KR101288391B1

KR101288391B1 - 혈압 측정 방법 및 그에 따른 혈압 측정 장치

Info

Publication number: KR101288391B1
Application number: KR1020120023995A
Authority: KR
Inventors: 우성훈; 최윤영; 장윤석
Original assignee: 주식회사 유메딕스
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2013-07-22
Also published as: CN104159502A; US20140364747A1; WO2013133503A1; US10292603B2; US20180228379A1; CN104159502B; US9974447B2

Abstract

본 발명에 의한 혈압 측정 장치는, 피부에 접촉하여 대기압, 인가 압력 및 상기 피부로 전달된 혈관의 혈압을 감지하여 전기적 신호로 출력하는 압력 센서부, 상기 출력 신호를 입력 받아 직류 신호와 교류 신호로 분기하는 신호 분기부, 상기 분기된 신호를 처리(processing)하는 신호 처리부, 상기 처리된 전기적 신호를 이용하여 상기 인가 압력을 계산하고, 상기 계산된 인가 압력값과 상기 전기적 신호의 변동값을 이용하여 평균 혈압값을 산출하는 혈압 산출부를 포함한다.

Description

혈압 측정 방법 및 그에 따른 혈압 측정 장치{Method For Measuring Blood Pressure and Apparatus thereof}

본 발명은 혈압을 측정하는 장치 및 혈압을 측정하는 방법에 관한 것이다.

종래의 혈압을 측정하는 방법 및 장치에서 심장이 혈액을 뿜는 압력을 직접적으로 측정하는 것은 곤란하다. 따라서 간접적으로 혈압을 측정하는 방법을 사용하는데, 그 중 대표적인 방법으로 코르트코프법이 있다. 코르트코프법은 환자의 상박부에 밴드(band)를 감고서 혈관을 통하여 혈액이 흐르지 않을때까지 밴드에 공기를 주입시켜 밴드를 팽창시킨 후 점차 압력을 줄여감에 따라 발생하는 소리를 이용하여 혈압을 측정하는 방법이다. 즉, 밴드에 공기를 주입하여 압력을 가한 후, 서서히 공기를 줄여 나가면 동맥의 맥박 소리가 약하게 두드리는 소리와 같은 들리는데, 이때의 압력이 심장이 수축할 때의 혈압인 수축기 혈압(systolic pressure)이다. 이후 밴드의 공기를 더 줄여 감에 따라서 맥박 소리가 더욱더 커지다가 갑자기 사라지는 순간이 있다. 바로 이때의 혈압이 이완기 혈압(diastolic pressure), 즉 심실이 수축한 이후에 다시 확장될 때의 혈관 내 압력이다.

이와 달리 혈압을 측정하는 방법으로는 SPO2 법이 있다. 이는 모세혈관내의 산소포화도를 측정하는 방식으로, 혈류 내의 헤모글로빈 수치를 이용하여 측정자의 혈압을 파악하는 방법이다.

상술한 종래의 방법들은 여러 가지 문제를 수반한다. 우선 코르트코프법은 필연적으로 혈관으로 혈액이 흐르지 못하도록 상박을 압박한 후 압박한 압력을 제거해가면서 혈압을 측정하는데, 상박을 압박하는 과정에서 혈액이 조직으로 전달되지 못한다. 따라서 산소와 영양분의 공급이 차단되어 모세혈관이 파열되며 말단조직이 괴사하므로 정상인에게도 하루에 5회 이상 시행하는 것은 무리이며, 특히 당뇨병 환자에게 심각하게 문제된다.

또한, 산소포화도를 측정하는 SPO2법에서 헤모글로빈 수치와 혈압이 밀접하게 연관된 것이 아니어서 개인차가 크다. 특히, 태아를 포태한 임산부의 경우 헤모글로빈 수치는 높으나 혈압은 떨어지므로 SPO2 법을 적용하는 것은 문제되며, 또한 당뇨병 환자의 경우, 혈액의 점성이 높아 SPO2 법으로 정확한 혈압측정이 곤란한 실정이다. 따라서, 지속적인 혈압의 모니터링이 요청되는 사람들에게 활용될 수 있는 혈압 측정 장치 및 혈압 측정 방법이 필요하다.

이러한 종래 기술의 문제점을 해결하여 지속적으로 혈압을 측정하고 모니터링할 수 있는 장치와 측정 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적 중 하나이다. 또한, 본 발명의 목적 중 하나는 당뇨 환자, 임산부 등과 같이 일반적인 조건이 아닌 측정자의 혈압을 정확하게 측정할 수 있는 장치와 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 혈압 측정 장치는, 피부에 접촉하여 대기압, 인가 압력 및 상기 피부로 전달된 혈관의 혈압을 감지하여 전기적 신호로 출력하는 압력 센서부, 상기 출력 신호를 입력 받아 직류 신호와 교류 신호로 분기하는 신호 분기부, 상기 분기된 신호를 처리(processing)하는 신호 처리부, 상기 처리된 전기적 신호를 이용하여 상기 인가 압력을 계산하고, 상기 계산된 인가 압력값과 상기 전기적 신호의 스윙값을 이용하여 평균 혈압값을 산출하는 혈압 산출부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 압력 센서부는, 컨케이브(concave) 구조를 포함하는 하우징 및 상기 하우징에 장착되어 상기 컨케이브 구조내의 압력을 센싱(sensing)하는 압력 센서를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 압력 센서부는, 상기 대기압과 상기 인가 압력을 감지하여 직류(DC) 신호로 출력하고, 상기 피부로 전달된 상기 혈관의 압력을 감지하여 교류(AC) 신호로 출력한다.

일 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 입력 신호를 증폭하는 증폭기(amplifier) 및 증폭된 입력 신호를 디지털화하는 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 입력 신호를 증폭하는 증폭기(amplifier), 입력 신호의 레벨을 쉬프팅하는 레벨 쉬프터(level shifter), 상기 증폭기 및 레벨 쉬프터의 출력을 디지털화하는 복수의 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 신호 분기부는, 상기 센서의 출력 신호에서 직류 신호를 제거하여 교류 신호를 출력하는 하이패스필터부(High Pass Filter unit)를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 하이패스필터부는 1차 이상의 하이패스 필터 및 커패시터 중 어느 하나 이상을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 산출부는, 상기 측정된 인가 압력값과 전기적 신호의 스윙값을 산술 처리하여 평균 혈압을 계산하는 연산부(arithmetic unit), 상기 인가 압력값과 전기적 신호의 스윙값을 저장하는 메모리부(memory unit), 상기 처리부로부터 신호를 입력받고, 상기 연산부에서 산출된 값을 출력하는 입출력부(I/O unit) 및 상기 연산부, 상기 메모리부 및 상기 입출력부를 제어하는 제어부(control unit)을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 산출부가 산출한 혈압값을 표시하는 표시부를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 산출부가 산출한 혈압값을 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나를 이용하여 외부 서버 및 단말 중 적어도 하나와 통신하여 전송하는 통신부(communication unit)를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 산출부는, 상기 전기적 신호의 최대값과 최소값의 차이로부터 스윙값을 산출하고, 상기 압력 센서가 감지하여 출력한 압력에서 대기압을 감산하여 상기 인가 압력을 산출한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 산출부는 상기 인가 압력값을 이용하여 상기 피하조직의 압력 전달도를 산출한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 산출부는, 상기 계산된 인가 압력값과 상기 전기적 신호의 스윙값을 포함하는 좌표 쌍(coorinate pair)들이 구성하는 직선의 기울기로부터 상기 평균 혈압값을 산출한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 측정부는, 제1 상수를 곱한 상기 평균 혈압값에 제2 상수를 감산한 값을 상기 인가 압력으로 나누어 맥압(pulse pressure)를 산출한다.

본 발명에 의한 혈압 측정 장치는, 피부에 접촉하여 대기압, 인가 압력 및 상기 피부로 전달된 혈관의 혈압을 감지하여 전기적 신호로 출력하는 압력 센서부, 상기 출력 신호를 입력 받아 직류 신호와 교류 신호로 분기하는 신호 분기부, 상기 분기된 신호를 처리(processing)하는 신호 처리부, 상기 처리된 전기적 신호를 이용하여 상기 인가 압력을 계산하고, 상기 계산된 인가 압력값과 상기 전기적 신호의 스윙값을 이용하여 맥압값(pulse pressure)을 산출하는 혈압 산출부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 입력 신호를 증폭하는 증폭기(amplifier), 입력 신호의 레벨을 쉬프팅하는 레벨 쉬프터(level shifter) 및 상기 증폭기 및 레벨 쉬프터의 출력을 디지털로 변환하는 복수의 ADC를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 산출부는, 상기 측정된 인가 압력값과 전기적 신호의 스윙값을 산술 처리하여 맥압을 계산하는 연산부(arithmetic unit), 상기 인가 압력값과 전기적 신호의 변동값을 저장하는 메모리부(memory unit), 상기 처리부로부터 신호를 입력받고, 상기 처리 장치부에서 산출된 값을 출력하는 입출력부(I/O unit) 및 상기 연산부, 상기 메모리부 및 상기 입출력부를 제어하는 제어부(control unit)을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 산출된 혈압값을 표시하는 표시부를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 산출된 혈압값을 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나를 이용하여 외부 서버 및 단말 중 적어도 하나와 통신하여 전송하는 통신부(communication unit)를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 산출부는 상기 인가 압력값을 이용하여 상기 상기 피하조직의 압력 전달도를 산출한다.

일 실시예에서, 상기 혈압 산출부는, 상기 계산된 인가 압력값과 상기 전기적 신호 변동값의 좌표 쌍(coorinate pair)들이 구성하는 선분의 기울기로부터 상기 평균 혈압값을 산출하고, 상기 제3 상수에 상기 평균 혈압값을 곱하고 제4 상수를 감산한 값을 상기 인가 압력값으로 나눈 후 상기 스윙값을 곱하여 맥압을 산출한다.

본 발명에 의한 혈압 측정 방법은, 대기압, 인가 압력 및 상기 피부로 전달된 혈관의 압력을 감지하여 전기적 신호로 출력하는 단계와, 상기 전기적 신호를 직류 신호와 교류 신호로 분기하는 단계와, 상기 분기된 신호를 처리하는 단계와, 상기 처리된 전기적 신호를 이용하여 상기 인가 압력을 계산하는 단계와, 상기 계산된 인가 압력값과 상기 전기적 신호의 스윙값을 이용하여 평균 혈압값을 산출하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 전기적 신호를 출력하는 단계는, 상기 대기압과 상기 인가 압력을 감지하여 직류 신호로 출력하고, 상기 피부로 전달된 상기 혈관의 압력을 감지하여 교류 신호를 출력하여 수행된다.

일 실시예에서, 상기 전기적 신호를 처리하는 단계는, 상기 전기적 신호를 증폭하거나 레벨을 쉬프팅하는 과정과 상기 증폭 또는 레벨 쉬프팅된 전기적 신호를 디지털로 변환(Digital Conversion)하는 과정을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 산출된 평균 혈압값을 유선 통신 및 무선 통신 중 적어도 하나를 이용하여 외부 서버 및 단말 중 적어도 하나와 통신하여 전송하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 평균 혈압을 산출하는 단계는, 상기 전기적 신호의 최대값과 최소값의 차이를 구하여 스윙값을 산출하는 과정과, 상기 압력 센서가 감지하여 출력한 압력에서 대기압을 감산하여 상기 인가 압력을 산출하는 과정을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 평균 혈압을 산출하는 단계는, 상기 인가 압력값을 이용하여 상기 피하조직의 압력 전달도를 산출하는 과정을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 평균 혈압을 산출하는 단계는, 상기 산출된 인가 압력값과 상기 스윙값을 포함하여 이루어지는 좌표 쌍들을 산출하는 단계와, 상기 좌표 쌍들이 구성하는 선분의 기울기로부터 상기 평균 혈압값을 산출하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 평균 혈압값을 산출하는 단계 이후, 제1 상수를 곱한 상기 평균 혈압값에 제2 상수를 감산한 값을 상기 인가 압력으로 나누어 맥압을 산출하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의한다면, 측정자의 혈압을 지속적으로 측정할 수 있다는 효과가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한다면 당뇨 환자, 임산부 등과 같이 일반적 상태가 아닌 측정자의 혈압을 정확하게 측정할 수 있다는 효과가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한다면 휴대가 용이하고 상시 착용 가능한 혈압계가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치의 개요를 나타낸 블록도이다.
도 2는 압력센서부(100)의 개요를 도시한 개요도이다.
도 3은 신호 분기부(200) 실시예들의 개요를 도시한 도면이다.
도 4는 혈압 산출부(400)의 일 실시예에 따른 구성의 개요를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 의한 평균혈압 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 맥압 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 혈압 측정 방법의 개요를 나타낸 순서도이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "상부에" 또는 "위에"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접촉하여" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "개재하여"와 "바로 ~개재하여", "~사이에"와 "바로 ~ 사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

본 개시의 실시예들을 설명하기 위하여 참조되는 도면은 설명의 편의 및 이해의 용이를 위하여 의도적으로 크기, 높이, 두께 등이 과장되어 표현되어 있으며, 비율에 따라 확대 또는 축소된 것이 아니다. 또한, 도면에 도시된 어느 구성요소는 의도적으로 축소되어 표현하고, 다른 구성요소는 의도적으로 확대되어 표현될 수 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 방법을 설명한다. 도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치의 개요를 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압측정 장치(1000)는 압력 센서부(100), 신호 분기부(200), 신호 처리부(300), 혈압 산출부(400)를 포함한다. 일 예에서, 혈압 측정 장치는 통신부(500)을 더 포함한다.

도 2는 압력센서부(100)의 개요를 도시한 개요도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 압력 센서부(100)는 피부에 접촉하여 대기압(Patm), 인가 압력(Ppress) 및 피부로 전달된 혈관의 압력(Pskin)을 감지하여 전기적 신호로 출력한다. 일 예에서, 압력 센서부(100)는 컨케이브 구조를 가지는 하우징(120)과 하우징(120)에 장착되어 하우징(120)의 컨케이브 구조와 피부(101)에 의하여 격납된 공기의 압력 및 피부로 전달된 혈관의 혈압을 감지하여 전기적 신호로 출력하는 압력 센서(140)를 포함한다. 일 예에서, 압력 센서(140)는 대기압(Patm), 인가 압력(Ppress) 및 혈압에 의하여 혈관(102)이 피하조직(103)을 통하여 피부에 가하는 압력(Pskin)을 감지한다. 대기압(Patm)은 일반적으로 760mmHg로 동일한 값을 가지므로 압력센서(140)가 대기압(Patm)을 감지하여 출력하는 전기적 신호는 직류 성분을 가진다. 피부로 전달된 압력(Pskin)은 혈관내의 혈압이 혈관, 피하조직 및 피부를 거쳐 압력 센서에 인가하는 혈압을 의미한다. 혈관의 압력은 심장이 수축, 이완함에 따라 최대값인 수축기 혈압(systolic pressure)와 최소값인 이완기 혈압(diastolic pressure)이 주기적으로 반복되므로, 피부로 전달된 압력(Pskin)도 마찬가지로 주기적으로 최대값과 최소값이 주기적으로 반복되며, 그 시간적 변화형태 또한 혈관내 혈압의 시간적 변화와 유사하다. 따라서 압력 센서(140)가 피부로 전달된 압력(Pskin)을 감지하여 출력하는 전기적 신호는 시간에 따라 변화하는 교류 신호의 형태이다. 인가 압력(Ppress)은 대기압(Patm)과 피부로 전달된 혈관의 압력(Pskin)을 제외하고, 압력 센서(140)가 감지하는 압력으로, 손가락 등으로 압력 센서부(100)을 누르는 경우의 압력, 압력 센서부(100)를 착용한 부위를 움직일 때 증가하거나 감소하는 압력 등을 의미한다. 이하 본 명세서에서, 인가 압력(Ppress)은 대기압(Patm)과 피부로 전달된 혈관의 압력(Pskin)을 제외하고 인가되는 압력을 통칭한다. 따라서, 압력 센서(140)가 인가 압력(Ppress)을 감지하여 출력한 전기적 신호는 시간에 따른 변화량이 없거나 적은 직류 신호 형태를 가진다. 그러므로, 압력 센서부(100)가 대기압(Patm)과 인가압력(Ppress)을 감지하여 출력한 신호는 직류 신호의 형태이며, 피부로 전달된 압력(Pskin)을 감지하여 출력한 신호는 교류 신호의 형태이므로, 압력 센서부(100)가 출력한 신호(s)는 전체적으로 직류 신호와 교류 신호가 중첩된 형태의 신호이다. 설명되지 않은 참조번호 104는 피하 조직 내에 있을 수 있는 뼈를 의미한다.

도 3은 신호 분기부(200) 실시예들의 개요를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 압력 센서부(100)가 출력한 신호(s)는 신호 분기부(200)에 의하여 압력 센서부(100)가 대기압(Patm)과 인가압력을 감지하여 출력한 직류 신호(z')와 피부로 전달된 압력(Pskin)을 감지하여 출력한 교류 신호(y')로 분기된다. 압력센서부(100)가 대기압(Patm)과 인가압력(Ppress)을 감지하여 출력한 직류 신호(z')는 대기압(Patm)에 의한 값과 인가 압력(Ppress)에 의한 값이 중첩된 것으로, 인가 압력(Ppress)을 구하기 위하여는 전체 압력에서 대기압을 감산하여야 한다. 일 예에서, 신호 분기부(200)는 압력 센서부(100)가 출력한 전기적 신호(s)에서 교류 신호(y')만을 분리하는 고역 통과 필터부(High Pass Filter Unit, 220)와, 압력 센서부(100)가 출력한 전기적 신호에서 직류 신호(z')만을 분리하는 저역 통과 필터부(Low Pass Filter Unit, 240)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 신호 분기부(200)는, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 압력 센서부(100)가 출력한 전기적 신호(s)에서 교류 신호(y')만을 분리하는 고역 통과 필터부만을 포함한다. 이는, 압력 센서부(100)가 출력한 전기적 신호(s)에서 교류 신호 성분의 크기는 직류 신호 성분의 크기에 비하여 작기 때문이다. 일 예에서, 고역 통과 필터부(220) 또는 저역 통과 필터부(240)는 1차, 2차 및 고차 필터 중 어느 하나 이상으로 구현할 수 있다. 다른 예에서, 도 3(c)에 도시된 바와 같이 고역 통과 필터부(220)는 단순히 직류를 블록(block)하는 커패시터(220')로 구현할 수 있다.

계속하여 도 1을 참조하면, 신호 처리부(300)는 전기적 신호를 처리한다. 일 실시예에서, 신호 처리부(300)는 입력된 교류 신호(y')를 증폭하는 증폭기(320a)와 증폭된 신호를 디지털로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter, 340a)를 포함하며, 직류 신호(z')를 디지털로 변환되기에 충분한 레벨(level)이 되도록 증폭하는 증폭기 또는 레벨을 변환하는 레벨 쉬프터(level shifter)(320b)와 출력 신호를 디지털로 변환하는 ADC(340b)를 포함한다. 일 예에서, 신호 처리부(200)가 출력한 신호(s)는 직류 신호(z')와 교류신호(y')이거나 또는 직류 신호(z')와 직류 신호와 교류 신호의 두 신호가 중첩된 신호일 수 있다. 이러한 신호들을 직접 디지털 신호로 변환하여도 무방하나, 교류 신호(y')는 직류신호의 크기에 비하여 매우 작은 스윙(swing)폭을 가지므로 적어 최대 해상도를 가지는 디지털 신호를 얻는 것이 곤란하다. 따라서, 최대 해상도(resolution)로 활용하기에 적합한 이득(gain)을 가지는 증폭기(320a)를 사용하여 교류 신호(y')를 증폭한다. 이와 같이 증폭된 교류 신호를 ADC(340a)에 입력하여 높은 해상도를 가지는 디지털 신호(y)를 형성할 수 있다. 또한, 증폭기 또는 레벨 쉬프터(320b)는 신호 처리부(200)로 입력된 직류 신호(z')를 디지털 변환하기에 적합한 레벨이 되도록 변환하여 ADC(340b)에 입력한다. 이와 같이 변환된 신호는 ADC(340b)에 의하여 디지털 신호(z)로 변환된다. 이하에서는 아날로그 신호에 대하여 설명하는 방식과 유사한 방식으로 연산과정이 설명될 수 있으나, 이는 디지털 신호에 대하여 연산이 이루어지는 것임을 유의하여야 한다.

도 4는 혈압 산출부(400)의 일 실시예에 따른 구성의 개요를 나타내는 블록도이며, 도 5는 본 발명에 의한 평균혈압 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1, 도 4 및 도 5를 참조하여 혈압 산출부의 구성과 평균 혈압을 산출하기 위한 혈압 산출부(400)의 구성 및 동작을 살펴본다. 혈압 산출부(400)는 신호 처리부(300)에 의하여 디지털신호로 처리된 전기적 신호(y, z)를 입력받아 인가 압력(Ppress)을 산출하고, 산출된 인가 압력(Ppress)값과 전기적 신호의 스윙값을 이용하여 평균 혈압값을 산출한다. 일 예에서, 혈압 산출부(400)는 신호 처리부(300)에 의하여 처리된 전기적 신호를 입력받는 입력 서브유닛(420a)과, 산출된 혈압값을 출력하는 출력 서브 유닛(420b)를 포함하는 입출력 부(I/O unit, 420)와 신호 처리부(300)가 디지털로 변환한 신호를 이용하여 평균 혈압을 계산하는 연산부(Arithmetic unit, 440), 입력된 값들과 연산된 결과값을 저장하는 메모리 부(memory unit, 460) 및 입출력 부(420), 연산 부(440), 메모리 부(460)를 제어하는 제어부(control unit, 480)를 포함한다. 일 예에서, 혈압 산출부(400)는 하나의 MCU(Micro Controller Unit) 칩으로 구현된다. 다른 예에서, 연산부, 메모리부, 입출력 부, 연산부 및 제어부 중 적어도 하나는 별개의 칩으로 구현한다. 일 예에서, 연산부는 하드웨어적으로 구현된 알고리즘을 이용하여 혈압값 등을 연산한다. 다른 예에서, 연산부는 소프트웨어적으로 구현된 알고리즘을 이용하여 혈압값 등을 연산한다. 이하의 혈압 산출부의 실시예를 통하여 설명하는 동작은 전적으로 본 발명의 개념을 이해시키기 위한 것이며, 본 실시예를 통하여 본 발명의 범위를 한정짓기 위한 것은 아니다. 따라서, 당업자라면 본 발명의 개념을 이용하여 다른 방식으로 실시할 수 있을 것이나, 본 발명의 범위는 개시된 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

일 예에서, 입출력부의 입력 서브유닛(420a)는 디지털로 변환된 피부로 전달된 압력신호(y) 및 대기압(Patm)과 인가 압력(Ppress)이 합산된 신호(z)을 입력받는다. 제어부(480)는 이를 연산부(440)로 출력한다. 연산부(440)는 대기압(Patm)과 인가 압력(Ppress)이 합산된 신호(z)에서 인가 압력(Ppress)값을 산출한다. 즉, 입출력부로 입력되는 직류 신호(z)가 나타내는 압력값을 P라 하면, P = Patm + Ppress 의 수식이 성립하므로, 인가 압력(Ppress)은 입력된 압력값(P)에서 대기압(Patm)을 감산하면 구할 수 있다.

또한, 피부로 전달된 압력을 센싱한 신호(y)는 혈관 내의 혈압 변화에 따라 최대값과 최소값을 가진다. 연산부(440)는 수축기와 수축기 또는 이완기와 이완기와 같이 일정 시간 구간별로 피부에 전달된 압력을 센싱한 신호(y)의 최대값과 최소값의 차이인 스윙값(dy)을 연산하고, 스윙값(dy)과 해당 시간 구간에서의 인가 압력값(Ppress)으로부터 도 6에 ○, ■으로 도시된 것과 같은 좌표 쌍을 형성한다. 제어부(480)는 이와 같이 형성된 좌표 쌍을 메모리 부(460)에 저장하고, 연산부(440)는 저장된 좌표 쌍들로부터 재귀 평균 알고리즘(recursive average algorithm)등과 같은 평균 알고리즘에 의하여 Xavg1, Xavg2와 같은 직선을 얻는다. 도 6에 도시된 Xavg1에 관한 직선을 살펴보면, 인가 압력(Ppress)이 적을수록 피부로 전달된 압력을 센싱한 신호(y)의 스윙값(dy)이 작고, 반대로 인가 압력(Ppress)이 클수록 스윙 값이 커지는 것을 알 수 있다. 즉, 혈압계의 상부에서 누르는 압력을 증가시키면서 피부로 전달되는 압력을 측정하면, 혈관과 피하조직이 눌리면서 피하 조직의 압력전달도가 높아져 피부로 전달되는 압력의 스윙폭(dy)이 커진다.

본 발명의 발명자는, 일정 시간 구간에서의 스윙값(dy)과 인가 압력값(Ppress)의 좌표쌍들이 형성하는 직선의 기울기는 측정자의 평균혈압에 비례한다는 것을 밝혀내었으며, 이러한 기울기로부터 평균혈압을 얻어낼 수 있음을 알았다. 즉, Xavg1 직선과 같이 완만한 기울기의 직선을 형성하는 측정자보다 Xavg2 직선과 같이 높은 기울기를 가지는 직선을 형성하는 측정자의 평균혈압이 높다. 본 발명의 발명자에 따르면, 위와 같이 측정된 직선의 기울기와 평균혈압의 관계는 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.

따라서, 연산부(440)는 메모리부(460)에 저장된 좌표쌍들에 대하여 재귀 평균 알고리즘(recursive averaging algorithm)등의 평균화 알고리즘을 이용한 연산을 수행하여 직선을 형성한다. 인간의 혈압 및 인가압력은 유한값(finite value)이므로 좌표쌍의 값들은 유한한 값을 가지므로, 재귀 평균 알고리즘과 같은 평균화 알고리즘을 수행하여도 직선의 기울기는 유한값으로 수렴한다. 재귀 평균 알고리즘은 본 발명의 일 실시예에 사용가능한 평균화 알고리즘의 일 예로, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 여러 평균화 알고리즘을 사용하여 직선을 형성할 수 있다. 연산부(440)은 얻어진 직선의 기울기(slope) 값을 연산하고, 연산된 기울기 값을 이용한 상기 수학식 1로부터 측정자의 평균 혈압을 산출할 수 있다. 일 예에서, 제어부(480)은 연산부(440)가 측정한 평균 혈압을 메모리 부(460)에 저장한다. 일 예에서, 제어부(480)는 연산부가 산출한 평균 혈압값을 입출력부의 출력 서브 유닛(420b)으로 전송한다.

이러한 평균 혈압 산출의 근거는 다음과 같이 설명될 수 있다. 피부로 전달되는 압력을 센싱한 값(y)은 수학식 2과 같이 표현된다.

따라서, 피부로 전달되는 압력을 센싱한 값의 스윙값(dy)은 아래의 수학식 3과 같다.

수학식 3에서, 스윙값(dy)은 맥압(dx) 즉, 최대 혈압인 수축기 압력과 최소 혈압인 이완기 압력의 차이(dx)에 비례하며, dx와 피하조직의 압력 전달도(A), 센서의 압력 민감도(S) 및 증폭기의 이득(G)의 곱으로 정해진다. 일반적으로 맥압(dx)은 평균혈압이 높은 사람일수록 크다는 것이 의학적으로 알려져있다. 따라서, 동일한 인가압력(Ppress1)을 가할 때 평균혈압이 높은 사람일수록 큰 dy값을 가져야 한다. 그러나, 실험 결과는 평균 혈압이 높은 Xavg2의 경우와 낮은 평균 혈압을 가지는 Xavg1에 동일한 인가압력을 가하여 측정 신호의 스윙값은 반대로 Xavg1의 스윙값인 dy1이 Xavg2의 스윙값인 dy2에 비하여 크게 나타난다. 이는, 상대적으로 낮은 혈압을 가지는 측정자의 압력전달도에 비하여 상대적으로 높은 혈압을 가지는 측정자의 혈관과 피하조직의 압력 전달도(A)가 낮기 때문이다. 따라서, Xavg1의 경우에 동일한 인가 압력(Ppress)을 가하여도 큰 스윙값(dy)을 얻을 수 있다. 따라서, 일정한 민감도(sensitivity, S)로 압력을 센싱하는 압력 센서부(100)와 일정한 이득(gain, G)으로 전기적 신호를 처리하는 신호 처리부(300)에 의하면, 피부로 전달되는 압력을 센싱한 전기적 신호의 스윙값(dy)과 인가압력을 이용한 산술 계산을 통하여 평균혈압(Xavg)과 피하조직의 압력 전달도를 측정할 수 있다.

도 6은 본 발명에 의한 맥압 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1, 도 4 및 도 6을 참조하여 맥압(dx)값을 구하기 위한 혈압 산출부(400)의 동작을 살펴본다. 혈압 산출부(400)는 상술한 동작을 수행하여 평균 혈압을 산출한다. 본 발명의 발명자는 인가 압력(Ppress)과 피부로 전달된 압력(Pskin)을 센싱한 전기적 신호의 스윙값(dy)을 최대 혈압인 수축기 혈압과 최소 혈압인 이완기 혈압의 스윙인 맥압(dx)로 나눈 값인 dy/dx 값에 대한 인가 압력(Ppress)의 관계를 도시하면 도 7과 같이 직선형태로 표현됨을 알았다. dy/dx 값에 대한 인가 압력(Ppress)사이의 관계는 아래의 수학식 4와 같이 표시된다.

또한, 수학식 4의 기울기(a)는 평균혈압과 관계되며, 그 관계식은 아래의 수학식 5와 같다.

따라서, 위의 수학식 4와 수학식 5를 연립하여 맥압값(dx)를 구하면 아래의 수학식 6과 같이 표현된다.

그러므로, 평균 혈압을 연산하는 과정에서 메모리 부(460)에 저장된 스윙값(dy), 인가 압력값(Ppress) 및 평균 혈압값(Xavg)값을 이용하여 수학식 6을 계산하면 맥압값(dx)을 산출할 수 있다. 따라서, 수축기 혈압인 최대 혈압(Xmax)은 평균 혈압값(Xavg)에 맥압값(dx)의 반을 더하여 얻을 수 있으며, 이완기 혈압(Xmin)인 최소 혈압은 평균 혈압값(Xavg)에 맥압값(dx)의 반을 빼서 얻을 수 있다. 이러한 연산을 수행하기 위하여 제어부(480)는 메모리 부에 저장된 스윙값(dy)과 인가압력값(Ppress) 좌표쌍 정보와 연산된 평균 혈압값 정보(Xavg)를 연산부(440)에 전달하며, 연산부(440)는 전달된 정보로부터 수학식 6을 연산하고, 연산된 맥압값(dx), 최대 혈압값(Xmax) 및 최소 혈압값(Xmin)등을 메모리 부(460)에 저장한다. 또한, 제어부(480)는 연산된 평균 혈압값, 맥압값(dx), 최대 혈압값(Xmax) 및 최소 혈압값(Xmin)등을 외부에 송신하거나, 혈압표시부에 표시하기 위하여 입출력 부의 출력 서브유닛(420b)에 전달한다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에서, 통신부(500)는 입출력부(420)가 전달한 평균 혈압값, 맥압값 및 최대/최소 혈압값 등을 유선/ 무선 통신 중 적어도 하나를 이용하여 외부 서버(미도시), 단말(미도시) 또는 압력 센서부에 형성된 표시장치(미도시) 중 적어도 하나와 통신하여 전송한다. 일 예로, 통신부(500)는 와이파이(Wifi), 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee), 적외선 통신(IR, infrared) 중 적어도 하나의 통신 프로토콜로 외부 서버 또는 단말과 통신할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 다른 예로, 통신부(500)는 무선 또는 유선 통신을 통하여 혈압 측정장치 외부의 서버와 통신을 수행하여 측정한 평균 혈압값 및 맥압값 등을 전송할 수 있다. 따라서, 서버는 본 발명에 의한 혈압 측정 장치와 통신을 수행하여 지속적으로 측정자의 혈압 상태를 모니터링 할 수 있다. 또 다른 예로, 통신부(500)는 무선 또는 유선 통신을 통하여 외부 단말과 통신을 수행하여 측정한 평균 혈압값 및 맥압값 등을 전송할 수 있다. 일 예에서, 단말은 본 발명의 일 실시예에 의한 혈압 측정 장치와 통신 가능한 휴대전화, 스마트 폰, PDA(Personal Digital Assistant) 및 태블릿 PC 중 어느 하나일 수 있다. 또 다른 예로, 통신부(500)는 압력 센서부(100)에 형성된 표시부(미도시)에 산출된 평균 혈압값, 최대 혈압값, 최소 혈압값등의 혈압값을 표시하도록 표시부에 평균 혈압값, 최대 혈압값, 최소 혈압값등의 혈압값을 전송한다. 일 예로, 표시부는 압력 센서부(100)의 표면에 형성되어 측정된 혈압값을 표시하는 액정 표시장치(LCD Display)일 수 있다. 따라서, 측정자는 언제라도 단말을 통하여 자신의 혈압 상태를 간편하게 모니터링 할 수 있으며 혈압의 상승 또는 하강으로 인한 사고를 방지할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 혈압 측정 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 상술한 혈압 측정 장치와 중복되는 부분은 설명의 간명성을 위하여 생략한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 혈압 측정 방법의 개요를 나타낸 순서도이다. 도 7을 참조하면, 혈압을 측정하고자 하는 곳에 압력 센서부를 위치시켜 대기압(Patm), 인가 압력(Ppress) 및 피부로 전달된 혈관의 압력을 감지하여 전기적 신호로 출력한다(S100). 대기압(Patm)과 인가 압력(Ppress)을 감지하여 출력된 전기적 신호는 시간에 대한 변화량이 없거나 그 변화량이 작아 직류 신호의 형태를 가지나, 피부로 전달된 혈관의 압력을 감지하여 출력된 전기적 신호는 교류 신호의 형태를 가진다.

출력된 전기적 신호를 직류 신호와 교류 신호로 분기한다(S200). 일 예에서, 대기압(Patm), 인가 압력(Ppress) 및 피부로 전달된 혈관의 압력을 감지하여 출력된 전기적 신호는 직류 신호와 교류 신호가 중첩된 신호이므로, 고역 통과 필터 또는 커패시터로 전기적 신호를 여파하여 교류 신호만을 얻을 수 있다. 다른 예에서, 저역 통과 필터로 전기적 신호를 여파하여 직류 신호만을 얻을 수 있다. 또 다른 예에서, 압력 센서부가 출력한 전기적 신호에서 교류 성분의 크기는 직류 성분에 비하여 작으므로 고역 통과 필터 또는 커패시터를 통하여 교류 신호를 얻고, 직류 성분에 교류 성분이 중첩된 신호를 사용할 수도 있다.

분기된 신호들을 처리한다(S300). 일 예에서, 신호를 처리하는 단계(S300)는 교류 신호의 크기를 ADC의 해상도에 상응하도록 증폭하는 과정과 증폭된 신호를 일정한 해상도를 가지는 디지털 신호로 변환하는 과정을 포함한다. 일 예에서, 신호를 처리하는 단계(S300)는 직류 신호를 증폭하거나, 레벨을 시프팅하고 이를 디지털 신호로 변환하는 과정을 포함한다. 일 예로, ADC를 통하여 얻어진 데이터가 8비트인 경우, 디지털로 변환된 신호는 0~255의 256단계 해상도를 가지며, ADC를 통하여 얻어진 데이터가 10비트인 경우, 0~1023의 1024 단계의 해상도를 가진다.

처리된 신호를 이용하여 인가 압력(Ppress)과 교류 신호의 스윙값을 산출한다(S400). 일 예에서, 압력 센서부는 대기압(Patm)과 인가 압력(Ppress)이 합산된 압력을 센싱하므로, 센상한 압력값에서 대기압(Patm)을 감산하여 인가 압력(Ppress)값을 산출한다. 일 예에서, 전기적 신호의 스윙값(dy)을 산출한다. 처리된 전기적 신호의 스윙은 상술한 바와 같이 대기압(Patm) 또는 인가 압력(Ppress)의 변화에 의하여 발생하는 것이 아니라, 피부로 전달된 압력의 값에 의하여 발생하는 것이다. 일 예에서, 산출된 인가 압력값과 스윙값은 좌표 쌍의 형태로 메모리에 저장된다.

인가 압력(Ppress)과 처리된 전기적 신호의 스윙값(dy)을 이용하여 평균 혈압(Xavg)를 산출한다(S500). 상술한 바와 같이, 스윙값(dy)과 해당 시간 구간에서의 인가 압력값(Ppress)의 좌표쌍들이 형성하는 직선의 기울기는 측정자의 평균혈압에 비례하며, 기울기로부터 평균혈압을 얻어낼 수 있다. 즉, 스윙값(dy)과 해당 시간 구간에서의 인가 압력값(Ppress)의 좌표쌍들이 완만한 기울기의 직선을 형성하는 경우는 급한 기울기를 가지는 직선을 형성하는 경우보다 평균혈압이 높으며, 이러한 기울기와 평균 혈압과의 관계는 상술한 수학식 1에 기재된 바와 같다. 따라서, dy, Ppress 의 좌표쌍이 형성하는 직선의 기울기(slope) 값을 연산하고, 얻어진 직선의 기울기 값을 이용하여 상기 수학식 1을 연산하여 측정자의 평균 혈압을 산출할 수 있다.

산출된 평균 혈압값(Xavg), 스윙값(dy) 및 기울기(slope) 값을 이용하여 맥압값(dx), 최대혈압(Xmax) 및 최소혈압(Xmin)을 산출한다(S600). 상술한 바와 같이 스윙값(dy)을 맥압(dx)로 나눈 값인 dy/dx 값에 대한 인가 압력(Ppress)의 관계를 도시하면 도 7과 같이 직선 형태로 표현되며, 상술한 수학식 4와 수학식 5를 이용하여 맥압값(dx)를 구하면 상술한 수학식 6과 같이 표현된다. 따라서, 평균 혈압(Xavg)을 연산하는 과정에서 메모리 부(460)에 저장된 스윙값(dy)과, 인가 압력값(Ppress) 및 평균 혈압값(Xavg)값을 이용하여 수학식 6을 연산하면 맥압값(dx)을 산출할 수 있으며, 평균 혈압값(Xavg)에 맥압값(dx)의 반을 더하여 최대혈압값(Xmax)을 얻을 수 있으며, 평균 혈압값(Xavg)에 맥압값(dx)의 반을 빼서 최소 혈압값을 얻을 수 있다. 이어서 계속 혈압을 측정할 것인지 여부를 결정(S700)하여 계속적으로 혈압을 측정하거나, 측정을 종료한다.

일 실시예에서, 산출된 평균 혈압값(Xavg), 맥압값(dx), 최대혈압값(Xmax) 및 최소혈압값(Xmin)등의 혈압값을 유선 또는 무선 통신으로 외부 서버에 전송한다. 이를 통하여 측정자와 이격된 곳에서 측정자의 혈압을 상시 모니터링 할 수 있다. 다른 실시예에서, 산출된 평균 혈압값(Xavg), 맥압값(dx), 최대혈압값(Xmax) 및 최소혈압값(Xmin)등의 혈압값을 유선 또는 무선 통신으로 단말에 전송한다. 이를 통하여 측정자는 자신의 혈압을 상시 간편하게 측정할 수 있어 혈압의 급격한 변동으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 혈압 측정 장치 및 혈압 측정 방법에 의하면, 인가압력(Ppress)가 바뀌는 상황에서 스윙값(dy)의 변화를 측정하여 평균혈압, 맥압, 최대 혈압 및 최소 혈압을 산출할 수 있으며, 계속적인 데이터의 샘플링을 통하여 혈압 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다는 특유의 효과가 제공됨을 알 수 있다.

본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 압력 센서부 101: 피부
102: 혈관 103: 피하 조직
104: 뼈 120: 하우징
140: 압력 센서 200: 신호 분기부
220: 하이패스필터부 240: 로우패스필터부
220': 커패시터 300: 신호 처리부
320a, 320b: 증폭기 340a, 340b: ADC
400: 혈압 산출부 420a: 입력 서브 유닛
420b: 출력 서브 유닛 440: 연산부
460: 메모리 부 480: 제어부
S100 내지 S700: 혈압 측정 방법에서의 각 단계

Claims

피부에 접촉하여 대기압, 인가 압력을 감지하고 감지된 대기압 및 인가 압력들이 합산된 압력에 상응하는 직류 신호와, 상기 피부로 전달된 혈관의 혈압을 감지하여 상응하는 교류 신호가 중첩된 전기적 신호로 출력하는 압력 센서부;
상기 직류 신호와 교류 신호가 중첩된 전기적 신호를 직류 신호와 교류 신호로 분기하는 신호 분기부;
상기 분기된 신호를 증폭하고 디지털로 변환하여 출력하는 신호 처리부;
디지털로 변환된 직류 신호에 상응하는 압력값에서대기압값을 감산하여 인가 압력값을 산출하고, 디지털로 변환된 교류 신호의 스윙값을 산출하며, 상기 인가 압력값과 상기 교류 신호의 스윙값이 이루는 좌표쌍들이 형성하는 직선의 기울기를 연산하여 상기 직선의 기울기에 제1 상수를 합산한 결과를 제2 상수로 나누어 평균 혈압값을 산출하는 혈압 산출부를 포함하는 혈압 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 압력 센서부는,
컨케이브(concave) 구조를 포함하는 하우징; 및
상기 하우징에 장착되어 상기 컨케이브 구조내의 압력을 센싱(sensing)하는 압력 센서를 포함하는 혈압 측정 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 신호 처리부는,
입력 신호를 증폭하는 증폭기(amplifier);
입력 신호의 레벨을 쉬프팅하는 레벨 쉬프터(level shifter); 및
상기 증폭기 및 레벨 쉬프터의 출력을 디지털화하는 복수의 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함하는 혈압 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 신호 분기부는, 상기 압력 센서부의 출력 신호에서 필터링을 수행하여 교류신호를 출력하는 하이패스 필터부(High Pass Filter unit)를 포함하는 혈압 측정 장치.
제6항에 있어서,
상기 하이패스 필터부는 1차 이상의 하이패스 필터 및 커패시터 중 어느 하나 이상을 포함하는 혈압 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 혈압 산출부는,
상기 인가 압력값과 상기 교류 신호의 스윙값을 산술 처리하여 평균 혈압을 계산하는 연산부(arithmetic unit);
상기 인가 압력값과 상기 교류 신호의 스윙값을 저장하는 메모리부(memory unit);
상기 신호 처리부로부터 신호를 입력받고, 상기 연산부에서 산출된 값을 출력하는 입출력부(I/O unit); 및
상기 연산부, 상기 메모리부 및 상기 입출력부를 제어하는 제어부(control unit)을 포함하는 혈압 측정 장치.
제1항에 있어서,
평균 혈압값을 표시하는 표시부를 더 포함하는 혈압 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 혈압 산출부가 산출한 평균 혈압값을 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나를 이용하여 외부 서버 및 단말 중 적어도 하나와 통신하여 전송하는 통신부(communication unit)를 더 포함하는 혈압 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 혈압 산출부는, 상기 교류 신호의 최대값과 최소값의 차이로부터 스윙값을 산출하는 혈압 측정 장치.
제11항에 있어서,
상기 혈압 산출부는 상기 인가 압력값을 이용하여 피하조직의 압력 전달도를 산출하는 혈압 측정 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 혈압 측정부는, 제3 상수를 곱한 상기 평균 혈압값에 제4 상수를 감산한 값을 상기 인가 압력으로 나누어 맥압(pulse pressure)를 산출하는 혈압 측정 장치.
피부에 접촉하여 대기압, 인가 압력을 감지하고, 감지된 대기압 및 인가압력이 합산된 압력에 상응하는 직류 신호와, 상기 피부로 전달된 혈관의 혈압을 감지하여 상응하는 교류 신호가 중첩된 전기적 신호로 출력하는 압력 센서부;
상기 직류 신호와 교류 신호가 중첩된 전기적 신호를 직류 신호와 교류 신호로 분기하는 신호 분기부;
상기 분기된 신호를 증폭하고 디지털로 변환하여 출력하는 신호 처리부;
디지털로 변환된 직류 신호에 상응하는 압력값에서 대기압을 감산하여 인가 압력값을 산출하고, 디지털로 변환된 교류 신호의 스윙값을 산출하여 상기 인가 압력값과 상기 교류 신호의 스윙값이 이루는 좌표쌍들이 형성하는 직선의 기울기를 연산하여 그로부터 평균 혈압값을 산출하여 제1 상수, 상기 교류 신호의 스윙값 및 상기 평균 혈압값의 곱을 상기 인가 압력값으로 나누어 맥압값(pulse pressure)을 산출하는 혈압 산출부를 포함하는 혈압 측정 장치.
제15항에 있어서,
상기 압력 센서부는,
컨케이브(concave) 구조를 포함하는 하우징; 및
상기 하우징에 장착되어 상기 컨케이브 구조내의 압력을 센싱(sensing)하는 압력 센서를 포함하는 혈압 측정 장치.
삭제
삭제
제15항에 있어서,
상기 신호 처리부는,
입력 신호를 증폭하는 증폭기(amplifier);
입력 신호의 레벨을 쉬프팅하는 레벨 쉬프터(level shifter); 및
상기 증폭기 및 레벨 쉬프터의 출력을 디지털로 변환하는 복수의 ADC를 포함하는 혈압 측정 장치.
제15항에 있어서,
상기 신호 분기부는, 상기 압력 센서부의 출력 신호에서 교류 신호를 출력하는 하이패스 필터부(High Pass Filter unit)를 포함하는 혈압 측정 장치.
제15항에 있어서,
상기 혈압 산출부는,
상기 측정된 인가 압력값과 교류 신호의 스윙값을 산술 처리하여 맥압을 계산하는 연산부(arithmetic unit);
상기 인가 압력값과 상기 교류 신호의 스윙값을 저장하는 메모리부(memory unit);
상기 신호 처리부로부터 신호를 입력받고, 상기 연산부에서 산출된 값을 출력하는 입출력부(I/O unit); 및
상기 연산부, 상기 메모리부 및 상기 입출력부를 제어하는 제어부(control unit)을 포함하는 혈압 측정 장치.
제15항에 있어서,
맥압값을 표시하는 표시부를 더 포함하는 혈압 측정 장치.
제15항에 있어서,
상기 산출된 맥압값을 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나를 이용하여 외부 서버 및 단말 중 적어도 하나와 통신하여 전송하는 통신부(communication unit)를 더 포함하는 혈압 측정 장치.
제15항에 있어서,
상기 혈압 산출부는, 교류 신호의 최대값과 최소값의 차이로부터 스윙값을 산출하는 혈압 측정 장치.
제15항에 있어서,
상기 혈압 산출부는 상기 인가 압력값을 이용하여 피하조직의 압력 전달도를 산출하는 혈압 측정 장치.
제15항에 있어서,
상기 혈압 산출부는, 상기 인가 압력값과 상기 교류 신호 스윙값의 좌표 쌍(coorinate pair)들이 이루는 직선의 기울기에 제2 상수를 합산한 결과를 제3 상수로 나누어 평균 혈압값을 산출하는 혈압 측정 장치.
대기압 및 인가 압력을 감지하여 대기압과 인가 압력이 합산된 압력에 상응하는 직류 신호와 피부로 전달된 혈관의 압력을 감지하여 상응하는 교류 신호가 중첩된 전기적 신호로 출력하는 단계와,
상기 직류 신호와 교류 신호가 중첩된 전기적 신호를 직류 신호와 교류 신호로 분기하는 단계와,
상기 분기된 신호를 증폭하고, 디지털로 변환하여 출력하는 단계와,
디지털로 변환된 직류 신호에 상응하는 압력값에서 대기압을 감산하여 인가 압력을 산출하고, 디지털로 변환된 교류 신호의 스윙값을 산출하며, 상기 인가 압력값과 상기 교류 신호의 스윙값이 이루는 좌표쌍들이 형성하는 직선의 기울기를 연산하여 상기 직선의 기울기에 제1 상수를 합산한 결과를 제2 상수로 나누어 평균 혈압값을 산출하는 과정을 포함하는 혈압 측정 방법.
삭제
제27항에 있어서,
상기 분기된 신호를 증폭하고, 디지털로 변환하여 출력하는 단계는, 분기된 직류 신호는 레벨 시프팅을 수행한 후, 디지털로 변환하여 출력하고, 분기된 교류 신호는 증폭 후, 디지털로 변환(Digital Conversion)하여 출력하는 과정을 포함하는 혈압 측정 방법.
제27항에 있어서,
상기 산출된 평균 혈압값을 유선 통신 및 무선 통신 중 적어도 하나를 이용하여 외부 서버 및 단말 중 적어도 하나와 통신하여 전송하는 단계를 더 포함하는 혈압 측정 방법.
제27항에 있어서,
상기 평균 혈압값을 산출하는 단계는,
상기 전기적 신호의 최대값과 최소값의 차이를 구하여 스윙값을 산출하는 과정과,
상기 압력 센서부가 감지하여 출력한 압력에서 대기압을 감산하여 상기 인가 압력값을 산출하는 과정을 포함하는 혈압 측정 방법.
제27항에 있어서,
상기 평균 혈압을 산출하는 단계는, 상기 인가 압력값을 이용하여 피하조직의 압력 전달도를 산출하는 과정을 포함하는 혈압 측정 방법.
삭제
제27항에 있어서,
상기 평균 혈압값을 산출하는 단계 이후, 제3 상수를 곱한 상기 평균 혈압값에 제4 상수를 감산한 값을 상기 인가 압력으로 나누어 맥압을 산출하는 단계를 더 포함하는 혈압 측정 방법.