KR102560156B1 - System for measuring heart disease in companion animals using the combination of heart trajectory and electrocardiogram and operation method thereof - Google Patents

System for measuring heart disease in companion animals using the combination of heart trajectory and electrocardiogram and operation method thereof Download PDF

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Abstract

심탄도 및 심전도 병합을 통해 반려동물 심장질환을 측정하는 시스템 및 이의 동작 방법이 개시된다. 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따르면, 반려동물의 심장 이상을 측정하는 심장질환 모니터링 시스템에 있어서, 심전도 신호를 수집하기 위한 심전도 측정용 전극; 심탄도 신호를 수집하기 위한 심탄도 센서; 상기 심전도 측정용 전극 및 심탄도 센서를 통해 수집되는 신호에 대한 데이터화를 수행하여 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 생성하는 데이터화 수행부; 및 상기 데이터화 수행부에 의해 생성된 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 데이터 처리 장치로 전송하는 통신부를 포함하는 웨어러블 디바이스와, 상기 웨어러블 디바이스로부터 수신한 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로하여 심전도 파형과 심탄도 파형의 그래프를 생성하고 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프를 기초로 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 데이터 분석장치를 적어도 포함하는 형태로 구성되며, 상기 데이터 분석장치는 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을, 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템이 개시될 수 있다.Disclosed are a system for measuring companion animal heart disease through a combination of ballistics and electrocardiograms, and an operating method thereof. According to one of the various embodiments of the present invention, in the heart disease monitoring system for measuring heart abnormalities of companion animals, electrocardiogram measurement electrodes for collecting electrocardiogram signals; a heart ballistic sensor for collecting a heart ballistic signal; a data conversion unit configured to generate electrocardiogram waveform data and heart ballistic waveform data by performing data conversion on signals collected through the electrocardiogram measurement electrode and the heart ballistic sensor; And a wearable device including a communication unit that transmits the electrocardiogram and ballistic waveform data generated by the data processing unit to a data processing device, and a data analysis device that generates graphs of electrocardiogram and ballistic waveforms based on the electrocardiogram and ballistic waveform data received from the wearable device, and captures heart disease of the companion animal based on the generated electrocardiogram and ballistic waveform graphs, wherein the data analyzer comprises the electrocardiogram Companion animal heart disease monitoring system may be disclosed, characterized in that correction of data loss or distortion on the waveform data is performed based on the ballistic wave data.

Description

심탄도 및 심전도 병합을 통해 반려동물 심장질환을 측정하는 시스템 및 이의 동작 방법{SYSTEM FOR MEASURING HEART DISEASE IN COMPANION ANIMALS USING THE COMBINATION OF HEART TRAJECTORY AND ELECTROCARDIOGRAM AND OPERATION METHOD THEREOF}System for measuring companion animal heart disease through combination of ballistic and electrocardiogram and method of operation thereof

본 발명의 다양한 실시예는 심탄도 및 심전도 데이터의 병합을 통해 반려동물의 심장질환을 모니터링 하는 기술에 대한 것이다.Various embodiments of the present invention relate to a technique for monitoring cardiac disease of a companion animal through merging of ballistic and electrocardiogram data.

반려동물 시장이 급성장하면서, 반려동물 질환이 발견되는 숫자도 함께 증가하고 있다. 반려동물 질환의 발병은 보호자의 경제적, 정서적 부담으로 연결되고 있다. 이와 같은 부담 때문에 국내 유기견은 연간 12만 마리 정도가 발생하고 있으며, 반려견을 보호하기 위해 일상생활을 포기하고 막대한 시간적, 물질적 자원을 소비하는 보호자들 또한 존재한다.As the companion animal market grows rapidly, the number of companion animal diseases is also increasing. The occurrence of companion animal diseases is linked to the economic and emotional burden of guardians. Because of this burden, there are about 120,000 abandoned dogs in Korea every year, and there are also guardians who give up their daily lives and consume huge amounts of time and material resources to protect their companion dogs.

체중에 따라서 다소 차이가 존재하지만, 일반적으로 6세 이상의 반려견은 중령견으로 분류되며 이 시기는 대사질환을 비롯한 각종 질병이 발병하는 시기이다. 따라서 중령견 이상의 반려동물에 대한 심장질환을 조기에 포착하는 것은 중요한 사항이다.There are some differences depending on the weight, but generally, dogs over 6 years old are classified as middle-aged dogs, and this is the time when various diseases including metabolic diseases develop. Therefore, early detection of heart disease in companion animals older than middle-aged dogs is important.

기존에는 심전도(ECG or EKG) 측정 방식으로 심장 운동 흐름에 따른 파형을 분석하여 심장질환에 대한 모니터링을 수행하였다. 다만, 기존에 방식에서는 심전도 측정을 위한 전극을 반려동물에 접촉시키고 해당 반려동물이 움직여 전극이 단락되는 상황이 발생하지 않도록 반려동물을 고정시켜 놓아야 했으며 이와 같이 고정된 상황이 아니면 반려동물이 코마 상태에 빠진 경우에만 심전도 측정이 가능하였다.Conventionally, monitoring of heart disease was performed by analyzing a waveform according to the flow of heart movement using an electrocardiogram (ECG or EKG) measurement method. However, in the existing method, the electrodes for electrocardiogram measurement had to be brought into contact with the companion animal, and the companion animal had to be fixed so that the companion animal would not move and short-circuit the electrodes.

이와 같이, 심전도 측정 방식으로만 심장 활동에 대한 정보를 수집하고 심장질환을 모니터링하는 방식은 많은 한계가 존재하였다. 따라서, 임상 현장에 최적화된 방식의 개선된 심장질환 모니터링 시스템이 필요한 실정이었다.As such, the method of collecting information on cardiac activity and monitoring heart disease only by the electrocardiogram measurement method has many limitations. Therefore, there is a need for an improved heart disease monitoring system optimized for clinical settings.

한국공개특허 제10-2016-0014282호Korean Patent Publication No. 10-2016-0014282

본 발명의 다양한 실시예는 심전도 및 심탄도 데이터를 기초로 반려동물의 심장질환 여부를 판별하기 위한 것이다.Various embodiments of the present invention are for determining whether a companion animal has a heart disease based on electrocardiogram and ballistic data.

본 발명이 다양한 실시예는 전극의 단락 등으로 발생하는 심전도 데이터의 왜곡 또는 손실 상황에서 심전도 데이터를 보정하기 위한 것이다.Various embodiments of the present invention are intended to correct electrocardiogram data in a situation where electrocardiogram data is distorted or lost due to a short circuit of an electrode.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따르면, 반려동물의 심장 이상을 측정하는 심장질환 모니터링 시스템에 있어서, 심전도 신호를 수집하기 위한 심전도 측정용 전극; 심탄도 신호를 수집하기 위한 심탄도 센서; 상기 심전도 측정용 전극 및 심탄도 센서를 통해 수집되는 신호에 대한 데이터화를 수행하여 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 생성하는 데이터화 수행부; 및 상기 데이터화 수행부에 의해 생성된 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 데이터 처리 장치로 전송하는 통신부를 포함하는 웨어러블 디바이스와, 상기 웨어러블 디바이스로부터 수신한 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로하여 심전도 파형과 심탄도 파형의 그래프를 생성하고 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프를 기초로 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 데이터 분석장치를 적어도 포함하는 형태로 구성되며, 상기 데이터 분석장치는 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을, 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템이 개시될 수 있다.According to one of various embodiments of the present invention for solving the above problems, in the heart disease monitoring system for measuring heart abnormalities of companion animals, Electrocardiogram measurement electrodes for collecting ECG signals; a heart ballistic sensor for collecting a heart ballistic signal; a data conversion unit configured to generate electrocardiogram waveform data and heart ballistic waveform data by performing data conversion on signals collected through the electrocardiogram measurement electrode and the heart ballistic sensor; And a wearable device including a communication unit that transmits the electrocardiogram and ballistic waveform data generated by the data processing unit to a data processing device, and a data analysis device that generates graphs of electrocardiogram and ballistic waveforms based on the electrocardiogram and ballistic waveform data received from the wearable device, and captures heart disease of the companion animal based on the generated electrocardiogram and ballistic waveform graphs, wherein the data analyzer comprises the electrocardiogram Companion animal heart disease monitoring system may be disclosed, characterized in that correction of data loss or distortion on the waveform data is performed based on the ballistic wave data.

상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은, 상기 심전도 파형 데이터에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 해당하는 시간에 대응되도록 심탄도 파형 데이터 상의 I-J 파형을 추출하고 이를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.The process of correcting, by the data analysis apparatus, the data loss or distortion portion of the ECG waveform data based on the heart ballistic waveform data may include extracting an I-J waveform of the heart ballistic waveform data to correspond to a time corresponding to the data loss or distortion portion of the ECG waveform data, and correcting the data loss or distortion portion of the ECG waveform data based on this.

상기 데이터 분석 장치는 상기 심탄도 파형 데이터를 처리하는 과정에서, 심탄도 파형 데이터의 제1 주파수 대역의 데이터만을 통과시킨 후, 이후 제1 주파수 대역만이 통과된 데이터에서 제2 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the process of processing the heart ballistic waveform data, the data analysis apparatus passes only data of a first frequency band of the ballistic wave data, and then removes noise of a second frequency band from the data through which only the first frequency band has passed.

상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은, 심탄도 파형 데이터를 기초로 특징점을 검출하고, 검출된 특징점을 적어도 하나 이상 포함하는 주요 웨이브를 적어도 하나 이상 추출하는 단계; 추출된 주요 웨이브를 기초로 적어도 4가지 이상의 심탄도 템플릿을 추출하는 단계; 및 추출된 복수의 심탄도 템플릿을 기초로 심탄도 파형 데이터를 심전도 파형 데이터와 동기화시키는 단계를 포함할 수 있다.The process of correcting, by the data analysis device, data loss or distortion on the ECG waveform data based on the heart ballistic waveform data includes detecting feature points based on the heart ballistic waveform data, and extracting at least one main wave including at least one detected feature point; extracting at least four ballistic templates based on the extracted main wave; and synchronizing the heart ballistic waveform data with the electrocardiogram waveform data based on the plurality of extracted heart ballistic templates.

상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은, 심탄도 파형 데이터 상에서 포착되는 J 파형에 대해서, 심탄도 파형 그래프 상의 시간축으로의 시프트를 수행하여 심전도 파형 데이터 상에서의 R 파형을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The process of correcting, by the data analysis device, data loss or distortion on the ECG waveform data based on the heart ballistic waveform data may include generating an R waveform on the ECG waveform data by performing a shift on a time axis on a heart ballistic waveform graph with respect to a J waveform captured on the heart ballistic waveform data.

상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은, 심탄도 파형 데이터 상에서 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 포착하는 단계; 및 포착된 상기 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 기초로 심전도 파형 데이터 상에서의 ST 파형을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The process of correcting, by the data analysis device, data loss or distortion on the ECG waveform data based on the heart ballistic wave data may include: capturing K, L, M, and N waveforms on the ballistic data; and generating an ST waveform from ECG waveform data based on the captured K, L, M, and N waveforms.

상기 데이터 분석 장치는, 상기 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터와 정상 상태 데이터의 비교를 통해 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 것을 특징으로 할 수 있다.The data analysis device may be characterized in that, based on the steady-state data of the companion animal, the heart disease of the companion animal is captured by comparing the electrocardiogram waveform data and ballistic waveform data with steady-state data. .

상기 데이터 분석 장치는, 상기 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여 상기 반려동물의 심장질환을 포착함에 있어, 상기 반려동물의 정상 상태 데이터 내에서의 주기성을 추출하고, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터에서 주기성이 나타나지 않는 부분의 탐색을 통해 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 것을 특징으로 할 수 있다.The data analysis device, in capturing heart disease of the companion animal based on the steady-state data of the companion animal, extracts periodicity within the steady-state data of the companion animal, and captures the heart disease of the companion animal by searching for a part where no periodicity appears in the ECG waveform data and ballistic waveform data.

상기 데이터 분석 장치는, 품종, 성별, 및 체중 정보를 기반으로 하여 상기 반려동물과 유사한 적어도 하나 이상의 유사동물 데이터를 검색하고, 검색된 유사동물 데이터를 기반으로 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 분석하는 것을 특징으로 할 수 있다.The data analysis device may search for at least one or more similar animal data similar to the companion animal based on breed, gender, and weight information, and analyze the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data based on the retrieved similar animal data.

상기 데이터 분석 장치는, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하며, 계산된 심박수 또는 호흡수가 기 정해진 상한값 이상으로 측정되거나, 기 정해진 하한값 이하로 측정되는 경우 응급상황에 대한 알림을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.The data analysis device calculates the heart rate and breathing rate of the companion animal based on the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data, and if the calculated heart rate or breathing rate is measured above a predetermined upper limit value or below a predetermined lower limit value, it may be characterized in that it performs an emergency notification.

상기 데이터 분석 장치는, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하는 과정에서, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리하며, 이와 같은 그래프의 분리 과정은 FFT(FAST FOURIER TRANSFORM) 또는 웨이블릿(Wavelt) 변환 알고리즘을 통해 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.The data analysis device, in the process of calculating the heart rate and respiration rate of the companion animal based on the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data, separates a heart rate graph and a breathing graph from the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data. It may be characterized in that the separation process of the graph is performed through FFT (FAST FOURIER TRANSFORM) or wavelet conversion algorithm.

본 발명의 실시예에 따르면, 심전도 및 심탄도 데이터를 종합적으로 판단하여 반려동물의 심장질환 보유여부를 판단할 수 있으며, 심전도 데이터가 전극의 단락 등의 상황으로 인해 손실되거나 왜곡되는 경우 심탄도 데이터를 활용하여 심전도 데이터를 보정함으로써 반려동물 심장질환 보유여부 판단의 정확성을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to determine whether or not a companion animal has a heart disease by comprehensively determining electrocardiogram and ballistic data, and if the electrocardiogram data is lost or distorted due to a situation such as a short circuit of an electrode, the accuracy of determining whether the companion animal has a heart disease can be improved by correcting the electrocardiogram data using the ballistic data.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 심장질환 모니터링 시스템이 동작하는 환경을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스가 구현될 수 있는 일 형태에 대한 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치가 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치가 심전도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 회로 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치가 심탄도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 심장질환 모니터링 시스템이 웨어러블 디바이스 및 데이터 분석 장치를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a diagram schematically showing an environment in which a companion animal heart disease monitoring system according to an embodiment of the present invention operates.
2 is an exemplary view of one form in which a wearable device according to an embodiment of the present invention may be implemented.
3 and 4 are diagrams for explaining a method of correcting a data loss or distortion part on ECG waveform data by a data analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram for explaining a method of processing an electrocardiogram signal by a data analysis device according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining a method of processing a heart ballistic signal by a data analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a process of determining whether a companion animal has a heart disease through a wearable device and a data analysis device by the companion animal heart disease monitoring system according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the recited elements. Like reference numerals throughout the specification refer to like elements, and “and/or” includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first element mentioned below may also be the second element within the technical spirit of the present invention.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When it is said that a certain part "includes" a certain component throughout the specification, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)이 동작하는 환경을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating an environment in which a companion animal heart disease monitoring system 10 according to an embodiment of the present invention operates.

도 1을 참조하면, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)은 웨어러블 디바이스(100) 및 데이터 분석 장치(200)를 적어도 포함하는 형태로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the companion animal heart disease monitoring system 10 may be configured to include at least a wearable device 100 and a data analysis device 200 .

일 실시예에 따르면, 도 1에는 도시되지 않았지만 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)을 활용하는 사용자의 사용자 단말기, 관리자의 관리자 단말기, 기타 외부 서버 등이 반려동물 심장질환 모니터링 시스템 내에 포함되거나, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템 내의 구성들과 통신할 수 있다.According to one embodiment, although not shown in FIG. 1, a user terminal of a user utilizing the companion animal heart disease monitoring system 10, a manager terminal of a manager, and other external servers are included in the companion animal heart disease monitoring system, or can communicate with components in the companion animal heart disease monitoring system.

웨어러블 디바이스(100)는 심장질환 모니터링의 대상이 되는 반려동물에 장착되어 해당 반려동물의 신체 정보를 수집하는 역할을 수행할 수 있다.The wearable device 100 may serve to collect body information of the companion animal by being mounted on a companion animal subject to heart disease monitoring.

일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 심장질환 모니터링의 대상이 되는 반려동물의 심장 부위를 감싸는 의류 등의 형태로 형성될 수 있으나, 웨어러블 디바이스(100)의 형태와 장착 위치는 이에 제한되지는 않는다.The wearable device 100 according to an embodiment may be formed in the form of clothing that wraps around the heart of a companion animal, which is an object of heart disease monitoring, but the shape and mounting position of the wearable device 100 are not limited thereto.

본 발명의 웨어러블 디바이스(100)는 반려동물의 심전도 신호 및 심탄도 신호를 수집하여 데이터화할 수 있으며, 수집한 신호 데이터를 데이터 분석 장치(200)로 전송할 수 있다.The wearable device 100 of the present invention may collect and convert the electrocardiogram signal and the heart trajectory signal of the companion animal into data, and may transmit the collected signal data to the data analysis device 200.

데이터 분석 장치(200)는 웨어러블 디바이스(100)로부터 심전도 파형 및 심탄도 파형과 같은 기초 데이터를 수집하여 측정 대상이 되는 반려동물의 심전도 및 심탄도 그래프를 생성하고 분석할 수 있으며, 이를 토대로 반려동물의 심장질환에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. 또한, 이 과정에서 데이터 분석 장치(200)는 반려동물의 심박수 및 호흡수를 측정하여 반려동물의 응급상황을 판단하고 이에 대한 알림을 수행할 수도 있다.The data analysis apparatus 200 may collect basic data such as an electrocardiogram waveform and a heart ballistic waveform from the wearable device 100 to generate and analyze an electrocardiogram and a heart ballistic graph of a companion animal to be measured. Based on this, monitoring of heart disease of the companion animal may be performed. In addition, in this process, the data analysis device 200 may measure the heart rate and respiration rate of the companion animal to determine an emergency situation of the companion animal and perform a notification therefor.

웨어러블 디바이스(100)는 심전도 측정용 전극(110), 심탄도 센서(120), 데이터화 수행부(130), 통신부(140), 저장부(150) 및 제어부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.The wearable device 100 may include an electrocardiogram measuring electrode 110, a heart trajectory sensor 120, a data conversion unit 130, a communication unit 140, a storage unit 150, and a control unit 160.

심전도 측정용 전극(110)은 측정 대상이 되는 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 착용시에 측정 대상의 신체에 접촉하는 곳에 위치할 수 있다. 심전도 측정용 전극(110)은 측정 대상의 피부로부터 심장의 전기 신호를 측정하는 역할을 수행할 수 있다.The electrode 110 for measuring the electrocardiogram may be located at a place in contact with the body of the measurement target when the companion animal to be measured wears the wearable device 100 . The electrocardiogram measuring electrode 110 may serve to measure an electrical signal of the heart from the skin of a subject to be measured.

심탄도 센서(120)는 측정 대상이 되는 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 착용시에 측정 대상의 심장부 부근에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 심탄도 센서(120)는 웨어러블 디바이스(100) 중 측정 대상의 몸통부에 착용되는 벨트 또는 띠 형태 부분에 위치할 수 있다.The heart trajectory sensor 120 may be located near the heart of the measurement target when the companion animal to be measured wears the wearable device 100 . According to an embodiment, the ballistic sensor 120 may be located in a belt or belt-shaped part of the wearable device 100 worn on the torso of the measurement target.

데이터화 수행부(130)는 심전도 측정용 전극(110) 및 심탄도 센서(120)를 통해 수집되는 심전도 신호 및 심탄도 신호에 대한 데이터화를 수행하여 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 생성할 수 있다.The data conversion unit 130 may perform data conversion on the ECG signal and the heart ballistic signal collected through the electrocardiogram measuring electrode 110 and the heart ballistic sensor 120 to generate electrocardiogram waveform data and heart ballistic waveform data.

통신부(140)는 데이터화 수행부(130)에 의해 생성된 데이터, 즉 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 데이터 분석 장치(200)로 전송할 수 있다.The communication unit 140 may transmit the data generated by the data conversion unit 130 , that is, the ECG waveform data and the heart ballistic waveform data to the data analysis device 200 .

즉, 통신부(140)는 웨어러블 디바이스(100)가 데이터 분석 장치(200) 및 기타 외부 장치와의 통신을 수행할 수 있도록 한다. 통신부(140)가 통신을 수행하기 위해서 사용하는 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 예를 들면, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 도시권 통신망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구현될 수 있다.That is, the communication unit 140 enables the wearable device 100 to communicate with the data analysis device 200 and other external devices. The communication network used by the communication unit 140 to perform communication may be configured regardless of the communication mode, such as wired or wireless, and may be implemented as various communication networks, such as, for example, a local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN), and a wide area network (WAN).

일 실시예에 따르면, 통신부(140)는 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy) 기술을 활용하여 데이터 분석 장치(200), 사용자 단말기, 서버 등과의 통신을 수행할 수 있으며, 이와 달리 WiFi(Wireless Fidelity) 기술을 활용하여 데이터 분석 장치(200), 사용자 단말기, 서버 등과의 통신을 수행할 수도 있다.According to an embodiment, the communication unit 140 may perform communication with the data analysis device 200, user terminal, server, etc. by utilizing Bluetooth Low Energy (BLE) technology, and otherwise, may perform communication with the data analysis device 200, user terminal, server, etc. by utilizing WiFi (Wireless Fidelity) technology.

저장부(150)는 웨어러블 디바이스(100)가 수신하여 데이터화한 심전도 파형 데이터, 심탄도 파형 데이터 및 웨어러블 디바이스(100)의 동작에 필요한 각종 정보를 젖아할 수 있다. 저장부(150)는 예를 들어, 메모리(memory), 캐시(cash), 버퍼(buffer) 등을 포함할 수 있으며, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면 저장부(150)는 Micro SD 카드와 같은 형태로 구성될 수도 있다.The storage unit 150 may store electrocardiogram waveform data received and converted into data by the wearable device 100 , heart ballistic waveform data, and various information necessary for the operation of the wearable device 100 . The storage unit 150 may include, for example, a memory, a cache, a buffer, and the like, and may be composed of software, firmware, hardware, or a combination of at least two or more of these. According to one embodiment, the storage unit 150 may be configured in the form of a Micro SD card.

제어부(160)는 웨어러블 디바이스(100) 내의 다른 구성 요소들을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어부(160)는 마이크로컨트롤러가 탑재된 보드 형태로 구성될 수 있으며, 임베디드 시스템을 제어하기 위한 운영체제가 탑재되어 동작할 수 있다.The controller 160 may play a role of controlling other elements within the wearable device 100 . According to one embodiment, the control unit 160 may be configured in the form of a board on which a microcontroller is mounted, and an operating system for controlling an embedded system may be mounted and operated.

데이터 분석 장치(200)는 웨어러블 디바이스(100)로부터 수신한 데이터를 기초로 데이터 분석 및 모니터링을 수행하여 측정 대상이 되는 반려동물이 어떠한 심장 질환이 의심되는지를 포착할 수 있으며, 호흡수와 심박수를 기초로 측정 대상이 되는 반려동물이 응급상황에 처하였는지 여부 또한 판단할 수 있다.The data analysis apparatus 200 may perform data analysis and monitoring based on data received from the wearable device 100 to capture what kind of heart disease the companion animal to be measured is suspected of, and based on the respiratory rate and heart rate, it may also be determined whether the companion animal to be measured is in an emergency.

이와 같은 데이터 분석 장치(200)는 다양한 형태의 전자기기로 구성될 수 있다. 예를 들어, 데이터 분석 장치(200)는 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC, 등과 같이 네트워크를 통하여 웹 서버와 연결될 수 있는 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있으며, 개인용 컴퓨터(예를 들어, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 등), 워크스테이션, PDA, 웹 패드 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기 중 하나일 수도 있다. 또한, 데이터 분석 장치(200)는 컴퓨팅 능력을 보유하고 있는 서버와 같은 장치로도 구성될 수 있다.Such a data analysis device 200 may be composed of various types of electronic devices. For example, the data analysis device 200 is a mobile phone, a smartphone, a PDA (Personal Digital Assistant), a PMP (Portable Multimedia Player), Tablet PC, etc. It may include a new device, and may be one of the digital devices with a memory means such as personal computers (eg, desktop computers, notebook computers, etc.), workstations, PDAs, web pads, etc., and equipped with microprocessors. Also, the data analysis device 200 may be configured as a device such as a server having computing capability.

데이터 분석 장치(200)는 그래프 생성부(210), 파형 데이터 보정부(220), 필터링 수행부(230), 심장질환 포착부(240), 심박수 및 호흡수 관리부(250), 통신부(260), 저장부(270) 및 제어부(280)를 포함하여 구성될 수 있다.The data analysis device 200 may include a graph generator 210, a waveform data correction unit 220, a filtering unit 230, a heart disease capture unit 240, a heart rate and respiratory rate management unit 250, a communication unit 260, a storage unit 270, and a control unit 280.

그래프 생성부(210)는 웨어러블 디바이스(100)로부터 수신한 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 하여 심전도 파형 및 심탄도 파형에 대한 그래프를 생성할 수 있다.The graph generator 210 may generate a graph of the ECG waveform and the heart ballistic waveform based on the ECG waveform data and the heart ballistic waveform data received from the wearable device 100 .

이와 같이, 그래프 생성부(210)에 의해 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프는 후술될 심장질환 포착부(240) 등에 의해 분석될 수 있다.As such, the ECG waveform graph and the heart ballistic waveform graph generated by the graph generator 210 may be analyzed by a heart disease capture unit 240 or the like, which will be described later.

파형 데이터 보정부(220)는 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을 수행할 수 있다. 이와 같은 심전도 파형 데이터의 보정은 심탄도 파형 데이터를 기초로 진행될 수 있다.The waveform data correction unit 220 may correct data loss or distortion on the ECG waveform data. The ECG waveform data may be corrected based on the heart ballistic waveform data.

심전도 파형 데이터는 심전도 측정용 전극(110)에 의해 심전도 신호가 수집된 후 데이터화됨에 따라 획득되는데, 반려동물의 움직임 등으로 심전도 측정용 전극(110)이 단락되거나 하는 경우 단락되어 있는 동안의 심전도 신호에는 왜곡이 생길 수 있으며 이와 달리 단락되어 있는 시간 동안의 심전도 신호가 수집되지 않아 심전도 파형 데이터 상에서 해당 시간에 대한 부분이 손실될 수도 있다.Electrocardiogram waveform data is acquired as data is collected after electrocardiogram signals are collected by the electrodes 110 for electrocardiogram measurement. If the electrodes 110 for electrocardiogram measurement are short-circuited due to movement of a companion animal, the electrocardiogram signal during the short circuit may be distorted. In contrast, since the electrocardiogram signal during the short-circuit time is not collected, a portion of the corresponding time may be lost on the electrocardiogram waveform data.

파형 데이터 보정부(220)는 이와 같이 심전도 파형 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을, 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행함으로써 데이터 분석 장치(200)가 심장 관련 질병의 이상 유무를 판단함에 있어서의 정확성을 향상시킬 수 있다.The waveform data correction unit 220 corrects the loss or distortion of the ECG waveform data based on the ballistic waveform data, thereby enabling the data analysis device 200 to determine whether or not there is an abnormality in a heart-related disease. Accuracy can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 파형 데이터 보정부(220)는 심전도 파형 데이터에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 특정하고 해당 부분에 대한 보정을 수행함에 있어, 심전도 파형 데이터에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 해당하는 시간에 대응되도록 심탄도 파형 데이터 상에서 I-J 파형을 추출하고, 추출된 I-J 파형을 기초로 심전도 파형 데이터 상에서 데이터 손실되거나 왜곡된 부분을 보정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in specifying a data loss or distorted portion of the ECG waveform data and correcting the corresponding portion, the waveform data correction unit 220 may extract an I-J waveform from the heart ballistic waveform data to correspond to a time corresponding to the data loss or distorted portion of the ECG waveform data, and correct the data loss or distorted portion of the ECG waveform data based on the extracted I-J waveform.

심탄도 파형은 일반적으로 0~40Hz의 주파수 대역에서 측정되며 F, G, H, I, J, K, L, M, N 순서로 9개의 파형으로 구분될 수 있다. 이 중 F, H, J, L, N 파는 양성파이고 G, I, K, M 파는 음성파로 구분된다.Ballistic waveforms are generally measured in a frequency band of 0 to 40 Hz and can be divided into 9 waveforms in the order of F, G, H, I, J, K, L, M, and N. Among them, F, H, J, L, and N waves are positive waves, and G, I, K, and M waves are classified as negative waves.

파형 데이터 보정부(220)는 이 중 일반적으로 가장 큰 진폭을 보이는 I-J 파형을 심탄도 파형 데이터로부터 추출하고, I-J 파형의 진폭 및 형태 등을 기초로 심전도 파형 데이터에서 손실되거나 왜곡된 부분을 생성하여 보충할 수 있다. The waveform data correction unit 220 extracts the I-J waveform, which generally has the largest amplitude, from the ballistic wave data, and generates and compensates for a lost or distorted part in the ECG waveform data based on the amplitude and shape of the I-J waveform.

일 실시예에 따르면, 파형 데이터 보정부(220)는 심탄도 파형에서의 I-J 파형을 기초로 심전도 파형 데이터를 보정함에 있어서, 심탄도 파형 데이터 상에서 포착되는 J 파형(J-peak)에 대해서 심탄도 파형 그래프 상에서 시간축으로의 시프트를 수행하여 심전도 파형 데이터 상에서 손실되거나 왜곡된 부분에 R 파형(R-spike)를 생성하여 보정할 수 있다.According to an embodiment, in correcting electrocardiogram waveform data based on I-J waveforms in the heart ballistic waveform data, the waveform data correction unit 220 may shift the J waveform (J-peak) captured on the heart ballistic waveform data on the time axis on the heart ballistic waveform graph to generate and correct the R waveform (R-spike) in the lost or distorted portion of the heart ballistic waveform data.

파형 데이터 보정부(220)는 심탄도 파형 데이터를 기초로 심전도 파형 데이터를 보정하는 과정에서, 심탄도 파형 데이터를 기초로 특징점을 검출하고, 검출된 특징점을 적어도 하나 이상 포함하는 주요 웨이브를 추출할 수 있으며, 추출된 주요 웨이브를 기초로 적어도 4가지 종류 이상의 심탄도 템플릿을 추출한 뒤 추출된 복수의 심탄도 템플릿을 기초로 심탄도 파형 데이터를 심전도 파형 데이터와 동기화시킬 수 있다. 본 명세서 상에서 웨이브 또는 템플릿이라 함은 파형 데이터의 일부를 의미할 수 있다.In the process of correcting the ECG waveform data based on the heart ballistic waveform data, the waveform data compensator 220 may detect feature points based on the heart ballistic waveform data, extract a main wave including at least one detected feature point, extract at least four types of ballistic templates based on the extracted main waves, and then synchronize the heart ballistic waveform data with the ECG waveform data based on the plurality of extracted heart ballistic templates. In this specification, a wave or a template may mean a part of waveform data.

파형 데이터 보정부(220)가 추출하는 심탄도 템플릿은, 측정 대상이 되는 반려동물의 심탄도 파형 데이터에서 특징이 될 수 있는 대표적 형태의 파형을 포함하는 형태로 구성될 수 있다.The ballistic template extracted by the waveform data correction unit 220 may be configured to include a representative waveform that may be a feature in ballistic waveform data of a companion animal to be measured.

파형 데이터 보정부(220)는 심탄도 파형 데이터를 기초로 심전도 파형 데이터를 보정함에 있어서, 심탄도 파형 데이터 상에서 K 파형, L 파형, 파형 및 N 파형을 포착하고 포착된 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 기초로 심전도 파형 데이터 상에서의 ST 파형을 생성할 수 있다.In correcting electrocardiogram waveform data based on the heart ballistic waveform data, the waveform data correction unit 220 may capture K, L, M, and N waveforms on the heart ballistic waveform data, and generate an ST waveform from the electrocardiogram waveform data based on the captured K, L, M, and N waveforms.

이와 같이, 파형 데이터 보정부(220)는 다양한 방식을 통해 심탄도 파형 데이터를 기초로 하는 심전도 파형 데이터의 생성을 수행할 수 있으며, 그에 따라 심전도 파형 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정이 수행될 수 있다.As such, the waveform data compensator 220 may generate electrocardiogram waveform data based on the ballistic waveform data through various methods, and accordingly, a loss or distortion of the electrocardiogram waveform data may be corrected.

필터링 수행부(230)는 심전도 파형 데이터 또는 심탄도 파형 데이터를 처리하는 과정에서 데이터에 대한 필터링을 수행함으로써 데이터를 분석에 효율적인 형태로 변형시킬 수 있다.The filtering unit 230 may transform the data into an efficient form for analysis by performing filtering on the data in the process of processing the ECG waveform data or the ballistic waveform data.

일 실시예에 따르면, 필터링 수행부(230)는 심탄도 파형 데이터를 처리하는 과정에서 심탄도 파형 데이터의 제1 주파수 대역의 데이터만을 통과시킨 후, 이후 제1 주파수 대역이 통과된 데이터에서 제2 주파수 대역의 노이즈를 제거할 수 있다.According to an embodiment, the filtering performer 230 passes only the data of the first frequency band of the ballistic wave data in the process of processing the ballistic wave data, and then removes the noise of the second frequency band from the data through which the first frequency band has passed.

예를 들어, 제1 주파수 대역은 2Hz~20Hz 대역일 수 있으며, 이와 같은 필터링은 저역 통과 필터(Low Pass Filter)의 사용을 통해 수행될 수 있으며, 제2 주파수 대역은 60Hz대로 전원 노이즈가 발생하는 주파수 대역일 수 있다.For example, the first frequency band may be a 2Hz to 20Hz band, such filtering may be performed through the use of a low pass filter, and the second frequency band may be a frequency band in which power supply noise occurs in the 60Hz band.

이와 같은 필터링을 šI애하기 위한 전자회로 및 필터 등은 하드웨어적으로 구현될 수도 있지만, 데이터 분석 장치(200) 내의 CPU와 같은 제어부(280)에 의해 소프트웨어적으로 구현될 수도 있음은 물론이다.An electronic circuit and a filter for preventing such filtering may be implemented in hardware, but may also be implemented in software by a control unit 280 such as a CPU in the data analysis device 200, of course.

심장질환 포착부(240)는 보정된 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 하여 측정 대상이 된 반려동물이 보유한 심장질환을 포착할 수 있다.The heart disease capturing unit 240 may capture heart disease possessed by a companion animal to be measured based on the corrected ECG waveform data and ballistic waveform data.

심장질환 포착부(240)는 그래프 생성부(210)에 의해 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프를 분석하여 반려동물의 심장질환을 포착할 수 있다.The heart disease capturing unit 240 may capture the heart disease of the companion animal by analyzing the ECG waveform graph and the heart ballistic waveform graph generated by the graph generating unit 210 .

일 실시예에 따르면, 심장질환 포착부(240)는 측정 대상이 된 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여, 실시간으로 수집되어 관리되는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터와 정상 상태 데이터의 비교를 통해 해당 반려동물의 심장질환을 포착할 수 있다.According to one embodiment, the heart disease capture unit 240 compares the ECG waveform data collected and managed in real time and the heart ballistic waveform data and the steady state data based on the steady state data of the companion animal to be measured. Heart disease of the companion animal can be captured.

일 실시예에 따르면, 심장질환 포착부(240)는 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여 측정 대상이 되는 반려동물의 심장질환을 포착함에 있어, 반려동물의 정상 상태 데이터 내에서의 주기성을 추출하고, 수집되는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터에서 주기성이 나타나지 않는 부분의 탐색을 통해 반려동물의 심장질환을 포착할 수 있다.According to one embodiment, in capturing the heart disease of a companion animal to be measured based on the steady state data of the companion animal, the heart disease capture unit 240 extracts the periodicity within the steady state data of the companion animal, and captures the heart disease of the companion animal by searching for a part where the periodicity does not appear in the collected ECG waveform data and ballistic waveform data.

예를 들어, 심전도 데이터의 경우 정상적인 맥박은 동방 결절(S-A node)에서 발생한 전기적 자극에 의해서 심방이 규칙적으로 수축하는 상황에서 관측되나, 반려동물이 심장 관련 질환을 가지고 있는 경우에는 부정맥이 발생하여 심방이 불규칙적으로 수축할 수 있다. 심탄도 데이터의 경우 또한 반려동물이 심장 관련 질환을 가지고 있는 경우에는 심탄도 파형의 주기성이 변칙적으로 변형될 수 있다.For example, in the case of electrocardiogram data, a normal pulse is observed in a situation where the atrium contracts regularly due to electrical stimulation generated from the S-A node. It may contract irregularly. In the case of heart ballistic data, if a companion animal has a heart-related disease, the periodicity of the heart ballistic waveform may be anomalously deformed.

따라서, 심장질환 포착부(240)는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터 상에서, 반려동물이 정상 상태일 때의 데이터로부터 도출된 주기성이 나타나지 않는 경우에 이를 심장질환으로 판별할 수 있다.Accordingly, the heart disease capturing unit 240 may determine heart disease when the periodicity derived from the data when the companion animal is in a normal state does not appear on the ECG waveform data and the heart ballistic waveform data.

심장질환 포착부(240)는 측정 대상 반려동물의 심장질환을 포착하기 위해서, 해당 반려동물의 품종, 성별 및 체중 정보를 기반으로 하여 해당 반려동물과 유사한 적어도 하나 이상의 유사동물 데이터를 검색하고, 검색된 유사동물의 데이터를 기반으로 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터의 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 측정 대상 반려동이 수컷 말티즈인 경우 심장질환 포착부(240)는 다른 수컷 말티즈의 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 검색하고 검색된 동물들의 데이터와 측정 대상 반려동물의 데이터를 비교함으로써 측정 대상 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판별할 수 있다.In order to capture the heart disease of the companion animal to be measured, the heart disease capture unit 240 searches for at least one or more similar animal data similar to the corresponding companion animal based on the breed, sex, and weight information of the corresponding companion animal, and analyzes the ECG waveform data and the ballistic waveform data based on the data of the similar animal found. For example, if the companion animal to be measured is a male Maltese, the heart disease capture unit 240 searches for electrocardiogram waveform data and ballistic waveform data of other male Maltese, and compares the data of the retrieved animals with the data of the companion animal to be measured, thereby determining whether the companion animal to be measured has heart disease.

심박수 및 호흡수 관리부(250)는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 측정 대상 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산할 수 있다.The heart rate and respiration rate management unit 250 may calculate the heart rate and respiration rate of the companion animal to be measured based on the ECG waveform data and the heart ballistic waveform data.

일 실시예에 따르면, 심박수 및 호흡수 관리부(250)는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 측정 대상 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하는 과정에서, 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리할 수 있다. 또한, 이와 같이 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리함에 있어서 활용되는 알고리즘은 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 웨이블릿(Wavelt) 변환 알고리즘을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the heart rate and respiration rate management unit 250 calculates the heart rate and respiration rate of the companion animal to be measured based on the ECG waveform data and the heart ballistic waveform data. The heart rate graph and the respiration graph may be separated from the ECG waveform data and the heart ballistic waveform data. Also, an algorithm used in separating the heart rate graph and the respiration graph from the ECG waveform data and the heart ballistic waveform data may include a fast Fourier transform (FFT) or a wavelet transform algorithm.

심박수 및 호흡수 관리부(250)는 분리된 심박 그래프와 호흡 그래프를 통해 측정 대상 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산할 수 있다.The heart rate and respiration rate management unit 250 may calculate the heart rate and respiration rate of the companion animal to be measured through the separated heart rate graph and respiration graph.

심박수 및 호흡수 관리부(250)는 측정 대상 반려동물에 대해, 계산된 심박수 또는 호흡수가 기 정해진 상한값 이상으로 측정되거나, 기 정해진 하한값 이하로 측정되는 경우 응급상황에 대한 알림을 수행할 수 있다. 즉, 응급상황이 발생하였다고 판단되는 경우 데이터 분석 장치(200)는 외부의 사용자 단말기, 관리자 단말기 또는 관리 서버 등에 응급상황에 대한 알림 정보를 전송할 수 있다.The heart rate and respiration rate management unit 250 may notify an emergency situation when the calculated heart rate or respiration rate is measured above a predetermined upper limit value or below a predetermined lower limit value for the companion animal to be measured. That is, when it is determined that an emergency has occurred, the data analysis device 200 may transmit emergency notification information to an external user terminal, manager terminal, or management server.

통신부(260)는 데이터 분석 장치(200)가 웨어러블 디바이스(100) 및 기타 외부 장치와의 통신을 수행할 수 있도록 한다. 통신부(260)가 통신을 수행하기 위해서 사용하는 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 예를 들면, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 도시권 통신망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구현될 수 있다.The communication unit 260 enables the data analysis device 200 to communicate with the wearable device 100 and other external devices. The communication network used by the communication unit 260 to perform communication may be configured regardless of the communication mode, such as wired or wireless, and may be implemented as various communication networks, such as, for example, a local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN), and a wide area network (WAN).

저장부(270)는 데이터 분석 장치(200)가 웨어러블 디바이스(100)로부터 수신한 데이터 및 해당 데이터를 기초로 분석을 수행하여 도출한 데이터 등을 저장할 수 있다. 저장부(270)는 예를 들어, 메모리(memory), 캐시(cash), 버퍼(buffer) 등을 포함할 수 있으며, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면 저장부(270)는 Micro SD 카드와 같은 형태로 구성될 수도 있다.The storage unit 270 may store data received by the data analysis apparatus 200 from the wearable device 100 and data derived by performing analysis based on the corresponding data. The storage unit 270 may include, for example, a memory, a cache, a buffer, and the like, and may be composed of software, firmware, hardware, or a combination of at least two or more of these. According to one embodiment, the storage unit 270 may be configured in the form of a Micro SD card.

제어부(280)는 데이터 분석 장치(200) 내의 다른 구성 요소들을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(280)는 마이크로컨트롤러가 탑재된 보드 형태로 구성될 수 있으며, 임베디드 시스템을 제어하기 위한 운영체제가 탑재되어 동작할 수 있다.The controller 280 may play a role of controlling other components in the data analysis device 200 . According to one embodiment, the control unit 280 may be configured in the form of a board on which a microcontroller is mounted, and an operating system for controlling an embedded system may be mounted and operated.

도 1에 도시되지는 않았지만, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)의 동작 환경 내에는 전술된 것과 같이, 반려동물의 반려인이 사용하는 사용자 단말기, 수의사와 같은 관리자가 사용하는 관리자 단말기 및 관리 서버 등이 포함되어 통신을 수행할 수 있다.Although not shown in FIG. 1, as described above, in the operating environment of the companion animal heart disease monitoring system 10, a user terminal used by a companion animal, a manager terminal used by a manager such as a veterinarian, and a management server may be included to perform communication.

예를 들어, 관리 서버가 포함되는 경우 복수의 가정 또는 병원 등에서 활용되는 데이터 분석 장치(200)는 관리 서버로 분석 데이터 등을 전송할 수 있으며, 관리 서버는 데이터 관리와 함께 이를 토대로 분석을 수행하여 인공지능 알고리즘을 개선할 수도 있다. 이와 달리, 데이터 분석 장치(200) 자체가 서버의 역할을 함께 수행할 수도 있다.For example, when a management server is included, the data analysis device 200 used in a plurality of homes or hospitals may transmit analysis data, etc. to the management server, and the management server may perform analysis based on this along with data management to improve artificial intelligence algorithms. Alternatively, the data analysis device 200 itself may also serve as a server.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(100)가 구현될 수 있는 일 형태에 대한 예시도이다.2 is an exemplary view of one form in which the wearable device 100 according to an embodiment of the present invention can be implemented.

도 2를 참조하면, 웨어러블 디바이스(100)는 반려동물이 의류와 같이 착용할 수 있는 부분과, 심전도 및 심탄도 신호를 측정할 수 있는 부분이 결합된 형태로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the wearable device 100 may be configured in a form in which a part worn by a companion animal, such as clothing, and a part capable of measuring electrocardiogram and ballistic signals are combined.

도 2의 (a)는 웨어러블 디바이스(100)의 개략적 형태를, 도 2의 (b)는 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 착용하였을 때의 모습을 나타낸 도면이다. 도 2의 (b)에서는 반려동물이 반려견으로 예시되어 있지만 반려동물은 다양한 종류의 동물이 될 수 있으며, 웨어러블 디바이스(100) 또한 해당되는 반려동물의 체형에 알맞은 형태로 구성될 수 있다.2(a) is a schematic shape of the wearable device 100, and FIG. 2(b) is a diagram showing a state when a companion animal wears the wearable device 100. In (b) of FIG. 2 , the companion animal is exemplified as a companion animal, but the companion animal may be various types of animals, and the wearable device 100 may also be configured in a form suitable for the body shape of the corresponding companion animal.

웨어러블 디바이스(100)는 심전도 측정을 위한 심전도 측정용 전극(110)과 심탄도 센서(120)를 포함할 수 있으며 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 착용하였을시에 심전도 측정용 전극(110)과 심탄도 센서(120)가 반려동물의 심장 부근에 위치하도록 웨어러블 디바이스(100)의 형태가 결정될 수 있다.The wearable device 100 may include an electrocardiogram measuring electrode 110 and a heart trajectory sensor 120 for measuring an electrocardiogram, and when a companion animal wears the wearable device 100, the wearable device 100 may be shaped so that the electrode 110 and the heart ballistic sensor 120 are located near the heart of the companion animal.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치(200)가 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 and 4 are diagrams for explaining a method of correcting data loss or distortion on ECG waveform data by the data analysis apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 심전도(EKG) 파형 데이터 상에서 심전도 측정용 전극(110)의 단락 등으로 인해 R 파형(R-spike)가 검출되지 않는 부분들이 포착될 수 있다.Referring to FIG. 3 , portions where the R waveform (R-spike) is not detected may be captured due to a short circuit of the electrocardiogram measuring electrode 110 on EKG waveform data.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 데이터 분석 장치(200)는 이와 같이 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분이 포착되면, 해당 부분에 대한 보정을 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a data loss or distorted portion is captured on the ECG waveform data, the data analysis apparatus 200 may perform correction for the corresponding portion based on the ballistic trajectory data.

도 3의 하단에 표시된 심탄도 파형 데이터를 살펴보면, 심탄도 그래프에서 가장 진폭이 큰 부분은 J 파형(J-peak) 부분으로, 데이터 분석 장치(200)는 심탄도 파형 데이터 상에서 J 파형을 통해 심전도 파형 데이터 상에서 R 파형이 손실되거나 왜곡된 부분을 보정할 수 있다.Looking at the heart ballistic waveform data displayed at the bottom of FIG. 3, the part with the largest amplitude in the heart ballistic graph is the J waveform (J-peak) part, and the data analysis apparatus 200 can correct the loss or distortion of the R waveform on the ECG waveform data through the J waveform on the heart ballistic waveform data.

도 4를 참조하면, 심전도(EKG) 파형 데이터 상에서 R 파형(R-spike)이 나타나지 않은 상태이며, 심탄도(BCG) 파형 데이터 상에서는 J 파형(J-peak)가 명확하게 인지되는 상태이다.Referring to FIG. 4 , the R waveform (R-spike) does not appear on electrocardiogram (EKG) waveform data, and the J waveform (J-peak) is clearly recognized on ballistic (BCG) waveform data.

데이터 분석 장치(200)는 심탄도 파형 데이터를 기초로 심전도 파형 데이터를 정함에 있어서, 심전도 파형 데이터 상에서 포착되는 J 파형을, 심탄도 파형 그래프 상의 시간축으로의 시프트를 수행하고 이를 기초로 심전도 파형 데이터 상에서의 R 파형을 생성할 수 있다.In determining the ECG waveform data based on the heart ballistic waveform data, the data analysis apparatus 200 shifts the J waveform captured on the ECG waveform data to the time axis on the heart ballistic waveform graph, and generates an R waveform on the ECG waveform data based on the shift.

즉, 도 4를 통해 확인되는 것과 같이 심전도 파형 데이터와 심탄도 파형 데이터를 신호가 수집된 시간을 동일하게 하여 나열하면, 심전도 파형 데이터 상에서의 R 파형이 발생하는 시간 구간과 심탄도 파형 데이터 상에서의 J 파형이 발생하는 시간 구간에는 어느 정도의 시간 차이가 존재할 수 있다. 따라서, 데이터 분석 장치(200)는 심탄도 파형 데이터 상에서 J 파형을 시간축으로 일정 정도 시프트하고 시프트된 J 파형을 활용하여 심전도 파형 데이터 상에서 R 파형을 생성하여 보정할 수 있다.That is, as confirmed through FIG. 4 , if the ECG waveform data and the ballistic wave data are arranged at the same time at which the signals were collected, there may be a certain amount of time difference between the time period in which the R waveform is generated on the ECG waveform data and the time period in which the J waveform is generated on the ballistic waveform data. Therefore, the data analysis apparatus 200 may shift the J waveform on the heart ballistic waveform data to a certain extent on the time axis and generate and correct the R waveform on the ECG waveform data by using the shifted J waveform.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치(200)가 심전도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 회로 도면이다.5 is a circuit diagram for explaining a method of processing an electrocardiogram signal by the data analysis apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 데이터 분석 장치(200)는 도 5에서 도시된 블록 다이어그램과 동일한 기능을 수행하는 전자회로 또는 이를 소프트웨어적으로 구현한 프로그램을 통해 심전도 신호를 처리할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the data analysis device 200 may process an electrocardiogram signal through an electronic circuit performing the same function as the block diagram shown in FIG. 5 or a program implemented in software.

도 5의 블록 다이어그램을 살펴보면, 세 개로 구성된 심전도 측정용 전극(110)으로부터 각각 심전도 신호가 입력되고 입력된 신호가 내장된 증폭기(Op-amp)를 통해 아날로그 신호로 변환하여 심전도 그래프로 출력될 수 있다.Referring to the block diagram of FIG. 5 , an electrocardiogram signal is input from each of the three electrocardiogram measurement electrodes 110, and the input signal is converted into an analog signal through a built-in amplifier (Op-amp) and output as an electrocardiogram graph.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치(200)가 심탄도 신호를 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a method of processing a ballistic signal by the data analysis apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 웨어러블 디바이스(100)의 심탄도 센서(120)가 획득한 데이터는 Charge Pump 회로를 통해 증폭되거나 전압이 변환될 수 있다.Referring to FIG. 6 , data obtained by the ballistic trajectory sensor 120 of the wearable device 100 may be amplified or converted into voltage through a charge pump circuit.

웨어러블 디바이스(100)의 심탄도 센서(120)는 Emfi 센서 또는 피에조 센서 등으로 구성될 수 있으며, Charge Pump 회로는 심탄도 센서(120)를 통해 획득되는 신호가 웨어러블 디바이스(100)까지 도달할 수 때 발생할 수 있는 손실을 방지할 수 있다.The ballistic sensor 120 of the wearable device 100 may be composed of an Emfi sensor or a piezo sensor, and the charge pump circuit may prevent a loss that may occur when a signal obtained through the ballistic ballistic sensor 120 reaches the wearable device 100.

이후, 데이터 분석 장치(200)는 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 통해 특정 주파수 대역의 데이터만을 통과시킨 후, 노치 필터(Notch Filter)를 활용하여 특정 주파수 대역의 전원 노이즈를 제거할 수 있다. Thereafter, the data analysis device 200 may pass only data of a specific frequency band through a low pass filter, and then remove power supply noise of a specific frequency band by using a notch filter.

데이터 분석 장치(200)는 이와 같이 전원 노이즈가 제거되고, 특정 주파수 대역만이 통과된 심탄도 파형 데이터를 기초로 심탄도 파형 데이터의 I-J 파형을 분석하고 그에 따라 측정 대상 반려동물의 심장질환 보유 여부를 포착할 수 있다.The data analysis device 200 analyzes the I-J waveform of the ballistic wave data based on the ballistic wave data in which power source noise is removed and only a specific frequency band passes, and accordingly, whether or not the companion animal to be measured has a heart disease. Can be captured.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)이 웨어러블 디바이스(100) 및 데이터 분석 장치(200)를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flow chart illustrating a process in which the companion animal heart disease monitoring system 10 according to an embodiment of the present invention determines whether a companion animal has heart disease through the wearable device 100 and the data analysis device 200.

도 7을 참조하면, S710 내지 S730 단계는 웨어러블 디바이스(100)에 의해 수행되는 동작으로 설명되며, 나머지 S740 내지 S790 단계는 데이터 분석 장치(200)에 의해 수행되는 동작으로 설명된다. 다만, 본 발명의 범위는 이와 같은 각 단계를 수행하는 주체에 한정되지 않으며, 각 단계는 웨어러블 디바이스(100), 데이터 분석 장치(200) 또는 기타 관리 서버와 같은 구성 중 어느 하나에서 수행될 수 있다.Referring to FIG. 7 , steps S710 to S730 are described as operations performed by the wearable device 100 , and remaining steps S740 to S790 are described as operations performed by the data analysis apparatus 200 . However, the scope of the present invention is not limited to the entity performing each step, and each step may be performed in any one of the wearable device 100, the data analysis device 200, or other configurations such as a management server.

반려동물 심장질환 모니터링 시스템(10)이 동작하기 위해서, 측정 대상 반려동물은 웨어러블 디바이스(100)를 장착할 수 있다(S710). 측정 대상 반려동물이 웨어러블 디바이스(100)를 장착하는 경우, 심전도 측정용 전극(110) 및 심탄도 센서(120)는 해당 반려동물의 심장부 부근에 위치할 수 있다.In order for the companion animal heart disease monitoring system 10 to operate, the companion animal to be measured may be equipped with the wearable device 100 (S710). When a companion animal to be measured is equipped with the wearable device 100, the electrocardiogram measurement electrode 110 and the heart ballistic sensor 120 may be located near the heart of the companion animal.

웨어러블 디바이스(100)에 포함된 심전도 측정용 전극(110) 및 심탄도 센서(120)는 심전도 및 심탄도 신호를 수집할 수 있으며(S720), 웨어러블 디바이스(100)는 수집한 신호를 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로 변환한 뒤 데이터 분석 장치(200)로 전송할 수 있다(S730).The electrocardiogram measurement electrode 110 and the ballistic sensor 120 included in the wearable device 100 may collect electrocardiogram and ballistic signals (S720), and the wearable device 100 converts the collected signals into electrocardiogram waveform data and heart ballistic waveform data, and then transmits them to the data analysis device 200 (S730).

데이터 분석 장치(200)는 웨어러블 디바이스(100)로부터 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 수신한 뒤, 심전도 파형 데이터에 상에서 심전도 측정용 전극(110)의 단락 등으로 인해 발생한 데이터의 왜곡 또는 손실을 파악할 수 있다(S740).After receiving the ECG waveform data and the ballistic waveform data from the wearable device 100, the data analysis apparatus 200 may detect distortion or loss of data generated due to a short circuit of the electrodes 110 for electrocardiogram measurement on the ECG waveform data (S740).

데이터 분석 장치(200)는 심전도 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 분석 장치(200)는 심탄도 파형 데이터에서 포착되는 J 파형에 대한 시간축 시프트를 통해, 심전도 파형 데이터 상의 왜곡되거나 손실된 부분에서 R 파형을 복원하는 방식으로 심전도 파형 데이터의 보정을 수행할 수 있다(S750).The data analysis device 200 may perform correction for a data loss or distortion part on the ECG data. According to an embodiment, the data analysis apparatus 200 may perform correction of the ECG waveform data in a manner of restoring an R waveform from a distorted or lost part of the ECG waveform data through a time axis shift for a J waveform captured from the heart ballistic waveform data (S750).

이후, 데이터 분석 장치(200)는 보정이 수행된 심전도 파형 데이터와 심탄도 파형 데이터를 기초로 하여, 측정 대상이 된 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단할 수 있다(S760).Thereafter, the data analysis device 200 may determine whether or not the companion animal to be measured has a heart disease based on the corrected electrocardiogram and ballistic waveform data (S760).

일 실시예에 따르면, 데이터 분석 장치(200)는 측정 대상이 된 반려동물의 정상시 측정된 생체 데이터를 기초로 현재 실시간으로 수집되는 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 분석할 수 있으며, 이를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단할 수 있다.According to one embodiment, the data analysis device 200 may analyze electrocardiogram waveform data and heart ballistic waveform data currently collected in real time based on biometric data measured in normal conditions of the companion animal to be measured, and through this, it is possible to determine whether or not the companion animal has a heart disease.

다른 실시예에 따르면, 데이터 분석 장치(200)는 품종, 성별, 체중 정보 등을 기초로 하여 측정 대상이 된 반려동물과 유사한 동물의 생체 데이터를 기초로 측정 대상이 된 반려동물의 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 분석할 수 있으며, 이를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 판단할 수 있다.According to another embodiment, the data analysis device 200 may analyze the ECG waveform data and ballistic waveform data of a companion animal to be measured based on biometric data of an animal similar to the companion animal to be measured based on breed, gender, weight information, etc., and through this, determine whether or not the companion animal has a heart disease.

데이터 분석 장치(200)는 심장질환 보유 여부 판단과 별도로 심박수 및 호흡수 모니터링을 수행할 수 있으며, 이를 위해서 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리할 수 있다(S770).The data analysis device 200 may perform heart rate and respiration rate monitoring separately from determination of whether or not a heart disease is present, and for this purpose may separate a heart rate graph and a respiration graph from the ECG waveform data and the ballistic waveform data (S770).

데이터 분석 장치(200)는 분리된 심박 그래프 및 호흡 그래프로부터 심박수 및 호흡수에 대한 정보를 추출할 수 있으며, 심박수 및 호흡수 모니터링을 통해 반려동물의 응급상황을 판단할 수 있다(S780). 또한, 데이터 분석 장치(200)는 반려동물에게 응급상황이 발생하였다고 판단될 시에, 응급상황에 대한 정보를 응급상황이 발생한 반려동물의 반려인 또는 해당 반려동물을 관리하고 있는 병원의 관리자 등에게 전송할 수 있다.The data analysis device 200 may extract heart rate and respiration rate information from the separated heart rate graph and respiration graph, and determine an emergency situation of the companion animal through heart rate and respiration rate monitoring (S780). In addition, when it is determined that an emergency has occurred in the companion animal, the data analysis device 200 may transmit information about the emergency to the companion of the companion animal in which the emergency has occurred or a manager of a hospital managing the companion animal.

이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 수집하고 이를 통해 반려동물의 심장질환 보유 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있으며, 심전도 측정용 전극의 단락 등과 같은 상황으로 발생하는 심전도 파형 데이터의 왜곡 또는 손실의 경우에도 심탄도 파형 데이터를 활용하여 심전도 파형 데이터를 보정함으로써 심장질환 보유 여부 판단의 정확성을 향상시킬 수 있다. As described above, according to various embodiments of the present invention, it is possible to collect electrocardiogram and ballistic waveform data, thereby more accurately determining whether or not a companion animal has a heart disease, and even in the case of distortion or loss of electrocardiogram waveform data that occurs due to a situation such as a short circuit of an electrode for measuring electrocardiogram, the accuracy of determining whether or not a companion animal has heart disease can be improved by correcting the electrocardiogram waveform data using the ballistic waveform data.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.Steps of a method or algorithm described in connection with an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented in a software module executed by hardware, or implemented by a combination thereof. A software module may reside in random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, a hard disk, a removable disk, a CD-ROM, or any other form of computer-readable recording medium well known in the art.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.In the above, the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those skilled in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 반려동물 심장질환 모니터링 시스템
100: 웨어러블 디바이스
200: 데이터 분석 장치10: Companion animal heart disease monitoring system
100: wearable device
200: data analysis device

Claims (11)

반려동물의 심장 이상을 측정하는 심장질환 모니터링 시스템에 있어서,
심전도 신호를 수집하기 위한 심전도 측정용 전극;
심탄도 신호를 수집하기 위한 심탄도 센서;
상기 심전도 측정용 전극 및 심탄도 센서를 통해 수집되는 신호에 대한 데이터화를 수행하여 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 생성하는 데이터화 수행부; 및
상기 데이터화 수행부에 의해 생성된 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 데이터 처리 장치로 전송하는 통신부를 포함하는 웨어러블 디바이스와,
상기 웨어러블 디바이스로부터 수신한 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로하여 심전도 파형과 심탄도 파형의 그래프를 생성하고 생성된 심전도 파형 그래프 및 심탄도 파형 그래프를 기초로 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 데이터 분석장치를 적어도 포함하는 형태로 구성되며,
상기 데이터 분석장치는 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 대한 보정을, 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 수행하는 것을 특징으로 하고,
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은,
상기 심전도 파형 데이터에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분에 해당하는 시간에 대응되도록 심탄도 파형 데이터 상의 I-J 파형을 추출하고 이를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
In the heart disease monitoring system for measuring heart abnormalities of companion animals,
an electrocardiogram measuring electrode for collecting an electrocardiogram signal;
a heart ballistic sensor for collecting a heart ballistic signal;
a data conversion unit configured to generate electrocardiogram waveform data and heart ballistic waveform data by performing data conversion on signals collected through the electrocardiogram measurement electrode and the heart ballistic sensor; and
a wearable device including a communication unit that transmits the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data generated by the data conversion unit to a data processing device;
Based on the electrocardiogram and ballistic waveform data received from the wearable device, a graph of an electrocardiogram and a ballistic waveform is generated, and based on the generated electrocardiogram and ballistic waveform graph, the companion animal is configured to include at least a data analysis device for capturing heart disease,
Characterized in that the data analysis device performs correction for data loss or distortion on the electrocardiogram waveform data based on the heart ballistic waveform data;
The process of correcting, by the data analysis device, data loss or distortion on the ECG waveform data based on the ballistic wave data,
Extracting the IJ waveform on the ballistic wave data to correspond to the time corresponding to the part where the data is lost or distorted in the ECG waveform data and correcting the lost or distorted part on the ECG waveform data based on this, Companion animal heart disease monitoring system.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는 상기 심탄도 파형 데이터를 처리하는 과정에서,
심탄도 파형 데이터의 제1 주파수 대역의 데이터만을 통과시킨 후, 이후 제1 주파수 대역만이 통과된 데이터에서 제2 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
According to claim 1,
In the process of processing the heart ballistic waveform data, the data analysis device
Companion animal heart disease monitoring system, characterized in that after passing only the data of the first frequency band of the heart ballistic waveform data, and then removing the noise of the second frequency band from the data through which only the first frequency band has passed.
 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은,
심탄도 파형 데이터를 기초로 특징점을 검출하고, 검출된 특징점을 적어도 하나 이상 포함하는 주요 웨이브를 적어도 하나 이상 추출하는 단계;
추출된 주요 웨이브를 기초로 적어도 4가지 이상의 심탄도 템플릿을 추출하는 단계; 및
추출된 복수의 심탄도 템플릿을 기초로 심탄도 파형 데이터를 심전도 파형 데이터와 동기화시키는 단계를 포함하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The process of correcting, by the data analysis device, data loss or distortion on the ECG waveform data based on the ballistic wave data,
detecting feature points based on ballistic wave data, and extracting at least one main wave including at least one detected feature point;
extracting at least four ballistic templates based on the extracted main wave; and
Companion animal heart disease monitoring system comprising the step of synchronizing the heart ballistic waveform data with the electrocardiogram waveform data based on the plurality of extracted heart ballistic templates.
 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은,
심탄도 파형 데이터 상에서 포착되는 J 파형에 대해서, 심탄도 파형 그래프 상의 시간축으로의 시프트를 수행하여 심전도 파형 데이터 상에서의 R 파형을 생성하는 단계를 포함하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The process of correcting, by the data analysis device, data loss or distortion on the ECG waveform data based on the ballistic wave data,
Companion animal heart disease monitoring system comprising the step of generating an R waveform on the electrocardiogram waveform data by performing a shift on the time axis on the heart ballistic waveform graph with respect to the J waveform captured on the heart ballistic waveform data.
 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치가 상기 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 심전도 파형 데이터 상에서 데이터가 손실되거나 왜곡된 부분을 보정하는 과정은,
심탄도 파형 데이터 상에서 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 포착하는 단계; 및
포착된 상기 K 파형, L 파형, M 파형 및 N 파형을 기초로 심전도 파형 데이터 상에서의 ST 파형을 생성하는 단계를 포함하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The process of correcting, by the data analysis device, data loss or distortion on the ECG waveform data based on the ballistic wave data,
capturing K, L, M, and N waveforms on the ballistic wave data; and
Companion animal heart disease monitoring system comprising the step of generating an ST waveform on electrocardiogram waveform data based on the captured K, L, M, and N waveforms.
 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
상기 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터와 정상 상태 데이터의 비교를 통해 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The data analysis device,
Based on the steady-state data of the companion animal, the companion animal heart disease monitoring system, characterized in that for capturing the heart disease of the companion animal through comparison of the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data and the steady-state data.
 제7항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
상기 반려동물의 정상 상태 데이터를 기초로 하여 상기 반려동물의 심장질환을 포착함에 있어,
상기 반려동물의 정상 상태 데이터 내에서의 주기성을 추출하고, 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터에서 주기성이 나타나지 않는 부분의 탐색을 통해 상기 반려동물의 심장질환을 포착하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
According to claim 7,
The data analysis device,
In capturing the companion animal's heart disease based on the companion animal's steady state data,
Characterized in that by extracting the periodicity in the steady state data of the companion animal and capturing the heart disease of the companion animal by searching for a part where the periodicity does not appear in the electrocardiogram waveform data and the ballistic waveform data, the companion animal heart disease monitoring system.
 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
품종, 성별, 및 체중 정보를 기반으로 하여 상기 반려동물과 유사한 적어도 하나 이상의 유사동물 데이터를 검색하고,
검색된 유사동물 데이터를 기반으로 상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 분석하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The data analysis device,
Searching for at least one or more similar animal data similar to the companion animal based on breed, gender, and weight information;
Companion animal heart disease monitoring system, characterized in that for analyzing the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data based on the retrieved similar animal data.
 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하며,
계산된 심박수 또는 호흡수가 기 정해진 상한값 이상으로 측정되거나, 기 정해진 하한값 이하로 측정되는 경우 응급상황에 대한 알림을 수행하는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The data analysis device,
Calculate the heart rate and breathing rate of the companion animal based on the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data;
Companion animal heart disease monitoring system, characterized in that performing notification of an emergency when the calculated heart rate or respiration rate is measured above a predetermined upper limit value or below a predetermined lower limit value.
 제10항에 있어서,
상기 데이터 분석 장치는,
상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터를 기초로 상기 반려동물의 심박수 및 호흡수를 계산하는 과정에서,
상기 심전도 파형 데이터 및 심탄도 파형 데이터로부터 심박 그래프와 호흡 그래프를 분리하며, 이와 같은 그래프의 분리 과정은 FFT(FAST FOURIER TRANSFORM) 또는 웨이블릿(Wavelt) 변환 알고리즘을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 반려동물 심장질환 모니터링 시스템.
According to claim 10,
The data analysis device,
In the process of calculating the heart rate and breathing rate of the companion animal based on the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data,
The heart rate graph and the respiration graph are separated from the electrocardiogram waveform data and the heart ballistic waveform data, and the separation process of such graphs is performed through FFT (FAST FOURIER TRANSFORM) or wavelet conversion algorithm. Companion animal heart disease monitoring system.
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