제2 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 730은 접촉 압력 신호이고, 참조번호 740는 접촉 압력 증가 구간(770)의 DC 성분 차동 신호이고, 참조번호 750은 접촉 압력 증가 구간(770)의 DC 성분 차동 미분 신호이고, 참조번호 760은 DC 성분 차동 신호(740) 및 DC 성분 차동 미분 신호(750)와 시간 얼라인(align)된 접촉 압력 증가 구간(770)의 접촉 압력 신호일 수 있다. 또한, 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호는 피검체와 맥파 측정부 사이의 접촉 압력이 증가하다가 감소하는 동안(예컨대, 손가락으로 맥파 측정부를 누르고 떼는 동안)에 측정된 신호일 수 있다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 특징점 추출부(210)는 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호에 로우 필터를 적용하여 제1 맥파 DC 성분 신호(710) 및 제2 맥파 DC 성분 신호(720)를 생성하고, 측정된 접촉 압력(730)을 기반으로 접촉 압력 증가 구간(770)을 검출한다. 또한 특징점 추출부(210)는 접촉 압력 증가 구간(770)의 제1 맥파 DC 성분 신호(710)에서 접촉 압력 증가 구간(770)의 제2 맥파 DC 성분 신호(720)을 빼서 DC 성분 차동 신호(740)를 생성하고, DC 성분 차동 신호를 미분하여 DC 성분 차동 미분 신호(750)를 생성한다.
특징점 추출부(210)는 DC 성분 차동 신호(740)의 최대점(i) 및 DC 성분 차동 미분 신호(750)의 최대점(j)을 맥파 특징점으로 추출한다.
심혈관 특징값 추출부(220)는 DC 성분 차동 신호(740)의 최대점(i)에 대응하는 시간(T17) 및 그때의 접촉 압력(P17)과, DC 성분 차동 미분 신호(750)의 최대점(j)에 대응하는 시간(T19) 및 그때의 접촉 압력(P19)을 추출하고 (P17-P19)/(T17-T19)을 심혈관 특징값으로 추출한다.
도 8은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 5에서 참조번호 810은 제1 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 820은 제2 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 830은 접촉 압력 신호일 수 있다. 또한, 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호는 피검체와 맥파 측정부 사이의 접촉 압력이 증가하다가 감소하는 동안(예컨대, 손가락으로 맥파 측정부를 누르고 떼는 동안)에 측정된 신호일 수 있다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 특징점 추출부(210)는 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호에 로우 필터를 적용하여 제1 맥파 DC 성분 신호(810) 및 제2 맥파 DC 성분 신호(820)를 생성하고, 측정된 접촉 압력(830)을 기반으로 접촉 압력 증가 구간(870) 및 접촉 압력 감소 구간(880)을 검출한다. 또한, 특징점 추출부(210)는 접촉 압력 증가 구간(870)에서 제1 맥파 DC 성분 신호(810)의 최대 변화 지점 및 제2 맥파 DC 성분 신호(820)의 최대 변화 지점을 맥파 특징점으로 추출하고, 접촉 압력 감소 구간(880)에서 제1 맥파 DC 성분 신호(810)의 최대 변화 지점 및 제2 맥파 DC 성분 신호(820)의 최대 변화 지점을 맥파 특징점으로 추출한다. 예컨대, 특징점 추출부(210)는 접촉 압력 전이 구간(870, 880)의 제1 맥파 DC 성분 신호(810) 및 제2 맥파 DC 성분 신호(820)를 미분하여 접촉 압력 전이 구간(870, 880)의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호 및 제2 맥파 DC 성분 미분 신호를 생성한 후 접촉 압력 증가 구간(870)의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점을 맥파 특징점으로 추출하고, 접촉 압력 감소 구간(880)의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점 및 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점을 맥파 특징점으로 추출한다.
심혈관 특징값 추출부(220)는 접촉 압력 증가 구간(870)의 제1 맥파 DC 성분 신호(810)의 최대 변화 지점의 기울기(접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 크기)(A9), 접촉 압력 감소 구간(880)의 제1 맥파 DC 성분 신호(810)의 최대 변화 지점의 기울기(접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 크기)(A11), 접촉 압력 증가 구간(870)의 제2 맥파 DC 성분 신호(820)의 최대 변화 지점의 기울기(접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 크기)(A10), 접촉 압력 감소 구간(880)의 제2 맥파 DC 성분 신호(820)의 최대 변화 지점의 기울기(접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 크기)(A12), 접촉 압력 증가 구간(870)의 접촉 압력 최대 변화 지점의 기울기(Pgmax), 접촉 압력 감소 구간(880)의 접촉 압력 최대 변화 지점의 기울기(Pgmin)을 추출하고, (A9-A10)/Pgmax 및/또는 (A11-A12)/Pgmin을 심혈관 특징값으로 추출한다.
도 9은 맥파 특징점 및 심혈관 특징값의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 9에서 참조번호 910은 제1 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 920은 제2 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 930은 접촉 압력 신호이고, 참조번호 940는 접촉 압력 감소 구간(980)의 제1 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 950은 접촉 압력 감소 구간(980)의 제2 맥파 DC 성분 신호이고, 참조번호 960은 접촉 압력 감소 구간(980)의 DC 성분 차동 신호이고, 참조번호 970은 제1 맥파 DC 성분 신호(940), 제2 맥파 DC 성분 신호(950) 및 DC 성분 차동 신호(960)와 시간 얼라인(align)된 접촉 압력 감소 구간(980)의 접촉 압력 신호일 수 있다. 또한, 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호는 피검체와 맥파 측정부 사이의 접촉 압력이 증가하다가 감소하는 동안(예컨대, 손가락으로 맥파 측정부를 누르고 떼는 동안)에 측정된 신호일 수 있다.
도 2 및 도 9를 참조하면, 특징점 추출부(210)는 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호에 로우 패스 필터를 적용하여 제1 맥파 DC 성분 신호(910) 및 제2 맥파 DC 성분 신호(920)를 생성한다. 또한, 특징점 추출부(210)는 측정된 접촉 압력(930)을 기반으로 접촉 압력 감소 구간(980)을 검출하고, 접촉 압력 감소 구간(980)의 제1 맥파 DC 성분 신호(940)에서 접촉 압력 감소 구간(980)의 제2 맥파 DC 성분 신호(950)를 빼서 DC 성분 차동 신호(960)를 생성한다.
특징점 추출부(210)는 제1 맥파 DC 성분 신호(940)의 최대점(k) 및 최소점(l), 제2 맥파 DC 성분 신호(950)의 최대점(m) 및 최소점(n), DC 성분 차동 신호(960)의 최대점(o) 및 최소점(p)를 맥파 특징점으로 추출한다.
심혈관 특징값 추출부(220)는 제1 맥파 DC 성분 신호(940)의 최대점(k)에 대응하는 시간(T6), 제1 맥파 DC 성분 신호(940)의 최소점(l)에 대응하는 시간(T5), 제2 맥파 DC 성분 신호(950)의 최대점(m) 에 대응하는 시간(T8), 제2 맥파 DC 성분 신호(950)의 최소점(n) 에 대응하는 시간(T7), DC 성분 차동 신호(960)의 최대점(o)에 대응하는 시간(T21), DC 성분 차동 신호(960)의 최소점(p)에 대응하는 시간(T20), 접촉 압력이 감소하기 시작하는 시점의 시간(T24) 및 접촉 압력 감소 구간(980)의 접촉 압력 최대 변화 지점의 기울기(Pgmin)을 추출하고, (T6-T5)/Pgmin, (T8-T7)/Pgmin, (T21-T20)/Pgmin, (T6-T24)/Pgmin, (T8-T24)/Pgmin, (T21-T24)/Pgmin 등을 심혈관 특징값으로 추출한다.
도 10은 프로세서의 다른 실시예를 도시한 블록도이다. 도 10의 프로세서(1000)는 도 1의 프로세서(130)의 다른 실시예일 수 있다.
도 10을 참조하면 프로세서(100)는 특징점 추출부(210), 심혈관 특징값 추출부(220), 심혈관 정보 추정부(230), 가이드 정보 생성부(1010) 및 모델 생성부(1020)를 포함할 수 있다. 여기서, 특징점 추출부(210), 심혈관 특징값 추출부(220), 심혈관 정보 추정부(230)는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
가이드 정보 생성부(1010)는 접촉 압력을 증가 또는 감소 시키기 위한 사용자의 동작을 유도하는 가이드 정보를 생성할 수 있다.
모델 생성부(1020)는 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 상관 관계를 나타내는 심혈관 정보 추정 모델을 생성할 수 있다. 이때, 모델 생성부(1020)는 심혈관 특징값으로부터 심혈관 정보를 추정할 수 있는 수학식 알고리즘 형태 또는 테이블 형태 등으로 심혈관 정보 추정 모델을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모델 생성부(1020)는 심혈관 특징값과 이에 대응하는 심혈관 정보를 학습 데이터를 수집하고, 수집된 학습 데이터를 이용하여 회귀분석 또는 기계학습을 통해 심혈관 정보 추정 모델을 생성할 수 있다. 이때, 회귀분석 알고리즘은 단순선형 회귀분석(simple linear regression), 다중선형 회귀분석(multi linear regression), 로지스틱 회귀분석(logistic regression), Cox 비례회귀분석(proportional Cox regression) 등을 포함할 수 있으며, 기계학습 알고리즘은 인공 신경망(Artificial Neural Network), 결정 트리(Decision Tree), 유전 알고리즘(Genetic Algorithm), 유전자 프로그래밍(Genetic Programming), K 근접 이웃(K-Nearest Neighbor), 방사 기저 함수 네트워크(Radial Basis Function Network), 랜덤 포레스트(Random Forest), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine), 및 딥러닝(deep-learning) 등을 포함할 수 있다.
도 11은 가이드 정보의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 11은 심혈관 정보 추정 장치가 휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라 등에 탑재된 경우에 생성되는 가이드 정보의 예시도이다.
도 11을 참조하면, 가이드 정보는 2개의 단계를 포함할 수 있다. 제1 단계에서는 센서에 손가락을 빠르게 눌러 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 증가시킬 수 있도록 하며, 제2 단계에서는 손가락의 힘을 빠르게 풀어서 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 감소시킬 수 있도록 한다.
도 12는 가이드 정보의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 12는 심혈관 정보 추정 장치가 손목형 웨어러블 디바이스에 탑재된 경우에 생성되는 가이드 정보의 예시도이다.
도 12를 참조하면, 가이드 정보는 2개의 단계를 포함할 수 있다. 제1 단계에서는 손목형 웨어러블 디바이스를 착용한 상태에서 손을 빠르게 움켜 쥐어 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 증가시킬 수 있도록 하며, 제2 단계에서는 손목형 웨어러블 디바이스를 착용한 상태에서 움켜 쥐었던 손을 빠르게 펴 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 감소시킬 수 있도록 한다.
도 13은 심혈관 정보 추정 장치의 다른 실시예를 도시한 블록도이다. 도 13의 심혈관 정보 추정 장치(1300)는 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때, 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 13을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치(1300)는 맥파 측정부(110), 접촉 압력 측정부(120), 프로세서(130), 입력부(1310), 저장부(1320), 통신부(1330), 출력부(1340) 및 액츄에이터(1350)를 포함할 수 있다. 여기서, 맥파 측정부(110), 접촉 압력 측정부(120) 및 프로세서(130)는 도 1 내지 도 12를 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
입력부(1310)는 사용자로부터 다양한 조작신호를 입력 받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 입력부(1310)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(touch pad)(정압/정전), 조그 휠(Jog wheel), 조그 스위치(Jog switch), H/W 버튼 등을 포함할 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.
저장부(1320)는 심혈관 정보 추정 장치(1300)의 동작을 위한 프로그램 또는 명령들을 저장할 수 있고, 심혈관 정보 추정 장치(1300)에 입력되는 데이터 및 심혈관 정보 추정 장치(1300)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(1320)는 맥파 측정부(110)에서 측정한 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호, 접촉 압력 측정부(120)에서 측정한 접촉 압력, 프로세서(130)에서 추출된 맥파 특징점 및 심혈관 특징값, 프로세서(130)에서 추정된 심혈관 정보, 프로세서(130)에서 생성된 가이드 정보, 및 심혈관 정보 추정 모델 등을 저장할 수 있다.
저장부(1320)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 심혈관 정보 추정 장치(1300)는 인터넷 상에서 저장부(1320)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 등 외부 저장 매체를 운영할 수도 있다.
통신부(1330)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 통신부(1330)는 입력부(1310)를 통해 사용자로부터 입력된 데이터, 맥파 측정부(110)에서 측정한 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호, 접촉 압력 측정부(120)에서 측정한 접촉 압력, 프로세서(130)에서 추출된 맥파 특징점 및 심혈관 특징값, 프로세서(130)에서 추정된 심혈관 정보, 프로세서(130)에서 생성된 가이드 정보, 및 심혈관 정보 추정 모델 등을 외부 장치로 전송하거나, 외부 장치로부터 심혈관 정보 추정에 도움이 되는 다양한 데이터를 수신할 수 있다.
이때, 외부 장치는 맥파 측정부(110)에서 측정한 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호, 접촉 압력 측정부(120)에서 측정한 접촉 압력, 프로세서(130)에서 추출된 맥파 특징점 및 심혈관 특징값, 프로세서(130)에서 추정된 심혈관 정보, 프로세서(130)에서 생성된 가이드 정보, 및 심혈관 정보 추정 모델 등을 사용하는 의료 장비, 결과물을 출력하기 위한 프린트 또는 디스플레이 장치일 수 있다. 이외에도 외부 장치는 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통신부(1330)는 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용하여 외부 장치와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
출력부(1340)는 맥파 측정부(110)에서 측정한 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호, 접촉 압력 측정부(120)에서 측정한 접촉 압력, 프로세서(130)에서 추출된 맥파 특징점 및 심혈관 특징값, 프로세서(130)에서 추정된 심혈관 정보, 프로세서(130)에서 생성된 가이드 정보, 및 심혈관 정보 추정 모델 등을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 출력부(1340)는 맥파 측정부(110)에서 측정한 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호, 접촉 압력 측정부(120)에서 측정한 접촉 압력, 프로세서(130)에서 추출된 맥파 특징점 및 심혈관 특징값, 프로세서(130)에서 추정된 심혈관 정보, 프로세서(130)에서 생성된 가이드 정보, 및 심혈관 정보 추정 모델 등을 청각적 방법, 시각적 방법 및 촉각적 방법 중 적어도 하나의 방법으로 출력할 수 있다. 이를 위해 출력부(1340)는 디스플레이, 스피커, 진동기 등을 포함할 수 있다.
액츄에이터(1350)는 피검체와 맥파 측정부(110)의 접촉 압력을 조절할 수 있다. 예컨대, 액츄에이터(1350)는 피검체와 맥파 측정부(110)의 접촉 압력을 설정된 값까지 증가시키고, 소정 시간 유지 후 접촉 압력을 감소시킬 수 있다.
도 14는 심혈관 정보 추정 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 14의 심혈관 정보 추정 방법은 도 1의 심혈관 정보 추정 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 및 도 14를 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정할 수 있다(1410). 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하고, 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치(100)는 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정할 수 있다(1420). 일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 힘 센서, 압력 센서, 가속도 센서, 압전 필름, 로드셀, 레이다, 광용적맥파 센서 등을 이용하여 피검체와 맥파 측정부 사이의 접촉 압력을 측정할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치(100)는 제1 맥파 신호, 제2 맥파 신호 및 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고(1430), 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정할 수 있다(1440). 이때, 심혈관 특징은 추정하고자 하는 심혈관 정보와 관련된 특징을 의미하며, 심혈관 정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 심박출량, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 등을 포함할 수 있다.
도 15는 심혈관 특징값 추출 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 15의 심혈관 특징값 추출 방법은 도 14의 심혈관 특징값 추출 과정(1430)의 일 실시예일 수 있다.
도 1 및 도 15를 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 접촉 압력을 기반으로 접촉 압력 전이 구간을 검출할 수 있다(1510). 이때, 접촉 압력 전이 구간은 접촉 압력 증가 구간 및 접촉 압력 감소 구간을 포함할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치(100)는 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 기반으로 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출할 수 있다(1520). 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점 및 최소점, 및 접촉 압력 전이 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최대점 및 최소점 등을 맥파 특징점으로 추출할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치(100)는 추출된 적어도 하나의 맥파 특징점을 기반으로 심혈관 특징값을 추출할 수 있다(1530). 일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 추출된 맥파 특징점에 대응하는 맥파 특징값 및/또는 접촉 압력값 등을 이용하여 심혈관 특징값을 추출할 수 있다. 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18, T19, T20, T21, T22, T23, T24, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16, A17, A18, A19, A20, A21, A22, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18, P19, P20, P21, P22, P23, P24, Pgmax, Pgmin 중 하나 또는 둘 이상을 선형 조합하거나 비선형 조합하여 심혈관 특징값을 추출할 수 있다. 이때, T1은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T2는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T3는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T4는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T5는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T6는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T7은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T8은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T9는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T10는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T11은 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T12은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T13은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T14는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T15는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T16은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T17은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T18은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T19는 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최대점의 시간을, T20은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T21은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T22는 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최소점의 시간을, T23은 접촉 압력이 증가하기 시작하는 시점의 시간을, T24는 접촉 압력이 감소하기 시작하는 시점의 시간을, A1은 T1에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A2는 T2에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A3는 T3에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A4는 T4에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A5는 T5에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A6는 T6에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A7은 T7에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A8은 T8에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A9은 T9에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A10은 T10에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A11은 T11에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A12는 T12에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A13은 T13에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A14는 T14에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A15는 T15에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A16은 T16에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A17은 T17에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A18은 T18에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A19는 T19에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, A20은 T20에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A21은 T21에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A22는 T22에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, P1은 T1에서의 접촉 압력 크기를, P2는 T2에서의 접촉 압력 크기를, P3은 T3에서의 접촉 압력 크기를, P4는 T4에서의 접촉 압력 크기를, P5는 T5에서의 접촉 압력 크기를, P6은 T6에서의 접촉 압력 크기를, P7은 T7에서의 접촉 압력 크기를, P8은 T8에서의 접촉 압력 크기를, P9는 T9에서의 접촉 압력 크기를, P10은 T10에서의 접촉 압력 크기를, P11은 T11에서의 접촉 압력 크기를, P12는 T12에서의 접촉 압력 크기를, P13은 T13에서의 접촉 압력 크기를, P14는 T14에서의 접촉 압력 크기를, P15는 T15에서의 접촉 압력 크기를, P16은 T16에서의 접촉 압력 크기를, P17은 T17에서의 접촉 압력 크기를, P18은 T18에서의 접촉 압력 크기를, P19는 T19에서의 접촉 압력 크기를, P20은 T20에서의 접촉 압력 크기를, P21은 T21에서의 접촉 압력 크기를, P22는 T22에서의 접촉 압력 크기를, P23는 T23에서의 접촉 압력 크기를, P24는 T24에서의 접촉 압력 크기를, Pgmax는 접촉 압력 증가 구간의 접촉 압력 기울기의 최대값을, Pgmin은 접촉 압력 감소 구간의 접촉 압력 기울기의 최소값을 나타낼 수 있다.
도 16은 심혈관 정보 추정 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 16의 심혈관 정보 추정 방법은 도 1의 심혈관 정보 추정 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 및 도 16을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 접촉 압력을 증가 또는 감소 시키기 위한 사용자의 동작을 유도하는 가이드 정보를 생성하여 출력할 수 있다(1610). 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치(100)는 도 11 및 도 12에 도시된 가이드 정보를 생성할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치(100)는 피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하고(1620), 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정할 수 있다(1630).
심혈관 정보 추정 장치(100)는 제1 맥파 신호, 제2 맥파 신호 및 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고(1640), 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정할 수 있다(1650).
도 17은 심혈관 정보 추정 방법의 또 다른 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 17의 심혈관 정보 추정 방법은 도 13의 심혈관 정보 추정 장치(1300)에 의해 수행될 수 있다.
도 13 및 도 17을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치(1300)는 액츄에이터를 이용하여 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 조절할 수 있다. 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치(1300)는 액츄에이터를 이용하여 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 설정된 값까지 증가시키고, 소정 시간 유지 후 접촉 압력을 감소시킬 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치(1300)는 피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하고(1720), 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정할 수 있다(1730).
심혈관 정보 추정 장치(1300)는 제1 맥파 신호, 제2 맥파 신호 및 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고(1740), 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정할 수 있다(1750).
도 18은 손목형 웨어러블 디바이스의 사시도이다.
도 18을 참조하면, 손목형 웨어러블 디바이스(1800)는 스트랩(1810) 및 본체(1820)를 포함할 수 있다.
스트랩(1810)은 플렉시블하게 밴드의 형태로 구성될 수 있다. 다만 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 스트랩(1810)은 각 스트랩 부재가 사용자의 손목에 감싸는 형태로 구부려지도록 구성된 다수의 스트랩 부재로 구성될 수도 있다.
본체(1820)는 본체 내부에 전술한 심혈관 정보 추정 장치(100, 1300)를 탑재할 수 있다. 또한, 본체(1820) 내부에는 손목형 웨어러블 디바이스(1800) 및 심혈관 정보 추정 장치(100, 1300)에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다.
손목형 웨어러블 디바이스(1800)는 본체(1820)에 장착되는 입력부(1821)와 디스플레이(1822)를 더 포함할 수 있다. 입력부(1821)는 사용자로부터 다양한 조작신호를 입력 받을 수 있다. 디스플레이(1822)는 손목형 웨어러블 디바이스(1800) 및 심혈관 정보 추정 장치(100, 1300)에서 처리된 데이터 및 처리 결과 데이터 등을 표시할 수 있다.
또한, 본체(1820)는 맥파 측정부와 피검체의 접촉 압력을 조절하는 액츄에이터를 더 포함할 수 있다. 액츄에이터는 스트랩(1810)의 길이를 조절하여 맥파 측정부와 피검체의 접촉 압력을 조절할 수 있다.
상술한 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.
100: 심혈관 정보 추정 장치
110: 맥파 측정부
111: 광원부
112: 광 검출부
120: 접촉 압력 측정부
130: 프로세서
110: 맥파 측정부
111: 광원부
112: 광 검출부
120: 접촉 압력 측정부
130: 프로세서
Claims (26)
- 피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하는 맥파 측정부;
상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정하는 접촉 압력 측정부; 및
상기 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호와, 상기 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고, 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정하는 프로세서; 를 포함하고,
상기 프로세서는
상기 접촉 압력을 기반으로 접촉 압력 전이 구간을 검출하고, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호와 제2 맥파 신호를 기반으로 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출하고, 상기 적어도 하나의 맥파 특징점에 대응하는 맥파 특징값 및 접촉 압력값 중 적어도 하나를 이용하여 심혈관 특징값을 추출하고,
상기 접촉 압력 전이 구간은
접촉 압력 증가 구간 또는 접촉 압력 감소 구간을 포함하고,
상기 프로세서는
접촉 압력을 증가 또는 감소 시키기 위한 사용자의 동작을 유도하는 가이드 정보를 생성하는
심혈관 정보 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 맥파 측정부는,
서로 다른 파장의 광을 상기 피검체에 조사하는 광원부; 및
상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 맥파 신호를 측정하는 광 검출부; 를 포함하는,
심혈관 정보 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 접촉 압력 측정부는,
힘 센서, 압력 센서, 가속도 센서, 압전 필름, 로드셀, 레이다, 광용적맥파 센서 중 적어도 하나를 이용하여 접촉 압력을 측정하는,
심혈관 정보 추정 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호와 제2 맥파 DC 성분 신호의 DC 성분 차동 신호의 최대점 및 최소점, 접촉 압력 전이 구간의 DC 성분 차동 신호의 미분 신호의 최대점 및 최소점 중 적어도 하나를 맥파 특징점으로 추출하는,
심혈관 정보 추정 장치. - 제6항에 있어서,
상기 프로세서는,
T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18, T19, T20, T21, T22, T23, T24, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16, A17, A18, A19, A20, A21, A22, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18, P19, P20, P21, P22, P23, P24, Pgmax, Pgmin 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고,
T1은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T2는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T3는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T4는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T5는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T6는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T7은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T8은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T9는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T10는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T11은 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T12은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T13은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T14는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T15는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T16은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T17은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T18은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T19는 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최대점의 시간을, T20은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T21은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T22는 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최소점의 시간을, T23은 접촉 압력이 증가하기 시작하는 시점의 시간을, T24는 접촉 압력이 감소하기 시작하는 시점의 시간을, A1은 T1에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A2는 T2에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A3는 T3에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A4는 T4에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A5는 T5에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A6는 T6에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A7은 T7에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A8은 T8에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A9은 T9에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A10은 T10에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A11은 T11에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A12는 T12에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A13은 T13에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A14는 T14에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A15는 T15에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A16은 T16에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A17은 T17에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A18은 T18에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A19는 T19에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, A20은 T20에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A21은 T21에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A22는 T22에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, P1은 T1에서의 접촉 압력 크기를, P2는 T2에서의 접촉 압력 크기를, P3은 T3에서의 접촉 압력 크기를, P4는 T4에서의 접촉 압력 크기를, P5는 T5에서의 접촉 압력 크기를, P6은 T6에서의 접촉 압력 크기를, P7은 T7에서의 접촉 압력 크기를, P8은 T8에서의 접촉 압력 크기를, P9는 T9에서의 접촉 압력 크기를, P10은 T10에서의 접촉 압력 크기를, P11은 T11에서의 접촉 압력 크기를, P12는 T12에서의 접촉 압력 크기를, P13은 T13에서의 접촉 압력 크기를, P14는 T14에서의 접촉 압력 크기를, P15는 T15에서의 접촉 압력 크기를, P16은 T16에서의 접촉 압력 크기를, P17은 T17에서의 접촉 압력 크기를, P18은 T18에서의 접촉 압력 크기를, P19는 T19에서의 접촉 압력 크기를, P20은 T20에서의 접촉 압력 크기를, P21은 T21에서의 접촉 압력 크기를, P22는 T22에서의 접촉 압력 크기를, P23는 T23에서의 접촉 압력 크기를, P24는 T24에서의 접촉 압력 크기를, Pgmax는 접촉 압력 증가 구간의 접촉 압력 기울기의 최대값을, Pgmin은 접촉 압력 감소 구간의 접촉 압력 기울기의 최소값을 나타내는,
심혈관 정보 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 심혈관 정보는,
혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 심박출량, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 중 적어도 하나를 포함하는,
심혈관 정보 추정 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 조절하는 액츄에이터; 를 더 포함하는,
심혈관 정보 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 맥파 신호, 상기 제2 맥파 신호, 상기 접촉 압력, 맥파 특징점, 상기 심혈관 특징값, 및 상기 심혈관 정보 중 적어도 하나를 외부 장치에 전송하는 통신부; 를 더 포함하는,
심혈관 정보 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 심혈관 정보를 외부로 출력하는 출력부; 를 더 포함하는,
심혈관 정보 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 심혈관 정보 추정 장치는,
휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 중 하나로 구현되는,
심혈관 정보 추정 장치. - 본체; 및
상기 본체에 연결되어 피검체의 발목, 손목, 팔뚝, 허벅지, 종아리 또는 손가락을 감싸도록 플렉시블하게 형성되는 스트랩; 을 포함하고,
상기 본체는,
피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하는 맥파 측정부;
상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정하는 접촉 압력 측정부; 및
상기 제1 맥파 신호, 상기 제2 맥파 신호, 및 상기 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고, 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정하는 프로세서; 를 포함하고,
상기 프로세서는
상기 접촉 압력을 기반으로 접촉 압력 전이 구간을 검출하고, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호와 제2 맥파 신호를 기반으로 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출하고, 상기 적어도 하나의 맥파 특징점에 대응하는 맥파 특징값 및 접촉 압력값 중 적어도 하나를 이용하여 심혈관 특징값을 추출하고,
상기 접촉 압력 전이 구간은
접촉 압력 증가 구간 또는 접촉 압력 감소 구간을 포함하고,
상기 프로세서는
접촉 압력을 증가 또는 감소 시키기 위한 사용자의 동작을 유도하는 가이드 정보를 생성하는
웨어러블 디바이스. - 삭제
- 제14항에 있어서,
상기 본체는,
상기 스트랩의 길이를 조절하여 상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 조절하는 액츄에이터; 를 더 포함하는,
웨어러블 디바이스. - 심혈관 정보 추정 장치가,
심혈관 정보 추정을 위해 접촉 압력을 증가 또는 감소 시키기 위한 사용자의 동작 방법에 관한 가이드 정보를 생성하여 출력하는 단계;
피검체로부터 서로 다른 파장의 광을 이용하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하는 단계;
상기 피검체와 맥파 측정부의 접촉 압력을 측정하는 단계;
제1 맥파 신호, 제2 맥파 신호, 및 상기 접촉 압력을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하는 단계; 및
상기 추출된 심혈관 특징값을 기반으로 심혈관 정보를 추정하는 단계; 를 포함하고,
상기 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 측정하는 단계는
서로 다른 파장의 광을 상기 피검체에 조사하는 단계; 및
상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 맥파 신호를 측정하는 단계를 포함하고,
상기 심혈관 특징값을 추출하는 단계는
상기 접촉 압력을 기반으로 접촉 압력 전이 구간을 검출하는 단계;
상기 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 신호와 제2 맥파 신호를 기반으로 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 맥파 특징점에 대응하는 맥파 특징값 및 접촉 압력값 중 적어도 하나를 이용하여 심혈관 특징값을 추출하는 단계를 포함하고,
상기 접촉 압력 전이 구간은
접촉 압력 증가 구간 또는 접촉 압력 감소 구간을 포함하는
심혈관 정보 추정 방법. - 삭제
- 제17항에 있어서,
상기 접촉 압력을 측정하는 단계는,
힘 센서, 압력 센서, 가속도 센서, 압전 필름, 로드셀, 레이다, 광용적맥파 센서 중 적어도 하나를 이용하여 접촉 압력을 측정하는,
심혈관 정보 추정 방법. - 삭제
- 삭제
- 제17항에 있어서,
상기 적어도 하나의 맥파 특징점을 추출하는 단계는,
접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점 및 최대점, 접촉 압력 전이 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호와 제2 맥파 DC 성분 신호의 DC 성분 차동 신호의 최대점 및 최소점, 접촉 압력 전이 구간의 DC 성분 차동 신호의 미분 신호의 최대점 및 최소점 중 적어도 하나를 맥파 특징점으로 추출하는,
심혈관 정보 추정 방법. - 제22항에 있어서,
상기 심혈관 특징값을 추출하는 단계는,
T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18, T19, T20, T21, T22, T23, T24, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16, A17, A18, A19, A20, A21, A22, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18, P19, P20, P21, P22, P23, P24, Pgmax, Pgmin 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합을 기반으로 심혈관 특징값을 추출하고,
T1은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T2는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T3는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T4는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T5는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T6는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T7은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최소점의 시간을, T8은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 신호의 최대점의 시간을, T9는 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T10는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최소점의 시간을, T11은 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T12은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 최대점의 시간을, T13은 접촉 압력 증가 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T14는 접촉 압력 증가 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최대점의 시간을, T15는 접촉 압력 감소 구간의 제1 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T16은 접촉 압력 감소 구간의 제2 맥파 AC 성분 신호의 최소점의 시간을, T17은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T18은 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T19는 접촉 압력 증가 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최대점의 시간을, T20은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최소점의 시간을, T21은 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 신호의 최대점의 시간을, T22는 접촉 압력 감소 구간의 DC 성분 차동 미분 신호의 최소점의 시간을, T23은 접촉 압력이 증가하기 시작하는 시점의 시간을, T24는 접촉 압력이 감소하기 시작하는 시점의 시간을, A1은 T1에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A2는 T2에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A3는 T3에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A4는 T4에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A5는 T5에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A6는 T6에서의 제1 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A7은 T7에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A8은 T8에서의 제2 맥파 DC 성분 신호의 크기를, A9은 T9에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A10은 T10에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A11은 T11에서의 제1 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A12는 T12에서의 제2 맥파 DC 성분 미분 신호의 크기를, A13은 T13에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A14는 T14에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A15는 T15에서의 제1 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A16은 T16에서의 제2 맥파 AC 성분 신호의 크기를, A17은 T17에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A18은 T18에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A19는 T19에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, A20은 T20에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A21은 T21에서의 DC 성분 차동 신호의 크기를, A22는 T22에서의 DC 성분 차동 미분 신호의 크기를, P1은 T1에서의 접촉 압력 크기를, P2는 T2에서의 접촉 압력 크기를, P3은 T3에서의 접촉 압력 크기를, P4는 T4에서의 접촉 압력 크기를, P5는 T5에서의 접촉 압력 크기를, P6은 T6에서의 접촉 압력 크기를, P7은 T7에서의 접촉 압력 크기를, P8은 T8에서의 접촉 압력 크기를, P9는 T9에서의 접촉 압력 크기를, P10은 T10에서의 접촉 압력 크기를, P11은 T11에서의 접촉 압력 크기를, P12는 T12에서의 접촉 압력 크기를, P13은 T13에서의 접촉 압력 크기를, P14는 T14에서의 접촉 압력 크기를, P15는 T15에서의 접촉 압력 크기를, P16은 T16에서의 접촉 압력 크기를, P17은 T17에서의 접촉 압력 크기를, P18은 T18에서의 접촉 압력 크기를, P19는 T19에서의 접촉 압력 크기를, P20은 T20에서의 접촉 압력 크기를, P21은 T21에서의 접촉 압력 크기를, P22는 T22에서의 접촉 압력 크기를, P23는 T23에서의 접촉 압력 크기를, P24는 T24에서의 접촉 압력 크기를, Pgmax는 접촉 압력 증가 구간의 접촉 압력 기울기의 최대값을, Pgmin은 접촉 압력 감소 구간의 접촉 압력 기울기의 최소값을 나타내는,
심혈관 정보 추정 방법. - 제17항에 있어서,
상기 심혈관 정보는,
혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 심박출량, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 중 적어도 하나를 포함하는,
심혈관 정보 추정 방법. - 삭제
- 제17항에 있어서,
상기 피검체와 상기 맥파 측정부의 접촉 압력을 조절하는 단계; 를 더 포함하는,
심혈관 정보 추정 방법.
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