Pulse Diagnosis Algorithm and Digital Filter Design for Development of Digital Biomedical System

The examination of pulse, which is a typical palpation technique in the oriental medicine, has been used conventional analog system for discrimination of 28 pulses. However, the clipping phenomenon in the pulses, which used same feature extraction technique with ECG signals, has been occurred in analog system due to feature extraction method and over amplification from the input signals. It caused inaccurate to analyze the pulse signals. In this paper, we propose a digital filter design technique based on Prony's method for signal modeling and C-spline interpolation for feature extraction from pulse signal to compensate analog pulse detection system. In addition, we suggest a compensated electronic pulse detection system comprising new pulse analyzing algorithm and shape analysis technique for pulses, which were difficult to use in analog system. The feasibility for new proposed system has been confirmed comparing output signals between electronic pulse detection system having proposed filter design techniques with pulse analyzing algorithm and conventional analog system.

전자 맥진기 시스템 개발을 위한 맥파분석 알고리즘과 디지털 필터 설계

한방의학에서 절진에 속하는 맥진은 28가지의 맥상 분석 방식을 기존의 아날로그 시스템에 적용하여 사용하였다. 그러나 아날로그 시스템은 ECG (Electrocardiogram)와 같은 특징점 추출방법을 이용해 맥파를 분석하는데 특징점 추출방법과 입력 신호의 과도한 증폭으로 맥파의 Clipping현상이 발생되어 맥파의 모양을 정확하게 분석할 수 없는 문제점들이 발생되었다. 본 논문에서는 이러한 아날로그 맥진기 시스템에 문제점을 보완하기 위한 방안의 하나로 전자 맥진기 시스템의 중요한 부분이라 할 수 있는 디지털 필터를 설계하기 위하여 신호의 특징점 추출을 위한 C-spline 보간법을 이용하고, signal modeling에 Prony's method로 디지털 필터를 설계하는 방법을 제안 하였다. 또한 기존의 아날로그 시스템에 맥파 분석 방법의 문제점을 보안하기 위한 전자 맥진기 시스템을 구성하여 새로운 맥파 분석 알고리즘과 아날로그 시스템에서 분석이 어려웠던 맥파의 모양 분석 알고리즘을 제안하였다. 증폭 단 이후 제안된 필터 설계방법을 이용하여 구성된 전자 맥진기 시스템의 출력 값이 아날로그 맥진기의 출력 파형과 아주 유사하면서 파형이 깨끗한 신호를 얻을 수 있어 설계방법의 적합성을 확인 하였고, 제안된 알고리즘에 의한 맥파 분석 결과가 아날로그 시스템의 맥파 분석 보다 정확한 맥파를 분석할 수 있었음을 확인할 수가 있었다.