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연속 가압방식의 맥파 측정방법을 위한 시작점 검출 알고리즘 개발
Novel Detection Algorithm of The Upstroke of Pulse Waveform for Continuously Varying Contact Pressure Method

배장한    (한국한의학연구원   ); 전영주    (한국한의학연구원   ); 김종열    (한국한의학연구원   ); 김재욱    (한국한의학연구원  );
  • 초록

    본 논문에서는 연속 가압방식으로 측정된 맥파 신호의 분석에 적합한 시작점 검출 알고리즘을 제안한다. 연속 가압방식은 가압의 크기를 조금씩 증가시키면서 맥파 신호를 측정하는 방식인데 이를 이용하면 가압크기에 대응하는 맥파 신호의 분해능이 크게 향상되기 때문에 현재 상용맥진기의 맥파 측정방식인 단계별 가압방식의 정확성과 신뢰성 문제를 해결할 수 있다. 시작점 검출을 위해서 고속 푸리에 변환을 이용한 주기계산, Center-to-edges 방법의 피크 검출, 기저선 보정, 접선 교점 방법에 의한 시작점 검출, 분석 구간 설정을 순차적으로 적용한 알고리즘을 개발하였다. 30명의 피험자를 대상으로 실험한 결과 제안된 알고리즘의 정확도는 99.46%, 민감도는 99.51%로 나타났는데 이는 기존 알고리즘보다 정확도 4.82%, 민감도 2.46%가 향상된 결과이다. 본 연구에서 제안한 연속 가압방식의 맥파 측정방법과 맥파 시작점 검출 알고리즘을 사용한다면 맥파 특징점의 정확한 검출은 물론 허실맥이나 부침맥 등의 맥상 판별 정확성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.


    We propose a continuously varying contact pressure(CVCP)-adaptive feature extraction algorithm for pulse diagnostic analysis. The CVCP method measures the pulse waveform with continuously increasing contact pressure(CP). This method offer a high resolution signal of the pulse waveform amplitude(PWA) as a function of the contact pressure. Therefore it enables us to overcome the limitation of commercially available pulse-taking devices whose analysis rely on a few number of PWA-CP pairs. We show that an efficient feature extraction algorithm which covers the features of the CVCP-method can be developed by sequentially applying Fast Fourier Transform, peak detection by center-to-edges method, baseline drift removal, detection of the percussion wave upstroke by intersecting tangent method and detection of the analysis region. Finally, by a clinical study with 30 subjects, we show that our CVCP-adaptive feature extraction algorithm detected the upstroke with accuracy of 99.46% and sensitivity of 99.51%, which were about 4.82% and 2.46% increases respectively, compared to a conventional feature extraction method. The proposed CVCP method and the CVCP-adaptive feature extraction algorithm are expected to improve the accuracy in the pulse diagnostic algorithms such as floating/sunken pulse qualities and deficient/excess pulse qualities.


  • 주제어

    맥진 .   맥파 .   연속 가압방식 .   시작점 검출 알고리즘.  

  • 참고문헌 (15)

    1. Chu-Chang Tyan, Shin-Hong Liu, Jan-Yow Chen, Jian-Jung Chen, and Wen-Miin Liang, "A Novel Noninvasive Measurement Technique for Analyzing the Pressure Pulse Waveform of the Radial Artery," IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, Vol. 55, no. 1, pp. 288-297, January 2008. 
    2. 이전, 우영재, 전영주, 이유정, 김종열, "맥진기를 위한 동잡음 검출 시스템," 전자공학회 논문지, 제45권, SC편, 제5호, 310-316쪽, 2008년 9월 
    3. 임재중, "전달함수를 이용한 대동맥 맥파 추정 및 증강점 검출 알고리즘 개선에 관한 연구", 전자공학회 논문지, 제45권, SC편, 제3호, 194-205쪽, 2008년 5월 
    4. 이전, 이유정, 전영주, 우영재, 김종열, "맥진 가압 트레이닝 시스템 개발," 전자공학회 논문지, 제45권, SC편, 제6호, 457-462쪽, 2008년 11월 
    5. 費兆馥, "중국맥진연구," 의성당, 1993. 
    6. Jaeuk U. Kim, Young Ju Jeon, Young-Min Kim, Hae Jung Lee, and Jong Yeol Kim, "Novel Diagnostic Model for the Deficient and Excess Pulse Qualities," Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, Vol. 2012, doi:10.1155/2012/563958, 11 pages, 2012. 
    7. Jaeuk U. Kim, Young Ju Jeon, Yu Jung Lee, Keun Ho Kim, and Jong Yeol Kim, "Novel Diagnostic Algorithm for the Floating and Sunken Pulse Qualities and Its Clinical Test," Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, Vol. 2011, doi:10.1155/2011/813427, 10pages, 2011. 
    8. 김성훈, 김재욱, 전영주, 김근호, 김종열, "새로운 맥상 파라메터를 이용한 허실맥 판단 방법," 동의생리병리학회지, 제24권, 제1호, 42-47쪽, 2010년     
    9. 김성훈, 김재욱, 이유정, 김근호, 김종열, "맥진기를 이용한 새로운 부침맥 판단 방법," 동의생리병리학회지, 제23권, 제6호, 1221-1225쪽, 2009년 
    10. 전영주, 김재욱, 배장한, 이혜정, 김근호, 김종열, "개별센서모듈을 이용한 7채널 맥진센서의 선형성 평가," 2011년 대한전기학회 의용시스템학술대회, 84-86쪽, 2011년 2월 
    11. Y. Christopher Chiu, Patricia W. Arand, Sanjeev G. Shroff, Ted Feldman and John D. Carroll, "Determination of pulse wave velocities with computerized algorithms," American Heart Journal, Vol. 121, no. 5, pp. 1460-1469, May 1991. 
    12. 이낙범, 임재중, "맥파전달속도 계산을 위한 특징점 검출 알고리즘 개발," Trans. KIEE. 제57권, 제5호, 902-907쪽, 2008년 5월 
    13. Nievergelt, Yves, "Splines in Single and Multivariable Calculus," COMAP, 1993. 
    14. Lisheng Xu, Kuanquan Wang, David Zhang, Yingshun Li, Zhijie Wan and Jing Wang, "Objectifying Researches on Traditional Chinese Pulse Diagnosis," Informatica Medica Slovenica, Vol. 8, no. 1, pp. 56-63, 2003. 
    15. 민철홍, 김태선, "심전도기반 u-Healthcare 시스템을 위한 파형추출 방법," 전자공학회 논문지, 제46권, CI편, 제6호, 18-26쪽, 2009년 11월 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Bae, Jang Han ; Jeon, Young Ju ; Kim, Hyunho ; Kim, Jaeuk U. 2014. "A Feasibility Study of Pulse Rate Per Respiration as an Indicator for the Reaction to Cold Stress" 동의생리병리학회지 = Journal of physiology & pathology in Korean Medicine, 28(6): 668~673     
    2. Lee, Haebeom ; Kim, Hyunho ; Park, Young-Jae ; Park, Young-Bae 2014. "Delphi Study for Developing Consensus of Physical Attribute in Pressure Pulse Waveform" 大韓漢醫診斷學會誌= The journal of the Korea institute of oriental medical diagnostics, 18(3): 137~148     
    3. Yu, Seung-Yeon ; Park, Eun-Sung ; Choi, Ye-Bin ; Lee, Yong-Heum 2016. "Body Systemic Circulation Assessment Method through Analysing the Radial, Dorsalis Pedis, Temporal Arterial Pulse Wave" Korean journal of acupuncture, 33(3): 121~130     

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