KR20030071640A

KR20030071640A - 동맥경화 검사장치

Info

Publication number: KR20030071640A
Application number: KR10-2003-0012525A
Authority: KR
Inventors: 오구라도시히꼬
Original assignee: 니폰 콜린 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2003-09-06
Also published as: TW200303738A; EP1348373A1; JP3616061B2; JP2003250769A; US20030167014A1; US7029449B2; CN1442110A

Abstract

본 발명의 동맥경화 검사장치 (10) 는, 생체의 맥파 전파속도에 관련되는 정보를 결정하는 정보 결정장치 (54, 70, 98); 그 생체의 혈압을 측정하는 혈압 측정장치 (12, 86); 그 생체의 심박수를 측정하는 심박수 측정장치 (68, 88); 그 생체의 심장수축 개시시점으로부터 심장으로부터의 혈액구출 개시시점까지의 전구출 기간을 측정하는 전구출 기간 측정장치 (68, 70, 92); 그 심장으로부터의 혈액구출 개시시점으로부터 그 심장으로부터의 혈액구출 종료시점까지의 구출시간을 측정하는 구출시간 결정장치 (54, 90); 및

(A) (a1) 맥파 전파속도 정보, (a2) 혈압, (a3) 심박수, (a4) 전구출 기간 및 (a5) 구출 시간과, (B) 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 사이의 소정의 관계에 따라, 결정된 맥파 전파속도 정보, 혈압, 심박수, 전구출 기간, 및 구출시간에 기초하여, 그 생체의 동맥경화 검사용 진폭증가 지수를 결정하는 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 결정수단 (100) 을 구비한다.

Description

동맥경화 검사장치 {ARTERIOSCLEROSIS INSPECTING APPARATUS}

본 발명은 진폭증가 지수 또는 맥파 전파속도 정보에 기초하여 생체의 동맥경화를 검사하기 위한 동맥경화 검사장치에 관한 것이다.

동맥의 탄성도 또는 확장능에 관련된 파라미터인 진폭증가 지수 (AI; Augmentation Index) 또는 맥파 전파속도 (PWV; Pulse Wave Velocity) 에 기초하여생체의 동맥의 경화상태를 평가할 수 있다.

생체의 동맥을 전파하는 맥파는 동맥의 분기 부분이나 테이퍼 부분에서 반사된다. 따라서, 동맥으로부터 검출되는 맥파의 형상 또는 형태는, 생체의 심장으로부터 혈액이 구출될 때 생성되어 생체의 말초부분으로 향하여 진행하는 입사파 성분과, 그 입사파 성분이 반사될 때 생성되는 반사파 성분의 합성에 의해 정의된다. 따라서, 진폭증가 지수 (AI) 는 경동맥 또는 상완동맥 등의 동맥으로부터 검출된 맥파의 입사파 성분에 대한 반사파 성분의 비율을 산출함으로써 얻어진다. 혈관이 단단해질수록 상기 반사파 성분의 위상이나 진폭이 변화한다. 통상, 진폭증가 지수 (AI) 는 반사파 성분의 피크점의 검출시에 검출된 맥파의 크기와 입사파 성분의 피크점 검출시에 검출된 맥파의 크기 간의 차이값을, 그 검출된 맥파의 맥압으로 나눈 값의 백분율로 계산된다.

맥파 전파속도 (PWV) 는 생체의 심장으로부터 다른 거리에 위치하는 생체의 동맥상의 2 부위로부터 검출된 각 맥파들 사이의 시간차 (DT) 와, 심장으로부터 다른 거리에 위치하는 생체의 동맥상의 2 부위의 각 거리들 사이의 거리차 (DL) 에 기초하여 계산된다. 이러한 맥파 전파속도 (PWV) 는 혈관이 단단해질수록 증가한다. 통상, 맥파 전파속도 (PWV) 는 거리차 (DL) 를 시간차 (DT) 로 나눔으로써 계산된다.

한편, 맥파의 형상은 동맥경화의 영향뿐만 아니라 혈압 등 여러 가지 인자의 영향을 받는다. 따라서, 진폭증가 지수 (AI) 는 심박출량(心拍出量)이나 후부하에 의해 영향받을 수 있으므로, 이러한 지수 (AI) 에만 기초하여 동맥경화를 판단하는 것은 곤란하다. 따라서, 이러한 지수 (AI) 는 경험과 지식을 겸비한 전문가에 의해 사용되는 경우에만 이용되었다.

또한, 맥파 전파속도 (PWV) 는 혈압에 의존하기 때문에, 단독으로는 사용할 수 없다. 따라서, 동맥의 경화정도를 진단하는데 진폭증가 지수와 맥파 전파속도의 각 측정값들 모두를 사용한다. 그러나, 동맥 협착에 의한 혈압저하에 수반되거나 또는 동맥류에 수반되는 맥파 전파속도 (PWV) 의 저하의 경우에는, 동맥경화를 오진할 가능성이 있었다. 또한, 고혈압 환자에 대하여 강압제 치료를 하여 환자의 혈압이 정상범위까지 저하하고 환자의 맥파 전파속도 (PWV) 도 기준치 아래로 저하하였을 때, 환자의 동맥경화가 정말로 개선되었는지 여부를 판정하는 것이 곤란하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 동맥경화 검사용 진폭증가 지수에 기초하여 고정밀도로 생체의 동맥경화를 진단할 수 있음을 보증하는 동맥경화 검사장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값에 기초하여 고정밀도로 생체의 동맥경화를 진단할 수 있음을 보증하는 동맥경화 검사장치를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명이 적용된 동맥경화 검사장치의 회로구성을 나타내는 블록도.

도 2 는 도 1 의 장치의 압맥파 검출 프로브가 생체 (living subject) 의 경부에 장착된 상태를 나타내는 도면.

도 3 은 도 2 의 압맥파 검출 프로브를 일부 잘라내어 설명하는 확대도.

도 4 는 도 1 에 나타낸 압맥파 센서의 가압면에 배열된 감압(感壓) 소자의 배열상태를 설명하는 도면.

도 5 는 도 1 의 압맥파 센서의 감압 소자들 중 하나로부터 공급된 압맥파 신호 (SM2) 가 나타내는, 경동맥파 (wc) 의 일례를 나타내는 도면.

도 6 은 도 1 의 장치 중 전자 제어장치의 주요 제어기능들을 설명하는 블록도.

도 7 은 대동맥의 압력, 좌심방의 압력, 좌심실의 압력, 심전도, 심음도를 동일한 시간축에 따라 나타낸 개략도.

도 8 은 고혈압 치료를 하고 있는 60 대 남성으로부터 반년간 비관혈적(非觀血的)으로 얻은 다수의 생체 파라미터의 시간변화분을 각각 나타내는 그래프.

도 9 는 도 8 에 나타낸 생체 파라미터들 각각과 다른 생체 파라미터들 각각과의 상호 관계를 각각 나타내는 산포도.

도 10 은 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여, 수축기 혈압 (최고혈압, SYS) 과 심장 →경동맥 간의 맥파 전파속도 (hcPWV) 와의 관계, 그리고 수축기 혈압 (SYS) 과 상완 →발목 간의 맥파 전파속도 (baPWV) 와의 관계를 각각 구하기 위하여 산출한 회귀선을 나타내는 그래프.

도 11 은 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여, 진폭증가 지수 (AI) 와 수축기 혈압 (SYS) 과의 관계 그리고 진폭증가 지수 (AI) 와 맥압 (PP) 과의 관계를 각각 구하기 위하여 산출한 회귀선을 나타내는 그래프.

도 12 는 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여, 진폭증가 지수 (AI) 와 심박수 (HR) 과의 관계, 그리고 진폭증가 지수 (AI) 와 구출 (ejection) 시간 (ET) 과의 관계를 각각 구하기 위하여 산출한 회귀선을 나타내는 그래프.

도 13 은 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여 진폭증가 지수 (AI) 와 심장 →경동맥 간의 맥파 전파속도 (hcPWV) 와의 관계, 그리고 진폭증가 지수 (AI) 와 상완 →발목 간의 맥파 전파속도 (baPWV) 와의 관계를 각각 구하기 위하여 산출한 회귀선을 나타내는 그래프.

도 14 는 도 8 에 나타낸 데이터에 대하여, 다변량 해석이 적용된 모델식 (식(2)) 좌변의 각 생체 파라미터 계수 및 상수, 그리고 그 모델식 좌변의 진폭증가 지수 (AI_E) 와 그 모델식 우변의 각 생체 파라미터들과의 관계를 각각 나타내는 도면.

도 15 는 고혈압 치료를 하고 있는 50 대 남성으로부터 1 년간 얻은 데이터에 대하여, 다변량 해석이 적용된 모델식 (식(2)) 좌변의 계수 및 상수, 그리고 그 모델식 좌변의 진폭증가 지수 (AI_E) 와 그 모델식 우변의 각 생체 파라미터들과의 각 관계를 나타내는 도면.

도 16 은 도 6 에 나타낸, 제어 장치의 CPU (central processing unit) 의 제어기능들을 설명하기 위한 흐름도의 전반부를 나타내는 도면.

도 17 은 도 6 에 나타낸, CPU 의 제어기능들을 설명하기 위한 흐름도의 후반부를 나타내는 도면.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 동맥경화 검사장치 16 : 압력 센서

18 : 압력제어밸브 26 : 정압 변별회로

28 : 맥파 변별회로 68 : 심전계

상기 목적을 본 발명에 의해 달성하였다. 본 발명의 제 1 태양에 따르면, 생체의 동맥경화 검사장치는, 생체의 맥파 전파속도와 관련된 맥파 전파속도 정보를 결정하는 맥파 전파속도 정보 결정장치;

상기 생체의 혈압을 측정하는 혈압 측정장치;

상기 생체의 심박수를 측정하는 심박수 측정장치;

상기 생체의 심장수축 개시시점으로부터 심장으로부터의 혈액구출 개시시점까지의 전구출 기간을 측정하는 전구출 기간 측정장치;

상기 심장으로부터의 혈액구출 개시시점으로부터 상기 심장으로부터의 혈액구출 종료시점까지의 구출시간을 측정하는 구출시간 결정장치; 및

(A) (a1) 맥파 전파속도 정보, (a2) 혈압, (a3) 심박수, (a4) 전구출 기간 및 (a5) 구출 시간과, (B) 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 사이의 소정의 관계에 따라, 상기 맥파 전파속도 정보 결정장치에 의해 결정된 맥파 전파속도 정보, 상기 혈압 측정장치에 의해 측정된 혈압, 상기 심박수 측정장치에 의해 측정된 심박수, 상기 전구출 기간 측정장치에 의해 측정된 전구출 기간, 및 상기 구출시간 측정장치에 의해 측정된 구출시간에 기초하여, 상기 생체의 동맥경화 검사용 진폭증가 지수를 결정하는 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 결정수단을 구비한다.

이 태양에 따르면, 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 결정수단은, 그 소정의 관계에 따라, 맥파 전파속도 정보 결정장치에 의해 결정된 맥파 전파속도 정보, 혈압 측정장치에 의해 측정된 혈압, 심박수 측정장치에 의해 측정된 심박수, 상기 전구출 기간 측정장치에 의해 측정된 전구출 기간, 및 상기 구출시간 측정장치에 의해 측정된 구출시간에 기초하여, 동맥경화 검사용 진폭증가 지수를 결정한다. 따라서, 동맥경화 검사용 진폭증가 지수는, 생체의 혈관 탄성에 대응하는 맥파 전파속도 정보, 생체의 혈압치, 생체의 자율신경활동에 대응하는 심박수 (즉, 맥박수), 생체의 심장 (예를 들어, 심장박출) 기능에 대응하는 전구출 기간 및 구출시간에 기초하여 결정된다. 따라서, 동맥경화 검사용 진폭증가 지수는 생체의 순환기관의 상태를 반영하여 신뢰성이 높으므로, 생체의 동맥경화를 정확하게 진단하는데 사용될 수 있다. 따라서, 동맥경화의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 태양의 바람직한 특성에 따르면, 상기 소정의 관계를, AI_E= a ×PWV + b ×BP + c ×HR + d ×ET + e ×PEP + f 의 식으로 나타낼 수 있으며, 여기서, PWV 는 맥파 전파속도 정보를, BP 는 혈압을, HR 은 심박수를, PEP 는 전구출 기간을, ET 는 구출시간을, AI_E는 동맥경화 검사용 진폭증가 지수를, a, b, c, d, 및 e 는 계수를, 그리고 f 는 상수를 나타낸다.

이 특성에 따르면, 계수 a, b, c, d, e 및 상수 f 가 각 개별 생체에 대하여 미리 결정되므로, 각 생체의 동맥경화 상태를 정확하게 검사 또는 평가할 수 있다. 혈압치 (BP) 로는 최고혈압치 (SYS) 를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 태양의 또 다른 특성에 따르면, 동맥경화 검사장치는 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 결정수단에 의해 결정된, 상기 생체의 동맥경화 검사용 진폭증가 지수를 표시하는 표시 장치를 더 구비한다.

이러한 특성에 의해, 의사와 같은 오퍼레이터는 표시장치에 의해 표시된 동맥경화 검사용 진폭증가 지수를 관찰하여, 생체의 동맥경화 상태를 정확하게 검사 및 평가할 수 있다.

본 발명의 제 1 태양의 또 다른 특성에 따르면, 상기 소정의 관계는 각 생체에 대하여 미리결정되며, 상기 동맥경화 검사장치는 상기 소정의 관계의 계수 a, b, c, d, e, 및 상수 f 를 표시하는 표시 장치를 더 구비한다.

이러한 특성에 의해, 오퍼레이터는 계수들의 각 변화분들을 관찰하여, 강압제나 강압 치료의 효과를 정확하게 평가할 수 있다.

본 발명의 제 2 태양에 따르면, 생체의 동맥경화를 검사하는 장치는,

생체의 맥파의 입사파 성분크기에 대한 상기 맥파의 반사파 성분크기의 비율인, 상기 생체의 진폭증가 지수를 측정하는 진폭증가 지수 측정장치;

상기 생체의 혈압을 측정하는 혈압 측정장치;

상기 생체의 심박수를 측정하는 심박수 측정장치;

상기 심장으로부터의 혈액구출 개시시점으로부터 상기 심장으로부터의 혈액구출 종료시점까지의 구출시간을 측정하는 구출시간 측정장치; 및

(A) (a1) 진폭증가 지수, (a2) 혈압, (a3) 심박수, (a4) 전구출 기간 및 (a5) 구출 시간과, (B) 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값 사이의 소정의 관계에 따라, 상기 진폭증가 지수 측정장치에 의해 측정된 진폭증가 지수, 상기 혈압 측정장치에 의해 측정된 혈압, 상기 심박수 측정수단에 의해 측정된 심박수, 상기 전구출 기간 측정장치에 의해 측정된 전구출 기간, 및 상기 구출시간 측정장치에 의해 측정된 구출시간에 기초하여, 상기 생체의 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값을 결정하는 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값 결정수단을 구비한다.

이 태양에 따르면, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값 결정수단은, 소정의 관계에 따라, 상기 진폭증가 지수 측정장치에 의해 측정된 진폭증가 지수, 상기 혈압 측정장치에 의해 측정된 혈압, 상기 심박수 측정수단에 의해 측정된 심박수, 상기 전구출 기간 측정장치에 의해 측정된 전구출 기간, 및 상기 구출시간 측정장치에 의해 측정된 구출시간에 기초하여, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값을 결정한다. 따라서, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값은 생체의 혈관 탄성에 대응하는 진폭증가 지수, 생체의 혈압치, 생체의 자율신경활동에 대응하는 심박수 (즉, 맥박수), 생체의 심장 (예를 들어, 심박출량) 기능에 대응하는 전구출 기간 및 구출시간에 기초하여 결정된다. 따라서, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값은 생체의 순환기관의 상태를 반영하여 신뢰성이 높으므로, 생체의 동맥경화를 정확하게 진단하는데 사용될 수 있다. 따라서, 동맥경화의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제 2 태양의 바람직한 특성에 따르면, 소정의 관계는,

PWV_E= a' ×AI + b' ×BP + c' ×HR + d' ×ET + e' ×PEP + f'

의 식으로 표시되며,

여기서, PWV_E는 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값을, BP 는 혈압을, HR 은 심박수를, EP 는 전구출 기간을, ET는 구출시간을, AI 는 진폭증가 지수를, a', b', c', d', 및 e' 는 계수를, 그리고 f' 는 상수를 나타낸다.

이 특성에 따르면, 계수들 a, b, c, d, e 및 상수 f 가 각 개별 생체에 대하여 미리 결정되므로, 각 생체의 동맥경화 상태를 정확하게 검사 또는 평가할 수 있다. 혈압치 (BP) 로는 최고혈압치 (SYS) 를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 2 태양의 제 2 특성에 따르면, 동맥경화 검사장치는 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 결정수단에 의해 결정된, 상기 생체의 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값을 표시하는 표시 장치를 구비한다.

이 특성에 의해, 오퍼레이터는 표시장치에 의해 표시된 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값을 관찰하여, 생체의 동맥경화 상태를 정확하게 검사 또는 평가할 수 있다.

본 발명의 제 2 태양의 또 다른 특성에 따르면, 소정의 관계는 각 생체에 대하여 미리결정되며, 상기 동맥경화 검사장치는 상기 소정의 관계의 계수 a', b', c', d', e' 및 상수 f' 를 표시하는 표시장치 (79, 102) 를 더 구비한다.

이 특성에 의해, 오퍼레이터는 계수들의 각 변화분들을 관찰하여, 강압제나 강압 치료의 효과를 정확하게 평가할 수 있다.

이하, 본 발명의 목적, 이점, 및 원리를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하며, 도면 중 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1 은 본 발명이 적용된 동맥경화 검사장치 (10) 의 회로구성을 나타내는 블록도이다.

도 1 에 나타낸 동맥경화 검사장치 (10) 에 있어서, 팽창가능한 커프 (12) 는 천으로 만든 벨트형 백과 그 벨트형 백에 수용된 고무 백을 포함하며, 생체인 환자의 상완부 (14) 주변에 감기도록 적응된다. 커프 (12) 에는 압력 센서 (16) 와 압력제어밸브 (18) 가 배관 (20) 을 통하여 접속되어 있다. 압력제어밸브 (18) 에는 배관 (22) 을 통하여 공기 펌프 (24) 가 접속되어 있다. 압력제어밸브 (18) 는 공기 펌프 (24) 로부터 공급된 가압공기의 압력을 조절하여 그 압력조절된 공기를 커프 (12) 내로 공급하거나, 또는 커프 (12) 로부터 가압공기를 배기함으로써, 커프 (12) 내의 공기압력을 제어한다.

압력 센서 (16) 는 커프 (12) 내의 공기압력을 검출하여 그 검출된 공기압력을 나타내는 압력신호 (SP) 를 정압 변별 회로 (26) 및 맥파 변별 회로 (28) 에 공급한다. 정압 변별 회로 (26) 는 검출된 공기 압력 즉, 커프 (12) 의 압박압력 (이하, 커프압 (PC) 이라 함) 의 정적 성분을 나타내는 커프압력 신호 (SC) 를 압력 신호 (SP) 로부터 변별하는 로우패스 필터를 구비한다. 변별 회로 (26) 는 그 커프압력 신호 (SC) 를 도시하지 않은 A/D (analog-to-digital) 변환기를 통해 전자 제어장치 (32) 로 공급한다. 맥파 변별 회로 (28) 는 규정된 주파수들을 가지며 검출된 공기 압력의 진동 성분을 나타내는 커프 맥파 신호 (SM1) 를 압력 신호 (SP) 로부터 변별하는 밴드패스 필터를 구비한다. 맥파 변별 회로 (28) 는 그 커프 맥파 신호 (SM1) 를 도시하지 않은 A/D 변환기를 통해 제어 장치 (32) 로 공급한다. 커프 맥파 신호 (SM1) 로 표시된 진동 성분은 생체의 심박에 동기하여 발생하는 압력 진동이며, 커프 (12) 에 의해 압박되는 상완부 (14) 의 상완동맥으로부터 커프 (12) 로 전달되는 상완맥파 (wb) 이다.

본 동맥경화 검사장치 (10) 는, 경동맥파 검출장치로서 기능하는 도 2 에 나타낸 압맥파 검출 프로브 (36) 를 구비한다. 압맥파 검출 프로브 (36) 는 도 2 에 나타낸 바와 같이 생체의 경부 (38) 에 밴드 (40) 에 의해 장착되어 있다.도 3 에 상세히 나타낸 바와 같이, 압맥파 검출 프로브 (36) 는 용기 형상의 센서 하우징 (42); 그 센서 하우징 (42) 을 수용하는 케이스 (44); 및 센서 하우징 (42) 을 경동맥 (46) 의 폭방향으로 이동시키기 위해, 그 센서 하우징 (42) 에 나사결합되고 케이스 (44) 에 제공된 도시하지 않은 전기 모터에 의해 회전되는 나사축 (48) 을 구비하고 있다. 밴드 (40) 의 도움으로, 이 압맥파 검출 프로브 (36) 는, 센서 하우징 (42) 의 개구단이 경부 (38) 의 체표면 (50) 에 대향하도록 경부 (38) 에 착탈가능하게 부착되어 있다.

또한, 압맥파 검출 프로브 (36) 는, 센서 하우징 (42) 에 대하여 이동가능하고 그 센서 하우징 (42) 의 개구단로부터 돌출될 수 있도록, 다이어프램 (52) 을 통하여 센서 하우징 (42) 의 내벽에 고정된 압맥파 센서 (54) 를 포함한다. 센서 하우징 (42), 다이어프램 (52) 등이 서로 협동하여 압력실 (56) 을 규정함으로써, 그 압력실에 도 1 에 나타낸 바와 같이 공기 펌프 (58) 로부터 압축된 공기가 압력 제어 밸브 (60) 를 통하여 공급되어, 압맥파 센서 (54) 는 체표면 (50) 에 압력실 (56) 의 공기 압력에 대응하는 가압력으로 가압된다.

센서 하우징 (42) 과 다이어프램 (52) 은 서로 협동하여 압맥파 센서 (54) 를 경동맥 (46) 에 가압하는 가압장치 (62) 를 제공하며, 나사축 (48) 과 도시하지 않은 모터는 서로 협동하여 경동맥 (46) 의 폭방향으로 압맥파 센서 (54) 를 이동시켜 그 센서 (54) 가 체표면 (50) 에 가압되는 가압위치를 변경시키는 폭방향 이동장치 (64) 를 제공한다.

압맥파 센서 (54) 는 가압면 (66) 과, 그 가압면 (66) 에 경동맥 (46) 의 폭방향으로 즉, 나사축 (48) 과 평행한 센서 (54) 의 이동방향으로 그 경동맥 (46) 의 직경보다 더 큰 길이에 걸쳐 일정한 간격으로 가압면 (66) 에 배열되어 있는 다수의 반도체 감압(感壓) 소자들 (이하, "감압 소자"라 함)(E) 을 구비한다. 예를 들어, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 0.6 ㎜ 의 일정한 간격으로 15개의 감압 소자 E(a), E(b),...,E(o) 가 배열되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 압맥파 검출 프로브 (36) 가 경부 (38) 의 체표면 (50) 에 대하여 경동맥 (46) 상에 가압되면, 압맥파 센서 (54) 는 경동맥 (46) 에서 발생하여 체표면 (50) 으로 전달되는 압맥파 (즉, 경동맥파 (wc)) 를 검출하고, 그 경동맥파 (wc) 를 나타내는 압맥파 신호 (SM2) 를 도시하지 않은 A/D 변환기를 통하여 제어장치 (32) 로 공급한다. 도 5 의 실선은 압맥파 센서 (54) 로부터 연속적으로 공급되는 압맥파 신호 (SM2) 로 표시되는 경동맥파 (wc) 의 일례를 나타내고 있다.

도 1 로 돌아가서, 동맥경화 검사장치 (10) 에는 심전계 (68), 심음 마이크 (70), 및 입력장치 (72) 가 더 구비되어 있다. 심전계 (68) 는 생체의 체표면에 부착되는 복수의 전극 (73) 을 구비하므로 부착된 전극들 사이에 생체의 심장이 배치된다. 심전계 (68) 는 그 전극 (73) 들을 통하여 심근의 활동전위를 검출하여 그 검출된 활동전위를 나타내는 심전신호 (SE) 를 도시하지 않은 A/D 변환기를 통해 제어장치 (32) 로 공급한다.

심음 마이크 (70) 는 도시하지 않은 피측정자의 흉부에 도시하지 않은 점착 테이프 등으로 부착된다. 심음 마이크 (70) 는 피측정자의 심장에서 발생하는심음을 전기 신호 즉, 심음신호 (SH) 로 변환하는 도시하지 않은 압전소자를 구비한다. 심음신호 증폭기 (74) 는 작은 에너지를 가지는 고음 성분을 증폭하고 큰 에너지를 가지는 저음 성분을 약하게 하기 위하여 서로 협동하는, 도시하지 않은 4 종류의 필터를 구비하며, 그 마이크 (70) 로부터 공급된 심음 신호 (SH) 를 증폭 및 필터링한다. 증폭기 (74) 에 의해 증폭되고 필터링된 심음 신호 (SH) 를 도시하지 않은 A/D 변환기를 통하여 제어 장치 (32) 로 공급한다.

입력 장치 (72) 는 피측정자의 신장 (T) 을 입력하는 의사 또는 간호사와 같은 오퍼레이터에 의해 동작되는 복수의 키 (도시되지 않음) 를 구비한다. 입력 장치 (72) 는 입력된 피측정자의 신장 (T) 을 나타내는 신장신호 (ST) 를 제어장치 (32) 로 공급한다.

제어장치 (32) 는 CPU (central processing unit)(76), ROM (read only memory)(77), RAM (random acess memory)(78) 및 도시하지 않은 I/O (input-and-output) 포트 등을 구비한 소위 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다. CPU (76) 는 ROM (77) 에 미리 기억된 제어 프로그램들에 따라 RAM (78) 의 일시기억기능을 이용함으로써 신호들을 처리하고, I/0 포트로부터의 구동신호들을 공기 펌프 (24,58) 및 압력제어밸브 (18,60) 로 공급하여, 커프압 (PC) 및 압력실 (56) 의 압력을 제어한다. 또한, CPU (76) 는 제어장치 (32) 에 각각 공급되는 커프 맥파 신호 (SM1), 압맥파 신호 (SM2), 커프압 신호 (SC), 심전신호 (SE), 심음신호 (SH), 및 신장신호 (ST) 에 기초하여, 혈압치 (BP) 등의 파형 관련정보 및 진폭증가 지수 (AI) 를 산출 및 결정하고, 표시 장치 (79) 를 동작시켜 이 산출된 정보 및 지수를표시한다.

도 6 은 동맥경화 검사장치 (10) 의 제어장치 (32) 의 주요 제어기능들을 설명하는 블록도이다.

최적 가압위치 결정수단 (80) 은 규정된 가압위치 갱신조건이 충족되었는지 즉, 압맥파 센서 (54) 의 감압(感壓) 소자들 (E) 중, 그 감압 소자들 (E) 에 의해 검출된 각 압력들 중에서 최대 압력을 검출하는 소자 (이하, "최대압력 검출소자 (EM)" 라 함) 가 상기 감압 소자들 (E) 배열의 반대 끝 부분들 중 하나에 위치하는 지를 판단한다. 상기 감압 소자들 (E) 배열의 반대 끝 부분들 각각은, 감압 소자들 (E) 배열의 반대 끝 중 대응하는 하나를 포함하는 소정의 길이 범위, 또는 그 배열의 반대 끝에 위치하는 각 소자들 (E) 중 대응하는 하나를 포함하는 소정의 개수의 소자들 (E) 을 수용하는 범위일 수 있다. 최대압력 검출소자 (EM) 는 경동맥 (46) 바로 위에 위치하는 갑압 소자들 (E) 중 하나이다. 이러한 가압위치 갱신조건이 충족되는 경우에, 최적 가압위치 결정 수단 (80) 은 이하의 가압위치 갱신 동작을 수행한다. 가압장치 (62) 에 의해 압맥파 센서 (54) 를 체표면 (50) 으로부터 일단 격리하고, 폭방향 이동장치 (64) 에 의해 가압장치 (62) 및 압맥파 센서 (54) 를 소정거리 이동시킨 후, 가압장치 (62) 에 의해 압맥파 센서 (54) 를 후술하는 최적 가압력 (HDP0) 보다 작은, 비교적 작은 값으로 미리 설정된 제 1 가압력 (HDP1) 으로 다시 가압시킨다. 이 상태에서, 그 결정 수단 (80) 은 상기 가압위치 갱신조건이 충족되었는지를 다시 판단한다. 그 결정 수단 (80) 은 가압위치 갱신 조건이 더 이상 충족되지 않을 때 까지, 보다 바람직하게는최대압력 검출소자 (EM) 가 상기 감압소자들 (E) 배열의 중앙부에 위치할 때 까지 상술한 동작 및 판단을 반복 수행한다. 그 감압소자들 (E) 배열의 반대 끝 부분들 각각에 사용된 길이 또는 소자 개수는, 압맥파 센서 (54) 에 의해 가압되는 동맥 (즉, 경동맥 (46)) 의 직경에 기초하여 규정되며, 그 직경의 1/4 이 될 수도 있다.

가압력 제어수단 (82) 은, 최적 가압위치 결정수단 (80) 에 의해 압맥파 센서 (54) 를 최적 가압위치에 위치시킨 후, 가압장치 (62) 에 의해 압맥파 센서 (54) 에 인가된 가압력 (HDP, 즉, Hold Down Pressure) 을 소정의 가압력 범위내에서 피측정자의 각 심장 박동에 응답하여 차례로 변화시키거나, 또는 비교적 작은 속도로 연속적으로 변화시킨다. 그 가압력 (HDP) 의 변화과정에서 얻어진 경동맥파 (wc) 에 기초하여, 그 제어수단 (82) 은 최적 가압력 (HDP0) 을 결정하고, 그 결정된 최적 가압력 (HDP0) 으로 가압장치 (62) 에 의해 센서 (54) 에 인가된 가압력을 유지한다. 여기서, 최적 가압력 (HDP0) 은 가압력 (HDP) 으로 가압되고 최대압력 검출소자 (EM) 에 의해 검출된 경동맥파 (wc) 의 맥압 (PP ; 즉 경동맥파 (wc) 의 1 심박 동기펄스의 최대압력치에서 최소 압력치를 뺌으로써 구해진 차이) 이 미리 설정된 최저맥압 (PP_L) 이상이 되도록 결정된다. 이 최저 맥압 (PP_L) 은 경동맥파 (wc) 를 명확하게 검출할 수 있음을 보증하는 값으로 실험에 기초하여 미리설정되어 있다. 만일 맥압 (PP) 이 너무 작으면, 경동맥파 (wc) 를 명확하게 구할 수 없다.

커프압 제어 수단 (84) 은, 정압 변별 회로 (26) 로부터 공급된 커프압 신호 (SC) 에 기초하여, 압력제어밸브 (18) 및 공기 펌프 (24) 를 제어하고, 커프압 (PC) 을 환자의 최고 혈압치 (BP_SYS) 보다 더 높은 값으로 설정된 승압 목표압력치 (예를 들어, 180㎜/Hg) 까지 급속히 승압시킨 후, 그 커프 압력을 예를 들어 2 또는 3㎜Hg/sec 의 속도로 서서히 강압시킨다. 후술할 혈압치 결정수단 (86) 에 의해 환자의 혈압치 (BP) 를 결정한 후에, 그 제어 수단 (84) 에 의해 그 커프 압력을 대기압으로까지 감소시킨다.

혈압치 결정수단 (86) 은, 커프압 제어 수단 (84) 의 제어 하에 커프압 (PC) 을 서서히 강압시키는 과정에서, 정압 변별 회로 (26) 로부터 차례로 공급되는 커프압 신호 (SC) 및 맥파 변별 회로 (28) 로부터 차례로 공급되는 커프 맥파 신호 (SM1) 에 기초하여, 공지된 오실로메트리법에 의한 혈압결정 알고리즘에 따라, 환자의 최고혈압치 (BP_SYS)(= SYS), 평균혈압치 (BP_MEAN), 및 최저혈압치 (BP_DIA) 를 결정한다. 이와 같이 결정된 최고혈압치 (BP_SYS)는 상완맥파 (wb) 의 연속적인 심박-동기 펄스들 각각의 피크점 (즉, 최대치) 에 대응한다. 따라서, 최고혈압치 (BP_SYS) 가 증가하면 상완맥파 (wb) 의 각 심박-동기 펄스의 피크점 크기가 증가한다. 또한, 상완맥파 (wb) 의 각 심박-동기 펄스의 피크점 크기가 변화하면, 경동맥파 (wc) 의 각 심박-동기 펄스의 피크점 (pc) 크기도 변화한다. 따라서, 최고혈압치 (BP_SYS) 가 변화함에 따라 경동맥파 (wc) 의 각 심박-동기 펄스의 피크점(pc) 크기도 변화하고, 이에 따라 경동맥파 (wc) 의 각 심박-동기 펄스의 파형도 변화한다. 따라서, 최고혈압 (BP_SYS) 은 맥파의 파형에 관련된 일종의 파형 관련정보이다. 혈압치 결정수단 (86) 은 혈압치 측정장치의 일부로도 기능한다.

심박수 결정수단 (88) 은, 예를 들어 피측정자의 각 심박마다 반복적으로, 심전계 (68) 로부터 차례로 공급되는 심전신호 (SE) 가 나타내는 심전파형 (즉, 심전도) 의 연속적인 심박-동기 펄스들 각 쌍에 대하여 주기적으로 발생하는 각 소정부위 (예를 들어, 각 R 파) 간의 시간간격을 심박주기 (RR(sec)) 로 결정하고, 그 심박주기 (RR) 의 역수 (즉, 1/RR) 에 60 을 곱함으로써 1 분간의 심박수 (HR)(회/분) 를 결정한다. 심박수 (HR) 의 변화는 맥파의 연속적인 심박-동기 펄스들 각 쌍의 각 상승점들간의 시간간격의 변화를 나타낸다. 따라서, 심박수 (HR) 가 변화하면, 맥파의 파형도 변화한다. 따라서, 심박수 (HR) 는 일종의 파형 관련정보이다. 상기 심박수 결정수단 (88) 은 심박수 측정수단의 일부로서도 기능한다.

구출시간 결정수단 (90) 은 대동맥 판막이 열리고 피측정자의 좌심실로부터 혈액이 구출되는 구출시간 (ET ; ejection time)(msec) 을 비관혈적으로, 그리고 예를 들어 피측정자의 각 심박마다 반복적으로 결정한다. 도 7 은 대동맥압, 좌심방의 압력, 좌심실의 압력, 심전도, 및 심음도를 공통 시간축을 따라 개략적으로 나타낸다. 도 7 에 나타낸 바와 같이, 대동맥파의 상승점과 다이크로틱 노치간의 시간차를 구출시간 (ET) 으로 결정할 수 있다. 한편, 경동맥파 (wc) 의파형은 대동맥파의 파형과 유사하기 때문에, 경동맥파 (wc) 를 대동맥파 대신에 사용할 수 있다. 따라서, 압맥파 센서 (54) 에 의해 차례로 검출되는 경동맥파 (wc) 의 상승점과 다이크로틱 노치간의 시간차를 구출시간 (ET) 으로 결정한다. 구출시간 (ET) 은 시간축에 평행한 방향으로 표시된, 맥파의 입사파 성분의 크기이기이다. 따라서, 구출시간 (ET) 이 변화하면 맥파의 파형도 변화한다. 따라서, 구출시간 (ET) 은 일종의 파형 관련정보이다. 구출시간 결정수단 (90) 은 구출시간 측정수단의 일부으로서 기능한다.

전구출 기간(pre-ejection-period) 결정수단 (92) 은 전구출 기간 (PEP ; Pre -Ejection Period)(msec) 다시 말하면, 심장의 심장 수축기의 개시시점과 대동맥 판막의 개방 즉, 혈액의 구출개시 시점 간의 시간 간격을 비관혈적으로, 그리고 예를 들어 피측정자의 각 심박마다 반복적으로 결정한다. 예를 들어, 먼저 심전계 (68) 에 의해 심실근의 흥분을 나타내는 파형 (예를 들어, R 파) 이 검출된 시점과 심음 마이크 (70) 에 의해 제 2 심음 Ⅱ 의 개시점이 검출된 시점간의 시간 (T1) 을 결정한다. 제 2 심음 Ⅱ 은 대동맥 판막의 폐쇄시기에 대응한다. 도 7 에 나타낸 바와 같이, 이와 같이 결정된 시간 (T1) 은 전구출 기간 (PEP) 과 구출시간 (ET) 의 합과 동일하게 된다. 따라서, 전구출 기간 결정수단 (92) 은 그 시간 (T1) 에서 구출시간 결정수단 (90) 에 의해 결정된 구출시간 (ET) 을 뺌으로써 전구출 기간 (PEP) 을 결정한다. 전구출 기간 (PEP) 은 좌심실 심근의 수축개시로부터 혈액의 구출개시 까지의 시간 간격이므로, 등용적성 (isovolumetric) 수축시간으로도 지칭된다. 전구출 기간 (PEP) 이 증가하면, 혈액의 구출개시시점의 압력이 증가하고, 이에 따라 구출시간이 감소한다. 따라서, 전구출 기간 (PEP) 이 변화하면, 맥파의 파형도 변화한다. 따라서, 전구출 기간 (PEP) 은 일종의 파형 관련정보이다. 이 전구출 기간 결정수단 (92) 은 전구출 기간 측정장치의 일부으로서 기능한다.

신장 결정수단 (94) 은 입력장치 (72) 로부터 공급된 신장신호 (ST) 에 기초하여 피측정자의 신장 (T) 을 결정한다. 상술한 바와 같이, 맥파는 입사파 성분과 반사파 성분으로 구성되지만, 반사파는 주로 총장골 동맥의 분기부에서 생성된다고 추측되고 있다. 신장 (T) 이 변화하면, 맥파가 검출되는 부위와 총장골 동맥의 분기부 사이의 거리가 변화하고, 이에 따라 반사파가 맥파의 검출부위에 도달하는데 필요한 시간도 변화한다. 따라서, 신장 (T) 이 변화하면, 입사파 성분과 반사파 성분의 중첩량도 변화한다. 따라서, 신장 (T) 은 일종의 파형 관련정보이고, 신장 결정수단 (94) 은 일종의 파형 관련정보 결정수단으로서 기능한다. 또한, 신장 (T) 이 변화하면 심장과 경동맥간의 거리 (DL) 가 변화하고, 이에 따라 그 거리 (DL) 와 맥파 전파시간차 (DT) 에 기초하여 결정된 맥파 전파속도 (PWV) 도 변화한다. 따라서, 정확한 맥파 전파속도 (PWV) 를 얻기 위해서는 신장 (T) 을 이용하여 거리 (DL) 와 맥파 전파시간차 (DT) 를 보정한다.

진폭증가 지수 결정수단 (96) 은, 먼저 압맥파 센서 (54) 에 인가된 가압력 (HDP) 이 최적 가압력 (HDP0) 으로 유지되는 상태로, 압맥파 센서 (54) 의 최대압력 검출소자 (EM) 에 의해 차례로 검출되는 경동맥파 (wc) 의 심박-동기 펄스에 포함된, 입사파 성분 (wi) 의 피크점 (pi) 의 발생시점과 반사파 성분 (wr) 의 피크점 (pr) 의 발생시점을 결정한다. 그 후에, 진폭증가 지수 결정수단 (96) 은, 피측정자의 각 심박마다 반복적으로, 반사파 성분 (wr) 의 피크점 (pr) 의 발생시점에서의 경동맥파 (wc) 크기로부터 입사파 성분 (wi) 의 피크점 (pi) 의 발생시점에서의 경동맥파 (wc) 크기를 뺀 압력차 (ΔP) 를 결정하고, 다시 경동맥파 (wc) 의 심박-동기 펄스의 최대 크기로부터 상기 심박-동기 펄스의 최소 크기를 뺌으로써 맥압 (PP) 을 결정한다. 또한, 결정수단 (96) 은 그 압력차 (ΔP) 와 맥압 (PP) 을 아래의 수학식 1 에 대입하여 진폭증가 지수 (AI)(%) 를 결정한다.

AI = (ΔP/PP) ×100(%)

여기서, 경동맥파 (wc) 입사파 성분 (wi) 의 피크점 (pi) 의 발생시점을 결정하는 방식을 설명한다. 경동맥파 (wc) 는 도 5 의 파선에 나타낸, 입사파 성분 (wi) 을 포함하고, 입사파 성분 (wi) 의 피크점 (pi) 은 전체 경동맥파의 상승점과 피크점 (pc) 사이에 발생하는 전체 경동맥파 (즉, 관측파)(wc) 의 변곡점 또는 극대점에 대응한다. 도 5 에 나타낸 예에서, 입사파 성분 (wi) 의 피크점 (pi) 은 관측된 맥파 (wc) 의 변곡점에 대응한다. 이를 위하여, 차례로 구해진 압맥파 신호 (SM2) 에 일반적인 처리를 실시하여 변곡점 또는 극대점을 검출한다. 여기서, 일반적인 처리는 미분처리 또는 필터처리일 수 있다.

일반적으로, 반사파 성분 (wr) 의 피크점의 발생시점은 입사파 성분 (wi) 의 피크점 (pi) 에 후속하는 최초 극대점의 발생시점이다. 따라서, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 입사파 성분 (wi) 의 피크점 (pi) 이 경동맥파 (wc) 의 피크점 (pc)과 일치하지 않는 경우에, 경동맥파 (wc) 의 피크점 (pc) 의 발생시점을 반사파 성분 (wr) 의 피크점의 발생시점으로 결정한다. 한편, 입사파 성분 (wi) 의 피크점 (pi) 이 커서 그 피크점이 경동맥파 (wc) 의 피크점 (pi) 도 되는 경우에는, 입사파 성분 (wi) 의 피크점 (pi) 에 후속하는 최초 극대점의 발생시점을 반사파 성분 (wr) 의 피크점의 발생시점으로 결정한다.

맥파 전파속도 정보 결정수단 (98) 은, 피측정자의 심장으로부터 구출된 압맥파가 피측정자의 동맥을 통하여 전파하는 전파속도 (PWV)(단위: m/sec) 를 비관혈적으로 결정한다. 예를 들어, 상기 결정수단 (98) 은 심음 마이크 (70) 에 의해 검출되며, 대동맥 판막의 폐쇄를 나타내는 제 2 심음 Ⅱ 로부터 압맥파 센서 (54) 에 의해 검출된 경동맥파의 다이크로틱 노치까지의 지연시간, 즉 전파시간 (DT) 을 결정하고, 미리 설정되고 피측정자의 신장 (T) 에 의해 보정된 거리 (DL) 를 전파시간 (DT) 으로 나눔으로써 맥파전파속도 (PWV)(= DL/DT) 를 결정한다.

동맥경화 검사 파라미터 결정수단 (100) 은, 이하의 수학식 2 에 따라, 맥파 전파속도 정보 결정수단 (98) 에 의해 결정된 맥파 전파속도 정보 (예를 들어 맥파 전파속도 (PWV)), 혈압치 결정수단 (86) 에 의해 결정된 혈압 (예를 들어 최고혈압치 (SYS)), 심박수 결정수단 (88) 에 의해 결정된 심박수 (HR), 전구출 기간 결정수단 (92) 에 의해 결정된 전구출 기간 (PWP), 및 구출시간 결정수단 (90) 에 의해 결정된 구출시간에 기초하여 피측정자의 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 를 결정하고, 또한 이하의 수학식 3 에 따라, 진폭증가 지수 결정수단 (96) 에 의해결정된 진폭증가 지수 (AI), 혈압치 결정수단 (86) 에 의해 결정된 혈압(예를 들어 최고혈압치 (SYS)), 심박수 결정수단 (88) 에 의해 측정된 심박수 (HR), 전구출 기간 결정수단 (92) 에 의해 결정된 전구출 기간 (PEP), 및 구출시간 결정수단 (90) 에 의해 결정된 구출시간에 기초하여, 피측정자의 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 값 예를 들어, 맥파 전파속도 (PWV_E) 를 결정한다.

AI_E= a ×PWV + b ×SYS + c ×HR + d ×ET + e ×PEP + f

여기서, PWV 는 맥파 전파속도; SYS 는 최고혈압치; HR 은 심박수; PEP 는 전구출 기간; ET 는 구출시간; a, b, c, d, 및 e 는 계수; 그리고 f 는 상수를 나타낸다.

PWV_E= a' ×AI + b'×SYS + c'×HR + d'×ET + e'×PEP + f'

여기서, AI 는 진폭증가 지수; SYS 는 최고혈압치; HR 은 심박수; PEP 는 전구출 기간; ET 는 구출시간; a', b', c', d', 및 e' 는 계수; 그리고 f' 는 상수를 나타낸다.

표시 제어 수단 (102) 은, 오퍼레이터가 그 표시된 지수 및/또는 전파 속도에 기초하여 진단을 용이하게 하기 위하여, 지수 (AI_E) 및/또는 전파속도 (PWV_E) 를 숫자와 같은 디지털값들로 또는 바 그래프들과 같은 아날로그값들로 나타내는 방식으로, 상기 동맥경화 검사 파라미터값 결정수단 (100) 에 의해 각각 결정된 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 및/또는 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 (PWV_E) 를 표시하도록 디스플레이 장치 (79) 를 동작시킨다. 동시에, 상기 제어 장치 (32) 가 표시장치 (79) 를 동작시켜 상기 수학식 2 및/또는 수학식 3 과, 수학식 2 의 계수 a, b, c, d, e, 및 상수 f 및/또는 수학식 3 의 계수 a', b', c', d', e', 및 상수 f' 를 표시한다. 또한, 만일 표시 제어 수단 (32) 이, 동일한 피측정자에 대하여, 과거에 행해진 하나 이상의 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 및/또는 과거에 행해진 하나 이상의 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 (PWV_E), 및 과거에 행해진 하나 이상의 수학식 2 및/또는 수학식 3 의 계수 및 상수를 결정및 저장하면, 표시 제어 수단 (102) 은, 오퍼레이터가 이러한 파라미터들의 각 시간 변화분을 쉽게 관찰할 수 있도록, 표시 장치 (79) 를 동작시켜 이러한 파라미터들 각각의 각 데이터점들, 또는 각 파라미터의 각 데이터점들과 이전의 데이터점들과의 차이점들을 각각 표시한다.

수학식 2 및 수학식 3 각각은 5 개의 파라미터로 이루어지고, 그 5 개의 파라미터의 각 계수들은 각 개별 환자마다 실험에 의해 결정된다. 이러한 수학식들이 사용되는 이유는 아래와 같다. 도 8 은 고혈압 치료를 하고 있는 60 대 남성으로 부터 반년동안 비관혈적으로 얻어진 다수의 생체 파라미터의 각 시간변화분, 즉 맥파 전파속도 (PWV), 진폭증가 지수 (AI), 최고혈압치 (SYS), 맥압 (PP), 전구출 기간 (PEP), 및 구출시간 (ET) 의 각 시간변화분을 나타낸다. 도 9 는 도 8 에 나타낸 각 생체 파라미터들 및 다른 각 생체 파라미터들 간의 상호 관계를각각 나타내는 산포도이다. 그러나, 도 8 및 도 9 에 나타낸 그래프들로부터, 환자에 적용된 강압제의 효과나 강압 치료의 효과를 판단하는 것은 매우 어려운 일이다. 이하, 도 8 에 나타낸 데이터에 다변량 해석법을 적용한 경우를 설명한다.

도 10 은, 수축기 혈압 (최고혈압)(SYS) 과 심장 →경동맥 간 맥파 전파속도 (hcPWV) 와의 관계 (도 1O 의 하단) 를 결정하기 위하여 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여 계산된 회귀선, 및 수축기 혈압 (SYS) 과 상완 →발목 간 맥파 전파속도 (baPW) 와의 관계 (도 1O 의 상단) 를 결정하기 위하여 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여 계산된 회귀선을 나타내는 그래프이다. 이 그래프로부터, 수축기 혈압 (SYS) 과 맥파 전파속도 (PWV) 가 정상관하고 있음을 알 수 있으나, 정상관이 현저하게 나타난다라는 것이 유일하게 행해질 수 있는 판단이다. 도 11 은 진폭증가 지수 (AI) 와 수축기 혈압 (SYS) 과의 관계 (도 11 의 상단부에 나타냄) 를 결정하기 위하여 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여 계산된 회귀선, 및 그 진폭증가 지수 (AI) 와 맥압 (PP)(단위 : ㎜Hg) 과의 관계 (도 11 의 하단부에 나타냄) 를 결정하기 위하여 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여 계산된 회귀선을 나타내는 그래프이다. 이 그래프로부터, 진폭증가 지수 (AI) 와 수축기 혈압 (SYS) 또는 맥압 (PP) 이 정상관하고 있음을 알 수 있고, 진폭증가 지수 (AI) 와 수축기 혈압 (SYS) 과의 상관관계가 현저함을 판단할 수 있다. 도 12 는 진폭증가 지수 (AI) 와 심박수 (HR) 와의 관계를 결정하기 위하여 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여 계산된 회귀선 (도 12 의 하단부에 나타냄), 및 진폭증가 지수 (AI) 와 구출시간 (ET) 과의 관계를 결정하기 위하여 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여 계산된 회귀선 (도 12 의 상단부에 나타냄) 을 나타내는 그래프이다. 그러나, 이 그래프로부터, 진폭증가 지수 (AI) 와 심박수 (HR) 또는 구출시간 (ET) 과의 관계를 파악할 수는 없다. 도 13 은 진폭증가 지수 (AI) 와 심장 →경동맥 간 맥파 전파속도 (hcPWV) 와의 관계를 결정하기 위하여 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여 계산된 회귀선 (도 13 의 하단부에 나타냄), 및 진폭증가 지수 (AI) 와 상완 →발목 간 맥파 전파속도 (baPWV) 와의 관계를 결정하기 위하여 도 8 에 나타낸 데이터에 기초하여 계산된 회귀선 (도 13 의 상단부에 나타냄) 을 나타내는 그래프이다. 이 그래프로부터, 진폭증가 지수 (AI) 와 맥파 전파속도 (PWV) 가 정상관하고 있음을 알 수 있으며, 진폭증가 지수 (AI) 와 맥파 전파속도 (PWV) 와의 상관관계가 현저함을 판단할 수 있다. 도 10 내지 도 13 에 사용된 숫자 1 내지 8 은 측정순을 나타내지만, 변화가 일정하지 않으므로, 동맥경화가 진행하고 있는지 치유되고 있는지를 판단하기가 어렵다. 도 10 내지 도 14 에서, N 은 모집단(母集團) 파라미터를, R²는 상관계수의 제곱을, Coef 는 회귀선의 계수를, 그리고 P 는 현저한 차이를 나타내고 있다.

도 14 는 다변량 해석법이 적용된 모델식 (예를 들어, 수학식 2) 우변의 생체 파라미터들의 각 계수들 및 상수, 그리고 그 모델식 좌변의 진폭증가 지수 (AI_E) 와 그 모델식 우변의 각 생체 파라미터들과의 관계들을 각각 나타낸다. 이 계수들 및 상수 그리고 그 관계들은 도 8 에 나타낸 데이터로부터 구해진다. 따라서, 도 14 에 나타낸 모델에 의해 상관관계를 충분히 파악할 수 있게 된다. 이 모델식은, 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 와, 맥파 전파속도 (PWV), 수축기 혈압 (SYS), 심박수 (HR), 구출시간 (ET) 및 전구출 기간 (PEP) 과의 관계를 규정한다. 더 상세히 설명하면, 진폭증가 지수 (AI) 또는 맥파 전파속도 (PWV) 는 혈관 컴플라이언스(compliance) 를 나타내는 파라미터이다. 그러나, 각 파라미터 (AI, PWV) 는 혈압, 자율신경활동, 심박출량, 전부하(preload) 및 과도부하에 의존하므로, 각 파라미터가 순환기관의 상태를 정확하게 반영한 것이라고는 말하기 어렵다. 이러한 문제점을 피하기 위하여, 상기 모델식에는 혈압의 영향을 나타내는 설명변수 (즉, 혈압 관련인자) 로서의 수축기 혈압 (SYS); 자율신경활동의 영향을 나타내는 설명변수 (즉, 자율신경 관련인자) 로서의 심박수 (HR); 심박출량의 영향을 나타내는 설명변수 (즉, 심박출량 관련인자) 로서의 구출시간 (ET); 및 전부하, 과도부하의 영향을 나타내는 설명변수 (즉, 전부하 및 과도부하 관련인자) 로서의 전구출 기간 (PEP) 이 포함된다. 즉, 이 모델식은 순환기관의 상태와 관련된, 발생가능한 최대 개수의 주요 인자들을 사용한다. 따라서, 정확한 진폭증가 지수 (AI) 를 구할 수 있고, 이를 동맥경화를 검사하는데 사용할 수 있다. 따라서, 동맥경화에 대한 약의 효과 또는 치료 효과를 정확하게 판단 또는 평가할 수 있다. 도 8 에 나타낸 데이터에 다변량 해석법을 적용하여 수학식 2 로부터, 후술될 수학식 4 를 구한다. 만일 수학식 4 에 따라 추정된 진폭증가 지수 (AI) 가 실제 측정된 AI 와 동일한 경우에, 동맥경화에 변화가 없음을 쉽게판단할 수 있다.

도 15 는, 고혈압치료를 하고 있는 50 대 남성으로부터 1 년동안 얻은 데이터에 대하여, 다변량 해석법이 적용된 모델식 (예를 들어, 수학식 2) 의 우변의 생체 파라미터들의 각 계수들 및 상수, 그리고 그 모델식의 좌변의 진폭증가 지수 (AI_E) 와 그 모델식의 우변의 각 생체 파라미터들과의 관계들을 각각 나타내고 있다. 도 8 에 나타낸 데이터에 다변량 해석법을 적용하여 수학식 2 로부터, 후술될 수학식 5 를 구한다. 이 수학식에 따르면, 오퍼레이터는 상기 기간 동안에 강압약이나 치료법이 변경되었는지, 즉, 치료에 의해 동맥경화가 변화하였는 지를 판단할 수 있다. 더 상세히 설명하면, 이 수학식의 각 파라미터들의 계수 및 각 파라미터의 측정값에 기초하여, 오퍼레이터는 동맥경화가 치료효과에 의해 개선되었는지 여부 및 환자의 순환기관의 상태가 어떻게 변화하고 있는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 혈압변화에 따라 맥파 전파속도 (PRW) 가 변화하는 경우에, 수학식 5 의 파라미터의 계수는 순환 기관의 상태에 대한 영향을 포함한 혈관 컴플라이언스를 나타낸다. 만일 각 종류의 치료에 의해 각 계수들이 변화하면, 오퍼레이터는 각 치료의 효과를 판단할 수 있다. 도 14 및 도 15 에 있어서, 각 이차원 그래프의 세로축 및 가로축의 e (파라미터｜X) 는 다른 설명변수의 영향이 없는, 가로축의 파라미터와 세로축의 목적변수와의 관계를 나타내고 있다.

AI_E= O.0496 PWV + 0.4029 SYS - 2.2002 HR - 0.330 ET

+ 0.5587 PEP + 65.007

PWV_E= O.00953 PWV - 0.2273 SYS + 0.47603 HR + O.61765 ET

- 0.2886 PEP - 132.18

상기 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 와 같이, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 (PWV_E) 도, 각 개별 환자에 대하여, 다변량 해석법을 각 환자로부터 얻어진 데이터에 적용함으로써 수학식 3 으로부터 미리 구해진 식에 따라 결정된다. 이와 같이 결정된 전파속도는 진단을 행하거나 또는 치료법을 선택하는데 사용될 수 있다.

따라서, 수학식 2 에 따라 결정되어 표시 장치 (79) 에 의해 표시된, 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 와 기준시점 (예를 들어, 투약전의 소정시점) 에서 결정된 기준지수와의 차이가 95% 의 신뢰구간 이내이면, 치료효과가 없다고 판정할 수 있고; 만일 그 차이가 그 구간보다 더 크면, 그 수학식의 각 계수들 및 상수를 재결정하고, 재결정된 계수들 및 상수 및/또는 그 재결정된 계수들 및 상수와 이전의 계수들 및 상수와의 각 변화분에 기초하여, 어떤 치료효과가 있는지 또는 순환기관의 상태가 어떻게 변화하였는지를 파악할 수 있다. 마찬가지로, 만일 수학식 3 에 따라 결정되어 표시 장치 (79) 에 의해 표시된, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 (PWV_E) 와 기준시점 (예를 들어, 투약전의 소정시점) 에서 결정된 기준지수와의 차이가 95% 의 신뢰구간 이내이면, 치료효과가 없다고 판정할 수 있고; 만일 그 차이가 그 구간보다 더 크면, 그 수학식의 각 계수들 및 상수를 재결정하고, 재결정된 계수들 및 상수 및/또는 그 재결정된 계수들 및 상수와 이전의 계수들 및 상수와의 각 변화분에 기초하여, 어떤 치료효과가 있는지 또는 순환기관의 상태가 어떻게 변화하였는지를 파악할 수 있다.

도 16 및 도 17 은 도 6 의 블록도에 나타낸 전자 제어장치 (32) 의 CPU (76) 의 제어기능들을 나타내는 흐름도이다.

도 16 에 있어서, 먼저 CPU 는 단계 S1 (이하, "단계(들)"이라는 용어는 각각 생략한다) 을 수행한다. S1 에서, CPU 는 입력장치 (72) 가 피측정자의 신장 (T) 을 입력하도록 동작되었는지를 즉, CPU 가 입력장치 (72) 로부터 신장신호 (ST) 를 수신하였는지를 판단한다. 긍적적인 판단이 행해질 때 까지, S1 을 반복한다. 한편, 긍정적인 판단이 S1 에서 행해지면, 제어흐름은 신장 결정수단 (94) 에 대응하는 S2 로 진행한다. S2 에서, CPU 는 입력장치 (72) 로부터 공급된 신장신호 (ST) 에 기초하여 피측정자의 신장 (T) 을 결정 또는 확인한다.

그후에, 제어흐름은 최적 가압위치 제어수단 (80) 에 대응하는 S3 내지 S5 로 진행한다. 먼저, S3 에서, CPU 는 가압장치 (62) 를 동작시켜 압력실 (56) 내의 압력을 변경시킴으로써, 압맥파 센서 (54) 에 인가된 가압력 (HDP) 을 미리 설정된 제 1 가압력 (HDP1) 으로 변경시킨다. 이러한 제 1 가압력 (HDP1) 은, 각 감압(感壓) 소자 (E) 에 의해 검출된 각 경동맥파 (wc) 의 S/N 비가, 이 경동맥파 (wc) 의 각 피크점 (pc) 크기를 결정할 수 있을 정도로 크다는 것을 보증하는가압력 (HDP) 으로서 미리 실험에 기초하여 결정되어 있다.

그 후에, S4 에서, CPU 는, 가압위치 갱신조건 (즉, APS 기동조건) 이 충족되었는지 예를 들어, 압맥파 센서 (54) 의 가압면 (66) 에 제공된 감압 소자들 (E) 중, 그 감압 소자들 (E) 에 의해 검출된 각 압력들 중에서 최대 압력을 검출하는 소자 (EM) 가 상기 감압 소자들 (E) 배열의 반대 끝 부분들 중 하나에 위치하는 지를 판단한다. 만일 S3 에서 부정적인 판단이 행해지면, 제어흐름은 후술하는 S6 로 진행한다.

한편, S4 에서 긍정적인 판단이 행해지면, 즉 압맥파 센서 (54) 의 경동맥 (46) 에 대한 현재 위치가 적절하지 않은 경우에는, 제어흐름은 S5 로 진행하여 APS 제어루틴을 수행한다. 이 루틴에서, CPU 는, 최대압력 검출소자 (EM) 가 감압 소자 (E) 배열의 거의 중앙에 위치하는 최적 가압위치로, 그 센서 (54) 를 이동시키기 위해 동작한다. 더 상세하게는, 먼저, CPU 가 가압 장치 (62) 를 동작시켜 센서 (54) 를 일단 체표면 (50) 으로부터 격리시키고, 이후에 폭방향 이동장치 (64) 를 동작시켜 가압장치 (62) 및 센서 (54) 를 소정거리 이동시킨 후, 가압장치 (62) 를 동작시켜 그 센서 (54) 를 다시 제 1 가압력 (HDP1) 으로 가압시킨다. 이 상태에서, CPU 는 최대압력 검출소자 (EM) 가 감압소자들 (E) 배열의 중간 범위에 위치하는지를 판단한다. 긍적적인 판단이 행해질 때까지 상기 가압 및 판단 동작들을 반복한다.

만일 S5 에서, 압맥파 센서 (54) 가 최적 가압위치에 위치하거나 또는 S4 에서 긍적적인 판단이 행해지는 경우에, 제어 흐름은 S6 로 진행하여 현 상태의 최대압력 검출소자 (EM) 를 식별한 후, 가압력 제어수단 (82) 에 대응하는 S7 로 진행하여 HDP 제어루틴을 실행한다. 더 상세히 설명하면, CPU 는 센서 (54) 에 인가된 가압력 (HDP) 이 제 1 가압력 (HDP1) 으로부터 연속적으로 증가되도록 가압장치 (62) 를 동작시킨다. 이러한 가압력 (HDP) 증가과정에서, CPU 는 S6 에서 결정된 최대압력 검출소자 (EM) 에 의해 검출된 경동맥파 (wc) 의 맥압 (PP) 이 미리 설정된 최저맥압 (PP_L) 이상이 되는지를 결정하고, 이와 같이 결정된 최적 가압력 (HDPO) 으로 그 센서 (54) 에 인가된 가압력 (HDP) 을 유지한다.

그 후에, 제어흐름은 S8 로 진행하고, 여기서 CPU 는, 심전신호 (SE) 로 표시된 하나의 R 파가 검출된 시간과 다음의 R 파가 검출되는 시간 사이의 시간간격 동안에, 압맥파 센서 (54) 의 최대압력 검출소자 (EM) 로부터 공급된 압맥파 신호 (SM2), 심전계 (68) 로부터 공급된 심전신호 (SE), 및 심음 마이크 (70) 로부터 공급된 심음신호 (SH) 를 판독한다. 따라서, CPU 는 각 압맥파 신호 (SM2), 심전신호 (SE), 심음신호 (SH) 의 1 심박-동기 펄스를 판독한다. 그 후에, 제어흐름은 S9 로 진행하고, S9 에서 공기 펌프 (58) 를 정지시켜 압력 제어 밸브 (60) 를 동작시킴으로써 센서 (54) 에 인가된 가압력 (HDP) 을 대기압으로까지 강압시킨다.

다음으로, 제어흐름은 진폭증가 지수 결정수단 (96) 에 대응하는 S10 내지 S13 로 진행한다. S10 에서, CPU 는 1 펄스의 상승점에 대응하는 시간으로부터 동일한 펄스의 피크점 (pc) 에 대응하는 시간으로 지속되는, S8 에서 판독된 경동맥파 (wc) 의 1 심박-동기 펄스의 일부를 4 차 미분처리 또는 분석함으로써, 그 상승점과 피크점 (pc) 사이의 부분에 발생하는 변곡점 또는 극대점을 결정하고, 이와 같이 결정된 변곡점 또는 극대점의 크기를 입사파 (wi) 의 피크점 (pi) 크기로 결정한다.

그 후에, 제어흐름은 S11 로 진행하고, 여기서 CPU 는 S8 에서 판독된 경동맥파 (wc) 의 1 펄스에 대한, 반사파 (wr) 의 피크점 발생시점을 결정하고, 이와 같이 결정된 반사파 (wr) 의 피크점 발생시점에서 경동맥파 (wc) 의 크기를 결정한다. 더 상세히 설명하면, 만일 S10 에서 결정된 입사파 (wi) 의 피크점 (pi) 크기가 관찰된 경동맥파 (wc) 의 최대 크기와 일치하지 않은 경우에, 경동맥파 (wc) 의 최대 크기의 발생시점에서의 경동맥파 (wc) 의 크기는 반사파 (wr) 의 피크점의 발생시점에서의 경동맥파 (wc) 의 크기로 결정되고; 만일 입사파 (wi) 의 피크점 (pi) 크기가 관찰된 경동맥파 (wc) 의 최대 크기와 일치하는 경우에, 입사파 (wi) 의 피크점 (pi) 에 후속하여 최초 극대치의 크기가 발생하는 시점에서의 경동맥파 (wc) 의 크기는, 반사파 (wr) 의 피크점 발생시점에서의 경동맥파 (wc) 의 크기로 결정된다.

그 후에, 진폭증가 지수 결정수단 (96) 에 대응하는 S12 에서, CPU 는 S8 에서 판독된 경동맥파 (wc) 의 1 펄스의 맥압 (PP) 을 결정한다. 그 후에, S13 에서, CPU 는 S11 에서 결정된 반사파 (wr) 의 피크점 발생시점에서의 경동맥파 (wc) 의 크기로부터, S10 에서 결정된 입사파 (wi) 의 피크점 (pi) 크기를 뺌으로써 압력차 (ΔP) 를 결정한다. CPU 는 이와 같이 결정된 압력차 (ΔP) 와 S12에서 결정된 맥압 (PP) 을 식 1 에 나타내는 진폭증가 지수 계산식에 대입하여, 진폭증가 지수 (AI)(%) 를 결정한다. 그 후에, 제어흐름은 맥파 전파속도 정보 결정수단 (98) 에 대응하는 S13 으로 진행한다. S13 에서, CPU 는 심음 마이크 (70) 에 의해 검출된 심음들 중 제 2 심음 Ⅱ 로부터 압맥파 센서 (54) 에 의해 검출된 경동맥파의 다이크로틱 노치까지의 지연시간을 전파시간 (DT) 으로 결정하며, 또한 미리 설정되어 신장 (T) 에 의해 보정된 거리 (DL) 를 전파시간 (DT) 으로 나눔으로써 맥파 전파속도 (PWV)(= DL/ DT) 를 결정한다. 제 2 심음 Ⅱ 은 피측정자의 대동맥 판막의 폐쇄에 대응한다.

다음으로, 도 17 에 나타낸 S14 이후 단계들을 설명한다. 먼저, 심박수 결정수단 (88) 에 대응하는 S14 에서, CPU 는 S8 에서 판독된 심전신호 (SE) 의 2 개의 연속적인 심박-동기 펄스들 중 각 R 파들간의 시간간격과 동일한 심박주기 (RR) 를 결정하고, 그 심박주기 (RR) 의 역수 (1/RR) 에 60 을 곱하여 심박수 (HR) (회/분) 를 계산한다.

다음으로, 제어흐름은 구출시간 결정수단 (90) 에 대응하는 S15 로 진행한다. S15 에서, CPU 는 S8 에서 판독된 경동맥파 (wc) 의 1 심박-동기 펄스의 상승점 및 다이크로틱 노치를 결정하고, 그 상승점의 발생시간과 다이크로틱 노치의 발생시간 사이의 시간차를 구출시간 (ET) 으로서 결정한다.

이후에, 제어흐름은 상기 전구출 기간 결정수단 (92) 에 대응하는 S16 으로 진행한다. S16 에서, CPU 는 S8 에서 판독된 심음파형 (즉, 심음도) 의 제 2 심음 Ⅱ 의 개시점을 결정하고, 심전도의 R 파가 발생한 시간으로부터 제 2 심음Ⅱ 의 개시점이 발생할 때까지의 시간간격 (T1) 을 결정하며, 최종적으로 그 시간간격 (T1) 으로부터 S15 에서 결정된 구출시간 (ET) 을 뺌으로써 전구출 기간 (PEP) 을 결정한다.

그 후에, 제어흐름은 S17 내지 S22 으로 진행하여, 피측정자의 혈압치 (BP) 를 측정한다. 먼저, S17 에서, CPU 는 공기 펌프 (24) 를 기동시키고 압력제어밸브 (18) 를 제어함으로써 커프압 (PC) 의 급속 승압을 개시한다. 그 후에, S18 에서, CPU 는 커프압 (PC) 이 180㎜Hg 으로 미리 설정된 승압 목표압력치 (PC_M) 를 초과하였는지를 판단한다. 긍정적인 판단이 행해질 때까지 S18 을 반복하는 한편 커프압 (PC) 을 계속해서 급속승압시킨다. 한편, S18 에서 긍정적인 판단이 행해지는 경우에, 제어흐름은 S19 로 진행하고, S19 에서 공기 펌프 (24) 를 정지시키고 압력제어밸브 (18) 를 제어하여, 커프압 (PC) 을 약 3㎜Hg/sec 속도로 서서히 강압 개시한다.

다음으로, 제어흐름은 혈압치 결정수단 (86) 에 대응하는 S20 내지 S21 으로 진행한다. S20 에서, CPU 는 커프압 (PC) 의 저속 강압 공정에서 차례로 얻어지는 커프 맥파 신호 (SM1) 가 나타내는 상완 맥파의 연속적인 심박-동기 펄스들의 각 진폭들의 변화에 기초하여, 공지된 오실로메트릭 방식의 혈압결정 알고리즘에 따라 피측정자의 최고혈압치 (BP_SYS), 평균혈압치 (BP_MEAN), 및 최저혈압치 (B_DIA) 를 결정한다. 그 후에, S21 에서, CPU 는 S20 에서 혈압치 (BP) 의 결정이 완료되었는지를 판단한다. S20 에서 최저혈압치 (BP_DIA) 가 마지막에 결정되기 때문에, CPU 는, S21 에서 최저혈압치 (BP_DIA) 가 결정되었는지를 판단한다. S21 에서 긍정적인 판단이 행해질 때까지 S20 을 반복하는 한편, 혈압결정 알고리즘을 지속한다.

한편, S21 에서 긍정적인 판단이 행해지면, 제어흐름은 상기 동맥경화 검사 파라미터 결정수단 (100) 에 대응하는 S22 로 진행한다. S22 에서, CPU 는 ROM (77) 에 미리 기억된 수학식 2 에 따라서, 맥파 전파속도 정보 결정수단 (98) 에 의해 결정된 맥파 전파속도 정보, 예를 들어 맥파 전파속도 (PWV) 와, 혈압 결정수단 (86)(S20) 에 의해 결정된 혈압, 예를 들어 최고혈압치 (SYS) 와, 심박수 결정수단 (88) 에 의해 결정된 심박수 (HR) 와, 전구출 기간 결정수단 (92) 에 의해 결정된 전구출 기간 (PWP) 과, 구출시간 결정수단 (90) 에 의해 결정된 구출시간에 기초하여, 피측정자의 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 를 결정하고, 또한 ROM (77) 에 미리 기억된 수학식 3 에 따라서, 진폭증가 지수 결정수단 (96) 에 의해 결정된 진폭증가 지수 (AI) 와, 혈압 결정수단 (86)(S20) 에 의해 결정된 혈압, 예를 들어 최고혈압치 (SYS) 와, 심박수 결정수단 (88) 에 의해 결정된 심박수 (HR) 와, 전구출 기간 결정수단 (92) 에 의해 결정된 전구출 기간 (PEP) 과, 구출시간 결정수단 (90) 에 의해 결정된 구출시간에 기초하여, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값, 예를 들어 피측정자의 맥파 전파속도 (PWV_E) 를 결정한다.

그 후에, 제어흐름은 표시 제어 수단 (102) 에 대응하는 S23 로 진행한다. S23 에서, CPU 는 오퍼레이터가 표시된 지수 및/또는 전파 속도에 기초하여 진단을용이하게 하기 위하여, 그 지수 (AI_E) 및/또는 전파속도 (PWV_E) 를 숫자와 같은 디지털값들로 또는 바 그래프들과 같은 아날로그값들로 나타내는 방식으로, 상기 동맥경화 검사 파라미터값 결정수단 (100) 에 대응하는 S22 에서 각각 결정된 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 및/또는 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 (PWV_E) 를 표시하도록 표시 장치 (79) 를 동작시킨다. 동시에, CPU 는 표시장치 (79) 를 동작시켜 상기 수학식 2 및/또는 수학식 3 과, 수학식 2 의 계수 a, b, c, d, e, 및 상수 f 및/또는 수학식 3 의 계수 a', b', c', d', e', 및 상수 f' 를 표시한다. 또한, 만일 그 제어 수단 (32) 이, 동일한 환자에 대하여, 과거에 행해진 하나 이상의 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 및/또는 과거에 행해진 하나 이상의 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 (PWV_E), 및 과거에 행해진 하나 이상의 수학식 2 및/또는 수학식 3 의 계수 및 상수를 결정 및 저장하면, CPU 는, 오퍼레이터가 이러한 파라미터들의 각 시간 변화분을 쉽게 관찰할 수 있도록, 표시 장치 (79) 를 동작시켜 시간축에 따른 각 파라미터들의 각 데이터점들, 또는 각 파라미터의 각 데이터점들과 이전의 데이터점들과의 차이점들을 각각 표시한다.

본 실시예의 전술한 설명에 의해, 동맥경화 검사용 파라미터 결정수단 (100)(S23) 은, 미리 기억된 수학식 2 에 따라서, 맥파 전파속도 정보 결정수단 (98)(S13) 에 의해 결정된 맥파 전파속도 (PWV)(맥파 전파속도 정보), 혈압 결정수단 (86)(S20) 에 의해 결정된 혈압 (BP)(SYS), 심박수 결정수단 (88)(S14) 에 의해 결정된 심박수 (HR), 전구출 기간 결정수단 (92)(S16) 에 의해 결정된 전구출 기간(PEP), 및 구출시간 결정수단 (90, S15) 에 의해 결정된 구출시간 (ET) 에 기초하여, 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 를 일종의 동맥경화 검사용 파라미터로서 결정한다. 따라서, 이 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 는, 생체의 혈관탄성에 대응하는 맥파 전파속도, 생체의 혈압치 (BP)(SYS), 생체의 자율신경활동에 대응하는 심박수(HR), 생체의 심장 (예를들어, 심박출량) 기능에 대응하는 전구출 기간 (PEP) 및 구출시간 (ET) 에 기초하여 결정된다. 따라서, 동맥경화 검사용 진폭증가 지수는 생체의 순환기관의 상태를 반영하여 신뢰성이 높으므로, 생체의 동맥경화를 정확하게 진단하는데 이용될 수 있다. 따라서, 동맥경화의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 동맥경화 검사용 파라미터값 결정수단 (100)(S23) 은 미리 기억된 수학식 3 에 따라서, 진폭증가 지수 결정수단 (96)(S12) 에 의해 결정된 진폭증가 지수 (AI), 혈압 결정수단 (86)(S20) 에 의해 결정된 혈압 (BP)(SYS), 심박수 결정수단 (88)(S14) 에 의해 결정된 심박수 (HR), 전구출 기간 결정수단 (92)(S16) 에 의해 결정된 전구출 기간 (PEP), 및 구출시간 결정수단 (90)(S15) 에 의해 결정된 구출시간 (ET) 에 기초하여, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 (PWV_E) 를 결정한다. 따라서, 이 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 (PWV_E) 는 생체의 혈관탄성에 대응하는 진폭증가 지수 (AI), 생체의 혈압치 (BP) (SYS), 생체의 자율신경활동에 대응하는 심박수 (HR), 생체의 심장 (심박출량) 기능에 대응하는 전구출 기간 (PEP) 및 구출시간 (ET) 에 기초하여 결정된다. 따라서, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도는 생체의 순환기관의 상태를 반영하여 신뢰성이 높으므로, 생체의 동맥경화를 정확하게 진단하는데 이용될 수 있다. 따라서, 동맥경화의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 표시 장치 (79) 는 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 (AI_E) 가 결정됨에 따른 수학식의 계수 a, b, c, d, e, 및 상수 f, 및/또는 동맥경화 검사용 맥파 전파속도 (PWV_E) 가 결정됨에 따른 수학식의 계수 a', b', c', d', e', 및 상수 f' 를 표시한다. 상기 계수들 및 상수들은 각 개별 환자에 대하여 미리 결정된다. 또한, 표시 장치 (79) 는 이 계수들 및 상수들의 각 변화분을 표시할 수 있다. 따라서, 오퍼레이터는 강압 치료 효과를 정확하게 평가할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명을 다른 방법으로 구현할 수도 있음을 이해할 수 있다.

예를 들어, 상술한 동맥경화 검사장치 (10) 에서는, 경동맥파 (wc) 를 검출하는 압맥파 검출 프로브 (36) 를 맥파 검출장치로서 사용한다. 그러나, 맥파검출 장치는 피측정자의 상완부, 손목, 대퇴부, 또는 발목과 같은 경부 (38) 이외의 부위로부터 맥파를 검출하는 장치일 수 있다.

일반적으로, 진폭증가 지수 (AI) 를 결정하기 위하여 상술한 실시예에 사용된 진폭증가 지수 계산식 (수학식 1) 의 분모로는 맥압 (PP) 이 있다. 그러나, 진폭을 분모로 사용하는 식이 동맥경화를 나타내기 때문에, 수학식 1 의 맥압 (PP)을 입사파 성분의 피크점 발생시점에서의 경동맥파 (wc) 의 진폭 (즉, 크기) 으로 대체할 수도 있다.

상술한 실시예에서는, 맥파 전파속도 (PWV) 를 맥파 전파속도 정보 또는 값으로 사용하고 있다. 그러나, 그 맥파 전파속도 (PWV) 와 1 대 1 로 대응하는 맥파 전파시간 (DT) 을 맥파 전파속도 정보 또는 값으로 사용할 수도 있다. 또한, 상술한 실시예에서, 맥파 전파속도 (PWV) 는 제 2 심음 Ⅱ 의 발생시점과 경동맥파의 다이크로틱 노치의 발생시점과의 시간차에 기초하여 결정된다. 그러나, 맥파 전파속도는 동맥의 다른 부위들 예를 들어 상완 동맥 및 발목 동맥으로부터의 2 개의 맥파센서에 의해 검출된 각 맥파들간의 시간차에 기초하여 결정될 수 있다.

상술한 실시예에서, 심전도의 파형에 기초하여 심박수 (HR) 가 결정된다. 그러나, 심박수는 피측정자의 맥박에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서는, 혈압치로서 최고 혈압치 (SYS) 를 사용한다. 그러나, 평균혈압치또는 최저 혈압치를 생체의 혈압치로서 사용할 수도 있다.

상술한 실시예에서는, 심전도의 R 파가 검출된 시점으로부터 심음 마이크 (70) 에 의해 검출된 심음에 포함되는 제 2 심음 Ⅱ 의 개시점이 검출된 시점까지의 시간 (T1) 으로부터, 경동맥 파형의 상승점에서부터 다이크로틱 노치까지의 구출시간 (ET) 을 뺌으로써 전구출 기간 (PEP) 을 계산한다. 그러나, 전구출 기간 (PEP) 및 구출기간 (ET) 은 다른 방법들로도 결정할 수 있다. 예를 들어, 전구출 기간 (PEP) 은 R 파로부터 제 1 심음Ⅰ까지의 시간에 기초하여 결정될 수 있고, 구출시간 (ET) 은 그 시간 (T1) 으로부터 전구출 기간 (PEP) 를 뺌으로써 결정될 수도 있다.

본 발명의 사상을 벗어나지 않고 본 발명을 다양하게 변경시킬 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 동맥경화 검사용 진폭증가 지수에 기초하여 고정밀도로 생체의 동맥경화를 진단할 수 있는 동맥경화 검사장치를 제공할 수 있다. 또한, 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값에 기초하여 고정밀도로 생체의 동맥경화를 진단할 수 동맥경화 검사장치를 제공할 수 있다.

Claims

생체의 동맥경화 검사장치 (10) 에 있어서,

상기 생체의 맥파 전파속도에 관련되는 맥파 전파속도 정보를 결정하는 맥파 전파속도 정보 결정장치 (54, 70, 98);

상기 생체의 혈압을 측정하는 혈압 측정장치 (12, 86);

상기 생체의 심박수를 측정하는 심박수 측정장치 (68, 88);

상기 생체의 심장수축 개시시점으로부터 심장으로부터의 혈액구출 개시시점까지의 전구출 기간을 측정하는 전구출 기간 측정장치 (68, 70, 92);

상기 심장으로부터의 혈액구출 개시시점으로부터 상기 심장으로부터의 혈액구출 종료시점까지의 구출시간을 측정하는 구출시간 결정장치 (54, 90); 및

(A) (a1) 맥파 전파속도 정보, (a2) 혈압, (a3) 심박수, (a4) 전구출 기간 및 (a5) 구출 시간과, (B) 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 사이의 소정의 관계에 따라, 상기 맥파 전파속도 정보 결정장치에 의해 결정된 맥파 전파속도 정보, 상기 혈압 측정장치에 의해 측정된 혈압, 상기 심박수 측정장치에 의해 결정된 심박수, 상기 전구출 기간 결정장치에 의해 측정된 전구출 기간, 및 상기 구출시간 측정장치에 의해 측정된 구출시간에 기초하여, 상기 생체의 동맥경화 검사용 진폭증가 지수를 결정하는 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 결정수단 (100) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 동맥경화 검사장치.
제 1 항에 있어서,

상기 소정의 관계는,

AI_E= a ×PWV + b ×BP + c ×HR + d ×ET + e ×PEP + f

의 식으로 표시되며,

여기서, PWV 는 맥파 전파속도 정보를,

BP 는 혈압을,

HR 은 심박수를,

PEP 는 전구출 기간을,

ET 는 구출시간을,

AI_E는 동맥경화 검사용 진폭증가 지수를,

a, b, c, d, 및 e 는 계수를, 그리고

f 는 상수를 나타내는 것을 특징으로 하는 동맥경화 검사장치.
제 1 항에 있어서,

상기 동맥경화 검사용 진폭증가 지수 결정 수단 (100) 에 의해 결정된, 상기 생체의 동맥경화 검사용 진폭증가 지수를 표시하는 표시 장치 (79, 102) 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동맥경화 검사장치.
제 2 항에 있어서,

상기 소정의 관계는 각 생체에 대하여 미리 결정되며, 상기 동맥경화 검사장치는 상기 소정의 관계의 계수 a, b, c, d, e, 및 상수 f 를 표시하는 표시 장치 (79, 102) 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동맥경화 검사장치.
생체의 동맥경화 검사장치 (10) 에 있어서,

상기 생체의 맥파의 입사파 성분크기에 대한 상기 맥파의 반사파 성분크기의 비율인 상기 생체의 진폭증가 지수를 측정하는 진폭증가 지수 측정장치 (54, 96);

상기 생체의 혈압을 측정하는 혈압 측정장치 (12, 86);

상기 생체의 심박수를 측정하는 심박수 측정장치 (68, 88);

상기 생체의 심장수축 개시시점으로부터 심장으로부터의 혈액구출 개시시점까지의 전구출 기간을 측정하는 전구출 기간 측정장치 (68, 70, 92);

상기 심장으로부터의 혈액구출 개시시점으로부터 상기 심장으로부터의 혈액구출 종료시점까지의 구출시간을 측정하는 구출시간 측정장치 (54, 90); 및

(A) (a1) 진폭증가 지수, (a2) 혈압, (a3) 심박수, (a4) 전구출 기간, 및 (a5) 구출 시간과, (B) 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값 사이의 소정의 관계에 따라, 상기 진폭증가 지수 측정장치에 의해 측정된 진폭증가 지수, 상기 혈압 측정장치에 의해 측정된 혈압, 상기 심박수 측정수단에 의해 측정된 심박수, 상기 전구출 기간 측정장치에 의해 측정된 전구출 기간, 및 상기 구출시간 측정장치에 의해 측정된 구출시간에 기초하여, 상기 생체의 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값을 결정하는 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값 결정수단 (100) 을 구비하는 것을 특징으로하는 동맥경화 검사장치.
제 5 항에 있어서,

상기 소정의 관계는,

PWV_E= a' ×AI + b' ×BP + c' ×HR + d' ×ET + e' ×PEP + f'

의 식으로 표시되며,

여기서, PWV_E는 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값을,

BP 는 혈압을,

HR 은 심박수를,

PEP 는 전구출 기간을,

ET 는 구출시간을,

AI 는 진폭증가 지수를,

a', b', c', d', 및 e' 는 계수를, 그리고

f' 는 상수를 나타내는 것을 특징으로 하는 동맥경화 검사장치.
제 5 항에 있어서,

상기 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값 결정수단에 의해 결정된, 상기 생체의 동맥경화 검사용 맥파 전파속도값을 표시하는 표시장치 (79, 102) 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동맥경화 검사장치.
제 6 항에 있어서,

상기 소정의 관계는 각 생체에 대하여 미리 결정되며, 상기 동맥경화 검사장치는 상기 소정의 관계의 계수 a', b', c', d', e' 및 상수 f' 를 표시하는 표시장치 (79, 102) 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동맥경화 검사장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 소정의 관계를 기억하는 메모리 장치 (77) 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동맥경화 검사장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 생체로부터 맥파를 검출하는 맥파 검출장치 (54) 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동맥경화 검사장치.