초록 ▼

본 발명은 카메라를 이용한 비접촉 혈압 측정 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 혈압 측정 대상자의 신체말단부에서 신체 접촉식으로 PPG 신호를 측정하는 제1 PPG 측정부; 상기 측정 대상자의 얼굴에서 카메라를 이용하여 신체 비접촉식으로 PPG 신호를 측정하는 제2 PPG 측정부; 상기 제1 PPG 측정부와 상기 제2 PPG 측정부에서 측정된 각각의 PPG 신호로부터 ECG의 R peak 발생 시각을 연산하는 ECG R peak 시각 연산부; 상기 제1 PPG 측정부에서 측정된 신체말단부에서의 PPG 신호와 상기 ECG R

본 발명은 카메라를 이용한 비접촉 혈압 측정 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 혈압 측정 대상자의 신체말단부에서 신체 접촉식으로 PPG 신호를 측정하는 제1 PPG 측정부; 상기 측정 대상자의 얼굴에서 카메라를 이용하여 신체 비접촉식으로 PPG 신호를 측정하는 제2 PPG 측정부; 상기 제1 PPG 측정부와 상기 제2 PPG 측정부에서 측정된 각각의 PPG 신호로부터 ECG의 R peak 발생 시각을 연산하는 ECG R peak 시각 연산부; 상기 제1 PPG 측정부에서 측정된 신체말단부에서의 PPG 신호와 상기 ECG R peak 시각 연산부에서 연산된 R peak 발생 시각으로부터 PTT(Pulse Transit Time) 값을 산출하는 PTT 산출부; 및 상기 PTT 산출부에서 산출된 PTT 값으로부터, 상기 측정 대상자의 혈압을 연산하는 혈압 연산부를 포함하며, 혈압 연산부에서 연산된 혈압을 디스플레이 화면에 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.본 발명에서 제안하고 있는 카메라를 이용한 비접촉 혈압 측정 시스템 및 그 구동 방법에 따르면, 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 종래의 혈압 측정에 주로 이용되는 커프를 사용하지 않기 때문에 혈압 측정 대상자가 장치를 꼭 착용해야만 하는 불편함을 줄이고, 무구속 상태에서 매우 쉽고 간편하게 혈압을 측정할 수 있으며, 혈압 측정 대상자가 카메라 앞에 잠시 서 있는 것만으로도 혈압을 측정할 수 있어 혈압 측정 시스템을 사용하는 데 있어서 번거로움을 줄일 수 있는, 비침습적인 방법을 사용하여 간단하면서도 연속적으로 혈압 측정할 수 있다.또한, 본 발명에서 제안하고 있는 카메라를 이용한 비접촉 혈압 측정 시스템 및 그 구동 방법에 따르면, 종래의 맥파전달시간을 이용해 혈압을 측정하는 과정에서 필요했던 ECG 측정을 대신하여, 카메라를 통해 혈압 측정 대상자의 얼굴에서 측정한 PPG 신호로부터 ECG R peak 발생 시각을 연산함으로써, ECG 측정 장치가 없더라도 간편하고 쉽게 맥파전달시간을 이용해 혈압을 측정할 수 있으며, 혈압을 연산하는 과정에서 많은 영향을 끼치는 혈압 측정 대상자의 신체적 특징 파라미터들을 이용하여 산출되는 혈압 값을 교정하기 때문에, 보다 정확하면서도 연속적으로 혈압의 변화를 측정할 수 있다.

대표청구항 ▼

카메라를 이용한 비접촉 혈압 측정 시스템으로서,혈압 측정 대상자(이하, 측정 대상자라 한다)의 신체말단부에서 신체 접촉식으로 PPG 신호를 측정하는 제1 PPG 측정부(100);상기 측정 대상자의 얼굴에서 카메라를 이용하여 신체 비접촉식으로 PPG 신호를 측정하는 제2 PPG 측정부(200);상기 제1 PPG 측정부(100)와 상기 제2 PPG 측정부(200)에서 측정된 각각의 PPG 신호로부터 ECG의 R peak 발생 시각을 연산하는 ECG R peak 시각 연산부(300);상기 제1 PPG 측정부(100)에서 측정된 신체말단부

카메라를 이용한 비접촉 혈압 측정 시스템으로서,혈압 측정 대상자(이하, 측정 대상자라 한다)의 신체말단부에서 신체 접촉식으로 PPG 신호를 측정하는 제1 PPG 측정부(100);상기 측정 대상자의 얼굴에서 카메라를 이용하여 신체 비접촉식으로 PPG 신호를 측정하는 제2 PPG 측정부(200);상기 제1 PPG 측정부(100)와 상기 제2 PPG 측정부(200)에서 측정된 각각의 PPG 신호로부터 ECG의 R peak 발생 시각을 연산하는 ECG R peak 시각 연산부(300);상기 제1 PPG 측정부(100)에서 측정된 신체말단부에서의 PPG 신호와 상기 ECG R peak 시각 연산부(300)에서 연산된 R peak 발생 시각으로부터 PTT 값을 산출하는 PTT 산출부(400);상기 PTT 산출부(400)에서 산출된 PTT 값으로부터, 상기 측정 대상자의 혈압을 연산하는 혈압 연산부(500); 및상기 혈압 연산부(500)에서 연산된 혈압을 디스플레이 화면에 표시하는 디스플레이부(600)를 포함하되,상기 제2 PPG 측정부(200)는,상기 카메라에서 촬영된 상기 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 대상 영역 선택부(210);상기 대상 영역 선택부(210)에서 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 상기 카메라에서 촬영된 영상의 각 프레임별로 검출하는 광신호 검출부(220);상기 광신호 검출부(220)에서 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 광전변환부(230);상기 광전변환부(230)에서 전하로 변환된 신호로부터 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 연산부(240);상기 연산부(240)에서 연산된 혈류량 변화 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 주파수 신호 변환부(250); 및상기 주파수 신호 변환부(250)에서 변환된 PPG 신호를 가공하는 제어부(260)를 포함하고,상기 대상 영역 선택부(210)는,상기 카메라에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 얼굴을 인식하는 얼굴 인식부(211);상기 얼굴 인식부(211)에서 인식된 얼굴에서 모든 특징점을 검출하는 특징점 검출부(212);상기 특징점 검출부(212)에서 검출된 특징점 중 광신호 추출에 효과적인 유효 특징점만 추출하는 유효 특징점 추출부(213); 및상기 유효 특징점 추출부(213)에서 추출된 유효 특징점으로부터 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하는 대상 영역 결정부(214)를 포함하며,상기 대상 영역 결정부(214)는,모세혈관의 밀집 정도, 표정에 의한 움직임 정도 및 프레임 내에서 얼굴 움직임에 따른 영향을 고려하여, 코의 일측에 위치한 유효 특징점, 귀의 하단에 위치한 유효 특징점, 및 입의 일측에 위치한 유효 특징점을 연결하는 직선으로 둘러싸인 삼각형의 영역을 상기 대상 영역으로 결정하고,상기 대상 영역 선택부(210)는,상기 카메라에서 촬영된 영상으로부터 측정 대상자의 얼굴을 인식하기에 부적합하거나, 측정 대상자의 얼굴에서 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하기에 부적합한 경우, 상기 측정 대상자의 얼굴 영상 재획득을 요구하며,상기 연산부(240)는,상기 광전변환부(230)에서 전하로 변환된 신호의 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 저장하고, 상기 대상 영역을 기설정된 혈류량이 일정하다고 볼 수 있는 작은 영역으로 나누어, 나누어진 각각의 작은 영역에서의 상기 x,y 좌표상의 픽셀값의 평균값을 연산한 후에 시간에 따른 상기 평균값 변화를 추적함으로써, 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하며,상기 제어부(260)는,상기 주파수 신호 변환부(250)에서 변환된 PPG 신호에서 노이즈 또는 잡음을 필터링하여, 밴드패스 필터를 사용해 출력되는 PPG 신호의 주파수 범위를 결정하는 필터부(261), 및 상기 필터부(261)에서 노이즈 또는 잡음이 필터링 되어 출력된 PPG 신호를 적절한 이득 값으로 증폭시켜주는 증폭부(262)를 포함하며,상기 ECG R peak 시각 연산부(300)는,상기 측정 대상자의 심장에서 신체말단부까지 또는 상기 측정 대상자의 심장에서 얼굴까지의 거리와 맥박전달시간과의 관계를 이용하여 ECG R peak 발생 시각을 연산하고,상기 PTT 산출부(400)는,상기 ECG R peak 시각 연산부(300)에서 연산된 ECG R peak 발생 시각과 상기 제1 PPG 측정부(100)에서 측정된 신체말단부에서의 PPG peak 발생 시각 사이의 차이를 구하여 PTT 값을 산출하며,상기 혈압 연산부(500)는,혈압을 연산하는 과정에서 가장 많은 영향을 미치는 신체 파라미터인, 상기 측정 대상자의 키 및 PPG 측정 부위와의 거리의 신체정보를 활용하여 연산되는 혈압의 오차를 줄이는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 혈압 측정 시스템.