KR20220122861A - 심탄도 및 심전도 병합을 통해 반려동물 심장질환을 측정하는 시스템 및 이의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
심탄도 및 심전도 병합을 통해 반려동물 심장질환을 측정하는 시스템 및 이의 동작 방법이 개시된다. 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따르면, 반려동물의 심장 이상을 측정하는 심장질환 모니터링 시스템에 있어서, 심전도 신호를 수집하기 위한 심전도 측정용 전극; 심탄도 신호를 수집하기 위한 심탄도 센서; 상기 심전도 측정용 전극 및 심탄도 센서를 통해 수집되는 신호에 대한 데이터화를 수행하여 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 생성하는 데이터화 수행부; 및 상기 데이터화 수행부에 의해 생성된 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 데이터 처리 장치로 전송하는 통신부를 포함하는 웨어러블 디바이스와, 상기 웨어러블 디바이스로부터 수신한 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로하여 심전도 파형과 심탄도 파형의 그래프를 생성하고 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프를 기초로 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 데이터 분석장치를 적어도 포함하는 형태로 구성되며, 상기 데이터 분석장치는 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을, 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템이 개시될 수 있다.
Description
본 발명의 다양한 실시예는 심탄도 및 심전도 데이터의 병합을 통해 반려동물의 심장질환을 모니터링 하는 기술에 대한 것이다.
반려동물 시장이 급성장하면서, 반려동물 질환이 발견되는 숫자도 함께 증가하고 있다. 반려동물 질환의 발병은 보호자의 경제적, 정서적 부담으로 연결되고 있다. 이와 같은 부담 때문에 국내 유기견은 연간 12만 마리 정도가 발생하고 있으며, 반려견을 보호하기 위해 일상생활을 포기하고 막대한 시간적, 물질적 자원을 소비하는 보호자들 또한 존재한다.
체중에 따라서 다소 차이가 존재하지만, 일반적으로 6세 이상의 반려견은 중령견으로 분류되며 이 시기는 대사질환을 비롯한 각종 질병이 발병하는 시기이다. 따라서 중령견 이상의 반려동물에 대한 심장질환을 조기에 포착하는 것은 중요한 사항이다.
기존에는 심전도(ECG or EKG) 측정 방식으로 심장 운동 흐름에 따른 파형을 분석하여 심장질환에 대한 모니터링을 수행하였다. 다만, 기존에 방식에서는 심전도 측정을 위한 전극을 반려동물에 접촉시키고 해당 반려동물이 움직여 전극이 단락되는 상황이 발생하지 않도록 반려동물을 고정시켜 놓아야 했으며 이와 같이 고정된 상황이 아니면 반려동물이 코마 상태에 빠진 경우에만 심전도 측정이 가능하였다.
이와 같이, 심전도 측정 방식으로만 심장 활동에 대한 정보를 수집하고 심장질환을 모니터링하는 방식은 많은 한계가 존재하였다. 따라서, 임상 현장에 최적화된 방식의 개선된 심장질환 모니터링 시스템이 필요한 실정이었다.
본 발명의 다양한 실시예는 심전도 및 심탄도 데이터를 기초로 반려동물의 심장질환 여부를 판별하기 위한 것이다.
본 발명이 다양한 실시예는 전극의 단락 등으로 발생하는 심전도 데이터의 왜곡 또는 손실 상황에서 심전도 데이터를 보정하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따르면, 반려동물의 심장 이상을 측정하는 심장질환 모니터링 시스템에 있어서, 심전도 신호를 수집하기 위한 심전도 측정용 전극; 심탄도 신호를 수집하기 위한 심탄도 센서; 상기 심전도 측정용 전극 및 심탄도 센서를 통해 수집되는 신호에 대한 데이터화를 수행하여 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 생성하는 데이터화 수행부; 및 상기 데이터화 수행부에 의해 생성된 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 데이터 처리 장치로 전송하는 통신부를 포함하는 웨어러블 디바이스와, 상기 웨어러블 디바이스로부터 수신한 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로하여 심전도 파형과 심탄도 파형의 그래프를 생성하고 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프를 기초로 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 데이터 분석장치를 적어도 포함하는 형태로 구성되며, 상기 데이터 분석장치는 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을, 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템이 개시될 수 있다.
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은, 상기 심전도 파형 데이터에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 해당하는 시간에 대응되도록 심탄도 파형 데이터 상의 I-J 파형을 추출하고 이를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 데이터 분석 장치는 상기 심탄도 파형 데이터를 처리하는 과정에서, 심탄도 파형 데이터의 제1 주파수 대역의 데이터만을 통과시킨 후, 이후 제1 주파수 대역만이 통과된 데이터에서 제2 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은, 심탄도 파형 데이터를 기초로 특징점을 검출하고, 검출된 특징점을 적어도 하나 이상 포함하는 주요 웨이브를 적어도 하나 이상 추출하는 단계; 추출된 주요 웨이브를 기초로 적어도 4가지 이상의 심탄도 템플릿을 추출하는 단계; 및 추출된 복수의 심탄도 템플릿을 기초로 심탄도 파형 데이터를 심전도 파형 데이터와 동기화시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은, 심탄도 파형 데이터 상에서 포착되는 J 파형에 대해서, 심탄도 파형 그래프 상의 시간축으로의 시프트를 수행하여 심전도 파형 데이터 상에서의 R 파형을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은, 심탄도 파형 데이터 상에서 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 포착하는 단계; 및 포착된 상기 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 기초로 심전도 파형 데이터 상에서의 ST 파형을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터 분석 장치는, 상기 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터와 정상 상태 데이터의 비교를 통해 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 데이터 분석 장치는, 상기 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여 상기 반려동물의 심장질환을 포착함에 있어, 상기 반려동물의 정상 상태 데이터 내에서의 주기성을 추출하고, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터에서 주기성이 나타나지 않는 부분의 탐색을 통해 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 데이터 분석 장치는, 품종, 성별, 및 체중 정보를 기반으로 하여 상기 반려동물과 유사한 적어도 하나 이상의 유사동물 데이터를 검색하고, 검색된 유사동물 데이터를 기반으로 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 분석하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 데이터 분석 장치는, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하며, 계산된 심박수 또는 호흡수가 기 정해진 상한값 이상으로 측정되거나, 기 정해진 하한값 이하로 측정되는 경우 응급상황에 대한 알림을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 데이터 분석 장치는, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하는 과정에서, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리하며, 이와 같은 그래프의 분리 과정은 FFT(FAST FOURIER TRANSFORM) 또는 웨이블릿(Wavelt) 변환 알고리즘을 통해 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 심전도 및 심탄도 데이터를 종합적으로 판단하여 반려동물의 심장질환 보유여부를 판단할 수 있으며, 심전도 데이터가 전극의 단락 등의 상황으로 인해 손실되거나 왜곡되는 경우 심탄도 데이터를 활용하여 심전도 데이터를 보정함으로써 반려동물 심장질환 보유여부 판단의 정확성을 높일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 심장질환 모니터링 시스템이 동작하는 환경을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스가 구현될 수 있는 일 형태에 대한 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치가 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치가 심전도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 회로 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치가 심탄도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 심장질환 모니터링 시스템이 웨어러블 디바이스 및 데이터 분석 장치를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스가 구현될 수 있는 일 형태에 대한 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치가 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치가 심전도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 회로 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치가 심탄도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 심장질환 모니터링 시스템이 웨어러블 디바이스 및 데이터 분석 장치를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 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, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)이 동작하는 환경을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)은 웨어러블 디바이스(100) 및 데이터 분석 장치(200)를 적어도 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 1에는 도시되지 않았지만 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)을 활용하는 사용자의 사용자 단말기, 관리자의 관리자 단말기, 기타 외부 서버 등이 반려동물 심장질환 모니터링 시스템 내에 포함되거나, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템 내의 구성들과 통신할 수 있다.
웨어러블 디바이스(100)는 심장질환 모니터링의 대상이 되는 반려동물에 장착되어 해당 반려동물의 신체 정보를 수집하는 역할을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 심장질환 모니터링의 대상이 되는 반려동물의 심장 부위를 감싸는 의류 등의 형태로 형성될 수 있으나, 웨어러블 디바이스(100)의 형태와 장착 위치는 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 웨어러블 디바이스(100)는 반려동물의 심전도 신호 및 심탄도 신호를 수집하여 데이터화할 수 있으며, 수집한 신호 데이터를 데이터 분석 장치(200)로 전송할 수 있다.
데이터 분석 장치(200)는 웨어러블 디바이스(100)로부터 심전도 파형 및 심탄도 파형과 같은 기초 데이터를 수집하여 측정 대상이 되는 반려동물의 심전도 및 심탄도 그래프를 생성하고 분석할 수 있으며, 이를 토대로 반려동물의 심장질환에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. 또한, 이 과정에서 데이터 분석 장치(200)는 반려동물의 심박수 및 호흡수를 측정하여 반려동물의 응급상황을 판단하고 이에 대한 알림을 수행할 수도 있다.
웨어러블 디바이스(100)는 심전도 측정용 전극(110), 심탄도 센서(120), 데이터화 수행부(130), 통신부(140), 저장부(150) 및 제어부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
심전도 측정용 전극(110)은 측정 대상이 되는 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 착용시에 측정 대상의 신체에 접촉하는 곳에 위치할 수 있다. 심전도 측정용 전극(110)은 측정 대상의 피부로부터 심장의 전기 신호를 측정하는 역할을 수행할 수 있다.
심탄도 센서(120)는 측정 대상이 되는 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 착용시에 측정 대상의 심장부 부근에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 심탄도 센서(120)는 웨어러블 디바이스(100) 중 측정 대상의 몸통부에 착용되는 벨트 또는 띠 형태 부분에 위치할 수 있다.
데이터화 수행부(130)는 심전도 측정용 전극(110) 및 심탄도 센서(120)를 통해 수집되는 심전도 신호 및 심탄도 신호에 대한 데이터화를 수행하여 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 생성할 수 있다.
통신부(140)는 데이터화 수행부(130)에 의해 생성된 데이터, 즉 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 데이터 분석 장치(200)로 전송할 수 있다.
즉, 통신부(140)는 웨어러블 디바이스(100)가 데이터 분석 장치(200) 및 기타 외부 장치와의 통신을 수행할 수 있도록 한다. 통신부(140)가 통신을 수행하기 위해서 사용하는 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 예를 들면, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 도시권 통신망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신부(140)는 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy) 기술을 활용하여 데이터 분석 장치(200), 사용자 단말기, 서버 등과의 통신을 수행할 수 있으며, 이와 달리 WiFi(Wireless Fidelity) 기술을 활용하여 데이터 분석 장치(200), 사용자 단말기, 서버 등과의 통신을 수행할 수도 있다.
저장부(150)는 웨어러블 디바이스(100)가 수신하여 데이터화한 심전도 파형 데이터, 심탄도 파형 데이터 및 웨어러블 디바이스(100)의 동작에 필요한 각종 정보를 젖아할 수 있다. 저장부(150)는 예를 들어, 메모리(memory), 캐시(cash), 버퍼(buffer) 등을 포함할 수 있으며, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면 저장부(150)는 Micro SD 카드와 같은 형태로 구성될 수도 있다.
제어부(160)는 웨어러블 디바이스(100) 내의 다른 구성 요소들을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어부(160)는 마이크로컨트롤러가 탑재된 보드 형태로 구성될 수 있으며, 임베디드 시스템을 제어하기 위한 운영체제가 탑재되어 동작할 수 있다.
데이터 분석 장치(200)는 웨어러블 디바이스(100)로부터 수신한 데이터를 기초로 데이터 분석 및 모니터링을 수행하여 측정 대상이 되는 반려동물이 어떠한 심장 질환이 의심되는지를 포착할 수 있으며, 호흡수와 심박수를 기초로 측정 대상이 되는 반려동물이 응급상황에 처하였는지 여부 또한 판단할 수 있다.
이와 같은 데이터 분석 장치(200)는 다양한 형태의 전자기기로 구성될 수 있다. 예를 들어, 데이터 분석 장치(200)는 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC, 등과 같이 네트워크를 통하여 웹 서버와 연결될 수 있는 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있으며, 개인용 컴퓨터(예를 들어, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 등), 워크스테이션, PDA, 웹 패드 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기 중 하나일 수도 있다. 또한, 데이터 분석 장치(200)는 컴퓨팅 능력을 보유하고 있는 서버와 같은 장치로도 구성될 수 있다.
데이터 분석 장치(200)는 그래프 생성부(210), 파형 데이터 보정부(220), 필터링 수행부(230), 심장질환 포착부(240), 심박수 및 호흡수 관리부(250), 통신부(260), 저장부(270) 및 제어부(280)를 포함하여 구성될 수 있다.
그래프 생성부(210)는 웨어러블 디바이스(100)로부터 수신한 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 하여 심전도 파형 및 심탄도 파형에 대한 그래프를 생성할 수 있다.
이와 같이, 그래프 생성부(210)에 의해 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프는 후술될 심장질환 포착부(240) 등에 의해 분석될 수 있다.
파형 데이터 보정부(220)는 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을 수행할 수 있다. 이와 같은 심전도 파형 데이터의 보정은 심탄도 파형 데이터를 기초로 진행될 수 있다.
심전도 파형 데이터는 심전도 측정용 전극(110)에 의해 심전도 신호가 수집된 후 데이터화됨에 따라 획득되는데, 반려동물의 움직임 등으로 심전도 측정용 전극(110)이 단락되거나 하는 경우 단락되어 있는 동안의 심전도 신호에는 왜곡이 생길 수 있으며 이와 달리 단락되어 있는 시간 동안의 심전도 신호가 수집되지 않아 심전도 파형 데이터 상에서 해당 시간에 대한 부분이 손실될 수도 있다.
파형 데이터 보정부(220)는 이와 같이 심전도 파형 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을, 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행함으로써 데이터 분석 장치(200)가 심장 관련 질병의 이상 유무를 판단함에 있어서의 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 파형 데이터 보정부(220)는 심전도 파형 데이터에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 특정하고 해당 부분에 대한 보정을 수행함에 있어, 심전도 파형 데이터에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 해당하는 시간에 대응되도록 심탄도 파형 데이터 상에서 I-J 파형을 추출하고, 추출된 I-J 파형을 기초로 심전도 파형 데이터 상에서 데이터 손실되거나 왜곡된 부분을 보정할 수 있다.
심탄도 파형은 일반적으로 0~40Hz의 주파수 대역에서 측정되며 F, G, H, I, J, K, L, M, N 순서로 9개의 파형으로 구분될 수 있다. 이 중 F, H, J, L, N 파는 양성파이고 G, I, K, M 파는 음성파로 구분된다.
파형 데이터 보정부(220)는 이 중 일반적으로 가장 큰 진폭을 보이는 I-J 파형을 심탄도 파형 데이터로부터 추출하고, I-J 파형의 진폭 및 형태 등을 기초로 심전도 파형 데이터에서 손실되거나 왜곡된 부분을 생성하여 보충할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 파형 데이터 보정부(220)는 심탄도 파형에서의 I-J 파형을 기초로 심전도 파형 데이터를 보정함에 있어서, 심탄도 파형 데이터 상에서 포착되는 J 파형(J-peak)에 대해서 심탄도 파형 그래프 상에서 시간축으로의 시프트를 수행하여 심전도 파형 데이터 상에서 손실되거나 왜곡된 부분에 R 파형(R-spike)를 생성하여 보정할 수 있다.
파형 데이터 보정부(220)는 심탄도 파형 데이터를 기초로 심전도 파형 데이터를 보정하는 과정에서, 심탄도 파형 데이터를 기초로 특징점을 검출하고, 검출된 특징점을 적어도 하나 이상 포함하는 주요 웨이브를 추출할 수 있으며, 추출된 주요 웨이브를 기초로 적어도 4가지 종류 이상의 심탄도 템플릿을 추출한 뒤 추출된 복수의 심탄도 템플릿을 기초로 심탄도 파형 데이터를 심전도 파형 데이터와 동기화시킬 수 있다. 본 명세서 상에서 웨이브 또는 템플릿이라 함은 파형 데이터의 일부를 의미할 수 있다.
파형 데이터 보정부(220)가 추출하는 심탄도 템플릿은, 측정 대상이 되는 반려동물의 심탄도 파형 데이터에서 특징이 될 수 있는 대표적 형태의 파형을 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
파형 데이터 보정부(220)는 심탄도 파형 데이터를 기초로 심전도 파형 데이터를 보정함에 있어서, 심탄도 파형 데이터 상에서 K 파형, L 파형, 파형 및 N 파형을 포착하고 포착된 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 기초로 심전도 파형 데이터 상에서의 ST 파형을 생성할 수 있다.
이와 같이, 파형 데이터 보정부(220)는 다양한 방식을 통해 심탄도 파형 데이터를 기초로 하는 심전도 파형 데이터의 생성을 수행할 수 있으며, 그에 따라 심전도 파형 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정이 수행될 수 있다.
필터링 수행부(230)는 심전도 파형 데이터 또는 심탄도 파형 데이터를 처리하는 과정에서 데이터에 대한 필터링을 수행함으로써 데이터를 분석에 효율적인 형태로 변형시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 필터링 수행부(230)는 심탄도 파형 데이터를 처리하는 과정에서 심탄도 파형 데이터의 제1 주파수 대역의 데이터만을 통과시킨 후, 이후 제1 주파수 대역이 통과된 데이터에서 제2 주파수 대역의 노이즈를 제거할 수 있다.
예를 들어, 제1 주파수 대역은 2Hz~20Hz 대역일 수 있으며, 이와 같은 필터링은 저역 통과 필터(Low Pass Filter)의 사용을 통해 수행될 수 있으며, 제2 주파수 대역은 60Hz대로 전원 노이즈가 발생하는 주파수 대역일 수 있다.
이와 같은 필터링을 I애하기 위한 전자회로 및 필터 등은 하드웨어적으로 구현될 수도 있지만, 데이터 분석 장치(200) 내의 CPU와 같은 제어부(280)에 의해 소프트웨어적으로 구현될 수도 있음은 물론이다.
심장질환 포착부(240)는 보정된 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 하여 측정 대상이 된 반려동물이 보유한 심장질환을 포착할 수 있다.
심장질환 포착부(240)는 그래프 생성부(210)에 의해 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프를 분석하여 반려동물의 심장질환을 포착할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 심장질환 포착부(240)는 측정 대상이 된 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여, 실시간으로 수집되어 관리되는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터와 정상 상태 데이터의 비교를 통해 해당 반려동물의 심장질환을 포착할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 심장질환 포착부(240)는 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여 측정 대상이 되는 반려동물의 심장질환을 포착함에 있어, 반려동물의 정상 상태 데이터 내에서의 주기성을 추출하고, 수집되는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터에서 주기성이 나타나지 않는 부분의 탐색을 통해 반려동물의 심장질환을 포착할 수 있다.
예를 들어, 심전도 데이터의 경우 정상적인 맥박은 동방 결절(S-A node)에서 발생한 전기적 자극에 의해서 심방이 규칙적으로 수축하는 상황에서 관측되나, 반려동물이 심장 관련 질환을 가지고 있는 경우에는 부정맥이 발생하여 심방이 불규칙적으로 수축할 수 있다. 심탄도 데이터의 경우 또한 반려동물이 심장 관련 질환을 가지고 있는 경우에는 심탄도 파형의 주기성이 변칙적으로 변형될 수 있다.
따라서, 심장질환 포착부(240)는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터 상에서, 반려동물이 정상 상태일 때의 데이터로부터 도출된 주기성이 나타나지 않는 경우에 이를 심장질환으로 판별할 수 있다.
심장질환 포착부(240)는 측정 대상 반려동물의 심장질환을 포착하기 위해서, 해당 반려동물의 품종, 성별 및 체중 정보를 기반으로 하여 해당 반려동물과 유사한 적어도 하나 이상의 유사동물 데이터를 검색하고, 검색된 유사동물의 데이터를 기반으로 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터의 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 측정 대상 반려동이 수컷 말티즈인 경우 심장질환 포착부(240)는 다른 수컷 말티즈의 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 검색하고 검색된 동물들의 데이터와 측정 대상 반려동물의 데이터를 비교함으로써 측정 대상 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판별할 수 있다.
심박수 및 호흡수 관리부(250)는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 측정 대상 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 심박수 및 호흡수 관리부(250)는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 측정 대상 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하는 과정에서, 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리할 수 있다. 또한, 이와 같이 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리함에 있어서 활용되는 알고리즘은 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 웨이블릿(Wavelt) 변환 알고리즘을 포함할 수 있다.
심박수 및 호흡수 관리부(250)는 분리된 심박 그래프와 호흡 그래프를 통해 측정 대상 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산할 수 있다.
심박수 및 호흡수 관리부(250)는 측정 대상 반려동물에 대해, 계산된 심박수 또는 호흡수가 기 정해진 상한값 이상으로 측정되거나, 기 정해진 하한값 이하로 측정되는 경우 응급상황에 대한 알림을 수행할 수 있다. 즉, 응급상황이 발생하였다고 판단되는 경우 데이터 분석 장치(200)는 외부의 사용자 단말기, 관리자 단말기 또는 관리 서버 등에 응급상황에 대한 알림 정보를 전송할 수 있다.
통신부(260)는 데이터 분석 장치(200)가 웨어러블 디바이스(100) 및 기타 외부 장치와의 통신을 수행할 수 있도록 한다. 통신부(260)가 통신을 수행하기 위해서 사용하는 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 예를 들면, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 도시권 통신망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구현될 수 있다.
저장부(270)는 데이터 분석 장치(200)가 웨어러블 디바이스(100)로부터 수신한 데이터 및 해당 데이터를 기초로 분석을 수행하여 도출한 데이터 등을 저장할 수 있다. 저장부(270)는 예를 들어, 메모리(memory), 캐시(cash), 버퍼(buffer) 등을 포함할 수 있으며, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면 저장부(270)는 Micro SD 카드와 같은 형태로 구성될 수도 있다.
제어부(280)는 데이터 분석 장치(200) 내의 다른 구성 요소들을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(280)는 마이크로컨트롤러가 탑재된 보드 형태로 구성될 수 있으며, 임베디드 시스템을 제어하기 위한 운영체제가 탑재되어 동작할 수 있다.
도 1에 도시되지는 않았지만, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)의 동작 환경 내에는 전술된 것과 같이, 반려동물의 반려인이 사용하는 사용자 단말기, 수의사와 같은 관리자가 사용하는 관리자 단말기 및 관리 서버 등이 포함되어 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 관리 서버가 포함되는 경우 복수의 가정 또는 병원 등에서 활용되는 데이터 분석 장치(200)는 관리 서버로 분석 데이터 등을 전송할 수 있으며, 관리 서버는 데이터 관리와 함께 이를 토대로 분석을 수행하여 인공지능 알고리즘을 개선할 수도 있다. 이와 달리, 데이터 분석 장치(200) 자체가 서버의 역할을 함께 수행할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)가 구현될 수 있는 일 형태에 대한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 웨어러블 디바이스(100)는 반려동물이 의류와 같이 착용할 수 있는 부분과, 심전도 및 심탄도 신호를 측정할 수 있는 부분이 결합된 형태로 구성될 수 있다.
도 2의 (a)는 웨어러블 디바이스(100)의 개략적 형태를, 도 2의 (b)는 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 착용하였을 때의 모습을 나타낸 도면이다. 도 2의 (b)에서는 반려동물이 반려견으로 예시되어 있지만 반려동물은 다양한 종류의 동물이 될 수 있으며, 웨어러블 디바이스(100) 또한 해당되는 반려동물의 체형에 알맞은 형태로 구성될 수 있다.
웨어러블 디바이스(100)는 심전도 측정을 위한 심전도 측정용 전극(110)과 심탄도 센서(120)를 포함할 수 있으며 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 착용하였을시에 심전도 측정용 전극(110)과 심탄도 센서(120)가 반려동물의 심장 부근에 위치하도록 웨어러블 디바이스(100)의 형태가 결정될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치(200)가 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 심전도(EKG) 파형 데이터 상에서 심전도 측정용 전극(110)의 단락 등으로 인해 R 파형(R-spike)가 검출되지 않는 부분들이 포착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 데이터 분석 장치(200)는 이와 같이 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분이 포착되면, 해당 부분에 대한 보정을 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행할 수 있다.
도 3의 하단에 표시된 심탄도 파형 데이터를 살펴보면, 심탄도 그래프에서 가장 진폭이 큰 부분은 J 파형(J-peak) 부분으로, 데이터 분석 장치(200)는 심탄도 파형 데이터 상에서 J 파형을 통해 심전도 파형 데이터 상에서 R 파형이 손실되거나 왜곡된 부분을 보정할 수 있다.
도 4를 참조하면, 심전도(EKG) 파형 데이터 상에서 R 파형(R-spike)이 나타나지 않은 상태이며, 심탄도(BCG) 파형 데이터 상에서는 J 파형(J-peak)가 명확하게 인지되는 상태이다.
데이터 분석 장치(200)는 심탄도 파형 데이터를 기초로 심전도 파형 데이터를 정함에 있어서, 심전도 파형 데이터 상에서 포착되는 J 파형을, 심탄도 파형 그래프 상의 시간축으로의 시프트를 수행하고 이를 기초로 심전도 파형 데이터 상에서의 R 파형을 생성할 수 있다.
즉, 도 4를 통해 확인되는 것과 같이 심전도 파형 데이터와 심탄도 파형 데이터를 신호가 수집된 시간을 동일하게 하여 나열하면, 심전도 파형 데이터 상에서의 R 파형이 발생하는 시간 구간과 심탄도 파형 데이터 상에서의 J 파형이 발생하는 시간 구간에는 어느 정도의 시간 차이가 존재할 수 있다. 따라서, 데이터 분석 장치(200)는 심탄도 파형 데이터 상에서 J 파형을 시간축으로 일정 정도 시프트하고 시프트된 J 파형을 활용하여 심전도 파형 데이터 상에서 R 파형을 생성하여 보정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치(200)가 심전도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 회로 도면이다.
도 5를 참조하면, 데이터 분석 장치(200)는 도 5에서 도시된 블록 다이어그램과 동일한 기능을 수행하는 전자회로 또는 이를 소프트웨어적으로 구현한 프로그램을 통해 심전도 신호를 처리할 수 있다.
도 5의 블록 다이어그램을 살펴보면, 세 개로 구성된 심전도 측정용 전극(110)으로부터 각각 심전도 신호가 입력되고 입력된 신호가 내장된 증폭기(Op-amp)를 통해 아날로그 신호로 변환하여 심전도 그래프로 출력될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치(200)가 심탄도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 웨어러블 디바이스(100)의 심탄도 센서(120)가 획득한 데이터는 Charge Pump 회로를 통해 증폭되거나 전압이 변환될 수 있다.
웨어러블 디바이스(100)의 심탄도 센서(120)는 Emfi 센서 또는 피에조 센서 등으로 구성될 수 있으며, Charge Pump 회로는 심탄도 센서(120)를 통해 획득되는 신호가 웨어러블 디바이스(100)까지 도달할 수 때 발생할 수 있는 손실을 방지할 수 있다.
이후, 데이터 분석 장치(200)는 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 통해 특정 주파수 대역의 데이터만을 통과시킨 후, 노치 필터(Notch Filter)를 활용하여 특정 주파수 대역의 전원 노이즈를 제거할 수 있다.
데이터 분석 장치(200)는 이와 같이 전원 노이즈가 제거되고, 특정 주파수 대역만이 통과된 심탄도 파형 데이터를 기초로 심탄도 파형 데이터의 I-J 파형을 분석하고 그에 따라 측정 대상 반려동물의 심장질환 보유 여부를 포착할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)이 웨어러블 디바이스(100) 및 데이터 분석 장치(200)를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, S710 내지 S730 단계는 웨어러블 디바이스(100)에 의해 수행되는 동작으로 설명되며, 나머지 S740 내지 S790 단계는 데이터 분석 장치(200)에 의해 수행되는 동작으로 설명된다. 다만, 본 발명의 범위는 이와 같은 각 단계를 수행하는 주체에 한정되지 않으며, 각 단계는 웨어러블 디바이스(100), 데이터 분석 장치(200) 또는 기타 관리 서버와 같은 구성 중 어느 하나에서 수행될 수 있다.
반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)이 동작하기 위해서, 측정 대상 반려동물은 웨어러블 디바이스(100)를 장착할 수 있다(S710). 측정 대상 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 장착하는 경우, 심전도 측정용 전극(110) 및 심탄도 센서(120)는 해당 반려동물의 심장부 부근에 위치할 수 있다.
웨어러블 디바이스(100)에 포함된 심전도 측정용 전극(110) 및 심탄도 센서(120)는 심전도 및 심탄도 신호를 수집할 수 있으며(S720), 웨어러블 디바이스(100)는 수집한 신호를 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로 변환한 뒤 데이터 분석 장치(200)로 전송할 수 있다(S730).
데이터 분석 장치(200)는 웨어러블 디바이스(100)로부터 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 수신한 뒤, 심전도 파형 데이터에 상에서 심전도 측정용 전극(110)의 단락 등으로 인해 발생한 데이터의 왜곡 또는 손실을 파악할 수 있다(S740).
데이터 분석 장치(200)는 심전도 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 분석 장치(200)는 심탄도 파형 데이터에서 포착되는 J 파형에 대한 시간축 시프트를 통해, 심전도 파형 데이터 상의 왜곡되거나 손실된 부분에서 R 파형을 복원하는 방식으로 심전도 파형 데이터의 보정을 수행할 수 있다(S750).
이후, 데이터 분석 장치(200)는 보정이 수행된 심전도 파형 데이터와 심탄도 파형 데이터를 기초로 하여, 측정 대상이 된 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단할 수 있다(S760).
일 실시예에 따르면, 데이터 분석 장치(200)는 측정 대상이 된 반려동물의 정상시 측정된 생체 데이터를 기초로 현재 실시간으로 수집되는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 분석할 수 있으며, 이를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 데이터 분석 장치(200)는 품종, 성별, 체중 정보 등을 기초로 하여 측정 대상이 된 반려동물과 유사한 동물의 생체 데이터를 기초로 측정 대상이 된 반려동물의 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 분석할 수 있으며, 이를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단할 수 있다.
데이터 분석 장치(200)는 심장질환 보유 여부 판단과 별도로 심박수 및 호흡수 모니터링을 수행할 수 있으며, 이를 위해서 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리할 수 있다(S770).
데이터 분석 장치(200)는 분리된 심박 그래프 및 호흡 그래프로부터 심박수 및 호흡수에 대한 정보를 추출할 수 있으며, 심박수 및 호흡수 모니터링을 통해 반려동물의 응급상황을 판단할 수 있다(S780). 또한, 데이터 분석 장치(200)는 반려동물에게 응급상황이 발생하였다고 판단될 시에, 응급상황에 대한 정보를 응급상황이 발생한 반려동물의 반려인 또는 해당 반려동물을 관리하고 있는 병원의 관리자 등에게 전송할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 수집하고 이를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있으며, 심전도 측정용 전극의 단락 등과 같은 상황으로 발생하는 심전도 파형 데이터의 왜곡 또는 손실의 경우에도 심탄도 파형 데이터를 활용하여 심전도 파형 데이터를 보정함으로써 심장질환 보유 여부 판단의 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 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, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 반려동물 심장질환 모니터링 시스템
100: 웨어러블 디바이스
200: 데이터 분석 장치
100: 웨어러블 디바이스
200: 데이터 분석 장치
Claims (11)
- 반려동물의 심장 이상을 측정하는 심장질환 모니터링 시스템에 있어서,
심전도 신호를 수집하기 위한 심전도 측정용 전극;
심탄도 신호를 수집하기 위한 심탄도 센서;
상기 심전도 측정용 전극 및 심탄도 센서를 통해 수집되는 신호에 대한 데이터화를 수행하여 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 생성하는 데이터화 수행부; 및
상기 데이터화 수행부에 의해 생성된 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 데이터 처리 장치로 전송하는 통신부를 포함하는 웨어러블 디바이스와,
상기 웨어러블 디바이스로부터 수신한 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로하여 심전도 파형과 심탄도 파형의 그래프를 생성하고 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프를 기초로 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 데이터 분석장치를 적어도 포함하는 형태로 구성되며,
상기 데이터 분석장치는 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을, 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은,
상기 심전도 파형 데이터에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 해당하는 시간에 대응되도록 심탄도 파형 데이터 상의 I-J 파형을 추출하고 이를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는 상기 심탄도 파형 데이터를 처리하는 과정에서,
심탄도 파형 데이터의 제1 주파수 대역의 데이터만을 통과시킨 후, 이후 제1 주파수 대역만이 통과된 데이터에서 제2 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은,
심탄도 파형 데이터를 기초로 특징점을 검출하고, 검출된 특징점을 적어도 하나 이상 포함하는 주요 웨이브를 적어도 하나 이상 추출하는 단계;
추출된 주요 웨이브를 기초로 적어도 4가지 이상의 심탄도 템플릿을 추출하는 단계; 및
추출된 복수의 심탄도 템플릿을 기초로 심탄도 파형 데이터를 심전도 파형 데이터와 동기화시키는 단계를 포함하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은,
심탄도 파형 데이터 상에서 포착되는 J 파형에 대해서, 심탄도 파형 그래프 상의 시간축으로의 시프트를 수행하여 심전도 파형 데이터 상에서의 R 파형을 생성하는 단계를 포함하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은,
심탄도 파형 데이터 상에서 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 포착하는 단계; 및
포착된 상기 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 기초로 심전도 파형 데이터 상에서의 ST 파형을 생성하는 단계를 포함하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
상기 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터와 정상 상태 데이터의 비교를 통해 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
상기 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여 상기 반려동물의 심장질환을 포착함에 있어,
상기 반려동물의 정상 상태 데이터 내에서의 주기성을 추출하고, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터에서 주기성이 나타나지 않는 부분의 탐색을 통해 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
품종, 성별, 및 체중 정보를 기반으로 하여 상기 반려동물과 유사한 적어도 하나 이상의 유사동물 데이터를 검색하고,
검색된 유사동물 데이터를 기반으로 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 분석하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하며,
계산된 심박수 또는 호흡수가 기 정해진 상한값 이상으로 측정되거나, 기 정해진 하한값 이하로 측정되는 경우 응급상황에 대한 알림을 수행하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하는 과정에서,
상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리하며, 이와 같은 그래프의 분리 과정은 FFT(FAST FOURIER TRANSFORM) 또는 웨이블릿(Wavelt) 변환 알고리즘을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020210026514A KR102560156B1 (ko) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | 심탄도 및 심전도 병합을 통해 반려동물 심장질환을 측정하는 시스템 및 이의 동작 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210026514A KR102560156B1 (ko) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | 심탄도 및 심전도 병합을 통해 반려동물 심장질환을 측정하는 시스템 및 이의 동작 방법 |
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2021
- 2021-02-26 KR KR1020210026514A patent/KR102560156B1/ko active IP Right Grant
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| KR102560156B1 (ko) | 2023-07-27 |
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