KR20140114181A - Method and Apparatus for Stress Analysis and Estimation based on Electrocardiogram Signal - Google Patents

Method and Apparatus for Stress Analysis and Estimation based on Electrocardiogram Signal Download PDF

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KR20140114181A
KR20140114181A KR1020130028706A KR20130028706A KR20140114181A KR 20140114181 A KR20140114181 A KR 20140114181A KR 1020130028706 A KR1020130028706 A KR 1020130028706A KR 20130028706 A KR20130028706 A KR 20130028706A KR 20140114181 A KR20140114181 A KR 20140114181A
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stress analysis
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신동규
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세종대학교산학협력단
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Abstract

Suggested are a method and apparatus for analyzing and estimating stress by extracting an electrocardiogram waveform when a wireless electrocardiogram measuring device is attached. The method for analyzing and estimating the stress using a wireless communications electrocardiogram measurement obtains an inactive electrocardiogram data signal by attaching an electrocardiogram measuring device to a body of a user, and transmits the obtained electrocardiogram data signal to the apparatus for analyzing and estimating the stress using wireless communications. A preprocess for analyzing the obtained electrocardiogram data signal is performed. The preprocessed data signal is normalized. The feature of the normalized electrocardiogram data signal is stored. And, a stress degree is calculated by analyzing the stored electrocardiogram data signal. The calculated stress degree is quantified and displayed.

Description

심전도 신호에 기반하여 스트레스를 분석하고 추정하는 방법 및 장치{Method and Apparatus for Stress Analysis and Estimation based on Electrocardiogram Signal}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for analyzing and estimating stress based on electrocardiographic signals,

본 발명은 무선 심전도 측정 장치를 부착한 상태에서 심전도 파형을 추출하고 이를 이용한 스트레스 분석하고 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 팔목, 다리, 가슴에서 심전도를 측정하고 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 통신 방식을 이용하여 PC로 전송하고 심전도 데이터 신호의 전처리 과정과 정규화를 거쳐 스트레스 정도를 분석, 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for extracting an electrocardiogram waveform in a state of attaching a wireless electrocardiogram measuring apparatus and analyzing and estimating stress using the same. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for measuring an electrocardiogram in a cuff, a leg, and a chest, transmitting the data to a PC using a wireless communication method such as Bluetooth, analyzing and estimating the degree of stress through a preprocessing process and normalization of an ECG data signal .

일반인들의 건강에 대한 관심이 높아지면서 자신의 스트레스 상태를 점검해보고자 하는 욕구가 높아지고 있다. 이에 따라, 사용자의 스트레스 상태를 정확히 측정하고자 하는 필요성이 요구되고 있고 이를 위한 방법으로 심전도가 사용되고 있다. 한국공개특허 10-2000-0063267호는 이러한 심전도를 측정하는 심전도 측정 장치에 관한 것으로, 측정 보조자 없이도 환자 혼자서 심전도를 간편하게 측정하는 장치에 관한 기술을 기재하고 있다.As the general public's interest in health increases, the desire to check their stress is increasing. Accordingly, there is a need to accurately measure the stress state of the user, and an electrocardiogram is used as a method for this. Korean Unexamined Patent Application Publication No. 10-2000-0063267 discloses an electrocardiogram measuring apparatus for measuring such electrocardiogram and describes a device for easily measuring an electrocardiogram by a patient alone without a measurement assistant.

심전도는 심장에서 발생된 전위의 변화를 몸의 표면에서 기록하여 그래프로 나타낸 것이고 심장의 박동은 체내의 항상성 유지를 위해 끊임없이 변화하고 있다.Electrocardiogram (ECG) is a graphical representation of the change in dislocations generated in the heart from the surface of the body. The heartbeat is constantly changing to maintain homeostasis in the body.

건강한 성인에서 연속적으로 심전도를 측정하였을 때 심장박동 사이의 간격, 즉 R-R파(wave) 간격이 일정하지 않은 것을 발견하였다. 이러한 R-R파 간격의 변동을 시간에 따라 측정한 것을 심박변이도(HRV: Heart Rate Variability)라고 한다. 심전도상의 각 파형의 형태검사는 심장의 기질적 병변에 기인한 각종 심장질환 진단 시 유용한데 비해 연속된 R-R파 간의 시간 간격(R-R interval)의 정보는 자율신경의 기능 평가 시 유용할 수 있다.We found that the interval between heartbeats, that is, the R-R wave interval, was not constant when a continuous ECG was measured in healthy adults. The change in the R-R wave interval over time is referred to as heart rate variability (HRV). Although the morphology of each waveform on ECG is useful for the diagnosis of various cardiac diseases due to the basal lesion of the heart, information on the time interval (R-R interval) between consecutive R-R waves may be useful in evaluating the autonomic nervous system function.

이러한 심박변이도가 자율신경계의 활동양상에 많이 의존한다는 사실에 기초하여 R-R파 간격 변화패턴은 기본적인 자율신경 이상검사와 스트레스 검사 시 활용될 수 있다. 하지만, 일반적으로 호흡 및 전원 장치로 인한 저주파 잡음에 의해 왜곡 현상이 발생하며 정확성에 심각한 오류를 일으킬 수 있다.Based on the fact that such heart-beat variability is highly dependent on the autonomic nervous system activity pattern, the pattern of R-R wave interval variation can be used in basic autonomic nerve abnormalities and stress tests. However, in general, distortion due to low-frequency noise caused by breathing and power supplies can cause serious errors in accuracy.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 심박변이도 검사의 정확성을 높이는 방법으로 사용자의 팔목, 다리, 가슴에서 심전도를 측정하여 파형을 분석하고 스트레스 지표를 이용하여 산술 단계를 거쳐 사용자의 현재 스트레스 정도를 분석하고 추정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. The present invention provides a method for improving the accuracy of heart beat variability by analyzing a waveform of an electrocardiogram measured in a user's crotch, a leg, and a chest, analyzing a user's current stress level through an arithmetic step using a stress index And to provide a method and apparatus for estimation.

나아가 스트레스 정도의 파악을 용이하게 하여 심장질환을 가지고 있는 환자나, 과중한 스트레스에 의한 쇼크를 발생하기 쉬운 사람들에게 예방차원에서 안정을 취할 것을 알리거나 경고하는 스트레스 분석하고 추정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.Further, the present invention provides a method and an apparatus for analyzing and estimating stress that informs or alerts the patient to take precautions for preventive measures for patients who have heart disease or susceptible to shock due to excessive stress have.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 방법은 심전도 측정 장치를 사용자의 신체에 부착하여 비 활동 심전도 데이터 신호를 측정하고, 측정된 심전도 데이터 신호를 무선통신을 이용하여 스트레스 분석 및 추정 장치로 전송하는 심전도 데이터 신호를 취득하는 단계와, 취득된 심전도 데이터 신호 분석을 위한 전처리 과정을 수행하는 단계와, 전처리된 데이터 신호를 정규화하고 정규화된 심전도 데이터 신호의 특징을 저장하는 단계와, 저장된 심전도 데이터 신호를 분석하여 스트레스 정도를 계산하는 단계와, 계산된 스트레스 정도를 수치화하여 표시하는 단계를 포함할 수 있다. In one aspect, the stress analysis and estimation method using the wireless communication electrocardiogram measurement proposed in the present invention measures an inactivity electrocardiogram data signal by attaching an electrocardiogram measurement device to a user's body, The method comprising the steps of: obtaining an electrocardiogram data signal transmitted to a stress analysis and estimation device using the electrocardiogram data signal, performing a preprocessing process for analyzing the acquired electrocardiogram data signal, normalizing the preprocessed data signal, Calculating the degree of stress by analyzing the stored electrocardiogram data signal, and displaying the calculated degree of stress numerically.

비 활동 심전도는 인체의 팔목, 다리, 가슴에 전극을 붙이는 3채널 심전도 측정 장치를 이용하여 측정하고, 측정된 심전도 데이터 신호는 무선통신을 이용하여 스트레스 분석 및 추정 장치로 전송될 수 있다. Inactivity electrocardiogram (ECG) is measured using a 3-channel electrocardiogram (ECG) device that attaches electrodes to the wrists, legs, and chest of a human body, and the measured ECG data signals can be transmitted to a stress analysis and estimation device using wireless communication.

전처리 과정을 수행하는 단계는 취득된 심전도 데이터 신호 분석을 위해 기저선 변동 및 전원 잡음을 제거하는 단계와, 심전도 데이터 신호를 미분하는 단계와, 미분된 심전도 데이터 신호의 각 데이터들을 제곱하는 단계와, 심전도 데이터 신호의 각 주기에서 R파 특징점을 강조하는 단계와, 실제 심전도 데이터 신호에 반영하여 R파 특징점을 추출하는 단계 및 추출된 R파 특징점을 이용하여 P, QRS, T 특징점을 추출하는 단계를 포함할 수 있다. The step of performing the preprocessing step includes the steps of removing the baseline variation and the power noise to analyze the acquired ECG data signal, differentiating the ECG data signal, squaring each data of the differentiated ECG data signal, Extracting the R-wave minutiae points by reflecting on the actual ECG data signal, and extracting P, QRS, T minutiae points using the extracted R-wave minutiae points can do.

정규화 및 데이터의 특징을 저장하는 단계는 정규화하는 방법은 푸리에 급수(Fourier Series)와 푸리에 보간(Fourier interpolation) 알고리즘을 이용하여 비정규화된 한 주기의 심전도 데이터 신호를 정규화할 수 있다. In the step of normalizing and storing the characteristics of the data, the normalizing method can normalize the denormalized one cycle ECG data signal using the Fourier series and Fourier interpolation algorithm.

정규화된 심전도 데이터 신호는 R파형의 위치, R-R파 간격, QRS군 간격, T파형의 특징을 포함할 수 있다. The normalized ECG data signal may include the location of the R waveform, the R-R interval, the QRS interval, and the T waveform.

스트레스 정도를 계산하는 단계는 정규화하여 저장된 P파형의 위치, R-R간격, QRS군의 간격, T파형의 특징을 이용하여 스트레스 정도를 계산할 수 있다. The step of calculating the degree of stress can calculate the degree of stress using the position of the normalized P-waveform, the R-R interval, the interval of the QRS group, and the characteristics of the T wave.

수치화하여 표시하는 단계는 계산된 스트레스 정도를 YES/NO 형태 및 기 설정된 단계로 수치화하여 표시할 수 있다. In the step of displaying the numerical value, the degree of the calculated stress can be expressed in the form of YES / NO and the predetermined step.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 장치는 사용자로부터 심전도 데이터 신호를 취득하고, 무선통신을 이용하여 취득된 심전도 데이터 신호를 수신하는 심전도 신호 수신부와, 수신된 심전도 데이터 신호 분석을 위한 전처리 과정을 수행하는 전처리부와, 전처리된 데이터 신호를 이용하여 비정규화된 한 주기의 심전도 데이터 신호를 정규화하고 정규화된 심전도 데이터 신호의 특징을 저장하는 정규화 및 데이터 저장부와, 정규화하여 저장된 P파형의 위치, R-R간격, QRS군의 간격, T파형의 특징을 이용하여 심전도 데이터 신호를 분석 및 스트레스 정도를 계산하는 신호 분석부 및 계산된 스트레스 정도를 수치화하여 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stress analysis and estimation apparatus using wireless communication electrocardiogram measurement, which comprises: an electrocardiogram signal receiver for acquiring an electrocardiogram data signal from a user and receiving an electrocardiogram data signal obtained using wireless communication; A normalization and data storage unit for normalizing the one-cycle ECG data signal denormalized using the preprocessed data signal and storing the characteristics of the normalized ECG data signal, a pre-processing unit for performing a preprocessing process for analyzing the ECG data signal, A signal analyzer for analyzing the electrocardiogram data signal and calculating the degree of stress using the positions of the normalized and stored P waveforms, the RR intervals, the intervals of the QRS complexes, and the T waveforms, and a display for displaying the calculated degree of stress numerically Section.

본 발명의 실시예들에 따르면 사용자의 심전도를 획득하여 스트레스 지수 측정의 정확도를 높일 수 있다. According to embodiments of the present invention, the accuracy of the stress index measurement can be improved by acquiring the electrocardiogram of the user.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 사용자의 스트레스 지수를 통하여 그래프 및 수치로 보여 줄 수 있다. 따라서, 사용자의 건강 상태를 쉽게 파악할 수 있고 건강관리를 보다 용이하게 할 수 있다.Also, according to embodiments of the present invention, graphs and numerical values can be shown through the user's stress index. Therefore, the health state of the user can be easily grasped and the health care can be made easier.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레스 분석 및 추정 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 신호의 전처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치를 장착한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치의 동작을 제어하는 제어 명령도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 정상 동조율의 결과를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레스 정도를 수치화 한 결과를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레스 분석 및 추정 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
1 is a flowchart of a stress analysis and estimation method according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining a preprocessing process of an ECG data signal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing an electrocardiogram measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a control instruction chart for controlling the operation of the electrocardiogram measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a result of normal ECG co-ordination according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a result of quantifying the degree of stress according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a configuration of a stress analysis and estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레스 분석 및 추정 방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a stress analysis and estimation method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 스트레스 분석 및 추정 방법은 심전도 데이터 신호를 취득하여 전처리 과정과 정규화를 통해 사용자의 스트레스 정도를 효과적으로 파악하기 위한 방법으로서, 심전도 데이터 신호를 취득하는 단계(110), 전처리 과정을 수행하는 단계(120), 정규화 및 데이터 신호를 저장하는 단계(130), 스트레스 정도를 계산하는 단계(140), 수치화하여 표시하는 단계(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a stress analysis and estimation method according to an exemplary embodiment of the present invention is a method for acquiring an electrocardiogram data signal and effectively grasping the degree of stress of a user through a preprocessing process and normalization, A step 120 of performing a preprocessing process, a step 130 of storing a normalization and a data signal, a step 140 of calculating a degree of stress, and a step 150 of digitizing and displaying the data.

심전도 측정 장치는 사용자의 신체에 부착되어 비 활동 심전도 데이터 신호를 측정할 수 있다(110). 이때, 비 활동 심전도는 인체의 팔목, 다리, 가슴에 전극을 붙이는 3채널 심전도 측정 장치를 이용하여 측정될 수 있다. 그리고, 측정된 심전도 데이터 신호는 무선통신을 이용하여 스트레스 분석 및 추정 장치로 전송될 수 있다. The electrocardiogram measuring device may be attached to the user's body to measure an inactive ECG data signal (110). At this time, the inactivity electrocardiogram can be measured by using a 3-channel electrocardiogram measuring device attaching an electrode to the cuff, leg and chest of a human body. The measured electrocardiogram data signal can then be transmitted to the stress analysis and estimation device using wireless communication.

예를 들어, 측정된 심전도 데이터 신호는 블루투스(Bluetooth) 또는 그 밖의 다른 무선통신을 이용하여 스트레스 분석 및 추정 장치로 전송될 수 있다. 따라서, 스트레스 분석 및 추정 장치는 무선통신을 이용하여 사용자의 비 활동 심전도 데이터 신호를 전송하는 과정을 거쳐 사용자의 비 활동 심전도를 취득할 수 있다.For example, the measured ECG data signal may be transmitted to a stress analysis and estimation device using Bluetooth or other wireless communication. Therefore, the stress analysis and estimation apparatus can acquire the inactive electrocardiogram of the user through the process of transmitting the user's inactivity electrocardiogram data signal using the wireless communication.

심전도 측정 장치로부터 심전도 데이터 신호를 취득한 스트레스 분석 및 추정 장치는 취득된 심전도 데이터 신호 분석을 위한 전처리 과정을 수행할 수 있다(120). 전처리 과정이 완료되면, 스트레스 분석 및 추정 장치는 심전도 데이터 신호의 P파, QRS군(complex), T파 특징점 추출을 위해 미분 기반 QRS 검출방법을 사용할 수 있다. 또한, 스트레스 분석 및 추정 장치는 미분 기반 QRS 검출방법을 사용하여 R파 특징점을 추출할 수 있다. 전처리 과정 수행에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술한다.The stress analysis and estimation device that acquires the electrocardiogram data signal from the electrocardiogram measuring device may perform a preprocessing process for analyzing the acquired electrocardiogram data signal (120). Upon completion of the preprocessing process, the stress analysis and estimation apparatus can use a differential-based QRS detection method for P-wave, QRS complex, and T-wave minutiae point extraction of the ECG data signal. In addition, the stress analysis and estimation apparatus can extract the R-wave minutiae points by using the differential-based QRS detection method. A detailed description of the execution of the preprocessing process will be given later with reference to FIG.

스트레스 분석 및 추정 장치는 전처리된 데이터 신호를 정규화하고 정규화된 심전도 데이터 신호의 특징을 저장할 수 있다(130). 예를 들어, 스트레스 분석 및 추정 장치는 푸리에 급수(Fourier Series)와 푸리에 보간(Fourier interpolation) 알고리즘을 이용하여 비정규화된 한 주기의 심전도 데이터 신호를 정규화할 수 있다. The stress analysis and estimation device may normalize the preprocessed data signal and store the characteristics of the normalized ECG data signal (130). For example, the stress analysis and estimation apparatus can normalize an irregularized one-cycle ECG data signal using a Fourier series and a Fourier interpolation algorithm.

스트레스 분석 및 추정 장치는 정규화된 심전도 데이터 신호를 통해 심박수, 심전도 리듬, R-R파 간격, QRS군 간격을 기준으로 하는 심전도 정상 동조율을 파악할 수 있다. 예를 들어, 정규화 데이터는 초당 200개의 데이터로 저장될 수 있고, 저장되는 과정에서 R파형의 위치, R-R파 간격, QRS군 간격 특징을 파악하여 저장될 수 있다. 따라서, 정규화된 심전도 데이터 신호는 R파형의 위치, R-R파 간격, QRS군 간격, T파형의 특징을 포함할 수 있다. The stress analysis and estimation device can determine the ECG normal coordination rate based on the heart rate, ECG rhythm, R-R wave interval, and QRS group interval through the normalized ECG data signal. For example, the normalization data can be stored as 200 pieces of data per second, and the position of the R waveform, the R-R wave interval, and the QRS group interval characteristics can be stored and stored during the storing process. Thus, the normalized ECG data signal may include the location of the R waveform, the R-R wave interval, the QRS complex interval, and the T waveform.

스트레스 분석 및 추정 장치는 저장된 심전도 데이터 신호를 분석하여 스트레스 정도를 계산할 수 있다(140). 이때, 정규화하여 저장된 P파형의 위치, R-R간격, QRS군의 간격, T파형의 특징을 이용하여 스트레스 정도를 계산할 수 있다.The stress analysis and estimation apparatus can calculate the degree of stress by analyzing the stored electrocardiogram data signal (140). At this time, the degree of stress can be calculated using the position of the normalized and stored P waveform, the R-R interval, the interval of the QRS group, and the characteristics of the T waveform.

예를 들어, R파형의 경우 정상적인 일반인은 0.75초 주기로 P파, QRS군, T파 파형을 보일 수 있다. 이러한 특징을 이용해 첫 값과 마지막 값을 제외하고 0.75초 단위로 최고 값인 R파형을 검출해낼 수 있고, 검출식은 다음 [수학식1]과 같을 수 있다.
For example, in the case of the R waveform, a normal person can show a P wave, a QRS group, and a T wave in a period of 0.75 second. With this feature, it is possible to detect the maximum R waveform in 0.75 seconds except for the first value and the last value, and the detection equation can be expressed by the following equation (1).

[수학식1][Equation 1]

Figure pat00001

Figure pat00001

R파형의 특징들을 저장하면 R파형과 다음 R파형 사이의 차로 인해 R-R파 간격을 얻을 수 있다. 예를 들어, R-R파 간격은 0.6~1.0초가 정상 범위이며 일정한 간격으로 발생될 수 있다. 따라서, 간격이 불규칙 할 경우 심전도 리듬이 불규칙하다는 것을 알 수 있다.By storing the characteristics of the R waveform, the R-R wave interval can be obtained due to the difference between the R waveform and the next R waveform. For example, the R-R wave interval is in the normal range of 0.6-1.0 seconds and can occur at regular intervals. Therefore, if the interval is irregular, it can be seen that the electrocardiogram rhythm is irregular.

QRS군의 경우 기존에 검출된 R파형을 기준으로 좌, 우에 발생하는 최저 값으로 R파형에서 일례로 0.25초 전 후의 최저 값을 각각 Q파, S파로 저장할 수 있다.In the case of the QRS group, the lowest value that occurs in the left and right based on the previously detected R waveform can be stored as Q wave and S wave, respectively, in the R waveform, 0.25 second before and after.

이때 저장되는 Q파, S파 값이 ±0.25에 해당하면, 즉, 검색 범위의 최고 값일 경우 사용자의 이상 신호 혹은 계측 신호의 불량 신호로 간주해 에러 값으로 처리할 수 있다. 저장된 R파, R-R파 간격, QRS군 간격은 심전도 정상 동조율에 따라 정상범위 인지 아닌지를 판별할 수 있다. 또한, R-R파 간격과 QRS군 간격은 부정맥 등 각종 심장 질환을 찾아내는 중요한 지표로 이용 할 수 있다. QRS군 파형에서 검출된 에러값은 계측 신호의 신뢰도로 표현될 수 있다. At this time, if the stored Q-wave and S-wave values correspond to ± 0.25, that is, the maximum value of the search range, it can be regarded as a user's abnormal signal or a bad signal of the measurement signal. The stored R wave, R-R wave interval, and QRS group interval can determine whether or not it is in the normal range according to the ECG normal cochlea. In addition, the R-R wave interval and the QRS group interval can be used as an important index for detecting various heart diseases such as arrhythmia. The error value detected in the QRS complex waveform can be expressed by the reliability of the measurement signal.

스트레스 분석 및 추정 장치는 계산된 스트레스 정도를 수치화하여 표시할 수 있다(150). 일례로, 계산된 스트레스 정도를 YES/NO 형태 및 기 설정된 단계로 수치화하여 표시할 수 있다. 예를 들면, 계산된 스트레스 정도를 0~100으로 수치화하여, 모니터 또는 이에 상응하는 디스플레이 장치를 통해 사용자의 스트레스 여부 및 정도를 확인할 수 있다.
The stress analysis and estimation apparatus can display the calculated stress level numerically (150). For example, the calculated degree of stress can be quantified and displayed in the form of YES / NO and predetermined steps. For example, the calculated stress level can be numerically expressed as 0 to 100, and the user can check the degree of stress and the degree of the stress through the monitor or the corresponding display device.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 신호의 전처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a preprocessing process of an ECG data signal according to an embodiment of the present invention.

심전도 데이터 신호의 전처리 과정은 기저선 변동 및 전원 잡음을 제거하는 단계(210), 심전도 데이터 신호를 미분하는 단계(220), 심전도 데이터 신호의 각 데이터들을 제곱하는 단계(230), R파 특징점을 강조하는 단계(240), R파 특징점을 추출하는 단계(250), P, QRS, T 특징점을 추출하는 단계(260)를 포함할 수 있다. The pre-processing of the electrocardiogram data signal includes a step 210 of removing baseline variation and power noise, a step 220 of differentiating the electrocardiogram data signal, a step 230 of squaring each data of the electrocardiogram data signal, A step 250 of extracting R-wave minutiae points, and a step 260 of extracting P, QRS, T minutiae points.

스트레스 분석 및 추정 장치는 취득된 심전도 데이터 신호 분석을 위해 기저선 변동 및 전원 잡음을 제거할 수 있다(210). The stress analysis and estimation device may remove baseline variation and power supply noise for analysis of the acquired ECG data signal (210).

심전도 데이터 신호는 일반적으로 호흡 및 전원 장치로 인한 저주파 잡음에 의해 왜곡 현상이 나타날 수 있다. 따라서, 왜곡 현상을 사전에 제거하기 위한 전처리 과정이 필요할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 스트레스 분석 및 추정 방법은 심전도 측정 장치에서 전송된 심전도 데이터 신호에 기저선 변동 및 전원 잡음제거의 방법을 사용할 수 있다.Electrocardiogram data signals can generally be distorted by low-frequency noise due to breathing and power supplies. Therefore, a preprocessing process may be required to remove the distortion phenomenon in advance. The stress analysis and estimation method proposed in the present invention can use a method of removing baseline variation and power supply noise in an electrocardiogram data signal transmitted from an electrocardiogram measuring apparatus.

스트레스 분석 및 추정 장치는 기저선 변동 및 전원 잡음을 제거한 심전도 데이터 신호를 미분할 수 있다(220). 심전도 데이터 신호의 미분을 통하여 기울기의 변화량이 큰 구간을 획득할 수 있다. The stress analysis and estimation device can differentiate the electrocardiogram data signal from the baseline variation and the power noise (220). It is possible to obtain a section having a large change amount of the gradient through the differential of the electrocardiogram data signal.

스트레스 분석 및 추정 장치는 미분된 심전도 데이터 신호의 각 데이터들을 제곱할 수 있다(230). 스트레스 분석 및 추정 장치는 심전도 데이터 신호에 기저선 변동 및 전원 잡음제거 방법을 사용하여 DC 성분을 제거한 후 미분된 심전도 데이터 신호의 각 데이터들을 제곱할 수 있다. 따라서, 제곱의 과정은 제곱 연산을 통하여 음수의 값을 양수의 값으로 반전시킬 수 있다. The stress analysis and estimation device may square each data of the differentiated ECG data signal (230). The stress analysis and estimation device may squared each data of the differentiated ECG data signal after eliminating the DC component using a baseline variation and a power noise canceling method for the ECG data signal. Therefore, the process of squaring can invert a negative value to a positive value through a squaring operation.

스트레스 분석 및 추정 장치는 심전도 데이터 신호의 각 주기에서 R파 특징점을 강조할 수 있다(240). 제곱 연산된 심전도 데이터 신호에 이동 평균필터(Moving Average Filter)를 이용하여 심전도 각 주기에서의 R파 특징점을 강조할 수 있다. The stress analysis and estimation device may emphasize the R-wave feature points in each cycle of the ECG data signal (240). The R-wave minutiae points in each period of the electrocardiogram can be emphasized by using a moving average filter on the squared ECG data signal.

스트레스 분석 및 추정 장치는 실제 심전도 데이터 신호에 반영하여 R파 특징점을 추출할 수 있다(250). R파 특징점을 추출하는 방법은 이동 평균필터(Moving Average Filter)를 사용하여 이동하는 윈도우 내에서의 최고점을 찾는 방식을 사용할 수 있다. 그리고 최고점을 실제 심전도 데이터 신호에 반영하여 R파 특징점을 추출할 수 있다. The stress analysis and estimation apparatus can extract the R-wave minutiae from the actual electrocardiogram data signal (250). The method of extracting the R-wave minutiae points can use a method of finding the highest point in the moving window using a moving average filter. Then, the R-wave minutiae point can be extracted by reflecting the peak to the actual ECG data signal.

스트레스 분석 및 추정 장치는 추출된 R파 특징점을 이용하여 P, QRS, T 특징점을 추출할 수 있다(260). 스트레스 분석 및 추정 장치는 추출된 R파 특징점을 이용하여 웹스터(Webster)의 심전도 특징점 추출 알고리즘을 통해 P, QRS, T 특징점을 모두 추출할 수 있다.
The stress analysis and estimation apparatus can extract P, QRS, and T feature points using the extracted R wave feature points (260). The stress analysis and estimation apparatus can extract P, QRS, and T feature points through Webster's electrocardiographic feature point extraction algorithm using the extracted R wave feature points.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치를 장착한 설명도이다.FIG. 3 is an explanatory view showing an electrocardiogram measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에서 제안하는 스트레스 분석 및 추정 방법을 수행하기 위해 사용자 인체(310)에 부착되는 심전도 측정 장치(320)를 나타내는 도면이다. 이때, 심전도 측정 장치(320)는 사용자의 신체에 부착되어 비 활동 심전도 데이터 신호를 측정할 수 있다. 비 활동 심전도는 3채널 심전도 측정 장치를 이용하여 측정할 수 있다. 3채널 심전도 측정 장치는 사용자 인체의 팔목, 다리, 가슴에 전극을 붙이는 3채널 심전도 측정 장치를 이용하여 측정할 수 있다. 그리고, 측정된 심전도 데이터 신호는 무선통신을 이용하여 스트레스 분석 및 추정 장치로 전송될 수 있다. FIG. 3 is a diagram showing an electrocardiogram measuring apparatus 320 attached to a user's body 310 to perform the stress analysis and estimation method proposed in the present invention. At this time, the electrocardiogram measuring apparatus 320 may be attached to the user's body and measure the inactivity electrocardiogram data signal. Inactivity electrocardiogram can be measured using a 3-channel electrocardiograph. The 3-channel electrocardiogram measuring device can be measured using a 3-channel electrocardiogram measuring device which attaches an electrode to the cuff, leg and chest of the user's body. The measured electrocardiogram data signal can then be transmitted to the stress analysis and estimation device using wireless communication.

예를 들면, 측정된 심전도 데이터 신호는 블루투스(Bluetooth) 또는 이에 상응하는 무선통신을 이용하여 스트레스 분석 및 추정 장치로 전송할 수 있다. 따라서, 스트레스 분석 및 추정 장치는 무선통신을 이용하여 사용자의 비 활동 심전도 데이터 신호를 전송하는 과정을 거쳐 사용자의 비 활동 심전도를 취득할 수 있다.
For example, the measured ECG data signal may be transmitted to a stress analysis and estimation device using Bluetooth or equivalent wireless communication. Therefore, the stress analysis and estimation apparatus can acquire the inactive electrocardiogram of the user through the process of transmitting the user's inactivity electrocardiogram data signal using the wireless communication.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치의 동작을 제어하는 제어 명령도이다.4 is a control instruction chart for controlling the operation of the electrocardiogram measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3에서 설명한 심전도 측정 장치(320)는 제어 명령도의 명령어(Command)를 따라 스트레스 분석 및 추정 방법을 수행하기 위해 동작할 수 있다. The electrocardiogram measuring apparatus 320 illustrated in FIG. 3 may operate to perform a stress analysis and estimation method according to a command of a control command diagram.

심전도 측정 장치(320)는 센서 온(Sensor on) 명령에 따라 전원을 키고(Power on), 센서 오프(Sensor off) 명령에 따라 전원을 끌 수 있다. 그리고, 심전도 측정 장치(320)는 노멀 모드(Normal Mode) 명령어에 따라 심전도 측정 장치(320)를 노멀 모드로 설정할 수 있고, 스트림 모드(Stream Mode) 명령어에 따라 스트림 모드로 설정할 수 있다. 또한, 베터리 상태(Battery Status) 명령어에 따라 베터리의 상태를 나타낼 수 있다.
The ECG measuring apparatus 320 can turn on the power according to the sensor on command and turn off the power according to the sensor off command. The electrocardiogram measuring apparatus 320 can set the electrocardiogram measuring apparatus 320 to the normal mode according to the normal mode command and can set the stream mode according to the stream mode command. In addition, the state of the battery can be indicated by a battery status command.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 정상 동조율의 결과를 보여주는 도면이다. FIG. 5 is a graph showing a result of normal ECG co-ordination according to an embodiment of the present invention.

푸리에 급수(Fourier Series)와 푸리에 보간(Fourier interpolation) 알고리즘을 이용하여 비정규화된 한 주기의 심전도 데이터 신호를 정규화하고 정규화된 심전도 데이터 신호의 특징을 저장할 수 있다. 정규화된 심전도 데이터 신호를 통해 심박수, 심전도 리듬, R-R파 간격, QRS군 간격을 기준으로 하는 심전도 정상 동조율을 파악할 수 있다. 따라서, 정규화 과정을 거쳐 데이터베이스로 저장된 후 스트레스 지표에 의하여 스트레스 정도가 도출될 수 있다. 스트레스 지표는 <표 1>에 참조하여 나타낼 수 있다.
The Fourier series and the Fourier interpolation algorithm can be used to normalize the normalized one cycle ECG data signal and to store the characteristics of the normalized ECG data signal. Normalized electrocardiogram data signals can be used to determine the ECG normal coordination rate based on heart rate, electrocardiogram rhythm, RR wave interval, and QRS interval. Therefore, the degree of stress can be derived from the stress index after being stored in the database through the normalization process. The stress indicators can be shown in Table 1.

<표 1><Table 1>

Figure pat00002

Figure pat00002

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레스 정도를 수치화한 결과를 보여주는 도면이다.FIG. 6 is a graph showing a result of quantifying the degree of stress according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시한 것과 같이 계산된 스트레스 정도를 수치화하여 표시할 수 있다. 스트레스 정도를 YES/NO 형태 및 기 설정된 단계로 수치화하여 표시할 수 있다. 예를 들면, 계산된 스트레스 정도를 0~100으로 수치화하여, 모니터 또는 이에 상응하는 디스플레이 장치를 통해 사용자의 스트레스 여부 및 정도를 확인할 수 있다.The degree of stress calculated as shown in Fig. 6 can be numerically displayed. The degree of stress can be displayed in the form of YES / NO and a predetermined level. For example, the calculated stress level can be numerically expressed as 0 to 100, and the user can check the degree of stress and the degree of the stress through the monitor or the corresponding display device.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레스 분석 및 추정 장치의 구성을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a configuration of a stress analysis and estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 제안하는 스트레스 분석 및 추정 장치(700)는 심전도 신호 수신부(710), 전처리부(720), 정규화 및 데이터 저장부(730), 신호 분석부(740), 디스플레이부(750)를 포함할 수 있다. The stress analysis and estimation apparatus 700 proposed in the present invention includes an electrocardiogram signal receiving unit 710, a preprocessing unit 720, a normalization and data storing unit 730, a signal analyzing unit 740, and a display unit 750 can do.

심전도 신호 수신부(710)는 심전도 측정 장치를 통해 사용자로부터 심전도 데이터 신호를 측정하고, 무선통신을 이용하여 측정된 심전도 데이터 신호를 수신할 수 있다.  The electrocardiogram signal receiving unit 710 may measure the electrocardiogram data signal from the user through the electrocardiogram measuring device and receive the measured electrocardiogram data signal using the wireless communication.

심전도 측정 장치는 사용자의 신체에 부착되어 비 활동 심전도 데이터 신호를 측정할 수 있다. 이때, 비 활동 심전도는 인체의 팔목, 다리, 가슴에 전극을 붙이는 3채널 심전도 측정 장치를 이용하여 측정할 수 있다. 그리고, 측정된 심전도 데이터 신호는 무선통신을 이용하여 심전도 신호 수신부(710)로 전송될 수 있다. 심전도 신호 수신부(710)는 측정된 심전도 데이터 신호를 수신하여 전처리 과정을 수행하기 위한 전처리부(720)로 전송할 수 있다. The electrocardiogram measuring device may be attached to the user's body to measure an inactive ECG data signal. At this time, the inactivity electrocardiogram can be measured by using a three-channel electrocardiogram measuring device which attaches an electrode to the cuff, leg and chest of a human body. The measured electrocardiogram data signal may be transmitted to the electrocardiogram signal receiving unit 710 using wireless communication. The electrocardiogram signal receiving unit 710 may receive the measured electrocardiogram data signal and transmit the same to the preprocessing unit 720 for performing the preprocessing process.

전처리부(720)는 수신된 심전도 데이터 신호 분석을 위한 전처리 과정을 수행할 수 있다. The preprocessing unit 720 may perform a preprocessing process for analyzing the received electrocardiogram data signal.

전처리부(720)는 취득된 심전도 데이터 신호의 분석을 위해 기저선 변동 및 전원 잡음을 제거할 수 있다. 심전도 데이터 신호는 일반적으로 호흡 및 전원 장치로 인한 저주파 잡음에 의해 왜곡 현상이 나타날 수 있다. 따라서, 왜곡 현상을 사전에 제거하기 위한 전처리 과정이 필요할 수 있다. The preprocessing unit 720 can remove baseline variation and power supply noise for analysis of the acquired electrocardiogram data signal. Electrocardiogram data signals can generally be distorted by low-frequency noise due to breathing and power supplies. Therefore, a preprocessing process may be required to remove the distortion phenomenon in advance.

전처리부(720)는 심전도 측정 장치에서 전송된 심전도 데이터 신호에 기저선 변동 및 전원 잡음제거의 방법을 사용할 수 있다. 이후, 기저선 변동 및 전원 잡음을 제거한 심전도 데이터 신호를 미분하여 기울기의 변화량이 큰 구간을 획득할 수 있다. 그리고, 미분된 심전도 데이터 신호의 각 데이터들을 제곱할 수 있다. 미분된 심전도 데이터 신호의 각 데이터들을 제곱함으로써 음수의 값을 양수의 값으로 반전시킬 수 있다. 제곱 연산된 심전도 데이터 신호에 이동 평균필터(Moving Average Filter)를 이용하여 심전도 각 주기에서의 R파 특징점을 강조할 수 있다. 이동 평균필터(Moving Average Filter)를 사용하여 이동하는 윈도우 내에서의 최고점을 찾고, 최고점을 실제 심전도 데이터 신호에 반영하여 R파 특징점을 추출할 수 있다. 그리고, 추출된 R파 특징점을 이용하여 웹스터(Webster)의 심전도 특징점 추출 알고리즘을 통해 P, QRS, T 특징점을 모두 추출할 수 있다.The preprocessing unit 720 may use a method of removing baseline variation and power supply noise in the electrocardiogram data signal transmitted from the electrocardiogram measuring apparatus. Thereafter, the electrocardiogram data signal from which the baseline variation and the power supply noise are removed is differentiated to obtain a section in which the variation of the gradient is large. Then, each data of the differentiated ECG data signal can be squared. The negative value can be inverted to a positive value by squaring each data of the differentiated ECG data signal. The R-wave minutiae points in each period of the electrocardiogram can be emphasized by using a moving average filter on the squared ECG data signal. By using the moving average filter, the peak in the moving window can be found, and the peak can be reflected in the actual electrocardiogram data signal to extract the R-wave minutiae. Then, using the extracted R-wave minutiae points, all the P, QRS, and T minutiae points can be extracted through Webster's electrocardiogram minutiae extraction algorithm.

정규화 및 데이터 저장부(730)는 전처리된 데이터 신호를 이용하여 비정규화된 한 주기의 심전도 데이터 신호를 정규화하고 정규화된 심전도 데이터 신호의 특징을 저장할 수 있다. The normalization and data storage unit 730 may normalize the normalized one-cycle electrocardiogram data signal using the preprocessed data signal and store the characteristic of the normalized electrocardiogram data signal.

정규화 및 데이터 저장부(730)는 전처리된 데이터 신호를 정규화하고 정규화된 심전도 데이터 신호의 특징을 저장할 수 있다. 예를 들면, 정규화 및 데이터 저장부(730)는 푸리에 급수(Fourier Series)와 푸리에 보간(Fourier interpolation) 알고리즘을 이용하여 비정규화된 한 주기의 심전도 데이터 신호를 정규화할 수 있다. 따라서, 정규화된 심전도 데이터 신호를 통해 심박수, 심전도 리듬, R-R파 간격, QRS군 간격을 기준으로 하는 심전도 정상 동조율을 파악할 수 있다. The normalization and data storage 730 may normalize the preprocessed data signal and store the characteristics of the normalized ECG data signal. For example, the normalization and data storage unit 730 may normalize one cycle of the ECG data signal denormalized using a Fourier series and Fourier interpolation algorithm. Thus, normalized ECG data signals can be used to determine ECG normal coordination rates based on heart rate, electrocardiogram rhythm, R-R wave interval, and QRS group interval.

신호 분석부(740)는 정규화하여 저장된 P파형의 위치, R-R간격, QRS군의 간격, T파형의 특징을 이용하여 심전도 데이터 신호를 분석 및 스트레스 정도를 계산할 수 있다. The signal analyzing unit 740 can analyze the electrocardiogram data signal and calculate the degree of stress using the positions of the normalized and stored P waveform, the R-R interval, the interval of the QRS group, and the characteristics of the T waveform.

디스플레이부(750)는 계산된 스트레스 정도를 수치화하여 표시할 수 있다. The display unit 750 can display the calculated degree of stress numerically.

디스플레이부(750)는 신호 분석부(740)에서 계산된 스트레스 정도를 YES/NO 형태 및 기 설정된 단계로 수치화하여 표시할 수 있다. 예를 들면, 계산된 스트레스 정도를 0~100으로 수치화하여 표시할 수 있다.
The display unit 750 can display the degree of stress calculated by the signal analyzer 740 in the form of YES / NO and a predetermined level. For example, the calculated degree of stress can be expressed as a numerical value ranging from 0 to 100.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.  또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.  이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.  예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.  또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA) A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.  소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.  소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.  상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.  상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.  컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.  프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.  상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.  예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI &gt; or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (10)

심전도 측정 장치에서 측정된 비 활동 심전도 데이터 신호를 무선통신을 이용하여 수신하고, 심전도 데이터 신호를 취득하는 단계;
상기 취득된 심전도 데이터 신호의 분석을 위한 전처리 과정을 수행하는 단계;
상기 전처리된 데이터 신호를 정규화하고, 정규화된 심전도 데이터 신호의 특징을 저장하는 단계;
상기 저장된 심전도 데이터 신호를 분석하여 스트레스 정도를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 스트레스 정도를 수치화하여 표시하는 단계
를 포함하는 무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 방법.
Receiving an inactivity electrocardiogram data signal measured by the electrocardiogram measuring device using wireless communication and acquiring an electrocardiogram data signal;
Performing a preprocessing process for analyzing the acquired ECG data signal;
Normalizing the preprocessed data signal and storing a characteristic of the normalized ECG data signal;
Analyzing the stored ECG data signal to calculate a degree of stress; And
The step of numerically displaying the calculated degree of stress
A method for analyzing and estimating stress using wireless communication electrocardiogram measurement.
제1항에 있어서,
상기 비 활동 심전도 데이터 신호는 인체의 팔목, 다리, 가슴에 전극을 붙이는 3채널 심전도 측정 장치를 이용하여 측정되고, 상기 측정된 심전도 데이터 신호는 무선통신을 이용하여 스트레스 분석 및 추정 장치로 전송되는
무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 방법.
The method according to claim 1,
The inactivity electrocardiogram data signal is measured using a three-channel electrocardiogram measuring device that attaches an electrode to a cuff, a leg, and a chest of a human body, and the measured electrocardiogram data signal is transmitted to a stress analysis and estimation device using wireless communication
Stress Analysis and Estimation Method Using Radio Communication Electrocardiogram Measurement.
제 1 항에 있어서,
상기 전처리 과정을 수행하는 단계는,
상기 취득된 심전도 데이터 신호 분석을 위해 기저선 변동 및 전원 잡음을 제거하는 단계;
상기 심전도 데이터 신호를 미분하는 단계;
상기 미분된 심전도 데이터 신호의 각 데이터들을 제곱하는 단계;
심전도 데이터 신호의 각 주기에서 R파 특징점을 강조하는 단계;
실제 심전도 데이터 신호에 반영하여 상기 R파 특징점을 추출하는 단계; 및
상기 추출된 R파 특징점을 이용하여 P, QRS, T 특징점을 추출하는 단계
를 포함하는 무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 방법.
The method according to claim 1,
The step of performing the pre-
Removing baseline variation and power supply noise for the acquired ECG data signal analysis;
Differentiating the electrocardiogram data signal;
Squaring each data of the differentiated electrocardiogram data signal;
Emphasizing the R-wave characteristic point in each cycle of the electrocardiogram data signal;
Extracting the R-wave minutiae points by reflecting them on an actual electrocardiogram data signal; And
Extracting P, QRS, and T feature points using the extracted R wave feature points
A method for analyzing and estimating stress using wireless communication electrocardiogram measurement.
제 1 항에 있어서,
상기 정규화 및 데이터의 특징을 저장하는 단계는 푸리에 급수(Fourier Series)와 푸리에 보간(Fourier interpolation) 알고리즘을 이용하여 비정규화된 한 주기의 심전도 데이터 신호가 정규화되는
무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 방법.
The method according to claim 1,
The storing of the normalization and data characteristics may include normalizing an ECG data signal of one period denormalized using a Fourier series and Fourier interpolation algorithm
Stress Analysis and Estimation Method Using Radio Communication Electrocardiogram Measurement.
제 1 항에 있어서,
상기 정규화된 심전도 데이터 신호는 R파형의 위치, R-R파 간격, QRS군 간격, T파형의 특징을 포함하는
무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 방법.
The method according to claim 1,
The normalized electrocardiogram data signal includes the characteristics of the position of the R waveform, the RR wave interval, the QRS group interval, and the T waveform
Stress Analysis and Estimation Method Using Radio Communication Electrocardiogram Measurement.
제 1 항에 있어서,
상기 스트레스 정도를 계산하는 단계는 상기 정규화하여 저장된 P파형의 위치, R-R간격, QRS군의 간격, T파형의 특징을 이용하여 스트레스 정도가 계산되는
무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 방법.
The method according to claim 1,
The step of calculating the degree of stress includes calculating the degree of stress using the position of the normalized and stored P waveform, the RR interval, the interval of the QRS complex, and the characteristics of the T waveform
Stress Analysis and Estimation Method Using Radio Communication Electrocardiogram Measurement.
제 1 항에 있어서,
상기 수치화하여 표시하는 단계는 상기 계산된 스트레스 정도가 YES/NO 형태 및 기 설정된 단계로 수치화되어 표시되는
무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 방법.
The method according to claim 1,
In the step of displaying the numerical value, the calculated degree of stress is expressed in a YES / NO type and a predetermined level and displayed
Stress Analysis and Estimation Method Using Radio Communication Electrocardiogram Measurement.
심전도 측정 장치에서 측정된 비 활동 심전도 데이터 신호를 무선통신을 이용하여 수신하는 심전도 신호 수신부;
상기 수신된 심전도 데이터 신호 분석을 위한 전처리 과정을 수행하는 전처리부;
상기 전처리된 데이터 신호를 이용하여 비정규화된 한 주기의 심전도 데이터 신호를 정규화하고 정규화된 심전도 데이터 신호의 특징을 저장하는 정규화 및 데이터 저장부;
상기 정규화하여 저장된 P파형의 위치, R-R간격, QRS군의 간격, T파형의 특징을 이용하여 심전도 데이터 신호를 분석 및 스트레스 정도를 계산하는 신호 분석부; 및
상기 계산된 스트레스 정도를 수치화하여 표시하는 디스플레이부
를 포함하는 무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 장치.
An electrocardiogram signal receiving unit for receiving the inactive electrocardiogram data signal measured by the electrocardiogram measuring apparatus using wireless communication;
A preprocessing unit for performing a preprocessing process for analyzing the received ECG data signal;
A normalization and data storage unit for normalizing one cycle of the electrocardiogram data signal denormalized using the preprocessed data signal and storing characteristics of the normalized electrocardiogram data signal;
A signal analyzer for analyzing the electrocardiogram data signal and calculating the degree of stress using the position of the normalized and stored P waveform, the RR interval, the interval of the QRS complex, and the characteristics of the T waveform; And
A display unit for numerically displaying the calculated degree of stress,
A stress analysis and estimation apparatus using wireless communication electrocardiogram measurement.
제8항에 있어서,
상기 전처리부는 상기 수신된 심전도 데이터 신호 분석을 위해 기저선 변동 및 전원 잡음을 제거하고, 추출된 R파 특징점을 이용하여 P, QRS, T 특징점을 추출하는
무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 장치.
9. The method of claim 8,
The preprocessor removes baseline variation and power supply noise for analyzing the received ECG data signal and extracts P, QRS, and T feature points using the extracted R wave feature points
Stress Analysis and Estimation System Using Electrocardiographic Measurement of Wireless Communication.
제8항에 있어서,
상기 정규화 및 데이터 저장부는 푸리에 급수(Fourier Series)와 푸리에 보간(Fourier interpolation) 알고리즘을 이용하여 비정규화된 한 주기의 심전도 데이터 신호를 정규화하는
무선통신 심전도 측정을 이용한 스트레스 분석 및 추정 장치.
9. The method of claim 8,
The normalization and data storage unit may normalize an ECG data signal of one period denormalized using a Fourier series and a Fourier interpolation algorithm
Stress Analysis and Estimation System Using Electrocardiographic Measurement of Wireless Communication.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180109305A (en) * 2017-03-27 2018-10-08 한국전자통신연구원 Ecg analysis apparatus and method thereof
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KR20230075091A (en) * 2021-11-22 2023-05-31 주식회사 바이오브레인 Extended Reality Virtual Content Provision System for Interworking with Weather Data and Metaverse

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