KR100650041B1

KR100650041B1 - 가속도 센서를 이용한 동잡음 제거수단을 구비하는오실로메트릭 방식 혈압계

Info

Publication number: KR100650041B1
Application number: KR1020040081452A
Authority: KR
Inventors: 이경중; 안영호; 이전; 박호동
Original assignee: 학교법인연세대학교
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-11-28
Also published as: KR20060032496A

Abstract

본 발명은 가속도 센서를 이용한 동잡음 제거수단을 구비하는 오실로메트릭 방식의 혈압계에 관한 것이다.

본 발명의 오실로메트릭 방식 혈압계는, 압력센서를 구비하는 커프부; 상기 커프부 위에 고정되며 상기 커프부 움직임의 가속도 신호를 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 가속도 센서; 상기 압력센서와 상기 가속도 센서로 부터 입력된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 데이터 취득부; 상기 가속도 센서로 부터 상기 데이터 취득부를 통해 입력된 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 소정의 문턱치를 넘는 구간이 있을 경우 압력신호에 동잡음이 있는 것으로 판단하는 비교부; 상기 비교부에서 동잡음이 있는 것으로 판단될 경우, 상기 가속도 신호로 부터 왜곡구간을 검출하여, 상기 압력 센서로 부터 상기 데이터 취득부를 통해 입력된 압력 신호를 보정하는 왜곡검출 및 보정부; 왜곡검출 및 보정부의 출력된 압력신호를 최소제곱 근사법에 의한 3차 커브피팅을 통해 수축기 혈압 및 이완기 혈압을 결정하는 혈압값 결정부; 혈압값 결정부에서 결정된 압력신호의 수축기 혈압과 확장기 혈압을 디스플레이하는 표시부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 가속도 센서는 3축 가속도 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 가속도 센서는 3축 압전저항(piesoresisrive) 가속도 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

커프, 가속도 센서, 보정, 보간, 최소제곱 근사법, 혈압, 평균 동맥압, 커브피팅

Description

가속도 센서를 이용한 동잡음 제거수단을 구비하는 오실로메트릭 방식 혈압계{Oscillometric blood pressure measurement system with a motion artifact eliminator using accelerometer}

도 1은 커프압 파형의 설명도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가속도센서를 이용한 동잡음 제거수단을 구비하는 오실로메트릭 방식 혈압계를 설명하기위한 개략적인 블록도이다.

도 3a는 도 2의 데이타 취득부에서 측정된 움직임이 없는 피검자의 압력신호와 가속도 신호의 일예이다.

도 3b는 도 2의 데이타 취득부에서 측정된 움직임이 있는 피검자의 압력신호와 가속도 신호의 일예이다.

도 4a는 도 2의 혈압값 결정부에서 측정된 동잡음 없는 오실레이션 파형의 3차 커브피팅 결과의 일예이다.

도 4b은 도 2의 왜곡검출 및 보정부에서 측정된 동잡음이 가속도 신호에 나타날 때 보정전과 보정후의 커브피팅 결과의 일예이다.

도 4c는 피검자의 다양한 움직임에서 도 2의 혈압값 결정부에서 출력된 3차 커브피팅 결과의 일예이다.

도 4d는 피검자의 다양한 움직임에서 도 2의 혈압값 결정부에서 출력된 3차 커브피팅 결과의 또 다른 일예이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 가속도센서를 이용한 동잡음 제거수단을 구비하는 오실로메트릭 방식 혈압계의 일예이다.

본 발명은 가속도 센서를 이용한 동잡음(motion artifact) 제거수단을 구비하는 오실로메트릭 방식의 혈압계에 관한 것이다.

혈압은 심혈관 질환의 정도를 측정하는 중요한 지표이다.

혈압은, 심실이 수축함으로써 대동맥으로 박출된 혈액의 일부가 동맥을 통하여 말초로 이동되나 많은 분량의 혈액은 말초로 운반되지 못하고 일시적으로 대동맥 및 동맥 내에 수용되며 이때 맥관계는 그 탄력성 때문에 확장하게되는데, 이로써 대동맥 및 동맥은 그 자체의 용적보다 많은 양의 혈액을 수용하기 때문에 이들 혈관 내에는 압력이 생기게 되는데, 이 압력이 동맥압, 즉 혈압이다. 평균 동맥압(MAP: mean arterial pressure)은 한 심장주기 동안의 평균 혈압을 말하며, 수축기 혈압(Systolic Pressure)과 확장기 혈압(Diastolic Pressure)을 이용해서 구해지는데, 수축기 혈압은 심근의 수축에 의해서 심실내의 혈액이 대동맥으로 박출될 때의 혈관 내 최고압력이며, 확장기 혈압은 수축기 대동맥에 일시 저장되었던 혈액이 말초혈관으로 흘러 나간 후 확장될 때의 혈관 내 압력이다. 평균 동맥압, 수축기 혈압, 확장기 혈압을 도 1에 나타내고 있다.

혈압을 측정하는 방법으로는 크게, 직접법과 간접법으로 대별된다.

직접법은 혈관 내에 카테터(catheter)를 삽입하여 혈관내의 압력을 측정하는 것으로 위험성이 높으며 비용도 많이 들어 중환자실 등에서만 사용되고 있다.

간접법은 혈압을 비관혈적으로 측정하는 방법으로, 간접법에는 청진법 (Auscultatory measurement), 촉진법(Palpatory measurement), 플러쉬법(Flush measurement), 오실로메트릭법(Oscillometric measurement), 도플러 초음파법 (Doppler Ultrasound measurement), 용적 오실로메트릭법(Volume-Oscillometric measurement), 맥파 전파속도법(Pulse wave velocity measurement) 등이 있으며, 이들 중 혈압 측정의 표준으로 여겨지고 있는 것은 수은 혈압계를 사용하여 측정하는 청진법이다. 그러나 최근에 의료 산업에서는 수은 사용의 퇴출을 촉구되고 있어, 병원이나 가정에서 수은 혈압계 대체용으로 전자 혈압계를 일반적으로 많이 사용한다. 전자 혈압계는 대부분 오실로메트릭 방법(oscillometric method)을 사용한다.

현재에 주로 사용되는 오실로메트릭 방법은 측정 대상의 상완에 부착시킨 커프의 압력을 수축기 혈압(systolic blood pressure)보다 높은 압력으로 가압하여 혈관을 차단시킨 후 점차적으로 압력을 감소시킬 때 커프내의 압력 값에 특징적인 진동(oscillation)이 발생하며, 이 진동 파형의 크기가 최고 값에 다다를 때의 커프 압력을 평균 혈압에 가장 가까운 압력 값으로 정하는 방식이다. 일반적으로 수축기 혈압과 이완기 혈압 때의 커프 압력의 진동 파형의 크기가 평균 혈압 때의 진동 파형의 크기와 특정 비율을 가지는데, 이 비율을 특성비(characteristic ratios)라 하며, 이 특성비를 적용하여 수축기와 확장기 혈압으로 계산해 낸다.

다시말해, 오실로메트릭 방법은 혈압을 직접 측정하는 것이 아니라 커프에서 발생하는 최대 진동 폭을 평균 동맥압이라고 가정하고 이 진동 폭과 일정한 비율을 가지는 특성비를 경험적으로 결정하여 이 때의 압력을 수축기와 확장기 혈압으로 계산해 내는 방법이다. 즉, 오실로 메트릭 방법을 사용한 혈압측정시 오실레이션의 크기가 최대일 때 평균동맥압을 나타내며, 수축기압과 이완기압은 최대 오실레이션의 크기에 대한 특성 비를 이용하여 계산한다.

그러므로 오실로메트릭방법에서 가장 중요한 것은 혈압측정시 정확한 평균동맥압을 측정하는 것이 중요하다. 특히 이동중인 응급환자로부터 오실로메트릭 방법으로 혈압을 측정할 경우 동잡음의 영향은 부정확한 혈압측정 값을 제공할 수 있기 때문에 동잡음에 의한 영향을 제거하는 것은 매우 중요하다.

그러나 오실로 메트릭 방법을 사용할 때 가장 큰 단점은 피검자의 움직임으로 인한 잡음에 의해 실제 진동(오실레이션)의 진폭(oscillometric amplitudes)(이하 OAs라 함)이 왜곡 될 수 있으며 그 결과 OAs가 변하게 되어 부정확한 측정을 하게 한다.

이런 단점 때문에 신뢰할만한 OAs의 포락선을 얻기 힘들며 그 결과 혈압측정이 부정확하게 된다. 이와같은 OAs의 특성을 방해하는 요소들을 제거하기 위해 펄스 매칭 알고리즘, 칼만필터등 다양한 방법들이 제안되었지만 혈압파형의 주파수와 동잡음의 주파수가 중복되는 관계로 실제 측정시 만족할 만한 결과를 얻을 수 없었다.

따라서 동잡음을 측정하여 제거해서 정확한 혈압값을 측정하는 전자혈압계가 요망된다.

특히, 오실로메트릭 방식의 혈압계의 커프의 가압값은 예상 수축기 압보다 30mmHg정도 높게 가압을 하며 보통 160mmHg정도 까지 가압을 하는데, 만약 감압초기단계에서 특정 크기 이상의 오실레이션이 발생하면 피검자의 수축기 혈압은 더 높다고 판단하고 다시 30mmHg정도를 가압해서 감압하면서 혈압을 측정한다. 그런데 실제로 수축기 혈압이 높아서 추가로 가압하는 경우도 있지만, 경우에 따라서는 그부분에서 환자의 움직임이 발생할 경우 특정 크기 이상의 오실레이션이 발생하여 추가로 재가압을 하는 경우도 발생한다. 따라서 이러한 경우에 동잡음을 측정하여 피검자의 움직임으로 인한 것 인지 판단하여, 움직임으로 인해 보다 높은 커프압을 가해 피검자에게 고통을 주는 일을 배제하는 것이 요망된다.

그러므로 본 발명에서는 오실로메트릭 방식의 혈압계에서 동잡음을 측정 및 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 가속도 센서를 사용한 동잡음 제거 장치를 구비한 오실로메트릭 방식의 혈압계 및 그 방법을 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 오실로메트릭 방식의 혈압계에서 동잡음을 측정 및 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 가속도 센서를 사용한 동잡음 제거 장치를 구비한 오실로메트릭 방식의 혈압계 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위해, 본 발명은 다음과 같은 특징점을 구비한다.

상기 왜곡검출 및 보정부는, 상기 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가 속도 신호의 진폭이 소정의 문턱치를 넘는 구간을 동잡음이 있는 구간으로 검출하는 왜곡구간 검출부; 왜곡이 있는 피크점의 값은 왜곡이 있는 피크 전후의 피크점의 값들을 평균하여 얻으며, 이렇게 보정된 파형에서 최소제곱 근사법(Least-squares regression)에 의한 3차 커브 피팅(Cureve Fitting)을 행하여 유실된 구간의 데이터를 보간하는 보정부;를 구비한다.

본 발명의 오실로메트릭 방식 혈압계는, 압력센서를 포함하는 신호입력부, 상기 신호입력부의 출력신호를 디지탈 신호로 변환하는 데이터 취득부, 데이터취득부의 출력신호를 연산처리하여 수축기 혈압 및 확장기 혈압을 구하는 연산처리부, 연산처리부에서 구해진 수축기 혈압과 확장기 혈압을 디스플레이하는 표시부를 구비하는 오실로메트릭 방식 혈압계에 있어서, 상기 신호입력부는 가속도 센서를 더 포함하며; 상기 연산처리부는, 상기 가속도 센서로 부터 상기 데이터 취득부를 통해 입력된 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 소정의 문턱치를 넘는 구간이 있을 경우 압력신호에 동잡음이 있는 것으로 판단하는 비교부; 상기 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 소정의 문턱치를 넘는 구간을 동잡음이 있는 구간으로 검출하는 왜곡구간 검출부; 왜곡이 있는 피크점의 값은 왜곡이 있는 피크 전후의 피크점의 값들을 평균하여 얻으며, 이렇게 보정된 파형에서 최소제곱 근사법(Least-squares regression)에 의한 3차 커브 피팅(Cureve Fitting)을 행하여 유실된 구간의 데이터를 보간하는 보정부; 상기 보정부의 출력된 압력신호를 최소제곱 근사법에 의한 3차 커브피팅을 통해 수축기 혈압 및 이완기 혈압을 결정하는 혈압값 결정부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오실로메트릭 방식 혈압측정 방법은 압력센서로 부터 커브내 압력 신호를 측정하여 전기적 신호로 변환하여 출력하며, 동시에 가속도 센서로 부터 커프부 움직임의 가속도 신호를 검출하여 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 신호 입력단계; 상기 신호입력단계의 출력신호인 압력신호와 가속도 신호를 디지탈 신호로 변환하는 디지탈 데이터 취득 단계; 상기 데이터 취득 단계를 통해 출력된 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 소정의 문턱치를 넘는 구간이 있을 경우 압력신호에 동잡음이 있는 것으로 판단하는 비교단계; 상기 비교부에서 동잡음이 있는 것으로 판단될 경우, 상기 데이타 취득 단계에서 출력된 가속도 신호로 부터 왜곡구간을 검출하여, 상기 데이터 취득단계에서 출력된 압력 신호를 보정하는 왜곡검출 및 보정단계; 상기 왜곡검출 및 보정단계에서 출력된 압력신호를 최소제곱 근사법에 의한 3차 커브피팅을 통해 수축기 혈압 및 이완기 혈압을 결정하는 혈압값 결정단계; 상기 혈압값 결정단계에서 결정된 압력신호의 수축기 혈압과 확장기 혈압을 디스플레이하는 표시단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 왜곡검출 및 보정단계는 상기 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 소정의 문턱치를 넘는 구간을 동잡음이 있는 구간으로 검출하는 왜곡구간 검출단계; 왜곡이 있는 피크점의 값은 왜곡이 있는 피크 전후의 피크점의 값들을 평균하여 얻으며, 이렇게 보정된 파형에서 최소제곱 근사법(Least-squares regression)에 의한 3차 커브 피팅(Cureve Fitting)을 행하여 유실된 구간의 데이터를 보간하는 보정단계;를 구비한다.

이하 본 발명의 일 실시예에 의한 가속도센서를 이용한 동잡음 제거수단을 구비하는 오실로메트릭 방식 혈압계의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가속도센서를 이용한 동잡음 제거수단을 구비하는 오실로메트릭 방식 혈압계를 설명하기위한 개략적인 블록도로서, 커프부(100), 가속도 센서(200), 데이터 취득부(300), 연산부(350), 표시부(700)를 구비한다. 커프부(100)의 압력센서(150)와 가속도 센서(200)는 신호입력부이며, 데이터 취득부(300), 연산부(350), 표시부(700)는 혈압 측정부이다. 연산부(350)는 비교부(400), 왜곡 검출 및 보정부(500), 혈압값 결정부(600)로 이루어진다.

커프부(100)는 상완에 부착시켜 압력을 가하는 것으로 압력센서(150)를 포함한다. 커프부(100)에 수축기 혈압보다 높은 압력으로 가압하여 혈관을 차단시킨 후 점차적으로 압력을 감소시킬 때 커프내의 압력 값에 특징적인 진동, 즉 오실레이션이 발생하는데, 이를 압력센서(150)가 전기적인 신호로 변환한다. 이 오실레이션 파형의 크기가 최고 값에 다다를 때의 커프압을 평균 혈압에 가장 가까운 압력 값으로 정한다. 본 발명에서는 커프에 수축기압 이상으로 공기를 불어넣어 압력을 가한 후 초당 2~3mmHg의 비율로 이완기 압력보다 낮게 커프의 공기를 빼내도록 한다.

가속도 센서(200)는 3축 가속도 센서로 이루어지며, 커프부(100) 위에 고정되어 커프부(100) 움직임의 가속도 신호를 검출하여 전기적인 신호로 변환한다. 가속도 센서(200)로서 3축 압전저항(piesoresisrive) 가속도 센서를 사용할 수 있다.

데이터 취득부(300)는 압력센서(150)와 가속도 센서(200)로 부터 입력된 신호를 디지탈 신호로 변환한다. 데이터 취득부(300)는 내쇼날 인스트루먼트(NI)사의 데이터 취득 카드인 DAQcard-6062E(16채널)를 사용할 수 있다.

연산부(350)는 비교부(400), 왜곡 검출 및 보정부(500), 혈압값 결정부(600)로 이루어지는데, 연산부(350)는 하나의 마이크로프로세서로 구성되어 질 수 있다.

비교부(400)는 압력센서(150)와 가속도 센서(200)로 부터 데이터 취득부(300)를 통해 입력된 입력신호인 압력 신호 및 가속도 신호에 있어서, 가속도 신호를 기준으로 정상 여부를 판단한다. 가속도 신호에서 동잡음이 있는 부분의 파형이 왜곡되는데, 이 왜곡된 부분과 시간적으로 매칭되는 상기 압력신호부분이 동잡음에 의해 왜곡된 부분에 해당된다. 즉, 비교부(400)는 가속도 신호를 구간별로 검사하여 가속도 신호의 진폭이 소정의 문턱치를 넘는 구간이 있을 경우 압력신호에 동잡음이 있는 것으로 판단한다.
여기서 가속도 신호의 문턱치는 여러가지 방법으로 결정할 수 있다. 본 발명에서는 일반적인 방법으로, 가속도 신호를 구간별로 평균을 구하고, 이전의 구간의 평균값을 이용하여 누적 평균을 계산한다. 현재 구간의 가속도 신호의 평균값이 이전의 누적 평균값에 비해 1.2배 크다면 동잡음이 있는 구간으로 검출한다. 즉, 현재 구간의 가속도 신호의 평균값과 이전의 누적 평균값의 비율이 1.2배가 되는 값을 문턱치 값으로 설정한다. 그러나 이는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 가속도 신호의 문턱치는 본 발명의 범주안에서 여러가지 방법으로 결정할 수 있는 것임을 밝혀둔다.

왜곡검출 및 보정부(500)는 비교부(400)에서 비교결과 왜곡이 있을 경우 상기 압력신호로 부터 왜곡구간을 검출하여 보정하는데, 왜곡구간 검출부(510)와 보정부(550)로 이루어진다. 왜곡검출 및 보정부(500)는 왜곡이 없을 경우 압력센서(150)와 가속도 센서(200)로 부터 데이터 취득부(300)를 통해 입력된 압력 신호 및 가속도 신호를 혈압값 결정부(600)로 전달한다.

왜곡구간 검출부(510)는 가속도 신호를 구간별로 검사하여 가속도 신호의 진폭이 소정의 문턱치를 넘는 구간을 동잡음이 있는 구간으로 검출한다.

보정부(550)는 왜곡이 있는 피크점의 값은 왜곡이 있는 피크 전후의 피크점의 값들을 평균하여 얻으며, 이렇게 보정된 파형에서 최소제곱 근사법(Least-squares regression)에 의한 3차 커브 피팅(Cureve Fitting)을 행하여 유실된 구간 의 데이터를 보간한다. 우선 압력신호의 오실레이션 파형의 피크로부터 3차 커브피팅된 결과를 얻고 가속도 신호와 비교하여 왜곡된 부분의 값을 보정시킨다.

혈압값 결정부(600)는 왜곡검출 및 보정부(550)의 출력신호에서 최소제곱 근사법에 의한 3차 커브피팅을 통해 수축기압 및 이완기압을 결정한다. 즉 보정을 통해 재구성된 신호들에서 다시 커브피팅을 행하여 수축기 및 이완기압을 결정한다. 수축기 혈압과 이완기 혈압 때의 커프 압력의 진동 파형의 크기가 평균 혈압 때의 진동 파형의 크기와 특정 비율인 특성비를 적용하여 수축기와 확장기 혈압으로 계산한다. 본 발명에서는 수축기 혈압은 상기 커브피팅을 통해 얻은 파형에서, 압력이 높은쪽으로, 평균 혈압 즉 최대 오실레이션 크기의 약 50%에 해당하는 값에 해당한다. 그리고 확장기 혈압은 상기 커브피팅을 통해 얻은 파형에서, 압력이 낮은 쪽으로 약 75~80%에 해당하는 값이다.

표시부(700)는 압력신호의 오실레이션 파형을 그래프로 나타내며, 혈압값 결정부(600)에서 결정된 압력 신호의 수축기 혈압과 확장기 혈압을 화면상에 수치로 나타낸다.

도 3a는 도 2의 데이타 취득부에서 측정된 움직임이 없는 피검자의 압력신호와 가속도 신호의 일예이고, 도 3b는 도 2의 데이타 취득부에서 측정된 움직임이 있는 피검자의 압력신호와 가속도 신호의 일예이다. 도 3a 및 도 3b는 데이타 취득부(300)의 출력신호로, 압력신호의 오실레이션 파형과 가속도 신호를 동시에 디스플레이 한 것이다.

도 3a는 측정중 피검자의 움직임이 없을 경우로, 압력 신호의 오실레이션 파 형과, 이와 동시에 측정한 가속도 신호는 어떠한 왜곡된 파형을 가지고 있지 않다. 즉, 동잡음이 발생하지 않았음을 알수 있다. 도 3b는 측정 중 피검자의 움직임이 있을 경우로, 압력 신호의 오실레이션 파형과, 이와 동시에 측정한 가속도 신호가 왜곡을 가지고 있음을 나타낸다. 즉, 동잡음이 발생하였음을 알 수 있다. 따라서 본 발명에서와 같이 가속도 센서(200)를 커프부(100) 위에 고정시켜 커프부(100) 움직임의 가속도 신호를 검출하여 압력신호의 오실레이션 파형에서 동잡음이 있는 부분을 검출하여 보정하는 것이 타당함을 알 수 있다.

도 4a는 도 2의 혈압값 결정부에서 측정된 동잡음 없는 오실레이션 파형의 3차 커브피팅 결과의 일예이며, 도 4b는 도 2의 왜곡검출 및 보정부(500)에서 측정된 동잡음이 가속도 신호에 나타날 때 보정전과 보정후의 커브피팅 결과의 일예이며, 도 4c는 피검자의 다양한 움직임에서 도 2의 혈압값 결정부(600)에서 출력된 3차 커브피팅 결과의 일예이며, 도 4d는 피검자의 다양한 움직임에서 도 2의 혈압값 결정부에서 출력된 3차 커브피팅 결과의 또 다른 일예이다.

도 4a는 동잡음이 없는 경우의 진동(오실레이션)의 진폭(OAs)의 포락선을 커브피팅한 결과의 일예이다.

도 4b 내지 도 4d는 측정중피검자의 움직임으로 인해 여러 부분에서 동잡음이 발생했을 경우의 커브피팅한 결과와 가속도 신호를 이용하여 피검자의 움직임에 의한 동잡음을 보정한것을 나타낸다. 도 4b 내지 도 4d로부터 혈압측정 중 다양한 동잡음이 존재하는 경우 가속도 센서로부터 나오는 신호를 기준으로 왜곡된 부분의 데이터를 보정함으로써 얻은 평균동맥압은 보정하기 이전의 데이터로부터 얻은 평 균동맥압 값과 다른 것을 볼 수 있다. 도 4b 내지 도 4d에서 동잡음이 포함된 채 커프피팅된 오실레이션 파형은 잘못된 평균 동맥압을 얻게됨을 보이고 있으며, 이를 도 2의 왜곡검출 및 보정부(500)에서 보정하여 커브피팅하면 보다 정확한 평균 동맥압을 얻어낼 수 있음을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 가속도센서를 이용한 동잡음 제거수단을 구비하는 오실로메트릭 방식 혈압계의 일예로, 커프 위에 가속도 센서가 고정 장착되어 있는 것을 볼 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것이 아니라, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 오실로메트릭 방식의 혈압계는 가속도 센서를 이용하여 동잡음을 측정 및 제거할 수 있어 보다 정확한 혈압 측정값을 얻을 수 있다.

본 발명에서는 오실로메트릭 방식의 혈압계에 있어서 피검자의 움직임으로 인해 발생하는 동잡음에 의한 영향을 최소화하기 위하여 가속도 센서를 이용하였다. 동잡음에 의한 압력신호의 오실레이션 파형에서 왜곡된 구간을 가속도 신호로 검출한 후 왜곡되지 않은 전후값들의 평균값을 이용하여 커브프팅함으로써 동잡음의 영향을 최소화 시킬 수 있었다.

본 발명은 환자의 일반적인 혈압측정시 사용될 수 있으며, 또한 구급차와 같 은 이동형 차량 등의 장소에 구애받지 않고 정확한 측정을 가능하게 한다. 또한 가속도 센서를 이용한 동잡음 제거 방법은 혈중 산호포화도(SPO2)나 심전도 측정 및 기타 동잡음을 제거하는데 유용하게 응용될 수 있을 것이다.

Claims

압력센서를 구비하는 커프부;

상기 커프부 위에 고정되며 상기 커프부 움직임의 가속도 신호를 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 가속도 센서;

상기 압력센서와 상기 가속도 센서로 부터 입력된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 데이터 취득부;

상기 가속도 센서로 부터 상기 데이터 취득부를 통해 입력된 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 가속도 신호의 문턱치를 넘는 구간이 있을 경우 압력신호에 동잡음이 있는 것으로 판단하는 비교부;

상기 비교부에서 동잡음이 있는 것으로 판단될 경우, 상기 가속도 신호로 부터 왜곡구간을 검출하여, 상기 압력 센서로 부터 상기 데이터 취득부를 통해 입력된 압력 신호를 보정하는 왜곡검출 및 보정부;

왜곡검출 및 보정부의 출력된 압력신호를 최소제곱 근사법에 의한 3차 커브피팅을 통해 수축기 혈압 및 이완기 혈압을 결정하는 혈압값 결정부;

혈압값 결정부에서 결정된 압력신호의 수축기 혈압과 확장기 혈압을 디스플레이하는 표시부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 오실로메트릭 방식 혈압계.
제 1항에 있어서,

상기 가속도 센서는 3축 가속도 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오실 로메트릭 방식 혈압계.
제 1항에 있어서,

상기 가속도 센서는 3축 압전저항(piesoresisrive) 가속도 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오실로메트릭 방식 혈압계.
제1항에 있어서,

상기 왜곡검출 및 보정부는

상기 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 가속도신호의 문턱치를 넘는 구간을 동잡음이 있는 구간으로 검출하는 왜곡구간 검출부;

왜곡이 있는 피크점의 값은 왜곡이 있는 피크 전후의 피크점의 값들을 평균하여 얻으며, 이렇게 보정된 파형에서 최소제곱 근사법(Least-squares regression)에 의한 3차 커브 피팅(Cureve Fitting)을 행하여 유실된 구간의 데이터를 보간하는 보정부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 오실로메트릭 방식 혈압계.
압력센서를 포함하는 신호입력부, 상기 신호입력부의 출력신호를 디지탈 신호로 변환하는 데이터 취득부, 데이터취득부의 출력신호를 연산처리하여 수축기 혈압 및 확장기 혈압을 구하는 연산처리부, 연산처리부에서 구해진 수축기 혈압과 확장기 혈압을 디스플레이하는 표시부를 구비하는 오실로메트릭 방식 혈압계에 있어서,

상기 신호입력부는 가속도 센서를 더 포함하며;

상기 연산처리부는,

상기 가속도 센서로 부터 상기 데이터 취득부를 통해 입력된 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 가속도신호의 문턱치를 넘는 구간이 있을 경우 압력신호에 동잡음이 있는 것으로 판단하는 비교부;

상기 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 가속도신호의 문턱치를 넘는 구간을 동잡음이 있는 구간으로 검출하는 왜곡구간 검출부;

왜곡이 있는 피크점의 값은 왜곡이 있는 피크 전후의 피크점의 값들을 평균하여 얻으며, 이렇게 보정된 파형에서 최소제곱 근사법(Least-squares regression)에 의한 3차 커브 피팅(Cureve Fitting)을 행하여 유실된 구간의 데이터를 보간하는 보정부;

상기 보정부의 출력된 압력신호를 최소제곱 근사법에 의한 3차 커브피팅을 통해 수축기 혈압 및 이완기 혈압을 결정하는 혈압값 결정부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 오실로메트릭 방식 혈압계.
압력센서로 부터 커브내 압력 신호를 측정하여 전기적 신호로 변환하여 출력하며, 동시에 가속도 센서로 부터 커프부 움직임의 가속도 신호를 검출하여 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 신호 입력단계;

상기 신호입력단계의 출력신호인 압력신호와 가속도 신호를 디지탈 신호로 변환하는 디지탈 데이터 취득 단계;

상기 데이터 취득 단계를 통해 출력된 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 가속도신호의 문턱치를 넘는 구간이 있을 경우 압력신호에 동잡음이 있는 것으로 판단하는 비교단계;

상기 비교부에서 동잡음이 있는 것으로 판단될 경우, 상기 데이타 취득 단계에서 출력된 가속도 신호로 부터 왜곡구간을 검출하여, 상기 데이터 취득단계에서 출력된 압력 신호를 보정하는 왜곡검출 및 보정단계;

상기 왜곡검출 및 보정단계에서 출력된 압력신호를 최소제곱 근사법에 의한 3차 커브피팅을 통해 수축기 혈압 및 이완기 혈압을 결정하는 혈압값 결정단계;

상기 혈압값 결정단계에서 결정된 압력신호의 수축기 혈압과 확장기 혈압을 디스플레이하는 표시단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 오실로메트릭 방식 혈압측정 방법.
제6항에 있어서,

상기 왜곡검출 및 보정단계는

상기 가속도 신호를 구간별로 검사하여 상기 가속도 신호의 진폭이 가속도 신호의 문턱치를 넘는 구간을 동잡음이 있는 구간으로 검출하는 왜곡구간 검출단계;

왜곡이 있는 피크점의 값은 왜곡이 있는 피크 전후의 피크점의 값들을 평균하여 얻으며, 이렇게 보정된 파형에서 최소제곱 근사법(Least-squares regression)에 의한 3차 커브 피팅(Cureve Fitting)을 행하여 유실된 구간의 데이터를 보간하는 보정단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 오실로메트릭 방식 혈압측정 방법.