KR102655739B1 - Apparatus and method for monitoring bio-signal measuring condition, and apparatus and method for measuring bio-information - Google Patents

Abstract

측정된 생체신호를 이용하여 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 장치가 개시된다. 일 실시예에 따르면, 생체신호 측정 상태 모니터링 장치는 사용자로부터 측정된 생체신호를 수신하는 생체신호 수신부 및 생체신호로부터 하나 이상의 특징을 추출하고, 추출된 특징의 정상 여부를 판단하여 그 판단 결과를 기초로 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 프로세서를 포함할 수 있다.Disclosed is an apparatus for monitoring the measurement status of biosignals using measured biosignals. According to one embodiment, the bio-signal measurement status monitoring device extracts one or more features from the bio-signal receiver and bio-signals that receive the bio-signals measured from the user, determines whether the extracted features are normal, and bases the determination result on the bio-signal receiver. It may include a processor that monitors the measurement status of biosignals.

Description

생체신호 측정 상태 모니터링 장치 및 방법과, 생체정보 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING BIO-SIGNAL MEASURING CONDITION, AND APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING BIO-INFORMATION}Biosignal measurement status monitoring device and method, biometric information measurement device and method {APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING BIO-SIGNAL MEASURING CONDITION, AND APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING BIO-INFORMATION}

생체신호 측정 상태를 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생체신호 자체의 측정 결과를 이용하여 측정 상태를 모니터링하는 기술과 관련된다.It relates to a device and method for monitoring the measurement status of biosignals, and more specifically, to technology for monitoring the measurement status using the measurement results of the biosignals themselves.

최근 고령화된 인구구조와 급증하는 의료비 및 전문 의료서비스인력의 부족 등으로 인해 IT 기술과 의료기술이 접목된 IT-의료 융합기술에 대한 연구가 수행되고 있다. 특히 인체의 건강상태에 대한 모니터링은 병원과 같은 고정된 장소에서만 수행되는 것으로 국한되지 않고, 가정과 사무실 등 일상생활 속에서 언제 어디서나 사용자의 건강 상태를 모니터링해 주는 모바일 헬스케어(mobile healthcare) 분야로 확대되고 있다. 개인의 건강상태를 나타내 주는 생체신호의 종류에는 대표적으로 ECG(심전도, Electrocardiography), PPG(광전용적맥파, Photoplethysmogram), EMG(근전도, Electromyography) 신호 등이 있으며, 일상생활에서 이를 측정하기 위해서 다양한 생체신호 센서가 개발되고 있다. 하지만, 이러한 생체신호 센서를 통해 생체신호를 검출할 때 생체정보 측정 장치의 착용 상태나 사용자의 자세 등의 상황에 따라 정확한 생체신호가 검출되지 않을 수 있다.Recently, research is being conducted on IT-medical convergence technology that combines IT technology and medical technology due to the aging population structure, rapidly increasing medical expenses, and shortage of professional medical service personnel. In particular, monitoring of the human health status is not limited to fixed locations such as hospitals, but has expanded to the field of mobile healthcare, which monitors the user's health status anytime and anywhere in everyday life, such as at home or in the office. It is becoming. Typical types of biological signals that indicate an individual's health status include ECG (Electrocardiography), PPG (Photoplethysmogram), and EMG (Electromyography) signals, and various biological signals are used to measure these in daily life. Signal sensors are being developed. However, when detecting biosignals through such biosignal sensors, accurate biosignals may not be detected depending on circumstances such as the wearing condition of the biometric information measuring device or the user's posture.

미국 특허출원공개공보 US 2017/0209055 (2017.07.27.)US Patent Application Publication US 2017/0209055 (2017.07.27.)

별도의 부가적인 센서를 이용하지 않고서도 측정된 생체신호를 이용하여 생체신호 측정 상태를 모니터링하는 장치 및 방법이 제시된다. 또한, 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과를 이용하여 생체정보를 측정하는 장치 및 방법이 제시된다. An apparatus and method for monitoring the state of bio-signal measurement using measured bio-signals without using a separate additional sensor are presented. Additionally, a device and method for measuring biometric information using the monitoring results of biosignal measurement status are presented.

일 양상에 따르면, 생체신호 측정 상태 모니터링 장치는 사용자로부터 측정된 생체신호를 수신하는 생체신호 수신부 및 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하고, 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 추출된 특징의 정상 여부를 판단하며, 판단 결과를 기초로 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 프로세서를 포함할 수 있다.According to one aspect, a bio-signal measurement status monitoring device includes a bio-signal receiver that receives a bio-signal measured from a user, extracts one or more features of waveform, period, and amplitude from the bio-signal, and sets a preset judgment standard according to the extracted features. may be applied to determine whether the extracted features are normal, and may include a processor that monitors the measurement status of the biosignal based on the determination result.

프로세서는 사용자에 개인화된 파형 자체 기준을 적용하여, 추출된 파형의 정상 여부를 판단하는 특징 판단부를 포함할 수 있다.The processor may include a feature determination unit that determines whether the extracted waveform is normal by applying the waveform's own standards personalized to the user.

이때, 파형 자체 기준은 기준 구간, 비교 샘플수, 미분 차수 및 실패 조건 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.At this time, the waveform's own standard may include one or more of the reference section, number of comparison samples, differentiation order, and failure condition.

특징 판단부는 생체신호로부터 현재 구간의 파형이 추출되면, 상기 미분 차수를 기초로 현재 구간의 파형 및 기준 구간의 파형으로부터 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득하고, 획득된 제1 파형 및 제2 파형을 비교하여 비교 결과가 실패 조건을 만족하면 추출된 파형 특징을 비정상으로 판단할 수 있다.When the waveform of the current section is extracted from the biosignal, the feature determination unit acquires a first waveform and a second waveform from the waveform of the current section and the waveform of the reference section, respectively, based on the differential order, and generates the obtained first and second waveforms. By comparing waveforms, if the comparison result satisfies the failure condition, the extracted waveform characteristics can be judged as abnormal.

프로세서는 생체신호 기준 구간의 파형 데이터를 저장하는 버퍼를 더 포함할 수 있다.The processor may further include a buffer that stores waveform data of the bio-signal reference section.

프로세서는 생체신호로부터 현재 구간의 파형을 추출하고, 미리 설정된 갱신 기준을 만족하면 현재 시간 구간의 파형 데이터를 이용하여 버퍼에 저장된 기준 구간의 파형 데이터를 갱신하는 특징 추출부를 더 포함할 수 있다.The processor may further include a feature extraction unit that extracts the waveform of the current section from the biosignal, and updates the waveform data of the reference section stored in the buffer using the waveform data of the current time section when a preset update standard is satisfied.

이때, 실패 조건은 파형 간 유사도의 최저 한계치, 최저 한계치의 연속 미달성 횟수, 파형 간의 유사도 비교 시작점 및 평균 유사도를 위한 총 비트수 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.At this time, the failure condition may include one or more of the lowest threshold of similarity between waveforms, the number of consecutive failures to achieve the lowest threshold, the start point of similarity comparison between waveforms, and the total number of bits for average similarity.

특징 판단부는 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도가 최저 한계치 미만인 경우 추출된 파형 특징을 비정상으로 판단할 수 있다.The feature determination unit calculates the similarity between the first waveform and the second waveform, and if the calculated similarity is less than the minimum threshold, the extracted waveform feature may be determined to be abnormal.

특징 판단부는 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도가 최저 한계치 미만이고, 최저 한계치 연속 미달성 횟수가 미리 설정된 횟수를 만족하면 파형 특징을 비정상으로 판단할 수 있다.The feature determination unit may determine the waveform feature as abnormal if the similarity between the first waveform and the second waveform is less than the minimum threshold and the number of consecutive failures to meet the minimum threshold satisfies a preset number of times.

이때, 파형 간의 유사도는 상기 제1 파형과 제2 파형의 비교 샘플들 간의 상관 계수, 평균 및 총합 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.At this time, the similarity between waveforms may include one or more of the correlation coefficient, average, and total between comparison samples of the first waveform and the second waveform.

프로세서는 생체신호로부터 주기 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 주기 자체 기준 및, 생체신호를 통해 측정할 생체정보에 관한 일반적 기준인 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여, 주기 특징의 정상 여부를 판단하는 특징 판단부를 포함할 수 있다.When the cycle feature is extracted from the biosignal, the processor determines whether the cycle feature is normal by applying at least one of the cycle standard personalized to the user and the cycle universal standard, which is a general standard for biometric information to be measured through the biosignal. It may include a feature determination unit.

이때, 주기 특징은 생체신호의 현재 주기 및 소정 시간 동안의 평균 주기 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.At this time, the cycle characteristic may include one or more of the current cycle of the biosignal and the average cycle for a predetermined period of time.

프로세서는 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 진폭 자체 기준을 적용하여 추출된 진폭 특징의 정상 여부를 판단하는 특징 판단부를 포함할 수 있다.When an amplitude feature is extracted from a biosignal, the processor may include a feature determination unit that determines whether the extracted amplitude feature is normal by applying an amplitude standard personalized to the user.

프로세서는 각 특징의 판단 결과를 병렬적 또는, 각 특징에 대하여 미리 설정된 우선 순위에 따라 직렬적으로 고려하여 생체신호 측정의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 측정 상태 판단부를 포함할 수 있다.The processor may include a measurement status determination unit that considers the determination results of each feature in parallel or serially according to a preset priority for each feature and outputs at least one of the reliability of biosignal measurement and measurement status information. .

이때, 우선 순위는 피검 위치, 생체신호의 종류, 측정할 생체정보의 종류 및 생체정보 측정 장치의 컴퓨팅 성능 중의 하나 이상을 기초로 설정될 수 있다.At this time, the priority may be set based on one or more of the subject location, type of biometric signal, type of biometric information to be measured, and computing performance of the biometric information measuring device.

측정 상태 판단부는 진폭 특징이 정상이고 주기와 파형 특징이 비정상이면 동잡음 상태로 판단하고, 주기 특징이 정상이고 진폭과 파형 특징이 비정상이면 주변 광잡음 상태로 판단하며, 파형 특징이 정상이고 주기와 진폭 특징이 비정상이면 생체신호 비측정 상태로 판단하며, 주기 특징이 비정상이고 진폭과 파형 특징이 정상이면 부정맥 상태로 판단하며, 진폭 특징이 비정상이고 주기와 파형 특징이 정상이면 접촉압력 부적합 상태로 판단하며, 파형 특징이 비정상이고 주기와 진폭 특징이 정상이면 접촉불량 상태 판단하며, 주기, 진폭 및 파형 특징이 모두 정상이면 정상 측정 상태로 판단할 수 있다.The measurement status judgment unit determines the dynamic noise state if the amplitude characteristic is normal and the period and waveform characteristics are abnormal. If the periodic characteristic is normal and the amplitude and waveform characteristics are abnormal, it determines the ambient optical noise state. If the waveform characteristic is normal and the period and waveform characteristics are abnormal, it is judged to be in a dynamic noise state. If the amplitude characteristics are abnormal, it is judged as a non-measurement state of biosignals. If the period characteristics are abnormal and the amplitude and waveform characteristics are normal, it is judged as an arrhythmia state. If the amplitude characteristics are abnormal and the period and waveform characteristics are normal, it is judged as a state of inappropriate contact pressure. If the waveform characteristics are abnormal and the period and amplitude characteristics are normal, a poor contact state can be determined. If the period, amplitude, and waveform characteristics are all normal, it can be judged as a normal measurement state.

일 양상에 따르면, 생체신호 측정 상태 모니터링 방법은 사용자로부터 측정된 생체신호를 수신하는 단계, 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하는 단계, 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 상기 추출된 특징의 정상 여부를 판단하는 단계 및 판단 결과를 기초로 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect, a bio-signal measurement status monitoring method includes the steps of receiving a bio-signal measured from a user, extracting one or more features of waveform, period, and amplitude from the bio-signal, and determining preset criteria according to the extracted features. It may include a step of determining whether the extracted feature is normal and a step of monitoring the measurement state of the bio-signal based on the determination result.

특징의 정상 여부를 판단하는 단계는 생체신호로부터 파형 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 파형 자체 기준을 적용하여, 파형 특징의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The step of determining whether the feature is normal may include, when the waveform feature is extracted from the biosignal, applying the waveform's own standards personalized to the user to determine whether the waveform feature is normal.

파형 특징의 정상 여부를 판단하는 단계는 미분 차수 정보를 기초로 현재 주기의 파형 및 기준 주기의 파형으로부터 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득하는 단계, 획득된 제1 파형 및 제2 파형을 비교하는 단계 및 비교 결과 실패 조건을 만족하면 추출된 파형 특징을 비정상으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The step of determining whether the waveform characteristics are normal includes acquiring a first waveform and a second waveform from the waveform of the current cycle and the waveform of the reference cycle, respectively, based on the differential order information, and comparing the obtained first waveform and the second waveform. If a failure condition is satisfied as a result of the comparison, the step of determining the extracted waveform feature as abnormal may be included.

파형을 비교하는 단계는 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도를 산출하는 단계 및 산출된 유사도를 기초로 실패 조건 만족 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.Comparing waveforms may include calculating a similarity between the first waveform and the second waveform and determining whether a failure condition is satisfied based on the calculated similarity.

특징의 정상 여부를 판단하는 단계는 생체신호로부터 주기 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 주기 자체 기준 및, 생체신호를 통해 측정할 생체정보에 관한 일반적 기준인 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 주기 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다.In the step of determining whether the characteristic is normal, when the cycle feature is extracted from the biosignal, at least one of the cycle standard personalized to the user and the cycle universal standard, which is a general standard for biometric information to be measured through the biosignal, is applied to the cycle. It is possible to determine whether the characteristic is normal.

특징의 정상 여부를 판단하는 단계는 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 사용자에 개인화된 진폭 자체 기준을 적용하여 추출된 진폭 특징의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The step of determining whether the feature is normal may include, when the amplitude feature is extracted from the biosignal, determining whether the extracted amplitude feature is normal by applying the amplitude standard personalized to the user.

생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계는 각 특징의 판단 결과를 병렬적 또는, 각 특징에 대하여 미리 설정된 우선 순위에 따라 직렬적으로 고려하여 생체신호 측정의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 적어도 하나를 출력할 수 있다.The step of monitoring the measurement status of the biosignal is to output at least one of the reliability of biosignal measurement and measurement status information by considering the judgment results of each feature in parallel or serially according to a preset priority for each feature. You can.

일 양상에 따르면, 생체정보 측정 장치는 피검체에 광을 조사하고 상기 피검체로부터 반사되는 광을 수광하여 생체신호를 측정하는 생체신호 측정부, 생체신호로부터 하나 이상의 특징을 추출하고, 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 생체신호의 측정 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 미리 정의된 동작을 수행하는 프로세서 및 프로세서의 처리 결과를 디스플레이에 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.According to one aspect, a biometric information measuring device includes a biometric signal measuring unit that measures a biosignal by irradiating light to a subject and receiving light reflected from the subject, extracting one or more features from the biosignal, and extracting the extracted features. It may include a processor that monitors the measurement state of the biosignal by applying a preset judgment standard and performs a predefined operation according to the monitoring result, and an output unit that outputs the processing result of the processor on a display.

생체신호 측정부는 피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원 및 피검체로부터 반사되는 광을 수광하는 하나 이상의 디텍터를 포함할 수 있다.The biosignal measuring unit may include one or more light sources that irradiate light to the subject and one or more detectors that receive light reflected from the subject.

프로세서는 판단 기준에 포함된 자체 기준 및 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 상기 추출된 특징의 정상 여부를 판단하고, 판단 결과를 기초로 측정 상태 정보를 출력하는 측정 상태 모니터링부를 포함할 수 있다.The processor may include a measurement status monitoring unit that determines whether the extracted feature is normal by applying at least one of its own standards and universal standards included in the judgment criteria, and outputs measurement status information based on the determination result.

프로세서는 출력된 측정 상태 정보를 기초로 생체신호 측정을 중단하거나 재측정하도록 생체신호 측정부를 제어하는 측정 제어부 및, 측정 상태 정보에 따라 생체신호를 이용하여 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부를 더 포함할 수 있다.The processor further includes a measurement control unit that controls the biosignal measurement unit to stop or remeasure biosignal measurement based on the output measurement status information, and a biometric information measurement unit that measures biometric information using biosignals according to the measurement status information. can do.

생체정보는 심박수, 부정맥, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.Biometric information may include one or more of heart rate, arrhythmia, blood pressure, vascular age, arteriosclerosis, aortic pressure waveform, vascular elasticity, stress index, and fatigue.

또한, 생체정보 측정 장치는 판단 기준, 측정된 생체신호, 각 특징의 정상 여부 판단 결과, 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 중의 하나 이상을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.In addition, the biometric information measurement device may further include a storage unit that stores one or more of the following: judgment criteria, measured biosignals, a result of determining whether each characteristic is normal, a result of monitoring the biosignal measurement state, and a biometric information measurement result.

또한, 생체정보 측정 장치는 미리 설정된 판단 기준, 측정된 생체신호, 각 특징의 정상 여부 판단 결과, 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 중의 하나 이상을 외부 기기와 통신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.In addition, the biometric information measurement device further includes a communication unit that communicates one or more of the preset judgment criteria, measured biosignals, normality determination results for each characteristic, monitoring results of biosignal measurement status, and biometric information measurement results with an external device. can do.

일 양상에 따르면, 생체정보 측정 방법은 피검체에 광을 조사하고 피검체로부터 반사되는 광을 수광하여 생체신호를 측정하는 단계, 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하는 단계, 추출된 특징에 따라 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계 및 모니터링 결과에 따라 미리 정의된 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect, a method of measuring biometric information includes measuring a biosignal by irradiating light to a subject and receiving light reflected from the subject, extracting one or more features of waveform, period, and amplitude from the biosignal, It may include monitoring the measurement state of the biosignal by applying a preset judgment standard according to the extracted characteristics and performing a predefined operation according to the monitoring result.

생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계는 판단 기준에 포함된 자체 기준 및 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 추출된 특징의 정상 여부를 판단하는 단계 및, 특징의 정상 여부 판단 결과를 기초로 동잡음 상태, 주변 광잡음 상태, 생체신호 비측정 상태, 부정맥 상태, 접촉압력 부적합 상태, 접촉불량 상태 및 정상 측정 상태 중의 적어도 하나를 포함하는 측정 상태 정보를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The step of monitoring the measurement state of the biosignal includes determining whether the extracted feature is normal by applying at least one of the self-standard and universal standard included in the judgment standard, and the motion noise state based on the result of determining whether the feature is normal. , may include outputting measurement state information including at least one of a peripheral light noise state, a bio-signal non-measurement state, an arrhythmia state, an inappropriate contact pressure state, a poor contact state, and a normal measurement state.

미리 정의된 동작을 수행하는 단계는 측정 상태 정보를 기초로, 생체신호의 측정 중단 또는 재측정을 제어하거나, 측정된 생체신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.The step of performing a predefined operation may control stopping or re-measurement of bio-signals based on measurement status information, or may measure bio-information based on measured bio-signals.

또한, 생체정보 측정 방법은 생체정보 측정 결과를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.Additionally, the biometric information measurement method may further include the step of outputting biometric information measurement results.

별도의 부가적인 센서를 이용하지 않고서도 측정된 생체신호를 이용하여 생체신호 측정 상태를 모니터링할 수 있고, 이를 통해 정확한 생체정보를 측정할 수 있다. The bio-signal measurement status can be monitored using the measured bio-signals without using a separate additional sensor, and through this, accurate bio-information can be measured.

도 1은 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 모니터링 장치의 프로세서 구성의 일 실시예이다.
도 3은 도 1의 실시예에 따른 모니터링 장치의 프로세서 구성의 다른 실시예이다.
도 4a 내지 도 4c는 생체신호 측정 상태 모니터링을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 9는 도 7 및 도 8의 실시예에 따른 프로세서 구성의 일 실시예이다.
도 10은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 11은 전술한 생체정보 측정 장치가 적용된 웨어러블 기기를 도시한 것이다.
도 12는 생체정보 측정 장치가 적용된 스마트 디바이스를 도시한 것이다. Figure 1 is a block diagram of a bio-signal measurement state monitoring device according to an embodiment.
FIG. 2 is an example of a processor configuration of a monitoring device according to the embodiment of FIG. 1.
FIG. 3 is another embodiment of the processor configuration of the monitoring device according to the embodiment of FIG. 1.
FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining bio-signal measurement status monitoring.
Figure 5 is a flowchart of a method for monitoring the state of measuring biosignals according to an embodiment.
Figure 6 is a flowchart of a bio-signal measurement status monitoring method according to another embodiment.
Figure 7 is a block diagram of a biometric information measuring device according to an embodiment.
Figure 8 is a block diagram of a biometric information measuring device according to another embodiment.
Figure 9 is an example of a processor configuration according to the embodiment of Figures 7 and 8.
Figure 10 is a flowchart of a method for measuring biometric information according to an embodiment.
Figure 11 shows a wearable device to which the above-described biometric information measuring device is applied.
Figure 12 shows a smart device to which a biometric information measurement device is applied.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. The advantages and features of the described technology and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 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.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Additionally, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as “… unit” and “module” used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software.

이하, 생체정보 검출을 위한 특징 추출 장치 및 방법과, 생체정보 검출 장치 및 웨어러블 기기의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of a feature extraction device and method for detecting biometric information, a biometric information detection device, and a wearable device will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 장치의 블록도이다.Figure 1 is a block diagram of a bio-signal measurement state monitoring device according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 생체신호 측정 상태 모니터링 장치(100)는 생체신호 수신부(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the bio-signal measurement state monitoring device 100 may include a bio-signal receiver 110 and a processor 120.

생체신호 수신부(110)는 사용자의 생체신호를 수신할 수 있다. 이때, 생체신호는 심전도(Electorcardiography, ECG), 광전용적맥파(Photoplethysmogram, PPG) 및 근전도(Electormygraphy, EMG) 신호 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. The biometric signal receiver 110 can receive the user's biosignal. At this time, the biological signals may be, but are not limited to, electrocardiography (ECG), photoplethysmogram (PPG), and electromyography (EMG) signals.

일 예로, 생체신호 수신부(110)는 사용자로부터 생체신호를 측정하는 생체신호 측정 센서를 포함할 수 있다. 다른 예로, 생체신호 측정 센서와 유무선 통신을 통해 연결되어 생체신호 측정 센서로부터 사용자의 생체신호를 수신할 수 있다. 또 다른 예로, 생체신호 수신부(110)는 외부 기기로부터 유무선 통신으로 생체신호 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 외부 기기는 웨어러블 기기, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 정보 처리 장치로서, 생체신호 데이터를 처리 및 관리하는 장치일 수 있다. As an example, the bio-signal receiver 110 may include a bio-signal measurement sensor that measures bio-signals from the user. As another example, the user's biosignal can be received from the biosignal measurement sensor by being connected to the biosignal measurement sensor through wired or wireless communication. As another example, the biosignal receiver 110 may receive biosignal data from an external device through wired or wireless communication. At this time, the external device may be an information processing device such as a wearable device, smartphone, tablet PC, desktop PC, or laptop PC, and may be a device that processes and manages biosignal data.

프로세서(120)는 사용자의 생체신호가 수신되면, 수신된 생체신호를 이용하여 사용자로부터 그 생체신호를 측정한 상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 미리 설정된 판단 기준을 기초로 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있으며, 이때, 미리 설정된 판단 기준은 생체신호를 통해 측정하고자 하는 일반적 기준인 보편 기준 및 사용자에 개인화된 자체 기준을 포함할 수 있다.When the user's bio-signal is received, the processor 120 can monitor the state of measuring the bio-signal from the user using the received bio-signal. For example, the processor 120 may monitor the measurement status of the biosignal based on a preset judgment standard. In this case, the preset judgment standard is a universal standard that is a general standard for measuring through the biosignal and a personalized standard for the user. may include its own standards.

예를 들어, 일반적으로 반복적으로 측정되는 생체신호는 일정 시간 유사하게 반복되는 특징(feature)을 가지고 있다. 대표적으로 주기, 진폭 등이 있으며 이러한 특징(feature)들은 발산이나 수렴하지 않는 특성을 갖고 있다. 그 밖에 생체신호 파형과 같이 해당 생체신호만의 일정 시간 유사하게 반복하는 특징이 있다. 이때, 측정할 생체정보가 심박수인 경우 주기에 관하여 일반적으로 정상이라고 판단할 수 있는 기준, 예컨대 30bpm ~ 180bpm과 같은 보편 기준이 있다. 이와 같이, 생체신호의 종류, 특성 등에 따라 대부분의 사람들에게 적용할 수 있는 보편 기준이 존재할 수 있으나, 생체신호에 따라서는 이러한 보편 기준이 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 일 실시예들에 따르면 생체신호 및 사용자에 개인의 특성을 기초로 자체 기준이 미리 정의될 수 있다.For example, biological signals that are generally measured repeatedly have features that repeat similarly over a certain period of time. Representative examples include period and amplitude, and these features have the characteristic of neither diverging nor converging. In addition, like the bio-signal waveform, the bio-signal has the characteristic of repeating itself similarly for a certain period of time. At this time, when the biometric information to be measured is heart rate, there is a universal standard for determining the cycle as normal, for example, 30bpm to 180bpm. In this way, there may be a universal standard applicable to most people depending on the type and characteristics of the biosignal, but such a universal standard may not exist depending on the biosignal. In this case, according to some embodiments, self-standards may be defined in advance based on biometric signals and the user's personal characteristics.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 프로세서(120) 구성의 다양한 실시예를 보다 상세히 설명한다. 다만, 이러한 예시에 국한되는 것은 아니며 프로세서(120) 구성의 다양한 변형 실시가 가능하다.Hereinafter, various embodiments of the configuration of the processor 120 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. However, it is not limited to this example, and various modifications to the configuration of the processor 120 are possible.

도 2는 도 1의 실시예에 따른 모니터링 장치의 프로세서 구성의 일 실시예이다.FIG. 2 is an example of a processor configuration of a monitoring device according to the embodiment of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 프로세서(200)는 특징 추출부(210), 특징 판단부(220), 측정 상태 판단부(230) 및 버퍼(240)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the processor 200 according to one embodiment may include a feature extraction unit 210, a feature determination unit 220, a measurement state determination unit 230, and a buffer 240.

특징 추출부(210)는 생체신호가 수신되면, 수신된 생체신호로부터 하나 이상의 특징을 추출할 수 있다. 이때, 특징은 진폭, 주기 및 파형 특징 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 특징 추출부(210)는 생체신호가 수신되면 필요에 따라 생체신호를 필터링하여 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 특징 추출부(210)는 추출된 특징을 판단 기준과 비교를 위해 필요하다면 정규화 과정을 수행할 수 있다.When a bio-signal is received, the feature extractor 210 may extract one or more features from the received bio-signal. At this time, the characteristics may include amplitude, period, and waveform characteristics, but are not limited thereto. When a biometric signal is received, the feature extraction unit 210 may filter the biosignal to remove noise, if necessary. Additionally, the feature extraction unit 210 may perform a normalization process if necessary to compare the extracted features with a judgment standard.

한편, 특징 추출부(210)는 현재 추출한 특징을 다음 시점에 추출한 특징의 정상 여부를 판단하기 위한 자체 기준으로 활용할 수 있도록 버퍼(240)에 저장할 수 있다. Meanwhile, the feature extraction unit 210 may store the currently extracted feature in the buffer 240 so that it can be used as its own standard for determining whether the extracted feature is normal at the next time.

일 예로, 특징 추출부(210)는 특정 시간 동안의 생체신호 또는 필터링된 생체신호에서 최대값과 최소값의 차이를 진폭 특징으로 추출할 수 있다. 또한, 추출한 현재 시점의 진폭 특징을 다음 시점의 진폭 특징의 정상 여부 판단을 위한 자체 기준으로 활용될 수 있도록 버퍼(240)에 저장할 수 있다.As an example, the feature extractor 210 may extract the difference between the maximum and minimum values in a biosignal or a filtered biosignal for a specific time as an amplitude feature. Additionally, the extracted amplitude characteristics at the current time can be stored in the buffer 240 so that they can be used as a standard for determining whether the amplitude characteristics at the next time are normal.

도 4a는 사용자로부터 측정된 생체신호 또는 필터링된 생체신호 예컨대, PPG 신호를 도시한 것이다. 도 4a에 도시된 바와 같이 시간 인덱스가 0부터 140까지의 시간 동안의 진폭 최대 지점(Amax)과 진폭 최소 지점(Amin)의 차이인 진폭 최대 지점(Amax)의 진폭을 진폭 특징으로 추출할 수 있다. 또는, 특징 추출부(210)는 생체신호를 2차 미분하여 2차 미분신호를 획득하고, 획득된 2차 미분신호에서 특정 시간 동안의 크기가 최소인 로컬 최소 지점(local minimum point)의 시간을 획득하며, 생체신호에서 로컬 최소 지점의 시간에 대응하는 진폭을 진폭 특징으로 추출할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.Figure 4a shows a bio-signal measured from a user or a filtered bio-signal, such as a PPG signal. As shown in Figure 4a, the amplitude of the amplitude maximum point (Amax), which is the difference between the amplitude maximum point (Amax) and the amplitude minimum point (Amin) during the time index from 0 to 140, can be extracted as an amplitude feature. . Alternatively, the feature extraction unit 210 obtains a second differential signal by performing second differentiation of the biological signal, and determines the time of the local minimum point whose size is minimum during a specific time from the obtained second differential signal. The amplitude corresponding to the time of the local minimum point in the biosignal can be extracted as an amplitude feature. However, it is not limited to this.

일 예로, 특징 추출부(210)는 생체신호의 현재 주기를 추출하고, 버퍼(240)에 저장할 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이 특징 추출부(210)는 수신된 생체신호 또는 필터링된 생체신호에서 진폭 크기가 처음 0이 되는 시점(0)에서 다음 0이 되는 시점(140) 간의 간격을 현재 주기로 추출할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.As an example, the feature extractor 210 may extract the current period of the biosignal and store it in the buffer 240. As shown in FIG. 4A, the feature extractor 210 extracts the current period as the interval between the time when the amplitude first becomes 0 (0) and the time when the amplitude next becomes 0 (140) in the received biosignal or filtered biosignal. can do. However, it is not limited to this.

또한, 특징 추출부(210)는 생체신호의 평균 주기를 추출하고 버퍼(240)에 저장할 수 있다. 특징 추출부(210)는 특정 시간 동안 진폭 크기가 0인 시점들의 총 횟수를 구하고, 구해진 총 횟수를 기초로 평균 주기를 계산할 수 있다. 예컨대, 특정 시간을 총 횟수로 나눈 시간 간격을 평균 주기로 계산할 수 있다.Additionally, the feature extractor 210 may extract the average period of the biosignal and store it in the buffer 240. The feature extractor 210 may obtain the total number of time points where the amplitude is 0 during a specific time and calculate the average period based on the obtained total number of times. For example, the time interval divided by the total number of times for a specific time can be calculated as the average period.

또한, 특징 추출부(210)는 수신된 생체신호 또는 필터링된 생체신호로부터 파형 특징을 추출하고, 추출된 현재 시점의 파형 특징을 다음 시점에 추출된 파형 특징의 정상 여부 판단을 위한 자체 기준으로 활용되도록 버퍼(240)에 저장할 수 있다. In addition, the feature extraction unit 210 extracts waveform features from the received biosignals or filtered biosignals, and uses the extracted waveform features at the current time as its own standard for determining whether the waveform features extracted at the next time are normal. If possible, it can be stored in the buffer 240.

예를 들어, 특징 추출부(210)는 현재의 시간 구간에서 연속적으로 비교 샘플 개수로 설정된 m개의 값을 추출하여 파형 특징으로 할 수 있다. 이때, 추출되는 값은 생체신호의 크기(예: 진폭), n차 미분값 또는 적분값 등일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 생체신호로부터 추출될 수 있는 다양한 값일 수 있다. 이때, 샘플 개수는 일정하게 할 수 있다. 또한, 파형 특징을 추출할 시간 구간의 길이는 임의의 값으로 미리 설정될 수 있다. 또는, 전술한 바와 같이 주기 특징 추출 과정에서 추출된 한 주기를 시간 구간의 길이로 설정할 수도 있다. 이 경우, 각 주기, 예컨대 이전 주기 및 현재 주기의 시간 길이가 다른 경우 시간 구간의 길이가 동일해지도록 각 주기를 정규화할 수 있으며, 이를 통해 각 주기에서 추출되는 신호 샘플의 개수를 동일하게 할 수 있다. 또한, 추출할 m개의 샘플의 개수는 파형 자체 판단 기준에 미리 정의될 수 있다. For example, the feature extractor 210 may continuously extract m values set as the number of comparison samples in the current time interval and use them as waveform features. At this time, the extracted value may be the size of the biosignal (e.g., amplitude), nth order differential value, or integral value. However, it is not limited to this and may be various values that can be extracted from biosignals. At this time, the number of samples can be kept constant. Additionally, the length of the time section for extracting waveform features may be preset to an arbitrary value. Alternatively, as described above, one cycle extracted in the cycle feature extraction process may be set as the length of the time section. In this case, if the time length of each cycle, such as the previous cycle and the current cycle, is different, each cycle can be normalized so that the length of the time interval is the same, and this allows the number of signal samples extracted from each cycle to be the same. there is. Additionally, the number of m samples to be extracted may be predefined based on the waveform's own judgment criteria.

특징 판단부(220)는 특징 추출부(210)에 의해 각 특징이 추출되면, 각 특징에 따라 정의된 보편 기준 및/또는 자체 기준을 이용하여 추출된 각 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 보편 기준 및/또는 자체 기준을 직렬적으로 적용하거나 병렬적으로 적용할 수 있다. 이때, 특징 판단부(220)는 버퍼(240)를 참조하여 각 특징에 따라 정의된 보편 기준이나 자체 기준과 관련된 정보를 획득하여 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다.When each feature is extracted by the feature extraction unit 210, the feature determination unit 220 may determine whether each extracted feature is normal using a universal standard and/or an own standard defined for each feature. At this time, the universal standard and/or the own standard can be applied serially or in parallel. At this time, the feature determination unit 220 may refer to the buffer 240 to obtain information related to the universal standard or its own standard defined for each feature and determine whether the feature is normal.

특징 판단부(220)는 현재 시점에 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 진폭 자체 기준을 이용하여 추출된 진폭 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 진폭 자체 기준은 기준 시점에 측정된 진폭 특징값과 현재 시점에 측정된 진폭 특징값의 차이가 특정 범위를 벗어나거나, 현재 시점의 진폭 특징값이 기준 시점의 진폭 특징값 대비 특정 비율을 벗어나는 경우 비정상으로 판단하도록 미리 설정될 수 있다. 다만, 이러한 자체 기준은 생체신호의 특징, 생체정보의 종류, 사용자의 개인적인 특성 예컨대, 건강 상태, 피검 부위의 특이성 등에 따라 다양하게 설정이 가능하다. When an amplitude feature is extracted from a biosignal at the current time, the feature determination unit 220 can determine whether the extracted amplitude feature is normal using the amplitude itself standard. At this time, the amplitude self-standard is when the difference between the amplitude characteristic value measured at the standard time and the amplitude characteristic value measured at the current time is outside a specific range, or the amplitude characteristic value at the current time is outside a certain ratio compared to the amplitude characteristic value at the reference time. In this case, it can be preset to be judged as abnormal. However, these self-standards can be set in various ways depending on the characteristics of the biosignal, the type of biometric information, the user's personal characteristics such as health status, and the specificity of the subject area.

다만, 이에 제한되는 것은 아니며 생체신호의 종류, 추출할 생체정보의 종류, 추출한 생체신호의 특징 등에 따라 공통적으로 적용이 가능한 진폭 보편 기준이 존재할 수 있다. 이 경우, 특징 판단부(220)는 진폭 보편 기준을 진폭 자체 기준과 함께 또는 별도로 적용하여 진폭 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다.However, it is not limited to this, and there may be a universal amplitude standard that can be commonly applied depending on the type of biosignal, the type of biometric information to be extracted, and the characteristics of the extracted biosignal. In this case, the feature determination unit 220 may determine whether the amplitude feature is normal by applying the amplitude universal standard together with or separately from the amplitude itself standard.

특징 판단부(220)는 현재 시점의 현재 주기 및/또는 평균 주기 특징이 추출되면, 현재 주기 및/또는 평균 주기 특징을 주기 보편 기준 및/또는 주기 자체 기준을 적용하여 주기 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 주기 보편 기준은 생체신호 및 생체정보에 따라 일반적으로 적용되는 기준으로서, 예컨대, PPG 신호를 통해 심박수를 측정하는 경우 30bpm ~ 180bpm을 만족하는 경우 정상으로 판단하는 보편 기준이 존재할 수 있다. When the current cycle and/or average cycle feature at the current time is extracted, the feature determination unit 220 determines whether the cycle feature is normal by applying the cycle universal standard and/or the cycle self-standard to the current cycle and/or average cycle feature. can do. At this time, the universal cycle standard is a standard that is generally applied according to biosignals and biometric information. For example, when measuring heart rate through a PPG signal, there may be a universal standard that judges it as normal if it satisfies 30bpm to 180bpm.

또한, 주기 자체 기준은 사용자의 개인적 특성 예컨대, 성별, 건강 상태, 연령, 피검 위치 및 피검 위치의 특성 등을 고려하여 미리 설정되는 것으로, 현재 시점의 현재 주기 값과 기준 시점의 주기 값의 차이가 특정 범위를 벗어나거나, 현재 주기가 기준 시점의 주기의 특정 비율을 벗어나는 경우 비정상으로 판단하는 것으로 미리 설정될 수 있다. 이때, 기준 시점은 직전 시점에 추출된 직전 주기를 의미할 수 있다. 예컨대, 직전 주기가 0.84초(약 71bpm)인 경우 주기 자체 기준은 0.84초의 20% 범위인 0.67초에서 1.01초 사이를 정상 범위로 정의할 수 있고, 특징 판단부(220)는 추출된 현재 주기가 0.67초에서 1.01초를 벗어나는 경우 비정상으로 판단할 수 있다.In addition, the cycle self-standard is set in advance by considering the user's personal characteristics such as gender, health status, age, test location, and characteristics of the test location, and the difference between the current cycle value at the current time and the cycle value at the reference time is It may be preset to be judged as abnormal if it is outside a certain range or if the current cycle is outside a certain ratio of the cycle at the reference point. At this time, the reference time point may mean the previous cycle extracted at the previous time point. For example, if the previous cycle was 0.84 seconds (about 71 bpm), the cycle itself standard may define a normal range between 0.67 seconds and 1.01 seconds, which is a range of 20% of 0.84 seconds, and the feature determination unit 220 determines that the extracted current cycle is If it deviates from 0.67 seconds to 1.01 seconds, it can be judged as abnormal.

특징 판단부(220)는 현재 시간 구간의 파형 특징이 추출되면 버퍼(240)를 참조하여 파형 자체 기준에 관한 정보를 획득하고, 획득된 파형 자체 기준에 관한 정보를 이용하여 추출된 파형 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. When the waveform feature of the current time section is extracted, the feature determination unit 220 refers to the buffer 240 to obtain information about the waveform's own standard, and uses the acquired information about the waveform's own standard to determine the normal state of the extracted waveform feature. You can judge whether or not.

파형 자체 기준은 기준 시간 구간, 비교 샘플수, 미분/적분 차수 및 실패 조건 등을 포함할 수 있다. 이때, 기준 시간 구간은 직전 시점에 파형을 추출한 직전 시간 구간일 수 있다. 또한, 시간 구간은 주기 단위일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 기준 시간 구간 및 현재 시간 구간은 기준 주기 및 현재 주기로 한정하여 설명하나 이에 제한되는 것은 아니다.The waveform's own criteria may include reference time interval, number of comparison samples, differentiation/integration order, and failure conditions. At this time, the reference time section may be the time section just before the waveform was extracted at the previous time. Additionally, the time section may be in period units. Hereinafter, for convenience of explanation, the reference time section and the current time section are limited to the reference period and the current period, but are not limited thereto.

또한, 비교 샘플수는 생체신호로부터 추출할 샘플 개수로서 샘플링 비율 및 버퍼 사이즈 등을 기초로 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 생체신호 샘플링 비율이 250Hz라면 20%의 비율에 해당하는 50개를 추출할 샘플 개수로 설정할 수 있다. 또한, 실패 조건은 하나 이상 설정될 수 있으며, 둘 이상 설정되는 경우 미리 정의된 일부의 조건 또는 모든 조건을 만족하는 경우에 파형 특징을 비정상으로 판단하도록 설정될 수 있다. 예컨대, 실패 조건은 유사도의 최저 한계치, 최저 한계치 연속 미달성 횟수, 유사도 비교 시작점 및 평균 유사도를 위한 총 비트수 등의 정보 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.Additionally, the number of comparison samples is the number of samples to be extracted from the biosignal and can be preset based on the sampling rate and buffer size. For example, if the biosignal sampling rate is 250Hz, the number of samples to be extracted can be set to 50, corresponding to a rate of 20%. Additionally, one or more failure conditions may be set, and when two or more failure conditions are set, the waveform characteristics may be determined to be abnormal when some or all predefined conditions are satisfied. For example, the failure condition may include information such as the lowest limit of similarity, the number of consecutive times the lowest limit is not achieved, the starting point of similarity comparison, and the total number of bits for average similarity. However, it is not limited to this.

예를 들어, 특징 판단부(220)는 현재 주기의 파형 특징이 추출되면, 버퍼(240)를 참조하여 기준 주기의 파형 특징을 획득하고, 현재 주기의 파형 특징과 기준 주기의 파형 특징 간의 유사도를 산출할 수 있다. 이때, 추출된 양 파형은 m개의 연속된 값들이기 때문에 아래의 수학식 1과 같이 상관 계수(correlation coefficient) r_x,y를 유사도로 산출할 수 있다. 이때, m개의 파형 특징들 중에서 이상치는 제외할 수 있다.For example, when the waveform features of the current cycle are extracted, the feature determination unit 220 refers to the buffer 240 to obtain the waveform features of the reference period and determines the similarity between the waveform features of the current cycle and the waveform features of the reference cycle. It can be calculated. At this time, since both extracted waveforms are m consecutive values, the correlation coefficient r _x,y can be calculated as similarity as shown in Equation 1 below. At this time, outliers among m waveform features can be excluded.

여기서, μ_x는 모집단 X의 평균, μ_y는 모집단 Y의 평균, σ_x 는 모집단 X의 표준편차, σ_y는 모집단 Y의 표준편차, m은 모집단의 개체수를 의미한다. 상관계수(r_x,y)의 범위는 -1≤r _x,y≤1 이며, 이 상관계수의 값이 1에 가까울수록 비교하는 두 파형은 유사하다고 할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 양 파형 특징의 복수의 샘플 들간의 평균값, 총합 등의 통계값을 유사도로 산출할 수 있다. Here, μ _x is the mean of population X, μ _y is the mean of population Y, σ _x is the standard deviation of population X, σ _y refers to the standard deviation of population Y, and m refers to the number of individuals in the population. The range of the correlation coefficient _{( r} However, the method is not limited to this, and statistical values such as average and total between multiple samples of both waveform characteristics can be calculated as similarity.

특징 판단부(220)는 이와 같이 산출된 유사도가 파형 자체 기준 중의 최저 한계치를 벗어나는 경우 비정상으로 판단할 수 있다. 또는, 현재 주기의 파형 특징이 비정상이고, 이전 주기들에 대하여 연속적으로 판단한 판단 결과가 최저 한계치의 연속 미달성 횟수를 만족하는 경우 파형 특징을 최종적으로 비정상으로 판단할 수 있다. 특징 판단부(220)는 유사도 비교 시작점 이후의 값들을 이용하여 유사도를 산출할 수 있다. The feature determination unit 220 may determine the similarity calculated in this way to be abnormal if it exceeds the minimum limit value among the waveform's own standards. Alternatively, if the waveform characteristics of the current cycle are abnormal and the successive judgment results for previous cycles satisfy the number of consecutive failures to reach the minimum limit, the waveform characteristics may be finally determined to be abnormal. The feature determination unit 220 may calculate the similarity using values after the similarity comparison start point.

한편, 특징 판단부(220)는 파형 자체 기준 정보 중의 미분/적분 차수 정보를 기초로 현재 주기의 파형 및 기준 주기의 파형을 해당하는 차수로 미분/적분하여 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득할 수 있다. 이때, 미분/적분 차수가 0으로 설정되는 경우 추출된 파형 특징 자체일 수 있다. 특징 판단부(220)는 획득한 제1 파형과 제2 파형을 비교하여 유사도를 산출하고, 전술한 바와 같이 산출된 유사도를 이용하여 현재 주기 파형 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. Meanwhile, the feature determination unit 220 differentiates/integrates the waveform of the current period and the waveform of the reference period to the corresponding order based on the differentiation/integration order information in the waveform's own reference information to obtain the first waveform and the second waveform, respectively. can do. At this time, if the differentiation/integration order is set to 0, it may be the extracted waveform feature itself. The feature determination unit 220 may compare the obtained first waveform and the second waveform to calculate the similarity, and use the similarity calculated as described above to determine whether the current periodic waveform feature is normal.

도 4b를 참조하면, PPG 신호에서 추출한 현재 파형과 기준 파형의 유사도가 최저 한계치로 설정된 값 0.7 이하면 비정상으로 판단하여 버퍼(240)에 '0'을 입력하고, 0.7 초과면 정상으로 판단하여 버퍼(240)에 '1'을 입력한 것을 예시한 것이다. 현재 시점(T7)에서의 유사도와 최저 한계치의 비교 결과는 정상으로 판단되었음을 알 수 있다. 만약, 최저 한계치 연속 미달성 횟수가 '4'로 설정된 경우, T4 시점에서는 판단 결과가 비정상(0)이고 T4시점 포함하여 연속적으로 총 4회의 비정상 판단이 있었으므로 T4시점에서 획득한 파형 특징의 최종 판단 결과는 비정상이 될 것이다.Referring to FIG. 4b, if the similarity between the current waveform extracted from the PPG signal and the reference waveform is less than 0.7, which is set as the lowest limit, it is judged to be abnormal and '0' is input to the buffer 240, and if it exceeds 0.7, it is judged to be normal and the buffer is This is an example of entering '1' in (240). It can be seen that the comparison result between the similarity and the lowest limit at the current point (T7) was judged to be normal. If the number of consecutive failures to achieve the minimum limit is set to '4', the judgment result at time T4 is abnormal (0) and there were a total of 4 abnormal judgments in succession including time T4, so the final waveform characteristics acquired at time T4 are The judgment result will be abnormal.

도 4c를 참조하면, 도 4b의 PPG 신호를 2차 미분한 신호에서 획득한 현재 파형과 기준 파형의 유사도가 최저 한계치로 설정된 값 0.6 이하면 비정상으로 판단하여 버퍼(240)에 '0'을 입력하고, 0.6 초과면 정상으로 판단하여 버퍼(240)에 '1'을 입력한 것을 예시한 것이다. Referring to FIG. 4C, if the similarity between the current waveform and the reference waveform obtained from the second derivative of the PPG signal of FIG. 4B is less than 0.6, which is set as the lowest limit, it is judged to be abnormal and '0' is input to the buffer 240. This example shows that if it exceeds 0.6, it is judged to be normal and '1' is input into the buffer 240.

측정 상태 판단부(230)는 각 특징의 판단 결과를 종합적으로 고려하여 최종적으로 사용자로부터 생체신호를 측정한 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과로서 생체신호 측정 상태의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 하나 이상을 출력할 수 있다. 이때 측정 상태 정보는 동잡음 상태, 주변 광잡음 상태, 생체신호 비측정 상태, 부정맥 상태, 접촉압력 부적합 상태, 접촉불량 상태 및 정상 측정 상태 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 측정 상태 판단부(230)는 각 특징의 판단 결과를 병렬적으로 고려하여 신뢰도 및/또는 측정 상태 정보를 출력할 수 있다. 또는, 미리 설정된 각 특징별 우선 순위를 고려하여 직렬적으로 판단하여 최종 모니터링 결과를 출력할 있다.The measurement status determination unit 230 comprehensively considers the judgment results of each feature and finally monitors the state of measuring the biosignal from the user, and outputs one or more of the reliability of the biosignal measurement status and measurement status information as a monitoring result. can do. At this time, the measurement state information may include at least one of a motion noise state, an ambient light noise state, a biosignal non-measurement state, an arrhythmia state, an inadequate contact pressure state, a poor contact state, and a normal measurement state. The measurement status determination unit 230 may consider the determination results of each feature in parallel and output reliability and/or measurement status information. Alternatively, the final monitoring result can be output by serially determining the priority of each feature set in advance.

예를 들어, 측정 상태 판단부(230)는 진폭 특징이 정상이고 주기와 파형 특징이 비정상이면 측정 상태에 동잡음이 많은 동잡음 상태로 판단할 수 있다. 또는, 주기 특징이 정상이고 진폭과 파형 특징이 비정상이면 주변 광잡음이 많음을 나타내는 광잡음 상태로 판단할 수 있다. 또는, 파형 특징이 정상이고 주기와 진폭 특징이 비정상이면 생체신호를 측정하고 있지 않음을 나타내는 생체신호 비측정 상태로 판단할 수 있다. 또는, 주기 특징이 비정상이고 진폭과 파형 특징이 정상이면 부정맥 상태로 판단할 수 있다. 또는, 진폭 특징이 비정상이고 주기와 파형 특징이 정상이면 접촉 압력 부적합 상태로 판단할 수 있다. 또는, 파형 특징이 비정상이고 주기와 진폭 특징이 정상이면 접촉 상태가 불량이거나 떨림이 있는 상태인 접촉불량 상태로 판단할 수 있다. 또는, 주기, 진폭 및 파형 특징이 모두 정상이면 정상 측정 상태로 판단할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하므로 다양한 상태의 조합이 가능하다.For example, if the amplitude characteristics are normal and the period and waveform characteristics are abnormal, the measurement state determination unit 230 may determine that the measurement state is a motion noise state in which there is a lot of motion noise. Alternatively, if the period characteristics are normal and the amplitude and waveform characteristics are abnormal, it can be determined to be an optical noise state, indicating that there is a lot of surrounding optical noise. Alternatively, if the waveform characteristics are normal and the period and amplitude characteristics are abnormal, it can be determined as a biosignal non-measurement state, indicating that biosignals are not being measured. Alternatively, if the cycle characteristics are abnormal and the amplitude and waveform characteristics are normal, it may be determined to be in an arrhythmia state. Alternatively, if the amplitude characteristics are abnormal and the period and waveform characteristics are normal, the contact pressure may be judged to be in an inappropriate state. Alternatively, if the waveform characteristics are abnormal and the period and amplitude characteristics are normal, it can be determined as a poor contact state, which is a state of poor contact or tremor. Alternatively, if the period, amplitude, and waveform characteristics are all normal, it can be judged to be in a normal measurement state. However, since this is only an example, various combinations of states are possible.

도 3은 도 1의 실시예에 따른 모니터링 장치의 프로세서 구성의 다른 실시예이다. 도 2를 참조하여 자세히 설명한 바 있으므로 이하 간략하게 설명한다.FIG. 3 is another embodiment of the processor configuration of the monitoring device according to the embodiment of FIG. 1. Since it has been described in detail with reference to FIG. 2, it will be briefly described below.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로세서(300)는 시간 인덱스 계산부(311), R-인덱스 검출부(312), 현재 주기 추출부(313), 평균 주기 추출부(314), 진폭 추출부(315), 파형 추출부(316), 평균 주기 판단부(321), 현재 주기 판단부(322), 진폭 판단부(323), 파형 판단부(324), 측정 상태 판단부(330), R-인덱스 버퍼(341), 주기 버퍼(342), 진폭 버퍼(343) 및 파형 버퍼(344)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the processor 300 according to one embodiment includes a time index calculation unit 311, an R-index detection unit 312, a current period extraction unit 313, an average period extraction unit 314, and an amplitude extraction unit. Unit 315, waveform extraction unit 316, average period determination unit 321, current period determination unit 322, amplitude determination unit 323, waveform determination unit 324, measurement state determination unit 330, It may include an R-index buffer 341, a period buffer 342, an amplitude buffer 343, and a waveform buffer 344.

시간 인덱스 계산부(311)는 생체신호 데이터가 입력되면 시간 측정을 할 수 있다. 예컨대, 생체신호 데이터는 샘플링 비율 및 버퍼 크기에 따라 입력되는 속도가 결정되므로 이를 통해 시간 측정이 가능하다.The time index calculation unit 311 can measure time when biosignal data is input. For example, the input speed of biosignal data is determined by the sampling rate and buffer size, so time can be measured through this.

R-인덱스 검출부(312)는 입력된 생체신호 또는 노이즈를 제거한 필터링된 신호로부터 R-피크 인덱스를 검출할 수 있다. R-피크 인덱스는 생체신호에서 주기 측정을 위한 기준이 되는 값으로서, 예컨대 전술한 바와 같이 생체신호에서 (-)에서 (+)로 변하는 지점, (+)에서 (-)로 변하는 지점, 변곡이 발생하는 지점 등이 될 수 있다. 또한, R-인덱스 검출부(312)는 R-피크 인덱스가 검출되면 R-인덱스 버퍼(314)에 입력할 수 있다.The R-index detection unit 312 can detect the R-peak index from the input biosignal or the filtered signal from which noise has been removed. The R-peak index is a standard value for measuring the period in biological signals. For example, as described above, the point where a biological signal changes from (-) to (+), the point where it changes from (+) to (-), and the inflection point. It can be a point where it occurs, etc. Additionally, the R-index detection unit 312 can input the R-peak index to the R-index buffer 314 when it is detected.

현재 주기 추출부(313)는 R-인덱스 버퍼(314)에 저장된 R-피크 인덱스를 참조하여 현재 주기를 추출할 수 있다. 현재 주기 추출부(313)는 추출된 현재 주기 값을 다음 시점의 기준 주기로 활용할 수 있도록 주기 버퍼(342)에 저장할 수 있다.The current cycle extractor 313 may extract the current cycle by referring to the R-peak index stored in the R-index buffer 314. The current cycle extractor 313 may store the extracted current cycle value in the cycle buffer 342 so that it can be used as a reference cycle for the next time.

평균 주기 추출부(314)는 주기 버퍼(342)에 저장된 주기 정보 및 시간 인덱스 계산부(311)에서 측정된 시간 값을 이용하여 평균 주기를 산출할 수 있다. 예를 들어, 시간 인덱스 계산부(311)에서 측정된 소정 시간(예: 30분) 동안 현재 주기 추출부(313)에 의해 3개의 주기 예컨대 10분, 8분 및 12분으로 추출되어 주기 버퍼(342)에 저장된 경우 평균 주기는 10분이 될 수 있다.The average period extractor 314 may calculate the average period using the period information stored in the period buffer 342 and the time value measured by the time index calculator 311. For example, during a predetermined time (e.g., 30 minutes) measured by the time index calculator 311, three cycles, such as 10 minutes, 8 minutes, and 12 minutes, are extracted by the current cycle extractor 313 and stored in the cycle buffer ( 342), the average cycle can be 10 minutes.

진폭 추출부(315)는 입력된 생체신호 또는 필터링된 신호로부터 진폭 특징값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 진폭 추출부(315)는 생체신호 또는 필터링된 생체신호에서 특정 시간 동안 예컨대 현재 주기 내의 최대값과 최소값의 차이를 진폭 값으로 추출할 수 있다. 또한, 추출된 진폭 값은 다음 시점에서 진폭 값의 비교를 위한 자체 기준으로 활용될 수 있도록 진폭 버퍼(343)에 입력될 수 있다.The amplitude extraction unit 315 may extract an amplitude characteristic value from an input biosignal or a filtered signal. For example, the amplitude extractor 315 may extract the difference between the maximum and minimum values within the current cycle for a specific time from the biosignal or filtered biosignal as an amplitude value. Additionally, the extracted amplitude value may be input to the amplitude buffer 343 so that it can be used as a standard for comparison of amplitude values at the next time point.

파형 추출부(210)는 수신된 생체신호 또는 필터링된 생체신호로부터 파형 특징을 추출할 수 있다. 이때, 생체신호 자체 또는 생체신호를 미분한 미분 신호로부터 복수의 샘플을 추출할 수 있다. 이때, 판단 기준 정보의 N차 미분 여부 정보 및 비교 샘플수 정보를 활용하여 복수의 샘플을 파형 특징으로 추출할 수 있다. 추출된 현재 시점의 파형 특징은 다음 시점의 파형 특징에 대한 정상 여부 판단을 위한 자체 기준으로 활용되도록 파형 버퍼(344)에 입력될 수 있다. The waveform extractor 210 may extract waveform features from the received biosignal or the filtered biosignal. At this time, a plurality of samples can be extracted from the biological signal itself or a differential signal obtained by differentiating the biological signal. At this time, a plurality of samples can be extracted as waveform features by utilizing the N-order differentiation information and the number of comparison samples of the judgment standard information. The extracted waveform characteristics at the current time may be input to the waveform buffer 344 to be used as a standard for determining whether the waveform characteristics at the next time are normal.

평균 주기 판단부(321)는 평균 주기 추출부(314)에 의해 추출된 평균 주기를 입력된 판단 기준 중의 주기 보편 기준을 이용하여 정상 여부를 판단할 수 있다. 현재 주기 판단부(322)는 주기 버퍼(342)에 저장되어 있는 기준 주기 값 및 입력된 판단 기준 중의 주기 자체 기준을 기초로 현재 주기 추출부(313)에 의해 추출된 현재 주기 값의 정상 여부를 판단할 수 있다.The average period determination unit 321 may determine whether the average period extracted by the average period extraction unit 314 is normal using the period universal standard among the input judgment criteria. The current cycle determination unit 322 determines whether the current cycle value extracted by the current cycle extractor 313 is normal based on the reference cycle value stored in the cycle buffer 342 and the cycle itself among the input judgment criteria. You can judge.

진폭 판단부(323)는 진폭 버퍼(343)에 저장된 기준 진폭 값 및 입력된 판단 기준 중의 진폭 자체 기준을 적용하여, 진폭 추출부(315)에 의해 추출된 현재 진폭 값의 정상 여부를 판단할 수 있다. The amplitude determination unit 323 can determine whether the current amplitude value extracted by the amplitude extraction unit 315 is normal by applying the reference amplitude value stored in the amplitude buffer 343 and the amplitude itself standard among the input judgment criteria. there is.

파형 판단부(316)는 파형 버퍼(344)에 저장된 기준 파형 및 입력된 판단 기준 중의 파형 자체 기준을 적용하여, 파형 추출부(316)에 의해 추출된 현재 파형의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 기준 파형과 현재 파형 간의 유사도를 산출하고 산출된 유사도를 기초로 현재 파형의 정상 여부를 판단할 수 있다. The waveform determination unit 316 may determine whether the current waveform extracted by the waveform extractor 316 is normal by applying the reference waveform stored in the waveform buffer 344 and the waveform's own criteria among the input judgment criteria. At this time, the similarity between the reference waveform and the current waveform can be calculated and whether the current waveform is normal can be determined based on the calculated similarity.

측정 상태 판단부(330)는 평균 주기, 현재 주기, 진폭 및 파형 특징의 판단 결과가 입력되면, 각 특징의 판단 결과를 직렬/병렬적으로 고려하여 최종적으로 사용자로부터 생체신호를 측정한 상태를 모니터링할 수 있다. 직렬적으로 고려할 지 병렬적으로 고려할 지 여부는 입력된 판단 기준에 미리 설정될 수 있다. 직렬적으로 고려하는 경우 각 특징 사이의 우선 순위가 미리 정의될 수 있다. When the judgment results of the average period, current period, amplitude, and waveform characteristics are input, the measurement state determination unit 330 considers the judgment results of each feature in series/parallel and ultimately monitors the state of measuring the biosignal from the user. can do. Whether to consider serially or in parallel can be set in advance in the input judgment criteria. When considered serially, the priority between each feature can be defined in advance.

측정 상태 판단부(330)는 생체신호 측정 상태의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 하나 이상을 모니터링 결과로 출력할 수 있다. 이때 측정 상태 정보는 동잡음 상태, 주변 광잡음 상태, 생체신호 비측정 상태, 부정맥 상태, 접촉압력 부적합 상태, 접촉불량 상태 및 정상 측정 상태 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. The measurement status determination unit 330 may output one or more of the reliability of the bio-signal measurement status and measurement status information as a monitoring result. At this time, the measurement state information may include at least one of a motion noise state, an ambient light noise state, a biosignal non-measurement state, an arrhythmia state, an inadequate contact pressure state, a poor contact state, and a normal measurement state.

예를 들어, 측정 상태 판단부(330)는 진폭 특징이 정상이고 주기와 파형 특징이 비정상이면 동잡음 상태로 판단할 수 있으며, 주기 특징이 정상이고 진폭과 파형 특징이 비정상이면 주변 광잡음 상태로 판단할 수 있다. 또는, 파형 특징이 정상이고 주기와 진폭 특징이 비정상이면 생체신호 비측정 상태로 판단할 수 있으며, 주기 특징이 비정상이고 진폭과 파형 특징이 정상이면 부정맥 상태로 판단할 수 있다. 또는, 진폭 특징이 비정상이고 주기와 파형 특징이 정상이면 접촉 압력 부적합 상태로 판단할 수 있으며, 파형 특징이 비정상이고 주기와 진폭 특징이 정상이면 접촉불량 상태로 판단할 수 있다. 이에 반해, 주기, 진폭 및 파형 특징이 모두 정상이면 정상 측정 상태로 판단할 수 있다.For example, the measurement state determination unit 330 may determine the dynamic noise state if the amplitude characteristic is normal and the period and waveform characteristics are abnormal, and if the periodic characteristic is normal and the amplitude and waveform characteristics are abnormal, the measurement state determination unit 330 may determine the ambient light noise state. You can judge. Alternatively, if the waveform characteristics are normal and the period and amplitude characteristics are abnormal, it can be determined as a biosignal non-measurement state, and if the period characteristics are abnormal and the amplitude and waveform characteristics are normal, it can be determined as an arrhythmia state. Alternatively, if the amplitude characteristics are abnormal and the period and waveform characteristics are normal, the contact pressure may be judged to be inadequate, and if the waveform characteristics are abnormal and the period and amplitude characteristics are normal, it may be judged to be a contact defective state. On the other hand, if the period, amplitude, and waveform characteristics are all normal, it can be judged to be in a normal measurement state.

도 5는 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 흐름도이다.Figure 5 is a flowchart of a method for monitoring the state of measuring biosignals according to an embodiment.

도 5는 도 1의 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 장치(100)에 의해 수행되는 방법의 일 실시예일 수 있다. 도 1 이하를 참조하여 자세히 설명한 바 있으므로 간략하게 설명한다.FIG. 5 may be an example of a method performed by the bio-signal measurement state monitoring device 100 according to the embodiment of FIG. 1 . Since it has been described in detail with reference to FIG. 1 and below, it will be briefly described.

도 5를 참조하면, 장치(100)는 사용자의 생체신호를 수신할 수 있다(510). 이때, 생체신호는 사용자의 피검 부위로부터 측정되는 PPG 신호일 수 있다. 다만, 생체신호의 종류는 이에 제한되지 않는다. 사용자로부터 측정된 생체신호는 생체신호 측정 센서로부터 수신될 수 있다. 또는, 생체신호 측정 센서로부터 생체신호를 수신한 외부 기기로부터 수신할 수 있다. 이때, 생체신호가 입력되면 필요에 따라 생체신호를 필터링하여 노이즈를 제거할 수 있다. Referring to FIG. 5, the device 100 can receive the user's biological signals (510). At this time, the biosignal may be a PPG signal measured from the user's subject area. However, the type of biosignal is not limited to this. Biosignals measured from the user may be received from a biosignal measurement sensor. Alternatively, the biosignal can be received from an external device that has received the biosignal from the biosignal measurement sensor. At this time, when bio-signals are input, noise can be removed by filtering the bio-signals as needed.

그 다음, 입력된 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형 중의 하나 이상의 특징을 추출할 수 있다(520). 진폭 특징은 전술한 바와 같이 특정 시간 동안의 최대값과 최소값의 차이 값일 수 있다. 주기 특징은 현재 주기 및 평균 주기 값을 포함할 수 있다. 또한, 생체신호에서 소정 시간 구간 동안 미리 설정된 비교 샘플 개수에 해당하는 값을 파형 특징으로서 추출할 수 있다. 이때, 생체신호 또는 필터링된 신호 자체 또는 미분 신호로부터 복수의 샘플을 추출할 수 있다.Next, one or more features of amplitude, period, and waveform can be extracted from the input biosignal (520). As described above, the amplitude characteristic may be the difference between the maximum and minimum values during a specific time. Period characteristics may include current period and average period values. Additionally, a value corresponding to a preset number of comparison samples during a predetermined time interval can be extracted from the biosignal as a waveform feature. At this time, a plurality of samples can be extracted from the biosignal, the filtered signal itself, or the differential signal.

그 다음, 미리 설정된 판단 기준을 적용하여 단계(520)에서 추출한 각 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(530). 이때, 미리 설정된 판단 기준은 각 특징별로 설정될 수 있으며, 생체신호 및 측정할 생체정보에 따라 일반적으로 적용 가능한 보편 기준 및 사용자 개인에 특성화된 자체 기준을 포함할 수 있다. 장치(100)는 각 특징에 따라서 보편 기준 및 자체 기준을 직렬적 또는 병렬적으로 적용하여 각 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다. Next, it is possible to determine whether each feature extracted in step 520 is normal by applying a preset judgment standard (530). At this time, the preset judgment standard may be set for each characteristic, and may include generally applicable universal standards and self-standards specialized for the individual user depending on the biosignal and biometric information to be measured. The device 100 can determine whether each feature is normal by applying the universal standard and its own standard in series or parallel according to each feature.

그 다음, 단계(530)에서 판단한 결과를 기초로 생체신호 측정 상태를 판단할 수 있다(540). 단계(530)에서 진폭, 주기 및 파형 특징에 대한 정상 여부가 판단되면, 판단 결과를 병렬적으로 적용하거나, 미리 정의된 우선 순위에 따라 직렬적으로 적용하여 사용자로부터 생체신호를 측정한 상태를 판단할 수 있다. Next, the bio-signal measurement status can be determined based on the result determined in step 530 (540). If it is determined in step 530 whether the amplitude, period, and waveform characteristics are normal, the determination results are applied in parallel or serially according to a predefined priority to determine the state of measuring the biosignal from the user. can do.

그 다음, 측정 상태 판단 결과를 출력할 수 있다(550). 예를 들어, 장치(100)는 장치(100)에 직접 장착되거나 연계된 외부 디스플레이, 햅틱, 스피커 모듈 등을 통해 음성, 진동, 촉감 등의 비시각적인 방법 또는 시각적인 방법으로 출력할 수 있다. 또는 생체신호 측정 상태의 판단을 요청한 외부 기기에 측정 상태 판단 결과를 전송할 수 있다.Next, the measurement status determination result can be output (550). For example, the device 100 may output non-visual or visual methods such as voice, vibration, and tactile sensation through an external display, haptic, or speaker module directly mounted or connected to the device 100. Alternatively, the measurement status determination result may be transmitted to an external device that has requested determination of the biosignal measurement status.

도 6은 다른 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 흐름도이다. 도 6은 도 1의 일 실시예에 따른 생체신호 측정 상태 모니터링 장치(100)에 의해 수행되는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법의 일 실시예일 수 있다. 도 1 이하를 참조하여 자세히 설명한 바 있으므로 이하 간략하게 설명한다.Figure 6 is a flowchart of a biosignal measurement status monitoring method according to another embodiment. FIG. 6 may be an example of a bio-signal measurement status monitoring method performed by the bio-signal measurement status monitoring device 100 according to the embodiment of FIG. 1. Since it has been described in detail with reference to FIG. 1 and below, it will be briefly described below.

먼저, 장치(100)는 사용자의 생체신호를 수신할 수 있다(610). 이때, 생체신호는 사용자의 피검 부위로부터 측정되는 신호로서, 생체신호 측정 센서 또는 외부 기기로부터 수신할 수 있다. First, the device 100 can receive the user's biometric signals (610). At this time, the biosignal is a signal measured from the user's subject area, and can be received from a biosignal measurement sensor or an external device.

그 다음, 입력된 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형 중의 하나 이상의 특징을 추출할 수 있다(620). Next, one or more features of amplitude, period, and waveform can be extracted from the input biosignal (620).

그 다음, 단계(620)에서 진폭 특징이 추출되면, 진폭 자체 기준을 적용하여 진폭 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(631). 이때, 진폭 자체 기준은 사용자에 개인화 특성을 고려하여 미리 정의되는 것으로서, 기준 시점 및 비정상으로 판단하기 위한 오차 범위 정보를 포함할 수 있다. 이때, 기준 오차 범위는 기준 시점의 진폭 특징값과 현재 시점에 측정된 진폭 특징값의 차이 또는 기준 시점의 진폭 특징값 대비 현재 시점의 진폭 특징값 비율이 벗어나는 경우 비정상으로 판단하는 범위 정보일 수 있다.Next, when the amplitude feature is extracted in step 620, it is possible to determine whether the amplitude feature is normal by applying the amplitude itself standard (631). At this time, the amplitude self-standard is predefined in consideration of the user's personalized characteristics and may include the reference point and error range information for determining abnormality. At this time, the reference error range may be range information that is judged as abnormal when the difference between the amplitude characteristic value at the reference time and the amplitude characteristic value measured at the current time or the ratio of the amplitude characteristic value at the current time compared to the amplitude characteristic value at the reference time is out of the range. .

또한, 단계(620)에서 주기 특징이 추출되면, 주기 자체 기준 및 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 적용하여 주기 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(632). 예를 들어, 주기 특징은 평균 주기 및 현재 주기를 포함할 수 있으며, 평균 주기는 주기 보편 기준을 적용하고, 현재 주기는 주기 자체 기준을 적용할 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 심박수 측정의 경우, 평균 주기가 30bpm ~ 180bpm을 만족하는 경우 정상으로 판단할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 현재 주기 값이 직전 주기 값의 20% 범위를 벗어나는 경우 비정상으로 판단할 수 있다.In addition, when the cycle feature is extracted in step 620, it is possible to determine whether the cycle feature is normal by applying at least one of the cycle itself standard and the cycle universal standard (632). For example, cycle characteristics may include an average cycle and a current cycle, with the average cycle applying a cycle universal standard and the current cycle applying a cycle-specific standard. For example, as described above, in the case of heart rate measurement, if the average cycle satisfies 30bpm to 180bpm, it can be judged to be normal. Additionally, as described above, if the current cycle value is outside of 20% of the previous cycle value, it may be judged as abnormal.

또한, 단계(620)에서 파형 특징이 추출되면, 파형 자체 기준을 적용하여 추출된 파형 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(633). 파형 자체 기준은 기준 시간 구간, 비교 샘플수, 미분/적분 차수 및 실패 조건 등을 포함할 수 있다. 이때, 실패 조건은 양 파형의 유사도가 미리 설정된 최저 한계치를 벗어나는 경우 비정상으로 판단하는 것으로 설정될 수 있다. 이때, 장치(100)는 기준 시간 구간의 파형 및 현재 시간 구간의 파형 간의 유사도 또는, 양 파형을 미분하여 획득한 양 미분 파형 간의 유사도를 산출하고 산출된 유사도와 최저 한계치를 비교하여 정상 여부를 판단할 수 있다.In addition, when the waveform features are extracted in step 620, it is possible to determine whether the extracted waveform features are normal by applying the waveform's own standards (633). The waveform's own criteria may include reference time interval, number of comparison samples, differentiation/integration order, and failure conditions. At this time, the failure condition can be set to judge as abnormal if the similarity of both waveforms exceeds a preset minimum limit. At this time, the device 100 calculates the similarity between the waveform of the reference time section and the waveform of the current time section, or the similarity between both differential waveforms obtained by differentiating both waveforms, and compares the calculated similarity with the lowest limit to determine whether it is normal. can do.

단계(631) 내지 단계(633)는 반드시 순서상 선후가 존재하는 것은 아니며 설정에 따라 동시에 또는 순차적으로 수행되는 것이 가능하다.Steps 631 to 633 do not necessarily have precedence in order and can be performed simultaneously or sequentially depending on settings.

그 다음, 장치(100)는 진폭 특징의 판단 결과가 정상인지 비정상인지를 확인하고(640), 확인 결과 비정상이면, 생체신호 측정 상태의 최종 판단 결과로서 '측정상태 3'을 출력할 수 있다(673). 이때, '측정상태 3'은 접촉 압력 부적합 상태, 주변 광잡음 상태 또는 생체신호 비측정 상태일 수 있으나 제한되지 않는다. 예컨대, 도 6은 단계(640)에서 진폭 특징이 비정상인 경우 바로 단계(673)으로 이동하는 것만을 도시하고 있으나, 진폭 특징이 비정상인 경우에도 추가적으로 주기 특징 및 파형 특징의 정상 여부 판단 결과를 고려할 수 있으며, 그 결과에 따라 '측정상태 3'의 정의는 다양하게 변형될 수 있다.Next, the device 100 checks whether the determination result of the amplitude characteristic is normal or abnormal (640), and if the confirmation result is abnormal, 'measurement status 3' can be output as the final determination result of the biosignal measurement status ( 673). At this time, 'measurement state 3' may be, but is not limited to, an inappropriate contact pressure state, a surrounding light noise state, or a non-measurement state of biological signals. For example, Figure 6 only shows moving directly to step 673 if the amplitude feature is abnormal in step 640. However, even if the amplitude feature is abnormal, the results of determining whether the periodic feature and waveform feature are normal must be additionally considered. Depending on the results, the definition of 'measurement state 3' may be modified in various ways.

그 다음, 단계(640)에서 진폭 특징의 정상 여부를 확인한 결과, 정상인 경우 주기 특징을 고려할 수 있다(650). 예를 들어, 평균 주기의 정상 여부를 확인하는 과정(651)과 현재주기의 정상 여부를 확인하는 과정(652)는 병렬적으로 이루어져, 평균 주기 및 현재 주기 모두 정상인 경우 파형 특징의 정상 여부를 확인하고(660), 어느 하나라도 비정상인 경우 '측정상태 1'을 출력할 수 있다(671). 이때, '측정상태 1'은 동잡음 상태, 부정맥 상태 또는 접촉 불량 상태일 수 있으나 제한되지 않는다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 달리 주기 특징이 비정상이라도 파형 특징의 정상 여부를 추가적으로 고려할 수 있으며 그 결과에 따라 '측정상태 1'의 정의를 다양하게 변형할 수 있다. Next, in step 640, it is checked whether the amplitude feature is normal. If it is normal, the period feature can be considered (650). For example, the process of checking whether the average cycle is normal (651) and the process of checking whether the current cycle is normal (652) are performed in parallel, and if both the average cycle and the current cycle are normal, it is checked whether the waveform characteristics are normal. (660), and if any one is abnormal, 'measurement status 1' can be output (671). At this time, 'measurement state 1' may be a sinus noise state, an arrhythmia state, or a poor contact state, but is not limited. For example, unlike shown in FIG. 6, even if the periodic characteristics are abnormal, whether the waveform characteristics are normal can be additionally considered, and the definition of 'measurement state 1' can be modified in various ways depending on the results.

그 다음, 단계(650)에서 주기 특징의 판단 결과가 정상인 경우, 파형 특징의 판단 결과를 확인하고(660), 정상인 경우 '측정상태 2'을 출력하고(672), 비정상인 경우 '측정상태 1'을 출력할 수 있다(671). 이때, '측정상태 2'는 정상 측정 상태일 수 있다.Next, in step 650, if the determination result of the cycle characteristic is normal, the determination result of the waveform characteristic is checked (660). If normal, 'measurement status 2' is output (672), and if abnormal, 'measurement status 1' is output. ' can be output (671). At this time, ‘measurement state 2’ may be a normal measurement state.

도 7은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다. 도 8은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다. Figure 7 is a block diagram of a biometric information measuring device according to an embodiment. Figure 8 is a block diagram of a biometric information measuring device according to another embodiment.

도 7 및 도 8의 생체정보 측정 장치(700, 800)는 사용자로부터 PPG 신호 등의 생체신호를 측정하고, 측정된 생체신호를 이용하여 심박수, 부정맥, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보를 측정하는 장치일 수 있다. 실시예들에 따른 생체정보 측정 장치(700,800)에는 전술한 생체신호 측정 상태를 모니터링 하는 다양한 기술 양상이 탑재될 수 있다.The biometric information measuring devices 700 and 800 of FIGS. 7 and 8 measure biosignals such as PPG signals from the user, and use the measured biosignals to measure heart rate, arrhythmia, blood pressure, vascular age, arteriosclerosis, and aortic pressure. It may be a device that measures biometric information including one or more of waveform, blood vessel elasticity, stress index, and fatigue. The biometric information measurement devices 700 and 800 according to embodiments may be equipped with various technical aspects for monitoring the above-described biometric signal measurement status.

도 7을 참조하면, 생체신호 측정부(710), 프로세서(720) 및 출력부(730)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , it may include a bio-signal measurement unit 710, a processor 720, and an output unit 730.

생체신호 측정부(710)는 사용자의 피검체(OBJ)로부터 다양한 생체신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 생체신호는 심전도(Electorcardiography, ECG), 광전용적맥파(Photoplethysmogram, PPG) 및 근전도(Electormygraphy, EMG) 신호 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이하, PPG 신호를 예로 들어 설명하기로 한다. 이때, 피검체(OBJ)는 손목 상부, 손가락의 모세혈이나 정맥혈이 지나는 위치일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 손목 하부의 요골동맥이 지나가는 위치일 수도 있다. The bio-signal measurement unit 710 can measure various bio-signals from the user's object (OBJ). For example, biosignals may be, but are not limited to, electrocardiography (ECG), photoplethysmogram (PPG), and electromyography (EMG) signals. Hereinafter, the PPG signal will be described as an example. At this time, the subject (OBJ) may be the upper part of the wrist or a location where capillary blood or venous blood from the fingers passes. However, it is not limited to this and may be a location where the radial artery in the lower part of the wrist passes.

생체신호 측정부(710)는 피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원(711)과, 하나 이상의 광원(711)에 의해 피검체에 조사된 광이 피검체에서 산란 또는 반사되어 돌아오는 광을 검출하는 하나 이상의 디텍터(712)를 포함할 수 있다. The biosignal measurement unit 710 includes one or more light sources 711 that irradiate light to the subject, and detects light returned after the light irradiated to the subject by the one or more light sources 711 is scattered or reflected from the subject. It may include one or more detectors 712.

하나 이상의 광원(710)은 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode, LD) 또는 형광체 등으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 복수의 광원으로 형성되는 경우, 각 광원은 서로 다른 파장의 광을 조사하도록 형성될 수 있다. 또한, 각 광원은 디텍터(712)로부터 서로 다른 거리 상에 배치될 수 있다. 하나 이상의 디텍터(712)는 포토다이오드(photo diode), 포토트랜지스터(photo transistor, PTr) 또는 이미지 센서(예: CMOS 이미지 센서) 등으로 형성될 수 있다. One or more light sources 710 may be formed of a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), or a phosphor. However, it is not limited to this. At this time, when formed with a plurality of light sources, each light source may be formed to irradiate light of different wavelengths. Additionally, each light source may be placed at different distances from the detector 712. One or more detectors 712 may be formed of a photo diode, a photo transistor (PTr), or an image sensor (eg, a CMOS image sensor).

프로세서(720)는 생체신호 측정부(710)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(720)는 피검체(OBJ)로부터 측정된 생체신호를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(720)는 수신한 생체신호를 기초로 생체신호 측정부(710)가 피검체(OBJ)로부터 생체신호를 측정한 상태를 판단할 수 있다. 또한, 생체신호 측정 상태를 판단한 결과를 기초로 미리 정의된 다양한 동작을 수행할 수 있다. 도 9를 참조하여 프로세서(720) 구성의 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.The processor 720 may be electrically connected to the biosignal measurement unit 710. The processor 720 may receive biological signals measured from the object OBJ. Additionally, the processor 720 may determine a state in which the biosignal measuring unit 710 measured the biosignal from the object OBJ based on the received biosignal. Additionally, various predefined operations can be performed based on the results of determining the biosignal measurement status. Various embodiments of the configuration of the processor 720 will be described in more detail with reference to FIG. 9.

출력부(730)는 프로세서(720)의 처리 결과 예컨대, 생체신호 측정 상태 판단 결과, 생체정보 측정 결과 등을 시각적/비시각적인 다양한 방법으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(730)는 디스플레이를 통해 시각적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 측정된 혈압이 사용자의 평소 혈압을 벗어나는 경우 빨간색으로 혈압값을 표시하거나, 햅틱 모듈을 통해 진동으로 경고할 수 있다. 또는 음성으로 이상 상황이 발생하였음을 통지하고 사용자가 취해야 할 행동을 안내할 수 있다. 또한, 스피커 모듈, 햅틱 모듈 등을 이용하여 음성, 촉각 및 진동 등의 방식으로 비시각적으로 출력할 수 있다. The output unit 730 may output the processing results of the processor 720, such as bio-signal measurement state determination results and bio-information measurement results, in various visual/non-visual ways. For example, the output unit 730 may output visually through a display. For example, if the measured blood pressure is outside the user's usual blood pressure, the blood pressure value can be displayed in red or a vibration warning can be provided through the haptic module. Alternatively, the user can be notified by voice that an abnormal situation has occurred and the user can be guided on what actions to take. In addition, it can be output non-visually in the form of voice, tactile sensation, and vibration using a speaker module, haptic module, etc.

도 8을 참조하면, 생체정보 측정 장치(800)는 생체신호 측정부(710), 프로세서(720), 출력부(730) 외에 저장부(810) 및 통신부(820)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8 , the biometric information measurement device 800 may further include a storage unit 810 and a communication unit 820 in addition to the biosignal measurement unit 710, processor 720, and output unit 730.

저장부(810)는 각종 기준 정보, 생체신호 측정부(710) 또는 프로세서(720)의 처리 결과를 저장할 수 있다. 이때, 각종 기준 정보는 사용자의 나이, 성별, 건강 상태 등의 사용자 정보, 생체정보 측정을 위한 선형 함수식 또는 생체정보 측정 모델, 각 특징의 판단 기준 예컨대 진폭 자체 기준, 주기 보편 기준, 주기 자체 기준 및 파형 자체 기준 등의 정보를 포함할 수 있다. The storage unit 810 may store various reference information and processing results of the bio-signal measurement unit 710 or processor 720. At this time, various standard information include user information such as the user's age, gender, and health status, a linear function equation or biometric information measurement model for measuring biometric information, and criteria for judging each characteristic, such as amplitude self-standard, cycle universal standard, cycle self-standard, and It may include information such as the waveform's own standards.

이때, 저장부(810)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등의 저장매체를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, the storage unit 810 is a flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, or card type memory (for example, SD or XD memory). etc.), RAM (Random Access Memory: RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory: ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic It includes, but is not limited to, storage media such as memory, magnetic disk, and optical disk.

통신부(820)는 프로세서(720)의 제어에 따라 외부 기기(850)와 통신하여 생체정보 측정과 관련된 다양한 동작을 협업할 수 있다. 이때, 외부 기기(470)는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등을 포함하며, 커프형 혈압 측정 장치를 포함한 의료 기관의 장치를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The communication unit 820 can communicate with the external device 850 under the control of the processor 720 and collaborate on various operations related to biometric information measurement. At this time, the external device 470 includes a smartphone, tablet PC, desktop PC, laptop PC, etc., and may include, but is not limited to, devices from medical institutions, including a cuff-type blood pressure measurement device.

일 예로, 통신부(820)는 생체신호 측정 결과 또는 프로세서(720)의 처리 결과 등을 외부 기기(850)에 전송하여, 외부 기기(850)로 하여금 사용자를 위한 생체정보 이력 관리, 사용자의 건강 상태 모니터링, 생체정보 이력 및 건강 상태 모니터링 결과의 출력 등을 수행하도록 할 수 있다. 다른 예로, 통신부(820)는 외부 기기(850)로부터 생체정보 측정에 필요한 선형 함수식 또는 생체정보 측정 모델에 관한 정보 등을 수신할 수 있다. 수신된 정보는 저장부(810)에 저장될 수 있다. For example, the communication unit 820 transmits the biometric signal measurement results or the processing results of the processor 720 to the external device 850, allowing the external device 850 to manage the biometric information history for the user and the user's health status. Monitoring, biometric information history, and output of health status monitoring results can be performed. As another example, the communication unit 820 may receive information about a linear function equation or a biometric information measurement model necessary for measuring biometric information from the external device 850. The received information may be stored in the storage unit 810.

이때, 통신부(820)는 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용하여 외부 기기와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the communication unit 820 includes Bluetooth communication, BLE (Bluetooth Low Energy) communication, Near Field Communication (NFC), WLAN communication, Zigbee communication, and Infrared Data Association (IrDA) communication. , WFD (Wi-Fi Direct) communication, UWB (ultra-wideband) communication, Ant+ communication, WIFI communication, RFID (Radio Frequency Identification) communication, 3G communication, 4G communication, and 5G communication can be used to communicate with external devices. there is. However, this is only an example and is not limited thereto.

도 9는 도 7 및 도 8의 실시예에 따른 프로세서 구성의 일 실시예이다. 도 9를 참조하면, 프로세서(720)는 생체신호 수신부(721), 측정 상태 모니터링부(722), 측정 제어부(723) 및 생체정보 측정부(724)를 포함할 수 있다.Figure 9 is an example of a processor configuration according to the embodiment of Figures 7 and 8. Referring to FIG. 9 , the processor 720 may include a biometric signal reception unit 721, a measurement state monitoring unit 722, a measurement control unit 723, and a biometric information measurement unit 724.

생체신호 수신부(721)는 생체신호 측정부(710)로부터 생체신호를 수신할 수 있다. 생체신호 수신부(721)는 필요에 따라 수신된 생체신호를 필터링하여 노이즈를 제거할 수 있다.The biosignal receiver 721 may receive biosignals from the biosignal measurement unit 710. The bio-signal receiver 721 may filter the received bio-signal to remove noise, if necessary.

측정 상태 모니터링부(722)는 생체신호가 수신되면 수신된 생체신호를 기초로 사용자의 피검체로부터 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 측정 상태 모니터링부(722)는 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형 특징 등을 추출하고, 추출된 특징을 기초로 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 전술한 바와 같이 각 특징이 추출되면, 각 특징에 따라 미리 설정된 보편 기준 및 자체 기준 중의 하나 이상을 적용하여 각 특징별로 정상 여부를 판단하고, 각 특징의 판단 결과를 종합적으로 고려하여 생체신호 측정 상태를 최종적으로 판단하고 판단 결과를 출력할 수 있다. 이때, 출력되는 생체신호 측정 상태의 판단 결과는 생체신호 측정 신뢰도 정보 및/또는 측정 상태 정보를 포함할 수 있다. 측정 상태 모니터링부(722)는 전술한 생체신호 측정 상태 모니터링 장치(100)의 일 실시예일 수 있으며 자세히 설명하였으므로 이하 생략한다.When a bio-signal is received, the measurement status monitoring unit 722 may monitor the measurement status of the bio-signal from the user's subject based on the received bio-signal. For example, the measurement status monitoring unit 722 may extract amplitude, period, and waveform features from the biosignal, and monitor the measurement status of the biosignal based on the extracted features. As described above, when each feature is extracted, the normality of each feature is determined by applying one or more of the universal standards and self-standards preset according to each feature, and the biosignal measurement status is comprehensively considered by the judgment results of each feature. can be finally judged and the judgment result can be output. At this time, the output determination result of the bio-signal measurement status may include bio-signal measurement reliability information and/or measurement status information. The measurement status monitoring unit 722 may be an embodiment of the bio-signal measurement status monitoring device 100 described above and has been described in detail, so it will be omitted below.

측정 제어부(723)는 측정 상태 모니터링부(722)의 판단 결과 신뢰도가 미리 설정된 임계치 이하이거나, 측정 상태 모니터링 결과가 정상 측정 상태가 아니면, 생체신호 측정부(710)를 제어하여 생체신호 측정을 중단하도록 하거나 재측정하도록 할 수 있다.If the reliability of the determination result of the measurement status monitoring unit 722 is below a preset threshold or the measurement status monitoring result is not in a normal measurement state, the measurement control unit 723 controls the biosignal measurement unit 710 to stop biosignal measurement. You can do it or have it remeasured.

생체정보 측정부(724)는 측정 상태 모니터링부(722))의 판단 결과 신뢰도가 미리 설정된 임계치를 초과하거나, 측정 상태 모니터링 결과가 정상 측정 상태인 경우 측정된 생체신호를 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 생체정보 측정부(724)는 측정된 PPG 신호를 미리 정의된 측정 모델 또는 선형 함수식을 적용하여 혈압을 측정할 수 있다. The biometric information measurement unit 724 may measure biometric information using the measured biosignal if the reliability of the determination result of the measurement status monitoring unit 722 exceeds a preset threshold or if the measurement status monitoring result is in a normal measurement state. You can. For example, the biometric information measurement unit 724 may measure blood pressure by applying a predefined measurement model or linear function equation to the measured PPG signal.

도 10은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.Figure 10 is a flowchart of a method for measuring biometric information according to an embodiment.

도 10은 도 7 및 도 8의 생체정보 측정 장치(700, 800)에 의해 수행되는 생체정보 측정 방법의 일 실시예일 수 있다.FIG. 10 may be an example of a biometric information measurement method performed by the biometric information measurement devices 700 and 800 of FIGS. 7 and 8 .

도 10을 참조하면, 생체정보 측정 장치(700, 800)는 생체정보 측정 요청을 수신할 수 있다(1011). 생체정보 측정 요청은 사용자로부터 입력될 수 있다. 또는 통신 연결된 외부 기기로부터 수신될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 미리 설정된 주기가 되면 자동으로 생체정보 측정 요청이 수신된 것으로 판단할 수 있다. Referring to FIG. 10, biometric information measurement devices 700 and 800 may receive a biometric information measurement request (1011). A request for biometric information measurement may be input from the user. Alternatively, it may be received from a communication-connected external device. However, it is not limited to this, and it can be determined that a biometric information measurement request has been automatically received at a preset period.

그 다음, 생체신호 측정부의 광원 및 디텍터를 제어하여 사용자의 피검체로부터 생체신호를 측정할 수 있다(1012). Next, the light source and detector of the biosignal measurement unit can be controlled to measure biosignals from the user's subject (1012).

그 다음, 단계(1012)에서 생체신호가 측정되면, 측정된 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형 등과 같은 하나 이상의 특징을 추출할 수 있다(1013). 이때, 추출할 특징의 종류는 생체신호 및 측정할 생체정보의 종류 등에 따라 정의될 수 있다.Next, when the biosignal is measured in step 1012, one or more features such as amplitude, period, and waveform can be extracted from the measured biosignal (1013). At this time, the type of feature to be extracted may be defined according to the type of biometric signal and biometric information to be measured.

그 다음. 추출된 각 특징에 따라 미리 정의된 판단 기준을 적용하여 추출된 특징의 정상 여부를 판단할 수 있다(1014). 이때, 판단 기준은 추출한 특징, 생체신호, 생체정보의 종류 및 사용자의 개인화된 특성 등에 따라 다양하게 정의될 수 있다. 예컨대 진폭 자체 기준, 주기 보편 기준, 주기 자체 기준 및 파형 자체 기준과 같이 각 특징별로 정의될 수 있다. 각 특징의 판단은 미리 정의된 순서에 따라 직렬적으로 판단될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 병렬적으로 판단될 수 있다.next. It is possible to determine whether the extracted feature is normal by applying a predefined judgment standard according to each extracted feature (1014). At this time, the judgment criteria can be defined in various ways depending on the extracted characteristics, biometric signals, type of biometric information, and the user's personalized characteristics. For example, it can be defined for each feature, such as amplitude self-reference, period universal reference, period self-reference, and waveform self-reference. The judgment of each feature may be judged serially according to a predefined order, but is not limited to this and may be judged in parallel.

그 다음, 단계(1014)에서 각 특징의 정상 여부를 판단한 결과를 종합적으로 고려하여 단계(1012)에서 생체신호를 측정한 상태를 모니터링할 수 있다(1015). 예를 들어, 진폭, 현재 주기, 평균 주기 및 파형의 정상 여부 판단 결과를 병렬적으로 고려하거나 미리 정의된 우선 순위에 따라 직렬적으로 고려하여 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 이는 생체신호, 생체정보의 종류, 사용자의 건강 상태, 피검체의 개인적 특성 등의 기준에 따라 다양하게 정의될 수 있다.Next, by comprehensively considering the results of determining whether each characteristic is normal in step 1014, the state of measuring the biosignals in step 1012 can be monitored (1015). For example, the measurement status can be monitored by considering the amplitude, current period, average period, and waveform normality judgment results in parallel or serially according to a predefined priority. This can be defined in various ways depending on criteria such as biometric signals, type of biometric information, user's health status, and personal characteristics of the subject.

그 다음, 단계(1015)의 모니터링 결과에 따라 미리 정의된 동작을 수행할 수 있다(1016). 예를 들어, 단계(1015)의 모니터링 결과 생체신호의 측정 상태가 정상이면 단계(1012)에서 측정된 생체신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다. 그렇지 않으면 측정을 중단하거나, 생체신호를 재측정하기 위해 단계(1012)로 다시 이동할 수 있다.Next, a predefined operation may be performed according to the monitoring result of step 1015 (1016). For example, if the measurement status of the bio-signal is normal as a result of the monitoring in step 1015, the bio-information can be measured based on the bio-signal measured in step 1012. Otherwise, the measurement can be stopped or the process can be moved back to step 1012 to remeasure the biosignal.

그 다음, 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 등을 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다(1017). Next, the monitoring results and biometric information measurement results can be output and provided to the user (1017).

도 11은 전술한 생체정보 측정 장치(700,800)가 적용된 웨어러블 기기를 도시한 것이다. 전술한 생체정보 측정 장치(700,800)의 다양한 실시예들은 도시된 바와 같이 손목에 착용하는 스마트 워치나 스마트 밴드형 웨어러블 기기에 탑재될 수 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예시에 불과한 것일 뿐이므로, 본 실시예들이 스마트 워치나, 스마트 밴드형 웨어러블 기기에만 적용되는 것으로 한정 해석되어서는 아니된다. Figure 11 shows a wearable device to which the biometric information measuring devices 700 and 800 described above are applied. Various embodiments of the biometric information measurement devices 700 and 800 described above may be mounted on a smart watch or smart band-type wearable device worn on the wrist, as shown. However, since this is only an example for convenience of explanation, the present embodiments should not be construed as being limited to being applied only to smart watches or smart band-type wearable devices.

도 11을 참조하면, 웨어러블 기기(1100)는 기기 본체(1110)와, 스트랩(1130)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11 , the wearable device 1100 may include a device body 1110 and a strap 1130.

스트랩(1130)은 플렉시블하게 구성될 수 있으며, 본체(1110)의 양단에 연결되어 사용자의 손목에 감싸는 형태로 구부려지거나 사용자의 손목으로부터 분리되는 형태로 구부려질 수 있다. 또는, 스트랩(1130)은 분리되지 않는 밴드 형태로 구성될 수 있다. 이때, 스트랩(1130)은 손목에 가해지는 압력의 변화에 따라 탄성을 갖도록 내부에 공기가 주입되거나 공기 주머니를 포함하도록 형성될 수도 있으며, 본체(1110)로 손목의 압력 변화를 전달할 수 있다.The strap 1130 may be flexible, and may be connected to both ends of the main body 1110 and bent to wrap around the user's wrist, or may be bent to separate from the user's wrist. Alternatively, the strap 1130 may be configured in the form of a non-separable band. At this time, the strap 1130 may have air injected therein to have elasticity according to changes in pressure applied to the wrist, or may be formed to include an air bladder, and may transmit the change in pressure of the wrist to the main body 1110.

본체(1110) 또는 스트랩(1130)의 내부에는 웨어러블 기기(1100)에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다.A battery that supplies power to the wearable device 1100 may be built into the main body 1110 or the strap 1130.

또한, 웨어러블 기기(1100)에는 피검체로부터 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 측정하는 생체신호 측정부(1120)와, 생체신호 측정부(1120)에 의해 측정된 생체신호를 이용하여 생체신호 측정 상태를 모니터링하고 그 결과에 따라 사용자의 생체정보를 측정하는 프로세서가 내장된다. In addition, the wearable device 1100 includes a bio-signal measurement unit 1120 that measures pulse wave signals and contact pressure signals from the subject, and a bio-signal measurement status using the bio-signals measured by the bio-signal measurement unit 1120. A processor is built in that monitors and measures the user's biometric information based on the results.

생체신호 측정부(1120)는 본체(1110)의 하부 즉, 피검체(예: 사용자의 손목)에 접촉되는 부위에 노출되도록 장착되어 피검체로부터 생체신호를 측정하는 PPG 센서를 포함할 수 있다. 또한, 혈압과 같은 생체정보 측정을 위해 필요한 경우 본체(1110)의 내부에 장착되어 PPG 센서와 피검체 사이의 접촉 압력 신호를 측정하는 접촉 압력 센서를 더 포함할 수 있다. The bio-signal measurement unit 1120 may be mounted to be exposed to the lower part of the main body 1110, that is, the area in contact with the subject (e.g., the user's wrist) and may include a PPG sensor that measures bio-signals from the subject. In addition, if necessary to measure biometric information such as blood pressure, a contact pressure sensor may be further included, which is mounted inside the main body 1110 and measures a contact pressure signal between the PPG sensor and the subject.

PPG 센서는 피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원 및 피검체로부터 방출되는 광을 검출하는 하나 이상의 디텍터를 포함할 수 있으며, 피검체로부터 복수의 서로 다른 파장의 PPG 신호를 측정할 수 있다. The PPG sensor may include one or more light sources that irradiate light to the subject and one or more detectors that detect light emitted from the subject, and can measure PPG signals of a plurality of different wavelengths from the subject.

프로세서는 사용자의 생체정보 측정 요청에 따라 제어신호를 생성하여 생체신호 측정부(1120)를 제어하며, 생체신호 측정부(1120)로부터 측정된 PPG 신호 및/또는 접촉 압력 신호를 이용하여 혈압과 같은 생체정보를 측정할 수 있다. The processor controls the biosignal measurement unit 1120 by generating a control signal according to the user's biometric information measurement request, and uses the PPG signal and/or contact pressure signal measured from the biosignal measurement unit 1120 to measure blood pressure, etc. Biometric information can be measured.

한편, 프로세서는 생체신호 측정부(1120)가 사용자로부터 생체신호를 측정하면 측정된 생체신호를 이용하여 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 이때, 프로세서는 측정된 생체신호로부터 진폭, 주기 및 파형과 같은 특징을 추출하고, 미리 정의된 다양한 판단 기준을 이용하여 생체신호의 측정 상태를 모니터링할 수 있다. 자세한 설명은 전술한 바 있으므로 생략한다.Meanwhile, when the bio-signal measuring unit 1120 measures a bio-signal from the user, the processor can monitor the measurement status of the bio-signal using the measured bio-signal. At this time, the processor can extract features such as amplitude, period, and waveform from the measured biosignal, and monitor the measurement status of the biosignal using various predefined judgment criteria. A detailed explanation has been described above and is thus omitted.

표시부는 본체(1110)의 전면에 장착될 수 있으며, 시각적으로 생체신호 측정 상태 모니터링 결과 및/또는 생체정보 측정 결과를 출력할 수 있다. The display unit may be mounted on the front of the main body 1110 and may visually output biosignal measurement status monitoring results and/or biometric information measurement results.

사용자는 표시부에 표시된 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과에 따라 생체신호 측정부(1120)와 피검체 사이의 압력, 접촉 상태 등을 조절하고 생체신호를 다시 측정하도록 할 수 있다.The user can adjust the pressure and contact state between the bio-signal measurement unit 1120 and the subject according to the monitoring results of the bio-signal measurement status displayed on the display unit and measure the bio-signal again.

웨어러블 기기(1100)는 사용자의 제어 명령을 수신하여 프로세서로 전달하는 조작부(1140)를 더 포함할 수 있다. 조작부(1140)는 본체(1110)의 측면에 장착될 수 있으며, 웨어러블 기기(1100)의 전원을 온/오프시키는 명령을 입력하기 위한 기능을 포함할 수 있다.The wearable device 1100 may further include a manipulation unit 1140 that receives a user's control command and transmits it to the processor. The manipulation unit 1140 may be mounted on the side of the main body 1110 and may include a function for inputting a command to turn on/off the wearable device 1100.

그 밖에 웨어러블 기기(1100)에는 외부 기기와 각종 데이터를 송수신하는 통신부 및 그 밖의 웨어러블 기기(1100)에서 제공하는 부가 기능을 수행하기 위한 각종 모듈들이 탑재될 수 있다. In addition, the wearable device 1100 may be equipped with a communication unit that transmits and receives various data with external devices and various modules to perform additional functions provided by the wearable device 1100.

도 12는 생체정보 측정 장치(700,800)가 적용된 스마트 디바이스를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 전술한 생체정보 측정 장치(700,800)의 다양한 실시예들은 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 스마트 기기에 적용될 수 있다.Figure 12 shows a smart device to which biometric information measurement devices 700 and 800 are applied. As shown, various embodiments of the biometric information measurement devices 700 and 800 described above can be applied to smart devices such as smartphones and tablet PCs.

도 12를 참조하면, 스마트 기기(1200)는 본체(1210)의 후면에 생체신호 측정부(1230)가 외부로 노출된 형태로 장착될 수 있다. 이때, 생체신호 측정부(1230)는 하나 이상의 광원(1231) 및 하나 이상의 디텍터(1232)를 포함할 수 있다. 각 광원(1231)은 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 등으로 형성될 수 있으며, 광원들의 적어도 일부는 서로 다른 파장의 광을 발광하도록 형성될 수 있다. 디텍터(1232)는 포토 다이오드, 포토 트랜지스터 등으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 12, the smart device 1200 may be mounted on the rear of the main body 1210 with the biosignal measurement unit 1230 exposed to the outside. At this time, the bio-signal measurement unit 1230 may include one or more light sources 1231 and one or more detectors 1232. Each light source 1231 may be formed of a light emitting diode (LED), etc., and at least some of the light sources may be formed to emit light of different wavelengths. The detector 1232 may be formed of a photo diode, photo transistor, etc.

또한, 본체(1210)의 전면에 표시부가 장착될 수 있다. 표시부는 생체신호 츠정 상태 모니터링 결과, 생체정보 측정 결과 등을 시각적으로 출력할 수 있다.Additionally, a display unit may be mounted on the front of the main body 1210. The display unit can visually output biosignal status monitoring results, biometric information measurement results, etc.

한편, 본체(1210)에는 이미지 센서(1220)가 장착될 수 있다. 이미지 센서(1220)는 사용자가 생체신호를 측정하기 위해 생체신호 측정부(1230)에 피검체(예: 손가락)을 접근하는 경우, 손가락을 촬영하여 프로세서로 전달할 수 있다. 이때, 프로세서는 손가락의 이미지로부터 생체신호 측정부(1230)의 실제 위치 대비 손가락의 상대 위치를 파악하고, 표시부를 통해 손가락의 상대 위치 정보를 사용자에게 제공함으로써 보다 정확하게 생체신호 측정이 이루어지도록 가이드할 수 있다. Meanwhile, an image sensor 1220 may be mounted on the main body 1210. When a user approaches an object (e.g., a finger) to the biometric signal measuring unit 1230 to measure a biosignal, the image sensor 1220 may photograph the finger and transmit the image to the processor. At this time, the processor determines the relative position of the finger compared to the actual position of the biosignal measurement unit 1230 from the image of the finger, and provides relative position information of the finger to the user through the display unit to guide biosignal measurement more accurately. You can.

그 밖의 전술한 생체정보 측정 장치의 다양한 기능들을 수행하기 위한 각종 모듈이 스마트 기기(1200)에 탑재될 수 있으며 자세한 설명은 생략한다.Various other modules for performing various functions of the biometric information measurement device described above may be mounted on the smart device 1200, and detailed descriptions thereof will be omitted.

한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Meanwhile, these embodiments can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage devices, and can also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission via the Internet). Includes. Additionally, the computer-readable recording medium can be distributed across computer systems connected to a network, so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present embodiments can be easily deduced by programmers in the technical field to which the present invention pertains.

본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 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 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.A person skilled in the art to which this disclosure pertains will understand that it can be implemented in other specific forms without changing the disclosed technical idea or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

100: 생체신호 측정 상태 모니터링 장치 110: 생체신호 수신부
120, 200, 300: 프로세서 210: 특징 추출부
220: 특징 판단부 230: 측정 상태 판단부
240: 버퍼 311: 시간 인덱스 계산부
312: R-인덱스 검출부 313: 현재 주기 추출부
314: 평균 주기 추출부 315: 진폭 추출부
316: 파형 추출부 321: 평균 주기 판단부
322: 현재 주기 판단부 323: 진폭 판단부
324: 파형 판단부 330: 측정 상태 판단부
341: R-인덱스 버퍼 342: 주기 버퍼
343: 진폭 버퍼 344: 파형 버퍼
1100: 웨어러블 기기 1110: 본체
1120: 생체신호 센서 1130: 스트랩
1140: 조작부 1200: 스마트 기기
1210: 본체 1220: 이미지 센서
1230: 생체신호 센서 1231: 광원
1232: 디텍터100: Bio-signal measurement status monitoring device 110: Bio-signal receiver
120, 200, 300: Processor 210: Feature extraction unit
220: feature determination unit 230: measurement status determination unit
240: buffer 311: time index calculation unit
312: R-index detection unit 313: Current cycle extraction unit
314: average period extraction unit 315: amplitude extraction unit
316: Waveform extraction unit 321: Average period determination unit
322: Current cycle determination unit 323: Amplitude determination unit
324: Waveform determination unit 330: Measurement status determination unit
341: R-index buffer 342: cycle buffer
343: Amplitude buffer 344: Waveform buffer
1100: Wearable device 1110: Body
1120: Biosignal sensor 1130: Strap
1140: Control panel 1200: Smart device
1210: Main body 1220: Image sensor
1230: Biosignal sensor 1231: Light source
1232: detector

Claims (34)

사용자로부터 측정된 생체신호를 수신하는 생체신호 수신부; 및
상기 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하고, 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합에 대응하는 미리 설정된 판단 기준을 이용하여 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태 및 제2 상태 중의 하나에 해당하는지 판단하고, 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 모두 제1 상태에 해당하면 상기 수신된 생체신호의 측정 상태가 정상이라고 결정하고, 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합 중의 적어도 일부가 제2 상태에 해당하면 상기 생체신호의 측정 상태가 정상이 아니라고 결정하는 프로세서를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.A bio-signal receiver that receives bio-signals measured from the user; and
One or more features of waveform, period, and amplitude are extracted from the biosignal, and one or a combination of two or more of the extracted features is determined using a preset judgment standard corresponding to one or a combination of two or more of the extracted features. It is determined whether it corresponds to one of the first state and the second state, and if one or a combination of two or more of the extracted features all correspond to the first state, it is determined that the measurement state of the received bio-signal is normal, and the extraction A bio-signal measurement state monitoring device comprising a processor that determines that the measurement state of the bio-signal is not normal when at least a part of one or a combination of two or more of the features corresponds to a second state. 제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 사용자에 개인화된 파형 자체 기준을 이용하여, 상기 추출된 파형이 상기 제1 상태에 해당하는지 판단하는 특징 판단부를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to paragraph 1,
The processor is
A biosignal measurement state monitoring device comprising a feature determination unit that determines whether the extracted waveform corresponds to the first state using a waveform standard personalized to the user. 제2항에 있어서,
상기 파형 자체 기준은
기준 시간 구간, 비교 샘플수, 미분 차수 및 실패 조건 중의 하나 이상을 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to paragraph 2,
The waveform's own standard is
A biosignal measurement status monitoring device including one or more of the following: reference time interval, number of comparison samples, order of differentiation, and failure condition. 제3항에 있어서,
상기 특징 판단부는
상기 생체신호로부터 현재 시간 구간의 파형이 추출되면, 상기 미분 차수를 기초로 상기 현재 시간 구간의 파형 및 기준 시간 구간의 파형으로부터 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득하고, 획득된 제1 파형 및 제2 파형을 비교하여 비교 결과가 상기 실패 조건을 만족하면 상기 추출된 파형 특징을 상기 제2 상태로 판단하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to paragraph 3,
The feature determination unit
When the waveform of the current time section is extracted from the biological signal, a first waveform and a second waveform are obtained from the waveform of the current time section and the waveform of the reference time section, respectively, based on the differential order, and the obtained first waveform and A bio-signal measurement state monitoring device that compares a second waveform and determines the extracted waveform feature as the second state if the comparison result satisfies the failure condition. 제4항에 있어서,
상기 프로세서는
생체신호의 기준 시간 구간의 파형 데이터를 저장하는 버퍼를 더 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to paragraph 4,
The processor is
A bio-signal measurement status monitoring device further comprising a buffer for storing waveform data of a reference time period of the bio-signal. 제5항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 생체신호로부터 상기 현재 시간 구간의 파형을 추출하고, 미리 설정된 갱신 기준을 만족하면 상기 현재 시간 구간의 파형 데이터를 이용하여 상기 버퍼에 저장된 기준 시간 구간의 파형 데이터를 갱신하는 특징 추출부를 더 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to clause 5,
The processor is
Further comprising a feature extraction unit that extracts the waveform of the current time section from the biosignal and updates the waveform data of the reference time section stored in the buffer using the waveform data of the current time section when a preset update standard is satisfied. Biosignal measurement condition monitoring device. 제4항에 있어서,
상기 실패 조건은 파형 간 유사도의 최저 한계치, 최저 한계치의 연속 미달성 횟수, 파형 간의 유사도 비교 시작점 및 평균 유사도를 위한 총 비트수 중의 하나 이상을 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to paragraph 4,
The failure condition includes one or more of the lowest limit of similarity between waveforms, the number of consecutive times of failure to achieve the lowest limit, the starting point of similarity comparison between waveforms, and the total number of bits for average similarity. 제7항에 있어서,
상기 특징 판단부는
상기 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도가 최저 한계치 미만인 경우 상기 파형 특징을 상기 제2 상태로 판단하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치. In clause 7,
The feature determination unit
A biosignal measurement state monitoring device that calculates the similarity between the first waveform and the second waveform, and determines the waveform characteristic as the second state when the calculated similarity is less than a minimum threshold. 제8항에 있어서,
상기 특징 판단부는
상기 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도가 최저 한계치 미만이고, 최저 한계치 연속 미달성 횟수가 미리 설정된 횟수를 만족하면 상기 파형 특징을 상기 제2 상태로 판단하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치. According to clause 8,
The feature determination unit
A biosignal measurement state monitoring device that determines the waveform characteristics as the second state when the similarity between the first waveform and the second waveform is less than a minimum threshold and the number of consecutive failures to meet the minimum threshold satisfies a preset number. 제8항에 있어서,
상기 파형 간의 유사도는 상기 제1 파형과 제2 파형의 비교 샘플들 간의 상관 계수, 평균 및 총합 중의 하나 이상을 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to clause 8,
The similarity between the waveforms includes one or more of a correlation coefficient, average, and total between comparison samples of the first waveform and the second waveform. 제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 생체신호로부터 주기 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 주기 자체 기준 및, 상기 생체신호를 통해 측정할 생체정보에 관한 일반적 기준인 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 이용하여, 상기 주기 특징이 제1 상태에 해당하는지 판단하는 특징 판단부를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to paragraph 1,
The processor is
When a period feature is extracted from the bio-signal, the period feature is determined by using at least one of a period-specific standard personalized to the user and a cycle-universal standard, which is a general standard regarding biometric information to be measured through the bio-signal. A bio-signal measurement condition monitoring device including a feature determination unit that determines whether the condition corresponds to the condition. 제11항에 있어서,
상기 주기 특징은
상기 생체신호의 현재 주기 및 소정 시간 동안의 평균 주기 중의 하나 이상을 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to clause 11,
The cycle characteristics are
A bio-signal measurement status monitoring device comprising at least one of the current cycle of the bio-signal and the average cycle for a predetermined period of time. 제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 진폭 자체 기준을 이용하여 상기 추출된 진폭 특징이 제1 상태에 해당하는지 판단하는 특징 판단부를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to paragraph 1,
The processor is
When an amplitude feature is extracted from the biosignal, a biosignal measurement state monitoring device comprising a feature determination unit that determines whether the extracted amplitude feature corresponds to a first state using an amplitude standard personalized to the user. 제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태 및 제2 상태 중의 하나에 해당하는지 판단한 결과를 기초로 상기 생체신호 측정의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 측정 상태 판단부를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to paragraph 1,
The processor is
It includes a measurement state determination unit that outputs at least one of the reliability of the bio-signal measurement and measurement state information based on the result of determining whether one or a combination of two or more of the extracted features corresponds to one of the first state and the second state. A bio-signal measurement condition monitoring device. 삭제delete 제14항에 있어서,
상기 측정 상태 판단부는
상기 진폭 특징이 제1 상태에 해당하고 주기와 파형 특징이 제2 상태에 해당하면 동잡음 상태로 판단하고, 주기 특징이 제1 상태에 해당하고 진폭과 파형 특징이 제2 상태에 해당하면 주변 광잡음 상태로 판단하며, 파형 특징이 제1 상태에 해당하고 주기와 진폭 특징이 제2 상태에 해당하면 생체신호 비측정 상태로 판단하며, 주기 특징이 제2 상태에 해당하고 진폭과 파형 특징이 제1 상태에 해당하면 부정맥 상태로 판단하며, 진폭 특징이 제2 상태에 해당하고 주기와 파형 특징이 제1 상태에 해당하면 접촉압력 부적합 상태로 판단하며, 파형 특징이 제2 상태에 해당하고 주기와 진폭 특징이 제1 상태에 해당하면 접촉불량 상태로 판단하며, 주기, 진폭 및 파형 특징이 모두 제1 상태에 해당하면 정상 측정 상태로 판단하는 생체신호 측정 상태 모니터링 장치.According to clause 14,
The measurement status determination unit
If the amplitude characteristic corresponds to the first state and the period and waveform characteristics correspond to the second state, it is determined to be a motion noise state, and if the periodic characteristic corresponds to the first state and the amplitude and waveform characteristics correspond to the second state, the ambient light is determined. It is judged as a noise state, and if the waveform characteristics correspond to the first state and the period and amplitude characteristics correspond to the second state, it is judged to be a biosignal non-measurement state, and the period characteristic corresponds to the second state and the amplitude and waveform characteristics correspond to the second state. If it corresponds to state 1, it is judged as an arrhythmia state. If the amplitude characteristic corresponds to the second state and the period and waveform characteristics correspond to the first state, it is judged to be a contact pressure inappropriate state. If the waveform characteristic corresponds to the second state and the period and waveform characteristics correspond to the first state, it is judged to be an arrhythmia state. A biosignal measurement state monitoring device that determines a poor contact state when the amplitude characteristic corresponds to the first state, and determines a normal measurement state when the period, amplitude, and waveform characteristics all correspond to the first state. 생체신호 측정 상태 모니터링 장치가,
사용자로부터 측정된 생체신호를 수신하는 단계;
상기 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하는 단계;
상기 추출된 특징들 중 하나 또는 둘 이상의 조합에 대응하는 미리 설정된 판단 기준을 이용하여 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태 및 제2 상태 중의 하나에 해당하는지 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과를 기초로 상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계를 포함하고,
상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계는
상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 모두 제1 상태에 해당하면, 상기 수신된 생체신호의 측정 상태가 정상이라고 결정하고, 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합 중의 적어도 일부가 제2 상태에 해당하면 상기 생체신호의 측정 상태가 정상이 아니라고 결정하는 것을 포함하는, 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.A bio-signal measurement status monitoring device,
Receiving biometric signals measured from the user;
Extracting one or more features of waveform, period, and amplitude from the biosignal;
determining whether one or a combination of two or more of the extracted features corresponds to one of a first state and a second state using a preset judgment standard corresponding to one or a combination of two or more of the extracted features; and
Comprising the step of monitoring the measurement state of the biosignal based on the determination result,
The step of monitoring the measurement status of the biosignal is
If one or a combination of two or more of the extracted features all correspond to the first state, it is determined that the measurement state of the received biosignal is normal, and at least some of the one or a combination of two or more of the extracted features correspond to the first state. 2. A method for monitoring the measurement state of a biosignal, including determining that the measurement state of the biosignal is not normal when the state corresponds to state 2. 제17항에 있어서,
상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태 및 제2 상태 중의 하나에 해당하는지 판단하는 단계는
상기 생체신호로부터 파형 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 파형 자체 기준을 이용하여 상기 파형 특징이 제1 상태에 해당하는지 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.According to clause 17,
The step of determining whether one or a combination of two or more of the extracted features corresponds to one of the first state and the second state is
When a waveform feature is extracted from the biosignal, a biosignal measurement state monitoring method comprising the step of determining whether the waveform feature corresponds to a first state using a waveform standard personalized to the user. 제18항에 있어서,
상기 파형 특징이 제1 상태에 해당하는지 판단하는 단계는
미분 차수 정보를 기초로 현재 주기의 파형 및 기준 주기의 파형으로부터 각각 제1 파형 및 제2 파형을 획득하는 단계;
상기 획득된 제1 파형 및 제2 파형을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과 실패 조건을 만족하면 상기 파형 특징을 제2 상태에 해당하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.According to clause 18,
The step of determining whether the waveform characteristic corresponds to the first state is
Obtaining a first waveform and a second waveform from the waveform of the current period and the waveform of the reference period, respectively, based on differential order information;
Comparing the obtained first and second waveforms; and
A bio-signal measurement state monitoring method comprising the step of determining that the waveform feature corresponds to a second state if a failure condition is satisfied as a result of the comparison. 제19항에 있어서,
상기 파형을 비교하는 단계는
상기 제1 파형과 제2 파형 간의 유사도를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 유사도를 기초로 상기 실패 조건 만족 여부를 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법. According to clause 19,
The step of comparing the waveforms is
calculating similarity between the first waveform and the second waveform; and
A bio-signal measurement status monitoring method comprising the step of determining whether the failure condition is satisfied based on the calculated similarity. 제17항에 있어서,
상기 특징의 정상 여부를 판단하는 단계는
상기 생체신호로부터 주기 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 주기 자체 기준 및, 상기 생체신호를 통해 측정할 생체정보에 관한 일반적 기준인 주기 보편 기준 중의 적어도 하나를 이용하여 상기 주기 특징의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.According to clause 17,
The step of determining whether the above characteristics are normal is
When a cycle feature is extracted from the biosignal, it is determined whether the cycle feature is normal using at least one of the cycle standard personalized to the user and the cycle universal standard, which is a general standard for biometric information to be measured through the biosignal. A biosignal measurement status monitoring method including the step of determining. 제17항에 있어서,
상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태 및 제2 상태 중의 하나에 해당하는지 판단하는 단계는
상기 생체신호로부터 진폭 특징이 추출되면, 상기 사용자에 개인화된 진폭 자체 기준을 이용하여 상기 추출된 진폭 특징이 제1 상태에 해당하는지 판단하는 단계를 포함하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.According to clause 17,
The step of determining whether one or a combination of two or more of the extracted features corresponds to one of the first state and the second state is
When an amplitude feature is extracted from the biosignal, a biosignal measurement state monitoring method comprising the step of determining whether the extracted amplitude feature corresponds to a first state using an amplitude standard personalized to the user. 제17항에 있어서,
상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계는
상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태 및 제2 상태 중의 하나에 해당하는지 판단한 결과를 기초로 상기 생체신호 측정의 신뢰도 및 측정 상태 정보 중의 적어도 하나를 출력하는 생체신호 측정 상태 모니터링 방법.According to clause 17,
The step of monitoring the measurement status of the biosignal is
Biosignal measurement status monitoring that outputs at least one of the reliability of the biosignal measurement and measurement status information based on the result of determining whether one or a combination of two or more of the extracted features corresponds to one of the first state and the second state. method. 사용자의 피검체에 광을 조사하고 상기 피검체로부터 반사되는 광을 수광하여 생체신호를 측정하는 생체신호 측정부;
상기 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하고, 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합에 대응하는 미리 설정된 판단 기준을 이용하여 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태 및 제2 상태 중의 하나에 해당하는지 판단하고, 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 모두 제1 상태에 해당하면 상기 생체신호의 측정 상태가 정상이라고 결정하고, 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합 중의 적어도 일부가 제2 상태에 해당하면 상기 생체신호의 측정 상태가 정상이 아니라고 결정하며, 상기 생체신호의 측정 상태를 결정한 결과에 대응하는 미리 정의된 동작을 수행하는 프로세서; 및
상기 프로세서의 처리 결과를 디스플레이에 출력하는 출력부를 포함하는 생체정보 측정 장치.a bio-signal measurement unit that measures bio-signals by irradiating light to the user's subject and receiving light reflected from the subject;
One or more features of waveform, period, and amplitude are extracted from the biosignal, and one or a combination of two or more of the extracted features is determined using a preset judgment standard corresponding to one or a combination of two or more of the extracted features. It is determined whether it corresponds to one of the first state and the second state, and if one or a combination of two or more of the extracted features all correspond to the first state, it is determined that the measurement state of the bio-signal is normal, and the extracted feature A processor that determines that the measurement state of the bio-signal is not normal when at least part of one or a combination of two or more of them corresponds to the second state, and performs a predefined operation corresponding to the result of determining the measurement state of the bio-signal. ; and
A biometric information measurement device including an output unit that outputs the processing results of the processor on a display. 제24항에 있어서,
상기 생체신호 측정부는
피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원; 및
상기 피검체로부터 반사되는 광을 수광하는 하나 이상의 디텍터를 포함하는 생체정보 측정 장치.According to clause 24,
The biosignal measuring unit
One or more light sources that irradiate light to a subject; and
A biometric information measuring device including one or more detectors that receive light reflected from the subject. 제24항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 판단 기준에 포함된, 상기 사용자에 개인화 된 자체 기준 및 상기 생체신호를 이용하여 측정하고자 하는 생체정보에 대응하는 보편 기준 중의 적어도 하나를 이용하여 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태에 해당하는지 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로 측정 상태 정보를 출력하는 측정 상태 모니터링부를 포함하는 생체정보 측정 장치. According to clause 24,
The processor is
One or a combination of two or more of the extracted features is provided using at least one of the self-standard personalized to the user included in the judgment standard and the universal standard corresponding to the biometric information to be measured using the biosignal. A biometric information measurement device including a measurement status monitoring unit that determines whether status 1 is present and outputs measurement status information based on the determination result. 제26항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 출력된 측정 상태 정보를 기초로 생체신호 측정을 중단하거나 생체신호를 재측정하도록 상기 생체신호 측정부를 제어하는 측정 제어부; 및
상기 출력된 측정 상태 정보에 따라 상기 측정된 생체신호를 이용하여 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부를 더 포함하는 생체정보 측정 장치.According to clause 26,
The processor is
a measurement control unit that controls the bio-signal measurement unit to stop bio-signal measurement or re-measure the bio-signal based on the output measurement status information; and
A biometric information measuring device further comprising a biometric information measuring unit that measures biometric information using the measured biosignal according to the output measurement status information. 제27항에 있어서,
상기 생체정보는
심박수, 부정맥, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보 측정 장치.According to clause 27,
The biometric information is
A biometric information measuring device including one or more of heart rate, arrhythmia, blood pressure, vascular age, arteriosclerosis, aortic pressure waveform, vascular elasticity, stress index, and fatigue. 제24항에 있어서,
상기 판단 기준, 상기 측정된 생체신호, 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태에 해당하는지 판단한 결과, 상기 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 중의 하나 이상을 저장하는 저장부를 더 포함하는 생체정보 측정 장치.According to clause 24,
As a result of determining whether one or a combination of two or more of the judgment criteria, the measured biosignal, and the extracted features corresponds to the first state, storing one or more of the monitoring result of the biosignal measurement state and the biometric information measurement result. A biometric information measurement device further comprising a storage unit. 제24항에 있어서,
상기 미리 설정된 판단 기준, 상기 측정된 생체신호, 상기 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태에 해당하는지 판단한 결과, 상기 생체신호 측정 상태의 모니터링 결과 및 생체정보 측정 결과 중의 하나 이상을 외부 기기와 통신하는 통신부를 더 포함하는 생체정보 측정 장치.According to clause 24,
As a result of determining whether one or a combination of two or more of the preset judgment criteria, the measured biosignal, and the features correspond to the first state, one or more of the monitoring result of the biosignal measurement state and the biometric information measurement result are transmitted to an external device. A biometric information measuring device further comprising a communication unit that communicates with. 생체정보 측정 장치가,
사용자의 피검체에 광을 조사하고 상기 피검체로부터 반사되는 광을 수광하여 생체신호를 측정하는 단계;
상기 생체신호로부터 파형, 주기 및 진폭 중의 하나 이상의 특징을 추출하는 단계;
상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합에 대응하는 미리 설정된 판단 기준을 이용하여 상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계; 및
상기 모니터링 결과에 따라 미리 정의된 동작을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링 하는 단계는
상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 모두 제1 상태에 해당하면, 상기 생체신호의 측정 상태가 정상이라고 결정하고, 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합 중의 적어도 일부가 제2 상태에 해당하면 상기 생체신호의 측정 상태가 정상이 아니라고 결정하는 것을 포함하는, 생체정보 측정 방법.A biometric information measuring device,
Measuring biological signals by irradiating light to a user's subject and receiving light reflected from the subject;
Extracting one or more features of waveform, period, and amplitude from the biosignal;
Monitoring the measurement state of the bio-signal using a preset judgment standard corresponding to one or a combination of two or more of the extracted features; and
Comprising performing a predefined operation according to the monitoring results,
The step of monitoring the measurement status of the biosignal is
If one or a combination of two or more of the extracted features all correspond to the first state, it is determined that the measurement state of the biosignal is normal, and at least some of the one or a combination of two or more of the extracted features correspond to the second state. A method of measuring biometric information, including determining that the measurement state of the biosignal is not normal if applicable. 제31항에 있어서,
상기 생체신호의 측정 상태를 모니터링하는 단계는
상기 판단 기준에 포함된, 상기 사용자에 개인화 된 자체 기준 및 상기 생체신호를 이용하여 측정하고자 하는 생체정보에 대응하는 보편 기준 중의 적어도 하나를 이용하여 상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태에 해당하는지 판단하는 단계; 및
상기 추출된 특징들 중의 하나 또는 둘 이상의 조합이 제1 상태에 해당하는지 판단한 결과를 기초로, 동잡음 상태, 주변 광잡음 상태, 생체신호 비측정 상태, 부정맥 상태, 접촉압력 부적합 상태, 접촉불량 상태 및 정상 측정 상태 중의 적어도 하나를 포함하는 측정 상태 정보를 출력하는 단계를 포함하는 생체정보 측정 방법. According to clause 31,
The step of monitoring the measurement status of the biosignal is
One or a combination of two or more of the extracted features is provided using at least one of the self-standard personalized to the user included in the judgment standard and the universal standard corresponding to the biometric information to be measured using the biosignal. Determining whether it corresponds to state 1; and
Based on the result of determining whether one or a combination of two or more of the extracted features corresponds to the first state, the motion noise state, the ambient light noise state, the bio-signal non-measurement state, the arrhythmia state, the contact pressure inappropriate state, and the contact defect state. and outputting measurement state information including at least one of normal measurement states. 제32항에 있어서,
상기 미리 정의된 동작을 수행하는 단계는
상기 측정 상태 정보를 기초로, 생체신호의 측정 중단 또는 재측정을 제어하거나, 상기 측정된 생체신호를 기초로 생체정보를 측정하는 생체정보 측정 방법.According to clause 32,
The step of performing the predefined operation is
A method of measuring biometric information that controls stopping or re-measuring biosignals based on the measurement status information, or measures biometric information based on the measured biosignals. 제33항에 있어서,
상기 생체정보 측정 결과를 출력하는 단계를 더 포함하는 생체정보 측정 방법.
According to clause 33,
A biometric information measurement method further comprising outputting the biometric information measurement results.

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