의료기기

소프트웨어 주요 기능 및 화면 구성

사용자가 직접 접하는 인터페이스(UI)와 기능적 구성 요소입니다.

동작 원리

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On-Device 맥파 추출: 스마트폰 카메라를 통해 사용자의 얼굴 이미지를 획득한 후, 모바일 기기 내부에서 실시간으로 안면 표면의 미세한 색상 변화와 반사광 정보를 분석하여 맥파 신호를 추출합니다.
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HSI 기반 영상 처리 (노이즈 1차 제거): 얼굴의 굴곡이나 미세한 회전, 조명 변화로 인한 왜곡을 최소화하기 위해, RGB 색상 공간을 HSI(Hue, Saturation, Intensity; 색상, 채도, 명도) 공간으로 변환하여 명도 성분을 분리하고 안정적인 피부 영역 신호를 확보합니다.
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RLS 알고리즘 적용 (노이즈 2차 제거): 사용자의 표정 변화나 움직임으로 인해 발생하는 동잡음(Motion Artifact)을 효과적으로 상쇄하기 위해, RLS(Recursive Least Squares, 추종 적응 필터) 알고리즘을 적용하여 맥파 신호의 왜곡을 보정하고 신호 대 잡음비(SNR)를 극대화합니다.

스마트폰의 카메라와 내장 센서(가속도, 자이로)를 이용하여 사용자의 생체신호 (PPG, 심진도)를 측정하고, 두 신호 간의 맥파전달시간(PTT)을 기반으로 혈압을 분석·추정하여 건강 관리를 모니터링하는 데 사용한다.

동작 원리 및 핵심 메커니즘 (PTT 기반 혈압 추정)

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복합 생체신호 측정:
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  PPG(광용적맥파) 신호 획득: 스마트폰 카메라(및 플래시)를 이용해 손가락 끝 등의 말초 혈류 변화를 감지하여 PPG 신호를 추출합니다.
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  심진도(SCG) 신호 획득: 스마트폰을 가슴 등에 접촉시켜, 심장 박동 시 발생하는 미세한 물리적 진동을 내장 가속도 센서(Accelerometer)와 자이로 센서(Gyroscope)로 측정합니다.
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PTT(Pulse Transit Time, 맥파전달시간) 산출: 심장에서 혈액이 박출될 때 발생하는 진동(심진도 신호의 특정 피크)과 이 혈류가 말초 혈관에 도달하는 시점(PPG 신호의 특정 피크) 사이의 시간 지연(Time Delay, PTT)을 계산합니다.
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혈압 추정 알고리즘: PTT는 혈관의 탄성도 및 혈압과 반비례하는 높은 상관관계를 가집니다. 서버의 알고리즘이 이 PTT 값을 해석하여 수축기 및 이완기 혈압 변화 추이를 산출합니다.
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커프형 혈압계 기반 보정 (Calibration): 개인별 혈관 특성(혈관 경직도, 길이 등)에 따른 오차를 제거하기 위해, 기 허가된 커프형 혈압계로 측정한 기준 혈압 값을 입력받아 알고리즘 파라미터를 최적화(개인화 매핑)합니다.

주요 기능 및 특징

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신호 추출 (rPPG): 스마트폰 카메라를 통해 피험자의 얼굴 피부 표면을 촬영합니다. 심장 박동에 따라 혈류량이 변하면서 발생하는 미세한 피부색상 변화(빛의 흡수 및 반사율 변화)를 영상 신호 처리 기술로 포착하여 원격 광용적맥파(rPPG) 신호를 비접촉 방식으로 추출합니다.
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AI 기반 혈압 분석: 추출된 rPPG 신호 데이터는 클라우드 서버로 전송되며, LSTM-CNN 기반의 인공지능(AI) 알고리즘을 거쳐 시계열적 특성과 공간적 특징이 결합·분석됩니다.
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개인화 보정: 측정 정확도를 극대화하기 위해 사용자가 커프형 혈압계로 측정한 초기 보정값을 입력하면, AI 서버가 이를 rPPG 분석 결과와 매핑(Mapping)하여 개인별 맞춤형 혈압 추정치를 산출합니다.