KR20190143340A - Apparatus and method for measuring bio-information - Google Patents

Apparatus and method for measuring bio-information Download PDF

Info

Publication number
KR20190143340A
KR20190143340A KR1020190004099A KR20190004099A KR20190143340A KR 20190143340 A KR20190143340 A KR 20190143340A KR 1020190004099 A KR1020190004099 A KR 1020190004099A KR 20190004099 A KR20190004099 A KR 20190004099A KR 20190143340 A KR20190143340 A KR 20190143340A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pulse wave
signal
wavelength
biometric information
contact pressure
Prior art date
Application number
KR1020190004099A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
강재민
권용주
김연호
박상윤
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US16/393,432 priority Critical patent/US11690520B2/en
Priority to CN201910405995.2A priority patent/CN110613436A/en
Priority to EP19180854.2A priority patent/EP3583891B1/en
Publication of KR20190143340A publication Critical patent/KR20190143340A/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02416Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/02007Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4884Other medical applications inducing physiological or psychological stress, e.g. applications for stress testing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7275Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor

Abstract

Disclosed is a bio-information measurement device which can accurately measure bio-information such as blood pressure without having a separate sensor for measuring contact pressure. According to an aspect of the present invention, the bio-information measurement device comprises: a pulse wave sensor radiating light of a multi-wavelength to a subject and detecting a pulse wave signal of the multi-wavelength emitted from the subject; and a processor obtaining a conversion signal showing contact pressure between the subject and the pulse wave sensor based on the detected multi-wavelength pulse wave signal, obtaining an oscillometric envelope based on the multi-wavelength pulse wave signal and the conversion signal, and measuring bio-information by using the oscillometric envelope.

Description

생체정보 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING BIO-INFORMATION}Apparatus and Method for Measuring Biological Information {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING BIO-INFORMATION}

생체정보 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오실로메트릭 기법을 활용하여 생체정보를 측정하는 기술과 관련된다Apparatus and method for measuring biometric information, and more particularly, to a technique for measuring biometric information using an oscillometric technique.

일반적으로 인체에 손상을 가하지 않고 비침습적(non-invasive)으로 혈압을 측정하는 방법으로서, 커프 기반의 압력 자체를 측정하여 혈압을 측정하는 방식과 커프 없이 맥파 측정을 통해 혈압을 추정하는 방식이 있다. In general, there is a method of measuring blood pressure non-invasive without harming the human body, there is a method of measuring the blood pressure by measuring the cuff-based pressure itself and a method of estimating blood pressure through pulse wave measurement without cuff. .

커프 기반의 혈압을 측정하는 방식으로는 상완(upper arm)에 커프(cuff)를 감고 커프 내 압력을 증가시켰다가 감소시키면서 청진기를 통해 혈관에서 발생하는 청음을 듣고 혈압을 측정하는 코로트코프 소리 방법(Korotkoff-sound method)과 자동화된 기계를 이용하는 방식으로 상완에 커프를 감고 커프 압력을 증가시킨 후 점차 커프 압력을 감소시키면서 커프 내 압력을 지속적으로 측정한 뒤 압력 신호의 변화가 큰 지점을 기준으로 혈압을 측정하는 오실로메트릭 방법(Oscillometric method)이 있다. The cuff-based blood pressure measurement method is a Korotkoff sound method in which a cuff is wound around the upper arm, the cuff pressure is increased, and then the pressure in the cuff is heard and the blood pressure is heard through a stethoscope to measure blood pressure. (Korotkoff-sound method) and an automated machine to wind the cuff over the upper arm, increase the cuff pressure, and gradually measure the pressure in the cuff while gradually decreasing the cuff pressure. There is an oscillometric method for measuring blood pressure.

커프리스 혈압 측정 방법은 일반적으로 맥파전달시간(PTT, pulse transit time)을 계산하여 혈압을 추정하는 방식과, 맥파의 모양을 분석하여 혈압을 추정하는 PWA(Pulse Wave Analysis) 방식이 있다.Common methods of measuring blood pressure include a method of estimating blood pressure by calculating pulse transit time (PTT) and a pulse wave analysis (PWA) method of estimating blood pressure by analyzing pulse wave shapes.

접촉 압력을 측정하기 위한 별도의 센서를 구비할 필요없이 다파장 맥파 신호에서 접촉 압력을 추출하여 오실로메트릭 기법을 기반으로 생체정보를 측정하는 장치 및 방법이 제시된다.An apparatus and method for measuring biometric information based on an oscillometric technique by extracting contact pressure from a multi-wavelength pulse wave signal without having to provide a separate sensor for measuring contact pressure are provided.

일 양상에 따른 생체정보 측정 장치는 피검체에 다파장의 광을 조사하고 피검체로부터 나오는 다파장의 맥파 신호를 검출하는 맥파 센서 및 검출된 다파장 맥파 신호를 기초로 피검체와 맥파 센서 간의 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득하고, 다파장 맥파 신호 및 변환신호를 기초로 오실로메트릭(oscillometric) 포락선을 획득하고, 오실로메트릭 포락선을 이용하여 생체정보를 측정하는 프로세서를 포함할 수 있다.According to an aspect, an apparatus for measuring biometric data may include contacting a subject and a pulse wave sensor based on a pulse wave sensor for irradiating light of multiple wavelengths to the subject and detecting a pulse wave signal of multiple wavelengths emitted from the subject, and the detected pulse wave pulse signal. And a processor for acquiring a converted signal representing pressure, acquiring an oscillometric envelope based on the multi-wavelength pulse wave signal and the converted signal, and measuring biometric information using the oscillometric envelope.

맥파 센서는 다파장의 광을 피검체에 조사하는 하나 이상의 광원 및 피검체로부터 산란된 맥파 신호를 검출하는 하나 이상의 디텍터를 포함할 수 있다.The pulse wave sensor may include one or more light sources that irradiate the subject with light of multiple wavelengths and one or more detectors that detect scattered pulse wave signals from the subject.

이때, 하나 이상의 광원은 디텍터로부터 서로 다른 거리 상에 배치될 수 있다.In this case, one or more light sources may be disposed on different distances from the detector.

이때, 하나 이상의 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.In this case, the one or more light sources may include at least one of a light emitting diode (LED), a laser diode, and a phosphor.

이때, 다파장은 적외(infrared) 파장, 적색(red) 파장, 녹색(green) 파장 및 청색(blue) 파장 중의 둘 이상을 포함할 수 있다.In this case, the multi-wavelength may include two or more of an infrared wavelength, a red wavelength, a green wavelength, and a blue wavelength.

프로세서는 검출된 다파장의 맥파 신호들 간의 차분 신호를 산출하고, 산출된 차분 신호를 기초로 변환신호를 획득할 수 있다.The processor may calculate a difference signal between the detected pulse wave signals and obtain a converted signal based on the calculated difference signal.

프로세서는 각 시점의 차분 신호 세기와 실제 접촉 압력 간의 상관 관계를 나타내는 상관 모델을 기초로, 산출된 차분 신호에 상응하는 변환신호를 획득할 수 있다. The processor may obtain a converted signal corresponding to the calculated differential signal based on a correlation model representing a correlation between the differential signal strength at each time point and the actual contact pressure.

프로세서는 검출된 다파장의 맥파 신호들 중에서 청색 파장의 맥파 신호를 기초로 나머지 맥파 신호 사이의 차분 신호를 산출할 수 있다.The processor may calculate a difference signal between the remaining pulse wave signals based on the pulse wave signal having a blue wavelength among the detected pulse wave signals.

프로세서는 녹색 파장의 맥파신호에서 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제1 차분 신호와 적색 파장의 맥파 신호에서 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제2 차분 신호 간의 비율을 기초로 변환신호를 획득할 수 있다.The processor may obtain the converted signal based on a ratio between the first differential signal obtained by subtracting the blue wave pulse signal from the green pulse wave signal and the second differential signal obtained by subtracting the blue wave pulse signal from the red wavelength pulse signal.

프로세서는 다파장 맥파 신호 중에서 하나 이상의 맥파 신호를 선택하고, 선택된 하나 이상의 맥파 신호 및 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다.The processor may select one or more pulse wave signals among the multi-wavelength pulse wave signals, and obtain an oscillometric envelope based on the selected one or more pulse wave signals and the converted signal.

프로세서는 다파장 맥파 신호 각각의, 최대 진폭값, 평균 진폭값 및 최대 진폭값과 최소 진폭값의 차이 중의 적어도 하나를 기초로 하나 이상의 맥파 신호를 선택할 수 있다.The processor may select one or more pulse wave signals based on at least one of a maximum amplitude value, an average amplitude value, and a difference between the maximum amplitude value and the minimum amplitude value of each of the multi-wavelength pulse wave signals.

프로세서는 복수의 맥파 신호를 선택한 경우, 상대적으로 장파장의 맥파 신호에서 단파장의 맥파 신호를 차분하고, 차분 신호 및 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다.When the plurality of pulse wave signals are selected, the processor may differentiate the pulse wave signals having a short wavelength from the pulse wave signals having a relatively long wavelength, and acquire an oscillometric envelope based on the differential signal and the converted signal.

프로세서는 복수의 맥파 신호를 선택한 경우, 선택된 각각의 맥파 신호와 변환신호를 이용하여 각각의 오실로메트릭 포락선을 획득하고, 획득된 각각의 오실로메트릭 포락선을 통합하여 하나의 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다.When a plurality of pulse wave signals are selected, the processor may acquire each oscillometric envelope by using each of the selected pulse wave signals and the converted signal, and acquire one oscillometric envelope by integrating the obtained oscillometric envelopes. .

프로세서는 선택된 맥파 신호의 각 측정 시점에서의 피크-투-피크(peak-to-peak) 지점을 추출하고, 추출된 피크-투-피크 지점을 각 측정 시점에 대응하는 시점의 변환신호의 값을 플롯(plot)하여 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다.The processor extracts a peak-to-peak point at each measurement time point of the selected pulse wave signal, and extracts the value of the converted signal at the time point corresponding to each measurement time point from the extracted peak-to-peak point. Plot to obtain an oscillometric envelope.

프로세서는 오실로메트릭 포락선에서 최대 진폭값, 최대 진폭값 지점의 접촉압력값, 접촉 압력값을 기준으로 좌우 소정 비율에 해당하는 지점의 접촉 압력값 중의 하나 이상을 특징으로 추출하고, 추출된 특징을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.The processor extracts at least one of the maximum amplitude value, the contact pressure value of the maximum amplitude point in the oscillometric envelope, and the contact pressure value at a point corresponding to a predetermined ratio based on the contact pressure value, and based on the extracted feature. Biometric information can be measured with

생체정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.The biometric information may include one or more of blood pressure, vascular age, arteriosclerosis, aortic pressure waveform, vascular elasticity, stress index, and fatigue degree.

또한, 생체정보 측정 장치는 프로세서의 처리 결과를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.The biometric information measuring apparatus may further include an output unit configured to output a processing result of the processor.

출력부는 생체정보 측정 요청이 수신되면, 사용자가 피검체를 통해 맥파 센서에 가해야 하는 기준 접촉 압력을 안내하는 안내 정보를 출력할 수 있다.When the biometric information measurement request is received, the output unit may output guide information for guiding a reference contact pressure to be applied to the pulse wave sensor by the user.

출력부는 프로세서에 의해 변환신호가 획득되면, 획득된 변환신호를 이용하여 피검체가 맥파 센서에 실제로 가한 접촉 압력을 안내하는 안내 정보를 출력할 수 있다.When the conversion signal is acquired by the processor, the output unit may output guide information for guiding the contact pressure actually applied to the pulse wave sensor by using the obtained conversion signal.

일 양상에 따르면, 생체정보 측정 방법은 피검체에 다파장의 광을 조사하는 단계, 피검체로부터 나오는 다파장의 맥파 신호를 검출하는 단계 및 검출된 다파장 맥파 신호를 기초로 피검체와 맥파 센서 간의 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득하는 단계, 다파장 맥파 신호 및 변환신호를 기초로 오실로메트릭(oscillometric) 포락선을 획득하는 단계 및 오실로메트릭 포락선을 이용하여 생체정보를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect, a method of measuring biometric information includes: irradiating light of a multi-wavelength to a subject, detecting a multi-wavelength pulse wave signal from the subject, and a subject and a pulse wave sensor based on the detected multi-wavelength pulse wave signal. Acquiring an converted signal representing a contact pressure between the liver, acquiring an oscillometric envelope based on the multi-wavelength pulse wave signal and the converted signal, and measuring biometric information using the oscillometric envelope. .

변환신호를 획득하는 단계는 검출된 다파장의 맥파 신호들 간의 차분 신호를 산출하고, 산출된 차분 신호를 기초로 변환신호를 획득할 수 있다.The acquiring of the converted signal may calculate a difference signal between the detected pulse wave signals and obtain the converted signal based on the calculated difference signal.

변환신호를 획득하는 단계는 검출된 다파장의 맥파 신호들 중에서 청색 파장의 맥파 신호를 기초로 나머지 맥파 신호 사이의 차분 신호를 산출할 수 있다.The obtaining of the converted signal may calculate a difference signal between the remaining pulse wave signals based on the pulse wave signal of the blue wavelength among the detected pulse wave signals.

변환신호를 획득하는 단계는 녹색 파장의 맥파신호에서 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제1 차분 신호 및 적색 파장의 맥파 신호에서 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제2 차분 신호를 획득하는 단계 및 제1 차분 신호 및 제2 차분 신호 간의 비율을 기초로 변환신호를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.The acquiring of the converted signal may include obtaining a first differential signal obtained by subtracting a blue wave pulse signal from a green pulse wave signal and a second differential signal obtained by subtracting a blue wave pulse signal from a red wave pulse signal and a first differential signal. And acquiring the converted signal based on a ratio between the signal and the second differential signal.

오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계는 다파장 맥파 신호 중에서 하나 이상의 맥파 신호를 선택하고, 선택된 하나 이상의 맥파 신호 및 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다.Acquiring the oscillometric envelope may select one or more pulse wave signals among the multi-wavelength pulse wave signals and obtain an oscillometric envelope based on the selected one or more pulse wave signals and the converted signal.

오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계는 다파장 맥파 신호 각각의, 최대 진폭값, 평균 진폭값 및 최대 진폭값과 최소 진폭값의 차이 중의 적어도 하나를 기초로 하나 이상의 맥파 신호를 선택할 수 있다.Acquiring the oscillometric envelope may select one or more pulse wave signals based on at least one of a maximum amplitude value, an average amplitude value, and a difference between the maximum amplitude value and the minimum amplitude value of each of the multi-wavelength pulse wave signals.

오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계는 복수의 맥파 신호를 선택한 경우, 상대적으로 장파장의 맥파 신호에서 단파장의 맥파 신호를 차분하고, 차분 신호 및 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다.In the obtaining of the oscillometric envelope, when a plurality of pulse wave signals are selected, the pulse wave signals having a short wavelength may be differentiated from the pulse wave signals having a relatively long wavelength, and the oscillometric envelope may be obtained based on the differential signal and the converted signal.

오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계는 복수의 맥파 신호를 선택한 경우, 선택된 각각의 맥파 신호와 변환신호를 이용하여 각각의 오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계 및 획득된 각각의 오실로메트릭 포락선을 통합하여 하나의 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다.The step of acquiring an oscillometric envelope includes obtaining each oscillometric envelope using each of the selected pulse wave signals and the transformed signal, and integrating each of the obtained oscillometric envelopes using a single pulse wave signal and a converted signal. A metric envelope can be obtained.

생체정보를 측정하는 단계는 오실로메트릭 포락선에서 최대 진폭값, 최대 진폭값 지점의 접촉압력값, 접촉 압력값을 기준으로 좌우 소정 비율에 해당하는 지점의 접촉 압력값 중의 하나 이상을 특징으로 추출하는 단계를 포함하고, 추출된 특징을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.The measuring of the biometric information may include extracting at least one of a maximum amplitude value, a contact pressure value at the maximum amplitude value point, and a contact pressure value at a point corresponding to a predetermined left and right ratio based on the contact pressure value in the oscillometric envelope. It may include, and measure the biometric information based on the extracted feature.

접촉 압력을 측정하기 위한 별도의 센서를 구비하지 않고서도 혈압과 같은 생체정보를 정확하게 측정할 수 있다.It is possible to accurately measure biometric information such as blood pressure without having a separate sensor for measuring contact pressure.

도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 프로세서 구성의 블록도이다.
도 4는 다파장 맥파 신호, 변환신호와 접촉 압력과의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 오실로메트릭 기법으로 혈압 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 혈압 측정치와 실제 혈압과의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 9는 생체정보 측정 장치가 적용된 웨어러블 기기를 도시한 것이다.
도 10a 및 도 10b는 생체정보 측정 장치가 적용된 스마트 기기를 도시한 것이다.
1 is a block diagram of an apparatus for measuring biometric information according to an exemplary embodiment.
2 is a block diagram of an apparatus for measuring biometric information according to another exemplary embodiment.
3 is a block diagram of a processor configuration according to an embodiment.
4 is a view for explaining the correlation between the multi-wavelength pulse wave signal, the converted signal and the contact pressure.
5A and 5B are diagrams for explaining blood pressure measurement using an oscillometric technique.
6A to 6C are diagrams for explaining the correlation between the blood pressure measurement value and the actual blood pressure.
7 is a flowchart illustrating a method of measuring biometric information according to an exemplary embodiment.
8 is a flowchart of a method of measuring biometric information according to another exemplary embodiment.
9 illustrates a wearable device to which the biometric information measuring apparatus is applied.
10A and 10B illustrate a smart device to which a biometric information measuring device is applied.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Advantages and features of the described technology, and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. In addition, the terms “… unit”, “module”, etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.

이하, 생체정보 측정 장치 및 방법의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the biometric information measuring apparatus and method will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an apparatus for measuring biometric information according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 생체정보 측정 장치(100)는 맥파 센서(110) 및 프로세서(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the biometric information measuring apparatus 100 includes a pulse wave sensor 110 and a processor 120.

맥파 센서(110)는 피검체로부터 광용적 맥파(photoplethysmography, PPG) 신호(이하, '맥파 신호'라 함)를 측정하는 센서로서, 본 실시예에 따르면, 피검체로부터 다파장의 맥파 신호를 측정할 수 있다. 이때, 다파장은 적외(infrared)파장, 적색(red) 파장, 녹색(green) 파장 및 청색(blue) 파장 등을 포함할 수 있다.The pulse wave sensor 110 measures a photoplethysmography (PPG) signal (hereinafter referred to as a 'pulse wave signal') from a subject. According to the present embodiment, the pulse wave sensor 110 measures a pulse wave signal of multiple wavelengths from a subject. can do. In this case, the multi-wavelength may include an infrared wavelength, a red wavelength, a green wavelength, a blue wavelength, and the like.

맥파 센서(110)는 피검체에 광을 조사하는 광원(111)과, 광원(111)에 의해 조사된 광이 피검체의 피부 표면이나 혈관 등의 생체조직에서 산란 또는 반사되어 나오는 광을 검출하는 디텍터(112)를 포함할 수 있다. The pulse wave sensor 110 detects light emitted from the light source 111 that irradiates the subject and light emitted by the light source 111 is scattered or reflected from a biological tissue such as a skin surface or blood vessel of the subject. The detector 112 may be included.

광원(111)은 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode, LD) 또는 형광체 등을 포함할 수 있다. 광원(111)은 다파장의 맥파 신호 검출을 위해 다파장의 광을 피검체에 조사하도록 하나 이상 형성될 수 있다. 일 예로, 맥파 센서(110)는 서로 다른 파장의 광을 각각 조사하는 복수의 광원(111)으로 형성될 수 있다. 이때, 복수의 광원(111)은 디텍터(112)로부터 서로 다른 거리상에 배치될 수 있다. 다른 예로, 맥파 센서(110)는 프로세서(120)의 제어에 따라 순차적으로 서로 다른 파장의 광을 조사하는 단일 광원(111) 또는 검출하고자 하는 다파장 대역을 포함하는 넓은 대역의 광을 조사하는 단일 광원(111)으로 형성될 수도 있다. The light source 111 may include a light emitting diode (LED), a laser diode (LD) or a phosphor. One or more light sources 111 may be formed to irradiate the subject with light of multiple wavelengths in order to detect pulse waves of multiple wavelengths. For example, the pulse wave sensor 110 may be formed of a plurality of light sources 111 irradiating light having different wavelengths, respectively. In this case, the plurality of light sources 111 may be disposed on different distances from the detector 112. As another example, the pulse wave sensor 110 may be a single light source 111 for irradiating light of different wavelengths sequentially or a single band for irradiating a wide band of light including a multi-wavelength band to be detected under the control of the processor 120. It may be formed of a light source 111.

디텍터(112)는 하나 이상의 포토다이오드(photo diode), 포토트랜지스터(photo transistor, PTr) 또는 이미지 센서(예: CMOS 이미지 센서) 등으로 형성될 수 있다. 디텍터(112)는 다파장의 광을 검출하기 위하여 복수의 광원(111)별로 대응되도록 형성될 수 있다. 또는, 디텍터(112)는 단일 광원(111)에 의해 조사된 다파장의 광을 검출하기 위해 서로 다른 파장의 광에 반응하도록 복수로 형성될 수 있다. The detector 112 may be formed of one or more photo diodes, a photo transistor (PTr), an image sensor (eg, a CMOS image sensor), or the like. The detector 112 may be formed to correspond to each of the plurality of light sources 111 in order to detect light having multiple wavelengths. Alternatively, the detector 112 may be formed in plural to respond to light of different wavelengths in order to detect light of multiple wavelengths emitted by the single light source 111.

프로세서(120)는 생체정보 측정 요청을 수신하면, 기준 정보를 참조하여 사용자가 가해야 할 기준 접촉 압력에 대한 강도를 안내할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 생체정보 측정 요청에 따라 맥파 센서(100)를 구동할 수 있다. 프로세서(120)는 미리 설정된 광원 구동 조건을 기초로 다파장의 광을 조사하도록 순차적으로 광원(111)을 구동할 수 있다. 이때, 광원 구동 조건은 각 광원(111)의 광 세기 및 펄스 지속 시간 등을 포함할 수 있다. When the processor 120 receives the biometric information measurement request, the processor 120 may guide the strength of the reference contact pressure to be applied by the user with reference to the reference information. In addition, the processor 120 may drive the pulse wave sensor 100 in response to a biometric information measurement request. The processor 120 may sequentially drive the light source 111 to irradiate light having multiple wavelengths based on a preset light source driving condition. In this case, the light source driving condition may include light intensity and pulse duration of each light source 111.

프로세서(120)는 맥파 센서(110)로부터 특정 시점에 검출된 다파장의 맥파 신호를 수신하면, 수신된 다파장의 맥파 신호를 분석하여 피검체와 맥파 센서(110) 사이의 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득할 수 있다. When the processor 120 receives the pulse wave signal of the multi-wavelength detected at a specific time from the pulse wave sensor 110, the processor 120 analyzes the received pulse wave signal of the multi-wavelength and indicates a contact pressure between the subject and the pulse wave sensor 110. A signal can be obtained.

또한, 프로세서(120)는 수신된 다파장의 맥파 신호 및/또는 변환신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다. 이때, 생체정보는 심박수, 수축기 혈압, 이완기 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 프로세서(120)는 다파장 맥파 신호 및 변환신호를 기초로 오실로메트릭(oscillometric) 포락선을 획득하고, 획득된 오실로메트릭 포락선을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다.In addition, the processor 120 may measure biometric information based on the received multi-wavelength pulse wave signal and / or converted signal. At this time, the biometric information includes, but is not limited to, heart rate, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, vascular age, arteriosclerosis, aortic pressure waveform, vascular elasticity, stress index, and fatigue. For example, the processor 120 may acquire an oscillometric envelope based on the multi-wavelength pulse wave signal and the converted signal, and measure biometric information using the obtained oscillometric envelope.

도 2는 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of an apparatus for measuring biometric information according to another exemplary embodiment.

도 2를 참조하면, 생체정보 측정 장치(200)는 맥파 센서(110), 프로세서(120), 출력부(210), 저장부(220) 및 통신부(230)를 포함할 수 있다. 맥파 센서(110) 및 프로세서(120)는 도 1을 참조하여 설명한 바 있으므로 이하 나머지 구성을 중심으로 설명하기로 한다.2, the biometric information measuring apparatus 200 may include a pulse wave sensor 110, a processor 120, an output unit 210, a storage unit 220, and a communication unit 230. Since the pulse wave sensor 110 and the processor 120 have been described with reference to FIG. 1, the rest of the configuration will be described below.

출력부(210)는 맥파 센서(110)에서 검출된 다파장 맥파 신호 또는 프로세서(120)의 처리 결과, 예컨대 생체정보 측정 결과를 출력할 수 있다. 이때, 출력부(210)는 디스플레이를 통해 각종 정보를 시각적으로 사용자에게 제공할 수 있다. 또는, 스피커 모듈 또는 햅틱 모듈 등을 통해 음성이나 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 각종 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 측정된 혈압이 정상 범위를 벗어나는 경우 빨간색으로 표시하여 경고하거나, 햅틱 모듈을 통해 진동이나 촉감을 통해 추가적인 경고 정보를 제공할 수 있다. The output unit 210 may output a multi-wavelength pulse wave signal detected by the pulse wave sensor 110 or a processing result of the processor 120, for example, a biometric information measurement result. In this case, the output unit 210 may visually provide various information to the user through a display. Alternatively, various types of information may be provided to the user through a speaker module or a haptic module in a non-visual manner such as voice, vibration, and touch. For example, if the measured blood pressure is out of the normal range, it may be displayed in red to warn, or the haptic module may provide additional warning information through vibration or touch.

또한, 출력부(210)는 생체정보 측정 요청이 수신되면, 프로세서(120)의 제어에 따라 사용자가 맥파 센서(110)에 가해야 할 안내 정보를 출력할 수 있다. 이때, 안내 정보는 맥파 센서(110)가 맥파 신호를 검출하는 동안 피검체가 맥파 센서(110)에 가해야 하는 압력의 강도 및/또는 프로세서(120)에 의해 추출된 실제 접촉 압력에 관한 정보를 포함할 수 있다. In addition, when the biometric information measurement request is received, the output unit 210 may output guide information to be applied to the pulse wave sensor 110 under the control of the processor 120. In this case, the guide information may include information about the intensity of pressure that the subject should apply to the pulse wave sensor 110 and / or the actual contact pressure extracted by the processor 120 while the pulse wave sensor 110 detects the pulse wave signal. It may include.

예를 들어, 출력부(210)는 생체정보 측정 요청이 수신되면 프로세서(120)의 제어에 따라 소정 시간 동안의 시간 대 접촉 압력을 나타내는 그래프를 디스플레이에 출력하고, 각 시점에 사용자가 가해야 하는 기준 접촉 압력값 및/또는 기준 접촉 압력값의 범위를 나타내는 식별 표시를 그래프 상에 출력할 수 있다. 예컨대, 식별 표시는 각 시점의 기준 접촉 압력값에 상응하는 지점들을 연결한 선 또는, 기준 접촉 압력 범위의 최고값들을 연결한 선(line) 및 최저값들을 연결한 선을 포함할 수 있다. For example, when the biometric information measurement request is received, the output unit 210 outputs a graph indicating a time versus contact pressure for a predetermined time period on the display under the control of the processor 120, and the user should apply it at each time point. An identification mark indicating the reference contact pressure value and / or the range of the reference contact pressure value can be output on the graph. For example, the identification mark may include a line connecting points corresponding to the reference contact pressure value at each time point, or a line connecting the highest values and the lowest values of the reference contact pressure ranges.

또한, 출력부(210)는 프로세서(120)가 다파장 맥파 신호를 이용하여 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득하고, 각 측정 시점별로 사용자가 맥파 센서에 가한 실제 접촉 압력에 상응하는 접촉 압력값을 획득하면, 획득된 각 측정 시점의 접촉 압력값을 그래프상에 출력할 수 있다.. 프로세서(120)는 기준 접촉 압력과 변환신호를 통해 획득한 접촉 압력과의 비교를 통해 사용자가 가하고 있는 접촉 압력을 변경하도록 하는 경고 정보를 생성할 수 있으며, 출력부(210)는 생성된 경고 정보를 시각적으로 표시하거나, 음성, 진동 등을 통해 출력할 수 있다. In addition, the output unit 210 obtains a converted signal indicating the contact pressure by the processor 120 using the multi-wavelength pulse wave signal, and outputs a contact pressure value corresponding to the actual contact pressure applied to the pulse wave sensor by the user at each measurement time point. If so, the contact pressure value of each measured time point may be output on the graph. The processor 120 may apply the contact pressure applied by the user by comparing the reference contact pressure with the contact pressure obtained through the conversion signal. The warning information may be generated so as to change the output, and the output unit 210 may visually display the generated warning information or output the same through voice or vibration.

저장부(220)는 각종 기준 정보나, 맥파 센서(110) 및/또는 프로세서(120)의 처리 결과를 저장할 수 있다. 이때, 각종 기준 정보는 사용자의 나이, 성별, 건강 상태 등의 사용자 정보, 기준 접촉 압력값이나 기준 접촉 압력의 범위, 커프 압력이나 커프 혈압과 같이 캘리브레이션을 위한 기준 정보, 전술한 측정 상태에 관한 안내 정보 또는, 생체정보의 측정 모델 등과 같이 생체정보 측정에 필요한 정보 등을 포함할 수 있다. The storage unit 220 may store various reference information or processing results of the pulse wave sensor 110 and / or the processor 120. In this case, the various reference information includes user information such as user's age, gender and health status, reference contact pressure value or range of reference contact pressure, reference information for calibration such as cuff pressure or cuff blood pressure, and the above-described measurement state. Information or information necessary for measuring biometric information, such as a measurement model of biometric information, and the like.

이때, 저장부(220)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등의 저장매체를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.In this case, the storage unit 220 may include a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, and a card type memory (eg, SD or XD memory). Etc.), Random Access Memory (RAM), Random Random Access Memory (SRAM), Read-Only Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), Magnetic Storage media such as memory, magnetic disks, optical disks, and the like, but are not limited thereto.

한편, 본 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 사용자의 캘리브레이션 요청이 수신되는 경우 또는 미리 설정된 캘리브레이션 주기를 만족하는 경우 생체정보 측정 모델 또는 생체정보 측정값의 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 또는 생체정보가 측정되면, 생체정보 측정 결과를 기초로 캘리브레이션 여부를 판단할 수 있다.Meanwhile, according to the present embodiment, the processor 120 may perform the calibration of the biometric information measurement model or the biometric information measurement value when the user's calibration request is received or when the preset calibration period is satisfied. Alternatively, when the biometric information is measured, it may be determined whether to calibrate based on the biometric information measurement result.

예를 들어, 프로세서(120)는 측정된 생체정보 측정값이 정상 범위를 벗어나면 캘리브레이션하는 것으로 판단할 수 있다. 또는, 생체정보 측정값이 정상 범위를 벗어난 경우, 소정 시간 동안 정상 범위를 벗어난 총 횟수가 임계치 이상이면 캘리브레이션 하는 것으로 결정할 수 있다. 또는, 생체정보 측정값이 정상 범위를 벗어난 경우, 이를 포함하여 이전에 연속적으로 정상범위를 벗어난 횟수가 임계치 이상이면 캘리브레이션하는 것으로 판단할 수 있다. 다만 이는 예시에 불과하므로 이에 제한되는 것은 아니며, 그 밖의 피검체 및/또는 측정 상태의 변경 여부, 사용자의 건강 상태의 변경 여부 등의 다양한 조건들을 고려하여 판단 기준을 설정할 수 있다.For example, the processor 120 may determine to calibrate when the measured biometric information is out of the normal range. Alternatively, when the measured value of the biological information is out of the normal range, it may be determined to calibrate if the total number of times out of the normal range for a predetermined time is greater than or equal to the threshold. Alternatively, when the measured value of the biometric information is out of the normal range, it may be determined that the calibration is performed if the number of times that the out of the normal range has been continuously exceeded the threshold is previously included. However, this is only an example, and the present disclosure is not limited thereto, and a criterion for setting the criterion may be set in consideration of various conditions such as whether the subject and / or the state of measurement are changed or whether the state of the user is changed.

프로세서(120)는 캘리브레이션하는 것으로 판단되면, 저장부(220)로부터 캘리브레이션을 위한 기준 정보를 획득하여, 생체정보 측정값이나 생체정보 측정 모델을 캘리브레이션할 수 있다. 이때, 캘리브레이션을 위한 기준 정보는 실제 생체정보 측정값(예: 커프 혈압) 및 오프셋 값 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.When the processor 120 determines to calibrate, the processor 120 may obtain reference information for calibration from the storage unit 220 and calibrate the biometric information measurement value or the biometric information measurement model. In this case, the reference information for calibration may include an actual biometric information measurement value (for example, cuff blood pressure) and an offset value, but is not limited thereto.

프로세서(120)는 미리 설정된 기준에 따라 통신부(230)를 제어하여 캘리브레이션을 위한 기준 정보를 외부 기기(250)로부터 수신할 수 있다. 이때, 미리 설정된 기준은 특정 주기, 사용자의 건강 상태, 피검체의 상태 및 전술한 캘리브레이션 판단 기준 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 사용자의 건강 상태에 변화가 있는 경우 및/또는 특정 주기가 되면 통신부(230)를 제어할 수 있다. 또는, 캘리브레이션을 소정 횟수 이상 수행한 경우 기준 혈압 등의 기준 정보에 변화가 생긴 것으로 판단하고, 새로운 기준 정보를 획득하기 위해 통신부(230)를 제어할 수 있다.The processor 120 may control the communication unit 230 according to a preset reference to receive the reference information for calibration from the external device 250. In this case, the preset criteria may include a specific period, a health state of the user, a state of the subject, and the above-described calibration determination criteria. For example, the processor 120 may control the communicator 230 when there is a change in the health state of the user and / or when a specific cycle occurs. Alternatively, when calibration is performed a predetermined number of times or more, it may be determined that a change has occurred in reference information such as reference blood pressure, and the communication unit 230 may be controlled to obtain new reference information.

통신부(230)는 프로세서(120)의 제어에 따라 다양한 외부 기기(250)와 유무선 통신을 할 수 있다. 외부 기기(250)는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC등의 정보 처리 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 외부 기기(250)는 커프 혈압 측정 기기와 같이 보다 정확한 방식으로 생체정보를 측정하는 장치를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.The communicator 230 may perform wired or wireless communication with various external devices 250 under the control of the processor 120. The external device 250 may include an information processing device such as a smartphone, a tablet PC, a desktop PC, and the like. In addition, the external device 250 may include a device for measuring biometric information in a more accurate manner, such as a cuff blood pressure measurement device. However, it is not limited thereto.

통신부(230)는 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용하여 외부 기기와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.The communication unit 230 includes Bluetooth communication, BLE (Bluetooth Low Energy) communication, Near Field Communication (Near Field Communication), WLAN communication, Zigbee communication, Infrared Data Association (IrDA) communication, WFD (Wi-Fi Direct) communication, ultra-wideband (UWB) communication, Ant + communication, WIFI communication, Radio Frequency Identification (RFID) communication, 3G communication, 4G communication and 5G communication can be used to communicate with external devices. However, this is only an example and is not limited thereto.

통신부(230)는 프로세서(120)의 제어에 따라 생체정보 측정값의 캘리브레이션을 위한 기준 정보를 외부 기기(250)로부터 수신하고, 저장부(220)에 저장할 수 있다. The communication unit 230 may receive reference information for calibrating the biometric information measurement value from the external device 250 under the control of the processor 120, and store the reference information in the storage unit 220.

도 3은 일 실시예에 따른 프로세서 구성의 블록도이다. 도 4는 다파장 맥파 신호, 변환신호와 접촉 압력과의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 오실로메트릭 기법으로 혈압 측정을 설명하기 위한 도면이다. 도 6a 내지 도 6c는 혈압 측정치와 실제 혈압과의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.3 is a block diagram of a processor configuration according to an embodiment. 4 is a view for explaining the correlation between the multi-wavelength pulse wave signal, the converted signal and the contact pressure. 5A and 5B are diagrams for explaining blood pressure measurement using an oscillometric technique. 6A to 6C are diagrams for explaining the correlation between the blood pressure measurement value and the actual blood pressure.

도 3을 참조하면, 프로세서(120)는 접촉 압력 안내부(310), 맥파 신호 수신부(320), 변환신호 획득부(330), 포락선 획득부(340) 및 생체정보 측정부(340)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the processor 120 includes a contact pressure guide unit 310, a pulse wave signal receiver 320, a conversion signal acquirer 330, an envelope acquirer 340, and a biometric information measurer 340. can do.

접촉 압력 안내부(310)는 생체정보 측정 요청이 수신되면, 기준 정보를 참조하여 사용자가 측정 시간 동안 맥파 센서(110)에 가해야 하는 기준 접촉 압력을 출력부(210)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 기준 접촉 압력은 사용자의 성별, 나이, 피검 부위의 상태, 건강 상태 및 생체정보 측정 이력 등을 고려하여 사용자별로 미리 설정될 수 있다.When the biometric information measurement request is received, the contact pressure guide unit 310 may provide the user with a reference contact pressure, which should be applied to the pulse wave sensor 110 during the measurement time, with reference to the reference information through the output unit 210. Can be. The reference contact pressure may be preset for each user in consideration of the gender, age, state of the test site, health state, and biometric information measurement history of the user.

예를 들어, 접촉 압력 안내부(310)는 출력부(210)를 통해 기준 접촉 압력을 나타내는 식별 표시를 포함하는 그래프를 출력할 수 있다. 이때, 식별 표시는 측정 시점마다 사용자가 맥파 센서(110)에 접촉한 상태에서 가해야 하는 기준 접촉 압력값이나, 기준 접촉 압력값의 범위 예컨대, 최저값, 최고값 및/또는 평균값 등을 지시할 수 있다. 예컨대, 출력부(210)는 그래프상에서 각 시점별로 기준 접촉 압력값에 해당하는 지점에 미리 설정된 마크(예: 원, 사각형, 화살표 등의 도형)를 출력할 수 있으며, 또는 각 시점별로 기준 접촉압력의 범위를 쉽게 인식할 수 있도록 최저값, 최고값 및 평균값 등을 각각 연결한 선 등을 표시할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 그 밖의 다양한 형태의 시각적인 표시 또는 음성 등의 형태로 출력할 수 있다.For example, the contact pressure guide unit 310 may output a graph including an identification mark indicating the reference contact pressure through the output unit 210. In this case, the identification mark may indicate a reference contact pressure value to be applied while the user contacts the pulse wave sensor 110 at each measurement time point, or a range of the reference contact pressure value, for example, a minimum value, a maximum value, and / or an average value. have. For example, the output unit 210 may output a predetermined mark (eg, a circle, a rectangle, an arrow, etc.) at a point corresponding to the reference contact pressure value for each time point on the graph, or the reference contact pressure for each time point. In order to easily recognize the range of, the line connecting the lowest value, the highest value and the average value can be displayed. However, the present invention is not limited thereto and may be output in various forms of visual display or voice.

또한, 접촉 압력 안내부(310)는 변환신호 획득부(330)에 의해 각 측정 시점별 접촉 압력을 나타내는 변환신호가 획득되면, 변환신호를 기초로 획득된 접촉 압력을 출력부(210)를 통해 디스플레이에 출력할 수 있다.In addition, when the contact pressure guide unit 310 obtains a conversion signal indicating the contact pressure for each measurement time point by the conversion signal acquisition unit 330, the contact pressure obtained based on the conversion signal is output through the output unit 210. You can output to the display.

맥파 신호 수신부(320)는 맥파 센서(110)로부터 검출된 다파장 맥파 신호를 수신하고, 수신된 다파장 맥파 신호를 변환신호 획득부(330) 및 포락선 획득부(340)에 전달할 수 있다. 이때, 맥파 신호 수신부(320)는 맥파 센서(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. The pulse wave signal receiving unit 320 may receive the multi-wavelength pulse wave signal detected from the pulse wave sensor 110 and transmit the received multi-wavelength pulse wave signal to the conversion signal obtaining unit 330 and the envelope obtaining unit 340. In this case, the pulse wave signal receiver 320 may be electrically connected to the pulse wave sensor 110.

또한, 맥파 신호 수신부(310)는 다파장 맥파 신호가 수신되면, 변환신호 획득부(330) 및 포락선 획득부(340)에 전달하기 전에 필요에 따라 다파장 맥파 신호를 필터링하여 노이즈를 제거하거나 정규화를 수행할 수 있다. 이때, 맥파 신호 수신부(310)는 각 맥파 신호를 로우 패스 필터(Low Pass Filter)에 통과시켜 각 파장의 맥파 DC 신호를 획득할 수 있다.In addition, when the pulse wave signal receiving unit 310 receives the multi-wavelength pulse wave signal, the pulse wave signal receiving unit 310 filters the multi-wavelength pulse wave signal as necessary before removing the normalized pulse wave signal, and removes or normalizes the signal. Can be performed. In this case, the pulse wave signal receiver 310 may pass each pulse wave signal through a low pass filter to obtain a pulse wave DC signal of each wavelength.

변환신호 획득부(330)는 맥파 센서(110)로부터 특정 시점의 다파장 맥파 신호가 수신되면, 수신된 다파장 맥파 신호를 기초로 그 특정 시점의 피검체와 맥파 센서(110) 간의 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득할 수 있다. When the multi-wavelength pulse wave signal at a specific point in time is received from the pulse wave sensor 110, the converted signal obtaining unit 330 may contact pressure between the subject and the pulse wave sensor 110 at the specific point in time based on the received multi-wave pulse wave signal. It is possible to obtain a converted signal indicating.

예를 들어, 변환신호 획득부(330)는 특정 시점에 획득된 청색 파장(B)의 맥파 DC 신호를 기초로 나머지 파장(IR,R,G)의 맥파 DC 신호들을 차분하여 차분신호를 생성하고, 생성된 차분신호를 조합하여 특정 시점의 접촉 압력을 추출할 수 있다. For example, the conversion signal acquisition unit 330 generates a differential signal by differentially performing pulse wave DC signals having the remaining wavelengths IR, R, and G based on the pulse wave DC signal having a blue wavelength B obtained at a specific time point. In addition, the generated differential signal may be combined to extract contact pressure at a specific point in time.

예컨대, 변환신호 획득부(330)는 아래의 수학식 1과 같이 녹색 파장의 맥파 신호에서 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제1 차분신호와, 적색 파장의 맥파 신호에서 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제2 차분신호 간의 비율을 산출하고, 산출된 비율을 기초로 각 시점의 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득할 수 있다. 또는, 산출된 비율을 미리 정의된 상관 모델에 입력하여 접촉 압력을 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 변환 신호를 이용하여 각 측정 시점의 접촉 압력을 획득할 수 있다. 이때, 상관 모델은 두 차분신호의 비율과 접촉 압력 간의 상관 관계를 나타내는 수학 함수식 알고리즘이나 매칭 테이블 형태로 정의될 수 있다.For example, the conversion signal acquisition unit 330 may be a first difference signal obtained by subtracting a blue wave pulse signal from a green wave pulse signal, and a pulse wave signal of blue wavelength from a red wave pulse signal as shown in Equation 1 below. The ratio between the differential signals can be calculated, and a converted signal representing the contact pressure at each time can be obtained based on the calculated ratio. Alternatively, the calculated ratio may be input to a predefined correlation model to obtain contact pressure. The contact pressure at each measurement point may be obtained using the obtained conversion signal. In this case, the correlation model may be defined in the form of a mathematical function algorithm or a matching table indicating a correlation between the ratio of the two differential signals and the contact pressure.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Sg는 녹색 파장(G)의 맥파 DC 신호, Sb는 청색 파장(B)의 맥파 DC 신호, Sr은 적색 파장(R)의 맥파 DC 신호를 나타내고, Dr은 차분신호들 간의 비율을 의미한다. 또한, CP는 접촉 압력을 나타내고, a 및 b는 차분신호들 간의 비율과 접촉 압력 간의 상관 관계를 정의하는 임의의 상수를 나타낸다.Here, Sg represents the pulse wave DC signal of the green wavelength G, Sb represents the pulse wave DC signal of the blue wavelength B, Sr represents the pulse wave DC signal of the red wavelength R, and Dr represents the ratio between the differential signals. . In addition, CP represents contact pressure and a and b represent arbitrary constants that define the correlation between the contact pressure and the ratio between the differential signals.

도 4는 각 파장의 맥파 신호 및 변환신호와, 접촉 압력 간의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 사용자가 가하는 실제 접촉 압력과 본 실시예를 통해 획득한 변환신호 간의 비교를 위하여, 접촉압력 센서를 구비하고 있는 기기를 통해 피검체로부터 소정 시간 동안 측정한 적색 파장(R), 녹색 파장(G) 및 청색 파장(B)의 맥파 신호, 접촉 압력 센서를 통해 측정한 실제 접촉 압력 및, 다파장 맥파 신호(R,G,B)를 이용하여 전술한 방법에 의해 획득한 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 도시한 것이다. 4 is a view for explaining the correlation between the pulse wave signal and the conversion signal of each wavelength and the contact pressure. FIG. 4 is a view illustrating a red wavelength and a green wavelength measured for a predetermined time from a subject through a device equipped with a contact pressure sensor for comparison between an actual contact pressure applied by a user and a converted signal obtained through the present embodiment. Pulse wave signals of (G) and blue wavelength (B), actual contact pressures measured by the contact pressure sensor, and contact pressures obtained by the above-described method using the multi-wavelength pulse wave signals (R, G, B). The converted signal is shown.

도 4에 도시된 바와 같이, 다파장 맥파 신호를 통해 획득한 변환신호의 접촉 압력과 실제 접촉 압력 센서를 통해 측정한 접촉 압력 사이에는 높은 상관 관계가 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 이와 같이 다파장 맥파 신호를 이용한 변환신호를 통해 사용자가 실제 접촉한 접촉 압력과 유사한 접촉 압력을 획득할 수 있으므로 정확하게 생체정보를 측정할 수 있다. 또한, 별도의 접촉 압력 센서 예컨대, 힘센서나 면적센서 등을 탑재할 필요가 없어 기기의 소형화가 가능하다. As shown in FIG. 4, it can be seen that there is a high correlation between the contact pressure of the converted signal acquired through the multi-wavelength pulse wave signal and the contact pressure measured by the actual contact pressure sensor. Therefore, according to the present embodiment, since the contact pressure similar to the contact pressure actually touched by the user can be obtained through the converted signal using the multi-wavelength pulse wave signal, the biometric information can be measured accurately. In addition, it is not necessary to mount a separate contact pressure sensor such as a force sensor or an area sensor, so that the device can be miniaturized.

포락선 획득부(340)는 다파장 맥파 신호와 변환신호를 이용하여 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다. 포락선 획득부(340)는 다파장의 맥파 신호 중에서 미리 설정된 기준에 따라 하나 이상의 맥파 신호를 선택하고, 선택된 맥파 신호와 변환신호를 이용하여 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다. 이때, 미리 설정된 기준은 다파장 맥파 신호 각각의, 최대 진폭값, 평균 진폭값 및 최대 진폭값과 최소 진폭값의 차이 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 다파장 중의 미리 설정된 특정 파장의 맥파 신호를 선택하는 것도 가능하다.The envelope obtaining unit 340 may acquire an oscillometric envelope using a multi-wavelength pulse wave signal and a converted signal. The envelope obtaining unit 340 may select one or more pulse wave signals among preset pulse wave signals based on a preset reference, and acquire an oscillometric envelope using the selected pulse wave signal and the converted signal. In this case, the preset reference may include at least one of a maximum amplitude value, an average amplitude value, and a difference between the maximum amplitude value and the minimum amplitude value of each of the multi-wavelength pulse wave signals. However, the present invention is not limited thereto, and it is also possible to select a pulse wave signal having a predetermined specific wavelength among multiple wavelengths.

일 예로, 포락선 획득부(340)는 맥파 신호의 최대 진폭값과 최소 진폭값의 차이가 가장 큰 하나의 맥파 신호를 선택할 수 있다. 포락선 획득부(340)는 어느 하나의 맥파 신호가 선택되면, 선택된 맥파 신호의 각 측정 시점에서의 피크-투-피크(peak-to-peak) 지점을 추출하고, 추출된 피크-투-피크 지점을 각 측정 시점에 대응하는 변환신호의 값 즉, 접촉 압력값을 기준으로 플롯(plot)함으로써 접촉 압력 대 맥파 신호의 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다. As an example, the envelope obtaining unit 340 may select one pulse wave signal having a largest difference between the maximum amplitude value and the minimum amplitude value of the pulse wave signal. When any one pulse wave signal is selected, the envelope obtaining unit 340 extracts a peak-to-peak point at each measurement time point of the selected pulse wave signal, and extracts the extracted peak-to-peak point. It is possible to obtain an oscillometric envelope of the contact pressure vs. the pulse wave signal by plotting the value based on the value of the converted signal corresponding to each measurement time point, that is, the contact pressure value.

도 5a를 참조하면, 각 측정 시점에서의 파형 엔벨로프(in1)의 플러스(+) 지점의 진폭값(in2)에서 마이너스(-) 지점의 진폭값(in3)을 빼서 피크-투-피크 지점을 추출할 수 있다. 그 다음, 포락선 획득부(340)는 도 5b에 도시된 바와 같이 각 측정 시점에서의 피크-투-피크 지점의 진폭을 변환신호의 접촉 압력값을 기준으로 플롯하여 오실로메트릭 포락선(OW)을 획득할 수 있다.Referring to FIG. 5A, the peak-to-peak point is extracted by subtracting the amplitude value in3 of the minus point from the amplitude value in2 of the plus point of the waveform envelope in1 at each measurement time point. can do. Then, the envelope obtaining unit 340 obtains an oscillometric envelope OW by plotting the amplitude of the peak-to-peak point at each measurement point based on the contact pressure value of the converted signal as shown in FIG. 5B. can do.

다른 예로, 포락선 획득부(340)는 미리 설정된 기준에 따라 둘 이상의 맥파 신호를 선택할 수 있다. 예컨대, 포락선 획득부(340)는 상대적으로 장파장(예: 적외 파장)과 단파장(예: 녹색 파장)의 맥파 신호를 선택하고, 상대적으로 장파장의 맥파 신호에서 단파장의 맥파 신호를 차분하고, 차분 신호를 이용하여 전술한 바와 같이 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다. 이때, 각각의 맥파 신호를 2차 미분하고 장파장의 미분신호에서 단파장의 미분신호를 차분하여 차분신호를 획득할 수 있다.As another example, the envelope obtaining unit 340 may select two or more pulse wave signals according to a preset criterion. For example, the envelope acquiring unit 340 selects a pulse wave signal having a relatively long wavelength (for example, an infrared wavelength) and a short wavelength (for example, a green wavelength), subtracts a pulse wave signal having a short wavelength from a pulse wave having a relatively long wavelength, and provides a differential signal. Can be used to obtain an oscillometric envelope. At this time, the differential signal can be obtained by secondly differenting each pulse wave signal and differentiating a short wavelength differential signal from a long wavelength differential signal.

다른 예로, 포락선 획득부(340)는 다파장 맥파 신호 중의 적어도 일부 또는 전체의 맥파 신호를 이용하여 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다. 예컨대, 각 맥파 신호와 변환신호를 이용하여 각각의 오실로메트릭 포락선을 획득하고, 획득한 각각의 오실로메트릭 포락선을 아래의 수학식 2와 같이 미리 설정된 선형 함수식 또는 통합 모델에 입력하여 통합된 하나의 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다. 이때, 각각의 오실로메트릭 포락선은 전술한 바와 같이 획득할 수 있다.As another example, the envelope obtaining unit 340 may acquire an oscillometric envelope using at least some or all of the pulse wave signals of the multi-wavelength pulse wave signal. For example, each oscillometric envelope is obtained using each pulse wave signal and a transformed signal, and each oscillometric envelope obtained by inputting each of the oscillometric envelopes into a predetermined linear functional formula or integrated model as shown in Equation 2 below is integrated into one oscillator. A metric envelope can be obtained. At this time, each oscillometric envelope can be obtained as described above.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, f1, f2 및 f3는 각각의 오실로메트릭 포락선을 의미하고, c1, c2 및 c3는 각 오실로메트릭 포락선에 대한 계수를 의미한다. ftotal은 통합된 오실로메트릭 포락선을 의미한다. 한편, 각각의 오실로메트릭 포락선에 대한 계수 c1, c2 및 c3는 적용될 장치의 종류, 피검 위치, 장치의 크기, 각 발광부의 광의 세기, 파장대, 사용자의 건강 상태 등을 기초로 전처리 과정을 통해 미리 산출될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. Here, f 1 , f 2, and f 3 mean each oscillometric envelope, and c 1 , c 2, and c 3 mean coefficients for each oscillometric envelope. f total means the integrated oscillometric envelope. On the other hand, the coefficients c 1 , c 2, and c 3 for each oscillometric envelope are preprocessed based on the type of device to be applied, the location of the test, the size of the device, the light intensity of each light emitting unit, the wavelength range, and the health of the user. Can be calculated in advance. However, the present invention is not limited thereto.

생체정보 측정부(350)는 포락선 획득부(340)에 의해 획득된 오실로메트릭 포락선을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다. 생체정보 측정부(350)는 오실로메트릭 포락선으로부터 하나 이상의 특징을 추출하고, 추출된 특징을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다. The biometric information measuring unit 350 may measure biometric information by using the oscillometric envelope obtained by the envelope obtaining unit 340. The biometric information measuring unit 350 may extract one or more features from the oscillometric envelope, and measure the biometric information using the extracted features.

도 5b를 참조하면, 생체정보 측정부(350)는 오실로메트릭 포락선(OW)에서 최대 피크 지점의 진폭값(MA), 또는 최대 피크 지점의 접촉 압력값(MP), 최대 피크 지점의 접촉 압력값(MP)을 기준으로 미리 설정된 비율(예: 0.5~0.7)을 갖는 좌우 지점의 접촉 압력값(SP,DP)을 특징으로 추출할 수 있다. 생체정보 측정부(350)는 이와 같이 추출된 특징을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 5B, the biometric information measuring unit 350 includes an amplitude value MA of the maximum peak point, a contact pressure value MP of the maximum peak point, and a contact pressure value of the maximum peak point in the oscillometric envelope OW. The contact pressure values SP and DP of the left and right points having a predetermined ratio (for example, 0.5 to 0.7) based on (MP) may be extracted. The biometric information measuring unit 350 may measure biometric information by using the extracted feature.

예컨대, 혈압 측정을 하는 경우, 생체정보 측정부(350)는 오실로메트릭 포락선(OW)으로부터 추출한 최대 피크 지점의 접촉 압력값(MP)을 평균 혈압으로 산출할 수 있다. 또한, 생체정보 측정부(350)는 최대 피크 지점의 접촉 압력값(MP)을 기준으로 미리 설정된 소정 비율 범위내의 우측 지점의 접촉 압력값(SP)을 수축기 혈압(SBP), 좌측 지점의 접촉 압력값(DP)을 이완기 혈압(DBP)으로 산출할 수 있다.For example, when measuring blood pressure, the biometric information measuring unit 350 may calculate the contact pressure value MP of the maximum peak point extracted from the oscillometric envelope OW as the average blood pressure. In addition, the biometric information measuring unit 350 stores the systolic blood pressure SBP and the contact pressure at the left point of the contact pressure value SP at the right point within a predetermined ratio range based on the contact pressure value MP at the maximum peak point. The value DP can be calculated as the diastolic blood pressure DBP.

또는, 생체정보 측정부(350)는 오실로메트릭 포락선으로부터 하나 이상의 특징이 추출되면, 아래의 수학식 3과 같이 미리 정의된 측정 모델을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다.Alternatively, when one or more features are extracted from the oscillometric envelope, the biometric information measuring unit 350 may measure the biometric information using a predefined measurement model as shown in Equation 3 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, y는 구하고자 하는 생체정보, 예컨대 이완기 혈압, 수축기 혈압 및 평균 혈압 등을 의미하며, x는 추출된 특징 값을 의미한다. 또한, a와 b는 전처리 과정을 통해 미리 산출되는 값이며, 생체정보의 종류, 예컨대, 이완기 혈압, 수축기 혈압 및 평균 혈압 등에 따라 다르게 정의될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며 특징 값 대비 혈압값을 매핑한 테이블 형식으로 미리 구축될 수 있다.Here, y denotes biometric information to be obtained, for example, diastolic blood pressure, systolic blood pressure, and average blood pressure, and x means extracted feature values. In addition, a and b are values calculated in advance through a preprocessing process, and may be defined differently according to types of bio information, for example, diastolic blood pressure, systolic blood pressure, and average blood pressure. The present invention is not limited thereto and may be pre-built in a table format in which blood pressure values are compared with feature values.

도 6a 내지 도 6c는 전술한 바와 같이 생체정보 측정부(350)가 오실로메트릭 포락선을 이용하여 측정한 수축기 혈압(SBP), 이완기 혈압(DBP), 평균 혈압(MBP)의 측정치와, 커프 혈압계와 같은 혈압 측정 장치를 이용하여 측정한 수축기 혈압(SBP), 이완기 혈압(DBP), 평균 혈압(MBP)의 기준치(ref) 사이의 상관 관계를 도시한 그래프이다. 개시된 실시예에 따르면, 실제 접촉 압력을 측정하는 센서를 구비하지 않고서도 정확한 생체정보 측정이 가능하다.6A to 6C illustrate measurement values of systolic blood pressure (SBP), diastolic blood pressure (DBP), and average blood pressure (MBP) measured by the biometric information measuring unit 350 using an oscillometric envelope as described above. It is a graph which shows the correlation between the systolic blood pressure SBP, the diastolic blood pressure DBP, and the reference value ref of the average blood pressure MBP measured using the same blood pressure measuring apparatus. According to the disclosed embodiment, accurate biometric information can be measured without having a sensor for measuring the actual contact pressure.

도 7은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of measuring biometric information according to an exemplary embodiment.

도 7은 도 1 및 도 2의 실시예에 따른 생체정보 측정 장치(100,200)에 의해 수행되는 생체정보 측정 방법의 일 실시예로서, 중복 설명을 줄이기 위해 간단하게 설명한다.FIG. 7 is an embodiment of a biometric information measuring method performed by the biometric information measuring apparatuses 100 and 200 according to the embodiments of FIGS. 1 and 2, and will be briefly described in order to reduce duplication.

먼저, 생체정보 측정 장치는 생체정보 측정 요청을 수신할 수 있다(710). 생체정보 측정 요청은 사용자로부터 입력될 수 있다. 또는 통신 연결된 외부 기기로부터 수신될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 미리 설정된 주기가 되면 자동으로 생체정보 측정 요청이 수신된 것으로 판단할 수 있다. 한편, 생체정보 측정 요청이 수신되면, 사용자가 가해야 할 접촉 압력을 안내하는 안내 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.First, the biometric information measuring device may receive a biometric information measurement request (710). The biometric information measurement request may be input from the user. Or it may be received from an external device connected to the communication. However, the present invention is not limited thereto and may determine that a request for measuring biometric information is automatically received when a predetermined period is reached. Meanwhile, when the biometric information measurement request is received, the user may be provided with guide information for guiding contact pressure to be applied by the user.

그 다음, 맥파 센서를 제어하여 피검체로부터 다파장의 맥파 신호를 검출할 수 있다(720). 이때, 다파장은 적외 파장, 녹색 파장, 적색 파장, 청색 파장 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 맥파 센서의 광원은 다파장의 광을 조사하도록 하나 이상 형성될 수 있다. 예컨대, 맥파 센서는 다파장의 대역의 광을 조사하도록 형성된 하나의 광원 또는 각 광원이 서로 다른 파장의 광을 조사하도록 복수의 광원으로 형성될 수 있다. 또한, 맥파 센서는 하나 이상의 디텍터로 형성될 수 있다.Next, the pulse wave sensor may be controlled to detect a pulse wave signal having a multi wavelength from the subject (720). In this case, the multi-wavelength includes, but is not limited to, an infrared wavelength, a green wavelength, a red wavelength, a blue wavelength, and the like. One or more light sources of the pulse wave sensor may be formed to radiate light of multiple wavelengths. For example, the pulse wave sensor may be formed of one light source formed to irradiate light of a multi-wavelength band or a plurality of light sources such that each light source irradiates light of different wavelengths. In addition, the pulse wave sensor may be formed of one or more detectors.

그 다음, 다파장의 맥파 신호가 검출되면(720), 검출된 다파장의 맥파 신호를 기초로 변환신호를 획득할 수 있다(730). 예를 들어, 검출된 다파장의 맥파 신호 중의 둘 이상의 맥파 신호를 조합하여 맥파 센서와 피검체 사이의 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득할 수 있다. 예컨대, 다파장의 맥파 신호를 로우 패스 필터(LPF)에 통과시켜 각 파장의 맥파 DC 신호를 생성하고, 생성된 각 파장의 맥파 DC 신호를 둘 이상 조합하여 변환신호를 획득할 수 있다. 이때, 청색 파장의 맥파 DC 신호를 기초로 나머지 파장의 맥파 DC 신호들을 차분하여 차분신호를 생성하고, 생성된 차분신호의 비율을 기초로 변환신호를 획득할 수 있다.Next, when a pulse wave signal of multiple wavelengths is detected (720), a converted signal may be obtained based on the detected pulse wave signal of multiple wavelengths (730). For example, two or more pulse wave signals in the detected pulse wave signals may be combined to obtain a converted signal representing a contact pressure between the pulse wave sensor and the subject. For example, a pulse wave DC signal of each wavelength may be generated by passing a multi-wavelength pulse wave signal through a low pass filter (LPF), and a converted signal may be obtained by combining two or more pulse wave DC signals of each wavelength. In this case, a differential signal may be generated by differentially pulsating the pulse wave DC signals of the remaining wavelengths based on the pulse wave DC signal having the blue wavelength, and the converted signal may be obtained based on the ratio of the generated differential signals.

그 다음, 다파장 맥파 신호 및 획득된 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다(740). 예를 들어, 맥파 신호를 2차 미분하여 미분신호 파형의 엔벨로프를 이용하여, 각 측정 시점에서의 미분신호 파형의 플러스 쪽의 값에서 마이너스 쪽의 값을 빼서 파형의 피크-투-피크(peak-to-peak) 지점을 추출하고, 피크-투-피크 지점을 접촉 압력값을 기준으로 플롯(plot)하여 오실로메트릭 포락선을 획득할 수 있다.Next, an oscillometric envelope may be obtained based on the multi-wavelength pulse wave signal and the obtained converted signal (740). For example, using the envelope of the differential signal waveform by second derivative of the pulse wave signal, the peak-to-peak of the waveform is subtracted by subtracting the negative value from the positive value of the differential signal waveform at each measurement point. To-peak points may be extracted and the peak-to-peak points may be plotted based on contact pressure values to obtain an oscillometric envelope.

그 다음, 획득된 오실로메트릭 포락선을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다(750). 예를 들어, 오실로메트릭 포락선으로부터 하나 이상의 특징을 추출하고, 추출된 특징을 이용하여 혈압과 같은 생체정보를 측정할 수 있다. 오실로메트릭 포락선에서 최대 피크 지점의 진폭값, 또는 최대 피크 지점의 접촉 압력값, 최대 피크 지점의 접촉 압력값을 기준으로 미리 설정된 비율(예: 0.5~0.7)을 갖는 좌우 지점의 접촉 압력값 등을 특징으로 추출하고, 추출된 특징을 이용하여 혈압과 같은 생체정보를 측정할 수 있다.Next, the biometric information may be measured based on the obtained oscillometric envelope (750). For example, one or more features may be extracted from an oscillometric envelope, and biometric information such as blood pressure may be measured using the extracted features. In the oscillometric envelope, the amplitude value of the maximum peak point, the contact pressure value of the maximum peak point, or the contact pressure value of the left and right points having a preset ratio (for example, 0.5 to 0.7) based on the contact pressure value of the maximum peak point, etc. By extracting the feature, the biometric information such as blood pressure may be measured using the extracted feature.

그 다음, 생체정보 측정 결과를 출력할 수 있다(770). 예를 들어, 디스플레이를 통해 생체정보 측정 결과, 추출된 접촉 압력 정보 등을 시각적으로 사용자에게 제공할 수 있다. 또는, 스피커 모듈 또는 햅틱 모듈 등을 통해 음성이나 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 경고 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. Next, the biometric information measurement result may be output (770). For example, a biometric information measurement result and extracted contact pressure information may be visually provided to the user through a display. Alternatively, the warning information may be provided to the user through a speaker module or a haptic module in a non-visual manner such as voice, vibration, and touch.

도 8은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of a method of measuring biometric information according to another exemplary embodiment.

도 8은 도 2의 생체정보 측정 장치(200)에 의해 수행되는 생체정보 측정 방법의 일 실시예일 수 있다.FIG. 8 may be an embodiment of a biometric information measuring method performed by the biometric information measuring apparatus 200 of FIG. 2.

먼저, 생체정보 측정 장치는 생체정보 측정 요청을 수신하면(810), 맥파 센서를 제어하여 피검체로부터 다파장의 맥파 신호를 검출할 수 있다(820). 이때, 다파장은 적외 파장, 녹색 파장, 적색 파장, 청색 파장 등을 포함할 수 있으며, 맥파 센서는 다파장의 광을 조사하도록 하나 이상의 광원을 포함할 수 있다. First, when the biometric information measuring apparatus receives the biometric information measurement request (810), the biometric information measuring apparatus may detect a pulse wave signal having a multi-wavelength from the subject by controlling the pulse wave sensor (820). In this case, the multi-wavelength may include an infrared wavelength, a green wavelength, a red wavelength, a blue wavelength, and the like, and the pulse wave sensor may include one or more light sources to irradiate light of the multi-wavelength.

그 다음, 다파장의 맥파 신호가 검출되면(820), 검출된 다파장의 맥파 신호를 기초로 변환신호를 획득할 수 있다(830). 예를 들어, 다파장 맥파 신호를 필터링하여 맥파 DC 신호를 생성하고, 생성된 맥파 DC 신호를 둘 이상 이용하여 변환신호를 획득할 수 있다. Next, when a pulse wave signal of multiple wavelengths is detected (820), a converted signal may be obtained based on the detected pulse wave signal of multiple wavelengths (830). For example, a pulse wave DC signal may be generated by filtering a multi-wavelength pulse wave signal, and a converted signal may be obtained using two or more generated pulse wave DC signals.

그 다음, 다파장 맥파 신호 및 획득된 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득하고(840), 획득된 오실로메트릭 포락선을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다(850). 예를 들어, 오실로메트릭 포락선으로부터 하나 이상의 특징을 추출하고, 추출된 특징을 이용하여 혈압과 같은 생체정보를 측정할 수 있다. Thereafter, an oscillometric envelope may be obtained based on the multi-wavelength pulse wave signal and the obtained converted signal (840), and biometric information may be measured based on the obtained oscillometric envelope (850). For example, one or more features may be extracted from an oscillometric envelope, and biometric information such as blood pressure may be measured using the extracted features.

그 다음, 측정된 생체정보 측정값의 캘리브레이션 여부를 판단할 수 있다(860). 예를 들어, 생체정보 측정값의 정상 범위, 연속적으로 정상 범위를 벗어난 횟수, 소정 시간 동안 정상 범위를 벗어난 총 횟수, 피검체의 상태 변화 및 사용자의 건강 상태 중의 하나 또는 둘 이상의 조합으로 미리 설정된 캘리브레이션 판단 기준을 이용하여 생체정보 측정값의 캘리브레이션 여부를 판단할 수 있다.In operation 860, it may be determined whether the measured biometric information measurement value is calibrated. For example, a calibration preset with one or more of a normal range of biometric measurements, a number of consecutive out of normal ranges, a total number of out of normal ranges for a given time, a change in the subject's state, and a user's state of health The determination criteria may be used to determine whether to calibrate the biometric information measurement value.

그 다음, 캘리브레이션하는 것으로 판단되면(860), 캘리브레이션 기준 정보를 이용하여 생체정보를 캘리브레이션할 수 있다(880). 이때, 미리 설정된 기준을 만족하는 경우, 캘리브레이션 전에 외부 기기와 통신 연결하여 캘리브레이션을 위한 기준 정보를 수신하고(870), 수신된 기준 정보를 이용하여 생체정보 측정값을 캘리브레이션할 수 있다(880). Next, if it is determined that the calibration is performed (860), the biometric information may be calibrated using the calibration reference information (880). In this case, when the preset criterion is satisfied, the reference information for calibration may be received by connecting to an external device before calibration (870), and the measured biometric information may be calibrated using the received reference information (880).

만약, 판단 결과(860) 캘리브레이션이 필요 없는 경우 단계(850)에서 측정된 생체정보 측정값 또는 캘리브레이션된 생체정보 측정값을 출력할 수 있다(890). If the determination result 860 does not require calibration, the measured biometric information measured value or the calibrated biometric information measured value may be output (890).

도 9는 생체정보 측정 장치가 적용된 웨어러블 기기를 도시한 것이다. 전술한 생체정보 측정 장치의 다양한 실시예들은 도시된 바와 같이 손목에 착용하는 스마트 워치나 스마트 밴드형 웨어러블 기기에 탑재될 수 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예시에 불과한 것일 뿐이므로, 본 실시예들이 스마트 워치나, 스마트 밴드형 웨어러블 기기에만 적용되는 것으로 한정 해석되어서는 아니된다.9 illustrates a wearable device to which the biometric information measuring apparatus is applied. As described above, various embodiments of the biometric information measuring apparatus may be mounted on a smart watch or a smart band type wearable device worn on a wrist. However, since this is only one example for convenience of description, the present embodiments are not limited to being applied only to a smart watch or a smart band type wearable device.

도 9를 참조하면, 웨어러블 기기(900)는 기기 본체(910)와, 스트랩(930)을 포함한다. Referring to FIG. 9, the wearable device 900 includes a device body 910 and a strap 930.

스트랩(930)은 플렉시블하게 구성될 수 있으며, 본체(910)의 양단에 연결되어 사용자의 손목에 감싸는 형태로 구부려지거나 사용자의 손목으로부터 분리되는 형태로 구부려질 수 있다. 또는, 스트랩(930)은 분리되지 않는 밴드 형태로 구성될 수 있다. 이때, 스트랩(930)은 손목에 가해지는 압력의 변화에 따라 탄성을 갖도록 내부에 공기가 주입되거나 공기 주머니를 포함하도록 형성될 수도 있으며, 본체(910)로 손목의 압력 변화를 전달할 수 있다.The strap 930 may be flexible and be connected to both ends of the main body 910 to be bent in a form wrapped around the user's wrist or to be bent in a form separated from the user's wrist. Alternatively, the strap 930 may be configured in the form of a band that is not separated. In this case, the strap 930 may be formed to include air pockets or an air pocket to have elasticity according to a change in pressure applied to the wrist, and may transmit a pressure change of the wrist to the main body 910.

본체(910) 또는 스트랩(930)의 내부에는 웨어러블 기기(900)에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다.A battery for supplying power to the wearable device 900 may be built in the main body 910 or the strap 930.

또한, 웨어러블 기기(900)에는 피검체로부터 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 측정하는 맥파 센서(920)와, 맥파 센서(920)에 의해 측정된 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 이용하여 사용자의 생체정보를 측정하는 프로세서가 내장된다. In addition, the wearable device 900 uses the pulse wave sensor 920 for measuring the pulse wave signal and the contact pressure signal from the subject, and the biometric information of the user using the pulse wave signal and the contact pressure signal measured by the pulse wave sensor 920. A processor to measure is built in.

맥파 센서(920)는 본체(910)의 하부 즉, 피검체(예: 사용자의 손목)에 접촉되는 부위에 노출되도록 장착되어 피검체로부터 맥파 신호를 측정할 수 있다. 맥파 센서(920)는 피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원을 포함할 수 있다. 이때, 각 광원은 서로 다른 파장의 광을 방출할 수 있다. 또한, 피검체로부터 방출되는 광을 검출하는 하나 이상의 디텍터를 포함할 수 있다. 이때, 하나 이상의 광원은 디텍터로부터 서로 다른 거리상에 배치될 수 있다. The pulse wave sensor 920 may be mounted to be exposed to a lower portion of the main body 910, that is, a portion that is in contact with a subject (for example, a user's wrist) to measure a pulse wave signal from the subject. The pulse wave sensor 920 may include one or more light sources that irradiate light onto the subject. In this case, each light source may emit light having a different wavelength. It may also include one or more detectors for detecting light emitted from the subject. In this case, one or more light sources may be disposed on different distances from the detector.

프로세서는 사용자의 생체정보 측정 요청에 따라 제어신호를 생성하여 맥파 센서(920)를 제어하며, 맥파 센서(920)로부터 측정된 다파장 맥파 신호를 이용하여 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득할 수 있다. The processor may generate a control signal to control the pulse wave sensor 920 according to a user's biometric information measurement request, and obtain a converted signal indicating a contact pressure using the multi-wavelength pulse wave signal measured from the pulse wave sensor 920. .

프로세서는 다파장 맥파 신호 및 변환신호를 이용하여 오실로메트릭 포락선을 획득하고, 획득한 오실로메트릭 포락선을 기초로 혈압과 같은 생체정보를 측정할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 전술한 바 있으므로 생략한다.The processor may acquire an oscillometric envelope using the multi-wavelength pulse wave signal and the converted signal, and measure biometric information such as blood pressure based on the obtained oscillometric envelope. Detailed description thereof will be omitted since it has been described above.

한편, 프로세서는 사용자로부터 생체정보 측정 요청이 수신되면, 사용자가 본체(910)에 압력을 가하여 맥파 센서와 피검체 사이의 접촉 압력을 변화시킬 수 있도록 표시부를 통해 사용자에게 접촉 압력을 안내할 수 있다.Meanwhile, when the biometric information measurement request is received from the user, the processor may guide the contact pressure to the user through the display unit so that the user may apply pressure to the main body 910 to change the contact pressure between the pulse wave sensor and the subject. .

이때, 표시부는 본체(910)의 전면에 장착될 수 있으며, 시각적으로 접촉 압력의 안내 정보 및/또는 생체정보 측정 결과를 출력할 수 있다.In this case, the display unit may be mounted on the front surface of the main body 910, and may visually output the guide information and / or the biometric information measurement result of the contact pressure.

프로세서는 생체정보 측정 결과 예컨대, 측정 혈압, 혈압 이력 정보 및 각 혈압을 측정하기 위해 활용된 맥파 신호, 접촉 압력 신호 및 추출된 특징 등의 각종 정보를 저장장치에 관리할 수 있다. 또한, 측정된 생체정보와 관련된 알람이나 경고 정보, 건강 상태 변화 추이 등 사용자의 헬스 케어를 위해 필요한 추가 정보를 생성하여 저장장치에 관리할 수 있다.The processor may manage various types of information such as measurement blood pressure, blood pressure history information, pulse wave signals, contact pressure signals, and extracted features used to measure each blood pressure in the storage device. In addition, additional information necessary for the user's health care, such as alarm or warning information related to the measured biometric information and a change in health state, may be generated and managed in the storage device.

또한, 웨어러블 기기(900)는 사용자의 제어 명령을 수신하여 프로세서로 전달하는 조작부(940)를 포함할 수 있다. 조작부(940)는 본체(910)의 측면에 장착될 수 있으며, 웨어러블 기기(900)의 전원을 온/오프시키는 명령을 입력하기 위한 기능을 포함할 수 있다.In addition, the wearable device 900 may include an operation unit 940 that receives a user's control command and transmits the same to a processor. The operation unit 940 may be mounted on the side of the main body 910 and may include a function for inputting a command to turn on / off the power of the wearable device 900.

그 밖에 웨어러블 기기(900)에는 외부 기기와 각종 데이터를 송수신하는 통신부 및 그 밖의 웨어러블 기기(900)에서 제공하는 부가 기능을 수행하기 위한 각종 모듈들이 탑재될 수 있다. In addition, the wearable device 900 may be equipped with a communication unit that transmits and receives various data with an external device and various modules for performing additional functions provided by the wearable device 900.

도 10a 및 도 10b는 생체정보 측정 장치가 적용된 스마트 기기를 도시한 것이다.10A and 10B illustrate a smart device to which a biometric information measuring device is applied.

도 10a 및 도 10b는 생체정보 측정 장치의 실시예들이 적용된 스마트 디바이스를 도시한 것이다. 이때, 스마트 디바이스는 스마트폰, 태블릿 PC등을 포함할 수 있다.10A and 10B illustrate a smart device to which embodiments of the biometric information measuring apparatus are applied. In this case, the smart device may include a smartphone, a tablet PC, and the like.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 스마트 기기(1000)는 본체(1010)의 후면에 맥파 센서(1030)가 외부로 노출된 형태로 장착될 수 있다. 이때, 맥파 센서(1030)는 하나 이상의 광원(1031) 및 하나 이상의 디텍터(1032)를 포함할 수 있다. 각 광원(1031)은 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 등으로 형성될 수 있으며, 광원들의 적어도 일부는 서로 다른 파장의 광을 발광하도록 형성될 수 있다. 디텍터(1032)는 포토 다이오드, 포토 트랜지스터 등으로 형성될 수 있다. 10A and 10B, the smart device 1000 may be mounted in a form in which the pulse wave sensor 1030 is exposed to the outside on the rear surface of the main body 1010. In this case, the pulse wave sensor 1030 may include one or more light sources 1031 and one or more detectors 1032. Each light source 1031 may be formed of a light emitting diode (LED) or the like, and at least some of the light sources may be formed to emit light having different wavelengths. The detector 1032 may be formed of a photo diode, a photo transistor, or the like.

또한, 본체(1010)의 전면에 표시부(1040)가 장착될 수 있다. 표시부(1040)는 접촉 압력에 관한 안내 정보를 출력하거나, 생체정보 측정 결과 등을 시각적으로 출력할 수 있다. In addition, the display unit 1040 may be mounted on the front surface of the main body 1010. The display unit 1040 may output guide information regarding the contact pressure, or visually output a biometric information measurement result.

예를 들어, 사용자가 생체정보 측정을 위해 맥파 센서(1030)에 피검체(OBJ)를 접촉하면, 표시부(1040)는 맥파 신호가 측정되는 시간 동안 사용자가 피검체(OBJ)로 맥파 센서(1030)에 가해야 하는 기준 접촉 압력을 안내하는 식별 표시(SP)를 소정 영역(GA)에 출력할 수 있다.For example, when the user contacts the subject OBJ with the pulse wave sensor 1030 for measuring biometric information, the display unit 1040 displays the pulse wave sensor 1030 with the subject OBJ during the time when the pulse wave signal is measured. ), An identification mark SP for guiding the reference contact pressure to be applied to) can be output to the predetermined area GA.

또한, 프로세서가 다파장 맥파 신호를 이용하여 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득하면, 표시부(1040)는 각 시점의 접촉 압력을 나타내는 식별 표시(AP)를 출력할 수 있다. 이때, 표시부(1040)는 기준 접촉 압력과 변환신호를 통해 획득된 접촉 압력을 사용자가 쉽게 구별할 수 있도록 서로 다른 색깔 등을 사용하여 표시할 수 있다. 또한, 프로세서가 각 시점별로 기준 접촉 압력과 변환신호를 통한 접촉 압력 간의 비교를 통해 접촉 상태가 정상이 아니라고 판단하면, 표시부(1040)는 접촉 상태가 정상이 아닌 시점을 지시하는 식별 표시를 출력하거나, 접촉 상태를 변경하도록 하는 경고 메시지 등을 출력할 수 있다. 다만, 이러한 예시에 제한되는 것은 아니다.In addition, when the processor acquires the converted signal representing the contact pressure using the multi-wavelength pulse wave signal, the display unit 1040 may output an identification mark AP representing the contact pressure at each time point. In this case, the display unit 1040 may display the reference contact pressure and the contact pressure obtained through the conversion signal by using different colors or the like so that the user can easily distinguish. In addition, when the processor determines that the contact state is not normal through comparison between the reference contact pressure and the contact pressure through the conversion signal at each time point, the display unit 1040 outputs an identification mark indicating a time point at which the contact state is not normal. For example, a warning message for changing the contact state can be output. However, it is not limited to this example.

한편, 본체(1010)에는 이미지 센서(1020)가 장착될 수 있다. 이미지 센서(1020)는 사용자가 맥파신호를 측정하기 위해 맥파 센서(1030)에 피검체(예: 손가락)을 접근하는 경우, 손가락을 촬영하여 프로세서로 전달할 수 있다. 이때, 프로세서는 손가락의 이미지로부터 생체신호 측정부(1030)의 실제 위치 대비 손가락의 상대 위치를 파악하고, 표시부(1040)를 통해 손가락의 상대 위치 정보를 사용자에게 제공함으로써 보다 정확하게 맥파신호 측정이 이루어지도록 가이드할 수 있다. Meanwhile, the image sensor 1020 may be mounted on the main body 1010. When the user approaches the subject (eg, a finger) to the pulse wave sensor 1030 to measure the pulse wave signal, the image sensor 1020 may photograph the finger and transmit the same to the processor. At this time, the processor detects the relative position of the finger relative to the actual position of the bio-signal measuring unit 1030 from the image of the finger, and provides the relative position information of the finger to the user through the display unit 1040 to make the pulse wave signal measurement more accurately. Can be guided to build.

그 밖의 전술한 생체정보 측정 장치의 다양한 실시예들을 수행하기 위한 각종 모듈이 스마트 기기(1000)에 탑재될 수 있으며 자세한 설명은 생략한다.Various modules for performing various embodiments of the above-described biometric information measuring apparatus may be mounted in the smart device 1000, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.In the meantime, the embodiments may be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, which may also be implemented in the form of carrier waves (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. And functional programs, codes and code segments for implementing the embodiments can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.

본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Those skilled in the art will appreciate that the present disclosure may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features disclosed. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

100, 200: 생체정보 측정 장치 110: 맥파 센서
111: 광원 112: 디텍터
120: 프로세서 210: 출력부
220: 저장부 230: 통신부
310: 접촉 압력 안내부 320: 맥파 신호 수신부
330: 변환신호 획득부 340: 포락선 획득부
350: 생체정보 측정부 900: 웨어러블 기기
910: 본체 920: 맥파 센서
930: 스트랩 940: 조작부
1000: 스마트 디바이스 1010: 본체
1020: 이미지 센서 1030: 맥파 센서
1031: 광원 1032: 디텍터
1040: 표시부
100, 200: biometric information measuring device 110: pulse wave sensor
111: light source 112: detector
120: processor 210: output unit
220: storage unit 230: communication unit
310: contact pressure guide portion 320: pulse wave signal receiving portion
330: conversion signal acquisition unit 340: envelope acquisition unit
350: biometric information measuring unit 900: wearable device
910: main body 920: pulse wave sensor
930: strap 940: control panel
1000: smart device 1010: main body
1020: image sensor 1030: pulse wave sensor
1031: light source 1032: detector
1040: display unit

Claims (28)

피검체에 다파장의 광을 조사하고 피검체로부터 나오는 다파장의 맥파 신호를 검출하는 맥파 센서; 및
상기 검출된 다파장 맥파 신호를 기초로 상기 피검체와 맥파 센서 간의 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득하고, 상기 다파장 맥파 신호 및 변환신호를 기초로 오실로메트릭(oscillometric) 포락선을 획득하며, 상기 오실로메트릭 포락선을 이용하여 생체정보를 측정하는 프로세서를 포함하는 생체정보 측정 장치.
A pulse wave sensor for irradiating light of multiple wavelengths to a subject and detecting pulse wave signals of multiple wavelengths emitted from the subject; And
Acquire a conversion signal representing the contact pressure between the subject and the pulse wave sensor based on the detected multi-wavelength pulse wave signal, and obtain an oscillometric envelope based on the multi-wavelength pulse wave signal and the converted signal. And a processor for measuring biometric information using the metric envelope.
제1항에 있어서,
상기 맥파 센서는
상기 다파장의 광을 피검체에 조사하는 하나 이상의 광원; 및
상기 피검체로부터 산란된 맥파 신호를 검출하는 하나 이상의 디텍터를 포함하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 1,
The pulse wave sensor is
One or more light sources for irradiating the subject with light of the multi-wavelength; And
And at least one detector for detecting a pulse wave signal scattered from the subject.
제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 광원은 상기 디텍터로부터 서로 다른 거리 상에 배치되는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 2,
And at least one light source is disposed at different distances from the detector.
제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 중의 적어도 하나를 포함하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 2,
The at least one light source includes at least one of a light emitting diode (LED), a laser diode and a phosphor.
제1항에 있어서,
상기 다파장은 적외(infrared) 파장, 적색(red) 파장, 녹색(green) 파장 및 청색(blue) 파장 중의 둘 이상을 포함하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 1,
The multi-wavelength measuring apparatus comprises at least two of an infrared wavelength, a red wavelength, a green wavelength, and a blue wavelength.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 검출된 다파장의 맥파 신호들 간의 차분 신호를 산출하고, 산출된 차분 신호를 기초로 상기 변환신호를 획득하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 1,
The processor is
And calculating a difference signal between the detected pulse wave signals of multiple wavelengths and obtaining the converted signal based on the calculated difference signal.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는
각 시점의 차분 신호 세기와 실제 접촉 압력 간의 상관 관계를 나타내는 상관 모델을 기초로, 상기 산출된 차분 신호에 상응하는 변환신호를 획득하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 6,
The processor is
And a conversion signal corresponding to the calculated differential signal based on a correlation model representing a correlation between the differential signal strength at each time point and the actual contact pressure.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 검출된 다파장의 맥파 신호들 중에서 청색 파장의 맥파 신호를 기초로 나머지 맥파 신호 사이의 차분 신호를 산출하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 6,
The processor is
And calculating a difference signal between the remaining pulse wave signals based on the pulse wave signal having a blue wavelength among the detected pulse wave signals.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는
녹색 파장의 맥파 신호에서 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제1 차분 신호와 적색 파장의 맥파 신호에서 상기 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제2 차분 신호 간의 비율을 기초로 상기 변환신호를 획득하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 8,
The processor is
Measurement of biometric information for obtaining the converted signal based on a ratio between a first differential signal obtained by subtracting a blue wave pulse signal from a green wave pulse signal and a second differential signal obtained by subtracting the blue wave pulse signal from a red wave pulse signal Device.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
다파장 맥파 신호 중에서 하나 이상의 맥파 신호를 선택하고, 선택된 하나 이상의 맥파 신호 및 상기 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 1,
The processor is
And at least one pulse wave signal is selected from among the multi-wavelength pulse wave signals, and an oscillometric envelope is obtained based on the at least one selected pulse wave signal and the converted signal.
제10항에 있어서,
상기 프로세서는
다파장 맥파 신호 각각의, 최대 진폭값, 평균 진폭값 및 최대 진폭값과 최소 진폭값의 차이 중의 적어도 하나를 기초로 하나 이상의 맥파 신호를 선택하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 10,
The processor is
And at least one pulse wave signal is selected based on at least one of a maximum amplitude value, an average amplitude value, and a difference between the maximum amplitude value and the minimum amplitude value of each of the multiple wavelength pulse wave signals.
제10항에 있어서,
상기 프로세서는
복수의 맥파 신호를 선택한 경우, 상대적으로 장파장의 맥파 신호에서 상대적으로 단파장의 맥파 신호를 차분하고, 차분 신호 및 상기 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 10,
The processor is
And selecting a plurality of pulse wave signals, and dividing the pulse wave signal having a relatively short wavelength from the pulse wave signal having a relatively long wavelength, and obtaining an oscillometric envelope based on the difference signal and the converted signal.
제10항에 있어서,
상기 프로세서는
복수의 맥파 신호를 선택한 경우, 선택된 각각의 맥파 신호와 상기 변환신호를 이용하여 각각의 오실로메트릭 포락선을 획득하고, 획득된 각각의 오실로메트릭 포락선을 통합하여 하나의 오실로메트릭 포락선을 획득하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 10,
The processor is
When a plurality of pulse wave signals are selected, each oscillometric envelope is obtained using each of the selected pulse wave signals and the converted signal, and biometric information is obtained by integrating the obtained oscillometric envelopes to obtain one oscillometric envelope. Device.
제10항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 선택된 맥파 신호의 각 측정 시점에서의 피크-투-피크(peak-to-peak) 지점을 추출하고, 상기 추출된 피크-투-피크 지점을 상기 각 측정 시점에 대응하는 시점의 상기 변환신호의 값을 플롯(plot)하여 오실로메트릭 포락선을 획득하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 10,
The processor is
Extracting a peak-to-peak point at each measurement time point of the selected pulse wave signal, and extracting the extracted peak-to-peak point of the converted signal at a time point corresponding to each measurement time point. A biometric information measuring device that obtains an oscillometric envelope by plotting a value.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 오실로메트릭 포락선에서 최대 진폭값, 상기 최대 진폭값 지점의 접촉압력값, 상기 접촉 압력값을 기준으로 좌우 소정 비율에 해당하는 지점의 접촉 압력값 중의 하나 이상을 특징으로 추출하고, 추출된 특징을 기초로 생체정보를 측정하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 1,
The processor is
Extract at least one of a maximum amplitude value, a contact pressure value of the maximum amplitude value point, and a contact pressure value of a point corresponding to a predetermined left and right ratio based on the contact pressure value in the oscillometric envelope, and extract the extracted feature Biometric information measuring device for measuring biometric information on the basis.
제1항에 있어서,
상기 생체정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 1,
The biometric information includes at least one of blood pressure, blood vessel age, arteriosclerosis, aortic pressure waveform, blood vessel elasticity, stress index, and fatigue degree.
제1항에 있어서,
상기 프로세서의 처리 결과를 출력하는 출력부를 더 포함하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 1,
And an output unit configured to output a processing result of the processor.
제17항에 있어서,
상기 출력부는
생체정보 측정 요청이 수신되면, 사용자가 피검체를 통해 맥파 센서에 가해야 하는 기준 접촉 압력을 안내하는 안내 정보를 출력하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 17,
The output unit
When the biometric information measurement request is received, the biometric information measuring device for outputting the guide information for guiding the reference contact pressure that the user should apply to the pulse wave sensor through the subject.
제17항에 있어서,
상기 출력부는
프로세서에 의해 획득된 변환신호를 통해 피검체가 맥파 센서에 실제로 가한 접촉 압력을 안내하는 안내 정보를 출력하는 생체정보 측정 장치.
The method of claim 17,
The output unit
And a guide information for guiding the contact pressure actually applied to the pulse wave sensor by the subject through the converted signal obtained by the processor.
피검체에 다파장의 광을 조사하는 단계;
상기 피검체로부터 나오는 다파장의 맥파 신호를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 다파장 맥파 신호를 기초로 상기 피검체와 맥파 센서 간의 접촉 압력을 나타내는 변환신호를 획득하는 단계;
상기 다파장 맥파 신호 및 변환신호를 기초로 오실로메트릭(oscillometric) 포락선을 획득하는 단계; 및
상기 오실로메트릭 포락선을 이용하여 생체정보를 측정하는 단계를 포함하는 생체정보 측정 방법.
Irradiating light of multiple wavelengths to the subject;
Detecting a multi-wavelength pulse wave signal from the subject; And
Acquiring a converted signal representing a contact pressure between the subject and the pulse wave sensor based on the detected multi-wavelength pulse wave signal;
Obtaining an oscillometric envelope based on the multi-wavelength pulse wave signal and the converted signal; And
And measuring biometric information using the oscillometric envelope.
제20항에 있어서,
상기 변환신호를 획득하는 단계는
상기 검출된 다파장의 맥파 신호들 간의 차분 신호를 산출하고, 산출된 차분 신호를 기초로 상기 변환신호를 획득하는 생체정보 측정 방법.
The method of claim 20,
Acquiring the converted signal
And calculating a difference signal between the detected pulse wave signals of multiple wavelengths and obtaining the converted signal based on the calculated difference signal.
제21항에 있어서,
상기 변환신호를 획득하는 단계는
상기 검출된 다파장의 맥파 신호들 중에서 청색 파장의 맥파 신호를 기초로 나머지 맥파 신호 사이의 차분 신호를 산출하는 생체정보 측정 방법.
The method of claim 21,
Acquiring the converted signal
And calculating a differential signal between the remaining pulse wave signals based on the pulse wave signal having a blue wavelength among the detected pulse wave signals.
제22항에 있어서,
상기 변환신호를 획득하는 단계는
녹색 파장의 맥파신호에서 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제1 차분 신호 및, 적색 파장의 맥파 신호에서 상기 청색 파장의 맥파 신호를 차분한 제2 차분 신호를 획득하는 단계; 및
상기 제1 차분 신호 및 제2 차분 신호 간의 비율을 기초로 상기 변환신호를 획득하는 단계를 포함하는 생체정보 측정 방법.
The method of claim 22,
Acquiring the converted signal
Acquiring a first differential signal obtained by subtracting a blue wave pulse signal from a green wave pulse signal, and a second differential signal obtained by subtracting the blue wave pulse signal from a red wave pulse signal; And
And obtaining the converted signal based on a ratio between the first difference signal and the second difference signal.
제20항에 있어서,
상기 오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계는
다파장 맥파 신호 중에서 하나 이상의 맥파 신호를 선택하고, 상기 선택된 하나 이상의 맥파 신호 및 상기 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득하는 생체정보 측정 방법.
The method of claim 20,
Acquiring the oscillometric envelope
And selecting at least one pulse wave signal from a multi-wavelength pulse wave signal, and obtaining an oscillometric envelope based on the selected at least one pulse wave signal and the converted signal.
제24항에 있어서,
상기 오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계는
다파장 맥파 신호 각각의, 최대 진폭값, 평균 진폭값 및 최대 진폭값과 최소 진폭값의 차이 중의 적어도 하나를 기초로 하나 이상의 맥파 신호를 선택하는 생체정보 측정 방법.
The method of claim 24,
Acquiring the oscillometric envelope
And selecting at least one pulse wave signal based on at least one of a maximum amplitude value, an average amplitude value, and a difference between the maximum amplitude value and the minimum amplitude value of each of the multiple wavelength pulse wave signals.
제24항에 있어서,
상기 오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계는
복수의의 맥파 신호를 선택한 경우, 상대적으로 장파장의 맥파 신호에서 단파장의 맥파 신호를 차분하고, 차분 신호 및 상기 변환신호를 기초로 오실로메트릭 포락선을 획득하는 생체정보 측정 방법.
The method of claim 24,
Acquiring the oscillometric envelope
And selecting a plurality of pulse wave signals, and dividing a pulse wave signal having a short wavelength from a pulse wave having a relatively long wavelength, and obtaining an oscillometric envelope based on the difference signal and the converted signal.
제24항에 있어서,
상기 오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계는
복수의 맥파 신호를 선택한 경우, 선택된 각각의 맥파 신호와 상기 변환신호를 이용하여 각각의 오실로메트릭 포락선을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 각각의 오실로메트릭 포락선을 통합하여 하나의 오실로메트릭 포락선을 획득하는 생체정보 측정 방법.
The method of claim 24,
Acquiring the oscillometric envelope
When selecting a plurality of pulse wave signals, obtaining respective oscillometric envelopes using the selected pulse wave signals and the converted signals; And
And obtaining one oscillometric envelope by integrating the obtained oscillometric envelopes.
제20항에 있어서,
상기 생체정보를 측정하는 단계는
상기 오실로메트릭 포락선에서 최대 진폭값, 상기 최대 진폭값 지점의 접촉압력값, 상기 접촉 압력값을 기준으로 좌우 소정 비율에 해당하는 지점의 접촉 압력값 중의 하나 이상을 특징으로 추출하는 단계를 포함하고, 상기 추출된 특징을 기초로 생체정보를 측정하는 생체정보 측정 방법.
The method of claim 20,
Measuring the biometric information
And extracting at least one of a maximum amplitude value, a contact pressure value of the maximum amplitude value point, and a contact pressure value of a point corresponding to a predetermined left and right ratio based on the contact pressure value in the oscillometric envelope, Biometric information measuring method for measuring biometric information based on the extracted feature.
KR1020190004099A 2018-06-20 2019-01-11 Apparatus and method for measuring bio-information KR20190143340A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/393,432 US11690520B2 (en) 2018-06-20 2019-04-24 Apparatus and method for measuring bio-information
CN201910405995.2A CN110613436A (en) 2018-06-20 2019-05-16 Apparatus for measuring biological information
EP19180854.2A EP3583891B1 (en) 2018-06-20 2019-06-18 Apparatus and method for measuring bio-information

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20180070927 2018-06-20
KR1020180070927 2018-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190143340A true KR20190143340A (en) 2019-12-30

Family

ID=69103372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190004099A KR20190143340A (en) 2018-06-20 2019-01-11 Apparatus and method for measuring bio-information

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190143340A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230049900A (en) * 2021-10-07 2023-04-14 삼성전자주식회사 Apparatus and method for estimating bio-information

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230049900A (en) * 2021-10-07 2023-04-14 삼성전자주식회사 Apparatus and method for estimating bio-information

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3456251B1 (en) Bio-information measuring apparatus and bio-information measuring method
KR102544669B1 (en) Apparatus and method for measuring bio-information
KR102631707B1 (en) Apparatus and method for measuring bio-information
KR102441333B1 (en) Apparatus and method for measuring bio-information, and case of the appartus
EP3583891B1 (en) Apparatus and method for measuring bio-information
EP3692895B1 (en) Apparatus and method for estimating bio-information
KR20190040527A (en) Apparatus and method for measuring bio-information
KR20210012421A (en) Apparatus and method for estimating bio-information
US20220031175A1 (en) Bio-information estimating apparatus and bio-information estimating method
KR20210014305A (en) Apparatus and method for estimating bio-information
KR102630393B1 (en) Apparatus and method for measuring bio-information
KR20210137648A (en) Apparatus and method for estimating bio-information, bio-signal measuring sensor
KR20210004376A (en) Apparatus and method for calibrating bio-information estimation model and, apparatus for estimating bio-information
KR20190143340A (en) Apparatus and method for measuring bio-information
KR20220012582A (en) Apparatus and method for estimating bio-information
KR102655674B1 (en) Apparatus and method for estimating bio-information
KR102655675B1 (en) Apparatus and method for estimating bio-information
KR20230125663A (en) Apparatus and method for estimating bio-information
KR20220001786A (en) Apparatus and method for estimating bio-information
KR20230034577A (en) Apparatus and method for estimating blood pressure
KR20200034422A (en) Apparatus and method for estimating bio-information

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal