KR20080090289A - Apparatus and methods for single-channel portable wireless ecg monitoring device - Google Patents

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Abstract

A single-channel portable wireless ECG(ElectroCardioGram) monitoring device and a measuring method thereof are provided to diagnose a disease by supplying a doctor with an ECG signal detected when an abnormal symptom is expressed. An ECG sensor unit detects an ECG through two electrodes(305f) in contact with fingers of a user(350) and one electrode(305c) in contact with a chest of the user. An ECG signal detection unit(400) processes a single channel ECG signal detected from the ECG sensor unit with an analog signal. A control unit(450) converts the single channel ECG signal into a digital signal, stores the converted digital signal, extracts a distinguishing mark from the single channel ECG signal through operation of a stored analysis program, determines irregularity of a rhythm from the extracted distinguishing mark, and controls transmission of the stored ECG signal to an external device(470). A display unit(111) displays the single channel ECG signal with an ECG waveform according to control of the control unit in real time.

Description

단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치 및 방법 {Apparatus and Methods for single-channel portable wireless ECG monitoring device}Apparatus and Methods for single-channel portable wireless ECG monitoring device}

본 발명은 심장에서의 전기적인 신호의 전달 과정에서 발생되고 소실되는 전위의 변화인 심전도의 이용에 관한 것으로, 젤(gel)을 사용하지 않고 휴대가 가능한 기기에 부착되어 있는 세 개의 전극을 손가락과 가슴에 접촉하여 질환이 의심되는 당시의 심전도 신호를 획득하고 분석, 저장하며 저장된 심전도 파형을 컴퓨터나 이동통신 기기에 전송함으로써 사용자에게 심전도 파형을 제시할 수 있는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치(이하, "심전도 측정장치"라 약칭함.)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the use of an electrocardiogram, which is a change in potential generated and lost during the transmission of electrical signals in the heart, wherein the three electrodes are attached to a portable device without the use of a gel. A short-channel portable wireless ECG measuring device capable of presenting ECG waveform to a user by acquiring, analyzing and storing ECG signals at the time when a disease is suspected by contacting the chest and transmitting the stored ECG waveforms to a computer or a mobile communication device (hereinafter, Abbreviated as "electrocardiograph".

돌연사는 너무나 쉽게 찾아오며 10분의 차이가 생사를 결정한다. 돌연사는 평소 건강하던 사람에게도 증상이 발생하여 1시간 이내에 사망에 이를 수도 있으며, 심장 질환과 뇌혈관질환은 우리나라 성인 사망원인 1위이다. 갑자기 운동을 무리하게 한다거나, 과흡연, 콜레스테롤 과다가 되면 심장으로 혈액이 빨리 돌아가지 못하고 피가 모자라는 허혈 현상이 일어나거나, 혈관이 수축함에 따라 혈압이 급히 올라가고 심장에 부담을 줌으로써 심장마비로 인한 돌연사의 위험이 높아진다. 또 한, 여러 가지의 중요한 성인병에는 고혈압, 당뇨, 비만, 동맥경화, 심장병, 이상지혈증 등이 있는데 심해지면 중풍, 암 및 그 외 여러 가지 난치병을 일으키게 된다. 심장질환의 발생은 산업화 사회로 발전 해 나가는 과정에서 일어나는 육체활동의 감소 및 식생활의 변화에 따라 증가하는 면도 있지만, 급격한 고령화 사회로의 진입에 따라 심장질환에 대한 관리 및 진단의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 심장질환은 모든 다른 질환을 일으키는 시초가 되는 중요한 질환으로 분류되고 있으며 이에 대한 중요한 진단 방법 중의 하나가 심전도의 측정으로 심장의 비정상적인 활동을 파악할 수 있게 된다.Sudden death is so easy to find and a ten minute difference determines life and death. Sudden death can cause death even within an hour, usually in healthy people. Heart disease and cerebrovascular disease are the number one cause of death in Korea. Sudden exercise, excessive smoking, and excessive cholesterol causes the heart to lose blood quickly and ischemia occurs. The risk of sudden death increases. In addition, a number of important adult diseases include hypertension, diabetes, obesity, arteriosclerosis, heart disease, dyslipidemia, etc., which causes severe stroke, cancer, and other incurable diseases. The incidence of heart disease increases with the decrease in physical activity and dietary changes in the process of developing into an industrialized society, but the importance of managing and diagnosing heart disease is increasing with the rapid aging society. . These heart diseases are classified as an important disease that causes all other diseases, and one of the important diagnostic methods is to detect abnormal activity of the heart by measuring ECG.

심장은 스스로 박동하는 능력을 가지고 있어서 인체 장기 중 태아에서 사망할 때까지 자동적으로 리듬을 가지고 박동할 수 있는 유일한 장기이며, 수축과 이완을 반복함으로써 혈액을 전신에 돌게 하는 펌프의 역할을 하여 인체 내의 각 조직에 산소와 영양분을 공급한다. 심장 근육의 수축, 이완을 위해 전달되는 전기 신호가 정상적인 경로가 아닌 다른 부위에서 먼저 생긴다거나 또 이 전기 전도의 전달이 불규칙하게 이루어진다던지 하는 이상이 생기면 심장이 규칙적인 수축, 이완을 하지 못하게 되는 부정맥(arrhythmia)이 발생하게 된다. 부정맥은 그 종류가 다양하고 복잡하여 증상도 없고 혈류 역학적으로 장애를 주지 않는 경우도 있으나 현기증, 실신 등의 증세를 나타내어 적절한 응급조치를 하지 않으면 발생 즉시 사망하는 경우도 있다. 이러한 부정맥은 심전도를 측정하여 분석을 하면 심장에 정상적인 신호가 전달되고 있는지 혹은 심장의 어느 부위에 이상 현상이 나타나고 있는지 판단함으로써 진단이 가능하다. The heart has the ability to beat itself, which is the only organ that can beat with rhythm automatically until it dies in the fetus, and it acts as a pump that spins blood throughout the body by repeating contraction and relaxation. Provide oxygen and nutrients to each tissue. Arrhythmias that prevent the heart from contracting and relaxing regularly if the electrical signal that is transmitted to the heart muscle contracts or relaxes first in a location other than the normal pathway, or if the transmission of this electrical conduct occurs irregularly. (arrhythmia) occurs. Arrhythmia is a variety of types and complex, asymptomatic and hemodynamic disorders do not impair the symptoms, but dizziness, fainting, and other symptoms, if not appropriate emergency measures can occur immediately die. Such an arrhythmia can be diagnosed by measuring the ECG and determining whether a normal signal is being transmitted to the heart or where an abnormality is occurring in the heart.

심장자체에 이상이 없고 특별한 원인 없이 몸의 조건의 변화 때문에 자주 부정맥이 생길 수도 있는데, 이 경우 특별한 원인 없이 부정맥자체가 심장병을 의미하지는 않으므로 부정맥이 있다고 해도 신체는 거의 지장 없이 활동 할 수도 있다. 그러나, 이러한 부정맥은 예고 없이 갑작스럽게 심각한 상태로 발현될 수 있으므로 평상시에 이상이 있을 때마다 심장 활동을 측정하여 본인의 심장 상태를 전문의에게 제시함으로써 심장내과전문의의 진찰을 받는 것이 필요하다.Arrhythmias may occur frequently due to changes in the body's condition without abnormalities in the heart itself, and in this case, arrhythmia itself does not mean heart disease without special causes, so even if the arrhythmias are present, the body may function almost without any problems. However, such arrhythmia can be expressed in a sudden serious condition without notice, so it is necessary to consult a cardiologist by measuring the cardiac activity and presenting the cardiac condition to a specialist whenever there is an abnormality.

현재 여러 방법의 휴대용 심전도 측정기기가 있으며 그 중 주로 알려져 있는 것이 가슴에 전극을 부착한 후 휴대용 기록기에 연결하여 일상 활동 중에 24시간 이상 기록한 후 분석을 하는 검사인 홀터 심전도 측정이 있으며 홀터 장치와 관련해서는 대한민국 특허출원 제1986-0002744호(휴대용 심전도 기록기) 이외에도 등록번호 제10-0548967(홀터장치)와 등록번호 제10-0356421(휴대용 심전도 측정장치) 등이 개시되어 있다. There are several methods of portable ECG, and one of them is known as Holter ECG, a test that attaches an electrode to the chest, connects to a portable recorder, records more than 24 hours during daily activities, and analyzes. In addition to Korean Patent Application No. 1986-0002744 (portable ECG recorder), registration number 10-0548967 (Holter device) and registration number 10-0356421 (portable ECG measuring device) are disclosed.

그러나 이러한 종래기술에 따른 심전도 측정기기는 모든 환자에게 일반적으로 적용하기에는 사용상 불편함 및 번거로움과 고가의 비용 때문에 널리 활용되지 못하고 있는 실정이다. 더구나 24시간 이내에 특별한 증상이 나타나지 않는다면 무용지물이 되거나 증상 발현을 검출할 때까지 계속 연장 사용하여야 한다는 큰 단점이 있다. However, the electrocardiogram measuring device according to the prior art is not widely used due to inconvenience and troublesome use and high cost for general application to all patients. Moreover, if there is no special symptom within 24 hours, there is a big disadvantage that it should be used continuously until it becomes useless or detects symptom expression.

따라서, 병원에서 실제로 운동을 함으로써 심장에 인위적인 부하를 제공하고 그 때의 심전도 파형을 검출하여 심장에 이상이 나타나는지를 검사하는 운동부하검사라는 방법을 활용하는데 이는 불편하기도 할뿐만 아니라 그 동안에도 심전도에 이상이 나타나지 않을 수도 있다는 것이다.Therefore, the exercise exercise in the hospital provides an artificial load on the heart and uses an exercise load test that detects the ECG waveform at that time and checks for abnormalities in the heart. The abnormality may not appear.

결국 간편한 방법으로 일반인들이 항상 휴대하고 있다가 일상생활 중, 운동전후, 혹은 이상이 나타나는 순간에 본인이 직접 심전도를 측정하고 저장할 수 있는 기기가 필요하다. 이러한 일상적인 자가 검진을 위한 심전도는 모든 전극을 가슴에 부착하고 있지 않더라도 필요시에만 손이나 발에 전극을 접촉시켜 심전도를 검출하고자 하는 것이다. After all, there is a need for a device that can be carried by the general public in a convenient way and can measure and store the ECG directly during daily life, before and after exercise, or when an abnormality appears. Electrocardiogram for such a routine self-examination is to detect the ECG by contacting the electrode to the hand or foot only when necessary even if not all the electrodes are attached to the chest.

이와 관련된 특허로는 등록번호 제10-0356421호(휴대형 심전도 측정장치)가 있는데, 이는 전극을 접촉하는 부위가 손과 발을 모두 사용해야 하므로 측정 장소에 제한을 받으며 휴대하고 다니기에는 부적합한 구성으로 되어 있다. Related patents include registration number 10-0356421 (portable electrocardiogram measuring device), which is not suitable for carrying around while being restricted to the measurement site because the part contacting the electrode must use both hands and feet. .

또한, 대한민국 공개특허 제10-2006-0000080호(심전도 측정 가능 휴대용 단말기)가 있는데 심전도를 측정하고자 하는 때에만 휴대용 기기에 부착되어 있는 세 개의 전극을 각각 오른손 및 왼손 손가락에 접촉하여 심전도 신호를 검출하는 형태로 구성되어 있다. 그러나 손가락만을 이용하여 심전도를 검출할 때에는 사용자의 심장 벡터 방향성뿐만 아니라 사용자의 피부가 건조할 경우에는 신호의 검출이 매우 미약하여 분석 가능한 신호가 검출되지 않는 경우가 흔히 있으므로 손가락에서만 측정할 수 있는 형태는 현실적인 활용성에 제한이 있게 된다.In addition, there is a Republic of Korea Patent Publication No. 10-2006-0000080 (electrocardiogram measuring portable terminal) and only when you want to measure the ECG contact the three electrodes attached to the portable device to the right and left fingers respectively to detect the ECG signal It is configured in the form. However, when detecting the ECG using only a finger, not only the direction of the user's heart vector but also when the user's skin is dry, the detection of the signal is very weak. Will have limited practical utility.

즉, 간편하게 휴대하고 있다가 측정하는 장치 및 방법이라 하더라도 정확한 심전도 신호를 검출하기 위해서는 전극의 적용 위치는 손가락과 가슴을 활용해야 한다는 점을 분명히 해야 한다. 그리고, 검출된 파형에 대한 진단 결과도 사용자가 판단을 하는 것이 아니라, 측정된 파형을 왜곡 없이 임상 전문가에게 제시함으로써 임상 전문가에 의해 정확한 진단을 받을 수 있도록 장치에 저장하고 출력할 수 있도록 하는 것도 중요할 것이다.That is, even in the case of a device and a method for easy carrying and measuring, it should be made clear that the finger and the chest should be used to apply the electrode in order to detect an accurate ECG signal. In addition, it is important not only that the user can judge the diagnosis result of the detected waveform, but also that the measured waveform is presented to the clinician without distortion so that it can be stored and output on the device for accurate diagnosis by the clinician. something to do.

상기한 바와 같이 심전도의 측정이 중요한 진단 정보를 제공한다는 데는 의심의 여지가 없으며, 돌연사가 우려되는 증상이 나타나면 곧바로 병원을 찾아야 하지만 그러한 상황이 되지 않을 때에는 병원에서가 아닌 가정에서나 일상생활 중에 이러한 증상이 나타날 때 곧바로 정확한 심전도를 측정하고 저장하여 병원 방문 시에 전문의에게 제시함으로써 보다 정확한 진단 자료로 활용할 수 있는 휴대형 무선 심전도 측정 및 저장 장치의 개발이 필요한 시점이다.As mentioned above, there is no doubt that the measurement of ECG provides important diagnostic information, and you should visit a hospital as soon as symptoms of sudden death appear. When this happens, it is time to develop a portable wireless ECG measurement and storage device that can be used as a more accurate diagnostic data by measuring and storing accurate ECG and presenting it to a specialist at a hospital visit.

상기 기술의 실현을 위해서는 평상시에 휴대하고 있다가 필요시에 빠른 시간 안에 심전도의 측정이 가능하도록 하는 센서의 선정 및 배치 문제, 정확한 심전도 신호 검출을 위한 센서 출력의 아날로그 처리 문제, 데이터 저장 및 기본적인 파형 분석을 위한 디지털 신호처리 알고리즘 문제, 저장된 신호를 PC나 기타 통신 단말기로 전송하고 출력하기 위한 데이터 전송 문제, 장기간 사용이 가능하도록 하는 전원 공급문제, 그리고 사용이 편리하고 휴대하기에 용이한 문제 등의 해결 하여할 요소를 안고 있다.In order to realize the above technology, the problem of selecting and placing a sensor to carry out ECG measurement in a short time when carrying it in ordinary times, analog processing of the sensor output for accurate ECG signal detection, data storage and basic waveforms Problems of digital signal processing algorithms for analysis, data transmission for transmitting and outputting stored signals to PCs or other communication terminals, power supply problems for long-term use, and problems that are convenient and portable. It has an element to solve.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기기에 일체형으로 되어 있는 젤을 사용하지 않는 세 개의 건성전극(dry electrode)을 이용하는데 그 중 두 전극은 손가락에 접촉하고 다른 한 전극은 가슴에 접촉할 수 있는 형태로 이루어져서 일정 시간 동안의 심전도 신호 및 분석정보를 디스플레이하고, 저장된 심전도 신호 및 분석정보는 접속된 외부기기에 전송하도록 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to use three dry electrodes that do not use a gel that is integrated into the device, of which two electrodes are in contact with the finger and the other electrode is in contact with the chest form The present invention provides a short channel portable wireless electrocardiogram measuring apparatus and method for displaying an electrocardiogram signal and analysis information for a predetermined time and transmitting the stored electrocardiogram signal and analysis information to an external device connected thereto.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치는 휴대가 가능한 기기에 부착되어 있는 전극을 사용자의 손가락과 가슴에 접촉하여 심전도 신호를 검출하는 심전도 측정 및 저장장치에 있어서, 사용자의 손가락에 접촉하는 두 개의 전극과 가슴에 접촉하는 한 개의 전극을 통해 심전도를 검출하는 심전도 센서부와, 상기 심전도 센서부로부터 검출되는 단채널의 심전도 신호를 아날로그 신호 처리하는 심전도신호 검출부와, 상기 심전도신호 검출부로부터의 단채널 심전도 신호를 디지털신호로 변환하여 저장하고, 저장된 분석 프로그램의 연산에 의해 상기 단채널 심전도 신호에서 특징점을 추출함과 아울러 추출된 특징점으로부터 리듬의 불규칙성을 판단하고, 상기 저장된 심전도 신호를 외부기기로의 전송을 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 심전도 파형으로 실시간으로 표시하는 디스플레이부(111)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Short channel portable wireless electrocardiogram measuring apparatus for achieving the object of the present invention is an electrocardiogram measurement and storage device for detecting an electrocardiogram signal by contacting the electrode attached to the portable device to the user's finger and chest, the user's finger An electrocardiogram sensor unit for detecting an electrocardiogram through two electrodes in contact with an electrode and a single electrode in contact with a chest, an electrocardiogram signal detector for analog signal processing of a short channel electrocardiogram signal detected by the electrocardiogram sensor unit, and the electrocardiogram signal Converts and stores the short channel ECG signal from the detector into a digital signal, extracts feature points from the short channel ECG signal by calculation of a stored analysis program, and determines rhythm irregularity from the extracted feature points, and stores the ECG signal. Control unit to control the transmission to the external device And a display unit 111 displaying the EKG waveform in real time under the control of the controller.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 단채널 휴대용 무선 심전도 측정방법은 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치에 구비된 손가락용 및 가슴용 전극을 통해 사용자의 손가락 및 가슴으로부터 심전도 신호를 측정 및 분석하여 디스플레이부에 표시하는 심전도 측정방법에 있어서, 심전도 측정장치에 구비된 손가락용 및 가슴용 전극에 접촉된 손가락과 가슴으로부터 심전도 신호 측정을 시작하는 단계와, 사용 자가 외부입력키를 조작함에 따라 선택된 값들이 제어부의 외부 입력으로 인가되는 단계와, 상기 측정된 아날로그 심전도 신호가 아날로그 신호처리되고, 상기 제어부에 디지털신호로 변환 입력되는 단계와, 상기 디지털 신호로 변환된 심전도 신호에 디지털 저역통과 필터를 적용하고, 트렌드 제거를 포함하는 디지털 신호처리한 후 디스플레이하는 단계와, 상기 일정 시간 동안의 심전도 신호의 검출이 완료되면 심전도 신호의 분석을 수행하는 단계와, 상기 분석한 결과를 디스플레이하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.Short channel portable wireless electrocardiogram measuring method for achieving the object of the present invention is to measure and analyze the ECG signal from the finger and chest of the user through the finger and chest electrode provided in the short channel portable wireless ECG measuring unit to the display unit A method of measuring an electrocardiogram, comprising: starting an electrocardiogram signal measurement from a finger and a chest that are in contact with electrodes for a finger and a chest provided in an electrocardiogram measuring device, and the values selected as a user manipulates an external input key; Applying to an external input, processing the measured analog electrocardiogram signal to an analog signal, converting and inputting the digital signal to the controller, applying a digital low pass filter to the electrocardiogram signal converted to the digital signal, and trending Digital signal processing including cancellation after display And, if the detection of the ECG signal for the predetermined time is completed, analyzing the ECG signal, and displaying the analyzed result.

본 발명에 따른 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치 및 방법은 사용자가 심전도 측정장치를 평소에 휴대하고 다니며, 이를 이용하여 이상 징후가 발현되는 당시의 심전도 신호를 사용자가 직접 검출하고, 이를 자동으로 분석, 저장하여 추후 병원 방문시 이를 제공하여 정확한 진단 및 처방을 받도록 하므로, 돌연사로 이어질 수도 있는 심장 질환을 가지고 있으면서도 병원 방문 시에는 이상현상이 나타나지 않을 수 있는 기존 12리드 심전도 검사나 24시간 지속적으로 전극을 부착하고 측정해야 하는 홀터 심전도 검사의 단점을 극복할 수 있어, 자신의 심장 질환에 대한 적극적인 관리를 할 수 있는 건강관련 기기로 활용될 수 있는 효과가 있다.In the short-channel portable wireless ECG measuring apparatus and method according to the present invention, the user carries the ECG measuring device at normal times, and the user directly detects the ECG signal at the time of the occurrence of abnormal symptoms by using the same and automatically analyzes the ECG signal. It is stored and provided at a later hospital visit to receive accurate diagnosis and prescription.Therefore, a 12-lead electrocardiogram or a 24-hour continuous electrode can be used to have a cardiac disease that can lead to sudden death but no abnormality during the hospital visit. Overcoming the shortcomings of Holter ECG, which must be attached and measured, can be used as a health-related device that can actively manage heart disease.

이하, 본 발명에 의한 단채널 휴대용 무선 심전도 측정 장치의 구성과 동작 및 그 장치에서 수행하는 심전도의 분석, 저장 및 전송 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of a short-channel portable wireless ECG measuring apparatus according to the present invention and a method of analyzing, storing and transmitting an electrocardiogram performed by the apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 단채널 휴대용 무선 심전도 측정 장치의 실시 예를 나타낸 사시도로 본 발명이 이루고자 하는 최종적인 형태이다.1 is a perspective view showing an embodiment of a short channel portable wireless ECG measuring apparatus according to the present invention is a final form of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 사용자가 심전도 측정장치(300)에 부착되어 있는 개의 손가락용 전극(305f)을 한쪽 손으로 접촉한 상태에서 상기 심전도 측정장치(300)의 반대쪽에 있는 가슴용 전극(305c)을 손가락을 접촉한 손의 반대쪽 가슴에 접촉하고, 전원버튼(101), 메뉴 선택 버튼(103), 메뉴 탐색 버튼(105)을 이용하여 상기 심전도 측정장치(300)를 구동한다. 상기 심전도 측정장치(300)를 통해서 검출되는 신호는 심전도 신호이며, 실시간으로 상기 심전도 측정장치(300)의 전면에 위치한 디스플레이부(111)를 통해서 표시된다. 상기 심전도 측정장치(300)를 통해 측정된 심전도 신호는 상기 심전도 측정장치(300)의 내부 메모리에 저장되며, 저장된 신호는 USB 단자나 블루투스 프로토콜을 이용하여 외부 PC나 통신 단말기로 전송할 수 있다.As shown in the drawing, the chest electrode 305c on the opposite side of the ECG measuring apparatus 300 in a state in which the user touches one finger electrode 305f attached to the ECG measuring apparatus 300 with one hand. Touches the chest opposite to the hand that touched the finger, and drives the ECG device 300 using the power button 101, the menu selection button 103, and the menu navigation button 105. The signal detected through the electrocardiogram measuring apparatus 300 is an electrocardiogram signal and is displayed through the display unit 111 located in front of the electrocardiogram measuring apparatus 300 in real time. The ECG signal measured by the ECG device 300 is stored in the internal memory of the ECG device 300, and the stored signal may be transmitted to an external PC or a communication terminal using a USB terminal or a Bluetooth protocol.

즉, 내부 메모리에 저장된 심전도 신호는 유선으로는 USB 단자를 이용하고 무선으로는 블루투스 프로토콜을 이용하여 컴퓨터나 통신 단말기로 전송하도록 한다.That is, the ECG signal stored in the internal memory is transmitted to a computer or a communication terminal by using a USB terminal by wire and a Bluetooth protocol by wireless.

도 2는 본 발명에 의한 도 1의 심전도 측정장치(300)의 정면도(도2a), 좌측면도(도2b), 우측면도(도2c), 저면도(도2d)로서, 도 1에서 게시한 내용을 포함하며, 심전도 측정장치(300)를 이용해 심전도 신호를 측정하기 위해서는, 2 is a front view (FIG. 2A), a left side view (FIG. 2B), a right side view (FIG. 2C), a bottom view (FIG. 2D) of the ECG measuring apparatus 300 of FIG. 1 according to the present invention. Including one content, in order to measure the ECG signal using the ECG measuring device 300,

1) 상기 심전도 측정장치(300)의 상측면 좌측부에 위치한 전원 버튼(101)을 눌러, 상기 심전도 측정장치(300)에 전원을 인가한다. 1) Press the power button 101 located on the upper left side of the electrocardiogram measuring apparatus 300 to apply power to the electrocardiogram measuring apparatus 300.

2) 전면 우측 상부의 메뉴 탐색 버튼(105)과 메뉴 선택 버튼(103)을 눌러, 심전도 측정장치(300)를 측정 모드로 전환한다.2) By pressing the menu navigation button 105 and the menu selection button 103 in the upper right front, the ECG measuring apparatus 300 is switched to the measurement mode.

3) 손가락부 전극(305f)을 한 쪽 손으로 접촉한 상태에서 가슴부 전극(305c)을 손가락을 접촉한 손의 반대편 가슴에 접촉하고, 메뉴 선택 버튼(103)을 눌러 상기 심전도 측정장치(300)를 구동한다.3) While the finger electrode 305f is in contact with one hand, the chest electrode 305c is in contact with the chest opposite to the hand in contact with the finger, and the menu selection button 103 is pressed to press the ECG device 300. ).

4) 상기 심전도 측정장치(300)의 디스플레이부(111)를 통해서 검출되는 심전도 신호가 나타나며, 이렇게 측정된 심전도 신호는 본 상기 심전도 측정장치(300)의 제어부(도 3의 450)의 RAM(도 3의 455)에 저장된다. 저장된 데이터들은 도 7의 일련의 과정을 통해 연산 처리된 후 심전도 리듬의 규칙성에 대한 결과를 디스플레이부(111)에 표시하게 된다. 측정을 마친 후 PC나 통신 단말기로의 전송을위해서는 USB 단자(107)나 블루투스 프로토콜을 이용할 수 있다.4) The electrocardiogram signal detected through the display unit 111 of the electrocardiogram measuring apparatus 300 appears, and the measured electrocardiogram signal is the RAM (FIG. 3 of FIG. 3) of the controller of the electrocardiogram measuring apparatus 300. 3, 455). The stored data are computed through the series of processes of FIG. 7, and then the result of the regularity of the ECG rhythm is displayed on the display 111. After the measurement, the USB terminal 107 or the Bluetooth protocol can be used for transmission to a PC or a communication terminal.

본 발명에서 구성 되어진 전극(305f, 305c)을 통해 심장의 신경전달 통로를 따라 나타나는 활동전위의 표현인 심전도 신호가 검출되며, 이는 심전도신호 검출부(도 3의 400)에 전달된다. Electrocardiogram signals, which are expressions of action potentials along the neurotransmission pathways of the heart, are detected through electrodes 305f and 305c constructed in the present invention, which are transmitted to the ECG signal detector 400 (FIG. 3).

상기 심전도 측정용 센서부는 인체에 닿는 부분과 전기전도도가 좋은 재질을 이용하여 제작되며, 모든 경우에서의 정확한 심전도 신호 검출을 위해 심전도 측정장치(300)의 좌측면에 두 개의 손가락을 접촉하도록 두 개의 손가락용 전극(305f)을 노출하고, 반대편 우측면에는 한 개의 가슴용 전극(305c)이 노출하도록 구성하되, 상기 각 손가락용 및 가슴용 전극은 젤이 필요 없는 건성전극으로 심전도 측정장치에 일체형으로 구성한다. The ECG sensor unit is made of a material that is in contact with the human body and a good electrical conductivity, and in order to detect the correct ECG signal in all cases, the two fingers to contact two fingers on the left side of the ECG measuring device 300 The finger electrode 305f is exposed, and one chest electrode 305c is exposed on the opposite right side, and each finger and chest electrode is a dry electrode that does not require gel and is integrally formed with the ECG measuring device. do.

도 3은 본 발명에 따른 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치의 블럭도를 나타낸다.3 is a block diagram of a short channel portable ECG measuring apparatus according to the present invention.

도 3에 나타난 블럭도의 구성을 살펴보면, 사용자(350)로부터, 심전도 신호를 측정하는 전극(305f, 305c)으로부터 단채널의 심전도 신호를 측정한다. 심전도 전극(305f, 305c)으로부터 측정된 심전도 신호는 심전도신호 검출부(400)에 의해 전원 노이즈를 비롯한 분석에 필요하지 않은 신호 성분들을 제거하고, 신호가 포화되지 않을 정도로 증폭한다. 이렇게 아날로그 신호처리된 심전도 신호는 제어부(450)에 있는 A/D 변환부(451)의 아날로그 입력 단자에 입력되어 디지털 신호로 변환되고, RAM(455)에 저장된다. 상기 RAM(455)에 저장되어 있는 심전도 신호는 ROM(457)에 저장되어 있는 분석 프로그램에 의해 디지털신호처리부(DSP)(453)를 거치게 되고, 그 분석 결과는 디스플레이부(111)에 표시되고, 플레시메모리(Flash Memory)(459)에 저장된다. 저장된 심전도 신호 및 분석 결과값은 USB 단자 등의 인터페이스부(150)를 이용해 PC 또는 통신 단말기 등과 같은 외부기기(470)에 전송이 가능하다. Referring to the configuration of the block diagram shown in FIG. 3, the ECG signal of the short channel is measured from the user 350 and the electrodes 305f and 305c measuring the ECG signal. The electrocardiogram signal measured from the electrocardiogram electrodes 305f and 305c is removed by the electrocardiogram signal detector 400 and removes signal components that are not necessary for analysis, such as power supply noise, and amplifies the signal so that the signal is not saturated. The ECG signal processed as an analog signal is input to an analog input terminal of the A / D converter 451 of the controller 450, converted into a digital signal, and stored in the RAM 455. The ECG signal stored in the RAM 455 passes through the digital signal processor (DSP) 453 by an analysis program stored in the ROM 457, and the analysis result is displayed on the display 111. It is stored in a flash memory 459. The stored ECG signal and the analysis result value may be transmitted to an external device 470 such as a PC or a communication terminal using the interface unit 150 such as a USB terminal.

도 4는 본 발명에 따른 단채널 휴대용 무선 심전도 측정 장치를 구동시키는 배터리 역전류 방지회로를 포함한 정전압 전원 및 기준전압 설정을 위한 회로도를 나타낸다. 4 is a circuit diagram for setting a constant voltage power supply and a reference voltage including a battery reverse current prevention circuit for driving a short channel portable wireless ECG measuring apparatus according to the present invention.

도 4에 나타난 회로도의 구성을 살펴보면, 본 발명에 따른 심전도 측정장치(300)에 역전류가 유입될 때, 심전도신호 검출부(도 3의 400)와 제어부(도 3의 450)를 구성하는 전자부품(들)이 손상되는 것을 방지하기 위한 배터리 역전류 방지 회로(11)와, 안정된 전원을 장치에 공급하기 위한 정전압 변환회로(13) 및 단일전원으로 구동되어 장치의 기준전압 설정을 위한 기준 전압 설정회로(15)로 구성된다.Looking at the configuration of the circuit diagram shown in Figure 4, when the reverse current flows into the electrocardiogram measuring apparatus 300 according to the present invention, the electronic component constituting the ECG signal detector (400 of FIG. 3) and the controller (450 of FIG. 3) Battery reverse current prevention circuit 11 to prevent damage to the device (s), constant voltage converter circuit 13 for supplying stable power to the device, and a single power supply to set the reference voltage for setting the reference voltage of the device. It consists of a circuit 15.

상기 배터리 역전류 방지회로(11)는 본 발명에 따른 심전도 측정장치(300)에 전원을 연결할 때, 배터리의 극성을 반대로 하여 장치에 연결하거나 시스템 오류로 인해 발생할 수 있는 역 전류가 심전도신호 검출부(도 3의 400)와 제어부(도 3의 450) 에 인가될 경우 발생할 수 있는 전자부품(들)의 손상을 방지하기 위한 보호 회로이다. 역전류 방지 회로(11)는 트랜지스터를 이용해 상기 심전도 측정장치(300)에 역전류가 유입될 경우 회로에 전원이 인가되는 것을 차단하여 심전도신호 검출부(도 3의 400)와 제어부(도 3의 450)를 구성하는 전자부품(들)의 손상을 방지한다. When the battery reverse current prevention circuit 11 connects the power to the electrocardiogram measuring apparatus 300 according to the present invention, a reverse current which may be connected to the device by reversing the polarity of the battery or caused by a system error has an electrocardiogram signal detection unit ( 3 is a protection circuit for preventing damage to the electronic component (s) that may occur when applied to 400 and the control unit (450 of FIG. 3). The reverse current prevention circuit 11 blocks the application of power to the circuit when a reverse current flows into the ECG device 300 using a transistor, thereby preventing the ECG signal detection unit 400 of FIG. 3 and the control unit 450 of FIG. 3. ) To prevent damage to the electronic component (s) constituting.

상기 정전압 변환회로(13)는 배터리에서 공급되는 전원이 열 잡음이나 충격에 의해 안정적으로 동작하지 않는 경우에 대비하여 최소 전원 이상에서 항상 동일한 직류 전원을 심전도신호 검출부(도 3의 400)와 제어부(도 3의 450)등 회로에 공급할 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 심전도 측정장치(300)는 정전압 변환 회로(13)에 의해 변환된 전원을 이용하여 심전도신호 검출부(도 3의 400)와 제어부(도 3의 450)등의 전자부품(들)을 구동하므로, 내부에 사용된 전자부품(들)의 소비 전류 및 최소 구동 가능한 전원을 고려하여 전자부품(들)을 선정하고 회로를 구성한다.In the constant voltage conversion circuit 13, the ECG signal detector (400 of FIG. 3) and the controller (not shown) are always connected to the same DC power at least above the minimum power, in case the power supplied from the battery does not operate stably by thermal noise or shock. It can be supplied to the circuit (450) of FIG. The electrocardiogram measuring apparatus 300 according to the present invention uses an electric power converted by the constant voltage converting circuit 13 to perform electronic component (s) such as an electrocardiogram signal detector (400 of FIG. 3) and a controller (450 of FIG. 3). Since it is driven, the electronic component (s) are selected and a circuit is configured in consideration of the current consumption of the electronic component (s) used therein and the minimum power supply.

상기 기준전압 설정회로(15)에 관해서는, 제어부(도 3의 450)가 받아들일 수 있는 아날로그 입력신호는 모두 단일전원 신호인데 반하여, 측정하는 심전도 신호는 모두 양전원 성분을 나타내고 있어 전압레벨이 0V인 점을 기준으로 (-)성분의 신호는 제거될 우려가 있기 때문에, 측정된 신호의 기준을 일정 전압 레벨 이상으로 올려서, 제거되는 신호가 발생하지 않도록 한다. 상기 심전도 센서부(305f, 305c)와 심전도신호 검출부(도 3의 400)가 저전력 형태이므로 연산 증폭기를 이용하여 간단하게 회로의 기준 전압을 설정한다. 기준 전압 설정은 연산증폭기의 (+)입력부에 결합된 저항의 비(R1:R3)에 의해 설정된다.As for the reference voltage setting circuit 15, all of the analog input signals that can be received by the controller (450 in FIG. 3) are single power supply signals, whereas the electrocardiogram signals to be measured represent both power supply components, and the voltage level is 0V. Since the signal of the negative component may be removed based on the point of phosphorus, the reference of the measured signal is raised above a certain voltage level so that the signal to be removed is not generated. Since the ECG sensor units 305f and 305c and the ECG signal detector 400 of FIG. 3 are low power types, a reference voltage of the circuit is simply set using an operational amplifier. The reference voltage setting is set by the ratio R1: R3 coupled to the positive input of the operational amplifier.

도 5는 본 발명에 따른 심전도 측정장치(300)에서 사용되는 상기 가슴용 및 손가락용 전극(305f, 305c)으로부터 측정된 심전도 신호의 아날로그 신호처리를 담당하는 심전도신호 검출부의 회로도를 나타내며, 회로도의 구성을 살펴보면, FIG. 5 shows a circuit diagram of an ECG signal detector for analog signal processing of ECG signals measured from the chest and finger electrodes 305f and 305c used in the ECG measuring apparatus 300 according to the present invention. Looking at the configuration,

상기 심전도 신호는 상기 세 개의 전극(305f, 305c)을 통해 측정하는 심장 내부의 활동전위를 전압으로 변환하여 보여지는 신호이며, 세 개의 전극은 각각 (+)극성, (-)극성, 접지(Ground)를 의미한다. 접지(Ground)는 출력 값에 대한 신호의 기준점을 제시하고, (+)전극과 (-)전극으로부터 측정된 심전도 신호는 인체를 통해서 유입되는 동상성분의 잡음을 제거하는 동상제거비(CMRR : Common Mode Rejection Ratio)가 높은 차동 증폭기(41)를 이용해 동상에 해당하는 잡음은 제거하고, (+),(-)두 전극의 전위차만을 증폭한다. 초기 증폭된 신호는 1Hz 이하의 저대역 노이즈를 차단하기 위해 차단주파수가 1Hz인 고역통과 필터(43)와 30Hz 이상의 고대역 노이즈를 차단하기 위해 차단주파수가 30Hz인 4차 저역 통과 필터(45), 및 전극을 통해 유입되는 상용주파수(50/60Hz)에 의한 노이즈를 제거하기 위한 노 치필터(47)를 사용하여 분석에 불필요한 노이즈를 제거한다. 노이즈가 제거된 신호는 공급 전원 이상 포화되지 않을 정도로 반전 증폭회로(49)에 의해 2차 증폭을 한 후, 제어부(도 3의 450)의 A/D 변환부(도 3의 451)의 아날로그 입력 단자에 입력되어 디지털 신호로 변환된다.The electrocardiogram signal is a signal that is shown by converting the action potential inside the heart measured by the three electrodes (305f, 305c) into a voltage, each of the three electrodes (+) polarity, (-) polarity, ground (Ground) ). Ground provides the reference point of the signal for the output value, and the ECG signal measured from the (+) and (-) electrodes is the common phase removal ratio (CMRR) that removes the noise of the frostbite component flowing through the human body. A differential amplifier 41 having a high rejection ratio is used to remove noise corresponding to in phase and to amplify only the potential difference between the two electrodes. The initially amplified signal includes a high pass filter 43 having a cutoff frequency of 1 Hz to block low band noise of 1 Hz or less, and a fourth-order low pass filter 45 having a cutoff frequency of 30 Hz to block high band noise of 30 Hz or more, And a notch filter 47 for removing noise due to a commercial frequency (50/60 Hz) flowing through the electrode to remove noise unnecessary for analysis. After the second signal is amplified by the inverted amplifier circuit 49 so that the signal from which the noise is removed is not saturated, the analog input of the A / D converter (451 of FIG. 3) of the controller (450 of FIG. 3) is performed. It is input to the terminal and converted into a digital signal.

도 6은 본 발명에 따른 심전도 측정장치(300)의 입력부(101, 103, 105), 상태 표시부(107) 및 디스플레이부(111)를 포함하는 제어부(450)를 나타낸 회로도이다.6 is a circuit diagram illustrating a control unit 450 including the input units 101, 103, 105, the status display unit 107, and the display unit 111 of the electrocardiogram measuring apparatus 300 according to the present invention.

도 6에 나타난 회로도를 살펴보면, 본 발명에 따른 심전도 측정장치에서 장치에 전원을 인가할 때 사용하는 전원버튼(101), 장치의 구동을 조작하기 위한 조작버튼(103, 105), 장치가 구동되는 상태를 표시하기 위한 상태표시 LED(107), 본 발명에 의해 측정된 심전도 신호 및 그 분석 결과를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(111), 저장된 심전도 신호 및 분석 결과를 USB 단자 등 외부기기와 연결할 때 사용하는 인터페이스 단자(150) 및 심전도 신호 검출부로부터 측정된 신호를 디지털 변환 및 분석을 하는 제어부(450)로 구성되어 있다.Referring to the circuit diagram shown in Figure 6, in the electrocardiogram measuring apparatus according to the present invention, the power button 101 used to apply power to the device, the operation buttons (103, 105) for operating the drive of the device, the device is driven Status display LED 107 for indicating the status, the display unit 111 for displaying the ECG signal and the analysis result measured by the present invention, used when connecting the stored ECG signal and analysis results with an external device such as a USB terminal And a control unit 450 for digitally converting and analyzing the signal measured from the ECG signal detector.

도 6에 나타난 회로도를 살펴보면, 본 발명에 따른 심전도 측정장치(300)는 제어부(450)를 이용하여 데이터 및 프로그램을 저장하고, 신호처리를 하게 된다.Referring to the circuit diagram shown in FIG. 6, the electrocardiogram measuring apparatus 300 according to the present invention uses the controller 450 to store data and programs and to perform signal processing.

본 발명에 따른 심전도 측정장치에 전원을 인가할 때 사용하는 전원버튼(101)을 이용하여 장치를 구동하고, 장치의 전원 상태, 데이터 전송 상태 등을 표시하기 위한 상태표시 LED(103, 105)를 이용하여 본 장치의 상태를 나타낸다.Drive the device using the power button 101 used to apply power to the electrocardiogram measuring device according to the present invention, the status display LED (103, 105) for displaying the power status, data transmission status, etc. of the device The status of the device is shown.

본 발명에 따른 심전도 측정장치로부터 수집된 데이터와 분석 결과를 저장 할 수 있는 RAM(도 3의 455) 및 분석 프로그램을 저장할 수 있는 ROM(도 3의 457)이 내장된 마이크로컨트롤러 칩을 이용해 제어한다.Control by using a microcontroller chip with a built-in RAM (455 of FIG. 3) and ROM (457 of FIG. 3) that can store the analysis program and the data collected from the ECG measuring apparatus according to the present invention .

상기 제어부(450)는 심전도 센서로부터 출력된 심전도 신호를 심전도 신호 검출부로부터 받아 디지털 변환을 하여 상기 제어부(450)의 RAM(도 3의 455)에 저장된다. RAM(도 3의 455)에 저장되어 있는 심전도 신호는 ROM(도 3의 457)에 저장된 분석 프로그램에 의해 분석한 결과를 디스플레이부(111)에 표시하고, 플레시메모리(Flash Memory)(도 3의 459)에 저장된다. 또한 측정된 심전도 신호는 저장된 심전도 신호 및 분석 결과값은 USB 단자 등의 인터페이스부(150)를 이용해 PC 또는 통신 단말기 등과 같은 외부기기(도 3의 470)에 전송이 가능하다.The controller 450 receives the ECG signal output from the ECG sensor from the ECG signal detector and performs digital conversion, and is stored in the RAM of the controller 450 (455 of FIG. 3). The ECG signal stored in the RAM (455 in FIG. 3) displays the result analyzed by the analysis program stored in the ROM (457 in FIG. 3) on the display unit 111, and flash memory (Flash Memory) (FIG. 3). 459). In addition, the measured ECG signal and the stored ECG signal and the analysis result value may be transmitted to an external device (470 of FIG. 3) such as a PC or a communication terminal using the interface unit 150 such as a USB terminal.

한편, 상기 제어부(450)에 입력된 데이터 처리는 내부에서 자체적으로 가능하지만, 데이터 저장 메모리를 확장하고, 디스플레이용 LCD를 연결하기 위해 메모리 맵핑이 필요하다. 메모리 맵핑을 하기 위해서는 어드레스/데이터 버스를 이용해야 하는데 AVR은 어드레스(16비트)/ 데이터(8비트) 방식이고, 하위 어드레스와 데이터가 같은 핀을 사용하기 때문에 래치(73)를 이용하여 데이터와 어드레스를 분리한다. 데이터 저장 메모리와 LCD를 메모리 맵핑하기 위해서는 칩 셀릭팅 신호를 만들어야 하는데 이를 위해 디코더(75)를 이용하여 신호를 만들어 주게 된다.On the other hand, data processing input to the controller 450 is possible internally, but memory mapping is required to expand the data storage memory and to connect the LCD for display. For memory mapping, the address / data bus must be used. The AVR uses address (16-bit) / data (8-bit) type, and since the lower address and data use the same pin, the latch and the data are used by the latch 73. Disconnect. In order to memory-mapped the data storage memory and the LCD, a chip selecting signal must be generated. For this purpose, a signal is generated using the decoder 75.

도 7은 본 발명에 따른 심전도 측정장치(300)의 측정 및 분석 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 7에 나타난 흐름도를 살펴보면, 본 발명에 따른 심전도 측정장치(300)를 이용해 손가락과 가슴에 전극을 접촉시키고 심전도 신호 측정을 시작(F1)하게 되면, 전원버튼(도 2의 101), 메뉴 선택 버튼(도 2의 103), 메뉴 탐색 버튼(도 2의 105)에 의해 조작된 값들이 제어부(도 3의 450)의 외부 입력(도 3의 103, 105)으로 인가되고(F3), 심전도 신호의 아날로그 신호처리 과정(F7)을 수행한다. 아날로그 신호 처리된 심전도 신호는 제어부(도 3의 450)의 A/D 변환부(도 3의 451)의 아날로그 입력 단자에 입력되어 디지털 신호로 변환된다(F9).7 is a flowchart illustrating a measurement and analysis method of the ECG measuring apparatus 300 according to the present invention. Looking at the flow chart shown in Figure 7, using the electrocardiogram measuring apparatus 300 according to the present invention, when the electrode and the electrode contact the finger and chest measurement (F1) starts, the power button (101 in Figure 2), menu selection The values manipulated by the button 103 (FIG. 2) and the menu navigation button 105 (FIG. 2) are applied to an external input (103, 105 of FIG. 3) of the control unit 450 (FIG. 3) (F3), and the ECG signal. Performs analog signal processing (F7). The ECG signal processed by the analog signal is input to an analog input terminal of the A / D converter (451 of FIG. 3) of the controller (450 of FIG. 3) and converted into a digital signal (F9).

디지털 신호로 변환된 심전도 신호에 디지털 저역통과 필터를 적용하고, 트렌드 제거를 포함하는 디지털 신호처리((F11)를 통과한 후 심전도 신호를 디스플레이(F12)하며, 일정 시간 동안의 심전도 신호의 검출이 완료되면 심전도 신호의 분석을 수행한다.Applying a digital lowpass filter to the ECG signal converted into a digital signal, and after passing through the digital signal processing (F11) including the trend removal (F11) and display the ECG signal (F12), the detection of the ECG signal for a certain time When complete, analyze the ECG signal.

디지털 신호처리(F11)에서는 저역통과 필터를 거친 신호에 다시 고역통과 필터를 적용한 후 심전도 신호에서 급격한 변화를 보이는 부분을 차지 위해 미분을 수행한다. 이렇게 미분된 신호는 그 크기가 미약하므로 모든 데이터 점에 제곱을 함으로써 R 점에 해당하는 부분을 두드러지게 한다. 그 후 이동평균을 수행하면 심전도 신호의 한 주기에 대한 부분이 크게 나타나게 된다.In the digital signal processing (F11), the high pass filter is applied to the low pass filter again and the derivative is performed to occupy a sudden change in the ECG signal. Since the differential signal is weak in magnitude, all the data points are squared to make the portion corresponding to the R point stand out. After that, if the moving average is performed, a portion of one period of the ECG signal appears large.

이러한 일련의 과정을 거친 신호로부터 특징점을 검출(F13)하기 위해서 적절한 문턱치를 설정하고 그 문턱치보다 크게 나타나는 부분에서의 최고점을 찾으면 그 점이 심전도 신호의 R 점을 의미하게 되고, 그 최고점에 해당하는 원 심전도 신호에서의 데이터를 확인함으로써 R 점을 찾을 수 있게 된다.In order to detect a feature point (F13) from the signal that has undergone such a series of processes, if an appropriate threshold value is set and the highest point is found at a portion larger than the threshold value, the point means the R point of the ECG signal and the circle corresponding to the highest point. The R point can be found by checking the data in the ECG signal.

R점을 찾은 후 R점을 기준으로 한 전, 후로 일정 구간을 정하고 미분을 수행하여 영점을 교차하는 부분을 검출하면 R점 이전의 영점 교차 부분이 Q점이 되고 R점 이후의 영점 교차 부분이 S점이 된다.After finding the point R, if a certain section is defined before and after the point R, and the derivative is detected to detect the intersection with the zero point, the zero crossing point before the R point becomes the Q point, and the zero crossing point after the R point becomes the S point. It becomes a point.

이러한 과정을 통해 검출된 심전도 신호로부터 최종적으로 Q, R, S점을 찾게 되면 이를 기준으로 분당 맥박수, R-R 간격, QS 간격을 비교하여 빈맥, 서맥, 리듬의 규칙성에 대한 변수 값들을 계산(F15)한다. 분당 맥박수는 측정된 심전도 신호의 R-R 간격을 기준으로 계산하며, 분당 맥박수가 100회 이상일 때는 빈맥으로 판단하고 분당맥박수가 50회 미만일 때는 서맥으로 판단한다. 리듬의 규칙성의 판단을 위해서는 초기 일정 시간 동안의 R-R 간격에 대한 평균값과 QS 간격에 대한 평균값을 기준으로 각 R-R 간격과 QS 간격이 이들 평균값으로부터 벗어나는 정도를 퍼센트로 계산하여 리듬의 규칙성에 대한 판단을 하게 되며, 그 결과를 디스플레이(F16)하고 일련의 과정은 종료(F17)가 된다.Finally, when Q, R, and S points are found from the ECG signals detected through this process, the pulse rate, RR interval, and QS interval are compared based on this, and the variable values for the regularity of tachycardia, bradycardia, and rhythm are calculated (F15). do. The pulse rate per minute is calculated based on the measured R-R interval of the ECG signal. When the pulse rate per minute is 100 or more times, it is determined as tachycardia and when the pulse rate per minute is less than 50, it is determined as bradycardia. In order to judge the rhythm regularity, the rhythm regularity is calculated by calculating the percentage of deviation of each RR interval and QS interval from these average values based on the average value for the RR interval and the QS interval for the initial period of time. The result is displayed (F16) and a series of processes are terminated (F17).

도 8은 본 발명에 따른 심전도 측정장치(300)로부터 측정되고 저장된 심전도 신호를 외부기기와 접속하여 전송한 후 출력한 파형의 예로서,8 is an example of waveforms output after the ECG signal measured and stored by the ECG measuring apparatus 300 according to the present invention is connected to an external device and transmitted.

사용자에 대한 기본적인 정보의 표시와 더불어 측정된 원래 심전도 신호의 파형이 변형 없이 그대로 프린트됨으로써 임상 전문가가 파형을 직접 확인하여 정확한 진단을 내릴 수 있도록 한다.In addition to displaying basic information about the user, the waveform of the original measured ECG signal is printed as it is, allowing the clinician to directly check the waveform and make an accurate diagnosis.

본 발명에 따른 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치 및 방법은 다양한 조건의 사용 환경을 고려하여 항상 휴대하고 있다가 일상생활 중 정기적으로 혹은 운동 전후나 이상 현상이 나타나는 순간에 본인이 직접 심전도를 측정하고 저장하고, 정기적으로 저장된 심전도 파형을 병원 방문 시 임상 전문가에게 제시하여 진단 및 처방에 도움을 받을 수도 있고, 하루 일과 중의 심전도 파형의 변화 추이를 바탕으 로 계획적인 건강 관리 지침을 세울 수도 있는 웰빙 사회에서의 필수적인 건강관리 기기로 확대될 수 있을 것이다.The single-channel portable wireless electrocardiogram measuring apparatus and method according to the present invention is always carried in consideration of the use environment under various conditions, and the user directly measures and stores the electrocardiogram on a regular basis in daily life or at the moment before or after exercise occurs. In well-being societies where regularly stored ECG waveforms can be presented to clinical specialists during hospital visits for help in diagnosis and prescription, and in planning health care guidelines based on changes in ECG waveforms throughout the day. Could be extended to essential healthcare devices.

이는 부정맥 등의 질환을 가지고 있으면서도 병원 방문 시에는 이상 현상의 검출이 힘들었던 기존 심전도 검사의 개념을 뛰어넘어 다양한 의료 환경 및 가정용 의료기 산업에 적용 가능한 산업적 가치 또한 포함하고 있다. This includes industrial values that can be applied to various medical environments and home medical device industries, beyond the concept of electrocardiogram, which has a disease such as arrhythmia and it is difficult to detect abnormalities when visiting a hospital.

도 1 : 본 발명에 따른 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치의 사용 실시예를 나타낸 도.1 is a view showing an embodiment of the use of a short-channel portable wireless ECG measuring apparatus according to the present invention.

도 2 : 도 1의 심전도 측정장치의 외관을 나타내는 정면도, 좌측면도, 우측면도, 저면도.2: Front view, left side view, right side view, and bottom view which show the external appearance of the electrocardiogram measuring apparatus of FIG.

도 3 : 본 발명에 따른 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치의 블럭 구성도.3 is a block diagram of a short channel portable ECG measuring apparatus according to the present invention.

도 4 : 본 발명에 따른 배터리 역전류 방지회로를 포함한 정전압 전원 및 기준전압 설정 회로도.4 is a constant voltage power supply and reference voltage setting circuit including a battery reverse current prevention circuit according to the present invention.

도 5 : 본 발명에 따른 심전도 센서로부터의 심전도신호 검출부의 상세 회로도.5 is a detailed circuit diagram of an ECG signal detection unit from an ECG sensor according to the present invention.

도 6 : 본 발명에 따른 입력부, 상태표시부 및 디스플레이부를 포함하는 제어부를 나타낸 상세 회로도.6 is a detailed circuit diagram illustrating a control unit including an input unit, a status display unit, and a display unit according to the present invention.

도 7 : 본 발명에 따른 심전도 측정 및 분석 방법을 나타낸 흐름도.7 is a flow chart showing an electrocardiogram measurement and analysis method according to the present invention.

도 8 : 본 발명에 따른 심전도 측정 후 저장된 파형의 출력 예를 보인도.Figure 8 shows an example of the output of the waveform stored after the electrocardiogram measurement according to the present invention.

* 도면부호의 주요부분에 대한 간단한 설명** Brief description of the main parts of the reference numerals *

101 : 전원버튼 103 : 메뉴 선택 버튼101: power button 103: menu selection button

105 : 메뉴 탐색 버튼 107 : USB 단자105: Menu navigation button 107: USB terminal

111 : 디스플레이부 150 : 인터페이스부111: display unit 150: interface unit

300 : 심전도 측정장치 305C : 가슴 전극300: ECG measuring device 305C: chest electrode

305f : 손가락 전극 350 : 사용자305f: finger electrode 350: user

400 : 심전도신호 검출부 450 : 제어부400: ECG signal detection unit 450: control unit

451 : A/D변환부 453 : 디지털신호처리부451: A / D converter 453: digital signal processor

455 : RAM 457 : ROM455: RAM 457: ROM

459 : 플레시메모리 470 : 외부기기459: flash memory 470: external device

Claims (12)

휴대가 가능한 기기에 부착되어 있는 전극을 사용자의 손가락과 가슴에 접촉하여 심전도 신호를 검출하는 심전도 측정 및 저장장치에 있어서,An electrocardiogram measuring and storage device for detecting an electrocardiogram signal by contacting an electrode attached to a portable device with a user's finger and chest, 사용자의 손가락에 접촉하는 두 개의 전극과 가슴에 접촉하는 한 개의 전극을 통해 심전도를 검출하는 심전도 센서부;An electrocardiogram sensor unit for detecting an electrocardiogram through two electrodes in contact with a user's finger and one electrode in contact with a chest; 상기 심전도 센서부로부터 검출되는 단채널의 심전도 신호를 아날로그 신호 처리하는 심전도신호 검출부;An electrocardiogram signal detector configured to analog-process an electrocardiogram signal of a short channel detected by the electrocardiogram sensor; 상기 심전도신호 검출부로부터의 단채널 심전도 신호를 디지털신호로 변환하여 저장하고, 저장된 분석 프로그램의 연산에 의해 상기 단채널 심전도 신호에서 특징점을 추출함과 아울러 추출된 특징점으로부터 리듬의 불규칙성을 판단하고, 상기 저장된 심전도 신호를 외부기기로의 전송을 제어하는 제어부; 및Converting and storing the short channel ECG signal from the ECG signal detector into a digital signal, extracting feature points from the short channel ECG signal by calculation of a stored analysis program, and determining rhythm irregularity from the extracted feature points, A control unit controlling transmission of the stored ECG signal to an external device; And 상기 제어부의 제어에 따라 상기 심전도 파형으로 실시간으로 표시하는 디스플레이부(111);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치.And a display unit 111 for displaying in real time the electrocardiogram waveform under the control of the controller. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 심전도 센서부는 심전도 측정장치의 외부 일면에 두 개의 손가락을 접촉하도록 두 개의 손가락용 전극(305f)을 노출하고, 타면에는 한 개의 가슴용 전극(305c)이 노출하도록 구성하되,The electrocardiogram sensor unit exposes two finger electrodes 305f to contact two fingers on an outer surface of the electrocardiogram measuring device, and the other electrode for one chest electrode 305c to be exposed, 상기 각 손가락용 및 가슴용 전극은 젤이 필요 없는 건성전극으로 심전도 측정장치에 일체형으로 구성된 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치.Wherein each finger and chest electrode is a dry electrode that does not need a gel, the short-channel portable wireless ECG measuring apparatus, characterized in that it is configured integrally with the ECG measuring device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 심전도신호 검출부의 아날로그 신호처리는 상기 심전도 센서부에서 측정된 각 심전도 신호에서 전원 노이즈 및 심전도 신호 분석에 필요한 신호만을 검출한 후 신호가 포화되지 않을 정도로 증폭시키는 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치.The analog signal processing of the ECG signal detecting unit detects only signals necessary for power supply noise and ECG signal analysis from each ECG signal measured by the ECG sensor unit, and amplifies the signals so that the signals are not saturated. Measuring device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부(450)는 상기 심전도신호 검출부로부터 검출된 아날로그 심전도신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부;The controller 450 may include an A / D converter converting an analog ECG signal detected by the ECG signal detector into a digital signal; 상기 A/D변환부의 디지털 심전도신호를 저장하는 RAM;RAM for storing the digital ECG signal of the A / D converter; 상기 RAM에 저장된 디지털 심전도신호를 ROM메모리에 저장된 분석 프로그램에 의해 연산하여 심전도신호에서 특징점을 추출하고, 추출된 특징점으로부터 리듬의 불규칙성을 판단하는 디지털신호처리부;A digital signal processor for extracting feature points from the ECG signal by calculating a digital ECG signal stored in the RAM by an analysis program stored in a ROM memory, and determining an irregularity of the rhythm from the extracted feature points; 상기 디지털신호처리부에서의 분석 결과값을 저장하는 플레시메모리; 및A flash memory for storing an analysis result value in the digital signal processor; And 상기 RAM메모리에 저장된 심전도 신호 및 플레시메모리에 저장된 분석 결과 값을 외부기기로 전송하는 인터페이스부(150);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치. And an interface unit (150) for transmitting the ECG signal stored in the RAM memory and the analysis result value stored in the flash memory to an external device. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 인터페이스부는 상기 RAM 및 플레시메모리에 저장된 심전도 측정데이터 및 분석 결과값을 USB 단자나 블루투스 프로토콜을 활용하여 유무선 접속된 PC나 이동통신 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치.And the interface unit transmits the electrocardiogram measurement data and the analysis result values stored in the RAM and the flash memory to a PC or a mobile communication terminal connected to a wired or wireless connection using a USB terminal or a Bluetooth protocol. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 인터페이스부에 접속된 프린터를 통해 심전도 파형신호를 인쇄 출력하는 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치.A single channel portable wireless electrocardiogram measuring apparatus for outputting an electrocardiogram waveform signal through a printer connected to the interface unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부의 제어에 의해 측정되는 심전도 파형을 설정된 시간(20~300초 범위) 동안 실시간으로 디스플레이부에 표시하며, 상기 측정된 심전도 데이터를 내부 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치.The EKG waveform measured by the control of the controller is displayed on the display in real time for a set time (range of 20 ~ 300 seconds), the short-channel portable wireless ECG measurement, characterized in that for storing the measured ECG data in the internal memory Device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부에 부가하여 사용자가 메뉴를 탐색하도록 선택하는 다수개의 메뉴탐색버튼; 및A plurality of menu navigation buttons to add to the control unit and select a user to navigate a menu; And 사용자가 메뉴탐색버튼으로 탐색된 메뉴를 선택하는 메뉴선택버튼;을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치. And a menu selection button for selecting a searched menu by the user using a menu navigation button. 제 1 항, 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 and 4 to 8, 상기 디스플레이부는 상기 제어부에 의해 산출된 심전도 파형을 표시하고, 디지털신호로 변환한 심전도 신호로부터의 특징점을 추출하고 이를 이용한 심전도 리듬 불규칙성의 판단 결과를 구분하여 표시하고, 사용자의 메뉴탐색버튼 및 메뉴선택버튼의 조작 상태를 표시하고, 상기 인터페이스부를 통해 데이터 전송상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치.The display unit displays the electrocardiogram waveform calculated by the controller, extracts feature points from the electrocardiogram signal converted into a digital signal, classifies and displays the determination result of the electrocardiogram rhythm irregularity using the same, and selects a user's menu navigation button and menu selection. A short channel portable wireless electrocardiogram measuring device for displaying the operation state of the button, and the data transmission state through the interface unit. 단채널 휴대용 무선 심전도 측정장치에 구비된 손가락용 및 가슴용 전극을 통해 사용자의 손가락 및 가슴으로부터 심전도 신호를 측정 및 분석하여 디스플레이부에 표시하는 심전도 측정방법에 있어서, In the electrocardiogram measuring method for measuring and analyzing the electrocardiogram signal from the finger and chest of the user through the finger and chest electrodes provided in the short-channel portable wireless ECG device, 심전도 측정장치에 구비된 손가락용 및 가슴용 전극에 접촉된 손가락과 가슴으로부터 심전도 신호 측정을 시작하는 단계;Starting an ECG signal measurement from a finger and a chest in contact with the finger and chest electrodes provided in the ECG measuring device; 사용자가 외부입력키를 조작함에 따라 선택된 값들이 제어부의 외부 입력으로 인가되는 단계; Applying the selected values to the external input of the controller as the user manipulates the external input key; 상기 측정된 아날로그 심전도 신호가 아날로그 신호처리되고, 상기 제어부에 디지털신호로 변환 입력되는 단계; The measured analog electrocardiogram signal is analog signal processed and converted into a digital signal to the controller; 상기 디지털 신호로 변환된 심전도 신호에 디지털 저역통과 필터를 적용하 고, 트렌드 제거를 포함하는 디지털 신호처리한 후 디스플레이하는 단계;Applying a digital lowpass filter to the electrocardiogram signal converted into the digital signal, and processing and displaying the digital signal including trend removal; 상기 일정 시간 동안의 심전도 신호의 검출이 완료되면 심전도 신호의 분석을 수행하는 단계; 및Performing analysis of the ECG signal when the detection of the ECG signal for the predetermined time is completed; And 상기 분석한 결과를 디스플레이하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정방법.And displaying the result of the analysis. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 심전도 신호의 분석을 수행하는 단계는 상기 심전도 신호에서 급격한 변화를 보이는 부분을 차지 위해 미분을 수행하며, 미분된 신호는 그 크기가 미약하므로 모든 데이터 점에 제곱을 함으로써 R 점에 해당하는 부분을 두드러지게 하는 단계;In the analyzing of the ECG signal, the derivative is performed to occupy a part showing a sudden change in the ECG signal. Since the differential signal is weak in magnitude, the portion corresponding to the R point is squared by all data points. Accentuating; 이동평균을 수행하여 심전도 신호의 한 주기에 대한 부분을 찾는 단계;Performing a moving average to find a portion of one period of the ECG signal; 상기 심전도 신호에서 특징점을 검출하기 위해서 적절한 문턱치를 설정하고 그 문턱치보다 크게 나타나는 부분에서의 최고점을 찾으면 그 점이 심전도 신호의 R 점을 의미하게 되고, 그 최고점에 해당하는 원 심전도 신호에서의 데이터를 확인함으로써 R 점을 찾는 단계;In order to detect a feature point in the ECG signal, if an appropriate threshold value is found and a peak is found at a portion larger than the threshold value, the point means R point of the ECG signal, and the data in the original ECG signal corresponding to the peak point is confirmed. Thereby finding an R point; 상기 R 점을 찾은 후 R 점을 기준으로 한 전, 후로 일정 구간을 정하고 미분을 수행하여 영점을 교차하는 부분을 검출하면 R 점 이전의 영점 교차 부분이 Q 점이 되고 R 점 이후의 영점 교차 부분이 S 점이 결정되는 단계;After finding the point R, if a certain section is defined before and after the point R and the derivative is detected to detect the portion crossing the zero point, the zero crossing portion before the R point becomes the Q point, and the zero crossing portion after the R point is Determining an S point; 상기 단계를 통해 검출된 심전도 신호로부터 최종적으로 Q, R, S 점을 찾게 되면 이를 기준으로 분당 맥박수, R-R 간격, QS 간격을 비교하여 빈맥, 서맥, 리듬의 규칙성에 대한 변수 값들을 연산하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정방법.When the final Q, R, S point is found from the ECG signal detected through the above step, calculating the variable values for the regularity of tachycardia, bradycardia, and rhythm by comparing pulse rate, RR interval, and QS interval per minute based on this. Single channel portable wireless electrocardiogram measuring method comprising the. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 분당 맥박수는 측정된 심전도 신호의 R-R 간격을 기준으로 산출하며, 분당 맥박수가 100회 이상일 때는 빈맥으로 판단하고 분당맥박수가 50회 미만일 때는 서맥으로 판단하고, The pulse rate per minute is calculated based on the measured R-R interval of the ECG signal, the pulse rate per minute is determined as tachycardia when the pulse rate is 100 times or more, and when the pulse rate per minute is less than 50 times, it is determined as bradycardia, 상기 리듬의 규칙성의 판단은 초기 일정 시간 동안의 R-R 간격에 대한 평균값과 QS 간격에 대한 평균값을 기준으로 각 R-R 간격과 QS 간격이 이들 평균값으로부터 벗어나는 정도를 퍼센트로 계산하여 상기 리듬의 불규칙성을 판단하는 것을 특징으로 하는 단채널 휴대용 무선 심전도 측정방법.The determination of the regularity of the rhythm is to determine the irregularity of the rhythm by calculating the percentage of deviation of each RR interval and QS interval from these average values based on the average value for the RR interval and the QS interval for the initial predetermined time. Single channel portable wireless electrocardiogram measuring method characterized in that.
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