IR-UWB 레이더를 이용한 비침습/비접촉 방식 수면 무호흡증 검출 및 진단 장치 및 방법
Non-invasive/non-contact type sleep apnea detection and diagnosis apparatus and method using IR-UWB radar
특허 요약
본 발명은 적어도 하나의 IR-UWB 레이더에서 방사된 임펄스 신호가 반사되어 수신된 신호신호로부터 피검사자의 호흡 신호를 추출하고, 추출된 호흡 신호의 피크 사이의 편차 및 피크 간격의 변화로부터 무호흡 상태를 판별하기 위한 문턱값을 설정하고, 설정된 문턱값을 피크 사이의 편차와 비교하여 무호흡 상태를 정확하게 판별할 수 있는 수면 무호흡증 검출 및 진단 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 따라서 비접촉/비침습 방식으로 수면 무호흡증을 정확하게 검출 및 진단할 수 있어 피검사자의 불편을 줄일 수 있다.
청구항
번호청구항
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기지정된 위치에 배치된 적어도 하나의 IR-UWB 레이더에서 방사된 임펄스 신호가 반사되어 수신된 신호신호에서 클러터 신호를 제거하여 클러터 차감 신호를 획득하는 신호 획득부; 기지정된 신호 획득 기간동안의 획득된 다수의 클러터 차감 신호에서 변화가 가장 큰 위치를 판별하고, 판별된 위치에서의 클러터 차감 신호를 추출하여 호흡 파형 신호인 호흡 신호를 획득하며, 상기 호흡 신호의 피크인 로컬 최대값 및 로컬 최소값을 검출하는 호흡 신호 추출부; 상기 로컬 최대값 및 상기 로컬 최소값 사이의 편차를 누적하여 정상 상태의 기준인 제1 문턱값을 설정하고, 무호흡 상태의 시작을 판별하기 위한 제1 가중치를 상기 로컬 최대값 또는 상기 로컬 최소값의 변화에 따라 설정하며, 무호흡 상태의 종료를 판별하기 위한 제2 가중치를 기기정된 기준 시간 구간 동안 획득되는 상기 로컬 최대값 및 상기 로컬 최소값의 개수 변화에 따라 설정하고, 상기 제1 문턱값과 제1 및 제2 가중치로부터 무호흡 상태 판별 기준인 제2 문턱값을 설정하는 문턱값 설정부; 및 상기 편차를 상기 제2 문턱값과 비교하여 무호흡 상태를 검출하고, 검출된 무호흡 상태의 횟수에 기반하여 피검사자의 수면 무호흡 수준을 진단하는 검출 진단부; 를 포함하되,상기 문턱값 설정부는 상기 로컬 최대값 및 상기 로컬 최소값 사이의 편차를 누적하고, 누적된 편차들의 하위 기지정된 비율에 대응하는 편차를 상기 제1 문턱값을 설정하는 제1 문턱값 설정부; 기준 시점에서 이전 로컬 최대값에 대한 현재 로컬 최대값의 비 또는 이전 로컬 최소값에 대한 로컬 최소값의 비를 기지정된 제1 기준 비와 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제1 가중치를 서로 다른 기지정된 값으로 설정하고, 상기 기준 시점에서 이전 상기 기준 시간 구간 동안 획득되는 상기 로컬 최대값 및 상기 로컬 최소값의 개수와 이후 기준 시간 구간 동안 획득되는 상기 로컬 최대값 및 상기 로컬 최소값의 개수의 비에 따라 상기 제2 가중치를 서로 다른 기지정된 값으로 설정하는 가중치 설정부; 및 시간에 따라 변화하는 상기 제1 문턱값과 제1 및 제2 가중치를 곱하여 상기 제2 문턱값을 설정하는 제2 문턱값 설정부; 를 포함하고,상기 가중치 설정부는 상기 제1 가중치를 상기 기준 시점으로부터 기지정된 제1 가중 구간 동안 적용하며, 상기 제2 가중치를 상기 기준 시점에서 이전 기지정된 제2 가중 구간 동안 적용하는 수면 무호흡증 검출 및 진단 장치.

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제1 항에 있어서, 상기 가중치 설정부는 기지정된 검출 구간 단위로 상기 로컬 최대값 및 상기 로컬 최소값 사이의 편차를 상기 제2 문턱값과 비교하여, 상기 편차가 상기 제2 문턱값 이상이면, 무호흡 상태로 검출하는 무호흡 검출부; 및 전체 수면 시간 대비 검출된 무호흡 상태의 횟수에 따라 피검사자의 수면 무호흡증의 수준을 판별하는 무호흡증 진단부; 를 포함하는 수면 무호흡증 검출 및 진단 장치.

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