KR20030067469A

KR20030067469A - 맥파 전파 속도 측정 장치

Info

Publication number: KR20030067469A
Application number: KR1020020070778A
Authority: KR
Inventors: 노무라다까시
Original assignee: 니폰 콜린 가부시키가이샤
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2003-08-14
Also published as: EP1334694A2; EP1334694A3; CN1436515A; US6758819B2; US20030153839A1; JP2003230543A; JP3643562B2

Abstract

생체의 제 1부위와 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 측정하는 장치 (10) 에 있어서, 이 장치는, 생체의 제 1 부위에 착용되어 전파 신호를 발생시키는 전파 신호 발생 장치 (42), 생체의 제 2 부위에 착용되어 전파 신호 발생 장치에 의해 발생되고 생체의 생체 조직을 통해 전파되고 제 2 부위에 도달한 전파 신호를 검출하는 전파 신호 검출 장치 (44), 전파 신호 발생 장치에 의해 전파 신호가 발생될 때의 시간으로부터 전파 신호 검출 장치에 의해 전파 신호가 검출될 때의 시간까지의 신호 전파 시간, 및 인간의 생체 조직을 통해 전파 신호가 전파되는 미리 기억된 속도에 근거하여, 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에 위치한 생체의 혈관부의 길이를 결정하는 혈관 길이 결정 수단 (20, 48), 및 혈관 길이 결정 수단에 의해 결정된 혈관 길이에 근거하여, 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 결정하는 맥파 전파 속도 결정 수단 (20, 48) 을 구비한다.

Description

맥파 전파 속도 측정 장치{PULSE-WAVE-PROPAGATION-VELOCITY MEASURING APPARATUS}

본 발명은 맥파가 생체 내에서 전파되는 속도를 측정하는 맥파 전파 속도 측정 장치에 관한 것이다.

맥파 전파 속도는 다양한 의료 진단에서 이용된다. 예를 들어, 동맥이 경화됨에 따라 맥파 전파 속도가 증가하기 때문에, 이 속도는 동맥경화를 진단하는 데에 이용된다. 또한, 맥파 전파 속도가 혈압의 변화와 관련하여 변하기 때문에, 이 속도는 혈압을 감시하는 데에 이용된다.

맥파 전파 속도는, 생체의 2 부위로부터 2 개의 심박 동기 신호 (맥파, 심음 (heart sound), 심전 신호 (electrocardiograph signal) 등) 를 검출하고, 그 2 개의 신호가 검출될 때의 각 시간에 근거하여 2 부위간에 그 2 개 신호중 하나가 전파되는 전파 시간을 검출하고, 2 부위간의 동맥 길이를 전파 시간으로 나누어 측정할 수 있다.

종래의 방법에서, 동맥의 길이는, 미리 실험적으로 결정된, 신장 (stature) 과 동맥 길이간의 관계식에 환자의 신장을 대입하여 구한 값으로 근사치를 구하거나, 2 부위간에 신체 표면 상에서 측정된 값으로 근사치를 구한다.

따라서, 정확한 맥파 전파 속도를 측정하기 위해서는, 정확한 동맥 길이를 측정할 필요가 있다. 그러나, 환자의 신장에 근거하여 결정된 동맥 길이는 아주 정확하지는 못하다. 또한, 2 부위 간에 신체 표면상에서 측정된 값은 환자의 신장에 근거하여 결정된 동맥 길이보다는 더 정확하지만, 측정의 정확도는 측정자의 숙련된 기술에 의존하게 된다. 또한, 측정 작업에 많은 시간을 요하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 생체의 동맥 길이를 정확하고 신속하게 측정할 수 있는 맥파 전파 속도 측정 장치를 제공하는 것이다. 상기 목적은 본 발명에 의해 달성되었다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 맥파 전파 속도 측정 장치의 구성을 나타내는 개략도.

도 2 는 도 1 의 장치에 사용되는 심음 마이크로폰의 구조를 나타내는 예시적인 도면.

도 3 은 도 1 의 장치에 사용되는 커프를 나타내는 전개도.

도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태로서 또다른 맥파 전파 속도 측정에서 사용되는 베드 및 환자 카메라를 나타내는 도면.

도 5 는 도 4 의 장치에 사용되는 CPU (중앙 처리 장치) 의 혈관 길이 결정 기능을 설명하는 플로우 차트.

도 6a 는 도 4 의 장치의 ROM (판독 전용 기억 장치) 내에 미리 기억된 혈관 패턴의 일례를 나타내는 도면.

도 6b 는 도 5 의 단계 (SA4) 에서 표시되는 환자의 외형을 나타내는 도면.

도 7 은 본 발명의 제 3 실시형태로서 또다른 맥파 전파 속도 측정에서 사용되는 CPU 의 혈관 길이 결정 기능을 설명하는 플로우 차트.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 맥파 전파 속도 측정 장치 14: 상완 맥파 검출 장치

16: 환자 20: 전자 제어 장치

44: 제 2 진동자 48: CPU (혈관 길이 결정 수단)

60: 베드 62: 환자 카메라

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 맥파가 제 1 부위와 제 2 부위사이에서 전파되는 속도를 측정하는 장치로서, 생체의 제 1 부위에 착용되어 전파 신호 (propagation-signal) 를 발생시키는 전파 신호 발생 장치; 생체의 제 2 부위에 착용되어, 상기 전파 신호 발생 장치에 의해 발생되어 생체 조직을 통해 전파되고 제 2 부위에 도달하는 전파 신호를 검출하는 전파 신호 검출 장치; 전파 신호 발생 장치에 의해 전파 신호가 발생할 때의 시간으로부터 전파 신호 검출 장치에 의해 전파 신호가 검출될 때의 시간까지의 신호 전파 시간, 및 인간의 생체 조직을 통하여 전파 신호가 전파되는 미리 기억된 속도에 근거하여, 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에 위치한 생체의 혈관 길이를 결정하는 혈관 길이 결정 수단; 및 혈관 길이 결정 수단에 의해 결정된 혈관 길이에 근거하여, 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 결정하는 맥파 전파 속도 결정 수단을 구비하는 장치가 제공된다.

본 발명의 이러한 양태에 따르면, 혈관 길이 결정 수단은, 혈관의 길이로서, 맥파 전파 속도가 측정될 곳의 생체의 제 1 부위와 제 2 부위사이에서 전파 신호가 전파되는 거리를 측정한다. 따라서, 본 장치는, 2 부위간에 신체 표면 상에서 혈관 길이를 측정하는 것과 동일한 정확도로 혈관길이를 측정할 수 있다. 또한, 단지, 제 1 부위에 전파 신호 발생 장치를 착용하고 제 2 부위에 전파 신호 검출 장치를 착용함으로써, 혈관 길이를 결정할 수 있기 때문에, 아무런 숙련된 기술을 요하지 않는다. 더욱이, 혈관 길이를 결정하는 데에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

바람직하게는, 본 측정 장치는, 생체의 제 1 부위에 착용되어 제 1 부위로부터 제 1 심박 동기 신호를 검출하는 제 1 심박 동기 신호 검출 장치; 및 생체의 제 2 부위에 착용되어 제 2 부위로부터 제 2 심박 동기 신호를 검출하는 제 2 심박 동기 신호 검출 장치를 더 구비하고, 맥파 전파 속도 결정 수단은, 혈관 길이 결정 수단에 의해 결정된 혈관 길이를, 제 1 심박 동기 신호 검출 장치에 의해 제 1 심박 동기 신호가 검출될 때의 시간으로부터 제 2 심박 동기 신호 검출 장치 의해 제 2 심박 동기 신호가 검출될 때의 시간까지의 맥파 전파 시간으로 나누어 맥파가 전파되는 속도를 결정한다. 또한, 전파 신호 발생 장치는 제 1 심박 동기 신호와일체로 구성되고, 전파 신호 검출 장치는 제 2 심박 동기 신호 검출 장치와 일체로 구성된다.

따라서, 제 1 및 제 2 심박 동기 신호 검출 장치는 생체에 착용되고, 전파 신호 발생 장치 및 전파 신호 검출 장치도 또한 생체에 착용된다. 따라서, 맥파 전파 속도 측정 작업은 용이하게 수행될 수 있다.

그러나, 제 1 심박 동기 신호 검출 장치와 분리된 전파 신호 발생 장치, 및 제 2 심박 동기 신호 검출 장치와 분리된 전파 신호 발생 장치를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 제 1 및 제 2 심박 동기 신호 장치로서, 종래의 심박 동기 신호 검출 장치를 그대로 사용할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 맥파가 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에서 전파하는 속도를 측정하는 장치가 제공되며, 이 장치는 생체가 눕혀지는 베드 (bed); 이 베드 상에 누운 생체의 외형을 결정하는 외형 결정 장치; 외형 결정 장치에 의해 결정된 생체의 외형과 이 외형 내의 생체의 제 1 부위 및 제 2 부위의 각 부위에 근거하여, 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에 위치한 생체의 혈관의 길이를 결정하는 혈관 길이 결정 수단; 및 혈관 길이 결정 수단에 의해 결정된 혈관 길이에 근거하여, 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 결정하는 맥파 전파 속도 결정를 구비한다.

본 발명의 이러한 양태에 따르면, 외형 결정 장치는 맥파 전파 속도가 측정될 생체의 외형을 결정하고, 혈관 길이 결정 수단은 그 외형 결정 수단에 의해 결정된 생체의 외형 및 상기 외형 내의 제 1 및 제 2 부위의 각 부위에 근거하여 혈관의 길이를 결정한다. 따라서, 본 장치는 신체 표면 상의 2 부위의 거리를 측정하는 것과 동일한 정확도로 혈관 길이를 결정할 수 있다. 또한, 혈관 길이를 결정하기 위해 아무런 숙련된 기술을 요하지 않고, 그 결정에 요하는 시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 맥파가 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에서 전파되는 속도를 측정하는 장치가 제공되며, 이 장치는, 생체의 혈관 화상을 촬영하는 혈관 화상 촬영 장치; 혈관 화상 촬영 장치에 의해 촬영된 생체의 혈관 화상에 근거하여, 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에 위치한 생체의 혈관 부위의 길이를 결정하는 혈관 길이 결정 수단; 및 혈관 길이 결정 수단에 의해 결정된 혈관 부위의 길이에 근거하여, 생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 결정하는 맥파 전파 속도 결정 수단을 구비한다.

본 발명의 이러한 양태에 따르면, 혈관 화상 촬영 장치는 혈관 화상을 촬영하고, 혈관 길이 결정 수단은 혈관 화상 촬영 장치에 의해 촬영된 생체의 혈관 화상에 근거하여 혈관의 길이를 결정한다. 따라서, 본 장치는 신체 표면 상의 2 부위 사이의 길이를 실제로 측정하는 것보다 더 높은 정확도로 혈관의 길이를 결정할 수 있다.

본 발명의 상기 목적, 특징, 및 장점은 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 이하의 상세한 설명을 통해 더 잘 이해될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 도 1 은 본 발명이 적용되는 맥파 전파 속도 측정 장치 (10) 의 개략적 구성을 나타내는 도면이다.

맥파 전파 속도 측정 장치 (10) 는 제 1 심박 동기 신호 검출 장치로서 기능하는 심음 마이크로폰 (12), 및 제 2 심박 동기 신호 검출 장치로서 기능하는 상완 (上腕) 맥파 검출 장치 (14) 를 구비한다. 심음 마이크로폰 (12) 은 생체인 환자 (16) 가슴의 소정 부위 상에 착용되고, 환자의 심장으로부터 발생된 심음을 검출하고, 검출한 심음을 나타내는 심음 신호 (SH) 를 A/D (아날로그-투-디지탈) 변환기 (18) 를 통해 전자 제어 장치 (20) 로 공급한다. 본 실시형태에서, 환자 가슴의 소정 부위는 환자의 제 1 부위에 해당한다.

상완 맥파 검출 장치 (14) 는, 팽창성 커프 (22), 압력 센서 (24), 압력 제어 밸브 (26), 공기 펌프 (28), 정압 필터 회로 (30), 및 맥파 필터 회로 (32) 를 구비한다. 커프 (22) 는 벨트형 포대 (belt-like cloth bag) 및 이 포대 내에 수용되어 있는 고무대를 구비하고, 환자 (16) 의 상부 팔에 감겨지도록 되어 있다. 본 실시형태에서, 상부 팔은 환자의 제 2 부위에 해당한다. 압력 센서 (24) 및 압력 제어 밸브 (26) 은 배관 (34) 을 통해 커프 (22) 에 연결되어 있고, 공기 펌프 (28) 는 배관 (36) 을 통해 압력 제어 밸브 (26) 에 연결되어 있다. 압력 제어 밸브 (26) 는 공기 펌프 (28) 로부터 공급된 압축 공기의 압력을 조절하고, 이 압력이 조절된 공기를 커프 (22) 에 공급하거나 또는 커프 (22) 로부터 압축 공기를 배출시킴으로써, 커프 (22) 내의 압력을 제어한다.

압력 센서 (24) 는 커프 (22) 내의 공기 압력을 검출하고, 검출한 공기 압력을 나타내는 압력 신호 (SP) 를 정압 필터 회로 (30) 및 맥파 필터 회로 (32) 로공급한다. 정압 필터 회로 (30) 는, 검출된 공기 압력의 정적 성분 (static component), 즉, 커프 (22) 의 압박 압력 (이하, 커프 압력 (PC) 라 함) 을 나타내는 커프 압력 신호 (SC) 를 압력 신호 (SP) 로부터 추출하는 저역 필터 (low-pass filter) 를 구비한다. 필터 회로 (30) 는 커프 압력 신호 (SC) 를 A/D 변환기 (38) 를 통해 전자 제어 장치 (20) 로 공급한다. 맥파 필터 회로 (32) 는, 소정의 주파수를 가진 검출된 공기 압력의 진동 성분 (oscillatory component) 을 나타내는 커프 맥파 신호 (SM) 을 압력 신호 (SP) 로부터 추출하는 대역 필터 (band-pass filter) 를 구비한다. 필터 회로 (32) 는 커프 맥파 신호 (SM) 를 A/D 변환기 (40) 를 통해 제어 장치 (20) 에 공급한다. 커프 맥파 신호 (SM) 에 의해 나타내어지는 진동 성분은 커프 (22) 에 의해 압박되는 상부 팔의 상완 동맥 (도시 안됨) 으로부터 커프 (22) 로 전송되는 상완 맥파이다.

도 2 에 나타난 바와 같이, 심음 마이크로폰 (12) 은 심음을 검출하는 마이크포폰부 (12a) 및 마이크로폰부 (12a) 와 일체로 되어 있는 제 1 진동자 (12b) 를 구비한다. 제 1 진동자 (12b) 는 전기 신호를 기계적 진동으로 변환하는 소자이며, 펄스 발생기에 연결되어 있다. 제어 장치 (20) 가 펄스 발생 신호를 펄스 발생기 (42) 에 공급할 때, 발생기 (42) 는 수백 킬로헤르츠 이상의 소정 주파수를 가진 펄스 신호를 발생시키고, 이 펄스 신호는 제 1 진동자 (12b) 에 공급된다. 펄스 신호가 제 1 진동자 (12b) 에 공급될 때, 제 1 진동자 (12b) 는 펄스 신호의 주파수와 동일한 주파수로 진동하여, 제 1 진동자 (12b) 는 그 주파수를 가진 초음파를 발생시킨다. 본 실시형태에서, 제 1 진동자 (12b) 에 의해 발생된초음파는 전파 신호 (propagation signal) 에 해당하고, 제 1 진동자 (12b) 는 전파 신호 발생 장치로서 기능한다.

도 3 은, 전개된 커프 (22) 의 내주면을 나타낸다. 제 2 진동자 (44) 는, 커프 (22) 가 상부 팔에 착용될 때, 제 2 진동자 (44) 가 환자의 신체 표면과 확실히 접촉되도록 하는 위치에서, 커프 (22) 의 내주면에 고정되어 있다. 제 2 진동자 (44) 는 제 1 진동자 (12b) 의 구성과 동일한 구성을 가지고 있다. 그러나, 제 1 진동자 (12b) 는 전기 신호를 초음파로 변환하기 위해 사용되지만, 제 2 진동자 (44) 는 초음파를 전기 신호로 변환하기 위해 사용된다. 보다 구체적으로 설명하면, 제 1 진동자 (12b) 에 의해 발생된 초음파가 환자 (16) 의 생체 조직을 통해 전파되어 제 2 진동자 (44) 에 도달할 때, 제 2 진동자 (44) 는 초음파를 전기 신호로 변환하여 이 전기 신호는 A/D 변환기 (46) 를 통해 전자 제어 장치 (20) 으로 공급된다. 따라서, 제 2 진동자 (44) 는 전파 신호 검출 장치로서 기능한다.

전자 제어 장치 (20) 는 CPU (중앙 처리 장치)(48), ROM (판독 전용 기억 장치)(50), RAM (임의 접근 기억 장치)(52), 및 I/O (입출력) 포트 (도시 안됨) 을 포함하는 소위 마이크로 컴퓨터에 의해 제공된다. CPU (48) 는 RAM (52) 의 임시 기억 기능을 이용하여 ROM (50) 내에 미리 기억된 제어 프로그램에 따라 신호를 처리하고, I/O 포트를 통해 구동 신호를 공기 펌프 (28) 및 압력 제어 밸브 (26) 에 공급하여 커프 압력 (PC) 을 제어한다. 보다 구체적으로 설명하면, CPU (48) 는 공기 펌프 (28) 및 압력 제어 밸브 (26) 을 제어하여 커프 압력 (PC)을 소정의 맥파 검출 압력, 예를 들어, 50 mmHg 로 변화시키고 그 압력으로 유지시킨다. 이 맥파 검출 압력은 환자의 상부 팔의 최저 혈압보다 더 낮고 맥파 필터 회로 (32) 에 의해 추출된 커프 맥파 신호 (SM) 가 충분히 큰 크기를 갖도록 하는 압력으로 설정되어 있다. ROM (50) 은, 미리 생체 조직을 통해 초음파가 전파되는 속도를 기억한다 (이하, 이 속도를 초음파 전파 속도라 함). 초음파 전파 속도는, 예를 들어, 1,530 m/sec 이다.

또한, CPU (48) 는 혈관 길이 결정 수단으로서 기능하고, 아래와 같이 혈관 길이 결정 루틴을 실행한다. 먼저, CPU 는 펄스 발생 신호를 펄스 발생기 (42) 로 공급하여, 심음 마이크로폰 (12) 내에 제공된 제 1 진동자 (12b) 가 소정 주파수를 갖는 초음파를 발생시키도록 한다. 이어서, CPU 는, CPU 가 제 2 진동자 (44) 로부터, 상기 초음파의 주파수와 동일한 주파수를 가진 전기 신호를 받았는 지 여부를 판정한다. 만약, 긍정적인 판정이 내려지면, CPU 는, 신호 전파 시간으로서, 펄스 발생 신호의 공급 (즉, 초음파의 생성) 으로부터 전기 신호의 수용에 이르기까지의 시간 (초) 을 결정한다. 그 다음에, CPU 는 이렇게 결정된 신호 전파 시간을 ROM (50) 내에 미리 기억된 초음파 전파 속도로 나누고, 이렇게 얻은 값을 혈관 길이 (L) 로서 결정한다.

또한, CPU (48) 는, 맥파 전파 시간 (DT) 로서, 마이크로폰 (12) 으로부터 공급된 심음 신호 (SH) 에 의해 표현되는 심음의 소정 부위 (예를 들어, 제 2 심음 (Ⅱ) 의 개시점) 의 발생 시간과, 커프 압력 (PC) 이 맥파 검출 압력으로 유지된 상태에서 맥파 필터 회로 (32) 로부터 공급된 맥파 신호 (SM) 에 의해 표현되는 상완 맥파의 소정 부위 (예를 들어, 상완 맥파의 다이크라틱 노치 (dicrotic notch) 의 발생 시간 사이의 시간차를 결정한다. 맥파 전파 시간 (DT) 은 맥파가 환자의 대동맥판 (aortic valve) 로부터 상부 팔로 전파되는 데 필요한 시간이다. 마지막으로, CPU 는 이렇게 결정된 맥파 전파 시간 (DT) 및 혈관 길이 (L) 을 다음의 수학식 1 에 대입하여, 맥파가 대동맥으로부터 상부팔로 전파되는 맥파 전파 속도 (PWV) 를 결정하고, 이렇게 결정된 맥파 전파 속도 (PWV) 를 표시장치 (54) 상에 표시한다.

전술한 실시형태에서, CPU (48) 는, 맥파 전파 속도 (PWV) 가 측정되고 초음파가 실제로 전파되는 2 부위 사이에 위치하는 혈관의 길이 (L) 를 결정한다. 따라서, 혈관 길이 (L) 가 생체의 신체 표면 상에서 실제로 측정되는 경우의 정확도와 동일한 정확도로 결정된다. 또한, 단지, 가슴 상에 제 1 진동자 (12b) 를 착용하고 상부 팔 상에 제 2 진동자 (44) 를 착용하여 혈관 길이 (L) 를 측정하기 때문에, 이 길이를 특별한 숙련된 기술 없이 결정할 수 있고, 단축된 시간 내에 결정할 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에서, 제 1 진동자 (12b) 는 심음 마이크로폰 (12) 내에 일체로 제공되고 제 2 진동자 (44) 는 커프 (22) 내에 일체로 제공된다. 따라서, 마이크로폰 (12) 및 커프 (22) 가 환자 (12) 에게 착용될 때, 제 1 및 제 2진동자 (12b, 44) 가 동시에 환자 (16) 에게 착용된다. 따라서, 맥파 전파 속도 (PWV) 가 용이하게 측정될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태를 설명한다. 제 2 실시형태는, 혈관 길이 (L) 의 결정에 관한 장치 및 기능에 있어서만 제 1 실시형태에서의 맥파 전파 속도 측정 장치 (10) 와 서로 다른 맥파 전파 속도 측정 장치에 관한 것이다. 이하, 제 2 실시형태에서의 본 장치와 제 1 실시형태에서의 장치 (10) 사이의 차이점만을 설명한다. 제 1 실시형태에서 사용된 참조 부호와 동일한 참조 부호가 본 실시형태, 즉, 제 2 실시형태의 해당 부분을 지시하는 데에 사용되며, 이들 부분들에 대한 설명은 생략한다.

제 2 실시형태에서의 맥파 전파 속도 측정 장치는, 혈관 길이 (L) 을 측정하기 위해 장치 (10) 에 의해 사용되는 제 1 진동자 (12b), 제 2 진동자 (44), 펄스 발생기 (42), 또는 A/D 변환기 (18, 46) 를 사용하지 않고, 도 4 에 도시된 바와 같이, 베드 (60) 및 환자 카메라 (62) 를 사용한다. 또한, 본 실시형태의 맥파 전파 속도 측정 장치는 환자 카메라 (62) 를 조작하기 위해 동작되는 제어 키 (도시 안됨), 및 환자 카메라 (62) 에 의해 촬영된 화상을 처리하기 위해 동작되는 키보드 (도시 안됨) 를 구비한다.

환자 카메라 (62) 는, 카메라 (62) 가 베드 (60) 전체를 촬영할 수 있도록 베드 (60) 에 고정된 카메라 지지대 (66) 의 일단에 고정되어 있다. 환자 카메라 (62) 는, 예를 들어, 빛을 전기 신호로 변화하고 이 전기 신호를 전자 제어 장치 (20) 에 공급하는 CCD (전하 결합 소자) 카메라이다. 제어 장치 (20) 는 환자 카메라 (62) 로부터 공급된 전기 신호에 의해 표현되는 화상을 처리하여, 환자 (16) 의 2 차원 외형을 결정한다. 따라서, 환자 카메라 (62) 및 제어 장치 (20) 는 서로 협동하여 외형 결정 장치로서 기능한다.

또한, 제 2 실시형태에서, 제어 장치 (20) 의 CPU (48) 은 혈관 길이 결정 수단으로서 기능한다. 도 5 는 제 2 실시형태에서의 맥파 전파 속도 측정 장치의 CPU 의 혈관 길이 결정 기능을 설명하는 플로우 차트이다. 먼저, 단계 SA1 에서 (이하, "단계(들)" 이란 용어는 생략함), 전술한 제어 키는 의사 또는 간호사 등의 의료진에 의해 조작되어 베드 (60) 상에 소정 자세를 취하고 있는 환자 (16) 를 환자 카메라 (62) 로 촬영한다.

그 다음에, SA2 에서, CPU 는 환자 카메라 (62) 로부터 제어 장치 (20) 로 공급된 전기 신호에 의해 표현되는 화상을 처리하여 환자 (16) 의 외형 (즉, 윤곽) 을 결정한다. 이어서, SA3 에서, CPU 는 ROM (50) 내에 미리 기억된 혈관 패턴을 수정하여, 수정된 혈관 패턴을 SA2 에서 결정된 환자 (16) 의 외형에 맞춘다. SA4 에서, CPU 는 표시장치 (54) 를 동작시켜 환자 (16) 의 외형 및 상기 수정된 혈관 패턴을 표시하게 한다. 도 6A 는 ROM (50) 내에 미리 기억된 혈관의 일례를 나타내고, 도 6B 는 SA4 에서 표시장치 (54) 에 의해 표시된 것을 나타낸다. SA3 에서, CPU 는 ROM (50) 내에 미리 기억된 혈관 패턴을 종방향 또는 횡방향으로 수정, 즉, 확대 및/또는 축소함으로써, 수정된 혈관 패턴을 SA2 에서 결정된 환자 (16) 의 외형의 각 부위의 각 중심선을 따라 위치시킨다.

SA4 에서 환자 (16) 의 외형이 표시장치 (54) 에 의해 표시된 후에, CPU 는전술한 키보드의 조작을 통해 지정되는 2 개의 심박 동기 신호 검출 위치를 수용할 수 있다. 의료진이 키보드를 조작하여 심음 마이크로폰 (12) 이 착용된 위치 및 커프 (22) 가 착용된 위치를 지정하면, CPU 는, SA5 에서, 이렇게 지정된 위치를 2 개의 심박 동기 신호 검출 위치로 결정한다. 그 다음에, SA6 에서, CPU 는 SA5 에서 결정된 2 개의 심박 동기 신호 검출 위치 사이에 위치한 상기 수정된 혈관 패턴의 임시적인 혈관 길이를 결정하고, 이렇게 결정된 임시적인 길이와 SA3 에서 사용된 확대 비율 및/또는 축소 비율에 근거하여 본래의 혈관 길이 (L) 를 결정한다.

이러한 방법으로 혈관 길이 (L) 가 결정된 후에, 심음 마이크로폰 (12) 및 커프 (22) 가 환자 (16) 에 착용되고, 이렇게 결정된 혈관 길이 (L) 를 이용하여 제 1 실시형태에 관하여 전술한 방법과 동일한 방법으로 맥파 전파 속도 (PWV) 가 측정된다.

전술한 제 2 실시형태의 설명으로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 전자 제어 장치 (20) 는 환자 카메라 (62) 에 의해 촬영된 환자 (16) 의 화상을 처리하여, 환자의 외형을 결정하고, CPU (48) 는 이렇게 결정된 환자의 외형 내에서 심음 마이크로폰 (12) 및 커프 (22) 가 착용되는 각 위치에 근거하여 혈관 길이 (L) 를 결정한다. 따라서, 혈관 길이 (L) 는, 마이크로폰 (12) 과 커프 (22) 가 착용된 위치들 사이의 실제 길이를 환자의 신체 표면 상에서 측정하는 경우의 정확도와 동일한 정확도로 결정할 수 있다. 또한, 혈관 길이 (L) 는 특별한 기술 없이 결정될 수 있으며, 단축된 시간내에 결정될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태를 설명한다. 제 3 실시형태는, 혈관 길이 (L) 의 결정에 관한 장치 및 기능에 있어서만, 제 1 실시형태에서의 맥파 전파 속도 측정 장치 (10) 또는 제 2 실시형태에서의 맥파 전파 속도 측정 장치와 서로 다른 맥파 전파 속도 측정 장치에 관한 것이다. 이하, 제 1 실시형태에서의 장치 (10) 와 제 2 실시형태에서의 장치 사이의 차이점만을 설명한다. 이하, 제 1 및 제 2 실시형태와 제 3 실시형태 사이의 차이점만을 설명한다.

제 3 실시형태에서의 맥파 전파 속도 측정 장치는 제 2 실시형태에서 사용되는 베드 (60) 또는 환자 카메라 (62) 를 사용하지 않고, 본 기술분야에서 알려진 X-선 CT (컴퓨터 토모그래피) 스캔 장치를 사용한다.

또한, 제 3 실시형태에서, 제어 장치 (20) 의 CPU (48) 는 혈관 길이 결정 수단으로서 기능한다. 도 7 은 제 3 실시형태에서의 맥파 전파 속도 측정 장치의 CPU (48) 의 혈관 길이 결정 기능을 설명하는 플로우 차트이다.

먼저, 단계 (SB1) (이하, 단계(들) 이란 용어는 생략함) 에서, X-선 CT 스캔 장치 (도시 안됨) 는 환자 (16) 의 전체 신체의 각 X-선 화상을 촬영하기 위해 다른 에너지 레벨을 가진 2 개의 X-선을 사용하도록 동작된다.

그 다음에, SB2 에서, CPU 는 이렇게 촬영된 2 개의 화상을 잘 알려진 에너지 서브트랙션 (energy substraction) 법으로 처리한다. 보다 구체적으로 설명하면, CPU 는 2 개의 화상중 하나를 다른 하나의 화상에서 서브트랙트하고, 다른 에너지 레벨을 가진 2 개의 X-선에 대한 환자 신체의 각 반응의 차이에 근거하여 환자 혈관의 화상을 얻는다. 따라서, 본 실시형태에서, X-선 CT 스캔 장치 및전자 제어 장치 (20) 는 서로 협동하여 혈관 화상 촬영 장치로서 기능한다.

그 다음에, SB3 에서, 표시장치 (54) 는 SB2 에서 촬영한 혈관 화상을 표시한다. 이어서, SB4 에서, CPU 는 도 5 의 SA5 에서 사용된 방법과 동일한 방법으로 2 개의 심박 동기 신호 검출 위치를 결정한다. 그 다음에, SB5 에서, CPU 는, 환자의 혈관의 길이 (L) 로서, SB2 에서 얻은 혈관 화상 내에서 측정된 SB4 에서 결정된 2 개의 심박 동기 신호 검출 위치 사이의 거리를 결정한다.

제 3 실시형태의 전술한 설명으로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 전자 제어 장치 (20) 는 X-선 CT 스캔 장치에 의해 촬영된 X-선 화상을 처리하여, 환자 (16) 의 혈관의 화상을 결정하고, CPU (48) 는 혈관 화상에 근거하여 혈관 길이 (L) 을 결정한다. 따라서, 혈관 길이 (L) 는, 2 부위 사이의 거리가 신체 표면 상에서 실제로 측정될 경우의 정확도보다 더 높은 정확도로 결정될 수 있다.

첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시형태들에서 본 발명을 상세히 설명하였지만, 다른 실시형태도 가능하다는 것에 유의해야 한다.

예를 들어, 제 2 실시형태에서, 환자 카메라 (62) 는 빛에 감지하고 빛을 전기 신호로 변환한다. 그러나, 환자 카메라 (62) 는, 예를 들어, 물체로부터 방사되는 열에너지를 검출하는 서모그래피 카메라 (thermograph camera) 등의 다른 종류의 카메라일 수도 있다.

제 2 실시형태에서, 환자 카메라 (62) 및 전자 제어 장치 (20) 는 서로 협동하여 외형 결정 장치로서 기능한다. 그러나, 환자 카메라 (62) 는 베드 (60) 전체를 덮는 시트로서 시트 전체에 다수의 압력 감지 소자를 포함하는 시트로 대체될 수 있다. 이러한 시트는 환자 (16) 의 외형을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 이 경우, 제어 장치는, 환자 (16) 의 외형으로서, 상기 압력 감지 소자들이 환자의 압력을 감지하는 부분의 바깥 가장자리를 결정한다. 이 압력 감지 소자는 생체 자기 감지 소자 (bio-magnetism sensing element) 로 대체될 수도 있다.

제 2 실시형태에서, 환자 카메라 (62) 는, 환자 (16) 의 전체의 2 차원 화상을 한번에 촬영할 수 있는 고정된 카메라이다. 그러나, 환자 카메라 (62) 는 2 차원 또는 1 차원 화상을 촬영할 수 있고 베드 (6) 와 평행으로 또는 수직으로 이동하여 환자 (16) 의 전체를 스캐닝할 수 있는 카메라로 대체될 수도 있다.

제 3 실시형태에서, X-선 CT 스캔 장치는 MRI (자기 공명 영상) 장치 또는 초음파 에코 장치 (ultrasonic echo device) 로 대체하여 혈관 화상을 촬영할 수도 있다.

전술한 각 실시형태에서, 환자 (16) 의 가슴이 제 1 부위로 사용되고, 환자의 상부 팔이 제 2 부위로 사용되었다. 그러나, 환자의 다른 부위가 제 1 또는 제 2 부위로 사용될 수 있다. 예를 들어, 목 부위, 허리, 대퇴부 부위, 발목 등이 제 1 또는 제 2 부위로 사용될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않고서 다른 다양한 변형례로 실시될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 혈관 길이 결정 수단은, 혈관의길이로서, 맥파 전파 속도가 측정될 곳의 생체의 제 1 부위와 제 2 부위사이에서 전파 신호가 전파되는 거리를 측정한다. 따라서, 본 장치는, 2 부위간에 신체 표면 상에서 혈관 길이를 측정하는 것과 동일한 정확도로 혈관길이를 측정할 수 있다. 또한, 단지, 제 1 부위에 전파 신호 발생 장치를 착용하고 제 2 부위에 전파 신호 검출 장치를 착용함으로써만 혈관 길이를 결정할 수 있기 때문에, 측정자에게 특별히 숙련된 기술을 요하지 않고, 혈관 길이를 결정하는 데에 필요한 시간을 단축할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 맥파 전파 속도 측정 장치에 의해서, 생체의 동맥 길이를 정확하고 신속하게 측정할 수 있게 된다.

Claims

생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 측정하는 장치에 있어서,

상기 생체의 상기 제 1 부위 상에 착용되고 전파 신호를 발생시키는 전파 신호 발생 장치 (42);

상기 생체의 상기 제 2 부위 상에 착용되고, 상기 전파 신호 발생 장치에 의해 발생되어 상기 생체의 생체 조직을 통해 전파되고 상기 제 2 부위에 도달한 전파 신호를 검출하는 전파 신호 검출 장치 (44);

상기 전파 신호 발생 장치에 의해 상기 전파 신호가 발생될 때의 시간으로부터 상기 전파 신호 검출 장치에 의해 상기 전파 신호가 검출될 때의 시간까지의 신호 전파 시간, 및 인간의 생체 조직을 통해 상기 전파 신호가 전파되는 미리 기억된 속도에 근거하여, 상기 생체의 상기 제 1 부위와 상기 제 2 부위 사이에 위치한 상기 생체의 혈관의 길이를 결정하는 혈관 길이 결정 수단 (20, 48); 및

상기 혈관 길이 결정 수단에 의해 결정된 상기 혈관의 길이에 근거하여, 상기 생체의 상기 제 1 부위와 상기 제 2 부위 사이의 상기 맥파가 전파되는 속도를 결정하는 맥파 전파 속도 결정 수단 (20, 48) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 장치.
생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 측정하는장치에 있어서,

상기 생체가 눕혀지는 베드 (60);

상기 생체가 상기 베드 상에 눕혀진 외형을 결정하는 외형 결정 장치 (20, 48, 62, 66);

상기 외형 결정 장치에 의해 결정된 상기 생체의 상기 외형 및 상기 외형 내의 상기 생체의 제 1 부위와 제 2 부위의 각 위치에 근거하여, 상기 생체의 상기 제 1 부위와 상기 제 2 부위 사이에 위치한 상기 생체의 혈관의 길이를 결정하는 혈관 길이 결정 수단 (20, 48); 및

상기 혈관 길이 결정 수단에 의해 결정된 상기 혈관의 상기 길이에 근거하여, 상기 생체의 상기 제 1 부위와 상기 제 2 부위 사이에서 상기 맥파가 전파되는 속도를 결정하는 맥파 전파 속도 결정 수단 (20, 48) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 장치.
생체의 제 1 부위와 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 측정하는 장치에 있어서,

상기 생체의 혈관 화상을 촬영하는 혈관 화상 촬영 장치 (20, 48);

상기 혈관 화상 촬영 장치에 의해 촬영된 상기 생체의 상기 혈관 화상에 근거하여, 상기 생체의 상기 제 1 부위와 상기 제 2 부위 사이에 위치하는 상기 생체의 혈관부의 길이를 결정하는 혈관 길이 결정 수단 (20, 48); 및

상기 혈관 길이 결정 수단에 의해 결정된 상기 혈관부의 길이에 근거하여,상기 생체의 상기 제 1 부위와 상기 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 결정하는 맥파 전파 속도 결정 수단 (20, 48) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 결정 수단.
제 1 항에 있어서,

상기 인간의 상기 생체 조직을 통해 상기 전파 신호가 전파되는 상기 속도를 기억하는 메모리 장치 (50) 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 생체의 상기 제 1 부위 상에 착용되고 상기 제 1 부위로부터 제 1 심박 동기 신호를 검출하는 제 1 심박 동기 신호 검출 장치 (12a); 및

상기 생체의 상기 제 2 부위 상에 착용되고 상기 제 2 부위로부터 제 2 심박 동기 신호를 검출하는 제 2 심박 동기 신호 검출 장치 (22, 32) 를 더 구비하고,

상기 맥파 전파 속도 결정 수단 (20, 48) 은, 상기 혈관 길이 결정 수단 (20, 48) 에 의해 결정된 상기 혈관의 길이를, 상기 제 1 심박 동기 신호 검출 장치에 의해 상기 제 1 심박 동기가 검출될 때의 시간으로부터 상기 제 2 심박 동기 신호 검출 장치에 의해 상기 제 2 심박 동기가 검출될 때의 시간까지의 맥파 전파 시간으로 나누어 상기 생체의 제 1 부위와 생체의 제 2 부위 사이에서 맥파가 전파되는 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 전파 신호 발생 장치 (12b) 는 상기 제 1 심박 동기 신호 검출 장치 (12a) 와 일체로 구성되고, 상기 전파 신호 검출 장치 (44) 는 상기 제 2 심박 동기 신호 검출 장치 (22) 와 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 장치.
제 1 및 제 4 내지 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 맥파 전파 속도 결정 수단 (20, 48) 에 의해 결정된 상기 속도를 표시하는 표시장치 (54) 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 수단.
제 2 항에 있어서,

상기 외형 결정 장치는,

상기 베드 상에 눕혀진 상기 생체를 촬영하는 촬영 장치 (62); 및

상기 촬영 장치에 의해 촬영된 화상에 근거하여, 상기 생체의 외형을 결정하는 결정 수단 (20, 48) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 장치.
제 2 항 내지 제 8 항에 있어서,

상기 외형 결정 장치 (20, 48, 62, 66) 에 의해 결정된 상기 외형에서 상기 생체의 상기 제 1 및 제 2 부위의 각 위치를 지정하는 위치 지정 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 혈관 화상 촬영 장치는,

각각 다른 에너지 레벨에서 상기 생체의 전신 화상 2 개를 촬영하는 X-선 컴퓨터 토모그래피 스캔 장치; 및

상기 X-선 컴퓨터 토모그래피 스캔 장치에 의해 촬영된 2 개의 화상에 근거하여, 혈관의 화상을 결정하는 혈관 화상 결정 수단 (20, 48) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 장치.
제 3 또는 제 10 항에 있어서,

상기 혈관 화상 촬영 장치에 의해 촬영된 혈관 화상에서 상기 생체의 상기 제 1 및 제 2 부위의 각 위치를 지정하는 위치 지정 장치를 더 구비하고, 상기 혈관 길이 결정 수단 (20, 48) 은, 상기 혈관 화상 촬영 장치에 의해 촬영된 상기 생체의 혈관 화상 및 상기 생체의 상기 제 1 부위와 제 2 부위의 지정된 위치에 근거하여, 상기 생체의 상기 혈관 길이를 결정하는 것을 특징으로 하는 맥파 전파 속도 측정 장치.