KR101536361B1 - Method for analyzing ecg and ecg apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 심전도 장치에 관한 것으로, 특히 낮은 샘플율의 휴대용 심전도 장치에서 심전도 신호 분석시 발생하는 오차를 보정하여 정확한 심전도를 측정할 수 있도록 한 심전도 신호 분석 방법 및 그를 이용한 심전도 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 심전도 신호 분석 방법에 있어서, 심전도에서 연속된 소정 개수의 R 피크(R peak)를 선별하여 각각의 R 피크를 중심으로 상승구간 및 하강구간을 분류하는 분류 단계; 상기 상승구간 및 상기 하강구간에 대응되는 회귀선을 이용하여 해당 R 피크의 보정값을 계산하는 계산 단계; 및 상기 보정값을 이용하여 심전도 신호를 분석하는 분석 단계를 포함하는 심전도 신호 분석방법 및 이를 이용한 심전도 장치를 제공한다.The present invention relates to an electrocardiogram device, and more particularly, to a method for analyzing an electrocardiogram signal, which can accurately measure an electrocardiogram by correcting an error occurring in analyzing an electrocardiogram signal in a portable electrocardiogram device having a low sample rate, and an electrocardiograph device using the same. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for analyzing an electrocardiogram signal, comprising: classifying a predetermined number of successive R peaks in an electrocardiogram and classifying a rising section and a falling section based on respective R peaks; Calculating a correction value of the corresponding R peak using a regression line corresponding to the rising section and the falling section; And an analysis step of analyzing the electrocardiogram signal using the correction value, and an electrocardiogram device using the method.
심전도, 샘플율, R 피크, RR 간격, HRV(Heart Rate Variability), PTT(Pulse Transit Time) Electrocardiogram, sample rate, R peak, RR interval, Heart Rate Variability (HRV), Pulse Transit Time (PTT)
Description
본 발명은 심전도 장치에 관한 것으로, 특히 낮은 샘플율의 휴대용 심전도 장치에서 심전도 신호 분석시 발생하는 오차를 보정하여 정확한 심전도를 측정할 수 있도록 한 심전도 신호 분석 방법 및 그를 이용한 심전도 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrocardiogram device, and more particularly, to a method for analyzing an electrocardiogram signal, which can accurately measure an electrocardiogram by correcting an error occurring in analyzing an electrocardiogram signal in a portable electrocardiogram device having a low sample rate, and an electrocardiograph device using the same.
일반적으로, 자율신경계의 정량적이고 객관적인 평가 지표로서 심박율변이(Heart Rate Variability: HRV) 분석이 활용되고 있다. 이러한 HRV 분석의 신뢰성을 높이기 위해서는 정확한 심전도(Electrocardiogram: ECG) 신호를 분석할 수 있어야 한다. 통상적으로, HRV(Heart Rate Variability) 또는 PTT(Pulse Transit Time)은 보통 500~1000Hz 이상의 높은 샘플율에 따라 분석된다.In general, heart rate variability (HRV) analysis is utilized as a quantitative and objective evaluation of autonomic nervous system. To improve the reliability of this HRV analysis, accurate electrocardiogram (ECG) signals should be analyzed. Typically, HRV (Heart Rate Variability) or PTT (Pulse Transit Time) is usually analyzed according to a high sample rate of 500-1000 Hz or more.
특히, HRV는 심전도에서 연속적으로 나타나는 RR 간격을 통해 확인할 수 있다. 이때, 심전도 신호가 최소 500㎐ 이상으로 샘플링될 때 비교적 정확한 R 파형이 획득될 수 있다. 반면에, 심전도 신호가 500㎐ 이하로 샘플링되면, R 파형에 오 차가 많아져 부정확한 HRV 분석을 하게 된다.In particular, HRV can be determined by the RR interval that appears continuously in the electrocardiogram. At this time, a relatively accurate R waveform can be obtained when the electrocardiogram signal is sampled at least 500 Hz. On the other hand, if the electrocardiogram signal is sampled below 500 Hz, an incorrect HRV analysis is performed due to a large error in the R waveform.
그런데, 휴대용 심전도 장치의 경우에는 소형화로 인해 저장공간이 부족할 뿐만 아니라 저전력을 위해 500㎐ 이하로 샘플율을 낮춰야 하기 때문에 HRV(Heart Rate Variability) 또는 PTT(Pulse Transit Time) 분석에 있어서 한계가 있다. 즉, 휴대용 심전도 장치의 경우에는 심전도 신호를 500㎐ 이하의 샘플율을 적용함에 따라, 신호 품질이 저하되거나 R 파형 신호의 위치를 정확히 인지할 수 없어, 심전도 정보에 대한 정확성과 신뢰성을 기대할 수 없다.However, in the case of a portable electrocardiograph, there is a limitation in HRV (Heart Rate Variability) or PTT (Pulse Transit Time) analysis because it is required to reduce the sampling rate to 500 Hz or less for low power as well as a lack of storage space due to miniaturization. That is, in the case of the portable electrocardiogram apparatus, since the electrocardiogram signal is applied at a sample rate of 500 Hz or less, the signal quality may not be lowered or the position of the R waveform signal may not be precisely recognized and the accuracy and reliability of the electrocardiographic information can not be expected .
이를 위해, 종래에는 주파수 영역에서 제로 페딩(Zero-padding)을 이용하는 방식이 제안된 바 있다. 이는 보정(interpolation)된 후 개선된 해상도에서 R 피크(R peak)의 위치를 구하는 방식으로, 시간영역에서의 처리 정확도가 떨어지는 한계가 있다.To this end, a method using zero padding in the frequency domain has been proposed. This is a method of obtaining the position of the R peak at the improved resolution after interpolation, and there is a limit in that the processing accuracy in the time domain is lowered.
따라서, 휴대용 심전도 정차에서 500㎐ 이하의 샘플율에 따라 획득된 심전도에서 RR 간격을 획득함에 있어서, 오차를 보정하여 RR 간격을 얻을 수 있는 방식이 제안될 필요가 있다.Therefore, in acquiring the RR interval in the electrocardiogram obtained according to the sample rate of 500 Hz or less in the portable electrocardiogram stop, it is necessary to propose a method of compensating the error to obtain the RR interval.
따라서 본 발명은 낮은 샘플율(일례로, 500㎐ 이하)을 갖는 심전도 장치에서 심전도의 QRS 컴플렉스(QRS complex) 형태적 특성을 이용한 샘플들의 회귀선 분석을 통해 R 피크(R peak)의 시간좌표를 계산하여 오차가 보정된 심전도 신호(즉, RR 간격)를 획득함으로써, 궁극적으로 자율신경계의 평가지표로서 심전도 정보인 HRV(Heart Rate Variability), PTT(Pulse Transit Time) 등을 정확하게 추출하여 제공할 수 있도록 하기 위한, 심전도 신호 분석 방법 및 그를 이용한 심전도 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention calculates the time coordinates of the R peak (R peak) by analyzing the regression line of the samples using the QRS complex morphological characteristic of the electrocardiogram in the electrocardiogram device having a low sample rate (for example, 500 Hz or less) (Heart rate variability), PTT (pulse transit time), and the like, which are electrocardiographic information, as an evaluation index of the autonomic nervous system, by acquiring an ECG signal having an error corrected And to provide an electrocardiogram signal analyzing method using the electrocardiogram signal analyzing method.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 심전도 신호 분석방법은, 심전도 신호 분석 방법에 있어서, 심전도에서 연속된 소정 개수의 R 피크(R peak)를 선별하여 각각의 R 피크를 중심으로 상승구간 및 하강구간을 분류하는 분류 단계; 상기 상승구간 및 상기 하강구간에 대응되는 회귀선을 이용하여 해당 R 피크의 보정값을 계산하는 계산 단계; 및 상기 보정값을 이용하여 심전도 신호를 분석하는 분석 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for analyzing an electrocardiogram signal, the method comprising: selecting a predetermined number of successive R peaks in an electrocardiogram, And a descending section; Calculating a correction value of the corresponding R peak using a regression line corresponding to the rising section and the falling section; And analyzing the electrocardiogram signal using the correction value.
본 발명의 다른 면에 따른 심전도 장치는, 심전도 장치에 있어서, 심전도를 감지하여 연속된 소정 개수의 R 파형을 측정하기 위한 심전도 감지 수단; 및 상기 R 파형의 R 피크를 중심으로 분류된 상승구간 및 하강구간에 대응되는 회귀선을 이용하여 해당 R 피크의 보정값을 계산하고, 상기 보정값을 이용하여 심전도 신호를 분석하기 위한 심전도 보정 수단을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electrocardiogram apparatus comprising: electrocardiogram sensing means for sensing a predetermined number of consecutive R waveforms by sensing an electrocardiogram; And an electrocardiogram correction means for calculating a correction value of a corresponding R peak using a regression line corresponding to a rising section and a falling section classified based on the R peak of the R waveform and analyzing the electrocardiogram signal using the correction value .
본 발명의 또 다른 면에 따른 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 프로세서를 구비한 심전도 장치에, 심전도에서 연속된 소정 개수의 R 피크(R peak)를 선별하여 각각의 R 피크를 중심으로 상승구간 및 하강구간을 분류하는 기능; 상기 상승구간 및 상기 하강구간에 대응되는 회귀선을 이용하여 해당 R 피크의 보정값을 계산하는 기능; 및 상기 보정값을 이용하여 심전도 신호를 분석하는 기능을 실현시킨다.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program according to another aspect of the present invention is a computer-readable recording medium for storing a predetermined number of successive R peaks in an electrocardiogram (ECG) A function of classifying the rising section and the falling section; Calculating a correction value of the corresponding R peak using a regression line corresponding to the rising section and the falling section; And a function of analyzing the electrocardiogram signal using the correction value.
상기와 같은 본 발명은, 낮은 샘플율(일례로, 500㎐ 이하)을 갖는 심전도 장치에서 심전도의 QRS 컴플렉스(QRS complex) 형태적 특성을 이용한 샘플들의 회귀선 분석을 통해 R 피크(R peak)의 시간좌표를 계산하여 오차가 보정된 심전도 신호(즉, RR 간격)를 획득할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above can be applied to an electrocardiogram (ECG) apparatus having a low sample rate (for example, 500 Hz or less) by analyzing a regression line of samples using a QRS complex morphological characteristic of an electrocardiogram It is possible to acquire an electrocardiogram signal having an error corrected (i.e., an RR interval) by calculating coordinates.
또한, 본 발명은 500㎐ 이하의 샘플율을 갖는 심전도 장치에서 오차가 보정 된 RR 간격을 획득함으로써, HRV(Heart Rate Variability) 또는 PTT(Pulse Transit Time)를 추출하여 제공할 수 있는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of extracting HRV (Heart Rate Variability) or PTT (Pulse Transit Time) by obtaining an RR interval in which an error is corrected in an electrocardiogram apparatus having a sample rate of 500 Hz or less.
또한, 본 발명은 500㎐ 이하의 샘플율을 갖는 휴대용 심전도 장치에 적용되어, 휴대성과 함께 정확한 심전도 측정이 가능하도록 함으로써, 사용자의 신뢰성을 증대시키는 효과가 있다.Further, the present invention is applied to a portable electrocardiogram apparatus having a sample rate of 500 Hz or less, thereby enabling accurate electrocardiogram measurement together with portability, thereby increasing the reliability of a user.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 심전도 장치를 보인 구성도이다.1 is a block diagram of an electrocardiogram apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 심전도 장치(이하 "심전도 장치"라 함)는, 자율신경계의 평가지표로서 HRV(Heart Rate Variability), PTT(Pulse Transit Time)를 분석하기 위해 일반적으로 필요한 500㎐∼1000㎐ 이상의 샘플율보다 낮은 수준의 샘플율(여기서는 500㎐ 이하의 200㎐)을 적용하고, 이때 획득된 심전도의 QRS 컴플렉스(QRS complex)의 형태적 특성을 이용하여 오차가 보정된 R 피크(R peak)를 계산함으로써 RR 간격의 정확도를 향상시킨다. 이를 통해 본 발명의 심전도 장치는 자율신경계의 평가지표로서 심전도 정보인 HRV, PTT를 정확히 추출 및 분석할 수 있도록 한다.1, an electrocardiogram apparatus (hereinafter, referred to as "ECG apparatus") according to the present invention is a system for measuring an HRV (Heart Rate Variability) and a PTT (Pulse Transit Time) (Here, 200 Hz of 500 Hz or less) than the sample rate of Hz to 1000 Hz or more is applied, and the R peak (R peak) to improve the accuracy of the RR interval. Thus, the electrocardiogram device of the present invention can accurately extract and analyze electrocardiographic information HRV, PTT as an evaluation index of autonomic nervous system.
본 발명의 심전도 장치는 통상적으로 낮은 수준의 샘플율을 적용하는 소형이고 휴대용인 형태인 경우에 적용될 수 있으나, 이에 한정되어 해석되지 않음을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.It will be appreciated by those skilled in the art that the electrocardiographic apparatus of the present invention can be applied to a case of a small and portable type that applies a low level of sample rate, but is not construed to be limited thereto.
구체적으로, 본 발명에 따른 심전도 장치는 심전도 감지부(110), 심전도 보정부(120), 심전도 정보 제공부(130)를 포함한다.Specifically, the electrocardiogram device according to the present invention includes an
심전도 감지부(110)는 피실험자의 심전도를 감지할 수 있는 심전도 센서로서 피실험자의 복부, 가슴, 손목 및 팔 등에 부착된다. 이때, 심전도 감지부(110)는 피실험자 심장의 전기적 활성화 상태를 반영하는 심전도 파형(즉, P파, Q파, R파, S파, T파)을 측정하여 심전도 보정부(120)로 제공한다.The
심전도 보정부(120)는 심전도 감지부(110)로부터 제공된 피실험자의 심전도 파형의 QRS 컴플렉스(QRS complex)의 형태적 특성으로부터 R 파형의 위치를 확인하여 'RR 간격(RR interval)'을 계산하는데, 이때 QRS 컴플렉스, 특히 R 파형을 구성하는 상승구간 및 하강구간의 구간별 회귀분석을 통한 보정된 R 피크를 적용함으로써, 낮은 샘플율(즉, 여기서는 500㎐ 이하인 200㎐)에 따른 R 파형의 오차를 보정한 후 RR 간격을 계산한다(후술할 도 2 참조). 여기서, 심전도 파형의 QRS 컴플렉스의 형태적 특성은 상승구간이 하강구간에 비해 가파른 기울기(즉, 하강구간이 상승구간에 비해 완만한 기울기)를 나타냄에 따라 상승구간을 구성하는 값의 개수가 하강구간을 구성하는 값의 개수보다 더 작다.The
심전도 정보 제공부(130)는 심전도 보정부(120)에서 계산된 RR 간격을 이용해 당업자라면 쉽게 이해할 수 있는 통상의 방식에 따라 심전도 정보인 HRV(Heart Rate Variability), PTT(Pulse Transit Time) 등을 추출하여 그 결과를 제공한다. 일례로, 심전도 정보 제공부(130)는 심전도 보정부(120)로부터 계산된 R 피크에서 RR 간격을 시계열 신호로 변환한 후 시간축에 재배열함으로써 HRV를 나타낸다.The electrocardiogram
부가적으로, 본 발명의 심전도 장치는 심전도 감지부(110)에 의해 감지된 피실험자의 심전도 파형이나 심전도 정보 제공부(130)에 의해 분석된 피실험자의 HRV, PTT의 결과를 확인할 수 있는 사용자 인터페이스(일례로, 모니터 등)(도 1에 미도시)를 구비한다.In addition, the electrocardiogram device of the present invention may further include a user interface (e.g., an electrocardiogram waveform) of the subject sensed by the
도 2는 본 발명에 따른 심전도 보상부에 의해 보정된 R 피크의 시간좌표를 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 2의 x 좌표는 시간을 나타고, y좌표는 심박동 신호의 세기를 나타낸다.FIG. 2 is a diagram for explaining a process of calculating time coordinates of an R peak corrected by the electrocardiogram compensating unit according to the present invention. Here, the x-coordinate in Fig. 2 indicates the time, and the y-coordinate indicates the intensity of the heartbeat signal.
심전도 보상부(120)는 심전도 감지부(110)를 통해 감지된 심전도 파형에서 임의의 연속된 QRS 구간(즉, R 파형)을 소정의 개수(일례로, 10개)로 선별한다. 이때, 심전도 보상부(120)는 선별된 각각의 QRS 구간별 R 피크의 시간좌표를 구한 후 시계열적으로 배열하여 RR 간격을 계산한다.The
이를 위해, 심전도 보상부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 QRS 구간에서 R 피크의 시간좌표를 하기와 같이 계산한다.For this, the
먼저, 심전도 보상부(120)는 전술한 바와 같이 심전도 파형에서 QRS 컴플렉 스의 형태적 특성을 이용하여 QRS 구간의 R 피크를 확인한다. 이때, 심전도 보상부(120)는 R 피크를 중심으로 가파른 기울기를 나타내는 구간 즉, 상승구간과 완만한 기울기를 나타내는 구간 즉, 하강구간으로 분류한다.First, the
이후, 심전도 보상부(120)는 상승구간과 하강구간의 구간별로 회귀분석(regression analysis)을 통해 각 구간의 회귀선 방정식을 하기 [수학식 1]과 같이 구한다.Thereafter, the
여기서, a는 회귀선의 기울기(즉, 회귀계수)이고, b는 회귀선의 y축 절편이다. 이에 따라, 도 2에서 상승구간의 회귀선은 y1=a1x+b1이고, 하강구간의 회귀선은 y2=a2x+b2이다.Where a is the slope of the regression line (i.e., regression coefficient), and b is the y-axis intercept of the regression line. Accordingly, in Fig. 2, the regression line of the rising section is y 1 = a 1 x + b 1, and the regression line of the falling section is y 2 = a 2 x + b 2 .
다음으로, 심전도 보상부(120)는 상승구간 및 하강구간의 회귀선이 만나는 접점의 x 좌표 즉, R 피크의 시간좌표(즉, x 좌표)를 하기 [수학식 2]와 같이 계산한다.Next, the
하강구간: y2=a2x+b2 Falling period: y 2 = a 2 x + b 2
접점의 x 좌표: x=(b2―b1)/(a1―a2)X coordinate of the contact: x = (b 2 -b 1 ) / (a 1 -a 2 )
여기서, 상승구간 및 하강구간의 회귀선이 만나는 접점의 x 좌표는 오차가 보정된 R 피크의 시간좌표를 나타낸다. 이때, 접점의 x 좌표는 상승구간과 하강구간에 대응되는 회귀선을 도출할 때 회귀분석용 좌표를 몇 개 포함할지에 따라 변할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 심전도 보정부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 상승구간에 4개의 좌표, 하강구간에 R 피크가 포함된 5개의 좌표를 포함한다.Here, the x-coordinate of the contact point where the regression line of the rising section and the falling section meet corresponds to the time coordinate of the R peak whose error is corrected. At this time, the x-coordinate of the contact point can be changed depending on how many regression analysis coordinates are included when the regression line corresponding to the rising section and the falling section is derived. Preferably, the
이와 같이, 심전도 보상부(120)는 QRS 구간별로 보정된 R 피크의 시간좌표를 계산하여 낮은 수준의 샘플율에서 정확도가 향상된 RR 간격을 계산할 수 있다.As described above, the
한편, 샘플율이 500㎐ 이하인 200㎐일 때 본 발명이 적용되는 경우와 적용되지 않는 경우에, 샘플율이 500㎐ 이상인 1000㎐와의 오차범위를 비교한 결과를 설명한다. 이때, 샘플율이 200㎐일 때 심전도 신호는 샘플율 1000㎐일 때 심전도 신호와 비교하면 부드럽지 못한 모양을 띄며, R 피크의 위치가 서로 다르다.On the other hand, the results of comparing the error range with 1000 Hz where the sample rate is 500 Hz or more when the present invention is applied and when the present invention is applied when the sample rate is 200 Hz or less will be explained. At this time, when the sample rate is 200 Hz, the electrocardiogram signal is not soft compared with the electrocardiogram signal when the sample rate is 1000 Hz, and the positions of R peak are different from each other.
이를 설명하기 위한 피실험자는 '앉아 있을 때'와 '사이클링 할 때' 각각의 경우에 하기 [표 1]과 같은 심전도 상태를 나타내었다.In order to explain this, subjects were shown electrocardiogram states as shown in Table 1 below when sitting and cycling.
즉, 피실험자의 평균 심박수는 앉아 있을 때에 65.8bpm, 사이클링 할 때에 103.2bpm이고, 평균 RR 간격은 각각 912.9㎳, 582.2㎳이다. 실험시간은 각각 5분이었으며 R 피크의 개수는 앉아 있을 때에 329개, 사이클링 할 때에 516개이다.That is, the average heart rate of the subjects was 65.8 bpm when sitting, 103.2 bpm when cycling, and the average RR intervals were 912.9 ms and 582.2 ms, respectively. The experimental time was 5 minutes each, and the number of R peak was 329 when sitting and 516 when cycling.
먼저, 본 발명이 적용된 200㎐의 RR 간격과 본 발명이 적용되지 않은 200㎐의 RR 간격을 1000㎐의 RR 간격과의 오차의 평균 및 표준편차를 하기 [표 2]와 같이 나타내었다. 이때, 설명의 편의상 '본 발명이 적용된 200㎐'를 "IP200㎐"이라 한다.First, the average and standard deviation of the RR interval of 200 Hz applied with the present invention and the RR interval of 200 Hz of the present invention are shown in Table 2 below. Here, for convenience of explanation, '200 Hz applied to the present invention' is referred to as 'IP200 Hz'.
1000㎐ 200Hz vs
1000 Hz
1000㎐IP200㎐ vs
1000 Hz
1000㎐200Hz vs
1000 Hz
1000㎐IP200㎐ vs
1000 Hz
상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 오차의 평균은 변화가 없다. 그런데, 앉아 있을 때의 오차의 표준편차는 본 발명이 적용되지 않은 경우(즉, 200㎐ vs 1000㎐)에 12.31이고, 본 발명이 적용된 경우(IP200㎐ vs 1000㎐)에 2.3으로 오차의 범위가 6배 이상 줄어들었다. 마찬가지로, 사이클링 할 때 오차의 표준편차는 본 발명이 적용되지 않은 경우(즉, 200㎐ vs 1000㎐)에 2.24이고, 본 발명이 적용된 경우(IP200㎐ vs 1000㎐)에 0.94로 오차의 범위가 3배 정도 줄어들었다.As shown in Table 2, the average of the errors does not change. However, the standard deviation of the error when sitting is 12.31 when the present invention is not applied (i.e., 200 Hz vs. 1000 Hz) and 2.3 when the present invention is applied (IP200 Hz vs. 1000 Hz) More than six times. Similarly, the standard deviation of the error when cycling is 2.24 when the present invention is not applied (i.e., 200 Hz vs. 1000 Hz) and 0.94 when the present invention is applied (IP200 Hz vs. 1000 Hz) About two times less.
다음으로, 본 발명이 적용되지 않는 경우(후술할 도 3a 및 도 4a 참조)와 본 발명이 적용되는 경우(후술할 도 3b 및 도 4b 참조)를 블렌드-알트만 플롯(Blend-Altman Plot)으로 나타내면 다음과 같다. Next, when the present invention is not applied (see FIGS. 3A and 4A to be described later) and when the present invention is applied (see FIGS. 3B and 4B to be described later) as a Blend-Altman plot As follows.
즉, 도 3a는 피실험자가 앉아 있을 때 '본 발명이 적용되지 않은 200㎐' 및 1000㎐의 오차를 나타낸 도면이고, 도 3b는 피실험자가 앉아 있을 때 '본 발명이 적용된 200㎐' 및 1000㎐의 오차를 나타낸 도면이고, 도 4a는 피실험자가 사이클링 할 때 '본 발명이 적용되지 않은 200㎐' 및 1000㎐의 오차를 나타낸 도면이고, 도 4b는 피실험자가 사이클링 할 때 '본 발명이 적용된 200㎐' 및 1000㎐의 오차를 나타낸 도면이다.That is, FIG. 3A is a view showing an error of 200 Hz and 1000 Hz in which the subject of the present invention is not applied when the subject is sitting, FIG. 3B is a graph showing an error of 200 Hz and 1000 Hz FIG. 4A is a view showing an error of 200 Hz and 1000 Hz in which the present invention is not applied when the subject is cycling. FIG. 4B is a graph showing an error of 200 Hz applied with the present invention when the subject is cycling. And an error of 1000 Hz.
도 3a 및 도 3b 뿐만 아니라 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 앉아 있을 때 및 사이클링 할 때 모두에서 오차범위가 줄어들었음을 파악할 수 있다.It can be understood that the error range is reduced in both sitting and cycling, as shown in Figs. 4A and 4B as well as Figs. 3A and 3B.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 심전도 신호 분석 방법을 보인 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an electrocardiogram signal analysis method according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 먼저, 본 발명의 심전도 장치는 심전도에서 연속된 소정 개수의 R 피크(R peak)를 선별하여 각각의 R 피크를 중심으로 상승구간 및 하강구간을 분류한다(S501).Referring to FIG. 5, the electrocardiogram apparatus of the present invention selects a predetermined number of consecutive R peaks in an electrocardiogram and classifies the rising and falling intervals of each R peak based on each R peak (S501).
이후, 심전도 장치는 상승구간 및 하강구강에 대응되는 회귀선 방정식을 구한 후, 상승구간 및 하강구강에 대응되는 회귀선의 접점의 x 좌표인 오차가 보정된 R 피크의 시간좌표를 계산한다(S503). 이때, R 피크의 시간좌표는 심전도에서 선별된 해당 R 피크에서 오차가 보정된 값이다.Thereafter, the electrocardiogram apparatus obtains a regression line equation corresponding to the rising section and the falling mouth, and then calculates the time coordinates of the R peak whose error is corrected, that is, the x coordinate of the contact point of the regression line corresponding to the rising section and the falling mouth (S503). At this time, the time coordinate of the R peak is a value in which the error is corrected at the corresponding R peak selected from the electrocardiogram.
그런 후, 심전도 장치는 해당 R 피크에서 오차가 보정된 값 즉, 오차가 보정된 R 피크의 시간좌표를 이용하여 심전도 신호인 RR 간격을 획득한다(S505). 이때, 심전도 장치는 RR 간격을 이용하여 자율신경계의 평가지표인 HRV(Heart Rate Variability) 또는 PTT(Pulse Transit Time)를 추출하여 제공할 수도 있다(S507).Then, the electrocardiogram apparatus obtains the RR interval, which is the electrocardiogram signal, using the corrected value of the R peak, that is, the time coordinate of the R peak with the error corrected (S505). At this time, the electrocardiogram apparatus may extract HRV (Heart Rate Variability) or PTT (Pulse Transit Time) which is an evaluation index of the autonomic nervous system using the RR interval (S507).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 심전도 장치의 구성도.1 is a configuration diagram of an electrocardiogram apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 심전도 보상부에 의해 보정된 R 피크의 시간좌표를 계산하는 과정을 설명하기 위한 예시도.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electrocardiogram (ECG) compensator.
도 3a는 피실험자가 앉아 있을 때 '본 발명이 적용되지 않은 200㎐' 및 1000㎐의 오차를 나타낸 도면.FIG. 3A shows an error of 200 Hz and 1000 Hz in which the present invention is not applied when the subject is sitting. FIG.
도 3b는 피실험자가 앉아 있을 때 '본 발명이 적용된 200㎐' 및 1000㎐의 오차를 나타낸 도면. FIG. 3B is a view showing an error of 200 Hz and 1000 Hz to which the present invention is applied when the subject is sitting. FIG.
도 4a는 피실험자가 사이클링 할 때 '본 발명이 적용되지 않은 200㎐' 및 1000㎐의 오차를 나타낸 도면.4A is a graph showing an error of 200 Hz and 1000 Hz in which the present invention is not applied when a subject is cycling;
도 4b는 피실험자가 사이클링 할 때 '본 발명이 적용된 200㎐' 및 1000㎐의 오차를 나타낸 예시도.FIG. 4B is an illustration showing an error of 200 Hz and 1000 Hz to which the present invention is applied when a subject is cycling; FIG.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 심전도 신호 분석 방법을 보인 흐름도.5 is a flowchart illustrating an electrocardiogram signal analysis method according to an embodiment of the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***DESCRIPTION OF THE REFERENCE SYMBOLS
110 : 심전도 감지부 120 : 심전도 보정부110: electrocardiogram detection unit 120: electrocardiogram correction unit
130 : 심전도 정보 제공부130: Electrocardiogram information providing service
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