KR20130033073A - Inspection system for a pulsation, an anemic, a vein elasticity and oxygensaturation using a smart phone - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An inspection system for a pulsation, an anemic, a vein elasticity and an oxygen saturation using a smart phone is provided to check bio signals in real time. CONSTITUTION: A detecting part(10) comprises a light receiving part to detect light radiated from a light source. The detecting part detects the quantity of light transmitted when the light emitted from two LEDs having different wave lengths radiates to fingers. A wave filter(20) is connected to an output side of the detecting part to select frequency only within 0.05-5Hz with using a high pass filter and a low pass filter. An A/D converter(30) is formed in an output terminal of the wave filter to convert analog signals to digital signals. A smart phone(40) calculates bio signals with a micro controller by receiving data outputted from the A/D converter. The smart phone stores the measured data to an external memory of the smart phone and outputs the data using a display device. [Reference numerals] (10) Detecting part; (20) Wave filter; (30) A/D converter;

Description

스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템{inspection system for a pulsation, an anemic, a vein elasticity and oxygensaturation using a smart phone} Inspection system for a pulsation, an anemic, a vein elasticity and oxygensaturation using a smart phone}

본 발명은 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템에 관한 것으로, 특히 측정부에서 측정된 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 등 각종 생체정보의 파형을 스마트폰의 디스플레이 장치를 이용하여 사용자가 직접 확인할 수 있도록 함으로서 사용자의 시각적인 편의성을 증진시키고, 스마트폰의 마이크로 컨트롤러 및 메모리를 이용하여 연산 및 저장 동작을 수행하도록 함으로서 각종 생체정보의 데이터 처리 효율을 증대시키기 위한 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a pulse, anemia, vascular elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone, in particular the waveform of various biometric information such as pulse, anemia, vascular elasticity and oxygen saturation measured by the measurement unit display of the smartphone Smart to enhance the visual convenience of the user by allowing the user to check directly using the device, and to increase the data processing efficiency of various biometric information by performing calculation and storage operations using the microcontroller and memory of the smartphone. Pulse, anemia, vascular elasticity and oxygen saturation test system using the phone.

일반적으로, 동맥속에 포함되어 있는 산소 헤모글로빈을 임상학적으로 측정하기 위해서 맥박 산소포화도 측정장치(pulse oximeter)를 이용한다. 맥박 산소포화도 측정장치는 두 개의 다른 파장대에 대한 혈액속의 산소 헤모글로빈과 헤모글로빈의 광흡수계수의 차이를 이용하여 측정한다. 맥박 산소포화도 측정장치로 측정된 신호를 광혈류 측정신호(photoplethysmographic signal(PPG))라 한다.In general, a pulse oximeter is used to clinically measure oxygen hemoglobin contained in the arteries. Pulse saturation measurement device measures the difference between the light absorption coefficient of oxygen hemoglobin and hemoglobin in the blood for two different wavelengths. The signal measured by the pulse oxygen saturation measuring device is called a photoplethysmographic signal (PPG).

광혈류 측정신호(PPG)에 의한 산소포화도는 심장 출력, 폐기능 평가, 기관 특이관류에 대한 정보, 심혈관 상태, 저산소증진단 등을 위한 필수 요소이다. 특히, 광혈류 측정신호(PPG)는 생체의 생명 징후(Vital sign)중의 하나로서, 환자의 생체변수를 측정하는 일차적인 신호이며, 또한, 광혈류 측정신호(PPG)는 응급실, 중환자실 등의 환자감시 장치의 중요한 신호원이다.Oxygen saturation by PPG is essential for cardiac output, pulmonary function assessment, organ specific perfusion information, cardiovascular status, and hypoxia diagnosis. In particular, the optical blood flow measurement signal (PPG) is one of vital signs of the living body, and is a primary signal for measuring the biological variables of the patient, and the optical blood flow measurement signal (PPG) is used for emergency rooms, intensive care units, etc. It is an important signal source for patient monitoring devices.

또한, 맥파는 심장박동에 의하여 생기는 동맥파 압파동의 전달로서 정의할 수 있는데, 이러한 맥파의 측정은 혈관내의 시간적 변화를 기록한 압맥파(P/T P=압력, T=시간)측정방식, 혈관용적의 시간적 변화를 기록한 용적맥파(V/T, V=용적 T=시간)측정방식 및 동맥관이 내압에 의해서 팽창 또는 수축하여 그 압이 변환기에 전달되는 동시에 혈관자체가 측방이동하기 때문에 생기는 압력변화를 기록하는 측맥파측정방식이 있다. 이중 용적맥파의 파형은 말초혈관의 혈류량 측정에 의해 얻어지며 의학계에서는 혈류 및 그 양의 이상유무를 파악하는데 사용하고 있으며, 용적맥파의 파형은 펄스의 속도와 동맥의 건강상태를 가늠하는 척도로서 유용하게 사용되고 있다.In addition, the pulse wave can be defined as the transmission of the arterial wave pressure generated by the heartbeat. The pulse wave measurement is a pressure pulse wave (P / TP = pressure, T = time) measuring method that records a time-dependent change in blood vessels, and a blood vessel volume. Volumetric pulse wave (V / T, V = volume T = time) measurement method that records the temporal change of the arterial tube, and the arterial tube expands or contracts due to internal pressure, and its pressure is transmitted to the transducer and the pressure change caused by the lateral movement of the blood vessel itself There is a recording method of side pulse wave measurement. The waveform of volumetric pulse wave is obtained by measuring the blood flow of peripheral blood vessels, and the medical system is used to identify the abnormality of blood flow and its volume. The volumetric pulse wave waveform is useful as a measure of pulse velocity and arterial health. Is being used.

종래의 용적맥파를 측정하는 방법에서 가장 많이 적용되는 광전자적인 방법은 서로 다른 파장의 두 LED에서 발광된 광을 손가락에 조사하여 투과되는 양을 전압신호로 검출하여 이를 시간에 대하여 그래프로 표시하는 것이다. 즉, 광적용적맥파 측정장치는 측정부에서 서로 다른 파장의 두 LED를 발광시키는 광원에서 방출된 광이 손가락을 통과하면서 지소동맥의 용적변화에 의해 변위되고, 그 변위된 광이 수광부에 수광되며, 수광된 광은 매우 미세한 전류로 변환되어 전류로 출력시키게 된다.The photoelectric method that is most applied in the conventional method for measuring the volumetric pulse wave is to irradiate light emitted from two LEDs of different wavelengths to a finger to detect the amount of transmission as a voltage signal and display it graphically with respect to time. . That is, in the optically applied pulse wave measuring apparatus, light emitted from a light source emitting two LEDs having different wavelengths in the measuring unit is displaced by the volume change of the small artery while passing through a finger, and the displaced light is received by the receiving unit. The received light is converted into a very minute current and output as a current.

출력되는 전류신호는 전압신호로 변환하고 별도의 분석부를 통해 맥신호와 손가락의 연부조직의 두께와 관련된 신호로 분석하고, 분석된 신호를 각기 증폭하여 A/D 변환기에서 디지털신호로 변환,출력된다. 출력부에서는 컴퓨터상에 설치된 별도의 소프트웨어를 통해 검출된 정보를 그래프로 검시자에게 보여주거나, 의료종사자가 이러한 그래프를 보고 건강상태에 대하여 분석을 하는 것이다. The output current signal is converted into a voltage signal and analyzed with a signal related to the thickness of the pulse signal and the soft tissue of the finger through a separate analyzer, and the amplified signal is converted into a digital signal by the A / D converter . In the output unit, the information detected by a separate software installed on the computer is shown to the examiner in a graph, or a medical practitioner looks at the graph and analyzes the health condition.

이러한 구조를 갖는 광적 용적 맥파 측정 장치에서 검출된 신호는 변동성분과 비 변동성분으로 구성되는데 변동성분은 교류형이며 이는 심장의 박동에 의하여 발생되는 압력과 동맥계의 용적변화에 의하여 나타난다. 비 변동성분은 생체조직의 광흡수도에 관련된 양을 의미한다. The signal detected by the optical volumetric pulse wave measuring device having such a structure is composed of a variable component and a non-variable component. The variable component is alternating current, which is caused by the pressure generated by the heartbeat and the volume change of the arterial system. Non-variable component refers to the amount related to the light absorption of biological tissue.

따라서, 용적의 변화 변동분을 비변동분으로 정규화하면 동맥벽의 변동률울 얻을 수 있는 것이다. 이때, 투과수량의 변화는 광과 혈중의 헤모글로빈양의 변화에 관계되며 헤모글로빈 양의 변화는 심장의 박동변화에 의한 동맥벽의 움직임과 동일하므로 결국 동맥벽의 용적변화를 얻을 수 있는 것이다.Therefore, if the change in volume is normalized to non-change, the rate of change of the arterial wall can be obtained. At this time, the change in the amount of permeation is related to the change in the amount of hemoglobin in the light and blood, and the change in the amount of hemoglobin is the same as the movement of the artery wall caused by the change in the heartbeat.

그러나, 이러한 종래의 맥박, 산소포화도등을 측정하는 시스템들은 단말기 자체의 데이터를 디스플레이하여 일반인들이 쉽게 이해하지 못하는 문제점이 있었으며, 컴퓨터등 이동 불가능한 장치를 통하여 디스플레이하여 이를 측정하기 위해서는 전문의료기관을 방문해야하는 번거로움이 있었다. 특히 거동이 불편한 환자 뿐만 아니라 일반인에게도 맥파그래프를 보고 건강 상태를 체크하기 위해서는 전문교육이 별도로 필요하여 전문의료기관을 방문하여 진찰하고 또한 의료종사자의 조력을 얻어야만 하는 문제점이 있었다.However, these conventional systems for measuring the pulse, oxygen saturation, etc. display the data of the terminal itself has a problem that is not easily understood by the general public, to display it through a non-movable device such as a computer to visit a medical institution to measure it There was a hassle. In particular, in order to check the health status by viewing the pulse wave graph as well as patients with discomfort, special education is required separately, so there was a problem of visiting and visiting a medical institution and obtaining assistance from medical workers.

또한, 휴대형 측정장치의 경우에는 휴대가 간편한 점은 있으나 디스플레이 화면이 너무 작아 검출된 데이터를 사용자가 관찰하는 데 제약이 많은 문제점이 있었다.In addition, in the case of a portable measuring device, there is a problem in that it is easy to carry, but the display screen is so small that the user has a lot of problems in observing detected data.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 휴대가 가능하면서 디스플레이의 제약이 없는 휴대형 맥박,빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템을 제공한다. 스마트폰의 마이크로 컨트롤러 및 메모리를 이용하여 연산 및 저장 동작을 수행하여 측정부에서 측정된 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 등 각종 생체정보의 수치를 계산하고, 스마트폰의 비교적 큰 디스플레이 장치를 이용하여 계산된 수치를 출력시켜 사용자의 시각적인 편의성을 증진시키도록 함으로서 각종 생체정보의 데이터 처리 효율을 증대시키기 위한 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention provides a portable pulse, anemia, blood vessel elasticity and oxygen saturation inspection system that can be portable and without limitation of the display to solve the above problems. The microcontroller and memory of the smartphone are used to calculate and store various biometric information such as pulse rate, anemia, vascular elasticity and oxygen saturation measured by the measurement unit, and to calculate a relatively large display device of the smartphone. It provides a pulse, anemia, blood vessel elasticity and oxygen saturation inspection system using a smart phone to increase the data processing efficiency of various biometric information by outputting the calculated value to enhance the user's visual convenience. There is a purpose.

본 발명은 스마트폰의 디스플레이장치를 이용하여 측정부에서 측정된 생체신호를 디스플레이하여 디스플레이 장치가 소모하는 시스템의 부피를 줄임으로서 시스템의 소형화 및 사용자의 시각적인 편의성을 증진시킨다. 또한, 측정부에서 측정된 생체신호의 연산에 필요한 복잡한 수식을 스마트폰의 마이크로 컨트롤러 및 메모리를 이용하여 수행함으로서 데이터 처리속도를 증진시키고 측정장치의 크기를 경감시킨다. 그리고, 사용자가 측정기를 착용한 상태에서 일상생활을 하면서 생체신호를 측정하고 스마트폰을 사용하여 수시로 확인하는 모니터링 서비스 및 측정된 데이터를 스마트폰의 외부 메모리에 저장함으로서 차후 건강 정보 확인등에 활용이 가능하다. The present invention reduces the volume of the system consumed by the display device by displaying the bio-signals measured by the measurement unit using the display device of the smartphone to improve the miniaturization of the system and the visual convenience of the user. In addition, by performing the complex equations required for the calculation of the bio-signals measured by the measurement unit using the microcontroller and memory of the smart phone to increase the data processing speed and reduce the size of the measuring device. In addition, the user can use the device to check the health information by storing the measured data and the monitoring service that checks the bio signals and frequently checks them using the smart phone while daily life while the user wears the measuring device. Do.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템의 구조를 보여주기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템의 구조를 보여주기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템에서 혈관 탄성도를 분석하는 일 예를 보여주기 위한 도면이다.
1 is a block diagram showing the structure of the pulse, anemia, blood vessel elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart for showing the structure of the pulse, anemia, blood vessel elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone according to the present invention.
3 is a view showing an example of analyzing the vascular elasticity in the pulse, anemia, vascular elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone according to the present invention.

본 발명은 상기의 목적을 수행하기 위하여, In order to accomplish the above object,

맥파 측정용 광원과 마주보는 위치에 광원에서 조사된 빛을 검출하기 위한 수광부를 구비하며, 다른 파장의 두 LED에서 발광된 광을 손가락에 조사하여 투과되는 양을 전압신호로 검출하기 위한 검출부;A detector for detecting light irradiated from the light source at a position facing the pulse wave light source, the detector for detecting an amount of light transmitted by irradiating light emitted from two LEDs of different wavelengths with a finger as a voltage signal;

검출부의 출력측에 접속되어 맥박의 고유주파수인 0.05~5Hz범위의 주파수만이 선별하도록 0.05Hz 이상의 주파수만을 통과시키는 하이패스필터와 5Hz 이하의 주파수만을 통과시키는 로우패스필터로 이루어진 OP-AMP로 구성된 여파기; A filter consisting of an OP-AMP connected to the output of the detector and consisting of a high pass filter that passes only frequencies above 0.05 Hz and a low pass filter that passes only frequencies below 5 Hz so that only frequencies in the range of 0.05 to 5 Hz, the natural frequency of the pulse, are selected. ;

여파기의 출력단에 형성되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 전달하는 A/D변환장치; 및 An A / D conversion device formed at an output end of the filter and converting an analog signal into a digital signal for transmission; And

A/D 변환장치에서 출력된 데이터를 입력받아 내장된 마이크로 컨트롤러를 이용하여 생체신호 연산을 수행하고, 측정된 데이터를 스마트폰의 외부 메모리에 저장하며, 디스플레이 장치를 이용하여 이를 출력하기 위한 스마트폰을 구비한다. A smartphone for receiving the data output from the A / D converter and performing a biosignal calculation using a built-in microcontroller, storing the measured data in an external memory of the smartphone, and outputting the same using a display device. It is provided.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템의 구조를 보여주기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템의 구조를 보여주기 위한 흐름도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템에서 혈관 탄성도를 분석하는 일 예를 보여주기 위한 도면이다. 1 is a block diagram showing the structure of the pulse, anemia, vascular elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone according to the present invention, Figure 2 is a pulse, anemia, vascular elasticity using a smart phone according to the present invention And a flow chart showing the structure of the oxygen saturation test system. In addition, Figure 3 is a view showing an example of analyzing the vascular elasticity in the pulse, anemia, vascular elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone according to the present invention.

본 발명의 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템은 도 1에서 보는 바와 같이, 서로 다른 파장의 두 LED에서 발광된 광을 손가락에 조사하여 투과되는 양을 전압신호로 검출하기 위한 검출부(10)가 형성된다.여기서, 검출부(10)는 맥파 측정용 광원과 마주보는 위치에 광원에서 조사된 빛을 검출하기 위한 수광부를 구비하여, 체내의 헤모글로빈이 흡수하고 남은 빛을 흡수하는 측정하는 것이다. Pulse, anemia, blood vessel elasticity and oxygen saturation inspection system using the smart phone of the present invention, as shown in Figure 1, by detecting the amount of light transmitted by irradiating the light emitted from the two LEDs of different wavelengths to the finger as a voltage signal A detection unit 10 is formed. Here, the detection unit 10 includes a light receiving unit for detecting the light emitted from the light source at a position facing the light source for pulse wave measurement, and absorbs the remaining light absorbed by the hemoglobin in the body. To measure.

검출부(10)에서 서로 다른 파장의 두 LED를 이용하여 측정된 생체정보는 여파기(20)에 입력되어 맥박의 고유주파수인 0.05~5Hz범위의 주파수만이 선별된다. 여파기(20)는 검출부(10)의 출력측에서 0.05Hz 이상의 주파수만을 통과시키는 하이패스필터와 5Hz 이하의 주파수만을 통과시키는 로우패스필터로 이루어진 OP-AMP로 구성된다. The biometric information measured by the two LEDs of different wavelengths in the detector 10 is input to the filter 20 so that only the frequency in the range of 0.05 to 5 Hz, which is a natural frequency of the pulse, is selected. The filter 20 is composed of an OP-AMP including a high pass filter for passing only a frequency of 0.05 Hz or more and a low pass filter for passing a frequency of 5 Hz or less at the output side of the detector 10.

여파기(20)의 출력신호는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 전달하는 A/D변환장치(30)를 통하여 스마트폰(40)으로 입력된다. 검출부(10)에서 검출된 맥박, 헤모글로빈 수치등의 생채 정보는 여파기(20) 및 A/D 변환장치(30)를 통하여 스마트폰(40)에 입력된다. 스마트폰(40)에서는 측정된 생체신호의 연산에 필요한 복잡한 수식을 마이크로 컨트롤러 및 메모리를 이용하여 수행함으로서 데이터 처리속도를 증진시킨다. The output signal of the filter 20 is input to the smart phone 40 through the A / D conversion device 30 for converting the analog signal to a digital signal. Vegetation information such as pulse rate and hemoglobin value detected by the detection unit 10 is input to the smartphone 40 through the filter 20 and the A / D converter 30. The smart phone 40 improves the data processing speed by performing complex equations required for the calculation of the measured biosignal using a microcontroller and a memory.

또한, 사용자가 스마트폰(40)을 이용하여 일상생활을 하면서 생체신호를 측정하고 수시로 확인하는 모니터링 서비스가 가능하여 측정된 데이터를 스마트폰의 외부 메모리에 저장함으로서 차후 건강 정보 확인등에 활용이 가능하다. In addition, a user can use the smart phone 40 to perform a daily life while monitoring the biological signal and a monitoring service that can be checked at any time. The measured data can be utilized for later health information check by storing the measured data in the external memory of the smart phone. .

이러한 구조를 갖는 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템은 도 2에서 보는 바와 같이, 먼저 검사자가 맥파 측정용 광원과 마주보는 위치에 광원에서 조사된 빛을 검출하기 위한 수광부를 구비한 검출부(10)에 손가락을 삽입하게 되면, 맥파 측정용 광원에 작동신호를 보내 맥파 측정용광원으로부터 서로 파장이 다른 두 개의 LED 빛을 검사자의 손가락에 조사하게 된다. Pulse, anemia, blood vessel elasticity and oxygen saturation inspection system using a smart phone having such a structure, as shown in Figure 2, first the light receiving unit for detecting the light irradiated from the light source at a position facing the light source for pulse wave measurement When the finger is inserted into the detection unit 10 provided with the operation signal, the operation signal is sent to the pulse wave measuring light source and irradiates two LED lights having different wavelengths from the pulse wave measuring light source to the inspector's finger.

검사자의 손가락을 통과한 빛은 수광부에 입력되어 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도등의 생체 정보를 측정하고 이를 디지털 데이터로 변환하게 된다. (S201~S202) Light passing through the examiner's finger is input to the light receiving unit to measure biometric information such as pulse rate, anemia, vascular elasticity, and oxygen saturation, and convert it into digital data. (S201-S202)

디지털 데이터로 변한 생체신호는 스마트폰에 무선으로 전송되어 검출된 데이터에 다라 맥박 및 헤모글로빈 수치를 계산하게 된다.(단계 S203~단계 204)The biosignal converted into digital data is wirelessly transmitted to the smart phone to calculate pulse and hemoglobin values according to the detected data. (Step S203 to step 204).

먼저, 맥박은 하기 <식 1>과 같이 측정된다. First, the pulse is measured as follows.

(피크치 계수)*60 / 수신시간 =맥박수 <식1>     (Peak factor) * 60 / Receive time = Pulse rate <Equation 1>

즉, 광혈류 측정신호(PPG)를 측정하는 방법에서 파장이 다른 두 개의 LED에서 조사된 빛이 심장 박동시 산소 헤모글로빈과 헤모글로빈의 빛의 흡수계수에 차이가 나는 것을 이용하면, 수신된 데이터를 수마트폰의 그래픽을 통하여 순서대로 점을 찍어 선형으로 파형을 출력하고, 출력된 파형의 1분간 피크수의 개수로 맥박수를 결정한다. That is, in the method of measuring the photo blood flow measurement signal (PPG), when the light irradiated from the two LEDs having different wavelengths differs in the absorption coefficients of oxygen hemoglobin and hemoglobin at the time of heartbeat, the received data can be received. The waveform is output linearly by taking dots in order through the graphic of the smartphone, and the pulse rate is determined by the number of peaks for 1 minute of the output waveform.

또한, 파장이 다른 두 개의 LED에서 검사자의 손가락으로 조사된 빛이 적색 파장(660nm)과 근적외선(near infrared) 파장(890nm)영역에서의 흡수 특성이 서로 바뀌기 때문에 두 파장을 이용하여 산화 해모글로빈의 양은 <식 2>와 같이 계산되고 비산화 헤모글로빈의 양은 <식 3>과 같이 계산할 수 있게 되어 혈액 속의 산소포화도 측정을 가능하게 한다. 산소포화도는 다음의 <식4>와 같이 계산된다.In addition, since the absorption characteristics in the red wavelength (660 nm) and the near infrared wavelength (890 nm) region of the light irradiated by the examiner's finger on two different wavelength LEDs are different, the haemoglobin is oxidized using the two wavelengths. The amount of can be calculated as shown in <Equation 2> and the amount of non-oxidized hemoglobin can be calculated as shown in <Equation 3> to allow the measurement of oxygen saturation in blood. Oxygen saturation is calculated as shown in <Equation 4>.

Figure pat00001
<식2>
Figure pat00001
<Equation 2>

Figure pat00002
<식3>
Figure pat00002
<Equation 3>

Figure pat00003
<식4>
Figure pat00003
<Equation 4>

산소포화도(SpO2)는, 혈액속의 헤모글로빈과, 산소 헤모글로빈의 합에 대한 산소 헤모글로빈의 백분율로 나타내며, 건강한 사람의 경우, 이 값은 거의 100에 가까워진다. 기존에는, 실제적인 임상 환경에서 산소포화도(SpO2)의 값은, 가중 이동평균(weighted moving average;WMA) 기술을 이용하여 계산한다. 이 방법은 시간 영역(time domain)에서 신호 처리가 가능하고, ㅁ2%(ㅁ1 표준 편차) 범위의 오차를 보인다.The degree of oxygen saturation (SpO 2) is expressed as the percentage of oxygen hemoglobin to the sum of hemoglobin in the blood and oxygen hemoglobin, and in healthy people this value is close to 100. Conventionally, the value of SpO2 in a practical clinical environment is calculated using a weighted moving average (WMA) technique. This method is capable of signal processing in the time domain and exhibits an error in the range of 2% (1 standard deviation).

이와 같이 맥박수와 산소포화도가 산출되면 스마트폰에서는 계산된 맥박과 산소포화도를 이용하여 빈혈 지수 및 혈관탄성도를 계산하게 된다.(단계205) 빈혈 지수는 분석된 비산화 헤모글로빈인 Hb와 산화 헤모글로빈인 HbO2의 양을 더한 것으로 총체적인 헤모글로빈의 양을 측정하여 빈혈지수를 다음 <식 5>와 같이 계산한다.
When the pulse rate and oxygen saturation are calculated as described above, the smartphone calculates anemia index and vascular elasticity using the calculated pulse rate and oxygen saturation level (step 205). By adding the amount of HbO2 and measuring the total amount of hemoglobin, the anemia index is calculated as in the following <Equation 5>.

Figure pat00004
<식5>
Figure pat00004
<Equation 5>

또한, 혈관 탄성도는 도 3에서 보는 바와 같이 측정된 맥파를 2차 미분을 통하여 혈관의 용적당 흐르는 혈류의 용도를 연산하고, 연산된 용도맥파의 피크와 변곡점의 파형을 분석하여 혈관 탄성도를 분석하게 된다. In addition, the blood vessel elasticity is calculated by the use of the blood flow per volume of the blood vessels through the second derivative of the pulse wave measured as shown in Figure 3, by analyzing the waveform of the peak and inflection point of the calculated use pulse wave to improve the blood vessel elasticity Will be analyzed.

본 발명에 따른 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템은 사용자가 쉽게 접할 수 있는 스마트폰을 통해 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도를 장소에 구애받지 않고 용이하게 파악할 수 있어, 기존의 검사의 번거로움을 해결한 효과를 갖는 것이며, 또한 시판되는 강심제 및 기타 약물의 효과판정에 유용하게 사용할 수 있고, 고혈압, 뇌졸증(뇌출혈, 뇌경색, 뇌혈전연화), 동맥경화증 및 그에 따른 당뇨병 등의 징후를 수시로 확인할 수 있어, 이러한 병을 앓고 있는 환자와 정상인의건강증진에 크게 기여할 수 있는 것이다.Pulse, anemia, vascular elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone according to the present invention can easily grasp the pulse, anemia, vascular elasticity and oxygen saturation regardless of the place through a smart phone that the user can easily contact It can have the effect of solving the trouble of the existing test, and can also be usefully used for the determination of the effects of commercially available cardiac medicine and other drugs, hypertension, stroke (cerebral hemorrhage, cerebral infarction, cerebral thrombosis), arteriosclerosis and As a result, symptoms such as diabetes can be checked from time to time, which can greatly contribute to the health promotion of patients with these diseases and normal people.

Claims (4)

맥파 측정용 광원과 마주보는 위치에 광원에서 조사된 빛을 검출하기 위한 수광부를 구비하며, 다른 파장의 두 LED에서 발광된 광을 손가락에 조사하여 투과되는 양을 전압신호로 검출하기 위한 검출부(10);
검출부(10)의 출력측에 접속되어 맥박의 고유주파수인 0.05~5Hz범위의 주파수만이 선별하도록 0.05Hz 이상의 주파수만을 통과시키는 하이패스필터와 5Hz 이하의 주파수만을 통과시키는 로우패스필터로 이루어진 OP-AMP로 구성된 여파기(20);
여파기(20)의 출력단에 형성되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 전달하는 A/D변환장치(30); 및
상기 A/D 변환장치(30)에서 출력된 데이터를 입력받아 내장된 마이크로 컨트롤러를 이용하여 생체신호 연산을 수행하고, 측정된 데이터를 스마트폰의 외부 메모리에 저장하며, 디스플레이 장치를 이용하여 이를 출력하기 위한 스마트폰(40)을 구비하는 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템.
A light receiving unit for detecting light irradiated from the light source at a position facing the light source for pulse wave measurement, and a detection unit 10 for detecting the amount of light transmitted by irradiating light emitted from two LEDs of different wavelengths with a finger as a voltage signal 10 );
OP-AMP, which is connected to the output side of the detection unit 10 and consists of a high pass filter for passing only frequencies of 0.05 Hz and above and a low pass filter for passing frequencies below 5 Hz so as to select only frequencies in the range of 0.05 to 5 Hz, which are the natural frequencies of the pulses. Filter consisting of 20;
An A / D conversion device 30 formed at an output end of the filter 20 for converting an analog signal into a digital signal and transmitting the digital signal; And
Receives data output from the A / D converter 30 and performs a biosignal calculation using a built-in microcontroller, stores the measured data in an external memory of a smartphone, and outputs the same using a display device. Pulse, anemia, blood vessel elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone having a smart phone 40 to.
제 1항에 있어서, 상기 스마트폰(40)은 맥박을 하기 <식 1>과 같이 연산하는 것을 특징으로 하는 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템.
(피크치 계수)*60 / 수신시간 =맥박수 <식1>
According to claim 1, wherein the smart phone 40, pulse, anemia, blood vessel elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone, characterized in that to calculate the pulse as shown in <Equation 1>.
(Peak Factor) * 60 / Receive Time = Pulse Rate <Equation 1>
제 1항에 있어서, 상기 스마트폰(40)은 산소 포화도를 하기<식 2> 내지 <식4>와 같이 연산하는 것을 특징으로 하는 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템.
Figure pat00005
<식2>
Figure pat00006
<식3>
Figure pat00007
<식4>
According to claim 1, wherein the smart phone 40 is a pulse, anemia, blood vessel elasticity and oxygen saturation test system using a smart phone, characterized in that to calculate the oxygen saturation as shown in <Equation 2> to <Equation 4> .
Figure pat00005
<Equation 2>
Figure pat00006
<Equation 3>
Figure pat00007
<Equation 4>
제 1항에 있어서, 상기 스마트폰(40)은 산소포화도를 하기 <식 5>와 같이 연산하는 것을 특징으로 하는 스마트 폰을 이용한 맥박, 빈혈, 혈관 탄성도 및 산소포화도 검사 시스템.
Figure pat00008
<식5>
The system of claim 1, wherein the smartphone 40 calculates an oxygen saturation degree as shown in Equation 5 below.
Figure pat00008
<Equation 5>
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