KR20240039650A - Blood pressure estimation method and device using wearable device - Google Patents

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KR20240039650A
KR20240039650A KR1020220118033A KR20220118033A KR20240039650A KR 20240039650 A KR20240039650 A KR 20240039650A KR 1020220118033 A KR1020220118033 A KR 1020220118033A KR 20220118033 A KR20220118033 A KR 20220118033A KR 20240039650 A KR20240039650 A KR 20240039650A
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황운주
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Abstract

본 발명은 웨어러블 디바이스를 이용한 혈압 추정 방법 및 혈압 추정 장치로서, 대상자가 착용한 웨어러블 기기를 통해 광전용적맥파(PPG) 신호를 측정하고, 심장의 수축 및 이완 동작과 광전용적맥파 신호 간의 상관 관계에 따른 특성을 통해 대상자의 혈압을 추정하는 기술을 개시한다.The present invention is a blood pressure estimation method and blood pressure estimation device using a wearable device, which measures a photoplethysmographic pulse wave (PPG) signal through a wearable device worn by a subject, and determines the correlation between the contraction and relaxation movements of the heart and the photoplethysmographic pulse wave signal. A technology for estimating a subject's blood pressure based on the following characteristics is disclosed.

Description

웨어러블 기기를 이용한 혈압 추정 방법 및 혈압 추정 장치{Blood pressure estimation method and device using wearable device}Blood pressure estimation method and device using wearable device}

본 발명은 웨어러블 디바이스를 이용한 혈압 추정 방법 및 혈압 추정 장치로서, 보다 상세하게는 대상자가 착용한 웨어러블 기기를 통해 광전용적맥파(PPG) 신호를 측정하고, 심장의 수축 및 이완 동작과 광전용적맥파 신호 간의 상관 관계에 따른 특성을 통해 대상자의 혈압을 추정하는 기술에 대한 것이다.The present invention is a blood pressure estimation method and blood pressure estimation device using a wearable device. More specifically, the present invention measures a photoplethysmographic pulse wave (PPG) signal through a wearable device worn by a subject, and measures the contraction and relaxation movements of the heart and the photoplethysmographic pulse wave signal. It is about a technology to estimate a subject's blood pressure through the characteristics of the correlation between the subjects.

혈압을 측정하는 종래 기술의 일례로서, 심전도(ECG : electrocardiogram) 신호를 이용하여 혈압을 측정할 수 있다. ECG는 심장 박동에서 주기적으로 발생하는 전기적 신호를 측정하고 그 변화를 그래프적으로 나타낸 것으로서, 그래프 분석을 통해 수축기와 이완기 혈압을 측정할 수 있다.As an example of a conventional technique for measuring blood pressure, blood pressure can be measured using an electrocardiogram (ECG) signal. ECG measures electrical signals that occur periodically during heartbeat and displays the changes graphically. Systolic and diastolic blood pressure can be measured through graph analysis.

이러한 방식의 경우, 심전도 신호를 수집하기 위해서는 두 개의 전극이 심장을 경유하는 구조가 되도록 폐루프를 형성하여야 한다. 이는 피검자가 의도적으로 측정을 시도해야만 혈압 측정이 가능하게 되므로, 일상 생활 중에 혈압 측정을 위한 데이터를 연속적으로 수집할 수 없는 단점이 있다.In this method, in order to collect electrocardiogram signals, a closed loop must be formed so that two electrodes pass through the heart. This has the disadvantage of not being able to continuously collect data for blood pressure measurement during daily life because blood pressure can be measured only when the subject intentionally attempts to measure it.

다른 종래기술의 일례로서, 심전도(ECG)와 광전용적맥파(PPG : photoplethysmography)를 동시에 사용하는 방법이 있다. 이 방식의 경우, ECG의 Q-Peak 지점부터 PPG의 Peak 지점까지의 시간차 정보를 이용하여 혈압을 측정할 수 있다. 이를 위해 피검자는 ECG 측정 장치와 PPG 측정 장치를 모두 착용해야 된다. 피검자는 ECG 측정 장치와 PPG 측정 장치 각각을 신체에 착용하거나 또는 큰 부피의 통합된 장치를 착용하여야 하는 불편함이 있다. 또한 ECG 측정을 위해 폐루프를 형성해야 하므로 일상 생활 중에 데이터를 수집할 수 없는 단점이 있다.As an example of another prior art, there is a method of simultaneously using electrocardiogram (ECG) and photoplethysmography (PPG). In this method, blood pressure can be measured using the time difference information from the Q-Peak point of the ECG to the Peak point of the PPG. For this purpose, the subject must wear both an ECG measurement device and a PPG measurement device. There is an inconvenience in that the subject must wear the ECG measurement device and the PPG measurement device separately on the body or wear a large, integrated device. Additionally, since a closed loop must be formed to measure ECG, there is a disadvantage in that data cannot be collected during daily life.

한국 특허등록공보 제10-2362454호Korean Patent Registration No. 10-2362454 한국 특허등록공보 제10-1503604호Korean Patent Registration No. 10-1503604

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 광전용적맥파(PPG) 신호만을 이용하여 혈압을 추정함으로써, 보다 쉽고 편리하게 혈압 측정이 가능한 방안을 제시하고자 한다.The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, and aims to propose a method for measuring blood pressure more easily and conveniently by estimating blood pressure using only photoplethysmographic (PPG) signals.

특히, 종래기술의 경우, 혈압 측정을 위해서는 피검자가 양손 등으로 측정 기기에 접촉하여 측정을 수행하거나 다수의 측정 장치 또는 부피가 큰 측정 장치를 착용해야 하는 불편함을 해결하고자 한다.In particular, in the case of the prior art, in order to measure blood pressure, the subject seeks to solve the inconvenience of having to contact the measuring device with both hands, etc. to perform the measurement or wearing multiple measuring devices or bulky measuring devices.

나아가서 종래기술의 경우, 혈압 측정을 위해서는 피검자가 의도적으로 측정 장치를 통해 측정을 수행하여야 하므로 일상 생활 중에 무의식적으로 지속적인 혈압 측정 데이터를 수집하는 것이 불가능한 문제를 해결하고자 한다. Furthermore, in the case of the prior art, in order to measure blood pressure, the subject must intentionally perform measurement using a measuring device, so it is intended to solve the problem that it is impossible to unconsciously and continuously collect blood pressure measurement data during daily life.

본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다. The object of the present invention is not limited to the above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description.

본 발명에 따른 혈압 추정 방법의 일실시예는, 혈압 추정 장치가, 대상자의 광전용적맥파(PPG) 신호를 획득하는 PPG 신호 획득 단계; 상기 혈압 추정 장치가, 상기 PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 피크 레벨을 설정하고, 상기 PPG 신호에서 풋 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 풋 레벨을 설정하는 레벨 설정 단계; 및 상기 혈압 추정 장치가, 상기 피크 레벨과 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨의 변화량을 기초로 상기 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 상기 풋 레벨과 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨의 변화량을 기초로 상기 대상자의 수축기 혈압을 추정하는 혈압 추정 단계를 포함할 수 있다.One embodiment of the blood pressure estimation method according to the present invention includes a PPG signal acquisition step in which the blood pressure estimation device acquires a photoplethysmographic (PPG) signal of a subject; A level setting step in which the blood pressure estimating device sets a peak level as an average value of values included in a peak detection range in the PPG signal and sets a foot level as an average value of values included in a foot detection range in the PPG signal; And the blood pressure estimation device estimates the diastolic blood pressure of the subject based on the amount of change in the peak level compared to the peak level and the peak reference value, and estimates the subject's diastolic blood pressure based on the amount of change in the foot level compared to the foot level and the foot reference value. It may include a blood pressure estimation step of estimating the systolic blood pressure.

바람직하게는 상기 혈압 추정 장치가, 상기 대상자를 대상으로 최초 산출된 피크 레벨 및 풋 레벨과 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 대비하여 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정하는 추정 기준 설정 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the blood pressure estimation device is an estimation standard for setting a peak reference value and a foot reference value by comparing the peak level and foot level initially calculated for the subject with the diastolic blood pressure and systolic blood pressure of the subject measured through a medical device. Additional setup steps may be included.

일례로서, 상기 추정 기준 설정 단계는, 상기 혈압 추정 장치가, 상기 대상자를 대상으로 1차로 산출된 1차 피크 레벨 및 1차 풋 레벨을 상기 1차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 1차 이완기 혈압 및 1차 수축기 혈압과 대비하여 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정하는 추정치 설정 단계; 상기 혈압 추정 장치가, 상기 대상자를 대상으로 2차로 산출된 2차 피크 레벨 및 2차 풋 레벨을 상기 1차 피크 레벨 및 상기 1차 풋 레벨과 대비하여 피크 기준 변화치 및 풋 기준 변화치를 산출하고, 상기 2차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 2차 이완기 혈압 및 2차 수축기 혈압을 상기 1차 이완기 혈압 및 상기 1차 수축기 혈압과 대비하여 이완기 기준 변화치 및 수축기 기준 변환치를 산출하는 변화치 산출 단계; 및 상기 혈압 추정 장치가, 상기 피크 기준 변화치에 상기 이완기 기준 변화치를 매칭시켜 피크 변화 스케일을 설정하고, 상기 풋 기준 변화치에 상기 수축기 기준 변화치를 매칭시켜 풋 변화 스케일을 설정하는 스케일 설정 단계를 포함할 수 있다.As an example, in the estimation standard setting step, the blood pressure estimation device first calculates the first peak level and first foot level for the subject with the first peak level and first foot level measured through a medical device at the time of calculating the first level. An estimate setting step of setting a peak reference value and a foot reference value in comparison with the subject's first diastolic blood pressure and first systolic blood pressure; The blood pressure estimation device calculates a peak reference change value and a foot reference change value by comparing the second peak level and the second foot level calculated for the subject with the first peak level and the first foot level, At the time of calculation of the second level, the subject's secondary diastolic blood pressure and secondary systolic blood pressure measured through a medical device are compared with the primary diastolic blood pressure and primary systolic blood pressure to calculate the diastolic reference change value and systolic reference conversion value. a change value calculation step; And a scale setting step in which the blood pressure estimation device sets a peak change scale by matching the diastolic reference change value to the peak reference change value, and sets a foot change scale by matching the systolic reference change value with the foot reference change value. You can.

일례로서, 상기 혈압 추정 단계는, 상기 혈압 추정 장치가, 상기 피크 레벨과 상기 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨 변화량을 산출하고, 상기 풋 레벨과 상기 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨 변화량을 산출하는 변화량 산출 단계; 상기 피크 레벨 변화량에 상기 피크 변화 스케일을 적용하여 상기 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 상기 풋 레벨 변화량에 상기 풋 변화 스케일을 적용하여 상기 대상자의 수축기 혈압을 추정하는 혈압 산출 단계를 포함할 수 있다.As an example, in the blood pressure estimation step, the blood pressure estimation device calculates a change in the peak level by comparing the peak level with the peak reference value, and calculates a change in the foot level by comparing the foot level with the foot reference value. step; It may include a blood pressure calculation step of estimating the subject's diastolic blood pressure by applying the peak change scale to the peak level change amount, and estimating the subject's systolic blood pressure by applying the foot change scale to the foot level change amount.

일례로서, 상기 PPG 신호 획득 단계는, 획득된 PPG 신호에서 중간값 필터(Median Filter)를 통해 임펄스 노이즈를 제거하고, 평균값 필터(Mean Filter)를 통해 고주파 노이즈를 제거하여 노이즈가 제거된 PPG 신호를 추출할 수 있다.As an example, the PPG signal acquisition step removes impulse noise from the acquired PPG signal through a median filter, removes high-frequency noise through a mean filter, and produces a PPG signal from which the noise has been removed. It can be extracted.

나아가서 획득된 PPG 신호에서 혈압 추정을 위한 윈도우를 설정하는 윈도우 설정 단계를 더 포함하며, 상기 레벨 설정 단계는, 상기 PPG 신호의 윈도우 상에 존재하는 값을 검출할 수 있다.Furthermore, it further includes a window setting step of setting a window for blood pressure estimation in the obtained PPG signal, and the level setting step can detect a value existing on the window of the PPG signal.

일례로서, 상기 윈도우 설정 단계는, 상기 PPG 신호에서 상기 피크 검출 범위에 포함되는 피크가 기준 피크 개수를 충족하고, 상기 풋 검출 범위에 포함되는 풋이 기준 풋 개수를 충족하는 구간을 윈도우로 설정할 수 있다.As an example, in the window setting step, a section in which the peak included in the peak detection range in the PPG signal satisfies the reference peak number and the foot included in the foot detection range satisfies the reference number of feet may be set as a window. there is.

또한 본 발명에 따른 혈압 추정 장치의 일실시예는, 대상자의 신체에 착용 가능한 웨어러블 기기로서, 상기 대상자의 신체에 광을 조사하고 반사 광을 수신하여 PPG 신호를 획득하는 PPG 신호 획득부; PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 피크 레벨을 설정하고, 상기 PPG 신호에서 풋 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 풋 레벨을 설정하는 레벨 설정부; 및 피크 레벨과 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨의 변화량을 기초로 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 풋 레벨과 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨의 변화량을 기초로 대상자의 수축기 혈압을 추정하는 혈압 추정부를 포함할 수 있다.In addition, one embodiment of the blood pressure estimation device according to the present invention is a wearable device that can be worn on a subject's body, comprising: a PPG signal acquisition unit that irradiates light to the subject's body and receives reflected light to obtain a PPG signal; a level setting unit that sets the peak level as the average of the values included in the peak detection range in the PPG signal and sets the foot level as the average of the values included in the foot detection range in the PPG signal; And a blood pressure estimation unit that estimates the subject's diastolic blood pressure based on the change in the peak level compared to the peak level and the peak reference value, and estimates the subject's systolic blood pressure based on the change in the foot level compared to the foot level and the foot reference value. can do.

바람직하게는 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 입력받고, 대상자를 대상으로 최초 산출된 피크 레벨 및 풋 레벨과 의료기기를 통해 측정된 대상자의 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 대비하여 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정하는 기준치 설정부를 더 포함할 수 있다.Preferably, the subject's diastolic blood pressure and systolic blood pressure measured through a medical device are input, and the peak level and foot level initially calculated for the subject are compared with the subject's diastolic blood pressure and systolic blood pressure measured through the medical device. It may further include a reference value setting unit for setting the peak reference value and the foot reference value.

일례로서, 상기 기준치 설정부는, 상기 대상자를 대상으로 1차로 산출된 1차 피크 레벨 및 1차 풋 레벨을 상기 1차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 1차 이완기 혈압 및 1차 수축기 혈압과 대비하여 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정하며, 상기 대상자를 대상으로 2차로 산출된 2차 피크 레벨 및 2차 풋 레벨을 상기 1차 피크 레벨 및 상기 1차 풋 레벨과 대비하여 피크 기준 변화치 및 풋 기준 변화치를 산출하고, 상기 2차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 2차 이완기 혈압 및 2차 수축기 혈압을 상기 1차 이완기 혈압 및 상기 1차 수축기 혈압과 대비하여 이완기 기준 변화치 및 수축기 기준 변환치를 산출하며, 상기 피크 기준 변화치에 상기 이완기 기준 변화치를 매칭시켜 피크 변화 스케일을 설정하고, 상기 풋 기준 변화치에 상기 수축기 기준 변화치를 매칭시켜 풋 변화 스케일을 설정하며, 상기 혈압 추정부는, 상기 피크 레벨과 상기 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨 변화량을 산출하고, 상기 풋 레벨과 상기 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨 변화량을 산출하고, 상기 피크 레벨 변화량에 상기 피크 변화 스케일을 적용하여 상기 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 상기 풋 레벨 변화량에 상기 풋 변화 스케일을 적용하여 상기 대상자의 수축기 혈압을 추정할 수 있다.As an example, the reference value setting unit may set the first peak level and first foot level calculated for the subject as the first diastolic blood pressure and 1 of the subject measured through a medical device at the time of calculating the first level. The peak reference value and foot reference value are set in comparison with the primary systolic blood pressure, and the second peak level and second foot level calculated for the subject are compared with the first peak level and the first foot level to set the peak standard. Calculate the change value and foot reference change value, and compare the subject's second diastolic blood pressure and second systolic blood pressure measured through a medical device with the first diastolic blood pressure and first systolic blood pressure at the time of calculating the second level. Calculating a diastolic reference change value and a systolic reference change value, setting a peak change scale by matching the diastolic reference change value with the peak reference change value, and setting a foot change scale by matching the systolic reference change value with the foot reference change value, The blood pressure estimation unit calculates a peak level change amount by comparing the peak level with the peak reference value, calculates a foot level change amount by comparing the foot level with the foot reference value, and applies the peak change scale to the peak level change amount. The subject's diastolic blood pressure can be estimated, and the subject's systolic blood pressure can be estimated by applying the foot change scale to the foot level change amount.

일례로서, 상기 PPG 신호 획득부에서 획득된 PPG 신호에서 중간값 필터(Median Filter)를 통해 임퍼스 노이즈를 제거하고, 평균값 필터(Mean Filter)를 통해 고주파 노이즈를 제거하여 노이즈가 제거된 PPG 신호를 추출하는 노이즈 필터링부를 더 포함할 수 있다.As an example, impus noise is removed from the PPG signal acquired by the PPG signal acquisition unit through a median filter, and high-frequency noise is removed through a mean filter to produce a noise-removed PPG signal. It may further include a noise filtering unit for extracting noise.

나아가서 상기 레벨 설정부는, PPG 신호에서 혈압 추정을 위한 윈도우를 설정하고 PPG 신호의 윈도우 상에 존재하는 값을 검출할 수 있다.Furthermore, the level setting unit may set a window for blood pressure estimation in the PPG signal and detect a value existing on the window of the PPG signal.

일례로서, 상기 레벨 설정부는, PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 피크가 기준 피크 개수를 충족하고, 상기 풋 검출 범위에 포함되는 풋이 기준 풋 개수를 충족하는 구간을 윈도우로 설정할 수 있다.As an example, the level setting unit may set a window as a section in which peaks included in the peak detection range of the PPG signal meet the reference number of peaks and feet included in the foot detection range meet the reference number of feet.

이와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명을 통해 광전용적맥파(PPG) 신호만으로 혈압 추정이 가능하므로, 보다 쉽고 편리하게 혈압 측정이 가능하게 된다.According to the present invention, blood pressure can be estimated only with a photoplethysmographic (PPG) signal, making it possible to measure blood pressure more easily and conveniently.

특히, 혈압 측정을 위해서는 피검자가 양손 등으로 측정 기기에 접촉하여 측정을 수행하거나 다수의 측정 장치 또는 부피가 큰 측정 장치를 착용해야 하는 불편함을 해결할 수 있으며, 혈압 측정을 위해서는 피검자가 의도적으로 측정 장치를 통해 측정을 수행하여야 하므로 일상 생활 중에 무의식적으로 지속적인 혈압 측정 데이터를 수집하는 것이 불가능한 문제를 해결할 수 있다.In particular, the inconvenience of having to measure blood pressure by having the subject touch the measuring device with both hands or wear multiple measuring devices or bulky measuring devices can be resolved. In order to measure blood pressure, the subject must intentionally measure the measurement. Since measurements must be performed through a device, it can solve the problem of making it impossible to unconsciously collect continuous blood pressure measurement data during daily life.

나아가서, 대상자의 인종, 피부 두께, 피부 탄성, 나이 등 대상자의 특성에 따른 다양한 요소를 고려하여 피크 검출 범위와 풋 검출 범위가 설정되고, 아울러 해당 대상자에 대응되는 피크 기준치와 풋 기준치가 설정되므로, 대상자에 대한 혈압 추정 정확도를 높일 수 있다.Furthermore, the peak detection range and foot detection range are set considering various factors according to the subject's characteristics, such as the subject's race, skin thickness, skin elasticity, and age, and the peak reference value and foot reference value corresponding to the subject are set, The accuracy of blood pressure estimation for the subject can be improved.

본 발명의 효과는 위에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명에 따른 혈압 추정 장치의 일실시예에 대한 구성도를 도시한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 혈압 추정 장치의 구현예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 혈압 추정 방법의 일실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 혈압 추정 방법에서 PPG 신호를 획득하고 피크 레벨과 풋 레벨을 설정하는 과정에 대한 일실시예의 흐름도를 도시한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명을 통해 PPG 신호에서 피크 검출 범위와 풋 검출 범위에 포함된 값을 검출하는 일례를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 혈압 추정 방법에서 기준치 설정에 대한 일실시예의 흐름도를 도시한다.
Figure 1 shows a configuration diagram of an embodiment of a blood pressure estimation device according to the present invention.
2 and 3 show an implementation example of a blood pressure estimation device according to the present invention.
Figure 4 shows a flow chart of one embodiment of the blood pressure estimation method according to the present invention.
Figure 5 shows a flowchart of an embodiment of the process of acquiring a PPG signal and setting a peak level and a foot level in the blood pressure estimation method according to the present invention.
Figures 6 to 8 show an example of detecting values included in the peak detection range and foot detection range in the PPG signal through the present invention.
Figure 9 shows a flowchart of an embodiment of setting a reference value in the blood pressure estimation method according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or restricted by the embodiments.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.In order to explain the present invention, its operational advantages, and the purpose achieved by practicing the present invention, preferred embodiments of the present invention are illustrated and discussed with reference to them.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.First, the terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention, and singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, in the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명은 대상자가 착용한 웨어러블 기기를 통해 광전용적맥파(PPG : photoplethysmography) 신호를 측정하고, 심장의 수축 및 이완 동작과 광전용적맥파 신호 간의 상관 관계에 따른 특성을 통해 대상자의 혈압을 추정하는 기술을 제시한다.The present invention measures a photoplethysmography (PPG) signal through a wearable device worn by the subject, and estimates the subject's blood pressure through the characteristics of the correlation between the contraction and relaxation movements of the heart and the photoplethysmography signal. presents.

심장이 수축 동작 시 혈관은 혈액량 증가에 의해 광 흡수율이 증가하므로 PPG 신호는 낮은 값을 갖는다. 또한 심장이 이완 동작 시 혈관은 혈액량 감소에 의해 광 흡수율이 감소하므로, PPG 신호는 높은 값을 갖는다. 본 발명에서는 이러한 특성을 이용하여 PPG 신호에서 피크 레벨을 통해 이완기 혈압을 추정할 수 있고 풋 레벨을 통해 수축기 혈압을 추정하는 방안을 제시한다.When the heart contracts, the light absorption rate of blood vessels increases due to an increase in blood volume, so the PPG signal has a low value. Additionally, when the heart relaxes, the light absorption rate of blood vessels decreases due to a decrease in blood volume, so the PPG signal has a high value. Using these characteristics, the present invention proposes a method of estimating diastolic blood pressure through the peak level in the PPG signal and estimating systolic blood pressure through the foot level.

도 1은 본 발명에 따른 혈압 추정 장치의 일실시예에 대한 구성도를 도시하며, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 혈압 추정 장치의 구현예를 도시한다.FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of a blood pressure estimating device according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show an implementation example of the blood pressure estimating device according to the present invention.

혈압 추정 장치(100)는, PPG 신호 획득부(110), 노이즈 필터링부(130), 레벨 설정부(150), 기준치 설정부(170), 혈압 추정부(190) 등을 포함할 수 있다.The blood pressure estimation device 100 may include a PPG signal acquisition unit 110, a noise filtering unit 130, a level setting unit 150, a reference value setting unit 170, a blood pressure estimating unit 190, etc.

일례로서, 혈압 추정 장치(100)는 상기 도 2의 (a)에 도시된 스마트 워치(200a) 등 같은 웨어러블 기기로 구현될 수 있다.As an example, the blood pressure estimation device 100 may be implemented as a wearable device such as the smart watch 200a shown in (a) of FIG. 2 above.

다른 일례로서, 혈압 추정 장치(100)의 PPG 신호 획득부(110)는 상기 도 2의 (b)에 도시된 스마트 워치(210b) 등과 같은 웨어러블 기기로 구현되고 그 이외의 구성들은 스마트폰(230b)에 구현되어, 스마트 워치(210b)와 스마트폰(230b)이 상호 연동하여 혈압 추정 장치(200b)가 구성될 수도 있다. 이러한 스마트 워치에는 PPG 신호를 측정할 수 있는 PPG 센서가 탑재될 수 있다. 상기 도 2는 본 발명에 대한 하나의 일례로서, 스마트 워치 이외에 대상자의 신체에 착용될 수 있는 다양한 웨어러블 기기로 구현될 수 있다.As another example, the PPG signal acquisition unit 110 of the blood pressure estimation device 100 is implemented as a wearable device such as the smart watch 210b shown in (b) of FIG. 2, and other components are implemented as a smart phone 230b. ), the smart watch 210b and the smartphone 230b may be interconnected to form a blood pressure estimation device 200b. These smart watches may be equipped with a PPG sensor that can measure PPG signals. Figure 2 is an example of the present invention, which can be implemented with various wearable devices that can be worn on the subject's body in addition to a smart watch.

PPG 신호 획득부(110)는 대상자에 대한 광전용적맥파(PPG) 신호를 측정할 수 있다. 이를 위해 PPG 신호 획득부(110)는 PPG 센서를 포함할 수 있다.The PPG signal acquisition unit 110 can measure a photoplethysmographic (PPG) signal for the subject. For this purpose, the PPG signal acquisition unit 110 may include a PPG sensor.

PPG 신호 획득부(110)의 PPG 센서는 대상자의 피부와 접촉되는 다양한 웨어러블 기기의 일면에 탑재될 수 있다.The PPG sensor of the PPG signal acquisition unit 110 may be mounted on one surface of various wearable devices that come into contact with the subject's skin.

가령, 도 3과 같이 스마트 워치 형태의 혈압 추정 장치(300)를 적용하는 경우, 대상자 피부와 접촉되는 스마트 워치의 몸체(310) 일면에는 PPG 센서(350)가 탑재될 수 있다. 이러한 웨어러블 기기를 통해 평시에도 대상자가 혈압 측정을 의식하지 않는 상황에서 주기적 또는 선택적으로 대상자에 대한 PPG 신호를 측정할 수 있다.For example, when applying the blood pressure estimating device 300 in the form of a smart watch as shown in FIG. 3, the PPG sensor 350 may be mounted on one side of the body 310 of the smart watch that is in contact with the subject's skin. Through these wearable devices, the PPG signal of a subject can be measured periodically or selectively even in normal times when the subject is not conscious of measuring blood pressure.

PPG 센서는 발광 소자와 수광 소자를 포함하여 대상자의 피부로 광을 방출하고 반사광을 수신하여 PPG 신호를 측정할 수 있다. PPG 센서에서 방출된 광은 동맥 혈관에 도달할 수 있으며, 동맥 혈관에 도달한 광의 일부는 혈액에 흡수되고 일부는 반사될 수 있다. PPG 센서는 동맥 혈관에서 반사된 광을 수신할 수 있다. PPG 신호 획득부(110)는 PPG 센서를 통해 획득된 반사 광을 통해 PPG 신호를 획득할 수 있다. The PPG sensor includes a light-emitting element and a light-receiving element and can measure the PPG signal by emitting light to the subject's skin and receiving reflected light. The light emitted from the PPG sensor may reach the arterial blood vessels, and some of the light that reaches the arterial blood vessels may be absorbed by the blood and some may be reflected. The PPG sensor can receive light reflected from arterial blood vessels. The PPG signal acquisition unit 110 may acquire a PPG signal through reflected light obtained through a PPG sensor.

본 발명에서는 심장의 수축 및 이완 동작과 PPG 신호의 상관 관계가 다음과 같은 특성을 이용하여 혈압을 추정할 수 있다. 심장이 수축 동작 시 혈관은 혈액량 증가에 의해 광 흡수율이 증가하므로, PPG 신호는 낮은 값을 갖는다. 또한 심장이 이완 동작 시 혈관은 혈액량 감소에 의해 광 흡수율이 감소하므로, PPG 신호는 높은 값을 갖는다.In the present invention, blood pressure can be estimated using the following characteristics of the correlation between the contraction and relaxation movements of the heart and the PPG signal. When the heart contracts, the light absorption rate of blood vessels increases due to an increase in blood volume, so the PPG signal has a low value. Additionally, when the heart relaxes, the light absorption rate of blood vessels decreases due to a decrease in blood volume, so the PPG signal has a high value.

PPG 신호 획득부(110)가 PPG 센서를 통해 대상자의 PPG 신호를 획득하는 구체적인 사항은 공지된 다양한 기술이 적용될 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.Since various known technologies may be applied to the specific details of how the PPG signal acquisition unit 110 acquires the subject's PPG signal through the PPG sensor, detailed description will be omitted.

노이즈 필터링부(130)는 PPG 신호에서 노이즈를 제거할 수 있다. PPG 신호 획득부(110)에서 획득된 PPG 신호에는 임펄스 및 고주파 등의 노이즈가 포함되어 있다. 노이즈 필터링부(130)는 PPG 신호에서 이러한 노이즈를 제거할 수 있다. The noise filtering unit 130 can remove noise from the PPG signal. The PPG signal acquired by the PPG signal acquisition unit 110 includes noise such as impulse and high frequency. The noise filtering unit 130 can remove such noise from the PPG signal.

일례로서, 노이즈 필터링부(130)는 중간값 필터(Median Filter)를 통해 임퍼스 노이즈를 제거할 수 있다. 또한 노이즈 필터링부(130)는 평균값 필터(Mean Filter)를 통해 고주파 노이즈를 제거할 수 있다.As an example, the noise filtering unit 130 may remove impus noise through a median filter. Additionally, the noise filtering unit 130 can remove high-frequency noise through a mean filter.

레벨 설정부(150)는 PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 값들을 검출하고 검출된 값들의 평균치로 피크 레벨을 설정하고, PPG 신호에서 풋 검출 범위에 포함되는 값들을 검출하고 검출된 값들의 평균치로 풋 레벨을 설정할 수 있다.The level setting unit 150 detects values included in the peak detection range in the PPG signal and sets the peak level as the average of the detected values, detects values included in the foot detection range in the PPG signal, and sets the average value of the detected values. You can set the foot level with .

일례로서, 레벨 설정부(150)는 PPG 신호에서 혈압 추정을 위한 윈도우를 설정하고 PPG 신호의 윈도우 상에 존재하는 값을 검출할 수 있다.As an example, the level setting unit 150 may set a window for blood pressure estimation in the PPG signal and detect a value existing on the window of the PPG signal.

가령, 레벨 설정부(150)는 PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 피크가 기준 피크 개수를 충족하고, 풋 검출 범위에 포함되는 풋이 기준 풋 개수를 충족하는 구간을 윈도우로 설정할 수 있다. 또는 레벨 설정부(150)는 PPG 신호에서 일정한 시간 동안의 구간을 윈도우 구간으로 설정할 수 있다. For example, the level setting unit 150 may set a window as a section in which peaks included in the peak detection range of the PPG signal meet the reference number of peaks and feet included in the foot detection range meet the reference number of feet. Alternatively, the level setting unit 150 may set a section for a certain period of time in the PPG signal as a window section.

레벨 설정부(150)는 설정된 윈도우 상의 피크 검출 범위에 포함되는 PPG 신호 구간과 풋 검출 범위에 포함되는 PPG 신호 구간을 추출할 수 있다. 그리고 레벨 설정부(150)는 피크 검출 범위에 포함되는 PPG 신호 구간을 적분하고 이에 대한 평균치를 산출하여 이를 피크 레벨로 설정할 수 있다. 또한 레벨 설정부(150)는 풋 검출 범위에 포함되는 PPG 신호 구간을 적분하고 이에 대한 평균치를 산출하여 이를 풋 레벨로 설정할 수 있다.The level setting unit 150 may extract the PPG signal section included in the peak detection range and the PPG signal section included in the foot detection range on the set window. Additionally, the level setting unit 150 may integrate the PPG signal section included in the peak detection range, calculate the average value, and set this as the peak level. Additionally, the level setting unit 150 may integrate the PPG signal section included in the foot detection range, calculate the average value, and set this as the foot level.

기준치 설정부(170)는 의료기기를 통해 측정된 대상자의 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 입력받고, 대상자를 대상으로 최초 산출된 피크 레벨 및 풋 레벨과 의료기기를 통해 측정된 대상자의 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 대비하여 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정할 수 있다.The reference value setting unit 170 receives the subject's diastolic blood pressure and systolic blood pressure measured through a medical device, and inputs the peak level and foot level initially calculated for the subject and the subject's diastolic blood pressure and systolic blood pressure measured through the medical device. In preparation, you can set the peak reference value and put reference value.

일례로서, 기준치 설정부(170)는 대상자를 대상으로 1차로 산출된 1차 피크 레벨 및 1차 풋 레벨을 1차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 대상자의 1차 이완기 혈압 및 1차 수축기 혈압과 대비하여 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정할 수 있다. 또한 대상자를 대상으로 2차로 산출된 2차 피크 레벨 및 2차 풋 레벨을 1차 피크 레벨 및 1차 풋 레벨과 대비하여 피크 기준 변화치 및 풋 기준 변화치를 산출하고, 2차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 대상자의 2차 이완기 혈압 및 2차 수축기 혈압을 1차 이완기 혈압 및 1차 수축기 혈압과 대비하여 이완기 기준 변화치 및 수축기 기준 변환치를 산출할 수 있다. 그리고 기준치 설정부(170)는 피크 기준 변화치에 이완기 기준 변화치를 매칭시켜 피크 변화 스케일을 설정하고, 풋 기준 변화치에 수축기 기준 변화치를 매칭시켜 풋 변화 스케일을 설정할 수 있다.As an example, the reference value setting unit 170 divides the first peak level and first foot level calculated for the subject into the subject's first diastolic blood pressure and first diastolic blood pressure measured through a medical device at the time of calculating the first level. You can set peak and foot reference values compared to systolic blood pressure. In addition, the peak-based change value and foot-based change value are calculated by comparing the second peak level and second foot level calculated for the subject with the first peak level and first foot level, and medical treatment is provided at the time of calculating the second level. By comparing the subject's secondary diastolic blood pressure and secondary systolic blood pressure measured through the device with the primary diastolic blood pressure and primary systolic blood pressure, the diastolic reference change value and systolic reference conversion value can be calculated. The reference value setting unit 170 may set the peak change scale by matching the diastolic reference change value to the peak reference change value, and set the foot change scale by matching the systolic reference change value with the foot reference change value.

혈압 추정부(190)는 피크 레벨과 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨의 변화량을 기초로 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 풋 레벨과 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨의 변화량을 기초로 대상자의 수축기 혈압을 추정할 수 있다.The blood pressure estimation unit 190 estimates the subject's diastolic blood pressure based on the amount of change in the peak level compared to the peak level and the peak reference value, and estimates the subject's systolic blood pressure based on the amount of change in the foot level compared to the foot level and the foot reference value. It can be estimated.

일례로서, 혈압 추정부(190)는 피크 레벨과 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨 변화량을 산출하고, 풋 레벨과 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨 변화량을 산출할 수 있다. 그리고 혈압 추정부(190)는 피크 레벨 변화량에 피크 변화 스케일을 적용하여 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 풋 레벨 변화량에 풋 변화 스케일을 적용하여 대상자의 수축기 혈압을 추정할 수 있다.As an example, the blood pressure estimation unit 190 may calculate the peak level change amount by comparing the peak level and the peak reference value, and calculate the foot level change amount by comparing the foot level and the foot reference value. Additionally, the blood pressure estimation unit 190 may estimate the subject's diastolic blood pressure by applying the peak change scale to the peak level change amount, and may estimate the subject's systolic blood pressure by applying the foot change scale to the foot level change amount.

레벨 설정부(150)가 피크 레벨 및 풋 레벨을 설정하는 구체적인 과정과 혈압 추정부(190)가 피크 레벨의 변화량 및 풋 레벨의 변화량을 기초로 혈압을 추정하는 과정은 이후 구체적인 실시예를 통해 설명하도록 한다.The specific process of the level setting unit 150 setting the peak level and the foot level and the process of the blood pressure estimating unit 190 estimating the blood pressure based on the amount of change in the peak level and the amount of change in the foot level will be described later through specific embodiments. Let's do it.

또한 본 발명에서는 상기에서 살펴본 본 발명에 따른 혈압 추정 장치를 통해 혈압을 추정하는 방법을 제시하는데, 이하에서는 본 발명에 따른 혈압 추정 장치의 실시예를 함께 참조하여 본 발명에 따른 혈압 추정 방법에 대하여 실시예를 통해 살펴보기로 한다.In addition, the present invention presents a method of estimating blood pressure through the blood pressure estimating device according to the present invention described above. Hereinafter, the blood pressure estimating method according to the present invention will be described with reference to embodiments of the blood pressure estimating device according to the present invention. Let's look at it through examples.

도 4는 본 발명에 따른 혈압 추정 방법의 일실시예에 대한 흐름도를 도시한다. Figure 4 shows a flow chart of one embodiment of the blood pressure estimation method according to the present invention.

혈압 추정 장치(100)의 PPG 신호 획득부(110)는 대상자가 의식하지 않는 상황에서 주기적으로 또는 선택적으로 대상자에 대한 PPG 신호를 측정(S100)할 수 있다.The PPG signal acquisition unit 110 of the blood pressure estimation device 100 may periodically or selectively measure the PPG signal for the subject in a situation in which the subject is not conscious (S100).

PPG 신호가 획득되면, 혈압 추정 장치(100)의 레벨 설정부(150)는 PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 피크 레벨을 설정(S200)할 수 있다. 또한 PPG 신호에서 풋 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 풋 레벨을 설정(S300)할 수 있다.When the PPG signal is acquired, the level setting unit 150 of the blood pressure estimation device 100 may set the peak level as the average of the values included in the peak detection range in the PPG signal (S200). Additionally, the foot level can be set (S300) as the average of the values included in the foot detection range in the PPG signal.

그리고 혈압 추정 장치(100)의 혈압 추정부(190)는 피크 레벨과 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨의 변화량을 기초(S400)로 대상자의 이완기 혈압을 추정하고, 풋 레벨과 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨의 변화량을 기초(S400)로 대상자의 수축기 혈압을 추정(S500)할 수 있다.And the blood pressure estimation unit 190 of the blood pressure estimation device 100 compares the peak level and the peak reference value to estimate the subject's diastolic blood pressure based on the change in the peak level (S400), and compares the foot level with the foot reference value to estimate the subject's diastolic blood pressure. The subject's systolic blood pressure can be estimated (S500) based on the change in level (S400).

이러한 본 발명에 따른 혈압 추정 방법의 각 과정에 대하여 보다 구체적인 실시예를 통해 좀더 자세히 설명하도록 한다.Each process of the blood pressure estimation method according to the present invention will be described in more detail through specific examples.

도 5는 본 발명에 따른 혈압 추정 방법에서 PPG 신호를 획득하고 피크 레벨과 풋 레벨을 설정하는 과정에 대한 일실시예의 흐름도를 도시한다.Figure 5 shows a flowchart of an embodiment of the process of acquiring a PPG signal and setting a peak level and a foot level in the blood pressure estimation method according to the present invention.

혈압 추정 장치(100)의 PPG 신호 획득부(110)는 PPG신호를 획득(S110)할 수 있으며, 획득된 PPG 신호는 혈압 추정 장치(100)의 노이즈 필터링부(130)에서 중간값 필터(Median Filter)를 통해 임펄스 노이즈가 제거되고, 평균값 필터(Mean Filter)를 통해 고주파 노이즈가 제거되어 노이즈가 제거(S130)된 PPG 신호로 추출될 수 있다.The PPG signal acquisition unit 110 of the blood pressure estimating device 100 may acquire a PPG signal (S110), and the acquired PPG signal may be filtered using a median filter (Median) in the noise filtering unit 130 of the blood pressure estimating device 100. Impulse noise is removed through a filter, and high-frequency noise is removed through a mean filter, so that the PPG signal can be extracted with the noise removed (S130).

혈압 추정 장치(100)의 레벨 설정부(150)는 PPG 신호에서 혈압 추정을 위한 윈도우를 설정(S210)할 수 있다. The level setting unit 150 of the blood pressure estimation device 100 may set a window for blood pressure estimation in the PPG signal (S210).

일례로서, 혈압 추정 장치(100)의 레벨 설정부(150)는 PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 피크가 기준 피크 개수를 충족하고, 풋 검출 범위에 포함되는 풋이 기준 풋 개수를 충족하는 구간을 윈도우로 설정할 수 있다. 또는 혈압 추정 장치(100)의 레벨 설정부(150)는 PPG 신호에서 일정 시간 동안의 구간을 윈도우로 설정할 수도 있다.As an example, the level setting unit 150 of the blood pressure estimation device 100 sets a section in the PPG signal where the peak included in the peak detection range satisfies the reference peak number and the foot included in the foot detection range satisfies the standard foot number. can be set to Windows. Alternatively, the level setting unit 150 of the blood pressure estimation device 100 may set a section for a certain period of time in the PPG signal as a window.

그리고 혈압 추정 장치(100)의 레벨 설정부(150)는 설정된 윈도우 상에서 피크 검출 범위에 포함된 값들과 풋 검출 범위에 포함된 값들을 검출(S230)할 수 있다.And the level setting unit 150 of the blood pressure estimation device 100 may detect values included in the peak detection range and values included in the foot detection range on the set window (S230).

혈압 추정 장치(100)의 레벨 설정부(150)가 PPG 신호에서 윈도우를 설정하고 피크 검출 범위와 풋 검출 범위에 포함된 값을 검출하는 과정을 도 6 내지 도 8의 일례를 참조하여 설명한다.A process in which the level setting unit 150 of the blood pressure estimation device 100 sets a window in the PPG signal and detects values included in the peak detection range and the foot detection range will be described with reference to examples of FIGS. 6 to 8.

상기 도 6과 같은 노이즈가 제거된 PPG 신호(410)가 획득된 경우, 획득된 PPG 신호(410)에서 피크 검출 범위 PS 상의 기준 피크 개수 4개와 풋 검출 범위 FS 상의 기준 풋 개수 4개를 충족하는 구간을 윈도우로 설정할 수 있다. 상기 도 6에 대하여 기준 피크 개수와 기준 풋 개수를 4개로 설명하나 이는 설명의 편의를 위해 간략화시킨 것으로서, 실질적으로는 기준 피크 개수와 기준 풋 개수는 수십개 내지 수백개 수준으로 설정될 수 있다. When the noise-removed PPG signal 410 as shown in FIG. 6 is acquired, the acquired PPG signal 410 satisfies 4 reference peaks on the peak detection range PS and 4 reference foot numbers on the foot detection range FS. You can set the section as a window. With respect to FIG. 6, the number of reference peaks and the number of reference feet are described as four, but this is simplified for convenience of explanation. In reality, the number of reference peaks and the number of reference feet may be set to tens to hundreds.

일례로서, 피크 검출 범위 PS는 PPG 신호 상의 피크 최대값으로부터 피크 역치까지 범위로 설정할 수 있으며, 피크 역치는 하기 [식 1]과 같이 설정할 수 있다.As an example, the peak detection range PS can be set from the peak maximum value on the PPG signal to the peak threshold, and the peak threshold can be set as shown in [Equation 1] below.

[식 1] [Equation 1]

여기서 Peakth는 피크 역치를 나타내며, Max는 피크 최대값이다. 상기 [식 1]의 경우, 피크 역치를 피크 최대값에서 1%로 선택하였으나, 이는 상황에 따라 선택적으로 변경될 수 있다. 가령, 대상자의 인종, 피부 두께, 피부 탄성, 나이 등 대상자의 특성에 따른 다양한 요소를 고려하여 선택될 수 있다.Here, Peak th represents the peak threshold, and Max is the peak maximum value. In the case of [Equation 1], the peak threshold was selected as 1% from the peak maximum value, but this can be optionally changed depending on the situation. For example, the selection may be made in consideration of various factors depending on the subject's characteristics, such as the subject's race, skin thickness, skin elasticity, and age.

또한 풋 검출 범위 FS는 PPG 신호 상의 풋 최소값으로부터 풋 역치까지 범위로 설정할 수 있으며, 풋 역치는 하기 [식 2]와 같이 설정할 수 있다.Additionally, the foot detection range FS can be set from the minimum foot value on the PPG signal to the foot threshold, and the foot threshold can be set as shown in [Equation 2] below.

[식 2] [Equation 2]

여기서 Footth는 풋 역치를 나타내며, Min은 풋 최소값이다. 상기 [식 2]의 경우, 풋 역치를 풋 최소값에서 0.5%로 선택하였으나, 이는 상황에 따라 선택적으로 변경될 수 있다. 가령, 대상자의 인종, 피부 두께, 피부 탄성, 나이 등 대상자의 특성에 따른 다양한 요소를 고려하여 선택될 수 있다.Here, Foot th represents the foot threshold, and Min is the foot minimum value. In the case of [Equation 2] above, the foot threshold was selected as 0.5% from the foot minimum value, but this can be optionally changed depending on the situation. For example, the selection may be made in consideration of various factors depending on the subject's characteristics, such as the subject's race, skin thickness, skin elasticity, and age.

상기 도 7과 같은 윈도우가 설정된 구간에서 피크값과 풋값을 추출하는데, 윈도우 상의 피크 영역(430)에서 피크 검출 범위 PS에 존재하는 값들과 윈도우 상의 풋 영역(450)에서 풋 검출 범위 FS에 존재하는 값들을 추출할 수 있다.The peak value and the foot value are extracted from the section where the window as shown in FIG. 7 is set, the values existing in the peak detection range PS in the peak area 430 on the window and the values existing in the foot detection range FS in the foot area 450 on the window. Values can be extracted.

즉, PPG 신호의 윈도우 구간에서 피크 검출 범위 PS에 포함되는 PPG 신호 구간과 풋 검출 범위 FS에 포함되는 PPG 신호 구간을 추출할 수 있다. 이와 같이 해당 PPG 신호 구간을 추출하면, 상기 도 8의 (a)와 같이 피크 검출 범위 PS에 포함되는 PPG 신호 구간(431)과 상기 도 8의 (b)와 같이 풋 검출 범위 FS에 포함되는 PPG 신호 구간(451)을 추출할 수 있다.That is, the PPG signal section included in the peak detection range PS and the PPG signal section included in the foot detection range FS can be extracted from the window section of the PPG signal. When the corresponding PPG signal section is extracted in this way, the PPG signal section 431 included in the peak detection range PS as shown in (a) of FIG. 8 and the PPG included in the foot detection range FS as shown in (b) of FIG. 8 The signal section 451 can be extracted.

상기 도 6 내지 도 8은 설명의 편의를 위해 PPG 신호에서 해당 값의 추출을 간략화시켜 도시하였으나, 실질적으로 윈도우 상에서 수십 내지 수백개의 신호 구간을 추출할 수 있다.Figures 6 to 8 illustrate the extraction of corresponding values from the PPG signal in a simplified manner for convenience of explanation, but in reality, dozens to hundreds of signal sections can be extracted from a window.

다시 상기 도 6로 회귀하여 이후 과정을 설명한다.Returning again to FIG. 6, the subsequent process will be described.

혈압 추정 장치(100)의 레벨 설정부(150)는 피크 검출 범위에서 추출된 값들의 평균치를 산출하여 이를 피크 레벨로 설정(S250)하고, 풋 검출 범위에서 추출된 값들의 평균치를 산출하여 이를 풋 레벨로 설정(S250)할 수 있다.The level setting unit 150 of the blood pressure estimation device 100 calculates the average value of the values extracted from the peak detection range and sets this as the peak level (S250), and calculates the average value of the values extracted from the foot detection range and sets it as the peak level (S250). It can be set to level (S250).

일례로서, 피크 검출 범위에서 추출된 PPG 신호 구간들을 적분하고 이에 대한 평균치를 산출하여 피크 레벨을 설정할 수 있으며, 풋 검출 범위에서 추출된 PPG 신호 구간들을 적분하고 이에 대한 평균치를 산출하여 풋 레벨을 설정할 수 있다.As an example, the peak level can be set by integrating the PPG signal sections extracted from the peak detection range and calculating the average value, and the foot level can be set by integrating the PPG signal sections extracted from the foot detection range and calculating the average value. You can.

PPG 신호로부터 피크 레벨과 풋 레벨이 설정되면, 혈압 추정 장치(100)의 혈압 추정부(190)는 피크 레벨과 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨의 변화량을 기초로 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 풋 레벨과 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨의 변화량을 기초로 대상자의 수축기 혈압을 추정할 수 있다.When the peak level and foot level are set from the PPG signal, the blood pressure estimation unit 190 of the blood pressure estimation device 100 estimates the subject's diastolic blood pressure based on the change in the peak level by comparing the peak level and the peak reference value, and By comparing the level and foot reference value, the subject's systolic blood pressure can be estimated based on the change in foot level.

이를 위해서는 사전에 피크 기준치와 풋 기준치가 설정되어야 하는데, 도 9는 본 발명에 따른 혈압 추정 방법에서 기준치 설정에 대한 일실시예의 흐름도를 도시한다.To achieve this, the peak reference value and the foot reference value must be set in advance, and FIG. 9 shows a flowchart of one embodiment of reference value setting in the blood pressure estimation method according to the present invention.

혈압 추정 장치(100)를 통해 대상자의 혈압을 추정하기에 앞서 의료기기를 통해 대상자의 이완기 혈압과 수축기 혈압을 측정하면서 동시에 혈압 추정 장치(100)를 통해 대상자에 대한 PPG 신호를 측정(S10)하고 PPG 신호로부터 피크 레벨과 풋 레벨을 설정(S30)할 수 있다. 여기서 PPG 신호로부터 피크 레벨과 풋 레벨을 설정하는 과정은 앞서 설명한 바와 동일, 유사하므로 이에 대한 설명은 생략한다.Before estimating the subject's blood pressure through the blood pressure estimating device 100, measure the subject's diastolic blood pressure and systolic blood pressure using a medical device and simultaneously measure the PPG signal for the subject through the blood pressure estimating device 100 (S10). You can set the peak level and foot level from the PPG signal (S30). Here, the process of setting the peak level and foot level from the PPG signal is the same or similar to that described previously, so description thereof will be omitted.

혈압 추정 장치(100)의 기준치 설정부(170)는 피크 레벨을 이완기 혈압에 매칭(S50)시켜 피크 기준치를 설정(S60)하고, 풋 레벨을 수축기 혈압에 매칭(S50)시켜 풋 기준치를 설정(S60)할 수 있다.The reference value setting unit 170 of the blood pressure estimation device 100 sets the peak reference value (S60) by matching the peak level to the diastolic blood pressure (S50), and sets the foot reference value by matching the foot level to the systolic blood pressure (S50) ( S60) You can do it.

예를 들어, 혈압 추정 장치(100)를 통해 산출된 피크 레벨의 크기가 6500이고 피크 레벨 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 이완기 혈압이 80mmHg인 경우, 피크 레벨 6500에 이완기 혈압 80mmHg을 매칭시켜 피크 기준치를 설정한다. 즉, 피크 기준치인 피크 레벨 6500은 이완기 혈압 80mmHg와 동일하게 취급될 수 있다. 마찬가지로 풋 레벨과 해당 수축기 혈압을 매칭시켜 풋 기준치를 설정하며, 풋 기준치인 풋 레벨이 해당 수축기 혈압과 동일하게 취급될 수 있다.For example, if the size of the peak level calculated through the blood pressure estimation device 100 is 6500 and the diastolic blood pressure measured through the medical device at the time of calculating the peak level is 80 mmHg, the diastolic blood pressure 80 mmHg is matched to the peak level 6500 to obtain the peak level. Set a standard value. In other words, the peak level of 6500, which is the peak reference value, can be treated the same as the diastolic blood pressure of 80 mmHg. Likewise, the foot reference value is set by matching the foot level and the corresponding systolic blood pressure, and the foot level, which is the foot reference value, can be treated the same as the corresponding systolic blood pressure.

이와 같이 피크 기준치와 풋 기준치는 해당 대상자가 혈압 추정 장치를 사용하는 초기에 설정될 수 있으며, 이후 해당 대상자에 대하여 피크 기준치와 풋 기준치를 통해 혈압을 추정할 수 있다.In this way, the peak reference value and the foot reference value can be set at the beginning when the subject uses the blood pressure estimation device, and then the blood pressure can be estimated for the subject through the peak reference value and the foot reference value.

즉, 해당 대상자에 대하여 산출된 피크 레벨을 피크 기준치와 대비하여 피크 기준치로부터 피크 레벨이 변화된 변화량을 기초로 피크 기준치에 매칭된 이완기 혈압으로부터 어느 정도 혈압 변화가 발생되었는지 추정할 수 있다.That is, by comparing the peak level calculated for the subject with the peak reference value, it is possible to estimate how much blood pressure change has occurred from the diastolic blood pressure matched to the peak reference value based on the amount of change in the peak level from the peak reference value.

마찬가지로 해당 대상자에 대하여 산출된 풋 레벨을 풋 기준치와 대비하여 풋 기준치로부터 풋 레벨이 변화된 변화량을 기초로 풋 기준치에 매칭된 수축기 혈압으로부터 어느 정도 혈압 변화가 발생되었는지 추정할 수 있다.Similarly, by comparing the foot level calculated for the subject with the foot reference value, it is possible to estimate how much blood pressure change has occurred from the systolic blood pressure matched to the foot reference value based on the amount of change in the foot level from the foot reference value.

나아가서 피크 레벨의 변화량에 대한 피크 변화 스케일과 풋 레벨의 변화량에 대한 풋 변화 스케일을 설정하고 이를 기초로 혈압을 추정할 수도 있다.Furthermore, it is possible to set a peak change scale for the amount of change in the peak level and a foot change scale for the amount of change in the foot level, and estimate blood pressure based on these.

이를 위해 혈압 추정 장치(100)의 기준치 설정부(170)는 대상자를 대상으로 1차로 산출된 1차 피크 레벨 및 1차 풋 레벨을 1차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 대상자의 1차 이완기 혈압 및 1차 수축기 혈압과 매칭시켜 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정할 수 있다. 이는 앞서 설명한 기준치 설정 과정과 동일하다.For this purpose, the reference value setting unit 170 of the blood pressure estimation device 100 sets the first peak level and first foot level calculated for the subject as the 1st peak level and the first foot level of the subject measured through a medical device at the time of calculating the first level. The peak reference value and foot reference value can be set by matching the first diastolic blood pressure and the first systolic blood pressure. This is the same as the standard setting process described previously.

다음으로 혈압 추정 장치(100)의 기준치 설정부(170)는 동일한 대상자를 대상으로 2차로 산출된 2차 피크 레벨 및 2차 풋 레벨을 앞서 산출한 1차 피크 레벨 및 1차 풋 레벨과 대비하여 피크 기준 변화치 및 풋 기준 변화치를 산출하고, 2차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 대상자의 2차 이완기 혈압 및 2차 수축기 혈압을 앞서 측정한 1차 이완기 혈압 및 1차 수축기 혈압과 대비하여 이완기 기준 변화치 및 수축기 기준 변환치를 산출할 수 있다.Next, the reference value setting unit 170 of the blood pressure estimation device 100 compares the second peak level and second foot level calculated secondarily for the same subject with the first peak level and first foot level calculated previously. Calculate the peak-based change value and the put-based change value, and compare the subject's secondary diastolic blood pressure and secondary systolic blood pressure measured using the medical device at the time of calculating the secondary level with the previously measured primary diastolic blood pressure and primary systolic blood pressure. Thus, the diastolic reference change value and the systolic reference conversion value can be calculated.

그리고 혈압 추정 장치(100)의 기준치 설정부(170)는 피크 기준 변화치에 이완기 기준 변화치를 매칭시켜 피크 변화 스케일을 설정하고, 풋 기준 변화치에 수축기 기준 변화치를 매칭시켜 풋 변화 스케일을 설정할 수 있다.Additionally, the reference value setting unit 170 of the blood pressure estimation device 100 may set the peak change scale by matching the diastolic reference change value with the peak reference change value, and set the foot change scale by matching the systolic reference change value with the foot reference change value.

가령, 1차 피크 레벨의 크기가 6500이고 1차 이완기 혈압이 80mmHg로 매칭되어 피크 기준치가 설정된 후, 2차 피크 레벨의 크기가 6400으로 산출되고 2차 이완기 혈압이 90mmHg로 측정된 경우, 피크 기준 변화치는 1차 피크 레벨의 크기 6500과 2차 피크 레벨의 크기 6400 간의 차이 -100으로 산출되고, 이완기 기준 변화치는 1차 이완기 혈압 80mmHg와 2차 이완기 혈압 90mmHg 간의 차이 +10mmHg로 산출될 수 있다.For example, if the size of the first peak level is 6500 and the first diastolic blood pressure is matched to 80mmHg to set the peak reference value, then the size of the second peak level is calculated to be 6400 and the second diastolic blood pressure is measured to be 90mmHg, the peak reference value is The change value is calculated as -100 between the size of the first peak level of 6500 and the size of the second peak level of 6400, and the diastolic standard change value can be calculated as +10 mmHg between the first diastolic blood pressure of 80 mmHg and the second diastolic blood pressure of 90 mmHg.

이러한 경우, 피크 레벨의 변화량 -100에 이완기 혈압의 변화량 +10mmHg을 매칭시켜 피크 변화 스케일을 설정할 수 있다.In this case, the peak change scale can be set by matching the change in diastolic blood pressure +10 mmHg to the change in peak level -100.

또한 마찬가지 과정을 통해 풋 변화 스케일을 설정할 수 있다.Additionally, the put change scale can be set through the same process.

이와 같은 피크 변화 스케일과 풋 변화 스케일이 설정된 경우, 혈압 추정 장치(100)의 혈압 추정부(190)는 대상자에 대한 피크 레벨과 풋 레벨이 설정되면, 피크 레벨을 피크 기준치와 대비하여 피크 레벨 변화량을 산출하고, 풋 레벨을 풋 기준치와 대비하여 풋 레벨 변화량을 산출한 후 피크 레벨 변화량에 피크 변화 스케일을 적용하여 대상자의 이완기 혈압을 추정할 수 있고, 풋 레벨 변화량에 풋 변화 스케일을 적용하여 대상자의 수축기 혈압을 추정할 수 있다.When such a peak change scale and a foot change scale are set, the blood pressure estimation unit 190 of the blood pressure estimation device 100 compares the peak level with the peak reference value when the peak level and foot level for the subject are set to determine the peak level change amount. After calculating the foot level change amount by comparing the foot level with the foot reference value, the subject's diastolic blood pressure can be estimated by applying the peak change scale to the peak level change amount, and applying the foot change scale to the foot level change amount to estimate the subject's diastolic blood pressure. Systolic blood pressure can be estimated.

가령, 상기에서 설명한 바와 같이 피크 변화 스케일이 설정된 경우, 대상자에 대한 새로이 측정한 피크 레벨이 6300으로 산출된다면, 피크 레벨 6300과 피크 기준치 6500 간의 피크 레벨 변화량은 -200으로 산출될 수 있다. 여기에 피크 변화 스케일에 적용하면, 피크 변화 스케일은 피크 레벨의 변화량 -100에 이완기 혈압의 변화량이 +10mmHg이므로, 피크 레벨 변화량 -200인 경우 이완기 혈압은 +20mmHg가 되어 이완기 혈압의 추정치는 100mmHg으로 산출될 수 있다.For example, when the peak change scale is set as described above, if the newly measured peak level for the subject is calculated as 6300, the peak level change between the peak level of 6300 and the peak reference value of 6500 may be calculated as -200. When applied to the peak change scale here, the peak change scale is -100 change in peak level and +10 mmHg change in diastolic blood pressure, so if the change in peak level is -200, diastolic blood pressure becomes +20 mmHg, and the estimated diastolic blood pressure is 100 mmHg. can be calculated.

마찬가지 과정으로 풋 변화 스케일을 적용하여 수축기 혈압을 추정할 수 있다.In the same process, systolic blood pressure can be estimated by applying the foot change scale.

이상에서 살펴본 본 발명을 통해 광전용적맥파(PPG) 신호만으로 혈압 추정이 가능하므로, 보다 쉽고 편리하게 혈압 측정이 가능하게 된다.Through the present invention discussed above, blood pressure can be estimated using only a photoplethysmographic (PPG) signal, making it possible to measure blood pressure more easily and conveniently.

특히, 혈압 측정을 위해서는 피검자가 양손 등으로 측정 기기에 접촉하여 측정을 수행하거나 다수의 측정 장치 또는 부피가 큰 측정 장치를 착용해야 하는 불편함을 해결할 수 있으며, 혈압 측정을 위해서는 피검자가 의도적으로 측정 장치를 통해 측정을 수행하여야 하므로 일상 생활 중에 무의식적으로 지속적인 혈압 측정 데이터를 수집하는 것이 불가능한 문제를 해결할 수 있다.In particular, the inconvenience of having to measure blood pressure by having the subject touch the measuring device with both hands or wear multiple measuring devices or bulky measuring devices can be resolved. In order to measure blood pressure, the subject must intentionally measure the measurement. Since measurements must be performed through a device, it can solve the problem of making it impossible to unconsciously collect continuous blood pressure measurement data during daily life.

나아가서, 대상자의 인종, 피부 두께, 피부 탄성, 나이 등 대상자의 특성에 따른 다양한 요소를 고려하여 피크 검출 범위와 풋 검출 범위가 설정되고, 아울러 해당 대상자에 대응되는 피크 기준치와 풋 기준치가 설정되므로, 대상자에 대한 혈압 추정 정확도를 높일 수 있다.Furthermore, the peak detection range and foot detection range are set considering various factors according to the subject's characteristics, such as the subject's race, skin thickness, skin elasticity, and age, and the peak reference value and foot reference value corresponding to the subject are set, The accuracy of blood pressure estimation for the subject can be improved.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

100 : 혈압 추정 장치,
110 : PPG 신호 획득부,
130 : 노이즈 필터링부,
150 : 레벨 설정부,
170 : 기준치 설정부,
190 : 혈압 추정부.
100: blood pressure estimation device,
110: PPG signal acquisition unit,
130: noise filtering unit,
150: level setting unit,
170: standard value setting unit,
190: Blood pressure estimation unit.

Claims (13)

혈압 추정 장치가, 대상자의 광전용적맥파(PPG) 신호를 획득하는 PPG 신호 획득 단계;
상기 혈압 추정 장치가, 상기 PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 피크 레벨을 설정하고, 상기 PPG 신호에서 풋 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 풋 레벨을 설정하는 레벨 설정 단계; 및
상기 혈압 추정 장치가, 상기 피크 레벨과 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨의 변화량을 기초로 상기 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 상기 풋 레벨과 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨의 변화량을 기초로 상기 대상자의 수축기 혈압을 추정하는 혈압 추정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
A PPG signal acquisition step in which the blood pressure estimation device acquires a photoplethysmographic (PPG) signal of a subject;
A level setting step in which the blood pressure estimating device sets a peak level as an average value of values included in a peak detection range in the PPG signal and sets a foot level as an average value of values included in a foot detection range in the PPG signal; and
The blood pressure estimation device estimates the diastolic blood pressure of the subject based on the amount of change in the peak level compared to the peak level and the peak reference value, and estimates the subject's diastolic blood pressure based on the amount of change in the foot level compared to the foot level and the foot reference value. A blood pressure estimation method comprising a blood pressure estimation step of estimating systolic blood pressure.
제 1 항에 있어서,
상기 혈압 추정 장치가, 상기 대상자를 대상으로 최초로 산출된 피크 레벨 및 풋 레벨을 상기 최초 레벨 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 이완기 혈압 및 수축기 혈압과 매칭시켜 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정하는 추정 기준 설정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
According to claim 1,
The blood pressure estimation device sets the peak reference value and foot reference value by matching the peak level and foot level initially calculated for the subject with the diastolic blood pressure and systolic blood pressure of the subject measured through a medical device at the time of calculating the first level. A blood pressure estimation method further comprising the step of setting an estimation standard.
제 2 항에 있어서,
상기 추정 기준 설정 단계는,
상기 혈압 추정 장치가, 상기 대상자를 대상으로 1차로 산출된 1차 피크 레벨 및 1차 풋 레벨을 상기 1차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 1차 이완기 혈압 및 1차 수축기 혈압과 매칭시켜 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정하는 추정치 설정 단계;
상기 혈압 추정 장치가, 상기 대상자를 대상으로 2차로 산출된 2차 피크 레벨 및 2차 풋 레벨을 상기 1차 피크 레벨 및 상기 1차 풋 레벨과 대비하여 피크 기준 변화치 및 풋 기준 변화치를 산출하고, 상기 2차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 2차 이완기 혈압 및 2차 수축기 혈압을 상기 1차 이완기 혈압 및 상기 1차 수축기 혈압과 대비하여 이완기 기준 변화치 및 수축기 기준 변환치를 산출하는 변화치 산출 단계; 및
상기 혈압 추정 장치가, 상기 피크 기준 변화치에 상기 이완기 기준 변화치를 매칭시켜 피크 변화 스케일을 설정하고, 상기 풋 기준 변화치에 상기 수축기 기준 변화치를 매칭시켜 풋 변화 스케일을 설정하는 스케일 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
According to claim 2,
The estimation standard setting step is,
The blood pressure estimation device calculates the first peak level and first foot level for the subject by calculating the first diastolic blood pressure and first systolic blood pressure of the subject measured through a medical device at the time of calculation of the first level. An estimate setting step of matching the blood pressure and setting the peak reference value and foot reference value;
The blood pressure estimation device calculates a peak reference change value and a foot reference change value by comparing the second peak level and the second foot level calculated for the subject with the first peak level and the first foot level, At the time of calculation of the second level, the subject's secondary diastolic blood pressure and secondary systolic blood pressure measured through a medical device are compared with the primary diastolic blood pressure and primary systolic blood pressure to calculate the diastolic reference change value and systolic reference conversion value. a change value calculation step; and
The blood pressure estimation device includes a scale setting step of setting a peak change scale by matching the diastolic reference change value to the peak reference change value, and setting a foot change scale by matching the systolic reference change value with the foot reference change value. Characterized blood pressure estimation method.
제 3 항에 있어서,
상기 혈압 추정 단계는,
상기 혈압 추정 장치가, 상기 피크 레벨과 상기 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨 변화량을 산출하고, 상기 풋 레벨과 상기 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨 변화량을 산출하는 변화량 산출 단계;
상기 피크 레벨 변화량에 상기 피크 변화 스케일을 적용하여 상기 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 상기 풋 레벨 변화량에 상기 풋 변화 스케일을 적용하여 상기 대상자의 수축기 혈압을 추정하는 혈압 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
According to claim 3,
The blood pressure estimation step is,
A change calculation step in which the blood pressure estimation device calculates a peak level change amount by comparing the peak level with the peak reference value, and calculates a foot level change amount by comparing the foot level with the foot reference value;
A blood pressure calculation step of estimating the diastolic blood pressure of the subject by applying the peak change scale to the peak level change amount, and estimating the systolic blood pressure of the subject by applying the foot change scale to the foot level change amount. How to estimate blood pressure.
제 1 항에 있어서,
상기 PPG 신호 획득 단계는,
획득된 PPG 신호에서 중간값 필터(Median Filter)를 통해 임펄스 노이즈를 제거하고, 평균값 필터(Mean Filter)를 통해 고주파 노이즈를 제거하여 노이즈가 제거된 PPG 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
According to claim 1,
The PPG signal acquisition step is,
A blood pressure estimation method characterized by removing impulse noise from the acquired PPG signal through a median filter and removing high-frequency noise through a mean filter to extract a PPG signal from which the noise has been removed.
제 1 항에 있어서,
획득된 PPG 신호에서 혈압 추정을 위한 윈도우를 설정하는 윈도우 설정 단계를 더 포함하며,
상기 레벨 설정 단계는,
상기 PPG 신호의 윈도우 상에 존재하는 값을 검출하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
According to claim 1,
Further comprising a window setting step of setting a window for blood pressure estimation from the acquired PPG signal,
The level setting step is,
A blood pressure estimation method characterized by detecting a value existing on a window of the PPG signal.
제 6 항에 있어서,
상기 윈도우 설정 단계는,
상기 PPG 신호에서 상기 피크 검출 범위에 포함되는 피크가 기준 피크 개수를 충족하고, 상기 풋 검출 범위에 포함되는 풋이 기준 풋 개수를 충족하는 구간을 윈도우로 설정하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
According to claim 6,
The window setting step is,
A blood pressure estimation method characterized by setting a window as a section in which peaks included in the peak detection range in the PPG signal meet a reference peak number, and feet included in the foot detection range meet the reference number of feet.
대상자의 신체에 착용 가능한 웨어러블 기기로서, 상기 대상자의 신체에 광을 조사하고 반사 광을 수신하여 PPG 신호를 획득하는 PPG 신호 획득부;
PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 피크 레벨을 설정하고, 상기 PPG 신호에서 풋 검출 범위에 포함되는 값들의 평균치로 풋 레벨을 설정하는 레벨 설정부; 및
피크 레벨과 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨의 변화량을 기초로 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 풋 레벨과 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨의 변화량을 기초로 대상자의 수축기 혈압을 추정하는 혈압 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 장치.
A wearable device that can be worn on a subject's body, comprising: a PPG signal acquisition unit that radiates light to the subject's body and receives reflected light to obtain a PPG signal;
a level setting unit that sets the peak level as the average of the values included in the peak detection range in the PPG signal and sets the foot level as the average of the values included in the foot detection range in the PPG signal; and
A blood pressure estimation unit that estimates the subject's diastolic blood pressure based on the change in the peak level compared to the peak level and the peak reference value, and estimates the subject's systolic blood pressure based on the change in the foot level compared to the foot level and the foot reference value. A blood pressure estimation device characterized in that.
제 8 항에 있어서,
의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 입력받고, 대상자를 대상으로 최초 산출된 피크 레벨 및 풋 레벨과 의료기기를 통해 측정된 대상자의 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 매칭시켜 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정하는 기준치 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 장치.
According to claim 8,
The subject's diastolic blood pressure and systolic blood pressure measured through the medical device are input, and the peak level and foot level initially calculated for the subject are matched with the subject's diastolic blood pressure and systolic blood pressure measured through the medical device to determine the peak reference value and A blood pressure estimation device further comprising a reference value setting unit for setting a foot reference value.
제 9 항에 있어서,
상기 기준치 설정부는,
상기 대상자를 대상으로 1차로 산출된 1차 피크 레벨 및 1차 풋 레벨을 상기 1차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 1차 이완기 혈압 및 1차 수축기 혈압과 매칭시켜 피크 기준치 및 풋 기준치를 설정하며, 상기 대상자를 대상으로 2차로 산출된 2차 피크 레벨 및 2차 풋 레벨을 상기 1차 피크 레벨 및 상기 1차 풋 레벨과 대비하여 피크 기준 변화치 및 풋 기준 변화치를 산출하고, 상기 2차 레벨의 산출 시점에 의료기기를 통해 측정된 상기 대상자의 2차 이완기 혈압 및 2차 수축기 혈압을 상기 1차 이완기 혈압 및 상기 1차 수축기 혈압과 대비하여 이완기 기준 변화치 및 수축기 기준 변환치를 산출하며, 상기 피크 기준 변화치에 상기 이완기 기준 변화치를 매칭시켜 피크 변화 스케일을 설정하고, 상기 풋 기준 변화치에 상기 수축기 기준 변화치를 매칭시켜 풋 변화 스케일을 설정하며,
상기 혈압 추정부는,
상기 피크 레벨과 상기 피크 기준치를 대비하여 피크 레벨 변화량을 산출하고, 상기 풋 레벨과 상기 풋 기준치를 대비하여 풋 레벨 변화량을 산출하고, 상기 피크 레벨 변화량에 상기 피크 변화 스케일을 적용하여 상기 대상자의 이완기 혈압을 추정하며, 상기 풋 레벨 변화량에 상기 풋 변화 스케일을 적용하여 상기 대상자의 수축기 혈압을 추정하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 장치.
According to clause 9,
The standard value setting unit,
The peak reference value is established by matching the first peak level and first foot level calculated for the subject with the subject's first diastolic blood pressure and first systolic blood pressure measured through a medical device at the time of calculation of the first level. And set a foot reference value, and compare the second peak level and the second foot level calculated for the subject with the first peak level and the first foot level to calculate the peak reference change value and the foot reference change value, , The subject's secondary diastolic blood pressure and secondary systolic blood pressure measured through a medical device at the time of calculating the secondary level are compared with the primary diastolic blood pressure and primary systolic blood pressure to obtain a diastolic reference change value and a systolic reference conversion value. Calculating, setting a peak change scale by matching the diastolic reference change value to the peak reference change value, and setting a foot change scale by matching the systolic reference change value with the foot reference change value,
The blood pressure estimation unit,
Compare the peak level with the peak reference value to calculate the peak level change, calculate the foot level change by comparing the foot level with the foot reference value, and apply the peak change scale to the peak level change to determine the subject's diastolic phase. A blood pressure estimation device that estimates blood pressure and applies the foot change scale to the foot level change amount to estimate the subject's systolic blood pressure.
제 8 항에 있어서,
상기 PPG 신호 획득부에서 획득된 PPG 신호에서 중간값 필터(Median Filter)를 통해 임퍼스 노이즈를 제거하고, 평균값 필터(Mean Filter)를 통해 고주파 노이즈를 제거하여 노이즈가 제거된 PPG 신호를 추출하는 노이즈 필터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 장치.
According to claim 8,
Impus noise is removed from the PPG signal acquired in the PPG signal acquisition unit through a median filter, and high-frequency noise is removed through a mean filter to extract the noise-removed PPG signal. A blood pressure estimation device further comprising a filtering unit.
제 8 항에 있어서,
상기 레벨 설정부는,
PPG 신호에서 혈압 추정을 위한 윈도우를 설정하고 PPG 신호의 윈도우 상에 존재하는 값을 검출하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 장치.
According to claim 8,
The level setting unit,
A blood pressure estimation device characterized by setting a window for blood pressure estimation in the PPG signal and detecting the value existing on the window of the PPG signal.
제 12 항에 있어서,
상기 레벨 설정부는,
PPG 신호에서 피크 검출 범위에 포함되는 피크가 기준 피크 개수를 충족하고, 풋 검출 범위에 포함되는 풋이 기준 풋 개수를 충족하는 구간을 윈도우로 설정하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 장치.
According to claim 12,
The level setting unit,
A blood pressure estimation device characterized by setting a window as a section in which peaks included in the peak detection range of the PPG signal meet the reference number of peaks, and feet included in the foot detection range meet the reference number of feet.
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KR102362454B1 (en) 2020-06-12 2022-02-15 (주)이튜 Method for measuring blood pressure using multiple biological signals and health care system using the same

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