KR102007011B1

KR102007011B1 - Device and method for detecting electrocardiogram signal from important point

Info

Publication number: KR102007011B1
Application number: KR1020160127809A
Authority: KR
Inventors: 배태욱; 권기구; 김규형; 이수인; 최은창
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2019-08-02
Also published as: KR20180037525A

Abstract

심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치가 개시된다. 이 장치는, 심전도 신호에서 QRS 신호가 제거된 배경 신호를 생성하는 필터부; 상기 심전도 신호와 상기 배경 신호 간의 차 신호(difference signal)를 검출하는 차 신호 검출부; 상기 R 포인트를 검출하기 위해 사전에 설정된 문턱치를 이용하여 상기 차 신호의 신호 구간 내에서 QRS 간격을 설정하는 QRS 간격 설정부; 및 상기 QRS 간격 내에서 상기 차 신호의 크기가 가장 큰 위치에 존재하는 포인트를 상기 심전도 신호의 R 포인트로 검출하고, 검출된 상기 R 포인트를 기준으로 왼쪽 방향 및 오른쪽 방향으로 진행하면서 기울기 변화를 탐색하고, 기울기 변화가 탐색된 위치의 포인트들을 상기 R 포인트의 주변 포인트들로 검출하는 포인트 검출부;를 포함한다.An apparatus for detecting a critical point from an electrocardiogram signal is disclosed. The apparatus includes a filter unit for generating a background signal from which the QRS signal is removed from the ECG signal; A difference signal detector for detecting a difference signal between the ECG signal and the background signal; A QRS interval setting unit configured to set a QRS interval within a signal interval of the difference signal using a threshold set in advance to detect the R point; And detecting a point existing at a position where the magnitude of the difference signal is greatest within the QRS interval as an R point of the ECG signal, and searching for a change in inclination while moving left and right based on the detected R point. And a point detector configured to detect points of a position where the gradient change is found as neighboring points of the R point.

Description

심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR DETECTING ELECTROCARDIOGRAM SIGNAL FROM IMPORTANT POINT}DEVICE AND METHOD FOR DETECTING ELECTROCARDIOGRAM SIGNAL FROM IMPORTANT POINT}

본 발명은 상기 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 상기 심전도 신호로부터 부정맥 진단에 이용되는 중요 포인트를 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting a critical point from the electrocardiogram signal, and more particularly, to an apparatus and a method for detecting a critical point used for diagnosing arrhythmia from the electrocardiogram signal.

심장은 혈액을 전신에 순환시키는 펌프 역할을 한다. 심장은 쉴새 없이 수축과 확장을 규칙적으로 반복하고 있다. 심장의 펌프작용은 심근(heart muscle)이 수축함으로서 이루어지는데 심장이 박동할 때마다 미약한 전기가 생기며, 그것으로 인하여 신체 내에 전류가 흐르게 된다. 이 전류에 의하여 신체의 표면에 전위 분포가 발생한다. 심장의 활동으로 생긴 작은 전위 변화를 신체 표면의 적당한 부위에서 일정한 방법으로 측정하여 그 측정 결과를 기록한 것이 심전도(Electrocardiogram, ECG)이다.The heart acts as a pump that circulates blood throughout the body. The heart is constantly repeating contractions and expansions. The pumping of the heart is caused by the contraction of the heart muscle, which produces weak electricity each time the heart beats, causing current to flow through the body. This current causes dislocation distribution on the surface of the body. Electrocardiogram (Electrocardiogram, ECG) is a small measure of the potential change caused by the activity of the heart, measured in a certain way in the appropriate area of the body surface.

이러한 심전도를 분석하여, 부정맥 환자 또는 부정맥 의심 환자를 진단할 수 다. 부정맥(arrhythmia)은 심장박동이 너무 빨리 뛰는 경우(성인의 경우 분당 100회 이상)와 너무 느리게 뛰는 경우(60회 이하)를 말한다. 부정맥은 어지러움, 기절, 가쁜 숨, 가슴 통증을 유발할 수 있으며, 심각한 경우에는 심박 정지(cardiac arrest)의 위험을 초래한다.The ECG can be analyzed to diagnose patients with or suspected arrhythmia. Arrhythmia is when the heart beats too fast (more than 100 times per minute in adults) and too slowly (less than 60 times). Arrhythmia can cause dizziness, fainting, shortness of breath, chest pain and, in severe cases, risk of cardiac arrest.

도 1은 일반적인 심전도 신호의 파형도로서, 부정맥 진단에서, R-R 구간(R-R Interval) 검출이 매우 중요하다. 심전도 신호로부터 R-R 구간(R-R Interval)을 검출하는 기법으로, 웨이블릿 변환(wavelet transform) 및 힐버트 변환(Hilbert transform) 등과 같은 변환 기반의 검출 기법, 칼만 필터(kalman filter), 중간 대역 필터, 필터 뱅크(filter bank) 등과 같은 필터 기반의 검출 기법, 신경망(Artificial Neural Network) 기반의 검출 기법, 문턱치(threshold) 기반의 검출 기법 등이 있다.FIG. 1 is a waveform diagram of a general ECG signal, and in arrhythmia diagnosis, detection of an R-R interval is very important. RR interval from ECG signal, transform based detection techniques such as wavelet transform and Hilbert transform, kalman filter, middle band filter, filter bank ( filter-based detection techniques such as filter banks, artificial neural network-based detection techniques, and threshold-based detection techniques.

그런데 상술한 종래의 기법들은 복잡하고 많은 계산량으로 인해, 실시간 처리가 어렵고, 상대적으로 계산량이 적은 문턱치 기반 검출 기법은 R-R 구간 검출에서 많은 오류가 발생한다.However, the conventional techniques described above are complicated and have a large amount of calculations, and thus, real-time processing is difficult, and a threshold-based detection technique having a relatively small amount of calculations causes many errors in R-R interval detection.

따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 적은 계산량으로 심전도 신호로부터 PQRST파를 정확하게 검출하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for accurately detecting a PQRST wave from an ECG signal with a small amount of calculation.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved in the present invention is not limited to those mentioned above, other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치는, 심전도 신호를 필터링하여, QRS 신호가 제거된 배경 신호를 생성하는 필터부; 상기 심전도 신호와 상기 배경 신호 간의 차 신호(difference signal)를 검출하는 차 신호 검출부; 상기 R 포인트를 검출하기 위해 사전에 설정된 문턱치를 이용하여 상기 차 신호의 신호 구간 내에서 QRS 간격을 설정하는 QRS 간격 설정부; 및 상기 QRS 간격 내에서 상기 차 신호의 크기가 가장 큰 위치에 존재하는 포인트를 상기 심전도 신호의 R 포인트로 검출하고, 검출된 상기 R 포인트를 기준으로 왼쪽 방향 및 오른쪽 방향으로 진행하면서 기울기 변화를 탐색하고, 기울기 변화가 탐색된 위치의 포인트들을 상기 R 포인트의 주변 포인트들로 검출하는 포인트 검출부; 를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting an important point from an electrocardiogram signal, including: a filter unit for filtering an electrocardiogram signal to generate a background signal from which a QRS signal is removed; A difference signal detector for detecting a difference signal between the ECG signal and the background signal; A QRS interval setting unit configured to set a QRS interval within a signal interval of the difference signal using a threshold set in advance to detect the R point; And detecting a point existing at a position where the magnitude of the difference signal is greatest within the QRS interval as an R point of the ECG signal, and searching for a change in inclination while moving left and right based on the detected R point. A point detector for detecting points of the position where the change of the slope is detected as neighboring points of the R point; .

본 발명의 다른 일면에 따른 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치는, 상기 심전도 신호 상에 나타나는 다수의 포인트 중에서 기울기가 변경되는 위치에 존재하는 다수의 변곡점을 검출하는 변곡점 검출부; 상기 다수의 변곡점을 연결하여 상기 심전도 신호에서 QRS 신호가 제거된 배경 신호를 생성하는 변곡점 연결부; 상기 심전도 신호와 상기 배경 신호 간의 차 신호(difference signal)를 검출하는 차 신호 검출부; 상기 R 포인트를 검출하기 위해 사전에 설정된 문턱치를 이용하여 상기 차 신호의 신호 구간 내에서 QRS 간격을 설정하는 QRS 간격 설정부; 및 상기 QRS 간격 내에서 상기 차 신호의 크기가 가장 큰 위치에 존재하는 포인트를 상기 심전도 신호의 R 포인트로 검출하고, 검출된 상기 R 포인트를 기준으로 왼쪽 방향 및 오른쪽 방향으로 진행하면서 기울기 변화를 탐색하고, 기울기 변화가 탐색된 위치의 포인트들을 상기 R 포인트의 주변 포인트들로 검출하는 포인트 검출부;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, an apparatus for detecting an important point from an electrocardiogram signal includes: an inflection point detector configured to detect a plurality of inflection points existing at positions where a slope is changed among a plurality of points appearing on the electrocardiogram signal; An inflection point connection unit connecting the plurality of inflection points to generate a background signal from which a QRS signal is removed from the ECG signal; A difference signal detector for detecting a difference signal between the ECG signal and the background signal; A QRS interval setting unit configured to set a QRS interval within a signal interval of the difference signal using a threshold set in advance to detect the R point; And detecting a point existing at a location where the magnitude of the difference signal is largest within the QRS interval as an R point of the ECG signal, and searching for a change in slope while moving left and right based on the detected R point. And a point detector configured to detect points of a position where the gradient change is found as neighboring points of the R point.

본 발명의 또 다른 일면에 따른 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 방법은, 심전도 신호를 필터링하여, QRS 신호가 제거된 배경 신호를 생성하는 단계;According to another aspect of the present invention, a method of detecting a significant point from an electrocardiogram signal includes: filtering an electrocardiogram signal to generate a background signal from which a QRS signal is removed;

상기 심전도 신호와 상기 배경 신호 간의 차 신호를 검출하는 단계; 사전에 설정된 문턱치를 이용하여 상기 차 신호의 신호 구간 내에서 QRS 간격을 설정하는 단계; 상기 QRS 간격 내에서 상기 차 신호의 크기가 가장 큰 위치에 존재하는 포인트를 상기 심전도 신호에 포함된 R신호의 피크치를 나타내는 R 포인트로 검출하는 단계; 및 상기 검출된 R 포인트를 기준으로 왼쪽 방향 및 오른쪽 방향으로 진행하면서 기울기 변화를 탐색하면서, 기울기 변화가 탐색된 위치의 포인트들을 상기 R 포인트의 주변 포인트들로 검출하는 단계; 를 포함한다.Detecting a difference signal between the ECG signal and the background signal; Setting a QRS interval within a signal interval of the difference signal using a preset threshold; Detecting a point at a position where the magnitude of the difference signal is greatest within the QRS interval as an R point representing a peak value of an R signal included in the ECG signal; And searching for a change in inclination while proceeding in a left direction and a right direction based on the detected R point, and detecting points at positions where the change in gradient is found as peripheral points of the R point; .

본 발명에 따르면, 2차원의 필터에 비해 복잡도가 낮은 1차원의 양방향 필터 또는 계산량이 적은 기울기 변화 분석을 통해 배경 신호를 예측(추정)하고, 예측된 배경 신호를 기반으로 R 포인트는 물론 R 포인트의 주변 포인트를 계산 복잡도의 증가 없이 개별적으로 검출함으로써, 종전의 R-R 간격(R포인트와 R포인트 사이의 간격)의 검출에 따른 오류를 해결할 수 있다.According to the present invention, the background signal is predicted (estimated) by a one-dimensional bidirectional filter having a low complexity compared to a two-dimensional filter or a gradient change analysis having a small amount of calculation, and based on the predicted background signal, the R point as well as the R point By separately detecting the peripheral points of without increasing the computational complexity, it is possible to solve the error caused by the detection of the previous RR interval (the interval between the R point and the R point).

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 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 following description.

도 1은 일반적인 심전도 신호의 파형도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 심전도 신호의 파형 특징을 세부적으로 설명하기 위한 파형도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심전도 신호로부터 PQRST파를 검출하는 장치의 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 검출 장치의 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 검출 장치의 R 포인트 검출 과정을 나타낸 신호 파형도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 검출 장치의 기능 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기울기 변화를 이용하여 생성된 배경 신호를 기반으로 R 포인트 검출 과정을 나타낸 신호 파형도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a waveform diagram of a typical ECG signal.
2 is a waveform diagram for explaining in detail the waveform characteristics of the ECG signal to be applied to the present invention.
3 is an overall configuration diagram of an apparatus for detecting a PQRST wave from an electrocardiogram signal according to an embodiment of the present invention.
4 is a functional block diagram of a detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a signal waveform diagram illustrating an R point detection process of a detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a functional block diagram of a detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a signal waveform diagram illustrating an R point detection process based on a background signal generated by using a gradient change according to another exemplary embodiment.
8 is a flowchart illustrating a method of detecting a significant point from an electrocardiogram signal according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된다. 이러한 기술적 용어가 본 발명을 한정하고자 하는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 한다. 즉, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어를 과도하게 포괄적인 의미로 해석하거나, 과도하게 좁은 의미로 해석하지 말아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.The technical terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only. It should be noted that these technical terms are not intended to limit the invention. In addition, the technical terms used herein are to be interpreted as meanings generally understood by those of ordinary skill in the art, unless specifically defined otherwise in the present specification. That is, the technical terms used in the present specification should not be interpreted in an excessively comprehensive sense or in an excessively narrow meaning. In addition, when the technical terms used herein are incorrect technical terms that do not accurately represent the spirit of the present invention, it should be replaced with technical terms that can be understood correctly by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or "comprising" or the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "~부"는 명세서 작성의 용이함만을 고려한 것으로, 이는 "~모듈" 또는 "~유닛"으로 혼용될 수 있다.In addition, the suffix "~ part" for the components used in the present specification are considered only for ease of writing the specification, which may be mixed as "~ module" or "~ unit".

또한, 본 명세서에서는 사용되는 용어 "파(wave)" 또한 명세서 작성의 용이함만을 고려한 것으로, "신호(signal)"로 혼용될 수 있으며, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the term "wave" as used herein is also taken into consideration only for ease of preparation of the specification, may be used as "signal", and does not have a meaning or role distinguished from each other.

본 발명의 심전도 신호로부터 PQRST파를 검출하는 장치를 설명하기에 앞서, 도 2를 참조하여, 심전도 신호의 파형 특징에 대해 상세히 설명하기로 한다.Prior to describing the apparatus for detecting the PQRST wave from the ECG signal of the present invention, the waveform characteristics of the ECG signal will be described in detail with reference to FIG. 2.

심전도 신호는, 도 2에 도시된 바와 같이, 시간적으로 연속한 P파(P-wave), QRS파(QRS-wave) 및 T파(T-wave)로 구성된다. 상기 QRS파는 'QRS 복합체(QRS complex)'로 불리기도 하며, 시간적으로 연속한 Q파, R파 및 S파로 구성된다. The ECG signal is composed of a P-wave, a QRS-wave, and a T-wave, which are continuous in time, as shown in FIG. 2. The QRS wave is also called a 'QRS complex' and is composed of Q waves, R waves, and S waves that are continuous in time.

P파는 동방결절(SA node: sinoatrial node)를 통해 심방(atria)에 전달된 자극이 심방을 탈분극(depolarization)시키는 과정에서 발생한다.P waves occur when the stimulus transmitted to the atria through the sinoatrial node (SA node) depolarizes the atrium.

QRS파는 심실(ventricle)의 탈분극(depolarization) 과정에서 발생한다. QRS waves occur during ventricular depolarization.

T파는 심실의 재분극(repolarization) 과정에서 발생한다. 재분극(repolarization)은 탈분극(depolarization) 보다 천천히 진행되기 때문에, T파는 QRS파 보다 넓게 분포하고, 진폭도 낮다.T waves occur during ventricular repolarization. Since repolarization proceeds more slowly than depolarization, T waves are wider than QRS waves and have a lower amplitude.

상기 P파, QRS파, T파의 비정상 여부로부터 부정맥을 진단할 수 있으며, 이때, 각 파의 비정상 여부를 판단하는 요소로, 이웃하는 파와의 간격(Interval: 간격), 이웃하는 파를 연결하는 분절(Segment), 각 파의 크기(Amplitude: 진폭), 각 파의 뾰족한 모양(Sharpness) 등이 있으며, 이러한 요소들을 수치화한 값들이 정상 범위 내에 있는지 여부로 부정맥을 진단할 수 있다. 이웃하는 파와의 간격은, 예를 들면, P파의 시작점으로부터 QRS파의 시작점까지의 간격(PR 간격)과 QRS파의 시작점으로부터 T파의 끝점까지의 간격(QT 간격)일 수 있으며, 분절은, 예를 들면, P파와 QRS파를 연결하는 PR 분절(PR Segment) 및 QRS파와 T파를 연결하는 ST 분절(ST Segment)일 수 있다. Arrhythmia can be diagnosed from the abnormality of the P wave, the QRS wave, and the T wave, and at this time, an element for determining the abnormality of each wave, the interval (Interval) between neighboring waves, and the neighboring waves are connected. There are segments, amplitudes of each wave, and sharpness of each wave, and arrhythmia can be diagnosed by whether the values of these factors are within the normal range. The spacing with neighboring waves may be, for example, the spacing (PR spacing) from the start of the P wave to the start of the QRS wave and the spacing (QT spacing) from the start of the QRS wave to the end of the T wave, where the segment is For example, it may be a PR segment connecting the P wave and the QRS wave and an ST segment connecting the QRS wave and the T wave.

QRS파는 다른 파들(P파, T파)에 비해 폭이 제일 좁고, 크기가 제일 높은 특징을 갖는다. 본 발명에서는 이러한 특징을 이용하여 각파의 피크치에 해당하는 P, Q, R, S, 및 T 포인트들 및 P, Q, R, S, 및 T 포인트들의 주변 포인트들(P_left, P_right, Q_left, S_right, T_left 및 T_right)를 검출하여, 심전도 신호로부터 정확한 PQRST파를 검출한다. 여기서, P, R 및 T는 각각 P파, R파 및 T파의 상향 피크치이고, Q 및 S 포인트는 각각 Q파 및 S파의 하향 피크치를 정의한다. P_left와 P_right는각각 P파의 시작 포인트와 끝 포인트이고, Q_left와 S_right는 각각 QRS파의 시작포인트(또는 Q파의 시작 포인트)과 끝 포인트(또는 S파의 끝 포인트)을 정의한다. T_left 및 T_right는 각각 T파의 시작 포인트와 끝 포인트를 나타낸다. 도 2에서 QRS 간격(QRS Interval)은 Q 포인트와 S 포인트 사이의 간격을 정의한다.The QRS wave has the narrowest width and the highest magnitude compared to other waves (P wave, T wave). In the present invention, using this feature, P, Q, R, S, and T points corresponding to the peak values of each wave, and peripheral points P _left , P _right , Q of P, Q, R, S, and T points. _left , S _right , T _left and T _right ) to detect the correct PQRST wave from the ECG signal. Here, P, R, and T are upward peak values of P waves, R waves, and T waves, respectively, and Q and S points define downward peak values of Q waves and S waves, respectively. P _left and P _right The start and end points of the P wave are respectively, and Q _left and S _right define the start point (or start point of the Q wave) and the end point (or end point of the S wave) of the QRS wave, respectively. T _left and T _right represent the start point and end point of the T wave, respectively. In FIG. 2, a QRS interval defines an interval between a Q point and an S point.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심전도 신호로부터 PQRST파를 검출하는 장치의 전체 구성도이다.3 is an overall configuration diagram of an apparatus for detecting a PQRST wave from an electrocardiogram signal according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 심전도 신호로부터 PQRST파를 검출하는 장치는 심전도 측정 장치(100)와 검출 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 3, an apparatus for detecting a PQRST wave from an electrocardiogram signal according to an embodiment of the present invention includes an electrocardiogram measuring apparatus 100 and a detection apparatus 200.

심전도 측정 장치(100)는 사용자(5)의 신체 부위에 부착된 전극(10)과 유선(20)을 통해 사용자(5)의 심장 활동으로 발생하는 전위 변화를 측정하고, 그 측정 결과에 대응하는 심전도(이하, ECG) 신호를 출력한다. 여기서, 상기 ECG 신호는 도 2에 도시된 바와 같은 파형으로 나타낼 수 있다.The electrocardiogram measuring apparatus 100 measures the electric potential change generated by the cardiac activity of the user 5 through the electrode 10 and the wired line 20 attached to the body part of the user 5, and corresponds to the measurement result. ECG (hereinafter referred to as ECG) signal is output. In this case, the ECG signal may be represented by a waveform as shown in FIG. 2.

상기 검출 장치(200)는 상기 ECG 측정 장치(100)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 ECG 측정 장치(100)로부터 상기 ECG 신호를 수신한다.The detection device 200 is connected to the ECG measurement device 100 by wire or wirelessly to receive the ECG signal from the ECG measurement device 100.

상기 검출 장치(200)는 상기 ECG 측정 장치(100)로부터 수신한 상기 ECG 신호로부터 도 2에 도시된 ECG 신호의 파형에서 P, Q, R, S, 및 T 포인트들 및 P, Q, R, S, 및 T 포인트들의 주변 포인트들(P_left, P_right, Q_left, S_right, T_left 및 T_right)을 검출한다.The detection device 200 is a P, Q, R, S, and T points in the waveform of the ECG signal shown in Figure 2 from the ECG signal received from the ECG measurement device 100 and P, Q, R, Detects peripheral points P _left , P _right , Q _left , S _right , T _left and T _{right of} S, and T points.

상기 검출 장치(200)는, 상기 포인트들(P, Q, R, S, T, P_left, P_right, Q_left, S_right, T_left 및 T_right)의 검출을 위해, 상기 검출 장치(200)는, 우선, R 포인트를 검출하고, 검출된 R 포인트(R)를 이용하여 나머지 포인트들(P, Q, S, T, P_left, P_right, Q_left, S_right, T_left 및 T_right)을 검출한다. The detection device 200 is configured to detect the points P, Q, R, S, T, P _left , P _right , Q _left , S _right , T _left and T _right . First, R point is detected, and the remaining points P, Q, S, T, P _left , P _right , Q _left , S _right , T _left and T _right are detected using the detected R point R. ).

도 3에서는, 물리적으로 분리된 상기 ECG 측정 장치(100)와 상기 검출 장치(200)를 도시하고 있으나, 상기 ECG 측정 장치(100)가 상기 검출 장치(200)의 내부에 구비될 수도 있고, 반대로, 상기 검출 장치(200)가 상기 ECG 측정 장치(100)의 내부에 구비될 수도 있다.In FIG. 3, the physically separated ECG measuring device 100 and the detection device 200 are illustrated, but the ECG measuring device 100 may be provided inside the detection device 200, or vice versa. The detection device 200 may be provided inside the ECG measurement device 100.

상기 검출 장치(200)는 유무선 통신 기능을 갖는 전자 장치일 수 있다. 상기 전자 장치는, 예를 들면, 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) (예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 또는 스마트 와치(smartwatch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The detection device 200 may be an electronic device having a wired / wireless communication function. The electronic device may be, for example, a smartphone, a tablet personal computer, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop personal computer. , Laptop personal computer, netbook computer, personal digital assistant, portable multimedia player, MP3 player, mobile medical device, camera, or wearable device ( For example, the electronic device may include at least one of a head-mounted-device (HMD) such as electronic glasses, an electronic garment, an electronic bracelet, an electronic necklace, an electronic accessory, or a smartwatch.

어떤 실시 예들에 따르면, 상기 전자 장치는 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들자면, 전자 장치는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), TV 박스(예를 들면, 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(game consoles), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to some embodiments, the electronic device may be a smart home appliance. Smart home appliances are, for example, electronic devices such as televisions, digital video disk (DVD) players, audio, refrigerators, air conditioners, cleaners, ovens, microwave ovens, washing machines, air purifiers, set-top boxes, TVs. It may include at least one of a box (eg, Samsung HomeSync ™, Apple TV ™, or Google TV ™), game consoles, electronic dictionary, electronic key, camcorder, or electronic photo frame.

어떤 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 각종 의료기기(예: MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치 및 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛, 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine) 또는 상점의 POS(point of sales) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to some embodiments, the electronic device may include various medical devices (for example, magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), computed tomography (CT), an imaging device, an ultrasound device, etc.), a navigation device, and a GPS receiver ( global positioning system receiver (EDR), event data recorder (EDR), flight data recorder (FDR), automotive infotainment devices, marine electronic equipment (e.g. marine navigation systems and gyro compasses), avionics, security At least one of a device, a vehicle head unit, an industrial or household robot, an automatic teller's machine (ATM) of a financial institution, or a point of sales (POS) of a store.

이하, 도 3에 도시한 검출 장치(200)에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the detection apparatus 200 shown in FIG. 3 will be described in detail.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 검출 장치의 기능 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시된 구성들 각각에서 수행하는 처리과정에 따른 R 포인트 검출 과정을 설명하기 위한 신호 파형도들이다.4 is a functional block diagram of a detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a signal waveform diagram illustrating an R point detection process according to a process performed in each of the components shown in FIG. 4.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 검출 장치(200)는 필터부(210), 차 신호(difference signal) 검출부(220), 차 신호 확장부(230), 플래그(flag) 생성부(240), QRS 간격(QRS interval) 설정부(250) 및 포인트 검출부(260)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the detection apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may generate a filter 210, a difference signal detector 220, a difference signal extension 230, and a flag. The unit 240 includes a QRS interval setting unit 250 and a point detector 260.

필터부The filter unit (210)(210)

상기 필터부(210)는 상기 ECG 측정 장치(100)로부터 입력되는 상기 ECG 신호(I(x))를 필터링하여, 잡음이 제거된 배경 신호(B(x))를 생성한다. 여기서, 상기 잡음은 QRS 신호(또는 QRS 파형)를 포함함을 특징으로 한다. 즉, 상기 ECG 신호(I(x))에서 QRS 신호(또는 QRS 파형)가 잡음으로 간주한다. The filter unit 210 generates the background signal B (x) from which the noise is removed by filtering the ECG signal I (x) input from the ECG measuring apparatus 100. Here, the noise is characterized in that it comprises a QRS signal (or QRS waveform). That is, the QRS signal (or QRS waveform) in the ECG signal I (x) is regarded as noise.

특별히 한정하는 것은 아니지만, 본 명세서에서는, 상기 ECG 측정 장치(100)로부터 입력되는 상기 ECG 신호(I(x))는 x축과 y축으로 이루어진 2차원 좌표계에서 나타낼 수 있으며, x축의 좌표들은 시간(time) 성분이고, y축의 좌표들은 전압(또는 전류) 성분으로 가정한다.Although not particularly limited, in the present specification, the ECG signal I (x) input from the ECG measuring apparatus 100 may be represented in a two-dimensional coordinate system having an x-axis and a y-axis, and the coordinates of the x-axis are time (time) component, and the y-axis coordinates are assumed to be a voltage (or current) component.

상기 ECG 신호(I(x))를 필터링 하는 방법으로, 1차원 양방향 필터(one-dimension Bilateral filter)가 이용될 수 있다. As a method of filtering the ECG signal I (x), a one-dimension bilateral filter may be used.

상기 1차원 양방향 필터에 의해, 상기 QRS 신호(또는 QRS 파형)가 제거된 배경 신호(B(x))는 아래의 수식 1로 표현할 수 있다.The background signal B (x) from which the QRS signal (or QRS waveform) is removed by the one-dimensional bidirectional filter may be expressed by Equation 1 below.

여기서, Ω는 상기 ECG 신호(I(x))를 나타내는 임의의 좌표 x_i를 기준으로 하는 필터창의 크기이며, 아래의 수학식 2로 표현할 수 있다. 상기 필터창의 크기는 상기 ECG 신호(I(x))의 QRS 구간의 크기에 따라 설정될 수 있으며, 예를 들면, QRS 구간의 크기를 15~20라 가정할 때, 상기 필터창의 크기는 15(=2×N(=7)+1) 일 수 있다. W_P는 정규화 값(Normalization factor)으로, 아래의 수학식 3으로 표현할 수 있다.Here, Ω is the size of the filter window based on an arbitrary coordinate x _i representing the ECG signal I (x), and can be expressed by Equation 2 below. The size of the filter window may be set according to the size of the QRS section of the ECG signal I (x). For example, assuming that the size of the QRS section is 15-20, the size of the filter window is 15 ( = 2 x N (= 7) + 1). W _P is a normalization factor, and can be expressed by Equation 3 below.

여기서,

는 도메인(domain) 가우시안 필터항(첫 번째 exp항)의 분산값이고,

는 레인지 (range) 가우시안 필터항(두 번째 exp항)의 분산값이다.here,

Is the variance of the domain Gaussian filter term (first exp term),

Is the variance of the range Gaussian filter term (second exp term).

도 5의 (A)에는 상기 ECG 신호(I(x))와 상기 필터부(210)로부터 생성된 상기 배경 신호(B(x))의 일 예가 나타난다. 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이, 전술한 필터부(210)의 처리 과정에 의해, 상기 ECH 신호(I(x)) 내에서 잡음으로 간주된 QRS 신호의 샤프한 곡선이 상기 배경 신호(B(x)) 내에서는 완만한 곡선으로 변형되어 상기 심전도 신호(I(x)) 내의 QRS 신호가 제거된 형태로 나타나지만, 상기 배경 신호(B(x))의 나머지 신호 구간(period)에서는 상기 ECG 신호(I(x))와 상기 배경 신호(B(x))가 유사하게 나타남을 알 수 있다.5A illustrates an example of the ECG signal I (x) and the background signal B (x) generated from the filter unit 210. As shown in FIG. 5A, the sharp curve of the QRS signal, which is regarded as noise in the ECH signal I (x), is obtained by the process of the filter unit 210 described above. In B (x)), it is transformed into a gentle curve so that the QRS signal in the ECG signal I (x) is removed, but in the remaining signal period of the background signal B (x), It can be seen that the ECG signal I (x) and the background signal B (x) appear similarly.

차 신호 Car signal 검출부The detection unit (220)(220)

상기 차 신호 검출부(220)는 상기 ECG 신호(I(x))와 상기 필터부(210)로부터 입력되는 배경 신호(B(x)) 간의 차이 성분(difference component)의 절대값을 계산하여, 상기 차 신호(D(x))를 검출한다. 도 5의 (B)에 상기 차 신호(D(x))의 일 예가 나타난다.The difference signal detector 220 calculates an absolute value of a difference component between the ECG signal I (x) and the background signal B (x) input from the filter unit 210, The difference signal D (x) is detected. An example of the difference signal D (x) is shown in FIG. 5B.

전술한 바와 같이, 상기 배경 신호(B(x))는 상기 필터부(210)에 의해 상기 ECG 신호(I(x))에서 상기 QRS 신호(또는 QRS 파형)가 제거된 신호이므로, 상기 ECG 신호(I(x))와 상기 배경 신호(B(x))의 간의 차이 성분(difference signal component)은 상기 ECG 신호의 상기 QRS 신호(또는 QRS 파형) 성분과 유사하다.As described above, the background signal B (x) is a signal from which the QRS signal (or QRS waveform) is removed from the ECG signal I (x) by the filter unit 210, and thus the ECG signal. The difference signal component between (I (x)) and the background signal B (x) is similar to the QRS signal (or QRS waveform) component of the ECG signal.

상기 차이 성분의 절대값 계산은 아래의 수학식 4로 표현할 수 있다.The absolute value of the difference component can be expressed by Equation 4 below.

차 신호 Car signal 확장부Expansion portion (230)(230)

상기 차 신호 확장부(230)는 상기 차 신호(D(x))의 폭과 크기를 확장한다. The difference signal extension unit 230 extends the width and the magnitude of the difference signal D (x).

차 신호(D(x))의 폭과 크기를 확장함으로써, 아래의 QRS 간격 설정부(250)에서 상기 폭과 크기가 확장된 차 신호(D(x)) 내에서 충분한 QRS 간격을 설정함으로써, 상기 ECG 신호(I(x))의 R 포인트 추정 성능을 개선할 수 있다. By extending the width and magnitude of the difference signal D (x), the QRS interval setting unit 250 below sets a sufficient QRS interval within the difference signal D (x) in which the width and magnitude are extended, It is possible to improve the R point estimation performance of the ECG signal I (x).

상기 차 신호(D(x))의 폭 및 크기는 다양한 신호 처리 알고리즘에 의해 확장될 수 있으며, 예를 들면, 아래의 수학식 5의 계산 과정을 포함하는 알고리즘이 있을 수 있다.The width and size of the difference signal D (x) may be extended by various signal processing algorithms. For example, there may be an algorithm including a calculation process of Equation 5 below.

여기서, E(x)는 상기 확장된 차 신호이다. 상기 확장된 차 신호(E(x))의 일 예가 도 5의 (C)에 나타난다.Where E (x) is the extended difference signal. An example of the extended difference signal E (x) is shown in FIG. 5C.

플래그 flag 생성부Generating unit (240)(240)

상기 플래그 생성부(240)는 상기 보정된 차 신호(E(x))의 x축 좌표들을 '0' 또는 '1'로 나타내는 플래그(F(x))로 변환하여 생성한다. 구체적으로, 상기 보정된 차 신호(E(x))의 y축 성분 중에서 사전에 설정한 문턱치(TH, 도 5의 (C)에 도시됨)를 초과하는 상기 y축 성분(또는 y축 좌표)을 추출하고, 상기 추출된 y축 좌표들(y축 성분들)에 대응하는 x축 좌표들(또는 x축 성분들)을 '1'로 변환하고, 나머지 x축 좌표들(또는 나머지 x축 성분들)을 '0(zero)'으로 변환한다. 상기 플래그 생성과정은 아래의 수학식 6으로 표현할 수 있다. 상기 생성된 플래그(F(x))의 일 예가 도 5의 (C)에 나타난다. The flag generator 240 converts the x-axis coordinates of the corrected difference signal E (x) into a flag F (x) representing '0' or '1'. Specifically, the y-axis component (or y-axis coordinate) exceeding a preset threshold TH (shown in FIG. 5C) among y-axis components of the corrected difference signal E (x). Is extracted, and the x-axis coordinates (or x-axis components) corresponding to the extracted y-axis coordinates (y-axis components) are converted to '1', and the remaining x-axis coordinates (or the remaining x-axis components). ) To '0 (zero)'. The flag generation process may be expressed by Equation 6 below. An example of the generated flag F (x) is shown in FIG. 5C.

여기서, TH는 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들면, 상기 확장된 차 신호(E(x))의 구간 내에서 최대 y축 좌표값(M)의 1/2로 설정할 수 있다. Here, TH may be set in various ways. For example, TH may be set to 1/2 of the maximum y-axis coordinate value M within the section of the extended difference signal E (x).

이러한 플래그(F(x))는, 상기 확장된 차 신호(E(x))에 포함된 잡음에 의해, 아래에서 설명하는 QRS 간격 설정부(250)에서 설정하는 상기 QRS 간격의 설정 오류를 최소화하는 정보로 활용된다. Such a flag F (x) minimizes an error in setting the QRS interval set by the QRS interval setting unit 250 described below due to noise included in the extended difference signal E (x). It is used as information.

QRS 간격 QRS interval 설정부Setting section (250)(250)

상기 QRS 간격 설정부(250)는 상기 플래그 생성부(240)로부터 입력되는 플래그(F(x))를 이용하여 상기 차 신호 확장부(230)로부터 입력되는 상기 확장된 차 신호(E(x))의 QRS 간격을 설정한다. 구체적으로, 상기 QRS 간격 설정부(250)는 상기 확장된 차 신호(E(x))의 x축 좌표들을 플래그 '1'에 대응하는 x축 좌표들과 플래그 '0'에 대응하는 x축 좌표들로 분류하고, 플래그 '1'에 대응하는 x축 좌표들의 집합을 상기 QRS 간격으로 설정한다. 상기 설정된 QRS 간격(QRS interval)의 일 예가 도 5의 (C)에 나타난다. The QRS interval setting unit 250 uses the flag F (x) input from the flag generation unit 240 to extend the difference signal E (x) input from the difference signal extension unit 230. ) Set the QRS interval. Specifically, the QRS interval setting unit 250 sets the x-axis coordinates of the extended difference signal E (x) to x-axis coordinates corresponding to the flag '1' and the x-axis coordinates corresponding to the flag '0'. And set a set of x-axis coordinates corresponding to the flag '1' to the QRS interval. An example of the set QRS interval is shown in FIG. 5C.

포인트 point 검출부The detection unit (260)(260)

상기 포인트 검출부(260)는 상기 QRS 간격 설정부(250)에 의해 설정된 QRS 간격 내에서 R 포인트(R(x))를 검출하고, 상기 검출된 R 포인트(R(x))를 이용하여 나머지 주변 포인트를 검출한다. 이를 위해, 상기 포인트 검출부(260)는 R 포인트 검출부(262) 및 나머지 포인트 검출부(264)를 포함한다.The point detector 260 detects an R point R (x) within a QRS interval set by the QRS interval setting unit 250, and uses the detected R point R (x) to detect the remaining surroundings. Detect points. To this end, the point detector 260 includes an R point detector 262 and the remaining point detector 264.

R 포인트 R point 검출부The detection unit (262)(262)

상기 R 포인트 검출부(262)는 상기 QRS 간격 설정부(250)에 의해 설정된 QRS 간격 내에서 상기 확장된 차 신호(E(x))의 크기(y축 성분값)가 가장 큰 위치에 존재하는 R 포인트(R(x))를 검출한다. 구체적으로, 상기 R 포인트 검출부(260)는 상기 QRS 간격을 구성하는 x축 좌표들에 각각 대응하는 y축 좌표들을 탐색하고, 탐색한 y축 좌표들 중에서 y축 성분값(M, 도 5의 (C)에 도시됨)이 가장 큰 y축 좌표를 검출하고, 상기 검출한 y축 좌표와 상기 검출한 y축 좌표에 대응하는 x축 좌표를 심전도 신호(I(x))의 R 포인트(R(x))로서 검출한다. 상기 검출된 R 포인트의 일예가 도 5의 (D)에 나타난다.The R point detection unit 262 is located in a position where the magnitude (y-axis component value) of the extended difference signal E (x) is greatest within a QRS interval set by the QRS interval setting unit 250. The point R (x) is detected. In detail, the R point detector 260 searches y-axis coordinates corresponding to the x-axis coordinates constituting the QRS interval, and among the searched y-axis coordinates, the y-axis component value M (see FIG. Detects the largest y-axis coordinates, and the x-axis coordinates corresponding to the detected y-axis coordinates and the detected y-axis coordinates are R points (R (R) of the ECG signal I (x). x)). An example of the detected R points is shown in FIG. 5D.

나머지 포인트 Remaining points 검출부The detection unit (264)(264)

상기 나머지 포인트 검출부(264)는 상기 R 포인트 검출부(262)에서 검출한 R 포인트를 기준으로, 왼쪽 방향 및 오른쪽 방향으로 진행하면서 아래의 수학식 7 내지 16을 만족하는 기울기 변화를 탐색하고, 기울기 변화가 탐색된 위치의 포인트들을 나머지 포인트들(P, Q, S, T, P_left, P_right, Q_left, S_right, T_left, 및 T_right)로서 검출한다. 여기서, 검출 순서는, 특별히 한정하는 것은 아니며, Q → Q_left → P → P_left → P_right → S → S_right → T → T_left → T_right 의 순서로 검출될 수 있다.The remaining point detector 264 searches for a gradient change satisfying the following Equations 7 to 16 while moving in a left direction and a right direction based on the R point detected by the R point detector 262 and changing the slope. Detects the points of the searched position as the remaining points (P, Q, S, T, P _left , P _right , Q _left , S _right , T _left , and T _right ). Here, the detection order is not particularly limited, and Q → Q _left → P → P _left → P _right → S → S _right → T → T _left → can be detected in the order of T _right .

상기 검출 순서에 따라, 먼저, 상기 Q 포인트가 검출된다. 상기 Q 포인트는 상기 Q신호(또는 Q파)의 하향 피크치를 나타내는 포인트로서, 상기 ECG 신호(I(x))로부터 검출된다. 구체적으로, 상기 Q 포인트는, 상기 검출한 R 포인트를 기준으로 x축 상에서 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치에서 검출되며, 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식 7과 같다. 즉, 상기 Q 포인트는 아래의 수학식 7을 만족하는 포인트들 중에서 가장 먼저 검출되는 포인트이다.According to the detection order, first, the Q point is detected. The Q point is a point representing a downward peak value of the Q signal (or Q wave) and is detected from the ECG signal I (x). Specifically, the Q point is detected at a position where the gradient change is changed from positive to negative while traveling in the left direction on the x-axis based on the detected R point, which is represented by Equation 7 below. . That is, the Q point is the first point detected among points satisfying Equation 7 below.

상기 Q 포인트의 검출 이후, 상기 Q_left 포인트가 검출된다. 상기 Q_left 포인트는 상기 QRS 신호(QRS파)의 시작포인트 또는 Q신호(또는 Q파)의 시작포인트로서, 상기 ECG 신호(I(x))로부터 검출된다. 구체적으로, 상기 Q_left 포인트는 상기 검출한 Q 포인트를 기준으로 x축 상에서 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치에서 검출되며, 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식 8과 같다. 즉, 상기 Q_left 포인트는 아래의 수학식 8을 만족하는 포인트들 중에서 가장 먼저 검출되는 포인트이다.After detection of the Q point, the Q _left The point is detected. Q _left A point is detected from the ECG signal I (x) as the start point of the QRS signal (QRS wave) or the start point of the Q signal (or Q wave). Specifically, the Q _left The point is detected at the position where the gradient change is changed from negative to positive while traveling in the left direction on the x-axis based on the detected Q point, which is expressed by Equation 8 below. That is, the Q _left The point is the first detected point among points satisfying Equation 8 below.

상기 Q_left 포인트의 검출 이후, 상기 P포인트가 검출된다. 상기 P포인트는 상기 P신호(P파)의 상향 피크치를 나타내는 포인트로서, 상기 Q포인트와는 다르게, 상기 배경 신호(B(x))에서 검출된다. 상기 P포인트는, 도 2에 도시된 바와 같이, 완만한 곡선 영역에 존재하는 반면, 상기 Q신호(Q파)의 Q포인트는 샤프한 곡선 영역에 존재한다. 즉, 상기 P포인트는 잡음이 넓게 분포하는 영역에 존재하고, 상기 Q포인트는 잡음이 좁게 분포하는 영역에 존재한다. 이것은, Q포인트에 비해 P포인트의 오검출률이 높음을 의미한다. 따라서, 상기 P포인트는 잡음이 제거된 상기 배경 신호(B(x))에서 검출하는 것이 바람직하다. 같은 이유에서 상기 T포인트도 상기 배경 신호(B(x))에서 검출된다.Q _left After the detection of the point, the P point is detected. The P point is a point indicating an upward peak value of the P signal (P wave) and, unlike the Q point, is detected in the background signal B (x). The P point is in a gentle curve region, as shown in FIG. 2, while the Q point of the Q signal (Q wave) is in a sharp curved region. That is, the P point exists in an area where noise is widely distributed, and the Q point is present in an area where noise is narrowly distributed. This means that the false detection rate of P point is higher than that of Q point. Therefore, the P point is preferably detected in the background signal B (x) from which the noise is removed. For the same reason, the T point is also detected in the background signal B (x).

상기 P포인트는 상기 검출한 Q_left 포인트를 기준으로 x축 상에서 왼쪽 방향으로 진행하면서, 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치에서 검출된다. 전술한 바와 같이, 상기 P포인트를 잡음이 제거된 상기 배경 신호(B(x))에서 검출한다. 그러나 상기 잡음은 물리적으로 완벽하게 제거될 수 없기 때문에, 상기 배경 신호(B(x))에는 여전히 잡음이 포함될 수 있다. 이러한 잡음은 여전히 상기 배경 신호(B(x))로부터 상기 P포인트의 정확한 검출을 방해하는 요소이다. The P point is the detected Q _left Progressing in the left direction on the x axis with respect to the point, the tilt change is detected at a position that changes from positive to negative. As described above, the P point is detected in the background signal B (x) from which the noise is removed. However, since the noise cannot be completely removed physically, the background signal B (x) may still contain noise. This noise is still a factor that prevents accurate detection of the P point from the background signal B (x).

이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 P포인트를 기준으로 왼쪽 포인트 간격과 오른쪽 포인트 간격을 충분히 설정하고, 충분하게 설정된 간격 내에서 상기 기울기 변화를 탐색할 필요가 있다. 구체적으로, 상기 P 포인트는 자신을 기준으로 왼쪽 N(자연수)개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 지속적으로 탐색되고, 오른쪽 N개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 지속적으로 탐색되는 위치에서 검출되는 것이 바람직하다. 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식 9와 같다. 즉, 상기 P포인트는 아래의 수학식 9를 만족하는 포인트들 중 가장 먼저 검출되는 포인트이다.In order to solve this problem, it is necessary to sufficiently set the left point interval and the right point interval on the basis of the P point, and to search for the inclination change within the sufficiently set interval. Specifically, the P point is preferably detected at a position where a positive slope is continuously searched at the left N (natural number) point intervals based on itself, and a negative slope is continuously searched at the right N point intervals. . When this is expressed as an equation, Equation 9 below. That is, the P point is the first point detected among the points satisfying Equation 9 below.

위의 수학식 9는 상기 P포인트를 기준으로 왼쪽 5개의 포인트 간격(B(x-5)-B(x-4), B(x-4)-B(x-3), B(x-3)-B(x-2), B(x-2)-B(x-1) 및 B(x-1)-B(x))에서 양의 기울기가 지속적으로 탐색되고, 상기 P포인트를 기준으로 오른쪽 5개의 포인트 간격(B(x)-B(x+1), B(x+1)-B(x+2), B(x+2)-B(x+3), B(x+3)-B(x+4) 및 B(x+4)-B(x+5))에서 음의 기울기가 지속적으로 탐색될 조건을 나타낸 식이다.Equation 9 above shows the left five point intervals B (x-5) -B (x-4), B (x-4) -B (x-3), and B (x-) based on the P point. 3) A positive slope is continually searched at B (x-2), B (x-2) -B (x-1) and B (x-1) -B (x)) and the P point is Right 5 point intervals (B (x) -B (x + 1), B (x + 1) -B (x + 2), B (x + 2) -B (x + 3), B ( This expression represents the condition under which the negative slope will be continuously searched at x + 3) -B (x + 4) and B (x + 4) -B (x + 5)).

상기 P 포인트의 검출 이후, 상기 P_left 포인트가 검출된다. 상기 P_left 포인트는 상기 P신호(P파)의 시작포인트로서, 상기 ECG 신호(I(x))에서 검출된다. 구체적으로, 상기 P_left 포인트는 상기 검출한 P포인트를 기준으로 x축 상에서 왼쪽 방향으로 진행하면서, 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치에서 검출되며, 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식 10과 같다. 즉, 상기 P_left 포인트는 아래의 수학식 10을 만족하는 포인트들 중에서 가장 먼저 검출되는 포인트이다.After detection of the P point, the P _left The point is detected. P _left A point is a starting point of the P signal (P wave) and is detected in the ECG signal I (x). Specifically, P _left The point is the detected P The tilt change is detected at a position where the tilt change is changed from positive to negative while advancing leftward on the x-axis based on a point, and this is expressed by Equation 10 below. That is, the P _left The point is the first detected point among points satisfying Equation 10 below.

상기 P_left 포인트의 검출 이후, 상기 P_right 포인트가 검출된다. 상기 P_right 포인트는 상기 P신호(P파)의 끝 포인트로서, 상기 ECG 신호(I(x))에서 검출된다. 구체적으로, 상기 P_right 포인트는 상기 검출한 P포인트를 기준으로 x축 상에서 오른쪽 방향으로 진행하면서, 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치에서 검출되며, 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식 11과 같다. 즉, 상기 P_right 포인트는 아래의 수학식 11을 만족하는 포인트들 중에서 가장 먼저 검출되는 포인트이다.P _left After detection of the point, the P _right The point is detected. P _right above A point is an end point of the P signal (P wave), which is detected in the ECG signal I (x). Specifically, P _right The point is the detected P The tilt change is detected at a position that changes from negative to positive while advancing in the right direction on the x-axis based on a point, which is represented by Equation 11 below. That is, P _right The point is the first detected point among points satisfying Equation 11 below.

상기 P_right 포인트의 검출 이후, 상기 S 포인트가 검출된다. 상기 S 포인트는 S신호(S파)의 하향 피크치를 나타내는 포인트로서, 상기 ECG 신호(I(x))에서 검출된다. 구체적으로, 상기 S 포인트는 상기 검출한 R 포인트를 기준으로 x축 상에서 오른쪽 방향으로 진행하면서, 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치에서 검출되며, 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식 12와 같다. 즉, 상기 S 포인트는 아래의 수학식 12를 만족하는 포인트들 중에서 가장 먼저 검출되는 포인트이다.P _right above After detection of the point, the S point is detected. The S point is a point representing a downward peak value of the S signal (S wave) and is detected in the ECG signal I (x). Specifically, the S point is detected at a position where the gradient change is changed from negative to positive while traveling in the right direction on the x-axis based on the detected R point, and this is represented by Equation 12 below. . That is, the S point is the first point detected among points satisfying Equation 12 below.

상기 S 포인트의 검출 이후, 상기S_right 포인트가 검출된다. 상기 S_right 포인트는 상기 QRS신호(QRS파)의 끝 포인트 또는 S신호(S파)의 끝 포인트로서, 상기 ECG 신호(I(x))에서 검출된다. 구체적으로, 상기S_right 포인트는 상기 검출한 S 포인트를 기준으로 x축 상에서 오른쪽 방향으로 진행하면서, 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치에서 검출되며, 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식 13과 같다. 즉, 상기 S_right 포인트는 아래의 수학식 13을 만족하는 포인트들 중에서 가장 먼저 검출되는 포인트이다.After detection of the S point, the S _right The point is detected. S _right A point is an end point of the QRS signal (QRS wave) or an end point of the S signal (S wave), which is detected in the ECG signal I (x). Specifically, S _right The point is detected at a position where the gradient change is changed from positive to negative while traveling in the right direction on the x-axis based on the detected S point, which is expressed by Equation 13 below. That is, the S _right The point is the first detected point among the points satisfying Equation 13 below.

상기S_right 포인트의 검출 이후, 상기 T 포인트가 검출된다. 상기 T 포인트는 T신호(T파)의 피크치를 나타내는 포인트로서, 배경 신호(B(x))에서 검출된다. 상기 T 포인트를 상기 ECG 신호(I(x))가 아니라 배경 신호(B(x))에서 검출하는 이유는 전술한 바와 같이, P포인트를 배경 신호(B(x))에서 검출하는 이유와 같다. 상기 T 포인트는 상기 검출된 S_right 포인트를 기준으로 x축 상에서 오른쪽 방향으로 진행하면서, 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치에서 검출된다. 이때, 상기 T신호(T파)는 상기 P신호(P파)의 폭보다 더 넓은 폭을 갖는 신호이다. 이것은 상기 T신호(T파)의 피크치를 나타내는 상기 T포인트가 상기 P신호의 피크치를 나타내는 P포인트가 상기 P신호의 완만한 곡선 영역보다 더 완만한 곡선 영역에 존재함을 의미한다. 따라서, 상기 P포인트의 검출을 위해 설정된 포인트 간격보다 더 많은 포인트 간격에서 기울기 변화를 검출하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 T포인트는 자신(T포인트)을 기준으로 왼쪽 M개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되고, 우측 M개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되는 위치에서 검출되고, 이때, 상기 M은 '10'일 수 있다. 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식 14와 같다. 즉, 상기 T 포인트는 아래의 수학식 14를 만족하는 포인트들 중에서 가장 먼저 검출되는 포인트이다. S _right After detection of the point, the T point is detected. The T point is a point representing the peak value of the T signal (T wave) and is detected in the background signal B (x). The reason for detecting the T point in the background signal B (x) instead of the ECG signal I (x) is the same as the reason for detecting the P point in the background signal B (x) as described above. . The T point is the detected S _right The tilt change is detected at a position that changes from negative to positive while traveling in the right direction on the x axis with respect to the point. At this time, the T signal (T wave) is a signal having a width wider than the width of the P signal (P wave). This means that the T point representing the peak value of the T signal (T wave) is present in the curve region where the P point representing the peak value of the P signal is gentler than the gentle curve region of the P signal. Therefore, it is desirable to detect the change in slope at more point intervals than the point interval set for the detection of the P point. Specifically, the T point is detected at a position where a positive slope is searched at the left M point intervals based on itself (T point), and a negative slope is searched at the right M point intervals, wherein M is It may be '10'. This can be expressed as an equation (14) below. That is, the T point is the first point detected among points satisfying Equation 14 below.

상기 T 포인트의 검출 이후, 상기 T_left 포인트가 검출된다. 상기 T_left는 T신호(T파)의 시작 포인트로서, 상기 ECG 신호(I(x))에서 검출된다. 구체적으로, 상기 T_left는 상기 검출된 T 포인트를 기준으로 x축 상에서 왼쪽 방향으로 진행하면서, 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치에서 검출된다. 이때, 상기 T_left는 자신을 기준으로 왼쪽 K(상기 N보다 작은 자연수)개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 지속적으로 탐색되고, 오른쪽 L(상기 K보다 크고, 상기 N보다 작은 자연수)개 포인트 간격에서 양의 기울기가 지속적으로 탐색되는 위치에서 검출된다. 이때, 상기 K는, 예를 들면, '1'이고, 상기 L은, 예를 들면, '3'일 수 있다. 이를 수식으로 나타내면, 아래의 수학식 15와 같다. 즉, 상기 T_left 포인트는 아래의 수학식 15를 만족하는 포인트들 중에서 가장 먼저 검출되는 포인트이다.After detection of the T point, the T _left The point is detected. The T _left is a starting point of a T signal (T wave) and is detected in the ECG signal I (x). Specifically, the T _left is detected at a position where the tilt change is changed from positive to negative while traveling in the left direction on the x-axis based on the detected T point. In this case, the T _left is continuously searched for a negative slope in the left K (natural number less than the N) point interval based on itself, and in the right L (natural number greater than the K, less than the N) point interval The positive slope is detected at the position where it is continuously searched. In this case, K may be, for example, '1', and L may be, for example, '3'. When this is expressed as an equation, Equation 15 below. That is, the T _left The point is the first point detected among the points satisfying Equation 15 below.

위의 수학식 15는, 상기 T_left를 검출하기 위해, 상기 T_left를 기준으로 왼쪽 1개의 포인트 간격(I(x-1)-I(x))에서 음의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 3개 포인트 간격(I(x)-I(x+1), I(x+1)-I(x+2) 및 I(x+2)-I(x+3))에서 양의 기울기가 지속적으로 탐색될 조건을 나타내는 수식이다.The above equation (15), in order to detect the _left T, the gradient of the negative and the search in the left relative to the _left T 1 of point distance (I (x-1) -I (x)), the right three Positive slopes continue at point intervals (I (x) -I (x + 1), I (x + 1) -I (x + 2), and I (x + 2) -I (x + 3)). An expression representing the condition to be searched.

상기 T_left 포인트의 검출 이후, 상기 T_right 포인트가 검출된다. 상기 T_right 포인트는 T신호(T파)의 끝 포인트로서, 상기 ECG 신호(I(x))에서 검출된다. 구체적으로, 상기 T_right 포인트는 상기 검출된 T 포인트를 기준으로 x축 상에서 오른쪽 방향으로 진행하면서, 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치에서 검출된다. 이때, 상기 T_right 포인트는 자신을 기준으로 왼쪽 L개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 K개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되는 위치에서 검출되며, 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식 16과 같다. 즉, 상기 T_left 포인트는 아래의 수학식 16을 만족하는 포인트들 중에서 가장 먼저 검출되는 포인트이다.T _left After detection of the point, the T _right The point is detected. T _right The point is the end point of the T signal (T wave), which is detected in the ECG signal I (x). Specifically, the T _right A point is detected at a position where the tilt change is changed from negative to positive while traveling in the right direction on the x-axis based on the detected T point. At this time, the T _right A point is detected at a position where a negative slope is searched in the left L point intervals based on the point, and a positive slope is detected in the right K point intervals, which is expressed by Equation 16 below. That is, the T _left The point is the first detected point among the points satisfying Equation 16 below.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 검출 장치의 기능 블록도이다.6 is a functional block diagram of a detection apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 검출 장치(300)는 변곡점 검출부(310), 변곡점 연결부(320), 차신호 검출부(330), 차신호 보정부(340), 플래그 생성부(350), QRS간격 설정부(360), R포인트 검출부(370) 및 나머지 포인트 검출부(380)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the detection apparatus 300 according to another exemplary embodiment may include an inflection point detector 310, an inflection point connector 320, a difference signal detector 330, a difference signal corrector 340, and a flag generator. 350, a QRS interval setting unit 360, an R point detector 370, and the remaining point detector 380.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 검출 장치(300)는 필터를 이용하여 배경 신호(E(x))를 생성하는 것이 아니라 기울기 변화를 이용하여 배경 신호(E(x))를 생성하는 점에서 도 4에 도시된 검출 장치(200)와 차이가 있다. 따라서, 기울기 변화를 이용하여 배경 신호(E(x))를 생성하는 처리 과정을 수행하는 변곡점 검출부(310) 및 변곡점 연결부(320)를 제외한 나머지 구성들(330, 340, 350, 360, 370) 각각에 대한 설명은 도 4에 도시된 구성들(220, 230, 240, 250, 260)에 대한 설명으로 대신한다.The detection apparatus 300 according to another embodiment of the present invention does not generate the background signal E (x) using a filter, but rather generates the background signal E (x) using a gradient change. There is a difference from the detection apparatus 200 shown in FIG. Accordingly, the remaining components 330, 340, 350, 360, and 370 except for the inflection point detector 310 and the inflection point connector 320 that perform the process of generating the background signal E (x) using the gradient change. The description of each is replaced with the description of the components 220, 230, 240, 250, and 260 shown in FIG. 4.

변곡점 Inflection point 검출부The detection unit (310)(310)

상기 변곡점 검출부(310)는, 상기 ECG(I(x)) 신호를 나타내는 2차원 곡선 상의 다수의 포인트 중에서 기울기가 변경되는 위치에 존재하는 다수의 변곡점을 검출한다. 여기서, 상기 변곡점은 상기 다수의 포인트들 중에서 음의 기울기(negative gradient)에서 양의 기울기(positive gradient)로 변경되는 포인트로 정의한다. 상기 변곡점의 검출은, 예를 들면, 상기 2차원 곡선 상에서 임의의 기준 포인트를 설정한 후, 상기 기준 포인트와 상기 기준 포인트를 기준으로 왼쪽에 인접한 왼쪽 포인트를 연결하는 직선의 기울기가 음이고, 상기 기준 포인트와 상기 기준 포인트를 기준으로 오른쪽에 인접한 오른쪽 포인트를 연결하는 직선의 기울기가 양을 만족할 때, 상기 기준 포인트를 변곡점으로 검출하는 방식으로 이루어질 수 있다. The inflection point detection unit 310 detects a plurality of inflection points existing at positions where the slope is changed among a plurality of points on the two-dimensional curve representing the ECG (I (x)) signal. Here, the inflection point is defined as a point that is changed from a negative gradient to a positive gradient among the plurality of points. The detection of the inflection point is, for example, after setting an arbitrary reference point on the two-dimensional curve, the slope of a straight line connecting the reference point and the left point adjacent to the left relative to the reference point is negative, When the slope of a straight line connecting the reference point and the right point adjacent to the right side with respect to the reference point satisfies the amount, the reference point may be detected as an inflection point.

다수의 변곡점이 검출되면, 상기 변곡점 검출부(310)는 선형 보간 기법(linear interpolation)을 이용하여, 인접한 2개의 변곡점들을 연결한 직선 상에 존재하는 보간점들(interpolating points)을 추정하여 검출한다. When a plurality of inflection points are detected, the inflection point detector 310 estimates and detects interpolating points existing on a straight line connecting two adjacent inflection points by using a linear interpolation technique.

변곡점 연결부(320) Inflection point connection (320)

상기 변곡점 연결부(320)는 상기 변곡점 검출부(310)에서 상기 검출한 변곡점들과 보간점들을 모두 연결하여, 상기 배경 신호(B(x))를 생성한다. The inflection point connection unit 320 connects all of the inflection points and the interpolation points detected by the inflection point detector 310 to generate the background signal B (x).

앞서, 상기 변곡점 검출부(310)에서는, 음의 기울기에서 양의 기울기로 변경되는 변곡점을 검출한다. 이는 아래쪽으로 볼록한 형태의 곡선 검출을 의미한다. 따라서, 상기 ECG(I(x)) 신호 내에서 위쪽을 볼록한 형태의 곡선, 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 위쪽으로 샤프하게 형성된 QRS신호(QRS)의 대부분은 검출되지 않는다. 결국, 상기 변곡점 연결부(320)에서, 변곡점들과 보간점들을 연결하여 생성된 상기 배경 신호(B(x))는 상기 QRS신호(QRS)가 제거된 형태로 출력된다. In the foregoing, the inflection point detector 310 detects an inflection point changed from a negative slope to a positive slope. This means the detection of curved lines that are convex downwards. Therefore, most of the curve of the convex shape, ie, the QRS signal QRS formed sharply upward, in the ECG (I (x)) signal is not detected. As a result, the background signal B (x) generated by connecting the inflection points and the interpolation points in the inflection point connecting unit 320 is output in a form in which the QRS signal QRS is removed.

상기 배경 신호(B(x))의 생성 이후, 상기 R 포인트의 검출까지의 처리 과정은 도 4의 검출 장치(200)에서 수행하는 처리 과정과 동일하다.After the generation of the background signal B (x), the process up to the detection of the R point is the same as the process performed by the detection apparatus 200 of FIG. 4.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기울기 변화를 이용하여 생성한 배경 신호를 기반으로 R 포인트 검출 과정을 나타낸 신호 파형도들로서, 설명의 이해를 돕기 위해, 도 7의 (A) 및 (D)에는 도 5의 (A) 및 (D)에 도시된 상기 ECG 신호(I(x))의 파형과 약간 다른 형태를 갖는 상기 ECG 신호(I(x))의 파형이 도시된다.FIG. 7 is a signal waveform diagram illustrating an R point detection process based on a background signal generated by using a gradient change according to another exemplary embodiment of the present disclosure. ) Shows a waveform of the ECG signal I (x) having a form slightly different from that of the ECG signal I (x) shown in FIGS. 5A and 5D.

도 7의 (A)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상기 기울기 변화를 이용하여 생성한 배경 신호(E(x))는 상기 ECH 신호(I(x)) 내에서 잡음으로 간주된 QRS 신호의 샤프한 곡선이 상기 배경 신호(B(x)) 내에서는 아래쪽으로 볼록하게 변형되어 상기 심전도 신호(I(x)) 내의 QRS 신호가 제거된 형태로 나타나지만, 상기 배경 신호(B(x))의 나머지 신호 구간(signal period)에서는 상기 ECG 신호(I(x))와 상기 배경 신호(B(x))가 유사하게 나타남을 알 수 있다.As shown in FIG. 7A, the background signal E (x) generated using the gradient change according to another embodiment of the present invention is a noise in the ECH signal I (x). The sharp curve of the considered QRS signal is convexly deformed downward in the background signal B (x) so that the QRS signal in the ECG signal I (x) is removed, but the background signal B ( In the remaining signal period of x)), it can be seen that the ECG signal I (x) and the background signal B (x) appear similarly.

도 7의 (B)에서는 차신호 검출부(330)에 의해 검출된 차신호(D(x))를 나타낸 것이고, 도 7의 (C)에서는, 차신호 보정부(340)에 의해 생성된 보정된 차신호(E(x))와 QRS간격을 검출하기 위한 플래그(F(x)) 및 문턱치(TH)를 나타낸 것이다. 그리고 도 7의 (D)는 상기 ECG(I(x))에서 검출된 R 포인트를 나타낸 것이다. In FIG. 7B, the difference signal D (x) detected by the difference signal detection unit 330 is illustrated. In FIG. 7C, the difference generated by the difference signal correction unit 340 is corrected. A flag F (x) and a threshold TH for detecting the difference signal E (x) and a QRS interval are shown. 7 (D) shows R points detected in the ECG (I (x)).

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 방법을 나타낸 흐름도로서, 설명의 이해를 돕기 위해, 도 1 내지 도 7이 참조될 수 있다. 또한, 아래의 각 단계를 설명함에 있어서 도 3 내지 도 7을 참조하여 기술한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 개략적으로 설명하기로 한다.FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of detecting a critical point from an electrocardiogram signal according to an embodiment of the present disclosure. For convenience of description, FIGS. 1 to 7 may be referred to. In addition, in the following steps, the descriptions overlapping with the contents described with reference to FIGS. 3 to 7 will be omitted or schematically described.

도 8을 참조하면, 먼저, 단계 S110에서, 상기 ECG 신호를 필터링하여, QRS 신호가 제거된 배경 신호를 생성한다. 일 실시 예로, 1차원 양방향 필터를 이용하여 상기 ECG 신호 내에서 QRS 신호를 제거할 수 있다. 다른 실시 예로, 상기 ECG 신호를 나타내는 곡선 상의 기울기 변화를 이용하여 상기 ECG 신호 내에서 QRS 신호를 제거할 수 있다. 구체적으로, 상기 ECG 신호를 나타내는 곡선 상에 나타나는 다수의 포인트 중에서 기울기가 변경되는 위치에 존재하는 다수의 변곡점을 검출하는데, 이때, 위쪽 방향으로 볼록한 곡선으로 나타나는 QRS 신호를 제거하기 위해, 음의 기울기에서 양의 기울기로 변경되는 위치(아래쪽 방향으로 볼록해지는 곡선 상)에 존재하는 변곡점을 검출한다. 이후, 상기 검출된 다수의 변곡점을 연결하여, 상기 QRS 신호가 제거된 배경 신호를 생성할 수 있다. 추가로, 선형보간법을 이용하여, 변곡점과 변곡점 사이의 보간점을 추정하고, 상기 다수의 변곡점과 추정된 보간점을 연결함으로써, 보다 정확한 상기 배경 신호를 생성할 수도 있다. Referring to FIG. 8, first, in step S110, the ECG signal is filtered to generate a background signal from which a QRS signal is removed. In an embodiment, the QRS signal may be removed from the ECG signal using a one-dimensional bidirectional filter. In another embodiment, the QRS signal may be removed from the ECG signal by using the gradient change on the curve representing the ECG signal. Specifically, among the plurality of points appearing on the curve representing the ECG signal, a plurality of inflection points existing at positions where the slope is changed are detected. In this case, in order to remove the QRS signal represented by the upwardly convex curve, the negative slope is The inflection point present at the position (on the curve which is convex downward) is changed to the positive slope at. Thereafter, the detected plurality of inflection points may be connected to generate a background signal from which the QRS signal is removed. In addition, the linear interpolation method may be used to estimate the interpolation point between the inflection point and the inflection point and connect the plurality of inflection points and the estimated interpolation point to generate the more accurate background signal.

이어, 단계 S120에서, 상기 심전도 신호와 전 단계에서 생성된 상기 배경 신호 간의 차 신호를 검출한다. Next, in step S120, a difference signal between the ECG signal and the background signal generated in the previous step is detected.

이어, 단계 S130에서, 사전에 설정된 문턱치를 이용하여 상기 차 신호의 신호 구간 내에서 QRS 간격을 설정한다. 구체적으로, 상기 차 신호 상의 포인트들 중에서 상기 문턱치를 초과하는 포인트들을 플래그 '1'로 생성하고, 나머지 포인트들을 플래그 '0'으로 생성한 후, 상기 플래그 '1'에 대응하는 상기 차 신호 상의 포인트들의 집합을 상기 QRS 간격으로 설정한다. 한편, 상기 설정된 QRS 간격 내에서 ECG 신호 상에 나타나는 R 포인트를 정확히 검출(추정)하기 위해, 크기과 폭이 확장된 차 신호 내에서 상기 QRS 간격을 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 단계 S120과 상기 단계 S130 사이에, 전술한 수학식 5의 계산과정이 포함된 신호 처리 알고리즘을 이용하여 상기 차 신호의 크기와 폭을 확장하는 단계가 추가될 수 있다. 예를 들면, 2차원 좌표계에서 상기 단계 S120에서 검출된 차 신호를 나타내는 곡선 상의 임의의 포인트의 좌표를 'D(x)'라 하고, x축 상에서 D(x)의 왼쪽에 위치한 좌표를 D(x-n)이라 하고, 오른쪽에 위치한 좌표를 D(x+n)라 할 때, 상기 D(x)를 'D(x)+ D(x-n)+ D(x+n)'로 대체하는 방식으로, 상기 단계 S120에서 검출된 차 신호의 폭과 크기를 확장할 수 있다. Subsequently, in step S130, a QRS interval is set within a signal section of the difference signal using a preset threshold. Specifically, points that exceed the threshold among points on the difference signal are generated as flag '1', and other points are generated as flag '0', and then points on the difference signal corresponding to flag '1'. Set a set to the QRS interval. On the other hand, in order to accurately detect (estimate) the R point appearing on the ECG signal within the set QRS interval, it is preferable to set the QRS interval within the difference signal of which the magnitude and width are expanded. In this case, between the step S120 and the step S130, the step of extending the magnitude and width of the difference signal using a signal processing algorithm including the calculation process of the above equation (5) can be added. For example, the coordinate of any point on the curve representing the difference signal detected in step S120 in the two-dimensional coordinate system is called 'D (x)', and the coordinate located on the left side of D (x) on the x-axis is D ( xn), and when the coordinate on the right is called D (x + n), the method replaces D (x) with 'D (x) + D (xn) + D (x + n)'. The width and magnitude of the difference signal detected in step S120 may be extended.

이어, 단계 S140에서, 상기 차 신호의 신호 구간 내에서(또는 크기와 폭이 확장된 차 신호의 신호 구간 내에서) 설정된 상기 QRS 간격 내에서 상기 ECG 신호 상의 R포인트를 검출(또는 추정)한다. 구체적으로, 상기 QRS 간격 내에서 상기 차 신호(또는 크기와 폭이 확장된 차 신호)의 크기가 가장 큰 위치에 존재하는 포인트를 상기 ECG 신호 상의 R포인트로 검출(또는 추정)한다.Subsequently, in step S140, the R point on the ECG signal is detected (or estimated) in the QRS interval set within the signal interval of the difference signal (or within the signal interval of the difference signal whose magnitude and width are expanded). In detail, a point existing at a position where the difference signal (or a difference signal having a larger magnitude and width) is the largest in the QRS interval is detected (or estimated) as an R point on the ECG signal.

이어, 단계 S150에서, 상기 검출된 R포인트를 왼쪽 방향 및 오른쪽 방향으로 진행하면서 전술한 수학식 7 내지 16의 조건을 만족하는 기울기 변화를 탐색한다. Subsequently, in step S150, the slope change satisfying the above-described Equations 7 to 16 is searched while the detected R point is advanced in the left direction and the right direction.

이어, 단계 S160에서, 수학식 7 내지 16의 조건을 만족하는 기울기 변화가 탐색된 위치의 포인트들을 상기 검출된 R포인트의 주변 포인트로 검출한다. 구체적으로, 상기 검출된 R포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 Q 포인트를 검출한다. Subsequently, in step S160, points at positions where the gradient change satisfying the condition of Equations 7 to 16 are detected are detected as the peripheral points of the detected R point. Specifically, the Q point of the position where the gradient change is changed from positive to negative while proceeding to the left direction based on the detected R point is detected.

이어, 상기 검출한 Q포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 시작 포인트(Q_left)를 검출한다. 이어, 상기 시작 포인트(Q_left)를 기준으로 왼쪽으로 진행하면서 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 P 포인트(상기 P신호의 피크치)를 검출한다. 이때, 상기 P포인트는 자신을 기준으로 왼쪽 N(자연수)개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 N개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되는 위치이다. 상기 N은 설계에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들면, '5'일 수 있다. Subsequently, while starting the left direction based on the detected Q point, the starting point Q _left of the position where the change of the slope is changed from negative to positive is detected. Subsequently, the P point (a peak value of the P signal) is detected at a position where the gradient change is changed from positive to negative while proceeding to the left based on the start point Q _left . In this case, the P point is a position where a positive slope is searched for in the left N (natural number) point intervals based on itself, and a negative slope is searched for in the right N point intervals. N may be set variously according to a design, for example, may be '5'.

이어, 상기 P포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 시작 포인트(P_left)를 검출한다. Subsequently, the left side of the P point is detected and the starting point P _left of the position at which the change of the slope is changed from positive to negative is detected.

이어, 상기 P포인트를 기준으로 우측 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 끝 포인트(P_left)를 검출한다. 이어, 상기 R포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 S 포인트를 검출한다. Subsequently, the end point P _left of the position where the gradient change is changed from negative to positive is detected while moving in the right direction with respect to the P point. Subsequently, the S point of the position where the gradient change is changed from negative to positive is detected while traveling in the right direction based on the R point.

이어, 상기 S포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 탐색되는 끝 포인트(S_right)를 검출한다. Subsequently, the end point S _{right in} which the inclination change is searched from positive to negative is detected while traveling in the right direction based on the S point.

이어, 상기 끝 포인트(S_right)를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 T 포인트를 검출한다. 이때, 상기 T포인트는 자신을 기준으로 왼쪽 M개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되고, 우측 M개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되는 위치이다. 상기 M은 상기 N보다 큰 자연수로서, 예를 들면, '10'일 수 있다. Subsequently, the T point is detected at a position where the gradient change is changed from negative to positive while traveling in the right direction based on the end point S _right . In this case, the T point is a position in which a positive slope is searched in the left M point intervals and a negative slope is searched in the right M point intervals. M is a natural number larger than N, and may be, for example, '10'.

이어, 상기 T포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 시작 포인트(T_left)를 검출한다. 이때, 상기 시작 포인트(T_left)는 자신을 기준으로 왼쪽 K(상기 N보다 작은 자연수)개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 L(상기 K보다 크고, 상기 N보다 작은 자연수)개 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되는 위치로서, 상기 K는 '1'이고, 상기 L은 '3'일 수 있다.Subsequently, while detecting the starting point T _left at which the gradient change is changed from positive to negative while moving toward the left with respect to the T point. At this time, the starting point (T _left ) is searched for the negative slope in the left K (natural number less than the N) point intervals based on itself, the right L (natural number greater than the K, less than the N) points As the position where the positive slope is searched in the interval, K may be '1' and L may be '3'.

이어, 상기 T포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 끝 포인트(상기 T 신호의 끝 포인트)를 검출하는 단계로서, 상기 T신호의 끝 포인트는 자신을 기준으로 왼쪽 L개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 K개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되는 위치이다.Subsequently, detecting an end point (end point of the T signal) where the tilt change is changed from negative to positive while proceeding in a right direction with respect to the T point, the end point of the T signal is itself As a reference, a negative slope is searched in the left L point intervals, and a positive slope is searched in the right K point intervals.

한편, 상기 P포인트와 상기 T포인트는 상기 배경 신호를 나타내는 곡선 상에서 각각 전술한 수학식 9와 수학식 14를 만족하는 기울기 변화를 탐색하여, 검출되지만, 나머지 포인트들은 상기 심전도 신호를 나타내는 곡선 상에서 기울기 변화를 탐색하여 검출된다. 상기 주변 포인트들 중에서 상기 P포인트와 상기 T포인트는 상기 배경 신호로부터 검출하고, 상기 P포인트와 상기 T포인트를 제외한 나머지 포인트들은 상기 ECG 신호로부터 검출하는 이유는 앞서 충분히 설명하였으므로, 여기서는 생략하기로 한다. Meanwhile, the P point and the T point are detected by searching for a gradient change satisfying the above Equations 9 and 14 on the curve representing the background signal, respectively, but the remaining points are inclined on the curve representing the ECG signal. The change is detected by searching. Among the neighboring points, the P point and the T point are detected from the background signal, and the other points except for the P point and the T point are detected from the ECG signal. .

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 ECG 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치 및 방법은, 2차원의 필터에 비해 복잡도가 낮은 1차원의 양방향 필터 또는 계산량이 적은 기울기 변화 분석을 통해 배경 신호를 예측(추정)하고, 예측된 배경 신호를 기반으로 R 포인트는 물론 R 포인트의 주변 포인트를 계산 복잡도의 증가 없이 개별적으로 검출함으로써, 종전의 R-R 간격(R포인트와 R포인트 사이의 간격)의 검출에 따른 오류를 해결할 수 있다. As described above, the apparatus and method for detecting an important point from the ECG signal of the present invention predicts (estimates) a background signal through a one-dimensional bidirectional filter having a lower complexity than a two-dimensional filter or a gradient change analysis having a small amount of calculation. And detecting the R point as well as the surrounding points of the R point individually based on the predicted background signal without increasing the computational complexity, thereby detecting an error caused by the detection of the previous RR interval (the gap between the R point and the R point). I can solve it.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치(200, 300)를 나타내는 도 4 및 6의 블록도는 본 발명의 원리를 기능적 관점에서 구체화한 것으로 이해해야 한다. 이와 유사하게, 도 8의 순서도는 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 프로그램 형태로 저장될 수 있고, 도면에 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부와 관계없이, 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Meanwhile, it should be understood that the block diagrams of FIGS. 4 and 6 showing the apparatuses 200 and 300 for detecting important points from an electrocardiogram signal according to an embodiment of the present invention embody the principles of the present invention from a functional standpoint. Similarly, the flowchart of FIG. 8 may be stored in a program form on a computer readable medium, and is understood to represent various processes performed by the computer or processor, whether or not the computer or processor is explicitly shown in the figures. Should be.

도 4 및 6의 블록들과 도 8의 순서도기 프로세서에 의해 구현될 때, 도 4 및 6에 도시된 블록들의 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다. 예를 들면, 상기 QRS 간격 설정부(250, 360)는 상기 차 신호 확장부(230)와 상기 플래그 생성부(240)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 심전도 측정 장치(100), 상기 필터부(210) 및 상기 프로세서와 같은 하드웨어 성능 또는 상기 심전도 측정 장치(100)로부터 입력되는 상기 ECG 신호의 잡음 상태에 따라, 상기 차 신호 확장부(230)는 설계에서 배제될 수 있다. 이 경우, 상기 QRS 간격 설정부(250)는 상기 차 신호 검출부(220)로부터 직접 입력된 차 신호(확장되지 않은 차 신호(D(x))) 내에서 상기 QRS 간격을 설정할 수도 있음은 설명한 바 있따.When implemented by the blocks of FIGS. 4 and 6 and the flowchart processor of FIG. 8, the functionality of the blocks shown in FIGS. 4 and 6 may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of individual processors, Some of these may be shared. For example, the QRS interval setting units 250 and 360 may be configured to include the difference signal extension unit 230 and the flag generator 240. At this time, the difference signal expansion unit 230 according to the hardware performance of the ECG measuring apparatus 100, the filter unit 210 and the processor or the noise state of the ECG signal input from the ECG measuring apparatus 100. ) May be excluded from the design. In this case, the QRS interval setting unit 250 may set the QRS interval within the difference signal (unexpanded difference signal D (x)) directly input from the difference signal detector 220. There is.

또한, 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 물론 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.In addition, the explicit use of the terms presented in terms of processor, control, or similar concept should not be interpreted exclusively as a citation of hardware capable of executing software, and without limitation, ROM for storing digital signal processor (DSP) hardware, software, and the like. (ROM), RAM, and non-volatile memory are to be understood to implicitly include. Of course, other hardware for the governor may also be included.

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above descriptions are merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art may make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. There will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims

시간적으로 연속한 P신호, QRS신호(Q신호, R신호 및 S신호) 및 T신호를 포함하는 심전도 신호를 필터링하여, 잡음으로 간주되는 QRS 신호가 제거된 배경 신호를 생성하는 필터부;
상기 심전도 신호와 상기 배경 신호 간의 차 신호(difference signal)를 검출하는 차 신호 검출부;
R 포인트를 검출하기 위해 사전에 설정된 문턱치를 이용하여 상기 차 신호의 신호 구간 내에서 QRS 간격을 설정하는 QRS 간격 설정부; 및
상기 QRS 간격 내에서 상기 차 신호의 크기가 가장 큰 위치에 존재하는 포인트를 상기 심전도 신호의 R 포인트로 검출하고, 검출된 상기 R 포인트를 기준으로 왼쪽 방향 및 오른쪽 방향으로 진행하면서 기울기 변화를 탐색하고, 기울기 변화가 탐색된 위치의 포인트들을 상기 R 포인트의 주변 포인트들로 검출하는 포인트 검출부;를 포함하고,
상기 포인트 검출부는,
상기 QRS신호의 시작 포인트를 기준으로 왼쪽으로 진행하면서 자신(P포인트)을 기준으로 왼쪽 N(자연수)개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 N개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되는 위치의 P포인트(상기 P신호의 피크치)를 검출하고,
상기 QRS신호의 끝 포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 자신(T포인트)을 기준으로 왼쪽 M개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되고, 우측 M개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되는 위치의 T포인트(상기 T신호의 상향 피크치)를 검출하고,
상기 주변 포인트들 중에서 상기 P포인트와 상기 T포인트를 상기 배경 신호로부터 검출하고, 상기 P포인트와 상기 T포인트를 제외한 나머지 포인트들을 상기 심전도 신호로부터 검출하는 것인 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치.
A filter unit for filtering an electrocardiogram signal including a continuous P signal, a QRS signal (Q signal, an R signal, and an S signal) and a T signal to generate a background signal from which a QRS signal regarded as noise is removed;
A difference signal detector for detecting a difference signal between the ECG signal and the background signal;
A QRS interval setting unit for setting a QRS interval within a signal interval of the difference signal using a threshold set in advance to detect an R point; And
Detecting a point existing at the position where the magnitude of the difference signal is largest within the QRS interval as the R point of the ECG signal, searching for a change in inclination while proceeding in the left and right directions based on the detected R point. And a point detector configured to detect points of a position where the gradient change is found as neighboring points of the R point.
The point detector,
The position where the positive slope is searched at the left N (natural number) point intervals based on the self (P point) while the left side is moved based on the start point of the QRS signal, and the negative slope is searched at the right N point intervals. Detect P point (the peak value of the P signal)
A positive slope is searched at the left M point intervals based on the self (T point) while the signal is searched in the right direction based on the end point of the QRS signal, and the T at the position where the negative slope is searched at the right M point intervals. Detecting a point (upward peak value of the T signal),
And detecting the P point and the T point among the peripheral points from the background signal, and detecting other points except for the P point and the T point from the ECG signal.

제1항에서, 상기 필터부는,
1차원 양방향 필터임을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치.
The method of claim 1, wherein the filter unit,
Apparatus for detecting a significant point from the ECG signal, characterized in that the one-dimensional bidirectional filter.

제1항에서, 상기 QRS 간격을 설정하기 위해, 상기 차 신호 상의 포인트들 중에서 상기 문턱치를 초과하는 포인트들을 플래그 '1'로 생성하고, 나머지 포인트들을 플래그 '0'으로 생성하는 플래그 생성부를 더 포함함을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치.
The apparatus of claim 1, further comprising: a flag generator configured to generate, as a flag '1', points exceeding the threshold among points on the difference signal, and generate remaining points as a flag '0' to set the QRS interval. Apparatus for detecting a critical point from the ECG signal, characterized in that.

제3항에서, 상기 QRS 간격 설정부는,
상기 플래그 '1'에 대응하는 상기 차 신호 상의 포인트들의 집합을 상기 QRS 간격으로 설정함을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치.
The method of claim 3, wherein the QRS interval setting unit,
And a set of points on the difference signal corresponding to the flag '1' in the QRS interval.

제1항에서, 상기 차 신호의 폭과 크기를 확장하는 차 신호 확장부를 더 포함하고,
상기 QRS 간격 설정부는,
상기 폭과 크기가 확장된 차 신호의 신호 구간 내에서 상기 QRS 간격을 설정함을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치.
The apparatus of claim 1, further comprising a difference signal extension unit configured to extend a width and a magnitude of the difference signal,
The QRS interval setting unit,
The apparatus for detecting a significant point from the electrocardiogram signal, characterized in that for setting the QRS interval within the signal interval of the difference signal of the expanded width and magnitude.

제1항에서,
상기 포인트 검출부는,
상기 검출된 R포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 Q 포인트를 검출하고,
상기 검출한 Q 포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 시작 포인트(상기 QRS신호(또는 상기 Q신호)의 시작 포인트)를 검출하고,
상기 P포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 시작 포인트(상기 P신호의 시작 포인트)를 검출하고,
상기 P포인트를 기준으로 우측 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 끝 포인트(상기 P신호의 끝 포인트)를 검출하고,
상기 R포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 S포인트(상기 S신호의 하향 피크치)를 검출하고,
상기 S포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 끝 포인트(상기 QRS신호(또는 상기 S신호)의 끝 포인트)를 검출하고,
상기 T포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 시작 포인트(상기 T신호의 시작 포인트)를 검출하고, 상기 T신호의 시작 포인트는 자신을 기준으로 왼쪽 K(상기 N보다 작은 자연수)개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 L(상기 K보다 크고, 상기 N보다 작은 자연수)개 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되는 위치이고,
상기 T포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 끝 포인트(상기 T신호의 끝 포인트)를 검출하고, 상기 T신호의 끝 포인트는 자신을 기준으로 왼쪽 L개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 K개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되는 위치
를 상기 주변 포인트로서 검출함을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 장치.
In claim 1,
The point detector,
Detecting a Q point at a position at which the gradient change is changed from positive to negative while traveling in a left direction based on the detected R point,
Detecting the starting point (starting point of the QRS signal (or the Q signal)) at a position where the change of inclination is changed from negative to positive while proceeding in the left direction based on the detected Q point,
Detecting the starting point (starting point of the P signal) at a position where the change of inclination is changed from positive to negative while traveling in the left direction based on the P point,
Detecting an end point (end point of the P signal) at a position where the change of inclination is changed from negative to positive while traveling in the right direction with respect to the P point;
Detecting the S point (downward peak value of the S signal) at a position where the change of inclination is changed from negative to positive while traveling in the right direction with respect to the R point,
Detects an end point (end point of the QRS signal (or the S signal)) at a position where the gradient change is changed from positive to negative while traveling in the right direction based on the S point,
While starting in the left direction with respect to the T point, a start point (start point of the T signal) at a position at which the change of slope is changed from positive to negative is detected, and the start point of the T signal is left K based on itself. Negative slope is searched at the point intervals (natural number less than N), and positive slope is searched at the right L (natural number greater than K and less than N) point intervals.
While proceeding in the right direction with respect to the T point, the end point of the position where the gradient change is changed from negative to positive (end point of the T signal) is detected, and the end point of the T signal is left L based on itself. Negative slope is searched at intervals of two points, and positive slope is searched at intervals of right K points
Detecting an important point from an electrocardiogram signal, characterized in that is detected as the peripheral point.

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시간적으로 연속한 P신호, QRS신호(Q신호, R신호 및 S신호) 및 T신호를 포함하는 심전도 신호 내에서 잡음으로 간주되는 QRS 신호가 제거된 배경 신호를 생성하는 단계;
상기 심전도 신호와 상기 배경 신호 간의 차 신호를 검출하는 단계;
사전에 설정된 문턱치를 이용하여 상기 차 신호의 신호 구간 내에서 QRS 간격을 설정하는 단계;
상기 QRS 간격 내에서 상기 차 신호의 크기가 가장 큰 위치에 존재하는 포인트를 상기 심전도 신호에 포함된 R신호의 피크치를 나타내는 R 포인트로 검출하는 단계; 및
상기 검출된 R 포인트를 기준으로 왼쪽 방향 및 오른쪽 방향으로 진행하면서 기울기 변화를 탐색하면서, 기울기 변화가 탐색된 위치의 포인트들을 상기 R 포인트의 주변 포인트들로 검출하는 단계;를 포함하고,
상기 R 포인트의 주변 포인트들로 검출하는 단계는,
상기 QRS신호의 시작 포인트를 기준으로 왼쪽으로 진행하면서 자신(P포인트)을 기준으로 왼쪽 N(자연수)개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 N개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되는 위치의 P포인트(상기 P신호의 피크치)를 검출하고,
상기 QRS신호의 끝 포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 자신(T포인트)을 기준으로 왼쪽 M개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되고, 우측 M개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되는 위치의 T포인트(상기 T신호의 상향 피크치)를 검출하고,
상기 주변 포인트들 중에서 상기 P포인트와 상기 T포인트를 상기 배경 신호로부터 검출하고, 상기 P포인트와 상기 T포인트를 제외한 나머지 포인트들을 상기 심전도 신호로부터 검출하는 것인 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 방법.
Generating a background signal from which a QRS signal regarded as noise is removed in an ECG signal including a P signal, a QRS signal (Q signal, an R signal, and an S signal) and a T signal that are temporally continuous;
Detecting a difference signal between the ECG signal and the background signal;
Setting a QRS interval within a signal interval of the difference signal using a preset threshold;
Detecting a point at a position where the magnitude of the difference signal is greatest within the QRS interval as an R point representing a peak value of an R signal included in the ECG signal; And
Detecting points of the position where the gradient change is found as peripheral points of the R point while searching for a gradient change while proceeding in a left direction and a right direction based on the detected R point;
Detecting as neighboring points of the R point,
The position where the positive slope is searched at the left N (natural number) point intervals based on the self (P point) while the left side is moved based on the start point of the QRS signal, and the negative slope is searched at the right N point intervals. Detect P point (the peak value of the P signal)
A positive slope is searched at the left M point intervals based on the self (T point) while the signal is searched in the right direction based on the end point of the QRS signal, and the T at the position where the negative slope is searched at the right M point intervals. Detecting a point (upward peak value of the T signal),
Detecting the P point and the T point among the peripheral points from the background signal, and detecting the remaining points excluding the P point and the T point from the ECG signal.

제13항에서, 상기 배경 신호를 생성하는 단계는,
1차원 양방향 필터를 이용하여 심전도 신호를 필터링하는 단계임을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 방법.
The method of claim 13, wherein generating the background signal comprises:
A method of detecting significant points from an ECG signal, characterized in that the ECG signal is filtered using a one-dimensional bidirectional filter.

제13항에서, 상기 배경 신호를 생성하는 단계는,
상기 심전도 신호 상에 나타나는 다수의 포인트 중에서 기울기가 변경되는 위치에 존재하는 다수의 변곡점을 검출하는 단계; 및
상기 검출된 다수의 변곡점을 연결하여, 상기 QRS 신호가 제거된 배경 신호를 생성하는 단계
를 포함함을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 방법.
The method of claim 13, wherein generating the background signal comprises:
Detecting a plurality of inflection points existing at positions where a slope is changed among a plurality of points appearing on the ECG signal; And
Connecting the plurality of detected inflection points to generate a background signal from which the QRS signal is removed;
Method for detecting a critical point from the ECG signal, characterized in that it comprises a.

제15항에서, 상기 다수의 변곡점을 검출하는 단계는,
음의 기울기에서 양의 기울기로 변경되는 위치에 존재하는 변곡점을 검출하는 단계임을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 방법.
The method of claim 15, wherein detecting the plurality of inflection points comprises:
Detecting an inflection point existing at a position changed from a negative slope to a positive slope.

제13항에서, 상기 차 신호를 검출하는 단계 이후에, 상기 검출된 차 신호의 폭과 크기를 확장하는 단계를 더 포함하고,
상기 QRS 간격을 설정하는 단계는,
상기 폭과 크기가 확장된 차 신호의 신호 구간 내에서 상기 상기 QRS 간격을 설정하는 단계임을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 방법.
The method of claim 13, further comprising: after detecting the difference signal, expanding a width and a magnitude of the detected difference signal,
Setting the QRS interval,
And setting the QRS interval within the signal interval of the difference signal having the expanded width and magnitude.

제13항에서,
상기 R 포인트의 주변 포인트들로 검출하는 단계는,
상기 검출된 R 포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 Q 포인트를 검출하는 단계;
상기 검출한 Q 포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 시작 포인트(상기 QRS신호(또는 상기 Q신호)의 시작 포인트)를 검출하는 단계;
상기 P 포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 시작 포인트(상기 P 신호의 시작 포인트)를 검출하는 단계;
상기 P 포인트를 기준으로 우측 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 끝 포인트(상기 P신호의 끝 포인트)를 검출하는 단계;
상기 R 포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 S 포인트(상기 S신호의 하향 피크치)를 검출하는 단계;
상기 S 포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 끝 포인트(상기 QRS 신호(또는 상기 S신호)의 끝 포인트)를 검출하는 단계;
상기 T 포인트를 기준으로 왼쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 양에서 음으로 변경되는 위치의 시작 포인트(상기 T 신호의 시작 포인트)를 검출하는 단계로서, 상기 T 신호의 시작 포인트는 자신을 기준으로 왼쪽 K(상기 N보다 작은 자연수)개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 L(상기 K보다 크고, 상기 N보다 작은 자연수)개 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되는 위치이고,
상기 T 포인트를 기준으로 오른쪽 방향으로 진행하면서 상기 기울기 변화가 음에서 양으로 변경되는 위치의 끝 포인트(상기 T 신호의 끝 포인트)를 검출하는 단계로서, 상기 T신호의 끝 포인트는 자신을 기준으로 왼쪽 L개의 포인트 간격에서 음의 기울기가 탐색되고, 오른쪽 K개의 포인트 간격에서 양의 기울기가 탐색되는 위치임을 특징으로 하는 심전도 신호로부터 중요 포인트를 검출하는 방법.The method of claim 13,
Detecting as neighboring points of the R point,
Detecting a Q point at a position at which the gradient change is changed from positive to negative while traveling in a left direction based on the detected R point;
Detecting a starting point (starting point of the QRS signal (or the Q signal)) at a position where the change of inclination is changed from negative to positive while traveling in the left direction based on the detected Q point;
Detecting a start point (start point of the P signal) at a position at which the change of inclination changes from positive to negative while traveling in a left direction with respect to the P point;
Detecting an end point (end point of the P signal) at a position where the gradient change is changed from negative to positive while traveling in a right direction with respect to the P point;
Detecting an S point (downward peak value of the S signal) at a position where the gradient change is changed from negative to positive while traveling in the right direction with respect to the R point;
Detecting an end point (an end point of the QRS signal (or the S signal)) at a position where the gradient change is changed from positive to negative while traveling in the right direction based on the S point;
Detecting a starting point (starting point of the T signal) at a position where the change of inclination is changed from positive to negative while traveling in the left direction based on the T point, wherein the starting point of the T signal is based on itself; Negative slope is searched in the left K (natural number less than N) point intervals, and positive slope is searched in the right L (natural number greater than K and less than N) point intervals,
Detecting an end point (end point of the T signal) at a position where the gradient change is changed from negative to positive while traveling in the right direction based on the T point, wherein the end point of the T signal is based on itself; A method for detecting a significant point from an electrocardiogram signal, characterized in that the negative slope is searched in the left L point intervals, the positive slope is searched in the right K point intervals.

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