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KR20130033267A - 생체신호를 측정하는 장치 및 방법 - Google Patents

생체신호를 측정하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20130033267A
KR20130033267A KR1020120026790A KR20120026790A KR20130033267A KR 20130033267 A KR20130033267 A KR 20130033267A KR 1020120026790 A KR1020120026790 A KR 1020120026790A KR 20120026790 A KR20120026790 A KR 20120026790A KR 20130033267 A KR20130033267 A KR 20130033267A
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이탁형
고병훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

생체신호 측정장치는 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들을 포함하는 제1 인터페이싱부, 잡음신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들을 포함하는 제2 인터페이싱부, 및 제1 인터페이싱부 및 제2 인터페이싱부로부터 출력되는 신호들을 이용하여, 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 추출부를 포함한다.

Description

생체신호를 측정하는 장치 및 방법{Apparatus and method for measuring biological signal}
생체신호를 측정하는 장치 및 방법이 개시된다.
신체는 일종의 도체이며, 신체 내에는 많은 미량의 전류가 발생한다. 신체에 부착된 전극을 이용하여, 미량의 전류를 감지하거나, 또는 외부 자극에 대한 전류의 변화량을 감지하여, 신체 내부의 특성을 나타내는 생체신호를 측정할 수 있다.
잡음이 제거된 생체신호를 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 생체신호 측정장치는 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들(interfaces)을 포함하는 제1 인터페이싱부(interfacing unit); 잡음신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들 및 상기 적어도 두 개 이상의 인터페이스들을 연결하는 연결부를 포함하는 제2 인터페이싱부; 및 상기 제1 인터페이싱부 및 상기 제2 인터페이싱부로부터 출력되는 신호들을 이용하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 추출부;를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 생체신호 측정장치는 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들(interfaces)을 포함하는 제1 인터페이싱부; 잡음신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들을 포함하는 제2 인터페이싱부; 및 상기 제1 인터페이싱부 및 상기 제2 인터페이싱부로부터 출력되는 신호들을 이용하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 추출부;를 포함하고, 상기 제2 인터페이싱부에 포함된 적어도 두 개 이상의 인터페이스들간의 거리는 상기 제1 인터페이싱부에 포함된 적어도 두 개 이상의 인터페이스들간의 거리보다 더 가까운 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 생체신호 측정장치는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들(interfaces) 및 상기 적어도 두 개 이상의 인터페이스들의 연결상태를 스위칭하는 제1 스위칭 소자를 포함하는 제1 인터페이싱부; 상기 제1 인터페이싱부에 포함된 제1 스위칭 소자를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 제1 인터페이싱부에 포함된 적어도 두 개 이상의 인터페이스부들의 연결상태에 따라 출력되는 신호들을 이용하여 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 추출부;를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 생체신호 측정방법은 제11 인터페이스 및 제12 인터페이스를 이용하여, 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 단계; 서로 연결된 제21 인터페이스 및 제22 인터페이스를 이용하여, 잡음신호를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 잡음이 부가된 생체신호 및 잡음신호를 이용하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 단계;를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 생체신호 측정방법은 제11 인터페이스 및 제12 인터페이스의 연결상태가 오픈되도록 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하는 단계; 상기 출력된 제어신호의 제어에 따라 상기 제11 인터페이스 및 상기 제12 인터페이스가 오픈되면, 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 단계; 상기 제11 인터페이스 및 상기 제12 인터페이스의 연결상태가 쇼트되도록 상기 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하는 단계; 상기 출력된 제어신호의 제어에 따라 상기 제11 인터페이스 및 상기 제12 인터페이스가 쇼트되면, 잡음신호를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 잡음이 부가된 생체신호 및 잡음신호를 이용하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 단계;를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 상기된 생체신호를 측정하는 방법들을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기된 바에 따르면, 추가적인 센서나 신호원(signal source)없이 잡음신호를 정확하게 검출함에 따라, 피검자의 생체신호를 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2a 내지 도 2b는 도 1에 도시된 생체신호 측정장치의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 도 1에 도시된 생체신호 측정장치의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 인터페이싱부 및 제2 인터페이싱부의 구현 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치의 다른 예를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치의 또 다른 예를 도시한 구성도이다.
도 7a 내지 도 7b는 도 6에 도시된 생체신호 측정장치의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8b는 도 6에 도시된 생체신호 측정장치의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 인터페이스의 구조 및 이에 대응하는 회로 모델의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 의료영상시스템의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 생체신호를 측정하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 실시예에 따른 생체신호를 측정하는 방법의 다른 예를 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)의 일 예를 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 생체신호 측정장치(100)는 제1 인터페이싱부(110), 제2 인터페이싱부(120) 및 생체신호 추출부(130)로 구성된다.
도 1에 도시된 생체신호 측정장치(100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 생체신호 추출부(130)는 하나 또는 복수 개의 프로세서에 해당할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
생체신호 측정장치(100)는 피검자의 생체신호를 측정하는 의료용 장치 및 설비를 모두 포함한다. 예를 들어 설명하면, 생체신호는 전기적 생체신호에 해당할 수 있고, 전기적 생체신호는 심전도(ECG), 근전도(EMG), 뇌전도(EEG), 피부저항(GSR) 및 안구운동(EOG) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 인터페이싱부(interfacing unit)(110)는 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들(interfaces)을 포함한다. 예를 들어 설명하면, 제1 인터페이싱부(110)는 신호를 검출하는 두 개의 인터페이스들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 레퍼런스(reference)로 사용되는 인터페이스 등을 더 포함할 수도 있다.
본 실시예에 따른 인터페이스는 피검자의 피부에 접촉하거나, 또는 근접한 상태에서 피검자로부터 신호를 검출하는 전극(electrode)이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 좀 더 상세히 설명하면, 인터페이스는 피검자의 피부표면전극을 활용하여 피검자의 생체신호를 측정하는 생체전극이 될 수 있다. 이때, 전극은 금속전극, 전해질(electrolyte) 및 피검자의 피부와 부착되는 접착시트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 인터페이스의 구조에 관하여 이하 도 9에서 상세히 설명한다.
인터페이스의 종류에 관하여 예를 들어 설명하면, 인터페이스는 습식(wet-type)전극, 건식(dry-type)전극, 절연(insulating-type)전극, 탐침형전극 등을 포함할 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 습식전극은 겔(gel)형태의 물질을 이용하여 피검자의 피부와 인터페이싱하고, 건식전극은 금속, 전도성 직물 및 전도성 고무 등과 같은 고체 형태의 전도성 물질을 이용하여 피부와 인터페이싱하고, 절연전극은 절연물질에 따른 정전결합(capacitive coupling)을 이용하여 피부와 인터페이싱하고, 또한, 탐침형전극은 전극의 일부가 피부의 각질층을 뚫고 들어간 상태에서 피부와 인터페이싱한다. 이처럼, 절연전극은 정전결합을 이용하기에 피부와 접촉하지 않고, 피부와 근접한 상태에서 피부와 전기적 인터페이싱할 수 있다.
그러하기에, 본 실시예에 따른 제1 인터페이싱부(110)에 포함된 적어도 두 개 이상의 인터페이스들은 피검자의 피부와 접촉하거나, 또는 근접한 상태에서 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출할 수 있다.
본 실시예에 따른 제1 인터페이싱부(110)에 의하여 검출되는 잡음이 부가된 생체신호에 있어서, 잡음은 신호전달 경로상의 전기적 특성변화에 의하여 발생된다.
예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 잡음은 피검자의 움직임에 의하여 발생하는 동잡음뿐만 아니라, 생체신호 측정장치(100)에 의하여 발생되는 잡음, 피검자의 호흡, 근전도 및 엑손활동전위(axon action potential)의 변화에 의하여 발생되는 잡음을 모두 포함할 수 있다.
동잡음에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 서로 다른 물질이 접한 이중층에서는 반쪽전위(half cell potential)가 발생하기에, 본 실시예에 따른 인터페이스에 포함된 금속전극 및 전해질 사이와 인터페이스의 전해질 및 피검자의 피부 사이에 반쪽전위가 발생하게 된다. 이러한 경우, 피검자의 움직임으로 인하여 상대적인 변위가 발생하면, 이러한 상대적인 변위에 의하여 동잡음이 발생하게 된다. 생체신호의 일 예인 ECG 신호를 측정하는 경우를 예로 들어 설명하면, 동잡음은 ECG 신호와 유사한 주파수 대역인 0.5Hz 이상 250Hz 이하에 분포할 수 있다.
이에 따라, 제1 인터페이싱부(110)는 피검자로부터 측정하고자 하는 생체신호에 잡음이 부가된 신호, 즉, 잡음이 부가된 생체신호를 검출한다.
제2 인터페이싱부(120)는 잡음신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들 및 상기 적어도 두 개 이상의 인터페이스들을 연결하는 연결부를 포함한다. 예를 들어 설명하면, 제2 인터페이싱부(120)는 잡음신호를 검출하는 두 개의 인터페이스들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 레퍼런스(reference)로 사용되는 인터페이스 등을 더 포함할 수도 있다.
본 실시예에 따른 제2 인터페이싱부(120)에 포함되는 인터페이스는 피검자의 피부에 접촉하거나, 또는 근접한 상태에서 피검자로부터 잡음신호를 검출하는 전극(electrode)이 될 수 있다. 즉, 제2 인터페이싱부(120)에 포함되는 인터페이스는 제1 인터페이싱부(110)에 포함되는 인터페이스와 동일하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
제2 인터페이싱부(120)에 포함되는 연결부는 제2 인터페이싱부(120)에 포함되는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들을 연결(connect)한다. 본 실시예에 따른 연결은 두 개 이상의 인터페이스들이 전기적으로 절연되지 않도록 유지하는 것을 의미할 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 제2 인터페이싱부(120)에 포함된 연결부에 의하여 적어도 두 개 이상의 인터페이스들이 연결되면, 피검자의 생체신호가 회로적으로 차단됨에 따라, 제2 인터페이싱부(120)는 생체신호의 영향이 최소화된 잡음신호를 검출할 수 있다. 그러하기에, 본 실시예에 따른 제2 인터페이싱부(120)는 정확한 잡음신호를 검출할 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 잡음신호는 측정하고자 하는 생체신호와 유사한 주파수 대역을 가지기에, 필터링 작업에 따른 잡음의 제거에 어려움이 따른다. 그러하기에, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 제2 인터페이싱부(120)를 이용하여 잡음신호를 정확하게 검출할 수 있다.
생체신호 추출부(130)는 제1 인터페이싱부(110) 및 제2 인터페이싱부(120)로부터 출력되는 신호들을 이용하여, 피검자의 생체신호를 추출한다.
예를 들어 설명하면, 생체신호 추출부(130)는 차동증폭기를 이용하여 하드웨어적 연산처리에 따라 생체신호를 추출할 수 있다. 추가적으로, 생체신호 추출부(130)는 잡음신호를 모니터링하여 잡음신호의 크기를 상쇄시켜 생체신호를 추출할 수 있다. 이에 관하여, 이하 도 2a 및 도 3a에서 상세히 설명한다.
또한, 본 실시예에 따른 생체신호 추출부(130)는 이에 한정되지 않고, 잡음신호를 모니터링하여 잡음신호를 적응필터(adaptive filter)에 적용하여 생체신호를 추출할 수 있다. 이에 관하여, 이하 도 2b 및 도 3b에서 상세히 설명한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 제2 인터페이싱부(120)를 이용하여 잡음신호를 정확하게 검출할 수 있기에, 잡음이 제거된 생체신호를 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 생체신호 측정장치(100)는 잡음을 제거함에 따라 SNR(Signal to Noise Ratio)이 향상된 생체신호를 측정할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제1 인터페이싱부(110)에서 검출되는 잡음이 부가된 생체신호와 제2 인터페이싱부(120)에서 검출되는 잡음신호는 피검자의 동일한 신체부위로부터 동일한 시점에 검출된다. 그러하기에, 잡음이 부가된 생체신호로부터 잡음신호를 효과적으로 제거할 수 있다.
도 2a는 도 1에 도시된 생체신호 측정장치(100)의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 2a를 참조하면, 생체신호 측정장치(100)는 제1 인터페이싱부(110), 제2 인터페이싱부(120) 및 생체신호 추출부(130)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(110)는 제11 인터페이스(112), 제12 인터페이스(114)로 구성되고, 제2 인터페이싱부(120)는 제21 인터페이스(122), 제22 인터페이스(124), 연결부(126)로 구성되고, 생체신호 추출부(130)는 제1 차동증폭기(131), 제2 차동증폭기(133) 및 제1 가산기(135)로 구성된다.
도 2a에 도시된 생체신호 측정장치(100)는 도 1에 도시된 생체신호 측정장치(100)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 도 2a에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 1과 관련하여 기재된 내용은 도 2a에 도시된 생체신호 측정장치(100)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
도 2a 내지 이하의 도면에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 인터페이싱부(110) 및 제2 인터페이싱부(120) 각각에 2개의 인터페이스들이 포함된 경우를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 제1 인터페이싱부(110) 및 제2 인터페이싱부(120) 각각은 3개 이상의 인터페이스들을 더 포함할 수 있다.
제1 인터페이싱부(110)는 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 제11 인터페이스(112) 및 제12 인터페이스(114)를 포함한다. 제11 인터페이스(112) 및 제12 인터페이스(114)는 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하고, 검출된 잡음이 부가된 생체신호는 생체신호 추출부(130)로 전달된다.
제2 인터페이싱부(120)는 잡음신호를 검출하는 제21 인터페이스(122), 제22 인터페이스(124) 및 제21 내지 제22 인터페이스(122 및 124)들을 연결하는 연결부(126)를 포함한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 연결부(126)는 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124)을 연결한다.
예를 들어 설명하면, 연결부(126)는 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124)을 단락시킨다. 좀 더 상세히 설명하면, 연결부(126)의 저항이 감소할수록 연결부(126) 양단의 생체신호 전위차가 감소하게 됨에 따라, 생체신호 추출부(130)에 입력되는 신호에는 잡음신호가 우세하게 된다. 따라서, 연결부(126)가 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124)을 단락시킴에 따라, 제2 인터페이싱부(120)는 정확한 잡음신호를 검출할 수 있다.
연결부(126)가 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124)을 단락시키는 경우에 관하여 예를 들어 설명하면, 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124) 각각은 전해질을 포함하고, 연결부(126)부는 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124) 각각에 포함된 전해질을 연결하는 전해질이 될 수 있다. 이때, 전해질은 전도성점착체인 하이드로겔(hydrogel)이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이에 따라, 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124)은 하나의 하이드로겔에 존재함에 따라, 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
연결부(126)가 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124)을 단락시키는 경우에 관하여 다른 예를 들어 설명하면, 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124) 각각은 전해질을 포함하고, 연결부(126)는 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124) 각각에 포함된 전해질을 연결하는 금속이 될 수 있다. 이때, 전해질은 전도성점착체인 하이드로겔(hydrogel)이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이처럼, 연결부(126)는 하이드로겔에 금속을 추가함에 따라 제21 내지 제22 인터페이스들(122 및 124)을 연결하는 저항을 감소시킬 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 제2 인터페이싱부(120)를 이용하여 추가적인 센서 등의 부가 없이 잡음신호를 정확하게 추출할 수 있다.
상기된 바에 따라, 제21 인터페이스(122) 및 제22 인터페이스(124)는 잡음신호를 검출하고, 검출된 잡음신호는 생체신호 추출부(130)로 전달된다.
생체신호 추출부(130)는 제1 인터페이싱부(110) 및 제2 인터페이싱부(120)로부터 출력되는 신호들을 이용하여, 피검자의 생체신호를 추출한다. 예를 들어 설명하면, 생체신호 추출부(130)는 제1 인터페이싱부(110)에서 출력되는 신호들을 차동증폭한 결과로부터 제2 인터페이싱부(120)에서 출력되는 신호들을 차동증폭한 결과를 제거하여, 피검자의 생체신호를 추출할 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 제1 차동증폭기(131)는 제1 인터페이싱부(110)로부터 출력되는 잡음이 부가된 생체신호를 차동증폭하고, 제2 차동증폭기(133)는 제2 인터페이싱부(120)로부터 출력되는 잡음신호를 차동증폭하고, 제1 가산기(135)는 제1 차동증폭기(131)의 출력신호로부터 제2 차동증폭기(133)의 출력신호를 제거한다.
이때, 본 실시예에 따른 제1 가산기(135)는 제1 차동증폭기(131)의 출력신호로부터 스케일 팩터(scale factor)가 고려된 제2 차동증폭기(133)의 출력신호를 제거할 수도 있다. 이러한 경우, 스케일 팩터는 잡음신호를 모니터링한 결과에 따라 결정될 수 있다. 이에 관하여, 이하 도 2b에서 좀 더 상세히 설명한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 잡음이 제거된 피검자의 생체신호를 정확하고 효율적으로 추출할 수 있고, 추출된 피검자의 생체신호를 이용한 진단 정확성이 향상될 수 있다.
도 2b는 도 1에 도시된 생체신호 측정장치(100)의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 2b를 참조하면, 생체신호 측정장치(100)는 생체신호 측정장치(100)는 제1 인터페이싱부(110), 제2 인터페이싱부(120) 및 생체신호 추출부(130)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(110)는 제11 인터페이스(112), 제12 인터페이스(114)로 구성되고, 제2 인터페이싱부(120)는 제21 인터페이스(122), 제22 인터페이스(124), 연결부(126)로 구성되고, 생체신호 추출부(130)는 제1 차동증폭기(131), 제2 차동증폭기(133), 제1 가산기(135) 및 제1 적응필터(Adaptive Filter: ADF)(137)로 구성된다.
도 2b에 도시된 생체신호 측정장치(100)는 생체신호 추출부(130)에 제1 적응필터(137)가 추가된 점을 제외하고는 도 2a에 도시된 생체신호 측정장치(100)와 동일하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
제1 적응필터(137)는 제1 가산기(135)에 의하여 추출된 생체신호에 기초하여, 제2 차동증폭기(133)에서 출력되는 차동증폭된 잡음신호를 적응적으로 필터링한다.
예를 들어 설명하면, 제1 적응필터(137)는 제1 가산기(135)에 의하여 추출된 생체신호에서 완전히 제거되지 못한 잡음신호가 0(zero)으로 수렴하도록 하기 위하여 필터계수를 갱신한다. 이때, 제1 적응필터(137)는 추출된 생체신호의 신호대잡음비(Signal to Noise) 및 잡음제거율을 고려하여 필터계수를 갱신할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 가산기(135)는 제1 차동증폭기(131)의 출력신호로부터 제1 적응필터(137)의 출력신호를 제거한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 제1 적응필터(137)를 통과함에 따라 스케일 팩터가 고려된 잡음신호를 이용하여 잡음신호를 제거함에 따라 잡음이 깨끗하게 제거된 생체신호를 출력할 수 있다.
도 3a은 도 1에 도시된 생체신호 측정장치(100)의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 3a을 참조하면, 생체신호 측정장치(100)는 제1 인터페이싱부(110), 제2 인터페이싱부(120) 및 생체신호 추출부(130)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(110)는 제11 인터페이스(112), 제12 인터페이스(114)로 구성되고, 제2 인터페이싱부(120)는 제21 인터페이스(122), 제22 인터페이스(124), 연결부(126)로 구성되고, 생체신호 추출부(130)는 제2 가산기(132), 제3 가산기(134) 및 제3 차동증폭기(136)로 구성된다.
도 3a에 도시된 생체신호 측정장치(100)는 도 1에 도시된 생체신호 측정장치(100)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 도 3a에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 1과 관련하여 기재된 내용은 도 3a에 도시된 생체신호 측정장치(100)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 도 3a에 도시된 생체신호 측정장치(100)는 생체신호 추출부(130)의 구성이 상이한 점을 제외하고는 도 2a에 도시된 생체신호 측정장치(100)와 동일하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
제1 인터페이싱부(110)는 잡음이 부가된 생체신호를 검출하여 생체신호 추출부(130)로 전달하고, 제2 인터페이싱부(120)는 잡음신호를 검출하여 생체신호 추출부(130)로 전달한다.
생체신호 추출부(130)는 제1 인터페이싱부(110) 및 제2 인터페이싱부(120)로부터 출력되는 신호들을 이용하여, 피검자의 생체신호를 추출한다. 예를 들어 설명하면, 생체신호 추출부(130)는 제11 인터페이스(112)의 출력신호로부터 제21 인터페이스(122)의 출력신호를 제거하고, 제12 인터페이스(114)의 출력신호로부터 제22 인터페이스(124)의 출력신호를 제거하고, 제거에 따라 생성된 신호들을 차동증폭하여, 피검자의 생체신호를 추출한다.
좀 더 상세히 설명하면, 제2 가산기(132)는 제11 인터페이스(112)의 출력신호로부터 제21 인터페이스(122)의 출력신호를 제거하고, 제3 가산기(134)는 제12 인터페이스(114)의 출력신호로부터 제22 인터페이스(124)의 출력신호를 제거하고, 제3 차동증폭기(136)는 제거에 따라 생성된 신호들을 차동증폭한다. 이때, 본 실시예에 따른 제2 가산기(132)는 제11 인터페이스(112)의 출력신호로부터 스케일 팩터가 고려된 제21 인터페이스(122)의 출력신호를 제거할 수도 있고, 제3 가산기(134)는 제12 인터페이스(114)의 출력신호로부터 스케일 팩터가 고려된 제22 인터페이스(124)의 출력신호를 제거할 수도 있다. 이러한 경우, 스케일 팩터는 잡음신호를 모니터링한 결과에 따라 결정될 수 있다. 이에 관하여, 이하 도 3b에서 좀 더 상세히 설명한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 하나의 제3 차동증폭기(136)만을 사용하여 잡음이 제거된 피검자의 생체신호를 정확하고 효율적으로 추출할 수 있고, 추출된 피검자의 생체신호를 이용한 진단 정확성이 향상될 수 있다.
도 3b는 도 1에 도시된 생체신호 측정장치(100)의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 3b를 참조하면, 생체신호 측정장치(100)는 제1 인터페이싱부(110), 제2 인터페이싱부(120) 및 생체신호 추출부(130)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(110)는 제11 인터페이스(112), 제12 인터페이스(114)로 구성되고, 제2 인터페이싱부(120)는 제21 인터페이스(122), 제22 인터페이스(124), 연결부(126)로 구성되고, 생체신호 추출부(130)는 제2 가산기(132), 제3 가산기(134), 제3 차동증폭기(136), 제2 적응필터(138) 및 제3 적응필터(139)로 구성된다.
도 3b에 도시된 생체신호 측정장치(100)는 생체신호 추출부(130)에 제2 적응필터(138) 내지 제3 적응필터(139)가 추가된 점을 제외하고는 도 3a에 도시된 생체신호 측정장치(100)와 동일하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
제2 적응필터(138)는 제3 차동증폭기(136)에서 출력되는 생체신호에 기초하여 제21 인터페이스(122)의 출력신호를 적응적으로 필터링하고, 제3 적응필터(139)는 제3 차동증폭기(136)에서 출력되는 생체신호에 기초하여 제22 인터페이스(124)의 출력신호를 적응적으로 필터링한다.
예를 들어 설명하면, 제2 적응필터(138) 및 제3 적응필터(139)는 제3 차동증폭기(136)에서 출력되는 생체신호에서 완전히 제거되지 못한 잡음신호가 0(zero)으로 수렴하도록 하기 위하여 필터계수를 갱신한다. 이때, 제2 적응필터(138) 및 제3 적응필터(139)는 제3 차동증폭기(136)에서 출력되는 생체신호의 신호대잡음비(Signal to Noise) 및 잡음제거율을 고려하여 필터계수를 갱신할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 가산기(132)는 제11 인터페이스(112)의 출력신호로부터 제2 적응필터(138)의 출력신호를 제거하고, 제3 가산기(134)는 제12 인터페이스(114)의 출력신호로부터 제3 적응필터(139)의 출력신호를 제거하고, 제3 차동증폭기(136)는 제거에 따라 생성된 신호들을 차동증폭한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 제2 적응필터(138) 및 제3 적응필터(139)를 통과함에 따라 스케일 팩터가 고려된 신호를 이용하여 잡음신호를 제거함에 따라 잡음이 깨끗하게 제거된 생체신호를 출력할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 인터페이싱부(110) 및 제2 인터페이싱부(120)의 구현 예를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 제1 인터페이싱부(110) 및 제2 인터페이싱부(120)는 하나의 패드(40)에 부착된다. 이처럼, 제1 인터페이싱부(110) 및 제2 인터페이싱부(120)는 하나의 패드(40)에 부착됨에 따라, 복합 전극(hybrid electrode)으로 구현될 수 있다.
제1 인터페이싱부(110)는 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 측정하는 제11 인터페이스(112) 및 제12 인터페이스(114)를 포함한다. 또한, 제1 인터페이싱부(110)는 추가적으로 레퍼런스로 사용되는 제13 인터페이스(116)를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 인터페이싱부(120)는 제21 인터페이스(122), 제22 인터페이스(124) 및 연결부(126)로 구성된다. 이때, 제21 인터페이스(122) 및 제22 인터페이스(124)는 제13 인터페이스(116)를 레퍼런스로 공유할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 실시예에 따른 연결부(126)는 제21 인터페이스(122) 및 제22 인터페이스(124)를 단락시킬 수 있다. 즉, 연결부(126)는 제21 인터페이스(122) 및 제22 인터페이스(124) 각각에 포함된 전해질을 연결하는 전해질이 되거나, 또는, 제21 인터페이스(122) 및 제22 인터페이스(124) 각각에 포함된 전해질을 연결하는 금속이 될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제1 인터페이싱부(110)와 제2 인터페이싱부(120) 간의 거리(41)가 약 5cm 이내가 되도록 구현될 수 있다. 또는, 제1 인터페이싱부(110)와 제2 인터페이싱부(120)가 하나의 패드(40)내에 위치함에 따라 피검자의 동일한 신체부위에 부착될 수 있다. 이처럼, 제1 인터페이싱부(110)와 제2 인터페이싱부(120)가 근접하여 위치된 상태에서 신호를 측정함에 따라, 피검자로부터 측정된 생체신호의 정확도가 향상될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 제1 인터페이싱부(110) 및 제2 인터페이싱부(120)가 구현됨에 따라, 피검자의 생체신호를 정확하고 편리하게 측정할 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(500)의 다른 예를 도시한 구성도이다. 도 5를 참조하면, 생체신호 측정장치(500)는 제1 인터페이싱부(510), 제2 인터페이싱부(520) 및 생체신호 추출부(530)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(510)는 제11 인터페이스(512), 제12 인터페이스(514)로 구성되고, 제2 인터페이싱부(520)는 제21 인터페이스(522), 제22 인터페이스(524)로 구성된다.
도 5에 도시된 생체신호 측정장치(500)는 도 1에 도시된 생체신호 측정장치(100)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(500)는 도 5에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 1과 관련하여 기재된 내용은 도 5에 도시된 생체신호 측정장치(500)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 도 5에 도시된 생체신호 측정장치(500)는 제2 인터페이싱부(520)에 연결부(126)가 포함되지 않는 점을 제외하고는 도 2a 내지 도 3b에 도시된 생체신호 측정장치(100) 및 도 4에 도시된 제1 내지 제2 인터페이싱부(110 및 120)의 구현 예와 동일하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
제1 인터페이싱부(510)는 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 제11 인터페이스(512) 및 제12 인터페이스(514)를 포함하고, 제2 인터페이싱부(520)는 잡음신호를 검출하는 제21 인터페이스(522) 및 제22 인터페이스(524)를 포함한다.
이때, 제2 인터페이싱부(520)에 포함된 제21 인터페이스(522) 및 제22 인터페이스(524)들간의 거리(52)는 제1 인터페이싱부(510)에 포함된 제11 인터페이스(512) 및 제12 인터페이스(514)들간의 거리(51)보다 더 가깝다. 그러하기에, 제2 인터페이싱부(520)는 피검자의 생체신호의 영향이 감소된 잡음신호를 검출할 수 있다.
생체신호 추출부(530)는 제1 인터페이싱부(510) 및 제2 인터페이싱부(520)로부터 출력되는 신호들을 이용하여, 피검자의 생체신호를 추출한다.
이에 따라, 생체신호 측정장치(500)는 제2 인터페이싱부(520)를 이용하여 SNR이 향상된 피검자의 생체신호를 측정할 수 있다.
도 6은 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(600)의 또 다른 예를 도시한 구성도이다. 도 6을 참조하면, 생체신호 측정장치(600)는 제1 인터페이싱부(610), 제어부(625) 및 생체신호 추출부(630)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(610)는 제11 인터페이스(612), 제12 인터페이스(614) 및 제1 스위칭 소자(618)로 구성된다.
도 6에 도시된 생체신호 측정장치(600)는 도 1에 도시된 생체신호 측정장치(100)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 도 6에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 1과 관련하여 기재된 내용은 도 6에 도시된 생체신호 측정장치(100)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 도 6에 도시된 생체신호 측정장치(600)는 제2 인터페이싱부(120)가 포함되지 않는 점을 제외하고는 도 2a 내지 도 3b에 도시된 생체신호 측정장치(100) 및 도 4에 도시된 제1 내지 제2 인터페이싱부(110 및 120)의 구현 예와 동일하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
제1 인터페이싱부(610)는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들 및 적어도 두 개 이상의 인터페이스들의 연결상태를 스위칭하는 스위칭 소자(618)를 포함한다.
예를 들어 설명하면, 제1 인터페이싱부(610)는 잡음이 부가된 생체신호 및 잡음신호 중 적어도 어느 하나를 검출하는 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)를 포함한다. 또한, 본 실시예에 따른 제1 인터페이싱부(610)는 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)들 간의 연결상태를 스위칭하는 제1 스위칭 소자(618)를 포함한다.
이때, 제1 스위칭 소자(618)는 스위치(switch), 트랜지스터(transistor), 모스펫(MOSFET), 릴레이(Relay) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 제어부(625)의 제어에 의하여 스위칭 동작을 수행하는 모든 소자를 포함할 수 있다.
제어부(625)는 제1 인터페이싱부(110)에 포함된 스위칭 소자(618)를 제어한다. 이에 따라, 제어부(625)는 스위칭 소자(618)를 제어하는 제어신호 및 클럭신호를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어 설명하면, 제어부(625)는 제1 스위칭 소자(618)를 오픈(open)시키는 제어신호를 출력하여, 제1 인터페이싱부(110)를 통하여 잡음이 부가된 생체신호를 검출한다.
다른 예를 들어 설명하면, 제어부(625)는 제1 스위칭 소자(618)를 쇼트(short)시키는 제어신호를 출력하여, 제1 인터페이싱부(110)를 통하여 잡음신호를 검출한다.
이에 따라, 제1 인터페이싱부(610)는 제어부(625)의 제어에 따라 잡음이 부가된 생체신호 또는 잡음신호를 선택적으로 출력할 수 있다.
생체신호 추출부(630)는 제어부(625)의 제어에 따라, 제1 인터페이싱부(610)에 포함된 적어도 두 개 이상의 인터페이스들의 연결상태에 따라 출력되는 신호들을 이용하여 피검자의 생체신호를 추출한다.
예를 들어 설명하면, 생체신호 추출부(630)는 제어부(625)의 제어에 따라 제1 스위칭 소자(618)가 오픈되면 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)로부터 잡음이 부가된 생체신호를 입력받고, 제어부(625)의 제어에 따라 제1 스위칭 소자(618)가 쇼트되면 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)로부터 잡음신호를 입력받는다.
이에 따라, 생체신호 추출부(630)는 입력받은 잡음이 부가된 생체신호 및 잡음신호를 이용하여, 피검자의 생체신호를 추출한다. 이에 관하여, 이하 도 7a 내지 도 8b에서 상세히 설명한다.
따라서, 본 실시예에 따른 생체신호 추출장치(600)는 인터페이스를 추가하지 않으면서 SNR이 향상된 피검자의 생체신호를 측정할 수 있다.
도 7a은 도 6에 도시된 생체신호 측정장치(600)의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 7a을 참조하면, 생체신호 측정장치(600)는 제1 인터페이싱부(610), 제어부(625) 및 생체신호 추출부(630)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(610)는 제11 인터페이스(612), 제12 인터페이스(614) 및 제1 스위칭 소자(618)로 구성되고, 생체신호 추출부(630)는 제1 차동증폭기(631), 제2 차동증폭기(633), 제1 가산기(635) 및 제2 스위칭 소자(637)로 구성된다.
도 7a에 도시된 생체신호 측정장치(60)는 도 6에 도시된 생체신호 측정장치(600)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(600)는 도 7a에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 6과 관련하여 기재된 내용은 도 7a에 도시된 생체신호 측정장치(600)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
제1 인터페이싱부(610)는 제11 인터페이스(612), 제12 인터페이스(614) 및 제11 내지 제12 인터페이스(612 및 614)들의 연결상태를 스위칭하는 제1 스위칭 소자(618)를 포함한다.
제어부(625)는 제1 인터페이싱부(610)에 포함된 제1 스위칭 소자(618) 및 생체신호 추출부(630)에 포함된 제2 스위칭 소자(637)를 제어한다.
예를 들어 설명하면, 제어부(625)는 제1 스위칭 소자(618)를 오픈(open)시키는 제어신호를 출력하여, 제1 인터페이싱부(610)를 통하여 잡음이 부가된 생체신호를 검출한다.
다른 예를 들어 설명하면, 제어부(625)는 제1 스위칭 소자(618)를 쇼트(short)시키는 제어신호를 출력하여, 제1 인터페이싱부(610)를 통하여 잡음신호를 검출한다.
또한, 제어부(625)는 제2 스위칭 소자(637)를 제어하는 제어신호를 더 출력할 수 있다.
생체신호 추출부(630)는 제어부(625)의 제어에 따라, 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)의 연결상태에 따라 출력되는 신호들을 이용하여 피검자의 생체신호를 추출한다.
예를 들어 설명하면, 제어부(625)는 제2 스위칭 소자(637)를 제어하는 제어신호를 출력하고, 생체신호 추출부(630)는 제2 스위칭 소자(637)의 스위칭 결과에 따라, 잡음이 부가된 생체신호를 차동증폭한 결과로부터 잡음신호를 차동증폭한 결과를 제거하여, 피검자의 생체신호를 추출한다.
좀 더 상세히 설명하면, 제어부(625)에서 제1 스위칭 소자(618)를 오픈시키는 제어신호가 출력됨에 따라, 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)가 절연되면, 제어부(625)는 제2 스위칭 소자(637)를 제어하는 제어신호를 출력한다. 제어부(625)의 제어에 따른 제2 스위칭 소자(637)의 스위칭 결과에 따라, 생체신호 추출부(630)는 제1 인터페이싱부(610)에서 출력되는 잡음이 부가된 생체신호를 제1 차동증폭기(631)로 전달한다.
또한, 제어부(625)에서 제1 스위칭 소자(618)를 쇼트시키는 제어신호가 출력됨에 따라, 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)가 단락되면, 제어부(625)는 제2 스위칭 소자(637)를 제어하는 제어신호를 출력한다. 제어부(625)의 제어에 따른 제2 스위칭 소자(637)의 스위칭 결과에 따라, 생체신호 추출부(630)는 제1 인터페이싱부(610)에서 출력되는 잡음신호를 제2 차동증폭기(633)로 전달한다.
제1 가산기(635)는 제1 차동증폭기(631)에서 차동증폭한 결과로부터 제2 차동증폭기(633)에서 차동증폭한 결과를 제거하여, 피검자의 생체신호를 추출한다.
좀 더 상세히 설명하면, 제1 차동증폭기(631)는 잡음이 부가된 생체신호를 차동증폭하고, 제2 차동증폭기(633)는 잡음신호를 차동증폭하고, 제1 가산기(635)는 제1 차동증폭기(131)의 출력신호로부터 제2 차동증폭기(133)의 출력신호를 제거한다. 이때, 본 실시예에 따른 제1 가산기(635)는 제1 차동증폭기(631)의 출력신호로부터 스케일 팩터(scale factor)가 고려된 제2 차동증폭기(633)의 출력신호를 제거할 수도 있다. 이러한 경우, 스케일 팩터는 잡음신호를 모니터링한 결과에 따라 결정될 수 있다. 이에 관하여, 이하 도 7b에서 상세히 설명한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(600)는 잡음이 제거된 피검자의 생체신호를 정확하고 효율적으로 추출할 수 있고, 추출된 피검자의 생체신호를 이용한 진단 정확성이 향상될 수 있다.
도 7b는 도 6에 도시된 생체신호 측정장치(600)의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 7b를 참조하면, 생체신호 측정장치(600)는 제1 인터페이싱부(610), 제어부(625) 및 생체신호 추출부(630)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(610)는 제11 인터페이스(612), 제12 인터페이스(614) 및 제1 스위칭 소자(618)로 구성되고, 생체신호 추출부(630)는 제1 차동증폭기(631), 제2 차동증폭기(633), 제1 가산기(635), 제2 스위칭 소자(637) 및 제1 적응필터(638)로 구성된다.
도 7b에 도시된 생체신호 측정장치(600)는 생체신호 추출부(630)에 제1 적응필터(638)가 추가된 점을 제외하고는 도 7a에 도시된 생체신호 측정장치(600)와 동일하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
제1 적응필터(638)는 제1 가산기(635)에 의하여 추출된 생체신호에 기초하여, 제2 차동증폭기(633)에서 출력되는 차동증폭된 잡음신호를 적응적으로 필터링한다. 도 7b에 도시된 제1 적응필터(638)는 도 2b에 도시된 제1 적응필터(137)와 동일한 동작을 수행하기에 중복되는 설명은 생략한다.
도 8a은 도 6에 도시된 생체신호 측정장치(600)의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 8a을 참조하면, 생체신호 측정장치(600)는 제1 인터페이싱부(610), 제어부(625) 및 생체신호 추출부(630)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(610)는 제11 인터페이스(612), 제12 인터페이스(614) 및 제1 스위칭 소자(618)로 구성되고, 생체신호 추출부(630)는 제2 가산기(632), 제3 가산기(634), 제3 차동증폭기(636) 및 제3 스위칭 소자(638)로 구성된다.
도 8a에 도시된 생체신호 측정장치(600)는 도 6에 도시된 생체신호 측정장치(600)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(600)는 도 8a에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 6과 관련하여 기재된 내용은 도 8a에 도시된 생체신호 측정장치(600)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 도 8a에 도시된 생체신호 측정장치(600)는 생체신호 추출부(130)의 구성이 상이한 점을 제외하고는 도 7a에 도시된 생체신호 측정장치(600)와 동일하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
제1 인터페이싱부(610)는 제11 인터페이스(612), 제12 인터페이스(614) 및 제11 내지 제12 인터페이스(612 및 614)들의 연결상태를 스위칭하는 제1 스위칭 소자(618)를 포함한다.
제어부(625)는 제1 인터페이싱부(610)에 포함된 제1 스위칭 소자(618) 및 생체신호 추출부(630)에 포함된 제3 스위칭 소자(638)를 제어한다.
생체신호 추출부(630)는 제어부(625)의 제어에 따라, 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)의 연결상태에 따라 출력되는 신호들을 이용하여 피검자의 생체신호를 추출한다.
예를 들어 설명하면, 제어부(625)는 제3 스위칭 소자(638)를 제어하는 제어신호를 출력하고, 생체신호 추출부(630)는 제3 스위칭 소자(638)의 스위칭 결과에 따라, 잡음이 부가된 생체신호로부터 잡음신호를 제거하고, 제거에 따라 생성된 신호들을 차동증폭하여 피검자의 생체신호를 추출한다.
좀 더 상세히 설명하면, 제어부(625)에서 제1 스위칭 소자(618)를 오픈시키는 제어신호가 출력됨에 따라, 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)가 절연되면, 제어부(625)는 제3 스위칭 소자(638)를 제어하는 제어신호를 출력한다. 제어부(625)의 제어에 따른 제3 스위칭 소자(638)의 스위칭 결과에 따라, 생체신호 추출부(630)는 제1 인터페이싱부(610)에서 출력되는 잡음이 부가된 생체신호를 제2 가산기(632) 및 제3 가산기(634)의 (+)단자로 전달한다.
또한, 제어부(625)에서 제1 스위칭 소자(618)를 쇼트시키는 제어신호가 출력됨에 따라, 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)가 단락되면, 제어부(625)는 제3 스위칭 소자(638)를 제어하는 제어신호를 출력한다. 제어부(625)의 제어에 따른 제3 스위칭 소자(638)의 스위칭 결과에 따라, 생체신호 추출부(630)는 제1 인터페이싱부(610)에서 출력되는 잡음신호를 제2 가산기(632) 및 제3 가산기(634)의 (-)단자로 전달한다.
제2 가산기(632) 및 제3 가산기(634)는 잡음이 부가된 생체신호로부터 잡음신호를 제거하고, 제3 차동증폭기(636)는 제거에 따라 생성된 신호들을 차동증폭한다. 이때, 본 실시예에 따른 제2 가산기(632) 및 제3 가산기(634)는 잡음이 부가된 생체신호로부터 스케일 팩터(scale factor)가 고려된 잡음신호를 제거할 수도 있다. 이러한 경우, 스케일 팩터는 잡음신호를 모니터링한 결과에 따라 결정될 수 있다. 이에 관하여, 이하 도 8b에서 좀 더 상세히 설명한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(600)는 하나의 제3 차동증폭기(636)만을 사용하여 잡음이 제거된 피검자의 생체신호를 정확하고 효율적으로 추출할 수 있고, 추출된 피검자의 생체신호를 이용한 진단 정확성이 향상될 수 있다.
도 8b는 도 6에 도시된 생체신호 측정장치(600)의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 8b를 참조하면, 생체신호 측정장치(600)는 제1 인터페이싱부(610), 제어부(625) 및 생체신호 추출부(630)로 구성되고, 제1 인터페이싱부(610)는 제11 인터페이스(612), 제12 인터페이스(614) 및 제1 스위칭 소자(618)로 구성되고, 생체신호 추출부(630)는 제2 가산기(632), 제3 가산기(634), 제3 차동증폭기(636), 제3 스위칭 소자(638), 제2 적응필터(6391) 및 제3 적응필터(6392)로 구성된다.
도 8b에 도시된 생체신호 측정장치(600)는 생체신호 추출부(630)에 제2 적응필터(6391) 내지 제3 적응필터(6392)가 추가된 점을 제외하고는 도 8a에 도시된 생체신호 측정장치(100)와 동일하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
제어부(625)에서 제1 스위칭 소자(618)를 쇼트시키는 제어신호 및 그에 따른 제2 스위칭 소자(637)를 제어하는 제어신호가 출력됨에 따라, 제1 인터페이싱부(610)에서 출력되는 잡음신호를 제2 적응필터(6391) 및 제3 적응필터(6392)는 로 전달한다.
이에 따라, 제2 적응필터(6391)는 제3 차동증폭기(636)에서 출력되는 생체신호에 기초하여 제11 인터페이스(612)의 출력신호를 적응적으로 필터링하고, 제3 적응필터(6392)는 제3 차동증폭기(636)에서 출력되는 생체신호에 기초하여 제12 인터페이스(614)의 출력신호를 적응적으로 필터링한다.
예를 들어 설명하면, 제2 적응필터(6391)는 제3 차동증폭기(636)에서 추출된 생체신호에 기초하여, 제1 스위칭 소자(618)가 쇼트됨에 따른 제11 인터페이스(612)의 출력신호를 적응적으로 필터링하고, 제2 가산기(632)는 제1 스위칭 소자(618)가 절연됨에 따른 제11 인터페이스(612)의 출력신호로부터 제2 적응필터(632)의 출력신호를 제거한다.
또한, 제3 적응필터(6392)는 제3 차동증폭기(636)에서 추출된 생체신호에 기초하여, 제1 스위칭 소자(618)가 쇼트됨에 따른 제12 인터페이스(614)의 출력신호를 적응적으로 필터링하고, 제3 가산기(634)는 제1 스위칭 소자(618)가 절연됨에 따른 제12 인터페이스(614)의 출력신호로부터 제3 적응필터(6392)의 출력신호를 제거한다.
이에 따라, 제3 차동증폭기(636)는 제2 가산기(632)의 출력신호 및 제3 가산기(634)의 출력신호를 차동증폭하여, 생체신호를 출력할 수 있다.
도 8b에 도시된 제2 적응필터(6391) 및 제3 적응필터(6392)는 도 3b에 도시된 제2 적응필터(138) 및 제3 적응필터(139)와 동일한 동작을 수행하기에 중복되는 설명은 생략한다.도 9는 본 실시예에 따른 인터페이스의 구조(91) 및 이에 대응하는 회로 모델(92)의 일 예를 도시한 도면이다.
인터페이스의 구조(91)를 참조하면, 인터페이스(920)는 금속전극(921), 전해질(922) 및 접착시트(923)로 구성된다.
금속전극(921)은 플랫폼(930)을 통하여 인터페이스(920)와 생체신호 측정장치(100, 500, 600)를 전기적 또는 기계적으로 연결한다. 이때, 플랫폼(930)은 DSP(Digital Signal Processor) 등을 포함하는 센싱 플랫폼이 될 수 있다.
접착시트(923)는 피검자의 피부와 부착하기 위한 시트이고, 전해질(922)은 전도성 젤(gel)이 될 수 있다.
인터페이스에 대응하는 회로 모델(92)을 참조하면, 금속전극(921a)은 커패시터(capacitor) 성분 및 저항 성분으로 대응(921b)되고, 전해질(922a)은 저항 성분으로 대응(922b)될 수 있다. 또한, 피검자의 피부에 해당하는 외피(925a)는 커패시터 성분 및 저항 성분으로 대응(925b)되고, 진피(926a)는 저항 성분으로 대응(926b)될 수 있다.
또한, 전해질(922)과 피검자의 피부(940), 금속전극(9221)과 전해질(922)과 같이, 서로 다른 물질이 접한 이중층들(927a, 928a)에서는 반쪽전위가 발생하게 되고, 이는 전원소스 성분에 대응(927b, 928b)될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 금속전극(9221)과 전해질(922), 전해질(922)과 피검자의 피부(940)가 접촉한 이중층에서 반쪽전위가 발생하게 되고, 피검자의 움직임에 의하여 이중층의 전기적 안정성이 깨짐에 따라 동잡음이 발생하게 된다. 이러한 동잡음으로 인하여, 정확한 생체신호의 검출이 힘들어진다.
그러하기에, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100. 500, 600)는 제2 인터페이싱부(120, 520)를 사용하거나, 또는, 제1 인터페이싱부(610)에 포함된 제1 스위칭 소자(618)를 사용하여 정확한 잡음신호를 검출하고, 이에 따라, SNR이 향상된 생체신호를 검출할 수 있다.
도 10은 본 실시예에 따른 의료영상시스템(1000)의 일 예를 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 의료영상시스템(1000)은 생체신호 측정장치(1100), 표시부(1200), 저장부(1300) 및 통신부(1400)로 구성된다.
도 10에 도시된 의료영상시스템(1000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 10에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 10에 도시된 생체신호 측정장치(1100)는 도 1 내지 도 8a에 도시된 생체신호 측정장치(100, 500, 600) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 그러하기에, 도 1 내지 도 8a과 관련하여 기재된 내용은 도 10에 도시된 생체신호 측정장치(1100)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
표시부(1200)는 생체신호 측정장치(1100)에서 측정된 생체신호를 표시한다. 예를 들어 설명하면, 표시부(1200)는 의료영상시스템(1000)에 마련된 디스플레이 패널, LCD 화면, 모니터 등의 출력 장치를 모두 포함한다.
다만, 본 실시예에 따른 의료영상시스템(1000)은 표시부(1200)를 구비하지 않고, 생체신호 측정장치(1100)에서 측정된 생체신호를 외부의 표시장치(미도시)로 출력하기 위한 통신부(1400)를 구비할 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
저장부(1300)는 의료영상시스템(1000)의 동작을 수행하는 중에 발생하는 데이터를 저장한다. 본 실시예에 따른 저장부(1300)는 통상적인 저장매체로서 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 저장부(1300)는 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리(Flash Memory) 및 메모리카드(Memory Card)를 모두 포함함을 알 수 있다.
통신부(1400)는 유, 무선 네트워크 또는 유선 직렬 통신 등을 통하여 외부장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 외부장치는 원격지에 위치한 다른 의료영상시스템, 범용 컴퓨터 시스템, PDA(Personal Digital Assets), 휴대용 단말기, 팩시밀리 등을 포함할 수 있다.
이때, 네트워크(network)는 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network) 등을 포함하나 이에 한정되지 않고 정보를 송수신할 수 있는 다른 종류의 네트워크가 될 수도 있음을 알 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 저장부(1300) 및 통신부(1400)는 영상 판독 및 검색 기능을 더 포함시켜 PACS(Picture Archiving Communication System)와 같은 형태로 일체화될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 의료영상시스템(1000)은 생체신호 측정장치(1100)에서 측정된 생체신호를 표시하거나, 저장하거나, 외부장치로 출력할 수 있다. 그러하기에, 생체신호 측정장치(1100)에서 측정된 생체신호의 활용도를 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 실시예에 따른 생체신호를 측정하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 생체신호를 측정하는 방법은 도 1 내지 도 4, 도 10에 도시된 생체신호 측정장치(100) 및 의료영상시스템(1000)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 4, 도 10에 도시된 생체신호 측정장치(100) 및 의료영상시스템(1000)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 11의 생체신호를 측정하는 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
1101 단계에서 제1 인터페이싱부(110)는 제11 인터페이스(112) 및 제12 인터페이스(114)를 이용하여, 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출한다.
1102 단계에서 제2 인터페이싱부(120)는 서로 연결된 제21 인터페이스(122) 및 제22 인터페이스(124)를 이용하여, 잡음신호를 검출한다.
예를 들어 설명하면, 제21 인터페이스(122) 및 제22 인터페이스(124) 각각에 포함된 전해질은 서로 연결되고, 전해질은 하이드로겔(hydrogel)이 될 수 있다.
다른 예를 들어 설명하면, 제21 인터페이스(122) 및 제22 인터페이스(124) 각각에 포함된 전해질은 금속을 통하여 연결될 수 있다.
1103 단계에서 생체신호 추출부(130)는 상기 1101 단계에서 검출된 잡음이 부가된 생체신호 및 상기 1102 단계에서 검출된 잡음신호를 이용하여, 피검자의 생체신호를 추출한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호를 측정하는 방법에 따르면 서로 연결된 제21 인터페이스(122) 및 제22 인터페이스(124)를 이용하여 잡음신호를 정확하게 검출함에 따라, SNR이 향상된 생체신호를 측정할 수 있다.
도 12는 본 실시예에 따른 생체신호를 측정하는 방법의 다른 예를 나타낸 흐름도이다. 도 12를 참조하면, 생체신호를 측정하는 방법은 도 6 내지 도 8a, 도 10에 도시된 생체신호 측정장치(600) 및 의료영상시스템(1000)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 6 내지 도 8a, 도 10에 도시된 생체신호 측정장치(600) 및 의료영상시스템(1000)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 12의 생체신호를 측정하는 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
1201 단계에서 제어부(625)는 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)의 연결상태가 오픈되도록 제1 스위칭 소자(618)를 제어하는 제어신호를 출력한다.
1202 단계에서 상기 1201 단계에서 출력된 제어신호의 제어에 따라 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)가 오픈되면, 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)는 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출한다.
1203 단계에서 제어부(625)는 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)의 연결상태가 쇼트되도록 제1 스위칭 소자(618)를 제어하는 제어신호를 출력한다.
1204 단계에서 상기 1203 단계에서 출력된 제어신호의 제어에 따라 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)가 쇼트되면, 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)는 잡음신호를 검출한다.
1205 단계에서 생체신호 추출부(130)는 상기 1202 단계에서 검출된 잡음이 부가된 생체신호 및 상기 1204 단계에서 검출된 잡음신호를 이용하여, 피검자의 생체신호를 추출한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 생체신호를 측정하는 방법에 따르면 제11 인터페이스(612) 및 제12 인터페이스(614)의 연결상태를 스위칭하는 제1 스위칭 소자(618)를 이용하여 잡음신호를 정확하게 검출함에 따라, SNR이 향상된 생체신호를 측정할 수 있다.
이때, 상기 1201 단계 내지 1202 단계와 1203 단계 내지 1204 단계의 수행 순서는 변경될 수 있다.
상기된 바에 따르면, 추가적인 센서나 신호원(signal source)없이 잡음신호를 정확하게 검출함에 따라, 이를 이용하여 피검자의 생체신호를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 생체신호를 측정하기 위한 장치가 소형화, 모바일화 되어감에 따라, 피검자로부터 생체신호를 측정하는 과정에서 많은 동잡음이 발생하게 되기에, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100, 500, 600)를 이용하여 소형화, 모바일화 상태를 유지하면서도 잡음이 제거된 생체신호를 측정할 수 있다.
추가적으로, 본 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100, 500, 600)를 이용하여 SNR이 향상된 생체신호를 측정함에 따라, 생체신호 측정장치(100, 500, 600)의 효율을 증가시켜 소비전력의 최소화를 보장할 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 ... 생체신호 측정장치
110 ... 제1 인터페이싱부
120 ... 제2 인터페이싱부
130 ... 생체신호 추출부

Claims (22)

  1. 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들(interfaces)을 포함하는 제1 인터페이싱부(interfacing unit);
    잡음신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들 및 상기 적어도 두 개 이상의 인터페이스들을 연결하는 연결부를 포함하는 제2 인터페이싱부; 및
    상기 제1 인터페이싱부 및 상기 제2 인터페이싱부로부터 출력되는 신호들을 이용하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 추출부;를 포함하는 생체신호 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 인터페이싱부에 포함되는 연결부는 상기 제2 인터페이싱부에 포함된 적어도 2a개 이상의 인터페이스들을 단락시키는 생체신호 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 인터페이싱부에 포함되는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들 각각은 전해질을 포함하고,
    상기 제2 인터페이싱부에 포함되는 연결부는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들 각각에 포함된 전해질을 연결하는 전해질인 생체신호 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 인터페이싱부에 포함되는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들 각각은 전해질을 포함하고,
    상기 제2 인터페이싱부에 포함되는 연결부는 상기 적어도 두 개 이상의 인터페이스들 각각에 포함된 전해질을 연결하는 금속인 생체신호 측정장치.
  5. 제 3 항 내지 제 4 항에 있어서,
    상기 전해질은 하이드로겔(hydrogel)인 생체신호 측정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 인터페이싱부 및 상기 제2 인터페이싱부는 하나의 패드(pad)에 부착되는 생체신호 측정장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체신호 추출부는 상기 제1 인터페이싱부에서 출력되는 신호들을 차동증폭한 결과로부터 상기 제2 인터페이싱부에서 출력되는 신호들을 차동증폭한 결과를 제거하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 측정장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 생체신호 추출부는
    상기 제1 인터페이싱부에서 출력되는 신호들을 차동증폭하는 제1 차동증폭기;
    상기 제2 인터페이싱부에서 출력되는 신호들을 차동증폭하는 제2 차동증폭기;
    상기 추출된 생체신호에 기초하여, 상기 제2 차동증폭기에서 출력되는 신호를 적응적으로 필터링하는 제1 적응필터; 및
    상기 제1 차동증폭기의 출력신호로부터 상기 제1 적응필터의 출력신호를 제거하는 제1 가산기;를 포함하는 생체신호 측정장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체신호 추출부는 상기 제1 인터페이싱부의 제11 인터페이스의 출력신호로부터 상기 제2 인터페이싱부의 제21 인터페이스의 출력신호를 제거하고, 상기 제1 인터페이싱부의 제12 인터페이스의 출력신호로부터 상기 제2 인터페이싱부의 제22 인터페이스의 출력신호를 제거하고, 상기 제거에 따라 생성된 신호들을 차동증폭하여 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 측정장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 생체신호 추출부는
    상기 추출된 생체신호에 기초하여 상기 제2 인터페이싱부의 제21 인터페이스의 출력신호를 적응적으로 필터링하는 제2 적응필터;
    상기 제1 인터페이싱부의 제11 인터페이스의 출력신호로부터 상기 제2 적응필터의 출력신호를 제거하는 제2 가산기;
    상기 추출된 생체신호에 기초하여 상기 제2 인터페이싱부의 제22 인터페이스의 출력신호를 적응적으로 필터링하는 제3 적응필터;
    상기 제1 인터페이싱부의 제12 인터페이스의 출력신호로부터 상기 제3 적응필터의 출력신호를 제거하는 제3 가산기; 및
    상기 제2 가산기의 출력신호 및 상기 제3 가산기의 출력신호를 차동증폭하는 제3 차동증폭기;를 포함하는 생체신호 측정장치.
  11. 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들(interfaces)을 포함하는 제1 인터페이싱부;
    잡음신호를 검출하는 적어도 두 개 이상의 인터페이스들을 포함하는 제2 인터페이싱부; 및
    상기 제1 인터페이싱부 및 상기 제2 인터페이싱부로부터 출력되는 신호들을 이용하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 추출부;를 포함하고,
    상기 제2 인터페이싱부에 포함된 적어도 두 개 이상의 인터페이스들간의 거리는 상기 제1 인터페이싱부에 포함된 적어도 두 개 이상의 인터페이스들간의 거리보다 더 가까운 생체신호 측정장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 인터페이싱부 및 상기 제2 인터페이싱부는 하나의 패드(pad)에 부착되는 생체신호 측정장치.
  13. 적어도 두 개 이상의 인터페이스들(interfaces) 및 상기 적어도 두 개 이상의 인터페이스들의 연결상태를 스위칭하는 제1 스위칭 소자를 포함하는 제1 인터페이싱부;
    상기 제1 인터페이싱부에 포함된 제1 스위칭 소자를 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라, 상기 제1 인터페이싱부에 포함된 적어도 두 개 이상의 인터페이스부들의 연결상태에 따라 출력되는 신호들을 이용하여 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 추출부;를 포함하는 생체신호 측정장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부에서 상기 제1 스위칭 소자를 오픈(open)시키는 제어신호를 출력하면, 상기 제1 인터페이싱부는 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 생체신호 측정장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부에서 상기 제1 스위칭 소자를 쇼트(short)시키는 제어신호를 출력하면, 상기 제1 인터페이싱부는 잡음신호를 검출하는 생체신호 측정장치.
  16. 제 14 항 내지 제 15 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 생체신호 추출부에 포함된 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하고,
    상기 생체신호 추출부는 상기 제2 스위칭 소자의 스위칭 결과에 따라, 상기 잡음이 부가된 생체신호를 차동증폭한 결과로부터 상기 잡음신호를 차동증폭한 결과를 제거하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 측정장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 생체신호 추출부는
    상기 제1 인터페이싱부에서 검출된 잡음이 부가된 생체신호를 차동증폭하는 제1 차동증폭기;
    상기 제1 인터페이싱부에서 검출된 잡음신호를 차동증폭하는 제2 차동증폭기;
    상기 추출된 생체신호에 기초하여, 상기 제2 차동증폭기에서 출력되는 신호를 적응적으로 필터링하는 제1 적응필터; 및
    상기 제1 차동증폭기의 출력신호로부터 상기 제1 적응필터의 출력신호를 제거하는 제1 가산기;를 포함하는 생체신호 측정장치.
  18. 제 14 항 내지 제 15 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 생체신호 추출부에 포함된 제3 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하고,
    상기 생체신호 추출부는 상기 제3 스위칭 소자의 스위칭 결과에 따라, 상기 잡음이 부가된 생체신호로부터 상기 잡음신호를 제거하고, 상기 제거에 따라 생성된 신호들을 차동증폭하여 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 생체신호 측정장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 생체신호 추출부는
    상기 추출된 생체신호에 기초하여, 상기 제1 스위칭 소자가 쇼트됨에 따른 상기 제1 인터페이싱부의 제11 인터페이스의 출력신호를 적응적으로 필터링하는 제2 적응필터;
    상기 제1 스위칭 소자가 절연됨에 따른 상기 제1 인터페이싱부의 제11 인터페이스의 출력신호로부터 상기 제2 적응필터의 출력신호를 제거하는 제2 가산기;
    상기 추출된 생체신호에 기초하여, 상기 제1 스위칭 소자가 쇼트됨에 따른 상기 제1 인터페이싱부의 제12 인터페이스의 출력신호를 적응적으로 필터링하는 제3 적응필터;
    상기 제1 스위칭 소자가 절연됨에 따른 상기 제1 인터페이싱부의 제12 인터페이스의 출력신호로부터 상기 제3 적응필터의 출력신호를 제거하는 제3 가산기; 및
    상기 제2 가산기의 출력신호 및 상기 제3 가산기의 출력신호를 차동증폭하는 제3 차동증폭기;를 포함하는 생체신호 측정장치.
  20. 제11 인터페이스 및 제12 인터페이스를 이용하여, 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 단계;
    서로 연결된 제21 인터페이스 및 제22 인터페이스를 이용하여, 잡음신호를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 잡음이 부가된 생체신호 및 잡음신호를 이용하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 단계;를 포함하는 생체신호를 측정하는 방법.
  21. 제11 인터페이스 및 제12 인터페이스의 연결상태가 오픈되도록 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하는 단계;
    상기 출력된 제어신호의 제어에 따라 상기 제11 인터페이스 및 상기 제12 인터페이스가 오픈되면, 피검자로부터 잡음이 부가된 생체신호를 검출하는 단계;
    상기 제11 인터페이스 및 상기 제12 인터페이스의 연결상태가 쇼트되도록 상기 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하는 단계;
    상기 출력된 제어신호의 제어에 따라 상기 제11 인터페이스 및 상기 제12 인터페이스가 쇼트되면, 잡음신호를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 잡음이 부가된 생체신호 및 잡음신호를 이용하여, 상기 피검자의 생체신호를 추출하는 단계;를 포함하는 생체신호를 측정하는 방법.
  22. 제 20 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019151750A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device for sensing biometric information and control method thereof

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6032064A (en) * 1996-10-11 2000-02-29 Aspect Medical Systems, Inc. Electrode array system for measuring electrophysiological signals
WO2000054650A2 (en) * 1999-03-15 2000-09-21 The Johns Hopkins University Apparatus and method for non-invasive, passive fetal heart monitoring
US6208888B1 (en) 1999-02-03 2001-03-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Voltage sensing system with input impedance balancing for electrocardiogram (ECG) sensing applications
JP2003220046A (ja) * 2001-12-27 2003-08-05 General Electric Co <Ge> 筋電図信号のノイズを低減させる方法及び装置
WO2005027720A2 (en) * 2003-09-12 2005-03-31 Bodymedia, Inc. Method and apparatus for measuring heart related parameters
US6912414B2 (en) 2002-01-29 2005-06-28 Southwest Research Institute Electrode systems and methods for reducing motion artifact
WO2007063436A1 (en) * 2005-11-30 2007-06-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electro-mechanical connector for thin medical monitoring patch
US20070270918A1 (en) * 2004-11-10 2007-11-22 Universite Libre De Bruxelles Appliance and Method for Measuring an Emg Signal
US20100094081A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Voyage Medical, Inc. Electrode placement and connection systems
US20110028823A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Gilmore L Donald Biomedical electrode configuration for suppressing movement artifact

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6032064A (en) * 1996-10-11 2000-02-29 Aspect Medical Systems, Inc. Electrode array system for measuring electrophysiological signals
US6208888B1 (en) 1999-02-03 2001-03-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Voltage sensing system with input impedance balancing for electrocardiogram (ECG) sensing applications
WO2000054650A2 (en) * 1999-03-15 2000-09-21 The Johns Hopkins University Apparatus and method for non-invasive, passive fetal heart monitoring
JP2003220046A (ja) * 2001-12-27 2003-08-05 General Electric Co <Ge> 筋電図信号のノイズを低減させる方法及び装置
US6912414B2 (en) 2002-01-29 2005-06-28 Southwest Research Institute Electrode systems and methods for reducing motion artifact
WO2005027720A2 (en) * 2003-09-12 2005-03-31 Bodymedia, Inc. Method and apparatus for measuring heart related parameters
US20070270918A1 (en) * 2004-11-10 2007-11-22 Universite Libre De Bruxelles Appliance and Method for Measuring an Emg Signal
WO2007063436A1 (en) * 2005-11-30 2007-06-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electro-mechanical connector for thin medical monitoring patch
US20100094081A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Voyage Medical, Inc. Electrode placement and connection systems
US20110028823A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Gilmore L Donald Biomedical electrode configuration for suppressing movement artifact

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019151750A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device for sensing biometric information and control method thereof
US11375930B2 (en) 2018-02-01 2022-07-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device for sensing biometric information and control method thereof

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