호흡과 심박: 대역 통과와 스펙트럼

변위에 섞인 호흡과 심장 박동을 어떻게 가르는가? 두 움직임은 빠르기가 다르다. 호흡은 분당 십수 회로 느리고, 심장 박동은 분당 수십 회로 빠르다. 그래서 대역 통과 필터로 둘을 나눈다. 통과 대역은 호흡이 0.1–0.5 Hz(분당 6–30회), 심박이 0.8–2.0 Hz(분당 48–120회)이다. 거른 신호를 DFT 해 피크의 주파수를 찾고, 60을 곱해 분당 횟수로 바꾼다.

심박 대역에서는 호흡이 문제가 된다. 호흡이 훨씬 크므로, 실제 호흡에 사인이 아닌 모양이 섞이면 그 고조파가 심박 대역에 들어와 심장 박동을 가린다. 모의 신호의 호흡은 순수한 사인이라 이 문제가 없다. 실제 처리에서는 고조파를 빼거나, 변분 모드 분해(VMD)처럼 신호를 성분으로 나누는 방법을 쓴다.

60 s 기록이다. ①은 단계마다의 신호, ②는 마지막 단계에서 두 대역의 스펙트럼이다. 심박 대역의 스펙트럼은 10배로 키웠다.