플레쉬 메모리 카드를 이용한 홀터 심전계의 설계 = Design of a Holter Monitoring System with Flash Memory Card

국문 초록 (Abstract)

홀터 심전계는 심장 이상으로 인한 급사 위험이 있는 환자를 위한 비관혈인 진단 장비이다. 본 연구에서는 일상생활 중에 심전도 데이터를 획득할 수 있도록 원칩 마이크로프로세서와 대용량메모리인 플레쉬 메모리(flash memory) 카드를 이용하여 2채널의 홀터 심전계를 설계하였다. 시스템 하드웨어는 크게 원칩 마이크로프로세서(68HC11E9)의 아날로그 심전도 처리회로, 플레쉬 메모리 카드로 구성하였다. 아날로그 심전도 처리회로는 250,500,1000의 이득을 갖는 증폭기와 0.05-100Hz의 대역폭을 갖는 대역통과 필터, 호흡으로 인한 기저선의 이동을 제거하기 위한 auto-balancing 회로와 포화-보정회로를 사용하였다. 심전도 신호는 240샘플/초 샘플링하여 A/D 변환하였다. 심전도는 필터링 및 전처리 과정을 통하여 특징점인 Q-R-T파를 검출하고, 이를 근거로 템플리트 생성, ST레벨, 심박수, QT간격 측정과 부정맥을 검출하였다. 또한 장시간동안의 심전도 데이터와 측정된 진단파라미터를 저장하기 위해 실시간 압축 알고리즘인 MFan과 delta modulation 방법을 이용하여 데이터를 압축, 저장하였다. 20M 바이트 용량의 플레쉬 메모리 카드에 기록된 데이터는 PC의 DOS나 Windows 환경의 ambulatory monitoring 분석시스템과 쉽게 인터페이스가 가능하도록 FFS(Flash File System)의 호환 가능한 SBF(Symetric Block format)포맷으로 저장하여 분석시스템에서 데이터 처리 및 관리할 수 있게 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Holter monitoring system is a widely used noninvasive diagnostic tool for ambulatory patient who may be at risk from latent life-threatening cardiac abnormalities. In this paper, we design a high performance intelligent holter monitoring system which is characterized by the small-sized and the low-power consumption. The system hardware consists of one-chip microcontroller(68HC11E9), ECG preprocessing circuit, and flash memory card. ECG preprocessing circuit is made of ECG preamplifier with gain of 250, 500 and 1000, the bandpass filter with bandwidth of 0.05-100Hz, the auto-balancing circuit and the saturation-calibrating circuit to eliminate baseline wandering, ECG signal sampled at 240 samples/sec is converted to the digital signal. We use a linear recursive filter and preprocessing algorithm to detect the ECG parameters which are QRS complex, and Q-R-T points, ST-level, HR, QT interval. The long-term acquired ECG signals and diagnostic parameters are compressed by the MFan(Modified Fan) and the delta modulation method. To easily interface with the PC based analyzer program which is operated in DOS and Windows, the compressed data, that are compatible to FFS(flash file system) format, are stored at the flash memory card with SBF(symmetric block format).