오실로메트릭 혈압 측정을 위한 적응 알고리즘 기반의 잡음 제거 방법의 개발

Abstract

[한글]

본 연구에서는 오실로메트릭 방법으로 혈압 측정 시 커프의 움직임에 의해 발생하는 잡음에 의한 오실레이션 신호의 왜곡을 줄이기 위해 적응 잡음 제거 필터 기반의 방법을 제안한다. 제안된 적응 잡음 제거 필터는 커프 위에 부착된 가속도 센서에서 획득한 가속도 신호를 기준 신호로 이용하여 왜곡된 오실레이션 신호에서 잡음 성분만을 예측하여 제거한다.

커프를 하완과 상완에 두르고 전후 15도 이내로 흔드는 경우에 대하여 잡음에 의해 왜곡된 오실레이션 신호에 제안된 적응 잡음 제거 필터를 적용하여 잡음을 제거하였다. 그리고 잡음이 제거된 오실레이션 신호와 오리지날 오실레이션 신호의 평균 제곱 오차와 신호 대 잡음비를 구하여 잡음 제거 성능을 평가하였다.

커프를 상완에 두른 경우가 하완에 두른 경우보다 신호 대 잡음비가 더 낮게 나타났고 제안된 적응 잡음 제거 필터는 신호 대 잡음비를 평균 3.8 dB 높이는 성능을 나타냈다. 제안된 필터는 오실로메트릭 혈압 측정 환경에서 커프를 흔드는 움직임에 의한 잡음을 줄이는데 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

향후 다양한 커프의 움직임에 대하여 신호 대 잡음비뿐만 아니라 혈압 측정 오차를 통해 제안된 알고리즘의 추가적인 평가가 이루어질 필요가 있다.

[영문]In this paper motion artifact minimization method based on adaptive noise canceller was proposed for oscillometric blood pressure measurement. The proposed method uses acceleration signal with respect to cuff movement as reference signal for the adaptive noise canceller in order to estimate original oscillation signal.

Cuffs were wrapped around upper arm or wrist. The upper arm or wrist were swung back and forth in order to obtain oscillation signal corrupted by motion artifact. Swing angle and frequency are about 15 degree and about 1 Hz respectively. To evaluate the proposed method, mean square error and signal to noise ratio(SNR) were obtained.

SNR of the corrupted signal for upper arm swing was found to be lower than one for wrist swing. The proposed method increased SNR by 3.8 dB for both cases. Implementation of the proposed method could be useful to minimize motion artifact for oscillometric blood pressure measurement.

In further research the proposed algorithm needs to be tested on more various motions and evaluated in terms of blood pressure measurement error as well.