A wrist watch type wearable cardiovascular monitoring device is proposed for continuous and convenient monitoring of the patient’s cardiovascular system. For comprehensive monitoring of the patient’s cardiovascular system, the concurrent ECG and APW sensor front-end are fabricated in 0.18um CMOS technology. The ECG sensor front-end achieves 84.6 dB CMRR and 2.3uV/√Hz input referred noise with 30uW power consumption. The APW sensor front-end achieves 3.2V/W sensitivity with accurate bio-impedance measurement lesser than 1% error, consuming only 984uW.
Abovementioned ECG and APW sensor front-end is combined with power management
unit, MCU, display and Bluetooth transceiver so that concurrently measured ECG and
APW can be transmitted into smartphone, providing patients with their cardiovascular state in real time.
In order to verify operation of the cardiovascular monitoring system, cardiovascular
indicator is extracted from the healthy volunteer. As a result, PWV (5.74m/second), HR
(79.1 beats/minute) and AAPW (positive slope of b-d peak) are achieved, showing the volunteer’s healthy cardiovascular state.
일상 생활에서 편리하게 그리고 연속적으로 사람의 심혈관 상태를 모니터링 할 수
있도록 최근 대두되고 있는 손목 시계 형태의 웨어러블 디바이스가 구현 되었다. 심혈관 상태를 종합적으로 검진하기 위해서 심전도 및 맥파 두 가지의 생체 신호를 동시에 검출하기 위한 센서를 0.18um CMOS 공정으로 구현하였다. 제작된 심전도 센서는 84.6dB 의 CMRR 성능과 2.3uV/√Hz 의 잡음 성능을 나타내며, 30uW 의 전력소모를 나타낸다. 맥파 센서는 3.2V/W의 높은 민감도와 1% 이하의 생체 임피던스 오차를 보장한다. 맥파 센서는 984uW 의 전력소모를 기록하여 PPG 방식 대비 낮은 전력소모와 광 주변잡음에 둔감하도록 설계하였다.
상기 서술된 심전도 및 맥파 센서는 power management unit 과 MCU, 디스플레이
마지막으로 Bluetooth transceiver 와 결합되어 전체 시스템을 구성하며, 사람으로부터 동시에 측정된 심전도 및 맥파는 스마트 폰으로 전송되어 심혈관 상태를 실시간으로 사람에게 제공 할 수 있다.
심혈관 모니터링 시스템의 정상동작을 검증하기 위해서 건강한 사람으로부터 심혈관
지표를 수집하였고 이를 분석한 결과 5.74 m/second 의 맥파전달속도 및 79.1 beats/minute 의 심박수를 얻을 수 있었다. 또한 가속도 맥파를 검출한 결과 양의 기울기를 가지는 b 피크 점과 d 피크 점이 양의 기울기를 가지는 점을 확인 할 수 있었다. 상기의 심혈관 지표를 분석한 결과 모든 지표가 측정에 임한 대상의 심혈관계 가 건강함을 나타낼 수 있었고 그에 따라 일상 생활에서 편리하게 그리고 연속적으로 사람의 심혈관 상태를 종합적으로 모니터링 가능함을 확인 하였다.
