ubpulse 시리즈는 주변광은 차단하고 맥파성분만 측정가능한 ELP기술이 적용되었으며, 동영상에서는 주변광의 영향받는 정도를 일반맥파측정기와 비교시험하고 있다.
측정 원리
심장박동 동기된 혈량의 변화
1. 심장박동에 의하여 생성된 압력에 의해 혈관내에서 혈액의 흐름이 생긴다. 심장박동이 발생할 때마다 압력은 신체의 말단 모세혈관까지 작용하며, 손가락 끝의 혈관까지도 압력이 작용한다. 그림.
2. 손가락 끝 모세혈관의 동맥 혈액은 세포조직으로 혈액을 공급하고, 정맥으로 들어가서 다시 심장으로 되돌아간다. 그림의 (a)
3. 심장박동에 동기되어 손가락 끝 혈관에서의 동맥혈량(Arterial Blood volume)이 증가하고 줄어드는 상태가 반복된다. 그림의 (b)
심장박동에 동기된 모세혈관 동맥혈량(Arterial Blood volume) 변화
광학식 혈량 변화 검출
1. 광원에서 손가락에 빛을 조사하면 혈액, 뼈, 조직에서 빛의 흡수가 발생하고 일부광은 투과하여 광수신기에 도달한다. 그림(a)
2. 빛이 흡수되는 정도는 빛이 지나가는 경로에 있는 피부, 조직, 혈액의 양에 비례하며, 심장박동에 의한 혈류변화를 제외하고는 변하지 않는 성분이어서,흡수되는 광량 변화에 비례한다. 그림(b)
3. 광수신부에서 검출된 투과광은 손가락에서 흡수된 광량만큼 차감되어 수신되므로, 투과광의 광량 변화 역시 혈류변화를 반영하게 되어 광수신기의 광량을 측정함으로써심장박동에 동기된 혈량변화 검출이 가능해진다. 그림(c) 그림(c)의 AC 성분을 통상 PPG(Photo PlethysmoGraph, 맥파)라고 한다.
광학식 혈량 변화 검출 원리
심박검출 및 심박시간격 측정법
그림(b)에서 보이듯이 PPG를 2차 미분한 파형의 피크를 검출하여 심박지점을 검출하며, 매번의 심박 발생시마다 직전 심박과의 시간격을 계산하게 된다.
그림(c)에서 심박 1이 발생한 시점부터 심박2가 발생할 때 까지의 클락의 수량을 카운팅하여 클락의 주기인 0.000976sec를 곱하기 하여 심박시간격 2를 장치 내부 프로세서에서 계산한다. 사용되는 클락의 주기인 0.000976sec가 시간 측정의 최소 간격에 해당한다. 시간측정에 사용되는 클락의 정밀도는 0.002%로써 충분한 정확성과 정밀도 높은 심박시간격 측정이 가능하다.
심박시간격 측정 정밀도의 중요성.
HRV(Heart Rate Variability) 연구분야에서는 심박시간격 측정 정밀성이 특히 요구된다. PPG 측정을 기반으로 하는 심박피크 검출 및 심박 시간격 검출 방법론은 여러가지가 있을 수 있으며, 사용된 방법에 따라 정확성은 크게 차이가 난다. 심박시간격 검출에서 충분한 정밀도가 보장되지 못하면, 동일 피검자의 2개 손가락에서 동시에 측정된 심박 시간격데이터로 HRV 분석한 결과가 크게 차이가 나며, 신뢰할 수 없는 HRV 분석 결과가 나온다. ubpulse 3 시리즈는 초기 설계 단계부터 정밀도를 고려하여, 충분한 정밀도를 확보하였으며, HRV 분석법 적용 시 신뢰할 수 있는 결과를 제공한다.
심박검출 및 심박시간격 측정법
ubpulse 320을 이용한 통신 프로그램 개발 방법
통신프로그램과 개발과정 전체 흐름
통신 프로그램의 전체적인 작동 흐름은그림과 같은 구조이다.
가장 먼저 장치의 UART설정을 해둬야한다.
이후 “1.UART에서 데이터 읽기”에서는 순차적으로 UART로 수신된 바이트열을 읽어오게 된다.
바이트열들로부터 패킷의 시작점을 의미하는 싱크바이트(255,254 순으로 데이터가 배치되어있다.) 를 검출하는 “2.LXSDF T2 Tx패킷추출”에서 패킷단위로 데이터를 분리해내고 패킷 내의 데이터요소들을 “3.패킷데이터 파싱”에서 추출한다.
3의 과정에서 확보된 각 데이터 요소들에 ubpulse 320의 정보들이배치되어있다.
이들 정보들을“4.ubpulse 320 정보 확보” 단계에서구하여 활용한다.
LXSDF T2 통신 규격 문서
실시간 스트림데이터 전송과 동시에 상대적으로 저속인 일반 데이터들을 하나의 패킷형식으로 전송가능한 간단하면서도, 범용의 시리얼 통신 포맷.
