KR20210083415A - 혈압을 모니터링하는 전자 장치 및 방법 - Google Patents

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코스탄틴 슬루사렌코
안드리 오멜첸코
스타니슬라브 프리호드코
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 두 쌍의 전극, 및 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 신호를 생성하여 한 쌍의 전극을 이용해 출력하고, 다른 한 쌍의 전극을 이용해 전압 응답 신호(voltage response signal)를 측정하고, 상기 측정된 전압 응답 신호로부터 디퍼런셜 심전도(differential electric cardiogram)를 검출하고, 상기 측정된 전압 응답 신호로부터 로컬 임피던스 심전도(local impedance cardiogram)를 검출하고, 상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도를 이용해 맥파도달시간(pulse arriving time)를 계산하고, 및 상기 계산된 맥파도달시간을 이용해 혈압을 계산할 수 있다.
그 외에도 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

혈압을 모니터링하는 전자 장치 및 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR MONITORING BLOOD PRESSURE}
본 발명의 다양한 실시예들은 혈압을 모니터링하는 전자 장치 및 방법에 관한 것이다.
사람의 건강 상태를 나타내는 지표에는 여러가지가 있다. 그 중에서도 혈압은 심박출량(心搏出量, cardiac output, 사람의 심장, 즉 심실에서 1분 동안 분출되는 혈액의 양), 혈관의 탄성도, 환자의 생리적인 변화에 대한 정보를 포함하고 있는 중요한 생리적 지표(Biological index)이다. 혈압을 측정하는데 가장 많이 사용되는 혈압계는 커프(cuff) 타입의 혈압계로 동맥혈이 지나는 부위에 혈액의 흐름이 멎도록 커프로 압력을 가한 후 천천히 압력을 줄이면서 수축기 혈압 및 이완기 혈압을 측정한다. 하지만, 커프 타입의 혈압계는 부피가 크고 휴대하기가 불편하여 실시간으로 개인의 연속적인 혈압의 변화를 모니터링하기에는 부적합할 수 있다. 따라서, 최근에는 커프리스(cuffless) 타입으로 혈압을 측정할 수 있는 혈압계에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
본 발명은 혈압을 모니터링하는 전자 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
커프리스 타입의 혈압계는 신체의 팔, 다리, 심장 주변과 같이 복수의 위치에 부착된 전극을 이용하여 혈압을 측정할 수 있다. 복수의 전극을 이용해 혈압을 측정하는 방법은 지속적으로 이용하기에 어려움이 있으며, 부착되는 전극의 위치 또한 혈압의 측정에 있어 중요할 수 있다.
커프 타입의 혈압계는 신체의 특정 부위에서 혈압을 측정할 수 있으나, 주기적으로 압박을 가해야 해 지속적으로 혈압을 측정하기에는 어려움이 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 두 쌍의 전극, 및 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 신호를 생성하여 한 쌍의 전극을 이용해 출력하고, 다른 한 쌍의 전극을 이용해 전압 응답 신호(voltage response signal)를 측정하고, 상기 측정된 전압 응답 신호로부터 디퍼런셜 심전도(differential electric cardiogram)를 검출하고, 상기 측정된 전압 응답 신호로부터 로컬 임피던스 심전도(local impedance cardiogram)를 검출하고, 상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도를 이용해 맥파도달시간(pulse arriving time)를 계산하고, 및 상기 계산된 맥파도달시간을 이용해 혈압을 계산할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 신호를 생성하여 한 쌍의 전극을 이용해 출력하는 동작, 다른 한 쌍의 전극을 이용해 전압 응답 신호(voltage response signal)를 측정하는 동작, 상기 측정된 신호로부터 디퍼런셜 심전도(differential electric cardiogram)를 검출하는 동작, 상기 측정된 신호로부터 로컬 임피던스 심전도(local impedance cardiogram)를 검출하는 동작, 상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도를 이용해 맥파도달시간(pulse arriving time)를 계산하는 동작, 및 상기 계산된 맥파도달시간을 이용해 혈압을 계산하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는 커프리스 방식으로 혈압을 지속적으로 측정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 한 쌍의 전극을 인접하게 배치해 혈압을 측정할 수 있어 크기가 작은 전자 장치에서도 구현이 가능할 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 이따.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 일부 구성을 나타낸 것이다.
도 3A 내지 도 3D은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다양한 형태의 전자 장치를 나타낸 것이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 측정한 전압 응답 신호의 일 예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 상세 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 전자 장치에서 실행된 애플리케이션의 화면 일부를 나타낸 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, 적외선(IR(infrared ray)) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD(secure digital) 카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN(wide area network))와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI(international mobile subscriber identity))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB(printed circuit board)) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 일부 구성을 나타낸 것이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 예를 들어, 도 2에서와 같이 손목에서 생체 전기 신호(raw bioelectric signal)를 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 생체 전기 신호를 측정하기 위해 도 1에 개시된 구성 외에 신호 생성 모듈(220), 복수의 전극(electrode)(210-1, 210-2, 220-1, 220-2), 및 신호 측정 모듈(230)을 더 포함할 수 있다. 또는, 신호 생성 모듈(220), 복수의 전극 (210-1, 210-2, 220-1, 220-2), 및 신호 측정 모듈(230)은 통신 모듈(미도시)(예: 도 1의 통신 모듈(190))을 더 포함하여 전자 장치(101)와 별도로 구성될 수 있다.
신호 생성 모듈(220)은 신호를 생성하는 모듈로, 예를 들어 전류를 생성할 수 있다. 생성된 전류는 비교적 높은 변조 주파수(modulation frequency, MF)의 전류일 수 있으며, 주파수는 예를 들어 0 ~ 10KHz일 수 있다. 신호 생성 모듈(220)은 한 쌍의 전극(210-1, 210-2)을 이용해 신체에 생성한 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 신호 생성 모듈(220)은 임피던드 심전도(impedance cardiogram, ICG)를 측정하기 위해 신호를 생성할 수 있다.
복수의 전극(210-1, 210-2, 220-1, 220-2)은 적어도 2 쌍의 전극일 수 있다. 복수의 전극(210-1, 210-2, 220-1, 220-2)은 신체에 부착되어 신체의 신호를 측정하거나, 생성된 신호를 신체에 전달할 수 있다. 한 쌍의 전극(210-1, 210-2)은 신호 생성 모듈(220)과 연결되어 신호 생성 모듈(220)로부터 생성된 신호를 신체에 전달할 수 있다. 또 다른 한 쌍의 전극(220-1, 220-2)은 신호 측정 모듈(230)과 연결되어 신체의 신호를 측정할 수 있다. 복수의 전극(210-1, 210-2, 220-1, 220-2)은 예를 들어, 동맥에 평행하게 위치하거나 수직으로 위치할 수 있다. 도 2에서는 복수의 전극(210-1, 210-2, 220-1, 220-2)이 동맥에 수직으로 위치한 예를 나타낸 것일 수 있다.
신호 측정 모듈(230)은 한 쌍의 전극(220-1, 220-2)을 이용해 신체의 신호를 측정할 수 있다. 신호 측정 모듈(230)의 신호를 측정하는 샘플링 주파수는 신호 생성 모듈(220)에서 생성된 신호의 주파수보다 높을 수 있다. 신호 측정 모듈(230)은 비교적 높은 샘플링 주파수(sampling frequency)로 예를 들어, ~100KHz로 신호를 측정할 수 있다. 신호 측정 모듈(230)은 신호 생성 모듈(220)에서 생성된 신호의 주파수보다 높은 샘플링 주파수로 신호를 측정할 수 있다.
신호 측정 모듈(230)은 신체의 신호를 전압의 형태로 측정할 수 있다. 본 문서에서는 측정된 신체의 전압 신호를 전압 응답 신호(voltage response signal, VRS)로 칭할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다양한 형태의 전자 장치를 나타낸 것이다.
도 3a는 손목에 부착될 수 있는 전자 장치를 나타낸 것이다. 예를 들어, 손목에 부착될 수 있는 전자 장치는 시계 또는 손목 밴드가 될 수 있다. 도 3a에서는 시계줄(310)의 양측에 복수의 전극(315)이 배치된 예를 나타내고 있으며, 전자 장치는 복수의 전극(315)을 이용해 전압 응답 신호를 측정할 수 있다. 도 2가 시계줄의 일측에 복수의 전극이 배치된 예라면, 도 3a는 시계줄(310)의 양측에 복수의 전극(315)이 배치된 예일 수 있다. 도 3a와 같이 시계줄(310)의 양측에 복수의 전극(315)이 배치되는 경우, 복수의 전극(315)은 동맥에 평행하게 배치될 수 있다.
도 3b는 팔뚝에 부착될 수 있는 전자 장치의 일 예를 나타낸 것이다. 팔뚝에 부착될 수 있는 전자 장치로는 예를 들면, 암밴드(320)가 이에 해당할 수 있다. 암밴드(320)는 복수의 전극(325)을 포함할 수 있다.
도 3c는 다리에 부착될 수 있는 전자 장치의 일 예를 나타낸 것이다. 다리에 부착될 수 있는 전자 장치로는 예를 들면, 다리밴드(330)가 이에 해당할 수 있다. 다리밴드(330)도 복수의 전극(335)을 포함할 수 있다.
도 3d는 안경에 부착된 전자 장치를 나타낸 것이다. 예를 들어, 안경에서는 코기둥(348)과 안경 다리(340)가 신체에 접촉할 수 있어 복수의 전극(342, 344, 346)은 코기둥(348)과 안경 다리(340)에 배치될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d에서는 시계, 암밴드, 손목밴드, 다리밴드, 안경을 예로 설명하나, 그 밖에 반지, 목걸이, 옷, 양말과 같이 신체에 부착될 수 있고 복수의 전극을 포함하는 전자 장치라면 본 발명의 적용이 가능할 것이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 측정한 전압 응답 신호의 일 예를 나타낸 것이다.
구체적으로, 도 4는 측정된 전압 응답 신호의 주파수 성분을 분석한 예를 나타낸 것이다. 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 한 쌍의 전극(예: 도 2의 전극(220-1, 220-2)을 이용해 신호 측정 모듈(예: 도 2의 신호 측정 모듈(230))이 측정한 전압 응답 신호의 주파수 성분을 분석할 수 있다.
전압 응답 신호의 주파수 성분에는 심전도(electrocardiogram, ECG) 주파수 성분과 임피던스 심전도(ICG) 주파수 성분이 포함될 수 있다. 예를 들어, 심전도의 주파수 성분(410)은 0.3 ~ 35Hz이며, 임피던스 심전도의 주파수 성분(420)은 신호 발생 모듈(230)에서 생성된 신호의 주파수 성분과 유사할 수 있다.
심전도(ECG)는 신체의 복수의 정해진 위치에 부착된 전극을 통해 측정된 심장의 전기적인 신호일 수 있다. 예를 들어, 전극은 양 팔목, 양 발목 및 가슴 부위 6곳에 배치될 수 있다. 본 발명에서는 앞서 예를 들어 설명한 위치 외에도 국소 부위에 전극이 배치될 수 있다. 본 발명에서는 복수의 정해진 위치가 떨어져 있어 넓은 부위에서 측정된 심전도와 국소 부위에서 측정된 심전도를 구별하기 위해 국소 부위에서 측정된 심전도를 디퍼런셜 심전도(differential ECG, DECG)로 칭하거나 전극이 부착된 위치와 함께 심전도를 칭할 수 있다. 예를 들면, 국소 부위로 팔에 전극을 부착하여 심전도를 측정하는 경우에는 팔-심전도(arm-ECG)로 칭할 수 있다.
임피던스 심전도(ICG)는 흉부의 전기 임피던스로, 외부의 전류원에 의해 발생된 전류를 복수의 전극을 이용해 신체에 전달하면 그로 인해 변화하는 임피던스를 측정한 것일 수 있다. 전류원은 예를 들면 고주파의 크기가 작은 신호 전류를 생성할 수 있다. 예를 들어, 임피던스 심전도를 측정하기 위한 전극은 목 주위와 복부 상부에 배치될 수 있다. 심전도와 마찬가지로, 본 발명에서는 복수의 정해진 위치가 떨어져 있어 넓은 부위가 아닌 국소 부위에서 임피던스 심전도가 측정될 수 있으며 이를 로컬 임피던스 심전도(local ICG, LICG)로 칭할 수 있다.
도 4는 측정된 전압 응답 신호에서 디퍼런셜 심전도(DECG)의 주파수 성분(410)과 로컬 임피던스 심전도(LICG)의 주파수 성분을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 측정된 전압 응답 신호를 시간축 상에 나타낸 것이다.
도 4에서 살펴본 바와 같이 디퍼런셜 심전도(DECG)의 주파수 성분(410)과 로컬 임피던스 심전도(LICG)의 주파수 성분이 다르기 때문에 주파수 대역 통과 필터(band pass filter)를 이용하는 경우 디퍼런셜 심전도(DECG)와 로컬 임피던스 심전도(LICG)의 분리가 가능할 수 있다.
도 5의 (a)는 디퍼런셜 심전도(DECG)를 나타낸 것으로 복수의 정해진 위치에서 측정된 심전도와 유사할 수 있다. 도 5의 (b)는 로컬 임피던스 심전도(LICG)를 나타낸 것이다.
동기화된 심전도와 임피던스 심전도를 이용하면, 맥파도달시간(pulse arrival time, PAT)이 계산될 수 있다. 맥파도달시간(PAT)은 심실이 탈분극되는 순간부터 그 신호가 전극에 도달하는 순간까지의 시간으로, 디퍼런셜 심전도 Q 곡선의 가장 낮은 지점(510)의 시간으로부터 로컬 임피던스 심전도의 가장 낮은 지점(520)의 시간까지의 차이일 수 있다. 맥파도달시간(PAT)은 맥파전달시간(pulse transit time, PTT)과 맥파박출주기(pulse ejection period, PEP)를 더한 값일 수 있다. 여기서, 맥파전달시간(PTT)는 두 동맥 박동처(搏動處) 사이를 맥파가 이동하는데 걸리는 시간을 의미할 수 있으며, 맥파박출주기(PEP)는 심장이 수축하여 혈액을 뿜어내는 주기를 의미할 수 있다.
디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도를 별도의 전극을 이용하여 측정하는 경우에는 두 신호간의 동기가 문제될 수 있으나, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 한 쌍의 전극을 이용해 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도를 측정하기 때문에 두 신호는 동기화된 신호일 수 있다.
맥파도달시간(PAT) 또는 맥파전달시간(PTT)를 이용하면, 혈압(blood pressure, BP)이 계산될 수 있다. 혈압에는 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)과 이완기 혈압(diastolic blood pressure, DBP)이 있으며, 수축기 혈압(SBP)은 아래의 [수학식 11]과 [수학식 1] 내지 [수학식 10] 중 어느 하나를 이용해 계산될 수 있다.
[수학식 1]
SBP = a*ln(PTT) + b
[수학식 2]
SBP = a*PTT-1 + b
[수학식 3]
SBP = a*PTT + b
[수학식 4]
SBP = a*PTT2 + b*PTT + c
[수학식 5]
SBP = a*PTT2 + b
[수학식 6]
SBP = a*eb*PTT
[수학식 7]
SBP = a*PTT-2 + b
[수학식 8]
SBP = a*PTT-2 + b*HR-2 + c
[수학식 9]
SBP = a*ln(PTT) + b*ln(HR) + c
[수학식 10]
SBP = a*PTT + b*HR + c
[수학식 11]
PTT = PAT - PEP
여기서, HR(heart rate)은 심장이 1분 동안 뛰는 횟수인 심박수를 의미하며, a, b, 및 c는 임의의 상수일 수 있다.
전자 장치(101)는 [수학식 1] 내지 [수학식 6]을 이용하면 심박수(HR)에 대한 정보없이 수축기 혈압을 계산할 수 있으나, [수학식 7] 내지 [수학식 10]을 이용하려면 심박수를 별도로 측정 또는 계산해야 할 수 있다.
이완기 혈압(DBP)은 수축기 혈압을 이용해 계산될 수 있다. 이완기 혈압과 수축기 혈압의 관계는 선형적(linear)일 수 있으며, 예를 들어, 수축기 혈압 대 이완기 혈압의 기울기는 0.74 ± 0.14일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블럭도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(600)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 복수의 전극(610-1, 610-2, 620-1, 및 620-2)(예: 도 2의 복수의 전극 (210-1, 210-2, 220-1, 220-2)), 신호 발생부(630)(예: 도 2의 신호 생성 모듈(220)), 신호 처리부(640)(예: 도 2의 신호 측정 모듈(230)), 프로세서(650)(예: 도 1의 프로세서(120)), 및/또는 디스플레이(660)(예: 도 1의 표시장치(160))를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복수의 전극(610-1, 610-2, 620-1, 및 620-2)은 전자 장치(600)의 일부로 구성되거나 전자 장치(600)와 별도로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에서 설명한 바와 같이 복수의 전극(610-1, 610-2, 620-1, 및 620-2)은 동맥과 평행 또는 수직으로 배치되도록 전자 장치(600)에 위치할 수 있다. 전극의 크기 또한 전극이 배치되는 위치를 고려해 결정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복수의 전극 중 제1 전극-2(610-2)는 사용자의 신체와 전자 장치(600)를 전기적으로 연결하여 기준을 일치시키는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극-2(610-2)는 전자 장치(600)의 접지와 신체의 접지를 연결하는 기능을 수행할 수 있다. 제1 전극-2(610-2)는 전자 장치(600)의 접지 기능을 수행할 수 있어, 신호 발생부(630)에서 생성하는 전압의 기준(reference)이 될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복수의 전극 중 제1 전극-1(610-1)은 신호 발생부(630)에서 발생된 신호를 신체에 전달할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(600)는 복수의 전극 중 제2 전극-1(620-1)과 제2 전극-2(620-2)을 이용해 전압 응답 신호를 측정할 수 있다. 측정된 전압 응답 신호는 차동(differential) 신호일 수 있다. 측정된 전압 응답 신호에는 로컬 임피던스 심전도와 디퍼런셜 심전도가 모두 포함될 수 있다. 로컬 임피던스 심전도와 디퍼런셜 심전도의 구별은 도 4와 도 5에서 설명한 바와 같아 여기서는 생략할 수 있다.
신호 발생부(630)(예: 도 2의 신호 생성 모듈(220))는 로컬 임피던스 심전도를 측정하기 위해 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 신호 발생부(630)는 프로세서(650)로부터 생성할 신호에 대한 정보를 수신해 신호를 생성하여 제1 전극-1(610-1)에 전달할 수 있다. 신호 발생부(630)에 의해 생성된 신호는 전류 신호일 수 있다.
신호 처리부(640)(예: 도 2의 신호 측정 모듈(230))는 제1 전극-2(610-2), 제2 전극-1(620-1), 및/또는 제2 전극-2(620-2)으로부터 수신한 신호를 처리할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극-2(610-2), 제2 전극-1(620-1), 및/또는 제2 전극-2(620-2)으로부터 수신한 신호는 전압으로 측정될 수 있다. 제2 전극-1(620-1) 및 제2 전극-2(620-2)으로부터 수신한 신호는 전압 응답 신호일 수 있으며, 제1 전극-2(610-2)으로부터 수신한 신호는 기준 신호일 수 있다. 기준 신호(reference signal)는 전자 장치(600)가 신호 발생부(630)를 이용해 생성하는 신호의 기준이 되는 신호로, 기준 전압일 수 있다. 신호 처리부(640)는 전압 응답 신호로부터 로컬 임피던스 심전도와 디퍼런셜 심전도를 검출할 수 있다. 신호 처리부(640)는 검출된 로컬 임피던스 심전도와 디퍼런셜 심전도를 프로세서(650)에 전송할 수 있다.
프로세서(650)는 신호 처리부(640)로부터 수신된 신호 예를 들어, 로컬 임피던스 심전도와 디퍼런셜 심전도를 이용해 맥파도달시간을 계산할 수 있다. 프로세서(650)는 맥파도달시간을 이용해 혈압을 계산할 수 있다.
디스플레이(660)는 프로세서(650)로부터 전송된 혈압과 관련한 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(660)는 수축기 혈압과 이완기 혈압을 모두 나타낼 수 있으며, 색깔을 이용해 정상 범위 여부인지도 표시할 수 있다. 디스플레이(660)는 실시간으로 업데이트하며 혈압을 나타낼 수도 있으며, 또는 사용자의 입력에 반응해 혈압을 나타낼 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 상세 블럭도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 6의 전자 장치(600))는 복수의 전극(610-1, 610-2, 620-1, 및 620-2), 프로세서(650), 복수의 대역 통과 필터(710, 740-1, 및 740-2), 복수의 전력 증폭기(720, 730), 레퍼런스 저항(705), 디지털 아날로그 변환기(digital-analog converter, DAC)(750), 및 복수의 아날로그 디지털 변환기(analog-digital converter, ADC)(760-1, 760-2, 및 760-3)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복수의 전극(610-1, 610-2, 620-1, 및 620-2)은 생성한 신호를 신체에 전달(610-1)하거나, 신체 및 전자 장치의 접지 연결(610-2)하거나 또는 차동 신호 측정(620-1, 620-2) 하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(600)는 로컬 임피던스 심전도를 측정하기 위해 신호를 생성해 신체에 전달할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(600)의 프로세서(650)는 생성할 신호에 대한 정보를 디지털 신호로 디지털 아날로그 변환기(750)로 전송할 수 있다. 디지털 아날로그 변환기(750)는 수신한 정보에 기초해 아날로그 신호를 생성할 수 있다. 생성된 아날로그 신호는 잡음이 포함될 수 있어 대역 통과 필터(710)에 의해 처리된 후 전극(610-1)을 통해 신체에 전달될 수 있다.
생성된 아날로그 신호는 전자 장치(600)의 내부에서 사용하는 것이 아니라 전자 장치(600)의 외부인 신체에 전달되기 때문에 신체를 기준(reference)으로 하는 기준 전압이 필요할 수 있다. 또는 검출된 로컬 임피던스 심전도를 이용하기 위해 기준 전압이 필요할 수 있다. 전자 장치(600)는 전극(610-2)을 이용해 신체의 전압 예를 들어 기준 전압을 측정할 수 있다. 전극(610-2)은 레퍼런스 저항(705) 및 전력 증폭기(730)와 연결되어 측정된 신체의 전압은 그 크기가 증폭될 수 있다. 측정된 신체의 전압은 전자 장치(600)의 기준 전압과의 차이일 수 있다. 증폭된 신호는 아날로그 디지털 변환기(760-3)에 입력되어 디지털 신호로 변환된 뒤 프로세서(650)에 입력될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(650)는 측정된 신체의 전압을 기준으로 신호를 발생시킬 수 있으며, 측정된 신호를 분석할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(600)는 앞서 설명한 바와 같이 한 쌍의 전극(620-1, 620-2)를 이용해 전압 응답 신호를 측정할 수 있다. 측정된 전압 응답 신호의 크기는 전력 증폭기(power amplifier, PA)(720)에 의해 증폭될 수 있다. 측정된 전압 응답 신호에는 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도가 포함될 수 있다. 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도는 각각 주파수 대역이 다르므로 각기 다른 대역 통과 필터(740-1 및 740-2)를 이용하는 경우 검출될 수 있다.
측정된 전압 응답 신호에 로컬 임피던스 심전도의 주파수에 해당하는 대역 통과 필터(740-1)가 적용되어 출력된 신호는 아날로그 디지털 변환기(760-1)를 이용해 디지털 신호로 변환될 수 있다. 디지털 신호로 변환된 로컬 임피던스 심전도는 맥파도달시간 및 혈압을 계산하는데 이용되기 위해 프로세서(650)에 입력될 수 있다. 로컬 임피던스 심전도는 전자 장치(600)에서 생성한 신호에 대한 신체의 응답을 측정한 것이기 때문에 전극(610-2)에 의해 측정한 기준 전압과 함께 이용될 수 있다.
측정된 전압 응답 신호에 디퍼런셜 심전도의 주파수에 해당하는 대역 통과 필터(740-2)가 적용되어 출력된 신호는 아날로그 디지털 변환기(760-2)를 이용해 디지털 신호로 변환될 수 있다. 디지털 신호로 변환된 디퍼런셜 심전도도 맥파도달시간 및 혈압을 계산하는데 이용되기 위해 프로세서(650)에 입력될 수 있다.
프로세서(650)는 예를 들어, 기준 전압에 대응하는 로컬 임피던스 심전도를 미분하고, 미분된 로컬 임피던스 심전도와 디퍼런셜 심전도의 상관 관계에 기초해 맥파도달시간을 계산할 수 있다. 프로세서(650)는 맥파도달시간과 앞서 나열된 [수학식 1] 내지 [수학식 10] 중 어느 하나를 이용해 혈압(예: 수축기 혈압)을 계산할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 순서도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 동작 810에서, 전자 장치(예: 도 6의 전자 장치(600))의 신호 발생부(예: 도 6의 신호 발생부(630))는 신호를 생성해 신체에 전달할 수 있다. 생성된 신호의 전달에는 복수의 전극(예: 도 6의 제1 전극(610-1 및 610-2))이 이용될 수 있다. 신호 발생부(630)는 전류를 생성할 수 있으며 주파수를 갖는 신호(예: 전류)를 생성할 수 있다.
동작 820에서, 전자 장치(600)는 복수의 전극(예: 도 6의 제2 전극(620-1 및 620-2))을 이용해 신체에서 전압 응답 신호(VRS)를 측정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극(620-1 및 620-2)은 한 쌍의 전극일 수 있으며, 동맥에 평행 또는 수직으로 위치할 수 있다. 복수의 전극(620-1 및 620-2)은 생성된 신호를 전달하는 복수의 전극(610-1 및 610-2)과 인접한 위치에 배치될 수 있으며, 전자 장치(600)의 일부로 구성되거나 또는 별도로 구성될 수 있다. 전자 장치(600)는 신호 발생부(630)에서 생성된 신호의 주파수보다 높은 샘플링 주파수로 전압 응답 신호를 측정할 수 있다.
동작 830에서, 전자 장치(600)는 측정한 전압 응답 신호(VRS)로부터 디퍼런셜 심전도(DECG)를 검출할 수 있다. 디퍼런셜 심전도는 신체의 복수의 지정된 위치에서 측정된 심전도가 아닌 신체의 하나의 국소 부위에서 측정된 심전도를 의미할 수 있으며, 예를 들어 손목, 다리, 팔, 코, 얼굴에서 측정될 수 있다. 디퍼런셜 심전도의 주파수는 0.3 ~ 35Hz이므로, 전자 장치(600)는 주파수 대역 통과 필터(예: 도 7의 대역 통과 필터(740-2))를 이용해 전압 응답 신호로부터 디퍼런셜 심전도를 검출할 수 있다.
동작 840에서, 전자 장치(600)는 측정한 전압 응답 신호로부터 로컬 임피던스 심전도(LICG)를 검출할 수 있다. 로컬 임피던스 심전도도 신체의 복수의 지정된 위치에서 측정된 임피던스 심전도가 아닌 신체의 하나의 국소 부위에서 측정된 임피던스 심전도를 의미할 수 있다. 디퍼런셜 심전도와 마찬가지로, 로컬 임피던스 심전도도 예를 들어 손목, 다리, 팔, 코, 얼굴에서 측정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 로컬 임피던스 심전도의 주파수는 전자 장치(600)의 신호 발생부(630)에서 생성한 신호의 주파수와 유사할 수 있으며, 주파수 대역폭은 50Hz일 수 있다. 전자 장치(600)는 주파수 대역 통과 필터(예: 도 7의 대역 통과 필터(740-1))를 이용해 전압 응답 신호로부터 로컬 임피던스 심전도를 검출할 수 있다.
동작 850에서, 전자 장치(600)는 검출한 디퍼런셜 심전도(DECG)와 로컬 임피던스 심전도(LICG)를 이용해 맥파도달시간(PAT)를 계산할 수 있다. 맥파도달시간은 디퍼런셜 심전도 Q 곡선의 가장 낮은 지점(예: 도 5의 510)부터 로컬 임피던스 심전도의 가장 낮은 지점(예: 도 5의 520)까지의 시간차일 수 있다.
동작 860에서, 전자 장치(600)는 맥파도달시간(PAT)을 이용해 혈압을 계산할 수 있다. 전자 장치(600)는 [수학식 1] 내지 [수학식 11] 중 일부를 이용해 수축기 혈압을 계산할 수 있다. 또한, 전자 장치(600)는 수축기 혈압을 이용해 비례관계에 있는 이완기 혈압을 계산할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(600)는 측정된 혈압을 사용자에게 보여줄 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(600)는 사용자에게 측정된 혈압을 보여주기 위해 애플리케이션을 이용할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 전자 장치(600)는 측정된 혈압을 수신해 사용자에게 보여줄 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 전자 장치에서 실행된 애플리케이션의 화면 일부를 나타낸 도면이다.
도 9는, 구체적으로 사용자의 건강과 관련한 정보를 제공하는 애플리케이션의 일부에서 측정된 혈압을 사용자에게 보여주는 화면(900)을 나타낸 것이다.
도 9에 따르면, 애플리케이션은 사용자의 건강과 관련한 정보로 현재까지의 걸음수, 활동 시간, 운동량, 및 혈압을 제공할 수 있다. 애플리케이션을 통해 제공되는 혈압(910)은 사용자로부터 실시간으로 측정된 혈압값일 수 있다. 전자 장치에 혈압의 정상 범위가 설정되어 있는 경우, 전자 장치(예: 도 6의 전자 장치(600))는 측정된 혈압값이 그 범위를 벗어나면 알람을 발생할 수 있다. 알람은 진동, 소리, 화면 상의 표시 중 적어도 하나일 수 있다. 사용자의 설정에 따라 알람은 다른 사용자의 전자 장치, 관련 의료기관으로도 전송될 수 있다.
도 9에 따르면, 애플리케이션을 통해 제공되는 혈압(910)은 수축기 혈압과 이완기 혈압이 모두 포함되어 있으나, 사용자는 수축기 혈압 또는 이완기 혈압 중 하나만이 보여지도록 설정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면 사용자는 전자 장치에서 혈압을 측정하기 위해 애플리케이션을 실행할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 혈압을 측정하는 애플리케이션은 전자 장치에서 항상 실행되는 애플리케이션일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 두 쌍의 전극, 및 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 신호를 생성하여 한 쌍의 전극을 이용해 출력하고, 다른 한 쌍의 전극을 이용해 전압 응답 신호(voltage response signal)를 측정하고, 상기 측정된 전압 응답 신호로부터 디퍼런셜 심전도(differential electric cardiogram)를 검출하고, 상기 측정된 전압 응답 신호로부터 로컬 임피던스 심전도(local impedance cardiogram)를 검출하고, 상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도를 이용해 맥파도달시간(pulse arriving time)를 계산하고, 및 상기 계산된 맥파도달시간을 이용해 혈압을 계산할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 상기 두 쌍의 전극은 동맥에 수직으로 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 상기 복수의 전극은 동맥에 평행으로 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 상기 한 쌍의 전극을 이용해 출력된 신호는 전류일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 상기 계산된 혈압은 수축기 혈압과 이완기 혈압일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 상기 혈압은 심박수를 더 이용해 계산될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 상기 검출된 로컬 임피던스 심전도는 동기화된 신호일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 상기 프로세서는, 대역 통과 필터를 이용해 상기 디퍼런셜 심전도를 검출할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 상기 프로세서는, 대역 통과 필터를 이용해 상기 로컬 임피던스 심전도를 검출할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 상기 계산된 혈압에 관한 정보를 나타내는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 신호를 생성하여 한 쌍의 전극을 이용해 출력하는 동작, 다른 한 쌍의 전극을 이용해 전압 응답 신호(voltage response signal)를 측정하는 동작, 상기 측정된 신호로부터 디퍼런셜 심전도(differential electric cardiogram)를 검출하는 동작, 상기 측정된 신호로부터 로컬 임피던스 심전도(local impedance cardiogram)를 검출하는 동작, 상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도를 이용해 맥파도달시간(pulse arriving time)를 계산하는 동작, 및 상기 계산된 맥파도달시간을 이용해 혈압을 계산하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서, 상기 전압 응답 신호는 동맥에 수직으로 배치된 상기 한 쌍의 전극을 이용해 측정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서, 상기 전압 응답 신호는 동맥에 평행으로 배치된 상기 한 쌍의 전극을 이용해 측정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서, 상기 한 쌍의 전극을 이용해 출력된 신호는 전류일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서, 상기 계산된 혈압은 수축기 혈압과 이완기 혈압일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서, 상기 혈압은 심박수를 더 이용해 계산된 것일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서, 상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 상기 검출된 로컬 임피던스 심전도는 동기화된 신호일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서, 상기 검출된 디퍼런셜 심전도는 대역 통과 필터를 이용해 검출된 신호일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서, 상기 검출된 로컬 임피던스 심전도는 대역 통과 필터를 이용해 검출된 신호일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 상기 계산된 혈압에 관한 정보를 나타내는 동작을 더 포함할 수 있다.
그 외에도 다양한 실시예들이 가능하다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    적어도 두 쌍의 전극; 및
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    신호를 생성하여 한 쌍의 전극을 이용해 출력하고,
    다른 한 쌍의 전극을 이용해 전압 응답 신호(voltage response signal)를 측정하고,
    상기 측정된 전압 응답 신호로부터 디퍼런셜 심전도(differential electric cardiogram)를 검출하고,
    상기 측정된 전압 응답 신호로부터 로컬 임피던스 심전도(local impedance cardiogram)를 검출하고,
    상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도를 이용해 맥파도달시간(pulse arriving time)를 계산하고, 및
    상기 계산된 맥파도달시간을 이용해 혈압을 계산하는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 두 쌍의 전극은 동맥에 수직으로 배치된 것임을 특징으호 하는, 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극은 동맥에 평행으로 배치된 것임을 특징으호 하는, 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전극을 이용해 출력된 신호는 전류임을 특징으로 하는, 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 계산된 혈압은 수축기 혈압과 이완기 혈압임을 특징으로 하는, 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 혈압은 심박수를 더 이용해 계산된 것임을 특징으로 하는, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 상기 검출된 로컬 임피던스 심전도는 동기화된 신호임을 특징으로 하는, 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    대역 통과 필터를 이용해 상기 디퍼런셜 심전도를 검출하는, 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    대역 통과 필터를 이용해 상기 로컬 임피던스 심전도를 검출하는, 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 계산된 혈압에 관한 정보를 나타내는 디스플레이를 더 포함하는, 전자 장치.
  11. 신호를 생성하여 한 쌍의 전극을 이용해 출력하는 동작;
    다른 한 쌍의 전극을 이용해 전압 응답 신호(voltage response signal)를 측정하는 동작;
    상기 측정된 신호로부터 디퍼런셜 심전도(differential electric cardiogram)를 검출하는 동작;
    상기 측정된 신호로부터 로컬 임피던스 심전도(local impedance cardiogram)를 검출하는 동작;
    상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 로컬 임피던스 심전도를 이용해 맥파도달시간(pulse arriving time)를 계산하는 동작; 및
    상기 계산된 맥파도달시간을 이용해 혈압을 계산하는 동작을 포함하는, 전자 장치의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전압 응답 신호는 동맥에 수직으로 배치된 상기 한 쌍의 전극을 이용해 측정된 것임을 특징으호 하는, 전자 장치의 동작 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 전압 응답 신호는 동맥에 평행으로 배치된 상기 한 쌍의 전극을 이용해 측정된 것임을 특징으호 하는, 전자 장치의 동작 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전극을 이용해 출력된 신호는 전류임을 특징으로 하는, 전자 장치의 동작 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 계산된 혈압은 수축기 혈압과 이완기 혈압임을 특징으로 하는, 전자 장치의 동작 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 혈압은 심박수를 더 이용해 계산된 것임을 특징으로 하는, 전자 장치의 동작 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 검출된 디퍼런셜 심전도와 상기 검출된 로컬 임피던스 심전도는 동기화된 신호임을 특징으로 하는, 전자 장치의 동작 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 검출된 디퍼런셜 심전도는 대역 통과 필터를 이용해 검출된 신호임을 특징으로 하는, 전자 장치의 동작 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 검출된 로컬 임피던스 심전도는 대역 통과 필터를 이용해 검출된 신호임을 특징으로 하는, 전자 장치의 동작 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 계산된 혈압에 관한 정보를 나타내는 동작을 더 포함하는, 전자 장치의 동작 방법.
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