KR200380969Y1 - Wireless fetal monitoring system - Google Patents

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KR200380969Y1 KR20-2005-0001602U KR20050001602U KR200380969Y1 KR 200380969 Y1 KR200380969 Y1 KR 200380969Y1 KR 20050001602 U KR20050001602 U KR 20050001602U KR 200380969 Y1 KR200380969 Y1 KR 200380969Y1
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Abstract

본 고안은 산모가 일상생활에 불편함이 없이 태아를 지속적으로 감시할 수 있는 무선 태아 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 산모 복부로 부터 단일채널로 검출된 산모 심전도를 무선 송신하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈으로부터 수신된 상기 산모 복부심전도 신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이루어진 무선 태아 감시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless fetal monitoring device that enables the mother to continuously monitor the fetus without any inconvenience in daily life, and more specifically, patch-type abdominal electrocardiogram detection for wireless transmission of the maternal ECG detected in a single channel from the mother's abdomen. The present invention relates to a wireless fetal monitoring device comprising a module and a portable terminal for detecting and analyzing an ECG signal of a fetus from the maternal abdominal electrocardiogram signal received from the patch-type abdominal electrocardiogram detection module.

본 고안의 무선 태아 감시장치는, 산모의 복부에 장착되어 산모의 생체신호를 단일채널로 검출하여 전기신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈로부터 무선 수신된 상기 산모 생체전기신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이루어진 무선 태아 감시장치에 있어서, 상기 휴대용 단말기는, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈의 출력신호를 무선으로 수신하는 블루투스 수신부; 상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호를 분리하여 추출하는 신호 전처리부; 상기 신호 전처리부에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하며, 상기 신호 전처리부에서 출력된 산모의 심전도 신호 및 태아의 심전도 신호를 압축하는 중앙처리부; 상기 중앙처리부로 부터 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호를 수신하여 저장하는 메모리부;를 적어도 구비하는 것을 특징으로 한다.Wireless fetal monitoring device of the present invention, a patch-type abdominal electrocardiogram detection module mounted on the mother's abdomen to detect the mother's bioelectric signal by detecting the mother's biological signal as a single channel and converted into an electrical signal, and the patch-type abdominal ECG detection module In the wireless fetal monitoring device consisting of a portable terminal for detecting and analyzing the ECG signal of the fetus from the mother bioelectrical signal received wirelessly from the wireless terminal, The portable terminal, Bluetooth receiving unit for wirelessly receiving the output signal of the patch-type abdominal ECG detection module ; A signal preprocessor which removes noise from the output signal of the Bluetooth receiver and separates and extracts the ECG signal of the fetus; A central processor for diagnosing the fetal state from the ECG signal of the fetus output from the signal preprocessor to determine whether the fetus is in an emergency state, and compressing the maternal ECG signal and the fetal ECG signal output from the signal preprocessor; And a memory unit configured to receive and store the maternal ECG signal and fetal ECG signal compressed from the central processing unit.

상기 신호 전처리부는 상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하는 디지탈 필터부; 상기 디지탈 필터부의 출력신호로 부터 분리벡터를 이용하여 태아의 심박위치를 추출하고, 상기 태아의 심박위치 정보를 이용하여 태아 심전도 콤플렉스를 구하는 태아심전도 검출부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.The signal preprocessor may include a digital filter to remove noise from an output signal of the Bluetooth receiver; And a fetal electrocardiogram detector for extracting the fetal heartbeat position from the output signal of the digital filter unit using a separation vector and obtaining a fetal ECG complex using the fetal heartbeat position information.

Description

무선 태아 감시장치{Wireless fetal monitoring system}Wireless fetal monitoring system

본 고안은 산모가 일상생활에 불편함이 없이 태아를 지속적으로 감시할 수 있는 무선 태아 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 산모 복부로 부터 단일채널로 검출된 산모 심전도를 무선 송신하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈로부터 수신된 상기 산모 복부심전도 신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이루어진 무선 태아 감시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless fetal monitoring device that enables the mother to continuously monitor the fetus without any inconvenience in daily life, and more specifically, patch-type abdominal electrocardiogram detection for wireless transmission of the maternal ECG detected in a single channel from the mother's abdomen. The present invention relates to a wireless fetal monitoring device comprising a module and a portable terminal for detecting and analyzing an ECG signal of a fetus from the maternal abdominal electrocardiogram signal received from the patch-type abdominal electrocardiogram detection module.

일반적으로 임신성 고혈압, 임신성 당뇨병, 저체중아와 관련되는 산모에게는 태아상태의 감시가 필수적이며, 정상 산모도 산전 및 진통에 이르기까지 지속적으로 태아의 상태를 검사하는 것이 필요하다.In general, the monitoring of the fetal condition is essential for mothers associated with gestational hypertension, gestational diabetes mellitus, and low birth weight infants, and it is necessary to continuously examine the condition of the fetus from prenatal to analgesia.

그러나, 종래의 태아감시장치는 산모가 무거운 몸을 이끌고 병원에 직접 가야 하는 불편함과, 검사시간이 짧지만은 않아 그동안 산모는 자유로이 움직일 수 없는 불편함도 있다. 이에 일상생활 중에 지속적으로 태아의 건강상태를 확인하기란 힘든 일이다.However, the conventional fetal supervisor has the inconvenience that the mother has to lead a heavy body to go directly to the hospital, and the test time is not short, the mother can not be free to move in the meantime. Therefore, it is difficult to continuously check the health of the fetus in daily life.

따라서 태아를 지속적으로 관찰하며, 게다가 산모가 일상생활에 불편함이 없도록 하며 태아를 감시할 수 있는 태아 감시장치가 요망된다.Therefore, a fetal monitoring device capable of continuously monitoring the fetus and additionally monitoring the fetus without maternal discomfort in daily life is desired.

태아의 상태를 검사하기위해 반드시 필요한 것이 태아 심전도이며, 태아 심전도는 태아의 건강 상태를 나타내는 중요한 정보를 포함하고 있으며, 이는 중요한 진단 도구가 된다. Fetal ECG is essential for examining the condition of the fetus, and fetal ECG contains important information indicating the health of the fetus, which is an important diagnostic tool.

태아 심전도를 획득하는 한 가지 방법은 산모의 복부에 심전도 획득 시스템을 통하여 기록하는 것이다.One method of acquiring a fetal ECG is through an ECG acquisition system in the mother's abdomen.

도 1은 산모 복부에서 기록된 신호의 일예이다. 일반적으로 산모 복부에서 기록된 신호는 산모의 심전도와 랜덤 잡음 등으로 인해 복잡한 형태를 갖게 된다. 주기적으로 나타나는 주된 피크는 산모의 심장활동에 의한 산모 심전도이며, 상대적으로 작고 보다 빠른 주기를 갖는 피크가 태아의 심장 활동에 의한 것이다. 성인의 경우와 마찬가지로, 태아 심전도의 콤플렉스 모양과 심박변화율(HRV: Heart Rate Variability)은 태아 심전도로부터 구할 수 있는 중요한 건강 지표가 된다.1 is an example of a signal recorded in the mother's abdomen. In general, the signal recorded in the mother's abdomen is complicated by the mother's ECG and random noise. The main peak that appears periodically is maternal electrocardiogram due to maternal cardiac activity, and peaks with relatively smaller and faster periods are due to fetal cardiac activity. As in adults, the fetal ECG complex shape and heart rate variability (HRV) are important health indicators available from fetal ECG.

최근 태아 심전도를 검출하기 위한 다양한 연구들이 이루어지고 있으며, 이런 대부분의 연구들은 다채널 신호가 획득된 경우에 대한 것이다. Recently, various studies for detecting fetal ECG have been conducted, and most of these studies have been conducted when a multi-channel signal is acquired.

다채널에 기록된 심전도 신호를 분리하는 연구중, 가장 직접적인 방법으로, 산모 복부에서 계측된 혼합 신호로부터 산모의 흉부에서 획득한 심전도 신호를 빼는 방법이 있으며, 이는 특이값 분해(SVD: Singular Value Decomposition), 적응필터, 웨이브렛 변환기법 등 다양한 신호처리 기법을 응용하여 연구되어지고 있다. 이러한 경우에는 산모 복부 심전도 신호를 측정하기위한 전극이외에, 별도로 산모흉부의 심전도를 측정하기위한 전극을 장착하여야 한다는 불편함이 있다.In the study of separating ECG signals recorded in multiple channels, the most direct method is to subtract ECG signals obtained from the mother's chest from mixed signals measured in the mother's abdomen, which is called singular value decomposition (SVD). ), Adaptive filter, wavelet transform method, etc., have been studied by applying various signal processing techniques. In this case, in addition to the electrode for measuring the maternal abdominal electrocardiogram signal, there is an inconvenience that the electrode for measuring the ECG of the maternal chest should be separately installed.

반면에, 단일채널에 기록된 심전도 신호를 분리하는 연구는 상대적으로 적은 수가 발표되었다. 그 한 예로 칸지라르(Kanjilal) 등은 단일채널 신호로부터 산모와 태아의 심박을 먼저 검출한 후 신호를 산모와 태아의 구간으로 구획하고, 이 구간들을 행렬화하여 특이값 분해(SVD)를 적용함으로써 심전도 콤플렉스를 구하는 방법을 제안하였다.On the other hand, relatively few studies have been published to isolate ECG signals recorded on a single channel. For example, Kanjilal et al. First detects the maternal and fetal heartbeat from a single-channel signal, then partitions the signal into maternal and fetal intervals, and matrixes these intervals to apply singular value decomposition (SVD). A method for obtaining an ECG complex has been proposed.

특히 최근에는 임신성 고혈압, 임신성 당뇨병, 저체중아와 관련되는 산모 뿐만 아니라 정상산모에게서도 태아의 상태를 24시간 확인하고자 하는 요구가 증가 되고 있으며, 이에 따라 산모의 실생활에 불편함을 주지않고 실시간으로 장시간 태아를 감시할 수 있으며, 산모의 흉부 심전도를 측정하지 않고 복부 심전도 데이터만을 획득하여 태아 심전도를 측정하는 태아감시장치의 개발이 요망된다.In particular, there is an increasing demand to check the condition of the fetus 24 hours in normal mothers as well as mothers associated with gestational hypertension, gestational diabetes mellitus, and low birth weight infants. It is desirable to develop a fetal monitoring device that can monitor the fetal ECG by acquiring abdominal ECG data without measuring the mother's chest ECG.

산모의 흉부 심전도를 측정하지 않고, 단일채널 또는 2채널의 산모 복부 심전도 데이터만을 획득하여 태아 심전도를 측정하는 방법은 기존에 연구된 대부분의 기법을 실제 활용하기 어렵다. Without measuring maternal chest electrocardiogram, it is difficult to use most of the existing techniques to measure fetal electrocardiogram by acquiring single channel or double channel maternal abdominal electrocardiogram data.

따라서 본 고안에서는 산모 복부에서 획득한 단일채널신호를 대상으로 하여 태아의 심박을 검출하고, 검출된 심박 정보를 통하여 태아의 대표 콤플렉스 형태를 획득하는 태아 감시 장치를 제공한다.Therefore, the present invention provides a fetal monitoring device that detects the fetal heartbeat with a single channel signal obtained from the mother's abdomen and obtains the representative complex form of the fetus through the detected heartbeat information.

본 고안은 스므드 슈도 위그너-빌 분포(SPWVD)를 적용하여 시-주파수 상에서 다차원의 신호로 재구성한후 독립요소해석기법을 적용하여 분리벡터를 구하는 태아감시장치를 제공한다.The present invention provides a fetal sensitizer for reconstructing multidimensional signals on time-frequency by applying the smooth pseudo-Wigner-Ville distribution (SPWVD) and then applying the independent element analysis technique to obtain the separation vector.

또한 본 고안은 심전도를 이용한 태아감시장치로 산모가 일상생활에 불편함이 태아를 지속적으로 관찰하며, 산모가 개인용 휴대용 단말기로 어디서나 언제든지 태아의 상태를 확인할 수 있는 태아 감시장치를 제공한다.In addition, the present invention is a fetal monitoring device using an electrocardiogram, the mother constantly observes the fetus is uncomfortable in daily life, and provides a fetal monitoring device that can check the status of the fetus anytime, anywhere with a personal portable terminal.

본 고안이 이루고자하는 기술적 과제는 산모가 일상생활에 불편함이 없이 태아를 지속적으로 관찰할 수 있으며, 산모가 장소와 시간의 제약없이 태아의 상태를 확인할 수 있는 무선 태아감시장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a wireless fetus monitor that the mother can continue to observe the fetus without any inconvenience in daily life, the mother can check the condition of the fetus without the restriction of place and time.

본 고안이 이루고자하는 또다른 기술적 과제는 산모 복부에서 획득한 단일채널신호를 대상으로 하여 태아의 심박을 검출하는 태아감시장치를 제공하는데 있다.Another technical problem of the present invention is to provide a fetal sensitizer that detects the fetal heartbeat by targeting a single channel signal obtained from the mother's abdomen.

본 고안이 이루고자하는 또 다른 기술적 과제는 스므드 슈도 위그너-빌 분포(SPWVD) 함수를 적용하여 시-주파수 상에서 다차원의 신호로 재구성한후 독립요소해석기법을 적용하여 분리벡터를 구하는 태아감시장치를 제공하는데 있다.Another technical problem that the present invention aims to achieve is the fetal monitoring device which uses the smooth pseudo Wigner-Ville distribution (SPWVD) function to reconstruct a multidimensional signal on time-frequency and then obtains the separation vector by applying the independent element analysis technique. To provide.

이하 본 고안의 일 실시예에 의한 무선 태아 감시장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of a wireless fetal monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 의한 무선 태아 감시장치의 구성을 설명하기위한 블록도로서, 패치형 복부심전도 검출모듈(10)과 휴대용 단말기(1000)로 이루어진다. 패치형 복부심전도 검출모듈(10)은 산모의 복부에 장착되어 산모의 심전도 신호를 검출한다. 휴대용 단말기(1000)는 패치형 복부심전도 검출모듈(10)에서 무선으로 송신된 산모의 심전도 신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석한다.Figure 2 is a block diagram for explaining the configuration of the wireless fetal monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention, consisting of a patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10 and a portable terminal (1000). The patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10 is mounted on the mother's abdomen and detects the mother's ECG signal. The portable terminal 1000 detects and analyzes the fetal ECG signal from the mother's ECG signal wirelessly transmitted from the patch-type abdominal ECG detection module 10.

패치형 복부심전도 검출모듈(10)는 전극부(100), 신호검출부(200), A/D 변환기(300), 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400), 블루투스 송신부(500), 배터리부(600)로 이루어진다. The patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10 includes an electrode unit 100, a signal detector 200, an A / D converter 300, a microcontroller unit (MCU) 400, a Bluetooth transmitter 500, and a battery unit 600. Is made of.

전극부(100)는 두개의 전극 에레이(electrode array)로 이루어지며, 산모의 복부로 부터 생체신호를 검출한다. 전극부(100)의 두개의 전극 에레이는 각각 전극 검출단자를 구비하는데, 전극 어레이(110, 120)의 검출단자는 패치형 복부심전도 검출모듈(10)의 뒷면에서 노출되어진다. 2개의 어레이 전극의 검출단자와 접지단자가 복부신호 검출모듈(10)의 후면에 노출되며, 이는 심전도 전극을 3개 부착하고 있는 원형패치와 연결된다. 따라서 산모의 복부에 복부신호 검출모듈을 장착할때, 상기 전극 어레이의 검출단자가 원형패치의 심전도 전극과 연결되어 산모의 복부 생체신호가 검출된다.The electrode unit 100 is composed of two electrode arrays (electrode array), and detects a biological signal from the mother's abdomen. Each of the two electrode arrays of the electrode unit 100 includes electrode detection terminals, and the detection terminals of the electrode arrays 110 and 120 are exposed from the rear side of the patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10. The detection terminals of the two array electrodes and the ground terminals are exposed on the rear surface of the abdominal signal detection module 10, which is connected to a circular patch to which three ECG electrodes are attached. Therefore, when the abdominal signal detection module is mounted on the mother's abdomen, the detection terminal of the electrode array is connected to the ECG electrode of the circular patch to detect the mother's abdominal biosignal.

신호검출부(200)는 증폭부와 필터부를 구비하며, 전극부(100)로 부터 검출된 생체신호를 증폭하고, 잡음을 제거한다.The signal detector 200 includes an amplifier and a filter, and amplifies the biosignal detected from the electrode 100 and removes noise.

A/D 변환기(300)는 신호검출부(200)의 출력신호를 디지탈신호로 변환한다. A/D 변환기(300)는 샘플링 레이트가 500Hz이며 분해능이 12비트인 A/D변환기를 사용할 수 있다.The A / D converter 300 converts the output signal of the signal detector 200 into a digital signal. The A / D converter 300 may use an A / D converter having a sampling rate of 500 Hz and a resolution of 12 bits.

마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400)는 A/D 변환기(300)의 출력신호를 블루투스 송신 할 수 있게 신호를 조절한다. 즉, A/D 변환기(300)의 출력신호를 통신규약을 만족하는 신호범위로 변환한다. The microcontroller unit (MCU) 400 adjusts the signal to enable the Bluetooth transmission of the output signal of the A / D converter 300. That is, the output signal of the A / D converter 300 is converted into a signal range that satisfies the communication protocol.

블루투스 송신부(500)는 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400)의 출력신호를 무선으로 송신한다. 블루투스란 다채널 근거리 무선통신의 수단으로 전세계적으로 무면허 ISM(Industrial, Science, and Medical) 대역인 2.4GHz에서 운용된다. 블루투스의 운용대역은 1MHz 간격으로 채널이 나뉘고 최대 이용채널 대역폭을 얻기 위해서 1초당 1Mega symbol의 속도로 신호 데이터를 보낸다. A/D 변환기(300), 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400), 블루투스 송신부(500)는 하나의 마이크로콘트롤러로 이루어질 수 있으며, 예로 마이크로칩(Microchips)사의 PIC16C74B 등이 있다.The Bluetooth transmitter 500 wirelessly transmits an output signal of the microcontroller unit (MCU) 400. Bluetooth is a means of multichannel short-range wireless communication that operates worldwide at 2.4GHz, the unlicensed Industrial, Science, and Medical (ISM) band. The operating band of Bluetooth divides the channel in 1MHz intervals and sends signal data at the speed of 1Mega symbol per second to obtain the maximum utilization channel bandwidth. The A / D converter 300, the microcontroller unit (MCU) 400, and the Bluetooth transmitter 500 may be formed of a single microcontroller, for example, PIC16C74B manufactured by Microchips.

배터리부(600)는 배터리와 전원제어회로를 구비한다. 전원제어 회로는 배터리(600)의 전압으로부터 신호검출부(200), A/D 변환기(300), 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400), 블루투스 송신부(500)에서 사용하는 전압으로 변환한다. 배터리는 충전 가능한 소형 배터리로 이루어진다. 본 고안에서는 24시간 사용이 가능하도록 저전력 설계를 하였다.The battery unit 600 includes a battery and a power control circuit. The power control circuit converts the voltage from the voltage of the battery 600 into a voltage used by the signal detector 200, the A / D converter 300, the microcontroller unit (MCU) 400, and the Bluetooth transmitter 500. The battery consists of a small rechargeable battery. In the present design, a low power design was made to allow 24 hours of use.

휴대용 단말기(1000)는 블루투스 수신부(1100), 신호 전처리부(1200), 중앙처리부(CPU)(1300), 메모리부(1400), 표시부(1500), 알람(1600), 설정부(1700), 배터리부(1800)로 이루어진다.The portable terminal 1000 includes a Bluetooth receiver 1100, a signal preprocessor 1200, a central processing unit (CPU) 1300, a memory unit 1400, a display unit 1500, an alarm 1600, a setting unit 1700, The battery unit 1800 is formed.

블루투스 수신부(1100)는 블루투스 송신부(500)의 출력신호를 무선으로 수신한다.The Bluetooth receiver 1100 wirelessly receives the output signal of the Bluetooth transmitter 500.

신호 전처리부(1200)는 블루투스 수신부(1100)의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출한다. 신호 전처리부(1200)는 디지탈 필터부 및 태아심전도 검출부로 이루어진다. 블루투스 수신부(1100)로 부터 신호 전처리부(1200)로의 데이터 전송은 115200bps를 갖는 RS232C를 이용한 시리얼 통신으로 이루어진다. 신호 전처리부(1200)는 마이크로프로세서로 이루어 질 수 있다.The signal preprocessor 1200 removes noise from the output signal of the Bluetooth receiver 1100 and separates and extracts the ECG signal of the fetus and the ECG signal of the mother, respectively. The signal preprocessor 1200 includes a digital filter and a fetal ECG detector. Data transmission from the Bluetooth receiver 1100 to the signal preprocessor 1200 is performed by serial communication using RS232C having 115200bps. The signal preprocessor 1200 may be a microprocessor.

중앙처리부(CPU)(1300)는 신호 전처리부(1200)의 출력신호인 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하며, 태아의 건강상태정보를 얻으며, 태아의 상태 진단결과 태아가 위급한 상태일 때는 알람으로 신호를 보내어 알람을 울려 위급한 상태임을 알린다. 중앙처리부(1300)는 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호 및 태아의 건강상태정보를 표시부로(1500) 송신하며, 또한 중앙처리부(CPU)(1300)는 산모 및 태아의 심전도신호를 압축하여 메모리부(1500)로 송신하며 태아의 건강상태정보도 메모리부(1500)로 송신한다. 중앙처리부(1300)는 ARM CPU core를 사용할 수 있다.The central processing unit (CPU) 1300 diagnoses the condition of the fetus from the ECG signal of the fetus, which is the output signal of the signal preprocessor 1200, obtains the health status information of the fetus, and the fetus is in an emergency state as a result of the fetal state diagnosis. When a signal is sent to the alarm to sound the alarm to alert you of an emergency. The central processing unit 1300 transmits the mother's ECG signal, the ECG signal of the fetus and the fetus's health state information to the display unit 1500, and the central processing unit (CPU) 1300 compresses the ECG signals of the mother and the fetus and stores the memory. It transmits to the unit 1500, and also transmits the health status information of the fetus to the memory unit 1500. The central processing unit 1300 may use an ARM CPU core.

메모리부(1500)는 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호 및 태아의 건강상태정보를 중앙처리부(CPU)(1300)로 부터 수신하여 저장한다. 메모리부(1400)는 스마트 메디어 카드(SMART Media Card)를 사용할 수 있다,The memory unit 1500 receives and stores the compressed maternal ECG signal, fetal ECG signal, and fetal health state information from the CPU 1300. The memory unit 1400 may use a smart media card.

표시부(1500)는 중앙처리부(CPU)(1300)로 부터 수신된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 디스플레이한다. 표시부(1500)는 320x240 픽셀 TFT LCD를 사용할 수 있다.The display unit 1500 displays the maternal ECG signal, the ECG signal of the fetus, and the fetus's health state information received from the CPU 1300. The display unit 1500 may use a 320x240 pixel TFT LCD.

알람(1600)은 중앙처리부(CPU)(1300)로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 알람을 울린다.The alarm 1600 sounds an alarm according to a control signal indicating that the fetus generated from the central processing unit (CPU) 1300 is in an emergency state.

설정부(1700)는 태아 심박수, 산모심전도 신호, 태아심전도 신호 등의 시스템 파라미터를 설정한다.The setting unit 1700 sets system parameters such as fetal heart rate, maternal ECG signal, fetal ECG signal, and the like.

배터리부(1800)는 충전 가능한 소형 배터리로, 저전력 소비를 한다.The battery unit 1800 is a small rechargeable battery that consumes low power.

도 3은 도 2의 신호 전처리부를 설명하기위한 개략적인 블럭도이다.FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating the signal preprocessor of FIG. 2.

디지탈 필터부(2000)는 기저선 변동(baseline drift) 및 전력선 잡음을 제거한다. 디지탈 필터부(2000)는 기저선 변동제거부, 전력선 잡음제거부를 구비한다.The digital filter unit 2000 removes baseline drift and power line noise. The digital filter unit 2000 includes a baseline variation removing unit and a power line noise removing unit.

기저선 변동제거부(2100)는 심전도 보다 낮은 주파수의 고역필터를 사용할 수 있다. 예로, 0.1Hz의 고역 필터를 사용할 수 있다. The baseline variation removing unit 2100 may use a high pass filter having a frequency lower than that of the ECG. For example, a high pass filter of 0.1 Hz may be used.

전력선 잡음제거부(2200)은 전원제어 회로에서 발생하는 잡음을 제거하기위한 것이다. 전원제어 회로로 스위칭 DC-DC 컨버터를 사용할 수 있으며, 이러한 스위칭 DC-DC 컨버터로 부터 들어오는 잡음을 제거 하기위해, 스위칭 DC-DC 컨버터의 스위칭 주파수에 해당하는 주파수의 대역저지필터를 사용할 수 있다.The power line noise canceller 2200 is for removing noise generated from the power supply control circuit. A switching DC-DC converter can be used as a power control circuit, and a band-stop filter of a frequency corresponding to the switching frequency of the switching DC-DC converter can be used to remove noise from the switching DC-DC converter.

태아 심전도 검출부(2300)는 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 산모복부심전도로 부터 분리벡터를 이용하여 태아의 심박위치를 추출하고 이를 이용하여 템플릿 기법을 통하여 태아 심전도 콤플렉스를 구한다. The fetal ECG detector 2300 extracts the fetal heartbeat position from the maternal abdominal electrocardiogram received from the Bluetooth receiver 1100 using a separation vector and obtains the fetal ECG complex using the template technique.

도 4는 도 3의 태아심전도 검출부를 설명하기위한 블럭도이다.4 is a block diagram illustrating the fetal ECG detector of FIG. 3.

태아심전도 검출부(2300)는 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 산모복부심전도로 부터 분리벡터를 이용하여 태아의 심박위치를 추출하고 이를 이용하여 템플릿 기법을 통하여 태아 심전도 콤플렉스를 구한다. 태아심전도 검출부(2300)는 분리벡터 추출부(3000), 제1저장부(3900), 태아심박 추출부(4000), 제2저장부(4900), 태아심전도 콤플렉스 연산부(5000)로 이루어진다. 태아심전도 검출부(2300)는 마이크로 프로세서로 구성할 수 있다.The fetal ECG detector 2300 extracts the fetal heartbeat position from the maternal abdominal electrocardiogram received from the Bluetooth receiver 1100 using a separation vector and obtains the fetal ECG complex using the template technique. The fetal ECG detector 2300 includes a separated vector extractor 3000, a first storage 3900, a fetal heartbeat extractor 4000, a second storage 4900, and a fetal ECG complex calculator 5000. The fetal ECG detector 2300 may be configured as a microprocessor.

분리벡터 추출부(3000)는블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 신호중 초기의 소정시간 동안의 신호에서 분리벡터(demixing vector)를 구한다. 분리벡터 추출부(3000)는 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)와 암묵신호 분리부(3200)으로 이루어진다.The separation vector extractor 3000 obtains a demixing vector from a signal received from the Bluetooth receiver 1100 for an initial predetermined time. The separation vector extractor 3000 includes a first time-frequency domain converter 3100 and a blind signal separator 3200.

제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)는 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 신호를 시-주파수 도메인 상에서 다차원의 신호로 재구성한다. 즉, 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)는 단일채널 산모복부 심전도 신호를 시-주파수 상에서 다차원의 신호로 재구성한다.The first time-frequency domain converter 3100 reconstructs a signal received from the Bluetooth receiver 1100 into a multidimensional signal on the time-frequency domain. That is, the first time-frequency domain converter 3100 reconstructs the single channel maternal abdominal ECG signal into a multidimensional signal on the time-frequency.

암묵신호 분리부(3200)는 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)에서 시-주파수 도메인 상에서 다차원의 신호로 재구성된 신호에서 암묵신호분리 방법을 통해 태아 심전도에 상응하는 신호를 추출할 수 있는 분리벡터를 구한다. The blind signal separation unit 3200 may extract a signal corresponding to the fetal ECG from the signal reconstructed by the first time-frequency domain converter 3100 into a multidimensional signal on the time-frequency domain through a blind signal separation method. Find the separation vector.

제1저장부(3900)는 암묵신호 분리부(3200)에서 구해진 상기 분리벡터를 저장한다.The first storage unit 3900 stores the separation vector obtained from the blind signal separation unit 3200.

태아심박 추출부(4000)는 제1저장부(3900)에 저장된 분리벡터, 즉 분리벡터 추출부(3000)로부터 구해진 분리벡터를 이용하여 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 신호로 부터 태아 심박의 위치를 찾아낸다. 즉 태아심박 추출부(4000)는 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 신호를 시-주파수 도메인 상의 다차원 신호로 구성 후, 분리 벡터를 곱함으로써, 태아 심박의 위치를 검출한다. 또한 본원고안은 상기 검출된 심박의 위치 정보로부터 템플릿 기법을 통하여 태아 심전도 콤플렉스를 구할 수 있다. 태아심박 추출부(4000)는 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)과 태아심박 검출부(4200)를 구비한다.The fetal heartbeat extractor 4000 may detect the fetal heartbeat from the signal received from the Bluetooth receiver 1100 by using the separation vector stored in the first storage unit 3900, that is, the separation vector obtained from the separation vector extractor 3000. Find a location. That is, the fetal heartbeat extractor 4000 configures a signal received from the Bluetooth receiver 1100 into a multi-dimensional signal on the time-frequency domain, and then multiplies a separation vector to detect the location of the fetal heartbeat. In addition, the present application can obtain the fetal ECG complex through the template technique from the detected position information of the heartbeat. The fetal heartbeat extractor 4000 includes a second time-frequency domain converter 4100 and a fetal heartbeat detector 4200.

제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)는 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 신호를 시-주파수 도메인 상에서 다차원의 신호로 재구성한다. 즉, 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)는 단일채널 신호를 시-주파수 도메인 상에서 다차원의 신호로 재구성한다. 이때 블루투스 수신부(1100)로부터 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)으로 입력된 신호는 동시에 제2저장부(4900)에도 저장된다. The second time-frequency domain converter 4100 reconstructs a signal received from the Bluetooth receiver 1100 into a multidimensional signal on the time-frequency domain. That is, the second time-frequency domain converter 4100 reconstructs a single channel signal into a multidimensional signal on the time-frequency domain. At this time, the signal input from the Bluetooth receiver 1100 to the second time-frequency domain converter 4100 is simultaneously stored in the second storage unit 4900.

태아심박 검출부(4200)는 제1저장부(3900)에 저장된 분리 벡터를 읽어들이고, 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)로 부터 시-주파수 도메인 상의 다차원 신호로 재구성된 신호에 상기 분리 벡터를 곱하여 태아 심박의 위치를 검출한다.The fetal heartbeat detection unit 4200 reads the separation vector stored in the first storage unit 3900, and separates the separation vector into a signal reconstructed into a multi-dimensional signal on the time-frequency domain from the second time-frequency domain converter 4100. Multiply to detect the location of the fetal heartbeat.

제2저장부(4900)는 블루투스 수신부(1100)로부터 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)으로 입력되는 신호를 동시에 저장한다. 즉 제2저장부(4900)에는 원신호, 즉 산모복부심전도가 저장되어지고, 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)는 제2저장부(4900)에 저장된 신호를 시-주파수 상에서 다차원의 신호로 재구성하는 것과 같다.The second storage unit 4900 simultaneously stores signals input from the Bluetooth receiver 1100 to the second time-frequency domain converter 4100. That is, an original signal, that is, a maternal abdominal electrocardiogram, is stored in the second storage unit 4900, and the second time-frequency domain converter 4100 multi-dimensionally stores the signal stored in the second storage unit 4900 on time-frequency. It is like reconstructing into a signal.

태아심전도 콤플렉스 연산부(5000)는 제2저장부(4900)로부터의 원신호(산모 복부 심전도)와 태아심박 검출부(4200)로 부터의 태아 심박의 위치정보를 이용하여 템플릿 기법을 통하여 태아 심전도 콤플렉스를 구한다.The fetal ECG complex calculation unit 5000 uses fetal ECG complex through a template technique using the original signal (maternal abdominal electrocardiogram) from the second storage unit 4900 and the location information of the fetal heartbeat from the fetal heart rate detection unit 4200. Obtain

도 5는 도 3의 제1 시-주파수 도메인 변환부의 일예를 설명하기위한 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the first time-frequency domain converter of FIG. 3.

제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)는 초기 소정시간동안 블루투스 수신부(1100)로 부터 신호를 수신한다(S100). 도 5의 경우에 있어서는 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)는 초기 소정시간동안 블루투스 수신부(1100)로 부터 512 포인트의 신호를 수신한다.The first time-frequency domain converter 3100 receives a signal from the Bluetooth receiver 1100 for an initial predetermined time (S100). In the case of FIG. 5, the first time-frequency domain converter 3100 receives a signal of 512 points from the Bluetooth receiver 1100 for an initial predetermined time.

상기 소정시간동안 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 신호로 부터 스므드 슈도 위그너-빌 분포(Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution)(이하 SPWVD 라 한다)함수를 적용하여 시-주파수 도메인 상의 다차원 신호로 재구성한다(S200). 본 고안에 있어서 주파수 구간은 256으로 설정하였으며, 따라서 도 5에 있어서, 시-주파수 도메인 상의 256×512의 다차원 가상신호(virtual sensor)를 획득할 수 있다. From the signal received from the Bluetooth receiver 1100 during the predetermined time, a Smooth Pseudo Wigner-Ville Distribution (hereinafter referred to as SPWVD) function is applied to the multi-dimensional signal in the time-frequency domain. Reconfigure (S200). In the present invention, the frequency range is set to 256. Accordingly, in FIG. 5, a 256 × 512 multidimensional virtual sensor on the time-frequency domain can be obtained.

시-주파수 도메인 상에 재구성된 상기 다차원 신호들로 부터 256개의 주파수에 대한 512 포인트의 시간 축 신호를 추출한다(S300).A time axis signal of 512 points for 256 frequencies is extracted from the multi-dimensional signals reconstructed on the time-frequency domain (S300).

본원 고안은 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)를 통해 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 단일채널 신호를 시-주파수 상에서 다차원의 신호로 재구성하는데, 이는 태아 심박을 추출하기위해 독립요소해석 기법을 적용하는데 필요하기 때문이다.The present invention reconstructs a single channel signal received from the Bluetooth receiver 1100 through a first time-frequency domain converter 3100 into a multidimensional signal on time-frequency, which is an independent element analysis to extract fetal heartbeats. This is necessary to apply the technique.

본 고안에서는 단일채널 신호를 시-주파수 도메인 상의 다채널 신호로 투영하기 위하여 스므드 슈도 위그너-빌 분포(SPWVD)를 사용한다.In the present invention, the smooth pseudo Wigner-Ville distribution (SPWVD) is used to project a single channel signal to a multichannel signal in the time-frequency domain.

다음은 스므드 슈도 위그너-빌 분포(SPWVD)함수에 대하여 설명한다.The following describes the smooth pseudo-Wigner-Ville distribution (SPWVD) function.

위너-힌친(Wiener-Khinchin) 정의에 의하면 파워스펙트럼은 상관함수(correlation function)의 퓨리에 변환으로 수학식 1과 같다.According to the Wiener-Khinchin definition, the power spectrum is the Fourier transform of the correlation function (Equation 1).

여기서 상관함수 R(τ)는 x(t)x*(t-τ)의 평균값으로 수학식 2와 같이 정의되며 전체 시간에 대한 적분값으로 시간에 대한 정보를 알 수가 없다. 주파수 성분의 시간에 대한 변화를 알아보기 위해서는 수학식 2의 R(τ) 항에 시간 변수 t를 첨가하여 R(t,τ)로 치환하면 특정 시간대에 대한 신호의 주파수 성분을 얻을 수 있으며 이는 수학식 3의 위그너 빌 분포(Wigner-Ville Distribution)(이하 WVD라 한다)로 정의된다.The correlation function R (τ) is defined as Equation 2 as an average value of x (t) x * (t-τ), and information on time cannot be known as an integral value for the entire time. To find the change in frequency of the frequency component, add the time variable t to the R (τ) term in Equation 2 and replace it with R (t, τ) to obtain the frequency component of the signal for a specific time zone. It is defined as Wigner-Ville Distribution (hereinafter referred to as WVD) in Equation 3.

STFT(Short Time Fourier Transform)가 윈도우 함수의 길이에 의해 시간-주파수 분해능이 결정되는 데에 반해 WVD는 윈도우 함수를 사용하지 않으므로 윈도우 길이에 대한 영향을 받지 않으며 더 높은 해상도를 제공한다. 그러나 WVD는 두 개 이상의 서로 다른 주파수 성분을 갖는 신호가 있을 때에 교차 간섭현상이 발생한다. 이를 제거하기 위하여 시간과 주파수 축으로 이차 저역통과 필터 φ(τ,t)를 WVD에 적용하게 되는데, 이 저역통과 필터를 커널(kernel)이라 하며, 본 고안에서는 수학식 4와 같은 커널을 사용하여 SPWVD를 구현한다.Whereas Short Time Fourier Transform (STFT) determines the time-frequency resolution by the length of the window function, WVD does not use the window function, so it is not affected by window length and provides higher resolution. However, in WVD, cross interference occurs when there are signals with two or more different frequency components. In order to eliminate this, a second lowpass filter φ (τ, t) is applied to the WVD on the time and frequency axis. This lowpass filter is called a kernel, and in the present invention, a kernel such as Equation 4 is used. Implement SPWVD.

이때 h(·)는 주파수 축의 간섭현상을 제거하는 윈도우 함수이고, G(·)는 시간축의 간섭현상을 제거하는 윈도우 함수이다. SPWVD는 시간과 주파수 축에 각각 독립적인 윈도우를 취하여 간섭현상을 제거하는 것으로 윈도우 길이나 종류의 선택에 따라 신호에 특성에 맞는 필터링의 구현이 가능하며 계산속도도 빠른 장점을 가지고 있다. In this case, h (·) is a window function for removing interference on the frequency axis, and G (·) is a window function for removing interference on the time axis. SPWVD eliminates interference by taking independent windows on the time and frequency axes, and it is possible to implement filtering to match the characteristics of the signal according to the choice of window length or type, and to achieve fast calculation speed.

본 고안에서는 구현 속도의 향상을 위해, x를 512 포인트씩 나누어 시-주파수 도메인으로 투영하였으며, 시간 구간과 주파수 구간은 256으로 설정하였다. 그 결과 시간 도메인 상의 단일채널 512 포인트 신호로부터 시-주파수 도메인 상의 256×256의 다차원 가상신호(virtual sensor)를 획득할 수 있다. 이 때 획득된 가상신호를 독립요소해석(ICA)의 입력으로 사용하며, 차원을 16차까지 낮춘 후 16개의 추정 신호원을 출력하도록 설정할 수 있다.In this design, x is divided into 512 points and projected into the time-frequency domain in order to improve the implementation speed. The time and frequency sections are set to 256. As a result, a 256 × 256 multidimensional virtual sensor in the time-frequency domain can be obtained from a single channel 512 point signal in the time domain. In this case, the acquired virtual signal may be used as an input for independent element analysis (ICA), and the dimension may be reduced to 16th order, and then 16 estimated signal sources may be output.

도 6는 단일채널 신호로부터 다차원 신호와 독립요소해석 적용을 설명하는 연결도이다. 즉, 전극부(100)로 부터 검출된 단일채널 신호를 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)를 통해 다차원 신호를 생성하고 이렇게 생성된 다차원 신호를 독립요소해석에 적용한다. 6 is a connection diagram illustrating the application of multidimensional signals and independent element analysis from a single channel signal. That is, the single channel signal detected by the electrode unit 100 is generated through the first time-frequency domain converter 3100, and the generated multidimensional signal is applied to the independent element analysis.

독립요소해석(ICA)에서 신호 성분들을 독립적으로 만들기 위해서 사용되는 방법으로 본 고안에서는 매우 간단하고, 연산속도가 빠르며, 효과적으로 독립성분을 분석하는 방법 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 첨도(kurtosis)의 최대, 최소법을 기반으로 하는 고속고정점(fast fixed-point) 알고리즘을 사용한다.It is a method used to make signal components independently in ICA, which is very simple, fast, and effective in analyzing the independent components, the maximum of kurtosis is widely used. Use a fast fixed-point algorithm based on the least method.

도 7는 도 4의 암묵신호 분리부를 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating the blind signal separation unit of FIG. 4.

제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)로 부터 시-주파수 상의 다차원 신호로 재구성된 신호인 가상 센서 신호를 수신한다(S400). 즉, 도 5에서와 같이 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)가 초기 소정시간동안 블루투스 수신부(1100)로 부터 512 포인트의 신호를 수신할경우, 본 고안에 있어서 주파수 구간은 256으로 설정하였으므로, 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)는 시-주파수 도메인 상의 256×512의 다차원 가상센서신호(virtual sensor)(X)를 획득하며, 이 획득된 다차원 가상신호를 암묵신호분리부(3200)가 수신한다. The first time-frequency domain converter 3100 receives a virtual sensor signal that is a signal reconstructed into a multi-dimensional signal on the time-frequency (S400). That is, when the first time-frequency domain converter 3100 receives a signal of 512 points from the Bluetooth receiver 1100 for an initial predetermined time, as shown in FIG. 5, the frequency section is set to 256 in the present invention. The first time-frequency domain converter 3100 obtains a 256 × 512 multidimensional virtual sensor signal (X) on the time-frequency domain, and implies the obtained multidimensional virtual signal as a blind signal separator 3200. ) Receives.

추정 신호원의 개수를 설정한다(S550). 즉 가상 센서 신호에 몇 개의 신호가 섞여 있는 것으로 해석할지를 결정한다. 이때 차원을 16차까지 낮춘 후 16개의 추정 신호원을 출력하도록 설정할 수 있다.The number of estimated signal sources is set (S550). That is, it determines how many signals are mixed in the virtual sensor signal. In this case, the dimension may be reduced to 16 orders and then 16 estimated signal sources may be output.

추정 신호원()을 결정한다(S600). 즉, 독립요소해석 기법을 통해 서로 독립적인 신호원을 추정한다.Estimated signal source Determine (S600). In other words, independent signal sources are estimated through independent element analysis.

분리 행렬(W)을 결정한다(S700). 즉, 가상 센서 신호로부터 추정 신호원을 분리해 내는 벡터 로 부터 구한다.The separation matrix W is determined (S700). That is, a vector that separates the estimated signal source from the virtual sensor signal. Obtain from.

타겟 신호원을 선택한다(S800). 16개의 추정 신호원 중 태아 심전도의 정보를 가장 잘 대변하는 추정 신호원 선택한다.A target signal source is selected (S800). Of the 16 estimated signal sources, an estimated signal source that best represents the fetal ECG information is selected.

분리 벡터(D)를 결정한다(S900). 분리 행렬 중 타겟 신호원을 계산해 내는 행을 선택하여 분리벡터로 결정한다().The separation vector D is determined (S900). From the separation matrix, select the row from which the target signal source is calculated to determine the separation vector ( ).

다음에 암묵신호 분리에 대해 보다 상세히 설명한다.Next, the blind signal separation will be described in more detail.

암묵신호분리는 신호원들이 선형적으로 혼합된 경우, 혼합된 계측 신호로부터 신호원들을 복원하는 기법으로, 소스와 혼합 구조에 대한 정보가 알려지지 않은 경우, 단지 각 신호 원간의 상호 독립성(mutual independence)을 가정함으로써 문제를 해석한다.Blind signal separation is a technique for recovering signal sources from a mixed measurement signal when the signal sources are linearly mixed. If information about the source and the mixed structure is unknown, only mutual independence between the signal sources is obtained. Solve the problem by assuming

m개의 독립적인 신호원을 s, 선형적으로 혼합된 n개의 신호를 x라고 가정하면, 다음과 같이 표현 할 수 있다.Assuming that m independent signal sources are s and n linearly mixed signals are x, it can be expressed as follows.

단, A는 미지의 혼합행렬이고, 일반적으로 센서의 수가 신호원의 수보다 같거나 많아야 하므로, m≥n으로 가정한다. 암묵신호 분리의 목표는, 계측된 센서 x만을 알고 있을 때, 신호 원 s와 혼합행렬 A를 추정하는 것으로써, 소스 분리를 위해서 출력 신호 벡터 x의 요소들이 서로 통계적으로 독립적이 되도록 하는 분리 행렬 W를 찾는다.However, A is an unknown mixed matrix, and in general, it is assumed that m≥n since the number of sensors must be equal to or greater than the number of signal sources. The goal of blind signal separation is to estimate the signal source s and the mixing matrix A when only the measured sensor x is known, so that the elements of the output signal vector x are statistically independent of each other for source separation. Find it.

이와 같은 과정을 통하여 신호를 추정할 수 있지만 스케일링과 치환(permutation)에 대한 모호성(ambiguity) 문제는 존재하게 된다.Signals can be estimated through this process, but there are ambiguity problems with scaling and permutation.

이런 암묵신호 분리를 위한 방법으로, 주요소 해석법(principle component analysis)(이하 PCA이라 한다)이 제안되기도 하였으나, PCA의 성능은 혼합 행렬의 열(column)의 직교성(orthogonality)에 매우 의존적인데, 일반적으로 심전도의 경우, 심장으로부터 발생되는 소스신호가 서로 공간적 직교(spatially orthogonal)의 조건을 만족하지 않는다. 그러므로 PCA는 심전도로부터 각 소스를 독립요소해석(ICA)을 통해 분리한 것만큼의 좋은 결과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 소스를 가우시안(Gaussian) 분포로 가정을 해야 하므로 심전도의 요소들을 분리하는데 적합하지 않다. 또한, 비가우시안(non-Gaussian) 신호의 독립성을 보다 정확히 측정하기 위해서는 PCA가 사용하는 SOS(Second Order Statistic)보다는 독립요소 해석법(Independent Component Analysis)(이하 ICA라 한다)가 사용하는 HOS(High Order Statistic)가 보다 효과적이다. ICA는 혼합행렬의 형태적 구조(geometrical structure)에 대한 제한이 없을 뿐만 아니라, 소스 신호의 비가우시안(non-Gaussian) 특성을 고려한다. 따라서 이러한 이유로 암묵신호분리부에서 본 고안은 독립요소해석(ICA)를 사용한다.As a method for this blind signal separation, principal component analysis (hereinafter referred to as PCA) has been proposed, but the performance of PCA is highly dependent on the orthogonality of the columns of the mixing matrix. In the case of an electrocardiogram, the source signals generated from the heart do not satisfy the spatially orthogonal conditions of each other. Therefore, the PCA is not suitable for separating ECG elements because it does not yield as good a result as separating each source from ECG through ICA, but also assumes that the source is a Gaussian distribution. not. In addition, in order to measure the independence of non-Gaussian signals more accurately, HOS (High Order) used by Independent Component Analysis (hereinafter referred to as ICA) rather than SOS (Second Order Statistic) used by PCA. Statistic is more effective. ICA not only has no limitation on the geometrical structure of the mixed matrix, but also considers the non-Gaussian nature of the source signal. For this reason, the present invention in the blind signal separation unit uses independent element analysis (ICA).

도 8은 도 4의 태아 심박 추출부를 설명하기 위한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating the fetal heartbeat extraction unit of FIG. 4.

제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)는 소정시간동안 블루투스 수신부(1100)로 부터 신호를 수신한다(S1000). 도 8의 경우에 있어서는 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)는 소정시간동안 블루투스 수신부(1100)로 부터 512 포인트의 신호를 수신한다.The second time-frequency domain converter 4100 receives a signal from the Bluetooth receiver 1100 for a predetermined time (S1000). In the case of FIG. 8, the second time-frequency domain converter 4100 receives a signal of 512 points from the Bluetooth receiver 1100 for a predetermined time.

제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)는 상기 소정시간동안 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 신호로 부터 스므드 슈도 위그너-빌 분포(SPWVD)함수를 적용하여 시-주파수 도메인 상의 다차원 신호로 재구성한다(S1100). 본 고안에 있어서 주파수 구간은 256으로 설정하였으며, 따라서 도 8에 있어서, 시-주파수 도메인 상의 256×512의 다차원 가상신호(virtual sensor)를 획득할 수 있다. The second time-frequency domain converter 4100 applies a smooth pseudo Wigner-Ville distribution (SPWVD) function from the signal received from the Bluetooth receiver 1100 for the predetermined time to multi-dimensional signal in the time-frequency domain. Reconfigure to (S1100). In the present invention, the frequency range is set to 256. Accordingly, in FIG. 8, a 256 × 512 multidimensional virtual sensor on the time-frequency domain can be obtained.

태아심박 검출부(4200)는 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)로 부터 구해진 상기 시-주파수 도메인 상의 256×512의 다차원 가상신호(virtual sensor)에, 제1저장부로 부터 수신된 분리벡터를 곱하여 태아 심전도정보를 포함하고 있는 검출신호를 생성한다(S1200).The fetal heartbeat detection unit 4200 may add a separation vector received from the first storage unit to a 256 × 512 multidimensional virtual sensor on the time-frequency domain obtained from the second time-frequency domain converter 4100. Multiplying generates a detection signal containing fetal ECG information (S1200).

상기 검출 신호를 정류하여 하향 피크를 없앤다(S1300).The detection signal is rectified to eliminate the downward peak (S1300).

문턱치를 설정하여 문턱치 이상인 피크를 검출한다(S1400).The threshold is set to detect a peak that is greater than or equal to the threshold (S1400).

검출된 피크가 실제 정상적인 리듬 범위에 해당하는지 판단하여 불응기보다 빨리 나타나면 검출하지 않고, 오랫동안 나타나지 않으면 문턱치를 하향 조정한다(S1500, S1600).If it is determined that the detected peak is actually within the normal rhythm range, it is not detected if it appears earlier than the refractory, and if it does not appear for a long time, the threshold is adjusted downward (S1500 and S1600).

검출된 피크를 태아 심박 위치로 간주하며(S1700), 더 이상 입력 신호가 없을 때까지 이 과정 반복한다(S1800).The detected peak is regarded as the fetal heartbeat position (S1700), and the process is repeated until there is no more input signal (S1800).

분리벡터에 대해 보다 상세히 설명하면, 분리벡터는 초기 단일채널 산모 복부 심전도를 시간-주파수 도메인으로 투영하여 생성된 가상신호를 ICA 입력으로 하여 신호원을 추정하였을 때, 검출을 목표로 하는 신호의 정보를 가장 많이 포함하는 추정 신호원을 추출해 낼 수 있는 벡터로 정의하며, 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.In more detail about the separation vector, the separation vector includes information on a signal to be detected when a signal source is estimated using an ICA input as a virtual signal generated by projecting an initial single-channel maternal abdominal electrocardiogram into a time-frequency domain. Is defined as a vector that can extract the estimated signal source including the most, can be expressed as shown in Equation 6.

단, St는 추정 목표 신호원, Sv는 가상신호, D는 분리벡터를 의미하며, 분리벡터는 분리행렬 W에 속한다.However, S t is an estimated target signal source, S v is a virtual signal, D is a separation vector, and the separation vector belongs to the separation matrix W.

도 9는 도 4의 태아심전도 콤플렉스 연산부를 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart for describing a fetal ECG complex calculation unit of FIG. 4.

태아심전도 콤플렉스 연산부(5000)는 태아심박 검출부(4200)로 부터 수신한 검출신호에서 문턱치를 통해 피크 영역 설정한다(S3000).The fetal ECG complex calculation unit 5000 sets a peak region through a threshold in the detection signal received from the fetal heartbeat detection unit 4200 (S3000).

제2저장부(4900)로 부터 수신된 원신호에서 상기 검출 신호와 동일한 영역을 설정한다(S3100).The same area as the detection signal is set in the original signal received from the second storage unit 4900 (S3100).

원신호의 영역 내에서 R점에 해당하는 피크를 검출한다(S3200).The peak corresponding to the R point is detected in the region of the original signal (S3200).

검출된 피크인 R점의 전후에 소정의 템플릿 영역을 설정한다(S3300). 이때 템플릿 영역은 샘플링률이나 태아의 성숙 정도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 임신 37주의 복부 심전도를 600 Hz로 샘플링 한 경우, R점 전 후의 템플릿 영역을 각각 65포인트, 70포인트로 할 수 있다.A predetermined template region is set before and after the R point which is the detected peak (S3300). At this time, the template region may vary depending on the sampling rate or the maturity of the fetus. For example, if the abdominal electrocardiogram at 37 weeks of pregnancy is sampled at 600 Hz, the template areas before and after the R point can be 65 and 70 points, respectively.

템플릿 시작값과 끝값의 기울기를 계산하여 기저선 존재 여부를 판단하며(S3400), 만약 기저선이 존재하는 경우 대표 템플릿 구성에 사용하지 않고 버린다(S3450).The slope of the template start value and the end value is calculated to determine whether the baseline exists (S3400), and if the baseline exists, it is discarded without being used for the representative template (S3450).

기저선이 존재하지 않는 최근 8 비트를 평균하여 대표 템플릿을 구성한다(S3500).A representative template is configured by averaging the last 8 bits where no baseline exists (S3500).

상기 대표 템플릿으로부터 특징점 검출 및 진단에 필요한 정보를 계산 한다(S3200).Information necessary for detecting and diagnosing feature points is calculated from the representative template (S3200).

도 10은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 의한 산모 복부 심전도로부터 태아 심전도 분리 방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.10 is a flow chart for schematically explaining a method of separating fetal ECG from a maternal abdominal electrocardiogram according to an embodiment of the present invention.

산모복부에서 단일채널로 산모 복부 심전도를 검출하여 A/D변환부(300), 블루투스 송신부(500), 블루투스 수신부(1100)를 통해 복부심전도 데이터 입력을 시작한다(S150).Maternal abdominal electrocardiogram is detected on the maternal abdomen as a single channel and abdominal electrocardiogram data input is started through the A / D converter 300, the Bluetooth transmitter 500, and the Bluetooth receiver 1100 (S150).

제1메모리 저장부(3900)에 분리벡터가 존재하는가를 판단한다(S620).It is determined whether a separation vector exists in the first memory storage 3900 (S620).

만약 제1메모리 저장부(3900)에 분리벡터가 존재하지 않는다면, 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)에서 소정시간동안 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 신호로 부터 스므드 슈도 위그너-빌 분포(SPWVD) 함수를 적용하여 시-주파수 도메인 상의 다차원 신호로 재구성한다(S650).If the separation vector is not present in the first memory storage 3900, the smooth time wigner-based signal is received from the signal received from the Bluetooth receiver 1100 by the first time-frequency domain converter 3100 for a predetermined time. A bill distribution (SPWVD) function is applied to reconstruct the multidimensional signal on the time-frequency domain (S650).

암묵신호분리부(3200)는 제1 시-주파수 도메인 변환부(3100)에서 재구성된 시-주파수 도메인 상의 다차원 신호를 독립요소해석(ICA)을 적용하여(S850), 분리벡터설정(S900)한다.The implicit signal separator 3200 applies an independent element analysis (ICA) to the multi-dimensional signal on the time-frequency domain reconstructed by the first time-frequency domain converter 3100 (S850) and sets a separate vector (S900). .

만약 제1메모리 저장부(3900)에 분리벡터가 존재한다면, 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)에서 소정시간동안 블루투스 수신부(1100)로 부터 수신된 신호로 부터 스므드 슈도 위그너-빌 분포(SPWVD) 함수를 적용하여 시-주파수 도메인 상의 다차원 신호로 재구성한다(S1050).If there is a separation vector in the first memory storage 3900, the smooth time pseudo-Wigner-Ville is transmitted from the signal received from the Bluetooth receiver 1100 for a predetermined time in the second time-frequency domain converter 4100. Reconstructing the multi-dimensional signal on the time-frequency domain by applying a distribution (SPWVD) function (S1050).

태아심박 검출부(4200)는 제2 시-주파수 도메인 변환부(4100)로 부터의 구해진 다차원 신호에, 제1저장부(3900)로 부터 수신된 분리벡터를 곱하여(S1050), 태아 심전도의 비트, 즉 R점(심박)을 검출한다(S1750).The fetal heartbeat detection unit 4200 multiplies the multi-dimensional signal obtained from the second time-frequency domain converter 4100 by the separation vector received from the first storage unit 3900 (S1050), and thus the bits of the fetal ECG, In other words, the R point (heart rate) is detected (S1750).

태아 심전도 콤플렉스 연산부(5000)에서는 태아 심박 변화율을 계산하며(S3350), 태아심전도 템플릿을 구성한다(S3550). 이를 중앙처리부(CPU)(1300)로 보내어 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 판단하며 태아의 건강상태 정보를 얻는다.The fetal ECG complex calculation unit 5000 calculates a fetal heart rate change rate (S3350) and configures a fetal ECG template (S3550). This is sent to the central processing unit (CPU) 1300 to determine the state of the fetus from the fetal ECG signal to obtain the health status information of the fetus.

이와 같이, 본 고안의 무선 태아 감시장치는 단일채널 산모 복부 심전도로부터 태아 심전도 비트를 검출하며, 이를 통해 태아 심박 변화율 및 형태(morphology) 정보를 구해 낼 수 있어 태아의 건강 상태를 평가할 수 있는 기초 자료가 제공된다. As such, the wireless fetal monitoring device of the present invention detects fetal ECG bits from a single-channel maternal abdominal electrocardiogram, and thereby obtains fetal heart rate change and morphology information to evaluate fetal health status. Is provided.

또한 본 고안의 패치형 복부심전도 검출모듈(10)은 소형이며 산모의 배에 장착하므로 산모가 일상생활에 불편없이 산모 및 태아의 상태를 지속적으로 관찰할 수 있다. 그리고 본 고안의 패치형 복부심전도 검출모듈(10) 및 휴대용 단말기(1000)을 이용해 산모가 시간과 공간의 제약없이 언제나 어디서나 태아의 상태를 관찰할 수 있다.In addition, the patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10 of the present invention is compact and is mounted on the mother's belly so that the mother can continuously observe the mother and the fetus's condition without any inconvenience to daily life. And using the patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10 and the portable terminal 1000 of the present invention, the mother can observe the state of the fetus anywhere at any time without limitation of time and space.

또한 본 고안은 산모가 여러 전극이나 장치를 장착할 필요 없이, 하나의 패치형 복부심전도 검출모듈(10)를 산모의 복부에 장착함으로서 휴대용 단말기(1000)를 통해 태아 심전도를 계측할 수 있다. In addition, the present invention can measure fetal ECG through the portable terminal 1000 by mounting a patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10 to the mother's abdomen without the need for the mother to mount several electrodes or devices.

본 고안은 이상에서 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것이 아니며, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다. The present invention is not limited to what has been described above and illustrated in the drawings, and of course, more modifications and variations are possible to those skilled in the art within the scope of the following claims.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 무선 태아감시장치는 산모가 일상생활에 불편함이 없이 태아를 지속적으로 관찰할 수 있으며, 산모가 장소와 시간의 제약없이 태아의 상태를 확인할 수 있다. As described above, the wireless fetus monitor of the present invention can continuously observe the fetus without inconvenience to the mother, and the mother can check the condition of the fetus without limitation of place and time.

본 고안의 무선 태아감시장치는 산모 복부에서 획득한 단일채널신호를 대상으로 하여 태아의 심박을 검출할 수 있으며, 따라서 산모의 별도의 흉부 심전도전극이 불필요하다. The wireless fetal monitor of the present invention can detect the fetal heartbeat by targeting a single channel signal obtained from the mother's abdomen, and thus a separate chest ECG electrode of the mother is unnecessary.

본 고안의 무선 태아감시장치는 스므드 슈도 위그너-빌 분포(SPWVD) 함수를 적용하여 시-주파수 상에서 다차원의 신호로 재구성한후 독립요소해석기법을 적용하여 분리벡터를 구하여 산모 복부 심전도 신호로부터 태아 심전도 신호를 분리하므로 보다 정확한 태아 심전도 신호를 추정할 수 있다.The wireless fetal monitor using the smooth pseudo-Wigner-Ville distribution (SPWVD) function is reconstructed into multidimensional signals on time-frequency, and then separate vector is obtained from independent maternal ECG signal using independent element analysis. By separating fetal ECG signals, more accurate fetal ECG signals can be estimated.

본 고안의 무선 태아감시장치는 태아가 위급상황일 경우에 위급상황임을 알려, 태아의 위급상태에 대한 빠른 대처를 할 수 있다.The wireless fetal monitoring device of the present invention is an emergency situation when the fetus is in an emergency, and can quickly cope with the emergency state of the fetus.

본 고안의 패치형 복부심전도 검출모듈(10)은 소형이며 산모의 배에 장착하므로 산모가 일상생활에 불편없이 산모 및 태아의 상태를 지속적으로 관찰할 수 있다. 그리고 본 고안의 패치형 복부심전도 검출모듈(10) 및 휴대용 단말기(1000)를 이용해 산모가 시간과 공간의 제약없이 언제나 어디서나 태아의 상태를 관찰할 수 있다. The patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10 of the present invention is compact and is mounted on the mother's tummy so that the mother can continuously observe the mother and the fetus without any inconvenience in daily life. And using the patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10 and the portable terminal 1000 of the present invention, the mother can observe the state of the fetus at any time and anywhere without limitation of time and space.

본 고안은 산모가 여러 전극이나 장치를 장착할 필요 없이, 하나의 패치형 복부심전도 검출모듈(10)를 산모의 복부에 장착함으로서 태아 심전도가 계측할 수 있다. 패치형 복부심전도 검출모듈(10), 휴대용 단말기(1000)는 무선통신을 하므로 전극선이 필요 없어 활동이 자유롭다. The present invention can measure fetal ECG by attaching one patch-type abdominal electrocardiogram detection module 10 to the mother's abdomen, without the mother having to mount several electrodes or devices. The patch-type abdominal electrocardiogram detecting module 10 and the portable terminal 1000 communicate wirelessly, and thus do not require an electrode wire, thereby freeing activity.

본 고안은 24시간 심전도 모니터링이 필요한 사람에게도 적용 가능하며, 휴대용 단말기를 통해 산모나 환자에 대한 유용한 정보를 얻을 수 있다. 또한 휴대용 단말기에 통신기능이나, GPS 모듈을 장착하면, 응급상황 및 위치를 의료기관에 알릴 수 있다. The present invention can be applied to people who need 24-hour electrocardiogram monitoring, and can obtain useful information about the mother and the patient through the portable terminal. In addition, if the portable terminal is equipped with a communication function or GPS module, it is possible to inform the medical institution of the emergency situation and location.

도 1은 산모 복부에서 기록된 신호의 일예이다. 1 is an example of a signal recorded in the mother's abdomen.

도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 의한 무선 태아 감시장치의 구성을 설명하기위한 블록도이다.Figure 2 is a block diagram illustrating the configuration of a wireless fetal monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3는 도 1의 신호 전처리부를 설명하기위한 개략적인 블럭도이다.FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating the signal preprocessor of FIG. 1.

도 4는 도 3의 태아심전도 검출부를 설명하기위한 블럭도이다.4 is a block diagram illustrating the fetal ECG detector of FIG. 3.

도 5는 도 4의 제1 시-주파수 도메인 변환부의 일예를 설명하기위한 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the first time-frequency domain converter of FIG. 4.

도 6은 단일채널 신호로부터 다차원 신호와 독립요소해석 적용을 설명하는 연결도이다.6 is a connection diagram illustrating an application of multidimensional signals and independent element analysis from a single channel signal.

도 7은 도 4의 암묵신호 분리부를 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating the blind signal separation unit of FIG. 4.

도 8은 도 4의 태아 심박 추출부를 설명하기 위한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating the fetal heartbeat extraction unit of FIG. 4.

도 9는 도 4의 태아심전도 콤플렉스 연산부를 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart for describing a fetal ECG complex calculation unit of FIG. 4.

도 10은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 의한 산모 복부 심전도로부터 태아 심전도 분리방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.10 is a flow chart for schematically explaining a method of separating fetal ECG from a maternal abdominal electrocardiogram according to an embodiment of the present invention.

Claims (7)

산모의 복부에 장착되어 산모의 생체신호를 단일채널로 검출하여 전기신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈로부터 수신된 상기 산모 생체전기신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이루어진 무선 태아 감시장치에 있어서,A patch-type abdominal electrocardiogram detection module mounted on a mother's abdomen to detect a mother's bioelectric signal in a single channel and converting the mother's biosignal into a single signal, and the maternal bioelectric signal received from the patch-type abdominal electrocardiogram detection module In the wireless fetal monitoring device consisting of a portable terminal for detecting and analyzing the ECG signal of the fetus, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈은,The patch-type abdominal electrocardiogram detection module, 산모 복부로 부터 생체신호를 검출하는 전극부;An electrode unit for detecting a biological signal from the mother abdomen; 상기 전극부로 부터 검출된 생체신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출부;A signal detector for amplifying the biosignal detected from the electrode and removing noise; 상기 신호검출부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기;An A / D converter for converting the output signal of the signal detector into a digital signal; 상기 A/D 변환기의 출력신호를 블루투스 송신 할 수 있게 통신규약을 만족하는 신호범위로 변환하는 마이크로콘트롤러 유니트(MCU);A microcontroller unit (MCU) for converting an output signal of the A / D converter into a signal range that satisfies a communication protocol so as to transmit Bluetooth; 상기 마이크로콘트롤러 유니트의 출력신호를 무선으로 송신하는 블루투스 송신부;A Bluetooth transmitter for wirelessly transmitting an output signal of the microcontroller unit; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 태아 감시장치.Wireless fetal monitoring device comprising a. 산모의 복부에 장착되어 산모의 생체신호를 단일채널로 검출하여 전기신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈으로부터 무선 수신된 상기 산모 생체전기신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이루어진 무선 태아 감시장치에 있어서,A patch-type abdominal electrocardiogram detection module mounted on the mother's abdomen to detect a mother's bioelectric signal in a single channel and converting the mother's biosignal into an electrical signal; In the wireless fetal monitoring device comprising a portable terminal for detecting and analyzing the ECG signal of the fetus, 상기 휴대용 단말기는,The portable terminal, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈의 출력신호를 무선으로 수신하는 블루투스 수신부;A Bluetooth receiver for wirelessly receiving the output signal of the patch-type abdominal electrocardiogram detection module; 상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호를 분리하여 추출하는 신호 전처리부;A signal preprocessor which removes noise from the output signal of the Bluetooth receiver and separates and extracts the ECG signal of the fetus; 상기 신호 전처리부에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하며, 상기 신호 전처리부에서 출력된 산모의 심전도 신호 및 태아의 심전도 신호를 압축하는 중앙처리부;A central processor for diagnosing the fetal state from the ECG signal of the fetus output from the signal preprocessor to determine whether the fetus is in an emergency state, and compressing the maternal ECG signal and the fetal ECG signal output from the signal preprocessor; 상기 중앙처리부로 부터 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호를 수신하여 저장하는 메모리부;A memory unit for receiving and storing the maternal ECG signal and the fetal ECG signal from the central processor; 를 적어도 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시장치.Patch-type wireless fetal monitoring device characterized in that it comprises at least. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 신호 전처리부는,The signal preprocessor, 상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하는 디지탈 필터부;A digital filter to remove noise from an output signal of the Bluetooth receiver; 상기 디지탈 필터부의 출력신호로 부터 분리벡터를 이용하여 태아의 심박위치를 추출하고, 상기 태아의 심박위치 정보를 이용하여 태아 심전도 콤플렉스를 구하는 태아심전도 검출부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 태아 감시장치.A fetal electrocardiogram detection unit for extracting a fetal heartbeat position from the output signal of the digital filter unit using a separation vector and obtaining a fetal ECG complex using the fetal heartbeat position information; . 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 태아심전도 검출부는 The fetal ECG detection unit 상기 블루투스 수신부로 부터 수신된 신호중 초기의 소정시간 동안의 신호에서 분리벡터(demixing vector)를 구하는 분리벡터 추출부;A separation vector extracting unit obtaining a demixing vector from a signal received from the Bluetooth receiving unit for an initial predetermined time; 상기 분리벡터 추출부에서 추출한 분리벡터를 저장하는 제1저장부;A first storage unit which stores the separation vector extracted by the separation vector extracting unit; 상기 제1저장부로 부터 수신된 분리벡터를 이용하여, 상기 블루투스 수신부로 부터 수신된 신호로 부터 태아 심박의 위치를 찾아내는 태아심박 추출부;A fetal heartbeat extraction unit for finding a location of the fetal heartbeat from the signal received from the Bluetooth receiver by using the separation vector received from the first storage unit; 상기 블루투스 수신부로부터 태아심박 추출부로 입력되는 신호가 동시에 저장되는 제2저장부; A second storage unit simultaneously storing signals input from the Bluetooth receiver to the fetal heartbeat extraction unit; 상기 제2저장부로 부터 수신된 신호와 상기 태아심박 추출부로 부터의 태아 심박의 위치정보를 이용하여 템플릿 기법을 통하여 태아 심전도 콤플렉스를 구하는 태아심전도 콤플렉스 연산부;A fetal ECG complex calculating unit for obtaining a fetal ECG complex through a template technique using the signal received from the second storage unit and the positional information of the fetal heartbeat from the fetal heartbeat extracting unit; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 태아 감시장치.Wireless fetal monitoring device comprising a. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 분리벡터 추출부는The separation vector extraction unit 상기 블루투스 수신부로 부터 수신된 신호를 시-주파수 도메인 상에서 다차원의 신호로 재구성하는 제1 시-주파수 도메인 변환부;A first time-frequency domain converter reconstructing a signal received from the Bluetooth receiver into a multidimensional signal on a time-frequency domain; 상기 제1 시-주파수 도메인 변환부에서 시-주파수 도메인 상에서 다차원의 신호로 재구성된 신호를 암묵신호분리 방법을 통해 분리벡터를 구하는 암묵신호 분리부;An implicit signal separation unit for obtaining a separation vector of the signal reconstructed into a multidimensional signal on the time-frequency domain by the first time-frequency domain conversion unit through a blind signal separation method; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 태아 감시장치.Wireless fetal monitoring device comprising a. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 태아심박 추출부는The fetal heart rate extraction unit 상기 블루투스 수신부로 부터 수신된 신호를 시-주파수 도메인 상에서 다차원의 신호로 재구성하는 제2 시-주파수 도메인 변환부;A second time-frequency domain converter reconstructing a signal received from the Bluetooth receiver into a multidimensional signal on a time-frequency domain; 상기 제1저장부로 부터 분리 벡터를 수신하여, 상기 제2 시-주파수 도메인 변환부로 부터 시-주파수 도메인 상의 다차원 신호로 재구성된 신호에 상기 분리 벡터를 곱하여 태아 심박의 위치를 검출하는 태아심박 검출부;A fetal heartbeat detection unit for receiving a separation vector from the first storage unit and detecting a position of a fetal heartbeat by multiplying the separation vector by a signal reconstructed into a multidimensional signal on a time-frequency domain from the second time-frequency domain converter; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 태아 감시장치.Wireless fetal monitoring device comprising a. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 제1 시-주파수 도메인 변환부 및 상기 제2 시-주파수 도메인 변환부는The first time-frequency domain converter and the second time-frequency domain converter 스므드 슈도 위그너-빌 분포(SPWVD) 함수를 적용하여 시-주파수 도메인 상의 다차원 신호로 재구성하는 것을 특징으로 하는 무선 태아 감시장치.Wireless fetal monitoring apparatus characterized by reconstructing the multi-dimensional signal in the time-frequency domain by applying the smooth pseudo Wigner-Ville distribution (SPWVD) function.
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