KR100635028B1

KR100635028B1 - Arterial pulse wave measurement system in normalized signal

Info

Publication number: KR100635028B1
Application number: KR1020050016411A
Authority: KR
Inventors: 박광석; 김보연
Original assignee: 재단법인서울대학교산학협력재단
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-10-16
Also published as: KR20060095633A

Abstract

이 발명은 공압 장치를 통하여 피압 센서에 가해지는 압력을 공압센서에서 측정하고, 측정된 공압치를 이용하여 매번 맥파를 측정할 때마다 피압센서에 가해지는 상대적인 측정치를 도출하여 내는 정규화 과정을 통해 매번 맥파를 측정할 때마다 압력 조건이 달라지더라도 맥파 출력을 일정한 수준으로 조정할 수 있게 되어 맥파 측정의 균일성을 향상시켜 신호 출력의 신뢰성을 높일 수 있는 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention measures the pressure applied to the pressure sensor through the pneumatic device in the pneumatic sensor, and the pulse wave every time through the normalization process to derive the relative measurement value applied to the pressure sensor each time the pulse wave is measured using the measured pneumatic value The pulse wave output can be adjusted to a certain level even if the pressure conditions are changed each time, so that the pulse wave measurement system outputs a normalized pulse wave signal that can improve the uniformity of the pulse wave measurement and improve the reliability of the signal output. For that purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명은, 센서 모듈이 피측정자 손목에 위치한 다수의 맥점으로부터 맥파를 측정하는 하나 이상의 피압센서와, 공기압을 측정하는 공압센서를 포함하고, 맥파 측정기가 피측정자의 손목에 감겨지는 구조로 구성되고 상기 센서 모듈을 고정 장착시키는 공기 압박대 내부에 공기를 공급 및 배출하는 공압장치;와, 상기 센서 모듈로부터 전송되는 피압센서 신호와 공압센서 신호를 공압데이터와 피압데이터가 혼합된 맥파 데이터로 생성하여 상기 정규화된 맥파 출력 모듈로 전송하는 제어부를 포함하고, 맥파 측정기에서 전송 받은 맥파 데이터들을 정규화하여 재생성시켜 출력하는 정규화된 맥파 출력 모듈에서 상기 맥파 측정기로부터 전송된 맥파 데이터들 중, 초기 맥파 데이터 이후의 모든 맥파 데이터들에 대해 매번 맥파 데이터에 포함된 공압 데이터의 값과 초기 맥파 데이터들에서 공압 데이터만을 추출하여 공압 데이터의 평균을 구한 후 기준 공압으로 설정한 초기 공압 데이터인 초기 공압치와의 차로 계산된 초기 평균 공압차 간의 비로 하는 공압비와 피압 데이터 값을 특성 함수에 대입하여 피압 데이터의 측정치를 정규화하는 것을 특징으로 하는 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템을 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the sensor module includes at least one pressure sensor for measuring the pulse wave from a plurality of pulse points located on the wrist of the subject, and a pneumatic sensor for measuring the air pressure, the pulse wave meter is a wrist of the subject A pneumatic device configured to be wound around the air supply unit for supplying and discharging air into an air presser for fixedly mounting the sensor module; and a pneumatic sensor signal and a pneumatic sensor signal transmitted from the sensor module. A pulse wave data transmitted from the pulse wave meter in a normalized pulse wave output module that generates mixed pulse wave data and transmits the generated pulse wave data to the normalized pulse wave output module, and normalizes and regenerates the pulse wave data received from the pulse wave meter. For all pulse wave data after the initial pulse wave data Between the value of the pneumatic data included in the pulse wave data each time and the initial average pneumatic difference calculated by the difference between the initial pneumatic value, which is the initial pneumatic data set as the reference pneumatic data after calculating only the pneumatic data from the initial pulse wave data and calculating the average of the pneumatic data. A pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal, characterized in that the measured value of the blood pressure data is normalized by substituting a pneumatic ratio and a pressure data value as a ratio function into a characteristic function.

Description

Pulse wave measurement system for outputting normalized pulse wave signal {Arterial pulse wave measurement system in normalized signal}

도 1은 8체질 판별을 위해 맥파를 측정하는 피측정자 손목에 위치한 세 개의 맥점을 도시한 것이고,Figure 1 shows three pulse points located on the wrist of the subject measuring the pulse wave for 8 constitution determination,

도 2는 종래 맥진기의 개략적인 기능 블록도이고,2 is a schematic functional block diagram of a conventional pulsator,

도 3은 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템을 도시한 사시도이고,3 is a perspective view illustrating a pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention;

도 4a는 이 발명의 실시 예에 따른 공압센서가 공기 압박대의 피압센서들과 일렬로 배열된 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 일 예를 도시한 도면이고,4A is a diagram illustrating an example of a pulse wave measuring system in which a pneumatic sensor according to an embodiment of the present invention outputs a normalized pulse wave signal arranged in line with pressure sensors of an air pressure bar;

도 4b는 이 발명의 실시 예에 따른 공압센서가 공압장치의 내부에 배열된 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 일 예를 도시한 도면이고,4B is a diagram illustrating an example of a pulse wave measuring system in which a pneumatic sensor according to an embodiment of the present invention outputs a normalized pulse wave signal arranged inside the pneumatic device,

도 5는 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 내부를 도시한 기능 블록도이고,5 is a functional block diagram showing the inside of a pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention;

도 6a는 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 맥파 측정 방법을 도시한 전체 동작 흐름도이고,6A is an overall operation flowchart illustrating a pulse wave measuring method of a pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention;

도 6b는 도 6a의 전체 동작 과정중, 피압데이터를 정규화하는 과정을 구체적으로 도시한 것이고,FIG. 6B illustrates a process of normalizing blood pressure data in the overall operation of FIG. 6A.

도 7a 및 도 7b는 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 맥파 측정시, 정규화 이전과 정규화된 맥파형의 예를 도시한 것이다.7A and 7B illustrate examples of normalized pulse waveforms before normalization during pulse wave measurement of a pulse wave measuring system that outputs a normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 공기 압박대 111, 112, 113 : 피압센서110: air pressure bar 111, 112, 113: pressure sensor

114 : 공압센서 120 : 맥파 측정기114: pneumatic sensor 120: pulse wave measuring instrument

121 : 공압장치 122 : 키입력부121: pneumatic device 122: key input unit

123 : 표시부 124 : 제어부123: display unit 124: control unit

125 : 아날로그/디지털 변환기 126 : 메모리125: analog to digital converter 126: memory

127 : 직렬통신부 128 : 전원부127: serial communication unit 128: power supply unit

131 : 공압관 132 : 신호선131: pneumatic pipe 132: signal wire

140 : PC 또는 워크스테이션140: PC or workstation

이 발명은 맥파 계측 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피압 (Piezzo)센서와 공압(Air pressure)센서를 사용하여, 즉 2종의 센서를 사용하여 매번 맥파 측정이 수행될 때마다 움직임 등에 의하여 피압 센서들에 가해지는 압력 조건이 달라지더라도 공압 센서의 출력값을 이용하여 보정하는 정규화시키는 과정을 통해 일정한 압력 조건하에서 측정한 것과 동일한 맥파를 출력하게 하는 맥파 계측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a pulse wave measuring system, and more particularly, using a piezo sensor and an air pressure sensor, that is, two kinds of sensors, each time a pulse wave measurement is performed every time, the pressure The present invention relates to a pulse wave measuring system that outputs the same pulse wave as measured under a constant pressure condition through a process of normalizing correction using the output value of the pneumatic sensor even if the pressure conditions applied to the sensors are different.

일반적으로 심장 작동과 관련하여 발생되는 맥파 정보는, 맥파의 주기와 강도를 측정하여 맥박과 혈압을 측정하고 이를 환자의 진단과 처치에 필수적인 정보로 활용하고 있는 양의학에서 뿐만 아니라, 한의학에서도 맥파의 형태와 특성을 진단하여 신체 내부의 이상 유무나 병의 증상을 판별하고, 신체 특정 부위들에서 나타나는 맥파를 측정하여 환자의 체질을 8체질로 보다 세분화하여 분류하는 데에 필요한 자료로 사용되고 있다.In general, pulse wave information generated in relation to the operation of the heart is measured in the pulse and blood pressure by measuring the frequency and intensity of the pulse wave and used as essential information for diagnosis and treatment of patients, as well as in the form of pulse wave in oriental medicine It is used as a necessary data to classify the patient's constitution into 8 constitutions by diagnosing the abnormalities and symptoms of the body, and determining the symptoms of the disease and the symptoms of the disease.

이러한 맥파 정보를 사용하는 8체질 검진법은, 검진자의 맥진에 의해 피검진자의 손목 안쪽에 있는 요골동맥(撓骨動脈)의 혈류(맥파)에 따라 피검진자의 체질을 검출하는 것으로서, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 요골경상을 중심으로 하는 '관'(關)의 바깥쪽으로 1~1.3cm지점을 '촌'(寸)이라 분류하고, 상기 '관'의 안쪽으로 1~1.3cm지점을 '척'(尺)으로 분류하여, 피검진자의 오른쪽 손목과 왼쪽 손목으로부터 검진자의 3손가락의 촉진에 의해 맥박(Pulse)을 검출하게된다.The eight-constitution examination method using such pulse wave information detects the subject's constitution according to the blood flow (pulse wave) of the radial artery inside the subject's wrist by the subject's pulsation. As shown in the figure, a point of 1 to 1.3 cm outside the 'tube' centered on the radial mirror is classified as 'chon', and a point of 1 to 1.3 cm inside the 'tube'. Classified as 'chuck', the pulse is detected by facilitating the examiner's three fingers from the examinee's right and left wrists.

구체적으로, 오른쪽 손목의 가운데 손가락 부분에서 맥박이 검출되고 왼쪽 손목의 네 번째 손가락 부분에 맥박이 검출되면 금양인(HESPERO), 오른쪽 손목의 두 번째 손가락에서 맥박이 검출되고 왼쪽 손목의 네 번째 손가락에서 맥박이 검출 되면 금음인(HESPERA), 오른쪽 손목의 가운데 손가락 부분과 왼쪽 손목의 두 번째 손가락 부분에서 맥박이 검출되면 토양인(SATURNO), 오른쪽 손목의 가운데 손가락 부분과 왼쪽 손목의 두 번째와 네 번째 손가락 부분에서 맥박이 검출되면 토음인(SATURNA), 오른쪽 손목의 가운데와 네 번째 손가락에 걸치고 왼쪽 손목의 두 번째와 가운데 손가락을 걸쳐서 맥박이 존재하면 목양인(JUPITO), 오른쪽 손목의 가운데와 네 번째 손가락에 걸치고 왼쪽 손목의 가운데와 네 번째 손가락에 걸쳐 맥박이 검지되면 목음인(JUPITA), 오른쪽 손목의 두 번째와 왼쪽 손목의 네 번째 손가락에 걸쳐서 맥박이 존재하면 수양인(MERCURIO), 오른쪽 손목의 가운데와 네 번째 손가락에 걸치고 왼쪽 손목의 네 번째 손가락에서 맥박이 검출되면 수음인(MERCURIA)으로 대별된다.Specifically, if a pulse is detected at the middle finger portion of the right wrist and a pulse is detected at the fourth finger portion of the left wrist, a pulse is detected at the second finger of the right wrist and at the fourth finger of the left wrist. HESPERA is detected when the pulse is detected, and soil is detected when the pulse is detected in the middle finger of the right wrist and the second finger of the left wrist, and the second and fourth of the middle finger of the right wrist and the left wrist. If a pulse is detected at the fingertips, it is the SATURNA, the middle and fourth fingers of the right wrist, and if a pulse is present across the second and middle fingers of the left wrist, the JUPITO, the middle and fourth of the right wrist. When the pulse is detected across the fingers and across the middle of the left wrist and the fourth finger, JUPITA, right MERCURIO if the pulse is present across the second and fourth fingers of the left wrist, and if the pulse is detected from the fourth and left fingers of the right wrist, the MERCUURIA It is roughly divided into.

이와 같이 맥파 측정을 통해 환자의 체질을 8체질로 분류하는데 있어서는 피검진자의 요골 동맥 부근 3개의 맥점에서 나타나는 맥파를 측정하는 방법이 일반적으로 사용지만, 이러한 방법은 검진자의 감각과 경험 등이 매우 중요한 요소로 작용되므로 부정확한 진단 결과를 초래할 수 있게 되며 이에 따라 진단의 신뢰도를 저하시킬 위험이 내포되어 있다.In this way, the pulse wave measurement is generally used to classify the patient's constitution into eight constitutions, but the pulse wave appearing at three pulse points near the radial artery of the examinee is generally used, but the sense and experience of the examiner are very important. It can act as a factor, which can lead to inaccurate diagnostic results, which implies the risk of lowering the reliability of the diagnosis.

이로부터, 최근에는 이러한 수진법 대신에 여러 가지 생체 측정장비들이 개발되어 사용되고 있으며, 이러한 계측장비들을 맥진기라고 한다.From this, in recent years, various biometric devices have been developed and used in place of the above-described method, and these measurement devices are called pulse devices.

이러한 맥진기는, 심장의 수축과 이완 운동의 결과로서 혈관의 여러 부위에 나타나는 압파, 즉 맥파를 측정하여 이를 시각적으로 보여주는 장치이다.This pulser is a device that visually displays the pressure wave, that is, the pulse wave appearing in various parts of blood vessels as a result of contraction and relaxation of the heart.

도 2에 도시되어 있는 바와 같은 종래의 맥진기는, 맥파를 직접 측정하는 센서부(11)와, 상기 센서부(11)로부터 발생된 맥파 신호를 아날로그신호 또는 디지털신호로 변환하여 시각화할 수 있도록 하는 신호처리부(12)와, 상기 신호처리부(12)에서 처리된 신호를 시각적으로 표시하는 표시부(13)와, 각 구성 요소들을 제어하고 작동시키는 제어부(14) 및, 키입력부(15)를 포함한다.Conventional pulsator as shown in Figure 2, the sensor unit 11 for measuring the pulse wave directly, and converts the pulse wave signal generated from the sensor unit 11 to an analog signal or a digital signal to visualize A signal processor 12, a display unit 13 for visually displaying a signal processed by the signal processor 12, a controller 14 for controlling and operating each component, and a key input unit 15. .

상기 제어부(14)는 마이크로프로세서를 포함하는 일련의 디지털 장치들로 구성되며, 상기 표시부(13)는 CRT화면, LCD 패널 또는 프린터 출력장치로 구현할 수 있다. 또한, 상기 신호처리부(12)는 아날로그 회로 또는 디지털 회로로 구현이 가능하다. 아날로그 신호처리부는 증폭회로와 필터회로로 구성되고, 디지털 신호처리부는 증폭회로와 필터회로 및 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(A-D Converter)로 구성된다.The control unit 14 is composed of a series of digital devices including a microprocessor, and the display unit 13 may be implemented as a CRT screen, an LCD panel, or a printer output device. In addition, the signal processor 12 may be implemented as an analog circuit or a digital circuit. The analog signal processor consists of an amplification circuit and a filter circuit, and the digital signal processor consists of an amplification circuit, a filter circuit, and an analog-to-digital converter (A-D converter) for converting an analog signal into a digital signal.

상기 센서부(11)는, 맥진기를 구성하는 요소들 중 가장 중요한 요소로서, 인체의 심장이 수축과 이완을 반복하는 결과로서 발생되는 맥파를 혈관에서 측정하는데, 그 측정 용도에 따라 여러 가지 물리적 특성을 가지는 센서 소자들로 구성된다.The sensor unit 11 is the most important element among the components constituting the pulsator, and measures the pulse wave generated in the blood vessels as a result of repeating contraction and relaxation of the human heart. It consists of a sensor element having a.

종래 맥진기의 경우, 대부분 부가되는 압력에 따른 출력신호를 발생하는 피에조(Piezzo) 소자 등을 이용한 피압센서가 사용된다.In the case of the conventional pulsator, a pressure sensor using a piezo element or the like which generates an output signal according to the added pressure is used.

그러나, 상기 피압센서를 이용하여 맥파를 측정하려면 규정 이상의 압력이 외부로부터 가해져야 할 뿐만 아니라, 혈관에서 발생되는 맥파를 충분히 감지하도록 하기 위해서는 피압센서가 부착되는 혈관 부근을 일정 이상의 압력으로 가압되어져야 한다.However, in order to measure the pulse wave by using the pressure sensor, not only a pressure higher than a prescribed value needs to be applied from the outside, but in order to sufficiently detect the pulse wave generated in the blood vessel, the pressure near the blood vessel to which the pressure sensor is attached must be pressurized to a predetermined pressure. do.

이때, 가압하는 압력의 크기에 따라 피압센서가 출력하는 신호가 변화되는데, 가압하는 위치와 부분의 인체 조직 형태에 따라 실제로 피압센서에 부가되는 압력의 크기가 변화될 수 있기 때문에 동일한 환자를 동일한 부위에서 동일한 맥파 측정기로 측정할 경우에도 그 측정 결과에 차이가 발생하게 된다.At this time, the signal output from the blood pressure sensor is changed according to the pressure to press the pressure, the size of the pressure actually applied to the pressure sensor may be changed according to the position of the pressure and the shape of the human tissue of the part because the same patient to the same site In case of measuring with the same pulse wave analyzer at, the measurement result will be different.

이러한 측정 결과의 불균일성 때문에 종래 맥진기는, 맥파 유무의 판별 등 의료보조장치로만 사용될 뿐 검진자인 의사가 본격적으로 진단에 사용할 수 있는 의료장치로 인정되기에는 미흡했다.Due to the non-uniformity of the measurement results, the conventional pulsator is only used as a medical aid such as the determination of the presence or absence of a pulse wave, and it is insufficient to be recognized as a medical device that can be used for diagnosis by a doctor as a examiner in earnest.

이는 맥진기를 구성하는 가장 중요한 기술 요소 중의 하나로서 맥파와 같은 생체 신호를 정확하게 측정할 수 있는 센서 기술이나, 맥진기를 사용하여 측정된 생체 신호를 분석하여 체질 판별 등의 진단에 결정적인 자료를 제공할 수 있는 소프트웨어 지원 기술의 구현에 대한 연구가 충분히 이루어지지 못하고 있는 데에 그 원인이 있다고 할 수 있다.This is one of the most important technical elements that make up a pulse generator, and it is a sensor technology that can accurately measure bio signals such as pulse waves, or it can provide vital data for diagnosis such as constitution determination by analyzing bio signals measured using a pulse generator. The reason for this is that the research on the implementation of the software support technology is insufficient.

따라서, 매우 정교한 신호 측정을 필요로 하는 맥진기에서 올바른 측정 결과를 도출하도록 하기 위해서는 무엇보다도 정확한 맥파의 계측이 우선시 되어야하며, 정확한 맥파를 계측하는 데에는 두 가지 문제가 해결되어야 한다.Therefore, in order to derive the correct measurement result in the pulser that requires highly precise signal measurement, the measurement of the accurate pulse wave must be a priority, and two problems must be solved in measuring the accurate pulse wave.

그 하나는 정확한 맥점을 찾아서 센서를 접촉시키는 방법에 대한 문제이고, 다른 하나는 맥파 측정이 반복되는 동안에 일정한 측정 조건을 유지하는 방법에 대한 문제이다.One is the question of how to find the exact pulse point and contact the sensor, and the other is how to maintain constant measurement conditions while the pulse wave measurement is repeated.

첫 번째 문제의 경우, 최근 3개의 피압센서를 사용하는 맥진기에 전동 모터와 정교한 센서 메커니즘을 장착하여 요골동맥의 촌, 관, 척 부위를 정확하게 찾아 내거나 또는 신호의 최대점을 찾아내는 등 센서 메커니즘 부분에 많은 발전이 있으면서 상당 부분 해결되었다.In the first case, the pulse mechanism using three blood pressure sensors is equipped with an electric motor and a sophisticated sensor mechanism so that the sensor mechanism can be precisely located at the radial, coronal, and chuck areas of the radial artery, or to find the maximum point of the signal. Many improvements have been made and much has been solved.

그러나, 첫 번째 문제를 해결하여 정확한 측정 부위를 찾아낸다고 하더라도 매 번 측정할 때마다 측정 조건이 달라지는 두 번째 문제는 아직까지 해결되지 않고 있다.However, even if the first problem is solved to find the correct measurement site, the second problem, in which the measurement conditions are changed every time, has not been solved.

이렇게 측정조건이 달라지는 이유는 인체의 구조상, 요골동맥 부근의 골격이나 근육 구조와 형상이 불규칙한 형태를 가지고 있기 때문에 매 번 계측을 수행할 때마다 일정한 측정 조건, 즉 동일한 압력과 밀착상태에서 맥파를 측정하는 것은 어렵기 때문이다.The reason why the measurement conditions are different is that because of the structure of the human body, the structure and shape of the skeleton and muscles near the radial artery are irregular, so each time measurement is performed, pulse waves are measured under a constant measurement condition, that is, the same pressure and contact state. Because it is difficult to do.

비록 대부분의 맥진기들이 피압센서를 가능한 동일한 조건과 상태로 맥점에 접근시키기 위해 공기 압박대와 공압장치를 사용하여 센서 부근에 압력을 가하는 방법을 사용하고 있지만, 피압센서를 통한 맥파 측정하는 과정 자체가 매우 미약한 신호를 정교하게 측정하는 과정이기 때문에 약간의 압력 변화도 측정결과에는 상당한 영향을 주게 되고, 따라서 동일한 환자에 대하여 동일한 측정 부위를 반복하여 측정하였을 경우에도 약간의 움직임이나 가압 또는 감압 과정에서의 근육 위치 변환 등으로 인하여 매 측정시에 피압센서에 가해지는 압력 조건이 모두 달라지게 되는 문제점이 여전히 있게된다.Although most pulsators use a method of applying pressure near the sensor using an air pressure bar and a pneumatic device to bring the pressure sensor close to the pulsation under the same conditions and conditions as possible, the process of measuring pulse waves through the pressure sensor itself Because of the delicate measurement of very weak signals, even slight changes in pressure have a significant effect on the measurement results. Therefore, even if the same measurement site is repeated for the same patient, a slight movement, pressure, or decompression process may occur. There is still a problem that the pressure conditions applied to the blood pressure sensor are changed at every measurement due to the change in the muscle position of the body.

이 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공압장치를 통하여 피압센서에 가해지는 압력을 공압센서에서 측정하고, 측정된 공압치를 이용하여 매번 맥파를 측정할 때마다 피압센서에 가해지는 상대적인 측정치를 도출하여 내는 정규화 과정을 통해 매번 맥파를 측정할 때마다 압력 조건이 달라지더라도 맥파 출력을 일정한 수준으로 조정할 수 있게 되어 맥파 측정의 균일성을 향상시켜 신호 출력의 신뢰성을 높일 수 있는 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the pressure applied to the pressure sensor through the pneumatic device to measure the pressure in the pneumatic sensor, every time using the measured pneumatic pressure value to the pressure sensor The normalization process, which derives the relative measurements applied, allows the pulse wave output to be adjusted to a certain level even when the pressure conditions are changed each time the pulse wave is measured, thereby improving the uniformity of the pulse wave measurement and improving the reliability of the signal output. It is an object of the present invention to provide a pulse wave measurement system that outputs a normalized pulse wave signal.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템은, 심장의 수축과 이완 운동을 반복하는 결과로서 발생되는 맥파를 혈관의 여러 부위에서 측정하는 센서 모듈과, 상기 센서 모듈에서 전송된 맥파 데이터를 출력하는 맥파 측정기로 이루어지는 맥파 계측 시스템에 있어서, 상기 맥파 측정기에서 전송 받은 맥파 데이터들을 정규화하여 재생성시켜 출력하는 정규화된 맥파 출력 모듈을 더 포함하고, 상기 센서 모듈은, 피측정자 손목에 위치한 다수의 맥점으로부터 맥동파를 측정하는 하나 이상의 피압센서와, 공기압을 측정하는 공압센서를 포함하고, 상기 맥파 측정기는, 피측정자의 손목에 감겨지는 구조로 구성되고 상기 센서 모듈을 고정 장착시키는 공기 압박대 내부에 공기를 공급 및 배출하는 공압장치와, 상기 센서 모듈로부터 전송되는 피압센서 신호와 공압센서 신호를 공압데이터와 피압데이터가 혼합된 맥파 데이터로 생성하여 상기 정규화된 맥파 출력 모듈로 전송하는 제어부를 포함하고, 상기 정규화된 맥파 출 력 모듈은, 상기 맥파 측정기로부터 전송된 맥파 데이터들 중, 초기 맥파 데이터 이후의 모든 맥파 데이터들에 대해 매번 맥파 데이터에 포함된 공압 데이터의 값과 초기 맥파 데이터들에서 공압 데이터만을 추출하여 공압 데이터의 평균을 구한 후 기준 공압으로 설정한 초기 공압 데이터인 초기 공압치와의 차로 계산된 초기 평균 공압차 간의 비로 하는 공압비와 피압 데이터 값을 특성 함수에 대입하여 피압 데이터의 측정치를 정규화하는 것을 특징으로 하는 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템을 제공하는 것을 특징으로 한다.Pulse wave measurement system for outputting the normalized pulse wave signal according to the present invention for achieving the above object, the sensor module for measuring the pulse wave generated as a result of repeating the contraction and relaxation of the heart at various parts of the blood vessel, A pulse wave measuring system comprising a pulse wave measuring device for outputting pulse wave data transmitted from a sensor module, the pulse wave measuring system further comprising a normalized pulse wave output module for normalizing and regenerating and outputting pulse wave data received from the pulse wave measuring device. At least one pressure sensor for measuring the pulsating wave from a plurality of pulse points located on the wrist of the subject, and a pneumatic sensor for measuring the air pressure, the pulse wave measuring device is configured to be wound around the wrist of the subject and the sensor module To supply and discharge air inside the fixed air A pressure device, a control unit configured to generate a pressure sensor signal and a pressure sensor signal transmitted from the sensor module into pulse wave data in which pneumatic data and blood pressure data are mixed, and transmit the generated pulse wave data to the normalized pulse wave output module. The output module extracts only pneumatic data from the initial pulse wave data and values of pneumatic data included in the pulse wave data for all pulse wave data after the initial pulse wave data among the pulse wave data transmitted from the pulse wave meter. After the average is obtained, the measured values of the pressure data are normalized by substituting the pneumatic ratio and the pressure data value as a ratio between the initial average pressure difference calculated by the difference from the initial pressure value, which is the initial pressure data set as the reference air pressure, into the characteristic function. Provides a pulse wave measurement system that outputs a normalized pulse wave signal. And that is characterized.

이로부터, 공압장치에 설치된 공압센서를 사용하여 피압센서들이 요골동맥에 가하는 압력을 측정하고, 측정된 공압치를 피압센서의 출력값 정규화에 사용할 수 있도록 함으로써 종래의 맥진기에 비하여 보다 정확하고균일한 맥파 측정을 가능하게 한다.From this, the pressure applied to the radial artery by measuring the pressure applied to the radial artery by using a pneumatic sensor installed in the pneumatic device, and by using the measured pressure can be used to normalize the output value of the pressure sensor more accurate and uniform pulse wave measurement than the conventional pulser To make it possible.

이하에서, 첨부한 도면을 참조하여 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템을 도시한 사시도이고, 도 4a는 이 발명의 실시 예에 따른 공압센서가 공기 압박대의 피압센서들과 일렬로 배열된 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 일 예를 도시한 도면이고, 도 4b는 이 발명의 실시 예에 따른 공압센서가 공압장치의 내부에 배열된 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 일 예를 도시한 도면이고, 도 5는 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 내부를 도시한 기능 블록도이다.3 is a perspective view showing a pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention, Figure 4a is a pneumatic sensor according to an embodiment of the present invention is arranged in line with the pressure sensor of the air pressure 4 is a diagram illustrating an example of a pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal, and FIG. 4B illustrates a pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal arranged in the pneumatic device by a pneumatic sensor according to an exemplary embodiment of the present invention. 5 is a functional block diagram illustrating an interior of a pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal according to an exemplary embodiment of the present invention.

이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템은, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 크게 피압센서들(111, 112, 113)과 공압센서(114)로 이루어지는 센서 모듈과, 공기 압박대(110)를 포함하는 맥파 측정기(120) 및, 정규화된 맥파를 출력하는 기능을 갖는 응용 소프트웨어가 내장된 PC 또는 워크스테이션(140)으로 구성된다.Pulse wave measurement system for outputting the normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, the sensor module consisting of the pressure sensor (111, 112, 113) and the pneumatic sensor 114 and , A pulse wave detector 120 including an air pressure bar 110, and a PC or workstation 140 having application software having a function of outputting normalized pulse waves.

상기 센서 모듈은, 이 발명의 실시 예에 따른 맥파 계측 시스템에서 일반적으로 사용되는 형태로 3개의 피압 센서로 구성되는데 경우에 따라 하나의 피압센서로도 구성할 수 있으며, 신호선(132)을 통하여 맥파 측정기(120)와 연결되고, 공기 압박대(110)에 직접 장착되어 맥파 측정기(120) 에 있는 공압장치(121)와 연결되도록 되어 있다.The sensor module, which is generally used in a pulse wave measuring system according to an embodiment of the present invention, is composed of three blood pressure sensors, and in some cases, may also be configured as one pressure sensor, and the pulse wave is provided through a signal line 132. It is connected to the measuring device 120, and is mounted directly on the air pressure bar 110 is to be connected to the pneumatic device 121 in the pulse wave measuring device 120.

이러한 공압센서는 공기와 같은 유체를 통하여 간접적으로 압력을 받고 그 결과를 출력하는 센서로서, 공압센서는 밀폐 구조이므로 센서를 구성하는 공압실이 견딜 수 있는 압력의 한계가 있기 때문에 비교적 낮은 압력을 측정하는 데에 사용되지만 정교한 출력신호를 얻을 수 있고 잡음에 강하다.Such a pneumatic sensor is a sensor that is indirectly pressured through a fluid such as air and outputs the result. Since the pneumatic sensor is a closed structure, the pressure of the pneumatic chamber constituting the sensor has a limit of pressure so that a relatively low pressure can be measured. It is used to make a precise output signal, but it is also resistant to noise.

이에 대해, 피압센서는 직접 압력을 받아서 신호를 출력하는 센서로서, 가압체로부터 직접 압력을 받는 형태이므로 소자의 내구성에 따라서 큰 압력도 측정할 수 있는 장점이 있으나 소자에 균일하지 않은 압력 분포가 가해졌을 경우에는 부정확한 압력치를 출력하기도 하는 문제가 발생한다. 그러나, 피압센서는 매우 작은 압력 변화도 측정할 수 있고, 매우 작은 크기로 제작될 수 있어서 소형장치에 많이 적용된다.On the other hand, the pressure sensor is a sensor that receives a direct pressure and outputs a signal. Since the pressure sensor directly receives a pressure from the pressurizing body, a large pressure can be measured according to the durability of the device, but a non-uniform pressure distribution is applied to the device. If it does, the problem of outputting an incorrect pressure value may arise. However, the pressure sensor can measure a very small pressure change and can be manufactured in a very small size, so that it is applied to a small device.

상기 맥파 측정기(120)의 공기 압박대(110)에는, 요골동맥에 가하는 압력을 측정하는 3개의 피압센서(111, 112, 113)와, 하나의 공압센서(114)로 이루어지는 센서 모듈이 설치된다. 상기 공기 압박대(110)는 통상적인 혈압계에서 사용되는 압박대와 동일 또는 유사한 형태와 재질 및 구조로 이룬다.The air pressure table 110 of the pulse wave measuring instrument 120 is provided with a sensor module including three pressure sensors 111, 112, and 113 for measuring pressure applied to the radial artery, and one pneumatic sensor 114. . The air presser 110 is made of the same or similar form, material and structure as the presser used in the conventional blood pressure monitor.

또한, 상기 맥파 측정기(120)에는 공압관(131)을 통해 공기 압박대(110) 내부에 공기를 가압하는 공압장치(121)와, 도시되지 않은 신호 처리부와, 키입력부(122)와, 표시부(123), 제어부(124), 아날로그/디지털 변환기(125), 메모리(126), 직렬통신부(127) 및 전원부(128)를 포함한다.In addition, the pulse wave measuring device 120 includes a pneumatic device 121 for pressurizing air into the air pressure table 110 through the pneumatic tube 131, a signal processor (not shown), a key input unit 122, and a display unit. 123, a control unit 124, an analog / digital converter 125, a memory 126, a serial communication unit 127, and a power supply unit 128.

상기 아날로그/디지털 변환기(125)는, 3개의 피압센서들(111, 112, 113)과 공압센서(114)의 아날로그 출력값을 디지털 값으로 변환하여 제어부(124)에 제공한다.The analog-to-digital converter 125 converts the analog output values of the three pressure sensors 111, 112, and 113 and the pneumatic sensor 114 into digital values and provides them to the controller 124.

상기 제어부(124)는, 키입력부(122)의 사용자 명령을 해석하여 공압장치(121)를 구동하거나 아날로그-디지털변환기(125)로부터 입력되는 고압데이터 및 피압데이터를 메모리(126)에 저장하거나 표시부(123)에 표시하게 한다.The controller 124 analyzes a user command of the key input unit 122 to drive the pneumatic device 121 or stores the high pressure data and the blood pressure data input from the analog-digital converter 125 in the memory 126 or displays the display unit. (123).

특히, 상기 제어부(124)에서는, 상기 신호선(132)을 통해 상기 센서 모듈로부터 전송되는 피압센서(111, 112, 113)의 출력 신호와 공압센서(114)의 출력 신호를 받아 아날로그-디지털 변환기(125)에서 변환을 수행하여 공압데이터와 피압데이터가 혼합된 맥파데이터를 생성한다.In particular, the control unit 124 receives the output signal of the pressure sensor (111, 112, 113) and the output signal of the pneumatic sensor (114) transmitted from the sensor module via the signal line 132 ( In step 125), a pulse wave data in which pneumatic data and blood pressure data are mixed is generated.

그리고, 상기 제어부(124)는, 직렬 통신부(127)를 통해 상기 맥파 데이터를 외부의 정규화된 맥파를 출력하는 기능을 갖는 응용 소프트웨어가 내장된 PC 또는 워크스테이션(140)으로 전송한다.The controller 124 transmits the pulse wave data to a PC or workstation 140 in which application software having a function of outputting external normalized pulse waves is provided through a serial communication unit 127.

상기 공압장치(121)는, 상기 센서모듈을 고정 설치되게 하는 공기 압박대(110)와, 공기 압박대(110)에 공기 압력을 가하는 공압모터(도면에 도시하지 않음) 및 공압관(131), 공기를 배출하는 배출기(도면에 도시하지 않음) , 그리고 이들을 전기적으로 구동시키는 드라이버 회로(도면에 도시하지 않음)로 구성되어질 수 있다. 공압은 파스칼의 원리에 의하여 가해지는 어느 부분에서도 동일한 측정치를 나타낼 수 있으므로, 상기 공압센서(114)를 공압장치(121)의 공기 전송 부분 어디라도 장착할 수 있다.The pneumatic device 121, the air pressing unit 110 for fixing the sensor module, a pneumatic motor (not shown) and a pneumatic tube 131 for applying air pressure to the air pressing unit 110 , An ejector for discharging air (not shown) and a driver circuit (not shown) for electrically driving them. Since pneumatic pressure can represent the same measurement value in any part applied according to Pascal's principle, the pneumatic sensor 114 can be mounted anywhere in the air transmission part of the pneumatic device 121.

예를 들면, 도 4a에서와 같이, 공압센서(114)가 공기 압박대(110)에 3개의 피압센서(111, 112, 113)와 일렬 배열형으로 설치되지만, 이 발명의 실시 예에서는 이에 한정되지 아니하여, 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 공압센서(114)를 공압관(131)의 내부나 맥파 측정기(120)의 공압장치(121) 내부에 설치하여도 관계없다.For example, as shown in FIG. 4A, the pneumatic sensor 114 is installed in the air compression zone 110 in a line arrangement with the three pressure sensors 111, 112, and 113, but the embodiment is limited thereto. Alternatively, as shown in FIG. 4B, the pneumatic sensor 114 may be installed inside the pneumatic pipe 131 or inside the pneumatic device 121 of the pulse wave measuring instrument 120.

그리고, 사용될 수 있는 공압 센서의 종류와 특성은 매우 다양하지만, 공압 센서 신호를 처리하는 제어부(124)에 내장되는 구동 소프트웨어(Monitor program)을 통하여 필요한 공압 신호로 조정되므로 특정한 공압센서가 지정될 필요는 없다.In addition, although the type and characteristics of the pneumatic sensor that can be used are very diverse, it is adjusted to the necessary pneumatic signal through a drive software (Monitor program) built in the control unit 124 for processing the pneumatic sensor signal, so a specific pneumatic sensor needs to be designated. There is no.

상기 표시부(123)는, 상기 맥파 측정기(120)가 표시하는 데이터나 제어 단계를 표시하는 LCD 디스플레이와 스위치 패널로 구성되어질 수 있다.The display unit 123 may include an LCD display and a switch panel which display data or a control step displayed by the pulse wave detector 120.

상기 정규화된 맥파를 출력하는 기능을 갖는 응용 소프트웨어가 내장된 PC 또는 워크스테이션(140)은, 상기 맥파 측정기(120)에서 직렬 포트 또는 기타 전송 방법에 의하여 전송되어진 맥파 데이터들을 처리, 표시 및 저장한다.The PC or workstation 140 with application software having the function of outputting the normalized pulse wave processes, displays and stores pulse wave data transmitted by the serial wave or other transmission method in the pulse wave detector 120. .

즉, 상기 맥파 측정기(120)로부터 전송된 맥파데이터들인 공압데이터와 피압데이터들은 필터와 신호 안정화 처리를 거치는데, 이 경우 맥파데이터들 중 화면에 표시되는 피압데이터는 먼저 같이 전송된 공압데이터에 의하여 정규화된 값으로 변환되고, 변환된 결과는 화면에 출력되거나 맥파데이터 그 자체로 저장된다. 따라서, 맥파 측정시에 압력이 변화되어도 출력되는 맥파데이터는 항상 정규화된 값으로 표현되어질 수 있게되며, 이 발명의 특징 부분으로 된다.That is, the pneumatic data and the pneumatic data, which are the pulse wave data transmitted from the pulse wave measuring instrument 120, are subjected to a filter and signal stabilization process. In this case, the pneumatic data displayed on the screen of the pulse wave data is first transmitted by the pneumatic data transmitted together. It is converted to a normalized value, and the converted result is displayed on the screen or stored as pulse wave data itself. Therefore, even if the pressure changes during pulse wave measurement, the output pulse wave data can always be expressed as a normalized value, which is a feature of the present invention.

이하에서는 상기에서 설명한 바와 같은 센서 모듈, 맥파 측정기 및 PC 또는 워크스테이션으로 이루어지는 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 작동 과정을 첨부하는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the operation of the pulse wave measurement system for outputting the normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention comprising a sensor module, a pulse wave meter and a PC or a workstation as described above will be described in detail. .

이 발명의 특징은, 맥파 측정을 수행하는 전체 과정보다는 공압센서 신호값을 이용하여 측정된 피압센서의 출력 신호값에 대한 보정을 수행하는 기능에 있으므로, 이하에서는 맥파 계측 시스템의 모든 기능보다는 보정 기능에 중점을 두어 설명한다.A feature of the present invention is that the correction of the output signal value of the pressure sensor measured using the pneumatic sensor signal value, rather than the entire process of performing the pulse wave measurement, the following is a correction function than all the functions of the pulse wave measurement system The explanation focuses on.

도 6a는 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 맥동파 측정 방법을 도시한 전체 동작 흐름도이고, 도 6b는 도 6a의 전체 동작 과정중, 피압데이터를 정규화하는 과정을 구체적으로 도시한 것이고, 도 7a 및 도 7b는 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 맥동파 측정시, 정규화 이전과 정규화된 맥파형의 예를 도시한 것이다.FIG. 6A is a flowchart illustrating a pulsating wave measuring method of a pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6B illustrates a process of normalizing blood pressure data during the entire operation of FIG. 6A. 7A and 7B illustrate examples of normalized pulse waveforms before normalization and at the time of pulsation measurement of a pulse wave measuring system that outputs a normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention.

이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템의 맥동파 측정은, 도 6a에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 센서 모듈의 신호선(132)과 공압관(131)을 맥파 측정기(120)에 연결하고, 별도의 PC 또는 워크스테이션(140)에 정규화된 맥파를 출력하는 기능을 갖는 응용 소프트웨어를 내장시킨 상태에서 전원을 인가함으로써 동작이 시작된다. In the pulse wave measurement of the pulse wave measuring system for outputting the normalized pulse wave signal according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6A, the signal line 132 and the pneumatic tube 131 of the sensor module may be pulse wave measurer ( 120, and the operation is started by applying power in a state in which application software having a function of outputting normalized pulse wave is embedded in a separate PC or workstation 140.

사용자로부터 맥동파 측정 명령이 입력되면(S61), 맥파 측정기(120)가 작동하면서 제어부(124)에서 공압장치(121)를 구동하여 공기 압박대(110)에 공기를 공급하도록 한다.(S62)When the pulsating wave measurement command is input from the user (S61), the pulse wave measuring device 120 is operated to drive the pneumatic device 121 in the control unit 124 to supply air to the air pressure bar 110 (S62).

상기 공압장치(121)는 피압센서들(111, 112, 113)이 고정 설치되어 있는 요골동맥의 공기 압박대(110)에 공기를 가압하기 시작하고, 일정 수준의 가압이 이루어지면 정지한다. 맥파 측정기(120)에서 공기의 가압이 완료되면 공압센서(114)를 통해 현재의 공기 압력을 측정하며 이를 초기 공압이라고 한다. 초기 공압은 이후에 보정할 측정값의 기준으로 된다.The pneumatic device 121 starts to pressurize the air to the air compression zone 110 of the radial artery in which the pressure sensors 111, 112, and 113 are fixed, and stops when a certain level of pressure is applied. When the pressurization of air in the pulse wave detector 120 is completed, the current air pressure is measured through the pneumatic sensor 114, which is referred to as initial pneumatic pressure. The initial pneumatic pressure is then the basis for the measured values to be corrected later.

상기 피압센서들(111, 112, 113) 및 공압센서(114)인 센서 모듈로부터 측정된 피압데이터 및 공압데이터가 맥파 측정기(120)로 신호선(132)을 통해 입력되면(S63), 상기 제어부(124)에서는 피압센서(111, 112, 113)의 출력 신호와 공압센서(114)의 출력 신호를 받아 아날로그/디지털 변환기(125)에서 변환을 수행하여 공압데이터와 피압데이터가 혼합된 맥파데이터를 생성한 후, 직렬 통신부(127)를 통해 외부의 정규화된 맥파를 출력하는 기능을 갖는 응용 소프트웨어가 내장된 PC 또는 워크스테이션(140)으로 전송한다.When the blood pressure data and the pneumatic data measured from the sensor modules which are the pressure sensors 111, 112, and 113 and the pneumatic sensor 114 are input to the pulse wave detector 120 through the signal line 132 (S63), the controller ( 124 receives the output signal of the pressure sensor (111, 112, 113) and the output signal of the pneumatic sensor 114 to perform the conversion in the analog-to-digital converter 125 to generate the pulse wave data mixed with the pneumatic data and the blood pressure data Thereafter, the serial communication unit 127 transmits the external normalized pulse wave to the PC or workstation 140 having the application software having the function of outputting the external normalized pulse wave.

상기 PC 또는 워크스테이션(140)에서는, 상기 맥파 측정기(120)로부터 전송받은 피압 데이터를 정규화시키는 서브루틴을 구동한다.(S64) 이 피압데이터의 정규화 서브루틴은, 맥파 측정기(120)의 제어부(124)에서도 수행하게 할 수 있다.The PC or workstation 140 drives a subroutine that normalizes the blood pressure data received from the pulse wave measuring device 120. (S64) The normalization subroutine of the blood pressure data is controlled by a control unit of the pulse wave measuring device 120. 124).

상기 제어부(124)는 정규화된 피압데이터, 즉 맥파를 표시하고(S65), 사용자에 의해 측정이 종료되거나 타이머가 종료하여 측정이 종료되면(S66), 맥파 측정을 종료한다.The controller 124 displays normalized blood pressure data, that is, pulse waves (S65), and when the measurement is terminated by the user or the timer is terminated (S66), the pulse wave measurement is terminated.

여기서, 이 발명의 특징 부분이라고 할 수 있는 상기 PC 또는 워크스테이션(140)에서의 피압데이터 정규화 서브루틴 과정을, 도 6b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Herein, the procedure of the normalized data subroutine in the PC or workstation 140, which can be referred to as a characteristic part of the present invention, will be described with reference to FIG. 6B.

먼저, 공기 압박대(110)로 공기의 가압이 완료되면 공압 센서(114)는 현재의 공기 압력을 측정하는데 이를 초기 공압이라고 한다. 이 초기 공압은 이후에 보정할 측정값의 기준으로 된다.First, when the pressurization of the air to the air pressure station 110 is completed, the pneumatic sensor 114 measures the current air pressure, which is called the initial pneumatic pressure. This initial pneumatic pressure is then the basis for the measured values to be calibrated later.

다음으로, 초기 공압의 측정이 완료되면, 제어부(124)는 피압센서들(111, 112, 113)의 출력 신호값을 측정하기 시작하며, 공압센서(114)의 값도 정해진 간격으로 주기적으로 측정한다.Next, when the measurement of the initial pneumatic pressure is completed, the control unit 124 starts to measure the output signal value of the pressure sensor (111, 112, 113), the value of the pneumatic sensor 114 is also periodically measured at a predetermined interval do.

이 경우, 공압센서(114)의 측정 주기는, 맥파 계측 시스템과 사용자의 요구 정밀도에 따라서 달라질 수 있으나, 이 발명의 실시 예에 따른 맥파 계측 시스템에서는 피압센서와 공압센서의 값을 번갈아 측정하여 하나의 맥파데이터를 생성하도록 한다.In this case, the measurement period of the pneumatic sensor 114 may vary according to the pulse wave measuring system and the user's required precision, but in the pulse wave measuring system according to an embodiment of the present invention, the values of the pressure sensor and the pneumatic sensor are alternately measured. Generate the pulse wave data of.

즉, 피압 센서가 1개이면 피압센서와 공압센서를 번갈아 측정하여 2개의 데 이터가 하나의 맥파데이터를 생성하게 되고, 피압센서가 3개로 구성된 3점 센서의 경우에는 피압센서 각 점에 대하여 각각 측정을 수행한 후 공압센서의 값을 측정하므로 4개의 데이터가 하나의 맥파데이터를 형성하게 된다.In other words, if there is one pressure sensor, the pressure sensor and the pneumatic sensor are measured alternately, and two data generate one pulse wave data.In the case of the three-point sensor composed of three pressure sensors, Since the value of the pneumatic sensor is measured after the measurement, four data forms one pulse wave data.

상기 센서 모듈을 통해 매번 측정된 출력값은 아날로그/디지털 변환기(125)를 거쳐 맥파데이터로 변환되어 실시간으로 상기 PC 또는 워크스테이션(140)으로 전송되고, 이와 같은 과정은 측정이 종료될 때까지 계속 수행된다.The output value measured every time through the sensor module is converted into pulse wave data through the analog / digital converter 125 and transmitted to the PC or the workstation 140 in real time, and the process is continued until the measurement is completed. do.

따라서, 정규화된 맥파를 출력하는 기능을 갖는 응용 소프트웨어가 내장된 PC 또는 워크스테이션(140)으로 전송된 맥파데이터에는 공압데이터와 피압데이터가 모두 포함된다.Therefore, the pulse wave data transmitted to the PC or workstation 140 in which the application software having the function of outputting the normalized pulse wave is embedded includes both pneumatic data and pressure data.

구체적으로, 상기에서 초기 공압데이터를 기준공압으로 설정한 후(S641), 초기 맥파데이터들에서 공압데이터만을 추출하여 합과 평균값을 계산한다.(S642)Specifically, after setting the initial pneumatic data as the reference pneumatic (S641), only the pneumatic data is extracted from the initial pulse wave data to calculate the sum and the average value (S642).

그리고, 상기 공압데이터의 평균값과 기준공압을 차를 구하여 초기 평균 공압차를 계산한다.(S643)Then, the difference between the average value of the pneumatic data and the reference air pressure is calculated to calculate the initial average pneumatic difference (S643).

다음으로, 초기 평균 공압차가 계산된 후 초기 맥파데이터 이후의 모든 공압데이터에 대해서 매번 맥파데이터에 포함된 공압데이터와 초기 평균 공압차의 비를 구하여 공압비를 계산한다.(S644)Next, after the initial average air pressure difference is calculated, the ratio of the pneumatic data included in the pulse wave data and the initial average air pressure difference is calculated for every pneumatic data after the initial pulse wave data (S644).

이와 같이 계산된 공압비와 피압데이터를 피압데이터의 특성함수에 대입하여 피압데이터를 정규화한다.(S645)The pneumatic ratio and the pressure data calculated in this way are substituted into the characteristic function of the pressure data to normalize the pressure data.

여기서, 공압데이터에 대한 피압데이터의 정규화를 수행하기 위해서는 변환하는 특성 함수가 필요한데, 이는 피압센서의 특성과 센서 신호 형태에 깊게 관련 되어 있다.Here, in order to perform normalization of the pressure data with respect to the pneumatic data, a conversion function is required, which is deeply related to the characteristics of the pressure sensor and the sensor signal type.

예를 들면, 센서에서 출력되는 신호 형태가 미분파일 경우에는 선형 특성을 가지는 센서는 압력에 대하여 2차 함수적인 응답 특성을 나타내므로 공압이 2배 증가되면 대략 4배의 신호 출력을 나타내지만 적분파로 출력될 경우에는 1차함수적인 특성을 나타낸다.For example, if the signal output from the sensor is differential, the linear sensor exhibits a quadratic functional response to pressure. When printed, it represents a first-order characteristic.

따라서, 정규화 함수는 압력에 대한 센서 특성에 따라서 별도로 결정해 주어야 하는데, 이를 센서의 특성 함수라고 하며 이러한 특성 함수는 각 센서들이 개발될 때에 미리 측정되어 제공되므로 그대로 이용될 수 있다. Therefore, the normalization function should be determined separately according to the sensor characteristics for the pressure, which is called the characteristic function of the sensor, and this characteristic function can be used as it is measured and provided in advance when each sensor is developed.

또한, 공압데이터와 특성 함수를 이용하여 피압데이터의 값을 정규화시키기 위해서는 맥파측정기로부터 전송된 데이터의 일부를 초기 맥파데이터로 미리 정의하고 이를 정규화에 필요한 계산에 사용하므로, 실제로는 초기데이터로 설정된 맥파데이터들 이후부터 정규화가 수행된다.In addition, in order to normalize the value of the blood pressure data using the pneumatic data and the characteristic function, part of the data transmitted from the pulse wave detector is defined as the initial pulse wave data and used for the calculation necessary for normalization. Normalization is performed after the data.

다음으로, 공압데이터와 정규화된 피압데이터를 사용하여 맥파데이터를 재생성하고(S645), 정규화된 피압데이터를 표시하고 메인 루틴으로 리턴한다. 이후의 모든 맥파데이터들에 대하여 동일한 처리를 반복한다. Next, the pulse wave data is regenerated using the pneumatic data and the normalized pressure data (S645), and the normalized pressure data is displayed and returned to the main routine. The same process is repeated for all subsequent pulse wave data.

이와 같은 정규화 과정에 의하여 나타나는 피압 센서 신호, 즉 맥파데이터는 각 신호가 추출될 순간에 움직임이나 접촉 상태 변화 등으로 피압 센서에 가해지는 압력이 달라지더라도 일정한 신호 레벨로 조정될 수 있기 때문에 상태 변화에 관계없이 순수한 맥파 데이터만 추출할 수 있게된다.The pressure sensor signal, i.e., pulse wave data, generated by this normalization process can be adjusted to a constant signal level even if the pressure applied to the pressure sensor changes due to movement or contact state change at the moment of extracting each signal. Regardless, only pure pulse wave data can be extracted.

도 7a 및 도 7b는 이 발명의 실시 예에 따른 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템을 사용하여 맥파를 측정하였을 경우, 센서 모듈에서 전송된 맥파가 맥파 측정기에서 정규화 과정을 거치지 않았을 때의 맥파형과, 센서 모듈에서 전송된 맥파가 맥파 측정기를 거쳐 정규화된 맥파 출력 모듈에서 정규화 과정을 거친 후의 맥파형의 예를 나타낸 것이다.7A and 7B illustrate pulses when a pulse wave transmitted from a sensor module does not undergo normalization in a pulse wave detector when pulse waves are measured using a pulse wave measurement system that outputs a normalized pulse wave signal according to an embodiment of the present invention. An example of the waveform and the pulse wave after the pulse wave transmitted from the sensor module is normalized by the pulse wave output module normalized through the pulse wave meter is shown.

상기 맥파 데이터 샘플은, 신호 레벨을 + 0.2 - 0.2 (V), 기준 공압을 3035 (HP), 샘플주기를 105 (Hz), 샘플 위치를 오른쪽 팔목 요골동맥 윗 부분으로 하여 도시한 것이다.The pulse wave data sample is shown with a signal level of + 0.2-0.2 (V), a reference air pressure of 3035 (HP), a sample period of 105 (Hz), and a sample position of the upper right radial radius artery.

이러한 도면들에서 알 수 있는 바와 같이, 정규화 과정을 거치지 않은 맥파 데이터는 압력 변화에 따라서 불규칙한 신호 레벨을 나타내지만 동일한 데이터에 대하여 정규화 과정을 거쳤을 경우, 거의 일정한 레벨의 신호를 나타내는 것을 보여 주고 있다.As can be seen from these figures, pulse wave data that has not been normalized shows irregular signal levels according to pressure changes, but when normalized to the same data, it shows that signals of almost constant levels are shown. .

이 발명은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재되는 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 발명의 범위 내에 포함된다.This invention is not limited to the above embodiments, various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and such modifications are also included within the scope of the invention.

이상에서 상세하게 설명한 이 발명의 정규화된 맥파 신호를 출력하는 맥파 계측 시스템에 의하면, 종래의 맥파 계측 시스템에서는 동일한 환자에 대하여 동일한 부위에 대하여 맥파 측정을 수행할 때 매번 압력조건의 변동에 의하여 맥파 측정값이 달라지는 문제점을 2종의 센서인 공압센서를 사용하여 피압센서에 가해지 는 압력치를 측정하고 이를 이용하여 피압센서의 측정치를 보정하는 기능을 부여하도록 함으로써, 정규화되고 신뢰성 있는 맥파 출력이 가능하도록 하여 종래의 맥파 계측 시스템에 비하여 보다 정밀하고도 안정적인 맥진을 수행할 수 있게 되므로 단지 의사의 진단을 보조하는 수단이 아니라 보다 효과적이고도 신뢰성 있는 진단 장치로 사용될 수 있다.According to the pulse wave measuring system for outputting the normalized pulse wave signal of the present invention described in detail above, in the conventional pulse wave measuring system, the pulse wave is measured by the variation of the pressure condition each time when the pulse wave measurement is performed on the same part for the same patient. It is possible to normalize and reliably output pulse wave by measuring the pressure value applied to the blood pressure sensor by using two kinds of sensors such as pneumatic sensor and correcting the measured value of the blood pressure sensor. Compared with the conventional pulse wave measuring system, more accurate and stable pulses can be performed, and thus, they can be used as a more effective and reliable diagnostic device, not just a means of assisting a doctor's diagnosis.

이로부터, 종래의 맥파 계측 시스템을 대체하여 본격적인 의료기기로서 활용될 수 있고, 따라서 지금까지 보다도 더욱 활용도가 높아지게 되어 점진적으로 의료기기 시장에서의 위치를 확보할 수 있게 된다.From this, it can be used as a full-fledged medical device in place of the conventional pulse wave measurement system, and thus the utilization becomes even higher than ever before, thereby gradually securing a position in the medical device market.

Claims

In the pulse wave measurement system comprising a sensor module for measuring the pulse wave generated as a result of repeating the contraction and relaxation of the heart at various parts of the blood vessel, and a pulse wave meter for outputting the pulse wave data transmitted from the sensor module,

Further comprising a normalized pulse wave output module for normalizing and regenerating the pulse wave data received from the pulse wave measuring instrument outputted,

The sensor module includes one or more pressure sensors for measuring pulsation waves from a plurality of pulse points located on the wrist of the subject, and a pneumatic sensor for measuring air pressure,

The pulse wave measuring device includes a pneumatic device configured to be wound around a wrist of a person to be measured and supplying and discharging air into an air presser for fixedly mounting the sensor module, a pressure sensor signal and a pneumatic sensor transmitted from the sensor module. And a controller configured to generate a signal as pulse wave data in which pneumatic data and blood pressure data are mixed, and transmit the signal to the normalized pulse wave output module.

The normalized pulse wave output module extracts only pneumatic data from initial pulse wave data and values of pneumatic data included in the pulse wave data for all pulse wave data after the initial pulse wave data among the pulse wave data transmitted from the pulse wave meter. The average of the pneumatic data is calculated and normalized the measured values of the pneumatic data by substituting the pneumatic ratio and the pneumatic data value as a ratio between the initial average pneumatic difference calculated as the difference from the initial pneumatic value, which is the initial pneumatic data set as the reference pneumatic value, into the characteristic function A pulse wave measuring system for outputting a normalized pulse wave signal, characterized in that.