KR102305867B1 - 하완압박 혈압 조절기 및 그 조절기의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하완압박 혈압 조절기 및 그 조절기의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절기는, 사용자들의 혈압 치료를 위해 하완에 착용하는 에어커프, 및 착용한 에어커프를 이용해 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서의 혈류제한 혈압을 계산하고, 계산한 혈류제한 혈압까지 가압한 뒤 지정된 시간 동안 유지하여 혈류를 일정 수준으로 제어하며, 지정된 시간 경과 후 에어커프의 공기압을 배출하여 하완이 이완되도록 제어하는 제어장치를 포함할 수 있다.

Description

하완압박 혈압 조절기 및 그 조절기의 구동방법{Lower Arm Compression Blood Pressure Regulator and Driving Method Thereof}

본 발명은 하완압박 혈압 조절기 및 그 조절기의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 등척성 운동의 효과가 나타날 때 발생되는 혈류 제한 및 순간 방출 메커니즘을 에어커프의 가압과 배기를 통해서 조절하고 제어하는 하완압박 혈압 조절기 및 그 조절기의 구동방법에 관한 것이다.

혈압 모니터링은 빠르게 받아들여졌고, 많은 경우에 인간 및 수의학적 치료의 본질적인 관점에서 받아들여졌다. 현재, 혈압 모니터들은 응급실의 환자 환경, 집중 및 중환자 치료 병동, 수술실, 및 가정에서 통상적인 부품이 되었다. 몇몇의 잘 알려진 기술들, 즉 청진법(auscultation), 진동법(oscillometry), 안압 측정법(tonometry) 및 유속 측정법(flowmetry)이 대상의 동맥 혈압 파형을 비-침습적으로 모니터하기 위하여 사용되었다. 청진법, 진동법 및 유속 측정법은 동맥(예: 대상의 상완 동맥)을 폐색시키는 표준 팽창식 커프를 사용한다. 청진법은 커프가 천천히 수축되거나 팽창함에 따라 발생하는 소정의 코로트코프음(Korotkoff sound)들을 모니터링함으로써 대상의 수축기압 및 확장기압(systolic and diastolic pressure)을 결정한다. 한편, 진동법은 커프가 수축하거나 팽창함에 따라 커프에서 발생하는 작은 압력 진동들을 측정함으로써, 대상의 평균 압력뿐만 아니라 이러한 압력들을 결정한다. 유속 측정법은 커프로부터 하류의 혈류에 대한 변화들을 검출하는 것에 기반한다.

한편, 등척성 운동의 하나인 그립운동은 혈압을 낮추고 스트레스가 이완되는 운동 중의 하나이다. 미국 심장협회에서는 작은 고무공을 한번에 2분 최대 15분 동안 일주일에 3일씩 8 ~ 12주까지 반복적인 그립운동을 할 경우, 혈관 탄력을 향상시켜 혈압을 10%까지 낮추는 데 도움을 준다고 보고한 바 있다.

그런데, 이러한 그립운동은 반복적인 운동을 오랜 기간 지속적으로 수행해야 그 효과가 있어, 바쁜 현대인들이 지속적으로 진행하기에는 어려움이 뒤따른다.

한국공개특허공보 제10-2012-0119908호(2012.10.31) 한국공개특허공보 제10-2017-0067131호(2017.06.15) 한국공개특허공보 제10-2019-0121714호(2019.10.28) 한국등록특허공보 제10-1889926호(2018.08.13) 한국등록특허공보 제10-1954990호(2019.02.27)

본 발명의 실시예는 가령 등척성 운동의 효과가 나타날 때 발생되는 혈류 제한 및 순간 방출 메커니즘을 에어커프의 가압과 배기를 통해서 조절하고 제어하는 하완압박 혈압 조절기 및 그 조절기의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절기는, 사용자들의 혈압 치료를 위해 하완(lower arm)에 착용하는 에어커프, 및 상기 착용한 에어커프를 이용해 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서의 혈류제한 혈압을 계산하고, 상기 계산한 혈류제한 혈압까지 가압한 뒤 지정된 시간 동안 유지하여 혈류를 일정 수준으로 제어하며, 상기 지정된 시간 경과 후 상기 에어커프의 공기압을 배출하여 상기 하완이 이완되도록 제어하는 제어장치를 포함한다.

상기 제어장치는, 상기 에어커프에 지정된 양의 압축 공기를 채운 뒤 감압하면서 혈압을 측정하고, 상기 측정한 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서 혈류제한 혈압을 계산할 수 있다.

상기 제어장치는 상기 가압 및 상기 이완 동작이 지정된 시간 간격마다 반복되도록 제어하여 혈류를 조절할 수 있다.

상기 제어장치는 혈압 안정을 위한 외부의 제어 명령에 따라 상기 하완의 압박 순서 및 시간 중 적어도 하나를 조절하고, 상기 조절에 따른 혈압 결과 데이터를 생성할 수 있다.

상기 제어장치는 상기 제어 명령이 상기 제어장치의 주변에서 무선 통신하는 사용자 단말장치로부터 수신되는 경우 상기 사용자 단말장치로 상기 생성한 혈압 결과 데이터를 전송할 수 있다.

상기 에어커프는 상기 사용자가 착석하는 안마의자에 탑재될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절기의 구동방법은, 사용자들의 혈압 치료를 위해 하완에 착용되는 에어커프를 이용해 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서의 혈류제한 혈압을 계산하는 단계, 상기 계산한 혈류제한 혈압까지 가압한 뒤 지정된 시간 동안 유지하여 혈류를 일정 수준으로 제어하는 단계, 및 상기 지정된 시간 경과 후 상기 에어커프의 공기압을 배출하여 상기 하완이 이완되도록 제어하는 단계를 포함한다.

상기 구동방법은, 상기 에어커프에 지정된 양의 압축 공기를 채운 뒤 감압하면서 혈압을 측정하는 단계를 더 포함하며, 상기 계산하는 단계는, 상기 측정한 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서 혈류제한 혈압을 계산할 수 있다.

상기 구동방법은, 상기 가압 및 상기 이완 동작이 지정된 시간 간격마다 반복되도록 제어하여 혈류를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 구동방법은, 혈압 안정을 위한 외부의 제어 명령에 따라 상기 하완의 압박 순서 및 시간 중 적어도 하나를 조절하는 단계, 및 상기 조절에 따른 혈압 결과 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 구동방법은, 상기 제어 명령이 상기 제어장치의 주변에서 무선 통신하는 사용자 단말장치로부터 수신되는 경우 상기 사용자 단말장치로 상기 생성한 혈압 결과 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 등척성 운동 요법은 혈압을 낮추는 비약물적 효과를 널리 알려져 있어 근육의 혈류를 회복하기 위한 생리학적 시도에서 대사 반사를 급격하게 자극할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 조직 산화 스트레스 감소, 혈관 내피 기능 개선, 압력 반사 민감도의 유리한 변화로 인해 장기적으로 자율 신경 균형에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절기를 나타내는 도면,
도 2a 및 도 2b는 하완압박에 의한 혈압 감소 및 스트레스 완화 기술을 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 분해사시도,
도 4는 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 구동메커니즘을 예시한 블록다이어그램,
도 5는 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 다른 구동메커니즘을 예시한 블록다이어그램,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절 과정을 나타내는 도면,
도 7은 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 구동과정을 나타내는 흐름도,
도 8은 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 다른 구동과정을 나타내는 흐름도, 그리고
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절 시스템을 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절기를 나타내는 도면이며, 도 2a 및 도 2b는 하완압박에 의한 혈압 감소 및 스트레스 완화 기술을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절기(혹은 하완 압박기)(90)는 에어커프(100) 및 제어장치(110)를 포함한다.

에어커프(100)는 하완에 적합하게 제작된 커프이며, 균등한 압력으로 측정 및 압박을 조절할 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에서 커프는 하완을 감싸는 부분에 해당하며, 밴드(band) 등의 다양한 명칭으로 명명될 수 있다. 무엇보다 에어커프(100)는 혈압계용 압력센서와 같은 혈류측정장치를 포함하여 구성될 수 있으며, 물론 이러한 혈류측정장치는 에어커프(100)의 일측에 구비되는 제어장치(110)의 일부를 구성할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 압력센서와 같은 혈류측정장치가 어떠한 형태로 구성되는지에 대하여 특별히 한정하지는 않을 것이다.

제어장치(110)는 등척성 운동의 하나인 그립 훈련과 동일한 효과를 낼 수 있도록 에어커프(100)를 동작시키며, 등척성 운동의 효과가 나타날 때 발생되는 혈류 제한 및 순간 방출 메커니즘을 그립운동이 아닌 에어커프(100)의 가압과 배기를 통해 조절하고 제어하는 장치이다. 다시 말해 제어장치(110)는 하완압박 혈압 조절기(90)가 에어커프(100)를 인위적으로 팽창, 수축하여 혈압을 낮추는 데 도움을 주도록 훈련을 안내해주는 장치로서 동작하게 한다. 이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절기(90)는 혈압계와 고혈압 치료보조기 중 적어도 하나의 역할을 대신한다고 볼 수 있다.

좀더 구체적으로 제어장치(110)는 에어커프(100)를 하완에 착용한 상태에서, 실행 버튼을 누르면 제어장치(110)에서 200 ~ 300mmHg의 압축 공기를 에어커프(100)에 채운 뒤 서서히 감압하면서 오실로메트릭 방법으로 혈압을 측정한다. 그리고 제어장치(110)는 측정된 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서 혈류제한 혈압을 계산하고, 계산 결과를 근거로 다시 혈류 제한 압력까지 가압한 뒤, 정해진 시간동안 유지하여 혈류를 일정 수준으로 제어하여, 그립 운동과 유사한 형태를 유지시킨다. 3분 뒤 에어커프(100)의 공기압을 배출하여 이완 시간을 갖는다. 이렇게 에어커프(100)를 통한 팽창과 수축을 10 ~ 15분 정도 반복해 혈류를 조절하여, 등척성 운동의 혈압 안정 효과와 동일한 효과를 낼 수 있다. 또한 블루투스 통신을 통해 하완압박 혈압 조절기(90)를 제어할 수 있으며, 여러가지 등척성 운동 프로토콜 또는 프로그램에 따라 혈압 조절기(90)의 운동순서(예: 하완의 가압 및 이완 등) 및 시간을 조절하고 혈압 결과 데이터를 모니터링하고 분석할 수 있다. 물론, 혈압 결과 데이터를 근거로 모니터링하고 분석하는 동작은 스마트폰이나 외부 서버 등을 통해 이루어질 수도 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

또한, 제어장치(110)에는 도 1에서와 같이 혈압 및 맥박 상태, 그리고 결과 표시창이 구성되며, 측정 시작, 종료 버튼, 설정 버튼, 결과값 확인 버튼 등을 화면에 표시하기 위한 메뉴버튼(111)이 구성되어 있다. 메뉴버튼(111)의 선택을 통해 제어장치(110)의 다양한 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 설정 버튼은 2가지 동작 모드의 제어가 가능할 수 있다. 하나는 제어장치(110)를 혈압 측정 모드로 동작시키기 위한 것이고, 다른 하나는 혈압 안정 모드로 동작시키기 위한 것이다. 물론 여기서, 모드(mode)는 하나의 버튼 선택으로 일련의 동작들이 순차적으로 이루어지는 것을 의미할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 하완압박에 의한 혈압감소 및 스트레스 완화 과정을 자세히 보여준다. 먼저, 도 2a의 ①에서 처럼, 도 1의 에어커프(100)를 가압하여 하완팔뚝의 혈관을 수축시킨다. 이는 도 2b의 (a)에서 보여주고 있다. 그리고, 도 2a의 ②에서와 같이 하완의 혈류 흐름을 측정하여 일정 수준 이하로 유지한다. 2분을 기준으로 할 수 있다. 이때, 혈압계용 압력센서 등의 혈류측정장치(200)를 이용하여 혈류 흐름이 측정될 수 있으며, 도 2a의 (b)에서와 같이 혈류가 완전히 차단되지 않도록 않다. 그리고, 도 2a의 ③에서와 같이 에어커프(100)를 배기하여 하완팔뚝의 혈관을 확장시킨다(도 2b의 (b) 참조). 이어 혈관이 확장되면서 혈압이 안정된다. 위의 ①에서 ④까지를 한 사이클로 하여 10 ~ 15분을 반복한다. 이를 통해 혈압 감소와 스트레스를 완화시킬 수 있다.

도 3은 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 분해사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 하완압박 혈압 조절기(90)는 기구(외형)적으로 볼 때, 에어커프(300), 바텀커버(310), 솔레노이드밸브 및 펌프류(320), 배터리(330), 메인 PCB(340), 탑커버(350), 기능버튼(360) 및 디스플레이 윈도우(370)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 디스플레이 윈도우(370)가 생략되어 하완압박 혈압 조절기(90)가 구성되거나, 바텀커버(310)나 탑커버(350)가 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

에어커프(300)는 내부에 압축 공기가 유입되며, 일측에는 압축 공기를 주입하는 솔레이노이드 밸브 및 펌프류(320)가 연결되는 연결부가 구성될 수 있다. 즉 에어커프(300)는 솔레노이드 밸브에 의해 연결되어 펌프의 작용에 의해 압축 공기가 공급된다고 볼 수 있다.

바텀커버(310)와 탑커버(350)는 서로 체결되어 그 내부에 공간을 형성하며, 내부 공간에는 솔레노이드밸브 및 펌프류(320), 배터리(330), 그리고 메인 PCB(340)가 구성된다. 여기서, 솔레노이드밸브는 전자석의 작용에 의하여 개폐를 하는 밸브이며, 전기신호에 의하여 개폐가 자동으로 제어된다. 메인 PCB(340)는 기능버튼(360)을 통해 사용자 명령이 있을 때 혈압 측정이나 혈압 안정 훈련 동작을 수행할 수 있도록 하는, 다시 말해 실질적인 구동을 수행하도록 제어한다. 이의 과정에서 솔레노이드밸브 및 펌프류(320)를 제어한다. 메인 PCB(340)는 FPCB 등으로 구성될 수도 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

또한, 탑커버(350)의 일측에는 기능버튼(360)이 구비된다. 도면에서 볼 때, 기능버튼(360)은 탑커버(350)의 하측 내부로 투입되어 사용자 터치가 이루어지는 버튼의 일부를 상측으로 노출시킬 수 있다. 여기서, 기능버튼은 도 1에서 볼 때, 메뉴버튼, 시작/종료 버튼, 설정버튼 등이 될 수 있다.

그리고, 탑커버(350)의 일측으로는 디스플레이 윈도우(370)가 체결됨으로써 도 1의 제어장치(110)의 구성을 완료할 수 있다. 디스플레이 윈도우(370)는 다양한 정보를 외부로 표시하는 패널이며, 패널은 LCD나 LED 패널 등 다양한 형태로 구성될 수 있으므로, 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

제어장치(110)는 별도의 개별장치로 구성되어 에어커프(300)에 솔레노이드밸드 등을 연결할 수 있지만, 하부면에 다양한 형태로 체결 또는 접착구조(예: 접착제, 3M 양면 테이프 등)를 형성하여 에어커프(300)에 결합할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

도 4는 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 구동메커니즘을 예시한 블록다이어그램이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 하완압박 혈압 조절기(90)는 구동메커니즘적으로 도 4에서와 같은 하완압박 혈압 조절기(90')를 구성할 수 있으며, 인터페이스부(400), 제어부(410), 혈압훈련관리부(420) 및 저장부(430)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 저장부(430)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 구성되거나, 혈압훈련관리부(420)와 같은 일부 구성요소가 제어부(410)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

인터페이스부(400)는 통신 인터페이부 및 사용자 인터페이스부를 포함한다. 통신 인터페이스부는 블루투스 등의 통신을 수행하는 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 주변에서 사용자가 사용하는 스마트폰 등의 사용자 단말장치와 어플리케이션(이하, 앱)의 실행을 통해 통신이 이루어질 수 있다. 이에 따라 스마트폰 등에서 앱을 실행하여 가령 도 1의 하완압박 혈압 조절기(90)를 제어할 수 있다. 또한, 제어에 따라 혈압 측정 결과 데이터 등을 제공받아 이를 분석하고, 분석 결과를 통해 동작을 모니터링하는 등의 동작이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 사용자 인터페이스부는 앞서 도 3에서와 같은 기능버튼(360)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 기능버튼(360)을 통해 사용자 명령이 입력될 수 있지만, 위에서와 같이 주변의 스마트폰 등에서 앱의 실행을 통해서는 스마트폰 등을 통해서도 사용자 명령이 입력될 수 있으며, 이러한 사용자 명령은 음성인식 모듈 등을 탑재하여 음성명령어를 인식하여 이루어질 수도 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

제어부(410)는 도 4의 하완압박 혈압 조절기(90')를 구성하는 인터페이스부(400), 혈압훈련관리부(420), 저장부(430)의 전반적인 제어 동작을 담당한다. 대표적으로 제어부(410)는 사용자로부터 사용자 명령이 입력될 때 혈압훈련관리부(420)를 제어하여 내부 프로그램을 실행시킬 수 있으며, 이에 따라 가령 도 1의 에어커프(100)를 통한 팽창과 수축을 제어하여 등척성 운동의 혈압 안정 효과와 동일한 효과가 발생되도록 한다.

예를 들어 제어부(410)는 사용자로부터 혈압 측정 모드로 동작하기 위한 제어 신호가 수신되는 경우, 혈압 측정 동작을 수행할 수 있다. 또한, 혈압 안정 훈련을 위한 제어 신호가 수신되는 경우에는 계산된 압력과 시간에 맞도록 에어커프(100)를 일정 시간 동안 팽창 및 수축을 반복하여 혈류를 조절한다.

혈압훈련관리부(420)는 하완 압박을 단독으로 사용할 때와 주변의 스마트폰 등의 사용자 단말장치를 통해 앱에 연동할 때의 2가지 형태로 동작할 수 있다. 또한, 혈압훈련관리부(420)는 외부에서 입력되는 사용자 명령에 따라 혈압측정 모드로 동작하거나 혈압안정 모드로 동작할 수 있다. 혈압측정 모드에서는 에어커프(100)의 압력을 최대 압력까지 높인 후 줄이면서 수축기, 이완기 혈압을 측정한다. 또한, 혈압안정 모드에서는 계산된(혹은 기설정된) 압력과 시간에 맞도록 에어커프(100)를 일정 시간동안 팽창 및 수축을 반복하여 혈류를 조절한다.

좀더 구체적으로 혈압훈련관리부(420)는 혈압을 측정하여 얻은 데이터를 근거로 하완 압박 압력을 계산한다. 하완 압박 압력은 혈류제한 혈압이라 명명될 수 있다. 하완 압박 압력은 혈류가 완전히 차단되지 않도록 하는 상태이며, 하완의 혈류 흐름을 측정하여 일정 수준 이하로 유지시킨다. 기준은 2분 또는 2분 동안의 혈류 흐름이 될 수 있다. 그리고 다시 혈압훈련관리부(420)는 제어부(410)를 제어하여 에어커프(100)를 배기하여 혈관을 확장시킨다. 혈관이 확장되면서 혈압이 안정된다. 이와 같이 혈압훈련관리부(420)는 제어부(410)를 제어하여 훈련 모드에서 혈관 수축, 수축한 상태에서 일정 시간 유지, 그리고 혈관 확장 동작을 한 사이클로 하여 10 ~ 15분을 반복하도록 함으로써 하완압박에 의한 혈압감소 및 스트레스 완화 효과를 얻을 수 있다. 등척성 운동 요법은 혈압을 낮추는 비약물적 효과로 널리 알려진 바 있으며, 본 발명의 실시예서는 등척성 운동과 같이 근육의 혈류를 회복하기 위한 생리학적 시도에서 대사 반사를 급격하게 자극함으로써 조직 산화 스트레스 감소, 혈관 내피 기능 개선, 압력 반사 민감도의 유리한 변화로 인해 장기적으로 자율 신경 균형에 긍정적인 영향을 준다고 볼 수 있는 것이다.

저장부(430)는 제어부(410)의 제어하에 처리되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 압력센서 등을 통해 압력 측정 결과 데이터가 수신될 때 이를 제어부(410)의 제어하에 임시 저장한 후 혈압훈련관리부(420)로 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서 제어부(410)는 CPU 및 메모리를 포함할 수 있으며, 원칩화하여 형성될 수 있다. CPU는 제어회로, 연산부(ALU), 명령어해석부 및 레지스트리 등을 포함하며, 메모리는 램을 포함할 수 있다. 제어회로는 제어동작을, 그리고 연산부는 2진비트 정보의 연산동작을, 그리고 명령어해석부는 인터프리터나 컴파일러 등을 포함하여 고급언어를 기계어로, 또 기계어를 고급언어로 변환하는 동작을 수행할 수 있으며, 레지스트리는 소프트웨어적인 데이터 저장에 관여할 수 있다. 상기의 구성에 따라, 가령 하완압박 혈압 조절기(90, 90')의 동작 초기에 혈압훈련관리부(420)에 저장되어 있는 프로그램을 복사하여 메모리 즉 램(RAM)에 로딩한 후 이를 실행시킴으로써 데이터 연산 처리 속도를 빠르게 증가시킬 수 있다.

도 5는 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 다른 구동메커니즘을 예시한 블록다이어그램이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 하완압박 혈압조절기(90")는 에어커프(500), 에어밸브 제어부(511), 에어펌프 제어부(512), 혈류측정유닛(513), 신호증폭부(513), MCU(515), LCD(516), 버튼(517), 통신부(518), 배터리부(519), 전원제어부(520) 및 충전아답터(521)의 일부 또는 전부를 포함하며, 여기서 "일부 또는 전부를 포함"한다는 것은 앞서서의 의미와 크게 다르지 않으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

에어커프(500)는 하완에 착용되어 혈류를 조절할 수 있도록 한다.

에어밸브 제어부(511)는 MCU(515)에서 제어되는 신호와 맞물려서 에어커프(500)의 팽창 및 수축이 되도록 제어한다. 가령 에어밸브 제어부(511)는 MCU(515)에 의해 제어되어 에어 밸브의 온/오프 동작을 수행할 수 있다.

에어펌프 제어부(512)는 에어펌프를 포함할 수 있으며, 펌프의 제어를 통해 공기의 가압 및 배출이 가능하도록 한다. 가령, 에어펌프 제어부(510)는 MCU(515)의 제어하에 에어 펌프를 동작시킬 수 있다. 이를 위해 에어펌프 제어부(510)는 PWM 제어 동작이 이루어질 수도 있다.

압력 센서 등의 혈류측정유닛(513)은 에어커프(100) 내의 압력을 통해서 압력을 감지하고 혈압을 측정할 수 있도록 모니터링한다.

신호증폭부(514)에서는 압력센서에서 얻어진 신호를 증폭하여 MCU(515)에서 생체신호를 분석하도록 한다. 신호증폭부(514)는 OP 앰프 등의 증폭기로 구성될 수 있으며, 증폭기에 설정된 증폭율(A)로 입력 신호를 증폭시켜 출력한다.

MCU(515)에서는 하완 압박 및 혈압 측정이 가능하도록 각 모듈을 제어한다. 예를 들어, 버튼(517)을 통해 사용자 명령이 입력되면 그에 따라 에어밸브 제어부(511), 에어펌프 제어부(512)를 제어하여 에어커프(500)로 압축 공기를 공급하고 이때 혈류측정유닛(513)을 통해 압력을 측정하여 측정 데이터를 MCU(515)로 제공되도록 할 수 있다. 그리고, 해당 측정 데이터는 통신부(518) 등의 제어에 따라 주변 스마트폰 등의 사용자 단말장치로 제공될 수도 있다.

LCD(516)는 혈압 측정값, 동작 상태 등을 사용자가 알기 쉽게 표시하며, 버튼(517)은 하완압박 및 혈압측정을 시작, 종료할 수 있도록 한다.

또한, 통신부(518)는 블루투스 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 휴대폰 앱(App)에서 분석 및 제어가 가능하도록 데이터를 송수신한다.

전원은 7.4V, 500mAh 용량의 리튬폴리머 충전 배터리에 의해 공급되며, 전원 버튼이 눌려지면 FET 소자에 의해 전원이 투입 및 제어된다.

충전 아답터(521)는 충전 배터리의 배터리가 충전되도록 전류를 공급한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절 과정을 나타내는 도면이며, 도 6에서는 도 1의 하완압박 혈압 조절기(90)가 주변의 스마트폰 등의 사용자 단말장치와 앱 등을 통해 연동하는 동작을 보여주고 있다.

하완압박 혈압 조절기(90)는 전원 스위치를 ON 하면 에어커프(100), 압력 펌프, 압력센서 등의 시스템을 초기화한다(S600, S601).

그리고 주변의 스마트폰 등의 앱에서 사용자가 혈압측정 버튼을 누르면 블루투스 통신을 통해서 제어 신호를 전달한다(S611, S613, S615). 여기서 혈압 측정을 위한 제어신호는 제1 제어신호가 될 수 있다.

혈압 조절기(90)에서 제어신호를 전달받으면, 에어커프(100)의 압력을 최대 압력까지 높인 후 줄이면서 수축기, 이완기 혈압을 측정한다(S603, S605).

이때 측정 데이터가 실시간으로 사용자 앱에 전달된다.

한편, 사용자가 혈압안정 훈련 버튼을 누르면(S613), 마찬가지로 블루투스를 통해 제어신호(혹은 제2 제어신호)를 수신받은 혈압조절기(90)에서는 계산된 압력과 시간에 맞도록 에어커프(100)를 일정 시간동안 팽창 및 수축을 반복하여 혈류를 조절한다(S607).

훈련시간 또는 설정된 시간이 지나면 자동으로 종료된다.

상기한 내용 이외에도 도 1의 하완압박 혈압 조절기(90)와 사용자 단말장치는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

도 7은 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

설명의 편의상 도 6을 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 하완압박 혈압 조절기(90)는 버튼을 누르면 에어커프(100)를 가압하고 배출하며 수축기 및 이완기 혈압을 측정한다(S700, S701, S702). 이의 과정에서 측정 결과는 디스플레이 화면상에 표시할 수 있다(S703).

또한 하완압박 혈압 조절기(90)는 혈압을 측정하며 얻은 데이터를 이용하여 압박할 압력을 계산한다(S704). 여기서, 압박 압력은 혈류제한 압력에 해당한다.

에어커프(100)를 팽창하여 혈류를 감소시킨다(S705).

또한, 미리 설정되어 있는 시간에 맞게(예: 2분 동안) 에어커프(100)의 압력을 유지시킨다(S706).

에어커프(100) 내 공기를 배기하여 하완 팔뚝의 혈관을 확장한다(S707).

이와 같은 방법으로 하완 압박을 10 ~ 15분 동안 반복한다.

측정된 결과와 데이터는 가령 주변 스마트폰 등의 앱으로 전송되어 분석될 수 있다.

도 8은 도 1의 하완압박 혈압 조절기의 다른 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

설명의 편의상 도 8을 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절기(90)는 사용자들의 혈압 치료를 위해 하완에 착용하는 에어커프(100)를 이용해 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서 혈류 제한 혈압을 계산한다(S800). 이의 과정에서 하완압박 혈압 조절기(90)는 에어커프(100)에 지정된 양의 압축 공기를 채운 뒤 감압하면서 혈압을 측정하는 동작을 선행할 수 있다.

또한, 하완압박 혈압 조절기(90)는 계산 결과를 근거로 계산한 혈류 제한 혈압까지 가압한 뒤 지정된 시간 동안 유지하여 혈류를 일정 수준으로 제어한다(S810). 즉 혈류 제한 혈압은 수축을 통해서도 일정 시간 동안 혈류가 발생하도록 하는 것이다. 시간은 2분 정도가 바람직할 수 있다.

이어, 하완압박 혈압 조절기(90)는 지정된 시간 경과 후 에어커프(100)의 공기압을 배출하여 하완이 이완되도록 제어한다(S820).

이외에도 하완압박 혈압 조절기(90)는 위의 S810 단계 및 S820 단계를 하나의 사이클로 하여 수회 반복하며, 10 ~ 15분 정도 반복함으로써 혈압 감소 및 스트레스를 완화시킬 수 있다.

상기한 내용 이외에도 도 1의 하완압박 혈압 조절기(90)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하완압박 혈압 조절 시스템을 나타내는 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 하완압박 혈압 조절 시스템(190)은 도 1에서와 같이 하완압박 혈압 조절기(90)를 단품뿐 아니라 안마의자에서 동일하게 하완 압박과 혈압 측정이 가능하도록 구성하려는 것으로서, 사용자 단말장치(900), 하완 압박기(910), 중앙처리장치(920) 및 에어펌프(930)의 일부 또는 전부를 포함하며, 여기서 "일부 또는 전부를 포함"한다는 것은 앞서서의 의미와 크게 다르지 않다.

사용자 단말장치(900)는 사용자의 스마트폰 등을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 하완 압박기(910)의 제어를 위한 전용 단말기일 수 있다. 물론 리모트 컨트롤러를 포함할 수도 있다. 사용자 단말장치(900)의 앱을 통해 제어가 이루어지거나 별도의 컨트롤 보드를 통해 제어가 가능할 수 있다.

하완 압박기(910)는 도 9에서와 같이 안마의자의 경우 팔걸이 부위 등에 구성될 수 있다. 이를 통해 안마의자를 활용한 하완압박이 이루어질 수 있으며, 하완 압박기(910)의 구성은 앞서 도 3 등을 통해 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

중앙처리장치(920)는 에어펌프(930)를 제어하여 하완 압박기(910)를 동작시키기 위한 제어장치이다. 중앙처리장치(920)는 사용자 단말장치(900)로부터의 제어 명령이나, 외부의 컨트롤 보드로 입력되는 제어 명령에 따라 에어펌프(930)를 제어한다. 물론 에어펌프(930)의 동작에 있어서도 혈압 측정뿐 아니라 혈압 안정 훈련 동작이 이루어질 수 있다.

에어펌프(930)는 중앙처리장치(920)의 제어에 따라 혈압측정 모드와 혈압안정 훈련 모드로 동작할 수 있으며, 이를 통해 하완 압박기(910)에서 하완 수축, 이때 수축에도 불구하고 혈류가 완전히 차단되지 않을 수 있고, 다시 에어커프(100)의 공기 배기하여 하완의 혈관을 확장시킨다. 이러한 동작을 반복할 수 있다.

상기한 내용 이외에 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.

여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

90, 90', 90": 하완압박 혈압 조절기 100, 300, 500: 에어커프
110: 제어장치 111: 메뉴버튼
400: 인터페이스부 410: 제어부
420: 혈압훈련관리부 430: 저장부

Claims (11)

1. 사용자들의 혈압 치료를 위해 하완(lower arm)에 착용하는 에어커프; 및
   상기 착용한 에어커프를 이용해 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서의 혈류제한 혈압을 계산하되, 상기 하완의 혈류 흐름을 측정하여 상기 혈류 흐름을 지정 시간동안 일정 수준 이하로 유지시키는 상기 혈류제한 혈압을 계산하며, 상기 계산한 혈류제한 혈압까지 가압한 뒤 지정된 시간 동안 유지하여 혈류를 일정 수준으로 제어하며, 상기 지정된 시간 경과 후 상기 에어커프의 공기압을 배출하여 상기 하완이 이완되도록 제어하는 제어장치;를 포함하되,
   상기 제어장치는, 상기 에어커프에 지정된 양의 압축 공기를 채운 뒤 감압하면서 혈압을 측정하고, 상기 측정한 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서 혈류제한 혈압을 계산하며,
   상기 에어커프 또는 상기 제어장치에 구성되는 혈류측정장치는, 상기 하완의 혈류 흐름을 측정하며,
   상기 제어장치는,
   혈압을 낮추는 등척성 운동의 프로그램에 따라 상기 하완의 가압 및 이완 순서와 시간을 조절하고, 상기 조절에 따른 혈압 결과 데이터를 생성하는 하완압박 혈압 조절기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는 상기 가압 및 상기 이완 동작이 지정된 시간 간격마다 반복되도록 제어하여 혈류를 조절하는 하완압박 혈압 조절기.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는 상기 제어 명령이 상기 제어장치의 주변에서 무선 통신하는 사용자 단말장치로부터 수신되는 경우 상기 사용자 단말장치로 상기 생성한 혈압 결과 데이터를 전송하는 하완압박 혈압 조절기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 에어커프는 상기 사용자가 착석하는 안마의자에 탑재되는 하완압박 혈압 조절기.
7. 에어커프 및 제어장치를 포함하는 하완압박 혈압 조절기의 구동방법으로서,
   상기 제어장치가, 사용자들의 혈압 치료를 위해 하완에 착용되는 상기 에어커프를 이용해 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서의 혈류제한 혈압을 계산하되, 상기 하완의 혈류 흐름을 측정하여 상기 혈류 흐름을 지정 시간동안 일정 수준 이하로 유지시키는 상기 혈류제한 혈압을 계산하는 단계;
   상기 제어장치가, 상기 계산한 혈류제한 혈압까지 가압한 뒤 지정된 시간 동안 유지하여 혈류를 일정 수준으로 제어하는 단계; 및
   상기 제어장치가, 상기 지정된 시간 경과 후 상기 에어커프의 공기압을 배출하여 상기 하완이 이완되도록 제어하는 단계;를 포함하되,
   상기 제어장치가, 상기 에어커프에 지정된 양의 압축 공기를 채운 뒤 감압하면서 혈압을 측정하고, 상기 측정한 수축기 혈압과 이완기 혈압 사이에서 혈류제한 혈압을 계산하는 단계;
   상기 에어커프 또는 상기 제어장치에 구성되는 혈류측정장치가, 상기 하완의 혈류 흐름을 측정하는 단계; 및
   상기 제어장치가, 혈압을 낮추는 등척성 운동의 프로그램에 따라 상기 하완의 가압 및 이완 순서와 시간을 조절하고, 상기 조절에 따른 혈압 결과 데이터를 생성하는 단계;를
   더 포함하는 하완압박 혈압 조절기의 구동방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,
   상기 제어장치가, 상기 가압 및 상기 이완 동작이 지정된 시간 간격마다 반복되도록 제어하여 혈류를 조절하는 단계;를 더 포함하는 하완압박 혈압 조절기의 구동방법.
10. 삭제
11. 제7항에 있어서,
    상기 제어장치가, 상기 제어 명령이 상기 제어장치의 주변에서 무선 통신하는 사용자 단말장치로부터 수신되는 경우 상기 사용자 단말장치로 상기 생성한 혈압 결과 데이터를 전송하는 단계;를 더 포함하는 하완압박 혈압 조절기의 구동방법.

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