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KR20200077932A - 심혈관 정보 추정 장치 및 방법 - Google Patents

심혈관 정보 추정 장치 및 방법 Download PDF

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KR20200077932A
KR20200077932A KR1020180167338A KR20180167338A KR20200077932A KR 20200077932 A KR20200077932 A KR 20200077932A KR 1020180167338 A KR1020180167338 A KR 1020180167338A KR 20180167338 A KR20180167338 A KR 20180167338A KR 20200077932 A KR20200077932 A KR 20200077932A
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김연호
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삼성전자주식회사
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Abstract

심혈관 정보 추정 장치 및 방법이 개시된다. 일 양상에 따른 심혈관 정보 추정 장치는 피검체의 맥파 신호를 획득하는 맥파 획득부와, 상기 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하고, 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 기반으로 상기 피검체의 심혈관 정보를 추정하는 프로세서를 포함한다.

Description

심혈관 정보 추정 장치 및 방법{Apparatus and method for estimating cardiovascular information}
심혈관 정보 추정을 위한 장치 및 방법과 관련된다.
고령화 사회로의 빠른 진입과 이에 따른 의료비 증가 등의 사회적 문제로 인해 헬스케어 기술이 많은 관심을 받고 있다. 이에 따라 병원이나 검사 기관에서 활용할 수 있는 의료 기기뿐만 아니라, 개인이 휴대할 수 있는 소형 의료 기기가 개발되고 있다. 또한, 이러한 소형 의료 기기는 사용자에게 착용되어, 혈압 등과 같은 심혈관계 건강 상태를 직접 측정할 수 있는 웨어러블 디바이스(wearable device)의 형태로 보급되어, 사용자가 직접 심혈관계 건강 상태를 측정하고 관리하는 것을 가능하게 하고 있다.
따라서 최근에는 기기의 소형화를 위해 생체 신호를 분석하여 혈압을 추정하는 방식에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
생체 신호의 품질이 좋지 않은 경우에도 안정적으로 심혈관 특징값을 추출하여 심혈관 정보를 추정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 심혈관 정보 추정 장치는, 피검체의 맥파 신호를 획득하는 맥파 획득부와, 상기 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하고, 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 기반으로 상기 피검체의 심혈관 정보를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 맥파 획득부는, 상기 피검체에 광을 조사하는 광원과, 상기 피검체로부터 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득하는 광 검출기를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하고, 그 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 기준점으로 판단할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하고, 상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내의 극소점을 판단하고, 상기 판단된 극소점의 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 기준점으로 판단할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하고, 상기 맥파 시작점에서 제1 기간 이후의 지점, 상기 최대 상승 기울기 지점, 및 상기 최대 상승 기울기 지점에서 제2 기간 이전 또는 이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 맥파 신호의 최소점, 또는 상기 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 상기 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점을 맥파 시작점으로 검출할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점에 대응하는 맥파 신호 크기, 맥파 시작점에서 제3 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제4 기간 이전 또는 이후 지점의 맥파 신호 크기, 및 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 상기 맥파 신호 또는 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 정규화할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 판단된 맥파 신호의 면적에서 그 면적에 포함된 상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 면적을 제거할 수 있다.
상기 심혈관 정보는, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 상기 심혈관 정보를 추정할 수 있다.
상기 프로세서는, 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용하여 상기 심혈관 정보를 추정할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 획득된 맥파 신호에서 잡음을 제거할 수 있다.
다른 양상에 따른 심혈관 정보 추정 방법은, 피검체의 맥파 신호를 획득하는 단계와, 상기 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계와, 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 기반으로 상기 피검체의 심혈관 정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피검체의 맥파 신호를 획득하는 단계는, 상기 피검체에 광을 조사하는 단계와, 상기 피검체로부터 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계는, 상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하는 단계와, 상기 판단된 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 기준점으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하는 단계는, 상기 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하는 단계와, 상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내의 극소점을 판단하는 단계와, 상기 극소점의 시간을 진행파 성분의 최대점의 시간으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계는, 상기 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하는 단계와, 상기 맥파 시작점에서 제1 기간 이후의 지점, 상기 최대 상승 기울기 지점, 및 상기 최대 상승 기울기 지점에서 제2 기간 이전 또는 이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하는 단계는, 상기 맥파 신호의 최소점, 또는 상기 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 상기 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점을 맥파 시작점으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
심혈관 정보 추정 방법은, 상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점에 대응하는 맥파 신호 크기, 맥파 시작점에서 제3 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제4 기간 이전 또는 이후 지점의 맥파 신호 크기, 및 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 상기 맥파 신호 또는 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 정규화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
심혈관 정보 추정 방법은, 상기 판단된 맥파 신호 면적에서 그 면적에 포함된 상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 면적을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 심혈관 정보는, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 심혈관 정보를 추정하는 단계는, 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 상기 심혈관 정보를 추정할 수 있다.
상기 심혈관 정보를 추정하는 단계는, 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용하여 상기 심혈관 정보를 추정할 수 있다.
심혈관 정보 추정 방법은, 상기 획득된 맥파 신호에서 잡음을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 양상에 따른 심혈관 정보 추정 장치는, 피검체의 맥파 신호를 획득하는 맥파 획득부와, 상기 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하고, 상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하면 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하고, 상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하지 않으면 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 맥파 획득부는, 상기 피검체에 광을 조사하는 광원과, 상기 피검체로부터 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득하는 광 검출기를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 제1 동작 모드에서, 상기 2차 미분 신호를 분석하여 적어도 하나의 특징값을 추출하고, 추출된 적어도 하나의 특징값을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정할 수 있다.
상기 프로세서는, 제1 동작 모드에서, 상기 2차 미분 신호를 분석하여 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간을 판단하고, 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간에 각각 대응하는 맥파 신호의 크기를 판단하고, 진행파 성분의 최대점 시간, 진행파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기, 반사파 성분의 최대점 시간, 반사파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기 중 적어도 하나를 조합하여 적어도 하나의 특징값을 추출할 수 있다.
상기 프로세서는, 제2 동작 모드에서, 상기 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하고, 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하고, 맥파 시작점에서 제1 기간 이후의 지점, 최대 상승 기울기 지점, 및 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전 또는 이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 맥파 신호의 최소점, 또는 상기 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 상기 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점을 맥파 시작점으로 검출할 수 있다.
상기 프로세서는, 제2 동작 모드에서, 맥파 시작점에서 제1 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전 또는 이후 지점의 맥파 신호 크기, 및 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 상기 맥파 신호 또는 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 정규화할 수 있다.
또 다른 양상에 따른 심혈관 정보 추정 방법은, 피검체의 맥파 신호를 획득하는 단계와, 상기 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하는 단계와, 상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하면 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계와, 상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하지 않으면 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피검체의 맥파 신호를 획득하는 단계는, 상기 피검체에 광을 조사하는 단계와, 상기 피검체로부터 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계는, 상기 2차 미분 신호를 분석하여 적어도 하나의 특징값을 추출하는 단계와, 상기 추출된 적어도 하나의 특징값을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 특징값을 추출하는 단계는, 상기 2차 미분 신호를 분석하여 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간을 판단하는 단계와, 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간에 각각 대응하는 맥파 신호의 크기를 판단하는 단계와, 진행파 성분의 최대점 시간, 진행파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기, 반사파 성분의 최대점 시간, 반사파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기 중 적어도 하나를 조합하여 적어도 하나의 특징값을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계는, 상기 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계와, 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계는, 상기 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하는 단계와, 맥파 시작점에서 제1 기간 이후의 지점, 최대 상승 기울기 지점, 및 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전 또는 이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하는 단계는, 상기 맥파 신호의 최소점, 또는 상기 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 상기 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점을 맥파 시작점으로 검출할 수 있다.
상기 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계는, 맥파 시작점에서 제1 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전 또는 이후 지점의 맥파 신호 크기, 및 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 상기 맥파 신호 또는 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 정규화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
생체 신호의 품질이 좋지 않은 경우에도 안정적으로 심혈관 특징값을 추출하여 심혈관 정보를 추정할 수 있다.
도 1은 맥파 신호의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 심혈관 정보 추정 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 맥파 획득부의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 기준점 판단의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 기준점 판단의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 심혈관 특징값의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 심혈관 정보 추정 장치의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 8는 심혈관 정보 추정 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 심혈관 정보 추정 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 12는 심혈관 정보 추정 장치의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 13은 제1 동작 모드에서 추출되는 제1 특징 및 제2 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13의 Pn(P1, P2, P3) 및 Tn(T1, T2, T3)를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 13의 Pmax 및 Tmax를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 심혈관 정보 추정 방법의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 17은 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 18은 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 설명이 실시예의 이해를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
한편, 각 단계들에 있어, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 수행될 수 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
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 포함하고, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주 기능별로 구분한 것에 불과하다. 즉, 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있다. 각 구성부는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 심혈관 정보 추정 장치는 소프트웨어 모듈로 구현되거나 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때, 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 장치, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 1은 맥파 신호의 일 실시예를 도시한 도면이다. 상세하게는 도 1은 광전용적맥파(Photoplethysmogram, PPG) 신호의 일 실시예를 도시한다.
도 1을 참조하면, PPG 신호(100)의 파형은 심장에서 출발하여 신체 말단부로 진행하는 혈액에 기인하는 진행파(propagation wave) 성분(110)과 신체 말단부에서 다시 되돌아오는 혈액에 기인하는 반사파(reflection) 성분(120 내지 150)의 중첩으로 구성될 수 있다. 도시된 예의 경우, PPG 신호(100)는 5개의 성분 펄스(component pulse)들(110 내지 150)의 중첩으로 구성된다.
혈압은 심장으로부터 단위 시간당 박출되는 심박출량(Cardiac Output, CO)과 총혈관저항(Total Peripheral Resistance, TPR)에 의해 결정될 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
는 좌심실과 우심방 간의 혈압 차이를,
Figure pat00003
는 심박출량을,
Figure pat00004
은 총혈관저항을 각각 나타낼 수 있다.
즉, 심박출량이 변화하거나 및/또는 총혈관저항이 변화하는 경우 혈압은 변화하게 된다. 따라서, PPG 신호(100)로부터 심박출량과 관련된 특징값 및/또는 총혈관저항과 관련된 특징값을 추출하고 추출된 특징값을 이용하여 혈압을 추정하는 것이 가능하다.
도 2는 심혈관 정보 추정 장치의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 3은 맥파 획득부의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 4는 기준점 판단의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 기준점 판단의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 획득부(210) 및 프로세서(220)를 포함할 수 있다. 여기서 프로세서(220)는 하나 이상의 프로세서, 메모리 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
맥파 획득부(210)는 피검체의 맥파 신호를 획득할 수 있다. 여기서 맥파 신호는 PPG 신호일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 맥파 획득부(210)는 맥파 신호를 측정 및/또는 저장하는 외부 장치로부터 피검체의 맥파 신호를 수신할 수 있다. 이때, 맥파 획득부(210)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 등 다양한 통신 기술을 이용할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 맥파 획득부(210)는 피검체에 소정 파장의 광을 조사하고, 피검체로부터 반사 또는 산란되어 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 측정할 수 있다. 이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 맥파 획득부(210)는 광원(310) 및 광 검출기(320)를 포함할 수 있다.
광원(310)은 가시광선(visible ray) 또는 근적외선(Near Infrared Ray)을 피검체에 조사할 수 있다. 그러나, 측정 목적에 따라 광원(310)에서 조사되는 광의 파장은 달라질 수 있다. 그리고 광원은 반드시 단일의 발광체로 구성될 필요는 없으며, 다수의 발광체의 집합으로 구성될 수도 있다. 광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode), 또는 형광체 등으로 형성될 수 있다.
광 검출기(320)는 피검체로부터 반사 또는 산란되어 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 측정할 수 있다. 광 검출기(320)는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor) 또는 전자 결합 소자(charge-coupled device, CCD)등으로 형성될 수 있다. 광 검출기(320)는 반드시 하나의 소자로 구성될 필요는 없으며, 다수의 소자들이 모여 어레이 형태로 구성될 수도 있다.
광원 및 광 검출기의 개수 및 배열 형태 등은 다양하며 측정 목적 및 맥파 획득부(210)가 탑재되는 전자 장치의 크기와 형태 등에 따라 변경될 수 있다.
프로세서(220)는 심혈관 정보 추정 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(220)는 설정된 주기 또는 사용자 요청에 따라 맥파 획득부(210)를 제어하여 피검체의 맥파 신호를 획득할 수 있다.
프로세서(220)는 획득된 맥파 신호에서 잡음을 제거할 수 있다. 예컨대, 프로세서(220)는 밴드 패스 필터, 이동 평균 등의 다양한 필터링 기법을 이용하여 맥파 신호에서 잡음을 제거할 수 있다.
프로세서(220)는 맥파 신호에서 기준점을 판단할 수 있다. 이때 기준점은 후술하는 바와 같이, 심혈관 특징값으로 이용될 면적 판단의 기준이 되는 지점일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(220)는 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하고, 그 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 기준점으로 판단할 수 있다. 예컨대, 도 4를 참조하면, 프로세서(220)는 맥파 신호(410)의 2차 미분 신호(420)를 판단하고, 2차 미분 신호(420)에서 소정 구간(Tdur) 내의 극소점(min1)을 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 판단된 극소점(min1)의 시간(T1)을 진행파 성분의 최대점의 시간으로 판단하고, 그 시간(T1)의 맥파 신호(410)의 지점(430)을 기준점으로 판단할 수 있다. 이때, 소정 구간(Tdur)은 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분이 나타날 수 있는 구간으로서 실험적으로 도출되어 미리 설정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 프로세서(220)는 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하고, 맥파 시작점에서 제1 기간(duration) 이후의 지점, 최대 상승 기울기 지점, 및 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전/이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 기간 및 제2 기간은 심혈관 정보 추정 장치(200)의 사양에 따라 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 도 5를 참조하면, 프로세서(220)는 맥파 신호(410)에서 맥파 시작점(510, 530) 또는 최대 상승 기울기 지점(520)을 검출할 수 있다. 이때 맥파 시작점(510)은 맥파 신호(410)의 최소점이고, 맥파 시작점(520)은 맥파 신호(410)의 최대 상승 기울기 지점(520)에서의 접선과 맥파 신호(410)의 최소점(510) 높이의 교차점(530)을 나타낼 수 있다. 즉, 프로세서(220)는 맥파 신호(410)의 최소점(510), 또는 맥파 신호(410)의 최대 상승 기울기 지점(520)에서의 접선과 맥파 신호(410)의 최소점(510) 높이의 교차점(530)을 맥파 시작점으로 검출할 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 맥파 시작점(510)에서 소정 기간(Ldur1) 이후의 지점(540), 맥파 시작점(530)에서 소정 기간(Ldur2) 이후의 지점(550), 최대 상승 기울기 지점(520), 최대 상승 기울기 지점(520)으로부터 소정 기간(Ldur3) 이전/이후 지점(560, 570) 중 하나를 기준점으로 판단할 수 있다.
프로세서(220)는 맥파 신호를 정규화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(220)는 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호 크기(amplitude), 맥파 시작점에서 제3 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제4 기간 이전/이후 지점의 맥파 신호 크기, 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 맥파 신호를 정규화할 수 있다. 여기서, 제3 기간 및 제4 기간은 심혈관 정보 추정 장치(200)의 사양에 따라 미리 설정되며, 각각 전술한 제1 기간 및 제2 기간과 각각 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
프로세서(220)는 정규화된 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하고, 판단된 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정할 수 있다. 이때, 심혈관 정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 총혈관저항 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(220)는 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용할 수 있다.
이때, 일 실시예에 따르면, 프로세서(220)는 반사파 성분에 대한 정보만을 고려하기 위하여, 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적에서 그 면적에 포함된 진행파 성분의 면적을 제거하고, 진행파 성분의 영향이 제거된 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는 것도 가능하다. 예컨대, 프로세서(220)는 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하고, 그 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 판단된 맥파 신호의 지점과 기준점을 기반으로 진행파 성분의 면적을 판단하여 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적에서 진행파 성분의 면적을 제거할 수 있다.
한편, 프로세서(220)는 전술한 바와 같이 맥파 신호를 정규화한 후에 정규화된 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 산출하는 것도 가능하고, 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 산출한 후 산출된 면적을 정규화하는 것도 가능하다.
도 6은 심혈관 특징값의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서 참조번호 610은 기준점을 나타내며, 참조번호 620은 진행파 성분의 최대점에 대응하는 지점이고, 참조번호 630은 맥파 신호를 정규화하기 위한 정규화 지점을 나타낼 수 있다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 심혈관 특징값은 A0/Pn, A0/(Pn*Peak_dur), (A0-A1)/Pn, (A0-A1)/(Pn*Peak_dur) 등을 포함할 수 있다. 이때, A0는 기준점(610)보다 높은 맥파 신호의 면적을 나타내고, Pn은 정규화에 이용되는 정규화 지점(630)의 크기를 나타내고, Peak_dur은 기준점(610)보다 높은 맥파 신호의 기간으로 A0 판단 영역의 기간을 나타내고, A1은 A0에 포함되어 있는 진행파 성분의 면적을 나타낼 수 있다. 여기서 지점들(610, 620, 630)은 모두 동일하거나, 일부만 동일하거나, 모두 다를 수 있다.
도 7은 심혈관 정보 추정 장치의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치(700)는 맥파 획득부(210), 프로세서(220), 입력부(710), 저장부(720), 통신부(730) 및 출력부(740)를 포함할 수 있다. 여기서 맥파 획득부(210) 및 프로세서(220)는 도 2 내지 도 6을 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
입력부(710)는 사용자로부터 다양한 조작신호를 입력 받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 입력부(710)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(touch pad)(정압/정전), 조그 휠(Jog wheel), 조그 스위치(Jog switch), H/W 버튼 등을 포함할 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.
저장부(720)는 심혈관 정보 추정 장치(700)의 동작을 위한 프로그램 또는 명령들을 저장할 수 있고, 심혈관 정보 추정 장치(700)에 입력되는 데이터 및 심혈관 정보 추정 장치(700)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(720)는 획득된 맥파 신호, 심혈관 정보 추정 모델 등을 저장할 수 있다. 저장부(720)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예컨대, 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 등 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 심혈관 정보 추정 장치(700)는 인터넷 상에서 저장부(720)는 의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 등 외부 저장 매체를 운영할 수도 있다.
통신부(730)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 통신부(730)는 심혈관 정보 추정 장치(700)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 외부 장치로 전송하거나, 외부 장치로부터 심혈관 정보 추정에 도움이 되는 다양한 데이터를 수신할 수 있다.
이때, 외부 장치는 심혈관 정보 추정 장치(700)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 사용하는 의료 장비, 결과물을 출력하기 위한 프린트 또는 디스플레이 장치일 수 있다. 이외에도 외부 장치는 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통신부(730)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 장치와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
출력부(740)는 심혈관 정보 추정 장치(700)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 출력부(740)는 심혈관 정보 추정 장치(700)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 청각적 방법, 시각적 방법 및 촉각적 방법 등의 방법으로 출력할 수 있다. 이를 위해 출력부(740)는 디스플레이, 스피커, 진동기 등을 포함할 수 있다.
도 8는 심혈관 정보 추정 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 8의 심혈관 정보 추정 방법은 도 2 또는 도 7의 심혈관 정보 추정 장치(200, 700)에 의해 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치는 피검체의 맥파 신호를 획득할 수 있다(810). 여기서 맥파 신호는 PPG 신호일 수 있다. 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호를 측정 및/또는 저장하는 외부 장치로부터 수신하여 피검체의 맥파 신호를 획득하거나, 피검체에 소정 파장의 광을 조사하고 피검체로부터 반사 또는 산란되어 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단할 수 있다(820). 이때 기준점은 전술한 바와 같이, 심혈관 특징값으로 이용될 면적 판단의 기준이 되는 지점일 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는 판단된 맥파 신호의 면적을 기반으로 피검체의 심혈관 정보를 추정할 수 있다(830). 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치는 판단된 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하고, 이 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용하여 피검체의 심혈관 정보를 추정할 수 있다. 이때, 심혈관 정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 총혈관저항 등을 포함할 수 있다.
한편, 심혈관 정보 추정 장치는 반사파 성분에 대한 정보만을 고려하기 위하여, 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적에서 그 면적에 포함된 진행파 성분의 면적을 제거하고, 진행파 성분의 영향이 제거된 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는 것도 가능하다. 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하고, 그 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 판단할 수 있다. 또한, 심혈관 정보 추정 장치는 판단된 맥파 신호의 지점과 기준점을 기반으로 진행파 성분의 면적을 판단하여 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적에서 진행파 성분의 면적을 제거할 수 있다.
도 9는 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 9의 방법은 도 8의 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적 판단 과정(820)의 일 실시예일 수 있다.
도 9를 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호에서 기준점을 판단할 수 있다(910).
일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하고, 그 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 기준점으로 판단할 수 있다. 예컨대 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하고, 2차 미분 신호에서 소정 구간 내의 극소점을 판단할 수 있다. 또한, 심혈관 정보 추정 장치는 판단된 극소점의 시간을 진행파 성분의 최대점의 시간으로 판단하고, 그 시간의 맥파 신호의 지점을 기준점으로 판단할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하고, 맥파 시작점에서 제1 기간 이후의 지점, 최대 상승 기울기 지점, 및 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전/이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단할 수 있다. 이때 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호의 최소점, 또는 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점을 맥파 시작점으로 검출할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호를 정규화할 수 있다(920). 일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호 크기(amplitude), 맥파 시작점에서 제3 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제4 기간 이전/이후 지점의 맥파 신호 크기, 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 맥파 신호를 정규화할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는 정규화된 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단할 수 있다(930).
도 10은 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 10의 방법은 도 8의 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적 판단 과정(820)의 다른 실시예일 수 있다.
도 10을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호에서 기준점을 판단할 수 있다(1010).
심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단할 수 있다(1020).
심혈관 정보 추정 장치는 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 정규화할 수 있다(1030). 일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호 크기(amplitude), 맥파 시작점에서 제3 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제4 기간 이전/이후 지점의 맥파 신호 크기, 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 정규화할 수 있다.
도 11은 심혈관 정보 추정 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 11의 심혈관 정보 추정 방법은 도 2 또는 도 7의 심혈관 정보 추정 장치(200, 700)에 의해 수행될 수 있다. 도 11에서 단계 810, 단계 820, 단계 830은 도 8을 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
심혈관 정보 추정 장치는 획득된 맥파 신호에서 잡음을 제거할 수 있다(815). 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치는 밴드 패스 필터, 이동 평균 등의 다양한 필터링 기법을 이용하여 맥파 신호에서 잡음을 제거할 수 있다.
도 12는 심혈관 정보 추정 장치의 또 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 13은 제1 동작 모드에서 추출되는 제1 특징 및 제2 특징을 설명하기 위한 도면이고, 도 14는 도 13의 Pn(P1, P2, P3) 및 Tn(T1, T2, T3)를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 15는 도 13의 Pmax 및 Tmax를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 획득부(210) 및 프로세서(1210)를 포함할 수 있다. 여기서 프로세서(220)는 하나 이상의 프로세서, 메모리 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 맥파 획득부(210)는 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
프로세서(1210)는 심혈관 정보 추정 장치(1200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(1210)는 설정된 주기 또는 사용자 요청에 따라 맥파 획득부(210)를 제어하여 피검체의 맥파 신호를 획득할 수 있다.
프로세서(1210)는 획득된 맥파 신호에서 잡음을 제거할 수 있다. 예컨대, 프로세서(1210)는 밴드 패스 필터, 이동 평균 등의 다양한 필터링 기법을 이용하여 맥파 신호에서 잡음을 제거할 수 있다.
프로세서(1210)는 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하고, 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하면 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하고, 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하지 않으면 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정할 수 있다. 이때 소정 구간은 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분이 나타날 수 있는 구간으로서 실험적으로 도출되어 미리 설정될 수 있다.
이하, 제1 동작 모드와 제2 동작 모드를 구분하여 설명하기로 한다.
<제1 동작 모드>
제1 동작 모드에서, 프로세서(1210)는 맥파 신호로부터 제1 특징값 및/또는 제2 특징값을 추출할 수 있다. 이때, 제1 특징은 심박출량과 관련된 특징이고, 제2 특징은 총혈관저항과 관련된 특징일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(1210)는 맥파 신호의 2차 미분 신호를 분석하여 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간을 판단하고, 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간에 각각 대응하는 맥파 신호의 크기를 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(1210)는 진행파 성분의 최대점 시간, 진행파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기, 반사파 성분의 최대점 시간, 반사파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기 등을 조합하여 제1 특징값 및/또는 제2 특징값을 추출할 수 있다.
이하, 제1 동작 모드에서 추출되는 특징값(제1 특징값 및 제2 특징값)을 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명한다.
도 13을 참조하면, 맥파 신호(1300)는 3개의 성분 펄스(component pulse)들(1310 내지 1330)의 중첩으로 구성될 수 있다. 여기서, 참조번호 1300은 맥파 신호를, 참조번호 1310은 제1 성분 펄스(진행파 성분)를, 참조번호 1320은 제2 성분 펄스(반사파 성분)를, 참조번호 1330은 제3 성분 펄스(반사파 성분)를 각각 나타낸다. 또한, T1은 제1 성분 펄스(1310)의 최대점의 시간을, P1은 T1에서의 맥파 신호(1300)의 크기를, T2는 제2 성분 펄스(1320)의 최대점의 시간을, P2는 T2에서의 맥파 신호(1300)의 크기를, T3는 제3 성분 펄스(1330)의 최대점의 시간을, P3는 T3에서의 맥파 신호(300)의 크기를, Tmax는 소정 구간(제1 구간)에서 맥파 신호(1300)의 최대점의 시간을, Pmax는 Tmax에서의 맥파 신호(1300)의 크기를, Tsys는 T1 및 Tmax의 중간 지점의 시간을, Psys는 Tsys에서의 맥파 신호(1300)의 크기를, τdur은 시스템의 설정 인자(0≤τdur≤1)(예, 0.7)를, Parea는 0부터 τdur*Tperiod까지(제2 구간)의 맥파 신호(1300)의 크기합을 각각 나타낸다.
제1 특징은 심박출량과 관련된 특징으로, 예컨대, Pmax/Parea, Pmax/P3, Psys/P3, P1/P3, P2/P3, 및 1/Tperiod 등을 포함할 수 있다.
제2 특징은 총혈관저항과 관련된 특징으로, 1/(T3-Tsys), 1/(T3-Tmax), 1/(T3-T1), 1/(T3-T2), P3/P1, 및 P2/P1 등을 포함할 수 있다.
한편, 도 3에서 Tsys는 T1 및 Tmax의 중간 지점의 시간이라고 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, Tsys는 T1 및 Tmax 사이의 임의의 내분점도 가능하며, T1 및 T2 사이의 임의의 내분점도 가능하다.
도 14를 참조하면, 도 13의 Pn(P1, P2, P3) 및 Tn(T1, T2, T3)은 맥파 신호(1300)의 2차 미분 신호(1400)를 기반으로 획득할 수 있다. 맥파 신호(1300)를 2차 미분하여 2차 미분 신호(1400)를 생성하면, 2차 미분 신호(1400)는 다수의 극소점(local minimum point)(min1 내지 min3)들을 포함할 수 있다. 2차 미분 신호(1400)에 포함된 극소점(min1 내지 min3)을 시간의 순서대로 나열하면, 첫번째 극소점(min1)의 시간은 T1에 해당되고, 두번째 극소지점(min2)의 시간은 T2에 해당되고, 세번째 극소점(min3)의 시간은 T3에 해당된다. 또한, T1에서의 맥파 신호(1300)의 크기는 P1에 해당되고, T2에서의 맥파 신호(1300)의 크기는 P2에 해당되고, T3에서의 맥파 신호(1300)의 크기는 P3에 해당된다.
도 15를 참조하면, 도 13의 Pmax 및 Tmax는 맥파 신호(1300)의 2차 미분 신호(1400)를 기반으로 획득할 수 있다. 맥파 신호(1300)를 2차 미분하여 2차 미분 신호(1400)를 생성하면, 2차 미분 신호(1400)는 다수의 극대점(local maximum point)(max1 내지 max3)들을 포함할 수 있다. 2차 미분 신호(1400)에 포함된 극대점 (max1 내지 max3)들을 시간의 순서대로 나열하고, 극대점 (max1 내지 max3)들 중 세번째 극대점(max3)의 시간을 Trange라고 하면, Pmax 탐색 영역 즉, 제1 구간은 0≤time≤Trange으로 결정될 수 있다. 이때, Pmax 탐색 영역(제1 구간)(0≤time≤Trange) 내에서 맥파 신호(1300)의 최대점의 시간은 Tmax에 해당되고, Tmax에서의 맥파 신호(1300)의 크기는 Pmax에 해당된다.
프로세서(1210)는 추출된 제1 특징값 및/또는 제2 특징값을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(1210)는 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용할 수 있다.
<제2 동작 모드>
제2 동작 모드에서, 프로세서(1210)는 맥파 신호에서 기준점을 판단할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(1210)는 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하고, 맥파 시작점에서 제1 기간(duration) 이후의 지점, 최대 상승 기울기 지점, 및 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전/이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단할 수 있다. 예컨대, 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이, 프로세서(1210)는 맥파 시작점(410, 430) 또는 최대 상승 기울기 지점(420)을 검출할 수 있다. 이때 맥파 시작점(410)은 맥파 신호의 최소점이고, 맥파 시작점(420)은 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점(420)에서의 접선과 맥파 신호의 최소점(410) 높이의 교차점(430)을 나타낼 수 있다. 즉, 프로세서(1210)는 맥파 신호의 최소점(410), 또는 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점(420)에서의 접선과 맥파 신호의 최소점(410) 높이의 교차점(430)을 맥파 시작점으로 검출할 수 있다. 또한, 프로세서(1210)는 맥파 시작점(410)에서 소정 기간(Ldur1) 이후의 지점(440), 맥파 시작점(430)에서 소정 기간(Ldur2) 이후의 지점(450), 최대 상승 기울기 지점(420), 최대 상승 기울기 지점(420)으로부터 소정 기간(Ldur3) 이전/이후 지점(460, 470) 중 하나를 기준점으로 판단할 수 있다.
프로세서(1210)는 맥파 신호를 정규화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(1210)는 맥파 시작점에서 제3 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제4 기간 이전/이후 지점의 맥파 신호 크기, 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 맥파 신호를 정규화할 수 있다.
프로세서(1210)는 정규화된 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하고, 판단된 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(1210)는 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따르면, 프로세서(1210)는 반사파 성분에 대한 정보만을 고려하기 위하여, 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적에서 그 면적에 포함된 진행파 성분의 면적을 제거하고, 진행파 성분의 영향이 제거된 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는 것도 가능하다. 예컨대, 프로세서(1210)는 맥파 신호의 소정 지점과 기준점을 기반으로 진행파 성분의 면적을 판단하여 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적에서 진행파 성분의 면적을 제거할 수 있다. 이때 소정 지점은 진행파 성분이 나타날 수 있는 지점으로 실험적으로 도출되어 미리 설정될 수 있다.
한편, 프로세서(1210)는 전술한 바와 같이 맥파 신호를 정규화한 후에 정규화된 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 산출하는 것도 가능하고, 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 산출한 후 산출된 면적을 정규화하는 것도 가능하다.
도 16은 심혈관 정보 추정 방법의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 16의 심혈관 정보 추정 방법은 도 12의 심혈관 정보 추정 장치(1200)에 의해 수행될 수 있다.
도 16을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치는 피검체의 맥파 신호를 획득할 수 있다(1610). 여기서 맥파 신호는 PPG 신호일 수 있다. 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호를 측정 및/또는 저장하는 외부 장치로부터 수신하여 피검체의 맥파 신호를 획득하거나, 피검체에 소정 파장의 광을 조사하고 피검체로부터 반사 또는 산란되어 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하고(1620), 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(1630). 이때 소정 구간은 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분이 나타날 수 있는 구간으로서 실험적으로 도출되어 미리 설정될 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하면, 제1 동작 모드로 피검체의 심혈관 정보를 추정할 수 있다(1640).
심혈관 정보 추정 장치는 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하지 않으면, 제2 동작 모드로 피검체의 심혈관 정보를 추정할 수 있다(1650)
도 17은 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 17의 방법은 도 16의 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 과정(1640)의 일 실시예일 수 있다.
도 17을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호로부터 적어도 하나의 특징값을 추출할 수 있다(1710). 이때, 특징값은 제1 특징값 및 제2 특징값을 포함할 수 있으며, 제1 특징은 제1 특징은 심박출량과 관련된 특징이고, 제2 특징은 총혈관저항과 관련된 특징일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호의 2차 미분 신호를 분석하여 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간을 판단하고, 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간에 각각 대응하는 맥파 신호의 크기를 판단할 수 있다. 또한, 심혈관 정보 추정 장치는 진행파 성분의 최대점 시간, 진행파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기, 반사파 성분의 최대점 시간, 반사파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기 등을 조합하여 적어도 하나의 특징값을 추출할 수 있다. 제1 특징값 및 제2 특징값에 대한 구체적인 설명은 도 13 내지 도 15를 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
심혈관 정보 추정 장치는 추출된 적어도 하나의 특징값을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정할 수 있다(1720). 일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치는 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용할 수 있다.
도 18은 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 18의 방법은 도 16의 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 과정(1650)의 일 실시예일 수 있다.
도 18을 참조하면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단할 수 있다(1810). 이때 기준점은 전술한 바와 같이, 심혈관 특징값으로 이용될 면적 판단의 기준이 되는 지점일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호에서 기준점을 판단하고, 맥파 신호를 정규화한 후, 정규화된 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단할 수 있다.
더욱 상세하게는, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하고, 맥파 시작점에서 제1 기간(duration) 이후의 지점, 최대 상승 기울기 지점, 및 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전/이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단할 수 있다. 이때 맥파 시작점은 맥파 신호의 최소점, 또는 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점일 수 있다. 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 시작점에서 제3 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제4 기간 이전/이후 지점의 맥파 신호 크기, 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 맥파 신호를 정규화할 수 있다. 심혈관 정보 추정 장치는 정규화된 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단할 수 있다.
심혈관 정보 추정 장치는 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정할 수 있다(1820). 일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치는 심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따르면, 심혈관 정보 추정 장치는 반사파 성분에 대한 정보만을 고려하기 위하여, 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적에서 그 면적에 포함된 진행파 성분의 면적을 제거하고, 진행파 성분의 영향이 제거된 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는 것도 가능하다. 예컨대, 심혈관 정보 추정 장치는 맥파 신호의 소정 지점과 기준점을 기반으로 진행파 성분의 면적을 판단하여 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적에서 진행파 성분의 면적을 제거할 수 있다. 이때 소정 지점은 진행파 성분이 나타날 수 있는 지점으로 실험적으로 도출되어 미리 설정될 수 있다.
한편, 심혈관 정보 추정 장치는 전술한 바와 같이 맥파 신호를 정규화한 후에 정규화된 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 산출하는 것도 가능하고, 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 산출한 후 산출된 면적을 정규화하는 것도 가능하다.
상술한 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.
200, 700, 1200: 심혈관 정보 추정 장치
210: 맥파 획득부
220, 1210: 프로세서
310: 광원
320: 광 검출기
710: 입력부
720: 저장부
730: 통신부
740: 출력부

Claims (40)

  1. 피검체의 맥파 신호를 획득하는 맥파 획득부; 및
    상기 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하고, 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 기반으로 상기 피검체의 심혈관 정보를 추정하는 프로세서; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 맥파 획득부는,
    상기 피검체에 광을 조사하는 광원; 및
    상기 피검체로부터 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득하는 광 검출기; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하고, 그 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 기준점으로 판단하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하고, 상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내의 극소점을 판단하고, 상기 판단된 극소점의 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 기준점으로 판단하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하고, 상기 맥파 시작점에서 제1 기간 이후의 지점, 상기 최대 상승 기울기 지점, 및 상기 최대 상승 기울기 지점에서 제2 기간 이전 또는 이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 맥파 신호의 최소점, 또는 상기 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 상기 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점을 맥파 시작점으로 검출하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점에 대응하는 맥파 신호 크기, 맥파 시작점에서 제3 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제4 기간 이전 또는 이후 지점의 맥파 신호 크기, 및 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 상기 맥파 신호 또는 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 정규화하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 판단된 맥파 신호의 면적에서 그 면적에 포함된 상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 면적을 제거하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 심혈관 정보는,
    혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 중 적어도 하나를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 판단된 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 상기 심혈관 정보를 추정하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용하여 상기 심혈관 정보를 추정하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 맥파 신호에서 잡음을 제거하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  13. 피검체의 맥파 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 맥파 신호의 면적을 기반으로 상기 피검체의 심혈관 정보를 추정하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 피검체의 맥파 신호를 획득하는 단계는,
    상기 피검체에 광을 조사하는 단계; 및
    상기 피검체로부터 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계는,
    상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 시간에 대응하는 맥파 신호의 지점을 기준점으로 판단하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 진행파 성분의 최대점의 시간을 판단하는 단계는,
    상기 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하는 단계;
    상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내의 극소점을 판단하는 단계; 및
    상기 극소점의 시간을 진행파 성분의 최대점의 시간으로 판단하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계는,
    상기 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하는 단계; 및
    상기 맥파 시작점에서 제1 기간 이후의 지점, 상기 최대 상승 기울기 지점, 및 상기 최대 상승 기울기 지점에서 제2 기간 이전 또는 이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하는 단계는,
    상기 맥파 신호의 최소점, 또는 상기 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 상기 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점을 맥파 시작점으로 검출하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 최대점에 대응하는 맥파 신호 크기, 맥파 시작점에서 제3 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제4 기간 이전 또는 이후 지점의 맥파 신호 크기, 및 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 상기 맥파 신호 또는 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 정규화하는 단계; 를 더 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 판단된 맥파 신호 면적에서 그 면적에 포함된 상기 맥파 신호를 구성하는 진행파 성분의 면적을 제거하는 단계; 를 더 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 심혈관 정보는,
    혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 혈관탄성도, 혈당, 혈중 중성지방 및 혈관 말초 저항 중 적어도 하나를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 심혈관 정보를 추정하는 단계는,
    상기 판단된 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 상기 심혈관 정보를 추정하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 심혈관 정보를 추정하는 단계는,
    심혈관 특징값과 심혈관 정보와의 관계를 정의한 심혈관 정보 추정 모델을 이용하여 상기 심혈관 정보를 추정하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 획득된 맥파 신호에서 잡음을 제거하는 단계; 를 더 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  25. 피검체의 맥파 신호를 획득하는 맥파 획득부; 및
    상기 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하고, 상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하면 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하고, 상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하지 않으면 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 프로세서; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 맥파 획득부는,
    상기 피검체에 광을 조사하는 광원; 및
    상기 피검체로부터 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득하는 광 검출기; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 동작 모드에서, 상기 2차 미분 신호를 분석하여 적어도 하나의 특징값을 추출하고, 추출된 적어도 하나의 특징값을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 프로세서는, 제1 동작 모드에서,
    상기 2차 미분 신호를 분석하여 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간을 판단하고,
    진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간에 각각 대응하는 맥파 신호의 크기를 판단하고,
    진행파 성분의 최대점 시간, 진행파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기, 반사파 성분의 최대점 시간, 반사파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기 중 적어도 하나를 조합하여 적어도 하나의 특징값을 추출하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제2 동작 모드에서, 상기 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하고, 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하고, 맥파 시작점에서 제1 기간 이후의 지점, 최대 상승 기울기 지점, 및 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전 또는 이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 맥파 신호의 최소점, 또는 상기 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 상기 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점을 맥파 시작점으로 검출하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제2 동작 모드에서, 맥파 시작점에서 제1 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전 또는 이후 지점의 맥파 신호 크기, 및 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 상기 맥파 신호 또는 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 정규화하는,
    심혈관 정보 추정 장치.
  33. 피검체의 맥파 신호를 획득하는 단계;
    상기 맥파 신호의 2차 미분 신호를 판단하는 단계;
    상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하면 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계; 및
    상기 2차 미분 신호에서 소정 구간 내에 극소점이 존재하지 않으면 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 피검체의 맥파 신호를 획득하는 단계는,
    상기 피검체에 광을 조사하는 단계; 및
    상기 피검체로부터 되돌아오는 광을 수신하여 맥파 신호를 획득하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계는,
    상기 2차 미분 신호를 분석하여 적어도 하나의 특징값을 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 적어도 하나의 특징값을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 특징값을 추출하는 단계는,
    상기 2차 미분 신호를 분석하여 진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간을 판단하는 단계;
    진행파 성분의 최대점 시간과 반사파 성분의 최대점 시간에 각각 대응하는 맥파 신호의 크기를 판단하는 단계; 및
    진행파 성분의 최대점 시간, 진행파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기, 반사파 성분의 최대점 시간, 반사파 성분의 최대점 시간에 대응하는 맥파 신호의 크기 중 적어도 하나를 조합하여 적어도 하나의 특징값을 추출하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  37. 제33항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계는,
    상기 맥파 신호에서 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 맥파 신호의 면적을 심혈관 특징값으로 이용하여 심혈관 정보를 추정하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 기준점보다 높은 맥파 신호의 면적을 판단하는 단계는,
    상기 맥파 신호에서 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하는 단계; 및
    맥파 시작점에서 제1 기간 이후의 지점, 최대 상승 기울기 지점, 및 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전 또는 이후 지점 중 하나를 기준점으로 판단하는 단계; 를 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 맥파 시작점 또는 최대 상승 기울기 지점을 검출하는 단계는,
    상기 맥파 신호의 최소점, 또는 상기 맥파 신호의 최대 상승 기울기 지점에서의 접선과 상기 맥파 신호의 최소점 높이의 교차점을 맥파 시작점으로 검출하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드로 심혈관 정보를 추정하는 단계는,
    맥파 시작점에서 제1 기간 이후 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점의 맥파 신호 크기, 최대 상승 기울기 지점으로부터 제2 기간 이전 또는 이후 지점의 맥파 신호 크기, 및 기준점보다 높은 맥파 신호의 기간 중 적어도 하나를 기반으로 상기 맥파 신호 또는 상기 판단된 맥파 신호의 면적을 정규화하는 단계; 를 더 포함하는,
    심혈관 정보 추정 방법.
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