KR20160078030A

KR20160078030A - 맥파 측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160078030A
Application number: KR1020140188643A
Authority: KR
Inventors: 권용주; 강재민; 김선권; 김연호; 박상윤; 조성호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-07-04
Also published as: KR102390368B1; US20160183817A1; US10314545B2

Abstract

대상체의 두 지점에서 감지된 맥파 신호 각각을 수신부에서 수신하고, 수신된 맥파 신호를 이용하여 유효 맥파 신호 구간을 결정하고, 결정된 유효 맥파 신호 구간 동안 수신부의 출력 신호의 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 수신부의 출력 신호의 크기를 비교한 결과를 이용하여, 두 지점 사이의 맥파 전달 시간을 획득하는 맥파 측정 장치 및 방법이 제공된다.

Description

맥파 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING PULSE WAVE}

개시된 실시예들은 맥파 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 맥파 전달 시간 측정 방법 중 하나로, 심전도 신호를 측정하여, 신체의 말단 부위에서 측정된 맥파와 비교하여 맥파 전달 시간(PTT; Pulse Transit Time)을 구하는 방식이 있다. 심전도를 이용하는 방식의 경우 심장을 포함하는 전기적 경로를 통하여 전위차를 측정해야 하므로, 양 손을 기기에 접촉하거나, 가슴 부위에 패치를 접촉해야 한다.

심전도 측정 없이 맥파를 측정하는 방법으로, 신체의 일 말단 부위의 두 지점에서 맥파를 측정하여, 심장과 가까운 쪽의 맥파 신호와 신체 말단과 가까운 쪽의 맥파 신호 사이의 시간차를 측정하는 방식이 있다. 이 때, 맥파 신호가 감지되는 두 지점 사이의 거리가 가까울수록, 두 맥파 신호 사이의 시간차가 작아진다. 따라서, 맥파 신호가 감지되는 두 지점 사이의 거리가 가까울수록, 신호 측정을 위해 높은 샘플링 주파수(sampling frequency)가 요구된다.

개시된 일 실시예는, 대상체의 두 지점에서 감지된 맥파 신호 각각을 수신부에서 수신하고, 수신된 맥파 신호를 이용하여 결정된 유효 맥파 신호 구간 동안, 수신부의 출력 신호의 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 수신부의 출력 신호의 크기를 비교한 결과를 이용하여, 두 지점 사이의 맥파 전달 시간을 획득하는 장치 및 방법을 제공한다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치는, 대상체의 제1 지점에서 감지된 제1 맥파 신호를 수신하는 제1 수신부; 상기 대상체의 제2 지점에서 감지된 제2 맥파 신호를 수신하는 제2 수신부; 상기 제1 수신부의 출력 신호 및 상기 제2 수신부의 출력 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용하여, 유효 맥파 신호 구간을 결정하는 유효 신호 결정부; 상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제1 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하고, 상기 검출된 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제1 수신부의 출력 신호의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 출력 값을 결정하는 제1 신호 처리부; 상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제2 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하고, 상기 검출된 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제2 수신부의 출력 신호의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 출력 값을 결정하는 제2 신호 처리부; 및 상기 제1 신호 처리부의 출력 값 및 상기 제2 신호 처리부의 출력 값을 이용하여, 상기 제1 지점으로부터 상기 제2 지점까지의 맥파 전달 시간을 획득하는 맥파 전달 시간 획득부를 포함한다.

상기 유효 신호 결정부는, 상기 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제1 기준 값보다 커지는 시점으로부터 상기 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제2 기준 값보다 작아지는 시점까지의 구간을 상기 유효 맥파 신호 구간으로 결정할 수 있다.

상기 제1 신호 처리부는, 상기 제1 수신부; 상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제1 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하여 제1 피크 값을 출력하는 제1 피크 검출부; 및 상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제1 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제1 수신부의 출력 신호의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제1 신호 처리부의 출력 값을 결정하는 제1 비교부를 포함하며, 상기 제2 신호 처리부는, 상기 제2 수신부; 상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제2 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하여 제2 피크 값을 출력하는 제2 피크 검출부; 및 상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제2 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제2 수신부의 출력 신호의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제2 신호 처리부의 출력 값을 결정하는 제2 비교부를 포함할 수 있다.

상기 제1 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 제1 비교 기준 값과 상기 제1 수신부의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 제1 비교 출력 값 및 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 출력하며, 상기 제2 비교부는, 상기 제2 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 제2 비교 기준 값과 상기 제2 수신부의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 상기 제1 비교 출력 값 및 상기 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 출력할 수 있다.

상기 맥파 전달 시간 획득부는, 상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제1 비교부의 출력 및 상기 제2 비교부의 출력에 기초하여 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점 사이의 맥파 전달 시간을 나타내는 맥파 전달 시간 표시 구간을 결정하고, 상기 맥파 전달 시간 표시 구간에 대해 제1 논리 전압을 출력하고, 상기 맥파 전달 시간 표시 구간을 제외한 구간에 대해서는 제2 논리 전압을 출력할 수 있다.

상기 맥파 전달 시간 획득부는, 상기 제1 논리 전압이 출력되는 동안 소정의 전압을 적분하는 적분부; 및 상기 적분부의 출력 신호를 디지털 값으로 변환하는 AD 변환부를 더 포함하고, 상기 적분부는 상기 유효 맥파 신호 구간마다 초기화(reset)될 수 있다.

상기 맥파 전달 시간 획득부는, 상기 유효 맥파 신호 구간 동안 활성화되고, 상기 제1 논리 전압이 출력되는 동안 클럭을 카운팅하는 카운팅부를 더 포함하고, 상기 카운팅부는 상기 유효 맥파 신호 구간마다 초기화될 수 있다.

맥파 측정 장치는, 상기 대상체에 대하여 광을 조사하는 발광부를 더 포함하고, 상기 제1 수신부는, 상기 발광부로부터 조사되어 상기 대상체를 투사한 광 및 상기 발광부로부터 조사되어 상기 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 수신해 광전(photoelectric) 변환하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하는 제1 수광부를 더 포함하고, 상기 제2 수신부는, 상기 발광부로부터 조사되어 상기 대상체를 투사한 광 및 상기 발광부로부터 조사되어 상기 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 수신해 광전 변환하여 상기 제2 맥파 신호를 생성하는 제2 수광부를 더 포함할 수 있다.

상기 발광부는, 상기 대상체에 대하여 제1 파장의 광을 조사하는 제1 발광 소자 및 상기 대상체에 대하여 제2 파장의 광을 조사하는 제2 발광 소자를 포함하고, 상기 제1 수광부는, 상기 제1 파장의 광을 선택적으로 수신해 광전 변환하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하고, 상기 제2 수광부는, 상기 제2 파장의 광을 선택적으로 수신해 광전 변환하여 상기 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

상기 맥파 측정 장치는, 상기 대상체에 대하여 음파를 방출하는 음파 발생부를 더 포함하고, 상기 제1 수신부는, 상기 음파 발생부로부터 방출되어 상기 대상체를 투사한 음파 및 상기 음파 발생부로부터 방출되어 상기 대상체로부터 반사된 음파 중 적어도 하나를 수신해 전기적 신호로 변환하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하는 제1 음파 수신부를 더 포함하고, 상기 제2 수신부는, 상기 음파 발생부로부터 방출되어 상기 대상체를 투사한 음파 및 상기 음파 발생부로부터 방출되어 상기 대상체로부터 반사된 음파 중 적어도 하나를 수신해 전기적 신호로 변환하여 상기 제2 맥파 신호를 생성하는 제2 음파 수신부를 더 포함할 수 있다.

상기 음파 발생부는, 상기 대상체에 대하여 제1 진동수의 음파를 방출하는 제1 음파 발생 소자 및 상기 대상체에 대하여 제2 진동수의 음파를 방출하는 제2 음파 발생 소자를 포함하고, 상기 제1 수신부는, 상기 제1 진동수의 음파를 선택적으로 수신해 전기적 신호로 변환하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하고, 상기 제2 수신부는, 상기 제2 진동수의 음파를 선택적으로 수신해 전기적 신호로 변환하여 상기 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

상기 맥파 측정 장치는, 상기 대상체에 대하여 전기장을 발생시키는 전기장 발생부를 더 포함하고, 상기 제1 수신부는, 상기 전기장 발생부로부터 발생되어 상기 대상체에 대해 형성된 전기장으로부터 전기적 신호를 수신하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하고, 상기 제2 수신부는, 상기 전기장 발생부로부터 발생되어 상기 대상체에 대해 형성된 전기장으로부터 전기적 신호를 수신하여 상기 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

상기 제1 수신부는, 상기 제1 맥파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하기 위한 제1 노이즈 필터링부를 더 포함하고, 상기 제2 수신부는, 상기 제2 맥파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하기 위한 제2 노이즈 필터링부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 수신부는, 상기 제1 맥파 신호를 미분하는 제1 미분부를 더 포함하고, 상기 제2 수신부는, 상기 제2 맥파 신호를 미분하는 제2 미분부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 수신부는, 상기 제1 맥파 신호를 증폭하는 제1 증폭부를 더 포함하고, 상기 제2 수신부는, 상기 제2 맥파 신호를 증폭하는 제2 증폭부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 지점 및 상기 제2 지점 사이의 거리, 및 상기 획득된 맥파 전달 시간을 이용하여 맥파 전달 속도를 산출하는 맥파 전달 속도 산출부를 더 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따른 맥파 측정 방법은, 대상체의 제1 지점에서 감지된 제1 맥파 신호를 제1 수신부에서 수신하고, 상기 대상체의 제2 지점에서 감지된 제2 맥파 신호를 제2 수신부에서 수신하는 단계; 상기 제1 수신부의 출력 신호 및 상기 제2 수신부의 출력 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용하여, 유효 맥파 신호 구간을 결정하는 단계; 상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 신호 처리부에서 상기 제1 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하고, 제2 신호 처리부에서 상기 제2 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하는 단계; 상기 제1 수신부의 출력 신호의 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제1 수신부의 출력 신호의 크기를 비교한 결과에 기초하여 상기 제1 신호 처리부의 출력 값을 결정하고, 상기 제2 수신부의 출력 신호의 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제2 수신부의 출력 신호의 크기를 비교한 결과에 기초하여 상기 제2 신호 처리부의 출력 값을 결정하는 단계; 및 상기 제1 신호 처리부의 출력 값 및 상기 제2 신호 처리부의 출력 값을 이용하여, 상기 제1 지점으로부터 상기 제2 지점까지의 맥파 전달 시간을 획득하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예는, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

또 다른 실시예는, 하드웨어와 결합되어 상기 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 방법은 아날로그 신호 처리 과정을 포함하여, 샘플링 주파수 등 이산적 특성에 영향을 받지 않고, 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다.

도 1은 맥파 측정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 맥파 측정 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 유효 신호 결정부를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 맥파 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 맥파 측정 장치에서의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 일 실시예에 따라 노이즈 필터링부, 미분부 및 증폭부를 포함하는 맥파 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 맥파 측정 장치에서의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 맥파 전달 시간 획득부를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 적분부를 이용한 맥파 전달 시간 획득 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 클럭 카운터를 이용한 맥파 전달 시간 획득 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 맥파 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 일 신호 처리부에서의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 도 12에 도시된일 신호 처리부의 회로 예시도이다.

본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 실시 예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 맥파 측정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1(a)는 맥파 측정 장치(100)가 대상체(105)의 두 지점에서 맥파를 감지하여, 심장에 가까운 쪽의 신호(110)와 신체 말단에 가까운 쪽의 신호(120) 사이의 전달 시간을 측정하는 것을 나타낸다.

도 1(b)는 심장에 가까운 쪽의 신호(110) 및 신체 말단에 가까운 쪽의 신호(120)의 시간에 따른 파형을 나타낸다. 여기서, 두 파형 각각의 피크 지점 사이의 간격(Δt)은 맥파 전달 시간(PTT; Pulse Transit Time)을 나타낼 수 있다.

비 침습적인 맥파 측정 방법으로, 맥파 측정 장치(100)는 한쪽 체말단에 접하여, 두 개 이상의 지점에서 생체 신호를 감지하고, 감지된 신호들 사이의 전달 시간을 획득할 수 있다. 체말단이란 예를 들어, 손목, 발목, 손 바닥 및 발 바닥 등을 포함할 수 있다. 동맥을 따라 진행하는 맥파의 전달 속도는 1 내지 5 m/s 정도로, 신호를 측정하는 두 지점 사이의 거리가 가까울수록, 두 지점 사이의 신호 전달 시간이 작아진다. 두 지점 사이의 신호 전달 시간이 작아질수록, 디지털 시스템에서의 샘플링 주파수는 높아져야 한다. 이에 따라, 맥파 측정 장치(100)를 위해 고 용량의 메모리가 요구되며, 시스템 전체의 연산량이 증가하고, 전력 소모가 증가하여, 웨어러블 장치(wearable device)로의 구현이 어렵게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 두 지점에서 감지된 맥파 신호(110, 120)에 대해 아날로그 신호 처리를 하여, 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다. 구체적으로, 맥파 측정 장치(100)는 대상체의 두 지점에서 감지된 맥파 신호 각각을 수신부에서 수신하고, 수신된 맥파 신호를 이용하여 유효 맥파 신호 구간을 결정할 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는 결정된 유효 맥파 신호 구간 동안, 수신부의 출력 신호의 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 수신부의 출력 신호의 크기를 비교한 결과를 이용하여, 두 지점 사이의 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다.

개시된 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 신호를 측정하는 두 지점 사이의 거리가 가까워져도, 신호가 측정되는 샘플링 주파수의 영향을 받지 않고 신호 전달 시간을 획득할 수 있다. 측정된 맥파 전달 시간은 혈압, 혈관 탄성도 등 심혈관계 특징을 분석하는 데 활용될 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)의 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 맥파 측정 장치(100)는 제1 수신부(205), 제2 수신부(215), 유효 신호 결정부(230), 제1 신호 처리부(210), 제2 신호 처리부(220) 및 맥파 전달 시간 획득부(240)를 포함한다. 맥파 측정 장치(100)는 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해서도 구현될 수 있다.

이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

제1 수신부(205) 및 제2 수신부(215)는 대상체의 적어도 두 지점에서 감지된 맥파 신호 각각을 수신한다. 제1 수신부(205)는 대상체의 제1 지점에서 감지된 제1 맥파 신호를 수신한다. 제2 수신부(215)는 대상체의 제2 지점에서 감지된 제2 맥파 신호를 수신한다. 여기서, 대상체의 적어도 두 지점은, 대상체의 한쪽 체말단에 위치한 적어도 두 지점을 의미한다.

일 실시예에 따르면, 제1 수신부(205)는 제1 신호 처리부(210)와 별개의 구성일 수 있다. 또한, 제2 수신부(215)는 제2 신호 처리부(220)와 별개의 구성일 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제1 수신부(205)는 제1 신호 처리부(210)에 포함될 수 있다. 또한, 제2 수신부(215)는 제2 신호 처리부(220)에 포함될 수 있다.

제1 수신부(205) 및 제2 수신부(215)는 맥파 전달 시간 획득을 위한 신호 처리(main-proccessing)에 앞서, 수신된 맥파 신호에 대한 전처리(pre-proccessing)를 수행할 수 있다. 수신된 맥파 신호에 대한 전처리는 노이즈 필터링, 미분 및 증폭 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6, 7 및 12를 참조하여 후술한다.

유효 신호 결정부(230)는 제1 수신부(205)의 출력 신호 및 제2 수신부(215)의 출력 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용하여, 유효 맥파 신호 구간을 결정한다.

일 실시예에 따른 유효 신호 결정부(230)는 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제1 기준 값보다 커지는 시점으로부터 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제2 기준 값보다 작아지는 시점까지의 구간을 상기 유효 맥파 신호 구간으로 결정할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.

제1 신호 처리부(210)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 수신부(205)의 출력 신호의 피크를 검출하고, 검출된 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 제1 수신부(205)의 출력 신호의 크기를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 출력 값을 결정한다. 제2 신호 처리부(220)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제2 수신부(215)의 출력 신호의 피크를 검출하고, 검출된 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 제2 수신부(215)의 출력 신호의 크기를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 출력 값을 결정한다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4을 참조하여 후술한다.

맥파 전달 시간 획득부(240)는 제1 신호 처리부(210)의 출력 값 및 제2 신호 처리부(220)의 출력 값을 이용하여, 제1 지점으로부터 제2 지점까지의 맥파 전달 시간을 획득한다.

일 실시예에 따른 맥파 전달 시간 획득부(240)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 신호 처리부(210)의 출력 및 제2 신호 처리부(220)의 출력에 기초하여 제1 지점 및 제2 지점 사이의 맥파 전달 시간을 나타내는 맥파 전달 시간 표시 구간을 결정할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(240)는 맥파 전달 시간 표시 구간에 대해 제1 논리 전압을 출력하고, 맥파 전달 시간 표시 구간을 제외한 구간에 대해서는 제2 논리 전압을 출력할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 8을 참조하여 후술한다.

일 실시예에 따른 맥파 전달 시간 획득부(240)는 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압이 출력되는 동안 소정의 전압을 적분하고, 적분 결과를 이용하여 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 9를 참조하여 후술한다.

다른 실시예에 따른 맥파 전달 시간 획득부(240)는 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압이 출력되는 동안 클럭을 카운팅하여 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 10을 참조하여 후술한다.

맥파 측정 장치(100)는 제1 지점 및 제2 지점 사이의 거리, 및 획득된 맥파 전달 시간을 이용하여 맥파 전달 속도를 산출하는 맥파 전달 속도 산출부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 유효 신호 결정부(230)를 설명하기 위한 예시도이다.

도 3(a)는 일 실시예에 따른 유효 신호 결정부(230)의 회로 예시도를 나타낸다.

유효 신호 결정부(230)는 제1 수신부(205)의 출력 신호 및 제2 수신부(215)의 출력 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용하여, 유효 맥파 신호 구간을 결정한다. 예를 들어, 유효 신호 결정부(230)는 제1 수신부(205)의 출력 신호를 입력 신호(310)로 수신할 수 있다.

일 실시예에 따른 유효 신호 결정부(230)는 슈미트 트리거 회로(Schmitt trigger circuit)를 포함할 수 있다. 슈미트 트리거 회로는 두 개의 논리 상태 중에서 어느 한 상태로 안정된 전압을 출력하는 회로이다. 예를 들어, 슈미트 트리거 회로는 입력 신호가 높은 트리거 전압 값(UTP: upper trigger point) 이상으로 높아지면 출력 전압이 상승하고, 낮은 트리거 전압 값(LTP: lower trigger point) 이하로 낮아지면 출력 전압이 하강하는 동작을 수행한다.

구체적으로, 슈미트 트리거 회로는 입력 신호(310)가 낮은 값으로부터 높은 값으로 증가하는 경우, 입력 신호(310)가 높은 트리거 전압 값에 도달하기 전까지는 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압을 출력한다. 슈미트 트리거 회로는 높은 트리거 전압 값에 도달한 때부터 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압을 출력한다. 또한, 슈미트 트리거 회로는 입력 신호(310)가 높은 트리거 전압 값 이상으로부터 낮은 값으로 감소하는 경우, 입력 신호(310)가 낮은 트리거 전압 값에 도달하기 전까지는 계속 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압을 출력한다. 슈미트 트리거 회로는 입력 신호(310)가 낮은 트리거 전압 값 이하로 감소하면, 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압을 출력한다.

일 실시예에 따르면, 유효 신호 결정부(230)에서 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압이 출력되는 구간은 유효 맥파 신호 구간으로 결정될 수 있다. 유효 신호 결정부(230)의 출력 신호(320)는 제1 신호 처리부(210), 제2 신호 처리부(220) 및 맥파 전달 시간 획득부(240)에 전달될 수 있다.

도 3(b)는 시간에 따른 유효 신호 결정부(230)의 입력 신호(310) 및 출력 신호(320)를 나타낸다.

도 3(b)의 상단의 그래프는 시간에 따른 제1 수신부(205)의 출력 신호(330) 및 제2 수신부(215)의 출력 신호(340)를 나타낸다. 여기서는, 제1 수신부(205)의 출력 신호(330)를 유효 신호 결정부(230)의 입력 신호(310)로 하여, 유효 맥파 신호 구간을 결정하는 실시예를 설명한다. 도 3(b)의 하단의 그래프는 시간에 따른 유효 신호 결정부(230)의 출력 신호(320)를 나타낸다.

유효 신호 결정부(230)는 제1 수신부(205)의 출력 신호(330)가 기 설정된 제1 기준 값( )보다 커지는 시점으로부터 기 설정된 제2 기준 값( )보다 작아지는 시점까지의 구간에 대해 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압( )을 출력할 수 있다. 또한, 유효 신호 결정부(230)는 제1 수신부(205)의 출력 신호(330)가 기 설정된 제2 기준 값( )보다 작아지는 시점으로부터 기 설정된 제1 기준 값( )보다 커지는 시점까지의 구간에 대해 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압( )을 출력할 수 있다.

유효 맥파 신호 구간은, 유효 신호 결정부(230)에서 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압( )이 출력되는 구간(350)으로 결정될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 제1 신호 처리부(410), 제2 신호 처리부(420), 유효 신호 결정부(430) 및 맥파 전달 시간 획득부(440)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 제1 신호 처리부(410), 제2 신호 처리부(420), 유효 신호 결정부(430) 및 맥파 전달 시간 획득부(440)는 도 2에 도시된 제1 신호 처리부(210), 제2 신호 처리부(220), 유효 신호 결정부(230) 및 맥파 전달 시간 획득부(240)와 동일 대응되므로, 도 2에서와 중복되는 설명은 생략한다.

일 실시예에 따른 제1 신호 처리부(410)는, 제1 수신부(450), 제1 피크 검출부(460) 및 제1 비교부(470)를 포함할 수 있다. 제1 피크 검출부(460)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 수신부(450)의 출력 신호의 피크를 검출하여 제1 피크 값을 출력할 수 있다. 제1 비교부(470)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 제1 수신부(450)의 출력 신호의 크기를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제1 신호 처리부(410)의 출력 값을 결정할 수 있다.

일 실시예에 따른 제2 신호 처리부(420)는, 제2 수신부(455), 제2 피크 검출부(465) 및 제2 비교부(475)를 포함할 수 있다. 제2 피크 검출부(465)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제2 수신부(455)의 출력 신호의 피크를 검출하여 제2 피크 값을 출력할 수 있다. 제2 비교부(475)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제2 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 제2 수신부(455)의 출력 신호의 크기를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제2 신호 처리부(420)의 출력 값을 결정할 수 있다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 대상체에 대하여 광을 조사하는 발광부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 발광부는 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다. 제1 수신부(450)는, 발광부로부터 조사되어 대상체를 투사한 광 및 발광부로부터 조사되어 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 수신해 광전 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 제2 수신부(455)는, 발광부로부터 조사되어 대상체를 투사한 광 및 발광부로부터 조사되어 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 수신해 광전 변환하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 수신부(450) 및 제2 수신부(455)는 각각 파장이 상이한 광을 선택적으로 수신해 광전 변환하여 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다. 발광부는, 대상체에 대하여 제1 파장의 광을 조사하는 제1 발광 소자 및 대상체에 대하여 제2 파장의 광을 조사하는 제2 발광 소자를 포함할 수 있다. 제1 수신부(450)는 제1 파장의 광을 선택적으로 수신해 광전 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 제2 수신부(455)는 제2 파장의 광을 선택적으로 수신해 광전 변환하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

예를 들어, 제1 발광 소자는 대상체의 제1 지점에 대해 파장이 500nm인 광을 조사할 수 있다. 제2 발광 소자는 대상체의 제2 지점에 대해 파장이 800nm인 광을 조사할 수 있다. 제1 수신부(450)는 파장이 500nm인 광만을 수광 할 수 있도록 하는 광 필터가 코팅된 수광 소자를 포함할 수 있다. 제2 수신부(455)는 파장이 800nm인 광만을 수광 할 수 있도록 하는 광 필터가 코팅된 수광 소자를 포함할 수 있다. 제1 수신부(450) 및 제2 수신부(455)는 소정의 파장을 갖는 광만을 수광하므로 명확히 구분된 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 획득할 수 있다. 따라서, 맥파 측정 장치(100)는 보다 정밀하게 맥파 전달 시간을 측정할 수 있다.

다른 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 대상체에 대하여 음파를 방출하는 음파 발생부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제1 수신부(450)는, 음파 발생부로부터 방출되어 대상체를 투사한 음파 및 음파 발생부로부터 방출되어 대상체로부터 반사된 음파 중 적어도 하나를 수신해 전기적 신호로 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 제2 수신부(455)는, 음파 발생부로부터 방출되어 대상체를 투사한 음파 및 음파 발생부로부터 방출되어 대상체로부터 반사된 음파 중 적어도 하나를 수신해 전기적 신호로 변환하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

다른 실시예에 따른 제1 수신부(450) 및 제2 수신부(455)는 각각 진동수가 상이한 음파를 선택적으로 수신해 전기적 신호로 변환하여, 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다. 음파 발생부는, 대상체에 대하여 제1 진동수의 음파를 방출하는 제1 음파 발생 소자 및 대상체에 대하여 제2 진동수의 음파를 방출하는 제2 음파 발생 소자를 포함할 수 있다. 제1 수신부(450)는, 제1 진동수의 음파를 선택적으로 수신해 전기적 신호로 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 제2 수신부(455)는, 제2 진동수의 음파를 선택적으로 수신해 전기적 신호로 변환하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 대상체에 대하여 전기장을 발생시키는 전기장 발생부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제1 수신부(450)는, 전기장 발생부로부터 발생되어 대상체에 대해 형성된 전기장으로부터 전기적 신호를 수신하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 제2 수신부(455)는, 전기장 발생부로부터 발생되어 대상체에 대해 형성된 전기장으로부터 전기적 신호를 수신하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 피크 검출부(460)는, 유효 신호 결정부(430)와 연결되어, 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 수신부(450)의 출력 신호의 피크를 검출할 수 있다. 제1 피크 검출부(460)는 제1 수신부(450)의 출력 신호의 피크가 검출된 시점에서부터 검출된 피크 값을 출력할 수 있다. 제1 피크 검출부(460)는 유효 신호 결정부(430)에서 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압이 출력되는 구간에서 초기화될 수 있다.

일 실시예에 따른 제2 피크 검출부(465)는, 유효 신호 결정부(430)와 연결되어, 유효 맥파 신호 구간 동안, 제2 수신부(455)의 출력 신호의 피크를 검출할 수 있다. 제2 피크 검출부(465)는 제2 수신부(455)의 출력 신호의 피크가 검출된 시점에서부터 검출된 피크 값을 출력할 수 있다. 제2 피크 검출부(465)는 유효 신호 결정부(430)에서 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압이 출력되는 구간에서 초기화될 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 비교부(470)는, 제1 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 제1 비교 기준 값과 제1 수신부(450)의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 제1 비교 출력 값 및 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 출력할 수 있다. 또한, 제2 비교부(475)는, 제2 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 제2 비교 기준 값과 제2 수신부(455)의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 제1 비교 출력 값 및 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 출력할 수 있다.

제1 비교 기준 값은 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.

<수학식 1>

여기서,

은 제1 비교 기준 값을,

은 제1 피크 값을, k는 소정의 비율을 나타낸다.

제2 비교 기준 값은 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.

<수학식 2>

여기서,

은 제2 비교 기준 값을,

은 제2 피크 값을, k는 소정의 비율을 나타낸다.

소정의 비율 k는 0보다 크고 1보다 작은 수로, 제1 비교부(470) 및 제2 비교부(475)에 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 소정의 비율 k는 비교기에 포함된 저항들에 의해 결정될 수 있다.

예를 들어, 제1 비교부(470)는, 제1 비교 기준 값이 제1 수신부(450)의 출력 신호의 크기보다 크거나 같으면, 제1 비교 출력 값을 출력하고, 제1 비교 기준 값이 제1 수신부(450)의 출력 신호의 크기보다 작으면, 제2 비교 출력 값을 출력할 수 있다. 또한, 제2 비교부(475)는, 제2 비교 기준 값이 제2 수신부(455)의 출력 신호의 크기보다 크거나 같으면, 제2 비교 출력 값을 출력하고, 제2 비교 기준 값이 제2 수신부(455)의 출력 신호의 크기보다 작으면, 제1 비교 출력 값을 출력할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(440)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 비교부(470)의 출력이 제1 비교 출력 값을 출력하고, 제2 비교부(475)의 출력이 제2 비교 출력 값을 출력하면, 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압을 출력할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(440)는 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압이 출력되는 구간을 맥파 전달 시간 표시 구간으로 결정할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(440)는 맥파 전달 시간 표시 구간을 제외한 구간에 대해 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압을 출력할 수 있다.

다른 예로, 제1 비교부(470)는, 제1 비교 기준 값이 제1 수신부(450)의 출력 신호의 크기보다 크거나 같으면, 제1 비교 출력 값을 출력하고, 제1 비교 기준 값이 제1 수신부(450)의 출력 신호의 크기보다 작으면, 제2 비교 출력 값을 출력할 수 있다. 또한, 제2 비교부(475)는, 제2 비교 기준 값이 제2 수신부(455)의 출력 신호의 크기보다 크거나 같으면, 제1 비교 출력 값을 출력하고, 제2 비교 기준 값이 제2 수신부(455)의 출력 신호의 크기보다 작으면, 제2 비교 출력 값을 출력할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(440)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 비교부(470)의 출력 및 제2 비교부(475)의 출력이 제1 비교 출력 값을 출력하면, 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압을 출력할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(440)는 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압이 출력되는 구간을 맥파 전달 시간 표시 구간으로 결정할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(440)는 맥파 전달 시간 표시 구간을 제외한 구간에 대해 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압을 출력할 수 있다.

도 5는 도 4에 도시된 맥파 측정 장치(100)에서의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 예시도이다.

도 5(a)는 시간에 따른 제1 맥파 신호(510) 및 제2 맥파 신호(520)를 나타낸다. 제1 맥파 신호(510)는 심장에 가까운 지점에서 감지된 맥파 신호이고, 제2 맥파 신호(520)는 신체 말단에 가까운 지점에서 감지된 맥파 신호이다. 제1 맥파 신호(510)는 제1 수신부(450)의 출력 신호를 나타내고, 제2 맥파 신호(520)는 제2 수신부(455)의 출력 신호를 나타낼 수 있다. 제1 수신부(450)의 출력 신호 및 제2 수신부(455)의 출력 신호는 맥파 전달 시간 획득을 위한 신호 처리에 앞서 수행되는 전처리 과정을 거친 신호일 수 있다.

도 5(b)는 유효 맥파 신호 구간(530)이 결정되는 것을 나타내는 그래프이다. 도 5(b)의 좌측의 그래프는 시간에 따른 제1 맥파 신호(510)를 나타내고, 도 5(b)의 우측의 그래프는 시간에 따른 제2 맥파 신호(520)를 나타낸다. 맥파 측정 장치(100)는 제1 수신부(450)의 출력 신호 및 제2 수신부(455)의 출력 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용하여, 유효 맥파 신호 구간(530)을 결정할 수 있다. 도 5에서는 제1 수신부(450)의 출력 신호 즉, 제1 맥파 신호(510)를 이용하여 유효 맥파 신호 구간(530)을 결정한다. 맥파 측정 장치(100)는 제1 맥파 신호(510)의 크기가 기 설정된 제1 기준 값(

)보다 커지는 시점으로부터 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제2 기준 값(

)보다 작아지는 시점까지의 구간을 상기 유효 맥파 신호 구간(530)으로 결정할 수 있다.

도 5(c)는 맥파 측정 장치(100)가 유효 맥파 신호 구간(530) 동안, 제1 맥파 신호(510) 및 제2 맥파 신호(520)의 피크를 검출하는 것을 나타내는 그래프이다. 도 5(c)의 좌측의 그래프는 시간에 따른 제1 피크 검출부(460)의 출력 신호를 나타내고, 우측의 그래프는 시간에 따른 제2 피크 검출부(465)의 출력 신호를 나타낸다. 제1 피크 검출부(460)는 유효 맥파 신호 구간(530) 동안, 제1 맥파 신호(510)의 피크를 검출하여, 제1 피크 값(

)을 출력할 수 있다. 제2 피크 검출부(465)는 유효 맥파 신호 구간(530) 동안, 제2 맥파 신호(520)의 피크를 검출하여, 제2 피크 값(

)을 출력할 수 있다.

도 5(d)는 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값을 맥파 신호의 그래프 상에 나타낸 것이다. 도 5(d)의 좌측의 그래프는, 제1 맥파 신호(510)의 그래프 상에 표시된, 제1 맥파 신호(510)의 제1 피크 값(

)보다 소정의 비율(예를 들어, 5%)만큼 작은 제1 비교 기준 값(

)을 나타낸다. 도 5(d)의 우측의 그래프는, 제2 맥파 신호(520)의 그래프 상에 표시된, 제2 맥파 신호(520)의 제2 피크 값(

)보다 소정의 비율(예를 들어, 5%)만큼 작은 제2 비교 기준 값(

)을 나타낸다.

도 5(e)는 시간에 따른 비교부의 출력 신호를 나타낸다.

도 5(e)의 좌측의 그래프는 시간에 따른 제1 비교부(470)의 출력 신호 즉, 제1 신호 처리부(410)의 출력 신호를 나타낸다. 제1 비교부(470)는 제1 비교 기준 값(

)과 제1 맥파 신호(510)의 크기의 대소 관계를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제1 비교 출력 값(

) 및 제2 비교 출력 값(

) 중 어느 하나를 출력할 수 있다. 제1 비교부(470)는, 제1 비교 기준 값(

)이 제1 맥파 신호(510)의 크기보다 크거나 같으면, 제1 비교 출력 값(

)을 출력하고, 제1 비교 기준 값(

)이 제1 맥파 신호(510)의 크기보다 작으면, 제2 비교 출력 값(

)을 출력할 수 있다.

도 5(e)의 우측의 그래프는 시간에 따른 제2 비교부(475)의 출력 신호 즉, 제2 신호 처리부(420)의 출력 신호를 나타낸다. 제2 비교부(475)는 제2 비교 기준 값(

)과 제2 맥파 신호(520)의 크기의 대소 관계를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제1 비교 출력 값(

) 및 제2 비교 출력 값(

) 중 어느 하나를 출력할 수 있다. 제2 비교부(475)는, 제2 비교 기준 값(

)이 제2 맥파 신호(520)의 크기보다 크거나 같으면, 제1 비교 출력 값(

)을 출력하고, 제2 비교 기준 값(

)이 제2 맥파 신호(520)의 크기보다 작으면, 제2 비교 출력 값(

)을 출력할 수 있다.

도 5(f)는 맥파 전달 시간 표시 구간(550)을 결정하는 것을 나타낸다. 도 5(f)는 시간에 따른 맥파 전달 시간 획득부(440)의 출력을 나타낸다. 맥파 전달 시간은 제1 맥파 신호(510)의 출력이 피크인 시점(

) 및 제2 맥파 신호(520)의 출력이 피크인 시점(

) 사이의 시간으로부터 획득될 수 있다. 제1 맥파 신호(510)의 출력이 피크인 시점(

) 및 제2 맥파 신호(520)의 출력이 피크인 시점(

) 사이의 시간은, 제1 맥파 신호(510)의 출력이 제1 비교 기준 값(

)인 시점(

) 및 제2 맥파 신호(520)의 출력이 제2 비교 기준 값(

)인 시점(

) 사이의 시간과 같다. 따라서, 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간(530) 동안, 제1 비교부(470)의 출력 및 제2 비교부(475)의 출력이 제1 비교 출력 값(

)을 출력하는 구간(

~

)을 맥파 전달 시간 표시 구간(550)으로 결정할 수 있다.

맥파 전달 시간 획득부(440)는 맥파 전달 시간 표시 구간(550) 동안 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압(

)을 출력할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(440)는 맥파 전달 시간 표시 구간(550)을 제외한 구간에 대해 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압(

)을 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압(

)이 출력되는 동안 소정의 전압을 적분하고, 적분 결과를 이용하여 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다.

다른 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압(

)이 출력되는 동안 클럭을 카운팅하여 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따라 노이즈 필터링부, 미분부 및 증폭부를 포함하는 맥파 측정 장치(100)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 제1 신호 처리부(610), 제2 신호 처리부(620), 유효 신호 결정부(630) 및 맥파 전달 시간 획득부(640)를 포함할 수 있다. 제1 신호 처리부(610)는 제1 수신부(650), 제1 피크 검출부(660) 및 제1 비교부(670)를 포함할 수 있다. 제2 신호 처리부(620)는 제2 수신부(655), 제2 피크 검출부(665) 및 제2 비교부(675)를 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 맥파 측정 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 맥파 측정 장치(100)는 구현될 수 있다.

도 6에 도시된 제1 수신부(650), 제1 피크 검출부(660), 제1 비교부(670), 제2 수신부(655), 제2 피크 검출부(665), 제2 비교부(675), 유효 신호 결정부(630) 및 맥파 전달 시간 획득부(640)는 도 4에 도시된 제1 수신부(450), 제1 피크 검출부(460), 제1 비교부(470), 제2 수신부(455), 제2 피크 검출부(465), 제2 비교부(475), 유효 신호 결정부(430) 및 맥파 전달 시간 획득부(440)와 동일 대응되므로, 도 4에서와 중복되는 설명은 생략한다.

일 실시예에 따른 제1 수신부(650)는 제1 수광부(651), 제1 노이즈 필터링부(652), 제1 미분부(653) 및 제1 증폭부(654)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 수신부(655)는 제2 수광부(656), 제2 노이즈 필터링부(657), 제2 미분부(658) 및 제2 증폭부(659)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 수광부(651) 및 제2 수광부(656)는 발광부(미도시)로부터 조사되어 대상체를 투사한 광 및 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 수신하고, 광전 변환할 수 있다. 여기서, 발광부는 대상체에 대하여 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광부는 가시광선 발광 다이오드, 근적외선 발광 다이오드 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 수광부(651)는 대상체의 제1 지점에서 수신한 광을 광전 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 제2 수광부(656)는 대상체의 제2 지점에서 수신한 광을 광전 변환하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 노이즈 필터링부(652)는 제1 수광부(651)로부터 수신한 맥파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 제2 노이즈 필터링부(657)는 제2 수광부(656)로부터 수신한 맥파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 즉, 제1 노이즈 필터링부(652)는 제1 맥파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 제2 노이즈 필터링부(657)는 제2 맥파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거할 수 있다.

일 실시예에 따른 제2 미분부(658) 및 제2 미분부(658)는 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호 각각을 미분한 결과를 출력할 수 있다. 제1 미분부(653)는 제1 맥파 신호를 미분할 수 있다. 이 때, 제1 맥파 신호는 제1 지점에서 감지된 맥파 신호, 및 제1 지점에서 감지된 맥파 신호에서 노이즈 성분이 제거된 신호 중 어느 하나일 수 있다. 제2 미분부(658)는 제2 맥파 신호를 미분할 수 있다. 이 때, 제2 맥파 신호는 제2 지점에서 감지된 맥파 신호, 및 제2 지점에서 감지된 맥파 신호에서 노이즈 성분이 제거된 신호 중 어느 하나일 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 증폭부(654) 및 제2 증폭부(659)는 제1 맥파 신호 및 제2 맥파 신호 각각을 증폭한 결과를 출력할 수 있다. 제1 증폭부(654)는 제1 맥파 신호를 증폭할 수 있다. 이 때, 제1 맥파 신호는 제1 지점에서 감지된 맥파 신호, 제1 지점에서 감지된 맥파 신호에서 노이즈 성분이 제거된 신호, 제1 지점에서 감지된 맥파 신호에 대해 미분한 신호, 및 제1 지점에서 감지된 맥파 신호에 대해 노이즈 성분을 제거한 후 미분한 신호 중 어느 하나일 수 있다. 제2 증폭부(659)는 제2 맥파 신호를 증폭할 수 있다. 이 때, 제2 맥파 신호는 제2 지점에서 감지된 맥파 신호, 제2 지점에서 감지된 맥파 신호에서 노이즈 성분이 제거된 신호, 제2 지점에서 감지된 맥파 신호에 대해 미분한 신호, 및 제2 지점에서 감지된 맥파 신호에 대해 노이즈 성분을 제거한 후 미분한 신호 중 어느 하나일 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 증폭부(654) 및 제2 증폭부(659)는 동일한 증폭비를 갖을 수 있다.

다른 실시예에 따른 제1 증폭부(654) 및 제2 증폭부(659)는 서로 상이한 증폭비를 갖을 수 있다. 제1 증폭부(654) 및 제2 증폭부(659)의 증폭비는 맥파 신호가 측정되는 두 위치가 상이함에 따라 발생하는 진폭 차이를 보상하도록 결정될 수 있다.

도 7은 도 6에 도시된 맥파 측정 장치(100)에서의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 예시도이다.

유효 맥파 신호 구간을 결정하는 과정은 도 3에서 전술한 것과 같으므로 생략한다. 또한, 도 7에서 도 5와 중복되는 내용은 생략한다.

도 7(a)는 시간에 따른 제1 맥파 신호(710) 및 제2 맥파 신호(715)를 나타낸다. 제1 맥파 신호(710)는 심장에 가까운 지점에서 감지된 맥파 신호로, 노이즈 성분을 포함할 수 있다. 제2 맥파 신호(715)는 신체 말단에 가까운 지점에서 감지된 맥파 신호로, 노이즈 성분을 포함할 수 있다. 제1 맥파 신호(710) 및 제2 맥파 신호(715)는 서로 상이한 직류 성분을 포함할 수 있다. 제1 맥파 신호(710) 및 제2 맥파 신호(715)는 서로 상이한 진폭을 가질 수 있다.

도 7(b)는 감지된 제1 맥파 신호(710) 및 감지된 제2 맥파 신호(715)에서 노이즈 성분이 제거된 신호를 나타낸다. 제1 노이즈 필터링부(652)는 제1 맥파 신호(710)에 포함된 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 제2 노이즈 필터링부(657)는 제2 맥파 신호(715)에 포함된 노이즈 성분을 제거할 수 있다.

도 7(c)는 노이즈 성분이 제거된 제1 맥파 신호(720) 및 노이즈 성분이 제거된 제2 맥파 신호(725)가 미분된 신호를 나타낸다. 제1 미분부(653)는 제1 맥파 신호(720)에 포함된 직류 성분을 제거할 수 있다. 제2 미분부(658)는 제2 맥파 신호(725)에 포함된 직류 성분을 제거할 수 있다.

도 7(d)는 미분된 제1 맥파 신호(730) 및 미분된 제2 맥파 신호(735)가 증폭된 신호를 나타낸다. 제1 증폭부(654) 및 제2 증폭부(659)는 미분된 제1 맥파 신호(730) 및 미분된 제2 맥파 신호(735)가 동일한 증폭을 갖도록 각각의 증폭비를 결정할 수 있다

도 7(e)는 맥파 측정 장치(100)가 유효 맥파 신호 구간(750) 동안, 증폭된 제1 맥파 신호(740) 및 증폭된 제2 맥파 신호(745)의 피크를 검출하는 것을 나타내는 그래프이다. 유효 맥파 신호 구간(750)은 감지된 제1 맥파 신호(710), 감지된 제2 맥파 신호(715), 노이즈 성분이 제거된 제1 맥파 신호(720), 노이즈 성분이 제거된 제2 맥파 신호(725), 미분된 제1 맥파 신호(730), 미분된 제2 맥파 신호(735), 증폭된 제1 맥파 신호(740) 및 증폭된 제2 맥파 신호(745) 중 적어도 하나를 이용하여 결정될 수 있다. 도 7(e)의 상단의 그래프는 시간에 따른 제1 피크 검출부(660)의 출력 신호를 나타내고, 하단의 그래프는 시간에 따른 제2 피크 검출부(665)의 출력 신호를 나타낸다.

도 7(f)는 시간에 따른 비교부의 출력 신호를 나타낸다.

도 7(f)의 상단의 그래프는 제1 피크 검출부(660)에서 검출된 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값인 제1 비교 기준 값(

)을 갖는 시점(

) 및 제2 피크 검출부(665)에서 검출된 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값인 제2 비교 기준 값(

)을 갖는 시점(

)을 맥파 신호의 그래프 상에 나타낸 것이다.

도 7(f)의 중단의 그래프는 시간에 따른 제1 비교부(670)의 출력 신호 즉, 제1 신호 처리부(610)의 출력 신호를 나타낸다. 제1 비교부(670)는, 제1 비교 기준 값(

)이 제1 맥파 신호(740)의 크기보다 크거나 같으면, 제1 비교 출력 값(

)을 출력하고, 제1 비교 기준 값(

)이 제1 맥파 신호(740)의 크기보다 작으면, 제2 비교 출력 값(

)을 출력할 수 있다.

도 7(f)의 하단의 그래프는 시간에 따른 제2 비교부(675)의 출력 신호 즉, 제2 신호 처리부(620)의 출력 신호를 나타낸다. 제2 비교부(675)는, 제2 비교 기준 값(

)이 제2 맥파 신호(745)의 크기보다 크거나 같으면, 제1 비교 출력 값(

)을 출력하고, 제2 비교 기준 값(

)이 제2 맥파 신호(745)의 크기보다 작으면, 제2 비교 출력 값(

)을 출력할 수 있다.

도 7(g)는 맥파 전달 시간 표시 구간(760)을 결정하는 것을 나타낸다. 도 7(g)는 시간에 따른 맥파 전달 시간 획득부(640)의 출력을 나타낸다. 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간(750) 동안, 제1 비교부(670)의 출력 및 제2 비교부(675)의 출력이 제1 비교 출력 값(

)을 출력하는 구간을 맥파 전달 시간 표시 구간(760)으로 결정할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(640)는 맥파 전달 시간 표시 구간(760) 동안 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압(

)을 출력할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(640)는 맥파 전달 시간 표시 구간(760)을 제외한 구간에 대해 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압(

)을 출력할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)를 설명하기 위한 예시도이다.

일 실시예에 따른 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)는 3-입력 논리곱 소자(3-input AND-gate)를 포함할 수 있다. 3-입력 논리곱 소자의 입력 신호는 제1 비교부(470, 670)의 출력 신호, 제2 비교부(475, 675)의 출력 신호 및 유효 신호 결정부(430, 630)의 출력 신호를 포함한다.

도 8(a)는 일 실시예에 따라, 제1 비교부(470, 670)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압을 출력하고 제2 비교부(475, 675)가 논리 상태 ‘0’에 대응하는 출력 전압을 출력하는 구간을 맥파 전달 시간 표시 구간으로 결정하는 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)에 포함된 논리 회로 나타낸다. 이 경우, 제1 비교부(470, 670)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압을 출력하고, 제2 비교부(475, 675)가 논리 상태 ‘0’에 대응하는 출력 전압을 출력하고, 유효 신호 결정부(430, 630)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압을 출력하는 경우, 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)는 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압을 출력한다.

도 8(b)는 다른 실시예에 따라, 제1 비교부(470, 670) 및 제2 비교부(475, 675)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압을 출력하는 구간을 맥파 전달 시간 표시 구간으로 결정하는 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)에 포함된 논리 회로 나타낸다. 이 경우, 제1 비교부(470, 670)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압을 출력하고, 제2 비교부(475, 675)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압을 출력하고, 유효 신호 결정부(430, 630)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압을 출력하는 경우, 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)는 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압을 출력한다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)에서 논리 상태 ‘1’에 대응하는 출력 전압이 출력되는 구간을 맥파 전달 시간 표시 구간으로 결정할 수 있다. 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)는 맥파 전달 시간 표시 구간을 제외한 구간에서 논리 상태 ‘0’에 대응하는 출력 전압을 출력할 수 있다.

도 9는 일 실시예에 따른 적분부(930)를 이용한 맥파 전달 시간 획득 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

도 9(a)는 맥파 전달 시간 획득부(240, 440, 640)에 포함된 적분부(930)의 회로를 나타낸다.

일 실시예에 따른 적분부(930)는 도 8의 3-입력 논리곱 소자(910)의 출력과 스위치(920)를 통해 연결될 수 있다. 적분부(930)는 맥파 전달 시간 표시 구간 동안 소정의 전압을 적분할 수 있다. 이 때, 적분부(930)의 출력 전압은 맥파 전달 시간에 비례한다. 예를 들어, 접지(0 volt)와 소정의 전압(예를 들어, 5 volt)이 각각 스위치를 통해 적분부(930)의 입력으로 연결될 수 있다. 스위치는 전계 효과 트랜지스터(FET; Field Effective Transistor)를 포함할 수 있다. 접지와 적분부(930) 사이의 스위치는 3-입력 논리곱 소자(910)가 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압을 출력할 때 켜질 수 있다. 소정의 전압과 적분부(930)사이의 스위치는 3-입력 논리곱 소자(910)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압을 출력할 때 켜질 수 있다. 따라서, 3-입력 논리곱 소자(910)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압을 출력하는 시간 동안, 적분부(930)는 소정의 전압을 적분할 수 있다.

일 실시예에 따른 적분부(930)는 유효 신호 결정부(940)와 연결되어, 유효 맥파 신호 구간마다 초기화될 수 있다. 예를 들어, 유효 신호 결정부(940)가 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압을 출력할 때, 적분부(930)는 초기화될 수 있다.

일 실시예에 따른 적분부(930)는 AD 변환부(950)와 연결될 수 있다. AD 변환부는 적분부(930)의 출력 신호를 디지털 값으로 변환할 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는 AD 변환부(950)의 출력을 이용하여, 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다.

도 9(b)는 시간에 따른 적분부(930)의 출력 신호의 그래프를 나타낸다.

적분부(930)는 맥파 전달 시간 표시 구간(970) 동안 소정의 전압을 적분할 수 있다. 따라서, 적분부(930)의 출력 전압은 맥파 전달 시간 표시 구간(970) 동안 증가한다. 적분부(930)의 출력 전압은 AD 변환부(950)로 전달된다. 적분부(930)는 유효 맥파 신호 구간(960)이 끝난 시점에 초기화된다. 적분부(930)의 출력 전압은 다음 맥파 전달 시간 표시 구간(990) 동안 증가한다. 적분부(930)의 출력 전압은 AD 변환부로 전달된다. 적분부(930)는 유효 맥파 신호 구간(980)이 끝난 시점에 초기화된다. 맥파 측정 장치(100)는 이러한 과정을 반복하며, 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다.

도 10은 다른 실시예에 따른 클럭 카운터를 이용한 맥파 전달 시간 획득 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

도 10(a)는 맥파 전달 시간 획득부(240, 440, 640)에 포함된 카운팅부(1030)의 회로도를 나타낸다.

일 실시예에 따른 카운팅부(1030)는 클럭 펄스 발생부(1010), 맥파 전달 시간 표시 구간 결정부(1020) 및 유효 신호 결정부(1040)와 연결될 수 있다. 클럭 펄스 발생부(1010)는 클럭 펄스를 발생시켜 카운팅부에 전달할 수 있다. 예를 들어, 클럭 펄스 발생부(1010)는 클럭 펄스를 발생시키는 발진 회로로 구성될 수 있다. 클럭 펄스의 발생 주기는 측정하고자 하는 맥파 전달 시간의 최소값보다 작게 설정될 수 있다. 맥파 전달 시간 표시 구간 결정부(1020)는 맥파 전달 시간 표시 구간을 결정하고, 결정에 기초하여 두 개의 상태 전압 중 어느 하나를 출력할 수 있다. 예를 들어, 맥파 전달 시간 표시 구간 결정부(1020)는 도 8에 도시된 3-입력 논리곱 소자로 구성될 수 있다. 여기서는 4비트 카운터를 예로 들었으나, 카운팅부(1030)의 비트 수는 이에 제한되지 않으며, 더 높은 수의 비트 카운터를 포함할 수 있다.

카운팅부(1030)는 맥파 전달 시간 표시 구간 동안 클럭 펄스를 카운팅할 수 있다. 이 때, 카운팅된 클럭 펄스의 개수는 맥파 전달 시간에 비례한다. 일 실시예에 따른 카운팅부(1030)는 유효 신호 결정부(1040)와 연결되어, 유효 맥파 신호 구간마다 초기화될 수 있다. 예를 들어, 유효 신호 결정부(1040)가 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압을 출력할 때, 카운팅부(1030)는 초기화될 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는 카운팅부(1030)의 출력을 이용하여, 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다.

도 10(b)는 클럭 카운터의 타임 차트(time chart)를 나타낸다.

일 실시예에 따른 카운팅부(1030)는 유효 맥파 신호 구간 동안 활성화될 수 있다. 즉, 유효 신호 결정부(1040)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압을 출력할 때, 카운팅부(1030)는 활성화될 수 있다. 카운팅부(1030)는 맥파 전달 시간 표시 구간 동안 클럭 펄스의 개수를 카운팅할 수 있다. 즉, 맥파 전달 시간 표시 구간 결정부(1020)가 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압을 출력할 때, 카운팅부(1030)는 카운팅을 시작할 수 있다. 맥파 전달 시간 표시 구간 결정부(1020)의 출력이 논리 상태 ‘1’에 대응하는 전압으로 유지되는 시간 동안, 카운팅부(1030)는 클럭 펄스를 카운팅할 수 있다. 따라서, 카운팅된 클럭 펄스의 개수는 맥파 전달 시간 표시 구간에서 증가한다. 맥파 측정 장치(100)는 카운팅된 클럭 펄스의 개수로부터 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다. 카운팅된 클럭 펄스의 개수는 유효 맥파 신호 구간이 끝난 시점에 초기화된다. 맥파 측정 장치(100)는 이러한 과정을 반복하며, 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 맥파 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

단계 1110에서, 맥파 측정 장치(100)는 대상체의 제1 지점에서 감지된 제1 맥파 신호를 제1 수신부(205)에서 수신하고, 상기 대상체의 제2 지점에서 감지된 제2 맥파 신호를 제2 수신부(215)에서 수신한다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 대상체에 대하여 발광부로부터 광을 조사할 수 있다. 제1 수신부(205)는 발광부로부터 조사되어 대상체를 투사한 광 및 발광부로부터 조사되어 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 제1 지점에서 수신해 광전 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제2 수신부(215)는 발광부로부터 조사되어 대상체를 투사한 광 및 발광부로부터 조사되어 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 제2 지점에서 수신해 광전 변환하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 대상체에 대하여 제1 파장의 광 및 제2 파장의 광을 조사할 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는 제1 파장의 광을 선택적으로 수신해 광전 변환하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하고, 제2 파장의 광을 선택적으로 수신해 광전 변환하여 상기 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

다른 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 대상체에 대하여 음파 발생부로부터 음파를 방출할 수 있다. 제1 수신부(205)는 음파 발생부로부터 방출되어 대상체를 투사한 음파 및 음파 발생부로부터 방출되어 대상체로부터 반사된 음파 중 적어도 하나를 제1 지점에서 수신해 전기적 신호로 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제2 수신부(215)는 음파 발생부로부터 방출되어 대상체를 투사한 음파 및 음파 발생부로부터 방출되어 대상체로부터 반사된 음파 중 적어도 하나를 제2 지점에서 수신해 전기적 신호로 변환하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

예를 들어, 맥파 측정 장치(100)는 대상체에 대하여 제1 진동수의 음파 및 제2 진동수의 음파를 방출할 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는 제1 진동수의 음파를 선택적으로 수신해 전기적 신호로 변환하여 제1 맥파 신호를 생성하고, 제2 진동수의 음파를 선택적으로 수신해 전기적 신호로 변환하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 대상체에 대하여 전기장을 발생시킬 수 있다. 제1 수신부(205)는 대상체에 대해 형성된 전기장으로부터 전기적 신호를 제1 지점에서 수신하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 제2 수신부(215)는 대상체에 대해 형성된 전기장으로부터 전기적 신호를 제2 지점에서 수신하여 제2 맥파 신호를 생성할 수 있다.

단계 1120에서, 맥파 측정 장치(100)는 제1 수신부(205)의 출력 신호 및 제2 수신부(215)의 출력 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용하여, 유효 맥파 신호 구간을 결정한다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제1 기준 값보다 커지는 시점으로부터 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제2 기준 값보다 작아지는 시점까지의 구간을 상기 유효 맥파 신호 구간으로 결정할 수 있다.

단계 1130에서, 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 신호 처리부에서 제1 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하고, 제2 신호 처리부에서 제2 수신부의 출력 신호의 피크를 검출한다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 수신부(205)의 출력 신호의 피크가 검출된 시점에서부터 검출된 피크 값을 출력할 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간을 제외한 구간에서 검출된 피크 값을 초기화할 수 있다. 또한, 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제2 수신부(215)의 출력 신호의 피크가 검출된 시점에서부터 검출된 피크 값을 출력할 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간을 제외한 구간에서 검출된 피크 값을 초기화할 수 있다.

단계 1140에서, 맥파 측정 장치(100)는 제1 수신부(205)의 출력 신호의 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 제1 수신부의 출력 신호의 크기를 비교한 결과에 기초하여 제1 신호 처리부(210)의 출력 값을 결정하고, 제2 수신부(215)의 출력 신호의 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 제2 수신부(215)의 출력 신호의 크기를 비교한 결과에 기초하여 제2 신호 처리부(220)의 출력 값을 결정한다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 제1 수신부(205)의 출력 신호의 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 제1 비교 기준 값 및 제1 수신부(205)의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 제1 비교 출력 값 및 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 제1 신호 처리부(210)의 출력 값으로 결정할 수 있다. 또한, 맥파 측정 장치(100)는 제2 수신부(215)의 출력 신호의 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 제2 비교 기준 값 및 제2 수신부(215)의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 제1 비교 출력 값 및 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 제2 신호 처리부(220)의 출력 값으로 결정할 수 있다.

단계 1150에서, 맥파 측정 장치(100)는 제1 신호 처리부(210)의 출력 값 및 제2 신호 처리부(220)의 출력 값을 이용하여, 제1 지점으로부터 제2 지점까지의 맥파 전달 시간을 획득한다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 신호 처리부(210)의 출력 및 제2 신호 처리부(220)의 출력에 기초하여 제1 지점 및 제2 지점 사이의 맥파 전달 시간을 나타내는 맥파 전달 시간 표시 구간을 결정할 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는, 맥파 전달 시간 표시 구간에 대해 제1 논리 전압을 출력하고, 맥파 전달 시간 표시 구간을 제외한 구간에 대해서는 제2 논리 전압을 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 제1 논리 전압이 출력되는 동안 소정의 전압을 적분하여, 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는 적분 결과 획득된 신호를 디지털 값으로 변환할 수 있다. 적분 결과는 유효 맥파 신호 구간마다 초기화될 수 있다. 예를 들어, 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간을 제외한 구간에서 적분 결과를 초기화할 수 있다.

다른 실시예에 따른 맥파 측정 장치(100)는 제1 논리 전압이 출력되는 동안 클럭을 카운팅하여, 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다. 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간 동안 활성화되어, 제1 논리 전압이 출력되는 동안 클럭을 카운팅할 수 있다. 카운팅 결과는 유효 맥파 신호 구간마다 초기화될 수 있다. 예를 들어, 맥파 측정 장치(100)는 유효 맥파 신호 구간을 제외한 구간에서 카운팅 결과를 초기화할 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 일 신호 처리부에서의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

여기서, 일 신호 처리부는 제1 신호 처리부(410, 610)인 것을 예로 들어 설명한다. 도 12에 대한 설명 중 도 11에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략한다.

단계 1210에서, 제1 신호 처리부(410, 610)는 대상체의 일 지점에서 감지된 맥파 신호를 수신할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 신호 처리부(410, 610)는 발광부로부터 조사되어 대상체를 투사한 광 및 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 수신하고, 광전 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 제1 신호 처리부(410, 610)는 특정 파장의 광만을 수신하고, 광전 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다.

다른 실시예에 따른 제1 신호 처리부(410, 610)는 음파 발생부로부터 방출되어 대상체를 투사한 음파 및 음파 발생부로부터 방출되어 대상체로부터 반사된 음파 중 적어도 하나를 수신하고, 전기적 신호로 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 제1 신호 처리부(410, 610)는 특정 진동수의 음파만을 수신하고, 전기적 신호로 변환하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다.

또 다른 제1 신호 처리부(410, 610)는 대상체에 대해 형성된 전기장으로부터 전기적 신호를 수신하여 제1 맥파 신호를 생성할 수 있다.

단계 1220에서, 제1 신호 처리부(410, 610)는 수신된 맥파 신호에 대해 노이즈 필터링을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 신호 처리부(410, 610)는 제1 맥파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거할 수 있다.

단계 1230에서, 제1 신호 처리부(410, 610)는 노이즈 필터링이 수행된 맥파 신호를 미분할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 신호 처리부(410, 610)는 노이즈 필터링이 수행된 제1 맥파 신호를 미분하여, 제1 맥파 신호에 포함된 직류 성분을 제거할 수 있다.

단계 1240에서, 제1 신호 처리부(410, 610)는 미분된 맥파 신호를 증폭할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 신호 처리부(410, 610)는 증폭된 제1 맥파 신호를 제1 수신부(450, 650)의 출력 신호로 출력할 수 있다.

단계 1250에서, 제1 신호 처리부(410, 610)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 수신부(450, 650)의 출력 신호의 피크를 검출하여, 피크 값을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 신호 처리부(410, 610)는 유효 신호 결정부(430, 630)에서 논리 상태 ‘0’에 대응하는 전압이 출력되는 구간에서 피크 값을 초기화될 수 있다.

단계 1260에서, 제1 신호 처리부(410, 610)는 유효 맥파 신호 구간 동안, 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 제1 수신부(450, 650)의 출력 신호를 비교할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호 처리부(410, 610)는 피크 값보다 5% 작은 값을 제1 비교 기준 값으로 결정하고, 제1 비교 기준 값을 제1 수신부(450, 650)의 출력 신호를 비교할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 신호 처리부(410, 610)는 비교 결과에 기초하여 제1 비교 출력 값 및 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호 처리부(410, 610)는 제1 비교 기준 값이 제1 수신부(450, 650)의 출력 신호의 크기보다 크거나 같으면, 제1 비교 출력 값을 출력하고, 제1 비교 기준 값이 제1 수신부(450, 650)의 출력 신호의 크기보다 작으면, 제2 비교 출력 값을 출력할 수 있다. 제1 신호 처리부(410, 610)의 출력은 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)로 전달된다.

도 13은 도 12에 도시된 일 신호 처리부의 회로 예시도이다.

도 13의 제1 블록(1310)은 수광부를 나타낸다. 일 실시예에 따른 수광부는 전치 증폭기(transimpedance amplifier)를 포함할 수 있다. 전치 증폭기는 신호원의 레벨이 낮아서 그대로 주 증폭기의 입력으로 할 수가 없을 때 그 출력을 적당한 수준까지 증가시킬 수 있다. 전치 증폭기는 감지된 신호의 크기가 매우 작은 경우에도, 증폭을 통하여 신호 전달 시간을 높은 정확도로 획득할 수 있게 한다.

제2 블록(1320)은 노이즈 필터링부를 나타낸다. 일 실시예에 따른 노이즈 필터링부는 저역 필터(lowpass filter) 회로를 포함할 수 있다.

제3 블록(1330)은 미분부를 나타낸다. 일 실시예에 따른 미분부는 제3 블록(1330)의 입력 전압의 시간에 대한 도함수에 비례하는 전압을 출력할 수 있다.

제4 블록(1340)은 증폭부를 나타낸다. 일 실시예에 따른 증폭부는 제4 블록(1340)의 입력 전압보다 소정의 증폭비만큼 큰 전압을 출력할 수 있다.

제5 블록(1350)은 피크 검출부를 나타낸다. 일 실시예에 따른 피크 검출부는 시간에 따라 입력 전압의 최대 값을 출력할 수 있다. 피크 검출부는 유효 신호 결정부(430, 630)와 연결되어, 유효 맥파 신호 구간을 제외한 구간에서 초기화될 수 있다.

제6 블록(1360)은 비교부를 나타낸다. 일 실시예에 따른 비교부는 두 개의 입력 전압의 대소 관계에 따라 두 상태 전압 중 하나의 상태 전압을 출력할 수 있다. 제6 블록(1360)의 입력 신호는 제5 블록(1350)의 출력 전압 및 제4 블록(1340)의 출력 전압을 포함할 수 있다. 제6 블록(1360)은 제5 블록(1350)의 출력 전압 및 제4 블록(1340)의 출력 전압의 크기를 비교하고, 비교 결과에 따라 두 상태 전압 중 하나의 상태 전압을 출력할 수 있다. 제6 블록(1360)의 출력 신호는 맥파 전달 시간 획득부(440, 640)로 전달된다.

본 실시예들에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.

본 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단”, “구성”과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.

본 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

100: 맥파 측정 장치 205, 450, 650: 제1 수신부
210, 410, 610: 제1 신호 처리부 215, 455, 655: 제2 수신부
220, 420, 620: 제2 신호 처리부 230, 430, 630: 유효 신호 결정부
240, 440, 640: 맥파 전달 시간 획득부
460, 660: 제1 피크 검출부 465, 665: 제2 피크 검출부
470, 670: 제1 비교부 475, 675: 제2 비교부
651: 제1 수광부 656: 제2 수광부
652: 제1 노이즈 필터링부 657: 제2 노이즈 필터링부
653: 제1 미분부 658: 제2 미분부
654: 제1 증폭부 659: 제2 증폭부
930: 적분부 1030: 카운팅부

Claims

대상체의 제1 지점에서 감지된 제1 맥파 신호를 수신하는 제1 수신부;
상기 대상체의 제2 지점에서 감지된 제2 맥파 신호를 수신하는 제2 수신부;
상기 제1 수신부의 출력 신호 및 상기 제2 수신부의 출력 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용하여, 유효 맥파 신호 구간을 결정하는 유효 신호 결정부;
상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제1 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하고, 상기 검출된 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제1 수신부의 출력 신호의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 출력 값을 결정하는 제1 신호 처리부;
상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제2 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하고, 상기 검출된 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제2 수신부의 출력 신호의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 출력 값을 결정하는 제2 신호 처리부; 및
상기 제1 신호 처리부의 출력 값 및 상기 제2 신호 처리부의 출력 값을 이용하여, 상기 제1 지점으로부터 상기 제2 지점까지의 맥파 전달 시간을 획득하는 맥파 전달 시간 획득부를 포함하는, 맥파 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 유효 신호 결정부는,
상기 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제1 기준 값보다 커지는 시점으로부터 상기 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제2 기준 값보다 작아지는 시점까지의 구간을 상기 유효 맥파 신호 구간으로 결정하는, 맥파 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 신호 처리부는,
상기 제1 수신부;
상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제1 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하여 제1 피크 값을 출력하는 제1 피크 검출부; 및
상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제1 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제1 수신부의 출력 신호의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제1 신호 처리부의 출력 값을 결정하는 제1 비교부를 포함하며,
상기 제2 신호 처리부는,
상기 제2 수신부;
상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제2 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하여 제2 피크 값을 출력하는 제2 피크 검출부; 및
상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제2 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제2 수신부의 출력 신호의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제2 신호 처리부의 출력 값을 결정하는 제2 비교부를 포함하는, 맥파 측정 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 비교부는,
상기 제1 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 제1 비교 기준 값과 상기 제1 수신부의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 제1 비교 출력 값 및 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 출력하며,
상기 제2 비교부는,
상기 제2 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 제2 비교 기준 값과 상기 제2 수신부의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 상기 제1 비교 출력 값 및 상기 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 출력하는, 맥파 측정 장치.
제4항에 있어서,
상기 맥파 전달 시간 획득부는,
상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제1 비교부의 출력 및 상기 제2 비교부의 출력에 기초하여 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점 사이의 맥파 전달 시간을 나타내는 맥파 전달 시간 표시 구간을 결정하고, 상기 맥파 전달 시간 표시 구간에 대해 제1 논리 전압을 출력하고, 상기 맥파 전달 시간 표시 구간을 제외한 구간에 대해서는 제2 논리 전압을 출력하는, 맥파 측정 장치.
제5항에 있어서,
상기 맥파 전달 시간 획득부는,
상기 제1 논리 전압이 출력되는 동안 소정의 전압을 적분하는 적분부; 및
상기 적분부의 출력 신호를 디지털 값으로 변환하는 AD 변환부를 더 포함하고,
상기 적분부는 상기 유효 맥파 신호 구간마다 초기화(reset)되는, 맥파 측정 장치.
제5항에 있어서,
상기 맥파 전달 시간 획득부는,
상기 유효 맥파 신호 구간 동안 활성화되고, 상기 제1 논리 전압이 출력되는 동안 클럭을 카운팅하는 카운팅부를 더 포함하고,
상기 카운팅부는 상기 유효 맥파 신호 구간마다 초기화되는, 맥파 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 대상체에 대하여 광을 조사하는 발광부를 더 포함하고,
상기 제1 수신부는,
상기 발광부로부터 조사되어 상기 대상체를 투사한 광 및 상기 발광부로부터 조사되어 상기 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 수신해 광전(photoelectric) 변환하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하는 제1 수광부를 더 포함하고,
상기 제2 수신부는,
상기 발광부로부터 조사되어 상기 대상체를 투사한 광 및 상기 발광부로부터 조사되어 상기 대상체로부터 반사된 광 중 적어도 하나를 수신해 광전 변환하여 상기 제2 맥파 신호를 생성하는 제2 수광부를 더 포함하는, 맥파 측정 장치.
제8항에 있어서,
상기 발광부는,
상기 대상체에 대하여 제1 파장의 광을 조사하는 제1 발광 소자 및 상기 대상체에 대하여 제2 파장의 광을 조사하는 제2 발광 소자를 포함하고,
상기 제1 수광부는,
상기 제1 파장의 광을 선택적으로 수신해 광전 변환하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하고,
상기 제2 수광부는,
상기 제2 파장의 광을 선택적으로 수신해 광전 변환하여 상기 제2 맥파 신호를 생성하는, 맥파 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 대상체에 대하여 음파를 방출하는 음파 발생부를 더 포함하고,
상기 제1 수신부는,
상기 음파 발생부로부터 방출되어 상기 대상체를 투사한 음파 및 상기 음파 발생부로부터 방출되어 상기 대상체로부터 반사된 음파 중 적어도 하나를 수신해 전기적 신호로 변환하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하는 제1 음파 수신부를 더 포함하고,
상기 제2 수신부는,
상기 음파 발생부로부터 방출되어 상기 대상체를 투사한 음파 및 상기 음파 발생부로부터 방출되어 상기 대상체로부터 반사된 음파 중 적어도 하나를 수신해 전기적 신호로 변환하여 상기 제2 맥파 신호를 생성하는 제2 음파 수신부를 더 포함하는, 맥파 측정 장치.
제10항에 있어서,
상기 음파 발생부는,
상기 대상체에 대하여 제1 진동수의 음파를 방출하는 제1 음파 발생 소자 및 상기 대상체에 대하여 제2 진동수의 음파를 방출하는 제2 음파 발생 소자를 포함하고,
상기 제1 수신부는,
상기 제1 진동수의 음파를 선택적으로 수신해 전기적 신호로 변환하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하고,
상기 제2 수신부는,
상기 제2 진동수의 음파를 선택적으로 수신해 전기적 신호로 변환하여 상기 제2 맥파 신호를 생성하는, 맥파 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 대상체에 대하여 전기장을 발생시키는 전기장 발생부를 더 포함하고,
상기 제1 수신부는,
상기 전기장 발생부로부터 발생되어 상기 대상체에 대해 형성된 전기장으로부터 전기적 신호를 수신하여 상기 제1 맥파 신호를 생성하고,
상기 제2 수신부는,
상기 전기장 발생부로부터 발생되어 상기 대상체에 대해 형성된 전기장으로부터 전기적 신호를 수신하여 상기 제2 맥파 신호를 생성하는, 맥파 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 수신부는,
상기 제1 맥파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하기 위한 제1 노이즈 필터링부를 더 포함하고,
상기 제2 수신부는,
상기 제2 맥파 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하기 위한 제2 노이즈 필터링부를 더 포함하는, 맥파 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 수신부는,
상기 제1 맥파 신호를 미분하는 제1 미분부를 더 포함하고,
상기 제2 수신부는,
상기 제2 맥파 신호를 미분하는 제2 미분부를 더 포함하는, 맥파 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 수신부는,
상기 제1 맥파 신호를 증폭하는 제1 증폭부를 더 포함하고,
상기 제2 수신부는,
상기 제2 맥파 신호를 증폭하는 제2 증폭부를 더 포함하는, 맥파 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 지점 및 상기 제2 지점 사이의 거리, 및 상기 획득된 맥파 전달 시간을 이용하여 맥파 전달 속도를 산출하는 맥파 전달 속도 산출부를 더 포함하는, 맥파 측정 장치.
대상체의 제1 지점에서 감지된 제1 맥파 신호를 제1 수신부에서 수신하고, 상기 대상체의 제2 지점에서 감지된 제2 맥파 신호를 제2 수신부에서 수신하는 단계;
상기 제1 수신부의 출력 신호 및 상기 제2 수신부의 출력 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용하여, 유효 맥파 신호 구간을 결정하는 단계;
상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 제1 신호 처리부에서 상기 제1 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하고, 제2 신호 처리부에서 상기 제2 수신부의 출력 신호의 피크를 검출하는 단계;
상기 제1 수신부의 출력 신호의 피크 값보다 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제1 수신부의 출력 신호의 크기를 비교한 결과에 기초하여 상기 제1 신호 처리부의 출력 값을 결정하고, 상기 제2 수신부의 출력 신호의 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 값과 상기 제2 수신부의 출력 신호의 크기를 비교한 결과에 기초하여 상기 제2 신호 처리부의 출력 값을 결정하는 단계; 및
상기 제1 신호 처리부의 출력 값 및 상기 제2 신호 처리부의 출력 값을 이용하여, 상기 제1 지점으로부터 상기 제2 지점까지의 맥파 전달 시간을 획득하는 단계를 포함하는, 맥파 측정 방법.
제17항에 있어서,
상기 유효 맥파 신호 구간을 결정하는 단계는,
상기 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제1 기준 값보다 커지는 시점으로부터 상기 적어도 하나의 신호의 크기가 기 설정된 제2 기준 값보다 작아지는 시점까지의 구간을 상기 유효 맥파 신호 구간으로 결정하는 것인, 맥파 측정 방법.
제17항에 있어서,
상기 제1 신호 처리부 및 상기 제2 신호 처리부의 출력 값을 결정하는 단계는,
상기 제1 수신부의 출력 신호의 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 제1 비교 기준 값 및 상기 제1 수신부의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 제1 비교 출력 값 및 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 상기 제1 신호 처리부의 출력 값으로 결정하고,
상기 제2 수신부의 출력 신호의 피크 값보다 상기 소정의 비율만큼 작은 제2 비교 기준 값 및 상기 제2 수신부의 출력 신호의 크기의 대소 관계에 기초하여, 상기 제1 비교 출력 값 및 상기 제2 비교 출력 값 중 어느 하나를 상기 제2 신호 처리부의 출력 값으로 결정하는 것인, 맥파 측정 방법.
제19항에 있어서,
상기 맥파 전달 시간을 획득하는 단계는,
상기 유효 맥파 신호 구간 동안, 상기 제1 신호 처리부의 출력 및 상기 제2 신호 처리부의 출력에 기초하여 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점 사이의 맥파 전달 시간을 나타내는 맥파 전달 시간 표시 구간을 결정하고, 상기 맥파 전달 시간 표시 구간에 대해 제1 논리 전압을 출력하고, 상기 맥파 전달 시간 표시 구간을 제외한 구간에 대해서는 제2 논리 전압을 출력하는 단계를 포함하는, 맥파 측정 방법.
제17항 내지 제20항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.