KR101034255B1 - 맥진기 및 그의 동작방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신체의 측정 부위에 대해 영상 및 열화상을 촬영하고 그로부터 요골 동맥의 위치를 확인함으로써 맥동파 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 맥진기 및 그의 동작방법에 관한 것으로서, 맥진을 위한 측정부위의 영상을 촬상하는 제 1 단계; 촬상된 영상 이미지의 소정 영역에 대해 열화상 이미지를 생성하여 상기 영역 각 부위의 표면온도를 분석하고 요골동맥 부위 중 맥동 측정지점을 선정하는 제 2 단계; 및 선정된 맥동 측정지점에 압력센서를 접촉시키고 가압하여 맥동파를 검출하는 제 3 단계를 포함하여 보다 정밀하고 신뢰성있는 맥동파를 측정할 수 있도록 한다.
맥동파, 맥진, 압력센서, 압력센서, 요골동맥

Description

맥진기 및 그의 동작방법{The apparatus and the method for measuring human pulse}
본 발명은 맥진기 및 그의 동작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 맥동부위를 정확히 감지하고 이에 따라 측정된 맥동파의 정밀성을 향상시킬 수 있도록 하는 맥진기 및 그의 동작방법에 관한 것이다.
한의학이나 양의학에서는 심장의 동작과 관련하여 발생되는 맥동파 정보를 매우 중요하게 다루고 있는데, 한의학에서는 맥동파의 형태와 특성을 진단하여 신체 내부의 이상 유무나 병의 증상을 판별하고, 신체 특정 부위들에서 나타나는 맥동파를 측정하여 환자의 체질을 8체질로 보다 세분화하여 분류하는 데에 필요한 유용한 정보로 사용하기도 하며, 양의학에서는 맥동파의 주기와 강도를 측정하여 맥박과 혈압을 측정하고 이를 환자의 진단과 처치에 필수적인 정보로 사용하고 있다.
맥동파의 측정은 환자의 요골 동맥 부근의 3개의 맥점에서 나타나는 맥동파를 측정하는 방법이 일반적으로 널리 사용되고 있다.
도 1 은 일반적인 요골동맥의 형상이 도시된 도이다.
요골동맥은 위팔 동맥에서 갈라져 나와 아래팔 바깥쪽으로 내려가 손바닥에 이르는 동맥으로서, 손바닥에서 척골 동맥의 말초와 만나 깊고 얕은 두 개의 동맥궁을 만들며 손목 부분에서 요골과 피부 사이를 지나므로 이곳에서 맥을 짚는다.
따라서, 일반적으로는 도 1에 도시된 바와 같은 촌, 관, 척의 3개의 맥점에 대해, 의사가 손가락으로 상기 3개의 맥점을 짚어서 맥동파를 수진하는 방법이 사용되어 왔으나, 최근에는 여러 생체 측정장비 중 하나로서, 맥동파를 측정하여 이를 시각적으로 보여주는 맥진기가 개발 및 사용되고 있다.
이러한 맥진기에 있어서, 센서는 맥동파를 측정하기 위해 구비되는 가장 중요한 요소이며, 측정용도에 따라 여러 가지 물리적 특성을 가지는 센서 소자들로 구성될 수 있다. 이때, 인체의 구조상 맥진하기 위한 요골동맥 부근의 골격이나 근육구조 또는 형상이 불규칙한 형태를 가지고 있으므로 정확한 맥진 지점을 선정하고, 그에 따라 동일한 측정조건에서 맥진을 수행하는 것은 어려운 일로서, 이를 보완하기 위한 여러 연구가 이루어지고 있다.
등록실용신안 20-232282호 및 등록특허 10-899155호는 이러한 문제점을 해소하기 위해 제시된 방안들 중 하나로서, 등록실용신안 20-232282호는 팔이 안치대에 안치되는 경우 자동적으로 피검자의 손등이 하방으로 쳐져 진맥부위가 명확하게 노출되도록 하고, 팔이 임의로 유동되지 않도록 안착홈을 구비하며, 등록특허 10-899155호는 센서 대신 요골동맥의 맥동 움직임에 대한 영상을 직접적으로 얻기 위한 공기주머니 및 촬상소자를 구비한다.
그러나, 등록실용신안 20-232282호의 경우, 맥동을 측정하기 위해 구비되는 압력계가 맥진기 본체의 상면에 고정 설치되어 수직 상하운동만 할 수 있으며 맥진 위치를 선정하기 위한 별도의 장치가 구비되지 않으며, 등록특허 10-899155호의 경우 촬상장치를 구비하고는 있으나, 이는 맥동 측정을 위해 맥동 움직임에 대한 영상을 얻기 위한 것으로 움직임이 선명하게 드러날 수 있도록 고화질의 촬상소자를 필요로 하며, 촬상된 맥파 영상신호를 처리하는 영상처리장치를 구비하게 된다.
본 발명은 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 보완하기 위한 것으로서, 맥진 부위에 대해 영상 및 열화상을 촬영하고 그로부터 요골 동맥의 위치를 확인하여 맥동파를 측정함에 따라 측정의 정밀도나 정확성을 향상시킬 수 있도록 하는 맥진기 및 그의 동작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위한 본 발명의 일실시예에 따른 맥진기는, 맥동파를 계측하는 압력센서; 및 손목 부근의 표면온도를 분석하여 요골동맥 중 맥동 측정지점을 선정하고, 상기 압력센서가 상기 맥동 측정지점에 접촉하면 가압하여 맥동파가 계측되도록 하는 센서 제어부를 포함하여 보다 정확한 지점에서 맥동파가 계측될 수 있도록 한다.
또한, 이를 위한 본 발명의 일실시예에 따른 맥진기의 동작방법은, 맥진을 위한 측정부위의 영상을 촬상하는 제 1 단계; 촬상된 영상 이미지의 소정 영역에 대해 열화상 이미지를 생성하여 상기 영역 각 부위의 표면온도를 분석하고 요골동맥 부위 중 맥동 측정지점을 선정하는 제 2 단계; 및 선정된 맥동 측정지점에 압력센서를 접촉시키고 가압하여 맥동파를 검출하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기의 구성이 도시된 측면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기는 크게, 손목 부위의 맥파를 계측 하여 데이터를 생성하는 계측부 및 생성된 데이터로부터 맥동파를 검출하고 상기 계측부의 동작을 제어하는 계측제어부(70)를 포함하여 구성된다.
계측부는 맥진부위에 접촉하고 가압하여 측정부위에서의 파동을 전기적 신호로 검출하는 압력센서(30), 및 압력센서(30)가 맥파를 계측하기 위한 적절한 위치에 놓이도록 이동시키고 가압시키는 가압부를 포함하여 구성되며, 상기 가압부를 고정 및 지지하는 지지대(10, 80) 및 맥진시 손목의 움직임을 최소화하도록 고정시키는 손목 고정대(90)를 더 포함하여 구성된다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 맥진기에 있어서 상기 가압부는, 손목 부위에 대한 영상 및 열화상 이미지를 생성하고 그로부터 요골 동맥의 위치를 확인하여 맥진하며, 이를 위해 영상 카메라(40) 및 열화상 카메라(50)를 포함하여 구성된다. 또한, 압력센서(30)가 맥진 지점에 적절히 위치하도록 지시하는 레이저 포인터(60)를 포함하여 구성된다.
열화상 카메라(50)는 물체에서 방출되는 적외선을 감지하여 전자신호로 전환하고 이를 전달하여 흑백이나 컬러의 이미지를 생성하는 전자기기이다. 모든 물체는 절대온도 0K(-273℃)이상에서 적외선을 방출하는데 방출되는 적외선량은 분자의 활성도와 대사에 비례하며, 이에 따라 일반적으로 손목 부위에서는 동맥이 지나가는 부위의 표면온도가 다른 부위의 온도에 비해 높은 점을 착안하여 본 발명의 실시예로 적용한 것으로, 열화상 카메라(50)를 통해 동맥이 지나가는 부위를 확인하고 그에 따라 맥진 위치를 선정함으로써 피검자마다 조금씩 다른 요골동맥 위치에 관계없이 비교적 정확하게 맥진이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 가압부는 가로로 뉘어져 양측 지지대(10, 80)와 연결되며, 상하로 이동할 수 있는 가압봉(20) 및 가압봉(20)과 연결되며 좌우로 이동할 수 있는 맥진봉을 포함하여 구성된다. 가압봉(20)은 압력센서(30)가 요골동맥 지점에 접하면 일정 크기의 압력이 전달되도록 힘을 가하게 되는데, 양측에 배치된 지지대(10, 80)는 가압봉(20)이 상하 이동시 힘을 분산시켜 안정적인 가압이 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 맥진봉은 가압봉(20)의 일정 지점에 세로로 연결되며 끝단에 압력센서(30)가 부착되어 압력센서(30)의 위치가 정해지면 좌우로 이동하면서 정해진 위치 상부에 압력센서(30)가 위치하도록 할 수 있으며, 가압봉(20)이 하향으로 움직임에 따라 압력센서(30)가 정해진 요골동맥 지점에 접할 때까지 함께 움직이며, 가압봉(20)의 압력이 압력센서(30) 및 해당 신체 지점에 전달되도록 한다.
이때, 상기 가압봉(20) 및 맥진봉은 일체로 이루어져 함께 상하좌우로 이동하면서 압력센서(30)가 적정위치에 이동하도록 구성될 수 있으며, 이러한 가압부의 구체적인 배치나 형상은 당업자에 의해 용이하게 변용될 수 있는 것으로 본 명세서에 개시된 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 맥진기에 있어서, 손목 고정대(90)는 압력 센서(30)가 맥동 부위에 접촉 후에 동맥 부위를 누르는 동안 손목 부위가 아래로 이동하지 않도록 손목을 받쳐줄 수 있는 단단한 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 손등이 자연스럽게 하방으로 쳐지도록 하여 진맥 부위가 명확하게 노출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 피험자의 손목 굵기에 따라 폭이 조절되도록 폭 조절부가 형성될 수 있으며, 맥동 부위가 센서와 수직으로 접촉하도록 손목을 안착 하기 위해 곡면으로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기에 있어서, 계측제어부의 내부 구성이 도시된 블록도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기에 있어서, 계측제어부(70)는 도 3에 도시된 바와 같이 신호처리부, 센서제어부 및 맥동계측부를 포함하여 구성될 수 있다. 센서제어부는 가압부의 움직임을 제어하여 압력센서가 맥진할 수 있도록 하며, 맥동계측부는 압력센서로부터 전달된 신호 데이터를 통해 맥동파를 계측한다.
신호처리부는 영상 카메라 또는 열화상 카메라로부터 전달된 전기적 신호에 대해 신호처리(DSP)를 수행하여 소정의 이미지로 출력되도록 한다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기에 있어서, 촬영된 신체 부위의 영상 이미지가 도시된 예시도이며, 도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기에 있어서, 센서의 위치 선정에 대한 예가 도시된 예시도이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기에 있어서, 영상 카메라는 열화상 이미지를 생성하기 위한 일정 영역을 확정하기 위해 손목 부위를 촬상하는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 손목 고정대에 안착하여 고정된 손목 부위를 촬상한다. 촬상된 영상에서 요골(A)이나 손목 주름(D), 힘줄(건, C), 변곡점(B) 등 손목 부위의 여러 특징점 중 적어도 한 지점에 대해 확인하고 좌표값을 분석한 후 요골동맥 주위인 것으로 판단되는 지점으로 가압부 또는 맥진봉을 이동시킨다.
이때, 상기 영상 카메라는 손목 부위의 특징점을 확인할 수 있는 정도의 해상도 이상이면 충분하며, CCD 카메라 등 영상을 촬상할 수 있는 소형의 영상 촬상기기라면 모두 적용될 수 있다.
이동이 완료되면 위치한 지점에서 손목 부위에 대한 열화상 영상을 생성하는데, 도 5에 도시된 바와 같이 영상 카메라를 통해 촬상된 영역에 비해 열화상 카메라에서 열화상 이미지를 촬상하는 영역(I)은 크게 줄어들게 된다.
이는 손목 부위에 있어서 요골 동맥에 의한 표면온도보다 높은 온도를 갖는 부위가 존재할 여지가 있으며 이에 따라 해당 부위에도 요골동맥이 존재하는 것으로 오인하는 경우를 최소화하기 위한 것으로 요골동맥 부위만의 영상 범위(I)에 국한하여 열화상 이미지를 생성한 후 열화상 이미지에 나타난 부위에 대한 온도 분석을 수행하여 요골동맥(AR)의 위치를 확인하고, 맥진 지점(PL)을 확정하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기의 동작방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기의 동작방법에 도시된 순서도이다.
단계 S10에서, 손목고정부에 놓인 손목 부위에 대해 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석한다. 영상 분석은 체열 분석을 위한 전(前) 과정으로서 요골 동맥 주변의 온도 변화를 분석하기 위하여 손목 부위의 영상을 촬상하고, 촬상된 이미지로부터 요골, 손목 주름, 건 등 손목 부위의 여러 특징점을 확인한다.
단계 S20에서, 영상분석을 통해 확정된 영역에 대해 열화상 카메라로 촬상하여 해당 부위에 대한 표면온도 이미지를 생성하고, 단계 S30에서 촬상된 이미지로부터 맥동 부위를 감지한다. 즉, 본 발명에 따른 실시예에서는 상술한 바와 같이 동맥이 지나가는 부위의 표면온도가 타 부위에 비해 높다는 점을 이용하여 온도를 촬상하는 것으로 우선, CCD 카메라를 이용하여 손목 부위를 촬상하고, 촬상된 이미지로부터 요골, 손목 주름, 힘줄 등 여러 특징점들을 확인하여 좌표값을 분석한 후 열화상 이미지를 생성하고자 하는 영역을 확정하여 압력센서를 이동시킨다.
다음, 확정한 영역에 대해 열화상 이미지를 생성하고 생성된 이미지로부터 각 부위의 표면온도를 분석한다. 이때, 이중 온도 분포가 높은 부위를 요골동맥이 지나가는 지점인 것으로 확인하고 그 중 한 지점, 예를 들어 온도가 가장 높은 지점을 맥진하고자 하는 맥진 측정지점으로 선정한다.
다음, 단계 S40에서, 선정된 맥진 측정지점에 압력센서를 놓고 가압하여 맥동파를 계측한다. 이때 레이저포인터로 압력센서의 현재 위치를 지시하고 이를 영상 카메라로 촬상한 후 선정된 지점과 현재 압력센서의 위치가 일치하는지 확인할 수 있으며, 이에 따라 상기 압력센서의 위치를 맥진 측정지점으로 이동시킴으로서 상기 압력센서의 접촉 위치가 선정 지점에 정확히 일치하도록 할 수 있다.
즉, 맥동의 위치 감별이 끝나면 압력 센서가 수직 하강하여 맥진을 수행하게 되는데 감지된 맥동위치에 센서가 정확히 접촉하도록 레이저 포인터가 지시하도록 한다. 센서의 접촉 여부는 맥파를 측정하기 위한 압력센서 출력 베이스라인의 변동에 의해 감지될 수 있으며 맥을 측정하는 동안에는 손목이 고정되도록 하여 맥동을 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 맥진기 및 그의 동작방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 신체 측정부위의 영상 및 열화상을 촬상하여 요골동맥 부위를 정하고 해당 부위에 압력센서를 정확히 위치하여 맥동파가 계측될 수 있도록 하는 본 발명의 기술사상은 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 용이하게 변용될 수 있음은 자명하다.
도 1 은 일반적인 요골동맥의 형상이 도시된 도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기의 구성이 도시된 측면도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기에 있어서, 계측제어부의 내부 구성이 도시된 블록도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기에 있어서, 촬영된 신체 부위의 영상 이미지가 도시된 예시도,
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기에 있어서, 센서의 위치 선정에 대한 예가 도시된 예시도, 및
도 6 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맥진기의 동작방법에 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 80: 지지대 20: 가압봉
30: 압력센서 40: 영상 카메라
50: 열화상 카메라 60: 레이저 포인터
70: 계측제어부 90: 손목 고정대

Claims (8)

  1. 맥동파를 계측하는 압력센서; 및
    손목 부근의 표면온도를 분석하여 요골동맥 중 맥동 측정지점을 선정하고, 상기 압력센서가 상기 맥동 측정지점에 접촉하면 가압하여 맥동파가 계측되도록 하는 센서 제어부
    를 포함하는 맥진기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 손목 부근 영역을 촬상하여 표면온도에 대한 이미지를 생성하는 열화상 카메라를 포함하는 맥진기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    손목 부근의 영상을 촬상하는 CCD 카메라를 포함하여 상기 열화상 카메라의 촬상 영역을 확정하는 맥진기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 센서 제어부는 상기 CCD 카메라를 통해 촬상된 이미지로부터 요골동맥을 포함한 촬상 영역을 확정하고, 확정된 촬상 영역에 대해 생성된 열화상 이미지를 분석하여 맥진 측정지점을 선정하는 것을 특징으로 하는 맥진기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    레이저를 조사하여 상기 압력센서가 상기 맥진 측정지점에 위치하도록 지시하는 레이저 포인터를 더 포함하는 맥진기.
  6. 맥진을 위한 손목 부근 영상을 촬상하는 제 1 단계;
    상기 촬상된 손목 부근 영상 이미지에 포함된 요골동맥 부위에 대해 열화상 이미지를 생성하여 상기 열화상 이미지에 나타난 부위의 표면온도를 분석하고 상기 요골동맥 부위 중 맥동 측정지점을 선정하는 제 2 단계; 및
    상기 선정된 맥동 측정지점에 압력센서를 접촉시키고 가압하여 맥동파를 검출하는 제 3 단계
    를 포함하는 맥진기의 동작방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는, 상기 열화상 이미지에 나타난 부위의 표면온도를 분석하여 상대적으로 표면온도가 높게 나타난 지점을 상기 맥동 측정지점으로 선정하는 것을 특징으로 하는 맥진기의 동작방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는, 레이저 포인터로 현재 상기 압력센서의 위치를 확인하고, 상기 압력센서를 이동시켜 상기 압력센서가 상기 선정된 맥동 측정지점에 위치하도록 하는 맥진기의 동작방법.
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