KR101777583B1 - 심전도 신호 처리 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 심전도 신호를 처리하는 장치, 방법 및 심전도 신호 처리 장치를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 환자의 장주기 심전도 신호를 이용하여 대표 패턴을 생성함으로써 고수준의 의사결정 지원 및 유사환자 검색을 통한 의료 정보를 제공하는 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 심전도 신호 처리 장치에 있어서, 복수의 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 패턴 정보를 수신하는 수신부와 그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 복수의 심전도 타입 코드를 하나 이상 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정하는 비교 그룹 설정부와 비교 그룹 간 동일성 여부를 판단하는 판단부 및 판단 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하는 축약 패턴 생성부를 포함하는 심전도 신호 처리 장치를 제공한다.

Description

심전도 신호 처리 방법 및 그 장치{Method for processing an ECG signal and Apparatus thereof}
본 발명은 심전도 신호를 처리하는 장치, 방법 및 심전도 신호 처리 장치를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 환자의 장주기 심전도 신호를 이용하여 대표 패턴을 생성함으로써 고수준의 의사결정 지원 및 유사환자 검색을 통한 의료 정보를 제공하는 기술에 관한 것이다.
심장의 박동에 따라 심근에서 발생하는 활동 전류를 체표면의 적당한 2개소로 유도해서 전류계로 기록할 수가 있는데, 이와 같이해서 얻어진 심근 활동전류의 기록을 심전도(Electrocardiogram, ECG) 신호라고 한다. 심전도 신호는 부정맥과 같은 환자의 심장 관련 문제를 찾아내기 위해서 사용될 수 있다. 다만, 부정맥과 같이 간헐적으로 나타나는 심장 문제를 찾아내기 위해서는 24시간 또는 48시간의 장주기 심전도 체크가 필요하다. 한편, 장주기 심전도 신호의 데이터를 획득하기 위해서는 환자가 장시간 심전도 측정 장치를 부착해야하는 번거로움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 최근 모바일 기기를 이용하여 환자의 심전도 신호를 기록하는 기술이 개발되었다.
다만, 환자가 일상 생활을 영위하면서 심전도 신호를 기록할 수 있게 됨으로써, 보다 정확한 검사를 위해서 수집되는 심전도 신호의 데이터 양도 증가되고 있다.
이러한 상황에서 의료 전문가가 방대한 양의 심전도 신호 데이터를 직접 분석하여 부정맥과 같은 질병을 진단하는 데에는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 심전도 신호의 장주기 수집에 따른 전문가의 의사 결정을 위한 지원 도구 및 응용에 대한 연구의 필요성이 증대되고 있는 실정이다.
본 발명의 배경기술은 한국 공개특허 제10-2012-0113985호 (2012.10.16 공개)에 개시되어 있다.
전술한 배경에서 본 발명은 심전도 신호를 유혈별로 코드화하고, 해당 코드를 축약한 축약 패턴을 제공함으로써 전문가의 의사 결정 시간을 줄이기 위한 심전도 신호 처리 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
또한, 본 발명은 심전도 신호를 분석하여 유사 환자의 의료 정보를 제공함으로써, 전문가의 의사 결정을 지원하는 심전도 신호 처리 장치 및 그 방법을 제안하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해서 안출된 본 발명은 심전도 신호 처리 장치에 있어서, 복수의 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 패턴 정보를 수신하는 수신부와 그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 복수의 심전도 타입 코드를 하나 이상 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정하는 비교 그룹 설정부와 비교 그룹 간 동일성 여부를 판단하는 판단부 및 판단 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하는 축약 패턴 생성부를 포함하는 심전도 신호 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 심전도 신호 처리 방법에 있어서, 복수의 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 패턴 정보를 수신하는 수신단계와 그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 복수의 심전도 타입 코드를 하나 이상 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정하는 비교 그룹 설정단계와 비교 그룹 간 동일성 여부를 판단하는 판단단계 및 판단 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하는 축약 패턴 생성단계를 포함하는 심전도 신호 처리 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 장주기 심전도 신호를 자동으로 분석하여 환자의 심박동 패턴을 자동으로 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 환자의 심박동 패턴과 유사한 유사 환자의 의료 정보를 제공하여 전문가의 진단 및 치료를 위한 의사 결정을 지원할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서의 심전도 신호의 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 심전도 신호 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 패턴 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비교 그룹을 설정하여 축약 패턴을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대표 패턴을 생성하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 축약 패턴을 생성하는 과정을 알고리즘으로 예시적으로 표현한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 정보 제공부를 포함하는 심전도 신호 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 대표 패턴과 기준 패턴의 유사도를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사도에 따라 검색된 기준 패턴의 목록을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 신호 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명은 심전도 신호 처리 장치, 심전도 신호 처리 방법 및 심전도 신호 처리 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에서의 심전도 신호의 파형을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 심전도 신호를 분석하여 전문가의 의사 결정을 지원하기 위한 것으로, 심전도 측정 장치를 통해서 수집되는 심전도 신호를 이용한다. 심장의 박동에 따라 심근에서 발생하는 활동 전류를 체표면의 적당한 2개소로 유도해서 전류계로 기록할 수가 있는데, 이와 같이해서 얻어진 심근 활동전류의 기록을 심전도 또는 심전도 신호라 부른다. 도 1은 가장 전형적인 심전도 신호의 파형을 나타낸 것으로, 시간에 따른 전위의 변화를 나타낸다. 기준이되는 전위를 등전선이라고 설명하며, 등전선에 대해서 상승 또는 하강하는 부분을 P, Q, R, S, T, U파라고 부른다. 등전선에 대해 곡선이 상승하는 것은 심장 기저부가 흥분해서 심첨부에 대해서 전기적으로 음성이 되어있는 것을 나타낸다. 곡선 중 P파는 심방의 수축을 나타내는 것으로서 Q파, R파, S파, T파는 심실의 수축에 유래된다. P파와 Q파의 간격(PR interval)은 흥분이 동결절(洞結節)에서 일어나 자극 전도계의 방실결절(房室結節)에 전도되는 시간을 나타낸다. 보통 0.11~0.20초의 범위이며 0.2초 이상으로 연장될 때는 병적이라고 판단할 수 있다. QRS duration은 시간적으로는 심첨박동(心尖搏動), 제1심음(心音)의 시작과 대개 일치해서 R파가 가장 큰 전압변화를 보이고, 6~16mv에 달한다. S파와 T파 사이의 등전선과 일치되는 곳은 심실 전체가 평균해서 수축되고 있을 때이며, T파의 융기는 심첨부의 수축이 끝나가더라도 심장 기저부의 수축이 남아 있기 때문에 일어나는 것으로서 심근의 수축이 강력할수록 크게 된다. T파의 끝은 시간적으로 제2심음의 시작과 일치된다. 심장의 기능검사에 심전도 신호를 이용하는 것은 이미 상식화된 일로서 체육운동의 심장기능 검사에도 널리 유용되고 있다.
그러나, 부정맥과 같이 일시적으로 발생하는 심장 문제를 진단하기 위해서는 장주기의 심전도 신호를 수집할 필요가 있다. 따라서, 심전도 신호의 데이터가 과도하게 많아지는 문제점이 있으며, 심전도 신호를 전문가가 분석하여 진단을 하기에는 시간적으로 어려움이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 심전도 신호를 분석하여 축약 패턴을 제공함으로써, 전문가의 분석 및 진단에 소요되는 시간을 줄이는 것을 목적으로 한다.
도 2는 본 발명의 심전도 신호 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 신호 처리 장치는 복수의 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 패턴 정보를 수신하는 수신부와 그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 복수의 심전도 타입 코드를 하나 이상 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정하는 비교 그룹 설정부와 비교 그룹 간 동일성 여부를 판단하는 판단부 및 판단 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하는 축약 패턴 생성부를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 심전도 신호 처리 장치(100)는 복수의 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 패턴 정보를 수신하는 수신부(210)를 포함할 수 있다. 수신부(210)는 심전도 측정 장치에 의해서 수집되는 심전도 신호를 심전도 타입 코드로 변환한 심전도 패턴 정보를 수신할 수 있다. 심전도 타입 코드는 심전도 신호를 일정 간격으로 구분하고, 구분된 각각의 심전도 신호 파형을 미리 설정된 코드로 나타낸 것을 의미한다. 심전도 타입 코드에 대해서는 이하에서 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 다른 예로, 수신부(210)는 심전도 신호 자체를 수신하고, 심전도 신호 처리 장치(100)는 수신된 심전도 신호에 기초하여 전술한 심전도 타입 코드를 생성하여 심전도 패턴 정보를 생성할 수도 있다. 아울러, 심전도 패턴 정보는 복수의 심전도 패턴 코드를 포함하며, 심전도 신호 전체를 심전도 패턴 코드로 변경한 축약 전의 심전도 정보를 포함한다.
또한, 심전도 신호 처리 장치(100)는 그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 복수의 심전도 타입 코드를 하나 이상 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정하는 비교 그룹 설정부(220)를 포함할 수 있다.
비교 그룹 설정부(220)는 심전도 패턴 정보를 축약하기 위한 비교 그룹을 설정할 수 있다. 예를 들어, 비교 그룹 설정부(220)는 그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 심전도 타입 코드를 원소로 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정할 수 있다. 그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보는 미리 설정될 수 있으며, 판단부(230)의 판단 결과 또는 축약 횟수에 연동되어 변동하는 변수로 설정될 수 있다. 구체적으로, 초기화된 경우 그룹 시작점은 심전도 패턴 정보의 첫 번째 심전도 타입 코드에 위치하고, 그룹 사이즈는 1로 설정될 수 있다. 따라서, 비교 그룹 설정부(220)는 심전도 패턴 정보의 첫 번째 심전도 타입 코드를 하나의 비교 그룹으로 설정하고, 두 번째 심전도 타입 코드를 다른 하나의 비교 그룹으로 설정한다.
그룹 시작점은 하나의 심전도 패턴 정보 내에서 비교 그룹 간의 판단 결과에 따라 변동되는 단위로 이동되면서 설정되고, 그룹 사이즈는 하나의 심전도 패턴 정보 내에서는 동일한 값으로 설정된다. 만약, 비교 그룹 설정부(220)가 비교 그룹을 설정하는 대상이 되는 심전도 패턴 정보가 1차적으로 축약 과정을 거친 1차 축약 패턴인 경우에는 그룹 사이즈는 1 증가되어 2로 설정되고, 그룹 시작점은 초기화되어 축약 패턴 정보의 첫 번째 심전도 타입 코드에 위치할 수 있다.
즉, 그룹 사이즈 정보는 비교 그룹 각각에 포함되는 심전도 타입 코드의 개수에 대한 정보를 포함하며, 축약 패턴 생성 횟수에 따라 변경되는 변수로 설정된다. 또한, 그룹 시작점 정보는 비교 그룹 간 동일성 여부의 판단 결과에 따라 일정 단위로 이동하여 설정되고, 심전도 패턴 정보 내의 마지막 심전도 타입 코드에 도착하는 경우 초기화된다.
또한, 그룹 시작점이 하나의 심전도 패턴 정보 내에서 이동하는 일정 단위는 비교 그룹 간의 동일성이 있다고 판단되는 경우에 그룹 사이즈 단위로 설정되고, 비교 그룹 간의 동일성이 없다고 판단되는 경우에 심전도 타입 코드 단위로 설정될 수 있다. 따라서, 그룹 시작점은 비교 그룹 간의 동일성 여부에 연동되어 이동 단위가 동적으로 설정될 수 있다.
또한, 심전도 신호 처리 장치(100)는 비교 그룹 간 동일성 여부를 판단하는 판단부(230)를 포함할 수 있다. 판단부(230)는 두 개의 비교 그룹이 동일한지 여부를 판단한다. 예를 들어, 판단부(230)는 각 비교 그룹 내에 포함되는 하나 이상의 심전도 타입 코드가 순서에 따라 일치하는지 판단한다. 즉, 그룹 사이즈가 2로 설정되어 각 비교 그룹 내에 두 개의 심전도 타입 코드가 포함되는 경우, 제1 비교 그룹의 첫 번째 심전도 타입 코드와 제2 비교 그룹의 첫 번째 심전도 타입 코드가 동일한지 판단하고, 제1 비교 그룹의 두 번째 심전도 타입 코드와 제2 비교 그룹의 두 번째 심전도 타입 코드가 동일한지 판단한다. 즉, 판단부(230)는 각 비교 그룹 내에 포함되는 심전도 타입 코드와 포함 순서가 모두 일치하는 경우 비교 그룹 간의 동일성이 있다고 판단하며, 타입 코드와 포함 순서 중 적어도 하나라도 다른 경우 동일성이 없다고 판단한다.
또한, 심전도 신호 처리 장치(100)는 판단 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하는 축약 패턴 생성부(240)를 포함할 수 있다. 축약 패턴 생성부(240)는 비교 그룹 간의 동일성 판단 결과에 따라 심전도 패턴 정보를 축약 패턴으로 변경하여 생성할 수 있다. 축약 패턴 생성부(240)는 비교 그룹의 동일성 여부를 변수로하는 다양한 축약 알고리즘을 이용하여 축약 패턴을 생성할 수 있다.
일 예로, 축약 패턴 생성부(240)는 연속되는 둘 이상의 비교 그룹이 동일한 것으로 판단되면, 동일성이 있는 비교 그룹에 포함되는 하나 이상의 심전도 타입 코드를 하나의 심전도 타입 코드로 변경하여 심전도 축약 패턴에 추가할 수 있다. 이를 통해서, 동일한 심전도 타입 코드를 포함하는 연속되는 비교 그룹은 하나의 심전도 타입 코드로 축약될 수 있다.
다른 예로, 축약 패턴 생성부(240)는 연속되는 둘 이상의 비교 그룹이 상이한 것으로 판단되면, 그룹 시작점의 이동에 따라 비교 그룹에서 제외되는 심전도 타입 코드를 심전도 축약 패턴에 추가할 수 있다. 구체적으로, 각 비교 그룹이 하나의 심전도 타입 코드를 포함하고, 제1 비교 그룹과 제2 비교 그룹의 심전도 타입 코드가 상이한 경우에 그룹 시작점은 심전도 타입 코드 단위로 이동하여 설정된다. 따라서, 제2 비교 그룹은 제1 비교 그룹이되고, 제2 비교 그룹 다음에 위치하는 심전도 타입 코드가 제2 비교 그룹으로 설정된다. 따라서, 그룹 시작점이 이동하기 전의 제1 비교 그룹에 포함되었던 심전도 타입 코드는 비교 그룹에서 제외되고, 축약 패턴 생성부(240)는 제외된 심전도 타입 코드를 축약 패턴의 원소로 추가한다.
이를 통해서, 동일한 비교 그룹은 하나의 심전도 타입 코드로 축약되고, 상이한 비교 그룹의 심전도 타입 코드는 축약 패턴에 그대로 추가되어 누락을 방지할 수 있다.
위에서 설명한 방법을 그룹 시작점이 심전도 패턴 정보에 포함되는 마지막 심전도 타입 코드까지 도달할 때까지 반복하면, 심전도 패턴 정보가 축약된 축약 패턴이 생성될 수 있다.
한편, 본 발명의 심전도 신호 처리 장치(100)는 심전도 패턴 정보를 이용하여 축약 패턴을 생성하고, 축약 패턴에 포함되는 심전도 타입 코드의 개수와 그룹 사이즈를 비교하여 축약 과정을 반복하여 수행할 수 있다.
일 예로, 축약 패턴 생성부(240)는 심전도 축약 패턴에 포함되는 심전도 타입 코드의 개수가 그룹 사이즈 이하인 경우, 심전도 축약 패턴에 포함되는 심전도 타입 코드를 심전도 대표 패턴으로 설정할 수 있다.
다른 예로, 축약 패턴에 포함되는 심전도 타입 코드의 개수가 그룹 사이즈를 초과하는 경우, 심전도 신호 처리 장치(100)는 전술한 심전도 패턴 정보를 축약 패턴으로 대체하여 비교 그룹 설정 및 축약 과정을 반복할 수 있다. 반복 과정은 위에서 설명한 바와 같이 축약 패턴이 포함하는 심전도 타입 코드의 개수가 그룹 사이즈 이하가 될 때까지 반복될 수 있다. 이를 통해서, 최초 수신된 심전도 패턴 정보는 다수의 축약 과정을 거쳐서 최종 대표 패턴으로 변경될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 심전도 신호 처리 장치(100)가 심전도 신호를 이용하여 대표 패턴을 생성하는 과정을 설명하였다. 이하, 심전도 신호 처리 장치(100)의 각 구성부가 수행하는 동작을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 패턴 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 심전도 타입 코드는 심전도 신호의 파형 각각에 대응되는 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 타입 테이블에 기초하여 생성될 수 있다. 즉, 심전도 패턴 정보는 복수의 심전도 타입 코드를 포함하고, 심전도 타입 코드는 심전도 신호 파형에 의해서 결정될 수 있다.
예를 들어, 연속적으로 측정된 심전도 신호는 도 1의 심전도 신호 파형을 다수 포함한다. 또한, 심전도 신호 파형은 전술한 P, Q, R, S, T, U파를 포함하며, 각 파 간의 간격, 각 파의 전위 등을 이용하여 심전도 신호 파형을 해석할 수 있다. 본 발명에서의 심전도 타입 코드는 심전도 신호를 미리 설정된 구간으로 분할하고, 각 구간의 심전도 신호 파형에 대응되는 코드를 설정하여 생성될 수 있다.
구체적으로, 도 3은 R파를 기준으로 심전도 신호를 구분하였다. 즉, 첫 번째 심전도 파형의 R파에서 다음 R파까지의 RR 간격을 하나의 심전도 파형 구간으로 설정하여 각 구간의 심전도 타입 코드를 설정할 수 있다. 도 3에서는 R파 위치에 해당 심전도 파형과 대응되는 심전도 타입 코드를 기재하였다. 즉, 첫 번째 R파는 정상 심전도 파형을 의미하는 N 타입 코드로 변환되고, 두 번째 R파는 이상이 있는 심전도 파형을 의미하는 V 타입 코드로 변환될 수 있다. 마찬가지로, 각각의 R파를 중심으로 해당 심전도 파형에 대응되는 타입 코드가 결정되어 도 3의 심전도 파형은 N, V, N, V, N, S, S, S, S, S의 심전도 타입 코드로 설정될 수 있다. 심전도 패턴 정보는 N, V, N, V, N, S, S, S, S, S의 각 심전도 타입 코드를 포함하는 정보를 나타낸다.
각 심전도 파형에 대응되는 심전도 타입 코드는 다양한 방법에 의해서 정해질 수 있다.
일 예로, 심전도 파형 각각과 심전도 타입 코드가 연계되어 저장되는 심전도 타입 테이블을 이용하여 심전도 타입 코드가 결정될 수 있다. 즉, 심전도 타입 테이블을 이용하여 심전도 파형에 대응되는 심전도 타입 코드를 확인하여 사용할 수 있다.
다른 예로, 심전도 타입 코드는 다수의 클래스를 포함하는 심전도 타입 테이블에 기초하여 결정될 수도 있다. 즉, 심전도 파형의 종류는 매우 많을 수 있기 때문에 각 심전도 파형의 종류에 대응되는 심전도 타입 코드의 개수도 매우 많아질 수 있다. 이 경우, 축약 패턴을 생성하기 위한 축약 과정의 횟수가 많아져서 데이터 처리 속도가 저감될 수 있다. 따라서, 각 심전도 파형 종류에 대응되는 심전도 타입 코드를 하나 이상 그룹화하여 하나의 심전도 타입 코드로 설정할 수 있다.
AAMI MIT-BIH Num. of Heartbeats Description
N NOR(N) 74546 Normal beat
LBBB(B) 8075 Left bundle branch block beat
RBBB(R) 7173 Right bundle branch block beat
AE(e) 16 Atrial escape beat
NE(j) 229 Nodal (junctional) escape beat
S NP(J) 83 Nodal (junctional) premature beat
BAP(x) 193 Blocked atrial premature beat
aAP(a) 153 Aberrated atrial premature beat
AP(A) 2614 Atrial premature beat
V PVC(V) 6832 Premature ventricular contraction
VE(E) 106 Ventricular escape beat
VF(!) 472 Ventricular flutter wave
F fVN(F) 803 Fusion of ventricular and normal beat
표 1은 심전도 파형에 대응되는 심전도 타입 코드의 예를 보여준다. 표 1에서는 부정맥의 유형에 따른 심전도 타입 코드를 예를 들어 도시하였다. "Num. of Heartbeats" 열은 심박동의 수를 의미하며, "MIT-BIH" 열은 부정맥 추출에 많이 사용되는 MIT-BIH 데이터 베이스의 유형을 의미한다. 또한, "Description"은 각 MIT-BIH 데이터 베이스의 유형의 설명을 나타낸다. MIT-BIH 부정맥 데이터베이스는 AAMI(Association for the Advancement of Medical Instrumentation) 권고에 따라 (N)ormal, (S)upraventricular, (V)entricular, (F)usion, Unclassifiable(Q)에 해당하는 5개의 심전도 타입 코드로 재구성될 수 있다. 한편, 발생 빈도가 낮은 Q 코드의 경우 제외할 수 있다. 표 1은 Q 코드를 제외하였다.
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 심전도 신호는 파형에 따라 심전도 타입 코드로 변경될 수 있다. 심전도 타입 코드는 AAMI 클래스의 코드로 설정될 수도 있고, MIT-BIH 코드로 설정될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비교 그룹을 설정하여 축약 패턴을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 심전도 신호 처리 장치(100)는 전술한 심전도 패턴 정보를 이용하여 축약 패턴 및 대표 패턴을 생성할 수 있다. 도 4에서는 심전도 패턴 정보(P1)가 24개의 심전도 타입 코드를 원소로 포함하는 것으로 가정하고, 그룹 사이즈는 1로 가정하여 설명한다.
심전도 신호 처리 장치(100)는 심전도 패턴 정보(P1)가 입력되면 그룹 사이즈 정보에 따라 순서에 따라 비교 그룹을 설정한다. 예를 들어, 그룹 시작점은 P1의 첫 번째 원소(410)에 설정되며, 비교 그룹은 411과 412로 설정된다. 이후, 심전도 신호 처리 장치(100)는 411 및 412 비교 그룹의 동일성을 비교하기 위하여 각 그룹에 포함되는 심전도 타입 코드가 동일한지 판단한다. 411과 412는 모두 심전도 타입 코드 N을 포함하고 있으므로 동일성이 있다고 판단하게 된다. 이 경우, 심전도 신호 처리 장치(100)는 동일한 비교 그룹이 연속되는지를 판단하기 위해서 421 비교 그룹과 411 또는 412 비교 그룹의 동일 여부를 체크한다. 도 4와 같이, 421의 심전도 타입 코드는 V고 411과 412의 심전도 타입 코드는 N이므로 상이한 경우, 심전도 신호 처리 장치(100)는 축약 패턴(P2)에 동일한 비교 그룹 내의 심전도 타입 코드를 하나의 심전도 타입 코드 N(415)으로 추가한다.
심전도 신호 처리 장치(100)는 비교 그룹 비교 결과에 따라 축약 패턴에 심전도 타입 코드가 추가되면, 그룹 시작점은 축약 패턴을 생성한 비교 그룹 다음의 심전도 타입 코드(420)으로 이동된다. 이후, 심전도 신호 처리 장치(100)는 이동되 그룹 시작점을 기준으로 그룹 사이즈에 따라 비교 그룹 421과 422를 새롭게 설정하고, 421과 422의 심전도 타입 코드를 비교한다. 421은 V의 심전도 타입 코드를 포함하고, 422는 N의 심전도 타입 코드를 포함하는 바, 421과 422 비교 그룹은 동일성이 없다. 따라서, 심전도 신호 처리 장치(100)는 그룹 시작점을 420에서 430으로 이동하고, 이동된 그룹 시작점(430)을 기준으로 새로운 비교 그룹 431과 432를 설정한다. 따라서, 421의 심전도 타입 코드 V는 비교 그룹에서 제외되고 축약 패턴(P2)에 V(425)로 추가된다.
한편, 431은 432와 동일한 심전도 타입 코드를 포함하고, 433도 동일한 심전도 타입 코드를 포함하므로, 심전도 신호 처리 장치(100)는 연속되는 431 내지 433의 비교 그룹을 하나의 심전도 타입 코드(435)로 변경하여 축약 패턴(P2)에 추가한다. 이 경우, 그룹 시작점은 연속되는 동일한 비교 그룹의 다음 심전도 타입 코드(440) 위치로 이동되고, 441 및 442 비교 그룹이 설정된다.
심전도 신호 처리 장치(100)는 이상에서 설명한 동작을 P1의 모든 원소에 대해서 반복적으로 수행하여 P2의 축약 코드를 생성한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대표 패턴을 생성하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에서 간략히 설명한 축약 패턴 생성 과정을 반복하여 대표 패턴을 생성하는 과정을 보여준다. 도 5에서는 도 4와 달리 축약 패턴을 생성할 때 정규표현식을 이용하는 예를 도시하였다. 축약 패턴의 표현 방법은 다양하게 설정될 수 있으며, 특정 표현 방법으로 한정되지는 않는다.
도 5에서의 p1은 심전도 패턴 정보를 의미하며, p2는 심전도 패턴 정보를 축약한 축약 패턴을 나타낸다. p2′은 p2에서 정규 표현 식을 삭제한 축약 패턴을 나타낸다. 동일하게 p3 및 p4는 각각 축약 패턴을 의미하며, p3 ′및 p4′은 정규표현 식을 삭제한 축약 패턴을 의미한다. w는 그룹 사이즈이고, l은 각 심전도 패턴 및 축약 패턴 내의 심전도 타입 코드의 개수를 의미한다. 도 5에서는 도 4의 방법으로 3번 축약 패턴을 생성하였으며, w가 4인 경우 축약 패턴 내의 심전도 타입 코드가 3개로 해당 p4가 대표 패턴으로 설정된다.
일 예로, 도 5의 p2′을 이용하여 p3를 생성하는 과정을 설명한다. bn은 각 패턴 내의 심전도 타입 코드를 의미한다. 따라서, p2는 다음과 같이 14개의 심전도 타입 코드를 포함한다. 즉, p2={b1, ..., b14}={(N)+, V, (N)+, V, (N)+, A, (N)+, V, (N)+, V, (N)+, A, (N)+, V}이고, 그룹 사이즈는 2이므로, {b1,b2}의 연결 제1 비교 그룹(b1b2)은 (N)+V이고, {b3,b4}의 연결 제2 비교 그룹(b3b4) 또한 (N)+V이다. 따라서 (b1b2b3b4)는 (b1b2)+로 대체되고, p3에 추가된다. 그리고 그룹 시작점이 이동하여 {b5,b6}의 연결은 (N)+A이고 {b7,b8}의 연결 (N)+V이다. b5인 (N)+와 b6인 A는 다르기 때문에 어떤 것으로도 대체되지 않으며 그대로 b5는 p3에 추가되고, 그룹 시작점은 b6으로 이동한다. {b6,b7}의 연결은 A(N)+이고 {b8,b9}의 연결 V(N)+이며 이 또한 같지 않기 때문에 b6인 A는 그대로 p3에 추가된다. 이와 유사한 방법으로 (b7b8b9b10)=(b7b8)+은 ((N)+V)+이 되고 b11은 (N)+가, b12은 A가, b13은 (N)+가, b14은 V가 된다. 그리고 이들 모두는 p3에 차례로 추가된다. 이러한 방법으로 각 축약 패턴은 축약과정을 반복하고, 대표 패턴은 (((N)+V)+(N)+A)+(N)+V가 된다.
도 5의 축약 과정을 알고리즘으로 예시적으로 표현하면 도 6과 같다.
도 6에서의 P={p1, p2, ..., pw, ..., PW}는 패턴의 순서로써 환자의 심박동을 대표하는 대표 패턴 PW가 되어가는 후보군이라고 정의한다. 이때 변수 w는 대표패턴의 생성과정에서 사용되는 변수로 그룹 사이즈를 의미한다. 각 후보 패턴 pw는 lw개의 심전도 타입 코드의 순서로 구성된다. 또한, 각 축약 패턴 pw={b1, b2, ..., bt, ..., blw}는 각각의 요소 bt로 구성되며 이 요소는 후보 pw -1에서 얻어진 하나 또는 그 이상의 심전도 타입 코드의 결과를 의미한다.
축약 알고리즘은 3단계에 의해 축약 패턴을 반복 생성한다. 첫 번째 단계에서는 그룹 사이즈 값이 초기화되고, 이어진 두 하위 패턴(bt, ..., bt +w)으로부터 정규표현식 기호를 삭제한다. 따라서 첫 번째 단계를 거치게 되면 일련의 심전도 타입 코드 문자들의 순서만 남게 된다. 그 뒤, 알고리즘은 현재 그룹 사이즈 wc에서 이어진 심전도 타입 코드 bc와 차후의 그룹 사이즈 wc + 1내에서 이어진 심전도 타입 코드 bc+1을 비교한다. 만약 두 심전도 타입 코드가 완벽히 일치한다면(문자와 순서 모두) 새로운 정규표현 식이 bc와 bc+1로부터 형성된다. 예를 들어, 그룹 사이즈의 값이 2일 때 bc={bt, bt+ 1}과 bc+1={bt+2, bt+ 3}라고 가정할 때, bt와 bt+2가 같고 bt+ 1와 bt+3가 같다면 bc와 bc+ 1는 (bc)+로 대치되며 그렇지 않을 경우 bc의 시작은 bt+1이 된다. 마지막으로, 알고리즘은 다음 축약 패턴을 생성하기 위해 줄어든 길이 lw를 다시 계산한다.
도 6의 알고리즘은 예를 들어 설명하기 위한 것으로 전술한 본 발명의 축약 패턴을 생성하기 위한 알고리즘은 다양하게 설정될 수 있으며, 본 발명에서 알고리즘의 제한은 없다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 정보 제공부를 포함하는 심전도 신호 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 신호 처리 장치(100)는 심전도 대표 패턴과 미리 저장된 하나 이상의 기준 패턴의 유사도를 산출하고, 유사도와 미리 설정된 기준값 이상으로 산출된 기준 패턴의 의료 정보를 제공하는 의료 정보 제공부(700)를 더 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 심전도 신호 처리 장치(100)는 심전도 패턴 정보를 이용하여 축약 패턴을 생성하고, 그룹 사이즈가 축약 패턴에 포함된 심전도 타입 코드의 개수 이상이 될 때까지 축약 패턴 생성 동작을 반복한다. 만약, 그룹 사이즈가 축약 패턴의 심전도 타입 코드의 개수 이상이되는 경우에, 축약 패턴 생성부(240)는 해당 축약 패턴을 대표 패턴으로 설정할 수 있다. 따라서, 대표 패턴은 심전도 패턴 정보를 N번 축약한 축약 패턴에 해당한다. 전술한 바와 같이, 대표 패턴은 심전도 타입 코드를 포함하고, 대표 패턴에 포함되는 심전도 타입 코드의 개수는 심전도 패턴 정보의 개수보다 작아지게 된다.
따라서, 의료 정보 제공부(700)는 대표 패턴을 이용하여 유사한 패턴을 가지는 기준 패턴을 검색할 수 있다. 예를 들어, 의료 정보 제공부(700)는 대표 패턴이 설정되면, 미리 설정된 하나 이상의 기준 패턴과 대표 패턴의 유사도를 산출한다. 유사도는 다양한 유사도 분석 기법을 통해서 산출될 수 있다. 예를 들어, 유사도는 문자열 편집거리 유사도 분석, 유클리드 거리 유사도(Euclidean Distance Similarity) 분석 또는 코사인 유사도(Comsine Similarity) 분석 또는 마할라노비스 유사도(Mahalanobis Similarity )분석 방법 등에 의해서 계산될 수 있다. 본 발명에서의 유사도 산출 방식에 대해서는 제한이 없다.
의료 정보 제공부(700)는 대표 패턴과 기준 패턴의 유사도 산출 결과에 따라서 미리 설정된 기준값 이상의 유사도를 가지는 기준 패턴을 선택하고, 선택된 기준 패턴과 연계되어 저장된 의료 정보를 제공할 수 있다.
도 8을 참조하여, 도 5의 대표 패턴을 이용하여 문자열 편집거리 분석을 통한 유사도 산출 방법을 설명한다. 도 5에서의 대표 패턴은 도 5의 p4인 (((N)+V)+(N)+A)+(N)+V로 생성되었다. 유사도 분석을 위해서는 대표 패턴의 정규표현 식인 괄호와 +기호를 삭제한
Figure 112015118174967-pat00001
과 기준 패턴(
Figure 112015118174967-pat00002
)의 심전도 타입 코드 각각을 비교하여 문자열 편집 거리를 구할 수 있다. 문자열 편집거리는 두 문자열의 유사성을 측정하기 위해 한 문자열을 다른 문자열로 변환하기 위해 필요한 입력, 삭제, 치환 작업의 최소수이다. 따라서, 문자열 편집거리 분석 방법에 따를 경우에 유사성이 높을수록 편집거리를 나타내는 값은 작아진다.
Figure 112015118174967-pat00003
과
Figure 112015118174967-pat00004
를 비교하면, 각 패턴의 첫 번째 심전도 타입 코드는 N으로 동일하므로 문자열 편집거리는 0으로 나타난다. 또한,
Figure 112015118174967-pat00005
의 N, V와
Figure 112015118174967-pat00006
의 N, A를 비교하면, N은 동일하고, V는 A로 치환이 되어야 동일하므로 문자열 편집거리는 1로 산출된다. 같은 방법으로
Figure 112015118174967-pat00007
의 N, V, N, A, N, V와
Figure 112015118174967-pat00008
의 N, A, N을 비교하면, 문자열 편집거리는 3(800)으로 산출된다. 이 경우 문자열 편집거리가 짧을수록 유사도는 높다고 판단할 수 있다.
따라서, 의료 정보 제공부(700)는 다양한 유사도 분석 방법을 이용하여 미리 저장된 기준 패턴 각각과 대표 패턴을 비교하여 유사도를 산출하고, 유사도가 기준값 이상으로 산출되는 기준 패턴을 검색할 수 있다. 기준 값은 실험 등을 통해서 설정되거나, 사용자가 설정할 수도 있다. 또한, 문자열 편집거리와 같이 유사성이 높을수록 그 값이 낮아지는 경우, 의료 정보 제공부(700)는 기준 값 미만이 되는 기준 패턴을 검색하여 제공할 수도 있다. 또는, 문자열 편집거리와 같이 유사성이 높을수록 그 값이 낮아지는 경우, 의료 정보 제공부(700)는 문자열 편집거리를 유사도 값으로 변환하고, 변환된 유사도 값이 기준값 이상이 되는 기준 패턴을 검색하여 제공할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사도에 따라 검색된 기준 패턴의 목록을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 의료 정보 제공부(700)는 각 기준 패턴과 대표 패턴을 비교하여 산출된 문자열 편집거리를 기준으로 유사도가 높은 순으로 일정 개수의 기준 패턴 목록을 개시한다. 기준 패턴은 환자별 또는 질환별 심전도 신호를 이용하여 대표 패턴을 생성한 것으로 저장 장치에 미리 저장될 수 있다. 또한, 각 기준 패턴은 식별자와 연계될 수 있으며, 대응되는 의료 정보를 포함할 수 있다. 도 8의 대표 패턴과 가장 유사도가 높은(문자열 편집거리가 짧은) 기준 패턴은 식별번호 116(910)으로 검색되며, 문자열 편집거리는 1로 산출된다.
일 예로, 의료 정보 제공부(700)는 저장 장치에 저장된 기준 패턴과 대표 패턴을 일 대 일로 비교하여 산출한 유사도 결과에 따라 미리 설정된 기준값 이상인 유사도를 가지는 기준 패턴을 검색하여 리스트 형태로 제공할 수 있다.
다른 예로, 의료 정보 제공부(700)는 대표 패턴과 가장 유사한 기준 패턴을 선정하여 제공할 수도 있다.
또 다른 예로, 의료 정보 제공부(700)는 대표 패턴과 가장 유사한 또는 일정 기준 이상으로 유사한 기준 패턴을 검색하고, 해당 기준 패턴에 대응되어 저장된 의료 정보를 제공할 수도 있다. 의료 정보는 해당 기준 패턴의 진단명, 환자 정보, 치료 정보 및 경과 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 심전도 신호 처리 장치(100)는 장주기 심전도 신호를 이용하여 대표 패턴을 생성함으로써 심전도 신호 분석을 위한 전문가의 시간 소모를 줄일 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명은 환자의 심전도 신호 정보를 이용하여 대표 패턴을 생성하여 유사 환자를 손쉽게 검색할 수 있고, 심전도 신호를 분석하여 진단명, 치료 정보 등을 제공할 수 있다. 이는 전문가의 의사결정에 도움을 줄 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 본 발명의 심전도 신호 처리 장치가 모두 수행할 수 있는 심전도 신호 처리 방법에 대해서 간략히 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 신호 처리 방법은 복수의 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 패턴 정보를 수신하는 수신단계와 그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 복수의 심전도 타입 코드를 하나 이상 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정하는 비교 그룹 설정단계와 비교 그룹 간 동일성 여부를 판단하는 판단단계 및 판단 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하는 축약 패턴 생성단계를 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 심전도 신호 처리 방법은 복수의 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 패턴 정보를 수신하는 수신단계를 포함한다(S1000). 수신단계에서는 심전도 신호를 심전도 타입 테이블을 이용하여 변환한 심전도 패턴 정보를 수신할 수 있다. 심전도 패턴 정보는 복수의 심전도 타입 코드를 포함할 수 있다. 심전도 타입 코드는 다양하게 설정될 수 있으며, 심전도 신호의 파형에 대응되는 문자로 표현될 수 있다.
또한, 심전도 신호 처리 방법은 그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 복수의 심전도 타입 코드를 하나 이상 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정하는 비교 그룹 설정단계를 포함할 수 있다(S1002). 비교 그룹 설정단계에서는 심전도 패턴 정보에 미리 설정된 그룹 시작점 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 둘 이상의 비교 그룹을 설정한다. 각각의 비교 그룹은 하나 이상의 심전도 타입 코드를 포함할 수 있으며, 본 발명의 축약 과정 반복 횟수에 따라 그룹 사이즈는 변경될 수 있다. 또한, 그룹 시작점은 비교 그룹의 동일성 판단 결과에 따라 이동 단위가 동적으로 변경될 수 있다.
또한, 심전도 신호 처리 방법은 비교 그룹 간 동일성 여부를 판단하는 판단단계를 포함할 수 있다(S1004). 동일성 판단단계에서는 설정된 비교 그룹 각각에 포함되는 심전도 타입 코드가 동일한지를 판단한다. 비교 그룹 내에 둘 이상의 심전도 타입 코드가 포함되는 경우에 각각의 심전도 타입 코드의 동일성 및 포함 순서의 동일성도 함께 판단한다. 동일성 판단 결과에 따라서 비교 그룹 설정을 위한 그룹 기준점의 이동 단위가 동적으로 변경될 수 있다.
또한, 심전도 신호 처리 방법은 판단 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하는 축약 패턴 생성단계를 포함할 수 있다(S1006). 축약 패턴 생성단계에서는 연속되는 비교 그룹이 동일한 경우, 동일한 비교 그룹 내의 심전도 타입 코드를 하나의 심전도 타입 코드로 축약하여 축약 패턴에 추가할 수 있다. 예를 들어, 제1 비교 그룹에 N, V가 포함되고, 제2 비교 그룹에 N, V가 포함되는 경우, 축약 패턴에 추가되는 심전도 타입 코드는 NV가 될 수 있다. 축약 패턴에 추가되는 심전도 타입 코드는 정규 표현식을 적용할 수도 있고, 비교 그룹 내의 심전도 타입 코드와 동일할 수도 있다. 만약, 비교 그룹 간의 동일성이 없는 경우에는 그룹 시작점을 이동하여 비교 그룹을 재설정하는 과정에서 비교 그룹에서 제외된 심전도 타입 코드를 축약 패턴에 추가할 수 있다.
본 발명의 심전도 처리 방법은 축약 패턴이 생성되면, 축약 패턴 내의 심전도 타입 코드의 개수와 그룹 사이즈를 비교하여, 그룹 사이즈가 심전도 타입 코드의 개수 이상인 경우에 해당 축약 패턴을 대표 패턴으로 설정할 수 있다. 만약, 그룹 사이즈가 심전도 타입 코드의 개수 미만인 경우에 축약 패턴을 이용하여 S1002 내지 S1006단계를 반복하여 축약 패턴을 추가로 생성할 수 있다. 이를 통해서 축약 과정이 반복될 수 있으며, 축약 패턴에 포함되는 심전도 타입 코드의 개수가 줄어들 수 있다.
한편, 심전도 신호 처리 방법은 심전도 축약 패턴과 미리 저장된 하나 이상의 기준 패턴의 유사도를 산출하고, 유사도가 미리 설정된 기준값 이상으로 산출된 기준 패턴의 의료 정보를 제공하는 의료 정보 제공단계를 더 포함할 수 있다(S1008). 예를 들어, 축약 패턴과 미리 저장된 기준 패턴을 비교하여 축약 패턴과 유사한 기준 패턴을 검색할 수 있다. 또한, 검색된 기준 패턴과 대응되어 저장된 의료 정보를 제공할 수도 있다. 이를 통해서, 환자의 심전도 신호와 유사한 패턴을 보이는 진단 또는 치료 정보를 제공함으로써, 전문가가 장주기 심전도 신호를 빠르게 분석하여 의사 결정을 내리는데에 도움을 줄 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 심전도 신호 처리 방법이 도 10에서와 같은 절차로 수행되는 것으로 설명되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 본질적인 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서, 구현 방식에 따라 각 단계의 수행 절차가 바뀌거나 둘 이상의 단계가 통합되거나 하나의 단계가 둘 이상의 단계로 분리되어 수행될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 신호 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 신호 처리 시스템은 심전도 신호를 측정하는 심전도 신호 측정 장치와 미리 설정된 분석 단위로 심전도 파형 각각에 대응되는 심전도 타입 코드를 생성하여, 심전도 패턴 정보를 생성하는 심전도 패턴 생성 장치와 하나 이상의 기준 패턴 각각과 대응되는 의료 정보를 저장하는 저장 장치 및 심전도 패턴 정보에 포함되는 복수의 심전도 타입 코드를 둘 이상의 비교 그룹으로 설정하고, 비교 그룹 간의 동일성 여부를 판단한 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하며, 심전도 축약 패턴과 기준 패턴의 유사도를 비교한 결과에 따라 심전도 축약 패턴과 유사한 의료 정보를 제공하는 심전도 신호 처리 장치를 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 심전도 신호 측정 장치(1110)는 환자의 심전도 신호를 측정할 수 있다. 심전도 신호 측정 장치(1110)는 일정 시간동안 환자의 심전도 신호를 측정 및 저장하여 심전도 패턴 생성을 위해 심전도 패턴 생성 장치(1120)로 제공할 수 있다.
심전도 패턴 생성 장치(1120)는 장주기의 심전도 신호를 미리 설정된 분석 단위로 나누고, 해당 분석 단위의 심전도 신호 파형과 대응되는 심전도 타입 코드를 생성하여 심전도 패턴 정보를 생성할 수 있다.
심전도 신호 처리 장치(100)는 심전도 패턴 정보를 수신하여, 비교 그룹을 설정하고, 동일한 비교 그룹을 축약하여 축약 패턴을 생성한다. 심전도 신호 처리 장치(100)는 축약 패턴을 이용하여 축약 과정을 N회 수행하여 대표 패턴을 생성할 수 있다. 또한, 심전도 신호 처리 장치(100)는 대표 패턴이 생성되면 대표 패턴을 이용하여 대표 패턴과 유사한 패턴의 기준 패턴을 검색할 수 있다. 또한, 심전도 신호 처리 장치(100)는 대표 패턴과 유사한 기준 패턴과 연계되어 저장된 의료 정보를 제공할 수도 있다.
저장 장치(1130)는 심전도 신호 측정 장치(1110)에 의해서 측정된 심전도 신호를 저장하고, 심전도 패턴 정보 및 대표 패턴을 저장할 수 있다. 또한, 저장 장치(1130)는 진단별 또는 환자별 대표 패턴을 기준 패턴으로 저장하고, 각 기준 패턴과 의료 정보를 연계하여 저장 및 관리할 수 있다. 저장 장치(1130)는 서버에 구성되거나, 개별 장치에 포함되어 구성될 수도 있다.
전술한 장치는 일반적인 데스크 탑이나 노트북 등의 일반 PC를 포함하고, 스마트 폰, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistants) 및 이동통신 단말기 등의 모바일 단말기 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 네트워크를 이용하여 통신 가능한 어떠한 전자 기기로 폭넓게 해석되어야 할 것이다.
전술한 서버는 하드웨어적으로는 통상적인 웹 서버(Web Server) 또는 웹 어플리케이션 서버(Web Application Server) 또는 왑 서버(WAP Server)와 동일한 구성을 하고 있다. 그러나, 소프트웨어적으로는, 도 2와 관련하여 아래에서 상세하게 설명할 바와 같이, C, C++, Java, PHP, .Net, Python, Ruby 등 여하한 언어를 통하여 구현되어 여러 가지 기능을 하는 프로그램 모듈(Module)을 포함할 수 있다.
또한, 전술한 각 장치 및 저장장치는 네트워크를 통하여 불특정 다수 클라이언트(단말기를 포함) 및/또는 다른 서버와 연결될 수 있는데, 이에 따라, 전술한 각 장치 및 저장장치는 클라이언트 또는 다른 서버의 작업수행 요청을 접수하고 그에 대한 작업 결과를 도출하여 제공하는 컴퓨터 시스템 또는 이러한 컴퓨터 시스템을 위하여 설치되어 있는 컴퓨터 소프트웨어(서버 프로그램)를 뜻하는 것일 수도 있다.
또한, 저장 장치(1130)는, 서버 또는 다른 장치 등에 의해 사용될 목적으로 정보나 자료 등의 데이터가 구조화되어 관리되는 데이터의 집합체를 의미할 수 있으며, 이러한 데이터의 집합체를 저장하는 저장매체를 의미할 수도 있다.
또한, 이러한 저장 장치(1130)는 데이터의 구조화 방식, 관리 방식, 종류 등에 따라 분류된 복수의 데이터베이스를 포함하는 것일 수도 있다.
경우에 따라서, 저장 장치(1130)는 정보나 자료 등을 추가, 수정, 삭제 등을 할 수 있도록 해주는 소프트웨어인 데이터베이스 관리시스템(Database Management System, DBMS)을 포함할 수도 있다.
한편, 네트워크는 각 장치를 연결해주는 망(Network)으로서, LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network)등의 폐쇄형 네트워크일 수도 있으나, 인터넷(Internet)과 같은 개방형 네트워크일 수도 있다. 여기서, 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(HyperText Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service)를 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미한다. 또한, 네트워크는 이동 통신망이나 와이파이(WiFi) 망 등의 무선 액세스 망을 더 포함할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 장주기 심전도 신호를 자동으로 분석하여 환자의 심박동 패턴을 자동으로 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면 환자의 심박동 패턴과 유사한 유사 환자의 의료 정보를 제공하여 전문가의 진단 및 치료를 위한 의사 결정을 지원할 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 심전도 신호 처리 장치에 있어서,
    복수의 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 패턴 정보를 수신하는 수신부;
    그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 상기 복수의 심전도 타입 코드를 하나 이상 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정하며, 상기 그룹 사이즈 정보는 상기 비교 그룹 각각에 포함되는 상기 심전도 타입 코드의 개수에 대한 정보를 포함하되 상기 축약 패턴 생성 횟수에 따라 변경하고, 상기 그룹 시작점 정보는 상기 비교 그룹 간 동일성 여부의 판단 결과에 따라 일정 단위로 이동하여 설정하는 비교 그룹 설정부;
    상기 비교 그룹 간 동일성 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하는 축약 패턴 생성부를 포함하는 심전도 신호 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 심전도 타입 코드는,
    심전도 신호의 파형 각각에 대응되는 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 타입 테이블에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 심전도 신호 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 일정 단위는,
    상기 비교 그룹 간의 동일성이 있다고 판단되는 경우, 상기 그룹 사이즈 단위로 설정되고,
    상기 비교 그룹 간의 동일성이 없다고 판단되는 경우, 상기 심전도 타입 코드 단위로 설정되는 것을 특징으로 하는 심전도 신호 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 각 비교 그룹 내에 포함되는 하나 이상의 상기 심전도 타입 코드 및 순서가 동일한지 판단하는 것을 특징으로 하는 심전도 신호 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 축약 패턴 생성부는,
    연속되는 둘 이상의 상기 비교 그룹이 동일한 것으로 판단되면, 상기 비교 그룹에 포함되는 상기 하나 이상의 심전도 타입 코드를 하나의 심전도 타입 코드로 변경하여 상기 심전도 축약 패턴에 추가하는 것을 특징으로 하는 심전도 신호 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 축약 패턴 생성부는,
    연속되는 둘 이상의 상기 비교 그룹이 상이한 것으로 판단되면, 상기 그룹 시작점의 이동에 따라 상기 비교 그룹에서 제외되는 심전도 타입 코드를 상기 심전도 축약 패턴에 추가하는 것을 특징으로 하는 심전도 신호 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 축약 패턴 생성부는,
    상기 심전도 축약 패턴에 포함되는 심전도 타입 코드의 개수가 상기 그룹 사이즈 이하인 경우, 상기 심전도 축약 패턴에 포함되는 심전도 타입 코드를 심전도 대표 패턴으로 설정하는 것을 특징으로 하는 심전도 신호 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 심전도 대표 패턴과 미리 저장된 하나 이상의 기준 패턴의 유사도를 산출하고, 상기 유사도가 미리 설정된 기준값 이상으로 산출된 상기 기준 패턴의 의료 정보를 제공하는 의료 정보 제공부를 더 포함하는 심전도 신호 처리 장치.
  11. 심전도 신호 처리 방법에 있어서,
    복수의 심전도 타입 코드를 포함하는 심전도 패턴 정보를 수신하는 수신단계;
    그룹 시작점 정보 및 그룹 사이즈 정보에 기초하여 상기 복수의 심전도 타입 코드를 하나 이상 포함하는 둘 이상의 비교 그룹을 설정하며, 상기 그룹 사이즈 정보는 상기 비교 그룹 각각에 포함되는 상기 심전도 타입 코드의 개수에 대한 정보를 포함하되 상기 축약 패턴 생성 횟수에 따라 변경하고, 상기 그룹 시작점 정보는 상기 비교 그룹 간 동일성 여부의 판단 결과에 따라 일정 단위로 이동하여 설정하는 비교 그룹 설정단계;
    상기 비교 그룹 간 동일성 여부를 판단하는 판단단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 심전도 축약 패턴을 생성하는 축약 패턴 생성단계를 포함하는 심전도 신호 처리 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 심전도 축약 패턴과 미리 저장된 하나 이상의 기준 패턴의 유사도를 산출하고, 상기 유사도가 미리 설정된 기준값 이상으로 산출된 상기 기준 패턴의 의료 정보를 제공하는 의료 정보 제공단계를 더 포함하는 심전도 신호 처리 방법.
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