KR100861337B1

KR100861337B1 - 혈압 조절기능 측정 장치 및 프로그램이 기록된 기록매체.

Info

Publication number: KR100861337B1
Application number: KR1020060078632A
Authority: KR
Inventors: 지영준; 김인영; 이종실; 김선일; 오홍식
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2008-10-01
Also published as: KR20080017525A

Abstract

혈압 조절기능 측정 장치 및 프로그램이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 혈압 조절기능 측정 장치는 피검자의 심전도(ECG) 정보 및 광전용적맥파(PPG) 정보를 이용하여 맥파전달시간(PTT)값을 산출하는 PTT 산출부; 심전도 정보에 상응하여 심박주기를 산출하는 심박주기 산출부; 및 심박주기, 맥파전달시간 및 미리 설정된 회귀식을 이용하여 피검자의 혈압조절기능의 민감도를 산출하는 판단부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 경제적인 PPG 센서를 사용하여 피검자의 혈압 조절기능 측정이 가능한 장점이 있다.

PTT, ECG, BRS

Description

혈압 조절기능 측정 장치 및 프로그램이 기록된 기록매체. {Monitoring Blood Pressure Control}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혈압 조절기능 민감도 측정장치의 구성을 나타낸 블록 구성도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 맥파전달시간(PTT : Pulse Transit Time)을 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 맥파전달시간의 증가율에 따른 심박주기의 증가율을 산출하는 방법을 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혈압 조절기능 민감도 측정방법을 나타낸 순서도.

본 발명은 혈압 조절기능 측정 관한 것으로서, 보다 상세하게는 심박주기와 맥파전달시간을 이용한 혈압 조절기능 측정 장치 및 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것이다.

인체는 각 부위가 필요로 하는 혈액을 공급해 주기 위하여 다양한 종류의 혈압조절 장치를 갖고 있다. 그 중에서 순간적인 자세의 변화나 온도 변화 같은 외부 자극, 감성적, 신경적 변화등과 같은 상황에서 일정한 수준의 혈압을 유지하기 위하여 자율신경계로 대표되는 피드백 장치를 갖고 있다.

혈압조절 기능이 얼마나 효과적으로 이루어지고 있는지를 나타내는 지표로서 바로리플렉스 민감도(BaroReflex Sensitivity, 이하 'BRS'라 칭함)를 예로 들 수 있다.

BRS는 얼마나 얼마나 빠른 시간에 항상성(Homeostasis)을 유지하기 위하여 혈압을 변환시키는가에 대한 수치로서, 대동맥과 경동맥에 분포되어 있는 압력변화에 따라 반응하는 세포로부터 혈압에 대한 정보를 입력받아, 심박주기, 좌심실의 수축력 증가(감소), 혈관의 확장(수축)을 통해 단기적 혈압을 조절해주는 기전으로 알려져 있다.

BRS는 피검자가 젊고 건강할수록 높은 수치를 나타내고, 심혈관 질환의 발병이나 노화로 인한 건강의 악화에 따라 낮은 수치를 보이는 것으로 보고 되고 있다.

BRS의 측정을 위해서는 일정 기간 동안 심박 주기와 매 박동 마다의 연속적인 수축기 혈압(Systolic Blood Pressure)을 측정하여 계산한다. 심박주기를 측정하기 위해 심전도 장치(Electrocardiogram)이 사용되고, 연속적인 수축기 혈압의 측정을 위해서는 토노미터(Tonometer)라는 고가의 압력 센서가 필요하다.

종래의 BRS를 측정하기 위해서 토노미터(Tonometer)라는 고가의 센서가 필요 하다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 토노미터(Tonometer)는 손목의 움직임이나 센서의 위치에 대한 반응이 매우 민감하여 BRS 측정이 매우 불편하다는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 고가의 불편한 토노미터 센서를 대체하여 경제적인 PPG(광전용적맥파, Photoplethysmography) 센서를 사용하여 피검자의 혈압 조절기능 측정 장치 및 프로그램이 기록된 기록매체를 제안하는 것이다.

또한, 혈압 조절기능을 수행하는 자율신경계의 변화가 만들어내는 또 다른 지표인 맥파 전달 시간을 이용하여 피검자의 혈압 조절기능이 얼마나 효과적으로 이루어지고 있는지를 측정하는 장치 및 프로그램이 기록된 기록매체를 제안하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면 심박주기와 맥파전달시간을 이용한 혈압조절기능 측정 장치에 있어서, 혈압 조절기능 측정명령을 입력받는 입력부; 피검자의 심전도(ECG : Electrocardiogram) 정보 및 광전용적맥파 (PPG : Photoplethysmography) 정보를 이용하여 맥파전달시간 (PTT : Pulse Transit Time)값을 산출하는 PTT 산출부; 상기 심전도 정보에 상응하여 심박주기를 산출하는 심박주기 산출부; 상기 심박주기, 상기 맥파전달시간 및 미리 설정된 회귀식을 이용하여 상기 피검자의 혈압조절기능의 민감도(Sensitivity)를 산출하는 판단부-여기서, 상기 회귀식은 심박주기 및 맥파전달시간을 각각 변수로 가지는 수학식임-; 및 상기 산출된 민감도를 표시하는 표시부를 포함하는 혈압조절기능 측정장치가 제공된다.

상기 판단부는 상기 맥파전달시간이 증가하고 상기 심박주기가 감소하는 구간 또는 상기 맥파전달시간이 감소하고 상기 심박주기가 증가하는 구간 중 하나의 구간에서 추출된 심박주기 및 맥파전달시간을 변수로 하여, 상기 회귀식을 이용한 상기 혈압조절기능의 민감도를 산출할 수 있다.

상기 판단부는 상기 맥파전달시간이 증가하고 상기 심박주기가 감소하는 구간, 상기 맥파전달시간이 감소하고 상기 심박주기가 증가하는 구간 또는 이들의 조합을 미리 지정된 횟수만큼 추출하고, 상기 추출된 복수개의 구간에 상응하는 각각의 심박주기 및 맥파전달시간을 변수로 하여 상기 회귀식을 이용한 각각의 상기 혈압조절기능의 민감도를 각각 산출하되, 상기 산출된 각각의 혈압조절기능의 민감도가 미리 지정된 오차범위 이내인 경우에는 미리 설정된 통계 분석프로그램을 이용하여 최종적인 혈압조절기능의 민감도를 출력할 수 있다.

상기 최종적인 혈압조절기능의 민감도는 상기 복수개의 구간에 상응하는 각각의 혈압조절기능의 민감도의 평균일 수 있다.

상기 복수개의 구간에 상응하는 각각의 혈압조절기능의 민감도가 상기 오차범위 이상인 경우에는 새로이 상기 구간을 추출하여 그에 상응하여 상기 최종적인 혈압조절기능의 민감도 출력을 재수행 할 수 있다.

상기 회귀식은

일 수 있다.

상기 입력부가 회귀식 교정명령을 더 입력받는 경우, 상기 입력부로부터 입력되는 데이터에 상응하여 상기 회귀식의 계수 a와 상수 b가 갱신될 수 있다.

상기 피검자의 상기 심박주기, 상기 맥파전달시간, 상기 혈압조절민감도, 상기 입력부로부터 입력되는 피검자 아이디, 상기 회귀식 및 검사 일자 중 적어도 하나를 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 정보를 외부기기로 데이터를 출력하는 인터페이스부를 더 포함하되, 상기 입력부로부터 출력명령을 더 입력받는 경우 상기 저장부에 저장된 상기 피검자에 상응하는 정보를 상기 인터페이스부를 통하여 상기 외부기기로 출력할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 혈압조절기능 측정을 위해 혈압조절기능 측정 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 혈압조절기능 측정장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, (a) 피검자의 심전도(ECG : Electrocardiogram)정보 및 광전용적맥파 (PPG : Photoplethysmography) 정보를 생성하는 단계; (b) 상기 생성된 심전 도(ECG) 정보 및 광전용적맥파(PPG) 정보를 이용한 맥파전달시간 (PTT : Pulse Transit Time)값의 산출 및 상기 심전도 정보를 이용한 심박주기의 산출을 수행하는 단계; (c) 상기 심박주기, 상기 맥파전달시간 및 미리 설정된 회귀식을 이용하여 상기 피검자의 혈압조절기능의 민감도(Sensitivity)를 산출하는 단계-여기서, 상기 회귀식은 심박주기 및 맥파전달시간을 각각 변수로 가지는 수학식임-; 및 (e) 상기 산출된 민감도를 표시하는 단계를 실행하는 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.

상기 (c)단계는 상기 맥파전달시간이 증가하고 상기 심박주기가 감소하는 구간 또는 상기 맥파전달시간이 감소하고 상기 심박주기가 증가하는 구간 중 하나의 구간에서 추출된 심박주기 및 맥파전달시간을 변수로 하여, 상기 회귀식을 이용한 상기 혈압조절기능의 민감도를 산출할 수 있다.

상기 (c)단계는 상기 맥파전달시간이 증가하고 상기 심박주기가 감소하는 구간, 상기 맥파전달시간이 감소하고 상기 심박주기가 증가하는 구간 또는 이들의 조합을 미리 지정된 횟수만큼 추출하고, 상기 추출된 복수개의 구간에 상응하는 각각의 심박주기 및 맥파전달시간을 변수로 하여 상기 회귀식을 이용한 각각의 상기 혈압조절기능의 민감도를 각각 산출하되, 상기 산출된 각각의 혈압조절기능의 민감도가 미리 지정된 오차범위 이내인 경우에는 미리 설정된 통계 분석프로그램을 이용하여 최종적인 혈압조절기능의 민감도를 출력할 수 있다.

상기 최종적인 민감도는 상기 복수개의 구간에 상응하는 각각의 혈압조절기능의 민감도의 평균일 수 있다.

상기 회귀식은

일 수 있다.

회귀식 교정명령이 입력되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 회귀식 교정명령이 입력되면, 이후 더 입력되는 데이터에 상응하여 상기 회귀식의 계수 a 와 상수 b가 갱신되는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 피검자의 상기 심박주기, 상기 맥파전달시간, 상기 혈압조절 민감도, 상기 피검자로부터 입력되는 피검자 아이디, 상기 회귀식 및 검사 일자 중 적어도 하나를 저장하는 단계; 출력명령이 입력되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 출력명령이 입력되면, 상기 피검자 아이디에 상응하여 이미 저장된 상기 피검자에 상응하는 정보를 외부기기로 출력할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징 들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서 설명의 편의상 '혈압조절 기능이 얼마나 효과적으로 이루어지고 있는지를 나타내는 지표'를 '혈압 조절기능 민감도'라 칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혈압 조절기능 민감도 측정장치의 구성을 나타낸 블록 구성도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 맥파전달시간(PTT : Pulse Transit Time)을 나타낸 그래프이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 맥파전달시간의 증가율에 따른 심박주기의 증가율을 산출하는 방법을 나타낸 그래프이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 다른 혈압 조절기능 민감도 측정장치(100)는 PTT 측정부(105), 심박주기 산출부(145), 판단부(155), 표시부(150), 제어부(160), 저장부(165), 입력부(170) 및 인터페이스부(175)를 포함한다.

PTT 측정부(105)는 피검자(즉, 혈압 조절기능 민감도 측정을 위한 대상자)의 맥파전달시간(Pulse Transit Time)을 산출하기 위한 수단으로, 전극(130), 증폭 및 필터부(135), ECG(심전도) 측정부(140), PPG(광전용적맥파) 센서(110), 증폭 및 필터부(115), PPG 측정부(170) 및 PTT 산출부(125)를 포함한다.

전극(130)은 피검자의 심전도 측정용 전극이며, 피검자의 신체를 포함하여 폐회로를 구성하기 위하여 피검자의 양손의 임의의 손가락이 접촉될 수 있도록 복수로 구성될 수 있다. 여기서, 심전도를 측정하기 위한 위치는 손가락에 한정되지 아니함은 당업자에게 자명하다.

전극(130)을 통해 입력된 피검자의 아날로그 ECG(심전도) 신호는 증폭 및 필터부(135)에서 미리 지정된 크기의 신호로 증폭되며 또한 노이즈(noise) 신호가 제거된다. 노이즈 신호가 제거된 아날로그 ECG 신호는 디지털 신호로 변환되어 ECG 측정부(140)로 입력되며, ECG 측정부(140)는 입력된 디지털 ECG 신호를 이용하여 피검자의 ECG 정보(예를 들어, ECG 그래프, 각 지점(예를 들어, P, Q, R, S, T - 도 2 참조)에 상응하는 정보 등)를 생성한다. 그리고 ECG 정보는 PTT를 산출하기 위하여 PTT 산출부(125)로 입력되며, 또한 심박주기(예를 들어 R과 R사이의 간격 - 도 2참조)를 산출하기 위하여 심박주기 산출부(145)로 입력된다.

또한 PPG 센서(110)는 피검자의 PPG(광전용적맥파)를 측정하기 위한 센서로서 반사형 PPG 센서가 이용될 수 있다. PPG 센서(110)에 의해 입력된 피검자의 아날로그 PPG 신호는 증폭 및 필터부(115)에서 미리 지정된 크기의 신호로 증폭되며 또한 노이즈(noise) 신호가 제거된다. 노이즈 신호가 제거된 아날로그 PPG 신호는 디지털 신호로 변환되며 PPG 측정부(120)로 입력되며, PPG 측정부(120)는 입력된 디지털 PPG 신호를 이용하여 피검자의 PPG 정보(예를 들어, PPG 그래프, 각 지점(예를 들어, 최대값 - 도 2 참조)에 상응하는 위치정보 등)를 생성한다. 그리고, 생성된 PPG 정보는 PTT값을 산출하기 위하여 PTT 산출부(125)로 입력된다.

PTT 산출부(125)는 ECG 측정부(140)로부터 입력되는 ECG 정보와 PPG 측정부(120)으로부터 입력되는 PPG 정보를 참조하여 미리 지정된 기준에 따라 PPT 값을 산출한다. PTT 값은 미리 설정된 임의의 두 지점(예를 들어, ECG(심전도)의 R파와 PPG(광전용적맥파)의 최대값(peak)사이, ECG의 S파와 PPG의 최대값 등)간의 지연시간을 이용하여 산출될 수 있다.

판단부(155)는 PTT 산출부(125)에서 생성된 PTT 값과 심박주기 산출부(145)에서 생성된 심박주기를 이용하여 혈압 조절기능 민감도(혈압조절 기능이 얼마나 효과적으로 이루어지고 있는지를 나타내는 지표)를 산출한다.

이하에서는 도 3을 참조하여 판단부(155)에서 PTT(맥파전달시간)와 심박주기를 이용하여 혈압 조절기능 민감도를 산출하는 방법에 대해서 잠시 살펴본다.

인체의 자율신경계가 혈압을 일정한 값으로 유지하기 위한 활동을 하는 경우 PTT 값은 그에 상응하여 변화한다.

예를 들어, 어떤 요인으로 인하여 경동맥의 혈압이 순간적으로 낮아진 경우, 자율 신경계는 순간적으로 낮아진 혈압을 보상하기 위하여 심박 주기를 짧게(즉, 심장 박동을 더 빠르게) 구동하여, 혈관 수축을 일으킨다. 이러한 변화는 결과적으로 PTT를 짧게 해 주는 효과를 가져온다.

따라서, PTT 값을 연속적으로 측정하여 심박 주기가 늘어난 양과 비교하여 혈압 조절기능 민감도를 알아 낼 수 있다. 보다 상세하게는, 단위시간당 PTT의 증가율에 대하여 심박주기의 증가율을 계산함으로써 혈압 조절기능 민감도를 산출 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 판단부(155)는 PTT 산출부(125)로부터 입력되는 PTT 정보와 심박주기 산출부(145)로부터 입력되는 심박주기를 참조하여, 심박주기가 증가하면서 PTT가 감소하는 구간, 심박주기가 감소하면서 PTT가 증가하는 구간, 또는 이들의 조합을 적어도 하나를 산출하여 하기의 수학식에 의하여 혈압 조절기능 민감도를 산출한다.

이 때,

는 도 3의 하단의 그래프에서 기울기로서, 기울기의 절대값이 클수록 혈압 조절기능이 민감하게 작용하여 혈압조절기능이 건 강한 사람이며, 기울기의 절대값이 작을수록 혈압조절 기능이 둔하게 작동하는 사람으로 판정할 수 있다.

또한, 수학식1에서 계수 a와 상수 b는 혈압 조절기능을 판단하는 종래의 다른 지표를 활용하기 위해서 사용되었다.

예를 들어,

를 혈압 조절기능을 판단하는 새로운 지표로서 정의하는 경우는 a는 1, b는 0으로 둘 수 있다.

예를 들어, 토노미터(Tonometer)를 사용하여 BRS를 측정한 후 상기 수학식1과 상관관계에 따라 특정의 a와 b의 값을 부여하여 BRS를 산출할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 판단부(155)는 PTT 산출부(125)로부터 입력되는 PTT 정보와 심박주기 산출부(145)로부터 입력되는 심박주기를 참조하여, 심박주기가 증가하면서 PTT가 감소하는 구간, 심박주기가 감소하면서 PTT가 증가하는 구간, 또는 이들의 조합을 미리 지정된 횟수만큼 산출 할 수 있다.

이하에서는, 본 명세서에서 설명의 편의상 미리 지정된 횟수가 2인 경우를 설명을 하나, 미리 지정된 횟수가 다양하게 변경될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

판단부(155)는 산출된 구간 중 어느 하나의 구간(이하 '구간1'이라 칭함)에서의 PTT 정보와 심박주기를 참조하여 회귀식(예를 들어 수학식1)을 이용하여 혈압조절기능 민감도(이하 '민감도1'라 칭함)를 산출할 수 있다.

이어서, 판단부(155)는 산출된 다른 구간(이하 '구간2'라 칭함)에서의 PTT 정보와 심박주기를 참조하여 회귀식을 이용하여 혈압조절기능 민감도(이하 '민감도2'라 칭함)를 산출할 수 있다.

이때, 민감도1과 민감도2가 미리 지정된 오차범위 이내인 경우는 판단부(155)는 민감도1과 민감도2의 평균값을 최종적인 피검자의 혈압조절기능의 민감도로 출력할 수 있다.

이때, 민감도1과 민감도2가 미리 지정된 오차범위 이상인 경우는, 판단부(155)는 심박주기가 증가하면서 PTT가 감소하는 구간, 심박주기가 감소하면서 PTT가 증가하는 구간, 또는 이들의 조합을 미리 지정된 횟수만큼 재산출하여 그에 상응한 민감도를 각각 재산출하는 과정을 반복한다.

여기서, 미리 지정된 횟수는 다양하게 변경될 수 있으며, 판단부(155)가 복수개의 구간에서 각각 산출한 민감도를 이용하여 최종적인 피검자의 혈압조절기능 민감도로 산출하는 과정에서, 다양한 통계분석방법(예를 들어, SPSS(Statistical Package of Social Science), SAS(Statistical Analysis System), Minitab, Statistigraph등)이 이용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

예를 들어, 복수개의 구간에서 각각 산출한 민감도의 평균값을 최종적인 피검자의 혈압조절기능 민감도로 산출할 수 있음은 당업자에게 자명하다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 저장부(165)에는 판단부(155)에서 산출하는 혈압조절기능 민감도에 상응하는 결과값에 매칭되는 미리 지정된 테이블이 저장될 수 있다.

이때, 판단부(155)는 상기에서 설명한 방법으로 산출한 민감도에 매칭되는 저장부에 미리 저장된 테이블의 값을 최종적인 혈압조절기능 민감도로 출력할 수 있다.

다시 도1을 참조하면, 제어부(160)는 혈압 조절기능 측정장치의 각 구성요소들의 기능을 제어한다. 예를 들어, 제어부(160)는 입력부(170)를 통하여 혈압 조절기능 측정명령이 입력되면, PTT 측정부(105), 심박주기 산출부(145)등으로 PTT 산출명령, 심박주기 산출명령등을 전송하며, 그에 상응하여 판단부(155)에는 혈압 조절기능 민감도 산출명령을 전송한다.

이때, 제어부(160)는 입력부(170)에 입력되는 피검자의 아이디에 상응하여 저장부(165)에 피검자 아이디, 검사일자, PTT 산출부(125)에서 산출한 PTT, 심박주기 산출부(145)에서 산출한 심박주기, 판단부(155)에서 산출한 혈압 조절기능 민감도, 혈압 조절기능 민감도를 산출할 때 사용된 수학식1의 계수a, 상수b값등을 피검자 아이디별로 분류하여 저장부(165)에 저장하도록 저장명령을 전송할 수도 있다.

또한, 제어부(160)는 입력부(170)를 통하여 출력명령이 입력되면, 입력부(170)를 통하여 더 입력되는 피검자의 아이디에 상응하여 저장부(165)에 저장된 정보를 인터페이스부(175)를 통하여 외부기기(예를 들어, 컴퓨터)로 출력하거나, 표시부(150)로 표시할 수도 있다.

또한, 제어부(160)는 입력부(170)를 통하여 회귀식 갱신명령이 입력되면, 입 력부(170)로 더 입력되는 데이터에 상응하여 상술한 수학식1의 계수a와 상수 b를 갱신할 수 있다.

예를 들어, 수학식 1의 계수 a와 상수 b가 입력부(170)를 통하여 직접 입력이 되는 경우 저장부(165) 또는 판단부(155)에 저장된 수학식1의 a와 b가 갱신될 수 있다.

예를 들어, 저장부(165)에는 미리 지정된 통계분석방법(예를 들어, SPSS(Statistical Package of Social Science), SAS(Statistical Analysis Sysstem), Minitab, Statistigraph등)이 저장될 수 있고, 다른 혈압조절기능 측정장치로 측정한 혈압조절기능 민감도(예를 들어, 토노미터(tonometer)를 이용하여 측정한 BRS(Baroreflex Sensitivity))가 입력부(170)로 입력되는 경우, 제어부(160)는 본 발명의 일 실시예에 따라 측정한 혈압조절기능 민감도와의 상관관계에서 미리 저장된 통계분석방법을 이용하여 수학식1의 계수 a와 상수 b를 갱신할 수 있다.

도 1에는 PTT 산출부(125), 심박주기 산출부(145), 판단부(155) 등이 제어부(160)와 별도의구성 요소로서 도시되었으나, 당해 구성요소들은 제어부(160)와 통합되어 구현될 수 있음은 자명하다.

저장부(165)는 피검자 아이디, 검사일자, PTT 산출부(125)에서 산출한 PTT, 심박주기 산출부(145)에서 산출한 심박주기, 판단부(155)에서 산출한 혈압 조절기능 민감도, 혈압 조절기능 민감도를 산출할 때 사용된 수학식1의 계수a, 상수b값 등을 저장한다.

입력부(170)는 하나 이상의 키 버튼을 포함하며, 피검자의 아이디, 혈압 조절기능 측정명령, 출력명령, 회귀식 교정명령등을 입력받는다.

표시부(150)는 측정된 혈압 조절기능 민감도를 표시하는 수단으로서, 에를 들어 액정화면 등으로 구현될 수 있다.

인터페이스부(175)는 저장부(165)에 저장된 데이터를 외부 기기(예를 들어, 컴퓨터)로 전송하는 수단으로, 이는 당업자에게 공지된 기술이므로 여기서는 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혈압 조절기능 민감도 측정방법을 나타낸 순서도이다. 도 4에 도시된 순서도의 각 단계는 도 1에 도시된 각 구성요소에 의해 수행되는 단계일 수 있으나, 설명의 편의를 위해 혈압 조절기능 측정장치(100)에서 실행되는 것으로 통칭하여 설명한다. 또한, 도 1을 참조하여 설명한 것과 중복되는 설명은 이하에서 생략한다.

도 4를 참조하면, 입력부(170)를 통해 혈압 조절기능 측정명령이 입력되면(미도시), 혈압 조절기능 측정장치(100)는 단계 S410에서 회귀식 입력부(170)를 통해 회귀식 갱신명령이 입력되는지 여부를 판단한다.

회귀식 갱신명령이 입력되면, 혈압 조절기능 측정장치(100)는 단계 S415에서 입력부(170)를 통하여 입력되는 데이터에 상응하여 회귀식(즉, 도 1을 참조하여 설명한 수학식1)의 계수 a와 상수 b를 갱신하고, 갱신된 회귀식(또는 갱신된 a값 및 b값)은 판단부(155) 또는 저장부(165)에 저장한다.

이 때, 입력부(170)에 계수 a와 상수 b가 직접 입력되거나, 또는 다른 혈압조절기능 측정장치로 측정한 혈압조절기능 민감도에 상응하여 미리 저장된 통계분석프로그램에 의하여 회귀식이 갱신되는 과정은 도 1을 참조하여 설명하였으므로, 여기서는 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 도 4에는 도시하지 아니하였으나, 입력부(170)를 통하여 피검자의 아이디가 입력될 수 있으며, 피검자의 아이디가 입력되는 단계는 혈압 조절기능 측정명령이 입력부를 통하여 입력되기 전단계, 또는 혈압 조절기능 민감도를 산출한 후의 단계등 다양하게 위치할 수 있음은 당업자에게 자명하다.

이어서, 단계 S420에서 혈압 조절기능 측정장치(100)는 측정된 ECG 및 PPG를 참조하여 피검자의 심박주기, 맥파전달시간을 산출한다. 이 때, PTT 산출부(125)는 ECG 그래프에서의 특정 지점과 PPG 그래프에서의 특정 지점간의 지연 시간을 PTT 값으로 산출할 수 있다.

이후, 단계 S425에서 혈압 조절기능 측정장치(100)는 심박주기와 맥파전달시간과의 관계에서 심박주기가 증가하고 맥파전달시간이 감소하는 구간 혹은 심박주기가 감소하고 맥파전달시간이 증가하는 구간을 산출하여, 단계 S430에서 미리 지정된 회귀식을 이용한 혈압 조절기능 민감도를 산출하고, 단계 S435에서 산출된 혈압 조절기능 민감도를 표시부에 표시한다.

이때, 복수의 구간을 산출하여 각각의 구간에서 산출한 민감도를 이용하여 최종적인 민감도를 출력할 수 있으나, 이에 대한 설명은 도1을 참조하여 설명하였으므로, 여기서는 상세한 설명은 생략한다.

이후 단계 S440에서 혈압 조절기능 측정장치(100)는 입력부(170)으로부터 출력명령이 입력되는지 여부를 판단하고, 출력명령이 입력되면 단계 S445에서 피검자의 아이디에 상응하여 저장부(165)에 저장된 정보를 인터페이스부(175)를 통하여 외부기기로 출력한다.

도 4에는 혈압조절기능 민감도 산출 후에 출력명령에 의한 외부기기로 출력하는 과정이 도시 되어 있으나, 실제적으로 각 단계의 선후는 다양하게 변경될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 혈압 조절기능 측정장치(100)는 피검자의 ECG와 PPG를 측정하여 심박주기 및 PTT를 산출하고, 미리 지정된 회귀식을 이용하여 혈압 조절기능 민감도를 산출한다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 혈압 조절기능 측정 장치 및 프로그램이 기록된 기록매체는 고가의 불편한 토노미터 센서를 대체하여 경제적인 PPG(광전용적맥파, Photoplethysmography) 센서를 사용하여 피검자의 혈압 조절기능 측정을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 혈압 조절기능을 수행하는 자율신경계의 변화가 만들어내는 또 다른 지표인 맥파 전달 시간을 이용하여 피검자의 혈압 조절기능이 얼마나 효과적으로 이루어지고 있는지를 측정 가능하게 한다.

Claims

심박주기와 맥파전달시간을 이용한 혈압조절기능 측정 장치에 있어서,

혈압 조절기능 측정명령을 입력받는 입력부;

피검자의 심전도(ECG : Electrocardiogram) 정보 및 광전용적맥파 (PPG : Photoplethysmography) 정보를 이용하여 맥파전달시간 (PTT : Pulse Transit Time)값을 산출하는 PTT 산출부;

상기 심전도 정보에 상응하여 심박주기를 산출하는 심박주기 산출부;

상기 심박주기 및 상기 맥파전달시간 이용하여 상기 피검자의 혈압조절기능의 민감도(Sensitivity)를 산출하는 판단부; 및

상기 산출된 민감도를 표시하는 표시부를 포함하는 혈압조절기능 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 판단부는

상기 맥파전달시간이 증가하고 상기 심박주기가 감소하는 구간 또는 상기 맥파전달시간이 감소하고 상기 심박주기가 증가하는 구간 중 하나의 구간에서 추출된 심박주기 및 맥파전달시간을 이용하여 상기 민감도를 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압조절기능 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 판단부는

상기 맥파전달시간이 증가하고 상기 심박주기가 감소하는 구간 및 상기 맥파전달시간이 감소하고 상기 심박주기가 증가하는 구간 중 하나 이상의 구간을 복수개 추출하고,

상기 추출된 복수개의 구간에 상응하는 각각의 심박주기 및 맥파전달시간을 이용하여 상기 민감도를 각각 산출하되,

상기 산출된 각각의 민감도의 차이가 임계치 이내인 경우에는 상기 산출된 각각의 민감도를 이용하여 최종적인 혈압조절기능의 민감도를 산출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 혈압조절기능 측정장치.
삭제
제 3항에 있어서,

상기 복수개의 구간에 상응하는 각각의 혈압조절기능의 민감도가 상기 임계치 이상인 경우, 상기 판단부는 새로이 상기 구간을 추출하고, 상기 추출된 구간에 따른 상기 최종적인 혈압조절기능의 민감도 출력을 재수행하는 것을 특징으로 하는 혈압조절기능 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 판단부는 상기 심박주기의 증가율 및 상기 맥파전달시간의 증가율을 이용하여 상기 민감도를 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압조절기능 측정장치 .
삭제
제 6항에 있어서,

상기 피검자의 상기 심박주기, 상기 맥파전달시간, 상기 혈압조절민감도, 상기 입력부로부터 입력되는 피검자 아이디 및 검사 일자 중 적어도 하나를 저장하는 저장부; 및

상기 저장부에 저장된 정보를 외부기기로 데이터를 출력하는 인터페이스부를 더 포함하되,

상기 입력부로부터 출력명령을 더 입력받는 경우 상기 저장부에 저장된 상기 피검자에 상응하는 정보를 상기 인터페이스부를 통하여 상기 외부기기로 출력하는 것을 특징으로 하는 혈압조절기능 측정장치.
혈압조절기능 측정을 위해 혈압조절기능 측정 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 구현되어 있으며, 상기 혈압조절기능 측정장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,

(a) 피검자의 심전도(ECG : Electrocardiogram)정보 및 광전용적맥파 (PPG : Photoplethysmography) 정보를 생성하는 단계;

(b) 상기 생성된 심전도(ECG) 정보 및 광전용적맥파(PPG) 정보를 이용한 맥파전달시간 (PTT : Pulse Transit Time)값의 산출 및 상기 심전도 정보를 이용한 심박주기의 산출을 수행하는 단계;

(c) 상기 심박주기 및 상기 맥파전달시간을 이용하여 상기 피검자의 혈압조절기능의 민감도(Sensitivity)를 산출하는 단계; 및

(e) 상기 산출된 민감도를 표시하는 단계를 실행하는 프로그램을 기록한 기록매체.
제 9항에 있어서,

상기 (c)단계는

상기 맥파전달시간이 증가하고 상기 심박주기가 감소하는 구간 또는 상기 맥파전달시간이 감소하고 상기 심박주기가 증가하는 구간 중 하나의 구간에서 추출된 심박주기 및 맥파전달시간을 이용하여 상기 민감도를 산출하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
제 9항에 있어서,

상기 (c)단계는

상기 맥파전달시간이 증가하고 상기 심박주기가 감소하는 구간 및 상기 맥파전달시간이 감소하고 상기 심박주기가 증가하는 구간 중 하나 이상의 구간을 복수개 추출하고,

상기 추출된 복수개의 구간에 상응하는 각각의 심박주기 및 맥파전달시간을 이용하여 상기 민감도를 각각 산출하되,

상기 산출된 각각의 민감도의 차이가 임계치 이내인 경우에는 상기 산출된 각각의 민감도를 이용하여 최종적인 혈압조절기능의 민감도를 산출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
제 11항에 있어서,

상기 최종적인 혈압조절기능의 민감도는 상기 복수개의 구간에 상응하는 각각의 혈압조절기능의 민감도의 평균인 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
제 11항에 있어서,

상기 (c)단계는 상기 복수개의 구간에 상응하는 각각의 혈압조절기능의 민감도가 상기 임계치 이상인 경우에는 새로이 상기 구간을 추출하고, 상기 추출된 상기 구간에 따른 상기 최종적인 혈압조절기능의 민감도 출력을 재수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
제 9항에 있어서,

상기 (c)단계는 상기 심박주기의 증가율 및 상기 맥파전달시간의 증가율을 이용하여 상기 민감도를 산출하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
삭제
제 14항에 있어서,

상기 피검자의 상기 심박주기, 상기 맥파전달시간, 상기 혈압조절 민감도, 상기 피검자로부터 입력되는 피검자 아이디 및 검사 일자 중 적어도 하나를 저장하는 단계;

출력명령이 입력되는지 여부를 판단하는 단계; 및

상기 출력명령이 입력되면, 상기 피검자 아이디에 상응하여 이미 저장된 상기 피검자에 상응하는 정보를 외부기기로 출력하는 단계를 더 포함하는 프로그램을 기록한 기록매체.