KR20120057813A - Heart rate measurement method using optical pulse wave - Google Patents
Heart rate measurement method using optical pulse wave Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120057813A KR20120057813A KR1020100119324A KR20100119324A KR20120057813A KR 20120057813 A KR20120057813 A KR 20120057813A KR 1020100119324 A KR1020100119324 A KR 1020100119324A KR 20100119324 A KR20100119324 A KR 20100119324A KR 20120057813 A KR20120057813 A KR 20120057813A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pulse wave
- volume pulse
- heart rate
- optical
- light
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 50
- 238000009532 heart rate measurement Methods 0.000 title claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 12
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 9
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 5
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 2
- 206010002383 Angina Pectoris Diseases 0.000 description 1
- 201000001320 Atherosclerosis Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 206010020880 Hypertrophy Diseases 0.000 description 1
- 206010042434 Sudden death Diseases 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 208000008784 apnea Diseases 0.000 description 1
- 206010003119 arrhythmia Diseases 0.000 description 1
- 230000006793 arrhythmia Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000003238 esophagus Anatomy 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 235000012631 food intake Nutrition 0.000 description 1
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 1
- 210000002837 heart atrium Anatomy 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 208000010125 myocardial infarction Diseases 0.000 description 1
- 208000031225 myocardial ischemia Diseases 0.000 description 1
- 230000037368 penetrate the skin Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 210000003708 urethra Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
- A61B5/7207—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
최근 고단백, 고지방 식품 섭취로 인한 혈관의 노폐물 축적으로 동맥경화, 고혈압등에 의한 수면중 무호흡, 뇌졸중에 의한 돌연사는 과거에 비해 매우 빈번히 현대인에게 일어나는 추세이다. 이에 일상 생활 중 건강 상태를 지속적으로 감시하는 장치의 필요성이 증대되고, 이에 발맞춰 전자의료기기 산업의 발달에 따라, 일상 생활에서 건강을 감시하는 장치들이 속속 등장하고 있는 추세이다.Recently, apnea during sleep due to atherosclerosis, hypertension, and sudden death due to stroke due to high protein and high fat food intake accumulate more frequently than in the past. Accordingly, the necessity of a device for continuously monitoring the health condition in daily life is increasing, and according to the development of the electronic medical device industry, devices for monitoring the health in daily life are continuously appearing one after another.
순환계의 이상 유무를 진단하는 생체 신호의 측정 기술은 침습적(Invasive) 방법과 비침습적(Non-Invasive)방법으로 구분할 수 있다. 침습적 방법은 측정하고자 하는 신호의 계측을 위해 피부를 뚫거나, 식도, 기도, 요도, 혈관등 측정 센서 및 탐침을 삽입하는 방법이다. 이러한 방법들은 피검자의 인체에 여러 검침자를 삽입함으로 인해 피검자에게 불편함을 주게 된다. 이에 반해 비침습적 방법은 환자의 불편함과 고통을 최소화 시킬수 있는 방법으로 전극, 센서, 초음파 등 인체에 검침자를 대신하는 센서를 사용하여 측정하는 방법이다. 비침습적 방법의 발전을 통해 생체 신호의 측정 기술, 신호 처리 기술, 유무선 통신 및 멀티미디어 기술의 발전과 더불어 병원이라는 한정된 지역에서만 가능한 건강 관련 생체 신호를 의사, 간호사등 전문 의료 인력이 없는 지역 및 개인 주거 공간에서도 측정, 전송 및 저장을 통해 상시 의료 계측이 가능하게 하기위한 여러 가지 방법이 도입되고 있다.Biosignal measurement techniques for diagnosing abnormalities in the circulatory system can be classified into invasive and non-invasive methods. Invasive methods are to penetrate the skin, or insert measurement sensors and probes such as the esophagus, airways, urethra, and blood vessels to measure signals to be measured. These methods are inconvenient to the subject by inserting several probes into the human body of the subject. On the other hand, non-invasive method is a method that can minimize the discomfort and pain of the patient to measure by using a sensor instead of the probe to the human body such as electrodes, sensors, ultrasound. Through the development of non-invasive methods, the development of measurement technology, signal processing technology, wired / wireless communication, and multimedia technology, as well as the development of health-related bio signals only in a limited area, such as a hospital, are available in areas where there are no medical personnel such as doctors and nurses. Several methods are being introduced to enable continuous medical instrumentation through measurement, transmission and storage in space.
심장박동에 의해 발생하는 일반적인 광용적 맥파의 파형은 피부, 뼈, 조직, 정맥혈 및 비맥동 동맥혈에 의한 DC 성분과 동맥혈의 맥동에 의해 변화하는 AC 성분으로 나뉘어 지며, 여기에서 조직에서 일어나는 혈관의 혈류와 용적 변화는 심장박동변화와 동일하므로 동맥혈의 맥동에 의한 AC 신호를 추출하여 심장 박동을 검출할 수 있다. 상기 동맥혈의 맥동에 의한 AC 신호를 추출하여 심장 박동을 검출하는 비침습적 방법으로는 광학적 검출 방법, 전기적 검출 방법, 기계적 검출 방식이 있다.The waveform of the general light volume pulse wave generated by the heartbeat is divided into the DC component caused by skin, bone, tissue, venous blood and non-pulsated arterial blood, and the AC component changed by the pulsation of arterial blood, where the blood flow of blood vessels in the tissue Since the volume change is the same as the heart rate change, the heartbeat can be detected by extracting the AC signal caused by the pulsation of arterial blood. Non-invasive methods for detecting heart rhythm by extracting AC signals caused by pulsation of arterial blood include optical detection methods, electrical detection methods, and mechanical detection methods.
전기적 검출 방법은 피부 위에 전극을 부착하여 조직의 전기적 임피던스나 어드미턴스의 변화를 측정하는 방법으로 심장 박동을 측정 한다 전기적 검출 방법을 이용한 심장 박동 측정은 부정맥, 협심증, 심근경색 등의 허혈성 심장질환, 심방과 심실의 비대, 확장 등의 진단이 가능하나, 장치의 특성상 개인의 심박을 상시 측정하기에는 불편함이 많다.The electrical detection method is to measure the heart rate by attaching an electrode on the skin to measure the change in tissue electrical impedance or admittance. The heart rate measurement using the electrical detection method is performed for ischemic heart disease such as arrhythmias, angina pectoris, myocardial infarction, and atrium. Diagnosis of hypertrophy and enlargement of the ventricles is possible, but due to the nature of the device, it is inconvenient to constantly measure the heartbeat of an individual.
기계적 변환방법으로 피부를 통해 전달되는 맥동을 압전소자, 롯셀염 응용 센서, 반도체 압력 센서등 압력 변환 센서를 통해 심장박동을 검출하는 방식으로 변환기의 피부접촉의 밀착 정도에 따른 오차가 크게 발생되며, 장착 위치가 신체의 특정부위(손목, 가슴 등)로 제한되어 다양한 활용이 어려운 단점이 있다. 또한 활동량이 많은 운동시 지속적인 센서 위치를 보정해야하는 단점이 있다.The mechanical pulsation method detects heart pulsation through pressure transducers such as piezoelectric elements, rossel salt application sensors, and semiconductor pressure sensors. Since the mounting position is limited to a specific part of the body (wrist, chest, etc.), there are disadvantages in that it is difficult to use variously. In addition, there is a disadvantage in that a constant sensor position must be corrected during an active exercise.
이에 반해 광학적 검출 방식은 혈액의 헤모글로빈과 상관이 좋은 광을 피부에 가까운 동맥혈에 조사하여 검출하는 방법으로 구조적으로 간단하며 편리하게 측정이 가능하나 운동 또는 움직임 중에 발생되는 동적노이즈와의 구분이 어려운 문제점이 있다.On the other hand, the optical detection method is a method that detects light having good correlation with hemoglobin in blood by irradiating arterial blood close to the skin, which is simple and convenient in structure but difficult to distinguish from dynamic noise generated during exercise or movement. There is this.
심박 측정을 위한 비침습적(Non-Invasiv)방법 중 광용적맥파를 이용한 심박 측정 방법은 혈관 벽의 신전성의 단일 요소로 혈압을 추정하여 발생할 수 있는 오류를 제한하기 위해, 온도, 압력 및 광용적맥파 신호에 따른 혈압을 연산식으로 정의하여 보다 정확한 혈압을 측정할 수 있으며, 심전도 신호의 획득 없이, 반사파 도달 시간(ΔTDVP)을 이용하여 단지 용적 맥파(volume pulse)만을 이용한 혈압 추정법에 관한 연구들이 현재 진행되고 있다.One of the non-invasiv methods for measuring heart rate is the method of measuring heart rate using optical volume pulse waves to limit the errors that can occur by estimating blood pressure as a single component of the extension of the vessel wall. It is possible to measure blood pressure more precisely by defining the blood pressure according to the signal, and studies on blood pressure estimation using only volume pulse using the reflected wave arrival time (ΔTDVP) without acquiring an ECG signal It's going on.
본 발명은 광용적맥파를 활용한 구조적으로 간단하며 편리하게 심박 측정이 가능한 심박측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heart rate measurement device that is simple in structure and simple and convenient heart rate measurement using light volume pulse wave.
또한 본 발명은 일상생활 중 또는 운동 중 상시 착용이 가능한 광용적맥파를 활용한 심박측정 장치에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a heart rate measuring apparatus utilizing light volume pulse wave that can be worn at all times during daily life or exercise.
또한 본 발명은 광학적 검출 방식의 단점인 운동 중 발생되는 동잡음(동적 노이즈)에 의한 심박 측정 데이터 왜곡(distortion)을 최소화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention also relates to a method and apparatus for minimizing heart rate measurement data distortion due to dynamic noise (dynamic noise) generated during movement, which is a disadvantage of the optical detection method.
또한 본 발명은 일상생활 중 또는 운동 중 상시 착용이 가능한 광용적맥파를 활용한 센서에 관한 것이다.The present invention also relates to a sensor utilizing a light volume pulse wave that can be worn at all times during daily life or exercise.
본 발명은 병원이라는 한정된 지역에서만 가능한 건강 관련 생체 신호를 의사, 간호사등 전문 의료 인력이 없는 지역 및 개인 주거 공간에서도 측정, 전송 및 저장을 통해 상시 의료 계측이 가능하게 하기위한 생체 신호 측정, 전송 및 저장을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention is a bio-signal measurement, transmission and storage for enabling the measurement of health-related bio-signal available only in a limited area such as a hospital, doctors, nurses, etc. A method and apparatus for storage.
본 발명은 초소형 크기의 신호 입력부(센서)와 동잡음 제거를 위한 비교부 및 동잡음DB와 상기 신호입력부의 광원을 선택적으로 활성화 시키며, 측정된 심박 데이터를 기 연동된 모바일 기기로 송신하는 제어부로 구성되는 휴대용 광용적맥파를 활용한 심박측정 장치에 관한 것이다.The present invention is a control unit for selectively activating the signal input unit (sensor) and the comparison unit for removing the noise and the dynamic noise DB and the light source of the signal input unit and transmits the measured heart rate data to the interlocked mobile device The present invention relates to a heart rate measuring apparatus using a portable light volume pulse wave configured.
본 발명은 초소형 크기의 광원(Laser Diode)과 수광부(Photo Diode)의 조합으로 다양한 신체 부위에 착용 가능하며, 또한 일상생활뿐만 아니라 운동 중에도 사용 가능하도록 동잡음을 최소화 시키는 휴대용 광용적맥파를 활용한 심박측정 장치에 관한 것이다.The present invention can be worn on a variety of body parts by a combination of a small sized light source (Laser Diode) and a light-receiving portion (Photo Diode), and also utilizes a portable light volume pulse wave that minimizes the noise to be used during exercise as well as daily life. It relates to a heart rate measuring device.
또한 본 발명은 운동 중에도 사용 가능하도록 동잡음을 최소화시키기 위해 운동유형별 발생되는 동잡음을 기 설정 및 저장하여 운동 중 측정되는 광용적맥파와 동잡음을 구분하여 광용적맥파를 축출하기 위한 동잡음DB를 기 설정하여 활용하는 휴대용 광용적맥파를 활용한 심박측정 장치에 관한 것이다.In addition, the present invention by setting and storing the dynamic noise generated by each exercise type to minimize the dynamic noise so that it can be used during exercise by separating the optical volume pulse wave and the dynamic noise measured during exercise to extract the optical volume pulse wave dynamic noise DB The present invention relates to a heart rate measurement device using a portable light volume pulse wave.
또한 본 발명은 운동유형별 광용적맥파 측정주기(기 연동된 모바일 기기에 전송하기 전 측정할 광용적맥파의 개수) 및 전송 주기를 기 설정하고 광용적맥파와 동잡음이 혼합된 혼합 신호를 기 설정된 주기에 기 설정된 수량만큼 측정하면서 각각 BPF를 수행하고 상기 BPF를 수행한 혼합 신호에서 광용적맥파를 축출할 수 없으면 상기 BPF를 수행한 혼합 신호는 삭제하고 BPF를 수행한 혼합 신호에서 광용적맥파를 축출할 수 있으면 축출된 광용적맥파를 저장한 후 기 설정된 주기 및 수량만큼 상기 과정을 수행한 후 평균하여 기 연동된 모바일 기기로 전송하는 것을 특징으로 하는 광용적맥파를 이용한 심박측정 장치에 관한 것이다.In addition, the present invention is to set the optical volumetric pulse wave measurement cycle (number of optical volumetric pulse waves to be measured before transmitting to the mobile device interlocked) and transmission period for each exercise type, and set the mixed signal mixed with the optical volume pulse wave and the dynamic noise If each BPF is performed while measuring a predetermined number of cycles, and the optical volume pulse wave cannot be extracted from the mixed signal on which the BPF is performed, the mixed signal on which the BPF is performed is deleted and the optical volume pulse wave is removed from the mixed signal on which the BPF is performed. The apparatus relates to a heart rate measuring apparatus using optical volume pulse wave, characterized in that after storing the extracted optical volume pulse wave, if it can be evicted, performing the above process by a predetermined period and quantity, and transmitting the averaged amount to the linked mobile device. .
일상생활 중 또는 운동 중 상시 착용이 가능한 비침습적(Non-Invasiv)방법인 광용적맥파를 활용한 심박측정 장치를 활용하여 사용자가 불편함이나 고통 없이 실시간 원격진료 또는 u-Health 분야에 사용이 가능하다.It is possible to use in real-time telemedicine or u-Health field without the inconvenience or pain by utilizing the heart rate measuring device using optical volume pulse wave, a non-invasiv method that can be worn at all times during daily life or exercise. Do.
또한 본 발명은 비침습적(Non-Invasiv)방법인 광용적맥파를 활용한 심박측정방식을 사용함으로써 적은 비용으로 구현 가능하므로 모든 사람들이 사용할 수 있는 대중적인 실시간 건강관리 시스템을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can be implemented at low cost by using a heart rate measurement method using a non-invasiv method of light volume pulse wave can provide a popular real-time health care system that can be used by everyone.
또한 상기 심박측정 장치를 개인 휴대 모바일 기기와 연동시킴으로써 실시간 심박측정 데이터를 원하는 곳으로 전송 가능하여 운동과 같은 개인 휘트니스 분야 뿐만 아니라 원격진료 분야에도 병행 사용이 가능하다.In addition, it is possible to transmit the real-time heart rate measurement data to the desired place by interlocking the heart rate measurement device with a personal mobile device, so that it can be used in parallel with not only the personal fitness field such as exercise but also the remote medical field.
[도 1] 광용적맥파(PPG (photo-plethysmograph))를 이용한 심박측정 장치에 대한 블록도
[도 2] 광용적맥파(PPG (photo-plethysmograph))를 이용한 심박측정 장치의 신호 입력부의 일예에 대한 블록도
[도 3] 광용적맥파(PPG (photo-plethysmograph))를 이용한 심박측정 장치 기능에 대한 순서도
[도 4] 동잡은 DB를 사용하지 않는 심박측정 장치 기능에 대한 순서도1 is a block diagram of a heart rate measuring apparatus using a photo-plethysmograph (PPG)
2 is a block diagram of an example of a signal input unit of a heart rate measuring apparatus using a photo-plethysmograph (PPG)
Figure 3 is a flow chart for the function of the heart rate measurement device using a photo-plethysmograph (PPG)
[Figure 4] Flow chart for the heart rate measuring device function without using the DB
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and description will be described in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention. However, the drawings and the following description shown below are for the preferred method among various methods for effectively explaining the features of the present invention, the present invention is not limited only to the drawings and description below.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.In addition, preferred embodiments of the present invention to be carried out below are provided in each system functional configuration to efficiently describe the technical components constituting the present invention, or system functions that are commonly provided in the technical field to which the present invention belongs. The configuration will be omitted, and described mainly on the functional configuration to be additionally provided for the present invention.
도 1은 광용적맥파(PPG (photo-plethysmograph))를 이용한 심박측정 장치(100)에 대한 블록도이다1 is a block diagram of an apparatus 100 for measuring heart rate using a photo-plethysmograph (PPG).
제어부(105)는 운동유형(걷기, 조깅, 바이킹, 스키 등)에 대한 정보를 기 저장하고 있으며 사용자가 심박측정 장치(100)에 기 저장된 운동유형를 선택하고 사용할 수 있도록 한다. 사용자가 상기 심박측정 장치(100)와 연동되는 모바일 기기(125)에서 기 저장된 운동유형를 선택하여 상기 제어부(105)로 전송하면 상기 제어부(105)는 상기 사용자가 선택한 운동유형에 따라 신호입력부(200)의 광원들(210, 215, 220)중 상기 운동유형에 최적인 광원(광원1 또는 광원2 또는 광원3 또는 광원 1?3의 조합)을 사용하도록 하여 상기 사용자가 선택한 운동유형에 따라 최소 전력으로 동잡음의 영향을 최소화 하도록 한다. 또한 상기 제어부(105)는 사용자가 선택한 운동유형에 따라 동잡음DB(120)에 기 저장되어 있는 운동유형별 동잡음 데이터를 미리 검색하여 사용할 준비를 한다.The controller 105 stores information about an exercise type (walking, jogging, biking, skiing, etc.) in advance and allows a user to select and use an exercise type previously stored in the heart rate measuring apparatus 100. When the user selects a pre-stored exercise type from the mobile device 125 linked with the heart rate measuring apparatus 100 and transmits the pre-stored exercise type to the control unit 105, the control unit 105 uses the
신호입력부(200)는 광용적맥파를 입력 받아 비교부(110)로 전송하며, 상기 신호입력부(105)로부터 광용적맥파를 입력받은 비교부(110)는 상기 광용적맥파를 Band Pass Filtering(이하 BPF)한 후 상기 광용적맥파가 동잡음이 없는 일반 심박신호인지 동잡음이 포함되어 있지만 인식 가능한 신호인지와 동잡음이 포함되어 인식이 어려운 혼합 신호인지를 판단한 후 상기 광용적맥파가 동잡음이 없는 일반 심박신호이거나 동잡음이 포함되어 있지만 인식 가능한 신호이면 상기 광용적맥파를 제어부(105)로 전송한다. 만약 상기 광용적맥파가 동잡음이 포함되어 인식이 어려운 혼합 신호이면 동잡음 DB(120)에서 상기 운동유형별로 기 저장된 동잡음 샘플과 비교하여 상기 인식이 어려운 혼합 신호에서 동잡음 신호를 제거하여 인식이 가능한 광용적맥파 신호로 변환하여 제어부(105)로 전송한다. 상기 비교부(110)에서 광용적맥파 신호를 전송 받은 제어부(105)는 상기 전송받은 광용적맥파 신호를 저장 및 전송부(115)에 저장하거나 유.무선 통신 방식을 사용하여 기 연동된 모바일 기기(125))로 전송하는 기능을 수행한다. 또한 제어부(105)는 상기 기 연동된 모바일 기기(125)에서 상기 동잡음 DB(120)의 내용을 갱신 하기위해 전송하는 데이터를 상기 저장 및 전송부(115)로부터 전송 받아 상기 동잡음 DB(120)를 갱신하는 기능을 수행한다.The
도 2는 광용적맥파(PPG (photo-plethysmograph))를 이용한 심박측정 장치(100)의 신호 입력부(200)의 일예에 대한 블록도이며, 상기 광용적맥파(PPG)를 이용한 심박측정 장치(100)의 사용 용도에 따라 광원(210, 215, 220)의 수량 및 위치와 수광부(225)의 수량 및 위치가 다양할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 자명할 것이다.FIG. 2 is a block diagram of an example of the
걷기와 같은 운동유형은 조깅이나 스키와 같이 움직임이 많은 운동유형에 비해 상기 광용적맥파에 동잡음이 많이 포함되어 있지 않다. 또한 상기 심박측정 장치(100)를 귀 또는 이마 부분에 착용하는 것은 손목이나 발목에 착용하는 것보다 동잡음 영향을 크게 덜 받게 된다. 상기와 같이 움직임이 많지 않은 운동유형이나 심박측정기 착용위치가 움직임이 많지 않은 신체 부위이면 제어부(105)에서 상기 광원들(210, 215, 220)의 수량을 최소 수량으로 사용하도록 하고 상기의 움직임이 많은 운동유형이나 상기 심박측정기 착용 위치가 동잡음의 영향을 많이 받는 위치인 경우에는 상기 광원(210, 215, 220)을 더 사용하도록 기 설정된 운동유형 및 심박측정기(100) 착용위치별로 상기 광원들(210, 215, 220)의 사용 유무를 제어부(105)에서 제어하게 된다. 수광부(225)는 광원에서 피부에 가까운 동맥혈에 조사한 적색광 또는 근적외광의 반사 신호(광용적맥파)를 입력 받아 비교부(110)로 전송하는 기능을 수행한다.An exercise type such as walking does not include much noise in the light volume pulse wave compared to an exercise type having a lot of movement such as jogging or skiing. In addition, wearing the heart rate measuring device 100 on the ear or forehead portion is significantly less affected by the noise than wearing on the wrist or ankle. If the movement type or the heart rate monitor wearing position is not much movement as described above, the controller 105 uses the quantity of the
도 3은 광용적맥파(PPG (photo-plethysmograph))를 이용한 심박측정 장치 기능에 대한 순서도이다.Figure 3 is a flow chart of the function of the heart rate measurement device using a photo-plethysmograph (PPG).
사용자가 상기 심박측정 장치와 기 연동된 모바일 기기에서 운동유형을 선택하면(300) 상기 모바일 기기에서 상기 사용자가 선택한 운동유형에 대한 정보를 상기 심박측정 장치 제어부로 전송하고 상기 운동유형에 대한 정보를 전송 받은 제어부는 신호입력부의 광원들 중 사용할 광원들에 대한 전원을 공급함으로써 운동 준비를 완료한다.(305) 상기 심박측정 장치는 광용적맥파를 기 설정된 주기마다 측정하여(310) 상기 측정된 광용적맥파가 동잡음이 없는 일반 심박신호인지 또는 동잡음이 포함되어 있지만 인식 가능한 신호인지와 동잡음이 포함되어 인식이 어려운 혼합 신호인지를 판단하여(315) 상기 측정된 광용적맥파가 동잡음이 없는 일반 심박신호이거나 또는 동잡음이 포함되어 있지만 인식 가능한 신호이면 상기 측정된 광용적맥파를 저장 및 전송부에 저장하거나 기 연동된 모바일 기기로 기 설정된 주기로 전송한다.(325) 만일 상기 측정된 광용적맥파가 동잡음이 포함되어 인식이 어려운 혼합 신호이면 동잡음 DB에서 상기 운동유형별로 기 저장된 동잡음 샘플과 비교하여(355) 상기 인식이 어려운 혼합 신호에서 동잡음 신호를 제거하여 인식이 가능한 광용적맥파 신호로 변환한 후(360) 제어부에 저장하거나 기 연동된 모바일 기기로 기 설정된 주기로 전송한다.(325) 상기 심박측정 장치와 기 연동된 모바일 기기에서 운동종료 명령이 있는지 확인하여(330) 운동종료 명령이 수신되었으면(335) 상기 심박측정 장치의 동작을 종료하며(345) 만일 운동종료 명령 수신이 없으면(340) 다시 광용적맥파 측정 과정을 기 설정된 시간 주기마다 반복적으로 수행한다.(310)When the user selects an exercise type in a mobile device that is linked with the heart rate measuring device (300), the mobile device transmits information about the exercise type selected by the user to the heart rate measuring device controller and transmits the information about the exercise type. The received control unit completes the exercise preparation by supplying power to the light sources to be used among the light sources of the signal input unit (305). The heart rate measuring device measures the optical volume pulse wave at a predetermined period (310). It is determined whether the volumetric pulse wave is a general heartbeat signal without dynamic noise or a mixed signal containing dynamic noise but recognizable signal and whether the volumetric pulse wave includes dynamic noise (315). If the normal heartbeat signal is missing or if the noise is included but the signal is recognizable, the measured optical volume pulse wave is stored and (325) If the measured optical volume pulse wave is a mixed signal that is difficult to recognize due to dynamic noise, the pre-stored dynamic noise in the dynamic noise DB is stored. In comparison with the sample (355), the dynamic noise signal is removed from the mixed signal that is difficult to recognize, and converted into a recognizable optical pulse wave signal (360), and then stored in the control unit or transmitted to a pre-set mobile device. (325) Check whether there is an exercise end command in the mobile device linked with the heart rate measuring device (330) If the exercise end command is received (335) and ends the operation of the heart rate measuring device (345) If the exercise end command received If there is no (340), the optical volume pulse wave measurement process is repeatedly performed at each preset time period (310).
도 4는 동잡은 DB를 사용하지 않는 심박측정 장치 기능에 대한 순서도이다.4 is a flow chart of a heart rate measurement device function without using a congested DB.
사용자가 심박측정 장치와 기 연동된 모바일 기기에서 운동유형을 선택하면(400) 상기 모바일 기기에서 상기 사용자가 선택한 운동유형에 대한 정보를 상기 심박측정 장치 제어부로 전송하고 상기 운동유형에 대한 정보를 전송 받은 제어부는 신호입력부의 광원들 중 사용할 광원들을 선택하며(405), 또한 상기 운동유형별 상기 광용적맥파 측정주기(기 연동된 모바일 기기에 전송하기 전 측정할 광용적맥파의 개수) 및 전송 주기를 설정한다.(410) 상기 심박측정 장치는 광용적맥파와 동잡음이 혼합된 혼합 신호를 기 설정된 주기에 기 설정된 수량만큼 측정하면서 각각 BPF를 수행하고(415) 상기 BPF를 수행한 혼합 신호에서 광용적맥파를 축출할 수 없으면 상기 BPF를 수행한 혼합 신호는 버린다. 만일 상기 BPF를 수행한 혼합 신호에서 광용적맥파를 축출할 수 있으면 축출된 광용적맥파를 저장한 후 최종 주기 및 수량만큼 상기 과정을 수행한 후 평균하여 기 연동된 모바일 기기로 전송한다.When the user selects an exercise type in the mobile device that is linked with the heart rate measuring device (400), the mobile device transmits information on the exercise type selected by the user to the heart rate control unit and transmits the information about the exercise type. The received control unit selects light sources to be used among the light sources of the signal input unit (405), and also calculates the optical volume pulse wave measurement period (the number of optical volume pulse waves to be measured before transmitting to the linked mobile device) and transmission period by motion type. (410) The heart rate measuring apparatus performs BPF while measuring the mixed signal of the optical volume pulse wave and the dynamic noise by a predetermined amount in a predetermined period (415), and the optical signal from the mixed signal that performs the BPF If the volumetric pulse wave cannot be evicted, the mixed signal on which the BPF is performed is discarded. If the optical volume pulse wave can be extracted from the mixed signal on which the BPF has been performed, the extracted optical volume pulse wave is stored, and the above-described procedure is performed by the final period and quantity, and averaged and transmitted to the interlocked mobile device.
Claims (5)
심박측정 장치와 기 연동된 모바일 기기에서 운동유형을 선택하여 심박측정장치로 전송하는 단계; 및
상기 모바일 기기에서 전송 받은 운동유형을 기준으로 심박측정 장치에서 광용적맥파를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 광용적맥파(심박 데이터)를 기 연동된 모바일 기기로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광용적맥파를 활용한 심박측정 방법.The method for measuring heart rate by irradiating red or near-infrared light to arterial blood close to the skin to obtain a mixed signal including light volume pulse wave and dynamic noise and extracting the light volume pulse wave from the obtained mixed signal
Selecting an exercise type from a mobile device linked with the heart rate measuring device and transmitting the exercise type to the heart rate measuring device; And
Measuring an optical volume pulse wave at a heart rate measuring apparatus based on the exercise type received from the mobile device; And
And transmitting the measured optical volume pulse wave (heart rate data) to a pre-connected mobile device.
신호 입력부에서 측정된 혼합 신호로부터 동잡음을 제거하여 광용적맥파를 추출하여 제어부로 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광용적맥파를 활용한 심박측정 방법.The method of claim 1
And removing the optical noise from the mixed signal measured by the signal input unit, extracting the optical volume pulse wave, and transmitting the optical volume pulse wave to the controller.
사용자가 선택한 운동유형에 따라 제어부에서 신호 입력부의 광원들 중 상기 사용자가 선택한 운동유형에 최적인 광원(광원1 또는 광원2 또는 광원3 또는 광원1?3의 조합)을 선택적으로 사용하도록 하는 단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광용적맥파를 활용한 심박측정 방법.The method of claim 1
Selectively controlling a light source (a combination of light source 1 or light source 2 or light source 3 or light source 1 to 3) selected from the light sources of the signal input unit by the control unit according to the motion type selected by the user; Heart rate measurement method using a light volume pulse wave, characterized in that further comprises a.
운동유형별 발생되는 동잡음에 대한 데이터를 저장 관리하며 또한 상기 동잡음 데이터를 비교부로 전송하여 신호 입력부에서 측정한 혼합 신호에서 동잡음 신호를 제거한 광용적맥파를 추출하도록 하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광용적맥파를 활용한 심박측정 방법.The method of claim 1,
Storing and managing data on the dynamic noise generated by the exercise type and transmitting the dynamic noise data to the comparator to extract the optical volume pulse wave from which the dynamic noise signal is removed from the mixed signal measured by the signal input unit. Heart rate measurement method using the optical pulse wave.
동잡은 DB를 사용하지 않고 다양한 운동유형별 심박측정을 구현하기 위해서 운동유형별 광용적맥파 측정주기(기 연동된 모바일 기기에 전송하기 전 측정할 광용적맥파의 개수) 및 전송 주기를 기 설정하는 단계; 및
상기 측정주기 동안 광용적맥파와 동잡음이 포함된 혼합 신호에서 광용적맥파의 추출이 가능한지를 판단하여 상기 광용적맥파의 추출이 불가능하면 상기 측정된 혼합 신호를 제거하고 상기 광용적맥파의 추출이 가능하면 상기 측정된 혼합 신호에서 광용적맥파를 추출하는 단계; 및
상기 기 설정된 주기 및 수량만큼 광용적맥파 측정 과정을 수행한 후, 측정된 광용적맥파를 저장 또는 기 연동된 모바일 기기로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광용적맥파를 활용한 심박측정 방법.The method of claim 1
Setting a light volume pulse wave measurement cycle for each exercise type (the number of light volume pulse waves to be measured before transmitting to a linked mobile device) and a transmission cycle in order to implement heart rate measurement for each exercise type without using the DB; And
During the measurement period, it is determined whether the optical volume pulse wave can be extracted from the mixed signal including the optical volume pulse wave and the dynamic noise, and if it is impossible to extract the optical volume pulse wave, the measured mixed signal is removed and the extraction of the optical volume pulse wave is performed. If possible, extracting a light volume pulse wave from the measured mixed signal; And
After performing the optical volume pulse wave measurement process by the predetermined period and quantity, heart rate measurement using optical volume pulse wave, characterized in that it comprises the step of transmitting the measured optical volume pulse wave to a mobile device linked or stored Way.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100119324A KR20120057813A (en) | 2010-11-29 | 2010-11-29 | Heart rate measurement method using optical pulse wave |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100119324A KR20120057813A (en) | 2010-11-29 | 2010-11-29 | Heart rate measurement method using optical pulse wave |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100119300A Division KR20120057797A (en) | 2010-11-29 | 2010-11-29 | Heart rate measurement device using optical pulse wave |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120057813A true KR20120057813A (en) | 2012-06-07 |
Family
ID=46609543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100119324A KR20120057813A (en) | 2010-11-29 | 2010-11-29 | Heart rate measurement method using optical pulse wave |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20120057813A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2547736A (en) * | 2016-07-01 | 2017-08-30 | Polar Electro Oy | Photoplethysmographic sensor configuration |
US10349847B2 (en) | 2015-01-15 | 2019-07-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for detecting bio-information |
US10357165B2 (en) | 2015-09-01 | 2019-07-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for acquiring bioinformation and apparatus for testing bioinformation |
US10405806B2 (en) | 2015-03-06 | 2019-09-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for and method of measuring blood pressure |
US10568527B2 (en) | 2014-09-03 | 2020-02-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for and method of monitoring blood pressure and wearable device having function of monitoring blood pressure |
US10820858B2 (en) | 2016-10-12 | 2020-11-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating biometric information |
WO2021107727A1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 정태화 | Smart band for performing cardiac arrest determination via motion noise and cardiac arrest management system using same |
KR20230114085A (en) | 2022-01-24 | 2023-08-01 | 경희대학교 산학협력단 | Method for measuring non-contact heart rate and computing device for executing the method |
KR20240049420A (en) | 2022-10-08 | 2024-04-16 | 정수인 | a safe dryer |
-
2010
- 2010-11-29 KR KR1020100119324A patent/KR20120057813A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10568527B2 (en) | 2014-09-03 | 2020-02-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for and method of monitoring blood pressure and wearable device having function of monitoring blood pressure |
US10349847B2 (en) | 2015-01-15 | 2019-07-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for detecting bio-information |
US10405806B2 (en) | 2015-03-06 | 2019-09-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for and method of measuring blood pressure |
US10357165B2 (en) | 2015-09-01 | 2019-07-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for acquiring bioinformation and apparatus for testing bioinformation |
US10602937B2 (en) | 2016-07-01 | 2020-03-31 | Polar Electro Oy | Photoplethysmographic sensor configuration |
GB2547736B (en) * | 2016-07-01 | 2018-06-20 | Polar Electro Oy | Photoplethysmographic sensor configuration |
GB2547736A (en) * | 2016-07-01 | 2017-08-30 | Polar Electro Oy | Photoplethysmographic sensor configuration |
US10820858B2 (en) | 2016-10-12 | 2020-11-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating biometric information |
US11666277B2 (en) | 2016-10-12 | 2023-06-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating biometric information |
WO2021107727A1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 정태화 | Smart band for performing cardiac arrest determination via motion noise and cardiac arrest management system using same |
KR20210067655A (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-08 | 정태화 | Smart band to perform cardiac arrest judgment through dynamic noise and cardiac arrest management system using the same |
KR20230114085A (en) | 2022-01-24 | 2023-08-01 | 경희대학교 산학협력단 | Method for measuring non-contact heart rate and computing device for executing the method |
KR20240049420A (en) | 2022-10-08 | 2024-04-16 | 정수인 | a safe dryer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210030372A1 (en) | Methods to estimate the blood pressure and the arterial stiffness based on photoplethysmographic (ppg) signals | |
KR20120057813A (en) | Heart rate measurement method using optical pulse wave | |
JP2022176978A (en) | Physiological monitor for monitoring patients undergoing hemodialysis | |
US20160270668A1 (en) | Systems and apparatuses for monitoring blood pressure in real time | |
US20090024044A1 (en) | Data recording for patient status analysis | |
US20190142286A1 (en) | Photoplethysmographic wearable blood pressure monitoring system and methods | |
US20080312542A1 (en) | Multi-sensor array for measuring blood pressure | |
US10368772B2 (en) | Handheld physiological sensor | |
CN104640498A (en) | Mobile cardiac health monitoring | |
CA2912358A1 (en) | Mobile device system for measurement of cardiovascular health | |
KR100877207B1 (en) | Apparatus for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness | |
US10092227B2 (en) | Handheld physiological sensor | |
KR100855043B1 (en) | Method for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness | |
WO2021154936A1 (en) | Simultaneous monitoring of ecg & bioimpedance via shared electrodes | |
KR20080044223A (en) | Apparatus for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness | |
CN210408412U (en) | Portable dynamic cardiovascular parameter acquisition equipment | |
US10736523B2 (en) | Handheld physiological sensor | |
US20170188859A1 (en) | Handheld physiological sensor | |
US20220249055A1 (en) | Non-invasive, real-time, beat-to-beat, ambulatory blood pressure monitoring | |
KR100877212B1 (en) | Apparatus for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness | |
CN209733969U (en) | Pulse wave propagation time measuring equipment | |
KR20120057797A (en) | Heart rate measurement device using optical pulse wave | |
US20200297225A1 (en) | Vital sign measurement device | |
CN211187185U (en) | Combined type physiological detection device | |
CN210408404U (en) | Dynamic sphygmomanometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
WITN | Withdrawal due to no request for examination |