KR20200095603A - 임피던스 방식을 이용한 시계형 심박출량 모니터링 장치 - Google Patents

임피던스 방식을 이용한 시계형 심박출량 모니터링 장치 Download PDF

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KR20200095603A
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Abstract

본 발명에 따른 임피던스 방식을 이용한 시계형 심박출량 모니터링 장치는, 상기 시계형 심박출량 모니터링 장치의 상부에 배치되는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 시계형 심박출량 모니터링 장치의 사용자의 피부와 접촉하는 하부에 배치되는 제3 전극 및 제4 전극을 포함하고, 상기 제1 전극 및 제4 전극은 전압 패스를 형성하고, 상기 제2 전극 및 제3 전극은 전류 패스를 형성함으로써, 상기 제1 내지 제4 전극을 통해 사용자의 심박출량을 측정하는 것을 특징으로 한다.

Description

임피던스 방식을 이용한 시계형 심박출량 모니터링 장치{Watch type apparatus for monitoring a cardiac output using impedance}
본 발명은 심박출량 모니터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임피던스 방식을 이용한 시계형 심박출량 모니터링 장치에 관한 것이다.
심박출량은 심장 박동을 통해 전신으로 나가는 분당 혈액의 양으로써, 심장 기능뿐만 아니라 전체 순환계의 상태를 반영하는 지표이며, 전신 조직의 자율적인 조절을 통해 통제된다. 따라서 환자를 치료하는 데 있어, 혈압, 좌심실 충만압, 심박출량, 전신혈관저항을 모두 고려하여 치료 방향과 방법을 결정하게 된다. 이러한 심박출량의 측정은 전체적인 순환계 기능을 반영하는 많은 지표들을 산출해 낼 수 있으며, 심박출량과 중심 정맥압, 그리고 혈압을 이용하면 전신혈관저항을 알아낼 수 있다.
심박출량을 측정하는 일반적인 방법으로는 크게 침습적인 방법(indicator dilution, thermal indicator dilution, PICCO, LidCO, oesophageal doppler, TOE 방법 등)과 비침습적인 방법(doppler ultrasound, thoracic electrical bioimpedance, TTE 방법 등)으로 나눌 수 있다.
심박출량을 측정하는 방법을 선택함에 있어, 덜 침습적이고 정확하며 신뢰도가 높고 지속적인 측정이 가능할수록 이상적일 것이다. 침습적인 방법을 이용하게 되면 시술에 의한 합병증 때문에 환자에게 위험부담을 줄 수 있을뿐더러 시술자의 숙련된 기술이 필요하게 된다.
이러한 단점을 보완하기 위해 비침습적으로 심박출량을 측정할 수 있는 방법이 개발되었으며 1970년대 Kubicek에 의해 임피던스를 이용한 심박출량 측정이 시작된 후로 환자에게 최소한의 위험을 주기 위한 심박출량 검출을 위한 수많은 연구들이 진행되어 오고 있다.
이와 같이 임피던스를 이용하여 심박출량을 측정하는 방법은 침습적인 방법에 비해 다소 정확성이 떨어지는 단점이 있지만 지속적인 기술개발로 비교적 정확하게 침습적 방법에 유사한 값을 얻을 수 있게 되어 안전하며 가격대비 효율이 높고 조작법이 쉽고 검사 시간도 적은 이점이 있고, 또한 각 심장박동에 따라 변화하는 혈역학적 지표를 연속적으로 측정할 수 있는 장점이 있다.
현재 임상에서 사용되고 있는 비침습형 임피던스 심박동(Impedance cardiograpy : 이하 ICG라 칭함) 측정방법은 도 1a에 도시된 바와 같이 점 타입 전극(spot ECG electrode)이나 밴드 타입의 전극을 이용하고 있다. 이러한 점 타입이나 밴드 타입의 경우 4쌍의 전극을 목과 흉부의 검상돌기에 부착 후 바깥쪽 2쌍의 전극으로부터 정전류를 주입하고, 안쪽 2쌍의 전극을 통해 그 사이에서의 차동 전압을 측정하여 혈액량의 변화에 의한 임피던스 변화(△Z)(도 1b의 그래프 참조)를 측정할 수 있게 된다. 이때 측정되는 임피던스 변화는 매 심주기마다의 대동맥에서의 심장의 수축과 이완에 따른 혈액량의 변화에 의한 것이다.
그러나 이와 같은 심박동 측정방법은 기존의 심박출량 측정방법인 침습적인 방법을 보완할 수 있는 장점이 있지만 흉부에 전극을 부착해야 하는 번거로움이 따르고, 전극 부착에 따른 리드의 번거로움에 의해 완전한 비구속적인 방법이라 할 수 없다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 임피던스 방식을 이용한 시계형 심박출량 모니터링 장치로, 24시간 심박출량을 측정하고 순환계 기능 평가 데이터 획득이 가능하며, 사용자에게 착용의 거부감을 줄이며 휴대의 편의성을 높이기 위해 작은 크기로 구현되고, 심박출량의 측정을 위한 전극의 구조를 간략화 하여 디자인한 시계형 심박출량 모니터링 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 사용자가 필요시 장소와 환경에 구애받지 않고, 언제 어디서나 심박출량을 측정하여 모니터링함으로써 자신의 심박출량을 체크하고 심혈관계 건강 상태를 확인할 수 있는 시계형 심박출량 모니터링 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 임피던스 방식을 이용한 시계형 심박출량 모니터링 장치는, 상기 시계형 심박출량 모니터링 장치의 상부에 배치되는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 시계형 심박출량 모니터링 장치의 사용자의 피부와 접촉하는 하부에 배치되는 제3 전극 및 제4 전극을 포함하고, 상기 제1 전극 및 제4 전극은 전압 패스를 형성하고, 상기 제2 전극 및 제3 전극은 전류 패스를 형성함으로써, 상기 제1 내지 제4 전극을 통해 사용자의 심박출량을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 시계형 심박출량 모니터링 장치는, 가속도 센서를 더 포함하여, 상기 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자가 상기 시계형 심박출량 모니터링 장치를 착용하였을 때에만 심박출량 측정 동작을 수행할 수 있다.
시계형 심박출량 모니터링 장치는, 상기 가속도 센서를 이용하여 사용자가 수면 상태인 동안에 심박출량 측정 동작을 수행할 수 있다.
시계형 심박출량 모니터링 장치는, 상기 가속도 센서를 이용하여 사용자의 활동을 미착용 상태, 활동 상태, 수면 상태로 분류할 수 있다.
상기 가속도 센서를 이용하여 사용자의 활동을 미착용 상태, 활동 상태, 수면 상태로 분류하는 것은, 로우패스 필터를 이용하여 가속도 신호의 잡음을 제거하고, 상기 가속도 신호를 중력 단위로 변환하고, 상기 중력 단위로 변환된 가속도 신호로부터 가속도 모멘텀을 산출하고, 상기 가속도 모멘텀으로부터 모멘텀 표준편차를 산출하고, 상기 모멘텀 표준편차를 이용하여 사용자의 활동을 미착용 상태, 활동 상태, 수면 상태로 분류할 수 있다.
상기 모멘텀 표준편차를 이용하여 사용자의 활동을 분류하는 것은, 소정 임계값과 상기 모멘텀 표준편차를 비교하여 비교 결과에 따라 사용자의 활동을 분류할 수 있다.
상기 모멘텀 표준편차를 이용하여 사용자의 활동을 분류하는 것은, 상기 모멘텀 표준편차가 제1 임계값 이하의 경우는 미착용 상태로, 상기 모멘텀 표준편차가 상기 제1 임계값 초과 제2 임계값 미만의 경우 수면 상태로, 상기 모멘텀 표준편차가 상기 제2 임계값 이상의 경우는 활동 상태로 분류할 수 있다.
상기된 본 발명에 의하면, 임피던스 방식을 이용한 시계형 심박출량 모니터링 장치로, 24시간 심박출량을 측정하고 순환계 기능 평가 데이터 획득이 가능하며, 사용자에게 착용의 거부감을 줄이며 휴대의 편의성을 높이기 위해 작은 크기로 구현되고, 심박출량의 측정을 위한 전극의 구조를 간략화 하여 디자인한 시계형 심박출량 모니터링 장치를 제공할 수 있다.
또한 상기된 본 발명에 의하면, 사용자가 필요시 장소와 환경에 구애받지 않고 언제 어디서나 심박출량을 측정하여 모니터링함으로써 자신의 심박출량을 체크하고 심혈관계 건강 상태를 확인할 수 있다.
도 1a와 도 1b는 종래의 비침습적인 ICG 측정방법을 예시한 참고도와 그에 따른 검출 결과값을 예시한 그래프이다.
도 2a 와 2b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치의 상부측 사시도와 하부측 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치에서 전압 패스와 전류 패스가 형성되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 사용자가 본 발명의 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치를 착용하였을 때 형성되는 전압 패스와 전류 패스의 개념도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치에서 사용자의 심박출량을 측정하는 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 시계형 심박출량 모니터링 장치가 가속도 센서를 이용하여 사용자의 활동을 분류하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 8은 수집되는 가속도 신호의 예를 보여준다.
도 9는 가속도 신호를 중력 단위로 변환한 결과의 예를 보여준다.
도 10은 가속도 모멘텀 산출 결과의 예를 보여준다.
도 11은 분단위 모멘텀 표준편차 산출 결과의 예를 보여준다.
도 12는 임계치를 이용하여 상태를 활동, 수면, 미착용 상태로 분류하는 구체적인 과정을 보여준다.
도 13은 상태 분류 결과의 예를 보여준다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치의 사시도로서, 도 2a는 상부에서 바라본 사시도를, 도 2b는 하부에서 바라본 사시도를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치는, 상부에 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)이 배치되고, 사용자의 피부와 접촉하는 하부에 제3 전극(30) 및 제4 전극(40)이 배치된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치에서 전압 패스와 전류 패스가 형성되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극(10)과 제4 전극(40)이 전압 패스(voltage path)를 형성하고, 제2 전극(20)과 제3 전극(30)이 전류 패스(current path)를 형성한다.
도 4는 사용자가 본 발명의 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치를 착용하였을 때 형성되는 전압 패스와 전류 패스의 개념도를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극(10), 사용자의 신체, 제4 전극(40)을 통해 전압 패스가 형성되고, 제2 전극(20), 사용자의 신체, 제3 전극(30)을 통해 전류 패스가 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치는 PPG 센서를 이용하여 기본적으로 사용자의 심박수를 측정하는 것 외에 사용자의 장치 착용 여부를 확인한다. 이를 이용하여 사용자가 장치를 착용하였을 때에만 심박출량 측정 동작을 실시한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치는 가속도 센서를 이용하여 올바른 자세인지를 확인하고, 사용자가 심박출량을 측정하기에 올바른 자세인지 판단하여 올바른 자세의 경우에만 심박출량 측정 동작을 수행할 수 있다. 여기서 올바른 자세는 수면으로 정의되는 자세일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는, 상태판별부(110), 활동량 측정부(115), 가속도 센서(118), 전류 인입부(120), 검출부(130), 처리부(140), 송신부(150), 알람부(160), 온도 센서(170), 습도 센서(180)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 사용자의 안정화 상태를 평가하기 위해 가속도 센서(118)를 이용하며, 사용자의 안정 상태 시마다 심박출량을 측정하여 환자의 순환계 기능을 평가할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 측정된 데이터를 통해 환자의 상태를 모니터링하고 데이터를 분석할 수 있고, 분석된 데이터가 안정 범위를 벗어나게 되면 스마트폰의 애플리케이션 등을 통해 알람을 주게 할 수 있는 기능을 가질 수 있다.
상태판별부(110)는 사용자의 자세 및 상태에 따라 심박출량 측정을 위한 준비가 되었다고 사용자의 상태를 판별한다.
이를 위하여, 상태판별부(110)는 가속도 센서(118)를 이용하여 사용자의 활동 데이터를 취득하고, 사용자의 활동 데이터를 바탕으로 사용자의 자세 및 상태를 파악할 수 있다.
활동량 측정부(115)는, 상태판별부(110)에서 가속도 센서(118)를 이용하여 사용자의 활동 데이터를 취득하여 사용자의 활동량을 측정할 수 있다.
전류 인입부(120)는 사용자에 부착된 전극을 통해 전류를 인체에 인입한다.
검출부(130)는 전류 인입부(120)에 의해 인입된 전류를 통해 측정되는 생체 임피던스의 변화에 따른 ICG 데이터를 검출한다.
처리부(140)는 검출부(130)에 의해 검출된 ICG 데이터를 분석하고 이를 기반으로 심박출량 수치를 산출한다.
송신부(150)는 처리부(140)에 의해 산출된 수치를 외부에 연결된 장치, 예컨대 스마트폰 등으로 송신한다.
알람부(160)는 처리부(140)에서 심박출량을 측정함에 있어서 측정 데이터가 사전에 설정한 정상 범위를 벗어났다고 인지되었을 때 이를 알려준다. 알람부(160)는 이를 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)를 통해 알려주거나, 외부에 연결된 장치, 예컨대 스마트폰 등으로 송신하여 스마트폰의 애플리케이션을 통해 알려줄 수도 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 현재 온도를 측정하는 온도 센서(170)와, 현재 습도를 측정하는 습도 센서(180)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)에서 사용자의 심박출량을 측정하는 방법의 흐름도이다.
210단계에서, 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 사용자의 자세 및 상태에 따라 사용자의 안정 상태를 감지한다. 이를 위하여, 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 가속도 센서(118)를 이용하여 사용자의 활동 데이터를 취득하고, 사용자의 활동 데이터를 바탕으로 사용자의 자세 및 상태를 파악할 수 있다.
220단계에서, 사용자가 안정 상태인 것으로 판단되면, 230단계로 진행하여 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 심박출량 측정을 위한 준비가 되었다고 인식한다.
220단계에서, 사용자가 안정 상태가 아닌 것으로 판단되면, 225단계로 진행하여 사용자의 운동량을 평가한 후, 다시 210단계로 돌아간다.
230단계에서 심박출량 측정을 위한 준비가 되었다고 인식되면, 240단계에서, 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 사용자에게 부착된 전극을 통해 취득되는 데이터에 기반하여 심박출량 수치를 산출한다.
250단계에서, 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 측정 데이터가 사전에 설정된 정상 범위를 벗어나는지 판단한다.
250단계에서 정상 범위를 벗어나는 것으로 인지되면, 255단계에서, 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 이를 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)를 통해 알려주거나, 외부에 연결된 장치, 예컨대 스마트폰 등으로 송신하여 스마트폰의 애플리케이션을 통해 알려준다.
250단계에서 정상 범위를 벗어나지 않는 것으로 인식되면, 260단계에서, 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 산출된 심박출량 데이터를 분석한다.
270단계에서, 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 산출된 값을 외부에 연결된 장치, 예컨대 스마트폰 등으로 송신한다.
시계형 심박출량 모니터링 장치(100)가 가속도 센서를 이용하여 사용자의 활동을 분류하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
시계형 심박출량 모니터링 장치(100)는 손목에 착용된 가속도 센서를 이용하여 '활동', '수면', '미착용'으로 분류할 수 있다. 가속도 센서는 질량이 일정할 경우 센서가 받는 힘의 크기에 대응되는 가속도 값이 측정된다(F = ma, F 힘, m 질량, a 가속도, 질량이 일정할 때 가속도는 힘에 대응됨). 따라서 가속도 센서는 다양한 힘을 측정하는데 운동에 의한 힘, 중력, 원심력(회전), 충격력 등이 합쳐진 형태로 측정된다. 이 중 신체에서 운동에 의해 발생되는 힘과 함께 항상 작용하는 중력의 힘이 측정된다. 특히 환자들은 신체 활동이 정상인보다 느리므로 가속도가 작아 운동에 의한 힘보다 중력에 의한 힘이 가속도 센서 전체에 미치는 영향이 크다. 손목에 착용된 가속도 센서의 방향에 따라 서있을 때와 침상에 누워있을 때 가속도 센서가 받는 중력의 방향이 바뀌게 된다. 또한, 중력을 제거하면 관성에 의한 성분(이동, 회전, 충격)만 추출할 수 있으며 그 신호의 크기를 측정하여 움직임의 크기를 산출 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 시계형 심박출량 모니터링 장치(100)가 가속도 센서를 이용하여 사용자의 활동을 분류하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
우선, 기초적인 신호 전처리 과정으로 로우패스 필터를 이용하여 가속도 신호의 잡음을 제거한다(310단계). 로우패스 필터는 예를 들어 32Hz, 차단 주파수 2Hz 일 수 있다.
도 8은 수집되는 가속도 신호의 예를 보여준다. X,Y,Z 축 값의 크기가 차이가 크므로 보기 편하게 하기 위하여 X축 값만을 표시하였다. 도 4를 참조하면, 0~337 분은 활동 상태이고, 338~878분은 수면 상태이고, 879~890분은 활동 상태이고, 891~930분은 미착용 상태이다.
가속도 센서 설정에 의해 Raw 데이터가 다르므로, 가속도 신호를 G 단위 신호 스케일링을 통해 중력 단위로 변환한다(320단계).
도 9는 가속도 신호를 중력 단위로 변환한 결과의 예를 보여준다. 수집된 가속도 신호는 중력 단위로 변환된다(
Figure pat00001
). 여기서, resolution=16 bit 이고 G saturation = 2G 일 때 G 단위 변환 공식은 다음과 같다.
saturation을 2의 resolution 비트 승으로 나누어 divisor를 구한다.
Figure pat00002
divisor를 측정된 가속도 Raw data에서 나누어 G 단위로 변환한다.
Figure pat00003
다음으로, 방향성을 제거하기 위하여 가속도 신호로부터 절대적인 가속도 크기인 가속도 모멘텀 값을 산출한다(330단계). 가속도 모멘텀 값은 다음 수학식을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00004
도 10은 가속도 모멘텀 산출 결과의 예를 보여준다. 가속도 신호에서의 모멘텀은 각 축별 가속도 신호에서 방향성을 제거한 절대적인 가속도 크기를 뜻한다. 모멘텀을 산출하면 센서의 착용 방향으로부터 독립적으로 가속도 신호를 처리 할 수 있다.
산출된 가속도 모멘텀 값으로부터 분단위로 모멘텀 표준편차를 산출한다(340단계). 모멘텀의 표준편차 값은 운동의 크기, 빈도 등을 고려하여 활동 강도를 산출 할 수 있다. 표준편차는 신호내에서 산포도를 정량적으로 산출할 수 있는 방법으로 평균적인 크기에 상관 없이 신호의 변동성을 산출 할 수 있는 방법이다.
도 11은 분단위 모멘텀 표준편차 산출 결과의 예를 보여준다.
분단위 모멘텀 표준편차는 다음 다음 수학식을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00005
여기서, a는 분당 수집된 모멘텀의 표준편차 값이고, n은 분당 수집된 샘플의 개수이고, M은 분당 수집된 모멘텀의 표준편차 값이다.
다음으로, MCU에서 사용하는 메모리를 줄이기 위해 가중치를 적용하고 소수점을 절삭한다(350단계).
그리고 소정 임계치를 이용하여 상태를 활동, 수면, 미착용 상태로 분류한다(360단계).
도 12는 임계치를 이용하여 상태를 활동, 수면, 미착용 상태로 분류하는 구체적인 과정을 보여준다. 도 12를 참조하면, 분 단위로 산출된 모멘텀의 표준편차 값과 소정 임계치를 비교하여 미착용/수면/활동 상태로 분류한다. 예컨대 표준편차 값이 0.5 이하의 경우는 미착용 상태로, 표준편차 값이 0.5 초과 3.5 미만의 경우는 수면 상태로, 표준편차 값이 3.5 이상의 경우는 활동 상태로 분류할 수 있다.
도 13은 상태 분류 결과의 예를 보여준다. 도 9를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 각 상태에 준하는 분류 결과가 도출된 것을 확인할 수 있다. 그래프에서 3의 값은 활동, 2의 값은 수면, 1의 값은 미착용 상태로 실제 상태 데이터와 유사하게 나온다는 것을 확인할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 집적 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 실시예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
실시예에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시예들로서, 어떠한 방법으로도 실시 예의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 임피던스 방식을 이용한 시계형 심박출량 모니터링 장치로서,
    상기 시계형 심박출량 모니터링 장치의 상부에 배치되는 제1 전극 및 제2 전극; 및
    상기 시계형 심박출량 모니터링 장치의 사용자의 피부와 접촉하는 하부에 배치되는 제3 전극 및 제4 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 제4 전극은 전압 패스를 형성하고,
    상기 제2 전극 및 제3 전극은 전류 패스를 형성함으로써,
    상기 제1 내지 제4 전극을 통해 사용자의 심박출량을 측정하는 것을 특징으로 하는 시계형 심박출량 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    가속도 센서를 더 포함하여, 상기 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자가 상기 시계형 심박출량 모니터링 장치를 착용하였을 때에만 심박출량 측정 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 시계형 심박출량 모니터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가속도 센서를 이용하여 사용자가 수면 상태인 동안에 심박출량 측정 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 시계형 심박출량 모니터링 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가속도 센서를 이용하여 사용자의 활동을 미착용 상태, 활동 상태, 수면 상태로 분류하는 것을 특징으로 하는 시계형 심박출량 모니터링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가속도 센서를 이용하여 사용자의 활동을 미착용 상태, 활동 상태, 수면 상태로 분류하는 것은, 로우패스 필터를 이용하여 가속도 신호의 잡음을 제거하고, 상기 가속도 신호를 중력 단위로 변환하고, 상기 중력 단위로 변환된 가속도 신호로부터 가속도 모멘텀을 산출하고, 상기 가속도 모멘텀으로부터 모멘텀 표준편차를 산출하고, 상기 모멘텀 표준편차를 이용하여 사용자의 활동을 미착용 상태, 활동 상태, 수면 상태로 분류하는 것을 특징으로 하는 시계형 심박출량 모니터링 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모멘텀 표준편차를 이용하여 사용자의 활동을 분류하는 것은, 소정 임계값과 상기 모멘텀 표준편차를 비교하여 비교 결과에 따라 사용자의 활동을 분류하는 것을 특징으로 하는 시계형 심박출량 모니터링 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모멘텀 표준편차를 이용하여 사용자의 활동을 분류하는 것은, 상기 모멘텀 표준편차가 제1 임계값 이하의 경우는 미착용 상태로, 상기 모멘텀 표준편차가 상기 제1 임계값 초과 제2 임계값 미만의 경우 수면 상태로, 상기 모멘텀 표준편차가 상기 제2 임계값 이상의 경우는 활동 상태로 분류하는 것을 특징으로 하는 시계형 심박출량 모니터링 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220069441A (ko) * 2020-11-20 2022-05-27 링크페이스 주식회사 복수의 센서를 이용한 생체 신호 측정 장치 및 이의 실행 방법

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