KR101515145B1 - 개인적인 혈압 특성 표현 장치 및 방법 - Google Patents

개인적인 혈압 특성 표현 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개인적인 혈압 특성 표현 장치 및 방법에 관한 것으로,
본 발명의 일실시예에 따른 개인적인 혈압 특성 표현 장치는, 맥파의 영향을 포함하는 커프압을 검출하는 압력 검출 센서부와, 상기 압력 검출 센서부에서 검출된 커프압으로부터 동맥의 맥파 신호를 추출하는 맥파 추출부와, 상기 맥파 추출부로부터 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 맥파 진폭 검출부와, 및 상기 맥파 진폭 검출부에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 이용하여 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 패턴 표현 변환부를 제공한다. 상술한 구성에 의해, 본 발명은 시각화된 색상의 분포에 따라 관상 동맥의 위험 정도를 쉽게 식별할 수 있다.

Description

개인적인 혈압 특성 표현 장치 및 방법{Personalized blood pressure traits expression apparatus and method}
본 발명은 개인적인 혈압 특성 표현 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 복수의 윈도우 구간에 해당하는 맥파 신호로부터 검출된 각각의 최소 진폭값들을 이용하여 개인적인 특성을 청각화 또는 시각화할 수 있는 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반한 개인적인 혈압 특성 표현 장치 및 방법에 관한 것이다.
개인적인 특성을 분석하여 맞춤 의료를 제공하기 위한 연구가 활발해지고 있다. 특히 혈압을 이용하여 개인적인 특성을 분석할 수 있다면, 고혈압, 콩팥 질환 또는 당뇨병 등을 가진 환자에게 맞춤 치료를 제공하는데 도움이 될 것이다.
일반적으로 혈압 측정의 방법은 일반적으로 침습(invasive) 방법과 비침습(non-invasive) 방법으로 분류된다. 침습 방법은 동맥 내부로 캐뉼라 침을 삽입하는 직접 측정 방법으로 환자들이 싫어하며 또한 감염을 일으킬 수 있다. 한편 비침습 방법은 청진 방법과 오실로매트릭 방법으로 분류된다. 청진 방법은 장기적인 측정에 적합하지 않으며 전문가에 의해서만 이용될 수 있다는 문제점이 있어 오실로매트릭 방법이 개발되었다. 이 오실로매트릭 방법은 청진기 방법과 유사하지만, 커프 내부의 압력 진동을 기록하기 위하여 청진기 대신에 압력 센서를 이용한다.
한편, 이러한 오실로매트릭 동맥 혈압 측정의 개선은 개인적인 특성을 고려하지 않고 고혈압 및 저혈압을 정확하게 측정하는데 초점이 맞추어졌었다. 따라서 개인적인 특성을 고려하지 않는 종래의 혈압 측정 방법은 질병 등으로부터 유래할 수 있는 혈압의 비정상적인 패턴을 검출할 수 없었다. 본 발명자는 이러한 문제점을 해결하기 위해 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반한 개인적인 특성 분석 장치 및 방법을 특허출원하여 한국등록특허 제1270592호로 등록받았다.
이 한국등록특허 제1270592호에서는 혈압 패턴을 이용한 개인의 특성을 표현함에 있어서 혈압 패턴의 높낮이를 이루는 커브 형태로 표현하였다. 이 커브 형태의 표현 방법은 다른 혈압 패턴들과의 비교를 위해서 동일 공간에 다른 비교 패턴들을 표현할 경우에 쉽게 변별력을 높일 수 있다는 장점이 있으나, 혈압 패턴이 단독으로 존재할 경우에는 개인적인 특성에 대한 변별력을 확보할 수가 없었다.
특허문헌 1 : 한국등록특허 제1270592호
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 복수의 윈도우 구간에 해당하는 맥파 신호로부터 검출된 각각의 최소 진폭값들을 이용하여 개인적인 특성을 청각화 또는 시각화할 수 있는 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반한 개인적인 혈압 특성 표현 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 개인적인 혈압 특성 표현 장치는, 맥파의 영향을 포함하는 커프압을 검출하는 압력 검출 센서부와, 상기 압력 검출 센서부에서 검출된 커프압으로부터 동맥의 맥파 신호를 추출하는 맥파 추출부와, 상기 맥파 추출부로부터 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 맥파 진폭 검출부와, 및 상기 맥파 진폭 검출부에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 이용하여 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 패턴 표현 변환부를 제공한다.
상기 개인적인 혈압 특성 표현 장치는 상기 맥파 추출부로부터 추출된 복수의 맥파 신호들을 이용하여 피측정자의 정규화된 맥파 신호를 생성하여 상기 맥파 진폭 검출부로 출력하는 맥파 신호 정규화부를 더 포함하고, 상기 맥파 진폭 검출부는 상기 맥파 신호 정규화부로부터 출력된 정규화된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출할 수 있다.
상기 맥파 신호 정규화부는 상기 맥파 추출부로부터 추출된 복수의 맥파 신호들을 각각 제곱하여 더한 값을 루트한 것을 이용하여 정규화할 수 있다.
상기 맥파 추출부로부터 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할시 윈도우의 개수는 최소 진동 파형 수와 최대 기간의 1회 맥박을 포함하는 맥박 진동 파형 수에 기초하여 얻어질 수 있다.
상기 패턴 표현 변환부는 상기 맥파 진폭 검출부에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 최소 진폭값들의 각각에 대해 색상이 매칭되어 있는 매칭 테이블을 이용하여 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환할 수 있다.
상기 패턴 표현 변환부는 상기 맥파 진폭 검출부에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 음악의 음높이로 변환하고, 음높이에 따라 색상이 매칭되게 할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 개인적인 혈압 특성 표현 방법은, 피측정자의 팔 또는 팔목에 감겨진 커프로부터 맥파의 영향을 포함하는 커프압을 검출하는 단계와, 상기 검출된 커프압으로부터 동맥의 맥파 신호를 추출하는 단계와, 상기 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 단계와, 및 상기 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 이용하여 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 단계를 제공함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 개인적인 혈압 특성 표현 장치는, 맥파의 영향을 포함하는 커프압을 검출하는 압력 검출 센서부와, 상기 압력 검출 센서부에서 검출된 커프압으로부터 동맥의 맥파 신호를 추출하는 맥파 추출부와, 상기 맥파 추출부로부터 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 맥파 진폭 검출부와, 상기 맥파 진폭 검출부에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 이용하여 개인의 혈압 패턴을 형성하는 개인 패턴 형성부와, 및 상기 개인 패턴 형성부에서 형성된 개인의 혈압 패턴을 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 패턴 표현 변환부를 제공함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 개인적인 혈압 특성 표현 방법은 피측정자의 팔 또는 팔목에 감겨진 커프로부터 맥파의 영향을 포함하는 커프압을 검출하는 단계와, 상기 검출된 커프압으로부터 동맥의 맥파 신호를 추출하는 단계와, 상기 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 단계와, 상기 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 이용하여 개인의 혈압 패턴을 형성하는 단계와, 및 상기 개인의 혈압 패턴을 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 변환하는 단계를 제공함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
상술한 구성에 의해, 본 발명은 시각화된 색상의 분포에 따라 관상 동맥의 위험 정도를 쉽게 식별할 수 있다.
본 발명은 공감각(synesthesia)을 이용하여 시각화함으로써, 관상 동맥 질환의 위험 정도가 색상의 명암 혹은 채도의 정도에 따라 다른 패턴들과 비교 없이 한 눈에 쉽게 판별할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반한 개인적인 혈압 특성 표현 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반한 개인적인 혈압 특성 표현 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 복수의 피측정자에 대하여 각 5회에 걸쳐 측정된 데이터들이 기록된 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 커프의 압력 신호를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 도시된 맥파 추출부에서 추출된 맥파 신호를 도시한 도면이다.
도 6은 하나의 윈도우 구간에서의 최소 진폭값이 도시된 도면이다.
도 7은 개인적인 특성 정보를 표현하는 3개의 혈압 패턴들을 도시하는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 혈압 패턴을 음악의 음높이로 변환하고 음높이를 색상으로 변환하는 테이블을 도시하는 도면이다.
도 9는 도 7의 고혈압 1단계의 변환 정보를 도시한 도면이다.
도 10은 도 7의 의사고혈압의 변환 정보를 도시한 도면이다.
도 11은 도 7의 정상의 변환 정보를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 개인적인 혈압 특성 표현 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반한 개인적인 혈압 특성 표현 장치를 도시한 도면이다.
심장은 박동할 때마다 동맥을 따라 혈액을 밀어내며, 이러한 혈액의 흐름으로 인하여 동맥이 팽창과 이완을 되풀이하게 되는데 이를 맥박이라고 한다. 혈압을 측정하기 위한 방법 중의 하나인 오실로매트릭(oscillometric) 방법은 일반적으로 심장 수축시 및 심장 확장시의 선형적 또는 단계적으로 팔 등의 혈관 압력을 측정하고, 측정된 압력으로부터 맥파 신호를 추출하여 최대 혈압(수축기 혈압) 및 최소 혈압(이완기 혈압)을 구한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반한 개인적인 혈압 특성 표현 장치(100)는 커프(110), 압력 검출 센서부(120), 맥파 추출부(130), 맥파 신호 정규화부(140), 맥파 진폭 검출부(150), 개인 패턴 형성부(160), 패턴 표현 변환부(170), 저장부(180), 디스플레이부(190) 및 스피커부(195)를 포함한다.
커프(110)는 혈압을 측정할 때 측정 부위에 감겨지는 것으로, 주로 팔 또는 팔목 등에 감겨지며 내부 배관(미도시됨)을 통해 가압 펌프(미도시됨) 및 배기 밸브(미도시됨) 등과 연결된다.
압력 검출 센서부(120)는 내부 배관을 통해 커프(110)와 연결되어 맥파의 영향을 포함하는 커프압, 즉 커프(110)의 압력을 검출한다.
맥파 추출부(130)는 압력 검출 센서부(120)에서 검출된 커프압으로부터 전 구간의 동맥의 맥파 신호를 추출한다. 한편, 맥파 신호의 정규화를 위하여 동일한 피측정자로부터 복수의 맥파 신호를 얻고자 하는 경우 맥파 추출부(130)에서 추출된 맥파 신호는 저장부(180)의 맥파 신호 저장 영역에 저장된다.
맥파 신호 정규화부(140)는 동일한 피측정자의 각 측정 횟수마다 변화를 보이는 맥파 신호들의 변화를 감소시키기 위하여, 동일한 피측정자로부터 얻어진 맥파 추출부(130)로부터 추출된 복수의 맥파 신호들을 정규화(normalization)하여 피측정자의 정규화된 맥파 신호를 출력한다.
맥파 진폭 검출부(150)는 맥파 추출부(130)로 입력된 맥파 신호 또는 피측정자의 정규화된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간마다 각각 최소 진폭값(MIAP : Minimum Amplitude Pulse)을 검출한다. 여기서 맥파 진폭 검출부(150)는 최소 진폭값만을 검출하는 것으로 설명하고 있지만 최소 진폭값과 함께 최대 진폭값(MXAP : Maximum Amplitude Pulse) 등을 검출하는 것도 포함한다.
개인 패턴 형성부(160)는 맥파 진폭 검출부(150)에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값을 이용하여 개인의 혈압 패턴을 형성한다.
패턴 표현 변환부(170)는 관상 동맥 질환의 위험 정도를 간편하게 청각화 또는 시각화하기 위해 개인 패턴 형성부(160)에서 형성된 개인의 혈압 패턴을 음악의 음높이 또는 색상으로 변환한다. 이를 위해, 패턴 표현 변환부(170)는 개인이 혈압 패턴의 진폭값들을 음악의 음높이(pitch)로 변환하고 음높이의 정도에 따라 색상의 명도나 채도를 이용하여 색상으로 변환한다.
저장부(180)는 맥파 신호의 정규화를 위하여 동일한 피측정자로부터 복수의 맥파 신호를 얻고자 하는 경우에 이용될 수 있다. 이 경우 맥파 추출부(130)에서 추출된 맥파 신호가 저장부(180)의 맥파 신호 저장 영역에 저장된다.
디스플레이부(190)는 패턴 표현 변환부(170)에 변환된 개인의 특성 정보를 나타내는 혈압 패턴의 색상을 표시한다.
스피커부(195)는 패턴 표현 변환부(170)에 변환된 개인의 특성 정보의 나타내는 음높이를 출력한다.
한편, 도 1에 도시된 개인적인 혈압 특성 표현 장치(100)는 혈압계 등의 하나의 장치로 구현될 수도 있지만, 커프(110), 압력 검출 센서부(120) 및 맥파 추출부(130)를 포함하는 혈압계와, 맥파 신호 정규화부(140), 맥파 진폭 검출부(150), 개인 패턴 형성부(160), 패턴 표현 변환부(170), 저장부(180), 디스플레이부(190) 및 스피커부(195)를 포함하는 컴퓨터/모니터로 구분되어 실시될 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반한 개인적인 혈압 특성 표현 방법을 도시한 흐름도이고, 도 3은 복수의 피측정자에 대하여 각 5회에 걸쳐 측정된 데이터들이 기록된 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 커프의 압력 신호를 도시한 도면이고, 도 5는 도 1의 도시된 맥파 추출부에서 추출된 맥파 신호를 도시한 도면이고, 도 6은 하나의 윈도우 구간에서의 최소 진폭값이 도시된 도면이고, 도 7은 개인적인 특성 정보를 표현하는 3개의 혈압 패턴들을 도시하는 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 혈압 패턴을 음악의 음높이로 변환하고 음높이를 색상으로 변환하는 테이블을 도시하는 도면이고, 도 9는 도 7의 고혈압 1단계의 변환 정보를 도시한 도면이고, 도 10은 도 7의 의사고혈압의 변환 정보를 도시한 도면이고, 도 11은 도 7의 정상의 변환 정보를 도시한 도면이다.
이하에서는 도 2에 도시된 흐름도의 설명뿐만 아니라 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반하여 개인적인 특성을 분석하여 표현할 수 있음을 함께 설명하고자 한다.
커프(110)가 인체 팔 또는 팔목 등에 감겨지고, 개인적인 혈압 특성 표현 장치(100)가 혈압을 측정하기 위해 동작하면, 압력 검출 센서부(120)를 통해 커프압이 검출된다(S202). 압력 검출 센서부(120)에서 검출된 커프압 신호가 도 4에 도시되어 있다.
압력 검출 센서부(120)에서 검출된 커프압은 맥파 추출부(130)에서 전 구간의 동맥의 맥파 신호가 추출된다(S204). 맥파 추출부(130)에서 추출된 맥파 신호가 도 5에 도시되어 있다. 이 맥파 신호는 압력 검출 센서부(120)로부터 순차적으로 입력되는 커프압의 차분 정보를 이용하며, 또한 차분 정보에 포함된 커프압의 평균 감압량의 영향을 제거하는 것에 의해 추출될 수 있다.
그리고 동일한 피측정자로부터 복수의 맥파 신호를 얻을 때까지 맥파 추출부(120)에서 추출된 맥파 신호는 저장부(180)에 저장될 수 있다(S206). 각 피측정자에 대하여 5회에 걸쳐 측정된 데이터들이 도 3에 도시되어 있다.
즉, 저장부(180)에는 커프압으로부터 추출된 맥파 신호 및 맥파 신호의 진동 파형 수가 저장되며, 아울러 피측정자의 나이 및 성별과 또한 청진기를 통해 간호사에 의해 측정된 최대 혈압(수축기 혈압) 및 최소 혈압(이완기 혈압)이 저장될 수 있다. 또한 각 피측정자로부터 복수 회에 걸쳐 각각의 데이터, 즉 복수 회에 걸쳐 맥파 추출부(130)에서 추출된 맥파 신호, 커프압으로부터 추출된 맥파 신호 및 청진기를 통해 측정된 최대 혈압 및 최소 혈압이 저장부(180)에 저장될 수 있다.
도 3에서 동일한 피측정자들은 5회 측정한 진동 파형수가 유사함을 알 수 있다. 이것은 동일한 피측정자는 유사한 크기의 맥파 신호를 갖는다는 것을 의미한다.
동일한 피측정자를 위한 측정 횟수가 N회에 도달하면, 맥파 신호 정규화부(140)는 동일한 피측정자의 각 측정 횟수마다 변화를 보이는 맥파 신호들의 변화를 감소시키기 위하여 정규화(normalization)를 수행한다(S208). 즉, 오실로매트릭 동맥 혈압 측정에 기반하여 개인적인 특성을 좀 더 정확하게 분석할 수 있음을 보여주는 데이터를 얻기 위하여 저장부(180)에 저장된 동일한 피측정자에 대한 복수의 맥파 신호에 대하여 정규화를 수행한다.
맥파 신호 정규화부(140)에서의 정규화는 아래의 수학식 1에 기초하여 피측정자에 대응하는 맥파 신호를 정규화할 수 있다.
먼저, 얻어진 총 데이터들의 수(도 3에서는 60임)를 W라 하고, 피측정자의 수(도 3에는 피측정자의 수가 12명으로 도시되어 있음)를 N로 표현하여,
Figure 112014004695137-pat00001
를 얻을 수 있다. 그리고 동일한 피측정자로부터 얻어진 맥파 신호들은
Figure 112014004695137-pat00002
로 표현될 수 있으며, 맥파 신호(Wij)는 i번째 피측정자의 j번째 맥파 신호를 의미한다.
Figure 112014004695137-pat00003
여기서, 동일한 피측정자의 맥파 크기값
Figure 112014004695137-pat00004
는 동일한 피측정자의 맥파 신호들을 각각 제곱하여 더한 값을 루트화한 값이다. 그리고 정규화된 맥파 신호 Wi*는 피측정자의 맥파 신호들을 맥파 크기값
Figure 112014004695137-pat00005
로 나눈 정규화된 맥파 신호들이다.
맥파 진폭 검출부(150)는 맥파 신호 정규화부(140)에서 얻는 정규화된 맥파 신호의 전 구간을 복수의 윈도우 구간으로 구분한다(S210). 이 경우, 특징 윈도우의 개수는 각 피측정자의 정규화된 맥파 신호의 최소 진동 파형 수(도 3의 피측정자 P1의 경우 최소 진동 파형 수는 9004임) 및 1회 맥박이 발생되는 진동 파형수에 기초하여 정해진다. 또한, 분석하고자 하는 피측정자의 사상(mapping) 윈도우간의 특징들을 비교하기 위해서는 모든 정규화된 맥파 신호들이 동일 윈도우 개수로 나누어지는 것이 바람직하다.
특징 윈도우의 개수(FW)는 두 개의 파라미터에 의해 결정될 수 있다. 최소 진동 파형수를 α라하고, 최대 기간의 1회 맥박을 포함하는 맥박 진동 파형 수를 β라고 하면, 특징 윈도우의 개수(FW)는 아래의 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112014004695137-pat00006
위의 수학식 2를 이용하여 본 발명에서는 맥파 신호 정규화부(140)에서 얻는 정규화된 맥파 패턴의 전 구간을 29개의 윈도우 구간으로 구분하였다.
그리고 맥파 진폭 검출부(150)는 복수의 윈도우 구간에서 각각 최소 진폭값을 검출한다(S212). 하나의 윈도우 구간에서의 각각의 최소 진폭값이 도 6에 도시되어 있다. 도 6에 도시된 맥파 신호 중에서 최상단의 영역이 최대 진폭값이고 최하단에 표시된 영역이 최소 진폭값을 의미한다. 따라서 하나의 윈도우 구간에는 적어도 1회의 맥파 신호가 포함되어야 하며, 하나의 윈도우 구간에 복수회의 맥파 신호가 있는 경우에는 그 중에서 가장 작은 값이 최소 진폭값이 된다. 여기서 최소 진폭값을 검출한다고 하였으나, 단순히 최소 진폭값만으로 개인적인 특성을 파악하는 경우뿐만 아니라, 분석하고자 하는 개인적인 특성에 따라 최대 진폭값 또는 하나의 윈도우 구간의 진폭값들을 평균화한 평균 진폭값(MAP : Mean Amplitude Pulse)을 이용하는 경우도 포함한다.
개인 패턴 형성부(160)는 맥파 진폭 검출부(150)에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값을 이용하여 개인적인 특성 정보를 나타내는 개인의 혈압 패턴을 형성한다(S214). 바람직하게는 개인 패턴 형성부(160)는 피측정자마다 맥파 진폭 검출부(150)에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 해당 윈도우 구간마다 평균화하여 개인의 혈압 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 최소 진폭값들로 형성된 개인의 혈압 패턴이 도 7에 도시되어 있다. 도 7에는 개인적인 특성 정보를 표현하는 3개의 혈압 패턴들이 도시되어 있는데, 이 3개의 혈압 패턴들은 각각 고혈압 1단계(Stage 1-hypertension), 의사고혈압(Prehypertension) 및 정상(Normal)을 표시한다.
패턴 표현 변환부(170)는 관상 동맥 질환의 위험 정도를 간편하게 청각화 또는 시각화하기 위해 개인 패턴 형성부(160)에서 형성된 개인의 혈압 패턴의 표현을 음악의 음높이 또는 색상으로 변환한다(S216). 이를 위해, 패턴 표현 변환부(170)는 개인이 혈압 패턴의 등락폭을 음악의 음높이로 변환하고 음높이의 정도에 따라 색상의 명도나 채도를 이용하여 색상으로 변환할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 혈압 패턴을 음악의 음높이로 변환하고 음높이를 색상으로 변환하는 테이블을 도시한다.
음악과 색상을 이용한 개인적인 혈압 특성 표현 방법은 복수의 윈도우 구간에 해당하는 맥파 신호로부터 검출된 각각의 최소 진폭값들에서 진폭값이 양수이면서 큰 값일수록 음악의 높은 음높이에 매핑되며, 음수이면서 작은 값일수록 낮은 음높이에 매핑된다. 색상은 음높이가 높을수록 명도가 진하면서 붉은 계통으로 매핑되며, 음높이가 낮을수록 명도가 진하면서 차가운 계통으로 매핑된다.
패턴 표현 변환부(170)는 도 8에 도시된 테이블을 이용하여 [도, 도#, 레, 레#, 미, 파, 파#, 솔, 솔#, 라, 라#, 시]로 변환한 후 음높이의 정도에 따라 색상의 명도 혹은 채도로 변환한다.
본 발명에 따른 음악과 색상을 이용한 개인적인 혈압 특성 표현 방법은 개인의 특성에 따라 예를 들면 고혈압 2 단계의 경우에는 음높이를 현재 1 옥타브에서 더 증폭가능하며 색상 역시 색상표(pantone)를 이용하여 더 확장할 수 있다.
디스플레이부(190)는 개인의 혈압 패턴의 변환 정보를 표시한다(S218). 이러한 변환 정보의 표시가 도 9 내지 11에 도시되어 있다. 도 9는 고혈압 1단계(Stage 1-hypertension)의 경우를 나타내는데, 진한 빨강색(rubin red)은 전체 3등분의 제1 구간에 나타나고, 진한 보라색(rose violet)은 전체 3등분의 마지막 구간에 나타난다. 도 10은 의사고혈압(Prehypertension)의 경우를 나타내는데, 고혈압 단계와 유사한 색상 분포를 보이지만, 진한 빨강색(rubin red)은 앞쪽에서 약간 떨어진 영역에 나타나기 시작하고 전체 3등분의 마지막 구간에는 진한 파랑색(deep blue) 및 파랑색(blue)이 많이 나타난다. 도 11은 정상(Normal)의 경우를 나타내는데, 빨강색(red)은 전체 색상 분포의 중반부에 나타나고, 전체 3등분의 마지막 구간에는 진한 파랑색(deep blue), 파랑색(blue) 및 초록색(green)이 나타난다.
또한, 스피커부(195)는 패턴 표현 변환부(170)에 변환된 개인의 특성 정보의 나타내는 음높이를 출력할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 커프 120 : 압력 검출 센서부
130 : 맥파 추출부 140 : 맥파 신호 정규화부
150 : 맥파 진폭 검출부 160 : 개인 패턴 형성부
170 : 패턴 표현 변환부 180: 저장부
190 : 디스플레이부 195: 스피커부

Claims (12)

  1. 맥파의 영향을 포함하는 커프압을 검출하는 압력 검출 센서부와,
    상기 압력 검출 센서부에서 검출된 커프압으로부터 동맥의 맥파 신호를 추출하는 맥파 추출부와,
    상기 맥파 추출부로부터 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 맥파 진폭 검출부와, 및
    상기 맥파 진폭 검출부에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 이용하여 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 패턴 표현 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 맥파 추출부로부터 추출된 복수의 맥파 신호들을 이용하여 피측정자의 정규화된 맥파 신호를 생성하여 상기 맥파 진폭 검출부로 출력하는 맥파 신호 정규화부를 더 포함하고,
    상기 맥파 진폭 검출부는 상기 맥파 신호 정규화부로부터 출력된 정규화된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 맥파 신호 정규화부는 상기 맥파 추출부로부터 추출된 복수의 맥파 신호들을 각각 제곱하여 더한 값을 루트한 것을 이용하여 정규화하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 맥파 추출부로부터 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할시 윈도우의 개수는 최소 진동 파형 수와 최대 기간의 1회 맥박을 포함하는 맥박 진동 파형 수에 기초하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴 표현 변환부는 상기 맥파 진폭 검출부에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 최소 진폭값들의 각각에 대해 색상이 매칭되어 있는 매칭 테이블을 이용하여 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 패턴 표현 변환부는 상기 맥파 진폭 검출부에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 음악의 음높이로 변환하고, 음높이에 따라 색상이 매칭되게 하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 장치.
  7. 피측정자의 팔 또는 팔목에 감겨진 커프로부터 맥파의 영향을 포함하는 커프압을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 커프압으로부터 동맥의 맥파 신호를 추출하는 단계와,
    상기 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 단계와, 및
    상기 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 이용하여 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 추출된 복수의 맥파 신호들을 이용하여 정규화된 맥파 신호를 생성하여 출력하는 단계를 더 포함하고,
    상기 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 단계는 상기 정규화된 맥파 신호를 이용하여 최소 진폭값을 검출하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 변환하는 단계는 상기 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 최소 진폭값들의 각각에 대해 색상이 매칭되어 있는 매칭 테이블을 이용하여 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 변환하는 단계는 상기 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 음악의 음높이로 변환하고, 음높이에 따라 색상이 매칭되게 하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 방법.
  11. 맥파의 영향을 포함하는 커프압을 검출하는 압력 검출 센서부와,
    상기 압력 검출 센서부에서 검출된 커프압으로부터 동맥의 맥파 신호를 추출하는 맥파 추출부와,
    상기 맥파 추출부로부터 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 맥파 진폭 검출부와,
    상기 맥파 진폭 검출부에 의해 검출된 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 이용하여 개인의 혈압 패턴을 형성하는 개인 패턴 형성부와, 및
    상기 개인 패턴 형성부에서 형성된 개인의 혈압 패턴을 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 패턴 표현 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 장치.
  12. 피측정자의 팔 또는 팔목에 감겨진 커프로부터 맥파의 영향을 포함하는 커프압을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 커프압으로부터 동맥의 맥파 신호를 추출하는 단계와,
    상기 추출된 맥파 신호를 복수의 윈도우 구간으로 분할하고, 각 윈도우 구간에서 최소 진폭값을 검출하는 단계와,
    상기 각 윈도우 구간에서의 최소 진폭값들을 이용하여 개인의 혈압 패턴을 형성하는 단계와, 및
    상기 개인의 혈압 패턴을 개인의 혈압 특성을 나타내는 색상들로 표현하도록 변환하는 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인적인 혈압 특성 표현 방법.
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