KR20050067651A - Non-invasive blood pressure measuring system using volume pulse - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용적맥파를 이용하여 혈압을 측정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for measuring blood pressure using volumetric pulse wave.
본 발명의 혈압 측정시스템은 용적맥파를 검출하는 용적맥파 검출장치, 상기 용적맥파 검출장치로부터 신호를 수신받아 무선으로 송신하는 무선송신장치, 상기 무선송신장치로부터 신호를 수신받아 데이터베이스를 형성하는 서버수단, 상기 서버수단로부터 신호를 수신하여 혈압을 표시하는 신호처리장치로 이루어진다.Blood pressure measurement system of the present invention is a volumetric pulse wave detection device for detecting volumetric pulse wave, a wireless transmission device for receiving a signal from the volumetric pulse wave detection device and transmitting wirelessly, server means for receiving a signal from the wireless transmission device to form a database And a signal processing device for receiving a signal from the server means and displaying a blood pressure.
본 발명의 용적맥파 검출장치는 광 검출소자가 들어온 빛의 양을 감지하며 이를 전류 신호로 변환하여 출력하는 신호 검출부; 신호 검출부의 출력신호를 전압으로 변환하는 전류-전압변환기; 상기 전류-전압 변환회로의 출력을 차동 증폭하는 차동증폭기; 소정의 주파수 대역을 통과하게 하는 필터부; 상기 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기; 상기 A/D변환기에서 데이터의 샘플링이 한번 끝날 때마다 샘플링된 데이터를 신호처리장치로 실시간 전송하기위한 범용 비동기화 송수신(UART)포트;를 포함한다.An apparatus for detecting volumetric pulse wave of the present invention includes: a signal detector for detecting an amount of light inputted by an optical detector and converting the detected light into a current signal; A current-voltage converter converting an output signal of the signal detector into a voltage; A differential amplifier for differentially amplifying the output of the current-voltage conversion circuit; A filter unit for passing a predetermined frequency band; An A / D converter for converting an output signal of the signal preprocessor into a digital signal; And a universal asynchronous transmission / reception (UART) port for real-time transmission of the sampled data to the signal processing device every time data sampling is completed in the A / D converter.
본 발명의 신호처리장치는 상기 신호 변환·전송부의 출력신호를 수신하여 소정의 파라메터를 산출하는 연산처리부; 상기 신호변환·전송부 및 상기 연산처리부의 출력신호를 표시하는 표시부; 상기 신호변환·전송부 및 상기 연산처리부의 출력신호를 저장하는 저장부;를 구비한다.The signal processing apparatus of the present invention includes an arithmetic processing unit that receives output signals of the signal conversion and transmission unit and calculates predetermined parameters; A display unit which displays an output signal of the signal conversion / transmission unit and the calculation processing unit; And a storage unit for storing output signals of the signal conversion and transmission unit and the calculation processing unit.
Description
본 발명은 용적맥파를 이용하여 혈압을 측정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for measuring blood pressure using volumetric pulse wave.
혈압을 측정하는 방법으로는 크게 비관혈적인 방법과 관혈적인 방법이 있다.관혈적인 방법은 혈관 내에 카테터(catheter)를 삽입하여 혈관내의 압력을 측정하는 것으로 위험성이 높으며 비용도 많이 들어 중환자실 등에서만 사용되고 있으며, 일반적으로 널리 사용되는 혈압측정방법은 비관혈적인 방법이다. 비관혈적인 혈압 측정 방법 중 대표적인 방법으로는 청진법과 오실로메트릭 방법(oscillometric method)을 꼽을 수 있다. 청진법과 오실로메트릭 방법은 모두 피 측정자의 상완에 커프를 부착하여 수축기 혈압보다 높은 압력으로 가압하여 동맥을 폐색시킨 후, 천천히 감압을 하면서 혈압을 측정하는 방식이다.There are two methods of measuring blood pressure, which are largely non-invasive and invasive. The invasive method is to insert a catheter into a blood vessel and measure the pressure in the blood vessel. In general, the widely used blood pressure measurement method is a non-invasive method. Representative methods of non-invasive blood pressure measurement include auscultation method and oscillometric method. Both auscultation methods and oscillometric methods attach cuffs to the subject's upper arm, pressurize them to a pressure higher than the systolic blood pressure, block the arteries, and then slowly depressurize the blood pressure.
청진법은 외부 압력에 의해 차단되어 있던 동맥이 열리면서 발생되는 코로트코프(Korotkoff) 음을 검출하는 방식으로서, 청진법으로 측정자가 혈압을 측정하기 위해서는 장기간 훈련이 반드시 필요하며, 측정자의 숙련도에 따라 정확성이 차이가 날 수 있는 단점이 있다.Auscultation is a method of detecting Korotkoff sounds caused by the opening of an artery blocked by external pressure.It requires a long-term training to measure blood pressure with auscultation method. There is a disadvantage that the accuracy can be different.
현재에 주로 사용되는 오실로메트릭 측정법은 측정 대상의 상완에 부착시킨 커프의 압력을 수축기 혈압(systolic blood pressure)보다 높은 압력으로 가압하여 혈관을 차단시킨 후 점차적으로 압력을 감소시킬 때 커프내의 압력 값에 특징적인 진동(oscillation)이 발생하며, 이 진동 파형의 크기가 최고 값에 다다를 때의 커프 압력을 평균 혈압에 가장 가까운 압력 값으로 정하는 방식이다. 일반적으로 수축기 혈압과 이완기 혈압 때의 커프 압력의 진동 파형의 크기가 평균 혈압 때의 진동 파형의 크기와 특정 비율을 가지는데, 이 비율을 특성 비율(characteristic ratios)라 하며, 특성 비율은 개인에 따라 여러 가지 요인에 의해 다소 큰 변화폭(약 10~20%)을 가지기 때문에 고정된 특성 비율을 적용할 경우 개인에 따라 오차가 발생할 수 있다. 또한 오실로메트릭 측정법을 이용하여 혈압을 측정할 시에 혈관 경도, 혈관 벽의 점성, 맥압의 크기, 심박수, 상완 조직의 상태, 측정 자세, 커프 재질의 특성 및 크기 등등에 의해 영향을 받는다.Oscillometric measurements, which are commonly used today, press the pressure of the cuff attached to the target's upper arm to a pressure higher than the systolic blood pressure to block blood vessels and then gradually reduce the pressure. Characteristic oscillation occurs, and the cuff pressure when the magnitude of the vibration waveform reaches the maximum value is determined as the pressure value closest to the average blood pressure. In general, the magnitude of the oscillation waveform of cuff pressure at systolic and diastolic blood pressure has a specific ratio with the magnitude of the vibration waveform at average blood pressure, which is called characteristic ratios. Because of the large variation (approximately 10 ~ 20%) due to various factors, an error may occur depending on the individual when a fixed characteristic ratio is applied. In addition, when measuring blood pressure using an oscillometric measurement method, it is affected by blood vessel hardness, vascular wall viscosity, pulse pressure, heart rate, condition of brachial tissue, measurement posture, characteristics and size of cuff material, and the like.
이와같이, 청진법과 오실로메트릭 방법은 모두 커프를 사용하는데, 이렇게 커프를 사용하는 측정 방법은 폐색되었던 동맥이 원상 복귀될 때까지 재 측정을 할 수 없어 연속적인 혈압 측정이나 장시간의 혈압 변화 추이를 관찰하는데 적합하지 않으며, 커프에 의한 압박으로 인해 측정 대상이 불편함을 느낄 수 있고, 피부 외상 등을 입을 수 있다. 따라서, 기존의 비관혈적인 측정 방법의 단점을 해결한 지속적인 측정과 무구속 측정의 필요성이 제기되고 있다.As such, both auscultation and oscillometric methods use cuffs, which cannot be remeasured until the occluded artery returns to normal. It is not suitable and the object to be measured may feel uncomfortable due to the compression by the cuff, and skin trauma may be caused. Therefore, there is a need for continuous and non-constrained measurements that solve the shortcomings of conventional non-invasive measurement methods.
최근들어, 새로운 비관혈적 측정 방법 중 커프를 사용하지 않는 대표적인 무구속 측정 방법으로 새롭게 연구가 진행되고 있는 것이 맥파 전달 시간(Pulse Transit Time, PTT)을 이용하는 방법이다. Recently, a new non-invasive measurement method using a pulse transit time (PTT) is newly being studied as a representative unbound measurement method without using a cuff.
맥파 전달시간은 심전도와 용적맥파를 동시에 측정하였을때 도 1a와 같이 심전도의 R 포인트로부터 용적맥파의 기시점까지의 시간을 말하는데, 맥파 전달 시간을 이용한 혈압 추정법은 혈압과 맥파 전달 시간의 반비례 관계를 이용하여 혈압을 추정하는 방법이다. 혈압이 증가하게 되면 혈관 벽이 더 높은 압력을 받게 되어 혈관의 신전성(distensibility)이 감소하게 되고 이에 따라 맥파 전달 시간이 감소하게 되며, 반대로 혈압이 감소하게 되면 혈관 벽이 받게 되는 압력이 감소하게 되어 혈관의 신전성이 증가하게 되고 이에 따라 맥파 전달 시간이 증가하게 된다. 그러나, 이러한 맥파전달시간을 이용한 혈압측정방법은 용적맥파와 심전도를 이용하므로, 심전도 측정수단과 용적맥파측정수단 등을 모두 이용해야 하며, 더군다나 심전도 측정을 하기위해서는 측정지점이 여러 곳이어서, 아주 복잡하고 불편하다.The pulse wave delivery time refers to the time from the R point of the electrocardiogram to the origin of the volumetric pulse wave when the electrocardiogram and the volume pulse wave are simultaneously measured, and the blood pressure estimation method using the pulse wave propagation time has an inverse relationship between the blood pressure and the pulse wave propagation time. It is a method of estimating blood pressure by using. Increasing blood pressure results in higher pressure on the walls of the blood vessels, thereby reducing the vessel's distensibility and thus decreasing pulse wave transit time. Conversely, decreasing blood pressure reduces the pressure on the walls of the blood vessels. As a result, the extension of blood vessels is increased, thereby increasing the pulse wave delivery time. However, the blood pressure measurement method using the pulse wave propagation time uses volumetric pulse wave and electrocardiogram, so both the electrocardiogram measuring means and the volumetric pulse wave measuring means must be used, and in order to measure the electrocardiogram, there are several measurement points. And uncomfortable.
따라서 본 발명은 종래 혈압측정 방법의 단점을 해소하기위해서, 커프를 사용하지 않으며 또한 심전도 측정 시스템을 사용하지 않는, 비관혈적이고 무구속이며 단순하고 간편한 혈압측정 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명에서는 용적맥파 만을 이용하여 혈압을 측정하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-invasive, non-constrained, simple and convenient blood pressure measuring method and apparatus that do not use a cuff and also use an electrocardiogram measuring system to solve the disadvantage of the conventional blood pressure measuring method. . Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring blood pressure using only the volumetric pulse wave.
맥파는 심장박동에 의해 대동맥 내압이 변화하여 압파가 동맥벽을 따라서 말초에 전파하는 것을 검출한 생체신호이다. 맥파의 형성은 심장과 혈관에 의해서 이루어진다. 심장박동에 의하여 대동맥 내압이 변화되면, 동맥 혈관 벽이 확장 또는 수축하는 변화가 계속적으로 발생하는데, 이때 혈관 벽을 따라서 말초에 전파되는 것을 맥파(Plethysmogram, PTG)라고 하며, 그중 측정 부위의 혈류량(혈관의 용적)의 변화를 측정하여 얻어진 맥파를 용적 맥파(volume pulse)라 한다. 용적 맥파는 심박출에 의해 형성된 초기 혈류 파형에 동맥계의 분기점과 말초 지점으로부터 반사된 반사파형이 합성되어 형성된다. 이하, 용적맥파에 대해 상세히 설명한다.Pulse wave is a biosignal that detects the change in intraaortic pressure due to the heartbeat and propagates the pressure wave peripherally along the arterial wall. The pulse wave is formed by the heart and blood vessels. When the intraaortic pressure changes due to the heartbeat, the arterial vascular wall expands or contracts continuously. In this case, the periphery of the arterial wall is called pulse wave (Plethysmogram, PTG). The pulse wave obtained by measuring the change in the volume of a blood vessel) is called a volume pulse. The volumetric pulse wave is formed by combining the reflected wave reflected from the branching point and the peripheral point of the arterial system to the initial blood flow waveform formed by the cardiac output. Hereinafter, the volumetric pulse wave will be described in detail.
심장의 좌심실에서 시작된 맥파는 도 1b에서와 같은 형태를 나타내며 이를 초기 맥파라 한다. 초기 맥파는 대동맥에서 동맥, 세동맥 등으로의 분기와 대동맥판 폐쇄 등과 같은 혈관의 불연속성 등으로 발생되어 반대방향으로 진행되는 반사파와 합성된 파형을 형성하면서 말초로 진행하게 된다. 반사파와 합성된 파형의 형태는 도 1c와 같다. 정상적인 용적 맥파의 형태와 각 지점은 도 1d를 참조하여 설명한다. 용적 맥파의 각 지점의 의미는, 도 1d에 있어서, S는 기시점(Appearance point), 즉, 맥파의 시작점으로, 좌심실이 수축하고 대동맥압이 급상승하며 혈액이 동맥으로 급속도로 방출되기 시작하는 시점이다. P는 충격파 (Percussion)의 최고점으로, 심수축에 의한 급속한 혈액 방출로 인해 용적 맥파의 크기가 증가하여 최고점에 다다른 시점이다. T는 조랑파 (Tidal wave)이라하며, 충격파(P)가 대동맥에서 동맥으로의 분기점에서 반사되어 나타나는 파형이다. C는 절흔 (Incisura)으로, 대동맥압이 좌심실 압력보다 높아져 대동맥 판이 닫히는 시점으로 수축기로부터 이완기로 전환되는 시점이다. D는 중복파(반사파)(Dicrotic)으로, 동맥의 분기점이나 말초 부위에서 반사되어 돌아온 반사파가 중복되어 나타나는 파형이다.The pulse wave originating in the left ventricle of the heart has the same shape as in FIG. 1B and is called the initial pulse wave. The initial pulse wave is generated due to the discontinuity of blood vessels such as branching from the aorta to arteries, arterioles, and the aortic valve closure, and proceeds to the periphery while forming a waveform combined with a reflected wave traveling in the opposite direction. The shape of the waveform synthesized with the reflected wave is shown in FIG. 1C. The shape of the normal volume pulse wave and each point will be described with reference to FIG. 1D. Meaning of each point of the volumetric pulse wave, in Figure 1d, S is the starting point (Appearance point), that is, the starting point of the pulse wave, the time when the left ventricle contracts, the aortic pressure rises rapidly and blood begins to be released into the artery rapidly to be. P is the peak of the Percussion, which is the point at which the volumetric pulse wave increases in size due to rapid blood release by deep contraction. T is called a tidal wave, and a shock wave (P) is a wave reflected at the branch point from the aorta to the artery. C is an incisura, which is when the aortic pressure is higher than the left ventricular pressure and the aortic valve closes, at which point it transitions from the systolic to diastolic. D is a redundant wave (dicrotic), which is a waveform in which the reflected wave returned from the branching point or the peripheral part of the artery overlaps.
본 발명에서는 혈압을 추정하기위해서, 용적맥파로부터 기시점(S)으로부터 반사파의 최고점(D)까지의 시간간격, 기시점(S)으로부터 충격파의 최고점(P)까지의 시간간격 등등의 파라메터를 사용한다. 상기 파라메타 중, 기시점으로부터 반사파의 최고점까지의 시간간격의 파라메타를 이하 설명한다.In the present invention, in order to estimate the blood pressure, parameters such as the time interval from the volume pulse wave to the highest point D of the reflected wave and the time interval from the starting point S to the highest point P of the shock wave are used. do. Among the above parameters, the parameters of the time interval from the starting point to the highest point of the reflected wave will be described below.
용적 맥파의 기시점으로부터 반사파의 최고점까지의 시간 차이를 반사파 도달 시간이라 정의한다. 도 1e는 반사파 도달 시간을 설명하기위한 설명도이다. 반사파 도달 시간은 맥파 전달 시간과 높은 상관성을 있다(r=0.70, P<0.0001). 맥파 전달 시간이 감소하게 되면 동맥의 분기점과 말초 부위에서 반사되어 되돌아오는 반사파가 심장주기 내에서 더욱 빨리 되돌아오게 되어 반사파 도달 시간이 감소하게 되고, 맥파 전달 시간이 증가하게 되면 반사파가 늦게 되돌아오게 되어 반사파 도달 시간이 증가하게 된다. 혈압이 증가하게 되면 혈관 벽에 전달되는 압력이 증가하게 되어 팽창하게 되고, 따라서 혈관 벽의 신전성은 감소하게 된다. 감소된 혈관 벽의 신전성은 맥파 전달 시간을 감소시키기 때문에 동맥의 분기점 및 말초 부위에서 발생된 반사파가 되돌아오는 시간이 짧아져 반사파 도달 시간도 감소하게 된다. 반대로 혈압이 감소하게 되면 혈관 벽에 전달되는 압력이 상대적으로 감소하게 되어 혈관 벽의 신전성은 증가하게 되고 맥파 전달 시간이 증가하게 되므로 반사파 도달 시간도 증가하게 된다. 즉, 혈압과 반사파 도달 시간은 서로 반비례 관계를 나타내게 된다.The time difference from the origin of the volume pulse wave to the highest point of the reflected wave is defined as the reflected wave arrival time. 1E is an explanatory diagram for explaining the reflection wave arrival time. The echo arrival time is highly correlated with the pulse wave propagation time (r = 0.70, P <0.0001). If the pulse wave propagation time is decreased, the reflected wave reflected at the branch and peripheral part of the artery will be returned more quickly in the cardiac cycle, and the reflected wave arrival time will be decreased. The reflected wave arrival time is increased. Increasing blood pressure increases the pressure delivered to the vessel wall, causing it to expand, thus reducing the extension of the vessel wall. Since the reduced vascular wall extends the pulse wave propagation time, the return time of the reflected waves generated at the branching points and peripheral parts of the arteries is shortened, thereby reducing the reflected wave arrival time. On the contrary, when the blood pressure decreases, the pressure delivered to the blood vessel wall is relatively decreased, thereby increasing the extension of the blood vessel wall and increasing the pulse wave propagation time. That is, the blood pressure and the reflected wave arrival time are inversely related to each other.
이와같은 이론적 배경을 통해, 본 발명은 용적맥파에서 소정의 파라메터를 검출하여 혈압을 측정하는 용적맥파만을 이용한 혈압 측정 장치 및 방법을 제공한다.Through such a theoretical background, the present invention provides an apparatus and method for measuring blood pressure using only volumetric pulse wave for measuring a blood pressure by detecting a predetermined parameter in the volume pulse wave.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래 혈압측정 방법의 단점을 해소하기위해서, 커프를 사용하지 않으며 또한 심전도 측정 시스템을 사용하지 않는, 비관혈적이고 무구속이며 단순하고 간편한 휴대용 혈압측정 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention, in order to solve the shortcomings of the conventional blood pressure measurement method, a non-invasive, non-constrained, simple and simple portable blood pressure measurement method and apparatus using no cuff and an electrocardiogram measurement system To provide.
본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 용적맥파를 검출하여 원거리 송신하고 원거리에 있는 신호처리장치로부터 혈압을 표시하는 혈압 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a blood pressure measuring apparatus and method for detecting the volume pulse wave to transmit remotely and display the blood pressure from the signal processing device in the remote.
상기한 기술적 과제를 이루기 위해, 본 발명은 다음과 같은 특징점을 구비한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention has the following features.
본 발명의 용적맥파를 이용한 혈압 측정 시스템은, 광 검출소자가 들어온 빛의 양을 감지하며 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 신호 검출부; 상기 신호검출부의 출력신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호 전처리부; 상기 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하여 전송하는 신호 변환·전송부; 상기 신호 변환·전송부의 출력신호를 수신하여 용적맥파에서의 반사파 도달 시간을 산출하는 연산처리부; 상기 신호변환·전송부 및 상기 연산처리부의 출력신호를 표시하는 표시부; 상기 신호변환·전송부 및 상기 연산처리부의 출력신호를 저장하는 저장부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Blood pressure measurement system using the volumetric pulse wave of the present invention, the signal detecting unit for detecting the amount of light entering the light detection element and converts it into an electrical signal and outputs; A signal preprocessor for amplifying an output signal of the signal detector and removing noise; A signal converter / transmitter which converts the output signal of the signal preprocessor into a digital signal and transmits it; An arithmetic processing unit which receives the output signal of the signal conversion / transmitting unit and calculates the reflected wave arrival time in the volumetric pulse wave; A display unit which displays an output signal of the signal conversion / transmission unit and the calculation processing unit; And a storage unit for storing output signals of the signal conversion and transmission unit and the calculation processing unit.
상기 신호전처리부는, 신호 검출부의 출력신호를 전압으로 변환하는 전류-전압변환기; 상기 전류-전압 변환회로의 출력을 차동 증폭하는 차동증폭기; 소정의 주파수 대역을 통과하게 하는 필터부;를 구비한다.The signal preprocessor may include a current-voltage converter converting an output signal of the signal detector into a voltage; A differential amplifier for differentially amplifying the output of the current-voltage conversion circuit; And a filter unit for passing a predetermined frequency band.
상기 신호 변환·전송부는, 상기 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기; 상기 A/D변환기에서 데이터의 샘플링이 한번 끝날 때마다 샘플링된 데이터를 연산처리부로 실시간 전송하기위한 범용 비동기화 송수신(UART)포트를 구비한다.The signal conversion / transmission section includes an A / D converter for converting an output signal of the signal preprocessing section into a digital signal; The A / D converter includes a universal asynchronous transmission / reception (UART) port for real-time transmission of the sampled data to the operation processing unit every time data sampling is completed.
상기 연산처리부는, 잡음을 제거하기 위해 디지털 필터부; 상기 디지털 필터부의 출력신호를 수신하여 소정의 파라메타를 검출하는 파라메타 검출부; 상기 파라메타 검출부의 출력신호로부터 혈압을 계산하는 혈압계산부를 구비한다.The operation processing unit may include a digital filter unit to remove noise; A parameter detector configured to receive an output signal of the digital filter unit and detect a predetermined parameter; And a blood pressure calculator for calculating blood pressure from the output signal of the parameter detector.
상기 파라메타 검출부는, 상기 디지털 필터부의 출력 신호를 수신하여 미분하는 미분부; 상기 미분부의 출력신호로부터 제1 피크(peak)와 제 2피크를 검출하는 피크 검출부; 상기 미분부의 출력신호가 0점을 지나는 지점을 검출하는 0점 검출부; 상기 0점 검출부 및 상기 피크 검출부의 출력신호로부터 소정의 파라메타를 계산하는 파라메타 계산부;를 포함한다.The parameter detector may include: a derivative unit for receiving and differentiating an output signal of the digital filter unit; A peak detector detecting a first peak and a second peak from an output signal of the derivative; A zero point detector for detecting a point at which the output signal of the derivative passes zero points; And a parameter calculator configured to calculate a predetermined parameter from an output signal of the zero point detector and the peak detector.
상기 파라메타 계산부는, 용적맥파의 기시점(S)으로부터 반사파의 최고점(D)까지의 시간간격, 기시점(S)으로부터 충격파의 최고점(P)까지의 시간간격, 용적맥파의 기시점과 충격파의 최고점을 있는 직선의 기울기(SP slop), 반사파의 최고점과 다음 용적맥파의 기시점을 있는 직선의 기울기(DS slop), 충격파의 크기를 반사파의 크기로 나눈 반사파지수(Reflection Index, RI), 충격파와 반사파 사이의 거리를 기시점간의 간격으로 나누어 한 용적 맥파의 폭에서 차지하는 비율(PD/SS ratio)을 파라메타로 하며, 상기 파라메터들 중 적어도 하나 이상의 파라메터를 계산한다.The parameter calculation unit may include a time interval from the starting point S of the volumetric pulse wave to the highest point D of the reflected wave, a time interval from the starting point S to the highest point P of the shock wave, the starting point of the volume pulse wave and the shock wave. The slope of the straight line with the highest point (SP slop), the slope of the straight line with the peak of the reflected wave and the starting point of the next volume pulse wave (DS slop), the reflection wave index divided by the magnitude of the reflected wave, and the shock wave The distance between the reflected wave and the reflected wave is divided by the interval between the starting points, and the ratio (PD / SS ratio) occupied by the width of one volume pulse wave is calculated as a parameter, and at least one of the parameters is calculated.
또한, 본 발명의 용적맥파를 이용한 혈압 측정 방법은, 광 검출소자가 들어온 빛의 양을 감지하며 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 신호 검출단계; 상기 신호검출 단계의 출력신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호 전처리단계; 상기 신호 전처리단계의 출력신호를 디지탈신호로 변환하여 전송하는 신호 변환·전송단계; 상기 신호 변환·전송단계의 출력신호를 수신하여 용적맥파의 반사파 도달 시간을 산출하는 연산처리단계; 상기 신호변환·전송단계 및 상기 연산처리단계의 출력신호를 표시하는 표시단계; 상기 신호변환·전송단계 및 상기 연산처리단계의 출력신호를 저장하는 저장단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the blood pressure measurement method using the volumetric pulse wave of the present invention, the signal detecting step of detecting the amount of light entered by the optical detection element and converts it into an electrical signal and outputs; A signal preprocessing step of amplifying the output signal of the signal detection step and removing noise; A signal conversion / transmission step of converting and outputting the output signal of the signal preprocessing step into a digital signal; An arithmetic processing step of receiving the output signal of the signal conversion / transmission step to calculate the reflected wave arrival time of the volumetric pulse wave; A display step of displaying an output signal of the signal conversion / transmission step and the calculation processing step; And a storage step of storing the output signal of the signal conversion / transmission step and the calculation processing step.
상기 연산처리단계는, 잡음을 제거하기 위해 디지털 필터링 단계; 상기 디지털 필터단계의 출력 신호를 수신하여 미분하는 미분단계; 상기 미분단계의 출력신호로부터 제1 피크(peak)와 제 2피크를 검출하는 피크 검출 단계; 상기 미분단계의 출력신호가 0점을 지나는 지점을 검출하는 0점 검출단계; 상기 0점 검출단계 및 상기 피크 검출단계의 출력신호로부터 소정의 파라메타를 계산하는 파라메타 계산단계; 상기 파라메타 검출단계의 출력신호를 이용하여 혈압을 계산하는 혈압계산단계;를 포함한다.The operation processing step may include a digital filtering step to remove noise; A derivative step of receiving and differentiating an output signal of the digital filter step; A peak detection step of detecting a first peak and a second peak from the output signal of the derivative step; A zero point detection step of detecting a point at which the output signal of the differential step passes zero point; A parameter calculation step of calculating a predetermined parameter from the output signal of the zero point detection step and the peak detection step; And a blood pressure calculation step of calculating blood pressure using the output signal of the parameter detection step.
또한, 본 발명의 용적맥파 검출장치는, 광 검출소자가 들어온 빛의 양을 감지하며 이를 전류 신호로 변환하여 출력하는 신호 검출부; 신호 검출부의 출력신호를 전압으로 변환하는 전류-전압변환기; 상기 전류-전압 변환회로의 출력을 차동 증폭하는 차동증폭기; 소정의 주파수 대역을 통과하게 하는 필터부; 상기 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기; 상기 A/D변환기에서 데이터의 샘플링이 한번 끝날 때마다 샘플링된 데이터를 연산처리부로 실시간 전송하기위한 범용 비동기화 송수신(UART)포트;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the volumetric pulse wave detection apparatus of the present invention, the signal detecting unit for detecting the amount of light entering the light detection element and converts it into a current signal and outputs; A current-voltage converter converting an output signal of the signal detector into a voltage; A differential amplifier for differentially amplifying the output of the current-voltage conversion circuit; A filter unit for passing a predetermined frequency band; An A / D converter for converting an output signal of the signal preprocessor into a digital signal; And a universal asynchronous transmission / reception (UART) port for real-time transmission of the sampled data to the arithmetic processing unit every time data sampling is completed in the A / D converter.
본 발명은, 용적맥파를 검출하는 용적맥파 검출장치; 및 용적맥파 검출장치로부터 신호를 수신받아 연산처리하여 혈압을 계산하고 표시, 저장하는 신호처리장치;를 구비하는 혈압 측정시스템에 있어서, 상기 용적맥파 검출장치와 상기 신호처리장치는 서로 분리, 결합 가능하도록 구성되어 있으며, 용적맥파 검출장치는 범용 비동기화 송수신(UART)포트를 구비하고 있어, 용적맥파 검출장치에서 용적맥파를 측정하여 휴대폰을 통하여 신호처리장치로 전송 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a volumetric pulse wave detecting apparatus for detecting volumetric pulse wave; And a signal processing device that receives a signal from the volumetric pulse wave detection device and calculates, displays, and stores the blood pressure by arithmetic processing, wherein the volumetric pulse wave detection device and the signal processing device can be separated and combined with each other. The volumetric pulse wave detection device includes a universal asynchronous transmission / reception (UART) port, and the volumetric pulse wave detection device transmits the volumetric pulse wave to a signal processing device through a mobile phone.
본 발명은 용적맥파를 검출하는 용적맥파 검출장치; 상기 용적맥파 검출장치로부터 신호를 수신받아 무선으로 송신하는 무선송신장치; 상기 무선송신장치로부터 신호를 수신받아 데이터베이스를 형성하는 서버수단; 상기 서버수단으로부터 신호를 수신하여 혈압을 표시하는 신호처리장치;를 구비하는 혈압 측정시스템에 있어서, 상기 용적맥파검출장치는, 광 검출소자가 들어온 빛의 양을 감지하며 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 신호 검출부; 상기 신호검출부의 출력신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호 전처리부; 상기 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하여 전송하는 신호 변환·전송부;를 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a volumetric pulse wave detecting apparatus for detecting volumetric pulse wave; A wireless transmitter for receiving a signal from the volumetric pulse wave detection apparatus and transmitting the signal wirelessly; Server means for receiving a signal from the wireless transmitter and forming a database; And a signal processing device for receiving a signal from the server means and displaying a blood pressure. A signal detection unit; A signal preprocessor for amplifying an output signal of the signal detector and removing noise; And a signal converter / transmitter for converting and outputting the output signal of the signal preprocessor to a digital signal.
이하 본 발명의 일 실시예에 의한 용적맥파를 이용한 혈압 측정시스템의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of a blood pressure measuring system using volumetric pulse wave according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 용적맥파를 이용한 혈압 측정시스템을 설명하기위한 개략도로서, 도 2의 혈압측정 시스템은 크게 나누어 용적맥파 검출장치(50)와 신호처리장치(350)를 구비하며, 용적맥파 검출장치(50)와 신호처리장치 (350)는 서로 분리, 결합 가능하도록 구성되어 있다. 용적맥파 검출장치(50)와 신호처리장치(350)는 서로 분리할 경우에는, 용적맥파 검출장치(350)로부터 신호를 수신받아 무선으로 송신하는 무선송신장치 및 상기 무선송신장치로부터 신호를 수신받아 데이터베이스를 형성하는 서버를 통해 용적맥파 검출장치(50)의 신호를 신호처리장치(350)로 전달하는데, 이에 대해서는 후술한다.Figure 2 is a schematic diagram for explaining a blood pressure measurement system using a volumetric pulse wave according to an embodiment of the present invention, the blood pressure measurement system of Figure 2 is largely divided into a volumetric pulse wave detection device 50 and a signal processing device 350 In addition, the volumetric pulse wave detection device 50 and the signal processing device 350 is configured to be separated from each other, can be combined. When the volumetric pulse wave detection device 50 and the signal processing device 350 are separated from each other, the wireless pulse wave detection device 350 receives a signal from the volumetric pulse wave detection device 350 and wirelessly transmits the signal, and receives the signal from the wireless transmission device. The signal of the volumetric pulse wave detection device 50 is transmitted to the signal processing device 350 through a server forming a database, which will be described later.
용적맥파 검출장치(50)는 용적맥파를 검출하는 부분으로, 신호 검출부(100), 신호 전처리부(200), 신호 변환·전송부(300)를 구비한다. The volumetric pulse wave detection apparatus 50 is a part which detects a volumetric pulse wave, and is provided with the signal detection part 100, the signal preprocessing part 200, and the signal conversion and transmission part 300. As shown in FIG.
신호 검출부(100)는 광검출소자(photodetector)가 들어온 빛의 양을 감지하며 이를 전기적 신호인 전류로 변환하여 출력하기위한 것으로, 신호검출부(100)는 광센서(110), 광센서구동부(120)으로 이루어지며, 광센서(110)의 광 검출 소자에서는 들어온 빛의 양을 감지한 후 이를 전류로 변환하여 출력하는데, 전류의 흐르는 방향이 서로 반대인 두 개의 출력(＋, －)신호를 내보낸다.The signal detector 100 detects the amount of light that the photodetector enters and converts the light into an electric signal, which is then output. The signal detector 100 includes an optical sensor 110 and an optical sensor driver 120. The photodetecting element of the optical sensor 110 detects the amount of light coming in and converts it into a current and outputs the same, and outputs two output (+,-) signals having opposite directions to each other. .
신호전처리부(200)는 신호검출부(100)의 출력신호를 증폭하고 잡음을 제거하기위한 것으로, 전류-전압 변환기(210), 증폭부(220), 필터부(230)를 구비한다. 전류-전압 변환기(210)는 신호검출부(100)의 출력신호를 전압신호로 변환한다. 증폭부(220)는 전류-전압 변환기(210)의 출력신호를 소정의 이득으로 증폭하기 위한 것으로, 이득이 100인 차동증폭기로 구성할 수 있다.The signal preprocessor 200 is for amplifying the output signal of the signal detector 100 and removing noise. The signal preprocessor 200 includes a current-voltage converter 210, an amplifier 220, and a filter 230. The current-voltage converter 210 converts the output signal of the signal detector 100 into a voltage signal. The amplifier 220 is for amplifying the output signal of the current-voltage converter 210 to a predetermined gain, and may be configured as a differential amplifier having a gain of 100.
필터부(230)는 증폭부(220)의 출력신호로부터 잡음을 제거하기위한 것으로 소정의 주파수 대역만을 통과하게 한다. 용적 맥파는 주로 낮은 주파수 대역의 성분이지만 개인에 따라서, 혹은 맥박수에 따라 용적 맥파의 기시점 부분에서 상대적으로 높은 주파수 성분이 발생할 수 있으므로, 상기 소정의 주파수 대역을 0.05Hz에서 부터 20Hz까지의 주파수 대역으로 할 수 있다. 특히, 필터부(230)는 0.05Hz이하의 신호를 차단하는 2차 고역통과 필터를 거친 후 5배 증폭하고 그다음 20Hz이상의 신호를 차단하는 2차 저역통과 필터를 통과하도록 구성할 수 있다.The filter unit 230 removes noise from the output signal of the amplifier 220 and passes only a predetermined frequency band. Although the volume pulse wave is mainly a component of a low frequency band, since a relatively high frequency component may occur in the origin portion of the volume pulse wave depending on an individual or a pulse rate, the predetermined frequency band may be selected from 0.05 Hz to 20 Hz. You can do In particular, the filter unit 230 may be configured to pass through a second high pass filter that blocks a signal of 0.05 Hz or less and then amplifies five times and then passes a second low pass filter that blocks a signal of 20 Hz or more.
신호변환·전송부(300)는 신호 전처리부(200)의 출력신호를 디지탈신호로 변환하여 신호처리장치(350)로 신호를 전송하기위한 것으로, A/D변환기(310), 신호전송부(320)를 구비한다.The signal converter / transmitter 300 converts the output signal of the signal preprocessor 200 into a digital signal and transmits the signal to the signal processor 350. The A / D converter 310 and the signal transmitter ( 320).
A/D변환기(310)는 신호 전처리부(200)의 출력신호를 디지탈신호로 변환한다.The A / D converter 310 converts the output signal of the signal preprocessor 200 into a digital signal.
신호전송부(320)는 A/D변환기(310)의 출력신호를 신호처리장치(350)의 연산처리부(400), 표시부(500), 저장부(600)로 전송한다. 특히, 신호전송부(320)는 범용 비동기화 송수신(Universal Asynchronous Receiver Transmitter(UART))포트를 구비하고 있는데, A/D변환기(310)에서 데이터의 샘플링이 한번 끝날 때마다 범용 비동기화 송수신포트를 통해 신호처리장치(350)로 실시간 전송한다. The signal transmission unit 320 transmits the output signal of the A / D converter 310 to the calculation processing unit 400, the display unit 500, and the storage unit 600 of the signal processing apparatus 350. In particular, the signal transmission unit 320 includes a Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) port. The A / D converter 310 provides a universal asynchronous transmission / reception port every time data sampling is completed. Real-time transmission to the signal processing device 350 through.
신호변환·전송부(300)는 마이크로 콘트롤러로 구성할 수 있으며, 상기 마이크로콘트롤러를 통하여 A/D 변환과 RS-232통신을 가능하게 할 수 있다. 특히, 용적맥파 검출장치(50)는 도 2의 혈압측정 시스템으로부터 용적맥파 검출장치(50)만을 따로 분리하여 휴대 가능하게 구성되어 있으며 범용 비동기화 송수신포트인 통신포트를 구비하고 있어, 평상시 용적맥파 검출장치(50)만을 휴대하고 있다가, 필요에 따라 용적맥파를 측정하여 무선송신장치를 통하여 원거리의 신호처리장치(350)로 전송하게 할 수 있다. 상기 무선송신장치는 휴대폰으로 사용할 수 있다.The signal converter / transmitter 300 may be configured as a microcontroller, and may enable A / D conversion and RS-232 communication through the microcontroller. In particular, the volumetric pulse wave detection device 50 is configured to be portable by separating only the volumetric pulse wave detection device 50 separately from the blood pressure measuring system of FIG. 2 and includes a communication port which is a general-purpose asynchronous transmission / reception port. While carrying only the detection device 50, the volume pulse wave can be measured and transmitted to the remote signal processing device 350 through the wireless transmission device as necessary. The wireless transmitter can be used as a mobile phone.
신호처리장치(350)는 용적맥파 검출장치(50)로부터 신호를 수신받아 연산처리하여 혈압을 계산하고 표시, 저장하는 부분으로, 연산처리부(400), 표시부(500), 저장부(600)를 구비한다.The signal processing apparatus 350 receives a signal from the volumetric pulse wave detection apparatus 50 and calculates, displays, and stores the blood pressure by performing arithmetic processing. The signal processing apparatus 350 includes a calculation processing unit 400, a display unit 500, and a storage unit 600. Equipped.
연산처리부(400)는 용적맥파 검출장치(50)의 신호 변환·전송부(300)의 출력신호를 수신하여 파라메타들을 산출한다. 연산처리부(400)은 디지털 필터부(410), 파라메타 검출부(420), 혈압계산부(480)를 구비한다.The calculation processing unit 400 receives the output signal of the signal conversion / transmission unit 300 of the volumetric pulse wave detection apparatus 50 and calculates parameters. The operation processor 400 includes a digital filter 410, a parameter detector 420, and a blood pressure calculator 480.
디지털 필터부(410)는 신호 변환·전송부(300)의 출력신호를 수신하여 다시 잡음을 제거한다. 이는 하드웨어에 의해 완전히 제거되지 않은 잡음을 제거하기 위해 디지털 필터 함수를 사용하는 것으로, 20Hz 이상의 신호를 차단하는 5차 저역 통과 필터와 60Hz 잡음을 차단하는 5차 대역 차단 필터를 사용할 수 있다.The digital filter unit 410 receives the output signal of the signal conversion / transmission unit 300 and removes the noise again. This uses a digital filter function to remove noise that is not completely removed by the hardware. A 5th order lowpass filter that blocks signals above 20Hz and a 5th order bandpass filter that blocks 60Hz noise can be used.
파라메타 검출부(420)는 디지털 필터부(410)의 출력신호를 수신하여 소정의 파라메타를 검출하기위한 것으로, 미분부(430), 피크 검출부(440), 0점 검출부(450), 파라메타 계산부(470), 혈압계산부(480)를 구비한다.The parameter detector 420 receives an output signal from the digital filter unit 410 and detects a predetermined parameter. The parameter detector 420, the peak detector 440, the zero point detector 450, and the parameter calculator ( 470, a blood pressure calculator 480 is provided.
미분부(430)는 디지털 필터부(410)의 출력 신호를 수신하여 1차 미분한다. 일반적으로 용적 맥파가 기선이 안정되지 않고 파형의 기복이 상대적으로 적어서 신호를 분석하기 어렵기 때문에, 본 발명에서는 용적 맥파 신호를 1차 미분하는 미분부(430)를 사용한다. 용적 맥파 신호를 1차 미분하여 얻어진 신호를 속도 맥파라 한다.The derivative unit 430 receives the output signal of the digital filter unit 410 and performs first order differentiation. In general, since the volume pulse wave is not stabilized in the base line and the waveform has a relatively small undulation, it is difficult to analyze the signal. In the present invention, the derivative part 430 that first-orders the volume pulse wave signal is used. The signal obtained by first-ordering the volumetric pulse wave signal is called velocity pulse wave.
피크 검출부(440)은 미분부(430)의 출력신호로부터 제1 피크(peak)와 제 2피크를 검출한다. 제1 피크는 미분부의 출력신호에서 소정 문턱치 값을 초과하는 영역에 존재하는 피크를 말하며, 제2 피크는 제1 피크후 검출되며 제 1피크 다음으로 크기가 큰 피크를 말한다.The peak detector 440 detects the first peak and the second peak from the output signal of the derivative 430. The first peak refers to a peak present in a region exceeding a predetermined threshold value in the output signal of the derivative portion, and the second peak is detected after the first peak and is next to the first peak.
0점 검출부(450)는 미분부(430)의 출력신호가 0점을 지나는 두 지점을 검출한다. The zero point detection unit 450 detects two points at which the output signal of the differential unit 430 passes zero points.
파라메타 계산부(470)는 미분부(430)의 출력신호, 0점 검출부(450)의 출력신호, 피크 검출부(440)의 출력신호를 이용하여 파라메타들을 계산한다. 파라메타 계산부(470)는 용적맥파의 기시점(S), 충격파의 최고점(P), 조랑파(T), 절흔 (C), 반사파의 최고점(D)을 검출하고(도 1d), 본 발명에서 사용되는 파라메타인, 용적맥파의 기시점(S)으로부터 반사파의 최고점(D)까지의 시간간격, 기시점(S)으로부터 충격파의 최고점(P)까지의 시간간격, 용적맥파의 기시점과 충격파의 최고점을 있는 직선의 기울기(SP slop), 반사파의 최고점과 다음 용적맥파의 기시점을 있는 직선의 기울기(DS slop), 충격파의 크기를 반사파의 크기로 나눈 반사파지수(Reflection Index, RI), 충격파와 반사파 사이의 거리를 기시점간의 간격으로 나누어 한 용적 맥파의 폭에서 차지하는 비율(PD/SS ratio) 등을 구한다. 경우에 따라서는 소정 갯수의 비트(beat)에서 각각의 소정의 파라메타를 계산한 후, 그 평균값을 취하여 사용할 수도 있다.The parameter calculator 470 calculates parameters by using the output signal of the derivative unit 430, the output signal of the zero point detection unit 450, and the output signal of the peak detection unit 440. The parameter calculation unit 470 detects the starting point S of the volume pulse wave, the highest point P of the shock wave, the squirrel wave T, the scare C, and the highest point D of the reflected wave (FIG. 1D). The parameters used in, the time interval from the starting point (S) of the volume pulse wave to the highest point (D) of the reflected wave, the time interval from the starting point (S) to the highest point (P) of the shock wave, the starting point and the shock wave of the volume pulse wave. The slope of the straight line with the highest peak (SP slop), the slope of the straight line with the peak of the reflected wave and the origin of the next volume pulse wave (DS slop), the reflection wave index divided by the magnitude of the reflected wave (Reflection Index, RI), The distance between the shock wave and the reflected wave is divided by the interval between the starting points, and the ratio (PD / SS ratio) to the width of the volume pulse wave is obtained. In some cases, each predetermined parameter may be calculated from a predetermined number of beats, and then the average value may be taken and used.
혈압계산부(480)는 상기 파라메타들과 회귀방정식에 따라 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 구한다. 상기 회귀방정식은 초기설정단계에서 구해진다.The blood pressure calculator 480 calculates diastolic blood pressure and systolic blood pressure according to the parameters and the regression equation. The regression equation is obtained in the initial setting step.
표시부(500)은 신호변환부(300) 및 연산처리부(400)의 출력신호를 표시한다. 표시부(500)에서 표시한 데이터의 일예는 도 3과 같다. 도 3은 도 2의 혈압 측정시스템을 이용하여 실제로 용적맥파를 검출한 일예로서, 도 3은 신호변환부(300)으로부터 수신된 데이터인 원 신호를 그래프로 실시간 디스플레이를 하며, 이 원신호를 미분한 신호도 디스플레이 하고 있다. 이로써 측정된 데이터의 상태를 점검할 수 있도록 하였으며, 동시에 측정된 수축기 혈압 값과 이완기 혈압 값, 측정대상의 이름, 나이 등의 데이터를 입력받아 디스플레이하며, 이때 이 데이터들은 텍스트 형식의 파일로 저장부(600)에 저장된다. The display unit 500 displays the output signals of the signal converter 300 and the calculation processor 400. An example of data displayed by the display unit 500 is illustrated in FIG. 3. 3 is an example in which the volumetric pulse wave is actually detected using the blood pressure measuring system of FIG. 2, and FIG. 3 shows a real-time display of a raw signal, which is data received from the signal converter 300, in a graph, and differentiates the original signal. It also displays a signal. In this way, the status of the measured data can be checked. At the same time, the measured systolic blood pressure value, diastolic blood pressure value, the name of the subject and the age of the measured data are input and displayed, and the data are stored in a text file. Stored at 600.
저장부(600)은 신호변환부(300) 및 연산처리부(400)의 출력신호를 저장한다. 신호변환부(300)으로부터 수신된 데이터인 원 신호를 저장하며, 동시에 측정된 수축기 혈압 값과 이완기 혈압 값, 측정대상의 이름, 나이 등을 입력받아 텍스트 형식의 파일로 저장한다.The storage unit 600 stores the output signals of the signal converter 300 and the calculation processor 400. It stores the original signal, which is the data received from the signal conversion unit 300, and receives the measured systolic blood pressure value and the diastolic blood pressure value, the name of the measurement object, the age, and the like, and stores them in a text file.
이렇게하여, 본 발명에 의한 용적 맥파의 각 지점을 검출한 예가 도6이다. 도 6는 선택된 구간에서 검출된 다섯 비트(beat)에서, 용적맥파의 기시점(S), 충격파의 최고점(P), 반사파의 최고점(D)을 각각 검출하여 그 지점을 디스플레이 하도록 한 것이다.Thus, Fig. 6 shows an example of detecting each point of the volume pulse wave according to the present invention. 6 is to detect the starting point (S) of the volume pulse wave, the highest point (P) of the shock wave, and the highest point (D) of the reflected wave in each of the five beats (beat) detected in the selected section to display the point.
다음은, 본 발명의 초기 설정에 대해서 설명한다. 혈압계산부(480)는 파라메타를 회귀방정식에 대입하여 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 구하는데, 회귀방정식은 각 사용자별로 본 발명의 혈압측정장치의 초기 설정단계에서 결정된다. 본 도면에는 특별히 도시하지 않았지만, 본 발명은 초기 설정부를 구비하여 초기설정을 행하는데, 초기설정단계에서는 측정 대상의 혈압과 파라메타들을 동시에 측정하며, 이러한 측정을 수 차례 반복하여, 다양한 범위의 혈압과 파라메타의 데이터를 획득하고, 이 데이터를 회귀 분석을 통해 혈압과 파라메타의 회귀 방정식을 구한다. 예를 들어, 초기설정 단계에서 측정 대상의 혈압과 반사파 도달시간을 동시에 측정하며, 이러한 측정을 수 차례 반복하여 측정하고, 이렇게하여 얻어진 혈압과 그에 해당하는 반사파 도달 시간의 데이터를 회귀 분석을 통해 혈압과 반사파 도달 시간의 회귀 방정식을 구한다. 본 발명에서 반사파 도달 시간 만을 파라메타로 했을 경우, 수축기혈압의 회귀방정식 일예는 수학식 1과 같다.Next, the initial setting of this invention is demonstrated. The blood pressure calculator 480 obtains diastolic blood pressure and systolic blood pressure by substituting the parameters into the regression equation. The regression equation is determined at the initial setting stage of the blood pressure measuring device of the present invention for each user. Although not particularly shown in the drawing, the present invention includes an initial setting unit, and performs initial setting. In the initial setting step, the blood pressure and the parameters of the measurement target are simultaneously measured. The data of the parameters are acquired, and the regression analysis is used to obtain the regression equation of the blood pressure and the parameters. For example, in the initial setting step, the blood pressure of the measurement target and the reflected wave arrival time are simultaneously measured, and these measurements are repeatedly measured several times. Find the regression equation of the return time and the reflected wave. In the present invention, when only the reflected wave arrival time is a parameter, an example of a regression equation of systolic blood pressure is shown in Equation (1).
단, ΔTDVP는 반사파 도달시간이며, A, B는 초기 설정단계에서 결정된다. 대부분의 측정자에서 A는 150에서 400사이의 양의 정수이며, B는 0.1에서 0.5사이의 양의 정수이었다.However, ΔT DVP is the reflected wave arrival time, and A and B are determined at the initial setting stage. For most measurers, A was a positive integer between 150 and 400, and B was a positive integer between 0.1 and 0.5.
본 발명에서 반사파 도달 시간 만을 파라메타로 했을 경우, 이완기혈압의 회귀방정식 일예는 수학식 2와 같다.In the present invention, when only the reflection wave arrival time is a parameter, an example of a regression equation of diastolic blood pressure is shown in Equation 2.
단, ΔTDVP는 반사파 도달시간이며, C, D는 초기 설정단계에서 결정된다. 대부분의 측정자에서 C는 80에서 200사이의 양의 정수이며, D는 0.01에서 0.3사이의 양의 정수이다.However, ΔT DVP is the reflected wave arrival time, and C and D are determined at the initial setting stage. For most measurers, C is a positive integer between 80 and 200, and D is a positive integer between 0.01 and 0.3.
본 발명의 용적맥파 검출장치(50)와 신호처리장치(350)는 서로 분리, 결합 가능하며, 용적맥파 검출장치(50)와 신호처리장치(350)를 분리할 경우에는, 용적맥파 검출장치(50)만을 휴대하여 용적맥파를 검출하여 휴대폰등의 무선송신장치를 통해 원거리의 신호처리장치(350)으로 전송하여 혈압등을 표시하게 한다. 용적맥파 검출장치(50)는 도면에는 특별히 도시하고 있지 않지만, 연산처리부의 일부분을 포함할 수 있다. 도 5는 무선송수신하는 본 발명의 일 실시예에 의한 혈압 측정시스템을 설명하기위한 개념도로서, 용적맥파 검출장치(50), 무선송신장치(330), 서버수단(340), 신호처리장치(350)로 이루어진다. 무선송신장치(330)은 용적맥파 검출장치(50)로부터 검출된 용적맥파 신호를 수신받아 무선으로 송신한다. 서버수단(340)은 무선송신장치(330)로부터 신호를 수신받아 데이터베이스를 형성하며 이를 신호처리장치로 전송하여 혈압을 표시하게 한다.The volumetric pulse wave detection device 50 and the signal processing device 350 of the present invention can be separated and combined with each other, and when the volumetric pulse wave detection device 50 and the signal processing device 350 are separated, the volumetric pulse wave detection device ( 50) by carrying only the volumetric pulse wave is detected and transmitted to a remote signal processing device 350 through a wireless transmission device such as a mobile phone to display the blood pressure. Although not particularly shown in the figure, the volumetric pulse wave detection apparatus 50 may include a part of the calculation processing unit. 5 is a conceptual diagram for explaining a blood pressure measuring system according to an embodiment of the present invention for wireless transmission and reception, the volumetric pulse wave detection device 50, the wireless transmission device 330, the server means 340, the signal processing device 350 ) The wireless transmitter 330 receives the volumetric pulse wave signal detected from the volumetric pulse wave detection apparatus 50 and transmits it wirelessly. The server means 340 receives the signal from the wireless transmission device 330 to form a database and transmits it to the signal processing device to display the blood pressure.
이와같이, 본 발명은 용적맥파를 검출하여 원거리 송신하고 원거리에 있는 신호처리장치로부터 혈압을 표시하는 혈압 측정 장치 및 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 커프를 사용하지 않으며 또한 심전도 측정 시스템을 사용하지 않는, 비관혈적이고 무구속이며 단순하고 간편한 휴대용 혈압측정 방법 및 그 장치를 제공한다. 또한, 본 발명의 혈압 측정장치는 용적맥파 검출장치와 신호처리장치로 이루어져 있는데, 평상시 용적맥파 검출장치만을 휴대하며 필요에 따라 용적맥파를 측정하여 휴대폰을 통하여 신호처리장치로 전송가능하다.As described above, the present invention provides a blood pressure measuring apparatus and method for detecting and transmitting a volume pulse wave remotely and displaying blood pressure from a signal processing device at a long distance. The present invention also provides a non-invasive, non-constrained, simple and convenient portable blood pressure measuring method and apparatus, which do not use a cuff and do not use an electrocardiogram measuring system. In addition, the blood pressure measuring apparatus of the present invention is composed of a volumetric pulse wave detection device and a signal processing device, usually carrying only the volumetric pulse wave detection device and measuring the volumetric pulse wave as necessary, and can be transmitted to the signal processing device through a mobile phone.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용적맥파를 이용한 혈압 측정장치 및 방법은 커프를 사용하는 오실로메트릭 측정법에 비해, 불편함이 적고 간편하고 측정이 용이하다는 장점이 있다. 또한 본 발명의 혈압측정장치 및 방법은 맥파 전달 시간을 이용한 혈압측정방법과 마찬가지로 비관혈적인 무구속 측정 방법이면서, 용적 맥파만을 이용하여 측정이 가능하기 때문에, 심전도와 용적 맥파를 이용하는 맥파 전달 시간의 측정에 비해 단순하고 간편하다. 본 발명의 혈압 측정장치는 용적맥파 검출장치와 신호처리장치로 이루어지며, 용적맥파 검출장치와 신호처리장치는 서로 분리, 결합 가능하도록 구성되어 있고, 용적맥파 검출장치는 범용 비동기화 송수신포트를 구비하고 있어서, 평상시 용적맥파 검출장치만을 휴대하며 필요에 따라 용적맥파 검출장치에서 용적맥파를 측정하여 휴대폰등의 무선송신장치를 통하여 원거리의 신호처리장치로 전송하여 혈압등을 표시할 수 있다. As described above, the blood pressure measuring apparatus and method using the volumetric pulse wave according to the present invention has an advantage of less discomfort, simplicity, and ease of measurement, compared to an oscillometric measuring method using a cuff. In addition, the blood pressure measuring apparatus and method of the present invention is a non-invasive non-constrained measuring method similar to the blood pressure measuring method using the pulse wave delivery time, and can be measured using only the volume pulse wave. Simple and simple compared to the measurement. Blood pressure measuring device of the present invention comprises a volumetric pulse wave detection device and a signal processing device, the volumetric pulse wave detection device and the signal processing device is configured to be separated, combined with each other, the volumetric pulse wave detection device has a general-purpose asynchronous transmission and reception port In this case, only the volumetric pulse wave detection device is normally carried, and if necessary, the volumetric pulse wave measurement device measures the volumetric pulse wave and transmits it to a remote signal processing device through a wireless transmission device such as a mobile phone to display blood pressure.
도 1a는 맥파전달시간 설명도이다.1A is an explanatory diagram of pulse wave propagation time.
도 1b는 초기 맥파의 일예이다.1B is an example of an initial pulse wave.
도 1c는 초기 맥파와 반사파가 합성된 용적맥파의 일예이다.1C is an example of the volumetric pulse wave in which the initial pulse wave and the reflected wave are synthesized.
도 1d는 용적 맥파의 각 지점의 설명도이다.1D is an explanatory diagram of each point of the volume pulse wave.
도 1e는 용적 맥파에서의 반사파 도달 시간 설명도이다.1E is an explanatory diagram of a reflection wave arrival time in a volume pulse wave.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 용적맥파를 이용한 혈압 측정시스템을 설명하기위한 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram for explaining a blood pressure measurement system using the volume pulse wave according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 혈압 측정시스템을 이용하여 용적맥파를 검출한 일예이다.3 is an example of detecting the volumetric pulse wave using the blood pressure measuring system of FIG. 2.
도 4는 본 발명에 의한 용적 맥파의 각 지점을 검출한 예이다.4 is an example of detecting each point of the volume pulse wave according to the present invention.
도 5는 무선송수신하는 본 발명의 일 실시예에 의한 혈압 측정시스템을 설명하기위한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating a blood pressure measuring system according to an embodiment of the present invention for wireless transmission and reception.
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