KR20230081151A - Data processing apparatus for detecting respiratory event section according to polysomnography and operating method of the same - Google Patents

Data processing apparatus for detecting respiratory event section according to polysomnography and operating method of the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 수면다원검사에 따른 호흡 이벤트 구간을 감지하기 위한 데이터 처리 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수면다원검사의 결과 분석에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 신호데이터 처리의 기술적 사상에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 데이터 처리 장치는 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터에서 호흡 신호를 추출하고, 상기 추출된 호흡 신호에서 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간에 대하여 신호 변동(signal excursion) 계산 결과를 제1 후보 신호데이터 및 상기 신호 변동 계산 결과에 대한 정규화 처리 결과에 따른 지속시간(duration) 계산 결과를 제2 후보 신호데이터로 처리하는 신호데이터 처리부 및 상기 처리된 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag), 상기 처리된 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta), 수면 무호흡(apena) 지속시간의 수, 수면 저호흡(hypopnea) 지속시간의 수, 상기 신호 변동의 적어도 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth) 및 임계 시간을 이용하여 상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 수면상태 감지 처리부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a data processing device for detecting a breathing event section according to polysomnography and an operating method thereof, and more particularly, to a technical idea of signal data processing for automatic determination of sleep state according to analysis of polysomnography results. According to one embodiment of the present invention, a data processing apparatus extracts a respiration signal from signal data detected by polysomnography, and changes the signal with respect to a respiratory event section determined from the extracted respiration signal. (Signal Excursion) A signal data processing unit for processing a calculation result of first candidate signal data and a duration calculation result according to a result of normalization processing for the signal variation calculation result as second candidate signal data, and the processed first Value excluding odd numbers from even numbers for the number of signal fluctuations in the candidate signal data (Mag), excluding odd numbers from even numbers for the number of durations in the processed second candidate signal data value (Delta), the number of sleep apnea durations, the number of sleep hypopnea durations, a threshold value corresponding to an average value of at least three of the signal fluctuations (M th ) and a threshold time Sleep state in which the determined respiratory event section is detected as any one of the sleep apnea section, hypopnea section, RERA (Respiratory Effort Related Arousal) section, and normal breathing section. A detection processing unit may be included.

Description

수면다원검사에 따른 호흡 이벤트 구간을 감지하기 위한 데이터 처리 장치 및 그 동작 방법{DATA PROCESSING APPARATUS FOR DETECTING RESPIRATORY EVENT SECTION ACCORDING TO POLYSOMNOGRAPHY AND OPERATING METHOD OF THE SAME}Data processing device for detecting breathing event section according to polysomnography and its operation method

본 발명은 수면다원검사에 따른 호흡 이벤트 구간을 감지하기 위한 데이터 처리 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수면다원검사의 결과 분석에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 신호데이터 처리의 기술적 사상에 관한 것이다.The present invention relates to a data processing device for detecting a breathing event section according to polysomnography and an operating method thereof, and more particularly, to a technical idea of signal data processing for automatic determination of sleep state according to analysis of polysomnography results. It is about.

수면다원검사(Polysomnography)는 수면장애를 진단하기 위한 검사로서, 수면 중 뇌파, 안구운동, 근육의 움직임, 호흡, 심전도 등을 종합적으로 측정하고 동시에 수면 상태를 비디오로 녹화한 후, 측정 및 녹화된 기록을 분석하여 수면과 관련된 질환을 진단하고 치료방침을 정하는데 사용되고 있다. Polysomnography is a test for diagnosing sleep disorders. It comprehensively measures brain waves, eye movements, muscle movements, breathing, electrocardiogram, etc. It is used to analyze records to diagnose sleep-related diseases and to determine treatment policies.

전술한 수면다원검사는 수면 무호흡증, 수면 장애, 수면 보행증 등의 증상을 진단할 수 있으며, 이러한 질환들을 판단하기 위한 지수로서, 수면단계(Sleep stage), 무호흡 지수(Apnea-hypopnea index, AHI), 상기도 저항 증후군(Respiratory Effort Related arousal; RERA) 지수 등이 사용되고 있다.The aforementioned polysomnography can diagnose symptoms such as sleep apnea, sleep disorder, and sleep gait, and as indices for determining these diseases, sleep stage, apnea-hypopnea index (AHI) , the upper airway resistance syndrome (Respiratory Effort Related Arousal; RERA) index, etc. are used.

수면 다원 검사는 환자가 시설을 갖춘 수면 센터에서 하룻밤 수면을 취하면서 수면 질환에 대한 진단을 받기 위해서 시행하는 검사로, 최소 10종 센서를 24개 부착하고 검사를 진행한다.Polysomnography is a test performed to diagnose sleep disorders while a patient sleeps overnight at a well-equipped sleep center. At least 10 types of 24 sensors are attached to the test.

검사 시간은 개인별 수면시간에 따라 다르나 6시간 내지 8시간 정도가 되고, 검사 결과를 판독하기 위해서는 자격이 있는 숙달된 전문기사가 판독을 하여도 일반적으로 4시간 정도의 시간이 소요가 된다.The test time varies depending on the sleeping time of each individual, but it is about 6 to 8 hours. In order to read the test results, it takes about 4 hours in general, even if a qualified expert reads the test results.

국내는 2018년 7월 이후 수면다원검사가 건강보험에 포함이 되어 수면 다원검사를 받은 환자가 급격히 늘어났고, 미국의 경우 2014년부터 수면다원검사에 대한 공공보험의 적용이 이루어지면 수면 다원 검사를 받는 환자수가 급격히 증가하고 있다.In Korea, polysomnography has been included in health insurance since July 2018, and the number of patients who have undergone polysomnography has increased rapidly. The number of patients receiving is rapidly increasing.

국내의 경우, 수면다원검사의 급여기준을 살펴보면 치료적 유용성이 입증된 수면무호흡증 및 기면증 등에 한해 진단 시 1회, 진단 후 양압기 치료 및 수술 등 후 1회로 인정되고 있다.In Korea, if you look at the reimbursement standards for polysomnography, only sleep apnea and narcolepsy, which have proven their therapeutic usefulness, are recognized once at the time of diagnosis and once after diagnosis, positive airway pressure treatment and surgery.

따라서, 수면다원검사에서 특히, 수면무호흡증 관련 수면상태에 대한 진단 자동화 및 정확도에 대한 시장의 요구가 증가하고 있다.Accordingly, there is an increasing demand in the market for automation and accuracy of diagnosis of sleep apnea-related sleep conditions, particularly in polysomnography.

수면무호흡증 관련 수면상태는 수면 무호흡 상태, 수면 저호흡 상태, RERA 상태 및 정상 호흡 상태로 구분될 수 있다.The sleep state associated with sleep apnea can be divided into a sleep apnea state, a sleep hypoventilation state, a RERA state, and a normal breathing state.

수면 무호흡은 구강 열 호흡 센서(Oronasal thermal flow sensor)의 최대 진폭이 베이스 라인(baseline)의 90% 이상 감소하고, 이벤트 지속시간(event duration)의 90% 이상에서 무호흡의 진폭 감소 기준이 10초 이상인 경우에 수면 무호흡 구간으로 분류될 수 있다.Sleep apnea is defined as a decrease in the peak amplitude of the oronasal thermal flow sensor by more than 90% of the baseline and a reduction in the amplitude of apnea by more than 10 seconds in more than 90% of the event duration. In some cases, it can be classified as a sleep apnea interval.

여기서, 베이스 라인은 이벤트 구간 발생 전 2분 동안의 안정적인 호흡 및 산소 공급의 평균 진폭 또는 2분 동안 3번의 가장 큰 호흡의 평균 진폭으로 정의될 수 있다.Here, the baseline may be defined as the average amplitude of stable respiration and oxygen supply for 2 minutes before the occurrence of the event interval or the average amplitude of the three largest breaths for 2 minutes.

수면 저호흡은 1)비압 센서(Nasal pressure sensor)의 출력이 이전의 호흡 곡선 기준치(pre-event baseline)에 대하여 30프로 이상 감소하는 경우, 2)30프로 이상 떨어지는 지속시간(duration)이 10초 이상이고, 3)호흡 곡선 기준치의 산소 포화도 보다 3프로 이상 떨어지거나 또는 각성(arousal)이 동반되는 경우에 해당될 수 있다.Sleep hypoventilation is defined as: 1) a decrease in the output of the nasal pressure sensor by more than 30% of the pre-event baseline, and 2) a decrease of more than 30% for a duration of 10 seconds above, and 3) a drop of 3% or more from the oxygen saturation of the respiratory curve reference value, or when arousal is accompanied.

또한, 수면 저호흡은 1)비압 센서(Nasal pressure sensor)의 출력이 이전의 호흡 곡선 기준치(pre-event baseline)에 대하여 30프로 이상 감소하는 경우, 2)30프로 이상 떨어지는 지속시간(duration)이 10초 이상이고, 3)호흡 곡선 기준치의 산소 포화도 보다 4프로 이상 떨어지는 경우에 해당될 수 있다.In addition, sleep hypoventilation is defined as 1) when the output of the nasal pressure sensor decreases by 30% or more compared to the pre-event baseline, and 2) when the duration of the drop is 30% or more. 10 seconds or more, and 3) it may correspond to the case where the oxygen saturation of the breathing curve standard is more than 4% lower.

기존 시장에 출시된 제품들을 살펴보면 수면 간 발생하는 수면 무호흡 및 수면 저호흡에 대한 감지와 관련하여 정확한 신호 발생 구간에 대해서 수면 전문기사처럼 감지하지 못한다는 문제점이 있다.Looking at products released in the existing market, there is a problem in that they cannot detect the exact signal generation section like a sleep specialist in relation to the detection of sleep apnea and sleep hypopnea occurring between sleep.

대신, 30초 에폭(epoch) 단위로 호흡 이벤트에 대한 감지 유무만을 판별하여 수면 질환 진단에 기준이 되는 AHI(Apenea-Hypopnea index) 지수를 도출한다.Instead, it determines whether or not a breathing event is detected in units of 30-second epochs to derive an Apenea-Hypopnea index (AHI) index, which is a standard for diagnosing sleep disorders.

AHI 지수는 수면 간 무호흡 수와 수면 간 저호흡 수의 합에 60을 곱하고 총 수면 시간으로 나눠서 계산하는데 이 경우, 한 에폭 안에 호흡 이벤트 구간이 2개 이상 존재하거나 혹은 에폭과 에폭 간에 호흡 이벤트가 존재하는 경우 수면 무호흡 진단에 오차가 발생한다.The AHI index is calculated by multiplying the sum of the number of apneas during sleep and the number of hypopneas during sleep by 60 and dividing it by the total sleep time. If so, an error occurs in the diagnosis of sleep apnea.

따라서, 정확한 호흡 이벤트 구간의 감지는 중요 수면 질환 지수 중의 하나인 수면무호흡증 진단에 매우 중요한 요소일 수 있다.Therefore, accurate detection of breathing event intervals can be a very important factor in diagnosing sleep apnea, which is one of the major sleep disease indices.

RERA는 무호흡 또는 저호흡의 기준을 만족하지 않으면서 비압 센서의 출력이 평평한 파형(flattening waveform)이 수면 중 각성(arousal)을 일으키는 10초 이상의 연속된 호흡을 지칭한다.RERA refers to continuous breathing of 10 seconds or more, which does not satisfy the criterion of apnea or hypoventilation and causes arousal during sleep in which the output of the pressure sensor is flattened.

기존 시장에 출시된 제품들을 살펴보면 수면 간 발생하는 RERA 이벤트 구간의 감지에 대해서 정확한 신호 발생 구간에 대해서 수면 전문기사처럼 감지하기 어렵다는 문제점이 있다.Looking at the products released in the existing market, there is a problem that it is difficult to detect the exact signal generating section like a sleep expert when it comes to detecting the RERA event section that occurs between sleep.

대신 30초 에폭(epoch) 단위로 RERA 이벤트 구간의 감지유무 만을 판별하여 수면 질환 진단에 이용 되는 RDI (Respiratory Disturbance Index) 지수를 도출해 낼 수 있다.Instead, it is possible to derive the RDI (Respiratory Disturbance Index) index used for diagnosing sleep disorders by discriminating only whether the RERA event section is detected in units of 30-second epochs.

RDI 지수는 수면 간 RERA 구간의 수, 수면간 무호흡 구간의 수 및 수면간 저호흡 구간의 수의 합에 60을 곱하고, 총 수면시간 으로 나눈 값으로 계산될 수 있다.The RDI index can be calculated by multiplying the sum of the number of inter-sleep RERA sections, the number of inter-sleep apnea sections, and the number of inter-sleep hypopnea sections by 60, and dividing it by the total sleep time.

이 경우 한 에폭(epoch)안에 RERA 이벤트 구간이 2개 이상 존재하거나 혹은 에폭과 에폭 간에 RERA 이벤트 구간이 존재하는 경우 RDI 진단에 오차가 발생할 수 밖에 없다.In this case, if two or more RERA event sections exist within one epoch or RERA event sections exist between epochs, errors in RDI diagnosis inevitably occur.

따라서, 정확한 RERA 이벤트 구간의 감지는 중요 수면 질환 지수 중의 하나인 RDI 확인에 매우 중요한 요소일 수 있다.Therefore, accurate detection of the RERA event interval can be a very important factor in identifying the RDI, one of the major sleep disorder indices.

한국등록특허 제10-1868888호, "비강압력신호를 이용한 수면호흡장애 환자의 수면/각성 분류 장치 및 방법"Korean Patent Registration No. 10-1868888, "Sleep/wake classification device and method for patients with sleep breathing disorder using nasal pressure signal" 한국등록특허 제10-2068484호, "수면무호흡증 예측 모델의 생성 방법 및 이 모델을 이용한 수면무호흡증 예측 방법"Korean Patent Registration No. 10-2068484, "Method of generating sleep apnea prediction model and method of predicting sleep apnea using this model" 한국등록특허 제10-2258726호, "딥러닝을 이용한 수면질환 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치 및 그 동작 방법"Korean Patent Registration No. 10-2258726, "Data Processing Apparatus for Automatic Determination of Sleep Disorders Using Deep Learning and Operation Method thereof"

본 발명은 수면다원검사의 결과 분석을 자동화하기 위한 신호데이터 처리를 통해 수면다원검사 후 개인간 차이 및 측정 환경에 따른 노이즈 신호의 영향을 최소화할 수 있는 수면다원검사에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is data for automatic determination of sleep state according to polysomnography, which can minimize the effect of noise signals according to inter-individual differences and measurement environments after polysomnography through signal data processing to automate the analysis of polysomnography results. It is an object to provide a processing device and method.

본 발명은 수면 무호흡 및 저호흡 신호를 정확하게 감지하고, RERA(Respiratory Effort Related arousal)를 발생시킬 수 있는 호흡 신호를 감지한 결과를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to accurately detect sleep apnea and hypoventilation signals and to provide a result of detecting a breathing signal capable of generating a respiratory effort related arousal (RERA).

본 발명은 수면 무호흡 상태 구간, 수면 저호흡 상태 구간 및 RERA 구간을 감지하기 위해서 호흡 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to detect the amplitude and duration of a breathing signal in order to detect a sleep apnea state interval, a sleep hypoventilation state interval, and a RERA interval.

본 발명은 신호 변동(signal excursion)의 계산 및 신호 정규화(normalization)를 이용하여 수면 무호흡 상태 구간, 수면 저호흡 상태 구간 및 RERA 구간을 보다 정확하게 감지 및 구별하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to more accurately detect and discriminate sleep apnea state intervals, sleep hypoventilation state intervals, and RERA intervals by using signal excursion calculation and signal normalization.

본 발명은 비압 센서(Nasal pressure sensor)의 출력 신호를 미분하고, 미분된 출력 신호에 대한 절대값을 취하여 미분값에 대한 이동 평균 필터링(moving average filtering)을 통해 평평한(flattening) 신호를 정확하게 감지하여 RERA 구간을 보다 정확하게 감지 및 구별하는 것을 목적으로 한다.The present invention differentiates the output signal of a nasal pressure sensor, takes the absolute value of the differentiated output signal, and accurately detects a flattening signal through moving average filtering for the differential value. The purpose is to more accurately detect and discriminate the RERA section.

본 발명의 일실시예에 따르면 데이터 처리 장치는 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터에서 호흡 신호를 추출하고, 상기 추출된 호흡 신호에서 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간에 대하여 신호 변동(signal excursion) 계산 결과를 제1 후보 신호데이터 및 상기 신호 변동 계산 결과에 대한 정규화 처리 결과에 따른 지속시간(duration) 계산 결과를 제2 후보 신호데이터로 처리하는 신호데이터 처리부 및 상기 처리된 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag), 상기 처리된 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta), 수면 무호흡(apena) 지속시간의 수, 수면 저호흡(hypopnea) 지속시간의 수, 상기 신호 변동의 적어도 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth) 및 임계 시간을 이용하여 상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 수면상태 감지 처리부를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the data processing device extracts a respiration signal from signal data detected by polysomnography, and detects signal excursions for a respiratory event section determined from the extracted respiration signal. In the signal data processing unit for processing the calculation result as the first candidate signal data and the duration calculation result according to the normalization process result for the signal variation calculation result as the second candidate signal data, and in the processed first candidate signal data A value excluding odd numbers from even numbers for the number of signal fluctuations (Mag), a value excluding odd numbers from even numbers for the number of durations in the processed second candidate signal data (Delta) , the number of sleep apnea durations, the number of sleep hypopnea durations, the threshold value corresponding to the average value of at least three of the signal fluctuations (M th ) and the determined breathing using the threshold time Including a sleep state detection processor that detects the event (respiratory event) section as any one of the sleep state sections among the sleep apnea section, the hypopnea section, the RERA (Respiratory Effort Related Arousal) section, and the normal breathing section can do.

상기 수면상태 감지 처리부는 수면 무호흡 구간 감지부, 수면 저호흡 구간 감지부 및 RERA 구간 감지부를 포함할 수 있다.The sleep state detection processing unit may include a sleep apnea interval detection unit, a sleep hypoventilation interval detection unit, and a RERA interval detection unit.

상기 수면상태 감지 처리부는 상기 제1 후보 신호 데이터와 상기 제2 후보 신호 데이터를 비교하여 상기 결정된 호흡 이벤트 구간에서의 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지하고, AASM(American Academy of Sleep Medicine) 표준을 참고하여 상기 신호 변동의 적어도 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth)을 상기 감지된 크기의 수를 신호 변동의 임계 값(Mth)으로 설정할 수 있다.The sleep state detection processing unit compares the first candidate signal data and the second candidate signal data, detects the amplitude and duration of the signal in the determined breathing event section, and AASM (American Academy of Sleep Medicine) standard, a threshold value (M th ) corresponding to an average value of at least three signal fluctuations may be set as the threshold value (M th ) of the signal fluctuation.

상기 수면 무호흡 구간 감지부는 상기 값(Mag)이 상기 임계 값(Mth)을 10으로 나눈 값 미만이 아니면서 상기 값(Delta)과 무호흡 지속시간(A_Delta)의 합이 상기 무호흡 지속시간(A_Delta)과 동일하지 않은 경우에 수면 무호흡의 판단 대상으로 감지하고, 상기 무호흡 지속시간(A_Delta)이 상기 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 상기 결정된 호흡 이벤트 구간을 상기 수면 무호흡 구간으로 감지할 수 있다.The sleep apnea interval detection unit determines that the sum of the value (Delta) and the apnea duration (A_Delta) is the apnea duration (A_Delta) unless the value (Mag) is less than the value obtained by dividing the threshold value (M th ) by 10. If it is not equal to , it is detected as a determination target for sleep apnea, and when the apnea duration (A_Delta) exceeds the critical time of 10 seconds, the determined breathing event section can be detected as the sleep apnea section.

상기 수면 저호흡 구간 감지부는 상기 값(Mag)이 상기 임계 값(Mth)을 70으로 나눈 값 미만이 아니면서, 상기 값(Delta)과 저호흡 지속시간(H_Delta)의 합이 상기 저호흡 지속시간(H_Delta)과 동일하지 않은 경우에 수면 저호흡의 판단 대상으로 감지하고, 상기 저호흡 지속시간(H_Delta)이 상기 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 상기 결정된 호흡 이벤트 구간을 상기 수면 저호흡 구간으로 감지할 수 있다.The sleep hypoventilation interval detector unit detects that the value (Mag) is not less than the value obtained by dividing the threshold value (M th ) by 70, and the sum of the value (Delta) and the hypoventilation duration (H_Delta) is the hypoventilation duration When the time (H_Delta) is not the same, sleep hypoventilation is detected as a determination target, and when the hypopnea duration (H_Delta) exceeds the threshold time of 10 seconds, the determined breathing event section is set as the sleep hypoventilation. interval can be detected.

상기 신호데이터 처리부는 신호데이터 수집부, 신호데이터 추출부 및 신호데이터 가공부를 포함할 수 있다.The signal data processing unit may include a signal data collection unit, a signal data extraction unit, and a signal data processing unit.

상기 신호데이터 수집부는 비압 센서(Nasal pressure sensor)의 신호데이터, 온도 센서(Thermistor Sensor)의 신호데이터, 산소 포화도(oxygen saturation)의 신호데이터 및 각성 신호데이터 중 적어도 하나의 신호데이터를 상기 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터로 수집할 수 있다.The signal data collection unit transmits at least one signal data of signal data of a nasal pressure sensor, signal data of a thermistor sensor, signal data of oxygen saturation, and arousal signal data to the polysomnography test. It can be collected as signal data detected by

상기 신호데이터 추출부는 상기 수집된 신호데이터를 저주파 필터링(low pass filtering) 및 DC 성분 제거(DC cancelling)의 신호 전처리 이후 호흡 신호를 추출할 수 있다.The signal data extraction unit may extract a respiration signal after signal preprocessing of low pass filtering and DC canceling of the collected signal data.

상기 신호데이터 가공부는 상기 추출된 호흡 신호에서 양(positive)의 피크 신호 및 음(negative)의 피크 신호를 추출하여 상기 추출된 호흡 신호에서의 호흡 이벤트 구간을 결정하고, 상기 결정된 호흡 이벤트 구간에 대한 신호 변동(signal excursion)을 계산하여 상기 양의 피크 신호에 해당하는 양의 신호 변동 수와 상기 음의 피크 신호에 해당하는 음의 신호 변동 수에 대한 상기 제1 후보 신호 데이터로 처리할 수 있다.The signal data processing unit extracts a positive peak signal and a negative peak signal from the extracted respiration signal to determine a respiratory event section in the extracted respiration signal, and for the determined respiratory event section A signal excursion may be calculated and processed into the first candidate signal data for the number of positive signal excursions corresponding to the positive peak signal and the number of negative signal excursions corresponding to the negative peak signal.

상기 신호데이터 가공부는 상기 계산된 신호 변동에 대한 정규화 처리를 진행한 후, 상기 정규화 처리된 신호 변동에 대한 양의 피크 신호 및 음의 피크 신호를 추출하여 상기 제2 후보 신호 데이터로 처리할 수 있다.The signal data processor may normalize the calculated signal fluctuations, extract a positive peak signal and a negative peak signal for the normalized signal fluctuations, and process them as the second candidate signal data. .

본 발명의 일실시예에 따르면 데이터 처리 장치의 동작 방법은 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터에서 호흡 신호를 추출하는 단계, 상기 추출된 호흡 신호에서 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간에 대하여 신호 변동(signal excursion) 계산 결과를 제1 후보 신호데이터 및 상기 신호 변동 계산 결과에 대한 정규화 처리 결과에 따른 지속시간(duration) 계산 결과를 제2 후보 신호데이터로 처리하는 단계 및 상기 처리된 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag), 상기 처리된 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta), 수면 무호흡(apena) 지속시간의 수, 수면 저호흡(hypopnea) 지속시간의 수, 상기 신호 변동의 적어도 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth) 및 임계 시간을 이용하여 상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of operating a data processing apparatus includes extracting a respiration signal from signal data detected by polysomnography, and signal variation with respect to a respiratory event section determined from the extracted respiration signal. (signal excursion) processing a duration calculation result according to a result of normalization processing for the first candidate signal data and the signal variation calculation result as second candidate signal data, and processing the processed first candidate signal A value excluding odd numbers from even numbers for the number of signal fluctuations in data (Mag), a value excluding odd numbers from even numbers for the number of durations in the processed second candidate signal data ( Delta), the number of sleep apnea durations, the number of sleep hypopnea durations, and a threshold value corresponding to an average value of at least three of the signal fluctuations (M th ) and a threshold time using the Detecting the determined respiratory event section as any one sleep state section among an apena section, a sleep hypopnea section, a Respiratory Effort Related Arousal (RERA) section, and a normal breathing section. can

상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 단계는, 상기 제1 후보 신호 데이터와 상기 제2 후보 신호 데이터를 비교하여 상기 결정된 호흡 이벤트 구간에서의 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지하고, AASM(American Academy of Sleep Medicine) 표준을 참고하여 상기 신호 변동의 적어도 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth)을 상기 감지된 크기의 수를 신호 변동의 임계 값(Mth)으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of detecting the determined respiratory event section as any one sleep state section among a sleep apnea section, a sleep hypopnea section, a Respiratory Effort Related Arousal (RERA) section, and a normal breathing section, The first candidate signal data and the second candidate signal data are compared to detect the amplitude and duration of the signal in the determined respiratory event interval, and refer to AASM (American Academy of Sleep Medicine) standards. and setting a threshold value (M th ) corresponding to an average value of at least three of the signal fluctuations to a threshold value (M th ) of the detected magnitude.

상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 단계는, 상기 값(Mag)이 상기 임계 값(Mth)을 10으로 나눈 값 미만이 아니면서 상기 값(Delta)과 무호흡 지속시간(A_Delta)의 합이 상기 무호흡 지속시간(A_Delta)과 동일하지 않은 경우에 상기 무호흡 지속시간(A_Delta)이 상기 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 상기 결정된 호흡 이벤트 구간을 상기 수면 무호흡 구간으로 감지하는 단계를 포함할 수 있다.The step of detecting the determined respiratory event section as any one sleep state section among a sleep apnea section, a sleep hypopnea section, a Respiratory Effort Related Arousal (RERA) section, and a normal breathing section, If the value (Mag) is not less than the value obtained by dividing the threshold value (M th ) by 10 and the sum of the value (Delta) and the apnea duration (A_Delta) is not equal to the apnea duration (A_Delta) and detecting the determined breathing event section as the sleep apnea section when the apnea duration A_Delta exceeds the threshold time of 10 seconds.

상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 단계는, 상기 값(Mag)이 상기 임계 값(Mth)을 70으로 나눈 값 미만이 아니면서, 상기 값(Delta)과 저호흡 지속시간(H_Delta)의 합이 상기 저호흡 지속시간(H_Delta)과 동일하지 않은 경우에 상기 저호흡 지속시간(H_Delta)이 상기 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 상기 결정된 호흡 이벤트 구간을 상기 수면 저호흡 구간으로 감지하는 단계를 포함할 수 있다.The step of detecting the determined respiratory event section as any one sleep state section among a sleep apnea section, a sleep hypopnea section, a Respiratory Effort Related Arousal (RERA) section, and a normal breathing section, While the value (Mag) is not less than the value obtained by dividing the threshold value (M th ) by 70, the sum of the value (Delta) and the hypopnea duration (H_Delta) is not equal to the hypoventilation duration (H_Delta) Otherwise, when the hypoventilation duration (H_Delta) exceeds the critical time of 10 seconds, detecting the determined breathing event interval as the sleep hypoventilation interval.

본 발명은 수면다원검사의 결과 분석을 자동화하기 위한 신호데이터 처리를 통해 수면다원검사 후 개인간 차이 및 측정 환경에 따른 노이즈 신호의 영향을 최소화할 수 있는 수면다원검사에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention is data for automatic determination of sleep state according to polysomnography, which can minimize the effect of noise signals according to inter-individual differences and measurement environments after polysomnography through signal data processing to automate the analysis of polysomnography results. A processing device and method can be provided.

본 발명은 수면 무호흡 및 저호흡 신호를 정확하게 감지하고, RERA(Respiratory Effort Related arousal)를 발생시킬 수 있는 호흡 신호를 감지한 결과를 제공할 수 있다.The present invention can accurately detect sleep apnea and hypoventilation signals and provide a result of detecting a breathing signal capable of generating a respiratory effort related arousal (RERA).

본 발명은 수면 무호흡 상태 구간, 수면 저호흡 상태 구간 및 RERA 구간을 감지하기 위해서 호흡 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지할 수 있다.The present invention can detect the amplitude and duration of a breathing signal in order to detect a sleep apnea state interval, a sleep hypoventilation state interval, and a RERA interval.

본 발명은 신호 변동(signal excursion)의 계산 및 신호 정규화(normalization)를 이용하여 수면 무호흡 상태 구간, 수면 저호흡 상태 구간 및 RERA 구간을 보다 정확하게 감지 및 구별할 수 있다.The present invention can more accurately detect and discriminate sleep apnea state intervals, sleep hypoventilation state intervals, and RERA intervals by using signal excursion calculation and signal normalization.

본 발명은 비압 센서(Nasal pressure sensor)의 출력 신호를 미분하고, 미분된 출력 신호에 대한 절대값을 취하여 미분값에 대한 이동 평균 필터링(moving average filtering)을 통해 평평한(flattening) 신호를 정확하게 감지하여 RERA 구간을 보다 정확하게 감지 및 구별할 수 있다.The present invention differentiates the output signal of a nasal pressure sensor, takes the absolute value of the differentiated output signal, and accurately detects a flattening signal through moving average filtering for the differential value. The RERA section can be more accurately detected and distinguished.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 신호데이터 처리부를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 감지 처리부를 설명하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 신호 변동(signal excursion)을 계산하는 신호데이터 처리부의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 변동의 정규화 처리를 수행하는 신호데이터 처리부의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따라 감지되는 수면 저호흡에 대한 예시를 설명한다.
도 5b 내지 도 5d는 본 발명의 일실시예에 따라 수면 무호흡 및 수면 저호흡 구간에서의 노이즈에 대한 예시를 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따라 RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 관련 호흡 신호를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 신호데이터에서 수면상태 구간을 감지하기 위한 호흡 신호 처리를 설명하는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치에서 신호데이터를 처리하여 감지한 수면상태 구간의 표시하는 화면에 대한 예시를 설명하는 도면이다.
1 is a diagram illustrating a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a signal data processing unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a sleep state detection processing unit according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are diagrams illustrating an operation method of a signal data processing unit that calculates a signal excursion according to an embodiment of the present invention.
4C is a diagram illustrating an operating method of a signal data processing unit performing normalization processing of signal fluctuations according to an embodiment of the present invention.
5A illustrates an example of sleep hypoventilation detected according to an embodiment of the present invention.
5B to 5D illustrate examples of noise in sleep apnea and sleep hypoventilation intervals according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are views illustrating a respiratory effort related arousal (RERA) related breathing signal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating respiration signal processing for detecting a sleep state section in signal data according to an embodiment of the present invention.
8 to 10 are diagrams illustrating an operating method of a data processing apparatus for automatically determining a sleeping state according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating an example of a screen displaying a detected sleep state section by processing signal data in a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.Hereinafter, various embodiments of this document will be described with reference to the accompanying drawings.

실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Examples and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutes of the embodiments.

하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of various embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the invention, the detailed description will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in various embodiments, and may vary according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like elements.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.In this document, expressions such as "A or B" or "at least one of A and/or B" may include all possible combinations of the items listed together.

"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.Expressions such as "first," "second," "first," or "second," may modify the corresponding components regardless of order or importance, and are used to distinguish one component from another. It is used only and does not limit the corresponding components.

어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.When a (e.g., first) element is referred to as being "(functionally or communicatively) coupled to" or "connected to" another (e.g., second) element, that element refers to the other (e.g., second) element. It may be directly connected to the component or connected through another component (eg, a third component).

본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.In this specification, "configured to (or configured to)" means "suitable for," "having the ability to," "changed to" depending on the situation, for example, hardware or software ," can be used interchangeably with "made to," "capable of," or "designed to."

어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.In some contexts, the expression "device configured to" can mean that the device is "capable of" in conjunction with other devices or components.

예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.For example, the phrase "a processor configured (or configured) to perform A, B, and C" may include a dedicated processor (eg, embedded processor) to perform the operation, or by executing one or more software programs stored in a memory device. , may mean a general-purpose processor (eg, CPU or application processor) capable of performing corresponding operations.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.Also, the term 'or' means 'inclusive or' rather than 'exclusive or'.

즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.That is, unless otherwise stated or clear from the context, the expression 'x employs a or b' means any one of the natural inclusive permutations.

이하 사용되는 '..부', '..기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Terms such as '..unit' and '..group' used below refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치를 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치의 구성 요소를 예시한다.1 illustrates components of a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention.

예를 들어, 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치는 수면다원검사에 따른 호흡 이벤트 구간을 감지하기 위한 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.For example, a data processing device for automatically determining a sleep state may include a data processing device for detecting a breathing event section according to polysomnography.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치(100)는 신호데이터 처리부(110) 및 수면상태 감지 처리부(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a data processing device 100 according to an embodiment of the present invention may include a signal data processing unit 110 and a sleep state detection processing unit 120 .

본 발명의 일실시예에 따르면 신호데이터 처리부(110)는 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터를 수집하고, 수집된 신호데이터를 전 처리하여 호흡 신호를 추출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the signal data processing unit 110 may collect signal data detected by polysomnography and pre-process the collected signal data to extract a respiration signal.

또한, 신호데이터 처리부(110)는 추출된 호흡 신호에서의 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 결정하고, 결정된 호흡 이벤트 구간에 대한 신호 변동(signal excursion)을 계산하여 제1 후보 신호데이터로 처리하며, 계산된 신호 변동에 대한 정규화 처리를 진행하여 제2 후보 신호데이터로 처리할 수 있다.In addition, the signal data processor 110 determines a respiratory event section in the extracted respiration signal, calculates a signal excursion for the determined respiratory event section, and processes it as the first candidate signal data, A normalization process for the calculated signal variation may be performed and processed as second candidate signal data.

다시 말해, 신호데이터 처리부(110)는 호흡 신호에서 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간에 대하여 신호 변동(signal excursion) 계산 결과를 제1 후보 신호데이터 및 신호 변동 계산 결과에 대한 정규화 처리 결과에 따른 지속시간(duration) 계산 결과를 제2 후보 신호데이터로 처리할 수 있다.In other words, the signal data processing unit 110 maintains the signal excursion calculation result for the respiratory event section determined in the respiratory signal according to the normalization process result for the first candidate signal data and the signal excursion calculation result. The duration calculation result may be processed as second candidate signal data.

본 발명의 일실시예에 따르면 신호데이터 처리부(110)는 수면다원검사 후 개인간 차이 및 측정 환경에 따른 노이즈 신호의 영향을 최소화하기 위한 신호데이터를 신호 변동 계산 및 정규화 처리를 통해서 후보 신호데이터로 처리함에 따라 수면 무호흡증에 대한 진단을 자동화할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the signal data processing unit 110 processes signal data to minimize the influence of noise signals according to interindividual differences and measurement environments after polysomnography into candidate signal data through signal variance calculation and normalization processing. As a result, the diagnosis of sleep apnea can be automated.

일례로, 수면상태 감지 처리부(120)는 신호데이터 처리부(110)에 의해 처리된 제1 후보 신호데이터 및 제2 후보 신호데이터를 이용하여 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지할 수 있다.For example, the sleep state detection processing unit 120 uses the first candidate signal data and the second candidate signal data processed by the signal data processing unit 110 to convert a respiratory event period into a sleep apnea period, It can be detected as any one sleep state section among a hypopnea section, a respiratory effort related arousal (RERA) section, and a normal breathing section.

본 발명의 일실시예에 따르면, 수면상태 감지 처리부(120)는 제1 후보 신호 데이터와 제2 후보 신호 데이터를 비교하여 결정된 호흡 이벤트 구간에서의 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sleep state detection processing unit 120 compares the first candidate signal data and the second candidate signal data to determine the amplitude and duration of the signal in the determined breathing event section. can detect

또한, 수면상태 감지 처리부(120)는 기 감지된 크기의 수를 신호 변동의 임계 값과 비교하고, 기 감지된 지속시간의 수를 지속 시간의 임계 값과 비교하여 어느 하나의 수면상태 구간을 감지할 수 있다. 예를 들어, 지속 시간의 임계 값은 임계 시간으로 지칭될 수 있다.In addition, the sleep state detection processor 120 compares the previously detected number of magnitudes with the threshold value of signal fluctuation, and compares the previously detected number of durations with the threshold value of duration to detect any one sleep state section. can do. For example, a threshold value of duration may be referred to as a threshold time.

본 발명의 일실시예에 따르면 수면상태 감지 처리부(120)는 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag), 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta)을 계산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sleep state detection processing unit 120 calculates a value (Mag) obtained by subtracting odd numbers from even numbers for the number of signal fluctuations in the first candidate signal data, and The value excluding the odd number from the even number for the number of durations (Delta) can be calculated.

또한, 수면상태 감지 처리부(120)는 수면 무호흡(apena) 지속시간의 수, 수면 저호흡(hypopnea) 지속시간의 수를 계산할 수 있다.In addition, the sleep state detection processor 120 may calculate the number of sleep apnea durations and the number of sleep hypopnea durations.

또한, 수면상태 감지 처리부(120)는 신호 변동의 최대 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth) 및 임계 시간으로 설정 할 수 있다. 예를 들어, 임계 시간은 10초일 수 있다.In addition, the sleep state detection processing unit 120 may set a threshold value (M th ) and a threshold time corresponding to an average value of up to three signal fluctuations. For example, the threshold time may be 10 seconds.

일례로, 수면상태 감지 처리부(120)는 값(Mag), 값(Delta), 수면 무호흡(apena) 지속시간의 수, 수면 저호흡(hypopnea) 지속시간의 수 및 임계 값(Mth) 및 임계 시간을 이용하여 기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지할 수 있다.As an example, the sleep state detection processing unit 120 is a value (Mag), a value (Delta), the number of sleep apnea (apena) duration, the number of sleep hypopnea (hypopnea) duration and threshold value (M th ) and threshold Using time, a pre-determined respiratory event section is detected as any one sleep state section among the sleep apnea section, the sleep hypopnea section, the RERA (Respiratory Effort Related Arousal) section, and the normal breathing section. can do.

본 발명의 일실시예에 따르면 수면상태 감지 처리부(120)는 제1 후보 신호 데이터와 제2 후보 신호 데이터를 비교하여 결정된 호흡 이벤트 구간에서의 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sleep state detection processing unit 120 compares the first candidate signal data and the second candidate signal data to detect the amplitude and duration of the signal in the determined breathing event section. can do.

또한, 수면상태 감지 처리부(120)는 AASM(American Academy of Sleep Medicine) 표준을 참고하여 신호 변동의 최대 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth)을 감지된 크기의 수를 신호 변동의 임계 값(Mth)으로 설정할 수 있다.In addition, the sleep state detection processing unit 120 refers to the AASM (American Academy of Sleep Medicine) standard and sets the threshold value (M th ) corresponding to the average value of up to three signal fluctuations to the number of detected magnitudes of the signal fluctuations. It can be set as a threshold value (M th ).

구체적으로, 최대 세개에 대한 평균 값은 호흡 이벤트 구간이 시작 지점에서의 음의 피크 신호가 추출되는 지점 이전의 2분에서 최대 신호 변동의 세 개의 평균 값을 추출하여 결정되는 임계 값(Mth)일 수 있다.Specifically, the average value for the maximum three is the threshold value (M th ) determined by extracting the average value of the three maximum signal fluctuations in the 2 minutes before the point at which the negative peak signal at the start of the respiratory event interval is extracted. can be

본 발명의 일실시예에 따르면 수면상태 감지 처리부(120)는 감지된 어느 하나의 수면상태 구간과 관련하여 무호흡 구간 감지신호, 저호흡 구간 감지신호, RERA 구간 감지신호 및 정상 호흡 구간 감지신호 중 어느 하나의 감지 신호를 출력 신호로서 출력할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sleep state detection processing unit 120 detects any one of the apneic interval detection signal, the hypoventilation interval detection signal, the RERA interval detection signal, and the normal breathing interval detection signal in relation to any one detected sleep state interval. One detection signal may be output as an output signal.

예를 들어, 출력 신호는 무호흡 구간, 저호흡 구간, RERA 구간 및 정상 호흡 구간의 감지와 관련되고, 산소포화도 관련 신호는 저호흡 구간의 감지에 활용될 수 있고, 각성(arousal) 관련 신호는 저호흡 구간과 RERA 구간 감지에 활용될 수 있다.For example, the output signal is related to detection of the apneic interval, hypopnea interval, RERA interval, and normal breathing interval, the oxygen saturation related signal can be used to detect the hypoventilation interval, and the arousal related signal is low It can be used to detect the breathing section and the RERA section.

본 발명의 일실시예에 따르면 수면상태 감지 처리부(120)는 제1 후보 신호 데이터를 이용하여 호흡 이벤트(respiratory event) 구간에서의 수면 무호흡 및 수면 저호흡을 비교하고, 제2 후보 신호 데이터를 이용하여 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간에서의 수면 무호흡 구간 및 수면 저호흡 구간과 관련된 범위(range)를 비교할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sleep state detection processor 120 compares sleep apnea and sleep hypopnea in a respiratory event section using the first candidate signal data, and uses the second candidate signal data It is possible to compare ranges related to the sleep apnea interval and the sleep hypoventilation interval in the determined respiratory event interval.

따라서, 본 발명은 수면다원검사의 결과 분석을 자동화하기 위한 신호데이터 처리를 통해 수면다원검사 후 개인간 차이 및 측정 환경에 따른 노이즈 신호의 영향을 최소화할 수 있는 수면다원검사에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.Therefore, the present invention provides an automatic determination of the sleep state according to polysomnography, which can minimize the influence of noise signals according to inter-individual differences and measurement environments after polysomnography through signal data processing to automate the analysis of polysomnography results. It is possible to provide a data processing device and method for

또한, 본 발명은 수면 무호흡 상태 구간, 수면 저호흡 상태 구간 및 RERA 구간을 감지하기 위해서 호흡 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지할 수 있다.In addition, the present invention can detect the amplitude and duration of the breathing signal in order to detect the sleep apnea state period, the sleep hypoventilation state period, and the RERA period.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 신호데이터 처리부를 설명하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a signal data processing unit according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 신호데이터 처리부의 구성 요소를 예시한다.Figure 2 illustrates the components of the signal data processing unit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 신호데이터 처리부(200)는 신호데이터 수집부(210), 신호데이터 추출부(220) 및 신호데이터 가공부(230)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the signal data processing unit 200 according to an embodiment of the present invention includes a signal data collection unit 210 , a signal data extraction unit 220 and a signal data processing unit 230 .

일례로, 신호데이터 수집부(210)는 비압 센서(Nasal pressure sensor)의 신호데이터, 온도 센서(Thermistor Sensor)의 신호데이터, 산소 포화도(oxygen saturation)의 신호데이터 및 각성 신호데이터 중 적어도 하나의 신호데이터를 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터로 수집할 수 있다.For example, the signal data collection unit 210 includes at least one signal of signal data of a nasal pressure sensor, signal data of a temperature sensor, signal data of oxygen saturation, and arousal signal data. Data can be collected as signal data detected by polysomnography.

예를 들어, 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터는 EEG(Electroencephalogram) 센서, EOG(Electrooculography) 센서, EMG(Electromyogram) 센서, EKG(Electrokardiogramme) 센서, PPG(Photoplethysmography) 센서, 체스트 벨트(Chest belt), 앱더먼 벨트(Abdomen belt), 서미스터(Thermister), 유동(Flow) 센서 및 마이크(Microphone) 중 적어도 하나의 감지 수단을 통해 피검체로부터 측정되는 생체 데이터로 해석될 수 있다.For example, the signal data detected by polysomnography is EEG (Electroencephalogram) sensor, EOG (Electrooculography) sensor, EMG (Electromyogram) sensor, EKG (Electrocardiogramme) sensor, PPG (Photoplethysmography) sensor, chest belt , an Abdomen belt, a thermister, a flow sensor, and a microphone.

또한, 예를 들어, 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터는 실시간으로 수집되는 데이터로 해석될 수 있고, 사전에 수행된 수면다원검사에 의해 수면다원검사 데이터베이스에 기록된 데이터로 해석될 수도 있다.Further, for example, signal data detected by polysomnography may be interpreted as data collected in real time, or may be interpreted as data recorded in a polysomnography database by previously performed polysomnography.

본 발명의 일실시예에 따르면 신호데이터 추출부(220)는 수집된 신호데이터를 저주파 필터링(low pass filtering) 및 DC 성분 제거(DC cancelling)의 신호 전처리 이후 호흡 신호를 추출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the signal data extraction unit 220 may extract a respiration signal after signal preprocessing of low pass filtering and DC canceling of the collected signal data.

다시 말해, 신호데이터 추출부(220)는 입력 신호에 해당하는 수집된 신호데이터에서 DC 신호를 제거하여 호흡 신호만을 추출하는데 0.01 내지 0.35 Hz 밴드 패스 필터를 이용할 수 있다.In other words, the signal data extractor 220 may use a 0.01 to 0.35 Hz band pass filter to extract only the respiration signal by removing the DC signal from the collected signal data corresponding to the input signal.

본 발명의 일실시예에 따르면 신호데이터 가공부(230)는 추출된 호흡 신호에서 양(positive)의 피크 신호 및 음(negative)의 피크 신호를 추출하여 추출된 호흡 신호에서의 호흡 이벤트 구간을 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the signal data processing unit 230 extracts a positive peak signal and a negative peak signal from the extracted respiratory signal to determine a respiratory event section in the extracted respiratory signal can

또한, 신호데이터 가공부(230)는 결정된 호흡 이벤트 구간에 대한 신호 변동(signal excursion)을 계산하여 양의 피크 신호에 해당하는 양의 신호 변동 수와 음의 피크 신호에 해당하는 음의 신호 변동 수에 대한 제1 후보 신호 데이터로 처리할 수 있다.In addition, the signal data processing unit 230 calculates the signal excursion for the determined respiratory event interval, and calculates the number of positive signal excursions corresponding to the positive peak signal and the number of negative signal excursions corresponding to the negative peak signal. It can be processed as the first candidate signal data for .

즉, 제1 후보 신호 데이터는 신호 변동의 계산 결과에 해당하는 양의 신호 변동 수와 음의 피크 신호에 해당하는 음의 신호 변동 수를 포함할 수 있다.That is, the first candidate signal data may include the number of positive signal fluctuations corresponding to the calculation result of the signal fluctuation and the number of negative signal fluctuations corresponding to the negative peak signal.

예를 들어, 양(positive)의 피크 신호 및 음(negative)의 피크 신호를 추출은 신호데이터 추출부(220)에 의해서 추출된 뒤, 신호데이터 가공부(230)로 전달될 수 있다.For example, a positive peak signal and a negative peak signal may be extracted by the signal data extraction unit 220 and transmitted to the signal data processing unit 230 .

본 발명의 일실시예에 따르면 신호데이터 가공부(230)는 기 계산된 신호 변동에 대한 정규화 처리를 진행한 후, 정규화 처리된 신호 변동에 대한 양의 피크 신호 및 음의 피크 신호를 추출하여 제2 후보 신호 데이터로 처리할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the signal data processing unit 230 normalizes the pre-calculated signal fluctuations, and then extracts a positive peak signal and a negative peak signal for the normalized signal fluctuations. 2 can be processed as candidate signal data.

즉, 신호데이터 가공부(230)는 신호 변동 계산 결과를 제1 후보 신호데이터로 가공 처리하고, 신호 변동 계산 결과에 대한 정규화(normalization) 처리 결과에 따른 지속시간 계산 결과를 제2 후보 신호데이터로 가공 처리할 수 있다.That is, the signal data processing unit 230 processes the signal variation calculation result into first candidate signal data, and processes the duration calculation result according to the normalization process result for the signal variation calculation result into second candidate signal data. can be processed.

일례로, 신호데이터 가공부(230)는 호흡 신호 중 비압 센서에 기반한 호흡 신호를 미분하고, 미분된 신호의 절대 값을 RERA 구간 판단 데이터로 가공 처리할 수 있다.For example, the signal data processing unit 230 may differentiate a respiration signal based on a specific pressure sensor among respiration signals, and process the absolute value of the differentiated signal as RERA section determination data.

즉, 신호데이터 가공부(230)는 RERA 구간 감지를 위해서 수면다원검사의 신호데이터 중 비압 센서에 기반한 호흡 신호에 대한 미분 값을 산출한 뒤 이동 평균 필터링(moving average filtering)을 적용하기 위하여 절대 값을 취함에 따라 평탄화(flattening) 신호의 일부가 미분 값보다 크게 나오는 구간이 발생하는 것을 방지할 수 있다.That is, the signal data processing unit 230 calculates the differential value for the respiration signal based on the nasal pressure sensor among the signal data of the polysomnography in order to detect the RERA section, and then calculates the absolute value to apply moving average filtering By taking , it is possible to prevent occurrence of a section in which a part of the flattening signal is greater than the differential value.

이에 따라, 본 발명은 비압 센서(Nasal pressure sensor)의 출력 신호를 미분하고, 미분된 출력 신호에 대한 절대값을 취하여 미분값에 대한 이동 평균 필터링(moving average filtering)을 통해 평평한(flattening) 신호를 정확하게 감지하여 RERA 구간을 보다 정확하게 감지 및 구별할 수 있다.Accordingly, the present invention differentiates the output signal of the Nasal pressure sensor, takes the absolute value of the differentiated output signal, and obtains a flattening signal through moving average filtering on the differential value. By accurately detecting, the RERA section can be more accurately detected and distinguished.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 감지 처리부를 설명하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a sleep state detection processing unit according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 감지 처리부의 구성 요소를 예시한다.3 illustrates components of a sleep state detection processing unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 본 발명의 일실시예 따른 수면상태 감지 처리부(300)는 수면 무호흡 구간 감지부(310), 수면 저호흡 구간 감지부(320) 및 RERA 구간 감지부(330)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the sleep state detection processing unit 300 according to an embodiment of the present invention includes a sleep apnea interval detection unit 310, a sleep hypopnea interval detection unit 320, and a RERA interval detection unit 330. .

일례로, 수면상태 감지 처리부(300)는 수면 무호흡 구간 감지부(310), 수면 저호흡 구간 감지부(320) 및 RERA 구간 감지부(330)를 포함함에 따라 수면다원검사 데이터에서 호흡 신호 데이터에 대하여 호흡 이벤트 구간을 감지하고, 감지된 호흡 이벤트 구간이 무호흡 구간, 저호흡 구간, RERA 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 구간인지 분류하여 감지할 수 있다.As an example, the sleep state detection processing unit 300 includes a sleep apnea interval detection unit 310, a sleep hypoventilation interval detection unit 320, and a RERA interval detection unit 330, The respiratory event section may be detected, and the detected breathing event section may be detected by classifying which section among the apnea section, the hypopnea section, the RERA section, and the normal breathing section.

수면 무호흡 구간 감지부는 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag)이 신호 변동이 시작하기 직전의 2분 동안의 최대 세개의 신호 변동에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth)을 10으로 나눈 값 미만이 아닌지(과 같거나 초과하는지) 판단한다.The sleep apnea interval detection unit subtracts the odd number from the even number for the number of signal fluctuations in the first candidate signal data (Mag) for up to three signal fluctuations for 2 minutes immediately before the start of the signal fluctuation. It is determined whether it is less than (equal to or exceeds) the value obtained by dividing the threshold value (M th ) corresponding to the average value by 10.

또한, 수면 무호흡 구간 감지부(210)는 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta)과 무호흡 지속시간(A_Delta)의 합이 무호흡 지속시간(A_Delta)과 동일하지 않은 경우에 해당하는 지 판단한다.In addition, the sleep apnea interval detection unit 210 calculates that the sum of the apnea duration (A_Delta) and the value excluding the odd number from the even number for the number of durations in the second candidate signal data is the apnea duration. It is judged whether it corresponds to the case that is not equal to (A_Delta).

또한, 수면 무호흡 구간 감지부(210)는 상술한 판단 결과에 해당할 경우, 수면 무호흡의 판단 대상으로 감지하고, 무호흡 지속시간(A_Delta)이 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 호흡 이벤트 구간을 수면 무호흡 구간으로 감지할 수 있다.In addition, the sleep apnea interval detection unit 210 detects sleep apnea as a determination target when the above-described determination result is satisfied, and detects a breathing event interval when the apnea duration (A_Delta) exceeds the critical time of 10 seconds. It can be detected as a sleep apnea interval.

본 발명의 일실시예에 따르면 수면 저호흡 구간 감지부(220)는 값(Mag)이 임계 값(Mth)을 70으로 나눈 값 미만이 아니면서, 값(Delta)과 저호흡 지속시간(H_Delta)의 합이 상기 저호흡 지속시간(H_Delta)과 동일하지 않은 경우인지 판단한다.According to an embodiment of the present invention, the sleep hypopnea section detector 220 is a value (Mag) is not less than the value obtained by dividing the threshold value (M th ) by 70, the value (Delta) and hypopnea duration (H_Delta ) is not equal to the hypoventilation duration (H_Delta).

또한, 수면 저호흡 구간 감지부(220)는 해당 조건에 해당하면 수면 저호흡의 판단 대상으로 감지하고, 저호흡 지속시간(H_Delta)이 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 결정된 호흡 이벤트 구간을 수면 저호흡 구간으로 감지할 수 있다.In addition, the sleep hypopnea interval detection unit 220 detects the sleep hypoventilation determination target when corresponding to the condition, and the respiratory event interval determined when the hypoventilation duration (H_Delta) exceeds the critical time of 10 seconds. It can be detected by sleep hypopnea.

본 발명의 일실시예에 따르면 RERA 구간 감지부(330)는 값(Mag)이 임계 값(Mth)을 70으로 나눈 값 및 임계 값(Mth) 미만이 아니면서, RERA 구간 판단 데이터가 평탄화 임계 값의 미만이 아니고, 값(Delta)과 저호흡 지속시간(H_Delta)의 합이 저호흡 지속시간(H_Delta)과 동일하지 않은 경우에 RERA의 판단 대상으로 감지한다.According to an embodiment of the present invention, the RERA section detection unit 330 has a value (Mag) of dividing the threshold value (M th ) by 70 and is not less than the threshold value (M th ), while the RERA section determination data is flattened If it is not less than the threshold value and the sum of the value (Delta) and the hypopnea duration (H_Delta) is not equal to the hypopnea duration (H_Delta), it is detected as an object of judgment by RERA.

또한, RERA 구간 감지부(330)는 저호흡 지속시간(H_Delta)이 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 결정된 호흡 이벤트 구간을 RERA 구간으로 감지할 수 있다.In addition, the RERA section detection unit 330 may detect the respiratory event section determined when the hypoventilation duration (H_Delta) exceeds the critical time of 10 seconds as the RERA section.

이에 따라, 본 발명의 일실시예 따른 수면상태 감지 처리부(300)는 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag), 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta), 수면 무호흡(apena) 지속시간의 수, 수면 저호흡(hypopnea) 지속시간의 수, 신호 변동의 최대 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth) 및 임계 시간, RERA 구간 판단 데이터 및 평탄화 임계 값을 이용하여 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 상기 수면 무호흡 구간, 상기 수면 저호흡 구간, 상기 RERA 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지할 수 있다. 예를 들어, 평탄화 임계 값은 임계 전압값(Vth)에 상응할 수 있다.Accordingly, the sleep state detection processing unit 300 according to an embodiment of the present invention calculates a value (Mag) obtained by subtracting odd numbers from even numbers for the number of signal fluctuations in the first candidate signal data, and second candidate signal data. for the number of durations in the even number minus the odd number (Delta), for the number of sleep apnea durations, for the number of sleep hypopnea durations, for up to three of the signal oscillations. The sleep apnea interval, the sleep hypoventilation interval, the RERA interval and It can be detected as any one sleep state interval among normal breathing intervals. For example, the leveling threshold may correspond to a threshold voltage value (V th ).

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 신호 변동(signal excursion)을 계산하는 신호데이터 처리부의 동작 방법을 설명하는 도면이다.4A and 4B are diagrams illustrating an operation method of a signal data processing unit that calculates a signal excursion according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참고하면, 그래프(400)의 출력 파형은 입력 신호에 해당하는 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터에서 외부 환경이나 환자의 움직임에 의한 노이즈(noise)에 의한 DC 변화 및 호흡 신호 이외의 신호가 제거된 호흡 신호를 예시한다.Referring to FIG. 4A, the output waveform of the graph 400 is the DC change due to noise caused by the external environment or the patient's movement in the signal data detected by the polysomnography corresponding to the input signal and the respiration signal. An example of a respiratory signal from which the signal has been removed.

신호데이터 처리부의 동작 방법은 외부 환경이나 환자의 움직임에 의한 노이즈(noise)에 의한 DC 변화 및 호흡 신호 이외의 신호가 제거된 호흡 신호를 추출하는데, 추출된 출력 파형은 그래프(400)와 같을 수 있다.The operation method of the signal data processor extracts a respiration signal from which signals other than the DC change and respiration signal due to noise caused by the external environment or the patient's movement are removed. The extracted output waveform may be as shown in graph 400. there is.

그래프(400)에서, 양의 피크 신호(401)와 음의 피크 신호(402)는 신호데이터 처리부에 의해서 추출될 수 있다.In the graph 400, a positive peak signal 401 and a negative peak signal 402 can be extracted by the signal data processor.

신호데이터 처리부의 동작 방법은 양의 피크 신호(401)와 음의 피크 신호(402)의 추출점을 따라 양의 피크 신호(401)와 음의 피크 신호(402)의 파형의 크기가 작아지는 구간을 호흡 이벤트 구간(403)으로 감지할 수 있다.The operation method of the signal data processing unit is a section in which the magnitude of the waveforms of the positive peak signal 401 and the negative peak signal 402 are reduced along the extraction points of the positive peak signal 401 and the negative peak signal 402. Can be detected as a breathing event section (403).

도 4b를 참고하면, 그래프(410)의 화살표는 호흡 신호의 신호 변동 계산 결과를 나타낸다.Referring to FIG. 4B , an arrow in the graph 410 indicates a signal variation calculation result of a respiration signal.

신호데이터 처리부의 동작 방법은 호흡 신호에 대한 신호 변동 계산 결과를 그래프(410)와 같이 계산할 수 있다.The operation method of the signal data processing unit may calculate the signal variation calculation result for the respiration signal as shown in the graph 410.

그래프(410)에서, 양의 피크 신호(411)와 음의 피크 신호(412)에 대한 신호 변동 계산 결과는 신호데이터 처리부에 의해서 계산될 수 있다.In the graph 410, the signal variation calculation result for the positive peak signal 411 and the negative peak signal 412 may be calculated by the signal data processing unit.

신호데이터 처리부의 동작 방법은 양의 피크 신호(411)와 음의 피크 신호(412)의 신호 변동에 따라 양의 피크 신호(411)와 음의 피크 신호(412)의 신호 변동 계산 결과의 크기가 작아지는 구간을 호흡 이벤트 구간(413)으로 감지할 수 있다.According to the operation method of the signal data processing unit, the size of the signal variation calculation result of the positive peak signal 411 and the negative peak signal 412 according to the signal variation of the positive peak signal 411 and the negative peak signal 412. A decreasing period may be detected as a breathing event period 413 .

도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 변동의 정규화 처리를 수행하는 신호데이터 처리부의 동작 방법을 설명하는 도면이다.4C is a diagram illustrating an operating method of a signal data processing unit performing normalization processing of signal fluctuations according to an embodiment of the present invention.

도 4c를 참고하면, 그래프(420)의 화살표는 호흡 신호의 신호 변동 계산 결과에 대한 정규화 처리 결과를 나타낸다.Referring to FIG. 4C , arrows in the graph 420 indicate normalization processing results for the signal variation calculation results of the respiration signal.

신호데이터 처리부의 동작 방법은 호흡 신호에 대한 신호 변동 계산 결과의 정규화 처리 결과를 그래프(420)와 같이 계산할 수 있다.The operation method of the signal data processing unit may calculate the normalization processing result of the signal variation calculation result for the respiration signal as shown in the graph 420.

그래프(420)에서, 양의 피크 신호(421)와 음의 피크 신호(422)에 대한 신호 변동 계산 결과의 정규화 처리는 신호데이터 처리부에 의해서 수행될 수 있다.In the graph 420, normalization processing of the signal variation calculation result for the positive peak signal 421 and the negative peak signal 422 may be performed by the signal data processing unit.

신호데이터 처리부의 동작 방법은 양의 피크 신호(421)와 음의 피크 신호(422)의 신호 변동에 따라 양의 피크 신호(421)와 음의 피크 신호(422)의 신호 변동 계산 결과에 따라 호흡 신호의 지속 시간(duration) 계산결과를 도출할 수 있다.The operation method of the signal data processing unit is respiration according to the signal variation calculation result of the positive peak signal 421 and the negative peak signal 422 according to the signal variation of the positive peak signal 421 and the negative peak signal 422. The duration calculation result of the signal can be derived.

도 5a는 본 발명의 일실시예에 따라 감지되는 수면 저호흡에 대한 예시를 설명한다.5A illustrates an example of sleep hypoventilation detected according to an embodiment of the present invention.

도 5a는 본 발명의 일실시예에 따라 감지되는 수면 저호흡에 대한 예시한다.5A is an illustration of sleep hypoventilation detected according to an embodiment of the present invention.

도 5a를 참고하면, 출력 화면(500)은 호흡 신호를 파형으로 나타내고, 나타낸 파형에서 영역(501)을 참고하면 수면 저호흡 구간을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5A , an output screen 500 represents a breathing signal as a waveform, and referring to an area 501 in the displayed waveform, a sleep hypopnea section can be confirmed.

영역(501)에서 파형은 호흡곡선 기준치의 30프로 이상 감소하면서 지속시간이 10초 이상이고, 호흡곡선 기준치의 산소 포화도보다 3프로 이상 떨어지면서 각성이 동반되거나 4프로 이상 떨어지는 경우에 해당됨을 확인할 수 있다.In area 501, it can be confirmed that the waveform corresponds to a case where the duration is 10 seconds or more while decreasing by 30% or more of the respiratory curve reference value, and the oxygen saturation of the respiratory curve reference value decreases by 3% or more accompanied by arousal or falls by 4% or more. there is.

도 5b 내지 도 5d는 본 발명의 일실시예에 따라 수면 무호흡 및 수면 저호흡 구간에서의 노이즈에 대한 예시를 설명한다.5B to 5D illustrate examples of noise in sleep apnea and sleep hypopnea intervals according to an embodiment of the present invention.

도 5b는 본 발명의 일실시예에 따라 감지되는 수면 저호흡에서 노이즈 구간을 예시한다.5B illustrates a noise section in sleep hypoventilation detected according to an embodiment of the present invention.

도 5b를 참고하면, 출력 화면(510)은 호흡 신호를 파형으로 나타내고, 나타낸 파형에서 영역(511)을 참고하면 수면 저호흡 구간에서 노이즈가 존재함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5B , the output screen 510 represents a breathing signal as a waveform, and referring to an area 511 in the displayed waveform, it can be confirmed that noise exists in the sleep hypopnea section.

여기서, 노이즈는 수면 저호흡 구간의 감지에 장애를 발생시키는 요인으로 작용될 수 있다.Here, noise may act as a factor that causes an obstacle in the detection of the sleep hypoventilation interval.

도 5c는 본 발명의 일실시예에 따라 감지되는 수면 무호흡에서 노이즈 구간을 예시한다.5C illustrates a noise section in sleep apnea detected according to an embodiment of the present invention.

도 5c를 참고하면, 출력 화면(520)은 호흡 신호를 파형으로 나타내고, 나타낸 파형에서 영역(521)을 참고하면 수면 무호흡 구간에서 노이즈가 존재함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5C , the output screen 520 represents a breathing signal as a waveform, and referring to an area 521 in the displayed waveform, it can be confirmed that noise exists in the sleep apnea section.

여기서, 노이즈는 수면 무호흡 구간의 감지에 장애를 발생시키는 요인으로 작용될 수 있다.Here, noise may act as a factor that causes a failure in detecting the sleep apnea interval.

도 5d는 본 발명의 일실시예에 따라 감지되는 수면 저호흡에서 노이즈 구간을 예시한다.5D illustrates a noise section in sleep hypoventilation detected according to an embodiment of the present invention.

도 5d를 참고하면, 출력 화면(530)은 호흡 신호를 파형으로 나타내고, 나타낸 파형에서 영역(531)을 참고하면 수면 저호흡 구간에서 노이즈가 존재하고, 피크 신호(532)가 상대적으로 노이즈 때문에 높게 출력되는 것을 나타낸다.Referring to FIG. 5D , the output screen 530 represents the breathing signal as a waveform, and referring to the region 531 in the displayed waveform, noise exists in the sleep hypopnea section, and the peak signal 532 is relatively high due to noise. indicates output.

여기서, 노이즈는 수면 저호흡 구간의 감지에 장애를 발생시키는 요인으로 작용될 수 있다.Here, noise may act as a factor that causes an obstacle in the detection of the sleep hypoventilation interval.

다시 말해, 실제 호흡 이벤트 구간을 감지하기 위해서는 일반적으로 첨두치(peak)를 감지하여 구간을 설정해야 한다.In other words, in order to detect an actual breathing event section, it is generally necessary to set a section by detecting a peak.

그러나, 피크 신호만을 감지하는 경우에는 노이즈들 때문에 구간을 정확히 감지하기 어렵다.However, in the case of detecting only the peak signal, it is difficult to accurately detect the section due to noise.

이에 따라, 상대적으로 피크 신호의 값이 노이즈 때문에 높게 출력됨에 따라 더 호흡 이벤트 구간을 감지하기에 어려움이 따를 수 있다.Accordingly, as the value of the peak signal is output relatively high due to noise, it may be difficult to detect more respiratory event sections.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따라 RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 관련 호흡 신호를 설명하는 도면이다.6A and 6B are views illustrating a respiratory effort related arousal (RERA) related breathing signal according to an embodiment of the present invention.

도 6a는 본 발명의 일실시예에 따라 감지되는 RERA 구간을 정상 호흡 구간과 비교하여 예시한다.Figure 6a illustrates a comparison of the RERA interval detected according to an embodiment of the present invention with a normal breathing interval.

도 6a를 참고하면, 출력 화면(600)에서는 RERA 구간을 예시하고, 출력 화면(610)에서는 정상 호흡 구간을 예시한다.Referring to FIG. 6A , an output screen 600 illustrates a RERA section, and an output screen 610 illustrates a normal breathing section.

출력 화면(600)과 출력 화면(610)을 비교하면, 출력 화면(600)은 영역(601)에서 RERA 구간이 나타나지만, 출력 화면(600)은 출력 파형이 동일한 크기 및 지속 시간으로 반복되는 것을 확인할 수 있다.Comparing the output screen 600 and the output screen 610, the output screen 600 shows a RERA section in the area 601, but the output screen 600 confirms that the output waveform is repeated with the same size and duration. can

예를 들어, 영역(601)은 비압 센서(Nasal Flow Sensor)의 출력 데이터이고, 출력 파형에서 상승 곡선 부부인 평탄화(flattening) 신호임을 확인할 수 있다.For example, it can be confirmed that the region 601 is output data of a Nasal Flow Sensor and is a flattening signal that is a rising curve part in the output waveform.

도 6b는 본 발명의 일실시예에 따라 감지되는 RERA 구간을 정상 호흡 구간과 비교하여 예시한다.Figure 6b illustrates a comparison of the RERA interval detected according to an embodiment of the present invention with a normal breathing interval.

도 6b를 참고하면, 출력 화면(620)에서는 RERA 구간을 예시하고, RERA 구간에서 평탄화 신호 중에 피크(peak)가 발생하는 지점(621)이 존재하는 것을 확인시켜 준다.Referring to FIG. 6B , the output screen 620 illustrates the RERA section, and confirms that there is a point 621 where a peak occurs among the flattening signals in the RERA section.

RERA 구간을 감지하기 위해서는 RERA의 정의에 따른 신호가 평탄화 되는 구간을 감지하는 것이 중요한데 평탄화 신호를 감지하기 위해서는 입력되는 비압 센서의 신호를 미분을 수행해야한다.In order to detect the RERA section, it is important to detect the section where the signal according to the definition of RERA is flattened.

미분 값이 정해진 임계 값 이하의 경우에서는 평탄화 신호로 간주하여 RERA 구간을 잡을 수 있는데 지점(621)과 같이 미분 값보다 크게 나오는 부분이 존재함에 따라 미분 값을 구한 후 절대값을 취하여 미분 값에 대한 이동 평균 필터링(moving average filtering)이 필요하다.In the case where the differential value is below a predetermined threshold value, it can be regarded as a flattening signal and a RERA section can be captured. Moving average filtering is required.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 신호데이터에서 수면상태 구간을 감지하기 위한 호흡 신호 처리를 설명하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating respiration signal processing for detecting a sleep state section in signal data according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 신호데이터에서 수면상태 구간을 감지하기 위한 호흡 신호 처리를 그래프를 이용하여 예시한다.7 illustrates a breathing signal processing for detecting a sleep state section in signal data according to an embodiment of the present invention using a graph.

도 7을 참고하면, 그래프(700)는 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터를 수집하고, 상기 수집된 신호데이터를 전 처리하여 추출된 호흡 신호를 나타낸다.Referring to FIG. 7 , a graph 700 shows a breathing signal extracted by collecting signal data detected by polysomnography and pre-processing the collected signal data.

그래프(710)는 그래프(700)의 호흡 신호 중 호흡 이벤트 구간을 확대하여 나타낸다.A graph 710 enlarges and shows a respiration event section of the respiration signal of the graph 700 .

그래프(720)는 그래프(700)의 호흡 신호 중 호흡 이벤트 구간에 해당하는 그래프(710)에 대한 신호 변동 계산 결과를 나타낸다.A graph 720 shows a signal variation calculation result for the graph 710 corresponding to a respiratory event section among the respiratory signals of the graph 700 .

보다 구체적으로, 그래프(720)는 그래프(710)에서 양의 피크 신호들과 음의 피크 신호들을 추출하고, 추출된 양의 피크 신호들과 음의 피크 신호들에 대한 신호 변동 계산 결과를 나타낸다.More specifically, the graph 720 extracts the positive peak signals and the negative peak signals from the graph 710 and shows the signal variation calculation result for the extracted positive peak signals and negative peak signals.

예를 들어, 그래프(720)는 제1 후보 신호데이터에 해당될 수 있다.For example, the graph 720 may correspond to the first candidate signal data.

그래프(720)에서는 신호 변동의 홀수 및 짝수를 나타내고, 홀수의 수는 음의 피크 신호의 수에 대응하고, 짝수의 수는 양의 피크 신호의 수에 대응될 수 있다.The graph 720 shows odd and even numbers of signal fluctuations, odd numbers correspond to negative peak signals, and even numbers correspond to positive peak signals.

그래프(730)는 그래프(720)에서 계산된 신호 변동을 이용하여 정규화하면 도출될 수 있다.Graph 730 can be derived by normalizing using the signal variation calculated in graph 720 .

그래프(740)는 그래프(730)에 대한 신호 변동 계산 결과를 나타낸다.Graph 740 shows the signal variance calculation results for graph 730 .

보다 구체적으로, 그래프(740)는 그래프(730)에서 양의 피크 신호들과 음의 피크 신호들을 추출하고, 추출된 양의 피크 신호들과 음의 피크 신호들에 대한 신호 변동 계산 결과를 나타낸다.More specifically, the graph 740 extracts the positive peak signals and the negative peak signals from the graph 730 and shows the signal variation calculation result for the extracted positive peak signals and negative peak signals.

예를 들어, 그래프(740)는 제2 후보 신호데이터에 해당될 수 있다.For example, the graph 740 may correspond to the second candidate signal data.

그래프(740)에서는 신호 변동의 홀수 및 짝수를 나타내고, 홀수의 수는 음의 피크 신호에 대한 정규화 결과 수에 대응하고, 짝수의 수는 양의 피크 신호에 대한 정규화 결과의 수에 대응될 수 있다.The graph 740 shows odd and even numbers of signal fluctuations, odd numbers corresponding to the number of normalization results for negative peak signals, and even numbers corresponding to the number of normalization results for positive peak signals. .

본 발명의 일실시예에 따르면 데이터 처리 장치의 동작 방법은 그래프(720)와 그래프(740)를 이용하여 호흡 이벤트 구간에서 신호의 크기와 지속시간을 계산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the operation method of the data processing apparatus may calculate the magnitude and duration of the signal in the respiratory event section using the graph 720 and the graph 740.

여기서, 호흡 이벤트 구간의 시작 기준이 음의 피크 신호 기준이므로 음의 피크 신호 기준으로 수면 무호흡 구간과 수면 저호흡 구간을 감지하기 위한 알고리즘 그리고, RERA 구간을 감지하기 위한 알고리즘이 수행될 수 있다.Here, since the starting criterion of the breathing event section is based on a negative peak signal, an algorithm for detecting a sleep apnea section and a sleep hypoventilation section and an algorithm for detecting a RERA section may be performed based on a negative peak signal.

수면 무호흡 구간과 수면 저호흡 구간을 감지하기 위한 알고리즘은 도 9를 통해서 설명되고, RERA 구간을 감지하기 위한 알고리즘은 도 10을 통해서 추가 설명된다.An algorithm for detecting the sleep apnea interval and sleep hypoventilation interval is described with reference to FIG. 9 , and an algorithm for detecting the RERA interval is additionally described with reference to FIG. 10 .

도 8 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치의 동작 방법을 설명하는 도면이다.8 to 10 are diagrams illustrating an operating method of a data processing apparatus for automatically determining a sleeping state according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치의 동작 방법이 신호 변동의 계산 및 신호 정규화를 이용하여 수면상태 구간을 감지하는 실시예를 예시한다.FIG. 8 illustrates an embodiment in which a method of operating a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention detects a sleep state section using signal normalization and calculation of signal fluctuations.

도 8을 참고하면, 단계(801)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 수면 다원 검사의 신호데이터를 수집한다.Referring to FIG. 8 , in step 801, the method of operating the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention collects polysomnography signal data.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터를 수집한다.That is, the operating method of the data processing device collects signal data detected by polysomnography.

여기서, 수집되는 신호데이터는 비압 센서(Nasal pressure sensor)의 신호데이터, 온도 센서(Thermistor Sensor)의 신호데이터, 산소 포화도(oxygen saturation)의 신호데이터 및 각성 신호데이터 중 적어도 하나의 신호데이터를 포함할 수 있다.Here, the collected signal data may include at least one signal data of signal data of a nasal pressure sensor, signal data of a temperature sensor, signal data of oxygen saturation, and arousal signal data. can

단계(802)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 신호데이터를 전 처리하여 호흡 신호를 추출한다.In step 802, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention extracts a respiration signal by pre-processing the signal data.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 단계(801)에서 수집된 신호데이터를 저주파 필터링(low pass filtering) 및 DC 성분 제거(DC cancelling)의 신호 전 처리 이후 호흡 신호를 추출할 수 있다.That is, the operation method of the data processing apparatus may extract a respiration signal after signal pre-processing of low pass filtering and DC canceling of the signal data collected in step 801 .

단계(803)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 호흡 신호의 제1 피크 신호 및 제2 피크 신호를 추출하여 호흡 이벤트 구간을 결정한다. 여기서, 제1 피크 신호는 양(positive)의 피크 신호를 나타내고, 제2 피크 신호는 음(negative)의 피크 신호를 나타낼 수 있다.In step 803, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention determines a respiratory event section by extracting the first peak signal and the second peak signal of the respiration signal. Here, the first peak signal may represent a positive peak signal, and the second peak signal may represent a negative peak signal.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 호흡 신호에서 양의 피크 신호 및 음의 피크 신호를 추출하여 추출된 호흡 신호에서의 파형의 크기가 급격히 감소하는 구간에 해당되는 호흡 이벤트 구간을 결정할 수 있다.That is, the operating method of the data processing apparatus may extract a positive peak signal and a negative peak signal from a respiration signal to determine a respiratory event section corresponding to a section in which the size of a waveform in the extracted respiration signal rapidly decreases.

단계(804)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 신호 변동을 계산하여 제1 후보 신호데이터로 처리한다.In step 804, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention calculates the signal variation and processes it as the first candidate signal data.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 호흡 이벤트 구간에 대한 신호 변동(signal excursion)을 계산하여 양의 피크 신호에 해당하는 양의 신호 변동 수와 음의 피크 신호에 해당하는 음의 신호 변동 수에 대한 제1 후보 신호 데이터로 처리할 수 있다.That is, the operating method of the data processing device calculates the signal excursion for the respiratory event interval and calculates the number of positive signal excursions corresponding to a positive peak signal and the number of negative signal excursions corresponding to a negative peak signal. It can be processed as the first candidate signal data.

단계(805)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 단계(804)에서 계산된 신호 변동에 대한 정규화 처리를 통해 제2 후보 신호데이터로 처리할 수 있다.In step 805, the method of operating the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention may process the signal variation calculated in step 804 as second candidate signal data through normalization processing.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 계산된 신호 변동에 대한 정규화 처리를 진행한 후, 정규화 처리된 신호 변동에 대한 양의 피크 신호 및 음의 피크 신호를 추출하여 제2 후보 신호 데이터로 처리할 수 있다.That is, in the method of operating the data processing apparatus, after normalizing the calculated signal fluctuation, a positive peak signal and a negative peak signal for the normalized signal fluctuation may be extracted and processed as the second candidate signal data. there is.

단계(806)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 제1 후보 신호데이터 및 제2 후보 신호데이터를 이용하여 수면상태 구간을 감지한다.In step 806, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention detects a sleep state section using the first candidate signal data and the second candidate signal data.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 제1 후보 신호데이터 및 제2 후보 신호데이터를 이용하여 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지할 수 있다.That is, the operating method of the data processing device uses the first candidate signal data and the second candidate signal data to set the respiratory event interval to a sleep apnea interval, sleep hypopnea interval, RERA (Respiratory Effort It can be detected as a sleep state section of any one of related arousal) section and normal breathing section.

따라서, 본 발명은 신호 변동(signal excursion)의 계산 및 신호 정규화(normalization)를 이용하여 수면 무호흡 상태 구간, 수면 저호흡 상태 구간 및 RERA 구간을 보다 정확하게 감지 및 구별할 수 있다.Therefore, the present invention can more accurately detect and discriminate sleep apnea state intervals, sleep hypoventilation state intervals, and RERA intervals by using signal excursion calculation and signal normalization.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치의 동작 방법이 신호 변동의 계산 및 신호 정규화를 이용하여 수면상태 구간 중 수면 무호흡 상태 구간, 수면 저호흡 상태 구간을 감지하는 알고리즘을 이용하는 실시예를 예시한다.9 is a method of operating a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention detects a sleep apnea state section and a sleep hypoventilation state section among sleep state intervals using signal fluctuation calculation and signal normalization An embodiment using the algorithm to do is exemplified.

본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치의 동작 방법은 도 7에서 설명된 신호 처리 단계는 이미 수행한 이후에 도 9에서 설명되는 실시예를 수행할 수 있다.In the method of operating a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention, the embodiment described in FIG. 9 may be performed after the signal processing step described in FIG. 7 has already been performed.

도 9를 참고하면, 단계(901)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 호흡 이벤트 구간 이전의 복수의 신호 변동에 대한 평균값에 해당하는 임계값(Mth)을 설정한다.Referring to FIG. 9, in the method of operating the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention, in step 901, a threshold value (M th ) corresponding to an average value of a plurality of signal fluctuations prior to a respiratory event section is set. .

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 제1 후보 신호 데이터와 제2 후보 신호 데이터를 비교하여 호흡 이벤트 구간에서의 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지하고, AASM(American Academy of Sleep Medicine) 표준을 참고하여 신호 변동의 최대 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth)을 신호 변동의 임계 값(Mth)으로 설정할 수 있다.That is, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention detects the amplitude and duration of the signal in the respiratory event section by comparing the first candidate signal data and the second candidate signal data. And, with reference to AASM (American Academy of Sleep Medicine) standards, a threshold value (M th ) corresponding to the average value of up to three signal fluctuations may be set as the threshold value (M th ) of signal fluctuation.

단계(902)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 호흡 이벤트 구간의 신호 변동 관련 변수(Mag) 및 지속시간(duration) 관련 변수(Delta)를 계산한다.In step 902, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention calculates a signal variation related variable (Mag) and a duration related variable (Delta) of the respiratory event section.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag)을 계산하고, 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta)를 계산할 수 있다.That is, the operating method of the data processing apparatus calculates a value (Mag) obtained by subtracting the odd number from the even number of the number of signal fluctuations in the first candidate signal data, and the number of durations in the second candidate signal data. You can calculate the value (Delta) excluding the odd number from the even number for .

단계(903)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 변수(Mag)가 임계 값(Mth)을 10으로 나눈 값 미만이면서 변수(Delta)와 무호흡 지속시간(A_Delta)의 합이 무호흡 지속시간(A_Delta)과 동일한 경우에 해당하는지 판단한다.In step 903, the operation method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention is the sum of the variable (Delta) and the apnea duration (A_Delta) while the variable (Mag) is less than the value obtained by dividing the threshold value (Mth) by 10. It is determined whether this corresponds to the same case as the apnea duration (A_Delta).

데이터 처리 장치의 동작 방법은 해당 경우에 만족하는 경우에는 단계(902)로 돌아가고, 해당 경우에 만족하지 않는 경우에는 수면 무호흡의 판단 대상으로 감지하고 단계(904)로 진행하거나 수면 저호흡을 판단하기위해 단계(907)로 진행한다.The operation method of the data processing device returns to step 902 if the corresponding case is satisfied, and if not satisfied with the corresponding case, detects sleep apnea as a determination target and proceeds to step 904 or determines sleep hypoventilation. To proceed to step 907.

단계(904)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 무호흡 지속시간(A_Delta)이 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 해당하는지 판단한다.In step 904, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention determines whether the apnea duration A_Delta exceeds the critical time of 10 seconds.

데이터 처리 장치의 동작 방법은 해당 경우에 만족하는 경우에는 단계(905)에서 호흡 이벤트 구간을 수면 무호흡 구간으로 감지하면서 해당 절차를 종료한다.In the operation method of the data processing device, when the corresponding case is satisfied, the corresponding procedure is terminated while detecting the breathing event interval as the sleep apnea interval in step 905 .

한편, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 해당 경우에 만족하지 않는 경우에는 무호흡 지속시간(A_Delta)을 0으로 판단하여 단계(902)로 돌아간다.Meanwhile, if the operating method of the data processing device is not satisfied with the corresponding case, the apnea duration A_Delta is determined to be 0 and returns to step 902.

단계(907)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 변수(Mag)가 임계 값(Mth)을 70으로 나눈 값 미만이면서 변수(Delta)와 저호흡 지속시간(H_Delta)의 합이 저호흡 지속시간(H_Delta)과 동일한 경우에 해당하는지 판단한다.In step 907, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention is that the variable Mag is less than the value obtained by dividing the threshold value Mth by 70, and the variable Delta and hypopnea duration H_Delta It is determined whether the sum is equal to the hypoventilation duration (H_Delta).

데이터 처리 장치의 동작 방법은 해당 경우에 만족하는 경우에는 단계(902)로 돌아가고, 해당 경우에 만족하지 않는 경우에는 수면 저호흡의 판단 대상으로 감지하고 단계(908)로 진행하거나 단계(911)로 진행한다.The operation method of the data processing device returns to step 902 if the corresponding case is satisfied, and if the corresponding case is not satisfied, it is detected as an object of determination of sleep hypoventilation and proceeds to step 908 or step 911. proceed

단계(908)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 저호흡 지속시간(H_Delta)이 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 해당하는지 판단한다.In step 908, the operation method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention determines whether the hypoventilation duration (H_Delta) corresponds to a case in which the critical time exceeds 10 seconds.

데이터 처리 장치의 동작 방법은 해당 경우에 만족하는 경우에는 단계(909)에서 호흡 이벤트 구간을 수면 저호흡 구간으로 감지하면서 해당 절차를 종료한다.In the operation method of the data processing device, when the corresponding case is satisfied, the corresponding procedure is terminated while detecting the breathing event interval as the sleep hypoventilation interval in step 909 .

한편, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 해당 경우에 만족하지 않는 경우에는 저호흡 지속시간(H_Delta)을 0으로 판단하여 단계(902)로 돌아간다.On the other hand, if the operating method of the data processing device is not satisfied with the corresponding case, it determines the hypoventilation duration (H_Delta) as 0 and returns to step 902.

단계(911)에서 데이터 처리 장치의 동작 방법은 호흡 이벤트 구간을 정상 호흡 구간 또는 RERA 구간으로 감지하여 해당절차를 종료한다.In step 911, the operation method of the data processing device detects the breathing event section as a normal breathing section or a RERA section and ends the corresponding procedure.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치의 동작 방법이 신호 변동의 계산 및 신호 정규화를 이용하여 수면상태 구간 중 RERA 상태 구간을 감지하는 알고리즘을 이용하는 실시예를 예시한다.10 illustrates an embodiment in which an operating method of a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention uses an algorithm for detecting a RERA state section among sleep state sections by using signal fluctuation calculation and signal normalization. foreshadow

본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치의 동작 방법은 도 7에서 설명된 신호 처리 단계는 이미 수행한 이후에 도 10에서 설명되는 실시예를 수행할 수 있다.In the method of operating a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention, the embodiment described in FIG. 10 may be performed after the signal processing step described in FIG. 7 has already been performed.

도 10을 참고하면, 단계(1001)에서 데이터 처리 장치의 동작 방법은 수면 다원 검사의 신호데이터를 수집한다.Referring to FIG. 10 , in step 1001, the method of operating the data processing device collects signal data of polysomnography.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터를 수집한다.That is, the operating method of the data processing device collects signal data detected by polysomnography.

여기서, 수집되는 신호데이터는 비압 센서(Nasal pressure sensor)의 신호데이터, 온도 센서(Thermistor Sensor)의 신호데이터, 산소 포화도(oxygen saturation)의 신호데이터 및 각성 신호데이터 중 적어도 하나의 신호데이터를 포함할 수 있다.Here, the collected signal data may include at least one signal data of signal data of a nasal pressure sensor, signal data of a temperature sensor, signal data of oxygen saturation, and arousal signal data. can

단계(1002)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 신호데이 중 비압 센서에 기반한 호흡 신호를 미분하고, 미분된 호흡 신호의 절대 값을 RERA 구간 판단 데이터(flatten)로 처리한다.In step 1002, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention differentiates the respiration signal based on the nasal pressure sensor during the signal day, and processes the absolute value of the differentiated respiration signal as RERA section determination data (flatten). do.

단계(1003)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 호흡 이벤트 구간 이전의 복수의 신호 변동에 대한 평균값에 해당하는 임계값(Mth)을 설정한다.In step 1003, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention sets a threshold value (M th ) corresponding to an average value of a plurality of signal fluctuations before the respiratory event section.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 제1 후보 신호 데이터와 제2 후보 신호 데이터를 비교하여 호흡 이벤트 구간에서의 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지하고, AASM(American Academy of Sleep Medicine) 표준을 참고하여 신호 변동의 최대 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth)을 신호 변동의 임계 값(Mth)으로 설정할 수 있다.That is, the operating method of the data processing apparatus compares the first candidate signal data and the second candidate signal data to detect the amplitude and duration of the signal in the respiratory event section, and AASM (American Academy of Sleep). Medicine) standard, the threshold value (M th ) corresponding to the average value of up to three signal fluctuations can be set as the threshold value (M th ) of the signal fluctuation.

단계(1004)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 호흡 이벤트 구간의 신호 변동 관련 변수(Mag) 및 지속시간(duration) 관련 변수(Delta)를 계산한다.In step 1004, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention calculates a signal variation related variable (Mag) and a duration related variable (Delta) of the respiratory event section.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag)을 계산하고, 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta)를 계산할 수 있다.That is, the operating method of the data processing apparatus calculates a value (Mag) obtained by subtracting the odd number from the even number of the number of signal fluctuations in the first candidate signal data, and the number of durations in the second candidate signal data. You can calculate the value (Delta) excluding the odd number from the even number for .

단계(1005)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 무호흡 구간 및 저호흡 구간을 감지한다.In step 1005, the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention detects an apneic interval and hypopnea interval.

즉, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 도 9에서의 단계(903) 내지 단계(909)를 진행하여 무호흡 구간 및 저호흡 구간을 감지한다.That is, the operation method of the data processing apparatus proceeds from step 903 to step 909 in FIG. 9 to detect the apneic interval and the hypoventilated interval.

단계(1006)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 정상 호흡 구간과 RERA 구간을 구분 감지하기 위해 변수(Mag)가 임계 값(Mth)을 70으로 나눈 값 및 임계 값(Mth) 미만이면서, RERA 구간 판단 데이터가 평탄화 임계 값에 해당하는 임계 전압(Vth)의 미만이고, 변수(Delta)와 저호흡 지속시간(H_Delta)의 합이 저호흡 지속시간(H_Delta)과 동일한지 여부를 판단한다.In step 1006, in the operating method of the data processing apparatus according to an embodiment of the present invention, a variable (Mag) is a threshold value (M th ) divided by 70 and a threshold value in order to distinguish and detect a normal breathing section and a RERA section. (M th ), the RERA interval judgment data is less than the threshold voltage (V th ) corresponding to the flattening threshold, and the sum of the variable (Delta) and the hypoventilation duration (H_Delta) is the hypoventilation duration (H_Delta) Determine whether it is the same as

데이터 처리 장치의 동작 방법은 상술한 조건에 만족할 경우에는 단계(1005)로 돌아가서 무호흡 구간 및 저호흡 구간 중 하나인지 다시한번 판단한다.When the above conditions are satisfied, the operation method of the data processing device returns to step 1005 and determines whether it is one of an apneic interval and a hypoventilated interval.

단계(1007)에서 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 저호흡 변수(H_Delta)가 10초 보다 작은 경우에 RERA 구간으로 감지하거나 정상 호흡 구간으로 감지할 수 있다. 여기서, 저호흡 변수(H_Delta)는 저호흡 지속시간(H_Delta)과 동일하다.In step 1007, in the method of operating the data processing device according to an embodiment of the present invention, when the hypoventilation variable H_Delta is less than 10 seconds, it may be detected as a RERA interval or a normal breathing interval. Here, the hypopnea variable (H_Delta) is equal to the hypopnea duration (H_Delta).

또한, 데이터 처리 장치의 동작 방법은 저호흡 변수(H_Delta)가 10초 보다 클 경우에는 저호흡 변수(H_Delta)가 0이라고 판단하여 단계(1005)로 돌아가서 무호흡 구간 및 저호흡 구간 중 하나인지 다시한번 판단할 수 도 있다.In addition, the operation method of the data processing device determines that the hypopnea variable (H_Delta) is 0 when the hypopnea variable (H_Delta) is greater than 10 seconds and returns to step 1005 to determine whether it is one of the apneic interval and the hypopnea interval. can also judge.

예를 들어, 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 방법은 수면다원검사에 따른 호흡 이벤트 구간을 감지하기 위한 데이터 처리 방법을 포함할 수 있다.For example, a data processing method for automatically determining a sleep state may include a data processing method for detecting a breathing event section according to polysomnography.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치에서 신호데이터를 처리하여 감지한 수면상태 구간의 표시하는 화면에 대한 예시를 설명하는 도면이다.11 is a diagram illustrating an example of a screen displaying a detected sleep state section by processing signal data in a data processing apparatus for automatically determining a sleep state according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참고하면, 출력 화면(1100)은 수면다원검사 데이터에 대한 파형을 출력하면서 결과를 함께 텍스트 컨텐츠로 제공할 수 있다.Referring to FIG. 11 , the output screen 1100 may output the waveform of the polysomnography data and provide the result as text content.

수면상태 자동 판정을 위한 데이터 처리 장치는 출력 화면(1100)에서 영역(1101)을 통해 저호흡 구간을 감지한 것을 표시하면서, 영역(1102)을 통해 호흡 이벤트 종류, 시작 시간, 종료 시간 및 지속 시간을 함께 텍스트 컨텐츠로 제공할 수 있다.The data processing device for automatic determination of the sleep state displays the detected hypoventilation section through the area 1101 on the output screen 1100, and the type of breathing event, start time, end time, and duration of the breathing event through the area 1102. can be provided together as text content.

따라서, 본 발명은 수면 무호흡 및 저호흡 신호를 정확하게 감지하고, RERA(Respiratory Effort Related arousal)를 발생시킬 수 있는 호흡 신호를 감지한 결과를 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention can accurately detect sleep apnea and hypoventilation signals and provide a result of detecting a breathing signal capable of generating respiratory effort related arousal (RERA).

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The devices described above may be implemented as hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of software. For convenience of understanding, there are cases in which one processing device is used, but those skilled in the art will understand that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it can include. For example, a processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, which configures a processing device to operate as desired or processes independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be any tangible machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, intended to be interpreted by or provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed on networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

100: 데이터 처리 장치
110: 신호데이터 처리부 120: 수면상태 감지 처리부
100: data processing unit
110: signal data processing unit 120: sleep state detection processing unit

Claims (14)

수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터에서 호흡 신호를 추출하고, 상기 추출된 호흡 신호에서 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간에 대하여 신호 변동(signal excursion) 계산 결과를 제1 후보 신호데이터 및 상기 신호 변동 계산 결과에 대한 정규화 처리 결과에 따른 지속시간(duration) 계산 결과를 제2 후보 신호데이터로 처리하는 신호데이터 처리부; 및
상기 처리된 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag), 상기 처리된 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta), 수면 무호흡(apena) 지속시간의 수, 수면 저호흡(hypopnea) 지속시간의 수, 상기 신호 변동의 적어도 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth) 및 임계 시간을 이용하여 상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 수면상태 감지 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
A respiration signal is extracted from signal data detected by polysomnography, and a result of calculating a signal excursion for a respiratory event section determined from the extracted respiration signal is calculated as first candidate signal data and the signal excursion. a signal data processing unit for processing a duration calculation result according to a normalization processing result for the calculation result as second candidate signal data; and
A value (Mag) obtained by subtracting the odd number from the even number of the number of signal fluctuations in the processed first candidate signal data, and the even number of the number of durations in the processed second candidate signal data. A threshold value (M th ) corresponding to the average value of at least three of the above signal fluctuations, the number of sleep apnea durations, the number of sleep hypopnea durations, and the value excluding odd numbers (Delta). And using the threshold time, the determined respiratory event section is selected as one of a sleep apnea section, a sleep hypopnea section, a Respiratory Effort Related Arousal (RERA) section, and a normal breathing section. Characterized in that it comprises a sleep state detection processing unit for detecting
data processing unit.
제1항에 있어서,
상기 수면상태 감지 처리부는 수면 무호흡 구간 감지부, 수면 저호흡 구간 감지부 및 RERA 구간 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
According to claim 1,
Characterized in that the sleep state detection processing unit includes a sleep apnea interval detection unit, a sleep hypoventilation interval detection unit, and a RERA interval detection unit
data processing unit.
제2항에 있어서,
상기 수면상태 감지 처리부는 상기 제1 후보 신호 데이터와 상기 제2 후보 신호 데이터를 비교하여 상기 결정된 호흡 이벤트 구간에서의 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지하고, AASM(American Academy of Sleep Medicine) 표준을 참고하여 상기 신호 변동의 적어도 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth)을 상기 감지된 크기의 수를 신호 변동의 임계 값(Mth)으로 설정하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
According to claim 2,
The sleep state detection processing unit compares the first candidate signal data and the second candidate signal data, detects the amplitude and duration of the signal in the determined breathing event section, and AASM (American Academy of Sleep Medicine) standard, the threshold value (M th ) corresponding to the average value of at least three of the signal fluctuations is set as the threshold value (M th ) of the signal fluctuations by the number of detected magnitudes.
data processing unit.
제3항에 있어서,
상기 수면 무호흡 구간 감지부는 상기 값(Mag)이 상기 임계 값(Mth)을 10으로 나눈 값 미만이 아니면서 상기 값(Delta)과 무호흡 지속시간(A_Delta)의 합이 상기 무호흡 지속시간(A_Delta)과 동일하지 않은 경우에 수면 무호흡의 판단 대상으로 감지하고, 상기 무호흡 지속시간(A_Delta)이 상기 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 상기 결정된 호흡 이벤트 구간을 상기 수면 무호흡 구간으로 감지하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
According to claim 3,
The sleep apnea interval detection unit determines that the sum of the value (Delta) and the apnea duration (A_Delta) is the apnea duration (A_Delta) unless the value (Mag) is less than the value obtained by dividing the threshold value (M th ) by 10. If it is not equal to , it is detected as a determination target for sleep apnea, and when the apnea duration (A_Delta) exceeds the critical time of 10 seconds, the determined breathing event section is detected as the sleep apnea section. Characterized in that doing
data processing unit.
제3항에 있어서,
상기 수면 저호흡 구간 감지부는 상기 값(Mag)이 상기 임계 값(Mth)을 70으로 나눈 값 미만이 아니면서, 상기 값(Delta)과 저호흡 지속시간(H_Delta)의 합이 상기 저호흡 지속시간(H_Delta)과 동일하지 않은 경우에 수면 저호흡의 판단 대상으로 감지하고, 상기 저호흡 지속시간(H_Delta)이 상기 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 상기 결정된 호흡 이벤트 구간을 상기 수면 저호흡 구간으로 감지하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
According to claim 3,
The sleep hypoventilation interval detector unit detects that the value (Mag) is not less than the value obtained by dividing the threshold value (M th ) by 70, and the sum of the value (Delta) and the hypoventilation duration (H_Delta) is the hypoventilation duration When the time (H_Delta) is not the same, sleep hypoventilation is detected as a determination target, and when the hypopnea duration (H_Delta) exceeds the threshold time of 10 seconds, the determined breathing event section is set as the sleep hypoventilation. Characterized in that it detects as a section
data processing unit.
제1항에 있어서,
상기 신호데이터 처리부는 신호데이터 수집부, 신호데이터 추출부 및 신호데이터 가공부를 포함하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
According to claim 1,
The signal data processing unit comprises a signal data collection unit, a signal data extraction unit and a signal data processing unit.
data processing unit.
제6항에 있어서,
상기 신호데이터 수집부는 비압 센서(Nasal pressure sensor)의 신호데이터, 온도 센서(Thermistor Sensor)의 신호데이터, 산소 포화도(oxygen saturation)의 신호데이터 및 각성 신호데이터 중 적어도 하나의 신호데이터를 상기 수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터로 수집하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
According to claim 6,
The signal data collection unit transmits at least one signal data of signal data of a nasal pressure sensor, signal data of a thermistor sensor, signal data of oxygen saturation, and arousal signal data to the polysomnography test. Characterized in that for collecting the signal data detected by
data processing unit.
제7항에 있어서,
상기 신호데이터 추출부는 상기 수집된 신호데이터를 저주파 필터링(low pass filtering) 및 DC 성분 제거(DC cancelling)의 신호 전처리 이후 호흡 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
According to claim 7,
Characterized in that the signal data extraction unit extracts a respiration signal after signal preprocessing of low pass filtering and DC canceling of the collected signal data
data processing unit.
제8항에 있어서,
상기 신호데이터 가공부는 상기 추출된 호흡 신호에서 양(positive)의 피크 신호 및 음(negative)의 피크 신호를 추출하여 상기 추출된 호흡 신호에서의 호흡 이벤트 구간을 결정하고, 상기 결정된 호흡 이벤트 구간에 대한 신호 변동(signal excursion)을 계산하여 상기 양의 피크 신호에 해당하는 양의 신호 변동 수와 상기 음의 피크 신호에 해당하는 음의 신호 변동 수에 대한 상기 제1 후보 신호 데이터로 처리하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
According to claim 8,
The signal data processing unit extracts a positive peak signal and a negative peak signal from the extracted respiration signal to determine a respiratory event section in the extracted respiration signal, and for the determined respiratory event section A signal excursion is calculated and processed into the first candidate signal data for the number of positive signal excursions corresponding to the positive peak signal and the number of negative signal excursions corresponding to the negative peak signal. doing
data processing unit.
제9항에 있어서,
상기 신호데이터 가공부는 상기 계산된 신호 변동에 대한 정규화 처리를 진행한 후, 상기 정규화 처리된 신호 변동에 대한 양의 피크 신호 및 음의 피크 신호를 추출하여 상기 제2 후보 신호 데이터로 처리하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치.
According to claim 9,
The signal data processing unit normalizes the calculated signal fluctuations, and then extracts a positive peak signal and a negative peak signal for the normalized signal fluctuations and processes them as the second candidate signal data. to be
data processing unit.
수면다원검사에 의해서 검출되는 신호데이터에서 호흡 신호를 추출하는 단계;
상기 추출된 호흡 신호에서 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간에 대하여 신호 변동(signal excursion) 계산 결과를 제1 후보 신호데이터 및 상기 신호 변동 계산 결과에 대한 정규화 처리 결과에 따른 지속시간(duration) 계산 결과를 제2 후보 신호데이터로 처리하는 단계; 및
상기 처리된 제1 후보 신호데이터에서의 신호 변동의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Mag), 상기 처리된 제2 후보 신호데이터에서의 지속시간의 개수에 대한 짝수의 수에서 홀수의 수를 제외한 값(Delta), 수면 무호흡(apena) 지속시간의 수, 수면 저호흡(hypopnea) 지속시간의 수, 상기 신호 변동의 적어도 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth) 및 임계 시간을 이용하여 상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치의 동작 방법.
extracting a breathing signal from signal data detected by polysomnography;
The duration calculation result according to the normalization process result of the signal excursion calculation result for the first candidate signal data and the signal excursion calculation result for the respiratory event section determined from the extracted respiratory signal. processing as second candidate signal data; and
A value (Mag) obtained by subtracting the odd number from the even number of the number of signal fluctuations in the processed first candidate signal data, and the even number of the number of durations in the processed second candidate signal data. A threshold value (M th ) corresponding to the average value of at least three of the above signal fluctuations, the number of sleep apnea durations, the number of sleep hypopnea durations, and the value excluding odd numbers (Delta). And using the threshold time, the determined respiratory event section is selected as one of a sleep apnea section, a sleep hypopnea section, a Respiratory Effort Related Arousal (RERA) section, and a normal breathing section. Characterized in that it comprises the step of detecting
A method of operating a data processing device.
제11항에 있어서,
상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 단계는,
상기 제1 후보 신호 데이터와 상기 제2 후보 신호 데이터를 비교하여 상기 결정된 호흡 이벤트 구간에서의 신호의 크기(amplitude) 및 지속시간(duration)을 감지하고, AASM(American Academy of Sleep Medicine) 표준을 참고하여 상기 신호 변동의 적어도 세개에 대한 평균 값에 해당하는 임계 값(Mth)을 상기 감지된 크기의 수를 신호 변동의 임계 값(Mth)으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치의 동작 방법.
According to claim 11,
The step of detecting the determined respiratory event section as any one sleep state section among a sleep apnea section, a sleep hypopnea section, a Respiratory Effort Related Arousal (RERA) section, and a normal breathing section,
The first candidate signal data and the second candidate signal data are compared to detect the amplitude and duration of the signal in the determined respiratory event interval, and refer to AASM (American Academy of Sleep Medicine) standards. And setting a threshold value (M th ) corresponding to an average value of at least three of the signal fluctuations as the threshold value (M th ) of the signal fluctuations by the number of detected magnitudes.
A method of operating a data processing device.
제12항에 있어서,
상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 단계는,
상기 값(Mag)이 상기 임계 값(Mth)을 10으로 나눈 값 미만이 아니면서 상기 값(Delta)과 무호흡 지속시간(A_Delta)의 합이 상기 무호흡 지속시간(A_Delta)과 동일하지 않은 경우에 상기 무호흡 지속시간(A_Delta)이 상기 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 상기 결정된 호흡 이벤트 구간을 상기 수면 무호흡 구간으로 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치의 동작 방법.
According to claim 12,
The step of detecting the determined respiratory event section as any one sleep state section among a sleep apnea section, a sleep hypopnea section, a Respiratory Effort Related Arousal (RERA) section, and a normal breathing section,
If the value (Mag) is not less than the value obtained by dividing the threshold value (M th ) by 10 and the sum of the value (Delta) and the apnea duration (A_Delta) is not equal to the apnea duration (A_Delta) And detecting the determined breathing event section as the sleep apnea section when the apnea duration (A_Delta) exceeds the threshold time of 10 seconds.
A method of operating a data processing device.
제12항에 있어서,
상기 결정된 호흡 이벤트(respiratory event) 구간을 수면 무호흡(apena) 구간, 수면 저호흡(hypopnea) 구간, RERA(Respiratory Effort Related Arousal) 구간 및 정상 호흡 구간 중 어느 하나의 수면상태 구간으로 감지하는 단계는,
상기 값(Mag)이 상기 임계 값(Mth)을 70으로 나눈 값 미만이 아니면서, 상기 값(Delta)과 저호흡 지속시간(H_Delta)의 합이 상기 저호흡 지속시간(H_Delta)과 동일하지 않은 경우에 상기 저호흡 지속시간(H_Delta)이 상기 임계 시간인 10초를 초과하는 경우에 상기 결정된 호흡 이벤트 구간을 상기 수면 저호흡 구간으로 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
데이터 처리 장치의 동작 방법.
According to claim 12,
The step of detecting the determined respiratory event section as any one sleep state section among a sleep apnea section, a sleep hypopnea section, a Respiratory Effort Related Arousal (RERA) section, and a normal breathing section,
While the value (Mag) is not less than the value obtained by dividing the threshold value (M th ) by 70, the sum of the value (Delta) and the hypopnea duration (H_Delta) is not equal to the hypoventilation duration (H_Delta) And detecting the determined breathing event section as the sleep hypopnea section when the hypoventilation duration (H_Delta) exceeds the threshold time of 10 seconds.
A method of operating a data processing device.
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