본 발명은 심전도 및 맥파 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 단일 생체 신호를 획득하는 장치와는 달리 동시에 2가지의 생체신호를 획득할 수 있는 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrocardiogram and pulse wave measuring device, and more particularly, to a measuring device capable of acquiring two biosignals simultaneously, unlike existing devices that acquire a single biosignal.
심전도(ECG, EKG)란 심장의 수축 및 확장 활동에 따른 전기적 신호를 측정해서 기록하는 장치이다. 이때 온몸으로 퍼지는 전기적인 신호를 심장, 팔다리에 부착된 센서를 통해 측정되는데 심혈관과 관련된 질환에 대한 질환을 진단하는데 사용되는 주 생체신호이다.An electrocardiogram (ECG, EKG) is a device that measures and records electrical signals resulting from the contraction and dilation of the heart. These electrical signals, which spread throughout the body, are measured using sensors attached to the heart and limbs. This is the primary biosignal used to diagnose cardiovascular diseases.
그리고 맥파(PPG)란 심장으로부터 동맥을 통해 내보내어지는 혈액이 센서가 부착된 손가락의 혈관까지 도달했을 때 혈관에서 혈류량의 변화를 측정한 생체신호이다.And pulse wave (PPG) is a biosignal that measures the change in blood flow in the blood vessels when the blood sent out from the heart through the arteries reaches the blood vessels of the finger to which the sensor is attached.
이전까지는 산소포화도(SpO2)를 측정하는데 활용하였으며, 현재는 일부 웨어러블 기기에 탑재되어 맥박, 산소포화도 측정 그리고 혈압을 추정하는데 사용되고 있는 주요한 생체신호이다.Previously, it was used to measure oxygen saturation (SpO2), and now it is a major biosignal that is installed in some wearable devices and used to measure pulse, oxygen saturation, and estimate blood pressure.
다만 이 신호들을 측정하는데 있어 기존의 심전도는 선이 많고 습식 패드를 사용하여 맨 피부에 직접 부착해서 사용해야하는 불편함이 있었다. 이에 일부 회사들은 웨어러블 형태로 기존 심전도의 다채널의 정보를 전부 보지 않고 주요 채널만(주로 1채널)을 사용하여 측정하는 장치가 나오게 되었다.However, conventional electrocardiograms have been inconvenient in measuring these signals, requiring numerous wires and wet pads that must be attached directly to the skin. In response, some companies have developed wearable devices that measure only the primary channels (usually one channel) without viewing the full multi-channel information of conventional electrocardiograms.
최근에는 시계형태의 웨어러블 기기에 탑재하여 양손간 직접적인 접촉 없이 웨어러블 기기의 단자에 착용된 손의 반대손의 손가락만으로 1채널 심전도를 측정하는 기술도 탑재되었다. 하지만 흔들림이나 자세의 불안전으로 제대로 된 신호를 측정하기는 어려운 상황이다.Recently, wearable devices in the form of watches have been equipped with technology that allows for single-channel electrocardiogram measurements using only a finger of the opposite hand, without direct hand contact. However, accurate signal measurement is difficult due to shaking and unstable posture.
그리고 맥파의 경우 기존에 손가락에 센서를 물려서 사용하는데, 착용자의 손움직임에 따라 신호가 소실될 수도 있고 움직임으로 인한 잡음(artifact)에 매우 취약하다.
(특허문헌 1) KR 7277970 BAnd in the case of the pulse, the sensor is used by attaching it to the finger, but the signal may be lost depending on the wearer's hand movement, and it is very vulnerable to noise (artifact) caused by movement.
(Patent Document 1) KR 7277970 B
본 발명은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 휴대용 심전도 기기의 편리성에다가 맥파 측정의 기능을 더해서 편리하게 안정적인 심전도와 맥파 신호를 동시에 측정할 수 있는 심전도 및 맥파 신호 검출 장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the past, and the purpose of the present invention is to provide an electrocardiogram and pulse signal detection device that can conveniently and stably measure electrocardiogram and pulse signal simultaneously by adding a pulse wave measurement function to the convenience of a portable electrocardiogram device.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The purpose of the present invention is not limited to the purposes mentioned above, and other purposes not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치는 전원을 공급하는 충전 또는 교체가 가능한 배터리가 내부에 구비되고, 측정자가 파지할 수 있는 하우징을 구비한 몸체; 상기 몸체 파지 시 측정자의 엄지 손가락이 위치하는 상기 몸체의 상부에 구비되어, 접촉되는 사용자의 손가락을 통해 전기 신호를 감지하는 한 쌍의 제1 ECG(electrocardiogram) 센서; 상기 몸체 파지 시 측정자의 검지 내지 중지 손가락이 위치하는 상기 몸체의 하부에 구비되어, 접촉되는 사용자의 검지 내지 중지 중 하나 이상을 통해 전기 신호를 감지하는 한 쌍의 제2 ECG 센서; 및 제어 신호를 통해 상기 제1 ECG 센서와 상기 제2 ECG 센서의 동작을 제어하고, 상기 제1 ECG 센서와 상기 제2 ECG 센서를 통해 감지된 전기 신호를 이용하여 ECG를 측정하는 제어부를 포함한다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, an electrocardiogram and pulse signal detection device includes a body having a housing that can be held by a user and a rechargeable or replaceable battery for supplying power thereto; a pair of first ECG (electrocardiogram) sensors provided on an upper portion of the body where the user's thumb is positioned when the body is held, and detecting an electric signal through the user's fingers in contact; a pair of second ECG sensors provided on a lower portion of the body where the user's index and middle fingers are positioned when the body is held, and detecting an electric signal through at least one of the user's index and middle fingers in contact; and a control unit that controls the operations of the first ECG sensor and the second ECG sensor through a control signal and measures an ECG using the electric signal detected through the first ECG sensor and the second ECG sensor.
본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 방법은 제어부가 센서 연결 인터페이스를 통해 PPG 센서 모듈이 연결되는 지의 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 단계에서 상기 센서 연결 인터페이스를 통해 PPG 센서 모듈이 연결되지 않으면, 상기 제어부가 ECG 센서만을 구동시키는 단계; 상기 구동된 ECG 센서를 통해 측정자의 손가락에서 감지된 전기 신호를 입력받는 단계; 및 상기 입력된 전기 신호를 이용하여 측정자의 ECG를 측정하는 단계;를 포함한다.A method for detecting an electrocardiogram and pulse signal according to one embodiment of the present invention includes: a step in which a control unit determines whether a PPG sensor module is connected through a sensor connection interface; a step in which the control unit drives only an ECG sensor if the PPG sensor module is not connected through the sensor connection interface in the determination step; a step in which an electrical signal detected from a finger of a subject is input through the driven ECG sensor; and a step in which an ECG of the subject is measured using the input electrical signal.
본 발명의 일 실시예에 따르면, PPG 센서 모듈 탈착 여부에 따라 ECG 단독 모드, ECG, PPG 동시 측정 모드로 동작할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, there is an effect that can operate in an ECG-only mode or an ECG and PPG simultaneous measurement mode depending on whether the PPG sensor module is detached or not.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치를 설명하기 위한 구성블록도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치의 사용 상태도.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치의 정면도.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치의 측면도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 PPG 센서 모듈을 설명하기 위한 도면.
도 3b는 도 3a의 PPG 센서의 설치 구도를 설명하기 위한 참고도.
도 3b는 도 3a의 PPG 센서의 다른 설치 구도를 설명하기 위한 참고도.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에서 PPG 센서가 연결된 상태를 설명하기 위한 참고도.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에서 PPG 센서가 연결된 상태에서 심전도 및 맥파 신호 검출 장치의 정면도.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에서 PPG 센서가 연결된 상태에서 심전도 및 맥파 신호 검출 장치의 측면도.
도 5는 도 3a의 PPG 센서를 설명하기 위한 구성 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치가 내부적으로 동작하는 모드를 설명하기 위한 참고도.
도 7은 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an electrocardiogram and pulse signal detection device according to one embodiment of the present invention.
Figure 2a is a usage state diagram of an electrocardiogram and pulse signal detection device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2b is a front view of an electrocardiogram and pulse signal detection device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2c is a side view of an electrocardiogram and pulse signal detection device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3a is a drawing for explaining a PPG sensor module according to one embodiment of the present invention.
Fig. 3b is a reference drawing for explaining the installation configuration of the PPG sensor of Fig. 3a.
Fig. 3b is a reference drawing for explaining another installation configuration of the PPG sensor of Fig. 3a.
FIG. 4a is a reference diagram for explaining a state in which a PPG sensor is connected in one embodiment of the present invention.
FIG. 4b is a front view of an electrocardiogram and pulse signal detection device with a PPG sensor connected in one embodiment of the present invention.
FIG. 4c is a side view of an electrocardiogram and pulse signal detection device with a PPG sensor connected in one embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a block diagram illustrating the PPG sensor of Fig. 3a.
FIG. 6 is a reference diagram for explaining the mode in which an electrocardiogram and pulse signal detection device according to one embodiment of the present invention internally operates.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for detecting electrocardiogram and pulse signals according to one embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The advantages and features of the present invention, and the methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described in detail below together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and these embodiments are provided only to make the disclosure of the present invention complete and to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Meanwhile, the terminology used in this specification is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated in the phrase. The terms "comprises" and/or "comprising" as used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other components, steps, operations, and/or elements mentioned.
도 1은 본 발명에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치를 설명하기 위한 구성블록도이다.Figure 1 is a block diagram illustrating an electrocardiogram and pulse signal detection device according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치는 몸체(101), 한 쌍의 제1 ECG(electrocardiogram, “ECG”라 함) 센서(100), 한 쌍의 제2 ECG 센서(200), 제어부(300)를 포함하고, PPG(Photoplethysmography, 이하, “PPG”라 함) 센서 모듈(400), 센서 연결 인터페이스(500) 및 통신 인터페이스(600)을 더 포함한다.As illustrated in FIG. 1, an electrocardiogram and pulse signal detection device according to one embodiment of the present invention includes a body (101), a pair of first ECG (electrocardiogram, “ECG”) sensors (100), a pair of second ECG sensors (200), a control unit (300), and further includes a PPG (Photoplethysmography, hereinafter “PPG”) sensor module (400), a sensor connection interface (500), and a communication interface (600).
몸체(101)는 충전 또는 교체가 가능한 배터리를 내부에 구비하고, 측정자가 파지할 수 있는 하우징을 구비한다.The body (101) has a rechargeable or replaceable battery inside and a housing that can be held by the measurer.
한 쌍의 제1 ECG 센서(100)는 몸체(101) 파지 시, 측정자의 엄지 손가락이 위치하는 몸체(101)의 상부에 구비되어, 접촉되는 사용자의 손가락의 전기적 신호를 감지한다.A pair of first ECG sensors (100) are provided on the upper part of the body (101) where the user's thumb is positioned when the body (101) is gripped, and detect electrical signals of the user's fingers that come into contact with the body.
한 쌍의 제2 ECG 센서(200)는 몸체(101) 파지 시 측정자의 검지 내지 중지 손가락이 위치하는 몸체(101)의 하부에 구비되어, 접촉되는 사용자의 검지 내지 중지 중 하나 이상을 통해 전기적 신호를 감지한다. 이때, 한 쌍의 제2 ECG 센서(200)의 전극은 게임 컨트롤러와 같이 양손을 파지할 때 편하게 측정할 수 있도록 약간 돌출되어 파지가 쉽도록 형성되는 것이 바람직하다.A pair of second ECG sensors (200) are provided on the lower part of the body (101) where the index or middle finger of the user is positioned when the body (101) is held, and detect an electrical signal through at least one of the index or middle fingers of the user that comes into contact with the body. At this time, it is preferable that the electrodes of the pair of second ECG sensors (200) are formed to be slightly protruding and easy to hold so that measurement can be made comfortably when holding both hands, such as a game controller.
한편, 한 쌍의 제1 ECG 센서(100)와 한 쌍의 제2 ECG 센서(200)는 건식(dry type) 전극 또는 습식(wet type) 전극 중 적어도 하나의 전극으로 구성될 수 있다. 상기 한 쌍의 제1 ECG 센서(100)와 한 쌍의 제2 ECG 센서(200)는 사용자의 손가락 피부에 밀착되어 사용자의 심장의 전기적 활동에 따라 발생되는 전기 신호를 수신할 수 있다. 상기 전기 신호는 예를 들어 피부에서 계측되는 전위를 포함할 수 있다.Meanwhile, the pair of first ECG sensors (100) and the pair of second ECG sensors (200) may be configured with at least one of dry type electrodes or wet type electrodes. The pair of first ECG sensors (100) and the pair of second ECG sensors (200) may be in close contact with the skin of a user's finger and receive an electrical signal generated according to the electrical activity of the user's heart. The electrical signal may include, for example, an electric potential measured on the skin.
제어부(300)는 적어도 둘 이상의 전극에서 수신되는 전위차에 기초하여 심전도(electrocardiogram, ECG)를 측정할 수 있다.The control unit (300) can measure an electrocardiogram (ECG) based on a potential difference received from at least two electrodes.
본 명세서에서 '측정'이라는 단어는 최종적으로 임상적 판단의 대상이 되는 결과물인 심전도 유도(lead)를 측정, 산출, 획득 또는 연산하는 것을 의미한다. 상기 측정, 산출, 획득 또는 연산의 의미는 수신된 전기 신호를 증폭하는 동작 또는 둘 이상의 전기 신호의 전위차를 계산하는 동작 등을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 각 전극은 전기 신호를 '수신'하므로 심전도 '측정'과는 구분되어야 할 것이다. 본 명세서에서 휴대용 심전도 측정에 포함된 제어부(300)는 상기 수신된 전기 신호에 기초하여 심전도를 측정한다.In this specification, the word 'measurement' means measuring, producing, obtaining or calculating an electrocardiogram lead, which is the result that is ultimately the subject of clinical judgment. The meaning of the measurement, producing, obtaining or calculating may include an operation of amplifying a received electrical signal or an operation of calculating a potential difference between two or more electrical signals. In this specification, each electrode 'receives' an electrical signal, so it should be distinguished from 'measuring' an electrocardiogram. In this specification, the control unit (300) included in the portable electrocardiogram measurement measures an electrocardiogram based on the received electrical signal.
본 발명은 심전도 및 측정 장치와 유선 또는 무선으로 연결될 단말기로 구성되어 있다. 기본적으로 ECG 측정만 가능한 형태이다.The present invention comprises a terminal that can be connected wired or wirelessly to an electrocardiogram (ECG) measuring device. It is essentially designed to only measure ECGs.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에서 ECG만 측정할 때의 장치를 설명하기 위한 참고도이다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 심전도 및 맥파 신호 검출 장치의 몸체(101)는 측정자가 손쉽게 파지할 수 있는 형상을 갖는 것이 바람직하다.Figures 2a to 2c are reference drawings for explaining a device for measuring only an ECG in one embodiment of the present invention. As illustrated in Figures 2a to 2c, the body (101) of the ECG and pulse signal detection device preferably has a shape that can be easily held by a measurer.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치는 PPG를 측정하는 PPG 센서 모듈(400)을 더 포함한다.Meanwhile, the electrocardiogram and pulse signal detection device according to one embodiment of the present invention further includes a PPG sensor module (400) that measures PPG.
도 3a 및 도 5에 도시된 바와 같이, PPG 센서 모듈(400)은 측정부(410), PPG 센서(420) 및 소자 발광 드라이버(430)를 포함한다.As shown in FIG. 3a and FIG. 5, the PPG sensor module (400) includes a measuring unit (410), a PPG sensor (420), and an element light emitting driver (430).
측정부(410)는 PPG를 측정할 수 있도록, 측정자의 손가락을 끼울 수 있는 링 또는 관의 형상으로 이루어진다. 그리고, 측정부(410)는 측정자가 몸체(101)를 파지한 상태에서 검지의 삽입이 용이하도록, 도 3a에 도시된 바와 같이, 몸체(101) 측면을 바라보도록 형성된 것이 바람직하다. 또한 측정부(410)는 손가락의 두께와 관계없이 용이하게 손가락이 삽입될 수 있도록 일측이 개방되어 이루어지거나 탄성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.The measuring unit (410) is formed in the shape of a ring or tube into which the measurer's finger can be inserted so as to measure PPG. In addition, the measuring unit (410) is preferably formed to face the side of the body (101), as illustrated in FIG. 3A, so that the measurer can easily insert the index finger while holding the body (101). In addition, the measuring unit (410) may be formed with one side open or made of an elastic material so that a finger can be easily inserted regardless of the thickness of the finger.
PPG 센서(420)는 측정부(410) 내부에 구비되어, PPG를 측정하기 위한 발광 소자(421)와 수광 소자(422)를 포함한다. 이러한 PPG 센서(420)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 센서(421, 422)가 마주보는 투과형 PPG 방식과 도 3c에 도시된 바와 같이, 센서(421, 422)가 같은 위치에 구비된 반사형 PPG 방식 중 하나의 형태로 사용할 수 가 있다.The PPG sensor (420) is provided inside the measuring unit (410) and includes a light-emitting element (421) and a light-receiving element (422) for measuring PPG. This PPG sensor (420) can be used in one of the following forms: a transmissive PPG method in which sensors (421, 422) face each other, as shown in FIG. 3b, and a reflective PPG method in which sensors (421, 422) are provided at the same location, as shown in FIG. 3c.
소자 발광 드라이버(430)는 제어에 의해 PPG 센서(420)의 발광 소자(421)를 발광을 수행시킨다.The element light emitting driver (430) causes the light emitting element (421) of the PPG sensor (420) to emit light under control.
본 발명의 일 실시예에 따른 몸체(101)의 일측에는 센서 연결 인터페이스(500)가 구비되고, PPG 센서 모듈(400)에도 센서 연결 인터페이스(501)가 구비되어, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 몸체(101)에 PPG 센서 모듈(400)을 착탈시킬 수 있다. 이러한 센서 연결 인터페이스(500, 501)는 전원 및 측정 신호를 전달하는 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, a sensor connection interface (500) is provided on one side of a body (101), and a sensor connection interface (501) is also provided on a PPG sensor module (400), so that the PPG sensor module (400) can be attached to and detached from the body (101), as shown in FIGS. 4A to 4C. It is preferable that these sensor connection interfaces (500, 501) transmit power and measurement signals.
한편, 센서 연결 인터페이스(500, 501)에는 센서 연결 인터페이스(500)를 덮는 PPG 센서 모듈 연결 단자 더미 캡이 구비되어, PPG 센서 모듈을 연결하지 않을 때에는 더미 도 2a에 도시된 바와 같이, 캡을 덮어 사용할 수 있다.Meanwhile, the sensor connection interface (500, 501) is provided with a PPG sensor module connection terminal dummy cap that covers the sensor connection interface (500), so that when the PPG sensor module is not connected, the cap can be covered and used as shown in dummy drawing 2a.
반대로, PPG 센서 모듈(400)을 연결하고자 할 경우, PPG 센서 모듈 연결 단자 더미 캡을 제거하고, 도 4a에 도시된 바와 같이, 센서 연결 인터페이스(500)에 PPG 센서 모듈(400)의 센서 연결 인터페이스(501)을 연결한다.Conversely, when a PPG sensor module (400) is to be connected, the PPG sensor module connection terminal dummy cap is removed, and the sensor connection interface (501) of the PPG sensor module (400) is connected to the sensor connection interface (500) as shown in FIG. 4a.
이와 같이, PPG 센서 모듈(400)을 탈 부착 형태로 함으로써, PPG 센서 모듈(420)의 설계 특성 상 링형태를 갖기 때문에, 필요하지 않을 경우엔 파지가 불편할 수 있는 문제를 해결할 수 있다.In this way, by making the PPG sensor module (400) detachable, the problem of being inconvenient to hold when not needed due to the ring shape of the design characteristic of the PPG sensor module (420) can be solved.
한편, 도 2b 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 몸체(101) 중앙 측면에는 연결 인터페이스(600) 즉, 커넥터 단자가 구비된다. 이 커넥터는 내장 배터리 충전 및 유선으로 ECG 또는 ECG, PPG 신호를 전송하기 위한 단자로 형태는 USB-C 타입일 수도 있고, 다른 형태의 타입이 될 수도 있다. 그리고, 연결 인터페이스(600)는 무선 통신 모듈로 구성되어, 무선 통신 방식인 Wifi Direct, Bluetooth 등의 무선 통신 방식 중 하나가 사용될 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 2B and 4B, a connection interface (600), i.e., a connector terminal, is provided on the central side of the body (101). This connector is a terminal for charging the built-in battery and transmitting ECG or ECG, PPG signals via a wire, and may be of the USB-C type or of another type. In addition, the connection interface (600) is configured as a wireless communication module, and one of the wireless communication methods, such as Wifi Direct or Bluetooth, can be used.
이러한 본 발명의 일 실시예에서 PPG 센서 모듈(400)을 부착하면, PPG도 같이 측정할 수가 있다.In one embodiment of the present invention, if a PPG sensor module (400) is attached, PPG can also be measured.
몸체(101)의 일측에 구비된 PPG 센서 모듈 연결 단자 더미 캡을 제거하고 PPG 센서 모듈(400)을 연결하면 바로 사용 가능하다.It can be used immediately by removing the dummy cap of the PPG sensor module connection terminal provided on one side of the body (101) and connecting the PPG sensor module (400).
본 발명의 일 실시예에 따르면, PPG 센서 모듈(400)을 탈 부착 형태로 구현함으로써, PPG 센서의 설계 특성 상 링 형태로 형성될 수 밖에 없어, 이용하지 않을 경우 파지가 불편할 수 밖에 없는 문제점을 해결할 수 있다. 즉, ECG 단일 모드만 사용하는 경우, PPG 센서 모듈(400)를 탈착하여 파지의 불편함없이 이용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, by implementing the PPG sensor module (400) in a detachable form, the problem of the PPG sensor being inevitably formed in a ring shape due to its design characteristics and thus being inconvenient to hold when not in use can be solved. That is, when only the ECG single mode is used, the PPG sensor module (400) can be detached and used without the inconvenience of holding.
여기서, PPG 센서 모듈(400)의 센서 연결 인터페이스(501)의 연결단자는 USB 2.0, Micro USB 등의 단자로 센서를 구동하기 위한 전력과 측정된 PPG 신호를 취득할 수 있고, 대역폭이 적은 데이터 송수신을 수행하는 단자로 이용한다.Here, the connection terminal of the sensor connection interface (501) of the PPG sensor module (400) is a terminal such as USB 2.0, Micro USB, etc., which can acquire power for driving the sensor and the measured PPG signal, and is used as a terminal for performing data transmission and reception with a low bandwidth.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치를 이용하여 ECG와 PPG 동시 측정 상태를 나타낸 참고도이다.FIG. 4 is a reference diagram showing a state of simultaneous measurement of ECG and PPG using an electrocardiogram and pulse signal detection device according to one embodiment of the present invention.
PPG 센서(420)는 PPG의 경우 적외선을 통해서 혈관의 혈류를 측정하는데 빛의 외란의 영향이 매우 크기 때문에 빛의 외란을 차단하기 위해 링형태의 커프를 만들고 거기에 손가락을 끼워서 PPG를 측정하게 된다.In the case of PPG, the PPG sensor (420) measures blood flow in blood vessels through infrared rays. Since the influence of light disturbance is very large, a ring-shaped cuff is made to block light disturbance and a finger is inserted into it to measure PPG.
한편, ECG 센서(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 아날로그 신호를 입력받기 위한 아날로그 프론트엔드(AFE), 아날로그 프론트엔드와 연결되어 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 아날로드-디지털 변환기(ADC)을 통해 제어부(300)인 처리장치(AP, Application Processor)에 I2C 통신 방식을 이용하여 전달하고, 유/무선 네트워크를 통해 외부 분석 장치(미도시)에 전달될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the ECG sensor (100) transmits an analog signal to a processing unit (AP, Application Processor), which is a control unit (300), using an I2C communication method through an analog front end (AFE) for receiving an analog signal, and an analog-to-digital converter (ADC) connected to the analog front end for converting the analog signal into digital, and can be transmitted to an external analysis device (not shown) through a wired/wireless network.
PPG 센서(420)의 경우, LED 구동이 필요하여 별도로 LED 구동 드라이버(430)를 가진다.In the case of the PPG sensor (420), LED driving is required, so a separate LED driving driver (430) is provided.
상기 LED 구동 드라이버(430)는 세부적으로 데이터 패키징, 노이즈 제거, 데이터 정렬 등과 같은 작업이 추가될 수 있다.The above LED driving driver (430) may be further configured to perform detailed tasks such as data packaging, noise removal, and data alignment.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 장치가 내부적으로 동작하는 모드를 나타내고 있다.FIG. 6 illustrates a mode in which an electrocardiogram and pulse signal detection device according to one embodiment of the present invention operates internally.
PPG 센서 모듈(400)의 연결 여부에 따라서 ECG 단일 측정 모드, ECG, PPG 동시 측정 모드로 동작할 수 있고, 유선 케이블 연결 여부에 따라서 유선 측정 모드 또는 무선 측정 모드로 동작할 수 있다.Depending on whether the PPG sensor module (400) is connected, it can operate in ECG single measurement mode, ECG, PPG simultaneous measurement mode, and depending on whether a wired cable is connected, it can operate in wired measurement mode or wireless measurement mode.
이하, 하기에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 및 맥파 신호 검출 방법에 대하여 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for detecting electrocardiogram and pulse signals according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
먼저, 제어부(300)가 센서 연결 인터페이스를 통해 PPG 센서 모듈이 연결되는 지의 여부를 판단한다(S100). 여기서, PPG 센서 모듈의 탈착 여부는 장치 커넥터에 PPG 센서 모듈이 연결되어 전원이 인가되는지에 따라 결정할 수 있다.First, the control unit (300) determines whether the PPG sensor module is connected via the sensor connection interface (S100). Here, whether the PPG sensor module is detached or not can be determined based on whether the PPG sensor module is connected to the device connector and power is supplied.
상기 판단 단계(S100)에서 상기 센서 연결 인터페이스를 통해 PPG 센서 모듈이 연결되지 않으면(NO), 제어부(300)가 ECG 센서만을 구동시킨다(S200).If the PPG sensor module is not connected (NO) through the sensor connection interface in the above judgment step (S100), the control unit (300) drives only the ECG sensor (S200).
이어서, 상기 구동된 ECG 센서(100, 200)를 통해 측정자의 손가락에서 감지된 전기 신호를 입력받는다(S300).Next, the electrical signal detected from the subject's finger is input through the driven ECG sensor (100, 200) (S300).
이후, 상기 입력된 전기 신호를 이용하여 측정자의 ECG를 측정한다(S400).Afterwards, the subject's ECG is measured using the input electrical signal (S400).
이에 반해, 상기 판단 단계(S100)에서 상기 센서 연결 인터페이스를 통해 PPG 센서 모듈이 연결되면(YES), 제어부(300)가 ECG 센서(100, 200)와 PPG 센서 모듈(400)을 모두 구동시킨다(S110).In contrast, if the PPG sensor module is connected (YES) through the sensor connection interface in the judgment step (S100), the control unit (300) drives both the ECG sensor (100, 200) and the PPG sensor module (400) (S110).
상기 구동되는 ECG 센서로부터 검출된 전기 신호를 입력받고, 상기 PPG 센서 모듈로부터 검출된 광 신호를 입력받는다(S120).An electrical signal detected from the above-mentioned driven ECG sensor is input, and an optical signal detected from the above-mentioned PPG sensor module is input (S120).
상기 입력되는 전기 신호를 통해 ECG를 측정하고, 상기 입력된 광 신호를 통해 PPG를 측정한다(S130).ECG is measured through the input electrical signal, and PPG is measured through the input optical signal (S130).
본 발명의 일 실시예에 따르면, PPG 센서 모듈 탈착 여부에 따라 ECG 단독 모드, ECG, PPG 동시 측정 모드로 동작할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, there is an effect that can operate in an ECG-only mode or an ECG and PPG simultaneous measurement mode depending on whether the PPG sensor module is detached or not.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 검출된 ECG와 PPG 측정 데이터를 외부의 분석 단말에 전송할 수 있다. 만약, 유선을 통해 측정 데이터를 전송하고자 하는 경우, 본 발명의 몸체(101)에 구비된 연결 인터페이스(600)에 외부 분석 단말과 접속된 유선 케이블을 연결하고, 연결된 유선 케이블을 통해 측정 데이터를 외부 분석 단말에 제공하고, 외부 분석 단말을 통해 측정 데이터를 분석할 수 있다. 여기서, 측정된 신호를 분석할 단말은 스마트폰 또는 PC가 될 수 있으며, 대응되는 어플리케이션을 구동하는 것을 통해 측정할 수 있다.Meanwhile, in another embodiment of the present invention, the detected ECG and PPG measurement data can be transmitted to an external analysis terminal. If the measurement data is to be transmitted via a wire, a wired cable connected to an external analysis terminal is connected to the connection interface (600) provided in the body (101) of the present invention, the measurement data is provided to the external analysis terminal through the connected wired cable, and the measurement data can be analyzed through the external analysis terminal. Here, the terminal to analyze the measured signal can be a smartphone or a PC, and measurement can be performed by running a corresponding application.
만약, 무선으로 전송하고자 하는 경우, 연결 인터페이스(600)에는 무선 통신 칩이 구비되어, 무선을 통해서도 측정 데이터를 송수신할 수 있다.If transmission is to be done wirelessly, the connection interface (600) is equipped with a wireless communication chip, so that measurement data can be transmitted and received wirelessly.
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.While the configuration of the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, these are merely illustrative. Those skilled in the art will readily appreciate that various modifications and variations may be made within the scope of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention should not be limited to the aforementioned embodiments, but should be defined by the following claims.
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