KR100865050B1 - 진폭증가 지수 판정장치 및 동맥경화 검사장치 - Google Patents

진폭증가 지수 판정장치 및 동맥경화 검사장치 Download PDF

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Abstract

진폭증가 지수 판정장치 (10) 는, 커프 (12), 커프압을 변경하는 커프압 변경장치 (16, 18, 24, 50), 커프로 전달되는 압력 진동으로부터 맥파를 변별하는 맥파 변별 장치 (28), 커프압 변경장치가 커프압을 생체의 최고혈압치보다 높게 한 경우에 맥파 변별 장치에 의해 변별되는 고커프압 맥파에 기초하여, 고커프압 맥파의 진행파 성분의 피크점 발생시각 및 고커프압 맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각을 판정하는 피크 발생시각 판정수단 (54), 및 고커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에 기초하여, 커프압 변경장치가 커프압을 생체의 평균혈압치보다 낮게 한 경우에 맥파 변별 장치에 의해 변별되는 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 판정하여, 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에서 저커프압 맥파의 각각의 크기에 기초하여 진폭증가 지수를 판정하는 진폭증가 지수 판정수단 (56) 을 구비한다.
동맥경화 검사장치, 진폭증가 지수 판정장치

Description

진폭증가 지수 판정장치 및 동맥경화 검사장치{AUGMENTATION-INDEX DETERMINING APPARATUS AND ARTERIOSCLEROSIS INSPECTING APPARATUS}
도 1a는 한 명의 환자로부터 검출되는 경동맥파와 상완맥파의 각각의 상승점이 의도적으로 상호 정렬되도록 한 이들 맥파를 나타내는 도면.
도 1b는 또 다른 한 명의 환자로부터 검출되는 경동맥파와 상완맥파의 각각의 상승점이 의도적으로 상호 정렬되도록 한 이들 맥파를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명이 적용되는 동맥경화 검사 장치의 회로를 나타내는 다이어그램도.
도 3은 도 2의 장치중 전자 제어장치의 필수 제어기능을 나타내는 블록도.
도 4a는 도 1a에 도시된 경동맥파 및 상완맥파 (즉, 저커프압 맥파) 에 더하여 고 커프압 맥파 각각의 상승점이 의도적으로 상호정렬되도록 한 이들 3개의 맥파를 나타내는 도면.
도 4b는 도 1b에 도시된 경동맥파 및 상완맥파 (즉, 저커프압 맥파) 에 더하여 고 커프압 맥파 각각의 상승점이 의도적으로 상호정렬되도록 한 이들 3개의 맥파를 나타내는 도면.
도 5는 도 3에 도시된 제어장치의 CPU (중앙 처리 장치) 의 제어기능을 더욱 정밀하게 나타내는 플로우차트.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 동맥경화 검사장치
12 : 커프
28 : 맥파 변별 장치
51 : 커프압 제어장치
54 : 피크발생시각 판정수단
56 : 진폭증가 지수 판정수단
본 발명은 생체의 진폭증가 지수를 판정하는 진폭증가 지수 판정장치, 및 생체의 진폭증가 지수에 기초하여 생체의 동맥경화를 검사하는 동맥경화 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, AI 라 하는 진폭증가 지수는 맥파의 진행파 성분에 대한 반사파 성분의 비율을 나타내며, 대동맥의 컴플라이언스 (탄력성) 를 평가하는데 이용된다. 컴플라이언스가 클수록 반사파 성분이 감소하고, 컴플라이언스가 작을수록 반사파 성분이 커진다. 즉, 대동맥이 경질일수록, 대동맥파의 반사파 성분이 커진다. 따라서, 진폭증가 지수는 동맥경화를 나타내기 때문에 이 진폭증가 지수는 동맥경화를 조사 및 검사하는데 이용된다.
상술한 바와 같이, 진폭증가 지수는 맥파의 진행파 성분에 대한 맥파의 반사파 성분의 비율을 나타낸다. 그러나, 검출된 맥파를 진행파 성분과 반사파 성분으로 완전하게 분리하는 것이 어렵기 때문에, 먼저, 검출된 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 식별한 후, 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에서 그 검출된 맥파의 각각의 크기들의 차이를 그 검출된 맥파의 맥압으로 나누어 진폭증가 지수를 판정한다. 검출된 맥파의 심박 동기맥의 상승점과 피크점 사이의 그 검출된 맥파의 변곡점 또는 최대점 발생시각은, 진행파 성분의 피크점의 발생시각으로서 식별되고, 진행파 성분의 피크점에 후속하는, 그 검출된 맥파의 심박 동기맥의 제 1 또는 최초 최대점 발생시각은 반사파 성분의 피크점 발생시각으로서 식별되며, 검출된 맥파의 심박 동기맥의 최대 크기와 최소 크기 사이의 차이는 그 검출된 맥파의 맥압으로서 판정된다.
상술한 바와 같이, 진폭증가 지수는 대동맥의 컴플라이언스를 평가하는데 이용된다. 이러한 목적을 위하여, 임상적으로, 진폭증가 지수는, 맥파를 간접적으로 검출할 수 있는 모든 동맥들중 대동맥에 최인접하는 경동맥으로부터 검출되는 경동맥파에 기초하여 판정된다.
그러나, 경동맥파를 검출하기 위해 적절한 위치에 경동맥파 센서를 장착하는데는 기술이 필요하기 때문에, 그 적절한 위치를 검출하는데는 비교적 긴 시간이 필요하다. 따라서, 상완동맥과 같이 보다 용이하게 검출가능한 맥파에 기초하여 진폭증가 지수를 판정하는 요구가 나오고 있다.
그러나, 경동맥파 이외의 다른 종류의 맥파에 관해서는, 반사파 성분의 피크점 발생시각이 진행파 성분의 피크점에 후속하는 최초의 최대점과 일치하지 않는 일부 경우가 있음이 판명되고 있다.
도 1a 및 도 1b 각각은, 다른 2명의 환자들중 한명에 대하여, 한 환자로부터 동시에 검출되는 경동맥파 및 상완맥파, 및 이들 맥파를 상호 정렬시켰을 때의 각각의 상승점을 나타낸 것이다. 상완맥파는, 커프압이 환자의 최저혈압치보다 더욱 낮은 상태에서 커프로 전달되는 압력 진동으로 변별된다 (이하, 본 명세서에서는 이 상완맥파를 "저커프압 맥파"라 함). 이것은 정확한 맥파를 검출하는 통상의 방법이다.
도 1a에 도시된 경우에 대하여, 상완맥파에서 각각 판정되는, 진행파 성분의 피크점 발생시각 (t1) 과 반사파 성분의 피크점 발생시각 (t2) 은 경동맥파상에서 판정되는 진행파 성분과 반사파 성분의 피크점 발생시각과 일치한다. 많은 경우, 이것은 표준원형과 일치한다.
한편, 도 1b에 도시된 경우에 대하여, 상완맥파에서 판정되는 진행파 성분의 피크점 발생시각 (t1) 은 경동맥파상에서 판정되는 진행파 성분의 피크점 발생시각과 일치한다. 그러나, 상완맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각 (t3), 즉 진행파 성분의 피크점에 후속하는 최초의 최대점의 발생시각은 경동맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각 (t2) 과 일치하지 않는다. 따라서, 진폭증가 지수가 종래의 방법으로 도 1b에 도시된 상완맥파에 기초하여 판정되는 경우, 그 지수는 정확하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 진폭증가 지수를 높은 정확도로 판정할 수 있는 진폭증가 지수 판정장치를 제공하는 것이다.
본 발명자등은 커프압이 생체의 최고혈압치보다 더 높은 상태에서 커프에 발생하는 압력 진동이, 도 4a 및 도 4b 와 관련하여 후술할 바와 같이, 2개의 최대점을 갖고 있으며, 제 1 최대점이 진행파 성분의 피크점에 대응하고 제 2 최대점이 반사파 성분의 최대점에 대응하는 것을 발견하였다. 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점들의 각각의 발생시각이 진폭증가 지수를 판정하기 위해 검출되는 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점들의 각각의 발생시각을 판정하는데 이용될 경우, 그 지수는 높은 정확도를 가질 수 있다. 본 발명은 이러한 개념에 기초하여 개발되어 왔다
상술한 목적은 본 발명에 의해 달성된다. 본 발명에 따르면, 생체로부터 검출되는 맥파에 기초하여, 맥파의 진행파 성분에 대한 맥파의 반사파 성분의 비율을 나타내는 진폭증가 지수를 판정하는 장치가 제공되며, 본 장치는, 생체의 일부분에 장착되도록 구성되어 그 일부분에 가압력을 인가하도록 팽창되는 팽창형 커프; 그 커프의 가압력을 변경하는 커프압 변경장치; 생체의 일부분으로부터 커프로 전달되는 압력 진동으로부터 맥파를 변별하는 맥파 변별 장치; 커프압 변경장치가 커프의 가압력을 생체의 일부분의 최고혈압치보다 높게 한 경우에 맥파 변별 장치에 의해 변별되는 고커프압 맥파에 기초하여, 고커프압 맥파의 진행파 성분의 피크점 발생시각 및 고커프압 맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각을 판정하는 피크발생시각 판정수단; 및 피크발생시각 판정수단에 의해 판정되는, 고커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에 기초하여, 커프압 변경장치가 커프의 가압력을 생체의 일부분의 평균혈압치보다 낮게 한 경우에 맥파 변별 장치에 의해 변별되는 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 판정하고, 또한, 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에서 저커프압 맥파의 각각의 크기에 기초하여 진폭증가 지수를 판정하는 진폭증가 지수 판정수단을 구비한다.
본 발명에 따르면, 피크발생시각 판정수단은, 커프의 가압력이 생체의 최고혈압치보다 더 높은 경우에 검출되는 맥파에 기초하여, 그 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 판정하며, 진폭증가 지수 판정수단은, 그 피크발생시각 판정수단에 의해 판정되는, 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에 기초하여 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 판정한 후, 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에서 저커프압 맥파의 각각의 크기에 기초하여 진폭증가 지수를 판정한다. 이렇게 판정된 진폭증가 지수는 높은 정확도를 갖는다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 커프는 생체의 상완부상에 장착되도록 구성되고, 진폭증가 지수 판정수단은, 상완부의 동맥으로부터 상완부상에 장착된 커프로 전달되는 압력 진동으로부터 맥파 변별 장치에 의해 각각 변별되는 고커프압 맥파와 저커프압 맥파에 기초하여 진폭증가 지수를 판정한다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 따르면, 커프압 변경장치는 혈압치 측정 동작시, 생체의 일부분의 최고혈압치보다 높은 압력으로부터, 생체의 일부분의 최저혈압치보다 낮은 압력으로 커프의 가압력을 감소시키며, 맥파 변별 장치는, 커프압 변경장치가 혈압치 측정 동작시, 커프의 가압력을 생체의 일부분의 최고혈압치보다 높게 한 경우에 고커프압 맥파를 변별하며, 맥파 변별 장치는 커프압 변경장치가 혈압치 측정 동작시, 커프의 가압력을 생체의 일부분의 최저혈압치보다 낮게 한 경우에 저커프압 맥파를 변별한다.
이러한 특징에 따르면, 커프의 가압력이 혈압치 측정 동작시 변경되는 경우, 고커프압 맥파 및 저커프압 맥파가 획득되며, 진폭증가 지수는 그 저커프압 및 고커프압 맥파에 기초하여 판정된다. 따라서, 진폭증가 지수는 혈압치 측정동작과 동시에 획득될 수 있다.
상술한 진폭증가 지수 판정장치는 동맥경화 검사장치로 이용될 수도 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 따르면, 진폭증가 지수 판정장치에 의해 판정되는 진폭증가 지수에 기초하여, 생체의 동맥경화를 검사하는 장치가 제공된다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 이점과, 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 통하여 상세히 설명한 본 발명의 바람직한 실시형태에서 알 수 있다.
[실시형태]
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2 는 본 발명이 적용되는 동맥경화 검사장치 (10) 의 회로를 나타내는 다이어그램도이다.
도 2에서, 부재번호 12는, 헝겊 백내에 수용되는 밸트형 헝겊 백 및 고무백을 포함하여, 생체로서 환자의 상완부 (14) 를 권회하도록 구성되는 팽창형 커프를 나타낸다. 커프 (12) 는 배관 (20) 을 통하여 압력 센서 (16) 및 압력 제어 밸브 (18) 에 접속된다. 압력 제어 밸브 (18) 는 배관 (22) 을 통하여 공기펌프 (24) 에 접속된다. 이 압력 제어 밸브 (18) 는 공기펌프 (24) 로부터 공급되는 압축공기의 압력을 조정하여, 압력 조정된 공기를 커프 (12) 로 공급하거나 압축 공기를 커프 (12) 로부터 배출시켜, 커프 (12) 의 공기압을 제어한다.
압력 센서 (16) 는 커프 (12) 의 공기압을 검출하여, 그 검출 공기압을 나타내는 압력 신호 (SP) 를 정압 필터 회로 (26) 및 맥파 필터 회로 (28; 즉, 맥파 변별 장치) 로 공급한다. 정압 필터 회로 (26) 는 압력 신호 (SP) 로부터, 검출 공기압의 정적 (static) 성분, 즉, 커프 (12) 의 가압력 (이하, 커프압 (PC) 이라 함) 을 나타내는 커프압 신호 (SC) 를 변별하는 저대역 통과필터를 구비한다. 필터 회로 (26) 는 A/D (아날로그 대 디지털) 변환기 (30) 를 통하여 전자 제어장치 (32) 에 커프압 신호 (SC) 를 공급한다. 맥파 필터 회로 (28) 는 압력신호 (SP) 로부터, 소정의 주파수를 갖는 검출 공기압의 진동성분으로서 커프맥파를 나타내는 커프맥파신호 (SM) 를 변별하는 대역통과필터를 구비한다. 이 필터회로 (28) 는 A/D 변환기 (34) 를 통하여 제어 장치 (32) 에 커프맥파 신호 (SM) 를 공급한다. 커프맥파 신호 (SM) 로 나타내는 커프맥파는 환자의 도시되지 않은 상완동맥으로부터 발생되어 커프 (12) 로 전달되는 압력 진동이다.
제어 장치 (32) 는 CPU (36; 중앙 처리 장치), ROM (38; 판독전용 메모리), RAM (40; 랜덤 액세스 메모리) 및 도시되지 않은 I/O (입력 및 출력) 포트를 구비하는 소위, 마이크로컴퓨터에 의해 제공된다. CPU (36) 는 RAM (40) 의 임시기 억기능을 이용하여, ROM (38) 내에 사전기억된 제어 프로그램에 따라 신호를 처리하고, I/O 포트를 통하여 공기펌프 (24) 및 압력 제어 밸브 (18) 에 구동신호를 공급하여 커프압 (PC) 을 제어한다. 또한, CPU (36) 는 도 3에 상세히 도시된 제어기능과 연결되어 후술하는 바와 같이, 맥파 진폭증가 지수 (AI) 를 판정하여, 표시장치 (42) 에 의해 표시되는 것을 제어한다.
도 3은 동맥경화 검사장치 (10) 의 제어장치 (32) 의 필수 제어기능을 나타내는 블록도이다.
커프압 변경 수단 (50) 은 정압 필터 회로 (26) 로부터 공급되는 커프압 신호 (SC) 에 기초하여 압력 제어 밸브 (18) 및 공기 펌프 (24) 를 동작시켜, 커프압 (PC) 을 변경한다. 따라서, 커프압 변경수단 (50) 은 정압 필터 회로 (26), 압력 제어 밸브 (18) 및 공기펌프 (24) 와 공조하여 커프압 변경장치 (51) 를 제공한다. 커프압 변경수단 (50) 은 압력 제어 밸브 (18) 및 공기 펌프 (24) 를 동작시켜, 후술하는 바와 같이, 혈압치 측정동작을 제어한다. 더욱 자세히 설명하면, 커프압 변경수단 (50) 은 환자의 상완부 (14) 의 최고혈압치 (BPSYS) 보다 더 높은 소정의 상승 목표압 (예를 들면, 180mmHg) 으로 커프압 (PC) 을 급격하게 승압시킨 다음, 소정의 레이트, 예를 들면, 2 또는 3 mmHg/sec 로 커프압 (PC) 을 순차적으로 완만하게 감소시킨다. 후술되는 혈압치 판정 수단 (52) 이 환자의 최저혈압치 (BPDIA) 를 판정한 후, 커프압 변경수단 (50) 은, 커프압 (PC) 을, 환자의 1 심박에 대응하는 시간이상 동안, 혈압 판정수단 (52) 에 의해 판정되는 최저혈압치 (BPDIA), 또는 커프압 (PC) 의 완만한 감소 동안의 혈압치 판정수단 (52) 에 의해 또한 판정되어진 평균혈압치 (BPMEAN) 에 기초하여 판정되는 맥파 검출압으로 유지시킨다. 커프압 (PC) 이 최저혈압치 (BPDIA) 보다 더 높은 경우 맥파 필터회로 (28) 에 의해 변별되는 상완맥파가 다소 변형되고, 특히 커프압 (PC) 이 평균혈압치 (BPMEAN) 보다 높은 경우 상완맥파가 너무 크게 변형되어 정확한 진폭증가 지수 (AI) 가 판정될 수 없기 때문에, 맥파 검출압은 평균혈압치 (BPMEAN) 보다 낮은 압력에서 판정되며, 바람직하게는, 최저혈압치 (BPDIA) 보다 낮은 압력에서 판정되는 것이 더 바람직하다. 한편, 커프압 (PC) 이 너무 낮은 경우에는, 맥파 필터 회로 (28) 에 의해 변별되는 상완맥파가 너무 작아 정확한 진폭증가 지수 (AI) 를 판정할 수 없다. 따라서, 맥파 검출압은, 상완맥파가 충분히 큰 크기를 나타낼 정도를 보장하는 적절한 압력에서 판정된다.
혈압치 판정수단 (52) 은 커프압 변경수단 (50) 의 제어하에서 커프압 (PC) 의 완만한 감소 동안에 연속해서 획득되는 커프맥파 신호 (SM) 로 나타내는 상완맥파의 순차 심박 동기맥의 각각의 진폭의 변동에 기초하여, 잘 알려져 있는 오실로메트릭 방법에 따라 환자의 최고혈압치 (BPSYS), 평균혈압치 (BPMEAN) 및 최저혈압치 (BPDIA) 를 판정한다. 또한, 혈압치 판정수단 (52) 은 이렇게 판정된 혈압치 (BPSYS 등) 를 표시하도록 표시장치 (42) 를 동작시킨다.
피크 발생시각 판정수단 (54) 은 커프압 (PC) 이 커프압 변경수단 (50) 에 의해 상완부 (14) 의 최고혈압치 (BPSYS) 보다 높은 압력범위에서 완만하게 감소되는 상태에서 맥파 필터 회로 (28) 에 의해 변별되는 상완맥파내에 각각 포함된 진행파 성분의 피크점 발생시각 및 반사파 성분의 피크점 발생시각을 판정한다 (이하, 이때의 상완동맥을 "고커프압 맥파" 라 함). 도 4a 및 도 4b는 도 1a 및 도 1b에 도시된 2개의 맥파 (즉, 경동맥파 및 저커프압 맥파) 및 고커프압 맥파의 각각의 상승점이 의도적으로 상호정렬되도록 한 이들 3개의 맥파를 나타낸다. 고커프압 맥파는 1점 쇄선으로 나타낸다. 도 4a 및 도 4b는 모두 고커프압 맥파가 2개의 피크점을 가짐을 나타낸다. 2개의 피크점중 최초의 하나는 경동맥파의 진행파 성분의 피크점 발생시각 (t1) 과 일치하며, 2개의 피크점중 후속하는 하나는 경동맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각 (t2) 과 일치한다. 따라서, 피크 발생시각 판정수단 (54) 은 고커프압 맥파의 2개의 피크점중 최초의 하나의 발생시각을 상완동맥의 진행파 성분의 피크점 발생시각으로 판정하고, 추가로, 고커프압 맥파의 2개의 피크점중 후속하는 하나의 발생시각을 상완맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각으로 판정한다.
진폭증가 지수 판정수단 (56) 은 먼저, 피크 발생시각 판정수단 (54) 에 의해 각각 판정되는 상완동맥의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점들의 각각의 발생시각에 기초하여, 커프압 (PC) 을 커프압 변경수단 (50) 에 의해 맥파 검출압으로 유지시킨 상태에서 맥파 필터 회로 (28) 에 의해 변별되는 상완맥파내에, 즉 저커프압 맥파내에 각각 포함된 진행파 성분의 피크점 발생시각 및 반사파 성분의 피크점 발생시각을 판정한다. 더욱 상세히 설명하면, 진폭증가 지수 판정수단 (56) 은 먼저, 고커프압 맥파 및 저커프압 맥파의 각각의 상승점의 각각의 발생시각을 상호 정렬시킨 후, 이러한 상태에서, 고커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각으로 판정한다. 또한, 이 판정수단 (56) 은 저커프압 맥파의 맥압 (PP) 을 판정한 다음, 그 맥압 (PP) 과, 반사파 성분의 피크점 발생시각에서 저커프압 맥파의 크기 (b) 에서 진행파 성분의 피크점 발생시각에서 저커프압 맥파의 크기 (a) 를 감산하여 획득된 차이 (△P = b - a) 를 아래 식 (1) 에 대입하여, 진폭증가 지수 (AI) 를 판정하고, 이렇게 판정된 지수 (AI) 를 표시하도록 표시장치 (42) 를 동작시킨다.
AI = (△P / PP) X 100 (%) --------(1)
도 5는 도 3의 다이어그램에 도시된 CPU (36) 의 제어 기능을 나타내는 플로우차트이다.
도 5에서, 먼저, 단계 S1 (이하에서는, 단계(들) 란 용어는 생략함) 에서는, CPU가 공기 펌프 (24) 를 개시하고 압력 제어 벨브 (18) 를 동작시켜 커프압 (PC) 의 급격한 승압을 개시한다. 그 후, S2에서, CPU는, 커프압 (PC) 이 상완부 (14) 의 최고혈압치 (BPSYS) 보다 높은 180mmHg로 사전설정된 상승목표압 (PCM) 을 초과했는지를 판단한다. 커프압 (PC) 의 급격한 승압 동안에 긍정적인 판단이 나올때까지 S2를 반복한다. 만약, 긍정적인 판단이 S2에서 나오면, 제어 단계는 S3으로 가, 공기 펌프 (24) 를 정지시키고 압력 제어 밸브 (18) 를 동작시켜, 커프압 (PC) 을 약 3mmHg/sec의 레이트로 완만하게 감소시키기 시작한다.
그 후, S4에서, CPU는 맥파 필터 회로 (28) 로부터 공급되는 커프맥파 신호 (SM) 의 1 심박 동기맥을 판독한다. S4에서 판독되는 커프 맥파 신호 (SM) 로 나타내는 맥파는 커프압 (PC) 의 완만한 감소를 개시한 후에만 검출되는 것이기 때문에, 이 맥파는, 커프압이 상완부 (14) 의 최고혈압치 (BPSYS) 보다 더 높은 상태에서 검출되는 고커프압 맥파이다.
다음, 제어 단계는 피크 발생시각 판정 수단 (54) 에 대응하는 S5로 간다. S5에서, CPU는 S4에서 판독된 고커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점들의 각각의 발생시각을 판정한다. 고커프압 맥파는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 1점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 2개의 최대점을 갖기 때문에, CPU는 2개의 최대점중 최초의 하나의 발생시각을 고커프압 맥파의 진행파 성분의 피크점 발생시각으로 판정하고, 추가로, 2개의 최대점중 후속하는 하나의 발생시각을 고커프압 맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각으로 판정한다.
다음, 제어단계는 혈압치 판정수단 (52) 에 대응하는 S6 내지 S9로 간다. S6에서 CPU는 S4에서 수행된 것과 동일한 동작을 수행, 즉, 맥파 필터 회로 (28) 로부터 공급되는 커프맥파 신호 (SM) 의 1 심박 동기맥을 판독한다. 그 후, S7에서, CPU는 커프압 (PC) 의 완만한 감소 동안에 S6에서 순차적으로 획득된, 커프맥파 신호 (SM) 로 나타내는 상완맥파의 순차 심박 동기맥의 각각의 진폭의 변동에 기초하여, 잘 알려져 있는 오실로메트릭 혈압 판정 알고리즘에 따라 환자의 최고혈압치 (BPSYS), 평균혈압치 (BPMEAN) 및 최저혈압치 (BPDIA) 를 판정한다. 다음, S8에서, CPU는, 혈압치 (BP) 의 판정이 S7에서 완료되었는지를 판단한다. 최저혈압치 (BPDIA) 가 S7에서 마지막으로 판정되기 때문에, S8에서 CPU는 최저혈압치 (BPDIA) 가 판정되었는지를 판단한다. 혈압판정 알고리즘을 계속 진행시킨 상태에서, S8에서 긍정적인 판단이 나올 때까지 S6 및 그 후속단계들을 반복한다. 만약, 긍정적인 판단이 S8에서 나오면, 제어 단계는 S9로 가, S7에서 판정되는 최고혈압치, 평균혈압치 및 최저혈압치 (BPSYS, BPMEAN 및 BPDIA) 를 표시하도록 표시장치 (42) 를 동작시킨다.
다음, S10에서, CPU는 S7에서 판정된 최저혈압치 (BPDIA) 로부터 상당히 작은 소정의 값 (α) 을 감산하여 맥파 검출압을 판정한 후, 이렇게 판정된 맥파 검출압까지 커프압 (PC) 이 감소할 경우 압력제어 밸브 (18) 를 동작시켜, 커프압 (PC) 을 맥파 검출압으로 유지시킨다.
다음, S11에서, CPU는 S4 또는 S6에서 수행한 동작과 동일한 동작을 수행, 즉, 커프압 (PC) 을 맥파 검출압으로 유지시킨 상태에서 맥파 필터 회로 (28) 로부터 공급되는 커프 맥파 신호 (SM) 의 1 심박 동기맥을 판독한다. S11에서 판독된, 커프 맥파 신호 (SM) 로 나타내는 맥파는, 커프압 (PC) 이 상완부 (14) 의 최 저혈압치 (BPDIA) 보다도 낮은 상태에서 검출되는 맥파이기 때문에, 이 맥파는 저커프압 맥파이다.
다음, 제어단계는 진폭증가 지수 판정수단 (56) 에 대응하는 S12 내지 S14로 간다. 먼저, S12에서, CPU는 S4에서 판독된 고커프압 맥파의 상승점을 판정한 다음, S5에서 판정된 진행파 성분의 피크점 발생시각과 상승점 발생시각 간의 제 1 기간 및 S5에서 또한 판정된 반사파 성분의 피크점 발생시각과 상승점 발생시각 간의 제 2 기간을 판정한다. 또한, CPU는 S11에서 판독된 저커프압 맥파의 상승점을 판정한 다음, 상승점에 후속하여 제 1 기간이 경과하는 시간을 저커프압 맥파의 진행파 성분의 피크점 발생시각으로 판정하고, 추가로, 상승점에 후속하여 제 2 기간이 경과하는 시간을 저커프압 맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각으로 판정한다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 그래프에서는, 고커프압 맥파와 저커프압 맥파의 각각의 상승점이 상호정렬되어 있기 때문에, 고커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각은 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각으로 판정된다.
다음, S13에서, CPU는 S11에서 판독된 커프 맥파 신호 (SM) 의 1 심박 동기맥의 최대 크기에서 최소 크기를 감산하여 획득된 차이를 저커프압 맥파의 맥압 (PP) 으로 판정한다. 다음, S14에서, CPU는 저커프압 맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각에서 저커프압 맥파의 크기 (b) 에서 저커프압 맥파의 진행파 성분의 피크점 발생시각에서 저커프압 맥파의 크기 (a) 를 감산하여 차이 (△P) 를 판정한 다음, 이 차이 (△P) 와 S13에서 판정된 맥압 (PP) 을 상술한 식 (1) 에 대입하여, 진폭증가 지수 (AI) 를 판정하고, 추가로, 이렇게 판정된 지수 (AI) 를 표시하도록 표시장치 (42) 를 동작시킨다.
다음, S15에서, CPU는 압력 제어 밸브 (18) 를 동작시켜, 커프압 (PC) 을 대기압으로 감소시킨다.
상술한 플로우차트에서 이용한 본 실시형태에서는, S5 (피크 발생시각 판정수단 (54)) 에서, 제어장치 (32) 는, 커프압 (PC) 이 환자의 최고혈압치 (BPSYS) 보다 높은 상태에서 검출되는 상완맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 판정하고, 추가로, S12 내지 S14 (진폭증가 지수 판정수단 (56)) 에서, S5 (피크 발생시각 판정수단 (54)) 에서 판정된 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에 기초하여 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 판정한 다음, 최종적으로, 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에서 저커프압 맥파의 각각의 크기에 기초하여 진폭증가 지수 (AI) 를 판정한다. 이렇게 판정된 진폭증가 지수는 높은 정확도를 갖는다.
또한, 상술한 플로우차트를 이용한 본 실시형태에서, 제어장치 (32) 는, 커프압 (PC) 이 혈압치 측정 동작시 변경되는 상태에서 고커프압 맥파와 저커프압 맥파를 획득하고, 이렇게 획득된 고커프압 맥파와 저커프압 맥파에 기초하여 진폭증가 지수 (AI) 를 판정한다. 따라서, 제어장치 (32) 는 혈압치 (BP) 와 진폭증가 지수 (AI) 를 동시에 획득한다.
본 발명은 도면을 참조하여 바람직한 실시형태를 설명하였지만, 본 발명을 다르게 실시할 수도 있다.
예를 들면, 상술한 동맥경화 검사장치 (10) 에서는, 환자의 상완부 (14) 에 커프 (12) 를 장착시킨다. 그러나, 대퇴골 또는 발목과 같이 환자의 다른 부분에 커프 (12) 를 장착시킬 수도 있다.
또한, 상술한 동맥경화 검사장치 (10) 에서, 커프압 변경수단 (50) 은, 상완부 (14) 의 최고혈압치 (BPSYS) 보다 높은 압력까지 커프압 (PC) 을 증가시킨 직후 커프압 (PC) 을 완만히 감소시키고, 제어장치 (32) 는 커프압 (PC) 의 완만한 감소 동안에 검출되는 상완맥파를 고커프압 맥파로서 획득한다. 한편, 제어장치 (32) 는, 커프압 (PC) 을 맥파 검출압으로 유지시킨 상태에서 검출되는 상완맥파를 저커프압 맥파로 획득한다. 그러나, 커프압 변경수단 (50) 은 상완부 (14) 의 최고혈압치 (BPSYS) 보다 높은 압력으로 커프압 (PC) 을 유지하도록 변형될 수도 있고, 또한, 제어장치 (32) 는 커프압 (PC) 을 상완부 (14) 의 최고혈압치 (BPSYS) 보다 높은 압력으로 유지시킨 상태에서 검출되는 상완맥파를 고커프압 맥파로서 획득하도록 변형될 수도 있다. 또한, 제어장치 (32) 는 커프압 (PC) 의 완만한 감소 동안에 검출되는 상완맥파를 저커프압 맥파로서 획득하도록 변형될 수도 있다.
또한, 상술한 동맥경화 검사장치 (10) 에서, 제어장치 (32) 는 소정의 상승목표압 (PCM) 으로부터 커프압 (PC) 의 완만한 감소를 개시한 직후에 검출되는 상완맥파를 고커프압 맥파로서 획득한다. 따라서, 고커프압 맥파가 검출되는 커프압 (PC) 은 소정의 압력이다. 그러나, 환자의 최고혈압치 (BPSYS) 를 정확하게 측정한 다음, 그 측정된 최고혈압치 (BPSYS) 에 기초하여 고커프압 맥파가 검출되어질 커프압 (PC) 을 판정할 수도 있다.
한편, 상술한 동맥경화 검사장치 (10) 에서, 저커프압 맥파가 검출되는 커프압 (PC) 은 정확하게 측정된 혈압치 (BP) 에 기초하여 판정된다. 그러나, 저커프압 맥파가 검출되는 커프압 (PC) 은 소정의 압력일 수 있거나 소정의 압력범위내의 압력이 될 수도 있다.
통상적으로, 진폭증가 지수를 판정하는데 이용된 분수의 분모 (식 (1)) 는 맥압 (PP) 이다. 그러나, 분모로서 진폭을 갖는 분수는 동맥경화를 나타내기 때문에, 식 (1) 의 맥압 (PP) 이 저커프압 맥파의 진행파 성분 또는 반사파 성분의 피크점 발생시각에서 저커프압 맥파의 진폭 (즉, 크기) 으로 대체될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 달리 변형하여 실시형태로 실시할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 피크 발생시각 판정수단은 커프의 가압력이 생체의 최고혈압치보다 더 높은 경우에 검출되는 맥파에 기초하여, 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 판정하며, 진폭증가 지수 판정수단은 피크 발생시각 판정수단에 의해 판정되는, 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에 기초하여 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을 판정한 후, 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에서 저커프압 맥파의 각각의 크기에 기초하여 진폭증가 지수를 판정하기 때문에, 높은 정확도를 갖는 진폭증가 지수를 구할 수 있다.

Claims (8)

  1. 생체로부터 검출되는 맥파의 진행파 성분에 대한 상기 맥파의 반사파 성분의 비율을 나타내는 진폭증가 지수를 판정하는 장치 (10) 로서,
    상기 생체의 일부분 (14) 에 장착되어 상기 일부분에 가압력을 인가하도록 팽창되도록 구성되는 팽창형 커프 (12);
    상기 커프의 가압력을 변경하는 커프압 변경장치 (16, 18, 24, 50);
    상기 생체의 일부분으로부터 상기 커프로 전달되는 압력 진동으로부터 상기 맥파를 변별하는 맥파 변별 장치 (28);
    상기 커프압 변경장치가 상기 커프의 가압력을 상기 생체의 일부분의 최고혈압치보다 높게 한 경우에 상기 맥파 변별 장치에 의해 변별되는 고커프압 맥파의 진행파 성분의 피크점 발생시각 및 상기 고커프압 맥파의 반사파 성분의 피크점 발생시각을 판정하는 피크 발생시각 판정수단 (54); 및
    상기 피크 발생시각 판정수단에 의해 판정되는, 상기 고커프압 맥파의 상기 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각을, 상기 커프압 변경장치가 상기 커프의 가압력을 상기 생체의 일부분의 평균혈압치보다 낮게 한 경우에 상기 맥파 변별 장치에 의해 변별되는 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각으로 판정하고, 상기 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에서 상기 저커프압 맥파의 각각의 크기에 기초하여 상기 진폭증가 지수를 판정하는 진폭증가 지수 판정수단 (56) 을 구비하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커프 (12) 는 상기 생체의 상완부 (14) 에 장착되도록 구성되며,
    상기 고커프압 맥파 및 상기 저커프압 맥파는 상기 상완부의 동맥으로부터 상기 상완부에 장착된 상기 커프로 전달되는 상기 압력 진동으로부터 상기 맥파 변별 장치 (28) 에 의해 각각 변별되는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커프압 변경장치 (16, 18, 24, 50) 는, 혈압치 측정 동작시, 상기 생체의 일부분 (14) 의 최고혈압치보다 높은 압력으로부터, 상기 생체의 일부분의 최저혈압치보다 낮은 압력으로 상기 커프 (12) 의 가압력을 감소시키며,
    상기 맥파 변별 장치 (28) 는,
    상기 커프압 변경장치가, 혈압치 측정 동작시, 상기 커프의 가압력을 상기 생체의 일부분의 최고혈압치보다 높게 한 경우에 상기 고커프압 맥파를 변별하며,
    상기 커프압 변경장치가, 혈압치 측정 동작시, 상기 커프의 가압력을 상기 생체의 일부분의 최저혈압치보다 낮게 한 경우에 상기 저커프압 맥파를 변별하는, 장치.
  4. 생체의 동맥경화를 검사하는 장치로서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 장치에 의해 판정되는 진폭증가 지수에 기초하여 생체의 동맥경화 검사가 수행되는, 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 생체의 동맥경화를 검사하는 사람이 상기 진폭증가 지수를 판독하도록, 상기 진폭증가 지수를 표시하는 표시장치 (42) 를 더 구비하는, 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 커프압 변경장치 (16, 18, 24, 50) 가 상기 생체의 일부분의 최고혈압치보다 높은 압력으로부터, 상기 생체의 일부분의 최저혈압치보다 낮은 압력으로 상기 커프 (12) 의 가압력을 감소시키는 동시에, 상기 맥파 변별 장치 (28) 에 의해 변별되는 상기 맥파의 순차 심박 동기맥의 각각의 진폭의 변동에 기초하여, 상기 생체의 하나 이상의 혈압치를 판정하는 혈압치 판정수단 (52) 을 더 구비하는, 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 진폭증가 지수 판정수단 (56) 은,
    상기 저커프압 맥파의 진행파 성분과 반사파 성분의 각각의 피크점의 각각의 발생시각에서 상기 저커프압 맥파의 각각의 크기들간의 제 1 차이를 판정하는 제 1 수단; 및
    상기 제 1 차이에 기초하여 상기 진폭증가 지수를 판정하는 제 2 수단을 구비하는, 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 진폭증가 지수 판정수단 (56) 은 상기 저커프압 맥파의 최소 크기와 최대 크기들간의 제 2 차이를 판정하는 제 3 수단을 더 구비하며,
    상기 제 2 수단은 상기 제 1 차이를 상기 제 2 차이로 나누어 획득된 값에 기초하여 상기 진폭증가 지수를 판정하는, 장치.
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