• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.1257-1264
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• 2019

기존의 Cuff 기반의 혈압(Blood Pressure)측정 방법은 연속적인 실시간 혈압측정에는 한계를 갖는다. 이러한 이유로 ECG와 PPG 센서 신호를 상호융합한 다양한 혈압추정이 이루어졌다. 그러나 PPG 중심에 측정기법은 AC 노이즈, 작은 맥동, 비박동 등의 많은 문제를 지니고 있다. 본 논문은 ECG와 PPG 관계에 발생하는 맥파전달시간(PTT)과 맥파속도(PWV)를 이용하여 혈압을 추론기법이다. 신호 피크를 이용하는 HRF(Height Ratio Features)에 비해, 본 제안방식은 ECG, PPG의 최고점 혹은 최저점을 사용한 시차를 이용해 추정하기 때문에 PPG 센싱 시그널의 오류에도 안정적인 추출이 가능한 장점이 있다. 본 논문에서 제안 방법을 이용하여 25만 회의 혈압측정의 결과 ±28.5%의 정확도를 갖는 혈압 추정기법을 제시할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.1469-1476
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• 2022

최근 심전도 (ECG) 및 광전용맥파 (PPG) 신호를 사용하여 혈압을 추정하는 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 1차원 합성곱 신경망을 사용하여 실시간으로 혈압을 추정하고 모니터링 할 수 있는 모바일 시스템을 설계하고 구현하였다. 제안하는 신경망 알고리즘은 ECG 및 PPG 신호의 다양한 특징을 세밀하게 추출하도록 11개의 계층으로 구성하고 매개변수를 최적화하도록 설계되었다. 모의실험 결과는 학습한 신경망의 합성곱 커널의 개수가 많을수록 ECG 및 PPG 신호의 특성을 더 잘 나타내기 때문에 선형 회귀 모델보다 평균 제곱 오차가 적어져 더 좋은 성능을 나타내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발된 모바일 시스템은 몸에 부착된 ECG 및 PPG 센서 장치로부터 블루투스 통신으로 전송된 측정 신호를 입력받고 실시간으로 학습된 모델로 수축기 및 이완기 혈압 수치를 추정하고 그래프로 표시하게 된다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.1-10
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• 2020

본 논문에서는 시계열 심전도 (Electrocardiogram: ECG) 및 광전용맥파 측정센서 (Photoplethysmography: PPG)을 이용하여 혈압을 추정하는 알고리즘을 제안한다. 혈압 (Blood pressure: BP)을 추정하기 위해 주기적 입력 신호를 생성하고 차동 및 임계값 방법에 따라 잡음을 제거한 다음 합성곱 신경망 알고리즘을 기반으로 하여 수축기 혈압과 이완기 혈압을 예측한다. 본 논문에서 사용된 데이터는 MIMIC 데이터베이스에서 총 3.1GB의 49명의 환자 데이터를 사용하였다. 실험결과 수축기 혈압의 평균 제곱근 오차는 5.80mmHg, 이완기 혈압의 예측 오차는 2.78mmHg을 나타내었다. 또한, 영국 고혈압 협회가 제안한 혈압계 평가 방법을 적용하였을 때, 최고 성능인 등급 A를 만족함을 확인할 수 있었다.

• 감성과학
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• 제11권2호
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• pp.235-244
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• 2008

본 연구는 언제 어디서나 건강관리를 할 수 있는 u-health care를 위해 cuff를 사용하지 않고 손쉽게 혈압을 측정할 수 있는 기술을 개발하였다. ECG와 PPG 시그널(signal) 만을 이용하여 혈압을 실시간으로 측정할 수 있는 기존 기술은 PTT를 분석 할 때 노이즈나 진폭의 변화로 인해 Peak 추정의 오류가 자주 발생한다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 적응적 peak 추정 기술을 개발하여 Peak 추정의 정확도를 향상시켰다. 이를 적용하여 측정데이터를 분석한 결과 PTT의 표준편차는 28%감소하였으며, 노이즈 탐지 성능은 18%증가하였다. 또한 PTT와 혈압간의 상관성에 대해 분석한 결과 수축기 혈압= -0.044 $\cdot$ PTT + 133.592의 상관식을 도출하였다. 도출된 상관식을 적용하여 PPG와 ECG 만으로 수축기 혈압을 연속적으로 측정할 수 있는 시스템을 구축하였다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권3호
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• pp.192-214
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• 2015

ECG, PTT 및 $SpO_2$와 같은 생체신호를 이용하여 실시간으로 혈압을 측정하고, IPv4/IPv6프로토콜을 이용하여 인터넷에 접속할 수 있는 시스템을 설계하고 구현하였다. 아울러 임상 실험을 통해 실시간 환경에서 수축기 혈압과 이완기 혈압을 계산할 수 있는 모델을 제시하였다. 이렇게 구현된 실시간 혈압측정 시스템을 28명의 피험자를 대상으로 임상 실험을 실시한 결과, 영국 고혈압협회(BHS)에서 인증하는 혈압계 인증 등급 Grade B 수준에서 정상으로 동작함을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제20권5호
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• pp.343-350
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• 2011

The compliance and stiffness of artery are closely related with disease of arteries. Pulse wave velocity(PWV) in the blood vessel is a basic and common parameter in the hemodynamics of blood pressure and blood flow wave traveling in arteries because the PWV is affected directly by the conditions of blood vessels. However, there is no standardized method to measure the PWV and it is difficult to measure. The conventional PWV measurement has being done by manual calculation of the pulse wave transmission time between coronary arterial proximal and distal points on a strip chart on which the pulse wave and ECG signal are recorded. In this study, a pressure sensor consisting of strain gauges is used to measure the blood pressure of arteries in invasive method and regular ECG electrodes are used to record the ECG signal. The R-peak point of ECG is extracted by using a reference level and time windowing technique and the ascending starting point of blood pressure is determined by using differentiation of the blood pressure signal and time windowing technique. The algorithm proposed in this study, which can measure PWV automatically, shows robust and good results in the extraction of feature points and calculation of PWV.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.834-837
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• 2005

In this paper, we describe the method of non-invasive blood pressure measurement using pulse wave transit time(PWTT). PWTT is a new parameter involved with a vascular that can indicate the change of BP. PWTT is measured by continuous monitoring of ECG and pulse wave. No additional sensors or modules are required. In many cases, the change of PWTT correlates with the change of BP. We measure pulse wave using the photo plethysmograph(PPG) sensor in an earlobe and we measure ECG using the ECG monitoring device our made in the chest. The measurement device for detecting pulse wave consists of infrared LED for transmitted light illumination, pin photodiode as light detector, amplifier and filter. We composed 0.5Hz high pass, 60Hz notch and 10Hz low pass filter. ECG measurement device consists of multiplexer, amplifier, filter, micro-controller and RF module. After amplification and filtering, ECG signal and pulse wave is fed through micro-controller. We performed the initial work towards the development of ambulatory BP monitoring system using PWTT. An earlobe is suitable place to measure PPG signal without the restraint in daily work. From the results, we can know that the dependence of PWTT on BP is almost linear and it is possible to monitoring an individual BP continuously after the individual calibration.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권4호
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• pp.461-469
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• 1999

환자감시장치는 중환자실, 수술실, 응급실 및 병실에서 환자의 상태인 심전도 파형, 맥박수 , 혈압등을 측정하고 감시하는 기본적인 의료장비이다. 본 논문에서 설계한 환자감시장치는 심전도-비관혈식 혈압 감지장치이다. 심전도는 심장 근육의 이완과 수축에 따라 발생하는 전기 현상으로 대부분의 의사들은 환자의 심장 상태를 심전도 신호 패턴으로 진단을 하고 있다. 심전도 감시장치는 장시간동안 환자의 심장상태를 감시하는데 사용된다. 환자의 혈압을 재는 일은 일반화된 임상 측정의 하나로, 진찰실에서나 또는 특별한 수술중에도 시행되고 있다. 본 논문에서는 동맥 내의 혈압을 비관혈적으로 측정하는 오실로메트릭 방식의 간접 측정 방법을 사용하였다. 개발한 환자감시장치를 수술실 장비와 비교, 검토하였다. 매회 심박수의 최대 차이는 1bpm이며,수축기 혈압 최대 차이는 15mmHg, 이완기 혈압 최대차이는 16mmHg, 평균 혈압 최대 차이는 25mmHg를 보였다. 그러나 결과적으로 나타나는 심박수의 평균 오차는 0.15bpm이며, 수축기 혈압의 평균 오차는 5mmHg, 이완기 혈압의 평균 오차는 10mmHg, 그리고 평균 혈압의 평균 오차는 9mmHg로 나타났다. 본 논문의 심전도-비관혈식 혈압 환자감시장치는 심전도 파형, 맥박수, 그리고 혈압을 측정하고 감시하는 의료 장비로서, 설계된 환자감시장치에 산소포화도.호흡.관혈식 혈압감시장치(IPB) 등의 다기능을 모듈로 구성하여 부착 및 제거가 용이하도록 확장 할 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.489-492
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• 2005

Even though the blood pressure is one of the most widely used index for the healthcare monitoring of hypertensive and normotensive persons, there is no non-intrusive measurement method which is commercialized until now. Pulse Arrival Time (PAT) is known that it has close relation with the systolic blood pressure (SBP) and arterial stiffness. In this study, SBP estimation methods by non-intrusive measurement of PAT are suggested. For the unconstrained measurement of PAT, the first method used the electrically non contact electrocardiogram (ENC-ECG) technique and the reflective type of Photoplethysmography (PPG) sensor on the computer mouse. In the second method, ENC-ECG and the air pressure sensor in the seat cushion on a chair were measured. The third method used ECG electrodes and PPG sensors on the toilet seat cover. The validation and regression analysis of the relationship of PAT and SBP are summarized. These methods have considerable errors to be used for all people. But these can be applied for each subject after the parameter customization within acceptable error. So, it is feasible for suggested methods to be used for monitoring of SBP in daily life in non-intrusive way when there is personal identification system of each subject.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.315-318
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• 1997

The ECG-NIBP patient monitor consist of Noninvasive Blood Pressure(NIBP) module that have micro controller inside. This module transfer data by serial communication to the main processor. This system apply the fuzzy inflating method to reduce the blood pressure measuring time, and moving artifact removing algorithm, several parameters used or more accurate measurement. The ECG monitor use the Digital Signal Processor(DSP) or digital filtering, peak detection, heart rate calculation. This system also offer convenient user interface by rotary key, menu bar. With 7" CRT display, auxiliary TFT LCD display adapted to display information on wide screen.