KR20210114228A - 생체정보 추정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

생체정보 추정 장치가 개시되며, 일 실시예에 따른 생체정보 추정 장치는 피검체로부터 생체신호를 획득하는 센서부 및 CO(Cardiac Output) 연관 특징의 변동폭을 추정하고, 추정 결과를 기초로 상기 생체신호로부터 TPR(Total Peripheral Resistance) 연관 특징과 관련된 전진파 성분을 획득하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

생체정보 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING BIO-INFORMATION}
비침습적으로 생체정보를 추정하는 장치 및 방법과 관련된다.
최근 고령화된 인구구조와 급증하는 의료비 및 전문 의료서비스인력의 부족 등으로 인해 IT 기술과 의료기술이 접목된 IT-의료 융합기술에 대한 연구가 수행되고 있다. 특히 인체의 건강상태에 대한 모니터링은 병원과 같은 고정된 장소에서만 수행되는 것으로 국한되지 않고, 가정과 사무실 등 일상생활 속에서 언제 어디서나 사용자의 건강 상태를 모니터링해 주는 모바일 헬스케어(mobile healthcare) 분야로 확대되고 있다. 개인의 건강상태를 나타내 주는 생체신호의 종류에는 대표적으로 ECG(심전도, Electrocardiography), PPG(광전용적맥파, Photoplethysmogram), EMG(근전도, Electromyography) 신호 등이 있으며, 일상생활에서 이를 측정하기 위해서 다양한 생체신호 센서가 개발되고 있다. 특히 PPG 센서의 경우는 심혈관계 상태 등을 반영하는 맥파 형태를 분석하여 인체의 혈압 추정이 가능하다.
PPG 생체신호 관련 연구결과에 의하면 전체 PPG 신호는 심장에서 출발하여 신체 말단부로 향하는 진행파(propagation wave)와 말단부에서 다시 되돌아오는 반사파(reflection wave)들로 중첩되어 구성된다. 그리고 진행파 혹은 반사파들과 관련된 다양한 특징(feature)들을 추출하면 혈압을 추정할 수 있는 정보를 얻을 수 있음이 알려져 있다.
저주파 위주의 생체신호로부터 안정적인 파형 성분 추출 및 생체정보를 추정하는 장치 및 방법이 제시된다.
일 양상에 따르면, 생체정보 추정 장치는 피검체로부터 생체신호를 획득하는 센서부 및, CO(Cardiac Output) 연관 특징의 변동폭을 추정하고, 추정 결과를 기초로 생체신호로부터 TPR(Total Peripheral Resistance) 연관 특징과 관련된 전진파 성분을 획득하는 프로세서를 포함할 수 있다.
센서부는 피검체에 광을 조사하는 광원 및, 피검체로부터 반사 또는 산란되는 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 맥파센서를 포함할 수 있다.
프로세서는 생체신호로부터 심박수(Heart Rate)를 획득하고, 기준 심박수 대비 획득된 심박수의 변화량을 기초로 CO 연관 특징의 변동폭을 추정할 수 있다.
프로세서는 심박수의 변화량이 소정 임계치를 초과하면 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정하고, 생체신호로부터 기준 시점 대비 변동폭이 상대적으로 큰 전진파 성분을 획득할 수 있다.
프로세서는 생체신호의 2차 미분신호를 획득하고, 획득된 2차 미분신호의 제1 극소점을 기초로 전진파 성분을 획득할 수 있다.
프로세서는 제1 극소점의 시간에 해당하는 생체신호의 진폭 또는, 2차 미분신호의 제1 극소점과 제2 극대점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 생체신호의 진폭을 전진파 성분으로 획득할 수 있다.
프로세서는 2차 미분신호의 탐색 구간에서 변곡점을 검출하고, 변곡점이 검출되면 검출된 변곡점을 기초로 전진파 성분을 획득할 수 있다.
탐색 구간은 2차 미분신호의 제1 극대점과 제1 극소점 사이의 시간 구간을 포함할 수 있다.
프로세서는 심박수의 변화량이 소정 임계치 이하이면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정하고, 상기 생체신호로부터 기준 시점 대비 변동폭이 상대적으로 작은 전진파 성분을 획득할 수 있다.
프로세서는 생체신호의 수축기 구간에서 최대 진폭 지점을 기초로 전진파 성분을 획득할 수 있다.
프로세서는 최대 진폭 지점의 진폭 또는, 생체신호의 2차 미분신호의 제1 극소점의 시간과 상기 최대 진폭 지점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 생체신호의 진폭을 전진파 성분으로 획득할 수 있다.
프로세서는 기준 시점에 획득된 기준 생체신호의 파형 형태를 기초로 CO 연관 특징의 변동폭을 추정할 수 있다.
프로세서는 기준 생체신호의 파형 형태가 수축기로부터 이완기로 갈수록 커지는 형태이면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정하고, 상기 기준 생체신호의 파형 형태가 이완기로부터 수축기로 갈수록 커지는 형태이면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정할 수 있다.
프로세서는 생체신호로부터 CO 연관 특징을 획득하고, 획득된 전진파 성분을 기초로 TPR 연관 특징을 획득하며, CO 연관 특징 및 TPR 연관 특징을 기초로 생체정보를 추정할 수 있다.
생체정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 생체정보 추정 방법은 피검체로부터 생체신호를 획득하는 단계, CO(Cardiac Output) 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계 및, 추정 결과를 기초로 상기 생체신호로부터 TPR(Total Peripheral Resistance) 연관 특징과 관련된 전진파 성분을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는 생체신호로부터 심박수(Heart Rate)를 획득하고, 기준 심박수 대비 상기 심박수의 변화량을 기초로 상기 CO 연관 특징의 변동폭을 추정할 수 있다.
CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는 심박수의 변화량이 소정 임계치를 초과하면 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정하고, 전진파 성분을 획득하는 단계는 생체신호로부터 기준 시점 대비 변동폭이 상대적으로 큰 전진파 성분을 획득할 수 있다.
전진파 성분을 획득하는 단계는 생체신호의 2차 미분신호를 획득하고, 획득된 2차 미분신호의 제1 극소점을 기초로 전진파 성분을 획득할 수 있다.
전진파 성분을 획득하는 단계는 제1 극소점의 시간에 해당하는 생체신호의 진폭 또는, 2차 미분신호의 제1 극소점과 제2 극대점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 상기 생체신호의 진폭을 전진파 성분으로 획득할 수 있다.
전진파 성분을 획득하는 단계는 2차 미분신호의 소정 구간에서 변곡점을 검출하고, 변곡점이 검출되면 검출된 변곡점을 기초로 전진파 성분을 획득할 수 있다.
CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는 심박수의 변화량이 소정 임계치 이하이면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정하고, 전진파 성분을 획득하는 단계는 생체신호로부터 기준 시점 대비 변동폭이 상대적으로 작은 전진파 성분을 획득할 수 있다.
전진파 성분을 획득하는 단계는 생체신호의 수축기 구간에서 최대 진폭 지점을 검출하고, 검출된 최대 진폭 지점을 기초로 전진파 성분을 획득할 수 있다.
전진파 성분을 획득하는 단계는 최대 진폭 지점의 진폭 또는, 생체신호의 2차 미분신호의 제1 극소점의 시간과 상기 최대 진폭 지점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 상기 생체신호의 진폭을 상기 전진파 성분으로 획득할 수 있다.
CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는 기준 시점에 획득된 생체신호의 파형 형태를 기초로 CO 연관 특징의 변동폭을 추정할 수 있다.
CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는 기준 시점에 획득된 생체신호의 파형 형태가 수축기로부터 이완기로 갈수록 상대적으로 커지는 형태인 경우 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정하고, 기준 시점에 획득된 생체신호의 파형 형태가 이완기로부터 수축기로 갈수록 상대적으로 커지는 형태인 경우 CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정할 수 있다.
또한, 생체정보 추정 방법은 생체신호로부터 CO 연관 특징을 획득하는 단계, 획득된 전진파 성분을 기초로 TPR 연관 특징을 획득하는 단계 및 CO 연관 특징 및 상기 TPR 연관 특징을 기초로 생체정보를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
저주파 위주의 생체신호에서 생체정보 추정을 위한 특징의 안정적 추출 및 이를 통한 생체정보 추정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 추정 장치의 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 생체정보 추정 장치의 블록도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 실시예에 따른 프로세서의 블록도이다.
도 4a 내지 도 4f는 생체신호로부터 전진파 관련 성분을 추출하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체정보 추정 방법의 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 스마트 기기를 설명하기 위한 도면이다.
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.
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.
이하, 생체정보 추정 장치 및 방법의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 추정 장치의 블록도이다. 본 실시예의 생체정보 추정 장치(100)는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 단말 등에 탑재되거나 독립적인 하드웨어 기기로 제작될 수 있다. 이때, 독립적인 하드웨어 기기로 제작되는 경우 사용자가 휴대하면서 용이하게 생체정보를 측정할 수 있도록 피검체에 착용될 수 있는 웨어러블 기기의 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 손목 시계형, 팔찌형, 손목 밴드형, 반지형, 안경형, 또는 헤어밴드형으로 구현되는 것이 가능하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 의료기관에서 생체정보를 측정 및 분석에 활용하기 위한 고정형으로 제작되는 등 다양한 목적에 따라 변형 실시될 수 있다.
도 1을 참조하면, 생체정보 추정 장치(100)는 센서부(110) 및 프로세서(120)를 포함한다.
센서부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 피검체로부터 생체신호를 획득하고, 획득된 생체신호를 프로세서(120)에 전달한다. 이때, 생체신호는 광전용적맥파(Photoplethysmogram, PPG) 신호(이하, "맥파 신호"라 함)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 심전도(Electorcardiography, ECG), 광전용적맥파(Photoplethysmogram, PPG) 및 근전도(Electormygraphy, EMG) 신호 등 복수 개의 파형 성분들의 합으로 모델링이 가능한 각종 생체신호를 포함할 수 있다.
예를 들어, 센서부(110)는 광전용적맥파 신호를 측정하는 PPG 센서를 포함할 수 있다. PPG 센서는 피검체에 광을 조사하는 광원과, 광원에 의해 피검체에 조사된 광이 피검체의 생체조직에 의해 산란되거나 반사되어 방출되는 광을 검출하여 광전용적맥파 신호를 측정하는 디텍터를 포함할 수 있다. 이때, 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 중의 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 디텍터는 포토다이오드(photodiode)를 포함할 수 있다.
센서부(110)는 프로세서(120)로부터 제어신호를 수신하면 PPG 센서를 구동하여 피검체로부터 맥파신호를 획득한다. 이때, 피검체는 PPG 센서와 접촉 또는 인접할 수 있는 생체 영역으로, PPG(photoplethysmography)를 통한 맥파 측정이 용이한 인체의 부위일 수 있다. 예를 들어, 요골 동맥과 인접한 손목 표면의 영역으로, 모세혈이나 정맥혈이 지나가는 손목 상부 영역을 포함할 수 있다. 요골 동맥이 지나가는 손목의 피부 표면에서 맥파가 측정될 경우, 손목 내부의 피부 조직의 두께 등과 같은 측정의 오차를 발생시키는 외부적 요인들의 영향을 비교적 적게 받을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 기타 인체 내의 혈관 밀도가 높은 부위인 손가락, 발가락 등 인체의 말초 부위일 수도 있다.
프로세서(120)는 사용자로부터 생체정보 추정 요청이 수신되면, 센서부(110)를 제어하는 제어신호를 생성하여 센서부(110)에 전송할 수 있다. 또한, 센서부(110)로부터 생체신호를 수신하고, 수신된 생체신호를 분석하여 생체정보를 추정할 수 있다. 이때, 생체정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 스트레스 지수 및 피로도 등을 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 이하, 설명의 편의를 위해 혈압을 예로 들어 설명한다.
프로세서(120)는 센서부(110)로부터 생체신호가 수신되면, 노이즈를 제거하기 위한 필터링이나, 생체신호의 증폭, 디지털 신호로 변환하는 등의 전처리를 할 수 있다.
프로세서(120)는 수신된 생체신호의 파형을 분석하여 생체정보 추정에 필요한 특징(feature)을 추출하고, 추출된 특징을 이용하여 생체정보를 추정할 수 있다. 이때, 생체정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함하는 것으로 이에 제한되는 것은 아니다. 이하 설명의 편의를 위해 혈압을 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 평균 혈압(Mean Arterial Pressure, MAP)의 변화량은 아래의 수학식 1과 같이 심박출량(Cardiac Output, CO)과 총혈관저항(Total Peripheral Resistance, TPR)에 비례하는 것으로 알려져 있다.
Figure pat00001
여기서, ΔMAP는 좌심실과 우심방 사이의 평균 혈압 차이를 나타내고, 일반적으로 우심방 평균 혈압의 경우 3~5mmHg를 넘지 않아 좌심실 평균 혈압 또는 상완 평균 혈압과 유사한 값을 가진다. 절대적인 실제 심박출량과 총혈관저항 값을 알고 있다면 대동맥 혹은 상완에서의 평균 혈압을 구할 수 있다. 하지만, 생체신호를 기반으로 심박출량 및 총혈관저항의 절대적인 값을 추정하는 것은 쉽지 않다. 보통의 정상적인 상황에서는 인체의 혈압 조절 능력이 발현된다. 예컨대 심박출량의 급격한 증가로 인해 혈압이 상승하려고 할 때 혈관 직경이 이완되면서 총혈관저항이 감소할 수 있으며 이를 통해 혈압이 정상적으로 돌아오도록 할 수 있다.
프로세서(120)는 생체신호로부터 심박출량(cardiac output, CO)과 연관된 특징(이하, 'CO 연관 특징'이라 함) 및 총혈관저항(total periphral resistance, TPR)과 연관된 특징(이하, 'TPR 연관 특징'이라 함)을 추출하고, CO 연관 특징과 TPR 연관 특징을 이용하여 혈압을 추정할 수 있다. 여기서, CO 연관 특징은 안정상태 대비 실제 총혈관저항은 큰 변화가 없지만 실제 심박출량은 상대적으로 증가/감소할 때 이와 비례하여 증가/감소하는 경향을 보이는 특징값일 수 있다. TPR 연관 특징은 안정상태 대비 실제 심박출량은 큰 변화가 없지만 실제 총혈관저항은 상대적으로 증가/감소할 때 비례하여 증가/감소하는 경향을 보이는 특징값일 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(120)는 심박출량과 총혈관저항의 상호 보완적인 관계를 이용하여 생체신호로부터 CO 연관 특징과 TPR 관련 특징을 적응적으로 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 심박출량을 구성하는 심박수(Heart Rate, HR)와 박출량(stroke volume, SV) 특성에 기반하여 혈압 추정 시점의 CO 연관 특징의 변동폭을 추정할 수 있다. 또한, 추정된 CO 연관 특징의 변동폭을 기초로 TPR 연관 특징과 관련된 전진파 성분을 적응적으로 획득할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자가 안정된 상태에서 캘리브레이션을 수행한 시점(이하, '기준 시점'이라 함) 대비 혈관 추정 시점에 CO 연관 특징의 변동폭이 크거나 클 것으로 추정되는 경우 TPR 연관 특징 역시 그 변동폭이 큰 값을 선택할 수 있다. 반대로 CO 연관 특징의 변동폭이 상대적으로 작은 것으로 추정되는 경우 TPR 연관 특징 역시 그 변동폭이 작은 값을 선택할 수 있다.
프로세서(120)는 CO 연관 특징 및 TPR 연관 특징이 획득되면 미리 정의된 혈압 추정 모델을 적용하여 혈압을 추정할 수 있다. 혈압 추정 모델은 CO 연관 특징 및 TPR 연관 특징과 혈압 간의 관계를 정의한 선형 또는 비선형 함수식 형태로 미리 정의될 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 생체정보 추정 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 생체정보 추정 장치(200)는 센서부(110), 프로세서(120), 출력부(210), 저장부(220) 및 통신부(230)를 포함할 수 있다.
센서부(110)는 피검체로부터 생체신호를 측정하고, 프로세서(120)는 센서부(110)가 측정한 생체신호를 이용하여 생체정보를 추정할 수 있다.
출력부(210)는 센서부(110)에 의해 측정된 생체신호 정보, 프로세서(120)의 각종 처리 결과를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(210)는 장치에 탑재된 디스플레이 모듈, 스피커 및 햅틱 장치 등을 이용하여 다양한 시각적/비시각적인 방법으로 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 출력부(210)는 사용자의 혈압이 추정되면, 추정된 혈압이 정상 범위에 있는지 또는 정상 범위를 벗어났는지 여부를 기준으로 색상, 선의 굵기, 글씨체 등의 시각적인 방법을 다양하게 하여 사용자에게 출력할 수 있다. 또는 추정된 혈압을 음성으로 출력하거나, 진동 또는 촉감 등을 혈압의 이상 여부에 따라 다르게 하여 비시각적인 방법으로 출력할 수도 있다. 또는, 측정된 혈압이 이전 측정 이력에 비교하여 이상이 있다고 판단하는 경우 경고하거나 주의할 음식 정보나 예약할 병원 정보 등 사용자가 취해야 할 조치를 안내를 할 수 있다.
저장부(220)는 기준정보, 생체신호, 획득된 특징 및 생체정보 추정 결과 등을 저장할 수 있다. 이때, 기준정보는 사용자의 나이, 성별, 직업, 현재 건강상태 등의 사용자 정보와, 생체정보 추정모델 정보 등을 포함할 수 있으나 이에 국한되는 것은 아니다. 이때, 저장부(230)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 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
통신부(230)는 프로세서(120)로부터 외부 기기(250)의 접속 정보를 포함하는 제어신호가 수신되면, 통신 기술을 통해 통신망에 접속하여 외부 기기(250)와 연결할 수 있다. 통신부(230)는 외부 기기(250)와 연결이 되면 생체정보 추정과 관련된 각종 정보를 수신하고, 센서부(110)에 의해 측정된 생체신호, 프로세서(120)에 의해 추정된 생체정보 등을 외부 기기(250)에 전송할 수 있다. 이때, 외부 기기(250)는 다른 생체정보 추정 장치, 커프 혈압 등을 측정하는 커프 혈압계, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 통신 기술은 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra wideband) 통신, Ant+ 통신 WIFI 통신 및 이동통신 방식을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 도 1 및 도 2의 실시예에 따른 프로세서의 블록도이다. 도 4a 내지 도 4e는 생체신호로부터 전진파 관련 성분을 추출하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 프로세서(300)의 일 실시예는 변동성 추정부(310), 특징 획득부(320) 및 생체정보 추정부(330)를 포함할 수 있다.
변동성 추정부(310)는 피검체로부터 획득된 생체신호를 이용하여 CO 연관 특징의 변동성을 추정할 수 있다.
일 예로, 변동성 추정부(310)는 생체정보 추정을 위해 피검체로부터 생체신호가 획득되면 심박출량을 구성하는 요소인 심박수를 획득할 수 있다. 심박수는 생체신호의 한 주기를 이용하여 획득할 수 있다. 또한, 변동성 추정부(310)는 기준 심박수 대비 심박수의 변화량을 구하고, 심박수 변화량을 기초로 CO 연관 특징의 변동성을 추정할 수 있다. 이때, 기준 심박수는 사용자가 안정된 상태에서 측정된 심박수로서 기준 시점에 획득된 생체신호로부터 획득되거나 외부 심박수 측정 기기를 통해 획득될 수 있다.
변동성 추정부(310)는 심박수 변화량이 구해지면 미리 정의된 임계치와 비교하여 CO 연관 특징의 변동성을 추정할 수 있다. 심박수의 변화량이 소정 임계치를 초과하면 CO 연관 특징의 변동성이 크다고 추정할 수 있다. 반대로, 심박수의 변화량이 소정 임계치 이하이면 CO 연관 특징의 변동성이 상대적으로 작다고 추정할 수 있다. 이때, 소정 임계치는 생체정보의 종류, 사용자의 성별, 연령, 건강 상태, 혈관 특이성 등에 따라 개인화된 값으로 정의될 수 있으며, 캘리브레이션을 통해 조절되는 것이 가능하다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 복수의 사용자들을 대상으로 구해진 범용적인 고정 값으로 정의되는 것도 가능하다.
다른 예로, 변동성 추정부(310)는 기준 시점에 측정된 기준 생체신호의 파형 형태를 분석하여 심박출량을 구성하는 박출량(Stroke Volume, SV)의 변동성을 예측하고 예측 결과를 이용하여 CO 연관 특징의 변동폭을 추정할 수 있다.
예컨대, 변동성 추정부(310)는 기준 시점의 기준 생체신호의 파형이 수축기에서 이완기로 갈수록 커지는 형태이면 생체신호 추정 시점에 박출량의 변동폭이 클 것으로 예측하고, 생체신호 추정 시점의 생체신호로부터 추출된 CO 연관 특징 역시 그 변동폭이 클 것으로 추정할 수 있다. 반대로 기준 생체신호의 파형이 이완기에서 수축기로 갈수로 커지는 형태이면 생체신호 추정 시점에 박출량의 변동성이 작을 것으로 예측하고 CO 연관 특징의 변동폭 역시 작을 것으로 추정할 수 있다. 이때, 수축기는 생체신호의 시작 시점부터 중복절흔(Dicrotic notch)이 발생하는 시간 지점까지를 의미하고, 이완기는 중복절흔 이후의 시간 구간을 의미할 수 있다.
도 4a는 맥파 신호(40)의 파형이 5개의 구성 펄스들(41,42,43,44,45)의 중첩으로 이루어진 것을 예시한 것이다. 이러한 맥파신호(40)의 각 구성 펄스(41,42,43,44,45)들과 관련된 정보들을 이용하여 혈압과 상관도가 높은 특징을 추출할 수 있다. 일반적으로 혈압을 추정하기 위해 세 번째까지의 구성 펄스들이 주로 사용된다. 그 이후의 펄스들은 사람에 따라 관측되지 않는 경우도 있고, 노이즈(noise) 때문에 찾아내기 어렵거나 혈압 추정과의 상관도도 낮은 경우가 보통이다.
예를 들어, 도 4b를 참조하면, 변동성 추정부(310)는 기준 생체신호의 2차 미분신호로부터 제1 극소점(T1), 제2 극소점(T2) 및 제3 극소점(T3)을 검출할 수 있다. 또한, 기준 생체신호로부터 제1 극소점(T1), 제2 극소점(T2) 및 제3 극소점(T3)에 해당하는 각각의 제1 진폭(P1), 제2 진폭(P2) 및 제3 진폭(P3)을 추출하고, 추출된 진폭(P1,P2,P3)을 이용하여 기준 생체신호의 파형 형태를 분석할 수 있다. 예컨대, P2가 P1에 미리 정의된 제1 값을 곱한 값보다 크고, P3가 P2에 미리 정의된 제2 값을 곱한 값보다 큰 조건을 만족하는 경우 기준 생체신호의 파형이 수축기에서 이완기로 갈수록 파형이 증가하는 형태로 판단하고, 그렇지 않으면 이완기에서 수축기로 갈수록 파형이 증가하는 형태로 판단할 수 있다.
특징 획득부(320)는 생체정보 추정을 위한 생체신호가 획득되면 변동성 추정부(310)의 추정 결과를 기초로 생체 신호로부터 CO 연관 특징과 TPR 연관 특징을 획득할 수 있다.
특징 획득부(320)는 생체신호로부터 심박수(HR)를 획득하고, 획득된 심박수(HR)를 CO 연관 특징으로 획득할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 그 밖의 추가 정보를 획득하고, 추가 정보를 하나 이상 조합하여 CO 연관 특징을 획득할 수 있다. 예를 들어, 추가 정보는 생체신호의 파형의 형태, 생체신호의 수축기 구간에서의 최대점의 시간(Tmax) 및/또는 진폭(Pmax), 생체신호의 최소점의 시간(Tmin) 및/또는 진폭(Pmin), 생체신호 파형의 전체 또는 부분 면적(PPGarea), 생체신호의 시간 경과(PPGdur), 생체신호를 구성하는 구성 펄스 파형의 진폭(P1,P2,P3) 및/또는 시간(T1,T2,T3) 등을 포함할 수 있으며, 예컨대, PPGarea, P3/Pmax, Pmax/PPGarea, 1/PPGdur 등을 CO 연관 특징으로 획득할 수 있다.
또한, 특징 획득부(320)는 변동성 추정부(310)에 의해 추정된 CO 연관 특징의 변동폭을 기초로 생체신호로부터 TPR 연관 특징을 획득할 수 있다. TPR 연관 특징은 예컨대, 생체신호를 구성하는 구성 펄스 파형의 전진파 성분의 크기(P1)와 첫 번째 반사파 성분의 크기(P2)의 비(P2/P1)로 정의될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 전술한 추가 정보를 하나 이상 조합하여 예컨대 1/(T3-T1), 1/(T3-Tmax), 1/(T2-T1), P3/Pmax 및 P3/P1 등을 TPR 연관 특징으로 획득할 수 있다.
특징 획득부(320)는 추정된 CO 연관 특징의 변동폭을 기초로 TPR 연관 특징과 관련된 전진파 성분의 크기를 적응적으로 획득할 수 있다. 특징 획득부(320)는 변동성 추정부(310)에 의해 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정되면, TPR 연관 특징의 요소인 전진파 성분의 변동폭이 기준 시점 대비 상대적으로 큰 전진파 성분을 획득할 수 있다.
일 예로, 도 4c를 참조하면 특징 획득부(320)는 생체신호의 2차 미분신호를 획득하고, 2차 미분신호의 제1 극소점(MP)의 시간(T1)에 대응하는 생체신호의 진폭(P1)을 변동폭이 큰 전진파 성분으로 획득할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것이 아니며 2차 미분신호의 제1 극소점(MP)의 시간과 제2 극대점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 생체신호의 진폭을 전진파 성분으로 획득하는 것도 가능하다. 이때, 제1 극소점의 시간과 제2 극대점의 시간 각각에 미리 정의된 가중치를 적용한 후 내분점을 구할 수 있다.
다른 예로, 도 4d를 참조하면 특징 획득부(320)는 2차 미분신호의 탐색 구간에서 변곡점(IP)을 검출할 수 있다. 변곡점(IP)이 검출되면 검출된 변곡점(IP)을 기초로 변동폭이 상대적으로 큰 전진파 성분을 획득할 수 있다. 예컨대, 변곡점(IP)의 시간(Tip)에 해당하는 생체신호 진폭(Pip)을 전진파 성분으로 획득할 수 있다. 이때, 변곡점은 탐색 구간 내에서 시간 경과에 따라 2차 미분신호의 파형이 "아래로" 볼록한 형태에서 "위로" 볼록한 형태로 변화하는 지점을 의미할 수 있다. 탐색 구간은 2차 미분신호의 제1 극대점의 시간에서 제1 극소점의 시간 구간을 포함할 수 있다.
또한, 특징 획득부(320)는 변동성 추정부(310)에 의해 CO 연관 특징의 변동폭이 상대적으로 작은 것으로 추정되면, TPR 연관 특징의 요소인 전진파 성분의 변동폭이 기준 시점 대비 상대적으로 작은 전진파 성분을 획득할 수 있다.
일 예로, 도 4e를 참조하면 특징 획득부(320)는 생체신호의 수축기 구간에서 최대 진폭 지점(Tmax)에 해당하는 진폭(Pmax)을 변동폭이 작은 전진파 성분으로 획득할 수 있다. 이때, 수축기 구간은 생체신호의 시작 시점부터 중복절흔(Dicrotic notch) 지점까지를 나타하는 것으로 중복절흔 지점은 2차 미분신호의 제3 극대점의 시간 지점을 의미할 수 있다.
다른 예로, 도 4f를 참조하면 특징 획득부(320)는 2차 미분신호를 획득하고 2차 미분신호로부터 제1 극소점의 시간(T1), 생체신호 수축기 구간에서 최대 진폭 지점(Tmax)을 검출하고, 제1 극소점의 시간(T1) 및 최대 진폭 지점(Tmax) 사이의 내분점의 진폭(Psys)을 변동폭이 작은 전진파 성분으로 획득할 수 있다.
특징 획득부(320)는 CO 연관 특징의 변동폭에 따라 전진파 성분이 획득되면 전진파 성분을 기초로 TPR 연관 특징을 획득할 수 있다. 예를 들어, 특징 획득부(320)는 2차 미분신호의 제2 극소점의 시간에 대응하는 생체신호의 진폭을 첫 번째 반사파의 크기 성분으로 획득하고, 전진파 성분의 크기와 첫 번째 반사파의 크기 성분의 비를 구하여 TPR 연관 특징을 획득할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니므로 첫 번째 반사파 성분 외에 전술한 바 있는 다른 추가 정보를 획득할 수 있으며, 전진파, 첫 번째 반사파 및 다른 추가 정보들을 둘 이상 조합하여 TPR 연관 특징을 획득하는 것도 가능하다.
생체정보 추정부(330)는 CO 연관 특징 및 TPR 연관 특징이 획득되면, CO 연관 특징, TPR 연관 특징 및 생체정보 간의 관계를 정의한 생체정보 추정 모델을 적용하여 생체정보를 추정할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체정보 추정 방법의 흐름도이다.
도 5는 도 1 및 도 2의 실시예에 따른 생체정보 추정 장치(100,200)가 수행하는 생체정보 추정 방법의 일 실시예로서 이하 중복되는 설명을 피하기 위해 간단하게 설명하기로 한다.
먼저, 생체정보 추정 장치(100,200)는 생체정보 추정 요청을 수신하면 사용자의 피검체로부터 생체신호를 측정할 수 있다(510).
생체정보 추정 장치(100,200)는 사용자와 각종 인터랙션을 수행하는 인터페이스를 제공하고, 제공된 인터페이스를 통해 사용자로부터 생체정보 추정 요청을 수신할 수 있다. 또는, 외부 기기로부터 생체정보 추정 요청을 수신할 수도 있다. 이때, 외부 기기의 생체정보 추정 요청에는 생체정보 추정 결과의 제공 요청을 포함할 수 있다. 외부 기기가 생체정보 추정 알고리즘을 탑재하고 있는 경우 생체정보 추정 요청에는 특징(feature) 정보의 제공 요청을 포함할 수도 있다. 외부 기기는 사용자가 휴대하는 스마트폰이나 태블릿 PC 등을 포함할 수 있다.
그 다음, CO 연관 특징의 변동폭을 추정하고(520) 추정된 변동폭이 큰지 작은지를 추정할 수 있다(530).
일 예로, 단계(510)에서 획득된 생체신호로부터 심박출량의 요소인 심박수를 획득할 수 있다. 또한, 기준 시점의 안정 상태에서 측정된 기준 심박수 대비 심박수의 변화량을 구하고, 심박수의 변화량을 기초로 CO 연관 특징의 변동폭을 추정할 수 있다. 예컨대, 심박수 변화량이 소정 임계치를 초과하는 경우 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정하고 심박수 변화량이 소정 임계치 이하이면 CO 연관 특징의 변동폭이 상대적으로 작은 것으로 추정할 수 있다.
다른 예로, 기준 시점에 측정된 기준 생체신호의 파형 형태를 기초로 심박출량의 요소인 박출량의 변동폭을 예측하고 예측 결과를 기초로 CO 연관 특징의 변동폭을 추정할 수 있다. 예컨대, 기준 생체신호의 파형 형태가 수축기에서 이완기로 갈수록 증가하는 경우 생체정보 추정 시점의 박출량의 변동폭이 클 것으로 예측하고 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정할 수 있다. 그 반대의 경우 박출량의 변동폭이 작을 것으로 예측하고 CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정할 수 있다.
그 다음, CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정되면 TPR 연관 특징의 요소인 전진파 성분을 기준 시점 대비 변동폭이 큰 값으로 획득할 수 있다(540).
예를 들어, 생체신호의 2차 미분신호를 획득하고, 2차 미분신호의 제1 극소점의 시간에 대응하는 생체신호의 진폭을 변동폭이 큰 전진파 성분으로 획득할 수 있다. 또는, 제1 극소점의 시간과 제2 극대점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 생체신호의 진폭을 전진파 성분으로 획득하는 것도 가능하다. 이때, 제1 극소점의 시간과 제2 극대점의 시간 각각에 미리 정의된 가중치를 적용한 후 내분점을 구할 수 있다. 또는, 2차 미분신호의 탐색 구간에서 변곡점을 검출하고 변곡점이 검출되면 변곡점에 해당하는 생체신호의 진폭을 변동폭이 상대적으로 큰 전진파 성분으로 획득할 수도 있다.
그 다음, CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정되면 전진파 성분을 기준 시점 대비 변동폭이 작은 값으로 획득할 수 있다(550). 예를 들어, 생체신호의 수축기 구간에서 최대 진폭 지점에 해당하는 진폭을 변동폭이 작은 전진파 성분으로 획득할 수 있다. 또는 생체신호의 2차 미분신호로부터 제1 극소점을 검출하고, 제1 극소점과 최대 진폭 지점 사이의 내분점의 진폭을 변동폭이 작은 전진파 성분으로 획득할 수 있다.
그 다음, 단계(510)에서 획득된 생체신호를 기초로 CO 연관 특징을 획득하고, 단계(540) 또는 단계(550)에서 획득된 전진파 성분을 기초로 TPR 연관 특징을 획득할 수 있다(560).
그 다음, 단계(560)에서 획득된 CO 연관 특징 및 TPR 연관 특징을 기초로 생체정보를 추정할 수 있다(570). 생체정보가 추정되면 추정 결과를 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 생체정보 추정 장치(100)는 추정된 생체정보를 다양한 시각적/비시각적인 방법을 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 추정된 생체정보를 기초로 사용자의 건강 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 사용자에게 경고나 대응 조치를 안내할 수 있다.
도 6은 웨어러블 기기를 도시한 것이다. 전술한 생체정보 추정 장치(100,200)의 실시예들은 도시된 바와 같이 손목에 착용하는 스마트 워치나 스마트 밴드형 웨어러블 기기에 탑재될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, 웨어러블 기기(600)는 기기 본체(610)와 스트랩(620)을 포함할 수 있다.
본체(610)는 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 내부 또는 표면에 전술한 생체정보 추정 기능과 그 밖의 다양한 기능을 수행하기 위한 모듈들이 장착될 수 있다. 본체(610) 또는 스트랩(620)의 내부에는 기기(600)의 각종 모듈에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다.
스트랩(620)은 본체(610)에 연결될 수 있다. 스트랩(620)은 사용자의 손목을 감싸는 형태로 구부려질 수 있도록 플렉시블(flexible)하게 형성될 수 있다. 스트랩(620)은 사용자의 손목으로부터 분리되는 형태 또는 분리되지 않는 밴드 형태로 구성될 수 있다. 스트랩(620)은 손목에 가해지는 압력의 변화에 따라 탄성을 갖도록 내부에 공기가 주입되거나 공기 주머니를 포함할 수 있으며 본체(710)로 손목의 압력 변화를 전달할 수 있다.
본체(610)에는 생체신호를 측정하는 센서부(620)가 장착될 수 있다. 센서부(620)는 사용자의 손목 상부가 접촉되는 본체(610)의 후면에 장착될 수 있으며, 손목 피부에 광을 조사하는 광원과 피검체로부터 산란 또는 반사되는 광을 검출하는 디텍터를 포함할 수 있다. 센서부(620)는 피검체가 가하는 접촉압력을 측정하는 접촉압력 센서를 더 포함할 수도 있다.
본체(610) 내부에 프로세서가 실장될 수 있으며, 프로세서(610)는 웨어러블 기기(600)에 장착된 각종 구성들과 전기적으로 연결되어 각종 구성들을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서는 센서부(620)에 의해 측정된 생체신호를 이용하여 생체정보를 추정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서는 생체신호로부터 혈압과 연관된 CO 연관 특징 및 TPR 연관 특징을 획득하고, CO 연관 특징 및 TPR 연관 특징을 이용하여 혈압을 추정할 수 있다. 이때, 손목에 착용하는 웨어러블 기기(600)는 손목 상부의 모세혈관 부위에서 생체신호를 측정하게 되므로 저주파 위주의 생체신호가 획득될 수 있다. 프로세서는 이와 같이 저주파 위주의 생체신호가 획득되는 경우에도 TPR 연관 특징과 관련된 전진파 성분의 안정적인 추출을 위해 심박수나 생체신호 파형 형태를 기초로 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하고, 추정된 CO 연관 특징의 변동폭에 따라 적응적으로 전진파 성분을 획득할 수 있다.
프로세서는 접촉압력 센서가 탑재된 경우 손목과 센서부(620) 사이의 접촉압력을 기초로 피검체의 접촉상태를 모니터링하고, 표시부를 통해 사용자에게 접촉 위치 및/또는 접촉 상태를 가이드할 수 있다.
또한, 본체(610) 내부에는 프로세서의 처리 결과 및 각종 정보를 저장하는 저장부가 장착될 수 있다. 이때, 각종 정보는 생체정보 추정 관련 기준 정보 이외에 웨어러블 기기(600)의 기능과 관련된 다양한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 사용자의 제어 명령을 수신하여 프로세서로 전달하는 조작부(640)가 본체(610)에 장착될 수 있다. 조작부(640)는 웨어러블 기기(600)의 전원을 온/오프시키는 명령을 입력하기 위한 전원 버튼을 포함할 수 있다.
표시부(614)는 본체(610)의 전면에 장착될 수 있으며, 터치 입력이 가능한 터치 패널을 포함할 수 있다. 표시부(614)는 사용자의 터치 입력을 수신하여 프로세서에 전달하고, 프로세서의 처리 결과를 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시부(614)는 생체정보 추정값, 경고/알람 정보를 표시할 수 있다.
또한, 본체(610) 내부에는 사용자의 휴대 단말과 같은 외부 기기와 통신하기 위한 통신부가 장착될 수 있다. 통신부는 외부 기기 예컨대, 사용자의 스마트폰에 생체정보 추정 결과를 전송하여 사용자에게 표시되도록 할 수 있다. 다만, 이에 제한됨이 없이 필요한 다양한 정보를 송수신할 수 있다.
도 7은 스마트 기기를 도시한 것이다. 이때, 스마트 기기는 스마트폰 및 태블릿 PC등을 포함할 수 있다. 스마트 기기는 전술한 생체정보 추정 장치(100, 100)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 스마트 기기(700)는 본체(710)의 일면에 센서부(730)가 장착될 수 있다. 센서부(730)는 하나 이상의 광원(731)과 디텍터(732)를 포함하는 맥파센서를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 센서부(730)는 본체(710)의 후면에 장착될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 전면의 지문 센서 또는 터치 패널과 결합하여 센서부(730)를 구성하는 것도 가능하다.
또한, 본체(710)의 전면에 표시부가 장착될 수 있다. 표시부는 생체정보 추정 결과 등을 시각적으로 출력할 수 있다. 표시부는 터치 패널을 포함할 수 있으며, 터치 패널을 통해 입력되는 다양한 정보를 수신하여 프로세서에 전달할 수 있다.
한편, 본체(710)에는 이미지 센서(720)가 장착될 수 있다. 이미지 센서(720)는 사용자가 맥파 신호를 측정하기 위해 손가락을 센서부(730)에 접근시키는 경우, 손가락을 촬영하여 프로세서로 전달할 수 있다. 이때, 프로세서는 손가락의 이미지로부터 센서부(730)의 실제 위치 대비 손가락의 상대 위치를 파악하고, 표시부를 통해 손가락의 상대 위치 정보를 사용자에게 제공함으로써 보다 정확하게 맥파 신호 측정이 이루어지도록 가이드할 수 있다.
프로세서는 전술한 바와 같이 센서부(730)에 의해 측정된 생체신호를 기초로 생체정보를 추정할 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이 CO 연관 특징의 변동폭을 기초로 TPR 연관 특징과 관련된 전진파 성분을 적응적으로 획득하여 생체정보 추정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
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.
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.
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.
100, 200: 생체정보 추정 장치 110: 센서부
120, 300: 프로세서 210: 출력부
220: 저장부 230: 통신부
310: 변동성 추정부 320: 특징 획득부
330: 생체정보 추정부
600: 웨어러블 기기 610: 본체
620: 센서부 630: 스트랩
640: 조작부 700: 스마트 기기
710: 본체 720: 이미지 센서
730: 센서부 731: 광원
732: 디텍터

Claims (27)

  1. 피검체로부터 생체신호를 획득하는 센서부; 및
    CO(Cardiac Output) 연관 특징의 변동폭을 추정하고, 추정 결과를 기초로 상기 생체신호로부터 TPR(Total Peripheral Resistance) 연관 특징과 관련된 전진파 성분을 획득하는 프로세서를 포함하는 생체정보 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는
    피검체에 광을 조사하는 광원 및, 피검체로부터 반사 또는 산란되는 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 맥파센서를 포함하는 생체정보 추정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 생체신호로부터 심박수(Heart Rate)를 획득하고, 기준 심박수 대비 상기 획득된 심박수의 변화량을 기초로 상기 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 생체정보 추정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 심박수의 변화량이 소정 임계치를 초과하면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정하고, 상기 생체신호로부터 기준 시점 대비 변동폭이 상대적으로 큰 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 생체신호의 2차 미분신호를 획득하고, 획득된 2차 미분신호의 제1 극소점을 기초로 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제1 극소점의 시간에 해당하는 상기 생체신호의 진폭 또는, 상기 2차 미분신호의 제1 극소점과 제2 극대점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 상기 생체신호의 진폭을 전진파 성분으로 획득하는 생체정보 추정 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 2차 미분신호의 탐색 구간에서 변곡점을 검출하고, 변곡점이 검출되면 검출된 변곡점을 기초로 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탐색 구간은
    상기 2차 미분신호의 제1 극대점과 제1 극소점 사이의 시간 구간을 포함하는 생체정보 추정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 심박수의 변화량이 소정 임계치 이하이면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정하고, 상기 생체신호로부터 기준 시점 대비 변동폭이 상대적으로 작은 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 생체신호의 수축기 구간에서 최대 진폭 지점을 기초로 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 최대 진폭 지점의 진폭 또는, 상기 생체신호의 2차 미분신호의 제1 극소점의 시간과 상기 최대 진폭 지점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 상기 생체신호의 진폭을 전진파 성분으로 획득하는 생체정보 추정 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    기준 시점에 획득된 기준 생체신호의 파형 형태를 기초로 상기 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 생체정보 추정 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 기준 생체신호의 파형 형태가 수축기로부터 이완기로 갈수록 커지는 형태이면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정하고, 상기 기준 생체신호의 파형 형태가 이완기로부터 수축기로 갈수록 커지는 형태이면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정하는 생체정보 추정 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 생체신호로부터 CO 연관 특징을 획득하고, 상기 획득된 전진파 성분을 기초로 TPR 연관 특징을 획득하며, 상기 CO 연관 특징 및 상기 TPR 연관 특징을 기초로 생체정보를 추정하는 생체정보 추정 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 생체정보는
    혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보 추정 장치.
  16. 피검체로부터 생체신호를 획득하는 단계;
    CO(Cardiac Output) 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계; 및
    상기 추정 결과를 기초로 상기 생체신호로부터 TPR(Total Peripheral Resistance) 연관 특징과 관련된 전진파 성분을 획득하는 단계를 포함하는 생체정보 추정 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는
    상기 생체신호로부터 심박수(Heart Rate)를 획득하고, 기준 심박수 대비 상기 심박수의 변화량을 기초로 상기 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 생체정보 추정 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는
    상기 심박수의 변화량이 소정 임계치를 초과하면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정하고,
    상기 전진파 성분을 획득하는 단계는
    상기 생체신호로부터 기준 시점 대비 변동폭이 상대적으로 큰 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전진파 성분을 획득하는 단계는
    상기 생체신호의 2차 미분신호를 획득하고, 획득된 2차 미분신호의 제1 극소점을 기초로 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전진파 성분을 획득하는 단계는
    상기 제1 극소점의 시간에 해당하는 상기 생체신호의 진폭 또는, 상기 2차 미분신호의 제1 극소점과 제2 극대점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 상기 생체신호의 진폭을 전진파 성분으로 획득하는 생체정보 추정 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 전진파 성분을 획득하는 단계는
    상기 2차 미분신호의 소정 구간에서 변곡점을 검출하고, 변곡점이 검출되면 검출된 변곡점을 기초로 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는
    상기 심박수의 변화량이 소정 임계치 미만이면 상기 CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정하고,
    상기 전진파 성분을 획득하는 단계는
    상기 생체신호로부터 기준 시점 대비 변동폭이 상대적으로 작은 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 전진파 성분을 획득하는 단계는
    상기 생체신호의 수축기 구간에서 최대 진폭 지점을 검출하고, 검출된 최대 진폭 지점을 기초로 전진파 성분을 획득하는 생체정보 추정 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 전진파 성분을 획득하는 단계는
    상기 최대 진폭 지점의 진폭 또는, 상기 생체신호의 2차 미분신호의 제1 극소점의 시간과 상기 최대 진폭 지점의 시간 사이의 내분점에 해당하는 상기 생체신호의 진폭을 상기 전진파 성분으로 획득하는 생체정보 추정 방법.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는
    기준 시점에 획득된 생체신호의 파형 형태를 기초로 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 생체정보 추정 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 CO 연관 특징의 변동폭을 추정하는 단계는
    상기 기준 시점에 획득된 생체신호의 파형 형태가 수축기로부터 이완기로 갈수록 상대적으로 커지는 형태인 경우 CO 연관 특징의 변동폭이 큰 것으로 추정하고, 상기 기준 시점에 획득된 생체신호의 파형 형태가 이완기로부터 수축기로 갈수록 상대적으로 커지는 형태인 경우 CO 연관 특징의 변동폭이 작은 것으로 추정하는 생체정보 추정 방법.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 생체신호로부터 CO 연관 특징을 획득하는 단계;
    상기 획득된 전진파 성분을 기초로 TPR 연관 특징을 획득하는 단계; 및
    상기 CO 연관 특징 및 상기 TPR 연관 특징을 기초로 생체정보를 추정하는 단계를 더 포함하는 생체정보 추정 방법.
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